CN108963013B - 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，其包括不平坦部分，该不平坦部分位于半导体基板的前表面或后表面中的至少一个上；钝化层，其被设置在不平坦部分上；以及氧化物层，其被设置在钝化层与半导体基板的不平坦部分之间，该氧化物层包括非晶氧化物。

Description

太阳能电池及其制造方法
技术领域
本公开涉及一种太阳能电池及其制造方法。
背景技术
由于诸如石油和煤炭的现有能源可能耗尽，最近对替代不可再生能源的替代能源的关注日益增加。其中，太阳能电池作为下一代能源已受到关注。
太阳能电池将太阳能转换为电能。这些太阳能电池可例如通过形成各种层和电极来制造。太阳能电池的效率可能受这各种层和电极的设计影响。
发明内容
期望具有改进的转换效率的太阳能电池。改进太阳能电池转换效率的一个方式是改进太阳能电池的层和电极的设计。
在一个方面，一种太阳能电池包括：半导体基板，其包括不平坦部分，该不平坦部分位于半导体基板的前表面或后表面中的至少一个上；钝化层，其被设置在不平坦部分上；以及氧化物层，其被设置在钝化层与半导体基板的不平坦部分之间，该氧化物层包括非晶氧化物。
实现方式可包括下列特征中的一个或更多个。例如，不平坦部分可包括凹部和凸部，并且钝化层可包括：与不平坦部分的凸部对应的第一部分，该第一部分具有第一厚度；以及与不平坦部分的凹部对应的第二部分，该第二部分具有不同于第一厚度的第二厚度。在一些实现方式中，第一厚度小于第二厚度。
在一些实现方式中，钝化层包括非晶硅。
在一些实现方式中，氧化物层包括至少一个开口。在一些实现方式中，氧化物层包括多个氧化物岛。
在一些实现方式中，不平坦部分的凸部具有第一曲率半径，并且不平坦部分的凹部具有不同于第一曲率半径的第二曲率半径。在一些实现方式中，第一曲率半径小于第二曲率半径。
在一些实现方式中，氧化物层包括氧化硅。
在一些实现方式中，该太阳能电池还包括设置在钝化层上的导电层，并且该导电层包括非晶硅。在一些实现方式中，氧化物层具有大于钝化层的第二结晶度的第一结晶度，并且钝化层的第二结晶度大于导电层的第三结晶度。
在另一方面，一种制造太阳能电池的方法包括以下步骤：在半导体基板的前表面或后表面中的至少一个上形成不平坦部分；在不平坦部分上形成包括非晶氧化物的氧化物层；以及在氧化物层上形成钝化层。
实现方式可包括下列特征中的一个或更多个。例如，形成不平坦部分的步骤可包括以下步骤：形成具有第一曲率半径的凸部以及具有不同于第一曲率半径的第二曲率半径的凹部。
在一些实现方式中，形成具有第一曲率半径的凸部以及具有不同于第一曲率半径的第二曲率半径的凹部的步骤包括以下步骤：使用包括氢氧化钾的第一蚀刻剂来蚀刻半导体基板的前表面或后表面中的至少一个；以及使用包括硝酸和氢氟酸的第二蚀刻剂来蚀刻半导体基板的前表面或后表面中的至少一个。
在一些实现方式中，第一蚀刻剂还包括过氧化氢，并且第二蚀刻剂的硝酸与氢氟酸之比介于50:1和100:1之间。
在一些实现方式中，该方法还包括在钝化层上形成导电层，并且导电层和钝化层包括非晶硅。
在一些实现方式中，氧化物层包括至少一个开口。
在一些实现方式中，氧化物层具有大于钝化层的第二结晶度的第一结晶度，并且钝化层的第二结晶度大于导电层的第三结晶度。
在另一方面，一种太阳能电池面板包括：太阳能电池，其包括：半导体基板，其包括不平坦部分，该不平坦部分位于半导体基板的前表面或后表面中的至少一个上并且包括凹部和凸部；钝化层，其被设置在不平坦部分上，该钝化层包括：与不平坦部分的凸部对应的第一部分，该第一部分具有第一厚度；以及与不平坦部分的凹部对应的第二部分，该第二部分具有不同于第一厚度的第二厚度；以及氧化物层，其被设置在钝化层与半导体基板的不平坦部分之间，该氧化物层包括由非晶氧化物形成的多个氧化物岛；第一构件，其被设置在太阳能电池的前表面上；以及第二构件，其被设置在太阳能电池的后表面上。第一构件和第二构件是玻璃或透明片材中的至少一种。
实现方式可包括下列特征中的一个或更多个。例如，氧化物层可被设置在半导体基板的后表面上。
一个或更多个实现方式的细节在附图以及下面的描述中阐述。其它特征将从该描述和附图以及从权利要求显而易见。下面的描述和特定示例仅作为例示给出，各种改变和修改将显而易见。
附图说明
图1是示出根据本公开的实现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金属电极层的平面图；
图3至图5是示出根据本公开的实现方式的太阳能电池的制造方法的横截面图；
图6是根据本公开的另一实现方式的太阳能电池的横截面图；
图7和图8是示出根据本公开的实现方式的太阳能电池的制造方法的横截面图；
图9是示出根据本公开的实现方式的太阳能电池配置的能带隙的示图；
图10是根据本公开的实现方式的太阳能电池面板的立体图；
图11是根据本公开的实现方式的太阳能电池的横截面侧视图；以及
图12A和图12B分别是示出根据本公开的实现方式的太阳能电池和根据参照例的太阳能电池的光致发光强度的示图。
具体实施方式
以下，参照附图详细描述本公开的实现方式。然而，显而易见，本公开不限于这些实现方式，可被修改为各种形式。
在附图中，贯穿说明书将使用相同的标号来表示相同或相似的部分。在附图中，厚度、宽度等被放大或缩小以使描述更清楚，并且本公开的厚度、宽度等不限于附图中所示的那些。
还应该理解，贯穿说明书，当元件被称为“包括”另一元件时，除非另外具体地指出，否则其并不意指排除其它元件，还可包括其它元件。另外，当层、膜、区域、板等的一部分被称为“在”另一部分“上”时，其不仅包括“直接在”另一部分“上”的情况，而且包括其它部分位于所述部分之间的情况。当层、膜、区域、板等的一部分被称为“直接在”另一部分“上”时，其意指没有其它部分位于所述部分之间。
以下，参照附图详细描述根据本公开的实现方式的太阳能电池。
图1是示出根据本公开的实现方式的太阳能电池的横截面图。
参照图1，根据本公开的实现方式的太阳能电池100可包括：半导体基板110，其包括基极区域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；第一导电类型区域20，其形成在半导体基板110的前侧的第一钝化膜52上；第二导电类型区域30，其形成在半导体基板110的后侧的第二钝化膜54上；第一电极42，其电连接到第一导电类型区域20；以及第二电极44，其电连接到第二导电类型区域30。这将更详细地描述。
半导体基板110可由晶体半导体形成。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，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，单晶硅晶圆)形成。因此，当半导体基板110由单晶半导体(例如，单晶硅)形成时，太阳能电池100可形成单晶半导体太阳能电池(例如，单晶硅太阳能电池)。因此，基于由具有高结晶度并且具有很少缺陷的晶体半导体形成的半导体基板110的太阳能电池100可具有良好的电特性。
在本实现方式中，半导体基板110可仅由基极区域10形成，而在半导体基板110中没有形成单独的掺杂区域。当在半导体基板110中没有形成单独的掺杂区域时，可防止与掺杂区域的形成关联的半导体基板110的损坏、缺陷增加等。因此，半导体基板110可具有良好的钝化特性。因此，在半导体基板110的表面上生成的表面复合可减少。
在本实现方式中，半导体基板110或基极区域10可具有第一导电类型，并且可掺杂有低掺杂浓度的第一导电类型掺杂剂。这些掺杂剂可被称为基极掺杂剂。此时，与具有与半导体基板110或基极区域10相同的导电类型的第一导电类型区域20相比，半导体基板110或基极区域10可具有例如更低的掺杂浓度、更高的电阻或更低的载流子浓度。
半导体基板110的前表面和/或后表面可具有不平坦部分112以防止反射。因此，入射在半导体基板110的前表面和后表面上的光的反射可减少，从而可有效地降低类似本实现方式的具有双面结构的太阳能电池100中的光学损失。然而，本公开不限于此，并且在一些实现方式中，不平坦部分112可形成在半导体基板110的前表面和后表面中的仅一个上。
在本实现方式中，形成在半导体基板110上的不平坦部分112可包括凹部VA和凸部TA。
不平坦部分112可通过纹理化工艺形成。在一些实现方式中，不平坦部分112的外表面可由特定晶面、小面或平面形成。例如，不平坦部分112可具有由作为平面的(111)面的四个外表面形成的大致金字塔形状。在这种情况下，包括在不平坦部分112中的凸部TA的形状可为金字塔形状。凸部TA的平均高度可在例如2μm至10μm的范围内，并且平均宽度可在例如2μm至10μm的范围内。
不平坦部分112可通过湿法蚀刻通过各向异性蚀刻形成。当通过湿法蚀刻形成不平坦部分112时，可通过简单的工艺在短时间内形成不平坦部分112。
在不平坦部分112的凹部VA中，缺陷区域可相对大于凸部TA。因此，形成在不平坦部分112的凹部VA上的钝化膜52的厚度可相对于形成在凸部TA上的钝化膜52的厚度增大，以减小由于缺陷区域引起的副作用。形成在半导体基板110上的钝化膜的厚度和特性在下面更详细地描述。
第一钝化膜52可形成在半导体基板110的前表面上，并且第二钝化膜54可形成在半导体基板110的后表面上。因此，半导体基板110的前表面和后表面可被钝化。
此外，在本实现方式中，第一钝化膜52和第二钝化膜54中的至少一个与半导体基板110之间还可形成氧化物层(SO)。
在本说明书中，氧化物层(SO)可包括通过基板材料与氧反应而形成的化合物(例如，氧化硅(SiOx))。氧化物层(SO)可以是例如氢化氧化硅(SiOx:H)或非氢化氧化硅(SiOx)。氢化氧化硅可通过向氧化硅形成工艺添加氢来形成。
形成在半导体基板110的至少一个表面上的氧化物层(SO)可用作阻挡层以防止第一导电类型掺杂剂或第二导电类型掺杂剂渗透第一钝化膜52或第二钝化膜54。
具体地，在用作P型掺杂剂的硼(B)的情况下，扩散速度快。因此，可在半导体基板110的一个表面上形成氧化物层(SO)，以相对于没有形成氧化物层(SO)的情况，有效地防止掺杂剂渗透到第一钝化膜52或第二钝化膜54中，并且有效地维持基极10的固有特性。
例如，当使用P型掺杂剂在n型半导体基板110的一个表面上形成发射极层时，可在半导体基板110的形成有发射极的一个表面上形成氧化物层(SO)，从而可实现防止掺杂剂扩散的效果，并且可改进第一钝化膜52或第二钝化膜54的固有特性。
因此，在本实现方式中，可在半导体基板的形成有发射极的一个表面上形成氧化物层(SO)，从而防止掺杂剂扩散并改进第一钝化膜52或第二钝化膜54的固有特性。
此外，发射极的位置不限于半导体基板110的前表面或后表面。
另外，与氢化氧化硅(SiOx:H)相比，未氢化氧化硅(SiOx)可具有更大的带隙能。因此，从光接收效率角度，未氢化氧化硅(SiOx)用作SO层可更有利。
此外，由于形成在半导体基板110上的氧化物层(SO)可进一步用作钝化层，所以太阳能电池整体的钝化特性可改进。
与氢化氧化硅(SiOx:H)相比，由于相对高的能带隙而未氢化的氧化物层(SO)(具体地，氧化硅(SiOx))可实现改进的钝化效果和光接收效率。另外，氧化物层(SO)可为非晶的，其可方便形成非晶第一钝化膜52或第二钝化膜54。具体地，在本实现方式中，氧化物层(SO)可以是氢化非晶氧化硅(a-SiOx:H)或非氢化非晶氧化硅(a-SiOx)。
更具体地，半导体基板110可以是晶体半导体，并且当在没有氧化物层(SO)的情况下在晶体半导体基板110上形成第一钝化膜52或第二钝化膜54时，由于半导体基板110的晶格结构，第一钝化膜52或第二钝化膜54可能易于结晶。因此，第一钝化膜52或第二钝化膜54的非晶特性可劣化。另一方面，在本实现方式中，在半导体基板110上形成非晶氧化物层(SO)之后在非晶格结构上形成第一钝化膜52或第二钝化膜54。因此，可实现改进的非晶特性。
另外，由于在形成在半导体基板110的表面上的凹凸不平上形成氧化物层(SO)，所以半导体基板110的表面钝化功能可改进，并且第一钝化膜52或第二钝化膜54的沉积速率的均匀性可改进。
具体地，在形成在半导体基板110的表面上的凹凸不平的情况下，可形成凹部和凸部，并且凹部和凸部可具有许多表面缺陷。氧化物(SO)可形成在凹部和凸部上，以使得半导体基板110的表面缺陷可被有效地钝化，并且由于半导体基板110的表面缺陷减少，可使沉积在半导体基板110上的第一钝化膜52或第二钝化膜54的沉积速率更均匀。
在本公开的一些实现方式中，在半导体基板110的后表面与第二钝化膜54之间可形成氧化物层(SO)，并且在半导体基板110的前表面与第一钝化膜52之间可不形成氧化物层(SO)。
例如，当如上所述在半导体基板110的后表面与第二钝化膜54之间形成氧化物层(SO)时，可减小或抑制半导体基板110的后表面的第二导电类型区域30的结晶度，并且太阳能电池效率可改进。
图9是示出根据本公开的实现方式的太阳能电池配置的能带隙的示图。参照图9，在p+非晶硅层侧的本征非晶硅层与n型本征非晶硅层之间的界面处，由于p型导电类型区域材料的特性，可在能带隙中形成带隙尖峰(BS)。这种带隙尖峰可为势垒并且可能由于能垒的高度较大而阻碍载流子的移动，从而抑制太阳能电池的效率。
在本实现方式中，氧化物层(SO)可形成在半导体基板110的后表面上，从而带隙尖峰的大小可减小并且太阳能电池效率可改进。
在本实现方式中，非晶氧化物层(SO)可形成在晶体半导体基板110的后表面上以有效地降低第二钝化膜的结晶度，从而减小能带隙尖峰的大小。在本实现方式中，氧化物层(SO)可形成在半导体基板110的后表面上，从而改进入射在半导体基板110的后表面上的光的光接收效率。
具体地，如上所述，氧化物层(SO)可包括氢化非晶氧化硅(a-SiOx:H)或非氢化非晶氧化硅(a-SiOx)。在氢化非晶氧化硅(a-SiOx:H)的情况下，少量的氧可被添加到氢化非晶硅(a-Si:H)，并且可具有相对于氢化非晶硅(a-Si:H)的1.6eV至约1.9eV范围内的带隙能增加的约1.9eV至约2.0eV范围内的带隙能，这减少了入射在后表面上的光吸收以维持光接收效率。因此，太阳能电池效率可改进。
另外，在非氢化非晶氧化硅(a-SiOx)的情况下，能带隙可为约7eV至12eV，更具体地，约8eV至10eV，优选地，约9eV。因此，在氧化物层(SO)当中，具体地，在非氢化非晶氧化硅(a-SiOx)的情况下，由于高带隙能，可实现良好的载流子分离特性和光接收效果。
另外，在晶体半导体基板110的情况下，带隙能可为约1.1eV，并且与半导体基板110直接接触的氧化物层(SO)可包括具有高带隙能的非氢化非晶氧化硅(a-SiOx)，从而由于相对于半导体基板110的带隙能差异较大，可发生能带的能带弯曲，并且因此，可生成电场。因此，载流子分离效果可由于所生成的电场而增强，从而载流子复合可整体减少，并且太阳能电池效率可改进。
接下来，参照图12A和图12B，比较根据本公开的实现方式的太阳能电池和根据参照例的太阳能电池的光致发光强度(PL强度)。根据本公开的实现方式的太阳能电池包括氧化物层(SO)，而参照例不包括氧化物层(SO)。
图12A和图12B分别是示出根据本公开的实现方式的太阳能电池和根据参照例的太阳能电池的光致发光强度的示图。具体地，图12A和图12B的太阳能电池可具有第二导电类型区域30、第二钝化膜54、半导体基板110、第一钝化膜52和第一导电类型区域20从下部层压的结构。在图12A所示的根据本公开的太阳能电池中，作为氧化物层(SO)的非氢化非晶氧化硅(a-SiOx)可形成在基板110与第二钝化膜54之间。在图12B的根据参照例的太阳能电池中，可不形成氧化物层(SO)。
在示例光致发光表征中，图12A的光致发光强度(PL强度)可为96310计数/秒(counts/sec)，其大于图12B的PL强度59533计数/秒。图12B的参照样本的PL强度的降低可能是由于例如下列事实：钝化特性变弱、第一钝化膜52或第二钝化膜54的结晶度增加、太阳能电池中发生掺杂剂扩散、或者其组合。
具体地，根据本公开的实现方式的太阳能电池可在半导体基板110与第二钝化膜54之间形成氧化物层(SO)，从而减少表面缺陷并抑制第二钝化膜54的结晶度。然而，由于根据参照例的太阳能电池没有形成执行这种功能的氧化物层(SO)，所以结晶度可相对增加，掺杂剂的扩散可增加，钝化特性可劣化，或者其组合。另外，在根据参照例的太阳能电池的情况下，在形成第一钝化膜52和第一导电类型区域20之后在形成第二钝化膜52和第二导电类型区域30之前没有通过例如使用稀释HF(DHF)等执行清洁工艺形成氧化物层(SO)。因此，可出现由于半导体基板110的表面蚀刻引起的缺陷，从而降低了总钝化特性，增加了钝化层的结晶度，并且增加了掺杂剂扩散。
返回参照图1，氧化物层(SO)可形成在半导体基板110的一个表面的至少一部分中。例如，氧化物层(SO)可按照一个或更多个岛形状形成在半导体基板110的一个表面上。在本说明书中，形成在半导体基板110的一个表面上的岛形状可指没有在半导体基板110的整个表面上连续地延伸的层。例如，氧化物层(SO)可具有一个或更多个开口。
岛形状不限于特定尺寸或形状，并且岛形状的示例包括圆形、矩形和多边形。岛形状可例如按照半导体基板110的凹凸不平的凹部和/或凸部形成。在一些实现方式中，氧化物层(SO)可包括分布在半导体基板110的表面上的多个氧化物岛。在一些实现方式中，氧化物层(SO)可包括多个孔。
本实现方式可使用具有高能带隙并且包括多个氧化物岛的氧化物层(SO)。这种实现方式可在有利于场钝化和实现横跨氧化物层的载流子移动的同时有效地阻挡掺杂剂扩散。
例如，在本实现方式中，由于氧化物(SO)按照岛形状形成，所以载流子移动效率可改进。
更具体地，当氧化物层(SO)形成为半导体基板的整个一个表面上的连续层时，氧化物层(SO)可用作电阻，从而载流子的移动可减小。然而，当氧化物层(SO)如本公开中一样形成为包括多个氧化物岛时，在氧化物岛之间的没有形成氧化物(SO)的区域中半导体基板110和第一钝化膜52或第二钝化膜54可彼此直接接触。半导体基板110与钝化膜52或54之间的这种直接接触可改进载流子移动，从而改进太阳能电池效率。
尽管描述了载流子穿过氧化物层(SO)中的间隙移动，在一些实现方式中，载流子可通过隧穿机制穿过氧化物层(SO)传导。这种隧穿可通过控制氧化物层(SO)的厚度来实现，现在将进行描述。
另外，由于氧化物(SO)，具体地，非氢化非晶氧化硅(a-SiOx)与氢化非晶氧化硅(a-SiOx:H)相比有利于隧穿，所以可根据氢化非晶氧化硅(a-SiOx:H)还是非氢化非晶氧化硅(a-SiOx)形成在半导体基板110上来控制氧化物(SO)的厚度。
具体地，当氧化物(SO)是氢化非晶氧化硅(a-SiOx:H)时，厚度可例如在约2nm至约3nm范围内。在非氢化非晶氧化硅(a-SiOx)的情况下，厚度可为例如约1.5nm或更小。对于给定层厚度，氢化非晶氧化硅(a-SiOx:H)可具有相对大的隧穿效应。因此，即使当氢化非晶氧化硅(a-SiOx:H)形成为比非氢化非晶氧化硅(a-SiOx)更厚时，也可容易地实现隧穿效应。
在一些实现方式中，氧化物层(SO)可覆盖半导体基板110的一个表面的约80％或以上。当相对于半导体基板110的一个表面区域氧化物层(SO)所占据的区域小于80％时，对第一钝化膜52和第二钝化膜54的结晶抑制效果和导电类型掺杂剂的阻挡效果可变差。
尽管在本说明书中使用术语第一钝化膜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。因此，在一些实现方式中，第一钝化膜52和第二钝化膜54可用作电子和空穴的势垒以防止少数载流子通过。仅在与第一钝化膜52和第二钝化膜54相邻的部分中累积之后具有特定能量或以上的多数载流子可被允许分别通过第一钝化膜52和第二钝化膜54。作为示例，第一钝化膜52和第二钝化膜54可包括本征非晶半导体。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。然后，由于第一钝化膜52和第二钝化膜54包括与半导体基板110相同的半导体材料并具有相似的特性，所以可更有效地改进半导体基板110的表面特性。因此，钝化特性可大大改进。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可包括本征非晶碳化硅(i-a-SiCx)层，或者第一钝化膜52和第二钝化膜54可包括本征非晶氧化硅(i-a-SiOx)层。在这些实现方式中，尽管由于宽能带隙引起的效果(例如，增加的光学效率)可改进，但是钝化特性可能略低于包括本征非晶硅(i-a-Si)层的情况。
在本实现方式中，氧化物层(SO)可具有与形成在氧化物层(SO)上的第一钝化膜52和第二钝化膜54或第一导电类型区域20和第二导电类型区域30相同的晶体结构。
例如，依次层叠的氧化物层(SO)、钝化膜和导电区域的晶体结构可全部为非晶的。
然而，氧化物层(SO)、第一钝化膜52和第二钝化膜54以及第一导电类型区域20和第二导电类型区域30的晶体结构不限于以上描述，而是可针对各个配置变化。例如，氧化物(SO)、第一钝化膜52和第二钝化膜54以及第一导电类型区域20和第二导电类型区域30的结晶度可按照所列次序减小。
此外，包括在第一钝化膜52和/或第二钝化膜54中的本征非晶氧化硅可在构成材料方面不同于氧化物层(SO)。
具体地，第一钝化膜52和/或第二钝化膜54可在制造工艺中在包含氢的气体气氛中制造，以使得本征非晶氧化硅可包括氢。然而，由于氧化物层(SO)可在不包含氢的单独气氛中形成，得到不包含氢的层。
此时，第一钝化膜52和第二钝化膜54可分别形成在半导体基板110的整个前表面和整个后表面上。因此，半导体基板110的前表面和后表面可被完全钝化，并且可容易地形成而无需附加构图。
第一钝化膜52和第二钝化膜54中的每一个可具有例如2nm至8nm范围内的厚度。第一钝化膜52和第二钝化膜54中的每一个可在不平坦部分的凹部和凸部中具有不同的厚度。
以第一钝化膜52为例，第一钝化膜52在凸部TA中的第一厚度D1与第一钝化膜52在凹部VA中的第二厚度D2(D2)可彼此不同。具体地，第一钝化膜52的第一厚度D1可小于或等于第一钝化膜52的第二厚度D2。第一钝化膜52的第一厚度D1与第一钝化膜52的第二厚度D2之比可为0.5至0.9。当第一厚度D1与第二厚度D2之比小于0.5时，第一钝化膜52的凹部VA的厚度可能变得过厚，这可增加第一钝化膜52在对应区域中的电阻。另外，当第一厚度D1与第二厚度D2之比大于0.9时，可能难以将由于缺陷区域而相对弱的凹部VA的缺陷钝化。第一钝化膜52的第一厚度D1与第一钝化膜52的第二厚度D2之比可维持在0.5至0.9，以使得半导体基板110的缺陷可被补偿并且纹理的反射角可维持在适当水平以维持高光接收效率。在一些实现方式中，第一钝化膜52在凹部VA中的第二厚度D2可具有至少2nm的厚度以将缺陷钝化并防止缺陷区域的影响。
在本公开中，第一钝化膜52在凹部VA中的第二厚度D2可意指在凹部VA的最下端面中形成在第二方向Y1上的第一钝化膜52的厚度，该第二方向Y1垂直于作为半导体基板110的延伸方向的第一方向X1。另外，第一钝化膜52在凸部TA中的第一厚度D1可意指在凹部VA的最上端面中形成在第二方向Y1上的第一钝化膜52的厚度，该第二方向Y1垂直于作为半导体基板110的延伸方向的第一方向X1。由于第一钝化膜52的以上描述可被同样应用于第二钝化膜54，所以省略重复的描述。
另外，在本实现方式中，第一钝化膜52中的凸部的厚度与凹部的厚度之比可不同于第二钝化膜54中的凸部的厚度与凹部的厚度之比。
具体地，关于钝化膜，太阳能电池的总体特性可由半导体基板110中在钝化膜的最薄部分处由于基板的缺陷引起的局部泄漏程度确定，并且随着钝化膜的厚度变厚，基板的缺陷可被更好地补偿。然而，厚钝化膜可阻挡光并且减少电流生成。
在本实现方式中，半导体基板110的前表面可以是光接收表面，并且在半导体基板110的后表面上可以是非光接收表面。因此，第一钝化膜52中的凸部的厚度与凹部的厚度之比可不同于第二钝化膜54中的凸部的厚度与凹部的厚度之比，从而钝化特性可改进并且可按照平衡的方式补偿减小的局部泄漏和光阻挡的降低的效果。因此，总体而言，太阳能电池特性可被优化。具体地，第一钝化膜52中的凸部的厚度(例如，D1)与凹部的厚度(例如，D2)之比可小于第二钝化膜54中的凸部的厚度(例如，D1)与凹部的厚度(例如，D2)之比。
具有第一导电类型的第一导电类型区域20可形成在第一钝化膜52上。另外，具有与第一导电类型相反的第二导电类型的第二导电类型区域30可设置在第二钝化膜54上。
第一导电类型区域20可以是在包括第一导电类型掺杂剂的同时具有第一导电类型的区域或材料层。第二导电类型区域30可以是在包括第二导电类型掺杂剂的同时具有第二导电类型的区域或材料层。例如，第一导电类型区域20可与第一钝化膜52接触，并且第二导电类型区域30可与第二钝化膜54接触。然后，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的隧穿效应可改进。然而，本公开不限于此。
由于第一导电类型区域20和第二导电类型区域30与半导体基板110分离地形成在半导体基板110上，所以第一导电类型区域20和第二导电类型区域30可具有与半导体基板110不同的材料和/或晶体结构。
例如，第一导电类型区域20和第二导电类型区域30中的每一个可通过将第一导电类型掺杂剂或第二导电类型掺杂剂掺杂到可通过诸如沉积的各种方法容易地制造的非晶半导体中来形成。然后，第一导电类型区域20和第二导电类型区域30可通过简单的工艺容易地形成。此时，当第一钝化膜52和第二钝化膜54如上所述由本征非晶半导体(例如，本征非晶硅)形成时，可获得良好的粘附特性和良好的导电性。
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)和铟(In)的3族元素，并且N型掺杂剂可包括诸如磷(P)、砷(As)、铋(Bi)和锑(Sb)的5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，具有第一导电类型的半导体基板110和第一导电类型区域20可具有n型，并且第二导电类型区域30可具有p型。据此，由于半导体基板110具有n型，所以载流子的寿命可较高。在这种情况下，半导体基板110和第一导电类型区域20可包含磷(P)作为n型掺杂剂并且第二导电类型区域30可包含硼(B)作为p型掺杂剂。然而，本公开不限于此，并且具有第一导电类型的半导体基板110和第一导电类型区域20可具有p型，并且第二导电类型区域30可具有n型。
在本实现方式中，第一导电类型区域20和第二导电类型区域30中的每一个可包括非晶硅(a-Si)层、非晶氧化硅(a-SiOx)层或非晶碳化硅(a-SiCx)层中的至少一个。
此时，应用于第一导电类型区域20或第二导电类型区域30的非晶硅(a-Si)层、非晶氧化硅(a-SiOx)层和非晶碳化硅(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掺杂。
尽管非晶硅(a-Si)层、非晶氧化硅(a-SiOx)层和非晶碳化硅(a-SiCx)层具有不同于半导体基板110的晶体结构，除了形成半导体基板110的半导体材料(例如，硅)之外，其可具有与半导体基板110相似的特性。因此，当包含与半导体基板110的半导体材料不同的材料时可发生的特性差异可减小。
在这些当中，非晶氧化硅层和非晶碳化硅层可具有高能带隙，从而可充分地发生能带弯曲并且载流子可选择性地通过。
另外，第二导电类型区域30可包括非晶硅层、非晶氧化硅层和非晶碳化硅层中的至少一个。由于第二导电类型区域30是通过与半导体基板110形成PN结(或者夹着第二钝化膜54的PIN结)而直接参与光电转换的层，其可包含与半导体基板110相同的半导体材料(即，硅)以具有相似的特性，从而实现载流子的有效移动。
第一导电类型区域20和第二导电类型区域30中的每一个可具有例如5nm至15nm范围内的厚度。
另外，第一导电类型区域20和第二导电类型区域30的凹部和凸部的厚度可彼此不同。例如，关于第一导电类型区域20和第二导电类型区域30中的每一个，凹部的厚度可大于凸部的厚度。此外，第一导电类型区域20和第二导电类型区域30中的每一个的凸部的厚度与凹部的厚度之比可与第一钝化膜52和第二钝化膜54中的每一个中的厚度比相同。
第一电极42可被设置在第一导电类型区域20上(例如，与第一导电类型区域20接触)并电连接到第一导电类型区域20，第二电极44可被设置在第二导电类型区域30上(例如，与第二导电类型区域30接触)并电连接到第二导电类型区域30。
第一电极42可包括依次层叠在第一导电类型区域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可完全形成在(例如，接触)第一导电类型区域20上。完全形成的含义不仅包括覆盖整个第一导电区域20而没有空余空间或空余区域的情况，而且包括无意中没有形成某一部分(例如，由于制造限制或缺陷)的情况。当第一透明电极层421完全形成在第一导电类型区域20上时，载流子可容易地通过第一透明电极层421到达第一金属电极层422，从而减小水平方向(例如，X1方向)上的电阻。由于由非晶半导体层等形成的第一导电类型区域20的结晶度相对低，所以载流子迁移率可较低。因此，通过设置有第一透明电极层421，当载流子在水平方向上移动时的电阻可减小。
由于第一透明电极层421如上所述形成在第一导电类型区域20上，所以其可由光透射材料(可透射材料)形成。因此，在一些实现方式中，第一透明电极层421可由透明导电材料形成，以使得在允许光透射的同时载流子可容易地移动。因此，即使第一透明电极层421完全形成在第一导电类型区域20上，也不会阻挡光的透射。
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)中的至少一种。然而，本公开不限于此，除了第一透明电极层421之外可包括各种其它材料。
此时，本实现方式的第一透明电极层421可在使用上述材料作为主要材料的同时包含氢。因此，在一些实现方式中，第一透明电极层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)以及含氢的铟铯氧化物(ICO:H)中的至少一种。
第一透明电极层421可通过沉积来形成。当在沉积的时候注入氢气时，第一透明电极层421中可包含氢。当第一透明电极层421包含氢时，电子或空穴的迁移率可改进并且透射率可改进。
在本实现方式中，可在第一透明电极层421上形成具有图案的第一金属电极层422。例如，第一金属电极层422可被形成为与第一透明电极层421接触以简化第一电极42的结构。然而，本公开不限于此，可实现各种修改，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。
设置在第一透明电极层421上的第一金属电极层422可由与第一透明电极层421相比具有高导电性的材料形成。因此，诸如通过第一金属电极层422的载流子收集效率和电阻降低的特性可进一步改进。例如，第一金属电极层422可由具有高导电性的不透明金属形成，或者可由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为不透明的或者具有低透明度，所以其可能妨碍光的入射，从而其可具有特定图案以减小遮蔽损失。因此，光可入射在没有形成第一金属电极层422的部分上。稍后参照图2更详细地描述第一金属电极层422的平面形状。
第二电极44可包括依次层叠在第二导电类型区域30上的第二透明电极层441和第二金属电极层442。由于除了第二电极44被设置在第二导电类型区域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的作用、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的作用、材料、形状等相同，所以其描述已被省略。
在本实现方式中，第一电极42和第二电极44中的第一金属电极层422和442可由可通过低温燃烧(例如，在300℃或更低的工艺温度下燃烧)来燃烧或退火的材料形成。例如，第一金属电极层422和442可不具有由特定金属化合物(例如，含氧的氧化物、含碳的碳化物、含硫的硫化物)等形成的玻璃料，而可仅包括导电材料和树脂(粘结剂、硬化剂、添加剂)，以使得其可容易地在低温下燃烧，因为其没有玻璃料。导电材料可包括银(Ag)、铝(Al)、铜(Cu)等。树脂可包括诸如纤维素基或酚基的粘结剂以及诸如胺基的硬化剂。
如上所述，在本实现方式中，由于第一金属电极层422和第二金属电极层442分别形成为与第一透明电极层421和第二透明电极层441接触，所以可能不需要穿过绝缘膜等的烧穿。因此，可使用去除玻璃料的低温燃烧糊剂。如上所述，由于第一金属电极层422和442不具有玻璃料，而是具有导电材料和树脂，所以导电材料可被烧结，以使得其并非彼此连接，而是彼此接触并聚集以具有导电性。
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。
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所示的太阳能电池的第一金属电极层422和第二金属电极层442的平面图。在图2中，主要示出半导体基板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可包括彼此以特定间距间隔开的多个指状电极42a和44a。尽管附图示出指状电极42a和44a彼此平行并且平行于半导体基板110的边缘，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包括汇流条电极42b和44b，汇流条电极42b和44b形成在与指状电极42a和44a交叉的方向上并将指状电极42a和44a连接。可仅设置单个汇流条电极42b、44b，或者如图2所示，可按照比指状电极42a、44a的间距更大的间距设置多个汇流条电极42b、44b。此时，汇流条电极42b、44b的宽度可大于指状电极42a、44a的宽度，但是本公开不限于此。因此，汇流条电极42b、44b的宽度可等于或小于指状电极42a、44a的宽度。
在附图中，示出了第一金属电极层422和第二金属电极层442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、间距等可不同于第二金属电极层442的指状电极44a和汇流条电极44b的宽度、间距等。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，并且可实现各种其它修改。
如上所述，本实现方式可具有双面结构，其中太阳能电池100的第一电极42和第二电极44中的不透明或包含金属的第一金属电极层422和第二金属电极层442具有特定图案，以使得光可入射在基板110的前表面和后表面上。因此，太阳能电池100中使用的光的量可增加以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还可完全形成在半导体基板110的后侧。
根据本实现方式，设置在前表面和/或后表面上包括不平坦部分112的半导体基板110上的第一钝化膜52和/或第二钝化膜54可根据区域以不同的厚度形成。
因此，在一些实现方式中，第一钝化膜52和第二钝化膜54中的至少一个可在不平坦部分112的凸部TA上具有相对薄的第一厚度D1，并且在凹部VA上具有相对厚的第二厚度D2。因此，存在于半导体基板110的凹部VA中的缺陷可被钝化，从而改进太阳能电池100的效率。
接下来，参照图10描述使用太阳能电池100的太阳能电池面板200。具体地，本公开的另一实现方式提供了使用太阳能电池100的太阳能电池面板200。根据本实现方式的太阳能电池面板200可包括太阳能电池100、设置在太阳能电池100的一个表面上的第一构件以及设置在太阳能电池100的与所述一个表面相对的另一表面上的第二构件。
由于包括在太阳能电池面板中的太阳能电池100与以上描述相同或非常相似，所以重复的部分被省略，仅详细描述不同的部分。
参照图10，根据本实现方式的太阳能电池面板200可包括太阳能电池100、设置在太阳能电池100的第一表面上的第一基板(以下，称为“前基板”)120以及设置在太阳能电池100的第二表面上的第二基板(以下，称为“后基板”)121。另外，太阳能电池面板200可包括介于太阳能电池100和前基板120之间的第一密封剂131以及介于太阳能电池100和后基板121之间的第二密封剂132。这更详细地描述。
密封剂130可包括设置在太阳能电池100的前表面上的第一密封剂131以及设置在太阳能电池100的后表面上的第二密封剂132。第一密封剂131和第二密封剂132可防止水分和氧进入太阳能电池面板200的各个元件并化学结合。
第一密封剂131和第二密封剂132可由具有透射率和粘合性质的绝缘材料形成。例如，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂(EVA)、聚乙烯醇缩丁醛、硅树脂、酯基树脂、烯烃基树脂等可用于第一密封剂131和第二密封剂132。后基板121、第二密封剂132、太阳能电池100、第一密封剂131和前基板120可使用第一密封剂131和第二密封剂132通过层压工艺集成，从而可形成太阳能电池面板200。
前基板120可被设置在第一密封剂131上以形成太阳能电池面板200的前表面，并且后基板121可被设置在第二密封剂132上以形成太阳能电池面板200的后表面。前基板120和后基板121可由被配置为保护太阳能电池100免受外部冲击、水分、紫外线等影响的绝缘材料形成。前基板120可由光可透射通过的光透射材料形成，并且后基板121可由包括光透射材料、非光透射材料、反射材料等的片材形成。
例如，前基板120和后基板121可由玻璃、透明片材等形成。当前基板120和后基板121为玻璃，而氧化物(SO)形成在包括在太阳能电池200中的半导体基板100的后表面上时，后表面中的光接收效率可改进，从而改进太阳能电池面板200的效率。
然而，本公开不限于此。因此，第一密封剂131和第二密封剂132、前基板120和后基板121可包含上述那些材料以外的各种材料，并且可具有各种形式。例如，前基板120或后基板121可具有各种形式(例如，基板、膜、片材等)。例如，后基板121可具有Tedlar/PET/Tedlar(TPT)型，或者可包括形成在基膜(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))的至少一个表面上的聚偏二氟乙烯(PVDF)树脂层。上述太阳能电池100可通过各种工艺形成。参照图3至图5详细描述根据本公开的实现方式的太阳能电池100的制造方法。图3至图5是示出根据本公开的实现方式的太阳能电池100的制造方法的横截面图。
首先，参照图3，可向半导体基板110提供不平坦部分112。更具体地，如上所述，不平坦部分112的凸部TA和凹部VA可通过湿法蚀刻来形成。
在一些实现方式中，半导体基板110可被浸渍在KOH:H2O2＝2(L):0.6(L)的蚀刻剂中15(分钟)至30(分钟)，从而可针对前表面和后表面实现纹理化。然而，本公开不限于此，可通过各种方法形成不平坦部分112。
另外，可在半导体基板110的一个表面上形成氧化物层(SO)。例如，在使用上述方法将半导体基板110纹理化之后，可对半导体基板110的前表面执行清洁工艺以抑制氧化物(SO)的形成，并且可不对半导体基板110的后表面执行清洁工艺，从而可促使形成氧化物(SO)。结果，可在半导体基板110的后表面上形成氧化物层(SO)。此外，由于半导体基板110的后表面不需要清洁工艺，所以可减少工艺的数量并且可有助于生产率。
具体地，可在400度或更低的温度和氧气氛下通过控制工艺时间在半导体基板110的未经受清洁工艺的表面上部分地形成氧化物层(SO)。然而，其不限于此，可在形成连续的氧化物层(SO)之后执行部分蚀刻工艺来创建不连续的氧化物层(SO)。
用于清洁半导体基板110的方法不受特别限制，可使用标准半导体制造技术。例如，可使用氟(HF)来清洁纹理化半导体基板100的前表面。
接下来，如图4所示，可在半导体基板110上形成第一钝化膜52和第二钝化膜54。可通过例如热生长方法、沉积方法(例如，化学气相沉积(PECVD)、低压化学气相沉积(LPCVD)、原子层沉积(ALD))等形成第一钝化膜52和第二钝化膜54。
在本实现方式中，可通过沉积方法(例如，化学气相沉积(CVD))形成第一钝化膜52和第二钝化膜54。
具体地，可将包含形成第一钝化膜52和第二钝化膜54的原料气体的源气体与要沉积在半导体基板110上的气氛气体一起供应到腔室中。源气体可以是包括硅烷(SiH2)、乙硅烷(Si2H6)、二氯硅烷(SiCl2H2，DCS)的基于硅烷的气体，并且气氛气体可以是氮气、氩气、氦气和氢气中的至少一种。
如上所述，为了使形成在凹部VA上的第一钝化膜52的第二厚度D2大于形成在凸部TA上的第一钝化膜52，应该优选将沉积速率维持为介于0.6纳米/秒(nm/sec)至1.2纳米/秒之间。可通过使用连接到腔室的泵控制腔室中的压力来维持沉积速率。当沉积速率小于0.6纳米/秒或大于1.2纳米/秒时，难以满足期望的第一厚度D1与第二厚度D2之比。具体地，当沉积速率小于0.6纳米/秒时，第二厚度可变得过大，当沉积速率大于1.2纳米/秒时，第一厚度D1可变得过大。
在一些实现方式中，如图3所示，不平坦部分112可具有金字塔形状，因此在半导体基板110的表面上本身具有斜率。相对于在基本上垂直方向上朝着半导体基板110沉积的源气体，该斜率可在45度至130度范围内。
在一些实现方式中，为了使用非晶硅来形成第一钝化膜52和第二钝化膜54，腔室中的温度可维持在550摄氏度或更低。因此形成的薄膜可包含很少的氢或不含氢，并且包含非晶硅中的大量悬挂键。由于悬挂键可随机地捕获或释放电子，所以以这种方式形成的非晶硅膜可能不适合用作钝化膜。此外，可能难以以这种方式获得具有低表面粗糙度的高质量薄膜。
相比之下，当使用氢气作为气氛气体时，氢可与悬挂键结合以防止电子的捕获和释放。然而，当腔室中的温度为400℃或更高时，氢原子可能相互反应并且可能以氢气的形式逃逸。因此，优选的是腔室中的温度维持在低于400摄氏度。在上述等离子体化学气相沉积(PECVD)的情况下，可使用等离子体在低于400摄氏度的低温下使基于硅烷的气体分解。
第一钝化膜52和第二钝化膜54中的每一个可按照例如2nm至8nm范围内的厚度沉积。当在凹部VA中形成第一钝化膜52和第二钝化膜54中的每一个时，为了缺陷的充分钝化，优选沉积到至少2nm的厚度。
然而，本公开不限于此，第一钝化膜52和第二钝化膜54可通过各种方法形成。例如，第一钝化膜52和第二钝化膜54可在单个工艺步骤中同时形成，或者在单独的工艺步骤中依次形成。
接下来，如图5所示，可在第一钝化膜52和第二钝化膜54上形成第一导电类型区域20、第二导电类型区域30、第一电极42和第二电极44。更具体地，可在第一钝化膜52上形成第一导电类型区域20和第一电极42，并且可在第二钝化膜52上形成第二导电类型区域30和第二电极44。这里，第一电极42可包括第一透明电极层421和第一金属电极层422，并且第二电极44可包括第二透明电极层441和第二金属电极层442。
可例如通过沉积方法(例如，化学气相沉积(PECVD)、低压化学气相沉积(LPCVD)等)形成第一导电类型区域20和第二导电类型区域30。可在使形成第一导电类型区域20和第二导电类型区域30的半导体层生长的工艺期间并入第一导电类型掺杂剂或第二导电类型掺杂剂。另选地或者另外地，可在形成半导体层之后使用离子注入方法、热扩散方法、激光掺杂方法等执行单独的掺杂步骤。然而，本公开不限于此，第一导电类型区域20和第二导电类型区域30可通过各种方法形成。第一导电类型区域20和第二导电类型区域30可在同时形成之后被掺杂，并且可被依次沉积和/或掺杂。
第一导电类型区域20和第二导电类型区域30中的每一个可按照例如5nm至15nm范围内的厚度形成。
在本公开的另一实现方式中，第一钝化膜52和第二钝化膜54以及第一导电区域20和第二导电区域30中的至少一个可形成在半导体基板110的侧表面上。
具体地，参照图11，可在半导体基板110的侧表面上依次形成第一钝化膜52、第一导电类型区域20、第二钝化膜54和第二导电类型区域30。然而，形成在半导体基板110的侧表面上的结构不限于以上描述。
例如，在侧表面上，可依次形成第二钝化膜54、第二导电类型区域30、第一钝化膜52和第一导电类型区域20，可仅形成第一钝化膜52和第一导电类型区域20，或者可仅形成第二钝化膜54和第二导电类型区域30。形成在侧表面上的第一钝化膜52或第二钝化膜54可防止包含在第一导电类型区域20或第二导电类型区域30中的掺杂剂扩散到半导体基板110中。
形成在侧表面上的第一导电区域20和第二导电区域30或者第一钝化膜52和第二钝化膜54的厚度可比形成在前表面或后表面上的第一导电区域20和第二导电区域30或者第一钝化膜52和第二钝化膜54的厚度更薄。
此外，半导体基板110的侧表面的最外侧可被第一透明电极层421和/或第二透明电极层441覆盖，并且可通过形成在最外侧的第一透明电极层421或第二透明电极层441改进太阳能电池100的耐水性和导热性。
在本实现方式中，通过在半导体基板110的侧表面上形成至少一个钝化膜，可改进半导体基板110的侧表面处的钝化性质，并且不必执行构图以与半导体基板110匹配，从而可容易地执行工艺。
接下来，可在第一导电类型区域20和第二导电类型区域30上形成第一透明电极层421和第二透明电极层441。更具体地，可在第一导电类型区域20上形成第一透明电极层421，并且可在第二导电类型区域30上形成第二透明电极层441。
第一透明电极层421和第二透明电极层441可通过例如沉积方法(例如，化学气相沉积(PECVD))、涂覆方法等形成。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。
接下来，可在第一透明电极层421和第二透明电极层441上形成第一金属电极层422和第二金属电极层442。
例如，第一低温糊剂层可形成在第一导电类型区域20和第二导电类型区域30中的一个上(更具体地，第一透明电极层421和第二透明电极层441中的一个上)并且可被干燥以形成第一金属电极层422和第二金属电极层442中的一个。另外，第二低温糊剂层可形成在第一导电类型区域20和第二导电类型区域30中的另一个上并且可被干燥以形成第一金属电极层422和第二金属电极层442中的另一个。然而，本公开不限于此，还可在两侧同时形成第一低温糊剂层和第二低温糊剂层并将其一起干燥。
参照附图详细描述根据本公开的另一实现方式的太阳能电池。由于以上描述可被应用于与先前所描述的部分相同或基本上相似的部分，所以省略重复的部分的详细描述，仅详细描述不同的部分。将上述实现方式或其变型与以下实现方式或其修改组合也在本公开的范围内。
接下来，将参照图6描述根据本公开的另一实现方式的太阳能电池。
图6是根据本公开的另一实现方式的太阳能电池的横截面图。与参照图1和图2描述的太阳能电池相比，除了不平坦部分112的凸部TA和凹部VA可包括具有特定曲率半径的曲率之外，根据本实现方式的太阳能电池基本上相同。
参照图6，包括在根据本实现方式的太阳能电池中的不平坦部分112可包括具有不同曲率半径的凹部VA和凸部TA。不平坦部分112可形成在半导体基板110的前表面和与前表面对应的后表面二者上，或者可形成在前表面或后表面上。为了说明方便，以下描述将基于半导体基板110的前表面进行。显而易见，以上描述可被同样应用于不平坦部分112形成在半导体基板110的后表面上的情况。
凸部TA可具有第一曲率半径R1并且凹部VA可具有第二曲率半径R2。由于凸部TA具有特定曲率半径，所以与凸部具有较小曲率半径或没有曲率半径相比，钝化膜可更稳定地形成在凸部TA上。
凸部TA的第一曲率半径R1和凹部VA的第二曲率半径R2可彼此不同。具体地，凹部VA的第二曲率半径R2可大于凸部TA的第一曲率半径R1。例如，凸部TA的第一曲率半径R1可为3nm或更大，并且凹部VA的第二曲率半径R2可为5nm或更大。当凸部TA的第一曲率半径R1小于3nm并且凹部VA的第二曲率半径R2小于5nm时，可能难以根据形成在半导体基板110上的第一钝化膜52和第二钝化膜54的区域形成来控制厚度比。不平坦部分112可通过湿法蚀刻来形成，并且具有第一曲率半径R1的凸部TA和具有第二曲率半径R2的凹部VA可通过控制蚀刻剂的类型、浸渍时间等来形成。更详细的描述将稍后给出。
在本公开中，由于包括具有不同曲率半径的凹部VA和凸部TA的不平坦部分112形成在半导体基板110上，所以形成在半导体基板110上的钝化膜沿着形成区域的厚度可被优化，从而改进钝化效果。
因此，在本实现方式中，包括在不平坦部分112中的凹部VA和凸部TA可具有不同的曲率半径。当包括在不平坦部分112中的凹部VA和凸部TA具有不同的曲率半径时，设置在凹部VA上的第一钝化膜52的厚度可相对较大。
通常，在第一钝化膜52的沉积工艺中，与凸部TA相比，凹部VA中的原料气体的沉积速率较高，从而会执行过度沉积。然而，在凹部VA具有特定范围内的第二曲率半径R2的情况下，可通过平滑效果减小凹部VA上的过度沉积。
因此，在一些实现方式中，凹部VA和凸部TA的第一曲率半径R1和第二曲率半径R2可被控制为特定值，以使得形成在凹部VA和凸部TA中的每一个中的钝化膜可被控制为具有特定范围的厚度。
第一钝化膜52可形成在半导体基板110的前表面上并且第二钝化膜54可形成在半导体基板110的后表面上。因此，半导体基板110的前表面和后表面可被钝化。
以第一钝化膜52为例，第一钝化膜52在凸部TA中的第一厚度D1与第一钝化膜52在凹部VA中的第二厚度D2可彼此不同。具体地，第一钝化膜52的第一厚度D1可小于或等于第一钝化膜52的第二厚度D2。第一钝化膜52的第一厚度D1与第一钝化膜52的第二厚度D2之比可为0.5至0.9。当第一厚度D1与第二厚度D2之比小于0.5时，第一钝化膜52的凹部VA的厚度变得相对过厚，这可增加第一钝化膜52在对应区域中的电阻。另外，当第一厚度D1与第二厚度D2之比高于0.9时，可能难以将由于缺陷区域而相对弱的凹部VA的缺陷钝化。在一些实现方式中，第一钝化膜52在凹部VA中的第二厚度D2可具有至少2nm的厚度以将缺陷钝化并防止缺陷区域的影响。
在本实现方式中，包括在半导体基板110中的不平坦部分112中所包括的凸部TA和凹部VA中的每一个可具有特定范围内的曲率半径。因此，形成在半导体基板110上的第一钝化膜52和第二钝化膜54中的每一个可在凸部TA和凹部VA中具有不同的厚度范围。因此，根据本公开的第一钝化膜52和第二钝化膜54可利用改进的钝化性质将缺陷钝化，从而改进太阳能电池100的性能。
接下来，参照图7和图8描述根据图6的太阳能电池制造方法。根据本实现方式的太阳能电池制造方法可基本上与参照图3至图5描述的制造方法相同。例如，除了相对于图3在图7中纹理化的形式不同之外，该方法可基本上相同。
参照图7，可将半导体基板110浸渍在具有氢氧化钾(KOH):过氧化氢(H2O2)＝2(L):0.6(L)的组成的蚀刻剂中15(分钟)至30(分钟)来实现半导体基板110的前表面和后表面的纹理化。可通过纹理化形成如上面所描述的图3的实现方式中一样的不平坦部分112。
然后，可利用氢氟酸(HF)和硝酸(HNO3)在不平坦部分112的凸部TA和凹部VA中形成曲率。具体地，在硝酸和氢氟酸的混合溶液中，当硝酸:氢氟酸之比介于50:1至100:1之间时，半导体基板110可被浸渍2(分钟)至10(分钟)以使得不平坦部分112的凸部TA和凹部VA中可形成曲率。更具体地，硝酸可将纹理化的半导体基板110的表面氧化，并且氢氟酸可去除氧化的半导体基板110的表面，以使得不平坦部分112的凸部TA和凹部VA中可形成曲率。因此，在根据本实现方式的太阳能电池的制造方法中，与上述实现方式相比，可通过以两步形成不平坦部分的步骤在半导体基板110上形成具有曲率的不平坦部分112。
通过以两步形成不平坦部分的步骤，包括在不平坦部分112中的凸部TA的第一曲率半径R1可被控制为3nm或更大，并且凹部VA的第二曲率半径R2可被控制为5nm或更大。然而，本公开不限于此，不平坦部分112可通过各种方法来形成。
在一些实现方式中，凸部TA的第一曲率半径R1和凹部VA的第二曲率半径R2可相等地形成。在这种情况下，第一曲率半径R1和第二曲率半径R2二者可具有5nm或更大的曲率半径。
接下来，参照图8，可在半导体基板110上形成第一钝化膜52。作为本实现方式中的中间步骤的图8的工艺可基本上对应于作为先前实现方式的中间步骤的图4，并且后续工艺也可基本上与上述实现方式相同。因此，可省略重复的描述。在本实现方式中，形成在半导体基板110的表面上的不平坦部分112的凸部TA和凹部VA可分别具有第一曲率半径R1和第二曲率半径R2。因此，第一钝化膜52可稳定地沉积。具体地，由于凸部TA具有第一曲率半径R1，所以相对薄地形成在凸部TA上的第一钝化膜52可稳定地形成。例如，与不包括曲率的凸部TA相比，当凸部TA包括曲率时，第一钝化膜52可更可靠地覆盖凸部TA。因此，根据本实现方式的第一钝化膜52可更稳定地形成以具有改进的钝化性能。
此外，比设置在凸部TA上的第一钝化膜52更厚的第一钝化膜52可形成在凹部VA上，以使得形成在凹部VA中的缺陷可被有效地钝化。
根据本实现方式，形成在半导体基板上的半导体层可根据所设置的区域而具有不同的厚度。因此，包括在半导体基板中的缺陷可被钝化并且太阳能电池的性能可改进。
将理解，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下可进行各种修改。例如，如果所公开的技术的步骤按照不同的次序执行和/或如果所公开的系统中的组件按照不同的方式组合和/或由其它组件替代或补充，则仍可实现有利的结果。因此，其它实现方式也在以下权利要求的范围内。
相关申请的交叉引用
本申请要求在韩国知识产权局于2017年5月19日提交的韩国专利申请No.10-2017-0062478以及于2017年12月13日提交的韩国专利申请No.10-2017-0171553的优先权，其公开整体通过引用并入本文。

Claims (10)

1.一种太阳能电池，该太阳能电池包括：
半导体基板，该半导体基板包括不平坦部分，该不平坦部分位于所述半导体基板的前表面和后表面上；
钝化层，该钝化层被设置在所述半导体基板的所述前表面和所述后表面的所述不平坦部分上；
导电层，该导电层设置在所述半导体基板的所述前表面和所述后表面的所述钝化层上；以及
氧化物层，该氧化物层被设置在所述钝化层与所述半导体基板的前表面和后表面中的至少一个的所述不平坦部分之间，该氧化物层包括非晶氧化物，
其中，所述不平坦部分包括凹部和凸部，
基于所述不平坦部分的所述半导体基板的前表面上的所述钝化层的凹部和凸部的厚度比小于基于所述不平坦部分的所述半导体基板的后表面上的所述钝化层的凹部和凸部的厚度比。
2. 根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述钝化层包括：
与所述不平坦部分的所述凸部对应的第一部分，该第一部分具有第一厚度；以及
与所述不平坦部分的所述凹部对应的第二部分，该第二部分具有第二厚度；并且
所述第一厚度小于所述第二厚度。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述钝化层包括非晶硅。
4.根据权利要求2所述的太阳能电池，其中，所述氧化物层包括多个氧化物岛。
5.根据权利要求2所述的太阳能电池，其中，所述不平坦部分的所述凸部具有第一曲率半径，所述不平坦部分的所述凹部具有第二曲率半径，并且所述第一曲率半径小于所述第二曲率半径。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池，
其中，所述导电层包括非晶硅，
其中，所述氧化物层具有大于所述钝化层的第二结晶度的第一结晶度，并且
其中，所述钝化层的所述第二结晶度大于所述导电层的第三结晶度。
7.一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不平坦部分；
在所述半导体基板的所述前表面和所述后表面中的至少一个的所述不平坦部分上形成包括非晶氧化物的氧化物层；
在所述氧化物层和所述半导体基板的所述前表面和所述后表面的所述不平坦部分上形成钝化层；以及
在所述半导体基板的所述前表面和所述后表面的所述钝化层上形成导电层，
其中，所述导电层和所述钝化层包括非晶硅，
其中，所述不平坦部分包括凹部和凸部，
基于所述不平坦部分的所述半导体基板的前表面上的所述钝化层的凹部和凸部的厚度比小于基于所述不平坦部分的所述半导体基板的后表面上的所述钝化层的凹部和凸部的厚度比。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，形成所述不平坦部分的步骤包括以下步骤：
形成具有第一曲率半径的所述凸部以及具有不同于所述第一曲率半径的第二曲率半径的所述凹部。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，形成具有所述第一曲率半径的所述凸部以及具有不同于所述第一曲率半径的所述第二曲率半径的所述凹部的步骤包括以下步骤：
使用包括氢氧化钾的第一蚀刻剂来蚀刻所述半导体基板的所述前表面或所述后表面中的至少一个；以及
使用包括硝酸和氢氟酸的第二蚀刻剂来蚀刻所述半导体基板的被蚀刻的表面。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述氧化物层包括至少一个开口。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113875025A (zh) * 2019-03-29 2021-12-31 新加坡国立大学 太阳能电池和太阳能电池的制造方法
KR20200125068A (ko) * 2019-04-25 2020-11-04 엘지전자 주식회사 태양 전지 및 그 제조 방법
CN111200038A (zh) * 2020-01-13 2020-05-26 浙江晶科能源有限公司 一种TopCon结构太阳能电池制备方法
US11843071B2 (en) 2021-08-04 2023-12-12 Shanghai Jinko Green Energy Enterprise Management Co., Ltd. Solar cell, manufacturing method thereof, and photovoltaic module
CN115020503B (zh) * 2021-08-04 2023-03-24 上海晶科绿能企业管理有限公司 太阳能电池及其制备方法、光伏组件
CN116565036A (zh) * 2023-06-08 2023-08-08 浙江晶科能源有限公司 太阳能电池及其制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1407603A (zh) * 2001-08-25 2003-04-02 日立电线株式会社 结晶硅薄膜半导体器件,光电器件及前者的制造方法
WO2003096385A3 (en) * 2002-05-07 2004-07-29 Asm Inc Silicon-on-insulator structures and methods
CN102770972A (zh) * 2010-01-27 2012-11-07 原子能和代替能源委员会 包括晶体氧化硅钝化薄膜的光伏电池以及用于制造该光伏电池的方法
WO2013168252A1 (ja) * 2012-05-09 2013-11-14 三菱電機株式会社 光起電力装置およびその製造方法
JP2014082285A (ja) * 2012-10-15 2014-05-08 Mitsubishi Electric Corp 太陽電池およびその製造方法、太陽電池モジュール
WO2016052635A1 (ja) * 2014-09-30 2016-04-07 株式会社カネカ 結晶シリコン系太陽電池の製造方法、及び太陽電池モジュールの製造方法
WO2016157695A1 (ja) * 2015-03-31 2016-10-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 太陽電池素子、太陽電池モジュール、および太陽電池素子の製造方法
WO2017010029A1 (ja) * 2015-07-13 2017-01-19 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光電変換装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998043304A1 (fr) * 1997-03-21 1998-10-01 Sanyo Electric Co., Ltd. Element photovoltaique et procede de fabrication dudit element
EP1956659A4 (en) * 2005-09-30 2012-07-25 Sanyo Electric Co SOLAR BATTERY AND SOLAR BATTERY MODULE
JP5142382B2 (ja) * 2008-04-24 2013-02-13 日東電工株式会社 太陽電池用基板、太陽電池素子、太陽電池用モジュールおよび太陽電池用基板の製造方法
US20120085397A1 (en) * 2010-10-11 2012-04-12 Choul Kim Solar cell
TWI453938B (zh) * 2010-11-30 2014-09-21 Ind Tech Res Inst 太陽能電池及其製造方法
JP6108858B2 (ja) * 2012-02-17 2017-04-05 株式会社半導体エネルギー研究所 ｐ型半導体材料および半導体装置
JP6114630B2 (ja) * 2013-05-27 2017-04-12 株式会社カネカ 結晶シリコン系太陽電池の製造方法
US20150380581A1 (en) * 2014-06-27 2015-12-31 Michael C. Johnson Passivation of light-receiving surfaces of solar cells with crystalline silicon
JP2016192436A (ja) * 2015-03-30 2016-11-10 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 太陽電池モジュール
JP2016225362A (ja) * 2015-05-27 2016-12-28 三菱電機株式会社 太陽電池素子、太陽電池モジュールおよび太陽電池素子の製造方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1407603A (zh) * 2001-08-25 2003-04-02 日立电线株式会社 结晶硅薄膜半导体器件,光电器件及前者的制造方法
WO2003096385A3 (en) * 2002-05-07 2004-07-29 Asm Inc Silicon-on-insulator structures and methods
CN102770972A (zh) * 2010-01-27 2012-11-07 原子能和代替能源委员会 包括晶体氧化硅钝化薄膜的光伏电池以及用于制造该光伏电池的方法
WO2013168252A1 (ja) * 2012-05-09 2013-11-14 三菱電機株式会社 光起電力装置およびその製造方法
JP2014082285A (ja) * 2012-10-15 2014-05-08 Mitsubishi Electric Corp 太陽電池およびその製造方法、太陽電池モジュール
WO2016052635A1 (ja) * 2014-09-30 2016-04-07 株式会社カネカ 結晶シリコン系太陽電池の製造方法、及び太陽電池モジュールの製造方法
WO2016157695A1 (ja) * 2015-03-31 2016-10-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 太陽電池素子、太陽電池モジュール、および太陽電池素子の製造方法
WO2017010029A1 (ja) * 2015-07-13 2017-01-19 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光電変換装置

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