本发明涉及太阳能电池，尤其涉及一种叠层太阳能电池及其制造方法、光伏组件。
背景技术：
1、叠层太阳能电池是一种由顶电池和底电池复合而成的电池结构。顶电池由宽带隙的透光材料制造形成。底电池由较窄禁带宽度的透光材料制造形成。基于此，波长较短的太阳光可以被位于上方的顶电池所利用，波长较长的太阳光可以经顶电池透射至底电池内，并被底电池所利用，因此，叠层太阳能电池可以利用太阳光波长范围比较广，具有较高的光能利用率。
2、但是，现有的包括底电池和碲化镉顶电池的叠层太阳能电池中，碲化镉电池的背接触层的载流子输运能力较差，不利于提升叠层太阳能电池的电学性能。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种叠层太阳能电池及其制造方法、光伏组件，用于增强碲化镉电池包括的背接触层的载流子输运能力，利于提升叠层太阳能电池的电学性能。
2、为了实现上述目的，本发明提供了一种叠层太阳能电池，该叠层太阳能电池包括：底电池、碲化镉顶电池、n型透明导电层和p型透明导电层。
3、上述碲化镉顶电池位于底电池的上方、且与底电池串联。碲化镉顶电池包括的背接触层的材料包括掺铜碲化锌、掺铜碲化镁和掺铜氮化锌中的至少一种。沿底电池至碲化镉顶电池的方向，n型透明导电层和p型透明导电层依次层叠设置于底电池和碲化镉顶电池之间。n型透明导电层和底电池包括的前接触层的导电类型相同。p型透明导电层的材料包括cualox、bacusf和cui中的至少一种，p型透明导电层朝向向光面一侧的铜离子的浓度大于碲化镉顶电池包括的背接触层朝向背光面一侧的铜离子的浓度。
4、采用上述技术方案的情况下，沿底电池至碲化镉顶电池的方向，n型透明导电层和p型透明导电层依次层叠设置于底电池和碲化镉顶电池之间。此时，p型透明导电层和碲化镉顶电池包括的背接触层接触。另外，碲化镉顶电池包括的背接触层的材料包括掺铜碲化锌、掺铜碲化镁和掺铜氮化锌中的至少一种。因碲化锌、碲化镁和氮化锌均为p型半导体材料，故碲化镉顶电池包括的背接触层与p型透明导电层的导电类型相同。并且，上述p型透明导电层的材料包括cualox、bacusf和cui中的至少一种。同时，p型透明导电层朝向向光面一侧的铜离子的浓度大于碲化镉顶电池包括的背接触层朝向背光面一侧的铜离子的浓度。在此情况下，在实际的制造过程中，可以将p型透明导电层作为掺杂源，使得其含有的铜离子至少扩散到碲化镉顶电池包括的背接触层内，以增大碲化镉顶电池包括的背接触层内铜离子的浓度，从而可以提高碲化镉顶电池包括的背接触层的导电性，利于空穴的输运。同时，还可以改善碲化镉顶电池包括的背接触层与p型透明导电层之间的接触，优化背面场钝化效果，进而提升叠层太阳能电池的电学性能。
5、作为一种可能的实现方式，上述碲化镉顶电池包括的光吸收层内掺杂有铜离子。碲化镉顶电池包括的背接触层朝向向光面一侧的铜离子的浓度大于碲化镉顶电池包括的光吸收层朝向背光面一侧的铜离子的浓度。
6、采用上述技术方案的情况下，在实际的制造过程中，可以将p型透明导电层作为掺杂源，使得其含有的铜离子朝向向光面的方向依次扩散至碲化镉顶电池包括的背接触层和光吸收层，从而可以同时提高碲化镉顶电池包括的背接触层和光吸收层的导电性，增加光吸收层内载流子浓度，使得碲化镉顶电池具有良好的pn结特性，利于碲化镉顶电池吸收光子后产生的电子和空穴的分离和输运，提高碲化镉顶电池的光电转换效率。
7、作为一种可能的实现方式，上述p型透明导电层的折射率小于碲化镉顶电池包括的背接触层的折射率。在此情况下，可以降低碲化镉顶电池的背光面一侧的反射率，利于经碲化镉顶电池折射至底电池部分光子在进入底电池时，被经底电池反射回碲化镉顶电池的光子所吸收，提高碲化镉顶电池对短波长的太阳光的利用率。
8、作为一种可能的实现方式，上述p型透明导电层的折射率小于n型透明导电层的折射率。在此情况下，可以降低底电池的向光面一侧的反射率，从而能够使得透过碲化镉顶电池的更多光线折射至底电池内，提高底电池对长波长的太阳光的利用率。
9、作为一种可能的实现方式，p型透明导电层的载流子浓度为8.0×1019cm-3至3.0×1020cm-3。
10、采用上述技术方案的情况下，空间电荷区的宽度取决于半导体层内的载流子浓度。具体的，在一定的范围内，半导体层内的载流子浓度越高空间电荷区的宽度越窄。基于此，上述p型透明导电层的载流子浓度在8.0×1019cm-3至3.0×1020cm-3范围内，可以防止因p型透明导电层的载流子浓度较小而导致由p型透明导电层和n型透明导电层形成的隧穿结的空间电荷区较宽，利于碲化镉顶电池内的空穴隧穿通过该空间电荷区，便于空穴的输运。另外，p型透明导电层的载流子浓度在此范围内，还可以使得p型透明导电层具有良好的导电性，利于提高p型透明导电层的电子传输能力。
11、作为一种可能的实现方式，上述n型透明导电层的厚度为115nm至135nm。
12、采用上述技术方案的情况下，当薄膜的厚度为光在该薄膜中波长的四分之一时，该薄膜为增透膜，对入射光具有减反作用。基于此，因透过碲化镉顶电池的光线的波长大于850nm。并且，n型透明导电层的厚度为115nm至135nm。此时，n型透明导电层的厚度等于透过碲化镉顶电池的光线在n型透明导电层中波长的四分之一，使得n型透明导电层对该部分光线具有减反作用，可以使得更多的长波长的太阳光折射至底电池内，提高底电池对长波长太阳光的利用率。
13、作为一种可能的实现方式，上述n型透明导电层的载流子浓度为8.0×1019cm-3至3.0×1020cm-3。该情况下具有的有益效果可以参考前文所述的p型透明导电层的载流子浓度为8.0×1019cm-3至3.0×1020cm-3时的有益效果分析，此处不再赘述。
14、作为一种可能的实现方式，上述n型透明导电层的材料为掺杂氧化铟和/或掺杂氧化锌。其中，掺杂氧化铟的掺杂元素包括sn、w、ce、f、zr、ti、ga、zn和h中的至少一种。掺杂氧化锌内的掺杂元素包括al、ga、h中的至少一种。
15、采用上述技术方案的情况下，因掺杂氧化铟和掺杂氧化锌均具有良好的透光性和导电性，故在n型透明导电层的材料为掺杂氧化铟和/或掺杂氧化锌的情况下，不仅可以使得更多的长波长的太阳光折射至底电池内，提高底电池对长波长太阳光的利用率，还可以提高n型透明导电层的电子传输层。另外，掺杂氧化铟和掺杂氧化锌中的掺杂元素均具有多种类型，便于根据不同的应用场景选择合适的种类，从而可以提高被发明提供的叠层太阳能电池在不同应用场景下的适用性。
16、作为一种可能的实现方式，沿底电池至碲化镉顶电池的方向，底电池包括依次层叠设置的p型掺杂硅层、本征硅层、n型硅衬底和n型掺杂硅层。n型掺杂硅层为底电池的前接触层，p型掺杂硅层为底电池的背接触层。
17、采用上述技术方案的情况下，位于n型硅衬底背光面一侧的本征硅层和p型掺杂硅层可以组成异质接触结构。基于此，因异质接触结构具有优于隧穿钝化接触结构的钝化效果，故在n型硅衬底的背光面一侧形成有异质接触结构的情况下，可以进一步降低n型硅衬底与本征硅层界面处的载流子复合速率，利于提高底电池的光电转换效率。另外，与p型电池相比，n型电池的转换效率更高。基于此，在底电池的光吸收层为n型硅衬底的情况下，可以使得底电池具有更高的转换效率，从而可以进一步提高叠层太阳能电池的电学性能。
18、作为一种可能的实现方式，上述n型掺杂硅层为n型掺杂多晶硅层。底电池还包括位于n型硅衬底与n型掺杂多晶硅层之间的隧穿钝化层。
19、采用上述技术方案的情况下，位于n型硅衬底的向光面一侧的隧穿钝化层和n型掺杂多晶硅层组成的隧穿钝化接触结构，其能够实现良好的界面钝化和载流子选择性收集，利于提高底电池的光电转换效率。另外，因非晶硅和微晶硅材料具有较高的吸光系数，故在底电池的向光面一侧形成非晶硅和/或微晶硅材料制成的异质接触结构会因严重的寄生吸收而导致底电池对光能的利用率较低。而隧穿钝化接触结构在长波长范围内产生的寄生吸收较弱，使得经碲化镉顶电池透过的长波长太阳光可以更多经隧穿钝化接触结构折射至底电池内，进一步提高底电池的光电转换效率。
20、作为一种可能的实现方式，上述p型掺杂硅层内掺杂元素的掺杂浓度沿底电池至碲化镉顶电池的方向逐渐降低。在此情况下，沿底电池至碲化镉顶电池的方向，p型掺杂硅层内可以形成高低结。并且，该高低结的内建电场方向由低掺杂浓度指向高掺杂浓度，即由p型掺杂硅层的向光面指向背光面。基于此，因该高低结的内建电场方向与底电池内空穴的输运方向一致，从而可以增强p型掺杂硅层的空穴传输能力，进一步提高底电池的光电转换效率。
21、作为一种可能的实现方式，上述p型掺杂硅层背离本征硅层一侧的掺杂元素的掺杂浓度为5.0×1020cm-3至1.0×1022cm-3。此时，p型掺杂硅层背离本征硅层一侧的掺杂元素的掺杂浓度较高，以利于提高p型掺杂硅层内高低结的内建电场强度，进一步提高p型掺杂硅层的空穴传输能力。
22、作为一种可能的实现方式，上述p型掺杂硅层靠近本征硅层一侧的掺杂元素的掺杂浓度为1.0×1018cm-3至5.0×1019cm-3。此时，p型掺杂硅层靠近本征硅层一侧的掺杂元素的掺杂浓度较低，利于增大p型掺杂硅层沿厚度方向相对两面的掺杂浓度差，从而可以提高p型掺杂硅层内高低结的内建电场强度，进一步提高p型掺杂硅层的空穴传输能力。
23、第二方面，本发明还提供了一种光伏组件，该光伏组件包括上述第一方面及其各种实现方式提供的叠层太阳能电池。
24、第三方面，本发明还提供了一种叠层太阳能电池的制造方法，该叠层太阳能电池的制造方法包括：
25、形成半导体基底。
26、在半导体基底的向光面上依次形成层叠设置的n型透明导电层和p型透明导电层。p型透明导电层的材料包括cualox、bacusf和cui中的至少一种。
27、在p型透明导电层上形成碲化镉顶电池。
28、对已形成的结构进行热处理，以使得p型透明导电层内的铜离子至少扩散到碲化镉顶电池包括的背接触层内。碲化镉顶电池包括的背接触层的材料包括掺铜碲化锌、掺铜碲化镁和掺铜氮化锌中的至少一种。p型透明导电层朝向向光面一侧的铜离子的浓度大于碲化镉顶电池包括的背接触层朝向背光面一侧的铜离子的浓度。
29、基于半导体基底形成底电池。碲化镉顶电池与底电池串联。n型透明导电层与底电池包括的前接触层的导电类型相同。
30、作为一种可能的实现方式，在热处理过程中，p型透明导电层内的铜离子还扩散至碲化镉顶电池包括的光吸收层内。其中，碲化镉顶电池包括的光吸收层内掺杂有铜离子。碲化镉顶电池包括的背接触层朝向向光面一侧的铜离子的浓度大于碲化镉顶电池包括的光吸收层朝向背光面一侧的铜离子的浓度。
31、作为一种可能的实现方式，上述形成半导体基底，包括：提供一n型硅衬底。在n型硅衬底的向光面上形成n型掺杂硅层。
32、上述基于半导体基底形成底电池，包括：沿背离n型硅衬底的方向，形成依次层叠设置于n型硅衬底的背光面上的本征硅层和p型掺杂硅层。其中，沿底电池至碲化镉顶电池的方向，底电池包括依次层叠设置的p型掺杂硅层、本征硅层、n型硅衬底和n型掺杂硅层。
33、采用上述技术方案的情况下，因本征硅层和p型掺杂硅层组成的异质接触结构的制造温度相对较低，而碲化镉顶电池的形成温度较高(大约在500℃至700℃)，故在半导体基底的向光面上依次形成n型透明导电层、p型透明导电层和碲化镉顶电池后，再在半导体基底的背光面上形成本征硅层和p型掺杂硅层，可以防止高温制造对本征硅层和p型掺杂硅层造成影响，确保本征硅层和p型掺杂硅层组成的异质接触结构具有优异的界面钝化效果和载流子的选择性收集。另外，在n型硅衬底的向光面上形成n型掺杂硅层后，依次在n型掺杂硅层上形成n型透明导电层、p型透明导电层和碲化镉顶电池。基于此，如前文所述，碲化镉顶电池的形成温度较高，因此在高温下制造碲化镉顶电池的过程中可以使得n型掺杂硅层内的掺杂元素扩散至n型硅衬底的向光面，利于使得n型硅衬底和n型掺杂硅层之间的能带过渡的更为平缓，进而可以提高n型硅衬底向光面一侧的场钝化效果，提升底电池的光电转换效率。
34、作为一种可能的实现方式，采用低温制造工艺，沿背离n型硅衬底的方向，形成依次层叠设置于n型硅衬底的背光面上的本征硅层和p型掺杂硅层。其中，低温制造工艺的制造温度范围为100℃至200℃。在此情况下，制造温度在此范围内，可以防止因制造工艺温度较高而对本征硅层和p型掺杂硅层造成影响，确保本征硅层和p型掺杂硅层组成的异质接触结构具有优异的界面钝化效果和载流子的选择性收集。
35、作为一种可能的实现方式，上述n型掺杂硅层为n型掺杂多晶硅层。在此情况下，上述提供一n型硅衬底后，在n型硅衬底的向光面上形成n型掺杂硅层前，叠层太阳能电池的制造方法还包括：在n型硅衬底的向光面上形成隧穿钝化层。
36、本发明中第二方面和第三方面及其各种实现方式的有益效果，可以参考第一方面及其各种实现方式中的有益效果分析，此处不再赘述。
1.一种叠层太阳能电池，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的叠层太阳能电池，其特征在于，所述碲化镉顶电池包括的光吸收层内掺杂有铜离子；
3.根据权利要求1所述的叠层太阳能电池，其特征在于，所述p型透明导电层的折射率小于所述碲化镉顶电池包括的背接触层的折射率；和/或，
4.根据权利要求1所述的叠层太阳能电池，其特征在于，所述p型透明导电层的载流子浓度为8.0×1019cm-3至3.0×1020cm-3。
5.根据权利要求1所述的叠层太阳能电池，其特征在于，所述n型透明导电层的厚度为115nm至135nm；和/或，
6.根据权利要求1所述的叠层太阳能电池，其特征在于，沿所述底电池至所述碲化镉顶电池的方向，所述底电池包括依次层叠设置的p型掺杂硅层、本征硅层、n型硅衬底和n型掺杂硅层；所述n型掺杂硅层为所述底电池的前接触层，所述p型掺杂硅层为所述底电池的背接触层。
7.根据权利要求6所述的叠层太阳能电池，其特征在于，所述n型掺杂硅层为n型掺杂多晶硅层；所述底电池还包括位于所述n型硅衬底与所述n型掺杂多晶硅层之间的隧穿钝化层。
8.根据权利要求6所述的叠层太阳能电池，其特征在于，所述p型掺杂硅层内掺杂元素的掺杂浓度沿所述底电池至所述碲化镉顶电池的方向逐渐降低。
9.根据权利要求8所述的叠层太阳能电池，其特征在于，所述p型掺杂硅层背离所述本征硅层一侧的掺杂元素的掺杂浓度为5.0×1020cm-3至1.0×1022cm-3；和/或，
10.一种光伏组件，其特征在于，所述光伏组件包括权利要求1～9任一项所述的叠层太阳能电池。
11.一种叠层太阳能电池的制造方法，其特征在于，包括：
12.根据权利要求11所述的叠层太阳能电池的制造方法，其特征在于，在所述热处理过程中，所述p型透明导电层内的铜离子还扩散至所述碲化镉顶电池包括的光吸收层内；其中，
13.根据权利要求11所述的叠层太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述形成半导体基底，包括：提供一n型硅衬底；在所述n型硅衬底的向光面上形成n型掺杂硅层；
14.根据权利要求13所述的叠层太阳能电池的制造方法，其特征在于，采用低温制造工艺，沿背离所述n型硅衬底的方向，形成依次层叠设置于所述n型硅衬底的背光面上的本征硅层和p型掺杂硅层；其中，
15.根据权利要求13所述的叠层太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述n型掺杂硅层为n型掺杂多晶硅层；
