太陽能電池及其製作方法

《太陽能電池及其製作方法》是江西展宇新能源股份有限公司於2012年11月09日申請的發明專利，該專利的公布號為：CN102916087A，專利公布日：2013年02月06日，該專利申請號為2012104473630，發明人是金井升，黃紀德，王單單，許佳平，蔣方丹。

《太陽能電池及其製作方法》提供了一種太陽能電池及其製作方法，包括：提供基底，該基底包括本體層、覆蓋在本體層正表面上的擴散層；對擴散層進行局部重摻雜，形成第一副柵線；在基底正表面上形成減反射層；在第一副柵線上方形成間斷的第二副柵線；在第二副柵線上方形成連續的主柵線和第三副柵線；對基底進行燒結。《太陽能電池及其製作方法》所提供的太陽能電池及其製作方法，使第三副柵線與基底不接觸，第二副柵線與基底形成點接觸，從而減少了基底表面的載流子的複合，並且通過對擴散層進行局部重摻雜，實現正面電極與基底的局部電學接觸處的局部重摻雜，從而使太陽能電池正面電極與基底的歐姆接觸電阻較2012年技術中的減小，提高了太陽能電池的光電轉換效率。

2020年7月14日，《太陽能電池及其製作方法》獲得第二十一屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《太陽能電池及其製作方法》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：太陽能電池及其製作方法
• 公布號：CN102916087A
• 地址：江西省上饒市經濟開發區金光大道8號
• 公布日：2013年02月06日
• 發明人：金井升，黃紀德，王單單，許佳平，蔣方丹
• 申請號：2012104473630
• Int. Cl.：H01L31/18(2006.01)I；H01L31/0224(2006.01)I
• 申請日：2012年11月09日
• 專利代理機構：北京集佳智慧財產權代理有限公司
• 申請人：上饒光電高科技有限公司
• 代理人：王寶筠
• 專利類型：發明專利

專利背景

太陽能電池，也稱光伏電池，是一種將太陽的光能直接轉化為電能的半導體器件。由於它是綠色環保產品，不會引起環境污染，而且是可再生資源，所以在能源短缺的情形下，太陽能電池是一種有廣闊發展前途的新型能源。

衡量太陽能電池電性能好壞的一個最重要的標準就是其光電轉換效率，太陽能電池的光電轉換效率越高，說明其把光能轉換成電能的能力越強。

最常見的晶體矽太陽能電池的基本結構，如圖1所示，為2012年技術中一種常見太陽能電池的基本結構，從上至下依次為：正面電極001、減反射層002、發射極003、基底004、背電場005、背面場006、背面電極007。

其中，正面電極001存在於太陽能電池的受光面，為柵線結構，一般包含主柵線和副柵線，主要用於收集太陽能電池各處所產生的電流；

減反射層002為覆蓋在基底004表面的一層薄膜，主要起到減反射和鈍化的作用；

發射極003的形成過程實質上是基底004經擴散後與摻雜雜質形成PN結的過程，它是太陽能電池把光能轉換成電能的關鍵；

基底004一般為單晶或多晶的矽片，可以為N型，也可以為P型；

背電場005是覆蓋在基底004背面的導電漿料經過燒結後，與矽結合所形成的合金層；

背面場006為覆蓋在基底004背表面上的導電漿料，用於收集太陽能電池各處所產生的電流；

背面電極007位於基底004的背面，為柵線結構，用於匯集電流和連線焊條。

但是在實際套用過程中發現，常規的太陽能電池的光電轉換效率低。

發明內容

專利目的

有鑒於此，《太陽能電池及其製作方法》提供一種太陽能電池及其製作方法，以提高太陽能電池的光電轉換效率。

技術方案

為實現上述目的，《太陽能電池及其製作方法》提供如下技術方案：

《太陽能電池及其製作方法》提供了一種太陽能電池的製作方法，包括：

提供基底，所述基底包括本體層、覆蓋在所述本體層正表面上的擴散層；

對所述擴散層進行局部重摻雜，形成第一副柵線；

在基底正表面上形成減反射層，該減反射層覆蓋所述第一副柵線；

在位於所述第一副柵線上方的減反射層區域形成間斷的第二副柵線，所述第二副柵線的形成材料為具有穿透性的導電漿料，以與基底形成歐姆接觸；

在第二副柵線上方形成連續的主柵線和第三副柵線，所述主柵線、第三副柵線及第二副柵線彼此電性相連，所述主柵線和第三副柵線的形成材料為不具有穿透性的導電漿料；

對基底進行燒結，使所述第二副柵線與基底電性相連。

優選的，所述形成第一副柵線的過程具體為，利用雷射對覆蓋在所述擴散層上的玻璃層進行局部加熱，使玻璃層中的雜質擴散進入所述擴散層，形成柵線狀的重擴散區域，作為第一副柵線；所述玻璃層是基底進行擴散之後自然形成的。

優選的，形成第一副柵線之後，形成減反射層之前，還包括，去除覆蓋在所述擴散層上的玻璃層。

優選的，所述第一副柵線的表面摻雜濃度為1020立方厘米～1023立方厘米，摻雜深度為0.1~1微米。

優選的，所述擴散層上，除第一副柵線外的其它區域的表面摻雜濃度為1018立方厘米～1021立方厘米，摻雜深度為0.1~0.5微米。

優選的，所述第三副柵線的間距為1.7毫米～2.2毫米。

優選的，所述第三副柵線與所述第一副柵線所成的角度為0～90度，包括端點。

優選的，所述第三副柵線完全覆蓋所述第二副柵線。

《太陽能電池及其製作方法》還提供了一種太陽能電池，採用上述的方法製作，包括：

基底，所述基底包括本體層和覆蓋在所述本體層正表面上的擴散層，其中，所述擴散層是由所述本體層摻雜擴散得到的；

位於所述擴散層內的第一副柵線，所述第一副柵線是由所述擴散層局部重摻雜形成的；

位於所述基底正表面上的減反射層；

位於所述第一副柵線上方的減反射層區域的間斷的第二副柵線，所述第二副柵線的形成材料為具有穿透性的導電漿料，且與所述基底電性相連；

位於所述基底正表面上連續主柵線和第三副柵線，所述主柵線和第三副柵線的形成材料為不具有穿透性的導電漿料，且所述主柵線、第三副柵線及第二副柵線彼此電性相連。

優選的，所述第一副柵線的表面摻雜濃度為1020立方厘米～1023立方厘米，摻雜深度為0.1~1微米。

優選的，所述擴散層上，除第一副柵線外的其它區域的表面摻雜濃度為1018立方厘米～1021立方厘米，摻雜深度為0.1~0.5微米。

優選的，所述第三副柵線的間距為1.7毫米～2.2毫米。

優選的，所述第三副柵線與所述第一副柵線所成的角度為0～90度，包括端點。

優選的，所述第三副柵線完全覆蓋所述第二副柵線。

改善效果

與2012年技術相比，《太陽能電池及其製作方法》所提供的技術方案具有以下優點：

《太陽能電池及其製作方法》所提供的太陽能電池及其製作方法，採用在基底表面兩次印刷穿透性不同的導電漿料的方法，使第三副柵線與基底不接觸，第二副柵線與基底形成點接觸，而非2012年技術中的柵線與基底線接觸，即《太陽能電池及其製作方法》中的太陽能電池的正面電極與基底的電學接觸面積較2012年技術中的減小了，從而減少了基底表面的載流子的複合，提高了太陽能電池的光電轉換效率。

並且，《太陽能電池及其製作方法》所提供的太陽能電池及其製作方法，通過對擴散層進行局部重摻雜，形成第一副柵線，並使第二副柵線位於該重摻雜區域內，實現正面電極與基底的局部電學接觸處的局部重摻雜，從而使太陽能電池正面電極與基底的歐姆接觸電阻較2012年技術中的減小，同時使太陽能電池中光生電流的橫向傳輸電阻較2012年技術中的減小，提高了太陽能電池的光電轉換效率。

附圖說明

為了更清楚地說明《太陽能電池及其製作方法》實施例或2012年技術中的技術方案，下面將對實施例或2012年技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是《太陽能電池及其製作方法》的一些實施例，對於該領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為2012年技術中一種常見太陽能電池結構的剖面圖；

圖2為《太陽能電池及其製作方法》實施例一所提供的太陽能電池的製作方法的流程圖；

圖3-圖11為《太陽能電池及其製作方法》實施例一所提供的太陽能電池製作方法各步驟的立體圖；

圖12為《太陽能電池及其製作方法》實施例二所提供的太陽能電池的製作方法的流程圖；

圖13為《太陽能電池及其製作方法》實施例二所提供的太陽能電池結構的立體圖。

技術領域

《太陽能電池及其製作方法》涉及太陽能電池技術領域，更具體地說，涉及一種太陽能電池及其製作方法。

權利要求

1.一種太陽能電池的製作方法，其特徵在於，包括：提供基底，所述基底包括本體層、覆蓋在所述本體層正表面上的擴散層；對所述擴散層進行局部重摻雜，形成第一副柵線；在基底正表面上形成減反射層，該減反射層覆蓋所述第一副柵線；在位於所述第一副柵線上方的減反射層區域形成間斷的第二副柵線，所述第二副柵線的形成材料為具有穿透性的導電漿料，以與基底形成歐姆接觸；在第二副柵線上方形成連續的主柵線和第三副柵線，所述主柵線、第三副柵線及第二副柵線彼此電性相連，所述主柵線和第三副柵線的形成材料為不具有穿透性的導電漿料；對基底進行燒結，使所述第二副柵線與基底電性相連；所述形成第一副柵線的過程具體為，利用雷射對覆蓋在所述擴散層上的玻璃層進行局部加熱，使玻璃層中的雜質擴散進入所述擴散層，形成柵線狀的重擴散區域，作為第一副柵線；所述玻璃層是基底進行擴散之後自然形成的。

2.根據權利要求1所述的太陽能電池的製作方法，其特徵在於，形成第一副柵線之後，形成減反射層之前，還包括，去除覆蓋在所述擴散層上的玻璃層。

3.根據權利要求1所述的太陽能電池的製作方法，其特徵在於，所述第一副柵線的表面摻雜濃度為1020立方厘米～1023立方厘米，摻雜深度為0.1～1微米，包括端點。

4.根據權利要求1所述的太陽能電池的製作方法，其特徵在於，所述擴散層上，除第一副柵線外的其它區域的表面摻雜濃度為1018立方厘米～1021立方厘米，摻雜深度為0.1～0.5微米，包括端點。

5.根據權利要求1所述的太陽能電池的製作方法，其特徵在於，所述第三副柵線的間距為1.7毫米～2.2毫米。

6.根據權利要求1所述的太陽能電池的製作方法，其特徵在於，所述第三副柵線與所述第一副柵線所成的角度為0～90度，包括端點。

7.根據權利要求1所述的太陽能電池的製作方法，其特徵在於，所述第三副柵線完全覆蓋所述第二副柵線。

8.一種太陽能電池，採用權利要求1-7任一項所述的方法製作，其特徵在於，包括：基底，所述基底包括本體層和覆蓋在所述本體層正表面上的擴散層，其中，所述擴散層是由所述本體層摻雜擴散得到的；位於所述擴散層內的第一副柵線，所述第一副柵線是由所述擴散層局部重摻雜形成的，所述形成第一副柵線的過程具體為，利用雷射對覆蓋在所述擴散層上的玻璃層進行局部加熱，使玻璃層中的雜質擴散進入所述擴散層，形成柵線狀的重擴散區域，作為第一副柵線；所述玻璃層是基底進行擴散之後自然形成的；位於所述基底正表面上的減反射層；位於所述第一副柵線上方的減反射層區域的間斷的第二副柵線，所述第二副柵線的形成材料為具有穿透性的導電漿料，且與所述基底電性相連；位於所述基底正表面上連續主柵線和第三副柵線，所述主柵線和第三副柵線的形成材料為不具有穿透性的導電漿料，且所述主柵線、第三副柵線及第二副柵線彼此電性相連。

9.根據權利要求8所述的太陽能電池，其特徵在於，所述第一副柵線的表面摻雜濃度為1020立方厘米～1023立方厘米，摻雜深度為0.1～1微米。

10.根據權利要求8所述的太陽能電池，其特徵在於，所述擴散層上，除第一副柵線外的其它區域的表面摻雜濃度為1018立方厘米～1021立方厘米，摻雜深度為0.1～0.5微米。

11.根據權利要求8所述的太陽能電池，其特徵在於，所述第三副柵線的間距為1.7毫米～2.2毫米。

12.根據權利要求8所述的太陽能電池，其特徵在於，所述第三副柵線與所述第一副柵線所成的角度為0～90度，包括端點。

13.根據權利要求8所述的太陽能電池，其特徵在於，所述第三副柵線完全覆蓋所述第二副柵線。

實施方式

正如背景技術所述，2012年技術中常規的太陽能電池的基本結構從上到下依次為：正面電極、減反射層、發射極、基底、背電場、背面場、背面電極，但是這種結構的太陽能電池的光電轉換效率並不高。發明人研究發現，造成這種缺陷的原因主要有兩點：1、2012年技術中太陽能電池的正面電極包含主柵線和副柵線，使得正面電極與基底表面的電學接觸面積較大，這就增大了基底表面的載流子的複合，導致太陽能電池的光電轉換效率下降；2、2012年技術中的太陽能電池為了保障正面電極與基底之間具有良好的歐姆接觸，並且使光生電流在基底中傳輸的橫向傳輸電阻減小，會對基底的表面進行重摻雜，然而重摻雜的擴散層會造成光生載流子表面再複合損耗與藍光吸收損耗的增加，不利於太陽能電池的光電轉換效率的提高。

針對上述第一個問題，2012年技術中為了減少正面電極與基底的電學接觸面積，僅在太陽能電池的正面印刷用來收集電流的較細的副柵線，而不印刷較粗的主柵線，或者將正面電極做成包括與基底局部電性相連的間斷的柵線和覆蓋在間斷的柵線上不與基底電性相連的連續的柵線兩部分的結構；針對上述第二個問題，2012年技術中為了減小重摻雜的擴散層所造成的光生載流子表面再複合損耗與藍光吸收損耗，會對輕擴散層進行局部重摻雜，以形成輕摻雜和重摻雜的兩個不同區域，一般採用的方法有兩種：一是進行兩次熱擴散以分別形成摻雜濃度不同的兩個區域，二是在基底上需要重摻雜的區域額外沉積含磷物質作為磷源，然後通過雷射選擇性加熱使磷原子滲透進基底內部。

基於此，《太陽能電池及其製作方法》提供了一種太陽能電池及其製作方法，以克服2012年技術存在的上述問題，包括：

提供基底，所述基底包括本體層、覆蓋在所述本體層正表面上的擴散層；

對所述擴散層進行局部重摻雜，形成第一副柵線；

在基底正表面上形成減反射層，該減反射層覆蓋所述第一副柵線；

在位於所述第一副柵線上方的減反射層區域形成間斷的第二副柵線，所述第二副柵線的形成材料為具有穿透性的導電漿料，以與基底形成歐姆接觸；

在第二副柵線上方形成連續的主柵線和第三副柵線，所述主柵線、第三副柵線及第二副柵線彼此電性相連，所述主柵線和第三副柵線的形成材料為不具有穿透性的導電漿料；

對基底進行燒結，使所述第二副柵線與基底電性相連。

《太陽能電池及其製作方法》提供的太陽能電池及其製作方法，採用在基底表面兩次印刷穿透性不同的導電漿料的方法，實現正面電極與基底的局部電學接觸，使太陽能電池的正面電極與基底的電學接觸面積較2012年技術中的減小，從而減少了基底表面的載流子的複合，提高了太陽能電池的光電轉換效率。

並且，《太陽能電池及其製作方法》所提供的太陽能電池及其製作方法，通過對擴散層進行局部重摻雜，形成第一副柵線，並使第二副柵線位於該重摻雜區域內，實現正面電極與基底的局部電學接觸處的局部重摻雜，從而使太陽能電池正面電極與基底的歐姆接觸電阻較2012年技術中的減小，同時使太陽能電池中光生電流的橫向傳輸電阻較2012年技術中的減小，提高了太陽能電池的光電轉換效率。

另外，《太陽能電池及其製作方法》所提供的技術方案除了可以達到上述有益效果之外，還可以通過使擴散層中非第一副柵線的區域的摻雜濃度較2012年技術中擴散層的摻雜濃度減小，從而使光生載流子的複合減少，增強了太陽能電池的藍光回響，有利於其光電轉換效率的提高；並且《太陽能電池及其製作方法》所提供的技術方案，還可以通過使第三副柵線的間距較2012年技術中正面電極柵線的間距增大，從而增加了太陽能電池的受光面積，提高了其光電轉換效率，同時還能減少製作電極柵線的導電漿料的用量，降低製作成本。

以上是《太陽能電池及其製作方法》的核心思想，為使《太陽能電池及其製作方法》的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對《太陽能電池及其製作方法》的具體實施方式做詳細的說明。

在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解《太陽能電池及其製作方法》，但是《太陽能電池及其製作方法》還可以採用其他不同於在此描述的其它方式來實施，該領域技術人員可以在不違背《太陽能電池及其製作方法》內涵的情況下做類似推廣，因此《太陽能電池及其製作方法》不受下面公開的具體實施例的限制。

其次，《太陽能電池及其製作方法》結合示意圖進行詳細描述，在詳述《太陽能電池及其製作方法》實施例時，為便於說明，表示器件結構的剖面圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應限制《太陽能電池及其製作方法》保護的範圍。此外，在實際製作中應包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。

• 實施例一

該實施例提供了一種太陽能電池的製作方法，如圖2所示，為《太陽能電池及其製作方法》實施例一所提供的太陽能電池的製作方法的流程圖，如圖3-圖11所示，為該方法各步驟的立體圖，包括：

步驟S11：提供P型基底，對該基底的表面進行織構化。

如圖3所示，提供P型單晶矽片作為基底，該基底的大部分區域為本體層101，並且該基底的規格為125毫米×125毫米、電阻率為1.5歐姆·厘米、厚度為180微米；之後採用化學腐蝕的方法對基底表面進行織構化，最終形成金字塔結構102，過程中所選用的化學試劑是溫度為80℃、質量百分含量為2.5%的氫氧化鈉溶液，腐蝕時間持續25分鐘。

需要說明的是，該實施例僅以上述規格、電阻率及厚度的P型單晶矽片為例進行說明，在《太陽能電池及其製作方法》的其它實施例中的基底可以選用電阻率為0.1～10歐姆·厘米、厚度為150～500微米、規格為N型或P型的單晶或多晶的矽片。

並且，該實施例對基底的表面進行織構化所用的方法並不僅限於化學腐蝕的方法，在《太陽能電池及其製作方法》的其它實施例中還可以採用雷射、機械法、等離子刻蝕或其它可以在基底表面形成金字塔結構的方法。

另外，在《太陽能電池及其製作方法》的其它實施例中可以選用與該實施例中的試劑不同的種類、溫度及質量百分含量的試劑對所提供的基底表面進行織構化，且織構化操作的持續時間也不僅僅限於該實施例中所提供的時間。

需要指出的是，上述對基底表面進行織構化，製作金字塔結構，所利用的原理是，具有晶向的單晶矽片基底在氫氧化鈉或其它化學試劑的腐蝕中會表現處擇優性能，即在不同方向的腐蝕速率不同，因此最終在基底的表面形成金字塔結構；該金字塔結構能夠增強基底表面的陷光效應，使光經過該表面時至少會與基底表面有兩次接觸，從而有效的增加了基底表面對光的吸收，提高太陽能電池的光電轉換效率。

步驟S12：對基底進行磷摻雜，在基底的表面內部形成磷輕擴散層。

如圖4所示，將基底置於管式擴散爐內，採用三氯氧磷液態源為擴散源，並使恆溫區的溫度為810℃，對基底進行擴散，擴散時間持續30分鐘，使最終形成的磷輕擴散層103（即擴散層）的擴散方阻為70歐姆/sq，結深為0.25微米；同時，由於擴散過程中會通入氧氣，基底表面的矽被氧化，最終會形成一層覆蓋在基底表面的摻有氧化磷的氧化矽玻璃層，即磷矽玻璃層104。

採用三氯氧磷液態源對基底進行擴散的原理具體為，三氯氧磷在環境溫度600℃以上，並且有氧氣通入的情況下，會分解生成五氧化二磷和氯氣，其中的五氧化二磷進一步與基底上的矽反應，在基底表面形成一層磷矽玻璃層，然後磷再向基底內部擴散，形成磷的擴散層，因此在基底有磷擴散的一面變為N型，沒有擴散的一面仍為P型，這樣就在基底內部形成了PN結。

需要指出的是，該實施例僅以液態源擴散的方法為例進行說明，但是《太陽能電池及其製作方法》在基底的表面內部形成磷輕擴散層的方法還可以是固態源擴散法或者其它可以實現上述目的的方法。

另外，在《太陽能電池及其製作方法》的其它實施例中，對基底進行磷摻雜的所需環境溫度、擴散的持續時間及最終形成的擴散層的方阻和結深，可以根據實際的需求進行相應的改變。

由於摻雜濃度越小，光生載流子的複合越少，從而太陽能電池對短波長的光的吸收能力越強，也即藍光回響越強，所以該實施例優選的可以通過使磷輕擴散層103（即擴散層上除第一副柵線以外的其它區域）的表面摻雜濃度為1018立方厘米～1021立方厘米，較2012年技術中常規太陽能電池的擴散層的摻雜濃度（1019立方厘米～1022立方厘米）減小，從而增強了太陽能電池的藍光回響，有利於其光電轉換效率的提高。

另外，該實施例優選的使磷輕擴散層103（即擴散層上除第一副柵線以外的其它區域）的摻雜深度為0.1～0.5微米，包括端點，更為優選的為0.2～0.4微米。

需要強調的是，上述磷輕擴散層103的表面摻雜濃度和摻雜深度的數值範圍同樣適用於《太陽能電池及其製作方法》的其它實施例，但是上述數值範圍僅為《太陽能電池及其製作方法》優選的範圍，《太陽能電池及其製作方法》對於磷輕擴散層的表面摻雜濃度和摻雜深度並不限定。

步驟S13：在基底的正面形成第一副柵線。

如圖5所示，採用雷射摻雜的方法對基底表面覆蓋的磷矽玻璃層104進行熱處理，使磷矽玻璃層104中的磷原子滲透進磷輕擴散層103內，形成磷重摻雜的柵線狀的區域，作為第一副柵線105。

該實施例選用Q開關、Nd:YAG、532納米波長的雷射106對磷矽玻璃層104進行熱處理，但是在《太陽能電池及其製作方法》的其它實施例中還可以依據實際情況選擇其它種類及波長的雷射進行處理。

需要說明的是，該實施例中的第一副柵線105的間距可以根據實際的需求做相應的設計。

另外，該實施例優選的使第一副柵線105的表面摻雜濃度為1020立方厘米～1023立方厘米，摻雜深度為0.1~1微米，包括端點，更為優選的是0.2~0.9微米。

需要強調的是，上述第一副柵線105的表面摻雜濃度和摻雜深度的數值範圍同樣適用於《太陽能電池及其製作方法》的其它實施例，但是上述數值範圍僅為《太陽能電池及其製作方法》優選的範圍，《太陽能電池及其製作方法》對於第一副柵線的表面摻雜濃度和摻雜深度並不限定。

需要強調的是，該實施例合理利用磷矽玻璃層104內所含有的雜質磷，並且採用雷射摻雜的方法，對磷輕擴散層103進行局部重摻雜，不僅節省原材料，簡化了工藝，並且不會對基底造成損傷，保證了第一副柵線105摻雜的均勻性；而2012年技術中對輕擴散層進行局部重摻雜所採用的兩種方法中，一種是進行兩次熱擴散以分別形成輕摻雜和重摻雜的兩個不同區域，這種方法工藝步驟比較複雜，而且兩次高溫熱過程的熱損耗很大，會對基底造成很大的熱損傷，尤其對多晶矽基底的影響更為嚴重，另一種方法是在基底上需要重摻雜的區域額外沉積含磷物質作為磷源，然後通過雷射選擇性加熱使磷原子滲透進基底內部，但是採用這種方法很難保證摻雜層的均勻性，並且還需要增加相應的設備和工藝步驟；因此，該實施例的上述步驟所採用的方法，相比2012年技術更有優勢。

步驟S14：對基底背面進行刻蝕，使基底背面光滑平整，並去除基底表面的磷矽玻璃層。

如圖6所示，首先採用質量百分含量為20%的氫氧化鉀溶液對基底背面進行刻蝕，去除背面的金字塔結構，使基底背面光滑平整；然後採用質量百分含量為5%的HF溶液，在溫度為70℃的環境下，清洗基底，處理時間持續10分鐘，去除基底正面的磷矽玻璃層103。

需要指出的是，由於磷矽玻璃層103的主要成分為氧化矽，其覆蓋在基底的正面，質地較為光滑，會導致後續形成的正面電極不能很好地附著在基底上，難以與基底形成良好的歐姆接觸，所以需要將該磷矽玻璃層103去除。

該實施例中對基底背面進行刻蝕與去除磷矽玻璃層均採用的是化學腐蝕的方法，但是在《太陽能電池及其製作方法》的其它實施例中還可以採用其它的方法實現上述目的。

並且，該實施例僅以採用質量百分含量為20%的氫氧化鉀溶液對基底背面進行刻蝕為例進行說明，《太陽能電池及其製作方法》的實施例並不限定所使用的試劑的種類、質量百分含量、操作環境及處理時間等，可以根據實際的情況對上述參數進行相應的設定。

在《太陽能電池及其製作方法》的其它實施例中還可以採用氫氧化鈉、四甲基氫氧化銨或乙二胺中的一種或者幾種試劑，此時，所選用的試劑的質量百分含量為10～40%，環境溫度為50～90℃，處理時間為2～20分鐘；若選用硝酸、氫氟酸和去離子水的混合試劑，此時，所三者的體積比為4～5:1～2:1，環境溫度為10～20℃，處理時間為2～20分鐘。

步驟S15：在基底的正面形成減反射層。

如圖7所示，將基底置於管式PECVD設備中，採用PECVD技術在基底的正面澱積減反射層107，並使所述減反射層107的厚度為80納米、折射率為2。

採用PECVD（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition：電漿增強化學氣相沉積）技術製備減反射層107的基本過程為：利用低溫電漿作能量源，將基底置於低氣壓下輝光放電的陰極上，利用輝光放電（或者另外的發熱體）使基底升溫到預定的溫度，然後通入適量氨氣和矽烷作為反應氣體，氨氣和矽烷經過一系列化學反應和電漿反應後，會在基底的正面形成固態的深藍色SiNx:H薄膜，這就是減反射層107。

另外，需要指出的是，SiNx:H減反射層中SiNx（即氮化矽）起減反射作用，而H（即氫原子）可以起到表鈍化和體鈍化的作用。減反射層一方面由於符合減反射原理，所以可以減少光的反射，增大基底對光的吸收率；另一方面由於在製備減反層的過程中大量的氫原子達到基底表面，並進入基底內部，這些氫原子會與基底表面的切割造成的懸掛鍵和雜質引起的不飽和的共價鍵結合，並且與基底內部的位錯、晶體缺陷或其他雜質產生的不飽和共價鍵結合，減少複合中心，提高光生載流子的收集率，從而起到很好的表鈍化和體鈍化的效果，提高了太陽能電池的短路電流和開路電壓。

需要指出的是，該實施例僅以採用PECVD技術製作厚度為80納米、折射率為2、材料為氮化矽的減反射膜為例進行說明，在《太陽能電池及其製作方法》的其它實施例中的減反射層還可以採用PVD技術製作，其厚度為20～100納米，折射率為1.2～2.8，材料為氮化矽、氧化鋁、氧化矽或二氧化鈦中的一種或幾種。

步驟S16：在基底的背面形成背面電極和背面場。

如圖8所示，採用絲網印刷技術在基底的背面印刷導電漿料，並烘乾，形成背面電極108和背面場109；其中，背面電極108為柵線狀，背面場109覆蓋在基底背面除背面電極108的其它區域；並且，形成背面電極108的導電漿料為導電銀漿，形成背面場109的導電漿料為導電鋁漿。

利用絲網印刷技術製作背面電極和背面場的基本過程為，印刷時在網版的一端倒入導電漿料，用刮刀在網版的導電漿料部位施加一定的壓力，同時向網版的另一端移動，導電漿料會在移動的過程中被刮刀從網版上的圖形部分的網孔中擠壓到基底上。在印刷的過程中，刮刀始終與網版和基底呈線接觸，接觸線隨刮刀移動而移動，而網版的其它部分與基底為脫離狀態，這就保證了印刷尺寸的精度，並且避免了沾污基底。當刮刀刮過整個印刷區域後抬起，同時網版也脫離基底，並通過回墨刀將導電漿料輕刮回初始位置，工作檯返回到上料位置，完成絲網印刷過程。

另外，需要指出的是，絲網印刷技術最為重要的是所用到的模板，絲網印刷的模版一般採用鎳板雷射刻槽製成，以保證模板的耐久和柵格的精度。絲網印刷的電極會對光線有一定的遮擋，採用先進的模板印刷工藝可減少對光的遮擋，同時也可以使電極與襯底的歐姆接觸電阻有一定程度的降低，製造出的太陽能電池效率也會有所提高。

需要說明的是，《太陽能電池及其製作方法》實施例中背面電極和背面場的形成順序不分先後。

並且，該實施例僅以形成背面電極的導電漿料為導電銀漿，形成背面場的導電漿料為導電鋁漿為例進行說明，但《太陽能電池及其製作方法》實施例形成背面電極與背面場的導電漿料的種類包括但並不限定於此。

步驟S17：在位於第一副柵線上方的減反射層區域上形成間斷的第二副柵線，且形成第二副柵線的導電漿料具有穿透性。

如圖9所示，利用套印的印刷機攝像頭確定第一副柵線105的位置，之後採用絲網印刷技術在第一副柵線105上方的減反射層107上的區域印刷導電漿料，形成間斷的柵線狀，作為第二副柵線110，形成所述第二副柵線的導電漿料具有穿透性，在燒結的過程中，會與基底形成歐姆接觸。

該實施例優選的採用穿透性良好的導電銀漿製作第二副柵線110，在《太陽能電池及其製作方法》的其它實施例中還可以選用其它種類具有穿透性的導電漿料實現上述目的。

該實施例中同一條第一副柵線105上的各段第二副柵線110之間的間距可以根據實際的需要進行相應的設計。

需要說明的是，該實施例將第一副柵線優選的使第二副柵線110完全覆蓋第一副柵線105，不需要2012年技術中使電極柵線準確的印刷在重摻雜區域內的優良的對準印刷技術，因此該實施例的上述步驟較2012年技術更具優勢。

步驟S18：在第二副柵線上方形成連續的第三副柵線和連續的主柵線，使第三副柵線、主柵線及第二副柵線保持電性相連，且形成第三副柵線和主柵線的導電漿料不具有穿透性。

如圖10所示，利用絲網印刷技術在與第一副柵線105呈90度的方向上印刷導電漿料，形成連續的第三副柵線111和連續的主柵線112，該導電漿料為不具有穿透性的導電漿料，使第三副柵線111、主柵線112及第二副柵線110保持彼此電性相連的同時，第三副柵線111與主柵線112不直接與基底電性相連。

需要說明的是，該實施例僅以第一副柵線105與第三副柵線111呈90度為例進行說明，但是在《太陽能電池及其製作方法》的其它實施例中，第一副柵線105與第三副柵線111所呈的角度可以為0～90度之間的任意角度，包括端點值。

並且，由於第三副柵線111之間存在一部分重摻雜層（即第一副柵線105），該重摻雜層能夠有效降低光生電流在基底內傳輸的傳輸電阻，所以該實施例的上述步驟也對提高太陽能電池的光電轉換效率有所幫助。

另外，該實施例優選的通過使第三副柵線111的多根柵線之間的間距（1.7～2.2毫米）較2012年技術中正面電極副柵線的多根柵線之間的間距（1.2～1.7毫米）增大，從而能夠增加太陽能電池的受光面積，提高了其光電轉換效率；且由於第三副柵線111的間距增大，所以該實施例較2012年技術中導電漿料的用量減少，可以降低生產成本。

需要說明的是，該實施例優選的使第三副柵線111完全覆蓋第二副柵線110，不需要2012年技術中優良的套印技術，而2012年技術中兩次印刷電極柵線，必須要求兩次印刷的電極柵線完全對準，一旦兩次印刷的電極柵線出現偏移，將會造成更大的遮光損失，導致太陽電池的光電轉換效率降低，因此該實施例的上述步驟較2012年技術更具優勢。

在《太陽能電池及其製作方法》的其它實施例中，優選的可以適當的增大第二副柵線110和\或第三副柵線的高度，以增大正面電極柵線的高寬比，進而減小正面電極的傳輸電阻，提高太陽能電池的光電轉換效率。

該實施例優選的採用不具有穿透性的導電銀漿製作第三副柵線111和主柵線112，在《太陽能電池及其製作方法》的其它實施例中還可以選用其它種類不具有穿透性的導電漿料實現上述目的。

需要指出的是，該實施例僅以上述形成第一副柵線105、背面電極108、背面場109、第二副柵線110、第三副柵線111及主柵線112的各步驟的順序進行說明，在《太陽能電池及其製作方法》的其它實施例中也可以採用其它不同於該實施例的順序實現《太陽能電池及其製作方法》所提供的太陽能電池的結構。

步驟S19：對基底進行燒結，使第二副柵線與基底電性相連。

如圖11所示，將上述印刷完畢的基底置於鏈式燒結爐內，對基底進行燒結，使第二副柵線110與基底形成歐姆接觸，實現二者電性相連，燒結過程中的峰值溫度為750℃，帶速為610毫米/分鐘。

該實施例僅以燒結設備為鏈式燒結爐、燒結的峰值溫度為750℃、帶速為610毫米/分鐘為例進行說明，但是其它可以實現第二副柵線110與基底電性相連的設備及操作條件均落入《太陽能電池及其製作方法》的保護範圍之內。

需要強調的是，該實施例採用在基底表面兩次印刷穿透性不同的導電漿料的方法，實現正面電極與基底的局部電學接觸，即正面電極中，只有第一次印刷的穿透性漿料形成的第二副柵線110與基底形成了電學接觸，且第二副柵線110與基底的電學接觸為點接觸，而第二次印刷的非穿透性的漿料形成的第三副柵線111和主柵線112並不與基底直接電學接觸，使太陽能電池的正面電極與基底的電學接觸面積較2012年技術中的減小，從而減少了基底表面的載流子的複合，提高了太陽能電池的光電轉換效率。

需要指出的是，2012年技術中僅在太陽能電池的正面印刷用來收集電流的較細的副柵線，而不印刷較粗的主柵線，這樣的結構雖然能夠減少正面電極與基底表面的電學接觸面積，但是沒有主柵的太陽能電池是無法進行焊接的；或者將正面電極做成包括與基底局部電性相連的間斷的柵線和覆蓋在間斷的柵線上不與基底電性相連的連續的柵線兩部分的結構，雖然也能夠減少正面電極與基底表面的電學接觸面積，並且便於焊接，但是這種結構的太陽能電池只依靠間斷的柵線收集電流，會導致太陽能電池的串聯電阻的大大增加，使其填充因子降低，最終會造成太陽能電池的光電轉換效率的降低；相較於2012年技術，《太陽能電池及其製作方法》實施例中由於第二副柵線110位於重摻雜區域第一副柵線105上，實現了正面電極與基底的局部電學接觸處的局部重摻雜，在使太陽能電池正面電極與基底的歐姆接觸電阻較2012年技術中的減小的同時，並不會導致太陽能電池的串聯電阻的增加，進而提高了太陽能電池的光電轉換效率。

需要說明的是，該實施例所進行的燒結操作，經過烘乾排焦、燒結和冷卻三個過程。其中，烘乾排焦的過程是為了使導電漿料中的高分子粘合劑分解燃燒掉，該過程中溫度慢慢上升，當溫度達到500℃時，有機物被全部分解燃燒；之後進入燒結過程，該過程包括從500~750℃的升溫燒結階段和峰值溫度下的保溫燒結階段，經過這兩個階段，燒結體內完成了各種複雜的物理化學反應，形成電阻膜結構，使燒結體真正具有電阻特性；進入冷卻階段後，燒結體冷卻硬化並凝固，使電阻膜結構固定地粘附於基底上，形成歐姆接觸。

總的來說，燒結的目的就是使電極和基底本身形成歐姆接觸,從而提高太陽能電池片的開路電壓和填充因子,使電極的接觸具有電阻特性,達到提高太陽能電池的轉換效率的目的；另外，燒結過程中有利於鈍化減反射膜中的氫原子向基底內擴散，從而可以增強氫原子的體鈍化作用。

該實施例所提供的太陽能電池的製作方法，採用在基底表面兩次印刷穿透性不同的導電漿料的方法，實現正面電極與基底的局部電學接觸，使太陽能電池的正面電極與基底的電學接觸面積較2012年技術中的減小，從而減少了基底表面的載流子的複合，提高了太陽能電池的光電轉換效率。

並且，該實施例所提供的太陽能電池的製作方法，通過對擴散層進行局部重摻雜，形成第一副柵線，並使第二副柵線位於該重摻雜區域內，實現正面電極與基底的局部電學接觸處的局部重摻雜，從而使太陽能電池正面電極與基底的歐姆接觸電阻較2012年技術中的減小，同時使太陽能電池中光生電流的橫向傳輸電阻較2012年技術中的減小，提高了太陽能電池的光電轉換效率。

另外，該實施例所提供的太陽能電池的製作方法，通過使擴散層中非第一副柵線的區域的摻雜濃度較2012年技術中擴散層的摻雜濃度減小，增強了太陽能電池的藍光回響，有利於其光電轉換效率的提高；且《太陽能電池及其製作方法》所提供的太陽能電池及其製作方法，通過使第三副柵線的間距較2012年技術中正面電極柵線的間距增大，從而增加了太陽能電池的受光面積，提高了其光電轉換效率。

與方法實施例對應，《太陽能電池及其製作方法》還提供了一種太陽能電池，其結構如圖11所示，包括：

基底，所述基底包括本體層101和覆蓋在本體層101正表面上的磷輕擴散層103，其中，磷輕擴散層103是由本體層101摻雜擴散得到的，且本體層101的正表面為金字塔結構102；

位於磷輕擴散層103內的第一副柵線105，第一副柵線105是由磷輕擴散層103局部重摻雜形成的；

位於所述基底正表面上的減反射層107；

位於第一副柵線105上方的減反射層107區域的間斷的第二副柵線110，第二副柵線110的形成材料為具有穿透性的導電漿料，且與基底電性相連；

位於基底正表面上連續主柵線112和第三副柵線111，主柵線112和第三副柵線111的形成材料為不具有穿透性的導電漿料，且主柵線112、第三副柵線111及第二副柵線110彼此電性相連；

位於基底背面的背面電極108和背面場109。

《太陽能電池及其製作方法》實施例所提供的太陽能電池所具有的優點，在實施例中已有詳細的描述，這裡不再贅述。

• 實施例二

該實施例提供了一種太陽能電池的製作方法，如圖12所示，為《太陽能電池及其製作方法》實施例二所提供的太陽能電池的製作方法的流程圖，具體包括以下步驟：

步驟S21：提供N型基底，對該基底的表面進行織構化。

提供N型單晶矽片作為基底，該基底的大部分區域為本體層201，並且該基底的規格為156毫米×156毫米、電阻率為1.5歐姆·厘米、厚度為180微米；之後採用化學腐蝕的方法對基底表面進行織構化，最終形成金字塔結構202，過程中所選用的化學試劑是溫度為80℃、質量百分含量為2.5%的氫氧化鈉溶液，腐蝕時間持續25分鐘。

步驟S22：對基底進行硼摻雜，在基底的表面內部形成硼輕擴散層。

將基底置於管式擴散爐內，採用三溴化硼液態源為擴散源，並使恆溫區的溫度為850℃，對基底進行擴散，擴散時間持續30分鐘，使最終形成的硼輕擴散層203（即擴散層）的擴散方阻為70歐姆／m，結深為0.25微米；同時，由於擴散過程中會通入氧氣，基底表面的矽被氧化，最終會形成一層覆蓋在基底表面的摻有氧化硼的氧化矽玻璃層，即硼矽玻璃層204。

步驟S23：在基底的正面形成第一副柵線。

採用雷射摻雜的方法對基底表面覆蓋的硼矽玻璃層204進行熱處理，使硼矽玻璃層204中的硼原子滲透進硼輕擴散層203內，形成硼重摻雜的柵線狀的區域，作為第一副柵線205。

步驟S24：對基底背面進行刻蝕，使基底背面光滑平整，並去除基底表面的硼矽玻璃層。

首先採用質量百分含量為20%的氫氧化鉀溶液對基底背面進行刻蝕，去除背面的金字塔結構，使基底背面光滑平整，處理時間持續10分鐘；然後採用質量百分含量為10%的HF溶液清洗基底，去除基底正面的硼矽玻璃層203。

步驟S25：在基底的正面形成減反射層，並在基底的背面形成鈍化層。

該實施例製備減反射層207和鈍化層208的過程與實施例一中製備減反射層107的過程基本一致，所不同的是，由於該實施例所需要製作的太陽能電池的背面並不是受光面，鈍化層208不需要具有減反射的功能，只需要有體鈍化和表鈍化的功能即可，則鈍化層208的形成工藝、材料及厚度可以與減反射層207的形成工藝、材料及厚度相同，也可以不同，例如，鈍化層208可以為多層膜結構，包括氧化鋁膜層、氧化矽膜層等，具體的，氧化鋁膜層可以採用原子層沉積法、PECVD法製備，氧化矽膜層可以採用熱氧化生長製備，鈍化層208的厚度也可以根據實際的需要進行相應設計。

步驟S26：在基底的背面形成背面電極，形成背面電極的導電漿料具有穿透性。

採用絲網印刷技術在基底的背面印刷導電漿料，並烘乾，形成柵線狀的背面電極209，並且，形成背面電極209的導電漿料為具有穿透性的導電銀漿，經燒結後能穿透鈍化層208與基底電學相連。

步驟S27：在位於第一副柵線上方的減反射層區域上形成間斷的第二副柵線，且形成第二副柵線的導電漿料具有穿透性。

步驟S28：在第二副柵線上方形成連續的第三副柵線和連續的主柵線，使第三副柵線、主柵線及第二副柵線保持電性相連，且形成第三副柵線和主柵線的導電漿料不具有穿透性。

步驟S29：對基底進行燒結，使第二副柵線和背面電極分別與基底電性相連。

與方法實施例對應，《太陽能電池及其製作方法》還提供了另一種太陽能電池，其結構如圖13所示，包括：

基底，所述基底包括本體層201和覆蓋在本體層201正表面上的硼輕擴散層203，其中，硼輕擴散層203是由本體層201摻雜擴散得到的，且本體層201的正表面為金字塔結構202；

位於硼輕擴散層203內的第一副柵線205，第一副柵線205是由硼輕擴散層203局部重摻雜形成的；

位於所述基底正表面上的減反射層207和位於所述基底背表面上的鈍化層208；

位於第一副柵線205上方的減反射層207區域的間斷的第二副柵線210，第二副柵線210的形成材料為具有穿透性的導電漿料，且與基底電性相連；

位於基底正表面上連續主柵線212和第三副柵線211，主柵線212和第三副柵線211的形成材料為不具有穿透性的導電漿料，且主柵線212、第三副柵線211及第二副柵線210彼此電性相連；

位於基底背面的背面電極209。

《太陽能電池及其製作方法》實施例所提供的太陽能電池及其製作方法所具有的優點，與實施例一所具有的優點基本相同，所不同的是，《太陽能電池及其製作方法》實施例所提供的太陽能電池的基底為N型，由於N型基底不含或者只含極少量的硼元素，硼氧複合對作用很弱，所以相比P型基底的太陽能電池，該實施例所提供的N型太陽能電池不存在光致衰減的問題，性能更穩定。

對所公開的實施例的上述說明，使該領域專業技術人員能夠實現或使用《太陽能電池及其製作方法》。對這些實施例的多種修改對該領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，該文中所定義的一般原理可以在不脫離《太陽能電池及其製作方法》的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，《太陽能電池及其製作方法》將不會被限制於該文所示的這些實施例，而是要符合與該文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。

榮譽表彰

2020年7月14日，《太陽能電池及其製作方法》獲得第二十一屆中國專利優秀獎。