CN108091706B - 太阳能电池 - Google Patents

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Abstract

提供了一种太阳能电池，该太阳能电池包括：半导体基板；导电区域，所述导电区域被设置在所述半导体基板的一个表面上；第一电极线，所述第一电极线被设置在所述导电区域上并沿着第一方向延伸；以及第二电极线，所述第二电极线被设置在所述导电区域上并沿着不同于所述第一方向的第二方向延伸，其中，所述第一电极线包括具有球形形状和第一平均直径的第一粒子，并且所述第二电极线包括具有非球形形状和第二平均直径的第二粒子。

Description

太阳能电池
技术领域
本公开涉及太阳能电池，并且更具体地，涉及具有不同配置的第一电极线和第二电极线的太阳能电池。
背景技术
近来，随着预计诸如石油、煤炭这样的现有能源将耗尽，对代替现有能源的替代能源的兴趣与日俱增。在替代能源当中，直接将太阳能转化为电能的太阳能电池作为下一代电池而备受关注。
太阳能电池通过根据设计在基板上形成各种层和电极来制造。相邻的太阳能电池通过连接至汇流条电极的布线构件来彼此电连接。
当布线构件连接至汇流条电极时，包含在布线构件中的焊料材料渗入到汇流条电极中，这可能会恶化汇流条电极的粘合性。为此，一直在对防止焊料材料的渗入并同时维持优异的太阳能电池效率进行研究。
发明内容
根据本发明的实施方式的一方面，提供了一种太阳能电池，该太阳能电池包括：半导体基板；导电区域，所述导电区域被设置在所述半导体基板的一个表面上；第一电极线，所述第一电极线被设置在所述导电区域上并沿着第一方向延伸；以及第二电极线，所述第二电极线被设置在所述导电区域上并沿着不同于所述第一方向的第二方向延伸，其中，所述第一电极线包括具有球形形状和第一平均直径的第一粒子，并且所述第二电极线包括具有非球形形状和第二平均直径的第二粒子。
附图说明
图1是根据本公开的一些实施方式的太阳能电池的前视图。
图2是根据本公开的一些实施方式的太阳能电池的截面图。
图3A和图3B是根据本公开的一些实施方式的第一电极线和第二电极线的截面图的照片。
图4是根据本公开的一些实施方式的太阳能电池的截面图。
图5A和图5B是根据本公开的一些示例性实施方式的第一电极线和第二电极线的布置的立体图。
具体实施方式
从下面参照附图描述的实施方式中，将更清楚地理解本发明的优点和特征及其实现方法。然而，本发明不限于以下实施方式，而是可以以各种不同的形式来实现。提供这些实施方式仅仅是为了使本发明完整公开，并且向本发明所属领域的普通技术人员充分地提供本发明的范畴。本发明仅由权利要求的范畴来限定。只要可能，贯穿说明书，相同的附图标记将用于指代相同或相似的部件。
在附图中，层的厚度被放大，以阐明多个层和区域。另外，在附图中，一些层和区域的厚度被夸大，以便于说明。
在以下描述中，应当理解，当诸如层、膜、区域或基板这样的元件被称为“在”另一元件“上”时，该元件可以“直接在”另一元件“上”，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称为“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。另外，应当理解，当层被称为“在”另一层“下方”时，该层可以“直接在”另一层“下方”，并且也可以存在一个或更多个中间层。相反，当元件被称为“直接在”另一层“下方”时，不存在中间元件。
以下，将参照图1至图3来描述根据一些示例性实施方式的太阳能电池100。
图1是根据本公开的一些实施方式的太阳能电池的前视图。图2是根据本公开的一些实施方式的太阳能电池的截面图。具体地，图2是沿着图1中的线I-I截取的截面图。
图3A和图3B是根据本公开的一些实施方式的第一电极线和第二电极线的截面图的照片。具体地，图3A是第一电极线41的截面图的照片，并且虚线示出了焊料材料的渗入路径；以及图3B是第二电极线42的截面图的照片，并且虚线示出了焊料材料的渗入路径。
参照图1和图2，太阳能电池100包括：包含基底区域10的半导体基板160；形成在半导体基板160的前表面上的第一钝化膜52；形成在半导体基板160的背表面上的第二钝化膜54；形成在半导体基板160的前表面的一侧的第一钝化膜52上的第一导电区域20；形成在半导体基板160的背表面的一侧的第二钝化膜54上的第二导电区域30；电连接至第一导电区域20的第一透明电极层60；第一电极线41；第二电极线42；电连接至第二导电区域30的第二透明电极层70；第三电极线43；以及第四电极线44。
太阳能电池100的配置不限于以上描述和附图，而是可以包括本领域技术人员可以容易作出的修改。例如，可以改变每个膜的层叠顺序，或者还可以包括新膜。
在本公开的示例性实施方式中，第一电极线41和第二电极线42的描述可以应用于第三电极线43和第四电极线44，第三电极线43和第四电极线44与第一电极线41和第二电极线42很类似。因此，将基于第一电极线41和第二电极线42来进行描述。
在示例性实施方式中，不同地配置第一电极线41和第二电极线42，并且控制电极线的组合比和尺寸差，使得可以维持优异的太阳能电池效率，并且可以防止焊料材料的渗入，从而改善太阳能电池100的耐用性和可靠性。
具体地，沿着第一方向延伸的第一电极线41包括具有球形形状和第一平均直径的第一粒子411；沿着第二方向延伸的第二电极线42包括第一粒子411以及具有非球形形状和与第一平均直径不同的第二平均直径的第二粒子422。
也就是说，在本公开的太阳能电池100中，第一电极线41包括具有相对较小的第一平均直径的第一粒子411，从而表现出优异的电性能，并且改善载流子收集效率。因此，可以维持优异的太阳能电池效率。
第二电极线42包括第一粒子411以及具有非球形形状和比第一平均直径相对更大的第二平均直径的第二粒子422，使得第二电极线42包括具有相对较小的球形形状的第一粒子411和具有相对较大的非球形形状的第二粒子422的组合。按照这种方式，可以使焊料材料的渗入路径变得复杂，并且可以有效地防止第二电极的粘合性恶化。
以下，可以进一步详细描述第一电极和第二电极。
返回参照图1和图2，第一电极线41被设置在第一导电区域上，并且可以沿着第一方向延伸。
具体地，具有均匀宽度和间距的多个第一电极线41可以彼此间隔开，并且沿着第一方向延伸的多个第一电极线41中的每一个均可以沿着第一方向连续地连接并且其间没有断开，或者可以沿着第一方向延伸并且其间以规则的间隔断开。
例如，参照图5A，多个第一电极线41可以沿着第一方向连续地延伸并且其间没有断开，并且第二电极线42可以被设置在连续地延伸并且其间没有断开的第一电极线41上。
在另一示例中，参照图5B，多个第一电极线41可以被设置在与要设置第二电极线42的区域对应的区域上，可以彼此间隔开并且其间断开；第二电极线42可以被设置在第一电极线41断开并且彼此间隔开的区域上。在本公开的描述中，在第二电极线42设置在第一电极线41彼此断开并且彼此间隔开的区域上的情况下，这并不严格意味着不存在第二电极线42与第一电极线41物理交叠的部分，而是指以下情况：在制造处理中，第二电极线42和第一电极线41几乎没有交叠部分，并且甚至第一电极线41的端部与第二电极线42的一部分交叠。
另外，在附图中，第一电极线41在第一方向上彼此平行并且与太阳能电池100的边缘平行。然而，本公开不限于此，而是可以包括本领域技术人员可以容易作出的修改。
第一电极线41包括具有球形形状和第一平均直径的第一粒子411。在第一粒子411具有球形形状并且可以容易形成第一平均直径的情况下，当形成第一电极时可以增大填充率，并且可以减小接触电阻，从而改善载流子收集效率和第一电极线41的电性能。
如本文所使用的，球形粒子与通过粉碎形成并具有尖锐表面的粒子形成对比。粒子的球形形状在数学意义上并不一定是指完美的球形形状，而应当理解为包括一般用于指作为粒子聚集的粉末形式的各个粒子的形状的所有球形形状。
另外，第一粒子411的第一平均直径可以在约200nm至400nm的范围内。
如本文所使用的，平均直径是指粒子在穿过粒子的平面中的截面的主轴长度的平均值。
当将第一粒子411的第一平均直径维持在该范围内时，可以减小接触电阻，并且可以改善载流子收集效率，从而有效地实现优异的电性能。在第一粒子411的第一平均直径低于200nm的情况下，可能会增大生产成本。在第一粒子411的第一平均直径大于400nm的情况下，减小了第一电极线41的填充率，并且增大了接触电阻，从而降低了太阳能电池的效率。
第二电极线42被设置在第一导电区域上，并且可以沿着不同于第一方向的第二方向(例如，正交方向)延伸。当稍后将描述并且沿着与第二电极线42相同的第二方向延伸的布线构件连接至每条第二电极线42时，多条第二电极线42电连接至其它的太阳能电池。
第二电极线42不仅可以包括第一粒子411，而且还可以包括具有非球形形状和与第一平均直径不同的第二平均直径的第二粒子422。也就是说，第二电极线42可以包括具有不同尺寸的两种类型的粒子。
具体地，第二粒子422可以具有非球形形状。在本描述中，非球形形状应被理解为包括除了几何意义上具有统一直径的球体以外的所有形状。由于第二电极线42包括具有球形形状的第一粒子411和具有非球形形状的第二粒子422，所以可以有效地改善填充率，并且可以增大第二粒子422的表面积，从而使防止焊料材料渗入的效果最大化，这将稍后描述。
例如，在示例性实施方式中，非球形第二粒子422可以具有薄片形状。
第二粒子422的第二平均直径可以在约1um至10um的范围内。
由于第二粒子422具有非球形的形状并维持在第二平均直径的范围内，所以可以与第一粒子411一起有效地增大第二电极线42的填充率，并且可以改善第二粒子422的表面积，从而有效地减少焊料材料的渗入。在第二粒子422的第二平均直径低于约1um的情况下，可能会降低防止焊料材料渗入的效果。在第二粒子422的第二平均直径大于约10um的情况下，可能会减小第二电极线42的填充率，并且可能会降低第二电极线42的耐用性和粘合性。
以下，将进一步详细描述防止第二电极线42被焊料材料渗入的效果。
如上所述，多条第二电极线42中的每一条均与沿着和第二电极线42相同的第二方向延伸的多个布线构件中的每一个对应并接合，使得多个太阳能电池可以电连接。具体地，布线构件被设置在第二电极42上，并且可以包括导电芯层和围绕芯层的焊料层。当焊料层接合至第二电极线42时，布线构件与太阳能电池100电连接。然而，在将焊料层接合至第二电极线42的处理中，包含在焊料层中的焊料材料渗入到第二电极线42中，甚至到达第二电极线42与其它材料层之间所形成的界面，从而降低第二电极线42的粘合性。因此，在本示例性实施方式中，通过控制包括在第二电极线42中的材料和所包含的材料的比例，可以有效地防止焊料材料的渗入。
参照图3A和图3B，当与包括具有第一平均直径的第一粒子411的第一电极线41对比时，第二电极线42包括第一粒子411和具有比第一直径相对更大的第二直径的第二粒子422，使得焊料材料的渗入路径可能会变得复杂，并且可以有效地防止焊料材料的渗入。
具体地，当焊料层接合至第二电极线42时，包含在焊料层中的焊料材料渗入到第二电极线42中。在这种情况下，焊料材料从外部沿着包括在第二电极线42中的第一粒子411和第二粒子422的表面朝向第二电极线42的界面渗入。也就是说，随着焊料材料的渗入路径变得更类似于直线，焊料材料的移动路径变得更短，使得焊料材料可以容易地渗入到第二电极线42的界面中。
返回参照图3A，如在第一电极线41的情况下，如果第二电极线42仅包括具有相对较小的第一平均直径的球形第一粒子411，而不包括第二粒子422，则球形第一粒子411的表面彼此接触，使得焊料材料的渗入路径(虚线)变得更类似于直线，从而使焊料材料能够容易渗入，并且因此降低第二电极线42的粘合性。
相反，返回参照图3B，在第二电极线42包括如上所述的第一粒子411和具有相对较大的第二平均直径的非球形第二粒子422二者的情况下，第二粒子422和第一粒子411被适当地填充在第二电极线42中，并且第二粒子422的表面积较大，使得焊料材料的渗入路径(虚线)不类似于直线，并且通过沿着第二粒子422的表面形成较大和较小的弯曲而变得弯曲。因此，焊料材料的移动距离变长，并且可以有效地防止第二电极线42的粘合性的降低。
可以通过控制第一粒子411和第二粒子422的混合比以及第二粒子422与第一粒子411的尺寸比来使防止第二电极线42被焊料材料渗入的效果最大化。
具体地，第二粒子422的体积可以在约是第一粒子411的体积的100倍至50000倍的范围内。
通过将第二粒子422与第一粒子411的体积比维持在该范围内，可以提供适当水平的填充率，并且可以有效地防止焊料材料的渗入。在第二粒子422的体积小于第一粒子411的体积的100倍的情况下，可能会显著地降低延长焊料材料的渗入路径的效果。在第二粒子422的体积大于第一粒子411的体积的50000倍的情况下，第二粒子422的尺寸太大而不能在制造处理中形成第二电极线42，并且第二粒子422可能不能以适当水平来被包括在第二电极线42中，从而降低了延长焊料材料的渗入路径的效果。
另外，第二电极线42中所包括的第二粒子422的总体积与第一粒子411的总体积的比例可以在3:7至7:3的范围内。通过将第二粒子422的总体积与第一粒子411的总体积的比例维持在该范围内时，第二电极线42的填充率可以被维持在适当水平，从而使第二粒子422能够提供延长焊料材料的渗入路径的效果。
在第二电极线42中所包括的第二粒子422的总体积与第一粒子411的总体积的比例不在该范围内的情况下，减小了填充率，从而降低了防止焊料材料渗入的效果。
如上所述，第一电极线41维持载流子收集效率，以提供优异的太阳能电池效率，并且第二电极线42防止焊料材料渗入，以维持太阳能电池100的优异的耐用性和可靠性。
第二电极线42可以通过固化包含第一粒子411和第二粒子422的第二组合物来形成。具体地，形成接合至布线构件或焊料层的第二金属线的第二组合物可以包含以下材料：该材料可以通过低温煅烧(例如，在等于或低于300℃的处理温度下进行煅烧)来烧制。
例如，第二组合物可以仅包括第一粒子411、第二粒子422、粘结剂(B)和其它树脂(例如，固化剂或添加剂)，而不包括含有金属化合物(例如，含氧的氧化物、含碳的碳化物、含硫的硫化物)等的玻璃料。
然而，第二组合物不限于此，并且可以包括本领域技术人员根据本发明的目的而可以容易作出的修改。
在本公开的一些实施方式中，可以通过接触第一透明电极层60来形成第二金属线，使得不需要渗入到绝缘膜等中的烧穿(fire-through)。因此，第二金属线可以通过施加(例如，印刷)去除了玻璃料的第二组合物以及通过经由热处理固化所得到的组合物来形成。
如上所述，在第二组合物不包括玻璃料的情况下，第二金属线的金属未被烧结，而是通过彼此接触来聚集，使得第二金属线可以简单地通过固化而具有导电性。
在简单地通过固化而形成的第二金属线中，第一粒子411与第二粒子422之间的一些部分可以由粘结剂(B)填充，并且其它部分可以保留为开口(v)。
第一粒子411和第二粒子422可以包含提供导电性的各种材料。例如，金属粒子可以包括银(Ag)、铝(Al)和铜(Cu)，或者可以单独地包括银(Ag)、涂覆有锡(Sn)的银(Ag)、铝(Al)和铜(Cu)或包括其两种或更多种的组合。例如，第一粒子411和第二粒子422可以包含相同的导电材料。
粘结剂(B)具有交联金属的功能，以形成第二金属线，同时防止焊料材料渗入到第二金属线中。不同于本公开的示例性实施方式，如果不包括粘结剂(B)，则焊料材料渗入到第二金属线中，使得第二金属线变得脆弱并且易于因较小的震动等而容易破损。另外，当焊料材料渗入到第二金属线的界面中时，可能会降低第二金属线的粘合性。
也就是说，通过填充第一粒子411与第二粒子422之间的间隔，包括在第二组合物中的粘结剂(B)与第一粒子411和第二粒子422一起防止焊料材料的渗入。
另外，通过控制包含在第二组合物中的材料的比例，可以使防止焊料材料渗入的效果最大化。
具体地，针对100重量份的第二组合物，第二组合物可以包含约15重量份至40重量份的粘结剂(B)。通过将包含在第二组合物中的粘结剂(B)的量保持在该范围内，可以减少焊料材料的渗入，同时提供第二电极线42的优异的粘合性，并且满足适当水平的机械性能。
在第二组合物中所包含的粘结剂(B)的量低于约15重量份的情况下，可能会降低第二电极线42的粘合性和防止焊料材料渗入的效果。在第二组合物中所包含的粘结剂(B)的量大于约40重量份的情况下，可能会恶化第二电极线42的机械性能和电性能。
此外，针对100重量份的第二组合物，第二组合物可以包含约60重量份至85重量份的第一粒子411和第二粒子422。通过将第二组合物中所包含的第一粒子411和第二粒子422的量维持在该范围内，可以提供适当水平的填充率和防止焊料材料渗入的效果。在第二组合物中所包含的第一粒子411和第二粒子422的量低于约60重量份的情况下，可能会恶化第二电极线42的机械性能和电性能，并且可能无法实现防止焊料材料渗入的期望效果。在第二组合物中所包含的第一粒子411和第二粒子422的量大于约85重量份的情况下，可能会降低第二电极线42的粘合性和填充率。
另外，第二组合物的粘度可以在约200Pa·s至300Pa·s的范围内。通过将第二组合物的粘度维持在该范围内，可以容易地形成稍后要描述的焊盘部分420，并且可以改善第一粒子411和第二粒子422的分散性。
也就是说，通过控制包含在第二组合物中的粘结剂(B)、第一粒子411和第二粒子422以及通过控制第二组合物的粘度，可以将电性能和机械性能维持在适当水平，同时提供防止焊料材料渗入的优异效果。
第一电极线41可以通过固化包含第一粒子411的第一组合物来形成，并且除了稍后将描述的第一组合物的特性之外，第二组合物的描述可以应用于第一组合物，使得将基于第一组合物与第二组合物之间的差异来进行描述。
不同于第二组合物，第一组合物仅包含第一粒子411，而不包含第二粒子422。针对100重量份的第一组合物，第一组合物可以包含约85重量份至95重量份的第一粒子411。当第一组合物中所包含的第一粒子411的量在该范围内时，可以实现优异的电性能。在第一组合物中所包含的第一粒子411的量低于约85重量份的情况下，可能会恶化电性能和机械性能。在第一组合物中所包含的第一粒子411的量大于约95重量份的情况下，可能会降低第一电极的粘合性。
另外，针对100重量份的第一组合物，第一组合物可以包含约5重量份至15重量份的粘结剂(B)。通过将第一组合物中所包含的粘结剂(B)的量维持在该范围内，可以提供适当水平的第一电极线41的粘合性以及机械性能和电性能。在第一组合物中所包含的粘结剂(B)的量低于约5重量份的情况下，可能会降低第一电极线41的粘合性。在第一组合物中所包含的粘结剂(B)的量大于约15重量份的情况下，可能会恶化第一电极线41的电性能和机械性能。
此外，第一组合物的粘度可以是约500Pa·s至700Pa·s。通过将第一组合物的粘度维持在比第二组合物的粘度相对更高的水平，可以容易地形成具有较窄宽度的第一电极线41，从而使光接收区域的减小最小化。
也就是说，通过控制第一组合物中所包含的粘结剂(B)和第一粒子411的比例以及第一组合物的粘度，可以实现优异的电性能，同时维持适当水平的机械性能。
通过固化第二组合物来形成的第二电极线42可以包括多个焊盘部分420以及形成在多个焊盘部分420之间并具有比焊盘部分420的宽度W1小的宽度的线部分421。通过使用线部分421，焊盘部分420可以连续地形成而不断开。
焊盘部分420和线部分421的描述可以应用于包括在与第二电极线42类似的第四电极线44中的后焊盘部分440和后线部分441的描述。
具有较窄宽度的线部分421可以使入射到太阳能电池100上的光被阻挡的区域最小化，并且线部分421与多个第一电极线41连接，使得当一些第一电极线41断开时，线路部分421可以提供载流子的旁路路线。
具体地，例如，作为第二电极线42与布线构件彼此连接或接合的部分，焊盘部分420可以具有比布线构件的宽度大的宽度。焊盘部分420具有比线部分421和布线构件的宽度相对更大的宽度，从而使布线构件能够稳定地连接，并减小了接触电阻。
返回参照图1和图2，第二电极线42与沿着第一方向延伸的第一电极线41相交，并且可以沿着第二方向延伸。
例如，第一电极线41和第二电极线42可以彼此正交；第二电极线42的一些部分可以被设置在第一电极线41上；并且第二电极线42的宽度W1和W2可以大于第一电极线41的宽度W3。因此，第一电极线41与第二电极线42交叠的部分可以具有第二电极线42堆叠在第一电极线41上的形状，或者可以具有第一电极线41连续地形成或以规则的间隔彼此间隔开的形状。
因此，第二电极线42的一些部分可以被设置在第一电极线41上，并且第二电极线42的其它部分可以未被设置在第一电极线41上，而第二电极线42的上表面可以被设置在同一平面上。也就是说，第二电极线42中的设置在第一电极线41上的一部分的厚度可以比第二电极线42中的没有设置在第一电极线41上的一部分的厚度薄。
由于第二电极线42的上表面被设置在同一平面上，所以布线构件可以在同一平面上稳定地接合至第二电极线42，从而能够实现具有高可靠性和优异水平的粘合性的布线构件和太阳能电池100。
以下，将进一步详细描述包括在太阳能电池100中的其它元件。
返回参照图2，半导体基板160可以由通过以低掺杂密度掺杂作为基底掺杂剂的第一导电掺杂剂或第二导电掺杂剂来形成的第一导电类型或第二导电类型的晶体半导体形成。例如，半导体基板160可以由单晶半导体或多晶半导体(例如，单晶硅或多晶硅)形成。具体地，半导体基板160可以由单晶半导体(例如，单晶半导体晶片，更具体地，单晶硅晶片)形成。如上所述，通过使用具有高结晶度和低缺陷的这种半导体基板160，太阳能电池100可以具有优异的电性能。在这种情况下，半导体基板160可以仅包括10，而不包括通过附加的掺杂等来形成的掺杂区域。因此，可以防止在形成掺杂区域时引起的半导体基板160的钝化性能的恶化。
半导体基板160的前表面和/或背表面可以经受纹理化以具有突起，以便可以防止反射。例如，突起可以具有特定的晶面，并且可以具有近似金字塔形状，其中，四个外表面由半导体基板的(111)面形成。然而，本公开不限于此，并且可以不在半导体基板160的表面上形成突起。
第一钝化膜52被形成在(例如，接触)半导体基板160的前表面上，并且第二钝化膜54被形成在(例如，接触)半导体基板160的背表面上，从而改善钝化性能。例如，第一钝化膜52和第二钝化膜54可以由本征非晶半导体(例如，本征非晶硅(i-a-Si))层形成。按照这种方式，第一钝化膜52和第二钝化膜54包含与半导体基板160相同的半导体材料，并因此具有类似的性能，使得可以进一步有效且极大地改善钝化性能。然而，本公开不限于此，并且第一钝化膜52和/或第二钝化膜54可以包括本征非晶碳化硅(i-a-SiCx)层或本征非晶氧化硅(i-a-SiOx)层。在这种情况下，可以改善由较宽的能量带隙产生的效果，但钝化性能可能不如本征非晶硅(i-a-Si)层的情况。
包括第一导电掺杂剂或具有第一导电类型并且具有比半导体基板160高的掺杂密度的第一导电区域20可以被设置在(例如，接触)第一钝化膜52上。另外，包括第二导电掺杂剂或具有与第一导电类型相反的第二导电类型的第二导电区域30可以被设置在(例如，接触)第二钝化膜54上。一旦第一钝化膜52和第二钝化膜54分别接触第一导电区域20和第二导电区域30，可以缩短载流子的传输路径，并且可以简化结构。
由于第一导电区域20和第二导电区域30独立于半导体基板160形成，所以第一导电区域20和第二导电区域30可以由与半导体基板160不同的材料和/或晶体结构制成，以便第一导电区域20和第二导电类型区域30可以容易地形成在半导体基板160上。
例如，第一导电区域20和第二导电区域30可以通过掺杂非晶半导体来形成，所述非晶半导体可以用第一导电掺杂剂或第二导电掺杂剂按照诸如通过沉积等这样的各种方式来容易地制造。因此，第一导电区域20和第二导电区域30可以按照简单的处理来容易地形成。
在这种情况下，半导体基板160可以具有第一导电类型。然后，第一导电区域20具有与半导体基板160相同的导电类型，并形成具有高掺杂密度的前电场区域；第二导电区域30具有与半导体基板160的导电类型相反的导电类型并且形成发射极区域。因此，作为发射极区域的第二导电区域20以不妨碍顶面上的光吸收的方式来位于半导体基板110的背部上，使得发射极区域可以被形成为相对较厚。作为前电场区域的第一导电区域20不直接参与光电转换，并且位于半导体基板110的前表面上，以在前表面上进行光吸收，使得第一导电区域20可以被形成为相对较薄。按照这种方式，可以使由第一导电区域20引起的光损失最小化。
用作第一导电掺杂剂或第二导电掺杂剂的p型掺杂剂可以是诸如硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)或铟(In)这样的III族元素。n型掺杂剂可以是诸如磷(P)、砷(As)、铋(Bi)或锑(Sb)这样的V族元素。然而，各种其它掺杂剂也可以用作第一导电掺杂剂或第二导电掺杂剂。
例如，半导体基板160和第一导电区域20可以是n型，第二导电区域30可以是p型。在这种情况下，具有n型的半导体基板160使载流子能够具有优异的寿命。例如，半导体基板160和第一导电区域20可以包括作为n型掺杂剂的磷(P)，并且第二导电区域30可以包括作为p型掺杂剂的硼(B)。然而，本公开不限于此，并且第一导电类型可以是p型，第二导电类型可以是n型。
在示例性实施方式中，第一导电区域20和第二导电区域30可以包括以下层中的至少一个：非晶硅(a-Si)层、非晶氧化硅(a-SiOx)层、非晶碳化硅(a-SiCx)层、铟镓锌氧化物(IGZO)层、氧化钛(TiOx)层和氧化钼(MoOx)层。在这种情况下，可以用第一导电掺杂剂或第二导电掺杂剂来掺杂非晶硅(a-Si)层、非晶氧化硅(a-SiOx)层和非晶碳化硅(a-SiCx)层。铟镓锌氧化物(IGZO)层、氧化钛(TiOx)层和氧化钼(MoOx)层可以在没有掺杂剂的情况下通过选择性地收集电子或空穴来执行与n型或p型导电区域相同的功能。例如，第一导电区域20和第二导电区域30可以包括非晶硅(a-Si)层。在这种情况下，第一导电区域20和第二导电区域30包括与半导体基板160相同的半导体材料(即，硅)，使得第一导电区域20和第二导电区域30可以具有与半导体基板160类似的性能。因此，载流子可以更有效地移动，并且可以形成稳定的结构。
电连接至第一导电区域20的第一透明电极层60、第一金属线和第二金属线42被设置在(例如，接触)第一导电区域20上。电连接至第二导电区域30的第二透明电极层70、第三电极线43和第四电极线44被设置在(例如，接触)第二导电区域30上。
这里，第一透明电极层60可以形成在(例如，接触)整个第一导电区域20的上方。术语“整个”不仅表示覆盖整个第一导电区域20而没有空白间隔或空白区域的情况，而且也表示不可避免地排除第一导电区域20的一部分的情况。
如上所述，第一透明电极层60形成在整个第一导电区域20的上方，使得第一透明电极层60可以由能够透射光的材料(透光材料)制成。例如，第一透明电极层60可以包括以下材料中的至少一种：氧化铟锡(ITO)、氧化铝锌(AZO)、氧化硼锌(BZO)、氧化铟钨(ITO)、钛钽掺杂氧化铟和氧化铟铯(ICO)。然而，本公开不限于此，并且第一透明电极层60可以包括各种其它材料。
在这种情况下，当将上述材料用作主要材料时，第一透明电极层60可以包括氢。由于第一透明电极层60包括氢，所以可以改善电子或空穴的迁移率，并且也可以改善透光率。
另外，具有图案的第一电极线41和第二电极线42可以形成在第一透明电极层60上。然而，本公开不限于此。
然后，参照图4，将详细描述根据本公开的一些实施方式的太阳能电池200。当与上面参照图1至图3描述的太阳能电池100相比时，除了太阳能电池200具有多层结构之外，太阳能电池200与太阳能电池100基本相同。因此，将省略其详细描述，并且仅将详细描述不同之处。另外，以上实施方式或其修改以及以下实施方式或其修改的组合也在本发明的范围内。
图4是根据本公开的一些实施方式的太阳能电池的截面图。参照图4，第二电极线242具有多层结构，每层具有不同的第二粒子422与第一粒子411的比例。第二电极线242的描述可以应用于第四电极线244的描述。
具体地，在第二电极线242的多层结构中，随着第二电极线242在第一导电区域上进一步间隔开，第二粒子422所占的比例可以增大。
也就是说，具有相对较大的第二平均直径的非球形第二粒子422被更多地包括在第二电极线242的上部中，而不是包括在第二电极线242的下部中，从而有效地延长了焊料材料的渗入路径，并且使防止焊料材料渗入的效果最大化。
在本实施方式中，第二电极线242可以通过多次印刷而被形成为具有多层结构。例如，可以通过第一次印刷、第二次印刷和第三次印刷来印刷第二组合物，并且可以控制第二粒子422与第一粒子411的体积比随着印刷次数的增加而增大。因此，可以形成具有多层结构的第二电极线42，其中，随着第二电极线42在第一导电区域上进一步间隔开，第二粒子422所占的比例增大。
以上实施方式中所例示的特征、结构和效果可以被包括在本发明的至少一个实施方式中，但是不限于一个实施方式。另外，本领域的技术人员将理解，可以对相应实施方式中所例示的特征、结构和效果进行各种组合和修改。因此，应当理解，这些组合和修改被本发明的范围所涵盖。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年11月17日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0153486号的优先权益，将其公开内容通过引用结合于此。

Claims (9)

1.一种太阳能电池，该太阳能电池包括：
半导体基板；
导电区域，所述导电区域被设置在所述半导体基板的一个表面上；
第一电极线，所述第一电极线被设置在所述导电区域上并沿着第一方向延伸；以及
第二电极线，所述第二电极线被设置在所述导电区域上并沿着不同于所述第一方向的第二方向延伸，
其中，所述第一电极线包括包含第一粒子的第一组合物，所述第一粒子具有球形形状和第一平均直径，并且所述第二电极线包括包含所述第一粒子和具有非球形形状和第二平均直径的第二粒子的第二组合物，平均直径是指粒子在穿过该粒子的平面中的截面的主轴长度的平均值，并且
其中，所述第二电极线具有多层结构，所述多层结构中的每一层具有不同的所述第二粒子与所述第一粒子的比例，并且所述第二粒子的所占的比例在所述第二电极线的所述多层结构中随着所述第二电极线与所述导电区域隔开的距离的增大而增大。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第一平均直径在200nm至400nm的范围内，并且所述第二平均直径在1um至10um的范围内。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，包括在所述第二电极线中的所述第二粒子的总体积与所述第一粒子的总体积的比例在3:7至7:3的范围内。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第二电极线与所述第一电极线相交，使得所述第二电极线的一部分被设置在所述第一电极线上。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第二电极线被设置在所述第一电极线断开并且彼此间隔开的区域上。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第一电极线包括含有所述第一粒子和粘结剂的第一组合物的硬化剂。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池，其中，针对100重量份的所述第一组合物，所述第一组合物包含85重量份至95重量份的所述第一粒子。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第二电极线包括含有所述第一粒子、所述第二粒子和粘结剂的硬化剂。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池，其中，针对100重量份的第二组合物，所述第二组合物包含60重量份至85重量份的所述第一粒子和所述第二粒子。
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