[发明专利]太阳能电池及其制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请依据35U.S.C.§119(a)，要求申请号为10-2009-0097453、2009年10月13日提交的韩国专利申请以及申请号为10-2010-0091851、2010年9月17日提交的韩国专利申请的优先权，其全部公开内容通过引用并入于此。

技术领域

以下描述涉及一种太阳能电池及其制造方法。

背景技术

具有p-n结结构的太阳能电池是将太阳能转化为电能的半导体设备。在p-n结结构中，载体的浓度梯度引起的扩散发生在p型半导体区域和n型半导体区域之间，而且载体的扩散改变空间电荷以在p-n结结构中形成电场。当载体的扩散成分等于由电场引起的漂移成分时，p-n结结构处于平衡。在p-n结结构的平衡中，当具有超过p-n结二极管的能带隙的能量的光子入射到p-n结结构时，接收到光能的电子由价电带激发到传导带。结果是，通过电子和空穴分别流入与外部电路连接的p-n结二极管的两端，产生电子空穴对且由太阳能电池产生电流。

为了提高太阳能电池的效率，即太阳能电池的光电转换效率，需要增加由光产生的电子-空穴对的数量。为了提高电子-空穴对的数量，p-n结二极管需要利用具有优良光电转换性能的材料制造。而且，也可能通过尽可能延长p-n结二极管中太阳光的传播路径来增加电子-空穴对的数量。作为另一种方法，通过减少光相对于太阳能电池表面的反射来吸收大量的太阳光到p-n结二极管中，使得光电转换效率得以提高。

另一个用于提高太阳能电池效率的方法是阻止或减少产生于p-n结二极管的表面上或p-n结二极管内的电子-空穴对的重组。如果由于电子-空穴对的重组使得电子-空穴对中的一部分消失，那么尽管产生了大量的电子-空穴对，太阳能电池的光电转换效率降低。为了避免电子和空穴的重组，需要在太阳能电池中形成用于将电子和空穴分别移动至p-n结二极管两端的薄膜，或者增加产生的电子和空穴的寿命。

传统地，为了增加太阳能电池的效率，使用了一种方法，在太阳能电池的正面形成微小的凹凸，在其上形成具有SiN_x的防反光膜，而且然后在太阳能电池的背面形成具有Al浆的背面电场(BSF)层。微小的凹凸和防反光膜用作降低太阳能电池的受光表面上的太阳光发射率。此外，防反光膜用作降低产生于太阳能电池正面的载体重组的速度，而且形成有Al浆的背面电场层用作降低产生于太阳能电池背面的载体重组的速度。

然而，传统的太阳能电池在提高光电转换效率上具有局限性。原因是由太阳光产生的大量的电子-空穴对可能不能移向电子而且更具体地，由于用Al浆形成的BSF层的不充足电场(insufficient electricfield)，较大量的载体在太阳能电池的背面重组。此外，在传统太阳能电池中，入射到太阳能电池中的光子传播路径是短的，其进一步降低了电子-空穴对的产生效率。

发明内容

以下描述涉及一种能够获得高光电转换效率的太阳能电池。

还有，以下描述涉及一种制造能够获得高光电转换效率的太阳能电池的方法。

在一个一般方面，提供了一种太阳能电池，包括：p型半导体基片；在p型半导体基片的受光表面的相对表面上利用Al化合物形成的背面电场(BSF)层；以及在BSF层形成背面电极以与BSF层电连接。

在另一个一般方面，提供了一种制造太阳能电池的方法，包括：制备p型半导体基片；在p型半导体基片的受光表面的相对面上利用铝化合物形成背面电场(BSF)层；以及在BSF层上形成背面电极以与BSF层电连接。

其他特征和方面在下述说明书、附图和权利要求中变得明显。

附图说明

图1是例示了太阳能电池实施例的剖视图。

图2是显示背面电场(BSF)层是AlO薄膜的太阳能电池的外量子效率(EQE)与BSF层是Al浆的太阳能电池的外量子效率之间的对比结果的图示。

图3是例示了图1中所示太阳能电池的改进实施例的剖视图。

图4A-4E是用于解释制造太阳能电池的方法的实施例的剖视图。

图5例示了可以用于形成BSF层的单基片处理装置的实施例。

图6是涉及用于利用原子层沉积(ALD)工艺形成AlO薄膜的工艺气体的时序图。

图7是显示了用于解释在ALD工艺中，通过其注入孔分组为几个气体注入部的喷头注入用于形成AlO薄膜的工艺气体的实施例的图示。

图8例示了多基片处理装置的实施例。

图9A和图9B例示了多基片处理装置的一种结构。