JP2024010044A - 太陽電池の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】効率の比較的高い太陽電池及びその製造方法、太陽光発電モジュール及び太陽光発電システムを提供する。【解決手段】太陽電池の製造方法は、基材とドーピング導電材料層とを含む基板であって、基材の前記第１面及び第１側面の一部の表面にテクスチャ構造を有し、ドーピング導電材料層は、テクスチャ構造を覆う基板を提供するステップと、基板の各表面にパッシベーション接触材料層を形成するステップと、パッシベーション接触材料層が形成された基板を基材の厚さ方向に沿って切断してサブ基板を形成することで、ドーピング導電層を形成するステップと、パッシベーション接触材料層をエッチングして除去してパッシベーションコンタクト層を形成するステップと、サブ基板における切断された側面である切断縁側面の少なくとも一部をさらに覆う第１パッシベーション層をドーピング導電層上に形成するステップと、を含む。【選択図】図１

Description

本願は、太陽電池技術分野に関し、特に太陽電池及びその製造方法、太陽光発電モジュール及び太陽光発電システムに関する。
太陽光発電技術の急速な発展に伴い、結晶シリコン太陽電池の変換効率は年々向上している。現在、トンネル酸化膜パッシベーションコンタクト（Ｔｕｎｎｅｌ Ｏｘｉｄｅ Ｐａｓｓｉｖａｔｅｄ Ｃｏｎｔａｃｔ、ＴＯＰＣｏｎ）電池は、効率が高く、工業プロセスの成熟度が比較的高いなどの多くの長所によって際立っており、業界内の多くのメーカーは、ＴＯＰＣｏｎ電池に対する研究開発の進度を拡大し始めている。関連技術では、ＴＯＰＣｏｎ電池の製造過程において、正面及び裏面にドーピングプロセスを巻き込み、正面及び裏面のキャリアの横方向の輸送能力を向上させるが、同時に電池の側面に多量のキャリアが再結合し、電池の側面に漏電の問題が発生しやすくなり、それにより太陽電池の効率が低下してしまう。
これに基づき、効率の比較的高い太陽電池及びその製造方法、太陽光発電モジュール及び太陽光発電システムを提供する必要がある。
本願の実施例の第１態様は、太陽電池を提供する。太陽電池は、
対向して設置された第１面、第２面、及び第１面と第２面との間に隣接する複数の第１側面を含む基材であって、少なくとも基材の第１面及び第１側面の一部の表面にテクスチャ構造が設けられた基材と、
テクスチャ構造を覆うように、少なくとも第１面及び第１側面の一部の表面に設置されたドーピング導電層と、
ドーピング導電層上に積層設置され、少なくともドーピング導電層を覆うように少なくとも第１面及び第１側面の少なくとも一部の領域を覆う第１パッシベーション層と、
第２面に設置されたパッシベーションコンタクト層と、
パッシベーションコンタクト層に積層設置され、パッシベーションコンタクト層を覆うように第２面を覆う第２パッシベーション層と、を含む。
１つの実施例では、第１側面は、テクスチャ構造が設けられたテクスチャ領域と、テクスチャ領域に隣接する平坦領域と、を含み、
第１パッシベーション層は、第１側面においてテクスチャ領域を完全に覆い、かつ平坦領域の少なくとも一部を覆う。
１つの実施例では、第１パッシベーション層の第１面から離れた縁は、パッシベーションコンタクト層の基材から離れた表面と面一である。
１つの実施例では、基材は、第１面と第２面との間に隣接する少なくとも１つの切断縁側面をさらに含み、
テクスチャ構造は、第１面及び第１側面の一部の表面のみに設置され、ドーピング導電層は、テクスチャ構造を覆うように、第１面及び第１側面の一部の表面のみに設置される。
１つの実施例では、切断縁側面は、切断縁側面の法線方向において、ドーピング導電層、第１パッシベーション層、パッシベーションコンタクト層、及び第２パッシベーション層における切断縁側面と同じ側に位置する縁と面一である。
１つの実施例では、第１パッシベーション層は、切断縁側面の少なくとも一部をさらに覆う。
１つの実施例では、第２パッシベーション層は、切断縁側面において第１パッシベーション層を少なくとも部分的に覆うように、切断縁側面の少なくとも一部の領域をさらに覆う。
１つの実施例では、基材は、第１面と第２面との間に隣接する少なくとも１つの切断縁側面をさらに含み、
切断縁側面の少なくとも一部の表面にもテクスチャ構造を有し、ドーピング導電層は、テクスチャ構造を覆うように、第１面、第１側面の一部の表面、及び切断縁側面の一部の表面に設置され、
第１パッシベーション層は、少なくともドーピング導電層を覆うように、切断縁側面の少なくとも一部をさらに覆う。
１つの実施例では、第２パッシベーション層は、切断縁側面において第１パッシベーション層を少なくとも部分的に覆うように、切断縁側面の少なくとも一部の領域をさらに覆う。
１つの実施例では、第２パッシベーション層は、第１側面において少なくとも第１パッシベーション層を部分的に覆うように、第１側面の少なくとも一部の領域をさらに覆う。
１つの実施例では、第１側面は、テクスチャ構造が設けられたテクスチャ領域と、テクスチャ領域に隣接する平坦領域と、を含み、
第１側面に位置する第１パッシベーション層の部分は、平坦領域を覆う第１部分を含み、
第２パッシベーション層は、少なくとも第１部分を覆う。
１つの実施例では、第１側面に位置する第１パッシベーション層の部分は、テクスチャ領域を覆う第２部分をさらに含み、
第２パッシベーション層は、第１部分及び第２部分の少なくとも一部を覆う。
１つの実施例では、第２パッシベーション層の前記第２面から離れた縁は、前記第１面に位置する第１パッシベーション層の外面と面一である。
１つの実施例では、基材の第１面におけるテクスチャ構造と第１側面におけるテクスチャ構造とは連続構造であり、又は、基材の第１面におけるテクスチャ構造と第１側面におけるテクスチャ構造との間に間隔を有する。
１つの実施例では、第１パッシベーション層は、ドーピング導電層上に積層された第１パッシベーション膜及び第１反射防止膜を含み、及び／又は
第２パッシベーション層は、パッシベーションコンタクト層上に積層された少なくとも１層の第２反射防止膜を含む。
本願の実施例の第２態様は、太陽電池の製造方法を提供する。当該太陽電池の製造方法は、
基材とドーピング導電層とを含む基板であって、基材は、対向して設置された第１面、第２面、及び第１面と第２面との間に隣接する複数の第１側面を含み、少なくとも基材の第１面及び第１側面の一部の表面にテクスチャ構造が設けられ、ドーピング導電層は、テクスチャ構造を覆うように、少なくとも第１面及び第１側面の一部の表面に設けられる基板を提供するステップと、
基材の第２面にパッシベーションコンタクト層を形成するステップと、
少なくともドーピング導電層を覆うように少なくとも第１面及び第１側面の少なくとも一部の領域を覆う第１パッシベーション層を、ドーピング導電層上に形成するステップと、
パッシベーションコンタクト層を覆うように第２面を覆う第２パッシベーション層をパッシベーションコンタクト層上に形成して、太陽電池基体を形成するステップと、を含む。
１つの実施例では、第２パッシベーション層をパッシベーションコンタクト層上に形成するステップの後に、
太陽電池基体の厚さ方向に沿ってレーザーで切断して少なくとも２つの太陽電池を形成するステップをさらに含む。
１つの実施例では、基板を提供するステップは、
少なくとも基材の第１面及び第１側面にテクスチャリング処理及びドーピング元素拡散を行うステップと、
基材の第２面及び各第１側面上の第１目標領域が露出するように、基材をエッチング処理するステップと、を含み、
第１目標領域は、基材の各第１側面における第２面に隣接し且つ接続された領域である。
１つの実施例では、基板を提供するステップは、
基材ブランクを厚さ方向に沿って切断して基材を形成し、且つ基材上に切断縁側面を形成するステップと、
少なくとも基材の第１面、第１側面及び切断縁側面にテクスチャリング処理及びドーピング元素拡散を行うステップと、
基材をエッチング処理して、基材の第２面、各第１側面における第１目標領域及び各切断縁側面における第２目標領域を露出させることで、基材の第１面、第１側面の一部の表面及び切断縁側面の一部の表面にテクスチャ構造及びテクスチャ構造を覆うドーピング導電層を形成するステップと、を含み、
第１目標領域は、第１側面が第２面に隣接する領域であり、第２目標領域は、切断縁側面が第２面に隣接する領域である。
１つの実施例では、基材の第２面にパッシベーションコンタクト層を形成するステップは、
基板の各表面上にトンネル材料層、ポリシリコンドーピング材料層及び酸化物材料層を順次積層して形成するステップと、
基板の第１側の表面及び基板の各側面上の酸化物材料層をエッチングして除去するステップと、
基板の第１側の表面及び基板の各側面上のポリシリコンドーピング材料層及びトンネル材料層をエッチングして除去するステップと、を含み、
基板の第１側は、基材の第１面に対応する。
１つの実施例では、基材の第２面にパッシベーションコンタクト層を形成するステップは、
前記基板の各表面にパッシベーション接触材料層を形成するステップと、
前記パッシベーション接触材料層が形成された前記基板を前記基材の厚さ方向に沿って切断して、前記基材の切断縁側面を形成するステップと、
前記基材の前記第２面の外に設置されたパッシベーション接触材料層をエッチングして除去して、前記パッシベーションコンタクト層を形成するステップと、を含む。
１つの実施例では、第２パッシベーション層をパッシベーションコンタクト層上に形成するステップの後に、
第１パッシベーション層及び第２パッシベーション層上に電極をそれぞれ製造するステップをさらに含む。
本願の実施例の第３態様は、少なくとも１つの電池ストリングを含む太陽光発電モジュールを提供し、電池ストリングは、少なくとも２つの前記太陽電池を含む。
本願の実施例の第４態様は、前記太陽光発電モジュールを含む太陽光発電システムを提供する。
本願の実施例の第５態様は、太陽電池の製造方法を提供する。当該太陽電池の製造方法は、
基材とドーピング導電材料層とを含む基板であって、基材は、対向して設置された第１面、第２面、及び第１面と第２面との間に隣接する複数の第１側面を含み、基材の第１面及び第１側面の一部の表面にテクスチャ構造を有し、ドーピング導電材料層は、テクスチャ構造を覆うように、第１面及び第１側面の一部の表面に設けられる基板を提供するステップと、
基板の各表面にパッシベーション接触材料層を形成するステップと、
パッシベーション接触材料層が形成された基板を基材の厚さ方向に沿って切断して、少なくとも２つのサブ基板を形成することで、ドーピング導電材料層を切断してドーピング導電層を形成するステップと、
サブ基板の第１側の表面及び各側面上のパッシベーション接触材料層をエッチングして除去して、サブ基板上にパッシベーションコンタクト層を形成するステップであって、サブ基板の第１側の表面は基材の第１面に対応するステップと、
第１パッシベーション層をドーピング導電層上に形成するステップであって、第１パッシベーション層は、少なくともドーピング導電層を覆うように、少なくとも第１面及び第１側面の少なくとも一部の領域を覆い、第１パッシベーション層は、切断縁側面の少なくとも一部をさらに覆い、切断縁側面は、サブ基板における切断された側面であるステップと、を含む。
１つの実施例では、基板を提供するステップは、
少なくとも基材の第１面及び第１側面にテクスチャリング処理及びドーピング元素拡散を行うステップと、
基材の第２面及び各第１側面における第１目標領域が露出するように、基材をエッチング処理するステップと、を含み、
第１目標領域は、基材の各第１側面における第２面に隣接し且つ接続された領域である。
１つの実施例では、基材の第２面及び各第１側面における第１目標領域が露出するように、基材をエッチング処理するステップは、
テクスチャリング処理及びドーピング元素拡散後の基材をエッチングして、第２面及び各第１目標領域におけるテクスチャ構造を露出させるステップと、
露出したテクスチャ構造をエッチングして除去することで、基材の第２面、及び各第１側面における第１目標領域を露出させるステップと、を含む。
１つの実施例では、基板の各表面にパッシベーション接触材料層を形成するステップは、
基板の各表面上にトンネル材料層、ポリシリコンドーピング材料層及び酸化物材料層を順次積層して形成するステップを含む。
１つの実施例では、サブ基板の第１側の表面及び各側面上のパッシベーション接触材料層をエッチングして除去して、サブ基板上にパッシベーションコンタクト層を形成するステップは、
サブ基板の第１側の表面及びサブ基板の各側面上の酸化物材料層をエッチングして除去するステップと、
サブ基板の第１側の表面及びサブ基板の各側面上のポリシリコンドーピング材料及びトンネル材料層をエッチングして除去し、且つサブ基板の切断縁側面をエッチングして研磨するステップと、を含む。
１つの実施例では、酸化物材料層をエッチングして除去するステップは、チェーンコンベアによって行われ、
ポリシリコンドーピング材料及びトンネル材料層をエッチングして除去するステップは、スロットコンベアによって行われる。
１つの実施例では、サブ基板の第１側の表面及びサブ基板の各側面上のポリシリコンドーピング材料及びトンネル材料層をエッチングして除去するステップの後に、
サブ基板の第２側の表面上の酸化物材料層をエッチングして除去するステップをさらに含み、サブ基板の第２側の表面は基材の第２面に対応する。
１つの実施例では、第１パッシベーション層をドーピング導電層上に形成するステップの後に、
第２パッシベーション層をパッシベーションコンタクト層上に形成するステップをさらに含み、第２パッシベーション層は、パッシベーションコンタクト層及び第１パッシベーション層の少なくとも一部を覆うように、少なくとも第２面、第１側面の少なくとも一部の領域、及び切断縁側面の少なくとも一部の領域を覆う。
１つの実施例では、第２パッシベーション層をパッシベーションコンタクト層上に形成するステップの後に、
第１パッシベーション層及び第２パッシベーション層上に電極をそれぞれ製造して太陽電池を形成するステップをさらに含む。
１つの実施例では、パッシベーション接触材料層が形成された基板を基材の厚さ方向に沿って切断してサブ基板を形成するステップは、
パッシベーション接触材料層が形成された基板を基材の厚さ方向に沿ってレーザーで切断してサブ基板を形成するステップを含む。
本願の実施例の第６態様は、太陽電池を提供する。当該太陽電池は、
対向して設置された第１面、第２面、及び前記第１面と前記第２面との間に隣接する少なくとも１つの第１側面を含む基材であって、少なくとも前記基材の前記第１面及び前記第１側面の一部の表面にテクスチャ構造が設けられた基材と、
前記テクスチャ構造を覆うように、少なくとも前記第１面及び前記第１側面の一部の表面に設置されたドーピング導電層と、
前記ドーピング導電層上に積層設置され、少なくとも前記ドーピング導電層を覆うように、少なくとも前記第１面及び前記第１側面の少なくとも一部の領域を覆う第１パッシベーション層と、
前記第２面に設置されたパッシベーションコンタクト層と、
前記パッシベーションコンタクト層上に積層設置され、前記パッシベーションコンタクト層を覆うように前記第２面を覆う第２パッシベーション層と、を含むことを特徴とする。
本願の実施例の第７態様は、太陽電池の製造方法を提供する。当該太陽電池の製造方法は、
基材とドーピング導電層とを含む基板であって、前記基材は、対向して設置された第１面、第２面、及び前記第１面と前記第２面との間に隣接する少なくとも１つの第１側面を含み、少なくとも前記基材の前記第１面及び前記第１側面の一部の表面にテクスチャ構造が設けられ、前記ドーピング導電層は、前記テクスチャ構造を覆うように、少なくとも前記第１面及び前記第１側面の一部の表面に設けられる基板を提供するステップと、
前記基材の第２面にパッシベーションコンタクト層を形成するステップと、
少なくとも前記ドーピング導電層を覆うように少なくとも前記第１面及び前記第１側面の少なくとも一部の領域を覆う第１パッシベーション層を前記ドーピング導電層上に形成するステップと、
前記パッシベーションコンタクト層を覆うように前記第２面を覆う第２パッシベーション層を前記パッシベーションコンタクト層上に形成して、太陽電池基体を形成するステップと、を含む。
本願の実施例の第８態様は、太陽電池の製造方法を提供する。当該太陽電池の製造方法は、
基材とドーピング導電材料層とを含む基板であって、基材は、対向して設置された第１面、第２面、及び第１面と第２面との間に隣接する少なくとも１つの第１側面を含み、少なくとも基材の第１面及び第１側面の一部の表面にテクスチャ構造を有し、ドーピング導電材料層は、テクスチャ構造を覆うように、少なくとも第１面及び第１側面の一部の表面に設けられる基板を提供するステップと、
基板の各表面にパッシベーション接触材料層を形成するステップと、
パッシベーション接触材料層が形成された基板を基材の厚さ方向に沿って切断してサブ基板を形成することで、ドーピング導電材料層を切断してドーピング導電層を形成するステップと、
サブ基板の第１側の表面及び各側面におけるパッシベーション接触材料層をエッチングして除去して、サブ基板上にパッシベーションコンタクト層を形成するステップであって、サブ基板の第１側の表面は基材の第１面に対応するステップと、
第１パッシベーション層をドーピング導電層上に形成するステップであって、第１パッシベーション層は、少なくともドーピング導電層を覆うように、少なくとも第１面及び第１側面の少なくとも一部の領域を覆い、第１パッシベーション層は、切断縁側面の少なくとも一部をさらに覆い、切断縁側面は、サブ基板における切断された側面であるステップと、を含む。
本願の実施例の太陽電池において、基材の第１面及び第１側面の一部の表面にテクスチャ構造が設けられており、ドーピング導電層は、テクスチャ構造を覆うように、第１面及び第１側面の一部の表面に設置される。第１側面の一部の表面にテクスチャ構造を有し、テクスチャ構造上にドーピング導電層が設けられるので、当該位置のドーピング導電層は、第１側面が位置する界面でのキャリア再結合を低減するのに役立ち、第１側面に対するより優れたパッシベーション効果を実現する。また、第１側面上に設置されたテクスチャ構造は、太陽電池の光吸収面積を増加させ、太陽電池の光発生電流を向上させ、太陽電池の効率を向上させるのに役立つ。
本願の実施例の太陽電池において、第１パッシベーション層は、ドーピング導電層上に積層設置され、第１パッシベーション層は、少なくともドーピング導電層を覆うように、少なくとも第１面及び第１側面の少なくとも一部の領域を覆う。第１パッシベーション層が第１面及び第１側面の少なくとも一部の領域を覆うことにより、第１パッシベーション層が第１側面の少なくとも一部の領域を保護するため、第１側面に対するパッシベーション効果を増加させ、第１側面上で発生したキャリア再結合を緩和するだけでなく、第１パッシベーション層が絶縁層であるため、第１側面上での漏電の発生を良好に回避でき、それにより電池変換効率を向上させると同時に、太陽電池の電力出力を増加させる。
本願の一実施例にて提供される太陽電池の構造概略図である。 本願の一実施例にて提供される太陽電池の構造概略図である。 本願の一実施例にて提供される太陽電池の構造概略図である。 本願の一実施例にて提供される太陽電池の構造概略図である。 本願の一実施例にて提供される太陽電池の構造概略図である。 本願の一実施例にて提供される太陽電池の構造概略図である。 本願の一実施例にて提供される太陽電池の構造概略図である。 本願の一実施例にて提供される太陽電池の構造概略図である。 本願の一実施例にて提供される太陽電池の構造概略図である。 本願の一実施例にて提供される太陽電池の構造概略図である。 本願の一実施例にて提供される太陽電池の構造概略図である。 本願の一実施例にて提供される太陽電池の構造概略図である。 本願の一実施例にて提供される太陽電池の製造方法のフローチャートである。 本願の一実施例にて提供される太陽電池の製造方法における基材の構造概略図である。 本願の一実施例にて提供される太陽電池の製造方法において基材上にテクスチャ構造及びドーピング導電層を形成する構造概略図である。 本願の一実施例にて提供される太陽電池の製造方法においてパッシベーションコンタクト層を形成する構造概略図である。 本願の一実施例にて提供される太陽電池の製造方法においてパッシベーションコンタクト層を形成する構造概略図である。 本願の一実施例にて提供される太陽電池の製造方法において第１パッシベーション層を形成する概略図である。 本願の一実施例にて提供される太陽電池の製造方法において第２パッシベーション層を形成する概略図である。 本願の一実施例にて提供される太陽電池の製造方法において形成される太陽電池の概略図である。 本願の一実施例にて提供される太陽電池の製造方法における基材の第１側面の構造概略図である。 本願の一実施例にて提供される別の太陽電池の製造方法における基板の構造概略図である。 本願の一実施例にて提供される別の太陽電池の製造方法において基板上にパッシベーションコンタクト層を形成する概略図である。 本願の一実施例にて提供される別の太陽電池の製造方法においてドーピング導電層上に第１パッシベーション層を形成する概略図である。 本願の一実施例にて提供される別の太陽電池の製造方法においてパッシベーションコンタクト層上に第２パッシベーション層を形成する概略図である。 本願の一実施例にて提供される別の太陽電池の製造方法において第１パッシベーション層及び第２パッシベーション層上に電極を形成する概略図である。 本願の一実施例にて提供される別の太陽電池の製造方法において形成される太陽電池の構造概略図である。 本願の一実施例にて提供される別の太陽電池の製造方法において太陽電池を切断した切断面の写真である。 本願の一実施例にて提供される太陽電池の製造方法のフローチャートである。 本願の一実施例にて提供される太陽電池の製造方法における基板の構造概略図である。 本願の一実施例にて提供される太陽電池の製造方法においてパッシベーション接触材料層が形成された基板の構造概略図である。 本願の一実施例にて提供される太陽電池の製造方法におけるサブ基板の構造概略図である。 本願の一実施例にて提供される太陽電池の製造方法において第１パッシベーション層を形成する概略図である。 本願の一実施例にて提供される太陽電池の製造方法において第２パッシベーション層を形成する概略図である。 本願の一実施例にて提供される太陽電池の製造方法において形成される太陽電池の概略図である。 本願の一実施例にて提供される太陽光発電モジュールの構造概略図である。 本願の一実施例にて提供される太陽光発電モジュールの製造過程の構造概略図である。
本発明の上述した目的、特徴及び利点をより明確に分かりやすくするために、以下図面を参照しながら本発明の具体的な実施形態について詳細に説明する。本発明の十分な理解を容易にするために、以下の説明において、多くの具体的な詳細が記載されている。しかし、本発明は、本明細書に記載されたものとは異なる多くの他の方式で実施することができ、当業者は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で同様の改良を行うことができる。したがって、本発明は、以下に開示される具体的な実施例に限定されない。
本発明の説明において、「中心」、「縦方向」、「横方向」、「長さ」、「幅」、「厚さ」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「時計回り」、「反時計回り」、「軸方向」、「径方向」、「周方向」などの用語によって示される方位又は位置関係は、本発明の説明を容易にし、及び説明を簡単にするために、図面に示される方位又は位置関係に基づくものであり、言及される装置又は素子が特定の方位を有し、特定の方位で構成及び操作しなければならないことを示すか又は暗示するのではなく、したがって本発明を限定するものとして理解できないことが理解されるべきである。
さらに、「第１」、「第２」という用語は、単に説明のためのものであり、相対的な重要性を示すか又は暗示するか、又は示される技術的特徴の数を暗黙的に示すものと理解されるべきではない。したがって、「第１」、「第２」に限定される特徴は、少なくとも１つの当該特徴を明示的又は暗示的に含み得る。本発明の説明において、「複数」は、特に断りのない限り、少なくとも２つ、例えば２つ、３つなどを意味する。
本発明において、別段の明示的な規定及び限定がない限り、「取り付け」、「連結」、「接続」、「固定」などの用語は、広義に理解されるべきであり、特に断りのない限り、例えば、固定的な接続、取り外し可能な接続、又は一体化であってもよく、機械的接続でも電気的接続でもよく、直接的に連結されてもよいし、中間媒体を介して間接的に連結されてもよいし、２つの素子の内部の連通又は２つの素子の相互作用関係であってもよい。本発明における上記用語の具体的な意味は、当業者であれば特定の状況に応じて理解することができる。
本発明において、別段の明示的な規定及び限定がない限り、第１特徴が第２特徴の「上」又は「下」にあるのは、第１特徴と第２特徴とが直接的に接触しているか、又は第１特徴と第２特徴とが中間媒体を介して間接的に接触していることを意味する。また、第１特徴が第２特徴の「上」、「上方」及び「上面」にあることは、第１特徴が第２特徴の真上又は斜め上方にあるか、又は単に第１特徴の水平高さが第２特徴よりも高いことを意味する。第１特徴が第２特徴の「下」、「下方」及び「下面」にあることは、第１特徴が第２特徴の真下又は斜め下にあるか、又は単に第１特徴の水平高さが第２の特徴よりも低いことを意味する。
なお、素子が別の素子に「固定される」又は「設置される」と称される場合、別の素子の上に直接あってもよく、又は中間素子が存在してもよい。ある素子が別の素子に「接続される」と見なされる場合、別の素子に直接接続されてもよく、又は中間素子が同時に存在する可能性がある。本明細書で使用される用語「垂直」、「水平」、「上」、「下」、「左」、「右」及び類似の表現は、単に説明のためのものであり、唯一の実施形態を示すものではない。
以下、図面を参照しながら本願の実施例の太陽電池及びその製造方法、太陽光発電モジュール及び太陽光発電システムについて説明する。別段の記載がない限り、本願における「覆う」とは、部分的に又は完全に覆うことを指す。
図１を参照すると、本願の実施例は、基材１０と、ドーピング導電層３０と、第１パッシベーション層４０と、パッシベーションコンタクト層５０と、第２パッシベーション層６０と、を含む太陽電池１００を提供する。基材１０は、対向して設置された第１面Ｆ、第２面Ｓ、及び第１面Ｆと第２面Ｓとの間に隣接する少なくとも１つの第１側面Ｃ１を含む。
基材１０は、入射光線を受けて光発生キャリアを生成するために用いられる。例示的には、太陽電池１００は、ＴＯＰＣｏｎ電池であってもよく、基材１０の第１面Ｆ及び第２面Ｓは、いずれも入射光線を受けるために用いられてもよい。いくつかの実施例では、基材１０は、第１面Ｆと第２面Ｓとの間に隣接する少なくとも１つの切断縁側面Ｃ２をさらに含み、切断縁側面Ｃ２は、切断によって形成された切断側面である。
本願の実施例では、少なくとも基材１０の第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１の一部の表面にテクスチャ構造２０が設けられている。ドーピング導電層３０は、テクスチャ構造２０を覆うように、少なくとも第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１の一部の表面に設置され、例えばドーピング導電層３０は、テクスチャ構造２０全体を覆う。第１パッシベーション層４０は、ドーピング導電層３０上に積層設置され、第１パッシベーション層４０は、少なくともドーピング導電層３０を覆うように、少なくとも第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１の少なくとも一部の領域を覆い、例えば第１パッシベーション層４０は、ドーピング導電層３０全体を覆う。パッシベーションコンタクト層５０は、第２面Ｓに設置される。第２パッシベーション層６０は、パッシベーションコンタクト層５０上に積層設置され、第２パッシベーション層６０は、パッシベーションコンタクト層５０を覆うように、第２面Ｓを覆い、例えば第２パッシベーション層６０は、パッシベーションコンタクト層５０全体を覆う。
本願の実施例では、基材１０の第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１の一部の表面にテクスチャ構造２０が設けられており、ドーピング導電層３０は、テクスチャ構造２０を覆うように、第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１の一部の表面に設置される。第１側面Ｃ１の一部の表面にテクスチャ構造２０を有し、テクスチャ構造２０にドーピング導電層３０が設けられるので、当該位置のドーピング導電層３０は、第１側面Ｃ１が位置する界面でのキャリア再結合を低減するのに役立ち、第１側面Ｃ１に対するより優れたパッシベーション効果を実現する。また、第１側面Ｃ１上に設置されたテクスチャ構造２０は、太陽電池１００の光吸収面積を増加させ、太陽電池１００の光発生電流を向上させ、太陽電池１００の効率を向上させるのに役立つ。
一方、第１パッシベーション層４０は、ドーピング導電層３０上に積層設置され、第１パッシベーション層４０は、少なくともドーピング導電層３０を覆うように、少なくとも第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１の少なくとも一部の領域を覆う。第１パッシベーション層４０が第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１の少なくとも一部の領域を覆うことにより、第１パッシベーション層４０が第１側面Ｃ１の少なくとも一部の領域を保護するため、第１側面Ｃ１に対するパッシベーション効果を増加させ、第１側面Ｃ１上で発生したキャリア再結合を緩和するだけでなく、第１パッシベーション層４０が絶縁層であるため、第１側面Ｃ１上での漏電の発生を良好に回避でき、それにより電池の変換効率を向上させると同時に、太陽電池１００の電力出力を増加させる。
いくつかの実施例では、太陽電池１００は、基材１０の第１面Ｆが位置する側及び第２面Ｓが位置する側上にそれぞれ設置された少なくとも２つの電極７０をさらに含む。基材１０の第１面Ｆが位置する側に設置された電極７０は、第１パッシベーション層４０を貫通してドーピング導電層３０に接触し、それによりドーピング導電層３０に電気的に接続されて基材１０から離隔される。基材１０の第２面Ｓが位置する側に設置された電極７０は、第２パッシベーション層６０を貫通してパッシベーションコンタクト層５０に接触し、それによりパッシベーションコンタクト層５０に電気的に接続されて基材１０から離隔される。
本願の実施例では、基材１０の第１面Ｆ及び第２面Ｓは、例えば基材の厚さ方向Ｈにおける２つの端面であってもよく、基材１０は、第１面Ｆと第２面Ｓとの間に隣接する複数の側面を含み、当該複数の側面は、第１面Ｆの周方向に巻回され、且つ互いに順次連結され、各側面の両端は、第１面Ｆ及び第２面Ｓにそれぞれ接続される。当該複数の側面のうちの１つ、複数又は全ては、第１側面Ｃ１であってもよい。第１側面Ｃ１以外、残りの側面は、切断縁側面Ｃ２であってもよい。いくつかの実施例では、基材１０は、第１側面Ｃ１及び切断縁側面Ｃ２を同時に含み、第１側面Ｃ１及び切断縁側面Ｃ２は、第１面Ｆの周方向に巻回され、且つ互いに順次連結されてもよい。いくつかの実施例では、基材１０は、平面視で四角形であり、第１側面Ｃ１及び切断縁側面Ｃ２の数の合計は、４つである。基材１０は、必要に応じて他の形状を有してもよい。いくつかの実施例では、第１側面Ｃ１と切断縁側面Ｃ２とは、対向して設置され、例えば各第１側面Ｃ１は、互いに連結され、さらに切断縁側面Ｃ２に連結され、又は、第１側面Ｃ１と切断縁側面Ｃ２とは、交互に配置されてもよい。もちろん、本願は、これに限定されるものではなく、第１側面Ｃ１と切断縁側面Ｃ２との相対位置は、必要に応じて設置されてもよい。
基材１０の第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１の一部の表面にテクスチャ構造２０を有する。第１側面Ｃ１に位置するテクスチャ構造２０は、第１面Ｆに近接して設置されてもよい。いくつかの実施例では、基材１０の第１面Ｆ上のテクスチャ構造２０と第１側面Ｃ１上のテクスチャ構造２０とは、連続構造である。他のいくつかの実施例において、基材１０の第１面Ｆ上のテクスチャ構造２０と第１側面Ｃ１上のテクスチャ構造２０との間は、間隔を有してもよく、即ち両者は、不連続な構造であってもよい。
太陽電池１００は、Ｎ型電池又はＰ型電池であってもよく、Ｎ型電池の基材１０にＮ型元素がドーピングされ、ドーピング導電層３０にＰ型元素がドーピングされる。Ｐ型電池の基材１０にＰ型元素がドーピングされ、ドーピング導電層３０にＮ型元素がドーピングされる。ドーピング導電層３０は、基材１０とＰＮ接合を形成するために用いられる。本願の実施例では、基材１０がＮ型基材であることを例に説明すると、ドーピング導電層３０は、Ｐ型ドーピングであってもよく、例えばホウ素元素がドーピングされたドーピング導電層３０（Ｐ＋型エミッタともいう）であってもよい。
ドーピング導電層３０は、一部が第１面Ｆに設置され、他の一部が第１側面Ｃ１の一部の表面に設置され、その設置範囲は、少なくともテクスチャ構造２０を覆う。いくつかの実施例では、ドーピング導電層３０の設置範囲は、テクスチャ構造２０よりも大きくてもよい。いくつかの実施例では、ドーピング導電層３０の設置範囲は、テクスチャ構造２０に相当し、即ちドーピング導電層３０は、ちょうどテクスチャ構造２０を完全に覆う。
引き続き図１を参照すると、パッシベーションコンタクト層５０は、第２面Ｓに設置され、例えばパッシベーションコンタクト層５０は、基材１０の第２面Ｓ上に直接積層されてもよい。パッシベーションコンタクト層５０は、基材１０の第２面Ｓでのキャリアの再結合を低減し、それにより太陽電池１００の開放電圧を増加させ、太陽電池１００の光電変換効率を向上させることができる。パッシベーションコンタクト層５０は、第２面Ｓ上に順次積層されたトンネル酸化層５１及びポリシリコンドーピング導電層５２を含んでもよい。例示的には、トンネル酸化層５１は、基材１０の第２面Ｓの界面パッシベーションを実現して、化学的なパッシベーションの効果を奏するために用いられる。具体的には、基材１０の表面のダングリングボンドを飽和させることによって、基材１０の第２面Ｓの界面欠陥準位密度を低下させ、それにより基材１０の第２面Ｓの再結合中心を減少してキャリアの再結合速度を低下させる。ここで、トンネル酸化層５１の材料は、誘電体材料であってもよく、例えば酸化シリコン、フッ化マグネシウム、アモルファスシリコン、ポリシリコン、炭化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、アルミナ、又は酸化チタンのうちの少なくとも１つであってもよい。いくつかの実施例では、基材１０の第２面Ｓ上に設置された電極７０は、ポリシリコンドーピング導電層５２のみに接触し、且つポリシリコンドーピング導電層５２によってトンネル酸化層５１から離隔されてもよい。
第１パッシベーション層４０は、ドーピング導電層３０上に積層設置され、第１パッシベーション層４０は、太陽電池１００において表面パッシベーション及び反射防止の役割を果たし、基材１０の表面のダングリングボンドに対して良好な化学的パッシベーションを行い、且つ太陽電池１００の正面で反射防止の役割を果たすことができる。
例示的には、第１パッシベーション層４０は、ドーピング導電層３０上に順次積層された第１パッシベーション膜（図示せず）及び第１反射防止膜（図示せず）を含む。
第１反射防止膜は、基材１０の第１面Ｆ側に位置し、即ち太陽電池１００の入射光を受ける面（正面又は受光面と呼ぶ）に位置し、太陽電池１００の正面で反射防止効果を奏する。第１反射防止膜は、多層構造を採用することができる。多層構造の第１反射防止膜において、各層の材料は、酸化シリコン、窒化シリコン又は酸窒化シリコンのうちの１種以上であってもよい。
第１パッシベーション膜は、単層構造又は多層構造を採用してもよく、第１パッシベーション膜の材料は、酸化アルミニウム、酸化シリコン、窒化シリコン又は酸窒化シリコンのうちの少なくとも１つであってもよい。また、第１パッシベーション膜は、化学蒸着法により形成されてもよい。
第１パッシベーション層４０は、少なくともドーピング導電層３０を覆うように、少なくとも第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１の少なくとも一部の領域を覆う。具体的には、第１パッシベーション層４０は、第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１上の第１面Ｆに隣接する少なくとも一部の領域を連続的に覆うことができ、このようにドーピング導電層３０を覆うことができる。この時、第１パッシベーション層４０は、第１面Ｆを覆う部分、及び第１面Ｆを覆う部分から第１側面Ｃ１上に連続的に延在する他の部分を含む。
第２パッシベーション層６０は、パッシベーションコンタクト層５０上に積層設置され、第２パッシベーション層６０は、同様に単層又は多層構造を採用し、第２パッシベーション層６０の材料は、酸化シリコン、窒化シリコン又は酸窒化シリコンであってもよい。また、第２パッシベーション層６０は、太陽電池１００のバックライト面ともいう裏面に設置される。太陽電池１００技術の発展に伴い、太陽電池１００の裏面も太陽光のエネルギー、主に周囲環境からの反射光や散乱光を受けることがある。第２パッシベーション層６０は、パッシベーションコンタクト層５０上に積層された少なくとも１層の第２反射防止膜（図示せず）を含む。このように、太陽電池１００の裏面における太陽光の反射率を減少させ、太陽電池１００の裏面における太陽光の吸収率を向上させ、第２パッシベーション層６０にパッシベーション及び反射防止の役割を同時に果たさせることができる。
いくつかの実施例では、図１、図２を参照すると、第１側面Ｃ１は、テクスチャ構造２０が設けられたテクスチャ領域Ｒと、テクスチャ領域Ｒに隣接する平坦領域Ｐと、を含み、ここでの平坦領域Ｐとは、テクスチャ構造２０が形成されていない第１側面Ｃ１の領域を指す。いくつかの実施例では、テクスチャ領域Ｒは、第１面Ｆに近接し、平坦領域Ｐは、第１面Ｆから離れる。
いくつかの実施例では、前述したように、第１パッシベーション層４０は、少なくとも第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１の少なくとも一部の領域を覆う。第１パッシベーション層４０の第１側面Ｃ１における設置範囲について、例えば第１側面Ｃ１において、第１パッシベーション層４０の第１面Ｆから離れた縁は、ドーピング導電層３０の縁と面一であり、又は第１パッシベーション層４０は、基材１０の厚さ方向Ｈに沿ってドーピング導電層３０の縁の外に延在する。
第１パッシベーション層４０が基材１０の厚さ方向Ｈに沿ってドーピング導電層３０の縁の外に延在する実施例において、第１パッシベーション層４０は、第１側面Ｃ１においてテクスチャ領域Ｒを完全に覆い、かつ平坦領域Ｐの少なくとも一部を覆うことができる。このように、第１側面Ｃ１に対する第１パッシベーション層４０の覆い及びパッシベーション効果は高い。
第１パッシベーション層４０が第１側面Ｃ１においてテクスチャ領域Ｒを完全に覆い、かつ平坦領域Ｐの少なくとも一部を覆うのは、太陽電池１００の製造過程で、位置決めのためのノジュールなどと基材１０の第１側面Ｃ１との接触部位に膜層が形成できない場合があり、第１パッシベーション層４０が第１側面Ｃ１を完全に覆わないために生じる可能性がある。
図２では、第１パッシベーション層４０が第１側面Ｃ１上に設けられ且つ第１面Ｆから離れた縁が平坦領域Ｐの範囲内にある実施例を示す。図１では、第１パッシベーション層４０が第１面Ｆから離れた縁がパッシベーションコンタクト層５０の基材１０から離れた表面と面一である実施例を示す。理解されるように、図２に示す実施例よりも、図１に示す実施例は、より高いパッシベーション効果を有する。
いくつかの実施例では、第１パッシベーション層４０の縁は、ドーピング導電層３０の縁と面一であり、例えば図３、図４を参照すると、第１パッシベーション層４０は、基材１０の厚さ方向Ｈに沿って平坦領域Ｐまで延在せず、即ち第１パッシベーション層４０の設置範囲は、ドーピング導電層３０と一致する。
いくつかの実施例では、第２パッシベーション層６０は、第１側面Ｃ１において少なくとも第１パッシベーション層４０を部分的に覆うように、第１側面Ｃ１の少なくとも一部の領域をさらに覆う。第１パッシベーション層４０が第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１の少なくとも一部の領域を覆い、第２パッシベーション層６０が少なくとも第１パッシベーション層４０を部分的に覆うことにより、第１パッシベーション層４０及び第２パッシベーション層６０が共に第１側面Ｃ１の少なくとも一部の領域を保護し、第１側面Ｃ１の少なくとも一部の領域に対するパッシベーション効果を増加させ、第１側面Ｃ１上で発生したキャリア再結合を緩和するだけでなく、第２パッシベーション層６０が絶縁層であるため、第１側面Ｃ１上での漏電の発生を良好に回避でき、それにより電池変換効率を向上させると同時に、太陽電池１００の電力出力を増加させる。
第２パッシベーション層６０は、パッシベーションコンタクト層５０及び少なくとも一部の第１パッシベーション層４０を覆うように、少なくとも第２面Ｓ及び第１側面Ｃ１の少なくとも一部の領域を覆う。具体的には、第２パッシベーション層６０は、第２面Ｓ及び第１側面Ｃ１上の第２面Ｓに隣接する少なくとも一部の領域を連続的に覆い、このようにパッシベーションコンタクト層５０及び第１パッシベーション層４０を覆うことができる。このとき、第２パッシベーション層６０は、第２面Ｓを覆う部分、及び第２面Ｓを覆う部分から第１側面Ｃ１上に連続的に延在する他の部分を含む。
以下、図１～図４を参照して第１側面Ｃ１における第２パッシベーション層６０の設置範囲を紹介する。
いくつかの実施例では、第１パッシベーション層４０は基材１０の厚さ方向Ｈに沿ってドーピング導電層３０の縁の外に延在し、図１、図２を参照すると、第１パッシベーション層４０の第１側面Ｃ１に位置する部分は、平坦領域Ｐを覆う第１部分４１を含んでもよく、第２パッシベーション層６０は、少なくとも第１部分４１を覆ってもよい。このように、第２パッシベーション層６０は第１パッシベーション層４０を確実に覆うことができることを保証し、両者の境界位置がパッシベーション層で覆われないという事態を回避する。
さらに、第１パッシベーション層４０の第１側面Ｃ１に位置する部分は、テクスチャ領域Ｒを覆う第２部分４２をさらに含み、第２パッシベーション層６０は、第１部分４１及び第２部分４２の少なくとも一部を覆う。このように第１パッシベーション層４０に対する第２パッシベーション層６０の覆い範囲は、大きく、太陽電池１００の側面に対するパッシベーション効果がより高い。
図２に示すように、いくつかの実施例では、第２パッシベーション層６０は、第１部分４１の全体及び第２部分４２の一部を覆う。他のいくつかの実施例において、第２パッシベーション層６０は、第１部分４１（図示せず）のみまで覆うか、又は、第２パッシベーション層６０は、第２部分４２（図示せず）の全体のみまで覆う。
図１を参照すると、いくつかの実施例では、第１側面Ｃ１において、第２パッシベーション層６０は、第２パッシベーション層６０の第２面Ｓから離れた縁が第１面Ｆ上に位置する第１パッシベーション層４０の外面と面一であるように、基材１０の厚さ方向Ｈに沿って延在する。このように、太陽電池１００の側面に対するパッシベーション効果がより優れる。第１パッシベーション層４０が形成過程で石英ボートとの接触位置でめっきできないか、又はプロセス変動などによって第１パッシベーション層４０の均一性が劣る場合、第２パッシベーション層６０の形成範囲をさらに増大させることで、太陽電池１００の側面のパッシベーション信頼性をさらに向上させることができる。
図３及び図４を参照すると、いくつかの実施例では、第１側面Ｃ１において、第１パッシベーション層４０の縁は、ドーピング導電層３０の縁と面一であり、前述したように、第１パッシベーション層４０の第１側面Ｃ１上に設けられた部分は、テクスチャ領域Ｒのみを覆う。このとき、第２パッシベーション層６０は、第１側面Ｃ１においてテクスチャ領域Ｒの少なくとも一部を覆い、例えば、図４に示す第２パッシベーション層６０が第１側面Ｃ１においてテクスチャ領域Ｒの一部を覆う場合であってもよい。
又は、図３に示すように、第２パッシベーション層６０は、第２パッシベーション層６０の第２面Ｓから離れた縁が第１表面Ｆ上に位置する第１パッシベーション層４０の外面と面一であるように、第１側面Ｃ１において基材１０の厚さ方向Ｈに沿って延在する。このように、太陽電池１００の側辺に対するパッシベーション効果がより優れる。第１パッシベーション層４０が形成過程で石英ボートとの接触位置でめっきできないか、又はプロセス変動などによって第１パッシベーション層４０の均一性が劣る場合、第２パッシベーション層６０の形成範囲をさらに増大させることで、太陽電池１００の側縁のパッシベーション信頼性をさらに向上させることができる。
第２パッシベーション層６０が第１側面Ｃ１において一部のテクスチャ領域Ｒのみを覆うのは、太陽電池１００の製造過程で、位置決めのためのノジュールなどと基材１０の第１側面Ｃ１、切断縁側面Ｃ２上の第１パッシベーション層４０との接触部位に膜層が形成できない場合があり、第２パッシベーション層６０が第１パッシベーション層４０を完全に覆わないために生じる可能性がある。
いくつかの実施例では、基材１０は、第１面Ｆと第２面Ｓとの間に隣接する少なくとも１つの切断縁側面Ｃ２をさらに含む。
図１～図４を参照すると、いくつかの実施例では、テクスチャ構造２０は、第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１の一部の表面のみに設置され、ドーピング導電層３０は、テクスチャ構造２０を覆うように、第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１の一部の表面のみに設置される。
例示的には、切断縁側面Ｃ２が切断縁側面Ｃ２の法線方向において、ドーピング導電層３０、第１パッシベーション層４０、パッシベーションコンタクト層５０、及び第２パッシベーション層６０における切断縁側面Ｃ２と同じ側に位置する縁と面一である。この場合、太陽電池１００の切断縁側面Ｃ２に対応する縁面に何らの膜層が設置されず、例えば太陽電池１００の製造プロセスで、最後に電池構造をスライスした構造であってもよい。
図５～図８を参照すると、本願のいくつかの実施例は、上記実施例に基づいて、太陽電池１００の切断縁側面Ｃ２の位置での膜層構造に改良を加える。理解されるように、基材１０の第１面Ｆの膜層構造及び第１側面Ｃ１上の膜層構造及び設置範囲については、上記実施例と同じであり、ここでは説明を省略する。
図５及び図６は、第１側面Ｃ１において第１パッシベーション層４０が基材１０の厚さ方向Ｈに沿ってドーピング導電層３０の縁の外に延在する実施例を示す。図７及び図８は、第１側面Ｃ１において第１パッシベーション層４０の縁がドーピング導電層３０の縁と面一である実施例を示す。
図５及び図７では、第１側面Ｃ１において第２パッシベーション層６０が、第２パッシベーション層６０の縁が第１表面Ｆ上に位置する第１パッシベーション層４０の外面と面一となるまで基材１０の厚さ方向Ｈに沿って延在する実施例を示す。図６及び図８では、第２パッシベーション層６０が一部の第２部分４２のみを覆う場合を示す（ここで、第２部分４２は、第１パッシベーション層４０が第１側面Ｃ１に位置し、且つテクスチャ領域Ｒを覆う領域である）。
切断縁側面Ｃ２上の膜層の設置状況について以下のように紹介する。
図５～図８を参照すると、いくつかの実施例では、テクスチャ構造２０は、第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１の一部の表面のみに設置され、ドーピング導電層３０は、テクスチャ構造２０を覆うように、第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１の一部の表面のみに設置される。このように、切断縁側面Ｃ２上にはテクスチャ構造２０及びドーピング導電層３０が設置されていない。
いくつかの実施例では、第１パッシベーション層４０は、切断縁側面Ｃ２の少なくとも一部をさらに覆う。切断縁側面Ｃ２は、太陽電池１００において切断によって形成された切断面に対応し、このように、第１パッシベーション層４０は、切断縁側面Ｃ２の少なくとも一部の領域を保護し、切断縁側面Ｃ２のパッシベーション効果を増加させ、切断縁側面Ｃ２上で発生したキャリア再結合を緩和するだけでなく、第１パッシベーション層４０が絶縁層であるため、切断縁側面Ｃ２上での漏電の発生を良好に回避でき、それにより電池変換効率を向上させると同時に、太陽電池１００の電力出力を増加させる。
さらに、切断縁側面Ｃ２における第１パッシベーション層４０の覆い範囲について、例えば図５に示すように、第１パッシベーション層４０は切断縁側面Ｃ２に位置し且つ第１面Ｆの縁から離れ、パッシベーションコンタクト層５０の基材１０から離れた表面と面一であってもよい。又は図６、図７及び図８に示すように、第１パッシベーション層４０は、切断縁側面Ｃ２に位置し且つ第１面Ｆから離れた縁が切断縁側面Ｃ２の範囲内に位置してもよい。
もちろん、第１側面Ｃ１及び切断縁側面Ｃ２における第１パッシベーション層４０の縁位置は、互いに面一であってもよいし、面一でなくてもよい。
いくつかの実施例では、第２パッシベーション層６０は、切断縁側面Ｃ２において少なくとも第１パッシベーション層４０を部分的に覆うように、切断縁側面Ｃ２の少なくとも一部の領域をさらに覆う。
具体的には、図５及び図７のように、第２パッシベーション層６０は、第２パッシベーション層６０の縁が第１面Ｆ上に位置する第１パッシベーション層４０の外面と面一であるように、切断縁側面Ｃ２において基材１０の厚さ方向Ｈに沿って延在してもよい。又は、図６及び図８のように、切断縁側面Ｃ２において第２パッシベーション層６０は、一部の第１パッシベーション層４０のみを覆ってもよい。
もちろん、第１側面Ｃ１及び切断縁側面Ｃ２における第２パッシベーション層６０の縁位置は、互いに面一であってもよいし、面一でなくてもよい。
図９～図１２を参照すると、本願のいくつかの実施例は、上記実施例に基づいて、太陽電池１００の切断縁側面Ｃ２の位置での膜層構造に改良を加える。理解されるように、基材１０の第１面Ｆの膜層構造及び第１側面Ｃ１における膜層構造及び設置範囲については、上記実施例と同じであり、ここでは説明を省略する。
例えば、図９及び図１０は、第１側面Ｃ１において第１パッシベーション層４０が基材の厚さ方向Ｈに沿ってドーピング導電層３０の縁の外に延在する実施例を示す。図１１及び図１２は、第１側面Ｃ１において第１パッシベーション層４０の縁がドーピング導電層３０の縁と面一である実施例を示す。
図９及び図１１では、第１側面Ｃ１において第２パッシベーション層６０が、第２パッシベーション層６０の縁が第１表面Ｆ上に位置する第１パッシベーション層４０の外面と面一となるまで基材１０の厚さ方向Ｈに沿って延在する実施例を示す。図１０及び図１２では、第２パッシベーション層６０が一部の第２部分４２のみを覆う実施例を示す。
切断縁側面Ｃ２上の膜層の設置状況について以下のように紹介する。
図９～図１２を参照すると、いくつかの実施例では、少なくとも一部の切断縁側面Ｃ２上にもテクスチャ構造２０を有し、ドーピング導電層３０は、テクスチャ構造２０を覆うように、第１面Ｆ、第１側面Ｃ１の一部の表面、及び切断縁側面Ｃ２の一部の表面に設置され、第１パッシベーション層４０は、少なくともドーピング導電層３０を覆うように、切断縁側面Ｃ２の少なくとも一部をさらに覆う。いくつかの実施例では、ドーピング導電層３０は、切断縁側面Ｃ２のテクスチャ構造２０を完全に覆い、第１パッシベーション層４０は、切断縁側面Ｃ２上のドーピング導電層３０を完全に覆う。
このように、第１側面Ｃ１のパッシベーション効果を増加させ、第１側面Ｃ１上で発生したキャリア再結合を緩和することに加えて、切断縁側面Ｃ２の一部の表面にテクスチャ構造２０を有し、テクスチャ構造２０上にドーピング導電層３０が設けられるので、当該位置のドーピング導電層３０は、切断縁側面Ｃ２が位置する界面でのキャリア再結合を低減するのに役立ち、切断縁側面Ｃ２に対するより優れたパッシベーション効果を実現する。また、切断縁側面Ｃ２上に設置されたテクスチャ構造２０は、太陽電池１００の光吸収面積を増加させ、太陽電池１００の光発生電流を向上させ、太陽電池１００の効率を向上させるのに役立つ。
一方、第１パッシベーション層４０は、少なくともドーピング導電層３０を覆うように、少なくとも切断縁側面Ｃ２の少なくとも一部の領域を覆う。これにより、第１パッシベーション層４０は、切断縁側面Ｃ２の少なくとも一部の領域を保護し、切断縁側面Ｃ２に対するパッシベーション効果を増加させ、切断縁側面Ｃ２上で発生したキャリア再結合を緩和するだけでなく、第１パッシベーション層４０が絶縁層であるため、切断縁側面Ｃ２上での漏電の発生を良好に回避でき、それにより電池変換効率を向上させると同時に、太陽電池１００の電力出力を向上させる。
さらに、切断縁側面Ｃ２における第１パッシベーション層４０の覆い範囲について、例えば図９に示すように、第１パッシベーション層４０は、第１パッシベーション層４０の第１面Ｆから離れた縁がパッシベーションコンタクト層５０の基材１０から離れた表面と面一であるように基材１０の厚さ方向Ｈに沿って延在してもよい。又は図１１及び図１２に示すように、切断縁側面Ｃ２において、第１パッシベーション層４０の第１面Ｆから離れた縁はドーピング導電層３０の縁と面一であってもよい。又は、図１０に示すように、第１パッシベーション層４０はドーピング導電層３０の縁の外に延在し、第１パッシベーション層４０の第１面Ｆから離れた縁は切断縁側面Ｃ２の範囲内にあってもよい。
もちろん、第１側面Ｃ１及び切断縁側面Ｃ２上における第１パッシベーション層４０の縁位置は、互いに面一であってもよいし、面一でなくてもよい。
いくつかの実施例では、第２パッシベーション層６０は、切断縁側面Ｃ２において少なくとも第１パッシベーション層４０を部分的に覆うように、切断縁側面Ｃ２の少なくとも一部の領域を覆う。
具体的には、図９及び図１１のように、第２パッシベーション層６０は、第２パッシベーション層６０の縁が第１面Ｆ上に位置する第１パッシベーション層４０の外面と面一であるように、切断縁側面Ｃ２において基材１０の厚さ方向Ｈに沿って延在してもよい。又は、図１０及び図１２のように、切断縁側面Ｃ２において、第２パッシベーション層６０は、一部の第１パッシベーション層４０のみを覆ってもよい。
もちろん、第１側面Ｃ１及び切断縁側面Ｃ２上における第２パッシベーション層６０の縁位置は、互いに面一であってもよいし、面一でなくてもよい。
以上は、１つの第１側面Ｃ１及び１つの切断縁側面Ｃ２のみについて説明したが、基材１０が複数の第１側面Ｃ１及び／又は複数の切断縁側面Ｃ２を含む場合、複数の第１側面Ｃ１及び／又は複数の切断縁側面Ｃ２、及びその上の膜層は、同じ又は異なる構造を有してもよい。以上の異なる実施例は、任意に組み合わせて複数の第１側面Ｃ１及び／又は複数の切断縁側面Ｃ２に用いられてもよい。
理解されるように、ドーピング導電層３０は、基材１０の少なくとも一部の表面にドーピング元素を拡散させることによって形成することができ、第１パッシベーション層４０及び第２パッシベーション層６０は、いずれも蒸着法（例えばプラズマ化学気相蒸着法）によって形成することができる。このため、ドーピング導電層３０、第１パッシベーション層４０及び第２パッシベーション層６０の外面は、平面ではなく、基材１０の表面に対応する構造、即ち形状に従って設置されるものであってもよい。テクスチャ構造２０を覆うとき、ドーピング導電層３０、第１パッシベーション層４０及び／又は第２パッシベーション層６０もテクスチャ構造を有する。平坦表面を覆い、例えば平坦領域Ｐを覆うとき、ドーピング導電層３０、第１パッシベーション層４０及び／又は第２パッシベーション層６０も平坦表面を有する。
本実施例は、太陽電池の製造方法を提供し、当該方法は、上記のいずれかの実施例における太陽電池を製造するために用いられる。太陽電池１００の構造、機能、動作原理などは、既に上記実施例において詳細に説明されたので、ここでは説明を省略する。
図１３～１８を参照すると、太陽電池の製造方法は、ステップＳ１０からＳ４０を含む。
ステップＳ１０において、基板１０１を提供し、基板１０１は、基材１０と、ドーピング導電層３０と、を含み、基材１０は、対向して設置された第１面Ｆ、第２面Ｓ、及び第１面Ｆと第２面Ｓとの間に隣接する少なくとも１つの第１側面Ｃ１を含み、少なくとも基材１０の第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１の一部の表面にテクスチャ構造２０が設けられ、ドーピング導電層３０は、テクスチャ構造２０を覆うように、少なくとも第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１の一部の表面に設けられる。
ステップＳ２０において、基材１０の第２面Ｓにパッシベーションコンタクト層５０を形成する。
ステップＳ３０において、ドーピング導電層３０上に第１パッシベーション層４０を形成し、第１パッシベーション層４０は、少なくともドーピング導電層３０を覆うように、少なくとも第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１の少なくとも一部の領域を覆う。
ステップＳ４０において、パッシベーションコンタクト層５０上に第２パッシベーション層６０を形成して太陽電池基体１０３を形成し、第２パッシベーション層６０は、パッシベーションコンタクト層５０を覆うように第２面Ｓを覆う。
上記手段では、基材１０の第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１の一部の表面にテクスチャ構造２０を有し、ドーピング導電層３０は、テクスチャ構造２０を覆うように、少なくとも第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１の一部の表面に設置される。第１側面Ｃ１の一部の表面にテクスチャ構造２０を有し、テクスチャ構造２０にドーピング導電層３０が設けられるので、第１側面Ｃ１上のドーピング導電層３０は、第１側面Ｃ１が位置する界面でのキャリア再結合を低減するのに役立ち、第１側面Ｃ１に対するより優れたパッシベーション効果を実現する。また、第１側面Ｃ１上に設置されたテクスチャ構造２０は、太陽電池１００の光吸収面積を増加させ、太陽電池１００の光発生電流を向上させ、太陽電池１００の効率を向上させるのに役立つ。
一方、ドーピング導電層３０上に第１パッシベーション層４０が形成され、第１パッシベーション層４０は、少なくともドーピング導電層３０を覆うように、少なくとも第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１の少なくとも一部の領域を覆うことにより、第１パッシベーション層４０は、第１側面Ｃ１の少なくとも一部の領域を保護し、第１側面Ｃ１に対するパッシベーション効果を増加させ、第１側面Ｃ１上で発生したキャリア再結合を緩和するだけでなく、第１パッシベーション層４０が絶縁材料層であるため、第１側面Ｃ１上での漏電の発生を良好に回避でき、それにより電池変換効率を向上させると同時に、太陽電池１００の電力出力を増加させる。
理解されるように、テクスチャ構造２０、ドーピング導電層３０、第１パッシベーション層４０、パッシベーションコンタクト層５０及び第２パッシベーション層６０の構造や膜層材料、設置範囲などは、前述実施例において詳細に説明されたので、ここでは説明を省略する。
本実施例において、ステップＳ２０において、基材１０の第２面Ｓにパッシベーションコンタクト層５０を形成するステップは、
基板１０１の各表面上にトンネル材料層５１’、ポリシリコンドーピング材料層５２’及び酸化物材料層５４を順次積層して形成するステップと、
基板１０１の第１側の表面Ｆ’及び基板１０１の各側面上の酸化物材料層５４をエッチングして除去するステップと、
基板１０１の第１側の表面Ｆ’及び基板１０１の各側面上のポリシリコンドーピング材料層５２’及びトンネル材料層５１’をエッチングして除去するステップと、を含み、基板１０１の第１側の表面Ｆ’は基材１０の第１面Ｆに対応する。
このように第２面Ｓ上のトンネル材料層、ポリシリコンドーピング材料層及び酸化物材料層のみを保留し、第２面Ｓ上のトンネル材料層は即ちトンネル酸化層５１であり、第２面Ｓ上のポリシリコンドーピング材料層は即ちポリシリコンドーピング導電層５２である。酸化物材料層（例えば酸化シリコン層であってもよい）は、後続の工程においてマスクとして機能してもよく、後続でエッチングなどのプロセスによって洗浄されてもよい。このように、第２面Ｓ上に設けられたパッシベーションコンタクト層５０を形成することができる。
例示的には、酸化物材料層をエッチングして除去することは、チェーンコンベアによって行われ、トンネル材料層及びポリシリコンドーピング材料層をエッチングして除去することは、スロットコンベアによって行われる。
図１９を参照すると、いくつかの実施例では、ステップＳ４０において、パッシベーションコンタクト層５０上に第２パッシベーション層６０を形成するステップの後に、第１パッシベーション層４０及び第２パッシベーション層６０上に電極７０をそれぞれ製造するステップをさらに含む。ここで、基材１０の第１面Ｆ側に位置する電極７０は、第１パッシベーション層４０を貫通してドーピング導電層３０に接続され、基材１０の第２面Ｓ側に位置する電極７０は、第２パッシベーション層６０を貫通してパッシベーションコンタクト層５０に接続される。
理解されるように、光電変換効率を向上させるために、標準仕様の電池を半分に切断し又は複数に切断し、そして直列接続してモジュールを形成することができる。
本願の実施例の太陽電池の製造方法において、切断のステップを異なる位置に設置することができる。
例えば、ステップＳ１０において切断し、又はステップＳ４０の後に切断し、又はステップＳ１０とＳ４０との間に切断する。
ステップＳ１０において切断する場合、例えば基材ブランクを所望の太陽電池１００の大きさに応じて対応するサイズの基材１０に切断する。
いくつかの実施例では、ドーピング及びテクスチャリングの前に基材ブランクを適切なサイズの基材１０（実際に必要とされる太陽電池１００の大きさに対応する）に切断し、切断ステップを事前に行い、且つ後続の片面エッチングプロセス及び界面パッシベーションプロセスにより、太陽電池１００の各縁面（切断縁側面Ｃ２を含む）を良好にパッシベーションし、キャリア再結合を低減し、光電変換効率を向上させることができる。且つ後続のステップにおいて切断せず、即ち新たな切断面が生じないので、関連技術では切断面に多量のキャリアが再結合する問題を効果的に回避することができる。
具体的には、図１４及び図１５を参照すると、ステップＳ１０において、基板１０１を提供するステップは、
基材ブランク（図示せず）を厚さ方向に沿って切断して基材１０を形成し、切断によって基材１０上に切断縁側面Ｃ２を形成するステップと、
少なくとも基材１０の第１面Ｆ、第１側面Ｃ１及び切断縁側面Ｃ２にテクスチャリング処理及びドーピング元素拡散を行うステップと、
基材１０をエッチング処理して、基材１０の第２面Ｓ、各第１側面Ｃ１における第１目標領域Ｃ１１及び各切断縁側面Ｃ２における第２目標領域Ｃ１２を露出させることで、基材１０の第１面Ｆ、第１側面Ｃ１の一部の表面及び切断縁側面Ｃ２の一部の表面にテクスチャ構造２０及びテクスチャ構造２０を覆うドーピング導電層３０を形成するステップと、を含み、
第１目標領域Ｃ１１は、第１側面Ｃ１が第２面Ｓに隣接する領域であり、第２目標領域Ｃ１２は、切断縁側面Ｃ２が第２面Ｓに隣接する領域である。
上記ステップにおいて、テクスチャリング処理により基材１０の各表面にテクスチャを形成する。基材１０にドーピング元素拡散を行い、ドーピング元素を基材１０の第１面Ｆにドーピングさせて、ドーピング導電層３０を形成する。ドーピング元素拡散の過程で、一部のドーピング元素が基材１０の第１側面Ｃ１、切断縁側面Ｃ２及び第２面Ｓに回り込むので、第１側面Ｃ１、切断縁側面Ｃ２及び第２面Ｓもドーピング導電材料で覆われる。片面エッチングプロセスによって基材１０の第１側面Ｃ１、切断縁側面Ｃ２及び第２面Ｓをエッチング処理して、基材１０の第２面Ｓ、第１側面Ｃ１上の第１目標領域Ｃ１１、及び切断縁側面Ｃ２上の第２目標領域Ｃ１２を覆ったドーピング導電材料及びテクスチャ構造を除去し、基材１０の第２面Ｓ、第１側面Ｃ１上の第１目標領域Ｃ１１、及び切断縁側面Ｃ２上の第２目標領域Ｃ１２を露出させて漏電を回避する。このとき、第１面Ｆ、第１側面Ｃ１の一部の表面及び切断縁側面Ｃ２の一部の表面に位置するテクスチャ構造２０及びドーピング導電層３０を形成する。
具体的には、基材１０をエッチング処理して、基材１０の第２面Ｓ、各第１側面Ｃ１における第１目標領域Ｃ１１及び各切断縁側面Ｃ２における第２目標領域Ｃ１２を露出させるステップは、ステップＤと、ステップＥと、を含む。
ステップＤにおいて、テクスチャリング処理及びドーピング元素拡散後の基材１０をエッチングして、第２面Ｓ及び各第１側面Ｃ１上の第１目標領域Ｃ１１及び各切断縁側面Ｃ２上の第２目標領域Ｃ１２上のテクスチャ構造を露出させる。いくつかの実施例では、チェーンコンベアを用いてエッチングを行ってもよい。もちろん、エッチング過程で、チェーンコンベアの液位高さを制御して、エッチング液が基材１０の第１面Ｆ上のテクスチャ構造２０及びドーピング導電層３０に付着することを回避する必要がある。一実施例において、エッチング後に第１側面Ｃ１は、図２０に示す不規則な形態を有する。
ステップＥにおいて、基材１０の第２面Ｓ、及び各第１側面Ｃ１上の第１目標領域Ｃ１１及び各切断縁側面Ｃ２上の第２目標領域Ｃ１２が露出するように、第２面Ｓ、第１目標領域Ｃ１１及び第２目標領域Ｃ１２上に露出するテクスチャ構造をエッチングして除去する。いくつかの実施例では、スロットコンベアを用いてエッチングを行ってもよい。理解されるように、露出したテクスチャ構造をエッチングして除去することは、露出したテクスチャ構造を非テクスチャ形態にエッチングして研磨し、例えば比較的平坦な表面を形成することに相当する。エッチング過程でエッチング液表面の微細な揺らぎや基材１０への濡れにより、図２０に示すように、ドーピング導電層３０と第１目標領域Ｃ１１との境界線１１は、直線ではなく、不規則な波形を呈する可能性がある。
いくつかの実施例では、基材ブランク（図示せず）を厚さ方向に沿って切断して基材１０を形成するステップは、基材ブランクを厚さ方向Ｈに沿ってレーザー切断して基材１０を形成するステップを含む。いくつかの実施例では、１回のレーザー切断によって基材ブランクを２つの基材１０に分割することができる。
以下、具体的な例を挙げて上記ステップＳ１０で切断した太陽電池の製造方法について説明し、且つ比較例と比較する。
例１：太陽電池の製造方法は、ステップＳＪからＳＯを含む。
ステップＳＪにおいて、図１４を参照すると、基材ブランクを厚さ方向Ｈに沿って切断して、少なくとも２つの基材１０を形成し、基材１０は、対向して設置された第１面Ｆ、第２面Ｓ、及び第１面Ｆと第２面Ｓとの間に隣接する複数の第１側面Ｃ１及び切断によって形成された少なくとも１つの切断縁側面Ｃ２を含む。
ステップＳＫにおいて、図１５を参照すると、基材１０の各表面にテクスチャリング処理及びボロン拡散を行い、且つ基材１０をエッチング処理して、基材１０の第２面Ｓ、各第１側面Ｃ１上の第１目標領域Ｃ１１及び各切断縁側面Ｃ２上の第２目標領域Ｃ１２を露出させ、それにより基材１０の第１面Ｆ、第１側面Ｃ１のそれぞれの一部の表面及び切断縁側面Ｃ２のそれぞれの一部の表面にテクスチャ構造２０を形成し、且つ基材１０の第１面Ｆ、各第１側面Ｃ１の一部の表面及び各切断縁側面Ｃ２の一部の表面にテクスチャ構造２０を覆うドーピング導電層３０（ボロン導電層）を形成して、基板１０１を形成する。
ステップＳＬにおいて、基板１０１の各表面上にトンネル材料層、ポリシリコンドーピング材料層及び酸化物材料層を形成し、基板１０１の第１側の表面Ｆ’及び基板１０１の各側面（各第１側面Ｃ１及び各切断縁側面Ｃ２を含む）上の酸化物材料層をエッチングして除去し、基板１０１の第１側の表面Ｆ’及び基板１０１の各側面上のポリシリコンドーピング材料層及びトンネル材料層をエッチングして除去し、基板１０１の第１側の表面Ｆ’は、基材１０の第１面Ｆに対応する。このように、第２面Ｓ上のトンネル材料層、ポリシリコンドーピング材料層及び酸化物材料層のみを保留する。酸化物材料層（例えば酸化シリコン層であってもよい）は、後続の工程においてマスクとして機能してもよく、後続でエッチングなどのプロセスによって洗浄されてもよい。このように、図１６に示すように第２面Ｓ上に設けられたパッシベーションコンタクト層５０を形成する。
ステップＳＭにおいて、図１７を参照すると、ドーピング導電層３０上に第１パッシベーション層４０を形成し、第１パッシベーション層４０は、少なくともドーピング導電層３０を覆うように、少なくとも第１面Ｆ、第１側面Ｃ１のそれぞれの少なくとも一部の領域、及び切断縁側面Ｃ２のそれぞれの少なくとも一部の領域を覆う。
ステップＳＮにおいて、図１８を参照すると、パッシベーションコンタクト層５０上に第２パッシベーション層６０を形成し、第２パッシベーション層６０は、パッシベーションコンタクト層５０及び第１パッシベーション層４０の少なくとも一部を覆うように、少なくとも第２面Ｓ、第１側面Ｃ１のそれぞれの少なくとも一部の領域、及び切断縁側面Ｃ２のそれぞれの少なくとも一部の領域を覆う。
ステップＳＯにおいて、図１９を参照すると、第１パッシベーション層４０及び第２パッシベーション層６０上に電極７０をそれぞれ製造して太陽電池１００を形成する。
ステップＳＪ～ステップＳＯで製造された太陽電池１００を太陽電池Ａ１と記す。
比較例１：太陽電池の製造方法は、ステップＳＰからステップＳＵを含む。
ステップＳＰにおいて、シリコンウエハを洗浄してテクスチャリングし、洗浄してテクスチャリングしたシリコンウエハの正面にボロン拡散を行う。
ステップＳＱにおいて、シリコンウエハの裏面及び側面に回り込んだ硼珪酸ガラスＢＳＧを除去し、且つシリコンウエハの側面及び裏面をアルカリで研磨する。
ステップＳＲにおいて、シリコンウエハの裏面にトンネル酸化層及びポリシリコンドーピング導電層を形成する。
ステップＳＳにおいて、シリコンウエハの正面及びシリコンウエハの裏面にいずれもパッシベーション反射防止膜を堆積する。
ステップＳＴにおいて、シリコンウエハの正面及びシリコンウエハの裏面にいずれも電極を製造する。
ステップＳＵにおいて、半分にレーザーで切断する。
比較例のステップＳＰ～ステップＳＴを経て製造された太陽電池を太陽電池Ｂ１と記し、比較例のステップＳＰ～ステップＳＵを経て製造された太陽電池を太陽電池Ｂ２と記す。
太陽電池Ａ１及び太陽電池Ｂ１、Ｂ２について電池性能試験を行い、且つ試験結果を表１に記録する。ここで、Ｕｏｃは、開放電圧であり、ＦＦは、曲線因子であり、Ｅｔａは、変換効率であり、Ｉｓｃは、短絡電流であり、ＩＲｅｖ２は、逆方向電流である。
Figure 2024010044000002
上記実験結果から、例１の方法で製造された太陽電池Ａ１（切断後）の効率は、比較例１の太陽電池Ｂ１全体（未切断）の効率とほぼ同等であるが、比較例１の切断後の太陽電池Ｂ２に比べて、電池開放電圧が０．７ｍＶ上昇し、曲線因子が約０．７４％上昇し、電池変換効率が約０．３３％上昇し、逆方向電流が０．０９Ａから０．０５Ａに低下したので、例１の方法で製造された太陽電池Ａ１の効率が高いことが分かった。
上記実施例において、切断は、ステップＳ１０において行われる。他のいくつかの実施例において、切断は、ステップＳ４０の後に行われてもよく、例えば各膜層の製造完了後、最後に切断する。
切断がステップＳ４０の後に行われる実施例において、太陽電池の製造方法は、パッシベーションコンタクト層５０上に第２パッシベーション層６０を形成するステップＳ４０の後にステップＳ５０をさらに含む。
ステップＳ５０において、太陽電池基体１０３（図２５に示すように）の厚さ方向に沿ってレーザー切断を行い、基材１０の切断縁側面Ｃ２を形成する。
切断によって太陽電池基体１０３を複数の太陽電池１００に分割することができる。例えば、厚さ方向Ｈに沿って太陽電池基体１０３を均等に２つに切断して２つの太陽電池１００を形成してもよい（図２６に示すように）。
いくつかの実施例では、第１パッシベーション層４０及び第２パッシベーション層６０に電極７０を形成するステップは、上記切断ステップＳ５０の前に行われてもよい。
ステップＳ１０において基材ブランクを切断しなくてもよい。この場合、基材１０は、第１側面Ｃ１のみを含み、切断縁側面Ｃ２を含まず、当該実施例において、ステップＳ１０において、基板１０１を提供するステップは、
少なくとも基材１０の第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１にテクスチャリング処理及びドーピング元素拡散を行うステップと、
基材１０の第２面Ｓ及び各第１側面Ｃ１上の第１目標領域Ｃ１１が露出するように、基材１０をエッチング処理するステップと、を含み、
ここで、第１目標領域Ｃ１１は、基材１０の各第１側面Ｃ１における第２面Ｓに隣接し且つ接続された領域である。
上記ステップにおいて、テクスチャリング処理により、基材１０の各表面にテクスチャを形成する。基材１０にドーピング元素拡散を行い、ドーピング元素を基材１０の第１面Ｆにドーピングさせてドーピング導電層３０を形成する。ドーピング元素拡散の過程で、一部のドーピング元素が基材１０の第１側面Ｃ１及び第２面Ｓに回り込んだので、第１側面Ｃ１及び第２面Ｓもドーピング導電材料で覆われる。片面エッチングプロセスにより基材１０の第１側面Ｃ１及び第２面Ｓをエッチング処理して、基材１０の第２面Ｓ及び第１側面Ｃ１上の第１目標領域Ｃ１１を覆ったドーピング導電材料及びテクスチャ構造を除去し、基材１０の第２面Ｓ及び各第１側面Ｃ１上の第１目標領域Ｃ１１を露出させて漏電を回避する。このとき、第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１の一部の表面に位置するテクスチャ構造２０及びドーピング導電材料層３０を形成する。
具体的には、基材１０の第２面Ｓ及び各第１側面Ｃ１上の第１目標領域Ｃ１１が露出するように、基材１０をエッチング処理するステップは、ステップＤ’と、ステップＥ’と、を含む。
ステップＤ’において、テクスチャリング処理及びドーピング元素拡散後の基材１０をエッチングして、第２面Ｓ及び各第１目標領域Ｃ１１上のテクスチャ構造を露出させる。いくつかの実施例では、チェーンコンベアを用いてエッチングを行ってもよい。もちろん、エッチング過程で、チェーンコンベアの液位高さを制御して、エッチング液が基材１０の第１面Ｆ上のテクスチャ構造２０及びドーピング導電材料層３０に付着することを回避する必要がある。一実施例において、エッチング後の第１側面Ｃ１は、図２０に示す不規則な形態を有する。
ステップＥ’において、露出したテクスチャ構造をエッチング除去して、基材１０の第２面Ｓ、及び各第１側面Ｃ１上の第１目標領域Ｃ１１を露出させる。いくつかの実施例では、スロットコンベアを用いてエッチングを行ってもよい。理解されるように、基材１０の表面に露出したテクスチャ構造をエッチング除去することは、基材１０の第１目標領域Ｃ１１及び第２面Ｓにおけるテクスチャ構造２０を非テクスチャ形態にエッチングして研磨し、例えば比較的平坦な表面を形成することに相当する。エッチング過程でエッチング液表面の微細な揺らぎや基材１０への濡れにより、図２０に示すように、ドーピング導電層３０と第１目標領域Ｃ１１との境界線１１は、直線ではなく、不規則な波形を呈する可能性がある。
本実施例において、太陽電池１００は、ステップＳ４０において形成された太陽電池基体１０３を切断した後に形成されるので、最終的に形成された太陽電池１００のサイズ（図２６に示す）は、太陽電池基体１０３（図２５）のサイズよりも小さい。
理解されるように、太陽電池基体１０３を切断した後、図２７に示すように、切断によって形成された切断面ＣＱが新たに生じる。
以下、一具体例を挙げてステップＳ４０の後に切断する太陽電池の製造方法を説明し、且つ比較例と比較する。
例２：太陽電池の製造方法は、ステップＳＪ’からステップＳＯ’を含む。
ステップＳＪ’において、図２１を参照すると、基材１０の各表面にテクスチャ処理及びボロン拡散を行い、且つ基材１０をエッチング処理して、基材１０の第２面Ｓ及び各第１側面Ｃ１上の第１目標領域Ｃ１１を露出させ、それにより基材１０の第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１の一部の表面にテクスチャ構造２０を形成し、且つ第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１の一部の表面にテクスチャ構造２０を覆うドーピング導電層３０（ホウ素導電層）を形成して、基板１０１を形成する。
ステップＳＫ’において、図２２を参照すると、基板１０１の各表面上にトンネル材料層、ポリシリコンドーピング材料層及び酸化シリコン材料層（図示せず）を順次形成し、基板１０１の第１側の表面Ｆ’及び基板１０１の各側面上の酸化シリコン材料層をエッチングして除去し、基板１０１の第１側の表面及び基板１０１の各側面上のトンネル材料層及びポリシリコンドーピング材料層をエッチングして除去し、このように第２面Ｓ上のトンネル材料層、ポリシリコンドーピング材料層及び酸化物材料層のみを保留する。もちろん、ここでの酸化物材料層（例えば酸化シリコン層であってもよい）は、後続の工程においてマスクとして機能してもよく、後続でエッチングなどのプロセスによって洗浄されてもよい。このように、図２２に示すように第２面Ｓ上に設けられたパッシベーションコンタクト層５０を形成することができる。
ステップＳＬ’において、図２３を参照すると、ドーピング導電層３０上に第１パッシベーション層４０を形成し、第１パッシベーション層４０は、ドーピング導電材料層３０を覆うように、第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１の全体領域を覆う。
ステップＳＭ’において、図２４を参照すると、パッシベーションコンタクト層５０上に第２パッシベーション層６０を形成して太陽電池基体１０３を形成し、第２パッシベーション層６０は、第２面Ｓ及び第１側面Ｃ１の全体領域を覆って、パッシベーションコンタクト層５０を覆い、且つ第１側面Ｃ１に設けられた第１パッシベーション層４０の部分を完全に覆う。
ステップＳＮ’において、図２５を参照すると、太陽電池基体１０３の第１パッシベーション層４０及び第２パッシベーション層６０上に電極７０をそれぞれ製造する。
ステップＳＯ’において、図２６を参照すると、太陽電池基体１０３の厚さ方向Ｈに沿ってレーザーで切断して、少なくとも２つの太陽電池１００を形成する。ステップＳＪ’～ステップＳＯ’で製造された太陽電池１００を太陽電池Ａ２と記す。
太陽電池Ａ２及び太陽電池Ｂ１について電池性能試験を行い、且つ試験結果を表２に記録する。ここで、Ｕｏｃは、開放電圧であり、ＦＦは、曲線因子であり、Ｅｔａは、変換効率であり、Ｉｓｃは、短絡電流であり、ＩＲｅｖ２は、逆方向電流である。
Figure 2024010044000003
上記実験結果から、太陽電池Ｂ１に比べて、太陽電池Ａ２の開放電圧が１．１ｍＶ上昇し、曲線因子が約０．０２％上昇し、変換効率が０．０６％上昇し、１２Ｖバイアス試験で、漏れ電流が０．０８Ａから０．０５Ａに低下したので、太陽電池Ａ２の漏電が効果的に低下し、効率が高いことが分かった。
太陽光発電技術の急速な発展と応用範囲の拡大に伴い、高効率の太陽光発電モジュールに対する市場の需要が高まっている。一般に、太陽光発電モジュールの封止はフルシート設計を採用し、出力電流が絶えず増加するにつれて内部損失による影響が大きくなるので、モジュール内部の損失を低減し、且つ太陽光発電モジュールの出力電力を向上させるために、モジュールのパッケージは現在の半シート又は多シート技術に徐々に更新されている。この技術は、通常、標準仕様の電池をレーザー切断法でハーフシート又は複数の電池シートに切断するが、レーザー切断技術により、切断されたハーフシートの電池の切断された切断側面での再結合が高く、表面に多数のダングリングボンド及び欠陥状態が存在し、キャリアの有効な再結合中心となるとともに、切断側面で漏電の問題が発生しやすくなり、それにより太陽電池の効率を低下させる。
本実施例は、切断ステップは、太陽電池の製造ステップにおいて、即ちパッシベーション接触材料を堆積した後に行われる。後続の第１パッシベーション層及び第２パッシベーション層を堆積する過程で、切断された切断面をパッシベーションすることで、当該切断面における再結合問題を回避して、太陽電池１００の効率を向上させる。
本実施例にて提供される別の太陽電池の製造方法は、上記のいずれかの実施例における太陽電池１００を製造するために用いられる。太陽電池１００の構造や機能、動作原理などは、既に上記実施例において詳細に説明されたので、ここでは詳しい説明を省略する。本実施例において、切断ステップは、パッシベーションコンタクト層５０を製造するステップにおいて行われる。
図２８～図３３を参照すると、本実施例にて提供される太陽電池の製造方法は、ステップＳ１００からＳ５００を含む。
ステップＳ１００において、基板１０１’を提供し、基板１０１’は、基材１０と、ドーピング導電材料層３０’と、を含み、基材１０は、対向して設置された第１面Ｆ、第２面Ｓ、及び第１面Ｆと第２面Ｓとの間に隣接する少なくとも１つの第１側面Ｃ１を含み、少なくとも基材１０の第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１の一部の表面にテクスチャ構造２０を有し、ドーピング導電材料層３０’は、テクスチャ構造２０を覆うように、少なくとも第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１の一部の表面に設けられる。
ステップＳ２００において、基板１０１’の各表面にパッシベーション接触材料層５０’を形成する。
ステップＳ３００において、パッシベーション接触材料層５０’が形成された基板１０１’を基材の厚さ方向Ｈに沿って切断して、切断縁側面Ｃ２を有するサブ基板１０２を形成し、且つドーピング導電材料層３０’を切断してドーピング導電層３０を形成する。いくつかの実施例では、切断により、基板１０１’を少なくとも２つのサブ基板１０２に分割することができる。
ステップＳ４００において、サブ基板１０２の第１側の表面Ｆ’及び各側面上のパッシベーション接触材料層５０’をエッチングして除去して、サブ基板１０２上にパッシベーションコンタクト層５０を形成し、サブ基板１０２の第１側の表面Ｆ’は基材１０の第１面Ｆに対応する。
ステップＳ５００において、ドーピング導電層３０上に第１パッシベーション層４０を形成し、第１パッシベーション層４０は、少なくともドーピング導電層３０を覆うように、少なくとも第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１の少なくとも一部の領域を覆い、第１パッシベーション層４０は、切断縁側面Ｃ２の少なくとも一部をさらに覆い、切断縁側面Ｃ２は、サブ基板１０２において切断された側面である。
上記実施例において、基材１０の第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１の一部の表面にテクスチャ構造２０を有し、ドーピング導電材料層３０’は、テクスチャ構造２０を覆うように、第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１の一部の表面に設置される。第１側面Ｃ１の一部の表面にテクスチャ構造２０を有し、テクスチャ構造２０上にドーピング導電材料層３０’が設けられるので、切断後に形成された太陽電池１００において、第１側面Ｃ１におけるドーピング導電材料層３０’は、第１側面Ｃ１の界面でのキャリア再結合を低減するのに役立ち、第１側面Ｃ１のより優れたパッシベーション効果を実現する。また、切断後に形成された太陽電池１００において、第１側面Ｃ１上に設置されたテクスチャ構造２０は、太陽電池１００の光吸収面積を増加させ、太陽電池１００の光発生電流を向上させ、太陽電池１００の効率を向上させるのに役立つ。
一方、ドーピング導電層３０上に第１パッシベーション層４０を形成し、第１パッシベーション層４０は切断縁側面Ｃ２の少なくとも一部を覆うことにより、第１パッシベーション層４０は、切断縁側面Ｃ２の少なくとも一部を保護し、切断縁側面Ｃ２の少なくとも一部に対してパッシベーション効果を生じ、切断縁側面Ｃ２上で発生したキャリア再結合を緩和することができる。また、第１パッシベーション層４０が絶縁層であるため、当該切断縁側面Ｃ２上での漏電の発生を良好に回避でき、それにより電池変換効率を向上させると同時に、太陽電池１００の電力出力を増加させる。
さらに、第１パッシベーション層４０は、少なくともドーピング導電層３０を覆うように、少なくとも第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１の少なくとも一部の領域をさらに覆う。第１パッシベーション層４０が第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１の少なくとも一部の領域を覆うことにより、第１パッシベーション層４０は、第１側面Ｃ１の少なくとも一部の領域を保護でき、第１側面Ｃ１の少なくとも一部の領域のパッシベーション効果を増加させ、第１側面Ｃ１上で発生したキャリア再結合を緩和するだけでなく、第１パッシベーション層４０が絶縁層であるため、第１側面Ｃ１上での漏電の発生を良好に回避でき、それにより電池変換効率をさらに向上させ、且つ太陽電池１００の電力出力を増加させる。
図３０を参照すると、いくつかの実施例では、ステップＳ３００において、基板１０１’は、少なくとも２つに切断され、言い換えれば、ステップＳ３００において基板１０１’を切断し、後続の製造ステップを経て太陽電池１００を形成したので、基板１０１’における基材１０のサイズは、太陽電池１００における基材１０のサイズよりも大きい。それ以外、基板１０１’において基材１０に含まれた第１面Ｆ及び第２面Ｓは、最終的に形成された太陽電池１００における基材１０に含まれた第１面Ｆ及び第２面Ｓとサイズ、面積を除いて同じであるので、ここでは説明を省略する。
元の基材１０に比べて、基板１０１’は複数のサブ基板１０２に切断されて、各サブ基板１０２の基材１０の一部の第１側面Ｃ１のサイズが小さくなり、サブ基板１０２の（つまり太陽電池１００の）基材１０上において、切断によって形成された切断面、即ち切断縁側面Ｃ２が新たに生じる。
図２９Ａを参照すると、基板１０１’において、基材１０の複数の第１側面Ｃ１は、互いに接続され、第１面Ｆの周囲に共に配置され、且つ、各第１側面Ｃ１は、いずれも第１面Ｆと第２面Ｓとの間に接続される。また、基材１０の第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１の一部の表面はテクスチャ構造２０を有し、前述と同様に、例えば基材１０の第１面Ｆ上のテクスチャ構造２０及び第１側面Ｃ１上のテクスチャ構造２０は、連続構造であってもよいし、又は非連続構造であってもよい。このように、連続構造である場合、テクスチャ構造２０全体は、基材１０の第１面Ｆを覆うカバーとして形成される。
本実施例において、ドーピング導電材料層３０’は、ステップＳ３００の切断ステップ後にドーピング導電層３０を形成する。したがって、ドーピング導電材料層３０’の材料や膜層構造、設置範囲などは、前述の実施例におけるドーピング導電層３０と同じであるため、ここでは説明を省略する。
ドーピング導電材料層３０’は、テクスチャ構造２０を覆うように、第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１の一部の表面に設けられるので、ドーピング導電材料層３０’は、一部が第１面Ｆに設置され、他の一部が第１側面Ｃ１の一部の表面に設置され、その設置範囲は、テクスチャ構造２０を覆う。いくつかの実施例では、ドーピング導電材料層３０’の設置範囲は、テクスチャ構造２０よりも大きくてもよい。いくつかの実施例では、ドーピング導電材料層３０’の設置範囲は、テクスチャ構造２０に相当し、即ちドーピング導電材料層３０’は、ちょうどテクスチャ構造２０を完全に覆う。
図２９Ｂを参照すると、ステップＳ２００において、基板１０１’の基材１０の第２面Ｓにパッシベーション接触材料層５０’を形成すると同時に、基板１０１’の第１側の表面Ｆ’及び各側面上にもパッシベーション接触材料層５０’を形成する。ステップＳ４００において、切断されたサブ基板１０２の基材１０の第２面Ｓ上のパッシベーション接触材料層５０’以外に、他の表面上のパッシベーション接触材料層５０’をエッチングして除去し、それによりパッシベーションコンタクト層５０を形成する。パッシベーション接触材料層５０’の材料などは、前述の実施例におけるパッシベーションコンタクト層５０と同じである。例示的には、パッシベーション接触材料層５０’は、第２面Ｓ上に順次積層されたトンネル材料層５１’及びポリシリコンドーピング材料層５２’を含んでもよい。トンネル材料層５１’の材料及び構造などは、トンネル酸化層５１と同じであり、ポリシリコンドーピング材料層５２’の材料及び構造などは、ポリシリコンドーピング導電層５２と同じであるため、ここでは説明を省略する。
図３１を参照すると、ステップＳ５００において、ドーピング導電層３０上に第１パッシベーション層４０を形成する。第１パッシベーション層４０は既に前述の実施例において詳細に説明されたので、ここでは説明を省略する。
いくつかの実施例では、ステップＳ１００において、図２９Ａを参照すると、基板１０１’を提供するステップは、
少なくとも基材１０の第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１にテクスチャリング処理及びドーピング元素拡散を行うステップと、
基材１０の第２面Ｓ及び各第１側面Ｃ１上の第１目標領域Ｃ１１が露出するように、基材１０をエッチング処理するステップと、を含む。
ここで、第１目標領域Ｃ１１は、基材１０の各第１側面Ｃ１における第２面Ｓに隣接し且つ接続される領域である。
上記ステップにおいて、テクスチャリング処理は、基材１０の各表面にテクスチャを形成し、このとき基材１０にドーピング元素拡散を行い、ドーピング元素を基材１０の第１面Ｆにドーピングさせてドーピング導電材料層３０’を形成する。ドーピング元素拡散の過程で、一部のドーピング元素が基材１０の第１側面Ｃ１及び第２面Ｓに回り込んだので、第１側面Ｃ１及び第２面Ｓもドーピング導電材料で覆われる。片面エッチングプロセスにより基材１０の第１側面Ｃ１及び第２面Ｓをエッチング処理し、基材１０の第２面Ｓ、及び第１側面Ｃ１上の第１目標領域Ｃ１１を覆ったドーピング導電材料及びテクスチャ構造を除去して、基材１０の第２面Ｓ及び各第１側面Ｃ１上の第１目標領域Ｃ１１を露出させて漏電を回避する。このとき、第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１の一部の表面に位置するテクスチャ構造２０及びドーピング導電材料層３０’を形成する。
具体的には、基材１０の第２面Ｓ及び各第１側面Ｃ１上の第１目標領域Ｃ１１が露出するように、基材１０をエッチング処理するステップは、ステップＤ’’と、ステップＥ’’と、を含む。
ステップＤ’’において、テクスチャリング処理及びドーピング元素拡散後の基材１０をエッチングして、第２面Ｓ及び各第１側面Ｃ１上の第１目標領域Ｃ１１上のテクスチャ構造を露出させる。いくつかの実施例では、チェーンコンベアを用いてエッチングを行ってもよい。もちろん、エッチング過程で、チェーンコンベアの液位高さを制御して、エッチング液が基材１０の第１面Ｆ上のテクスチャ構造２０及びドーピング導電材料層３０’に付着することを回避する必要があるため、エッチング後の第１側面Ｃ１に不規則な形態を形成する。
ステップＥ’’において、露出したテクスチャ構造をエッチングして除去して、基材１０の第２面Ｓ、及び各第１側面Ｃ１上の第１目標領域Ｃ１１を露出させる。いくつかの実施例では、スロットコンベアを用いてエッチングを行ってもよい。理解されるように、基材１０表面のテクスチャ構造２０をエッチング除去することは、基材１０の第１目標領域Ｃ１１及び第２面Ｓにおけるテクスチャ構造２０を非テクスチャ形態にエッチングして研磨し、例えば比較的平坦な表面を形成することに相当する。
いくつかの実施例では、ステップＳ２００において、基板１０１’の各表面にパッシベーション接触材料層５０’を形成するステップは、基板１０１’の各表面上にトンネル材料層５１’、ポリシリコンドーピング材料層５２’及び酸化物材料層（マスク層）を順次積層して形成するステップを含む。
図３０を参照すると、いくつかの実施例では、ステップＳ４００において、サブ基板１０２の第１側の表面Ｆ’及び各側面上のパッシベーション接触材料層５０’をエッチングして除去して、サブ基板１０２上にパッシベーションコンタクト層５０を形成するステップは、
サブ基板１０２の第１側の表面Ｆ’及びサブ基板１０２の各側面上の酸化物材料層をエッチングして除去するステップと、
サブ基板１０２の第１側の表面Ｆ’及びサブ基板１０２の各側面上のポリシリコンドーピング材料層５２’及びトンネル材料層５１’をエッチングして除去し、且つサブ基板１０２における切断された切断縁側面Ｃ２をエッチングして研磨するステップと、を含む。
このように、切断によって生じた切断縁側面Ｃ２の位置のレーザー損傷層をエッチングして研磨し、切断縁側面Ｃ２の界面でのキャリア再結合を低減することができる。例示的には、酸化物材料層をエッチングして除去することは、チェーンコンベアによって行われ、ポリシリコンドーピング材料層５２’及びトンネル材料層５１’をエッチングして除去することは、スロットコンベアによって行われる。
さらに、サブ基板１０２の第１側の表面Ｆ’及びサブ基板１０２の各側面上のポリシリコンドーピング材料層５２’及びトンネル材料層５１’をエッチングして除去するステップの後に、
サブ基板１０２の第２側の表面Ｓ’上の酸化物材料層をエッチングして除去し、サブ基板１０２の第２側の表面Ｓ’は基材１０の第２面Ｓに対応し、それによりサブ基板１０２上にパッシベーションコンタクト層５０を形成するステップをさらに含む。
いくつかの実施例では、ステップＳ３００において、パッシベーション接触材料層５０’を形成する基板１０１を基材の厚さ方向Ｈに沿って切断して、少なくとも２つのサブ基板１０２を形成するステップは、パッシベーション接触材料層５０’を形成する基板１０１を基材の厚さ方向Ｈに沿ってレーザーで切断して、サブ基板１０２を形成するステップを含む。
いくつかの実施例では、１回のレーザー切断によって基板１０１を同じ大きさの２つのサブ基板１０２に分割することができる。理解されるように、サブ基板１０２において、基材１０、テクスチャ構造２０、及びドーピング導電層３０は、上記実施例における太陽電池１００における基材１０、テクスチャ構造２０、及びドーピング導電層３０と同じである。
いくつかの実施例では、図３２を参照すると、ステップＳ５００において、ドーピング導電層３０上に第１パッシベーション層４０を形成した後に、
パッシベーションコンタクト層５０上に第２パッシベーション層６０を形成するステップをさらに含み、第２パッシベーション層６０は、パッシベーションコンタクト層５０及び第１パッシベーション層４０の少なくとも一部を覆うように、少なくとも第２面Ｓ、第１側面Ｃ１の少なくとも一部の領域、及び切断縁側面Ｃ２の少なくとも一部の領域を覆う。
このように、第１パッシベーション層４０及び第２パッシベーション層６０が共に第１側面Ｃ１及び切断縁側面Ｃ２の部分を保護し、第１側面Ｃ１及び切断縁側面Ｃ２に対するパッシベーション効果を増加させ、太陽電池１００の側面上で発生したキャリア再結合を緩和するだけでなく、第１パッシベーション層４０及び第２パッシベーション層６０が絶縁層であるため、太陽電池１００の側面上での漏電の発生を良好に回避でき、それにより電池変換効率を向上させると同時に、太陽電池１００の電力出力を増加させる。
いくつかの実施例では、図３３を参照すると、パッシベーションコンタクト層５０上に第２パッシベーション層６０を形成するステップの後に、第１パッシベーション層４０及び第２パッシベーション層６０上に電極７０をそれぞれ製造して太陽電池１００を形成するステップをさらに含む。
図３３に示すように、基材１０の第１面Ｆ側に位置する電極７０は、第１パッシベーション層４０を貫通してドーピング導電層３０に接続され、基材１０の第２面Ｓ側に位置する電極７０は、第２パッシベーション層６０を貫通してパッシベーションコンタクト層５０に接続される。
以下、一具体例を挙げて実施例の太陽電池の製造方法を説明する。
例３：太陽電池の製造方法は、ステップＳＪ’’からＳＯ’’を含む。
ステップＳＪ’’において、図２９Ａを参照すると、基材１０の各表面にテクスチャリング処理及びボロン拡散を行い、且つ基材１０をエッチング処理して、基材１０の第２面Ｓ及び各第１側面Ｃ１上の第１目標領域Ｃ１１を露出させ、それにより基材１０の第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１の一部の表面にテクスチャ構造２０を形成し、且つ第１面Ｆ及び第１側面Ｃ１の一部の表面にテクスチャ構造２０を覆うドーピング導電材料層３０’（ホウ素導電材料層）を形成して基板１０１’を形成する。
ステップＳＫ’’において、図２９Ｂを参照すると、基板１０１’の各表面上にトンネル材料層５１’、ポリシリコンドーピング材料層５２’及び酸化物材料層を形成する。
ステップＳＬ’’において、図３０を参照すると、パッシベーション接触材料層が形成された基板１０１’を基材の厚さ方向Ｈに沿って切断して少なくとも２つのサブ基板１０２を形成し、ドーピング導電材料層３０’を切断してドーピング導電層３０を形成する。サブ基板１０２の第１側の表面Ｆ’及びサブ基板１０２の各側面上の酸化物材料層をエッチングして除去し、サブ基板１０２の第１側の表面Ｆ’及びサブ基板１０２の各側面上のポリシリコンドーピング材料層５２’及びトンネル材料層５１’をエッチングして除去し、且つサブ基板１０２における切断された切断縁側面Ｃ２をエッチングして研磨し、このようにサブ基板１０２の基材１０の第２面Ｓ上におけるトンネル材料層５１’、ポリシリコンドーピング材料層５２’及び酸化物材料層のみを保留する。もちろん、ここでの酸化物材料層（例えば酸化シリコン層であってもよい）は、後続の工程においてマスクとして機能してもよく、後続でエッチングなどのプロセスによって洗浄されてもよい。このように、サブ基板１０２上にパッシベーションコンタクト層５０を形成することができる。
ステップＳＭ’’において、図３１を参照すると、ドーピング導電層３０上に第１パッシベーション層４０を形成し、第１パッシベーション層４０は、少なくともドーピング導電層３０を覆うように、少なくともサブ基板１０２の第１側の表面Ｆ’（基材１０の第１面Ｆ）及び第１側面Ｃ１の少なくとも一部の領域を覆い、第１パッシベーション層４０は、切断縁側面Ｃ２の少なくとも一部をさらに覆う。
ステップＳＮ’’において、図３２を参照すると、パッシベーションコンタクト層５０上に第２パッシベーション層６０を形成し、第２パッシベーション層６０は、パッシベーションコンタクト層５０及び第１パッシベーション層４０の少なくとも一部を覆うように、少なくともサブ基板１０２の第２側の表面、第１側面Ｃ１の少なくとも一部の領域、及び切断縁側面Ｃ２の少なくとも一部の領域を覆い、サブ基板の第２側の表面は基材１０の第２面Ｓに対応する。
ステップＳＯ’’において、図３３を参照すると、第１パッシベーション層４０及び第２パッシベーション層６０上に電極７０をそれぞれ製造する。
ステップＳＪ’’～ステップＳＯ’’で製造された太陽電池１００を太陽電池Ａ３と記す。
太陽電池Ａ３及び太陽電池Ｂ１、Ｂ２に電池性能試験を行い、且つ試験結果を表３に記録する。ここで、Ｕｏｃは、開放電圧であり、ＦＦは、曲線因子であり、Ｅｔａは、変換効率であり、Ｉｓｃは、短絡電流であり、ＩＲｅｖ２は、逆方向電流である。
Figure 2024010044000004
上記実験結果から、例３の方法で製造された太陽電池Ａ３（切断後）は、効率が比較例１の太陽電池Ｂ１全体（未切断）の効率とほぼ同等であるが、比較例２の切断後の太陽電池Ｂ２に比べて、電池開放電圧が１．７ｍＶ上昇し、曲線因子が約０．７３％上昇し、電池変換効率が約０．３％上昇し、逆方向電流が０．０９Ａから０．０７Ａに低下したので、例３の方法で製造された太陽電池Ａ３の効率が高いことが分かった。
図３４を参照すると、本実施例は、少なくとも１つの電池ストリング２１０を含む太陽光発電モジュール２００を提供し、電池ストリング２１０は、上記いずれかの実施例の太陽電池１００を少なくとも２つ含み、各太陽電池１００の間は、直列溶接の方式によって接続することができる。
さらに、図３５を参照すると、ステップＳ４０において形成された太陽電池基体１０３を半分又は３つに切断して太陽電池１００を得ることができ、さらに複数の太陽電池１００を互いに直列溶接して接続して太陽光発電モジュール２００を形成する。
例示的には、複数の太陽電池１００は、はんだリボン７２によって直列溶接され、それにより単一の太陽電池１００から生成された電気エネルギーを後続の輸送のために収集することができる。具体的には、各太陽電池１００の正面電極７０は、隣接する１つの太陽電池１００の裏面電極７０とはんだリボン７２により接続され、各太陽電池１００の裏面電極７０は、隣接する他の太陽電池１００の正面電極７０とはんだリボン７２により接続されることにより、複数の太陽電池１００が直列に接続される。もちろん、太陽電池１００の間は、間隔をおいて配置されてもよく、タイルを重ねるように積層されてもよい。
例示的には、太陽光発電モジュール２００は、封止層及びカバープレート（図示せず）をさらに含み、封止層は、電池ストリング２１０の表面を覆うために用いられ、カバープレートは、電池ストリング２１０から離れた封止層の表面を覆うために用いられる。太陽電池１００は、フルシート又は複数シートの形態で電気的に接続されて複数の電池ストリング２１０を形成し、複数の電池ストリング２１０は、直列及び／又は並列の方式で電気的に接続される。具体的には、いくつかの実施例では、複数の電池ストリング２１０の間は、導電テープによって電気的に接続されてもよい。封止層は、太陽電池１００の表面を覆う。例示的には、封止層は、エチレン－酢酸ビニル共重合体フィルム、ポリエチレンオクテンコエラストマーフィルム、又はポリエチレンテレフタレートフィルムなどの有機封止フィルムであってもよい。カバープレートは、ガラスカバープレート、プラスチックカバープレートなどの光透過機能を有するカバープレートであってもよい。
本願の実施例は、上記太陽光発電モジュール２００を含む太陽光発電システム（図示せず）を提供する。
太陽光発電システムは、地上発電所、屋根発電所、水面発電所などの太陽光発電所に適用されてもよく、太陽光電源、太陽光街灯、太陽光自動車、太陽光建物などの太陽光を利用して発電する設備又は装置に適用されてもよい。もちろん、理解されるように、太陽光発電システムの適用場面はこれに限定されず、つまり、太陽光発電が要求されるあらゆる分野に適用可能である。太陽光発電システム網を例にとると、太陽光発電システムは、太陽光発電アレイ、母線箱及びインバータを含み、太陽光発電アレイは、複数の太陽光発電モジュール２００のアレイの組み合わせであってもよく、例えば、複数の太陽光発電モジュール２００は、複数の太陽光発電アレイを構成してもよく、太陽光発電アレイは、母線箱に接続され、母線箱は、太陽光発電アレイが発生する電流を集束し、集束した電流は、インバータを介して商用電力網が要求する交流電流に変換した後、商用電力網に接続されて太陽光の給電を実現する。
上記実施例の各技術的特徴は、任意に組み合わせることが可能であり、説明の簡潔化のため、上記実施例の各技術的特徴の全ての可能な組み合わせを記載していないが、これらの技術的特徴の組み合わせに矛盾が生じない限り、本明細書に記載の範囲と考えるべきである。
上記実施例は、本発明のいくつかの実施形態を示したに過ぎず、その説明は、より具体的且つ詳細になされたものであるが、それによって特許請求の範囲を制限するものと理解するべきではない。当業者にとっては、本発明の概念から逸脱することなく、いくつかの変形及び改良が加えられてもよく、これらは本発明の保護範囲に属することに留意されたい。したがって、本発明特許の保護範囲は、添付の特許請求の範囲に準ずるものとする。
１００ 太陽電池；１０１、１０１’ 基板；１０２ サブ基板；１０３ 太陽電池基体；Ｆ 第１面；Ｓ 第２面；Ｃ１ 第１側面；Ｃ１１ 第１目標領域；Ｃ１２ 第２目標領域；Ｃ２ 切断縁側面；ＣＱ 切断面；Ｐ 平坦領域；Ｒ テクスチャ領域；Ｈ 基材の厚さ方向；１０ 基材；１１ 境界線；２０ テクスチャ構造；３０ ドーピング導電層；３０’ ドーピング導電材料層；４０ 第１パッシベーション層；４１ 第１部分；４２ 第２部分；５０ パッシベーションコンタクト層；５１ トンネル酸化層；５２ ポリシリコンドーピング導電層；６０ 第２パッシベーション層；７０ 電極；２００ 太陽光発電モジュール；２１０ 電池ストリング

Claims (11)

  1. 基材とドーピング導電材料層とを含む基板であって、前記基材は、対向して設置された第１面、第２面、及び前記第１面と前記第２面との間に隣接する複数の第１側面を含み、前記基材の前記第１面及び前記第１側面の一部の表面にテクスチャ構造を有し、前記ドーピング導電材料層は、前記テクスチャ構造を覆うように、前記第１面及び前記第１側面の一部の表面に設けられる前記基板を提供するステップと、
    前記基板の各表面にパッシベーション接触材料層を形成するステップと、
    前記パッシベーション接触材料層が形成された前記基板を前記基材の厚さ方向に沿って切断して、少なくとも２つのサブ基板を形成することで、ドーピング導電材料層を切断してドーピング導電層を形成するステップと、
    前記サブ基板の第１側の表面及び各側面上のパッシベーション接触材料層をエッチングして除去して、前記サブ基板上にパッシベーションコンタクト層を形成するステップであって、前記サブ基板の前記第１側の表面は前記基材の前記第１面に対応するステップと、
    第１パッシベーション層を前記ドーピング導電層上に形成するステップであって、前記第１パッシベーション層は、少なくとも前記ドーピング導電層を覆うように、少なくとも前記第１面及び前記第１側面の少なくとも一部の領域を覆い、前記第１パッシベーション層は、切断縁側面の少なくとも一部をさらに覆い、前記切断縁側面は、前記サブ基板における切断された側面であるステップと、を含む、ことを特徴とする太陽電池の製造方法。
  2. 前記基板を提供するステップは、
    少なくとも前記基材の前記第１面及び前記第１側面にテクスチャリング処理及びドーピング元素拡散を行うステップと、
    前記基材の前記第２面及び各第１側面における第１目標領域が露出するように、前記基材をエッチング処理するステップと、を含み、
    前記第１目標領域は、前記基材の各第１側面における前記第２面に隣接し且つ接続された領域である、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
  3. 前記基材の前記第２面及び各第１側面における第１目標領域が露出するように、前記基材をエッチング処理するステップは、
    テクスチャリング処理及びドーピング元素拡散後の前記基材をエッチングして、前記第２面及び各第１目標領域における前記テクスチャ構造を露出させるステップと、
    露出した前記テクスチャ構造をエッチングして除去することで、前記基材の前記第２面、及び各第１側面における第１目標領域を露出させるステップと、を含む、ことを特徴とする請求項２に記載の太陽電池の製造方法。
  4. 前記基板の各表面にパッシベーション接触材料層を形成するステップは、
    前記基板の各表面上にトンネル材料層、ポリシリコンドーピング材料層及び酸化物材料層を順次積層して形成するステップを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
  5. 前記サブ基板の第１側の表面及び各側面上のパッシベーション接触材料層をエッチングして除去して、前記サブ基板上にパッシベーションコンタクト層を形成するステップは、
    前記サブ基板の前記第１側の表面及び前記サブ基板の各側面上の前記酸化物材料層をエッチングして除去するステップと、
    前記サブ基板の前記第１側の表面及び前記サブ基板の各側面上の前記ポリシリコンドーピング材料及び前記トンネル材料層をエッチングして除去し、且つ前記サブ基板の前記切断縁側面をエッチングして研磨するステップと、を含む、ことを特徴とする請求項４に記載の太陽電池の製造方法。
  6. 前記酸化物材料層をエッチングして除去するステップは、チェーンコンベアによって行われ、
    前記ポリシリコンドーピング材料及び前記トンネル材料層をエッチングして除去するステップは、スロットコンベアによって行われる、ことを特徴とする請求項５に記載の太陽電池の製造方法。
  7. 前記サブ基板の前記第１側の表面及び前記サブ基板の各側面上の前記ポリシリコンドーピング材料及びトンネル材料層をエッチングして除去するステップの後に、
    前記サブ基板の第２側の表面上の前記酸化物材料層をエッチングして除去するステップをさらに含み、前記サブ基板の前記第２側の表面は前記基材の第２面に対応する、ことを特徴とする請求項５に記載の太陽電池の製造方法。
  8. 第１パッシベーション層を前記ドーピング導電層上に形成するステップの後に、
    第２パッシベーション層を前記パッシベーションコンタクト層上に形成するステップをさらに含み、前記第２パッシベーション層は、前記パッシベーションコンタクト層及び前記第１パッシベーション層の少なくとも一部を覆うように、少なくとも前記第２面、前記第１側面の少なくとも一部の領域、及び前記切断縁側面の少なくとも一部の領域を覆う、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
  9. 第２パッシベーション層を前記パッシベーションコンタクト層上に形成するステップの後に、
    前記第１パッシベーション層及び前記第２パッシベーション層上に電極をそれぞれ製造して太陽電池を形成するステップをさらに含む、ことを特徴とする請求項８に記載の太陽電池の製造方法。
  10. 前記電極は、前記基材の一方側に位置する電極が前記第１パッシベーション層を貫通して前記ドーピング導電層に接続され、前記基材の他方側に位置する電極が前記第２パッシベーション層を貫通して前記パッシベーションコンタクト層に接続されるように製造される、ことを特徴とする請求項９に記載の太陽電池の製造方法。
  11. 前記パッシベーション接触材料層が形成された前記基板を前記基材の厚さ方向に沿って切断してサブ基板を形成するステップは、
    パッシベーション接触材料層が形成された前記基板を前記基材の厚さ方向に沿ってレーザーで切断してサブ基板を形成するステップを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
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