CN103390659B - 太阳能电池及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

太阳能电池及其制造方法。一种太阳能电池包括：半导体基板，其具有第一导电类型；在所述半导体基板的表面上的发射层，该发射层具有不同于所述第一导电类型的第二导电类型；以及电极，其包括电连接到所述发射层的第一电极和电连接到所述半导体基板的第二电极。所述发射层包括与所述第一电极相邻的高浓度掺杂部分以及在不包括所述高浓度掺杂部分的区域中的低浓度掺杂部分。所述低浓度掺杂部分具有比所述高浓度掺杂部分的电阻高的电阻。所述高浓度掺杂部分包括具有第一电阻的第一区域以及具有比所述第一电阻高的第二电阻的第二区域。

Description

太阳能电池及其制造方法
技术领域
本公开涉及太阳能电池及其制造方法，更具体地讲，涉及包括杂质层的太阳能电池及其制造方法。
背景技术
近来，随着诸如石油和煤的已有能源正在耗尽，对替代能源的关注正在增加。具体地讲，作为下一代替代能源，直接将太阳能转换为电能的太阳能电池引人关注。
在这种太阳能电池中，为了进行光电转换，形成杂质层以形成pn结，形成电极以连接到n型杂质层和/或p型杂质层。为了增强杂质层的特性，已提出分别向杂质层中注入不同量的杂质的结构。然而，在这种结构中，在接触各个电极的区域中的空穴和电子的表面复合可能增加，从而使太阳能电池的效率变差。
发明内容
因此，鉴于上述问题，一个目的在于提供一种太阳能电池，该太阳能电池包括具有改进的结构的杂质层，从而实现增强的效率。
另一目的在于提供一种用于利用简单的工艺制造太阳能电池的方法，该太阳能电池包括具有改进的结构的杂质层从而实现增强的效率。
根据一个方面，可通过提供一种太阳能电池来实现以上和其它目的，该太阳能电池包括：具有第一导电类型的半导体基板；在所述半导体基板的表面上的发射层，该发射层具有不同于所述第一导电类型的第二导电类型；以及电极，其包括电连接到所述发射层的第一电极和电连接到所述半导体基板的第二电极，其中，所述发射层包括与所述第一电极相邻的高浓度掺杂部分以及在不包括所述高浓度掺杂部分的区域中的低浓度掺杂部分，所述低浓度掺杂部分具有比所述高浓度掺杂部分的电阻高的电阻，其中，所述高浓度掺杂部分包括具有第一电阻的第一区域以及具有比所述第一电阻高的第二电阻的第二区域。
根据另一方面，提供了一种太阳能电池，该太阳能电池包括：具有第一导电类型的半导体基板；在所述半导体基板的表面上的发射层，该发射层具有不同于所述第一导电类型的第二导电类型；在所述半导体基板的另一表面上的背面场层，该背面场层具有所述第一导电类型；以及电极，其包括电连接到所述发射层的第一电极和电连接到所述背面场层的第二电极，其中，所述发射层和背面场层中的至少一个包括分别与所述第一电极或所述第二电极相邻的高浓度掺杂部分以及在不包括所述高浓度掺杂部分的区域中的低浓度掺杂部分，所述低浓度掺杂部分具有比所述高浓度掺杂部分的电阻高的电阻，其中，所述高浓度掺杂部分包括具有第一电阻的第一区域以及具有比所述第一电阻高的第二电阻的第二区域。
根据另一方面，提供了一种用于制造太阳能电池的方法，该方法包括以下步骤：在半导体基板处形成杂质层，其中，形成所述杂质层包括以下步骤，通过将杂质掺杂到所述半导体基板中来形成低浓度掺杂部分，以及通过对形成在所述低浓度掺杂部分上方的玻璃组成层选择性地施加热来形成具有比所述低浓度掺杂部分的电阻低的电阻的高浓度掺杂部分，其中，形成所述高浓度掺杂部分包括形成具有第一电阻的第一区域以及具有比所述第一电阻高的电阻的第二区域。
附图说明
从以下结合附图进行的详细描述，以上和其它目的、特征和其它优点将更清楚地理解，附图中：
图1是根据本发明的示例性实施方式的太阳能电池的截面图；
图2是示意性地示出图1的太阳能电池中的第一电极和发射层的结构的平面图；
图3a至图3k是示出根据本发明的示例性实施方式的太阳能电池的制造方法的截面图；
图4是根据本发明的另一示例性实施方式的太阳能电池的截面图；
图5是根据本发明的另一示例性实施方式的太阳能电池的截面图；
图6是根据本发明的另一示例性实施方式的太阳能电池的截面图；以及
图7是根据本发明的另一示例性实施方式的太阳能电池的截面图。
具体实施方式
现在将详细说明本发明的优选实施方式，这些优选实施方式的示例示出在附图中。这些实施方式并非旨在限制本发明。也可提供其它实施方式。
为了描述清晰起见，图中可省略除了构成本发明的基本特征的元件之外的构成元件。相同的标号始终指代相同的元件。在附图中，为了说明清晰和方便起见，构成元件的宽度、厚度等可能被夸大或缩小。本发明不限于所示出的厚度、宽度等。
还将理解，当用在本说明书中时，术语“包括”和/或“包含”指明存在所提及的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或增加一个或更多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。另外，在对实施方式的描述中，将理解，当提及层（或膜）、区域、焊盘、图案或结构被设置在另一层、区域、焊盘、图案或基板“上/上面/上方”时，其可直接与另一层、区域、焊盘、图案或基板接触，或者还可存在一个或更多个介于其间的层、区域、焊盘、图案或结构。另外，还将理解，当提及层（或膜）、区域、焊盘、图案或结构被设置在两个层、两个区域、两个焊盘、两个图案或两个结构“之间”时，其可为这两个层、两个区域、两个焊盘、两个图案和两个结构之间的仅有的层、区域、焊盘、图案或结构，或者还可存在一个或更多个介于其间的层、区域、焊盘、图案或结构。
以下将参照附图详细描述根据本发明的示例性实施方式的太阳能电池及其制造方法。
图1是根据本发明的示例性实施方式的太阳能电池的截面图。图2是示意性地示出图1的太阳能电池中的第一电极和发射层的结构的平面图。
参照图1和图2，根据例示的实施方式的太阳能电池（由标号“100”指代）包括半导体基板10、形成在半导体基板10处的杂质层20-30以及电连接到半导体基板10或杂质层20和30的电极24-34。更详细地讲，杂质层20-30可包括形成在半导体基板10的第一表面（以下称作“正面”）上方的发射层20以及形成在半导体基板10的第二表面（以下称作“背面”）上方的背面场层30。电极24-34可包括电连接到发射层20的第一电极24以及电连接到半导体基板10或背面场层30的第二电极34。另外，太阳能电池100还可包括减反射膜22和钝化膜32。这将在下文更详细地描述。
半导体基板10可包括各种半导体材料。例如，半导体基板10可包括包含第一导电类型的杂质的硅。对于硅，可使用单晶硅或多晶硅。第一导电类型可为p型。即，半导体基板10可为掺杂有III族元素（例如，硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)和铟(In)）的单晶硅或多晶硅。
当半导体基板10具有p型导电性时，形成在半导体基板10的正面处的发射层20具有n型导电性，这样形成pn结。当用光照射该pn结时，根据光电效应生成的电子朝着半导体基板10的正面迁移，以被第一电极24收集。同时，空穴朝着半导体基板10的背面迁移，以被第二电极34收集。结果，产生电能。
虽然未示出，但是半导体基板10的正面和/或背面可设置有例如具有根据纹理化工艺的锥形图案的不均匀性。当根据（例如）形成在其正面上方的不均匀性，半导体基板10的表面粗糙度增加时，可降低半导体基板10的正面的反射率。因此，可增加到达形成在半导体基板10与发射层20之间的界面处的pn结的光的量，进而使光损失最小。当然，本发明不限于上述结构。例如，可仅在半导体基板10的正面上方形成不均匀性。另选地，可根本不形成不均匀性。
形成在半导体基板的正面处的发射层20包含第二导电类型的杂质。发射层20与半导体基板10一起形成pn结。在这种情况下，发射层20可通过在半导体基板10中掺杂V族元素（例如，磷(P)、砷(As)、铋(Bi)和锑(Sb)）来形成。
在示例性实施方式中，发射层20具有选择性发射极结构，该选择性发射极结构包括具有相对低的掺杂浓度同时呈现高电阻的正面低浓度掺杂部分210以及具有相对高的掺杂浓度同时呈现低电阻的正面高浓度掺杂部分220。更详细地讲，呈现低电阻的正面高浓度掺杂部分220形成在半导体基板10中的与各个第一电极24相邻的区域中。正面低浓度掺杂部分210形成在半导体基板10中的除了形成有正面高浓度掺杂部分220的区域之外的区域中。正面高浓度掺杂部分220的掺杂深度可大于正面低浓度掺杂部分210。
因而，在例示的实施方式中，正面低浓度掺杂部分210形成在相邻的第一电极24之间的上面有光入射的区域中，以实现浅结发射极。因此，可增强太阳能电池100的电流密度。另外，正面高浓度掺杂部分220形成在与各个第一电极24相邻的区域中，以减小与第一电极24的接触电阻。因而，根据例示的实施方式的发射层可根据其选择性发射极结构使太阳能电池100的效率最大。
在示例性实施方式中，正面高浓度掺杂部分220可包括具有第一电阻的第一区域222以及各自具有比第一电阻高的第二电阻的第二区域224。在这种情况下，第一区域222的掺杂深度可大于第二区域224。这将稍后更详细地描述。
减反射膜22和第一电极24可形成在半导体基板10的正面处的发射层20上。
减反射膜22可基本上形成在半导体基板10的除了形成有第一电极24的区域之外的整个正面上方。减反射膜22降低通过半导体基板10的正面入射的光的反射率。因此，可增加到达形成在半导体基板10与发射层20之间的界面处的pn结的光的量。因此，太阳能电池100的短路电流Isc可增大。
减反射膜22还可用作钝化膜以使发射层20的表面或主体中存在的缺陷失效。因此，去除了少数载流子的复合位点。因而，可增大太阳能电池100的开路电压Voc。由于太阳能电池100的开路电压和短路电流通过减反射膜22而增大，所以太阳能电池100的转换效率可提高。
减反射膜22可包含能够防止反射的各种材料。例如，减反射膜可包括氮化硅膜。当然，本发明不限于这种材料，因此，减反射膜22可包含各种材料。即，减反射膜22可具有通过一个膜形成的单层膜结构，所述一个膜选自由氮化硅膜、包含氢的氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅膜、MgF2膜、ZnS膜、TiO2膜和CeO2膜组成的组，或者可具有通过选自所述组的两个或更多个膜的组合形成的多层结构。
各个第一电极24可延伸穿过半导体基板10的正面处的减反射膜22，以电连接到发射层20。各个第一电极24可具有各种平面形状。例如，如图2所示，各个第一电极24可包括指状电极24a，所述指状电极24a平行排列并具有第一间距D1。另外，各个第一电极24可包括总线电极24b，所述总线电极24b形成为在与指状电极24a交叉的方向上延伸。各个第一电极24可包括一个总线电极24b。另选地，如图2所示，各个第一电极24可包括多个总线电极24b，这些总线电极24b平行排列并具有比第一间距D1大的第二间距D2。在这种情况下，各个总线条24b的宽度W2可大于各个指状电极24a的宽度W1。当然，本发明不限于这些宽度。例如，总线条24b的宽度与指状电极24a相同。即，各个第一电极24的形状仅是示意性的，本发明不限于此。各个第一电极24可由各种材料制成。
再次参照图1，包含掺杂浓度比半导体基板10高的第一导电类型的杂质的背面场层30形成在半导体基板10的背面处。背面场层30不是必需的，因此，可根据设计等来实施。
在示例性实施方式中，背面场层30可具有选择性背面场结构，该选择性背面场结构包括具有相对低的掺杂浓度同时呈现高电阻的背面低浓度掺杂部分310以及具有相对高的掺杂浓度同时呈现低电阻的背面高浓度掺杂部分320。更详细地讲，呈现低电阻的背面高浓度掺杂部分320形成在半导体基板10中的与各个第二电极34相邻的区域中。背面低浓度掺杂部分310形成在半导体基板10中的除了形成有背面高浓度掺杂部分320的区域之外的区域中。背面高浓度掺杂部分320的掺杂深度可大于背面低浓度掺杂部分310。
因而，在例示的实施方式中，背面低浓度掺杂部分310形成在相邻的第二电极34之间的上面有光入射的区域中，从而有效防止电子和空穴的复合。因此，可提高太阳能电池100的电流密度，同时增大太阳能电池100的开路电压。另外，背面高浓度掺杂部分320形成在与各个第二电极34相邻的区域中，以减小与第二电极34的接触电阻。即，根据例示的实施方式的背面场层30通过其选择性背面场结构提高了太阳能电池100的效率。
在示例性实施方式中，背面高浓度掺杂部分320可包括具有第三电阻的第一区域322以及各自具有比第三电阻高的第四电阻的第二区域324。这将在稍后更详细地描述。在这种情况下，第一区域322的掺杂深度可大于第二区域324。
钝化膜32和第二电极34可形成在半导体基板10的背面处。
钝化膜32可基本上形成在半导体基板10的除了形成有第二电极34的区域之外的整个背面上方。钝化膜32可使半导体基板10的背面处存在的缺陷失效，从而去除少数载流子的复合位点。因而，可增大太阳能电池100的开路电压。
钝化膜32可由透明绝缘材料制成，以允许光通过。因此，光可穿过钝化膜32入射在半导体基板10的背面上，因此，太阳能电池100的效率可提高。钝化膜32可具有通过一个膜形成的单层膜结构，所述一个膜选自由氮化硅膜、包含氢的氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅膜、MgF2膜、ZnS膜、TiO2膜和CeO2膜组成的组，或者可具有通过选自所述组的两个或更多个膜的组合形成的多层结构。当然，本发明不限于这些结构。钝化膜32可包括各种材料。
各个第二电极34可包括呈现优异的导电性等的各种金属。各个第二电极34的结构可类似于图2所示的各个第一电极24的结构。因此，对各个第二电极34的具体结构将不再进一步详细描述。
在例示的实施方式中，具有选择性发射极结构的发射层20和具有选择性背面场结构的背面场层30可使太阳能电池100的效率最大化。这将更详细地描述。在下面的描述中，正面高浓度掺杂部分220和背面高浓度掺杂部分320将被统称为“高浓度掺杂部分220和320”，以方便描述。正面高浓度掺杂部分220的第一区域222和背面高浓度掺杂部分320的第一区域322将被统称为“第一区域222和322”。正面高浓度掺杂部分220的第二区域224和背面高浓度掺杂部分320的第二区域324将被统称为“第二区域224和324”。另外，电连接到正面高浓度掺杂部分220的第一电极24和电连接到背面高浓度掺杂部分320的第二电极34将被统称为“电极24和34”。
在例示的实施方式中，正面高浓度掺杂部分220可包括呈现不同电阻的第一区域222和第二区域224。背面高浓度掺杂部分320可包括呈现不同电阻的第一区域322和第二区域324。因此，通过高浓度掺杂部分220和320增加了空穴和电子的复合。结果，可防止开路电压减小。这将更详细地描述。
正面高浓度掺杂部分220的宽度通常大于各个第一电极24。背面高浓度掺杂部分320的宽度通常大于各个第二电极34。当高浓度掺杂部分220和320的宽度分别与电极24和34的宽度相同时，由于在形成电极24和34期间不可避免地生成的工艺误差，电极24和34可能无法完全或部分地分别接触高浓度掺杂部分220和320。在这种情况下，可能难以减小与电极24和34的接触电阻。为此，考虑工艺裕度，高浓度掺杂部分220和320形成为比电极24和34宽。同时，高浓度掺杂部分220和320的低电阻有效减小了与电极24和34的接触电阻。然而，由于高浓度掺杂部分220和320的高浓度，可能容易发生表面复合。结果，太阳能电池100的电流密度和开路电压可减小。
考虑这些问题，根据例示的实施方式，高浓度掺杂部分220和320分别包括呈现不同电阻的第一区域222和第二区域224以及呈现不同电阻的第一区域322和第二区域324。在这种情况下，与很可能接触相应电极24和34的中间部分对应的第一区域222和322分别具有相对低的第一电阻和第三电阻。布置在相应第一区域222和322的外部并且仅在存在工艺误差时接触相应电极24和34的第二区域224和324具有第二电阻和第四电阻，所述第二电阻和第四电阻分别高于第一电阻和第三电阻，但低于低浓度掺杂部分210和310的电阻。因此，即使在最大工艺误差率下，电极24和34也可被布置为使得电极24和34的至少部分分别接触第一区域222和322，电极24和34的剩余部分分别设置在第二区域224和324中。
即，在例示的实施方式中，考虑工艺裕度，可在接触相应电极24和34的区域（即，相应高浓度掺杂部分220和320）中通过使高浓度掺杂部分220和320的电阻低于相应低浓度掺杂部分210和310的电阻来减小与相应电极24和34的接触电阻。另外，通过使很可能接触相应电极24和34的第一区域222和322分别具有相对低的第一电阻和第三电阻，同时使第二区域224和324分别具有相对高的第二电阻和第四电阻，可减少与仅在存在工艺误差时接触相应电极24和34的工艺裕度区域对应的第二区域224和324中的表面复合。因此，可使电流密度减小和开路电压减小最小化。因此，可使太阳能电池100的效率最大化。
在例示的实施方式中，通过在对应第一区域222和322的相对侧布置第二区域224和324，可更有效地应对由工艺误差引起的未对准。
在发射层20中，各个第二区域224的宽度T2与第一区域222的宽度T1之比可为0.5至1.5。当所述比超过1.5时，第二区域224可能过宽，使得可能难以有效防止电流密度减小和开路电压减小。另一方面，当所述比小于0.5时，如果存在工艺误差，则第一电极24可能延伸至正面低浓度掺杂部分210超过第二区域224。即，考虑工艺误差和第二区域224的面积来确定所述比。类似地，在背面场层30中，第二区域324的宽度与第一区域322的宽度之比可为0.5至1.5。当然，本发明不限于上述比。上述比可考虑工艺误差等而变化。
第一区域222的宽度T1与第一电极24的宽度W之比可为0.8至1.2。第一电极24的宽度W对应于指状电极24a处的第一宽度W1，同时对应于总线条电极24b处的第二宽度W2。因此，基于第一宽度W1，考虑与指状电极24a相邻的区域中的第一区域222的宽度，而基于第二宽度W2，考虑与总线条电极24b相邻的区域中的第一区域224的宽度。当所述比超过1.2时，具有相对高浓度和低电阻的第一区域过宽。结果，在该区域中发生表面复合，从而使太阳能电池100的效率变差。另一方面，当所述比小于0.8时，第一电极24与第一区域222之间的接触面积不足，使得可能难以充分减小接触电阻。类似地，第二电极34的宽度与背面场层30中的第一区域322的宽度之比可为0.8至1.2。当然，本发明不限于上述比。上述比可考虑工艺误差等而变化。
在示例性实施方式中，第一区域222和322的电阻可为30Ω/平方至70Ω/平方（欧姆/平方）（更精确地，30Ω/平方至40Ω/平方）。第二区域224和324的电阻可为80Ω/平方至90Ω/平方。低浓度掺杂部分210和310可呈现100Ω/平方或更高（更精确地，100Ω/平方至120Ω/平方）的电阻。第二区域224和324中的每一个的电阻被确定为至少是能够确保与对应电极24或34的预定水平或更高的接触电阻的电阻。同时，发射层20的各个第二区域224的电阻被确定为在能够防止半导体基板10中形成分流的范围内。低浓度掺杂部分210和310的电阻被确定为允许形成浅结发射极的水平。当然，本发明不限于上述电阻。可采用各种电阻，只要其满足其中的电阻关系即可。
在例示的实施方式中，示出半导体基板10和背面场层30包含p型杂质，发射层20包含n型杂质的情况。当然，本发明不限于例示的情况。例如，半导体基板10和背面场层30可包含n型杂质，发射层20可包含p型杂质。
以下将参照图3a至图3k详细描述根据本发明的示例性实施方式的太阳能电池的制造方法。在下面的描述中，将不再对与上述内容相同的内容进行描述。
首先，如图3a所示，半导体基板10具有第一导电类型。尽管未示出，半导体基板10的正面和/或背面可根据纹理化工艺设置有不均匀性。作为纹理化工艺，可采用湿法或干法纹理化。湿法纹理化可通过将半导体基板10浸入纹理化溶液中来进行。湿法纹理化的优点在于处理时间短。干法纹理化通过利用金刚石钻头、激光等切割半导体基板10的表面来进行。干法纹理化能够形成均匀的不均匀性，但需要较长的处理时间。另外，半导体基板10可能被损坏。根据本发明，半导体基板10可利用各种方法来纹理化。
随后，如图3b至图3d所示，在半导体基板10的正面处形成发射层20。这将更详细地描述。
首先，如图3b所示，根据热扩散工艺在半导体基板10中掺杂杂质，从而形成正面低浓度掺杂部分210。热扩散工艺通过在半导体基板10处于受热状态的条件下将杂质的气态化合物（例如，包含磷(P)的化合物）扩散到半导体基板10中，从而利用杂质对半导体基板10进行掺杂来进行。该工艺的优点在于简单，因此便宜。利用上述热扩散工艺，可分别在半导体基板10的相对表面上方形成低浓度掺杂部分210。玻璃组成层212可形成在正面低浓度掺杂部分210上方。在利用热扩散工艺形成正面低浓度掺杂部分210期间不可避免地形成玻璃组成层212。例如，玻璃组成层212可包含磷硅玻璃(PSG)。
随后，如图3c和图3d所示，对形成在正面低浓度掺杂部分210上方的玻璃组成层212选择性地施加热，从而形成具有比正面低浓度掺杂部分210的电阻低的电阻的正面高浓度掺杂部分220。当在选择区域中加热玻璃组成层212时，玻璃组成层212中包含的杂质（例如，磷）从选择区域扩散至与半导体基板10的与选择区域对应的部分中，从而增加选择区域的掺杂浓度。结果，选择区域的电阻减小。
更详细地讲，在如图3c所示形成第一区域222之后，可如图3d所示形成第二区域224。当然，本发明不限于这种程序。例如，可在形成第二区域224之后形成第一区域222。
可采用各种方法来选择性地加热与相应正面高浓度掺杂部分220对应的区域。例如，可采用利用激光束230照射的方法。在这种情况下，通过采用不同功率的激光束来照射第一区域222和第二区域224，可使第一区域222和第二区域224具有不同的掺杂浓度和不同的电阻。
即，当如图3c所示，利用激光束230照射与相应第一区域222对应的区域时，使用相对高的功率，因此，第一区域222具有相对高的掺杂浓度和相对低的电阻。另一方面，当如图3d所示，利用激光束230照射与相应第二区域224对应的区域时，可使用相对低的功率，因此，第二区域224具有相对低的掺杂浓度和相对高的电阻。例如，当采用脉冲激光时，照射第一区域222的激光束的功率可为1.75焦耳至2焦耳，照射第二区域224的激光束的功率可为1焦耳至1.5焦耳。当然，本发明不限于上述值。激光功率可根据激光束的类型和激光束的波长范围而变化。代替不同的激光功率，可采用不同的激光束。
可根据输入给激光器的图案通过激光束230选择性地加热玻璃组成层212。可形成第一区域222和第二区域224，使得它们具有较小的宽度。
在例示的实施方式中，根据热扩散工艺形成的玻璃组成层212中包含的杂质扩散到半导体基板10中，从而形成选择性发射极结构。因此，可利用简单的工艺形成选择性发射极结构，而无需使用针对选择性发射极结构形成单独的掺杂层的工艺。另外，可利用激光束容易地使各个正面高浓度掺杂部分220的第一区域222和第二区域224具有不同的电阻。
随后，如图3e所示，在形成正面高浓度掺杂部分220之后，去除玻璃组成层212。可利用诸如氢氟酸或盐酸的酸蚀剂实现玻璃组成层212的去除。
随后，如图3f所示，可在发射层20上方形成减反射膜22。可根据各种方法（例如真空沉积方法、化学气相沉积方法、旋涂方法、丝网印刷方法和喷涂方法）形成减反射膜22。
然后，如图3g至图3i所示，在半导体基板10的背面处形成背面场层30。这将更详细地描述。
首先，如图3g所示，根据热扩散工艺利用杂质对半导体基板10进行掺杂，从而形成背面低浓度掺杂部分310。更详细地讲，可在对半导体基板10的背面进行蚀刻以去除形成在半导体基板10的背面处的低浓度掺杂部分210之后形成背面低浓度掺杂部分310。另选地，可根据以高于正面的浓度利用杂质对背面进行掺杂的过掺杂工艺形成背面低浓度掺杂部分310。
可根据热扩散工艺在半导体基板10的背面处形成背面低浓度掺杂部分310。在背面低浓度掺杂部分310上方可能形成玻璃组成层312。在利用热扩散工艺形成背面低浓度掺杂部分310期间不可避免地形成玻璃组成层312。例如，玻璃组成层312可包含硼硅玻璃(BSG)。
随后，如图3h和图3i所示，对形成在背面低浓度掺杂部分310上方的玻璃组成层312选择性地施加热，从而形成具有比背面低浓度掺杂部分310的电阻低的电阻的背面高浓度掺杂部分320。当在选择区域中加热玻璃组成层312时，玻璃组成层312中包含的杂质（例如，硼）从选择区域扩散到半导体基板10的与选择区域对应的部分中，从而增大选择区域的掺杂浓度。结果，选择区域的电阻减小。
更详细地讲，在如图3h所示形成第一区域322之后，可如图3i所示形成第二区域324。当然，本发明不限于这种程序。例如，可在形成第二区域324之后形成第一区域322。
可采用各种方法来选择性地加热与相应背面高浓度掺杂部分320对应的区域。例如，可采用利用激光束330照射的方法。在这种情况下，通过采用不同功率的激光束照射第一区域322和第二区域324，可使第一区域322和第二区域324具有不同的掺杂浓度和不同的电阻。
即，当如图3h所示，利用激光束330照射与相应第一区域322对应的区域时，使用相对高的功率，因此，第一区域322具有相对高的浓度和相对低的电阻。另一方面，当如图3i所示，利用激光束330照射与相应第二区域324对应的区域时，可使用相对低的功率，因此，第二区域324具有相对低的浓度和相对高的电阻。具体的激光功率与发射层20类似，因此，将不再对其进行详细描述。
可根据输入给激光器的图案通过激光束330选择性地加热玻璃组成层312。可形成第一区域322和第二区域324，使得它们具有较小的宽度。
在例示的实施方式中，根据热扩散工艺形成的玻璃组成层312中包含的杂质扩散到半导体基板10中，从而形成选择性背面场结构。因此，可利用简单的工艺形成选择性背面场结构，而无需使用针对选择性背面场结构形成单独的掺杂层的工艺。另外，可利用激光照射容易地使各个背面高浓度掺杂部分320的第一区域322和第二区域324具有不同的电阻。
随后，如图3j所示，去除玻璃组成层312，然后形成钝化膜32。可利用诸如氢氟酸或盐酸的酸蚀剂实现玻璃组成层312的去除。可根据各种方法（例如真空沉积方法、化学气相沉积方法、旋涂方法、丝网印刷方法和喷涂方法）形成钝化膜32。
随后，如图3k所示，在半导体基板10的正面处形成第一电极24，以接触发射层20的相应第一区域222。还在半导体基板10的背面处形成第二电极34，以接触背面场层30的相应第一区域322。
为了形成第一电极24，可在减反射膜22处形成开口。根据诸如电镀方法和沉积方法的各种方法在相应开口中形成第一电极24。为了形成第二电极34，可在钝化膜32处形成开口。根据诸如电镀方法和沉积方法的各种方法在相应开口中形成第二电极34。
另选地，还可通过根据丝网印刷方法分别在减反射膜22和钝化膜32上方涂布用于形成第一电极24和第二电极34的涂料，并使涂布的涂料经受烧穿工艺（fire throughprocess）或激光烧制接触工艺（laser firing contact process）来形成具有上述形状的第一电极24和第二电极34。在这种情况下，无需执行形成开口的处理。
即使存在工艺误差时，第一电极24和第二电极34的至少部分也分别接触第一区域222和322。
在例示的实施方式中，发射层20和背面场层30（杂质层）不仅包括相应的高浓度掺杂部分220和320（包括相应第一区域222和322和相应第二区域224和324），而且包括相应的低浓度掺杂部分210和310。因此，可使太阳能电池100的效率最大化。
在这种情况下，激光束照射根据热扩散工艺从杂质层形成的玻璃组成层（例如，PSG和BSG层），从而形成高浓度掺杂部分220和320。因此，无需形成单独的掺杂层。因此，可利用简单的工艺形成包括相应第一区域222和322和相应第二区域224和324的高浓度掺杂部分220和320以及低浓度掺杂部分210和310。
上述实施方式中的工艺顺序仅是示意性的，并且可变化。
在上述实施方式中，如上所述，发射层20和背面场层30（杂质层）不仅包括相应高浓度掺杂部分220和320（包括相应第一区域222和322和相应第二区域224和324），而且包括相应的低浓度掺杂部分210和310。然而，本发明不限于这些结构。可采用各种替代方式，如图4至图7所示。
即，如图4所示，背面场层30可包括背面高浓度掺杂部分320和背面低浓度掺杂部分310，但是各个背面高浓度掺杂部分320可在其整个部分上具有均匀的掺杂浓度和均匀的电阻。即，各个正面高浓度掺杂部分220可包括第一区域222和第二区域224，而背面高浓度掺杂部分320可不包括第一区域和第二区域。可利用上述实施方式中使用的激光束来形成这种背面高浓度掺杂部分。可根据（例如）采用掩模的离子注入方法来形成具有上述结构的背面场层30。
另选地，如图5所示，背面场层30可在其整个部分上具有均匀的掺杂浓度和均匀的电阻。
在这种情况下，背面场层30在其整个部分上具有减小的掺杂浓度。因此，可有效防止半导体基板10的背面处发生的电子和空穴的复合。另外，可简化背面场层30的制造工艺。
另外，如图6所示，发射层20可包括正面高浓度掺杂部分220和正面低浓度掺杂部分210，但是各个正面高浓度掺杂部分220可在其整个部分上具有均匀的掺杂浓度和均匀的电阻。即，各个背面高浓度掺杂部分320可包括第一区域322和第二区域324，而正面高浓度掺杂部分220可不包括第一区域和第二区域。可利用上述实施方式中使用的激光束来形成这种正面高浓度掺杂部分。可根据（例如）采用掩模的离子注入方法来形成具有上述结构的发射层20。
另选地，如图7所示，发射层20可在其整个部分上具有均匀的掺杂浓度和均匀的电阻。
在这种情况下，发射层20在其整个部分上具有减小的掺杂浓度。因此，可有效防止半导体基板10的正面处发生的电子和空穴的复合。另外，可简化发射层20的制造工艺。
尽管出于示意性目的公开了本发明的优选实施方式，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可进行各种修改、添加和替换。
相关申请的交叉引用
本申请要求2012年5月7日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2012-0048179的优先权，通过引用将其公开并入本文。

Claims (4)

1.一种用于制造太阳能电池的方法，该方法包括以下步骤：
在半导体基板的正面处形成具有第一电阻的低浓度发射层，
其中，形成所述低浓度发射层的步骤包括：
使所述低浓度发射层具有与所述半导体基板的导电类型相反的第一导电类型；以及
通过热扩散工艺形成所述低浓度发射层；
形成具有比所述第一电阻低的第二电阻的高浓度发射层，
其中，所述高浓度发射层包括：
所述高浓度发射层具有第一部分和第二部分，所述第一部分通过具有第一功率的第一激光束照射在所述低浓度发射层上的玻璃组成层来形成，并且，所述第二部分通过具有第二功率的第二激光束照射在所述低浓度发射层上的所述玻璃组成层来形成；
所述第一部分位于所述第二部分之间；以及
所述第一部分的电阻小于所述第二部分的电阻；
在形成所述高浓度发射层之后，去除所述玻璃组成层；
在所述低浓度发射层上形成绝缘层；
在所述绝缘层上形成第一电极；
其中，所述第一电极的每一个延伸穿过在所述半导体基板的正面处的所述绝缘层，以电连接到所述高浓度发射层；
在所述半导体基板的背面处形成背面场层；
其中，形成所述背面场层的步骤包括：
使所述背面场层具有与所述半导体基板的导电类型相同的导电类型；以及
通过热扩散工艺形成所述背面场层；
在所述背面场层上形成钝化膜；以及
在所述钝化膜上形成第二电极；
其中，所述第二电极的每一个延伸穿过在所述半导体基板的背面处的所述钝化膜，以电连接到所述背面场层。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二部分包括分别布置在所述第一部分的相对侧的区域。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述玻璃组成层包括磷硅玻璃PSG或硼硅玻璃BSG。
4.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括以下步骤：
在所述绝缘层上方涂布电极组成层；
使所述电极组成层经受热处理；以及
使经热处理的所述电极组成层经受烧穿工艺，从而形成电连接到所述高浓度发射层的第一电极。
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