特開 2024-125401 ヘテロ接合太陽電池及びその製造方法、太陽光発電モジュール並びに太陽光発電システム

(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】P2024125401

(43)【公開日】2024-09-18

(54)【発明の名称】ヘテロ接合太陽電池及びその製造方法、太陽光発電モジュール並びに太陽光発電システム

(51)【国際特許分類】

   H01L 31/0747 20120101AFI20240910BHJP

   H01L 31/0224 20060101ALI20240910BHJP

【ＦＩ】

H01L31/06 455

H01L31/04 260

【審査請求】有

【請求項の数】26

【出願形態】ＯＬ

【公開請求】

(21)【出願番号】P 2024106338

(22)【出願日】2024-07-01

(31)【優先権主張番号】202311746956.1

(32)【優先日】2023-12-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(71)【出願人】

【識別番号】523183389

【氏名又は名称】トリナ・ソーラー・カンパニー・リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＴＲＩＮＡ ＳＯＬＡＲ ＣＯ．， ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ． ２ Ｔｒｉｎａ Ｒｏａｄ， Ｔｒｉｎａ ＰＶ Ｐａｒｋ， Ｘｉｎｂｅｉ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ， Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ， Ｊｉａｎｇｓｕ ２１３０３１， Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】110000291

【氏名又は名称】弁理士法人コスモス国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】楊 广涛

(72)【発明者】

【氏名】陳 達明

(72)【発明者】

【氏名】陳 奕峰

(72)【発明者】

【氏名】李 宏偉

(57)【要約】      （修正有）

【課題】短絡を回避し、効率損失を低減することができ、高い電流密度を保証するとともに、曲線因子の損失を最小化した、ヘテロ接合太陽電池及びその製造方法を提供する。
【解決手段】基板と、第１表面Ｆに順に積層して設けられた第１真性シリコン層、第１ドープ層及び第１透明導電層４０と、第２表面Ｓに順に積層して設けられた第２真性シリコン層、第２ドープ層及び第２透明導電層７０とを含み、第１ドープ層のドープタイプは、第２ドープ層のドープタイプとは逆であり、第１透明導電層４０は、第１表面Ｆの少なくとも一部の表面を覆い、第２透明導電層７０は、第２表面Ｓ及び複数の側面の少なくとも一部の表面を覆い、第１透明導電層のエッジ４１と第２透明導電層のエッジ７１との間に分離領域８１を画定するように、第１透明導電層のエッジ４１と第２透明導電層のエッジ７１とは間隔をおいて設けられる。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、第１真性シリコン層と、第１ドープ層と、第１透明導電層と、第２真性シリコン層と、第２ドープ層と、第２透明導電層とを含み、
前記基板は、対向して設けられた第１表面と第２表面、及び前記第１表面と前記第２表面との間に隣接する複数の側面を含み、
前記第１真性シリコン層、第１ドープ層及び前記第１透明導電層は、前記第１表面に順に積層して設けられ、
前記第２真性シリコン層、第２ドープ層及び前記第２透明導電層は、前記第２表面に順に積層して設けられ、前記第１ドープ層のドープタイプは、前記第２ドープ層のドープタイプとは逆であり、
前記第１透明導電層は、前記第１表面の少なくとも一部の表面を覆い、前記第２透明導電層は、前記第２表面及び前記複数の側面の少なくとも一部の表面を覆い、前記第１透明導電層のエッジと前記第２透明導電層のエッジとの間に分離領域を画定するように、前記第１透明導電層のエッジと前記第２透明導電層のエッジとは間隔をおいて設けられ、
前記第１ドープ層は複数の前記側面の一部の表面を覆い、前記第２透明導電層の一部は前記第１ドープ層の前記基板から離れた側に位置し、且つ前記第２透明導電層と前記第１ドープ層とは正対する膜層領域を有し、
前記ヘテロ接合太陽電池は、前記分離領域の表面に積層して設けられ、且つ前記分離領域を完全に覆う絶縁分離層をさらに含み、
前記絶縁分離層の一部の構造は、前記第２透明導電層及び前記第１ドープ層の前記正対する膜層領域にそれぞれ直接接触し、且つ前記第２透明導電層及び前記第１ドープ層の前記正対する膜層領域の間に位置する、ことを特徴とするヘテロ接合太陽電池。

【請求項2】

前記第２透明導電層のエッジは、前記側面に位置する、ことを特徴とする請求項１に記載のヘテロ接合太陽電池。

【請求項3】

前記第１透明導電層のエッジは、前記第１表面の境界の内側に位置し、
前記第１透明導電層のエッジと前記第１表面の境界との最小間隔Ｄ１は、１００μｍである、ことを特徴とする請求項２に記載のヘテロ接合太陽電池。

【請求項4】

前記第２透明導電層のエッジと前記第１表面との最大間隔Ｄ２は、１００μｍである、ことを特徴とする請求項２に記載のヘテロ接合太陽電池。

【請求項5】

前記第２透明導電層は、各前記側面を完全に覆うとともに、前記第１表面の一部の領域を覆い、
前記第２透明導電層のエッジは、前記第１透明導電層のエッジの外側に位置する、ことを特徴とする請求項１に記載のヘテロ接合太陽電池。

【請求項6】

前記第１透明導電層のエッジと前記第２透明導電層のエッジとの最小間隔Ｄ３は、５０μｍである、ことを特徴とする請求項５に記載のヘテロ接合太陽電池。

【請求項7】

前記第２透明導電層のエッジと前記第１表面の境界との最大間隔Ｄ４は、１０００μｍである、ことを特徴とする請求項５に記載のヘテロ接合太陽電池。

【請求項8】

前記第２透明導電層のエッジは、前記第１ドープ層の前記基板から離れた側に積層される、ことを特徴とする請求項１に記載のヘテロ接合太陽電池。

【請求項9】

前記絶縁分離層の厚さは、１．８ｎｍ以上である、ことを特徴とする請求項８に記載のヘテロ接合太陽電池。

【請求項10】

前記第２真性シリコン層及び前記第２ドープ層は、いずれも前記第２表面及び前記複数の側面の少なくとも一部の表面を覆い、
前記第１真性シリコン層は、前記第１表面及び前記複数の側面の少なくとも一部の表面を覆い、
前記第２真性シリコン層の一部の構造は、前記第１真性シリコン層の前記基板から離れた側に積層され、前記第２ドープ層の一部の構造は、前記第１真性シリコン層の前記基板から離れた側に積層され、前記第１ドープ層の一部の構造は、前記第２ドープ層の前記基板から離れた側に積層される、ことを特徴とする請求項９に記載のヘテロ接合太陽電池。

【請求項11】

前記絶縁分離層のエッジは、前記第１透明導電層のエッジに隣接する、ことを特徴とする請求項８に記載のヘテロ接合太陽電池。

【請求項12】

前記絶縁分離層の材質は、ＳｉＯｘを含み、
前記絶縁分離層には、炭素元素及び窒素元素がさらにドープされ、及び／又は、
前記絶縁分離層には、第１ドープ元素がさらにドープされ、前記第１ドープ元素は、前記第１ドープ層におけるドープ元素と同じである、ことを特徴とする請求項８に記載のヘテロ接合太陽電池。

【請求項13】

前記第２透明導電層のエッジは、前記基板の各前記側面に位置する、ことを特徴とする請求項１に記載のヘテロ接合太陽電池。

【請求項14】

前記第１透明導電層のエッジに近い第１領域の膜層の厚さは、第１方向に沿って徐々に薄くなり、前記第１方向は、前記第１透明導電層の中心から前記第１透明導電層のエッジに向かい、かつ前記第１表面に平行である、ことを特徴とする請求項１に記載のヘテロ接合太陽電池。

【請求項15】

前記第１領域の前記第１方向に沿った最小幅寸法Ｄ５は、１００μｍである、ことを特徴とする請求項１４に記載のヘテロ接合太陽電池。

【請求項16】

第１電極と第２電極とをさらに含み、
前記第１電極は、前記第１透明導電層に設けられ、前記第２電極は、前記第２透明導電層に設けられ、
前記第１電極の第１平面への投影と前記第２電極の前記第１平面への投影とは、互いにずれており、前記第１平面は、前記基板の厚さ方向に垂直である、ことを特徴とする請求項１に記載のヘテロ接合太陽電池。

【請求項17】

前記第１透明導電層及び前記第２透明導電層のうちの少なくとも一方は、銀ナノワイヤー層と、少なくとも２層の互いに積層された透明導電膜層とを含み、各前記透明導電膜層の材質が異なり、少なくとも２層の前記透明導電膜層の間に１層の前記銀ナノワイヤー層が介在される、ことを特徴とする請求項１に記載のヘテロ接合太陽電池。

【請求項18】

誘電体層をさらに含み、
前記第１透明導電層の前記基板から離れた表面には、少なくとも１層の前記誘電体層が設けられ、及び／又は、
前記第２透明導電層の前記基板から離れた表面には、少なくとも１層の前記誘電体層が設けられる、ことを特徴とする請求項１７に記載のヘテロ接合太陽電池。

【請求項19】

前記第１透明導電層及び前記第２透明導電層のうちの少なくとも一方は、銀ナノワイヤー層と、１層の透明導電膜層とを含み、前記銀ナノワイヤー層は、前記透明導電膜層における前記基板を向く表面に設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載のヘテロ接合太陽電池。

【請求項20】

サブストレートを提供するステップであって、前記サブストレートは、基板を含み、前記基板は、対向して設けられた第１表面と第２表面、及び前記第１表面と前記第２表面との間に隣接する複数の側面を含み、前記サブストレートは、前記第１表面に順に積層して設けられた第１真性シリコン層と第１ドープ層、及び前記第２表面に順に積層して設けられた第２真性シリコン層と第２ドープ層をさらに含み、前記第２ドープ層のドープタイプは、前記第１ドープ層のドープタイプとは逆であり、前記第１ドープ層は複数の前記側面の一部の表面を覆うステップと、
前記第１ドープ層上に、前記第１表面の少なくとも一部の表面を覆う第１透明導電層を形成するステップと、
前記第２ドープ層上に、前記第２表面及び前記複数の側面の少なくとも一部の表面を覆う第２透明導電層を形成し、前記第１透明導電層のエッジと前記第２透明導電層のエッジとを間隔をおいて設けることにより、前記第１透明導電層のエッジと前記第２透明導電層のエッジとの間に分離領域を画定するステップと、
前記分離領域上に、前記分離領域を完全に覆う絶縁分離層を形成するステップと、を含み、
前記第２透明導電層の一部は前記第１ドープ層の前記基板から離れた側に位置し、且つ前記第２透明導電層と前記第１ドープ層とは正対する膜層領域を有し、
前記絶縁分離層の一部の構造は、前記第２透明導電層及び前記第１ドープ層の前記正対する膜層領域にそれぞれ直接接触し、且つ前記第２透明導電層及び前記第１ドープ層の前記正対する膜層領域の間に位置する、ことを特徴とするヘテロ接合太陽電池の製造方法。

【請求項21】

前記第１ドープ層上に第１透明導電層を形成し、前記第２ドープ層上に第２透明導電層を形成し、前記分離領域上に絶縁分離層を形成するステップは、具体的には、
中央に肉抜き部が形成されたキャリアプレートを反応チャンバに入れるステップと、
前記サブストレートを前記キャリアプレートに置き、前記第１ドープ層を前記キャリアプレートに向け、前記第１ドープ層の第２領域を前記肉抜き部から外部に露出させるステップであって、前記第１ドープ層は、前記第１ドープ層の前記基板から離れた表面における前記第２領域以外の部分である第３領域をさらに含むステップと、
前記第１ドープ層の第２領域に前記第１透明導電層を形成するとともに、前記第３領域に前記絶縁分離層を形成するステップと、
前記第２ドープ層上に第２透明導電層を形成するステップと、を含む、ことを特徴とする請求項２０に記載のヘテロ接合太陽電池の製造方法。

【請求項22】

前記第１ドープ層の第２領域に前記第１透明導電層を形成し、前記第３領域に前記絶縁分離層を形成するステップにおいて、前記反応チャンバ内の水蒸気分圧は、３ｅ^－３Ｐａ～９．５ｅ^－３Ｐａである、ことを特徴とする請求項２１に記載のヘテロ接合太陽電池の製造方法。

【請求項23】

サブストレートを提供するステップは、具体的には、
前記基板の第１表面に、前記第１表面及び前記複数の側面の少なくとも一部の表面を覆う第１真性シリコン層を形成するステップと、
前記基板の第２表面に第２真性シリコン層を形成するステップであって、前記第２真性シリコン層は、前記第２表面及び前記複数の側面の少なくとも一部の表面を覆い、前記第２真性シリコン層の一部の構造は、前記第１真性シリコン層の前記基板から離れた側に積層されるステップと、
前記第２真性シリコン層の前記基板から離れた表面に第２ドープ層を形成するステップであって、前記第２ドープ層は、前記第２表面及び前記複数の側面の少なくとも一部の表面を覆い、前記第２ドープ層の一部の構造は、前記第１真性シリコン層の前記基板から離れた側に積層されるステップと、
前記第１真性シリコン層の前記基板から離れた表面に第１ドープ層を形成するステップであって、前記第１ドープ層は、前記第１表面及び前記複数の側面の少なくとも一部の表面を覆い、前記第１ドープ層の一部の構造は、前記第２ドープ層の前記基板から離れた側に積層されるステップと、を含む、ことを特徴とする請求項２０～２２のいずれか一項に記載のヘテロ接合太陽電池の製造方法。

【請求項24】

前記第２ドープ層上に第２透明導電層を形成するステップの後に、前記第１透明導電層上に第１電極を形成するステップと、
前記第２透明導電層に第２電極を形成するステップであって、前記第１電極の第１平面への投影と前記第２電極の前記第１平面への投影とは、互いにずれており、前記第１平面は、前記基板の厚さ方向に垂直であるステップと、をさらに含む、ことを特徴とする請求項２０～２２のいずれか一項に記載のヘテロ接合太陽電池の製造方法。

【請求項25】

少なくとも１つの電池ストリングを含み、各前記電池ストリングは、請求項１～１９のいずれか一項に記載のヘテロ接合太陽電池を少なくとも２つ含む、ことを特徴とする太陽光発電モジュール。

【請求項26】

請求項２５に記載の太陽光発電モジュールを含む、ことを特徴とする太陽光発電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、太陽電池の技術分野に関し、特にヘテロ接合太陽電池及びその製造方法、太陽光発電モジュール並びに太陽光発電システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、太陽光発電産業の急速な発展に伴い、中国内外の市場は、太陽電池及び太陽光発電モジュールの変換効率と製品性能に対してますます高い要求を提出し、これも業界のメーカーに新型電池、モジュール構造及び関連プロセスの研究を積極的に行うように促している。ヘテロ接合（Ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ、ＨＪＴ）太陽電池は、光減衰が低く、温度係数が低いなどの利点を有し、エネルギー消費を低減するとともに、シリコン基板の熱損傷を低減することができ、将来の高効率電池の発展の重要な方向になっている。従来技術において、ヘテロ接合太陽電池は、主にシリコン基板の両側の表面に真性アモルファスシリコン薄膜を堆積してから、Ｐ型とＮ型のアモルファス又は微結晶シリコン薄膜をそれぞれ堆積してヘテロ接合を形成し、シリコン基板の両側のアモルファスシリコン又は微結晶シリコン薄膜の表面に、対応する透明導電酸化物層ＴＣＯを製造した後、低温銀ペーストを用いてスクリーン印刷を行い、硬化して表面金属電極を形成する。しかしながら、従来のヘテロ接合太陽電池は、効率が低いという問題がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

これに基づいて、ヘテロ接合太陽電池の効率を向上させることができるヘテロ接合太陽電池及びその製造方法、太陽光発電モジュール並びに太陽光発電システムを提供する必要がある。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本願の実施例の第１態様に係るヘテロ接合太陽電池は、基板と、第１真性シリコン層と、第１ドープ層と、第１透明導電層と、第２真性シリコン層と、第２ドープ層と、第２透明導電層とを含み、
基板は、対向して設けられた第１表面と第２表面、及び第１表面と第２表面との間に隣接する複数の側面を含み、
第１真性シリコン層、第１ドープ層及び第１透明導電層は、第１表面に順に積層して設けられ、
第２真性シリコン層、第２ドープ層及び第２透明導電層は、第２表面に順に積層して設けられ、第１ドープ層のドープタイプは、第２ドープ層のドープタイプとは逆であり、
第１透明導電層は、第１表面の少なくとも一部の表面を覆い、第２透明導電層は、第２表面及び複数の側面の少なくとも一部の表面を覆い、第１透明導電層のエッジと第２透明導電層のエッジとの間に分離領域を画定するように、第１透明導電層のエッジと第２透明導電層のエッジとは間隔をおいて設けられる。

【0005】

一実施例において、第２透明導電層のエッジは、側面に位置する。

【0006】

一実施例において、第１透明導電層のエッジは、第１表面の境界の内側に位置し、
第１透明導電層のエッジと第１表面の境界との最小間隔Ｄ１は、１００μｍである。

【0007】

一実施例において、第２透明導電層のエッジと第１表面との最大間隔Ｄ２は、１００μｍである。

【0008】

一実施例において、第２透明導電層は、各側面を完全に覆うとともに、第１表面の一部の領域を覆い、第２透明導電層のエッジは、第１透明導電層のエッジの外側に位置する。

【0009】

一実施例において、第１透明導電層のエッジと第２透明導電層のエッジとの最小間隔Ｄ３は、５０μｍである。

【0010】

一実施例において、第２透明導電層のエッジと第１表面の境界との最大間隔Ｄ４は、１０００μｍである。

【0011】

一実施例において、第１ドープ層は、第１表面及び複数の側面の少なくとも一部の表面を覆い、第２透明導電層のエッジは、第１ドープ層の基板から離れた表面に積層される。

【0012】

一実施例において、ヘテロ接合太陽電池は、分離領域の表面に積層して設けられ、少なくとも分離領域を覆う絶縁分離層をさらに含む。

【0013】

一実施例において、絶縁分離層は、第１ドープ層を完全に覆って前記分離領域を覆い、かつ絶縁分離層の少なくとも一部の構造は、第１ドープ層と第２透明導電層との間に位置する。

【0014】

一実施例において、絶縁分離層の厚さは、１．８ｎｍ以上である。

【0015】

一実施例において、第２真性シリコン層及び第２ドープ層は、いずれも第２表面及び複数の側面の少なくとも一部の表面を覆い、
第１真性シリコン層は、第１表面及び複数の側面の少なくとも一部の表面を覆い、
第２真性シリコン層の一部の構造は、第１真性シリコン層の基板から離れた表面に積層され、第２ドープ層の一部の構造は、第１真性シリコン層の基板から離れた表面に積層され、第１ドープ層の一部の構造は、第２ドープ層の基板から離れた表面に積層される。

【0016】

一実施例において、絶縁分離層は、分離領域を覆い、かつ絶縁分離層のエッジは、第１透明導電層のエッジ及び第２透明導電層のエッジにそれぞれ隣接する。

【0017】

一実施例において、絶縁分離層の材質は、ＳｉＯｘを含み、
絶縁分離層には、炭素元素及び窒素元素がさらにドープされ、及び／又は、
絶縁分離層には、第１ドープ元素がさらにドープされ、第１ドープ元素は、第１ドープ層におけるドープ元素と同じである。

【0018】

一実施例において、第１ドープ層は、第１表面を覆い、第２透明導電層のエッジは、基板の各側面に位置する。

【0019】

一実施例において、第１透明導電層のエッジに近い第１領域の膜層の厚さは、第１方向に沿って徐々に薄くなり、第１方向は、第１透明導電層の中心から第１透明導電層のエッジに向かい、かつ第１表面に平行である。

【0020】

一実施例において、第１領域の第１方向に沿った最小幅寸法Ｄ５は、１００μｍである。

【0021】

一実施例において、ヘテロ接合太陽電池は、第１電極と第２電極とをさらに含み、
第１電極は、第１透明導電層に設けられ、第２電極は、第２透明導電層に設けられ、
第１電極の第１平面への投影と第２電極の第１平面への投影とは、互いにずれており、第１平面は、基板の厚さ方向に垂直である。

【0022】

一実施例において、第１透明導電層及び第２透明導電層のうちの少なくとも一方は、銀ナノワイヤー層と、少なくとも２層の互いに積層された透明導電膜層とを含み、各透明導電膜層の材質が異なり、少なくとも２層の透明導電膜層の間に１層の銀ナノワイヤー層が介在される。

【0023】

一実施例において、ヘテロ接合太陽電池は、誘電体層をさらに含み、
第１透明導電層の基板から離れた表面には、少なくとも１層の誘電体層が設けられ、及び／又は、
第２透明導電層の基板から離れた表面には、少なくとも１層の誘電体層が設けられる。

【0024】

一実施例において、第１透明導電層及び第２透明導電層のうちの少なくとも一方は、銀ナノワイヤー層と、１層の透明導電膜層とを含み、銀ナノワイヤー層は、透明導電膜層における基板を向く表面に設けられる。

【0025】

本願の実施例の第２態様に係るヘテロ接合太陽電池の製造方法は、
サブストレートを提供するステップであって、サブストレートは、基板を含み、基板は、対向して設けられた第１表面と第２表面、及び第１表面と第２表面との間に隣接する複数の側面を含み、サブストレートは、第１表面に順に積層して設けられた第１真性シリコン層と第１ドープ層、及び第２表面に順に積層して設けられた第２真性シリコン層と第２ドープ層をさらに含み、第２ドープ層のドープタイプは、第１ドープ層のドープタイプとは逆であるステップと、
第１ドープ層上に、第１表面の少なくとも一部の表面を覆う第１透明導電層を形成するステップと、
第２ドープ層上に、第２表面及び複数の側面の少なくとも一部の表面を覆う第２透明導電層を形成し、第１透明導電層のエッジと第２透明導電層のエッジとを間隔をおいて設けることにより、第１透明導電層のエッジと第２透明導電層のエッジとの間に分離領域を画定するステップと、を含む。

【0026】

一実施例において、第１ドープ層上に第１透明導電層を形成し、第２ドープ層上に第２透明導電層を形成するステップは、
第１ドープ層上に第１透明導電層を形成し、第２ドープ層上に第２透明導電層を形成し、少なくとも分離領域を覆う絶縁分離層を分離領域上に形成するステップを含む。

【0027】

一実施例において、第１ドープ層上に第１透明導電層を形成し、第２ドープ層上に第２透明導電層を形成し、分離領域上に絶縁分離層を形成するステップは、具体的には、
中央に肉抜き部が形成されたキャリアプレートを反応チャンバに入れるステップと、
サブストレートをキャリアプレートに置き、第１ドープ層をキャリアプレートに向け、第１ドープ層の第２領域を肉抜き部から外部に露出させるステップであって、第１ドープ層は、第１ドープ層の基板から離れた表面における第２領域以外の部分である第３領域をさらに含むステップと、
第１ドープ層の第２領域に第１透明導電層を形成するとともに、第３領域に絶縁分離層を形成するステップと、
第２ドープ層上に第２透明導電層を形成するステップと、を含む。

【0028】

一実施例において、第１ドープ層の第２領域に第１透明導電層を形成し、第３領域に絶縁分離層を形成するステップにおいて、反応チャンバ内の水蒸気分圧は、３ｅ^－３Ｐａ～９．５ｅ^－３Ｐａである。

【0029】

一実施例において、サブストレートを提供するステップは、具体的には、
基板の第１表面に、第１表面及び複数の側面の少なくとも一部の表面を覆う第１真性シリコン層を形成するステップと、
基板の第２表面に第２真性シリコン層を形成するステップであって、第２真性シリコン層は、第２表面及び複数の側面の少なくとも一部の表面を覆い、第２真性シリコン層の一部の構造は、第１真性シリコン層の基板から離れた表面に積層されるステップと、
第２真性シリコン層の基板から離れた表面に第２ドープ層を形成するステップであって、第２ドープ層は、第２表面及び複数の側面の少なくとも一部の表面を覆い、第２ドープ層の一部の構造は、第１真性シリコン層の基板から離れた表面に積層されるステップと、
第１真性シリコン層の基板から離れた表面に第１ドープ層を形成するステップであって、第１ドープ層は、第１表面及び複数の側面の少なくとも一部の表面を覆い、第１ドープ層の一部の構造は、第２ドープ層の基板から離れた表面に積層されるステップと、を含む。

【0030】

一実施例において、第２ドープ層上に第２透明導電層を形成するステップの後に、前記方法は、
第１透明導電層上に第１電極を形成するステップと、
第２透明導電層に第２電極を形成するステップであって、第１電極の第１平面への投影と第２電極の第１平面への投影とは、互いにずれており、第１平面は、基板の厚さ方向に垂直であるステップと、をさらに含む。

【0031】

本願の実施例の第３態様に係る太陽光発電モジュールは、少なくとも１つの電池ストリングを含み、各電池ストリングは、少なくとも２つの上記ヘテロ接合太陽電池を含む。

【0032】

本願の実施例の第４態様に係る太陽光発電システムは、上記太陽光発電モジュールを含む。

【発明の効果】

【0033】

上記ヘテロ接合太陽電池及びその製造方法、太陽光発電モジュール並びに太陽光発電システムの有益な効果は、以下のとおりである。
第１透明導電層のエッジと第２透明導電層のエッジとを間隔をおいて設けることにより、第１透明導電層のエッジと第２透明導電層のエッジとの間に分離領域を画定する。これにより、第１透明導電層と第２透明導電層とを効果的に分離し、両者の接触による短絡を回避し、効率損失を低減することができる。また、第２透明導電層が側面の少なくとも一部の表面を覆うことにより、高い電流密度を保証するとともに、曲線因子の損失を最小化し、ヘテロ接合太陽電池の効率をさらに向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】本願の実施例に係るヘテロ接合太陽電池の構造概略図である。

【図2】本願の実施例に係るヘテロ接合太陽電池の電池側面における膜層構造の概略図である。

【図3】本願の別の実施例に係るヘテロ接合太陽電池の構造概略図である。

【図4】本願のさらに別の実施例に係るヘテロ接合太陽電池の構造概略図である。

【図5】本願のさらに別の実施例に係るヘテロ接合太陽電池の構造概略図である。

【図6】本願のさらに別の実施例に係るヘテロ接合太陽電池の構造概略図である。

【図7】図６のヘテロ接合太陽電池の電池側面における膜層構造の概略図である。

【図8】本願のさらに別の実施例に係るヘテロ接合太陽電池の構造概略図である。

【図9】図８のヘテロ接合太陽電池の第１表面側における角部の膜層構造の概略図である。

【図10】本願のさらに別の実施例に係るヘテロ接合太陽電池の構造概略図である。

【図11】本願の実施例に係るヘテロ接合太陽電池の製造方法のフローチャートである。

【図12】本願の実施例に係るヘテロ接合太陽電池の製造方法におけるサブストレートの構造概略図である。

【図13】本願の実施例に係るヘテロ接合太陽電池の製造方法において、サブストレート上に第１透明導電層及び絶縁分離層を形成する概略図である。

【図14】本願の実施例に係るヘテロ接合太陽電池の製造方法により形成されたヘテロ接合太陽電池の構造概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0035】

本願の上記の目的、特徴及び利点をより明確かつ理解しやすくするために、以下、本願の具体的な実施形態について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。以下の説明では、本願の完全な理解を提供するために、多くの具体的な詳細が記載される。しかしながら、本願は、ここで説明したものとは異なる他の多くの形態で実施することができ、当業者であれば、本願の趣旨を逸脱することなく同様の改良を行うことができるため、以下に開示する具体的な実施例によって本願が限定されるものではない。

【0036】

本発明の説明において、「中心」、「縦方向」、「横方向」、「長さ」、「幅」、「厚さ」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「時計回り」、「反時計回り」、「軸方向」、「径方向」、「周方向」などの用語で示す方位又は位置関係は、図面に示す方位又は位置関係であり、本発明を説明しやすい、又は説明を簡単にするだけに用いられ、示している装置又は部品が必ず特定の方位を有し、特定の方位構造と操作を有することを表す又は暗示することではないことを理解されるべきであり、そのため本発明を限定するものと解釈されるべきではない。

【0037】

また、用語「第１」、「第２」は、目的を説明するためだけに用いられるものであり、比較的な重要性を指示又は暗示するか、或いは示された技術的特徴の数を黙示的に指示すると理解してはいけない。これにより、「第１」、「第２」に限定されている特徴は、少なくとも１つの該特徴を明示的又は暗示的に含んでもよい。本発明の説明において、明確かつ具体的な限定がない限り、「複数」は、少なくとも２つ、例えば、２つ、３つなどを意味する。

【0038】

本発明において、特に明確な規定及び限定しない限り、「取り付け」、「連結」、「接続」などの用語は、広義に理解すべきであり、例えば、固定接続であってもよく、着脱可能な接続であってもよく、或いは、一体的な接続であってもよく、機械的な接続であってもよく、電気的な接続であってもよく、直接的に接続してもよく、中間媒体を介して間接的に接続されてもよく、２つの部材の内部の連通又は２つの部材の相互作用関係であってもよい。当業者にとって、具体的な状況に応じて、上記用語の本発明での具体的な意味を理解することができる。

【0039】

本発明において、特に明記しない限り、第１特徴が第２特徴の「上」又は「下」にあることは、第１及び第２特徴が直接接触すること、又は第１及び第２特徴が中間媒体を介して間接的に接触することであってもよい。また、第１特徴が第２特徴の「上」、「上方」及び「上面」にあることは、第１特徴が第２特徴の真上又は斜め上にあることを含み、或いは、第１特徴の水平高さが第２特徴よりも高いことを表すだけである。第１特徴が第２特徴の「下」、「下方」及び「下面」にあることは、第１特徴が第２特徴の直下又は斜め下にあることを含み、或いは、第１特徴の水平高さが第２特徴よりも低いことを表すだけである。

【0040】

なお、要素が別の要素に「固定される」又は「設けられる」と呼ばれる場合、それは別の要素上に直接存在する場合もあれば、介在要素が存在する場合もある。要素が別の要素に「接続される」と考えられる場合、それは別の要素に直接接続される場合もあれば、介在要素が同時に存在する場合もある。本明細書で用いられる用語「垂直」、「水平」、「上」、「下」、「左」、「右」及び同様の表現は、説明のみを目的としており、唯一の実施形態を表すものではない。

【0041】

以下、図面を参照しながら、本願の実施例に係るヘテロ接合太陽電池及びその製造方法、太陽光発電モジュール並びに太陽光発電システムを説明する。

【0042】

図１は、本願の実施例に係るヘテロ接合太陽電池の構造概略図であり、図２は、本願の実施例に係るヘテロ接合太陽電池の側面における膜層構造の概略図である。

【0043】

なお、本願の図面において、ヘテロ接合太陽電池１００の厚さ方向に沿った縦断面図における１つの角部の構造のみを例示したが、ヘテロ接合太陽電池１００の断面図に示されていない他の部分については同様であるため、ここでは説明を省略する。また、これらの図面において、ヘテロ接合太陽電池１００の１つの側面における膜層構造の概略図のみを示したが、ヘテロ接合太陽電池１００の他の側面の構造については同様であるため、ここでは説明を省略する。

【0044】

図１及び図２に示すように、本願の実施例の第１態様は、基板１０と、第１真性シリコン層２０と、第１ドープ層３０と、第１透明導電層４０と、第２真性シリコン層５０と、第２ドープ層６０と、第２透明導電層７０とを含むヘテロ接合太陽電池１００を提供する。

【0045】

基板１０は、対向して設けられた第１表面Ｆと第２表面Ｓ、及び第１表面Ｆと第２表面Ｓとの間に隣接する複数の側面Ｃを含む。第１真性シリコン層２０、第１ドープ層３０及び第１透明導電層４０は、第１表面Ｆに順に積層して設けられる。第２真性シリコン層５０、第２ドープ層６０及び第２透明導電層７０は、第２表面Ｓに順に積層して設けられ、かつ第１ドープ層３０のドープタイプは、第２ドープ層６０のドープタイプとは逆である。

【0046】

第１透明導電層４０は、第１表面Ｆの少なくとも一部の表面を覆い、第２透明導電層７０は、第２表面Ｓ及び複数の側面Ｃの少なくとも一部の表面を覆い、第１透明導電層のエッジ４１と第２透明導電層のエッジ７１との間に分離領域８１を画定するように、第１透明導電層のエッジ４１と第２透明導電層のエッジ７１とは間隔をおいて設けられる。

【0047】

第１透明導電層のエッジ４１と第２透明導電層のエッジ７１との間に分離領域８１を画定するように、第１透明導電層のエッジ４１と第２透明導電層のエッジ７１とは間隔をおいて設けられる。これにより、第１透明導電層４０と第２透明導電層７０とを効果的に分離し、両者の接触による短絡を回避し、効率損失を低減することができる。また、第２透明導電層７０が側面Ｃの少なくとも一部の表面を覆うことにより、高い電流密度を保証するとともに、曲線因子の損失を最小化し、ヘテロ接合太陽電池１００の効率をさらに向上させることができる。

【0048】

第１透明導電層４０が第１表面Ｆの少なくとも一部の表面を覆うとは、第１透明導電層４０が第１表面Ｆの一部の表面を覆うこと、又は第１透明導電層４０が第１表面Ｆの全体を覆うことをいう。

【0049】

ここでは、分離領域８１とは、第１透明導電層のエッジ４１と第２透明導電層のエッジ７１とが互いに電気的に分離される領域をいう。また、本願の実施例にいう一方が他方を覆うとは、一方の配置範囲が他方を覆うことができるほど大きく、両者が直接接触するか否かを限定するものではない。例えば、第１透明導電層４０が第１表面Ｆの全体を覆うとは、第１透明導電層４０の第１表面Ｆへの投影が第１表面Ｆを完全に覆うことができ、第１透明導電層４０の配置範囲が第１表面Ｆの配置範囲よりも大きいが、第１透明導電層４０と第１表面Ｆとが直接接触するか否かを限定しないことをいう。

【0050】

本願の実施例において、第１真性シリコン層２０及び第２真性シリコン層５０は、アモルファス又は微結晶を呈し、アモルファスを主とし、酸素、炭素、窒素などの元素を含み、第１真性シリコン層２０及び第２真性シリコン層５０は、例えば、いずれも真性アモルファスシリコンであってもよい。

【0051】

第１ドープ層３０又は第２ドープ層６０は、Ｎ型又はＰ型ドープであり、酸素、炭素、窒素などの元素を含み、両者のドープタイプの一方はＮ型であり、他方はＰ型である。また、第１ドープ層３０及び第２ドープ層６０は、アモルファス又は微結晶を呈し、微結晶を主とする。例示的には、第１ドープ層３０及び第２ドープ層６０のうちの一方は、Ｐ型ドープ微結晶シリコンであり、他方は、Ｎ型ドープ微結晶シリコンである。

【0052】

第１透明導電層４０及び第２透明導電層７０のうちの少なくとも一方は、銀ナノワイヤー層と、少なくとも２層の互いに積層された透明導電膜層（図示せず）とを含み、各透明導電膜層の材質が異なるか又は同じであり、少なくとも２層の透明導電膜層の間に１層の銀ナノワイヤー層が介在される。任意の２つの隣接する透明導電膜層の間にいずれも銀ナノワイヤー層が設けられてもよく、一部の透明導電膜層の間に銀ナノワイヤー層が設けられてもよい。ここでは、銀ナノワイヤーを設けることにより、導電性を保証するとともに、透明導電膜層の厚さを薄くし、これにより、第１透明導電層４０及び第２透明導電層７０の厚さを薄くし、透明導電膜層におけるＴＣＯ使用量を低減することができる。

【0053】

別の実施例において、第１透明導電層４０及び第２透明導電層７０のうちの少なくとも一方は、銀ナノワイヤー層と、１層の透明導電膜層とを含み、銀ナノワイヤー層は、透明導電膜層における基板１０を向く表面に設けられてもよい。このように、同様に第１透明導電層４０及び第２透明導電層７０の厚さを薄くすることができる。

【0054】

ここでは、透明導電膜層の材質は、例えば、酸化インジウム（ＩＴＯ）、酸化インジウム（ＩＷＯ）、酸化インジウム（ＩＣＯ）、酸化亜鉛（ＡＺＯ）などであってもよい。

【0055】

本願の実施例において、ヘテロ接合太陽電池１００は、誘電体層（図示せず）をさらに含み、第１透明導電層４０の基板１０から離れた表面には、少なくとも１層の誘電体層が設けられる。

【0056】

さらに、第２透明導電層７０の基板１０から離れた表面には、少なくとも１層の誘電体層が設けられる。ここでは、誘電体層は、反射防止層、パッシベーション層のうちの少なくとも１つを含んでもよい。誘電体層の材質は、ＳｉＯ_２、ＳｉＮｘ、ＳｉＯＮのうちの少なくとも１つを含んでもよい。

【0057】

本願の実施例において、図１に示すように、ヘテロ接合太陽電池１００は、第１電極９１と第２電極９２とをさらに含んでもよい。第１電極９１は、第１透明導電層４０に設けられ、第２電極９２は、第２透明導電層７０に設けられる。具体的に設けると、第１電極９１の第１平面への投影と第２電極９２の第１平面への投影とを互いにずらしてもよく、第１平面は、基板１０の厚さ方向に垂直である。このように、ヘテロ接合太陽電池１００の両側の電極における金属グリッド線は、揃っていない。このように、第１表面Ｆ側（裏面）に位置する第１電極９１は、第１電極９１及び第１透明導電層４０に入射する光線を反射することにより、ヘテロ接合太陽電池１００の電流密度を向上させることができる。

【0058】

本願の実施例において、各膜層の配置状況について、図１及び図２参照すると、第２ドープ層６０は、第２真性シリコン層５０を覆い、第２透明導電層７０は、第２ドープ層６０を覆い、即ち、第２真性シリコン層５０の配置範囲は、第２ドープ層６０よりも小さく、第２ドープ層６０のカバー範囲外に延びることができない。第２ドープ層６０の配置範囲は、第２透明導電層７０よりも小さく、第２透明導電層７０のカバー範囲外に延びることができない。第１真性シリコン層２０の配置範囲は、第１ドープ層３０の配置範囲よりも大きく、第１ドープ層３０のカバー範囲外に延びることができる。

【0059】

第１真性シリコン層２０、第１ドープ層３０は、基板１０の側面Ｃにおいて、第２真性シリコン層５０及び第２ドープ層６０と互いに重なっていてもよく、互いに接触せずに間隔を有していてもよい。ここでは、第１真性シリコン層２０及び第１ドープ層３０が基板１０の側面Ｃにおいて第２真性シリコン層５０及び第２ドープ層６０の一部の構造と重なることができることを例として説明する。

【0060】

本願の実施例において、第１ドープ層３０は、第１表面Ｆ及び複数の側面Ｃの少なくとも一部の表面を覆うか、或いは、第１ドープ層３０は、第１表面Ｆ側のみに設けられ、側面Ｃまで延びていなくてもよい。

【0061】

第１ドープ層３０が第１表面Ｆ及び複数の側面Ｃの少なくとも一部の表面を覆う場合、第２真性シリコン層５０及び第２ドープ層６０は、いずれも第２表面Ｓ及び複数の側面Ｃの少なくとも一部の表面を覆う。第１真性シリコン層２０は、第１表面Ｆ及び複数の側面Ｃの少なくとも一部の表面を覆い、第２真性シリコン層５０の一部の構造は、第１真性シリコン層２０の基板１０から離れた表面に積層され、第２ドープ層６０の一部の構造は、第１真性シリコン層２０の基板１０から離れた表面に積層され、第１ドープ層３０の一部の構造は、第２ドープ層６０の基板１０から離れた表面に積層される。このように、電流密度を向上させるとともに、曲線因子の損失を最小化し、ヘテロ接合太陽電池１００の効率をさらに向上させることができる。もちろん、第１真性シリコン層２０及び第１ドープ層３０と、第２真性シリコン層５０及び第２ドープ層６０との互いの積層関係は、これに限定されず、他のものであってもよく、主に、これらの膜層の間の形成順序に関連し、製造プロセスにおける後寄りの膜層の一部の構造は、製造プロセスにおける隣接する前寄りの膜層構造に積層される。

【0062】

本願の実施例において、第１透明導電層４０は、第１表面Ｆ側のみに設けられてもよく、即ち、第１透明導電層４０は、側面Ｃまで延びていない。第１透明導電層４０を第２透明導電層７０からできるだけ分離することを保証するために、第１透明導電層４０は、第１表面Ｆの一部のみを覆ってもよく、例えば、第１透明導電層のエッジ４１が第１表面Ｆの境界の内側に位置してもよい。もちろん、本願は、このような状況を含むが、これに限定されず、第１透明導電層４０の配置範囲は、基板１０の側面Ｃまで延びることができる。

【0063】

図３は、本願の別の実施例に係るヘテロ接合太陽電池１００の構造概略図である。図４は、本願のさらに別の実施例に係るヘテロ接合太陽電池１００の構造概略図である。図５は、本願のさらに別の実施例に係るヘテロ接合太陽電池１００の構造概略図である。

【0064】

図３を参照すると、第１透明導電層４０が第１表面Ｆに設けられる場合、第１透明導電層４０のエッジに近い第１領域Ｚ１の膜層の厚さは、第１方向Ｙに沿って徐々に薄くなり、第１方向Ｙは、第１透明導電層４０の中心から第１透明導電層のエッジ４１に向かい、かつ第１表面Ｆに平行である。さらに、第１領域Ｚ１の第１方向Ｙに沿った最小幅寸法Ｄ５は、１００μｍである。

【0065】

本願の実施例において、第２透明導電層７０の配置領域について、図１、図３に示すように、第２透明導電層のエッジ７１は、側面Ｃに位置してもよい。或いは、図４、図５に示すように、第２透明導電層７０は、各側面Ｃを完全に覆うとともに、第１表面Ｆの一部の領域を覆ってもよい。

【0066】

図１及び図３に示すように、第２透明導電層のエッジ７１が側面Ｃに位置する場合、第１透明導電層のエッジ４１と第１表面Ｆの境界との最小間隔Ｄ１は、１００μｍである。第１透明導電層のエッジ４１が不規則な形状である可能性があるため、第１透明導電層のエッジ４１と第１表面Ｆの境界との間隔は、第１透明導電層のエッジ４１における任意の一点と第１表面Ｆの境界線における対応点との間の間隔を指してもよく、該間隔において、最小間隔Ｄ１が１００μｍである。この場合、第１透明導電層のエッジ４１は、基板１０の側面Ｃ、即ち、第２透明導電層のエッジ７１と十分な間隔を有するため、第１透明導電層４０と第２透明導電層７０とを効果的に分離し、短絡を回避することができる。

【0067】

さらに、第２透明導電層のエッジ７１と第１表面Ｆとの最大間隔Ｄ２は、１００μｍであり、このように、第２透明導電層７０が基板１０の側面Ｃにおいて十分に大きい被覆面積を有し、電流密度をできるだけ向上させ、かつ曲線因子の損失を最小化して、ヘテロ接合太陽電池１００の効率を向上させることができる。

【0068】

図４及び図５に示すように、第２透明導電層７０が各側面Ｃを完全に覆うとともに、第１表面Ｆの一部の領域を覆う場合、第２透明導電層のエッジ７１は、第１透明導電層のエッジ４１の外側に位置する。

【0069】

さらに、第１透明導電層のエッジ４１と第２透明導電層のエッジ７１との最小間隔Ｄ３は、５０μｍである。このように、第１透明導電層のエッジ４１と第２透明導電層のエッジ７１とがいずれも第１表面Ｆに位置する場合、第１透明導電層のエッジ４１と第２透明導電層のエッジ７１との間に十分な間隔を有し、第１透明導電層４０と第２透明導電層７０とを効果的に分離し、短絡を回避することができる。

【0070】

また、第２透明導電層のエッジ７１と第１表面Ｆの境界との最大間隔Ｄ４は、１０００μｍである。これは、第２透明導電層７０の第１表面Ｆにおける配置範囲を制御するためであり、第２透明導電層のエッジ７１と第１表面Ｆの境界との間隔が小さいほど好ましく、第２透明導電層７０の第１表面Ｆでの被覆めっきは、電池の並列抵抗の低下を招いてヘテロ接合太陽電池１００の曲線因子に影響を与えるためであり、最大間隔Ｄ４を１０００μｍに制限すれば、このような状況の発生を回避することができる。

【0071】

さらに、第２透明導電層のエッジ７１の位置が側面Ｃに対応するか、第１表面Ｆに対応するかにかかわらず、第２透明導電層のエッジ７１を第１ドープ層３０の基板１０から離れた表面に積層することができる。

【0072】

図６は、本願のさらに別の実施例に係るヘテロ接合太陽電池１００の構造概略図であり、図７は、図６のヘテロ接合太陽電池１００の電池側面Ｃにおける膜層構造の概略図であり、図８は、本願のさらに別の実施例に係るヘテロ接合太陽電池１００の構造概略図であり、図９は、図８のヘテロ接合太陽電池１００の第１表面における電池の角部領域に近接する膜層構造の概略図である。

【0073】

本願の実施例において、分離領域８１の分離効果を向上させるために、分離領域８１上に絶縁分離層８０を設けることも考えられる。

【0074】

具体的に実現する場合、図１、図４、図６及び図８を参照すると、ヘテロ接合太陽電池１００は、分離領域８１に積層して設けられ、少なくとも分離領域８１を覆う絶縁分離層８０をさらに含む。絶縁分離層８０を設けることにより、分離領域８１を絶縁保護し、短絡の発生をさらに低減することができる。

【0075】

例示的には、絶縁分離層８０の材質は、ＳｉＯｘを含み、絶縁分離層８０には、炭素元素及び窒素元素がさらにドープされる。

【0076】

さらに、絶縁分離層８０には、第１ドープ元素がさらにドープされ、第１ドープ元素は、第１ドープ層３０におけるドープ元素と同じである。

【0077】

例示的には、絶縁分離層８０の厚さは、１．８ｎｍ以上であり、このように、絶縁分離層８０は、分離領域８１に対して絶縁保護作用を果たす十分な厚さを有する。

【0078】

本願の実施例において、絶縁分離層８０の配置範囲は、分離領域８１のみを覆ってもよく、分離領域８１よりも若干大きくてもよい。

【0079】

図１及び図４を参照すると、１つの可能な実施形態として、絶縁分離層８０は、分離領域８１を覆い、かつ絶縁分離層８０のエッジは、第１透明導電層のエッジ４１及び第２透明導電層のエッジ７１にそれぞれ隣接する。

【0080】

引き続き図６、図７、図８及び図９を参照すると、図６及び図７は、第２透明導電層のエッジ７１が側面Ｃに位置する場合を示し、図８及び図９は、第２透明導電層のエッジ７１が第１表面Ｆまで延びる場合を示す。この２つの場合には、絶縁分離層８０は、第１ドープ層３０を完全に覆って分離領域８１を覆い、かつ絶縁分離層８０の少なくとも一部の構造は、第１ドープ層３０と第２透明導電層７０との間に位置する。このように、第１ドープ層３０と第２透明導電層７０との間に位置する絶縁分離層８０の部分の厚さが厚いため、キャリアのトンネル効果が困難になり、第１ドープ層３０と第２透明導電層７０とを分離する目的を果たす。もちろん、この２つの場合には、絶縁分離層８０は、最適な分離目的を達成するために、少なくとも第１ドープ層３０を完全に覆う。

【0081】

図１０は、本願のさらに別の実施例に係るヘテロ接合太陽電池１００の構造概略図である。

【0082】

本願の実施例において、第１ドープ層３０と第２透明導電層７０とを直接接触させなくてもよく、具体的に実現する場合、図１０に示すように、第１ドープ層３０は、第１表面Ｆのみに設けられ、側面Ｃまで延びていなくてもよく、例示的には、第１ドープ層３０は、第１表面Ｆを覆い、第２透明導電層７０のエッジは、基板１０の各側面Ｃに位置する。このように、第２透明導電層７０と第１ドープ層３０との接触をできるだけ回避する。

【0083】

図１１は、本願の実施例に係るヘテロ接合太陽電池の製造方法のフローチャートであり、図１２は、本願の実施例に係るヘテロ接合太陽電池の製造方法におけるサブストレート１１０の構造概略図である。図１３は、本願の実施例に係るヘテロ接合太陽電池の製造方法において、サブストレート１１０上に第１透明導電層４０及び絶縁分離層８０を形成する概略図であり、図１４は、本願の実施例に係るヘテロ接合太陽電池の製造方法により形成されるヘテロ接合太陽電池１００の構造概略図である。

【0084】

図１、図１１、図１２を参照すると、本願の実施例の第２態様に係るヘテロ接合太陽電池の製造方法は、以下のステップＳ１０～ステップＳ３０を含む。

【0085】

Ｓ１０では、サブストレート１１０を提供する。サブストレート１１０は、基板１０を含み、基板１０は、対向して設けられた第１表面Ｆと第２表面Ｓ、及び第１表面Ｆと第２表面Ｓとの間に隣接する複数の側面Ｃを含み、サブストレート１１０は、第１表面Ｆに順に積層して設けられた第１真性シリコン層２０と第１ドープ層３０、及び第２表面Ｓに順に積層して設けられた第２真性シリコン層５０と第２ドープ層６０をさらに含み、第２ドープ層６０のドープタイプは、第１ドープ層３０のドープタイプとは逆である。

【0086】

Ｓ２０では、第１ドープ層３０上に、第１表面Ｆの少なくとも一部の表面を覆う第１透明導電層４０を形成する。

【0087】

Ｓ３０では、第２ドープ層６０上に、第２表面Ｓ及び複数の側面Ｃの少なくとも一部の表面を覆う第２透明導電層７０を形成し、第１透明導電層のエッジ４１と第２透明導電層のエッジ７１とを間隔をおいて設けることにより、第１透明導電層のエッジ４１と第２透明導電層のエッジ７１との間に分離領域８１を画定する。

【0088】

本願の実施例において、第１透明導電層のエッジ４１と第２透明導電層のエッジ７１とを間隔をおいて設けることにより、第１透明導電層のエッジ４１と第２透明導電層のエッジ７１との間に分離領域８１を画定する。これにより、第１透明導電層４０と第２透明導電層７０とを効果的に分離し、両者の接触による短絡を回避し、効率損失を低減することができる。また、第２透明導電層７０が側面Ｃの少なくとも一部を覆うことにより、高い電流密度を保証するとともに、曲線因子の損失を最小化し、ヘテロ接合太陽電池１００の効率をさらに向上させることができる。

【0089】

図１２を参照すると、上記ステップＳ１０では、サブストレート１１０を提供するステップは、具体的には、
基板１０の第１表面Ｆに、第１表面Ｆ及び複数の側面Ｃの少なくとも一部の表面を覆う第１真性シリコン層２０を形成するステップと、
基板１０の第２表面Ｓに第２真性シリコン層５０を形成するステップであって、第２真性シリコン層５０は、第２表面Ｓ及び複数の側面Ｃの少なくとも一部を覆い、第２真性シリコン層５０の一部の構造は、第１真性シリコン層２０の基板１０から離れた表面に積層されるステップと、
第２真性シリコン層５０の基板１０から離れた表面に第２ドープ層６０を形成するステップであって、第２ドープ層６０は、第２表面Ｓ及び複数の側面Ｃの少なくとも一部の表面を覆い、第２ドープ層６０の一部の構造は、第１真性シリコン層２０の基板１０から離れた表面に積層されるステップと、
第１真性シリコン層２０の基板１０から離れた表面に第１ドープ層３０を形成するステップであって、第１ドープ層３０は、第１表面Ｆ及び複数の側面Ｃの少なくとも一部の表面を覆い、第１ドープ層３０の一部の構造は、第２ドープ層６０の基板１０から離れた表面に積層されるステップと、を含む。

【0090】

本願の実施例において、ステップＳ２０、ステップＳ３０では、第１ドープ層３０上に第１透明導電層４０を形成し、第２ドープ層６０上に第２透明導電層７０を形成するステップは、第１ドープ層３０上に第１透明導電層４０を形成し、第２ドープ層６０上に第２透明導電層７０を形成し、少なくとも分離領域８１を覆う絶縁分離層８０を分離領域８１上に形成するステップを含む。

【0091】

ここでは、絶縁分離層８０は、第１透明導電層４０及び第２透明導電層７０を形成するステップにおいて同時に形成されてもよい。例えば、絶縁分離層８０は、第１透明導電層４０を形成する過程において形成されてもよい。

【0092】

例示的には、図１３、図６及び図１４を参照すると、第１ドープ層３０上に第１透明導電層４０を形成し、第２ドープ層６０上に第２透明導電層７０を形成し、分離領域８１上に絶縁分離層８０を形成するステップは、具体的には、以下のステップを含む。
中央に肉抜き部１２１が形成されたキャリアプレート１２０を反応チャンバ（図示せず）に入れる。
サブストレート１１０をキャリアプレート１２０に置き、第１ドープ層３０をキャリアプレート１２０に向け、第１ドープ層３０の第２領域を肉抜き部１２１から外部に露出させ、第２領域は、肉抜き部１２１に対応する第１ドープ層３０の領域である。第１ドープ層３０は、第１ドープ層３０の基板１０から離れた表面における第２領域以外の部分である第３領域をさらに含む。
第１ドープ層３０の第２領域に第１透明導電層４０を形成するとともに、第１ドープ層３０の第３領域に絶縁分離層８０を形成する。
第２ドープ層６０上に第２透明導電層７０を形成する。

【0093】

第２透明導電層のエッジ７１の一部の構造は、絶縁分離層８０の基板１０から離れた表面に積層されてもよく、このように、第２透明導電層のエッジ７１で覆われていない第３領域における部分は、分離領域８１を形成する。このように、絶縁分離層８０は、分離領域８１を覆う一方で、第２透明導電層７０と第１ドープ層３０との間に位置する絶縁分離層８０の部分は、絶縁分離の作用を果たす。

【0094】

また、図３に示すように、キャリアプレート１２０の肉抜き部１２１のエッジの影響により、この時に形成された第１透明導電層４０においてエッジに近い第１領域Ｚ１の膜層の厚さは、第１方向に沿って徐々に薄くなる。

【0095】

例示的には、第１ドープ層３０の第２領域に第１透明導電層４０を形成し、第１ドープ層３０の第３領域に絶縁分離層８０を形成するステップにおいて、反応チャンバ内の水蒸気分圧は、３ｅ^－３Ｐａ～９．５ｅ^－３Ｐａであり、好ましくは、５ｅ^－３Ｐａ～８ｅ^－３Ｐａである。キャリアプレート１２０の温度は、８５℃より高いと設定されてもよい。絶縁分離層８０の形成は、反応チャン内の水蒸気分圧を制御することにより実現される。

【0096】

第１透明導電層４０は、例えば、ＰＶＤで形成されてもよく、第１透明導電層４０のターゲットのプラズマ（水蒸気及び酸素含有イオンを含む）は、図１３に示す肉抜き部１２１領域を通過した後に第２領域の表面に形成することで、第１透明導電層４０を形成し、それと同時に、遊離した酸素含有イオンも第１ドープ層３０の第２領域以外の部分に絶縁分離層８０を形成する。

【0097】

具体的には、高い水蒸気分圧、８５℃よりも高いキャリアプレート１２０の温度及び酸素含有プラズマにより、第１ドープ層３０の基板１０から離れた表面における、キャリアプレート１２０によって遮られた領域、及び該表面における第２領域以外の部分は、遊離した酸素含有イオンによって酸化されて絶縁分離層８０を形成し、酸素含有イオンは、例えば、Ｏ^－イオン、ＨＯ^－イオンを含む。形成された絶縁分離層８０の一部の構造は、第１表面Ｆに位置し、他の一部の構造は、基板１０の側面Ｃに延びる。

【0098】

第２透明導電層７０は、絶縁分離層８０が形成された後に製造されるため、絶縁分離層８０が第２透明導電層７０と第１ドープ層３０とを分離し、絶縁分離層８０の厚さが１．８ｎｍ以上であり、この厚さの酸化ケイ素は、既にトンネル層と見なされず、高い抵抗を有し、これにより、第２透明導電層７０と第１ドープ層３０との間の重畳領域において第２透明導電層７０と第１ドープ層３０とを電気的に絶縁する役割を果たす。絶縁分離層８０が第１ドープ層３０の表面に形成されるため、絶縁分離層８０におけるドープ元素は、第１ドープ層３０と部分的に同じであってもよく、例えば、ボロンであってもよい。

【0099】

本願の実施例において、ステップＳ３０では、第２ドープ層６０上に第２透明導電層７０を形成するステップの後に、第１透明導電層４０上に第１電極９１を形成するステップと、第２透明導電層７０上に第２電極９２を形成するステップであって、第１電極９１の第１平面への投影と第２電極９２の第１平面への投影とは、互いにずれており、第１平面は、基板１０の厚さ方向に垂直であるステップと、をさらに含む。

【0100】

以下、図１２、図１３、図１４を参照すると、具体的な例を挙げて本願に係るヘテロ接合太陽電池の製造方法を説明し、該方法は、以下のステップ１～ステップ５を含む。

【0101】

ステップ１では、洗浄、テクスチャ化の工程により基板１０を洗浄し、基板１０の表面にピラミッド状のテクスチャ構造を製造する。

【0102】

ステップ２では、ＰＥＣＶＤ装置により、第１真性シリコン層２０、第２真性シリコン層５０、第２ドープ層６０、第１ドープ層３０をそれぞれ順に堆積する。具体的には、サブストレート１１０の第１表面Ｆに第１真性シリコン層２０を形成し、サブストレート１１０の第２表面Ｓに第２真性シリコン層５０を形成し、第２真性シリコン層５０の基板１０から離れた表面に第２ドープ層６０を形成し、第１真性シリコン層２０の基板１０から離れた表面に第１ドープ層３０を形成する。

【0103】

ステップ３では、ＰＶＤ装置又はＲＰＤ装置により、第１透明導電層４０、絶縁分離層８０及び第２透明導電層７０を順に製造する。具体的には、第１ドープ層３０が形成された基板１０をキャリアプレート１２０に置き、第１ドープ層３０をキャリアプレート１２０に向け、第１ドープ層３０の第２領域を肉抜き部１２１から外部に露出させ、反応チャンバ内の水蒸気分圧を３ｅ^－３Ｐａ～９．５ｅ^－３Ｐａに設定し、キャリアプレート１２０の温度が８５℃よりも大きい場合、第１ドープ層３０の第２領域に第１透明導電層４０を形成するとともに、第１ドープ層３０の残りの領域、即ち第３領域に絶縁分離層８０を形成する。次に、第２ドープ層６０上に第２透明導電層７０を形成する。

【0104】

ステップ４では、スクリーン印刷により第１透明導電層４０及び第２透明導電層７０上に金属ペーストを印刷し、一定の温度で硬化して第１電極９１及び第２電極９２をそれぞれ形成する。

【0105】

ステップ５では、光注入装置により光注入とアニールを行って、ヘテロ接合太陽電池１００を形成する。

【0106】

本願の第３態様は、太陽光発電モジュールは、少なくとも１つの電池ストリングを含み、各電池ストリングは、少なくとも２つの上記ヘテロ接合太陽電池１００を含む。

【0107】

各ヘテロ接合太陽電池１００の間は、シリーズ溶接によって接続され、これにより、単一のヘテロ接合太陽電池１００が発生した電気エネルギーを集めて後続の輸送を行うことができる。一実施例において、ヘテロ接合太陽電池１００は、間隔をおいて配置されてもよく、積層されてもよい。

【0108】

例示的には、太陽光発電モジュールは、電池ストリングの表面を覆う封止層と、封止層の電池ストリングから離れた表面を覆うカバープレートとをさらに含む。

【0109】

本願の第４態様に係る太陽光発電システムは、上記太陽光発電モジュールを含む。

【0110】

太陽光発電システムは、地上発電所、屋上発電所、水面発電所などの太陽光発電所に適用することができ、また、ユーザ太陽光電源、太陽光街路灯、太陽光カー、太陽光ビルディングなどのような太陽光を利用して発電する設備又は装置に適用することができる。もちろん、理解されるように、太陽光発電システムの利用シーンはこれに限らない。つまり、太陽光発電システムは、太陽光による発電を必要とするあらゆる分野に適用可能である。太陽光発電システムネットワークを例とし、太陽光発電システムは、太陽光発電アレイと、集電ボックスと、インバータとを含んでもよく、太陽光発電アレイは、複数の太陽光発電モジュールのアレイの組み合わせとすることができ、例えば、複数の太陽光発電モジュールは、複数の太陽光発電アレイを構成することができ、太陽光発電アレイは、集電ボックスに接続され、集電ボックスは、太陽光発電アレイによって生成された電流を集電することができ、集電された電流は、インバータを介して商用電力網によって要求される交流に変換された後、商用電力網に接続され、太陽光電力供給を実現する。

【0111】

上述した実施例の各技術的特徴を任意に組み合わせてもよく、簡潔に説明するために、上述した実施例における各技術的特徴の全ての可能な組み合わせを説明していないが、これらの組み合わせは全て本明細書に記載された範囲に属すると考えられるべきである。

【0112】

以上は具体的な実施例を参照しながら本発明の幾つかの態様を説明しているが、本発明の特許範囲を限定するものと理解すべきではない。なお、当業者にとって、本発明の趣旨を離脱しない限り、本発明に対して各種の変形及び改良を行ってもよく、これらの変形及び修正も本発明の範囲に属する。よって、本発明の保護範囲は、添付する特許請求の範囲に依るものである。

【符号の説明】

【0113】

１００ ヘテロ接合太陽電池
１１０ サブストレート
１０ 基板
２０ 第１真性シリコン層
３０ 第１ドープ層
４０ 第１透明導電層
４１ 第１透明導電層のエッジ
５０ 第２真性シリコン層
６０ 第２ドープ層
７０ 第２透明導電層
７１ 第２透明導電層のエッジ
８０ 絶縁分離層
８１ 分離領域
９１ 第１電極
９２ 第２電極
１２０ キャリアプレート
１２１ 肉抜き部
Ｆ 第１表面
Ｓ 第２表面
Ｃ 側面
Ｚ１ 第１領域
Ｙ 第１方向

【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】