TWI675490B - 製造太陽能電池的方法 - Google Patents

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Abstract

本發明敘述鈍化太陽能電池的光接收表面的方法，以及得到的太陽能電池。在一實例中，太陽能電池包含具有光接收表面的矽基板。本質矽層設置於矽基板之光接收表面之上。N型矽層設置於本質矽層上。非導電性抗反射塗佈(ARC)層設置於N型矽層上。在另一實例中，太陽能電池包含具有光接收表面的矽基板。穿隧介電層設置在矽基板的光接收表面上。N型矽層設置於穿隧介電層上。非導電性抗反射塗佈(ARC)層設置於N型矽層上。

Description

製造太陽能電池的方法
本公開實施例係在可再生能源領域中，特別是鈍化太陽能電池的光接收表面的方法，以及得到的太陽能電池。
光伏打電池，俗稱太陽能電池，是用於將太陽輻射直接轉換為電能的眾所周知的裝置。一般來說，太陽能電池係使用半導體加工技術，在基板的表面附近形成pn接面，以製造於半導體晶片或基板上。照射在基板的表面上及進入基板的太陽能輻射，在基板的本體內產生電子及電洞對。電子及電洞對遷移至基板內的p摻雜區及n摻雜區，從而在摻雜區之間產生電壓差。摻雜區係連接至太陽能電池上的導電區，以將電流自電池引導至耦接至其的外部電路。
效率是太陽能電池的一個重要特性，因為其直接關係到太陽能電池產生動力的能力。同樣地，生產太陽能電池的效率直接關係到這種太陽能電池的成本效益。據此，通常需要用於增加太陽能電池效率的技術，或於太陽能電池的製造中用於增加效率的技術。本公開的一些實施例係考慮到，藉由提供用以製造太陽能電池結構的新方法的增加的太陽能電 池製造效率。本公開的一些實施例係考慮到，藉由提供新式的太陽能電池結構的增加的太陽能電池效率。
在一實施例中，太陽能電池包含具有光接收表面的矽基板。本質矽層係設置於矽基板的光接收表面之上。N型矽層係設置於本質矽層上。非導電性抗反射塗佈(ARC)層係設置於N型矽層上。
在一實施例中，矽基板係為單晶矽基板，本質矽層係為本質非晶矽層，而N型矽層係為N型非晶矽層。
在一實施例中，太陽能電池進一步包含設置於矽基板的光接收表面的穿隧介電層，而本質矽層係設置於穿隧介電層上。
在一實施例中，穿隧介電層係為二氧化矽(SiO2)層。
在一實施例中，矽基板係為單晶矽基板，本質矽層係為本質非晶矽層，而N型矽層係為N型非晶矽層。
在一實施例中，二氧化矽(SiO2)層具有約1至10奈米範圍內的厚度，而本質非晶矽層具有約1至5奈米範圍內的厚度。
在一實施例中，非導電性抗反射塗佈(ARC)層包含氮化矽。
在一實施例中，光接收表面具有紋理化輪廓，而本質矽層與該光接收表面的紋理化輪廓有相同形狀。
在一實施例中，矽基板進一步包含相對於光接收表面的背表面，而太陽能電池進一步包含位在矽基板的背表面或在矽基板的背表面上 方的複數個交替的N型及P型半導體區；以及耦接至複數個交替的N型及P型半導體區的導電接點結構。
在一實施例中，太陽能電池包含具有光接收表面的矽基板。穿隧介電層係設置於矽基板的光接收表面上。N型矽層係設置於穿隧介電層上。非導電性抗反射塗佈(ARC)層係設置於N型矽層上。
在一實施例中，矽基板係為單晶矽基板，而N型矽層係為N型非晶矽層。
在一實施例中，穿隧介電層係為具有約1至10奈米範圍內的厚度的二氧化矽層(SiO2)。
在一實施例中，非導電性抗反射塗佈(ARC)層包含氮化矽。
在一實施例中，矽基板的光接受表面具有紋理化輪廓，而N型矽層與光接收表面的紋理化輪廓有相同形狀。
在一實施例中，矽基板進一步包含相對於光接收表面的背表面，太陽能電池進一步包含位在矽基板的背表面或在矽基板的背表面上方的複數個交替的N型及P型半導體區；以及耦接至複數個交替的N型及P型半導體區的導電接點結構。
在一實施例中，製造太陽能電池之方法包含：形成穿隧介電層於矽基板的光接收表面上；以及在小於約300℃的攝氏溫度形成非晶矽層於穿隧介電層上。
在一實施例中，穿隧介電層係使用選自由：矽基板的光接收表面的一部分的化學氧化、二氧化矽(SiO2)的電漿增強化學氣相沉積(PECVD)、矽基板的光接收表面的一部分的熱氧化、以及在O2或O3環境中 將矽基板的光接收表面的曝露至紫外光輻射(UV)所組成的群組中之一技術形成。
在一實施例中，形成非晶矽層涉及形成本質非晶矽層，且方法進一步包含在小於約300℃的攝氏溫度形成N型非晶矽層於非晶矽層上，以及在小於約300℃的攝氏溫度形成抗反射塗佈(ARC)層於N型非晶矽層上。
在一實施例中，形成非晶矽層包含形成N型非晶矽層，且方法進一步包含在小於約300℃的攝氏溫度形成抗反射塗佈(ARC)層於N型非晶矽層上。
100‧‧‧基板
102‧‧‧光接收表面
104‧‧‧背表面
106‧‧‧紋理化的形貌
108‧‧‧穿隧介電層
110‧‧‧本質矽層
112‧‧‧N型矽層
114‧‧‧非導電性抗反射塗佈(ARC)層
120‧‧‧P型射極區
122‧‧‧N型射極區
124‧‧‧介電層
126‧‧‧絕緣層
128、130‧‧‧導電接點結構
150‧‧‧P型射極區
152‧‧‧N型射極區
156‧‧‧絕緣層
158、160‧‧‧導電接點結構
200‧‧‧流程圖
202、204、206、208‧‧‧操作
502、602、702‧‧‧費米能階
604‧‧‧通路
500、600、700、800‧‧‧能帶圖
第1A圖至第1E圖係為根據本公開實施例，繪示太陽能電池的製造中各階段的剖面圖，其中：第1A圖係為繪示太陽能電池的起始基板之示意圖；第1B圖係為繪示在基板的光接收表面上形成穿隧介電層後的第1A圖之結構示意圖；第1C圖係為繪示在穿隧介電層上形成本質矽層後的第1B圖之結構示意圖；第1D圖係為繪示在本質矽層上形成N型矽層後的第1C圖之結構示意圖；以及第1E圖係為繪示在N型矽層上形成非導電性抗反射塗佈(ARC)層後的第1D圖之結構示意圖。
第2圖係為根據本公開實施例，列出製造太陽能電池的方法中對應於第1A圖至第1E圖的操作之流程圖。
第3圖係為根據本公開實施例，繪示具有形成在基板的背面表面之上的射極區以及具有在基板的光接收表面上的第一例示性堆疊層的背接觸式太陽能電池之剖面圖。
第4圖係為根據本公開實施例，繪示具有形成在基板的背面表面中的射極區以及具有在基板的光接收表面上的第一例示性堆疊層的背接觸式太陽能電池之剖面圖。
第5圖係為根據本公開實施例之設置於結合第3圖及第4圖描述的太陽能電池的光接收表面上的第一例示性堆疊層之能帶圖。
第6A圖係為根據本公開實施例，繪示具有形成在基板的背面表面之上的射極區以及具有在基板的光接收表面上的第二例示性堆疊層的背接觸式太陽能電池之剖面圖。
第6B圖係為根據本公開實施例之設置於結合第6A圖描述的太陽能電池的光接收表面上的第二例示性堆疊層之能帶圖。
第7A圖係為根據本公開實施例，繪示具有形成在基板的背面表面之上的射極區以及具有在基板的光接收表面上的第三例示性堆疊層的背接觸式太陽能電池之剖面圖。
第7B圖係為根據本公開實施例之設置於結合第7A圖描述的太陽能電池的光接收表面上的第三例示性堆疊層之能帶圖。
第8圖係為先前技術太陽能電池的光接收表面之能帶圖。
下列詳細的描述僅為說明性質，並不旨在限制申請標的實施例或此些實施例之應用及使用。如本文所用，詞語「例示性(exemplary)」意指「用作實例、範例、或說明」。於本文描述作為例示性的任何實施方式不必然地被解釋為優於其他實施方式，或比其他實施方式更有利。此外，並不打算被呈現在前述的技術領域、先前技術、簡要之發明內容或下列詳細的描述的任何明示或暗示的論證所限制。
本說明書包含提到的「一個實施例(one embodiment)」或「一實施例(an embodiment)」。片語「一個實施例中(in one embodiment)」或「一實施例中(in an embodiment)」的出現不一定指的是相同實施例。特定的特徵、結構、或特性可以符合本發明的任何合適方式結合。
用語，以下段落提供在本公開(包含所附申請專利範圍)中所發現之用語的定義及/或上下文：「包含(comprising)」，這個用語是開放式的。如用於所附申請專利範圍中，這個用語不排除其他的結構或步驟。
「配置以(configured to)」，各個單位或組件可描述或主張為「配置以」執行一個任務或多個任務。在這樣的上下文中，「配置以」係藉由指示單位/組件包含於操作期間執行那些任務或多個任務的結構以表示結構。如此一來，即使當指定的單元/組件目前不操作(例如，不啟動/激活)，單元/組件亦可以說是被配置以執行任務。對於單元/組件來說，單元/電路/組件「配置以」執行一個或多個任務的陳述係明確地旨在不援用美國專利法第112條(35 U.S.C.§112)第6段。
「第一(first)」、「第二(second)」等，如用於本文中，這些用語係使用作為對於其前綴之名詞的標籤，而不意味著任何類型的順序(例如，空間、時間、邏輯等)。舉例來說，表示為「第一」太陽能電池並不一定意味著此太陽能電池在順序上是第一個太陽能電池；而是用語「第一」係用以將這個太陽能電池與另一個太陽能電池(例如，「第二」太陽能電池)區別開來。
「耦接(coupled)」，下面的描述涉及被「耦接」在一起的元件或節點或特徵。如用於本文中，除非另有明確說明，「耦接」意指一元件/節點/特徵被直接或間接地接合至(或直接或間接地連通至)另一元件/節點/特徵，且不一定是機械性地接合。
此外，僅用於參考的目的，某些用語亦可使用在以下的敘述，且因此不意圖為限制。例如，用語像是「上(upper)」、「下(lower)」、「在上面(above)」及「在下面(below)」是指進行參照之圖中的方向。用語像是「前面(front)」、「後面(back)」、「背面(rear)」、「側邊(side)」，「外側(outboard)」及「內側(inboard)」，係描述在藉由於討論下參照描述組成的說明及相關圖式而臻至明確之參照的一致但任意框架中組件部分之方向及/或位置。這樣的用語可包含上面特別提到的字詞、其衍生、以及類似含義的字詞。
於本文描述鈍化太陽能電池的光接收表面的方法，以及所得的太陽能電池。在下面的描述中，闡述許多具體的細節，諸如具體的處理流程操作，以提供本公開實施例的透徹理解。其將為本領域中具有通常知識者顯而易知的是，本公開實施例可在沒有這些具體的細節下實施。在其 他實例中，為了避免不必要地模糊本公開實施例，不詳細地敘述已知的製造技術，諸如微影及圖案化技術。此外，其被理解的是，圖中所示的各種實施例係說明性的表示，且不一定按比例繪製。
本文公開的是太陽能電池。在一實施例中，太陽能電池包含具有光接收表面的矽基板。本質矽層係設置於矽基板的光接收表面之上。N型矽層係設置於本質矽層上。非導電性抗反射塗佈(ARC)層係設置於N型矽層上。
在另一實施例中，太陽能電池包含具有光接收表面的矽基板。穿隧介電層係設置於矽基板的光接收表面上。N型矽層係設置於穿隧介電層上。非導電性抗反射塗佈(ARC)層係設置於N型矽層上。
本文亦公開製造太陽能電池的方法。在一實施例中，製造太陽能電池的方法涉及形成穿隧介電層於矽基板的光接收表面上。方法亦涉及在小於約300℃的攝氏溫度形成非晶矽層於穿隧介電層上。
本文所述的一種或多種實施例係針對用於改善(減輕)光致降解(light induced degradation,LID)的低溫鈍化的方法。更特別地，描述一些方法以用於提高低溫鈍化電池的前表面的紫外光(UV)穩定性，例如，用於其中非晶矽(aSi)材料係使用以鈍化結晶矽(c-Si)基板表面的情況。例如，藉由修改結構並採用新的鈍化材料層疊，採用此之此種電池穩定性的改良，可實現作為長期的能源生成。
為了提供上下文，對於非晶矽鈍化的結晶矽表面來說，光致降解是主要問題，特別是當暴露於高能量光子(例如，紫外線光子)時。由於結晶矽/非晶矽介面的不穩定性，即使在最溫和的條件下，快速降解亦可 能發生。第8圖係為先前技術為異質接合的太陽能電池結晶矽/非晶矽介面的光接收表面之能帶圖800。參考第8圖，在太陽能電池的光接收表面的N型氫化非晶矽(n a-Si)及結晶矽(c-Si)介面已證明提供弱的鈍化，導致不穩定及預備降解。弱的鈍化表現被理解為係由在介面處的磷(P)摻質源引入的大重組位點所致。試圖提供一種不使用高溫作業穩定的太陽能電池的前表面(光接收表面)，已被證明具有挑戰性。例如，以前的嘗試已包含熱擴散後熱氧化過程及於超過380℃的攝氏溫度的後續高溫電漿增強化學氣相沉積(PECVD)製程的使用。在這種情況下，弱的鈍化已被達成。與此相反，如果薄矽(Si)製程可在低於300℃的攝氏溫度下進行，則可提供使用於支持基底電池的晶圓的載流子(carriers)的材料。
根據本文所述的一個或多個實施例，太陽能電池的光接收表面的鈍化方法係包含以下一個或多個：(1)使用在低溫下形成的薄氧化物材料(例如，化學氧化物、PECVD形成的氧化物、低溫熱氧化物、或紫外光/臭氧(UV/O3)形成的氧化物)，以改善的穩定性；(2)採用本質氫化非晶矽/N型非晶矽(a-Si：i/a-Si：n)疊層作為鈍化層，並利用磷摻雜的非晶矽層的電氣特性，以彎曲電子帶，用於改良在介面的重組位點的屏蔽；(3)沉積磷擴散外延層於紋理化的表面，以藉由從結晶矽/非晶矽介面排出少數的載流子而有助於提高穩定性；4)曝露前表面至UV劑量，隨後低溫退火以硬化介面的燒入(burn-in)方法；及(5)簡化去離子水(DI)中的稀氫氟酸/臭氧(HF/O3)的清潔步驟以提供一個友善的製造製程。為了最大的透明度(Jsc)及合適的並穩定的鈍化(VOC)，以上列出的方法中的一種或多種或全部，可在合適的前表面堆疊組合使用。
在具體的例示性實施例中，採用使用0.3%的HF/O3接著去離子水清洗及HW乾燥器的簡化清潔程序，以獲得對於在200℃攝氏溫度下在紋理化的基板上沉積的結構(例如，aSi：i/SiN aSi：i/aSi：n/SiN結構)的小於約10fA/cm2的良好鈍化。在其他實施例，更具侵蝕性的化學物質，例如HF/食人魚洗液(Piranha)(硫酸過氧化氫)/HF的混合物或僅有HF，亦顯示出類似的鈍化值。經由暴露於高強度紫外線的測試，簡化清潔程序樣本表現較好。雖然不被理論所限，目前理解的是，由於薄化學氧化物的形成所造成的改良，藉由穩定所得的介面鈍化而不抑制初始鈍化及減少降解。其已發現的是，這樣的氧化物材料可以如上所述之各種方式沉積。
更普遍來說，根據一個或多個實施例，本質(可能是氫化的)非晶矽：N型非晶矽(表示為i：n)結構被製造具有或不具有用於改進的鈍化的薄氧化物。在另一實施例，N型非晶矽層可單獨使用，只要薄氧化物具有足夠高的質量，以保持良好的鈍化。在實施本質非晶矽的情況下，材料在缺陷的氧化物的情形下，提供了附加鈍化保護。在其他實施例，包含除了本質層以外的磷摻雜非晶矽層改進了抗紫外線降解的穩定性。可實施磷摻雜層以藉由排出減少重組量的少數載流子而致使有助於屏蔽介面之帶彎曲。
第1A圖至第1E圖係為根據本公開實施例，繪示太陽能電池的製造中各階段的剖面圖。第2圖係為根據本公開實施例，列出製造太陽能電池的方法中對應於第1A圖至第1E圖的操作之流程圖。
第1A圖繪示太陽能電池的起始基板。參照第1A圖，基板100具有光接收表面102及背表面104。在一實施例中，基板100係為單晶矽基 板，諸如塊狀單晶N型摻雜的矽基板。然而理解到的是，基板100可以是一個層，例如多晶矽層，設置於整個太陽能電池基板上。在一實施例中，光接收表面102具有紋理化輪廓106。在此種實施例中，採用氫氧化物系濕蝕刻劑以將基板100的前表面紋理化。理解到的是，紋理化的表面可為具有規則或不規則形狀的一表面，其用於將入射光散射，降低太陽能電池的光接收表面的反射出的光量。
第1B圖係為繪示在基板的光接收表面上形成穿隧介電層後的第1A圖之結構示意圖。參照第1B圖及對應的流程圖200的操作202，穿隧介電層108係形成在基板100的光接收表面102上。在一實施例中，光接收表面102具有紋理化輪廓106，而穿隧介電層108係與紋理化輪廓106有相同形狀，如第1B圖中描繪。
在一實施例中，穿隧介電層108是一層二氧化矽(SiO2)層。在此種實施例中，二氧化矽(SiO2)層具有約1至10奈米，且較佳地，小於1.5奈米範圍內的厚度。在一實施例中，穿隧介電層108是親水性的。在一實施例中，穿隧介電層108係藉由，諸如但不限於：矽基板的光接收表面的一部分的化學氧化、二氧化矽(SiO2)的電漿增強化學氣相沉積(PECVD)、矽基板的光接收表面的一部分的熱氧化、或在O2或O3環境中將矽基板的光接收表面的曝露至紫外光輻射(UV)之一技術形成。
第1C圖係為繪示在穿隧介電層上形成本質矽層後的第1B圖之結構示意圖。參照第1C圖及對應的流程圖200的操作204，本質矽層110係形成於穿隧介電層108上。
在一實施例中，本質矽層110係為本質非晶矽層。在此種實施例中，本質非晶矽層具有約1至5奈米範圍內的厚度。在一實施例中，在穿隧介電層108上本質非晶矽層的形成，係在小於約300℃的攝氏溫度進行。在一實施例中，本質非晶矽層係使用電漿增強化學氣相沉積(PECVD)而形成，係以a-Si：H表示，其包含遍佈整個層的Si-H共價鍵。
第1D圖係為繪示在本質矽層上形成N型矽層後的第1C圖之結構示意圖。參照第1D圖及對應的流程圖200的操作206，N型矽層112係形成於本質矽層110上。
在一實施例中，N型矽層112是N型非晶矽層。在一實施例中，在本質矽層110上N型非晶矽層的形成，係在小於約300℃的攝氏溫度進行。在一實施例中，N型非晶矽層係使用電漿增強化學氣相沉積(PECVD)而形成，係以磷摻雜的a-Si：H表示，其包含遍佈整個層的Si-H共價鍵。在一實施例中，N型矽層112包含雜質，例如磷摻質。在一實施例中，磷摻質係在膜沉積或在後植入操作期間摻入。
第1E圖係為繪示在N型矽層上形成非導電性抗反射塗佈(ARC)層後的第1D圖之結構示意圖。參照第1E圖及對應的流程圖200的操作208，非導電性抗反射塗佈(ARC)層114係形成在N型矽層112上。在一實施例中，非導電性抗反射塗佈層包含氮化矽。在此種實施例中，氮化矽係在小於約300℃的攝氏溫度而形成。
第3圖係為根據本公開實施例，繪示具有形成在基板的背面表面之上的射極區以及具有在基板的光接收表面上的第一例示性堆疊層的背接觸式太陽能電池之剖面圖。
參照第3圖，太陽能電池包含具有光接收表面102的矽基板100。穿隧介電層108係設置於矽基板100的的光接收表面上。本質矽層110係設置於穿隧介電層108上。N型矽層112係設置於本質矽層110上。非導電性抗反射塗佈(ARC)層114係設置於N型矽層112上。如此一來，在第3圖的太陽能電池的光接收表面上的堆疊層係與結合第1A圖至第1E圖所述的堆疊層相同。
再次參照第3圖，在基板100的背表面上，形成交替的P型射極區120及N型射極區122。在如此實施例中，溝槽121係設置於交替的P型射極區120及N型射極區122之間。更具體地說，在一實施例中，第一多晶矽射極區122係形成在薄介電層124的第一部分上，並且摻雜有N型雜質。第二多晶矽射極區120係形成在薄介電層124的第二部分上，並且摻雜有P型雜質。在一實施例中，穿隧介電層124係為具有約2奈米或更小的厚度的氧化矽層。
再次參照第3圖，導電接點結構128/130係藉由首先沉積並圖案化絕緣層126以具有開口，然後在開口中形成一個或多個導電層而製造。在一實施例中，導電接點結構128/130包含金屬，且係藉由沉積、微影、及蝕刻的方法而形成，或者替代性地藉由印刷或電鍍製程而形成，或者替代性地藉由箔黏合製程而形成。
第4圖係為根據本公開實施例，繪示具有形成在基板的背面表面中的射極區以及具有在基板的光接收表面上的第一例示性堆疊層的背接觸式太陽能電池之剖面圖。
參考第4圖，太陽能電池包含具有光接收表面102的矽基板100。穿隧介電層108係設置於矽基板100的光接收表面上。本質矽層110係設置於穿隧介電層108上。N型矽層112係設置在本質矽層110上。非導電性抗反射塗佈(ARC)層114係設置於N型矽層112上。如此一來，在第4圖的太陽能電池的光接收表面上的堆疊層係與結合第1A圖至第1E圖所述的堆疊層相同。
再次參照第4圖，在基板100的背表面內，形成了交替的P型射極區150及N型射極區152。更具體地說，在一實施例中，第一射極區152係形成在基板100的第一部分內，並摻雜有N型雜質。第二射極區150係形成在基板100的第二部分內，並摻雜有P型雜質。再次參照第4圖，導電接點結構158/160係藉由首先沉積並圖案化絕緣層156以具有開口，然後在開口中形成一個或多個導電層而製造。在一實施例中，導電接點結構158/160包含金屬，且係藉由沉積、微影、及蝕刻的方法而形成，或者替代性地藉由印刷或電鍍製程而形成，或者替代性地藉由箔黏合製程而形成。
第5圖係為根據本公開實施例之設置於結合第3圖及第4圖描述的太陽能電池的光接收表面上的第一例示性堆疊層之能帶圖500。參照能帶圖500，提供包含N型摻雜矽(n)、本質矽(i)、薄氧化物層(Tox)、及結晶矽基板(c-Si)的材料堆疊之帶結構。費米能階(Fermi level)顯示在502，並揭示了具有這種材料堆疊的基板的光接收表面的良好鈍化。
第6A圖係為根據本公開實施例，繪示具有形成在基板的背面表面之上的射極區以及具有在基板的光接收表面上的第二例示性堆疊層的背接觸式太陽能電池之剖面圖。
參考第6A圖，太陽能電池包含具有光接收表面102的矽基板100。本質矽層110係設置於矽基板100的光接收表面102(在這種情況下，可外延生長)。N型矽層112係設置於本質矽層110上。非導電性抗反射塗佈(ARC)層114係設置於N型矽層112上。如此一來，在第6A圖的太陽能電池的光接收表面上的堆疊層係不包含結合第3圖描述的穿隧介電層108。然而，結合第3圖所述的其他特徵是相似的。此外，理解到的是，射極區可在基板內形成，如結合第4圖所述的。
第6B圖係為根據本公開實施例之設置於結合第6A圖描述的太陽能電池的光接收表面上的第二例示性堆疊層之能帶圖600。參照能帶圖600，提供包含N型摻雜矽(n)、本質矽(i)、及結晶矽基板(c-Si)的材料堆疊之帶結構。費米能階(Fermi level)顯示在602，並揭示了具有這種材料堆疊的基板的光接收表面的良好鈍化，即使氧化物層不在其位以阻斷通路604。
第7A圖係為根據本公開實施例，繪示具有形成在基板的背面表面之上的射極區以及具有在基板的光接收表面上的第三例示性堆疊層的背接觸式太陽能電池之剖面圖。
參照第7A圖，太陽能電池包含具有光接收表面102的矽基板100。穿隧介電層108係設置於矽基板100的光接收表面102上。N型矽層112係設置於穿隧介電層108上。非導電性抗反射塗佈(ARC)層114係設置於N型矽層112上。如此一來，在第7A圖的太陽能電池的光接收表面上的堆疊層係不包含結合第3圖描述的本質矽層110。然而，結合第3圖所述的其他 特徵是相似的。此外，理解到的是，射極區可在基板內形成，如結合第4圖所述的。
第7B圖係為根據本公開實施例之設置於結合第7A圖描述的太陽能電池的光接收表面上的第三例示性堆疊層之能帶圖700。參照能帶圖700，提供包含N型摻雜矽(n)、薄氧化物層(Tox)、及結晶矽基板(c-Si)的材料堆疊之帶結構。費米能階(Fermi level)顯示在702，並揭示了具有這種材料堆疊的基板的光接收表面的良好鈍化。
總而言之，儘管某些材料已在上面具體地描述，一些材料可容易地被其他材料所取代，且其他這樣的實施例係在本公開實施例的精神及範疇之內。例如，在一實施例中，可使用不同的材料基板，諸如III-V族材料基板，以代替矽基板。此外，理解到的是，其中N+及P +型摻雜是為了太陽能電池的背表面上的射極區而具體描述，設想到的其他實施例包含相反的導電類型，例如，分別為P +及N +型摻雜。
因此，已公開了鈍化太陽能電池的光接收表面的方法，以及所得的太陽能電池。
儘管具體實施例已在上面描述，這些實施例並不意在限制本公開的範疇，即使對於特定的特徵來說只有描述一個實施例。在本公開中所提供的特徵的實例旨在為說明性的而非限制性的，除非另有說明。上面的描述意在涵蓋對於受益於本公開的領域中具有通常知識者來說將是顯而易見此種替換、修改、及等效物。
本公開的範疇包含本文所述的任何特徵或特徵的組合(明示或暗示)，或其任何概括，無論其是否減輕本文所提出的任何或全部問題。 據此，新的申請專利範圍可在此申請案(或其所主張優先權的申請案)的審查過程中制定成任何此種特徵的組合。特別是，參照所附的申請專利範圍，來自附屬項的特徵可與獨立項的特徵合併，而來自各獨立項的特徵可以任何合適的方式合併，而不僅僅在所附的申請專利範圍中所列舉的特定組合。

Claims (20)

  1. 一種製造太陽能電池的方法，其包含：形成一穿隧介電層於一矽基板的一光接收表面上；在小於約300℃的攝氏溫度形成一本質非晶矽層於該穿隧介電層上；形成一N型非晶矽層於該本質非晶矽層上；以及形成一抗反射塗佈(ARC)層於該N型非晶矽層上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中形成該N型非晶矽層包含：在小於約300℃的攝氏溫度形成該N型非晶矽層。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中形成該抗反射塗佈層包含：在小於約300℃的攝氏溫度形成該抗反射塗佈層。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中形成該抗反射塗佈層包含：形成氮化矽於該N型非晶矽層上。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中形成該本質非晶矽層包含：形成一本質氫化非晶矽層。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中形成該N型非晶矽層包含：形成一磷摻雜的非晶矽層。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其進一步包含：曝露該矽基板的該光接收表面至紫外光(UV)輻射。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其進一步包含：使用0.3%的HF/O3執行一清潔程序。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中形成該穿隧介電層包 含使用選自由：該矽基板的該光接收表面的一部分的化學氧化、二氧化矽(SiO2)的電漿增強化學氣相沉積(PECVD)、該矽基板的該光接收表面的一部分的熱氧化、以及在O2或O3環境中將該矽基板的該光接收表面的曝露至紫外光(UV)輻射所組成的群組中之一技術。
  10. 一種製造太陽能電池的方法，其包含：形成一穿隧介電層於一矽基板的一光接收表面上；使用電漿增強化學氣相沉積(PECVD)技術形成一本質非晶矽層於該穿隧介電層上；形成一N型非晶矽層於該本質非晶矽層上；以及形成一抗反射塗佈(ARC)層於該N型非晶矽層上。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中形成該N型非晶矽層包含：使用電漿增強化學氣相沉積(PECVD)技術形成該N型非晶矽層。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中形成該抗反射塗佈層包含：在小於約300℃的攝氏溫度形成該抗反射塗佈層。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中形成該抗反射塗佈層包含：形成氮化矽於該N型非晶矽層上。
  14. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中形成該本質非晶矽層包含：形成一本質氫化非晶矽層。
  15. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中形成該N型非晶矽層包含：形成一磷摻雜的非晶矽層。
  16. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其進一步包含： 曝露該矽基板的該光接收表面至紫外光(UV)輻射。
  17. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其進一步包含：使用0.3%的HF/O3執行一清潔程序。
  18. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中形成該穿隧介電層包含使用選自由：該矽基板的該光接收表面的一部分的化學氧化、二氧化矽(SiO2)的電漿增強化學氣相沉積(PECVD)、該矽基板的該光接收表面的一部分的熱氧化、以及在O2或O3環境中將該矽基板的該光接收表面的曝露至紫外光(UV)輻射所組成的群組中之一技術。
  19. 一種製造太陽能電池的方法，其包含：形成一穿隧介電層於一矽基板的一光接收表面上；以及在小於約300℃的攝氏溫度形成一非晶矽層於該穿隧介電層上。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之方法，其中形成該非晶矽層包含形成一本質非晶矽層，且該方法進一步包含：在小於約300℃的攝氏溫度形成一N型非晶矽層於該非晶矽層上；以及在小於約300℃的攝氏溫度形成一抗反射塗佈(ARC)層於該N型非晶矽層上。
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