[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

本申请要求2014年1月29日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2014-0011471的优先权和权益，该专利申请的全部内容以引用方式并入本文。

技术领域

本发明的实施方式涉及太阳能电池及其制造方法。

背景技术

近来，因为预计诸如石油和煤炭的现有能源将耗尽，所以对取代现有能源的替代能源的关注持续增加。在替代能源之中，特别引入注意的是用太阳能产生电能的太阳能电池，因为太阳能电池具有丰富的能源并且不造成环境污染。

太阳能电池通常包括：基板和发射极区，其由不同导电类型(例如，p型和n型)的半导体形成；电极，其分别连接到基板和发射极区。在基板和发射极区之间的界面处形成p-n结。

当光入射到太阳能电池上时，在半导体中产生多个电子-空穴对。电子-空穴对在光伏效应的作用下被分成电子和空穴。电子移向n型半导体(例如，发射极区)，空穴移向p型半导体(例如，基板)。然后，电子和空穴被与发射极区和基板电连接的电极收集。太阳能电池通过使用电线连接电极来得到电力。

与发射极区和基板电连接的多个电极设置在发射极区和基板上，收集移向发射极区和基板的载流子，使载流子移向连接到外部的负载。

然而，在这种情形下，电极设置在光入射到其上的基板表面(即，入射表面)以及没有光入射到其上的基板表面上形成的发射极区上。因此，光的入射表面减小，太阳能电池的效率降低。

因此，开发出一种背表面接触太阳能电池以增大光的入射面积，在该太阳能电池中，所有收集电子和空穴的电极设置在基板的背表面上。

发明内容

在一个方面，存在一种制造太阳能电池的方法，该方法包括：在包含第一导电类型的杂质的晶体半导体基板的背表面上，形成非晶硅层；执行将与第一导电类型相反的第二导电类型的杂质扩散到所述非晶硅层的一部分中的第一扩散过程，以形成发射极区；执行将所述第一导电类型的杂质扩散到除了具有所述第二导电类型的杂质的所述非晶硅层的所述一部分外的剩余部分中，以形成背表面场区，其中，当执行所述第一扩散过程和所述第二扩散过程中的至少一个时，所述非晶硅层结晶，以形成硅层。

所述硅层可具有20％至80％的结晶度。

在执行所述第一扩散过程之后，可执行所述第二扩散过程。可优选地，但并非要求，当执行所述第一扩散过程时，在等于或高于500℃的温度下，使所述非晶硅层结晶。

所述方法还可包括在执行所述第一扩散过程之前，对所述非晶硅层执行脱氢过程。可在300℃至600℃的温度下执行脱氢过程。

可同时执行所述第一扩散过程和所述第二扩散过程。可优选地，但并非要求，当执行所述第一扩散过程和所述第二扩散过程时，在等于或高于500℃的温度下，使所述非晶硅层结晶。

所述方法还可包括在执行所述第一扩散过程和所述第二扩散过程之前，对所述非晶硅层执行脱氢过程。可在300℃至600℃的温度下执行脱氢过程。

所述非晶硅层可具有20nm至300nm的厚度。可在比所述第一扩散过程和所述第二扩散过程中的所述至少一个的温度低的温度下(例如，在等于或低于250℃)的温度下，形成非晶硅层。

所述方法还可包括在执行所述第一扩散过程之前，在所述非晶硅层的背表面上形成包含所述第二导电类型的杂质的第一掺杂物层。所述方法还可包括在执行所述第二扩散过程之前，在所述非晶硅层的背表面上形成包含所述第一导电类型的杂质的第二掺杂物层。

在另一个方面，存在一种太阳能电池，该太阳能电池包括：第一导电类型的半导体基板；多个发射极区，其中每个具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型并且连同所述半导体基板一起形成p-n结；多个背表面场区，其中每个比所述半导体基板更重地掺杂有所述第一导电类型的杂质；多个第一电极，其电连接到所述多个发射极区；多个第二电极，其电连接到所述多个背表面场区，其中，各发射极区和各背表面场区包含结晶度为20％至80％的硅。

所述发射极区和所述背表面场区交替地设置在同一水平的层上。

所述太阳能电池还可包括：第一隧道结层，其设置在所述半导体基板的前表面上；第二隧道结层，其设置在所述半导体基板的背表面上。所述第一隧道结层和所述第二隧道结层可由本征氢化非晶硅(a-Si:H)形成。所述第一隧道结层和所述第二隧道结层可具有相同厚度或不同厚度。所述第一隧道结层和所述第二隧道结层可具有1nm至4nm的厚度。

附图说明