[发明专利]太阳能电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池及其制造方法，更具体地，涉及应用了离子注入方法的太阳能电池及其制造方法。

背景技术

近来，由于如石油和煤炭的常规能源将在可预见的时间内耗尽的观点越来越深入人心，所以代替常规能源的替代能源所受到的关注逐渐提升。其中，太阳能电池作为利用半导体器件将太阳能直接转换为电能的新一代电池成为被关注的焦点。

根据预定设计可以通过形成多个层并通过蚀刻在其上进行构图来制造太阳能电池。在该制造工艺中，可以利用多种方法和多种工艺顺序。

例如，在将预定导电类型的杂质掺杂到半导体基板中时，可以利用离子注入方法。在离子注入方法中，包含杂质的离子束作用在半导体基板处以将杂质注入半导体基板中。杂质破坏了半导体基板内部的晶格结构，所以必须利用热处理恢复晶格结构。当将不同的杂质注入半导体基板的正面和背面时，适合不同杂质的热处理的温度可能会不同。通常，热处理是以不同温度之间较高的温度来实施的。但是需要以较低温度进行热处理的杂质会过度扩散到半导体基板中，不利地影响了太阳能电池的性能。而且，增加了成本，较高的温度造成实施工艺的困难。

发明内容

本发明涉及太阳能电池及其制造方法，能够以低温对具有不同的合适热处理温度的不同杂质同时进行热处理。

根据一种实施方式，一种制造太阳能电池的方法包括：制备具有第一导电类型杂质的半导体基板；将预非晶化元素离子注入到该半导体基板的正面以形成非晶层；以及通过将第二导电类型杂质离子注入到半导体基板的正面形成发射层。

根据本发明的另一实施方式，一种太阳能电池包括：半导体基板，该半导体基板具有第一导电类型杂质；发射层，该发射层在半导体基板的正面处形成，该发射层包括第二导电类型杂质和预非晶化元素，该预非晶化元素的原子序数大于第二导电类型杂质的原子序数；第一电极，第一电极电连接至该发射层；以及第二电极，该第二电极电连接至该半导体基板。

附图说明

图1是根据本发明一种实施方式的太阳能电池的截面图。

图2是例示了根据本发明一种实施方式的太阳能电池制造方法的流程图。

图3a到图3g是例示了根据本发明一种实施方式的太阳能电池制造方法的截面图。

图4是例示了根据硼、砷和磷相关能量的核阻挡和电子阻挡引起的能量损耗曲线图。

图5是例示了硅中多种第一和第二导电类型杂质的固溶度的曲线图。

图6是例示了根据硼和磷的剂量进行用于激活的热处理的温度。

图7是例示了在包含硅的半导体基板处以<110>方向形成的沟道。

图8是根据本发明的变型实施方式的太阳能电池的截面图。

具体实施方式

以下将参照附图来描述本发明的实施方式。然而，本发明并不限于这些实施方式，对实施方式的多种修改是可能的。

为了简要例示出这些实施方式，在附图中省略了与本发明无关的元件。另外，相似或相同的元件具有相同的编号。而且，扩大或示意性地例示了层和区的尺寸，或为了简要例示的清楚省略了某些层。所示出的各部分的尺寸可能不反映实际尺寸（即未按比例）。

在以下描述中，还应理解，当某层或基板“包括”另一层或部分时，该层或基板还可能包括其它层或部分。而且，当某层或膜被指出在另一层或基板“上”时，可以是直接在该另外的层或基板上，或也可以存在中间的层。另外，当某层或膜被指出直接在另一层或基板上时，可以是直接在该另外的层或基板上，因此，不存在中间的层。

图1是根据本发明一种实施方式的太阳能电池的截面图。

参照图1，根据一种实施方式的太阳能电池100包括：半导体基板10；在半导体基板10的第一表面（此后称为“正面”）处或临接该第一表面形成的发射层20；以及在半导体基板10的第二表面（此后称为“背面”）处或临接该第二表面形成的背面场层30。太阳能电池100还可以包括在半导体基板10的正面上形成的抗反射膜22和一个或更多个第一电极24（此后称为“前电极”），并可以包括在半导体基板10的背面上形成的钝化膜32和一个或更多个第二电极34（此后称为“背电极”）。以下将对太阳能电池100的详细结构进行描述。

半导体基板10可以包括各种半导体材料。例如，基板10可以包括具有第一导电类型杂质的硅。就硅而言，可以利用单晶硅或多晶硅。第一导电类型可以是n型。也就是说，半导体基板10可以包括具有V族元素（如磷P、砷As、锑Sb、铋Bi等）的单晶硅或多晶硅。