特開 2023-174618 太陽電池および太陽電池の製造方法、光起電力モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023174618

(43)【公開日】2023-12-07

(54)【発明の名称】太陽電池および太陽電池の製造方法、光起電力モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01L 31/0236 20060101AFI20231130BHJP

   H01L 31/18 20060101ALI20231130BHJP

【ＦＩ】

H01L31/04 280

H01L31/04 440

【審査請求】有

【請求項の数】23

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023089181

(22)【出願日】2023-05-30

(62)【分割の表示】P 2022098517の分割

【原出願日】2022-06-20

(31)【優先権主張番号】202210590274.5

(32)【優先日】2022-05-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(71)【出願人】

【識別番号】519095522

【氏名又は名称】ジョジアン ジンコ ソーラー カンパニー リミテッド

(71)【出願人】

【識別番号】519095533

【氏名又は名称】ジンコ ソーラー カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100199819

【弁理士】

【氏名又は名称】大行 尚哉

(74)【代理人】

【識別番号】100087859

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 秀治

(72)【発明者】

【氏名】沈夢超

(72)【発明者】

【氏名】王利朋

(72)【発明者】

【氏名】楊忠翔

(72)【発明者】

【氏名】ワウ ショウ

(72)【発明者】

【氏名】楊潔

(72)【発明者】

【氏名】ヂァン シン ウ

【テーマコード（参考）】

5F251

【Ｆターム（参考）】

5F251AA02

5F251AA03

5F251AA04

5F251AA05

5F251AA16

5F251CB13

5F251CB18

5F251CB24

5F251CB27

5F251DA20

5F251EA18

5F251FA06

5F251FA10

5F251GA14

5F251HA03

5F251JA02

5F251JA03

5F251JA04

(57)【要約】

【課題】本願の実施例は、太陽電池の技術分野に関し、太陽電池および太陽電池の製造方法、光起電力モジュールを提供する。
【解決手段】太陽電池は、Ｎ型ベースと、Ｎ型ベースの第１表面に設置されたＰ型エミッタと、Ｎ型ベースの第２表面に位置し、Ｎ型ベースから離れる方向で順に設置されたトンネル層及びドープされた導電層と、を備え、ここで、Ｐ型エミッタは第１部および第２部を含み、第１部の天面は第１ピラミッド構造を含み、第１ピラミッド構造の少なくとも一つの斜面の少なくとも一部の表面は第１ピラミッド構造の中心に向かって凹んでいるまたは突き出ている、第２部の天面は第２ピラミッド構造を含み、第２ピラミッド構造の斜面は平面であり、Ｎ型ベースの第１表面に対して垂直な方向において第１部の接合深さは第２部の接合深さよりも深い。本願の実施例は、太陽電池の光電変換性能を向上させることに有利である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｎ型ベースと、前記Ｎ型ベースの第１表面に設置されたＰ型エミッタと、を備え、
ここで、前記Ｐ型エミッタは第１部および第２部を含み、前記第１部の天面は第１ピラミッド構造を含み、前記第１ピラミッド構造の少なくとも一つの斜面の少なくとも一部の表面は第１ピラミッド構造の中心に向かって凹んでいる、前記第２部の天面は第２ピラミッド構造を含み、前記第２ピラミッド構造の斜面は平面であり、前記Ｎ型ベースの第１表面に対して垂直な方向において第１部の接合深さは第２部の接合深さよりも深い、
ことを特徴とする太陽電池。

【請求項2】

前記第１部のＰ型エミッタの結晶構造は転位を有することを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。

【請求項3】

前記第１部のＰ型エミッタのシート抵抗は前記第２部のＰ型エミッタのシート抵抗より小さいことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。

【請求項4】

前記第１部のＰ型エミッタのシート抵抗は２０ｏｈｍ／ｓｑ～３００ｏｈｍ／ｓｑであり、前記第２部のＰ型エミッタのシート抵抗は１００ｏｈｍ／ｓｑ～１０００ｏｈｍ／ｓｑであることを特徴とする請求項３に記載の太陽電池。

【請求項5】

前記第１ピラミッド構造の高さは、０．１μｍ～５μｍであり、前記第１ピラミッド構造の底面の一次元寸法は、０．１μｍ～５μｍであることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。

【請求項6】

前記第１ピラミッド構造の少なくとも一部がさらに第１サブ構造を含み、前記第１サブ構造は第１ピラミッド構造の頂部に位置し、前記第１サブ構造は球体または球状体のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。

【請求項7】

前記第１部の接合深さと前記第２部の接合深さの比は２以上であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。

【請求項8】

前記第１部の接合深さは、２μｍ～１０μｍであり、前記第２部の接合深さを０．１μｍ～３μｍであることを特徴とする請求項７に記載の太陽電池。

【請求項9】

前記第１部のＰ型エミッタの天面ドーピング濃度は、前記第２部のＰ型エミッタの天面濃度より大きいか、または等しいことを特徴とする請求項７または８に記載の太陽電池。

【請求項10】

前記第１部のＰ型エミッタの天面ドーピング濃度は１Ｅ^１８～５Ｅ^２０ａｔｏｍ／ｃｍ^３であることを特徴とする請求項９に記載の太陽電池。

【請求項11】

前記第１部の天面ドーピング濃度と前記第１部の底面ドーピング濃度の差は１Ｅ^１６ａｔｏｍ／ｃｍ^３～５Ｅ^２０ａｔｏｍ／ｃｍ^３であることを特徴とする請求項１０に記載の太陽電池。

【請求項12】

前記第２部の天面ドーピング濃度と前記第２部の底面ドーピング濃度の差は１Ｅ^１６ａｔｏｍ／ｃｍ^３－１Ｅ^２０ａｔｏｍ／ｃｍ^３であることを特徴とする請求項１０に記載の太陽電池。

【請求項13】

前記第２部の幅と前記第１部の幅の比は６０以上であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。

【請求項14】

第１金属電極をさらに含み、前記第１金属電極は前記Ｎ型ベースの第１表面上に設けられ、前記第１部のＰ型エミッタに電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。

【請求項15】

前記Ｐ型エミッタはさらにトランジション領域を含み、前記トランジション領域は前記第１部と前記第２部との間に位置し、前記トランジション領域の天面ドーピング濃度は前記第２部の天面ドーピング濃度より大きいまたは等しく、また前記第１部の天面ドーピング濃度より小さいまたは等しいことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。

【請求項16】

前記太陽電池は、前記Ｎ型ベースの第２表面に位置し、前記Ｎ型ベースから離れる方向で順に設置されたトンネル層及びドープされた導電層、を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。

【請求項17】

Ｎ型ベースを提供することと、
前記Ｎ型ベースの第１表面にＰ型エミッタが形成され、前記Ｐ型エミッタは第１部および第２部を含み、前記第１部の天面は第１ピラミッド構造を含み、前記第１ピラミッド構造の少なくとも一つの斜面の少なくとも一部の表面は第１ピラミッド構造の中心に対して凹であり、前記第２部の天面は第２ピラミッド構造を含み、前記第２ピラミッド構造の斜面は平面であり、前記Ｎ型ベースの第１表面に対して垂直な方向で前記第１部の接合深さは前記第２部の接合深さよりも深いことと、
を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。

【請求項18】

前記Ｐ型エミッタを形成する方法は
Ｎ型初期ベースを提供することと、
前記Ｎ型初期ベースの天面に３価のドーピング源を堆積させることと、
所定領域の前記Ｎ型初期ベースの天面を外部エネルギー源処理工程で処理し、外部エネルギー源処理工程で処理された３価のドーピング源が前記Ｎ型初期ベースの内部に拡散することと、
前記Ｎ型初期ベースを高温処理して、前記Ｎ型初期ベース内にＰ型エミッタを形成し、前記Ｎ型初期ベースは前記Ｐ型エミッタの天面を露出させ、前記Ｎ型初期ベース中には、前記Ｐ型エミッタ以外の領域に前記Ｎ型ベースを形成し、ここで、前記所定領域の前記Ｎ型初期ベース内に前記第１部のＰ型エミッタを形成し、前記所定領域外の前記Ｎ型初期ベース２０内に前記第２部のＰ型エミッタを形成することと、
を含むことを特徴とする請求項１６に記載の太陽電池の製造方法。

【請求項19】

前記外部エネルギー源処理工程は、レーザードーピング工程、プラズマ放射、または標的イオン注入工程のいずれかを含むことを特徴とする請求項１８に記載の太陽電池の製造方法。

【請求項20】

第１金属電極を形成し、前記第１金属電極は前記第１部のＰ型エミッタに電気的に接続されることをさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載の太陽電池の製造方法。

【請求項21】

前記第１金属電極の幅は前記第１部のＰ型エミッタの幅より小さいまたは等しいことを特徴とする請求項２０に記載の太陽電池の製造方法。

【請求項22】

前記Ｎ型ベースの第２表面、また前記Ｎ型ベースから離れる方向に、トンネル層、ドープされた導電層が順に形成されていることをさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の太陽電池の製造方法。

【請求項23】

請求項１～１６のいずれか１項に記載の太陽電池が接続された電池ストリングと、
前記電池ストリングの表面を覆うために用いられた封止層と、
前記封止層から離れた前記電池ストリングの表面を覆うために用いられるカバープレートと、を備える、
ことを特徴とする光起電力モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願の実施例は、光起電力の分野に関し、特に太陽電池および太陽電池の製造方法、光起電力モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

太陽電池は良好な光電変換能力を有しているが、太陽電池ではｐ－ｎ接合を形成するためにシリコンウェハー表面に拡散処理を行う必要があり、現在の太陽電池では、通常、シリコンウェハー表面にボロン拡散を行うことで、シリコンウェハー表面にエミッタを形成する。エミッタは、一方ではシリコンウェハーとｐ－ｎ接合を形成し、もう一方では金属電極と電気的に接続されており、エミッタ内を移動するキャリアを金属電極で収集することができる。従って、エミッタは太陽電池の光電変換能力に大きな影響を与える。

【0003】

しかし、現在の太陽電池の光電変換性能は低い。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本願の実施例は、少なくとも太陽電池の光電変換性能を向上させることに有利である太陽電池および太陽電池の製造方法、光起電力モジュールを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本願の実施例は太陽電池が提供され、Ｎ型ベースと、前記Ｎ型ベースの第１表面に設置されたＰ型エミッタと、前記Ｎ型ベースの第２表面に位置し、前記Ｎ型ベースから離れる方向で順に設置されたトンネル層及びドープされた導電層と、を備え、ここで、前記Ｐ型エミッタは第１部および第２部を含み、前記第１部の天面は第１ピラミッド構造を含み、前記第１ピラミッド構造の少なくとも一つの斜面の少なくとも一部の表面は第１ピラミッド構造の中心に向かって凹んでいるまたは突き出ている、前記第２部の天面は第２ピラミッド構造を含み、前記第２ピラミッド構造の斜面は平面であり、前記Ｎ型ベースの第１表面に対して垂直な方向において第１部の接合深さは第２部の接合深さよりも深い。

【0006】

また、前記第１部のＰ型エミッタの結晶構造は転位を有する。

【0007】

また、前記第１部のＰ型エミッタのシート抵抗は前記第２部のＰ型エミッタのシート抵抗より小さい。

【0008】

また、前記第１部のＰ型エミッタのシート抵抗は２０ｏｈｍ／ｓｑ～３００ｏｈｍ／ｓｑであり、前記第２部のＰ型エミッタのシート抵抗は１００ｏｈｍ／ｓｑ～１０００ｏｈｍ／ｓｑである。

【0009】

また、前記第１ピラミッド構造の高さは、０．１μｍ～５μｍであり、前記第１ピラミッド構造の底面の一次元寸法は、０．１μｍ～５μｍである。

【0010】

また、前記第１ピラミッド構造の少なくとも一部がさらに第１サブ構造を含み、前記第１サブ構造は第１ピラミッド構造の頂部に位置し、前記第１サブ構造は球体または球状体のいずれかである。

【0011】

また、前記第１部の接合深さと前記第２部の接合深さの比は２以上である。

【0012】

また、前記第１部の接合深さは、２μｍ～１０μｍであり、前記第２部の接合深さを０．１μｍ～３μｍである。

【0013】

また、前記第１部のＰ型エミッタの天面ドーピング濃度は、前記第２部のＰ型エミッタの天面濃度より大きいか、または等しい。

【0014】

また、前記第１部のＰ型エミッタの天面ドーピング濃度は１Ｅ^１８～５Ｅ^２０ａｔｏｍ／ｃｍ^３である。

【0015】

また、前記第１部の天面ドーピング濃度と前記第１部の底面ドーピング濃度の差は１Ｅ^１６ａｔｏｍ／ｃｍ^３～５Ｅ^２０ａｔｏｍ／ｃｍ^３である。

【0016】

また、前記第２部の天面ドーピング濃度と前記第２部の底面ドーピング濃度の差は１Ｅ^１６ａｔｏｍ／ｃｍ^３－１Ｅ^２０ａｔｏｍ／ｃｍ^３である。

【0017】

また、前記第２部の幅と前記第１部の幅の比は６０以上である。

【0018】

また、第１金属電極をさらに含み、前記第１金属電極は前記Ｎ型ベースの第１表面上に設けられ、前記第１部のＰ型エミッタに電気的に接続される。

【0019】

また、記Ｐ型エミッタはさらにトランジション領域を含み、前記トランジション領域は前記第１部と前記第２部との間に位置し、前記トランジション領域の天面ドーピング濃度は前記第２部の天面ドーピング濃度より大きいまたは等しく、また前記第１部の天面ドーピング濃度より小さいまたは等しい。

【0020】

従って、本願の実施例は、太陽電池の製造方法がさらに提供され、Ｎ型ベースを提供することと、前記Ｎ型ベースの第１表面にＰ型エミッタが形成され、前記Ｐ型エミッタは第１部および第２部を含み、前記第１部の天面は第１ピラミッド構造を含み、前記第１ピラミッド構造の少なくとも一つの斜面の少なくとも一部の表面は第１ピラミッド構造の中心に対して凹または凸であり、前記第２部の天面は第２ピラミッド構造を含み、前記第２ピラミッド構造の斜面は平面であり、前記Ｎ型ベースの第１表面に対して垂直な方向で前記第１部の接合深さは前記第２部の接合深さよりも深いことと、前記Ｎ型ベースの第２表面、また前記Ｎ型ベースから離れる方向に、トンネル層、ドープされた導電層が順に形成されていることと、を含む。

【0021】

また、前記Ｐ型エミッタを形成する方法は、Ｎ型初期ベースを提供することと、前記Ｎ型初期ベースの天面に３価のドーピング源を堆積させることと、所定領域の前記Ｎ型初期ベースの天面を外部エネルギー源処理工程で処理し、外部エネルギー源処理工程で処理された３価のドーピング源が前記Ｎ型初期ベースの内部に拡散することと、前記Ｎ型初期ベースを高温処理して、前記Ｎ型初期ベース内にＰ型エミッタを形成し、前記Ｎ型初期ベースは前記Ｐ型エミッタの天面を露出させ、前記Ｎ型初期ベース中には、前記Ｐ型エミッタ以外の領域に前記Ｎ型ベースを形成し、ここで、前記所定領域の前記Ｎ型初期ベース内に前記第１部のＰ型エミッタを形成し、前記所定領域外の前記Ｎ型初期ベース２０内に前記第２部のＰ型エミッタを形成することと、を含む。

【0022】

また、前記Ｎ型初期ベースの天面上に３価のドーピング源を堆積させるステップを実行する際に、前記第１薄膜層を形成し、前記第１薄膜層は３価のドーピング源を含み、また前記第１薄膜層は、ホウ素、酸素、ケイ素、塩素、窒素、及び炭素の少なくとも１つを含んでいて、ここで、堆積時間は２０ｓか～５０００ｓであって、温度は５００°Ｃ～１３００°Ｃであることと、前記Ｎ型初期ベース２０の高温処理を行うステップにおいて、５００ｓ～１００００ｓの時間、５００℃～１５００℃の温度で第１流量の酸素を通過させて第２薄膜層を形成し、前記第２薄膜層の厚さは前記第１薄膜層の厚さより小さいことと、をさらに含む。

【0023】

また、前記第１流量は２００ｓｃｃｍ～８００００ｓｃｃｍである。

【0024】

また、前記外部エネルギー源処理工程は、レーザードーピング工程、プラズマ放射、または標的イオン注入工程のいずれかを含む。

【0025】

また、第１金属電極を形成し、前記第１金属電極は前記第１部のＰ型エミッタに電気的に接続されることをさらに含む。

【0026】

また、前記第１金属電極の幅は前記第１部のＰ型エミッタの幅より小さいまたは等しい。

【0027】

従って、本願の実施例は、光起電力モジュールがさらに提供され、上記のいずれかにおける太陽電池が接続された電池ストリングと、前記電池ストリングの表面を覆うために用いられた封止層と、前記封止層から離れた前記電池ストリングの表面を覆うために用いられるカバープレートと、を備える。

【発明の効果】

【0028】

本願の実施例によって提供される技術案は、少なくとも以下の利点を有する。

【0029】

本願実施例で提供する太陽電池の製造方法の技術的提案において、第１部のＰ型エミッタの天面は、第１ピラミッド構造を含み、また第１ピラミッド構造の少なくとも一つの斜面の少なくとも一部の表面は、第１ピラミッド構造の中心に対して凹んでいるまたは突き出ている。すなわち、第１部のＰ型エミッタ表面の結晶構造が不規則な四面体構造であるため、第１部のＰ型エミッタに転位が形成されることになり、第１部のＰ型エミッタの内部に深いエネルギー準位を有させ、第１部のＰ型エミッタのシート抵抗を下げ、第１部のＰ型エミッタのドーピング濃度を大幅に高めることなく、第１部のＰ型エミッタの抵抗を下げる。これで、第１部のＰ型エミッタの良好なパッシベーション能力が維持されるだけでなく、オーミック接触も改善され、太陽電池の光電変換能力を高めることができる。また、第２部のＰ型エミッタの接合深さがより小さく、そして第２部の天面の第２ピラミッド構造の斜面が平面であり、すなわち第２部のＰ型エミッタは規則な四面体構造であり、すなわち第２部のＰ型エミッタに転位が形成されないため、第２部のＰ型エミッタはより大きなシート抵抗を維持でき、さらに第２部の良好なパッシベーション能力を維持できる。これで、太陽電池の光電変換効率を全体的に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

一つ又は複数の実施例は、対応する添付の図面における図で例示的に説明されるが、これらの例示的な説明は、実施例を限定するものではなく、特に断りのない限り、添付の図面における図は縮尺に制限されない。

【図1】図１は、本願の一実施例により提供される太陽電池の構成を示す図である。

【図2】図２は、図１中の破線枠における部分拡大図である。

【図3】図３は、本願の一実施例により提供される太陽電池における第１のピラミッド構造の電子顕微鏡図である。

【図4】図４は、本願の一実施例により提供される太陽電池における別の第１のピラミッド構造の電子顕微鏡図である。

【図5】図５は、本願の一実施例により提供される太陽電池における第２のピラミッド構造の電子顕微鏡図である。

【図6】図６は、本願の一実施例により提供される別の太陽電池の構成を示す図である。

【図7】図７は、本願の一実施例により提供される光起電力モジュールの構成を示す図である。

【図8】図８は、本願の一実施例に係る太陽電池の製造方法におけるＮ型初期ベースを形成するステップに対応する構成を示す図である。

【図9】図９は、本願の一実施例に係る太陽電池の製造方法における第１薄膜層を形成するステップに対応する構成を示す図である。

【図10】図１０は、本願の一実施例に係る太陽電池の製造方法におけるＰ型エミッタを形成するステップに対応する構成を示す図である。

【図11】図１１は、本願の一実施例に係る太陽電池の製造方法における第２薄膜層を形成するステップに対応する構成を示す図である。

【図12】図１２は、本願の一実施例に係る太陽電池の製造方法における反射防止層を形成するステップに対応する構成を示す図である。

【図13】図１３は、本願の一実施例に係る太陽電池の製造方法における第１金属電極を形成するステップに対応する構成を示す図である。

【図14】図１４は、本願の一実施例に係る太陽電池の製造方法におけるトンネル層及びドープされた導電層を形成するステップに対応する構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

背景技術から、現在の太陽電池は光電変換能力が低いことは明らかである。

【0032】

分析の結果、現在の太陽電池の光電変換能力が低い原因のひとつは、通常エミッタが金属電極に電気的に接続され、金属電極がエミッタ内のキャリアを収集できるようになっていることがわかった。金属電極とエミッタの間の接触抵抗を下げるためには、エミッタのシート抵抗を下げる必要がある。しかし、現在、エミッタのシート抵抗を下げるために、エミッタのドーピング濃度を高めることが一般的である。しかし、エエミッタドーピング濃度を増加すると、エミエミッタピング元素が多くなりすぎるため、エミッタ中のドーピング元素がより強い再結合中心となり、オージェ再結合が増加し、エミッタのパッシベーション能力が悪くなり、太陽電池の光電変換能力が悪くなる。

【0033】

本願の実施例は太陽電池を提供し、Ｎ型ベースの第１表面上に位置したＰ型エミッタに配置され、第１部のＰ型エミッタの天面が第１ピラミッド構造を含み、また第１ピラミッド構造の少なくとも一つの斜面の少なくとも一部の表面が、第１ピラミッド構造の中心に対して凹んでいるまたは突き出ている。すなわち、第１部のＰ型エミッタ表面の結晶構造が不規則な四面体構造であることにより、第１部のＰ型エミッタの内部に深いエネルギー準位を有することができ、第１部のＰ型エミッタのシート抵抗を下げ、第１部のＰ型エミッタのドーピング濃度を大幅に高めることなく、第１部のＰ型エミッタの抵抗を下げ、第１部のＰ型エミッタの良好なパッシベーション能力が維持されるだけでなく、オーミック接触も改善され、太陽電池の光電変換能力を高めることができる。また、第２部のＰ型エミッタの接合深さがより小さく、そして第２部の天面の第２ピラミッド構造の斜面が平面であり、すなわち第２部のＰ型エミッタは規則な四面体構造であり、すなわち第２部のＰ型エミッタに転位が形成されないため、第２部のＰ型エミッタはより大きなシート抵抗を維持でき、さらに第２部の良好なパッシベーション能力を維持できる。これで、太陽電池の光電変換効率を全体的に向上させることができる。

【0034】

以下、本願の各実施例について図面を結合して詳細に説明する。しかしながら、当業者は理解できるが、読者に本願をよりよく理解させるために、本願の各実施例において多数の技術的細部が提案されているが、これらの技術的細部がなくても、以下の各実施例に基づく種々の変更や修正によっても、本願が保護を要求している技術案を実現することができる。

【0035】

図１は、本願の一実施例により提供される太陽電池の構成を示す図であり、図２は、図１中の破線枠における部分拡大図である。

【0036】

図１及び図２を参照すると、太陽電池は、Ｎ型ベース１００と、Ｎ型ベース１００の第１表面に設置されたＰ型エミッタ１０と、Ｎ型ベース１００の第２表面に位置し、Ｎ型ベース１００から離れる方向で順に設置されたトンネル層１５０及びドープされた導電層１６０と、を備え、ここで、Ｐ型エミッタ１０は第１部１１および第２部１２を含み、第１部１１の天面は第１ピラミッド構造１を含み、第１ピラミッド構造１の少なくとも一つの斜面の少なくとも一部の表面は第１ピラミッド構造１の中心に向かって凹んでいるまたは突き出ている、第２部１２の天面は第２ピラミッド構造２を含み、第２ピラミッド構造２の斜面は平面であり、Ｎ型ベース１００の第１表面に対して垂直な方向において第１部１１の接合深さは第２部１２の接合深さよりも深く。

【0037】

Ｎ型ベース１００は、入射光線を受け、光生成キャリアを生成するために用いられ、いくつかの実施例では、Ｎ型ベース１００はＮ型シリコンベース１００であってもよく、Ｎ型シリコンベースの材料は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン又は微結晶シリコンの少なくとも１つを含んでもよい。Ｎ型ベース１００はＮ型半導体ベース１００であり、すなわちＮ型ベース１００内にＮ型ドープイオンをドープし、Ｎ型ドープイオンはリンイオン、ヒ素イオン又はアンチモンイオンのいずれかであってもよい。

【0038】

いくつかの実施例では、太陽電池はＴＯＰＣＯＮ（Ｔｕｎｎｅｌ Ｏｘｉｄｅ Ｐａｓｓｉｖａｔｅｄ Ｃｏｎｔａｃｔトンネル酸化層パッシベーション接触）電池であり、Ｎ型ベース１００の第１表面は第２表面に相対して設置され、Ｎ型ベース１００の第１表面及び第２表面の両方は、入射光線又は反射光線を受け取るために使用されてもよい。いくつかの実施例において、第１表面は、Ｎ型ベース１００の裏面であってもよく、第２表面は、Ｎ型ベース１００の正面であってもよい。また、他のいくつかの実施例では、第１表面をＮ型ベース１００の正面としてもよいと、第２表面はＮ型ベース１００の裏面である。

【0039】

いくつかの実施例では、Ｎ型ベース１００の第２表面をピラミッドテクスチャーに設置することができ、Ｎ型ベース１００の第２表面が入射光線に対する反射率を低くし、したがって光線への吸収や利用率が比較的高い。Ｎ型ベース１００の第１表面を非ピラミッドテクスチャーに設置することができ、例えば、積層ステップ形状など、Ｎ型ベース１００の第１表面に位置するトンネル酸化層１１０が高い密度および均等性を有することができ、トンネル酸化層１１０はＮ型ベース１００の第１面に対して、良好にパッシベーション効果がある。いくつかの実施例において、第１表面はＮ型ベース１００の裏面であってもよく、第２表面は、Ｎ型ベース１００の正面であってもよい。また、他のいくつかの実施例では、第１表面がＮ型ベース１００の正面であってもよいと、第２表面はＮ型ベース１００の裏面である。

【0040】

図３を参照すると、第１ピラミッド構造１は、底面と底面に接する３つの斜面を含み、また、３つの斜面はそれぞれ接して四面体構造を形成している。ここで、第１ピラミッド構造１の少なくとも１つの斜面の少なくとも一部の表面は、第１ピラミッド構造１の中心に対して凹んでいるまたは突き出していて、すなわち、第１ピラミッド構造１の少なくとも１つの斜面は、不規則な変形を有する、例えば、第１ピラミッド構造１の斜面の１つは、第１ピラミッド構造１の中心に対してのみ凹であってもよく、あるいは第１ピラミッド構造１の中心に対してのみ凸であり、または斜面の一部が第１ピラミッド構造１の中心に対して凹であり他の部分が第１ピラミッド構造１の中心に対して凸である。いくつかの実施例では、第１ピラミッド構造１の斜面のうちの１つだけが不規則な変形を有していてもよく、他のいくつかの実施例では、２つの斜面が不規則な変形を有していてもよく、さらに他のいくつかの実施例では、３つの斜面が全て不規則な変形を有していてもよい。さらに、さらなる実施例では、第１ピラミッド構造１の底面の少なくとも一部の表面は、第１ピラミッド構造１の中心に対して凹んでいるまたは突き出していて、すなわち、第１ピラミッド構造１の底面も不規則な変形を有する。

【0041】

理解できるのは、ここでの第１ピラミッド構造１及び第２ピラミッド構造２はテクスチャー構造とは異なるものであり、本願の実施例における第１ピラミッド構造１及び第２ピラミッド構造２はＰ型エミッタ１０の結晶構造形態であり、Ｐ型エミッタ１０の結晶構造の形態を変えることにより、第１部１１のＰ型エミッタ１０の性能が変わるようになる。

【0042】

具体的には、第１ピラミッド構造１のうちに少なくとも１つの斜面に不規則変形を有するように設置し、第１ピラミッド構造１の結晶構造を規則な四面体構造から不規則な四面体構造に変形させ、第１部１１のＰ型エミッタ１０の内部に深いエネルギー準位を有し、第１部１１のＰ型エミッタ１０シート抵抗を下げることができる。このように、第１部１１のＰ型エミッタ１０のドーピング濃度を大幅に上げることなく、第１部１１のＰ型エミッタ１０の抵抗の下げを実現することができる。理解できるのは、ここでの規則な四面体構造とは、四面体構造の斜面及び底面に不規則に変形していないことを意味し、例えば四面体構造の斜面及び底面が平面であってもよい。

【0043】

図１及び図２を引き続き参照すると、具体的には、いくつかの実施例において、第１部１１のＰ型エミッタ１０の結晶構造は転位を有する。いくつかの実施例では、転位はダングリングボンドの列によって形成され、従って、第１部１１のＰ型エミッタ１０の結晶構造に転位があると同時に、ダングリングボンドがそれに対応して作られるようになっている。転位及びダングリングボンドは第１部１１のＰ型エミッタ１０内に深いエネルギー準位を有することができ、形成された深いエネルギー準位により第１部１１のＰ型エミッタ１０のシート抵抗を下げることができる。つまり、第１部１１のＰ型エミッタ１０のドーピング濃度を大幅に上げることなく、第１部１１のＰ型エミッタ１０のシート抵抗を下げることが可能となり、第１部１１のＰ型エミッタ１０のシート抵抗が比較的低い場合、第１部１１のＰ型エミッタ１０のドーピング濃度を下げることを実現でき、第１部１１のＰ型エミッタ１０のパッシベーションが良好となるだけでなく、Ｐ型エミッタ１０のオーミック接触も改善することができる。

【0044】

理解できるのは、第１部１１のＰ型エミッタ１０の第１ピラミッド構造１の高さ及び底面の一次元寸法が大きいほど、第１ピラミッド構造１の全体寸法が大きくなり、単位面積当たりの第１部１１のＰ型エミッタ１０の第１ピラミッド構造１の数が少なくなる。第１部１１のＰ型エミッタ１０の転位は第１ピラミッド構造１によって形成されるので、単位面積あたりの第１部１１のＰ型エミッタ１０の第１ピラミッド構造１の数が少ないほど、形成された転位少なくなり、つまり転位密度が小さい。これに対応して、第１ピラミッド構造１の寸法が小さいほど、単位面積あたりの第１部１１のＰ型エミッタ１０の第１ピラミッド構造１の数が多くなり、転位密度を大きくすることができるようになる。これを踏まえて、いくつかの実施例では、第１ピラミッド構造１の高さを０．１μｍ～５μｍ、第１ピラミッド構造１の底面の一次元寸法を０．１μｍ～５μｍと設置する。この範囲では、一方では第１部１１のＰ型エミッタ１０における転位密度が大きくなり、転位に基づいて形成される深いエネルギー準位が大きくなり、これによって第１部１１のＰ型エミッタ１０は比較的小さいシート抵抗を有することができ、オーミック接触が改善されることになる。もう一方では、この範囲では、第１部１１のＰ型エミッタ１０の転位密度を大きくしすぎないようにすることで、転位密度が大きくなりすぎて第１部１１のＰ型エミッタ１０に深すぎるエネルギー準位ができてしまうという問題を防止でき、ひいてはＰ型エミッタ１０に比較的強い再結合中心の問題を形成できるため、第１部１１のＰ型エミッタ１０のパッシベーション能力を向上させることができる。

【0045】

図４を参照すると、いくつかの実施例では、前記第１ピラミッド構造１の少なくとも一部がさらに第１サブ構造１３を含み、第１サブ構造１３は第１ピラミッド構造１の頂部に位置し、第１サブ構造１３は球体または球状体のいずれかである。第１サブ構造１３も第１ピラミッド構造１の不規則変形の一つである。第１サブ構造１３の存在により第１ピラミッド構造１の変形がより深く、それに対応して、より大きな転位が形成でき、形成された深いエネルギー準位がより大きく、第１部１１のＰ型エミッタ１０のシート抵抗をさらに下げる。

【0046】

図１、図２及び図５を参照すると、第２部１２の天面の第２ピラミッド構造２の斜面を平面に設置し、すなわち第２ピラミッド構造２を不規則に変形させず、第２ピラミッド構造２を規則な四面体構造にし、従って、第２部１２のＰ型エミッタ１０の中で転位やダングリングボンドが発生せず、第２部１２のＰ型エミッタ１０に深いエネルギー準位を有することで、第２部１２のＰ型エミッタ１０のシート抵抗が高くなり、第２部１２のＰ型エミッタ１０をより良いパッシベーション能力を維持することができ、これにより、太陽電池の開放電圧と短絡電流を高くすることができ、太陽電池の光電変換能力を向上させることができる。他のいくつかの実施例では、第２部１２のＰ型エミッタ１０の天面は、第２ピラミッド構造２を含むように設置することができ、且つ第２ピラミッド構造２の少なくとも１つの斜面の少なくとも一部の表面は、第２ピラミッド構造２の中心に対して凹または凸である。つまり、Ｐ型エミッタ１０の天面全体が不規則な四面体構造を有し、全体のＰ型エミッタ１０が転位とダングリングボンドを有するようになり、Ｐ型エミッタ１０のシート抵抗を下げることができる。

【0047】

いくつかの実施例では、第１部１１のＰ型エミッタ１０のシート抵抗は第２部１２のＰ型エミッタ１０のシート抵抗より小さい。すなわち、第１部１１のＰ型エミッタ１０のシート抵抗が小さくなるため、第１部１１のＰ型エミッタ１０におけるキャリアの転送速度を高めることができ、第１部１１のＰ型エミッタ１０が金属電極と電気的接続を形成する際に、第１部１１のＰ型エミッタ１０から金属電極へのキャリア転送に役立ち、金属電極によるキャリアの収集速度が高まり、太陽電池の光電変換能力の向上に役たつことができる。第２部１２のＰ型エミッタ１０のシート抵抗を小さく設置することで、第２部１２のＰ型エミッタ１０の優れたパッシベーション能力を維持し、キャリア再結合を抑制してキャリアの数を増やし、太陽電池の開放電圧および短絡電流を向上させることができる。第１部１１のシート抵抗を第２部１２のシート抵抗より小さく設置することで、オーミック接触を改善しつつ、Ｐ型エミッタ１０のパッシベーション効果をより良好に保つことができ、太陽電池全体としての光電変換能力を向上させることができる。

【0048】

具体的に、いくつかの実施例では、第１部１１のＰ型エミッタ１０のシート抵抗は２０ｏｈｍ／ｓｑ～３００ｏｈｍ／ｓｑであってもよく、例えば、２０ｏｈｍ／ｓｑ～５０ｏｈｍ／ｓｑ、５０ｏｈｍ／ｓｑ～１００ｏｈｍ／ｓｑ、１００ｏｈｍ／ｓｑ～１５０ｏｈｍ／ｓｑ、１５０ｏｈｍ／ｓｑ～２００ｏｈｍ／ｓｑ、２００ｏｈｍ／ｓｑ～２５０ｏｈｍ／ｓｑあるいは２５０ｏｈｍ／ｓｑ～３００ｏｈｍ／ｓｑであってもよく、第２部１２のＰ型エミッタ１０のシート抵抗は１００ｏｈｍ／ｓｑ～１０００ｏｈｍ／ｓｑであってもよく、例えば、１００ｏｈｍ／ｓｑ～２００ｏｈｍ／ｓｑ、２００ｏｈｍ／ｓｑ～３００ｏｈｍ／ｓｑ、３００ｏｈｍ／ｓｑ～５００ｏｈｍ／ｓｑ、５００ｏｈｍ／ｓｑ～７００ｏｈｍ／ｓｑ、７００ｏｈｍ／ｓｑ～８００ｏｈｍ／ｓｑあるいは８００ｏｈｍ／ｓｑ～１０００ｏｈｍ／ｓｑであってもよい。第１部１１のＰ型エミッタ１０のシート抵抗を２０ｏｈｍ／ｓｑ～３００ｏｈｍ／ｓｑの範囲に設置すると、第２部１２のシート抵抗に比べて第１部１１が非常に小さくなるので、第１部１１のＰ型エミッタ１０のオーミック接触を改善でき、金属電極と第１部１１のＰ型エミッタ１０に電気接触するように設置すると、第１部１１のＰ型エミッタ１０の金属電極に対する接触抵抗を下げることができるので、第１部１１のＰ型エミッタ１０及び第２部１２のＰ型エミッタ１０におけるキャリア転送効率を改善できる。一方、この範囲では、第１部１１のＰ型エミッタ１０のシート抵抗は小さすぎるようにならず、第１部１１のＰ型エミッタ１０が比較的強い再結合中心になることを防いでいる。また、第２部１２のＰ型エミッタ１０の抵抗を１１００ｏｈｍ／ｓｑ～１０００ｏｈｍ／ｓｑに設置することで、第２部１２のＰ型エミッタ１０でのキャリア再結合を抑制し、エミッタのパッシベーション効果に役立ち、太陽電池の開放電圧及び短絡電流も改善し、太陽電池の光電変換効率を向上させることができる。

【0049】

第１部１１の接合深さは第２部１２の接合深さより大きく、すなわち第１部１１のＰ型エミッタ１０の接合深さは深く、第２部１２のＰ型エミッタ１０の接合深さは浅くなっている。つまり、第１部１１の厚みが比較的大きく、一方では、第１部１１のＰ型エミッタ１０にドーピング元素をより多く格納することができ、例えばホウ素など、第１部１１のＰ型エミッタ１０のドーピング濃度が比較的高いため、第１部１１のＰ型エミッタ１０のシート抵抗がさらに下げられ、オーミック接触の改善に役に立ち、他方では第１部１１のＰ型エミッタ１０の接合深さが深いため、金属電極を第１部１１のＰ型エミッタ１０に電気的に接続するように設置することができ、そうすると、金属電極を形成するペーストの焼結時に、Ｐ型エミッタ１０を貫通してＮ型初期ベースと直接接触する問題を防止することができる。また、第２部１２の接合深さが浅いように設置し、すなわち第２部１２のＰ型エミッタ１０の厚さが浅いので、第２部１２のドーピング元素の数が第１部１１のドーピング元素の数よりさらに少なく、すなわち第２部１２のＰ型エミッタ１０のドーピング濃度が比較的低く、従って、第１部１１のＰ型エミッタ１０と比較して第２部１２のＰ型エミッタ１０がより良いパッシベーション効果を有し、キャリア再結合を下げ、太陽電池の開放電圧および短絡電流を増加することができる。

【0050】

いくつかの実施例では、第１部１１の接合深さと第２部１２の接合深さの比は２以上であり、好ましくは、第１部１１の接合深さと第２部１２の接合深さの比は２～５の間であり、例えば、２、２．５、３、３．５、４、４．５または５であり得る。第１部１１の接合深さが第２部１２の接合深さに比べてはるかに大きいため、第１部１１のＰ型エミッタ１０の接合深さも大きくなり、金属電極を第１部１１のＰ型エミッタ１０に電気的に接続された設置する場合、焼結時にペーストが第１部１１のＰ型エミッタ１０を焼き切ることがなく、金属電極とベース１００との接触によりｐ－ｎ接合が損傷する問題を防止でき、太陽電池の光電変換能力をより確実に向上させることは保証できる。

【0051】

第１部１１の接合深さを大きくしすぎないようにして、第１部１１のＰ型エミッタ１０の中のドーピング元素が多すぎて強い再結合中心が形成されないようなことを考慮し、いくつかの実施例では、第１部１１の接合深さを２μｍ～１０μｍに設置し、例えば、２μｍ～３μｍ、３μｍ～４μｍ、４μｍ～５μｍ、５μｍ～６μｍ、６μｍ～７μｍ、７μｍ～８μｍ、８μｍ～９μｍあるいは９μｍ～１０μｍに設置してもよく、第２部１２の接合深さを０．１μｍ～３μｍに設置し、例えば、０．１μｍ～０．５μｍ、０．５μｍ～１μｍ、１μｍ～１．５μｍ、１．５μｍ～２μｍ、２μｍ～２．５μｍあるいは２．５μｍ～３μｍに設置してもよく、この範囲では、第２部１２のＰ型エミッタ１０の中のドーピング元素が比較的少ないため、より良好なパッシベーション効果を有するようになる。

【0052】

いくつかの実施例では、第１部１１のＰ型エミッタ１０の天面ドーピング濃度は、第２部１２のＰ型エミッタ１０の天面濃度より大きいか、または等しい。具体的には、いくつかの実施例では、第１部１１のＰ型エミッタ１０の天面ドーピング濃度は第２部１２のＰ型エミッタ１０の天面濃度よりも大きい。第１部１１のＰ型エミッタ１０の天面ドーピング濃度が比較的大きいと、第１部１１のシート抵抗がさらに小さくなることに役立ち、第２部１２のＰ型エミッタ１０の天面ドーピング濃度が比較的小さいと、第２部１２のシート抵抗が比較的大きくなり、第２部１２のＰ型エミッタ１０のパッシベーション効果を維持することに役たつ。

【0053】

他のいくつかの実施例では、第１部１１のＰ型エミッタ１０及び第２部１２のＰ型エミッタ１０の天面ドーピング濃度が等しく、すなわち第１部１１のＰ型エミッタ１０の天面ドーピング濃度が比較的小さい。第１部１１のＰ型エミッタ１０表面の結晶構造は不規則な四面体構造であるため、第１部１１のＰ型エミッタ１０に転位が生じ、第１部１１のＰ型エミッタ１０の内に深いエネルギー準位が形成されたため、第１部１１のＰ型エミッタ１０のシート抵抗を下げることができ、オーミック接触を改善することが可能となる。同時に、第１部１１のＰ型エミッタ１０の天面ドーピング濃度が比較的小さいため、第１部１１のＰ型エミッタ１０のパッシベーション効果もより良好に保つことができる。具体的には、いくつかの実施例では、Ｐ型エミッタ１０のドーピング元素は、Ｐ型の３価のドーピング源であってよく、例えば、ホウ素であってよい。

【0054】

具体的には、いくつかの実施例では、第１部１１のＰ型エミッタ１０の天面ドーピング濃度は１Ｅ^１８～５Ｅ^２０ａｔｏｍ／ｃｍ^３であってもよく、例えば、１Ｅ^１５～１Ｅ^１６ａｔｏｍ／ｃｍ^３、１Ｅ^１６～１Ｅ^１７ａｔｏｍ／ｃｍ^３、１Ｅ^１７～１Ｅ^１８ａｔｏｍ／ｃｍ^３、１Ｅ^１８～１Ｅ^１９ａｔｏｍ／ｃｍ^３あるいは１Ｅ^１９～５Ｅ^２０ａｔｏｍ／ｃｍ^３であってもよい。この範囲では、一方では、形成された第１部１１のＰ型エミッタ１０のドーピング濃度を高くしたことで、第１部１１のＰ型エミッタ１０に比較的小さいシート抵抗を有するようにして、キャリア転送速度を高めることができ、他方、この範囲では、第１部１１のＰ型エミッタ１０の天面ドーピング濃度が大きすぎないようにならなく、すなわち第１部１１のＰ型エミッタ１０中のドーピング元素の含有量が多すぎないようにならないため、第１部１１のＰ型エミッタ１０中のドーピング元素が多すぎて強い再結合中心となり、第１部１１のＰ型エミッタ１０のパッシベーション能力の低さが問題になることを避けることができる。

【0055】

いくつかの実施例では、第２部１２のＰ型エミッタ１０の天面ドーピング濃度は１Ｅ^１８～１Ｅ^２０ａｔｏｍ／ｃｍ^３であってもよく、例えば、１Ｅ^１５～１Ｅ^１６ａｔｏｍ／ｃｍ^３、１Ｅ^１６～１Ｅ^１７ａｔｏｍ／ｃｍ^３、１Ｅ^１７～１Ｅ^１８ａｔｏｍ／ｃｍ^３、１Ｅ^１８～１Ｅ^１９ａｔｏｍ／ｃｍ^３あるいは１Ｅ^１９～１Ｅ^２０ａｔｏｍ／ｃｍ^３であってもよい。第２部１２のＰ型エミッタ１０の天面ドーピング濃度を１Ｅ^１４～９Ｅ^１９ａｔｏｍ／ｃｍ^３に設置することにより、第２部１２のＰ型エミッタ１０中のドーピング元素が比較的少なくなるため、第２部１２のＰ型エミッタ１０のパッシベーション能力を比較的よく維持でき、形成された太陽電池の開放電圧および短絡電流を効果的に向上させることができる。

【0056】

いくつかの実施例では、Ｐ型エミッタ１０の天面に沿ってＰ型エミッタ１０の底面に向かった方向で、第１部１１のＰ型エミッタ１０の内部のドーピング濃度は徐々に下げ、そして第２部１２のＰ型エミッタ１０の内部のドーピング濃度は、徐々に下げる。すなわち、第１部１１のＰ型エミッタ１０及び第２部１２のＰ型エミッタ１０の内部の両方に高濃度から低濃度までのドーピング濃度の差があり、このように、第１部１１のＰ型エミッタ１０及び第２部１２のＰ型エミッタ１０のキャリアが濃度の比較的高い領域から濃度の比較的低い領域に転送し、ベース１００中にまで転送し、キャリア転送速度を速め、太陽電池の開放電圧を向上させることに役たつ。

【0057】

具体的には、いくつかの実施例では、第１部１１の天面ドーピング濃度と第１部１１の底面ドーピング濃度の差は１Ｅ^１６ａｔｏｍ／ｃｍ^３～５Ｅ^２０ａｔｏｍ／ｃｍ^３である。この範囲では、一方では第１部１１のＰ型エミッタ１０の内部のドーピング濃度差を比較的大きくすることができ、キャリアの転送に役たつ。もう一方では、この範囲では、第１部１１のＰ型エミッタ１０の内部全体のドーピング濃度を比較的大きくすることができるため、比較的低いシート抵抗を維持することが可能となる。

【0058】

いくつかの実施例では、第２部１２の天面ドーピング濃度と第２部１２の底面ドーピング濃度の差は１Ｅ^１６ａｔｏｍ／ｃｍ^３－１Ｅ^２０ａｔｏｍ／ｃｍ^３である。この範囲では、第２部１２のＰ型エミッタ１０の内部のドーピング濃度はあまり小さくならないため、第２部１２のＰ型エミッタ１０の内部のキャリアの正常な転送を確保できる。また、この範囲内では、第２部１２のＰ型エミッタ１０の全体の濃度を比較的小さいようにすることで、第２部１２のＰ型エミッタ１０にオージェ再結合が生じることを防ぐことができる。

【0059】

いくつかの実施例では、第２部１２の幅と第１部１１の幅の比は６０以上であり、好ましくは、第２部１２の幅と第１部１１の幅の比は６０～２００であっても良く、例えば、６０、８０、１００、１２０、１４０、１６０、１８０または２００であり得る。第２部１２の幅を第１部１１の幅よりはるかに大きく設置すると、すなわち、シート抵抗が比較的小さい第２部１２のＰ型エミッタ１０が占める割合が大きく、第２部１２のＰ型エミッタ１０は良好なパッシベーション能力を有し、キャリア再結合を抑制できるため、Ｐ型エミッタ１０は全体としてのパッシベーション能力が比較的良い。第１部１１のＰ型エミッタ１０は、金属電極と電気的に接続するだけで、金属電極とオーミック接触を改善できるため、第１部１１のＰ型エミッタ１０の幅を比較的小さく設置し、オーミック接触の改善を実現すると同時に、エミッタの良好なパッシベーション能力を維持することができる。

【0060】

図１を参照すると、いくつかの実施例では、また第１金属電極１４０を含み、第１金属電極１４０はＮ型ベース１００の第１表面上に設けられ、第１部１１のＰ型エミッタ１０に電気的に接続される。Ｐ型エミッタ１０中のキャリアは、第１部１１のＰ型エミッタ１０と電気的に接続された第１金属電極１４０に転送され、また第１部１１のＰ型エミッタ１０はシート抵抗が小さいことで、第１部１１のＰ型エミッタ１０と第１金属電極１４０との接触電極が小さくなるので、第１金属電極１４０へのキャリアの転送速度を向上させることができる。また、第１部１１のＰ型エミッタ１０は接合深さが大きいので、実際に第１金属電極１４０を準備する際に形成された第１金属電極１４０が第１部１１のＰ型エミッタ１０を突き抜ける可能性が低くなり、形成されたｐ－ｎ接合の構造を損なわず、太陽電池の完全性の確保に役立ち、太陽電池の光電変換能力を比較的良く維持することができる。

【0061】

図６を参照すると、いくつかの実施例では、Ｐ型エミッタ１０はさらにトランジション領域１４を含み、トランジション領域１４は第１部１１と第２部１２との間に位置し、トランジション領域１４の天面ドーピング濃度は第２部１２の天面ドーピング濃度より大きいまたは等しく、また第１部１１の天面ドーピング濃度より小さいまたは等しい。具体的には、いくつかの実施例では、第１部１１の天面ドーピング濃度が第２部１２の天面ドーピング濃度よりも大きい場合、トランジション領域１４の天面ドーピング濃度は、第２部１２の天面ドーピング濃度よりも大きく、また第１部１１の天面ドーピング濃度よりも小さいように設置し、すなわち第１部１１に沿って第２部１２に向かった方向で、トランジション領域１４のドーピング濃度が徐々下げている。このように、Ｐ型エミッタ１０のドーピング元素の濃度を緩やかに変化させる余地を多く提供することで、第１部１１と第２部１２の間のポテンシャルエネルギー差の急激な変化を避け、トランジション領域１４でキャリアが再結合する確率を低減させることができる。また、トランジション領域１４を設置することで、トランジション領域１４中のシート抵抗も徐々に変化するようにしていて、キャリアに対するトランジション領域１４の転送抵抗を下げ、このように、第２部１２のＰ型エミッタ１０中のキャリアを第１部１１のＰ型エミッタ１０の中に転送することに役立ち、ひいては第１金属電極１４０の中まで転送して、キャリアの転送効率を向上させ、太陽電池の光電変換効率を向上させることができる。

【0062】

理解できるのは、他のいくつかの実施例では、トランジション領域１４の天面ドーピング濃度も第１部１１の天面ドーピング濃度と等しくてもよく、または第２部１２の天面ドーピング濃度と等しくてもよい。さらなるいくつかの実施例では、トランジション領域１４の天面ドーピング濃度はまた、第１部１１の天面ドーピング濃度と等しいと同時に、第２部１２の天面ドーピング濃度と等しくてもよい。

【0063】

図１を参照すると、いくつかの実施例では、反射防止層１３０をさらに含み、反射防止層は第１部１１のＰ型エミッタ１０及び第２部１２のＰ型エミッタ１０の天面に位置し、ベースからの入射光線の反射を減少することに用いられる。いくつかの実施例では、反射防止層は窒化ケイ素層であってもよく、窒化ケイ素層は窒化ケイ素材料を含む。

【0064】

トンネル層１５０は、ベースの第２表面の界面パッシベーションを実現するために使用される。具体的には、いくつかの実施例では、トンネル層１５０の材料は誘電体材料であってよく、例えば酸化ケイ素。

【0065】

ドープされた導電層１６０はフィールドパッシベーションを形成するために使用され、いくつかの実施例では、ドープされた導電層１６０の材料はドープされたシリコンであってもよく、具体的には、いくつかの実施例ではドープされた導電層１６０はベースと同じ導電タイプのドープされた要素を有し、ドープされたシリコンはＮ型ドーピング多結晶シリコン、Ｎ型ドーピング微結晶シリコンまたはＮ型ドーピング非晶質シリコンの一種または多種を含んでもよい。

【0066】

いくつかの実施例では、また第１パッシベーション層１７０を含み、第１パッシベーション層１７０はベースから離れたドープされた導電層１６０の表面上に位置し、いくつかの実施例では、第１パッシベーション層１７０の材料は、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、または酸窒化ケイ素あるいはリコンオキシ炭窒化物のうちの一種あるいは多種であってもよい。具体的には、いくつかの実施例では、第１パッシベーション層１７０は単層構造であってもよい。他のいくつかの実施例では、第１パッシベーション層１７０はまた多層構造であってもよい。

【0067】

いくつかの実施例では、また第２金属電極１８０を含み、第２金属電極１８０が第１パッシベーション層１７０を貫通してドープされた導電層１６０と電気的接続される。

【0068】

前述実施例で提供される太陽電池では、第１ピラミッド構造１の斜面の少なくとも１つが不規則な変形を有するように設置され、第１ピラミッド構造１の結晶構造が規則な四面体構造から不規則な四面体構造に変化し、第１部１１のＰ型エミッタ１０の内部に深いエネルギー準位を有することができ、第１部１１のＰ型エミッタ１０シート抵抗を下げることができる。このように、第１部１１のＰ型エミッタ１０のドーピング濃度を大きく上げることなく、第１部１１のＰ型エミッタ１０抵抗の下げを実現することができる。また、第２部１２の天面の第２ピラミッド構造２の斜面が平面であり、すなわち第２ピラミッド構造２が不規則に変形しておらず、第２ピラミッド構造２が規則な四面体構造となっていて、従って、第２部１２のＰ型エミッタ１０に転位やダングリングボンドが発生せず、第２部１２のＰ型エミッタ１０中に深いエネルギー準位を形成せず、第２部１２のＰ型エミッタ１０のシート抵抗が比較的高くなり、第２部１２のＰ型エミッタ１０の比較的良好なパッシベーション能力が維持でき、太陽電池の開放電圧と短絡電流が比較的高くなり、太陽電池の光電変換能力を改善できる。

【0069】

それに対応して、本願の実施例は、太陽光発電モジュールをさらに提供し、図７を参照すると、太陽光発電モジュールは、前述実施例で提供された複数の太陽電池１０１が接続された電池ストリングと、電池ストリングの表面を覆うために用いられた封止層１０２と、封止層１０２から離れた電池ストリングの表面を覆うために用いられるカバープレート１０３と、を含み、。太陽電池１０１は、一枚または複数枚形で電気的に接続されて複数の電池ストリングを形成し、複数の電池ストリングは、直列および／または並列に電気的に接続されている。

【0070】

具体的には、いくつかの実施例では、複数の電池ストリングは、導電テープ１０４で電気的に接続することができる。封止層１０２は、太陽電池１０１の正面だけでなく裏側も覆い、具体的には、封止層１０２は、エチレン酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ）粘着フィルム、ポリオレフィンエラストマー（ＰＯＥ）粘着フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）粘着フィルム等の有機封止用粘着フィルムであってもよい。いくつかの実施例では、カバープレート１０３はガラスカバープレート、プラスチックカバープレート等光透過性のあるカバープレート１０３であってもよい。具体的には、カバープレート１０３の封止層１０２に向かう面を凹面または凸面であっても良く、入射光線の利用率を高める。

【0071】

それに対応して、本願の別の実施例では、また太陽電池の準備方法を提供し、この太陽電池の準備方法は、先の出願の実施例で提供される太陽電池を形成することができ、本願の別の実施例で提供される半導体構造の準備方法は、添付図面と共に以下に詳細に説明される。

【0072】

図８～図１４は、本願の他の実施例で提供される太陽電池の準備方法における各ステップに対応する構造を示す模式図である。

【0073】

Ｎ型ベースを提供する。

【0074】

Ｎ型ベースは、入射光線を受光して光生成キャリアを生成するために用いられ、いくつかの実施例では、Ｎ型ベースはＮ型シリコンベースであってもよく、Ｎ型シリコンベースの材料は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、または微結晶シリコンの少なくとも１つを含んでもよい。Ｎ型ベースは、Ｎ型半導体ベースであり、すなわちＮ型ベース内は、Ｎ型ドープイオンをドープし、Ｎ型ドープイオンはリンイオン、ヒ素イオン又はアンチモンイオンのいずれかであってもよい。

【0075】

図８～図１２を参照すると、Ｎ型ベースの第１表面にＰ型エミッタ１０が形成され、Ｐ型エミッタ１０は第１部１１および第２部１２を含み、第１部１１の天面は第１ピラミッド構造１（図２参照）を含み、第１ピラミッド構造１の少なくとも一つの斜面の少なくとも一部の表面は第１ピラミッド構造１の中心に対して凹または凸であり、第２部１２の天面は第２ピラミッド構造２（図２参照）を含み、第２ピラミッド構造２の斜面は平面であり、Ｎ型ベース１００の第１表面に対して垂直な方向で第１部１１の接合深さは第２部１２の接合深さよりも深い。

【0076】

形成された第１ピラミッド構造１では、少なくとも１つの斜面の少なくとも一部の表面が第１ピラミッド構造１の中心に対して凹または凸であり、すなわち第１ピラミッド構造１の少なくとも１つの斜面が不規則な変形をしており、これにより第１ピラミッド構造１の結晶構造が規則な四面体構造から不規則な四面体構造へ変化している。不規則な四面体構造により、エミッタに転位やダングリングボンドが発生し、エミッタが変調をきたす。具体的には、生じた転位やダングリングボンドが第１部１１のＰ型エミッタ１０の内部に深いエネルギー準位を形成し、第１部１１のＰ型エミッタ１０のシート抵抗を下げる。第１部１１のＰ型エミッタ１０の構造を変えることで、比較的小さいシート抵抗を有するようになり、第１部１１のＰ型エミッタ１０のドーピング濃度を大きく上げることなく、第１部１１のＰ型エミッタ１０の抵抗を下げることを実現できる。

【0077】

第２部１２の天面の第２ピラミッド構造２の斜面を平面に設置し、すなわち第２ピラミッド構造２が不規則な変形をしておらず、第２ピラミッド構造２が規則な四面体構造となり、従って、第２部１２のＰ型エミッタ１０中に転位やダングリングボンドが発生せず、第２部１２のＰ型エミッタ１０中に深いエネルギー準位が形成されず、第２部１２のＰ型エミッタ１０のシート抵抗は比較的高くなり、第２部１２のＰ型エミッタ１０の比較的良好なパッシベーション能力が維持でき、太陽電池の開放電圧および短絡電流をより高くすることができ、太陽電池の光電変換能力を改善することができる。

【0078】

具体的には、いくつかの実施例では、Ｐ型エミッタ１０を形成する方法は以下を含み、

【0079】

図８を参照すると、Ｎ型初期ベース２０を提供し、Ｎ型初期ベース２０はＮ型ベース１００及びＰ型エミッタ１０を形成する基礎として使用されるので、Ｎ型初期ベース２０とＮ型ベース１００の材料は同じであってもよい。

【0080】

いくつかの実施例では、Ｎ型初期ベース２０の第１表面をピラミッドテクスチャーに設置することができ、Ｎ型初期ベース２０の第１表面が入射光線に対する反射率を低くし、したがって光線への吸収や利用率が比較的高い。いくつかの実施例では、Ｎ型初期ベース２０はＮ型初期半導体ベースであり、すなわちＮ型初期ベース２０内はＮ型ドープイオンをドープし、Ｎ型ドープイオンはリンイオン、ヒ素イオン又はアンチモンイオンのいずれかであってもよい。

【0081】

具体的には、Ｐ型エミッタ１０の形成方法は、図９～図１０を参照すると、Ｎ型初期ベース２０の天面に３価のドーピング源を堆積させることを含む。Ｎ型初期ベース２０の天面に３価のドーピング源を堆積させることは、その後Ｎ型初期ベース２０に拡散してＰ型エミッタ１０を形成するために使用される。いくつかの実施例では、３価のドーピング源は、ホウ素ソースであっても良く、特に三塩化ホウ素または三臭化ホウ素のいずれかであってもよい。

【0082】

図９を参照すると、いくつかの実施例では、Ｎ型初期ベース２０の天面上に３価のドーピング源を堆積させるステップを実行する際に、第１薄膜層１１０を形成することができ、第１薄膜層１１０は３価のドーピング源を含み、また第１薄膜層１１０は、ホウ素、酸素、ケイ素、塩素、窒素、及び炭素の少なくとも１つを含んでいて、ここで、堆積時間は２０ｓか～５０００ｓであって、温度は５００°Ｃ～１３００°Ｃである。具体的には、いくつかの実施例では、３価のドーピング源がホウ素源である場合、第１薄膜層１１０の主成分は酸化ケイ素及び酸化ホウ素を含んでもよく、ここで、３価のドーピング源は、酸化ホウ素の形態で第１薄膜層１１０に貯蔵できる。酸化ケイ素の硬度が高いため、ドーピング工程でＮ型初期ベース２０を保護することができる。また、第１薄膜層１１０は微量の塩素、窒素、炭素を含み、これらの元素により、第１薄膜層１１０の屈折率は現在のホウケイ酸ガラスより高い。このように、その後、外部エネルギー源処理工程を用いて所定領域の第１薄膜層１１０を処理することにより、第１薄膜層１１０が外部エネルギー源をより多く吸収し、例えばレーザー光であっても良く、より多くのレーザー光を第１薄膜層１１０の内部に照射することができ、レーザー光の損失を低減し、Ｎ型初期ベース２０に拡散する３価のドーピング源の量を増加させることができる。

【0083】

また、第１薄膜層１１０の厚みが薄いため、比較的薄い第１薄膜層１１０に比較的多くの３価のドーピング源が貯まると、第１薄膜層１１０の３価のドーピング源を凝集させることになり、３価のドーピング源の濃度が高まり、このように、ドーピングプロセスを用いて３価のドーピング源をＮ型初期ベース２０に拡散する際に、ドーピングプロセスの行いに役に立ち、また、比較的大きな濃度の第１部のＰ型エミッタをより形成しやすくなり、第１部のＰ型エミッタのシート抵抗を下げる。また、第１薄膜層１１０の厚みが小さいため、第１薄膜層１１０に３価のドーピング源があまり多く貯まらなく、このように、Ｎ型初期ベース２０の内部に３価のドーピング源元素が多くドープすることを防止でき、Ｎ型初期ベース２０の内部に３価のドーピング源元素が多すぎて、比較的多い３価のドーピング源元素が強い再結合中心になり、形成された第１部１１のＰ型エミッタ１０のパッシベーション能力が低いという問題を防止することができる。

【0084】

いくつかの実施例では、第１薄膜層１１０の形成方法は、Ｎ型初期ベース２０の第１表面上に三価のドーピング源が堆積され、三価のドーピング源は三価の元素を含む単体又は化合物であることを含む。具体的には、いくつかの実施例では、三価のドーピング源がホウ素源である場合、三価の元素を含む単体又は化合物は、三臭化ホウ素又は三塩化ホウ素であってもよい。いくつかの実施例では、化学気相成長法又はスピンコーティングによって、Ｎ型初期ベース２０の第１表面上に３価のドーピング源として三塩化ホウ素が堆積されてもよく、３価のドーピング源の濃度は１Ｅ^１８～９Ｅ^２２ａｔｏｍ／ｃｍ^３であってもよい。

【0085】

いくつかの実施例では、３価のドーピング源を堆積させる方法は、以下のようにしても良く、Ｎ型初期ベース２０に対して石英ボート進入工程を行い、Ｎ型初期ベース２０が石英ボートに進入した後、温度が第１プリセット温度まで上昇し、Ｎ型初期ベース２０の第１表面上に３価のドーピング源が堆積され、第１プリセット温度は５００℃～９００℃であってもよく、その後、温度が第２プリセット温度まで上昇し、第２プリセット温度は第１プリセット温度より大きく、例えば、９００℃～１３００℃であってもよく、その同時に、窒素環境下でｐ－ｎ接合を形成することで、形成された第１薄膜層１１０の緻密さと均等性を高めることができる。いくつかの実施例では、３価のドーピング源が堆積する同時に、少量の酸素を導入することができ、例えば１００ｓｃｃｍ～２０００ｓｃｃｍであっても良く、これにより、より高密度な第１薄膜層１１０の形成がさらに促進される。

【0086】

図１０を参照すると、３価のドーピング源を堆積させた後、所定領域のＮ型初期ベース２０の天面を外部エネルギー源処理工程で処理し、外部エネルギー源処理工程で処理された３価のドーピング源がＮ型初期ベース２０の内部に拡散して所定領域のＮ型初期ベース２０内に第１部１１のＰ型エミッタ１０を形成し、Ｎ型初期ベース２０は第１部１１のＰ型エミッタ１０の天面を露出させた。所定領域に外部エネルギー源プロセスを行い、所定領域の第１薄膜層１１０にある３価のドーピング源がＮ型初期ベース２０の内部に拡散する。同時に、外部エネルギー源処理工程により、所定領域Ｎ型初期ベース２０の結晶構造を変形させて第１ピラミッド構造１を形成する。なお、外部エネルギー源処理工程を行う前は、Ｎ型初期ベース２０の構造は規則な四面体構造であった。外部エネルギー源処理工程の後、第１ピラミッド構造１の少なくとも一部の表面は、第１ピラミッド構造１の中心に対して凹または凸であり、すなわち第１ピラミッド構造１が規則な四面体構造から不規則な四面体構造に変化する。第１ピラミッド構造１によって所定の領域のＮ型初期ベース２０に転位およびダングリングボンドが発生し、所定の領域のＮ型初期ベース２０に３価のドーピング源をドープすると、形成された第１部１１のＰ型エミッタ１０の天面は第１ピラミッド構造１を有りするようになり、第１部１１のＰ型エミッタ１０は深いエネルギー準位を形成し、第１部１１のＰ型エミッタ１０のシート抵抗を下げることができる。

【0087】

いくつかの実施例では、外部エネルギー源処理工程は、レーザードーピング工程、プラズマ放射、または標的イオン注入工程のいずれかを含む。また、レーザードーピング工程を例として挙げると、レーザードーピング工程の操作は簡単で、規模化には役に立ち、またレーザードーピング工程は効率が高く、３価のドーピング源をＮ型初期ベース２０に効率よくドープすることができる。また、第１薄膜層１１０は一定量のレーザーエネルギーを吸収することができ、Ｎ型初期ベース２０の保護的役割を果たし、Ｎ型初期ベース２０へのレーザードーピングの損傷を低減することができ、形成された第１部１１のＰ型エミッタ１０は高い完全性を持ち、したがって第１部１１のＰ型エミッタ１０は比較的良好なパッシベーション能力を有りするようにすることができる。また、第１薄膜層１１０の３価ドーピング源の濃度が高いため、レーザードーピングを採用した場合、３価ドーピング源がＮ型初期ベース２０にドープしやすくなり、形成された第１部１１のＰ型エミッタ１０の接合深さが比較的大きい。つまり、比較的小さいレーザーエネルギーを用いることで、形成される第１部１１のＰ型エミッタ１０の接合深さを大きくすることができ、したがって、第１部１１のＰ型エミッタ１０の接合深さを期待通りにしつつ、レーザーエネルギーを小さくすることで、Ｎ型初期ベース２０へのレーザー損傷をより低減させることができる。

【0088】

また、レーザー工程により所定領域のＮ型初期ベース２０に照射することで、第１部１１のＰ型エミッタ１０の結晶構造が不規則な四面体構造に変化しやすくなり、第１部１１のＰ型エミッタ１０の内部の転位密度が高くなり、シート抵抗をさらに下げることができる。

【0089】

いくつかの実施例では、第１部１１のＰ型エミッタ１０を形成した後、Ｎ型初期ベース２０の第１表面の洗浄ステップを行い、第１薄膜層１１０を除去することをさらに含む。このように、第１薄膜層１１０に残存する３価のドーピング源を同時に除去できると同時に、Ｎ型初期ベース２０の表面の吸着不純物を全て除去でき、漏電の減少を促進する。また、第１薄膜層１１０には３価のドーピング源が多量に含まれているため、その後の高温工程で第２薄膜層を形成する工程では、この３価のドーピング源は、非活性化３価ドーピング源に変換され、例えば、非活性化ボロン。非活性化３価ドーピング源の存在は、Ｎ型初期ベース２０表面でのキャリア再結合を増加し、太陽電池の光電変換効率に影響を与える。したがって、第２薄膜層を形成するステップの前に第１薄膜層１１０を除去することにより、その後の第２薄膜層の形成後に、Ｎ型初期ベース２０の表面における非活性化３価ドーピング源の量を下げることもでき、Ｎ型初期ベース２０の表面におけるキャリア再結合を減少させて太陽電池の光電変換効率を向上させることができる。具体的には、洗浄ステップは、アルカリ溶液または酸溶液を用いてＮ型初期ベース２０表面を洗浄することであってよく、ここで、アルカリ溶液は、ＫＯＨまたはＨ_２Ｏ_２水溶液の少なくともいずれかであってよく、酸溶液は、ＨＦまたはＨＣｌ水溶液の少なくともいずれかであってよい。

【0090】

第１部１１のＰ型エミッタ１０を形成した後、図１１～図１２を参照すると、Ｎ型初期ベース２０を高温処理して、Ｎ型初期ベース２０内にＰ型エミッタ１０を形成し、Ｎ型初期ベース２０はＰ型エミッタ１０の天面を露出させ、具体的には、Ｎ型初期ベース２０中には、Ｐ型エミッタ１０以外の領域にＮ型ベース１００を形成し、所定領域外のＮ型初期ベース２０内に第２部１２のＰ型エミッタ１０を形成する。所定領域のＮ型初期ベース２０表面のみに外部エネルギー源処理工程を行うため、所定領域に対応する第１薄膜層１１０の３価のドーピング源はＮ型初期ベース２０の内部に拡散し、従って、形成された第１部１１のＰ型エミッタ１０の接合深さは、第２部１２のＰ型エミッタ１０の接合深さよりも大きくする。そこで、金属電極を第１部１１のＰ型エミッタ１０に電気的に接続されるように設置でき、このように、金属電極を形成するペーストに焼結を行う時にＰ型エミッタ１０を貫通してＮ型初期ベース２０と直接接触する問題防止することが可能である。また、第２部１２の接合深さが比較的浅く、すなわち第２部１２のＰ型エミッタ１０の厚さが比較的小さいので、第２部１２のドーピング元素の数は第１部１１のドーピング元素の数に比べてより少なく、すなわち第２部１２のＰ型エミッタ１０のドーピング濃度は比較的小さく、したがって第１部１１のＰ型エミッタ１０に比べて、第２部１２のＰ型エミッタ１０はより良いパッシベーション効果を有し、これはキャリア再結合を減少することに役立ち、太陽電池の開放電圧および短絡電流を向上させることができる。

【0091】

Ｎ型初期ベース２０を高温処理した後、３価のドーピング源の一部がＮ型初期ベース２０にドープされ、Ｎ型初期ベース２０の一部が第２部１２のＰ型エミッタ１０に変換される。つまり、Ｎ型初期ベース２０のうち第１部１１のＰ型エミッタ１０および第２部１２のＰ型エミッタ１０以外の部分がＮ型ベース１００となる。

【0092】

具体的には、図１１を参照すると、いくつかの実施例では、Ｎ型初期ベース２０の高温処理を行うステップにおいて、５００ｓ～１００００ｓの時間、５００℃～１５００℃の温度で第１流量の酸素を通過させて第２薄膜層１２０を形成し、第２薄膜層１２０の厚さは第１薄膜層１１０の厚さより小さい。第２薄膜層１２０を形成する工程で通過させる酸素量を多く設置することで、より多くの３価のドーピング源と酸素を反応させ、形成された第２薄膜層１２０の厚さを第１薄膜層１１０の厚さより大きくする。このように、一方では、比較的薄い第１薄膜層１１０に多くの３価のドーピング源が貯まると、第１薄膜層１１０の３価のドーピング源が凝集されるので、３価のドーピング源の濃度が高まり、レーザードーピングが容易になるとともに、第１薄膜層１１０は比較的薄いので、Ｎ型初期ベース２０へのレーザー照射を容易にすることができる。もう一方では、第２薄膜層１２０を厚く設置することで、第２薄膜層１２０が所定領域外のＮ型初期ベース２０の第１表面に３価のドーピング源を比較的多く吸収し、第１部１１のＰ型エミッタ１０の天面ドーピング濃度および第２部１２のＰ型エミッタ１０の天面ドーピング濃度を下げ、パッシベーション能力を改善できる。

【0093】

具体的には、いくつかの実施例では、第１流量は２００ｓｃｃｍ～８００００ｓｃｃｍである。例えば、２００ｓｃｃｍ～１０００ｓｃｃｍ、１０００ｓｃｃｍ～５０００ｓｃｃｍ、５０００ｓｃｃｍ～１００００ｓｃｃｍ、１００００ｓｃｃｍ～２００００ｓｃｃｍ、２００００ｓｃｃｍ～３００００ｓｃｃｍ、３００００ｓｃｃｍ～５００００ｓｃｃｍ、５００００ｓｃｃｍ～７００００ｓｃｃｍ、７００００ｓｃｃｍ～８００００ｓｃｃｍであってもよい。この範囲で第１流量を設置すると、第１流量が大きいことを確保でき、形成された第２薄膜層１２０が比較的厚く、第２薄膜層１２０が３価のドーピング源を比較的多く吸収することができ、第２部１２のＰ型エミッタ１０の天面ドーピング濃度が小さくなり、第２部１２のＰ型エミッタ１０が大きなシート抵抗を実現することに役たち、第２部１２のＰ型エミッタ１０のパッシベーション能力を改善することができる。

【0094】

図１２を参照すると、いくつかの実施例では、またＮ型初期ベース２０に対して洗浄ステップを行い、第２薄膜層１２０を除去すること、Ｎ型初期ベース２０の第１表面に反射防止層１３０を形成し、反射防止層１３０はＰ型エミッタ１０の天面に位置すること、を含み、いくつかの実施例では、反射防止層１３０は窒化ケイ素層であってよく、窒化ケイ素層は窒化ケイ素材料を含む。具体的には、いくつかの実施例では、ＰＥＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、プラズマ化学気相成長法）法を用いて反射防止層１３０を形成することができる。

【0095】

図１３を参照すると、いくつかの実施例では、第１金属電極１４０を形成し、第１金属電極１４０は第１部１１のＰ型エミッタ１０に電気的に接続されることをさらに含む。第１金属電極１４０はＮ型初期ベース２０の第１表面に位置し、第１部１１のＰ型エミッタ１０はシート抵抗が小さいので、第１金属電極１４０を第１部１１のＰ型エミッタ１０に電気的に接続されように設置することにより、第１金属電極１４０と第１部１１のＰ型エミッタ１０の接触抵抗を減少し、反射防止層の第１金属電極１４０によるキャリアの転送を促進する。具体的な原理は次のように、

【0096】

入射光線は第１部１１のＰ型エミッタ１０及び第２部１２のＰ型エミッタ１０を通ってＮ型初期ベース２０中に至り、Ｎ型初期ベース２０に複数の電子正孔対を生成する。Ｎ型初期ベース２０中の電子正孔対は光電効果により電子と正孔に分離し、分離した電子はＮ型初期ベース２０へ、分離した正孔は第１部１１のＰ型エミッタ１０及び第２部１２のＰ型エミッタ１０へそれぞれ移動する。ここでは、第１部１１のＰ型エミッタ１０及び第２部１２のＰ型エミッタ１０に移動した電子は、第１部１１のＰ型エミッタ１０に接する第１金属電極１４０に集められ、反射防止層の第１金属電極１４０に沿って転送される。つまり、第１部１１と第２部１２の電子は第１部１１のＰ型エミッタ１０と接する第１金属電極１４０に転送される必要があり、従って、第１部１１のＰ型エミッタ１０と第１金属電極１４０の接触抵抗を改善すれば、キャリアの転送を大きく改善することができる。

【0097】

いくつかの実施例では、第１金属電極１４０の形成方法は、所定領域反射防止層１３０の天面に導電性ペーストを印刷することを含み、導電性ペースト中の導電材料は、銀、アルミニウム、銅、錫、金、鉛またはニッケルの少なくとも１つであってもよく、導電性ペーストを焼結処理し、例えば７５０℃～８５０℃のピーク温度で焼結処理し、反射防止層の第１金属電極１４０を形成する。

【0098】

いくつかの実施例では、第１金属電極１４０の幅は第１部１１のＰ型エミッタ１０の幅より小さいまたは等しく、これにより、第１金属電極１４０は第１部１１のＰ型エミッタ１０によって確実に包囲され、第１金属電極１４０の側面及び底面も第１部１１のＰ型エミッタ１０と接触し、第１部１１のＰ型エミッタ１０のシート抵抗が比較的小さいため、第１金属電極１４０の側面の一部が比較的大きいシート抵抗を有する第２部１２のＰ型エミッタ１０と接触した場合と比較して、第１金属電極１４０と第１部１１のＰ型エミッタ１０との接触抵抗はより小さく、第１部１１のＰ型エミッタ１０及び第２部１２のＰ型エミッタ１０におけるキャリアの転送を改善することを促進できる。

【0099】

図１４を参照すると、Ｎ型ベース１００の第２表面、またＮ型ベース１００から離れる方向に、トンネル層１５０、ドープされた導電層１６０が順に形成されている。

【0100】

トンネル層１５０は、Ｎ型ベース１００の第２表面の界面パッシベーションを実現するために使用される。いくつかの実施例では、トンネル層１５０は、堆積工程を用いて形成でき、例えば、化学気相蒸着工程が用いられてもよい。他のいくつかの実施例では、トンネル層１５０はまた、その場生成工程を用いて形成されてもよい。具体的には、いくつかの実施例では、トンネル層１５０の材料は誘電体材料であってもよく、例えば、酸化ケイ素。

【0101】

ドープされた導電層１６０は、フィールドパッシベーションを形成するために使用され、いくつかの実施例では、ドープされた導電層１６０の材料は、ドープされたシリコンであってもよく、具体的には、いくつかの実施例では、ドープされた導電層１６０は、Ｎ型ベース１００と同じ導電タイプのドープされた要素を有し、ドープされたシリコンはＮ型ドーピング多結晶シリコン、Ｎ型ドーピング微結晶シリコンまたはＮ型ドーピング非晶質シリコンの一種または多種を含んでもよい。いくつかの実施例では、堆積工程を用いてドープされた導電層１６０を形成できる。具体的には、Ｎ型ベース１００の表面から離れたトンネル層１５０に真性多結晶シリコンを堆積して多結晶シリコン層を形成し、イオン注入及びソース拡散によりリンイオンをドープしてＮ型ドーピング多結晶シリコン層を形成し、Ｎ型ドーピング多結晶シリコン層をドープされた導電層１６０とする。

【0102】

図１を参照すると、いくつかの実施例では、Ｎ型ベース１００から離れたドープされた導電層１６０の表面に第１パッシベーション層１７０を形成することをさらに含む。いくつかの実施例では、第１パッシベーション層１７０の材料は、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、又はリコンオキシ炭窒化物のうちの一種または多種であってもよい。具体的には、いくつかの実施例では、第１パッシベーション層１７０は単層構造であってもよい。他のいくつかの実施例では、第１パッシベーション層１７０はまた多層構造であってもよい。具体的には、いくつかの実施例では、ＰＥＣＶＤ法を用いて第１パッシベーション層１７０を形成することができる。

【0103】

いくつかの実施例では、第２金属電極１８０を形成することを含み、第２金属電極１８０が第１パッシベーション層１７０を貫通してドープされた導電層１６０と電気的に接続される。具体的には、第２金属電極１８０の形成方法は第１金属電極１４０の形成方法と同じであってもよく、また第１金属電極１４０の材料は第２金属電極１８０の材料と同じであってもよい。

【0104】

前述実施例で提供される太陽電池の準備方法において、形成された第１ピラミッド構造１の斜面の少なくとも１つが不規則な変形を有することにより、第１ピラミッド構造１の結晶構造が規則な四面体構造から不規則な四面体構造へ変化する。不規則な四面体構造により、エミッタに転位やダングリングボンドが発生し、エミッタが変調をきたす。具体的には、発生した転位とダングリングボンドにより、第１部１１のＰ型エミッタ１０内部に深いエネルギー準位を形成し、第１部１１のＰ型エミッタ１０のシート抵抗を下げる。第１部１１のＰ型エミッタ１０の構造を変更することにより、第１部１１のＰ型エミッタ１０が比較的小さいシート抵抗を有するようになり、第１部１１のＰ型エミッタ１０のドーピング濃度を大きく上げることなく、第１部１１のＰ型エミッタ１０のシート抵抗を下げることができ、オーミック接触を改善するだけでなく、第１部１１のＰ型エミッタ１０のパッシベーション効果の維持も促進でき、形成した太陽電池の光電変換能力を全体的に向上させることができる。

【0105】

本願は、好ましい実施例で上記のように開示されているが、特許請求の範囲を限定するものではなく、当業者であれば、本願の着想から逸脱することなく、若干の可能な変動および修正を加えることができるため、本願の保護範囲は、本願の請求項によって規定される範囲に従うべきである。

【0106】

当業者であれば、前記の各実施形態は本願を実現する具体的な実施例であるが、実用上では本願の精神と範囲を逸脱することなく、形態及び細部において様々な変更が可能であることが理解できる。いずれの当業者は、本願の精神と範囲を逸脱しない限り、それぞれ変更及び修正を行うことが可能であるため、本願の保護範囲は、請求項に限定された範囲を基準にすべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【手続補正書】

【提出日】2023-09-27

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【請求項1】

Ｎ型ベースと、前記Ｎ型ベースの第１表面に設置されたＰ型エミッタと、を備え、
ここで、前記Ｐ型エミッタは第１部および第２部を含み、前記第１部の天面は第１ピラミッド構造を含み、前記第１ピラミッド構造の少なくとも一つの斜面の少なくとも一部の表面は第１ピラミッド構造の中心に向かって凹んでいる、前記第２部の天面は第２ピラミッド構造を含み、前記第２ピラミッド構造の斜面は平面であり、前記Ｎ型ベースの第１表面に対して垂直な方向において前記第１部の接合深さは前記第２部の接合深さよりも深い、
ことを特徴とする太陽電池。

【手続補正2】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】請求項１８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【請求項18】

前記Ｐ型エミッタを形成する方法は
Ｎ型初期ベースを提供することと、
前記Ｎ型初期ベースの天面に３価のドーピング源を堆積させることと、
所定領域の前記Ｎ型初期ベースの天面を外部エネルギー源処理工程で処理し、外部エネルギー源処理工程で処理された３価のドーピング源が前記Ｎ型初期ベースの内部に拡散することと、
前記Ｎ型初期ベースを高温処理して、前記Ｎ型初期ベース内にＰ型エミッタを形成し、前記Ｎ型初期ベースは前記Ｐ型エミッタの天面を露出させ、前記Ｎ型初期ベース中には、前記Ｐ型エミッタ以外の領域に前記Ｎ型ベースを形成し、ここで、前記所定領域の前記Ｎ型初期ベース内に前記第１部のＰ型エミッタを形成し、前記所定領域外の前記Ｎ型初期ベース内に前記第２部のＰ型エミッタを形成することと、
を含むことを特徴とする請求項１６に記載の太陽電池の製造方法。