[0001] 本发明属于光伏电池技术领域，具体涉及一种基于p型硅基底的TOPCon光伏电池，本发明还涉及一种基于p型硅基底的TOPCon光伏电池的制备方法。

[0002] 硅基太阳能电池的隧穿氧化钝化接触(TOPCon)因具有欧姆接触结构简单，光电转换效率高，易于工业化等特点，近年来受到广泛关注。现有的TOPCon技术多应用于电池背表面，由一层极薄的氧化层和多晶硅薄层组成，对少数载流子有较好的钝化作用，对多数载流子有极好的导电性。正面以掺杂多晶硅作为发射极，Al2O3薄膜和SiNx薄膜分别作为钝化层+和减反层。当前，制作在n型c‑Si晶圆上具有n‑poly‑Si/SiOx结构的n‑TOPCon因其具有优异的钝化质量和较高的光电转换效率被普遍应用。然而，制作在p型c‑Si晶圆上的p‑TOPCon可直接用于PERC电池生产线，在生产过程中使用相同的前发射极，仅对电池背面的制作工序进行有限修改。此外，p‑TOPCon可应用于双面TOPCon光伏电池、高效钙钛矿/c‑Si双结太阳能电池，或作为选择发射极应用于传统n‑TOPCon光伏电池的前金属接触点下方。因此，提高p‑TOPCon的效率对太阳能光伏产业具有重要意义。当前，p‑TOPCon的转换效率主要受到钝化质量较差和光捕获能力较弱的限制。其中，钝化质量较差普遍认为是由于硼氧键(B‑O)带来的复合缺陷导致，光捕获能力较弱普遍认为是由于正面的多晶硅层吸收可见光导致。

[0003] CuAlO2薄膜是具有优良光电性能的本征p型半导体材料，与p+多晶硅相比具有更大的禁带宽度以及更高的空穴浓度。氧化镓(β‑Ga2O3)作为一种新型的直接带隙宽禁带半导体+材料，与n 多晶硅相比具有更大的禁带宽度。本发明设计的基于CuAlO2/SiO2的TOPCon光伏电池可显著提升p‑TOPCon电池的转换效率，具有巨大的应用前景。

[0044] 下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

[0045] 本发明基于p型硅基底的TOPCon光伏电池，结构如图1所示，包括p型硅片8，p型硅片8背面由近到远依次设置有隧穿层1、p型CuAlO2层2、背电极3；p型硅片正面由近到远依次设置有n型β‑Ga2O3层4、钝化层5、减反层6；n型β‑Ga2O3层4上设置有一对顶电极7，两个顶电极7依次贯穿钝化层5和减反层6且伸出减反层6外部。

[0046] p型硅片8的厚度为100μm～200μm，电阻率为0.1Ω·cm～5Ω·cm，隧穿层1的材料为SiO2、Al2O3或SiC中的一种，厚度为1nm～3nm；p型CuAlO2层2厚度为100nm～200nm；n型β‑Ga2O3层4为掺杂Sn、Si、Al其中一种的β‑Ga2O3(‑201)晶面、β‑Ga2O3(001)晶面或β‑Ga2O3(010)18 20 ～3
晶面材料，掺杂浓度为10 ～10 cm ，厚度为50nm～200nm；钝化层5的材料为Al2O3，厚度为
5nm～20nm，减反层6的材料为Si3N4或Si2N2O中的一种，厚度为60nm～150nm。

[0047] 基于p型硅基底的TOPCon光伏电池的制备方法，流程图如图2所示，具体按照以下步骤实施：

[0048] 步骤1、对p型硅片8进行碱性抛光；

[0049] 步骤1中使用浓度为3％～5％的KOH溶液对p型硅片进行碱性抛光，去除表面损伤；

[0050] 步骤2、在所述步骤1抛光后的p型硅片8正面制绒，形成表面金字塔结构；

[0051] 步骤2中制绒时使用浓度为3％～5％的NaOH溶液对p型硅片表面均匀腐蚀。

[0052] 步骤3、对所述步骤2得到的p型硅片进行清洗，并在氢氟酸HF中短浸；

[0053] 步骤3中清洗流程具体为：依次使用清洗液1、清洗液2、氢氟酸、酒精、去离子水逐步对p型硅片进行清洗，其中，清洗液1为NH3H2O:H2O2:去离子水按1:1:5的比例配比而成；清洗液2为HCl:H2O2:去离子水按1:1:5的比例配比而成；氢氟酸浓度为3％～6％；酒精浓度为99.9％。

[0054] 步骤4、在所述步骤3清洗后的p型硅片8背面进行氧化层生长；

[0055] 步骤4中氧化层生长时采用分步氧化法，即先使用热硝酸氧化法对p型硅片背面进行一次氧化，再使用PECVD‑N2O法对p型硅片背面进行二次氧化，后利用HF/HNO3溶液去除正面绕镀的氧化层，具体如下：

[0056] 步骤4.1、将p型硅片置于浓度为65％～70％的HNO3溶液中处理3min～5min，HNO3溶液温度为90℃～110℃；

[0057] 步骤4.2、使用射频PECVD系统对p型硅片背面进行等离子增强化学气相沉积氧化，以纯度为99.999％的N2O作为气源，控制射频功率为5W～20W，持续时间为250s～300s；

[0058] 步骤4.3、配置体积比为335:1.5～335:2.5的HNO3:HF溶液，对p型硅片正面及边缘进行清洗，清洗持续时间为160s～220s。

[0059] 步骤5、在所述步骤4得到的氧化层上进行p型CuAlO2外延层生长；

[0060] 步骤5以Cu(NO3)2·5H2O为Cu源，以Al(NO3)3·9H2O为Al源，聚乙烯醇PVA为稳定剂，采用溶胶凝胶法在氧化层上进行P型晶体CuAlO2异质外延层生长，具体如下：

[0061] 步骤5.1、配置溶胶：按摩尔比1:1分别取Cu(NO3)2·5H2O和Al(NO3)3·9H2O，然后向Cu(NO3)2·5H2O和Al(NO3)3·9H2O的混合溶液中加入聚乙烯醇PVA和去离子水，使溶液中聚乙烯醇PVA浓度为0.05mol/L～0.15mol/L；

[0062] 步骤5.2、将步骤5.1得到的溶液在80℃～90℃温度下搅拌3～5h，搅拌结束后冷却至室温；

[0063] 步骤5.3、将步骤5.2配置好的溶液在氧化层上进行旋涂，旋涂转速为2500～3000rpm，旋转时间为30～45s，将旋涂后得到的样品在空气环境中热处理5～10min，热处理温度300℃～400℃；

[0064] 步骤5.4、待步骤5.3得到的样品在空气中冷却至室温后重复步骤5.3，以控制CuAlO2异质外延层厚度；

[0065] 步骤5.5、CuAlO2异质外延层生长完毕后，将步骤5.4得到的样品放置于Ar气环境中进行退火处理，退火温度为900℃～1100℃，退火时间4～6h。

[0066] 步骤6、在所述p型硅片8正面进行n型β‑Ga2O3异质外延层生长；

[0067] 步骤6中沉积利用化学气相沉积设备，以纯度为99.99999％的金属镓作为镓源，惰性气体作为载气，O2作为生长源气体，SiH4作为掺杂源气体，具体如下：

[0068] 步骤6.1、将金属镓源放入石英舟内，石英舟放入双温区石英管式炉内温区1中；

[0069] 步骤6.2、步骤5得到的p型硅片作为衬底放在衬底托上，将载有衬底的衬底托放入石英管式炉内温区2中；将反应腔抽真空，抽真空后腔体压强为1pa；

[0070] 步骤6.3、向石英反应腔内通入作为载气的惰性气体；

[0071] 步骤6.4、同时加热管式炉内温区1中载有金属镓源的石英舟和温区2中的衬底；通过设置升温时间使温区1的工作温度和温区2中的工作温度同时达到相应设置的温度，温区1中金属镓源的工作温度为550℃～650℃；温区2中衬底的工作温度为700℃～1050℃；

[0072] 步骤6.5、当石英管内温区1中反应舟的工作温度和温区2中衬底的工作温度达到设定温度时，打开O2气路和SiH4气路，让惰性气体携带O2和SiH4进入石英反应管；设定生长时间1～3h，在衬底上沉积n型β‑Ga2O3薄膜；步骤6.6、当n型β‑Ga2O3薄膜生长结束后，关闭O2气路和SiH4气路并降温，完成n型β‑Ga2O3薄膜制备。

[0073] 步骤7、在所述步骤6得到的n型β‑Ga2O3异质外延层上沉积AlOx薄膜；

[0074] 步骤7采用原子层沉积技术ALD，以Al(CH3)3和H2O为前驱体，沉积温度为100℃～350℃；

[0075] 步骤8、在所述步骤7得到的AlOx薄膜上沉积SiNx薄膜；

[0076] 步骤8采用等离子体增强化学气相沉积技术PECVD，以SiH4和NH3为气源，p型硅片温度为200℃～500℃，射频功率为3W～5W；

[0077] 步骤9、在所述步骤5得到的p型CuAlO2层上制作背电极；

[0078] 步骤9采用热蒸发法蒸镀Ag背电极。

[0079] 步骤10、在步骤8得到的SiNx薄膜上制备顶电极，最终形成所述基于p型硅基底的TOPCon光伏电池。

[0080] 步骤10中首先利用光刻开孔，通过曝光及显影去除顶电极位置处的AlOx及SiNx层，然后采用电子束蒸发镀膜机蒸镀Ti/Pd/Ag堆叠层顶电极，最终形成所述基于p型硅基底的TOPCon光伏电池。

[0081] 本发明一种基于p型硅基底的TOPCon光伏电池，避免了B‑O带来的复合缺陷，提升了p‑TOPCon的钝化质量；同时，提高了光伏电池在可见光范围内的透过率和光捕获能力，从而有效提高光伏电池的转换效率。

[0082] 实施例1

[0083] 本发明一种基于p型硅基底的TOPCon光伏电池的制备方法，具体按照以下步骤实施：

[0084] 步骤1、对p型硅片进行碱性抛光，碱性抛光流程为：使用KOH溶液对样品进行碱性抛光，去除表面锯损伤。

[0085] 步骤2、在步骤1抛光后的p型硅片正面制绒，形成表面金字塔结构。制绒时使用NaOH溶液对p型硅片表面均匀腐蚀。

[0086] 步骤3、对步骤2得到的p型硅片进行标准RCA清洗，并在氢氟酸HF中短浸。具体清洗流程为：使用清洗液～氢氟酸～酒精～去离子水逐步对p型硅片进行清洗。

[0087] 步骤4、在步骤3清洗后的p型硅片背面进行氧化层生长，生长氧化层时采用分步氧化法，即先使用热硝酸氧化法对p型硅片背面进行一次氧化，再使用PECVD‑N2O法对p型硅片背面进行二次氧化，后利用HF/HNO3溶液去除正面绕镀的氧化层，具体如下：

[0088] 步骤4.1、将p型硅片置于65％的HNO3溶液中处理3min，HNO3溶液温度为90℃；

[0089] 步骤4.2、使用射频PECVD系统对p型硅片背面进行等离子增强化学气相沉积氧化，以纯度为99.999％的N2O作为气源，控制射频功率为20W，持续时间为250s；

[0090] 步骤4.3、配置体积比为335:1.5的HNO3:HF溶液，对p型硅片正面及边缘进行清洗，清洗持续时间为160s。；

[0091] 步骤5、在步骤4得到的氧化层上进行p型CuAlO2外延层生长,氧化层上沉积p型CuAlO2时以Cu(NO3)2·5H2O和Al(NO3)3·9H2O为Cu源和Al源，聚乙烯醇PVA为稳定剂，采用溶胶凝胶法在氧化层上进行P型晶体CuAlO2异质外延层生长，具体如下：

[0092] 步骤5.1、配置溶胶：按摩尔比1:1分别取Cu(NO3)2·5H2O和Al(NO3)3·9H2O放置于烧瓶中，向烧瓶中加入聚乙烯醇PVA和去离子水，使溶液中聚乙烯醇PVA浓度为0.05mol/L；

[0093] 步骤5.2、将烧瓶至于磁力搅拌器中并安装好冷凝回流装置，水浴加热并搅拌，控制水浴温度为80℃，控制加热时间为3h，加热结束后冷却至室温；

[0094] 步骤5.3、将配置好的溶胶在氧化层上进行旋涂，旋涂时匀胶机旋涂转速为2500rpm，旋转时间为30s，旋涂后将样品在空气环境中热处理5min，热处理温度300℃；

[0095] 步骤5.4、加热处理后待样品在空气中冷却至室温后再进行下一次旋涂及热处理，通过调整上述旋涂及热处理重复次数控制CuAlO2异质外延层厚度；

[0096] 步骤5.5、CuAlO2异质外延层生长完毕后，将样品放置于Ar气环境中进行退火处理，退火温度为900℃，退火时间4h。

[0097] 步骤6、在p型硅片正面进行n型β‑Ga2O3异质外延层生长，在p型硅片正面进行n型β‑Ga2O3异质外延层生长时沉积利用化学气相沉积设备，以纯度为99.99999％的金属镓作为镓源，惰性气体作为载气，O2作为生长源气体，SiH4作为掺杂源气体，具体如下：

[0098] 步骤6.1、将金属镓源放入石英舟内，石英舟放入双温区石英管式炉内温区1中；

[0099] 步骤6.2、步骤5得到的p型硅片作为衬底放在衬底托上，将载有衬底的衬底托放入石英管式炉内温区2中；将反应腔抽真空，抽真空后腔体压强为1pa；

[0100] 步骤6.3、向石英反应腔内通入作为载气的惰性气体；

[0101] 步骤6.4、同时加热管式炉内温区1中载有金属镓源的石英舟和温区2中的衬底；通过设置升温时间使温区1的工作温度和温区2中的工作温度同时达到相应设置的温度，温区1中金属镓源的工作温度为550℃；温区2中衬底的工作温度为700℃；

[0102] 步骤6.5、当石英管内温区1中反应舟的工作温度和温区2中衬底的工作温度达到设定温度时，打开O2气路和SiH4气路，让惰性气体携带O2和SiH4进入石英反应管；设定生长时间，在衬底上沉积n型β‑Ga2O3薄膜；

[0103] 步骤6.6、当n型β‑Ga2O3薄膜生长结束后，关闭O2气路和SiH4气路，保持温区1、温区2温度和惰性气体流量不变一段时间；

[0104] 步骤6.7、保持时间结束后，重复步骤5和步骤6，然后关气降温，完成n型β‑Ga2O3薄膜制备。

[0105] 步骤7、在步骤6得到的n型β‑Ga2O3异质外延层上沉积AlOx薄膜，在n型β‑Ga2O3异质外延层上沉积AlOx薄膜时采用原子层沉积技术ALD，以Al(CH3)3和H2O为前驱体，沉积温度为100℃。

[0106] 步骤8、在步骤7得到的AlOx薄膜上沉积SiNx薄膜，在AlOx薄膜上沉积SiNx薄膜时采用等离子体增强化学气相沉积技术PECVD，以SiH4和NH3为气源，p型硅片温度为200℃，射频功率为3W。

[0107] 步骤9、在步骤5得到的p型CuAlO2层上制作背电极，在p型CuAlO2层上制作背电极时采用热蒸发法蒸镀Ag背电极。

[0108] 步骤10、在步骤8得到的SiNx薄膜上制备顶电极，最终形成所述基于p型硅基底的TOPCon光伏电池。其中，SiNx薄膜上制备顶电极时首先利用光刻开孔，通过曝光及显影去除顶电极位置处的AlOx及SiNx层，然后采用电子束蒸发镀膜机蒸镀Ti/Pd/Ag堆叠层顶电极，最终形成所述基于p型硅基底的TOPCon光伏电池。

[0109] 实施例2

[0110] 本发明一种基于p型硅基底的TOPCon光伏电池的制备方法，具体按照以下步骤实施：

[0111] 步骤1、对p型硅片进行碱性抛光，碱性抛光流程为：使用KOH溶液对样品进行碱性抛光，去除表面锯损伤。

[0112] 步骤2、在步骤1抛光后的p型硅片正面制绒，形成表面金字塔结构。制绒时使用NaOH溶液对p型硅片表面均匀腐蚀。

[0113] 步骤3、对步骤2得到的p型硅片进行标准RCA清洗，并在氢氟酸HF中短浸。具体清洗流程为：使用清洗液～氢氟酸～酒精～去离子水逐步对p型硅片进行清洗。

[0114] 步骤4、在步骤3清洗后的p型硅片背面进行氧化层生长，生长氧化层时采用分步氧化法，即先使用热硝酸氧化法对p型硅片背面进行一次氧化，再使用PECVD‑N2O法对p型硅片背面进行二次氧化，后利用HF/HNO3溶液去除正面绕镀的氧化层，具体如下：

[0115] 步骤4.1、将p型硅片置于65％的HNO3溶液中处理3min，HNO3溶液温度为95℃；

[0116] 步骤4.2、使用射频PECVD系统对p型硅片背面进行等离子增强化学气相沉积氧化，以纯度为99.999％的N2O作为气源，控制射频功率为20W，持续时间为250s；

[0117] 步骤4.3、配置体积比为335:2的HNO3:HF溶液，对p型硅片正面及边缘进行清洗，清洗持续时间为170s。；

[0118] 步骤5、在步骤4得到的氧化层上进行p型CuAlO2外延层生长,氧化层上沉积p型CuAlO2时以Cu(NO3)2·5H2O和Al(NO3)3·9H2O为Cu源和Al源，聚乙烯醇PVA为稳定剂，采用溶胶凝胶法在氧化层上进行P型晶体CuAlO2异质外延层生长，具体如下：

[0119] 步骤5.1、配置溶胶：按摩尔比1:1分别取Cu(NO3)2·5H2O和Al(NO3)3·9H2O放置于烧瓶中，向烧瓶中加入聚乙烯醇PVA和去离子水，使溶液中聚乙烯醇PVA浓度为0.05mol/L；

[0120] 步骤5.2、将烧瓶至于磁力搅拌器中并安装好冷凝回流装置，水浴加热并搅拌，控制水浴温度为85℃，控制加热时间为3.5h，加热结束后冷却至室温；

[0121] 步骤5.3、将配置好的溶胶在氧化层上进行旋涂，旋涂时匀胶机旋涂转速为2600rpm，旋转时间为35s，旋涂后将样品在空气环境中热处理6min，热处理温度350℃；

[0122] 步骤5.4、加热处理后待样品在空气中冷却至室温后再进行下一次旋涂及热处理，通过调整上述旋涂及热处理重复次数控制CuAlO2异质外延层厚度；

[0123] 步骤5.5、CuAlO2异质外延层生长完毕后，将样品放置于Ar气环境中进行退火处理，退火温度为950℃，退火时间4.5h。

[0124] 步骤6、在p型硅片正面进行n型β‑Ga2O3异质外延层生长，在p型硅片正面进行n型β‑Ga2O3异质外延层生长时沉积利用化学气相沉积设备，以纯度为99.99999％的金属镓作为镓源，惰性气体作为载气，O2作为生长源气体，SiH4作为掺杂源气体，具体如下：

[0125] 步骤6.1、将金属镓源放入石英舟内，石英舟放入双温区石英管式炉内温区1中；

[0126] 步骤6.2、步骤5得到的p型硅片作为衬底放在衬底托上，将载有衬底的衬底托放入石英管式炉内温区2中；将反应腔抽真空，抽真空后腔体压强为1pa；

[0127] 步骤6.3、向石英反应腔内通入作为载气的惰性气体；

[0128] 步骤6.4、同时加热管式炉内温区1中载有金属镓源的石英舟和温区2中的衬底；通过设置升温时间使温区1的工作温度和温区2中的工作温度同时达到相应设置的温度，温区1中金属镓源的工作温度为550℃；温区2中衬底的工作温度为800℃；

[0129] 步骤6.5、当石英管内温区1中反应舟的工作温度和温区2中衬底的工作温度达到设定温度时，打开O2气路和SiH4气路，让惰性气体携带O2和SiH4进入石英反应管；设定生长时间，在衬底上沉积n型β‑Ga2O3薄膜；

[0130] 步骤6.6、当n型β‑Ga2O3薄膜生长结束后，关闭O2气路和SiH4气路，保持温区1、温区2温度和惰性气体流量不变一段时间；

[0131] 步骤6.7、保持时间结束后，重复步骤5和步骤6，然后关气降温，完成n型β‑Ga2O3薄膜制备。

[0132] 步骤7、在步骤6得到的n型β‑Ga2O3异质外延层上沉积AlOx薄膜，在n型β‑Ga2O3异质外延层上沉积AlOx薄膜时采用原子层沉积技术ALD，以Al(CH3)3和H2O为前驱体，沉积温度为150℃。

[0133] 步骤8、在步骤7得到的AlOx薄膜上沉积SiNx薄膜，在AlOx薄膜上沉积SiNx薄膜时采用等离子体增强化学气相沉积技术PECVD，以SiH4和NH3为气源，p型硅片温度为300℃，射频功率为3.5W。

[0134] 步骤9、在步骤5得到的p型CuAlO2层上制作背电极，在p型CuAlO2层上制作背电极时采用热蒸发法蒸镀Ag背电极。

[0135] 步骤10、在步骤8得到的SiNx薄膜上制备顶电极，最终形成所述基于p型硅基底的TOPCon光伏电池。其中，SiNx薄膜上制备顶电极时首先利用光刻开孔，通过曝光及显影去除顶电极位置处的AlOx及SiNx层，然后采用电子束蒸发镀膜机蒸镀Ti/Pd/Ag堆叠层顶电极，最终形成所述基于p型硅基底的TOPCon光伏电池。

[0136] 实施例3

[0137] 本发明一种基于p型硅基底的TOPCon光伏电池的制备方法，具体按照以下步骤实施：

[0138] 步骤1、对p型硅片进行碱性抛光，碱性抛光流程为：使用KOH溶液对样品进行碱性抛光，去除表面锯损伤。

[0139] 步骤2、在步骤1抛光后的p型硅片正面制绒，形成表面金字塔结构。制绒时使用NaOH溶液对p型硅片表面均匀腐蚀。

[0140] 步骤3、对步骤2得到的p型硅片进行标准RCA清洗，并在氢氟酸HF中短浸。具体清洗流程为：使用清洗液～氢氟酸～酒精～去离子水逐步对p型硅片进行清洗。

[0141] 步骤4、在步骤3清洗后的p型硅片背面进行氧化层生长，生长氧化层时采用分步氧化法，即先使用热硝酸氧化法对p型硅片背面进行一次氧化，再使用PECVD‑N2O法对p型硅片背面进行二次氧化，后利用HF/HNO3溶液去除正面绕镀的氧化层，具体如下：

[0142] 步骤4.1、将p型硅片置于68％的HNO3溶液中处理4min，HNO3溶液温度为100℃；

[0143] 步骤4.2、使用射频PECVD系统对p型硅片背面进行等离子增强化学气相沉积氧化，以纯度为99.999％的N2O作为气源，控制射频功率为15W，持续时间为270s；

[0144] 步骤4.3、配置体积比为335:2的HNO3:HF溶液，对p型硅片正面及边缘进行清洗，清洗持续时间为180s。；

[0145] 步骤5、在步骤4得到的氧化层上进行p型CuAlO2外延层生长,氧化层上沉积p型CuAlO2时以Cu(NO3)2·5H2O和Al(NO3)3·9H2O为Cu源和Al源，聚乙烯醇PVA为稳定剂，采用溶胶凝胶法在氧化层上进行P型晶体CuAlO2异质外延层生长，具体如下：

[0146] 步骤5.1、配置溶胶：按摩尔比1:1分别取Cu(NO3)2·5H2O和Al(NO3)3·9H2O放置于烧瓶中，向烧瓶中加入聚乙烯醇PVA和去离子水，使溶液中聚乙烯醇PVA浓度为0.1mol/L；

[0147] 步骤5.2、将烧瓶至于磁力搅拌器中并安装好冷凝回流装置，水浴加热并搅拌，控制水浴温度为85℃，控制加热时间为4h，加热结束后冷却至室温；

[0148] 步骤5.3、将配置好的溶胶在氧化层上进行旋涂，旋涂时匀胶机旋涂转速为2800rpm，旋转时间为40s，旋涂后将样品在空气环境中热处理8min，热处理温度400℃；

[0149] 步骤5.4、加热处理后待样品在空气中冷却至室温后再进行下一次旋涂及热处理，通过调整上述旋涂及热处理重复次数控制CuAlO2异质外延层厚度；

[0150] 步骤5.5、CuAlO2异质外延层生长完毕后，将样品放置于Ar气环境中进行退火处理，退火温度为1000℃，退火时间5h。

[0151] 步骤6、在p型硅片正面进行n型β‑Ga2O3异质外延层生长，在p型硅片正面进行n型β‑Ga2O3异质外延层生长时沉积利用化学气相沉积设备，以纯度为99.99999％的金属镓作为镓源，惰性气体作为载气，O2作为生长源气体，SiH4作为掺杂源气体，具体如下：

[0152] 步骤6.1、将金属镓源放入石英舟内，石英舟放入双温区石英管式炉内温区1中；

[0153] 步骤6.2、步骤5得到的p型硅片作为衬底放在衬底托上，将载有衬底的衬底托放入石英管式炉内温区2中；将反应腔抽真空，抽真空后腔体压强为1pa；

[0154] 步骤6.3、向石英反应腔内通入作为载气的惰性气体；

[0155] 步骤6.4、同时加热管式炉内温区1中载有金属镓源的石英舟和温区2中的衬底；通过设置升温时间使温区1的工作温度和温区2中的工作温度同时达到相应设置的温度，温区1中金属镓源的工作温度为600℃；温区2中衬底的工作温度为850℃；

[0156] 步骤6.5、当石英管内温区1中反应舟的工作温度和温区2中衬底的工作温度达到设定温度时，打开O2气路和SiH4气路，让惰性气体携带O2和SiH4进入石英反应管；设定生长时间，在衬底上沉积n型β‑Ga2O3薄膜；

[0157] 步骤6.6、当n型β‑Ga2O3薄膜生长结束后，关闭O2气路和SiH4气路，保持温区1、温区2温度和惰性气体流量不变一段时间；

[0158] 步骤6.7、保持时间结束后，重复步骤5和步骤6，然后关气降温，完成n型β‑Ga2O3薄膜制备。

[0159] 步骤7、在步骤6得到的n型β‑Ga2O3异质外延层上沉积AlOx薄膜，在n型β‑Ga2O3异质外延层上沉积AlOx薄膜时采用原子层沉积技术ALD，以Al(CH3)3和H2O为前驱体，沉积温度为200℃。

[0160] 步骤8、在步骤7得到的AlOx薄膜上沉积SiNx薄膜，在AlOx薄膜上沉积SiNx薄膜时采用等离子体增强化学气相沉积技术PECVD，以SiH4和NH3为气源，p型硅片温度为400℃，射频功率为4W。

[0161] 步骤9、在步骤5得到的p型CuAlO2层上制作背电极，在p型CuAlO2层上制作背电极时采用热蒸发法蒸镀Ag背电极。

[0162] 步骤10、在步骤8得到的SiNx薄膜上制备顶电极，最终形成所述基于p型硅基底的TOPCon光伏电池。其中，SiNx薄膜上制备顶电极时首先利用光刻开孔，通过曝光及显影去除顶电极位置处的AlOx及SiNx层，然后采用电子束蒸发镀膜机蒸镀Ti/Pd/Ag堆叠层顶电极，最终形成所述基于p型硅基底的TOPCon光伏电池。

[0163] 实施例4

[0164] 本发明一种基于p型硅基底的TOPCon光伏电池的制备方法，具体按照以下步骤实施：

[0165] 步骤1、对p型硅片进行碱性抛光，碱性抛光流程为：使用KOH溶液对样品进行碱性抛光，去除表面锯损伤。

[0166] 步骤2、在步骤1抛光后的p型硅片正面制绒，形成表面金字塔结构。制绒时使用NaOH溶液对p型硅片表面均匀腐蚀。

[0167] 步骤3、对步骤2得到的p型硅片进行标准RCA清洗，并在氢氟酸HF中短浸。具体清洗流程为：使用清洗液～氢氟酸～酒精～去离子水逐步对p型硅片进行清洗。

[0168] 步骤4、在步骤3清洗后的p型硅片背面进行氧化层生长，生长氧化层时采用分步氧化法，即先使用热硝酸氧化法对p型硅片背面进行一次氧化，再使用PECVD‑N2O法对p型硅片背面进行二次氧化，后利用HF/HNO3溶液去除正面绕镀的氧化层，具体如下：

[0169] 步骤4.1、将p型硅片置于68％的HNO3溶液中处理5min，HNO3溶液温度为105℃；

[0170] 步骤4.2、使用射频PECVD系统对p型硅片背面进行等离子增强化学气相沉积氧化，以纯度为99.999％的N2O作为气源，控制射频功率为10W，持续时间为270s；

[0171] 步骤4.3、配置体积比为335:2.5的HNO3:HF溶液，对p型硅片正面及边缘进行清洗，清洗持续时间为200s。；

[0172] 步骤5、在步骤4得到的氧化层上进行p型CuAlO2外延层生长,氧化层上沉积p型CuAlO2时以Cu(NO3)2·5H2O和Al(NO3)3·9H2O为Cu源和Al源，聚乙烯醇PVA为稳定剂，采用溶胶凝胶法在氧化层上进行P型晶体CuAlO2异质外延层生长，具体如下：

[0173] 步骤5.1、配置溶胶：按摩尔比1:1分别取Cu(NO3)2·5H2O和Al(NO3)3·9H2O放置于烧瓶中，向烧瓶中加入聚乙烯醇PVA和去离子水，使溶液中聚乙烯醇PVA浓度为0.15mol/L；

[0174] 步骤5.2、将烧瓶至于磁力搅拌器中并安装好冷凝回流装置，水浴加热并搅拌，控制水浴温度为90℃，控制加热时间为4.5h，加热结束后冷却至室温；

[0175] 步骤5.3、将配置好的溶胶在氧化层上进行旋涂，旋涂时匀胶机旋涂转速为2900rpm，旋转时间为42s，旋涂后将样品在空气环境中热处理9min，热处理温度350℃；

[0176] 步骤5.4、加热处理后待样品在空气中冷却至室温后再进行下一次旋涂及热处理，通过调整上述旋涂及热处理重复次数控制CuAlO2异质外延层厚度；

[0177] 步骤5.5、CuAlO2异质外延层生长完毕后，将样品放置于Ar气环境中进行退火处理，退火温度为1050℃，退火时间5.5h。

[0178] 步骤6、在p型硅片正面进行n型β‑Ga2O3异质外延层生长，在p型硅片正面进行n型β‑Ga2O3异质外延层生长时沉积利用化学气相沉积设备，以纯度为99.99999％的金属镓作为镓源，惰性气体作为载气，O2作为生长源气体，SiH4作为掺杂源气体，具体如下：

[0179] 步骤6.1、将金属镓源放入石英舟内，石英舟放入双温区石英管式炉内温区1中；

[0180] 步骤6.2、步骤5得到的p型硅片作为衬底放在衬底托上，将载有衬底的衬底托放入石英管式炉内温区2中；将反应腔抽真空，抽真空后腔体压强为1pa；

[0181] 步骤6.3、向石英反应腔内通入作为载气的惰性气体；

[0182] 步骤6.4、同时加热管式炉内温区1中载有金属镓源的石英舟和温区2中的衬底；通过设置升温时间使温区1的工作温度和温区2中的工作温度同时达到相应设置的温度，温区1中金属镓源的工作温度为650℃；温区2中衬底的工作温度为950℃；

[0183] 步骤6.5、当石英管内温区1中反应舟的工作温度和温区2中衬底的工作温度达到设定温度时，打开O2气路和SiH4气路，让惰性气体携带O2和SiH4进入石英反应管；设定生长时间，在衬底上沉积n型β‑Ga2O3薄膜；

[0184] 步骤6.6、当n型β‑Ga2O3薄膜生长结束后，关闭O2气路和SiH4气路，保持温区1、温区2温度和惰性气体流量不变一段时间；

[0185] 步骤6.7、保持时间结束后，重复步骤5和步骤6，然后关气降温，完成n型β‑Ga2O3薄膜制备。

[0186] 步骤7、在步骤6得到的n型β‑Ga2O3异质外延层上沉积AlOx薄膜，在n型β‑Ga2O3异质外延层上沉积AlOx薄膜时采用原子层沉积技术ALD，以Al(CH3)3和H2O为前驱体，沉积温度为250℃。

[0187] 步骤8、在步骤7得到的AlOx薄膜上沉积SiNx薄膜，在AlOx薄膜上沉积SiNx薄膜时采用等离子体增强化学气相沉积技术PECVD，以SiH4和NH3为气源，p型硅片温度为450℃，射频功率为4.5W。

[0188] 步骤9、在步骤5得到的p型CuAlO2层上制作背电极，在p型CuAlO2层上制作背电极时采用热蒸发法蒸镀Ag背电极。

[0189] 步骤10、在步骤8得到的SiNx薄膜上制备顶电极，最终形成所述基于p型硅基底的TOPCon光伏电池。其中，SiNx薄膜上制备顶电极时首先利用光刻开孔，通过曝光及显影去除顶电极位置处的AlOx及SiNx层，然后采用电子束蒸发镀膜机蒸镀Ti/Pd/Ag堆叠层顶电极，最终形成所述基于p型硅基底的TOPCon光伏电池。

[0190] 实施例5

[0191] 本发明一种基于CuAlO2/SiO2钝化的TOPCon光伏电池的制备方法，具体按照以下步骤实施：

[0192] 步骤1、对p型硅片进行碱性抛光，碱性抛光流程为：使用KOH溶液对样品进行碱性抛光，去除表面锯损伤。

[0193] 步骤2、在步骤1抛光后的p型硅片正面制绒，形成表面金字塔结构。制绒时使用NaOH溶液对p型硅片表面均匀腐蚀。

[0194] 步骤3、对步骤2得到的p型硅片进行标准RCA清洗，并在氢氟酸HF中短浸。具体清洗流程为：使用清洗液～氢氟酸～酒精～去离子水逐步对p型硅片进行清洗。

[0195] 步骤4、在步骤3清洗后的p型硅片背面进行氧化层生长，生长氧化层时采用分步氧化法，即先使用热硝酸氧化法对p型硅片背面进行一次氧化，再使用PECVD‑N2O法对p型硅片背面进行二次氧化，后利用HF/HNO3溶液去除正面绕镀的氧化层，具体如下：

[0196] 步骤4.1、将p型硅片置于70％的HNO3溶液中处理5min，HNO3溶液温度为110℃；

[0197] 步骤4.2、使用射频PECVD系统对p型硅片背面进行等离子增强化学气相沉积氧化，以纯度为99.999％的N2O作为气源，控制射频功率为5W，持续时间为300s；

[0198] 步骤4.3、配置体积比为335:2.5的HNO3:HF溶液，对p型硅片正面及边缘进行清洗，清洗持续时间为220s。；

[0199] 步骤5、在步骤4得到的氧化层上进行p型CuAlO2外延层生长,氧化层上沉积p型CuAlO2时以Cu(NO3)2·5H2O和Al(NO3)3·9H2O为Cu源和Al源，聚乙烯醇PVA为稳定剂，采用溶胶凝胶法在氧化层上进行P型晶体CuAlO2异质外延层生长，具体如下：

[0200] 步骤5.1、配置溶胶：按摩尔比1:1分别取Cu(NO3)2·5H2O和Al(NO3)3·9H2O放置于烧瓶中，向烧瓶中加入聚乙烯醇PVA和去离子水，使溶液中聚乙烯醇PVA浓度为0.15mol/L；

[0201] 步骤5.2、将烧瓶至于磁力搅拌器中并安装好冷凝回流装置，水浴加热并搅拌，控制水浴温度为90℃，控制加热时间为5h，加热结束后冷却至室温；

[0202] 步骤5.3、将配置好的溶胶在氧化层上进行旋涂，旋涂时匀胶机旋涂转速为3000rpm，旋转时间为45s，旋涂后将样品在空气环境中热处理10min，热处理温度400℃；

[0203] 步骤5.4、加热处理后待样品在空气中冷却至室温后再进行下一次旋涂及热处理，通过调整上述旋涂及热处理重复次数控制CuAlO2异质外延层厚度；

[0204] 步骤5.5、CuAlO2异质外延层生长完毕后，将样品放置于Ar气环境中进行退火处理，退火温度为1100℃，退火时间6h。

[0205] 步骤6、在p型硅片正面进行n型β‑Ga2O3异质外延层生长，在p型硅片正面进行n型β‑Ga2O3异质外延层生长时沉积利用化学气相沉积设备，以纯度为99.99999％的金属镓作为镓源，惰性气体作为载气，O2作为生长源气体，SiH4作为掺杂源气体，具体如下：

[0206] 步骤6.1、将金属镓源放入石英舟内，石英舟放入双温区石英管式炉内温区1中；

[0207] 步骤6.2、步骤5得到的p型硅片作为衬底放在衬底托上，将载有衬底的衬底托放入石英管式炉内温区2中；将反应腔抽真空，抽真空后腔体压强为1pa；

[0208] 步骤6.3、向石英反应腔内通入作为载气的惰性气体；

[0209] 步骤6.4、同时加热管式炉内温区1中载有金属镓源的石英舟和温区2中的衬底；通过设置升温时间使温区1的工作温度和温区2中的工作温度同时达到相应设置的温度，温区1中金属镓源的工作温度为650℃；温区2中衬底的工作温度为1050℃；

[0210] 步骤6.5、当石英管内温区1中反应舟的工作温度和温区2中衬底的工作温度达到设定温度时，打开O2气路和SiH4气路，让惰性气体携带O2和SiH4进入石英反应管；设定生长时间，在衬底上沉积n型β‑Ga2O3薄膜；

[0211] 步骤6.6、当n型β‑Ga2O3薄膜生长结束后，关闭O2气路和SiH4气路，保持温区1、温区2温度和惰性气体流量不变一段时间；

[0212] 步骤6.7、保持时间结束后，重复步骤5和步骤6，然后关气降温，完成n型β‑Ga2O3薄膜制备。

[0213] 步骤7、在步骤6得到的n型β‑Ga2O3异质外延层上沉积AlOx薄膜，在n型β‑Ga2O3异质外延层上沉积AlOx薄膜时采用原子层沉积技术ALD，以Al(CH3)3和H2O为前驱体，沉积温度为350℃。

[0214] 步骤8、在步骤7得到的AlOx薄膜上沉积SiNx薄膜，在AlOx薄膜上沉积SiNx薄膜时采用等离子体增强化学气相沉积技术PECVD，以SiH4和NH3为气源，p型硅片温度为500℃，射频功率为5W。

[0215] 步骤9、在步骤5得到的p型CuAlO2层上制作背电极，在p型CuAlO2层上制作背电极时采用热蒸发法蒸镀Ag背电极。

[0216] 步骤10、在步骤8得到的SiNx薄膜上制备顶电极，最终形成所述基于p型硅基底的TOPCon光伏电池。其中，SiNx薄膜上制备顶电极时首先利用光刻开孔，通过曝光及显影去除顶电极位置处的AlOx及SiNx层，然后采用电子束蒸发镀膜机蒸镀Ti/Pd/Ag堆叠层顶电极，最终形成所述基于p型硅基底的TOPCon光伏电池。