DE202023103922U1 - Solarzelle und Photovoltaikmodul - Google Patents

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Abstract

Solarzelle, umfassend:
ein Substrat (100), das eine erste Oberfläche (1) aufweist;
eine Tunnelschicht (110), die auf dem Substrat (1) gebildet ist;
eine erste dotierte leitfähige Schicht (120), die auf der Tunnelschicht (110) gebildet ist;
eine zweite dotierte leitfähige Schicht (130), die auf der ersten dotierten leitfähigen Schicht (120) gebildet ist, wobei die zweite dotierte leitfähige Schicht (130) umfasst: eine Vielzahl von ersten Abschnitten (11) und eine Vielzahl von zweiten Abschnitten (12), die abwechselnd in einer Richtung angeordnet sind, die zu einer vorbestimmten Richtung (X) rechtwinklig ist und zu einer Dickenrichtung der zweiten dotierten leitfähigen Schicht (130) rechtwinklig ist, wobei sich jeder der Vielzahl von ersten Abschnitten (11) und der Vielzahl von zweiten Abschnitten (12) entlang der vorbestimmten Richtung (X) erstreckt, eine Dotierelementkonzentration der ersten dotierten leitfähigen Schicht (120) niedriger als eine Dotierelementkonzentration jedes der Vielzahl von ersten Abschnitten (11) ist, und die Dotierelementkonzentration jedes der Vielzahl von ersten Abschnitten (11) niedriger als eine Dotierelementkonzentration jedes der Vielzahl von zweiten Abschnitten (12); wobei die vorbestimmte Richtung (X) zu der ersten Oberfläche (1) parallel ist;
eine Vielzahl von ersten Elektroden (140), die jeweils der Vielzahl von zweiten Abschnitten (12) entspricht, wobei sich jede der Vielzahl von ersten Elektroden (140) entlang der vorbestimmten Richtung (X) erstreckt, und jede der Vielzahl von ersten Elektroden (140) mit einem entsprechenden zweiten Abschnitt (12) der Vielzahl von zweiten Abschnitten (120 in elektrischem Kontakt steht.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung betreffen das technische Gebiet der Solarzellen und insbesondere eine Solarzelle, ein Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle und ein Photovoltaikmodul.
  • HINTERGRUND
  • Eine Solarzelle weist eine wünschenswerte photoelektrische Umwandlungsfähigkeit auf. Derzeit werden eine Tunnelschicht und eine dotierte leitfähige Schicht auf einer Oberfläche eines Substrats hergestellt, um eine Trägerrekombination auf der Oberfläche des Substrats zu unterdrücken und den Passivierungseffekt auf das Substrat in der Solarzelle zu verstärken. Dabei weist die Tunnelschicht einen wünschenswerten chemischen Passivierungseffekt auf, und die dotierte leitfähige Schicht weist einen wünschenswerten Feldpassivierungseffekt auf.
  • Es gibt Dotierelemente mit einer gewissen Konzentration der dotierten leitfähigen Schicht, die eine ausreichend hohe Potentialbarriere zwischen der dotierten leitfähigen Schicht und dem Substrat bilden können. Diese Barriere kann es den Majoritätsträgern in dem Substrat erleichtern, durch die Tunnelschicht zu tunneln, was es den Minoritätsträger in dem Substrat ermöglicht, aus der Grenzfläche zu entweichen, und die Konzentration der Minoritätsträger reduziert, um einen selektiven Trägertransport zu erreichen. Daher spielt die Konzentration der Dotierelemente in der dotierten leitfähigen Schicht eine wichtige Rolle bei der Leistung der dotierten leitfähigen Schicht, was sich auf die Gesamtleistung der Solarzelle auswirken kann.
  • Die photoelektrische Umwandlungsleistung der Solarzelle in der herkömmlichen Technik ist jedoch weiterhin schlecht.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Die Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung stellen eine Solarzelle, ein Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle und ein Photovoltaikmodul bereit, die eine Verbesserung der photoelektrischen Umwandlungseffizienz der Solarzelle zumindest begünstigen.
  • Es wird eine Solarzelle gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt, und die Solarzelle umfasst ein Substrat, das eine erste Oberfläche aufweist, eine Tunnelschicht, die auf der ersten Oberfläche gebildet ist, und eine erste dotierte leitfähige Schicht, die auf der Tunnelschicht gebildet ist. Die Solarzelle umfasst ferner eine zweite dotierte leitfähige Schicht, die auf der ersten dotierten leitfähigen Schicht gebildet ist, wobei die zweite dotierte leitfähige Schicht umfasst: mehrere erste Abschnitte und mehrere zweite Abschnitte, die abwechselnd in einer Richtung angeordnet sind, die zu einer vorbestimmten Richtung rechtwinklig ist und zu einer Dickenrichtung der zweiten dotierten leitfähigen Schicht rechtwinklig ist, wobei sich jeder der mehreren ersten Abschnitte und der mehreren zweiten Abschnitte entlang der vorbestimmten Richtung erstreckt, eine Dotierelementkonzentration der ersten dotierten leitfähigen Schicht geringer als eine Dotierelementkonzentration jeder der mehreren ersten Abschnitte ist, und die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren ersten Abschnitte geringer als eine Dotierelementkonzentration jedes der mehreren zweiten Abschnitte ist. Die vorbestimmte Richtung ist parallel zu der ersten Oberfläche. Die Solarzelle umfasst ferner mehrere erste Elektroden, die jeweils den mehreren zweiten Abschnitten entsprechen. Jede der mehreren ersten Elektroden erstreckt sich entlang der vorbestimmten Richtung, und jede der mehreren ersten Elektroden steht in elektrischem Kontakt mit einem entsprechenden zweiten Abschnitt der mehreren zweiten Abschnitte.
  • Bei einigen Ausführungsformen reicht ein Verhältnis der Dotierelementkonzentration des ersten Abschnitts zu der Dotierelementkonzentration des zweiten Abschnitts von 1:50 bis 3:4.
  • Bei einigen Ausführungsformen reicht ein Verhältnis der Dotierelementkonzentration der ersten dotierten leitfähigen Schicht zu der Dotierelementkonzentration des zweiten Abschnitts von 1:100 bis 1:2.
  • Bei einigen Ausführungsformen umfasst die erste dotierte leitfähige Schicht mehrere dritte Abschnitte und mehrere vierte Abschnitte, die abwechselnd in einer Richtung angeordnet sind, die zu einer vorbestimmten Richtung rechtwinklig ist und zu einer Dickenrichtung der zweiten dotierten leitfähigen Schicht rechtwinklig ist, jeder der mehreren dritten Abschnitte und der mehreren vierten Abschnitte erstreckt sich entlang der vorbestimmten Richtung, und die vorbestimmte Richtung ist parallel zu der ersten Oberfläche, jeder der mehreren dritten Abschnitte ist direkt gegenüber jedem der mehreren ersten Abschnitte angeordnet, jeder der mehreren vierten Abschnitte ist direkt gegenüber jedem der mehreren zweiten Abschnitte angeordnet, und eine Dotierelementkonzentration jedes der mehreren dritten Abschnitte ist niedriger als eine Dotierelementkonzentration jedes der mehreren vierten Abschnitte.
  • Bei einigen Ausführungsformen reicht dadurch, dass die erste dotierte leitfähige Schicht N-dotierte Dotierelemente aufweist, ein Verhältnis der Dotierelementkonzentration jedes der mehreren dritten Abschnitte zu der Dotierelementkonzentration jedes der mehreren vierten Abschnitte von 1:30 bis 5:6; dadurch, dass die erste dotierte leitfähige Schicht N-dotierte Dotierelemente aufweist, reicht ein Verhältnis der Dotierelementkonzentration jedes der mehreren dritten Abschnitte zu der Dotierelementkonzentration jedes der mehreren vierten Abschnitte von 1:100 bis 2:3.
  • Bei einigen Ausführungsformen reicht ein Verhältnis der Dotierelementkonzentration jedes der mehreren vierten Abschnitte zu der Dotierelementkonzentration jedes der mehreren zweiten Abschnitte von 1:10 bis 5:6.
  • Bei einigen Ausführungsformen weisen die erste dotierte leitfähige Schicht und die zweite dotierte leitfähige Schicht beide P-dotierte Dotierelemente auf, wobei die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren ersten Abschnitte von 5×1018 Atomen/cm3 bis 5×1019 Atomen/cm3 reicht, die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren ersten Abschnitte von 5×1019 Atomen/cm3 bis 3×1020 Atomen/cm3 reicht, und die Dotierelementkonzentration der ersten dotierten leitfähigen Schicht von 1×1018 Atomen/cm3 bis 4,5×1019 Atomen/cm3 reicht.
  • Bei einigen Ausführungsformen weisen die erste dotierte leitfähige Schicht und die zweite dotierte leitfähige Schicht beide N-dotierte Dotierelemente auf, wobei die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren ersten Abschnitte von 1×1020 Atomen/cm3 bis 2×1021 Atomen/cm3 reicht, die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren ersten Abschnitte von 2×1020 Atomen/cm3 bis 5×1021 Atomen/cm3 reicht, und die Dotierelementkonzentration der ersten dotierten leitfähigen Schicht reicht von 5×1019 Atomen/cm3 bis 5×1020 Atomen/cm3 reicht.
  • Bei einigen Ausführungsformen umfasst die Solarzelle ferner eine Blockierungsschicht, die sich zwischen der ersten dotierten leitfähigen Schicht und der zweiten dotierten leitfähigen Schicht befindet, wobei eine Oberfläche der Blockierungsschicht, die dem Substrat zugewandt ist, mit der Oberfläche der ersten dotierten leitfähigen Schicht, die dem Substrat abgewandt ist, in Kontakt steht, und eine Oberfläche der Blockierungsschicht, die dem Substrat abgewandt ist, mit einer Oberfläche der zweiten dotierten leitfähigen Schicht, die dem Substrat zugewandt ist, in Kontakt steht.
  • Bei einigen Ausführungsformen steht die Oberfläche der Blockierungsschicht, die von dem Substrat abgewandt ist, in Kontakt mit jedem der mehreren zweiten Abschnitte, und eine orthographische Projektion der Blockierungsschicht auf die erste Oberfläche überlappt sich vollständig mit einer orthographischen Projektion jedes der mehreren Abschnitte auf die erste Oberfläche.
  • Bei einigen Ausführungsformen steht die Oberfläche der Blockierungsschicht, die von dem Substrat abgewandt ist, in Kontakt mit jedem der mehreren ersten Abschnitte und jedem der mehreren zweiten Abschnitte, und eine orthographische Projektion der Blockierungsschicht auf die erste Oberfläche überlappt sich vollständig mit einer orthographischen Projektion jedes der mehreren ersten Abschnitte und einer orthographischen Projektion jedes der mehreren zweiten Abschnitte auf die erste Oberfläche.
  • Bei einigen Ausführungsformen umfasst ein Material der Blockierungsschicht mindestens eines von Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, Siliziumkarbid oder Magnesiumfluorid.
  • Bei einigen Ausführungsformen umfasst ein Material der ersten dotierten leitfähigen Schicht mindestens eines von amorphem Silizium, polykristallinem Silizium oder Siliziumkarbid, und ein Material der zweiten dotierten leitfähigen Schicht umfasst mindestens eines von amorphem Silizium, polykristallinem Silizium oder Siliziumkarbid.
  • Bei einigen Ausführungsformen besteht die erste dotierte leitfähige Schicht aus einem ersten polykristallinen Silizium, jeder der mehreren ersten Abschnitte besteht aus einem zweiten polykristallinen Silizium, und jeder der mehreren zweiten Abschnitte besteht aus einem dritten polykristallinen Silizium; eine durchschnittliche Korngröße des ersten polykristallinen Siliziums ist größer als eine durchschnittliche Korngröße des zweiten polykristallinen Siliziums und ist größer als eine durchschnittliche Korngröße des dritten polykristallinen Siliziums.
  • Bei einigen Ausführungsformen besteht jeder der mehreren dritten Abschnitte aus einem vierten polykristallinen Silizium, jeder der mehreren vierten Abschnitte besteht aus einem fünften polykristallinen Silizium, jeder der mehreren ersten Abschnitte besteht aus einem zweiten polykristallinen Silizium, und jeder der mehreren zweiten Abschnitte besteht aus einem dritten polykristallinen Silizium. Eine durchschnittliche Korngröße des vierten polykristallinen Siliziums ist größer als eine durchschnittliche Korngröße des fünften polykristallinen Siliziums, die durchschnittliche Korngröße des fünften polykristallinen Siliziums ist größer als eine durchschnittliche Korngröße des dritten polykristallinen Siliziums, und eine durchschnittliche Korngröße des zweiten polykristallinen Siliziums ist größer als die durchschnittliche Korngröße des dritten polykristallinen Siliziums,
  • Zudem weist das Substrat N-dotierte Dotierelemente auf, wobei jeder der mehreren zweiten Abschnitte einen Hauptkörperabschnitt, der mitN-dotierten Dotierelementen dotiert ist, und einen umgekehrt dotierten Abschnitt, der sich in dem Hauptkörperabschnitt befindet und mit P-dotierten Dotierelementen dotiert ist, umfasst, und eine Volumenproportion des umgekehrt dotierten Abschnitts in dem Hauptkörperabschnitt kleiner als 50 % ist.
  • Bei einigen Ausführungsformen reicht ein Verhältnis einer Dicke der ersten dotierten leitfähigen Schicht zu einer Dicke der zweiten dotierten leitfähigen Schicht von 2:1 bis 1:12.
  • Entsprechend wird ferner ein Photovoltaikmodul gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt, wobei das Photovoltaikmodul mindestens einen Zellenstrang umfasst, wobei der mindestens eine Zellenstrang gebildet wird, indem mehrere Solarzellen miteinander verbunden werden, wobei jede der mehreren Solarzellen mindestens eine Solarzelle wie eine der vorstehenden umfasst. Das Photovoltaikmodul umfasst ferner mindestens eine Einkapselungsschicht, die dazu konfiguriert ist, den mindestens einen Zellenstrang abzudecken, und mindestens eine Abdeckplatte, die dazu konfiguriert ist, die mindestens eine Einkapselungsschicht abzudecken.
  • Entsprechend wird ferner ein Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt, und das Verfahren umfasst: Bereitstellen eines Substrats, das eine erste Oberfläche aufweist; Bilden einer Tunnelschicht auf der ersten Oberfläche; Bilden einer ersten dotierten leitfähigen Schicht auf der Tunnelschicht; Bilden einer zweiten dotierten leitfähigen Schicht auf der ersten dotierten leitfähigen Schicht, wobei die zweite dotierte leitfähige Schicht umfasst: mehrere erste Abschnitte und mehrere zweite Abschnitte, die abwechselnd in einer Richtung angeordnet sind, die zu einer vorbestimmten Richtung rechtwinklig ist und zu einer Dickenrichtung der zweiten dotierten leitfähigen Schicht rechtwinklig ist, jeder der mehreren ersten Abschnitte und der mehreren zweiten Abschnitte erstreckt sich entlang der vorbestimmten Richtung, eine Dotierelementkonzentration der ersten dotierten leitfähigen Schicht ist niedriger als eine Dotierelementkonzentration jeder der mehreren ersten Abschnitte, und die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren ersten Abschnitte ist niedriger als eine Dotierelementkonzentration jedes der mehreren zweiten Abschnitte. Die vorbestimmte Richtung ist parallel zu der ersten Oberfläche. Das Verfahren umfasst ferner das Bilden mehrerer erster Elektroden, die jeweils den mehreren zweiten Abschnitten entsprechen. Jede der mehreren ersten Elektroden erstreckt sich entlang der vorbestimmten Richtung, und jede der mehreren ersten Elektroden steht in elektrischem Kontakt mit einem entsprechenden zweiten Abschnitt der mehreren zweiten Abschnitte.
  • Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren vor dem Bilden der zweiten dotierten leitfähigen Schicht auf der Oberfläche der ersten dotierten leitfähigen Schicht, die von dem Substrat abgewandt ist, ferner: Bilden einer Blockierungsschicht auf der Oberfläche der ersten dotierten leitfähigen Schicht, die von dem Substrat abgewandt ist. Ein Material der Blockierungsschicht umfasst mindestens eines von Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid oder Siliziumkarbid.
  • Bei einigen Ausführungsformen umfassen das Bilden der ersten dotierten leitfähigen Schicht auf der Oberfläche der Tunnelschicht, die von dem Substrat abgewandt ist, das Bilden der zweiten dotierten leitfähigen Schicht auf der Oberfläche der ersten dotierten leitfähigen Schicht, die von dem Substrat abgewandt ist, und das Bilden der Blockierungsschicht auf der Oberfläche der ersten dotierten leitfähigen Schicht, die von dem Substrat abgewandt ist: Bilden einer ersten intrinsischen Siliziumschicht auf einer Oberfläche der Tunnelschicht, die von dem Substrat abgewandt ist; Bilden der Blockierungsschicht auf einer Oberfläche der ersten intrinsischen Siliziumschicht, die von dem Substrat abgewandt ist; Bilden einer zweiten intrinsischen Siliziumschicht auf einer Oberfläche der Blockierungsschicht, die von dem Substrat abgewandt ist; Abscheiden einer Dotierquelle auf einer Oberfläche der zweiten intrinsischen Siliziumschicht, die von dem Substrat abgewandt ist, und gleichzeitiges Einführen von Sauerstoff, um einen Teil der zweiten intrinsischen Siliziumschicht in eine Glasschicht in einer Dickenrichtung der zweiten intrinsischen Siliziumschicht umzuwandeln, wobei die Dotierquelle erste Dotierelemente umfasst, und die Glasschicht eine Siliziumoxidschicht ist, welche die ersten Dotierelemente aufweist; Ausführen eines ersten Dotierprozesses, wobei der erste Dotierprozess das Diffundieren eines Teils der ersten Dotierelemente, die in der Glasschicht gespeichert sind, in die erste intrinsische Siliziumschicht, um die erste dotierte leitfähige Schicht zu bilden, und das Diffundieren eines anderen Teils der ersten Dotierelemente in die zweite intrinsische Siliziumschicht, die anders als die Glasschicht ist, um eine anfängliche zweite dotierte leitfähige Schicht zu bilden, umfasst; und Ausführen eines zweiten Dotierprozesses auf einem Teil der Glasschicht, wobei der zweite Dotierprozess das Diffundieren verbleibender erster Dotierelemente, die in der Glasschicht gespeichert sind, in die anfängliche zweite dotierte leitfähige Schicht in einer Richtung, die zu der ersten Oberfläche rechtwinklig ist, um einen Teil der anfänglichen zweiten dotierten leitfähigen Schicht in die mehreren zweiten Abschnitte der zweiten dotierten leitfähigen Schicht umzuwandeln, und um den anderen Teil der anfänglichen zweiten dotierten leitfähigen Schicht in die mehreren ersten Abschnitte der zweiten dotierten leitfähigen Schicht umzuwandeln, umfasst.
  • Bei einigen Ausführungsformen umfasst der zweite Dotierprozess einen Laserprozess, wobei der Laserprozess eine Wellenlänge von 300 nm bis 532 nm, eine Laserfrequenz von 120 kHz bis 1500 kHz, eine Abtastrate von 1000 mm/s bis 40000 mm/s und eine Laserenergie von 0,1 J/cm2 bis 1,5 J/cm2 aufweist.
  • Figurenliste
  • Eine oder mehrere Ausführungsformen werden als Beispiele mit Bezug auf die entsprechenden Figuren in den beiliegenden Zeichnungen beschrieben, und die beispielhafte Beschreibung ist keine Einschränkung für die Ausführungsformen. Die Figuren der beiliegenden Zeichnungen sind keine Proportionseinschränkung, soweit nicht anderweitig angegeben. Um die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung oder die technischen Lösungen der herkömmlichen Technologie deutlicher zu erläutern, werden nachstehend Zeichnungen, auf die zur Beschreibung der Ausführungsformen oder der herkömmlichen Technologie Bezug genommen wird, kurz beschrieben. Offensichtlich sind die Zeichnungen der folgenden Beschreibung nur Beispiele der vorliegenden Offenbarung, und der Fachmann auf dem Gebiet kann andere Zeichnungen basierend auf den bereitgestellten Zeichnungen ohne erfinderische Bemühungen erzielen.
    • 1 ist eine Querschnittsansicht einer Solarzelle der herkömmlichen Technik;
    • 2 ist eine Draufsicht einer Solarzelle, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird;
    • 3 ist eine Querschnittsansicht einer ersten Solarzelle, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird;
    • 4 ist eine Querschnittsansicht einer zweiten Solarzelle, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird;
    • 5 ist eine Draufsicht einer anderen Solarzelle, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird;
    • 6 ist eine Querschnittsansicht einer dritten Solarzelle, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird;
    • 7 ist eine Querschnittsansicht einer vierten Solarzelle, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird;
    • 8 ist eine Querschnittsansicht einer fünften Solarzelle, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird;
    • 9 ist eine Querschnittsansicht einer sechsten Solarzelle, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird;
    • 10 ist eine Querschnittsansicht einer siebten Solarzelle, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird;
    • 11 ist eine Querschnittsansicht eines Photovoltaikmoduls, das gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird;
    • 12 ist eine Querschnittsansicht einer Solarzelle, die einem Arbeitsgang des Bereitstellens eines Substrats bei einem Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle, das gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird, entspricht;
    • 13 ist eine Querschnittsansicht einer Solarzelle, die einem Arbeitsgang des Bildens eines Emitters bei einem Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle, das gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird, entspricht;
    • 14 ist eine Querschnittsansicht einer Solarzelle, die einem Arbeitsgang des Bildens einer Tunnelschicht bei einem Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle, das gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird, entspricht;
    • 15 ist eine Querschnittsansicht einer Solarzelle, die einem Arbeitsgang des Bildens einer intrinsischen Siliziumschicht bei einem Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle, das gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird, entspricht;
    • 16 ist eine Querschnittsansicht einer Solarzelle, die einem Arbeitsgang des Bildens einer Glasschicht bei einem Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle, das gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird, entspricht;
    • 17 ist eine Querschnittsansicht einer Solarzelle, die einem Arbeitsgang des Bildens einer anfänglichen dotierten Siliziumschicht bei einem Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle, das gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird, entspricht;
    • 18 ist eine Querschnittsansicht einer Solarzelle, die einem Arbeitsgang des Bildens einer ersten dotierten leitfähigen Schicht und einer dotierten Siliziumschicht bei einem anderen Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle, das gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird, entspricht;
    • 19 ist eine Querschnittsansicht einer Solarzelle, die einem Arbeitsgang des Bildens von mehreren ersten Abschnitten und mehreren zweiten Abschnitten bei einem Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle, das gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird, entspricht;
    • 20 ist eine Querschnittsansicht einer Solarzelle, die einem Arbeitsgang des Bildens einer ersten intrinsischen Siliziumschicht bei einem anderen Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle, das gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird, entspricht;
    • 21 ist eine Querschnittsansicht einer Solarzelle, die einem Arbeitsgang des Bildens einer Blockierungsschicht und einer zweiten intrinsischen Siliziumschicht bei einem anderen Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle, das gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird, entspricht;
    • 22 ist eine Querschnittsansicht einer Solarzelle, die einem Arbeitsgang des Bildens einer Glasschicht bei einem anderen Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle, das gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird, entspricht;
    • 23 ist eine Querschnittsansicht einer Solarzelle, die einem Arbeitsgang des Bildens einer ersten dotierten leitfähigen Schicht und einer anfänglichen zweiten dotierten leitfähigen Schicht bei einem anderen Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle, das gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird, entspricht;
    • 24 ist eine Querschnittsansicht einer Solarzelle, die einem Arbeitsgang des Bildens einer Maskenschicht bei einem anderen Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle, das gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird, entspricht;
    • 25 ist eine Querschnittsansicht einer Solarzelle, die einem Arbeitsgang des Bildens von mehreren ersten Abschnitten und mehreren zweiten Abschnitten bei einem anderen Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle, das gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird, entspricht; und
    • 26 ist eine Querschnittsansicht einer Solarzelle, die einem Arbeitsgang des Bildens einer ersten Passivierungsschicht und einer zweiten Passivierungsschicht bei einem anderen Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle, das gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird, entspricht.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Aus der Hintergrundtechnologie ist bekannt, dass die photoelektrische Umwandlungseffizienz der Solarzellen aus dem Stand der Technik gering ist.
  • Aus der Analyse geht hervor, dass einer der Gründe für die geringe photoelektrische Umwandlungseffizienz der Solarzellen aus dem Stand der Technik der folgende ist. Mit Bezug auf 1 weist bei einer oxidpassivierten Tunnelkontakt- (TOPCON) Zelle eine erste Oberfläche 1 eines Substrats 100 eine Passivierungskontaktstruktur auf, die eine Tunnelschicht 2 und eine dotierte leitfähige Schicht 3 umfasst. Dabei weist die dotierte leitfähige Schicht 3 Dotierelemente einer gewissen Konzentration auf, wodurch sich eine Energiebandbiegung auf der Oberfläche des Substrats 100 bildet, um einen selektiven Trägertransport zu erreichen. Eine Metallelektrode 4 steht in elektrischem Kontakt mit der dotierten leitfähigen Schicht 3. Die Träger in dem Substrat 100 werden auf die dotierte leitfähige Schicht 3 übertragen und von der Metallelektrode 4 gesammelt. Die Dotierelementkonzentration der dotierten leitfähigen Schicht 3 ist ein Hauptfaktor beim Steuern der Leistung der dotierten leitfähigen Schicht 3. Die niedrige Dotierelementkonzentration verhindert die Bildung einer ausreichend hohen Potentialbarriere zwischen der dotierten leitfähigen Schicht 3 und dem Substrat 100, was dazu führt, dass die Träger in dem Substrat 100 nicht in die Tunnelschicht 2 zur Tunnelbildung eindringen können, was eine deutliche Verringerung der Sammeleffizienz der Träger verursacht. Eine übermäßige Dotierelementkonzentration der dotierten leitfähigen Schicht 3 kann jedoch zu einer massiven parasitären Absorption von einfallendem Licht durch die dotierte leitfähige Schicht 3 führen, was zu einer geringeren Verwendung von einfallendem Licht durch das Substrat 100 und zu einer ernsthaften Verringerung der Passivierungsqualität der dotierten leitfähigen Schicht 3 führt. Daher ist die Steuerung der Dotierelementkonzentration der dotierten leitfähigen Schicht 3 der Schlüssel zur Verbesserung der photoelektrischen Umwandlungsleistung der Solarzelle.
  • Gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung wird eine Solarzelle bereitgestellt, bei der die Dotierelementkonzentration der ersten dotierten leitfähigen Schicht niedriger als die in der zweiten dotierten leitfähigen Schicht ist, um die Wahrscheinlichkeit zu reduzieren, dass Dotierelemente in der ersten dotierten leitfähigen Schicht in die Tunnelschicht eintreten, und um sicherzustellen, dass die Tunnelschicht eine wünschenswerte Tunnelleistung aufweist. Zudem bilden in der Richtung, die zu der ersten Oberfläche rechtwinklig steht, die mehreren ersten Abschnitte und die mehreren zweiten Abschnitte einen Konzentrationsgradienten mit der ersten dotierten leitfähigen Schicht, was das Ansteuern der Längsübertragung von Trägern begünstigt und die Übertragung von Trägern in das Substrat zu der zweiten dotierten leitfähigen Schicht verstärkt, um die Fähigkeit der ersten Elektrode, Träger zu sammeln, verstärkt. Die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren ersten Abschnitte ist niedriger als die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren zweiten Abschnitte. D. h. ein Konzentrationsgradient wird zwischen den mehreren ersten Abschnitten und den mehreren zweiten Abschnitten gebildet, was die Verstärkung der seitlichen Übertragung von Trägern in der zweiten dotierten leitfähigen Schicht begünstigt, was die Sammelfähigkeit der ersten Elektrode für Träger verstärkt. Des Weiteren ist die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren zweiten Abschnitte relativ hoch, was den Kontaktrekombinationsverlust von Trägern zwischen der ersten Elektrode und den mehreren zweiten Abschnitten reduzieren kann. Die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren ersten Abschnitte ist relativ gering, was die parasitäre Absorption von einfallendem Licht durch einen Teil der mehreren ersten Abschnitte, die nicht in Kontakt mit der ersten Elektrode stehen, reduziert, um die Nutzungsrate von einfallendem Licht durch das Substrat zu verbessern. Durch das Steuern der Dotierelementkonzentration der ersten dotierten leitfähigen Schicht und das Steuern der Dotierelementkonzentration jedes der mehreren ersten Abschnitte und der Dotierelementkonzentration jedes der mehreren zweiten Abschnitte in der zweiten dotierten leitfähigen Schicht, wird die Interaktion zwischen der ersten dotierten leitfähigen Schicht, den mehreren ersten Abschnitten und den mehreren zweiten Abschnitten mit unterschiedlichen Dotierelementkonzentrationen erreicht, um die Trägertransportfähigkeit zu verbessern, wodurch die photoelektrische Umwandlungsleistung der Solarzelle insgesamt verbessert wird.
  • Die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nachstehend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben. Der Fachmann wird jedoch verstehen, dass bei den diversen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche technische Einzelheiten dargelegt werden, um dem Leser ein besseres Verständnis für die vorliegende Offenbarung bereitzustellen. Die technischen Lösungen, die in der vorliegenden Offenbarung beansprucht werden, können jedoch auch ohne diese technischen Einzelheiten und diverse Änderungen und Modifikationen basierend auf den folgenden Ausführungsformen umgesetzt werden.
  • 2 ist eine Draufsicht einer Solarzelle, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird. 3 ist eine Querschnittsansicht einer ersten Solarzelle, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird, und 3 ist eine Querschnittsansicht der in 2 gezeigten Solarzelle entlang der Richtung AA'.
  • Mit Bezug auf 2 bis 3 umfasst die Solarzelle ein Substrat 100, das eine erste Oberfläche 1 aufweist, und eine Tunnelschicht 110, die auf der ersten Oberfläche 1 angeordnet ist. Die Solarzelle umfasst ferner eine erste dotierte leitfähige Schicht 120, die auf einer Oberfläche der Tunnelschicht 110 von dem Substrat 100 entfernt angeordnet ist. Die Solarzelle umfasst ferner eine zweite dotierte leitfähige Schicht 130, die auf einer Oberfläche der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 von dem Substrat 100 entfernt angeordnet ist. Die zweite dotierte leitfähige Schicht 130 umfasst mehrere erste Abschnitte 11 und mehrere zweite Abschnitte 12, die abwechselnd in einer Richtung angeordnet sind, die zu einer vorbestimmten Richtung X rechtwinklig ist und zu einer Dickenrichtung der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 rechtwinklig ist. Jeder der mehreren ersten Abschnitte 11 und der mehreren zweiten Abschnitte 12 erstreckt sich entlang der vorbestimmten Richtung X, wobei eine Dotierelementkonzentration der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 niedriger als eine Dotierelementkonzentration jeder der mehreren ersten Abschnitte 11 ist, und die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren ersten Abschnitte 11 niedriger als eine Dotierelementkonzentration jedes der mehreren zweiten Abschnitte 12 ist. Die vorbestimmte Richtung X ist eine beliebige Richtung, die zu der ersten Oberfläche 1 parallel ist. Die Solarzelle umfasst ferner mehrere erste Elektroden. Jede der mehreren ersten Elektroden erstreckt sich entlang der vorbestimmten Richtung X, die ersten Elektroden entsprechen eins-zu-eins den mehreren zweiten Abschnitten 12, und jede der mehreren ersten Elektroden steht in elektrischem Kontakt mit einem entsprechenden zweiten Abschnitt 12 der mehreren zweiten Abschnitte 12.
  • Das Substrat 100 ist dazu konfiguriert, einfallendes Licht zu empfangen und photogenerierte Träger zu generieren. Bei einigen Ausführungsformen ist das Substrat 100 ein Siliziumsubstrat, und das Material des Siliziumsubstrats umfasst mindestens eines von monokristallinem Silizium, polykristallinem Silizium, amorphem Silizium oder mikrokristallinem Silizium. Bei einigen Ausführungsformen kann das Material des Substrats 100 auch ein Halbleitermaterial sein. Bei einigen Ausführungsformen kann das Material des Substrats 100 auch Siliziumkarbid, ein organisches Material oder eine Mehrkomponentenverbindung sein. Die Mehrkomponentenverbindungen umfassen ohne Einschränkung Materialien wie etwa Perowskit, Galliumarsenid, Kadmiumtellurid, Kupfer-Indium-Selenium usw.
  • Bei einigen Ausführungsformen ist die Solarzelle eine TOPCON-Zelle, und die Solarzelle weist ein Substrat 100 auf, das eine zweite Oberfläche 2 gegenüber der ersten Oberfläche 1 aufweist. Bei einigen Ausführungsformen können dadurch, dass die Solarzelle eine doppelseitige Zelle ist, sowohl die erste Oberfläche 1 als auch die zweite Oberfläche 2 verwendet werden, um einfallendes Licht zu empfangen. Bei einigen Ausführungsformen ist die Solarzelle eine einseitige Zelle, und entweder die erste Oberfläche 1 oder die zweite Oberfläche 2 kann verwendet werden, um einfallendes Licht zu empfangen.
  • Bei einigen Ausführungsformen ist die Solarzelle eine einseitige Zelle, und die zweite Oberfläche 2 ist eine Lichtempfangsfläche. Dadurch, dass die zweite Oberfläche 2 des Substrats 100 eine Lichtempfangsfläche ist, kann die zweite Oberfläche 2 des Substrats 100 als eine texturierte Oberfläche festgelegt werden, wie etwa als eine pyramidenförmig texturierte Oberfläche, um die Reflektivität des einfallenden Lichts auf die zweite Oberfläche 2 des Substrats 100 zu reduzieren, wodurch die Absorption und die Nutzung des Lichts erhöht werden. Bei einigen Ausführungsformen kann die erste Oberfläche 1 des Substrats 100 eine polierte Oberfläche sein, d. h. die erste Oberfläche 1 des Substrats 100 ist im Vergleich zu der zweiten Oberfläche 2 des Substrats 100 relativ flach. Bei einigen Ausführungsformen kann dadurch, dass die erste Oberfläche 1 eine Lichtempfangsfläche ist, die erste Oberfläche 1 als eine texturierte Oberfläche festgelegt werden, wie etwa als eine pyramidenförmig texturierte Oberfläche, und die zweite Oberfläche 2 kann eine polierte Oberfläche sein. Bei einigen Ausführungsformen ist die Solarzelle eine einseitige Zelle, und sowohl die erste Oberfläche 1 als auch die zweite Oberfläche 2 können mit texturierten Oberflächen, wie etwa mit einer pyramidenförmig texturierten Oberfläche, versehen sein.
  • Bei einigen Ausführungsformen ist die Solarzelle eine doppelseitige Zelle, und die zweite Oberfläche 2 des Substrats 100 und die erste Oberfläche 1 des Substrats 100 sind beide als pyramidenförmig texturierte Oberflächen festgelegt.
  • Bei einigen Ausführungsformen weist das Substrat 100 N-dotierte oder P-dotierte Dotierelemente auf. Die N-dotierten Dotierelemente können Gruppe-V-Elemente sein, wie etwa Phosphor (P), Wismut (Bi), Antimon (Sb) oder Arsen (As), während die P-dotierten Elemente Gruppe-III-Elemente sein können, wie etwa Bor (B), Aluminium (Al), Gallium (Ga) oder Indium (In). Beispielsweise gibt es dadurch, dass das Substrat 100 ein P-dotiertes Substrat ist, P-dotierte Dotierelemente in dem Substrat 100. Alternativ gibt es dadurch, dass das Substrat 100 ein N-dotiertes Substrat ist, N-dotierte Dotierelemente in dem Substrat 100.
  • Eine erste Elektrode 140 steht in elektrischem Kontakt mit einem zweiten Abschnitt 12, und die Träger in dem Substrat 100 werden in die erste dotierte leitfähige Schicht 120 durch die Tunnelschicht 110 hindurch getunnelt. Die Träger in der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 werden auf den zweiten Abschnitt 12 übertragen, und werden von der ersten Elektrode 140 in elektrischem Kontakt mit dem zweiten Abschnitt 12 gesammelt. Die Träger in der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 können auch auf den ersten Abschnitt 11 übertragen werden, und die Träger in dem ersten Abschnitt 11 werden auf den zweiten Abschnitt 12 übertragen und dann von der ersten Elektrode 140 in elektrischem Kontakt mit dem zweiten Abschnitt 12 gesammelt.
  • Bei einigen Ausführungsformen befindet sich eine orthographische Projektion der ersten Elektrode 140 auf die erste Oberfläche 1 innerhalb einer orthographischen Projektion des zweiten Abschnitts 12 auf die erste Oberfläche 1, d. h. die erste Elektrode 140 weist eine kleinere Breite als der zweite Abschnitt 12 auf. Bei einigen Ausführungsformen kann sich die orthographische Projektion der ersten Elektrode 140 auf die erste Oberfläche 1 auch komplett mit der orthographischen Projektion des zweiten Abschnitts 12 auf die erste Oberfläche 1 überlappen. Der erste Abschnitt 11 ist der Teil der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 ohne den zweiten Abschnitt 12.
  • Die erste dotierte leitfähige Schicht 120 und die zweite dotierte leitfähige Schicht 130 können eine Energiebandbiegung auf der ersten Oberfläche 1 bilden und ein integriertes elektrisches Feld bilden, so dass die Potentialbarriere für Majoritätsträger niedriger als die für Minoritätsträger ist, was bewirkt, dass Löcher an der Grenzfläche entweichen, und die Lochkonzentration reduziert. Die Majoritätsträger in dem Substrat 100 können mühelos durch die Tunnelschicht 110 hindurch in die erste dotierte leitfähige Schicht 120 und die zweite dotierte leitfähige Schicht 130 tunneln, um eine selektive Trägerübertragung zu erreichen.
  • Die erste dotierte leitfähige Schicht 120 liegt näher an der Tunnelschicht 110 als die zweite dotierte leitfähige Schicht 130, und die Dotierelementkonzentration der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 ist niedriger als die der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130, was die Wahrscheinlichkeit reduzieren kann, dass Dotierelemente in der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 in die Tunnelschicht 110 eintreten, und sicherstellen kann, dass die Tunnelschicht 110 eine wünschenswerte Tunnelleistung aufweist, wodurch sichergestellt wird, dass es eine große Anzahl von Trägern gibt, die durch die Tunnelschicht 110 hindurch aus dem Substrat 100 tunneln, und dass die Tunnelschicht 110 einen wünschenswerten chemischen Passivierungseffekt auf der ersten Oberfläche 1 aufweist.
  • Die Dotierelemente, auf die hier Bezug genommen wird, befinden sich in der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120. Dadurch, dass die Dotierelementkonzentration zu hoch ist, diffundieren die Dotierelemente in der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 in Richtung auf die Tunnelschicht 110, um Dotierelemente in der Tunnelschicht 110 zu bilden, was die Tunnelleistung der Tunnelschicht 110 beeinträchtigt und eine starke Verringerung der Passivierungsfähigkeit der Tunnelschicht 110 auf der ersten Oberfläche 1 verursacht, was zu einer starken Zunahme der Auger-Rekombination der ersten Oberfläche 1 führt. Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Material der Tunnelschicht 110 mindestens eines von Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, amorphem Silizium oder polykristallinem Silizium.
  • Die zweite dotierte leitfähige Schicht 130 umfasst die mehreren ersten Abschnitte 11 und die mehreren zweiten Abschnitte 12. Die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren ersten Abschnitte 11 und die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren zweiten Abschnitte 12 sind beide größer als die der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120, so dass in der Richtung, die zu der ersten Oberfläche 1 rechtwinklig ist, sowohl die mehreren ersten Abschnitte 11 als auch die mehreren zweiten Abschnitte 12 einen Konzentrationsgradienten mit der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 bilden. D. h. es ist gleichwertig damit, dass die zweite dotierte leitfähige Schicht 130 ein Oberflächenfeld auf der Oberfläche der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 bildet, um einen selektiven Transport von Trägern von der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 zu der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 zu erreichen. Somit ist es vorteilhaft, die Längsübertragung von Trägern zu verstärken, und die Übertragung von Trägern von dem Substrat 100 auf die zweite dotierte leitfähige Schicht 130 zu verstärken, was die Anzahl von Trägern erhöht, die auf die zweite dotierte leitfähige Schicht 130 übertragen werden, und wodurch die Anzahl von Trägern, die von der ersten Elektrode 140 gesammelt werden, erhöht wird, was den Kurzschlussstrom und die Leerlaufspannung der Solarzelle verbessert und die photoelektrische Umwandlungsleistung der Solarzelle verbessert.
  • Die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren ersten Abschnitte 11 ist niedriger als die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren zweiten Abschnitte 12. D. h. in der Richtung, die zu einer vorbestimmten Richtung X rechtwinklig ist und zu einer Dickenrichtung der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 rechtwinklig ist, bildet sich ein Konzentrationsgradient zwischen den mehreren ersten Abschnitten 11 und den mehreren zweiten Abschnitten 12, so dass sich ein integriertes elektrisches Feld im Innern der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 bildet, um die Übertragung von Trägern von den mehreren ersten Abschnitten 11 auf die mehreren zweiten Abschnitte 12 zu verstärken, wodurch die Träger in einem Teil der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130, der nicht in Kontakt mit der ersten Elektrode 140 steht, in die mehreren zweiten Abschnitte 12 übertragen und von der ersten Elektrode 140 gesammelt werden können. Somit kann die Anzahl von Trägern, die von der ersten Elektrode 140 gesammelt werden können, erhöht werden, und der Kurzschlussstrom und die Leerlaufspannung der Solarzelle können weiter verbessert werden.
  • Die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren zweiten Abschnitte 12 ist höher als die jedes der mehreren ersten Abschnitte 11, so dass der Schichtwiderstand jedes der mehreren zweiten Abschnitte 12 im Vergleich zu dem jedes der mehreren ersten Abschnitte 11 kleiner ist, wodurch der Kontaktwiderstand zwischen der ersten Elektrode 140 und den mehreren zweiten Abschnitten 12 reduziert wird, was das Erreichen eines wünschenswerten ohmschen Kontakts zwischen der ersten Elektrode 140 und den mehreren zweiten Abschnitten 12 begünstigt, wodurch der Kontaktrekombinationsverlust zwischen der ersten Elektrode 140 und den mehreren zweiten Abschnitten 12 reduziert wird, wodurch der Übertragungsverlust von Trägern auf die erste Elektrode 140 reduziert wird und die Sammelkapazität von Trägern durch die erste Elektrode 140 verbessert wird. Die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren ersten Abschnitte 11 ist relativ gering, um die parasitäre Absorption von einfallendem Licht durch einen Teil der mehreren ersten Abschnitte 11, der nicht in Kontakt mit der ersten Elektrode 140 steht, zu reduzieren, wodurch die Nutzungsrate des einfallenden Lichts durch das Substrat 100 verbessert wird und die photoelektrische Umwandlungsleistung der Solarzelle verbessert wird.
  • Bei einigen Ausführungsformen weist die erste dotierte leitfähige Schicht 120 ein Dotierelement der gleichen Art wie das Substrat 100 auf, und die zweite dotierte leitfähige Schicht 130 weist ein Dotierelement der gleichen Art wie das Substrat 100 auf. Somit können die erste dotierte leitfähige Schicht 120 und die zweite dotierte leitfähige Schicht 130 eine Energiebandbiegung auf der ersten Oberfläche 1 des Substrats 100 bilden, um einen selektiven Trägertransport zu erreichen. Bei einigen Ausführungsformen sind dadurch, dass die Dotierelemente des Substrats 100 P-dotierte Dotierelemente sind, die Dotierelemente in der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 und in der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 beide P-dotierte Dotierelemente. Bei einigen Ausführungsformen sind dadurch, dass die Dotierelemente des Substrats 100 N-dotierte Dotierelemente sind, die Dotierelemente in der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 und in der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 beide N-dotierte Dotierelemente. Die Dotierelemente in der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 und in der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 können gleich oder unterschiedlich sein.
  • Die Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung schränken die spezifischen Dotierelemente der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 und der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 nicht ein, um nur die Anforderung zu erfüllen, dass die Dotierelementarten der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 und der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 die gleichen wie die des Substrats 100 sind. Die P-dotierten Elemente können beliebige Gruppe-III-Elemente, wie etwa Bor (B), Aluminium (Al), Gallium (Ga) oder Indium (In), sein. Die N-dotierten Elemente können beliebige Gruppe-V-Elemente, wie etwa Phosphor (P), Wismut (Bi), Antimon (Sb) oder Arsen (As), sein.
  • Bei einigen Ausführungsformen reicht das Verhältnis der Dotierelementkonzentration des zweiten Abschnitts von 1:50 bis 3:4, beispielsweise von 1:50 bis 1:45, von 1:45 bis 1:40, von 1:40 bis 1:30, von 1:30 bis 1:25, von 1:25 bis 1:20, von 1:20 bis 1:15, von 1:15 bis 1:10, von 1:10 bis 1:5, von 1:5 bis 1:3, von 1:3 bis 1:2, von 1:2 bis 2:3 oder von 2:3 bis 3:4. Innerhalb des obigen Bereichs ist die Dotierelementkonzentration des zweiten Abschnitts 12 größer als die des ersten Abschnitts 11, was zu einem geringeren Schichtwiderstand des zweiten Abschnitts 12 im Vergleich zu dem ersten Abschnitt 11 führt. Der zweite Abschnitt 12 kann einen geringeren Kontaktwiderstand mit der ersten Elektrode 140 aufweisen, was den ohmschen Kontakt zwischen dem zweiten Abschnitt 12 und der ersten Elektrode 140 verbessert, den zusammengesetzten Verlust durch Metallkontakt zwischen der ersten Elektrode 140 und dem zweiten Abschnitt 12 reduziert und den Übertragungsverlust von Trägern in Richtung auf die erste Elektrode 140 reduziert.
  • Innerhalb des obigen Bereichs ist die Dotierelementkonzentration des zweiten Abschnitts 12 im Vergleich zu der in dem ersten Abschnitt 11 nicht zu groß, um eine Beeinträchtigung der Passivierungsleistung des zweiten Abschnitts 12 auf Grund der übermäßigen Dotierelementkonzentration des zweiten Abschnitts 12 zu verhindern, was den ohmschen Kontakt zwischen dem zweiten Abschnitt 12 und der ersten Elektrode 140 verbessert und dabei eine wünschenswerte Passivierungsleistung des zweiten Abschnitts 12 bewahrt. Die Passivierungsleistung umfasst die Passivierung der ersten Oberfläche 1 und die Passivierung der Kontaktgrenzfläche zwischen der ersten Elektrode 140 und der zweiten Elektrode.
  • Innerhalb des obigen Bereichs ist die Dotierelementkonzentration des ersten Abschnitts 11 geringer als die des zweiten Abschnitts 12, was die parasitäre Absorptionsfähigkeit des ersten Abschnitts 11 für einfallendes Licht schwächt und sicherstellt, dass das Substrat 100 eine wünschenswerte Absorption und Nutzfähigkeit für einfallendes Licht aufweist. Des Weiteren ist die Dotierelementkonzentration des ersten Abschnitts 11 relativ niedrig. Im Vergleich zu dem zweiten Abschnitt 12 kann der erste Abschnitt 11 eine bessere Passivierungsleistung auf der ersten Oberfläche 1 aufweisen, die Auger-Rekombination der ersten Oberfläche 1 reduzieren und die Trägerrekombination der ersten Oberfläche 1 unterdrücken.
  • Die zweite dotierte leitfähige Schicht 130 weist mehrere erste Abschnitte und mehrere zweite Abschnitte auf, und die Dotierelementkonzentration jedes von den mehreren ersten Abschnitten 11 der mehreren ersten Abschnitten ist größer als die jedes von den mehreren zweiten Abschnitten 12 der mehreren zweiten Abschnitten 12. Das Verhältnis der Dotierelementkonzentration jedes der mehreren ersten Abschnitte 11 zu jedem der mehreren zweiten Abschnitte 12 reicht von 1:50 bis 3:4.
  • Bei einigen Ausführungsformen weisen die erste dotierte leitfähige Schicht 120 und die zweite dotierte leitfähige Schicht 130 beide P-dotierte Dotierelemente auf, und die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren ersten Abschnitte 11 reicht von 5×1018 Atomen/cm3 bis 5×1019 Atomen/cm3, und kann beispielsweise von 5×1018 Atomen/cm3 bis 9×1018 Atomen/cm3, von 9×1018 Atomen/cm3 bis 1×1019 Atomen/cm3, von 1×1019 Atomen/cm3 bis 2×1019 Atomen/cm3 oder von 2×1019 Atomen/cm3 bis 5×1019 Atomen/cm3 reichen. Die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren zweiten Abschnitte 12 reicht von 5×1019 Atomen/cm3 bis 3×1020 Atomen/cm3, und kann beispielsweise von 5×1019 Atomen/cm3 bis 9×1019 Atomen/cm3, von 9×1019 Atomen/cm3 bis 1×1020 Atomen/cm3, von 1×1020 Atomen/cm3 bis 2×1020 Atomen/cm3 oder von 2×1020 Atomen/cm3 bis 3×1020 Atomen/cm3 reichen. Dadurch dass die Dotierelemente P-dotierte Dotierelemente sind, weisen innerhalb des obigen Bereichs die mehreren ersten Abschnitte 11 und die mehreren zweiten Abschnitte 12 eine wünschenswerte Passivierungsleistung auf, und der Schichtwiderstand der mehreren zweiten Abschnitte 12 ist gering, was die Verbesserung des ohmschen Kontakts zwischen den mehreren zweiten Abschnitten 12 und der ersten Elektrode begünstigt. Bei einigen Ausführungsformen können P-dotierte Dotierelemente Bor, Aluminium, Stickstoff, Gallium oder Indium sein.
  • Bei einigen Ausführungsformen weisen die erste dotierte leitfähige Schicht 120 und die zweite dotierte leitfähige Schicht 130 beide N-dotierte Dotierelemente auf, und die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren ersten Abschnitte 11 reicht von 1×1020 Atomen/cm3 bis 2×1021 Atomen/cm3, und kann beispielsweise von 1×1020 Atomen/cm3 bis 2×1020 Atomen/cm3, von 2×1020 Atomen/cm3 bis 5×1020 Atomen/cm3, von 5×1020 Atomen/cm3 bis 9×1020 Atomen/cm3, von 9×1020 Atomen/cm3 bis 1×1021 Atomen/cm3 oder von 1×1021 Atomen/cm3 bis 2×1021 Atomen/cm3 reichen. Die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren zweiten Abschnitte 12 reicht von 2×1020 Atomen/cm3 bis 5×1021 Atomen/cm3, und kann beispielsweise von 2×1020 Atomen/cm3 bis 3×1020 Atomen/cm3, von 3×1020 Atomen/cm3 bis 5×1020 Atomen/cm3, von 5×1020 Atomen/cm3 bis 9×102" Atomen/cm3, von 9×102" Atomen/cm3 bis 1×1021 Atomen/cm3, von 1×1021 Atomen/cm3 bis 3×1021 Atomen/cm3 oder von 3×1021 Atomen/cm3 bis 5×1021 Atomen/cm3 reichen. Bei einigen Ausführungsformen können die N-dotierten Dotierelemente Phosphor, Wismut, Antimon oder Arsen sein. Dadurch dass die Dotierelementart N-dotiert ist, können innerhalb des obigen Bereichs die mehreren ersten Abschnitte 11 und die mehreren zweiten Abschnitte 12 eine wünschenswerte Passivierungsleistung aufweisen, und der Schichtwiderstand der mehreren zweiten Abschnitte 12 ist gering, was den ohmschen Kontakt mit der ersten Elektrode 140 verbessert.
  • Gemäß den verschiedenartigen Dotierelementen sind die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren ersten Abschnitte 11 und die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren zweiten Abschnitte 12 innerhalb des obigen Bereichs ausgelegt, die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren ersten Abschnitte 11 ist relativ niedrig, was die parasitäre Absorption der mehreren ersten Abschnitte 11 für das einfallende Licht schwächt und die Absorptionsnutzungsrate des Substrats 100 für das einfallende Licht erhöht. Des Weiteren weisen die mehreren ersten Abschnitte 11 innerhalb des obigen Bereichs eine wünschenswerte Passivierungsleistung auf, die eine übermäßige Auger-Rekombination des ersten Abschnitts 11 auf der ersten Oberfläche 1 verhindert und die Rekombination von Trägern auf der ersten Oberfläche 1 unterdrückt.
  • Innerhalb des obigen Bereichs ist die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren zweiten Abschnitte 12 relativ hoch, was zu einem geringeren Schichtwiderstand der mehreren zweiten Abschnitte 12 führt. Daher kann ein wünschenswerter ohmscher Kontakt zwischen den mehreren zweiten Abschnitten 12 und der ersten Elektrode 140 gebildet werden, um den zusammengesetzten Verlust durch Metallkontakt zwischen der ersten Elektrode 140 und den mehreren zweiten Abschnitten 12 zu verbessern und den Übertragungsverlust von Trägern auf die erste Elektrode 140 zu reduzieren. Und innerhalb des obigen Bereichs ist die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren zweiten Abschnitte 12 nicht zu hoch, was das ernsthafte Problem der Trägerrekombination auf der ersten Oberfläche 1 verhindern kann, das durch eine übermäßige Auger-Rekombination auf der ersten Oberfläche 1 auf Grund der übermäßigen Dotierelementkonzentration der mehreren zweiten Abschnitte 12 verursacht wird.
  • Innerhalb des obigen Bereichs erstellt die Differenz der Dotierelementkonzentration zwischen den mehreren ersten Abschnitten 11 und den mehreren zweiten Abschnitten 12 einen Konzentrationsgradienten innerhalb der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130. Das Vorliegen dieses Konzentrationsgradienten erstellt auch ein integriertes elektrisches Feld von jedem der mehreren zweiten Abschnitte 12 zu jedem der mehreren ersten Abschnitte 11 hin, verstärkt die seitliche Übertragung von Trägern von den mehreren ersten Abschnitten 11 zu dem zweiten Abschnitt 12, und erhöht die Anzahl von Trägern, die von der ersten Elektrode 140 gesammelt werden, wodurch der Kurzschlussstrom und die Leerlaufspannung der Solarzelle verstärkt und die photoelektrische Umwandlungsleistung der Solarzelle verbessert werden.
  • Es ist zu bemerken, dass die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren ersten Abschnitte 11 und die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren zweiten Abschnitte 12, auf die bei den Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung Bezug genommen wird, sich jeweils auf eine oberflächliche Dotierkonzentration einer Oberfläche jedes der mehreren ersten Abschnitte 11 von dem Substrat 100 entfernt und eine oberflächliche Dotierkonzentration einer Oberfläche jedes der mehreren zweiten Abschnitte 12 von dem Substrat 100 entfernt beziehen. Dadurch dass die erste dotierte leitfähige Schicht 120 und die zweite dotierte leitfähige Schicht 130 beide P-dotierte Dotierelemente aufweisen, reicht die Dotierelementkonzentration jedes ersten Abschnitts 11 der mehreren ersten Abschnitte 11 von 5×1018 Atomen/cm3 bis 5×1019 Atomen/cm3, und die Dotierelementkonzentration jedes zweiten Abschnitts 12 der mehreren zweiten Abschnitte 12 reicht von 5×1019 Atomen/cm3 bis 3×1020 Atomen/cm3. Dadurch dass die erste dotierte leitfähige Schicht und die zweite dotierte leitfähige Schicht beide N-dotierte Dotierelemente aufweisen, reicht die Dotierelementkonzentration jedes ersten Abschnitts 11 der mehreren ersten Abschnitte 11 von 1×1020 Atomen/cm3 bis 2×1021 Atomen/cm3, und die Dotierelementkonzentration jedes zweiten Abschnitts 12 der mehreren zweiten Abschnitte 12 reicht von 2×1020 Atomen/cm3 bis 5×1021 Atomen/cm3.
  • Bei einigen Ausführungsformen reicht das Verhältnis der Dotierelementkonzentration der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 zu der Dotierelementkonzentration jedes der zweiten Abschnitte 12 von 1:100 bis 1:2, und kann beispielsweise von 1:100 bis 1:85, von 1:85 bis 1:70, von 1:70 bis 1:60, von 1:60 bis 1:50, von 1:50 bis 1:40, von 1:40 bis 1:25, von 1:25 bis 1:15, von 1:15 bis 1:10, von 1:10 bis 1:5 oder von 1:5 bis 1:2 reichen. Innerhalb des obigen Bereichs ist die Dotierelementkonzentration der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 geringer als die des zweiten Abschnitts 12, was die Diffusion von Dotierelementen in der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 zu der Tunnelschicht 110 unterdrücken kann, eine Beeinträchtigung der Tunnelleistung und der Passivierung der Tunnelschicht 110 verhindern kann, und es der Tunnelschicht 110 ermöglichen kann, einen wünschenswerten chemischen Passivierungseffekt auf der ersten Oberfläche 1 aufzuweisen.
  • Zudem wird die erste dotierte leitfähige Schicht 120 nahe an der Tunnelschicht 110 festgelegt, und die Dotierelementkonzentration der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 ist relativ gering, was eine übermäßige Auger-Rekombination auf der ersten Oberfläche 1 verhindern kann, die auf die hohe Dotierelementkonzentration der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 zurückzuführen ist, die sich in der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 ergibt, und zu einer besseren Unterdrückung der Trägerrekombination auf der ersten Oberfläche 1 führt.
  • Es ist zu bemerken, dass sich die Dotierelementkonzentration der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120, auf die bei der Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung Bezug genommen wird, auf die oberflächliche Dotierkonzentration der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 von dem Substrat 100 entfernt bezieht.
  • Das Verhältnis der Dotierelementkonzentration der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 zu der Dotierelementkonzentration jedes der mehreren zweiten Abschnitte 12 reicht von 1:100 bis 1:2.
  • Bei einigen Ausführungsformen weisen die erste dotierte leitfähige Schicht 120 und die zweite dotierte leitfähige Schicht 130 beide P-dotierte Dotierelemente auf, und die Dotierelementkonzentration der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 reicht von 1×1018 Atomen/cm3 bis 4,5×1019 Atomen/cm3, und kann beispielsweise von 1×1018 Atomen/cm3 bis 2×1018 Atomen/cm3, von 2×1018 Atomen/cm3 bis 5×1018 Atomen/cm3, von 5×1018 Atomen/cm3 bis 9×1018 Atomen/cm3, von 9×1018 Atomen/cm3 bis 1×1019 Atomen/cm3, von 1×1019 Atomen/cm3 bis 3×1019 Atomen/cm3 oder von 3×1019 Atomen/cm3 bis 4,5×1019 Atomen/cm3 reichen. Die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren zweiten Abschnitte 12 reicht von 5×1019 Atomen/cm3 bis 3×1020 Atomen/cm3, und kann beispielsweise von 5×1019 Atomen/cm3 bis 9×1019 Atomen/cm3, von 9×1019 Atomen/cm3 bis 1×1020 Atomen/cm3, von 1×1020 Atomen/cm3 bis 2×1020 Atomen/cm3 oder von 2×1020 Atomen/cm3 bis 3×1020 Atomen/cm3 reichen. Die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren Abschnitte 11 reicht von 5×1018 Atomen/cm3 bis 5×1019 Atomen/cm3, und kann beispielsweise von 5×1018 Atomen/cm3 bis 9×1018 Atomen/cm3, von 9×1018 Atomen/cm3 bis 1×1019 Atomen/cm3, von 1×1019 Atomen/cm3 bis 2×1019 Atomen/cm3 oder von 2×1019 Atomen/cm3 bis 5×1019 Atomen/cm3 reichen. Dadurch dass das Dotierelement ein P-dotiertes Dotierelement ist, weisen innerhalb des obigen Bereichs die erste dotierte leitfähige Schicht, die mehreren ersten Abschnitte 11 und die mehreren zweiten Abschnitte 12 eine wünschenswerte Leistung auf, die es der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120, den mehreren ersten Abschnitten 11 und den mehreren zweiten Abschnitten 12 ermöglicht, eine Energiebandbiegung auf der ersten Oberfläche 1 zu bilden, und erreicht den Trägertransport. Die erste dotierte leitfähige Schicht 120, die mehreren ersten Abschnitte 11 und die mehreren zweiten Abschnitte 12 weisen alle eine wünschenswerte Passivierungsleistung auf. Bei einigen Ausführungsformen können die P-dotierten Dotierelemente Bor, Aluminium, Stickstoff, Gallium oder Indium sein.
  • Bei einigen Ausführungsformen weisen die erste dotierte leitfähige Schicht 120 und die zweite dotierte leitfähige Schicht 130 beide N-dotierte Dotierelemente auf, und die Dotierelementkonzentration der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 reicht von 5×1019 Atomen/cm3 bis 5×1020 Atomen/cm3, und kann beispielsweise von 5×1019 Atomen/cm3 bis 9×1019 Atomen/cm3, von 9×1019 Atomen/cm3 bis 1×1020 Atomen/cm3, von 1×1020 Atomen/cm3 bis 2×1020 Atomen/cm3 oder von 2×1020 Atomen/cm3 bis 5×1020 Atomen/cm3 reichen. Die Dotierelementkonzentration jedes der ersten Abschnitte 11 reicht von 1×1020 Atomen/cm3 bis 2×1021 Atomen/cm3, und kann beispielsweise von 1×1020 Atomen/cm3 bis 2×1020 Atomen/cm3, von 2×1020 Atomen/cm3 bis 5×1020 Atomen/cm3, von 5×1020 Atomen/cm3 bis 9×1020 Atomen/cm3, von 9×1020 Atomen/cm3 bis 1×1021 Atomen/cm3 oder von 1×1021 Atomen/cm3 bis 2×1021 Atomen/cm3 reichen. Die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren zweiten Abschnitte 12 reicht von 2×1020 Atomen/cm3 bis 5×1021 Atomen/cm3, und kann beispielsweise von 2×1020 Atomen/cm3 bis 3×1020 Atomen/cm3, von 3×1020 Atomen/cm3 bis 5×1020 Atomen/cm3, von 5×1020 Atomen/cm3 bis 9×1020 Atomen/cm3, von 9×1020 Atomen/cm3 bis 1×1021 Atomen/cm3, von 1×1021 Atomen/cm3 bis 3×1021 Atomen/cm3 oder von 3×1021 Atomen/cm3 bis 5×1021 Atomen/cm3 reichen. Dadurch dass die Dotierelemente P-dotierte Dotierelemente sind, weisen innerhalb des obigen Bereichs die erste dotierte leitfähige Schicht, die mehreren ersten Abschnitte 11 und die mehreren zweiten Abschnitte 12 eine wünschenswerte Leistung auf, die es der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120, den mehreren ersten Abschnitten 11 und den mehreren zweiten Abschnitten 12 ermöglicht, eine Energiebandbiegung auf der ersten Oberfläche 1 zu bilden, und erreicht den Trägertransport. Die erste dotierte leitfähige Schicht 120, die mehreren ersten Abschnitte 11 und die mehreren zweiten Abschnitte 12 weisen alle eine wünschenswerte Passivierungsleistung auf. Bei einigen Ausführungsformen können die N-dotierten Dotierelemente Phosphor, Wismut, Antimon oder Arsen sein.
  • Gemäß verschiedenartigen Dotierelementen ist eine Dotierelementkonzentration für die erste dotierte leitfähige Schicht 120, die mehreren ersten Abschnitte 11 und die mehreren zweiten Abschnitte 12 ausgelegt, so dass innerhalb des obigen Bereichs die Dotierelementkonzentration der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 geringer ist als die der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130, was die Wahrscheinlichkeit reduzieren kann, dass die Dotierelemente in der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 auf die Tunnelschicht 110 übertragen werden, und sicherstellen kann, dass die Tunnelschicht 110 eine wünschenswerte Tunnelleistung aufweist. Und innerhalb des obigen Bereichs ist die Dotierelementkonzentration der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 nicht zu gering, was sicherstellt, dass die Dotierelementkonzentration der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 hoch genug ist, um eine hohe Potentialbarriere mit dem Substrat 100 zu bilden, um Träger durch die Tunnelschicht 110 hindurch zu der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 durchzulassen.
  • Zudem sind innerhalb des obigen Bereichs die Differenz der Dotierelementkonzentration zwischen der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 und den mehreren ersten Abschnitten 11, sowie zwischen der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 und den mehreren zweiten Abschnitten 12 groß genug, um Konzentrationsgradienten jeweils zwischen der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 und den mehreren ersten Abschnitten 11 sowie zwischen der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 und den mehreren zweiten Abschnitten 12 zu bilden. Die Dotierelementkonzentration des ersten Abschnitts 11 ist größer als die der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120, so dass die mehreren ersten Abschnitte 11 ein oberflächliches Feld auf der Oberfläche der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 bilden können, und die zweiten Abschnitte 12 ein oberflächliches Feld auf der Oberfläche der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 bilden können, was den Transport von Trägern in der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 zu den mehreren ersten Abschnitten 11 und den mehreren zweiten Abschnitten 12 verstärken kann.
  • Mit Bezug auf 4 ist 4 eine Querschnittsansicht einer zweiten Solarzelle, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird, und 4 ist eine Querschnittsansicht der in 2 gezeigten Solarzelle entlang der Richtung AA'. Bei einigen Ausführungsformen umfasst die erste dotierte leitfähige Schicht 120: mehrere dritte Abschnitte und mehrere vierte Abschnitte, wobei jeder der mehreren dritten Abschnitte 13 und jeder der mehreren vierten Abschnitte 14 abwechselnd in einer Richtung angeordnet sind, die zu einer vorbestimmten Richtung X rechtwinklig ist und zu einer Dickenrichtung der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 rechtwinklig ist. Jeder der mehreren dritten Abschnitte 13 und jeder der mehreren vierten Abschnitte 14 erstrecken sich in der vorbestimmten Richtung X, und die vorbestimmte Richtung X ist eine beliebige Richtung, die zu der ersten Oberfläche parallel ist. Jeder der mehreren dritten Abschnitte 13 ist direkt gegenüber jedem der mehreren ersten Abschnitte 14 angeordnet, und jeder der mehreren vierten Abschnitte 14 ist direkt gegenüber jedem der mehreren zweiten Abschnitte 12 angeordnet. Eine Dotierelementkonzentration jedes der mehreren dritten Abschnitte 13 ist geringer als eine Dotierelementkonzentration jedes der mehreren vierten Abschnitte 14. D. h. die Dotierelementkonzentration eines Teils der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 direkt gegenüber der ersten Elektrode 140 ist größer als die des anderen Teils der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120, die der ersten Elektrode 140 nicht direkt gegenüberliegt.
  • Die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren dritten Abschnitte 13 ist niedriger als die jedes der mehreren vierten Abschnitte 14, was zu einem Konzentrationsgradienten zwischen den mehreren dritten Abschnitten 13 und den mehreren vierten Abschnitten 14 führt. Das Vorliegen dieses Konzentrationsgradienten erstellt ein integriertes elektrisches Feld in der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120, das von dem vierten Abschnitt 14 auf den dritten Abschnitt 13 weist, was die seitliche Übertragung von Trägern von dem dritten Abschnitt 13 zu dem vierten Abschnitt 14 verstärken kann. Da der vierte Abschnitt 14 direkt gegenüber der ersten Elektrode 140 liegt, weisen im Vergleich zu dem dritten Abschnitt 13 die Träger, die von dem vierten Abschnitt 14 auf den zweiten Abschnitt 12 übertragen werden, eine höhere Übertragungseffizienz auf, so dass eine größere Anzahl von Trägern von der ersten Elektrode 140 gesammelt werden kann. Basierend darauf wird die seitliche Übertragung von Trägern von dem dritten Abschnitt 13 auf den vierten Abschnitt 14 verstärkt, um die Sammeleffizienz der Träger von der ersten Elektrode 140 zu verbessern.
  • Bei einigen Ausführungsformen reicht dadurch, dass die erste dotierte leitfähige Schicht 120 P-dotierte Dotierelemente aufweist, das Verhältnis der Dotierelementkonzentration jedes der mehreren dritten Abschnitte 13 zu der Dotierelementkonzentration jedes der mehreren vierten Abschnitte 14 von 1:100 bis 2:3, und kann beispielsweise 1:90, 1:80, 1:70, 1:65, 1:55, 1:50, 1:40, 1:30, 1:25, 1:20, 1:18, 1:15, 1:10, 1:5, 1:3 oder 2:3 sein. Bei einigen Ausführungsformen reicht dadurch, dass die erste dotierte leitfähige Schicht 120 N-dotierte Dotierelemente aufweist, das Verhältnis der Dotierelementkonzentration jedes der mehreren dritten Abschnitte 13 zu der Dotierelementkonzentration jedes der mehreren vierten Abschnitte 14 von 1:30 bis 5:6, und kann beispielsweise von 1:30 bis 1:25, von 1:25 bis 1:20, von 1:20 bis 1:15, von 1:15 bis 1:10, von 1:10 bis 1:8, von 1:8 bis 1:5, von 1:5 bis 1:3, von 1:3 bis 2:3 oder von 2:3 bis 5:6 reichen.
  • Gemäß verschiedenartigen Dotierelementen werden die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren dritten Abschnitte 13 und die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren vierten Abschnitte 14 festgelegt, um unterschiedliche Verhältnisse aufzuweisen, so dass unabhängig davon, ob die mehreren dritten Abschnitte 13 und die mehreren vierten Abschnitte 14 P- oder N-dotiert sind, beide eine wünschenswerte Passivierungsleistung auf der ersten Oberfläche 1 aufweisen. Und innerhalb des obigen Verhältnisbereichs kann sich ein Konzentrationsgradient zwischen den mehreren dritten Abschnitten 13 und den mehreren vierten Abschnitten 14 bilden, wodurch die Sammeleffizienz der ersten Elektrode 140 für die Träger verbessert wird. Bei einigen Ausführungsformen können die P-dotierten Dotierelemente Bor, Aluminium, Stickstoff, Gallium oder Indium sein. Bei einigen Ausführungsformen können die N-dotierten Dotierelemente Phosphor, Wismut, Antimon oder Arsen sein.
  • Bei einigen Ausführungsformen weist die erste dotierte leitfähige Schicht 120 P-dotierte Dotierelemente auf, und es gibt mehrere dritte Abschnitte 13 und mehrere vierte Abschnitte 14. Das Verhältnis der Dotierelementkonzentration jedes der mehreren dritten Abschnitte 13 der mehreren dritten Abschnitte 13 und der Dotierelementkonzentration jedes der mehreren vierten Abschnitte 14 der mehreren vierten Abschnitte 14 reicht von 1: 100 bis 2:3. Bei einigen Ausführungsformen weist die erste dotierte leitfähige Schicht 120 N-dotierte Dotierelemente auf, und es gibt mehrere dritte Abschnitte 13 und mehrere vierte Abschnitte 14. Das Verhältnis der Dotierelementkonzentration jedes der mehreren dritten Abschnitte 13 der mehreren dritten Abschnitte 13 und der Dotierelementkonzentration jedes der mehreren vierten Abschnitte 14 der mehreren vierten Abschnitte 14 reicht von 1:30 bis 5:6.
  • Es ist zu bemerken, dass die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren dritten Abschnitte 13 und die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren vierten Abschnitte 14, auf die hier Bezug genommen wird, jeweils eine oberflächliche Dotierkonzentration einer Oberfläche jedes der mehreren dritten Abschnitte 13 von dem Substrat 100 entfernt und eine oberflächliche Dotierkonzentration einer Oberfläche jedes der mehreren vierten Abschnitte 14 von dem Substrat 100 entfernt sind.
  • Bei einigen Ausführungsformen umfasst die erste dotierte leitfähige Schicht 120 P-dotierte Dotierelemente. Die Dotierelementkonzentration jedes der dritten Abschnitte 13 reicht von 1×1018 Atomen/cm3 bis 5×1019 Atomen/cm3, und kann beispielsweise von 1×1018 Atomen/cm3 bis 2×1018 Atomen/cm3, von 2×1018 Atomen/cm3 bis 5×1018 Atomen/cm3, von 5×1018 Atomen/cm3 bis 9×1018 Atomen/cm3, von 9×1018 Atomen/cm3 bis 1×1019 Atomen/cm3, von 1×1019 Atomen/cm3 bis 3×1019 Atomen/cm3 oder von 3×1019 Atomen/cm3 bis 5×1019 Atomen/cm3 reichen. Die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren vierten Abschnitte 14 reicht von 1×1019 Atomen/cm3 bis 1×1020 Atomen/cm3, und kann beispielsweise von 1×1019 Atomen/cm3 bis 2×1019 Atomen/cm3, von 2×1019 Atomen/cm3 bis 5×1019 Atomen/cm3, von 5×1019 Atomen/cm3 bis 7×1019 Atomen/cm3, von 7×1019 Atomen/cm3 bis 9×1019 Atomen/cm3 oder von 9×1019 Atomen/cm3 bis 1×1020 Atomen/cm3 reichen.
  • Bei einigen Ausführungsformen weist die erste dotierte leitfähige Schicht 120 N-dotierte Dotierelemente auf. Die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren dritten Abschnitte 13 reicht von 2×1019 Atomen/cm3 bis 5×1020 Atomen/cm3, und kann beispielsweise von 2×1019 Atomen/cm3 bis 3×1019 Atomen/cm3, von 3×1019 Atomen/cm3 bis 5×1019 Atomen/cm3, von 5×1019 Atomen/cm3 bis 9×1019 Atomen/cm3, von 9×1019 Atomen/cm3 bis 1×1020 Atomen/cm3, von 1×1020 Atomen/cm3 bis 3×1020 Atomen/cm3 oder von 3×1020 Atomen/cm3 bis 5×1020 Atomen/cm3 reichen. Die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren vierten Abschnitte 14 reicht von 5×1019 Atomen/cm3 bis 6×1020 Atomen/cm3, und kann beispielsweise von 5×1019 Atomen/cm3 bis 7×1019 Atomen/cm3, von 7×1019 Atomen/cm3 bis 9×1019 Atomen/cm3, von 9×1019 Atomen/cm3 bis 1×1020 Atomen/cm3, von 1×1020 Atomen/cm3 bis 3×1020 Atomen/cm3, von 3×1020 Atomen/cm3 bis 5×1020 Atomen/cm3 oder von 5×1020 Atomen/cm3 bis 6×1020 Atomen/cm3 reichen.
  • Innerhalb des obigen Bereichs ist einerseits sichergestellt, dass die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren vierten Abschnitte 14 größer als die in jedem der mehreren dritten Abschnitte 13 ist, was den seitlichen Transport von Trägern von den mehreren dritten Abschnitten 13 zu den mehreren vierten Abschnitten 14 verstärkt. Andererseits sind innerhalb des obigen Bereichs die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren dritten Abschnitte 13 und die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren vierten Abschnitte 14 nicht zu groß, was sicherstellt, dass die gesamte Dotierelementkonzentration der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 gering ist, um die Wahrscheinlichkeit zu reduzieren, dass die Dotierelemente in der ersten dotieren leitfähigen Schicht 120 auf die Tunnelschicht 110 übertragen werden.
  • Bei einigen Ausführungsformen reicht das Verhältnis der Dotierelementkonzentration jedes der mehreren vierten Abschnitte 14 zu der Dotierelementkonzentration jedes der mehreren zweiten Abschnitte 12 von 1:10 bis 5:6, und kann beispielsweise von 1:10 bis 1:8, von 1:8 bis 1:6, von 1:6 bis 1:4, von 1:4 bis 1:3, von 1:3 bis 1:2, von 1:2 bis 2:3, von 2:3 bis 3:4 oder von 3:4 bis 5:6 reichen. Innerhalb dieses Bereichs ist die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren vierten Abschnitte 14 niedriger als die jedes der mehreren zweiten Abschnitte 12, was die Bildung eines Konzentrationsgradienten zwischen dem vierten Abschnitt 14 und dem zweiten Abschnitt 12 ermöglicht, den Transport von Trägern von den mehreren vierten Abschnitten 14 zu den mehreren zweiten Abschnitten 12 verstärkt und dadurch die Sammelfähigkeit der ersten Elektrode 140 für Träger von den mehreren zweiten Abschnitten 12 verstärkt.
  • Es gibt mehrere vierte Abschnitte 14, und es gibt mehrere zweite Abschnitte 12. Das Verhältnis der Dotierelementkonzentration jedes der mehreren vierten Abschnitte 14 der mehreren vierten Abschnitte 14 und der Dotierelementkonzentration jedes der mehreren zweiten Abschnitte 12 der mehreren zweiten Abschnitte 12 reicht von 1:10 bis 5:6.
  • Bei einigen Ausführungsformen wird ein Dickenverhältnis der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 zu der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 ebenfalls gesteuert, was sicherstellt, dass es für die erste Elektrode 140 schwierig ist, in die zweite dotierte leitfähige Schicht 130 einzudringen, wobei sichergestellt wird, dass die Gesamtdicke der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 und der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 nicht zu groß ist, so dass das Problem einer übermäßigen Spannung auf der Tunnelschicht 110, die durch die Gesamtdicke der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 und der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 verursacht wird, vermieden wird, und die wünschenswerte Leistung der Tunnelschicht 110 sichergestellt wird.
  • Bei einigen Ausführungsformen reicht ein Verhältnis der Dicke d1 der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 zu der Dicke d2 der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 von 2:1 bis 1:12, und kann beispielsweise von 2:1 bis 3:2, von 3:2 bis 4:3, von 4:3 bis 1:1, von 1:1 bis 1:3, von 1:3 bis 1:2, von 1:2 bis 1:5, von 1:5 bis 1:7, von 1:7 bis 1:9 oder von 1:9 bis 1:12 reichen. Innerhalb des obigen Bereichs ist es schwierig für die tatsächlich hergestellte erste Elektrode 140 in die zweite dotierte leitfähige Schicht 130 einzudringen, um mit der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 in elektrischem Kontakt zu stehen, so dass ein wünschenswerter ohmscher Kontakt zwischen der ersten Elektrode 140 und dem zweiten Abschnitt 12 erreicht wird. Und die Dicke d1 der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 sollte nicht zu groß sein, was sicherstellt, dass die Gesamtdicke der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 und der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 nicht zu groß ist, um eine zu große Spannung auf der Tunnelschicht 110 zu vermeiden, die durch die Gesamtdicke der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 und der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 verursacht wird.
  • Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Material der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 mindestens eines von amorphem Silizium, polykristallinem Silizium oder Siliziumkarbid. Bei einigen Ausführungsformen umfasst die erste dotierte leitfähige Schicht 120 den dritten Abschnitt 13 und den vierten Abschnitt 14. Der dritte Abschnitt 13 und der vierte Abschnitt 14 werden durch das Dotieren verschiedener Teile der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 mit verschiedenen Dotierelementkonzentrationen erzielt. Daher sind der dritte Abschnitt 13 und der vierte Abschnitt 14 einstückig gebildet.
  • Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Material der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 mindestens eines von amorphem Silizium, polykristallinem Silizium oder Siliziumkarbid. Der erste Abschnitt 11 und der zweite Abschnitt 12 werden durch das Dotieren verschiedener Teile der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 mit verschiedenen Dotierelementkonzentrationen erzielt. Der erste Abschnitt 11 und der zweite Abschnitt 12 sind einstückig gebildet.
  • Bei einigen Ausführungsformen besteht die erste dotierte leitfähige Schicht 120 aus einem ersten polykristallinen Silizium, jeder der mehreren ersten Abschnitte 11 besteht aus einem zweiten polykristallinen Silizium, und jeder der mehreren zweiten Abschnitte 12 besteht aus einem dritten polykristallinen Silizium. Die durchschnittliche Korngröße des ersten polykristallinen Siliziums ist größer als die durchschnittliche Korngröße des zweiten polykristallinen Siliziums und ist größer als die durchschnittliche Korngröße des dritten polykristallinen Siliziums. Die durchschnittliche Korngröße des zweiten polykristallinen Siliziums ist größer als die des dritten polykristallinen Siliziums.
  • In dem polykristallinen Silizium sind Siliziumatome in der Form eines Rautengitters in zahlreiche Kristallisationskeime angeordnet, die zu Körnern mit verschiedenen Kristallorientierungen wachsen. Diese Körner werden kombiniert, um polykristallines Silizium zu bilden. D. h. das erste polykristalline Silizium, das zweite polykristalline Silizium und das dritte polykristalline Silizium werden alle durch das Kombinieren mehrerer Körner gebildet. Die Kontaktgrenzfläche zwischen verschiedenen Körnern der gleichen Struktur jedoch mit unterschiedlichen Orientierungen in dem ersten polykristallinen Silizium, dem zweiten polykristallinen Silizium und dem dritten polykristallinen Silizium wird als Korngrenze bezeichnet.
  • Innerhalb einer Volumeneinheit ist die Korndichte des ersten polykristallinen Siliziums in der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 niedriger als die des zweiten polykristallinen Siliziums in der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 und als die Korndichte des dritten polykristallinen Siliziums, Daher ist die Anzahl von Korngrenzen in der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 pro Volumeneinheit geringer als die Anzahl von Korngrenzen in der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 pro Volumeneinheit. Die Korngrenzen können als Diffusionskanäle für Dotierelemente dienen. Je mehr Korngrenzen es gibt, umso mehr kommt es zur Diffusion von Dotierelementen, was zu einer höheren Konzentration von Dotierelementen führt. Die Anzahl von Korngrenzen innerhalb der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 ist relativ gering, was zu einem niedrigeren Diffusionsgrad von Dotierelementen innerhalb der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 während des eigentlichen Dotierprozesses führt, um die erste dotierte leitfähige Schicht 120 zu bilden, wodurch sichergestellt wird, dass die erste dotierte leitfähige Schicht 120 eine niedrigere Konzentration von Dotierelementen aufweist. Die Anzahl von Korngrenzen in der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 ist relativ groß, was zu einer höheren Diffusion von Dotierelementen in der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 und zu einer höheren Konzentration von Dotierelementen in der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 führt.
  • Zudem weist innerhalb einer Volumeneinheit im Vergleich zu der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 die zweite dotierte leitfähige Schicht 130 eine größere Anzahl von Körnern auf, d. h. einen höheren Kristallisationsgrad der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130. Daher weist die zweite dotierte leitfähige Schicht 130 eine bessere Passivierungsleistung auf und kann den Metallkontaktverbund zwischen den mehreren zweiten Abschnitten 12 und der ersten Elektrode 140 weiter verbessern.
  • Mit Bezug auf 4 umfasst bei einigen Ausführungsformen die erste dotierte leitfähige Schicht 120 mehrere dritte Abschnitte 13 direkt gegenüber den mehreren ersten Abschnitten 11 und mehrere vierte Abschnitte 14 direkt gegenüber den mehreren zweiten Abschnitten 12. Jeder der mehreren dritten Abschnitte 13 besteht aus einem vierten polykristallinen Silizium, und jeder der mehreren vierten Abschnitte 14 besteht aus einem fünften polykristallinen Silizium. Jeder der mehreren ersten Abschnitte 11 besteht aus einem zweiten polykristallinen Silizium, und jeder der mehreren zweiten Abschnitte 12 besteht aus einem dritten polykristallinen Silizium. Dabei ist die durchschnittliche Korngröße des vierten Polysiliziums größer als die des fünften Polysiliziums, die durchschnittliche Korngröße des fünften Polysiliziums ist größer als die des dritten Polysiliziums, die durchschnittliche Korngröße des zweiten Polysiliziums ist größer als die des dritten Polysiliziums, und die durchschnittliche Korngröße des fünften Polysiliziums ist größer als die des zweiten Polysiliziums.
  • Die durchschnittliche Korngröße des vierten polykristallinen Siliziums ist größer als die des fünften polykristallinen Siliziums, d. h. die durchschnittliche Korngröße innerhalb eines Teils der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 direkt gegenüber der ersten Elektrode 140 ist kleiner als die durchschnittliche Korngröße innerhalb des anderen Teils der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120, die nicht direkt gegenüber der ersten Elektrode 140 liegt. Innerhalb einer Volumeneinheit ist die Anzahl von Körnergrenzen in dem Teil der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 direkt gegenüber der ersten Elektrode 140 größer als die Anzahl von Körnergrenzen in dem anderen Teil der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120, der nicht direkt gegenüber der ersten Elektrode 140 liegt. Somit ist bei dem eigentlichen Dotierprozess, um die erste dotierte leitfähige Schicht 120 zu bilden, der Diffusionsgrad der Dotierelemente in dem Teil der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 direkt gegenüber der ersten Elektrode 140 größer als die in dem anderen Teil der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120, die nicht direkt gegenüber der ersten Elektrode 140 liegt, was vorteilhaft ist, um eine Dotierelementkonzentration des dritten Abschnitts 13 zu erreichen, die geringer als die in dem vierten Abschnitt 14 ist, um einen Konzentrationsgradienten zwischen den mehreren dritten Abschnitten 13 und den mehreren vierten Abschnitten 14 zu erstellen, was den seitlichen Transport von Trägern von den mehreren dritten Abschnitten 13 zu den mehreren vierten Abschnitten 14 erleichtert.
  • Es ist zu bemerken, dass die durchschnittliche Korngröße des ersten polykristallinen Siliziums, des zweiten polykristallinen Siliziums, des dritten polykristallinen Siliziums, des vierten polykristallinen Siliziums und des fünften polykristallinen Siliziums bei den Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung gemäß der nationalen Norm „GB/T 6394 to 2017 Method for Determining the Average Grain Size of Metals“ gemessen werden kann.
  • 5 ist eine Struktur in Draufsicht einer anderen Solarzelle, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird. 6 ist eine Querschnittsansicht einer dritten Solarzelle, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird, und 6 ist eine Querschnittsansicht der in 5 gezeigten Solarzelle entlang der Richtung AA'.
  • Mit Bezug auf 5 und 6 weist das Substrat 100 bei einigen Ausführungsformen N-dotierte Dotierelemente auf, und jeder der mehreren zweiten Abschnitte 12 umfasst einen Hauptkörperabschnitt 20, der mit N-dotierten Dotierelementen dotiert ist, und einen umgekehrt dotierten Abschnitt 21, der sich in dem Hauptkörperabschnitt 20 befindet und mit P-dotierten Dotierelementen dotiert ist.
  • Bei einigen Ausführungsformen ist das Material der ersten Elektrode 140 ein Metall, das eines von Kupfer, Silber, Nickel oder Aluminium umfasst. Das Material jedes der zweiten Abschnitte 12 umfasst Silizium, wie etwa eines von polykristallinem Silizium, amorphem Silizium oder monokristallinem Silizium. Bei dem eigentlichen Arbeitsgang des Herstellens der ersten Elektrode 140 wird zuerst eine Metallpaste gebildet, und das Metall in der Metallpaste reagiert mit Sauerstoff, um Metallionen zu bilden. Die Metallionen bewegen sich in Richtung auf den zweiten Abschnitt 12, und unter den Bedingungen der Bereitstellung von Elektronen, erfahren die Metallionen eine Reduktionsreaktion mit Silizium in dem zweiten Abschnitt 12, um die Metallionen zu Metall zu reduzieren. Das gebildete Metall befindet sich in dem zweiten Abschnitt 12, was bewirkt, dass die erste Elektrode 140 mit dem zweiten Abschnitt 12 in elektrischem Kontakt steht. Dadurch dass die Metallmenge, die durch die Reduzierung gebildet wird, zu groß ist, kann dies jedoch zu dem Problem führen, dass die erste Elektrode 140 in den gesamten zweiten Abschnitt 12 eindringt, wodurch Schaden an dem zweiten Abschnitt 12 verursacht wird, und sogar Schaden zwischen der ersten Elektrode 140 und dem Substrat 100 verursacht wird, was eine negative Auswirkung auf die photoelektrische Umwandlungsleistung der Solarzelle hat.
  • Die zweite dotierte leitfähige Schicht 130 umfasst einen Hauptkörperabschnitt 20 mit N-dotierten Dotierelementen und einen umgekehrt dotierten Abschnitt 21, der sich innerhalb des Hauptkörperabschnitts 20 befindet. Der umgekehrt dotierte Abschnitt 21 ist mit P-dotierten Dotierelementen dotiert, was die Löcher in dem umgekehrt dotierten Abschnitt 21 dominant macht und weitere Löcher bereitstellt. Und einige der Elektronen, die an den zweiten Abschnitt 12 übertragen werden, rekombinieren sich mit Löchern, was zu einer Verringerung der Anzahl von Elektronen führt im Vergleich zu dem Fall ohne den umgekehrt dotierten Abschnitt 21. Somit wird bei dem eigentlichen Arbeitsgang des Bildens der ersten Elektrode 140 auf Grund der Reduzierung der Anzahl von bereitgestellten Elektronen der Reaktionsgrad zwischen Metallionen und Silizium geschwächt, was das Problem einer zu großen Metallbeschädigung an dem zweiten Abschnitt 12, das durch die Reduzierung von Metallionen und Silizium verursacht wird, verhindert und die wünschenswerte photoelektrische Umwandlungsleistung der Solarzelle bewahrt.
  • Bei einigen Ausführungsformen beträgt eine Volumenproportion des umgekehrt dotierten Abschnitts 21 in dem Hauptkörperabschnitt 20 weniger als 50 %. Der umgekehrt dotierte Abschnitt 21 nimmt eine Minorität in dem Hauptkörperabschnitt 20 ein, wodurch das Volumen des Hauptkörperabschnitts 20 groß genug ist, um eine Energiebandbiegung auf der ersten Oberfläche 1 zu bilden, und die erste Elektrode 140 kann einen größeren Teil des Hauptkörperabschnitts 20 kontaktieren, um einen Metallkontakt zu bilden, was das Sicherstellen der normalen Übertragung von Trägern in den mehreren zweiten Abschnitten 12 und das Sammeln von Trägern durch die erste Elektrode 140 begünstigt.
  • 7 ist eine Querschnittsansicht einer vierten Solarzelle, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird. 8 ist eine Querschnittsansicht einer fünften Solarzelle, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird. 7 und 8 sind beide Querschnittansichten der in 2 gezeigten Solarzelle entlang der Richtung AA'.
  • Mit Bezug auf 7 und 8 umfasst die Solarzelle bei einigen Ausführungsformen ferner eine Blockierungsschicht 150, die sich zwischen der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 und der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 befindet, Eine Oberfläche der Blockierungsschicht 150, die dem Substrat 100 zugewandt ist, steht in Kontakt mit der Oberfläche der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 von dem Substrat 100 entfernt, und eine Oberfläche der Blockierungsschicht 150 von dem Substrat 100 entfernt steht in Kontakt mit der Oberfläche der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130, die dem Substrat 100 zugewandt ist. Auf Grund der Tatsache, dass die Dotierelementkonzentration der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 höher als die in der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 ist, um zu verhindern, dass eine große Menge von Dotierelementen in der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 in die erste dotierte leitfähige Schicht 120 diffundiert, wird eine Blockierungsschicht 150 zwischen der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 und der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 festgelegt, um die Diffusion von Dotierelementen in der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 zu der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 zu verhindern, was eine niedrige Dotierelementkonzentration der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 bewahrt.
  • Zudem umfasst bei einigen Ausführungsformen das Material der ersten Elektrode 140 Metall, und das Substrat 100 ist ein N-dotiertes Substrat 100. Die Blockierungsschicht 150 kann auch die Übertragung von Elektronen von dem Substrat 100 zu dem zweiten Abschnitt 12 blockieren, was das Ausmaß reduziert, in dem Metallionen in der Metallpaste, die verwendet wird, um die erste Elektrode 140 zu bilden, mit Silizium unter den Bedingungen des Bereitstellens von Elektronen reagieren, und die Wahrscheinlichkeit, dass die gebildete erste Elektrode 140 in die zweite dotierte leitfähige Schicht 130 eindringt, reduziert.
  • Mit Bezug auf 7 steht die Blockierungsschicht 150 bei einigen Ausführungsformen in Kontakt mit einer Oberfläche jedes der mehreren zweiten Abschnitte 12 von dem Substrat 100 entfernt, und eine orthographische Projektion der Blockierungsschicht 150 auf die erste Oberfläche 1 überlappt sich vollständig mit einer orthographischen Projektion jedes der mehreren zweiten Abschnitte 12 auf die erste Oberfläche 1. D. h. die Blockierungsschicht 150 befindet sich nur zwischen einem Teil der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 und einem Teil der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 direkt gegenüber den mehreren zweiten Abschnitten 12. Im Vergleich zu den mehreren ersten Abschnitten 11 ist die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren zweiten Abschnitte 12 höher. Daher ist die Blockierungsschicht 150 nur direkt den mehreren zweiten Abschnitten 12 zugewandt angeordnet, was verhindert, dass die Dotierelemente in dem zweiten Abschnitt 12 mit einer höheren Dotierelementkonzentration in die erste dotierte leitfähige Schicht 120 diffundieren.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann es mehrere Blockierungsschichten 150 geben, und jede der mehreren Blockierungsschichten 150 steht in Kontakt mit einem zweiten Abschnitt 12 der mehreren zweiten Abschnitte 12.
  • Mit Bezug auf 8 steht die Blockierungsschicht 150 bei einigen Ausführungsformen in Kontakt mit einer Oberfläche jedes der mehreren ersten Abschnitte 11 von dem Substrat 100 entfernt und einer Oberfläche jedes der mehreren zweiten Abschnitte 12 von dem Substrat 100 entfernt, und die orthographische Projektion der Blockierungsschicht 150 auf die erste Oberfläche 1 überlappt sich vollständig mit einer orthographischen Projektion jedes ersten Abschnitts 11 auf die erste Oberfläche 1 und jedes zweiten Abschnitts 12 auf die erste Oberfläche 1. D. h. die Blockierungsschicht 150 deckt die Oberfläche der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 von dem Substrat 100 entfernt und die Oberfläche der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 in Richtung auf das Substrat 100 ab, was es der Blockierungsschicht 150 ermöglicht, die Dotierelemente sowohl in dem ersten Abschnitt 11 als auch in dem zweiten Abschnitt 12 zu blockieren, und die Diffusion der Dotierelemente in dem ersten Abschnitt 11 und dem zweiten Abschnitt 12 in die erste dotierte leitfähige Schicht 120 verhindert.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann unabhängig davon, ob die Blockierungsschicht 150 nur gegenüber dem zweiten Abschnitt 12 angeordnet ist oder gegenüber sowohl dem ersten Abschnitt 11 als auch dem zweiten Abschnitt 12 angeordnet ist, das Material der Blockierungsschicht 150 ein Material mit breiter Bandlücke sein, das die Diffusion von Dotierelementen in der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 in die erste dotierte leitfähige Schicht 120 effektiv verhindern kann. Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Material der Blockierungsschicht 150 mindestens eines von Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, Siliziumkarbid oder Magnesiumfluorid. Unter Verwendung der obigen Materialien kann die Blockierungsschicht 150 einen wünschenswerten Blockierungseffekt aufweisen, und kann auch einen wünschenswerten Passivierungseffekt auf der ersten Oberfläche 1 aufweisen, um die Trägerrekombination der ersten Oberfläche 1 zu unterdrücken. Zudem weisen die obigen Materialien eine relativ hohe Härte auf, wodurch es für die gebildete erste Elektrode 140 schwierig wird, während des Sinterprozesses bei dem eigentlichen Schritt der Herstellung der ersten Elektrode durch die Blockierungsschicht 150 zu brennen, wodurch das Risiko eines Kontakts zwischen der gebildeten ersten Elektrode 140 und dem Substrat 100 reduziert wird.
  • Bei einigen Ausführungsformen reicht unabhängig davon, ob die Blockierungsschicht 150 nur gegenüber dem zweiten Abschnitt 12 angeordnet ist oder gegenüber sowohl dem ersten Abschnitt 11 als auch dem zweiten Abschnitt 12 angeordnet ist, die Dicke der Blockierungsschicht 150 von 0,5 nm bis 5 nm, und kann beispielsweise von 0,5 nm bis 0,8 nm, von 0,8 nm bis 1 nm, von 1 nm bis 1,5 nm, von 1,5 nm bis 2 nm, von 2 nm bis 2,5 nm, von 2,5 nm bis 3 nm, von 3 nm bis 3,5 nm, von 3,5 nm bis 4 nm, von 4 nm bis 4,5 nm oder von 4,5 nm bis 5 nm reichen. Innerhalb des obigen Bereichs kann dies effektiv die Diffusion von Dotierelementen in der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 zu der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 blockieren, ohne sich negativ auf die Gesamtleistung der Passivierungskontaktstruktur auszuwirken, die aus der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120, der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 und der Tunnelschicht 110 besteht, wodurch die selektive Übertragung von Trägern durch die Passivierungskontaktstruktur und ein wünschenswerter Passivierungseffekt auf der ersten Oberfläche 1 sichergestellt werden.
  • 9 ist eine Querschnittsansicht einer sechsten Solarzelle, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird, und 9 ist eine Querschnittsansicht der in 2 gezeigten Solarzelle entlang der Richtung AA'.
  • Mit Bezug auf 9 umfasst die Solarzelle bei einigen Ausführungsformen ferner eine erste Passivierungsschicht 160, die eine Oberfläche jedes der mehreren ersten Abschnitte 11 von dem Substrat 100 entfernt und eine Oberfläche jedes der mehreren zweiten Abschnitte 12 von dem Substrat 100 entfernt abdeckt. Die erste Elektrode 140 durchdringt die erste Passivierungsschicht 160, um mit den mehreren zweiten Abschnitten 12 in elektrischem Kontakt zu stehen. Die erste Passivierungsschicht 160 kann einen wünschenswerten Passivierungseffekt auf der ersten Oberfläche des Substrats 1 aufweisen. Die erste Passivierungsschicht 160 kann eine wünschenswerte chemische Passivierung an den Hängebindungen der ersten Oberfläche 1 vornehmen, die Defektzustandsdichte der ersten Oberfläche 1 reduzieren und die Trägerrekombination der ersten Oberfläche 1 unterdrücken.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann die erste Passivierungsschicht 160 eine einschichtige Struktur sein. Bei einigen Ausführungsformen kann die erste Passivierungsschicht 160 auch eine mehrschichtige Struktur sein. Bei einigen Ausführungsformen kann das Material der ersten Passivierungsschicht 160 mindestens eines von Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Siliziumnitrid oder Siliziumoxinitrid sein.
  • Bei einigen Ausführungsformen umfasst die Solarzelle ferner einen Emitter 170, der sich auf der zweiten Oberfläche 2 des Substrats 100 befindet. Der Emitter 170 weist die entgegengesetzte Art von Dotierelementen zu derjenigen des Substrats 100 auf, um einen PN-Übergang mit dem Substrat 100 zu bilden. Bei einigen Ausführungsformen kann das Material des Emitters 170 das gleiche wie das des Substrats100 sein.
  • 10 ist eine Querschnittsansicht einer siebten Solarzelle, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird, und 10 ist eine Querschnittsansicht der in 2 gezeigten Solarzelle entlang der Richtung AA'.
  • Mit Bezug auf 10 kann es sein, dass die Solarzelle bei einigen Ausführungsformen keinen Emitter 170 sondern eine zweite Passivierungskontaktstruktur auf der zweiten Oberfläche 2 aufweist. Die zweite Passivierungskontaktstruktur umfasst eine zweite Tunnelschicht 111 und eine dritte dotierte leitfähige Schicht 112, die sich auf einer Oberfläche der zweiten Tunnelschicht 111 befindet, so dass die Solarzelle zu einer doppelseitigen TOPCON-Zelle wird. Die dritte dotierte leitfähige Schicht 112 weist Dotierelemente auf, die zu derjenigen des Substrats 100 entgegengesetzter Art sind, d. h. die dritte dotierte leitfähige Schicht 112 weist P-dotierte Dotierelemente auf, um einen PN-Übergang mit dem Substrat 100 zu bilden.
  • Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Material der zweiten Tunnelschicht 111 mindestens eines von Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, Siliziumkarbid oder Magnesiumfluorid.
  • Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Material der dritten dotierten leitfähigen Schicht 112 mindestens eines von amorphem Silizium, polykristallinem Silizium oder Siliziumkarbid.
  • Mit Bezug auf 9 und 10 umfasst die Solarzelle bei einigen Ausführungsformen ferner eine zweite Passivierungsschicht 180.
  • Mit Bezug auf 9 befindet sich bei einigen Ausführungsformen dadurch, dass sich ein Emitter 170 in dem Substrat 100 befindet und die obere Oberfläche des Emitters 170 mit der zweiten Oberfläche 2 übereinstimmt, die zweite Passivierungsschicht 180 auf einer Oberfläche des Emitters 170 von dem Substrat 100 entfernt.
  • Mit Bezug auf 10 befindet sich bei einigen Ausführungsformen dadurch, dass eine zweite Passivierungskontaktstruktur in dem Substrat 100 anstelle eines Emitters 170 bereitgestellt wird, die zweite Passivierungsschicht 180 auf der Oberfläche der dritten dotierten leitfähigen Schicht 112 von dem Substrat 100 entfernt. Die zweite Passivierungsschicht 180 ist dazu konfiguriert, einen wünschenswerten Passivierungseffekt auf der zweiten Oberfläche 2 des Substrats 100 zu erreichen, die Defektzustandsdichte auf der zweiten Oberfläche 2 zu reduzieren und die Trägerrekombination auf der hinteren Oberfläche 2 des Substrats 100 zu unterdrücken. Die zweite Passivierungsschicht 180 kann auch einen wünschenswerten Antireflexeffekt aufweisen, der eine Reduzierung der Reflexion von einfallendem Licht und eine Verbesserung der Nutzung von einfallendem Licht begünstigt.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann die zweite Passivierungsschicht 180 eine einschichtige Struktur sein, während die zweite Passivierungsschicht 180 bei anderen Ausführungsformen auch eine mehrschichtige Struktur sein kann. Bei einigen Ausführungsformen kann das Material der zweiten Passivierungsschicht 180 mindestens eines von Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Siliziumnitrid oder Siliziumoxinitrid sein.
  • Mit Bezug auf 9 und 10 umfasst die Solarzelle bei einigen Ausführungsformen ferner eine zweite Elektrode 190, die sich auf der zweiten Oberfläche 2 des Substrats 100 befindet.
  • Mit Bezug auf 9 durchdringt bei einigen Ausführungsformen, dadurch dass es einen Emitter 170 in dem Substrat 100 gibt, die zweite Elektrode 190 die zweite Passivierungsschicht 180, um mit dem Emitter 170 in elektrischem Kontakt zu stehen.
  • Mit Bezug auf 10 durchdringt bei einigen Ausführungsformen, dadurch dass eine zweite Passivierungskontaktstruktur in dem Substrat 100 anstelle eines Emitters 170 bereitgestellt wird, die zweite Elektrode die zweite Passivierungsschicht 180, um mit der dritten dotierten leitfähigen Schicht 112 in elektrischem Kontakt zu stehen. Bei einigen Ausführungsformen ist das Material der zweiten Elektrode ein Metall, wie etwa Kupfer, Silber, Nickel oder Aluminium.
  • Gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung wird eine Solarzelle bereitgestellt, bei der die Dotierelementkonzentration der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 niedriger ist als die in der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130, um die Wahrscheinlichkeit zu reduzieren, dass Dotierelemente in der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 in die Tunnelschicht 110 eintreten. Zudem bilden in der Richtung, die zu der ersten Oberfläche 1 rechtwinklig steht, die mehreren ersten Abschnitte 11 und die mehreren zweiten Abschnitte 12 einen Konzentrationsgradienten mit der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120, was das Ansteuern der Längsübertragung von Trägern und die Verstärkung der Übertragung von Trägern in das Substrat 100 zu der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 begünstigt. Die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren ersten Abschnitte 11 ist niedriger als die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren zweiten Abschnitte 12. D. h. ein Konzentrationsgradient wird zwischen den mehreren ersten Abschnitten 11 und den mehreren zweiten Abschnitten 12 gebildet, was die Verstärkung der seitlichen Übertragung von Trägern in der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 begünstigt. Des Weiteren ist die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren zweiten Abschnitte 12 relativ hoch, was den Kontaktrekombinationsverlust von Trägern zwischen der ersten Elektrode 140 und den mehreren zweiten Abschnitten 12 reduzieren kann. Die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren ersten Abschnitte 11 ist relativ gering, was die parasitäre Absorption von einfallendem Licht durch einen Teil der mehreren ersten Abschnitte 11, die nicht in Kontakt mit der ersten Elektrode 140 stehen, reduziert.
  • Entsprechend wird ferner ein Photovoltaikmodul gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt, wobei das Photovoltaikmodul mindestens einen Zellenstrang umfasst, wobei der mindestens eine Zellenstrang gebildet wird, indem mehrere Solarzellen verbunden werden, wobei jede der mehreren Solarzellen 101 mindestens eine Solarzelle nach einer der obigen Ausführungsformen umfasst. Das Photovoltaikmodul umfasst ferner mindestens eine Einkapselungsschicht 102, die dazu konfiguriert ist, den mindestens einen Zellenstrang abzudecken, und mindestens eine Abdeckplatte 103, die dazu konfiguriert ist, die mindestens eine Einkapselungsschicht 102 abzudecken. Die Solarzelle 101 ist elektrisch als Ganzes oder in mehreren Teilen elektrisch verbunden, um mehrere Zellenstränge zu bilden, die elektrisch in Reihe und/oder parallel geschaltet sind.
  • Insbesondere können bei einigen Ausführungsformen mehrere Zellenstränge durch Leiterbahnen 104 elektrisch verbunden sein. Die mindestens eine Einkapselungsschicht 102 ist dazu konfiguriert, die erste Oberfläche 1 und die zweite Oberfläche 2 des Substrats 100 der Solarzelle 101 abzudecken. Insbesondere kann die Einkapselungsschicht 102 ein organischer Gehäusefilm sein, wie etwa ein Ethylenvinylacetat-Copolymer- (EVA) Film, ein Polyethylen-Octen-Co-Elastomer (POE) Film, ein Polyethylenterephthalat- (PET) Film oder ein Polyvinylbutyral- (PVB) Film sein. Bei einigen Ausführungsformen kann die mindestens eine Abdeckplatte 103 eine Glasabdeckplatte, eine Kunststoffabdeckplatte oder eine andere Abdeckplatte mit transparenten Funktionen sein. Insbesondere kann eine Oberfläche der mindestens einen Abdeckplatte 103, die der mindestens einen Einkapselungsschicht 102 zugewandt ist, eine Oberfläche mit Vorsprüngen und Vertiefungen sein, wodurch die Nutzung des einfallenden Lichts zunimmt.
  • Entsprechend wird ferner ein Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt, wobei das Verfahren verwendet werden kann, um die Solarzelle herzustellen, die gemäß den obigen Ausführungsformen bereitgestellt wird, und das Verfahren die folgenden Arbeitsgänge umfasst.
  • Mit Bezug auf 12 wird ein Substrat 100 bereitgestellt, das eine erste Oberfläche 1 aufweist.
  • Das Substrat 100 ist dazu konfiguriert, einfallendes Licht zu empfangen und photogenerierte Träger zu generieren, und weist eine zweite Oberfläche 2 gegenüber der ersten Oberfläche 1 auf.
  • Bei einigen Ausführungsformen ist das Substrat 100 mit N-dotierten Dotierelementen dotiert, wie etwa mit Phosphor (P), Wismut (Bi), Antimon (Sb) oder Arsen (As) und anderen Gruppe-V-Elementen. Bei einigen Ausführungsformen ist das Substrat mit P-dotierten Dotierelementen dotiert, wie etwa mit Bor (B), Aluminium (Al), Gallium (Ga) oder Indium (In) und anderen Gruppe-III-Elementen.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann die zweite Oberfläche 2 des Substrats 100 eine texturierte Oberfläche sein, wie etwa eine pyramidenförmig texturierte Oberfläche, um die Reflektivität der zweiten Oberfläche 2 des Substrats 100 für einfallendes Licht zu reduzieren, und dadurch die Absorption und Nutzung des Lichts zu erhöhen. Die erste Oberfläche 1 des Substrats 100 kann eine polierte Oberfläche sein, d. h. die erste Oberfläche 1 des Substrats 100 ist im Vergleich zu der zweiten Oberfläche 2 des Substrats 100 relativ flach. Bei einigen Ausführungsformen sind die zweite Oberfläche 2 des Substrats 100 und die erste Oberfläche 1 des Substrats 100 beide pyramidenförmig texturierte Oberflächen.
  • Bei einigen Ausführungsformen wird ein erster Dotierprozess auf dem Substrat 100 vorgenommen, wie etwa ein Ionenimplantationsprozess, um Dotierelemente in das Substrat 100 zu diffundieren.
  • Bei einigen Ausführungsformen ist die gebildete Solarzelle eine TOPCON-Zelle.
  • Mit Bezug auf 13 umfasst das Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle bei einigen Ausführungsformen: das Bilden eines Emitters 170 in dem Substrat 100, das Freilegen einer oberen Oberfläche des Emitters 170, wobei sich die obere Oberfläche des Emitters 170 mit der zweiten Oberfläche 2 vollständig überlappt. Der Emitter 170 weist die entgegengesetzte Art von Dotierelementen zu derjenigen des Substrats 100 auf, um einen PN-Übergang mit dem Substrat 100 zu bilden.
  • Bei einigen Ausführungsformen umfasst ein Arbeitsgang des Bildens eines Emitters 170 das Ausführen eines Diffusionsprozesses auf einer Seite der zweiten Oberfläche 2 des Substrats 100 und das Diffundieren von P-dotierten Dotierelementen von der zweiten Oberfläche 2 des Substrats 100 zu einem Teil des Substrats 100, um den Teil des Substrats 100, der mit P-dotierten Dotierelementen diffundiert ist, in den Emitter 170 umzuwandeln. Bei einigen Ausführungsformen kann der Diffusionsprozess ein Ionenimplantationsprozess sein. Bei einigen Ausführungsformen wird eine Phosphordiffusionsbehandlung auf einer Seite der zweiten Oberfläche 2 des Substrats 100 ausgeführt.
  • Mit Bezug auf 14 wird, nachdem der Emitter 170 gebildet wurde, eine Tunnelschicht 110 auf der ersten Oberfläche 1 gebildet.
  • Bei einigen Ausführungsformen wird die Tunnelschicht 110 auf der ersten Oberfläche 1 durch einen Abscheidungsprozess gebildet. Der Abscheidungsprozess umfasst entweder eine Atomlagenabscheidung oder eine chemische Gasphasenabscheidung.
  • Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Material der Tunnelschicht 110 mindestens eines von Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, amorphem Silizium oder polykristallinem Silizium.
  • Mit Bezug auf 15 bis 25 wird eine erste dotierte leitfähige Schicht 120 auf der Tunnelschicht 110 gebildet. Eine zweite dotierte leitfähige Schicht 130 wird auf der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 gebildet. Die zweite dotierte leitfähige Schicht 130 umfasst mehrere erste Abschnitte 11 und mehrere zweite Abschnitte 12, die abwechselnd in einer Richtung angeordnet sind, die zu einer vorbestimmten Richtung X rechtwinklig ist und zu einer Dickenrichtung der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 rechtwinklig ist. Jeder der mehreren ersten Abschnitte 11 und der mehreren zweiten Abschnitte 12 erstreckt sich entlang der vorbestimmten Richtung X, eine Dotierelementkonzentration der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 ist niedriger als eine Dotierelementkonzentration jedes der mehreren ersten Abschnitte 11, und die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren ersten Abschnitte 11 ist niedriger als eine Dotierelementkonzentration jedes der mehreren zweiten Abschnitte 12.
  • Die erste dotierte leitfähige Schicht 120 liegt näher an dem Substrat 100 im Vergleich zu der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130, und die Dotierelementkonzentration der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 ist niedriger als die der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130, um die Wahrscheinlichkeit zu reduzieren, dass Dotierelemente in der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 in die Tunnelschicht 110 eintreten.
  • Bei einigen Ausführungsformen umfasst ein Arbeitsgang des Bildens der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 und der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 die folgenden Arbeitsgänge.
  • Mit Bezug auf 15 bis 19 wird eine intrinsische Siliziumschicht 30 auf der Oberfläche der Tunnelschicht 110 gebildet. Bei einigen Ausführungsformen kann die intrinsische Siliziumschicht 30 eines sein von polykristallinem Silizium, amorphem Silizium, monokristallinem Silizium oder Siliziumkarbid. Der erste Dotierprozess wird an der intrinsischen Siliziumschicht 30 vorgenommen, um eine anfängliche dotierte Siliziumschicht 32 zu bilden, ein zweiter Dotierprozess wird an der anfänglichen dotierten Siliziumschicht 32 vorgenommen, damit Dotierelemente nur in einen Teil der anfänglichen dotierten Siliziumschicht 32 diffundieren können, um eine dotierte Siliziumschicht 33 zu bilden. Der andere Teil der anfänglichen dotierten Siliziumschicht 32 dient als die erste dotierte leitfähige Schicht 120. Schließlich wird ein dritter Dotierprozess an einem Teil der dotierten Siliziumschicht 33 vorgenommen, um den zweiten Abschnitt 12 zu bilden, und der andere Teil der dotierten Siliziumschicht 33 dient als der erste Abschnitt 11.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der erste Dotierprozess ein Ionenimplantationsprozess sein. Bei einigen Ausführungsformen kann der zweite Dotierprozess ein Laserdotierprozess sein, bei dem die Wellenlänge, die Frequenz, die Energie oder die Abtastrate des Lasers gesteuert wird, um die Tiefe zu steuern, bei der die Dotierelemente die anfängliche dotierte Siliziumschicht 32 erreichen, und um somit die Dicke der gebildeten ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 und der gebildeten dotierten Siliziumschicht 33 zu steuern. Bei einigen Ausführungsformen kann der dritte Dotierprozess ein Laserdotierprozess sein, bei dem nur ein Teil der dotierten Siliziumschicht 33 einer Laserbestrahlungsbehandlung unterzogen wird, um Dotierelemente wieder in den Teil der dotierten Siliziumschicht 33 zu injizieren, um die mehreren zweiten Abschnitte 12 und die mehreren ersten Abschnitte 11 zu bilden.
  • Mit Bezug auf 15 ist bei einigen Ausführungsformen die intrinsische Siliziumschicht 30 eine intrinsische polykristalline Siliziumschicht. Bei dem ersten Dotierprozess wird eine Dotierquelle auf der Oberfläche der intrinsischen Siliziumschicht 30 abgeschieden, die das erste Dotierelement umfasst. Bei einigen Ausführungsformen sind die ersten Dotierelemente N-dotierte Dotierelemente. Bei einigen Ausführungsformen kann die N-dotierte Dotierquelle eine einzige Substanz oder eine Verbindung, die fünfwertige Elemente, wie etwa Phosphor enthält, oder eine Verbindung, die Phosphor enthält, wie etwa Phosphortrichlorid, sein.
  • Vor dem Arbeitsgang des Abscheidens einer Dotierquelle wird das Substrat 100 in einem Quarzboot angeordnet, und das Quarzboot wird in einen Diffusionsofen gestellt. Nachdem das Substrat 100 in dem Quarzboot angeordnet wurde, wird das Substrat 100 erhitzt. Eine Dotierquelle wird auf der ersten Oberfläche 1 des Substrats 100 abgeschieden, und es wird Sauerstoff eingebracht. Bei einigen Ausführungsformen ist die Dotierquelle stickstoffführendes Phosphortrichlorid. Mit Bezug auf 16 reagiert bei diesem Arbeitsgang der Sauerstoff mit polykristallinem Silizium, um einen Teil der intrinsischen Siliziumschicht 30 entlang der Dickenrichtung in eine Glasschicht 31 umzuwandeln, bei der es sich um Siliziumoxid handelt, das die ersten Dotierelemente enthält. Beispielsweise ist dadurch, dass die ersten Dotierelemente Phosphor sind, die Glasschicht 31 Phosphorsiliziumglas, d. h. Siliziumoxid, das Phosphor enthält. Mit Bezug auf 17 wird eine große Menge erster Dotierelemente in der Glasschicht 31 gespeichert, die dann erhitzt und zusammen in eine Stickstoffatmosphäre geschoben werden, um die ersten Dotierelemente, die in der Glasschicht 31 gespeichert sind, in das intrinsische polykristalline Silizium zu diffundieren, um die anfängliche dotierte Siliziumschicht 32 zu bilden.
  • Mit Bezug auf 18 wird in dem zweiten Dotierprozess die Glasschicht 31 zurückgehalten und mit einem Laser bestrahlt. Das erste Dotierelement in der laserbehandelten Glasschicht 31 diffundiert wieder in einen Teil der anfänglichen dotierten Siliziumschicht 32, um die erste dotierte leitfähige Schicht 120 und die dotierte Siliziumschicht 33 zu bilden.
  • Mit Bezug auf 19 wird in dem dritten Dotierprozess die Glasschicht 31 weiterhin zurückgehalten und ein Teil der Glasschicht 31 wird mit einem Laser bestrahlt. Das erste Dotierelement in der laserbehandelten Glasschicht 31 diffundiert wieder in einen Teil der dotierten Siliziumschicht 33, um die mehreren ersten Abschnitte 11 und die mehreren zweiten Abschnitte 12 zu bilden.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der Laserstrahl, der bei dem Laserprozess verwendet wird, einer von einem Infrarotlaser, einem grünen Laser oder einem ultravioletten Laser sein. Diese Laserstrahlen können von einer von einer CO2-Laservorrichtung, einer Excimer-Laservorrichtung, einer Ti: Saphir-Laservorrichtung, einer Halbleiterlaservorrichtung, einer Kupferdampf-Laservorrichtung oder von anderen Laservorrichtungen, die Laserstrahlen emittieren können, generiert werden.
  • Der Laserstrahl, der von der Laservorrichtung emittiert wird, bestrahlt die Oberfläche der Glasschicht 31, und unter der thermischen Einwirkung des Laserstrahls diffundiert das erste Dotierelement in der Glasschicht 31 zu der anfänglichen dotierten Siliziumschicht 32 oder der dotierten Siliziumschicht 33.
  • Nachdem die mehreren ersten Abschnitte 11 und die mehreren zweiten Abschnitte 12 gebildet wurden, wird die Glasschicht 31 durch einen Absäuerungsprozess entfernt.
  • Mit Bezug auf 21 umfasst bei einigen Ausführungsformen vor dem Arbeitsgang des Bildens der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 das Verfahren ferner: das Bilden einer Blockierungsschicht 150, die sich auf einer Oberfläche der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 von dem Substrat 100 entfernt befindet. Das Material der Blockierungsschicht 150 umfasst mindestens eines von Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid oder Siliziumkarbid. Die Blockierungsschicht 150 spielt eine Rolle beim Blockieren der Diffusion von Dotierelementen in der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 zu der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 und kann eine geringe Konzentration von Dotierelementen in der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 bewahren.
  • Bei einigen Ausführungsformen umfasst ein Arbeitsgang des Bildens der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120, der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 und der Blockierungsschicht 150 die folgenden Arbeitsgänge.
  • Mit Bezug auf 20 wird eine erste intrinsische Siliziumschicht 41 auf der Oberfläche der Tunnelschicht 110 gebildet. Bei einigen Ausführungsformen kann die erste intrinsische Siliziumschicht 41 eines sein von polykristallinem Silizium, amorphem Silizium, monokristallinem Silizium oder Siliziumkarbid. Bei einigen Ausführungsformen wird die erste intrinsische Siliziumschicht 41 auf der Oberfläche der Tunnelschicht 110 durch einen Abscheidungsprozess, wie etwa den Atomlagenabscheidungsprozess, gebildet.
  • Mit Bezug auf 21 wird eine Blockierungsschicht 150 auf der Oberfläche der ersten intrinsischen Siliziumschicht 41 gebildet. Bei einigen Ausführungsformen kann ein Abscheidungsprozess verwendet werden, um die Blockierungsschicht 150 zu bilden, wobei beispielsweise ein Atomlagenabscheidungsprozess oder ein Gasphasenabscheidungsprozess verwendet werden kann, um die Blockierungsschicht 150 zu bilden. Bei einigen Ausführungsformen kann die Blockierungsschicht 150 ganz auf der Oberfläche der ersten intrinsischen Siliziumschicht 41 gebildet werden, so dass die Blockierungsschicht direkt gegenüber den mehreren ersten Abschnitten 11 und den mehreren zweiten Abschnitten 12 angeordnet ist, um anschließend gebildet zu werden. Bei einigen Ausführungsformen kann die Blockierungsschicht 150 auch auf der Oberfläche eines Teils der ersten intrinsischen Siliziumschicht 41 gebildet werden, so dass die Blockierungsschicht direkt gegenüber den mehreren zweiten Abschnitten 12 angeordnet ist, um anschließend gebildet zu werden.
  • Weiter mit Bezug auf 21 wird eine zweite intrinsische Siliziumschicht 42 auf einer Oberfläche der Blockierungsschicht 150 gebildet. Bei einigen Ausführungsformen kann die zweite intrinsische Siliziumschicht 42 eines sein von polykristallinem Silizium, amorphem Silizium, monokristallinem Silizium oder Siliziumkarbid. Bei einigen Ausführungsformen wird die zweite intrinsische Siliziumschicht 42 auf der Oberfläche der Tunnelschicht 110 durch einen Abscheidungsprozess, wie etwa den Atomlagenabscheidungsprozess, gebildet.
  • Eine Dotierquelle wird auf einer Oberfläche der zweiten intrinsischen Siliziumschicht 42 von dem Substrat 100 entfernt abgeschieden, und die Dotierquelle umfasst erste Dotierelemente. Während des Abscheidens der Dotierquelle wird Sauerstoff eingebracht, um einen Teil der zweiten intrinsischen Siliziumschicht 42 in eine Glasschicht 31 entlang der Dickenrichtung der zweiten intrinsischen Siliziumschicht 42 umzuwandeln, und die Glasschicht 31 ist eine Siliziumoxidschicht, welche die ersten Dotierelemente enthält.
  • Bei einigen Ausführungsformen ist die Dotierquelle eine N-dotierte Dotierquelle, wobei die ersten Dotierelemente N-dotierte Dotierelemente sind. Bei einigen Ausführungsformen ist die N-dotierte Dotierquelle eine einzige Substanz oder eine Verbindung, die fünfwertige Elemente, wie etwa Phosphor, enthält, oder eine Verbindung, die Phosphor enthält, wie etwa Phosphortrichlorid.
  • Vor dem Arbeitsgang des Abscheidens einer Dotierquelle wird das Substrat 100 in einem Quarzboot angeordnet, und das Quarzboot wird in einen Diffusionsofen gestellt. Nachdem das Substrat 100 in dem Quarzboot angeordnet wurde, wird das Substrat 100 auf eine erste voreingestellte Temperatur erhitzt, die von 500 Grad Celsius bis 900 Grad Celsius reicht. Nach dem Erhitzen bis auf die erste voreingestellte Temperatur wird eine Dotierquelle auf der ersten Oberfläche 1 des Substrats 100 abgeschieden, und es wird Sauerstoff eingebracht. Die Abscheidungszeit der Dotierquelle beträgt 50 s bis 800 s. Bei einigen Ausführungsformen kann die Dotierquelle ein stickstoffführendes Phosphortrichlorid sein, wobei die Konzentration von Phosphortrichlorid von 0,1 % bis 3 Gew.-% reicht, und der Stickstoffdurchsatz von 2000 sccm bis 4000 sccm reicht.
  • Mit Bezug auf 22 reagiert bei den obigen Arbeitsgängen der Sauerstoff mit Silizium, um einen Teil der zweiten intrinsischen Siliziumschicht 42 entlang der Dickenrichtung der zweiten intrinsischen Siliziumschicht in eine Glasschicht 31 umzuwandeln. Die Glasschicht 31 ist eine Siliziumoxidschicht, welche die ersten Dotierelemente enthält. Beispielsweise ist dadurch, dass die ersten Dotierelemente Phosphor sind, die Glasschicht 31 ein Phosphorsiliziumglas, d. h. ein siliziumoxidhaltiger Phosphor, und eine große Menge der ersten Dotierelemente ist in der Glasschicht 31 gespeichert.
  • Mit Bezug auf 23 wird ein erster Dotierprozess ausgeführt, wobei der erste Dotierprozess das Diffundieren eines Teils der ersten Dotierelemente, die in der Glasschicht gespeichert sind, in die erste intrinsische Siliziumschicht 41, um die erste dotierte leitfähige Schicht 120 zu bilden, und das Diffundieren eines anderen Teils der ersten Dotierelemente in die zweite intrinsische Siliziumschicht 42, die anders als die Glasschicht 31 ist, um eine anfängliche zweite dotierte leitfähige Schicht 43 zu bilden, umfasst. Bei einigen Ausführungsformen wird nach dem Erhitzen auf die zweite voreingestellte Temperatur der erste Dotierprozess ausgeführt, wobei die zweite voreingestellte Temperatur größer als die erste voreingestellte Temperatur ist, beispielsweise von 900 Grad Celsius bis 1200 Grad Celsius. Gleichzeitig werden die ersten Dotierelemente, die in der Glasschicht 31 gespeichert sind, in die erste intrinsische Siliziumschicht 41 unter Stickstoffatmosphäre diffundiert, um die erste dotierte leitfähige Schicht 120 zu bilden.
  • Es versteht sich, dass auf Grund des Vorliegens der Blockierungsschicht 150 während der Diffusion der ersten Dotierelemente in der Glasschicht 31 von der zweiten intrinsischen Siliziumschicht 42 zu der ersten intrinsischen Siliziumschicht 41 die Blockierungsschicht 150 als Sperre für die ersten Dotierelemente dient, was dazu führt, dass eine geringere Anzahl von Dotierelementen in die erste intrinsische Siliziumschicht 41 als in die zweite intrinsische Siliziumschicht 42 diffundiert. Daher ist eine Dotierelementkonzentration der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 geringer als die Dotierelementkonzentration der anfänglichen zweiten dotierten leitfähigen Schicht 43.
  • Mit Bezug auf 24 und 25 wird ein zweiter Dotierprozess auf einem Teil der Glasschicht 31 ausgeführt, wobei der zweite Dotierprozess das Diffundieren verbleibender erster Dotierelemente, die in der Glasschicht 31 gespeichert sind, in die anfängliche zweite dotierte leitfähige Schicht 43 in einer Richtung, die zu der ersten Oberfläche rechtwinklig ist, um einen Teil der anfänglichen zweiten dotierten leitfähigen Schicht 43 in die mehreren zweiten Abschnitte 12 der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 umzuwandeln, und um den anderen Teil der anfänglichen zweiten dotierten leitfähigen Schicht 43 in die mehreren ersten Abschnitte 11 der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 umzuwandeln, umfasst.
  • Mit Bezug auf 24 wird bei einigen Ausführungsformen eine Maskenschicht 50 auf der Oberfläche der Glasschicht 31 vor dem zweiten Dotierprozess gebildet. Die Maskenschicht 50 weist eine erste Öffnung 51 auf, und die erste Öffnung 51 legt einen Teil der Oberfläche der Glasschicht 31 frei. Bei einigen Ausführungsformen wird die Maskenschicht 50 photolithographiert, um die erste Öffnung 51 zu bilden.
  • Bei einigen Ausführungsformen ist das Material der Maskenschicht 50 entweder Siliziumoxid oder Siliziumoxinitrid, und die Maskenschicht 50 wird durch einen Abscheidungsprozess gebildet.
  • Mit Bezug auf 25 wird bei einigen Ausführungsformen der zweite Dotierprozess entlang der ersten Öffnung 51 auf der anfänglichen zweiten dotierten leitfähigen Schicht 43 ausgeführt (mit Bezug auf 24), wobei die ersten Dotierelemente in einem Teil der Glasschicht 31 direkt gegenüber der ersten Öffnung 51 in die anfängliche zweite dotierte leitfähige Schicht 43 diffundieren, um mehrere zweite Abschnitte 12 mit einer hohen Dotierelementkonzentration zu bilden. Der andere Teil der anfänglichen zweiten dotierten leitfähigen Schicht 43 wird durch die Maskenschicht 50 maskiert. Daher diffundieren die Dotierelemente in der Glasschicht 31 kaum in den anderen Teil der anfänglichen zweiten dotierten leitfähigen Schicht 43, was dazu führt, dass die restliche anfängliche zweite dotierte leitfähige Schicht 43 die mehreren ersten Abschnitte 11 mit einer niedrigeren Dotierelementkonzentration bildet.
  • Es ist nicht schwer zu verstehen, dass dadurch, dass die Dotierelementkonzentration der anfänglichen zweiten dotierten leitfähigen Schicht 43 größer als die Dotierelementkonzentration der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 ist, die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren ersten Abschnitte 11 und die Dotierelementkonzentration jedes der mehreren zweiten Abschnitte 12 beide größer als die Dotierelementkonzentration der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 sind.
  • Bei einigen Ausführungsformen umfasst der zweite Dotierprozess einen Laserprozess, und der Laserprozess weist eine Laserwellenlänge auf, die reicht von 300 nm bis 532 nm, und kann beispielsweise von 300 nm bis 330 nm, von 330 nm bis 350 nm, von 350 nm bis 380 nm, von 380 nm bis 420 nm, von 420 nm bis 480 nm oder von 480 nm bis 532 nm reichen. Die Laserfrequenz reicht von 120 kHz bis 1500 kHz, und kann beispielsweise von 120 kHz bis 180 kHz, von 180 kHz bis 240 kHz, von 240 kHz bis 330 kHz, von 330 kHz bis 480 kHz, von 480 kHz bis 600 kHz, von 600 kHz bis 700 kHz, von 700 kHz bis 800 kHz, von 800 kHz bis 900 kHz, von 900 kHz bis 1050 kHz oder von 1050 kHz bis 1200 kHz reichen. Die Abtastgeschwindigkeit reicht von 1000 mm/s bis 40000 mm/s, wie etwa von 1000 mm/s bis 2000 mm/s, 2000 mm/s bis 5000 mm/s, von 5000 mm/s bis 6000 mm/s, von 6000 mm/s bis 7500 mm/s, von 7500 mm/s bis 9000 mm/s, von 9000 mm/s bis 12000 mm/s, von 12000 mm/s bis 18000 mm/s, von 18000 mm/s bis 25000 mm/s, von 25000 mm/s bis 28000 mm/s, von 28000 mm/s bis 32000 mm/s, von 32000 mm/s bis 34000 mm/s bis 36000 mm/s, von 36000 mm/s bis 38500 mm/s bis 40000 mm/s oder von 38500 mm/s bis 40000 mm/s. Die Laserenergie reicht von 0,1 J/cm2 bis 1,5 J/cm2, und kann beispielsweise von 0,1 J/cm2 bis 0,3 J/cm2, von 0,3 J/cm2 bis 0,5 J/cm2, von 0,5 J/cm2 bis 0,8 J/cm2, von 0,8 J/cm2 bis 1 J/cm2, von 1 J/cm2 bis 1,2 J/cm2, von 1,2 J/cm2 bis 1,3 J/cm2 oder von 1,3 J/cm2 bis 1,5 J/cm2 reichen. Innerhalb der obigen Bereiche können ausreichende Laserwärmeeffekte generiert werden, damit die ersten Dotierelemente in der Glasschicht 31 in die anfängliche zweite dotierte leitfähige Schicht 43 unter dem Laserwärmeeffekt diffundieren können. Und innerhalb der obigen Bereiche ist der Diffusionsgrad der ersten Dotierelemente in der Glasschicht 31 nicht zu groß, was eine übermäßige Diffusion der ersten Dotierelemente in die erste dotierte leitfähige Schicht 120 verhindert, was zu einer Erhöhung der Dotierelementkonzentration der gebildeten ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 führt.
  • Bei einigen Ausführungsformen können die Parameter des Laserprozesses auch derart gesteuert werden, dass die ersten Dotierelemente auch in die erste dotierte leitfähige Schicht 120 diffundieren, um mehrere dritte Abschnitte 13 (mit Bezug auf 4) direkt gegenüber den mehreren ersten Abschnitten 11 und mehrere vierte Abschnitte 14 (mit Bezug auf 4) direkt gegenüber den mehreren zweiten Abschnitten 12 in der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 zu bilden. Bei dem Arbeitsgang des Bildens der mehreren zweiten Abschnitte 12 durch den Laserprozess diffundiert ein Teil der ersten Dotierelemente in einen Teil der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 direkt gegenüber den mehreren zweiten Abschnitten 12, um die mehreren vierten Abschnitte 14 mit einer relativ hohen Dotierelementkonzentration zu bilden. Der andere Teil der ersten dotierten leitfähigen Schicht 120 bildet die mehreren dritten Abschnitte 13 mit einer relativ niedrigen Dotierelementkonzentration.
  • Bei einigen Ausführungsformen können die Parameter des Laserprozesses auch gesteuert werden, um eine Rekristallisation der Körner zu verursachen, die in den mehreren zweiten Abschnitten 12 gebildet sind, was zu einer kleineren durchschnittlichen Korngröße in jedem der mehreren zweiten Abschnitte 12 im Vergleich zu der durchschnittlichen Korngröße in jedem der mehreren ersten Abschnitte 11 führt. Somit wird eine größere Anzahl von ersten Dotierelementen in die mehreren zweiten Abschnitte 12 diffundiert, wodurch eine höhere Dotierelementkonzentration der mehreren zweiten Abschnitte 12 als in den mehreren ersten Abschnitten 11 erreicht wird. Bei einigen Ausführungsformen können die Parameter des Laserprozesses auch gesteuert werden, um eine Rekristallisation der Körner sowohl in den mehreren zweiten Abschnitten 12 als auch in den mehreren vierten Abschnitten 14 zu verursachen, um eine durchschnittliche Korngröße jedes der mehreren vierten Abschnitte 14 zu erreichen, die kleiner ist als die jedes der mehreren dritten Abschnitte 13, und um eine Dotierelementkonzentration zu erreichen, die größer als die jedes der mehreren dritten Abschnitte 13 ist.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der Laserstrahl, der bei dem Laserprozess verwendet wird, einer von einem Infrarotlaser, einem grünen Laser oder einem ultravioletten Laser sein. Diese Laserstrahlen können von einer von einer CO2-Laservorrichtung, einer Excimer-Laservorrichtung, einer Ti: Saphir-Laservorrichtung, einer Halbleiterlaservorrichtung, einer Kupferdampf-Laservorrichtung oder von anderen Laservorrichtungen, die Laserstrahlen emittieren können, generiert werden.
  • Der Laserstrahl, der von der Laservorrichtung emittiert wird, bestrahlt die Oberfläche der Glasschicht 31, und unter der thermischen Einwirkung des Laserstrahls diffundieren die ersten Dotierelemente in der Glasschicht 31 in die anfängliche zweite dotierte leitfähige Schicht 43.
  • Bei einigen Ausführungsformen werden, nachdem die mehreren ersten Abschnitte 11 und die mehreren zweiten Abschnitte 12 gebildet wurden, die Opferschicht und die Glasschicht 31 entfernt. Bei einigen Ausführungsformen kann der Absäuerungsprozess verwendet werden, um die Glasschicht 31 zu entfernen, und es kann beispielsweise eine HCL-Lösung oder HF-Lösung verwendet werden, um die Opferschicht und die Glasschicht 31 zu reinigen und zu entfernen.
  • Mit Bezug auf 26 umfasst bei einigen Ausführungsformen das Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle ferner das Bilden einer ersten Passivierungsschicht 160 auf einer Oberfläche der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 von dem Substrat 100 entfernt. Bei einigen Ausführungsformen kann die erste Passivierungsschicht 160 eine einschichtige Struktur sein. Bei einigen Ausführungsformen kann die erste Passivierungsschicht 160 auch eine mehrschichtige Struktur sein.
  • Bei einigen Ausführungsformen ist die erste Passivierungsschicht 160 eine einschichtige Struktur, und das Material der ersten Passivierungsschicht 160 kann mindestens eines von Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Siliziumnitrid oder Siliziumoxinitrid sein. Bei einigen Ausführungsformen ist die erste Passivierungsschicht 160 eine mehrschichtige Struktur, und das Material der ersten Passivierungsschicht 160 kann mindestens eines von Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Siliziumnitrid oder Siliziumoxinitrid sein.
  • Bei einigen Ausführungsformen umfasst der Arbeitsgang des Bildens der ersten Passivierungsschicht 160 das Bilden der ersten Passivierungsschicht 160 auf einer Oberfläche der zweiten dotierten leitfähigen Schicht 130 unter Verwendung von plasmaunterstützter chemischer Gasphasenabscheidung (PECVD).
  • Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner das Bilden einer zweiten Passivierungsschicht 180 auf der Oberfläche des Emitters 170. Die zweite Passivierungsschicht 180 kann einen wünschenswerten Passivierungseffekt erreichen. Bei einigen Ausführungsformen kann die zweite Passivierungsschicht 180 eine einschichtige Struktur sein. Bei einigen Umsetzungen kann die zweite Passivierungsschicht 180 auch eine mehrschichtige Struktur sein.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann die zweite Passivierungsschicht 180 eine einschichtige Struktur sein, und das Material der zweiten Passivierungsschicht 180 kann mindestens eines von Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Siliziumnitrid oder Siliziumoxinitrid sein. Bei einigen Ausführungsformen ist die zweite Passivierungsschicht 180 eine mehrschichtige Struktur, und das Material der zweiten Passivierungsschicht 180 kann mindestens eines von Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Siliziumnitrid oder Siliziumoxinitrid sein.
  • Bei einigen Ausführungsformen wird die zweite Passivierungsschicht 180 auf der Oberfläche des Emitters 170 durch den PECVD-Prozess gebildet.
  • Mit Bezug auf 9 werden mehrere erste Elektroden jeweils den mehreren zweiten Abschnitten entsprechend gebildet, und jede der mehreren ersten Elektroden 140 erstreckt sich entlang der vorbestimmten Richtung X. Jede der mehreren ersten Elektroden 140 steht in elektrischem Kontakt mit dem entsprechenden zweiten Abschnitt 12.
  • Bei einigen Ausführungsformen umfasst der Arbeitsgang des Bildens der ersten Elektrode 140 die folgenden Arbeitsgänge.
  • Es wird eine Metallpaste auf einer Oberfläche jedes der mehreren zweiten Abschnitte 100 von dem Substrat 100 entfernt gebildet. Bei einigen Ausführungsformen kann ein Siebdruckprozess verwendet werden, um die Metallpaste auf einem Teil der Oberfläche der ersten Passivierungsschicht 160 direkt gegenüber den mehreren zweiten Abschnitten 12 zu drucken. Bei einigen Ausführungsformen umfasst die Metallpaste mindestens eines von Silber, Aluminium, Kupfer, Zinn, Gold, Blei oder Nickel.
  • Ein Sinterprozess wird an der Metallpaste vorgenommen, um durch einen Teil der Metallpaste entlang der Dickenrichtung der Metallpaste von der Oberfläche jedes der mehreren zweiten Abschnitte 12 von dem Substrat 100 entfernt durchzubrennen, um die mehreren ersten Elektroden 140 zu bilden. Bei einigen Ausführungsformen enthält die Metallpaste Materialien mit hochkorrosiven Bestandteilen, wie etwa Glas. Daher korrodieren während des Sinterprozesses die korrosiven Komponenten die erste Passivierungsschicht 160 und einen Teil der mehreren zweiten Abschnitte 12, was bewirkt, dass die Metallpaste in die erste Passivierungsschicht 160 und den Teil der mehreren zweiten Abschnitte 12 eindringt.
  • Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner das Bilden einer zweiten Elektrode 190. Die zweite Elektrode 190 durchdringt die zweite Passivierungskontaktstruktur 180, um mit dem Emitter 170 in elektrischem Kontakt zu stehen. Bei einigen Ausführungsformen kann der Arbeitsgang des Bildens der zweiten Elektrode 190 der gleiche wie der Arbeitsgangs des Bildens der ersten Elektrode 140 sein, und es wird Bezug auf die Beschreibung des Arbeitsgangs des Bildens der ersten Elektrode 140 genommen.
  • Die Terminologie, die bei der Beschreibung der diversen hier beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, dient nur dem Zweck der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und ist nicht dazu gedacht, einschränkend zu sein. Wie sie in der Beschreibung der diversen beschriebenen Ausführungsformen und in den beiliegenden Ansprüchen verwendet werden, sind die Einzahlformen „ein, eine, ein“ und „der, die, das“ dazu gedacht, auch die Mehrzahlformen einzubeziehen, soweit der Zusammenhang nicht deutlich anderes angibt. Es versteht sich ebenfalls, dass sich der Begriff „und/oder“, wie er hier verwendet wird, auf beliebige und alle möglichen Kombinationen eines oder mehrerer der dazugehörigen aufgeführten Elemente bezieht und diese umfasst. Es versteht sich ferner, dass die Begriffe „umfasst“, „umfassend“ und/oder „aufweist“, „aufweisend“, wenn sie in der vorliegenden Beschreibung verwendet werden, das Vorliegen angegebener Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Arbeitsgänge, Elemente und/oder Komponenten vorgeben, jedoch das Vorliegen oder Hinzufügen von einem oder mehreren anderen Merkmalen, Ganzzahlen, Schritten, Arbeitsgängen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht ausschließen.
  • Wenn zudem Teile, wie etwa eine Schicht, ein Film, eine Region oder eine Platte, als „auf” einem anderen Teil befindlich bezeichnet werden, können sich diese „direkt auf” einem anderen Teil befinden, oder es kann ein anderes Teil dazwischen vorhanden sein. Zudem, wenn sich ein Teil einer Schicht, eines Films, einer Region, einer Platte usw. „direkt auf” einem anderen Teil befindet, bedeutet dies, dass kein anderes Teil dazwischen positioniert ist.
  • Obwohl die vorliegende Anmeldung zuvor mit bevorzugten Ausführungsformen offenbart wurde, wird dies nicht dazu verwendet, die Ansprüche einzuschränken. Der Schutzumfang unterliegt dem Umfang, der von den Ansprüchen der vorliegenden Anmeldung definiert wird. Zudem sind die Ausführungsformen und die beiliegenden Zeichnungen in der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung nur erläuternde Beispiele, die den Schutzumfang der Ansprüche der vorliegenden Anmeldung nicht einschränken.
  • Der Fachmann auf dem Gebiet wird verstehen, dass die obigen Ausführungsformen spezifische Beispiele für die Ausbildung der vorliegenden Anmeldung sind, und dass bei tatsächlichen Offenbarungen diverse Änderungen in Form und Einzelheiten vorgenommen werden können, ohne den Umfang der vorliegenden Anmeldung zu verlassen. Daher unterliegt der Schutzumfang der vorliegenden Anmeldung dem Umfang, der von den Ansprüchen definiert wird.

Claims (15)

  1. Solarzelle, umfassend: ein Substrat (100), das eine erste Oberfläche (1) aufweist; eine Tunnelschicht (110), die auf dem Substrat (1) gebildet ist; eine erste dotierte leitfähige Schicht (120), die auf der Tunnelschicht (110) gebildet ist; eine zweite dotierte leitfähige Schicht (130), die auf der ersten dotierten leitfähigen Schicht (120) gebildet ist, wobei die zweite dotierte leitfähige Schicht (130) umfasst: eine Vielzahl von ersten Abschnitten (11) und eine Vielzahl von zweiten Abschnitten (12), die abwechselnd in einer Richtung angeordnet sind, die zu einer vorbestimmten Richtung (X) rechtwinklig ist und zu einer Dickenrichtung der zweiten dotierten leitfähigen Schicht (130) rechtwinklig ist, wobei sich jeder der Vielzahl von ersten Abschnitten (11) und der Vielzahl von zweiten Abschnitten (12) entlang der vorbestimmten Richtung (X) erstreckt, eine Dotierelementkonzentration der ersten dotierten leitfähigen Schicht (120) niedriger als eine Dotierelementkonzentration jedes der Vielzahl von ersten Abschnitten (11) ist, und die Dotierelementkonzentration jedes der Vielzahl von ersten Abschnitten (11) niedriger als eine Dotierelementkonzentration jedes der Vielzahl von zweiten Abschnitten (12); wobei die vorbestimmte Richtung (X) zu der ersten Oberfläche (1) parallel ist; eine Vielzahl von ersten Elektroden (140), die jeweils der Vielzahl von zweiten Abschnitten (12) entspricht, wobei sich jede der Vielzahl von ersten Elektroden (140) entlang der vorbestimmten Richtung (X) erstreckt, und jede der Vielzahl von ersten Elektroden (140) mit einem entsprechenden zweiten Abschnitt (12) der Vielzahl von zweiten Abschnitten (120 in elektrischem Kontakt steht.
  2. Solarzelle nach Anspruch 1, wobei ein Verhältnis der Dotierelementkonzentration jedes der Vielzahl von ersten Abschnitten zu der Dotierelementkonzentration jedes der Vielzahl von zweiten Abschnitten von 1:50 bis 3:4 reicht; wobei wahlweise ein Verhältnis der Dotierelementkonzentration der ersten dotierten leitfähigen Schicht zu der Dotierelementkonzentration jedes der Vielzahl von zweiten Abschnitten von 1:100 bis 1:2 reicht.
  3. Solarzelle nach Anspruch 1, wobei die erste dotierte leitfähige Schicht umfasst: eine Vielzahl von dritten Abschnitten und eine Vielzahl von vierten Abschnitten, die abwechselnd in einer Richtung angeordnet sind, die zu der vorbestimmten Richtung rechtwinklig ist und zu einer Dickenrichtung der zweiten dotierten leitfähigen Schicht rechtwinklig ist, wobei sich jeder der Vielzahl von dritten Abschnitten und der Vielzahl von vierten Abschnitten entlang der vorbestimmten Richtung erstreckt, und die vorbestimmte Richtung eine beliebige Richtung ist, die zu der ersten Oberfläche parallel ist; wobei jeder der Vielzahl von dritten Abschnitten direkt gegenüber jedem der Vielzahl von ersten Abschnitten angeordnet ist, jeder der Vielzahl von vierten Abschnitten direkt gegenüber jedem der Vielzahl von zweiten Abschnitten angeordnet ist, und eine Dotierelementkonzentration jedes der Vielzahl von dritten Abschnitten niedriger als eine Dotierelementkonzentration jedes der Vielzahl von vierten Abschnitten ist.
  4. Solarzelle nach Anspruch 3, wobei dadurch, dass die erste dotierte leitfähige Schicht N-dotierte Dotierelemente aufweist, ein Verhältnis der Dotierelementkonzentration jedes der Vielzahl von dritten Abschnitten zu der Dotierelementkonzentration jedes der Vielzahl von vierten Abschnitten von 1:30 bis 5:6 reicht; dadurch, dass die erste dotierte leitfähige Schicht eine P-dotierte Dotierelemente aufweist, ein Verhältnis der Dotierelementkonzentration jedes der Vielzahl von dritten Abschnitten zu der Dotierelementkonzentration jedes der Vielzahl von vierten Abschnitten von 1:100 bis 2:3 reicht; wobei wahlweise ein Verhältnis der Dotierelementkonzentration jedes der Vielzahl von vierten Abschnitten zu der Dotierelementkonzentration jedes der Vielzahl von zweiten Abschnitten von 1:10 bis 5:6 reicht.
  5. Solarzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste dotierte leitfähige Schicht und die zweite dotierte leitfähige Schicht beide P-dotierte Dotierelemente aufweisen, die Dotierelementkonzentration jedes der Vielzahl von ersten Abschnitten von 5×1018 Atomen/cm3 bis 5×1019 Atomen/cm3 reicht, die Dotierelementkonzentration jedes der Vielzahl von ersten Abschnitten von 5×1019 Atomen/cm3 bis 3×1020 Atomen/cm3 reicht, und die Dotierelementkonzentration der ersten dotierten leitfähigen Schicht von 1×1018 Atomen/cm3 bis 4,5×1019 Atomen/cm3 reicht.
  6. Solarzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste dotierte leitfähige Schicht und die zweite dotierte leitfähige Schicht beide N-dotierte Dotierelemente aufweisen, die Dotierelementkonzentration jedes der Vielzahl von ersten Abschnitten von 1×1020 Atomen/cm3 bis 2×1021 Atomen/cm3 reicht, die Dotierelementkonzentration jedes der Vielzahl von ersten Abschnitten von 2×1020 Atomen/cm3 bis 5×1021 Atomen/cm3 reicht, und die Dotierelementkonzentration der ersten dotierten leitfähigen Schicht von 5×1019 Atomen/cm3 bis 5×1020 Atomen/cm3 reicht.
  7. Solarzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend eine Blockierungsschicht, die sich zwischen der ersten dotierten leitfähigen Schicht und der zweiten dotierten leitfähigen Schicht befindet, wobei eine Oberfläche der Blockierungsschicht, die dem Substrat zugewandt ist, in Kontakt mit der Oberfläche der ersten dotierten leitfähigen Schicht, die von dem Substrat abgewandt ist, und eine Oberfläche der Blockierungsschicht, die von dem Substrat abgewandt ist, mit einer Oberfläche der zweiten dotierten leitfähigen Schicht, die dem Substrat zugewandt ist, in Kontakt steht.
  8. Solarzelle nach Anspruch 7, wobei die Oberfläche der Blockierungsschicht, die von dem Substrat abgewandt ist, in Kontakt mit jedem der Vielzahl von zweiten Abschnitten steht, und sich eine orthographische Projektion der Blockierungsschicht auf die erste Oberfläche vollständig mit einer orthographischen Projektion jedes der Vielzahl von Abschnitten auf die erste Oberfläche überlappt.
  9. Solarzelle nach Anspruch 7, wobei die Oberfläche der Blockierungsschicht, die von dem Substrat abgewandt ist, in Kontakt mit jedem der Vielzahl von ersten Abschnitten steht, und sich eine orthographische Projektion der Blockierungsschicht auf die erste Oberfläche vollständig mit einer orthographischen Projektion jedes der Vielzahl von ersten Abschnitten und einer orthographischen Projektion jedes der Vielzahl von zweiten Abschnitten auf die erste Oberfläche überlappt.
  10. Solarzelle nach Anspruch 7, wobei ein Material der Blockierungsschicht mindestens eines von Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, Siliziumkarbid oder Magnesiumfluorid umfasst; wobei wahlweise ein Material der ersten dotierten leitfähigen Schicht mindestens eines von amorphem Silizium, polykristallinem Silizium oder Siliziumkarbid umfasst, und ein Material der zweiten dotierten leitfähigen Schicht mindestens eines von amorphem Silizium, polykristallinem Silizium oder Siliziumkarbid umfasst.
  11. Solarzelle nach Anspruch 10, wobei die erste dotierte leitfähige Schicht aus einem ersten polykristallinen Silizium besteht, jeder der Vielzahl von ersten Abschnitten aus einem zweiten polykristallinen Silizium besteht, und jeder der Vielzahl der zweiten Abschnitte aus einem dritten polykristallinen Silizium besteht; eine durchschnittliche Korngröße des ersten polykristallinen Siliziums größer als eine durchschnittliche Korngröße des zweiten polykristallinen Siliziums und größer als eine durchschnittliche Korngröße des dritten polykristallinen Siliziums ist.
  12. Solarzelle nach Anspruch 3, wobei jeder der Vielzahl von dritten Abschnitten aus einem vierten polykristallinen Silizium besteht, jeder der Vielzahl von vierten Abschnitten aus einem fünften polykristallinen Silizium besteht, jeder der Vielzahl von ersten Abschnitten aus einem zweiten polykristallinen Silizium besteht, und jeder der Vielzahl von zweiten Abschnitten aus einem dritten polykristallinen Silizium besteht; wobei eine durchschnittliche Korngröße des vierten polykristallinen Siliziums größer als eine durchschnittliche Korngröße des fünften polykristallinen Siliziums ist, die durchschnittliche Korngröße des fünften polykristallinen Siliziums größer als eine durchschnittliche Korngröße des dritten polykristallinen Siliziums ist, und eine durchschnittliche Korngröße des zweiten polykristallinen Siliziums größer als die durchschnittliche Korngröße des dritten polykristallinen Siliziums ist.
  13. Solarzelle nach Anspruch 1, wobei das Substrat N-dotierte Dotierelemente aufweist, jeder der Vielzahl von zweiten Abschnitten einen Hauptkörperabschnitt, der mit N-dotierten Dotierelementen dotiert ist, und einen umgekehrt dotierten Abschnitt, der sich in dem Hauptkörperabschnitt befindet und mit P-dotierten Dotierelementen dotiert ist, umfasst, und eine Volumenproportion des umgekehrt dotierten Abschnitts in dem Hauptkörperabschnitt kleiner als 50 % ist.
  14. Solarzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Verhältnis einer Dicke der ersten dotierten leitfähigen Schicht zu einer Dicke der zweiten dotierten leitfähigen Schicht von 2:1 bis 1: 12 reicht.
  15. Photovoltaikmodul, umfassend: mindestens einen Zellenstrang, wobei der mindestens eine Zellenstrang gebildet wird, indem eine Vielzahl von Solarzellen (101) miteinander verbunden wird, wobei jede der Vielzahl von Solarzellen (101) mindestens eine Solarzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 14 umfasst; mindestens eine Einkapselungsschicht (102), die dazu konfiguriert ist, den mindestens einen Zellenstrang abzudecken; mindestens eine Abdeckplatte (103), die dazu konfiguriert ist, die mindestens eine Einkapselungsschicht (102) abzudecken.
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