JP2023016702A - 太陽電池及びその不動態化接触構造、電池モジュール並びに光起電システム - Google Patents
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Abstract
Description
前記第2不動態化接触領域は、導電層と前記第1不動態化接触領域を接続するための開口を有し、
前記第1不動態化接触領域は第1ドープ層、第1不動態化層、及び第2ドープ層を含み、前記第2不動態化接触領域は第2不動態化層、及び第3ドープ層を含む。
シリコン基板と、
前記シリコン基板の背面に間隔を置いて設けられる、反対の極性を有する第1ドープ領域及び第2ドープ領域と、
前記シリコン基板の正面に設けられる第1誘電体層と、
前記第1ドープ領域と前記第2ドープ領域との間に設けられる第2誘電体層と、
前記第1ドープ領域上に設けられる第1導電層及び前記第2ドープ領域上に設けられる第2導電層と、を含み、
前記第1ドープ領域及び/又は前記第2ドープ領域は上記に記載の不動態化接触構造を採用する太陽電池をさらに提供することである。
前記第1誘電体層の厚さが50nm超であり、前記第2誘電体層の厚さが25nm超である。
シリコン基板と、
前記シリコン基板の背面に設けられる上記に記載の不動態化接触構造と、
前記不動態化接触構造上に設けられる第3誘電体層と、
前記シリコン基板の正面に順に設けられる第6ドープ層及び第4誘電体層と、
前記不動態化接触構造に電気的に接続される第3導電層及び前記第6ドープ層に電気的に接続される第4導電層と、を含み、
前記不動態化接触構造と前記第6ドープ層は反対の極性を有する太陽電池をさらに提供することである。
シリコン基板10上に設けられる第1不動態化接触領域11、及び第1不動態化接触領域11上に設けられる第2不動態化接触領域12を含み、
第2不動態化接触領域12は開口13を有し、導電層が開口13に通されて第1不動態化接触領域11と接続され、
第1不動態化接触領域11は第1ドープ層111、第1不動態化層112、及び第2ドープ層113を含み、第2不動態化接触領域12は第2不動態化層121、及び第3ドープ層122を含む。
シリコン基板10と、
シリコン基板10の背面に間隔をおいて設けられる、反対の極性を有する第1ドープ領域20及び第2ドープ領域30と、
シリコン基板10の正面に設けられる第1誘電体層40と、
第1ドープ領域20と第2ドープ領域30との間に設けられる第2誘電体層50と、
第1ドープ領域20上に設けられる第1導電層60及び第2ドープ領域30上に設けられる第2導電層70と、を含み、
第1ドープ領域20及び/又は第2ドープ領域30は前記実施例に記載の不動態化接触構造を採用する。
第1ドープ領域20及び第2ドープ領域30がいずれもシリコン基板10の背面に設けられ、且つ第1ドープ領域20及び第2ドープ領域30がいずれも前記実施例に記載の不動態化接触構造であり、第1ドープ領域20と第2ドープ領域30との間に溝が設けられる電池1、
第1ドープ領域20及び第2ドープ領域30がいずれもシリコン基板10の背面に設けられ、且つ第1ドープ領域20及び第2ドープ領域30のうちの一方が前記実施例に記載の不動態化接触構造であり、他方が第4ドープ層からなる拡散構造であり、第1ドープ領域20と第2ドープ領域30との間に溝が設けられる電池2、
第1ドープ領域20及び第2ドープ領域30がいずれもシリコン基板10の背面に設けられ、且つ第1ドープ領域20及び第2ドープ領域30のうちの一方が前記実施例に記載の不動態化接触構造であり、他方が第4ドープ層、第3不動態化層及び第5ドープ層からなるドープ領域構造であり、第1ドープ領域20と第2ドープ領域30との間に溝が設けられる電池3、
第1ドープ領域20及び第2ドープ領域30がいずれもシリコン基板10の背面に設けられ、且つ第1ドープ領域20及び第2ドープ領域30のうちの一方が前記実施例に記載の不動態化接触構造であり、他方がトンネル層及びドープ領域からなる従来の不動態化接触構造であり、第1ドープ領域20と第2ドープ領域30との間に溝が設けられる電池4、
第1ドープ領域20及び第2ドープ領域30がシリコン基板10の凹溝内に交互に設けられ、且つ第1ドープ領域20及び第2ドープ領域30がいずれも前記実施例に記載の不動態化接触構造である電池5、
第1ドープ領域20及び第2ドープ領域30がシリコン基板10の凹溝内に交互に設けられ、且つ第1ドープ領域20及び第2ドープ領域30のうちの一方が前記実施例に記載の不動態化接触構造であり、他方が第4ドープ層からなる拡散構造である電池6、
第1ドープ領域20及び第2ドープ領域30がシリコン基板10の凹溝内に交互に設けられ、且つ第1ドープ領域20及び第2ドープ領域30のうちの一方が前記実施例に記載の不動態化接触構造であり、他方が第4ドープ層、第3不動態化層及び第5ドープ層からなるドープ領域構造である電池7、
第1ドープ領域20及び第2ドープ領域30がシリコン基板10の凹溝内に交互に設けられ、且つ第1ドープ領域20及び第2ドープ領域30のうちの一方が前記実施例に記載の不動態化接触構造であり、他方がトンネル層及びドープ領域からなる従来の不動態化接触構造である電池8、
第1ドープ領域20が凹溝内に設けられ第2ドープ領域30がボス上に設けられ、且つ第1ドープ領域20及び第2ドープ領域30がいずれも前記実施例に記載の不動態化接触構造であり、第1ドープ領域20と第2ドープ領域30との間に溝が設けられてもよい電池9、
第1ドープ領域20及び第2ドープ領域30のうちの一方が前記実施例に記載の不動態化接触構造であり、他方が第4ドープ層からなる拡散構造であり、且つ不動態化接触構造がボス上に設けられ、拡散構造が凹溝内に設けられ、第1ドープ領域20と第2ドープ領域30との間に溝が設けられてもよい電池10、
第1ドープ領域20及び第2ドープ領域30のうちの一方が前記実施例に記載の不動態化接触構造であり、他方が第4ドープ層からなる拡散構造であり、且つ不動態化接触構造が凹溝内に設けられ、拡散構造がボス上に設けられ、第1ドープ領域20と第2ドープ領域30との間に溝が設けられてもよい電池11、
第1ドープ領域20及び第2ドープ領域30のうちの一方が前記実施例に記載の不動態化接触構造であり、他方が第4ドープ層、第3不動態化層及び第5ドープ層からなるドープ領域構造であり、且つ不動態化接触構造がボス上に設けられ、ドープ領域構造が凹溝内に設けられ、第1ドープ領域20と第2ドープ領域30との間に溝が設けられてもよい電池12、
第1ドープ領域20及び第2ドープ領域30のうちの一方が前記実施例に記載の不動態化接触構造であり、他方が第4ドープ層、第3不動態化層及び第5ドープ層からなるドープ領域構造であり、且つ不動態化接触構造が凹溝内に設けられ、ドープ領域構造がボス上に設けられ、第1ドープ領域20と第2ドープ領域30との間に溝が設けられてもよい電池13、
第1ドープ領域20及び第2ドープ領域30のうちの一方が前記実施例に記載の不動態化接触構造であり、他方がトンネル層及びドープ領域からなる従来の不動態化接触構造であり、且つ不動態化接触構造がボス上に設けられ、従来の不動態化接触構造が凹溝内に設けられ、第1ドープ領域20と第2ドープ領域30との間に溝が設けられてもよい電池14、又は
第1ドープ領域20及び第2ドープ領域30のうちの一方が前記実施例に記載の不動態化接触構造であり、他方がトンネル層及びドープ領域からなる従来の不動態化接触構造であり、且つ不動態化接触構造が凹溝内に設けられ、従来の不動態化接触構造がボス上に設けられ、第1ドープ領域20と第2ドープ領域30との間に溝が設けられてもよい電池15であり得る。
シリコン基板10と、
シリコン基板10の背面に設けられる前記実施例に記載の不動態化接触構造1と、
不動態化接触構造1上に設けられる第3誘電体層80と、
シリコン基板10の正面に順に設けられる第6ドープ層90及び第4誘電体層100と、
不動態化接触構造1に電気的に接続される第3導電層110及び第6ドープ層90に電気的に接続される第4導電層120と、を含み、
不動態化接触構造1と第6ドープ層90は反対の極性を有する。
10 :シリコン基板
11 :第1不動態化接触領域
12 :第2不動態化接触領域
13 :開口
20 :第1ドープ領域
30 :第2ドープ領域
40 :第1誘電体層
50 :第2誘電体層
60 :第1導電層
70 :第2導電層
80 :第3誘電体層
90 :第6ドープ層
100 :第4誘電体層
110 :第3導電層
111 :第1ドープ層
112 :第1不動態化層
113 :第2ドープ層
120 :第4導電層
121 :第2不動態化層
122 :第3ドープ層
Claims (47)
- シリコン基板上に設けられる第1不動態化接触領域、及び前記第1不動態化接触領域上に設けられる第2不動態化接触領域を含み、
前記第1不動態化接触領域は第1ドープ層、第1不動態化層、及び第2ドープ層を含み、前記第2不動態化接触領域は第2不動態化層、及び第3ドープ層を含み、前記第1ドープ層、前記第1不動態化層、前記第2ドープ層、前記第2不動態化層及び前記第3ドープ層は順に積層して設けられ、
前記第2不動態化接触領域は前記太陽電池の導電層と前記第1不動態化接触領域を接続するための開口を有することを特徴とする、太陽電池の不動態化接触構造。 - 前記第1不動態化層は孔領域において前記第1ドープ層及び/又は前記第2ドープ層を有する多孔構造であることを特徴とする、請求項1に記載の不動態化接触構造。
- 前記第2ドープ層と前記第3ドープ層は反対のドーピング極性を有することを特徴とする、請求項1に記載の不動態化接触構造。
- 前記第1ドープ層と前記第2ドープ層は同じドーピング極性であることを特徴とする、請求項1に記載の不動態化接触構造。
- 前記多孔構造中の孔径が20μm未満であることを特徴とする、請求項2に記載の不動態化接触構造。
- 前記多孔構造の非孔領域に前記第1ドープ層及び/又は前記第2ドープ層と同じドーピング型のドーパントが含有されることを特徴とする、請求項2に記載の不動態化接触構造。
- 前記多孔構造の孔領域に前記第1ドープ層及び/又は前記第2ドープ層が部分的に含有されることを特徴とする、請求項2に記載の不動態化接触構造。
- 前記多孔構造の孔領域の面積が前記多孔構造の全体面積を占める比率は20%未満であることを特徴とする、請求項2に記載の不動態化接触構造。
- 前記第2不動態化層の厚さが前記第1不動態化層の厚さより大きいことを特徴とする、請求項1に記載の不動態化接触構造。
- 前記第1不動態化層の厚さが0.5~10nmであることを特徴とする、請求項1に記載の不動態化接触構造。
- 前記第1不動態化層の厚さが0.8~2nmであることを特徴とする、請求項10に記載の不動態化接触構造。
- 前記第2不動態化層の厚さが5~150nmであることを特徴とする、請求項1に記載の不動態化接触構造。
- 前記第1不動態化層及び/又は前記第2不動態化層は酸化層、炭化シリコン層、及び非晶質シリコン層のうちの1つ又は複数の組合せであることを特徴とする、請求項1に記載の不動態化接触構造。
- 前記酸化層は酸化シリコン層、酸化アルミニウム層のうちの1層又は複数層からなることを特徴とする、請求項13に記載の不動態化接触構造。
- 前記第1不動態化層又は前記第2不動態化層中の炭化シリコン層は水素化炭化シリコン層を含むことを特徴とする、請求項13に記載の不動態化接触構造。
- 前記第1ドープ層のドーピング濃度が前記シリコン基板のドーピング濃度と前記第2ドープ層のドーピング濃度との間にあることを特徴とする、請求項1に記載の不動態化接触構造。
- 前記第1ドープ層の接合深さが1.5μm未満であることを特徴とする、請求項1に記載の不動態化接触構造。
- 前記第1ドープ層はIII族又はV族元素でドープされたドープト単結晶シリコン層であることを特徴とする、請求項1に記載の不動態化接触構造。
- 前記第2ドープ層及び/又は前記第3ドープ層はドープト多結晶シリコン層又はドープト炭化シリコン層又はドープト非晶質シリコン層を含むことを特徴とする、請求項1に記載の不動態化接触構造。
- 前記第2ドープ層又は前記第3ドープ層中のドープト炭化シリコン層は異なる屈折率の少なくとも1層のドープト炭化シリコン膜からなることを特徴とする、請求項19に記載の不動態化接触構造。
- 各前記ドープト炭化シリコン膜の屈折率がシリコン基板から外へ順に低くなることを特徴とする、請求項20に記載の不動態化接触構造。
- 前記第2ドープ層又は前記第3ドープ層中のドープト炭化シリコン層はドープト水素化炭化シリコン層を含み、前記ドープト水素化炭化シリコン層の電気伝導率が0.01S/cm超であり、厚さが10nm超であることを特徴とする、請求項19に記載の不動態化接触構造。
- シリコン基板と、
前記シリコン基板の背面に間隔を置いて設けられる、反対の極性を有する第1ドープ領域及び第2ドープ領域と、
前記シリコン基板の正面に設けられる第1誘電体層と、
前記第1ドープ領域と前記第2ドープ領域との間に設けられる第2誘電体層と、
前記第1ドープ領域上に設けられる第1導電層及び前記第2ドープ領域上に設けられる第2導電層と、を含み、
前記第1ドープ領域及び/又は前記第2ドープ領域は請求項1~22のいずれか1項に記載の不動態化接触構造を採用することを特徴とする、太陽電池。 - 前記第1ドープ領域及び前記第2ドープ領域のうちの一方は請求項1~22のいずれか1項に記載の不動態化接触構造を採用し、他方は前記シリコン基板内に設けられる第4ドープ層であることを特徴とする、請求項23に記載の太陽電池。
- 前記第4ドープ層はIII族又はV族元素でドープされたドープト単結晶シリコン層であることを特徴とする、請求項24に記載の太陽電池。
- 前記第4ドープ層上にさらに第3不動態化層及び第5ドープ層が順に設けられることを特徴とする、請求項24に記載の太陽電池。
- 前記シリコン基板の背面に凹溝が間隔をおいて設けられ、前記第1ドープ領域と前記第2ドープ領域が各前記凹溝内に交互に設けられることを特徴とする、請求項23に記載の太陽電池。
- 前記シリコン基板の背面に凹溝が間隔をおいて設けられ、前記第1ドープ領域及び前記第2ドープ領域のうちの一方が凹溝内に設けられ、他方が凹溝外に設けられることを特徴とする、請求項23に記載の太陽電池。
- 前記第1ドープ領域と第2ドープ領域との間に溝が設けられることを特徴とする、請求項23又は27又は28に記載の太陽電池。
- 前記第1ドープ領域及び前記第2ドープ領域が凹溝内外の一部の領域に設けられることを特徴とする、請求項28に記載の太陽電池。
- 前記第1誘電体層及び前記第2誘電体層は酸化アルミニウム層、窒化シリコン層、酸窒化シリコン層、炭化シリコン層、非晶質シリコン層及び酸化シリコン層のうちの1つ又は複数の組合せであることを特徴とする、請求項23に記載の太陽電池。
- 前記第1誘電体層及び/又は前記第2誘電体層は酸化アルミニウム層及び炭化シリコン層であるか、又は酸化シリコン層及び炭化シリコン層であり、
前記第1誘電体層の厚さが50nm超であり、前記第2誘電体層の厚さが25nm超であることを特徴とする、請求項31に記載の太陽電池。 - 前記第1誘電体層中の酸化アルミニウム層又は酸化シリコン層の厚さが40nm未満であり、前記第2誘電体層中の酸化アルミニウム層又は酸化シリコン層の厚さが25nm未満であり、前記第1誘電体層及び/又は前記第2誘電体層中の炭化シリコン層の厚さが10nm超であることを特徴とする、請求項32に記載の太陽電池。
- 前記第1誘電体層及び/又は前記第2誘電体層中の炭化シリコン層は異なる屈折率の少なくとも1層の炭化シリコン膜からなることを特徴とする、請求項31又は32に記載の太陽電池。
- 各前記炭化シリコン膜の屈折率がシリコン基板から外へ順に低くなることを特徴とする、請求項34に記載の太陽電池。
- 前記第1誘電体層及び/又は前記第2誘電体層の外層にさらにフッ化マグネシウム層が設けられることを特徴とする、請求項31に記載の太陽電池。
- 前記第1導電層及び前記第2導電層はTCO透明導電膜及び/又は金属電極であることを特徴とする、請求項23に記載の太陽電池。
- 前記金属電極は銀電極、銅電極、アルミニウム電極、錫被覆銅電極又は銀被覆銅電極を含むことを特徴とする、請求項37に記載の太陽電池。
- 前記銅電極は電気めっきプロセスによって製造される電気めっき銅電極又は物理蒸着によって製造される銅電極であることを特徴とする、請求項38に記載の太陽電池。
- 前記シリコン基板の正面と前記第1誘電体層との間にさらに電界層又は浮遊接合が設けられることを特徴とする、請求項23に記載の太陽電池。
- 前記第1ドープ領域及び前記第2ドープ領域のうちの一方がP型ドープ領域であり、他方がN型ドープ領域であり、前記P型ドープ領域における第1不動態化層の厚さが前記N型ドープ領域における第1不動態化層の厚さより大きいことを特徴とする、請求項23に記載の太陽電池。
- 前記第1ドープ領域及び前記第2ドープ領域のうちの一方がP型ドープ領域であり、他方がN型ドープ領域であり、前記P型ドープ領域における第1不動態化層の孔密度が前記N型ドープ領域における第1不動態化層の孔密度より大きいことを特徴とする、請求項23に記載の太陽電池。
- シリコン基板と、
前記シリコン基板の背面に設けられる請求項1~22のいずれか1項に記載の不動態化接触構造と、
前記不動態化接触構造上に設けられる第3誘電体層と、
前記シリコン基板の正面に順に設けられる第6ドープ層及び第4誘電体層と、
前記不動態化接触構造に電気的に接続される第3導電層及び前記第6ドープ層に電気的に接続される第4導電層と、を含み、
前記不動態化接触構造と前記第6ドープ層は反対の極性を有することを特徴とする、太陽電池。 - 請求項23~42のいずれか1項に記載の太陽電池を含むことを特徴とする、電池モジュール。
- 請求項44に記載の電池モジュールを含むことを特徴とする、光起電システム。
- 請求項43に記載の太陽電池を含むことを特徴とする、電池モジュール。
- 請求項46に記載の電池モジュールを含むことを特徴とする、光起電システム。
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