FR3136112A3 - cellule solaire et procédé de production de celle–ci, module photovoltaïque - Google Patents
cellule solaire et procédé de production de celle–ci, module photovoltaïque Download PDFInfo
- Publication number
- FR3136112A3 FR3136112A3 FR2212752A FR2212752A FR3136112A3 FR 3136112 A3 FR3136112 A3 FR 3136112A3 FR 2212752 A FR2212752 A FR 2212752A FR 2212752 A FR2212752 A FR 2212752A FR 3136112 A3 FR3136112 A3 FR 3136112A3
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- type
- type emitter
- emitter
- solar cell
- doping
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 150
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 14
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 14
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 claims description 10
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 21
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 121
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 55
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 55
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 description 48
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 42
- 230000008569 process Effects 0.000 description 31
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 22
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 20
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 20
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 20
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 12
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 9
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 8
- -1 phosphorus ions Chemical class 0.000 description 8
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 6
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 6
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 description 5
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 5
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 5
- 239000002313 adhesive film Substances 0.000 description 4
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- ILAHWRKJUDSMFH-UHFFFAOYSA-N boron tribromide Chemical compound BrB(Br)Br ILAHWRKJUDSMFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 229910021424 microcrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001439 antimony ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 3
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N trichloroborane Chemical compound ClB(Cl)Cl FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001638 boron Chemical class 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
- H01L31/068—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0352—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
- H01L31/035272—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/03529—Shape of the potential jump barrier or surface barrier
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0236—Special surface textures
- H01L31/02363—Special surface textures of the semiconductor body itself, e.g. textured active layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0236—Special surface textures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0352—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
- H01L31/035272—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/035281—Shape of the body
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/036—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/048—Encapsulation of modules
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/05—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/186—Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/186—Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
- H01L31/1868—Passivation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Des modes de réalisation de la présente divulgation concernent le domaine des cellules solaires, et en particulier une cellule solaire et un procédé de production de celle–ci, et un module photovoltaïque. La cellule solaire comporte : un substrat de type N ; un émetteur de type P prévu sur une première surface du substrat de type N et comportant une première partie et une deuxième partie, une surface supérieure de la première partie comporte une première structure pyramidale, et au moins une portion d’au moins une surface inclinée de la première structure pyramidale est concave ou convexe par rapport au centre de la première structure pyramidale, une surface supérieure de la deuxième partie comporte une deuxième structure pyramidale, et des surfaces inclinées de la deuxième structure pyramidale sont des plans ; et une couche tunnel et une couche conductrice dopée situées sur une deuxième surface du substrat de type N. La présente divulgation peut améliorer les performances de conversion photoélectrique des cellules solaires.
Description
Des modes de réalisation de la présente divulgation concernent le domaine des cellules solaires, et en particulier une cellule solaire et un procédé de production pour la cellule solaire, et un module photovoltaïque.
Les cellules solaires ont de bonnes capacités de conversion photoélectrique. Dans les cellules solaires, un processus de diffusion est nécessaire sur la surface de tranches de silicium pour produire des jonctions p–n. Dans les cellules solaires existantes, les processus de diffusion du bore sont généralement réalisés sur la surface de tranches de silicium pour former un émetteur sur la surface des tranches de silicium. D’une part, l’émetteur forme une jonction p–n avec la tranche de silicium, et d’autre part, l’émetteur est également connecté électriquement à une électrode métallique, de sorte que les porteurs transportés dans l’émetteur puissent être collectés par l’électrode métallique. Par conséquent, l’émetteur a une grande influence sur les performances de conversion photoélectrique des cellules solaires.
Les performances de conversion photoélectrique des cellules solaires existantes sont insuffisantes.
Des modes de réalisation de la présente divulgation fournissent une cellule solaire et un procédé de production de celle–ci, et un module photovoltaïque, qui est au moins propice à l’amélioration des performances de conversion photoélectrique d’une cellule solaire.
Certains modes de réalisation de la présente divulgation fournissent une cellule solaire comportant : un substrat de type N ; un émetteur de type P formé sur une première surface du substrat de type N, l’émetteur de type P comporte une première partie et une deuxième partie, une surface supérieure de la première partie comporte une première structure pyramidale, et au moins une portion d’au moins une surface inclinée de la première structure pyramidale est concave ou convexe par rapport au centre de la première structure pyramidale, une surface supérieure de la deuxième partie comporte une deuxième structure pyramidale, et des surfaces inclinées de la deuxième structure pyramidale sont des plans, et dans une direction perpendiculaire à la première surface du substrat de type N, une profondeur de jonction de la première partie est supérieure à une profondeur de jonction de la deuxième partie ; et une couche tunnel et une couche conductrice dopée formées séquentiellement sur une deuxième surface du substrat de type N dans une direction opposée au substrat de type N.
Dans un exemple, une structure cristalline de la première partie de l’émetteur de type P présente des dislocations.
Dans un exemple, une résistance de feuille de la première partie de l’émetteur de type P est plus faible qu’une résistance de feuille de la deuxième partie de l’émetteur de type P.
Dans un exemple, la résistance de feuille de la première partie de l’émetteur de type P varie de 20 ohm/carré à 300 ohm/carré, et la résistance de feuille de la deuxième partie de l’émetteur de type P varie de 100 ohm/carré à 1000 ohm/carré.
Dans un exemple, une hauteur de la première structure pyramidale varie de 0,1 μm à 5 μm, et les tailles du fond de la première structure pyramidale varie varient de 0,1 μm à 5 μm dans une dimension quelconque.
Dans un exemple, au moins une portion de la première structure pyramidale comporte en outre une première sous–structure située sur le haut de la première structure pyramidale, où la première sous–structure est une sphère ou un sphéroïde.
Dans un exemple, un rapport de la profondeur de jonction de la première partie sur la profondeur de jonction de la deuxième partie n’est pas inférieur à 2.
Dans un exemple, la profondeur de jonction de la première partie varie de 2 μm à 10 μm, et la profondeur de jonction de la deuxième partie varie de 0,1 μm à 3 μm.
Dans un exemple, une concentration de dopage à la surface supérieure de la première partie de l’émetteur de type P est supérieure ou égale à une concentration de dopage à la surface supérieure de la deuxième partie de l’émetteur de type P.
Dans un exemple, la concentration de dopage à la surface supérieure de la première partie de l’émetteur de type P varie de 1 E1 8atomes/cm3à 5 E20atomes/cm3.
Dans un exemple, une différence entre la concentration de dopage à la surface supérieure de la première partie et une concentration de dopage sur une surface inférieure de la première partie varie de 1 E1 6atomes/cm3à 5 E20atomes/cm3.
Dans un exemple, une différence entre la concentration de dopage à la surface supérieure de la deuxième partie et une concentration de dopage sur une surface inférieure de la deuxième partie varie de 1 E1 6atomes/cm3à 1 E20atomes/cm3.
Dans un exemple, un rapport d’une largeur de la deuxième partie sur une largeur de la première partie n’est pas inférieur à 60.
Dans un exemple, la cellule solaire comporte en outre une première électrode métallique, où la première électrode métallique est prévue sur la première surface du substrat de type N, et est connectée électriquement à la première partie de l’émetteur de type P.
Dans un exemple, l’émetteur de type P comporte en outre une région de transition située entre la première partie et la deuxième partie, une concentration de dopage sur une surface supérieure de la région de transition est supérieure ou égale à la concentration de dopage à la surface supérieure de la deuxième partie, et est inférieure ou égale à la concentration de dopage à la surface supérieure de la première partie.
Certains modes de réalisation de la présente divulgation fournissent un procédé de production d’une cellule solaire comportant : la fourniture d’un substrat de type N ; la formation d’un émetteur de type P sur une première surface du substrat de type N, où l’émetteur de type P comporte une première partie et une deuxième partie, une surface supérieure de la première partie comporte une première structure pyramidale, et au moins une portion d’au moins une surface inclinée de la première structure pyramidale est concave ou convexe par rapport au centre de la première structure pyramidale, une surface supérieure de la deuxième partie comporte une deuxième structure pyramidale, et des surfaces inclinées de la deuxième structure pyramidale sont des plans, et dans une direction perpendiculaire à la première surface du substrat de type N, une profondeur de jonction de la première partie est supérieure à une profondeur de jonction de la deuxième partie ; et la formation d’une couche tunnel et d’une couche conductrice dopée, où la couche tunnel et la couche conductrice dopée sont situées sur une deuxième surface du substrat de type N et sont agencées en séquence dans une direction opposée au substrat de type N.
Dans un exemple, la formation de l’émetteur de type P comporte : la fourniture d’un substrat initial de type N ; le dépôt d’une source de dopage trivalent sur une surface supérieure du substrat initial de type N ; le traitement, en utilisant un processus de traitement de source d’énergie externe, d’une région prédéfinie de la surface supérieure du substrat initial de type N, pour diffuser la source de dopage trivalent traitée par le processus de traitement de source d’énergie externe à l’intérieur du substrat initial de type N ; la réalisation d’un traitement à haute température sur le substrat initial de type N pour former l’émetteur de type P à l’intérieur du substrat initial de type N, une surface supérieure de l’émetteur de type P étant exposée à partir du substrat initial de type N ; la formation du substrat de type N dans une région du substrat initial de type N excluant l’émetteur de type P ; et la formation de la première partie de l’émetteur de type P dans la région prédéfinie du substrat initial de type N, et la formation de la deuxième partie de l’émetteur de type P dans une région de l’émetteur de type P excluant la région prédéfinie.
Dans un exemple, le dépôt de la source de dopage trivalent sur la surface supérieure du substrat initial de type N comporte la formation d’une première couche de film mince, où la première couche de film mince comporte la source de dopage trivalent, et comporte en outre au moins un parmi un élément de bore, un élément d’oxygène, un élément de silicium, un élément de chlore, un élément d’azote ou un élément de carbone, un temps de dépôt varie de 20 s à 5000 s, et une température varie de 500 ℃ à 1300 ℃ ; et la réalisation du traitement à haute température sur le substrat initial de type N comporte l’introduction, pendant une durée allant de 500 s à 10000 s et sous une température allant de 500 ℃ à 1500 ℃, d’oxygène à un premier débit pour former une deuxième couche de film mince, une épaisseur de la deuxième couche de film mince étant inférieure à une épaisseur de la première couche de film mince.
Dans un exemple, le premier débit varie de 200 sccm à 80000 sccm.
Dans un exemple, le processus de traitement de source d’énergie externe comporte l’un quelconque parmi un processus de dopage au laser, un processus d’irradiation au plasma ou un processus d’implantation ionique directionnelle.
Dans un exemple, le procédé de production comporte en outre la formation d’une première électrode métallique, où la première électrode métallique est connectée électriquement à la première partie de l’émetteur de type P.
Dans un exemple, une largeur de la première électrode métallique est inférieure ou égale à une largeur de la première partie de l’émetteur de type P.
Certains modes de réalisation de la présente divulgation fournissent un module photovoltaïque comportant : au moins une chaîne de cellules formée en connectant une pluralité de cellules solaires comme décrit dans l’un quelconque des modes de réalisation ci–dessus ; au moins une couche d’encapsulation utilisée pour couvrir une surface de la au moins une chaîne de cellules ; et au moins une plaque de couverture utilisée pour couvrir une surface de la au moins une couche d’encapsulation orientée à l’opposé de la au moins une chaîne de cellules.
Un ou plusieurs modes de réalisation sont illustrés à titre d’exemple en référence au(x) dessin(s) d’accompagnement correspondant(s), et ces illustrations données à titre d’exemple ne constituent pas des limitations des modes de réalisation. Sauf indication contraire, les dessins d’accompagnement ne constituent pas des limitations d’échelle.
Il est connu de l’art antérieur que les cellules solaires existantes présentent des performances de conversion photoélectrique insuffisantes.
L’analyse a révélé que l’une des raisons de l’insuffisance des performances de conversion photoélectrique des cellules solaires existantes est que l’émetteur est habituellement connecté électriquement à une électrode métallique, de sorte que l’électrode métallique puisse collecter des porteurs dans l’émetteur. Afin de réduire la résistance de contact entre l’électrode métallique et l’émetteur, il faut réduire la résistance de feuille de l’émetteur. Actuellement, afin de réduire la résistance de feuille de l’émetteur, la concentration de dopage de l’émetteur est habituellement augmentée. Cependant, lorsque la concentration de dopage de l’émetteur augmente, l’élément de dopage dans l’émetteur devient trop important, ce qui fait de l’élément de dopage dans l’émetteur un centre de recombinaison fort, provoquant l’augmentation de la recombinaison Auger. Ainsi, les performances de passivation de l’émetteur se détériorent, ce qui à son tour rend les performances de conversion photoélectrique de la cellule solaire insuffisantes.
Des modes de réalisation de la présente divulgation fournissent une cellule solaire dotée d’un émetteur de type P située sur une première surface d’un substrat de type N, une surface supérieure d’une première partie de l’émetteur de type P comporte une première structure pyramidale, et au moins une portion d’au moins une surface inclinée de la première structure pyramidale est concave ou convexe par rapport au centre de la première structure pyramidale. En d’autres termes, une structure cristalline de la surface de la première partie de l’émetteur de type P est une structure tétraédrique irrégulière, qui amène la première partie de l’émetteur de type P à avoir un niveau d’énergie profond à l’intérieur, réduisant ainsi la résistance de feuille de la première partie de l’émetteur de type P. Ainsi, la résistance de la première partie de l’émetteur de type P peut être réduite sans augmenter considérablement la concentration de dopage de la première partie de l’émetteur de type P. De cette façon, non seulement de bonnes performances de passivation de la première partie de l’émetteur de type P peuvent être maintenues, mais le contact ohmique peut également être amélioré, améliorant ainsi les performances de conversion photoélectrique de la cellule solaire. De plus, la deuxième partie de l’émetteur de type P a une plus faible profondeur de jonction, et les surfaces inclinées de la deuxième structure pyramidale de la surface supérieure de la deuxième partie sont des plans, c’est–à–dire que la deuxième partie de l’émetteur de type P est une structure tétraédrique régulière. Ainsi, aucune dislocation n’est formée dans la deuxième partie de l’émetteur de type P, ce qui fait que la deuxième partie de l’émetteur de type P maintient une résistance de feuille élevée, et maintient de bonnes performances de passivation de la deuxième partie. De cette façon, le rendement global de conversion photoélectrique de la cellule solaire peut être amélioré.
Des modes de réalisation de la présente divulgation seront décrits en détail ci–dessous en référence aux dessins d’accompagnement. L’homme de l’art doit comprendre que, dans les modes de réalisation de la présente divulgation, de nombreux détails techniques sont fournis pour que le lecteur puisse mieux comprendre la présente divulgation. Cependant, même sans ces détails techniques et les diverses modifications et variantes basées sur les modes de réalisation suivants, les solutions techniques revendiquées dans la présente divulgation peuvent être réalisées.
La est un schéma graphique structurel d’une cellule solaire selon un mode de réalisation de la présente divulgation. La est une vue agrandie partielle de la portion marquée par le cadre en pointillé dans la .
En se référant à la et à la , la cellule solaire comporte : un substrat de type N 100 ; un émetteur de type P 10 formé sur une première surface du substrat de type N 100, l’émetteur de type P 10 comporte une première partie 11 et une deuxième partie 12, une surface supérieure de la première partie 11 comporte une première structure pyramidale 1, et au moins une portion d’au moins une surface inclinée de la première structure pyramidale 1 est concave ou convexe par rapport au centre de la première structure pyramidale 1, une surface supérieure de la deuxième partie 12 comporte une deuxième structure pyramidale 2, et des surfaces inclinées de la deuxième structure pyramidale 2 sont des plans, et dans une direction perpendiculaire à la première surface du substrat de type N 100, une profondeur de jonction de la première partie 11 est supérieure à une profondeur de jonction de la deuxième partie 12 ; et une couche tunnel 150 et une couche conductrice dopée 160, la couche tunnel et la couche conductrice dopée étant formées séquentiellement sur une deuxième surface du substrat de type N 100 dans une direction opposée au substrat de type N 100.
Le substrat de type N 100 est utilisé pour recevoir une lumière incidente et générer des porteurs photogénérés. Dans certains modes de réalisation, le substrat de type N 100 peut être un substrat de silicium de type N 100, et le matériau du substrat de silicium de type N peut comporter au moins un élément parmi le silicium monocristallin, le silicium polycristallin, le silicium amorphe ou le silicium microcristallin. Le substrat de type N 100 est un substrat semi–conducteur de type N 100, c’est–à–dire que le substrat de type N 100 est dopé avec des ions de dopage de type N, et les ions de dopage de type N peuvent être l’un quelconque parmi des ions phosphore, des ions arsenic ou des ions antimoine.
Dans certains modes de réalisation, la cellule solaire est une cellule tunnel à contact passivé à oxyde (TOPCON). La première surface et la deuxième surface du substrat de type N 100 sont agencées à l’opposé l’une de l’autre, et la première surface et la deuxième surface du substrat de type N 100 peuvent toutes deux être utilisées pour recevoir une lumière incidente ou une lumière réfléchie. Dans certains modes de réalisation, la première surface peut être la surface arrière du substrat de type N 100, et la deuxième surface peut être la surface avant du substrat de type N 100. Dans certains autres modes de réalisation, la première surface peut être la surface avant du substrat de type N 100, et la deuxième surface peut être la surface arrière du substrat de type N 100.
Dans certains modes de réalisation, la deuxième surface du substrat de type N 100 peut être conçue comme une surface texturée pyramidale, de sorte que la réflectivité de la deuxième surface du substrat de type N 100 à la lumière incidente soit faible, par conséquent le taux d’absorption et d’utilisation de la lumière est élevé. La première surface du substrat de type N 100 peut être conçue comme une surface texturée non pyramidale, telle qu’une forme de gradins empilés, de sorte que la couche d’oxyde tunnel 110 située sur la première surface du substrat de type N 100 ait une densité et une uniformité élevées, par conséquent la couche d’oxyde tunnel 110 a un bon effet de passivation sur la première surface du substrat de type N 100. Dans certains modes de réalisation, la première surface peut être la surface arrière du substrat de type N 100, et la deuxième surface peut être la surface avant du substrat de type N 100. Dans certains autres modes de réalisation, la première surface peut être la surface avant du substrat de type N 100, et la deuxième surface peut être la surface arrière du substrat de type N 100.
En se référant à la , la première structure pyramidale 1 comporte une surface inférieure et trois surfaces inclinées connectées sur la surface inférieure, et les trois surfaces inclinées sont connectées les unes aux autres pour former une structure tétraédrique. Au moins une portion d’au moins une surface inclinée de la première structure pyramidale 1 est concave ou convexe par rapport au centre de la première structure pyramidale 1, c’est–à–dire qu’au moins une surface inclinée de la première structure pyramidale 1 présente une déformation irrégulière. Par exemple, l’une des surfaces inclinées de la structure pyramidale 1 peut être seulement concave par rapport au centre de la première structure pyramidale 1, ou seulement convexe par rapport au centre de la première structure pyramidale 1, ou une portion de la surface inclinée est concave par rapport au centre de la première structure pyramidale 1 et une portion est convexe par rapport au centre de la première structure pyramidale 1. Dans certains modes de réalisation, dans la première structure pyramidale 1, une seule surface inclinée présente une déformation irrégulière ; dans certains autres modes de réalisation, il peut y avoir deux surfaces inclinées présentant une déformation irrégulière ; toujours dans certains autres modes de réalisation, les trois surfaces inclinées présentent toutes une déformation irrégulière. En outre, dans certains autres modes de réalisation encore, au moins une portion de la surface inférieure de la première structure pyramidale 1 est concave ou convexe par rapport au centre de la première structure pyramidale 1, c’est–à–dire que la surface inférieure de la première structure pyramidale 1 présente aussi une déformation irrégulière.
Il faut comprendre que la première structure pyramidale 1 et la deuxième structure pyramidale 2 sont ici différentes de la structure texturée, et la première structure pyramidale 1 et la deuxième structure pyramidale 2 dans les modes de réalisation de la présente demande font référence aux morphologies de la structure cristalline de l’émetteur de type P 10. En modifiant la morphologie de la structure cristalline de l’émetteur de type P 10, les performances de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 sont modifiées.
À titre d’exemple, au moins une surface inclinée dans la première structure pyramidale 1 est conçue pour avoir une déformation irrégulière, de sorte que la structure cristalline de la première structure pyramidale 1 passe d’une structure tétraédrique régulière à une structure tétraédrique irrégulière, ce qui permet à la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 d’avoir un niveau d’énergie profond à l’intérieur, et ce qui réduit la résistance de feuille de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10. De cette façon, la résistance de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 peut être réduite sans augmenter considérablement la concentration de dopage de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10. Il faut comprendre que la structure tétraédrique régulière signifie ici que les surfaces inclinées et la surface inférieure de la structure tétraédrique ne présentent pas de déformation irrégulière, par exemple les surfaces inclinées et la surface inférieure de la structure tétraédrique peuvent être planes.
En continuant à se référer à la et à la , dans certains modes de réalisation, la structure cristalline de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 présente des dislocations. Dans certains modes de réalisation, les dislocations sont formées par une série de liaisons pendantes, et ainsi, lorsqu’il y a des dislocations dans la structure cristalline de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10, les liaisons pendantes sont générées en conséquence. Les dislocations et les liaisons pendantes peuvent former des niveaux d’énergie profonds à l’intérieur de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10, et les niveaux d’énergie profonds formés réduisent la résistance de feuille de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10. En d’autres termes, la résistance de feuille de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 peut être réduite sans augmenter considérablement la concentration de dopage de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10, de sorte que l’on puisse obtenir à la fois une faible résistance de feuille de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 et une concentration de dopage réduite de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10. De cette façon, non seulement les performances de passivation de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 peuvent être bonnes, mais le contact ohmique de l’émetteur de type P 10 peut également être amélioré.
Il faut comprendre que plus la hauteur et les tailles, dans une dimension quelconque, du fond de la première structure pyramidale 1 dans la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 sont grandes, plus la taille globale de la première structure pyramidale 1 est grande, de sorte que dans une unité de surface, le nombre des premières structures pyramidales 1 dans la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 est plus petit. Étant donné que les dislocations dans la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 sont formées par les premières structures pyramidales 1, plus le nombre des premières structures pyramidales 1 dans la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 dans une unité de surface est petit, moins il y a de dislocations formées, c’est–à–dire que la densité de dislocation est faible. De même, plus la taille de la première structure pyramidale 1 est petite, plus le nombre des premières structures pyramidales 1 dans la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 par unité de surface est grand, et plus la densité de dislocation est grande. Sur cette base, dans certains modes de réalisation, la hauteur de la première structure pyramidale 1 est fixée de 0,1 μm à 5 μm, et les tailles du fond de la première structure pyramidale 1 dans une dimension quelconque sont fixées de 0,1 μm à 5 μm. Dans cette plage, d’une part, la densité de dislocation dans la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 peut être rendue plus élevée, de sorte que le niveau d’énergie profond formé sur la base des dislocations puisse être plus élevé, conduisant ainsi à une plus faible résistance de feuille de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10, et améliorant le contact ohmique. D’autre part, dans cette plage, une densité excessive de dislocations dans la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 peut être évitée, ce qui peut empêcher le problème de l’apparition d’un niveau d’énergie profond excessif dans la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 en raison d’une densité excessive de dislocations, formant ainsi un centre de recombinaison fort dans l’émetteur de type P 10. De cette façon, les performances de passivation de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 peuvent être améliorées.
En se référant à la , dans certains modes de réalisation, au moins une portion de la première structure pyramidale 1 comporte en outre une première sous–structure 13 située sur le haut de la première structure pyramidale 1, et la première sous–structure 13 est une sphère ou un sphéroïde. La première sous–structure 13 est également l’une des déformations irrégulières de la première structure pyramidale 1. L’existence de la première sous–structure 13 accentue le degré de déformation de la première structure pyramidale 1, et par conséquent, de plus grandes dislocations peuvent être générées, de sorte que le niveau d’énergie profond formé soit plus élevé, et la résistance de feuille de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 peut être davantage réduite.
En se référant aux , 2 et 5, les surfaces inclinées de la deuxième structure pyramidale 2 sur la surface supérieure de la deuxième partie 12 sont conçues pour être planes, c’est–à–dire que la deuxième structure pyramidale 2 n’est pas déformée de manière irrégulière, de sorte que la deuxième structure pyramidale 2 soit une structure tétraédrique régulière. Ainsi, les dislocations et les liaisons pendantes ne seront pas causées dans la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10, et ainsi aucun niveau d’énergie profond ne sera formé dans la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10, conduisant ainsi à une résistance de feuille relativement élevée de la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10, et maintenant de bonnes performances de passivation de la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10. De cette façon, la tension en circuit ouvert et le courant de court–circuit de la cellule solaire peuvent être relativement élevés, et les performances de conversion photoélectrique de la cellule solaire peuvent être améliorées. Dans certains autres modes de réalisation, il peut être prévu que la surface supérieure de la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10 comporte la deuxième structure pyramidale 2, et au moins une portion d’au moins une surface inclinée de la deuxième structure pyramidale 2 est concave ou convexe par rapport au centre de la deuxième structure pyramidale 2. En d’autres termes, la surface supérieure de la totalité de l’émetteur de type P 10 présente une structure tétraédrique irrégulière, de sorte que la totalité de l’émetteur de type P 10 présente des dislocations et des liaisons pendantes, réduisant ainsi la résistance de feuille de la totalité de l’émetteur de type P 10.
Dans certains modes de réalisation, la résistance de feuille de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 est plus faible que la résistance de feuille de la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10. En d’autres termes, la résistance de feuille de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 est relativement faible, de sorte qu’une vitesse de transport des porteurs dans la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 puisse être augmentée, ce qui favorise le transport des porteurs de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 à l’électrode métallique lorsqu’une connexion électrique est formée entre la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 et l’électrode métallique, améliorant ainsi une vitesse de collecte des porteurs par l’électrode métallique, et améliorant les performances photovoltaïques de la cellule solaire. En réglant la résistance de feuille de la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10 pour qu’elle soit faible, de bonnes performances de passivation de la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10 peuvent être maintenues, la recombinaison de porteurs peut être supprimée, et le nombre de porteurs peut être augmenté, augmentant ainsi la tension en circuit ouvert et le courant de court–circuit de la cellule solaire. En réglant la résistance de feuille de la première partie 11 pour qu’elle soit plus faible que celle de la deuxième partie 12, le contact ohmique peut être amélioré tout en maintenant un bon effet de passivation de l’émetteur de type P 10, améliorant ainsi les performances globales de conversion photoélectrique de la cellule solaire.
À titre d’exemple, dans certains modes de réalisation, la résistance de feuille de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 peut être de 20 ohm/carré~300 ohm/carré, par exemple peut être de 20 ohm/carré~50 ohm/carré, de 50 ohm/carré~100 ohm/carré, de 100 ohm/carré~150 ohm/carré, de 150 ohm/carré~200 ohm/carré, de 200 ohm/carré~250 ohm/carré ou de 250 ohm/carré~300 ohm/carré, la résistance de feuille de la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10 peut être de 100 ohm/carré~1000 ohm/carré, par exemple peut être de 100 ohm/carré~200 ohm/carré, de 200 ohm/carré~300 ohm/carré, de 300 ohm/carré~500 ohm/carré, de 500 ohm/carré~700 ohm/carré, de 700 ohm/carré~800 ohm/carré ou de 800 ohm/carré~1000 ohm/carré. La résistance de feuille de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 est prévue pour être dans la plage de 20 ohm/carré~300 ohm/carré, de sorte que la résistance de feuille de la première partie 11 soit beaucoup plus faible que celle de la deuxième partie 12, ainsi un contact ohmique amélioré de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 peut être obtenu, ce qui peut réduire la résistance de contact entre la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 et l’électrode métallique lorsque l’électrode métallique est agencée pour être en contact électrique avec la première partie 11 de l’émetteur de type P 10, améliorant ainsi le rendement du transport de porteurs dans la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 et la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10. D’autre part, dans cette plage, la résistance de feuille de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 n’est pas trop faible, de sorte à pouvoir empêcher la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 de devenir un centre de recombinaison fort. En outre, en réglant la résistance de la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10 sur 100 ohm/carré~1000 ohm/carré, la recombinaison de porteurs dans la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10 peut être supprimée, améliorant ainsi l’effet de passivation de l’émetteur. De cette façon, la tension en circuit ouvert, le courant de court–circuit et le rendement de conversion photoélectrique de la cellule solaire peuvent être améliorés.
La profondeur de jonction de la première partie 11 est supérieure à celle de la deuxième partie 12, c’est–à–dire que la profondeur de jonction de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 est plus importante et que la profondeur de jonction de la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10 est moins importante. En d’autres termes, l’épaisseur de la première partie 11 est relativement grande, d’une part, plus d’éléments de dopage, tels que le bore, peuvent se trouver dans la première partie 11 de l’émetteur de type P 10, de sorte que la concentration de dopage de la première partie 11 l’émetteur de type P 10 soit plus élevée, réduisant ainsi davantage la résistance de feuille de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10, qui est propice à l’amélioration du contact ohmique. D’autre part, étant donné que la profondeur de jonction de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 est importante, une connexion électrique peut être prévue entre l’électrode métallique et la première partie 11 de l’émetteur de type P 10, de sorte à éviter le problème de la pénétration de la pâte destinée à la formation de l’électrode métallique dans l’émetteur de type P 10 et de son entrée en contact direct avec le substrat initial de type N pendant le frittage de la pâte. En outre, la profondeur de jonction de la deuxième partie 12 est prévue pour être moins importante, c’est–à–dire que l’épaisseur de la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10 est plus petite, de sorte que le nombre d’éléments de dopage de la deuxième partie 12 soit inférieur à celui de la première partie 11, c’est–à–dire que la concentration de dopage de la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10 est plus faible. Par conséquent, par rapport à la première partie 11 de l’émetteur de type P 10, la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10 a un meilleur effet de passivation, ce qui est propice à la réduction de la recombinaison de porteurs et à l’amélioration de la tension en circuit ouvert et du courant de court–circuit de la cellule solaire.
Dans certains modes de réalisation, un rapport de la profondeur de jonction de la première partie 11 sur la profondeur de jonction de la deuxième partie 12 n’est pas inférieur à 2. De préférence, le rapport de la profondeur de jonction de la première partie 11 sur la profondeur de jonction de la deuxième partie 12 varie de 2 à 5. À titre d’exemple, le rapport peut être de 2, 2,5, 3, 3,5, 4, 4,5 ou 5. La profondeur de jonction de la première partie 11 est beaucoup plus importante que celle de la deuxième partie 12, de sorte que la profondeur de jonction de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 soit plus importante. De cette façon, lorsque l’électrode métallique est connectée électriquement à la première partie 11 de l’émetteur de type P 10, on peut s’assurer que la pâte ne brûlera pas à travers la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 pendant le frittage, de manière à éviter le problème de l’endommagement de la jonction p–n dû au contact entre l’électrode métallique et le substrat 100, assurant ainsi de meilleures performances de conversion photoélectrique de la cellule solaire.
Considérant qu’il est nécessaire de garder une profondeur de jonction de la première partie 11 qui ne soit pas trop importante afin d’éviter que trop d’éléments de dopage dans la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 ne forment un centre de recombinaison fort, dans certains modes de réalisation, la profondeur de jonction de la première partie 11 est fixée de 2 μm~10 μm, par exemple, la profondeur de jonction peut être de 2 μm~3 μm, de 3 μm~4 μm, de 4 μm~5 μm, de 5 μm~6 μm, de 6 μm~7 μm, de 7 μm~8 μm, de 8 μm~9 μm ou de 9 μm~10 μm. La profondeur de jonction de la deuxième partie 12 est fixée de 0,1 μm~3 μm, par exemple, la profondeur de jonction peut être de 0,1 μm~0,5 μm, de 0,5 μm~1 μm, de 1 μm~1,5 μm, de 1,5 μm~2 μm, de 2 μm~2,5 μm ou de 2,5 μm~3 μm. Dans cette plage, il y a moins d’éléments de dopage dans la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10, de sorte qu’un meilleur effet de passivation puisse être obtenu.
Dans certains modes de réalisation, la concentration de dopage à la surface supérieure de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 est supérieure ou égale à la concentration de dopage à la surface supérieure de la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10. À titre d’exemple, dans certains modes de réalisation, la concentration de dopage à la surface supérieure de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 est supérieure à la concentration de dopage à la surface supérieure de la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10. La concentration de dopage à la surface supérieure de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 est relativement élevée, ce qui est propice à davantage de réduction de la résistance de feuille de la première partie 11. La concentration de dopage à la surface supérieure au niveau de la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10 est relativement faible, de sorte que la résistance de feuille de la deuxième partie 12 soit relativement élevée, ce qui est propice au maintien d’un bon effet de passivation de la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10.
Dans certains autres modes de réalisation, la concentration de dopage à la surface supérieure de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 est égale à la concentration de dopage à la surface supérieure de la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10, c’est–à–dire que la concentration de dopage à la surface supérieure de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 est relativement faible. La structure cristalline de la surface de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 est une structure tétraédrique irrégulière qui provoque des dislocations dans la première partie 11 de l’émetteur de type P 10, de sorte que la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 présente des niveaux d’énergie profonds à l’intérieur. De cette façon, la résistance de feuille de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 peut être réduite, améliorant ainsi le contact ohmique. En même temps, étant donné que la concentration de dopage à la surface supérieure de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 est relativement faible, l’effet de passivation de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 peut rester bon. À titre d’exemple, dans certains modes de réalisation, l’élément de dopage dans l’émetteur de type P 10 peut être une source de dopage trivalent de type P, comme le bore.
À titre d’exemple, dans certains modes de réalisation, la concentration de dopage à la surface supérieure de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 peut être de 1 E1 8–5 E20atomes/cm3, par exemple, peut être de 1E1 5–1E1 6atomes/cm3, de 1E1 6–1E1 7atomes/cm3, de 1E1 7–1 E1 8atomes/cm3, de 1E1 8‑1E1 9atomes/cm3ou de 1E1 9‑5E20atomes/cm3. Dans cette plage, d’une part, la concentration de dopage de la première partie 11 formée de l’émetteur de type P 10 est relativement élevée, de sorte que la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 ait une résistance de feuille relativement faible, ce qui peut augmenter le rendement du transport des porteurs. D’autre part, dans cette plage, la concentration de dopage à la surface supérieure de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 ne sera pas trop élevée, c’est–à–dire que le contenu de l’élément de dopage dans la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 ne sera pas trop important, de sorte à pouvoir éviter le problème de la transformation de nombreux éléments de dopage en centres de recombinaison forts en raison d’éléments de dopage excessifs dans la première partie 11 de l’émetteur de type P 10, conduisant à une mauvaise capacité de passivation de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10.
Dans certains modes de réalisation, la concentration de la surface supérieure de la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10 peut être de 1E1 8–1 E20atomes/cm3, par exemple, peut être de 1E15–1E1 6atomes/cm3, de 1E1 6–1E1 7atomes/cm3, de 1E1 7–1E1 8atomes/cm3, de 1E1 8–1E1 9atomes/cm3ou de 1E1 9‑1 E20atomes/cm3. La concentration de dopage à la surface supérieure de la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10 peut être fixée de 1E1 4–9E1 9atomes/cm3, de sorte que les éléments de dopage dans la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10 soient relativement peu nombreux. De cette façon, de bonnes performances de passivation de la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10 peuvent être maintenues, et la tension en circuit ouvert et le courant de court–circuit de la cellule solaire formée peuvent être efficacement améliorés.
Dans certains modes de réalisation, dans une direction allant de la surface supérieure de l’émetteur de type P 10 à la surface inférieure de l’émetteur de type P 10, la concentration de dopage à l’intérieur de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 diminue progressivement, et la concentration de dopage à l’intérieur de la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10 diminue progressivement. En d’autres termes, chacune parmi la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 et la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10 a un gradient de concentration de dopage descendant, ce qui favorise le transport des porteurs dans la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 et la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10 de la zone à concentration relativement élevée à la zone à concentration relativement faible, jusqu’au substrat 100. De cette façon, la vitesse de transport des porteurs peut être augmentée et la tension en circuit ouvert de la cellule solaire peut être améliorée.
À titre d’exemple, dans certains modes de réalisation, la différence entre la concentration de dopage à la surface supérieure de la première partie 11 et la concentration de dopage à la surface inférieure de la première partie 11 est de 1 E1 6atomes/cm3à 5 E20atomes/cm3. Dans cette plage, d’une part, la différence de concentration de dopage à l’intérieur de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 est relativement élevée, facilitant ainsi le transport des porteurs. D’autre part, dans cette plage, la concentration de dopage globale à l’intérieur de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 est relativement élevée, de sorte à pouvoir maintenir une faible résistance de feuille.
Dans certains modes de réalisation, la différence entre la concentration de dopage à la surface supérieure de la deuxième partie 12 et la concentration de dopage à la surface inférieure de la deuxième partie 12 est de 1 E1 6atomes/cm3–1 E20atomes/cm3. Dans cette plage, la concentration de dopage à l’intérieur de la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10 ne sera pas trop faible, de sorte que le transport normal des porteurs dans la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10 puisse être assuré. En outre, dans cette plage, la concentration de dopage globale de la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10 peut être maintenue faible, ce qui permet d’empêcher la recombinaison Auger de se produire dans la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10.
Dans certains modes de réalisation, le rapport de la largeur de la deuxième partie 12 sur la largeur de la première partie 11 n’est pas inférieur à 60. Par exemple, le rapport de la largeur de la deuxième partie 12 sur la largeur de la première partie 11 peut être de 60 à 200, par exemple, le rapport peut être de 60, 80, 100, 120, 140, 160, 180 ou 200. La largeur de la deuxième partie 12 est conçue pour être plus grande que la largeur de la première partie 11, en d’autres termes, la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10 à résistance de feuille relativement faible représente une proportion plus élevée, étant donné que la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10 a de meilleures performances de passivation et peut supprimer la recombinaison de porteurs, les performances de passivation globales de l’émetteur de type P 10 sont bonnes. En outre, étant donné que la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 doit seulement être connectée électriquement à l’électrode métallique pour améliorer le contact ohmique avec l’électrode métallique, on peut régler une petite largeur de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10, de manière à améliorer le contact ohmique et maintenir des performances de passivation relativement bonnes de l’émetteur.
En se référant à la , dans certains modes de réalisation, la cellule solaire comporte en outre : une première électrode métallique 140, la première électrode métallique est prévue sur la première surface du substrat de type N 100 et est connectée électriquement à la première partie 11 de l’émetteur de type P 10. Étant donné que les porteurs dans l’émetteur de type P 10 vont être transportés vers la première électrode métallique 140 connectée électriquement à la première partie 11 de l’émetteur de type P 10, et que la résistance de feuille de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 est faible, la résistance de contact entre la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 et la première électrode métallique 140 est faible, augmentant ainsi la vitesse de transport des porteurs vers la première électrode métallique 140. En outre, étant donné que la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 a une profondeur de jonction relativement importante, il est difficile pour la première électrode métallique 140 formée de pénétrer dans la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 pendant la préparation de la première électrode métallique 140. De cette façon, la structure de la jonction p–n formée ne sera pas endommagée, ce qui est propice au maintien de l’intégrité de la cellule solaire, maintenant ainsi les bonnes performances de conversion photoélectrique de la cellule solaire.
En se référant à la , dans certains modes de réalisation, l’émetteur de type P 10 comporte en outre une région de transition 14 située entre la première partie 11 et la deuxième partie 12, une concentration de dopage sur une surface supérieure de la région de transition 14 est supérieure ou égale à la concentration de dopage à la surface supérieure de la deuxième partie 12, et est inférieure ou égale à la concentration de dopage à la surface supérieure de la première partie 11. À titre d’exemple, dans certains modes de réalisation, lorsque la concentration de dopage à la surface supérieure de la première partie 11 est supérieure à la concentration de dopage à la surface supérieure de la deuxième partie 12, la concentration de dopage à la surface supérieure de la région de transition 14 est fixée pour être supérieure à la concentration de dopage à la surface supérieure de la deuxième partie 12, et est plus faible que la concentration de dopage à la surface supérieure de la première partie 11, c’est–à–dire que la concentration de dopage de la région de transition 14 diminue progressivement dans une direction allant de la première partie 11 à la deuxième partie 12. De cette façon, un plus grand espace de gradation peut être prévu pour la concentration de l’élément de dopage dans l’émetteur de type P 10, de sorte qu’un changement soudain de la différence d’énergie potentielle entre la première partie 11 et la deuxième partie 12 puisse être évité, afin de réduire la probabilité de recombinaison du porteur dans la région de transition 14. En outre, la fourniture de la région de transition 14 conduit en outre à une tendance de gradient de la résistance de feuille dans la région de transition 14, réduisant ainsi la résistance de transport de la région de transition 14 aux porteurs, ce qui favorise le transport des porteurs dans la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10 vers la première partie 11 de l’émetteur de type P 10, et en outre vers la première électrode métallique 140. De cette façon, le rendement du transport des porteurs peut être amélioré, améliorant ainsi le rendement de conversion photoélectrique de la cellule solaire.
Il faut comprendre que dans certains autres modes de réalisation, la concentration de dopage à la surface supérieure de la région de transition 14 peut être égale à la concentration de dopage à la surface supérieure de la première partie 11, ou être égale à la concentration de dopage à la surface supérieure de la deuxième partie 12. Toujours dans certains autres modes de réalisation, la concentration de dopage à la surface supérieure de la région de transition 14 peut être égale à la concentration de dopage à la surface supérieure de la première partie 11 et à la concentration de dopage à la surface supérieure de la deuxième partie 12.
En se référant à la , dans certains modes de réalisation, la cellule solaire comporte en outre une couche antireflet 130 située sur la surface supérieure de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 et la surface supérieure de la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10, la couche antireflet est utilisée pour réduire la réflexion de lumière incidente par le substrat. Dans certains modes de réalisation, la couche antireflet peut être une couche de nitrure de silicium comportant un matériau de nitrure de silicium.
La couche tunnel 150 est utilisée pour réaliser une passivation d’interface de la deuxième surface du substrat. À titre d’exemple, dans certains modes de réalisation, le matériau de la couche tunnel 150 peut être un matériau diélectrique, tel que l’oxyde de silicium.
La couche conductrice dopée 160 est utilisée pour former une passivation de champ. Dans certains modes de réalisation, le matériau de la couche conductrice dopée 160 peut être du silicium dopé. À titre d’exemple, dans certains modes de réalisation, la couche conductrice dopée 160 et le substrat comportent des éléments de dopage du même type de conductivité. Le silicium dopé peut comporter un ou plusieurs éléments parmi le polysilicium dopé de type N, silicium microcristallin dopé de type N et le silicium amorphe dopé de type N.
Dans certains modes de réalisation, la cellule solaire comporte en outre une première couche de passivation 170 située sur la surface de la couche conductrice dopée 160 à l’écart du substrat. Dans certains modes de réalisation, le matériau de la première couche de passivation 170 peut être un ou plusieurs éléments parmi l’oxyde de silicium, l’oxyde d’aluminium, le nitrure de silicium, l’oxynitrure de silicium et l’oxycarbonitrure de silicium. À titre d’exemple, dans certains modes de réalisation, la première couche de passivation 170 peut être une structure monocouche. Dans certains autres modes de réalisation, la première couche de passivation 170 peut être une structure multicouche.
Dans certains modes de réalisation, la cellule solaire comporte en outre une deuxième électrode métallique 180 pénétrant dans la première couche de passivation 170 pour former une connexion électrique avec la couche conductrice dopée 160.
Dans la cellule solaire comme décrit dans les modes de réalisation ci–dessus, au moins une surface inclinée dans la première structure pyramidale 1 est conçue pour avoir une déformation irrégulière, de sorte que la structure cristalline de la première structure pyramidale 1 passe d’une structure tétraédrique régulière à une structure tétraédrique irrégulière, ce qui fait que la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 présente un niveau d’énergie profond à l’intérieur, et ce qui réduit la résistance de feuille de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10. De cette façon, la résistance de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 peut être réduite sans augmenter considérablement la concentration de dopage de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10. En outre, les surfaces inclinées de la deuxième structure pyramidale 2 sur la surface supérieure de la deuxième partie 12 sont conçues pour être planes, c’est–à–dire que la deuxième structure pyramidale 2 n’est pas déformée de manière irrégulière, de sorte que la deuxième structure pyramidale 2 soit une structure tétraédrique régulière. Ainsi, les dislocations et les liaisons pendantes ne seront pas causées dans la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10, et ainsi aucun niveau d’énergie profond ne sera formé dans la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10, conduisant ainsi à une résistance de feuille relativement élevée de la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10, et maintenant de bonnes performances de passivation de la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10. De cette façon, la tension en circuit ouvert et le courant de court–circuit de la cellule solaire peuvent être relativement élevés, et les performances de conversion photoélectrique de la cellule solaire peuvent être améliorées.
Des modes de réalisation de la présente divulgation fournissent en outre un module photovoltaïque, en se référant à la , le module photovoltaïque comporte : au moins une chaîne de cellules formée en connectant une pluralité de cellules solaires 101 comme prévu dans les modes de réalisation ci–dessus ; au moins une couche d’encapsulation 102 utilisée pour couvrir une surface de la au moins une chaîne de cellules ; et au moins une plaque de couverture 103 utilisée pour couvrir une surface de la au moins une couche d’encapsulation 102 orientée à l’opposé de la au moins une chaîne de cellules. Les cellules solaires 101 sont connectées électriquement sous la forme d’une pièce unique ou de pièces multiples pour former une pluralité de chaînes de cellules, et la pluralité de chaînes de cellules sont connectées électriquement en série et/ou en parallèle.
À titre d’exemple, dans certains modes de réalisation, la pluralité de chaînes de cellules peut être connectées électriquement par des chaînes conductrices 104. La couche d’encapsulation 102 recouvre les surfaces avant et arrière de la cellule solaire 101. À titre d’exemple, la couche d’encapsulation 102 peut être un film adhésif d’encapsulation organique, tel qu’un film adhésif de copolymère éthylène–acétate de vinyle (EVA), un film adhésif de coélastomère polyéthylène–octène (POE) ou un film adhésif de polyéthylène téréphtalate (PET) et similaires. Dans certains modes de réalisation, la plaque de couverture 103 peut être une plaque de couverture 103 avec une fonction de transmission de lumière, telle qu’une plaque de couverture en verre, une plaque de couverture en plastique, ou similaires. À titre d’exemple, la surface de la plaque de couverture 103 faisant face à la couche d’encapsulation 102 peut être une surface concave/convexe, augmentant ainsi le taux d’utilisation de lumière incidente.
Un autre mode de réalisation de la présente divulgation fournit en outre un procédé de production d’une cellule solaire, la cellule solaire, tel que prévu dans les modes de réalisation ci–dessus, peut être obtenue en mettant en œuvre le procédé. Le procédé de production d’une structure semi–conductrice prévue par ce mode de réalisation de la présente divulgation sera décrit en détail ci–dessous en référence aux dessins d’accompagnement.
Les à 14 sont des schémas graphiques structurels correspondant aux opérations du procédé de production pour la cellule solaire prévue par ce mode de réalisation de la présente divulgation.
Un substrat de type N est fourni.
Le substrat de type N est utilisé pour recevoir une lumière incidente et générer des porteurs photogénérés. Dans certains modes de réalisation, le substrat de type N peut être un substrat de silicium de type N 100, et le matériau du substrat de silicium de type N peut comporter au moins un élément parmi le silicium monocristallin, le silicium polycristallin, le silicium amorphe ou le silicium microcristallin. Le substrat de type N est un substrat semi–conducteur de type N, c’est–à–dire que le substrat de type N est dopé avec des ions de dopage de type N, et les ions de dopage de type N peuvent être l’un quelconque parmi des ions phosphore, des ions arsenic ou des ions antimoine.
En se référant aux à 12, un émetteur de type P 10 est formé sur une première surface du substrat de type N, l’émetteur de type P 10 comporte une première partie 11 et une deuxième partie 12, une surface supérieure de la première partie 11 comporte une première structure pyramidale 1 (en se référant à la ), et au moins une portion d’au moins une surface inclinée de la première structure pyramidale 1 est concave ou convexe par rapport au centre de la première structure pyramidale 1, une surface supérieure de la deuxième partie 12 comporte une deuxième structure pyramidale 2 (en se référant à la ), et des surfaces inclinées de la deuxième structure pyramidale sont des plans, et dans une direction perpendiculaire à la première surface du substrat de type N 100, une profondeur de jonction de la première partie 11 est supérieure à une profondeur de jonction de la deuxième partie 12.
Dans la première structure pyramidale 1 formée, au moins une portion d’au moins une surface inclinée est concave ou convexe par rapport au centre de la première structure pyramidale 1, c’est–à–dire qu’au moins une surface inclinée de la première structure pyramidale 1 présente une déformation irrégulière, de sorte que la structure cristalline de la première structure pyramidale 1 passe d’une structure tétraédrique régulière à une structure tétraédrique irrégulière. La structure tétraédrique irrégulière entraîne des dislocations et des liaisons pendantes dans l’émetteur, modifiant ainsi l’émetteur. En particulier, les dislocations et les liaisons pendantes générées conduisent à un niveau d’énergie profond à l’intérieur de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10, réduisant ainsi la résistance de feuille de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10. La première partie 11 de l’émetteur de type P 10 peut avoir une résistance de feuille relativement faible en modifiant la structure de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10. De cette façon, la résistance de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 peut être réduite sans augmenter considérablement la concentration de dopage de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10.
Les surfaces inclinées de la deuxième structure pyramidale 2 sur la surface supérieure de la deuxième partie 12 sont conçues pour être planes, c’est–à–dire que la deuxième structure pyramidale 2 n’est pas déformée de manière irrégulière, de sorte que la deuxième structure pyramidale 2 présente une structure tétraédrique régulière. Ainsi, les dislocations et les liaisons pendantes ne seront pas causées dans la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10, et ainsi aucun niveau d’énergie profond ne sera formé dans la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10, conduisant ainsi à une résistance de feuille relativement élevée de la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10, et maintenant de bonnes performances de passivation de la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10. De cette façon, la tension en circuit ouvert et le courant de court–circuit de la cellule solaire peuvent être relativement élevés, et les performances de conversion photoélectrique de la cellule solaire peuvent être améliorées.
Dans certains modes de réalisation, un procédé de formation de l’émetteur de type P 10 comporte les opérations suivantes.
En se référant à la , un substrat initial de type N 20 est prévu, et le substrat initial de type N 20 est utilisé comme base pour la formation du substrat de type N 100 et de l’émetteur de type P 10. Par conséquent, les matériaux du substrat initial de type N 20 et du substrat de type N 100 peuvent être identiques.
Dans certains modes de réalisation, une première surface du substrat initial de type N 20 peut être conçue comme une surface texturée pyramidale, de sorte que la réflectivité de la première surface du substrat initial de type N 20 à la lumière incidente soit faible, et que le taux d’absorption et d’utilisation de la lumière soit élevé. Dans certains modes de réalisation, le substrat initial de type N 20 est un substrat semi–conducteur initial de type N, c’est–à–dire que le substrat initial de type N 20 est dopé avec des ions de dopage de type N, et les ions de dopage de type N peuvent être l’un quelconque parmi des ions phosphore, des ions arsenic ou des ions antimoine.
Le procédé de formation de l’émetteur de type P 10 comporte en outre, en se référant aux et 10, le dépôt d’une source de dopage trivalent sur une surface supérieure du substrat initial de type N 20, de façon à diffuser ensuite la source de dopage trivalent dans le substrat initial de type N 20 pour former l’émetteur de type P 10. Dans certains modes de réalisation, la source de dopage trivalent peut être une source de bore, et peut par exemple être du trichlorure de bore ou du tribromure de bore.
En se référant à la , dans certains modes de réalisation, le dépôt de la source de dopage trivalent sur la surface supérieure du substrat initial de type N 20 comporte la formation d’une première couche de film mince 110, la première couche de film mince 110 comporte la source de dopage trivalent et au moins un parmi un élément de bore, un élément d’oxygène, un élément de silicium, un élément de chlore, un élément d’azote ou un élément de carbone. Un temps de dépôt varie de 20 s à 5000 s, et une température varie de 500 ℃ à 1300 ℃. À titre d’exemple, dans certains modes de réalisation, lorsque la source de dopage trivalent est une source de bore, les composants principaux de la première couche de film mince 110 peuvent comporter de l’oxyde de silicium et de l’oxyde de bore, et la source de dopage trivalent peut être stockée dans la première couche de film mince 110 sous une forme d’oxyde de bore. Étant donné que l’oxyde de silicium a une dureté élevée, il peut protéger le substrat initial de type N 20 pendant le processus de dopage. En outre, la première couche de film mince 110 comporte en outre une petite quantité d’élément de chlore, d’élément d’azote et d’élément de carbone, ces éléments fournissent la première couche de film mince 110 avec un indice de réfraction plus élevé que celui du verre borosilicate existant. De cette façon, pendant le traitement ultérieur réalisé sur une région prédéfinie de la première couche de film mince 110 en utilisant un processus de traitement de source d’énergie externe, la première couche de film mince 110 peut absorber davantage de sources d’énergie externe, telles que le laser, de sorte que davantage de laser puisse irradier l’intérieur de la première couche de film mince 110. De cette façon, la perte de laser peut être réduite, et la quantité de la source de dopage trivalent diffusée dans le substrat initial de type N 20 peut être augmentée.
En outre, étant donné que l’épaisseur de la première couche de film mince 110 est relativement petite, lorsqu’une première couche de film mince 110 relativement mince comporte relativement beaucoup de sources de dopage trivalent, les sources de dopage trivalent s’agrègent dans la première couche de film mince 110, augmentant ainsi la concentration de la source de dopage trivalent. De cette façon, lorsque la source de dopage trivalent est ensuite diffusée dans le substrat initial de type N 20 par le processus de dopage, le processus de dopage est facilité et il est plus facile de former la première partie de l’émetteur de type P avec une concentration relativement élevée de dopage, réduisant ainsi la résistance de feuille de la première partie de l’émetteur de type P. En outre, étant donné que l’épaisseur de la première couche de film mince 110 est relativement petite, la source de dopage trivalent qui peut être incluse dans la première couche de film mince 110 ne sera pas trop importante, de sorte à pouvoir empêcher le dopage d’éléments de source de dopage trivalent excessifs dans le substrat initial de type N 20. De cette façon, on évite le problème de la transformation d’un nombre relativement important d’éléments de source de dopage trivalent en centres de recombinaison forts en raison d’un trop grand nombre d’éléments de source de dopage trivalent contenus dans le substrat initial de type N 20, ce qui conduit à une faible capacité de passivation de la première partie 11 formée de l’émetteur de type P 10.
Dans certains modes de réalisation, un procédé de formation de la première couche de film mince 110 peut comporter le dépôt d’une source de dopage trivalent sur la première surface du substrat initial de type N 20, la source de dopage trivalent est une substance ou un composé simple contenant un élément trivalent. Dans certains modes de réalisation, lorsque la source de dopage trivalent est une source de bore, la substance ou le composé simple contenant un élément trivalent peut être du tribromure de bore ou du trichlorure de bore. Dans certains modes de réalisation, le trichlorure de bore peut être déposé, en tant que source de dopage trivalent, sur la première surface du substrat initial de type N 20 par dépôt chimique en phase vapeur ou revêtement par centrifugation, et la concentration de la source de dopage trivalent peut être de 1E1 8–9E22atomes/cm3.
Dans certains modes de réalisation, un procédé du dépôt de la source de dopage trivalent peut comporter : la réalisation d’un processus d’alimentation en bateau sur le substrat initial de type N 20 ; puis l’élévation d’une température à une première température prédéfinie, la première température prédéfinie peut être de 500 °C à 900 °C ; le dépôt d’une source de dopage trivalent sur la première surface du substrat initial de type N 20 ; puis l’élévation de la température à une deuxième température prédéfinie, la deuxième température prédéfinie est supérieure à la première température prédéfinie, par exemple, la deuxième température prédéfinie peut être 900 °C à 1300 °C ; et la réalisation d’un processus de poussée de jonction dans une atmosphère d’azote, ce qui peut améliorer la densité et l’uniformité de la première couche de film mince 110 formée. Dans certains modes de réalisation, pendant le dépôt de la source de dopage trivalent, une petite quantité d’oxygène peut être introduite, par exemple, 100 sccm à 2000 sccm, ce qui favorise davantage la formation d’une première couche de film mince 110 avec une densité relativement élevée.
En se référant à la , après le dépôt de la source de dopage trivalent, la région prédéfinie de la surface supérieure du substrat initial de type N 20 est traitée en utilisant le processus de traitement de source d’énergie externe, et la source de dopage trivalent traitée par le processus de traitement de source d’énergie externe est diffusée à l’intérieur du substrat initial de type N 20 pour former la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 dans la région prédéfinie du substrat initial de type N 20, et une surface supérieure de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 est exposée à partir du substrat initial de type N 20. Le processus de traitement de source d’énergie externe est réalisé sur la région prédéfinie, de sorte que la source de dopage trivalent dans la région prédéfinie de la première couche de film mince 110 soit diffusée à l’intérieur du substrat initial de type N 20. En même temps, avec le processus de traitement de source d’énergie externe, la structure cristalline de la région prédéfinie du substrat initial de type N 20 est déformée pour former la première structure pyramidale 1. Il est à noter qu’avant la réalisation du processus de traitement de source d’énergie externe, la structure du substrat initial de type N 20 est une structure tétraédrique régulière. Après le processus de traitement de source d’énergie externe, au moins une partie des surfaces de la première structure pyramidale 1 devient concave ou convexe par rapport au centre de la première structure pyramidale 1, c’est–à–dire que la première structure pyramidale 1 est transformée de la structure tétraédrique régulière à une structure tétraédrique irrégulière. La première structure pyramidale 1 provoque l’apparition de dislocations et de liaisons pendantes dans la région prédéfinie du substrat initial de type N 20. Après que la région prédéfinie du substrat initial de type N 20 a été dopée avec la source de dopage trivalent, la surface supérieure de la première partie 11 formée de l’émetteur de type P 10 présente la première structure pyramidale 1. De cette façon, la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 peut avoir un niveau d’énergie profond, et la résistance de feuille de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 peut être réduite.
Dans certains modes de réalisation, le processus de traitement de source d’énergie externe comporte l’un quelconque parmi un processus de dopage au laser, une irradiation au plasma, ou un processus d’implantation ionique directionnelle. En prenant le processus de dopage au laser comme exemple, le processus de dopage au laser est simple à mettre en œuvre, et est propice à une utilisation à grande échelle, et le rendement du dopage au laser est élevé, ainsi la source de dopage trivalent peut être efficacement dopée dans le substrat initial de type N 20. La première couche de film mince 110 peut absorber une certaine quantité d’énergie laser, ce qui peut protéger le substrat initial de type N 20 et réduire les dommages causés au substrat initial de type N 20 causé par dopage au laser, de sorte que la première partie 11 formée de l’émetteur de type P 10 présente une intégrité élevée, obtenant ainsi de bonnes performances de passivation de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10. En outre, étant donné que la concentration de la source de dopage trivalent dans la première couche de film mince 110 est élevée, lors de la réalisation du dopage au laser, la source de dopage trivalent est plus facilement dopée dans le substrat initial de type N 20, de sorte que la profondeur de jonction de la première partie 11 formée de l’émetteur de type P 10 soit importante. En d’autres termes, l’importante profondeur de jonction de la première partie 11 formée de l’émetteur de type P 10 peut être réalisée en utilisant peu d’énergie laser, ainsi l’énergie laser peut être réduite lorsque la profondeur de jonction de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 peut être assurée pour répondre aux attentes, réduisant ainsi davantage les dommages du laser sur le substrat initial de type N 20.
De plus, après avoir irradié la région prédéfinie du substrat initial de type N 20 à l’aide du processus laser, il est plus facile de transformer la structure cristalline de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 en une structure tétraédrique irrégulière, de sorte que la densité des dislocations formées à l’intérieur de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 soit relativement élevée, ce qui est propice à une réduction supplémentaire de la résistance de feuille.
Dans certains modes de réalisation, après la formation de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10, le procédé comporte en outre : la réalisation d’une opération de nettoyage sur la première surface du substrat initial de type N 20 pour éliminer la première couche de film mince 110. De cette façon, les sources de dopage trivalent restantes dans la première couche de film mince 110 et les impuretés adsorbées sur la surface du substrat initial de type N 20 peuvent être éliminées, ce qui est propice à la prévention des fuites. En outre, la première couche de film mince 110 contient un grand nombre de sources de dopage trivalent, et ces sources de dopage trivalent seront converties en sources de dopage trivalent non activées, telles que le bore non activé, dans le processus ultérieur à haute température pour la formation de la deuxième couche de film mince. L’existence des sources de dopage trivalent non activées augmentera la recombinaison de porteurs sur la surface du substrat initial de type N 20, affectant ainsi le rendement de conversion photoélectrique de la cellule solaire. Par conséquent, l’élimination de la première couche de film mince 110 avant l’opération consistant à former la deuxième couche de film mince peut également réduire le contenu des sources de dopage trivalent non activées sur la surface du substrat initial de type N 20 après la formation ultérieure de la deuxième couche de film mince, réduisant ainsi la recombinaison des porteurs sur la surface du substrat initial de type N 20 et améliorant le rendement de conversion photoélectrique de la cellule solaire. À titre d’exemple, l’opération de nettoyage peut comporter le nettoyage de la surface du substrat initial de type N 20 avec une solution alcaline ou une solution acide, où la solution alcaline peut être au moins une solution aqueuse de KOH ou de H2O2, et la solution acide peut être au moins une solution aqueuse de HF ou de HCl.
Après la formation de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10, en se référant aux à 12, un traitement à haute température est réalisé sur le substrat initial de type N 20 pour former l’émetteur de type P 10 dans le substrat initial de type N 20, et la surface supérieure de l’émetteur de type P 10 est exposée à partir du substrat initial de type N 20. À titre d’exemple, le substrat de type N 100 est formé dans une région du substrat initial de type N 20 excluant l’émetteur de type P 10, et la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10 est formée dans une région de l’émetteur de type P 10 excluant la région prédéfinie. Étant donné que le processus de traitement de source d’énergie externe n’est réalisé que sur la surface de la région prédéfinie du substrat initial de type N 20, les sources de dopage trivalent dans la première couche de film mince 110 correspondant à la région prédéfinie sont diffusées à l’intérieur du substrat initial de type N 20. Ainsi, la profondeur de jonction de la première partie 11 formée de l’émetteur de type P 10 est supérieure à la profondeur de jonction de la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10, et l’électrode métallique peut être agencée pour être en connexion électrique avec la première partie 11 de l’émetteur de type P 10. De cette façon, il est possible d’éviter le problème de la pénétration de la pâte destinée à la formation de l’électrode métallique dans l’émetteur de type P 10 et de son entrée en contact direct avec le substrat initial de type N 20 pendant le processus de frittage. De plus, la profondeur de jonction de la deuxième partie 12 est conçue pour être peu profonde, c’est–à–dire que l’épaisseur de la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10 est petite, de sorte que le nombre d’éléments de dopage de la deuxième partie 12 est inférieur au nombre d’éléments de dopage de la première partie 11, c’est–à–dire que la concentration de dopage de la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10 est plus faible. Par conséquent, par rapport à la première partie 11 de l’émetteur de type P 10, la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10 a un meilleur effet de passivation, ce qui est propice à la réduction de la recombinaison de porteurs et à l’amélioration de la tension en circuit ouvert et du courant de court–circuit de la cellule solaire.
Après la réalisation du traitement à haute température sur le substrat initial de type N 20, une partie des sources de dopage trivalent est dopée dans le substrat initial de type N 20, de sorte qu’une partie du substrat initial de type N 20 est transformée dans la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10. En d’autres termes, la partie du substrat initial de type N 20 excluant la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 et la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10 correspond au substrat de type N 100.
En se référant à la , dans certains modes de réalisation, dans l’opération consistant à réaliser le traitement à haute température sur le substrat initial de type N 20, de l’oxygène d’un premier débit est introduit pendant une durée allant de 500 s à 10000 s et sous une température allant de 500 ℃ à 1500 ℃, pour former une deuxième couche de film mince 120, une épaisseur de la deuxième couche de film mince 120 est inférieure à une épaisseur de la première couche de film mince 110. La quantité de l’oxygène introduit dans le processus de la formation de la deuxième couche de film mince 120 est relativement grande, de sorte que l’oxygène puisse réagir avec plus de sources de dopage trivalent, ainsi l’épaisseur de la deuxième couche de film mince 120 formée est supérieure à l’épaisseur de la première couche de film mince 110. De cette façon, d’une part, lorsque la première couche de film mince 110 plus mince comporte plus de sources de dopage trivalent, les sources de dopage trivalent s’agrègent dans la première couche de film mince 110, augmentant ainsi la concentration des sources de dopage trivalent, ce qui est propice au dopage au laser, et parce que la première couche de film mince 110 est relativement mince, il est facile pour le laser de pénétrer dans le substrat initial de type N 20. D’autre part, la deuxième couche de film mince 120 est plus épaisse, ce qui peut garantir que la quantité de sources de dopage trivalent absorbée par la deuxième couche de film mince 120 dans une région excluant la région prédéfinie de la première surface du substrat initial de type N 20 est relativement grande. De cette façon, la concentration de dopage à la surface supérieure de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 et la concentration de dopage à la surface supérieure de la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10 peuvent être réduites, et les performances de passivation peuvent être améliorées.
Dans certains modes de réalisation, le premier débit varie de 200 sccm à 80000 sccm. À titre d’exemple, le premier débit peut être de 200 sccm à 1000 sccm, de 1000 sccm à 5000 sccm, de 5000 sccm à 10000 sccm, de 10000 sccm à 20000 sccm, de 20000 sccm à 30000 sccm, de 30000 sccm à 50000 sccm, de 50000 sccm à 70000 sccm, ou de 70000 sccm à 80000 sccm. Le réglage du premier débit dans cette plage peut assurer un premier débit élevé, de sorte que la deuxième couche de film mince 120 formée soit plus épaisse, et que la deuxième couche de film mince 120 puisse absorber plus de sources de dopage trivalent. De cette façon, la concentration de dopage à la surface supérieure de la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10 peut être relativement faible, ce qui est propice à l’obtention d’une résistance de feuille élevée de la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10, ainsi les performances de passivation de la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10 peuvent être améliorées.
En se référant à la , dans certains modes de réalisation, le procédé comporte en outre : la réalisation de l’opération de nettoyage sur le substrat initial de type N 20 pour retirer la deuxième couche de film mince 120 ; la formation d’une couche antireflet 130 sur la première surface du substrat initial de type N 20, la couche antireflet 130 est située sur la surface supérieure de l’émetteur de type P 10, dans certains modes de réalisation, la couche antireflet 130 peut être une couche de nitrure de silicium comportant un matériau de nitrure de silicium. Dans certains modes de réalisation, la couche antireflet 130 peut être formée par un procédé de dépôt chimique en phase vapeur amélioré par plasma (PECVD).
En se référant à la , dans certains modes de réalisation, le procédé comporte en outre : la formation d’une première électrode métallique 140, et la première électrode métallique 140 est connectée électriquement à la première partie 11 de l’émetteur de type P 10. La première électrode métallique 140 est située sur la première surface du substrat initial de type N 20. Étant donné que la résistance de feuille de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 est faible, la première électrode métallique 140 est agencée pour être connectée électriquement à la première partie 11 de l’émetteur de type P 10. De cette façon, la résistance de contact entre la première électrode métallique 140 et la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 peut être réduite, facilitant ainsi le transport des porteurs dans la première électrode métallique 140 pénétrant dans la couche antireflet. Les principes spécifiques sont les suivants.
La lumière incidente atteint le substrat initial de type N 20 à travers la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 et la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10, et génère une pluralité de paires électron–trou dans le substrat initial de type N 20. La pluralité de paires électron–trou dans le substrat initial de type N 20 sont séparées en électrons et en trous, respectivement, sous l’action de l’effet photoélectrique, les électrons séparés sont transportés vers le substrat initial de type N 20, et les trous séparés sont transportés vers la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 et la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10. Les électrons qui sont transportés vers la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 et la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10 sont collectés par la première électrode métallique 140 en contact avec la première partie 11 de l’émetteur de type P 10, et sont transportés dans la première électrode métallique 140 en pénétrant dans la couche antireflet. En d’autres termes, les électrons dans la première partie 11 et la deuxième partie 12 sont destinés à être transportés vers la première électrode métallique 140 en contact avec la première partie 11 de l’émetteur de type P 10. Par conséquent, le transport des porteurs peut être grandement amélioré par l’amélioration de la résistance de contact entre la première électrode métallique 140 et la première partie 11 de l’émetteur de type P 10.
Dans certains modes de réalisation, un procédé de formation de la première électrode métallique 140 comporte : l’impression d’une pâte conductrice sur une surface supérieure de la couche antireflet 130 dans la région prédéfinie, le matériau conducteur dans la pâte conductrice peut être au moins un parmi l’argent, l’aluminium, le cuivre, l’étain, l’or, le plomb ou le nickel ; et le frittage de la pâte conductrice, par exemple, le frittage peut être réalisé sous une température de pointe de 750 °C à 850 °C, de façon à pénétrer la couche antireflet pour former la première électrode métallique 140.
Dans certains modes de réalisation, une largeur de la première électrode métallique 140 est inférieure ou égale à la largeur de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10, de sorte que la première électrode métallique 140 puisse être entourée par la première partie 11 de l’émetteur de type P 10, et les surfaces latérales et la surface inférieure de la première électrode métallique 140 sont en contact avec la première partie 11 de l’émetteur de type P 10. Par rapport au cas où une partie des surfaces latérales de la première électrode métallique 140 est en contact avec la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10 à résistance de feuille plus élevée, étant donné que la résistance de feuille de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 est plus faible, la résistance de contact entre la première électrode métallique 140 et la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 est plus faible, ce qui est propice à une nouvelle amélioration du transport des porteurs dans la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 et la deuxième partie 12 de l’émetteur de type P 10.
En se référant à la , une couche tunnel 150 et une couche conductrice dopée 160 sont formées, la couche tunnel et la couche conductrice dopée sont situées sur une deuxième surface du substrat de type N 100 et sont agencées en séquence dans une direction opposée au substrat de type N 100.
La couche tunnel 150 est utilisée pour réaliser la passivation d’interface de la deuxième surface du substrat de type N 100. Dans certains modes de réalisation, la couche tunnel 150 peut être formée en utilisant un processus de dépôt, tel qu’un processus de dépôt chimique en phase vapeur. Dans certains autres modes de réalisation, la couche tunnel 150 peut être formée en utilisant processus de génération in situ. À titre d’exemple, dans certains modes de réalisation, le matériau de la couche tunnel 150 peut être un matériau diélectrique, tel que l’oxyde de silicium.
La couche conductrice dopée 160 est utilisée pour former une passivation de champ. Dans certains modes de réalisation, le matériau de la couche conductrice dopée 160 peut être du silicium dopé. Dans certains modes de réalisation, la couche conductrice dopée 160 et le substrat de type N 100 comportent des éléments de dopage du même type de conductivité, le silicium dopé peut comporter un ou plusieurs parmi le polysilicium dopé de type N, le silicium microcristallin dopé de type N et le silicium amorphe dopé de type N. Dans certains modes de réalisation, la couche conductrice dopée 160 peut être formée en utilisant un processus de dépôt. À titre d’exemple, du polysilicium intrinsèque peut être déposé sur la surface de la couche tunnel 150 à l’écart du substrat de type N 100 pour former une couche de polysilicium, et des ions phosphore peuvent être dopés par implantation ionique et diffusion à la source pour former une couche de polysilicium dopé de type N. La couche de polysilicium dopé de type N sert de couche conductrice dopée 160.
En se référant à la , dans certains modes de réalisation, le procédé comporte en outre la formation d’une première couche de passivation 170 sur une surface de la couche conductrice dopée 160 à l’écart du substrat de type N 100. Dans certains modes de réalisation, le matériau de la première couche de passivation 170 peut être un ou plusieurs parmi l’oxyde de silicium, l’oxyde d’aluminium, le nitrure de silicium, l’oxynitrure de silicium et l’oxycarbonitrure de silicium. Dans certains modes de réalisation, la première couche de passivation 170 peut être une structure monocouche. Dans certains autres modes de réalisation, la première couche de passivation 170 peut être une structure multicouche. À titre d’exemple, dans certains modes de réalisation, la première couche de passivation 170 peut être formée à l’aide d’un procédé PECVD.
Dans certains modes de réalisation, le procédé comporte en outre la formation d’une deuxième électrode métallique 180 pénétrant la première couche de passivation 170 pour former une connexion électrique avec la couche conductrice dopée 160. À titre d’exemple, le procédé de formation de la deuxième électrode métallique 180 peut être le même que le procédé de formation de la première électrode métallique 140, et le matériau de la première électrode métallique 140 peut être le même que le matériau de la deuxième électrode métallique 180.
Dans le procédé de production d’une cellule solaire comme prévu dans les modes de réalisation ci–dessus, au moins une surface inclinée de la première structure pyramidale 1 formée présente une déformation irrégulière, de sorte que la structure cristalline de la première structure pyramidale 1 passe d’une structure tétraédrique régulière à une structure tétraédrique irrégulière. La structure tétraédrique irrégulière entraîne des dislocations et des liaisons pendantes dans l’émetteur, modifiant ainsi l’émetteur. En particulier, les dislocations et les liaisons pendantes générées conduisent à un niveau d’énergie profond à l’intérieur de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10, réduisant ainsi la résistance de feuille de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10. La première partie 11 de l’émetteur de type P 10 peut avoir une résistance de feuille relativement faible en modifiant la structure de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10. De cette façon, la résistance de feuille de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10 peut être réduite sans augmenter considérablement la concentration de dopage de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10, ce qui non seulement peut améliorer le contact ohmique, mais est également propice au maintien d’un bon effet de passivation de la première partie 11 de l’émetteur de type P 10, ainsi les performances globales de conversion photoélectrique de la cellule solaire formée peuvent être améliorées.
Bien que la présente divulgation soit divulguée ci–dessus avec des modes de réalisation donnés à titre d’exemple, ceux–ci ne sont pas utilisés pour limiter les revendications. Toute personne qualifiée dans l’art peut effectuer certains changements et modifications possibles sans s’écarter du concept de la présente divulgation. L’étendue de la protection de la présente divulgation est soumise à l’étendue définie par les revendications.
Les personnes ayant une compétence ordinaire dans l’art comprendront que les modes de réalisation ci–dessus sont des mises en œuvre données à titre d’exemple pour réaliser la présente divulgation. L’étendue de la protection par brevet de la présente divulgation est toujours soumise à l’étendue limitée par les revendications annexées.
Claims (10)
- Cellule solaire, caractérisée en ce qu’elle comprend :
un substrat de type N (100) ;
un émetteur de type P (10) formé sur une première surface du substrat de type N (100), dans laquelle l’émetteur de type P (10) comprend une première partie (11) et une deuxième partie (12), une surface supérieure de la première partie (11) comprend une première structure pyramidale (1), et au moins une portion d’au moins une surface inclinée de la première structure pyramidale (1) est concave ou convexe par rapport au centre de la première structure pyramidale (1), dans laquelle une surface supérieure de la deuxième partie (12) comprend une deuxième structure pyramidale (2), et des surfaces inclinées de la deuxième structure pyramidale (2) sont des plans, et dans laquelle, dans une direction perpendiculaire à la première surface du substrat de type N (100), une profondeur de jonction de la première partie (11) est supérieure à une profondeur de jonction de la deuxième partie (12) ; et
une couche tunnel (150) et une couche conductrice dopée (160) formées séquentiellement sur une deuxième surface du substrat de type N (100) dans une direction opposée au substrat de type N (100). - Cellule solaire selon la revendication 1, dans laquelle une structure cristalline de la première partie de l’émetteur de type P présente des dislocations.
- Cellule solaire selon la revendication 1, dans laquelle une résistance de feuille de la première partie de l’émetteur de type P est plus faible qu’une résistance de feuille de la deuxième partie de l’émetteur de type P.
- Cellule solaire selon la revendication 1, dans laquelle au moins une portion de la première structure pyramidale comprend en outre une première sous–structure située sur le haut de la première structure pyramidale, dans laquelle la première sous–structure est une sphère ou un sphéroïde.
- Cellule solaire selon la revendication 1, dans laquelle un rapport de la profondeur de jonction de la première partie sur la profondeur de jonction de la deuxième partie n’est pas inférieur à 2.
- Cellule solaire selon la revendication 5, dans laquelle une concentration de dopage à la surface supérieure de la première partie de l’émetteur de type P est supérieure ou égale à une concentration de dopage à la surface supérieure de la deuxième partie de l’émetteur de type P.
- Cellule solaire selon la revendication 6, dans laquelle la concentration de dopage à la surface supérieure de la première partie de l’émetteur de type P varie de 1E18atomes/cm3à 5E20atomes/cm3, une différence entre la concentration de dopage à la surface supérieure de la première partie et une concentration de dopage sur une surface inférieure de la première partie varie de 1E16atomes/cm3à 5E20atomes/cm3, et une différence entre la concentration de dopage à la surface supérieure de la deuxième partie et une concentration de dopage sur une surface inférieure de la deuxième partie varie de 1E16atomes/cm3à 1E20atomes/cm3.
- Cellule solaire selon la revendication 1, dans laquelle un rapport d’une largeur de la deuxième partie sur une largeur de la première partie n’est pas inférieur à 60.
- Cellule solaire selon la revendication 1, dans laquelle l’émetteur de type P comprend en outre une région de transition située entre la première partie et la deuxième partie, dans laquelle une concentration de dopage sur une surface supérieure de la région de transition est supérieure ou égale à la concentration de dopage à la surface supérieure de la deuxième partie, et est inférieure ou égale à la concentration de dopage à la surface supérieure de la première partie.
- Module photovoltaïque, caractérisé en ce qu’il comprend :
au moins une chaîne de cellules formée en connectant une pluralité de cellules solaires (101) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9 ;
au moins une couche d’encapsulation (102) configurée pour couvrir une surface de la au moins une chaîne de cellules ; et
au moins une plaque de couverture (103) configurée pour couvrir une surface de la au moins une couche d’encapsulation orientée à l’opposé de la au moins une chaîne de cellules.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210590274.5 | 2022-05-26 | ||
| CN202210590274.5A CN116722056A (zh) | 2022-05-26 | 2022-05-26 | 太阳能电池及太阳能电池的制备方法、光伏组件 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3136112A3 true FR3136112A3 (fr) | 2023-12-01 |
Family
ID=82117648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR2212752A Pending FR3136112A3 (fr) | 2022-05-26 | 2022-12-05 | cellule solaire et procédé de production de celle–ci, module photovoltaïque |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230387337A1 (fr) |
| EP (1) | EP4283687A1 (fr) |
| JP (2) | JP7328406B1 (fr) |
| CN (1) | CN116722056A (fr) |
| AU (2) | AU2022204349B1 (fr) |
| DE (1) | DE202022106907U1 (fr) |
| FR (1) | FR3136112A3 (fr) |
| GB (1) | GB2619111A (fr) |
| NL (1) | NL2033695A (fr) |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006024757A (ja) * | 2004-07-08 | 2006-01-26 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 太陽電池および太陽電池の製造方法 |
| CN103283001A (zh) * | 2011-03-08 | 2013-09-04 | 可持续能源联盟有限责任公司 | 蓝光响应增强的高效黑硅光伏器件 |
| KR20120110728A (ko) * | 2011-03-30 | 2012-10-10 | 한화케미칼 주식회사 | 태양 전지 및 이의 제조 방법 |
| US9653627B2 (en) * | 2012-01-18 | 2017-05-16 | Wostec, Inc. | Arrangements with pyramidal features having at least one nanostructured surface and methods of making and using |
| KR101921738B1 (ko) * | 2012-06-26 | 2018-11-23 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지 |
| KR101658733B1 (ko) * | 2015-07-08 | 2016-09-21 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지 모듈 |
| CN111628047B (zh) * | 2020-06-01 | 2023-02-28 | 常州顺风太阳能科技有限公司 | 一种N型TOPCon太阳能电池的制作方法 |
| CN115036375B (zh) * | 2021-02-23 | 2023-03-24 | 浙江晶科能源有限公司 | 太阳能电池及其制作方法、太阳能组件 |
| CN113594299B (zh) * | 2021-07-27 | 2024-01-26 | 普乐新能源科技(泰兴)有限公司 | 一种n型硅片p++结构的制作工艺 |
| CN115020503B (zh) * | 2021-08-04 | 2023-03-24 | 上海晶科绿能企业管理有限公司 | 太阳能电池及其制备方法、光伏组件 |
| CN113675298A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-11-19 | 上海交通大学 | 具有纳微米结构的TOPCon晶硅太阳电池 |
| CN113675289B (zh) * | 2021-10-22 | 2022-03-01 | 浙江晶科能源有限公司 | 光伏电池及其制备方法、光伏组件 |
| CN114038928B (zh) * | 2021-11-25 | 2023-09-15 | 浙江晶科能源有限公司 | 太阳能电池及其制备方法、光伏组件 |
-
2022
- 2022-05-26 CN CN202210590274.5A patent/CN116722056A/zh active Pending
- 2022-06-20 JP JP2022098517A patent/JP7328406B1/ja active Active
- 2022-06-20 EP EP22179892.9A patent/EP4283687A1/fr active Pending
- 2022-06-21 AU AU2022204349A patent/AU2022204349B1/en active Active
- 2022-06-23 US US17/848,369 patent/US20230387337A1/en active Pending
- 2022-12-05 FR FR2212752A patent/FR3136112A3/fr active Pending
- 2022-12-06 GB GB2218326.3A patent/GB2619111A/en active Pending
- 2022-12-08 NL NL2033695A patent/NL2033695A/en unknown
- 2022-12-09 DE DE202022106907.7U patent/DE202022106907U1/de active Active
-
2023
- 2023-05-30 JP JP2023089181A patent/JP7445059B2/ja active Active
- 2023-09-22 AU AU2023233208A patent/AU2023233208A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2023233208A1 (en) | 2023-10-12 |
| AU2022204349B1 (en) | 2023-08-24 |
| JP2023174618A (ja) | 2023-12-07 |
| US20230387337A1 (en) | 2023-11-30 |
| JP7328406B1 (ja) | 2023-08-16 |
| DE202022106907U1 (de) | 2023-03-15 |
| GB2619111A (en) | 2023-11-29 |
| CN116722056A (zh) | 2023-09-08 |
| NL2033695A (en) | 2023-12-05 |
| EP4283687A1 (fr) | 2023-11-29 |
| JP7445059B2 (ja) | 2024-03-06 |
| GB202218326D0 (en) | 2023-01-18 |
| JP2023174428A (ja) | 2023-12-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7204039B1 (ja) | 太陽電池およびその製造方法、光起電力モジュール | |
| KR100847741B1 (ko) | ｐ-ｎ접합 계면에 패시베이션층을 구비하는 점 접촉 이종접합 실리콘 태양전지 및 그의 제조방법 | |
| EP2721650A1 (fr) | Procede de realisation d'une cellule photovoltaique a emetteur selectif | |
| FR3136112A3 (fr) | cellule solaire et procédé de production de celle–ci, module photovoltaïque | |
| KR101115195B1 (ko) | 실리콘 이종접합 태양전지 및 이를 제조하는 방법 | |
| FR3136590A3 (fr) | cellule solaire et procédé de production de celle-ci, module photovoltaïque | |
| EP3314670A1 (fr) | Procede d'isolation des bords d'une cellule photovoltaique a heterojonction | |
| WO2014136083A1 (fr) | Substrat semi-conducteur monolithique à base de silicium, divisé en sous-cellules | |
| FR3136316A3 (fr) | Cellule photovoltaïque et module photovoltaïque | |
| EP3242335B1 (fr) | Procédé de fabrication d'une cellule photovoltaïque à hétérojonction | |
| Jia et al. | SILICON NANOWIRE BASED HETEROJUNCTION SOLAR CELLS |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |