CN106910781A - 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。本文公开了一种太阳能电池及其制造方法。太阳能电池模块包括：半导体基板；第一钝化膜，其位于半导体基板的前表面上；第二钝化膜，其位于半导体基板的后表面上；前电场区，其位于半导体基板的前表面上的第一钝化膜上并且导电类型与半导体基板的导电类型相同；发射极区，其位于半导体基板的后表面上的第二钝化膜上并且导电类型与半导体基板的导电类型相反；第一电极，其导电地连接至前电场区；以及第二电极，其导电地连接至发射极区。

Description

太阳能电池及其制造方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池及其制造方法，更具体地讲，涉及一种具有改进的结构的太阳能电池及其制造方法。
背景技术
近来，随着预期诸如石油和煤的传统能源耗尽，对取代这些能源的替代能源的关注增加。其中，作为将太阳能转换为电能的下一代电池，太阳能电池受到关注。
这种太阳能电池可通过根据设计形成各种层和电极来制造。太阳能电池的效率可由各种层和电极的设计来确定。为了使太阳能电池商业化，应该克服太阳能电池的低效率，因此，需要通过各种层和电极来使太阳能电池的效率最大化的设计。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种具有高效率的太阳能电池及其制造方法。
本发明的目的不限于上述目的，对于本领域技术人员而言上面没有提及的其它目的将从以下描述变得明显。
为了实现上述目的，根据本发明的示例性实施方式提供了一种太阳能电池，该太阳能电池包括：半导体基板；第一钝化膜，其位于半导体基板的前表面上；第二钝化膜，其位于半导体基板的后表面上；前电场区，其位于半导体基板的前表面上的第一钝化膜上并且导电类型与半导体基板的导电类型相同；发射极区，其位于半导体基板的后表面上的第二钝化膜上并且导电类型与半导体基板的导电类型相反；第一电极，其导电地连接至前电场区；以及第二电极，其导电地连接至发射极区。
为了实现上述目的，根据本发明的示例性实施方式提供了一种制造太阳能电池的方法，该方法包括以下步骤：在半导体基板的前表面和后表面上形成第一钝化膜和第二钝化膜；形成前电场区和发射极区，所述前电场区位于半导体基板的前表面上的第一钝化膜上并且导电类型与半导体基板的导电类型相同，所述发射极区位于半导体基板的后表面上的第二钝化膜上并且导电类型与半导体基板的导电类型相反；形成位于前电场区上的第一透明电极层以及位于发射极区上的第二透明电极层；以及形成位于第一透明电极层上的第一金属电极层以及位于第二透明电极层上的第二金属电极层。
附图说明
从下面结合附图进行的详细描述，本发明的以上和其它目的、特征和其它优点将更清楚地理解，附图中：
图1是根据本发明的一个实施方式的太阳能电池的横截面图；
图2是图1所示的太阳能电池的第一金属电极层和第二金属电极层的平面图；
图3A至图3E是示出根据本发明的一个实施方式的太阳能电池的制造方法的横截面图；
图4是示出根据本发明的另一实施方式的太阳能电池的横截面图；
图5是示出根据本发明的另一实施方式的太阳能电池的横截面图；以及
图6是示出根据本发明的另一实施方式的太阳能电池的横截面图。
具体实施方式
以下，将参照附图详细描述本发明的实施方式。尽管将结合示例性实施方式来描述本发明，将理解，本说明书并不旨在将本发明限于所述示例性实施方式。
在附图中，为了清楚地和简明地描述本发明，与描述无关的部分将被省略，并且贯穿附图将使用相同的标号来指代相同或相似的部分。另外，为了更清楚地描述本发明，元件的厚度、面积等可被放大或缩小，因此，元件的厚度、面积等不限于附图。
在实施方式的以下描述中，除非另外指明，否则术语“包括”将被解释为指示存在其它元件，不排除存在对应元件。另外，将理解，当诸如层、膜、区域或板的元件被称作“在”另一元件“上”时，它可直接在所述元件上，它们之间也可存在一个或更多个中间元件。将理解，当诸如层、膜、区域或板的元件被称作“直接在”另一元件“上”时，它们之间不存在中间元件。
以下，将参照附图详细描述根据本发明的一个实施方式的太阳能电池。
图1是根据本发明的一个实施方式的太阳能电池的横截面图。
参照图1，根据此实施方式的太阳能电池100包括：半导体基板110，其包括基极区10；第一钝化膜52，其形成在半导体基板110的前表面上；第二钝化膜54，其形成在半导体基板110的后表面上；前电场区20，其形成在半导体基板110的前表面上的第一钝化膜52上；发射极区30，其形成在半导体基板110的后表面上的第二钝化膜54上；第一电极42，其导电地连接至前电场区20；以及第二电极44，其导电地连接至发射极区30。现在将更详细地对此进行描述。
半导体基板110可由结晶半导体形成。例如，半导体基板110可由单晶或多晶半导体(例如，单晶或多晶硅)形成。具体地讲，半导体基板110可由单晶半导体(例如，单晶半导体晶圆，更具体地讲，单晶硅晶圆)形成。如果半导体基板110由单晶半导体(例如，单晶晶圆)形成，则太阳能电池100成为单晶半导体太阳能电池(例如，单晶硅太阳能电池)。基于由具有高结晶性因此具有很少缺陷的结晶半导体形成的半导体基板110的太阳能电池100具有优异的电特性。
在此实施方式中，半导体基板110可没有掺杂区，仅包括基极区10。如果半导体基板110没有掺杂区，则可防止形成掺杂区时可能生成的对半导体基板110的损坏以及半导体基板110上的缺陷的增加，因此半导体基板110可具有优异的钝化特性。由此，可使半导体基板110的表面上发生的表面复合最小化。
在此实施方式中，半导体基板110或基极区10可利用基本掺杂剂(即，第一导电类型掺杂剂)以低掺杂浓度掺杂，因此具有第一导电类型。这里，与具有相同导电类型的前电场区20相比，半导体基板110或基极区10可具有较低的掺杂浓度、较高的电阻或者较低的载流子浓度。
半导体基板110的前表面和/或后表面可具有不平整部112和114以防止反射。更详细地讲，在此实施方式中，不平整部112和114可包括形成在半导体基板110的前表面(或者半导体基板110的前表面一侧的表面)上的第一不平整部112以及形成在半导体基板110的后表面(或者半导体基板110的后表面一侧的表面)上的第二不平整部114。由此，可防止入射在半导体基板110的前表面和后表面上的光的反射，并且具有如此实施方式中的双面光接收结构的太阳能电池100中的光学损失可有效地降低。然而，本公开不限于此，可形成第一不平整部112和第二不平整部114中的任一个。
位于半导体基板110的前表面上的第一不平整部112可包括第一不平部分112a和第二不平部分112b以使光学损失最小化。第二不平部分112b可形成在第一不平部分112a上(更详细地讲，第一不平部分112a的外表面上)，并且具有比第一不平部分112a小的尺寸。因此，第二不平部分112b的平均尺寸可小于第一不平部分112a的平均尺寸，并且至少一个第二不平部分112b(例如，多个第二不平部分112b)可形成在第一不平部分112a的各个外表面上。这样的第一不平部分112a和第二不平部分112b可通过不同的方法来形成。
第一不平部分112a可通过纹理化工艺来形成。由此，第一不平部分112a的外表面可为特定结晶表面。例如，第一不平部分112a可具有通过四个外表面111形成的近似金字塔形状。
第一不平部分112a的平均尺寸(例如，第一不平部分112a的高度的平均值)可为微米级别(例如，1μm至1mm)，例如，为约10μm至30μm。如果第一不平部分112a的平均尺寸小于10μm，则可能难以制造第一不平部分112a，如果第一不平部分112a的平均尺寸为30μm或更小，则防反射效果可改进。另外，第一不平部分112a的尺寸的变化可以是相对大的第一变化。第一不平部分112a可通过各向异性蚀刻(一种湿法蚀刻)来形成。如果第一不平部分112a通过湿法蚀刻来形成，则第一不平部分112a可在短时间周期内通过简单工艺形成。
第二不平部分112b可形成在第一不平部分112a的外表面上并且具有精细尺寸。第二不平部分112b可具有尖头顶端。然而，本公开不限于此，第二不平部分112b可具有圆形顶端。
第二不平部分112b的平均尺寸(例如，第二不平部分112b的高度的平均值)可为纳米级别(即，1μm或更小，例如1nm至1μm)，例如，为约100nm至500nm。如果尺寸小于第一不平部分112a的第二不平部分112b形成在第一不平部分112a上，则防反射效果可改进。如果第二不平部分112b的平均尺寸小于100nm，则可能难以制造第二不平部分112b，如果第二不平部分112b的平均尺寸为500nm或更小，则防反射效果可进一步改进。第二不平部分112b的尺寸的变化可以是小于第一变化的第二变化。其原因在于第二不平部分112b的平均尺寸小于第一不平部分112a的平均尺寸并且第二不平部分112b通过各向同性蚀刻来形成。如上所述，在此实施方式中，具有精细尺寸的均匀的第二不平部分112b形成在第一不平部分112a的外表面上。
第二不平部分112b可通过各向同性蚀刻(一种干法蚀刻)来形成。作为干法蚀刻，可使用反应离子蚀刻(RIE)。根据RIE，可形成精细和均匀的第二不平部分112b。本公开不限于第二不平部分112b的上述形状、平均尺寸和尺寸变化，第二不平部分112b的形状、平均尺寸和尺寸变化可不同地修改。
在此实施方式中，形成在半导体基板110的后表面上的第二不平整部114可包括第一不平部分114a。第一不平整部112的第一不平部分112a的描述可被应用于第二不平整部114的第一不平部分114a，第一不平部分114a的详细描述因此可被省略。如果与包括第一不平部分112a和第二不平部分112b的第一不平整部112不同，半导体基板110的第二不平整部114仅包括第一不平部分114a，则可通过第一不平整部112有效地防止从大量光入射的半导体基板110的前表面的光反射，此外，第二不平整部114可具有简单的结构，从而简化太阳能电池100的制造工艺。
然而，本公开不限于此。形成在半导体基板110的前表面上的第一不平整部112可不包括第一不平部分112a和/或第二不平整部114可被省略。也可进行各种其它修改。
第一钝化膜52形成在半导体基板110的前表面上，第二钝化膜54形成在半导体基板110的后表面上。由此，半导体基板110的前表面和后表面可被钝化。
尽管在本说明书中，使用了术语“第一钝化膜52”和“第二钝化膜54”，第一钝化膜52和/或第二钝化膜54可用作隧穿膜。即，第一钝化膜52和第二钝化膜54可对电子和空穴充当一种屏障因此不使少数载流子通过，而可仅使在与第一钝化膜52和第二钝化膜54相邻的区域处累积并且具有指定强度或更大的能量的多数载流子通过。这里，具有指定强度或更大的能量的多数载流子可通过隧穿效应容易地穿过第一钝化膜52和第二钝化膜54。这里，为了充分地实现隧穿效应，钝化膜52和54的厚度可小于前电场区20和发射极区30的厚度。
例如，第一钝化膜52和第二钝化膜54可具有本征非晶半导体。例如，第一钝化膜52和第二钝化膜54可由本征非晶硅(i-a-Si)层形成。那么，由于第一钝化膜52和第二钝化膜54包括与半导体基板110相同的半导体材料因此具有与半导体基板110相似的特性，所以可更有效地改进半导体基板110的表面特性。由此，可极大地改进钝化特性。然而，本公开不限于此。因此，第一钝化膜52和/或第二钝化膜54可包括本征非晶硅碳化物(i-a-SiCx)层，或者第一钝化膜52和第二钝化膜54可包括本征非晶硅氧化物(i-a-SiOx)层。由此，宽能带隙的效果可改进，但是钝化效果可能略低于包括本征非晶硅(i-a-Si)层的钝化膜52和54。
这里，第一钝化膜52和第二钝化膜54可形成在半导体基板110的整个前表面和后表面上。由此，半导体基板110的整个前表面和后表面可被钝化，可容易地形成第一钝化膜52和第二钝化膜54而无需单独的构图。
第一导电类型的前电场区20可形成在第一钝化膜52上。另外，与第一导电类型相反的第二导电类型的发射极区30可形成在第二钝化膜54上。
前电场区20可包括第一导电类型掺杂剂，因此是第一导电类型区域。发射极区30可包括第二导电类型掺杂剂，因此是第二导电类型区域。例如，前电场区20可接触第一钝化膜52，发射极区30可接触第二钝化膜54。由此，太阳能电池100的结构可简化，并且第一钝化膜52和第二钝化膜54的隧穿效应可最大化。然而，本公开不限于此。
由于前电场区20和发射极区30与半导体基板110分离地形成在半导体基板110上方，所以前电场区20和发射极区30可包括与半导体基板110的材料和/或结晶结构不同的材料和/或结晶结构以容易地形成在半导体基板110上方。
例如，前电场区20和发射极区30可通过利用第一导电类型掺杂剂和第二导电类型掺杂剂对非晶半导体(可容易地通过包括沉积的各种方法来制造)进行掺杂来形成。由此，前电场区20和发射极区30可通过简单的工艺容易地形成。这里，如上所述，如果第一钝化膜52和第二钝化膜54由本征非晶半导体(例如，本征非晶硅)形成，则可获得优异的粘附性、优异的导电性等。
在此实施方式中，前电场区20的能带隙可大于半导体基板110的能带隙。类似地，发射极区30的能带隙可大于半导体基板110的能带隙。由此，充分地执行能带弯曲，因此可有效地进行空穴或电子的选择性收集。
另外，用作第一导电类型掺杂剂或第二导电类型掺杂剂的p型掺杂剂可包括诸如硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)等的III族元素，n型掺杂剂包括诸如磷(P)、砷(As)、铋(Bi)、锑(Sb)等的V族元素。然而，本公开不限于此，各种掺杂剂可用作第一导电类型掺杂剂或第二导电类型掺杂剂。
例如，第一导电类型的半导体基板110和前电场区20可为n型，发射极区30可为p型。由此，半导体基板110为n型，因此可改进载流子的寿命。在这种情况下，半导体基板110和前电场区20可包括磷(P)作为n型掺杂剂，发射极区30可包括硼(B)作为p型掺杂剂。然而，本公开不限于此，第一导电类型的半导体基板110和前电场区20可为p型，发射极区30可为n型。
在此实施方式中，前电场区20和发射极区30可包括非晶硅(a-Si)层、非晶硅氧化物(i-a-SiOx)层、非晶硅碳化物(i-a-SiCx)层、铟镓锌氧化物(IGZO)层、钛氧化物(TiOx)层和钼氧化物(MoOx)层中的至少一个。这里，应用于前电场区20或发射极区30的非晶硅(a-Si)层、非晶硅氧化物(i-a-SiOx)层和非晶硅碳化物(i-a-SiCx)层可利用第一导电类型掺杂剂或第二导电类型掺杂剂来掺杂。另外，除了包括在氧化物层中的材料之外，应用于前电场区20或发射极区30的铟镓锌氧化物(IGZO)层、钛氧化物(TiOx)层和钼氧化物(MoOx)层不包括用作第一导电类型掺杂剂和第二导电类型掺杂剂的III族元素或V族元素(例如，硼或磷)。铟镓锌氧化物(IGZO)层、钛氧化物(TiOx)层和钼氧化物(MoOx)层自主地和选择性地收集电子或空穴，因此可用作n型或p型区域。更详细地讲，铟镓锌氧化物(IGZO)层可为n型，钛氧化物(TiOx)层可为n型，钼氧化物(MoOx)层可为p型。
非晶硅(a-Si)层、非晶硅氧化物(i-a-SiOx)层和非晶硅碳化物(i-a-SiCx)层具有不同于半导体基板110的结晶结构，但是包括形成半导体基板110的半导体材料(例如，硅)，因此可具有与半导体基板110类似的特性。由此，在包括不同于半导体基板110的半导体材料的材料的情况下发生的特性差异可被最小化。其中，非晶硅氧化物(i-a-SiOx)层和非晶硅碳化物(i-a-SiCx)层具有高能带隙，因此可执行充分的能带弯曲并且选择性地使载流子通过。另外，铟镓锌氧化物(IGZO)层、钛氧化物(TiOx)层和钼氧化物(MoOx)层具有宽能带隙和低光吸收率，因此可使光学损失最小化。
例如，前电场区20可包括具有低光吸收率的铟镓锌氧化物(IGZO)层、钛氧化物(TiOx)层和钼氧化物(MoOx)层中的至少一个。由此，位于半导体基板110的前表面上的前电场区20的光吸收可被最小化。在此实施方式中，前电场区20形成在包括第一不平部分112a和第二不平部分112b的第一不平整部112上，铟镓锌氧化物(IGZO)层、钛氧化物(TiOx)层和钼氧化物(MoOx)层可具有优异的特性，而不管半导体基板110上的表面缺陷的存在。另一方面，如果前电场区20包括非晶硅(a-Si)层、非晶硅氧化物(i-a-SiOx)层或非晶硅碳化物(i-a-SiCx)层，则在形成条件由于半导体基板110上的表面缺陷的存在而不够好的状态下，前电场区20的特性可降低。
另外，发射极区30可包括非晶硅(a-Si)层、非晶硅氧化物(i-a-SiOx)层和非晶硅碳化物(i-a-SiCx)层中的至少一个。与半导体基板110形成p-n结(或者隔着第二钝化膜54与半导体基板110形成p-n结)因此直接与光电转换有关的发射极区30包括形成半导体基板110的半导体物质(即，硅)以具有与半导体基板相似的特性并且更有效地使载流子移动。
在此实施方式中，发射极区30的厚度可大于前电场区20。即，由于直接与光电转换有关的发射极区30位于半导体基板10的后表面上并且不干扰向半导体基板10的前表面中的光吸收，所以发射极区30可具有相对大的厚度。另外，由于前电场区20不直接与光电转换有关并且位于半导体基板10的前表面上以与向半导体基板10的前表面中的光吸收有关，所以前电场区20可具有相对小的厚度。另外，如果发射极区30为p型，则发射极区30可利用硼(B)掺杂，并且由于原子大小较小的硼(B)可容易地扩散，所以具有足够厚度的发射极区30防止大量的硼(B)对半导体基板10掺杂。如果包括在发射极区30中的大量掺杂剂对半导体基板10掺杂，则太阳能电池100可劣化。然而，本公开不限于此，即使发射极区30为n型，发射极区30的厚度也可大于前电场区20。
例如，前电场区20的厚度与发射极区30的厚度之比可为1∶1.5至1∶5.5。如果这种比率小于1∶1.5，则发射极区30不具有足够的厚度，因此发射极区30的光电转换可能不够有效。如果这种比率超过1∶5.5，则前电场区20的厚度过小，因此前电场区20可能难以起到它自己的作用，或者如果发射极区30的厚度过大，则制造时间和载流子移动距离可增加，因此载流子收集效率可降低。
另外，第二钝化膜54的厚度可等于或大于第一钝化膜52的厚度。例如，第二钝化膜54的厚度可大于第一钝化膜52的厚度。考虑到发射极区30的厚度大于前电场区20的厚度，这可防止发射极区30的掺杂剂不可取地对半导体基板110掺杂。具体地讲，如果发射极区30为p型，则可防止包括在发射极区30中的大量硼(B)对半导体基板110掺杂。例如，第一钝化膜52的厚度与第二钝化膜54的厚度之比可为1∶1至1∶2.5。这种比率可考虑半导体基板110的钝化特性以及发射极区30的掺杂剂的特性来确定，但是本公开不限于此。
另外，发射极区30的厚度与第二钝化膜54的厚度之比可大于前电场区20的厚度与第一钝化膜52的厚度之比。其原因在于，发射极区30的厚度远大于前电场区20的厚度。例如，第一钝化膜52的厚度与前电场区20的厚度之比可为1∶1至1∶2，第二钝化膜54与发射极区30之比可为1∶2至1∶5。如果第一钝化膜52的厚度与前电场区20的厚度之比小于1∶1或者第二钝化膜54与发射极区30之比小于1∶2，则前电场区20或发射极区30可能难以充分地起到它自己的作用。如果第一钝化膜52的厚度与前电场区20的厚度之比超过1∶2或者第二钝化膜54与发射极区30之比超过1∶5，则第一钝化膜52或第二钝化膜54的厚度不足，因此钝化特性可降低，或者前电场区20或发射极区30的厚度相对增大，因此载流子移动速率可降低。然而，本公开不限于此。
或者，例如，前电场区20的厚度可为1nm至10nm(例如，3nm至5.7nm)，发射极区30的厚度可为3nm至15nm(例如，8nm至17.6nm)。另外，第一钝化膜52的厚度可为1nm至5nm，第二钝化膜54的厚度可为1nm至7nm。这些范围被限制为使得前电场区20、发射极区30以及第一钝化膜52和第二钝化膜54可表现出上述效果。然而，本公开不限于此。
导电地连接至前电场区20的第一电极42位于前电场区20上(例如，与之接触)，导电地连接至发射极区30的第二电极44位于发射极区30上(例如，与之接触)。
第一电极42可包括依次层叠在前电场区20上的第一透明电极层421和第一金属电极层422。
这里，第一透明电极层421形成在前电场区20的整个表面上(例如，与之接触)。在前电场区20的整个表面上形成第一透明电极层421可不仅包括在没有空置空间或空置区域的情况下利用第一透明电极层421覆盖整个前电场区20，而且包括在一些区域中不可避免地没有形成透明电极层421。如果第一透明电极层421形成在前电场区20的整个表面上，则载流子可通过第一透明电极层421容易地到达第一金属电极层422，因此，水平方向上的电阻可减小。由于由非晶半导体层形成的前电场区20的结晶性相对较低，因此载流子的迁移率可降低，所以当载流子在水平方向上移动时第一透明电极层421使电阻降低。
第一透明电极层421形成在前电场区20的整个表面上，因此可由可透射光的材料(光透射材料)形成。即，第一透明电极层421可由透明导电材料形成，以使光通过并且容易地使载流子移动。因此，即使第一透明电极层421形成在前电场区20的整个表面上，光的透射也不会被阻挡。
例如，第一透明电极层421可包括铟锡氧化物(ITO)、铝锌氧化物(AZO)、硼锌氧化物(BZO)、铟钨氧化物(IWO)和铟铯氧化物(ICO)中的至少一个。另外，第一透明电极层421可包括利用钛(Ti)和钽(Ta)掺杂的铟氧化物，即，铟钛钽氧化物。然而，本公开不限于此，第一透明电极层421可包括各种其它材料。
这里，除了上述材料作为主要材料之外，此实施方式的第一透明电极层421还可包括氢。即，第一透明电极层421可包括含氢的铟锡氧化物(ITO：H)、含氢的铝锌氧化物(AZO：H)、含氢的硼锌氧化物(BZO：H)、含氢的铟钨氧化物(IWO：H)和含氢的铟铯氧化物(ICO：H)中的至少一种。
第一透明电极层421可通过沉积来形成，并且当在沉积期间注入氢气时，氢可被包括在第一透明电极层421中。如果第一透明电极层421包括氢，则电子或空穴的迁移率可改进，并且透射率可改进。
例如，在此实施方式中，使用ICO：H的第一透明电极层421可具有进一步改进的光学特性。这将更详细地描述。下表1阐述了ITO、IWO、ICO和ICO：H的比电阻、载流子密度和迁移率。
[表1]
参照表1，ITO具有略低的比电阻，但是具有电特性，即，高载流子密度和非常低的迁移率。可看出，IWO和ICO具有比ITO更低的载流子密度和略高的迁移率，但是具有比ITO更高的比电阻。另一方面，ICO：H具有与ITO类似的比电阻和低载流子密度，但是具有远高于不含氢的ITO、IWO和ICO的迁移率。具有低载流子密度和高迁移率的ICO：H具有低比电阻，但是由于使用自由载流子降低了光吸收而可改进透射率。因此，ICO：H由于低比电阻而可具有优异的电特性，并且改进了透射率以具有优异的光学特性。这样优异的光学特性可在利用光执行光电转换的太阳能电池中而不是在不直接使用光的其它电子装置(例如，显示装置、半导体装置等)中表现出优异的效果。
在此实施方式中，具有图案的第一金属电极层422可形成在第一透明电极层421上。例如，第一金属电极层422可接触第一透明电极层421，因此简化第一电极42的结构。然而，本公开不限于此，存在各种修改，例如在第一透明电极层421与第一金属电极层422之间存在单独的层等。
位于第一透明电极层421上的第一金属电极层422可由导电性高于第一透明电极层421的材料形成。因此，第一金属电极层422可进一步改进诸如载流子收集效率、电阻降低等的特性。例如，第一金属电极层422可由具有优异导电性的不透明金属或者透明度低于第一透明电极层421的金属形成。
由于第一金属电极层422是不透明的或者具有低透明度，因此可干扰光的入射，所以第一金属电极层422可具有指定的图案以使阴影损失最小化。因此，光可入射在没有形成第一金属电极层422的区域上。第一金属电极层422的平面形状将稍后参照图2更详细地描述。
第二电极44可包括依次层叠在发射极区30上的第二透明电极层441和第二金属电极层442。除了第二电极44位于发射极区30上之外，第二电极44的第二透明电极层441和第二金属电极层442的功能、材料、形状等与第一电极42的第一透明电极层421和第一金属电极层422的功能、材料、形状等相同，因此，第一电极42的第一透明电极层421和第一金属电极层422的以上描述可被等同地应用于第二电极44的第二透明电极层441和第二金属电极层442。
在此实施方式中，第一透明电极层42的厚度可大于第二透明电极层441的厚度。即，第一透明电极层42可具有相对大的厚度以用作可防止光的反射的抗反射膜，不那么需要用作抗反射膜的第二透明电极层441可具有相对小的厚度。
例如，第二透明电极层441的厚度与第一透明电极层42a的厚度之比可为1∶1.1至1∶4(例如，1∶1.2至1∶2.25)。如果这种比率小于1∶1.1，则第二透明电极层141可能无法充分地用作抗反射膜。如果这种比率超过1∶4，则第二透明电极层411的厚度不足，因此电特性可降低，或者第一透明电极层421的厚度增大，因此制造成本、制造时间等可增加。如果所述比率为1∶1.2至1∶1.25，则可充分地表现出第一透明电极层421和第二透明电极层441的效果。然而，本公开不限于此。
或者，例如，第一透明电极层421的厚度可为70nm至90nm，第二透明电极层441的厚度可为50nm至80nm。这些范围被限制以使得第一透明电极层421和第二透明电极层441可充分地实现期望的特性。然而，本公开不限于此。
在此实施方式中，第一电极42和第二电极44的第一金属电极层422和第二金属电极层442可由可在低温下(例如，在300℃或更低的工艺温度下)燃烧的材料形成。例如，第一金属电极层422和第二金属电极层442可不包括由指定的金属化合物(例如，含氧的氧化物、含碳的碳化物或者含硫的硫化物)形成的玻璃料，而可仅包括导电材料和树脂(粘结剂、硬化剂和添加剂)。第一金属电极层422和第二金属电极层442不包括玻璃料，因此可在低温下容易地燃烧。导电材料可包括银(Ag)、铝(Al)、铜(Cu)等，树脂可包括基于纤维素或者基于酚的粘结剂、基于胺的硬化剂等。
因此，在此实施方式中，第一金属电极层422和第二金属电极层442接触第一透明电极层421和第二透明电极层441，因此，不需要通过绝缘膜形成燃烧通孔。因此，使用去除了玻璃料的低温燃烧糊剂。由于第一金属电极层422和第二金属电极层442不包括玻璃料，而仅包括导电材料和树脂，所以导电材料可被烧结，因此导电材料分子可在不连接的情况下彼此接触，并且聚集以具有导电性。
另选地，第一金属电极层422和第二金属电极层442可通过镀覆来形成。
现在，将参照图2更详细地描述第一电极42和第二电极44的第一金属电极层422和第二金属电极层442的平面形状。
图2是图1所示的太阳能电池100的第一金属电极层422和第二金属电极层442的平面图。图2仅示出半导体基板110以及第一电极42和第二电极44的第一金属电极层422和第二金属电极层442。
参照图2，第一金属电极层422和第二金属电极层442可包括按照指定的间距彼此间隔开的多个指状电极42a和44a。尽管图2示出指状电极42a和44a彼此平行并且与半导体基板110的边缘平行，本公开不限于此。另外，第一金属电极层422和第二金属电极层442可包括形成在与指状电极42a和44a交叉的方向上的汇流条电极42b和44b以连接指状电极42a和44a。可设置一个汇流条电极42b和44b，或者如图2中示例性地示出的，可按照大于指状电极42a和44a的间距的间距设置多个汇流条电极42b和44b。这里，汇流条电极42b和44b的宽度可大于指状电极42a和44a的宽度，但是本公开不限于此。因此，汇流条电极42b和44b的宽度可等于或小于指状电极42a和44a的宽度。
图2将第一金属电极层422和第二金属电极层442示例性地示出为具有相同的平面形状。然而，本公开不限于此，第一金属电极层422的指状电极42a和汇流条电极42b的宽度、间距等可具有与第二金属电极层442的指状电极44a和汇流条电极44b的宽度、间距等不同的值。另外，第一金属电极层422和第二金属电极层442可具有不同的平面形状，也可进行各种其它修改。
在此实施方式中，太阳能电池100的第一电极42和第二电极44的包括不透明金属或者具有低透明度的金属的第一金属电极层422和第二金属电极层442具有指定的图案，因此，太阳能电池100具有光可入射在半导体基板110的前表面和后表面上的双面光接收结构。由此，太阳能电池100所使用的光的量增加，因此有助于改进太阳能电池100的效率。然而，本公开不限于此，第二电极44的第二金属电极层442可形成在半导体基板110的整个后表面上。这将稍后参照图5和图6来详细描述。
根据此实施方式，前电场区20隔着第一钝化层52位于半导体基板110的前表面上，发射极区30隔着第二钝化层54位于半导体基板110的后表面上。由此，前电场区20具有相对小的厚度，因此光学损失可被最小化，发射极区30具有相对大的厚度，因此可有效地执行光电转换并且钝化特性可改进。另外，半导体基板110不包括掺杂区，而是仅包括基极区10，因此具有优异的钝化特性。此外，通过限制位于半导体基板110的前表面上的第一钝化膜52和第一透明电极层421与位于半导体基板110的后表面上的第二钝化膜54和第二透明电极层441之间的厚度关系和厚度比以及前电场区20、发射极区30、第一钝化膜52和第二钝化膜54及第一透明电极层421和第二透明电极层441的材料，钝化特性可被最大化，并且电流密度可被最大化。由此，太阳能电池100的效率可被最大化。
上述太阳能电池100可通过各种工艺来形成。根据本发明的一个实施方式的太阳能电池100的制造方法将参照图3A至图3E来详细描述。图3A至图3E是示出根据此实施方式的太阳能电池100的制造方法的横截面图。
首先，如图3A中示例性地示出的，第一不平整部112和第二不平整部114形成在半导体基板110上。更详细地讲，如上所述，通过湿法蚀刻来形成第一不平整部112和第二不平整部114的第一不平部分112a和114a，然后，可通过反应离子蚀刻(RIE)来形成第一不平整部112的第二不平部分112b。然而，本公开不限于此，第一不平整部112和第二不平整部114可通过各种方法来形成。
此后，如图3B中示例性地示出的，第一钝化膜52和第二钝化膜54可形成在半导体基板110上。第一钝化膜52和第二钝化膜54可通过例如热生长、沉积(例如，等离子体增强化学气相沉积(PECVD)或原子层沉积(ALD))等来形成。然而，本公开不限于此，第一钝化膜52和第二钝化膜54可通过各种方法来形成。第一钝化膜52和第二钝化膜54可同时形成或依次形成。
此后，如图3C中示例性地示出的，前电场区20和发射极区30形成在第一钝化膜52和第二钝化膜54上。更详细地讲，前电场区20形成在第一钝化膜52上，发射极区30形成在第二钝化膜54上。
前电场区20和发射极区30可通过例如沉积(例如，等离子体增强化学气相沉积(PECVD)或者低压化学气相沉积(LPCVD))来形成。用于形成前电场区20和发射极区30的半导体层可在生长半导体层的工艺期间包括第一掺杂剂和第二掺杂剂，或者在形成半导体层之后，可利用第一掺杂剂和第二掺杂剂通过离子注入、热扩散、激光掺杂等来对半导体层进行掺杂。然而，本公开不限于此，前电场区20和发射极区30可通过各种方法来形成。前电场区20和发射极区30可同时形成然后利用第一掺杂剂和第二掺杂剂来掺杂，或者依次沉积和/或利用第一掺杂剂和第二掺杂剂来掺杂。
例如，前电场区20和发射极区30可通过注入气体混合物来形成，所述气体混合物通过将包括掺杂剂材料的气体、氢(H2)气和载气(例如，氩(Ar)气或氮(N2)气)与形成前电场区20和发射极区30的主要原材料(例如，硅烷(SiH4)气体)一起混合而形成。
这里，如果前电场区20包括n型半导体层，则包括掺杂剂材料的气体可采用磷化氢(PH3)气体，如果发射极区30包括p型半导体层，则包括掺杂剂材料的气体可包括乙硼烷(B2H6)气体。随着包括掺杂剂材料的气体与硅烷气体之比增加，可形成具有更高掺杂浓度的半导体层。
例如，在前电场区20中，包括掺杂剂材料的气体与硅烷气体之比可超过0％并且为0.5％或更小，在这种情况下，硅烷气体与氢气之比可为1％至20％。另外，在前电场区20中，包括掺杂剂材料的气体与硅烷气体之比可超过0.5％并且为1.0％或更小，在这种情况下，氢气与硅烷气体之比为20％至70％。
在超过0.5％并且小于1.0％的上述比率下，氢气与硅烷气体之比为20％至70％，随着掺杂剂气体增加，氢气的量可增加。在这种情况下，掺杂的半导体层可具有比本征半导体层更高的氢浓度。
在上述范围内，前电场区20可具有足够的掺杂浓度并且维持由于氢气导致的稳定性和合适的沉积速度。另外，在发射极区30中，包括掺杂剂材料的气体与硅烷气体之比可超过0并且为0.3％或更小，在这种情况下，硅烷气体与氢气之比可为1％至120％。另外，在发射极区30中，包括掺杂剂材料的气体与硅烷气体之比可超过0.3％并且为1.0％或更小，在这种情况下，硅烷气体与氢气之比可为20％至200％。在上述范围内，发射极区30可具有足够的掺杂浓度并且维持由于氢气导致的稳定性和合适的沉积速度。然而，本公开不限于上述数值范围。在形成前电场区20和发射极区30时，如上所述，掺杂剂气体与硅烷气体之比的范围不同。即，用于形成前电场区20的掺杂剂气体与硅烷气体之比的范围可比用于形成发射极区30的掺杂剂气体与硅烷气体之比的范围宽。
另外，在形成前电场区20和发射极区30时，沉积温度可为100℃至250℃，在这种情况下，氢气与硅烷气体之比可为2％至30％。另外，在更窄的范围内，在形成前电场区20和发射极区30时，沉积温度可为140℃至200℃，在这种情况下，氢气与硅烷气体之比可为5％至20％。即，在此实施方式中，沉积温度和氢气与硅烷气体之比可彼此成正比，因此，随着沉积温度增加，氢气与硅烷气体之比可增大。在这样的范围内，由于氢气导致的稳定性可改进，并且可维持合适的沉积速度。
另外，在此实施方式中，前电场区20的能带隙可大于半导体基板110的能带隙。类似地，发射极区30的能带隙可大于半导体基板110的能带隙。由此，前电场区20和发射极区30可选择性地收集载流子(电子和空穴)。这里，前电场区20和发射极区30的带隙可取决于氢气与硅烷气体之比。
在形成前电场区20和发射极区30时，如果提供硅烷气体，但是没有提供包括掺杂剂的气体(即，在本征半导体层的情况下)，前电场区20的带隙可大于发射极区30的带隙。即，通过控制氢气与硅烷气体之比，前电场区20的本征半导体层的带隙可大于发射极区30的本征半导体层的带隙。在这种情况下，发射极区30的带隙与前电场区20的带隙之比可为1至1.15。
如果前电场区20和发射极区30分别具有1.7至1.8的带隙，则用于形成前电场区20的包括掺杂剂的气体与硅烷气体之比可高于用于形成发射极区30的包括掺杂剂的气体与硅烷气体之比。即，用于形成前电场区20的包括掺杂剂的气体与硅烷气体之比可以是用于形成发射极区30的包括掺杂剂的气体与硅烷气体之比的3至10倍。
如果前电场区20和发射极区30分别具有1.1至1.7的带隙，则用于形成前电场区20的包括掺杂剂的气体与硅烷气体之比可高于用于形成发射极区30的包括掺杂剂的气体与硅烷气体之比。即，用于形成前电场区20的包括掺杂剂的气体与硅烷气体之比可以是用于形成发射极区30的包括掺杂剂的气体与硅烷气体之比的1至8倍。
在此实施方式中，可通过调节掺杂剂气体与硅烷气体之比来有效地控制前电场区20和发射极区30的能带隙。另外，尽管此实施方式描述了n型的前电场区20和p型的发射极区30，这种描述仅是示例性的，本公开不限于此。因此，与以上描述相反，可形成p型的前电场区20和n型的发射极区30。此外，尽管此实施方式将前电场区20描述为设置在太阳能电池100的前表面上，将发射极区30描述为设置在太阳能电池100的后表面上，这种描述仅是示例性的，前电场区20和发射极区30的位置可反转。在这种情况下，前电场区20可被称作后电场区20。
此后，如图3D中示例性地示出的，第一透明电极层421和第二透明电极层441形成在前电场区20和发射极区30上。更详细地讲，第一透明电极层421可形成在前电场区20上，第二透明电极层442可形成在发射极区30上。
第一透明电极层421和第二透明电极层441可通过例如沉积(例如，等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、涂覆等)来形成。然而，本公开不限于此，第一透明电极层421和第二透明电极层441可通过各种方法来形成。
例如，第一透明电极层421和第二透明电极层441可通过注入气体混合物来形成，所述气体混合物通过将氢(H2)气和载气(例如，氩(Ar)气或氮(N2)气)与形成第一透明电极层421和第二透明电极层441的主要原材料一起混合而形成。由此，第一透明电极层421和第二透明电极层441包括氢，因此可实现氢的效果。例如，氢气与载气之比(例如，H2/N2之比或H2/Ar之比)可为0.5％至5％(例如，体积％)。如果这种比率小于0.5％，则氢的效果可能不足。然而，本公开不限于这样数值的比率。如果所述比率超过5％，则优异氢气导致的稳定性可降低，并且沉积速度可减小。更详细地讲，氢气与载气之比(即，H2/N2之比)可为0.5％至2％。其原因在于，在这种范围内，稳定性可进一步改进，并且沉积速度可增大。然而，本公开不限于这样的数值范围。
在此实施方式中，氧气可与氢气和氮气一起被进一步注入。氧作为主要原材料被包括，但是可通过另外注入氧将第一透明电极层421和第二透明电极层441中的氧维持在适当的比率。例如，氧气与载气之比(例如，O2/N2之比或者O2/Ar之比)可为15％至40％(例如，体积％)。如果这种比率小于15％，则氧气的效果可能不足，如果所述比率超过40％，则第一透明电极层421和第二透明电极层441的电特性可劣化。然而，本公开不限于这样的数值范围。
此后，如图3E中示例性地示出的，第一金属电极层422和第二金属电极层442形成在第一透明电极层421和第二透明电极层441上。
例如，第一金属电极层422和第二金属电极层442中的一个可通过在前电场区20和发射极区30中的一个上(更详细地讲，在第一透明电极层421和第二透明电极层441中的一个上)形成第一低温糊剂层，然后使第一低温糊剂层干燥来形成，第一金属电极层422和第二金属电极层442中的另一个可通过在前电场区20和发射极区30中的另一个上形成第二低温糊剂层，然后使第二低温糊剂层干燥来形成。可能难以在半导体基板110的两个表面上形成具有流动性的第一低温糊剂层和第二低温糊剂层二者以具有期望的图案。考虑到这种困难，在通过在半导体基板110的一个表面上形成具有流动性的第一低温糊剂层然后使第一低温糊剂层干燥来形成第一金属电极层422和第二金属电极层442中的一个之后，具有流动性的第二低温糊剂层形成在半导体基板110的另一表面上。由此，可防止诸如在形成第二低温糊剂层期间第一低温糊剂层向下流动的问题。然而，本公开不限于此，第一低温糊剂层和第二低温糊剂层可同时形成在半导体基板110的两个表面上，然后被同时干燥。
第一低温糊剂层或第二低温糊剂层可包括导电材料、树脂(粘结剂、硬化剂、添加剂等)和溶剂。导电材料和树脂的组成上面已描述，其详细描述因此将被省略。各种材料可用作溶剂，例如，可使用基于醚的溶剂。这里，相对于100重量份，第一低温糊剂层和第二低温糊剂层可包括85至90重量份的导电材料、1至15重量份的树脂以及5至10重量份的溶剂。然而，本公开不限于此。
第一低温糊剂层或第二低温糊剂层可通过各种方法(例如，通过印刷)来形成以具有期望的图案。由此，可通过简单的工艺形成具有指定图案的第一低温糊剂层或第二低温糊剂层。
第一低温糊剂层或第二低温糊剂层可在300℃或更低的温度下干燥。这种温度被限制以防止第一钝化膜52和第二钝化膜54、前电场区20和发射极区30的劣化。然而，本公开不限于此。
通过这样的干燥操作来去除第一低温糊剂层或第二低温糊剂层的溶剂，因此，第一金属电极层422或第二金属电极层442可包括导电材料和树脂，而没有包括氧、碳、硫等的金属化合物。
然而，本公开不限于此，第一金属电极层422和第二金属电极层442中的至少一个可通过镀覆来形成。例如，第一金属电极层422或第二金属电极层442可以是利用铜通过电镀形成的包括铜的电镀层。
将参照附图详细描述根据本发明的其它实施方式的太阳能电池。以上描述可被应用于与所述描述基本上相同或相似的部分，因此这些部分的详细描述将被省略。另外，上述实施方式或者其修改的实施方式以及将稍后描述的实施方式或者其修改的实施方式的组合将在本发明的范围内。
图4是示出根据本发明的另一实施方式的太阳能电池的横截面图。
参照图4，在根据此实施方式的太阳能电池100中，前电场区20包括：第一电场部分(低浓度部分)20a，其与半导体基板110或第一钝化膜52相邻形成；以及第二电场部分(高浓度部分)20b，其包括掺杂浓度高于第一电场部分20a的第一导电类型掺杂剂，因此具有低于第一电场部分20a的电阻。另外，发射极区30包括：第一发射极部分(低浓度部分)30a，其与半导体基板110或第二钝化膜54相邻形成；以及第二发射极部分(高浓度部分)30b，其包括掺杂浓度高于第一发射极部分30a的第二导电类型掺杂剂，因此具有低于第一发射极部分30a的电阻。
第一电场部分20a或第一发射极部分30a可在半导体基板110上形成指定电场，因此用于使半导体基板110钝化。另外，第二电场部分20b或第二发射极部分30b可用于改进第一透明电极层421或第二透明电极层441的接触特性并且使与第一透明电极层421或第二透明电极层441的功函数的不一致最小化。
这里，第二电场部分20b的厚度与前电场区20的厚度之比可为35％至55％，第二发射极部分30b的厚度与发射极区30的厚度之比可为30％至50％。例如，第一电场部分20a的厚度可为1nm至4nm，第二电场部分20b的厚度可为1nm至5nm(例如，2nm至5nm)。另外，第一发射极部分30a的厚度可为5nm至10nm，第二发射极部分30b的厚度可为3nm至8nm。在这些范围内，第一电场部分20a、第二电场部分20b、第一发射极部分30a和第二发射极部分30b可充分地执行上述功能。
这里，例如，第一电场部分20a的厚度可大于第二电场部分20b的厚度。类似地，第一发射极部分30a的厚度可大于第二发射极部分30b的厚度。如果用于使半导体基板110钝化的第一电场部分20a或第一发射极部分30a具有较小厚度，则钝化效果可相对地降低。另一方面，即使第二电场部分20b或第二发射极部分20a具有相对小的厚度，第二电场部分20b或第二发射极部分20a也可充分地执行其功能。因此，通过使得第一电场部分20a的厚度大于第二电场部分20b的厚度并且使得第一发射极部分30a的厚度大于第二发射极部分30b的厚度，钝化效果以及与第一透明电极层421或第二透明电极层441的接触特性二者可改进。然而，本公开不限于此。因此，第一电场部分20a的厚度可小于第二电场部分20b的厚度，并且可进行各种其它修改。
另外，第二发射极部分30a的掺杂浓度与第一发射极部分30b的掺杂浓度之比可等于或大于第二电场部分20a的掺杂浓度与第一电场部分20b的掺杂浓度之比。或者，具有第二导电类型掺杂剂的第一发射极部分20a的掺杂浓度可等于或小于具有第一导电类型掺杂剂的第一电场部分20a的掺杂浓度。例如，第一发射极部分30a的掺杂浓度与第二发射极部分30b的掺杂浓度之比可大于第一电场部分20a的掺杂浓度与第二电场部分20b的掺杂浓度之比，或者具有第二导电类型掺杂剂的第一发射极部分20a的掺杂浓度可小于具有第一导电类型掺杂剂的第一电场部分20a的掺杂浓度。
如果第一发射极部分30a为p型，则硼可用作第二导电类型掺杂剂。这里，硼可扩散到半导体基板110与第二钝化膜54之间的界面，因此界面特性可劣化。另外，随着硼的量增加，半导体基板110或第二钝化膜54中的氢以更高的向外扩散率向外扩散，因此钝化特性可劣化。考虑到这样的事实，具有第二导电类型掺杂剂的第一发射极部分30a的掺杂浓度可小于具有第一导电类型掺杂剂的第一电场部分20a的掺杂浓度，从而可满足上述关系。
例如，第二电场部分20a的掺杂浓度与第一电场部分20b的掺杂浓度之比可超过1并且为1.3或更小，第二发射极部分30a的掺杂浓度与第一发射极部分30b的掺杂浓度之比可超过1并且为1.5或更小。例如，第一电场部分20a的掺杂浓度与第二电场部分20b的掺杂浓度之比可为1.05至1.3，第一发射极部分30a的掺杂浓度与第二发射极部分30b的掺杂浓度之比可为1.05至1.5。这些范围被限制以使第一电场部分20a和第二电场部分20b以及第一发射极部分30a和第二发射极部分30b的效果最大化，但是本公开不限于此。
图5是示出根据本发明的另一实施方式的太阳能电池的横截面图。
参照图5，在根据此实施方式的太阳能电池100中，第二金属电极层442不具有图案，并且可形成在半导体基板110的后表面上的第二透明电极层441的整个表面上。由此，第二金属电极层442可用作半导体基板110的后表面上的反射膜，因此反射经由发射极区30到达第二金属电极层442的光以重新使用光。因此，光的量可增加，并且光电转换效果可改进。
这里，由于第二金属电极层442形成在半导体基板110的整个后表面上，因此具有足够的电阻，所以第二金属电极层442的厚度可小于按照图案形成的第一金属电极层421。
图6是示出根据本发明的另一实施方式的太阳能电池的横截面图。
参照图6，在根据此实施方式的太阳能电池100中，在半导体基板110的后表面上不设置第二不平整部(图1中的114)，因此，半导体基板110的后表面的表面粗糙度可低于半导体基板110的前表面。例如，半导体基板110的后表面被镜面抛光，因此可具有100nm或更小的表面粗糙度。另外，不具有图案的第二金属电极层442可形成在半导体基板110的后表面上的第二透明电极层441的整个表面上。由此，半导体基板110的后表面上的第二金属电极层442的反射效果可进一步改进。
从以上描述显而易见的，在根据本发明的一个实施方式的太阳能电池及其制造方法中，前电场区的厚度可相对减小以使光学损失最小化，并且发射极区的厚度可相对增大以方便光电转换并且改进钝化特性。另外，半导体基板仅包括基极区而没有掺杂区，因此可具有优异的钝化特性。此外，通过限制位于半导体基板的前表面上的第一钝化膜和第一透明电极层与位于半导体基板的后表面上的第二钝化膜和第二透明电极层之间的厚度关系和厚度比以及前电场区、发射极区、第一钝化膜和第二钝化膜以及第一透明电极层和第二透明电极层的材料，钝化特性可被最大化，并且电流密度可被最大化。由此，太阳能电池的效率可被最大化。
尽管出于例示性目的公开了本发明的优选实施方式，本领域技术人员将理解，在不脱离所附权利要求书中所公开的本发明的范围和精神的情况下，可进行各种修改、添加和置换。
相关申请的交叉引用
本申请要求在韩国知识产权局于2015年12月18日提交的韩国专利申请No.10-2015-0181745以及2016年11月21日提交的韩国专利申请No.10-2016-0155176的优先权权益，其公开内容以引用方式并入本文。

Claims (20)

1.一种太阳能电池，该太阳能电池包括：
半导体基板；
第一钝化膜，该第一钝化膜位于所述半导体基板的前表面上；
第二钝化膜，该第二钝化膜位于所述半导体基板的后表面上；
前电场区，该前电场区位于所述半导体基板的所述前表面上的所述第一钝化膜上并且导电类型与所述半导体基板的导电类型相同；
发射极区，该发射极区位于所述半导体基板的所述后表面上的所述第二钝化膜上并且导电类型与所述半导体基板的导电类型相反；
第一电极，所述第一电极导电地连接至所述前电场区；以及
第二电极，所述第二电极导电地连接至所述发射极区。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述发射极区的厚度大于所述前电场区的厚度。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，
所述前电场区的能带隙大于所述半导体基板的能带隙；并且
所述发射极区的能带隙大于所述半导体基板的能带隙。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述前电场区和所述发射极区包括掺杂非晶硅、非晶硅氧化物、非晶硅碳化物、铟镓锌氧化物、钛氧化物和钼氧化物中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第一钝化膜和所述第二钝化膜中的至少一个包括本征非晶硅层。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第二钝化膜的厚度等于或大于所述第一钝化膜的厚度。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述发射极区的厚度与所述第二钝化膜的厚度之比大于所述前电场区的厚度与所述第一钝化膜的厚度之比。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述发射极区和所述前电场区中的至少一个包括第一部分以及掺杂浓度高于所述第一部分的掺杂浓度的第二部分，
其中，所述第一部分的厚度大于所述第二部分的厚度。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，
所述前电场区包括位于所述第一钝化膜上的第一电场部分以及位于所述第一电场部分上并且掺杂浓度高于所述第一电场部分的掺杂浓度的第二电场部分；
所述发射极区包括位于所述第二钝化膜上的第一发射极部分以及位于所述第一发射极部分上并且掺杂浓度高于所述第一发射极部分的掺杂浓度的第二发射极部分；并且
所述第二发射极部分的掺杂浓度与所述第一发射极部分的掺杂浓度之比等于或大于所述第二电场部分的掺杂浓度与所述第一电场部分的掺杂浓度之比，具有第二导电类型掺杂剂的所述第一发射极部分的掺杂浓度等于或小于具有第一导电类型掺杂剂的所述第一电场部分的掺杂浓度。
10.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，
所述第一电极和所述第二电极中的至少一个包括透明电极层以及位于所述透明电极层上的金属电极层；并且
所述透明电极层包括铟锡氧化物ITO、铝锌氧化物AZO、硼锌氧化物BZO、铟钨氧化物IWO、铟铯氧化物ICO和铟钛钽氧化物中的至少一种。
11.根据权利要求10所述的太阳能电池，其中，所述透明电极层还包括氢。
12.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，
所述第一电极包括形成在所述前电场区上的第一透明电极层以及位于所述第一透明电极层上的第一金属电极层；
所述第二电极包括形成在所述发射极区上的第二透明电极层以及位于所述第二透明电极层上的第二金属电极层；并且
所述第一透明电极层的厚度大于所述第二透明电极层的厚度。
13.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，
所述半导体基板和所述前电场区为n型；并且
所述发射极区为p型。
14.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，在所述半导体基板的所述前表面上设置第一不平部分和第二不平部分。
15.一种制造太阳能电池的方法，该方法包括以下步骤：
在半导体基板的前表面和后表面上形成第一钝化膜和第二钝化膜；
形成前电场区和发射极区，所述前电场区位于所述半导体基板的所述前表面上的所述第一钝化膜上并且导电类型与所述半导体基板的导电类型相同，所述发射极区位于所述半导体基板的所述后表面上的所述第二钝化膜上并且导电类型与所述半导体基板的导电类型相反；
形成位于所述前电场区上的第一透明电极层以及位于所述发射极区上的第二透明电极层；以及
形成位于所述第一透明电极层上的第一金属电极层以及位于所述第二透明电极层上的第二金属电极层。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，
所述第一金属电极层和所述第二金属电极层中的至少一个被形成为具有图案；并且
所述第一金属电极层和所述第二金属电极层中的至少一个通过形成包括溶剂、导电材料和粘结剂的低温糊剂层然后使所述低温糊剂层干燥来形成，或者通过镀覆来形成。
17.根据权利要求15所述的方法，该方法还包括在形成所述第一钝化膜和所述第二钝化膜之前的以下步骤：
通过利用湿法蚀刻进行纹理化来在所述半导体基板的所述前表面和所述后表面上形成第一不平部分；以及
通过反应离子蚀刻来至少在所述半导体基板的所述前表面上形成尺寸小于所述第一不平部分的第二不平部分。
18.根据权利要求15所述的方法，其中，形成所述第一透明电极层和所述第二透明电极层的步骤包括以下步骤：
通过沉积来形成所述第一透明电极层和所述第二透明电极层，并且注入氢气、载气以及形成所述第一透明电极层和所述第二透明电极层的原材料。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，
所述载气包括氮气或氩气；并且
氢气与所述载气之比为0.5％至5％。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，在形成所述第一透明电极层和所述第二透明电极层的步骤中，氧气与所述原材料、氢气和所述载气一起被注入。
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