CN119907357A

CN119907357A - 背接触光伏电池及其制备方法

Info

Publication number: CN119907357A
Application number: CN202510058515.5A
Authority: CN
Inventors: 唐清; 吕恒基; 顾嘉昊; 李鹏; 罗飞; 王瑞齐; 李二磊; 李云朋; 叶枫; 方亮; 徐希翔
Original assignee: Longi Green Energy Technology Co Ltd
Current assignee: Longi Green Energy Technology Co Ltd
Priority date: 2024-06-14
Filing date: 2024-06-14
Publication date: 2025-04-29
Also published as: CN118712243A; CN118712243B

Abstract

本申请公开了一种背接触光伏电池及其制备方法，背接触光伏电池，包括硅衬底，硅衬底的背面依次交替设置有多个第一区域和多个第二区域，各第一区域设置有第一半导体层，各第二区域设置有第二半导体层；第一半导体层连接第一透明电极图案，第二半导体层连接第二透明电极图案，第一透明电极图案和第二透明电极图案之间通过第一间隙相互隔离；第一透明电极图案靠近第一间隙的边缘，在沿垂直于第一区域向第二区域延伸的方向，第一透明电极图案的边缘的形状为波浪形；和/或；第二透明电极图案靠近第一间隙的边缘，在沿垂直于第一区域向第二区域延伸的方向，第二透明电极图案的边缘的形状为波浪形。本申请方案可以提升背接触光伏电池的转换效率。

Description

背接触光伏电池及其制备方法

本申请为分案申请，母案的申请日：2024年6月14日，申请号：2024107723062，发明创造名称为：背接触光伏电池及其制备方法。

技术领域

本发明一般涉及光伏技术领域，具体涉及一种背接触光伏电池及其制备方法。

背景技术

背接触光伏电池技术(Interdigitated Back Contact；IBC)是将电池的正面电极移到背面，正面不设置栅线，消除了栅线对光线的遮挡，因此，背接触光伏电池具有较高的转换效率，目前，一般光电转换效率可以达到25％以上。

但是，现有技术中，背接触光伏电池的P区和N区之间通常存在漏电流的问题,而为了解决漏电流问题，研发技术人员会增设复杂的隔离结构，这样额外产生了更多的工艺步骤，导致电池的制造成本增加，因此如何寻找一种既能减小漏电流，提高电池的光电转换效率，又能简化电池制造工艺的背接触光伏电池成为光伏行业亟待解决的一大难题。

发明内容

本申请提供一种背接触光伏电池，通过兼顾结构优化和减小漏电电流，提高背接触光伏电池的转换效率。

在本发明的一个方面，提供一种背接触光伏电池，包括硅衬底，所述硅衬底具有正面和背面，所述背面依次交替设置有多个第一区域和多个第二区域，各所述第一区域设置有第一半导体层，各所述第二区域设置有第二半导体层；

所述第一半导体层连接第一透明电极图案，所述第二半导体层连接第二透明电极图案，所述第一透明电极图案和所述第二透明电极图案之间通过第一间隙相互隔离；

所述第一透明电极图案靠近所述第一间隙的边缘，在沿垂直于所述第一区域向所述第二区域延伸的方向，所述第一透明电极图案的边缘的形状为波浪形；和/或；

所述第二透明电极图案靠近所述第一间隙的边缘，在沿垂直于所述第一区域向所述第二区域延伸的方向，所述第二透明电极图案的边缘的形状为波浪形。

本申请方案，通过同一透明电极薄膜进行图案化，可以获得相互隔离的第一透明电极图案和第二透明电极图案，也即，第一透明电极图案和第二透明电极图案之间的透明电极材料可以被完全去除，避免因透明电极材料去除不彻底而造成的第一透明电极图案和第二透明电极图案之间绝缘效果差，使得漏电流较大的问题发生；由于背接触光伏电池的转换效率与漏电流的大小负相关，随着漏电流的降低，本发明方案的背接触光伏电池的转换效率可以得以提升。另外，本申请方案在图案化形成第一透明电极图案和第二透明电极图案中，第一透明电极图案靠近第一间隙的边缘，在沿垂直于第一区域向所述第二区域延伸的方向，第一透明电极图案的边缘的形状为波浪形；和/或；第二透明电极图案靠近第一间隙的边缘，在沿垂直于第一区域向第二区域延伸的方向，第二透明电极图案的边缘的形状为波浪形，这种结构的设置有利于电池与透明电极图案的应力释放，避免透明电极图案边缘在形成的过程中因为应力过大导致的崩边，脱落等问题，同时使得第一透明电极图案为一个整体，利于收集的电流在第一透明电极图案上进行横向传输，同样第二透明电极图案也为一个整体，利于收集的电流在第二透明电极图案上横向传输。

可选的，所述第二半导体层于所述第二区域向所述第一区域延伸，并顺次包括爬升部和覆盖部，所述覆盖部覆盖部分所述第一半导体层，形成裸露的第一半导体区域和被覆盖的第一半导体区域；

所述第二区域正投影上方的所述第二半导体层上设置有第二透明电极图案；

所述裸露的第一半导体区域整层上，和沿垂直于所述第一区域向所述第二区域延伸的方向的部分所述覆盖部设置第一透明电极图案；或，

所述裸露的第一半导体区域的部分和所述覆盖部的部分设置第一透明电极图案。

可选的，当所述第二区域正投影上方的部分所述第二半导体层上设置有第二透明电极图案时，在所述背接触光伏电池的横截面上，所述第二透明电极图案的边缘与所述爬升部之间形成第二间隙；优选的，所述第二间隙的宽度为10μm-80μm，优选为20-50μm。

上述方案第二透明电极图案的边缘与爬升部之间形成第二间隙，第一方面是能够实现较好的物理隔离，防止漏电流的产生，第二方面是，第二电极图案与爬升部之间的间隙是空出硅衬底在此处形变位置，避免由于此处形变较大，第二透明电极图案在较大的形变位置发生剥离。另外，根据此处的形变量，适当控制此处的第二间隙的宽度，在这个区间内效果最佳。

可选的，所述第一透明电极图案边缘距离所述爬升部之间形成第三间隙，优选的，所述第三间隙的宽度为40μm-80μm，优选为40μm-60μm。

上述方案第一透明电极图案的边缘与爬升部之间形成第三间隙，第一方面是能够实现较好的物理隔离，防止漏电流的产生，第二方面是，第一电极图案与爬升部之间的间隙是空出硅衬底在此处形变位置，避免由于此处形变较大，第一透明电极图案在较大的形变位置发生剥离。另外，根据此处的形变量，适当控制此处的第三间隙的宽度，在这个区间内效果最佳。

可选的，所述覆盖部的宽度与所述第三间隙的宽度比值在1.3-2之间。

上述覆盖部的宽度与所述第三间隙的宽度比值在1.3倍时达到最大的第三间隙的比例，此时利用刻蚀膏或是激光刻蚀，保留下来的覆盖部上的透明导电层属于满足工艺窗口要求的部分，此部分保留在覆盖部上，能够避免第一半导体裸露区域的有效发电面积上的透明导电层被损伤，同时在一定的覆盖部和第三间隙的宽度下，减小覆盖部的宽度，减小第一半导体层在覆盖部下的空穴或电子的传输路径，减少体复合，提高发电效率。

可选的，所述爬升部相较于所述硅衬底的背面倾斜设置，优选的，所述爬升部相较于所述硅衬底的背面的倾斜角度为5°-80°，优选为30°-70°。

通过上述设置方案，在所述硅衬底的背面倾斜设置，提升了本征非晶硅在此处沉积的均匀性，提升了对半导体基底的钝化效果；同时由于沉积的本征非晶硅层均匀性较好，表面形貌保型性更好，利于掺杂非晶硅层的沉积制备，形成电性能较好的掺杂非晶硅层，从而也提升了电池的转换效率。

可选的，相邻所述第一半导体层与所述硅衬底围成第一凹槽，所述第二区域为所述凹槽区域，所述凹槽区域的底部绒面低谷部分具有TCO孤岛，所述TCO孤岛远离爬升部并与爬升部隔离。

通过上述设置方案，将第二区域的凹槽底部绒面的的低谷部分设置TCO孤岛，一方面TCO孤岛不与第二透明电极图案电连接，保证隔离效果防止漏电，另一方面，TCO孤岛填充了绒面的低谷，使得电池背面的表面更平整，提高背面的反射率，从而增加光电转换效果。

可选的，所述第一透明电极图案靠近所述第一间隙的一侧具有厚度减薄区，所述厚度减薄区的宽度为10μm-50μm，所述厚度减薄区靠近所述第一间隙的边缘的厚度为45nm-65nm。

可选的，所述第一半导体层包括设置于所述硅衬底上的隧穿层，所述隧穿层背离所述硅衬底的一侧设置N型掺杂的多晶硅层；

所述第二半导体层包括本征非晶硅层，所述本征非晶硅层背离所述硅衬底的一侧设置P型掺杂的微晶硅层。

通过设置上述方案，一方面通过隧穿层和N型掺杂的多晶硅层的设置，提高的第一半导体层的导电性能，多晶硅的导电性能更强；另一方面，通过设置本征非晶硅层和掺杂微晶硅层，可以采用低温工艺降低工艺的复杂程度，同时低温过程不会影响前一步骤中的隧穿层和N型掺杂的多晶硅层的性能，避免二次高温带来的掺杂元素的杂质扩散影响，第三，通过本征非晶硅层向第一半导体层上延伸形成覆盖部，进一步钝化N型掺杂的多晶硅层的表面，减少复合，同时设置P型掺杂的微晶硅层，在本征非晶硅层上，由于有本征非晶硅层的隔离和钝化效应，以及低温的P型掺杂的微晶硅层自身的导电性避免了P和N型半导体层之间的电流击穿短路漏电。

在本发明的另一个方面，提供一种背接触光伏电池的制备方法，包括以下步骤：

提供电池前驱体，所述电池前驱体包括硅衬底，所述硅衬底的背面依次交替设置有多个第一区域和多个第二区域，各所述第一区域设置有第一半导体层，各所述第二区域设置有第二半导体层；

在所述电池前驱体的背面形成透明电极薄膜；

在所述透明电极薄膜上，对所述第一区域与所述第二区域交界处进行刻蚀，以将所述透明电极薄膜刻蚀形成与所述第一半导体层连接的第一透明电极图案和与所述第二半导体层连接的第二透明电极图案，所述第一透明电极图案和所述第二透明电极图案之间通过第一间隙相互隔离；所述第一透明电极图案靠近所述第一间隙的边缘，在沿垂直于所述第一区域向所述第二区域延伸的方向，所述第一透明电极图案的边缘的形状为波浪形；和/或；所述第二透明电极图案靠近所述第一间隙的边缘，在沿垂直于所述第一区域向所述第二区域延伸的方向，所述第二透明电极图案的边缘的形状为波浪形。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例提供的背接触光伏电池的后视图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为本发明另一实施例提供的背接触光伏电池的后视图；

图4为本发明另一实施例提供的背接触光伏电池的后视图

图5为图4的C-C剖视图；

图6为图4的E-E剖视图；

图7为本发明另一实施例提供的背接触光伏电池的后视图；

图8为本发明另一实施例提供的背接触光伏电池的后视图；

图9为本发明另一实施例提供的背接触光伏电池的后视图；

图10为本发明另一实施例提供的背接触光伏电池的对应于图1中A-A位置的剖视图；

图11为本发明另一实施例提供的背接触光伏电池的后视图；

图12-图21为本发明实施例提供的对应于图11中F-F剖视位置的制备过程结构示意图；

图22为本发明另一实施例提供的背接触光伏电池的对应于图11中F-F位置的剖视图。

附图标记说明：

N型硅衬底1，第一透明电极图案11，透明导电薄膜101，隧穿层2，第二透明电极图案21，N型掺杂的多晶硅层3，本征非晶硅层4，P型微晶硅层5，减反射层6，氢化氮化硅层7，刻蚀膏8，第一区域Q1，第二区域Q2，电极D，爬升部P，覆盖部G，开膜区L，第一间隙W1，第二间隙W2，第三间隙W3，部分位置J1、J2、J3，边缘B1、B2，中部区域C1、C2，第一厚度减薄区S1，第二厚度减薄区S2，宽度W4，厚度T1，最大减薄量T2。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

本发明实施例中若有涉及的“构图工艺”包括沉积膜层、涂覆光刻胶、掩模曝光、显影、刻蚀、剥离光刻胶等处理，是相关技术中成熟的制备工艺。本实施例中所说的“光刻工艺”包括涂覆膜层、掩模曝光和显影，是相关技术中成熟的制备工艺。沉积可采用溅射、蒸镀、化学气相沉积等已知工艺，涂覆可采用已知的涂覆工艺，刻蚀可采用已知的方法，生长外延也采用已知的方法，在此不做具体的限定。

在本实施例的描述中，需要理解的是，“薄膜”是指将某一种材料在基底上利用沉积、涂覆或生长工艺制作出的一层薄膜。若在整个制作过程当中该“薄膜”无需构图工艺或光刻工艺，则该“薄膜”还可以称为“层”。若在整个制作过程当中该“薄膜”还需构图工艺或光刻工艺，则在构图工艺前称为“薄膜”，构图工艺后称为“层”。经过构图工艺或光刻工艺后的“层”中包含至少一个“图案”。例如但不限于，本文中所指的薄膜的厚度可以在100μm以下。

在太阳能电池的相关技术中，选择性钝化接触技术将金属与半导体分开，避免了金属与半导体直接接触引起的严重复合，同时这种选择性钝化接触结构对特定载流子的通过具有明显的选择性，一种载流子可以有效的通过而对另一种载流子具有屏蔽作用，避免了两种载流子在电极收集区的复合，从而有效提高了太阳能电池器件的光电转换效率。这种选择性钝化接触结构在太阳能技术中应用的典型代表为隧穿氧化层钝化接触太阳能电池(Tunnel Oxide Passivated Contact；TOPCon)和异质结太阳能电池(Hetero-Junctionwith Intrinsic Thin-layer；HIT)。这两种电池结构都是双面电极结构，共同面临的效率瓶颈是正面金属引起的遮光无法避免。对于TOPCon结构，正面仍然是金属与硅基的直接接触，除遮光外金属复合严重的问题依然存在；而对于HIT结构，虽然正面金属复合得到有效的抑制，但是非晶硅/ITO层对入射光的寄生吸收，造成短路电流密度的严重损失。

为降低正面电极的遮光影响，叉指背接触光伏电池技术(Interdigitated BackContact；IBC)随之产生，IBC是将电池的正面电极移到背面，从而避免了正面电极的遮光和复合，有效提升了电池的转换效率。而将IBC技术与TOPCon或者HJT技术融合的TBC(Tunneloxide Back Contact)或者HBC(Hetero-Junction Back Contact)技术进一步减少了IBC背面金属的复合。2017年Kaneka宣布了高达26.7％的HBC电池转换效率，显示了这种结构强大的效率优势。

传统的HBC电池结构的背面n区和p区分别采用本征非晶硅与N型掺杂的非晶硅叠层结构(简称为i/n a-Si:H)和本征非晶硅与P型掺杂的非晶硅叠层结构(简称为i/p a-Si:H)形成叉指图形，在制造过程中激光对n和p区的损伤需要严格控制，特别是对n区，激光的工艺窗口窄，增加了工艺难度。HBC电池在制造流程方面还存在如下缺点：大量使用掩膜和去掩膜技术形成图案化，比如半导体领域常用的光刻技术，生产成本高，制程控制难度大；设备固定投资方面，沉积非晶硅薄膜的CVD设备成本高昂，产能低。这些方面制约了HBC电池的效率提升和成本降低，限制了它的产业化应用。

由于TOPCon电池工艺已成熟，吸收了TOPCon电池关键技术工艺的TBC电池，成为了性价比最高的IBC电池工艺路线。SunPower和国内尝试量产IBC电池的企业，纷纷向该技术路线转型在IBC电池结构的基础上，TBC将IBC背面n区和p区结构由磷扩散、硼扩散掺杂基体硅替换成了SiOx/n+poly Si和SiOx/p+poly Si结构，这种结构解决了n和p区严重的金属复合，另外这种隧穿氧化层钝化接触结构也有效的抑制了传统IBC结构中杂质在基体直接掺杂造成的严重俄歇复合问题。但是TBC电池存在以下缺点：制备工艺路线长，p poly和npoly两个高温制备导致硅片同心圆严重，其中p poly钝化在10fa，npoly可以做到4fa；背面的交指状结构做完后一般需要通过激光刻蚀的方式，进行P区透明电极图案和N区透明电极图案的隔离，而激光刻蚀区域的透明电极材料去除不理想，导致P区透明电极图案和N区透明电极图案之间绝缘效果差，使得漏电流较大，影响背接触异质结太阳能电池的转换效率。

为此，本发明方案采用通过第一间隙相互隔离的透明电极图案，以及透明电极图案边缘厚度小于中部区域厚度的方案，以兼顾结构优化和减小漏电电流，提高背接触光伏电池的转换效率，详见以下描述。

第一方面，参照图1、图2所示，本发明提供一种背接触光伏电池，包括硅衬底，所述硅衬底的背面依次交替设置有多个第一区域Q1和多个第二区域Q2，各所述第一区域Q1设置有第一半导体层。

所述第一区域Q1设置有与所述第一半导体层连接的第一透明电极图案11，所述第二区域Q2设置有与所述第二半导体层连接的第二透明电极图案21，所述第一透明电极图案11和所述第二透明电极图案21之间通过第一间隙W1相互隔离；在所述第一透明电极图案11靠近所述第一间隙W1的边缘的厚度小于所述第一透明电极图案11中部区域C1的厚度；所述第二透明电极图案21靠近第一间隙W1的边缘的厚度小于所述第二透明电极图案21中部区域C2的厚度。

当然，在其他示例中，还可以是只有所述第一透明电极图案11靠近所述第一间隙W1的边缘的厚度小于所述第一透明电极图案11中部区域C1的厚度；或者，所述第二透明电极图案21靠近第一间隙W1的边缘的厚度小于所述第二透明电极图案21中部区域C2的厚度。

可选的，第一间隙W1的宽度(X轴方向的尺寸,也为横向)为60μm-120μm，例如但不限于为60μm、65μm、70μm、72μm、76μm、80μm、83μm、90μm、97μm、100μm、105μm、110μm、120μm等。

例如但不限于，硅衬底采用N型硅衬底1，N型硅衬底1具有较长的少子扩散长度，可以使光生少子在到达背结区前不被复合掉，并被背结区电场分离而形成电流。

第一透明电极图案11、第二透明电极图案21的材料可以为透明导电氧化物(Transparent Conductive Oxides；TCO)。TCO包括：氧化铟锡(Indium Tin Oxide；ITO)、氧化锌(Zinc Oxide；ZnO)、氧化镉锡(Cadmium Tin Oxide；CTO)、氧化铝锌(Aluminum ZincOxide；AZO)、氧化铟锌(Indium Zinc Oxide；IZO)、氧化钛(Titanium Dioxide；TiO₂)、掺氢氧化铟(Indium Hydroxide Doped；In(OH)₃)、氧化铟钨(Indium Tungsten Oxide；IWO)等。该示例中，第一透明电极图案11、第二透明电极图案21的材料采用ITO。

该方案中，第一半导体层材料包括多晶硅，第二半导体层材料包括微晶硅。

可以对该多晶硅进行N型掺杂，形成N型掺杂层；对微晶硅进行P型掺杂，形成P型掺杂层。

其中，第一透明电极图案11与第一半导体层连接可以是，ITO材料的第一透明电极图案11直接设置在多晶硅材料的N型掺杂层上，可以根据具体情况，尽量提高第一透明电极图案11与多晶硅材料的N型掺杂层的接触面积，以扩大收集电流的区域；另外，由于多晶硅表面具有较多缺陷，容易发生表面复合，通过在多晶硅材料的N型掺杂层的表面设置第一透明电极图案11，第一透明电极图案11可以阻挡或减少多晶硅材料的N型掺杂层的表面缺陷的复合中心，减少多晶硅材料的N型掺杂层表面的复合，利于提高背接触光伏电池的转换效率。

本申请方案，通过同一透明电极薄膜进行图案化，可以获得相互隔离的第一透明电极图案11和第二透明电极图案21，也即，第一透明电极图案11和第二透明电极图案21之间的透明电极材料可以被完全去除，避免因透明电极材料去除不彻底而造成的第一透明电极图案11和第二透明电极图案21之间绝缘效果差，使得漏电流较大的问题发生；由于背接触光伏电池的转换效率与漏电流的大小负相关，随着漏电流的降低，本发明方案的背接触光伏电池的转换效率可以得以提升。另外，本申请方案在图案化形成第一透明电极图案11和第二透明电极图案21中，在所述第一透明电极图案11靠近所述第一间隙W1的边缘的厚度小于所述第一透明电极图案11中部区域C1的厚度；和/或；所述第二透明电极图案21靠近第一间隙W1的边缘的厚度小于所述第二透明电极图案21中部区域C2的厚度，这种结构的设置有利于电池与透明电极图案的应力释放，避免透明电极图案边缘在形成的过程中因为应力过大导致的崩边，脱落等问题，同时使得第一透明电极图案11为一个整体，利于收集的电流在第一透明电极图案11上进行横向传输，同样第二透明电极图案21也为一个整体，利于收集的电流在第二透明电极图案21上横向传输。

可选的，至少另参见图2所示，所述第一透明电极图案11靠近所述第一间隙W1的周边区域设置有第一厚度减薄区S1，所述第一厚度减薄区S1的厚度自所述第一透明电极图案11中部区域C1向所述第一透明电极图案11的外边界逐渐减小。

所述第二透明电极图案21靠近所述第一间隙W1的周边区域设置有第二厚度减薄区S2，所述第二厚度减薄区S2的厚度自所述第二透明电极图案21中部区域C2向所述第二透明电极图案21的外边界逐渐减小。

在其他示例中，也可以只在第一透明电极图案11靠近所述第一间隙W1的周边区域设置有第一厚度减薄区S1；还可以只在所述第二透明电极图案21靠近所述第一间隙W1的周边区域设置有第二厚度减薄区S2。

在上述方案中，周边区域的厚度沿远离所述周边区域的边缘方向逐渐增厚，可以线性的保证各透明电极图案的结合力在透明电极的中部区域，如果周边区域出现局部的拉力变化，由于周边区域较薄，其拉力变化不会对中部区域产生较大的影响，周边区域由于拉力变化其产生的横向拉力也只能在周边区域内自动线性伸缩，或即使隐裂也在周边区域内线性隐裂，不会传导直接到中部区域，从而保证里电池的横向传输性能。需要说明的是，第一透明电极图案的边缘的厚度大于减薄区的厚度，还可以起到防热斑的技术效果。

可选的，至少另参见图3所示，所述第一透明电极图案11靠近所述第一间隙W1的边缘，在沿垂直于所述第一区域Q1向所述第二区域Q2延伸的方向，所述第一透明电极图案11的边缘B1为波浪形。

所述第二透明电极图案21靠近所述第一间隙W1的边缘，在沿垂直于所述第一区域Q1向所述第二区域Q2延伸的方向，所述第二透明电极图案21的边缘B2为波浪形。

其中，至少参照图3所示，所述第一区域Q1向所述第二区域Q2延伸的方向为X轴方向，则沿垂直于所述第一区域Q1向所述第二区域Q2延伸的方向为Y轴方向。

在其他示例中，参照图4、图7-图9任一所示，只有第一透明电极图案11的边缘B1为波浪形；还可以在其他示例中，只有所述第二透明电极图案21的边缘B2为波浪形。

上述波浪形可以为不规则的曲线。

通过上述设置方案，在透明电极图案层的边缘设置为波浪形，能够减少透明电极图案的边缘应力，避免边缘由于硅衬底应力变化导致的透明电极图案隐裂，影响横向传输性能。

可选的，所述第二半导体层于所述第二区域Q2向所述第一区域Q1延伸，并顺次包括爬升部P和覆盖部G，所述覆盖部G覆盖部分所述第一半导体层，形成裸露的第一半导体区域和被覆盖的第一半导体区域；其中，裸露的第一半导体区域是指未被覆盖部G覆盖的那部分第一半导体层，被覆盖的第一半导体区域是指被覆盖部G覆盖的那部分第一半导体层。

上述方案中，第二半导体层于第二区域Q2向第一区域Q1延伸，并顺次包括爬升部P和覆盖部G，可以理解为，位于第一区域Q1的第二半导体层与爬升部P和覆盖部G是一体结构，其三者是通过同一工艺，由相同的材料制备。

所述第二区域Q2正投影上方的所述第二半导体层上设置有第二透明电极图案21。

其中，在第二区域Q2正投影上方的所述第二半导体层上设置的第二透明电极图案21至少可以采用以下方案：

可选的，参照图7所示，所述第二区域Q2正投影上方的所述第二半导体层整层上设置有第二透明电极图案21。也即，第二区域Q2范围内除去爬升部P之外的区域被第二透明电极图案21所覆盖。

上述方案通过在第二区域Q2正投影上方整层设置第二透明电极图案21，最大化的利用了第二区域Q2表面的横向导出，减少了空穴或电子在半导体层中的传输路径，避免了复合。

可选的，至少参照图3所示，所述第二区域Q2正投影上方的部分所述第二半导体层上设置有第二透明电极图案21。也即，第二区域Q2正投影上方的部分所述第二半导体层暴露在第二透明电极图案21之外。图3中，第二区域Q2内两爬升部P之间的所述第二半导体层上方的部分位置J2上不设置第二透明电极图案21。

其中，图2、图5-图6中任一所示的示例中，第二透明电极图案21的边界到爬升部P的边界之间具有第二间隙W2。在第二透明电极图案21的边界为非直线的情况下，第二间隙W2的值是一个变化值，根据位置的不同，第二间隙W2可以相等，也可以不等。

上述方案是在第二区域Q2的正投影上方，或是在覆盖部G上施加刻蚀膏的过程中，为了方便工艺的进行，增大刻蚀膏的工艺窗口，会允许部分刻蚀膏刻蚀到第二区域Q2正投影上方的透明导电层，从而形成的第二透明电极图案21是设置在第二区域Q2正投影上方的部分第二半导体层上。

可选的，参照图3所示，所述第二区域Q2正投影上方的部分所述第二半导体层上，和所述覆盖部G的部分上设置有第二透明电极图案21。也就是说，第二透明电极图案21的其中一部分延伸至覆盖部G的部分位置J3，并且，第二区域Q2内两爬升部P之间的所述第二半导体层上方的部分位置J2上不设置第二透明电极图案21。

上述方案是在第二区域Q2的正投影上方，或是在覆盖部G的部分上施加刻蚀膏的过程中，为了方便工艺的进行，增大刻蚀膏的工艺窗口，会允许部分刻蚀膏刻蚀到第二区域Q2正投影上方的透明导电层，以及部分覆盖部G没有刻蚀膏刻蚀，从而形成的第二透明电极图案21设置在第二区域Q2正投影上方的部分第二半导体层及部分覆盖部G上。

上述方案，由于在第二半导体层于第二区域Q2向第一区域Q1延伸，并顺次包括爬升部P和覆盖部G，且覆盖部G覆盖部分第一半导体层，通过在第一区域Q1与第二区域Q2的交界处设置爬升部，可以延长第一透明电极图案和第二透明电极图案之间的隔离距离，提高隔离性能；在第一透明电极图案11与第二透明电极图案21之间设置第一间隙W1，使得第一透明电极图案11与第二透明电极图案21断开，以提高第一区域Q1与第二区域Q2之间的防漏电效果，随着防漏电效果的提升，背接触光伏电池的转换效率相应得以提升。

所述裸露的第一半导体区域整层上，和沿垂直于所述第一区域Q1向所述第二区域Q2延伸的方向的部分所述覆盖部设置第一透明电极图案11。

其中，参照图4所示，所述第一区域Q1向所述第二区域Q2延伸的方向为X轴方向，则沿垂直于所述第一区域Q1向所述第二区域Q2延伸的方向为Y轴方向；那么在Y轴方向上，部分所述覆盖部G设置第一透明电极图案11；也就是说，在Y轴方向上，覆盖部G的某些部分上设置第一透明电极图案11(另参见图6所示)，而覆盖部G的其余部分上不设置第一透明电极图案11(另参见图5所示)。

另外，参照图8所示，所述第一透明电极图案11的设置方式还可以为，所述裸露的第一半导体区域的部分和所述覆盖部G的部分设置第一透明电极图案11。

也就是说，所述裸露的第一半导体区域的部分位置J1不设置第一透明电极图案11，该部分位置J1暴露出第一半导体层。在覆盖部G的沿着X轴方向和/或沿着Y轴方向，部分区域设置第一透明电极图案11，剩余区域不设置第一透明电极图案11。

可选的，当所述第二区域Q2正投影上方的部分所述第二半导体层上设置有第二透明电极图案21时，在所述背接触光伏电池的横截面上，例如图1的A-A位置剖面上，第二透明电极图案21的边缘与爬升部P之间形成第二间隙W2；优选的，所述第二间隙的宽度为10μm-80μm，例如但不限于为10μm、15μm、20μm、22μm、26μm、30μm、33μm、40μm、47μm、50μm、55μm、60μm、70μm、73μm、80μm等；优选为20-50μm。

在第二透明电极图案21的边缘与爬升部P之间形成第二间隙W2，第一方面是能够实现较好的物理隔离，防止漏电流的产生，第二方面是，第二透明电极图案21与爬升部P之间的间隙是空出硅衬底在此处形变位置，避免由于此处相变较大，第二透明电极图案21在较大的形变位置发生剥离。另外，根据此处的形变量，适当控制此处的第二间隙W2的宽度，在上述区间内效果最佳。

作为可实现方式，所述第一透明电极图案边缘距离所述爬升部之间形成第三间隙，优选的，所述第三间隙的宽度为40μm-80μm，例如但不限于为40μm、45μm、50μm、52μm、56μm、60μm、63μm、70μm、80μm等；优选为40-60μm。

第三间隙W3的区域位于覆盖部G的范围内，由于覆盖部G的区域是第一半导体层和第二半导体层延伸出第二区域Q2的叠置区域，此区域属于背接触光伏电池的死区，其不能从第二半导体层的表面将载流子导出，因此在总的第一间隙W1不变的情况下，可以尽量将第三间隙W3的宽度增加，第二间隙W2的宽度减小。

上述方案第一透明电极图案11的边缘与爬升部P之间形成第三间隙W3，第一方面是能够实现较好的物理隔离，防止漏电流的产生，第二方面是，第一透明电极图案11与爬升部P之间的间隙是空出硅衬底在此处形变位置，避免由于此处相变较大，第一透明电极图案11在较大的形变位置发生剥离。另外，根据此处的形变量，适当控制此处的第三间隙W3的宽度，在这个区间内效果最佳。

可选的，所述第三间隙W3的宽度与所述第二间隙W2的宽度比值在1至3倍之间。

上述方案中第二间隙W2的宽度加上第三间隙W3的宽度是第一透明电极图案11和第二透明电极图案21之间的第一间隙W1的宽度，为此在保障隔离效果的同时，不进一步扩大第一间隙W1的情况下，第三间隙W3在背接触光伏电池的第一半导体层和第二半导体层延伸出第二区域Q2的重叠区域，此部分重叠区域属于纵行传输的死区，因此，在此部分，可以增加第三间隙W3的宽度，相应的调整减小第二间隙W2的宽度，控制总的第一间隙W1宽度在合理的范围内，进一步的所述第三间隙W3的宽度与所述第二间隙W2的宽度比值在1至3倍之间时，可以在第一间隙W1一定的范围内，也就是第一间隙在60μm-120μm范围内，最小的第三间隙W3在保证隔离效果和隔离开口工艺窗口的前提下能够最大程度上提升电流的收集区域，提高电池的填充因子，进而提高光电转换效率。

可选的，覆盖部P的宽度在60μm-80μm，例如但不限于为60μm、62μm、65μm、68μm、70μm、73μm、75μm、77μm、80μm等。

在背接触光伏电池中覆盖部P是的第一半导体层和第二半导体层的重叠区域，此部分重叠区域属于纵行传输的死区，为了达到最大的发电效率，期望减小死区的宽度，但是如果完全消除死区，则会导致第一半导体层单独形成在爬升部P和覆盖部G的衔接处，由于爬升部P和覆盖部G的衔接处的硅衬底刻蚀是在碱制绒的过程中形成的，在垂直于第一区域Q1向第二区域Q2延伸的方向，爬升部P和覆盖部G的衔接处的边缘不是一条直线，因为制绒速率的不同爬升部产生弯曲的弧线，就会出现裸露的硅衬底，为了对此处裸露的硅衬底进行钝化，使第二半导体层覆盖第一区域Q1裸露的部分，将覆盖部G的宽度设置在60μm-80μm。

可选的，所述覆盖部G的宽度与所述第三间隙W3的宽度比值在1.3-2之间。

上述覆盖部G的宽度与所述第三间隙W3的宽度比值在1.3倍时达到最大的第三间隙W3的比例，此时利用刻蚀膏或是激光刻蚀，保留下来的覆盖部G上的透明导电层属于满足工艺窗口要求的部分，此部分保留在覆盖部G上，能够避免第一半导体裸露区域的有效发电面积上的透明导电层被损伤，同时在一定的覆盖部G和第三间隙W3的宽度下，减小覆盖部G的宽度，减小第一半导体层在覆盖部G下的空穴或电子的传输路径，减少体复合，提高发电效率。

可选的，所述覆盖部G背离所述硅衬底的表面与所述硅衬底一个位置之间的垂直距离，大于所述第二透明电极图案21背离所述硅衬底的表面与所述硅衬底一个位置之间的垂直距离。

通过上述设置，也就是以硅衬底的正面为基准，将覆盖部G的表面设置为高于第二透明电极图案21表面的高度，从而保证了覆盖部G表面上的第一透明电极图案11与第二透明电极图案21之间具有间隔，从而进一步的减小了漏电流的产生。

可选的，所述第一半导体层包括设置于所述硅衬底上的隧穿层2，所述隧穿层2背离所述硅衬底的一侧设置N型掺杂的多晶硅层。

隧穿层2的材料例如但不限于为二氧化硅。即，隧穿层2为隧穿二氧化硅层，其厚度可以为1nm-4nm，优选1nm-1.8nm。

可以在多晶硅中进行磷、砷、锑、硒、碲等材料的掺杂，以形成N型掺杂的多晶硅层。N型掺杂的多晶硅层的厚度为30nm-250nm。本示例中采用磷掺杂，N型掺杂晶硅层中的磷掺杂浓度为8E19-5E20cm-3，优选3-9E20cm-3。

隧穿层2是设置在硅衬底经抛光的背面，即，隧穿层2设置在抛光面上，利于提高隧穿层2的沉积均匀性。另外，隧穿层的厚度较薄，一般在1nm-4nm，优选1nm-1.8nm，若硅衬底表面有较高的绒面起伏，不利于隧穿层2的沉积均匀性，并且在后续的多晶退火工艺中，不均匀的表面在高温下进一步恶化不均匀程度，会与不平整的绒面相互作用，绒面金字塔塔尖产生断崖的裸露硅衬底表面，影响电池的隧穿效应；而本方案中硅衬底的表面通过抛光，更加平整，提升了隧穿层2的均匀性，从而提高了隧穿钝化作用，较少了复合损失。

可以在微晶硅中进行硼、铝、镓、铟、铍、镁等材料的掺杂，以形成P型掺杂的微晶硅层。该示例采用硼掺杂，P型掺杂的微晶硅层中的硼掺杂浓度为10E20cm^-3-10E21cm^-3。

本征非晶硅层的厚度为10nm-20nm，P型掺杂的微晶硅层的厚度为5nm-45nm，优选10nm-20nm。

通过设置上述方案，一方面通过隧穿层2和N型掺杂的多晶硅层的设置，提高的第一半导体层的导电性能，多晶硅的导电性能更强；另一方面，通过设置本征非晶硅层和掺杂微晶硅层，可以采用低温工艺降低工艺的复杂程度，同时低温过程不会影响前一步骤中的隧穿层和N型掺杂的多晶硅层的性能，避免二次高温带来的掺杂元素的杂质扩散影响，第三，通过本征非晶硅层向第一半导体层上延伸形成覆盖部G，进一步钝化N型掺杂的多晶硅层的表面，减少复合，同时设置P型掺杂的微晶硅层，在本征非晶硅层上，由于有本征非晶硅层的隔离和钝化效应，以及低温的P型掺杂的微晶硅层自身的导电性避免了P和N型半导体层之间的电流击穿短路漏电。

爬升部P覆盖的是包含微晶硅的第一半导体层，因此在横向传输较弱，且存在高低爬升结构的位置微晶硅沉积成膜质量更差，进一步恶化了第一半导体层在爬升结构处的导电性，从而进一步提高第一区域Q1与第二区域Q2之间的防漏电效果，随着防漏电效果的提升，背接触光伏电池的转换效率相应得以提升。

另外，通过在第二透明电极图案21与爬升部P之间设置第二间隙W2；由于第二半导体层包括微晶硅，微晶硅与第二透明电极图案21直接接触的位置有较好的导电性能，而在第二间隙W2中没有透明电极图案的电传输，微晶硅因为横向导电性较差，则将第一透明电极图案11和第二透明电极图案21之间的漏电电流被削弱。

可选的，所述硅衬底的正面设置有绒面，所述硅衬底的正面设置有绒面，所述绒面上设置有本征非晶硅层，或所述绒面上设置有氧化铝层。

通过上述设置方案，可以钝化硅衬底的正表面减少复合，另一方面正面本征非晶硅层、氧化铝层性能稳定，可以延长电池的寿命。

可选的，所述本征非晶硅背离所述硅衬底的表面上设置减反射层，或所述氧化铝层背离所述硅衬底的表面设置减反射层6。

通过设置上述方案，降低太阳光的反射，提高太阳光的利用率，可以提高该背接触光伏电池的转换效率。

可选的，参照图10所示，所述爬升部P相较于所述硅衬底的背面倾斜设置，优选的，所述爬升部P相较于所述硅衬底的背面的倾斜角度α为5°-80°，例如但不限于为5°、9°、11°、15°、20°、30°、40°、45°、50°、53°、58°、65°、70°、80°等，优选为30°-70°。

通过上述设置方案，爬升部P在所述硅衬底的背面倾斜设置，提升了本征非晶硅在此处沉积的均匀性，提升了对半导体基底的钝化效果；同时由于沉积的本征非晶硅层均匀性较好，表面形貌保型性更好，利于掺杂非晶硅层的沉积制备，形成电性能较好的掺杂非晶硅层，从而也提升了电池的转换效率。

可选的，至少参照图22所示，相邻所述第一半导体层与所述硅衬底围成第一凹槽，所述第二区域Q2为所述凹槽区域，所述凹槽区域的底部绒面低谷部分具有TCO孤岛22，所述TCO孤岛22远离爬升部P并与爬升部P隔离。

其中，可以在对硅衬底正面进行制绒时，在硅衬底背面的第二区域Q2内同步进行制绒。

通过上述设置方案，将第二区域的绒面的的低谷部分设置TCO孤岛22，一方面TCO孤岛22不与第二透明电极图案22电连接，保证隔离效果防止漏电，另一方面，TCO孤岛22填充了绒面的低谷，使得电池背面的表面更平整，提高背面的反射率，从而增加光电转换效果。

作为可实现方式，至少参照图20所示，在所述第二半导体层位于所述第一间隙W1的位置上设置隔离保护层102；或者，在所述第二半导体层的所述爬升部P和所述覆盖部G的位置上设置隔离保护层102；或者，在所述第二半导体层位于所述第一间隙W1的位置上，以及在所述第二半导体层的所述爬升部P和所述覆盖部G的位置上，分别设置隔离保护层102。通过设置隔离保护层102可以防止本发明方案背接触光伏电池制备过程中，金属离子散落在第一间隙W1的第二半导体层和/或爬升部P和覆盖部G，导致该区域钝化层破坏，而严重影响电池的性能的问题发生。

作为可实现方式，所述隔离保护层102为氧化硅层或油墨层。

例如但不限于，可以通过沉积的方式形成作为隔离保护层102的氧化硅层；可以通过打印或印刷的方式形成作为隔离保护层102的油墨层。

作为可实现方式，所述第一透明电极图案11的周边区域设置有厚度减薄区，所述厚度减薄区的厚度自所述第一透明电极图案11中部区域向所述第一透明电极图案11的外边界逐渐减小。

作为可实现方式，另至少参见图2、图19所示，所述第一透明电极图案11靠近所述第一间隙W1的一侧具有厚度减薄区，该厚度减薄区为第一厚度减薄区S1，所述第一厚度减薄区S1的宽度W4为10μm-50μm，所述第一厚度减薄区S1靠近所述第一间隙W1的边缘的厚度T1为45nm-65nm，所述第一厚度减薄区S1的最大减薄量T2为3nm-15nm。

第二方面，本发明提供一种上述背接触光伏电池的制备方法，包括以下步骤：

提供电池前驱体，所述电池前驱体包括硅衬底，所述硅衬底的背面依次交替设置有多个第一区域Q1和多个第二区域Q2，各所述第一区域Q1设置有第一半导体层，各所述第二区域Q2设置有第二半导体层，所述第二半导体层于所述第二区域Q2向所述第一区域Q1延伸，并顺次包括爬升部P和覆盖部G，所述覆盖部G覆盖部分所述第一半导体层；

在所述电池前驱体的背面形成透明电极薄膜；

在所述透明电极薄膜上，至少对应于所述爬升部P，和靠近爬升部P的部分覆盖部G位置进行刻蚀，以将所述透明电极薄膜刻蚀形成隔离开的第一透明电极图案11和第二透明电极图案21。

下面详细描述本发明的实施例，需要说明的是下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。另外，如果没有明确说明，在下面的实施例中所采用的所有试剂均为市场上可以购得的，或者可以按照本文或已知的方法合成的，对于没有列出的反应条件，也均为本领域技术人员容易获得的。

实施例1

本实施例提供一种背接触光伏电池，其制备方法如下：

S101：参照图11、图12所示，提供N型硅衬底1，采用湿法抛光工艺至少对N型硅衬底1的正面和背面进行抛光。

其中，在抛光前需要对N型硅衬底1进行清洗，以去除表面的杂质、颗粒和有机物。一般地，可以使用去离子水、碱性溶液(如氢氧化钠NaOH)和酸性溶液(如稀硝酸HNO₃)进行多步清洗。

例如但不限于，将N型硅衬底1放入到槽式碱抛光机台中进行抛光清洗，该清洗机槽体工作体积为360L，首先将N型硅衬底1进行预清洗，去除N型硅衬底1切割及运输过程产生的有机及其他沾污；本实施例使用标准RCA清洗的1号液(SC1)进行清洗，1号液由NH₄OH-H₂O₂-H₂O组成，三者的体积比例为1：1：5，清洗时的温度为65℃；SC1试剂清洗的主要作用是碱性氧化，去除硅片上的颗粒，并可氧化及去除表面少量的有机物和Au、Ag、Cu、Ni、Cd、Zn、Ca、Cr等金属原子污染；水洗中与残留化学品后进行碱抛光处理，碱抛光配方为5.97％wt的KOH，温度80℃，碱抛光处理时间为300s，进行去除损伤及抛光。再进行SC1的清洗，臭氧清洗，最后酸洗脱水，完成抛光清洗。抛光后，其抛光面具有晶胞残留的多个塔基，所述塔基任意两点间连线的最大距离为4μm-6μm。例如可以通过控制抛光液的浓度、温度以及抛光时间来实现调控抛光后残留的塔基的大小。

S102：在低压化学气相沉积(Low Pressure Chemical Vapor Deposition；LPCVD)设备中，对N型硅衬底1进行热氧化处理，以在N型硅衬底1的正面和背面形成二氧化硅材质的隧穿层2，隧穿层2的厚度可以为1nm-5nm，如1nm、1.5nm、1.8nm、2nm、2.3nm、2.6nm、3nm、3.5nm、4nm、4.7nm、5nm等。然后，在各隧穿层2上分别沉积本征多晶硅层。沉积本征多晶硅层除了可以采用LPCVD外，还可以采用等离子体增强化学气相沉积(Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition；PECVD)、物理气相沉积(Physical Vapor Deposition；PVD)、等离子体增强原子层沉积(Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition；PEALD)实现隧穿层2和本征或原位掺杂poly Si的制备，优选采用LPCVD在600-800℃高温中进行背面隧穿层2及多晶硅(poly)层的沉积。现有的HBC电池结构中的本征a-si:H+a-si:H(N)膜层的沉积大多采用昂贵的PECVD设备，而本申请采用价格便宜的LPCVD设备取代了昂贵的PECVD设备，有效降低了设备投资成本。

在形成隧穿层2和本征多晶硅层的过程中，N型硅衬底1的侧面会形成一定量的二氧化硅、本征多晶硅绕镀。

需要说明的是，在各附图中，均未表示出各种绕镀。

S103：分别对N型硅衬底1正面和反面的本征非晶硅层4进行磷扩散，以形成N型掺杂的多晶硅层3。其中，磷掺杂浓度为8E19-5E20cm^-3(例如可以为8E19/9E19/1E20/2E20/3E20/4E20/5E20cm^-3)。

可以在管式炉中进行磷扩散。

在磷扩散过程中，N型掺杂的多晶硅层的表面会形成磷硅玻璃层(Phosphosilicate Glass；PSG)，且侧面会存在PSG绕镀。

S104：去除正面、背面以及绕镀的PSG。

例如但不限于，可以在槽式清洗设备中，通过氢氟酸去除PSG。

S105：在背面的N型掺杂的多晶硅层上沉积氢化氮化硅层7(SiNx:H)。

例如，可以在管式PECVD设备中沉积氢化氮化硅层7。氢化氮化硅层7可以作为后续工艺的掩膜，在后续进行激光开膜时，氢化氮化硅层7作为激光能量吸收层，具有减小激光开膜工艺对N区钝化效果影响的作用，且还具有提供氢源进一步对多晶硅和硅衬底进行钝化的作用，提升钝化效果，并保护N型掺杂晶硅层3在制绒工艺中不被碱腐蚀。氢化氮化硅层7的厚度可以为50nm-110nm。氢化氮化硅层7的沉积温度可以为400℃-600℃。

其中，至少正面的N型掺杂的多晶硅层3上会形成氢化氮化硅绕镀。

S106：在第二区域Q2范围内对去氢化氮化硅层7进行开膜，以形成掩膜。

例如，可以通过激光刻蚀的方式，去除第二区域Q2范围内的氢化氮化硅层7。在一些示例中，在第二区域Q2范围内的氢化氮化硅层7被去除后，继续向下刻蚀，使背面的N型掺杂的多晶硅层亦被刻蚀去除一部分。在另外的一些示例中，还可以是在第二区域Q2范围内的氢化氮化硅层7被去除后，继续向下刻蚀，直至刻蚀到N型硅衬底1的表面，也即，将第二区域Q2范围内的N型掺杂的多晶硅层和隧穿层2均去除。

该示例中，以背面的N型掺杂的多晶硅层被刻蚀去除一部分为例。

S107：参照图13所示，分别在N型硅衬底1的正面和背面进行制绒。

其中，N型硅衬底1的正面是整面制绒，背面仅在第二区域Q2的范围内进行制绒，以在对应的位置上形成金字塔陷光结构，即绒面结构12。

在制绒前，首先采用氢氟酸进行清洗，以去除激光开膜后残留的氢化氮化硅层7，第二区域内的隧穿层2和N型掺杂的多晶硅层3，以及N型硅衬底1正面的隧穿层2和N型掺杂的多晶硅层3。

其中，可以采用浓度为0.8％～1.2％的氢氧化钾溶液进行制绒，如可以在槽式清洗机内采用质量分数为0.8％、0.9％、0.95％、1％或1.2％等的氢氧化钾溶液作为制绒添加剂，对N型硅衬底1进行制绒，以在N型硅衬底1的正面和N型硅衬底1背面的第二区域Q2形成绒面。

在制绒结束后可以分别再进行SC1清洗槽-CP圆滑槽-SC2清洗槽-酸洗槽的清洗；其中，SC1清洗槽的作用主要是去除中间件表面的沾污和化学残留，CP圆滑槽的作用是对金字塔塔尖及谷底进行圆滑处理，防止非晶硅沉积外延生长，SC2清洗槽的作用是去除N型硅衬底1金属残留，酸洗槽的作用是对中间件完成化学钝化，并形成疏水结构。

其中，对于N型硅衬底1正面的氢化氮化硅绕镀，可以在制绒结束后去除。而侧面的氢化氮化硅绕镀可以根据实际情况决定是否保留。

S108：参照图14所示，在制绒后形成的部件的正面和背面分别沉积本征非晶硅层4。

可以采用板式PECVD设备分别在正面和背面沉积本征非晶硅层4。可以先在正面沉积本征非晶硅层4，然后再在背面沉积本征非晶硅层4；还可以是，先在背面沉积本征非晶硅层4，然后再在正面沉积本征非晶硅层4。其中，在沉积本征非晶硅层4时，仅会在部分侧面形成本征非晶硅层4绕镀，而不会绕镀到当前沉积面的对面。

S109：参照图15所示，在S108步骤形成的部件的正面和背面分别沉积P型微晶硅层5，并在正面的P型微晶硅层5上沉积SiN_x减反射层6。

其中，背面和侧面会存在SiN_x绕镀，侧面会存在P型非晶硅绕镀。

S110：参照图16所示，在第一区域Q1内对本征非晶硅层4和P型微晶硅层5进行开膜，直至暴露N型掺杂的多晶硅层3。另参见图10，开膜区L两侧为覆盖部G。

例如，可以通过激光刻蚀到方式在第一区域Q1内对本征非晶硅层4和P型微晶硅层5进行开膜。

S111：开膜结束后，通过湿法刻蚀工艺，去除背面的SiN_x绕镀以及开膜区域内残留的氧化物以及残渣等。

例如可以采用链式酸洗机刻蚀背面的SiN_x绕镀以及开膜区域内残留的氧化物以及残渣等。

S112：参照图17所示，湿法刻蚀工艺之后，在背面沉积透明导电薄膜101。

透明导电薄膜101的材料例如为ITO等。透明导电薄膜101的厚度可以为10nm-300nm；例如，10nm、20nm、35nm、40nm、60nm、85nm、100nm、110nm、130nm、150nm、180nm、210nm、240nm、270nm、300nm等。

S113：参照图18所示，在第一区域Q1与第二区域Q2的交界处断开所述透明导电薄膜101，以形成第一透明电极图案11和第二透明电极图案21。

例如通过丝网印刷的方式，至少在对应于所述爬升部P，和靠近爬升部P的部分覆盖部G的位置，形成包含磷酸的粘稠状刻蚀膏8，并对刻蚀膏8进行固化，以避免刻蚀过程中其出现过大的流动，使刻蚀膏8将透明导电薄膜101断开，以形成相互隔离开的第一透明电极图案11和第二透明电极图案21，其中，所述裸露的第一半导体区域整层上，和沿垂直于所述第一区域Q1向所述第二区域延伸的方向的部分所述覆盖部G设置第一透明电极图案11，或所述裸露的第一半导体区域的部分和所述覆盖部G的部分设置第一透明电极图案11。在对透明导电薄膜101刻蚀结束后形成了上述第二间隙W2和第三间隙W3。其中，在某一截面中例如但不限于与A-A截面相平行的面，第二间隙W2为20μm，第三间隙W3为50μm。以下不同示例中的第二间隙W2和第三间隙W3的尺寸与该示例中处于同一截面位置。

通过刻蚀膏8进行刻蚀，使得所述第一透明电极图案11靠近所述第一间隙W1的边缘的厚度小于所述第一透明电极图案11中部区域C1的厚度；所述第二透明电极图案21靠近第一间隙W1的边缘的厚度小于所述第二透明电极图案21中部区域的厚度。

另外，采用刻蚀膏8将透明导电薄膜101断开，以形成第一透明电极图案11和第二透明电极图案21，相较于采用激光刻蚀或光刻刻蚀的方式将透明导电薄膜101断开，本方案可以有效的将透明导电薄膜101断开，降低了因激光刻蚀透明导电薄膜101而存在透明导电材料残留，漏电较大的问题，亦解决了光刻刻蚀需要经历干膜压膜、曝光、显影、刻蚀、去干膜等几道工艺，导致电池的生产工艺较长，制作过程管控难度高，产能和成本等均存在限制，无法满足大规模生产的问题。

其中，所述第一透明电极图案靠近所述第一间隙W1的一侧的厚度减薄区为第一厚度减薄区B1，所述厚第一厚度减薄区B1的宽度W4为10μm-50μm，所述第一厚度减薄区B1靠近所述第一间隙W1的边缘的厚度T1为45nm-65nm。

S114：参照图19所示，去除刻蚀膏8残留。

例如通过湿法碱刻蚀的方式，去除刻蚀膏8残留；在采用湿法碱刻蚀的方式，去除刻蚀膏8残留时，不会对第一透明电极图案11和第二透明电极图案21造成影响。

S115：参照图20所示，在所述第二半导体层位于所述第一间隙W1的位置上，以及在所述第二半导体层的所述爬升部P和所述覆盖部G的位置上，分别设置隔离保护层102。

该示例中通过印刷油墨形成作为隔离保护层102的油墨层。

在其他示例中，还可以在所述第二半导体层位于所述第一间隙W1的位置上设置隔离保护层102；或者，在所述第二半导体层的所述爬升部P和所述覆盖部G的位置上设置隔离保护层102。

S116：参照图21所示，在第一透明电极图案11和第二透明电极图案21上形成电极D。

通过丝网印刷的方式，在第一透明电极图案11和第二透明电极图案21上印刷金属浆料，对金属浆料进行固化形成对应的电极。

还可以采用喷墨打印、激光转印、化学镀、电镀或PVD法形成电极。

隧穿层2和N型掺杂的多晶硅层3是在600-800℃的高温下形成，且其位于N型硅衬底1的抛光面，则第一区域Q1内的电极与N型掺杂的多晶硅层3的接触界面是光面接触，且高温环境下形成的N型掺杂的多晶硅层3，其光面结构能够在保证隧穿层2的钝化效果的同时，由于经历了高温工艺，膜层的附着力致密性较好，与电极之间的结合力也较强。而第二区域Q2的本征非晶硅层4和P型微晶硅层5未经历第一区域Q1隧穿层2和N型掺杂的多晶硅层3的高温工艺，电极与P型微晶硅层5连接，连接效果需要提高，单纯的光面结构接触面积较小，不利于电极的粘结力，因此在第二区域Q2设置成绒面结构，增大了接触面的比表面积，提高了电极与P型微晶硅层5的粘结力。

实施例2

本实施例提供一种背接触光伏电池，本实施例与实施例1的区别主要在于：

在N型硅衬底1的正面，本征非晶硅层4和SiN_x减反射层6之间，不设置P型微晶硅层5。

实施例3

第二间隙W2为10μm，第三间隙W3为50μm。

实施例4

第二间隙W2为20μm，第三间隙W3为60μm。

实施例5

第二间隙W2为20μm，第三间隙W3为70μm。

实施例6

第二间隙W2为30μm，第三间隙W3为60μm。

实施例7

本实施例提供一种背接触光伏电池，本实施例与实施例2的区别主要在于：

第二间隙W2为30μm，第三间隙W3为70μm。

实施例8

第二间隙W2为30μm，第三间隙W3为80μm。

实施例9

第二间隙W2为40μm，第三间隙W3为80μm。

实施例10

第二区域Q2为所述凹槽区域，在凹槽区域的底部绒面低谷部分具有TCO孤岛22，所述TCO孤岛22远离爬升部P并与爬升部P隔离。

实施例11

在S207，制绒前的步骤进行替换，替换为使用HF溶液对S206的中间件的正面进行滚轮带液腐蚀，去掉正面绕镀的氢化氮化硅和侧面部分氢化氮化硅，去掉的侧面氢化氮化硅沿正面到背面延伸，去掉的宽度占背接触电池侧面宽度为小于80％。(制绒后电池的侧面沿正面到背面方向出绒，靠近背面不出绒，侧面局部出绒增加陷光，同时靠近背面不出绒，是在背面的边缘保留了隧穿层，具有钝化作用，减少载流子复合。)

实施例12

在S208,在制绒后形成的部件的正面沉积氧化铝钝化层和氢化氮化硅减反层。

在S209，在S208后形成的部件的背面沉积本征非晶硅和P型掺杂微晶硅。

对比例1

本对比例提供一种背接触光伏电池，其制备方法如下：

S201：提供N型硅衬底1，采用湿法抛光工艺至少对N型硅衬底1的正面和背面进行抛光。

例如但不限于，将N型硅衬底1放入到槽式碱抛光机台中进行抛光清洗，该清洗机槽体工作体积为360L，首先将N型硅衬底1进行预清洗，去除N型硅衬底1切割及运输过程产生的有机及其他沾污；本实施例使用标准RCA清洗的1号液进行清洗，1号液由NH₄OH-H₂O₂-H₂O组成，三者的体积比例为1：1：5，清洗时的温度为65℃；SC-1试剂清洗的主要作用是碱性氧化，去除硅片上的颗粒，并可氧化及去除表面少量的有机物和Au、Ag、Cu、Ni、Cd、Zn、Ca、Cr等金属原子污染；水洗中与残留化学品后进行碱抛光处理，碱抛光配方为5.97％wt的KOH，温度80℃，碱抛光处理时间为300s，进行去除损伤及抛光。再进行SC1的清洗，臭氧清洗，最后酸洗脱水，完成抛光清洗。抛光后，其抛光面具有晶胞残留的多个塔基，所述塔基任意两点间连线的最大距离为4μm-6μm。例如可以通过控制抛光液的浓度、温度以及抛光时间来实现调控抛光后残留的塔基的大小。

S202：在低压化学气相沉积(Low Pressure Chemical Vapor Deposition；LPCVD)设备中，对N型硅衬底1进行热氧化处理，以在N型硅衬底1的正面和背面形成二氧化硅材质的隧穿层2，隧穿层2的厚度可以为1nm-5nm，如1nm、1.5nm、1.8nm、2nm、2.3nm、2.6nm、3nm、3.5nm、4nm、4.7nm、5nm等。然后，在各隧穿层2上分别沉积本征多晶硅层。沉积本征多晶硅层除了可以采用LPCVD外，还可以采用等离子体增强化学气相沉积(Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition；PECVD)、物理气相沉积(Physical Vapor Deposition；PVD)、等离子体增强原子层沉积(Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition；PEALD)等方式。一般，优选采用LPCVD在600-800℃高温中进行背面隧穿层2及本征多晶硅层的沉积。LPCVD设备进行沉积，可以降低设备成本投入。

需要说明的是，在各附图中，均未表示出各种绕镀。

S203：分别对N型硅衬底1正面和反面的本征非晶硅层4进行磷扩散，以形成N型掺杂的多晶硅层3。其中，磷掺杂浓度为8E19-5E20cm^-3(例如可以为8E19/9E19/1E20/2E20/3E20/4E20/5E20cm^-3)。

可以在管式炉中进行磷扩散。

S204：去除正面、背面以及绕镀的PSG。

S205：在背面的N型掺杂的多晶硅层上沉积氢化氮化硅层7(SiNx:H)。

例如，可以在管式PECVD设备中沉积氢化氮化硅层7。氢化氮化硅层7可以作为后续工艺的掩膜，在后续进行激光开膜时，氢化氮化硅层7作为激光能量吸收层，具有减小激光开膜工艺对N区钝化效果影响的作用，且还具有提供氢源进一步对多晶硅和硅衬底进行钝化的作用，提升钝化效果，并保护N型掺杂晶硅层3在制绒工艺中不被碱腐蚀。氢化氮化硅层7的厚度可以为50nm-110nm。

S206：在第二区域Q2范围内对去氢化氮化硅层7进行开膜，以形成掩膜。

S207：分别在N型硅衬底1的正面和背面进行制绒。

S208：在制绒后形成的部件的正面和背面分别沉积本征非晶硅层4。

S209：在S208步骤形成的部件的正面和背面分别沉积P型微晶硅层5，并在正面的P型微晶硅层5上沉积SiN_x减反射层6。

S210：在第一区域Q1内对本征非晶硅层4和P型微晶硅层5进行开膜，直至暴露N型掺杂的多晶硅层3。

S211：开膜结束后，通过湿法刻蚀工艺，去除背面的SiN_x绕镀以及开膜区域内残留的氧化物以及残渣等。

S212：湿法刻蚀工艺之后，在背面沉积透明导电薄膜101。

S213：在第一区域Q1与第二区域Q2的交界处断开所述透明导电薄膜101，以形成第一透明电极图案11和第二透明电极图案21。

例如激光开膜的方式，在第一区域Q1与第二区域Q2交界的爬升部P，刻蚀断开透明导电薄膜101，形成第一透明电极图案11和第二透明电极图案21，并且具有上述第二间隙W2和第三间隙W3。其中，第二间隙W2为20μm，第三间隙W3为50μm。激光的功率为28W。

采用激光刻蚀断开透明导电薄膜101时，由于激光能量较大，产生的高温会影响到背接触光伏电池的钝化，因而影响到背接触光伏电池的电性能。

对比例2

本对比例提供一种背接触光伏电池，其与对比例1的主要区别在于：激光的功率为31W。

对比例3

本对比例提供一种背接触光伏电池，其与对比例1的主要区别在于：激光的功率为34W。

对比例4

本对比例提供一种背接触光伏电池，其与对比例1的主要区别在于：激光的功率为37W。

对实施例1-10以及对比例1-4制备的背接触光伏电池的能量转化效率Eta、并联电阻Rsh、开路电压Voc、填充因子FF、漏电流I-RV进行性能测试，结果如下表所示：

由上不难看出，本方案的各示例的漏电流均远小于各对比例。

需要理解的是，上文如有涉及术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含有指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含有地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含有义是两个或两个以上。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims

1.一种背接触光伏电池，其特征在于，包括硅衬底，所述硅衬底具有正面和背面，所述背面依次交替设置有多个第一区域和多个第二区域，各所述第一区域设置有第一半导体层，各所述第二区域设置有第二半导体层；

2.根据权利要求1所述的背接触光伏电池，其特征在于，所述第二半导体层于所述第二区域向所述第一区域延伸，并顺次包括爬升部和覆盖部，所述覆盖部覆盖部分所述第一半导体层，形成裸露的第一半导体区域和被覆盖的第一半导体区域；

3.根据权利要求2所述的背接触光伏电池，其特征在于，当所述第二区域正投影上方的部分所述第二半导体层上设置有第二透明电极图案时，在所述背接触光伏电池的横截面上，所述第二透明电极图案的边缘与所述爬升部之间形成第二间隙；优选的，所述第二间隙的宽度为10μm-80μm，优选为20-50μm。

4.根据权利要求3所述的背接触光伏电池，其特征在于，所述第一透明电极图案边缘距离所述爬升部之间形成第三间隙，优选的，所述第三间隙的宽度为40μm-80μm，优选为40μm-60μm。

5.根据权利要求4所述的背接触光伏电池，其特征在于，所述覆盖部的宽度与所述第三间隙的宽度比值在1.3-2之间。

6.根据权利要求2所述的背接触光伏电池，其特征在于，所述爬升部相较于所述硅衬底的背面倾斜设置，优选的，所述爬升部相较于所述硅衬底的背面的倾斜角度为5°-80°，优选为30°-70°。

7.根据权利要求2所述的背接触光伏电池，其特征在于，相邻所述第一半导体层与所述硅衬底围成第一凹槽，所述第二区域为所述第一凹槽的底部区域，所述第二区域具有绒面，所述绒面的低谷部分具有TCO孤岛，所述TCO孤岛远离爬升部并与爬升部隔离。

8.根据权利要求1所述的背接触光伏电池，其特征在于，所述第一透明电极图案靠近所述第一间隙的一侧具有厚度减薄区，所述厚度减薄区的宽度为10μm-50μm，所述厚度减薄区靠近所述第一间隙的边缘的厚度为45nm-65nm。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的背接触光伏电池，其特征在于，所述第一半导体层包括设置于所述硅衬底上的隧穿层，所述隧穿层背离所述硅衬底的一侧设置N型掺杂的多晶硅层；

10.一种背接触光伏电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在所述电池前驱体的背面形成透明电极薄膜；