專利名稱：太陽能電池的制作方法
太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明的實(shí)施方式涉及太陽能電池。
技術(shù)背景
近來，由于認(rèn)為現(xiàn)有能源(如石油和煤)是會(huì)被耗盡的，因此對(duì)于代替現(xiàn)有能源的 另選能源越來越感興趣。在這些另選能源中，從太陽能產(chǎn)生電能的太陽能電池尤其受到關(guān)注。
太陽能電池通常包括具有不同導(dǎo)電類型(例如ρ型和η型)并且形成ρ-η結(jié)的半 導(dǎo)體部分、和分別連接到不同導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體部分的電極。
當(dāng)光入射到太陽能電池上時(shí)，在半導(dǎo)體部分中產(chǎn)生多個(gè)電子-空穴對(duì)。通過光電 效應(yīng)，電子-空穴對(duì)分離成電子和空穴。因此，分離的電子移動(dòng)到η型半導(dǎo)體，分離的空穴 移動(dòng)到P型半導(dǎo)體，隨后分別通過電連接到η型半導(dǎo)體和ρ型半導(dǎo)體的電極來收集這些電 子和空穴。這些電極使用電線而彼此連接并因此獲得電能。發(fā)明內(nèi)容
在一方面，存在一種太陽能電池，該太陽能電池包括第一導(dǎo)電類型的基板；位于 所述基板上的與所述第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型的射極區(qū)；位于所述基板上并與所 述射極區(qū)分隔開的所述第一導(dǎo)電類型的第一場區(qū)(field region)；電連接到所述射極區(qū)的 第一電極；電連接到所述第一場區(qū)的第二電極；以及位于所述射極區(qū)和所述第一場區(qū)中的 至少一個(gè)上的絕緣區(qū)。
當(dāng)所述絕緣區(qū)位于所述第一場區(qū)上時(shí)，所述絕緣區(qū)可以位于所述第一場區(qū)的邊緣上。
當(dāng)所述絕緣區(qū)位于所述第一場區(qū)上時(shí)，所述絕緣區(qū)可以具有暴露出所述第一場區(qū) 的一部分的至少一個(gè)開口。
所述絕緣區(qū)可以位于所述射極區(qū)和所述第一場區(qū)之間。
所述絕緣區(qū)可以包括直接接觸所述基板的一部分。
所述絕緣區(qū)可以直接接觸在所述射極區(qū)和所述第一場區(qū)之間暴露出的所述基板。
所述射極區(qū)可以包括位于第一高度的第一部分、和位于高于所述第一高度的第二 高度的第二部分。
當(dāng)所述絕緣區(qū)位于所述射極區(qū)上時(shí)，所述絕緣區(qū)可以位于所述射極區(qū)的所述第一 部分上。
所述絕緣區(qū)可以具有暴露所述射極區(qū)的所述第一部分的一部分的至少一個(gè)開口。
所述太陽能電池還可以包括位于所述基板和所述第一場區(qū)之間以及所述基板和 所述射極區(qū)之間的鈍化層。
所述鈍化層可以包括位于所述基板和所述第一場區(qū)之間的第一部分以及位于所 述基板和所述射極區(qū)之間的第二部分。
所述鈍化層的所述第二部分可以具有與所述射極區(qū)相同的平面形狀。
所述鈍化層可以位于所述第一場區(qū)和所述射極區(qū)之間。
所述鈍化層可以在所述第一場區(qū)和所述射極區(qū)之間延伸，并且可以位于所述絕緣 區(qū)和所述射極區(qū)之間。
所述鈍化層可以具有暴露所述射極區(qū)的所述第一部分的至少一個(gè)開口。
當(dāng)所述絕緣區(qū)位于所述射極區(qū)和所述第一場區(qū)上時(shí)，所述絕緣區(qū)可以位于所述射 極區(qū)的邊緣和所述第一場區(qū)的邊緣。
所述太陽能電池還可以包括位于所述射極區(qū)和所述第一電極之間的第一輔助電 極、以及位于所述第一場區(qū)和所述第二電極之間的第二輔助電極。
所述第一輔助電極和所述第二輔助電極可以由透明導(dǎo)電材料形成。
所述射極區(qū)和所述第一場區(qū)可以位于所述基板的沒有光入射的表面上。
所述基板可以由晶體半導(dǎo)體形成，并且所述射極區(qū)和所述第一場區(qū)可以由非晶半 導(dǎo)體形成。
所述太陽能電池還可以包括與所述第一場區(qū)相對(duì)地位于所述基板上的第二場區(qū)。
所述太陽能電池還可以包括位于所述基板和所述第二場區(qū)之間的鈍化層。


附圖被包括進(jìn)來以提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，其被并入且構(gòu)成本說明書的一部 分，附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施方式，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的太陽能電池的部分透視圖2是沿圖1的線II-II截取的剖面圖3A到3T順序地示出了圖1中所示的太陽能電池的制造方法的每個(gè)階段；
圖4A和4B示出了圖1中所示的太陽能電池的制造方法中的用于制造多個(gè)第一輔 助電極和第二輔助電極以及多個(gè)第一電極和第二電極的另一種方法；
圖5是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式的太陽能電池的部分剖面圖6A和6B示出了圖5中所示的太陽能電池的制造方法的一部分；
圖7是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式的太陽能電池的部分剖面圖8A到8C示出了圖7中所示的太陽能電池的制造方法的一部分；
圖9A到9D示出了圖7中所示的太陽能電池的另一制造方法的一部分；
圖10是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式的太陽能電池的部分剖面圖IlA到IlH示出了圖10中所示的太陽能電池的制造方法的一部分；
圖12是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式的太陽能電池的部分剖面圖13是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式的太陽能電池的部分剖面圖；以及
圖14到圖17是根據(jù)本發(fā)明其它實(shí)施方式的各種太陽能電池的部分剖面圖。
具體實(shí)施方式
以下將參照附圖更全面地描述本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施方 式。然而，本發(fā)明可以以很多不同形式實(shí)現(xiàn)并且不應(yīng)被理解為局限于這里闡述的實(shí)施方式。
在附圖中，為了清楚起見，放大了層、膜、板、區(qū)域等的厚度。在整個(gè)說明書中，相同標(biāo)號(hào)表示相同元件。應(yīng)該理解，當(dāng)將諸如層、膜、區(qū)域或基板的元件稱為“位于另一元件上” 時(shí)，它可以直接位于所述另一元件上，或者也可以存在中間元件。相反，當(dāng)將一元件稱為“直 接位于另一元件上”時(shí)，不存在中間元件。另外，應(yīng)該理解，當(dāng)將諸如層、膜、區(qū)域或基板的元 件稱為“完全”位于另一元件上時(shí)，它可以位于所述另一元件的整個(gè)表面上，而不可以位于 所述另一元件的邊緣部分上。
現(xiàn)在將詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式，其示例示出在附圖中。
下面參照附圖1和2詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的太陽能電池。
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的太陽能電池的部分透視圖。圖2是沿圖1的線 II-II截取的剖面圖。
如圖1和2所示，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的太陽能電池11包括基板110、位于 基板110上的光入射表面(在下文中稱為"正面")上的正面鈍化層191、位于正面鈍化 層191上的正面場(FSF)區(qū)171、位于FSF區(qū)171上的防反射層130、位于基板110的與基 板110的正面相對(duì)的沒有光入射的表面(在下文中稱為"背面")上的背面鈍化層192、位 于背面鈍化層192的一部分上的多個(gè)射極區(qū)121、位于背面鈍化層192的一部分上并與所述 多個(gè)射極區(qū)121隔開的多個(gè)背面場(BSF)區(qū)172、分別位于所述多個(gè)射極區(qū)121上的多個(gè)第 一輔助電極151、分別位于所述多個(gè)BSF區(qū)172上的多個(gè)第二輔助電極152、分別位于所述 多個(gè)第一輔助電極151上的多個(gè)第一電極141、分別位于多個(gè)第二輔助電極152上的多個(gè)第 二電極142、以及多個(gè)絕緣區(qū)161，所述多個(gè)絕緣區(qū)161各自位于彼此相鄰的射極區(qū)121和 BSF區(qū)172之間，并且位于BSF區(qū)172上。
基板110是由第一導(dǎo)電類型的硅(例如η型硅)形成的半導(dǎo)體基板，但這不是必 需的。用于基板110的硅可以是例如單晶硅和多晶硅的晶體硅。當(dāng)基板110是η型時(shí)，基 板110可以包含例如磷(P)、砷(As)和銻(Sb)的V族元素的雜質(zhì)。另選的是，基板110可 以是P型的，并且/或者由不同于硅的另一種半導(dǎo)體材料形成。當(dāng)基板110是ρ型時(shí)，基板 110可以包含例如硼(B)、鎵(Ga)和銦(In)的III族元素的雜質(zhì)。
可以將基板110的正面粗糙化，以形成相當(dāng)于不平坦表面的粗糙表面或者具有不 平坦特性。
在基板110正面上的正面鈍化層191執(zhí)行鈍化操作，將例如存在于110表面上和 基板110表面周圍的懸空鍵的不穩(wěn)定鍵轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定鍵，由此防止或減少由于不穩(wěn)定鍵而導(dǎo) 致的移動(dòng)到基板110正面的載流子的重組和/或消失。在本實(shí)施方式中，因?yàn)檎驸g化層 191由其中不存在或者幾乎不存在雜質(zhì)的本征非晶硅(a-Si)形成，所以防止或減少了由于 雜質(zhì)而導(dǎo)致的缺陷(例如載流子損失)。另選的是，正面鈍化層191可以由氧化硅(SiOx) 和/或氮化硅(SiNx)形成。
在本實(shí)施方式中，正面鈍化層191上的FSF區(qū)171由非晶硅形成，但是也可以由例 如多晶硅的晶體硅形成。FSF區(qū)171是雜質(zhì)區(qū)(例如η+型區(qū))，相比于基板110來說其摻 雜了更多的與基板110相同導(dǎo)電類型的雜質(zhì)。
因此，通過由于基板110和FSF區(qū)171的雜質(zhì)濃度之間的差異而導(dǎo)致的勢壘，防止 或減少了空穴向基板110正面的移動(dòng)。因此，防止或減少了電子和空穴在基板110表面上 和在基板110表面的周圍的重組和/或消失。按與正面鈍化層191相同的方式，F(xiàn)SF區(qū)171 執(zhí)行鈍化操作，由此防止或減少了載流子的在基板110表面上和基板110表面周圍的重組和/或消失。
FSF區(qū)171上的防反射層130降低入射在太陽能電池11上的光的反射率，并且增 大對(duì)預(yù)定波長帶的選擇性，由此增加太陽能電池11的效率。防反射層130由SiNx、SiOx, SiNx:H, Si0x:H等形成。在本實(shí)施方式中，防反射層130具有單層結(jié)構(gòu)，但是防反射層130 也可以具有多層結(jié)構(gòu)，例如在其它實(shí)施方式中的雙層結(jié)構(gòu)。如果期望，則可以省略防反射層 130。按與正面鈍化層191相同的方式，防反射層130執(zhí)行鈍化操作。
因此，由于通過位于基板110正面上的正面鈍化層191、FSF區(qū)171和防反射層130 的鈍化操作而防止或減少了由不穩(wěn)定鍵導(dǎo)致的載流子在基板110正面周圍的重組和/或消 失，所以改善了太陽能電池11的效率。
在基板110背面上的背面鈍化層192包括彼此隔開的多個(gè)第一背面鈍化層 1921 (也就是第一部分)和彼此隔開的多個(gè)第二背面鈍化層1922 (也就是第二部分)。第 一背面鈍化層1921和第二背面鈍化層1922彼此相鄰并且彼此平行地在基板110上沿固定 方向延伸。
各個(gè)第二背面鈍化層1922位于絕緣區(qū)161的與第二背面鈍化層1922相鄰的一部 分上。因此，各個(gè)第一背面鈍化層1921不論其形成位置如何都具有相同高度dll，而各個(gè) 第二背面鈍化層1922根據(jù)其形成位置具有不同的高度dl2和dl3。例如，第二背面鈍化層 1922的中央部分中的高度(也就是位置)dl2低于第二背面鈍化層1922的兩個(gè)邊緣部分中 的高度(也就是位置)dl3。在本實(shí)施方式中，第一背面鈍化層1921的位置dll和第二背面 鈍化層1922的位置dl2彼此相同，但是也可以彼此不同。在本實(shí)施方式中，位置(也就是 高度)表示基板110的表面與第一鈍化層1921和第二鈍化層1922各自的上表面之間的最 短距離。
按與正面鈍化層191相同的方式，背面鈍化層192由非晶硅、氧化硅(SiOx)或氮 化硅(SiNx)形成。背面鈍化層192執(zhí)行鈍化操作，由此防止或減小由不穩(wěn)定鍵導(dǎo)致的移動(dòng) 到基板110背面的載流子的重組和/或消失。
第一背面鈍化層1921和第二背面鈍化層1922各自具有這樣的厚度使得移動(dòng)到 基板110背面的載流子能夠穿過第一背面鈍化層1921和第二背面鈍化層1922中的每一 個(gè)，并且能夠移動(dòng)到BSF區(qū)172和射極區(qū)121。例如，背面鈍化層192的厚度可以是大約Inm 至Ij 10nm。
多個(gè)BSF區(qū)172位于第一背面鈍化層1921上，并且與第一背面鈍化層1921具有 相同的平面形狀。因此，BSF區(qū)172沿著第一背面鈍化層1921以固定方向在第一背面鈍化 層1921上延伸。按與FSF區(qū)171相同的方式，多個(gè)BSF區(qū)172由非晶硅形成。各個(gè)FSF區(qū) 172是雜質(zhì)區(qū)(例如η+型區(qū))，相比于基板110來說其摻雜了更多的與基板110同樣導(dǎo)電 類型的雜質(zhì)。按與位于BSF區(qū)172下方的第一背面鈍化層1921相同的方式，不論其形成位 置，各個(gè)BSF區(qū)172都具有相同的高度d21。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，提到“平面形狀”也就 表示具有板形狀，提到“相同的平面形狀”也就表示使得區(qū)域和層的平面的延伸方向一致的 相同平面形狀。
因此，按FSF區(qū)171相同的方式，通過由于基板110和BSF區(qū)172的雜質(zhì)濃度之間 的差異而導(dǎo)致的勢壘，防止或者減少了穿過多個(gè)第一背面鈍化層1921的載流子(例如空 穴)移動(dòng)到多個(gè)第二電極142。因此，防止或減少了電子和空穴在多個(gè)第二電極142周圍的7重組和/或消失。
多個(gè)射極區(qū)121位于背面鈍化層192的第二背面鈍化層1922上，并且與第二背面 鈍化層1922具有相同的平面形狀。因此，射極區(qū)121沿著第二背面鈍化層1922以固定方 向在第二背面鈍化層1922上延伸。
如圖1和2所示，另選的是，多個(gè)射極區(qū)121和多個(gè)BSF區(qū)172位于基板110的背面上。
各個(gè)射極區(qū)121是與基板110的導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型(例如P型)。各 個(gè)射極區(qū)121由不同于基板110的半導(dǎo)體(例如，諸如非晶硅的非晶半導(dǎo)體)形成。因此， 除了 p-n結(jié)之外，多個(gè)射極區(qū)121和基板110還形成異質(zhì)結(jié)。
按與位于射極區(qū)121之下的第二背面鈍化層1922相同的方式，各個(gè)射極區(qū)121根 據(jù)其形成位置而具有不同的高度。例如，射極區(qū)121的中央部分的高度d22小于射極區(qū)121 的兩個(gè)邊緣部分的高度d23。在本實(shí)施方式中，射極區(qū)121中央部分的高度d22和BSF區(qū) 172的高度d21彼此相同，但是也可以彼此不同。在實(shí)施方式中，高度表示第一背面鈍化層 1921和第二背面鈍化層1922各自的表面與BSF區(qū)172和射極區(qū)121各自的上表面之間的 最短距離。高度也可以是基板110的表面與BSF區(qū)172和射極區(qū)121各自的表面之間的最 短距離。
當(dāng)多個(gè)射極區(qū)121是ρ型時(shí)，射極區(qū)121可以包含例如硼⑶、鎵(Ga)和銦(In) 的III族元素的雜質(zhì)。相反，當(dāng)射極區(qū)121是η型時(shí)，射極區(qū)121可以包含例如磷(P)、砷 (As)和銻(Sb)的V族元素的雜質(zhì)。
通過由于基板110和射極區(qū)121之間的p-n結(jié)而產(chǎn)生的內(nèi)建電勢差，將入射在基 板110上的光所產(chǎn)生的多個(gè)電子一空穴對(duì)分解成電子和空穴。隨后，分離的電子移動(dòng)到η 型半導(dǎo)體，分離的空穴移動(dòng)到P型半導(dǎo)體。因此，當(dāng)基板110是η型并且射極區(qū)121是ρ型 時(shí)，分離的空穴穿過背面鈍化層192的第二背面鈍化層1922并移動(dòng)到射極區(qū)121，分離的電 子穿過背面鈍化層192的第一背面鈍化層1921并移動(dòng)到具有高雜質(zhì)濃度的BSF區(qū)172。
因?yàn)榛?10和各個(gè)射極區(qū)121形成p-n結(jié)，所以不同于上述實(shí)施方式，當(dāng)基板 110是P型時(shí)，射極區(qū)121可以是η型。在本例中，分離的電子穿過背面鈍化層192的第二 背面鈍化層1922并移動(dòng)到射極區(qū)121，分離的空穴穿過背面鈍化層192的第一背面鈍化層 1921并移動(dòng)到BSF區(qū)172。
多個(gè)射極區(qū)121、多個(gè)BSF區(qū)172和背面鈍化層192執(zhí)行鈍化操作，由此防止或減 少由不穩(wěn)定鍵導(dǎo)致的載流子在基板110背面上和在基板110背面周圍的重組和/或消失。 因此，太陽能電池11的效率得到改善。
此外，在本實(shí)施方式中，與當(dāng)射極區(qū)121和BSF區(qū)172直接位于由晶態(tài)半導(dǎo)體材料 形成的基板110上時(shí)的晶化現(xiàn)象相比，當(dāng)射極區(qū)121和BSF區(qū)172位于由本征a_Si形成的 背面鈍化層192上時(shí)的晶化現(xiàn)象得到大大減少。因此，位于非晶硅層(也就是背面鈍化層 192)上的射極區(qū)121和BSF區(qū)172的特性得以改善。
多個(gè)絕緣區(qū)161由不導(dǎo)電材料形成，例如基于氧化硅的材料，如SiOx、a-SiOx、 Si0x:H 和 a-SiOx:H。
在相鄰的第一背面鈍化層1921和第二背面鈍化層1922之間，并且在第一背面鈍 化層1921上的BSF區(qū)172的邊緣部分上，沿著射極區(qū)121和BSF區(qū)172的延伸方向，各個(gè)8絕緣區(qū)161在基板110上長延伸。因此，各個(gè)絕緣區(qū)161與BSF區(qū)172的一部分交疊。如 上所述，各個(gè)絕緣區(qū)161的一部分與第二背面鈍化層1922的一部分和第二背面鈍化層1922 上的射極區(qū)121的一部分交疊。
多個(gè)絕緣區(qū)161在彼此相鄰的射極區(qū)121和BSF區(qū)172之間的相互絕緣，由此防 止射極區(qū)121和BSF區(qū)172之間的短路，防止載流子的泄露，并且防止由于彼此物理隔開的 射極區(qū)121和BSF區(qū)172之間的電氣干擾而導(dǎo)致的載流子損失。因此，減少了太陽能電池 11的漏電量。
在本發(fā)明的實(shí)施方式中，第二背面鈍化層1922包括幾個(gè)部分，一個(gè)部分(第一部 分)在基板110上平行于基板110延伸，另一部分(第二部分)沿著絕緣區(qū)161的側(cè)面延 伸，并且又一部分(第三部分)在平行于基板110的絕緣區(qū)161的表面上平行延伸。同樣， 射極區(qū)121包括幾個(gè)部分，一個(gè)部分(第一部分)平行于基板110延伸，另一部分(第二部 分)平行于絕緣區(qū)161的側(cè)面延伸，并且又一部分(第三部分)與平行于基板110的絕緣 區(qū)161的表面平行地延伸。在其它實(shí)施方式中，第二背面鈍化層1922的一個(gè)或更多個(gè)部分 不需要與射極區(qū)121的一個(gè)或更多個(gè)部分的平面形狀相匹配，反之亦然。
多個(gè)射極區(qū)121上的多個(gè)第一輔助電極151沿著射極區(qū)121延伸，并且電連接到 射極區(qū)121。此外，如圖1和2所示，各個(gè)第一輔助電極151位于絕緣區(qū)161上，與各個(gè)射極 區(qū)121相鄰。因此，第一輔助電極151保護(hù)第一輔助電極151之下的射極區(qū)121免受空氣 中氧氣的影響，由此防止了由于氧化反應(yīng)導(dǎo)致的射極區(qū)121的特性改變。
如上所述，因?yàn)楦鱾€(gè)射極區(qū)121根據(jù)其形成位置而具有不同的高度d22和d23，所 以各個(gè)第一輔助電極151根據(jù)其形成位置而具有不同的厚度。例如，位于射極區(qū)121的中央 部分的第一輔助電極151的厚度大于位于射極區(qū)121的兩個(gè)邊緣部分以及位于絕緣區(qū)161 上的第一輔助電極151的厚度。
多個(gè)BSF區(qū)172上的多個(gè)第二輔助電極152沿著BSF區(qū)172延伸，并且電連接到 BSF區(qū)172。不同于第一輔助電極151，各個(gè)第二輔助電極152具有均勻的厚度，或者實(shí)質(zhì)上 均勻的厚度，除了邊緣處的小部分之外。
類似于射極區(qū)121，第二輔助電極152和絕緣區(qū)161保護(hù)BSF區(qū)172免受空氣中氧 氣的影響，由此防止了由于氧化反應(yīng)而導(dǎo)致的BSF區(qū)172的特性改變。
多個(gè)第一輔助電極151和第二輔助電極152由具有導(dǎo)電性的透明導(dǎo)電材料形成。 透明導(dǎo)電材料的示例包括ITO、ZnO, SnO2, TCO等或其組合，或者通過摻雜這些材料或與鋁 (Al)、鍺(Ge)、鎵(Ga) (Fe)等的組合而獲得的材料。
多個(gè)第一輔助電極151和第二輔助電極152分別傳輸載流子(例如分別移動(dòng)到射 極區(qū)121和BSF區(qū)172的空穴和電子)，并且反射穿過基板110和背面鈍化層192到達(dá)基板 110的光，由此用作增加在基板110上的入射光量的反射器。
在射極區(qū)121中央部分中存在的載流子的量大于在射極區(qū)121兩個(gè)邊緣部分中存 在的載流子的量。因此，在實(shí)施方式中，因?yàn)榈谝惠o助電極151中央部分的厚度大于第一輔 助電極151邊緣部分的厚度，所以傳輸?shù)綄?duì)應(yīng)于射極區(qū)121的第一輔助電極151的載流子 量增加。另選的是，可以省略多個(gè)第一輔助電極151和第二輔助電極152。
多個(gè)第一輔助電極151上的多個(gè)第一電極141沿著第一輔助電極151而長延伸， 并且電子和物理連接到第一輔助電極151。在圖1和2中第一電極141和在第一電極141之下的第一輔助電極151具有相同的平面形狀，但是它們可以具有不同的平面形狀。
各個(gè)第一電極141收集移動(dòng)到對(duì)應(yīng)的射極區(qū)121并且通過第一輔助電極151傳輸 的載流子(例如空穴)。因?yàn)榈谝惠o助電極151如上所述根據(jù)其形成位置而具有不同的厚 度，所以改善了從射極區(qū)121到對(duì)應(yīng)的第一輔助電極151的載流子收集效率。因此，增加了 輸出到第一電極141的載流子量。
多個(gè)第二輔助電極152上的多個(gè)第二電極142沿著第二輔助電極152而長延伸， 并且電子和物理連接到第二輔助電極152。在圖1和2中第二電極142和位于第二電極142 之下的第二輔助電極152具有相同的平面形狀，但是它們也可以具有不同的平面形狀。各 個(gè)第二電極142收集移動(dòng)到的對(duì)應(yīng)BSF區(qū)172并且通過第二輔助電極152傳輸?shù)妮d流子 (例如電子)。
多個(gè)第一電極141和第二電極142可以由從包括鎳(Ni)、銅(Cu)、銀(Ag)、鋁 (Al)、錫(Sn)、鋅(Zn)、銦(In)、鈦(Ti)、金(Au)和其組合物的組中選擇的至少一種導(dǎo)電材 料形成。也可以使用其它導(dǎo)電材料。
在本實(shí)施方式中，由透明導(dǎo)電材料形成的多個(gè)第一輔助電極151和第二輔助電極 152位于由例如非晶硅的半導(dǎo)體材料形成的多個(gè)射極區(qū)121和多個(gè)BSF區(qū)172與由金屬材 料形成的多個(gè)第一電極141和第二電極142之間，由此改善了具有低粘合強(qiáng)度(粘合特性) 的半導(dǎo)體材料和金屬材料之間的粘合強(qiáng)度。因此，改善了射極區(qū)121和第一電極141之間 的粘合強(qiáng)度以及BSF區(qū)172和第二電極142之間的粘合強(qiáng)度。
此外，在射極區(qū)121和第一電極141之間以及在BSF區(qū)172和第二電極142之間 形成歐姆接觸，由此改善射極區(qū)121和第一電極141之間的導(dǎo)電性以及BSF區(qū)172和第二 電極142之間的導(dǎo)電性。因此，增加了第一電極141和第二電極142的載流子傳輸效率。
如果省略多個(gè)第一輔助電極151和第二輔助電極152，則各個(gè)第一電極141和各個(gè) 第二電極142分別直接位于對(duì)應(yīng)的射極區(qū)121和對(duì)應(yīng)的BSF區(qū)172上。
具有上述結(jié)構(gòu)的太陽能電池11是這樣的太陽能電池其中多個(gè)第一電極141和第 二電極142位于基板110的沒有光入射的背面上，并且基板110和多個(gè)射極區(qū)121由不同 種類的半導(dǎo)體形成。下面描述太陽能電池11的工作。
當(dāng)光照射到太陽能電池11上時(shí)，順序地穿過防反射層130、FSF區(qū)171和正面鈍化 層191，并且入射到基板110上，通過基于入射光的光能而在基板110中產(chǎn)生多個(gè)電子-空 穴對(duì)。在本例中，因?yàn)榛?10的表面是粗糙表面，所以減少了基板110正面中的光反射。 此外，因?yàn)楣馊肷洳僮骱凸夥瓷洳僮鞫荚诨?10的粗糙表面上進(jìn)行，所以增加了光的吸 收并且改善了太陽能電池11的效率。此外，因?yàn)橥ㄟ^防反射層130減少了基板110上的入 射光的反射損失，所以進(jìn)一步增加了基板110上的入射光量。
通過基板110和射極區(qū)121的p-η結(jié)將電子-空穴對(duì)分成電子和空穴，分離的空 穴移動(dòng)到P型射極區(qū)121，分離的電子移動(dòng)到η型BSF區(qū)172。通過第一輔助電極151，第一 電極141收集移動(dòng)到ρ型射極區(qū)121的空穴，通過第二輔助電極152，第二電極142收集移 動(dòng)到η型BSF區(qū)172的電子。當(dāng)使用電線將第一電極141和第二電極142彼此連接時(shí)，在 其中產(chǎn)生電流，由此能夠使用該電流來產(chǎn)生電能。
此外，因?yàn)槌?10的背面之外鈍化層192和191還位于其正面上，所以防止或 減少了由于不穩(wěn)定鍵導(dǎo)致的載流子在基板110正面和背面上以及在基板110正面和背面周圍的重組和/或消失。因此，改善了太陽能電池11的效率。
此外，因?yàn)槌?10的背面之外，重?fù)诫s有與基板110同樣導(dǎo)電類型的雜質(zhì)的 BSF區(qū)172和FSF區(qū)171還位于其正面上，所以防止或減少了空穴向基板110的正面和背面 的移動(dòng)。因此，防止或減少了由不穩(wěn)定鍵導(dǎo)致的電子和空穴在基板110正面和背面周圍的 重組和/或消失，并且改善了太陽能電池11的效率。
此外，因?yàn)橥ㄟ^第一輔助電極151和第二輔助電極152改善了射極區(qū)121和BSF 區(qū)172與第一電極141和第二電極142之間的粘合特性，由此進(jìn)一步改善了太陽能電池11 的效率。
因?yàn)橛媒^緣區(qū)161填充了彼此相鄰的射極區(qū)121和BSF區(qū)172之間的間隙，所以 在射極區(qū)121和BSF區(qū)172之間保持了電絕緣狀態(tài)。因此，防止了彼此相鄰的射極區(qū)121 和BSF區(qū)172之間的短路，并且因此防止了載流子在不期望方向的流動(dòng)。此外，防止了彼此 相鄰的射極區(qū)121和BSF區(qū)172之間的電氣干擾，并且由此減少了載流子量的損失。因此， 進(jìn)一步改善了太陽能電池11的效率。
此外，因?yàn)榈谝惠o助電極151的與各個(gè)射極區(qū)121的具有高載流子密度的中央部 分接觸的中央部分的厚度大于第一輔助電極151的邊緣部分的厚度，所以改善了載流子的 傳輸效率。因此，進(jìn)一步改善了太陽能電池11的效率。
下面，參照?qǐng)D3A到3T以及圖4A和4B，描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的太陽能電池11 的制造方法。
圖3A到3T順序地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的太陽能電池11的制造方法中的 各個(gè)階段。圖4A和4B示出了在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的太陽能電池11的制造方法中的用 于制造多個(gè)第一輔助電極和第二輔助電極以及多個(gè)第一電極和第二電極的另一方法。
如圖3A所示，將由氧化硅(SiOx)等形成的止蝕層71層疊在由η型多晶硅形成的 基板110的背面上。
接下來，如圖:3Β所示，使用止蝕層71作為掩模，對(duì)基板110的其上沒有形成止蝕 層71的正面執(zhí)行刻蝕處理，以在基板110的正面上形成粗糙表面。隨后去除止蝕層71。另 選的是，僅僅將基板110的要刻蝕的表面暴露于刻蝕劑，而不形成單獨(dú)的止蝕層71。因此， 可以在基板110的期望表面上形成粗糙表面。
接下來，如圖3C所示，使用例如等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積(PECVD)方法的淀積 方法，將由本征非晶硅形成的正面鈍化層191和第一背面鈍化層190a形成在基板110的正 面(也就是粗糙表面)和背面上。在本例中，通過改變基板110的暴露于淀積材料的表面 的位置，將由相同材料形成的正面鈍化層191和第一背面鈍化層190a分別形成在基板110 的正面和背面上?？梢愿淖冋驸g化層191和第一背面鈍化層190a的形成順序。
接下來，如圖3D所示，使用PECVD方法等，將非晶硅層n+- a -Si形成在正面鈍化層 191和第一背面鈍化層190a上，該非晶硅層由非晶硅形成，并且比基板110摻雜有更多的V 族元素的雜質(zhì)。由此，形成了 FSF區(qū)171和BSF層170
例如，因?yàn)閷OCl3注入到室中，所以可以形成FSF區(qū)171和BSF層170，它們具有 與基板110相同的導(dǎo)電類型，并且具有比基板110更高的雜質(zhì)濃度。
如上所述，通過改變基板110的暴露于淀積材料的表面的位置，將由相同材料形 成的FSF區(qū)171和BSF層170分別形成在基板110的正面和背面上。可以改變FSF區(qū)171和BSF層170的形成順序。
接下來，如圖3E所示，使用PECVD方法等，將第一絕緣層160a形成在基板110正 面的FSF區(qū)171上以及基板110背面的BSF層170上。第一絕緣層160a可以由例如SiOx、 a-Si0x、Si0X:H和a-Si0x:H的基于氧化硅的材料形成。可以改變第一絕緣層160a在基板 110正面和背面上的形成順序。
接下來，如圖3F所示，使用例如光刻工藝或者濕法工藝的刻蝕工藝，去除基板110 背面上的第一絕緣層160a的一部分。然后，如圖3G所示，使用剩余的第一絕緣層160a作 為掩模，依次去除BSF層170的暴露部分以及BSF層170的暴露部分之下的第一背面鈍化 層190a。在本例中，使用例如干法和濕法的刻蝕工藝來去除BSF層170的暴露部分和位于 BSF層170的暴露部分之下的第一背面鈍化層190a。因此，形成多個(gè)BSF區(qū)172和多個(gè)第 一背面鈍化層1921。
接下來，如圖3H所示，使用PECVD方法等，將第二絕緣層160b形成在基板110背 面上的第一絕緣層160a上和基板110背面的暴露部分上。在本例中，第二絕緣層160b由 與第一絕緣層160a相同的材料形成且具有比第一絕緣層160a小的厚度。
接下來，如圖31所示，使用光刻工藝或另一刻蝕工藝來去除相鄰的BSF區(qū)172之 間的第二絕緣層160b的一部分。換句話說，去除位于基板110背面上的第二絕緣層160b的 一部分以暴露基板110背面的一部分，從而在基板110的背面上形成射極區(qū)和絕緣區(qū)。因 此，剩余的第二絕緣層160b和位于剩余的第二絕緣層160b之下的第一絕緣層160a形成絕 緣層160。
接下來，如圖3J所示，使用PECVD方法等，將第二背面鈍化層190b和發(fā)射極層120 形成在基板110的背面上。在本例中，第二背面鈍化層190b由與第一背面鈍化層1921相 同的材料(也就是本征非晶硅)形成，并且發(fā)射極層120由與基板110的導(dǎo)電類型相反的 導(dǎo)電類型(例如P型)的非晶硅形成。
接下來，如圖I所示，使用PECVD方法等，在發(fā)射極層120上形成止蝕層72。在本 例中，止蝕層72可以由與絕緣層160相同或不同的材料形成。
接下來，如圖3L所示，去除止蝕層72的一部分以暴露絕緣層160上的發(fā)射極層 120的一部分。如圖3M所示，使用剩余的止蝕層72作為掩模，去除發(fā)射極層120的暴露部 分和位于發(fā)射極層120的暴露部分之下的第二背面鈍化層190b。因此，形成多個(gè)第二背面 鈍化層1922和多個(gè)射極區(qū)121。隨后，去除剩余的止蝕層72。當(dāng)止蝕層72由與絕緣層160 同樣材料形成時(shí)，可以通過控制刻蝕時(shí)間來去除位于多個(gè)射極區(qū)121上的止蝕層72。在本 例中，減小了暴露的絕緣層160的厚度。此外，當(dāng)止蝕層72由不同于絕緣層160的材料形 成時(shí)，使用刻蝕劑等僅僅去除位于多個(gè)射極區(qū)121上的刻蝕層72，并且保護(hù)暴露的絕緣層 160免受刻蝕處理的影響并且不會(huì)被去除。
接下來，如圖3N所示，將止蝕層73形成在位于基板110背面上的絕緣層160和射 極區(qū)121上。隨后，如圖30所示，去除止蝕層73的一部分以暴露絕緣層160的一部分。
接下來，如圖3P所示，使用剩余的止蝕層73作為掩模，去除暴露的絕緣層160。多 個(gè)絕緣區(qū)161位于在相鄰的第一背面鈍化層1921和第二背面鈍化層1922之間以及在彼此 相鄰的BSF區(qū)172和射極區(qū)121之間暴露的基板110上。去除剩余的止蝕層73。
接下來，如圖3Q和3R所示，使用PECVD方法等，將透明導(dǎo)電層150和導(dǎo)電層140順序地形成在基板110的整個(gè)背面上。然后，使用濕刻蝕方法等順序地去除導(dǎo)電層140的 一部分和透明導(dǎo)電層150的一部分。由此，如圖3S所示，形成多個(gè)第一電極141和第二電 極142以及多個(gè)第一輔助電極151和第二輔助電極152。
在本例中，通過多個(gè)第一輔助電極151完全覆蓋多個(gè)射極區(qū)121，通過多個(gè)第二輔 助電極152和多個(gè)絕緣區(qū)161完全覆蓋多個(gè)BSF區(qū)172。因此，由于徹底保護(hù)了射極區(qū)121 和BSF區(qū)172免受氧氣或水氣的影響，所以防止了由氧氣或水氣導(dǎo)致的射極區(qū)121和BSF 區(qū)172的特性改變。
此外，如圖4A和4B所示，可以使用另一種方法來形成多個(gè)第一電極141和第二電 極142以及多個(gè)第一輔助電極151和第二輔助電極152。
換句話說，如圖3Q所示，形成多個(gè)絕緣區(qū)161，并且隨后使用PECVD方法等在基板 110的整個(gè)背面上形成透明導(dǎo)電層150。然后，如圖4A所示，通過濕刻蝕工藝來去除透明導(dǎo) 電層150的一部分。因此，形成連接到多個(gè)射極區(qū)121的多個(gè)第一輔助電極151以及連接 到多個(gè)BSF區(qū)172的多個(gè)第二輔助電極152。
接下來，如圖4B所示，使用絲網(wǎng)印刷法在多個(gè)第一輔助電極151和第二輔助電極 152上涂覆電極糊，并且隨后對(duì)電極糊進(jìn)行熱處理。因此，形成沿著多個(gè)第一輔助電極151 長延伸的多個(gè)第一電極141以及沿著多個(gè)第二輔助電極152長延伸的多個(gè)第二電極142。 在本例中，電極糊包含例如鋁(Al)的導(dǎo)電材料。
在本例中，因?yàn)橥ㄟ^單獨(dú)的處理來形成多個(gè)第一輔助電極151和第二輔助電極 152以及多個(gè)第一電極141和第二電極142，所以如圖4B所示，第一電極141和第二電極 142可以位于第一輔助電極151和第二輔助電極152的一部分上。另選的是，第一電極141 和第二電極142可以位于第一輔助電極151和第二輔助電極152的整個(gè)表面上。
接下來，如圖3T所示，去除在基板110正面上的第一絕緣層160a，并且隨后在基板 110正面上形成防反射層130。因此，完成圖1和2中所示的太陽能電池11。基板110正面 上的第一絕緣層160a保護(hù)正面鈍化層191和FSF區(qū)171免受在基板110背面上執(zhí)行的處 理的影響。
可以使用在低溫下執(zhí)行的方法(例如濺射法)形成防反射層130，以保護(hù)形成在基 板110背面上的組件?？梢允褂美鏟ECVD方法的其它方法。
下面參照?qǐng)D5描述根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式的太陽能電池。
圖5是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式的太陽能電池的部分剖面圖。在下面描述中， 與圖1到4B中說明的那些結(jié)構(gòu)和部件相同或等效的結(jié)構(gòu)和部件用相同的標(biāo)號(hào)來進(jìn)行表示， 并且可以簡短地進(jìn)行進(jìn)一步描述或者完全省略進(jìn)一步描述。
除了多個(gè)絕緣區(qū)161a的形成位置之外，圖5中所示的太陽能電池12具有與圖1 和2中所示的太陽能電池11相同的結(jié)構(gòu)。
更具體地說，太陽能電池12包括順序地位于基板110正面上的正面鈍化層191、 FSF區(qū)171和防反射層130 ；位于基板110背面上的背面鈍化層192 ；位于背面鈍化層192 上的多個(gè)射極區(qū)121和多個(gè)BSF區(qū)172 ；位于多個(gè)射極區(qū)121和多個(gè)BSF區(qū)172上的多個(gè)第 一輔助電極151和第二輔助電極152 ；位于多個(gè)第一輔助電極151和第二輔助電極152上 的多個(gè)第一電極141和第二電極142 ；和位于彼此相鄰的射極區(qū)121和BSF區(qū)172之間的 多個(gè)絕緣區(qū)161a。
按與圖1和2中相同的方式，多個(gè)絕緣區(qū)161a位于基板110上，在相鄰的第一背 面鈍化層1921和第二背面鈍化層1922之間，在彼此相鄰的射極區(qū)121和BSF區(qū)172之間， 并且在相鄰的BSF區(qū)172之間。
然而，不同于圖1和2，各個(gè)絕緣區(qū)161a整個(gè)形成在各個(gè)BSF區(qū)172上，并且具有 暴露各個(gè)BSF區(qū)172的一部分的多個(gè)開口 181。各個(gè)開口 181可以具有沿著BSF區(qū)172長 延伸的條帶形狀，或彼此隔開的島形狀。當(dāng)各個(gè)開口 181具有島形狀時(shí)，各個(gè)開口 181可以 具有圓形、橢圓形或例如矩形的多邊形的剖面形狀。
換句話說，絕緣區(qū)161a基本上形成在BSF區(qū)172的整個(gè)表面上，除BSF區(qū)172的 被多個(gè)開口 181暴露的一部分之外。
因此，除了 BSF區(qū)172的被開口 181暴露的一部分之外，連接到BSF區(qū)172的第二 輔助電極152還存在于BSF區(qū)172上的絕緣區(qū)161a上。因此，第二輔助電極152連接到 BSF區(qū)172的被開口 181暴露的一部分。換句話說，第二輔助電極152電子和物理地連接到 BSF區(qū)172的一部分。
上述太陽能電池12具有與太陽能電池11相同的效果。例如，因?yàn)榻^緣區(qū)161a形 成在彼此相鄰的射極區(qū)121和BSF區(qū)172之間，所以在射極區(qū)121和BSF區(qū)172之間提供 電絕緣。因此，防止了彼此相鄰的射極區(qū)121和BSF區(qū)172之間的短路和電氣干擾。因此， 改善了太陽能電池12的效率。
此外，因?yàn)榻^緣區(qū)161a整個(gè)形成在BSF區(qū)172上，所以與圖1和2相比，增加了絕 緣區(qū)161a的形成面積。換句話說，由于絕緣區(qū)161a的形成面積的增加，鈍化效應(yīng)增大。此 外，因?yàn)槲挥诮^緣區(qū)161a之下的BSF區(qū)172和第一背面鈍化層1921各自的厚度可以減小， 所以降低了太陽能電池12的制造時(shí)間和制造成本。
下面，參照?qǐng)D3A到3T、圖4A和4B以及圖6A和6B，描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的太 陽能電池12的制造方法。
圖6A和6B示出了圖5中所示的太陽能電池12的制造方法的一部分。
如圖3A到3M所示，在基板110的表面上形成粗糙表面，并且隨后在基板110的正 面和背面分別形成正面鈍化層191和多個(gè)第一背面鈍化層1921。在正面鈍化層191和第一 背面鈍化層1921上分別形成FSF區(qū)171和多個(gè)BSF區(qū)172。隨后，形成多個(gè)第二背面鈍化 層1922和多個(gè)射極區(qū)121。
接下來，如圖3N所示，在基板110的整個(gè)背面上形成止蝕層73。隨后，如圖6A所 示，將止蝕層73構(gòu)圖為與圖30中所示的圖案不同的圖案，從而部分地或選擇性地暴露絕緣 層160。接下來，如圖6B所示，去除暴露的絕緣層160的一部分，以形成具有多個(gè)開口 181 的絕緣區(qū)161a。隨后去除剩余的止蝕層73。
因?yàn)殡S后的處理基本上與圖3Q到3T或者圖4A和4B中示出的處理相同，因此可 以簡短地進(jìn)行進(jìn)一步描述或者完全省略進(jìn)一步描述。
下面參照?qǐng)D7描述根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式的太陽能電池。
圖7是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式的太陽能電池的部分剖面除了多個(gè)絕緣區(qū)161b的形成位置之外，圖7中所示的太陽能電池13具有與圖5 中所示的太陽能電池12相同的結(jié)構(gòu)。
更具體地說，太陽能電池13的多個(gè)絕緣區(qū)161b位于基板110上，在相鄰的第一背面鈍化層1921和第二背面鈍化層1922之間，在彼此相鄰的射極區(qū)121和BSF區(qū)172之間， 并且在相鄰的BSF區(qū)172之間。此外，多個(gè)絕緣區(qū)161b部分地位于多個(gè)射極區(qū)121上。
在各個(gè)射極區(qū)121上的絕緣區(qū)161b主要位于各個(gè)射極區(qū)121的中央部分上。因 此，絕緣區(qū)161b包括暴露BSF區(qū)172的一部分的多個(gè)開口 181和暴露射極區(qū)121的一部分 的多個(gè)開口 182。按與開口 181相同的方式，各個(gè)開口 182可以具有條帶形狀或島形狀。
因此，第一輔助電極151位于對(duì)應(yīng)的射極區(qū)121的暴露部分上，并且位于對(duì)應(yīng)的射 極區(qū)121上的絕緣區(qū)161b上。第二輔助電極152位于對(duì)應(yīng)的BSF區(qū)172的暴露部分上，并 且位于對(duì)應(yīng)的BSF區(qū)172上的絕緣區(qū)161b上。如上所述，第一輔助電極151和第二輔助電 極152彼此隔開。
不同于圖5，因?yàn)榻^緣區(qū)161b位于射極區(qū)121的一部分上，所以由于絕緣區(qū)161b 而進(jìn)一步增加了鈍化效應(yīng)。此外，因?yàn)樯錁O區(qū)121和第二背面鈍化層1922各自的厚度以及 位于絕緣區(qū)161b之下的BSF區(qū)172和第一背面鈍化層1921各自的厚度都可以減小，所以 進(jìn)一步降低了太陽能電池13的制造時(shí)間和生產(chǎn)成本。此外，因?yàn)殁g化效應(yīng)的增加，所以增 加了太陽能電池13的開路電壓，并且，因?yàn)榻^緣區(qū)161b之下的射極區(qū)121的厚度減少，所 以降低了太陽能電池13的電阻。因此，增加了太陽能電池12的填充系數(shù)，并且進(jìn)一步改善 了太陽能電池12的效率。
下面，參照?qǐng)D3A到3T、圖4A和4B、圖8A到8C以及圖9A到9D，描述根據(jù)本發(fā)明實(shí) 施方式的太陽能電池13的制造方法。
圖8A到8C示出了圖7中所示的太陽能電池13的制造方法的一部分。圖9A到9D 示出了圖7中所示的太陽能電池13的另一制造方法的一部分。
太陽能電池13的制造方法與圖3A到3T以及圖4A和4B中示出的太陽能電池11 的制造方法類似。
更具體地說，如圖3A到3M所示，將正面鈍化層191、FSF區(qū)171和第一絕緣層160a 形成在基板110的粗糙正面上，并且將多個(gè)第一鈍化層1921和多個(gè)BSF區(qū)172形成在基板 110的背面上。此外，使用由與絕緣層160相同的材料形成的止蝕層72，將多個(gè)第二背面鈍 化層1922和多個(gè)發(fā)射區(qū)121形成在基板110的背面上。
然而，不同于圖3M，如圖8A所示，再次將止蝕層74形成在剩余的止蝕層72和暴露 的絕緣層160上。
接下來，如圖8B所示，去除止蝕層74的一部分，隨后使用剩余的止蝕層74作為掩 模，去除暴露的絕緣層160、和由與絕緣層160相同的材料形成的止蝕層72的暴露部分。如 圖8C所示，將具有多個(gè)第一開口 181和第二開口 182的絕緣層160b形成在彼此相鄰的射 極區(qū)121和BSF區(qū)172之間，形成在多個(gè)BSF區(qū)172上，并且形成在多個(gè)射極區(qū)121上。
如上所述，當(dāng)止蝕層72由與絕緣層160相同的材料形成時(shí)，可以執(zhí)行圖8A到8C 中示出的處理。
因?yàn)殡S后的處理基本上與圖3P到3T以及圖4A和4B中示出的處理相同，因此可 以簡短地進(jìn)行進(jìn)一步描述或者完全省略進(jìn)一步描述。
然而，當(dāng)止蝕層72由不同于絕緣層160的材料形成時(shí)，通過圖9A到9D中示出的 處理來形成具有多個(gè)第一開口 181和第二開口 182的多個(gè)絕緣層160b。
更具體地說，如圖9A所示，在通過圖3M中示出的處理來形成多個(gè)第二背面鈍化層151922和多個(gè)射極區(qū)121之后，去除止蝕層72。隨后，在基板110的整個(gè)背面上形成由與絕 緣層160相同的材料形成的絕緣層160c。接下來，如圖9B所示，去除絕緣層160c的一部 分，并且在多個(gè)射極區(qū)121上保留絕緣層160c。
接下來，如圖9C所示，在基板110的整個(gè)背面上形成止蝕層76。接下來，如圖9D 所示，通過去除止蝕層76的一部分來形成具有期望圖案的止蝕層76。
隨后，使用剩余的止蝕層76作為掩模，去除暴露的絕緣層160和160c，并且形成具 有多個(gè)第一開口 181和第二開口 182的多個(gè)絕緣層160b (參照?qǐng)D8C)。因?yàn)殡S后的處理基 本上與圖3P到3T以及圖4A和4B中示出的處理相同，因此可以簡短地進(jìn)行進(jìn)一步描述或 者完全省略進(jìn)一步描述。
下面，參照?qǐng)D10到13描述根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的各種太陽能電池。
當(dāng)與圖1、2、5和7中示出的太陽能電池進(jìn)行比較時(shí)，圖10到13中示出的根據(jù)本 發(fā)明另一實(shí)施方式的太陽能電池的背面鈍化層的形成位置不同。換句話說，與圖1、2、5和 7中示出的太陽能電池不同，除了基板110的整個(gè)背面之外，背面鈍化層還位于彼此相鄰的 射極區(qū)和BSF區(qū)之間。
圖10是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式的太陽能電池的部分剖面如圖10所示，根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式的太陽能電池14具有與圖1和2中所 示的太陽能電池11類似的結(jié)構(gòu)。
當(dāng)將圖1、2、5和7中示出的太陽能電池與圖10中所示的太陽能電池14進(jìn)行比較 時(shí)，背面鈍化層19 的形成位置不同，并且，絕緣區(qū)161c的形成位置因?yàn)楸趁驸g化層19 的形成位置的改變而改變。
更具體地說，背面鈍化層19 位于基板110的整個(gè)背面上，并且位于彼此相鄰的 射極區(qū)121和BSF區(qū)172之間。背面鈍化層19 沿著平行于射極區(qū)121的方向在射極區(qū) 121和BSF區(qū)172之間延伸，并且部分地與絕緣區(qū)161c的邊緣交疊。
如上所述，因?yàn)楸趁驸g化層19 位于射極區(qū)121和BSF區(qū)172之間，所以如圖10 所示，絕緣區(qū)161c僅僅位于BSF區(qū)172上。此外，絕緣區(qū)161c沿著背面鈍化層19 延伸。 換句話說，絕緣區(qū)161c在與背面鈍化層19 相鄰的狀態(tài)下延伸。
因?yàn)槌吮趁驸g化層19 和絕緣區(qū)161c的形成位置之外，圖10中所示的太陽能 電池14的結(jié)構(gòu)與圖1和2中所示的太陽能電池11基本上相同，所以可以簡短地進(jìn)行進(jìn)一 步描述或者完全省略進(jìn)一步描述。
類似于圖1和2中所示的太陽能電池11，因?yàn)橛杀菊鞣蔷Ч栊纬汕揖哂泻艽箅娮?率的背面鈍化層19 除了位于基板110的背面之外還位于彼此相鄰的射極區(qū)121和BSF區(qū) 172之間，所以進(jìn)一步改善了形成p-n結(jié)的射極區(qū)121和BSF區(qū)172之間的絕緣效果。因 此，進(jìn)一步防止了彼此相鄰的射極區(qū)121和BSF區(qū)172之間的電氣干擾。
此外，由于由具有優(yōu)異鈍化效應(yīng)的非晶硅形成的背面鈍化層19 的緣故，大大改 善了基板110的鈍化效應(yīng)，并且增加了太陽能電池14的開路電壓。因此，進(jìn)一步改善了太 陽能電池14的效率。
根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式的太陽能電池14的制造方法幾乎與圖3A到3T或圖 4A和4B中示出的太陽能電池11的制造方法相同。
下面，參照?qǐng)DIlA到IlH以及圖3A到3T或圖4A和4B，描述太陽能電池14的制造16方法。
圖IlA到IlH示出了圖10中所示的太陽能電池13的制造方法的一部分。
如圖3A到3G所示，使用基板110背面上的絕緣層160a作為掩模，去除位于基板 110背面的一部分上的BSF層170和第一背面鈍化層190a，以形成多個(gè)背面鈍化層1921。 接下來，如圖IlA和IlB所示，在不進(jìn)行圖3H和31中示出的處理的情況下，使用PECVD方 法等，在基板110的背面形成由與第一鈍化層190a相同的材料(也就是本征非晶硅)形成 的第二鈍化層190b、以及由非晶硅形成的ρ型射極層120。
接下來，按如圖I到3M所示的方式，去除發(fā)射極層120的一部分和第二鈍化層 190b的一部分。如圖IlC所示，形成多個(gè)射極區(qū)121和位于這些射極區(qū)121之下的多個(gè)第 二背面鈍化層19加。
接下來，如圖IlD所示，按與圖3N到3P同樣的方式，在第二背面鈍化層19 和 BSF區(qū)172之間形成多個(gè)絕緣區(qū)161c。接下來，按如圖3Q到3S或圖4A和4B所示的方式， 形成第一輔助電極151和第二輔助電極152以及第一電極141和第二電極142(參照?qǐng)DIlE 到11G)。然后，按如圖3T所示的方式，在基板110的正面上形成防反射層130。如圖IlH 所示，完成了太陽能電池14。
在太陽能電池14中，因?yàn)槠渲性俅卧诘谝烩g化層190a上形成第二鈍化層190b并 且隨后去除第二鈍化層190b的一部分的處理不是必需的，所以簡化了太陽能電池14的制造處理。
圖12是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式的太陽能電池的部分剖面除了背面鈍化層19 的形成位置之外，圖12中所示的太陽能電池15具有與圖5 中所示的太陽能電池12相同的結(jié)構(gòu)。
更具體地說，按與圖10相同的方式，圖12中所示的背面鈍化層19 位于基板110 的整個(gè)背面上并且位于彼此相鄰的射極區(qū)121和BSF區(qū)172之間。背面鈍化層19 按平 行于射極區(qū)121的方向在射極區(qū)121和BSF區(qū)172之間延伸，并且部分地與絕緣區(qū)161d的邊緣交疊。
因此，絕緣區(qū)161d僅僅位于BSF區(qū)172上，并且具有如以上參照?qǐng)D5所述的多個(gè) 開口 181。
因?yàn)槌吮趁驸g化層19 和絕緣區(qū)161d各自的形成位置之外，圖12中所示的太 陽能電池15的結(jié)構(gòu)與圖5中所示的太陽能電池12基本上相同，所以可以簡短進(jìn)行進(jìn)一步 描述或者完全省略進(jìn)一步描述。
如以上參照?qǐng)D10所述，因?yàn)樘柲茈姵?5的背面鈍化層19 除了位于基板110 的背面之外還位于彼此相鄰的射極區(qū)121和BSF區(qū)172之間，所以進(jìn)一步改善了射極區(qū)121 和BSF區(qū)172之間的絕緣效果。因此，進(jìn)一步防止了彼此相鄰的射極區(qū)121和BSF區(qū)172 之間的電氣干擾。此外，按與圖5中所示的太陽能電池12相同的方式，絕緣區(qū)161d完全位 于各個(gè)BSF區(qū)172上，由于絕緣區(qū)161d的形成面積的增加而增加了鈍化效應(yīng)。此外，因?yàn)?位于絕緣區(qū)161d之下的BSF區(qū)172和第一背面鈍化層19 各自的厚度可以減少，所以降 低了太陽能電池15的制造時(shí)間和制造成本。
在太陽能電池15的制造方法中，按如圖3A到3G和圖IlA到IlC所示的方式，形 成多個(gè)射極區(qū)121和背面鈍化層192a。接下來，按如圖6A和6B所示的方式，通過去除止蝕17層73的一部分來形成圖案，并且通過去除絕緣層160的一部分，在多個(gè)BSF區(qū)172上形成 具有多個(gè)開口 181的多個(gè)絕緣區(qū)161d。因?yàn)殡S后的處理基本上與按如圖3Q到3T或者圖 4A和4B中示出的方式的形成第一輔助電極151和第二輔助電極152以及第一電極141和 第二電極142的處理、以及在基板110的正面上形成防反射層130的處理相同，所以可以簡 短進(jìn)行進(jìn)一步描述或者完全省略進(jìn)一步描述。
圖13是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式的太陽能電池的部分剖面圖。
除了背面鈍化層19 的形成位置之外，圖13中所示的太陽能電池16具有與圖7 中所示的太陽能電池13相同的結(jié)構(gòu)。
更具體地說，按與圖10中相同的方式，圖13中所示的背面鈍化層19 位于基板 110的整個(gè)背面上并且位于彼此相鄰的射極區(qū)121和BSF區(qū)172之間。背面鈍化層19 按 平行于射極區(qū)121的方向在射極區(qū)121和BSF區(qū)172之間延伸，并且部分地與絕緣區(qū)161e 的邊緣交疊。
因此，多個(gè)絕緣區(qū)161e僅僅位于BSF區(qū)172上和射極區(qū)121上，并且具有如以上 參照?qǐng)D 所述的多個(gè)開口 181和182。
因?yàn)槌吮趁驸g化層19 和絕緣區(qū)161e各自的形成位置之外，圖13中所示的太 陽能電池16的結(jié)構(gòu)與圖7中所示的太陽能電池13基本上相同，所以可以簡短地進(jìn)行進(jìn)一 步描述或者完全省略進(jìn)一步描述。
因此，如以上參照?qǐng)D10所述，由于背面鈍化層19 的緣故，射極區(qū)121和BSF區(qū) 172之間的絕緣效果得到了進(jìn)一步改善，并且進(jìn)一步防止了彼此相鄰的射極區(qū)121和BSF區(qū) 172之間的電氣干擾。
此外，如圖7所示，由于絕緣區(qū)161e的形成面積增加，所以降低了太陽能電池16 的制造時(shí)間和制造成本。結(jié)果，太陽能電池16的效率得到進(jìn)一步改善。
在太陽能電池16的制造方法中，按圖3A到3G和圖IlA到IlC所示的方式，形成 多個(gè)射極區(qū)121和多個(gè)背面鈍化層19加。接下來，按圖8A到8D或圖9A到9D所示的方式， 形成在多個(gè)BSF區(qū)172上具有多個(gè)第一開口 181并且在多個(gè)射極區(qū)121上具有多個(gè)第二出 口 182的多個(gè)絕緣區(qū)161e。因?yàn)殡S后的處理基本上與按如圖3Q到3T或者圖4A和4B中示 出的方式的形成第一輔助電極151和第二輔助電極152以及第一電極141和第二電極142 的處理、以及在基板110的正面上形成防反射層130的處理相同，所以可以簡短進(jìn)行進(jìn)一步 描述或者完全省略進(jìn)一步描述。
如圖10、12和13中描述的，多個(gè)第一輔助電極151和第二輔助電極152具有與位 于這些第一輔助電極151和第二輔助電極152上的多個(gè)第一電極141和第二電極142相同 的平面形狀。然而，如上所述，根據(jù)形成電極141、142、151和152的方法，多個(gè)第一輔助電 極151和第二輔助電極152與位于第一輔助電極151和第二輔助電極152上的多個(gè)第一電 極141和第二電極142可以具有不同的平面形狀。
下面參照?qǐng)D14到17描述根據(jù)本發(fā)明其它實(shí)施方式的各種太陽能電池。在下面的 描述中，與圖1到13中示出的結(jié)構(gòu)和部件相同或等效的結(jié)構(gòu)和部件采用相同的標(biāo)號(hào)來表 示，并且可以簡短進(jìn)行進(jìn)一步描述或者完全省略進(jìn)一步描述。
圖14到圖17是根據(jù)本發(fā)明其它實(shí)施方式的各種太陽能電池的部分橫剖面圖。
圖14到17中所示的太陽能電池與圖1到13中所示的太陽能電池的不同在于，具有均勻厚度的背面鈍化層位于基板的整個(gè)背面上。
圖14中所示的太陽能電池17具有類似于圖2和10中所示的太陽能電池的結(jié)構(gòu)。
更具體地說，圖14中所示的太陽能電池17包括順序地位于基板110正面上的正 面鈍化層191、FSF區(qū)171和防反射層130 ；位于基板110背面上的背面鈍化層192b、多個(gè) 射極區(qū)121和多個(gè)BSF區(qū)172 ；位于背面鈍化層192b上在彼此相鄰的射極區(qū)121和BSF區(qū) 172之間、并且位于BSF區(qū)172的一部分上的多個(gè)絕緣區(qū)161 ；位于多個(gè)射極區(qū)121上并且 位于絕緣區(qū)161的一部分上的多個(gè)第一輔助電極151 ；位于多個(gè)BSF區(qū)172上并且位于絕 緣區(qū)161的一部分上的多個(gè)第二輔助電極152 ；位于多個(gè)第一輔助電極151上的多個(gè)第一 電極141 ；以及位于多個(gè)第二輔助電極152上的多個(gè)第二電極142。
在圖14中所示的太陽能電池17中，與圖10相比較，位于基板110整個(gè)背面上的背 面鈍化層192b具有基本均勻的厚度。在本例中，除了形狀之外，背面鈍化層192b的功能、 材料等與圖10中所示的背面鈍化層19 基本相同。
如圖5所示，除了絕緣區(qū)161a部分地位于BSF區(qū)172上之外，圖15中所示的太陽 能電池18具有與圖14中所示的太陽能電池17相同的結(jié)構(gòu)。
除了絕緣區(qū)161b部分地位于BSF區(qū)172上并且位于射極區(qū)121上之外，圖16中 所示的太陽能電池19具有與圖15中所示的太陽能電池18相同的結(jié)構(gòu)。圖16中所示的絕 緣區(qū)161b的結(jié)構(gòu)與圖7的類似。
在圖14到16所示的太陽能電池17到19中，射極區(qū)121可以位于絕緣區(qū)161、161a 或161b的與射極區(qū)121相鄰的一部分上。
此外，圖14到16中所示的射極區(qū)121可以與圖17中所示的射極區(qū)121a具有相 同的形狀。也就是說，圖17中所示的射極區(qū)121a不與絕緣區(qū)161的側(cè)邊鄰接，并且具有與 BSF區(qū)172相同的形狀。因此，與絕緣區(qū)161不同，圖17中所示的絕緣區(qū)161f部分地位于 與絕緣區(qū)161f相鄰的射極區(qū)121a上，并且位于與絕緣區(qū)161f相鄰的BSF區(qū)172上。
除了形成位置之外，絕緣區(qū)161f的功能、材料等基本上與絕緣區(qū)161相同。
因?yàn)樵趫D17中射極區(qū)121a不與絕緣區(qū)161f的側(cè)邊鄰接，所以射極區(qū)121a可以 比圖14和15中所示的射極區(qū)121更容易地形成。因此，可以容易地制造圖17中所示的太 陽能電池20。
圖14到17中所示的太陽能電池17到20與上述太陽能電池11到16中的至少一 個(gè)具有相同的效果，并且通過一個(gè)疊加處理來形成圖14到17中所示的背面鈍化層192b。 因此，可以容易地制造圖14到17中所示的太陽能電池17到20。尤其是可以更容易地制造 圖17中所示的太陽能電池20。
在圖14到17中，多個(gè)第一輔助電極151和第二輔助電極152具有與位于第一輔 助電極151和第二輔助電極152上的多個(gè)第一電極141和第二電極142相同的平面形狀。 然而，如上所述，根據(jù)電極141、142、151和152的形成方法，多個(gè)第一輔助電極151和第二 輔助電極152與位于第一輔助電極151和第二輔助電極152上的多個(gè)第一電極141和第二 電極142可以具有不同的平面形狀。
雖然已參照多個(gè)示例性實(shí)施方式描述了實(shí)施方式，但應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員 能夠設(shè)想落入本公開的原理的范圍內(nèi)的許多其它變型和實(shí)施方式。更具體地講，在本公開、 附圖和所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以對(duì)主題組合設(shè)置的組成部件和/或設(shè)置進(jìn)行各種變化和修改。除了對(duì)組成部件和/或設(shè)置的各種變化和修改之外，另選用途對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人 員而言也是很明顯的。
本申請(qǐng)要求于2009年9月7日和2010年5月11日在韓國知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓 國專利申請(qǐng)No. 10-2009-0084046和No. 10-2010-0043961的優(yōu)先權(quán)和利益，在此通過引用 并入其全部內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種太陽能電池，該太陽能電池包括第一導(dǎo)電類型的基板；位于所述基板上的與所述第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型的射極區(qū)；與所述射極區(qū)隔開地位于所述基板上的所述第一導(dǎo)電類型的第一場區(qū)；電連接到所述射極區(qū)的第一電極；電連接到所述第一場區(qū)的第二電極；以及位于所述射極區(qū)和所述第一場區(qū)中的至少一個(gè)上的絕緣區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中，當(dāng)所述絕緣區(qū)位于所述第一場區(qū)上時(shí)，所 述絕緣區(qū)位于所述第一場區(qū)的邊緣上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中，當(dāng)所述絕緣區(qū)位于所述第一場區(qū)上時(shí)，所 述絕緣區(qū)具有暴露出所述第一場區(qū)的一部分的至少一個(gè)開口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中，所述絕緣區(qū)位于所述射極區(qū)和所述第一 場區(qū)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中，所述絕緣區(qū)包括直接接觸所述基板的部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽能電池，其中，所述絕緣區(qū)直接接觸在所述射極區(qū)和所 述第一場區(qū)之間暴露出的所述基板。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中，所述射極區(qū)包括位于第一高度的第一部 分、和位于高于所述第一高度的第二高度的第二部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽能電池，其中，當(dāng)所述絕緣區(qū)位于所述射極區(qū)上時(shí)，所述 絕緣區(qū)位于所述射極區(qū)的所述第一部分上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽能電池，其中，所述絕緣區(qū)具有暴露出所述射極區(qū)的所 述第一部分的一部分的至少一個(gè)開口。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，該太陽能電池還包括位于所述基板和所述第 一場區(qū)之間以及所述基板和所述射極區(qū)之間的鈍化層。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的太陽能電池，其中，所述鈍化層包括位于所述基板和所述 第一場區(qū)之間的第一部分以及位于所述基板和所述射極區(qū)之間的第二部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的太陽能電池，其中，所述鈍化層的所述第二部分具有與所 述射極區(qū)相同的平面形狀。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的太陽能電池，其中，所述鈍化層位于所述第一場區(qū)和所述 射極區(qū)之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的太陽能電池，其中，所述鈍化層在所述第一場區(qū)和所述射 極區(qū)之間延伸，并且位于所述絕緣區(qū)和所述射極區(qū)之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的太陽能電池，其中，所述射極區(qū)包括位于第一高度的第一 部分、和位于高于所述第一高度的第二高度的第二部分。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的太陽能電池，其中，當(dāng)所述絕緣區(qū)位于所述射極區(qū)上時(shí)，所 述絕緣區(qū)位于所述射極區(qū)的所述第一部分上。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的太陽能電池，其中，所述鈍化層具有暴露所述射極區(qū)的所 述第一部分的至少一個(gè)開口。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的太陽能電池，其中，當(dāng)所述絕緣區(qū)位于所述射極區(qū)和所述 第一場區(qū)上時(shí)，所述絕緣區(qū)位于所述射極區(qū)的邊緣和所述第一場區(qū)的邊緣上。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，該太陽能電池還包括位于所述射極區(qū)和所述 第一電極之間的第一輔助電極、以及位于所述第一場區(qū)和所述第二電極之間的第二輔助電 極。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的太陽能電池，其中，所述第一輔助電極和所述第二輔助電 極由透明導(dǎo)電材料形成。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中，所述射極區(qū)和所述第一場區(qū)位于所述基 板的沒有光入射的表面上。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中，所述基板由晶體半導(dǎo)體形成，并且所述 射極區(qū)和所述第一場區(qū)由非晶半導(dǎo)體形成。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，該太陽能電池還包括與所述第一場區(qū)相對(duì)地 位于所述基板上的第二場區(qū)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的太陽能電池，該太陽能電池還包括位于所述基板和所述第 二場區(qū)之間的鈍化層。
全文摘要
本發(fā)明涉及太陽能電池。該太陽能電池包括第一導(dǎo)電類型的基板；位于所述基板上的與所述第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型的射極區(qū)；與所述射極區(qū)隔開地位于所述基板上的所述第一導(dǎo)電類型的第一場區(qū)；電連接到所述射極區(qū)的第一電極；電連接到所述第一場區(qū)的第二電極；以及位于所述射極區(qū)和所述第一場區(qū)中的至少一個(gè)上的絕緣區(qū)。
文檔編號(hào)H01L31/18GK102044579SQ20101053506
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月7日
發(fā)明者崔元碩, 崔正薰, 慎熩禎, 李憲民, 梁賢真, 池光善 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社