特許 7410252 太陽電池および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】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-25

(45)【発行日】2024-01-09

(54)【発明の名称】太陽電池および光起電力モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01L 31/0236 20060101AFI20231226BHJP

   H01L 31/074 20120101ALI20231226BHJP

【ＦＩ】

H01L31/04 280

H01L31/06 440

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2022164202

(22)【出願日】2022-10-12

【審査請求日】2022-10-13

(31)【優先権主張番号】202211098196.3

(32)【優先日】2022-09-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【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

(73)【特許権者】

【識別番号】512083920

【氏名又は名称】晶科能源股分有限公司

(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】毛傑

(72)【発明者】

【氏名】ワウ ショウ

(72)【発明者】

【氏名】鄭霈霆

(72)【発明者】

【氏名】楊潔

(72)【発明者】

【氏名】ヂァン シン ウ

【審査官】佐竹 政彦

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１１２３７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１３９６４２４１（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１４８２３９５１（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１９２３７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－０５８０６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ３１／００－３１／０７８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

対向する前面および裏面を有し、前面が金属パターン領域を備える基板と、
前記金属パターン領域に位置する第１ピラミッド構造と、
前記基板の裏面に設けられたプラットフォーム突起構造であって、ここで、前記第１ピラミッド構造の高さ寸法が前記プラットフォーム突起構造の高さ寸法より大きく、かつ、前記第１ピラミッド構造のボトム一次元寸法が前記プラットフォーム突起構造のボトム一次元寸法より小さいプラットフォーム突起構造と、
前記基板の前面部分に位置し、かつ前記基板から離れる方向に設置された第１トンネル層および第１ドーピング導電層であって、前記第１トンネル層および前記第１ドーピング導電層が前記金属パターン領域のみに形成され、前記第１ドーピング導電層のドーピング元素タイプは前記基板のドーピング元素タイプと同じである第１トンネル層および第１ドーピング導電層と、
前記基板の裏面に位置し、かつ前記基板から離れる方向に設置された第２トンネル層および第２ドーピング導電層であって、前記第２ドーピング導電層のドーピング元素タイプは前記第１ドーピング導電層のドーピング元素タイプと異なる第２トンネル層および第２ドーピング導電層と、を含む、
ことを特徴とする太陽電池。

【請求項2】

前記第１ピラミッド構造のボトム一次元寸法は０．７μｍ～３μｍであり、前記第１ピラミッド構造のトップからボトムまでの高さ寸法は０．５μｍ～３．２μｍ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3】

前記第１ピラミッド構造の斜辺と前記第１ピラミッド構造のボトムとの夾角は３０°～７０°である、
ことを特徴とする請求項２に記載の太陽電池。

【請求項4】

前記第１ピラミッド構造の斜辺の長さは１．２μｍ～２．５μｍ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】

前記プラットフォーム突起構造のボトム一次元寸法は６μｍ～１０μｍであり、前記プラットフォーム突起構造のトップからボトムまでの高さ寸法は０．２μｍ～０．４μｍ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】

前記プラットフォーム突起構造の斜辺と前記プラットフォーム突起構造のボトムとの夾角は１０°～５０°である、
ことを特徴とする請求項５に記載の太陽電池。

【請求項7】

前記プラットフォーム突起構造の斜辺の長さは０．３μｍ～２．３μｍである、
ことを特徴とする請求項６に記載の太陽電池。

【請求項8】

さらに前記金属パターン領域に位置する第２ピラミッド構造を含み、前記第１ピラミッド構造の前記金属パターン領域における基板の前面部分に占める面積割合は前記第２ピラミッド構造の前記金属パターン領域における基板の前面部分に占める面積割合より大きく、前記第２ピラミッド構造の斜辺と前記第２ピラミッド構造のボトムとの夾角は４０°～７０°である、
ことを特徴とする請求項６に記載の太陽電池。

【請求項9】

前記第２ピラミッド構造のボトム一次元寸法は１μｍ以下であり、前記第２ピラミッド構造のトップからボトムまでの高さ寸法は１．２μｍ以下である、
ことを特徴とする請求項８に記載の太陽電池。

【請求項10】

前記基板の前面はさらに非金属パターン領域を含み、前記太陽電池は、前記非金属パターン領域に位置する第３ピラミッド構造と第４ピラミッド構造を備え、前記第３ピラミッド構造のボトム寸法は前記第４ピラミッド構造のボトム寸法より大きく、前記第３ピラミッド構造の非金属パターン領域における基板の前面部分に占める面積割合は、前記第１ピラミッド構造の金属パターン領域における基板の前面部分に占める面積割合より小さい、
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。

【請求項11】

前記第３ピラミッド構造の斜辺と前記第３ピラミッド構造のボトムとの夾角は３５°～６５°であり、前記第４ピラミッド構造の斜辺と前記第４ピラミッド構造のボトムとの夾角は４０°～６５°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３ピラミッド構造の斜辺の長さは１．２μｍ～２．５μｍであり、前記第４ピラミッド構造の斜辺の長さは０．５μｍ～１．２μｍである、
ことを特徴とする請求項１１に記載の太陽電池。

【請求項13】

前記非金属パターン領域における基板の前面部分の反射率は０．８％～２％であり、前記基板の裏面の反射率は１４％～１５％である、
ことを特徴とする請求項１２に記載の太陽電池。

【請求項14】

さらに第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の第１部分は前記第１ドーピング導電層の前記基板から離れた表面に位置し、前記第１パッシベーション層の第２部分は前記非金属パターン領域が向かう前面に位置する、
ことを特徴とする請求項１３に記載の太陽電池。

【請求項15】

前記第１パッシベーション層の第１部分は前記第１パッシベーション層の第２部分と面一ではない、
ことを特徴とする請求項１４に記載の太陽電池。

【請求項16】

さらに第２パッシベーション層を含み、前記第２パッシベーション層は前記第２ドーピング導電層の前記基板から離れた表面に位置する、
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。

【請求項17】

さらに第１電極を含み、前記第１電極は前記金属パターン領域に設けられ、前記第１ドーピング導電層と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18】

さらに拡散領域を含み、前記拡散領域は前記金属パターン領域が向かう前記基板に位置し、前記拡散領域のトップは前記第１トンネル層と接触し、前記拡散領域のドーピング元素濃度が前記基板のドーピング元素濃度より大きい、
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。

【請求項19】

前記基板はＮ型シリコン基板である、
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。

【請求項20】

請求項１～１９のいずれか１項に記載の太陽電池を接続してなるセルストリングと、
前記セルストリングの表面を覆うための封止層と、
前記封止層の前記セルストリングから離れた表面を覆うためのカバープレートと、を含む、
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、太陽電池の分野に関し、特に太陽電池および光起電力モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

太陽電池は優れた光電変換能力を持っており、通常、太陽電池を製造する過程において、まず、基板にテクスチャを作成し、基板前面と基板裏面にテクスチャ構造を持たせる必要がある。テクスチャ構造は、基板の入射光に対する吸収、その後に基板に成長する膜層の均一性及び基板界面との接触性能に重要な影響をもたらし、太陽電池の光線変換性能にも影響を及ぼす。

【0003】

しかしながら、従来の太陽電池には、光電変換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】

【0004】

本願の実施例には、少なくとも太陽電池の光電変換効率を向上させることに有利である太陽電池および光起電力モジュールが提供される。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本願の実施例には、太陽電池が提供され、当該太陽電池は、対向する前面および裏面を有し、前面が金属パターン領域を備える基板と、前記金属パターン領域に位置する第１ピラミッド構造と、前記基板の裏面に設けられたプラットフォーム突起構造であって、ここで、前記第１ピラミッド構造の高さ寸法が前記プラットフォーム突起構造の高さ寸法より大きく、かつ、前記第１ピラミッド構造のボトム一次元寸法が前記プラットフォーム突起構造のボトム一次元寸法より小さいプラットフォーム突起構造と、前記金属パターン領域における基板の前面部分に位置し、かつ前記基板から離れる方向に設置された第１トンネル層および第１ドーピング導電層であって、前記第１ドーピング導電層のドーピング元素タイプは前記基板のドーピング元素タイプと同じである第１トンネル層および第１ドーピング導電層と、前記基板の裏面に位置し、かつ前記基板から離れる方向に設置された第２トンネル層および第２ドーピング導電層であって、前記第２ドーピング導電層のドーピング元素タイプは前記第１ドーピング導電層のドーピング元素タイプと異なる第２トンネル層および第２ドーピング導電層と、を含む。

【0006】

また、前記第１ピラミッド構造のボトム一次元寸法は０．７μｍ～３μｍであり、前記第１ピラミッド構造のトップからボトムまでの高さ寸法は０．５μｍ～３．２μｍである。

【0007】

また、前記第１ピラミッド構造の斜辺と前記第１ピラミッド構造のボトムとの夾角は３０°～７０°である。

【0008】

また、前記第１ピラミッド構造の斜辺の長さは１．２μｍ～２．５μｍである。

【0009】

また、前記プラットフォーム突起構造のボトム一次元寸法は６μｍ～１０μｍであり、前記プラットフォーム突起構造のトップからボトムまでの高さ寸法は０．２μｍ～０．４μｍである。

【0010】

また、前記プラットフォーム突起構造の斜辺と前記プラットフォーム突起構造のボトムとの夾角は１０°～５０°である。

【0011】

また、前記プラットフォーム突起構造の斜辺の長さは０．３μｍ～２．３μｍである。

【0012】

また、さらに前記金属パターン領域に位置する第２ピラミッド構造を含み、前記第１ピラミッド構造の前記金属パターン領域における基板の前面部分に占める面積割合は前記第２ピラミッド構造の前記金属パターン領域における基板の前面部分に占める面積割合より大きく、前記第２ピラミッド構造の斜辺と前記第２ピラミッド構造のボトムとの夾角は４０°～７０°である。

【0013】

また、前記第２ピラミッド構造のボトム一次元寸法は１μｍ以下であり、前記第２ピラミッド構造のトップからボトムまでの高さ寸法は１．２μｍ以下である。

【0014】

また、前記基板の前面はさらに非金属パターン領域を含み、前記太陽電池は、前記非金属パターン領域に位置する第３ピラミッド構造と第４ピラミッド構造を備え、前記第３ピラミッド構造のボトム寸法は前記第４ピラミッド構造のボトム寸法より大きく、前記第３ピラミッド構造の非金属パターン領域における基板の前面部分に占める面積割合は、前記第１ピラミッド構造の金属パターン領域における基板の前面部分に占める面積割合より小さい。

【0015】

また、前記第３ピラミッド構造の斜辺と前記第３ピラミッド構造のボトムとの夾角は３５°～６５°であり、前記第４ピラミッド構造の斜辺と前記第４ピラミッド構造のボトムとの夾角は４０°～６５°である。

【0016】

また、前記第３ピラミッド構造の斜辺の長さは１．２μｍ～２．５μｍであり、前記第４ピラミッド構造の斜辺の長さは０．５μｍ～１．２μｍである。

【0017】

また、前記非金属パターン領域における基板の前面部分の反射率は０．８％～２％であり、前記基板の裏面の反射率は１４％～１５％である。

【0018】

また、さらに第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の第１部分は前記第１ドーピング導電層の前記基板から離れた表面に位置し、前記第１パッシベーション層の第２部分は前記非金属パターン領域が向かう前面に位置する。

【0019】

また、前記第１パッシベーション層の第１部分は前記第１パッシベーション層の第２部分と面一ではない。

【0020】

また、さらに第２パッシベーション層を含み、前記第２パッシベーション層は前記第２ドーピング導電層の前記基板から離れた表面に位置する。

【0021】

また、さらに第１電極を含み、前記第１電極は前記金属パターン領域に設けられ、前記第１ドーピング導電層と電気的に接続される。

【0022】

また、さらに拡散領域を含み、前記拡散領域は前記金属パターン領域が向かう前記基板に位置し、前記拡散領域のトップは前記第１トンネル層と接触し、前記拡散領域のドーピング元素濃度が前記基板のドーピング元素濃度より大きい。

【0023】

また、前記基板はＮ型シリコン基板である。

【0024】

それに応じて、本願の実施例では、光起電力モジュールがさらに提供され、当該光起電力モジュールは、上記のいずれか１項に記載の太陽電池を複数接続してなるセルストリングと、セルストリングの表面を覆うための封止層と、封止層のセルストリングから離れた表面を覆うためのカバープレートと、を含む。

【発明の効果】

【0025】

本願の実施例に係る技術案は、少なくとも以下の利点を有する。

【0026】

本願の実施例に係る太陽電池の技術案では、基板前面の金属パターン領域が第１ピラミッド構造を有し、裏面がプラットフォーム突起構造を有し、第１ピラミッド構造の高さがプラットフォーム突起構造の高さより大きく、第１ピラミッド構造のボトム寸法が第２ピラミッド構造のボトム寸法より小さいように設定することで、前面の粗さが裏面の粗さより大きくなり、前面の入射光に対する反射率が裏面の入射光に対する反射率より小さくなる。前面の入射光に対する吸収を強める一方、第１ドーピング導電層の入射光に対する寄生吸収を低減するために、金属パターン領域のみに第１トンネル層及び第１ドーピング導電層を形成し、これに基づいて、金属パターン領域における基板の前面部分の粗さを大きくすることで、第１トンネル層および第１ドーピング導電層と基板前面との接触面積を増やし、基板中のキャリアに大きなトンネル経路を提供し、キャリア移動度を下げることなく、基板の入射光に対する利用率を高めることができる。

【0027】

また、第２ドーピング導電層は基板とＰＮ接合を形成するため、裏面の粗さを小さくし、裏面において第２トンネル層及び第２ドーピング導電層に大きい平坦性を持たせるように設定し、第２トンネル層と基板裏面との接触界面に良好な形態をもたらし、基板裏面の欠陥準位密度を減らし、ＰＮ接合による光生成キャリアの基板裏面での再結合の確率を下げ、光生成キャリアの基板への移動度を向上させ、キャリア濃度の向上に寄与し、太陽電池の光電変換性能を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

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、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比例上の制限を形成しない。

【図1】図１は、本願の一実施例によって提供される太陽電池の断面構成を示す図である。

【図2】図２は、本願の一実施例によって提供される太陽電池における金属パターン領域が向かう基板の前面の上面視構成ＳＥＭ図である。

【図3】図３は、本願の一実施例によって提供される太陽電池における金属パターン領域が向かう基板の前面の側面視構成ＳＥＭ図である。

【図4】図４は、入射光が本願の一実施例によって提供される太陽電池に反射した経路図である。

【図5】図５は、図１における１の部分拡大図である。。

【図6】図６は、本願の一実施例によって提供される太陽電池における基板の裏面の上面視構成ＳＥＭ図である。

【図7】図７は、本願の一実施例によって提供される太陽電池における基板の裏面の側面視構成ＳＥＭ図である。

【図8】図８は、図１における２の部分拡大図である。。

【図9】図９は、本願の一実施例によって提供される別の太陽電池の断面構成を示す図である。

【図10】図７は、本願の別の実施例によって提供される光起電力モジュールの構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

背景技術から分かるように、従来の太陽電池には光電変換効率が低いという問題がある。

【0030】

分析によると、従来の太陽電池の光電変換効率が低い原因の１つとしては、現在、基板の前面では通常拡散プロセスを用いて一部の基板をエミッタに変換し、エミッタにおけるドーピング元素は基板におけるドーピング元素と異なっており、拡散していない基板部分とＰＮ接合を形成することが分かる。ただし、このような構造は、基板前面の金属パターン領域のキャリア再結合が大きすぎて、太陽電池の開放電圧と変換効率に影響を及ぼす。もう１つとしては、従来の太陽電池において、基板前面及び基板裏面のテクスチャ構造は入射光及び基板表面に成長されたフィルムの品質に大きな影響をもたらし、入射光の利用率の大きさ及びフィルムの性能の良し悪しは太陽電池の光電変換性能に重要な役割を果たしている。

【0031】

本願の実施例では、太陽電池が提供され、基板前面の金属パターン領域が第１ピラミッド構造を有し、裏面がプラットフォーム突起構造を有し、第１ピラミッド構造の高さがプラットフォーム突起構造の高さより大きく、第１ピラミッド構造のボトム寸法が第２ピラミッド構造のボトム寸法より小さいように設定することで、前面の粗さが裏面の粗さより大きくなり、前面の入射光に対する反射率が裏面の入射光に対する反射率より小さくなる。前面の入射光に対する吸収を強める一方、第１ドーピング導電層の入射光に対する寄生吸収を低減するために、金属パターン領域のみに第１トンネル層及び第１ドーピング導電層を形成し、これに基づいて、金属パターン領域における基板の前面部分の粗さを大きくすることで、第１トンネル層および第１ドーピング導電層と基板前面との接触面積を増やし、基板中のキャリアに大きなトンネル経路を提供し、キャリア移動度を下げることなく、基板の入射光に対する利用率を高めることができる。また、第２ドーピング導電層は基板とＰＮ接合を形成するため、裏面の粗さを小さくし、裏面において第２トンネル層及び第２ドーピング導電層に大きい平坦性を持たせるように設定し、第２トンネル層と基板裏面との接触界面に良好な形態をもたらし、基板裏面の欠陥準位密度を減らし、ＰＮ接合による光生成キャリアの基板裏面での再結合の確率を下げ、光生成キャリアの基板への移動度を向上させ、キャリア濃度の向上に寄与し、太陽電池の光電変換性能を改善することができる。

【0032】

以下、本願の各実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。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及び以下の各実施例に基づく種々の変更や修正がなくても、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。

【0033】

図１は、本願の一実施例によって提供される太陽電池の断面構成を示す図である。

【0034】

図１に示すように、太陽電池は、対向する前面および裏面を有し、前面が金属パターン領域を備える基板と、金属パターン領域に位置する第１ピラミッド構造１１と、基板１００の裏面に設けられたプラットフォーム突起構造１３であって、ここで、第１ピラミッド構造１１の高さ寸法がプラットフォーム突起構造１３の高さ寸法より大きく、かつ、第１ピラミッド構造１１のボトム一次元寸法がプラットフォーム突起構造１３のボトム一次元寸法より小さいプラットフォーム突起構造１３と、金属パターン領域における基板１００の前面部分に位置し、かつ基板１００から離れる方向に設置された第１トンネル層１１０および第１ドーピング導電層１２０であって、第１ドーピング導電層１２０のドーピング元素タイプは基板１００のドーピング元素タイプと同じである第１トンネル層１１０および第１ドーピング導電層１２０と、基板１００の裏面に位置し、かつ基板１００から離れる方向に設置された第２トンネル層１３０および第２ドーピング導電層１４０であって、第２ドーピング導電層１４０のドーピング元素タイプは第１ドーピング導電層１２０のドーピング元素タイプと異なる第２トンネル層１３０および第２ドーピング導電層１４０と、を含む。

【0035】

本願の実施例では、金属パターン領域が向かう基板１００の前面のテクスチャ構造（ピラミッド構造）の寸法と形状を異ならせることによって、基板１００の前面の粗さは裏面の粗さより大きいようにし、基板１００の前面の入射光に対する反射率を基板１００の裏面の入射光に対する反射率より小さくし、基板１００の前面の入射光に対する吸収利用率を高めることができる。

【0036】

一方、第１ドーピング導電層１２０の入射光に対する寄生吸収を低減するために、金属パターン領域のみに第１トンネル層１１０及び第１ドーピング導電層１２０を形成し、これに基づいて、金属パターン領域が向かう基板１００の前面の粗さを大きくすることで、金属パターン領域が向かう基板１００の前面のテクスチャ構造の比表面積が大きくなり、このように、第１トンネル層１１０及び第１ドーピング導電層１２０と基板１００との前面の接触面積が大きくなる。理解できるように、第１トンネル層１１０および第１ドーピング導電層１２０はパッシベーション効果を果たし、具体的に基板１００の表面の界面欠陥準位密度を下げることができ、基板１００中のキャリアが第１トンネル層１１０を介して基板１００間の接触界面を第１ドーピング導電層１２０にトンネルし、キャリアの選択的な輸送を実現できる。このことから、第１トンネル層１１０と基板１００との間の接触面積を増やすと、基板１００中のキャリアの第１ドーピング導電層１２０へのトンネル経路を大きくすることができ、キャリアの輸送効率を向上させ、第１ドーピング導電層１２０中のキャリア濃度を高め、短絡電流および開放電圧を増やし、キャリア移動度を大幅に下げずに、基板１００の入射光に対する利用率を高めることができることが分かる。

【0037】

また、第２ドーピング導電層１４０と基板１００とはＰＮ接合を形成しているため、ＰＮ接合は光生成キャリアを生成するために使われ、生成した光生成キャリアは基板１００に輸送され、さらに基板１００を介して第１ドーピング導電層１２０に輸送される。このゆえに、裏面の粗さを小さくすることで、裏面に設置された第２トンネル層１３０及び第２ドーピング導電層１４０に比較的高い平坦性を持たせ、第２トンネル層１３０と基板１００の裏面との接触界面が良好な形態を持つようにする。こうして、基板１００の裏面の欠陥準位密度を低減し、ＰＮ接合による光生成キャリアの基板１００の裏面での再結合の確率を低減し、光生成キャリアの基板１００中への移動度を向上させ、キャリア濃度の向上に有利で、太陽電池の光電変換性能を改善することができる。

【0038】

基板１００は入射光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、基板１００はシリコン基板であってもよく、シリコン基板の材料は単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコンまたは微結晶シリコンの少なくとも１種であってもよい。いくつかの実施例では、基板１００の材料は炭化珪素、有機材料または多成分化合物であってもよい。多成分化合物は、ペロブスカイト、ガリウム砒素、テルル化カドミウム、セレン化銅インジウムなどを含むが、これらに限定されない。

【0039】

いくつかの実施例では、基板１００内にドーピング元素を備え、ドーピング元素のタイプはＮ型またはＰ型であり、Ｎ型元素はリン（Ｐ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）またはヒ素（Ａｓ）などのＶ族元素であってもよく、Ｐ型元素はホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）またはインジウム（Ｉｎ）などのＩＩＩ族元素であってもよい。例えば、基板１００がＰ型基板１００の場合、その内部のドーピング元素のタイプはＰ型である。いくつかの実施例では、基板１００がＮ型基板１００の場合、その内部のドーピング元素のタイプはＮ型である。

【0040】

具体的には、いくつかの実施例では、基板１００はＮ型シリコン基板であってもよい。これに基づいて、第１ドーピング導電層１２０はＮ型ドーピング導電層で、第２ドーピング導電層１４０はＰ型ドーピング導電層であるようにすることができる。Ｐ型の第２ドーピング導電層１４０とＮ型の基板１００とはＰＮ接合を形成して、バック接合を形成する。

【0041】

他のいくつかの実施例では、基板１００はＰ型シリコン基板で、第１ドーピング導電層１２０はＰ型ドーピング導電層で、第２ドーピング導電層１４０はＮ型ドーピング導電層であってもよい。

【0042】

基板１００の前面と裏面はいずれも入射光を受光したり、光を反射したりするために用いられることができる。基板１００の前面の第１トンネル層１１０と第１ドーピング導電層１２０は基板１００の前面のパッシベーションコンタクト構造を構成するために使われ、基板１００の裏面の第２トンネル層１３０と第２ドーピング導電層１４０は基板１００の裏面のパッシベーションコンタクト構造を構成するために使われ、基板１００の前面と裏面にパッシベーションコンタクト構造を設けることにより、太陽電池は両面ＴＯＰＣＯＮ（Ｔｕｎｎｅｌ Ｏｘｉｄｅ Ｐａｓｓｉｖａｔｅｄ Ｃｏｎｔａｃｔ、トンネル酸化膜パッシベーションコンタクト）電池として形成されている。これによって、基板１００の前面および裏面に位置するパッシベーションコンタクト構造は、基板１００の前面および裏面の両方に対してキャリア再結合を低減する役割を果たすことができ、基板１００のいずれか一方の表面のみに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、太陽電池のキャリア損失を大幅に低減し、太陽電池の開放電圧および短絡電流を高めることができる。本願の実施例では、金属パターン領域が向かう基板１００の前面にのみ第１トンネル層１１０と第１ドーピング導電層１２０を設けることにより、第１ドーピング導電層１２０の入射光に対する寄生吸収を低減し、非金属パターン領域の入射光に対する吸収利用率を高めることができる。

【0043】

パッシベーションコンタクト構造を形成することにより、キャリアの基板１００表面での再結合を低減し、太陽電池の開放電圧を増やし、太陽電池の光電変換効率を高めることができる。

【0044】

第１トンネル層１１０と第２トンネル層１３０は基板１００表面の界面パッシベーションを実現するために使われ、化学的パッシベーション効果を発揮する。具体的には基板１００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表面の界面欠陥準位密度を低下させ、基板１００表面の再結合中心を減少させる。第１トンネル層１１０と第２トンネル層１３０の存在により、多数キャリアが基板１００の界面をトンネル通過して基板１００の中に到着し、キャリアの選択的輸送を実現できる。具体的には、多数キャリアは第１トンネル層１１０と基板１００の接触界面及び第２トンネル層１３０と基板１００の接触界面を通過して基板１００にトンネルする。

【0045】

本願の実施例では、基板１００の前面の金属パターン領域に第１ピラミッド構造１１を持たせ、裏面にプラットフォーム突起構造１３を持たせることにより、前面の粗さが裏面の粗さより大きいようにする。第１トンネル層１１０中のキャリア移動度を低下せずに、基板１００の入射光に対する利用率を向上させることを実現する。裏面の粗さを小さくすることによって、裏面に設置された第２トンネル層１３０および第２ドーピング導電層１４０に比較的大きい平坦性を持たせ、ＰＮ接合による光生成キャリアの基板１００裏面での再結合の確率を低減し、光生成キャリアの基板１００への移動度を高める。つまり、前面のテクスチャ構造を基板１００前面のフィルム構造とマッチングさせ、基板１００裏面のテクスチャ構造を基板１００裏面のフィルム構造とマッチングさせることにより、太陽電池の光電変換性能を全体的に向上させる。

【0046】

金属パターン領域が向かう基板１００の前面において、第１ピラミッド構造１１、第２ピラミッド構造１２の数は複数であり、異なる第１ピラミッド構造１１間、異なる第２ピラミッド構造１２間にはわずかな寸法差があるが、各第１ピラミッド構造１１、各第２ピラミッド構造１２の全体寸法はほぼ近い。なお、本願の実施例における第１ピラミッド構造１１、第２ピラミッド構造１２の寸法は、サンプリング区間内の平均寸法であることに注意すべきである。

【0047】

いくつかの実施例では、第１ピラミッド構造１１のボトム一次元寸法は０．７μｍ～３μｍであり、例えば、０．７μｍ～０．９μｍ、０．９μｍ～１μｍ、１μｍ～１．２μｍ、１．２μｍ～１．４μｍ、１．４μｍ～１．５μｍ、１．５μｍ～１．７μｍ、１．７μｍ～１．９μｍ、１．９μｍ～２μｍ、２μｍ～２．３μｍ、２．３μｍ～２．５μｍ、２．５μｍ～２．８μｍまたは２．８μｍ～３μｍであってもよく、第１ピラミッド構造１１のトップからボトムまでの高さ寸法は０．５μｍ～３．２μｍであり、例えば、０．５μｍ～０．７μｍ、０．７μｍ～０．８μｍ、０．８μｍ～１μｍ、１μｍ～１．２μｍ、１．２μｍ～１．５μｍ、１．５μｍ～１．７μｍ、１．７μｍ～１．９μｍ、１．９μｍ～２μｍ、２μｍ～２．２μｍ、２．２μｍ～２．４μｍ、２．４μｍ～２．６μｍ、２．６μｍ～２．９μｍまたは２．９μｍ～３．２μｍであってもよい。この範囲内において、金属パターン領域が向かう基板１００の前面の粗さを増やすだけでなく、第１ピラミッド構造１１の占める面積割合を変化させないまま、第１ピラミッド構造１１の数を減らし、異なる第１ピラミッド構造１１間のわずかな寸法差による寸法不均一の問題を軽減することができる。

【0048】

図５に示すように、いくつかの実施例では、第１ピラミッド構造１１の斜辺と第１ピラミッド構造１１のボトムとの夾角θ_１は３０°～７０°であり、例えば、３０°～３５°、３５°～４０°、４０°～４５°、４５°～５０°、５０°～５５°、５５°～６０°、６０°～６５°または６５°～７０°であってもよい。この範囲内において、第１ピラミッド構造１１の斜辺の傾斜程度がボトムよりも小さいため、第１ピラミッド構造１１が位置する基板１００の前面は比較的大きい粗さを持つことを確保することができ、第１ピラミッド構造１１の表面に成長する第１トンネル層１１０と第１ドーピング導電層１２０の均一性が高くなり、第１トンネル層１１０と基板１００前面との間の接触界面の平坦性を高め、基板１００の界面準位欠陥を減らし、キャリア移動度を高めるのに有利である。

【0049】

理解できるように、第１ピラミッド構造１１の斜辺の長さが大きいほど、第１ピラミッド構造１１の側面積が大きくなり、これによって、第１ピラミッド構造１１と第１トンネル層１１０との接触面積が大きくなる。これに基づいて、いくつかの実施例では、第１ピラミッド構造１１の斜辺の長さを１．２μｍ～２．５μｍとし、例えば、１．２μｍ～１．５μｍ、１．５μｍ～１．７μｍ、１．７μｍ～１．９μｍ、１．９μｍ～２．１μｍ、２．１μｍ～２．３μｍ、２．３μｍ～２．４μｍまたは２．４μｍ～２．５μｍであってもよい。この範囲内において、第１ピラミッド構造１１が位置する基板１００の前面は大きな粗さを持つことを確保しながら、第１トンネル層１１０と基板１００の前面の接触面積を増やし、さらにキャリアのトンネル経路を拡大し、キャリア移動度を高めることができる。

【0050】

図１、図２、図３および図５に示すように、いくつかの実施例では、金属パターン領域はさらに第２ピラミッド構造１２を含み、第１ピラミッド構造１１の基板１００の前面に占める面積割合は第２ピラミッド構造１２の基板１００の前面に占める面積割合より大きく、第２ピラミッド構造１２の斜辺と第２ピラミッド構造１２のボトムとの夾角θ_２は４０°～７０°であり、例えば、４０°～４５°、４５°～５０°、５０°～５５°、５５°～６０°、６０°～６５°または６５°～７０°であってもよい。第２ピラミッド構造１２の寸法を小さくして、金属パターン領域において、第２ピラミッド構造１２が位置する基板１００の前面の粗さは小さくなり、当該部分の基板１００の前面に成長する第１ドーピング導電層１２０の表面粗さが小さくなり、当該部分の第１ドーピング導電層１２０の表面は入射光に対して強い反射効果を持ち、第１ドーピング導電層１２０の入射光に対する寄生吸収を低減するのに有利である。つまり、金属パターン領域が向かう基板１００の前面に第１ピラミッド構造１１と第２ピラミッド構造１２の両方を設けることによって、キャリア移動度を向上させながら、第１ドーピング導電層１２０の入射光に対する寄生吸収を下げることができる。

【0051】

いくつかの実施例では、第２ピラミッド構造１２のボトム一次元寸法は１μｍ以下であり、第２ピラミッド構造１２のトップからボトムまでの高さ寸法は１．２μｍ以下である。この範囲内において、第２ピラミッド構造１２が位置する基板１００の前面は小さい粗さを保つことができ、第２ピラミッド構造１２が向かう第１ドーピング導電層１２０の上面は小さい粗さを持つことができ、第１ドーピング導電層１２０の入射光に対する寄生吸収を低減するのに有利である。

【0052】

図１に示すように、いくつかの実施例では、基板１００の前面はさらに非金属パターン領域を含み、非金属パターン領域は第３ピラミッド構造１４と第４ピラミッド構造１５を備え、第３ピラミッド構造１４のボトム寸法は第４ピラミッド構造１５のボトム寸法より大きく、第３ピラミッド構造１４が非金属パターン領域の向かう基板１００の前面に占める面積割合は、第１ピラミッド構造１１が金属パターン領域の向かう基板１００の前面に占める面積割合より小さい。非金属パターン領域において、寸法の大きい第３ピラミッド構造１４の占める面積割合が小さいように設定すると、単位面積当たりの第３ピラミッド構造１４と第４ピラミッド構造１５の数がより多くなり、入射光に対する拡散反射効果を強め、入射光に対する反射率を減らすことができる。また、非金属パターン領域が向かう基板１００の表面に第１ドーピング導電層１２０が設けられていないため、第１ドーピング導電層１２０の入射光に対する寄生吸収を避け、非金属パターン領域の入射光に対する吸収を大幅に増やすことができる。これにより、キャリア移動度を高めながら、基板１００の入射光に対する利用率を増やすことができる。

【0053】

いくつかの実施例では、第３ピラミッド構造１４が非金属パターン領域の向かう基板１００の前面に占める面積割合は５０％～７０％であり、例えば、５０％～５５％、５５％～６０％、６０％～６５％または６５％～７０％であってもよく、第１ピラミッド構造１１が金属パターン領域の向かう基板１００の前面に占める面積割合は８０％～９０％であり、例えば、８０％～８２％、８２％～８３％、８３％～８５％、８５％～８７％、８７％～８９％または８９％～９０％であってもよく。この範囲内において、金属パターン領域が向かう基板１００の前面と第１トンネル層１１０との間の接触界面は良好な形態を持つと同時に、非金属パターン領域が向かう基板１００の前面の拡散反射効果を強め、入射光の利用率を高めることができる。

【0054】

金属パターン領域が向かう基板１００の前面において、第３ピラミッド構造１４、第４ピラミッド構造１５の数は複数であり、異なる第３ピラミッド構造１４間、異なる第４ピラミッド構造１５間にはわずかな寸法差があるが、各第３ピラミッド構造１４、各第４ピラミッド構造１５の全体寸法はほぼ近い。なお、本願の実施例における第３ピラミッド構造１４、第４ピラミッド構造１５の寸法は、サンプリング区間内の平均寸法であることに注意すべきである。

【0055】

図４に示すように、いくつかの実施例では、基板１００の前面及び基板１００の裏面はいずれも受光面である場合、入射光が基板１００の前面または基板１００の裏面のいずれかに照射すると、一部の入射光が基板１００の表面に反射される。具体的には、入射光が基板１００の片方の表面に照射したときに、反射された一部の入射光は、太陽電池の外面に被覆されたパッケージ構造や周辺環境によって基板１００の他方の表面に回折され、再吸収・利用される。例えば、基板１００の裏面の粗さが低いため、基板１００の裏面の入射光に対する反射率が高くなり、このため、基板１００の裏面に照射した入射光は基板１００の前面まで回折されやすくなり、これらの入射光が基板１００の前面によって再吸収・利用される。

【0056】

つまり、基板１００の前面に照射した入射光は、隣接する第３ピラミッド構造１４間、第３ピラミッド構造１４と第４ピラミッド構造１５との間および隣接する第４ピラミッド構造１５間での多重反射を経て基板１００に入射する。入射光の反射回数が多いほど、外部に出射する入射光は少なくなり、即ち基板１００に入射する入射光が多くなる。入射光の隣接する第３ピラミッド構造１４間、第３ピラミッド構造１４と第４ピラミッド構造１５との間および隣接する第４ピラミッド構造１５間での反射回数と反射角度は、第３ピラミッド構造１４および第４ピラミッド構造１５の斜辺とボトムとの角度にかかわっている。

【0057】

図５に示すように、上記の考えに基づいて、いくつかの実施例では、第３ピラミッド構造１４の斜辺と第３ピラミッド構造１４のボトムとの夾角θ_３を３５°～６５°とし、例えば、４０°～４５°、４５°～５０°、５０°～５５°、５５°～６０°または６０°～６５°であってもよく、第４ピラミッド構造１５の斜辺と第４ピラミッド構造１５のボトムとの夾角θ_４は４０°～６５°であり、例えば、４０°～４５°、４５°～５０°、５０°～５５°、５５°～６０°または６０°～６５°であってもよい。この夾角範囲において、非金属パターン領域の基板１００の前面に照射した入射光及び基板１００の裏面から再度基板１００の前面に回折された入射光は、隣接する第３ピラミッド構造１４間、第３ピラミッド構造１４と第４ピラミッド構造１５との間または隣接する第４ピラミッド構造１５間での反射回数が多くなり、外部に出射される入射光の量を減らすことができる。また、非金属パターン領域において、寸法の大きい第３ピラミッド構造１４の占める面積割合が大きいため、単位面積あたりの第３ピラミッド構造１４と第４ピラミッド構造１５の総数が金属パターン領域より多くなり、非金属パターン領域の拡散反射効果を強め、入射光の利用率を高めることができる。

【0058】

理解できるように、第３ピラミッド構造１４および第４ピラミッド構造１５の斜辺の長さが大きいほど、入射光の第３ピラミッド構造１４側面および第４ピラミッド構造１５側面での反射ルートが長くなり、反射回数をさらに増やし、入射光が外部に出射する確率を下げることができる。これに基づいて、いくつかの実施例では、第３ピラミッド構造１４の斜辺の長さを１．２μｍ～２．５μｍとし、例えば、１．２μｍ～１．５μｍ、１．５μｍ～１．７μｍ、１．７μｍ～１．９μｍ、１．９μｍ～２．１μｍ、２．１μｍ～２．３μｍ、２．３μｍ～２．４μｍまたは２．４μｍ～２．５μｍであってもよく、第４ピラミッド構造１５の斜辺の長さを０．５μｍ～１．２μｍとし、例えば、０．５μｍ～０．６μｍ、０．６μｍ～０．７μｍ、０．７μｍ～０．８μｍ、０．８μｍ～０．９μｍ、０．９μｍ～１μｍ、１μｍ～１．１μｍまたは１．１μｍ～１．２μｍであってもよい。この範囲内において、入射光は第３ピラミッド構造１４と第４ピラミッド構造１５との間、隣接する第３ピラミッド構造１４間および隣接する第４ピラミッド構造１５間での反射回数が増えるようになり、非金属パターン領域における基板１００の前面の入射光に対する吸収利用率をさらに高めることができる。

【0059】

いくつかの実施例では、プラットフォーム突起構造１３のボトム一次元寸法は６μｍ～１０μｍであり、例えば、６μｍ～６．５μｍ、６．５μｍ～７μｍ、７μｍ～８μｍ、８μｍ～８．５μｍ、８．５μｍ～９μｍまたは９μｍ～１０μｍであってもよく、プラットフォーム突起構造１３のトップからボトムまでの高さ寸法は０．２μｍ～０．４μｍであり、例えば、０．２μｍ～０．２５μｍ、０．２５μｍ～０．３μｍ、０．３μｍ～０．３４μｍ、０．３４μｍ～０．３８μｍまたは０．３８μｍ～０．４μｍであってもよい。具体的には、図６～図７に示すように、プラットフォーム突起構造１３はピラミッド構造の基礎部分、すなわちピラミッド構造から最上部を除いて残った構造である。この範囲内において、プラットフォーム突起構造１３のトップからボトムまでの高さ寸法が大きくなり、プラットフォーム突起構造１３が位置する基板１００の裏面は一定の粗さを保ち、基板１００の裏面に形成する第２トンネル層１３０および第２ドーピング導電層１４０は良好な平坦性と均一性を確保するとともに、基板１００の裏面の入射光に対する反射率が大きすぎることなく、基板１００の裏面の入射光に対する利用率が小さすぎることもなく、太陽電池の開放電圧と短絡電流を高めるのに有利である。また、プラットフォーム突起構造１３のボトム寸法は基板１００の前面の第１ピラミッド構造１１より大きく、かつプラットフォーム突起構造１３の高さは第１ピラミッド構造１１の高さより小さいため、基板１００の裏面の粗さは基板１００の前面の粗さより小さくなる。そして、この範囲内において、プラットフォーム突起構造１３の高さ寸法はプラットフォーム突起構造１３のボトム一次元寸法よりはるかに小さい。これにより、基板１００の裏面の形態は基板１００の前面に比べてほぼ平坦になり、基板１００の裏面に形成される第２トンネル層１３０及び第２ドーピング導電層１４０は比較的よい厚さ均一性を持ち、第２トンネル層１３０と基板１００との裏面の接触面は良好で平坦な形態を有している。したがって、基板１００の裏面の欠陥準位密度を低減し、第２ドーピング導電層１４０と基板１００からなるＰＮ接合による光生成キャリア移動度を向上させ、基板１００中のキャリア濃度を向上させ、開放電圧および短絡電流を高め、太陽電池の光電変換効率を上げることができる。

【0060】

理解できるように、入射光が基板１００の裏面で反射されて基板１００の前面に回折される過程で、入射光のルートと基板１００の裏面のプラットフォーム突起構造１３との夾角および基板１００の前面の隣接する第３ピラミッド構造１４間の夾角、隣接する第４ピラミッド構造１５間の夾角および第３ピラミッド構造１４と第４ピラミッド構造１５との間の夾角は密接にかかわっている。このゆえに、基板１００の裏面で反射された入射光は基板１００の前面まで回折される確率が高くなるように、プラットフォーム突起構造１３間の夾角を制御する必要がある。これに基づいて、図８に示すように、いくつかの実施例では、プラットフォーム突起構造１３の斜辺とプラットフォーム突起構造１３のボトムとの夾角θ_５を１０°～５０°とし、例えば、１０°～１５°、１５°～２０°、２０°～２５°、２５°～３０°、３０°～３５°、３５°～４０°、４０°～４５°、４５°～５０°であってもよい。この範囲内において、基板１００の裏面の隣接する２つのプラットフォーム突起構造１３の斜辺間の夾角を基板１００の前面の隣接する第３ピラミッド構造１４間の夾角、隣接する第４ピラミッド構造１５間の夾角または第３ピラミッド構造１４と第４ピラミッド構造１５の間の夾角とマッチングさせ、基板１００の裏面で反射された入射光は基板１００の前面まで回折される確率が高くなり、基板１００の前面まで回折された入射光が第３ピラミッド構造１４の斜面または第４ピラミッド構造１５の斜面への入射角度は適切な範囲内にあるようにし、基板１００の前面まで回折された入射光の反射率を低減し、基板１００の入射光に対する再利用率を高めることができる。

【0061】

いくつかの実施例では、プラットフォーム突起構造１３の斜辺の長さは０．３μｍ～２．３μｍであり、例えば、０．３μｍ～０．５μｍ、０．５μｍ～０．８μｍ、０．８μｍ～１μｍ、１μｍ～１．２μｍ、１．２μｍ～１．５μｍ、１．５μｍ～１．８μｍ、１．８μｍ～２μｍ、２μｍ～２．１μｍまたは２．１μｍ～２．３μｍであってもよい。この範囲内において、プラットフォーム突起構造１３の高さ寸法を変化させないまま、プラットフォーム突起構造１３の表面積を増やすことができるため、第２トンネル層１３０と基板１００の裏面との接触面積を増やし、キャリアのトンネル経路を拡大し、キャリア移動度をさらに高めるのに有利である。

【0062】

いくつかの実施例では、非金属パターン領域が向かう基板１００の前面の反射率は０．８％～２％であり、例えば、０．８％～０．９％、０．９％～１％、１％～１．２％、１．２％～１．４％、１．４％～１．６％、１．６％～１．８％または１．８％～２％であってもよく、基板１００の裏面の反射率は１４％～１５％であり、例えば、１４％～１４．１％、１４．１％～１４．２％、１４．２％～１４．４％、１４．４％～１４．６％、１４．６％～１４．８％または１４．８％～１５％であってもよい。基板１００の前面の非金属パターン領域のテクスチャ構造は第３ピラミッド構造１４及び第４ピラミッド構造１５であるため、非金属パターン領域が向かう基板１００の前面の反射率は基板１００の裏面の反射率よりはるかに小さく、非金属パターン領域の基板１００の入射光に対する利用率を上げ、キャリアの数を増やし、短絡電流及び開放電圧を高め、太陽電池の光電変換性能を強めるのに有利である。実際の応用において、基板１００の裏面に照射する入射光は基板１００の前面に照射する入射光より少ないため、基板１００の裏面の反射率を高く設定することで、基板１００の裏面の平坦性を高めることができ、基板１００裏面に形成される第２トンネル層１３０および第２ドーピング導電層１４０の均一性および平坦性の向上に有利であり、キャリア移動度を高めるのに有利である。また、基板１００の裏面の反射率が高くても、本願の実施例におけるプラットフォーム突起構造１３の斜辺とボトムとの夾角の設定、基板１００の前面における第３ピラミッド構造１４の斜辺とボトムとの夾角の設定、及び第４ピラミッド構造１５の斜辺とボトムとの夾角の設定に基づいて、基板１００の裏面で反射された入射光は再び基板１００の前面まで回折される確率が高くなり、反射率の低い基板１００の前面で利用され、キャリア移動度の向上を実現すると同時に、入射光に対する利用率を増やすことができる。

【0063】

いくつかの実施例では、さらに第１パッシベーション層１５０を含み、第１パッシベーション層１５０の第１部分は第１ドーピング導電層１２０の基板１００から離れた表面に位置し、第１パッシベーション層１５０の第２部分は非金属パターン領域が向かう前面に位置する。第１パッシベーション層１５０は基板１００の前面に対して良好なパッシベーション効果を発揮することができ、例えば基板１００の前面のダングリングボンドに対して良好な化学的パッシベーションを行い、基板１００の前面の欠陥準位密度を低減し、基板１００の前面のキャリア再結合を良好に抑制することができる。第１部分の第１パッシベーション層１５０は直接基板１００の前面と接触し、第１部分の第１パッシベーション層１５０と基板１００の間に第１トンネル層１１０および第１ドーピング導電層１２０がなく、このように、入射光に対する第１ドーピング導電層１２０の寄生吸収を減らすことができる。

【0064】

いくつかの実施例では、第１パッシベーション層１５０の第１部分は第１パッシベーション層１５０の第２部分と面一ではない。具体的には、第１パッシベーション層１５０の第１部分の上面は第１パッシベーション層１５０の第２部分の上面より低くてもよい。これによって、基板１００の前面に位置する第１部分の厚さが厚すぎないようにし、第１部分の厚さが大きいことによって基板１００の前面に応力損傷が生じ、基板１００の前面に界面準位欠陥が多く発生してキャリア再結合中心が多く生じるという問題を防ぐことができる。

【0065】

いくつかの実施例では、第１パッシベーション層１５０は単層構造であってもよく、他のいくつかの実施例では、第１パッシベーション層１５０は多層構造であってもよい。いくつかの実施例では、第１パッシベーション層１５０の材料は、酸化シリコン、酸化アルミニウム、窒化シリコン、または酸窒化シリコンのうちの少なくとも１つであってもよい。

【0066】

いくつかの実施例では、さらに第２パッシベーション層１６０を含み、第２パッシベーション層１６０は第２ドーピング導電層１４０の基板１００から離れた表面に位置する。第２パッシベーション層１６０は基板１００の裏面に対して良好なパッシベーション効果を発揮し、基板１００裏面の欠陥準位密度を低減し、基板１００の裏面のキャリア再結合を良好に抑制するために使われる。基板１００の裏面のプラットフォーム突起構造１３の凹凸程度が小さいため、基板１００の裏面に成長して得られる第２パッシベーション層１６０は高い平坦性を有し、第２パッシベーション層１６０のパッシベーション性能を高めることができる。

【0067】

いくつかの実施例では、第２パッシベーション層１６０は単層構造であってもよく、他のいくつかの実施例では、第２パッシベーション層１６０は多層構造であってもよい。いくつかの実施例では、第２パッシベーション層１６０の材料は、酸化シリコン、酸化アルミニウム、窒化シリコン、または酸窒化シリコンのうちの少なくとも１つであってもよい。

【0068】

いくつかの実施例では、さらに第１電極１７０を含み、第１電極１７０は金属パターン領域に設けられ、第１ドーピング導電層１２０と電気的に接続される。基板１００の裏面に形成されるＰＮ接合は入射光を受光して光生成キャリアを生成するために使われ、生成された光生成キャリアは基板１００から第１ドーピング導電層１２０に輸送され、さらに第１電極１７０に輸送され、第１電極１７０は光生成キャリアの収集に使われる。第１ドーピング導電層１２０のドーピング元素のタイプは基板１００のドーピング元素のタイプと同じであるため、第１電極１７０と第１ドーピング導電層１２０の間の金属接触再結合損失を減らし、さらに第１電極１７０と第１ドーピング導電層１２０の間のキャリア接触再結合を低減し、短絡電流および太陽電池の光電変換性能を高めることができる。

【0069】

図９に示すように、いくつかの実施例では、さらに拡散領域１９０を含み、拡散領域１９０は金属パターン領域が向かう基板１００に位置し、拡散領域１９０のトップは第１トンネル層１１０と接触し、拡散領域１９０のドーピング元素濃度が基板１００のドーピング元素濃度より大きい。拡散領域１９０はキャリア輸送経路とすることができ、金属パターン領域が向かう基板１００にのみ拡散領域１９０を形成するため、基板１００中のキャリアは拡散領域１９０を通じてドーピング導電層に容易に輸送され、つまり、拡散領域１９０はキャリア輸送経路として機能する。さらに、金属パターン領域が向かう基板１００にのみ拡散領域１９０を設けるため、基板１００中のキャリアが拡散領域１９０に集中して輸送され、さらに拡散領域１９０を介して第１ドーピング導電層１２０に輸送され、第１ドーピング導電層１２０中のキャリア濃度を大幅に高めることができる。なお、本願の実施例では、非金属パターン領域が向かう基板１００に拡散領域１９０を設けず、これにより、非金属パターン領域が向かう基板１００の前面のキャリア濃度が大きすぎないようにし、非金属パターン領域が向かう基板１００の前面でキャリアがひどく再結合する問題を防ぐことができる。また、基板１００中のキャリアが非金属パターン領域の向かう基板１００の前面に輸送されることを防ぐことができ、さらに非金属パターン領域が向かう基板１００の前面にキャリアが堆積することによって非金属パターン領域が向かう基板１００の前面に「デッド層」が生じて、キャリアが再結合しすぎるという問題を避け、太陽電池の光電変換性能を全体的に高めることができる。

【0070】

いくつかの実施例では、さらに第２電極１８０を含み、第２電極１８０は基板１００の裏面に位置し、第２電極１８０は第２パッシベーション層１６０を貫通して第２ドーピング導電層１４０と電気的と接触している。

【0071】

上記実施例で提供された太陽電池において、基板１００の前面の金属パターン領域は第１ピラミッド構造１１を備え、裏面はプラットフォーム突起構造１３を備え、これにより、前面の粗さは裏面の粗さより大きい。このように、前面の入射光に対する吸収を強める一方、第１トンネル層１１０および第１ドーピング導電層１２０と基板１００の前面との接触面積を増やすことができ、基板１００中のキャリアに大きなトンネル経路を提供し、キャリア移動度を低下させずに、基板１００の入射光に対する利用率を高めることができる。また、第２ドーピング導電層１４０と基板１００とはＰＮ接合を形成するため、裏面の粗さを小さくし、裏面において第２トンネル層１３０及び第２ドーピング導電層１４０に比較的大きな平坦性を持たせるように設定し、第２トンネル層１３０と基板１００との接触界面に良好な形態を持たせ、基板１００の裏面の欠陥準位密度を減らし、ＰＮ接合による光生成キャリアの基板１００の裏面での再結合の確率を下げ、光生成キャリアの基板１００への移動率を向上させ、キャリア濃度の向上に有利で、太陽電池の光電変換性能を改善することができる。

【0072】

それに応じて、図１０に示すように、本願の別の実施例では、光起電力モジュールがさらに提供され、当該光起電力モジュールは、前記実施例で提供する太陽電池１０１を複数接続してなるセルストリングと、セルストリングの表面を覆うための封止層１０２と、封止層１０２のセルストリングから離れた表面を覆うためのカバープレート１０３と、を含む。太陽電池１０１は、全体または複数の分割の形で電気的に接続されることで複数のセルストリングを形成し、複数のセルストリングは直列および／または並列の形で電気的に接続される。

【0073】

具体的には、いくつかの実施例では、複数のセルストリング間は導電テープ１０４を通じて電気的に接続されてもよい。封止層１０２は、太陽電池１０１の前面及び裏面を覆い、具体的には、封止層１０２は、エチレン－酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）フィルム、ポリオレフィンエラストマー（ＰＯＥ）フィルムまたはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムなどの有機封止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はガラスカバーレート、プラスチックカバーレートなどの光透過機能を有するカバープレート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に向かう表面は凹凸表面であってもよく、入射光の利用率を高めることができる。

【0074】

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、本願の構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。

【0075】

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。

【要約】      （修正有）

【課題】本願の実施例は、太陽電池の技術分野に関し、特に太陽電池および光起電力モジュールに関する。
【解決手段】太陽電池は、対向する前面および裏面を有し、前面が金属パターン領域を備える基板と、金属パターン領域に位置する第１ピラミッド構造１１と、基板１００の裏面に設けられたプラットフォーム突起構造１３であって、第１ドーピング導電層１２０のドーピング元素タイプは基板１００のドーピング元素タイプと同じである第１トンネル層１１０および第１ドーピング導電層１２０と、第２ドーピング導電層１４０のドーピング元素タイプは第１ドーピング導電層１２０のドーピング元素タイプと異なる第２トンネル層１３０および第２ドーピング導電層１４０と、を含む。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】