JP7389934B1 - 裏面接触太陽電池セル、裏面接触太陽電池アセンブリ及び太陽光発電システム - Google Patents

裏面接触太陽電池セル、裏面接触太陽電池アセンブリ及び太陽光発電システム Download PDF

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Abstract

本出願は太陽電池の技術分野に適用するものであり、トレンチ領域及び非トレンチ領域がシリコンウェハの背光面に交互に配列され、トレンチ領域の所定位置で、第１ドープ層が、トレンチ領域の上方に張り出す張出部分を有し、第２ドープ層が、張出部分の第１表面に積層されてそれを被覆する包囲部を有し、包囲部と第１表面とが複合する、裏面接触太陽電池セル、裏面接触太陽電池アセンブリ及び太陽光発電システムを提供する。このように、包囲部と第１表面とが複合する側にシリコンウェハ部分が存在せず、両者の境界領域に生じるエッジ複合の影響範囲が狭く、曲線因子を効果的に高めて効率を高めることができ、同時に、包囲部と張出部分の第１表面とが複合し、両者に一定の複合面積を持たせることができ、電気注入時の電流を増加させることができ、後続の裏面接触太陽電池セルの修復時に、修復効率及び修復効果を高めることができる。【選択図】図４

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０２３年３月１６日に中国国家知識産権局に出願した、出願番号２０２３１０２８２２１８．Ｘ、及び２０２３年５月２３日に中国国家知識産権局に出願した、出願番号２０２３２１２６８９４９．０、２０２３１０５８３２３６．１の特許出願の優先権及び権益を主張し、それらの全ての内容が参照によって本文に組み込まれる。
本出願は、太陽電池の技術分野に関し、特に裏面接触太陽電池セル、裏面接触太陽電池セル及びそのアセンブリ、並びに太陽光発電システムに関する。
現在、太陽電池の中では、裏面接触太陽電池セルは、エミッタ接触電極とベース電極接触電極との両方を電池の裏面（非受光面）に配置した電池であり、当該電池の受光面にはいかなる金属電極による遮蔽もなく、それにより電池セルの短絡電流を効果的に増加させる。
従来の技術的解決手段において、裏面接触太陽電池セルは、一般に、裏面が平らな表面であり、その裏面上にＰ領域及びＮ領域が順次交互に配置され、Ｐ領域とＮ領域との少なくとも一部が境界を接しており、このような状況下で、裏面接触太陽電池セルの裏面におけるＰ／Ｎ領域の境界領域に生じるエッジ複合が比較的深刻であり、その影響の範囲が広く、電池の電気的性能、特に曲線因子に影響を与え、裏面接触太陽電池セルの効率低下を招く。
本出願は、どのようにして裏面接触太陽電池セルの背光面におけるＰ／Ｎ領域の境界領域の複合による影響範囲を小さくして低減させて電池の曲線因子を高め、さらに変換効率を向上させるかという技術的課題を解決することを目的とする、裏面接触太陽電池セル、裏面接触太陽電池アセンブリ及び太陽光発電システムを提供する。
本出願は、次にように実現されるものであり、本出願の実施例における裏面接触太陽電池セルは、
反対の受光面と背光面とを有し、間隔をおいて配置される複数のトレンチ領域及び複数の非トレンチ領域が前記背光面に形成され、複数の前記非トレンチ領域及び複数の前記トレンチ領域が順次交互に配列されるシリコンウェハと、
前記非トレンチ領域上に積層配置される第１ドープ層であって、前記第１ドープ層は、前記トレンチ領域の所定位置で、前記トレンチ領域の上方に延出して張り出す張出部分を有し、前記張出部分が、前記トレンチ領域に対向する第１表面と、前記トレンチ領域とは反対の第２表面とを有する第１ドープ層と、
前記トレンチ領域内に積層配置される第２ドープ層であって、前記第２ドープ層は、極性が前記第１ドープ層と逆であり、前記所定位置で、前記トレンチ領域の側壁面に沿って延伸して前記第１表面に積層されてそれを被覆する包囲部を有し、前記包囲部と前記第１表面とが複合する第２ドープ層と、を含む。
本出願は、
背光面が複数の交互に配置される第１領域と第２領域とを含み、前記第２領域に溝が形成されているシリコンウェハと、
前記第１領域に配置される第１ドープ層であって、第１ドープ層は、前記溝の所定位置で、前記第１領域の上方に位置する第１部分と、前記溝の上方に張り出す第２部分とを含む第１ドープ層と、
前記溝に配置される第２ドープ層であって、前記第２ドープ層は、前記所定位置で、前記溝の底面及び側面を被覆し、且つ前記第２部分の前記溝に対向する表面及び前記第２部分の側面を包囲し、前記第２ドープ層と前記第２部分の前記溝に対向する表面とが複合して接触する第２ドープ層と、を含む裏面接触太陽電池セルをさらに提供する。
本出願は、上記のいずれか１項に記載の裏面接触太陽電池セルを含む裏面接触太陽電池アセンブリをさらに提供する。
本出願は、上記の裏面接触太陽電池アセンブリを含む太陽光発電システムをさらに提供する。
本出願の実施例に係る裏面接触太陽電池セル、裏面接触太陽電池セル及びそのアセンブリ、並びに太陽光発電システムにおいて、一方では、トレンチ領域、張出部分及び包囲部の配置により、包囲部と張出部分の第１表面とが複合することになり、両者が複合する境界領域側はトレンチ領域になり、シリコンウェハ部分が存在せず、両者の境界領域に生じるエッジ複合は、トレンチ領域側のシリコンウェハにのみ影響を与え、その影響範囲が狭く、境界領域により影響されるシリコンウェハの範囲を効果的に小さくして、シリコンウェハにおける影響されるキャリアの数を減少させ、裏面接触太陽電池セルの電気的性能を向上させ、曲線因子を高めて効率を高めることができる。また一方では、所定位置で、包囲部と張出部分の第１表面とが複合し、両者に一定の複合面積を持たせることができ、電気注入時の電流を増加させることができ、後続の裏面接触太陽電池セルの修復時に、修復効率及び修復効果を高めることができる。同時に、張出部分の側面が包囲部により被覆されないことにより、張出部分と包囲部との複合面積が過大となって電池の効率に影響を与えることを回避できる。
本出願の付加的な態様及び利点は、以下の説明において部分的に記述され、部分的に以下の説明から明らかになるか、又は本出願の実行によって理解される。
本出願の実施例により提供される太陽光発電システムのアセンブリ模式図である。 本出願の実施例により提供される裏面接触太陽電池アセンブリのアセンブリ模式図である。 本出願の実施例１で提供される裏面接触太陽電池セルの平面構造模式図である。 図３における裏面接触太陽電池セルの線ＩＶ－ＩＶに沿った断面図である。 従来技術における裏面接触太陽電池セルの断面図である。 図３における裏面接触太陽電池セルの線ＩＶ－ＩＶに沿った他の断面図である。 図３における裏面接触太陽電池セルの線ＩＶ－ＩＶに沿った別の断面図である。 図３における裏面接触太陽電池セルの線ＩＶ－ＩＶに沿ったさらに別の断面図である。 図３における裏面接触太陽電池セルの線ＩＶ－ＩＶに沿った一層別の断面図である。 図３における裏面接触太陽電池セルの線ＩＶ－ＩＶに沿ったさらに一層別の断面図である。 本出願の実施例２で提供される裏面接触太陽電池セルの平面構造模式図である。 図１１における裏面接触太陽電池セルの線ＸＩＩ－ＸＩＩに沿った他の断面図である。 図１１における裏面接触太陽電池セルの線ＸＩＩ－ＸＩＩに沿った別の断面図である。 図１１における裏面接触太陽電池セルの線ＸＩＩ－ＸＩＩに沿ったさらに別の断面図である。 図１１における裏面接触太陽電池セルの線ＸＩＩ－ＸＩＩに沿った一層別の断面図である。
本出願の目的、技術的解決手段及び利点をより明確にするために、以下に図面及び実施例を組み合わせ、本出願をさらに詳細に説明する。記述される実施例の例示的な例は図面に示され、ここで、同一の実施例において、同じ又は類似的な符号は始めから終わりまで同じ又は類似的な素子或いは同じ又は類似的な機能を有する素子を表す。以下において図面を参照して記述する実施例は例示的なものであり、本発明を解釈するためのものに過ぎず、本発明を限定するものと理解してはならない。また、理解すべきこととして、ここで説明される具体的な実施例は本出願を解釈するためのものに過ぎず、本出願を限定する意図がない。
本出願の説明では、理解すべきこととして、用語の「長さ」、「幅」、「上」、「下」、「頂」、「底」、「横方向」、「縦方向」等で示す方位又は位置関係は図面に基づくものであり、本出願を容易に説明し記述を簡略化するためのものに過ぎず、記載される装置又は素子は必ず特定の方位を有したり、特定の方位で構成、操作されたりすることを明示又は暗示することがないので、本出願を限定するものと理解してはならない。
また、用語の「第１」、「第２」は説明するためのものに過ぎず、相対的重要性を明示又は暗示したり、説明される技術特徴の数量を暗示したりするものと理解してはならない。従って、「第１」、「第２」と限定される特徴は１つ又は複数の前記特徴を含むことを明示又は暗示することができる。本出願の説明では、明確且つ具体的に限定しない限り、「複数」は２つ又は２つ以上を意味する。
本出願の説明では、説明すべきこととして、明確に規定、限定しない限り、用語の「取り付ける」、「連結する」、「接続する」を広義的に理解すべきであり、例えば、固定的に接続してもよく、取り外し可能に接続してもよく、又は、一体的に接続してもよく、機械的に接続してもよく、電気的に接続してもよく、又は相互に通信してもよく、直接接続してもよく、更に中間媒介を介して間接的に接続してもよく、２つの素子の内部を連通させてもよく、又は、２つの素子の相互作用関係であってもよい。当業者であれば、具体的な状況に応じて本出願での上記用語の具体的な意味を理解してもよい。
本出願においては、別に明確に規定、限定しない限り、第１特徴が第２特徴の「上」又は「下」にあるというのは、第１と第２特徴が直接接触する場合を含んでもよいし、第１と第２特徴が直接接触せず、それらの間の別の特徴を介して接触する場合を含んでもよい。また、第１特徴が第２特徴の「上」、「上方」及び「上面」にあるというのは、第１特徴が第２特徴の真上及び斜め上方にある場合を含み、又はただ第１特徴の水平高さが第２特徴より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」にあるというのは、第１特徴が第２特徴の真下及び斜め下方にある場合を含み、又はただ第１特徴の水平高さが第２特徴より小さいことを意味する。
以下の開示は、本出願の異なる構造を実現するために多くの異なる実施例又は例を提供する。本出願の開示を簡略化するために、以下に特定の例の部品及び配置について説明する。当然ながら、それらは例に過ぎず、且つ本出願を限定するためのものではない。また、本出願は、参照番号及び／又は参照文字を異なる例で繰り返してもよく、このような繰り返しは、簡略化及び明確化を目的とし、それ自体は、検討された様々な実施例及び／又は配置の間の関係を指示しない。なお、本出願は、様々な特定のプロセス及び材料の例を提供したが、当業者は、他のプロセスの適用及び／又は他の材料の使用シナリオを想到できる。
実施例１
図１～図２を参照し、本出願の実施例における太陽光発電システム１０００は、本出願の実施例における裏面接触太陽電池アセンブリ２００（即ち、裏面接触太陽電池アセンブリ）を含んでもよく、本出願の実施例における裏面接触太陽電池アセンブリ２００は、複数の本出願の実施例における裏面接触太陽電池セル１００（即ち、裏面接触太陽電池）を含んでもよい。
裏面接触太陽電池アセンブリ２００における複数の裏面接触太陽電池セル１００は、順次接続されて複数の電池ストリングを形成してもよく、各電池ストリングは、直列、並列、又は直列と並列の組み合わせによって電流の合流出力を達成してもよく、例えば、各電池セルの間の接続は、溶接テープを溶接することによって達成され、そして電池ストリングを形成してもよく、各電池ストリングの間の接続は、バスバーによって達成されてもよい。いくつかの実施例において、各電池ストリングは、電池セルのアレイを構成し、その後、前面板、前面接着フィルム、背面接着フィルム及び背面板により一体に実装され、裏面接触太陽電池アセンブリ２００として形成されてもよい。
図３及び図４を参照し、本出願の実施例における裏面接触太陽電池セル１００は、シリコンウェハ１０、第１ドープ層２０及び第２ドープ層３０を含んでもよい。
シリコンウェハ１０は、反対の受光面１１と背光面１２とを含み、間隔をおいて配置される複数のトレンチ領域１２１及び非トレンチ領域１２２が背光面１２に形成され、複数の非トレンチ領域１２２及び複数のトレンチ領域１２１は、順次交互に配列される。具体的には、図３に示すように、トレンチ領域１２１及び非トレンチ領域１２２は、シリコンウェハ１０の横方向に交互に配列されてもよく、図示した実施例において、シリコンウェハ１０のエッジ領域は、非トレンチ領域１２２であり、トレンチ領域１２１及び非トレンチ領域１２２は、いずれもシリコンウェハ１０の縦方向に延出し、トレンチ領域１２１及び非トレンチ領域１２２は、間隔をおいて配置される複数のトレンチをシリコンウェハ１０に形成することで形成されてもよく、形成されたトレンチは、トレンチ領域１２１に対応し、隣接する２つのトレンチの間の領域は、非トレンチ領域１２２に対応する。
図３及び図４に示すように、第１ドープ層２０は、非トレンチ領域１２２上に積層配置されてもよく、第１ドープ層２０は、トレンチ領域１２１の所定位置１２３で、トレンチ領域１２１の上方に延出して張り出す張出部分２１を有し、張出部分２１は、トレンチ領域１２１に対向する第１表面２１１と、トレンチ領域１２１とは反対の第２表面２１２とを含む。
第２ドープ層３０は、トレンチ領域１２１内に積層配置されてもよく、第２ドープ層３０の極性は、第１ドープ層２０と逆である。具体的には、第１ドープ層２０は、Ｎ型ドープ層であってもよく、第２ドープ層３０は、Ｐ型ドープ層であってもよく、又は、第１ドープ層２０は、Ｐ型ドープ層、第２ドープ層３０は、Ｎ型ドープ層であってもよく、本明細書では具体的に限定されず、両者の極性が逆であればよい。第２ドープ層３０は、トレンチ領域１２１の所定位置１２３で、包囲部３１を有し、包囲部３１は、トレンチ領域１２１の側壁面に沿って延伸して、張出部分２１の第１表面２１１に積層されてそれを被覆し、包囲部３１と張出部分２１の第１表面２１１とが複合する。
本出願の実施例に係る裏面接触太陽電池セル１００、裏面接触太陽電池アセンブリ２００及び太陽光発電システム１０００において、複数の交互に配列されるトレンチ領域１２１及び非トレンチ領域１２２がシリコンウェハ１０の背光面１２に形成されており、トレンチ領域１２１の所定位置１２３で、第１ドープ層２０は、トレンチ領域１２１の上方に張り出す張出部分２１を有し、第２ドープ層３０は、張出部分２１の第１表面２１１に積層されてそれを被覆する包囲部３１を有し、包囲部３１と第１表面２１１とが複合する。このように、一方では、トレンチ領域１２１、張出部分２１及び包囲部３１の配置により、包囲部３１と張出部分２１の第１表面２１１とが複合することになり、両者が複合する境界領域側はトレンチ領域１２１になり、シリコンウェハ部分が存在せず（即ち、複合側がトレンチ）、両者の境界領域に生じるエッジ複合は、トレンチ領域１２１側のシリコンウェハ１０（即ち、図４における斜線部Ａ）にのみ影響を与え、その影響範囲が狭く、境界領域により影響されるシリコンウェハ１０の範囲を効果的に小さくして、シリコンウェハ１０における影響されるキャリアの数を減少させ、裏面接触太陽電池セル１００の電気的性能を向上させ、曲線因子を高めて効率を高めることができる。また一方では、所定位置１２３で、包囲部３１と張出部分２１の第１表面２１１とが複合し、両者に一定の複合面積を持たせることができ、電気注入時の電流を増加させることができ、後続の裏面接触太陽電池セル１００の修復時に、修復効率及び修復効果を高めることができる。
このような実施例において、張出部分２１の側面２１３は、包囲部３１により被覆されてもよいし、包囲部３１により被覆されなくてもよく、張出部分２１の側面２１３が包囲部３１により被覆されないことが好ましく（図４に示すとおり）、このように、張出部分２１の側面２１３が包囲部３１により被覆されないことにより、張出部分２１と包囲部３１との複合面積が過大となって電池の効率に影響を与えることを回避できることが理解可能であり、本明細書では具体的に限定されない。
図５に示すように、図５には、従来技術における裏面接触太陽電池セルの背光面の設計案が示されており、従来の技術的解決手段において、裏面接触太陽電池セルの背光面におけるＰ型ドープ層２及びＮ型ドープ層１がシリコンウェハの背光面に並べて配置され、Ｐ型ドープ層２とＮ型ドープ層１とが境を接して、両者の境界でエッジ複合が生じ、キャリアの数に影響を与え、その影響範囲は図５における斜線部Ｂに示すとおりであり、その影響範囲が広く、電池セルの効率が低くなる。
しかしながら、本出願において、第２ドープ層３０をトレンチ領域１２１内に配置し、且つ第１ドープ層２０が、トレンチ領域１２１の上方に張り出す張出部分２１を有することにより、第２ドープ層３０は、張出部分２１の第１表面２１１と複合する包囲部３１を所定位置１２３でのみ有し、包囲部３１と張出部分２１との両者の境界位置でトレンチ領域１２１側にのみシリコンウェハ１０を有し、両者のエッジ複合はトレンチ領域１２１側のシリコンウェハ１０のみに影響を与え、その影響範囲が狭く、裏面接触太陽電池セル１００の効率を効果的に高めることができる。
説明すべきこととして、本出願の実施例において、「トレンチ領域１２１の所定位置１２３」は、トレンチ領域１２１全域又はトレンチ領域１２１の一部の位置として理解されてもよく、本明細書では具体的に限定されず、所定位置１２３がトレンチ領域１２１全域である場合に、背光面１２全体は、１つのトレンチ領域１２１だけが所定位置１２３を有し、又は、一部のトレンチ領域１２１だけが所定位置１２３を有する。
本出願の実施例において、所定位置１２３は、トレンチ領域１２１の一部の位置であることが好ましく、このような場合、トレンチ領域１２１のそれぞれにおいて、所定位置１２３の数は、１つであってもよいし、複数であってもよく、複数の所定位置１２３は、縦方向に間隔をおいて配置されてもよく、本明細書では具体的に限定されない。例えば、図３に示すように、１つのトレンチ領域１２１における所定位置１２３は、２つであり、もちろん、１つのトレンチ領域１２１における所定位置１２３の数は、１つであってもよいし、２つ以上であってもよく、本明細書では具体的に限定されない。
また、本出願の実施例において、所定位置１２３を有するトレンチ領域１２１の数は、１つであってもよいし、複数であってもよく、本明細書では具体的に限定されず、例えば、図３に示すように、所定位置１２３を有するトレンチ領域１２１は、裏面接触太陽電池セル１００の横方向の両側縁部にあるトレンチ領域１２１であり、もちろん、他の実施例において、所定位置１２３を有するトレンチ領域１２１は、１つであってもよいし、２つ以上であってもよく、その位置は、裏面接触太陽電池セル１００の中間位置にあってもよいし、他の位置にあってもよく、本明細書では具体的に限定されない。
また、さらに説明すべきこととして、本出願において、「包囲部３１と張出部分２１とが第１表面２１１に向かって複合する」ことは、両者の間が絶縁されず、両者が直接接触して複合してもよく、複合化するように他の誘電体層を介してトンネリングしてもよいことを意味し、例えば、両者は、後述する第２誘電体層８０を介して複合してもよい。
いくつかの実施例において、所定位置１２３は、複数であってもよく、シリコンウェハ１０の背光面１２に均一に分布してもよく、例えば、図３に示すように、所定位置１２３の数は、４つであってもよく、４つの所定位置１２３は、裏面接触太陽電池セル１００の４つの隅に分布してもよく、第２ドープ層３０と第１ドープ層２０とが接触するポイントを背光面１２に複数引き入れることにより、電気注入時の電流を増加させ、さらに、後続の裏面接触太陽電池セル１００に対する修復効果を高めることができる。
本出願において、シリコンウェハ１０は、Ｐ型シリコンウェハであってもよいし、Ｎ型シリコンウェハであってもよく、Ｎ型シリコンウェハであることが好ましく、本明細書では具体的に限定されない。
１つの可能な実施例において、製造中、まずシリコンウェハ１０を洗浄し、次にシリコンウェハ１０の背光面１２全体に第１ドープ層２０を製作し、続いて第１ドープ層２０の一部をエッチング等によって除去して、シリコンウェハ１０の背光面１２に複数のトレンチを形成してもよく、それにより非トレンチ領域１２２及びトレンチ領域１２１が形成され、第１ドープ層２０が、所定位置１２３でトレンチ領域１２１の上方に張り出す張出部分２１を有することになり、例えば、１つの可能な実施例において、まず一部のトレンチ領域をレーザ又はエッチングによって形成し、次にトレンチ領域の面積をエッチングによって横方向に拡大して、張出部分２１をトレンチ領域の上方に張り出させてもよい。
その後、トレンチ領域１２１に第２ドープ層３０を製作し、第２ドープ層３０は、所定位置１２３で、トレンチ領域１２１の側壁面に沿って延伸して張出部分２１の第１表面２１１を被覆する包囲部３１を有するようにしてもよい。
説明すべきこととして、図４に示すように、張出部分２１の側面２１３は、張出部分２１における、第１表面２１１と第２表面２１２とを接続する表面、即ち張出部分２１の一端の端面として理解されてもよい。
本出願の実施例において、裏面接触太陽電池セル１００は、第１電極４０及び第２電極５０をさらに含み、第１電極４０は、非トレンチ領域１２２上に配置され、且つ第１ドープ層２０とオーミック接触を形成してもよく、第２電極５０は、トレンチ領域１２１に配置され、且つ第２ドープ層３０とオーミック接触を形成してもよい。第１電極４０は、Ｎ型電極であってもよく、第２電極５０は、Ｐ型電極であってもよく、又は、第１電極４０は、Ｐ型電極、第２電極５０は、Ｎ型電極であってもよく、第１電極４０の極性は、第１ドープ層２０の極性に対応し、第２電極５０の極性は、第２ドープ層３０の極性に対応し、両者はいずれも金属電極である。
また、図６を参照し、本出願の実施例に係る裏面接触太陽電池セル１００において、シリコンウェハ１０の背光面１２にパッシベーション膜層６０がさらに配置されてもよく、パッシベーション膜層６０は、背光面１２全体を被覆し、第１電極４０は、非トレンチ領域１２２上に位置し、且つパッシベーション膜層６０に穿設されて第１ドープ層２０とオーミック接触を形成し、第２電極５０は、トレンチ領域１２１に位置し、且つパッシベーション膜層６０に穿設されて第２ドープ層３０とオーミック接触を形成してもよい。
また、本出願の実施例において、トレンチ領域１２１で、所定位置１２３を除いて、第１ドープ層２０と第２ドープ層３０との間が物理的に分離され、即ち、所定位置１２３を除いた領域で、第１ドープ層２０は張出部分２１を有さず、第２ドープ層３０も包囲部３１を有さないことがさらに理解可能である。
このように、所定位置１２３に対応する領域を除いて、第１ドープ層２０と第２ドープ層３０との間が物理的に分離されることにより、第１ドープ層２０と第２ドープ層３０との間の接触面積が過大となって裏面接触太陽電池セル１００の効率に影響を与えることを回避できる。
具体的には、このような実施例において、所定位置１２３を除いて、第１ドープ層２０と第２ドープ層３０との間が直接トレンチ領域１２１を介して物理的分離を達成してもよく、他の手段によって物理的に分離されてもよく、例えば、絶縁部材を設けることで両者の分離を実現してもよく、本明細書では具体的に限定されない。
図７を参照し、さらに、いくつかの実施例において、裏面接触太陽電池セル１００は、非トレンチ領域１２２上に積層配置される第１誘電体層７０をさらに含んでもよく、第１ドープ層２０は、第１誘電体層７０上に積層配置され、第１誘電体層７０は、トンネリング機能を有してもよく、即ち、第１ドープ層２０の、張出部分２１を除いた領域とシリコンウェハ１０との間に第１誘電体層７０が配置されており、第１誘電体層７０は、トンネリング層、例えば酸化ケイ素トンネリング層のようなパッシベーション及びトンネリング機能を有する膜層であってもよく、その具体的なタイプは実際の状況に応じて選択してもよく、本明細書では具体的に限定されない。
このように、第１誘電体層７０の配置により、トンネリング機能を達成すると同時に非トレンチ領域１２２に対してパッシベーション処理をよく行い、効率を確保することができる。
図７を参照し、いくつかの実施例において、裏面接触太陽電池セル１００の裏面接触太陽電池セルは、第１表面２１１に積層配置される第２誘電体層８０をさらに含んでもよく、包囲部３１は、第２誘電体層８０に積層されてそれを被覆し、包囲部３１は、第２誘電体層８０を介して第１表面２１１と複合する。
このように、包囲部３１と第１表面２１１との間に第２誘電体層８０を設けることにより、第１表面２１１のパッシベーション機能を達成すると同時に、包囲部３１と第１表面２１１との間に複合を生じさせて電気注入時の電流を増加させ、修復効率及び修復効果を高めることができ、即ち、第２誘電体層８０の配置により、修復効率及び効果を高めると同時に張出部分２１のパッシベーション効果を確保することができる。
具体的には、第２誘電体層８０は、酸化層、例えば酸化ケイ素層等の膜層等であってもよく、その具体的なタイプは実際の状況に応じて選択してもよく、本明細書では具体的に限定されない。
さらに、いくつかの実施例において、第２誘電体層８０の厚さは、０．５ｎｍ～５０ｎｍであってもよい。
このように、第２誘電体層８０の厚さを０．５ｎｍ～５０ｎｍという合理的な範囲内に設定することにより、第１表面２１１のパッシベーション効果を確保すると同時に、よりよい電気注入効果を電池セルに持たせることができ、第２誘電体層８０の厚さが薄すぎてパッシベーション効果が低くなることを回避でき、第２誘電体層８０の厚さが厚すぎてそのトンネリング効率が低くなることも回避できる。
具体的には、このような実施例において、第２誘電体層８０の厚さは、例えば、０．５ｎｍ、１ｎｍ、１．５ｎｍ、２ｎｍ、２．５ｎｍ、３ｎｍ、３．５ｎｍ、４ｎｍ、４．５ｎｍ、５ｎｍ、５．５ｎｍ、６ｎｍ、７ｎｍ、８ｎｍ、９ｎｍ、１０ｎｍ、１５ｎｍ、２０ｎｍ、２５ｎｍ、３０ｎｍ、３５ｎｍ、４０ｎｍ、４５ｎｍ、５０ｎｍ、又は０．５ｎｍ～５０ｎｍのうちのいずれかの値であってもよく、本明細書では具体的に限定されない。
図８を参照し、いくつかの実施例において、第１表面２１１は、トレンチ領域１２１及び非トレンチ領域１２２の配列方向に沿って、隣接且つ連続する第１領域２１３及び第２領域２１４を含む。第２誘電体層８０は、張出部分２１の第１表面２１１に積層配置され、第２誘電体層８０の第２領域２１４での厚さは、第２誘電体層８０の第１領域２１３での厚さよりも大きく、第２誘電体層８０の、第１領域２１３に位置する部分は、トンネリング機能を有する。
具体的には、第２誘電体層８０は、酸化層、例えば、酸化ケイ素膜層等のパッシベーション機能を有する膜層であってもよく、それは、第１領域２１３でトンネリング機能を有し、その具体的なタイプは実際の状況に応じて選択してもよく、本明細書では具体的に限定されない。
このように、第２誘電体層８０の、第１領域２１３に位置する部分が、トンネリング機能を有し、且つ第２誘電体層８０の第２領域２１４での厚さが、第２誘電体層８０の第１領域２１３での厚さよりも大きいため、包囲部３１は、第１領域２１３で張出部分２１と複合してもよく、電気注入時の電流を増加させ、さらに後続の修復効率及び修復効果を高めることができ、同時に、第２誘電体層８０の、第１領域２１３での厚さを薄くすることでより高い電気注入効果を達成することができ、第２領域２１４での厚さを厚くすることでパッシベーション効果を向上させることができ、即ち、第２誘電体層８０の第２領域２１４での厚さが第２誘電体層８０の第１領域２１３での厚さよりも大きいようにすることにより、パッシベーション効果を確保すると同時により高い電気注入効果を実現して修復効率及び修復効果を高めることができる。
１つの可能な実施例において、製造中、まずシリコンウェハ１０に対して洗浄とテクスチャ化等のプロセスを行い、次にシリコンウェハ１０の背光面１２全体に第１誘電体層７０を堆積し、続いて第１誘電体層７０に第１ドープ層２０を堆積して形成し、その後、第１ドープ層２０及び第１誘電体層７０の一部をエッチング等によって除去して、シリコンウェハ１０の背光面１２に複数のトレンチを形成してもよく、それにより交互に配列されるトレンチ領域１２１及び非トレンチ領域１２２が複数形成され、所定位置１２３で第１ドープ層２０の張出部分２１がトレンチ領域１２１の上方に張り出すことになり、例えば、１つの可能な実施例において、まず一部のトレンチをレーザ又はエッチングによって形成し、次にトレンチの面積をエッチングによって横方向に拡大して、トレンチ領域１２１の上方に張り出す張出部分２１を第１ドープ層２０に持たせてもよい。
その後、張出部分２１の第１表面２１１に第２誘電体層８０を堆積して形成してもよく、いくつかの可能な実施例において、２回の堆積によって、第２誘電体層８０の、第１表面２１１の第１領域２１３での厚さを、第２誘電体層８０の、第１表面２１１の第２領域２１４での厚さよりも小さくしてもよい。
続いて、トレンチ領域１２１に第２ドープ層３０を堆積によって堆積し、第２ドープ層３０が所定位置１２３で包囲部３１を有し、且つ包囲部３１が第２誘電体層８０に積層されてそれを被覆するようにしてもよい。
図９を参照し、いくつかの実施形態において、トレンチ領域１２１の所定位置１２３で、包囲部３１は、張出部分２１の第１表面２１１、端部及び第２表面２１２の全てを包んでもよく、即ち、包囲部３１は、トレンチ領域１２１の側面に沿って延伸し、第２誘電体層８０を被覆して張出部分２１の端部を包囲し、そして張出部分２１の第２表面２１２を被覆するように延出しもよく、ひいては非トレンチ領域１２２に配置される第１ドープ層２０の一部を被覆するように延出しもよく、このような場合、包囲部３１と第２表面２１２との間に絶縁層１２０（図９に示すとおり）が配置されてもよく、絶縁層１２０は、絶縁機能を有する酸化ケイ素層、窒化ケイ素層等のような、絶縁機能を有する誘電体層であってもよい。
もちろん、図４～図８に示すように、いくつかの実施例において、包囲部３１は、張出部分２１の第１表面２１１のみを被覆してもよい。また、他の実施例において、包囲部３１は、張出部分２１の第１表面２１１及び張出部分２１の端部（即ち、図４～図８における張出部分２１の張出端の端面）のみを被覆してもよく、本明細書では具体的に限定されない。
いくつかの実施例において、第１領域２１３で、第２誘電体層８０の厚さは、０．５ｎｍ～６ｎｍであってもよく、第２領域２１４で、第２誘電体層８０の厚さは、２ｎｍ～５０ｎｍであってもよい。
このように、第２誘電体層８０の第１領域２１３での厚さを０．５ｎｍ～６ｎｍという合理的な範囲内に設定することにより、第１領域２１３のパッシベーション効果を確保すると同時に、よりよい電気注入効果を電池セルに持たせることができ、第１領域２１３での厚さが薄すぎてパッシベーション効果が低くなることを回避でき、第１領域２１３での厚さが厚すぎてそのトンネリング効果が低くなることも回避でき、第２誘電体層８０の第２領域２１４での厚さを２ｎｍ～５０ｎｍという合理的な範囲内に設定することにより、第２領域２１４での厚さが薄すぎてパッシベーション効果が低くなることを回避でき、厚さが厚すぎてコストが高騰してしまうことも回避できる。
具体的には、このような実施例において、第２誘電体層８０の第１領域２１３での厚さは、例えば、０．５ｎｍ、１ｎｍ、１．５ｎｍ、２ｎｍ、２．５ｎｍ、３ｎｍ、３．５ｎｍ、４ｎｍ、４．５ｎｍ、５ｎｍ、５．５ｎｍ、６ｎｍ、又は０．５ｎｍ～６ｎｍのうちのいずれかの値であってもよく、本明細書では具体的に限定されない。第２誘電体層８０の第２領域２１４での厚さは、例えば、２ｎｍ、３ｎｍ、４ｎｍ、５ｎｍ、６ｎｍ、７ｎｍ、８ｎｍ、９ｎｍ、１０ｎｍ、１５ｎｍ、２０ｎｍ、２５ｎｍ、３０ｎｍ、３５ｎｍ、４０ｎｍ、４５ｎｍ、５０ｎｍ、又は２ｎｍ～５０ｎｍのうちのいずれかの値であってもよく、本明細書では具体的に限定されない。
さらに、このような実施例において、第１領域２１３で、第２誘電体層８０の厚さは、４ｎｍ～５ｎｍであることが好ましく、第２領域２１４で、第２誘電体層８０の厚さは、１５ｎｍ～４５ｎｍであることが好ましい。
具体的には、本出願の発明者が検証及び研究を行った結果、第１領域２１３での厚さが４ｎｍを下回ると、第１領域２１３でのパッシベーション効果が低下してしまいやすくなり、第１領域２１３での厚さが５ｎｍを上回ると、第１領域２１３でのトンネリング効率が低下してしまうことになり、同時に、第２領域２１４での厚さが１５ｎｍを下回ると、第２領域２１４のパッシベーション効果が低下してしまうことになり、第２領域２１４での厚さが４５ｎｍを上回ると、このコストが大幅に増加してしまうことになることを発見した。研究及び検証を行った結果、第１領域２１３の第２誘電体層８０の厚さを４ｎｍ～５ｎｍという好ましい範囲内に設定することにより、第１領域２１３のパッシベーション効果を確保すると同時に、トンネリング効率を確保して後続の修復効率を高めることができることを発見した。同時に、第２領域２１４の第２誘電体層８０の厚さを１５ｎｍ～４５ｎｍという好ましい範囲内に設定することにより、第２領域２１４のパッシベーション効果を確保すると同時にコストを効果的に抑制することができる。
このような実施例において、第２誘電体層８０の第１領域２１３での厚さは、４ｎｍ、４．１ｎｍ、４．２ｎｍ、４．３ｎｍ、４．４ｎｍ、４．５ｎｍ、４．６ｎｍ、４．７ｎｍ、４．８ｎｍ、４．９ｎｍ、５ｎｍ、又は４ｎｍ～５ｎｍのうちのいずれかの値であることが好ましいことが理解可能であり、本明細書では具体的に限定されない。第２誘電体層８０の第２領域２１４での厚さは、１５ｎｍ、２０ｎｍ、２５ｎｍ、３０ｎｍ、３５ｎｍ、４０ｎｍ、４５ｎｍ、又は１５ｎｍ～４５ｎｍのうちのいずれかの値であることが好ましく、本明細書では具体的に限定されない。
いくつかの実施例において、トレンチ領域１２１及び非トレンチ領域１２２の配列方向（即ち、図３における横方向）に沿って、第１領域２１３の長さは、０．０５μｍ～１μｍであってもよく、第２領域２１４の長さは、０．１μｍ～１０μｍであってもよい。
このように、第１領域２１３及び第２領域２１４の長さを上記の合理的な範囲内に設定することにより、包囲部３１と張出部分２１との複合面積が合理的な範囲内であることを効果的に確保し、さらに電気注入時の電流を増加させ、修復効率及び効果を確保することができ、且つ第１領域２１３及び第２領域２１４の長さが短すぎて複合面積が小さくなりすぎ、所望の修復効果を達成できないことを回避でき、同時に第１領域２１３及び第２領域２１４が長すぎて両者の複合面積が過大となり、裏面接触太陽電池セル１００の効率に影響を与えることも回避できる。
具体的には、このような実施例において、第１領域２１３の長さは、例えば、０．０５μｍ、０．１μｍ、０．１５μｍ、０．２μｍ、０．２５μｍ、０．３μｍ、０．３５μｍ、０．４μｍ、０．４５μｍ、０．５μｍ、０．５５μｍ、０．６μｍ、０．６５μｍ、０．７μｍ、０．７５μｍ、０．８μｍ、０．８５μｍ、０．９μｍ、０．９５μｍ、１μｍ、又は０．０５μｍ～１μｍのうちのいずれかの値であってもよく、本明細書では具体的に限定されない。第２領域２１４の長さは、例えば、０．１μｍ、０．５μｍ、０．６μｍ、０．７μｍ、０．８μｍ、０．９μｍ、１μｍ、２μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍ、６μｍ、７μｍ、８μｍ、９μｍ、１０μｍ、又は０．１μｍ～１０μｍのうちのいずれかの値であってもよい。
さらに、このような実施例において、トレンチ領域１２１及び非トレンチ領域１２２の配列方向に沿って、第１領域２１３の長さは、０．５μｍ～１μｍであることが好ましく、第２領域２１４の長さは、０．５μｍ～３μｍであることが好ましい。
このように、第１領域２１３及び第２領域２１４の長さを上記の好ましい範囲内に設定することにより、効率を確保すると同時に電気注入時の電流を最大限に増加させ、修復効率及び修復効果を高めることができ、即ち電池セルの効率と電気注入効果とのバランスをとることができる。
具体的には、本出願の発明者が検証及び研究を行った結果、第１領域２１３の長さが０．５μｍを下回ると、その修復効率が低く、第１領域２１３での長さが１μｍを上回ると、効率が低下してしまうことになることを発見した。研究及び検証を行った結果、第１領域２１３の長さを０．５μｍ～１μｍという好ましい範囲内に設定することにより、実質的に安定した効率を確保すると同時に後続の修復効率及び修復効果を確保できることを発見した。第２領域２１４の長さについて、本出願の発明者が検証及び研究を行った結果、第２領域２１４の長さが０．５μｍを下回ると、張出部分２１のパッシベーション効果が不十分になりやすく、第２領域２１４の長さが長すぎる（３μｍを上回る）と、張出部分２１全体の長さが長すぎてプロセスの難易度が大幅に上昇し、さらにコストが高騰してしまうことになることを発見し、したがって、第２領域２１４の長さを０．５μｍ～３μｍという好ましい範囲内に設定することにより、パッシベーション効果を確保すると同時にコストを効果的に抑制することができる。
図９を参照し、いくつかの実施例において、第１表面２１１及び第２表面２１２は、張出部分２１の端部で交差して尖端部３２が形成され、包囲部３１は、尖端部３２を包囲する。
このように、張出部分２１の端部は、尖った形状となっており、包囲部３１が尖端部３２を包囲するとしても、包囲部３１と尖端部３２の尖端との間は、単に線や面の接触だけであり、張出部分２１の端部と包囲部３１との接触面積を小さくし、複合を低減させることができる。
もちろん、いくつかの実施例において、張出部分２１の端部が尖端部として形成されなくてもよく、即ち第１表面２１１及び第２表面２１２は、端面を介して接続されてもよい（図４に示すとおり）ことが理解可能である。このような場合、包囲部３１は、張出部分２１の端面を包んでもよく、張出部分２１の端部を包まなくてもよく（図４に示すとおり）、本明細書では具体的に限定されない。包囲部３１が張出部分２１の端面を包囲する場合に、端面と包囲部３１との間に誘電体層が配置されてもよく、誘電体層が配置されなくてもよく、誘電体層が配置される場合に、誘電体層は、金属酸化物層、真性シリコン層等の膜層であってもよく、本明細書では具体的に限定されない。
さらに、いくつかの実施例において、尖端部３２の端部には、穴が形成されてもよい。
このように、尖端部３２の端部に穴が形成されることにより、包囲部３１と尖端部３２の端部との間の接触面積を小さくし、複合を低減させることができる。
いくつかの実施例において、トレンチ領域１２１及び非トレンチ領域１２２の配列方向（即ち横方向）において、張出部分２１の長さは、０．１５μｍ～１０μｍである。
このように、張出部分２１の突出長さを上記の合理的な範囲内に設定することにより、包囲部３１が所定位置１２３で張出部分２１と複合する面積を効果的に確保し、さらに電気注入時の電流を増加させ、修復効率及び効果を確保することができる。且つ、張出部分２１の長さが短すぎて複合面積が小さくなりすぎ、所望の修復効果を達成できないことを回避でき、同時に長さが長すぎて両者の複合面積が過大となって裏面接触太陽電池セル１００の効率に影響を与えることも回避できる。
具体的には、張出部分２１の長さは、例えば、０．１５μｍ、０．２μｍ、０．４μｍ、０．６μｍ、０．８μｍ、１μｍ、２μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍ、６μｍ、７μｍ、８μｍ、９μｍ、１０μｍ、又は０．１５μｍ～１０μｍのうちのいずれかの値であってもよく、本明細書では具体的に限定されない。
いくつかの実施例において、トレンチ領域１２１の長手方向（即ち図３における縦方向）において、シリコンウェハ１０の背光面１２における全ての張出部分２１の合計長さと背光面１２の面積との比は、０．００３ｃｍ／ｃｍ２～０．６ｃｍ／ｃｍ２である。
このように、全ての張出部分２１の、トレンチ領域１２１の長手方向における合計長さと、シリコンウェハ１０の背光面１２の面積との比を合理的に制御することにより、張出部分２１の、トレンチ領域１２１の長手方向における合計長さが小さすぎて所望の修復効果を達成できないことを回避でき、同時に張出部分２１の比の割合が過大となって電池の効率に影響を与えることも回避でき、即ち、修復効果を確保すると同時に裏面接触太陽電池セル１００の効率を確保することができる。
具体的には、本出願において、図３に示すように、トレンチ領域１２１の長手方向は、トレンチ領域１２１の延出方向であり、即ち裏面接触太陽電池セル１００の縦方向であり、張出部分２１の、トレンチ領域１２１の長手方向における長さは、張出部分２１の、裏面接触太陽電池セル１００の縦方向に沿った幅であり、即ち、電池全体における全ての張出部分２１の、縦方向における合計幅と、シリコンウェハ１０の背光面１２の面積との比は、０．００３ｃｍ／ｃｍ２～０．６ｃｍ／ｃｍ２であり、例えば、図３における張出部分２１の数は、４つであり、４つの張出部分２１の、縦方向における合計幅と、背光面１２の面積との比は、０．００３ｃｍ／ｃｍ２～０．６ｃｍ／ｃｍ２である。
本出願の実施例において、シリコンウェハ１０の背光面１２における全ての張出部分２１の合計長さと、シリコンウェハ１０の背光面１２の面積との比は、例えば、０．００３ｃｍ／ｃｍ２、０．０１ｃｍ／ｃｍ２、０．０２ｃｍ／ｃｍ２、０．０３ｃｍ／ｃｍ２、０．０４ｃｍ／ｃｍ２、０．０５ｃｍ／ｃｍ２、０．０６ｃｍ／ｃｍ２、０．０７ｃｍ／ｃｍ２、０．０８ｃｍ／ｃｍ２、０．０９ｃｍ／ｃｍ２、０．１ｃｍ／ｃｍ２、０．２ｃｍ／ｃｍ２、０．３ｃｍ／ｃｍ２、０．４ｃｍ／ｃｍ２、０．５ｃｍ／ｃｍ２、０．６ｃｍ／ｃｍ２、又は０．００３ｃｍ／ｃｍ２～０．６ｃｍ／ｃｍ２のうちのいずれかの値であってもよく、本明細書では具体的に限定されない。
いくつかの実施例において、１つのトレンチ領域１２１において、所定位置１２３の数は、Ｍ個であり、張出部分２１及び包囲部３１の数もＭ個（例えば、図３に示すように、１つのトレンチ領域１２１における所定位置１２３の数は２つ）であり、トレンチ領域１２１の長手方向において、Ｍ個の張出部分２１の合計長さと１つのトレンチ領域１２１の長さとの比は、０．００５～０．５であり、ここで、Ｍは１以上の正の整数である。
このように、トレンチ領域１２１の長手方向において、全ての所定位置１２３での張出部分２１の合計長さと、トレンチ領域１２１の長さとの比を上記の合理的な範囲内に設定することにより、１つのトレンチ領域１２１内の張出部分２１の長さの割合が小さすぎて所望の修復効果を達成できないことを回避でき、同時に１つのトレンチ領域１２１内の張出部分２１の長さの割合が過大となって電池の効率に影響を与えることも回避でき、即ち、修復効果を確保すると同時に裏面接触太陽電池セル１００の効率を確保することができる。
具体的には、図３に示すように、このような実施例において、「トレンチ領域１２１の長手方向における、Ｍ個の張出部分２１の合計長さ」は、裏面接触太陽電池セル１００の縦方向における、全ての張出部分２１の合計幅として理解され得、トレンチ領域１２１の長さは、トレンチ領域１２１が裏面接触太陽電池セル１００の縦方向に延出する長さであり、例えば、いくつかの実施例において、１つの張出部分２１の縦方向における長さは、０．１ｃｍであってもよく、トレンチ領域１２１の全長は、１０ｃｍであり、Ｍは、５であり、全ての張出部分２１の合計長さは、０．５ｃｍであり、トレンチ領域１２１の全長の０．０５を占める。
このような実施例において、Ｍ個の張出部分２１の合計長さとトレンチ領域１２１の長さとの比は、０．００５、０．００６、０．００７、０．００８、０．００９、０．０１、０．０２、０．０３、０．０４、０．０５、０．０６、０．０７、０．０８、０．０９、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、又は０．００５～０．５のうちのいずれかの値であってもよく、本明細書では具体的に限定されない。
いくつかの実施例において、シリコンウェハ１０の背光面１２において、全ての張出部分２１の、シリコンウェハ１０の背光面１２における正投影面積（即ち厚さ方向に沿った正投影面積）の合計とシリコンウェハ１０の背光面１２の面積との比は、４．５×１０-８～１．５×１０-５である。
このように、全ての張出部分２１の正投影面積の割合を上記の合理的な範囲内に設定することにより、張出部分２１の面積の割合が小さすぎて修復効果が低くなることを回避でき、張出部分２１の面積の割合が過大となって裏面接触太陽電池セル１００の効率に大きな影響を与えることも回避でき、即ち修復効果を確保すると同時に裏面接触太陽電池セル１００の効率を確保することができる。
具体的には、このような実施例において、全ての前記張出部分２１の、前記シリコンウェハ１０の背光面１２における正投影面積の合計が、シリコンウェハ１０の背光面１２に対する割合は、４．５×１０-８、５×１０-８、６×１０-８、７×１０-８、８×１０-８、９×１０-８、１×１０-７、１×１０-６、１×１０-５、１．５×１０-５、又は４．５×１０-８～１．５×１０-５のうち他のいずれかの値であってもよく、本明細書では具体的に限定されない。
図７～図９を参照し、いくつかの実施例において、第２ドープ層３０とトレンチ領域１２１の底面及び側面との間に第３誘電体層９０が配置されてもよく、第３誘電体層９０は、トンネリング酸化層であってもよい。例えば、いくつかの実施例において、第３誘電体層９０は、酸化ケイ素トンネリング層であってもよく、第３誘電体層９０の配置により、トレンチ領域１２１のパッシベーションをよく達成することができ、第３誘電体層９０の厚さは、実際の状況に応じて設定してもよく、本明細書では具体的に限定されない。
図１０を参照し、いくつかの実施例において、所定位置１２３で、張出部分２１の第２表面に第３ドープ層１１０が積層配置され、第３ドープ層１１０は、極性が第２ドープ層３０と同じであり、第３ドープ層１１０は、第２表面２１２を被覆し、第３ドープ層１１０と、張出部分２１の、トレンチ領域１２１とは反対の第２表面２１２との間に絶縁層１２０が配置される。
具体的には、裏面接触太陽電池セル１００を製造する過程において、第２ドープ層３０を堆積して包囲部３１を形成する際に、包囲部３１は、第１表面２１１、張出部分２１の側面２１３、及び第１表面２１１に反対の第２表面２１２を被覆するように延出する可能性があり、張出部分２１の側面２１３で包囲部３１が複合することを回避するために、側面２１３での包囲部３１をその後で除去する必要がある。このような場合、張出部分２１と第２表面２１２の表面に絶縁層１２０を配置することにより、第１表面２１１に反対の第２表面２１２上のドープ層と張出部分２１とを絶縁層１２０によって絶縁分離し、複合が過大となることを回避でき、同時に絶縁層１２０の配置により、第１表面２１１に反対の第２表面２１２上のドープ層を除去することなく、側面２１３上のドープ層を除去する１つのプロセスだけで済み、プロセスの難易度を低下させ、コストを削減することができ、ここで、第１表面２１１に反対の第２表面２１２に残ったドープ層は、第３ドープ層１１０である。
このような実施例において、絶縁層１２０は、絶縁機能を有する酸化ケイ素層、窒化ケイ素層等のような、絶縁機能を有する誘電体層であってもよい。
また、図１０に示すように、このような実施例において、第３ドープ層１１０は、一部の第１ドープ層２０まで被覆してもよく、このような場合、第３ドープ層１１０と第１ドープ層２０との間も絶縁層１２０を介して分離され、この場合、第１電極４０は、第１ドープ層２０の、第３ドープ層１１０により被覆されない領域に配置されて第１ドープ層２０とオーミック接触し、第３ドープ層１１０との絶縁分離を達成してもよく、第２電極５０は、トレンチ領域１２１に対応する領域に配置されて第２ドープ層３０とオーミック接触してもよい。
いくつかの実施例において、トレンチ領域１２１の深さ（凹み深さ、即ちトレンチ領域１２１が形成されるトレンチの深さ）は、０．１μｍ～１５μｍであってもよい。
このように、トレンチ領域１２１の深さを上記の合理的な範囲内に設定することにより、トレンチ領域１２１の深さが浅すぎて、包囲部３１と張出部分２１とが複合する際に影響を受けた領域がトレンチ領域１２１の底部のシリコンウェハ１０にまで拡大することを回避でき、同時にトレンチ領域１２１の深さが過大となってシリコンウェハ１０の強度が大幅に低下してしまうことも回避でき、即ち、トレンチ領域１２１の深さを上記の合理的な範囲内に設定することにより、シリコンウェハ１０の強度を確保しつつ、包囲部３１と張出部分２１とが複合する際の影響範囲を可能な限り小さくすることができる。
具体的には、本出願の発明者が研究した結果、トレンチ領域１２１の深さが０．１μｍを下回ると、包囲部３１と張出部分２１とが複合して接触する際の影響範囲は、トレンチ領域１２１側だけでなく、トレンチ領域１２１の底部まで広がって影響範囲が広くなり、深さを０．１μｍを上回るように設定すると、このような問題を回避し、シリコンウェハ１０の影響された範囲を可能な限り小さくすることができ、同時に、トレンチ領域１２１の深さを１５μｍを上回るように設定すると、シリコンウェハ１０全体の強度が著しく低下してしまい、割れのリスクが高まることを発見した。
このような実施例において、トレンチ領域１２１の深さは、例えば、０．１μｍ、０．２μｍ、０．３μｍ、０．４μｍ、０．５μｍ、０．６μｍ、０．７μｍ、０．８μｍ、０．９μｍ、１μｍ、２μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍ、６μｍ、７μｍ、８μｍ、９μｍ、１０μｍ、１１μｍ、１２μｍ、１３μｍ、１４μｍ、１５μｍ、又は０．１μｍ～１５μｍのうちのいずれかの値であってもよく、本明細書では具体的に限定されない。
実施例２
説明すべきこととして、本実施例２における構造図は、図１１～１５に示すとおりであり、図１１～図１５では、同じ又は類似的な符号は始めから終わりまで同じ又は類似的な素子或いは同じ又は類似的な機能を有する素子を表し、実施例２における付番規則は、実施例１と異なる。
図１１及び図１２を参照し、本実施例における裏面接触太陽電池セル１００は、シリコンウェハ１０、第１ドープ層２０及び第２ドープ層３０を含んでもよい。
図１１及び図１２に示すように、シリコンウェハ１０の背光面は、複数の交互に配置される非トレンチ領域１１（即ち実施例１における非トレンチ領域１２２に相当）及びトレンチ領域１２（即ち実施例１におけるトレンチ領域１２１に相当）を含んでもよく、トレンチ領域１２に溝１２１が形成され、即ち、非トレンチ領域１１及びトレンチ領域１２は、間隔をおいて配置される複数の溝１２１をシリコンウェハ１０上に形成することで形成されてもよく、隣接する２つの溝１２１の間に対応する領域は、非トレンチ領域１１であり、溝１２１に対応する領域は、トレンチ領域１２であり、非トレンチ領域１１及びトレンチ領域１２は、裏面接触太陽電池セル１００の横方向に沿って交互に配列されてもよく、溝１２１は、縦方向に沿って延伸してもよい。
図１２に示すように、第１ドープ層２０は、非トレンチ領域１１上に配置されてもよく、第２ドープ層３０は、溝１２１の所定位置１２２で、非トレンチ領域１１の上方に位置する第１部分２１と、溝１２１の上方に張り出す第２部分２２（即ち実施例１における延出部分に相当）とを含んでもよい。
第２ドープ層３０は、溝１２１に配置されてもよく、第２ドープ層３０は、溝１２１の所定位置１２２で、溝１２１の底面及び側面を被覆し、且つ第２部分２２の溝１２１に対向する表面２２１（即ち、図中における第２部分２２の底面であり、上記の実施例１における第１表面に相当）及び第２部分２２の側面２２２を包囲し、第２ドープ層３０と、第２部分２２の溝１２１に対向する表面２２１とが複合して接触している。
このような実施例において、シリコンウェハ１０の背光面のトレンチ領域１２に溝１２１が形成され、第１ドープ層２０は、溝１２１の所定位置１２２で、非トレンチ領域１１に位置する第１部分２１と、溝１２１の上方に張り出す第２部分２２とを含み、第２ドープ層３０は、所定位置１２２で、溝１２１の底面及び側面を被覆し、且つ第２部分２２の溝１２１に対向する表面２２１及び第２部分２２の側面２２２を包囲し、第２ドープ層３０と、第２部分２２の溝１２１に対向する表面２２１とが複合して接触している。
このように、溝１２１の配置により、第２ドープ層３０と第１ドープ層２０とが複合して接触する境界領域側には、シリコンウェハ部分が存在せず、両者の境界領域に生じるエッジ複合は、溝１２１側のシリコンウェハ１０にのみ影響を与え、その影響範囲が狭く、境界領域により影響されるシリコンウェハの範囲を効果的に小さくして、シリコンウェハ１０における影響されるキャリアの数を減少させ、裏面接触太陽電池セル１００の電気的性能を向上させ、曲線因子を高めて効率を高めることができる。且つ、第２ドープ層３０は、所定位置１２２で、第１ドープ層２０の第２部分２２の、溝１２１に対向する表面２２１及び第２部分２２の側面２２２を包囲し、第２ドープ層３０と、第２部分２２の溝１２１に対向する表面２２１とが複合して接触し、第２ドープ層３０と第１ドープ層２０との接触面積が大きいことにより、電気注入時の電流を増加させることができ、後続の裏面接触太陽電池セル１００の修復時に、修復効率及び修復効果をよりよくすることができる。
説明すべきこととして、本出願の実施例において、「溝１２１の所定位置１２２」は、溝１２１全域又は溝１２１の一部の位置として理解されてもよく、本明細書では具体的に限定されず、所定位置１２２は、溝１２１の一部の位置であることが好ましく、このような場合、溝１２１のそれぞれにおいて、所定位置１２２の数は、１つであってもよいし、複数であってもよく、複数の所定位置１２２は、縦方向に間隔をおいて配置されてもよく、本明細書では具体的に限定されない。例えば、図１１に示すように、１つの溝１２１における所定位置１２２は、２つであり、もちろん、１つの溝１２１における所定位置１２２の数は、１つであってもよいし、２つ以上であってもよく、本明細書では具体的に限定されず、且つ、本出願の実施例において、所定位置１２２を有する溝１２１の数は、１つであってもよいし、複数であってもよく、本明細書では具体的に限定されず、例えば、図３に示すように、所定位置１２２を有する溝１２１は、裏面接触太陽電池セル１００の横方向の両側縁部にある溝１２１であり、もちろん、他の実施例において、所定位置１２２を有する溝１２１は、１つであってもよいし、２つ以上であってもよく、その位置は、裏面接触太陽電池セル１００の中間位置にあってもよいし、他の位置にあってもよく、本明細書では具体的に限定されない。
また、さらに説明すべきこととして、本出願において、「第２ドープ層３０と、第２部分２２の溝１２１に対向する表面２２１とが複合して接触する」ことは、両者の間が絶縁されず、両者が直接接触してもよく、他の薄誘電体層を介して複合接触を達成してもよいことを意味し、例えば、両者は、後述する第３薄誘電体層６０（酸化トンネリング層）を介して複合して接触してもよい。
いくつかの実施例において、所定位置１２２は、複数であってもよく、裏面接触太陽電池セル１００の背光面に均一に分布してもよく、例えば、図１１に示すように、所定位置１２２の数は、４つであってもよく、４つの所定位置１２２は、裏面接触太陽電池セル１００の４つの隅に分布してもよく、第２ドープ層３０と第１ドープ層２０とが接触するポイントを背光面１２に引き入れることにより、電気注入時の電流を増加させ、さらに、後続の裏面接触太陽電池セル１００に対する修復効果を高めることができる。
１つの可能な実施例において、製造中、まずシリコンウェハ１０を洗浄し、次にシリコンウェハ１０の背光面全体に第１ドープ層２０を製作し、続いて溝１２１をエッチング等によって形成し、それにより非トレンチ領域１１及びトレンチ領域１２が形成され、第１ドープ層２０の第２部分２２が、所定位置１２２で、溝１２１の上方に張り出すことになり、例えば、１つの可能な実施例において、まず一部の溝をレーザ又はエッチングによって形成し、次に溝の面積をエッチングによって横方向に拡大して、第２部分２２を溝１２１上に張り出させてもよい。
その後、溝１２１に第２ドープ層３０を製作し、第２ドープ層３０は、所定位置１２２で、溝１２１の底面及び側面を被覆し、且つ第２部分２２の溝１２１に対向する表面２２１及び第２部分２２の側面２２２を包囲するようにしてもよく、第２ドープ層３０と第２部分２２の溝１２１に対向する表面２２１とが複合して接触し、本明細書では具体的に限定されない。
説明すべきこととして、図１２に示すように、第２部分２２の側面は、第２部分２２の、溝１２１の上方まで張り出す端面として理解されてもよく、即ち、いくつかの実施例において、第２ドープ層３０は、第２部分２２の、溝１２１の上方まで張り出す端面のみを包んでもよい。もちろん、いくつかの実施例において、第２ドープ層３０は、第２部分２２の全ての側面（即ち、第２部分２２の底面及び頂面を接続する全ての表面）を同時に包んでもよく、本明細書では具体的に限定されない。
本実施例において、裏面接触太陽電池セル１００は、第１電極（図１１～図１５に図示せず）及び第２電極（図１１～図１５に図示せず）をさらに含んでもよく、第１電極は、Ｎ型電極であってもよく、第２電極は、Ｐ型電極であってもよく、両者はいずれも金属電極であり、シリコンウェハ１０の背光面にパッシベーション膜層がさらに配置されてもよく、第１電極は、非トレンチ領域１１に位置し、且つパッシベーション膜層に穿設され、第１ドープ層２０とオーミック接触し、第２ドープ層３０と絶縁分離され、即ち、第１電極は、第１ドープ層２０の、第２ドープ層３０により包まれて被覆されない位置に位置してもよく、第２電極は、溝１２１に位置し、且つパッシベーション膜層に穿設されて第２ドープ層３０とオーミック接触してもよい。
さらに、図１３及び図１４を参照し、いくつかの実施例において、裏面接触太陽電池セル１００は、非トレンチ領域１１に配置される第１薄誘電体層４０をさらに含み、第１ドープ層２０は、第１薄誘電体層４０に配置され、即ち、第１ドープ層２０の第２部分２２を除いた領域とシリコンウェハ１０との間に第１薄誘電体層４０が配置されており、第１薄誘電体層４０は、トンネリング層、例えば、酸化ケイ素トンネリング層であってもよく、本明細書では具体的に限定されない。このように、第１薄誘電体層４０の配置により、非トレンチ領域１１がよいパッシベーション効果を有し、効率を保証することができる。
いくつかの実施例において、第２部分２２が溝１２１の上方（即ち、図１３における位置１２１上の部分）に張り出す長さは、０．１５μｍ～１０μｍである。
このように、第１部分２１の張り出す長さを上記の合理的な範囲内に設定することにより、第２ドープ層３０が所定位置１２２で第２ドープ層３０と接触する面積を効果的に確保し、さらに電気注入時の電流を増加させ、修復効率及び効果を確保することができる。且つ、第２部分２２の長さが短すぎて接触面積が小さすぎ、所望の修復効果を達成できないことを回避でき、同時に長さが長すぎて両者の接触面積が過大となって裏面接触太陽電池セル１００の効率に影響を与えることも回避できる。
具体的には、このような実施例において、「第２部分２２が溝１２１の上方に張り出す長さ」は、第２部分２２の、非トレンチ領域１１及びトレンチ領域１２の配列方向（即ち、図１１における横方向）における長さ寸法として理解されてもよい。本出願において、第２部分２２が溝１２１の上方に張り出す長さは、０．１５μｍ、０．２μｍ、０．４μｍ、０．６μｍ、０．８μｍ、１μｍ、２μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍ、６μｍ、７μｍ、８μｍ、９μｍ、１０μｍ、又は０．１５μｍ～１０μｍのうちのいずれかの値であってもよく、本明細書では具体的に限定されない。
いくつかの実施例において、溝１２１の長手方向（即ち、図１１における縦方向）において、裏面接触太陽電池セル１００における全ての第２部分２２の合計長さと、シリコンウェハ１０の背光面の面積との比は、０．００３ｃｍ／ｃｍ２～０．６ｃｍ／ｃｍ２である。
このように、全ての第２部分２２の、溝１２１の長手方向における合計長さと、シリコンウェハ１０の背光面の面積との比を合理的に制御することにより、第２部分２２の、溝１２１の長手方向における合計長さが小さすぎて所望の修復効果を達成できないことを回避でき、同時に第２部分２２の、背光面に対する比が過大となって電池の効率に影響を与えることも回避でき、即ち、修復効果を確保すると同時に裏面接触太陽電池セル１００の効率を確保することができる。
具体的には、本出願において、図１１に示すように、溝１２１の長手方向は、溝１２１の延出方向であり、即ち裏面接触太陽電池セル１００の縦方向であり、第２部分２２の、溝１２１の長手方向における長さは、第２部分２２の、裏面接触太陽電池セル１００の縦方向に沿った幅であり、即ち、電池全体における全ての第２部分２２の、縦方向における合計幅とシリコンウェハ１０の背光面の面積との比は、０．００３ｃｍ／ｃｍ２～０．６ｃｍ／ｃｍ２であり、例えば、図１１における第２部分２２の数は、４つであり、４つの第２部分２２の、縦方向における合計幅と背光面の面積との比は、０．００３ｃｍ／ｃｍ２～０．６ｃｍ／ｃｍ２である。
例えば、本出願の実施例において、裏面接触太陽電池セル１００における全ての第２部分２２の合計長さとシリコンウェハ１０の背光面の面積との比は、０．００３ｃｍ／ｃｍ２、０．０１ｃｍ／ｃｍ２、０．０２ｃｍ／ｃｍ２、０．０３ｃｍ／ｃｍ２、０．０４ｃｍ／ｃｍ２、０．０５ｃｍ／ｃｍ２、０．０６ｃｍ／ｃｍ２、０．０７ｃｍ／ｃｍ２、０．０８ｃｍ／ｃｍ２、０．０９ｃｍ／ｃｍ２、０．１ｃｍ／ｃｍ２、０．２ｃｍ／ｃｍ２、０．３ｃｍ／ｃｍ２、０．４ｃｍ／ｃｍ２、０．５ｃｍ／ｃｍ２、０．６ｃｍ／ｃｍ２、又は０．００３ｃｍ／ｃｍ２～０．６ｃｍ／ｃｍ２のうちのいずれかの値であってもよく、本明細書では具体的に限定されない。
いくつかの実施例において、１つの溝１２１において、所定位置１２２の数は、Ｍ個であり、第２部分２２の数もＭ個（例えば、図１１に示すように、１つの溝１２１における所定位置１２２は２つ）であり、溝１２１の長手方向において、Ｍ個の第２部分２２の合計長さと溝１２１の長さとの比は、０．００５～０．５であり、ここで、Ｍは１以上の正の整数である。
このように、溝１２１の長手方向において、全ての所定位置１２２での第２部分２２の合計長さと、溝１２１の長さとの比を上記の合理的な範囲内に設定することにより、１つの溝１２１内の第２部分２２の長さの割合が小さすぎて所望の修復効果を達成できないことを回避でき、同時に１つの溝１２１内の第２部分２２の長さの割合が過大となって電池の効率に影響を与えることも回避でき、即ち、修復効果を確保すると同時に裏面接触太陽電池セル１００の効率を確保することができる。
具体的には、図１１に示すように、このような実施例において、「溝１２１の長手方向における、Ｍ個の第２部分２２の合計長さ」は、裏面接触太陽電池セル１００の縦方向における、全ての第２部分２２の合計幅として理解され得、溝１２１の長さは、溝１２１の、裏面接触太陽電池セル１００の縦方向における延出長さであり、例えば、いくつかの実施例において、１つの第２部分２２の縦方向における長さは、０．１ｃｍであってもよく、溝１２１の全長は、１０ｃｍであり、Ｍは、５であり、全ての第２部分２２の合計長さは、０．５ｃｍであり、溝１２１の全長の０．０５を占める。
このような実施例において、Ｍ個の第２部分２２の合計長さと溝１２１の長さとの比は、０．００５、０．００６、０．００７、０．００８、０．００９、０．０１、０．０２、０．０３、０．０４、０．０５、０．０６、０．０７、０．０８、０．０９、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、又は０．００５～０．５のうちのいずれかの値であってもよく、本明細書では具体的に限定されない。
いくつかの実施例において、裏面接触太陽電池セル１００において、全ての第２部分２２の、シリコンウェハ１０の背光面における正投影面積（即ち厚さ方向に沿った正投影面積）の合計は、シリコンウェハ１０の背光面の総面積の４．５×１０-８～１．５×１０-５を占める。
このように、全ての第２部分２２の正投影面積の割合を上記の合理的な範囲内に設定することにより、第２部分２２の面積の割合が小さすぎて修復効果が低くなることを回避でき、第２部分２２の面積の割合が過大となって裏面接触太陽電池セル１００の効率に大きな影響を与えることも回避でき、即ち修復効果を確保すると同時に裏面接触太陽電池セル１００の効率を確保することができる。
具体的には、このような実施例において、全ての前記第２部分２２の、前記シリコンウェハ１０の背光面における正投影面積の合計が、シリコンウェハ１０の背光面に対する割合は、４．５×１０-８、５×１０-８、６×１０-８、７×１０-８、８×１０-８、９×１０-８、１×１０-７、１×１０-６、１×１０-５、１．５×１０-５、又は４．５×１０-８～１．５×１０-５のうち他のいずれかの値であってもよく、本明細書では具体的に限定されない。
図１３及び図１４を参照し、いくつかの実施例において、第２ドープ層３０と溝１２１の底面及び側面との間に第２薄誘電体層５０が配置されてもよく、第２薄誘電体層５０は、トンネリング酸化層であってもよい。例えば、いくつかの実施例において、第２薄誘電体層５０は、酸化ケイ素トンネリング層であってもよく、第２薄誘電体層５０の配置により、トレンチ領域１２のパッシベーションをよく達成することができ、第２薄誘電体層５０の厚さは、実際の状況に応じて設定してもよく、本明細書では具体的に限定されない。
図１３及び図１４を続けて参照し、いくつかの実施例において、第２ドープ層３０と第２部分２２の溝１２１に対向する表面２２１との間に第３薄誘電体層６０が配置されてもよく、第２ドープ層３０と第２部分２２の溝１２１に対向する表面２２１とは、第３薄誘電体層６０を介して複合して接触する。
このように、第２ドープ層３０は、第３薄誘電体層６０を介して第２部分２２と複合して接触し、電気注入時の電流を増加させ、後続の裏面接触太陽電池セル１００の修復時に修復効率及び修復効果をよりよくすることができる。
具体的には、第３薄誘電体層６０も、トンネリング酸化層であり得、例えば、酸化ケイ素トンネリング層であってもよく、本明細書では具体的に限定されず、第３薄誘電体層６０の厚さは、実際の状況に応じて設定してもよい。
図１５を参照し、いくつかの実施例において、第２ドープ層３０は、第２部分２２の溝１２１に対向する表面２２１及び第２部分２２の側面２２２を包囲し、且つ第２ドープ層３０は、第２部分２２の溝１２１とは反対の表面２２３（即ち、図１５における第２部分２２３の頂面）まで延出し、第２ドープ層３０の、第２部分２２の溝１２１とは反対の表面２２３まで延出し得る部分と、第２部分２２との間に絶縁層７０が配置されている。
このように、絶縁層７０の配置により、第２部分２２の上面と第２ドープ層３０とが絶縁分離され得、第２ドープ層３０と第１ドープ層２０との大面積の接触を回避することができる。
具体的には、このような実施例において、絶縁層７０も、酸化ケイ素層であり得、具体的には、酸化ケイ素膜層の厚さを調整することでそれに絶縁性能を持たせることができ、例えば、第１薄誘電体層４０、第２薄誘電体層５０、第３薄誘電体層６０及び絶縁層７０がいずれも酸化ケイ素層である場合に、酸化ケイ素層の厚さを調整して薄くすることにより、第１薄誘電体層４０、第２薄誘電体層５０、第３薄誘電体層６０にトンネリング機能を持たせることができ、絶縁層７０を製造する際に、絶縁性能を有するように酸化ケイ素層を厚くすることができる。
このような実施例において、第１電極は、第１ドープ層２０の、第２ドープ層３０により被覆されない領域に配置され、第１ドープ層２０とオーミック接触して第２ドープ層３０からの絶縁分離を実現することができ、第２電極は、溝１２１に対応する領域に配置されて第２ドープ層３０とオーミック接触してもよい。
図１４を参照し、いくつかの実施例において、第２ドープ層３０と第２部分２２の側面２２２との間の少なくとも一部の領域には、隙間２２２１が形成されている。
このように、第２部分２２の側面２２２と第２ドープ層３０との間に隙間２２２１が形成されることにより、第２ドープ層３０と第２部分２２の側面２２２との接触面積を小さくし、複合を低減させることができ、即ち、第２ドープ層３０と第２部分２２の底面とが十分に接触して電気注入効果を高めることができる場合に、第２部分２２の側面２２２と第２ドープ層３０との間の少なくとも一部の領域に隙間２２２１が形成され、効率を効果的に確保することができる。
具体的には、このように、製造中、第２ドープ層３０と第２部分２２の側面２２２との間に穴構造が形成され得、それにより第２ドープ層３０と第２部分２２の側面２２２との間の少なくとも一部の領域に隙間２２２１が形成されている。
いくつかの実施例において、第１ドープ層２０の厚さは、１０ｎｍ～６００ｎｍであってもよく、このように、効果を確保しつつ、第１ドープ層２０の厚さが厚すぎて、第２部分２２の側面２２と第２ドープ層３０との接触面積が過大となって効率に影響を与えることを回避できる。
具体的には、第１ドープ層２０の厚さは、１０ｎｍ、５０ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍ、１５０ｎｍ、２００ｎｍ、２５０ｎｍ、３００ｎｍ、３５０ｎｍ、４００ｎｍ、４５０ｎｍ、５００ｎｍ、５５０ｎｍ、６００ｎｍ、又は１０ｎｍ～６００μｍのうちのいずれかの値であってもよく、本明細書では具体的に限定されない。
同様に、このような実施例において、第２ドープ層３０の厚さも、１０ｎｍ～６００ｎｍであり得、本明細書では具体的に限定されない。
いくつかの実施例において、溝１２１の深さは、０．１μｍ～１５μｍであってもよい。
このように、溝１２１の深さを上記の合理的な範囲内に設定することにより、溝１２１の深さが浅すぎて、第２ドープ層３０と第２部分２２とが接触する際に影響を受けた領域が溝１２１の底部のシリコンウェハ１０にまで拡大することを回避でき、同時に溝１２１の深さが過大となってシリコンウェハ１０の強度が大幅に低下してしまうことも回避でき、即ち、溝１２１の深さを上記の合理的な範囲内に設定することにより、シリコンウェハ１０の強度を確保しつつ、第２ドープ層３０と第２部分２２との複合接触の影響範囲を可能な限り小さくすることができる。
具体的には、本出願の発明者が研究した結果、溝１２１の深さが０．１μｍを下回ると、第２ドープ層３０と第２部分２２とが複合して接触する際の影響範囲は、溝１２１側だけでなく、溝１２１の底部まで広がって影響範囲が広くなり、深さを０．１μｍを上回るように設定すると、このような問題を回避し、シリコンウェハ１０の影響された範囲を可能な限り小さくすることができ、同時に、溝１２１の深さを１５μｍを上回るように設定すると、シリコンウェハ１０全体の強度が著しく低下してしまい、割れのリスクが高まることを発見した。
このような実施例において、溝１２１の深さは、例えば、０．１μｍ、０．２μｍ、０．３μｍ、０．４μｍ、０．５μｍ、０．６μｍ、０．７μｍ、０．８μｍ、０．９μｍ、１μｍ、２μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍ、６μｍ、７μｍ、８μｍ、９μｍ、１０μｍ、１１μｍ、１２μｍ、１３μｍ、１４μｍ、１５μｍ、又は０．１μｍ～１５μｍのうちのいずれかの値であってもよく、本明細書では具体的に限定されない。
いくつかの実施例において、トレンチ領域１２で、所定位置１２２を除いて、第１ドープ層２０と第２ドープ層３０との間が物理的に分離される。このように、所定位置１２２に対応する領域を除いて、第１ドープ層２０と第２ドープ層３０が物理的に分離されることにより、第１ドープ層２０と第２ドープ層３０との間の接触面積が過大となって裏面接触太陽電池セル１００の効率に影響を与えることを回避できる。
具体的には、このような実施例において、所定位置１２２を除いて、第１ドープ層２０と第２ドープ層３０との間が直接溝１２１を介して物理的に分離されてもよく、他の手段によって物理的に分離されてもよく、例えば、絶縁部材を設けることで両者の分離を実現してもよく、本明細書では具体的に限定されない。
本明細書の説明では、「実施例１」、「実施例２」、「いくつかの実施例」、「例示的な実施例」、「例」、「具体的な例」、「例えば」又は「いくつかの例」等の用語を参照した説明は、前記実施例又は例に基づいて説明した具体的な特徴、構造、材料又は特点が本出願の少なくとも１つの実施例又は例に含まれることを意味する。本明細書において、上記用語に対する例示的な記述は必ず同じ実施例又は例に対するものであるというわけではない。そして、説明された具体的な特徴、構造、材料又は特点はいずれか１つ又は複数の実施例又は例において適切な方式で組み合わせることが可能である。
なお、上記は本出願の好ましい実施例に過ぎず、本出願を限定するためのものではなく、本出願の主旨と原則から逸脱しない限り行った修正、同等な取替、改良等は、全て本出願の保護範囲に含まれるものとする。

Claims (32)

  1. 反対の受光面と背光面とを有し、間隔をおいて配置される複数のトレンチ領域及び複数の非トレンチ領域が前記背光面に形成され、複数の前記非トレンチ領域及び複数の前記トレンチ領域が順次交互に配列されるシリコンウェハと、
    前記非トレンチ領域上に積層配置される第１ドープ層であって、前記第１ドープ層は、前記トレンチ領域の所定位置で、前記トレンチ領域の上方に延出して張り出す張出部分を有し、前記張出部分が、前記トレンチ領域に対向する第１表面と、前記トレンチ領域とは反対の第２表面とを有する第１ドープ層と、
    前記トレンチ領域内に積層配置される第２ドープ層であって、前記第２ドープ層は、極性が前記第１ドープ層と逆であり、前記所定位置で、前記トレンチ領域の側壁面に沿って延伸して前記第１表面に積層されてそれを被覆する包囲部を有し、前記包囲部と前記第１表面とが複合する第２ドープ層と、を含むことを特徴とする裏面接触太陽電池セル。
  2. 前記非トレンチ領域に積層配置される第１誘電体層をさらに含み、前記第１ドープ層は、前記第１誘電体層に層積層配置されることを特徴とする請求項１に記載の裏面接触太陽電池セル。
  3. 前記第１表面に積層配置される第２誘電体層をさらに含み、前記包囲部は、前記第２誘電体層に積層されてそれを被覆し、前記包囲部は、前記第２誘電体層を介して前記第１表面と複合することを特徴とする請求項１に記載の裏面接触太陽電池セル。
  4. 前記第２誘電体層の厚さは、０．５ｎｍ～５０ｎｍであることを特徴とする請求項３に記載の裏面接触太陽電池セル。
  5. 前記第１表面は、前記トレンチ領域及び前記非トレンチ領域の配列方向に沿って、隣接且つ連続する第１領域及び第２領域を含み、
    前記第２誘電体層の前記第２領域での厚さは、前記第２誘電体層の前記第１領域での厚さよりも大きく、前記第２誘電体層の、前記第１領域に位置する部分は、トンネリング機能を有することを特徴とする請求項３に記載の裏面接触太陽電池セル。
  6. 前記第１領域で、前記第２誘電体層の厚さは、０．５ｎｍ～６ｎｍであり、前記第２領域で、前記第２誘電体層の厚さは、２ｎｍ～５０ｎｍであることを特徴とする請求項５に記載の裏面接触太陽電池セル。
  7. 前記第１領域で、前記第２誘電体層の厚さは、４ｎｍ～５ｎｍであり、前記第２領域で、前記第２誘電体層の厚さは、１５ｎｍ～４５ｎｍであることを特徴とする請求項６に記載の裏面接触太陽電池セル。
  8. 前記トレンチ領域及び前記非トレンチ領域の配列方向に沿って、前記第１領域の長さは、０．０５μｍ～１μｍであり、前記第２領域の長さは、０．１μｍ～１０μｍであることを特徴とする請求項５に記載の裏面接触太陽電池セル。
  9. 前記トレンチ領域及び前記非トレンチ領域の配列方向に沿って、前記第１領域の長さは、０．５μｍ～１μｍであり、前記第２領域の長さは、０．５μｍ～３μｍであることを特徴とする請求項８に記載の裏面接触太陽電池セル。
  10. 前記第１表面及び前記第２表面は、前記張出部分の端部で交差して尖端部が形成され、前記包囲部は、前記尖端部を包囲することを特徴とする請求項１に記載の裏面接触太陽電池セル。
  11. 前記尖端部の端部に穴が形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の裏面接触太陽電池セル。
  12. 前記トレンチ領域及び前記非トレンチ領域の配列方向において、前記張出部分の長さは、０．１５μｍ～１０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の裏面接触太陽電池セル。
  13. 前記トレンチ領域の長手方向において、全ての前記張出部分の合計長さと前記背光面の面積との比は、０．００３ｃｍ／ｃｍ２～０．６ｃｍ／ｃｍ２であることを特徴とする請求項１に記載の裏面接触太陽電池セル。
  14. １つの前記トレンチ領域において、前記所定位置の数は、Ｍ個であり、前記張出部分及び前記包囲部の数もＭ個であり、前記トレンチ領域の長手方向において、Ｍ個の前記張出部分の合計長さと１つの前記トレンチ領域の長さとの比は、０．００５～０．５であり、ここで、Ｍは１以上の正の整数であることを特徴とする請求項１に記載の裏面接触太陽電池セル。
  15. 全ての前記張出部分の前記背光面における正投影面積の合計と前記背光面の面積との比は、４．５×１０-８～１．５×１０-５であることを特徴とする請求項１に記載の裏面接触太陽電池セル。
  16. 前記所定位置で、前記第２表面に第３ドープ層が積層配置されており、前記第３ドープ層の極性が前記第２ドープ層と同じであり、前記第３ドープ層が前記第２表面を被覆し、前記第３ドープ層と前記第２表面との間に絶縁層が配置されることを特徴とする請求項１に記載の裏面接触太陽電池セル。
  17. 前記トレンチ領域の深さは、０．１μｍ～１５μｍであることを特徴とする請求項１に記載の裏面接触太陽電池セル。
  18. 背光面が複数の交互に配置される非トレンチ領域とトレンチ領域とを含み、前記トレンチ領域に溝が形成されるシリコンウェハと、
    前記非トレンチ領域に配置される第１ドープ層であって、前記第１ドープ層は、前記溝の所定位置で、前記非トレンチ領域の上方に位置する第１部分と、前記溝の上方に張り出す第２部分とを含む第１ドープ層と、
    前記溝に配置される第２ドープ層であって、前記第２ドープ層は、前記所定位置で、前記溝の底面及び側面を被覆し、且つ前記第２部分の前記溝に対向する表面及び前記第２部分の側面を包囲し、前記第２ドープ層と前記第２部分の前記溝に対向する表面とが複合して接触する第２ドープ層と、を含むことを特徴とする裏面接触太陽電池セル。
  19. 前記非トレンチ領域に配置される第１薄誘電体層をさらに含み、前記第１ドープ層は、前記第１薄誘電体層に配置されることを特徴とする請求項１８に記載の裏面接触太陽電池セル。
  20. 前記第２部分が前記溝の上方に張り出す長さは、０．１５μｍ～１０μｍであることを特徴とする請求項１８に記載の裏面接触太陽電池セル。
  21. 前記溝の長手方向において、前記裏面接触太陽電池セルにおける全ての前記第２部分の合計長さと前記シリコンウェハの背光面の面積との比は０．００３ｃｍ／ｃｍ２～０．６ｃｍ／ｃｍ２であることを特徴とする請求項１８に記載の裏面接触太陽電池セル。
  22. １つの前記溝において、前記所定位置の数は、Ｍ個であり、前記第２部分の数もＭ個であり、前記溝の長手方向において、Ｍ個の前記第２部分の合計長さと１つの前記溝の長さとの比は、０．００５～０．５であり、ここで、Ｍは１以上の正の整数であることを特徴とする請求項１８に記載の裏面接触太陽電池セル。
  23. 前記裏面接触太陽電池セルにおいて、全ての前記第２部分の、前記シリコンウェハの背光面における正投影面積の合計は、前記シリコンウェハの背光面の総面積の４．５×１０-８～１．５×１０-５を占めることを特徴とする請求項１８に記載の裏面接触太陽電池セル。
  24. 前記第２ドープ層と前記溝の底面及び側面との間に第２薄誘電体層が配置されることを特徴とする請求項１８に記載の裏面接触太陽電池セル。
  25. 前記第２ドープ層と前記第２部分の前記溝に対向する表面との間に第３薄誘電体層が配置され、前記第２ドープ層と前記第２部分の前記溝に対向する表面とは、前記第３薄誘電体層を介して複合して接触することを特徴とする請求項１８に記載の裏面接触太陽電池セル。
  26. 前記第２ドープ層は、前記第２部分の前記溝に対向する表面及び前記第２部分の側面を包囲し、前記第２部分の前記溝とは反対の表面に延出し、前記第２ドープ層の、前記第２部分の前記溝とは反対の表面に延出する部分と、前記第２部分との間に絶縁層が配置されることを特徴とする請求項１８に記載の裏面接触太陽電池セル。
  27. 前記第２ドープ層と前記第２部分の側面との間の少なくとも一部の領域に隙間が形成されていることを特徴とする請求項１８に記載の裏面接触太陽電池セル。
  28. 前記第１ドープ層の厚さは、１０ｎｍ～６００ｎｍであることを特徴とする請求項１８に記載の裏面接触太陽電池セル。
  29. 前記溝の深さは、０．１μｍ～１５μｍであることを特徴とする請求項１８に記載の裏面接触太陽電池セル。
  30. 前記トレンチ領域において、前記所定位置を除いて、前記第１ドープ層と前記第２ドープ層との間が物理的に分離されることを特徴とする請求項１８に記載の裏面接触太陽電池セル。
  31. 請求項１～３０のいずれか１項に記載の裏面接触太陽電池セルを含むことを特徴とする裏面接触太陽電池アセンブリ。
  32. 請求項３１に記載の裏面接触太陽電池アセンブリを含むことを特徴とする太陽光発電システム。
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