JP7525547B2 - 太陽電池およびその製造方法、光起電力モジュール - Google Patents

Description

本願は、光起電力の分野に関し、特に太陽電池およびその製造方法、光起電力モジュールに関する。

太陽電池の性能（例えば、光電変換効率）に影響を与える原因としては、光学的損失と電気的損失があり、光学的損失には、電池前面での反射損失、コンタクトグリッド線のシャドウロス、長波長帯域の非吸収損失などが含まれ、電気的損失には、半導体表面および内部での光生成キャリアの再結合、半導体と金属グリッド線との接触抵抗、金属と半導体との接触抵抗などの損失が含まれる。

太陽電池の電気的損失を低減するために、電池の表面にトンネル酸化層不動態化金属接触構造を形成してもよい。トンネル酸化層不動態化金属接触構造は、極薄いトンネル誘電体層とドープ導電層からなり、良好な表面不動態化が得られ、金属接触再結合電流が低減され、電池の開放電圧および短絡電流が向上する。トンネル酸化層不動態化金属接触構造は、太陽電池の性能を最適化することができるが、このタイプの太陽電池の性能に影響する要因はまだ多く、効率的なパッシベーションコンタクト太陽電池を開発することは重要な意味を持っている。

本願は、少なくともパッシベーションコンタクト太陽電池の光電変換効率の向上に有利な太陽電池およびその製造方法、光起電力モジュールを提供する。

本願のいくつかの実施例によれば、本願の一態様は太陽電池が提供され、内部にＮ型またはＰ型であるドーピング元素を有するベースと、ベースの表面に位置されるトンネル誘電体層と、トンネル誘電体層のベースから離れた面に位置し、ドーピング元素を有するドープ導電層であって、ドープ導電層内のドーピング元素の種類がベースのドーピング元素導電型と同じであり、ドープ導電層が第１方向に沿って配列される複数の高濃度ドーピングエリアアレイを有し、各々の高濃度ドーピングエリアアレイが、第２方向に沿って間隔をおいて設けられた第１サブ高濃度ドーピングエリアと、間隔をおいて設けられた第２サブ高濃度ドーピングエリアとを含むようになされるドープ導電層と、間隔をおいて設けられた複数の電極であって、第２方向に沿って延び、高濃度ドーピングエリアアレイに対応し、高濃度ドーピングエリアアレイのドープ導電層の少なくとも一部に接触する電極と、を備える。

本願のいくつかの実施例によれば、本願の別の態様は光起電力モジュールが提供され、上記実施例のいずれかにおける太陽電池を複数接続してなる少なくとも１つのセルストリングと、セルストリングの表面を覆うシーラントフィルムと、シーラントフィルムのセルストリングから離反した面を覆うカバープレートと、を備える。

本願のいくつかの実施例によれば、本願のさらに別の態様は、太陽電池の製造方法が提供され、内部にドーピング元素を有するベースを提供することと、ベースの表面に位置されるトンネル誘電体層を形成することと、トンネル誘電体層のベースから離れた面に位置し、ドーピング元素を有するドープ導電層であって、ドープ導電層内のドーピング元素の種類がベースのドーピング元素導電型と同じであり、ドープ導電層が第１方向に沿って配列される複数の高濃度ドーピングエリアアレイを有し、各々の高濃度ドーピングエリアアレイが、第２方向に沿って間隔をおいて設けられた第１サブ高濃度ドーピングエリアと、間隔をおいて設けられた第２サブ高濃度ドーピングエリアとを含むようになされるドープ導電層を形成することと、間隔をおいて設けられた複数の電極であって、第２方向に沿って延び、高濃度ドーピングエリアアレイに対応し、高濃度ドーピングエリアアレイのドープ導電層の少なくとも一部に接触する電極を形成することと、を含む。

本願の実施例によって提供される技術案は、少なくとも以下の利点を有する。

本願実施例によって提供される太陽電池では、ドープ導電層に局所的な高濃度ドーピングエリアアレイを行うことにより、ベースの表面に比較的顕著なエネルギーバンドベンディングを形成し、少数キャリアのフィールドパッシベーション、多数キャリアの選択的輸送を実現しつつ、金属電極との間で良好なオーミックコンタクトを形成し、多数キャリアの効率的な輸送を確保する。そして、複数の高濃度ドーピングエリアアレイが第１方向に沿って配列され、かつ電極が高濃度ドーピングエリアアレイに対応する、すなわち高濃度ドーピングエリアアレイが形成される領域に対して局所ドーピング処理を行い、ドープ導電層のダメージコンタクト面積を低減することにより、トンネル誘電体層とドープ導電層を良好なフィールドパッシベーションを形成し、表面キャリア再結合レートを低減し、電池の光電変換効率の向上に有利である。同時に、高濃度ドーピングアレイ全体の領域を複数の第１サブ高濃度ドーピングエリアに分割し、すなわち高濃度ドーピングエリアの重複領域を減少し、ドーピング処理領域の総面積をさらに減少させ、ドーピングスループットを向上させることができる。レーザードーピングにより高濃度ドーピングエリアアレイ領域全体を形成することに比べて、高濃度ドーピング領域全体を複数の第１サブ高濃度ドーピングエリアに分割することは、高濃度ドーピングエリアアレイ内の重なり領域の出現を回避し、ドーピングの均一度の向上に有利である。

一つ又は複数の実施例は、対応する添付の図面における図で例示的に説明されるが、これらの例示的な説明は、実施例を限定するものではなく、特に断りのない限り、添付の図面における図は縮尺に制限されない。本願の実施例や従来技術の技術案をより明確に説明するために、以下に実施例で用いるべき図面を簡単に紹介するが、自明なように、以下の説明における図面は、本願の一部の実施例のみであり、当業者であれば、創造的な労働を伴わずに、これらの図面から他の図面を得ることも可能である。
図１は、本願の一実施例に係る太陽電池の構成を示す図である。 図２は、本願の一実施例に係る太陽電池の一種の平面構成図である。 図３は、本願の一実施例に係る太陽電池のもう一種の平面構成図である。 図４は、本願の一実施例に係る太陽電池のさらに別の一種の平面構成図である。 図５は、本願の別の実施例に係る太陽電池の構成を示す図である。 図６は、本願のさらに別の実施例に係る太陽電池の構成を示す図である。 図７は、本願のさらに別の実施例に係る太陽電池の構成を示す図である。 図８は、本願の実施例に係る光起電力モジュールの構成を示す図である。 ～ 図９～図２１は、本願の実施例に係る太陽電池の製造方法における各工程に対応する構成を示す図である。

背景技術から分かるように、従来のパッシベーションコンタクト太陽電池は、光電変換効率が低いという問題がある。

分析したところ、パッシベーションコンタクト太陽電池の光電変換効率が低い原因の一つは、太陽電池の光電変換効率を向上させるために、ドープ導電層の一部に対して高濃度ドーピング処理を行い、形成された高濃度ドーピング領域が電極の位置に対応することを見出した。しかしながら、高濃度ドーピング領域全体の形成、例えばレーザードーピングを行う場合、連続した高濃度ドーピング領域を形成するためには、連続したレーザースポットを形成し、すなわちレーザースポットとレーザースポットとの間に隙間がなく、拡散の原因で高濃度ドーピングエリアの内部に複数の重なり領域が形成されて、高濃度ドーピングエリアのドーピング濃度が不均一（重なり領域のドーピング濃度が大きい）となり、その結果、太陽電池の光電変換効率に影響を及ぼす。

本願実施例によって提供される太陽電池およびその製造方法、光起電力モジュールは、ドープ導電層内の高濃度ドーピングエリアアレイを複数の第１サブ高濃度ドーピングエリアと第２サブ高濃度ドーピングエリアとに区分し、第２サブ高濃度ドーピングエリアが第１サブ高濃度ドーピングエリアの周囲に位置し、第２サブ高濃度ドーピングエリアが第１サブ高濃度ドーピングエリアの拡散によって形成される。このように、第１サブ高濃度ドーピングエリアのみにドーピング処理を行う必要があり、隣り合う第２サブ高濃度ドーピングエリア間に重なり領域が無いため、ドーピング濃度が比較的均一となり、ドーピング均一度の向上及び太陽電池の光電変換効率の向上に有利である。また、ドーピング処理の領域が小さく、例えば同一の太陽電池において、レーザードーピングにおけるレーザースポットの数を少なくすることで、ドーピングによるスループットを向上させるとともに、ドープ導電層のダメージ面積を低減することができる。ドープ導電層は高濃度ドーピングエリアアレイを有し、高濃度ドーピングエリアアレイが電極と接触して良好なオーミックコンタクトを確立し、多数キャリアの効率的な輸送を確保し、太陽電池の光電変換効率の向上に有利である。

以下、本願の各実施例について図面を結合して詳細に説明する。しかしながら、当業者は理解できるが、読者に本願をよりよく理解させるために、本願の各実施例において多数の技術的細部が提案されているが、これらの技術的細部がなくても、以下の各実施例に基づく種々の変更や修正によっても、本願が保護を要求している技術案を実現することができる。

図１は本願の一実施例に係る太陽電池の構成を示す図であり、図２は本願の一実施例に係る太陽電池の一種の平面構成図であり、図３は本願の一実施例に係る太陽電池のもう一種の平面構成図であり、図４は本願の一実施例に係る太陽電池のさらに別の一種の平面構成図である。ここで、図２～図４における電極及びパッシベーション層は透視状態であり、すなわち、電極とパッシベーション層を通してドープ導電層の表面が見える。

本願の一態様は、太陽電池が提供される。太陽電池は、図１～図４に示すように、内部にＮ型またはＰ型であるドーピング元素を有するベース１００と、ベース１００の表面に位置されるトンネル誘電体層１２０と、トンネル誘電体層１２０のベース１００から離れた面に位置し、ドーピング元素を有するドープ導電層１２１であって、ドープ導電層１２１内のドーピング元素の種類がベースのドーピング元素導電型と同じであり、ドープ導電層１２１が第１方向に沿って配列される複数の高濃度ドーピングエリアアレイ１３０を有し、各々の高濃度ドーピングエリアアレイ１３０が、第２方向に沿って間隔をおいて設けられた第１サブ高濃度ドーピングエリア１４１と、間隔をおいて設けられた第２サブ高濃度ドーピングエリア１４２とを含むようになされるドープ導電層１２１と、間隔をおいて設けられた複数の電極１５１であって、第２方向に沿って延び、高濃度ドーピングエリアアレイ１３０に対応し、高濃度ドーピングエリアアレイ１３０のドープ導電層１２１の少なくとも一部に接触する電極１５１と、を備える。

いくつかの実施例において、太陽電池は、トンネル酸化層パッシベーシヨンコンタクトセル（Ｔｕｎｎｅｌ Ｏｘｉｄｅ Ｐａｓｓｉｖａｔｅｄ Ｃｏｎｔａｃｔ、ＴＯＰＣｏｎ）であり、両面トンネル酸化層パッシベーシヨンコンタクトセルまたは片面トンネル酸化層パッシベーシヨンコンタクトセルを含んでいてもよい。図１に示すように、太陽電池は、片面トンネル酸化層パッシベーションコンタクトセルである。

ベース１００は、入射光子を吸収して光生成キャリアを生成する領域である。いくつかの実施例において、ベース１００は、シリコンベース１００であり、単結晶シリコン、ポリシリコン、アモルファスシリコン、または微結晶シリコンのうちの一種または複数種を含み得る。他のいくつかの実施例において、ベース１００の材料は、炭化ケイ素、有機材料、または多価化合物であってもよい。多価化合物は、ペロブスカイト、ガリウムヒ素、テルル化カドミウム、セレン化銅インジウム等を含むことができるが、これらに限定されない。例示的に、本願におけるベース１００は、シリコン単結晶ベースである。

いくつかの実施例において、ベース１００は、対向設置された第１面１０１と第２面１０２を有し、ベース１００の第１面１０１を表面と称し、ベース１００の第２面１０２を裏面と称する。さらに、片面セルの場合、ベース１００の第１面１０１が受光面であり、ベース１００の第２面１０２がバックライト面であり、両面セルの場合、第１面１０１と第２面１０２とが入射光を吸収する受光面とすることができる。図１に示すように、太陽電池の第１面１０１はエミッタ１１０を有し、かつ、第１面１０１はテクスチャ構造を有し、太陽電池の第２面１０２はトンネル誘電体層１２０及びドープ導電層１２１を有し、すなわち、太陽電池は正接合電池（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｊｕｎｃｔｉｏｎ ｂａｔｔｅｒｙ）である。

いくつかの実施例において、ベース１００内はドーピング元素を有し、ドーピング元素の種類はＮ型またはＰ型であり、Ｎ型元素はリン（Ｐ）元素、ビスマス（Ｂｉ）元素、アンチモン（Ｓｂ）元素または砒素（Ａｓ）元素などのＶ族元素であり、Ｐ型元素はホウ素（Ｂ）元素、アルミニウム（Ａｌ）元素、ガリウム（Ｇａ）元素またはインジウム（Ｉｎ）元素などのＩＩＩ族元素であってもよい。例えば、ベース１００がＰ型ベースである場合、その内部のドーピング元素の種類はＰ型であるが、ベース１００がＮ型ベースである場合、その内部のドーピング元素の種類はＮ型である。

いくつかの実施例において、ベース１００内のドーピング元素の導電型と、ドープ導電層１２１内のドーピング元素の種類とが同じであってもよく、例えば、ベース１００内のドーピング元素の種類がＮ型であり、ドープ導電層１２１のドーピング元素の種類がＮ型である。

いくつかの実施例において、太陽電池は、ベース１００の第１面１０１側に位置されるエミッタ１１０を備える。ベース１００とエミッタ１１０とは、ＰＮ接合を形成し、例えば、ベース１００内にはＮ型ドーピング元素を有し、エミッタ１１０内にはＰ型ドーピング元素を有する。他のいくつかの実施例において、エミッタ１１０は、ベース１００の一部とみなされてもよく、または言い換えれば、ベース１００の延伸とみなされてもよい。また、エミッタ１１０の表面は、エミッタ１１０表面での光線の反射を低減し、光線の吸収利用率を増加させ、太陽電池の変換効率を高めるように、ピラミッドテクスチャ面としてもよい。

いくつかの実施例において、トンネル誘電体層１２０及びドープ導電層１２１は、ベース１００の第２面１０２側に位置する。トンネル誘電体層１２０は、化学的なパッシベーションにより、ベース１００とドープ導電層１２１との界面準位密度を低減し、少数キャリアと正孔の再結合を低減し、Ｊｏ負荷電流の低減に有利である。トンネル誘電体層１２０は、ドープ導電層１２１に多数キャリアをトンネリングさせることができ、さらに、多数キャリアがドープ導電層１２１で横方向に輸送されて、電極１５１によって収集されるので、電極１５１とドープ導電層１２１との接触再結合電流が極めて低減され、太陽電池の開放電圧および短絡電流が向上する。

いくつかの実施例において、トンネル誘電体層１２０の材料は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、真性アモルファスシリコン、および真性ポリシリコンなどのトンネル作用を有する誘電体材料を含み得るが、これらに限定されない。トンネル誘電体層１２０の厚さは、０．５ｎｍ～３ｎｍであってもよく、任意選択で、トンネル誘電体層１２０の厚さは、０．５ｎｍ～２ｎｍであり、さらに、トンネル誘電体層１２０の厚さは、０．５ｎｍ～１．５ｎｍである。

ドープ導電層１２１の材料は、多結晶半導体、非晶質半導体、微結晶半導体、または単結晶半導体の少なくとも一種であってもよく、好ましくは、ドープ導電層の材料は、ポリシリコン、アモルファスシリコン、または微結晶シリコンの少なくとも一種を含む。ドープ導電層１２１の厚さは、２０ｎｍ～１５０ｎｍの範囲にあり、任意選択で、ドープ導電層１２１の厚さは、６０ｎｍ～９０ｎｍの範囲にあり、ドープ導電層１２１の厚さ範囲は、ドープ導電層１２１の光学損失が小さく、トンネル誘電体層１２０の界面パッシベーション効果が良いことを確保でき、セル効率を向上する。例示的に、本願におけるドープ導電層１２１の材料はポリシリコンであり、ドープ導電層１２１の厚さは８０ｎｍである。

いくつかの実施例において、高濃度ドーピングエリアアレイ１３０は、ドープ導電層１２１内において局所的な高濃度ドーピングが形成された領域と見なすことができ、高濃度ドーピングエリアアレイ１３０は、第２方向Ｙに沿って延伸し、且つ、複数の高濃度ドーピングエリアアレイ１３０が第２方向Ｙに沿って間隔をおいて配列される。高濃度ドーピングエリアアレイ１３０は、電極１５１のドープ導電層１２１における正射影の位置に対応しており、電極１５１が高濃度ドーピングエリアアレイ１３０のドープ導電層１２１の少なくとも一部と接触して電気的接続を形成する。形成された高濃度ドーピングエリアアレイ１３０は、多数キャリアの数を増やし、電極１５１とドープ導電層１２１との接触再結合電流を低減し、太陽電池の光電変換効率を向上させるためのものである。同一の電極１５１の下方に位置する各高濃度ドーピングエリアアレイ１３０は、それぞれの高濃度ドーピングエリアアレイ１３０の電流収集がより均一になるように、等間隔に設けられている。

いくつかの実施例において、図２に示すように、第１方向において、高濃度ドーピングエリアアレイ１３０の幅Ｍの範囲は、Ｎ≦Ｍ≦２Ｎを含み、ここで、Ｎは電極１５１の幅である。高濃度ドーピングエリアアレイ１３０の幅は、電極１５１の幅よりも広く、電極１５１によって接触される領域がいずれも高濃度ドーピングエリアアレイ１３０であることを確保し、電極１５１とドープ導電層１２１との接触抵抗を低減する。高濃度ドーピングエリアアレイ１３０の幅は、電極１５１の幅の２倍未満であり、高濃度ドーピングエリアアレイ１３０の占める領域が大きくなり過ぎてベース１００表面の多数キャリアの再結合を避けながら、電極１５１以外のドープ導電層１２１のフィールドパッシベーション効果を確保している。好ましくは、高濃度ドーピングエリアアレイ１３０の幅Ｍの範囲は、Ｎ≦Ｍ≦１．２Ｎを含む。

電極１５１は、ベース１００の表面に垂直な方向に沿って、上部が狭く、下部が広い台形の形態を有しており、電極１５１の上端の幅は電極の幅とすることが一般的に本分野で定義されているため、電極１５１のドープ導電層１２１との接触面の実際の幅は、電極の幅よりも大きいことが理解され得る。本願実施例における電極１５１の幅は、電極１５１とドープ導電層１２１との接触面の実際の幅である。具体的には、電極１５１とドープ導電層１２１との接触面の幅の範囲が６０μｍ～８０μｍ、すなわち電極１５１の幅Ｎが６０μｍ～８０μｍであれば、高濃度ドーピングエリアアレイ１３０の幅Ｍの範囲は６０μｍ～１１０μｍであり、具体的には、幅Ｍは６０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、または１０３μｍとすることができる。

いくつかの実施例において、図１を引き続き参照すると、第１サブ高濃度ドーピングエリア１４１は、ドーピング処理が正対する領域であってもよく、第２サブ高濃度ドーピングエリア１４２は、第１サブ高濃度ドーピングエリア１４１が拡散して形成された領域であり、第１サブ高濃度ドーピングエリア１４１のドーピング濃度は、第２サブ高濃度ドーピングエリア１４２のドーピング濃度以上であり、かつ図２に示すように、第２サブ高濃度ドーピングエリア１４２は第１サブ高濃度ドーピングエリア１４１を取り囲む。

図１に示す隣り合う第２サブ高濃度ドーピングエリア１４２間は、空白な高濃度ドーピング領域（非高濃度ドーピングエリア）を有しており、図に示されているのは、第２サブ高濃度ドーピングエリア１４２が間隔を有することを示すだけであり、太陽電池を作製する実際のプロセスにおいて、ドーピング処理のプロセスパラメーターを制御することにより、隣り合う第２サブ高濃度ドーピングエリア１４２のピッチを小さくしたり、形成される重なり領域の幅を狭くしたりすることで、電極１５１と高濃度ドーピングエリアアレイ１３０との接触面積を大きくしつつ、ドーピング処理によるドープ導電層１２１の表面へのダメージを小さくすることができることが理解され得る。例えば、ドーピング処理がレーザードーピング処理である場合、単位面積あたりのレーザードーピング処理によるスポットの数が減るため、単位時間当たりにより多くの数の太陽電池に対するレーザードーピング処理が可能となり、太陽電池のスループットの向上に有利である。

いくつかの実施例において、図２を参照すると、第２方向Ｙにおいて、隣り合う第１サブ高濃度ドーピングエリア１４１の間のピッチＰの範囲は、０．２Ｏ≧Ｐ≧０．０５Ｏを含み、ここで、Ｏは、第１サブ高濃度ドーピングエリア１４１の長さである。第１サブ高濃度ドーピングエリア１４１のピッチＰは、第２サブ高濃度ドーピングエリア１４２を形成する大きさを確保するためのものであり、隣り合う高濃度ドーピングエリアアレイ１３０に位置する第２サブ高濃度ドーピングエリア１４２の間のピッチを小さくしたり、重なる領域を小さくしたりしながら、第１サブ高濃度ドーピングエリア１４１の長さを長く保つことで、電極が高濃度ドーピングエリアアレイ１３０と接触する面積が大きく、太陽電池の光電変換効率の向上に有利である。第１サブ高濃度ドーピングエリア１４１の長さＯの範囲は、１μｍ～２０μｍであってもよく、具体的には、第１サブ高濃度ドーピングエリア１４１の長さＯは、１μｍ、６μｍ、１３μｍまたは１８μｍであってもよい。隣り合う第１サブ高濃度ドーピングエリア１４１の間のピッチＰの範囲は、２μｍ～１０μｍであり、具体的には、隣り合う第１サブ高濃度ドーピングエリア１４１の間のピッチＰは、３μｍ、５μｍ、８μｍまたは９．３μｍであってもよい。

いくつかの実施例において、第２方向Ｙにおいて、隣り合う第１サブ高濃度ドーピングエリア１４１の間のピッチＰの範囲は、０．００００６Ｌ≧Ｐ≧０．００００１Ｌを含み、ここで、Ｌは電極の長さである。

いくつかの実施例において、図３に示すように、高濃度ドーピングエリアアレイ１３０は、第１方向Ｘに沿って配列された複数のサブドーピングエリアアレイ１３３を有し、各々のサブドーピングエリアアレイ１３３は、第１サブ高濃度ドーピングエリア１４１と、第２サブ高濃度ドーピングエリア１４２とを有する。拡散が等方性であるため、高濃度ドーピングエリアアレイ１３０は、複数のサブドーピングエリアアレイ１３３に分けられ、ドーピング処理の面積をより小さくし、スループットの向上に寄与するとともに、ドープ導電層１２１表面のダメージ面積を低減し、電極がドープ導電層１２１表面のダメージ層と接触するときの接触抵抗が大きくならないようにして、太陽電池の光電変換効率の向上に有利である。

いくつかの実施例において、サブドーピングエリアアレイ１３３の幅Ｗは、第１サブ高濃度ドーピングエリア１４１の幅とすることができ、第１方向Ｘにおいて、サブドーピングエリアアレイ１３３の第１サブ高濃度ドーピングエリア１４１の幅Ｗの範囲は、０．１Ｎ≦Ｗ≦１．２Ｎを含み、第１方向Ｘにおいて、隣り合う第２サブ高濃度ドーピングエリア１４２間の距離が小さい、または隣り合う第２サブ高濃度ドーピングエリア１４２が重なる領域が小さいことを確保し、高濃度ドーピングエリアアレイ１３０のドーピングの均一度およびドーピングの生産性を高める。サブドーピングエリアアレイ１３３の第１サブ高濃度ドーピングエリア１４１の幅Ｗの範囲は、１０μｍ≦Ｗ≦１１０μｍを含み、幅Ｗは、具体的には、１０μｍ、３９μｍ、６３μｍ、または１０１μｍとすることができる。サブドーピングエリアアレイ１３３の第１サブ高濃度ドーピングエリア１４１の幅Ｗの範囲は、１５μｍ～４０μｍであることが好ましく、幅Ｗは、具体的には、１５μｍ、２５μｍ、３１μｍ、または４０μｍとすることができる。隣り合うサブドーピングエリアアレイ１３３のピッチＵの範囲は、２μｍ≦Ｕ≦１０μｍを含み、具体的には、隣り合うサブドーピングエリアアレイ１３３のピッチＵは、２．５μｍ、４．８μｍ、７．３μｍ、または９．７μｍであってもよい。

いくつかの実施例において、図４に示すように、第１方向Ｘにおいて、少なくとも２つのサブドーピングエリアアレイ１３３が第１方向Ｘに沿ってずれて配列されている。第１方向Ｘにおいて、異なるサブドーピングエリアアレイ１３３に位置する第１サブ高濃度ドーピングエリア１４１は、ずれて配置されており、隣り合う第１サブ高濃度ドーピングエリア１４１の間の間隔は、４つの方向への拡散によって形成された第２サブ高濃度ドーピングエリア１４２で囲むことができ、空白領域（非高濃度ドーピングエリア）の面積を少なくし、電極とドープ導電層とが接触する面をできるだけ高濃度ドーピングエリアとし、コンタクト抵抗を低減させ、太陽電池の光電変換効率の向上に有利である。

図１を引き続き参照すると、いくつかの実施例では、ベース１００に垂直な方向において、高濃度ドーピングエリアアレイ１３０のドーピング深さは、ドープ導電層１２１の厚さ以下であり、高濃度ドーピングエリアアレイ１３０が形成されるときにトンネル誘電体層１２０の表面へダメージを起こし、トンネル誘電体層１２０の膜層均一性、ひいてはフィールドパッシベーション効果に影響することを回避するのに有利である。

いくつかの実施例において、高濃度ドーピングエリアアレイ１３０は、ベース１００に垂直な方向に沿って配列された第１エリア１３１と第２エリア１３２を含み、第２エリア１３２のドーピング濃度が第１エリア１３１のドーピング濃度よりも小さく、電極１５１が第１エリア１３１のドープ導電層１２１に接触している。第１エリア１３１は、第１サブ高濃度ドーピングエリア１４１と第２サブ高濃度ドーピングエリア１４２を含んでもよい。他のいくつかの実施例において、第１エリアは、第１サブ高濃度ドーピングエリアを含んでもよい。

いくつかの実施例において、拡散原理により、第１方向Ｘに沿って、第２エリア１３２の断面形状は、円弧形状、半円形状、近似円弧形状、または近似半円形状である。同様に、第２方向Ｙに沿って、第２エリア１３２の断面形状は、円弧形状、半円形状、近似円弧形状または近似半円形状である。第２エリア１３２のドーピング濃度は、導電層１２１のドーピング濃度以上であり、第１エリア１３１から第２エリア１３２に向かう方向において、第２エリア１３２のドーピング濃度は、勾配漸減を含み、すなわち第２エリア１３２のドーピング濃度が、第１エリア１３１から第２エリア１３２に向かう方向に沿って、トンネル誘電体層１２０に近づくほど小さくなる階段状に分布または傾斜的に分布していてもよい。

いくつかの実施例において、図１を引き続き参照すると、太陽電池は、ドープ導電層１２１の表面に位置するパッシベーション層（図示せず）をさらに有し、電極１５１は、パッシベーション層を貫通してドープ導電層１２１の表面に接触している。パッシベーション層は、電極１５１がドープ導電層１２１に接触することによる金属領域の再結合を低減し、セル効率を向上させることができる。パッシベーション層は、単層構造または積層構造であってもよく、パッシベーション層の材料は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸窒化炭化シリコン、酸化チタン、酸化ハフニウムまたは酸化アルミニウムなどの材料のうちの一種または複数種であってもよい。当業者にとって、前記パッシベーション層は、光利用率を増加させるために反射防止層の機能も有する。

電極１５１は、太陽電池のグリッド線であり、太陽電池の電流を収集してまとめるためのものである。電極１５１は、ファイヤースルー型スラリーが焼結されてなるものであってもよい。電極１５１とドープ導電層１２１との接触は、居所接触または完全接触であってもよい。電極１５１の材料は、アルミニウム、銀、金、ニッケル、モリブデン、または銅のうちの一種または複数種であってもよい。幾つかの実施例において、図１に示すように、ドープ導電層１２１がベース１００の裏面に位置する場合、電極１５１は下部電極または裏面電極である。場合によっては、電極１５１は、メイングリッド線またはバスバーと区別するために、細いグリッド線またはフィンガーグリッド線を指す。

いくつかの実施例において、太陽電池は、エミッタ１１０のベース１００から離間した面に位置し、フロントパッシベーション層とみなされる第１パッシベーション層１１１と、第２方向Ｙに沿って延伸し、第１パッシベーション層１１１を貫通してエミッタ１１０に接触する、間隔をおいて設けられた複数の第１電極１５２と、をさらに備える。

いくつかの実施例において、第１パッシベーション層１１１は、単層構造または積層構造であってもよく、第１パッシベーション層１１１の材料は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸窒化炭化シリコン、酸化チタン、酸化ハフニウム又はアルミナなどの材料のうちの一種または複数種であってもよい。第１電極１５２は、ファイヤースルー型スラリーが焼結されてなるものであってもよい。第１電極１５２とエミッタ１１０との接触は、局所接触または完全接触であってもよい。第１電極１５２の材料は、アルミニウム、銀、ニッケル、金、モリブデンまたは銅の一種または複数種であってもよい。電極１５２は、上部電極または表面電極である。場合によっては、第１電極１５２は、メイングリッド線またはバスバーと区別するために、細いグリッド線またはフィンガーグリッド線を指す。

図１及び図４に示す太陽電池において、ドープ導電層１２１は、第１方向Ｘに沿って配列される複数の局所高濃度ドーピングエリアアレイ１３０を有しており、ドープ導電層１２１は、ベース１００表面に比較的顕著なエネルギーバンドベンディングを形成し、少数キャリアのフィールドパッシベーション、多数キャリアの選択的輸送を実現しつつ、電極１５１との間で良好なオーミックコンタクトを形成し、多数キャリアの効率的な輸送を確保することができる。電極１５１は、高濃度ドーピングエリアアレイ１３０に対応する、すなわち高濃度ドーピングエリアアレイ１３０が形成される領域に対して局所ドーピング処理を行い、ドープ導電層１２１のダメージコンタクト面積を低減でき、トンネル誘電体層１２０とドープ導電層１２１を良好なフィールドパッシベーションを形成し、表面キャリア再結合レートを低減し、電池の光電変換効率の向上に有利である。同時に、高濃度ドーピングアレイ１３０全体の領域を複数の第１サブ高濃度ドーピングエリア１４１に分割し、すなわち高濃度ドーピング処理の領域を減少し、ドーピングスループットを向上させることができる。高濃度ドーピング領域全体を複数の第１サブ高濃度ドーピングエリア１４１に分割することは、高濃度ドーピングエリアアレイ１３０内で重なり領域がなくなることを避け、ドーピングの均一度を高めるのに有利であり、さらに太陽電池の光電変換効率の向上に有利である。

図５は、本願の他の実施例に係る太陽電池の構成を示す図である。図５に示す太陽電池は、図１～図４に示す太陽電池の一部の構成と同じであり、主な違いは、トンネル誘電体層とドープ導電層がベースの第１面（前面ともいう）に位置していることである。図１～図４に示す実施例と同一または類似の内容、または要素の詳細な説明は繰り返さず、上記の説明と異なる説明だけを詳細に説明する。以下、本願の他の実施例に係る太陽電池について、図５を用いて詳細に説明する。

図５を参照して、太陽電池は、対向する第１面２０１（前面２０１ともいう）および第２面２０２（裏面２０２ともいう）を有するベース２００と、ベース２００の第１面２０１側に位置し、ドープ導電層２２１とベース２００との間に位置するトンネル誘電体層２２０およびドープ導電層２２１と、ドープ導電層２２１のベース２００から離れた面に位置し、フロントパッシベーション層とみなされたパッシベーション層２２２と、第２方向Ｙに沿って延伸し、パッシベーション層２２２を貫通し、高濃度ドーピングエリアアレイ２３０のドープ導電層２２１の表面構造の少なくとも一部と接触する、間隔をおいて設けられた複数の電極２５１（第１電極２５１とも称する）と、ベース２００の第２面２０２側に位置する第２パッシベーション層、及びバックパッシベーション層とみなされた第２パッシベーション層を貫通し、ベース２００に接触する電極２５２（第２電極２５２とも称する）と、を備える。

図５に示す太陽電池は、バック接合太陽電池（Ｂａｃｋ ｊｕｎｃｔｉｏｎ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ）であってもよく、すなわち、前記電池のＰＮ接合は電池の裏面を形成することが理解され得る。前記ドープ導電層２２１におけるドーピング元素は、前記ベース２００のドーピング元素と種類が同じであり、例えば、ベース２００がＮ型ベースであり、ドープ導電層２２１がＮ型元素でドーピングされている。また、例えば、ベース２００がＰ型ベースであり、ドープ導電層２２１がＰ型元素でドーピングされている。第２面２０２に近いベース２００の内部には、ベース２００とドーピング元素の種類が逆となるエミッタ領域が形成されている。

前記ドープ導電層２２１は、上述したドープ導電層１２１（図１～図４を参照）と同一または類似の素子であり、すなわち、本願の他のいくつかの実施例において、ドープ導電層２２１は、第１方向に沿って配列され、第１サブ高濃度ドーピングエリア２４１および第２サブ高濃度ドーピングエリア２４２を含む複数の高濃度ドーピングエリアアレイ２３０を有してもよいと理解される。同様に、高濃度ドーピングエリアアレイ２３０は、第１方向に沿って配列された複数のサブドーピングエリアアレイを含んでもよい。

いくつかの実施例において、第２パッシベーション層は単層構造または積層構造であってもよく、第２パッシベーション層の材料は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸窒化炭化シリコン、酸化チタン、酸化ハフニウムまたは酸化アルミニウムなどの材料のうちの一種または複数種であってもよい。電極２５２は、ファイヤースルー型スラリーが焼結されてなるものであってもよい。電極２５２とベース２００との接触は、局所接触または完全接触であってもよい。電極２５２の材料は、アルミニウム、銀、ニッケル、金、モリブデンまたは銅の一種または複数種であってもよい。電極２５１は、上部電極または表面電極であり、電極２５２は、下部電極または裏面電極である。

上記（図１または図５に示す太陽電池）は、ベースの片面（第１面または第２面）に、トンネル誘電体層と、高濃度ドーピングエリアを有するドープ導電層とを設けた例であるが、本願の別の実施例は、ベースの両面（第１面および第２面）のいずれにおいてもトンネル誘電体層とドープ導電層を設けたもの、すなわち、太陽電池が両面トンネル酸化層パッシベーシヨンコンタクトセルであることをさらに提供する。図１～図５の実施例の説明と同一または類似の内容や素子の詳細な説明は繰り返さず、上記と異なる説明だけを詳細に説明する。以下、図６及び図７を参照して具体的に説明する。

図６は、本願のさらに他の実施例によって提供される太陽電池の構成を示す図である。図６を参照して、太陽電池は、対向する第１面３０１および第２面３０２を有するベース３００と、ベース３００の第１面３０１側に位置して順次積層された第１トンネル誘電体層３２３、第１ドープ導電層３２４、フロントパッシベーション層とみなされる第３パッシベーション層３２５、および、第３パッシベーション層３２５を貫通し、第１ドープ導電層３２４に接触する電極３５２であって、上部電極または表面電極である電極３５２と、ベース３００の第２面３０２側に位置し、ドープ導電層３２１とベース３００との間に位置するトンネル誘電体層３２０（第２トンネル層３２０ともいう）及びドープ導電層３２１（第２導電層３２１ともいう）と、ドープ導電層３２１のベース３００から離れた面に位置し、バックパッシベーシヨン層とみなされるパッシベーシヨン層と、第２方向Ｙに沿って延伸し、パッシベーション層を貫通しドープ導電層３２１に接触する、間隔をおいて設けられた複数の電極３５１であって、下部電極または裏面電極である電極３５１と、を備える。

いくつかの実施例において、第１ドープ導電層３２４のドーピング元素の種類は、ベース３００内のドーピング元素の種類とは逆であり、ドープ導電層３２１のドーピング元素の種類は、ベース３００内のドーピング元素の種類と同一である。一例では、ベース３００内にＮ型のドーピング元素を有し、ドープ導電層３２１がＮ型のドーピング元素を有し、第１ドープ導電層３２４内にＰ型のドーピング元素を有する。他の例では、ベース３００内にＰ型のドーピング元素を有し、ドープ導電層３２１がＰ型のドーピング元素を有し、第１ドープ導電層３２４内にＮ型のドーピング元素を有する。図６に示す太陽電池は、正接合太陽電池であってもよい。

前記ドープ導電層３２１とドープ導電層１２１（図１～図４を参照）とは同一または類似の素子であり、すなわち、本願の他のいくつかの実施例において、ドープ導電層３２１は、第１方向に沿って配列され、第１サブ高濃度ドーピングエリア３４１および第２サブ高濃度ドーピングエリア３４２を含む複数の高濃度ドーピングエリアアレイ３３０を有してもよい。同様に、高濃度ドーピングエリアアレイ３３０は、第１方向に沿って配列された複数のサブドーピングエリアアレイを含んでもよい。

いくつかの実施例において、第１トンネル誘電体層３２３の材料は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、真性非晶質シリコン、および真性多結晶シリコンのいずれであってもよい。第１トンネル誘電体層３２３の厚さは、０．５ｎｍ～３ｎｍであってもよく、任意選択で、第１トンネル誘電体層３２３の厚さは、０．５ｎｍ～２ｎｍであり、さらに、第１トンネル誘電体層３２３の厚さは、０．５ｎｍ～１．５ｎｍである。第１ドープ導電層３２４の材料は、ポリシリコン、アモルファスシリコン、または微結晶シリコンのうちの少なくとも一種を含む。第１ドープ導電層３２４の厚さの範囲は、２０ｎｍ～１５０ｎｍであり、任意選択で、第１ドープ導電層３２４の厚さの範囲は、６０ｎｍ～９０ｎｍである。

いくつかの実施例において、第３パッシベーション層３２５は、単層構造または積層構造であってもよく、第３パッシベーション層３２５の材料は、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸窒化炭化シリコン、酸化チタン、酸化ハフニウム、または酸化アルミニウムなどの材料のうちの一種または複数種であってもよい。

電極３５２は、ファイヤースルー型スラリーが焼結されてなるものであってもよい。電極３５２と第１ドープ導電層３２４との接触は、局所接触または完全接触であってもよい。電極３５２の材料は、アルミニウム、銀、ニッケル、金、モリブデンまたは銅の１つまたは複数であってもよい。

図７は、本願のさらに別の実施例に係る太陽電池の構成を示す図である。図７に係る太陽電池は、上記の実施例（図６）に係る太陽電池の一部の構成と同じであり、上記実施例の説明と同一または類似の内容や素子の詳細な説明は繰り返さず、上記説明と異なる説明だけを詳細に説明する。

図７を参照して、太陽電池は、対向する第１面４０１および第２面４０２を有するベース４００と、ベース４００の第１面４０１側に位置し、ドープ導電層４２１とベース４００との間に位置するトンネル誘電体層４２０及びドープ導電層４２１と、ドープ導電層４２１のベース４００から離れた面に位置し、フロントパッシベーション層とみなされるパッシベーション層４２２と、第２方向Ｙに沿って延伸し、パッシベーション層を貫通しドープ導電層４２１に接触する、間隔をおいて設けられた複数の電極４５１であって、上部電極または表面電極である電極４５１と、ベース４００の第２面４０２側に位置して順次積層された第１トンネル誘電体層４２３（第１トンネル層４２３ともいう）、第１ドープ導電層４２４（第２導電層４２４ともいう）、バックパッシベーション層とみなされる第３パッシベーション層、および、第３パッシベーション層を貫通し、第１ドープ導電層４２４に接触する電極４５２であって、下部電極または裏面電極である電極４５２と、を備える。

前記ドープ導電層４２１は、図１～図４で説明したドープ導電層１２１と同一または類似の素子であり、ドープ導電層４２１は、第１方向に沿って配列され、第１サブ高濃度ドーピングエリア４４１および第２サブ高濃度ドーピングエリア４４２を含む複数の高濃度ドーピングエリアアレイ４３０を有してもよい。同様に、高濃度ドーピングエリアアレイ４３０は、第１方向に沿って配列された複数のサブドーピングエリアアレイを含んでもよい。

いくつかの実施例において、ドープ導電層４２１のドーピング元素の種類は、ベース４００内のドーピング元素の種類と同じであり、第１ドープ導電層４２４のドーピング元素の種類は、ベース４００内のドーピング元素の種類とは逆である。一例において、ベース４００内にＮ型のドーピング元素を有し、ドープ導電層４２１がＮ型のドーピング元素を有し、第１ドープ導電層４２４内にＰ型のドーピング元素を有する。他の例では、ベース４００内にＰ型のドーピング元素を有し、ドープ導電層４２１がＰ型のドーピング元素を有し、第１ドープ導電層４２４内にＮ型のドーピング元素を有する。図７に示す太陽電池は、バック接合太陽電池であってもよい。

これに応じて、本願実施例の他の態様では、受光した光エネルギーを電気エネルギーに変換するための光起電力モジュールを提供する。図８は、本願の一実施例に係る光起電力モジュールの構成を示す図である。図８を参照して、光起電力モジュールは、上記（図１～図７）のいずれかの太陽電池を複数接続してなる少なくとも１つのセルストリング１０と、セルストリング１０の表面を覆うシーラントフィルム２１と、シーラントフィルム２１のセルストリング１０から離反した面を覆うカバープレート２２と、を備える。

シーラントフィルム２１は、ＥＶＡまたはＰＯＥなどの有機シーラントフィルムであってもよく、シーラントフィルム２１は、セルストリング１０の表面を覆ってセルストリングを封止して保護する。いくつかの実施例において、シーラントフィルム２１は、セルストリング１０の上下面をそれぞれ封止する上層シーラントフィルム及び下層シーラントフィルムを含んでもよい。カバープレート２２は、ガラスカバープレートまたはプラスチックカバープレートなど、セルストリング１０を保護するためのカバープレートであってもよく、カバープレート２２は、シーラントフィルム２１のセルストリング１０から離反した表面を覆い、上層シーラントフィルムの表面に位置する上部カバープレートと、下層シーラントフィルムの表面に位置する下部カバープレートとを含んでいる。幾つかの実施例では、カバープレート２２には、入射光の利用率を高めるための光トラップ構造が設けられている。光起電力モジュールは、高い電流収集能力と低いキャリア再結合率を有するため、高い光電変換効率を実現できる。

これに応じて、本願実施例の他の態様では、上述の実施例（図１～図４に示す）に係る太陽電池を製造するための太陽電池の製造方法をさらに提供する。上記実施例の説明と同一または類似の内容や素子の詳細な説明は繰り返さず、上記説明と異なる説明だけを詳細に説明する。

図９～図２１は、本願の一実施例に係る太陽電池の製造方法における各工程に対応する構成を示す図である。そのうち、図１３、図１４、図１５および図１８は、太陽電池の平面構成図である。

図９を参照して、ドーピング元素を有するベース１００が提供される。

ベース１００は、対向する第１面１０１及び第２面１０２を有する。幾つかの実施例では、ベース１００の第１面１０１が受光面であり、ベース１００の第２面１０２がバックライト面である。ベース１００の第１面１０１は、テクスチャ構造を有し、ベース１００の第２面１０２は、研磨構造を有する。

図１０を参照して、ベース１００の第１面１０１であるエミッタ１１０が形成される。

図１１を参照して、ベース１００の表面に位置するトンネル誘電体層１２０が形成される。具体的には、トンネル誘電体層１２０は、ベース１００の第２面１０２に位置する。

図１１～図１９を参照して、ドープ導電層１２１が形成されており、ドープ導電層１２１は、トンネル誘電体層１２０のベース１００から離れた面に位置し、ドーピング元素を有し、ドープ導電層１２１内のドーピング元素の種類がベース１００のドーピング元素の導電型と同一であり、ドープ導電層１２１は、第１方向に沿って配列された複数の高濃度ドーピングエリアアレイ１３０を有し、各々の高濃度ドーピングエリアアレイ１３０は、第２方向Ｙに間隔をおいて設けられた第１サブ高濃度ドーピングエリア１４１と、間隔をおいて設けられた第２サブ高濃度ドーピングエリア１４２とを含む。

具体的には、図１１を参照して、トンネル誘電体層１２０のベース１００から離れた面に位置するドープ導電膜１０３が形成される。

幾つかの実施例において、ＬＰＣＶＤにより真性ドープ導電層を形成した後、拡散またはイオン注入でドーピングを行ってドープ導電膜１０３を形成してもよく、真性ドープ導電層は、真性ポリシリコン層であってもよい。他の幾つかの実施例において、ＰＥＣＶＤによりドープ初期導電膜を堆積してから、ァニールによりドープ導電膜１０３を形成し、初期導電膜の材料は、アモルファスシリコン又は微結晶シリコンであってもよい。ドープ導電膜１０３の材料は、ポリシリコン、アモルファスシリコン、微結晶シリコン、または単結晶シリコンであってもよい。例示的に、本願実施例におけるドープ導電膜１０３の材料は、ポリシリコンである。

ドープ導電膜１０３に対して第１ドーピング処理を行い、第１ドーピング処理は、ドープ導電膜１０３の表面全体にドーピング処理を実行して、高濃度ドーピングエリアアレイ以外のドープ導電層の領域を形成するために用いられる。

図１２～図１６を参照して、ドープ導電膜１０３の表面にドーピング源層１０４を形成し、ドープ導電膜１０３に対して第２ドーピング処理を行い、ドープ導電層１２１を形成する。

幾つかの実施例において、第２ドーピング処理は、高濃度ドーピングエリアアレイ１３０を形成するために用いられ、ドープ導電層１２１を形成した後、残されたドーピング源層１０４を除去する。

幾つかの実施例において、図１２に示すように、ドーピング源層１０４は、ドープ導電膜１０３の表面全体に位置する。ドーピング源層１０４の材料は、ホスホシリケートガラス（Ｐｈｏｓｐｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ、ＰＳＧ）またはボロホスホシリケートガラス（Ｂｏｒｏｐｈｏｓｐｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ、ＢＰＳＧ）を含み得るが、これらに限定されない。他の幾つかの実施例において、ドーピング源層の材料は、ホウ珪酸ガラス（Ｂｏｒｏｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ、ＢＳＧ）であってもよい。

図１３を参照して、第２ドーピング処理は、レーザードーピングである。ドーピング源層１０４の表面には、レーザードーピングによる光スポットパターン１０５が形成され、光スポットパターン１０５の幅Ａは、後に形成される高濃度ドーピングエリアアレイの幅よりも小さく、光スポットパターン１０５の長さＢは、後に形成される第１サブ高濃度ドーピングエリアの長さに等しく、隣接する光スポットパターン１０５の間隔Ｃは、第１サブ高濃度ドーピングエリアの長さに等しい。光スポットパターン１０５が位置する領域は、後に形成される第１サブ高濃度ドーピングエリアの領域であるため、光スポットパターン１０５の仕様パラメーター（幅、長さおよびピッチなど）は、後に形成される第１サブ高濃度ドーピングエリアが奏する効果を確保するためのもの、すなわちス光スポットパターン１０５の仕様パラメーター範囲の効果を第１サブ高濃度ドーピングエリアの仕様パラメーター範囲の効果と同一にするためのものであることが理解され得るので、ここではこれ以上贅言しない。

同様に、図１４及び図３を参照して、図１４の光スポットパターン１０５の配列は、図３に示す高濃度ドーピングエリアアレイを形成することができ、光スポットパターン１０５の第１方向Ｘに沿った幅Ｅが、第１サブ高濃度ドーピングエリア１４１の幅Ｗに等しく、隣接する光スポットパターン１０５のピッチＦが、隣接する第１サブ高濃度ドーピングエリア１４１のピッチＵに等しく、光スポットパターン１０５の第２方向Ｙに沿った長さＢが、第１サブ高濃度ドーピングエリアの長さＯに等しく、隣接する光スポットパターン１０５のピッチＣが、隣接する第１サブ高濃度ドーピングエリア１４１のピッチＰに等しい。図１５に示す光スポットパターン１０５の配列は、図４に示す高濃度ドーピングエリアアレイを形成するために用いられ、少なくとも２列の光スポットパターン１０５が第１方向Ｘに沿ってずれて配列されている。

図１６を参照して、一部の領域のドーピング源層１０４（図１２を参照）内のドーピングイオンをドープ導電膜１０３（図１２を参照）内に拡散させる拡散処理を行い、高濃度ドーピングエリアアレイ１３０を形成する。ドーピング源層１０４を除去する。

幾つかの実施例において、ドーピング源層１０４をウェットエッチングで完全に除去し、残留したリンシリコンガラスの存在により、シリコンウェハの表面が空気中で濡れて電流の低下及び電力の減衰を招くことを回避し、後にドープ導電層１２１に形成されるパッシベーション層が脱落することも回避でき、太陽電池の光電変換効率の向上に有利である。ウェットエッチングの溶液は、ＨＮＯ３とＨＦの混合液である。他の幾つかの実施例において、熱拡散プロセスまたはイオン注入プロセスを用いて拡散処理を行うことが可能である。

なお、前記（図１２～図１６）は、ドーピング源層１０４がドープド導電膜１０３の表面全体に位置していることを例とするが、本願実施例は、間隔をおいて配列される複数のサブドーピング源層を形成してもよい。具体的には、以下、図１７～図１９を参照して詳細に説明する。

図１７を参照して、ドープ導電膜１０３の表面には、複数のサブドーピング源層１０６を含むドーピング源が形成され、サブドーピング源層１０６の位置は、高濃度ドーピングエリアアレイの第１サブ高濃度ドーピングエリアの位置に対応する。

図１８を参照して、サブドーピング源層１０６の幅Ｈは、後に形成される高濃度ドーピングエリアアレイの幅よりも小さく、サブドーピング源層１０６の長さＩは、後に形成される第１サブ高濃度ドーピングエリアの長さに等しく、隣接するサブドーピング源層１０６の間隔Ｇは、第１サブ高濃度ドーピングエリアの長さに等しいことが理解され得る。サブドーピング源層１０６が位置する領域は、後に形成される第１サブ高濃度ドーピングエリアの領域であるので、サブドーピング源層１０６の仕様パラメーター（幅、長さおよびピッチなど）は、後に形成される第１サブ高濃度ドーピングエリアが奏する効果を確保するためのもの、すなわちサブドーピング源層１０６の仕様パラメーター範囲の効果を第１サブ高濃度ドーピングエリアの仕様パラメーター範囲の効果と同一にするためのものであり、ここではこれ以上贅言しない。

同様に、他の幾つかの実施例において、サブドーピング源層の配列は、図３に示す高濃度ドーピングエリアアレイを形成することができ、サブドーピング源層の第１方向に沿った幅が、第１サブ高濃度ドーピングエリア１４１の幅Ｗに等しく、隣接するサブドーピング源層のピッチが、隣接する第１サブ高濃度ドーピングエリア１４１のピッチＵに等しく、サブドーピング源層の第２方向Ｙに沿った長さＢが、第１サブ高濃度ドーピングエリアの長さＯに等しく、隣接するサブドーピング源層のピッチが、隣接する第１サブ高濃度ドーピングエリア１４１のピッチＰに等しい。他の幾つかの実施例において、サブドーピング源層の配列は、図４に示す高濃度ドーピングエリアアレイを形成することができ、少なくとも２列のサブドーピング源層が第１方向Ｘに沿ってずれて配列されている。

いくつかの実施例において、サブドーピング源層１０６の材料は、ホスホシリケートガラスまたはボロホスホシリケートガラスを含み得るが、これらに限定されない。

図１９を参照して、サブドーピング源層１０６（図１７を参照）内のドーピング元素をドープ導電膜１０３内に拡散させる拡散処理を行い、高濃度ドーピングエリアアレイ１３０を形成する。サブドーピング源層１０６を除去する。

図１６及び図１９の太陽電池は、レーザー波長が５３２ｎｍのナノ秒レーザー、または他のドーピングを実現可能なレーザーによって形成でき、レーザーのプロセスパラメーターは、レーザー周波数が２２０ｋＨｚ～３８０ｋＨｚ、レーザーエネルギ密度が０．１Ｊ／ｃｍ^２～０．２Ｊ／ｃｍ^２、レーザーラインスキャン速度が２０ｍ／ｓ～３５ｍ／ｓである。いくつかの実施例において、図１６と図１９の太陽電池を形成する拡散処理のプロセスパラメーターが異なっていてもよい。具体的には、図１６に示す太陽電池を形成するプロセスパラメーターは、レーザー周波数が２２０ｋＨｚ～３５０ｋＨｚ、レーザーエネルギ密度が０．１５Ｊ／ｃｍ^２～０．２Ｊ／ｃｍ^２、レーザーラインスキャン速度が２６ｍ／ｓ～３５ｍ／ｓ、レーザースポットの幅が８０μｍ～１１０μｍであることを含み、図１９に示す太陽電池を形成するプロセスパラメーターは、レーザー周波数が２８０ｋＨｚ～３８０ｋＨｚ、レーザーエネルギ密度が０．１Ｊ／ｃｍ^２～０．１５Ｊ／ｃｍ^２、レーザーラインスキャン速度が２０ｍ／ｓ～２８ｍ／ｓ、レーザースポットの幅が２０μｍ～６０μｍであることを含む。

図２０を参照して、パッシベーション層１２３と第１パッシベーション層１１１が形成され、パッシベーション層１２３は、ドープ導電層１２１のベース１００から離れた面に位置し、第１パッシベーション層１１１は、エミッタ１１０の表面に位置し、パッシベーション層１２３はバックパッシベーション層とみなされ、第１パッシベーション層１１１はフロントパッシベーション層とみなされる。当業者にとって、前記パッシベーション層１２３及び第１パッシベーション層１１１は、光利用率を高めるために反射防止層の機能も有する。

図２１を参照して、間隔をおいて設けられた電極１５１が複数形成され、電極１５１が第２方向Ｙに沿って延伸し、電極１５１が高濃度ドーピングエリアアレイ１３０に対応し、電極１５１が高濃度ドーピングエリアアレイ１３０のドープ導電層１２１の表面構造の少なくとも一部に接触する。電極１５１は、下部電極または裏面電極とみなされる。

図２１を引き続き参照して、間隔をおいて配列された第１電極１５２が複数形成され、第１電極１５２が第２方向Ｙに沿って延伸し、第１電極１５２が第１パッシベーション層１１１を貫通してエミッタ１１０に接触する。第１電極１５２は、上部電極または表面電極とみなされる。

他の幾つかの実施例において、太陽電池の製造方法で図５に示すような太陽電池を形成することができ、対向する第１面２０１および第２面２０２を有するベース２００を提供することと、第１面１０１側に位置して積層されたトンネル誘電体層２２０、ドープ導電層２２１、パッシベーション層２２２、および、パッシベーション層２２２を貫通しドープ導電層２２１に接触する、間隔をおいて設けられた複数の電極２５１が、順次に形成されることと、第２面２０２側に位置する第２パッシベーション層、および、第２パッシベーション層を貫通しベース２００に接触する電極２５２が、順次に形成されることと、を含む。

第２パッシベーション層を形成する工程は、上記実施例における第１パッシベーション層１１１（図２０を参照）を形成する工程と同じまたは類似であるため、ここでは説明を省略する。同様に、電極２５２を形成する工程は、上記実施例における電極１５１（図２１参照）を形成する工程と同一または類似である。

さらに他の実施例において、太陽電池の製造方法で図６に示すような太陽電池を形成することができ、対向する第１面３０１および第２面３０２を有するベース３００を提供することと、第１面３０１側に位置して積層された第１トンネル誘電体層３２３、第１ドープ導電層３２４、第３パッシベーション層３２５、および、第３パッシベーション層３２５を貫通し第１ドープ導電層３２４に接触する電極３５２が順次に形成されることと、第２面３０２側に位置して積層されたトンネル誘電体層３２０、ドープ導電層３２１、パッシベーション層、および、パッシベーション層を貫通しドープ導電層３２１に接触する、間隔をおいて設けられた複数の電極３５１が、順次に形成されることと、を含む。

第１トンネル誘電体層３２３を形成する工程は、上記実施例におけるトンネル誘電体層１２０（図１１を参照）を形成する工程と同一または類似であるため、ここでは説明を省略する。同様に、第１ドープ導電層３２４を形成する工程は、上記実施例におけるドープ導電膜１０３（図１１を参照）を形成する工程と同一または類似である。第３パッシベーション層３２５を形成する工程は、上記実施例におけるパッシベーション層（図２０を参照）を形成する工程と同じまたは類似である。電極３５２を形成する工程は、上記実施例における電極１５１（図２１を参照）を形成する工程と同一または類似である。

さらに他の実施例において、太陽電池の製造方法で図７に示すような太陽電池を形成することができ、対向する第１面４０１および第２面４０２を有するベース４００を提供することと、第１面４０１側に位置して積層されたトンネル誘電体層４２０、ドープ導電層４２１、パッシベーション層４２２、および、パッシベーション層４２２を貫通しドープ導電層４２１に接触する、間隔をおいて設けられた複数の電極４５１が、順次に形成されることと、第２面４０２側に位置して積層された第１トンネル誘電体層４２３、第１ドープ導電層４２４、第３パッシベーション層、および、第３パッシベーション層を貫通し第１ドープ導電層４２４に接触する電極４５２が順次に形成されることと、を含む。

当業者であれば、前記の各実施形態は本願を実現する具体的な実施例であるが、実用上では本願の精神と範囲を逸脱することなく、形態及び細部において様々な変更が可能であることが理解できる。いずれの当業者は、本願の精神と範囲を逸脱しない限り、それぞれ変更及び修正を行うことが可能であるため、本願の保護範囲は、請求項に限定された範囲を基準にすべきである。

Claims (16)

1. 内部にＮ型またはＰ型であるドーピング元素を有するベースと、
   前記ベースの表面に位置されるトンネル誘電体層と、
   前記トンネル誘電体層の前記ベースから離れた面に位置し、ドーピング元素を有するドープ導電層であって、前記ドープ導電層内のドーピング元素の種類が前記ベースのドーピング元素の導電型と同じであり、前記ドープ導電層が第１方向に沿って配列される複数の高濃度ドーピングエリアアレイを有し、各々の前記高濃度ドーピングエリアアレイが、第２方向に沿って間隔をおいて設けられた第１サブ高濃度ドーピングエリアと、第２方向に沿って間隔をおいて設けられた第２サブ高濃度ドーピングエリアとを含み、前記第１サブ高濃度ドーピングエリアは、ドーピング処理が正対する領域であり、前記第２サブ高濃度ドーピングエリアは、前記第１サブ高濃度ドーピングエリアが拡散して形成された領域であり、前記第１サブ高濃度ドーピングエリアのドーピング濃度は、前記第２サブ高濃度ドーピングエリアのドーピング濃度以上であり、前記高濃度ドーピングエリアアレイのドーピング濃度は、前記高濃度ドーピングエリアアレイ以外の前記ドープ導電層の領域のドーピング濃度よりも大きいドープ導電層と、
   間隔をおいて設けられた複数の電極であって、各々の前記電極が前記第２方向に沿って延び、前記複数の電極の各々が前記複数の高濃度ドーピングエリアアレイの各々に対応し、前記電極が前記ドープ導電層の前記高濃度ドーピングエリアアレイの少なくとも一部に接触する電極と、
   を備え、
   前記第２方向において、隣り合う前記第１サブ高濃度ドーピングエリア間のピッチＰの範囲は、０．２Ｏ≧Ｐ≧０．０５Ｏを含み、ここで、Ｏは前記第１サブ高濃度ドーピングエリアの長さである、
   ことを特徴とする太陽電池。
2. 前記第１方向において、前記高濃度ドーピングエリアアレイの幅Ｍの範囲は、Ｎ≦Ｍ≦２Ｎを含み、ここで、Ｎは前記電極の幅である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
3. 前記高濃度ドーピングエリアアレイは、前記第１方向に沿って配列された複数のサブドーピングエリアアレイを有し、前記サブドーピングエリアアレイの幅Ｗの範囲は、０．１Ｎ≦Ｗ≦１．２Ｎを含む、
   ことを特徴とする請求項２に記載の太陽電池。
4. 前記第１方向において、隣り合う前記サブドーピングエリアアレイのピッチＵの範囲は、２μｍ≦Ｕ≦１０μｍを含む、
   ことを特徴とする請求項３に記載の太陽電池。
5. 前記第１方向において、少なくとも２つの前記サブドーピングエリアアレイは前記第１方向に沿ってずれて配列されている、
   ことを特徴とする請求項３に記載の太陽電池。
6. 前記第２方向において、隣り合う前記第１サブ高濃度ドーピングエリア間のピッチＰの範囲は、０．００００６Ｌ≧Ｐ≧０．００００１Ｌを含み、ここで、Ｌは前記電極の長さである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
7. 前記ベースに垂直な方向において、前記高濃度ドーピングエリアアレイのドーピング深さは、前記ドープ導電層の厚さ以下である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
8. 前記高濃度ドーピングエリアアレイは、ベースに垂直な方向に沿って配列された第１エリアと第２エリアとを有し、
   前記第２エリアのドーピング濃度は、前記第１エリアのドーピング濃度よりも小さく、
   前記電極は、前記第１エリアのドープ導電層に接触している、
   ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池
9. 前記第１方向に沿って、前記第２エリアの断面形状は、円弧形状または半円形状である、
   ことを特徴とする請求項８に記載の太陽電池。
10. 前記第２エリアのドーピング濃度は、前記高濃度ドーピングエリアアレイ以外の前記ドープ導電層の領域のドーピング濃度以上であり、
    前記第１エリアから前記第２エリアに向かう方向において、前記第２エリアのドーピング濃度は、勾配漸減を含む、
    ことを特徴とする請求項８に記載の太陽電池。
11. 請求項１～１０のいずれか１項に記載の太陽電池を複数接続してなる少なくとも１つのセルストリングと、
    前記セルストリングの表面を覆うシーラントフィルムと、
    前記シーラントフィルムの前記セルストリングから離反した面を覆うカバープレートと、を備える、
    ことを特徴とする光起電力モジュール。
12. 内部にドーピング元素を有するベースを提供することと、
    前記ベースの表面に位置されるトンネル誘電体層を形成することと、
    ドープ導電層を形成することであって、前記ドープ導電層が前記トンネル誘電体層の前記ベースから離れた面に位置し、前記ドープ導電層がドーピング元素を有し、前記ドープ導電層内のドーピング元素の種類が前記ベースのドーピング元素の導電型と同じであり、前記ドープ導電層が第１方向に沿って配列される複数の高濃度ドーピングエリアアレイを有し、各々の前記高濃度ドーピングエリアアレイが、第２方向に沿って間隔をおいて設けられた第１サブ高濃度ドーピングエリアと、第２方向に沿って間隔をおいて設けられた第２サブ高濃度ドーピングエリアとを含み、前記第１サブ高濃度ドーピングエリアは、ドーピング処理が正対する領域であり、前記第２サブ高濃度ドーピングエリアは、前記第１サブ高濃度ドーピングエリアが拡散して形成された領域であり、前記第１サブ高濃度ドーピングエリアのドーピング濃度は、前記第２サブ高濃度ドーピングエリアのドーピング濃度以上であり、前記高濃度ドーピングエリアアレイのドーピング濃度は、前記高濃度ドーピングエリアアレイ以外の前記ドープ導電層の領域のドーピング濃度よりも大きいことと、
    間隔をおいて設けられた複数の電極を形成することであって、各々の前記電極が前記第２方向に沿って延び、前記複数の電極の各々が前記複数の高濃度ドーピングエリアアレイの各々に対応し、前記電極が前記ドープ導電層の前記高濃度ドーピングエリアアレイの少なくとも一部に接触することと、
    を含み、
    前記第２方向において、隣り合う前記第１サブ高濃度ドーピングエリア間のピッチＰの範囲は、０．２Ｏ≧Ｐ≧０．０５Ｏを含み、ここで、Ｏは前記第１サブ高濃度ドーピングエリアの長さである、
    ことを特徴とする太陽電池の製造方法。
13. ドープ導電層を形成する工程には、
    前記トンネル誘電体層のベースから離れた面にドープ導電膜を形成することと、
    前記ドープ導電膜に対して第１ドーピング処理及び第２ドーピング処理を行い、前記ドープ導電層を形成することと、が含まれ、
    そのうち、前記第１ドーピング処理は、前記ドープ導電膜の全面にドーピング処理を行うものであり、前記第２ドーピング処理は、前記高濃度ドーピングエリアアレイを形成するものである、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の太陽電池の製造方法。
14. 前記第２ドーピング処理は、レーザードーピングであり、
    第２ドーピング処理が行われる前に、前記ドープ導電膜の表面にドーピング源層を形成し、
    前記ドープ導電層が形成された後、ドーピング源層を除去する、
    ことを特徴とする請求項１３に記載の太陽電池の製造方法。
15. 前記ドーピング源層は、複数のサブドーピング源層を含み、前記サブドーピング源層の位置は、前記高濃度ドーピングエリアアレイの第１サブ高濃度ドーピングエリアの位置に対応している、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の太陽電池の製造方法。
16. 前記レーザードーピングのプロセスパラメーターは、レーザー周波数が２２０ｋＨｚ～３８０ｋＨｚ、レーザーエネルギ密度が０．１Ｊ／ｃｍ^２～０．２Ｊ／ｃｍ^２、レーザーラインスキャン速度が２０ｍ／ｓ～３５ｍ／ｓであることを含む、
    ことを特徴とする請求項１４または１５に記載の太陽電池の製造方法。