專利名稱：太陽能電池和制造該太陽能電池的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種太陽能電池和制造該太陽能電池的方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著預(yù)期諸如石油和煤炭等現(xiàn)有能源即將耗盡，取代這些現(xiàn)有能源的替 代能源日益受到關(guān)注。在替代能源中，太陽能電池尤其受到公眾的注意，這是由于，作為由 太陽能產(chǎn)生電能的電池，太陽能電池能夠從豐富的來源中提取出能量且不造成環(huán)境污染。 一般的太陽能電池包括由半導(dǎo)體形成并各自具有諸如P型和η型的不同導(dǎo)電類型的基板和 發(fā)射極層、以及分別形成在基板和發(fā)射極層上的電極。一般的太陽能電池還包括形成在基 板與發(fā)射極層之間的交界面處的Pn結(jié)。當(dāng)光入射在太陽能電池上時(shí)，在半導(dǎo)體中產(chǎn)生了多個(gè)電子-空穴對。通過光伏效 應(yīng)將多個(gè)電子_空穴對中的每一對都分離為電子和空穴。因此，被分離出的電子移動(dòng)到η 型半導(dǎo)體(例如，發(fā)射極層)，而分離出的空穴移動(dòng)到P型半導(dǎo)體(例如，基板)，并且由分 別電連接到發(fā)射極層和基板的電極收集電子和空穴。使用電線將電極相互連接起來以獲得 電能。
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題實(shí)施方式提供了能夠縮短太陽能電池的制造時(shí)間的太陽能電池。技術(shù)方案根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種形成太陽能電池的電極的方法，該方法包括 以下步驟在包括發(fā)射極層的基板的一部分上選擇性地形成至少暴露出所述基板的一部分 的鈍化層，所述鈍化層包括至少一層；形成電連接到所述發(fā)射極層的第一電極；以及在所 述基板的該暴露部分上形成多個(gè)第二電極以將該多個(gè)第二電極電連接到所述基板。在所述基板的光未入射的表面上形成所述鈍化層。所述形成所述鈍化層的步驟可以包括以下步驟在所述基板上設(shè)置包括多個(gè)開口 和多個(gè)阻擋部的掩模；以及在所述基板的面向所述開口的部分上形成一個(gè)層，并且形成所 述基板的面向所述阻擋部的多個(gè)暴露部分，以形成包括所述多個(gè)暴露部分的所述鈍化層， 其中，所述多個(gè)第二電極穿過所述多個(gè)暴露部分電連接到所述基板。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種太陽能電池，該太陽能電池包括第一導(dǎo)電 類型的基板；位于所述基板上并與所述第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型的發(fā)射極層；依 次地設(shè)置在所述發(fā)射極層上的第一防反射層和第二防反射層；電連接到所述發(fā)射極層的第 一電極；依次地設(shè)置在所述基板上的第一鈍化層到第三鈍化層，各個(gè)所述第一鈍化層到所 述第三鈍化層包括多個(gè)暴露部分；以及電連接到所述基板的由所述多個(gè)暴露部分暴露出的 部分的多個(gè)第二電極。所述第一防反射層可以由硅氮化物(SiNx:H)形成，所述第二防反射層可以由硅氮氧化物(SiOxNy)形成。所述第一防反射層的折射率可以大于所述第二防反射層的折射率。所述第一防反射層可以具有大約2. 2到2. 6的折射率，而所述第二防反射層可以 具有大約1.3到1.6的折射率。所述第一鈍化層可以由硅氧化物(SiOx)形成，所述第二鈍化層可以由硅氮化物 (SiNxiH)形成，所述第三鈍化層可以由硅氮氧化物(SiOxNy)形成。所述第一鈍化層可以具有最大折射率，而所述第三鈍化層可以具有最小折射率。所述第一電極的厚度可以大于所述第一防反射層和所述第二防反射層的厚度之 和。根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)發(fā)明，提供了一種制造太陽能電池的方法，該方法包括以下 步驟在第一導(dǎo)電類型的基板上形成與所述第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型的發(fā)射極 層；依次地將所述基板放置在多個(gè)室中，以在所述發(fā)射極層上形成防反射層，并且在所述基 板的與所述基板的入射表面相反的后表面上形成包括至少一個(gè)暴露部分的鈍化層；在所述 防反射層上涂敷第一膏以形成第一電極圖案；在所述鈍化層上并在所述基板的由所述暴露 部分暴露出的部分上涂敷第二膏以形成第二電極導(dǎo)電層圖案；以及對具有所述第一電極圖 案和所述第二電極導(dǎo)電層圖案的所述基板執(zhí)行熱處理，以形成電連接到所述發(fā)射極層的多 個(gè)第一電極，并形成包括電連接到所述基板的至少一個(gè)第二電極的第二電極導(dǎo)電層。室的數(shù)量可以等于構(gòu)成所述防反射層的層數(shù)與構(gòu)成所述鈍化層的層數(shù)之和，其 中，可以將不同的源氣體注入各個(gè)所述多個(gè)室中。所述防反射層可以包括各自具有不同折射率的第一防反射層和第二防反射層。所述第一防反射層可以由硅氮化物(SiNx:H)形成，所述第二防反射層可以由硅 氮氧化物(SiOxNy)形成。所述鈍化層可以包括各自具有不同折射率的第一鈍化層、第二鈍化層和第三鈍化層。被設(shè)置得距所述基板最近的所述第一鈍化層可以具有最大折射率，而被設(shè)置得距 所述基板最遠(yuǎn)的所述第三鈍化層可以具有最小折射率。所述第一鈍化層可以由硅氧化物(SiOx)形成，所述第二鈍化層可以由硅氮化物 (SiNxiH)形成，而所述第三鈍化層可以由硅氮氧化物(SiOxNy)形成。所述形成所述防反射層和所述鈍化層的步驟可以包括以下步驟在各個(gè)所述多個(gè) 室中獨(dú)立地執(zhí)行層形成處理。所述形成所述防反射層和所述鈍化層的步驟可以包括以下步驟在所述基板上設(shè) 置包括至少一個(gè)開口和至少一個(gè)阻擋部的掩模，并且使用所述掩模對所述基板執(zhí)行所述層 形成處理，以形成所述第一鈍化層、所述第二鈍化層和所述第三鈍化層，其中，可以使用相 同的掩模形成所述第一鈍化層、所述第二鈍化層和所述第三鈍化層。所述層形成處理可以使用化學(xué)汽相沉積(CVD chemical vapord印osition)方 法。有益效果根據(jù)這些方面，縮短了太陽能電池的制造時(shí)間。
附圖被包括在本說明書中以提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并結(jié)合到本說明書中且 構(gòu)成本說明書的一部分，附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施方式，且與說明書一起用于解釋本發(fā)明 的原理。在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方式的太陽能電池的局部立體圖；圖2是沿圖1中的直線II-II截取的截面圖；圖3到圖8是依次地示出了在根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的制造太陽能電池的 方法中的各個(gè)步驟的截面圖；以及圖9和圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的掩模的示例。
具體實(shí)施例方式下文中，將參照附圖更加全面地描述本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的示例實(shí)施 方式。但是，本發(fā)明可以通過不同形式實(shí)現(xiàn)，不應(yīng)將本發(fā)明理解為限于本文中闡述的實(shí)施方 式。在附圖中，為了清晰起見，夸大了層、膜、板、區(qū)域等的厚度。在整個(gè)說明書中，相同 的附圖標(biāo)記表示相同的要素。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)諸如層、膜、區(qū)域、或基板的一個(gè)要素被表示為 “在另一個(gè)要素上”時(shí)，該要素可以直接地位于該另一個(gè)要素上，或者也可以存在中間要素。 相反，當(dāng)一個(gè)要素被表示為“直接位于另一個(gè)要素上”時(shí)，不存在中間要素。現(xiàn)在，參考附圖，將對根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的太陽能電池和制造太陽能 電池的方法進(jìn)行描述。首先，將參照圖1和圖2來描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方式的太陽能電池。圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方式的太陽能電池的局部立體圖，而圖2是 沿圖1中的直線II-II截取的截面圖。參照圖1，根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方式的太陽能電池1包括基板110、位于基板110 的光入射的入射表面(下文中，將其稱為“前表面”)上的發(fā)射極層120、位于發(fā)射極層120 上的防反射層130、位于基板110的與基板110的前表面相反的后表面上的鈍化層190、電 連接到發(fā)射極層120的多個(gè)前電極141、多個(gè)前電極集流器142、后電極導(dǎo)電層155、以及多 個(gè)背表面場(BSF) 171。該多個(gè)前電極集流器142連接到該多個(gè)前電極141，并且在與前電 極141交叉的方向上延伸。后電極導(dǎo)電層155設(shè)置在鈍化層190上并且包括電連接到基板 110的多個(gè)后電極151。該多個(gè)BSF 171設(shè)置在基板110與該多個(gè)后電極151之間。在該示例實(shí)施方式中，盡管沒有要求，但是基板110可以由摻雜了第一導(dǎo)電類型 (例如，P型)雜質(zhì)的硅形成。硅的例子包括單晶硅、多晶硅和非晶硅。當(dāng)基板110是P型 時(shí)，基板110包含諸如硼(B)、鎵(Ga)、銦(In)的III族元素的雜質(zhì)?；蛘?，基板10可以是 η型，并且/或者可以由硅以外的材料制成。當(dāng)基板110是η型時(shí)，基板110可以包含諸如 磷(P)、砷(As)和銻(Sb)的V族元素的雜質(zhì)。使基板110的表面紋理化(textured)以形成對應(yīng)于不平坦表面的紋理化表面。發(fā)射極層120設(shè)置在基板110的入射表面和側(cè)部上。發(fā)射極層120是具有與基板 110的第一導(dǎo)電類型相對的第二導(dǎo)電類型(例如，η型)的雜質(zhì)部。發(fā)射極層120與基板 110形成ρη結(jié)。
通過由pn結(jié)產(chǎn)生的內(nèi)在的電勢差將由于光入射在基板110上而產(chǎn)生的多個(gè)電 子-空穴對分離成電子和空穴。隨后，分離出的電子向η型半導(dǎo)體移動(dòng)，而分離出的空穴向 P型半導(dǎo)體移動(dòng)。因此，當(dāng)基板110是ρ型而發(fā)射極層120是η型時(shí)，分離出的空穴移動(dòng)到 基板110而分離出的電子移動(dòng)到發(fā)射極層120。因此，基板110中的空穴和發(fā)射極層120中 的電子成為主載流子。由于基板110與發(fā)射極層120形成了 pn結(jié)，因此與上述實(shí)施方式不同當(dāng)基板110 是η型時(shí)，發(fā)射極層120可以是ρ型。在該情況下，分離出的電子移動(dòng)到基板110，而分離出 的空穴移動(dòng)到發(fā)射極層120。回到發(fā)射極層120是η型的實(shí)施方式，可以通過對基板110摻雜諸如P、As和Sb 的V族元素的雜質(zhì)來形成發(fā)射極層120。相反，當(dāng)發(fā)射極層120是ρ型時(shí)，可以通過對基板 110摻雜諸如B、Ga和In的III族元素來形成發(fā)射極層120。在設(shè)置于基板110的前表面上的發(fā)射極層120上形成防反射層130。防反射層130 包括第一防反射層131和第二防反射層132。在該實(shí)施方式中，第一防反射層131由硅氮化 物(SiNx:H)形成，而第二防反射層132由硅氮氧化物(SiOxNy)形成。此時(shí)，χ與y可以大 于“0”且小于“1”。從第二防反射層132和第一防反射層131反射的光產(chǎn)生了破壞性交界面，以降低 光的反射并提高光的預(yù)定波長的選擇性。此外，第一防反射層131和第二防反射層132將 存在于發(fā)射極層120的表面附近的不穩(wěn)定鍵(如懸掛鍵)改變成穩(wěn)定鍵，以減少由于不穩(wěn) 定鍵而導(dǎo)致的向發(fā)射極層120移動(dòng)的電荷的消失。如上所述，當(dāng)χ和y的范圍大于“0”且小于“1”時(shí)，增加了破壞性交界面的量。針對第一防反射層131和第二防反射層132的上述功能，第一防反射層131具有 大約2. 2到2. 6的折射率，而第二防反射層132具有大約1. 3到1. 6的折射率。也就是說， 第一防反射層131的折射率大于第二防反射層132的折射率。該多個(gè)前電極141設(shè)置在發(fā)射極層120上，并且電連接到發(fā)射極層120。多個(gè)前電 極141彼此分開并且在預(yù)定方向上延伸。前電極141收集移動(dòng)到發(fā)射極層120的電荷(例 如，電子)。該多個(gè)前電極集流器142設(shè)置在發(fā)射極層120上與第一電極141相同一級的層 上，并且在與前電極141相交叉的方向上延伸。前電極集流器142收集從前電極141傳送 來的電荷并且將電荷輸出到外部器件。前電極141和前電極集流器142由至少一種導(dǎo)電材料制成。該導(dǎo)電材料的例子可 以是從包含鎳(Ni)、銅(Cu)、銀(Ag)、鋁(Al)、錫(Sn)、鋅(Zn)、銦(In)、鈦(Ti)、金(Au) 和它們的組合的組中選擇的至少一種。鈍化層190設(shè)置在基板110的后表面上。鈍化層190包括多個(gè)暴露部分181，基板 110的多個(gè)部分通過鈍化層190的這些暴露部分而暴露出來。鈍化層190包括依次設(shè)置在 基板110上的第一鈍化層191到第三鈍化層193。在本實(shí)施方式中，第一鈍化層191由硅氧化物(SiOx)形成，第二防反射層192由 硅氮化物(SiNx:H)形成，而第三防反射層193由硅氮氧化物(SiOxNy)形成。此時(shí)，χ和y 分別大于“0”且小于“1”。第一到第三鈍化層分別具有這樣的折射率，即，第一到第三鈍化層中的每一個(gè)與基板110越接近，則其折射率就更高。由此，穿過基板110的光很容易地再次向著基板110 入射。因此，設(shè)置在基板Iio上的第一鈍化層191具有最大折射率，而設(shè)置得與基板110相 距最遠(yuǎn)的第三鈍化層193具有最小折射率。此外，鈍化層190減少了基板110的表面附近的電荷重組。也就是說，鈍化層190 將存在于基板110的表面附近的如懸掛鍵的不穩(wěn)定鍵轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定鍵，由此降低了由于不穩(wěn) 定鍵而導(dǎo)致的移動(dòng)到基板110的電荷的消失。后電極導(dǎo)電層155由導(dǎo)電材料制成，并且設(shè)置在鈍化層190上以及基板110的通 過該多個(gè)暴露部分181而暴露出的多個(gè)部分上。后電極導(dǎo)電層155包括電連接到基板110的暴露部分的多個(gè)后電極151。后電極151收集移動(dòng)到基板110的電荷(例如，空穴)并且將收集到的電荷傳送 到后電極導(dǎo)電層155。由此，后電極導(dǎo)電層155將從后電極151傳送來的電荷輸出到外部器 件。該導(dǎo)電材料可以是從包含鎳(Ni)、銅(Cu)、銀(Ag)、鋁(Al)、錫(Sn)、鋅(Zn)、銦 (In)、鈦(Ti)、金(Au)和它們的組合的組中選擇的至少一種。也可以使用其它導(dǎo)電材料。多個(gè)BSF 171設(shè)置在后電極151與基板110之間。與基板110相比，BSF 171是 更稠密地?fù)诫s有與基板Iio相同導(dǎo)電類型的雜質(zhì)的區(qū)域(例如，P+類型區(qū)域)。由于基板110與各個(gè)BSF 171之間的雜質(zhì)摻雜濃度差異而形成了勢壘，由此，勢壘 干擾了電子向基板110的后表面的移動(dòng)。因此，BSF 171阻止或減少了基板110的表面附 近的電子和空穴的重組和/或消失。將對根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的上述結(jié)構(gòu)的太陽能電池1的操作進(jìn)行描述。當(dāng)照射到太陽能電池1的光通過防反射層130和發(fā)射極層120而入射在基板110 上時(shí)，通過基于入射光的光能在基板110中產(chǎn)生了多個(gè)電子-空穴對。此時(shí)，由于基板110具有紋理化表面，因此來自基板110的入射表面的光的反射減 少，并且通過紋理化表面的入射和反射操作而將光限制在太陽能電池1內(nèi)。因此，增加了吸 收的光，并由此提高了太陽能電池1的效率。此外，防反射層130減少了向基板110入射的光的反射損失，因此向基板110入射
的光量進(jìn)一步增加。電子-空穴對被基板110的pn結(jié)和發(fā)射極層120分離，分離出的電子移動(dòng)到η型 發(fā)射極層120，而分離出的空穴移動(dòng)到ρ型基板110。移動(dòng)到η型發(fā)射極層120的電子被前 電極141收集，并隨后被傳送到前電極集流器142。移動(dòng)到ρ型基板110的空穴被后電極 151收集，并隨后被傳送到后電極導(dǎo)電層155。當(dāng)使用電線(未示出)將前電極集流器142 連接到后電極導(dǎo)電層155時(shí)，電流從中流過，由此使得可以將電流用于電能。此時(shí)，由于設(shè)置在基板110的前表面上的第一防反射層131和第二防反射層132 以及設(shè)置在基板110的后表面上的第一鈍化層191到第三鈍化層193將存在于基板110的 前表面和后表面附近的如懸掛鍵的不穩(wěn)定鍵轉(zhuǎn)換成了穩(wěn)定鍵，因此基板110的表面狀態(tài)變 成了鈍化狀態(tài)。從而極大地減少了重組(即，分別向發(fā)射極層120和基板110移動(dòng)的電子 和空穴與不穩(wěn)定鍵重組而消失)，由此顯著地提高了太陽能電池1的效率。接下來，將參照圖3到圖8、以及圖9和圖10來描述根據(jù)本發(fā)明的該示例性實(shí)施方 式的太陽能電池1的制造方法。
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圖3到圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明的該示例性實(shí)施方式的太陽能電池的制造方法中 的各個(gè)步驟的截面圖，而圖9和圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方式的掩模的示 例。如圖3所示，對基板110的入射表面執(zhí)行紋理化處理以形成紋理化表面從而使向 著入射表面入射的光散射并降低光的反射量。當(dāng)基板110由單晶硅制成時(shí)，可以對基板110的入射表面執(zhí)行各向異性蝕刻以形 成紋理化表面。由于原子在(111)表面中排列得比(100)表面中更加緊密，因此(111)表面 中的蝕刻速率比(100)表面中慢。由此，在執(zhí)行各向異性蝕刻過程中，形成了多個(gè)錐形部。 使用諸如KOH和NaOH等堿性溶液作為蝕刻溶液來執(zhí)行各向異性蝕刻。根據(jù)蝕刻溶液的成 分和濃度、蝕刻溫度以及蝕刻時(shí)間等，蝕刻速率可以不同。當(dāng)基板110由多晶硅制成時(shí)，可以通過使用酸性溶液作為蝕刻溶液進(jìn)行各向同性 蝕刻來形成紋理化表面。此時(shí)，用于各向同性蝕刻的蝕刻溶液可以是HF或HNO3等。在另選實(shí)施方式中，可以使用金剛石刀具、激光束之類的機(jī)械方式或使用等離子 體之類的物理方式進(jìn)行該紋理化處理以形成紋理化表面，而不是使用各向異性蝕刻和各向 同性蝕刻。接下來，如圖4所示，在含有包括具有諸如P、As和Sb的V族元素雜質(zhì)的材料(例 如，？氏或？0(13)的環(huán)境中，對基板110執(zhí)行高溫?zé)崽幚?，以使V族元素雜質(zhì)擴(kuò)散到基板110 中并由此在基板Iio的整個(gè)表面上形成發(fā)射極層120。與該實(shí)施方式不同，當(dāng)基板110的導(dǎo)電類型是η型時(shí)，在含有包括具有III族元 素雜質(zhì)的材料(例如，BN)的環(huán)境中，執(zhí)行熱處理以將ρ型發(fā)射極層120形成在基板110 中。然后，通過蝕刻處理去除當(dāng)P型雜質(zhì)或η型雜質(zhì)擴(kuò)散到基板110中時(shí)產(chǎn)生的含有磷 的磷硅酸鹽玻璃(phosphorous silicate glass, PSG)或含有硼的硼硅酸鹽玻璃(boron silicateglass, BSG)。在另選實(shí)施方式中，通過使用離子注入方式，可以將III族或V族元素雜質(zhì)摻雜到 基板110中。也就是說，通過在真空室中對基板110進(jìn)行置換(displacing)并向著基板 110加速雜質(zhì)的離子，雜質(zhì)注入到基板110中而形成發(fā)射極層120。接下來，如圖5所示，通過濕法蝕刻或干法蝕刻等去除基板110的后部以去除發(fā)射 極層120的形成在基板110的后表面上的部分。如圖6所示，在基板110的發(fā)射極層120上依次地形成第一防反射層131和第二 防反射層132以形成防反射層130，并且在基板110的后表面上依次地形成第一鈍化層191 到第三鈍化層193以形成鈍化層190。使用諸如等離子體增強(qiáng)汽相沉積(PECVD)法的化學(xué) 汽相沉積(CVD)法分別在多個(gè)室201到205中形成第一防反射層131到第二防反射層132 以及第一鈍化層191到第三層鈍化層193。也就是說，參照圖6，依次地布置了五個(gè)室201到205以形成各個(gè)層131、132以及 191到193。由此，當(dāng)在對應(yīng)的室201到205中完成了一個(gè)期望的層的形成時(shí)，將基板110 移動(dòng)到下一個(gè)室201到205以形成層131、132以及191到193中的另一個(gè)。此時(shí)，根據(jù)期 望的層來改變提供到各個(gè)室201到205中的源氣體。在該實(shí)施方式中，第一防反射層131是由硅氮化物(SiNx:H)形成，而第二防反射 層132是由硅氮氧化物(SiOxNy)形成。第一鈍化層191是由硅氧化物(SiOx)形成，第二鈍化層192是由硅氮化物(SiNx:H)形成，而第三鈍化層193是由硅氮氧化物(SiOxNy)形 成。然而，用于各個(gè)防反射層131和132以及鈍化層191到193的材料可以不同。第一防反射層131和第二防反射層132形成在基板110的整個(gè)暴露表面上，而第 一鈍化層191到第三鈍化層193包括多個(gè)暴露部分181，該多個(gè)暴露部分181暴露出了基板 110的相應(yīng)表面(例如，后表面)的多個(gè)部分。因此，在將掩模300設(shè)置在基板110的相應(yīng)表面上之后，使用CVD方法形成了第一 鈍化層191到第三鈍化層193。如上所述，每當(dāng)形成各個(gè)鈍化層191到193時(shí)，就改變用于執(zhí)行CVD方法的室203 到205。因此，基板110被移動(dòng)到用于形成各鈍化層191到193的相應(yīng)的室203到205中。 此時(shí)，為了形成暴露部分181，將相同掩模300布置在各個(gè)室203到205中。在圖9和圖10中示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的掩模300的示例。圖9所示的掩模300的示例包括多個(gè)阻擋部310和多個(gè)開口 320，并且還包括多 個(gè)連接部330。阻擋部310大致呈矩形。連接部330連接相鄰的阻擋部310，并且將阻擋部 310連接到框340。因而，多個(gè)開口 320中的各開口由相鄰的阻擋部310和連接部330圍繞。為了依次地形成第一鈍化層191到第三鈍化層913，在將圖9所示的掩模300布置 到在相應(yīng)的室203到205中被置換的基板110上后，向室203到205提供源氣體，并且隨后 將CVD方法用于基板110。因此，源氣體穿過多個(gè)開口 320以沉積在基板110的與開口 320相對應(yīng)的部分上 并由此形成第一鈍化層191到第三鈍化層193。此時(shí)，由于源氣體被阻擋部310和連接部 330阻擋，因此源氣體沒有沉積在基板110的與阻擋部310和連接部330相對應(yīng)的部分上， 從而形成了多個(gè)暴露部分181。在使用圖9所示的掩模300形成具有暴露部分181的鈍化層190的過程中，鈍化 層190包括與開口 320相對應(yīng)的多個(gè)鈍化島狀物，并且暴露部分181包括與阻擋部310相 對應(yīng)的多個(gè)部分以及與連接部330相對應(yīng)的多個(gè)部分。可以使用圖10示出的掩模300代替圖9示出的掩模300來形成具有多個(gè)暴露部 分181的鈍化層190。與圖9所示的掩模相似，圖10所示的掩模300包括多個(gè)阻擋部310以及連接阻擋 部310與框340的多個(gè)連接部330。但是，與圖9不同的是，各個(gè)阻擋部310呈條形。由此，在通過使用掩模300來形成具有暴露部分181的鈍化層190的過程中，暴露 部分181呈與阻擋部310及連接部330相對應(yīng)的偽條形。圖9和圖10所示的掩模300僅僅是示例。因此，通過改變掩模300的形狀，可以 形成具有各種形狀的暴露部分的各種鈍化層190。在該實(shí)施方式中，使用CVD方法依次地在五個(gè)接連的室201到205中形成雙層結(jié) 構(gòu)的防反射層130和三層結(jié)構(gòu)的鈍化層190，并且每當(dāng)形成了各個(gè)鈍化層191到193時(shí)，就 使用相同的掩模300在鈍化層190中形成暴露部分181。由此，簡化了層形成處理并且縮短 了層形成時(shí)間。也就是說，在現(xiàn)有技術(shù)中，在一個(gè)室中形成防反射層130和鈍化層190。因此，為了 形成一個(gè)層，將基板110移動(dòng)到一個(gè)室中并且執(zhí)行層形成處理，然后將基板110從該室中取 出。接下來，在對該室的環(huán)境進(jìn)行調(diào)整以準(zhǔn)備下一個(gè)層形成處理后，再次將基板110放置到該室中以執(zhí)行下一個(gè)層形成處理。結(jié)果，由于每當(dāng)層形成時(shí)就執(zhí)行基板110的放入和取出 操作并且調(diào)整室的環(huán)境，因此需要很長的層形成時(shí)間。此外，由于在一個(gè)室中形成具有不同 特性的不同層，因此劣化了所形成的層的質(zhì)量。此外，在通過上述處理而形成的鈍化層190的相應(yīng)部分上涂敷蝕刻膏并使其變 干，以在鈍化層190的相應(yīng)部分中形成暴露部分181。當(dāng)使用蝕刻膏形成暴露部分181時(shí)， 必須使用用于去除鈍化層190上存在的蝕刻膏的諸如濕法蝕刻的附加處理。然而，在本實(shí)施方式中，由于該多個(gè)室的數(shù)量等于所形成的層的數(shù)量，因此根據(jù)層 形成的順序依次地將基板110移入室201到205中以形成層131、132以及191到193。因 此，每當(dāng)形成了層131、132以及191到193時(shí)，不需要調(diào)整室201到205的環(huán)境并將基板 110移入相應(yīng)的室201到205中，由此縮短了層形成時(shí)間。此外，由于在單獨(dú)的室中形成各 層131、132以及191到193，因此提高了所形成的層的質(zhì)量。此夕卜，當(dāng)把基板110移入用于形成鈍化層191到193的相應(yīng)的室203到205中時(shí)， 掩模300也被移動(dòng)以形成具有彼此相同的圖案的鈍化層191到193。因此，由于在第一鈍化 層191到第三鈍化層193中形成暴露部分而不需要附加處理，進(jìn)一步縮短了層形成時(shí)間。接下來，如圖7所示，使用絲網(wǎng)印刷(screen print)方法在防反射層130的第二 防反射層132的相應(yīng)部分上涂敷含有Ag的膏，然后使其變干以形成前電極和前電極集流器 圖案140。前電極和前電極集流器圖案140分別包括在彼此交叉的方向上延伸的前電極圖 案和前電極集流器圖案。在本實(shí)施方式中，前電極集流器圖案的寬度可以大于前電極圖案 的寬度。前電極集流器圖案與前電極圖案之間的寬度關(guān)系可以不同。接下來，如圖8所示，使用絲網(wǎng)印刷方法在第三鈍化層193上以及基板110的通過 暴露部分181暴露出的部分上涂敷含有Al的膏，然后使其變干以形成后電極導(dǎo)電層圖案 150。此時(shí)，圖案140和150的形成順序可以不同。接下來，對其上形成有前電極和前電極集流器圖案140及后電極導(dǎo)電層圖案150 的基板110執(zhí)行燒成(firing)處理。也就是說，對基板110執(zhí)行一種熱處理以形成多個(gè)前 電極141、多個(gè)前電極集流器142、后電極導(dǎo)電層155(其包括電連接到基板110的通過暴露 部分181暴露出的部分的多個(gè)后電極151)、以及多個(gè)BSF 171。結(jié)果，完成了圖1和圖2所 示的太陽能電池1。更具體地說，當(dāng)執(zhí)行熱處理時(shí)，由于包含在前電極和前電極集流器圖案140中的 如Pb的元素，前電極和前電極集流器圖案140依次地穿過與第二防反射層132及其下的第 一防反射層131相接觸的部分并與發(fā)射極層120進(jìn)行接觸，以形成多個(gè)前電極141和多個(gè) 前電極集流器142。由此，前電極141和前電極集流器142中的每一個(gè)的厚度均等于或大于 第一防反射層131和第二防反射層132的厚度之和。此外，如圖1和圖2所示，在熱處理期間，包含在后電極圖案150中的Al擴(kuò)散到與 電極圖案150相接觸的基板110以在后電極151與基板110之間形成多個(gè)BSF 171。在這 種情況下，BSF 171是摻雜了與基板110相同導(dǎo)電類型雜質(zhì)(例如，ρ型雜質(zhì))的區(qū)域。BSF 171的雜質(zhì)摻雜濃度大于基板110的雜質(zhì)摻雜濃度，因此BSF 171是ρ+型區(qū)域。此外，包含 在各個(gè)圖案140和150中的金屬成分分別與接觸到圖案140和150的層120和110化學(xué)耦 合，使得接觸阻抗降低并因此改善了電流流動(dòng)。
11
在本發(fā)明的實(shí)施方式中，以前或后來表示電極、基板的表面等并不是限制性的。例 如，這樣的表示是為了描述的方便，這是由于作為用第一和第二來表示電極、基板的表面等 的示例，用前或后表示更容易讓人理解。雖然已經(jīng)結(jié)合目前被視為實(shí)用的示例性實(shí)施方式描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解，本 發(fā)明并不限于這些公開的實(shí)施方式，相反，本發(fā)明旨在涵蓋包括在所附權(quán)利要求書的精神 和范圍內(nèi)的各種修改和等效布置。
權(quán)利要求
一種形成太陽能電池的電極的方法，該方法包括以下步驟在包括發(fā)射極層的基板的一部分上選擇性地形成至少暴露出所述基板的一部分的鈍化層，所述鈍化層包括至少一層；形成電連接到所述發(fā)射極層的第一電極；以及在所述基板的該暴露部分上形成多個(gè)第二電極以將該多個(gè)第二電極電連接到所述基板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述基板的光未入射的表面上形成所述鈍化層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，該形成所述鈍化層的步驟包括以下步驟 在所述基板上設(shè)置包括多個(gè)開口和多個(gè)阻擋部的掩模；以及在所述基板的面向所述開口的部分上形成一個(gè)層，并且形成所述基板的面向所述阻擋 部的多個(gè)暴露部分，以形成包括所述多個(gè)暴露部分的所述鈍化層，其中，所述多個(gè)第二電極穿過所述多個(gè)暴露部分電連接到所述基板。
4.一種太陽能電池，該太陽能電池包括 第一導(dǎo)電類型的基板；位于所述基板上并與所述第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型的發(fā)射極層； 依次地設(shè)置在所述發(fā)射極層上的第一防反射層和第二防反射層； 電連接到所述發(fā)射極層的第一電極；依次地設(shè)置在所述基板上的第一鈍化層到第三鈍化層，各個(gè)所述第一鈍化層到所述第 三鈍化層包括多個(gè)暴露部分；以及電連接到所述基板的由所述多個(gè)暴露部分暴露出的部分的多個(gè)第二電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能電池，其中，所述第一防反射層由硅氮化物(SiNx:H) 形成，所述第二防反射層由硅氮氧化物(SiOxNy)形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能電池，其中，所述第一防反射層的折射率大于所述第 二防反射層的折射率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能電池，其中，所述第一防反射層的折射率大約為2.2到 2. 6，所述第二防反射層的折射率大約為1. 3到1. 6。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能電池，其中，所述第一鈍化層由硅氧化物(SiOx)形成， 所述第二鈍化層由硅氮化物(SiNx:H)形成，所述第三鈍化層由硅氮氧化物(SiOxNy)形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能電池，其中，所述第一鈍化層的折射率最大，而所述第 三鈍化層的折射率最小。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能電池，其中，所述第一電極的厚度大于所述第一防反 射層和所述第二防反射層的厚度之和。
11.一種制造太陽能電池的方法，該方法包括以下步驟在第一導(dǎo)電類型的基板上形成與所述第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型的發(fā)射極層；依次地將所述基板放置在多個(gè)室中，以在所述發(fā)射極層上形成防反射層，并且在所述 基板的與所述基板的入射表面相反的后表面上形成包括至少一個(gè)暴露部分的鈍化層； 在所述防反射層上涂敷第一膏以形成第一電極圖案；在所述鈍化層上并在所述基板的由所述暴露部分暴露出的部分上涂敷第二膏以形成 第二電極導(dǎo)電層圖案；以及對具有所述第一電極圖案和所述第二電極導(dǎo)電層圖案的所述基板執(zhí)行熱處理，以形成 電連接到所述發(fā)射極層的多個(gè)第一電極，并形成包括電連接到所述基板的至少一個(gè)第二電 極的第二電極導(dǎo)電層。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，室的數(shù)量等于構(gòu)成所述防反射層的層數(shù)與構(gòu) 成所述鈍化層的層數(shù)之和，其中，在各個(gè)所述多個(gè)室中注入不同的源氣體。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述防反射層包括各自具有不同折射率的第 一防反射層和第二防反射層。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述第一防反射層由硅氮化物(SiNx:H)形成， 所述第二防反射層由硅氮氧化物(SiOxNy)形成。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述鈍化層包括各自具有不同折射率的第一 鈍化層、第二鈍化層和第三鈍化層。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，被設(shè)置得距所述基板最近的所述第一鈍化層 的折射率最大，而被設(shè)置得距所述基板最遠(yuǎn)的所述第三鈍化層的折射率最小。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述第一鈍化層由硅氧化物(SiOx)形成，所述 第二鈍化層由硅氮化物(SiNx:H)形成，而所述第三鈍化層由硅氮氧化物(SiOxNy)形成。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，該形成所述防反射層和所述鈍化層的步驟包 括以下步驟在各個(gè)所述多個(gè)室中獨(dú)立地執(zhí)行層形成處理。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，該形成所述防反射層和所述鈍化層的步驟包 括以下步驟在所述基板上設(shè)置包括至少一個(gè)開口和至少一個(gè)阻擋部的掩模，并且使用所 述掩模對所述基板執(zhí)行所述層形成處理，以形成所述第一鈍化層、所述第二鈍化層和所述 第三鈍化層，其中，使用相同的掩模形成所述第一鈍化層、所述第二鈍化層和所述第三鈍化層。
全文摘要
本發(fā)明涉及太陽能電池。該太陽能電池包括第一導(dǎo)電類型的基板；位于所述基板上并與所述第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型的發(fā)射極層；依次地設(shè)置在所述發(fā)射極層上的第一防反射層和第二防反射層；電連接到所述發(fā)射極層的第一電極；依次地設(shè)置在所述基板上的第一鈍化層到第三鈍化層，各個(gè)所述第一鈍化層到所述第三鈍化層包括多個(gè)暴露部分；以及電連接到所述基板的由所述多個(gè)暴露部分暴露出的部分的多個(gè)第二電極。
文檔編號H01L31/042GK101911313SQ200980101838
公開日2010年12月8日 申請日期2009年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月1日
發(fā)明者李圣恩 申請人:Lg電子株式會社