本发明涉及太阳能电池，更具体地说，涉及一种bc半片电池及其制备方法。
背景技术：
1、bc电池，即back contact（背接触）电池，是当前各类背接触结构晶硅太阳能电池的泛称，是一种高效光伏电池，主要包括ibc、hbc、tbc、abc、hpbc等。bc电池的原理主要是其表面没有栅线，正负极采用交叉排列的方式被制备在电池背面，从而减少电极栅线带来的遮光损失，能做到最大限度利用阳光。尽管bc电池一直占据技术的金字塔尖，但其以背面大面积复杂高精度图形化为核心的工艺门槛和高昂成本一定程度上制约了这一技术的普及。如何简化工艺、降低成本，是推动bc电池走向产业化的重点。
2、电池片切半片，也被称为半片技术或半片组件技术，是当前光伏行业中的一项重要技术革新。这一技术将整片电池片切割成两个半片电池片，每片半片电池片的电流只有常规电池的一半。通过板型设计将两个半片上下并联，使得输出电流恢复到全片电池的电流值。这一技术变革在光伏组件的制造过程中起到了关键的作用，并带来了多方面的优势。优势一：半片技术的引入有助于降低封装损失，即由于半片电池片的电流降低，组件内部的电流和线路电阻也相应减少，进而降低了功率损耗。优势二：半片技术有助于优化组件生产过程中的环节问题，即采用半片技术，由于电池片尺寸的减小，焊接过程中的操作难度降低，焊接位置的控制也更为精确，从而减少了焊接不良的风险。优势三：半片技术还可以提升组件的可靠性，即由于半片电池片的尺寸减小，其热膨胀系数也相应降低，这有助于减少因温度变化引起的组件内部应力，从而提高了组件的耐久性；此外，半片技术还可以减少电池片之间的热斑效应，降低组件在运行过程中因局部过热而损坏的风险。优势四：半片技术还有助于降低制造成本，即，虽然半片技术的引入可能增加了一些额外的切割和组装成本，但由于其提高了组件的发电效率和可靠性，降低了运维成本，因此从整体上看，半片技术有助于降低光伏系统的全生命周期成本。
3、但在对电池片切半过程中，由于存在激光热损伤，往往需要增加工艺步骤以消除损伤，这就导致工艺周期加长，工艺流程复杂化，不利于大批量生产。同时，虽然电池片经过化学处理后其力学性能有所增强，但是在面对激光切割热损伤时，不可避免对存在一定的次品率，如何减低半片电池的次品率也是目前需要优化的问题。另外需要注意的是，电池片切半后，理论上来说，半片电池与整片电池相比电压不变，功率减半，电流减半，但是在bc电池切半后，其吸光面积减小，导致半片电池性能下降。
4、例如，中国专利申请号为201710305225.1，申请公开日为2017年9月22日的专利申请文件公开了半电池片的制造方法。该方法步骤为：步骤一：半电池片图形设计，所述半电池片图形沿电池片的中线对称；步骤二：将经过湿法制绒-磷扩散-湿法刻蚀-去psg-pecvd镀膜处理的多晶硅片采用所述半电池片图形进行丝网印刷和烧结制得电池片；步骤三：将步骤二制得的电池片沿着中线进行激光切割，并对所述激光切割后形成的直角进行倒角，制得半电池片。但是，该工艺在电池制备完成后进行切半，会导致组件功率损失。
5、中国专利申请号为201811359274.4，申请公开日为2019年3月8日的专利申请文件公开了半片多晶太阳能电池片的制作工艺。该方法步骤为：a、检验；b、制绒；c、扩散；d、刻蚀；e、去psg；f、pecvd；g、丝网印刷；h、烧结；i、划片；j、裂片；k、钝化；l、测试分选。但是，该工艺在电池制备完成后进行切半，钝化，使得单独增加钝化流程。
6、因此，为了实现bc电池的量产，在降低成本的同时，降低bc半片电池的次品率，同时增强bc半片电池的性能，是本领域亟需解决的问题。
技术实现思路
1、1. 要解决的问题
2、本发明的目的在于如何在提升半片电池制备效率的同时，提升半片电池的良品率，进而提供一种bc半片电池的制备方法，在形成电池片之前对半导体基体进行切半处理，进而直接制备得到半片电池，仅仅通过优化半片电池的工艺流程，简化了半片电池的制备步骤，在提升半片电池制备效率，同时进一步的减小了半片电池制备过程中产生的损伤，进而提高了半片电池制备效率和良品率；
3、进一步地，通过在形成电池片之前对半导体基体进行切半处理，bc半片电池的两个侧面均设置有绒面结构，增加了光的吸收面积，有利于增强bc半片电池的吸光率。
4、2. 技术方案
5、本技术的内容部分用于以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。本技术的内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。
6、本发明的一种bc半片电池的制备方法，包括
7、半导体基体前处理工序；利用碱液对半导体基体表面进行抛光处理，去除损伤层，形成平整的平面结构，抛光后形成的塔基大小大于20 μm，优选塔基大小为25~30 μm，其中塔基大小指的是边长；
8、形成p型、n型钝化接触结构工序；对半导体基体进行p型掺杂和n型掺杂形成两个不同极性的掺杂区，并在掺杂后分别进行图形化处理；
9、制绒钝化工序；对半导体基体进行酸刻和制绒，而后进行钝化膜的沉积形成钝化层；
10、金属化制备半片电池片；在p型掺杂区与n型掺杂区印刷银浆，经烧结制备直接得到半片电池片；
11、其中，在形成电池片之前对半导体基体进行切半处理，具体如下：
12、在形成p型、n型钝化接触结构工序和制绒钝化工序之间还设置切半处理，所述的切半处理为对半导体基体进行划片处理，并在划片处理后对半导体基体进行裂片处理，完成半导体基体的切半处理，即相当于形成p型、n型钝化接触结构工序和制绒钝化工序之间还设置半导体基体切半处理工序；
13、或者在形成p型、n型钝化接触结构工序中进行切半处理：
14、所述切半处理为在图形化处理之后进行切半处理，即，切半处理为在p型掺杂之后的图形化处理之后进行切半处理，或者在n型掺杂之后的图形化处理进行切半处理，其中，切半处理后还包括清扫等工序才会进行下一个工序；
15、或者所述切半处理在图形化处理过程中进行切半处理，所述切半处理为对半导体基体进行划片处理，并在划片处理后对半导体基体进行裂片处理，完成半导体基体的切半处理。
16、本发明利用形成p型、n型钝化接触结构工序和制绒钝化工序之间，或是形成p型、n型钝化接触结构工序中，增加切半处理，以便在后续制绒钝化工序过程的制绒完成损伤去除，同时在钝化过程中利用绕镀实现切半处理后的侧面的钝化，进而经过烧结，以直接获得bc半片电池。
17、进一步地，金属化制备电池片过程中无需再次进行钝化处理，无需对电池片再进行切半处理。
18、进一步地，形成p型、n型钝化接触结构工序包括如下步骤：
19、对抛光处理后的半导体基体背面进行p型掺杂，并形成p型掺杂区；
20、对p型掺杂的半导体基体进行第一次图形化处理；
21、对第一次图形化处理后的半导体基体进行n型掺杂，并形成n型掺杂区；
22、对p/n掺杂后的半导体基体进行第二次图形化处理；
23、所述切半处理为在第二次图形化处理后进行切半处理；
24、或者，所述切半处理为在第一次图形化处理过程中进行划片处理，在第一次图形化处理后进行裂片处理；或者，所述切半处理为在第二次图形化处理过程中进行划片处理，在第二次图形化处理后进行裂片处理。优选在第二次图形化处理过程中进行划片处理，在第二次图形化处理后进行裂片处理，只需要对切半后工序的工装夹具进行改造即可，减少改造成本。
25、所述半导体基体比电池片更加脆弱，在切半处理的过程中更加容易受到损伤，因此，发明人发现，在切半处理的划片、裂片过程中，若是采用电池片的切半处理工艺对半导体基体进行切半，其次品率高。具体说，
26、进一步地，半导体基体切半处理时，划片处理采用激光划片机的开槽激光在半导体基体上进行开槽划片，激光器功率为40.5~47.5w；激光器脉冲频率为75600~77000hz；
27、半导体基体切半处理时，裂片处理采用热裂激光器在划片处理的基础上，对半导体基体进行裂片，热裂激光器功率为144~189 w；热裂激光器脉冲频率为20~21hz。
28、为了降低次品率，假设：电池片进行切半处理时，划片处理采用激光划片机的开槽激光在半导体基体上进行开槽划片，激光器功率为p10，脉冲频率f10；
29、进一步地改进在半导体基体切半处理时，划片过程中，
30、激光器功率为p11，且p11=(0.90~0.95)p10；
31、激光器脉冲频率f11，且f11=(1.08~1.10) f10。
32、电池片进行切半处理时，裂片处理采用热裂激光器在划片处理的基础上，对电池片进行裂片，热裂激光器功率为p20，脉冲频率f20；
33、进一步地改进在半导体基体切半处理时，热裂激光器的控制如下：
34、热裂激光器功率为p21，且p21=(0.8~0.9) p20；
35、热裂激光器脉冲频率f21，且f21=(1~1.05) f20。
36、进一步地，半导体基体切半处理中，划片处理采用激光划片机的开槽激光在半导体基体上进行开槽划片，激光开槽的深度为dt，半导体基体的厚度为d，由于半导体基体相对电池片更容易被损坏，故本技术划片时，优选开槽深度dt为半导体基体厚度d的60%~80%，提高划片的成功率，即dt=(60%~80%)d。
37、进一步地，形成p型、n型钝化接触结构工序的具体步骤为：
38、s21对半导体基体背面依次进行第一遂穿氧化层(sio2)和第一多晶硅层的沉积；
39、s22对步骤s21处理后的半导体基体进行硼扩散，即用热扩散的方式进行掺杂，第一多晶硅层形成带有bsg层的p型掺杂区；扩散源为bcl3，扩散后p型掺杂区中硼的掺杂浓度小于4e19 atom/cm3，平均浓度为2e19~1e20 atom/cm3,优选浓度为4e19~6e19 atom/cm3；
40、s23对步骤s22处理后的半导体基体表面进行第一次图形化处理，去除部分bsg层并暴露出p型掺杂区；
41、s24对步骤s23处理后的半导体基体进行碱抛，去除步骤s23暴露出的p型掺杂区及其下的第一遂穿氧化层，形成抛光形貌，而未去除bsg层的p型掺杂区则保留，从而形成高度差（gap），其中未去除的bsg层剩余厚度为10~30 nm；其中碱抛利用的是碱液叠加添加剂；
42、s25对步骤s24处理后的半导体基体背面依次进行第二遂穿氧化层(sio2)、第二多晶硅层的沉积，优选利用lpcvd设备沉积；
43、s26对步骤s25处理后的半导体基体进行磷扩散，实现n型掺杂，扩散源为pocl3，形成带有psg层的n型掺杂区，psg层的厚度为40~60 nm；
44、s27对步骤s26处理后的半导体基体表面进行第二次图形化处理，去除p型掺杂区上的psg 层和部分n区掺杂区上的psg 层。
45、进一步地，制绒钝化工序的具体步骤为：
46、s31对形成p型、n型钝化接触结构工序处理后，且进行切半处理的半导体基体进行酸刻和制绒，用链式酸刻机去除正表面的绕镀（在背面沉积第一多晶硅层和第二多晶硅层时会绕镀在正面），后置于槽式制绒机中完成制绒，使正面形成金字塔形貌的绒面结构同时，切割面也可利用其去除损伤层，并形成绒面结构；此外，同时去除背面p型掺杂区上的n型掺杂区、第二遂穿氧化层、bsg层，去除背面n型掺杂区的psg层，并在p型掺杂区与n型掺杂区形成凹槽，此步骤处理后，半导体基体背面为p型、n型隔离的钝化接触结构，即p型掺杂区所在的p区由基体背面往下依次有第一遂穿氧化层、p型掺杂区，n型掺杂区所在的n区由基体背面往下依次有第二遂穿氧化层、n型掺杂区，p区和n区之间有凹槽；
47、s32对步骤s31处理后的半片半导体基体进行钝化膜的沉积，在正背面完成钝化同时，边缘（两个侧面）因绕镀同步完成钝化。
48、进一步地，s21处理后的第一遂穿氧化层的厚度1~2 nm，沉积温度为590~650℃；第一多晶硅层的厚度为200~400 nm，沉积温度为550℃~600℃。
49、进一步地，s22处理后的bsg层的厚度为40~60 nm。
50、进一步地，步骤s24中，碱抛后半导体基体背面形成的高度差为0.5~3 μm。
51、进一步地，步骤s25中，第二遂穿氧化层的厚度为1~2 nm，沉积温度为590~650℃，第二多晶硅层的厚度为100~300 nm，沉积温度为590℃~630℃。
52、进一步地，步骤s31中，凹槽深度为2~3 μm。
53、进一步地，步骤s32中，钝化膜为氧化铝、氮化硅、氮氧化硅、氧化硅中的两种或两种以上。优选钝化层为al2o3/sinx叠层结构，其制备是通过bc电池ald及pecvd工序制备al2o3和sinx的绕度来完成沉积。
54、本发明的一种bc半片电池，采用上述的方法制备得到的，制备得到电池片后无需进行钝化处理。
55、进一步地，bc半片电池的两个侧面均设置有绒面结构。
56、进一步地，bc半片电池包括半导体基体，所述的半导体基体包括正面、背面、第一侧面和第二侧面，其中bc半片电池背面设置有p型掺杂区和n型掺杂区，p型掺杂区和n型掺杂区之间通过凹槽隔开，所述半导体基体的正面、第一侧面、第二侧面、凹槽上均设置有绒面结构。
57、3. 本技术的有益效果在于：
58、（1）本发明在bc半片电池的制备过程中，在形成电池片之前对半导体基体进行切半处理，形成p型、n型钝化接触结构工序和制绒钝化工序之间还设置切半处理，或者在形成p型、n型钝化接触结构工序中进行切半处理，而后进过后续的制绒、钝化、印刷银浆，经烧结制备直接得到半片电池，无需再对电池片进行切半处理和钝化处理，提高了切半电池侧边的钝化效果，且减少了钝化处理工序，提高了处理效率；
59、（2）半导体基体在制绒前未经化学处理形成绒面结构，其表面更加脆弱，在划片裂片过程中容易损坏而报废，甚至，切半处理过程中的激光烧蚀损伤了p型、n型钝化接触结构，显著增加了p型、n型钝化接触结构区缺陷的数量。这些缺陷可以作为有利的复合中心，产生漏电流。另外，半导体基体切割边缘的裂纹和烧蚀坑附近的p型、n型钝化接触结构区的杂质也会导致漏电流的产生。反向电流的增加使光生电流减小，导致太阳能电池并联电阻减小。总的来说，半导体基体被激光烧蚀产生损伤，特别是半导体基体被直接烧蚀的区域，完全丧失了转化电能的能力。同时，半片电池的串联电阻增大，并联电阻减小，导致短路电流和开路电压减小。因此，这些因素的共同作用降低了半片电池的输出性能。本发明提出了对半导体基体切半处理具有特殊的工艺参数，即：划片处理中，激光器功率为40.5~47.5w；激光器脉冲频率为75600~77000hz；裂片处理中，热裂激光器功率为144~189 w；热裂激光器脉冲频率为20~21hz；有利于减轻激光对半导体基体的损坏，降低bc半片电池的次品率；
60、（3）本发明的bc半片电池在电池制备过程中图形化处理获得p型、n型钝化接触结构，同时通过在电池制备过程中对半导体基体进行切半，在后制绒过程中，截面结构形成绒面结构，一方面去除了因切半带来的损伤，另一方面有利于光的注入，此外在制绒钝化工序利用绕镀实现对切半后的半导体基体侧面进行钝化，经过烧结直接获得bc半片电池，减少了现有技术中，对电池片进行切半后，再次钝化以消除激光损伤。
1.一种bc半片电池的制备方法，其特征在于：包括
2.根据权利要求1所述的一种bc半片电池的制备方法，其特征在于：金属化制备电池片过程中无需再次进行钝化处理，无需对电池片再进行切半处理。
3.根据权利要求1所述的一种bc半片电池的制备方法，其特征在于：形成p型、n型钝化接触结构工序包括如下步骤：
4.根据权利要求1~3任意一项所述的一种bc半片电池的制备方法，其特征在于：电池片进行切半处理时，划片处理采用激光划片机的开槽激光在半导体基体上进行开槽划片，激光器功率为p10，脉冲频率f10；
5.根据权利要求1~3任意一项所述的一种bc半片电池的制备方法，其特征在于：电池片进行切半处理时，裂片处理采用热裂激光器在划片处理的基础上，对电池片进行裂片，热裂激光器功率为p20，脉冲频率f20；
6.根据权利要求1~3任意一项所述的一种bc半片电池的制备方法，其特征在于：半导体基体切半处理中，划片处理采用激光划片机的开槽激光在半导体基体上进行开槽划片，激光开槽的深度为dt，半导体基体的厚度为d，dt=(60%~80%)d。
7.根据权利要求1~3任意一项所述的一种bc半片电池的制备方法，其特征在于：形成p型、n型钝化接触结构工序的具体步骤为：
8.根据权利要求1~3任意一项所述的一种bc半片电池的制备方法，其特征在于：制绒钝化工序的具体步骤为：
9.根据权利要求7所述的一种bc半片电池的制备方法，其特征在于：s21处理后的第一遂穿氧化层的厚度1~2 nm；第一多晶硅层的厚度为200~400 nm。
10.根据权利要求7所述的一种bc半片电池的制备方法，其特征在于：s22处理后的bsg层的厚度为40~60 nm。
11.根据权利要求7所述的一种bc半片电池的制备方法，其特征在于：步骤s24中，碱抛后半导体基体背面形成的高度差为0.5~3 μm。
12.根据权利要求7所述的一种bc半片电池的制备方法，其特征在于：步骤s25中，第二遂穿氧化层的厚度为1~2 nm，第二多晶硅层的厚度为100~300 nm。
13.根据权利要求8所述的一种bc半片电池的制备方法，其特征在于：步骤s31中，凹槽深度为2~3 μm。
14.根据权利要求8所述的一种bc半片电池的制备方法，其特征在于：步骤s32中，钝化膜为氧化铝、氮化硅、氮氧化硅、氧化硅中的两种或两种以上。
15.一种bc半片电池，其特征在于：采用权利要求1~14任意一项所述的方法制备得到的，制备得到电池片后无需进行钝化处理。
16.根据权利要求15所述的一种bc半片电池，其特征在于：bc半片电池的两个侧面均设置有绒面结构（6）。
17.根据权利要求16所述的一种bc半片电池，其特征在于：bc半片电池包括半导体基体（1），所述的半导体基体（1）包括正面、背面、第一侧面和第二侧面，其中bc半片电池背面设置有p型掺杂区（22）和n型掺杂区（42），p型掺杂区（22）和n型掺杂区（42）之间通过凹槽（3）隔开，所述半导体基体（1）的正面、第一侧面、第二侧面、凹槽（3）上均设置有绒面结构（6）。
