CN102903768B - 太阳能电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种太阳能电池，该太阳能电池包括：第一导电类型的衬底；与所述第一导电类型相反的第二导电类型的并且与所述衬底一起地形成p-n结的发射极区；位于所述发射极区上的抗反射层；电连接到所述发射极区的前电极部；和电连接到所述衬底的背电极部。所述衬底包括由单晶硅形成的第一区域和由多晶硅形成的第二区域。位于第一区域中的抗反射层的厚度小于位于第二区域中的抗反射层的厚度。

Description

太阳能电池
技术领域
本发明的实施方式涉及太阳能电池。
背景技术
近年来，因为预期诸如石油和煤这样的现有能源将耗尽，所以对于用来代替现有能源的可选的能源的兴趣正在增加。在可选的能源中，用于从太阳能生成电能的太阳能电池已经被特别地关注。
太阳能电池一般包括半导体部和电极，其中，所述半导体部分别具有不同的导电类型，例如p型和n型并且因此形成p-n结，所述电极分别连接到不同导电类型的半导体部。
当光入射在太阳能电池上时，在半导体部中产生包括电子和空穴的载流子。载流子在p-n结的影响下向n型半导体部和p型半导体部移动。即，电子向n型半导体部移动，空穴向p型半导体部移动。然后，由分别连接到n型半导体部和p型半导体部的不同的电极收集电子和空穴。电极利用电线彼此连接以由此获得电功率。
发明内容
在一个方面，提供了一种太阳能电池，该太阳能电池包括：第一导电类型的衬底、与所述第一导电类型相反的第二导电类型的并且与所述衬底一起形成p-n结的发射极区、位于所述发射极区上的抗反射层、电连接到所述发射极区的前电极部和电连接到所述衬底的背电极部，其中，所述衬底包括由单晶硅形成的第一区域和由多晶硅形成的第二区域，并且其中，位于所述第一区域中的抗反射层的厚度小于位于所述第二区域中的抗反射层的厚度。
位于第一区域中的抗反射层的厚度可以为位于第二区域中的抗反射层的厚度的大约60%到80%。
在所述第一区域中的所述衬底的入射表面可以包括每一个均具有角锥形状的多个不平坦部分，并且在所述第二区域中的所述衬底的入射表面可以不包括具有角锥形状的不平坦部分。在所述衬底的所述第一区域中的角锥形状的所述多个不平坦部分的上顶点之间的距离可以等于或小于大约3μm，并且角锥形状的所述多个不平坦部分的每一个的高度可以等于或小于大约4μm。
在所述衬底的第一区域中的发射极区的入射表面可以包括每一个均具有角锥形状的多个不平坦部分，并且在所述衬底的第二区域中的发射极区的入射表面可以不包括具有角锥形状的不平坦部分。在所述衬底的第一区域中的发射极区的厚度可以基本上等于在所述衬底的第二区域中的发射极区的厚度。
在所述衬底的第一区域中的抗反射层的入射表面可以包括每一个均具有角锥形状的多个不平坦部分，并且在所述衬底的第二区域中的抗反射层的入射表面可以不包括具有角锥形状的不平坦部分。
所述抗反射层可以包括第一抗反射层和第二抗反射层，所述第一抗反射层直接位于发射极区上，并且所述第二抗反射层直接位于所述第一抗反射层上。
在所述第一区域中的所述抗反射层可以具有大约70nm到110nm的厚度，并且在所述第二区域中的所述抗反射层具有大约100nm到140nm的厚度。
在所述第一区域中的第一抗反射层的厚度可以为大约30nm到50nm，并且在所述第一区域中的第二抗反射层的厚度可以为大约40nm到60nm并且大于在所述第一区域中的第一抗反射层的厚度。在所述第二区域中的第一抗反射层的厚度可以为大约40nm到60nm，并且在所述第二区域中的第二抗反射层的厚度可以为大约60nm到80nm。
在所述第一区域中的第一抗反射层的折射率可以基本上等于在所述第二区域中的第一抗反射层的折射率，并且在所述第一区域中的第二抗反射层的折射率可以基本上等于在所述第二区域中的第二抗反射层的折射率。
所述第一抗反射层的折射率可以大于所述第二抗反射层的折射率。例如，所述第一抗反射层的折射率可以为大约2.1到2.3，并且所述第二抗反射层的折射率可以为大约1.75到1.9。
所述抗反射层可以由氮化硅形成。
所述第一抗反射层和所述第二抗反射层可以由氮化硅形成。
所述衬底的第二区域可以比所述衬底的第一区域更加平滑。
位于所述衬底的第二区域中的所述发射极区的入射表面可以比位于所述衬底的第一区域中的所述发射极区的入射表面更加平滑。位于所述衬底的第二区域中的所述抗反射层的入射表面可以比位于所述衬底的所述第一区域中的所述抗反射层的入射表面更加平滑。
所述前电极部可以形成在所述第一区域和所述第二区域上。
附图说明
被包括以提供对本发明的进一步理解并且被合并在本申请文件中以构成其一部分的附图例示了本发明的实施方式，并且与说明书一起用来解释本发明的原理。在附图中：
图1是根据本发明的示例实施方式的太阳能电池的局部透视图；
图2是沿着图1的线II-II截取的横截面视图；
图3详细地例示了在图1和图2中所示的太阳能电池的衬底；
图4是在图2中所示的与第一区域对应的部分‘A’和与第二区域对应的部分‘B’的放大视图；以及
图5例示了抗反射层的根据光波长的反射比。
具体实施方式
现在将详细地参考本发明的实施方式，其示例在附图中示出。然而，本发明可以以很多不同的形式来具体实现并且不应该理解为被限制到这里提出的实施方式。只要可能，在整个附图中将使用相同的附图标记来指代相同或相似的部分。应该注意的是，如果已知技术可能使本发明的实施方式不清楚，这将省略已知技术的详细描述。
在附图中，层、膜、板、区域等的厚度被夸大以便于清楚。将理解的是，当诸如层、膜、区或衬底这样的元件被指为“在另一个元件上”时，它可以直接地在其它元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被指为“直接地在另一个元件上”时，则没有中间元件存在。此外，将理解的是，当诸如层、膜、区或衬底这样的元件被指为“完全在其它元件上”时，它可以是在其它元件的整个表面上或者可以不在其它元件的边缘的一部分上。
将参考图1到图5描述本发明的示例实施方式。
参考图1和图2详细描述根据本发明的示例实施方式的太阳能电池。
图1是根据本发明的示例实施方式的太阳能电池的局部透视图，并且图2是沿着图1的线II-II截取的横截面视图。
如在图1和图2中所示，根据本发明的示例实施方式的太阳能电池1可以包括衬底110、位于衬底110的光入射在其上的前表面的发射极区120、位于发射极区120上的抗反射层130、位于衬底110的背表面的背表面场区170、位于发射极区120上的前电极部150和位于衬底110的背表面上的背电极部160。在另外的实施方式中，如果必要或期望的话，背表面场区170可以被省略。
衬底110可以包含第一导电类型的杂质，例如p型杂质。
当衬底110是p型时，衬底110可以包含诸如硼（B）、镓（Ga）和铟（In）这样的III族元素的杂质。可选地，衬底110可以是n型并且/或者可以由除了硅以外的半导体材料形成。当衬底110是n型时，衬底110可以包含诸如磷（P）、砷（As）和锑（Sb）这样的V族元素的杂质。
当照射到太阳能电池1上的光入射在衬底110上时，通过基于入射光的光能产生电子-空穴对。
衬底110包括由单晶硅形成的第一区域（或第一部分）S1和由多晶硅形成的第二区域（或第二部分）S2。当在衬底110的入射表面（即，前表面）上执行纹理化处理时，第一区域S1（即，单晶硅区域）的晶体取向是一致的，并且因此，每一个均具有角锥形状的多个不平坦部分形成在第一区域S1中。另一方面，第二区域S2（即，多晶硅区域）的晶体取向不是一致的，并且因此，不具有一致图案（例如，角锥形状）而是具有非一致图案的多个不平坦部分形成在第二区域S2中。在第二区域S2中的不平坦部分的高度比在第一区域S1中的不平坦部分的高度小得多。因此，与第一区域S1相比，第二区域S2具有几乎平滑的表面。稍后将参考图3详细地描述这个。
发射极区120完全形成在衬底110的前表面（或入射表面）。发射极区120是掺杂有与衬底110的第一导电类型相反的第二导电类型（例如，n型）的杂质的区。因此，第二导电类型的发射极区120与衬底110的第一导电类型区一起形成p-n结。
由于由在衬底110和发射极区120之间的p-n结所导致的内建电势差，由入射在衬底110上的光产生的电子和空穴分别向n型半导体和p型半导体移动。因此，当衬底110是p型并且发射极区120是n型时，空穴向衬底110移动并且电子向发射极区120移动。
因为发射极区120与衬底110一起形成p-n结，所以，如果在另外的实施方式中衬底110是n型，则发射极区120可以是p型。在该情形中，空穴可以向发射极区120移动并且电子可以向衬底110移动。
当发射极区120是n型时，发射极区120可以通过利用诸如磷（P）、砷（As）和锑（Sb）这样的V族元素的杂质来掺杂衬底110而形成。可选地，当发射极区120是p型时，发射极区120可以通过利用诸如硼（B）、镓（Ga）和铟（In）这样的III族元素的杂质来掺杂衬底110而形成。
如在图1和图2中所示，与在第一区域S1中的衬底110的入射表面上形成的多个不平坦部分的形状相一致，位于第一区域S1中的发射极区120的入射表面具有多个不平坦部分，所述多个不平坦部分中的每一个具有角锥形状。此外，与在第二区域S2中的衬底110的入射表面的形状相一致，位于第二区域S2中的发射极区120的入射表面不具有角锥形状的不平坦部分。因此，在第二区域S2中的发射极区120的入射表面比在第一区域S1中的发射极区120的入射表面更加平滑或更加平坦。
抗反射层130防止了从外界入射的光再次向外界反射。抗反射层130形成在发射极区120的前表面上。更具体地，抗反射层130可以形成在发射极区120的其上没有形成前电极部150的前表面上。
抗反射层130可以由透明材料形成，透明材料例如为氢化氮化硅（SiNx:H）、氢化氧化硅（SiOx:H）或氢化氧氮化硅（SiOxNy:H）。
抗反射层130减小了入射在太阳能电池1上的光的反射并且增加了预定波段的选择性，由此增加了太阳能电池1的效率。
抗反射层130利用用来形成抗反射层130的氢（H）来执行钝化功能，该钝化功能将在发射极区120的表面及表面周围存在的缺陷例如自由键转变为稳定键，从而防止或减少移动到发射极区120的表面的载流子的复合和/或消失。因此，提高了太阳能电池1的效率。
如在图1和图2中所示，与在第一区域S1中的衬底110的入射表面上形成的多个不平坦部分的形状相一致，位于第一区域S1中的抗反射层130的入射表面具有多个不平坦部分，所述多个不平坦部分中的每一个具有角锥形状。此外，与在第二区域S2中的衬底110的入射表面的形状相一致，位于第二区域S2中的抗反射层130的入射表面不具有角锥形状的不平坦部分。因此，在第二区域S2中的抗反射层130的入射表面比在第一区域S1中的抗反射层130的入射表面更加平滑或更加平坦。
由于对于衬底110的每一单位表面面积而言在衬底110的入射表面的表面面积之间的差异，在衬底110的第一区域S1中的抗反射层130的厚度可能与在衬底110的第二区域S2中的抗反射层130的厚度不同。即，在第一区域S1中的抗反射层130的厚度可能小于在第二区域S2中的抗反射层130的厚度。稍后将参考图4详细地描述这个。
在本发明的实施方式中，抗反射层130具有多层结构，包括例如双层结构。可选地，抗反射层130可以具有单层结构。
在本发明的实施方式中，抗反射层130具有包括第一抗反射层131和第二抗反射层132的双层结构。第一抗反射层131邻接发射极区120并且直接位于发射极区120上。第二抗反射层132邻接第一抗反射层131并且直接位于第一抗反射层131上。
第一抗反射层131的折射率可以大于第二抗反射层132的折射率。例如，第一抗反射层131的折射率可以为大约2.1到2.3，第二抗反射层132的折射率可以为大约1.75到1.9。
第一抗反射层131可以由例如氮化硅（SiNx）形成。第一抗反射层131执行钝化功能，该钝化功能将在发射极区120的表面及表面周围存在的缺陷例如自由键转变为稳定键，从而防止或减少移动到发射极区120的载流子的复合和/或消失。而且，第一抗反射层131减小入射在衬底110上的光的反射。第一抗反射层131具有大约2.1到2.3的折射率。
当第一抗反射层131的折射率小于大约2.1时，由于光的平稳反射（smoothreflection），第一抗反射层131的抗反射功能没有被良好地执行。因此，第一抗反射层131的钝化效果被降低，并且太阳能电池1的效率被降低。当第一抗反射层131的折射率大于大约2.3时，因为入射在衬底110上的光在第一抗反射层131中被吸收，所以降低了衬底110的光电效率。
第二抗反射层132仅位于第一抗反射层131上。第二抗反射层132可以以与第一抗反射层131相同的方式由氮化硅（SiNx）形成。第二抗反射层132具有大约1.75到1.9的折射率。
第一抗反射层131和第二抗反射层132减小了在衬底110上入射的光的反射并且增加了在衬底110中吸收的光的量。而且，由于在氮化硅（SiNx）中包含的氢（H），第二抗反射层132进一步改善了钝化效果。
如上所述，第二抗反射层132的折射率小于第一抗反射层131的折射率。因此，第二抗反射层132的抗反射效果可优于第一抗反射层131的抗反射效果，但是第二抗反射层132的钝化效果可能劣于第一抗反射层131的钝化效果。
当第二抗反射层132的折射率小于大约1.75时，由于光的平稳反射，第二抗反射层132的抗反射功能没有被良好地执行。当第二抗反射层132的折射率大于大约1.9时，因为入射在衬底110上的光在第二抗反射层132中被吸收，所以降低了衬底110的光电效率。
如在图1中所示，前电极部150包括多个指状电极151以及与指状电极151交叉的多条前母线152。前电极部150形成在发射极区120的前表面上并且电连接到发射极区120。可选地，在另外的实施方式中可以省略所述多条前母线152。
指状电极151和前母线152彼此连接。指状电极151彼此分离并且在固定的方向上彼此平行地延伸。而且，前母线152彼此分离并且在固定的方向上彼此平行地延伸。指状电极151和前母线152收集移动到发射极区120的载流子（例如，电子）。
前母线152位于与指状电极151相同水平高度的层上，并且在指状电极151和前母线152的交叉处，电学地和物理地连接到指状电极151。
如在图1中所示，所述多个指状电极151可以以在横向或纵向方向上延伸的条形状布置，并且所述多条前母线152可以以在纵向或横向方向上延伸的条形状布置。因此，前电极部150可以具有在衬底110的前表面上的格子形状。
前母线152不仅收集从发射极区120移动的载流子（例如，电子），而且还收集由指状电极151所收集的横越前母线152的载流子，并且在期望的方向上移动收集的载流子。因此，每一个前母线152的宽度可以大于每一个指状电极151的宽度。
前母线152连接到外部装置并且将收集的载流子输出到外部装置。包括指状电极151和前母线152的前电极部150由诸如银（Ag）这样的至少一种导电材料形成。
在本发明的实施方式中，如果必要或期望的话，指状电极151的数量和前母线152的数量可以改变。在本发明的实施方式中，包括多个指状电极151和/或多条前母线152的前电极部150可以形成在至少第一区域S1和第二区域S2上。例如，前电极部150可以形成在第一区域S1和第二区域S2两者上。
背表面场区170是比衬底110更重地掺杂有与衬底110相同的导电类型的杂质的区（例如，p+型区）。
由在衬底110的第一导电类型区（p型区）的杂质浓度和背表面场区170的杂质浓度之间的差异形成势垒。因此，势垒防止或减少电子移动到用作空穴的移动路径的背表面场区170，并且使得空穴更加容易移动到背表面场区170。因此，背表面场区170减小了由于在衬底110的背表面及背表面周围的电子和空穴的复合和/或消失而损失的载流子的量并且加速了期望载流子（例如，空穴）的移动，由此增加了移动到背电极部160的载流子的量。
如在图1中所示，位于衬底110的背表面上的背电极部160包括背电极161和多条背母线162。在另外的实施方式中，如果必要或期望的话，背母线162可以被省略。
背电极161与位于衬底110的背表面的背表面场区170接触，并且位于衬底110的除了背母线162的形成区域以外的整个背表面上。在另外的实施方式中，背电极161可以不位于衬底110的背表面的边缘。背电极161由诸如铝（Al）这样的至少一种导电材料形成。
背电极161收集移动到背表面场区170的载流子（例如，空穴）。
因为背电极161与杂质浓度高于衬底110的背表面场区170接触，所以减小了在衬底110（即，背表面场区170）和背电极161之间的接触电阻。因此，提高了载流子的从衬底110到背电极161的传送效率。
背母线162位于衬底110的其上没有布置背电极161的背表面上，并且连接到背电极161。在衬底110的背表面上，背母线162和背电极161位于水平高度相同的层上。
背母线162以与前母线152相同的方式收集从背电极161传送的载流子。
背母线162连接到外部装置，并且由背母线162收集的载流子（例如，空穴）被输出到外部装置。
背母线162可以由导电性优于背电极161的材料形成。例如，与背电极161不一样，背母线162可以包括诸如银（Ag）这样的至少一种导电材料。
背母线162在与前母线152的延伸方向相同的方向上彼此平行地延伸并且彼此分离。背母线162与前母线152在其之间插入了衬底110的情况下相反地布置。在本发明的实施方式中，背母线162的数量可以等于前母线152的数量，并且可以对准。
例如，背母线162可以具有在与前母线152平行的方向上的条形状。
下面描述具有上述结构的太阳能电池1的操作。
当照射到太阳能电池1的光穿过抗反射层130入射在均是半导体部的发射极区120和衬底110上时，通过基于入射光而产生的光能在发射极区120和衬底110中生成电子和空穴。在该情形中，因为通过抗反射层130减小了入射在衬底110上的光的反射损失，所以增加了入射在衬底110上的光的量。
由于衬底110和发射极区120的p-n结，电子向n型发射极区120移动，并且空穴向p型衬底110移动。
移动到发射极区120的电子由指状电极151和前母线152收集，并且然后沿着前母线152移动。移动到衬底110的空穴由背电极161和背母线162收集，并且然后沿着背母线162移动。当前母线152利用电线连接到背母线162时，电流在其中流动以由此实现电流用于电功率。
图3详细地例示了在图1和图2中示出的太阳能电池的衬底。
在图3中，（a）示出了在执行纹理化处理之后衬底110的入射表面；（b）是在衬底110的入射表面中的第一区域S1（即，单晶硅区域）的放大视图；以及（c）是在衬底110的入射表面中的第二区域S2（即，多晶硅区域）的放大视图。
如在图3的（a）中所示，根据本发明的实施方式的衬底110包括第一区域S1（即，单晶硅区域）和第二区域S2（即，多晶硅区域）。
更具体地，如在图3的（a）中所示，在衬底110中的第一区域S1和第二区域S2的形成位置和形成尺寸可以任意地确定，而不需要具体图案和控制。
如在图3的（b）中所示，当在衬底110的入射表面上执行了纹理化处理时，衬底110的第一区域S1可以具有多个不平坦部分，每一个不平坦部分均具有角锥形状。
在形成于衬底110的第一区域S1中的具有角锥形状的不平坦部分P的上顶点之间的距离PD可以等于或小于大约3μm。每一个不平坦部分P的高度PH可以等于或小于大约4μm。
如在图3的（c）中所示，于在衬底110的入射表面上执行纹理化处理之后，在第二区域S2中，可以形成具有非一致的任意图案的多个相对几乎平滑的不平坦部分，具有一致图案（例如，角锥形状）的多个不平坦部分可能不形成在第二区域S2中。原因在于，由于多晶硅的属性，衬底110的第二区域S2的晶体取向不是一致的。即使不平坦部分形成在第二区域S2中，在第二区域S2中的不平坦部分的高度也可以比在第一区域S1中的不平坦部分的高度小得多。因此，与第一区域S1相比，第二区域S2可以拥有具有非一致形状的相对几乎平滑的表面。
基于单位面积（例如，包括第一区域S1和第二区域S2的衬底110的1μm2），第一区域S1的表面面积大于第二区域S2的表面面积。
包括第一区域S1（即，单晶硅区域）和第二区域S2（即，多晶硅区域）的衬底110具有比仅由多晶硅形成的衬底好的特性。即，衬底110具有比多晶硅衬底更长的载流子的体寿命并且比多晶硅衬底更便宜。
通过具有上述结构的衬底110，根据本发明的实施方式的太阳能电池1可以使用在衬底110内生成的与衬底110的表面的周围相比更多的载流子。
换句话说，因为根据本发明的实施方式的太阳能电池1可以使用在衬底110内生成的载流子，所以，与仅多晶硅衬底的太阳能电池相比，衬底110可以进一步地增加在太阳能电池1中生成的电流的量。因此，可以提高太阳能电池1的效率。
如上所述，因为根据本发明的实施方式的太阳能电池1包括包含第一区域S1和第二区域S2的衬底110，所以位于衬底110的前表面上的抗反射层130的厚度可以改变。参考图4详细地描述这个。
图4是图2中示出的与第一区域S1对应的部分‘A’和与第二区域S2对应的部分‘B’的放大视图。具体地，图4的（a）是与第一区域S1对应的部分‘A’的放大视图，图4的（b）是与第二区域S2对应的部分‘B’的放大视图。
如在图4的（a）和（b）中所示，发射极区120和抗反射层130形成在具有角锥形状的不平坦部分的第一区域S1和不具有角锥形状的不平坦部分的第二区域S2上。
在该情形中，因为发射极区120的第二导电类型杂质被扩散并且掺杂到衬底110中，所以在第一区域S1中的发射极区120的厚度ET1基本上等于在第二区域S2中的发射极区120的厚度ET1。然而，与在第一区域S1中的衬底110的入射表面上形成的不平坦部分的形状相一致，在第一区域S1上的发射极区120的入射表面具有多个不平坦部分，所述多个不平坦部分中的每一个均具有角锥形状。此外，与在第二区域S2中的衬底110的入射表面的形状相一致，在第二区域S2上的发射极区120的入射表面不具有角锥形状的不平坦部分。因此，在第二区域S2中的发射极区120的入射表面比在第一区域S1中的发射极区120的入射表面更加平滑或更加平坦。
结果，基于衬底110的单位面积，第一区域S1中的发射极区120的表面面积大于第二区域S2中的发射极区120的表面面积。
抗反射层130的形成材料散布并且堆积在发射极区120上。在该情形中，基于衬底110的单位面积，在第一区域S1中的发射极区120上散布的抗反射层130的形成材料的量基本上等于在第二区域S2中的发射极区120上散布的抗反射层130的形成材料的量。
然而，由于在第一区域S1的表面面积和第二区域S2的表面面积之间的差异，在衬底110的第一区域S1中形成的抗反射层130的厚度小于在衬底110的第二区域S2中形成的抗反射层130的厚度。
在该情形中，如果基于第一区域S1确定抗反射层130的总厚度，则由于在形成于第一区域S1和第二区域S2中的抗反射层130的厚度之间的差异，在第二区域S2中形成的抗反射层130可能过厚。而且，如果基于第二区域S2确定抗反射层130的总厚度，则由于在形成于第一区域S1和第二区域S2中的抗反射层130的厚度之间的差异，在第一区域S1中形成的抗反射层130可能过薄。
因此，可能生成光损失或者可能减小钝化效果。结果，太阳能电池1的光电转换效率可以优于包括多晶硅衬底的太阳能电池。
然而，如上面参考图3所述，如果考虑到载流子的相对较长的体寿命而使用与在衬底110的表面周围相比能够在衬底110内生成更多的载流子的长波段的光，则可以进一步提高太阳能电池1的光电转换效率。
第一抗反射层131的折射率可以设置为大约2.1到2.3，并且第二抗反射层132的折射率可以设置为大约1.75到1.9，从而更加有效地使用长波段的光。在该情形中，在第一区域S1中的抗反射层130的折射率和在第二区域S2中的抗反射层130的折射率可以设置为基本上彼此相等。
在第一区域S1中的抗反射层130的整个厚度可以为大约70nm到110nm，并且在第二区域S2中的抗反射层130的整个厚度可以为大约100nm到140nm。
在抗反射层130的上述厚度范围内，在第一区域S1中的抗反射层130的整个厚度可以为在第二区域S2中的抗反射层130的整个厚度的大约60%到80%。
更具体地，在第一区域S1中的第一抗反射层131的厚度ARTa1可以为大约30nm到50nm，在第一区域S1中的第二抗反射层132的厚度ARTa2可以为大约40nm到60nm并且可以大于在第一区域S1中的第一抗反射层131的厚度ARTa1。
而且，在第二区域S2中的第一抗反射层131的厚度ARTb1可以为大约40nm到60nm，在第二区域S2中的第二抗反射层132的厚度ARTb2可以为大约60nm到80nm并且可以大于在第二区域S2中的第一抗反射层131的厚度ARTb1。
根据本发明的实施方式的太阳能电池1将第一抗反射层131和第二抗反射层132的折射率和厚度设置为上述值，由此减小了大约700nm到1,000nm的长波段的光的反射，并且进一步地提高了太阳能电池1的光电转换效率。
图5例示了抗反射层根据光波长的反射比。
在图5中，（a）例示了在衬底110的第一区域S1中根据光波长的反射比，（b）例示了在衬底110的第二区域S2中根据光波长的反射比。
在图5的（a）和（b）中，‘情形1’指示将第一抗反射层131用作抗反射层的示例，并且‘情形2’指示将第一抗反射层131和第二抗反射层132用作抗反射层的示例。
在图5的（a）和（b）中，情形1使用具有单层结构和大约2.2的折射率的第一抗反射层131。
在第一区域S1中的第一抗反射层131的厚度设置为大约35nm，并且在第二区域S2中的第一抗反射层131的厚度设置为大约50nm。
而且，在图5的（a）和（b）中，情形2使用具有双层结构的抗反射层。更具体地，用作下层的第一抗反射层131的折射率和厚度基本上等于在情形1中使用的第一抗反射层131的折射率和厚度。位于第一抗反射层131上的第二抗反射层132的折射率设置为大约1.8。而且，在第一区域S1中的第二抗反射层132的厚度设置为大约50.5nm，并且在第二区域S2中的第二抗反射层132的厚度设置为大约72nm。
在图5的（a）和（b）中，情形1的单层抗反射层的折射率和厚度和情形2的双层抗反射层的折射率和厚度设置在根据本发明的实施方式的抗反射层130的范围内，从而增加长波段的光的吸收比。
如在图5的（a）和（b）中所示，大约700nm到1,000nm的长波段的光的反射比等于或小于大约10%并且是良好的。
而且，在小于大约700nm的中波段和短波段中，情形2的双层抗反射层的反射比小于情形1的单层抗反射层的反射比，并且因此进一步提高了情形2的双层抗反射层的吸收比。
更具体地，如在图5的（a）中所示，在等于或小于大约450nm的短波段中，在衬底110的第一区域S1中的双层抗反射层的反射比比在衬底110的第一区域S1中的单层抗反射层的反射比小得多。而且，如在图5的（b）中所示，在大约550nm的中波段和短波段中，在衬底110的第二区域S2中的双层抗反射层的反射比比在衬底110的第二区域S2中的单层抗反射层的反射比小得多。
如上所述，使用包括由单晶硅形成的第一区域和由多晶硅形成的第二区域的衬底提高了根据本发明的实施方式的太阳能电池的光电效率，并且大大地减小了太阳能电池的制造成本。而且，考虑到载流子的体寿命而设置抗反射层的折射率和厚度，从而增加长波段的光的吸收比，并且因此进一步地提高了太阳能电池的光电转换效率。
虽然已经参考大量的示例性实施方式对实施方式进行了描述，但是应该理解的是，在本公开的原理的范围内，本领域技术人员可以设计多种其它的修改和实施方式。更具体地，在本公开、附图和所附权利要求书的范围内，主题组合装置的部件和/或布置中的多种变化和修改是可能的。除了部件和/或布置中的变化和修改之外，可选择的使用对于本领域技术人员也将是明显的。
本申请要求2011年7月29日在韩国国家知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2011-0075680的优先权，该韩国专利申请的全部内容通过引用被合并在这里。

Claims (15)

1.一种太阳能电池，所述太阳能电池包括：
第一导电类型的衬底；
与所述第一导电类型相反的第二导电类型的发射极区，该发射极区与所述衬底一起地形成p-n结；
位于所述发射极区上的抗反射层；
电连接到所述发射极区的前电极部；和
电连接到所述衬底的背电极部；
其中，所述衬底包括由单晶硅形成的第一区域和由多晶硅形成的第二区域，并且
其中，位于所述第一区域中的所述抗反射层的厚度小于位于所述第二区域中的所述抗反射层的厚度，
其中，所述抗反射层包括第一抗反射层和第二抗反射层，所述第一抗反射层直接位于所述发射极区上，并且所述第二抗反射层直接位于所述第一抗反射层上，
其中，在所述第一区域中的所述第一抗反射层的厚度为30nm到50nm，并且在所述第一区域中的所述第二抗反射层的厚度为40nm到60nm并且大于在所述第一区域中的所述第一抗反射层的厚度，
其中，在所述第二区域中的所述第一抗反射层的厚度为40nm到60nm，并且在所述第二区域中的所述第二抗反射层的厚度为60nm到80nm，并且
其中，所述第一抗反射层的折射率为2.1到2.3，并且所述第二抗反射层的折射率为1.75到1.9。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，位于所述第一区域中的所述抗反射层的厚度为位于所述第二区域中的所述抗反射层的厚度的60％到80％。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，在所述第一区域中的所述衬底的入射表面包括每一个均具有角锥形状的多个不平坦部分，并且在所述第二区域中的所述衬底的入射表面不包括具有角锥形状的不平坦部分。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池，其中，在所述衬底的所述第一区域中的角锥形状的所述多个不平坦部分的上顶点之间的距离等于或小于3μm，并且角锥形状的所述多个不平坦部分中的每一个的高度等于或小于4μm。
5.根据权利要求3所述的太阳能电池，其中，在所述衬底的所述第一区域中的所述发射极区的入射表面包括每一个均具有角锥形状的多个不平坦部分，并且在所述衬底的所述第二区域中的所述发射极区的入射表面不包括具有角锥形状的不平坦部分。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池，其中，在所述衬底的所述第一区域中的所述发射极区的厚度等于在所述衬底的所述第二区域中的所述发射极区的厚度。
7.根据权利要求3所述的太阳能电池，其中，在所述衬底的所述第一区域中的所述抗反射层的入射表面包括每一个均具有角锥形状的多个不平坦部分，并且在所述衬底的所述第二区域中的所述抗反射层的入射表面不包括具有角锥形状的不平坦部分。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，在所述第一区域中的所述抗反射层总体上具有70nm到110nm的厚度，并且在所述第二区域中的所述抗反射层总体上具有100nm到140nm的厚度。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，在所述第一区域中的所述第一抗反射层的折射率等于在所述第二区域中的所述第一抗反射层的折射率，并且在所述第一区域中的所述第二抗反射层的折射率等于在所述第二区域中的所述第二抗反射层的折射率。
10.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第一抗反射层和所述第二抗反射层由氮化硅形成。
11.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述抗反射层由氮化硅形成。
12.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述衬底的所述第二区域比所述衬底的所述第一区域更加平滑。
13.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，位于所述衬底的所述第二区域中的所述发射极区的入射表面比位于所述衬底的所述第一区域中的所述发射极区的入射表面更加平滑。
14.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，位于所述衬底的所述第二区域中的所述抗反射层的入射表面比位于所述衬底的所述第一区域中的所述抗反射层的入射表面更加平滑。
15.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述前电极部形成在所述第一区域和所述第二区域上。
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