TW202232779A - 太陽能電池 - Google Patents

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舒韻 張
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Abstract

一種太陽能電池，其包含矽基板和配置在矽基板之表面上的層狀結構，層狀結構包含：第一層，其包含配置在非晶形基質裡之百分比的結晶材料，第一層配置在矽基板的表面上；第二層，其包含配置在非晶形基質裡之百分比的結晶材料，第二層插置在第一層和矽基板的表面之間；其中第一層中之結晶材料的百分比大於第二層中之結晶材料的百分比。

Description

太陽能電池
本揭示關於太陽能電池及其形成方法。
從陽光提供電能的太陽能模組包含太陽能∕光伏電池的陣列，其各包含配置在一或更多個正面和背面電極之間的多層半導體結構。
基板典型與發射層形成p-n接面(亦即基板和發射層中的一者是n型材料，而另一者是p型材料)，其回應於入射在太陽能電池上的光而利於產生電流。
太陽能電池也可以包括累積層，其配置在基板之相反於發射層的部分上。累積層形成高度摻雜層，其配置成從基板汲取電荷載子。累積層可能不是正面場(front surface field，FSF)就是背面場(back surface field，BSF)層，此視它配置在基板的正面或背面而定。舉例而言，若累積層配置在基板的背面上(亦即界定BSF)，則發射層配置在基板的正面上以界定正面接面太陽能電池。
據此，發射層和累積層中的一者電連接至正面電極，並且發射器和累積層中的另一者連接至背面電極。發射層和累積層典型是由非晶形矽(a-Si)所形成，而基板是由結晶矽(c-Si)所形成，如此以界定異質接面科技(heterojunction technology，HJT)太陽能電池。
為了使此種太陽能電池的效率最大化，重要的是使可以形成在多層結構的不同層之間介面的表面缺陷的數目最小化。這是因為表面缺陷可以有害於太陽能電池的運作。舉例而言，電荷載子在位置靠近p-n接面的缺陷處重組，而不是由電極所收集。電荷載子的重組是太陽能電池之光伏轉換效率減少的某一主要原因。
可以減少表面缺陷之負面效應的一種方式是鈍化太陽能電池裡所形成的介面。典型而言，達成這點是在基板與發射層和累積層各者之間形成本質(亦即未摻雜的)半導體材料層。存在此本質層則減少電荷載子在基板的表面重組，並且藉此改善太陽能電池的效能。
存在本質層雖然有利，但也導致在太陽能電池裡(譬如在本質層和覆蓋的發射層之間)形成進一步介面，這提供另一處供雜質累積，藉此增加電荷載子重組。若本質層太厚，它也可以抑制電荷載子傳輸朝向電極而增加太陽能電池的電阻率。
附帶而言，本質的和摻雜的半導體層之間的介面可以導致導電率有突然改變和∕或能帶間隙的變化。在介面彎曲的所得能帶可以導致高密度的介面狀態，其為電荷載子重組的另一來源。
據此，有需要減少在此種太陽能電池裡所盛行的電荷載子重組，同時也需要改善電荷載子傳輸性質。
根據第一方面提供的是太陽能電池，其包含基板(譬如矽基板)和配置在基板表面上的層狀結構，層狀結構包含； 第一層，其包含配置在非晶形基質裡之百分比的結晶材料，第一層配置在基板表面上； 第二層，其包含配置在非晶形基質裡之百分比的結晶材料，第二層插置在第一層和基板表面之間； 其中第一層中之結晶材料的百分比大於第二層中之結晶材料的百分比。
第一層中含括較高濃度的結晶材料則減少離開基板之層狀結構的電阻率。如此，則可能減少層狀結構和太陽能電池的電極之間的接觸電阻率，藉此增加太陽能電池的填充因素。相對而言，第二層中較高濃度的非晶形材料則導致朝向基板之表面的光吸收增加，藉此增加短路電流(Isc)且因此增加太陽能電池的效能。
現在將列出可選擇的特徵。這些特徵可單獨地或與任何方面做任何組合地來應用。
將了解當例如層、膜、區域或基板的元件被稱為「在…上」(on)、「相鄰於」(adjacent)或「相反於」(opposite)另一元件時，它可以「直接在…上」(directly on)、「直接相鄰於」(directly adjacent)或「直接相反於」(directly opposite)該進一步元件；替代選擇而言，可能存在一或更多個中介元件。相對來看，當元件被稱為「直接在…上」、「直接相鄰於」或「直接相反於」另一元件時，沒有存在中介元件。
第一層可能直接配置在第二層上。以此方式，則結晶材料的濃度在第一和第二層之間的介面可能有界定的階段改變。如此，則可能沒有實質非晶形層配置在第一和第二層之間。
層狀結構可能在此界定成具有第一和第二層，然而將體會層狀結構也可能於特定的具體態樣中包含二或更多層，譬如複數層。要了解層狀結構的層可能是離散層，而在相鄰層之間的結晶材料百分比則有界定的階段改變。如此，則清楚邊界可能出現在這些離散層之間，其中每個邊界是由結晶材料百分比的階段改變所界定。
諸層可能建構成使得層狀結構的至少一或每一層當跨越其(多個)深度來測量時可能具有實質分級的結構組成。以此方式，則至少一或每一層的結構組成可能變化成使得當移動離開基板時結晶材料的濃度增加逐漸。諸層可能建構成使得在第一層之任何深度的結晶度百分比將大於在第二層之任何深度的結晶度百分比，如此以提供跨越層狀結構深度之結晶度百分比的相對改變。
附帶而言，要了解層狀結構的層可能包含複數層，每層具有連續分級的結構，使得跨越層狀結構而沒有結晶材料百分比之界定的階段改變。如此，則清楚邊界(如上所述)可能不在連續分級層之間出現，結晶材料的百分比反而可能穿越層狀結構的厚度而逐漸變化。再者，也要了解於某些具體態樣，層狀結構的一或更多層可能是離散層，並且同一層狀結構的一或更多個其他層可能是連續分級層。
將了解結晶材料界定成在至少一方向上展現長距規則的材料。據此，此種結晶材料是由配置於單位胞格中的原子所組成，該單位胞格在大距離上重複，譬如組成的原子展現平移週期性。
相對來看，非晶形材料的特徵在於具有短距規則，其中因為不允許形成規律排列的因素，所以組成的原子在不規則的隨機空間位置鍵結。
單晶材料界定為僅由具有單一連續晶格(譬如無內部晶界)的結晶材料所構成的材料。據此，此種單晶材料僅由實質無出現非晶形材料的結晶材料所構成。多晶材料(已知為多晶體材料)是由複數個晶體或晶粒所組成。每個晶體展現出在界定晶體結構的單位胞格中之原子的長距規律性。據此，此種多晶材料(和多晶體材料)僅由實質無出現非晶形材料的結晶材料所構成。單晶和多晶材料都在實質上所有方向上展現長距規律性。
基板可能是由結晶矽(c-Si)所組成。結晶矽基板可能包含連續的晶體結構，譬如單晶矽。替代選擇而言，基板可能包含連續晶體結構的一或更多個晶粒，譬如多晶(或多晶體)矽。
關於層狀結構的第一和第二層，將了解這些層之每一者裡的結晶材料界定成具有似結晶結構，其在晶體結構上展現短和∕或中距規律程度，但在至少一方向上缺乏長距規律性。據此，層狀結構之第一和第二層中的每一者至少部分包含非晶形材料，其中配置或嵌埋了結晶材料。此與僅由結晶材料所構成的單晶或多晶材料形成對照。
第一和第二層之每一者裡的材料可能建構成包括配置或嵌埋在非晶形基質裡的一或更多個結晶區域。舉例而言，結晶材料可能是或包括一或更多個離散晶粒，其配置在非晶形材料的基質裡。每個結晶區域可能在其晶體結構上展現長距規律程度。鑒於以上，將體會第一和第二層(連同下述的第三層)中的每一者可能建構成使得它們不是由單晶和∕或多晶(已知為多晶體)材料所形成。
第一和第二層可能各建構有寬度、長度、深度。每個此種層可能建構成使得其寬度和長度都實質大於其深度。該層的寬度和長度可能是在對齊於基板表面之平面的垂直方向上來測量，並且深度可能是在垂直於基板表面之平面的方向上來測量。結晶材料(譬如複數個結晶區域)可能跨越諸層深度而平均地分散。
結晶區域或晶粒可能建構成使得它們實質上都具有在奈米等級的尺寸(亦即實質上所有結晶區域都具有測量為小於1000奈米的至少一尺度)。如此，則第一、第二、第三層中的至少一或每一者可能是由奈米結晶材料所形成。於示例性具體態樣，實質上所有的結晶區域或晶粒可能都建構成使得至少一尺度是近似小於15奈米，替代選擇而言近似小於10奈米。
根據範例性配置，實質上所有的結晶區域或晶粒可能都建構成使得至少一尺度可能是近似小於5奈米。根據進一步範例性配置，實質上所有的複數個結晶區域或晶粒可能都建構成使得最大尺度小於5奈米。根據進一步範例性配置，實質上所有的結晶區域或晶粒可能都建構成使得其實質上所有尺度都測量為近似小於5奈米。
如上所述，第一層建構有比第二層大之結晶材料的百分比或濃度。將體會每一層裡之結晶材料的濃度可能界定成個別層的質量或體積分率。
根據示例性具體態樣，第一層中之結晶材料的百分比可能是在75%和100%之間，替代選擇而言為70%至100%。於一具體態樣，第一層中之結晶材料的百分比可能是恆定值。於另一具體態樣，第一層中之結晶材料的百分比可能有所變化，其中百分比結晶度在離開基板的方向上增加。
第二層中之結晶材料的百分比可能是在50%和75%之間，替代選擇而言在50%和70%之間。於一具體態樣，第二層中之結晶材料的百分比可能是恆定值。於另一具體態樣，第二層中之結晶材料的百分比可能有所變化，其中百分比結晶度在離開基板的方向上增加。
於範例性具體態樣，第一層可能具有在75%和100%之間變化的結晶材料百分比，並且第二層具有在50%和75%之間變化的結晶材料百分比，其中第一和第二層中的百分比結晶度在移動離開基板的方向上都增加。根據此配置，第一和第二層的結晶度百分比跨越諸層之間的介面而有所分級，使得層狀結構的結晶度跨越其深度而做連續的分級。
層狀結構可能包含第三層，其包含配置在非晶形基質裡之百分比的結晶材料。第三層可能插置在第二層和基板的表面之間。層狀結構可能進一步包含鈍化層，其可能插置在第三層和基板的表面之間。以此方式，則第三層可能直接插置在第二層和鈍化層之間。
鈍化層可能是由非晶形材料所形成，其可能建構成鈍化上面配置了層狀結構的基板表面。根據示例性具體態樣，鈍化層可能僅由非晶形材料所形成。
層狀結構的第三層可能以類似於第一和第二層的方式來建構。如此，則第三層裡的結晶材料可能界定成具有似結晶結構，其在晶體結構上展現短和∕或中距規律程度，但在至少一方向上缺乏長距規律性。第三層可能至少部分包含非晶形材料，當中則配置或嵌埋了結晶材料，使得它不構成單晶或多晶材料。再者，第三層裡的材料可能建構成包括配置或嵌埋在非晶形基質裡的一或更多個結晶區域，如前面段落所述。
第三層中之結晶材料的百分比可能小於或實質相同於第二層中之結晶材料的百分比。藉由建構第三層而有較小的結晶材料百分比，則它增加該層中所出現之非晶形材料的相對比例，這意謂可以減少鈍化層的厚度而同時維持基板表面的鈍化。減少鈍化層的厚度可以進一步減少層狀結構的電阻率，並且藉此增加太陽能電池的填充因素。第三層中存在更多的非晶形材料也增加靠近基板的光子吸收，藉此增加太陽能電池的效能。藉由提供第三層具有低於第二層的結晶材料百分比，則此生成結晶度的逐漸改變(例如穿過層狀結構)，這減少相鄰層之間的電阻率差異，否則這可能限制電荷載子的流動(例如從太陽能電池的基板到電極)。
根據範例性配置，第一和第二層中的至少一者可能建構有跨越其(多個)深度的組成梯度。第三層可能跨越其深度而在組成上分級，從在對鈍化層之介面的實質非晶形到在對第二層之介面的至少部分結晶。第二層可能跨越其深度而在組成上分級，從在對第三層之介面的較低結晶度到在對第一層之介面的較高結晶度。第一層可能跨越其深度而在組成上分級，從在對第二層之介面的較低結晶度到在對電極之介面的較高結晶度。
根據範例性配置，太陽能電池可能包含電極，其配置在層狀結構的相反於與基板形成介面之表面的表面上(譬如使得層狀結構可能插置在基板和電極之間)。透明導電氧化物(transparent conductive oxide，TCO)可能插置在電極和層狀結構之間，使得它定位成直接接觸第一層。透明導電氧化物和電極可能各建構成從層狀結構(尤其是第一層)汲取電荷載子。在此狀況，藉由建構第一層而有較大濃度的結晶材料，則它與透明導電氧化物層生成較好的電(譬如歐姆)接觸以增加來自層狀結構的電荷載子汲取，並且藉此增加太陽能電池的填充因素。
層狀結構的每一層可能是由具有規定化學組成的材料所形成。每一層可能沉積(或譬如擴散或植入)至基板上。非晶形基質材料可能是由相同的材料所形成，譬如具有相同於(多個)結晶材料區域之化學組成的材料。替代選擇而言，(多個)結晶材料區域可能是由不同於非晶形基質材料的材料所形成。
第一層可能是由第一材料所形成，其包含矽、次氧化矽(SiOx)和碳化矽(SiC)中的至少一者。第二層可能是由第二材料所形成，其包含矽、次氧化矽(SiOx)和碳化矽(SiC)中的至少一者。第三層可能是由第三材料所形成，其包含矽、次氧化矽(SiOx)和碳化矽(SiC)中的至少一者。於上述每一層，矽、次氧化矽(SiOx)和碳化矽(SiC)可能以非晶形和結晶形式出現。
將體會次氧化矽界定某一類的氧化矽，其中電正性元素(亦即矽)相對於正常氧化物(譬如SiO 2)而過多。次氧化矽可以在相對低的溫度(譬如小於300℃)的氣相沉積處理而沉積，這避免對底下的非晶形矽有任何損傷。
相較於純粹由矽所形成的等同層，使用次氧化矽和∕或碳化矽增加了該層的導電率和透明度。
鈍化層可能是由非晶形矽(a-Si)所形成。替代選擇而言，鈍化層可能是由非晶形次氧化矽(SiOx)和非晶形碳化矽(SiC)中的至少一者所形成。
根據範例性配置，層狀結構可能配置在基板於使用時來自輻射源(譬如太陽)之光入射在上面的表面上(譬如基板的正面，其建構成當太陽能電池在使用時面對輻射源)。在此情形，第一、第二、第三層、鈍化層的每一者可能是由次氧化矽(SiOx)和碳化矽(SiC)中的至少一者所形成。注意基板的背面要理解為相反於基板的正面，並且在使用時入射光打到前表面之後才打到後表面。
相較於由矽所形成的等同結構，含括的次氧化矽和∕或碳化矽有助於增加層狀結構的透明度。吸收度的差異可以歸因於這些材料的不同能帶間隙。再者，藉由減少第一層的光吸收，則SiOx∕SiC也增加短路電流(Isc)以及因此增加太陽能電池的效能。此效應至少部分歸因於能夠通過在基板正面之層狀結構而不被吸收的光子數目增加。這些未吸收的光子更可能抵達基板，在此它們可以有助於太陽能電池所產生之生光電荷載子的數目。
根據範例性配置，層狀結構配置在基板之光不直接入射在上面的表面上(譬如基板的背面)。在此情形，第一層中所含括的次氧化矽和∕或碳化矽可能特別有利，因為它相較於由非晶形矽所形成的等同層而增加該層的導電率。
第一和第二層中的次氧化矽和∕或碳化矽材料增加在層狀結構和太陽能電池的對應電極之間的電荷載子傳輸性質。尤其，次氧化矽和∕或碳化矽使能帶在第一層和電極之間的介面彎曲以增加電荷載子在其間穿隧。
第三層可能是由矽(Si)所形成。矽可能以非晶形和結晶二種形式存在。鈍化層可能是由非晶形矽所形成。相較於次氧化矽和∕或碳化矽，第三層中的矽增加基板的鈍化。矽也可以有利地增加靠近基板的光子吸收，這增加太陽能電池所產生之光生電荷載子的數目。
從前面將了解基板和層狀結構都可能是由一或更多種半導體材料所形成。每種半導體材料可能建構有導電率類型，其是由所含括的摻雜原子來決定。以此方式，則個別半導體材料的每一者可能摻雜了具有已決定電荷的原子，以增加摻雜之整體材料裡的多餘電荷載子。
據此，層狀結構的至少一層可能建構有導電率類型，其由所含括的摻雜原子來決定。第一層可能包含摻雜原子的第一濃度。第二層可能包含摻雜原子的第二濃度，其小於第一層之摻雜原子的第一濃度。第三層可能包含第三摻雜原子的濃度，其小於第二層中之摻雜原子的第二濃度。
當跨越深度來測量時，層狀結構可能建構成使得它包含摻雜物濃度的二或更多個階段改變。第一摻雜物濃度階段改變發生在第三和第二層之間，而同時第二摻雜物濃度階段改變實現在第二和第三層之間的介面。第三層中之相對低的摻雜物濃度有助於增加基板表面的鈍化，而同時摻雜物濃度之依序且逐漸的改變生成跨越層狀結構的電阻率逐漸降低，藉此增加太陽能電池的填充因素。
於範例性配置，第一層可能電連接至太陽能電池的電極，則第一層的較大摻雜物濃度(相對於第二和第三層)導致在第一層裡和∕或穿過第一層的電荷載子傳輸增加。此則導致改善了層狀結構和電極之間的電連接。
於具體態樣，層狀結構可能包含複數層，其建構成使得當跨越其深度來測量時層狀結構包含實質分級的結構組成。在此例子，層狀結構的摻雜物濃度可能移動離開基板而逐漸增加。
將了解摻雜原子的離子化狀態可能決定摻雜之半導體材料的導電率類型。舉例而言，半導體材料可能被正或負摻雜，如此以分別展現正導電率類型(p型)或負導電率(n型)。具有決定之導電率類型(譬如p型或n型)的任一層可能建構成生成靜電驅動力，其將光生電荷載子(譬如電子和電洞)驅動朝向該層。舉例而言，p型材料將吸引電子且排斥電洞，並且n型材料將吸引電洞且排斥電子。在某些情形，半導體材料可能不摻雜(例如具有本質的鈍化層)。
基板可能建構有第一導電率類型(舉例而言為n型)，並且層狀結構可能建構有相反於第一導電率類型的第二導電率類型(舉例而言為p型)，因此連同基板而形成p-n接面。根據此種配置，層狀結構可能界定太陽能電池的發射器。
在p-n接面的p型和n型材料之間所形成的介面分別使多餘的電子和電洞擴散至n型和p型材料。此電荷載子的相對移動導致在p-n接面形成空乏區域(譬如空間電荷區域)。一旦達到熱平衡條件，則跨越空乏區域而形成內建的電位差。
在太陽能電池的運作期間，光入射在基板上所產生的複數個電子電洞對被源自p-n接面之內建電位差所生成的電場分開成電子和電洞。然後，分開的電子移動(譬如穿隧)至n型半導體，並且分開的電洞移動至p型半導體。因此，當基板是n型且發射器是p型時，分開的電洞和電子分別移動至發射器和基板。據此，電子變成基板中的主要載子，並且電洞變成發射器中的主要載子。
根據範例性配置，基板可能是由n型單晶矽晶圓所形成，其相較於p型單晶矽晶圓而展現較長壽命的特徵。層狀結構的至少一層可能包含非單晶材料(譬如非晶形或奈米結晶)，其至少部分摻雜以致為p型。此種配置可能有助於形成異質接面科技(HJT)型太陽能電池，它如此定義是因為它組合二種不同的材料以在p-n接面生成電荷分離場。鈍化層可能建構成無導電率類型，使得它形成發射器和基板之間的本質層。
當半導體材料是n型時，它可能建構成含有V族元素的雜質，例如磷(P)、砷(As)、銻(Sb)。當半導體材料是p型時，它可能含有III族元素的雜質，例如硼(B)、鎵(Ga)、銦(In)。
替代選擇而言，發射器可能是n型且基板可能是p型，如此以在其間形成p-n接面。在此例子，在太陽能電池組件的運作期間，分開的電洞和電子分別移動至基板和發射器。
根據替代選擇的範例性配置，層狀結構可能建構有第一導電率類型(譬如n型)，其相同於基板。如此，則層狀結構可能界定太陽能電池的累積器，其建構成有選擇地從基板篩選或汲取電荷載子。於具體態樣，基板可能是由n型單晶矽晶圓所形成，並且層狀結構的每一層可能包含非單晶材料，其至少部分摻雜如此以為n型。鈍化層可能建構為無導電率類型，使得它形成累積器和基板之間的本質層。
如同建構有決定的導電率類型，層狀結構的至少一層或每一層可能還建構有不同的摻雜物濃度。第一層可能建構有摻雜原子的第一濃度，其大於第二和∕或第三層。第二層可能建構有摻雜原子的第二濃度，其小於第一層且大於第三層。第三層可能建構有摻雜原子的第三濃度，其小於第一和∕或第二濃度。以此方式，則第一層界定層狀結構的重度摻雜層(p++、n++)，第二層界定層狀結構的中度摻雜層(p+、n+)，並且第三層界定層狀結構的輕度摻雜層(p、n)。
如上所述，每個摻雜層可能建構成生成靜電驅動力，其將光生電荷載子(譬如電子和電洞)驅動朝向個別層。重度摻雜層的摻雜濃度增加生成了較強的靜電力，導致增加電荷傳輸移動離開基板。舉例而言，相較於分別由中度和輕度摻雜p型材料(亦即p+和p)所形成的第二和第三層，由重度摻雜p型材料(亦即p++)所形成的第一層可能建構成對太陽能電池裡的光生電荷載子施加較大的吸引力。
第一、第二、第三層中之至少一或每一者的摻雜物濃度可能高達10%、選擇而言高達5%、選擇而言高達2%、且選擇而言高達1%。
於具體態樣，第一和第二層可能包含小於9奈米的組合深度。第一和第二層的組合深度可能至少1奈米。第一層的深度可能是2奈米。第二層的深度可能是7奈米。第三層可能包含小於5奈米的深度。第三層的深度可能小於4奈米。第三層的深度可能是至少1奈米。第三層的深度可能是2奈米。
根據示例性具體態樣，層狀結構包括第一、第二、第三層，其各包含配置在非晶形基質裡之逐漸較低百分比的結晶材料。將體會層狀結構可能建構有插置在第三層和基板之間的一或更多個額外層，譬如第四、第五和∕或第六層，每一者具有逐漸較低或實質相等的結晶材料百分比。再者，每個額外層可能建構有逐漸較低或相等的摻雜物濃度。
當太陽能電池在使用時，基板的表面可能界定來自輻射源的光首先入射在上面的表面(亦即光在打到基板的相反表面之前先打到此表面)。如此，則該表面可能界定基板的正面(亦即最前面)。根據替代選擇性配置，該表面可能建構成使得當太陽能電池在使用時它不直接暴露於來自輻射源的入射光(亦即光在打到基板的相反表面之後才打到此表面)。據此，該表面可能界定基板的背面(亦即最後面)。太陽能電池可能建構成致使正面暴露於入射光且背面暴露於反射光。
根據範例性配置，層狀結構可能界定配置在基板之正面上的正面層狀結構，使得第一和第二層分別界定第一和第二正面層。太陽能電池可能進一步包含背面層狀結構，其配置在基板之相反於正面的背面上。
背面層狀結構可能包含第一和第二背面層，其各包含配置在非晶形基質裡之百分比的結晶材料。第二背面層可能插置在第一背面層和基板的背面之間。第一背面層中之結晶材料的百分比可能大於第二背面層中之結晶材料的百分比。
背面層狀結構可能以相同於正面層狀結構的方式來建構，如前面任一段落所界定。舉例而言，背面層狀結構的每一層可能是由具有規定化學組成的材料所形成。第一和∕或第二背面層的每一者可能沉積(或譬如擴散或植入)至基板上。第一和∕或第二背面層可能至少部分或實質是由次氧化矽和碳化矽中的至少一者所形成。
背面層狀結構可能包含第三背面層和鈍化層。第三背面層可能插置在基板的背面與第一和第二背面層之間。鈍化層可能插置在第三背面層和基板的背面之間。
背面鈍化層可能是由非晶形矽(a-Si)所形成，其可能建構成鈍化基板的背面。第三層可能至少部分或實質是由配置在非晶形基質裡之濃度的結晶材料所形成。第三背面層中之結晶材料的百分比可能小於第二和∕或第一層中之結晶材料的百分比。第三背面層可能是由矽所形成。
根據示例性具體態樣，正面層狀結構中的每一層可能是由次氧化矽(SiOx)和碳化矽(SiC)中的至少一者所形成。諸層各包含次氧化矽(SiOx)和∕或碳化矽(SiC)的結晶區域，其配置在次氧化矽(SiOx)和∕或碳化矽(SiC)的非晶形基質中，並且正面鈍化層是由非晶形次氧化矽(SiOx)和∕或碳化矽(SiC)所形成。
轉去背面層狀結構，第一和第二背面層可能是由次氧化矽(SiOx)和∕或碳化矽(SiC)的結晶區域所形成，結晶區域則配置在次氧化矽(SiOx)和∕或碳化矽(SiC)的非晶形基質中，而第三背面層和鈍化層可能各是由矽所形成。第三背面層可能包含矽的結晶區域，結晶區域則配置在矽的非晶形基質中，並且背面鈍化層可能實質是由非晶形矽所組成。
正面層狀結構的每一層可能建構有正或負導電率類型(p型或n型)。背面層狀結構的每一層可能建構有正和負中另一者的導電率類型(n型或p型)。根據範例性配置，正面層狀結構的諸層可能建構有負導電率類型(n型)。背面層狀結構的諸層可能建構有正導電率類型(p型)。基板可能建構有負導電率類型(n型)。
第一背面層可能建構有摻雜原子的濃度，其大於第二和∕或第三背面層。第二背面層可能建構有摻雜原子的濃度，其小於第一背面層的摻雜物濃度且大於第三背面層的摻雜物濃度。
第三背面層可能建構有摻雜原子的濃度，其小於第一和∕或第二背面層之個別的摻雜物濃度。以此方式，則第一背面層界定背面層狀結構的重度摻雜層，第二背面層界定背面層狀結構的中度摻雜層，並且第三背面層界定背面層狀結構的輕度摻雜層。
於具體態樣，基板的(多個)正面可能被刻紋以形成刻紋表面，其對應於不平的表面或具有不平的特徵。在此例子，入射在基板上的光量因為基板的刻紋表面而增加，因此可能改善太陽能電池的效率。
層狀結構可能進一步包含抗反射層或披覆，其配置成相反於第一層。抗反射層可能配置成使得至少第一層插置在抗反射層和基板之間。抗反射層可能具有單層結構或多層結構。抗反射層可能是由透明導電氧化物(TCO)所形成，例如氧化銦錫(indium tin oxide，ITO)，或由過渡金屬氧化物(transition metal oxide，TMO)所形成，其已經被刻紋以提供抗反射表面。抗反射層有利地減少入射在太陽能電池上之光的反射度且增加預先決定之波長能帶的選擇性，藉此增加太陽能電池的效率。
抗反射層可能配置成使得至少第一層插置在透明導電氧化物披覆和基板之間。透明導電氧化物披覆可能電連接至第一層。透明導電氧化物披覆可能建構成增加對配置在層狀結構的個別表面上之電極的側向載子傳輸。
如上所述，太陽能電池可能包含電極，其配置成相反於層狀結構且建構成從太陽能電池來汲取光生電荷載子。電極可能配置成使得層狀結構插置在電極和基板之間。
當層狀結構配置在基板的背面(譬如最後面)上時，電極可能配置在層狀結構的背面上以界定太陽能電池的背面電極。
當層狀結構配置在基板的正面(譬如最前面)上時，電極可能配置在層狀結構的正面上以界定太陽能電池的正面電極。
當太陽能電池包含分別配置在基板之正面和背面上的正面層狀結構和背面層狀結構時，太陽能電池可能包含配置在正面層狀結構之正面上的正面電極和配置在背面層狀結構之背面上的背面電極。每個電極可能建構成與正面和背面層狀結構的個別表面形成歐姆接觸。
正面和背面電極可能各包含複數個指狀電極，其配置在層狀結構的個別表面上。每個指狀電極可能建構有軸向長度，其實質大於其寬度。指狀電極的寬度和軸向長度可能都是在層狀結構的個別表面平面之垂直方向上來測量。指狀電極可能在平行於層狀結構之寬度方向的橫向上延伸。
複數個正面和∕或背面指狀電極中之每一者的指狀電極可能跨越個別表面而隔開以在指狀電極之間界定橫向延伸的空間。指狀電極可能在實質平行於層狀結構之長度方向的縱向上隔開。複數個指狀電極中的每一者可能實質彼此平行。據此，複數個背面指狀電極可能形成平行、縱向隔開(譬如均等隔開)之指狀電極的陣列。
將了解如在此所用之「導電的」(conductive)和「絕緣的」(insulating)等詞明確打算分別意謂電傳導的和電絕緣的。鑒於本揭示的技術背景(光伏太陽能電池裝置)，這些詞的意義將特別明顯。也將了解「歐姆接觸」(ohmic contact)一詞打算意謂非整流電接面(亦即二導體之間的接面展現實質線性的電流–電壓[I-V]特徵)。
根據範例性配置，太陽能電池可能包含基板、配置在基板之正面上的正面層狀結構、配置在基板之背面上的背面層狀結構。正面層狀結構可能界定太陽能電池的正面場(FSF)或累積器，而建構成在太陽能電池的運作期間從基板汲取電荷載子。累積器可能電連接至正面電極且配置成使得累積器配置在正面電極和基板之間。背面層狀結構可能界定發射器，其定位相反於基板以形成p-n接面。
根據替代選擇的範例性配置，太陽能電池可能包含基板、配置在基板之正面上的正面層狀結構、配置在基板之背面上的背面層狀結構。正面層狀結構可能界定太陽能電池的發射器，其定位相反於基板以形成p-n接面。發射器可能電連接至正面電極且配置成使得發射器配置在正面電極和基板之間。背面層狀結構可能界定背面場，其定位成朝向基板的背面，亦即在基板層和背面電極之間。據此，背面場可能建構成在太陽能電池的運作期間從基板汲取電荷載子且將它們轉移至背面電極。
根據第二方面提供的是太陽能模組，其包含根據第一方面的複數個太陽能電池。複數個太陽能電池可能電耦合在一起。
根據第三方面提供的是製造根據第一方面之太陽能電池的方法，該方法包含提供基板(譬如矽基板)且配置層狀結構在基板的表面上；配置層狀結構(例如在矽基板上)的步驟包含配置第一層在基板的表面上，並且在配置第一層前，配置第二層在第一層和基板的表面之間而使得它插置其間，第一和第二層各包含配置在非晶形基質裡之百分比的結晶材料；其中該方法包含建構第一層之結晶材料的百分比而大於第二層中之結晶材料的百分比。
在配置第一和第二層前，方法可能包含配置鈍化層和第三層在基板的表面上。第三層可能包含配置在非晶形基質裡之百分比的結晶材料，並且鈍化層可能是由非晶形材料所形成。
在配置第三層前，方法可能包含配置鈍化層在第三層和基板的表面之間而使得它插置其間。
方法可能進一步包含建構第三層之結晶材料的百分比而小於第二層中之結晶材料的百分比。
配置層狀結構的步驟可能包含使用氣相沉積過程來依序沉積諸層至基板的表面上。氣相沉積過程可能是電漿增強的化學氣相沉積(plasma enhanced chemical vapour deposition，PECVD)過程。有利而言，層狀結構的每一層可能使用相同的沉積方法而作為單一連續過程的一部分來沉積。
方法可能包含控制氣相沉積過程的至少一參數以決定層狀結構之至少一層的結構、化學和摻雜物組成。氣相沉積過程參數可能包含氣體組成和∕或氣體流率。氣相沉積過程參數可能界定沉積腔室的溫度。氣體組成可能包含二氧化碳(CO 2)、含矽氣體(譬如矽烷SiH 4)和氫(H 2)中的至少一者。
方法可能包含建構層狀結構之諸層的結構組成，如此以決定每一層中之結晶材料和∕或非晶形材料的濃度。方法可能包含建構結構組成，如此以決定至少一層裡之結晶區域的尺寸。方法可能包含控制以下至少一者以決定層狀結構之諸層的結晶材料濃度：CO 2氣體流率、含矽氣體(譬如SiH 4)流率、H 2氣體流率、電漿功率程度、電漿溫度、沉積腔室的溫度和∕或壓力。
方法可能包含控制氣相沉積過程的至少一參數以決定層狀結構之至少一層的化學組成。方法可能包含以包含矽、次氧化矽(SiOx)和碳化矽(SiC)中之至少一者的第一材料來建構第一層的化學組成。方法可能包含以包含矽、次氧化矽(SiOx)和碳化矽(SiC)中之至少一者的第二材料來建構第二層的化學組成。方法可能包含以包含矽、次氧化矽(SiOx)和碳化矽(SiC)中之至少一者的第三材料來建構第三層的化學組成。將體會也可能控制上述沉積參數(譬如CO 2氣體流率、含矽氣體流率、H 2氣體流率、電漿功率程度、電漿溫度、沉積腔室的溫度和∕或壓力)以決定層狀結構中之每一層的化學組成。
方法可能包含預先處理上面待沉積層狀結構之至少一層的表面。表面預先處理的方法可能包含以可能用到的氫氣(H 2)來蝕刻表面，舉例而言以從暴露表面蝕刻移除氧化矽。方法可能進一步包含以二氧化碳(CO 2)來處理表面。
方法可能進一步包含在依序沉積次一層前先對層狀結構的至少一層後退火。後退火步驟可能是當層狀結構配置在用於沉積諸層的相同沉積腔室裡時進行。
方法可能包含控制氣相沉積過程的至少一參數以決定本質的、第三、第二、第一層中之至少一者的導電率類型。方法可能包含建構諸層的導電率類型而為p型或n型。方法可能包含建構至少一層，使得它實質未摻雜(亦即本質的)。諸層的摻雜可能藉由控制摻雜物氣體進入沉積腔室的流率而達成。摻雜物氣體可能包含：含硼氣體，例如二硼烷(B 2H 6)或三甲硼(B(CH 3) 3)以供p型摻雜；以及含磷氣體，例如膦(PH 3)以供n型摻雜。摻雜物氣體的流率可能是相對於正被導入沉積腔室之矽基氣體的流率來控制。
方法可能包含控制氣相沉積過程的至少一參數以決定層狀結構之至少一層的摻雜物濃度。方法可能包含以第一摻雜物濃度來摻雜第一層、以第二摻雜物濃度來摻雜第二層、以第三摻雜物濃度來摻雜第三層。決定第一、第二、第三摻雜物濃度的方法可能包含控制摻雜物氣體進入沉積腔室的流率，如上所述。
方法可能進一步包含配置電極在層狀結構的第一層上。層狀結構可能包含背面(譬如最後面)和相反於背面的正面(譬如最前面)。據此，當層狀結構配置在基板的背面上時，方法可能包含配置電極至層狀結構的背面上以界定背面電極。當層狀結構配置在基板的正面上時，方法可能包含配置電極至層狀結構的正面上以界定正面電極。
電極可能包含複數個指狀電極，如此則方法可能包含沉積複數個指狀電極至第一層上。方法可能包含沉積導電材料至層狀結構的正面或背面上。
導電材料可能以多樣的方法來沉積，包括蒸鍍、鍍覆、印刷…等。舉例而言，導電材料可能包含印刷材料。沉積導電材料的方法可能包含把印刷材料之可印刷的前驅物印刷至層狀結構的表面上。方法可能進一步包含根據燒製過程來熟化可印刷的前驅物以形成指狀電極。
方法可能包含配置至少抗反射層(或披覆)和∕或透明導電氧化物層(或披覆)在第一層和電極之間。方法可能包含在沉積電極之前先沉積抗反射和∕或透明的導電氧化物披覆至層狀表面的第一層上。沉積抗反射和∕或透明之導電氧化物披覆的方法可能包含磁控濺鍍或任何其他適合的沉積方法。
熟練人士將體會：互相排斥的情形除外，相關於上面任一方面所述的特徵或參數可能適用於任何其他方面。再者，互相排斥的情形除外，在此所述的任何特徵或參數可能適用於任何方面以及∕或者可能與在此所述的任何其他特徵或參數組合。
現在將參考伴隨圖式來討論本揭示的各方面和具體態樣。熟於此技術者將明白進一步的方面和具體態樣。
圖1示意地示範太陽能電池10，其尤其包含半導體基板12，它包含：第一表面(亦即正面)14，在正常使用期間來自輻射源(譬如太陽)的光入射在上面；以及第二表面(亦即背面) 16，其相反於正面14。也就是說，正面14可能建構成在使用時面對太陽，而背面16可能建構成在使用時背對太陽。於本具體態樣，基板12是結晶矽基板。然而，要了解於某些替代選擇性具體態樣，基板12可能是由不是矽的半導體材料所形成。
基板12把太陽能電池10分成往基板12前面(亦即在前方)的正面部分18和往基板12後面的背面部分20。入射在太陽能電池10上的光穿過正面部分18、基板12、然後是背面部分20。
太陽能電池10是背面發射器太陽能電池(尤其是背面發射器異質接面太陽能電池10)。如此，則太陽能電池10設有正面場50或累積器50以及配置在基板12之任一側的發射器52。據此，累積器50形成部分的正面部分18，並且發射器52形成部分的背面部分20。根據示範的具體態樣，基板12是n型單晶矽晶圓，其與p型背面發射器52形成p-n接面。
正面和背面部分18、20中的每一者包含複數層，其配置成界定分開的層狀結構。正面部分18 (在此也稱為正面層狀結構18)配置成相反於基板12的正面14，並且背面部分20 (在此也稱為背面層狀結構20)配置成相反於基板12的背面16。正面和背面層狀結構18、20的組成層依序沉積(或譬如擴散或植入)至基板12之個別的正面和背面14、16上。
正面和背面部分18、20中的每一者建構有寬度、長度、深度。每一層的寬度和長度是在對齊於基板12之正面和背面14、16的垂直方向上來測量。對於每一層，其寬度和長度實質大於其深度，深度是在垂直於基板12之正面和背面14、16的方向上來測量。
太陽能電池10進一步設有正面電極30，其配置在累積器50的正面32。透明導電氧化物(TCO)層(未顯示，也稱為正面TCO)也設在正面32且夾在其間。背面電極42配置在發射器52的背面44，並且進一步的TCO層(未顯示，也稱為背面TCO)設在背面44而插置在背面電極42和發射器52之間。正面和背面TCO是由氧化銦錫(ITO)所形成，並且正面和背面電極30、42是由銀所形成。
太陽能電池10的正面部分18以移動朝向基板12的次序來看包含第一正面層22、第二正面層24、第三正面層26、正面鈍化層28。第一、第二、第三正面層22、24、26都是n型，並且它們一起界定太陽能電池10的累積器50。
第一、第二、第三正面層22、24、26分別具有3奈米、7奈米、2奈米的深度(如在圖1所示的垂直方向上來測量)。鈍化層28插置在累積器50和基板12的正面14之間。它具有3奈米的深度(如在圖1所示的垂直方向上來測量)。
第一、第二、第三正面層22、24、26都具有不同的結構組成。它們各包含配置在非晶形基質裡之結晶材料的區域(亦即界定結晶材料)。然而，第一層22所具有之結晶材料的百分比大於第二和第三層24、26。第二層24所具有之結晶材料的百分比大於第三層26但小於第一層22。第三層26所具有之結晶材料的百分比小於第一和第二層22、24二者。正面鈍化層28是由非晶形材料所形成。
第一、第二、第三正面層22、24、26的每一者是由奈米結晶次氧化矽(nc-SiOx)所形成。鈍化層28是由非晶形次氧化矽(a-SiOx)所形成。
如上所述，第一、第二、第三層22、24、26的每一者建構成使得它們具有n型導電率，其是由每個個別材料所含括的摻雜原子來決定。然而，每一層建構有不同的摻雜物濃度。第一正面層22所具有的摻雜物濃度大於第二和第三層。第二正面層24所具有的摻雜物濃度小於第一正面層且大於第三正面層。最後，第三正面層26所具有的摻雜物濃度小於第一和第二層22、24二者。以此方式，則第一正面層22界定太陽能電池10的重度摻雜累積層(n++)，第二正面層24界定太陽能電池10的中度摻雜累積層(n+)，並且第三正面層26界定太陽能電池10的輕度摻雜累積層(n)。
摻雜濃度從第三正面層26逐漸增加至第一正面層22增加了由輕度摻雜之第三正面層26所做的基板12之正面14的鈍化。第一正面層22中的高摻雜濃度也確保累積器50和正面電極30之間有良好的歐姆接觸。
太陽能電池10的背面部分20以移動朝向基板12的次序來看包含第一、第二、第三背面層34、36、38，其一起界定太陽能電池10的發射器52。太陽能電池10的背面鈍化層40插置在發射器52和基板12的背面16之間。
類似於正面鈍化層28，背面鈍化層40具有3奈米的深度，並且第一、第二、第三背面層34、36、38分別具有3奈米、7奈米、2奈米的深度。
如同正面層狀結構18，第一、第二、第三背面層34、36、38各包含配置在非晶形基質裡之結晶材料的區域(亦即界定結晶材料)。類似而言，第一層34所具有之結晶材料的百分比大於第二和第三層36、38。第二層36所具有之結晶材料的百分比大於第三層38但小於第一層34。第三層38所具有之結晶材料的百分比小於第一和第二層34、36二者。背面鈍化層40是由非晶形材料所形成。
第一和第二背面層34、36是由奈米結晶次氧化矽(nc-SiOx)所形成。然而，與正面層狀結構18形成對照，第三背面層和背面鈍化層40各由實質純的矽(Si)所形成。
第一、第二、第三背面層34、36、38中的每一者建構成使得它們具有p型導電率，其是由每個個別材料所含括的摻雜原子來決定。然而，每一層建構有不同的摻雜物濃度。第一層34所具有的摻雜物濃度大於第二和第三層。第二層36所具有的摻雜物濃度小於第一層34且大於第三層38。最後，第三層38所具有的摻雜物濃度小於第一和第二層34、36二者。以此方式，則第一背面層34界定太陽能電池10的重度摻雜發射層(p++)，第二背面層36界定太陽能電池10的中度摻雜發射層(p+)，並且第三背面層38界定太陽能電池10的輕度摻雜發射層(p)。
圖2顯示形成例如上述之太陽能電池的方法100。方法包含第一步驟102：提供結晶矽晶圓以界定太陽能電池10的基板12。於第二方法步驟104，方法包含分別沉積正面和背面鈍化層28、40至基板12的正面和背面14、16上。第三方法步驟106包含分別沉積正面和背面第三層26、38至正面和背面鈍化層28、40上。於第四步驟108，方法包含分別沉積正面和背面第二層24、36至第三層26、38上。於第五步驟110，方法包含分別沉積正面和背面第一層22、34至第二層24、36上。
第二到第五方法步驟104、106、108、110涉及在矽晶圓基板12的正面和背面14、16上配置(或形成)諸層。這可能包含譬如沉積、擴散、摻雜和∕或植入步驟。所稱的層形成上述太陽能電池10的正面和背面部分18、20 (譬如發射層、累積層、鈍化層…等)。
尤其，方法步驟三到五106、108、110涉及形成累積器和發射器50、52的摻雜半導體層，如上所界定。這些步驟的每一者涉及使用氣相沉積過程(譬如PECVD)來沉積和摻雜對應的半導體材料。一般而言，氣相沉積過程的參數建構成決定每一層的組成(譬如結構的和∕或化學的)且也決定摻雜物濃度。
第六方法步驟112包含分別沉積正面和背面TCO層至累積器50和發射器52的正面和背面32、44上。最後，第七方法步驟114包含配置正面和背面電極30、42在太陽能電池10之正面和背面部分18、20的最外表面上。
將體會形成正面和背面層的步驟不限於如所述的方法。舉例而言，至少一或每個正面層可以在沉積至少一或每個背面層之前先沉積，或反之亦然，此視氣相沉積設備的設計而定。
將了解本發明不限於上述的具體態樣，並且可以做出多樣的修飾和改善而不偏離在此所述的概念。互相排斥的情形除外，任何特徵都可能分開地採用或與任何其他特徵組合地採用，並且本揭示延伸至且包括在此所述之一或更多個特徵的所有組合和次組合。
10:太陽能電池 12:半導體基板 14:正面 16:背面 18:正面部分、正面層狀結構 20:背面部分、背面層狀結構 22:第一正面層 24:第二正面層 26:第三正面層 28:正面鈍化層 30:正面電極 32:正面 34:第一背面層 36:第二背面層 38:第三背面層 40:背面鈍化層 42:背面電極 44:背面 50:累積器 52:發射器 100:形成太陽能電池的方法 102~114:形成太陽能電池的方法步驟
現在將參考圖式而僅以舉例方式來描述具體態樣，其中： [圖1]是示範太陽能電池之諸層的示意圖；以及 [圖2]是示範形成圖1太陽能電池之方法的流程圖。
10:太陽能電池
12:半導體基板
14:正面
16:背面
18:正面部分、正面層狀結構
20:背面部分、背面層狀結構
22:第一正面層
24:第二正面層
26:第三正面層
28:正面鈍化層
30:正面電極
32:正面
34:第一背面層
36:第二背面層
38:第三背面層
40:背面鈍化層
42:背面電極
44:背面
50:累積器
52:發射器

Claims (25)

  1. 一種太陽能電池，其包含矽基板和配置在該矽基板之表面上的層狀結構，該層狀結構包含； 第一層，其包含配置在非晶形基質裡之百分比的結晶材料，該第一層配置在該矽基板的該表面上； 第二層，其包含配置在非晶形基質裡之百分比的結晶材料，該第二層插置在該第一層和該矽基板的該表面之間； 其中該第一層中之該結晶材料的該百分比大於該第二層中之該結晶材料的該百分比。
  2. 根據請求項1的太陽能電池，其中該第一層直接配置在該第二層上。
  3. 根據請求項1或2的太陽能電池，其中該第一層中之該結晶材料的該百分比是在75%和100%之間，以及該第二結晶材料中之結晶材料的該百分比是在50%和75%之間。
  4. 根據請求項1或2的太陽能電池，其中該第一層和該第二層的該結晶材料包含配置在非晶形基質裡的複數個結晶區域。
  5. 根據請求項4的太陽能電池，其中該複數個結晶區域之每一者的最大尺度小於15奈米。
  6. 根據請求項1或2的太陽能電池，其中該非晶形基質的形成材料基本上具有與該結晶材料相同的化學組成。
  7. 根據請求項1或2的太陽能電池，其中該第一層的該結晶材料至少部分由次氧化矽(SiOx)和碳化矽(SiC)中的至少一者所形成。
  8. 根據請求項1或2的太陽能電池，其中該第二層的該結晶材料至少部分由次氧化矽(SiOx)和碳化矽(SiC)中的至少一者所形成。
  9. 根據請求項7的太陽能電池，其中該層狀結構配置在該矽基板的正面上，該正面建構成當該太陽能電池在使用時面對輻射源。
  10. 根據請求項1或2的太陽能電池，其中該第一層和該第二層包含小於15奈米的組合深度，選擇而言小於11奈米。
  11. 根據請求項1或2的太陽能電池，其中該層狀結構包含： 第三層，其包含配置在非晶形基質裡之百分比的結晶材料，該第三層插置在該第二層和該矽基板的該表面之間；以及 鈍化層，其由非晶形材料所形成，該鈍化層插置在該第三層和該矽基板的該表面之間。
  12. 根據請求項11的太陽能電池，其中該第三層中之該結晶材料的該百分比小於該第二層中之該結晶材料的該百分比。
  13. 根據請求項11的太陽能電池，其中該第三層包含小於5奈米、較佳小於4奈米、且至少1奈米的深度，以及其中該鈍化層包含小於3奈米的深度。
  14. 根據請求項1或2的太陽能電池，其中該層狀結構之至少一層中的該結晶材料實質平均地分布跨越該個別層的該深度。
  15. 根據請求項1或2的太陽能電池，其中該第一層和該第二層建構有含括之摻雜原子所決定的導電率類型，該第一層具有摻雜原子的第一濃度，並且該第二層具有小於該第一濃度之摻雜原子的第二濃度。
  16. 根據請求項11的太陽能電池，其中該第三層建構有含括之摻雜原子所決定的導電率類型，該第三層所具有之摻雜原子的濃度小於該第二層中之該摻雜原子的濃度。
  17. 根據請求項1或2的太陽能電池，其中該層狀結構界定配置在該矽基板之正面上的正面層狀結構，並且該第一層和該第二層分別界定第一和第二正面層，其中該太陽能電池進一步包含背面層狀結構，其配置在該矽基板之相反於該正面的背面上； 其中該背面層狀結構包含第一和第二背面層，其各包含配置在非晶形基質裡之百分比的結晶材料，該第二背面層插置在該第一背面層和該矽基板的該背面之間； 其中該第一背面層中之該結晶材料的該百分比大於該第二背面層中之該結晶材料的該百分比。
  18. 根據請求項17的太陽能電池，其中該正面層狀結構的至少一層建構有導電率類型，該導電率類型相反於該背面層狀結構之至少一層的導電率類型。
  19. 根據請求項17的太陽能電池，其中該矽基板建構有負導電率類型，該正面層狀結構的至少一層建構有正導電率類型，並且該背面層狀結構的至少一層建構有負導電率類型。
  20. 一種太陽能模組，其包含複數個根據請求項1至19中任一項的太陽能電池，其中該複數個太陽能電池電耦合在一起。
  21. 一種製造包含層狀結構之太陽能電池的方法，該方法包含提供矽基板並且配置層狀結構在該矽基板的表面上，該層狀結構包含第一層和第二層，其各包含配置在非晶形基質裡之百分比的結晶材料；配置該層狀結構的步驟包含； 配置該第二層在該矽基板的該表面上；以及 配置該第一層在該第二層上，使得該第二層插置在該第一層和該矽基板的該表面之間； 其中配置該第一層和該第二層的方法包含以大於該第二層中之該結晶材料的該百分比的結晶材料百分比來建構該第一層。
  22. 根據請求項21的方法，其中該層狀結構包含：第三層，其包含配置在非晶形基質裡之百分比的結晶材料；以及鈍化層，其由非晶形材料所形成；該方法在配置該第一層和該第二層前包含： 配置該鈍化層在該矽基板的該表面上；以及 配置該第三層在該鈍化層上。
  23. 根據請求項22的方法，其中該方法包含以小於該第二層中該結晶材料的該百分比的結晶材料百分比來建構該第三層。
  24. 根據請求項21至23中任一項的方法，其中配置該層狀結構的步驟包含使用氣相沉積製程而依序沉積該層狀結構的諸層至該矽基板的該表面上。
  25. 根據請求項24的方法，其中該方法包含控制該氣相沉積製程的至少一參數以決定該第一層和該第二層中之該結晶材料的該百分比，其中該至少一參數包含氣體組成、氣體流率、電漿功率程度、電漿溫度、沉積腔室之溫度和壓力中的至少一者。
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