JP7774751B2 - 太陽電池及びその製造方法、太陽光発電モジュール - Google Patents

Description

本発明は、太陽光発電の生産技術分野に関し、特に太陽電池及びその製造方法、太陽光発電モジュールに関する。

太陽電池発電システムは、世界のどこでも均一に受光可能な太陽光を利用して電力を発生させるクリーンな発電システムであり、発電源として、複雑な大きい装置を用いることなく高い発電効率を得ることができる。また、太陽電池発電システムは、将来、環境破壊を引き起こすことなく電力需要の要求の増加を満たせることが期待されているため、太陽電池発電システムは公衆に注目されており、太陽電池発電システムのコア部材は太陽電池である。

ＩＢＣ電池（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ Ｂａｃｋ Ｃｏｎｔａｃｔ）、即ちインターディジタル状バックコンタクト電池は、シリコンウェハの裏面にリン拡散、ボロン拡散をそれぞれ行い、インターディジタル状に交差して配列されたｐ＋領域とｎ＋領域を形成するとともに、正負金属電極もインターディジタル状方式で電池の裏面に配列されるバックコンタクト太陽電池技術である。ＩＢＣ電池は、全裏面電極設計を採用することにより、電池の前面のパッシベーション及び表面の光閉じ込め構造の最適化を実現でき、電池の光学に対する吸収利用を強化して、高い光電変換効率を得ることができる。しかし、従来のＩＢＣ電池の裏面の光吸収効率が限られており、それにより電池の変換効率を向上させることが困難である。

本発明は、裏面における太陽光の光吸収を向上させるとともに電池に良好なパッシベーション効果を持たせ、電池の変換効率を向上させることができる、太陽電池及びその製造方法、太陽光発電モジュールを提供する。

第１態様として、本発明の実施例は、太陽電池を提供し、前記太陽電池は、半導体基板と、第１パッシベーション層と、第２パッシベーション層と、第１電極と、第２電極とを含み、
前記半導体基板は、対向して設けられた前面及び後面を含み、
前記半導体基板の後面には、交互に配列されたＰ型導電領域とＮ型導電領域が設けられ、前記Ｐ型導電領域と前記Ｎ型導電領域との間には仕切り領域が設けられ、前記Ｐ型導電領域と前記仕切り領域との間には第１方向に沿って凹んだ第１切り欠き領域を有し、前記第１切り欠き領域内には第１テクスチャ構造が設けられ、前記第１方向は前記仕切り領域から前記Ｐ型導電領域に向かう方向に平行であり、前記仕切り領域内には第２テクスチャ構造が設けられ、前記第２テクスチャ構造の形態と前記第１テクスチャ構造の形態とは異なり、
前記第１パッシベーション層は、前記半導体基板の前面に位置し、
前記第２パッシベーション層は、前記半導体基板の後面に位置し、前記Ｐ型導電領域、第１切り欠き領域、仕切り領域及びＮ型導電領域を覆い、
前記第１電極は、前記第２パッシベーション層を貫通して前記Ｐ型導電領域とともにオーミック接触を形成し、
前記第２電極は、前記第２パッシベーション層を貫通して前記Ｎ型導電領域とともにオーミック接触を形成する。

第２態様として、本発明の実施例は、太陽電池の製造方法を提供し、前記太陽電池の製造方法は、
対向して設けられた前面及び後面を含む半導体基板を提供するステップと、
前記半導体基板の後面に、Ｐ型導電領域、仕切り領域及びＮ型導電領域を形成するステップであって、前記仕切り領域が前記Ｐ型導電領域とＮ型導電領域との間に位置し、前記Ｐ型導電領域と前記仕切り領域との間に第１方向に沿って凹んだ第１切り欠き領域を有し、前記第１切り欠き領域内に第１テクスチャ構造が設けられ、前記第１方向が前記仕切り領域から前記Ｐ型導電領域に向かう方向に平行であり、前記仕切り領域内に第２テクスチャ構造が設けられ、前記第２テクスチャ構造の形態と前記第１テクスチャ構造の形態とは異なるステップと、
前記半導体基板の前面に第１パッシベーション層を形成するステップと、
前記半導体基板の後面に、前記Ｐ型導電領域、第１切り欠き領域、仕切り領域及びＮ型導電領域を覆う第２パッシベーション層を形成するステップと、
前記第２パッシベーション層の表面に第１電極及び第２電極を形成するステップと、を含む。

第３態様として、本発明の実施例は、太陽光発電モジュールを提供し、前記太陽光発電モジュールは、カバープレートと、パッケージ材層と、少なくとも一つの太陽電池群とを含み、前記太陽電池群は、第１態様に記載の太陽電池又は第２態様に記載の製造方法で製造された太陽電池を複数含む。

本発明により提供される技術案は、以下の有益な効果を達成することができる。

本発明の太陽電池は、半導体基板の後面のＰ型導電領域と仕切り領域との間の領域に、第１方向に沿って凹んだ第１切り欠き領域を形成することができ、第１方向に沿って凹んだ第１切り欠き領域は、太陽電池の光吸収の有効面積を向上させることができ、さらに太陽電池の光利用効率を向上させることができ、従来の太陽電池の裏面のＰ型導電領域と仕切り領域との間の領域が「階段状」又は「スロープ状」になって太陽電池に利得をもたらすことができないという問題を解決した。第１切り欠き領域の第１テクスチャ構造と仕切り領域内の第２テクスチャ構造との形態は異なり、第１テクスチャ構造は優れた光閉じ込め作用を有し、且つ半導体基板の後面の表面積を増加させることができ、それにより、裏面における太陽光の光吸収を増加させ、裏面における太陽光の反射を低減させる。また、電池の正面から半導体基板を透過した長波光も第１テクスチャ構造に吸収され、電池の全体光吸収効率をさらに向上させるとともに、Ｐ型導電領域と仕切り領域との間の領域のパッシベーション効果に影響を与えることがなく、太陽電池の光電変換効率を向上させることができる。

以上の一般的な記述及び後述する細部の記述が単に例示であり、本発明を制限できないことは、理解されるべきである。

図面は、明細書に組み込まれ、かつ本明細書の一部を構成し、本発明に合致する実施例を示し、明細書と共に本発明の原理を説明するために用いられる。

関連技術１におけるｐ＋ドープ層、ギャップ領域及びｎ＋ドープ層の構造模式図である。 関連技術２におけるｐ＋ドープ層、ギャップ領域及びｎ＋ドープ層の構造模式図である。 本発明の実施例により提供される太陽電池の構造模式図である。 本発明の実施例により提供される隣接する２つのＰ型導電領域とＮ型導電領域との間の構造電子顕微鏡写真である。 本発明の実施例により提供される第１切り欠き領域内に第１テクスチャ構造が設けられた電子顕微鏡写真である。 本発明の実施例により提供される半導体基板の裏面のＰ型導電領域、第１切り欠き領域、仕切り領域、Ｎ型導電領域の部分構造模式図である。 本発明の実施例により提供される半導体基板における第１側壁の投影の長さ、及び半導体基板が位置する平面における第２側壁の投影の長さの測定模式図である。 本発明の実施例により提供される太陽電池の製造フローチャートである。 本発明の実施例により提供される半導体基板の構造模式図である。 本発明の実施例により提供される半導体基板の後面に第１拡散処理が行われた後の構造模式図である。 本発明の実施例により提供される第１前処理領域に対して第１局所レーザ処理及び第１エッチング処理を行って得られた構造模式図である。 本発明の実施例により提供される半導体基板の後面に第２拡散処理を行って得られた構造模式図である。 本発明の実施例により提供される第２局所レーザ処理が行われた後の構造模式図である。 本発明の実施例により提供される第２エッチング処理が行われた後の構造模式図である。 本発明の実施例により提供される半導体基板の前面に第１パッシベーション層が製造され、半導体基板の後面に第２パッシベーション層が製造された構造模式図である。 本発明の実施例により提供される太陽光発電モジュールの構造模式図である。

本発明の目的、技術案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参照して、本発明をさらに詳細に説明する。ここで記述される具体的な実施例が単に本発明を解釈するためのもので、本発明を限定するためのものではないことは、理解されるべきである。

本発明の記述では、明確な規定及び限定が別途存在しない限り、用語「第１」、「第２」は説明の目的にのみ用いられ、相対的な重要性を指示又は暗示するものとして理解されるべきではなく、規定及び説明が別途存在しない限り、用語「複数」とは、２つ又は２つ以上を指し、用語「接続」、「固定」等は、何れも広義的に理解されるべきであり、例えば、「接続」は、固定接続、取り外し可能な接続、一体的な接続又は電気的な接続であってもよく、直接接続又は中間接続部材を介した間接接続であってもよい。当業者であれば、具体的な状況に応じて上記用語の本発明における具体的な意味を理解できる。

本明細書の記述において、理解すべきことは、本発明の実施例に記載された「上」、「下」等の方位の用語は、図面の視野で記述され、本発明の実施例に対する限定として理解されるべきではない。また、文脈によれば、一つの素子が他の素子の「上」又は「下」に接続されることについて言及した場合、他の素子の「上」又は「下」に直接的に接続されるだけでなく、中間素子を介して他の素子の「上」又は「下」に間接的に接続されてもよいことを理解すべきである。

関連技術において、ＩＢＣ電池の製造過程において、裏面プロセスは、リン拡散及びボロン拡散によってインターディジタル状に交差して配列されたｐ＋領域及びｎ＋領域を形成することに関する。具体的には、まず、シリコン基板の裏面にボロン拡散を行ってｎ＋ドープ層を形成し、次に、局所レーザにより一部のｎ＋ドープ層を除去し、さらに、ｎ＋ドープ層が除去された領域にリン拡散を行って、ｐ＋ドープ層を形成し、その後、エッチング及び酸洗処理を行うことで、ｎ＋ドープ層とｐ＋ドープ層との間にピラミッド構造を有するギャップ領域（ｇａｐ領域）を形成させ、従来の電池の裏面のｐ＋領域とギャップ領域との間の領域は、電池に効率、利得をもたらすことができないことが多く、図１は、関連技術１におけるｐ＋ドープ層１０、ギャップ領域３０及びｎ＋ドープ層２０の構造模式図を示し、ｐ＋ドープ層１０とギャップ領域３０との間は「階段状」を呈する。図２は関連技術２におけるｐ＋ドープ層１０、ギャップ領域３０及びｎ＋ドープ層２０の構造模式図を示し、ｐ＋ドープ層１０とギャップ領域３０との間は「スロープ状」を呈し、ｐ＋ドープ層１０とギャップ領域３０との間の上記形態はいずれも太陽光を良好に利用することができないので、太陽電池の光電変換効率が低くなる。

これに鑑みて、本発明の実施例は、太陽電池１００を提供し、図３は、本発明の太陽電池１００の構造模式図であり、太陽電池１００は、半導体基板１と、第１パッシベーション層６と、第２パッシベーション層７と、第１電極８と、第２電極９とを含み、
半導体基板１は、対向して設けられた前面及び後面を含み、
半導体基板１の後面には、交互に配列されたＰ型導電領域２及びＮ型導電領域４が設けられ、Ｐ型導電領域２とＮ型導電領域４との間に仕切り領域３を有し、Ｐ型導電領域２と仕切り領域３との間に第１方向に沿って凹んだ第１切り欠き領域５を有し、第１切り欠き領域５内に第１テクスチャ構造５０１が設けられ、第１方向が仕切り領域３からＰ型導電領域２に向かう方向に平行であり、仕切り領域３内には第２テクスチャ構造３１が設けられ、第２テクスチャ構造３１の形態と第１テクスチャ構造５０１の形態とが異なり、
第１パッシベーション層６は、半導体基板１の前面に位置し、
第２パッシベーション層７は、半導体基板１の後面に位置し、Ｐ型導電領域２、第１切り欠き領域５、仕切り領域３及びＮ型導電領域４を覆い、
第１電極８は、第２パッシベーション層７を貫通してＰ型導電領域２とともにオーミック接触（即、電気接触）を形成し、
第２電極９は、第２パッシベーション層７を貫通してＮ型導電領域４とともにオーミック接触（即、電気接触）を形成する。

上記技術案において、本発明の太陽電池は、半導体基板１の後面のＰ型導電領域２と仕切り領域３との間の領域に、第１方向に沿って凹んだ第１切り欠き領域５を形成することができ、第１方向に沿って凹んだ第１切り欠き領域５は、太陽電池の光吸収の有効面積を向上させることができ、さらに太陽電池の光利用効率を向上させることができ、従来の太陽電池の裏面のＰ型導電領域２と仕切り領域３との間の領域が「階段状」又は「スロープ状」になって太陽電池に利得をもたらすことができないという問題を解決した。第１切り欠き領域５の第１テクスチャ構造５０１と仕切り領域３内の第２テクスチャ構造３１との形態が異なり、図４は２つのＰ型導電領域２とＮ型導電領域４との間の構造の電子顕微鏡写真を示し、図５は第１切り欠き領域５内に第１テクスチャ構造５０１が設けられた電子顕微鏡写真を示す。図４及び図５を参照すると、第１テクスチャ構造５０１は優れた光閉じ込め作用を有し、且つ半導体基板１の後面の表面積を増加させることができ、それにより裏面における太陽光の光吸収を増加させ、裏面における太陽光の反射を低減させる。また、電池の正面から半導体基板１を透過した長波光も第１テクスチャ構造５０１に吸収され、電池の全体光吸収効率をさらに向上させるとともに、Ｐ型導電領域２と仕切り領域３との間の領域のパッシベーション効果に影響を与えることがなく、太陽電池の光電変換効率を向上させることができる。

なお、半導体基板１は、一般的に前面と後面とを有し、半導体基板１の前面とは、受光面、すなわち、太陽光の照射を受ける表面を指してもよく、半導体基板１の後面とは、前面に対向する表面を指す。

本発明のいくつかの実施形態において、「テクスチャ構造」とは、光線を散乱又は反射させて光吸収を強化することができるマイクロナノサイズレベルの構造を指す。

いくつかの実施形態では、仕切り領域３内の第２テクスチャ構造３１は、通常、ピラミッド形態であり、即ち、本発明の第１テクスチャ構造５０１は、非ピラミッド形態であり、第１テクスチャ構造５０１の形態は、角柱状、角錐状及び筆状のうちの少なくとも一種を含む。従来技術において、通常、テクスチャリングによりピラミッド構造を形成し、ピラミッド構造の形態は単一であり、且つ大きい底面積を有し、頂部が尖形構造であり、半導体基板１の後面に設けられ、裏面光に対する反射効果が一般的であり、後続のフィルム層の堆積に不利である。ピラミッド形態のテクスチャ構造に比べて、本発明の第１テクスチャ構造５０１の形態の表面積が大きく、多くの太陽光を利用することができる。

本発明のいくつかの実施形態において、Ｐ型導電領域２とは、高ドープＰ型半導体材料で形成された領域を指し、Ｎ型導電領域４とは、高ドープＮ型半導体材料で形成された領域を指し、Ｐ型導電領域２とＮ型導電領域４は、半導体基板１の後面においてインターディジタル状に分布し、主な作用がキャリアの分離及び収集をすることである。ここで、Ｐ型導電領域２は正孔を収集するためのものであり、Ｎ型導電領域４は電子を収集するためのものであり、収集されたキャリアをそれぞれ半導体基板１の後面電極に伝達して外部負荷への通路が形成されるため、Ｐ型導電領域２とＮ型導電領域４とは直接に接触してはいけない。そうでなければ、収集されたキャリアは半導体基板１の後面で直接に接触して短絡が形成され、それによりキャリアを有効に収集することができなくなる。そのため、Ｐ型導電領域２とＮ型導電領域４との間には通常「凹溝状」の仕切り領域３が形成され、仕切り領域３とＰ型導電領域２との間には一定の高度差が存在し、それにより仕切り領域３とＰ型導電領域２との間に切り欠き領域が形成され、仕切り領域３とＮ型導電領域４との間にも一定の高度差が存在し、それにより仕切り領域３とＮ型導電領域４との間に切り欠き領域が形成される。本発明の太陽電池において、上記２つの異なる位置の切り欠き領域の形態及び構造はいずれも異なる。具体的に、Ｐ型導電領域２と仕切り領域３との間には第１切り欠き領域５を有し、第１切り欠き領域５は仕切り領域３からＰ型導電領域２に向かう方向に沿って凹み、第１切り欠き領域５内には第１テクスチャ構造５０１を有することで、電池の光吸収能力を向上させ、さらに光電変換効率を向上させる。Ｎ型導電領域４と仕切り領域３との間には第３切り欠き領域（第３切り欠き領域は図面に示されていない）を有し、第３切り欠き領域は通常「階段状」又は「スロープ状」を呈し、第３切り欠き領域内にもテクスチャ構造を有し、テクスチャ構造は「階段状」又は「スロープ状」を呈する。

いくつかの実施形態では、半導体基板１は、Ｎ型結晶シリコン基板（又はシリコンウェハ）であり、Ｐ型結晶シリコン基板（シリコンウェハ）であってもよい。結晶シリコン基板（シリコン基板）は、例えば、多結晶シリコン基板、単結晶シリコン基板、微結晶シリコン基板又は炭化シリコン基板のうちの一種であり、本発明の実施例は、半導体基板１の具体的なタイプについて限定されない。半導体基板１がＮ型ベースである場合、ドープ元素は、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、テルル（Ｔｅ）等のＶ族元素であってもよい。Ｎ型半導体基板１とＰ型導電領域２はＰＮ接合を形成し、Ｎ型半導体基板１とＮ型導電領域４はＮＮ＋高低接合を形成する。半導体基板１がＰ型ベースである場合、ドープ元素は、ボロン（Ｂ）元素、アルミニウム（Ａｌ）元素、ガリウム（Ｇａ）等のＩＩＩ族元素であってもよい。Ｐ型半導体基板１とＮ型導電領域４はＰＮ接合を形成し、Ｐ型半導体基板１とＰ型導電領域２はＰＰ＋高低接合を形成する。

いくつかの実施形態では、図６は、半導体基板の裏面のＰ型導電領域、第１切り欠き領域、仕切り領域、Ｎ型導電領域の部分構造模式図を示し、図４及び図６を参照すると、第１切り欠き領域５は、第１側壁５１及び第２側壁５２を有し、第１側壁５１は、第２側壁５２よりも半導体基板１から離れ、第１側壁５１と第２側壁５２との間には夾角θを有し、夾角θは非直角である。いくつかの例では、この夾角θが鋭角である。いくつかの例では、夾角θが鈍角であってもよい。

本発明の第１切り欠き領域５は第１側壁５１と第２側壁５２から構成され、第１側壁５１はＰ型導電領域２に近接し、第２側壁５２は仕切り領域３に近接し、第１側壁５１と第２側壁５２との間の夾角θは鋭角であってもよいことは、第１側壁５１と第２側壁５２がいずれも適切な長さを有し、そのため第１側壁５１と第２側壁５２が大きい表面積を有し、第１切り欠き領域５の太陽光に対する光吸収効率の向上に有利であることを示している。第１側壁５１と第２側壁５２との間の夾角θは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）及び／又は透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって測定され、第１側壁５１と第２側壁５２との間の夾角θとは、第１側壁５１とＰ型導電領域２との境界面と、第２側壁５２とＰ型導電領域との境界面との間の夾角を指す。

いくつかの例では、夾角θは、３０°～７５°であり、具体的には、３０°、３５°、４０°、４５°、５０°、５５°、６０°、６５°、７０°または７５°であってもよい。他の例では、夾角θは、９２°～１６０°であり、具体的には９２°、１０５°、１１０°、１１８°、１３０°、１３５°、１４５°、１５５°または１６０°であってもよい。上記の範囲で夾角θを設置することによって、第１切り欠き領域５内に長さが長い第１側壁５１及び第２側壁５２を同時に有し、第１切り欠き領域５は優れた光閉じ込め効果を有し、しかも、第１側壁５１に照射された太陽光は、第１側壁５１と第２側壁５２との間で複数回反射することができ、第２側壁５２に照射された太陽光も、第１側壁５１と第２側壁５２との間で複数回反射することができるので、第１切り欠き領域５による太陽光の光利用率をさらに向上させることを示している。上記夾角θの範囲がいくつかの例に過ぎなく、ニーズに応じて他の夾角範囲であってもよいことは、理解されるべきである。

いくつかの実施形態では、第１側壁５１の長さをＬ１とし、第２側壁５２の長さをＬ２とすると、Ｌ１：Ｌ２＝１：（１～５）であり、Ｌ１：Ｌ２は、具体的に、１：１、１：２、１：３、１：４又は１：５であってもよい。前記のように側壁の長さを設置することによって、第１側壁５１と第２側壁５２の長さが適切な割合を有し、多くの太陽光を利用することができ、且つ太陽光が半導体基板１の裏面の第１側壁５１と第２側壁５２との間で複数回の反射を形成することができるので、太陽光の有効利用を大幅に向上させることが分かる。本発明のいくつかの実施形態では、第１側壁５１の長さは、第２側壁５２の長さに等しくてもよく、第１側壁５１の長さは、第２側壁５２の長さよりも小さくてもよい。これは理解できることである。前記のＬ１とＬ２の比がいくつかの例に過ぎなく、ニーズに応じて他の比であってもよいことは、理解されるべきである。

本発明のいくつかの実施形態では、引き続き図４～図６を参照すると、第１側壁５１の長さとは、第２側壁５２と第１側壁５１との境界線から第１側壁５１と第２パッシベーション層７との境界線までの距離を指し、第２側壁５２の長さとは、第２側壁５２と半導体基板１との境界線から第１側壁５１と第２側壁５２との境界線までの距離を指す。第１側壁５１の長さ及び第２側壁５２の長さは、測定装置（走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡等）により直接的に測定して得られる。

いくつかの実施形態では、引き続き図６を参照すると、第１テクスチャ構造５０１は、第１側壁５１に設けられた複数の第１サブテクスチャ構造ａ５０１１と、第２側壁５２に設けられた複数の第１サブテクスチャ構造ｂ５０１２とを含み、第１サブテクスチャ構造ａ５０１１は、第１側壁５１が位置する表面から突起し、第１サブテクスチャ構造ｂ５０１２は、第２側壁５２が位置する表面から突起する。本発明のいくつかの実施形態において、第１側壁５１が位置する表面とは、第１側壁５１とＰ型導電領域２との境界面が位置する平面を指し、第２側壁５２が位置する表面とは、第２側壁５２とＰ型導電領域２との境界面が位置する平面を指す。太陽光が電池の裏面に照射された場合、突起した第１サブテクスチャ構造ａ５０１１と第１サブテクスチャ構造ｂ５０１２は太陽光を吸収できるだけでなく、第１サブテクスチャ構造ａ５０１１に照射された太陽光は第１サブテクスチャ構造ａ５０１１の表面で反射が生じ、第１サブテクスチャ構造ｂ５０１２に反射される。第１サブテクスチャ構造ｂ５０１２に照射された太陽光は、第１サブテクスチャ構造ｂ５０１２の表面で反射が生じ、第１サブテクスチャ構造ａ５０１１に反射されて、太陽光の有効利用度を向上させる。

いくつかの実施形態では、第１サブテクスチャ構造ａ５０１１のサイズは、第１サブテクスチャ構造ｂ５０１２のサイズ以下である。上記「寸法」とは、長さ、幅、高さ、投影面積、及び体積等を意味し得る。第１サブテクスチャ構造ａ５０１１及び第１サブテクスチャ構造ｂ５０１２は、上記の長さ、幅、高さ、投影面積、及び体積のうちの少なくとも一種の手段を採用して設定することによって実現できる。以下、寸法の代表長さを例として説明する。

第１サブテクスチャ構造ａ５０１１の長さは第１サブテクスチャ構造ｂ５０１２の長さ以下であり、第１側壁５１に比べて、第２側壁５２の方が太陽光に対する光吸収効果がよく、太陽光電池の光電変換効率の向上に有利である。好ましくは、第１サブテクスチャ構造ａ５０１１の長さは、第１サブテクスチャ構造ｂ５０１２の長さよりも小さい。本発明は、第１切り欠き領域５内の異なる領域に応じて、異なるサイズの第１テクスチャ構造５０１を設計することにより、対応する領域の光吸収効果をより意図的に向上させ、製造された太陽電池により高い変換効率を得ることができる。

いくつかの実施形態では、第１サブテクスチャ構造ａ５０１１の高さは、１μｍ～３μｍであり、具体的には、１μｍ、１．５μｍ、２μｍ、２．３μｍ、２．８μｍ又は３μｍであってもよい。上記の範囲で第１サブテクスチャ構造ａ５０１１の高さを設置することによって１サブテクスチャ構造ａ５０１１は、高さが適切であり、第１側壁５１の表面のフィルム層の完全性及び均一性を向上させ、光の内部反射を低減し、キャリア表面の再結合速度を向上させ、さらに太陽電池の光電変換効率及び電池品質を向上させることに有利であることが分かる。第１サブテクスチャ構造ａ５０１１は、第１側壁５１から突出し、第１サブテクスチャ構造ａ５０１１の高さとは、第１サブテクスチャ構造ａ５０１１の頂部と第１側壁５１が位置する表面との間の距離を指す。これは理解できることである。

いくつかの実施形態では、第１サブテクスチャ構造ｂ５０１２の高さは、１μｍ～３μｍであり、具体的には、１μｍ、１．５μｍ、２μｍ、２．３μｍ、２．８μｍ又は３μｍであってもよい。上記の範囲で第１サブテクスチャ構造ａ５０１２の高さを設置することによって、第１サブテクスチャ構造ｂ５０１２は、高さが適切であり、第２側壁５２の表面のフィルム層の完全性及び均一性を向上させ、光の内部反射を低減し、キャリア表面の再結合速度を向上させ、さらに太陽電池の光電変換効率を向上させることに有利であることが分かる。第１サブテクスチャ構造ｂ５０１２は、第２側壁５２から突出し、第１サブテクスチャ構造ｂ５０１２の高さとは、第１サブテクスチャ構造ｂ５０１２の頂部と第１側壁５１が位置する表面との間の距離を指す。これは理解できることである。

いくつかの実施形態では、第１側壁５１における第１サブテクスチャ構造ａ５０１１の総表面積と、第１側壁５１が位置する表面の面積との比は、（１．２～２）：１であり、具体的には、１．２：１、１．４：１、１．６：１、１．８：１又は２：１であってもよい。上記の範囲で第１サブテクスチャ構造ａ５０１１の総表面積を設置することによって、第１側壁５１が多い数の第１サブテクスチャ構造ａ５０１１を有し、第１側壁５１による太陽光の光吸収効率を向上させることができる。前記の表面積の比がいくつかの例に過ぎなく、ニーズに応じて他の比であってもよいことは、理解されるべきである。

いくつかの実施形態では、第２側壁５２における第１サブテクスチャ構造ｂ５０１２の総表面積と、第２側壁５２が位置する表面の面積との比は、（１．３～２）：１であり、具体的には、１．３：１、１．４：１、１．５：１、１．６：１、１．７：１、１．８：１、１．９：１又は２：１であってもよい。上記の範囲で第１サブテクスチャ構造ａ５０１２の総表面積を設置することによって第２側壁５２が多い数の第１サブテクスチャ構造ｂ５０１２を有し、第２側壁５２による太陽光光吸収効率を向上させることができることが分かる。前記の表面積の比がいくつかの例に過ぎなく、ニーズに応じて他の比であってもよいことは、理解されるべきである。

いくつかの実施形態では、引き続き図５を参照すると、第１サブテクスチャ構造ａ５０１１は、第１側壁５１に複数の第１起伏部を有し、第１起伏部は、第１起伏山５１１と第１起伏谷５１２とを含み、第１サブテクスチャ構造ｂ５０１２は、第２側壁５２に複数の第２起伏部を有し、第２起伏部は、第２起伏山５２１と第２起伏谷５２２とを含み、少なくとも一部の第１サブテクスチャ構造ａ５０１１は、第２起伏谷５２２内に位置し、少なくとも一部の第１サブテクスチャ構造ｂ５０１２は、第１起伏谷５１２内に位置する。このように設置すると、第１切り欠き領域５において、少なくとも一部の第１サブテクスチャ構造ａ５０１１と第１サブテクスチャ構造ｂ５０１２とが互いに位置ずれて設置され、太陽光が第１サブテクスチャ構造ａ５０１１に照射される過程において、第１サブテクスチャ構造ａ５０１１が太陽光を吸収することができるとともに、第１サブテクスチャ構造ａ５０１１と第１サブテクスチャ構造ｂ５０１２との間で複数回の反射を行うことができ、しかも、太陽光が第１サブテクスチャ構造ｂ５０１２に照射される過程において、第１サブテクスチャ構造ｂ５０１２が太陽光を吸収することができるとともに、第１サブテクスチャ構造ａ５０１１と第１サブテクスチャ構造ｂ５０１２との間で複数回の反射を行うことができるので、電池裏面における太陽光の利用率をさらに向上させる。

いくつかの実施形態では、半導体基板１が位置する平面における第１側壁５１の投影の長さＤ１は１μｍ～４μｍであり、具体的には、１μｍ、２μｍ、３μｍ又は４μｍであってもよい。

いくつかの実施形態では、半導体基板１が位置する平面における第２側壁５２の投影の長さＤ２は４μｍ～６μｍであり、具体的には、４μｍ、４．５μｍ、５μｍ、５．５μｍ又は６μｍであってもよい。

図７は半導体基板における第１側壁の投影の長さ、及び半導体基板が位置する平面における第２側壁の投影の長さの測定模式図を示し、半導体基板１が位置する平面における第１側壁５１の投影の長さＤ１とは、半導体基板１における第１側壁５１の正投影の、半導体基板１の長手方向に沿う長さを指す。半導体基板１が位置する平面における第２側壁５２の投影の長さＤ２とは、半導体基板１における第２側壁５２の正投影の、半導体基板１の長手方向に沿う長さを指す。

いくつかの実施形態では、半導体基板１の後面における第１切り欠き領域５の分布割合は、０．５％～１．５％であり、具体的には、０．５％、０．８％、１％、１．２％または１．５％であってもよい。

半導体基板１が位置する平面における第１切り欠き領域５の第１側壁５１及び第２側壁５２の投影の長さ、及び半導体基板１の後面における第１切り欠き領域５の分布割合を限定することにより、太陽電池を製造する過程において、優れた導電性を有するＰＮ接合を半導体基板１に形成可能であるので、製造された太陽電池の光電性能を向上させることができる。これは理解できることである。

いくつかの実施形態では、引き続き図６を参照すると、第２パッシベーション層７は、第１方向に沿って凹んだ第２切り欠き領域７０１を有し、第２切り欠き領域７０１が第１切り欠き領域５の位置に対応する。第２パッシベーション層７は、半導体基板１の後面に設けられ、Ｐ型導電領域２及び仕切り領域３の表面にも設けられ、このように、第２パッシベーション層７は、第１切り欠き領域５に対応する領域にも第２切り欠き領域７０１が形成され、第２切り欠き領域７０１は、第３側壁７１及び第４側壁７２を有し、第３側壁７１は、第４側壁７２よりも半導体基板１から離れる。いくつかの例は、第３側壁７１と第４側壁７２との間の夾角は鋭角であってもよい。第２切り欠き領域７０１に良好なパッシベーションを形成可能である。これは理解できることである。他の例では、夾角は鈍角であってもよい。

以下、本発明の実施例における図面を参照しながら、本発明の太陽電池１００の製造方法を明確且つ完全に記述し、記述される実施例は本発明の一部の実施例に過ぎず、全ての実施例ではない。

図８は、本発明の実施例により提供される太陽電池の製造フローチャートを示し、図８に示すように、太陽電池の製造方法は、
対向して設けられた前面および後面を含む半導体基板１を提供することと、
半導体基板１の後面にＰ型導電領域２、仕切り領域３及びＮ型導電領域４が形成され、仕切り領域３がＰ型導電領域２とＮ型導電領域４との間に位置し、Ｐ型導電領域２と仕切り領域３との間に第１方向に沿って凹んだ第１切り欠き領域５を有し、第１切り欠き領域５内に第１テクスチャ構造５０１が設けられ、第１方向が仕切り領域３からＰ型導電領域２に向かう方向に平行であり、仕切り領域３内に第２テクスチャ構造３１が設けられ、第２テクスチャ構造３１の形態と第１テクスチャ構造５０１の形態とが異なることと、
半導体基板１の前面に第１パッシベーション層６を形成することと、
半導体基板１の後面に、Ｐ型導電領域２、第１切り欠き領域５、仕切り領域３及びＮ型導電領域４を覆う第２パッシベーション層７を形成することと、
第２パッシベーション層７の表面に第１電極８を形成することと、
第２パッシベーション層７の表面に第２電極９を形成することと、を含む。

上記技術案において、本発明の実施例は、半導体基板１の後面のＰ型導電領域２と仕切り領域３との間の領域に第１方向に沿って凹んだ第１切り欠き領域５を形成することにより、第１方向に沿って凹んだ第１切り欠き領域５は、太陽電池の光吸収の有効面積を向上させることができ、従来の太陽電池の裏面のＰ型導電領域２と仕切り領域３との間の領域が「階段状」又は「スロープ状」になって太陽電池に利得をもたらすことができないという問題を解決した。第１切り欠き領域５の第１テクスチャ構造５０１と仕切り領域３内の第２テクスチャ構造３１との形態は異なり、第２テクスチャ構造３１は通常ピラミッド形状であり、即ち、本発明の第１テクスチャ構造５０１は非ピラミッド形状であり、第１切り欠き領域５内に有する第１テクスチャ構造５０１は光閉じ込め作用を有し、且つ半導体基板１の後面の表面積を増加させることができ、それにより、裏面における太陽光の光吸収を増加させ、裏面における太陽光の反射を低減させる。また、電池の正面から半導体基板１を透過した長波光も第１テクスチャ構造５０１に吸収され、電池の全体光吸収効率をさらに向上させるとともに、Ｐ型導電領域２と仕切り領域３との間の領域のパッシベーション効果に影響を与えることがなく、太陽電池の光電変換効率を向上させることができる。

ステップ１００：半導体基板１を提供し、半導体基板１は、対向して設けられた前面及び後面を含み、半導体基板１の構造模式図は図９に示すとおりである。

いくつかの実施形態では、半導体基板１の前面は電池の正面に対応し、電池の正面は太陽に面する表面（即ち受光面）であり、半導体基板１の後面は電池の裏面に対応し、電池の裏面は太陽と背向する表面（即ち非受光面）である。

いくつかの実施形態では、半導体基板１は、Ｎ型結晶シリコン基板（又はシリコンウェハ）であり、Ｐ型結晶シリコン基板（シリコンウェハ）であってもよい。結晶シリコン基板（シリコン基板）は、例えば、多結晶シリコン基板、単結晶シリコン基板、微結晶シリコン基板又は炭化シリコン基板のうちの一種であり、本発明の実施例は、半導体基板１の具体的なタイプについて限定しない。

いくつかの実施形態では、半導体基板１１の厚さは、６０μｍ～２４０μｍであり、具体的には、６０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ、１２０μｍ、１５０μｍ、２００μｍ又は２４０μｍなどであってもよく、ここで限定されない。

ステップＳ２００：半導体基板１の後面にＰ型導電領域２、仕切り領域３及びＮ型導電領域４を形成し、仕切り領域３は前記Ｐ型導電領域２とＮ型導電領域４との間に位置し、Ｐ型導電領域２と仕切り領域３との間には第１方向に沿って凹んだ第１切り欠き領域５を有し、第１切り欠き領域５内には第１テクスチャ構造５０１が設けられ、第１方向は仕切り領域３からＰ型導電領域２に向かう方向に平行であり、仕切り領域３内には第２テクスチャ構造３１が設けられ、第２テクスチャ構造３１の形態と第１テクスチャ構造５０１の形態とは異なる。

Ｓ２０１：半導体基板１の後面に対して第１拡散処理を行い、第１前処理領域を得て、得られた構造は図１０に示すとおりである。

本ステップにおいて、第１拡散処理は、半導体基板１に対して後面全体に拡散処理を行うことである。第１拡散処理のドープ源はＰ型導電ドープ源を含み、具体的な実施例において、第１拡散処理のドープ源は例えばボロン源であってもよく、第１拡散処理はボロン源によりホウ素原子を拡散してボロン拡散層（即ちＰ型導電領域２）を形成してもよく、ボロン源は例えば三臭化ホウ素などであってもよい。半導体基板１の表面に高い濃度のホウ素を有するため、通常、ホウケイ酸ガラス層（ＢＳＧ）２１が形成され、このホウケイ酸ガラス層２１は金属ゲッタリング作用を有し、太陽電池の正常な動作に影響を与えるため、後に除去する必要がある。

いくつかの実施形態では、第１拡散処理は、高温拡散、スラリードーピング又はイオン注入のうちのいずれか一種又は複数種の方法を採用してもよい。以下、高温拡散を例として第１拡散処理のプロセスを具体的に説明する。

いくつかの実施形態では、第１拡散処理の温度は、８００℃～１２００℃であり、具体的には、８００℃、８５０℃、９００℃、９５０℃、１０００℃、１１００℃又は１２００℃であってもよい。

いくつかの実施形態では、第１拡散処理の時間は、２ｈ～５ｈであり、具体的には２ｈ、３ｈ、４ｈ又は５ｈであってもよい。

いくつかの実施形態では、第１拡散処理は、第１前処理領域の表面にホウケイ酸ガラス層２１を形成し、ホウケイ酸ガラス層２１の厚さは１００ｎｍ～２００ｎｍであり、具体的には、１００ｎｍ、１１０ｎｍ、１３０ｎｍ、１５０ｎｍ、１８０ｎｍ又は２００ｎｍであってもよい。

Ｓ２０２：第１前処理領域に対して第１局所レーザ処理及び第１エッチング処理を行い、得られた構造は図１１に示すとおりである。

本ステップにおいて、第１前処理領域に対して局所レーザ処理を行うことにより、ステップＳ２０１における一部のボロン拡散層及びホウケイ酸ガラス層２１がエッチングされ、半導体基板１が露出され、レーザ処理されていない領域は依然としてＰ型導電領域２及びホウケイ酸ガラス層２１である。レーザ処理の過程において、半導体材料はレーザによる熱溶融損傷及び熱応力損傷に受けされやすいため、第１エッチング処理によって第１局所レーザ処理による熱損傷を除去する。これは理解できることである。

いくつかの実施形態では、第１局所レーザ処理のレーザパワーは、２０Ｗ～３０Ｗであり、具体的には、２０Ｗ、２２Ｗ、２５Ｗ、２８Ｗ又は３０Ｗであってもよい。

いくつかの実施形態では、第１局所レーザ処理のエッチング幅は、３００μｍ～６００μｍであり、具体的には、３００μｍ、３５０μｍ、４００μｍ、４５０μｍ、５００μｍ、５６０μｍ又は６００μｍであってもよい。

いくつかの実施形態では、第１エッチング処理のエッチング剤は、アルカリ性物質及び処理剤を含み、処理剤は、テクスチャリング添加剤及びアルカリ研磨添加剤のうちの少なくとも一種を含む。アルカリ性物質は、例えば水酸化ナトリウムであってもよい。テクスチャリング添加剤及び／又はアルカリ研磨添加剤は、主にイソプロパノール、界面活性剤、消泡剤、酢酸ナトリウム、ソルビン酸カリウム及び脱イオン水等であり、本発明で使用されるテクスチャリング添加剤及び／又はアルカリ研磨添加剤は、本分野のエッチングによく用いられる試薬であり、具体的な成分はここで限定されない。テクスチャリング添加剤は、テクスチャリング液と半導体基板１表面の親水性を改善し、半導体基板１表面の気泡脱離を加速し、半導体基板１表面の油汚れを除去し、アルカリ溶液における半導体基板１の腐食速度を制御することができる。類似の原理に基づいて、アルカリ研磨添加剤もアルカリ溶液における半導体基板１の腐食速度を制御することができ、本発明の実施例は、アルカリ性物質にテクスチャリング添加剤及び／又はアルカリ研磨添加剤を添加することにより、Ｐ型導電領域２内の材料エッチングの異方性を制御し、第１方向に沿って凹んだ第１切り欠き領域５を得て、電池の光利用率を向上させる。

いくつかの実施形態では、アルカリ性物質と処理剤との質量比は（２～６）：１である。具体的には、２：１、３：１、４：１、５：１又は６：１などであってもよい。上記の範囲でアルカリ性物質と処理剤との質量比を設置することによって、第１エッチング処理の方向及び速度を制御し、半導体基板１の厚さ方向に沿ったエッチングを減少させ、半導体基板１の長さ又は幅方向に沿ったエッチングを増加させることができることにより、Ｐ型導電領域２の縁に第１切り欠き領域５が形成され、第１切り欠き領域５内に第１側壁５１及び第２側壁５２を有し、第１側壁５１は第２側壁５２よりも半導体基板１から離れ、第１切り欠き領域５内に第１テクスチャ構造５０１が設けられる。

具体的な実施例において、アルカリ性物質と処理剤との質量比を制御することにより第１側壁５１及び第２側壁５２のサイズを制御する。前記の質量比がいくつかの例に過ぎなく、ニーズに応じて他の質量比であってもよいことは、理解されるべきである。

具体的な実施例において、アルカリ性物質と処理剤との質量比を制御することにより第１側壁５１と第２側壁５２内の第１テクスチャ構造５０１のサイズを制御し、第１側壁５１に第１サブテクスチャ構造ａ５０１１を有し、第２側壁５２に第１サブテクスチャ構造ｂ５０１２を有し、処理剤の添加量の増加につれて、第１サブテクスチャ構造ａ５０１１と第１サブテクスチャ構造ｂ５０１２のサイズが徐々に増加するが、第１サブテクスチャ構造ａ５０１１と第１サブテクスチャ構造ｂ５０１２のサイズが大きすぎると、第１側壁５１と第２側壁５２に設置された第１テクスチャ構造５０１の数が少なくなるため、本発明はアルカリ性物質と処理剤との質量比を（２～６）：１に制御し、第１側壁５１、第２側壁５２のサイズと第１側壁５１及び第２側壁５２における第１テクスチャ構造５０１とのバランスを取ることができ、Ｐ型導電領域２による太陽光の利用率を効果的に向上させる。

いくつかの実施形態では、第１エッチング処理の時間は、５００ｓ～１０００ｓであり、具体的には、５００ｓ、６００ｓ、７００ｓ、８００ｓ、９００ｓ又は１０００ｓであってもよい。上記の範囲で第１エッチング処理の時間を設置することによって、適切なサイズの第１側壁５１、第２側壁５２と第１側壁５１及び第２側壁５２上の第１テクスチャ構造５０１との形成に有利であり、電池裏面の太陽光の利用率の向上に有利である。

本発明の実施例は、第１エッチング処理のエッチング剤及びエッチング処理を制御することにより、第１切り欠き領域５内の第１側壁５１及び第２側壁５２が特定の構造を有し、第１側壁５１及び第２側壁５２に特定の形態の第１テクスチャ構造５０１を有するようにさせ、半導体基板１の裏面の入射光の利用率を減少させることができ、半導体基板１の表面の長波光の光吸収を増加させ、太陽電池による光の利用率を向上させるとともに、Ｐ型導電領域２と仕切り領域３との間の領域のパッシベーション効果に影響を与えることがなく、太陽電池の光電変換効率を向上させることができる。

Ｓ２０３：半導体基板１の後面に対して第２拡散処理を行い、第２前処理領域を得て、得られた構造は図１２に示すとおりである。

いくつかの実施形態では、第２拡散処理のドープ源はＮ型導電ドープ源を含み、具体的な実施例において、第２拡散処理のドープ源は例えばリン源であってもよく、第１拡散処理はリン源によりリン原子を拡散してリン拡散層（即ちＮ型導電領域４）を形成してもよく、リン源は例えばＰＯＣｌ_３などであってもよい。半導体基板１の表面に高い濃度のリンを有するため、通常、リンケイ酸ガラス層（ＰＳＧ）４１が形成され、このリンケイ酸ガラス層４１は金属ゲッタリング作用を有し、太陽電池の正常な動作に影響を与えるため、後に除去する必要がある。

本ステップにおいて、半導体基板１の後面に第２拡散処理を行うことにより、半導体基板１の後面において第１局所レーザ処理が行われていない領域に、半導体基板１の後面に、Ｐ型導電領域２、ホウケイ酸ガラス層２１、Ｎ型導電領域４及びリンケイ酸ガラス層４１が順次に設けられている。半導体基板１の後面において第１局所レーザ処理が行われた領域に、半導体基板の後面に、Ｎ型導電領域４及びリンケイ酸ガラス層４１が順次に設けられている。

いくつかの実施形態では、第２拡散処理は、高温拡散、スラリードーピング又はイオン注入のうちのいずれか一種又は複数種の方法を採用してもよい。

以下、高温拡散を例として第２拡散処理のプロセスを具体的に説明する。

第２拡散処理の温度は、７００℃～１０００℃であり、具体的には、７００℃、７５０℃、８００℃、８３０℃、８９０℃、９５０℃又は１０００℃であってもよい。

いくつかの実施形態では、第２拡散処理の時間は、１ｈ～３ｈであり、具体的には、１ｈ、１．５ｈ、２ｈ、２．５ｈ又は３ｈであってもよい。

いくつかの実施形態では、リンケイ酸ガラス層４１の厚さは、１００ｎｍ～２００ｎｍであり、具体的には、１００ｎｍ、１１０ｎｍ、１３０ｎｍ、１５０ｎｍ、１８０ｎｍ又は２００ｎｍであってもよい。

Ｓ２０４：第２前処理領域に対して第２局所レーザ処理及び第２エッチング処理を行うことで、第２前処理領域をＰ型導電領域２、仕切り領域３及びＮ型導電領域４に変換させ、仕切り領域３はＰ型導電領域２とＮ型導電領域４との間に位置し、且つ仕切り領域３とＰ型導電領域２との間に第１方向に沿って凹んだ第１切り欠き領域５を有し、第１切り欠き領域５内に第１テクスチャ構造５０１が設けられ、得られた構造は図１４に示すとおりである。

本ステップにおいて、第２局所レーザ処理の領域は、ステップ２０２において第１局所レーザ処理が行われた領域及び第１局所レーザ処理が行われていない一部の領域であり、第２局所レーザ処理により、第１局所レーザ処理が行われた領域におけるリンケイ酸ガラス層４１が除去され、第１局所レーザ処理が行われていない一部の領域におけるリンケイ酸ガラス層４１が除去され、得られた構造は図１３に示すとおりである。次に、第２エッチング処理を行って、第１局所レーザ処理が行われた領域のホウケイ酸ガラス層２１及びＮ型導電領域４をエッチングするとともに、第１局所レーザ処理が行われていない一部の領域のリンケイ酸ガラス層４１及び一部のＮ型導電領域４をエッチングすることで、半導体基板１の後面をＰ型導電領域２、仕切り領域３及びＮ型導電領域４とし、仕切り領域３をＰ型導電領域２とＮ型導電領域４との間に設けるとともに、Ｐ型導電領域２と仕切り領域３との間の第１切り欠き領域５を露出させる。

いくつかの実施形態では、第２局所レーザ処理のレーザパワーは、２０Ｗ～３０Ｗであり、具体的には、２０Ｗ、２２Ｗ、２５Ｗ、２８Ｗ又は３０Ｗであってもよい。

いくつかの実施形態では、第２局所レーザ処理のエッチング幅は、４００μｍ～７００μｍであり、具体的には、４００μｍ、４５０μｍ、５００μｍ、５５０μｍ、６００μｍ、６５０μｍ又は７００μｍであってもよい。第２局所レーザ処理のエッチング幅は、第１局所レーザ処理のエッチング幅よりも大きい。これは理解できることである。

いくつかの実施形態では、第２エッチング処理のエッチング剤はアルカリ溶液を含み、例示的に、アルカリ溶液は例えば水酸化ナトリウム溶液であってもよい。

いくつかの実施形態では、アルカリ溶液の濃度は０．５％～５％であり、具体的には、０．５％、１％、１．８％、２．５％、３．２％、３．５％、４％、４．５％又は５％であってもよい。

いくつかの実施形態では、第２エッチング処理の温度は、６０℃～８０℃であり、具体的には、６０℃、６３℃、６８℃、７３℃、７７℃又は８０℃であってもよい。

いくつかの実施形態では、第２エッチング処理の時間は３００ｓ～８００ｓであり、具体的には、３００ｓ、４００ｓ、５００ｓ、６００ｓ、７００ｓ又は８００ｓであってもよい。

本発明の実施例は、第１局所レーザ処理の後、特定のエッチング剤を用いて第１エッチング処理を行い、Ｐ型導電領域２の仕切り領域３に近い領域に特定の形態及び構造の第１切り欠き領域５を予め形成し、第１切り欠き領域５内に第１テクスチャ構造５０１を有することにより、半導体基板１の裏面の入射光の反射を減少させ、半導体基板１の表面の長波光の反射を増加させ、太陽電池による光の利用率を向上させるとともに、Ｐ型導電領域２と仕切り領域３との間の領域のパッシベーション効果に影響を与えることなく、太陽電池の光電変換効率を向上させることができる。

第２拡散処理の後に第２エッチング処理が行われるため、仕切り領域３とＮ型導電領域４との間の領域に第３切り欠き領域が形成され、第３切り欠き領域の形態は通常の形態、即ち「階段状」又は「スロープ状」であり、上記形態の切り欠き領域は太陽光を有効に利用できず、電池の光電変換効率を有効に向上させることができない。これは理解できることである。

ステップ３００：半導体基板１の前面に第１パッシベーション層６を形成する。

本発明の実施例は、半導体基板１の前面に第１パッシベーション層６を形成することにより、第１パッシベーション層６は、パッシベーション効果を利用して半導体基板１の表面の少数キャリア濃度を低減させ、電池表面のキャリア再結合を抑制することができ、それにより表面の再結合速度を低下させ、しかも、直列抵抗を低減させ、電子輸送能力を向上させることもできる。

いくつかの実施形態では、第１パッシベーション層６は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの単層酸化層又は多層構造を含んでもよいが、これらに限定されない。当然ながら、他のタイプのパッシベーション層を採用してもよく、本発明は、第１パッシベーション層６の具体的な材質について限定せず、上記第１パッシベーション層６は、半導体基板１に対して良好なパッシベーション及び反射減少効果を奏することができ、電池の変換効率の向上に寄与する。

いくつかの実施形態では、第１パッシベーション層６の厚さの範囲は、１０ｎｍ～１００ｎｍであり、具体的には、１０ｎｍ、２０ｎｍ、３０ｎｍ、４２ｎｍ、５０ｎｍ、６０ｎｍ、７０ｎｍ、８０ｎｍ、９０ｎｍ又は１００ｎｍなどであってもよく、当然のことながら、上記範囲内の他の値であってもよく、ここで限定されない。

いくつかの実施形態では、本発明の製造方法は、第１パッシベーション層６の表面に反射減少層を形成して、電池前面の光反射を低減させること、をさらに含む。

いくつかの実施形態では、反射減少層は、例えば、酸窒化シリコン層であってもよく、酸化アルミニウム／窒化シリコン積層構造であってもよく、本発明では限定されない。酸窒化シリコン層を例とすると、酸窒化シリコンの存在は、光の反射を効果的に減少させ、光透過率を向上させることができる。フィルムの厚さを制御することにより、その反射率を調整して所望の反射減少効果を達成することができる。また、酸窒化シリコンの原料であるＮＨ_４は、反応過程においてＨ原子を分解し、Ｈ原子が高温で半導体基板１内に浸透して表面のダングリングボンドと結合してパッシベーション作用を果たす。

いくつかの実施形態では、第１パッシベーション層６の厚さの範囲は、４０ｎｍ～１００ｎｍであり、具体的には、４０ｎｍ、５０ｎｍ、６０ｎｍ、７０ｎｍ、８０ｎｍ、９０ｎｍ又は１００ｎｍなどであってもよく、当然のことながら、上記範囲内の他の値であってもよく、ここで限定されない。

いくつかの実施形態では、プラズマ支援化学気相堆積法を用いて第１パッシベーション層６及び／又は反射減少層を堆積してもよく、当然のことながら、有機化学気相堆積法などの他の方法を用いてもよい。本発明の実施例において、第１パッシベーション層６の具体的な実施形態が限定されない。

ステップＳ４００：半導体基板１の後面に第２パッシベーション層７を形成し、第２パッシベーション層７がＰ型導電領域２、第１切り欠き領域５、仕切り領域３及びＮ型導電領域４を覆い、得られた構造は図１５に示すとおりである。

本ステップにおいて、図１５及び図４を参照すると、形成された第２パッシベーション層７がＰ型導電領域２と仕切り領域３との間の第１切り欠き領域５を覆うため、第２パッシベーション層７は第１切り欠き領域５に対応する第２切り欠き領域７０１を有し、第２切り欠き領域７０１は第３側壁７１と第４側壁７２とを含み、第３側壁７１と第４側壁７２との間に夾角を有する。いくつかの例では、夾角が鋭角であってもよい。いくつかの他の例では夾角が鈍角であってもよい。上記の範囲で夾角を設置することによって、第２パッシベーション層７が第１切り欠き領域５を完全に覆い、電池の裏面のパッシベーション効果を向上させることができる。第２パッシベーション層７の表面は滑らかな構造であり、第１サブテクスチャ構造の第１起伏谷５１２及び第２起伏谷５２２を充填することができる。これは理解できることである。

いくつかの実施形態では、第２パッシベーション層７は、窒化シリコン層、酸窒化シリコン層、酸化アルミニウム／窒化シリコン積層構造のうちのいずれか一種又は複数種の組み合わせを含む。当然のことながら、第２パッシベーション層７は他のタイプのパッシベーション層を採用してもよく、本発明は第２パッシベーション層７の具体的な材質を限定せず、例えば、他の実施例において、第２パッシベーション層７は二酸化シリコンと窒化シリコンの積層などであってもよい。上記第２パッシベーション層７は、シリコン基板に対して良好なパッシベーション効果を奏することができ、電池の変換効率の向上に寄与する。

いくつかの実施形態では、プラズマ支援化学気相堆積法を用いて第２パッシベーション層７を堆積してもよく、当然のことながら、有機化学気相堆積法などの他の方法を用いてもよい。

いくつかの実施形態では、第２パッシベーション層７の厚さの範囲は、１０ｎｍ～１００ｎｍであり、具体的には、１０ｎｍ、２０ｎｍ、３０ｎｍ、４２ｎｍ、５０ｎｍ、６０ｎｍ、７０ｎｍ、８０ｎｍ、９０ｎｍ又は１００ｎｍなどであってもよく、当然のことながら、上記範囲内の他の値であってもよく、ここで限定されない。

ステップＳ５００：第２パッシベーション層７の表面に第１電極８及び第２電極９を形成して、太陽電池１００を得て、太陽電池１００の構造模式図は図３に示すとおりである。

具体的には、本ステップにおいて、第２パッシベーション層７の表面に金属化処理を行うことにより、Ｐ型導電領域２及びＮ型導電領域４にそれぞれ対応する、第１電極８及び第２電極９を得る。スクリーン印刷法を採用して第１電極８及び第２電極９を製造し、焼結して、第１電極８が第２パッシベーション層７を貫通してＮ型導電領域４とともにオーミック接触を形成し、第２電極９が第２パッシベーション層７を貫通してＰ型導電領域２とともにオーミック接触を形成し、又は、第１電極８が第２パッシベーション層７を貫通してＰ型導電領域２とともにオーミック接触を形成し、第２電極９が第２パッシベーション層７を貫通してＮ型導電領域４とともにオーミック接触を形成する。当然のことながら、金属蒸着法及び電気メッキ法のうちの少なくとも一種を用いて電池の後面に第１電極８及び第２電極９を形成してもよい。

なお、本発明の実施例において、第１電極８及び第２電極９の具体的な材質が限定されない。例示的に、第１電極８がＰ型導電領域２とともにオーミック接触を形成し、第２電極９がＮ型導電領域４とともにオーミック接触を形成する場合、第１電極８は銀電極又は銀／アルミニウム電極であり、第２電極９は銀電極である。例えば、Ｎ型導電領域４に対応する第２パッシベーション層７の下面に銀ペーストを印刷し、Ｐ型導電領域２に対応する第２パッシベーション層７の下面に銀ペースト又は少量のアルミニウムがドープされた銀／アルミニウムペーストを印刷し、焼結してもよく、各ペーストを第２パッシベーション層７にファイアスルーさせることができ、形成された銀電極又は銀／アルミニウム電極がＰ型導電領域２とともにオーミック接触を形成し、形成された銀電極がＮ型導電領域４とともにオーミック接触を形成する。

なお、本発明では、特に断りのない限り、各処理ステップは、記載の順序で行ってもよいし、記載の順序と異なる順序で行ってもよい。本発明の実施例において、太陽電池を製造するためのステップの順序について限定せず、実際の生産プロセスに応じて調整してもよい。

本発明の太陽電池は、Ｎ型ＩＢＣ電池であってもよく、Ｐ型ＩＢＣ電池であってもよい。

第３態様として、本発明の実施例は、前述した太陽電池が電気的接続により形成された電池群を含む太陽光発電モジュール１０００を提供する。

具体的には、図１６を参照すると、太陽光発電モジュール１０００は、第１カバープレート２００、第１パッケージ接着剤層３００、太陽電池群、第２パッケージ接着剤層４００及び第２カバープレート５００を含む。

いくつかの実施形態では、太陽電池群は、導電バンドを介して接続された複数の前述した太陽電池１００を含み、太陽電池１００同士の接続方式は、部分的な積層であってもよく、繋ぎ合わせ（スプライス）であってもよい。

いくつかの実施形態では、第１カバープレート２００、第２カバープレート５００は、透明又は不透明のカバープレート、例えば、ガラスカバープレート、プラスチックカバープレートであってもよい。

第１パッケージ接着剤層３００の両側はそれぞれ第１カバー２００、電池群と接触して貼り合わせており、第２パッケージ接着剤層４００の両側はそれぞれ第２カバー５００、電池群と接触して貼り合わせている。上記した第１パッケージ接着剤層３００、第２パッケージ接着剤層４００はそれぞれ、エチレン－酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）接着フィルム、ポリエチレン－オクテン共重合体（ＰＯＥ）接着フィルム、又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）接着フィルムであってもよい。

太陽光発電モジュール１０００は、ラミネートの過程において太陽光発電モジュール１０００にラミネートずれが発生する現象を防止するために、側面完全包囲式封止を採用してもよく、即ち、封止テープを採用して太陽光発電モジュール１０００の側面を完全に被覆して封止する。

太陽光発電モジュール１０００は、縁封止部材をさらに含み、当該縁封止部材は、太陽光発電モジュール１０００の一部の縁に固定されて封止される。当該縁封止部材は、太陽光発電モジュール１０００におけるコーナーに近い縁に固定されて封止されてもよい。当該縁封止部材は、耐高温テープであってもよい。当該耐高温テープは、比較的に優れた耐高温特性を有し、ラミネートの過程において分解したり脱落したりすることがなく、太陽光発電モジュール１０００を確実に封止することを確保することができる。耐高温テープの両端は、それぞれ第２カバープレート５００及び第１カバープレート２００に固定される。当該耐高温テープの両端は、それぞれ第２カバープレート５００及び第１カバープレート２００に接着されてもよく、その中央部は、太陽光発電モジュール１０００の側辺に対する位置規制を実現して、ラミネートの過程において太陽光発電モジュール１０００にラミネートずれが発生することを防止することができる。

上記は、本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明を限定するものではなく、当業者にとって、本発明は、様々な変更及び変化が可能である。本発明の精神と原則内で行われるいかなる修正、均等置換、改良などは、いずれも本発明の保護範囲内に含まれるべきである。

１０００…太陽光発電モジュール、
１００…太陽電池、
２００…第１カバープレート、
３００…第１パッケージ接着剤層、
４００…第２パッケージ接着剤層、
５００…第２カバープレート、
１０…ｐ＋ドープ層、
２０…ｎ＋ドープ層、
３０…ギャップ領域、
１…半導体基板、
２…Ｐ型導電領域、
２１…ホウケイ酸ガラス層、
３…仕切り領域、
３１…第２テクスチャ構造、
４…Ｎ型導電領域、
４１…リンケイ酸ガラス層、
５…第１切り欠き領域、
５０１…第１テクスチャ構造、
５０１１…第１サブテクスチャ構造ａ、
５０１２…第１サブテクスチャ構造ｂ、
５１…第１側壁、
５１１…第１起伏山、
５１２…第１起伏谷、
５２…第２側壁、
５２１…第２起伏山、
５２２…第２起伏谷、
６…第１パッシベーション層、
７…第２パッシベーション層、
７０１…第２切り欠き領域、
７１…第３側壁、
７２…第４側壁、
８…第１電極、
９…第２電極。

Claims (19)

1. 太陽電池であって、
   前記太陽電池は、半導体基板と、第１パッシベーション層と、第２パッシベーション層と、第１電極と、第２電極とを含み、
   前記半導体基板は、対向して設けられた前面及び後面を含み、
   前記半導体基板の後面には、交互に配列されたＰ型導電領域とＮ型導電領域が設けられ、前記Ｐ型導電領域と前記Ｎ型導電領域との間には仕切り領域が設けられ、前記Ｐ型導電領域と前記仕切り領域との間には第１方向に沿って凹んだ第１切り欠き領域を有し、前記第１切り欠き領域内には第１テクスチャ構造が設けられ、前記第１方向は前記仕切り領域から前記Ｐ型導電領域に向かう方向に平行であり、前記仕切り領域内には第２テクスチャ構造が設けられ、前記第２テクスチャ構造の形態と前記第１テクスチャ構造の形態とは異なり、
   前記第１パッシベーション層は、前記半導体基板の前面に位置し、
   前記第２パッシベーション層は、前記半導体基板の後面に位置し、前記Ｐ型導電領域、第１切り欠き領域、仕切り領域及びＮ型導電領域を覆い、
   前記第１電極は、前記第２パッシベーション層を貫通して前記Ｐ型導電領域とともにオーミック接触を形成し、
   前記第２電極は、前記第２パッシベーション層を貫通して前記Ｎ型導電領域とともにオーミック接触を形成する、ことを特徴とする太陽電池。
2. 前記第１切り欠き領域は、第１側壁と第２側壁とを有し、前記第１側壁は、前記第２側壁よりも前記半導体基板から離れ、前記第１側壁と第２側壁との間には夾角を有し、前記夾角は非直角である、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
3. 前記夾角は鋭角である、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側壁の長さをＬ１とし、前記第２側壁の長さをＬ２とすると、Ｌ１：Ｌ２＝１：（１～５）である、ことを特徴とする請求項２に記載の太陽電池。
5. 前記第１テクスチャ構造は、前記第１側壁に設けられた複数の第１サブテクスチャ構造ａと、前記第２側壁に設けられた複数の第１サブテクスチャ構造ｂとを含み、前記第１サブテクスチャ構造ａは、前記第１側壁が位置する表面から突起し、前記第１サブテクスチャ構造ｂは、前記第２側壁が位置する表面から突起する、ことを特徴とする請求項２に記載の太陽電池。
6. 前記第１サブテクスチャ構造ａのサイズは、前記第１サブテクスチャ構造ｂのサイズ以下である、ことを特徴とする請求項５に記載の太陽電池。
7. 前記第１サブテクスチャ構造ａの高さは１μｍ～３μｍであり、及び／又は、前記第１サブテクスチャ構造ｂの高さは１μｍ～３μｍである、ことを特徴とする請求項５に記載の太陽電池。
8. 前記第１側壁における前記第１サブテクスチャ構造ａの総表面積と前記第１側壁が位置する表面の面積との比は（１．２～２）：１である、ことを特徴とする請求項５に記載の太陽電池。
9. 前記第２側壁における前記第１サブテクスチャ構造ｂの総表面積と前記第２側壁が位置する表面の面積との比は（１．３～２）：１である、ことを特徴とする請求項５に記載の太陽電池。
10. 前記第１サブテクスチャ構造ａ及び／又は第１サブテクスチャ構造ｂの形態は、角柱状、角錐状及び筆状のうちの少なくとも一種を含む、ことを特徴とする請求項５に記載の太陽電池。
11. 前記第１サブテクスチャ構造ａは前記第１側壁に複数の第１起伏部を有し、前記第１起伏部は第１起伏山と第１起伏谷とを含み、前記第１サブテクスチャ構造ｂは前記第２側壁に複数の第２起伏部を有し、前記第２起伏部は第２起伏山と第２起伏谷とを含み、
    少なくとも一部の前記第１サブテクスチャ構造ａは、前記第２起伏谷内に位置し、少なくとも一部の前記第１サブテクスチャ構造ｂは、前記第１起伏谷内に位置する、ことを特徴とする請求項５に記載の太陽電池。
12. 前記半導体基板が位置する平面における前記第１側壁の投影の長さは１μｍ～４μｍであり、及び／又は、前記半導体基板が位置する平面における前記第２側壁の投影の長さは４μｍ～６μｍである、ことを特徴とする請求項２に記載の太陽電池。
13. 前記半導体基板の後面における前記第１切り欠き領域の分布割合は０．５％～１．５％である、ことを特徴とする請求項２に記載の太陽電池。
14. 前記第２パッシベーション層は、前記第１方向に沿って凹んだ第２切り欠き領域を有し、前記第２切り欠き領域は、前記第１切り欠き領域の位置に対応し、前記第２切り欠き領域は、第３側壁と第４側壁とを有し、前記第３側壁は、前記第４側壁よりも前記半導体基板から離れ、前記第３側壁と第４側壁との間の夾角は非直角である、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
15. 前記第１パッシベーション層の厚さは、１０ｎｍ～１００ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
16. 前記半導体基板の前面から離れる前記第１パッシベーション層の表面に形成された反射減少層をさらに含んでおり、前記反射減少層の厚さは４０ｎｍ～１００ｎｍである、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
17. 前記第２パッシベーション層の厚さは、１０ｎｍ～１００ｎｍである、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
18. 太陽電池の製造方法であって、
    対向して設けられた前面及び後面を含む半導体基板を提供するステップと、
    前記半導体基板の後面に、Ｐ型導電領域、仕切り領域及びＮ型導電領域を形成するステップであって、前記仕切り領域が前記Ｐ型導電領域とＮ型導電領域との間に位置し、前記Ｐ型導電領域と前記仕切り領域との間に第１方向に沿って凹んだ第１切り欠き領域を有し、前記第１切り欠き領域内に第１テクスチャ構造が設けられ、前記第１方向が前記仕切り領域から前記Ｐ型導電領域に向かう方向に平行であり、前記仕切り領域内に第２テクスチャ構造が設けられ、前記第２テクスチャ構造の形態と前記第１テクスチャ構造の形態とが異なるステップと、
    前記半導体基板の前面に第１パッシベーション層を形成するステップと、
    前記半導体基板の後面に、前記Ｐ型導電領域、第１切り欠き領域、仕切り領域及びＮ型導電領域を覆う第２パッシベーション層を形成するステップと、
    前記第２パッシベーション層の表面に第１電極及び第２電極を形成するステップと、を含む、ことを特徴とする太陽電池の製造方法。
19. 前記第１切り欠き領域を製造する方法は、
    前記半導体基板の後面に対して第１拡散処理を行って第１前処理領域を得るステップであって、前記第１拡散処理のドープ源がＰ型導電ドープ源を含むステップと、
    前記第１前処理領域に対して第１局所レーザ処理及び第１エッチング処理を行うステップであって、前記第１エッチング処理のエッチング剤がアルカリ性物質及び処理剤を含み、前記処理剤がテクスチャリング添加剤及びアルカリ研磨添加剤のうちの少なくとも一種を含み、前記アルカリ性物質と前記処理剤との質量比が（２～６）：１であるステップと、
    前記半導体基板の後面に対して第２拡散処理を行って第２前処理領域を得るステップであって、前記第２拡散処理のドープ源がＮ型導電ドープ源を含むステップと、
    前記第２前処理領域に対して第２局所レーザ処理及び第２エッチング処理を行うステップと、を含む、ことを特徴とする請求項１８に記載の製造方法。