本发明属于背接触电池，具体涉及一种背接触电池及其制造方法和光伏组件。
背景技术：
1、现有技术的背接触电池结构，需要在硅片背面沉积导电膜，目前一般采用透明导电膜ito或tco；并通过蚀刻的方式，在第一开口区与第二开口区之间形成绝缘槽及在硅片第一开口区与第二开口区上形成金属电极，一般采用低温银浆形成银栅线金属电极。其使用昂贵的透明导电膜和低温银浆，使电池成本居高不下。此外，现有的联合钝化背接触电池需在第一开口区与第二开口区之间去除导电膜形成绝缘槽，其采用激光开槽都是在透明导电膜或者透明p型或透明n型的非晶硅钝化层上进行选择性开槽，因为材料透光，激光不能被共振吸收，导致开槽难度很大；而采用湿法蚀刻方式，工艺较复杂，对电池片的影响也较大；进一步加大背接触电池规模量产的难度。
2、申请人的早期研究提供了一种无银无铟的背接触电池，其设置了硅合金层和金属导电层，作为电极引出方式，其使用时在背接触电池上直接涂图案化锡膏引出电流，但是经申请人进一步研究发现，存在下述问题：
3、因磁控溅射或蒸镀等镀膜方式无法实现较厚的金属薄膜溅射（这是由于在磁控溅射或蒸镀过程中，随着薄膜厚度的增加，薄膜内部累积的应力也会增加。这些应力会导致薄膜的开裂、剥离或其他形式的失效。尤其对于金属薄膜，较高的残余应力可能导致薄膜与基底之间的粘附力下降。再者在溅射或蒸镀过程中，基底和薄膜可能会因长时间的镀膜过程使表面温度太高从而影响薄膜的结构和性能），同时制造的金属薄膜厚度太厚，会降低硅合金层在硅合金层和金属导电层中的占比而影响金属层与硅薄膜层之间的接触界面效果，所以制造的镍金属膜（即硅合金层和金属导电层）较薄。但镍金属膜较薄不太利于组件封装时焊带的焊接，同时镍金属膜较薄容易在锡膏焊接过程，焊接点处的镍金属膜被破坏，造成接触不良，影响电池电流的导出，因此容易造成焊接不良问题。同时此时锡膏焊接需要在特定焊接点处进行，对仪器的精密度要求较高，工艺复杂度高。
4、需要说明的是，本发明的该部分内容仅提供与本发明有关的背景技术，而并不必然构成现有技术或公知技术。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种背接触电池及其制造方法和光伏组件，该背接触电池能够实现与常规基于透明导电膜和银栅的背接触电池性能效果相当，但为无铟无银的低成本背接触电池，大幅降低背接触电池的生产成本，提升电池转换效率和生产良率，兼顾提升耐候性能。
2、为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种背接触电池，包括具有正面和背面的硅片，设置在背面且沿硅片的z轴方向向外依次设置的半导体分布层、硅合金层、金属导电层，半导体分布层包括沿硅片的y轴方向交替排布的第一半导体层和第二半导体层，所述第二半导体层的端部延伸至相邻的第一半导体层端部的外表面上以形成过渡区域，所述背接触电池还包括：沿金属导电层的z轴方向向外依次设置的含双金属合金膜层、锡膏层，以及阻水绝缘层；其中，硅合金层、金属导电层、含双金属合金膜层形成金属导电膜层，金属导电膜层的位于过渡区域的部分设置有第一绝缘槽，锡膏层的位于过渡区域的部分处设置有与第一绝缘槽连通的第二绝缘槽，且在y轴方向上，第二绝缘槽的宽度不小于第一绝缘槽的宽度；阻水绝缘层填充在第一绝缘槽内并延伸至第二绝缘槽内，锡膏层中锡膏的表面张力不高于500mn/m，锡膏在阻水绝缘层表面的接触角θ1大于锡膏在含双金属合金膜层表面的接触角θ2。
3、在本发明的一些优选实施方式中，θ1≥90°，θ2为20°-80°。
4、在本发明的一些优选实施方式中，θ1与θ2的差值为20°-85°。
5、在本发明的一些优选实施方式中，所述阻水绝缘层延伸至覆盖在含双金属合金膜层的表面上。
6、在本发明的一些优选实施方式中，在z轴方向上，所述阻水绝缘层的覆盖在含双金属合金膜层y轴方向表面的部分的厚度t与含双金属合金膜层的厚度的比值为3-30：1。
7、在本发明的一些优选实施方式中，所述含双金属合金膜层中包含第一金属元素和第二金属元素，第一金属元素选自镍、铝、铂、钴、钛、钨中的一种，第二金属元素选自铜、锡、锌中的一种；第一金属元素的质量含量在20%-75%，第二金属元素的质量含量在25%-80%。
8、在本发明的一些优选实施方式中，所述含双金属合金膜层与所述锡膏层进行冶金结合式连接。
9、在本发明的一些优选实施方式中，所述含双金属合金膜层为镍铜金属膜层，在所需θ2为20°-50°时镍铜金属膜层中镍、铜的质量比为1：3-9；在所需θ2为51°-80°时镍铜金属膜层中镍、铜的质量比为1：0.3-3。
10、在本发明的一些优选实施方式中，所述含双金属合金膜层与所述金属导电层、所述硅合金层的厚度之比为2-15：1-5：1。
11、在本发明的一些优选实施方式中，所述含双金属合金膜层的厚度为10-30nm，所述金属导电层的厚度为4-10nm，所述硅合金层的厚度为2-6nm。
12、在本发明的一些优选实施方式中，所述硅合金层含金属硅化物且硅合金层的方块电阻为60-100，所述金属导电层的方块电阻为3-50；所述金属硅化物和所述金属导电层中各自所含的金属元素各自独立地包括镍、铝、铂、钴、钛、钨中的至少一种。
13、在本发明的一些优选实施方式中，所述硅合金层含掺杂元素，掺杂元素包括硼或磷。
14、在本发明的一些优选实施方式中，所述第一金属元素与所述硅合金层中的金属元素、所述金属导电层中的金属元素相同。
15、在本发明的一些优选实施方式中，所述金属导电层包括镍层、铝层、铂层中的一种。
16、在本发明的一些优选实施方式中，在z轴方向上，所述阻水绝缘层的位于第一绝缘槽内的部分的填充厚度t占所述第一绝缘槽的厚度的50%-100%。
17、在本发明的一些优选实施方式中，所述阻水绝缘层的整体总厚度为100-300nm。
18、在本发明的一些优选实施方式中，所述阻水绝缘层包括氮化硅和/或二氧化硅。
19、在本发明的一些优选实施方式中，所述背接触电池具有如下至少一种结构：
20、结构一、在y轴方向上，第二绝缘槽横跨第一绝缘槽且继续向外延伸；
21、结构二、第一绝缘槽沿z轴方向延伸至第二半导体层或第一半导体层；
22、结构三、所述第一绝缘槽的宽度为0.05-0.5mm；
23、结构四、在宽度方向上，第二绝缘槽的一端与同一侧相邻的第一绝缘槽端部之间的距离d在10-50μm；
24、结构五、在所述过渡区域中第一半导体层和第二半导体层之间直接接触或设置掩膜层；
25、结构六、所述第一半导体层、第二半导体层、硅合金层、金属导电层、含双金属合金膜层、锡膏层以及阻水绝缘层分别沿背面的x轴方向延伸设置；
26、结构七、所述背接触电池还包括在硅片正面设置的正面钝化层。
27、在本发明的一些优选实施方式中，所述锡膏层的厚度≥200μm。
28、在本发明的一些优选实施方式中，锡膏的组成包括焊料和焊膏，其中焊料包含锡和铋，焊膏包含聚合松香、改性松香、聚环氧乙烷聚环氧丙烷单丁基醚和氢化蓖麻油；以锡膏中各组分重量百分比计，锡含量在35%-40%，铋含量在50%-55%、优选50%-52.5%，聚合松香含量在2%-5%，改性松香含量在2%-5%，聚环氧乙烷聚环氧丙烷单丁基醚的含量在3%-4%；氢化蓖麻油含量在0.5%-1%。
29、在本发明的一些优选实施方式中，所述第一半导体层包括在硅片背面向外依次设置的第一钝化层、第一掺杂硅晶层，所述第二半导体层包括第二掺杂硅晶层。
30、进一步的，在本发明的一些具体实施方式中，所述第二半导体层还包括设置在硅片背面上的第二钝化层，第二钝化层位于所述硅片背面和所述第二掺杂硅晶层之间；所述第一钝化层包括第一本征非晶硅层或第一隧穿氧化层，第二钝化层包括第二本征非晶硅层或第二隧穿氧化层。
31、在本发明的另外一些实施方式中，所述硅片背面全覆盖的设置所述第一钝化层，所述第一掺杂硅晶层和第二掺杂硅晶层均位于所述第一钝化层的远离硅片背面的一侧，第二掺杂硅晶层及其覆盖的部分第一钝化层形成第二半导体层，所述第一钝化层为隧穿氧化层，第一掺杂硅晶层、第二掺杂硅晶层均为掺杂多晶层。
32、第二方面，本发明提供一种背接触电池的制造方法，包括以下步骤：
33、s1、在硅片的背面形成第一半导体层，并在第一半导体层上沿硅片y轴方向间隔开设第一开口区；之后在背面形成第二半导体层，并在所述第二半导体的覆盖在第一半导体外表面的部分上开设第二开口区；
34、s2、采用掩膜的方式，在s1所得背面依次形成硅合金层、金属导电层，再在金属导电层表面溅射形成含双金属合金膜层，该步骤中掩膜遮挡的区域为过渡区域的至少部分，溅射后遮挡的区域形成第一绝缘槽，硅合金层、金属导电层、含双金属合金膜层形成金属薄膜层；
35、s3、在s2所得背面，采用掩膜的方式，该步骤的掩膜中裸露的区域包括过渡区域内未沉积金属薄膜层的区域，裸露区域形成第二绝缘槽，其它区域被遮挡，在裸露区域内磁控溅射阻水绝缘层；磁控溅射使得阻水绝缘层填充在第一绝缘槽和第二绝缘槽内；
36、s4、在s3所得背面整面涂覆锡膏，形成覆盖含双金属合金膜层表面的锡膏层；其中，锡膏的表面张力不高于500mn/m，锡膏在阻水绝缘层表面的接触角θ1大于锡膏在含双金属合金膜层表面的接触角θ2。
37、在本发明的一些优选实施方式中，s2中，形成含双金属合金膜层时对应合金靶的溅射功率为3-8kw。
38、在本发明的一些优选实施方式中，s2中形成含双金属合金膜层的过程中，溅射的条件包括：真空度为5×10-3pa- 5×10-1pa，溅射时间为30s-120s；采用的合金靶为镍、铝、铂、钴、钛、钨、铜、锡、锌中的两种以上金属的合金。
39、在本发明的一些优选实施方式中，s2中采用蒸镀或溅射依次形成硅合金层、金属导电层。
40、进一步优选地，采用溅射形成硅合金层、金属导电层，溅射的条件包括：真空度为5×10-3pa- 5×10-1pa，控制形成硅合金层时对应第一金属靶的溅射功率为5-12kw，形成硅合金层时的溅射时间为10-60s，形成金属导电层时对应第二金属靶的溅射功率为1-4kw，形成金属导电层时的溅射时间为10-90s。
41、更进一步优选地，第一金属靶、第二金属靶各自独立地为镍金属、铝金属、铂金属、钴金属、钛金属、钨金属、含镍合金、含铝合金、含铂合金、含钴合金、含钛合金、含钨合金中的一种。
42、在本发明的一些优选实施方式中，s3中掩膜中裸露的区域还包括过渡区域内未沉积金属薄膜层的区域的两侧边缘分别向y轴方向延伸的部分区域，过渡区域内未沉积金属薄膜层的区域两侧边缘分别向y轴方向延伸的宽度为10-50μm。
43、在本发明的一些优选实施方式中，s3中磁控溅射的条件包括：通入氩气和氮气的混合气体或通入氩气和氧气的混合气体，真空度为5×10-3pa- 5×10-1pa，设置硅靶的溅射功率为5-10kw，溅射时间为50-600s，所述氩气和氮气的混合气体中氩气和氮气的体积比为1：0.5-0.9，氩气和氧气的混合气体中氩气和氧气的体积比为1：0.1-0.3。
44、在本发明的一些优选实施方式中，s1的过程具体包括：
45、s101、提供硅片；
46、s102、在所述硅片的背面依次形成第一半导体层、掩膜层，第一半导体层包括在背面依次形成的第一钝化层和第一掺杂硅晶层；
47、s103、在s102所得背面预设区域内的第一半导体层及掩膜层进行第一刻蚀，形成间隔分布的第一开口区；
48、s104、之后去除剩余的所有掩膜层；
49、s105、之后在s104所得背面上形成第二半导体层，所述第二半导体层包括在背面上依次形成的第二钝化层和第二掺杂硅晶层；
50、s106、然后在s105所得背面保留有第一半导体层的区域进行第二刻蚀，以裸露第一半导体层，形成与第一开口区间隔排列的第二开口区。
51、在本发明的另外一些优选实施方式中，s1的过程具体包括：
52、s11、提供硅片；
53、s12、在所述硅片的背面依次形成第一半导体层，第一半导体层包括在背面依次形成的第一钝化层和第一掺杂硅晶层；
54、s13、在s12所得背面预设区域内的第一掺杂硅晶层进行第一刻蚀，形成间隔分布的第一开口区；
55、s14、之后在s13所得背面上形成第二掺杂硅晶层，第二掺杂硅晶层及其覆盖的部分第一钝化层形成第二半导体层；
56、s15、然后在s14所得背面保留有第一半导体层的区域进行第二刻蚀，以裸露部分第一半导体层，形成与第一开口区间隔排列的第二开口区。
57、第三方面，本发明提供一种背接触电池，其通过第一方面所述的背接触电池的制造方法制得。
58、第四方面，本发明提供一种光伏组件，其包括第一方面所述的背接触电池，或者第三方面所述的背接触电池。
59、有益效果：
60、本发明通过上述技术方案，尤其是在硅合金层、金属导电层表面设置含双金属合金膜层、锡膏层、阻水绝缘层，能够实现与常规基于透明导电膜和银栅的背接触电池性能效果相当，但为无铟无银的低成本背接触电池，大幅降低背接触电池的生产成本，提升电池转换效率和生产良率，兼顾提升耐候性能。其中，本发明通过在含双金属合金膜层表面印刷锡膏层能够提高金属导电膜层的厚度，且不影响硅合金层在硅合金层和金属导电薄膜层（即金属导电层和含双金属合金膜层的组合）中的占比，能够保证锡膏层与硅薄膜层（即半导体分布层）间界面的良好接触，保证高导电率，利于进一步提升电池的性能，尤其是电池转换效率和生产良率、耐候性能；且，配合直接在含双金属合金膜层表面设置低成本的锡膏层，更利于电池封装时焊接，能够有效避免焊接不良，提高生产良率，且直接形成层也避免了精密控制焊点的工艺，降低了工艺的复杂性。
61、其中，本发明在第一绝缘槽和第二绝缘槽内设置阻水绝缘层，既增加第一半导体层和第二半导体层间的绝缘效果，同时又能在后续封装成光伏组件时，可以更好阻挡水汽从各绝缘槽进入电池片内部，进一步提升光伏组件的耐候性能，且避免短路。而在相同条件下，若不设置阻水绝缘层，封装焊接时锡膏溶化可能会在绝缘槽位置造成短路；且制造上不好操作印刷锡膏。
62、而且，本发明采用适宜小表面张力的锡膏，锡膏在阻水绝缘层表面的接触角θ1大于锡膏在含双金属合金膜层表面的接触角θ2，使得含双金属合金膜层表面与锡膏之间有较好的润湿性和亲和性，而阻水绝缘层表面对锡膏的润湿性很差，锡膏就只在含双金属合金膜层表面区域形成锡膏层，而阻水绝缘层表面区域对锡膏依然具有良好的绝缘性，从而利于提升生产良率，提升光伏组件的耐候性能。
63、本发明的制造方法中，先制造较薄的金属膜（即硅合金层、金属导电层、含双金属合金膜层的组合膜层，如可以通过磁控溅射或蒸镀实现），可以保证镀膜质量，再溅射阻水绝缘层之后，通过在金属膜表面涂布锡膏，既保证导电率又利于组件封装时的焊接操作；而且，通过掩膜的方式，在第一半导体层和第二半导体层上镀硅合金层、金属导电层、含双金属合金膜层、阻水绝缘层，直接在镀膜过程中形成第一绝缘槽和第二绝缘槽，无需刻蚀形成绝缘槽，工艺简单，避免现有技术采用激光刻蚀形成绝缘槽的方式对电池片的不利影响，利于规模量产；最后通过整面涂覆锡膏，因为锡膏表面张力较小，含双金属合金膜层表面对锡膏有较好的润湿性和亲和性，锡膏就只在含双金属合金膜层区域形成锡膏层，而阻水绝缘层表面无法形成成型的锡膏层，该区域依然具有良好的绝缘性，利于简化工艺，提升生产良率，提升光伏组件的耐候性能。
1.一种背接触电池，包括具有正面和背面的硅片，设置在背面且沿硅片的z轴方向向外依次设置的半导体分布层、硅合金层、金属导电层，半导体分布层包括沿硅片的y轴方向交替排布的第一半导体层和第二半导体层，所述第二半导体层的端部延伸至相邻的第一半导体层端部的外表面上以形成过渡区域，其特征在于，所述背接触电池还包括：沿金属导电层的z轴方向向外依次设置的含双金属合金膜层、锡膏层，以及阻水绝缘层；其中，硅合金层、金属导电层、含双金属合金膜层形成金属导电膜层，金属导电膜层的位于过渡区域的部分设置有第一绝缘槽，锡膏层的位于过渡区域的部分处设置有与第一绝缘槽连通的第二绝缘槽，且在y轴方向上，第二绝缘槽的宽度不小于第一绝缘槽的宽度；阻水绝缘层填充在第一绝缘槽内并延伸至第二绝缘槽内，锡膏层中锡膏的表面张力不高于500mn/m，锡膏在阻水绝缘层表面的接触角θ1大于锡膏在含双金属合金膜层表面的接触角θ2。
2.根据权利要求1所述的背接触电池，其特征在于，θ1≥90°，θ2为20°-80°；
3.根据权利要求1所述的背接触电池，其特征在于，所述阻水绝缘层延伸至覆盖在含双金属合金膜层的表面上；
4.根据权利要求1所述的背接触电池，其特征在于，所述含双金属合金膜层中包含第一金属元素和第二金属元素，第一金属元素选自镍、铝、铂、钴、钛、钨中的一种，第二金属元素选自铜、锡、锌中的一种；第一金属元素的质量含量在20%-75%，第二金属元素的质量含量在25%-80%；
5.根据权利要求1或4所述的背接触电池，其特征在于，所述含双金属合金膜层为镍铜金属膜层，在所需θ2为20°-50°时镍铜金属膜层中镍、铜的质量比为1：3-9；在所需θ2为51°-80°时镍铜金属膜层中镍、铜的质量比为1：0.3-3。
6.根据权利要求1所述的背接触电池，其特征在于，所述含双金属合金膜层与所述金属导电层、所述硅合金层的厚度之比为2-15：1-5：1；
7.根据权利要求1或4所述的背接触电池，其特征在于，所述硅合金层含金属硅化物且硅合金层的方块电阻为60-100，所述金属导电层的方块电阻为3-50；所述金属硅化物和所述金属导电层中各自所含的金属元素各自独立地包括镍、铝、铂、钴、钛、钨中的至少一种；
8.根据权利要求4所述的背接触电池，其特征在于，所述第一金属元素与所述硅合金层中的金属元素、所述金属导电层中的金属元素相同；
9.根据权利要求1所述的背接触电池，其特征在于，在z轴方向上，所述阻水绝缘层的位于第一绝缘槽内的部分的填充厚度t占所述第一绝缘槽的厚度的50%-100%。
10.根据权利要求1或9所述的背接触电池，其特征在于，所述阻水绝缘层包括氮化硅和/或二氧化硅；
11.根据权利要求1或9所述的背接触电池，其特征在于，所述背接触电池具有如下至少一种结构：
12.根据权利要求1所述的背接触电池，其特征在于，所述锡膏层的厚度≥200μm；
13.根据权利要求1所述的背接触电池，其特征在于，所述第一半导体层包括在硅片背面向外依次设置的第一钝化层、第一掺杂硅晶层，所述第二半导体层包括第二掺杂硅晶层；其中，
14.一种背接触电池的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
15.根据权利要求14所述的背接触电池的制造方法，其特征在于，s2中，形成含双金属合金膜层时对应合金靶的溅射功率为3-8kw；
16.根据权利要求14所述的背接触电池的制造方法，其特征在于，s2中采用蒸镀或溅射依次形成硅合金层、金属导电层，溅射的条件包括：真空度为5×10-3pa- 5×10-1pa，控制形成硅合金层时对应第一金属靶的溅射功率为5-12kw，形成硅合金层时的溅射时间为10-60s，形成金属导电层时对应第二金属靶的溅射功率为1-4kw，形成金属导电层时的溅射时间为10-90s；第一金属靶、第二金属靶各自独立地为镍金属、铝金属、铂金属、钴金属、钛金属、钨金属、含镍合金、含铝合金、含铂合金、含钴合金、含钛合金、含钨合金中的一种。
17.根据权利要求14所述的背接触电池的制造方法，其特征在于，s3中掩膜中裸露的区域还包括过渡区域内未沉积金属薄膜层的区域的两侧边缘分别向y轴方向延伸的部分区域，过渡区域内未沉积金属薄膜层的区域两侧边缘分别向y轴方向延伸的宽度为10-50μm；
18.根据权利要求14所述的背接触电池的制造方法，其特征在于，s1的过程具体包括：
19.一种背接触电池，其特征在于，其通过如权利要求14-18中任一项所述的背接触电池的制造方法制得。
20.一种光伏组件，其特征在于，其包括如权利要求1-13中任一项所述的背接触电池，或者如权利要求19所述的背接触电池。
