專利名稱：太陽(yáng)能電池及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
實(shí)施方式涉及太陽(yáng)能電池及其制造方法。
背景技術(shù)：
近來(lái)，由于認(rèn)為現(xiàn)有能源(如石油和煤)是會(huì)被耗盡的，因此對(duì)于代替現(xiàn)有能源的另選能源越來(lái)越感興趣。在這些另選能源中，由于作為用于從太陽(yáng)能產(chǎn)生電能的電池，太陽(yáng)能電池能夠從充足來(lái)源汲取能量并且不會(huì)造成環(huán)境污染，因此太陽(yáng)能電池尤其受到關(guān)注。通常的太陽(yáng)能電池包括基板和射極層，它們由半導(dǎo)體制成，各具有不同的導(dǎo)電類型，如P型和η型；以及分別形成在基板和射極層上的電極。通常的太陽(yáng)能電池還包括形成在基板和射極層之間的界面的ρ-η結(jié)。當(dāng)光入射在太陽(yáng)能電池上時(shí)，在半導(dǎo)體中產(chǎn)生多個(gè)電子-空穴對(duì)。各個(gè)電子-空穴對(duì)通過(guò)光生伏打效應(yīng)而分離成電子和空穴。由此，分離出的電子向η型半導(dǎo)體(如，射極層)移動(dòng)，而分離出的空穴向P型半導(dǎo)體(如，基板)移動(dòng)，然后電子和空穴分別由電連接到射極層和基板的電極收集。使用電線將電極彼此連接，由此獲得電力。射極層和基板中的每一個(gè)上設(shè)置有至少一個(gè)集流器，例如總線條，并且射極層上的集流器和基板上的集流器分別電連接到相應(yīng)的電極。因此，由電極收集的電荷通過(guò)與電極相鄰的集流器容易移動(dòng)到連接到外部的負(fù)載。但是，在該情況下，由于集流器分別形成在基板的沒(méi)有光入射的一個(gè)表面和基板的有光入射的另一個(gè)表面(即，基板的入射表面上的射極層)上，所以減小了光的入射面積。因此，降低了太陽(yáng)能電池的效率。因此，開(kāi)發(fā)了金屬卷繞貫穿(MWT)太陽(yáng)能電池以防止由于集流器而導(dǎo)致的太陽(yáng)能電池的效率的降低。在MWT太陽(yáng)能電池中，連接到射極層的集流器位于基板的與基板的入射表面相對(duì)的背面上。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題實(shí)施方式提供了能夠提高太陽(yáng)能電池的效率的太陽(yáng)能電池及其制造方法。問(wèn)題的解決方案在一個(gè)方面，提供了一種太陽(yáng)能電池，該太陽(yáng)能電池包括第一導(dǎo)電類型的基板， 其具有至少一個(gè)通孔；所述基板上的與所述第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型的射極層； 電連接到所述射極層的第一導(dǎo)體，所述第一導(dǎo)體的一部分位于所述通孔內(nèi)；通過(guò)所述通孔而電連接到所述第一導(dǎo)體的第二導(dǎo)體，所述第二導(dǎo)體的一部分位于所述通孔內(nèi)；以及電連接到所述基板的第三導(dǎo)體，所述第三導(dǎo)體與所述第二導(dǎo)體電氣分離。在另一方面，提供了一種制造太陽(yáng)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至少一個(gè)通孔；在所述基板上形成與所述第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型的射極層；在所述通孔的內(nèi)部空間的一部分以及位于所述基板的背面上的在所述通孔的周圍的射極層上，印刷第一膏體以形成第一導(dǎo)體圖案，并且，在所述基板的正面上的射極層以及所述通孔的內(nèi)部空間的剩余部分上，印刷包含與所述第一膏體的材料不同的材料的第二膏體，以形成連接到所述第一導(dǎo)體圖案的第二導(dǎo)體圖案；在所述基板的背面的除了所述第一導(dǎo)體圖案的形成部分以外的剩余部分上印刷第三膏體，以形成第三導(dǎo)體圖案；并且對(duì)具有所述第一導(dǎo)體圖案、所述第二導(dǎo)體圖案和所述第三導(dǎo)體圖案的所述基板執(zhí)行熱處理，以使用所述第一導(dǎo)體圖案形成第一導(dǎo)體，使用所述第二導(dǎo)體圖案形成通過(guò)所述射極層和所述通孔而電連接到所述第一導(dǎo)體的第二導(dǎo)體，并且使用所述第三導(dǎo)體圖案形成電連接到所述基板的第三導(dǎo)體。根據(jù)此后給出的詳細(xì)描述，本發(fā)明的進(jìn)一步應(yīng)用范圍將變得顯而易見(jiàn)。但是，應(yīng)當(dāng)理解，詳細(xì)描述和具體示例在表示本發(fā)明的實(shí)施方式的同時(shí)，僅僅是以例示的方式給出的， 這是因?yàn)?，根?jù)該詳細(xì)描述，本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種變化和修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。本發(fā)明的有益效果根據(jù)這些方面，在通孔內(nèi)部空間中的漏電流的量減少，或者電荷在通孔的內(nèi)部空間中的遷移率增加，從而提高了太陽(yáng)能電池的效率。


附圖被包括進(jìn)來(lái)以提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，其被并入且構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分，附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施方式，并與說(shuō)明書(shū)一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1是根據(jù)示例性實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池的局部立體圖；圖2是沿圖1中的II-II線截取的截面圖；圖3到圖10是依次例示出根據(jù)示例性實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池的制造方法中的各個(gè)階段的截面圖；圖11是沿圖1中的II-II線截取的根據(jù)另一示例性實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池的截面圖；并且圖12到圖15是依次例示出根據(jù)另一示例性實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池的制造方法中的各個(gè)階段的截面圖。
具體實(shí)施例方式下面將參照附圖更全面地描述本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施方式。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)施，而不應(yīng)當(dāng)被理解為局限于本文所述的實(shí)施方式。在附圖中，為了清楚，夸大了層、膜、板、區(qū)域等的厚度。相同的附圖標(biāo)記在說(shuō)明書(shū)中自始至終表示相同的元件。應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)將一元件(如，層、膜、區(qū)域或基板)稱為 “位于另一元件上”時(shí)，其可能直接位于所述另一元件上，或者還可能存在中間元件。相反， 當(dāng)將一元件稱為“直接位于另一元件上”時(shí)，不存在中間元件。圖1是根據(jù)示例性實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池的局部立體圖。圖2是沿圖1中的II-II 線截取的截面圖。如圖1所示，根據(jù)實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池1包括具有多個(gè)通孔181的基板110、在基板110上的射極層120、形成在基板110的有光入射的入射表面(以下稱為“正面”)上的射極層120上的防反射層130、多個(gè)正面電極141、背面電極151、多個(gè)正面電極集流器161、 多個(gè)背面電極集流器162和背面場(chǎng)(BSF)層171。正面電極141形成在基板110的正面的沒(méi)有形成防反射層130的部分上的射極層120上。背面電極151形成在與基板110的正面相對(duì)的沒(méi)有光線入射的背面上。正面電極集流器161與背面電極151隔開(kāi)，位于各個(gè)通孔 181以及通孔181周圍的射極層120中，并且電連接到正面電極141。背面電極集流器162 電連接到背面電極151，并且以固定的距離彼此隔開(kāi)。BSF層171位于基板110和背面電極 151之間。在示例性實(shí)施方式中，基板110可以由摻雜有第一導(dǎo)電類型(例如，ρ型)的雜質(zhì)的硅形成，但是這不是必須的。硅的示例包括單晶硅、多晶硅和非晶硅。當(dāng)基板Iio是P型時(shí)，基板110包含III族元素(如，硼(B)、鎵(Ga)和銦(In))的雜質(zhì)。另選地，基板110可以是η型，并且/或者由除了硅之外的其他材料形成。當(dāng)基板110是η型時(shí)，基板110可以包含V族元素(如，磷(P)、砷(As)和銻(Sb))的雜質(zhì)。對(duì)基板110的表面進(jìn)行粗糙化，以形成對(duì)應(yīng)于不平坦表面或者具有不平坦特性的粗糙表面。貫穿基板110的多個(gè)通孔181形成在正面電極141和正面電極集流器161的各個(gè)交叉處。射極層120是具有與基板110的第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型(例如，η型) 的雜質(zhì)部分。射極層120和基板110形成ρ-η結(jié)。通過(guò)由ρ-η結(jié)產(chǎn)生的內(nèi)建電勢(shì)差，由入射在基板110上的光產(chǎn)生的多個(gè)電子-空穴對(duì)被分離成電子和空穴。接著，分離出的電子朝向η型半導(dǎo)體移動(dòng)，而分離出的空穴朝向 P型半導(dǎo)體移動(dòng)。因此，當(dāng)基板110是ρ型而射極層120是η型時(shí)，分離出的空穴和分離出的電子分別朝向基板110和射極層120移動(dòng)。因此，基板110中的空穴和射極層120中的電子成為主要載流子。因?yàn)榛?10與射極層120形成ρ-η結(jié)，因此與上述實(shí)施方式不同，當(dāng)基板110是 η型時(shí)，射極層120可以是ρ型。在此情況下，分離出的電子和分離出的空穴分別朝向基板 110和射極層120移動(dòng)?；氐缴鲜鰧?shí)施方式，當(dāng)射極層120是η型時(shí)，可以通過(guò)用V族元素(如P、As和Sb) 的雜質(zhì)摻雜基板110來(lái)形成射極層120。相反，當(dāng)射極層120是P型時(shí)，可以通過(guò)用III族元素(如B、Ga和h)的雜質(zhì)摻雜基板110來(lái)形成射極層120。由氮化硅(SiNx)和/或氧化硅(SiOx)形成的防反射層130位于形成在基板110 的正面上的射極層120上。防反射層130減小入射在基板110上的光的反射率，并且提高對(duì)預(yù)定波長(zhǎng)帶的選擇性，由此提高太陽(yáng)能電池1的效率。防反射層130可以具有大約70nm 至80nm的厚度。另選地，防反射層130可以位于各個(gè)通孔181的側(cè)壁處。如果需要，可以省略防反射層130。盡管圖1中未示出，但是防反射層130和射極層120各自具有暴露基板110的正面的邊緣的一部分的暴露部分(未示出)，以實(shí)現(xiàn)基板110的邊緣隔離。正面電極141位于基板110正面上的射極層120上，并且電連接到射極層120。此外，正面電極141彼此隔開(kāi)預(yù)定的距離地在固定方向上延伸，并且覆蓋通孔181。圖2示出各個(gè)正面電極141占據(jù)通孔181的內(nèi)部的一部分。然而，各個(gè)正面電極141不需要占據(jù)通孔181的內(nèi)部，并且可以位于通孔181的虛擬上表面Sl上。在實(shí)施方式中，正面電極141 占據(jù)各個(gè)通孔181的長(zhǎng)度H的大約0%至20%。S卩，正面電極141占據(jù)通孔181的虛擬上表面Sl和虛擬下表面S2所定義的內(nèi)部空間的大約0%至20%。在實(shí)施方式中，虛擬上表面Sl指示或表示通孔181的位于基板110正面上的入口的虛擬表面，并且虛擬下表面S2 指示或表示通孔181的位于基板110背面上的入口的虛擬表面。正面電極141收集移動(dòng)到射極層120的電荷(例如，電子)并且將所收集的電荷傳輸?shù)酵ㄟ^(guò)通孔181而電連接到正面電極141的正面電極集流器161。正面電極141由至少一種導(dǎo)電金屬材料形成。更具體地，正面電極141可以由從包括鎳(Ni)、銅(Cu)、銀(Ag)、鋁(Al)、錫(Sn)、鋅(Zn) JB (In), It (Ti)、金(Au)和其組合的組選擇的至少一種材料形成?？梢允褂闷渌麑?dǎo)電金屬材料。在本實(shí)施方式中，正面電極141包含Ag和Pb (或PbO)。正面電極集流器161位于基板110的背面。如圖2所示，正面電極141占據(jù)通孔 181的內(nèi)部空間的一部分，并且正面電極集流器161占據(jù)通孔181的內(nèi)部空間的沒(méi)有被正面電極141所占據(jù)的剩余部分。因而，正面電極集流器161在通孔181的內(nèi)部空間中或者在通孔181的虛擬上表面Sl上與一些正面電極141接觸。更具體地，正面電極集流器161占據(jù)各個(gè)通孔181的長(zhǎng)度H的大約80%至100%。即，正面電極集流器161占據(jù)各個(gè)通孔181 的內(nèi)部空間的大約80%至100%。因此，正面電極集流器161在通孔181的內(nèi)部空間中與正面電極141接觸，因而通過(guò)通孔181電連接到正面電極141。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，正面電極集流器161占據(jù)通孔181的量對(duì)應(yīng)于足夠接觸防反射層130的高度。換言之，正面電極集流器161填充通孔直到防反射層130的層面。如上所述，因?yàn)檎骐姌O141所占據(jù)的內(nèi)部空間的大小不同于正面電極集流器 161所占據(jù)的內(nèi)部空間的大小，所以如圖2所示，各個(gè)正面電極141在內(nèi)部空間中的占據(jù)高度不同于各個(gè)正面電極集流器161在內(nèi)部空間中的占據(jù)高度。在實(shí)施方式中，可以從虛擬上表面Sl到存在于通孔181內(nèi)部空間中的正面電極141的端部，來(lái)測(cè)量正面電極141在內(nèi)部空間中的高度，并且可以從虛擬下表面S2到正面電極141的端部來(lái)測(cè)量正面電極集流器 161在內(nèi)部空間中的高度。如上所述，通孔181內(nèi)部的正面電極141和正面電極集流器161具有高度和大小的差異，但是正面電極141和正面電極集流器161都存在于通孔181中。正面電極集流器 161被稱為總線條，并且在正面電極集流器161和正面電極141的交叉方向上延伸。正面電極集流器161由至少一種導(dǎo)電金屬材料形成，并且通過(guò)通孔181電連接到與正面電極集流器161交叉的正面電極141。如上所述，因?yàn)檎骐姌O集流器161電連接到正面電極141，所以正面電極集流器161將從正面電極141傳輸?shù)碾姾奢敵鲋镣獠垦b置。在實(shí)施方式中，與正面電極141不同，正面電極集流器161不包含1 ，并且可以包含例如Ag的導(dǎo)電金屬材料。更具體地，正面電極集流器161可以由從包括Ni、Cu、Ag、Al、 SruZnUruTLAu及其組合的組中選擇的至少一種材料形成?？梢允褂闷渌鼘?dǎo)電金屬材料。 在實(shí)施方式中，不包含1 的正面電極集流器161可以稱為無(wú)1 的正面電極集流器161。此外，無(wú)1 不一定是指完全不存在1 的量，無(wú)1 指的是低于預(yù)定級(jí)別的級(jí)別或更低，并且可以指1 的量?jī)H僅相當(dāng)于偶然或無(wú)意識(shí)的1 污染。背面電極151位于基板110的背面上以與正面電極集流器161隔開(kāi)，并且電連接到基板110。背面電極151收集移動(dòng)到基板110的電荷(例如，空穴)。背面電極151由至少一種導(dǎo)電金屬材料形成。更具體地，背面電極151可以由從包括Ni、Cu、Ag、Al、Sn、Zn、In、Ti、Au及其組合的組中選擇的至少一種材料形成。也可以使用其它導(dǎo)電金屬材料。多個(gè)露出部182形成在背面電極151和正面電極集流器161之間。更具體地，背面電極151、正面電極集流器161和射極層120各自具有露出基板110的一部分背面的多個(gè)露出部182。大部分露出部182形成在正面電極集流器161周圍。露出部182切斷移動(dòng)并收集電子或空穴的正面電極集流器161與收集空穴或電子的背面電極151之間的電連接， 因而可以實(shí)現(xiàn)電子和空穴的平滑移動(dòng)。多個(gè)背面電極集流器162位于背面電極151上。背面電極集流器162由導(dǎo)電金屬材料形成。更具體地，背面電極集流器162可以由從包括Ni、Cu、Ag、Al、Sn、Zn、In、Ti、Au 及其組合的組中選擇的至少一種材料形成。也可以使用其它導(dǎo)電金屬材料。背面電極集流器162以固定的距離彼此隔開(kāi)地放置，并且具有多個(gè)圓形焊盤。然而，焊盤可以具有在與正面電極集流器161平行的方向上延伸的橢圓形、四邊形和/或矩形形狀。可以使用其它形狀。背面電極集流器162將從電連接到背面電極集流器162的背面電極151傳送的電荷(例如，空穴)輸出至外部裝置。如上所述，因?yàn)檎骐姌O141、正面電極集流器161、背面電極151和背面電極集流器162全都包含導(dǎo)電金屬材料并且傳送電荷，所以它們可以充當(dāng)導(dǎo)體。BSF層171位于背面電極151和基板110之間。BSF層171是比基板110更重地?fù)诫s了與基板110相同的導(dǎo)電類型的雜質(zhì)的區(qū)域(例如，P+型區(qū)域)。電子向基板110背面的移動(dòng)被由于基板110和BSF層170的雜質(zhì)摻雜濃度之間的差而產(chǎn)生的勢(shì)壘所阻礙。因此，BSF層170防止或減少電子和空穴在基板110與背面電極151的界面中的重組和/或消失。根據(jù)實(shí)施方式的具有上述結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池1是金屬卷繞貫穿(MWT)太陽(yáng)能電池，其中，連接到正面電極141的正面電極集流器161位于基板110的沒(méi)有光入射的背面上。以下將具體描述太陽(yáng)能電池1的操作。當(dāng)照射到太陽(yáng)能電池1的光透過(guò)防反射層130和射極層120入射在基板110上時(shí)， 通過(guò)基于入射光的光能，在基板110中產(chǎn)生多個(gè)電子-空穴對(duì)。由于基板110的表面是粗糙表面，因此降低了基板110的正面的光反射率。進(jìn)一步地，由于光入射操作和光反射操作這兩者都在粗糙表面上進(jìn)行，所以將光限制在太陽(yáng)能電池1中。由此，光吸收率增加，并且提高了太陽(yáng)能電池1的效率。此外，由于通過(guò)防反射層130減少了入射在基板110上的光的反射損失，所以入射在基板110上的光量進(jìn)一步增加。基板110和射極層120的p-n結(jié)使得電子_空穴對(duì)分離，并且所分離出的電子移動(dòng)到η型射極層120，并且所分離出的空穴移動(dòng)到ρ型基板110。移動(dòng)到η型射極層120的電子由正面電極141收集，接著傳輸?shù)秸骐姌O集流器161。移動(dòng)到ρ型基板110的空穴透過(guò)BSF層171由背面電極151收集，接著傳輸?shù)奖趁骐姌O集流器162。當(dāng)使用電線(未示出)將正面電極集流器161連接到背面電極集流器162時(shí)，電流在其中流動(dòng)，由此能使用電流來(lái)產(chǎn)生電力。
因?yàn)椴话? 的正面電極集流器161占據(jù)通孔181的大部分內(nèi)部空間，所以減少或防止了射極層120的位于通孔181內(nèi)部空間中的一部分在太陽(yáng)能電池1的熱處理中被1 損傷。因此，可以減少或防止當(dāng)從正面電極141向正面電極集流器161移動(dòng)的某些電荷透過(guò)在通孔181內(nèi)損傷的射極層120而移動(dòng)到基板110時(shí)產(chǎn)生的漏電流，從而提高了太陽(yáng)能電池1的效率。圖3至圖10是依次例示了根據(jù)實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池的制造方法中的各個(gè)階段的截面圖。如圖3所示，多個(gè)通孔181形成在由ρ型單晶硅或ρ型多晶硅形成的基板110上。 利用激光束通過(guò)激光鉆孔方法形成通孔181。可以使用其他方法來(lái)形成通孔181。如圖4所示，對(duì)基板110的整個(gè)表面執(zhí)行粗糙化處理，以形成基板110的粗糙表面。但是，各個(gè)通孔181的側(cè)壁不需要具有粗糙表面。當(dāng)基板110由ρ型單晶硅形成時(shí)，利用如KOH、NaOH和氫氧化四甲基銨(TMAH)的堿性溶液執(zhí)行粗糙化處理。當(dāng)基板110由ρ型多晶硅形成時(shí)，利用如HF和HNO3的酸性溶液執(zhí)行粗糙化處理。如圖5所示，對(duì)基板110執(zhí)行包含V族元素(如P、As和Sb)的雜質(zhì)的材料(如， 卩0(13或!13 04)的高溫?zé)崽幚恚栽诨?10上散布V族元素雜質(zhì)。由此，在基板110的整個(gè)表面(包括正面、背面和內(nèi)表面)上和各個(gè)通孔181的側(cè)表面上，形成射極層120。與該實(shí)施方式不同，當(dāng)基板110是η型時(shí)，對(duì)基板110執(zhí)行包含III族元素雜質(zhì)的材料(例如， B2H6)的高溫?zé)崽幚恚蛘咴诨?10上堆疊包含III族元素雜質(zhì)的材料，以在基板110的整個(gè)表面上形成ρ型射極層120。接著，通過(guò)刻蝕處理，去除當(dāng)在基板110內(nèi)散布ρ型雜質(zhì)或 η型雜質(zhì)時(shí)產(chǎn)生的包含磷(P)的磷硅酸鹽玻璃(PSG)或包含硼(B)的硼硅酸鹽玻璃(BSG)。如圖6所示，利用諸如等離子體增強(qiáng)化學(xué)汽相淀積(PECVD)方法的化學(xué)汽相淀積 (CVD)方法，在基板110的正面上形成防反射層130。此外，可以在通孔181內(nèi)部或者其一部分中形成防反射層130。如圖7所示，使用絲網(wǎng)印刷方法將包含Ag的集流器膏體涂覆在基板110背面上的射極層120的預(yù)定部分上，以形成正面電極集流器圖案163和背面電極集流器圖案165。然后，在大約170°C對(duì)正面電極集流器圖案163和背面電極集流器圖案165進(jìn)行干燥。正面電極集流器圖案163和背面電極集流器圖案165不包含此。正面電極集流器圖案163填充由虛擬上表面Sl和虛擬下表面S2限定的通孔181的內(nèi)部空間的大約80%至100%。集流器膏體可以包括從包括Ni、Cu、Al、Sn、Zn、In、Ti、Au及其組合的組中選擇的至少一種材料來(lái)替代Ag?？梢允褂闷渌鼘?dǎo)電金屬材料。如圖8所示，使用絲網(wǎng)印刷方法將包含Ag的正面電極膏體涂覆在基板110正面上的防反射層130的預(yù)定部分上，使得正面電極膏體與填充在通孔181的至少一部分中的正面電極集流器圖案163接觸并且在固定的方向上延伸，以形成正面電極圖案140。然后，在大約170°C使正面電極圖案140干燥。正面電極圖案140填充在之前由正面電極集流器圖案163占據(jù)的內(nèi)部空間的剩余部分(即，大約為內(nèi)部空間的0%至20%)中。正面電極膏體包含Pb，正面電極膏體中的1 含量可以是正面電極膏體總重量的大約1%至3%。另選地，正面電極膏體可以包括從包括Ni、Cu、Al、Sn、ZnUruTi、Au及其組合的組中選擇的至少一種材料來(lái)替代Ag?？梢允褂闷渌鼘?dǎo)電金屬材料。如上所述，之前涂覆的正面電極集流器圖案163占據(jù)通孔181的內(nèi)部空間的一半或更多，正面電極圖案140占據(jù)內(nèi)部空間的剩余部分。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，可以同時(shí)涂覆正面電極集流器圖案163、背面電極集流器圖案165和/或正面電極圖案140，并且其燒制可以同時(shí)進(jìn)行。如圖9所示，將背面電極膏體涂覆在從基板110的背面中除了正面電極集流器圖案163和背面電極集流器圖案165的形成部分以外的剩余部分上，以形成背面電極圖案 150。然后，在大約170°C使背面電極圖案150干燥。背面電極膏體包括Al，并且可以包括從包括Al、Ag、Ni、Cu、Sn、Zn、In、Ti、Au及其組合的組中選擇的至少一種材料?？梢允褂闷渌鼘?dǎo)電金屬材料。在實(shí)施方式中，改變圖案140、150、163和165的形成順序，使得將圖案140、150、 163和165 —起構(gòu)圖或者分開(kāi)構(gòu)圖，并且/或者一起燒制或分開(kāi)燒制。在大約750°C至800°C的溫度燒制基板110，以形成多個(gè)正面電極141、電連接到正面電極141的多個(gè)正面電極集流器161、連接到基板110的背面電極151、電連接到背面電極151的多個(gè)背面電極集流器162和BSF層171 (參照?qǐng)D10)。更具體地，當(dāng)執(zhí)行熱處理時(shí)， 正面電極圖案140通過(guò)穿透現(xiàn)象而穿過(guò)防反射層130并且與射極層120接觸，其中，由于在正面電極圖案140中包含1 ，所以正面電極圖案140穿過(guò)防反射層130的與正面電極圖案 140接觸的一部分，從而形成多個(gè)正面電極141。此外，如圖10所示，包含在背面電極圖案150中的Al散布到與背面電極圖案150 接觸的基板110，以在背面電極圖案150和基板110之間形成BSF層171。BSF層171是摻雜了與基板110相同的導(dǎo)電類型的雜質(zhì)的區(qū)域，并且在該實(shí)施方式中摻雜了 ρ型雜質(zhì)。BSF 層171的雜質(zhì)摻雜濃度大于基板110的雜質(zhì)摻雜濃度，因而B(niǎo)SF層171是ρ+型區(qū)域。此外， 包含在各個(gè)圖案140、163、165和150中的金屬成分與射極層120和基板110化學(xué)地耦合， 因而減小了接觸電阻。因此，增加了電流。因?yàn)椴话? (其產(chǎn)生穿透現(xiàn)象)的正面電極集流器圖案163占據(jù)了通孔181的大部分內(nèi)部空間，所以減少或防止了通孔181內(nèi)的射極層120被穿透現(xiàn)象損傷。如上所述，在形成正面電極圖案140的正面電極膏體中的1 含量可以是正面電極膏體的總重量的大約1%至3%。當(dāng)1 含量等于或小于時(shí)，穿透現(xiàn)象不能達(dá)到射極層 120。當(dāng)1 含量等于或大于3%時(shí)，穿透現(xiàn)象可能達(dá)到基板110。接著，使用激光在正面電極集流器161周圍形成露出一部分基板110的多個(gè)露出部182(例如，如圖11所示)，以將電連接到基板110的背面電極151從正面電極集流器161 電氣分離。此外，去除防反射層130的形成在基板110正面邊緣處的一部分和射極層120 的位于所述防反射層130下面的一部分，以形成露出基板110的一部分正面的露出部(未示出)。因此，通過(guò)露出部實(shí)現(xiàn)了基板110的邊緣隔離。此外，可以使用PECVD方法代替激光來(lái)形成露出部182和在邊緣隔離中使用的露出部。最后，完成了在圖1和圖2中所示的太陽(yáng)能電池1。圖11是沿圖1中的II-II線截取的根據(jù)另一示例性實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池的截面圖。在以下說(shuō)明中，以相同的標(biāo)號(hào)來(lái)標(biāo)示具有與圖1中所例示的結(jié)構(gòu)元件相同的功能和結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)元件，并且進(jìn)一步的描述可以簡(jiǎn)要地進(jìn)行或者可以完全省略。在圖11中示出的太陽(yáng)能電池10具有與圖1中所示的太陽(yáng)能電池1相似的結(jié)構(gòu)。 更具體地，太陽(yáng)能電池10包括具有多個(gè)通孔181的基板110、在基板110上的射極層120、在射極層120上的防反射層130(未示出)、在射極層120上的多個(gè)正面電極141、在基板 110的背面上的背面電極151、與背面電極151電氣分離并且通過(guò)通孔181電連接到正面電極141的多個(gè)正面電極集流器161、電連接到背面電極151的多個(gè)背面電極集流器162、以及在基板110和背面電極151之間的背面場(chǎng)(BSF)層171。在太陽(yáng)能電池10中，正面電極141和正面電極集流器161在各個(gè)通孔181的內(nèi)部空間中的占據(jù)比例不同于在圖1中所例示的占據(jù)比例。更具體地，在太陽(yáng)能電池10中，包含 Pb的正面電極141占據(jù)通孔181的大部分內(nèi)部空間，例如，內(nèi)部空間的大約80%至100%。 此外，不包含1 的正面電極集流器161占據(jù)內(nèi)部空間的剩余部分，例如，內(nèi)部空間的大約 0%至20%。圖11中的通孔181內(nèi)部的正面電極141和正面電極集流器161在量和位置上不同于圖2中的情況。然而，按照與圖2相同的方式，圖11中的正面電極141和正面電極集流器161兩者都存在于通孔181中。如上所述，因?yàn)榘? 的正面電極141占據(jù)各個(gè)通孔181的大部分內(nèi)部空間，所以增加了從正面電極141移動(dòng)到正面電極集流器161的電荷的遷移率。換言之，因?yàn)閷?dǎo)電金屬材料1 ，正面電極141的導(dǎo)電性高于正面電極集流器161 的導(dǎo)電性。因此，因?yàn)殡姾赏ㄟ^(guò)占據(jù)大部分內(nèi)部空間的正面電極141而傳輸?shù)秸骐姌O集流器161，所以電荷的遷移率增加。下面將參照?qǐng)D12至圖15以及圖3至圖10描述太陽(yáng)能電池10的制造方法。圖12到圖15是依次例示了根據(jù)另一示例性實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池的制造方法中的各個(gè)階段的截面圖。如以上參照?qǐng)D3至圖6所述，在由硅形成的基板110上形成多個(gè)通孔181，并且在基板110的整個(gè)表面上執(zhí)行粗造化處理以形成基板110的粗糙表面。然后，將與基板110 的導(dǎo)電類型相反的導(dǎo)電類型的雜質(zhì)注入到基板110中以形成射極層120。在基板110的正面上形成防反射層130。接著，與在圖7和圖8中例示的處理不同，如圖12和圖13所示，使用絲網(wǎng)印刷方法將正面電極膏體涂覆在基板110正面的預(yù)定部分上，以形成正面電極圖案140。然后，將集流器膏體涂覆在基板110背面上的射極層120的預(yù)定部分上，以形成正面電極集流器圖案163和背面電極集流器圖案165。正面電極膏體包含占正面電極膏體總重量的1 %至3% 的Pb。如上所述，因?yàn)檎骐姌O圖案140的印刷早于正面電極集流器圖案163，所以正面電極圖案140填充各個(gè)通孔181的內(nèi)部空間的大約80%至100%，并且正面電極集流器圖案163填充剩余部分(即，內(nèi)部空間的大約0%至20% )。如圖9和圖10所示，使用絲網(wǎng)印刷方法，將背面電極膏體涂覆在從基板110的背面除了正面電極集流器圖案163和背面電極集流器圖案165的形成部分以外的剩余部分上，以形成背面電極圖案150。然后，如圖14所示，將背面電極圖案150干燥。如圖15所示，對(duì)得到的結(jié)構(gòu)執(zhí)行熱處理，以形成電連接到射極層120的多個(gè)正面電極141、電連接到正面電極141的多個(gè)正面電極集流器161、背面電極151、電連接到背面電極151的多個(gè)背面電極集流器162、以及在基板110和背面電極151之間的BSF層171。接著，使用激光在正面電極集流器161周圍形成露出一部分基板110的多個(gè)露出部182(例如，如圖11所示)，以將背面電極151從正面電極集流器161電氣分離。此外，執(zhí)行基板110的邊緣隔離。最后，完成如圖11所示的太陽(yáng)能電池10。
如上所述，在根據(jù)示例性實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池中，因?yàn)楹? 的導(dǎo)體和不含1 的導(dǎo)體都置于通孔的內(nèi)部空間中，所以減小了通孔內(nèi)部空間中的漏電流量，并且提高了通孔內(nèi)部空間中的電荷遷移率。因此，提高了太陽(yáng)能電池的效率。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，對(duì)于電極、基板表面或其他而提到的正面或背面不是限制性的。例如，這樣的描述是為了方便說(shuō)明，因?yàn)檎婊虮趁嫒菀桌斫鉃殡姌O、基板表面或其他中的第一或第二示例。盡管結(jié)合目前被認(rèn)為是實(shí)用的示例實(shí)施方式描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明不限于公開(kāi)的實(shí)施方式，而是相反，旨在覆蓋在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)包括的各種修改和等效結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種太陽(yáng)能電池，該太陽(yáng)能電池包括第一導(dǎo)電類型的基板，其具有至少一個(gè)通孔； 所述基板上的與所述第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型的射極層； 電連接到所述射極層的第一導(dǎo)體，所述第一導(dǎo)體的一部分位于所述通孔內(nèi)； 通過(guò)所述通孔而電連接到所述第一導(dǎo)體的第二導(dǎo)體，所述第二導(dǎo)體的一部分位于所述通孔內(nèi)；以及電連接到所述基板的第三導(dǎo)體，所述第三導(dǎo)體與所述第二導(dǎo)體電氣分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池，其中，所述第一導(dǎo)體的材料和所述第二導(dǎo)體的材料是不同的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能電池，其中，所述第一導(dǎo)體和所述第二導(dǎo)體中的一方含鉛(Pb)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽(yáng)能電池，其中，所述第一導(dǎo)體含此。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池，其中，所述第一導(dǎo)體的位于所述通孔內(nèi)的所述一部分的高度不同于所述第二導(dǎo)體的位于所述通孔內(nèi)的所述一部分的高度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池，其中，所述第一導(dǎo)體位于所述基板的入射表面上，而所述第三導(dǎo)體位于所述基板的與所述入射表面相反的表面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽(yáng)能電池，其中，所述第二導(dǎo)體與所述第三導(dǎo)體位于所述基板的同一表面上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池，該太陽(yáng)能電池還包括 入射表面；以及所述通孔的第一部分和第二部分，其中，所述第一部分比所述第二部分更接近所述入射表面，并且所述第一部分中的1 的量大于所述第二部分中的1 的量。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽(yáng)能電池，其中，所述第二部分不含此。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池，該太陽(yáng)能電池還包括位于所述射極層和所述通孔的一部分上的防反射層。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池，其中，在所述通孔中也形成有所述射極層。
12.一種制造太陽(yáng)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至少一個(gè)通孔；在所述基板上形成與所述第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型的射極層； 在所述通孔的內(nèi)部空間的一部分上、以及所述基板的背面上的位于所述通孔周圍的射極層上，印刷第一膏體以形成第一導(dǎo)體圖案，并且，在所述基板的正面上的射極層上、以及所述通孔的內(nèi)部空間的剩余部分上，印刷具有與所述第一膏體的材料不同的材料的第二膏體，以形成連接到所述第一導(dǎo)體圖案的第二導(dǎo)體圖案；在所述基板的背面的除了所述第一導(dǎo)體圖案的形成部分以外的剩余部分上印刷第三膏體，以形成第三導(dǎo)體圖案；以及對(duì)具有所述第一導(dǎo)體圖案、所述第二導(dǎo)體圖案和所述第三導(dǎo)體圖案的所述基板執(zhí)行熱處理，以使用所述第一導(dǎo)體圖案形成第一導(dǎo)體，使用所述第二導(dǎo)體圖案形成通過(guò)所述射極層和所述通孔而電連接到所述第一導(dǎo)體的第二導(dǎo)體，并且使用所述第三導(dǎo)體圖案形成電連接到所述基板的第三導(dǎo)體。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述第二膏體含此。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述第一膏體在所述第二膏體之前印刷。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述第二膏體在所述第一膏體之前印刷。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述第二膏體中的1 含量是所述第二膏體的總重量的大約1<%至3%。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，該方法還包括以下步驟在所述第一導(dǎo)體和所述第三導(dǎo)體之間形成露出所述基板的一部分的第一露出部，以將所述第一導(dǎo)體與所述第三導(dǎo)體電氣分離。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，該方法還包括以下步驟去除所述射極層的形成在所述基板的正面邊緣處的一部分，以形成露出所述基板的正面的一部分的第二露出部。
全文摘要
公開(kāi)了太陽(yáng)能電池及其制造方法。所述太陽(yáng)能電池包括第一導(dǎo)電類型的基板，其具有至少一個(gè)通孔；所述基板上的與所述第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型的射極層；電連接到所述射極層的第一導(dǎo)體；通過(guò)所述通孔而電連接到所述第一導(dǎo)體的第二導(dǎo)體；以及電連接到所述基板的第三導(dǎo)體，所述第三導(dǎo)體與所述第二導(dǎo)體電氣分離。所述第一導(dǎo)體的一部分和所述第二導(dǎo)體的一部分位于所述通孔內(nèi)。
文檔編號(hào)H01L31/042GK102301488SQ200980155733
公開(kāi)日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2009年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月4日
發(fā)明者姜周完, 張大熙, 金鐘煥, 高志勛 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社