本发明属于背接触电池，具体涉及一种具有特定第二半导体层的背接触电池及其制备和光伏组件。
背景技术：
1、目前，背接触电池背面的第二半导体层一般包含本征非晶或微晶硅层及p型掺杂非晶或微晶硅层，常采用pecvd或hot-wire方式形成。p型掺杂的非晶硅或微晶硅层的有效掺杂浓度一般在1×1018cm-3-9×1019cm-3左右，有效掺杂浓度一般低于n型硅层（包括多晶硅、非晶硅或微晶硅），加之空穴的迁移率低于电子的迁移率，因此第二半导体的导电性能会低于n型多晶硅层。
2、为了达到与第一半导体层相匹配的载流子传输能力，一种方式是将第二半导体层对应的第二半导体开口区一般至少设置为第一半导体层对应的第一半导体开口区的4倍以上，而开口区的增加，会影响电池的钝化性能，从而影响电池的iv性能。
3、另外一种方式，则通过提高p型掺杂层的晶化率，采用微晶层的方式来提高导电性能，但因为提高晶化率，其沉积的条件如沉积功率、温度较高等相对苛刻，容易导致本征层钝化受影响，影响钝化效果，从而影响电池性能。
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，提供一种具有特定第二半导体层的背接触电池及其制备和光伏组件，其能够提升整体钝化效果，同时保证第二半导体层的导电性好，从而利于提升电池性能，尤其是兼顾优异的少子寿命和开路电压、电池转化效率。
2、为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种具有特定第二半导体层的背接触电池，包括硅片，在硅片的背面交替排布设置的第一半导体层和第二半导体层，相邻的第一半导体层之间形成第二半导体开口区，第一半导体层包括第一钝化层和n型掺杂硅晶层；所述第二半导体层包括从硅片背面向外依次设置的本征非晶硅层、三氧化二铝层与p型掺杂硅层，所述本征非晶硅层、三氧化二铝层与p型掺杂硅层的厚度之比为（0.26-0.9）：（0.1-0.3）：1，所述三氧化二铝层以nm计的厚度与p型掺杂硅层晶化率数值的比例为（1.5-4.6）:1。
3、在本发明的一些优选实施方式中，所述三氧化二铝层的厚度为1-2.5nm。
4、在本发明的一些优选实施方式中，所述p型掺杂硅层的晶化率为65%以上。
5、在本发明的一些优选实施方式中，所述本征非晶硅层的厚度为2-9nm，所述p型掺杂硅层的厚度为10-15nm。
6、在本发明的一些优选实施方式中，所述第二半导体开口区以μm计的宽度与所述p型掺杂硅层的晶化率的数值比为（150-600）：1。
7、在本发明的一些优选实施方式中，所述第二半导体开口区以μm计的宽度与所述p型掺杂硅层以cm-3计的有效掺杂浓度的数值比为1：（0.7×1017-1.0×1019）。
8、在本发明的一些优选实施方式中，所述第二半导体开口区的宽度为200-400μm。
9、在本发明的一些优选实施方式中，所述p型掺杂硅层的有效掺杂浓度为1×1019cm-3-5×1020cm-3。
10、在本发明的一些优选实施方式中，所述本征非晶硅层为本征氢化非晶硅层，p型掺杂硅层为p型掺杂微晶硅层。
11、在本发明的一些优选实施方式中，所述第一钝化层为本征硅或隧穿氧化硅层，所述n型掺杂硅晶层为n型掺杂的非晶硅、微晶硅或多晶硅。
12、在本发明的一些优选实施方式中，所述第一钝化层为隧穿氧化硅层，所述n型掺杂硅晶层为n型掺杂多晶硅层，所述隧穿氧化硅层厚度为1-2nm，n型掺杂多晶硅层的厚度为70-120nm、有效掺杂浓度为1×1019cm-3-9×1020cm-3。
13、在本发明的一些优选实施方式中，所述本征非晶硅层、三氧化二铝层与隧穿氧化硅层的厚度之比为（0.26-0.9）：（0.1-0.3）：1。
14、在本发明的一些优选实施方式中，所述第二半导体层的两端分别向外延伸至覆盖在相邻的第一半导体层的部分背面外，并在第一半导体层的背面开设不覆盖第二半导体层的第一半导体开口区；第二半导体开口区与第一半导体开口区间隔排列且它们之间的区域为间隔区；在间隔区内，第一半导体层和第二半导体层之间设置掩膜层或不设置掩膜层。
15、在本发明的一些优选实施方式中，第二半导体开口区与第一半导体开口区的宽度之比为2-4：1。
16、在本发明的一些优选实施方式中，第一半导体开口区的宽度为100-250μm。
17、在本发明的一些优选实施方式中，所述具有特定第二半导体层的背接触电池还包括：在所述硅片的正面向外依次设置的第二钝化层、减反层，在背面设置的金属电极以及铺设在第一半导体层和第二半导体层外表面的导电膜层；所述导电膜层的位于间隔区内的部分上开设绝缘槽；所述金属电极设置在第二半导体开口区、第一半导体开口区的各自对应导电膜层的外表面。
18、在本发明的一些优选实施方式中，第二钝化层为非晶硅钝化层、氧化硅钝化层和三氧化二铝钝化层中的一种或多种组合，所述减反层为氮化硅、三氧化二铝和氧化硅中的一种或多种组合。
19、在本发明的一些优选实施方式中，所述第二钝化层为从硅片正面向外依次设置的氧化硅钝化层和三氧化二铝钝化层的组合，氧化硅钝化层的厚度为1-2nm，三氧化二铝钝化层为3-4nm。
20、在本发明的一些优选实施方式中，所述减反层为从第二钝化层的表面向外依次设置的氮化硅层和氧化硅层的组合，氮化硅层的厚度为5-10nm，氧化硅层的厚度为8-15nm。
21、第二方面，本发明提供一种背接触电池的制备方法，其用于制备第一方面所述的具有特定第二半导体层的背接触电池，所述背接触电池的制备方法包括：
22、s1、提供硅片；
23、s2、在硅片背面形成第一半导体层；
24、s3、在硅片背面进行第一次刻蚀开口，形成第二半导体开口区；
25、s4、对s3所得硅片的正面和背面的第二半导体开口区进行制绒清洗；
26、s5、在s4所得硅片背面依次沉积本征非晶硅层、三氧化二铝层与p型掺杂硅层，形成第二半导体层。
27、在本发明的一些优选实施方式中，所述三氧化二铝层使用ald法沉积，条件包括：工艺温度在130-180℃之间，反应气体为三甲基铝和臭氧，第一阶段通入三甲基铝的流量为2000sccm-5000sccm，反应时间为10-40s，后使用氮气吹扫腔室和管路，第二阶段通入臭氧流量为3000sccm-6000sccm，后使用氮气吹扫腔室和管路，所述第一阶段和第二阶段为一个循环，共进行10-20个循环。
28、在本发明的一些优选实施方式中，所述本征非晶硅层和所述p型掺杂硅层通过板式cvd方式沉积，所述p型掺杂硅层的沉积条件包括：沉积温度为180-260℃，沉积功率为8-30kw，气压为300-600pa。
29、在本发明的一些优选实施方式中，所述背接触电池的制备方法还包括：
30、在s2形成第一半导体层之后还形成掩膜层；并在s4制绒清洗的过程中，根据需要选择是否通过最后清洗溶液同时去除硅片背面的掩膜层；
31、s6、在s5所得硅片正面依次形成第二钝化层和减反层；
32、s7、之后在硅片背面的第二半导体层上进行第二次刻蚀开口，形成第一半导体开口区；
33、s8、在s7所得背面沉积导电膜层；
34、s9、在s8所得背面的导电膜层上进行第三次刻蚀开口，形成绝缘槽；
35、s10、在s9所得背面的第一半导体开口区与第二半导体开口区处的导电膜层上分别形成金属电极。
36、第三方面，本发明提供一种光伏组件，其包括第一方面所述的具有特定第二半导体层的背接触电池。
37、有益效果：
38、本发明通过上述技术方案，尤其是第二半导体层中采用本征非晶硅层与三氧化二铝层作为共同钝化层，利用三氧化二铝层所带固定负电荷的优势，提供额外的场效应钝化效果，与本征非晶硅层以适宜厚度比形成的共同钝化层，耐cvd溅射的性能提高，p型掺杂硅层的导电性能可提高，共同钝化层配合适宜厚度和适宜晶化率配比的p型掺杂硅层，有利于p型掺杂硅层与三氧化二铝层之间形成良好的隧穿效应，有利于空穴载流子的传输与导电，能够提升整体钝化效果，从而利于提升电池性能，尤其是兼顾优异的少子寿命和开路电压、电池转化效率。
39、相应地在制备方法中，由于采用特定结构的第二半导体层，p型掺杂硅层可以提高沉积功率和温度来提高其有效掺杂浓度和结晶度，而不会对本征非晶硅层造成不利影响，从而克服p型掺杂硅层导电性能不佳的缺陷；同时可以缩小第二半导体开口区，则相应第一半导体层所占面积比例扩大，提高电池的整体钝化性能，从而改善电池的性能。
1.一种具有特定第二半导体层的背接触电池，包括硅片，在硅片的背面交替排布设置的第一半导体层和第二半导体层，相邻的第一半导体层之间形成第二半导体开口区，第一半导体层包括第一钝化层和n型掺杂硅晶层；其特征在于，所述第二半导体层包括从硅片背面向外依次设置的本征非晶硅层、三氧化二铝层与p型掺杂硅层，所述本征非晶硅层、三氧化二铝层与p型掺杂硅层的厚度之比为（0.26-0.9）：（0.1-0.3）：1，所述三氧化二铝层以nm计的厚度与p型掺杂硅层晶化率数值的比例为（1.5-4.6）:1。
2.根据权利要求1所述的具有特定第二半导体层的背接触电池，其特征在于，所述三氧化二铝层的厚度为1-2.5nm；
3.根据权利要求1所述的具有特定第二半导体层的背接触电池，其特征在于，所述本征非晶硅层的厚度为2-9nm，所述p型掺杂硅层的厚度为10-15nm。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的具有特定第二半导体层的背接触电池，其特征在于，所述第二半导体开口区以μm计的宽度与所述p型掺杂硅层的晶化率的数值比为（150-600）：1；
5.根据权利要求4所述的具有特定第二半导体层的背接触电池，其特征在于，所述第二半导体开口区的宽度为200-400μm，和/或，所述p型掺杂硅层的有效掺杂浓度为1×1019cm-3-5×1020cm-3。
6.根据权利要求1所述的具有特定第二半导体层的背接触电池，其特征在于，所述本征非晶硅层为本征氢化非晶硅层，p型掺杂硅层为p型掺杂微晶硅层。
7.根据权利要求1所述的具有特定第二半导体层的背接触电池，其特征在于，所述第一钝化层为本征硅或隧穿氧化硅层，所述n型掺杂硅晶层为n型掺杂的非晶硅、微晶硅或多晶硅。
8.根据权利要求7所述的具有特定第二半导体层的背接触电池，其特征在于，所述第一钝化层为隧穿氧化硅层，所述n型掺杂硅晶层为n型掺杂多晶硅层，所述隧穿氧化硅层厚度为1-2nm，n型掺杂多晶硅层的厚度为70-120nm、有效掺杂浓度为1×1019cm-3-9×1020cm-3。
9.根据权利要求8所述的具有特定第二半导体层的背接触电池，其特征在于，所述本征非晶硅层、三氧化二铝层与隧穿氧化硅层的厚度之比为（0.26-0.9）：（0.1-0.3）：1。
10.根据权利要求1所述的具有特定第二半导体层的背接触电池，其特征在于，所述第二半导体层的两端分别向外延伸至覆盖在相邻的第一半导体层的部分背面外，并在第一半导体层的背面开设不覆盖第二半导体层的第一半导体开口区；第二半导体开口区与第一半导体开口区间隔排列且它们之间的区域为间隔区；在间隔区内，第一半导体层和第二半导体层之间设置掩膜层或不设置掩膜层；
11.根据权利要求1所述的具有特定第二半导体层的背接触电池，其特征在于，所述具有特定第二半导体层的背接触电池还包括：在所述硅片的正面向外依次设置的第二钝化层、减反层，在背面设置的金属电极以及铺设在第一半导体层和第二半导体层外表面的导电膜层；所述导电膜层的位于间隔区内的部分上开设绝缘槽；所述金属电极设置在第二半导体开口区、第一半导体开口区的各自对应导电膜层的外表面；
12.根据权利要求11所述的具有特定第二半导体层的背接触电池，其特征在于，所述第二钝化层为从硅片正面向外依次设置的氧化硅钝化层和三氧化二铝钝化层的组合，氧化硅钝化层的厚度为1-2nm，三氧化二铝钝化层为3-4nm；
13.一种背接触电池的制备方法，其特征在于，其用于制备如权利要求1-12中任一项所述的具有特定第二半导体层的背接触电池，所述背接触电池的制备方法包括：
14.根据权利要求13所述的背接触电池的制备方法，其特征在于，所述三氧化二铝层使用ald法沉积，条件包括：工艺温度在130-180℃之间，反应气体为三甲基铝和臭氧，第一阶段通入三甲基铝的流量为2000sccm-5000sccm，反应时间为10-40s，后使用氮气吹扫腔室和管路，第二阶段通入臭氧流量为3000sccm-6000sccm，后使用氮气吹扫腔室和管路，所述第一阶段和第二阶段为一个循环，共进行10-20个循环；
15.根据权利要求13所述的背接触电池的制备方法，其特征在于，所述背接触电池的制备方法还包括：
16.一种光伏组件，其特征在于，其包括如权利要求1-12中任一项所述的具有特定第二半导体层的背接触电池。
