CN102263141A - 太阳能电池及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种太阳能电池及其制造方法，便于通过使半导体晶片中产生的载流子诸如空穴或电子平稳地漂移到第一和第二电极来提高电池效率，该太阳能电池包括：具有预定极性的半导体晶片；在半导体晶片的一个表面上的第一半导体层；在第一半导体层上的第一透明导电层；在第一透明导电层上的第一电极；在半导体晶片的另一个表面上的第二半导体层，其中第二半导体层与第一半导体层的极性不同；在第二半导体层上的第二透明导电层；在第二透明导电层上的第二电极；第一和第二辅助层中的至少一个，其中第一辅助层形成在第一半导体层和第一透明导电层之间以便半导体晶片中产生的载流子平稳地漂移到第一透明导电层，第二辅助层形成在第二半导体层和第二透明导电层之间以便半导体晶片中产生的载流子平稳地漂移到第二透明导电层。

Description

太阳能电池及其制造方法
相关申请的交叉引用 
本发明要求2010年5月27日提交的韩国专利申请第P2010-0049713号的优先权，其全部内容包括在此作为参考。 
技术领域
本申请涉及太阳能电池。 
背景技术
具有半导体特性的太阳能电池将光能转换成电能。 
太阳能电池形成在PN结结构中，其中正(P)型半导体与负(N)型半导体形成接合。当太阳光线入射到具有PN结结构的太阳能电池上时，由于太阳光线的能量导致在半导体中产生空穴(+)和电子(-)。在PN结中产生的电场的作用下，空穴(+)向着P型半导体漂移，电子(-)向着N型半导体漂移，从而随着电势的出现而产生了电功率。 
太阳能电池可被分成晶片型太阳能电池和薄膜型太阳能电池。 
晶片型太阳能电池使用由诸如硅的半导体材料制成的晶片。而薄膜型太阳能电池是通过在玻璃基板上形成薄膜型半导体来制造的。 
就效率而言，晶片型太阳能电池比薄膜型太阳能电池好。薄膜型太阳能电池的优势在于其制造成本比晶片型太阳能电池相对低。 
已经提出了通过将晶片型太阳能电池与薄膜型太阳能电池相结合而获得的相关技术的太阳能电池。下面将参考附图描述相关技术的太阳能电池。 
图1是图示相关技术太阳能电池的剖面图。 
如图1所示，相关技术的太阳能电池包括：半导体晶片10、第一半导体层20、第一电极30、第二半导体层40、和第二电极50。 
第一半导体层20以薄膜的形式形成在半导体晶片10的上表面上；第二半导体层40以薄膜的形式形成在半导体晶片10的下表面上。从而可以通过组合 半导体晶片10、第一半导体层20和第二半导体层40而获得PN结结构。 
第一电极30形成在第一半导体层20上，第二电极50形成在第二半导体层40上，从而第一电极30和第二电极50分别起到太阳能电池的(+)和(-)极的作用。 
当太阳光线入射到相关技术的太阳能电池上时，在半导体晶片10中产生诸如空穴或电子的载流子，产生的载流子经由第一半导体层20漂移到第一电极30，并经由第二电极层40同时漂移到第二电极50。 
然而，在相关技术太阳能电池的例子中，在半导体晶片10中产生的载流子不会平稳地漂移到第一电极30或第二电极50，从而由于变差的迁移率而降低了电池效率。 
发明内容
因此，本发明旨在提供基本消除了由于相关技术的局限性和缺点而产生的一个或多个问题的太阳能电池及其制造方法。 
本发明的一个目的是提供一种便于通过使半导体晶片中产生的诸如空穴或电子这样的载流子平稳地漂移到第一和第二电极而提高电池效率的太阳能电池及其制造方法。 
本发明的其它优点、目的和特征一部分将在下面的描述中阐述，一部分将在本领域普通技术人员细查了下面的内容之后变得显而易见，或者通过对本发明的实践获知。本发明的目的和其他优点可以通过在说明书、权利要求以及附图中特别指出的结构来实现和获得。 
为了实现这些目的和其他优点以及根据本发明的目的，如这里所具体表达的和在此描述的，提供一种太阳能电池，包括：具有预定极性的半导体晶片；在半导体晶片一个表面上的第一半导体层；在该第一半导体层上的第一透明导电层；在该第一透明导电层上的第一电极；在半导体晶片的另一个表面上的第二半导体层，其中该第二半导体层与该第一半导体层的极性不同；在第该二半导体层上的第二透明导电层；在该第二透明导电层上的第二电极；第一和第二辅助层中的至少一个，其中第一辅助层形成在第一半导体层和第一透明导电层之间以便半导体晶片中产生的载流子平稳地漂移到第一透明导电层，第二辅助层形成在第二半导体层和第二透明导电层之间以便半导体晶片中产生的载流 子平稳地漂移到第二透明导电层。 
在本发明的另一个方面，一种制造太阳能电池的方法包括：在具有预定极性的半导体晶片的一个表面上形成第一半导体层；在该第一半导体层上形成第一透明导电层；在该第一透明导电层上形成第一电极；在半导体晶片的另一个表面上形成第二半导体层，其中第二半导体层与第一半导体层的极性不同；在该第二半导体层上形成第二透明导电层；在该第二透明导电层上形成第二电极；形成第一和第二辅助层中的至少一个，其中第一辅助层形成在第一半导体层和第一透明导电层之间以便半导体晶片中产生的载流子平稳地漂移到第一透明导电层，第二辅助层形成在第二半导体层和第二透明导电层之间以便半导体晶片中产生的载流子平稳地漂移到第二透明导电层。 
应该理解的是，本发明的前述概括描述和下面的详细描述都是示例性的和解释性的，用来提供对要求保护的本发明的进一步的解释。 
附图说明
附图，其被包括来提供对本发明的进一步的理解并被结合在本申请中且构成本申请的一部分，图示本发明的实施例，并且与说明书一起用来解释本发明的原理，在附图中： 
图1是图示相关技术的太阳能电池的剖面图； 
图2是图示根据本发明第一实施例的太阳能电池的剖面图； 
图3是图示根据本发明第二实施例的太阳能电池的剖面图； 
图4是图示根据本发明第三实施例的太阳能电池的剖面图； 
图5A到5H是图示根据本发明一个实施例的制造太阳能电池的方法的截面图； 
图6A到6D是图示根据本发明另一个实施例的制造太阳能电池的方法的截面图； 
图7A到7D是图示根据本发明另一个实施例的制造太阳能电池的方法的截面图。 
具体实施方式
现在将详细参考本发明的优选实施例，在附图中图示其例子。在整个附图 中将尽可能用相同的参考数字指示相同或相似的部件。 
下面将参考附图描述根据本发明的太阳能电池及其制造方法。 
图2是图示根据本发明第一实施例的太阳能电池的剖面图。 
如图2所示，根据本发明第一实施例的太阳能电池包括：半导体晶片100、第一半导体层200、第一辅助层300、第一透明导电层400、第一电极500、第二半导体层600、第二辅助层700、第二透明导电层800、和第二电极900。 
半导体晶片100可以由硅晶片形成，尤其是N型硅晶片或P型硅晶片。半导体晶片100在极性上与第一半导体层200和第二半导体层600中的任何一个相同。 
第一半导体层200呈薄膜型形成在半导体晶片100的上表面上。第一半导体层200可以与半导体晶片100一起形成PN结。从而，如果半导体晶片100由N型半导体晶片形成，那么第一半导体层200可以由P型半导体层形成。尤其是，第一半导体层200可以由掺杂有诸如硼(B)的第III族元素的P型非晶硅形成。 
由于空穴的迁移率小于电子的迁移率，所以P型半导体层邻近光入射表面设置，由此使入射太阳光线聚集空穴的效率最大化。从而，优选邻近光入射表面的第一半导体层200由P型半导体层形成。 
第一辅助层300形成在第一半导体层200和第一透明导电层400之间。第一辅助层300使半导体晶片100中产生的载流子例如空穴平稳地向第一透明导电层400漂移。 
更详细地，如果第一半导体层200由P型半导体层形成，则第一辅助层300优选由负(-)极性材料形成以便吸引在半导体晶片100中产生的空穴。尤其是，负(-)极性材料可以由富氧的氧化物形成，例如包括第III族元素的诸如Al2O3、Ga2O3、或In2O3之类的氧化物。 
第一透明导电层400聚集在半导体晶片100中产生的载流子，例如聚集空穴；然后使聚集的空穴漂移到第一电极500。 
第一透明导电层400可以由能够传输大量太阳光线的透明导电材料，例如ITO(氧化铟锡)、ZnOH、ZnO:B、ZnO:Al、SnO2、或SnO2:F形成。 
第一电极500形成在第一透明导电层400上，该第一透明导电层400构成太阳能电池的最前表面。从而，优选以能够使太阳光线传输到太阳能电池内部 的预定图案来形成第一电极500。 
第一电极500可以由具有优良导电性的金属材料形成，例如Ag、Al、Ag+Al、Ag+Mg、Ag+Mn、Ag+Sb、Ag+Zn、Ag+Mo、Ag+Ni、Ag+Cu、或Ag+Al+Zn。 
第二半导体层600以薄膜型形成在半导体晶片100的下表面上。第二半导体层600与第一半导体层200极性不同。如果第一半导体层200由掺杂了诸如硼(B)的第III族元素的P型半导体层形成，那么第二半导体层600由掺杂了诸如磷(P)的第V族元素的N型半导体层形成。尤其是，第二半导体层600可以由N型非晶硅形成。 
第二辅助层700形成在第二半导体层600和第二透明导电层800之间。第二辅助层700使半导体晶片100中产生的载流子例如电子平稳地向第二透明导电层800漂移。 
更详细地说，如果第二半导体层600由N型半导体层形成，那么优选第二辅助层700由正(+)极性材料层形成，以便吸引在半导体晶片100中产生的电子。尤其是，正(+)极性材料层可以由稀氧的氧化物，例如包括第IV族元素的诸如SiOx、TiOx、ZrOx、或HfOx之类的氧化物形成。 
第二透明导电层800聚集在半导体晶片100中产生的载流子，例如聚集电子，然后使聚集的电子向第二电极900漂移。 
第二透明导电层800可以由透明导电材料，例如ITO(氧化铟锡)、ZnOH、ZnO:B、ZnO:Al、SnO2、或SnO2:F形成。在本发明中，第二透明导电层800可以由包含ZnO的化合物，例如ZnOH、ZnO:B、ZnO:Al，而不是ITO形成。 
ITO通过诸如溅射方法的物理气相沉积方法而形成。如果第二透明导电层800是通过物理气相沉积方法而形成的，那么第二透明导电层800可能不均匀，而且其中还具有诸如空隙(viod)的缺陷。如果诸如空隙的缺陷产生在第二透明导电层800中，那么第二透明导电层800与第二电极900之间的接触面积会减少，使得难以实现载流子的平稳聚集和漂移。 
尤其是，如果半导体晶片100具有通过纹理化工艺而产生的不平整表面，那么第二透明导电层800也具有不平整的表面。在ITO层通过诸如溅射方法的物理气相沉积方法而形成的情况下，在ITO层中诸如空隙的缺陷可能增多。 而不是使用ITO，第二透明导电层800由适用诸如MOCVD(金属有机化学气相沉积)的化学气相沉积方法的材料形成，由此使载流子的平稳聚集和漂移最大化。通过诸如MOCVD的化学气相沉积方法所形成的层变得比通过诸如溅射方法的物理气相沉积方法所形成的层更均匀。类似地，第一透明导电层400可以由包含ZnO的化合物，例如ZnOH、ZnO:B、ZnO:Al，而不是ITO形成。 
第二电极900形成在第二透明导电层800上。由于第二电极900形成在太阳能电池最后部的表面(rearmost surface)中，所以第二电极900可以形成在第二透明导电层800的整个表面上。为了使反射的太阳光线通过太阳能电池的背面入射，第二电极900可被图案化，如图2的箭头所示。 
类似于第一电极500，第二电极900可以由金属材料，例如Ag、Al、Ag+Al、Ag+Mg、Ag+Mn、Ag+Sb、Ag+Zn、Ag+Mo、Ag+Ni、Ag+Cu、或Ag+Al+Zn形成。 
如上面所阐述的，半导体晶片100中产生的载流子被聚集在第一透明导电层400中，然后漂移到第一电极500；并且半导体晶片100中产生的载流子同时被聚集在第二透明导电层800中然后漂移到第二电极900，因此载流子的迁移率与相关技术相比显著增加。 
如果第一透明导电层400直接形成在第一半导体层200上，而在其间不形成第一辅助层300，那么由于第一半导体层200与第一透明导电层400之间的能带隙，诸如空穴的载流子可能难以从第一半导体层200漂移到第一透明导电层400。根据本发明，由于由负(-)极性材料层形成以便吸引空穴的第一辅助层300设置在第一半导体层200与第一透明导电层400之间，因此空穴容易从第一半导体层200漂移到第一透明导电层400。 
类似地，如果第二透明导电层800直接形成在第二半导体层600上而在其间不形成第二辅助层700，那么由于第二半导体层600与第二透明导电层800之间的能带隙，诸如电子的载流子可能难以从第二半导体层600漂移到第二透明导电层800。根据本发明，由于由正(+)极性材料层形成以便吸引电子的第二辅助层700设置在第二半导体层600与第二透明导电层800之间，所以电子容易从第二半导体层600漂移到第二透明导电层800。 
优选地，第一辅助层300和第二辅助层700中每一个的厚度不大于3nm。 如果第一辅助层300和第二辅助层700中每一个的厚度大于3nm，那么空穴或电子的迁移率可能显著变差。 
图2图示了第一辅助层300和第二辅助层700两者都形成。然而，也可以形成第一辅助层300和第二辅助层700中的任意一个。 
图3是图示根据本发明第二实施例的太阳能电池的剖面图。除了在半导体晶片100与第一半导体层200之间还形成第一本征半导体层150，以及在半导体晶片100与第二半导体层600之间还形成第二本征半导体层550之外，图3中示出的第二实施例的太阳能电池与图2中示出的第一实施例的太阳能电池结构相同。因此，在整个附图中将使用相同的参考数字指示相同或相似的部件，对相同部件的详细解释将被省略。 
如果第一半导体层200或第二半导体层600是通过使用高浓度的掺杂气体而形成在半导体晶片100的表面上，那么高浓度的掺杂气体会在半导体晶片100的表面中引起缺陷。 
在图3中示出的本发明第二实施例的情况中，第一本征半导体层150形成在半导体晶片100的上表面上，然后第一半导体层200形成在第一本征半导体层150上，由此防止在半导体晶片100的上表面中出现缺陷。而且，第二本征半导体层550形成在半导体晶片100的下表面上，然后第二半导体层600形成在第二本征半导体层550上，由此防止在半导体晶片100的下表面中出现缺陷。 
图3图示第一本征半导体层150和第二本征半导体层550两者都形成。然而，可以形成第一本征半导体层150和第二本征半导体层550中的任意一个。 
图4是图示根据本发明第三实施例的太阳能电池的剖面图。除了第一半导体层200和第二半导体层600结构上改变以外，图4中示出的第三实施例的太阳能电池与图2中示出的第一实施例的太阳能电池结构相同。从而在整个附图中将使用相同的参考数字指示相同或相似的部件，对相同部件的详细解释将被省略。 
如图4所示，在根据本发明第三实施例的太阳能电池的情况中，第一半导体层200包括在第一半导体晶片100上表面上的第一轻掺杂半导体层210和在该第一轻掺杂半导体层210上的第一重掺杂半导体层220。 
而且，第二半导体层600包括在半导体晶片100下表面上的第二轻掺杂半导体层610和在第二轻掺杂半导体层610上的第二重掺杂半导体层620。 
在这种情况下，轻掺杂和重掺杂是相对的概念。也就是意味着第一轻掺杂半导体层210的掺杂浓度比第一重掺杂半导体层220的掺杂浓度相对低。 
第一轻掺杂半导体层210和第二轻掺杂半导体层610分别具有与图3中示出的第二实施例的太阳能电池中第一本征半导体层150和第二本征半导体层550相同的功能。 
也就是，第一轻掺杂半导体层210首先形成在半导体晶片100的上表面上，然后第一重掺杂半导体层220形成在其上，由此防止在半导体晶片100的上表面中出现缺陷。而且，第二轻掺杂半导体层610首先形成在半导体晶片100的下表面上，然后第二重掺杂半导体层620形成在其上，由此防止在半导体晶片100的下表面中出现缺陷。 
从而，优选将第一轻掺杂半导体层210和第二轻掺杂半导体层610的掺杂浓度调整到能够防止在半导体晶片100的表面中出现缺陷的适当水平上。 
图4中示出的根据本发明第三实施例的太阳能电池的生产率比图3中示出的根据本发明第二实施例的太阳能电池的生产率高。也就是说，由于用来形成第一本征半导体层150和第二本征半导体层550的沉积装置的额外设置以及复杂的工艺，因此图3中示出的根据本发明第二实施例的太阳能电池的生产率会降低。然而，在图4中示出的第三实施例的太阳能电池的情况中，由于第一轻掺杂半导体层210和第一重掺杂半导体层220是在一个反应室内部顺序形成的，并且第二轻掺杂半导体层610和第二重掺杂半导体层620是在一个反应室内部顺序形成的，所以不需要额外设置沉积装置。 
图4图示第一半导体层200包括第一轻掺杂半导体层210和第一重掺杂半导体层220，第二半导体层600包括第二轻掺杂半导体层610和第二重掺杂半导体层620。然而，第一半导体层200和第二半导体层600中的任意一个可以包括轻掺杂半导体层和重掺杂半导体层。 
图5A到5H是图示根据本发明实施例的用于制造太阳能电池的方法的截面图，其说明用于制造根据图2中示出的根据本发明第一实施例的太阳能电池的方法。 
首先，如图5A所示，在半导体晶片100的上表面上形成第一半导体层200。 
半导体晶片100可由N型硅晶片形成。 
形成第一半导体层200的工艺可包括通过PECVD(等离子体增强化学气 相沉积)在半导体晶片100上形成诸如P型非晶硅层的P型半导体层。 
然后，如图5B所示，在第一半导体层200上形成第一辅助层300。 
形成第一辅助层300的工艺可包括通过MOCVD(金属有机化学气相沉积)在第一半导体层200上形成负(-)极性材料层，例如包括第III族元素的诸如Al2O3、Ga2O3、或In2O3之类的富氧氧化物层。 
如图5C所示，在第一辅助层300上形成第一透明导电层400。 
形成第一透明导电层400的工艺可包括通过溅射或MOCVD(金属有机化学气相沉积)形成ITO(氧化铟锡)、ZnOH、ZnO:B、ZnO:Al、SnO2、或SnO2:F的透明导电层。 
如图5D所示，在第一透明导电层400上形成第一电极500。 
可以将第一电极500形成为能够使太阳光线传输到太阳能电池内部的预定图案。 
第一电极500可通过印刷工艺，由诸如Ag、Al、Ag+Al、Ag+Mg、Ag+Mn、Ag+Sb、Ag+Zn、Ag+Mo、Ag+Ni、Ag+Cu、或Ag+Al+Zn的金属材料形成。在这种情况中，印刷工艺可以是丝网印刷方法、喷墨印刷方法、凹版印刷方法、凹版胶印方法、反转印刷方法、柔版印刷方法、或微接触印刷方法。在丝网印刷方法的情况中，将墨涂覆在丝网上，然后将刮墨刀(squeegee)移到涂覆有墨的丝网上同时压下，由此通过丝网的网孔印刷墨。喷墨印刷方法是小墨滴与基板碰撞的印刷方法。凹版印刷方法是通过使用刮墨刀从具有平坦表面的墨未涂覆部分去除墨，以及将墨从具有中空形状的已蚀刻的墨涂覆部分转移到基板上来实现的。凹版胶印方法是通过将墨从印刷板转移到毡上，再将墨从毡(blanket)上转移到基板上来实现的。反转印刷方法是用墨水作为溶剂的印刷方法。柔版印刷方法是使用涂覆到凸版部分上的墨的印刷方法。微接触印刷方法是使用具有所需材料的印模的印刷方法。 
如果采用印刷工艺，那么可以通过一个工序按照固定的间隔将多个第一电极500图案化，由此简化制造工艺。 
如图5E所示，在半导体晶片100的下表面上形成第二半导体层600。 
用于形成第二半导体层600的工艺可包括通过PECVD(等离子体增强化学气相沉积)在半导体晶片100上形成诸如N型非晶硅层的N型半导体层。 
如图5F所示，在第二半导体层600上形成第二辅助层700。 
用于形成第二辅助层700的工艺可包括通过MOCVD(金属有机化学气相沉积)，在第二半导体层600上形成正(+)极性材料层，例如包括第IV族元素的诸如SiOx、TiOx、ZrOx、或HfOx的稀氧氧化物层。 
如图5G所示，在第二辅助层700上形成第二透明导电层800。 
用于形成第二透明导电层800的工艺可包括通过溅射或MOCVD(金属有机化学气相沉积)，来形成诸如ITO(氧化铟锡)、ZnOH、ZnO:B、ZnO:Al、SnO2、或SnO2:F的透明导电材料层。 
如上所述，如果第二透明导电层800由包含ZnO的化合物，例如ZnOH、ZnO:B、或ZnO:Al形成，那么第二透明导电层800的均匀性提高，高于由ITO形成的第二透明导电层800的均匀性。这同样可应用于第一透明导电层400。 
如图5H所示，在第二透明导电层800上形成第二电极900，从而完成了太阳能电池。 
第二电极900可通过溅射由诸如Ag、Al、Ag+Al、Ag+Mg、Ag+Mn、Ag+Sb、Ag+Zn、Ag+Mo、Ag+Ni、Ag+Cu、或Ag+Al+Zn的金属材料形成，或者可以通过上述印刷方法由上述金属材料的浆料(paste)形成。 
如图2所示，第二电极900可以形成在第二透明导电层800的整个表面上，或者可以被图案化以传输太阳光线。 
可以从图5A到5H的上述工艺中省略用于形成第一辅助层300的工艺和用于形成第二辅助层700的工艺中的任意一个。 
图6A到6D是图示根据本发明另一个实施例的用于制造太阳能电池的方法的截面图，其说明用于制造根据图3中示出的本发明第二实施例的太阳能电池的方法。将省略对与前述实施例的部件相同的部件的详细阐述。 
首先，如图6A所示，在半导体晶片100的上表面上形成第一本征半导体层150。 
用于形成第一本征半导体层150的工艺可包括通过PECVD(等离子体增强化学气相沉积)，在半导体晶片100上形成I(本征)型非晶硅层。 
如图6B所示，在第一本征半导体层150上形成第一半导体层200；在该第一半导体层200上形成第一辅助层300；在该第一辅助层300上形成第一透明导电层400；在该第一透明导电层400上形成第一电极500。 
如图6C所示，在半导体晶片100的下表面上形成第二本征半导体层550。 
用于形成第二本征半导体层550的工艺可包括通过PECVD(等离子体强化化学气相沉积)，在半导体晶片100上形成I(本征)型非晶硅层。 
如图6D所示，在第二本征半导体层550上形成第二半导体层600；在该第二半导体层600上形成第二辅助层700；在该第二辅助层700上形成第二透明导电层800；以及在该第二透明导电层800上形成第二电极900，由此完成太阳能电池。 
可以从图6A到6D的上述工艺中省略用于形成第一辅助层300的工艺和形成第二辅助层700的工艺中的任意一个。而且也可以省略用于形成第一本征半导体层150的工艺和用于形成第二本征半导体层550的工艺中的任意一个。 
图7A到7D是图示根据本发明另一个实施例的用于制造太阳能电池方法的截面图，其说明用于制造根据图4中示出的本发明第三实施例的太阳能电池的方法。将省略对与前述实施例的部件相同的部件的详细阐述。 
首先，如图7A所示，在半导体晶片100的上表面上形成第一半导体层200。 
用于形成第一半导体层100的工艺可包括在半导体晶片100上形成第一轻掺杂半导体层210，以及在该第一轻掺杂半导体层210上形成第一重掺杂半导体层220。 
用于形成第一轻掺杂半导体层210和第一重掺杂半导体层220的工艺可以在一个反应室内部顺序进行。也就是，可以通过调整诸如硼(B)的第III族元素的掺杂气体向一个PECVD(等离子体增强化学气相沉积)反应室内部的输入量来顺序形成轻掺杂P型第一半导体层210和重掺杂P型第一半导体层220。 
更详细地，对于大规模生产方法下用于制造最初的太阳能电池的方法，将预定量的B2H6气体提供到反应室的内部，由此将反应室的内部准备为P型掺杂气氛。然后，将SiH4和H2气提供到反应室的内部，由此形成轻掺杂P型第一半导体层210，尤其是轻掺杂P型非晶硅层。然后，将SiH4和H2气体与用作掺杂气体的B2H6气体一起提供到反应室的内部，由此形成重掺杂P型第一半导体层220，尤其是重掺杂P型非晶硅层。 
在完成用于形成重掺杂P型第一半导体层220的工艺之后，B2H6气体存留在反应室内部。从而，当在最初的太阳能电池之后尝试制造第二个太阳能电 池时，反应室的内部保持为P型掺杂气氛。也就是，轻掺杂P型第一半导体层210可以通过向反应室内部仅提供SiH4和H2气而不另外提供B2H6气体来形成。此后，将SiH4和H2气与B2H6气体一起提供到反应室的内部，由此形成重掺杂P型第一半导体层220。 
根据本发明的另一个实施例，通过调整待提供到一个反应室内部的反应气体的输入量，来在一个反应室的内部顺序形成轻掺杂P型第一半导体层210和重掺杂P型第一半导体层220，这能够提高生产率而不需要额外的装置和复杂的工艺。 
然后，如图7B所示，在第一半导体层200上形成第一辅助层300；在该第一辅助层300上形成第一透明导电层400；在该第一透明导电层400上形成第一电极500。 
如图7C所示，在半导体晶片100的下表面上形成第二半导体层600。 
用于形成第二半导体层600的工艺可包括在半导体晶片100上形成第二轻掺杂半导体层610；以及在该第二轻掺杂半导体层610上形成第二重掺杂半导体层620。 
类似于第一轻掺杂半导体层210和第一重掺杂半导体层220，可以在一个反应室内部顺序形成第二轻掺杂半导体层610和第二重掺杂半导体层620。也就是，可以通过调整诸如磷(P)的第V族元素的掺杂气体向一个PECVD(等离子体增强化学气相沉积)反应室内部的输入量来顺序形成轻掺杂N型第二半导体层610和重掺杂N型第二半导体层620。 
更详细地，向反应室的内部提供预定量的PH3气体，由此将反应室的内部准备为N型掺杂气氛。然后，将SiH4和H2气体提供到反应室的内部，由此形成轻掺杂N型第二半导体层610。此后，将SiH4和H2气体与用作掺杂气体的PH3气体一起提供到反应室的内部，由此形成高掺杂N型第二半导体层620。 
在完成用于形成重掺杂N型第二半导体层620的工艺之后，PH3气体存留在反应室内部。从而，当在最初的太阳能电池之后尝试制造第二个太阳能电池时，反应室的内部保持为N型掺杂气氛。也就是，轻掺杂N型第二半导体层610可以通过向反应室内部仅提供SiH4和H2气体而不另外提供PH3气体来形成。此后，将SiH4和H2气体与PH3气体一起提供到反应室的内部，由此形成高掺杂N型第二半导体层620。 
如图7D所示，在第二半导体层600上形成第二辅助层700；在该第二辅助层700上形成第二透明导电层800；以及在该第二透明导电层800上形成第二电极900，由此完成太阳能电池。 
可以从图7A到7D的上述工艺中省略用于形成第一辅助层300的工艺和用于形成第二辅助层700的工艺中的任意一个。而且也可以省略用于形成第一半导体层200的工艺和用于形成第二半导体层600的工艺中的任意一个中的形成轻掺杂半导体层的步骤。 
对于制造工艺的上述解释，在半导体晶片100的上表面上顺序形成第一半导体层200、第一辅助层300、第一透明导电层400、第一电极500；然后在半导体晶片100的下表面上顺序形成第二半导体层600、第二辅助层700、第二透明导电层800、第二电极900。然而，根据本发明的用于制造太阳能电池的方法在工艺中可以做各种变化。 
例如，可以在半导体晶片100的上表面上形成第一半导体层200，然后可以在半导体晶片100的下表面上形成第二半导体层600。此后，在第一半导体层200上形成第一辅助层300，以及可在第二半导体层600上形成第二辅助层700。然后，可在第一辅助层300上形成第一透明导电层400，以及可在第二辅助层700上形成第二透明导电层800。此后，可在第一透明导电层400上形成第一电极500，以及可在第二透明导电层800上形成第二电极900。 
对于本发明的上述解释，半导体晶片100由N型半导体晶片形成；第一半导体层200由P型半导体层形成；以及第二半导体层600由N型半导体层形成，但是不限于这种结构。根据本发明的太阳能电池的制造方法可以在满足PN结结构的条件，以及提供半导体晶片和薄膜半导体层的范围内进行各种修改。例如，如果半导体晶片100可由P型半导体晶片形成，那么第一半导体层200可由N型半导体层形成，以及第二半导体层600可以由P型半导体层形成。 
根据本发明的太阳能电池，在半导体晶片100中产生的载流子聚集在第一透明导电层400中，所聚集的载流子漂移到第一电极500。载流子也聚集在第二透明导电层800中，所聚集的载流子漂移到第二电极900。因此，载流子的迁移率与相关技术相比相对提高了。 
尤其是，在第一半导体层200与第一透明导电层400之间形成负(-)极性材料的第一辅助层300以吸引空穴，并且在第二半导体层600与第二透明导 电层800之间形成正(+)极性材料的第二辅助层700以吸引电子。从而在半导体晶片100中产生的载流子容易漂移到第一透明导电层400或第二透明导电层800，由此提高了电池效率。 
对本领域技术人员来说显而易见的是，在不偏离本发明的精神或范围下可以在本发明中做各种修改和变化。从而，只要修改和变化在附加的权利要求及其等效物的范围内，本发明就旨在覆盖这些修改和变化。 

Claims (19)

1.一种太阳能电池，包括：
具有预定极性的半导体晶片；
在所述半导体晶片的一个表面上的第一半导体层；
在所述第一半导体层上的第一透明导电层；
在所述第一透明导电层上的第一电极；
在所述半导体晶片的另一个表面上的第二半导体层，其中所述第二半导体层与所述第一半导体层的极性不同；
在所述第二半导体层上的第二透明导电层；
在所述第二透明导电层上的第二电极；以及
第一和第二辅助层中的至少一个，其中所述第一辅助层形成在所述第一半导体层和所述第一透明导电层之间以便在所述半导体晶片中产生的载流子平稳地漂移到所述第一透明导电层，所述第二辅助层形成在第二半导体层和第二透明导电层之间以便在所述半导体晶片中产生的载流子平稳地漂移到第二透明导电层。
2.如权利要求1所述的太阳能电池，其中所述第一辅助层由负(-)极性材料层形成以吸引在所述半导体晶片中产生的空穴，并且所述第二辅助层由正(+)极性材料层形成以吸引在所述半导体晶片中产生的电子。
3.如权利要求2所述的太阳能电池，其中所述第一辅助层包括富氧氧化物，并且所述第二辅助层包括稀氧氧化物。
4.如权利要求2所述的太阳能电池，其中所述第一辅助层包括含第III族元素的氧化物，并且所述第二辅助层包括含第IV族元素的氧化物。
5.如权利要求4所述的太阳能电池，其中所述第一辅助层包括Al2O3、Ga2O3、或In2O3，所述第二辅助层包括SiOx、TiOx、ZrOx、或HfOx。
6.如权利要求2所述的太阳能电池，其中所述第一半导体层由P型半导体层形成，并且所述第二半导体层由N型半导体层形成。
7.如权利要求1所述的太阳能电池，其中所述第一和第二半导体层中的至少一个半导体层包括在所述半导体晶片上的轻掺杂半导体层和在所述轻掺杂半导体层上的重掺杂半导体层。
8.如权利要求1所述的太阳能电池，其中在所述半导体晶片与所述第一半导体层之间和所述半导体晶片与所述第二半导体层之间的部分中的至少一个中还形成本征半导体层。
9.如权利要求1所述的太阳能电池，其中所述第一和第二透明导电层中的至少一个由包含ZnO的化合物形成。
10.如权利要求1所述的太阳能电池，其中所述第一电极形成为预定的图案以接收入射的太阳光线。
11.如权利要求1所述的太阳能电池，其中所述第一或第二辅助层的厚度不大于3nm。
12.一种用于制造太阳能电池的方法，包括：
在具有预定极性的半导体晶片的一个表面上形成第一半导体层；
在所述第一半导体层上形成第一透明导电层；
在所述第一透明导电层上形成第一电极；
在半导体晶片的另一个表面上形成第二半导体层，其中所述第二半导体层与所述第一半导体层的极性不同；
在所述第二半导体层上形成第二透明导电层；
在所述第二透明导电层上形成第二电极；以及
形成第一和第二辅助层中的至少一个，其中所述第一辅助层形成在所述第一半导体层和所述第一透明导电层之间以便半导体晶片中产生的载流子平稳地漂移到第一透明导电层，并且第二辅助层形成在第二半导体层和第二透明导电层之间以便半导体晶片中产生的载流子平稳地漂移到第二透明导电层。
13.如权利要求12所述的方法，
其中形成第一辅助层的工艺包括形成负(-)极性的富氧氧化物层以吸引在半导体晶片中产生的空穴，以及
其中形成第二辅助层的工艺包括形成正(+)极性的稀氧氧化物层以吸引在半导体晶片中产生的电子。
14.如权利要求13所述的方法，
其中形成第一半导体层的工艺括形成P型半导体层，以及
其中形成第二半导体层的工艺包括形成N型半导体层。
15.如权利要求12所述的方法，还包括在所述半导体晶片与所述第一半导体层之间和在所述半导体晶片与所述第二半导体层之间的部分中的至少一个中的另外的本征半导体层。
16.如权利要求12所述的方法，其中形成第一和第二半导体层中的至少一个的工艺包括：
在所述半导体晶片上形成轻掺杂半导体层，和
在所述轻掺杂半导体层上形成重掺杂半导体层。
17.如权利要求16所述的方法，其中形成轻掺杂半导体层的工艺和形成重掺杂半导体层的工艺在一个反应室内部顺序进行。
18.如权利要求17所述的方法，
其中形成轻掺杂半导体层的工艺在准备成预定掺杂剂气氛的反应室中进行，而不向反应室内部提供其他的掺杂剂，并且
其中形成重掺杂半导体层的工艺在向反应室内部提供预定的掺杂剂的情况下进行。
19.如权利要求12所述的方法，其中形成第一透明导电层的工艺和形成第二透明导电层的工艺中的至少一个包括通过金属有机化学气相沉积来形成包含ZnO的化合物。
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