一种具有双面栅线的TOPCon电池及其制备方法

摘要

本发明提供一种具有双面栅线的TOPCon电池及其制备方法，所述TOPCon电池包括电池基底，且所述电池基底的两侧表面分别为N面和P面；所述N面和P面分别独立地设置有线槽，且所述线槽内设置有栅线；所述N面的栅线包括层叠设置的第一种子层、镍磷合金层和第一铜锡合金层，且所述第一种子层与N面线槽的槽底相接触；所述P面的栅线包括层叠设置的第二种子层、镍硼合金层和第二铜锡合金层，且所述第二种子层与P面线槽的槽底相接触。本发明提供的制备方法替代了传统的银浆工艺，同时降低了接触电阻，尽可能提升了电池效率。

权利要求

1.一种具有双面栅线的TOPCon电池，其特征在于，所述TOPCon电池包括电池基底，且所述电池基底的两侧表面分别为N面和P面；

所述N面和P面分别独立地设置有线槽，且所述线槽内设置有栅线；

所述N面的栅线包括层叠设置的第一种子层、镍磷合金层和第一铜锡合金层，且所述第一种子层与N面线槽的槽底相接触；

所述P面的栅线包括层叠设置的第二种子层、镍硼合金层和第二铜锡合金层，且所述第二种子层与P面线槽的槽底相接触；

所述第一种子层和第二种子层的材质分别独立地包括镍钯合金，且钯的含量为60‑

80wt%；

所述第一种子层和第二种子层的厚度分别独立地为0.1‑10nm。

2.根据权利要求1所述的TOPCon电池，其特征在于，所述镍磷合金层中磷的含量为1‑

2wt%；

所述镍硼合金层中硼的含量为1‑2wt%；

所述镍磷合金层和镍硼合金层的厚度分别独立地为0.1‑0.3μm；

所述第一铜锡合金层和第二铜锡合金层中锡的含量分别独立地为0.01‑0.5wt%，且厚度分别独立地为5‑10μm。

3.一种如权利要求1或2所述TOPCon电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：（1）在电池基底的N面和P面分别独立地开设线槽；

（2）在所述N面的线槽内依次沉积第一种子层和镍磷合金层；

（3）在所述P面的线槽内依次沉积第二种子层和镍硼合金层；

（4）对所述电池基底进行热处理；

（5）在所述镍磷合金层与镍硼合金层的表面同步沉积铜锡合金层，即在所述镍磷合金层表面制得第一铜锡合金层，在所述镍硼合金层表面制得第二铜锡合金层，从而得到具有双面栅线的TOPCon电池；

其中，步骤（2）和（3）不分先后顺序。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述线槽的开设方法包括激光刻蚀，且所述线槽在开设之后利用氢氟酸进行清洗；

步骤（2）所述第一种子层和步骤（3）所述第二种子层的沉积方法分别独立地包括第一电化学沉积；

步骤（2）所述镍磷合金层的沉积方法包括第一化学沉积；

步骤（3）所述镍硼合金层的沉积方法包括第二化学沉积；

步骤（5）所述铜锡合金层的沉积方法包括第二电化学沉积。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述第一电化学沉积采用的电解液中包括氨基磺酸镍、氯化氨基钯、导电盐和光亮剂，且所述电解液利用氨水将pH调节至7.5‑

9.0；

所述氨基磺酸镍的浓度为0.03‑0.06g/L；

所述氯化氨基钯的浓度为0.1‑0.2g/L；

所述导电盐的浓度为2‑3g/L；

所述光亮剂的浓度为0.1‑0.2g/L；

2

所述第一电化学沉积的电流密度为0.5‑1.5A/dm ，沉积温度为20‑30℃，沉积时间为1‑

3min。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述第一化学沉积采用的沉积液中包括硫酸镍、次亚磷酸钠、络合剂和添加剂，且所述沉积液利用硫酸将pH调节至5.1‑5.8；

所述硫酸镍的浓度为20‑30g/L；

所述次亚磷酸钠的浓度为15‑25g/L；

所述络合剂的浓度为25‑30g/L；

所述添加剂的浓度为0.05‑0.1g/L；

所述第一化学沉积的沉积温度为80‑85℃，沉积时间为1‑3min。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述第二化学沉积采用的沉积液中包括硫酸镍、二甲氨基硼烷、络合剂和添加剂，且所述沉积液利用氨水将pH调节至12.0‑13.5；

所述硫酸镍的浓度为20‑30g/L；

所述二甲氨基硼烷的浓度为3‑5g/L；

所述络合剂的浓度为25‑30g/L；

所述添加剂的浓度为0.05‑0.1g/L；

所述第二化学沉积的沉积温度为80‑85℃，沉积时间为1‑3min。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述第二电化学沉积采用的电解液中包括焦磷酸铜、焦磷酸锡、焦磷酸钾和磷酸二氢钾，且所述电解液的pH为9.0‑9.2；

所述焦磷酸铜的浓度为20‑30g/L；

所述焦磷酸锡的浓度为0.05‑0.15g/L；

所述焦磷酸钾的浓度为40‑60g/L；

所述磷酸二氢钾的浓度为50‑70g/L；

2

所述第二电化学沉积的电流密度为5‑10A/dm ，沉积温度为20‑30℃，沉积时间为5‑

10min。

9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：（1）在电池基底的N面和P面分别独立地采用激光刻蚀开设线槽，并利用氢氟酸进行清洗；

（2）在所述N面的线槽内依次沉积第一种子层和镍磷合金层；所述第一种子层的沉积方法为电化学沉积，采用的电解液中包括0.03‑0.06g/L的氨基磺酸镍、0.1‑0.2g/L的氯化氨基钯、2‑3g/L的导电盐和0.1‑0.2g/L的光亮剂，且所述电解液利用氨水将pH调节至7.5‑2

9.0，电流密度为0.5‑1.5A/dm ，沉积温度为20‑30℃，沉积时间为1‑3min；所述镍磷合金层的沉积方法为化学沉积，采用的沉积液中包括20‑30g/L的硫酸镍、15‑25g/L的次亚磷酸钠、

25‑30g/L的络合剂和0.05‑0.1g/L的添加剂，且所述沉积液利用硫酸将pH调节至5.1‑5.8，沉积温度为80‑85℃，沉积时间为1‑3min；

（3）在所述P面的线槽内依次沉积第二种子层和镍硼合金层；所述第二种子层的沉积方法为电化学沉积，且所述电化学沉积与第一种子层的沉积条件相同；所述镍硼合金层的沉积方法为化学沉积，采用的沉积液中包括20‑30g/L的硫酸镍、3‑5g/L的二甲氨基硼烷、25‑

30g/L的络合剂和0.05‑0.1g/L的添加剂，且所述沉积液利用氨水将pH调节至12.0‑13.5，沉积温度为80‑85℃，沉积时间为1‑3min；

（4）对所述电池基底进行热处理；

（5）在所述镍磷合金层与镍硼合金层的表面同步电化学沉积铜锡合金层，即在所述镍磷合金层表面制得第一铜锡合金层，在所述镍硼合金层表面制得第二铜锡合金层，从而得到具有双面栅线的TOPCon电池；所述电化学沉积采用的电解液中包括20‑30g/L的焦磷酸铜、0.05‑0.15g/L的焦磷酸锡、40‑60g/L的焦磷酸钾和50‑70g/L的磷酸二氢钾，且所述电解2

液的pH为9.0‑9.2，电流密度为5‑10A/dm，沉积温度为20‑30℃，沉积时间为5‑10min；

其中，步骤（2）和（3）不分先后顺序。

说明书

一种具有双面栅线的TOPCon电池及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于太阳能电池技术领域，涉及一种TOPCon电池，尤其涉及一种具有双面栅线的TOPCon电池及其制备方法。

背景技术

[0002] 太阳能作为一种清洁能源，近些年受到越来越多的关注。随着我国碳中和、碳达峰目标的提出，太阳能电池作为绿色转化方案，市场量大增，且未来具有更大的发展空间。现有的新型太阳能电池主要以PERC电池为主流，但是随着技术的改进，PERC电池由于其理论效率问题，已经慢慢被TOPCon电池所取代。在增量市场中，TOPCon电池占据明显的优势，其理论效率可以达到28.7%。TOPCon电池作为一种新型太阳能电池，其制造工艺过程中一个非常重要的步骤就是栅线金属化过程，栅线的大小影响着太阳能电池板的吸光面积，因此也是电池效率提升研发的重点方向。

[0003] 目前，工业上主要采用丝网印刷银浆的技术来制备栅线电极，然后经过快速烧结，银浆中的有机物挥发，银固化形成金属电极。这种工艺方法简单成熟，得到了大规模的应用。然而，该工艺同时存在如下缺陷：（1）为了烧结成型，银浆中通常需要加入玻璃相，在烧结后，玻璃相会下沉到金属与硅的界面，从而导致接触电阻增大；同时，玻璃相的存在也会导致栅线的体积电阻明显增大；（2）丝网印刷对线宽和线高有一定的要求，受限于丝网模板的尺寸，进一步缩小栅线的线宽来提高电池的有效面积会变得越来越难；（3）银属于贵金属，且储量有限，随着太阳能市场的进一步扩大，银必将无法满足市场需求。

[0004] 为了降低银用量，从设备角度出发，主要采用钢板印刷和激光转印的方法；从工艺角度出发，主要采用银包铜浆料替代银浆，这些都是为了降低银的消耗量，却仍然无法从根本上解决银储量有限而无法满足市场需求的问题。由于铜有着和银接近的电导率，是替代银的很好的候选者。然而，由于铜的熔点高，且容易氧化，所形成的氧化铜无法通过高温进行分解，从而限制了铜浆的使用。另一种制备铜栅线的工艺路线为电镀Ni‑Cu‑Ag方案，该方案采用Ni作为底层，起到防止铜向硅基迁移的作用，同时可以通过热处理形成NiSi合金来提升结合力。但是NiSi合金层作为Si与Ni的中间层，仍然具有较大的电阻，从而显著影响了电池效率。

[0005] 由此可见，如何提供一种新的栅线制备方法，替代传统的银浆工艺，同时降低接触电阻，尽可能提升电池效率，成为了目前本领域技术人员迫切需要解决的问题。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提供一种具有双面栅线的TOPCon电池及其制备方法，所述制备方法替代了传统的银浆工艺，同时降低了接触电阻，尽可能提升了电池效率。

[0007] 为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

[0008] 第一方面，本发明提供一种具有双面栅线的TOPCon电池，所述TOPCon电池包括电池基底，且所述电池基底的两侧表面分别为N面和P面。

[0009] 所述N面和P面分别独立地设置有线槽，且所述线槽内设置有栅线。

[0010] 所述N面的栅线包括层叠设置的第一种子层、镍磷合金层和第一铜锡合金层，且所述第一种子层与N面线槽的槽底相接触。

[0011] 所述P面的栅线包括层叠设置的第二种子层、镍硼合金层和第二铜锡合金层，且所述第二种子层与P面线槽的槽底相接触。

[0012] 本发明提供的TOPCon电池通过在传统电池基底的N面镍层中掺杂磷元素，并在P面镍层中掺杂硼元素，使得镍层与基底的硅层在界面处形成镍硅合金的同时，于N面栅线接触位置形成富磷掺杂，并于P面栅线接触位置形成富硼掺杂，从而形成电子空穴传输，进而降低了接触电阻，显著提升了电池效率。

[0013] 优选地，所述第一种子层和第二种子层的材质分别独立地包括镍钯合金，且钯的含量为60‑80wt%，例如可以是60wt%、62wt%、64wt%、66wt%、68wt%、70wt%、72wt%、74wt%、76wt%、78wt%或80wt%，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0014] 优选地，所述第一种子层和第二种子层的厚度分别独立地为0.1‑10nm，例如可以是0.1nm、1nm、2nm、3nm、4nm、5nm、6nm、7nm、8nm、9nm或10nm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0015] 本发明中，所述第一种子层和第二种子层作为催化中心，可在后续化学沉积镍合金层的过程中起到催化还原的作用，从而有效提高了电极的结合力，且将两者的厚度分别限定为0.1‑10nm，可保证催化活性和结合力均处于较高水平的同时，将制备成本控制在较低水平。

[0016] 优选地，所述镍磷合金层中磷的含量为1‑2wt%，例如可以是1wt%、1.1wt%、1.2wt%、1.3wt%、1.4wt%、1.5wt%、1.6wt%、1.7wt%、1.8wt%、1.9wt%或2wt%，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0017] 本发明中，所述镍磷合金层中磷的含量需控制在合理范围内。当磷的含量低于1wt%时，所起到的电子传输效果并不明显，且与直接沉积金属镍层效果接近；当磷的含量高于2wt%时，又会导致底层的镍磷合金层电阻率升高，进而增加电池的接触电阻。

[0018] 优选地，所述镍硼合金层中硼的含量为1‑2wt%，例如可以是1wt%、1.1wt%、1.2wt%、1.3wt%、1.4wt%、1.5wt%、1.6wt%、1.7wt%、1.8wt%、1.9wt%或2wt%，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0019] 本发明中，所述镍硼合金层中硼的含量需控制在合理范围内。当硼的含量低于1wt%时，所起到的空穴传输效果并不明显，且与直接沉积金属镍层效果接近；当硼的含量高于2wt%时，又会导致底层的镍硼合金层电阻率升高，进而增加电池的接触电阻。

[0020] 优选地，所述镍磷合金层和镍硼合金层的厚度分别独立地为0.1‑0.3μm，例如可以是0.1μm、0.12μm、0.14μm、0.16μm、0.18μm、0.2μm、0.22μm、0.24μm、0.26μm、0.28μm或0.3μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0021] 优选地，所述第一铜锡合金层和第二铜锡合金层中锡的含量分别独立地为0.01‑0.5wt%，例如可以是0.01wt%、0.05wt%、0.1wt%、0.15wt%、0.2wt%、0.25wt%、0.3wt%、
0.35wt%、0.4wt%、0.45wt%或0.5wt%，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0022] 优选地，所述第一铜锡合金层和第二铜锡合金层的厚度分别独立地为5‑10μm，例如可以是5μm、6μm、7μm、8μm、9μm或10μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0023] 第二方面，本发明提供一种如第一方面所述TOPCon电池的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

[0024] （1）在电池基底的N面和P面分别独立地开设线槽；

[0025] （2）在所述N面的线槽内依次沉积第一种子层和镍磷合金层；

[0026] （3）在所述P面的线槽内依次沉积第二种子层和镍硼合金层；

[0027] （4）对所述电池基底进行热处理；

[0028] （5）在所述镍磷合金层与镍硼合金层的表面同步沉积铜锡合金层，即在所述镍磷合金层表面制得第一铜锡合金层，在所述镍硼合金层表面制得第二铜锡合金层，从而得到具有双面栅线的TOPCon电池。

[0029] 其中，步骤（2）和（3）不分先后顺序。

[0030] 本发明通过利用电池基底的光生伏特效应和半导体特性，在基底的两侧表面线槽内依次沉积种子层和镍合金层（镍磷合金层/镍硼合金层），这一过程将种子层作为催化中心，借助其催化还原作用进一步沉积镍合金层，与传统直接沉积镍层相比，显著提升了电极的结合力。

[0031] 优选地，步骤（1）所述线槽的开设方法包括激光刻蚀，且所述线槽在开设之后利用氢氟酸进行清洗。

[0032] 优选地，步骤（2）所述第一种子层和步骤（3）所述第二种子层的沉积方法分别独立地包括第一电化学沉积。

[0033] 优选地，步骤（2）所述镍磷合金层的沉积方法包括第一化学沉积。

[0034] 优选地，步骤（3）所述镍硼合金层的沉积方法包括第二化学沉积。

[0035] 优选地，步骤（5）所述铜锡合金层的沉积方法包括第二电化学沉积。

[0036] 优选地，所述第一电化学沉积采用的电解液中包括氨基磺酸镍、氯化氨基钯、导电盐和光亮剂，且所述电解液利用氨水将pH调节至7.5‑9.0，例如可以是7.5、7.6、7.8、8.0、8.2、8.4、8.6、8.8或9.0，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0037] 本发明中，所述导电盐为本领域常规的导电盐，例如可以是硫酸铵、氯化铵等，只要能够起到导电盐的相应作用即可，故在此不做特别限定。

[0038] 本发明中，所述光亮剂为本领域常规的光亮剂，例如可以是吡啶磺酸盐、吡啶羧酸盐等，只要能够起到光亮剂的相应作用即可，故在此不做特别限定。

[0039] 优选地，所述氨基磺酸镍的浓度为0.03‑0.06g/L，例如可以是0.03g/L、0.035g/L、0.04g/L、0.045g/L、0.05g/L、0.055g/L或0.06g/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0040] 优选地，所述氯化氨基钯的浓度为0.1‑0.2g/L，例如可以是0.1g/L、0.11g/L、0.12g/L、0.13g/L、0.14g/L、0.15g/L、0.16g/L、0.17g/L、0.18g/L、0.19g/L或0.2g/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0041] 优选地，所述导电盐的浓度为2‑3g/L，例如可以是2g/L、2.1g/L、2.2g/L、2.3g/L、2.4g/L、2.5g/L、2.6g/L、2.7g/L、2.8g/L、2.9g/L或3g/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0042] 优选地，所述光亮剂的浓度为0.1‑0.2g/L，例如可以是0.1g/L、0.11g/L、0.12g/L、0.13g/L、0.14g/L、0.15g/L、0.16g/L、0.17g/L、0.18g/L、0.19g/L或0.2g/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0043] 优选地，所述第一电化学沉积的电流密度为0.5‑1.5A/dm2，例如可以是0.5A/dm2、2 2 2 2 2 2 2 2 2
0.6A/dm、0.7A/dm 、0.8A/dm、0.9A/dm、1.0A/dm 、1.1A/dm、1.2A/dm、1.3A/dm 、1.4A/dm
2
或1.5A/dm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0044] 优选地，所述第一电化学沉积的沉积温度为20‑30℃，例如可以是20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃或30℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0045] 优选地，所述第一电化学沉积的沉积时间为1‑3min，例如可以是1min、1.2min、1.4min、1.6min、1.8min、2min、2.2min、2.4min、2.6min、2.8min或3min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0046] 优选地，所述第一化学沉积采用的沉积液中包括硫酸镍、次亚磷酸钠、络合剂和添加剂，且所述沉积液利用硫酸将pH调节至5.1‑5.8，例如可以是5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7或5.8，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0047] 本发明中，所述络合剂为本领域常规的络合剂，例如可以是柠檬酸钠，只要能够起到络合剂的相应作用即可，故在此不做特别限定。

[0048] 本发明中，所述添加剂为本领域常规的添加剂，例如可以是硫脲，只要能够起到添加剂的相应作用即可，故在此不做特别限定。

[0049] 优选地，所述硫酸镍的浓度为20‑30g/L，例如可以是20g/L、21g/L、22g/L、23g/L、24g/L、25g/L、26g/L、27g/L、28g/L、29g/L或30g/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0050] 优选地，所述次亚磷酸钠的浓度为15‑25g/L，例如可以是15g/L、16g/L、17g/L、18g/L、19g/L、20g/L、21g/L、22g/L、23g/L、24g/L或25g/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0051] 优选地，所述络合剂的浓度为25‑30g/L，例如可以是25g/L、25.5g/L、26g/L、26.5g/L、27g/L、27.5g/L、28g/L、28.5g/L、29g/L、29.5g/L或30g/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0052] 优选地，所述添加剂的浓度为0.05‑0.1g/L，例如可以是0.05g/L、0.06g/L、0.07g/L、0.08g/L、0.09g/L或0.1g/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0053] 优选地，所述第一化学沉积的沉积温度为80‑85℃，例如可以是80℃、80.5℃、81℃、81.5℃、82℃、82.5℃、83℃、83.5℃、84℃、84.5℃或85℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0054] 优选地，所述第一化学沉积的沉积时间为1‑3min，例如可以是1min、1.2min、1.4min、1.6min、1.8min、2min、2.2min、2.4min、2.6min、2.8min或3min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0055] 优选地，所述第二化学沉积采用的沉积液中包括硫酸镍、二甲氨基硼烷、络合剂和添加剂，且所述沉积液利用氨水将pH调节至12.0‑13.5，例如可以是12.0、12.2、12.4、12.6、12.8、13.0、13.2、13.4或13.5，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0056] 本发明中，所述络合剂为本领域常规的络合剂，例如可以是酒石酸钾钠，只要能够起到络合剂的相应作用即可，故在此不做特别限定。

[0057] 本发明中，所述添加剂为本领域常规的添加剂，例如可以是水杨酸，只要能够起到添加剂的相应作用即可，故在此不做特别限定。

[0058] 优选地，所述硫酸镍的浓度为20‑30g/L，例如可以是20g/L、21g/L、22g/L、23g/L、24g/L、25g/L、26g/L、27g/L、28g/L、29g/L或30g/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0059] 优选地，所述二甲氨基硼烷的浓度为3‑5g/L，例如可以是3g/L、3.2g/L、3.4g/L、3.6g/L、3.8g/L、4g/L、4.2g/L、4.4g/L、4.6g/L、4.8g/L或5g/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0060] 优选地，所述络合剂的浓度为25‑30g/L，例如可以是25g/L、25.5g/L、26g/L、26.5g/L、27g/L、27.5g/L、28g/L、28.5g/L、29g/L、29.5g/L或30g/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0061] 优选地，所述添加剂的浓度为0.05‑0.1g/L，例如可以是0.05g/L、0.06g/L、0.07g/L、0.08g/L、0.09g/L或0.1g/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0062] 优选地，所述第二化学沉积的沉积温度为80‑85℃，例如可以是80℃、80.5℃、81℃、81.5℃、82℃、82.5℃、83℃、83.5℃、84℃、84.5℃或85℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0063] 优选地，所述第二化学沉积的沉积时间为1‑3min，例如可以是1min、1.2min、1.4min、1.6min、1.8min、2min、2.2min、2.4min、2.6min、2.8min或3min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0064] 优选地，所述第二电化学沉积采用的电解液中包括焦磷酸铜、焦磷酸锡、焦磷酸钾和磷酸二氢钾，且所述电解液的pH为9.0‑9.2，例如可以是9.0、9.05、9.1、9.15或9.2，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0065] 优选地，所述焦磷酸铜的浓度为20‑30g/L，例如可以是20g/L、21g/L、22g/L、23g/L、24g/L、25g/L、26g/L、27g/L、28g/L、29g/L或30g/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0066] 优选地，所述焦磷酸锡的浓度为0.05‑0.15g/L，例如可以是0.05g/L、0.06g/L、0.07g/L、0.08g/L、0.09g/L、0.10g/L、0.11g/L、0.12g/L、0.13g/L、0.14g/L或0.15g/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0067] 优选地，所述焦磷酸钾的浓度为40‑60g/L，例如可以是40g/L、42g/L、44g/L、46g/L、48g/L、50g/L、52g/L、54g/L、56g/L、58g/L或60g/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0068] 优选地，所述磷酸二氢钾的浓度为50‑70g/L，例如可以是50g/L、52g/L、54g/L、56g/L、58g/L、60g/L、62g/L、64g/L、66g/L、68g/L或70g/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0069] 优选地，所述第二电化学沉积的电流密度为5‑10A/dm2，例如可以是5A/dm2、6A/2 2 2 2 2
dm、7A/dm、8A/dm、9A/dm或10A/dm ，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0070] 优选地，所述第二电化学沉积的沉积温度为20‑30℃，例如可以是20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃或30℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0071] 优选地，所述第二电化学沉积的沉积时间为5‑10min，例如可以是5min、5.5min、6min、6.5min、7min、7.5min、8min、8.5min、9min、9.5min或10min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

[0072] 作为本发明第二方面优选的技术方案，所述制备方法包括以下步骤：

[0073] （1）在电池基底的N面和P面分别独立地采用激光刻蚀开设线槽，并利用氢氟酸进行清洗；

[0074] （2）在所述N面的线槽内依次沉积第一种子层和镍磷合金层；所述第一种子层的沉积方法为电化学沉积，采用的电解液中包括0.03‑0.06g/L的氨基磺酸镍、0.1‑0.2g/L的氯化氨基钯、2‑3g/L的导电盐和0.1‑0.2g/L的光亮剂，且所述电解液利用氨水将pH调节至2
7.5‑9.0，电流密度为0.5‑1.5A/dm ，沉积温度为20‑30℃，沉积时间为1‑3min；所述镍磷合金层的沉积方法为化学沉积，采用的沉积液中包括20‑30g/L的硫酸镍、15‑25g/L的次亚磷酸钠、25‑30g/L的络合剂和0.05‑0.1g/L的添加剂，且所述沉积液利用硫酸将pH调节至5.1‑
5.8，沉积温度为80‑85℃，沉积时间为1‑3min；

[0075] （3）在所述P面的线槽内依次沉积第二种子层和镍硼合金层；所述第二种子层的沉积方法为电化学沉积，且所述电化学沉积与第一种子层的沉积条件相同；所述镍硼合金层的沉积方法为化学沉积，采用的沉积液中包括20‑30g/L的硫酸镍、3‑5g/L的二甲氨基硼烷、25‑30g/L的络合剂和0.05‑0.1g/L的添加剂，且所述沉积液利用氨水将pH调节至12.0‑
13.5，沉积温度为80‑85℃，沉积时间为1‑3min；

[0076] （4）对所述电池基底进行热处理；

[0077] （5）在所述镍磷合金层与镍硼合金层的表面同步电化学沉积铜锡合金层，即在所述镍磷合金层表面制得第一铜锡合金层，在所述镍硼合金层表面制得第二铜锡合金层，从而得到具有双面栅线的TOPCon电池；所述电化学沉积采用的电解液中包括20‑30g/L的焦磷酸铜、0.05‑0.15g/L的焦磷酸锡、40‑60g/L的焦磷酸钾和50‑70g/L的磷酸二氢钾，且所述电2
解液的pH为9.0‑9.2，电流密度为5‑10A/dm，沉积温度为20‑30℃，沉积时间为5‑10min；

[0078] 其中，步骤（2）和（3）不分先后顺序。

[0079] 相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

[0080] 本发明提供的TOPCon电池通过在传统电池基底的N面镍层中掺杂磷元素，并在P面镍层中掺杂硼元素，使得镍层与基底的硅层在界面处形成镍硅合金的同时，于N面栅线接触位置形成富磷掺杂，并于P面栅线接触位置形成富硼掺杂，从而形成电子空穴传输，进而降2
低了接触电阻，显著提升了电池效率，且接触电阻最低可降至0.1mΩ/cm ，电池效率最高可升至24.5%。

附图说明

[0081] 图1是本发明提供的TOPCon电池结构示意图；

[0082] 图2是本发明提供的TOPCon电池的制备方法流程图。

[0083] 其中：1‑TOPCon基片；2‑隧穿氧化层；3‑磷重掺杂多晶硅层；4‑硼重掺杂多晶硅层；5‑氧化铝层；6‑氮化硅层；7‑第一种子层；8‑镍磷合金层；9‑第一铜锡合金层；10‑第二种子层；11‑镍硼合金层；12‑第二铜锡合金层。

具体实施方式

[0084] 下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

[0085] 实施例1

[0086] 本实施例提供一种具有双面栅线的TOPCon电池及其制备方法，如图1所示，所述TOPCon电池包括电池基底，且所述电池基底的两侧表面分别为N面和P面。所述电池基底的中心为TOPCon基片1，朝向N面层叠设置有隧穿氧化层2、磷重掺杂多晶硅层3和氮化硅层6，朝向P面层叠设置有硼重掺杂多晶硅层4、氧化铝层5和氮化硅层6。

[0087] 如图1所示，所述N面和P面分别独立地设置有线槽，且所述线槽内设置有栅线；所述N面的栅线包括层叠设置的第一种子层7、镍磷合金层8和第一铜锡合金层9，且所述第一种子层7与N面线槽的槽底相接触；所述P面的栅线包括层叠设置的第二种子层10、镍硼合金层11和第二铜锡合金层12，且所述第二种子层10与P面线槽的槽底相接触。

[0088] 本实施中，所述第一种子层7和第二种子层10的材质分别独立地包括镍钯合金，且钯的含量为70wt%；所述第一种子层7和第二种子层10的厚度分别独立地为5nm。所述镍磷合金层8中磷的含量为1.5wt%，所述镍硼合金层11中硼的含量为1.5wt%，且所述镍磷合金层8和镍硼合金层11的厚度分别独立地为0.2μm。所述第一铜锡合金层9和第二铜锡合金层12中锡的含量分别独立地为0.25wt%，且厚度分别独立地为8μm。

[0089] 如图2所示，所述制备方法包括以下步骤：

[0090] （1）在电池基底的N面和P面分别独立地采用激光刻蚀开设线槽，并利用氢氟酸进行清洗；

[0091] （2）在所述N面的线槽内依次沉积第一种子层7和镍磷合金层8；

[0092] （3）在所述P面的线槽内依次沉积第二种子层10和镍硼合金层11；

[0093] （4）对所述电池基底在350℃下氩气氛围中热处理2min；

[0094] （5）在所述镍磷合金层8与镍硼合金层11的表面同步沉积铜锡合金层，即在所述镍磷合金层8表面制得第一铜锡合金层9，在所述镍硼合金层11表面制得第二铜锡合金层12，从而得到具有双面栅线的TOPCon电池。

[0095] 其中，步骤（2）所述第一种子层7和步骤（3）所述第二种子层10的沉积方法分别独立地为第一电化学沉积；步骤（2）所述镍磷合金层8的沉积方法为第一化学沉积；步骤（3）所述镍硼合金层11的沉积方法为第二化学沉积；步骤（5）所述铜锡合金层的沉积方法为第二电化学沉积。上述各项沉积方法的具体条件见下表1。

[0096] 表1

[0097]

[0098] 实施例2

[0099] 本实施例提供一种具有双面栅线的TOPCon电池及其制备方法，如图1所示，所述TOPCon电池包括电池基底，且所述电池基底的两侧表面分别为N面和P面。所述电池基底的中心为TOPCon基片1，朝向N面层叠设置有隧穿氧化层2、磷重掺杂多晶硅层3和氮化硅层6，朝向P面层叠设置有硼重掺杂多晶硅层4、氧化铝层5和氮化硅层6。

[0100] 如图1所示，所述N面和P面分别独立地设置有线槽，且所述线槽内设置有栅线；所述N面的栅线包括层叠设置的第一种子层7、镍磷合金层8和第一铜锡合金层9，且所述第一种子层7与N面线槽的槽底相接触；所述P面的栅线包括层叠设置的第二种子层10、镍硼合金层11和第二铜锡合金层12，且所述第二种子层10与P面线槽的槽底相接触。

[0101] 本实施中，所述第一种子层7和第二种子层10的材质分别独立地包括镍钯合金，且钯的含量为60wt%；所述第一种子层7和第二种子层10的厚度分别独立地为0.1nm。所述镍磷合金层8中磷的含量为1wt%，所述镍硼合金层11中硼的含量为1wt%，且所述镍磷合金层8和镍硼合金层11的厚度分别独立地为0.1μm。所述第一铜锡合金层9和第二铜锡合金层12中锡的含量分别独立地为0.01wt%，且厚度分别独立地为5μm。

[0102] 如图2所示，所述制备方法包括以下步骤：

[0103] （1）在电池基底的N面和P面分别独立地采用激光刻蚀开设线槽，并利用氢氟酸进行清洗；

[0104] （2）在所述N面的线槽内依次沉积第一种子层7和镍磷合金层8；

[0105] （3）在所述P面的线槽内依次沉积第二种子层10和镍硼合金层11；

[0106] （4）对所述电池基底在350℃下氩气氛围中热处理2min；

[0107] （5）在所述镍磷合金层8与镍硼合金层11的表面同步沉积铜锡合金层，即在所述镍磷合金层8表面制得第一铜锡合金层9，在所述镍硼合金层11表面制得第二铜锡合金层12，从而得到具有双面栅线的TOPCon电池。

[0108] 其中，步骤（2）所述第一种子层7和步骤（3）所述第二种子层10的沉积方法分别独立地为第一电化学沉积；步骤（2）所述镍磷合金层8的沉积方法为第一化学沉积；步骤（3）所述镍硼合金层11的沉积方法为第二化学沉积；步骤（5）所述铜锡合金层的沉积方法为第二电化学沉积。上述各项沉积方法的具体条件见下表2。

[0109] 表2

[0110]

[0111] 实施例3

[0112] 本实施例提供一种具有双面栅线的TOPCon电池及其制备方法，如图1所示，所述TOPCon电池包括电池基底，且所述电池基底的两侧表面分别为N面和P面。所述电池基底的中心为TOPCon基片1，朝向N面层叠设置有隧穿氧化层2、磷重掺杂多晶硅层3和氮化硅层6，朝向P面层叠设置有硼重掺杂多晶硅层4、氧化铝层5和氮化硅层6。

[0113] 如图1所示，所述N面和P面分别独立地设置有线槽，且所述线槽内设置有栅线；所述N面的栅线包括层叠设置的第一种子层7、镍磷合金层8和第一铜锡合金层9，且所述第一种子层7与N面线槽的槽底相接触；所述P面的栅线包括层叠设置的第二种子层10、镍硼合金层11和第二铜锡合金层12，且所述第二种子层10与P面线槽的槽底相接触。

[0114] 本实施中，所述第一种子层7和第二种子层10的材质分别独立地包括镍钯合金，且钯的含量为80wt%；所述第一种子层7和第二种子层10的厚度分别独立地为10nm。所述镍磷合金层8中磷的含量为2wt%，所述镍硼合金层11中硼的含量为2wt%，且所述镍磷合金层8和镍硼合金层11的厚度分别独立地为0.3μm。所述第一铜锡合金层9和第二铜锡合金层12中锡的含量分别独立地为0.5wt%，且厚度分别独立地为10μm。

[0115] 如图2所示，所述制备方法包括以下步骤：

[0116] （1）在电池基底的N面和P面分别独立地采用激光刻蚀开设线槽，并利用氢氟酸进行清洗；

[0117] （2）在所述N面的线槽内依次沉积第一种子层7和镍磷合金层8；

[0118] （3）在所述P面的线槽内依次沉积第二种子层10和镍硼合金层11；

[0119] （4）对所述电池基底在350℃下氩气氛围中热处理2min；

[0120] （5）在所述镍磷合金层8与镍硼合金层11的表面同步沉积铜锡合金层，即在所述镍磷合金层8表面制得第一铜锡合金层9，在所述镍硼合金层11表面制得第二铜锡合金层12，从而得到具有双面栅线的TOPCon电池。

[0121] 其中，步骤（2）所述第一种子层7和步骤（3）所述第二种子层10的沉积方法分别独立地为第一电化学沉积；步骤（2）所述镍磷合金层8的沉积方法为第一化学沉积；步骤（3）所述镍硼合金层11的沉积方法为第二化学沉积；步骤（5）所述铜锡合金层的沉积方法为第二电化学沉积。上述各项沉积方法的具体条件见下表3。

[0122] 表3

[0123]

[0124] 实施例4

[0125] 本实施例提供一种具有双面栅线的TOPCon电池及其制备方法，除了将镍磷合金层8中磷的含量改为0.5wt%，并对制备方法中次亚磷酸钠的浓度作出适应性调整，其余结构及条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。

[0126] 实施例5

[0127] 本实施例提供一种具有双面栅线的TOPCon电池及其制备方法，除了将镍磷合金层8中磷的含量改为2.5wt%，并对制备方法中次亚磷酸钠的浓度作出适应性调整，其余结构及条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。

[0128] 实施例6

[0129] 本实施例提供一种具有双面栅线的TOPCon电池及其制备方法，除了将镍硼合金层11中硼的含量改为0.5wt%，并对制备方法中二甲氨基硼烷的浓度作出适应性调整，其余结构及条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。

[0130] 实施例7

[0131] 本实施例提供一种具有双面栅线的TOPCon电池及其制备方法，除了将镍硼合金层11中硼的含量改为2.5wt%，并对制备方法中二甲氨基硼烷的浓度作出适应性调整，其余结构及条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。

[0132] 对比例1

[0133] 本对比例提供一种具有双面栅线的TOPCon电池及其制备方法，除了将镍磷合金层8改为同等厚度的纯镍层（采用电化学沉积镍层），并对制备方法作出适应性调整，其余结构及条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。

[0134] 对比例2

[0135] 本对比例提供一种具有双面栅线的TOPCon电池及其制备方法，除了将镍硼合金层11改为同等厚度的纯镍层（采用电化学沉积镍层），并对制备方法作出适应性调整，其余结构及条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。

[0136] 对比例3

[0137] 本对比例提供一种具有双面栅线的TOPCon电池及其制备方法，除了将镍磷合金层8和镍硼合金层11分别对应地改为同等厚度的纯镍层（采用电化学沉积镍层），并对制备方法作出适应性调整，其余结构及条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。

[0138] 对比例4

[0139] 本对比例提供一种具有双面栅线的TOPCon电池及其制备方法，所述制备方法采用传统的电镀Ni/Cu/Ag工艺，首先对电池基底进行激光刻蚀栅线图形，然后经过氢氟酸清洗，再对N面依次电镀Ni、Cu、Ag，对P面依次电镀Ni、Cu、Ag；最后经过350℃下氩气氛围中热处理2min得到TOPCon电池。

[0140] 对比例5

[0141] 本对比例提供一种具有双面栅线的TOPCon电池及其制备方法，所述制备方法采用传统的丝网印刷Ag工艺，印刷一层银浆后进行850℃烧结30s得到TOPCon电池。

[0142] 实施例1‑7与对比例1‑5所得TOPCon电池的性能测试结果见下表4。

[0143] 表4

[0144]

[0145] 上表中，接触电阻的测试方法为：矩形传输线法（TLM法）；电池效率的测试方法为：I‑V测试方法。

[0146] 由表4可知：接触电阻主要来自于Ni层中磷和硼的含量。若是磷或硼含量过低，虽然形成镍硅合金时能够降低一些接触电阻，但是所起到的电子/空穴传输效果并不明显；若是磷或硼含量过高，虽然形成镍硅合金时接触电阻降低了，但是其体电阻会相应的升高，从而影响电池的效率。

[0147] 由此可见，本发明提供的TOPCon电池通过在传统电池基底的N面镍层中掺杂磷元素，并在P面镍层中掺杂硼元素，使得镍层与基底的硅层在界面处形成镍硅合金的同时，于N面栅线接触位置形成富磷掺杂，并于P面栅线接触位置形成富硼掺杂，从而形成电子空穴传
2
输，进而降低了接触电阻，显著提升了电池效率，且接触电阻最低可降至0.1mΩ/cm ，电池效率最高可升至24.5%。

[0148] 申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。