CN107039540A - 制造太阳能电池的方法 - Google Patents

制造太阳能电池的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107039540A
CN107039540A CN201611177471.5A CN201611177471A CN107039540A CN 107039540 A CN107039540 A CN 107039540A CN 201611177471 A CN201611177471 A CN 201611177471A CN 107039540 A CN107039540 A CN 107039540A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
electrode
light
solar cell
post
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201611177471.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107039540B (zh
Inventor
李景洙
朴相昱
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shangrao Xinyuan Yuedong Technology Development Co Ltd
Original Assignee
LG Electronics Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Electronics Inc filed Critical LG Electronics Inc
Publication of CN107039540A publication Critical patent/CN107039540A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107039540B publication Critical patent/CN107039540B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F71/00—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00—Details of electric heating devices
    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227—Applications
    • H05B1/023—Industrial applications
    • H05B1/0233—Industrial applications for semiconductors manufacturing
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F10/00—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells
    • H10F10/10—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells having potential barriers
    • H10F10/16—Photovoltaic cells having only PN heterojunction potential barriers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F71/00—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
    • H10F71/128—Annealing
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/10—Semiconductor bodies
    • H10F77/16—Material structures, e.g. crystalline structures, film structures or crystal plane orientations
    • H10F77/162—Non-monocrystalline materials, e.g. semiconductor particles embedded in insulating materials
    • H10F77/166—Amorphous semiconductors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/20—Electrodes
    • H10F77/206—Electrodes for devices having potential barriers
    • H10F77/211—Electrodes for devices having potential barriers for photovoltaic cells
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/30—Coatings
    • H10F77/306—Coatings for devices having potential barriers
    • H10F77/311—Coatings for devices having potential barriers for photovoltaic cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)

Abstract

本发明涉及制造太阳能电池的方法。公开了一种太阳能电池的制造方法，包括形成包括无定形半导体层的光电转换器，形成连接到光电转换器的电极，并且通过向光电转换器和电极提供光而执行后处理。

Description

制造太阳能电池的方法
对相关申请的交叉引用
该申请要求2015年12月18日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2015-0181748的优先权利益，在此通过引用并入其公开。
技术领域
本发明的实施例涉及一种制造太阳能电池的方法，并且更加具体地涉及一种制造包括无定形半导体层的太阳能电池的方法。
背景技术
近来，由于现有能源诸如油和煤的耗尽，对于用于替代现有能源的可替代能量来源的兴趣正在增加。最重要的是，太阳能电池是受欢迎的、用于将阳光转换成电能的下一代电池。
可以通过基于某种设计形成各种层和电极来制造太阳能电池。太阳能电池的效率可以由各种层和电极的设计确定。为了使得太阳能电池被商业化，需要克服低效率问题，并且因此，各种层和电极设计成使得太阳能电池的效率最大化并且为了使得太阳能电池的效率最大化执行了各种处理。
相应地，需要一种制造太阳能电池的方法，该方法包括基于太阳能电池的结构在太阳能电池上执行后处理从而使其效率最大化的过程。特别地，需要一种制造包括无定形半导体层的太阳能电池的方法，该方法可以防止无定形半导体层在高温下劣化，因为由于无定形半导体层的这种劣化，太阳能电池的效率可能降低，或者通过实施防止无定形半导体层的劣化所要求的低温过程。
发明内容
因此，已经鉴于以上问题实现了本发明，并且本发明的实施例的目的在于提供一种制造太阳能电池的方法，该方法可以增强太阳能电池的热稳定性和效率。
根据本发明的一个方面，能够通过提供一种制造太阳能电池的方法来实现以上和其它目的，该方法包括形成包括无定形半导体层的光电转换器，形成连接到光电转换器的电极，并且通过向光电转换器和电极提供光而执行后处理。
附图简要说明
根据以下与附图相结合的详细说明，将更加清楚地理解本发明的实施例的以上和其它目的、特征以及其它优点，其中：
图1是示意根据本发明的实施例的制造太阳能电池的方法可以应用到的太阳能电池的一个示例的截面视图；
图2是在图1中示意的太阳能电池中的第二电极层的平面视图；
图3是示意根据本发明的实施例的制造太阳能电池的方法的流程图；
图4A到4I是示意在图3中示意的制造太阳能电池的方法的截面视图；
图4J是用于解释根据本实施例的包括两个操作的后处理操作的图；
图5是示意在图3中示意的制造太阳能电池的方法的后处理操作中，在其中仅施加热和其中一起施加热和光的两个相应的情形中测量太阳能电池(或者半导体衬底)的温度的结果的视图；
图6是示意根据本发明的另一个实施例的制造太阳能电池的方法的流程图；
图7是示意根据本发明的实施例的制造太阳能电池的方法的后处理操作可以应用到的太阳能电池的另一个示例的截面视图；并且
图8是示意根据本发明的试验示例2制造的多个太阳能电池的充电密度的相对值的曲线图。
具体实施方式
现在将详细地参考本发明的实施例，其示例在附图中被示意。然而，将会理解本发明应该不限于这些实施例并且可以被以各种方式修改。
在绘图中，为了清楚地并且简要地解释本发明，省略了与本说明无关的元件的示意，并且贯穿本说明书地，相同或者极其类似的元件由相同的附图标记标注。另外，在绘图中，为了更加清楚地解释，元件的尺寸诸如厚度、宽度等被放大或者缩小，并且因此本发明的厚度、宽度等不限于绘图的示意。
在全部说明书中，当提到一个元件“包括”另一个元件时，该元件不应该理解为排除其它元件，只要无任何具体的不相一致的说明，并且该元件可以包括至少一个其它元件。另外，将会理解，当提到一个元件诸如层、膜、区域或者衬底处于另一个元件“上”时，它能够直接地处于该另一元件上或者还可以存在居间的元件。在另一方面，当提到一个元件诸如层、膜、区域或者衬底“直接地”处于另一个元件“上”时，这意味着在其间不存在任何居间的元件。
在下文中，将参考附图详细描述根据本发明的实施例的制造太阳能电池的方法。将首先描述根据本发明的实施例的制造太阳能电池的方法可以应用到的太阳能电池的一个示例，并且此后将描述包括在太阳能电池上执行后处理的后处理操作的、制造太阳能电池的方法。
图1是示意根据本发明的实施例的制造太阳能电池的方法可以应用到的太阳能电池的一个示例的截面视图。
参考图1，根据本实施例的太阳能电池100包括：包括基底区域10的半导体衬底110、在半导体衬底110上形成的隧穿膜52和54、在相应的隧穿膜52和54上形成的传导区域20和30以及和连接到相应的传导区域20和30的电极42和44。在此情形中，隧穿膜52和54可以包括在半导体衬底110的第一表面(在下文中称作“前表面”)上形成的第一隧穿膜52，和在半导体衬底110的第二表面(在下文中称作“背表面”)上形成的第二隧穿膜54。传导区域20和30可以包括在半导体衬底110的前表面侧处的第一隧穿膜52上形成的第一传导区域20，和在半导体衬底110的背表面侧处的第二隧穿膜54上形成的第二传导区域30。另外，电极42和44可以包括连接到第一传导区域20的第一电极42，和连接到第二传导区域30的第二电极44。这将在下面更加详细地描述。
半导体衬底110可以由结晶半导体形成。在一个示例中，半导体衬底110可以由单晶或者多晶半导体(例如单晶或者多晶硅)形成。特别地，半导体衬底110可以由单晶半导体(例如单晶半导体晶圆，并且更加具体地，单晶硅晶圆)形成。当半导体衬底110如上所述由单晶半导体(例如单晶硅)形成时，太阳能电池100配置成一种单晶半导体太阳能电池(例如单晶硅太阳能电池)。基于由具有高结晶度并且因此低缺陷的单晶半导体形成的半导体衬底160的这种太阳能电池100可以具有优良的电学性质。
在本实施例中，半导体衬底110可以仅包括基底区域10而不具有独立的掺杂区域。当半导体衬底110不包括任何独立的掺杂区域时，例如可以防止当形成掺杂区域时可能产生的、对于半导体衬底110的损坏和半导体衬底110的缺陷数量的增加，这可以允许半导体衬底110具有优良的钝化性质。由此，在半导体衬底110的表面上发生的表面复合可以最小化。
在本实施例中，半导体衬底110或者基底区域10可以以低掺杂密度掺杂有第一传导掺质或者第二传导掺质，因此具有第一传导类型或者第二传导类型。此时，半导体衬底110或者基底区域10可以具有比具有与半导体衬底110或者基底区域10相同的传导类型的第一传导区域20和第二传导区域30之一更低的掺杂密度、更高的电阻或者更低的载流子密度。在一个示例中，在本实施例中，基底区域10可以具有第二传导类型。
半导体衬底110的前表面和/或背表面可以经历织构化从而具有突起。突起可以被配置为半导体衬底110的(111)面并且可以采取具有不规则尺寸的棱锥的形式。当利用经由织构化在前表面上形成的突起增加例如半导体衬底110的前表面的粗糙度时，通过例如半导体衬底110的前表面引入的光的反射率可以减小。相应地，到达由基底区域10和第一传导区域20形成的pn结的光量可以增加，这可以最小化遮光损失。然而，本发明的实施例不限于此，并且可以不经由织构化在半导体衬底110的前表面和背表面上形成任何突起。
第一隧穿膜52在半导体衬底110的前表面上形成，并且第二隧穿膜54在半导体衬底110的背表面上形成。
第一隧穿膜52和第二隧穿膜54可以用作电子和空穴的势垒，由此防止少数载流子穿过第一隧穿膜52和第二隧穿膜54并且允许仅在邻近于第一隧穿膜52和第二隧穿膜54的部分处积聚并且因此具有给定大小或者更大的能量的多数载流子穿过第一隧穿膜52和第二隧穿膜54。此时，由于隧穿效应，具有给定大小或者更大的能量的多数载流子可以易于穿过第一隧穿膜52和第二隧穿膜54。
这种第一隧穿膜52或者第二隧穿膜54可以包括各种材料以使得载流子能够隧穿，并且例如可以包括氮化物、半导体或者传导聚合物。在一个示例中，第一隧穿膜52或者第二隧穿膜54可以包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、本征无定形半导体(例如本征无定形硅)，或者本征多晶半导体(例如本征多晶硅)。此时，第一隧穿膜52和第二隧穿膜54可以由本征无定形半导体形成。在一个示例中，第一隧穿膜52和第二隧穿膜54可以被配置成无定形硅(a-Si)层、无定形碳化硅(a-SiCx)层或者无定形氧化硅(a-SiOx)层。在此情形中，因为第一隧穿膜52和第二隧穿膜54具有与半导体衬底110的性质类似的性质，所以半导体衬底110的表面性质可以被有效地改善。
此时，第一隧穿膜52和第二隧穿膜54可以在半导体衬底110的整个前表面和整个背表面之上形成。相应地，第一隧穿膜52和第二隧穿膜54可以为半导体衬底110的整个前表面和整个背表面提供钝化效果，并且可以易于在不单独进行图案化的情况下形成。
为了实现充分的隧穿效应，隧穿膜52和54的厚度可以是5nm或者更低，并且可以在从0.5nm到5nm的范围内(例如在从1nm到4nm的范围内)。当隧穿膜52和54的厚度超过5nm时，不发生顺利的隧穿，并且因此太阳能电池100可能不工作。当隧穿膜52和54的厚度低于0.5nm时，可能难以形成具有期望质量的隧穿膜52和54。相应地，为了进一步改善隧穿效应，隧穿膜52和54的厚度可以在从1nm到4nm的范围内。然而，本发明的实施例不限于此，并且隧穿膜52和54的厚度可以具有各种值中的任何一个。
第一传导类型的第一传导区域20可以在第一隧穿膜52上形成。另外，与第一传导类型相反的第二传导类型的第二传导区域30可以在第二隧穿膜54上形成。
第一传导区域20可以包括第一传导掺质，并且因此可以具有第一传导类型。另外，第二传导区域30可以包括第二传导掺质，并且因此可以具有第二传导类型。在一个示例中，第一传导区域20可以与第一隧穿膜52形成接触，并且第二传导区域30可以与第二隧穿膜54形成接触。由此，太阳能电池100的结构可以简化，并且第一隧穿膜52和第二隧穿膜54的隧穿效果可以最大化。然而，本发明的实施例不限于此。
第一传导区域20和第二传导区域30每一个可以包括与半导体衬底110相同的半导体材料(更加具体地，单一半导体材料例如硅)。在一个示例中，第一传导区域20和第二传导区域30每一个可以被配置为无定形硅(a-Si)层、无定形碳化硅(a-SiCx)层或者无定形氧化硅(a-SiOx)层。由此，第一传导区域20和第二传导区域30可以具有与半导体衬底110的性质类似的性质，并且因此可以最小化当它们包括不同的半导体材料时可能发生的性质的差异。然而，因为第一传导区域20和第二传导区域30独立于半导体衬底110地在半导体衬底110上形成，所以第一传导区域20和第二传导区域30可以具有不同于半导体衬底110的结晶结构，从而易于在半导体衬底110上形成。
例如，第一传导区域20和第二传导区域30每一个可以由掺杂无定形半导体形成，掺杂无定形半导体可以利用第一传导掺质或者第二传导掺质经由各种方法中的任何一种诸如沉积等容易地制造。由此，可以使用简化的过程容易地形成第一传导区域20和第二传导区域30。此时，当第一隧穿膜52和第二隧穿膜54由本征无定形半导体(例如本征无定形硅)形成时，第一传导区域20和第二传导区域30可以具有例如优良的结合性质和优良的导电性。
当基底区域10具有第二传导类型时，具有第一传导类型的第一传导区域20配置发射极区域，发射极区域具有不同于基底区域10的传导类型，并且因此与基底区域10形成pn结。另外，具有与半导体衬底110相同的第二传导类型的第二传导区域30配置形成背面场并且具有比半导体衬底110更高的掺杂密度的背面场(BSF)区域。由此，当配置发射极区域的第一传导区域20位于半导体衬底110的前表面侧处时，用于pn结的光路可以最小化。
然而，本发明的实施例不限于此。在另一个示例中，当基底区域10具有第一传导类型时，第一传导区域20配置前面场区域，并且第二传导区域30配置发射极区域。
用作第一传导掺质或者第二传导掺质的p型掺质可以是III族元素，诸如硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)或者铟(In)，并且n型掺质可以是V族元素，诸如磷(P)、砷(As)、铋(Bi)或者锑(Sb)。然而，本发明的实施例不限于此，并且各种掺质中的任何一种可以被用作第一传导掺质或者第二传导掺质。
当构成光电转换器的第一隧穿膜52和第二隧穿膜54与第一传导区域20和第二传导区域30中的至少一个包括无定形半导体层(例如无定形硅层)时，可以以简化的方式制造太阳能电池100，半导体衬底110可以具有优良的性质，因为它仅包括基底区域10而不包括掺杂区域，并且减小昂贵的半导体衬底110的厚度可以降低制造太阳能电池100的成本。然而，无定形半导体层在形成异质外延结的、与半导体衬底110的界面处可能具有很多缺陷，并且在高温下性质可能易于发生劣化，因此要求应用低温过程。然而，当应用这种低温过程时，在减小例如在传导区域20和30与电极42和44之间的接触电阻方面存在限制。考虑到这点，在根据本实施例具有包括无定形半导体层的光电转换器的太阳能电池100中，执行可以防止无定形半导体层劣化并且可以防止在传导区域20和30与电极42和44之间的接触电阻增加的后处理操作ST50(见图3)。这将在下面关于太阳能电池100的制造方法或者后处理方法更加详细地描述。
第一电极42和第二电极44被布置在相应的第一传导区域20和第二传导区域30上并且被连接到相应的第一传导区域20和第二传导区域30。第一电极42和第二电极44可以包括布置在第一传导区域20上并且连接到第一传导区域20的第一电极42，和布置在第二传导区域30上并且连接到第二传导区域30上的第二电极44。
第一电极42可以包括顺序地在第一传导区域20之上堆叠的第一电极层421和第二电极层422。
在此情形中，第一电极层421可以在整个第一传导区域20之上(例如可以与其接触)形成。术语“整个”不仅包括整个第一传导区域20被覆盖而不余留空置的空间或者空置的区域的情形，而且还包括第一传导区域20的一部分不可避免地被排除的情形。当第一电极层421在整个第一传导区域20之上形成时，载流子可以易于通过穿过第一电极层421而到达第二电极层422，这可以使得在水平方向上的电阻减小。因为被配置为无定形半导体层的第一传导区域20可以具有相对低的结晶度，并且因此可以降低载流子的迁移率，所以设置第一电极层421可以减小当载流子在水平方向上移动时的电阻。
因为第一电极层421在整个第一传导区域20之上形成，所以第一电极层421可以由能够透射光的材料(即透光材料)形成。即，第一电极层421可以由透明传导材料形成以便能够透射光并且载流子能够易于移动。这样，即便第一电极层421在整个第一传导区域20之上形成，第一电极层421仍然不防止光的透射。在一个示例中，第一电极层421可以包括铟锡氧化物(ITO)或者碳纳米管(CNT)。然而，本发明的实施例不限于此，并且第一电极层421可以包括各种其它材料中的任何一种。
第二电极层422可以在第一电极层421上形成。在一个示例中，第二电极层422可以与第一电极层421形成接触，这可以简化第一电极42的结构。然而，本发明的实施例不限于此，并且各种更改都是可能的。例如，其中在第一电极层421和第二电极层422之间存在单独的层的一种更改是可能的。同时，虽然第二电极层422可以如所示意地具有单层结构，但是可以不像示意的那样具有多层结构。
布置在第一电极层421上的第二电极层422可以由具有优于第一电极层421的导电性的材料形成。这样，第二电极层422收集载流子的效率和第二电极层422的电阻的减小可以进一步得到增强。在一个示例中，第二电极层422可以由不透明的或者具有比第一电极层421更低的透明度并且具有优于第一电极层421的导电性的金属形成。
因为第二电极层422是不透明的或者具有低透明度，并且因此可以防止光的进入，所以第二电极层422可以具有给定的图案以便最小化遮光损失。这可以允许光被引入不形成第二电极层422的部分中。将在下面参考图2更加详细地描述第二电极层422的平面形状。
第二电极44可以包括顺序地在第二传导区域30之上堆叠的第一电极层441和第二电极层442。除了第二电极44位于第二传导区域30上的事实，第二电极44的第一电极层441和第二电极层442的作用、材料、形状等可以与第一电极42的第一电极层421和第二电极层422的作用、材料、形状等相同，并且因此与第一电极42有关的说明可以同样地应用于第二电极44。
另外，可以将各种层诸如防反射膜和反射膜等布置在第一电极42和第二电极44的第一电极层421和441上。
此时，在本实施例的第一电极42和第二电极44中，第二电极层422和442可以由可以通过低温烧制(例如在300℃或者更低的处理温度下烧制)而被烧制的材料形成(在一个示例中，第二电极层422和442可以不包括(或者不含)玻璃熔料，而是可以仅包括传导材料和树脂(例如结合剂、固化剂或者添加剂)。这用于允许在低温下容易地烧制不具有玻璃熔料的第二电极层422和442。传导材料可以包括例如银(Ag)、铝(Al)或者铜(Cu)，并且树脂可以包括例如纤维素基或者酚醛基结合剂，或者胺基固化剂。
如上所述，在本实施例中，因为第二电极层422和442需要形成为与第一电极层421和441接触，所以不要求穿过例如绝缘膜的贯穿式烧制(fire-through)。相应地，使用从其移除了玻璃熔料的低温烧制膏剂。因为第二电极层422和442仅包括树脂而不包括玻璃熔料，所以传导材料可以经历烧结以便在不被连接到第一传导层421和441的情况下与第一传导层421和441形成接触，由此经由聚类实现传导性。这个传导性可以是低的。考虑到这点，在本实施例中，可以执行后处理操作ST50从而增强传导性。这将在下面关于太阳能电池100的制造方法或者后处理方法更加详细地描述。
将在下面参考图2更加详细地描述第一电极42和第二电极44的第二电极层422和442的平面形状。
图2是在图1中示意的太阳能电池100中的第二电极层422和442的平面视图。图2的示意聚焦于第一电极42和第二电极44的第二电极层422和442。
参考图2，第二电极层422和442可以包括以恒定间距相互间隔开的多个指状电极42a和44a。虽然图2示意指状电极42a和44a相互平行并且平行于半导体衬底110的边缘，但是本发明的实施例不限于此。另外，第二电极层422和442可以包括在与指状电极42a和44a交叉的方向上形成以便将指状电极42a和44a相互连接的母线电极42b和44b。可以设置仅一个母线电极42b或者44b，或者可以以比如在图2中所示意的指状电极42a和44a的间距更大的间距排列多个母线电极42b或者44b。此时，虽然母线电极42b和44b的宽度可以大于指状电极42a和44a的宽度，但是本发明的实施例不限于此。相应地，母线电极42b和44b的宽度可以等于或者小于指状电极42a和44a的宽度。
图2示意第一电极42和第二电极44的第二电极层422和442可以具有相同的平面形状。然而，本发明的实施例不限于此，并且第一电极42的指状电极42a和母线电极42b的宽度、间距等可以不同于第二电极44的指状电极44a和母线电极44b的宽度、间距等。另外，第一电极42和第二电极44的第二电极层422和442可以具有不同的平面形状，并且各种其它更改都是可能的。
这样，在本实施例中，在太阳能电池100的第一电极42和第二电极44中，不透明的或者包括金属的第二电极层422和442可以具有预定的图案使得太阳能电池100具有两面结构以允许光被引入半导体衬底110的前表面和背表面中。由此，在太阳能电池100中使用的光量可以增加，这可以有助于增强太阳能电池100的效率。然而，本发明的实施例不限于此，并且第二电极44的第二电极层442可以在半导体衬底110的整个背表面处形成。
如上所述，具有包括无定形半导体层的光电转换器的太阳能电池100可以经历后处理，从而防止无定形半导体层的劣化并且增强电极42和44的传导性。这将在下面关于太阳能电池100的制造方法更加详细地描述。
图3是示意根据本发明的实施例的太阳能电池的制造方法的流程图，并且图4A到4I是示意在图3中示意的太阳能电池的制造方法的截面视图。在下文中，将省略与以上参考图1和2描述的太阳能电池100的配置有关的详细说明，并且仅将详细描述以上未描述的配置。
参考图3，根据本实施例的太阳能电池100的制造方法包括半导体衬底制备操作ST10、隧穿膜形成操作ST20、传导区域形成操作ST30、电极形成操作ST40和后处理操作ST50。电极形成操作ST40包括第一电极层形成操作ST41、第一低温膏剂层形成操作ST42、第一干燥操作ST43、第二低温膏剂层形成操作ST44和第二干燥操作ST45，这将在下面参考图4A到4I详细地描述。
首先，如在图4A中所示意地，在半导体衬底制备操作ST10中，制备包括基底区域10的半导体衬底110。
随后，如在图4B中所示意地，在隧穿膜形成操作ST20中，在半导体衬底110的整个表面之上形成隧穿膜52和54。更加具体地，在半导体衬底110的前表面上形成第一隧穿膜52，并且在半导体衬底110的背表面上形成第二隧穿膜54。虽然隧穿膜52和54在图4B中被示意为不在半导体衬底110的侧表面上形成，但是隧穿膜52和54还可以在半导体衬底110的侧表面上形成。
隧穿膜52和54可以经由例如热生长或者沉积(例如等离子体增强化学气相沉积(PECVD)或者原子层沉积(ALD))形成。然而，本发明的实施例不限于此，并且隧穿膜52和54可以经由各种其它方法形成。
随后，如在图4C中所示意地，在传导区域形成操作ST30中，在隧穿膜52和54上形成传导区域20和30。更加具体地，第一传导区域20可以在第一隧穿膜52上形成，并且第二传导区域30可以在第二隧穿膜54上形成。
传导区域20和30可以经由例如沉积(例如PECVD或者低压化学气相沉积(LPCVD))形成。第一传导掺质或者第二传导掺质可以在半导体层的生长过程中被引入形成传导区域20或者30的半导体层，或者可以经由例如离子注入、热扩散或者激光掺杂在半导体层形成之后被掺杂。然而，本发明的实施例不限于此，并且传导区域20和30可以经由各种其它方法形成。
随后，如在图4D中所示意地，在第一电极层形成操作ST41中，分别在传导区域20和30上形成第一电极层421和441。更加具体地，第一电极42的第一电极层421可以在第一传导区域20上形成，并且第二电极44的第一电极层441可以在第二传导区域30上形成。
第一电极层421和441可以经由例如沉积(例如PECVD或者涂覆)形成。然而，本发明的实施例不限于此，并且第一电极层421和441可以经由各种其它方法形成。
随后，如在图4E中所示意地，在第一低温膏剂层形成操作ST42中，在传导区域20和30之一(在图4E中是第一传导区域20)上形成第一低温膏剂层422a。第一低温膏剂层422a可以包括传导材料、树脂(例如结合剂、固化剂和添加剂)和溶剂。已经描述了传导材料和树脂的构成材料，并且因此在这里省略其说明。溶剂可以是各种材料中的任何一种，并且例如可以是乙醚基溶剂。此时，相对于100wt％的第一低温膏剂层422a，可以以85wt％到90wt％的数量包括传导材料，可以以1wt％到15wt％的数量包括树脂，并且可以以5wt％到10wt％的数量包括溶剂。然而，本发明的实施例不限于此。
第一低温膏剂层422a可以经由各种方法形成。在一个示例中，可以经由印刷将第一低温膏剂层422a形成为具有期望的图案。这样，可以经由简化的过程将第一低温膏剂层422a形成为期望的图案。同时，第一低温膏剂层422a可以如所示意地具有单层结构，或者可以不像示意的那样具有多层结构。
随后，如在图4F中所示意地，在第一干燥操作ST43中，第一低温膏剂层422a被干燥从而第二电极层422和442之一(在图4F中第一电极42的第二电极层422)被形成。第一干燥操作ST43可以在300℃或者更低的温度下执行。这个温度被限制为在该温度下可以防止隧穿膜52和54与传导区域20和30的劣化的低温。然而，本发明的实施例不限于此。
当在第一干燥操作ST43中第一低温膏剂层422a的溶剂挥发时，第二电极层422和442之一(在图4F中第一电极42的第二电极层422)包括传导材料和树脂。
随后，如在图4G中所示意地，在第二低温膏剂层形成操作ST44中，在传导区域20和30之另一个(在图4G中第二传导区域30)上形成第二低温膏剂层442a。第二低温膏剂层442a可以包括传导材料、结合剂和溶剂。第二低温膏剂层442a可以包括例如与第一低温膏剂层422a相同或者类似的材料或者组成，并且因此在这里省略其详细说明。
第二低温膏剂层442a可以经由各种方法形成。在一个示例中，可以经由印刷将第二低温膏剂层442a形成为具有期望的图案。这样，可以经由简化的过程将第二低温膏剂层442a形成为期望的图案。
随后，如在图4H中所示意地，在第二干燥操作ST45中，第二低温膏剂层442a被干燥从而第二电极层422和442之另一个(在图4H中第二电极44的第二电极层442)被形成。可以在300℃或者更低的温度下执行第二干燥操作ST45。这个温度被限制为在该温度下可以防止隧穿膜52和54与传导区域20和30的劣化的低温。然而，本发明的实施例不限于此。
当在第二干燥操作ST45中第二低温膏剂层442a的溶剂挥发时，第二电极层422和442之另一个(在图4H中第二电极44的第二电极层442)包括传导材料和树脂，而不包括例如含氧、碳和硫的金属化合物。
在绘图和以上说明中，在第一低温膏剂层422a被形成并且被干燥之后，第二低温膏剂层442a被形成并且被干燥。可能难以同时在相反的表面上形成处于液体状态中的第一低温膏剂层422a和第二低温膏剂层442a，使得它们同时具有期望的图案。考虑到这点，在已经通过形成处于液体状态中的第一低温膏剂层422a并使其干燥而形成第二电极层422和442之一的状态中，在相反的表面上形成处于液体状态中的第二低温膏剂层442a。由此，能够防止例如在形成第二低温膏剂层442a的同时第一低温膏剂层422a向下流动。然而，本发明的实施例不限于此，并且第一低温膏剂层422a和第二低温膏剂层442a可以同时地在相反侧上形成，并且此后可以被一起干燥。
在绘图和以上说明中，在第一低温膏剂层422a已经在布置在半导体衬底110的前表面上的第一传导区域20上形成并且干燥之后，形成第一电极42的第二电极层422。此后，在第二低温膏剂层442a已经在布置在半导体衬底110的背表面上的第二传导区域30上形成并且干燥之后，形成第二电极44的第二电极层442。然而，这个顺序是仅作为示例给出的，并且本发明的实施例不限于此。在第一低温膏剂层422a已经在布置在半导体衬底110的背表面上的第二传导区域30上形成并且干燥之后，可以形成第二电极44的第二电极层442。此时，在第一低温膏剂层422a之后形成的第二低温膏剂层442a可以在布置在半导体衬底110的前表面上的第一传导区域20上形成并且干燥，从而形成第一电极42的第二电极层422。
随后，如在图4I中所示意地，执行用于为太阳能电池100提供光的后处理操作ST50。此时，当还向太阳能电池100提供热时，可以进一步改善后处理操作ST50的效果。同时，在本实施例中，后处理操作ST50可以是两操作后处理。这将在以后描述。
当在后处理操作ST50中向太阳能电池100提供光时，氢的迁移率提高并且氢的扩散率增加。在隧穿膜52和54和/或传导区域20和30被配置为无定形半导体层的情形中，在其中包括了大量的氢。当氢的扩散率增加时，氢可以易于扩散到在它们之间的界面。由此，无定形半导体层内侧的氢的数量可以大大地减小，并且可以减少在界面中缺陷的发生。
以此方式，能够防止当无定形半导体层内侧的氢的反应性由于光或者热增加时可能发生的无定形半导体层的劣化。相应地，可以在200℃或者更高的温度下确保太阳能电池100的热稳定性。在一个示例中，利用根据本实施例的制造方法制造的太阳能电池100在300℃或者更低的温度下可以具有热稳定性。由此，在随后的模块过程诸如将带附接到太阳能电池100的过程中，可以防止无定形半导体层的劣化。另外，减少界面中的缺陷可以改善钝化效果。
根据本发明的制造太阳能电池的方法可以在相对低的温度，即300℃或者更低的处理温度下执行。因此，因为制造太阳能电池100的过程不是在高处理温度(例如高于300℃的温度)下执行的，所以在太阳能电池100的制造操作期间，可以防止在太阳能电池100中包括的半导体层的劣化。
另外，可以利用在后处理操作ST50中提供的光增强使用第一低温膏剂层422a和第二低温膏剂层442a形成的电极42和44的传导性。预期这是因为光增加了在第一低温膏剂层422a和第二低温膏剂层442a中包括的结合剂的活性，因此发挥了光烧结效果。
此时，在后处理操作ST50中向太阳能电池100提供的光可以具有在从100W/m2到30000W/m2的范围内的发光强度。当发光强度低于100W/m2时，后处理操作ST50的效果可能是不充分的。在另一方面，使用当前光源可能难以实现具有高于30000W/m2的发光强度的光。在一个示例中，在后处理操作ST50中向太阳能电池100提供的光可以具有在从100W/m2到20000W/m2的范围内的发光强度。由此，可以有效地改善后处理操作ST50的效果。
在一个示例中，在后处理操作ST50中向太阳能电池100提供的光可以具有在从300nm到1000nm的范围内的波长。具有高于1000nm的波长的红外光可能将太阳能电池100加热到不可控的水平。因此，在本实施例中，仅使用具有与仅太阳能电池100的后处理相关联的波长的光，太阳能电池100的后处理操作ST50的效果可以最大化。在一个示例中，向太阳能电池100提供的光可以具有在从400nm到800nm的范围内的波长。当使用具有直接地在太阳能电池100的光电转换中涉及的波长的光防止无定形半导体层的劣化时，太阳能电池100的后处理操作ST50的效果可以最大化。
同时，在后处理操作ST50中向太阳能电池100提供的光可以具有400nm或者更低的波长，并且具体地可以具有在从300nm到400nm的范围内的波长。在此情形中，发光强度可以在从100W/m2到5000W/m2的范围内。另外，在后处理操作ST50中向太阳能电池100提供的光可以具有超过400nm并且等于或者小于1000nm的波长。在此情形中，发光强度可以在从100W/m2到30000W/m2的范围内。这是因为向太阳能电池100提供的光取决于其波长而具有不同的能量，并且因此发光强度可以改变成对应于光的波长。
相应地，因为具有400nm或者更低的波长的光具有高能量，所以通过提供比具有高于400nm的波长的光更低的发光强度，效果可以最大化。这样，在后处理操作ST50中向太阳能电池100提供的光可以在上述范围内的波长和发光强度下促进第一低温膏剂层422a和第二低温膏剂层442a的烧制，并且可以防止由于氢的迁移率增加引起的、光导致的无定形半导体层的劣化。在本实施例中，可以在室温下或者在施加热的状态中执行后处理操作ST50。特别地，当在后处理操作ST50中一起提供热和光时，可以促进第一低温膏剂层422a和第二低温膏剂层442a的烧制。另外，当氢的迁移率提高时，可以防止光导致的无定形半导体层劣化。在一个示例中，在后处理操作ST50中的处理温度可以是室温或者300℃(例如在从15℃到300℃的范围内)。在此情形中，处理温度可以意味着在其上执行后处理操作ST50的太阳能电池100(或者半导体衬底110)的温度。当处理温度低于室温时，后处理操作ST50的效果可能减小并且可能要求另外的器件从而实现低于室温的温度。当处理温度超过300℃时，在实现后处理操作ST50的效果之前，无定形半导体层可能在执行后处理操作ST50的同时劣化。在一个示例中，后处理操作ST50中的处理温度可以在从100℃到300℃的范围内。这是因为当处理温度是100℃或者更高时可以进一步增强后处理操作ST50的效果。
此时，在本实施例中，在后处理操作ST50中的处理温度可以在从200℃到300℃的范围内。这是因为，如上所述，根据本发明，在后处理操作ST50中施加的光可以防止太阳能电池100中的无定形半导体层的劣化，并且因此可以在200℃或者更高的温度下确保太阳能电池100的热稳定性。这样，可以在从200℃到300℃的范围内的相对高的处理温度下执行后处理操作ST50。这可以最小化无定形半导体层的电阻并且可以大大地增强电极42和44的比电阻。另外，在本实施例中，可以利用光有效地增加太阳能电池100的温度，即在后处理操作ST50中的处理温度。即，当一起使用热和光时，如在图5中所示意地，可以利用光增加太阳能电池100的温度。由此，可以减小将经由热源供应到太阳能电池100的热的量，这可以降低制造成本。另外，考虑到可能难以使用从热源施加的热精确地控制太阳能电池100的温度的事实，当在利用热源使得太阳能电池100的温度落入近似的温度范围内的状态中发射光时，太阳能电池100的温度可以被精确地控制为在期望的范围内并且被稳定地维持在期望的范围内。
在本实施例中，可以通过将太阳能电池100引入被维持在上述处理温度下并且提供光的后处理设备200中来执行后处理操作ST50，而不用单独的预加热过程。这是因为，处理温度不高，并且因此在该处理温度下，例如，太阳能电池100的性质将由于温度的快速改变而劣化的可能性是低的。这样，可以消除预加热过程和用于预加热过程的设施，这可以增加生产率。
后处理操作ST50的处理时间可以在从30秒到1小时的范围内。当处理时间短于30秒时，后处理操作ST50的效果可能是不充分的。当处理时间超过1小时时，处理时间过长，因此使得生产率降低。在一个示例中，后处理操作ST50的处理时间可以在从1分钟到30分钟的范围内。这样，可以稳定地实现后处理操作ST50的效果并且可以维持高的生产率。
在一个示例中，太阳能电池100可以在包括用于向太阳能电池100提供光的光源单元222的后处理设备200内经历后处理。此时，后处理设备200可以是进一步包括热源单元224的热处理设备。
光源单元222用于向太阳能电池100提供具有期望的发光强度的光。因为在后处理操作ST50中要求的光的发光强度范围从100W/m2到30000W/m2，所以光源单元222可以提供具有在从100W/m2到30000W/m2的范围内的发光强度的光。
此时，可以应用调节光源单元222的发光强度的各种方法从而提供具有在后处理操作ST50中要求的发光强度的光。即，例如，构成光源单元222的光源222a和222b的数目、类型和输出可以得到调节，或者在光源222a和222b与太阳能电池100之间的距离可以改变。
在本实施例中，光源单元222可以包括多个光源222a和222b以便为太阳能电池100提供足够的光。然而，本发明的实施例不限于此，并且当不要求具有高发光强度的光时可以设置光源222a和222b中的仅一个。
在本实施例中，光源222a和222b每一个可以配置成经由等离子体发射提供光的等离子体照明系统(PLS)。在等离子体照明系统中，由磁控管产生的电磁波诸如微波或者入射束被施加到在灯泡内侧充注的特定气体从而使得灯泡内侧的气体高度地离子化(即产生等离子体)，因此使得从等离子体发射光。从等离子体照明系统发射的光的波长可以在从300nm到1200nm的范围内。
等离子体照明系统并不使用是传统照明系统的构成元件的电极、灯丝或者汞，并且因此是环境友好的并且具有半永久性寿命。另外，等离子体照明系统具有非常优良的超光通量维持率，因此即使在它已经长时间地使用之后光量的变化仍然是低的。因为等离子体照明系统高度地耐受热并且因此具有优良的热稳定性，所以等离子体照明系统可以在同一空间中被连同热源单元224一起使用而不存在任何问题，并且可以发射具有足够的发光强度的光。作为参考，其它光源诸如发光二极管等是不耐热的，并且因此在连同热源单元224一起使用时存在困难，并且仅发射具有低水平的发光强度的光。另外，等离子体照明系统可以横跨可见光的整个波长带地发射几乎连续地均匀的光，并且因此可以提供类似于太阳光的光。此时，在本实施例中，在等离子体照明系统的灯泡内侧充注的气体可以是通过将铟(In)和溴(Br)相互组合而产生的In-Br化合物。由此，与在使用硫气体的传统情形中相比，所产生的光可以具有更加类似于太阳光的光谱。当提供具有类似于太阳光的光谱的光时，可以在类似于太阳光的条件下执行后处理操作ST50。由此，例如，可以在后处理操作ST50中有效地预先防止由于太阳光引起的劣化。
本实施例示意包括等离子体照明系统的多个光源222a和222b的使用。这样，可以稳定地向太阳能电池100提供具有期望的发光强度的光。然而，本发明的实施例不限于此，并且例如氙灯、卤素灯、激光器或者发光二极管(LED)可以被用作光源222a和222b。即，光源222a和222b可以是氙灯、卤素灯、激光器、等离子体照明系统和发光二极管(LED)中的至少一个。
同时，用于发射紫外光的UV灯可以被用作光源222a和222b。在此情形中，UV灯可以发射具有在从300nm到400nm的范围内的波长的光。然而，本发明的实施例不限于此，并且UV灯可以发射具有低于300nm的波长的极端紫外光。
在本实施例中，位于光源222a和222b每一个的前表面(即发光表面)上的盖衬底223可以包括基底衬底223a，和布置在基底衬底223a上并且具有不同的折射率的多个层223b。
基底衬底223a可以由具有能够保护光源222a和222b的强度并且具有用于使得能够透射光的透射性的材料形成。例如，基底衬底223a可以由玻璃形成。
层223b可以通过在彼此之上堆叠具有不同的折射率的层而形成，并且可以用作用于阻挡非期望的光的滤光器。例如，层223b可以由具有不同的折射率的氧化物基材料形成，并且可以阻挡具有低于300nm(例如低于600nm)并且超过1200nm(例如超过1000nm)的波长的光。层223b的构成材料和堆叠结构可以选自可以阻挡具有低于300nm(例如低于600nm)并且超过1200nm(例如超过1000nm)的波长的光的各种材料和各种堆叠结构。
虽然图4I示意层223b位于基底衬底223a的外表面上，但是本发明的实施例不限于此。因此，层223b可以位于基底衬底223a的内表面上，或者可以位于基底衬底223a的内表面和外表面上。
在本实施例中，由于阻挡某些光的光源222a或者222b的盖衬底223，可以向太阳能电池100提供足以用于后处理操作ST50的数量的光。这样，在具有简化的结构的同时，后处理操作ST50的效果可以最大化。然而，本发明的实施例不限于此，并且例如，除了光源222a和222b的盖板223，可以使用在光源222a和222b与太阳能电池100之间安设的光学滤光器阻挡某些光。
在后处理设备200中热源单元224提供适当的热以允许太阳能电池100具有期望的温度。此时，热源单元224可以采用各种类型、结构和形状。
在一个示例中，构成热源单元224的热源可以是紫外线灯，并且例如可以是卤素灯。可替代地，例如，盘管式加热器可以被用作热源。当热源使用紫外线灯诸如卤素灯等时，与使用盘管式加热器的情形相比较，温度可以快速地增加。当热源包括盘管式加热器时，设施成本可以降低。
在本实施例中，热源单元224可以从太阳能电池100或者从在其上放置太阳能电池100的传送带或者工作台204间隔开，并且可以经由利用辐射加热主区域的气氛的气氛加热方法来加热太阳能电池100。由此，热源单元224对于太阳能电池100的损坏或者诸如向太阳能电池100的局部部分过度地发射热等的问题可以最小化。例如，当热源单元224的热源是紫外线灯时，当紫外光直接地在其上辐射时，钝化膜22和32的钝化性质可能劣化。另外，当热源单元224的热源与太阳能电池100形成接触并且因此引起例如过程误差时，太阳能电池100可能被局部地加热，这可能引起诸如将太阳能电池100的一部分加热到非期望的温度等的问题。然而，本发明的实施例不限于此，并且可以利用例如传导而非气氛加热方法来加热太阳能电池100。
如上所述，在后处理操作ST50中，光可以由光源单元222提供，并且可以由热源单元224维持恒定的温度。此时，在本实施例中，热和光被相互间隔开的光源单元222和热源单元224提供给太阳能电池100。即，构成光源单元222的光源222a和222b可以被定位在一起，并且光源单元222的光源222a和222b没有散布有热源单元224。在这种状态中，光源单元222和热源单元224适于单独为太阳能电池100提供光和热，这可以最小化光源单元222和热源单元224对于彼此的影响。
在一个示例中，在主要区域中，光源单元222可以位于太阳能电池100的一侧上并且热源单元224可以位于太阳能电池100的另一侧上。这样，来自光源单元222和热源单元224的光和热可以被有效地传递到太阳能电池100，并且在其间的干扰可以最小化。
例如，光源单元222可以位于太阳能电池100的上侧处(即传送带或者工作台204上方)，并且热源单元224可以位于太阳能电池100的下侧处(即在传送带或者工作台204之下)。当光源单元222位于传送带或者工作台204的下侧处时，从光源单元222提供的某些光可能被传送带或者工作台204阻挡，这可能防止光的有效辐射。作为对照，即便热源单元224位于传送带或者工作台204的下侧处，热源单元224仍然可以经由气氛加热或者传导为太阳能电池100提供足够的热。相应地，在本实施例中，光源单元222可以位于太阳能电池100的上侧处，或者传送带或者工作台204上方，并且热源单元224可以位于太阳能电池100的下侧处，或者在传送带或者工作台204之下。然而，本发明的实施例不限于此，并且光源单元222和热源单元224的准确位置可以改变。
在本实施例中，太阳能电池100可以在具有独立的批处理结构的后处理设备200中经历后处理。这样，在处理期间外部干扰可以最小化，这可以使得处理效果最大化并且可以增强处理的均匀性。另外，可以省略传送带，这可以降低设施成本。太阳能电池100可以经由使用例如传送带的在线(inline)过程在后处理设备200中经历后处理。这样，太阳能电池100的后处理可以高速地执行，并且太阳能电池100的产量可以增加。
图3和4A到4I示意在单独的过程中执行第二干燥操作ST45和后处理ST50。然而，本发明的实施例不限于此，并且第二干燥操作ST45可以在后处理设备200中执行，由此如在图6中所示意地，第二干燥操作ST45和后处理操作ST50可以同时地执行。由此，可以在没有另外的过程的情况下通过简化的过程实现后处理操作ST50的效果。
当在后处理操作ST50之后在高温下再次在太阳能电池100上执行热处理时，后处理操作ST50的效果可能减小或者被消除。因此，后处理操作ST50可以在制造太阳能电池100的方法的后半部期间执行，并且可以与在相对高的温度下执行的第二干燥操作ST45同时地或者在其之后执行。这可以防止后处理操作ST50的效果减小或者消失。
同时，在本发明中，后处理操作ST50可以如上所述包括两个操作。图4J是用于解释根据本实施例包括两个操作的后处理操作ST50的图。
考虑图4J，后处理操作ST50可以包括第一操作1st操作和第二操作2nd操作。第一操作1st操作可以是仅经由加热器供应热的操作，并且第二操作2nd操作可以是使用加热器和光源单元222同时供应热和光的操作。同时，在本实施例中，虽然第二操作2nd操作的温度被示意为高于第一操作1st操作的温度，但是本发明的实施例的技术精神不限于此。这个示意用于解释，当在第二操作2nd操作中一起供应光和热时，与第一操作1st操作相比较，其中在后处理操作ST50中不发生太阳能电池100的劣化的温度的范围可以升高。因此，第一操作1st操作和第二操作2nd操作的温度可以是相同的。
再次参考图4J，第一操作1st操作可以在200℃或者更低的温度下执行。当向太阳能电池100提供热时，氢的迁移率可以提高并且氢的扩散率可以增加。即，在隧穿膜52和54和/或传导区域20和30被配置为无定形半导体层的情形中，在其中包括了大量的氢。当氢的扩散率增加时，氢可以易于扩散到在它们之间的界面。由此，无定形半导体层内侧的氢的数量可以大大地减小，并且可以减少在界面中缺陷的发生。
随后，在第二操作2nd操作中，使用光源单元222另外地供应光。当在第二操作2nd操作中向太阳能电池100一起提供热和光时，与在第一操作1st操作中相比较可以提高氢的迁移率，从而使得氢的扩散率增加。另外，使用第一低温膏剂层422a和第二低温膏剂层442a形成的电极42和44的传导性可以增强。预期这是因为光增加了在第一低温膏剂层422a和第二低温膏剂层442a中包括的结合剂的活性，因此产生光烧结效果。在第二操作2nd操作中供应的光可以基本与以上参考图4I描述的相同。
在本实施例中，可以使用在其上放置太阳能电池100的传送带相继地执行第一操作1st操作和第二操作2nd操作，但不限制于此，并且可以单独地执行第一操作1st操作和第二操作2nd操作。
在本实施例中，在第二操作2nd操作中，因为供应了光，所以太阳能电池100劣化的温度可以升高。在制造太阳能电池100时，当太阳能电池100包括无定形半导体层并且后处理操作ST50的处理温度超过200℃时，无定形半导体层可能劣化。然而，当处理温度低时，氢的扩散率可能减小。
因此，当太阳能电池100包括无定形半导体层时，根据本实施例的后处理操作ST50可以使用第二操作2nd操作将处理温度升高到200℃或者更高。即，利用根据本实施例的后处理操作ST50的第二操作2nd操作，可以防止太阳能电池100的劣化并且可以增加氢的扩散率。
如上参考图4I和4J所述，在根据本实施例的制造太阳能电池100的方法中，在后处理操作ST50中可以向太阳能电池100提供光，这可以减小在无定形半导体层中包括的氢的数量并且可以在无定形半导体层的界面中减少缺陷的发生。此时，当还提供了热时，可以进一步增强前述效果。由此，可以有效地防止无定形半导体层的劣化。在一个示例中，利用本实施例的方法制造的太阳能电池100，可以在300℃或者更低的温度下获得热稳定性。在另一方面，当不在太阳能电池100上执行后处理操作ST50时，在200℃或者更高的温度下，太阳能电池100可能具有非常低的热稳定性，并且因此其无定形半导体层可能易于劣化。另外，电极42和44的传导性可以增强。由此，例如，太阳能电池100的充电密度可以增强，从而使得太阳能电池100的效率增强。
上述实施例示意在太阳能电池100上执行根据本实施例的后处理操作ST50，作为光电转换器，太阳能电池100不仅包括半导体衬底110，而且还包括无定形半导体层，即第一隧穿膜52和第二隧穿膜54与第一传导区域20和第二传导区域30。然而，本发明的实施例不限于此。因此，可以在具有包括无定形半导体层的各种结构中的任何一种结构的太阳能电池100上执行根据本实施例的后处理操作ST50。
在一个示例中，如在图7中所示意地，还可以在薄膜无定形太阳能电池300上执行根据本实施例的后处理操作ST50。
参考图7，根据本实施例的薄膜无定形太阳能电池300包括第一衬底310(在下文中称作“前衬底”)，以及在前衬底310上(更加具体地，在图7中的前衬底310的下表面上)形成的第一电极320、光电转换器330和第二电极340。可以进一步在第二电极340上形成密封部件350和第二衬底360(在下文中称作“背衬底”)。此时，光电转换器330包括在相互电连接的同时被第一分离器322、第二分离器332和第三分离器342相互分离的多个单元电池330a、330b和330c。
在一个示例中，前衬底310可以是由例如玻璃或者聚合物形成的透明衬底。
第一电极320可以由具有光透射性和导电性的透明传导材料形成。在一个示例中，第一电极320可以由氧化锌(ZnO)、氧化铟锡(ITO)或者氧化锡(SnO2)形成，或者可以由金属氧化物和添加到金属氧化物的一种或者多种异物(掺质材料或者杂质)(例如硼(B)、氟(F)或者铝(Al))形成。
光电转换器330可以是无定形半导体层，并且可以包括第一传导半导体层(例如第一传导硅层)、本征半导体层(例如本征硅层)和第二传导层(例如第二传导硅层)以便具有pin结结构。可以将各种已知材料、结构等应用于pin结结构的第一传导半导体层、本征半导体层和第二传导半导体层，并且因此在这里省略其说明。
第二电极340可以由具有优于第一电极320的反射性和传导性的材料(例如金属材料)形成。在一个示例中，第二电极340可以包括由银、铝、金、镍、铬、钛、钯或者其合金形成的单个层或者多个层。
密封部件350可以由乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、硅树脂、酯基树脂或者烯烃基树脂形成。
背衬底360可以采取基板、膜或者片的形式，并且可以由例如玻璃或者聚合物形成。
在根据本实施例的制造薄膜无定形太阳能电池300的方法中，可以在至少第一电极320、光电转换器330和第二电极340在前衬底310上形成之后执行后处理操作ST50。由此，可以防止包括无定形半导体层(例如无定形硅层)的光电转换器330的性质的劣化，并且连接到光电转换器330的第二电极340的传导性可以增强。
在下文中，将参考试验示例更加详细地描述本发明。提出了以下试验示例从而更加详细地描述本发明，并且本发明的实施例不限于此。
试验示例1
通过如下步骤来制造具有在图1中示意的结构的太阳能电池：在结晶硅衬底上形成配置为无定形硅层的第一隧穿膜和第二隧穿膜与第一传导区域和第二传导区域，形成第一低温膏剂层并且然后执行第一干燥操作，并且形成第二低温膏剂层并且然后执行第二干燥操作。此时，由包括90wt％的银(Ag)、5w％的结合剂和5wt％的溶剂的膏剂形成第一低温膏剂层和第二低温膏剂层。
随后，通过以下步骤执行后处理操作：在20分钟内为多个太阳能电池中的每一个提供具有大约0w/m2的发光强度的光(或者自然光，而不提供单独的光)、具有大约800w/m2的发光强度的光和具有10000w/m2的发光强度的光。此时，处理温度被维持为大约100℃。在此情形中，能够从试验结果发现，假设当发光强度是0w/m2时充电密度为1，当发光强度是大约800w/m2时充电密度的相对值是大约1.03，并且当发光强度是大约10000w/m2时充电密度的相对值是大约1.07。
即，能够理解，当在后处理操作中使用光时的充电密度高于当在后处理操作中不使用光时的充电密度。
相应地，能够理解，可以通过其中供应光的后处理操作来增强太阳能电池的充电密度。
试验示例2
通过如下步骤制造多个具有在图1中示意的结构的太阳能电池：在结晶硅衬底上形成被配置成无定形硅层的第一隧穿膜和第二隧穿膜与第一传导区域和第二传导区域，形成第一低温膏剂层并且然后执行第二干燥操作，并且形成第二低温膏剂层并且然后执行第二干燥操作。这被称作根据示例1的太阳能电池。
通过如下步骤制造多个太阳能电池：在结晶硅衬底上形成被配置成无定形硅层的第一隧穿膜和第二隧穿膜与第一传导区域和第二传导区域，形成第一低温膏剂层并且然后执行第一干燥操作，并且形成第二低温膏剂层但是不执行任何在图4G中示意的第二干燥操作。这被称作根据示例2的太阳能电池。
此时，由包括90wt％的银(Ag)、5wt％的结合剂和5wt％的溶剂的膏剂形成第一低温膏剂层和第二低温膏剂层。
随后，通过在20分钟内向根据示例1和示例2的太阳能电池提供具有大约2500w/m2的发光强度的光执行后处理操作。此时，在大约20℃(不单独地供应热的室温状态)、大约50℃、大约110℃、大约200℃、大约300℃、大约400℃和大约500℃的不同处理温度下在根据示例1的太阳能电池和根据示例2的太阳能电池中的每一个上执行后处理操作。在执行后处理操作之后测量根据示例1和示例2的太阳能电池的充电密度，并且其相对值在图8中示意。
参考图8，能够理解，在根据示例1的太阳能电池中，当在300℃或者更低的温度下执行后处理操作时的密度充电高于当在高于300℃的温度下执行后处理操作时的充电密度。另外，能够理解，与当在不另外地提供热的状态中在大约20℃的室温下执行后处理操作时相比，当在另外地提供热的状态中在从大约50℃到大约300℃的范围内的温度下执行后处理操作时，充电密度更高。特别地，能够理解，当在从大约100℃到大约300℃的范围内的温度下执行后处理操作时，充电密度是非常高的。
另外，能够理解，其中与第二干燥操作同时地执行后处理操作的示例2的充电密度通常高于其中在执行第二干燥操作之后执行后处理操作的示例1的充电密度。因为当干燥操作重复时第一低温膏剂层和第二低温膏剂层的性质可以稍稍劣化，所以由于最小化干燥第一低温膏剂层和第二低温膏剂层的次数而预期在其中不执行另外的后处理操作的示例2中充电密度更高。
如根据以上说明清楚地，根据本实施例，当在后处理操作中向太阳能电池提供光时，在无定形半导体层中包括的氢的数量可以减小，并且在它们之间的界面中缺陷的发生可以减少。此时，当还供应热时可以进一步增强这个效果。由此，可以有效地防止无定形半导体层的劣化。另外，电极的传导性可以增强。以此方式，由于例如太阳能电池的充电密度的增强，太阳能电池的效率可以增强。
上述特征、配置、效果等被包括在本发明的实施例中的至少一个中，并且应该不限于仅一个实施例。另外，当本领域技术人员将它们相互组合或者对其进行修改时，可以相对于其它实施例实现如在每一个实施例中所示意的特征、配置、效果等。因此，与这些组合和修改有关的内容应该被理解为是被包括于如在所附权利要求中公开的本发明的范围和精神中的。

Claims (20)

1.一种制造太阳能电池的方法，所述方法包括：
形成包括无定形半导体层的光电转换器；
形成连接到所述光电转换器的电极；和
通过向所述光电转换器和所述电极提供光而执行后处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述光电转换器包括：
半导体衬底；
位于所述半导体衬底上的隧穿膜；和
位于所述隧穿膜上的传导区域，并且
其中所述隧穿膜和所述传导区域中的至少一个被配置为所述无定形半导体层。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述传导区域被配置为无定形硅层、无定形碳化硅层或者无定形氧化硅层，并且包括p型或者n型掺质，并且
其中所述隧穿膜被配置为本征无定形硅层、无定形碳化硅层或者无定形氧化硅层。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述电极在整个传导区域之上形成，并且包括由透明传导材料形成的第一电极层和在所述第一电极层上形成并且具有图案的第二电极层，并且
其中所述第二电极层是通过形成并且干燥包括溶剂、传导材料和结合剂的膏剂层而形成的。
5.根据权利要求2所述的方法，其中所述隧穿膜包括位于所述半导体衬底的第一表面上的第一隧穿膜，和位于所述半导体衬底的第二表面上的第二隧穿膜，并且
其中所述传导区域包括位于所述第一隧穿膜上的第一传导区域，和位于所述第二隧穿膜上的第二传导区域。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，在执行所述后处理时，连同光一起提供热。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，在执行所述后处理时，所述光具有在从100W/m2到30000W/m2的范围内的发光强度。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，在执行所述后处理时，所述光的发光强度在从100W/m2到20000W/m2的范围内。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，在执行所述后处理时，氙灯、卤素灯、激光、等离子体照明系统(PLS)和发光二极管(LED)中的任何一个被用作光源。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，在执行所述后处理时，处理温度在从15℃到300℃的范围内。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，在执行所述后处理时，所述处理温度在从100℃到300℃的范围内。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，在执行所述后处理时，所述光具有在从300nm到1000nm的范围内的波长。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，在执行所述后处理时，处理时间在从30秒到1小时的范围内。
14.根据权利要求1所述的方法，其中所述后处理的执行可以在所述电极的形成之后执行，或者可以与所述电极的形成的至少一部分同时地执行。
15.根据权利要求14所述的方法，其中形成所述电极包括：
形成包括溶剂、传导材料和结合剂的膏剂层；和
干燥所述膏剂层以便形成包括所述传导材料和所述结合剂的电极层，并且
其中所述后处理的执行可以在所述干燥之后或者与所述干燥同时地执行。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述电极包括使用透明传导材料在整个传导区域之上形成的第一电极层，和在所述第一电极层上形成并且具有图案的第二电极层，并且
其中所述第二电极层是通过所述膏剂层的所述形成和所述干燥而形成的。
17.根据权利要求15所述的方法，其中所述膏剂层不含玻璃熔料。
18.根据权利要求1所述的方法，其中所述后处理包括第一操作和第二操作，并且
其中所述第一操作仅提供热，并且所述第二操作一起提供热和光。
19.根据权利要求18所述的方法，其中在所述第二操作中提供的热具有等于或者高于在所述第一操作中提供的热的温度的温度。
20.根据权利要求1所述的方法，其中，在执行所述后处理时，所述光具有等于或者小于400nm的波长并且具有在从100W/m2到5000W/m2的范围内的发光强度。
CN201611177471.5A 2015-12-18 2016-12-19 制造太阳能电池的方法 Active CN107039540B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2015-0181748 2015-12-18
KR20150181748 2015-12-18
KR10-2016-0154395 2016-11-18
KR1020160154395A KR102591880B1 (ko) 2015-12-18 2016-11-18 태양 전지의 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107039540A true CN107039540A (zh) 2017-08-11
CN107039540B CN107039540B (zh) 2020-06-16

Family

ID=59280665

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611177471.5A Active CN107039540B (zh) 2015-12-18 2016-12-19 制造太阳能电池的方法

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102591880B1 (zh)
CN (1) CN107039540B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112930583A (zh) * 2018-10-24 2021-06-08 新南创新私人有限公司 一种改善异质结太阳能电池性能的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009103706A2 (en) * 2008-02-18 2009-08-27 The Technical University Of Denmark Method of thermocleaving a polymer layer
JP2013519224A (ja) * 2010-02-03 2013-05-23 リモ パテントフェルヴァルトゥング ゲーエムベーハー ウント コー．カーゲー 太陽電池セル、特に結晶または多結晶シリコン太陽電池セルのディスク状基板材料を熱処理するための方法および装置
CN204538071U (zh) * 2015-04-25 2015-08-05 北京金晟阳光科技有限公司 辊道式太阳电池辐照退火炉
CN104868010A (zh) * 2015-03-03 2015-08-26 晶澳（扬州）太阳能科技有限公司 一种利用强光辐照降低p型晶体硅太阳能电池及其组件光致衰减的方法
US20150357510A1 (en) * 2014-06-09 2015-12-10 Lg Electronics Inc. Method for manufacturing solar cell

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103650238A (zh) * 2013-03-22 2014-03-19 深圳首创光伏有限公司 太阳能电池正面电极导电浆料及其制备方法
KR20150144585A (ko) * 2014-06-17 2015-12-28 엘지전자 주식회사 태양 전지의 후처리 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009103706A2 (en) * 2008-02-18 2009-08-27 The Technical University Of Denmark Method of thermocleaving a polymer layer
JP2013519224A (ja) * 2010-02-03 2013-05-23 リモ パテントフェルヴァルトゥング ゲーエムベーハー ウント コー．カーゲー 太陽電池セル、特に結晶または多結晶シリコン太陽電池セルのディスク状基板材料を熱処理するための方法および装置
US20150357510A1 (en) * 2014-06-09 2015-12-10 Lg Electronics Inc. Method for manufacturing solar cell
CN104868010A (zh) * 2015-03-03 2015-08-26 晶澳（扬州）太阳能科技有限公司 一种利用强光辐照降低p型晶体硅太阳能电池及其组件光致衰减的方法
CN204538071U (zh) * 2015-04-25 2015-08-05 北京金晟阳光科技有限公司 辊道式太阳电池辐照退火炉

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112930583A (zh) * 2018-10-24 2021-06-08 新南创新私人有限公司 一种改善异质结太阳能电池性能的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107039540B (zh) 2020-06-16
KR102591880B1 (ko) 2023-10-24
KR20170073479A (ko) 2017-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102735154B1 (ko) 태양 전지의 제조 방법
JP6139600B2 (ja) 太陽電池の後処理装置
US10249776B2 (en) Heterojunction solar cell and manufacturing method thereof
US8969125B2 (en) Solar cell and method for manufacturing the same
US9698300B2 (en) Method for manufacturing solar cell
JP7185818B2 (ja) 太陽電池及びその製造方法
US10615303B2 (en) Solar cell and method for manufacturing the same
JP5871786B2 (ja) 太陽電池モジュール
KR101252171B1 (ko) 태양 전지 및 그 제조방법
KR102323753B1 (ko) 광 소결 장치
CN107039540B (zh) 制造太阳能电池的方法
KR20120019042A (ko) 태양전지 및 그 제조방법
JP6192562B2 (ja) 太陽電池素子および太陽電池モジュール
JP6195478B2 (ja) 太陽電池素子及び太陽電池モジュール
KR101864275B1 (ko) 태양 전지의 후처리 장치
KR102053141B1 (ko) 태양전지 및 이의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20170811

Assignee: Hanhua thinksin Co.,Ltd.

Assignor: LG ELECTRONICS Inc.

Contract record no.: X2022990000645

Denomination of invention: Method of making solar cells

Granted publication date: 20200616

License type: Common License

Record date: 20220914

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20221026

Address after: No. 3, Yingbin Avenue, Shangrao Economic and Technological Development Zone, Jiangxi Province

Patentee after: Shangrao Jingke Green Energy Technology Development Co.,Ltd.

Address before: Seoul, South Kerean

Patentee before: LG ELECTRONICS Inc.

CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: No. 3, Yingbin Avenue, Shangrao Economic and Technological Development Zone, Jiangxi Province 334100

Patentee after: Shangrao Xinyuan Yuedong Technology Development Co.,Ltd.

Address before: No. 3, Yingbin Avenue, Shangrao Economic and Technological Development Zone, Jiangxi Province 334100

Patentee before: Shangrao Jingke Green Energy Technology Development Co.,Ltd.