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(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】P2024150542
(43)【公開日】2024-10-23
(54)【発明の名称】太陽電池及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
H01L 31/0745 20120101AFI20241016BHJP
H01L 31/0224 20060101ALI20241016BHJP
【ＦＩ】
H01L31/06 450
H01L31/04 266
【審査請求】有
【請求項の数】21
【出願形態】ＯＬ
【公開請求】
(21)【出願番号】P 2024113152
(22)【出願日】2024-07-16
(31)【優先権主張番号】202410373895.7
(32)【優先日】2024-03-29
(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】110001210
【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】チェン ダミン
(72)【発明者】
【氏名】リュウ ウェイ
(72)【発明者】
【氏名】チェン イーフェン
(72)【発明者】
【氏名】リョ ドンユン
(57)【要約】 （修正有）
【課題】太陽電池及びその製造方法を提供する。
【解決手段】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である。太陽電池は基板を含み、基板の第１表面に第１トンネル酸化層及びパッシベーション誘電体層が順に積層して設けられ、第１トンネル酸化層は、第１表面と少なくとも部分的に接触する。パッシベーション誘電体層は、少なくとも透明導電酸化物層を含む。
【選択図】図１
【解決手段】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である。太陽電池は基板を含み、基板の第１表面に第１トンネル酸化層及びパッシベーション誘電体層が順に積層して設けられ、第１トンネル酸化層は、第１表面と少なくとも部分的に接触する。パッシベーション誘電体層は、少なくとも透明導電酸化物層を含む。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１表面、及び前記第１表面に対向して設けられた第２表面を有する基板と、
前記基板の前記第１表面上に設けられ、前記第１表面と少なくとも部分的に接触する第１トンネル酸化層と、
前記第１トンネル酸化層の前記基板から離れた表面に設けられ、少なくとも透明導電酸化物層を含むパッシベーション誘電体層と、を含む、ことを特徴とする太陽電池。
前記基板の前記第１表面上に設けられ、前記第１表面と少なくとも部分的に接触する第１トンネル酸化層と、
前記第１トンネル酸化層の前記基板から離れた表面に設けられ、少なくとも透明導電酸化物層を含むパッシベーション誘電体層と、を含む、ことを特徴とする太陽電池。
【請求項2】
前記透明導電酸化物層の材質は、ドープされた金属酸化物を含み、
前記ドープされた金属酸化物は、アルミニウム、ホウ素、ガリウムのうちの少なくとも１種がドープされた酸化亜鉛を含み、
前記ドープされた金属酸化物は、アルミニウムドープ酸化亜鉛、ガリウムドープ酸化亜鉛、ホウ素ドープ酸化亜鉛のうちの１種又は任意の組み合わせを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
前記ドープされた金属酸化物は、アルミニウム、ホウ素、ガリウムのうちの少なくとも１種がドープされた酸化亜鉛を含み、
前記ドープされた金属酸化物は、アルミニウムドープ酸化亜鉛、ガリウムドープ酸化亜鉛、ホウ素ドープ酸化亜鉛のうちの１種又は任意の組み合わせを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項3】
前記透明導電酸化物層の厚さは、５ｎｍ～２０ｎｍ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4】
前記パッシベーション誘電体層は、１層の透明酸化物層及び１層の第１パッシベーション層を含み、
前記第１パッシベーション層は、前記透明導電酸化物層の前記第１トンネル酸化層から離れた表面に設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
前記第１パッシベーション層は、前記透明導電酸化物層の前記第１トンネル酸化層から離れた表面に設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項5】
前記パッシベーション誘電体層は、少なくとも１層の前記透明導電酸化物層と、少なくとも１層の第１パッシベーション層とを含み、
前記透明導電酸化物層及び前記第１パッシベーション層がいずれも１層設けられる場合、前記第１トンネル酸化層から離れる方向に沿って、前記透明導電酸化物層及び前記第１パッシベーション層が順に積層して設けられ、
前記透明導電酸化物層が少なくとも２層設けられる場合、前記第１トンネル酸化層から離れる方向に沿って、前記透明導電酸化物層及び前記第１パッシベーション層が順に交互に積層して設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
前記透明導電酸化物層及び前記第１パッシベーション層がいずれも１層設けられる場合、前記第１トンネル酸化層から離れる方向に沿って、前記透明導電酸化物層及び前記第１パッシベーション層が順に積層して設けられ、
前記透明導電酸化物層が少なくとも２層設けられる場合、前記第１トンネル酸化層から離れる方向に沿って、前記透明導電酸化物層及び前記第１パッシベーション層が順に交互に積層して設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項6】
前記第１表面に電極領域及び非電極領域を有し、
前記第１表面への前記第１トンネル酸化層及び前記パッシベーション誘電体層の正投影は、重なり投影を有し、
前記重なり投影は、少なくとも前記第１表面の前記非電極領域に位置する、ことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の太陽電池。
前記第１表面への前記第１トンネル酸化層及び前記パッシベーション誘電体層の正投影は、重なり投影を有し、
前記重なり投影は、少なくとも前記第１表面の前記非電極領域に位置する、ことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の太陽電池。
【請求項7】
前記第１表面の前記電極領域に設けられた第１パッシベーションコンタクト層をさらに含む、ことを特徴とする請求項６に記載の太陽電池。
【請求項8】
前記第１トンネル酸化層と前記第１表面の前記非電極領域とは、互いに接触し、
前記第１パッシベーションコンタクト層は、前記第１表面の前記電極領域に設けられる、ことを特徴とする請求項７に記載の太陽電池。
前記第１パッシベーションコンタクト層は、前記第１表面の前記電極領域に設けられる、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トンネル酸化層は、前記第１表面の前記非電極領域と互いに接触する第１部分と、前記第１表面の前記電極領域と間隔をおいた第２部分とを含み、
前記第２部分は、前記第１パッシベーションコンタクト層の前記第１表面から離れた表面に設けられる、ことを特徴とする請求項８に記載の太陽電池。
前記第２部分は、前記第１パッシベーションコンタクト層の前記第１表面から離れた表面に設けられる、ことを特徴とする請求項８に記載の太陽電池。
【請求項10】
前記第１パッシベーションコンタクト層は、前記第１表面の電極領域に順に積層して設けられた第２トンネル酸化層、及び第１ドープ半導体層を含む、ことを特徴とする請求項８に記載の太陽電池。
【請求項11】
前記第１トンネル酸化層は、前記第１表面の前記非電極領域と互いに接触する第１部分と、前記第１表面の前記電極領域と互いに接触する第２部分とを含み、
前記第１パッシベーションコンタクト層は、前記第２部分の前記基板から離れた表面に設けられる、ことを特徴とする請求項７に記載の太陽電池。
前記第１パッシベーションコンタクト層は、前記第２部分の前記基板から離れた表面に設けられる、ことを特徴とする請求項７に記載の太陽電池。
【請求項12】
前記第１パッシベーションコンタクト層は、第１ドープ半導体層を含み、
前記第１ドープ半導体層は、前記第２部分の前記基板から離れた表面に設けられる、ことを特徴とする請求項１１に記載の太陽電池。
前記第１ドープ半導体層は、前記第２部分の前記基板から離れた表面に設けられる、ことを特徴とする請求項１１に記載の太陽電池。
【請求項13】
前記第１パッシベーションコンタクト層は、第２トンネル酸化層をさらに含み、
前記第２トンネル酸化層は、前記第１ドープ半導体層の前記第２部分から離れた表面に設けられる、ことを特徴とする請求項１２に記載の太陽電池。
前記第２トンネル酸化層は、前記第１ドープ半導体層の前記第２部分から離れた表面に設けられる、ことを特徴とする請求項１２に記載の太陽電池。
【請求項14】
第１グリッド線電極をさらに含み、
前記第１グリッド線電極の前記第１表面への正投影は、前記第１表面の電極領域に位置し、かつ前記第１グリッド線電極は、前記第１パッシベーションコンタクト層とオーミック接触を形成する、ことを特徴とする請求項７に記載の太陽電池。
前記第１グリッド線電極の前記第１表面への正投影は、前記第１表面の電極領域に位置し、かつ前記第１グリッド線電極は、前記第１パッシベーションコンタクト層とオーミック接触を形成する、ことを特徴とする請求項７に記載の太陽電池。
【請求項15】
前記第１グリッド線電極の幅方向に沿って、前記第１グリッド線電極の寸法と、前記第１パッシベーションコンタクト層の寸法との比は、０より大きく、かつ１以下である、ことを特徴とする請求項１４に記載の太陽電池。
【請求項16】
第２パッシベーション層をさらに含み、
前記第２パッシベーション層は、前記パッシベーション誘電体層の前記第１トンネル酸化層から離れた表面に設けられる、ことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の太陽電池。
前記第２パッシベーション層は、前記パッシベーション誘電体層の前記第１トンネル酸化層から離れた表面に設けられる、ことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の太陽電池。
【請求項17】
前記基板の前記第２表面に設けられた第２パッシベーションコンタクト層をさらに含む、ことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の太陽電池。
【請求項18】
前記第２パッシベーションコンタクト層は、前記第２表面に順に積層して設けられた第３トンネル酸化層及び第２ドープ半導体層を含む、ことを特徴とする請求項１７に記載の太陽電池。
【請求項19】
第２グリッド線電極をさらに含み、
前記第２グリッド線電極は、前記基板の前記第２表面に位置し、かつ前記第２パッシベーションコンタクト層とオーミック接触を形成する、ことを特徴とする請求項１７に記載の太陽電池。
前記第２グリッド線電極は、前記基板の前記第２表面に位置し、かつ前記第２パッシベーションコンタクト層とオーミック接触を形成する、ことを特徴とする請求項１７に記載の太陽電池。
【請求項20】
第３パッシベーション層をさらに含み、
前記第３パッシベーション層は、前記第２パッシベーションコンタクト層の前記基板から離れた表面に設けられる、ことを特徴とする請求項１７に記載の太陽電池。
前記第３パッシベーション層は、前記第２パッシベーションコンタクト層の前記基板から離れた表面に設けられる、ことを特徴とする請求項１７に記載の太陽電池。
【請求項21】
対向して設けられた第１表面及び第２表面を有する基板を提供するステップと、
前記基板の前記第１表面に第１トンネル酸化層及びパッシベーション誘電体層を順に形成するステップであって、前記第１トンネル酸化層は、前記第１表面と少なくとも部分的に接触し、前記パッシベーション誘電体層は、前記第１トンネル酸化層の前記基板から離れた表面に設けられ、前記パッシベーション誘電体層は、少なくとも透明導電酸化物層を含むステップと、を含む、ことを特徴とする太陽電池の製造方法。
前記基板の前記第１表面に第１トンネル酸化層及びパッシベーション誘電体層を順に形成するステップであって、前記第１トンネル酸化層は、前記第１表面と少なくとも部分的に接触し、前記パッシベーション誘電体層は、前記第１トンネル酸化層の前記基板から離れた表面に設けられ、前記パッシベーション誘電体層は、少なくとも透明導電酸化物層を含むステップと、を含む、ことを特徴とする太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は、太陽電池の技術分野に関し、特に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】
ＴＯＰＣｏｎ（Ｔｕｎｎｅｌ Ｏｘｉｄｅ Ｐａｓｓｉｖａｔｅｄ Ｃｏｎｔａｃｔ）電池において、通常、シリコンウェハの表面にトンネル酸化層とドープポリシリコン層を製造し、両者は、共にパッシベーションコンタクト構造を形成して、シリコンウェハに良好な界面パッシベーションを提供する。しかしながら、ドープポリシリコン層には、常に大きな寄生吸収が発生するため、太陽電池の効率を低下させる。
【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、太陽電池の効率を向上させることができる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】
本願の一態様によれば、本願の実施例に係る太陽電池は、第１表面、及び第１表面に対向して設けられた第２表面を有する基板と、基板の第１表面上に設けられ、第１表面と少なくとも部分的に接触する第１トンネル酸化層と、第１トンネル酸化層の基板から離れた表面に設けられ、少なくとも透明導電酸化物層を含むパッシベーション誘電体層と、を含む。
【0005】
一実施例において、透明導電酸化物層の材質は、ドープされた金属酸化物を含む。
【0006】
一実施例において、前記ドープされた金属酸化物は、アルミニウム、ホウ素、ガリウムのうちの少なくとも１種がドープされた酸化亜鉛を含む。
【0007】
一実施例において、ドープされた金属酸化物は、アルミニウムドープ酸化亜鉛、ガリウムドープ酸化亜鉛、ホウ素ドープ酸化亜鉛のうちの１種又は任意の組み合わせを含む。
【0008】
一実施例において、透明導電酸化物層の材質は、アルミニウムドープ酸化亜鉛を含み、アルミニウムドープ酸化亜鉛中のアルミニウムの質量百分率は、１％～２０％である。
【0009】
一実施例において、透明導電酸化物層の厚さは、５ｎｍ～２０ｎｍである。
【0010】
一実施例において、パッシベーション誘電体層は、１層の透明酸化物層及び１層の第１パッシベーション層を含み、第１パッシベーション層は、透明導電酸化物層の第１トンネル酸化層から離れた表面に設けられる。
【0011】
一実施例において、パッシベーション誘電体層は、少なくとも１層の透明導電酸化物層、及び少なくとも１層の第１パッシベーション層を含む。
【0012】
一実施例において、透明導電酸化物層及び第１パッシベーション層はいずれも１層設けられ、第１トンネル酸化層から離れる方向に沿って、透明導電酸化物層及び第１パッシベーション層が順に積層して設けられる。
【0013】
一実施例において、透明導電酸化物層は少なくとも２層設けられ、第１トンネル酸化層から離れる方向に沿って、透明導電酸化物層及び第１パッシベーション層が順に交互に積層して設けられる。
【0014】
一実施例において、第１パッシベーション層の材質は、アルミナ、窒化ケイ素のうちの少なくとも１種を含む。
【0015】
一実施例において、第１パッシベーション層の厚さは、１ｎｍ～２０ｎｍである。
【0016】
一実施例において、第１表面に電極領域及び非電極領域を有し、第１表面への第１トンネル酸化層及びパッシベーション誘電体層の正投影は、重なり投影を有し、重なり投影は、少なくとも第１表面の非電極領域に位置する。
【0017】
一実施例において、太陽電池は、第１表面の電極領域に設けられた第１パッシベーションコンタクト層をさらに含む。
【0018】
一実施例において、第１トンネル酸化層と第１表面の非電極領域とは、互いに接触し、
第１パッシベーションコンタクト層は、第１表面の電極領域に設けられる。
第１パッシベーションコンタクト層は、第１表面の電極領域に設けられる。
【0019】
一実施例において、第１トンネル酸化層は、第１表面の非電極領域と互いに接触する第１部分と、第１表面の電極領域と間隔をおいた第２部分とを含み、第２部分は、第１パッシベーションコンタクト層の第１表面から離れた表面に設けられる。
【0020】
一実施例において、第１パッシベーションコンタクト層は、第１表面の電極領域に順に積層して設けられた第２トンネル酸化層及び第１ドープ半導体層を含む。
【0021】
一実施例において、第２トンネル酸化層の厚さは、０．８ｎｍ～２ｎｍである。
【0022】
一実施例において、第１ドープ半導体層の厚さは、１０ｎｍ～５００ｎｍである。
【0023】
一実施例において、第１トンネル酸化層は、第１表面の非電極領域と互いに接触する第１部分と、第１表面の電極領域と互いに接触する第２部分とを含み、第１パッシベーションコンタクト層は、第２部分の基板から離れた表面に設けられる。
【0024】
一実施例において、第１パッシベーションコンタクト層は、第１ドープ半導体層を含み、第１ドープ半導体層は、第２部分の基板から離れた表面に設けられる。
【0025】
一実施例において、第１パッシベーションコンタクト層は、第２トンネル酸化層をさらに含み、第２トンネル酸化層は、第１ドープ半導体層の第２部分から離れた表面に設けられる。
【0026】
一実施例において、太陽電池は、第１グリッド線電極をさらに含み、第１グリッド線電極の第１表面への正投影は、第１表面の電極領域に位置し、かつ第１グリッド線電極は、第１パッシベーションコンタクト層とオーミック接触を形成する。
【0027】
一実施例において、第１グリッド線電極の幅方向に沿って、第１グリッド線電極の寸法と、第１パッシベーションコンタクト層の寸法との比は、０より大きく、かつ１以下である。
【0028】
一実施例において、太陽電池は、第２パッシベーション層をさらに含み、第２パッシベーション層は、パッシベーション誘電体層の第１トンネル酸化層から離れた表面に設けられる。
【0029】
一実施例において、太陽電池は、基板の第２表面に設けられた第２パッシベーションコンタクト層をさらに含む。
【0030】
一実施例において、第２パッシベーションコンタクト層は、第２表面に順に積層して設けられた第３トンネル酸化層及び第２ドープ半導体層を含む。
【0031】
一実施例において、第３トンネル酸化層の厚さは、０．８ｎｍ～２ｎｍである。
【0032】
一実施例において、第２ドープ半導体層の厚さは、１０ｎｍ～１０００ｎｍである。
【0033】
一実施例において、太陽電池は、第２グリッド線電極をさらに含み、第２グリッド線電極は、基板の第２表面に位置し、かつ第２パッシベーションコンタクト層とオーミック接触を形成する。
【0034】
一実施例において、太陽電池は、第３パッシベーション層をさらに含み、第３パッシベーション層は、第２パッシベーションコンタクト層の基板から離れた表面に設けられる。
【0035】
一実施例において、第１トンネル酸化層の厚さは、０．８ｎｍ～２ｎｍである。
【0036】
本願の別の態様によれば、本願の実施例に係る太陽電池の製造方法は、対向して設けられた第１表面及び第２表面を有する基板を提供するステップと、基板の第１表面に第１トンネル酸化層及びパッシベーション誘電体層を順に形成するステップであって、第１トンネル酸化層は、第１表面と少なくとも部分的に接触し、パッシベーション誘電体層は、第１トンネル酸化層の基板から離れた表面に設けられ、パッシベーション誘電体層は、少なくとも透明導電酸化物層を含むステップと、を含む。
【0037】
一実施例において、透明導電酸化物層の材質は、ドープされた金属酸化物を含む。
【0038】
一実施例において、ドープされた金属酸化物は、アルミニウムドープ酸化亜鉛、ガリウムドープ酸化亜鉛、ホウ素ドープ酸化亜鉛のうちの１種又は任意の組み合わせを含む。
【0039】
一実施例において、透明導電酸化物層の材質は、アルミニウムドープ酸化亜鉛を含み、アルミニウムドープ酸化亜鉛中のアルミニウムの質量百分率は、１％～２０％である。
【0040】
一実施例において、前記パッシベーション誘電体層を形成することは、透明酸化物層を形成すること及び第１パッシベーション層を形成することを含み、前記第１パッシベーション層は、前記透明導電酸化物層の前記第１トンネル酸化層から離れた表面に形成される。
【0041】
一実施例において、前記パッシベーション誘電体層を形成することは、少なくとも１層の透明導電酸化物層を形成すること及び少なくとも１層の第１パッシベーション層を形成することを含む。
【0042】
一実施例において、前記パッシベーション誘電体層を形成することは、１層の透明導電酸化物層を形成すること及び１層の第１パッシベーション層を形成することを含み、前記第１トンネル酸化層から離れる方向に沿って、前記透明導電酸化物層及び前記第１パッシベーション層が順に積層して設けられる。
【0043】
一実施例において、前記パッシベーション誘電体層を形成することは、少なくとも２層の透明導電酸化物層を形成すること及び少なくとも２層の第１パッシベーション層を形成することを含み、前記第１トンネル酸化層から離れる方向に沿って、前記透明導電酸化物層及び前記第１パッシベーション層が順に交互に積層して設けられる。
【0044】
一実施例において、第１パッシベーション層の材質は、アルミナ、窒化ケイ素のうちの少なくとも１種を含む。
【0045】
一実施例において、第１表面に電極領域及び非電極領域を有し、基板の第１表面に第１トンネル酸化層及びパッシベーション誘電体層を順に形成する前に、前記方法は、基板の第１表面の電極領域に第１パッシベーションコンタクト層を形成するステップを含み、第１トンネル酸化層と第１表面の非電極領域とは、互いに接触する。
【0046】
一実施例において、第１トンネル酸化層は、第１表面の非電極領域と互いに接触する第１部分と、第１表面の電極領域と間隔をおいた第２部分とを含み、第２部分は、第１パッシベーションコンタクト層の第１表面から離れた表面に形成される。
【0047】
一実施例において、前記第１パッシベーションコンタクト層を形成することは、前記第１表面の前記電極領域に順に積層して設けられた第２トンネル酸化層及び第１ドープ半導体層を形成することを含む。
【0048】
一実施例において、基板の第１表面に第１トンネル酸化層及びパッシベーション誘電体層を順に形成した後、前記方法は、基板の第１表面に第１グリッド線電極を形成するステップであって、第１グリッド線電極の第１表面への正投影は、第１表面の電極領域に位置し、かつ第１グリッド線電極は、第１パッシベーションコンタクト層とオーミック接触を形成するステップを含む。
【0049】
一実施例において、基板の第１表面に第１トンネル酸化層及びパッシベーション誘電体層を順に形成した後、前記方法は、パッシベーション誘電体層の第１トンネル酸化層から離れた表面に第２パッシベーション層を形成するステップを含む。
【0050】
一実施例において、製造方法は、基板の第２表面に第２パッシベーションコンタクト層を形成するステップをさらに含む。
【0051】
一実施例において、基板の第２表面に第２パッシベーションコンタクト層を形成した後、前記方法は、基板の第２表面に第２グリッド線電極を形成するステップであって、第２グリッド線電極は、第２パッシベーションコンタクト層とオーミック接触を形成するステップを含む。
【0052】
一実施例において、基板の第２表面に第２パッシベーションコンタクト層を形成した後、前記方法は、第２パッシベーションコンタクト層の基板から離れた表面に第３パッシベーション層を形成するステップを含む。
【0053】
本願の別の態様によれば、本願の実施例に係る太陽光発電モジュールは、上記いずれかの実施例に記載の太陽電池を含む。
【0054】
本願のさらに別の態様によれば、本願の実施例に係る太陽光発電システムは、上記いずれかの実施例に記載の太陽光発電モジュールを含む。
【発明の効果】
【0055】
上記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よれば、基板の第１表面に第１トンネル酸化層及びパッシベーション誘電体層が順に積層して設けられ、第１トンネル酸化層は、第１表面と少なくとも部分的に接触する。第１トンネル酸化層及びパッシベーション誘電体層により積層構造を形成し、かつパッシベーション誘電体層は、少なくとも透明導電酸化物層を含み、第１トンネル酸化層と透明導電酸化物層との協働によって、良好な表面パッシベーション効果を形成するだけでなく、寄生吸収を低下させることができ、キャリアの移動に寄与し、さらにキャリア再結合の電流密度を低減し、太陽電池の変換効率を向上させる。
【0056】
本願の実施例の追加の態様及び利点は、以下の説明において示され、以下の説明から明らかになり、又は本願の実施例の実施により理解される。
【図面の簡単な説明】
【0057】
以下、本発明の技術的解決策をより明確に説明するために、実施例の説明に必要な図面を簡単に説明する。以下に説明される図面は本発明のいくつかの実施例に過ぎず、当業者であれば、これらの図面に基づいて創造的な努力なしに他の図面を得ることができることが明らかであろう。
【0058】
【図1】本願の一実施例に係る太陽電池の構造概略図である。
【図3】本願の別の実施例に係る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太陽電池の構造概略図である。
【図7】本願の別の実施例に係る太陽電池の部分拡大図である。
【図8】本願の別の実施例に係る太陽電池の部分拡大図である。
【図9】本願のまたさらに別の実施例に係る太陽電池の構造概略図である。
【図11】本願の別の実施例に係る太陽電池の部分拡大図である。
【図12】本願の一実施例に係る太陽電池の製造方法のフローチャートである。
【図13】本願の一実施例に係る、ステップＳＨを含む太陽電池の製造方法のフローチャートである。
【図14】本願の一実施例に係る、ステップＳＩを含む太陽電池の製造方法のフローチャートである。
【図15】本願の一実施例に係る、ステップＳＪを含む太陽電池の製造方法のフローチャートである。
【図16】本願の一実施例に係る、ステップＳＫを含む太陽電池の製造方法のフローチャートである。
【図17】本願の一実施例に係る、ステップＳＬを含む太陽電池の製造方法のフローチャートである。
【図18】本願の一実施例に係る、ステップＳＭを含む太陽電池の製造方法のフローチャートである。
【図19】本願の一比較例に係る太陽電池の構造概略図である。
【図20】本願の別の比較例に係る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】
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
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。本願の説明において、明確かつ具体的な限定がない限り、用語「複数」は、少なくとも２つ、例えば、２つ、３つなどを意味する。
【0062】
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。なお、以下の説明及び添付の特許請求の範囲において、１つの要素と他の要素とが「電気的に接続される」とは、１つの要素と他の要素とが直接接触して電気エネルギー伝送経路又は電流伝送経路を形成することを含むだけでなく、１つの要素と他の要素との間に中間要素があり、該１つの要素、他の要素及びそれらの間の中間要素が電気エネルギー伝送経路又は電流伝送経路を形成して、電気エネルギー伝送又は伝達を実現することを含む。当業者にとって、具体的な状況に応じて上記用語の本願中の具体的な意味を理解することができる。
【0063】
本願において、明確な規定と限定がない限り、第１特徴が第２特徴の「上」又は「下」にあることは、第１特徴と第２特徴とが直接接触することを含んでもよく、第１特徴と第２特徴とが中間媒体を介して間接的に接触することを含んでもよい。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。
【0064】
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。本願で用いられる用語「垂直」、「水平」、「上」、「下」、「左」、「右」及び同様の表現があれば、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。
【0065】
【0066】
【0067】
基板１００は、入射光を受けて光生成キャリアを生成するものである。例えば、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コンタクト）電池であってもよい。基板１００の材料は、実際のニーズに応じて選択することができる。例示的には、基板１００は、シリコン基板であってもよい。基板１００のドープタイプは、特に限定されない。例えば、該基板１００は、Ｎ型ドープシリコン基板であってもよく、又は、Ｐ型ドープシリコン基板であってもよい。本願の実施例において、これは特に限定されない。一実施例において、基板１００は、Ｎ型単結晶シリコンウェハであってもよい。
【0068】
基板１００は、第１表面ｍ１、及び第１表面ｍ１に対向して設けられた第２表面ｍ２を有する。即ち、第１表面ｍ１と第２表面ｍ２とは、対向して設けられる２つの表面であり、第１方向Ｆ１に沿って対向して設けられ、第１方向Ｆ１は、基板１００の厚さ方向である。第１表面ｍ１及び第２表面ｍ２は、いずれも入射光を受けることができる。一実施例において、第１表面ｍ１は、受光面であり、第２表面ｍ２は、裏面である。なお、受光面と裏面は、相対的なものであり、受光面は、具体的には、太陽電池又は太陽光発電モジュールにおける基板１００の、太陽光が主に照射される表面である。太陽電池技術の発展に伴い、裏面も主に周囲環境における反射光又は散乱光に由来する太陽光のエネルギーを受ける。図１及び図２に示すように、第１表面ｍ１には、通常、光照射を吸収する面積を増加させ、光起電流を向上させ、太陽電池の効率の向上に寄与するテクスチャ構造が設けられる。
【0069】
第１トンネル酸化層２００は、主に基板１００の第１表面ｍ１の界面パッシベーションを実現し、ケミカルパッシベーションの効果を奏するものである。具体的には、基板１００の表面のダングリングボンドを飽和させることにより、基板１００の第１表面ｍ１の界面欠陥状態密度を低下させ、基板１００の第１表面ｍ１の再結合中心を減少させてキャリア再結合速度を低下させる。第１トンネル酸化層２００の材料は、誘電体材料であってもよく、例えば、酸化ケイ素、フッ化マグネシウム、アモルファスシリコン、ポリシリコン、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化シリコン、アルミナ又は酸化チタンのうちの少なくとも１種である。１つの具体的な実施例において、第１トンネル酸化層２００の材料は、酸化ケイ素であってもよい。後に説明される他のトンネル酸化層は、第１トンネル酸化層２００と同様な機能及び／又は材料を有することができるため、ここでは説明を省略する。
【0070】
第１トンネル酸化層２００は、基板１００の第１表面ｍ１上に設けられる。第１トンネル酸化層２００は、基板１００の第１表面ｍ１と少なくとも部分的に接触する。即ち、第１トンネル酸化層２００及び基板１００の第１表面ｍ１の一方の一部が他方に接触するか、又は、第１トンネル酸化層２００及び基板１００の第１表面ｍ１の一方の全部が他方に接触する。例えば、第１トンネル酸化層２００の全部が第１表面ｍ１に接触してもよく、第１トンネル酸化層２００の全部が第１表面ｍ１を被覆してもよく、第１表面ｍ１の一部を被覆してもよい。また、例えば、図１及び図２を例として、第１トンネル酸化層２００は、第１表面ｍ１に接触する一部と、第１表面ｍ１に接触しない他の一部とを含んでもよい。
【0071】
パッシベーション誘電体層３００は、第１トンネル酸化層２００の基板１００から離れた側の表面に設けられる。パッシベーション誘電体層３００は、主に太陽電池において表面パッシベーション作用を果たし、基板１００の表面のダングリングボンドに対して良好なケミカルパッシベーションを行うことができる。パッシベーション誘電体層３００は、単層構造又は多層構造を用いることができる。パッシベーション誘電体層３００は、少なくとも透明導電酸化物層３１０を含む。透明導電酸化物層３１０は、透明導電酸化物材料で製造された層構造であり、高光透過性、低抵抗率の特徴を有する。即ち、パッシベーション誘電体層３００が単層構造である場合、パッシベーション誘電体層３００は、透明導電酸化物層３１０であり、パッシベーション誘電体層３００が多層構造である場合、パッシベーション誘電体層３００は、多層の透明導電酸化物層３１０、又は少なくとも１層の透明導電酸化物層３１０及び少なくとも１層の他の層を含む。より具体的には、パッシベーション誘電体層３００が多層構造である場合、第１トンネル酸化層２００の基板１００から離れた側の表面には、透明導電酸化物層３１０が設けられ、他の層は、該透明導電酸化物層３１０の第１トンネル酸化層２００から離れた側の表面に積層され、他の層は、他の透明導電酸化物層３１０、パッシベーション層などを含んでもよい。図１及び図２を例として、パッシベーション誘電体層３００が透明導電酸化物層３１０である場合を示す。
【0072】
トンネル酸化層とドープポリシリコン層を用いて第１表面ｍ１にパッシベーションコンタクト構造を形成すると、ドープポリシリコン層の吸光能力が強いため、大きな寄生吸収と電流損失を招く。ドープポリシリコン層に対して高濃度ドープ処理を行って、ドープポリシリコン層が基板１００の表面に形成するエネルギーバンドの曲がり程度を向上させると、高濃度ドープされたドープポリシリコン層の吸光能力がさらに向上し、ドープポリシリコン層の寄生吸収がより深刻になるため、電流損失の問題をさらに解決できない。本願発明において、少なくとも透明導電酸化物層３１０を含むパッシベーション誘電体層３００と第１トンネル酸化層２００とを用いてパッシベーションコンタクト構造を形成し、透明導電酸化物層３１０が高光透過性を有するため、透明導電酸化物層３１０の吸光能力がドープポリシリコン層の吸光能力より遥かに小さく、かつ基板１００の第１表面ｍ１側に、より顕著なエネルギーバンドの曲がりが生じることができ、さらに吸光による寄生吸収を減少するだけでなく、少数のキャリアに対して電界パッシベーションを実現し、多数のキャリアに対して選択的輸送を実現することができ、さらにより良好な表面パッシベーション効果を得て、キャリア再結合の電流密度を低減することができる。
【0073】
これにより、第１トンネル酸化層２００及びパッシベーション誘電体層３００により積層構造を形成し、かつパッシベーション誘電体層３００は、少なくとも透明導電酸化物層３１０を含み、第１トンネル酸化層２００と透明導電酸化物層３１０との協働によって、良好な表面パッシベーション効果を形成するだけでなく、寄生吸収を低下させることができ、キャリアの移動に寄与し、さらにキャリア再結合の電流密度を低減し、太陽電池の変換効率を向上させる。
【0074】
いくつかの実施例において、引き続き図１及び図２を参照すると、透明導電酸化物層３１０の材質は、ドープされた金属酸化物を含む。具体的には、いくつかの実施例において、ドープされた金属酸化物は、アルミニウム、ホウ素、ガリウムのうちの少なくとも１種がドープされた酸化亜鉛である。例示的には、ドープされた金属酸化物は、アルミニウムドープ酸化亜鉛、ホウ素ドープ酸化亜鉛、ガリウムドープ酸化亜鉛のうちの１種又は任意の組み合わせを含む。このように、使用ニーズに応じて、所望の材質を選択して透明導電酸化物層３１０を形成することができる。
【0075】
いくつかの実施例において、引き続き図１及び図２を参照すると、透明導電酸化物層３１０の材質は、アルミニウムドープ酸化亜鉛を含む。このように、アルミニウムドープ酸化亜鉛が基板１００の第１表面ｍ１側に形成するエネルギーバンドの曲がりがより顕著であるため、キャリア再結合電流密度をより一層低減することができる。
【0076】
例示的には、アルミニウムドープ酸化亜鉛中のアルミニウムの質量百分率は、１％～２０％である。例えば、アルミニウムドープ酸化亜鉛中のアルミニウムの質量百分率は、１％、２％、３％、５％、６％、８％、９．５％、１０％、１１％、１３％、１５％、１７％、１９％又は２０％であってもよい。このように、透明導電酸化物層３１０に一定の導電性を持たせることに有利である。
【0077】
いくつかの実施例において、引き続き図１及び図２を参照すると、透明導電酸化物層３１０の厚さは、５ｎｍ～２０ｎｍである。例示的には、透明導電酸化物層の厚さは、５ｎｍ、６ｎｍ、７ｎｍ、８ｎｍ、９ｎｍ、１０ｎｍ、１２ｎｍ、１４ｎｍ、１５ｎｍ、１７ｎｍ、１８ｎｍ、１９ｎｍ又は２０ｎｍであってもよい。このように、透明導電酸化物層３１０に、より優れた電気的特性及び光学特性を持たせることに有利である。
【0078】
このように、透明導電酸化物層３１０の厚さを制御することにより、シート抵抗を低減するとともに、製造コストを低減し、製造を容易にすることができる。
【0079】
図３は、本願の別の実施例に係る太陽電池の構造概略図を示し、図４は、図３におけるＢ部の部分拡大図を示し、図５は、本願のさらに別の実施例に係る太陽電池の構造概略図を示し、図６は、図５におけるＣ部の部分拡大図を示し、説明の便宜上、本願の実施例に関連する内容のみを示している。
【0080】
いくつかの実施例において、図３～図６を参照すると、パッシベーション誘電体層３００は、第１パッシベーション層３２０をさらに含む。第１パッシベーション層３２０は、主に太陽電池において表面パッシベーションの役割を果たすものである。第１パッシベーション層３２０は、単層構造又は多層構造を用いることができる。
【0081】
具体的には、いくつかの実施例において、図３及び図４を例として、パッシベーション誘電体層３００は、１層の透明導電酸化物層３１０及び１層の第１パッシベーション層３２０を含む。透明導電酸化物層３１０は、第１トンネル酸化層２００の基板１００から離れた側の表面に設けられ、第１パッシベーション層３２０は、透明導電酸化物層３１０の第１トンネル酸化層２００から離れた側の表面に設けられる。
【0082】
具体的には、他の実施例において、パッシベーション誘電体層３００は、少なくとも１層の透明導電酸化物層３１０及び少なくとも１層の第１パッシベーション層３２０を含み、透明導電酸化物層３１０及び第１パッシベーション層３２０がいずれも１層設けられる場合、第１トンネル酸化層２００から離れる方向（例えば、第１方向Ｆ１）に沿って、透明導電酸化物層３１０及び第１パッシベーション層３２０が順に積層して設けられ、透明導電酸化物層３１０が少なくとも２層設けられる場合、第１トンネル酸化層２００から離れる方向に沿って、透明導電酸化物層３１０及び第１パッシベーション層３２０が順に交互に積層して設けられる。
【0083】
なお、交互に積層して設けられるとは、隣接する２層の透明導電酸化物層３１０の間に１層の第１パッシベーション層３２０が設けられ、透明導電酸化物層３１０、第１パッシベーション層３２０、透明導電酸化物層３１０、第１パッシベーション層３２０、透明導電酸化物層３１０・・・・・・第１パッシベーション層３２０の積層構造を形成してもよく、透明導電酸化物層３１０、第１パッシベーション層３２０、透明導電酸化物層３１０、第１パッシベーション層３２０、透明導電酸化物層３１０・・・・・・透明導電酸化物層３１０の積層構造を形成してもよい。つまり、パッシベーション誘電体層３００における第１トンネル酸化層２００から最も離れた層は、透明導電酸化物層３１０であってもよく、第１パッシベーション層３２０であってもよい。
【0084】
図５及び図６を例として、透明導電酸化物層３１０は、２層設けられ、それぞれ、第１透明導電酸化物層３１０ａ及び第２透明導電酸化物層３１０ｂであり、第１パッシベーション層３２０は、１層設けられる。第１透明導電酸化物層３１０ａ、第１パッシベーション層３２０及び第２透明導電酸化物層３１０ｂは、第１トンネル酸化層２００の基板１００から離れた側の表面に順に積層して設けられる。
【0085】
このように、パッシベーション誘電体層３００に透明導電酸化物層３１０と協働する第１パッシベーション層３２０を設けることにより、基板１００の第１表面ｍ１側のパッシベーション効果をさらに向上させることができる。
【0086】
いくつかの実施例において、引き続き図３～図６を参照すると、第１パッシベーション層３２０の材質は、アルミナ、窒化ケイ素のうちの少なくとも１種を含む。このように、使用ニーズに応じて、必要な材質を柔軟に選択して、対応する第１パッシベーション層を形成することができる。
【0087】
いくつかの実施例において、引き続き図３～図６を参照すると、透明導電酸化物層３１０の材質は、アルミニウムドープ酸化亜鉛であってもよく、第１パッシベーション層３２０の材質は、アルミナであってもよい。アルミナは、水素元素の外部へのオーバーフローを阻止することができるため、透明導電酸化物層３１０及び第１トンネル酸化層２００において十分な水素パッシベーションを得ることができるので、このような透明導電酸化物層３１０と第１パッシベーション層３２０との間に相乗作用を果たすことができ、透明導電酸化物層３１０による電界パッシベーション効果と第１パッシベーション層３２０による水素パッシベーション効果との重ね合わせによりパッシベーション効果をさらに向上させ、さらに電池効率を顕著に向上させる。
【0088】
いくつかの実施例において、引き続き図３～図６を参照すると、第１パッシベーション層３２０の厚さは、１ｎｍ～２０ｎｍである。例示的には、第１パッシベーション層３２０の厚さは、１ｎｍ、２ｎｍ、３ｎｍ、５ｎｍ、６ｎｍ、７ｎｍ、８ｎｍ、９ｎｍ、１０ｎｍ、１２ｎｍ、１４ｎｍ、１５ｎｍ、１７ｎｍ、１８ｎｍ、１９ｎｍ又は２０ｎｍであってもよい。このように、第１パッシベーション層３２０の厚さを制御することにより、第１パッシベーション層３２０に一定のパッシベーション効果を持たせるとともに、一定のキャリアの輸送能力を持たせることができる。
【0089】
いくつかの実施例において、引き続き図１～図６を参照すると、基板１００の第１表面ｍ１は、電極領域ｚ１及び非電極領域ｚ２を有する。電極領域ｚ１は、電極を製造する領域であり、非電極領域ｚ２は、第１表面ｍ１における電極のない領域、即ち電極領域ｚ１以外の領域である。第１表面ｍ１への第１トンネル酸化層２００及びパッシベーション誘電体層３００の正投影は、少なくとも第１表面ｍ１の非電極領域ｚ２に位置する重なり投影を有する。パッシベーション誘電体層３００は、第１トンネル酸化層２００の基板１００から離れた側の表面を被覆し、且つ重なり投影は、少なくとも第１表面ｍ１の非電極領域ｚ２に位置することができるため、第１トンネル酸化層２００及びパッシベーション誘電体層３００は、少なくとも第１表面ｍ１に対応する非電極領域ｚ２と見なすことができる。重なり投影は、第１表面ｍ１の非電極領域ｚ２と電極領域ｚ１に位置してもよく、この場合、第１トンネル酸化層２００とパッシベーション誘電体層３００は、第１表面ｍ１の非電極領域ｚ２と電極領域ｚ１に対応すると見なすことができる。
【0090】
【0091】
第１トンネル酸化層２００及びパッシベーション誘電体層３００が少なくとも第１表面ｍ１の非電極領域ｚ２に対応するため、少なくとも第１表面ｍ１の非電極領域ｚ２のキャリア再結合を低減し、さらに電池効率を向上させることができる。第１トンネル酸化層２００及びパッシベーション誘電体層３００が第１表面ｍ１の非電極領域ｚ２及び電極領域ｚ１に対応する場合、第１表面ｍ１の電極領域ｚ１及び非電極領域ｚ２のキャリア再結合がいずれも低減することができ、電池効率がさらに向上する。
【0092】
いくつかの実施例において、引き続き図１～図６を参照すると、太陽電池は、第１パッシベーションコンタクト層４００をさらに含み、第１パッシベーションコンタクト層４００は、第１表面ｍ１の電極領域ｚ１に設けられる。いくつかの実施例において、第１表面ｍ１の電極領域ｚ１及び非電極領域ｚ２は、第１パッシベーションコンタクト層４００が形成されているか否かによって定義され、すなわち、第１パッシベーションコンタクト層４００によって覆われた第１表面ｍ１の領域は電極領域ｚ１であり、第１パッシベーションコンタクト層４００によって覆われていない第１表面ｍ１の領域は非電極領域ｚ２である。
【0093】
第１表面ｍ１に設けられた電極は、第１パッシベーションコンタクト層４００とオーミック接触を形成することができ、第１パッシベーションコンタクト層４００により、第１表面ｍ１の電極領域ｚ１のキャリア再結合を低減するとともに、電極と第１表面ｍ１の電極領域ｚ１は良好な接触性能を有し、それにより、太陽電池の効率を大幅に向上させることができる。
【0094】
いくつかの実施例において、引き続き図１～図６を参照すると、第１トンネル酸化層２００と第１表面ｍ１の非電極領域ｚ２とは、互いに接触し、第１パッシベーションコンタクト層４００は、第１表面ｍ１の電極領域ｚ１に設けられ、例えば、第１表面ｍ１の電極領域ｚ１に接触する。
【0095】
第１表面ｍ１の電極領域ｚ１に第１パッシベーションコンタクト層４００が設けられるため、後に電極を製造する際に、電極は、第１パッシベーションコンタクト層４００とオーミック接触を形成することができ、電極は、第１パッシベーションコンタクト層４００に電気的に接続され、接触性能をさらに向上させるとともに、第１トンネル酸化層２００は、非電極領域ｚ２の第１パッシベーションコンタクト層４００を除去した後に形成することができるので、第１トンネル酸化層２００への損傷を低減することができる。
【0096】
いくつかの実施例において、引き続き図２、図４及び図６を参照すると、第１トンネル酸化層２００は、非電極領域ｚ２に設けられた、第１表面ｍ１と互いに接触する第１部分２１０と、電極領域ｚ１に設けられた、第１表面ｍ１と間隔をおいた第２部分２２０とを含む。第２部分２２０は、第１パッシベーションコンタクト層４００の第１表面ｍ１から離れた側の表面に設けられる。それに応じて、パッシベーション誘電体層３００は、第１部分２１０の基板１００から離れた側の表面に設けられた第３部分と、第２部分２２０の基板１００から離れた側の表面に設けられた第４部分との２つの部分を含んでもよい。即ち、パッシベーション誘電体層３００は、第１トンネル酸化層２００の基板１００から離れた側の表面を完全に被覆する。
【0097】
このように、第１表面ｍ１の電極領域ｚ１における、電極で被覆されていない領域は第１トンネル酸化層２００及びパッシベーション誘電体層３００で被覆され、電極領域ｚ１のキャリア再結合をより低減し、電池効率を向上させることができる。
【0098】
他の実施例において、図７及び図８を参照すると、図２及び図４に示す実施例との相違点は、第１トンネル酸化層２００が第１表面ｍ１の非電極領域ｚ２のみに位置し、第１トンネル酸化層２００と第１表面ｍ１の非電極領域ｚ２とが互いに接触することである。すなわち、第１トンネル酸化層２００は、第１部分２１０のみを含む。これらの実施例において、太陽電池は、第１表面ｍ１の電極領域ｚ１に設けられた第１パッシベーションコンタクト層４００を含むことができる。しかしながら、第１パッシベーションコンタクト層４００の第１表面ｍ１から離れた表面は、第１トンネル酸化層２００によって被覆されていない。いくつかの実施例において、第１パッシベーションコンタクト層４００の第１表面ｍ１から離れた表面は、電極によって完全に被覆される。これに対応して、パッシベーション誘電体層３００も、第１表面ｍ１の非電極領域ｚ２のみに位置し、すなわち第３部分のみを含む。
【0099】
いくつかの実施例において、引き続き図２、図４、図６～図８を参照すると、第１パッシベーションコンタクト層４００は、第１表面ｍ１の電極領域ｚ１に順に積層して設けられた第２トンネル酸化層４１０及び第１ドープ半導体層４２０を含む。第１ドープ半導体層４２０は、Ｎ型ドープ半導体層であってもよく、Ｐ型ドープ半導体層であってもよい。いくつかの実施例において、Ｎ型ドープ半導体層は、Ｎ型アモルファスシリコン層、Ｎ型微結晶シリコン層、Ｎ型ポリシリコン層又はＮ型ナノ結晶シリコン層のうちの１種であってもよい。具体的な使用状況に応じて柔軟に設定することができ、本願の実施例は、これを具体的に限定しない。１つの具体的な実施例において、第１ドープ半導体層４２０は、Ｎ型ドープポリシリコン層である。
【0100】
第２トンネル酸化層４１０が表面をパッシベーションし、かつ第１ドープ半導体層４２０がキャリアの選択的接触材料として使用されるため、第２トンネル酸化層４１０と第１ドープ半導体層４２０によって第１表面ｍ１の電極領域ｚ１にパッシベーションコンタクト構造を形成することができ、キャリア再結合を低減し、良好な接触性能を有し、電池効率を向上させるだけでなく、第１表面ｍ１の電極領域ｚ１に電極を製造しやすい。
【0101】
いくつかの実施例において、引き続き図２、図４、図６～図８を参照すると、第２トンネル酸化層４１０の厚さは、０．８ｎｍ～２ｎｍである。例示的には、第２トンネル酸化層４１０の厚さは、０．８ｎｍ、０．９ｎｍ、１ｎｍ、１．１ｎｍ、１．３ｎｍ、１．４ｎｍ、１．６ｎｍ、１．９ｎｍ又は２ｎｍであってもよい。
【0102】
このように、第２トンネル酸化層４１０が一定のパッシベーション作用を有するとともに、第２トンネル酸化層４１０の接触抵抗の低減に有利である。つまり、第２トンネル酸化層４１０の厚さを制御することにより、一定のパッシベーション作用を有するとともに、接触抵抗による太陽電池の曲線因子の低下を抑制することができる。
【0103】
いくつかの実施例において、引き続き図２、図４、図６～図８を参照すると、第１ドープ半導体層４２０の厚さは、１０ｎｍ～５００ｎｍである。例示的には、第１ドープ半導体層４２０の厚さは、１０ｎｍ、２０ｎｍ、３０ｎｍ、５０ｎｍ、７０ｎｍ、８０ｎｍ、９０ｎｍ、１００ｎｍ、１１０ｎｍ、１２０ｎｍ、１７０ｎｍ、１９０ｎｍ、２００ｎｍ、２１０ｎｍ、２２０ｎｍ、２７０ｎｍ、２９０ｎｍ、３００ｎｍ、３１０ｎｍ、３２０ｎｍ、３７０ｎｍ、３９０ｎｍ、４００ｎｍ、４１０ｎｍ、４２０ｎｍ、４７０ｎｍ、４９０ｎｍ又は５００ｎｍであってもよい。
【0104】
このように、第１ドープ半導体層４２０の厚さを制御することにより、キャリアの選択的輸送を実現し、再結合損失を減少させるだけでなく、吸収光路を減少させ、寄生吸収を低下させ、電池効率を向上させることができる。
【0105】
また、関連技術において単純にドープポリシリコン導電層とトンネル酸化層を用いてパッシベーションコンタクト構造を形成することに比べて、少なくとも第１表面ｍ１の非電極領域ｚ２には、第１トンネル酸化層２００と第１パッシベーション層３２０からなるパッシベーションコンタクト構造が設けられるため、キャリア再結合を低減することができ、かつ第１表面ｍ１の電極領域ｚ１のみには、第１ドープ半導体層４２０が設けられるため、第１ドープ半導体層４２０の面積を減少することができ、さらに電極の製造を容易にするとともに、第１ドープ半導体層４２０の寄生吸収を低減することができる。
【0106】
図９は、本願のまたさらに別の実施例に係る太陽電池の構造概略図を示し、図１０は、図９におけるＤ部の部分拡大図を示し、図１１は、本願の別の実施例に係る太陽電池の部分拡大図を示し、説明の便宜上、本願の実施例に関連する内容のみを示している。
【0107】
いくつかの実施例において、図９～図１１を参照すると、第１トンネル酸化層２００は、非電極領域ｚ２に設けられた、第１表面ｍ１の非電極領域ｚ２と互いに接触する第１部分２１０と、電極領域ｚ１に設けられた、第１表面ｍ１の電極領域ｚ１と互いに接触する第２部分２２０とを含む。即ち、第１トンネル酸化層２００は、第１表面ｍ１を被覆し、全部の第１トンネル酸化層２００は、第１表面ｍ１と接触してもよい。第１パッシベーションコンタクト層４００は、第１表面ｍ１の電極領域ｚ１に設けられ、且つ第２部分２２０の基板１００から離れた側の表面に設けられる。つまり、第１パッシベーションコンタクト層４００は、第１トンネル酸化層２００の第２部分２２０を介して基板１００の第１表面ｍ１と間隔をおく。
【0108】
いくつかの実施例において、図１０を参照すると、第１パッシベーションコンタクト層４００は、第１ドープ半導体層４２０を含み、第１ドープ半導体層４２０は、第２部分２２０の基板１００から離れた側の表面に設けられる。第１ドープ半導体層４２０及び第１トンネル酸化層２００の第２部分２２０は、パッシベーションコンタクト構造を構成することができる。別の実施例において、図１１を参照すると、第１パッシベーションコンタクト層４００は、第１ドープ半導体層４２０及び第２トンネル酸化層４１０を含み、第２トンネル酸化層４１０は、第１ドープ半導体層４２０の第２部分２２０から離れた側の表面に設けられる。即ち、第１ドープ半導体層４２０及び第２トンネル酸化層４１０は、第２部分２２０の基板１００から離れた側の表面に順に積層して設けられる。第１ドープ半導体層４２０及び第２トンネル酸化層４１０は、パッシベーションコンタクト構造を構成し、かつ第１パッシベーションコンタクト層４００及び第１トンネル酸化層２００は、パッシベーションコンタクト構造を共に構成するものと見なすこともできる。第２トンネル酸化層４１０及び第１ドープ半導体層４２０の他の特徴については、上記いくつかの実施例に対する説明を参照することができ、ここでは説明を省略する。
【0109】
このように、第１パッシベーションコンタクト層４００及び第１トンネル酸化層２００を示す上記いくつかの実施例によれば、対応するパッシベーションコンタクト構造をより柔軟に構成することができる。
【0110】
なお、図２、図４、図６、図１０及び図１１に示す場合には、第１ドープ半導体層４２０が第１トンネル酸化層２００の第２部分２２０と第２トンネル酸化層４１０との間に位置するパッシベーションコンタクト構造が形成されている。図２、図４及び図６に示す場合には、図１０及び図１１に示す場合よりも成形が容易である。
【0111】
いくつかの実施例において、引き続き図１～図１１を参照すると、太陽電池は、第１グリッド線電極５００をさらに含む。第１グリッド線電極５００の第１表面ｍ１への正投影は、第１表面ｍ１の電極領域ｚ１に位置し、かつ第１グリッド線電極５００は、第１パッシベーションコンタクト層４００とオーミック接触を形成する。具体的には、第１グリッド線電極５００は、第１表面ｍ１の電極領域ｚ１に対応して製造され、第１グリッド線電極５００は、第１ドープ半導体層４２０と接触することができるが、第１ドープ半導体層４２０を貫通しないため、良好な界面パッシベーションを維持することができる。
【0112】
図１～図６を参照すると、第１パッシベーションコンタクト層４００の第１表面ｍ１から離れた側の表面に第１トンネル酸化層２００の第２部分２２０が設けられた場合、第１グリッド線電極５００は、パッシベーション誘電体層３００、第１トンネル酸化層２００を順に貫通し、第１ドープ半導体層４２０と接触することができる。引き続き図７及び図８を参照すると、第１トンネル酸化層２００及びパッシベーション誘電体層３００が第１表面ｍ１の非電極領域ｚ２のみに位置する場合、第１グリッド線電極５００は、第１ドープ半導体層４２０と接触してもよい。引き続き図１０及び図１１を参照すると、第１トンネル酸化層２００が電極領域ｚ１の第１表面ｍ１とさらに接触する場合、第１トンネル酸化層２００は、パッシベーション誘電体層３００を貫通して第１ドープ半導体層４２０に接触してもよく、パッシベーション誘電体層３００、第２トンネル酸化層４１０を順に貫通して第１ドープ半導体層４２０に接触してもよい。
【0113】
いくつかの実施例において、第１グリッド線電極５００の材質は、金属材質であってもよく、金属材質は、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｌなどの導電金属のうちの１種又は複数種の組み合わせを含むが、具体的な使用状況に応じて選択することができ、ここでは具体的に限定されない。
【0114】
いくつかの実施例において、引き続き図２、図４、図６～図８を参照すると、第１グリッド線電極５００の幅方向（即ち、図に示す第２方向Ｆ２、第２方向Ｆ２と第１方向Ｆ１とは互いに垂直である）に沿って、第１グリッド線電極５００の寸法と、第１パッシベーションコンタクト層４００の寸法との比は、０より大きく、かつ１以下である。即ち、第２方向Ｆ２に沿って、第１グリッド線電極５００の寸法は、第１寸法ｄ１であり、第１パッシベーションコンタクト層４００の寸法は、第２寸法ｄ２であり、第１寸法ｄ１と、第２寸法ｄ２との比は、０より大きく、かつ１以下である。例示的には、該比は、１、０．９、０．８、０．７、０．６、０．５、０．４、０．３、０．２又は０．１であってもよい。
【0115】
図２、図４及び図６を例として、第１寸法ｄ１が第２寸法ｄ２よりも小さい場合を示す。図７及び図８を例として、第１寸法ｄ１が第２寸法ｄ２に等しい場合を示す。図７及び図８に示す場合には、第１トンネル酸化層２００は、第１表面ｍ１の非電極領域ｚ２に位置し、第１表面ｍ１の非電極領域ｚ２と互いに接触する。
【0116】
なお、上記いくつかの実施例に示す第１パッシベーションコンタクト層４００が第１表面ｍ１の電極領域ｚ１に設けられるため、第１表面ｍ１の電極領域ｚ１は、第２寸法ｄ２で表すこともできる。第１パッシベーションコンタクト層４００が第２トンネル酸化層４１０及び第１ドープ半導体層４２０を含む場合、第２方向Ｆ２に沿う第２トンネル酸化層４１０及び第１ドープ半導体層４２０の寸法は、いずれも第２寸法ｄ２であってもよい。
【0117】
このように、第１寸法ｄ１と第２寸法ｄ２との比を制御することにより、第１グリッド線電極５００の製造を容易にするとともに、太陽電池の変換効率を向上させることができる。
【0118】
いくつかの実施例において、引き続き図１～図１１を参照すると、太陽電池は、第２パッシベーション層６００をさらに含む。第２パッシベーション層６００は、パッシベーション誘電体層３００の第１トンネル酸化層２００から離れた側の表面に設けられる。具体的には、図１、図２及び図７を例として、第２パッシベーション層６００は、透明導電酸化物層３１０の第１トンネル酸化層２００から離れた側の表面に設けられる。図３、図４及び図８を例として、第２パッシベーション層６００は、第１パッシベーション層３２０の透明導電酸化物層３１０から離れた側の表面に設けられる。図５及び図６を例として、第２パッシベーション層６００は、第２透明導電酸化物層３１０ｂの第１パッシベーション層３２０から離れた側の表面に設けられる。第１グリッド線電極５００は、第２パッシベーション層６００、パッシベーション誘電体層３００及び第１トンネル酸化層２００を貫通し、第１ドープ半導体層４２０に接続されてもよい。
【0119】
第２パッシベーション層６００は、太陽電池において主に表面パッシベーション作用及び反射防止作用を果たし、基板１００の表面のダングリングボンドに対して良好なケミカルパッシベーションを行うことができ、反射防止効果を奏する。第２パッシベーション層６００は、単層構造又は多層構造を用いてもよく、第２パッシベーション層６００の材料は、アルミナ、酸化ケイ素、窒化ケイ素又は酸窒化シリコンのうちの少なくとも１種であってもよい。一実施例において、第２パッシベーション層６００の材料は、窒化ケイ素である。
【0120】
【0121】
第２表面ｍ２に設けられた電極は、第２パッシベーションコンタクト層７００とオーミック接触を形成することができ、第２パッシベーションコンタクト層７００に電気的に接続されてもよい。これにより、第２表面ｍ２のキャリア再結合を低減するとともに、電極と第２表面ｍ２は良好な接触性能を有し、太陽電池の効率を大幅に向上させることができる。
【0122】
いくつかの実施例において、第２パッシベーションコンタクト層７００は、第２表面ｍ２に順に積層して設けられた第３トンネル酸化層７１０及び第２ドープ半導体層７２０を含む。第２ドープ半導体層７２０は、Ｎ型ドープ半導体層であってもよく、Ｐ型ドープ半導体層であってもよい。いくつかの実施例において、Ｐ型ドープ半導体層は、Ｐ型アモルファスシリコン層、Ｐ型微結晶シリコン層、Ｐ型ポリシリコン層又はＰ型ナノ結晶シリコン層のうちの１種であってもよい。具体的な使用状況に応じて柔軟に設定することができ、本願の実施例は、これを具体的に限定しない。一実施例において、第２ドープ半導体層７２０は、Ｐ型ドープポリシリコン層である。
【0123】
第３トンネル酸化層７１０が表面をパッシベーションし、かつ第２ドープ半導体層７２０がキャリアの選択的接触材料として使用されるため、第３トンネル酸化層７１０と第２ドープ半導体層７２０によって第２表面ｍ２にパッシベーションコンタクト構造を形成することができ、キャリア再結合を低減し、良好な接触性能を有し、電池効率を向上させるだけでなく、第２表面ｍ２に電極を製造しやすい。
【0124】
いくつかの実施例において、引き続き図１、図３、図５及び図９を参照すると、第３トンネル酸化層７１０の厚さは、０．８ｎｍ～２ｎｍである。例示的には、第３トンネル酸化層７１０の厚さは、０．８ｎｍ、０．９ｎｍ、１ｎｍ、１．１ｎｍ、１．３ｎｍ、１．４ｎｍ、１．６ｎｍ、１．９ｎｍ又は２ｎｍであってもよい。
【0125】
このように、第３トンネル酸化層７１０が一定のパッシベーション作用を有するとともに、第３トンネル酸化層７１０の接触抵抗の低減に有利である。つまり、第３トンネル酸化層７１０の厚さを制御することにより、一定のパッシベーション作用を有するとともに、接触抵抗による太陽電池の曲線因子の低下を抑制することができる。
【0126】
いくつかの実施例において、引き続き図１、図３、図５及び図９を参照すると、第２ドープ半導体層７２０の厚さは、１０ｎｍ～１０００ｎｍである。例示的には、第１ドープ半導体層４２０の厚さは、１０ｎｍ、２０ｎｍ、３０ｎｍ、５０ｎｍ、７０ｎｍ、８０ｎｍ、９０ｎｍ、１００ｎｍ、１１０ｎｍ、１２０ｎｍ、１７０ｎｍ、１９０ｎｍ、２００ｎｍ、２１０ｎｍ、２２０ｎｍ、２７０ｎｍ、２９０ｎｍ、３００ｎｍ、３１０ｎｍ、３２０ｎｍ、３７０ｎｍ、３９０ｎｍ、４００ｎｍ、４１０ｎｍ、４２０ｎｍ、４７０ｎｍ、４９０ｎｍ、５００ｎｍ、５１０ｎｍ、５２０ｎｍ、５７０ｎｍ、５９０ｎｍ、６００ｎｍ、６１０ｎｍ、６２０ｎｍ、６７０ｎｍ、６９０ｎｍ、７００ｎｍ、７１０ｎｍ、７２０ｎｍ、７７０ｎｍ、７９０ｎｍ、８００ｎｍ、８１０ｎｍ、８２０ｎｍ、８７０ｎｍ、８９０ｎｍ、９００ｎｍ、９１０ｎｍ、９２０ｎｍ、９７０ｎｍ、９９０ｎｍ又は１０００ｎｍであってもよい。
【0127】
このように、第２ドープ半導体層７２０の厚さを制御することにより、キャリアの選択的輸送を実現し、再結合損失を減少させるだけでなく、吸収光路を減少させ、寄生吸収を低下させ、電池効率を向上させることができる。
【0128】
いくつかの実施例において、引き続き図１、図３、図５及び図９を参照すると、太陽電池は、第２グリッド線電極８００をさらに含む。第２グリッド線電極８００は、基板１００の第２表面ｍ２の側に位置し、かつ第２パッシベーションコンタクト層７００とオーミック接触を形成する。具体的には、第２グリッド線電極８００は、第２ドープ半導体層７２０と接触することができるが、第２ドープ半導体層７２０を貫通しないため、良好な界面パッシベーションを維持することができる。
【0129】
例示的には、第２グリッド線電極８００の材質は、金属材質であってもよく、金属材質は、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｌなどの導電金属のうちの１種又は複数種の組み合わせを含むが、具体的な使用状況に応じて選択することができ、ここでは具体的に限定されない。
【0130】
いくつかの実施例において、引き続き図１、図３、図５及び図９を参照すると、太陽電池は、第３パッシベーション層９００をさらに含む。第３パッシベーション層９００は、第２パッシベーションコンタクト層７００の基板１００から離れた側の表面に設けられる。具体的には、第３パッシベーション層９００は、第２ドープ半導体層７２０の第３トンネル酸化層７１０から離れた側の表面に設けられる。第２グリッド線電極８００は、第３パッシベーション層９００を貫通し、第２ドープ半導体層７２０に接続されてもよい。
【0131】
第３パッシベーション層９００は、太陽電池において主に表面パッシベーション作用及び反射防止作用を果たし、基板１００の表面のダングリングボンドに対して良好なケミカルパッシベーションを行うことができ、反射防止効果を奏する。第３パッシベーション層９００は、単層構造又は多層構造を用いてもよく、第３パッシベーション層９００の材料は、アルミナ、酸化ケイ素、窒化ケイ素又は酸窒化シリコンのうちの少なくとも１種であってもよい。一実施例において、第３パッシベーション層９００の材料は、窒化ケイ素である。
【0132】
いくつかの実施例において、引き続き図１～図１１を参照すると、第１トンネル酸化層２００の厚さは、０．８ｎｍ～２ｎｍである。例示的には、第１トンネル酸化層２００の厚さは、０．８ｎｍ、０．９ｎｍ、１ｎｍ、１．１ｎｍ、１．３ｎｍ、１．４ｎｍ、１．６ｎｍ、１．９ｎｍ又は２ｎｍであってもよい。
【0133】
このように、第１トンネル酸化層２００が一定のパッシベーション作用を有するとともに、第１トンネル酸化層２００の接触抵抗の低減に有利である。つまり、第１トンネル酸化層２００の厚さを制御することにより、一定のパッシベーション作用を有するとともに、接触抵抗による太陽電池の曲線因子の低下を抑制することができる。
【0134】
図１２は、本願の一実施例に係る太陽電池の製造方法のフローチャートを示し、説明の便宜上、本願の実施例に関連する内容のみを示している。
【0135】
【0136】
ステップＳＦでは、対向して設けられた第１表面ｍ１及び第２表面ｍ２を有する基板１００を提供する。
【0137】
ステップＳＧでは、基板１００の第１表面ｍ１に第１トンネル酸化層２００及びパッシベーション誘電体層３００を順に形成し、第１トンネル酸化層２００は、第１表面ｍ１と少なくとも部分的に接触し、パッシベーション誘電体層３００は、第１トンネル酸化層２００の基板１００から離れた表面に設けられ、パッシベーション誘電体層３００は、少なくとも透明導電酸化物層３１０を含む。
【0138】
ステップＳＦでは、まず、基板１００であるシリコンウェハを洗浄し、テクスチャ化し、少なくともシリコンウェハの厚さ方向の一方の表面を研磨し、研磨された表面が基板１００の第２表面ｍ２を形成し、このように、図１～図８を例として、基板１００の第１表面ｍ１にテクスチャ構造を形成する。もちろん、テクスチャ化するか否かは、具体的な使用状況に応じて選択することができ、ここでは具体的に限定されない。
【0139】
ステップＳＧでは、熱酸化プロセス、プラズマ酸化プロセス、硝酸酸化プロセスのうちの１種又は複数種の組み合わせにより第１トンネル酸化層２００を製造することができる。原子層堆積法、物理気相堆積法のうちの１種又は複数種の組み合わせにより透明導電酸化物層３１０を製造することができる。
【0140】
基板１００、第１トンネル酸化層２００、パッシベーション誘電体層３００及び透明導電酸化物層３１０の構造及び材料は、上記で詳細に説明したので、ここでは説明を省略する。
【0141】
上記太陽電池の製造方法で製造された太陽電池が備える利点は、上記いくつかの実施例に示す内容を参照することができ、ここでは説明を省略する。
【0142】
図１３は、本願の一実施例に係る、ステップＳＨを含む太陽電池の製造方法のフローチャートを示し、説明の便宜上、本願の実施例に関連する内容のみを示している。
【0143】
いくつかの実施例において、図１３及び図１～図８を参照すると、第１表面ｍ１に電極領域ｚ１及び非電極領域ｚ２を有する。第１トンネル酸化層２００と第１表面ｍ１の非電極領域ｚ２とは、互いに接触する。ステップＳＧの前に、以下のステップＳＨを含む。
【0144】
ステップＳＨでは、基板１００の第１表面ｍ１の電極領域ｚ１に第１パッシベーションコンタクト層４００を形成する。
【0145】
ステップＳＨでは、まず、基板１００の第１表面ｍ１に第１パッシベーションコンタクト層４００を形成し、次にレーザー又は化学エッチングプロセスにより第１パッシベーションコンタクト層４００の第１表面ｍ１の非電極領域ｚ２に位置する部分を除去し、第１パッシベーションコンタクト層４００の第１表面ｍ１の電極領域ｚ１に位置する部分を残す。例示的には、このような操作ステップにおいて、図２、図４、図６～図８に示すような構造を形成することができる。
【0146】
なお、図２、図４及び図６に示す場合において、第１トンネル酸化層２００は、上記レーザー又は化学エッチングプロセスなどの関連する除去プロセスの後に形成されるため、該除去プロセスにおける第１トンネル酸化層２００へのダメージを回避することができ、第１トンネル酸化層２００のパッシベーション性能の向上に有利である。同時に、第１表面ｍ１の電極領域ｚ１の第２方向Ｆ２に沿う寸法が電極の第２方向Ｆ２に沿う寸法（即ち、電極の幅）よりも大きいため、電極の製造のために、より多くのプロセスウィンドウを広げることもできる。また、第１パッシベーションコンタクト層４００が第１ドープ半導体層４２０を含む場合、第１ドープ半導体層４２０の耐焼付性がより良いため、接触性能がより良い電極を製造しやすい。
【0147】
第１パッシベーションコンタクト層４００が第１ドープ半導体層４２０及び／又は第２トンネル酸化層４１０を含む場合、第１ドープ半導体層４２０は、減圧化学気相成長プロセス、プラズマ強化化学気相成長プロセス又は物理気相成長プロセスで製造されてもよく、第２トンネル酸化層４１０の関連製造プロセスは、上記いくつかの実施例に示す第１トンネル酸化層２００の関連製造プロセスを参照してもよく、ここでは説明を省略する。
【0148】
当然ながら、他の実施例において、まず、基板１００の第１表面ｍ１に第１トンネル酸化層２００を形成し、次に第１表面ｍ１の電極領域ｚ１に第１パッシベーションコンタクト層４００を形成してもよい。例示的には、このような操作ステップにおいて、図１０及び図１１に示すような構造を形成することができる。第１表面ｍ１の電極領域ｚ１に第１パッシベーションコンタクト層４００を形成する関連特徴は、上記いくつかの実施例に対する説明を参照することができ、ここでは説明を省略する。図２、図４及び図６に示す場合において、第１ドープ半導体層４２０の側壁は、第１トンネル酸化層２００と接触し、第１ドープ半導体層４２０は、第１トンネル酸化層２００に被覆され、後に示す第１グリッド線電極５００を形成する過程において、第１グリッド線電極５００は、第１トンネル酸化層２００の第２部分２２０を貫通してから、第１ドープ半導体層４２０とオーミック接触を形成する。図１０及び図１１に示す場合において、第１ドープ半導体層４２０の側壁は、透明導電酸化物層３１０と接触し、第１ドープ半導体層４２０は、第１トンネル酸化層２００に設けられ、第１ドープ半導体層４２０の露出した壁面が透明導電酸化物層３１０に被覆され、後に示す第１グリッド線電極５００を形成する過程において、第１グリッド線電極５００は、透明導電酸化物層３１０を貫通してから、第１ドープ半導体層４２０とオーミック接触を形成する。
【0149】
なお、第１パッシベーションコンタクト層４００の関連特徴、及び形成された第１パッシベーションコンタクト層４００と第１トンネル酸化層２００とで構成される関連構造については、上記に示す太陽電池構造の関連する実施例を参照することができ、ここでは説明を省略する。
【0150】
図１４は、本願の一実施例に係る、ステップＳＩを含む太陽電池の製造方法のフローチャートを示し、説明の便宜上、本願の実施例に関連する内容のみを示している。
【0151】
【0152】
ステップＳＩでは、基板１００の第１表面ｍ１に第１グリッド線電極５００を形成し、第１グリッド線電極５００の第１表面ｍ１への正投影は、第１表面ｍ１の電極領域ｚ１に位置し、かつ第１グリッド線電極５００は、第１パッシベーションコンタクト層４００とオーミック接触を形成する。
【0153】
ステップＳＩでは、第１グリッド線電極５００は、スクリーン印刷プロセス、めっきプロセス又はレーザー転写プロセスなどのプロセスで製造されてもよく、ここでは特に限定されない。
【0154】
第１グリッド線電極５００の関連特徴は、上記に示す太陽電池構造の関連する実施形態を参照することができ、ここでは説明を省略する。
【0155】
図１５は、本願の一実施例に係る、ステップＳＪを含む太陽電池の製造方法のフローチャートを示し、説明の便宜上、本願の実施例に関連する内容のみを示している。
【0156】
【0157】
ステップＳＪでは、パッシベーション誘電体層３００の第１トンネル酸化層２００から離れた表面に第２パッシベーション層６００を形成する。
【0158】
なお、ステップＳＪは、プロセスの利便性をさらに向上させるために、ステップＳＩの前に製造されてもよい。それに応じて、第１グリッド線電極５００は、まず第２パッシベーション層６００を貫通してから、少なくともパッシベーション誘電体層３００を貫通して第１ドープ半導体層４２０とオーミック接触することができる。
【0159】
第２パッシベーション層６００に関連する特徴は、上記いくつかの実施例の説明を参照することができ、ここでは説明を省略する。
【0160】
図１６は、本願の一実施例に係る、ステップＳＫを含む太陽電池の製造方法のフローチャートを示し、説明の便宜上、本願の実施例に関連する内容のみを示している。
【0161】
【0162】
ステップＳＫでは、基板１００の第２表面ｍ２に第２パッシベーションコンタクト層７００を形成する。
【0163】
第２パッシベーションコンタクト層７００に関する実施形態については、上記いくつかの実施例における説明を参照することができ、ここでは説明を省略する。
【0164】
なお、ステップＳＫは、ステップＳＧの前に実行されてもよいし、ステップＳＧの後に実行されてもよい。第２パッシベーションコンタクト層７００が第３トンネル酸化層７１０を含む場合、第３トンネル酸化層７１０を形成するステップは、第１トンネル酸化層２００を形成するステップ又は第２トンネル酸化層４１０を形成するステップと同時に実行されてもよく、別々に実行されてもよく、異なる構造のニーズに応じて選択されてもよく、ここでは具体的に限定されない。第２パッシベーションコンタクト層７００が第３トンネル酸化層７１０及び第２ドープ半導体層７２０を含む場合、上記と同様の層構造の形成プロセスを参照して、対応する構造を形成することもできる。
【0165】
図１７は、本願の一実施例に係る、ステップＳＬを含む太陽電池の製造方法のフローチャートを示し、説明の便宜上、本願の実施例に関連する内容のみを示している。
【0166】
【0167】
ステップＳＬでは、基板１００の第２表面ｍ２に第２グリッド線電極８００を形成し、第２グリッド線電極８００は、第２パッシベーションコンタクト層７００とオーミック接触を形成する。
【0168】
第２グリッド線電極８００に関する特徴については、上記いくつかの実施例における説明を参照することができ、ここでは説明を省略する。
【0169】
図１８は、本願の一実施例に係る、ステップＳＭを含む太陽電池の製造方法のフローチャートを示し、説明の便宜上、本願の実施例に関連する内容のみを示している。
【0170】
【0171】
ステップＳＭでは、第２パッシベーションコンタクト層７００の基板１００から離れた表面に第３パッシベーション層９００を形成する。
【0172】
第３パッシベーション層９００に関する特徴については、上記いくつかの実施例における説明を参照することができ、ここでは説明を省略する。
【0173】
【0174】
ステップ１では、シリコンウェハを洗浄し、テクスチャ化し、シリコンウェハの一方の表面を研磨し、研磨された表面が基板１００の第１表面ｍ１を形成し、テクスチャ化された表面が基板１００の第２表面ｍ２を形成する。
【0175】
ステップ２では、基板１００の第１表面ｍ１の電極領域ｚ１に第１パッシベーションコンタクト層４００を形成する。
【0176】
ステップ３では、基板１００の第１表面ｍ１に第１トンネル酸化層２００及びパッシベーション誘電体層３００を順に形成し、第１トンネル酸化層２００は、第１表面ｍ１の非電極領域ｚ２と互いに接触する第１部分２１０と、第１パッシベーションコンタクト層４００の第１表面ｍ１から離れた表面に設けられた第２部分２２０とを含む。
【0177】
ステップ４では、パッシベーション誘電体層３００の第１トンネル酸化層２００から離れた表面に第２パッシベーション層６００を形成する。
【0178】
ステップ５では、基板１００の第１表面ｍ１に第１グリッド線電極５００を形成し、第１グリッド線電極５００の第１表面ｍ１への正投影は、第１表面ｍ１の電極領域ｚ１に位置し、かつ第１グリッド線電極５００は、第１パッシベーションコンタクト層４００とオーミック接触を形成する。
【0179】
ステップ６では、基板１００の第２表面ｍ２に第３トンネル酸化層７１０、第２ドープ半導体層７２０及び第３パッシベーション層９００を順に形成する。
【0180】
ステップ７では、基板１００の第２表面ｍ２に第２グリッド線電極８００を形成し、第２グリッド線電極８００は、第２ドープ半導体層７２０とオーミック接触を形成する。
【0181】
【0182】
ステップ１では、シリコンウェハを洗浄し、テクスチャ化し、シリコンウェハの一方の表面を研磨し、研磨された表面が基板１００の第１表面ｍ１を形成し、テクスチャ化された表面が基板１００の第２表面ｍ２を形成する。
【0183】
ステップ２では、基板１００の第１表面ｍ１に第１トンネル酸化層２００を形成する。
【0184】
ステップ３では、基板１００の第１表面ｍ１の電極領域ｚ１に第１パッシベーションコンタクト層４００を形成する。
【0185】
ステップ４では、基板１００の第１表面ｍ１にパッシベーション誘電体層３００を形成し、パッシベーション誘電体層３００は、第１トンネル酸化層２００と互いに接触する一部と、第１パッシベーションコンタクト層４００の第１表面ｍ１から離れた表面に設けられた他の一部とを含む。
【0186】
ステップ５では、パッシベーション誘電体層３００の第１トンネル酸化層２００から離れた表面に第２パッシベーション層６００を形成する。
【0187】
ステップ６では、基板１００の第１表面ｍ１に第１グリッド線電極５００を形成し、第１グリッド線電極５００の第１表面ｍ１への正投影は、第１表面ｍ１の電極領域ｚ１に位置し、かつ第１グリッド線電極５００は、第１パッシベーションコンタクト層４００とオーミック接触を形成する。
【0188】
ステップ７では、基板１００の第２表面ｍ２に第３トンネル酸化層７１０、第２ドープ半導体層７２０及び第３パッシベーション層９００を順に形成する。
【0189】
ステップ８では、基板１００の第２表面ｍ２に第２グリッド線電極８００を形成し、第２グリッド線電極８００は、第２ドープ半導体層７２０とオーミック接触を形成する。
【0190】
なお、上記に示されたいくつかのステップ又は段階は、必ずしも同じタイミングで実行されて完了するわけではなく、異なるタイミングで実行されてもよく、これらのステップ又は段階の実行順序も必ず順に行われるわけではなく、他のステップ又は他のステップにおけるステップ又は段階の少なくとも一部に対して、順番にまたは交替に実行されてもよい。具体的な使用ニーズに応じて選択することができ、ここでは具体的に限定されない。
【0191】
以下、実施例及び比較例を参照して、本発明の実施例に係る太陽電池を例示的に説明する。
【0192】
実施例１において、図３及び図４に示す太陽電池の構造を用い、太陽電池における基板１１０は、Ｎ型シリコンウェハであり、厚さが１２０μｍであり、基板１１０の第１表面ｍ１は、受光面であり、第２表面ｍ２は、裏面である。第１トンネル酸化層２００、第２トンネル酸化層４１０及び第３トンネル酸化層７１０の材質は、いずれも二酸化ケイ素であり、第１トンネル酸化層２００の厚さは、１．４ｎｍであり、第２トンネル酸化層４１０の厚さは、１．４ｎｍであり、第３トンネル酸化層７１０の厚さは、１．４ｎｍである。透明導電酸化物層３１０の材質は、アルミニウムドープ酸化亜鉛であり、厚さが１０ｎｍであり、アルミニウムドープ酸化亜鉛中のアルミニウムの質量百分率は、１２％である。第１ドープ半導体層４２０は、Ｎ型ドープポリシリコン層であり、厚さが１５０ｎｍである。第２ドープ半導体層７２０は、Ｐ型ドープポリシリコン層であり、厚さが２００ｎｍである。第１パッシベーション層３２０の材質は、アルミナであり、厚さが３ｎｍ～１００ｎｍである。第２パッシベーション層６００及び第３パッシベーション層９００の材質は、いずれも窒化ケイ素であり、第２パッシベーション層６００の厚さは、７０ｎｍであり、第３パッシベーション層９００の厚さは、８０ｎｍである。第１グリッド線電極５００及び第２グリッド線電極８００の材質は、いずれも銀である。第１表面ｍ１に位置する第１グリッド線電極５００において、バスバーは、１８本であり、フィンガーは、２００本であり、バスバーの幅は、２００μｍであり、フィンガーの幅は、２０μｍであり、第１表面ｍ１の電極領域ｚ１の第２方向Ｆ２に沿う寸法は、１００μｍである。第２表面ｍ２に位置する第２グリッド線電極８００において、バスバーは、１８本であり、フィンガーは、２００本であり、バスバーの幅は、２００μｍであり、フィンガーの幅は、いずれも２０μｍである。
【0193】
【0194】
図１９を参照すると、比較例１において、基板１００の第２表面ｍ２側の構造は、実施例１と一致し、実施例１との相違点は、基板１００の第１表面ｍ１側の構造が基板の第２表面ｍ２側の構造と一致し、即ち、基板１００の第１表面ｍ１側にトンネル酸化層７１０’、ドープポリシリコン層７２０’、パッシベーション層９００’及び第１グリッド線電極５００が順に形成されることである。基板１００の第１表面ｍ１側に形成される構造は、基板１００の第２表面ｍ２側に形成される構造と位置、形状、寸法、材料などの特徴で全く同様である。
【0195】
図２０を参照すると、比較例２は、比較例１との相違点は、基板１００の第１表面ｍ１の非電極領域ｚ２の構造が異なることである。即ち、基板１００の第１表面ｍ１の電極領域ｚ１にトンネル酸化層７１０’、ドープポリシリコン層７２０’、パッシベーション層９００’及び第１グリッド線電極５００が順に設けられ、基板１００の第１表面ｍ１の電極領域ｚ１に設けられた各構造の材質及び厚さは、比較例１と一致する。基板１００の第１表面ｍ１の非電極領域ｚ２において、比較例１における対応するトンネル酸化層７１０’及びドープポリシリコン層７２０’の非電極領域ｚ２に位置する部分の代わりにリンドープ層７３０’を用いる。
【0196】
実施例１～実施例２及び比較例１～比較例２における太陽電池に対して、光源が１００ｍＷ／ｃｍ２、ＡＭ１．５Ｇの擬似太陽光、２５℃の条件で、過渡シミュレータ装置を用いて電気的試験を行い、試験結果を表１に示す。
【表1】
【0197】
表１から分かるように、比較例１～比較例２と比較して、実施例１～実施例２に係る太陽電池は、全体として変換効率及び曲線因子がより良好である。比較例１と比較して、実施例１及び実施例２に係る太陽電池は、より高い開放電圧及び短絡電流を有し、比較例２と比較して、実施例１及び実施例２に係る太陽電池は、より高い開放電圧及び曲線因子を有する。
【0198】
同一の発明思想に基づいて、本願の実施例は、上記いずれの実施例における太陽電池を含む太陽光発電モジュール、又は、上記いずれの実施例における太陽電池の製造方法で製造された太陽電池を含む太陽光発電モジュールを提供する。
【0199】
さらに、太陽電池は、複数設けられてもよく、全体又は複数の別体の形態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、直列及び／又は並列に電気的に接続される。太陽光発電モジュールは、電池ストリングの表面を被覆する封止層と、封止層の電池ストリングから離れた表面を被覆するカバープレートとをさらに含んでもよい。具体的には、いくつかの実施例において、複数の電池ストリングは、導電性テープによって電気的に接続されてもよい。封止層は、太陽電池の表面を被覆する。例として、封止層は、エチレン－酢酸ビニルコポリマー薄膜、ポリエチレンオクテン共エラストマー薄膜、又はポリエチレンテレフタレート薄膜などの有機封止薄膜であってもよい。カバープレートは、ガラスカバープレート、プラスチックカバープレートなどの光透過機能を有するカバープレートであってもよい。
【0200】
該太陽光発電モジュールは、上記いずれかの実施例における太陽電池が備える利点、又は上記いずれの実施例における太陽電池の製造方法で製造された太陽電池が備える利点を同様に備えるため、ここでは説明を省略する。
【0201】
同一の発明思想に基づいて、本願の実施例は、上記いずれかの実施例における太陽光発電モジュールを含む太陽光発電システムを提供する。該太陽光発電システムは、上記太陽光発電モジュールが備える利点を同様に備えるため、ここでは説明を省略する。
【0202】
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。
【0203】
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。
【0204】
以上、実施例は本願のいくつかの実施形態のみを説明しており、それらの説明は、具体的で詳細であるが、本願の特許の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。当業者にとって、本願の構想から逸脱することなく、いくつかの変形又は改善を加えることもでき、これらの変形又は改善は、両方とも、本願の保護範囲に属することに留意されたい。よって、本願の特許の保護範囲は、添付の特許請求の範囲を基準とするべきである。
【符号の説明】
【0205】
基板１００、第１表面ｍ１、電極領域ｚ１、第２寸法ｄ２、非電極領域ｚ２、第２表面ｍ２、第１トンネル酸化層２００、第１部分２１０、第２部分２２０、パッシベーション誘電体層３００、透明導電酸化物層３１０、第１透明導電酸化物層３１０ａ、第２透明導電酸化物層３１０ｂ、第１パッシベーション層３２０、第１パッシベーションコンタクト層４００、第２トンネル酸化層４１０、第１ドープ半導体層４２０、第１グリッド線電極５００、第１寸法ｄ１、第２パッシベーション層６００、第２パッシベーションコンタクト層７００、第３トンネル酸化層７１０、第２ドープ半導体層７２０、第２グリッド線電極８００、第３パッシベーション層９００、第１方向Ｆ１、第２方向Ｆ２、ステップＳＦ、ＳＧ、ＳＨ、ＳＩ、ＳＪ、ＳＫ、ＳＬ、ＳＭ。
【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】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】