CN108511557B - 光伏太阳能电池以及制造光伏太阳能电池的方法 - Google Patents

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Abstract

光伏太阳能电池以及制造光伏太阳能电池的方法。提供了一种制造光伏太阳能电池的方法，该方法包括：在半导体基板的一个表面和与所述一个表面相反的相反表面上形成包含第一导电类型掺杂剂的第一导电类型区域；通过执行干法蚀刻去除形成在所述半导体基板的所述相反表面上的所述第一导电类型区域；以及在所述半导体基板的所述相反表面上形成包含第二导电类型掺杂剂的第二导电类型区域。

Description

光伏太阳能电池以及制造光伏太阳能电池的方法
技术领域
本发明涉及光伏太阳能电池以及制造光伏太阳能电池的方法，并且更具体地，涉及一种其中去除导电类型区域并且形成微小的V型突出物的光伏太阳能电池以及制造该光伏太阳能电池的方法。
背景技术
由于能源消耗的增加，存在对于诸如石油和煤之类的现有能源的预期快速枯竭的不断增加的担心。因此，近年来，作为现有能源的替代物的替代能源逐渐获得许多关注。在替代能源当中，使用半导体元件将太阳能直接转换为电子流的光伏太阳能电池作为下一代电池备受关注。
通过根据其设计形成各种层和电极来制造光伏太阳能电池。然后，根据各种层和电极的设计来确定光伏太阳能电池的效率。为了商业化，需要克服光伏太阳能电池的低效率。因此，期望将各种层和电极设计为使光伏太阳能电池的效率最大化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高了效率并且具有改进的处理能力的光伏太阳能电池，以及制造太阳能电池的方法。
为了解决上述技术问题，提供了本发明的多个实施方式。
具体地，根据本发明的一个实施方式，提供一种制造光伏太阳能电池的方法，该方法包括以下步骤：在半导体基板的一个表面和与所述一个表面相反的相反表面上形成包含第一导电类型掺杂剂的第一导电类型区域；通过执行干法蚀刻去除形成在所述半导体基板的所述相反表面上的所述第一导电类型区域；以及在所述半导体基板的所述相反表面上形成包含第二导电类型掺杂剂的第二导电类型区域。
在根据本发明的该方面的方法中，可通过反应离子蚀刻(RIE)执行所述第一导电类型区域的去除，并且为了去除所述第一导电类型区域可使用六氟化硫气体和氧气。
在根据本发明的该方面的方法中，所述六氟化硫气体与所述氧气的体积比可以是3至5。
在根据本发明的该方面的方法中，可按照8000sccm至10000sccm的流速来使用所述六氟化硫气体的量。
在根据本发明的该方面的方法中，可按照8000sccm至10000sccm的流速来使用所述六氟化硫的量。
在根据本发明的该方面的方法中，该方法还可包括以下步骤：通过在所述第一导电类型区域的蚀刻和所述第二导电类型区域的形成之间的反应离子蚀刻来形成微小V形突出物。
在根据本发明的该方面的方法中，为了形成所述微小V形突出物，可使用六氟化硫气体、氧气和氯气。
在根据本发明的该方面的方法中，所述六氟化硫气体与所述氧气的体积比可以是1至2。
在根据本发明的该方面的方法中，所述氯气与所述氧气的体积比可以是0.2至1。
在根据本发明的该方面的方法中，在去除所述第一导电类型区域时使用的氧气与在形成所述微小V形突出物时使用的氧气的体积比可以是1.5至5。
在根据本发明的该方面的方法中，用于形成所述微小V形突出物的压力可等于或低于用于蚀刻所述第一导电类型区域的压力。
在根据本发明的该方面的方法中，在形成所述第一导电类型区域之前，可在所述相反表面上而不在所述半导体基板的所述一个表面上形成V形突出物。
在根据本发明的该方面的方法中，可通过湿法蚀刻来执行所述半导体基板的所述相反表面的形成。
在根据本发明的该方面的方法中，可在所述V形突出物上形成微小V形突出物。
在根据本发明的该方面的方法中，可通过原位合成处理(in-situ process)来执行所述第一导电类型区域的蚀刻和所述微小V形突出物的形成。
在根据本发明的该方面的方法中，可通过原位合成处理来执行所述第一导电类型区域的形成和控制钝化层的形成。
在根据本发明的该方面的方法中，所述第二导电类型区域的形成步骤可包括将所述第二导电类型掺杂剂扩散到所述半导体基板中。
具体地，根据本发明的另一方面，提供一种光伏太阳能电池，该光伏太阳能电池包括：半导体基板；第二导电类型区域，所述第二导电类型区域被形成在所述半导体基板的一个表面上；以及第一导电类型区域，所述第一导电类型区域被形成在所述半导体基板的与所述一个表面相反的相反表面上；其中，所述半导体基板的所述相反表面和侧表面包含微小V形突出物，并且其中，形成在所述半导体基板的所述相反表面上的微小V形突出物的尺寸与形成在所述半导体基板的所述侧表面上的微小V形突出物的尺寸不同。
在根据本发明的该方面的方法中，形成在所述半导体基板的所述相反表面上的微小V形突出物的尺寸可大于形成在所述半导体基板的所述侧表面上的微小V形突出物的尺寸。
在根据本发明的该方面的方法中，形成在所述半导体基板的所述相反表面上的微小V形突出物的尺寸可以是100μm至300μm，而形成在所述半导体基板的所述侧表面上的微小V形突出物的尺寸可以是50nm至100nm。
根据本发明，第一导电类型区域被形成为设置在半导体基板的相反表面上，并且通过执行湿法蚀刻去除第一导电类型区域。因此，减少了生产过程的数目。结果，提高了生产率并且保持了高的蚀刻速度。
具体地，根据本发明，通过使用掺杂半的导体层，提高了生产率，并同时控制了氧气、六氟化硫气体和等离子体功率。因此，实现了高蚀刻速率。
此外，用于湿法蚀刻的工艺条件得到控制，因此使残留在半导体基板的边缘部分上的第一导电类型区域最小化。因此，减小了漏电流并由此提高了光伏太阳能电池的效率。
附图说明
根据结合附图进行的以下详细描述，将更清楚地理解本发明的以上目的和其它目的、特征和其它优点，在附图中：
图1是例示根据本发明的若干实施方式的光伏太阳能电池的横截面的截面图；
图2是根据本发明的另一实施方式的光伏太阳能电池的平面图；
图3A至图3G是例示根据本发明的若干实施方式的光伏太阳能电池的制造方法的截面图；
图4是将根据本发明的若干实施方式的光伏太阳能电池和比较性示例彼此进行比较而得到的表格；
图5A是由扫描电子显微镜(SEM)仪器得到的照片，其揭示了形成在半导体基板的相反表面上的微小V形突出物；以及
图5B是由扫描电子显微镜仪器得到的照片，其揭示了形成在半导体基板的侧表面上的微小V形突出物。
具体实施方式
根据下面将描述的实施方式，本发明的优点和特征以及实现这些优点和特征的方法是显而易见的。然而，本发明不限于下面将要公开的实施方式，而是能够以各种方式来实现。提供本实施方式不仅是为了使本发明的公开内容完整，而且也是为了使本发明所属领域的普通技术人员完全领会本发明的范围。本发明如权利要求所限定。在整个说明书中，相同的附图标记指代相同的组成元件。
为了清楚地表示各种层和区域，在附图中放大地例示了层和区域的厚度。为了便于描述，在附图中夸大地例示了一个或更多个层的厚度以及一个或更多个区域的厚度。
另外，在本说明书中，当诸如层、膜、区域和板之类的部分被描述为在另一部分“上”或“上方”时，这不仅包括一部分直接在另一部分“上”的情况，而且也包括一部分在另一部分“上方”且其间有中间部分的情况。然而，当一部分被描述为直接在另一部分“上”时，这意味着在一部分与另一部分之间不存在中间部分的情况。另外，当诸如层、膜、区域或板之类的部分被描述为在另一部分的“下面”或“下方”时，这不仅包括一部分直接在另一部分“下面”的情况，而且也包括一部分在另一部分下方且其间具有中间部分的情况。然而，当一部分被描述为直接在另一部分“下面”时，这意味着在一部分与另一部分之间不存在中间部分的情况。
以下将参照附图详细描述根据本发明的若干实施方式的光伏太阳能电池的制造方法。
图1是例示根据本发明的一实施方式的光伏太阳能电池的截面图。图2是根据本发明的另一实施方式的光伏太阳能电池的平面图。
具体地，图1是例示根据本发明的若干实施方式的太阳能电池的横截面的截面图。
参照图1，根据本实施方式的光伏太阳能电池100包括：半导体基板110，其包括基极区域10和第二导电类型的第二导电类型区域(或发射极区域)30；第一导电类型的第一导电类型区域20，其形成在半导体基板110的相反表面上并且具有与半导体基板110不同的晶体结构；第一电极42，其连接到第一导电类型区域20；以及第二电极44，其连接到第二导电类型区域30。光伏太阳能电池100还可包括钝化膜22和32、防反射膜34等。接着，参照图2，光伏太阳能电池100还可包括控制钝化层50。
在本实施方式中，在执行干法蚀刻之前，在半导体基板110上形成第一导电类型区域20。因此，改进了工艺简化和生产率。此外，当通过干法蚀刻去除在半导体基板110上形成的第一导电类型区域20时，等离子体功率、六氟化硫气体的体积、氧气的体积以及六氟化硫气体与氧气的比例各自被控制。因此，防止发生电弧，并同时实现高蚀刻速率。
此外，第一导电类型区域20从半导体基板110的边缘部分被有效地去除。因此，漏电流被最小化。将在下面参照图3A至图3G详细描述其细节。
图3A至图3G是例示根据本发明的若干实施方式的光伏太阳能电池的制造方法的截面图。
参照图3A，制备半导体基板110，并且通过执行纹理化工艺，在半导体基板110的相反表面中形成V形突出物112a。
半导体基板110由包含单一半导体材料(例如，IV族元素)的晶体半导体制成。作为示例，半导体基板110由单晶半导体或多晶半导体(例如，单晶硅或多晶硅)制成。
具体地，半导体基板110由单晶半导体(例如，单晶半导体晶圆，更具体地，单晶硅晶圆)制成。当半导体基板110以这种方式由单晶半导体(例如，单晶硅)制成时，光伏太阳能电池100基于由具有高结晶度并因此具有低缺陷的单晶半导体制成的半导体基板110。因此，光伏太阳能电池100具有优异的电特性。
通过执行纹理化工艺在半导体基板110的相反表面中形成V形突出物112a。作为示例，V形突出物112a的外表面被形成为半导体基板110的表面111，并且具有规则尺寸或不规则尺寸的金字塔形状。针对半导体基板110的纹理化而执行湿法蚀刻。然而，V形突出物112a被形成的位置不限于相反表面，并且V形突出物112a可形成在基板的至少一个表面中。V形突出物112a不限于金字塔形状，而是可采用各种形状。
通过执行纹理化在半导体基板110的相反表面上形成V形突出物112a，因此相反表面的粗糙度增加。这降低了通过半导体基板110的相反表面等入射的光的反射率。因此，到达形成有基极区域10与第一导电类型区域20或第二导电类型区域30的pn结的光量增加，并由此使光损失最小化。
另一方面，通过将半导体基板110浸入在纹理化溶液中来执行湿法蚀刻。用于湿式蚀刻的溶液是碱性溶液(例如，含有氢氧化钾(KOH)的溶液)。湿法蚀刻的优点在于处理时间短。
通过湿法蚀刻沿着半导体基板110的晶面来蚀刻V形突出物，因此，V形突出物112a的外表面被形成为具有固定的晶面(例如，表面111)。因此，V形突出物112a呈具有四个表面111的金字塔形状并且具有微米级的平均尺寸。然而，本发明不限于此，并且V形突出物112a可按照V形突出物112a具有各种形状、平均尺寸、尺寸偏差等的各种技术来形成。
此外，V形突出物112a仅形成在半导体基板110的相反表面中，因此在下面将描述的电极形成期间，减少了电极与半导体基板110之间的电子和空穴的复合。
然而，V形突出物形成过程和V形突出物形成位置不限于上述过程和位置，并且对于本领域普通技术人员显而易见的那些过程和位置落入本发明的范围内。例如，V形突出物可形成在半导体基板的一个表面和相反表面中，并且可通过干法蚀刻来形成。
在本实施方式中，再次参照图1，第一导电类型掺杂剂或第二导电类型掺杂剂根据本实施方式按照半导体基板110具有低掺杂密度的方式被引入到半导体基板110中，因此半导体基板110包括第一导电类型或第二导电类型的基极区域10。半导体基板110的这里的基极区域10具有比第一导电类型区域20和第二导电类型区域30中的具有与基极区域10相同导电类型的一个导电类型区域更低的掺杂密度、更高的电阻或更低的载流子密度。
此外，在图3A和图3B的操作之间，可在半导体基板110的一个整个表面上，与该一个表面相反方向的整个相反表面以及连接在该一个表面与相反表面之间的整个侧表面上形成控制钝化层50。
控制钝化层50起到防止第一导电区域20和第二导电区域30中的任何一个中的掺杂剂过度扩散到半导体基板110中的掺杂剂控制作用或者起扩散阻挡作用。控制钝化层50包含控制掺杂剂的扩散并传输多数载流子的各种材料。作为示例，控制钝化层50包括氧化物、氮化物、半导体、导电聚合物等。作为示例，控制钝化层50是包含硅氧化物的硅氧化物膜。这是因为硅氧化物膜是具有优异的钝化特性并且有助于载流子传输的膜。另外，利用各种工艺，在半导体基板110的表面上容易地形成硅氧化物膜。控制钝化层50这里是通过诸如沉积、热氧化或化学氧化这样的技术形成。然而，控制钝化层50不是整体的组成元件。
随后，参照图3B，描述第一导电类型区域20的形成。
这里的第一导电类型区域20也形成在整个半导体基板110上，或者形成在不仅位于半导体基板110的一个整个表面和整个相反表面上而且位于半导体基板110的整个侧表面上的整个控制钝化层50上。
在本实施方式中，可通过化学气相沉积(更具体地，通过低压化学气相沉积)来形成第一导电类型区域20。因此，如上所述，使用控制钝化层50并通过执行原位合成处理来形成第一导电类型区域20。
然而，本发明不限于上面提供的描述，并且原位合成处理可能不适用于控制钝化层50和第一导电类型区域20。
第一导电类型区域20具有与半导体基板110相同的导电类型并且具有比半导体基板110更高的掺杂密度。
具体地，作为示例，通过执行沉积技术(例如，低压化学气相沉积(LPCVD)技术等)形成第一导电类型区域20。第一导电类型区域20包含第一导电类型掺杂剂并且具有与半导体基板110不同的晶体结构。例如，第一导电类型区域20包含非晶半导体、微晶半导体或多晶半导体(例如，非晶硅、微晶硅或多晶硅)。具体地，第一导电类型区域20包含多晶半导体(例如，多晶硅)。
第一导电类型掺杂剂理想地具有与基极区域10相同的导电类型。也就是说，在第一导电型掺杂剂为n型的情况下，使用诸如磷(P)、砷(As)、铋(Bi)或锑(Sb)这样的V族元素。在第一导电类型掺杂剂是p型的情况下，使用诸如硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)或铟(In)这样的III族元素。
例如，本实施方式中的半导体基板110和第一导电类型区域20的导电类型是n型。
然而，半导体基板110和第一导电类型区域20的导电类型不限于上面提供的描述。例如，可在第一导电类型区域20与半导体基板110之间形成pn结，其中半导体基板110具有n型导电性，而第一导电类型区域20具有p型导电性。
关于形成第一导电类型区域20的方法，通过执行使用包含硅的材料气体(例如，SiH4)和包含第一导电类型掺杂剂的掺杂剂气体(例如，POCL3或B2H6)的LPCVD技术原位合成地形成第一导电类型区域20。
然而，第一导电类型区域的晶体结构、第一导电类型区域的形成方法以及第一导电类型掺杂剂的类型不限于上面提供的描述，并且对于本领域普通人员显而易见的那些晶体结构、形成方法以及类型都落入本发明的范围内。
随后，例如，通过执行两步反应离子蚀刻来执行第一导电类型区域20等的蚀刻以及微小V形突出物112b的形成。在本实施方式中，通过执行分离的反应离子蚀刻，对第一导电类型区域20等进行蚀刻并且形成微小V形突出物112b。因此，当与同时执行导电类型区域蚀刻的蚀刻和V形突出物的形成的情况相比时，充分去除了第一导电类型区域20，并由此使漏电流最小化而不损坏已形成的V形突出物112a的形状。
具体地，在通过反应离子蚀刻同时执行导电类型区域蚀刻的蚀刻和V形突出物的形成的情况下，存在将损坏基板中已经形成的V形突出物的形状的担心。在为了防止基板中的V形突出物被损坏而执行轻度蚀刻的情况下，由于未充分除去导电类型区域，因此存在漏电流将增大的担心。
相反，在本实施方式中，通过反应离子蚀刻充分去除了第一导电类型区域20等，然后通过控制工艺条件并执行反应离子蚀刻来形成微小V形突出物112b。因此，使对已经形成的V形突出物112a的损坏最小化，并且同时充分去除了第一导电类型区域20。结果，漏电流被最小化。与此相关的过程将在下面详细描述。
随后，参照图3C，将描述第一导电类型区域20的干法蚀刻。
在本实施方式中，通过干法蚀刻去除位于半导体基板110的相反表面和侧表面上的第一导电类型区域20。具体地，通过反应离子蚀刻(RIE)执行第一导电类型区域20的干法蚀刻。
反应离子蚀刻是为了执行蚀刻而使用蚀刻气体(Cl2、SF6、NF3、HBr等)并然后生成等离子体的干法蚀刻技术。反应离子蚀刻可用作横截面蚀刻。然后，基本上，对对应材料进行各向同性蚀刻，而无需考虑其晶体颗粒的晶体方向等。因此，根据诸如蚀刻气体这样的处理条件去除了位于半导体基板110的相反表面和侧表面上的整个第一导电类型区域20和/或整个控制钝化层50。此外，参照图3C，还对布置在半导体基板110的一个表面上的第一导电类型区域20和/或控制钝化层50的边缘部分进行了部分蚀刻以提供隔离。
具体地，在本实施方式中，通过调整诸如干法蚀刻气体的类型、分压、压力、等离子体功率这样的处理条件来执行期望的蚀刻。
具体地，针对去除位于半导体基板110的相反表面和侧表面上的第一导电类型区域20的干法蚀刻，使用六氟化硫气体(SF6)和氧气(O2)的混合物。六氟化硫气体起到蚀刻第一导电类型区域20和/或控制钝化层50的作用。氧气根据六氟化硫气体与氧气的体积比在第一导电类型区域20和/或控制钝化层50的表面上形成氧化膜。所形成的氧化膜起到与掩模类似的作用，因此在降低或进一步提高蚀刻速度方面发挥作用。
在本实施方式的情况下，对掺杂有第一导电类型掺杂剂的第一导电类型区域20进行蚀刻，当执行蚀刻时，包含在第一导电类型区域20中的第一导电类型掺杂剂起保护膜的作用。因此，当与对本征半导体层执行蚀刻的情况相比时，蚀刻速度降低。因此，通过控制六氟化硫气体与氧气的体积比(具体地，在下文中以每分钟标准立方厘米(sccm)表示的流量单位)、等离子体功率和六氟化硫气体的量，在高速下仅对第一导电类型区域20或者仅对第一导电类型区域20和控制钝化层50进行选择性地蚀刻而不损坏半导体基板110。
例如，在本实施方式中，通过对去除第一导电类型区域20的反应离子蚀刻所使用的等离子体功率进行控制来实现高蚀刻速度。
具体地，等离子体功率在约25kw至约30kw的范围内。通过将等离子体功率保持在上述范围内来实现高蚀刻速度。在等离子体功率超过上述范围的情况下，发生电弧，这会对半导体基板110造成物理损坏。因此，降低了光伏太阳能电池的效率。在等离子体功率低于上述范围的情况下，蚀刻速度降低，因此降低了处理能力。
此外，将等离子体功率保持在上述范围内，同时控制六氟化硫气体的量。因此，防止了电弧，并且同时实现了高蚀刻速度。
具体地，在反应离子蚀刻期间以约8000sccm至约10000sccm的流速使用六氟化硫气体的量。
通过在蚀刻第一导电类型区域20的反应离子蚀刻期间以上述流速使用六氟化硫气体，实现了高蚀刻速度，并且同时，六氟化硫气体消耗了上述范围内的适当量的等离子体功率。结果，防止了电弧发生并且保护半导体基板110不被蚀刻。
在使用六氟化硫气体的情况下，在低于上述流速的流速下，在对第一导电类型区域20进行蚀刻的反应离子蚀刻期间，等离子体的密度不稳定，因此处理的稳定性降低。结果，发生电弧，并且降低了光伏太阳能电池的效率。在使用六氟化硫气体的情况下，在超过上述流速的流速下，在蚀刻第一导电类型区域20的反应离子蚀刻期间，上述范围内的蚀刻速度降低。
此外，在蚀刻第一导电类型区域20的反应离子蚀刻中，通过保持上述流速来控制六氟化硫气体的量，并且同时控制氧气量。因此，保持了高蚀刻速度并且保护半导体基板110不被蚀刻。
具体地，六氟化硫气体与氧气的体积比被控制为3至5，因此使对半导体基板110中形成的V形突出物112a的损坏最小化并且实现了高蚀刻速度。如果体积比小于3，则六氟化硫气体与氧气的体积比过小。因此，蚀刻速度降低，处理时间增加。如果体积比超过5，则蚀刻速度过高，因此，第一导电类型区域20与半导体基板110的蚀刻选择比或者第一导电类型区域20和控制钝化层50与半导体基板110的蚀刻选择比较小。结果，半导体基板110被一起蚀刻。
也就是说，在本实施方式中，同时控制其中存在密切关系的等离子体功率、六氟化硫气体的量和六氟化硫气体与氧气的比率。因此，在不发生电弧的情况下，实现了高蚀刻速度，并且实现了半导体基板110不被蚀刻的效果。
此外，在本实施方式中，在不发生电弧的情况下，保持高蚀刻速度并且不对半导体基板110进行蚀刻。因此，减小了漏电流。
具体地，如上所述，控制等离子体功率、六氟化硫气体的量、六氟化硫气体与氧气的比率，由此使对半导体基板110中形成的V形突出物112a的损坏最小化。同时，充分去除了布置在半导体基板110的侧表面和相反表面上并且掺杂有第一导电类型掺杂剂的第一导电类型区域20和控制钝化层50。也就是说，使残留在半导体基板的边缘部分上的第一导电类型区域20和控制钝化层50最小化，并由此使漏电流的发生最小化。
例如，参照图4，描述了漏电流的最小化。
在图4的实施示例的情况下，利用根据本实施方式的制造方法来制造光伏太阳能电池。具体地，在以下条件下执行制造方法：当蚀刻第一导电类型区域20时，等离子体功率为27kw，六氟化硫气体以10000sccm的流速使用，并且六氟化硫气体与氧气的体积比为3.3。
在图4的比较性示例的情况下，除了在蚀刻第一导电类型区域20时，等离子体功率为22.5kw，六氟化硫气体以3000sccm的流速使用，并且六氟化硫气体与氧气的体积比为10以外，在与实施示例相同的条件下并且通过与实施示例相同的方法来制造光伏太阳能电池。
参照图4，在实施示例中的光伏太阳能电池的情况下，漏电流的值为约1.7A至约3A，并且漏电流的平均值为2.4A。相比之下，在比较性示例中的光伏太阳能电池的情况下，漏电流的值为约4A至5A，漏电流的平均值为4.7A。
也就是说，在图4的实施示例的情况下，当通过反应离子蚀刻来蚀刻第一导电类型区域20时，等离子体功率、六氟化硫气体的量以及六氟化硫气体与氧气的体积比被控制在适当水平。因此，使残留在半导体基板的侧表面和相反表面的边缘部分上的控制钝化层和第一导电类型区域最小化。结果，这确保了漏电流的值显著降低。
具体地，在蚀刻第一导电类型区域20之后残留在半导体基板上的第一导电类型区域20的尺寸等于或小于约10nm，因此使漏电流的发生最小化。
随后，参照图3D描述V形突出物112b的形成。
具体地，V形突出物112a形成在半导体基板的第一导电类型区域20或第一导电类型区域20和/或控制钝化层50被去除的相反表面上。此外，通过反应离子蚀刻，在半导体基板110、控制钝化层50和第一导电类型区域20的侧表面上形成V形突出物112b。
也就是说，当在半导体基板110的相反表面上的V形突出物112a上形成微小V形突出物112b时，通过反应离子蚀刻对半导体基板110的侧表面以及控制钝化层50和/或第一导电类型区域20进行蚀刻，并且一起执行侧表面隔离处理。因此，前表面反射率降低，并且同时一起执行了侧表面隔离处理。因此，不需要单独的隔离处理。由此简化了处理。
然后，在附图中例示了半导体基板110的侧表面被均匀地蚀刻，但是本发明不限于此。也就是说，如上所述，其上形成有第一导电类型区域20的部分是非晶的，因此其上形成有第一导电类型区域20的部分被蚀刻更多。
此外，参照图5A和图5B，形成在半导体基板110的相反侧的微小V形突出物112b的尺寸可与形成在半导体基板110的侧表面中的微小V形突出物112b的尺寸不同。更具体地，形成在半导体基板110的相反表面中的微小V形突出物112b的尺寸可大于形成在半导体基板110的侧表面上的微小V形突出物112b的尺寸。
在本说明书中，微小V形突出物112b的尺寸可意指V形突出物的各个低点之间的距离。
例如，形成在半导体基板110的相反表面中的微小V形突出物的尺寸在约100nm至约300nm的范围内，并且形成在半导体基板110的侧表面上的微小V形突出物的尺寸在约50nm至约100nm的范围内。
在本实施方式中，以这样的方式执行控制，即，形成在半导体基板110的相反表面上的微小V形突出物112b的尺寸大于形成在半导体基板110的侧表面中的微小V形突出物112b的尺寸。因此，使漏电流最小化。
具体地，在形成在半导体基板110的侧表面中的微小V形突出物112b的尺寸大于形成在半导体基板110的相反表面上的微小V形突出物112b的尺寸的情况下，半导体基板110的侧表面的表面面积增加为大于半导体基板110的相反表面的表面面积，因此随后将形成在半导体基板110的侧表面上的第二导电类型区域30比形成在半导体基板110的相反表面上的第二导电类型区域30少。结果，容易地去除在半导体基板的侧表面上形成的第二导电类型区域30，并且发生较少的分流(shunt)。
然而，除了将描述的形成微小V形突出物112b的反应离子蚀刻的特征之外，以上描述的蚀刻第一导电类型区域20的反应离子蚀刻的描述被类似地应用于形成微小V形突出物112b的反应离子蚀刻。
然而，对于形成微小V形突出物112b的反应离子蚀刻，还包括氯气，并且当与蚀刻第一导电类型区域20等的反应离子蚀刻比较时，在氧气与六氟化硫气体的比率以及氧气与氯气的比率方面存在差异。因此，使形成微小V形突出物112b的过程优化，其形成半导体基板110。
在形成微小V形突出物112b的反应离子蚀刻期间使用将氯气(Cl2)添加到六氟化硫气体和氧气中而得到的混合气体。此时，六氟化硫气体和氧气的作用与在蚀刻第一导电类型区域20的反应离子蚀刻的情况中描述的作用相同或相似。
氯气增加蚀刻速度并引发各向同性蚀刻，因此起到调整在半导体基板110的相反表面中形成的微小V形突出物112b的宽度和高度的作用。因此，形成微小V形突出物112b的反应离子蚀刻导致蚀刻基本上是各向同性蚀刻，并且氯气部分地引发各向异性蚀刻。
因此，对半导体基板110的相反表面进行均匀且微小地蚀刻，由此形成尺寸比V形突出物112a小的微小V形突出物112b。
此时，六氟化硫气体与氧气的体积比等于或大于1。尽管六氟化硫气体与氧气的比率在形成微小V形突出物112b的反应离子蚀刻中相对降低，但是氯气确保了足够的蚀刻速度。
因此，以氧气与六氟化硫气体的大于1的体积比率引入氧气，并且充分实现掩模效果。因此，有效地防止了对半导体基板110的损坏。例如，六氟化硫气体与氧气的体积比可以是1至2。当体积比小于1时，微小V形突出物112b的宽度变窄，并且当体积比超过2时，微小V形突出物112b的高度减小。因此，微小V形突出物112b难以形成适于防止反射的形状，或者难以形成微小且均匀的形状。
然后，氯气与氧气的体积比等于或大于1。这是因为即使少量的氯气也会增加蚀刻速度。
作为示例，氯气与氧气的体积比可以为0.2至1。当体积比小于0.2时，微小V形突出物112b的宽度变窄，并且当体积比超过1时，微小V形突出物112b的高度减小。因此，微小V形突出物112b难以形成适于防止反射的形状，或者难以形成微小且均匀的形状。
然后，形成微小V形突出物112b的反应离子蚀刻的压力低于蚀刻第一导电类型区域20的反应离子蚀刻的压力。这是因为用于掩模的氧气在形成微小V形突出物112b的反应离子蚀刻中以高体积比使用，因此压力增加。结果，压力的增加增加了副产物的数量，并且使微小V形突出物112b难以形成。
例如，用于形成微小V形突出物112b的反应离子蚀刻的压力可在0.1托至0.8托的范围内。当压力低于0.1托时，等离子体的密度不稳定。当压力超过0.8托时，半导体基板110的表面的副产物数量增加，因此难以形成微小V形突出物112b。然而，本发明不限于此，用于形成微小V形突出物112b的反应离子蚀刻的压力可变化。
再次参照图1至图3D，通过形成微小V形突出物112b的反应离子蚀刻形成的微小V形突出物112b形成在V形突出物112a上并且具有比V形突出物112a小的尺寸。不管晶体颗粒的晶体方向如何，反应离子蚀刻都以微小的、均匀的方式在半导体基板110的表面上形成微小V形突出物112b。此时，微小V形突出物112b被形成为具有尖的上端部并且具有平均纳米尺寸。
以这种方式，在本实施方式中，具有比V形突出物112a小的尺寸的微小V形突出物112b在位于半导体基板110的相反表面上的V形突出物112a上，并且因此使在半导体基板110的表面上发生的反射最小化。因此，使半导体基板110的具有相对小尺寸的光粒子的后表面的表面积最小化，并且使由于反应离子蚀刻导致的损坏最小化。提高了钝化性能。
在本实施方式中，去除第一导电类型区域20的反应离子蚀刻和形成微小V形突出物112b的反应离子蚀刻由相同设备通过包括连续过程的原位合成处理来执行。因此，根据处理条件，在第一导电类型区域中执行横截面蚀刻，并且执行形成微小V形突出物112b的蚀刻方法以形成微小V形突出物112b。
如上所述，在本实施方式中，在蚀刻第一导电类型区域20的反应离子蚀刻期间，六氟化硫气体与氧气的体积比为约3至约5，并且在随后执行的形成微小V形突出物112b的反应离子蚀刻期间，六氟化硫气体与氧气的体积比为约1至约2。因此，用于形成微小V形突出物112b的氧气与用于蚀刻第一导电类型区域20的氧气的体积比为约1.5至约5。
期望地，该体积比为约1.5至约3，并且更理想地，约为1.5至2。
也就是说，在本实施方式的情况下，通过在同一腔室内控制气体积聚和压力分配的原位合成处理依次执行蚀刻第一导电类型区域20的反应离子蚀刻的处理和形成微小V形突出物112b的反应离子蚀刻的处理。因此，这两个处理的气体环境彼此越相似，处理能力提高地越多，越容易执行控制。
因此，用于蚀刻第一导电类型区域20的氧气与用于形成微小V形突出物112b的氧气的体积比保持在上述范围内。因此，使该过程容易执行并且提高了生产率。
随后，参照图3E，描述第二导电类型区域30的形成。
掺杂剂通过半导体基板110的相反表面被引入(扩散)到半导体基板110中，从而形成第二导电类型区域30。具体地，在半导体基板110的导电类型为n型的情况下，导电类型与第一导电类型掺杂剂相反的第二导电类型掺杂剂通过N型基板的光接收表面被引入(或扩散)到N型基板中，从而形成用作发射极的第二导电类型区域30。在半导体基板110的导电类型为p型的情况下，第一导电类型掺杂剂通过P型基板的光接收表面被引入(或扩散)到P型基板中，从而形成用作前表面场层的第二导电类型区域30。使用通过半导体基板110的相反表面将掺杂剂引入到半导体基板110中的各种方法。例如，使用诸如离子注入技术、热扩散技术和激光掺杂技术这样的技术。另选地，使用诸如以下技术的技术，其中在半导体基板110的相反表面上形成包含第二导电类型掺杂剂的掺杂剂膜(例如，硼硅酸盐玻璃(BSG)膜)之后，通过执行热处理来使第二导电型掺杂剂扩散，然后掺杂剂膜被移出。具体地，离子注入技术和形成掺杂剂膜的方法有利于各向异性蚀刻。
在引入第二导电类型掺杂剂之后，可附加执行热处理以激活第二导电类型掺杂剂。用于激活的热处理不一定被执行，并且可根据掺杂技术等被省略。
作为示例，形成第一导电类型区域20和第二导电类型区域30，然后通过执行用于共激活的热处理来将第一导电类型区域20中的第一导电类型掺杂剂和第二导电类型区域30中的第二导电类型掺杂剂一起激活。
然而，形成第二导电类型区域30的方法、是否执行热处理等不限于上面提供的描述，并且对于本领域普通技术人员显而易见的那些技术内容落入本发明的范围内。
例如，在半导体基板110的导电类型为p型的情况下，第二导电类型区域30是与半导体基板110相同的p型。因此，第二导电类型区域30起前表面场(FSF)的作用。
随后，如图3F所示，在半导体基板110的相反表面上依次形成钝化膜32和防反射膜34，并且在半导体基板110的一个表面上形成钝化膜22。也就是说，钝化膜32和防反射膜34形成在半导体基板110的整个相反表面上，并且钝化膜22形成在半导体基板110的一个整个表面上以覆盖第一导电类型区域20。通过执行诸如真空沉积技术、化学气相沉积技术、旋涂技术、丝网印刷技术或喷涂技术这样的技术来形成钝化膜22和32以及防反射膜34。形成钝化膜22和32以及防反射膜34的顺序可不同地改变。
随后，参照图1和图3G，形成分别连接到第一导电类型区域20和第二导电类型区域30的第一电极42和第二电极44。
具体地，参照图1，第一电极42和第二电极44中的每一个都包括多个指状电极，每个指状电极与下一个指状电极分开特定距离。然后，第一电极42和第二电极44中的每一个都包括汇流条电极，该汇流条电极沿着与指状电极相交并因此连接指状电极的方向形成。可仅提供一个汇流条电极，或者可提供多个汇流条电极，其中每个汇流条电极与下一个汇流条电极分开的距离比每个指状电极与下一个指状电极分离的距离大。
再次参照图3G，在钝化膜32和防反射膜34中以及在钝化膜22中分别形成开口部104和开口部102，然后通过执行诸如金属化技术或沉积技术这样的技术，在开口部102和104内分别形成第一电极42和第二电极44。
作为示例，通过执行丝网印刷等，可在第二钝化膜32和防反射膜34上以及在第一钝化膜22上分别配发用于形成第二电极的浆料和用于形成第一电极的浆料，然后通过使用烧穿、激光烧穿接触等可在分别形成开口102和104的同时形成第一电极42和第二电极44。在这种情况下，当烧制第一电极42和第二电极44时，形成开口部102和104，因此，不需要单独执行形成开口102和104的处理。
如上所述的特征、结构、效果等被包括在本发明的至少一个实施方式中，并且不一定限于一个实施方式。此外，对于本领域普通技术人员显而易见的是，在一个实施方式中描述的特征、结构、效果等也被组合并改变以在其它实施方式中实现。因此，组合和改变的细节应被解释为落入本发明的范围内。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年2月24日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2017-0025012和于2017年12月4日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2017-0165374的优先权权益，所述韩国专利申请的公开内容通过引用并入本文。

Claims (10)

1.一种制造光伏太阳能电池的方法，该方法包括以下步骤：
在半导体基板的一个表面和与所述一个表面相反的相反表面上形成包含第一导电类型掺杂剂的第一导电类型区域；
执行干法蚀刻以去除形成在所述半导体基板的所述相反表面上的所述第一导电类型区域并蚀刻布置在所述半导体基板的所述一个表面上的所述第一导电类型区域的边缘部分以提供隔离；
在所述半导体基板的所述相反表面以及所述第一导电类型区域和所述半导体基板的侧表面上形成微小V形突出物；以及
在所述半导体基板的所述相反表面上形成包含第二导电类型掺杂剂的第二导电类型区域，
其中，所述半导体基板的所述相反表面上的所述微小V形突出物的尺寸大于所述半导体基板的所述侧表面上的所述微小V形突出物的尺寸。
2.根据权利要求1所述的制造光伏太阳能电池的方法，
其中，通过反应离子蚀刻RIE执行所述干法蚀刻，并且对于所述干法蚀刻，使用六氟化硫气体和氧气，并且
其中，所述六氟化硫气体与所述氧气的体积比为3至5。
3.根据权利要求1所述的制造光伏太阳能电池的方法，其中，
所述微小V形突出物是通过反应离子蚀刻来形成的，并且
其中，为了形成所述微小V形突出物，使用六氟化硫气体、氧气和氯气。
4.根据权利要求3所述的制造光伏太阳能电池的方法，
其中，所述六氟化硫气体与所述氧气的体积比为1至2。
5.根据权利要求3所述的制造光伏太阳能电池的方法，
其中，所述氯气与所述氧气的体积比为0.2至1。
6.根据权利要求3所述的制造光伏太阳能电池的方法，
其中，在去除所述第一导电类型区域时使用的氧气与在形成所述微小V形突出物时使用的氧气的体积比为1.5至5。
7.根据权利要求3所述的制造光伏太阳能电池的方法，
其中，用于形成所述微小V形突出物的压力等于或低于用于蚀刻所述第一导电类型区域的压力。
8.根据权利要求1所述的制造光伏太阳能电池的方法，
其中，在形成所述第一导电类型区域之前，在所述相反表面上而不在所述半导体基板的所述一个表面上形成V形突出物。
9.根据权利要求8所述的制造光伏太阳能电池的方法，
其中，通过湿法蚀刻来执行所述半导体基板的所述相反表面的所述V形突出物的形成。
10.根据权利要求9所述的制造光伏太阳能电池的方法，
其中，在所述V形突出物上形成所述微小V形突出物。
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