▶ ジョジアン ジンコ ソーラー カンパニー リミテッドの特許一覧 ▶ 晶科能源股▲ふん▼有限公司の特許一覧
(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】2024-07-25
(45)【発行日】2024-08-02
(54)【発明の名称】太陽電池及びその製造方法、光起電力モジュール
(51)【国際特許分類】
H01L 31/0236 20060101AFI20240726BHJP
H01L 31/068 20120101ALI20240726BHJP
H01L 31/0747 20120101ALI20240726BHJP
【ＦＩ】
H01L31/04 280
H01L31/06 300
H01L31/06 455
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2024011874
(22)【出願日】2024-01-30
【審査請求日】2024-03-13
(31)【優先権主張番号】202311736451.7
(32)【優先日】2023-12-15
(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
【氏名又は名称原語表記】ＪＩＮＫＯ ＳＯＬＡＲ ＣＯ．， ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．１，Ｊｉｎｋｏ Ｒｏａｄ， Ｓｈａｎｇｒａｏ Ｅｃｏｎｏｍｉｃ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｚｏｎｅ Ｊｉａｎｇｘｉ ３３４１００ ＣＮ
(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】ショウ
(72)【発明者】
【氏名】楊潔
(72)【発明者】
【氏名】鄭霈霆
(72)【発明者】
【氏名】ヂァン シン ウ
(72)【発明者】
【氏名】沈夢超
(72)【発明者】
【氏名】毛傑
(72)【発明者】
【氏名】朱佳佳
(72)【発明者】
【氏名】鄭晶茗
【審査官】吉岡 一也
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－１８５５８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－１２９６６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１１１７５５５５２（ＣＮ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１０７４８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１１１７３９９８４（ＣＮ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１１０６７６１６０（ＣＮ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０８３３６１５４（ＣＮ，Ａ）
【文献】中国実用新案第２０６５９５２６４（ＣＮ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ３１／０２－３１／０７８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板であって、前記基板が対向設置された前面及び裏面を備え、前記裏面が間隔をあけて交互に設置されたＰ領域及びＮ領域を含む基板と、前記裏面のＮ領域に位置する第１誘電体層と、
前記第１誘電体層に位置する第１ポリシリコンドープ層であって、前記第１ポリシリコンドープ層には、Ｎ型ドーピング元素がドープされている第１ポリシリコンドープ層と、
前記裏面のＰ領域に位置する第２誘電体層と、
前記第２誘電体層に位置する第２ポリシリコンドープ層であって、前記第２ポリシリコンドープ層にはＰ型ドーピング元素がドープされており、ここで、前記第１ポリシリコンドープ層の前記基板から離れた表面は、第１粗さを備え、前記第２ポリシリコンドープ層の前記基板から離れた表面は、第２粗さを備え、前記第２粗さが前記第１粗さよりも小さい第２ポリシリコンドープ層と、
前記第１ポリシリコンドープ層の前記基板から離れる表面を覆い、かつ前記第２ポリシリコンドープ層の前記基板から離れる表面を覆うパッシベーション層と、
第１電極及び第２電極であって、前記第１電極が前記パッシベーション層を貫通して前記第１ポリシリコンドープ層と電気的に接続され、前記第２電極が前記パッシベーション層を貫通して前記第２ポリシリコンドープ層と電気的に接続される第１電極及び第２電極と、を含み、
前記裏面は、非電極領域をさらに含み、各前記非電極領域が隣接するＰ領域とＮ領域との間に位置し、前記パッシベーション層が前記非電極領域に位置し、前記裏面は前記Ｎ領域に第１表面構造を備え、前記第１誘電体層が前記第１表面構造を覆い、前記裏面は前記非電極領域に第２表面構造を備え、前記パッシベーション層が前記第２表面構造を覆い、または、
前記裏面は、非電極領域をさらに含み、各前記非電極領域が隣接するＰ領域とＮ領域との間に位置し、前記パッシベーション層が前記非電極領域に位置し、前記裏面は前記Ｐ領域に第１表面構造を備え、前記第２誘電体層が前記第１表面構造を覆い、前記裏面は前記非電極領域に第２表面構造を備え、前記パッシベーション層が前記第２表面構造を覆い、
前記第１表面構造と前記前面との最小距離は、第１距離であり、前記第２表面構造と前記前面との最小距離は、第２距離であり、前記第１距離が前記第２距離よりも大きい、
ことを特徴とする太陽電池。
【請求項2】
前記第１距離と前記第２距離との差の範囲は０．５～１０μｍ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】
前記基板の裏面は、第３表面構造をさらに備え、前記第３表面構造が前記Ｐ領域と前記非電極領域との境界または前記Ｎ領域と前記非電極領域との境界に位置し、一部の前記第３表面構造が、第１側面と、第２側面とを含み、前記第１側面が前記非電極領域から離れた側に向かっており、前記第２側面は前記非電極領域に向かっており、前記第１側面の径方向長さが前記第２側面の径方向長さよりも小さい、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３表面構造は、角柱構造、ピラミッド構造又は四面体構造を含む、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表面構造は、プラットフォーム突起構造、ピラミッドテクスチャ構造または平坦面を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項6】
前記第１ポリシリコンドープ層の平均厚さは、前記第２ポリシリコンドープ層の平均厚さ以下である、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誘電体層又は前記第２誘電体層のうちの少なくとも一方の材料は、酸化シリコン、アモルファスシリコン、微結晶シリコン、ナノ結晶シリコン、又は炭化ケイ素を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項8】
基板を提供することであって、前記基板が対向設置された前面及び裏面を備え、前記裏面が間隔をあけて交互に設置されたＰ領域及びＮ領域を含むことと、前記裏面のＮ領域に第１誘電体層を形成することと、
前記第１誘電体層に第１ポリシリコンドープ層を形成することであって、前記第１ポリシリコンドープ層には、Ｎ型ドーピング元素がドープされていることと、
前記裏面のＰ領域に第２誘電体層を形成することと、
前記第２誘電体層に第２ポリシリコンドープ層を形成することであって、前記第２ポリシリコンドープ層にはＰ型ドーピング元素がドープされており、ここで、前記第１ポリシリコンドープ層の前記基板から離れた表面は、第１粗さを備え、前記第２ポリシリコンドープ層の前記基板から離れた表面は、第２粗さを備え、前記第２粗さが前記第１粗さよりも小さいことと、
前記第１ポリシリコンドープ層の前記基板から離れる表面を覆い、かつ前記第２ポリシリコンドープ層の前記基板から離れる表面を覆うパッシベーション層を形成することと、
第１電極及び第２電極を形成するであって、前記第１電極が前記パッシベーション層を貫通して前記第１ポリシリコンドープ層と電気的に 接続され、前記第２電極が前記パッシベーション層を貫通して前記第２ポリシリコンドープ層と電気的に接続されることと、を含み、
前記裏面は、非電極領域をさらに含み、各前記非電極領域が隣接するＰ領域とＮ領域との間に位置し、前記パッシベーション層が前記非電極領域に位置し、前記裏面は前記Ｎ領域に第１表面構造を備え、前記第１誘電体層が前記第１表面構造を覆い、前記裏面は前記非電極領域に第２表面構造を備え、前記パッシベーション層が前記第２表面構造を覆い、または、
前記裏面は、非電極領域をさらに含み、各前記非電極領域が隣接するＰ領域とＮ領域との間に位置し、前記パッシベーション層が前記非電極領域に位置し、前記裏面は前記Ｐ領域に第１表面構造を備え、前記第２誘電体層が前記第１表面構造を覆い、前記裏面は前記非電極領域に第２表面構造を備え、前記パッシベーション層が前記第２表面構造を覆い、
前記第１表面構造と前記前面との最小距離は、第１距離であり、前記第２表面構造と前記前面との最小距離は、第２距離であり、前記第１距離が前記第２距離よりも大きい、
ことを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項9】
複数の請求項１～７のいずれか１項に記載の太陽電池または請求項８に記載の太陽電池の製造方法によって製造された複数の太陽電池が接続部材によって接続され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、太陽電池及びその製造方法、光起電力モジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
現在、化石エネルギーの枯渇に伴い、太陽電池は、新しいエネルギーの代替案として、ますます広く使用されている。太陽電池は、太陽の光エネルギーを電気エネルギーに変換する装置である。太陽電池は、光起電力の原理を利用してキャリアを生じさせ、電極でキャリアを引き出すことで、電気エネルギーを有効に利用するのに寄与する。
【0003】
現在、太陽電池は、主にＩＢＣ（インターディジテッドバックコンタクト、Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｔｅｄ Ｂａｃｋ Ｃｏｎｔａｃｔ）セル、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）セル、ＰＥＲＣセル（不動態化エミッタ及びリアセル、Ｐａｓｓｉｖａｔｅｄ Ｅｍｉｔｔｅｒ ａｎｄ Ｒｅａｌ Ｃｅｌｌ）及びヘテロ接合セルなどを含んでいる。異なる膜層の設置と機能性限定によって、光学損失を低下させ、シリコン基板の表面と内部の光生成キャリア再結合を低減し、太陽電池の光電変換効率を高めている。
【0004】
しかしながら、現在、太陽電池の光電変換効率は、依然として良くない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本願の実施例には、少なくとも太陽電池の光電変換効率の向上に有利である太陽電池及びその製造方法、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】
【0006】
本願のいくつかの実施例によれば、本願実施例の一態様では、太陽電池が提供され、この太陽電池は、基板と、積層された第１誘電体層及び第１ポリシリコンドープ層と、積層された第２誘電体層及び第２ポリシリコンドープ層と、パッシベーション層と、前記パッシベーション層に位置する第１電極及び第２電極と、を含み、前記基板が対向設置された前面及び裏面を備え、前記基板が間隔をあけて交互に設置されたＰ領域及びＮ領域を含み、前記第１誘電体層が前記裏面に位置し、前記第１ポリシリコンドープ層が前記第１誘電体層の表面に位置し、前記第１ポリシリコンドープ層にはＮ型ドーピング元素がドープされており、前記第１誘電体層及び前記第１ポリシリコンドープ層が前記Ｎ領域の基板の表面に位置し、前記第２誘電体層が前記裏面に位置し、前記第２ポリシリコンドープ層が前記第２誘電体層の表面に位置し、前記第２ポリシリコンドープ層にＰ型ドーピング元素がドープされており、前記第２誘電体層及び前記第２ポリシリコンドープ層は前記Ｐ領域の基板の表面に位置し、ここで、前記第１ポリシリコンドープ層の前記第１誘電体層から離れた表面は、第１粗さを備え、前記第２ポリシリコンドープ層の前記第２誘電体層から離れた表面は、第２粗さを備え、前記第２粗さが前記第１粗さよりも小さく、前記パッシベーション層が前記第１ポリシリコンドープ層の表面を覆い、かつ前記第２ポリシリコンドープ層の表面を覆い、前記第１電極が前記第１ポリシリコンドープ層と電気的に接続され、前記第２電極が前記第２ポリシリコンドープ層と電気的に接続される。
【0007】
いくつかの実施例では、前記第１ポリシリコンドープ層は、複数の第１シリコン結晶粒子を含み、前記複数の第１シリコン結晶粒子の表面が前記第１粗さを備えた第１ポリシリコンドープ層の表面を構成し、前記第２ポリシリコンドープ層は、複数の第２シリコン結晶粒子を含み、前記複数の第２シリコン結晶粒子の表面が前記第２粗さを備える第２ポリシリコンドープ層の表面を構成し、前記第１シリコン結晶粒子の結晶粒度が前記第２シリコン結晶粒子の結晶粒度よりも小さい。
【0008】
いくつかの実施例では、前記第１シリコン結晶粒子の結晶粒度の範囲は、１０ｎｍ～３００ｎｍを含む。
【0009】
いくつかの実施例では、前記第２シリコン結晶粒子の結晶粒度の範囲は、１００ｎｍ～９００ｎｍを含む。
【0010】
いくつかの実施例では、前記第１シリコン結晶粒子の形状は、球形粒子状又は準球形粒子状を含む。
【0011】
いくつかの実施例では、第２シリコン結晶粒子の形状は、シート状、板状又は粒子状を含む。
【0012】
いくつかの実施例では、前記第１シリコン結晶粒子の結晶粒度が前記第２シリコン結晶粒子の結晶粒度よりも小さいことは、前記第１シリコン結晶粒子の径方向１次元寸法が前記第２シリコン結晶粒子の径方向１次元寸法よりも小さいことと、前記第１シリコン結晶粒子の高さが前記第２シリコン結晶粒子の高さよりも大きいことと、を含む。
【0013】
いくつかの実施例では、前記Ｐ領域と前記Ｎ領域との間には非電極領域を有し、前記パッシベーション層が前記非電極領域に位置し、前記Ｎ領域の正対する前記裏面は第１表面構造を備え、前記第１誘電体層が前記第１表面構造を覆い、前記非電極領域の正対する前記裏面が第２表面構造を備え、前記パッシベーション層が前記第２表面構造を覆う。
【0014】
いくつかの実施例では、前記Ｐ領域と前記Ｎ領域との間には非電極領域を有し、前記パッシベーション層が前記非電極領域に位置し、前記Ｐ領域の正対する前記裏面は第１表面構造を備え、前記第２誘電体層が前記第１表面構造を覆い、前記非電極領域の正対する前記裏面が第２表面構造を備え、前記パッシベーション層が前記第２表面構造を覆う。
【0015】
いくつかの実施例では、前記第１表面構造と前記前面との最小距離は、第１距離であり、前記第２表面構造と前記前面との最小距離は、第２距離であり、前記第１距離が前記第２距離よりも大きい。
【0016】
いくつかの実施例では、前記第１距離と前記第２距離との差の範囲は０．５～１０μｍを含む。
【0017】
いくつかの実施例では、前記基板の表面は、第３表面構造をさらに備え、前記第３表面構造が前記Ｐ領域と前記非電極領域との境界または前記Ｎ領域と前記非電極領域との境界に位置し、前記第３表面構造が、第１側面と、第２側面とを含み、前記第１側面が前記非電極領域から離れた側に向かっており、前記第２側面は前記非電極領域に向かっており、前記第１側面の径方向長さが前記第２側面の径方向長さよりも小さい。
【0018】
いくつかの実施例では、前記第３表面構造は、角柱構造、ピラミッド構造又は四面体構造を含む。
【0019】
いくつかの実施例では、前記第１表面構造は、プラットフォーム突起構造、ピラミッドテクスチャ構造または平坦面を含む。
【0020】
いくつかの実施例では、前記第１ポリシリコンドープ層の平均厚さは、前記第２ポリシリコンドープ層の平均厚さ以下である。
【0021】
いくつかの実施例では、前記第１誘電体層又は前記第２誘電体層のうちの少なくとも一方の材料は、酸化シリコン、アモルファスシリコン、微結晶シリコン、ナノ結晶シリコン、又は炭化ケイ素を含む。
【0022】
本願のいくつかの実施例によれば、本願実施例の別の態様では、太陽電池の製造方法がさらに提供され、この太陽電池の製造方法は、初期基板を提供することであって、前記初期基板は、対向設置された第１面及び第２面を含み、前記初期基板は、間隔をあけて交互に設置された第１領域及び第２領域を備え、前記第１領域と前記第２領域との間に初期非電極領域があることと、積層された第１初期誘電体層及び第１半導体層を前記第１面に形成することであって、前記第１初期誘電体層が前記第１領域、第２領域及び前記初期非電極領域に位置し、ここで、前記第１半導体層が前記第１初期誘電体層の表面に位置し、前記第１半導体層の前記第１初期誘電体層から離れた表面には第１初期粗さを有することと、前記第１半導体層に対してパターニング化処理を行い、前記第１領域に位置する前記第１初期誘電体層を第１誘電体層として残し、前記第１領域に位置する前記第１半導体層を第１ポリシリコンドープ層として残し、前記第１ポリシリコンドープ層の前記第１誘電体層から離れた表面は第１粗さを有し、ここで、パターニング化処理を行った後の前記第１領域、第２領域及び初期非電極領域をそれぞれＮ領域、Ｐ領域及び非電極領域とし、前記初期基板を基板とし、前記基板の第１面を裏面とし、前記基板の第２面を前面とすることと、前記裏面に第２誘電体層及び第２ポリシリコンドープ層を形成することであって、前記第２誘電体層が前記第２領域に位置し、ここで、前記第２ポリシリコンドープ層が前記第２誘電体層の表面に位置し、前記第２ポリシリコンドープ層の前記第２誘電体層から離れた表面は第２粗さを備え、前記第２粗さが前記第１粗さよりも小さいことと、パッシベーション層を形成することであって、前記パッシベーション層が前記第１ポリシリコンドープ層及び前記第２ポリシリコンドープ層の表面を覆い、前記パッシベーション層がさらに前記非電極領域に位置することと、前記パッシベーション層の表面に位置する第１電極及び第２電極を形成することであって、前記第１電極が前記第１ポリシリコンドープ層に電気的に接続され、前記第２電極が前記第２ポリシリコンドープ層に電気的に接続されることと、を含む。
【0023】
いくつかの実施例では、前記初期基板の表面は第１表面構造を有し、前記第１領域と前記初期非電極領域の境界または前記第２領域と前記初期非電極領域の境界の少なくとも一方には、初期遷移領域を有し、前記第１領域、前記第２領域、前記非電極領域及び前記初期遷移領域は、第１表面構造を有し、パターニング化処理のステップにおいて、前記初期非電極領域、第２領域及び初期遷移領域に位置する第１初期半導体層及び第１半導体層を除去すると同時に、一部の厚さの前記基板をエッチングすることにより、前記初期非電極領域の前記第１表面構造が第２表面構造に変換され、前記初期遷移領域の前記第１表面構造が第３表面構造に変換され、前記第３表面構造は第１側面及び第２側面を含み、前記第１側面は前記非電極領域から離れた側に向かっており、前記第２側面は前記非電極領域に向かっており、前記第１側面の径方向長さが前記第２側面の径方向長さよりも小さい。
【0024】
本願のいくつかの実施例によれば、本願実施例の別の態様では、光起電力モジュールがさらに提供され、この光起電力モジュールは、複数の上述した実施例のいずれかにおける太陽電池または上述した実施例のいずれかに記載の製造方法によって製造された複数の太陽電池が接続部材によって接続され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。
【発明の効果】
【0025】
本願実施例に提供された技術案は、少なくとも以下の利点を有する。
【0026】
本願実施例に提供された太陽電池では、太陽電池が第１ポリシリコンドープ層及び第２ポリシリコンドープ層を含み、第１ポリシリコンドープ層及び第２ポリシリコンドープ層がいずれも裏面に位置し、フルパッシベーションコンタクト電池構造の設計によって、電池の再結合電流を最大限に低減し、電池の開放電圧を高めている。また、フルパッシベーションコンタクト電池を製造する過程において、高温拡散層の設計がなく、第１ポリシリコンドープ層及び第２ポリシリコンドープ層をキャリア輸送層として使用し、拡散層の再結合電流の影響を除去し、電池の開放電圧を向上させている。第１ポリシリコンドープ層にはＮ型ドーピング元素がドープされており、第１ポリシリコンドープ層の表面は、第１粗さを備え、第２ポリシリコンドープ層にはＰ型ドーピング元素がドープされており、第２ポリシリコンドープ層の表面は、第２粗さを備え、第２粗さが第１粗さよりも小さい。これにより、第１ポリシリコンドープ層と第２ポリシリコンドープ層の形態の違いに基づいて、より高い粗さを持った第１ポリシリコンドープ層にとって、第１ポリシリコンドープ層の表面は、入射光の内部反射を高め、太陽電池の光学損失を低減することができ、第１ポリシリコンドープ層は、さらに第１電極と第１ポリシリコンドープ層との接触面積を大きくし、第１ポリシリコンドープ層の接触性能と溶接引張力を改善することができる。低い粗さを持った第２ポリシリコンドープ層にとって、第２ポリシリコンドープ層の表面が滑らかで、その上に堆積する第２パッシベーション層の均一性がよく、且つ第２パッシベーション層のパッシベーション性能がよく、太陽電池の再結合欠陥の問題を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
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。本願の実施例又は従来技術における技術案をより明確に説明するために、以下、実施例に使用する必要がある図面を簡単に紹介するが、明らかに、以下に記載される図面は本願のいくつかの実施例に過ぎず、当業者にとっては、創造的な労働をしなくても、これらの図面に基づいて他の図面を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【0028】
背景技術からわかるように、現在、太陽電池の光電変換効率が良くない。
【0029】
本願の実施例は、太陽電池では、太陽電池が第１ポリシリコンドープ層及び第２ポリシリコンドープ層を含み、第１ポリシリコンドープ層及び第２ポリシリコンドープ層がいずれも裏面に位置し、フルパッシベーションコンタクト電池構造の設計によって、電池の再結合電流を最大限に低減し、電池の開放電圧を高めている。また、フルパッシベーションコンタクト電池を製造する過程において、高温拡散層の設計がなく、第１ポリシリコンドープ層及び第２ポリシリコンドープ層をキャリア輸送層として使用し、拡散層の再結合電流の影響を除去し、電池の開放電圧を向上させている。第１ポリシリコンドープ層にはＮ型ドーピング元素がドープされており、第１ポリシリコンドープ層の表面は、第１粗さを備え、第２ポリシリコンドープ層にはＰ型ドーピング元素がドープされており、第２ポリシリコンドープ層の表面は、第２粗さを備え、第２粗さが第１粗さよりも小さい。これにより、第１ポリシリコンドープ層と第２ポリシリコンドープ層の形態の違いに基づいて、より高い粗さを持った第１ポリシリコンドープ層にとって、第１ポリシリコンドープ層の表面は、入射光の内部反射を高め、太陽電池の光学損失を低減することができ、第１ポリシリコンドープ層は、さらに第１電極と第１ポリシリコンドープ層との接触面積を大きくし、第１ポリシリコンドープ層の接触性能と溶接引張力を改善することができる。低い粗さを持った第２ポリシリコンドープ層にとって、第２ポリシリコンドープ層の表面が滑らかで、その上に堆積する第２パッシベーション層の均一性がよく、且つ第２パッシベーション層のパッシベーション性能がよく、太陽電池の再結合欠陥の問題を改善することができる。
【0030】
以下、本願の各実施例について図面を組み合わせて詳細に説明する。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、本願の実施例が保護を要求している技術案を実現することができる。
【0031】
図１は、本願の一実施例で提供された太陽電池の構造を示す図であり、図２は、図１のＡ１－Ａ２断面に沿った断面構造を示す図であり、図３は、本願の一実施例で提供された太陽電池における第１ポリシリコンドープ層の走査型電子顕微鏡写真であり、図４は、本願の一実施例で提供された太陽電池における第２ポリシリコンドープ層の走査型電子顕微鏡写真である。
【0032】
図１及び図２に示すように、本願のいくつかの実施例によれば、本願の実施例の一態様では、光電変換効率を改善するための太陽電池が提供される。太陽電池は、基板１００を含み、基板１００が対向設置された前面１１及び裏面１２を備えている。
【0033】
いくつかの実施例では、基板１００の材料は、元素半導体材料であってもよい。具体的には、元素半導体材料は、単一の元素からなり、例えば、シリコン又はゲルマニウムであってもよい。ここで、元素半導体材料は、単結晶状態、多結晶状態、非結晶状態又は微結晶状態（単結晶状態と非晶質状態の両方を備える状態は、微結晶状態と呼ばれる）であってもよく、例えば、シリコンは、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン又は微結晶シリコンのうち少なくとも１つであってもよい。
【0034】
いくつかの実施例では、基板１００の材料は、化合物半導体材料であってもよい。よく見られる化合物半導体材料は、シリコンゲルマニウム、炭化ケイ素、ガリウム砒素、ガリウム化インジウム、ペロブスカイト、テルル化カドミウム、セレン化銅インジウムなどの材料を含むが、これらに限定されない。基板１００は、サファイア基板、絶縁体上のシリコン基板又は絶縁体上のゲルマニウム基板であってもよい。
【0035】
いくつかの実施例では、基板１００は、Ｎ型半導体基板又はＰ型半導体基板であってもよい。Ｎ型半導体基板内には、Ｎ型ドーピング元素がドープされており、Ｎ型ドーピング元素は、リン（Ｐ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）又はヒ素（Ａｓ）などのＶ族元素のうちのいずれかであってもよい。Ｐ型半導体基板内には、Ｐ型ドーピング元素がドープされており、Ｐ型ドーピング元素は、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）又はインジウム（Ｉｎ）などのＩＩＩ族元素のうちのいずれかであってもよい。
【0036】
いくつかの実施例では、前面１１が受光面として入射光を受光するために使われ、裏面１２がバックライト面とされることができる。いくつかの実施例では、太陽電池は、両面電池であり、即ち基板の前面と裏面がいずれも受光面として、入射光を受光するために使用されることができる。ここで、バックライト面も入射光を受光することができるが、入射光を受光する効率は、受光面の入射光受光効率よりも弱い。
【0037】
いくつかの実施例では、基板１００は、間隔をあけて交互に設置されたＰ領域及びＮ領域を含む。
【0038】
いくつかの実施例では、基板１００の前面１１はテキスチャ構造１３を備え、テクスチャ構造１３は、規則的な形状を有するピラミッドテクスチャ構造及び不規則的な形状を有するブラックシリコンを含むことができる。テキスチャ構造の傾斜面は、入射光の内部反射を増加させることができ、入射光に対する基板の吸収利用率を向上させ、太陽電池の効率を向上させることができる。
【0039】
いくつかの実施例では、テキスチャ構造１３は複数の突起構造１０１を含み、突起構造１０１の形状は、ピラミッド形状、放物線形状、または楕円球形状を含んでもよい。
【0040】
いくつかの実施例では、基板の前面１１には１層の表面フィールド（ｆｒｏｎｔ ｓｕｒｆａｃｅ ｆｉｅｌｄ、ＦＳＦ）があり、そのドーピングイオンの導電型は基板のドーピングイオンの導電型と同じであり、フィールドパッシベーション効果を利用して表面の少数キャリアの濃度を低下させ、表面の再結合率を低下させると同時に、直列抵抗を低減し、電子の輸送能力を向上させることができる。
【0041】
いくつかの実施例では、基板の裏面１２は研磨面であり、研磨面とは、研磨液またはレーザーエッチングにより表面のテクスチャ構造を除去して形成された平坦面を指す。研磨後、裏面の平坦性が増し、長波光の反射が増加し、投射光の二次吸収が促進され、短絡電流を増加させ、同時に裏面の比表面積が小さくなることにより、裏面の再結合を低減し、裏面のパッシベーション効果を向上させることができる。
【0042】
いくつかの実施例では、Ｐ領域とＮ領域との間には非電極領域２を有し、パッシベーション層が非電極領域２に位置し、ここで、Ｐ領域とＮ領域との間にトレンチ１０６が形成され、これによって、異なる導電型の領域間の自動的離隔を実現し、高濃度ドープされたＩＢＣ電池の裏面のＰ領域とＮ領域にトンネル接合を形成して電気漏れが発生して電池の効率に影響することを回避することができる。
【0043】
太陽電池は、前記裏面のＮ領域に位置する第１誘電体層１１１及び前記第１誘電体層に位置する第１ポリシリコンドープ層１１２を含み、第１ポリシリコンドープ層１１２にはＮ型ドーピング元素がドープされている。
【0044】
いくつかの実施例では、第１誘電体層１１１の材料は、酸化シリコン、アモルファスシリコン、微結晶シリコン、ナノ結晶シリコン、又は炭化ケイ素を含む。
【0045】
いくつかの実施例では、第１誘電体層１１１は、第１トンネル誘電体層を含んでもよく、第１トンネル誘電体層と第１ポリシリコンドープ層１１２との間がパッシベーションコンタクト構造を構成し、第１ポリシリコンドープ層１１２が基板１００の表面にバンド曲がりを形成することができ、第１トンネル誘電体層は、基板１００の表面のバンドに非対称性のオフセットを生じさせ、キャリア中の多数キャリアに対するポテンシャル障壁がキャリア中の少数キャリアに対するポテンシャル障壁よりも低くなる。これにより、多数キャリアは、第１トンネル誘電体層を通りやすくて量子トンネルを行うことができるが、少数キャリアは、第１トンネル誘電体層を通り難いため、キャリアの選択的な輸送を実現することができる。
【0046】
また、第１トンネル誘電体層は、化学的パッシベーションの効果を発揮している。具体的には、基板１００と第１トンネル誘電体層との界面に界面準位欠陥が存在するため、基板１００の裏面の界面準位密度が大きくなり、界面準位密度の増加によって、光生成キャリアの再結合を促進し、太陽電池のバッキングファクター、短絡電流及び開放電圧を増やし、太陽電池の光電変換効率を高める。第１トンネル誘電体層が基板１００の裏面１２に位置するように設置することで、第１トンネル誘電体層が基板１００の表面に対して化学的パッシベーションの効果を発揮するようになる。具体的には、基板１００のダングリングボンドを飽和させ、基板１００の欠陥準位密度を下げ、基板１００の再結中心を減らすことで、キャリアの再結合速度を低減する。
【0047】
第１ポリシリコンドープ層１１２はフィールドパッシベーション効果を発揮している。具体的には、基板１００の表面に基板１００の内部に向かう静電界を形成し、少数キャリアが界面から脱出することにより、少数キャリア濃度を低下させ、基板１００の界面におけるキャリア再結合速度を下げ、太陽電池の開放電圧、短絡電流及びバッキングファクターを増大させ、太陽電池の光電変換効率を高める。
【0048】
第１ポリシリコンドープ層１１２内には、基板１００と同じタイプのドーピング元素がドープされてもよく、例えば、基板１００のドーピング元素のタイプはＮ型である。
【0049】
第１ポリシリコンドープ層１１２内のドーピング元素の濃度は、基板１００のドーピング元素の濃度よりも大きく、これによって、基板１００の表面に十分に高いポテンシャル障壁を形成し、基板１００における多数キャリアが第１トンネル誘電体層を通過して第１ポリシリコンドープ層１１２に届くことができるようにする。
【0050】
いくつかの実施例では、第１ポリシリコンドープ層１１２内には、基板１００と異なるタイプのドーピング元素がドープされてもよく、例えば、基板１００のドーピング元素のタイプがＰ型である場合、第１ポリシリコンドープ層１１２内のドーピング元素のタイプがＮ型であってもよい。これにより、第１ポリシリコンドープ層１１２と基板の間にＰＮ接合が構築され、太陽光がＰＮ接合に照射することにより新たな正孔－電子対が形成され、Ｐ－Ｎ接合の内蔵電界によって、光生成正孔がＰ領域へ流れ、光生成電子がＮ領域へ流れ、回路をオンにすると、電流が発生する。
【0051】
いくつかの実施例では、第１トンネル誘電体層の厚さは、０．５ｎｍ～５ｎｍである。第１トンネル誘電体層の厚さ範囲は、０．５ｎｍ～１．３ｎｍ、１．３ｎｍ～２．６ｎｍ、２．６ｎｍ～４．１ｎｍ又は４．１ｎｍ～５ｎｍである。第１トンネル誘電体層が上記のいずれかの範囲内であれば、第１トンネル誘電体層の厚さが薄くて、多数キャリアは、第１トンネル誘電体層を通過して量子トンネルを容易に行うことができるが、少数キャリアは、第１トンネル誘電体層を通過し難いため、キャリアの選択的な輸送を実現することができる。
【0052】
図３に示すように、第１ポリシリコンドープ層１１２は、複数の第１シリコン結晶粒子１１２１を含み、複数の第１シリコン結晶粒子１１２１の表面が第１粗さを備えた第１ポリシリコンドープ層１１２の表面を構成する。
【0053】
なお、第１ポリシリコンドープ層１１２を形成する過程において、シリコン原子は、ダイヤモンド格子の形で多数の結晶核に配列され、これらの結晶核は、結晶面方位の異なる結晶粒に成長し、且つこれらの結晶粒を結合して多結晶シリコンに結晶化する。ここで、第１シリコン結晶粒子とは、多結晶シリコンを構成する結晶面方位の異なる結晶粒子を指す。
【0054】
図３の走査型電子顕微鏡写真から、第１ポリシリコンドープ層１１２の表面形態を直感的に観察でき、第１ポリシリコンドープ層１１２が複数の第１シリコン結晶粒子１１２１で構成され、複数の第１シリコン結晶粒子１１２１の凹凸によって第１ポリシリコンドープ層１１２の凹凸の表面が構築され、ひいては第１ポリシリコンドープ層１１２の表面が第１粗さを備えるようになる。
【0055】
いくつかの実施例では、第１シリコン結晶粒子１１２１の結晶粒度の範囲は、１０ｎｍ～３００ｎｍを含む。第１シリコン結晶粒子の結晶粒度は、１０ｎｍ～５３ｎｍ、５３ｎｍ～９５．３ｎｍ、９５．３ｎｍ～１３８．２ｎｍ、１３８．２ｎｍ～２００．６ｎｍ、２００．６ｎｍ～２４８ｎｍ又は２４８ｎｍ～３００ｎｍであってもよい。第１シリコン結晶粒子１１２１の結晶粒度は、第１シリコン結晶粒子１１２１で構成された表面の粗さが大きくなるように、上記のいずれかの範囲内にある。第１シリコン結晶粒子１１２１の結晶粒度が上記のいずれかの範囲内にあると、第１シリコン結晶粒子１１２１同士間の安定性が良く、第１ポリシリコンドープ層１１２は、結晶質の変形が起こりにくくなる。また、第１シリコン結晶粒子１１２１の結晶粒度が上記の範囲内にあると、第１ポリシリコンドープ層１１２の第１誘電体層１１１及び第１パッシベーション層に対する応力が小さくなり、第１ポリシリコンドープ層１１２と第１誘電体層１１１及び第１ポリシリコンドープ層１１２と第１パッシベーション層の間の膜層性能を改善することができる。
【0056】
いくつかの実施例では、第１シリコン結晶粒子１１２１の形状は、粒子状を含む。塊状構造に比べて、粒子状同士間の粒界が少なく、且つ粒界間の空間が大きいため、第１ポリシリコンドープ層１１２内のＮ型ドーピング元素は、粒界間の空間を通って移動し、最終的に第１電極に収集されることができる。
【0057】
いくつかの実施例では、粒子状は、球形粒子状又は準球形粒子状を含む。
【0058】
なお、下記に述べる第２シリコン結晶粒子の形状を含んだ第１シリコン結晶粒子の形状は、電気的顕微鏡又は光学顕微鏡などの拡大倍率を備える検査手段によって観察されるものであり、電気的顕微鏡が通常の測定手段である走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）又はＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、原子間力顕微鏡）を含む。図３は、走査型電子顕微鏡による第１シリコン結晶粒子のマイクロ形態写真であり、図３からわかるように、第１シリコン結晶粒子が三次元方向に等長な粒子状を呈している。図４は、走査型電子顕微鏡による第２シリコン結晶粒子のマイクロ形態写真あり、図４からわかるように、第２シリコン結晶粒子が二次元方向に延びたシート状を呈している。
【0059】
図２に示すように、太陽電池は、前記裏面のＰ領域に位置する第２誘電体層１２１及び前記第２誘電体層に位置する第２ポリシリコンドープ層１２２を含み、第２ポリシリコンドープ層１２２にＰ型ドーピング元素がドープされており、ここで、第１ポリシリコンドープ層１１２の基板１００から離れた表面は、第１粗さを備え、第２ポリシリコンドープ層１２２の基板１００から離れた表面は、第２粗さを備え、第２粗さが第１粗さよりも小さい。
【0060】
いくつかの実施例では、第２誘電体層１２１の材料は、酸化シリコン、アモルファスシリコン、微結晶シリコン、ナノ結晶シリコン又は炭化ケイ素を含む。
【0061】
いくつかの実施例では、第２誘電体層１２１は、第２トンネル誘電体層を含んでもよく、第２トンネル誘電体層と第２ポリシリコンドープ層１２２との間はパッシベーションコンタクト構造を構成しており、第２ポリシリコンドープ層１２２は、基板１００の表面にバンド曲がりを形成することができ、第２トンネル誘電体層は、基板１００の表面のバンドに非対称性のオフセットを生じさせ、キャリア中の多数キャリアに対するポテンシャル障壁がキャリア中の少数キャリアに対するポテンシャル障壁よりも低くなる。このため、多数キャリアは、トンネル誘電体層を通過して量子トンネルを容易に行うことができるが、少数キャリアは、第２トンネル誘電体層を通過し難いため、キャリアの選択的な輸送を実現することができる。
【0062】
また、第２トンネル誘電体層は、化学的パッシベーションの効果を発揮している。具体的には、基板１００と第２トンネル誘電体層の界面に界面準位欠陥が存在するため、基板１００の裏面の界面準位密度が大きくなり、界面準位密度の増加は、光生成キャリアの再結合を促進し、太陽電池のバッキングファクター、短絡電流及び開放電圧を増やし、太陽電池の光電変換効率を高める。第２トンネル誘電体層が基板１００の裏面１２に位置するように設置することで、第２トンネル誘電体層が基板１００の表面に対して化学的パッシベーションの効果を発揮するようになる。具体的には、基板１００のダングリングボンドを飽和させ、基板１００の欠陥準位密度を下げ、基板１００の再結合中心を減らすことで、キャリアの再結合速度を低減する。
【0063】
第２ポリシリコンドープ層１２２はフィールドパッシベーションの効果を発揮する。具体的には、基板１００の表面に基板１００の内部に向かう静電界を形成し、少数キャリアを界面から脱出させることにより、少数キャリア濃度を低下させ、基板１００界面でのキャリア再結合速度を下げ、太陽電池の開放電圧、短絡電流及びバッキングファクターを増やし、太陽電池の光電変換効率を高める。
【0064】
第２ポリシリコンドープ層１２２内には、基板１００と同じタイプのドーピング元素がドープされてもよく、例えば、基板１００のドーピング元素のタイプはＰ型である。
【0065】
第２ポリシリコンドープ層１２２内のドーピング元素の濃度は、基板１００のドーピング元素の濃度よりも大きく、基板１００の表面に十分に高いポテンシャル障壁を形成し、基板１００内の多数キャリアが第２トンネル誘電体層を通過して第２ポリシリコンドープ層１２２に届くことができるようになる。
【0066】
いくつかの実施例では、第２トンネル誘電体層の厚さは、０．５ｎｍ～５ｎｍである。第２トンネル誘電体層の厚さ範囲は、０．５ｎｍ～１．３ｎｍ、１．３ｎｍ～２．６ｎｍ、２．６ｎｍ～４．１ｎｍ又は４．１ｎｍ～５ｎｍである。第２トンネル誘電体層が上記のいずれかの範囲内にあれば、第２トンネル誘電体層の厚さが薄くて、多数キャリアが第２トンネル誘電体層を通過して量子トンネルを容易に行うことができるが、少数キャリアが第２トンネル誘電体層を通過しにくいため、キャリアの選択的な輸送を実現することができる。
【0067】
図２に示す太陽電池の場合、いくつかの実施例では、第１ポリシリコンドープ層１１２と基板には、異なる導電型のドーピング元素がドープされており、第１ポリシリコンドープ層１１２と基板との間にＰＮ接合を構成し、第１ポリシリコンドープ層１１２をエミッタとする。いくつかの実施例では、第２ポリシリコンドープ層１２２と基板には異なる導電型のドーピング元素がドープされており、第２ポリシリコンドープ層１２２と基板との間にＰＮ接合を構成し、第２ポリシリコンドープ層１２２をエミッタとする。
【0068】
【0069】
いくつかの実施例では、図６に示すように、第１誘電体層２１１は、第１真性誘電体層を含んでもよく、第１真性誘電体層と基板との間にヘテロ接合構造を構成し、第１真性誘電体層は、基板表面に対して良好なパッシベーション作用を有することができ、キャリアの再結合を大幅に避け、高い少数キャリア寿命と開放電圧を実現することができる。
図６に示すように、第２誘電体層２２１は、第２真性誘電体層を含んでもよく、第２真性誘電体層と基板との間にヘテロ接合構造を構成し、第２真性誘電体層は、基板表面に対して良好なパッシベーション作用を有することができ、キャリアの再結合を大幅に避け、高い少数キャリア寿命と開放電圧を実現することができる。
図６に示すように、第２誘電体層２２１は、第２真性誘電体層を含んでもよく、第２真性誘電体層と基板との間にヘテロ接合構造を構成し、第２真性誘電体層は、基板表面に対して良好なパッシベーション作用を有することができ、キャリアの再結合を大幅に避け、高い少数キャリア寿命と開放電圧を実現することができる。
【0070】
第１真性誘電体層及び第２真性誘電体層の材料には、真性アモルファスシリコン、真性微結晶シリコン、真性酸化シリコン、真性ナノ結晶シリコン又は真性炭化ケイ素が含まれる。第１真性誘電体層及び第２真性誘電体層の厚さの選択可能な範囲は、２μｍ～１０μｍであり、好ましくは、５μｍである。場合によって、後に製造する他の膜層の拡散又はドーピング工程条件の影響により、第１真性誘電体層及び第２真性誘電体層には、少量のドーピング元素が含まれてもよいが、少量のドーピング元素を有する真性誘電体層は、依然として真性型の誘電体層とみなされる。
【0071】
いくつかの実施例では、第１ポリシリコンドープ層２１２及び第２ポリシリコンドープ層２２２の厚さ範囲は４ｎｍ～５００ｎｍであり、さらに、第２ポリシリコンドープ層２２２の厚さ範囲は２００ｎｍ～４００ｎｍである。第２ポリシリコンドープ層２２２の厚さ範囲は、２０ｎｍ～１０３ｎｍ、１０３ｎｍ～１３９ｎｍ、１３９ｎｍ～１６１ｎｍ、１６１ｎｍ～２１８ｎｍ、２１８ｎｍ～２９８ｎｍ又は２９８ｎｍ～５００ｎｍであってもよい。
【0072】
いくつかの実施例では、図６に示すように、太陽電池は、第１透明導電層２０７及び第２透明導電層２０２をさらに含み、第１透明導電層２０７が第１ポリシリコンドープ層２１２の前記基板から離れる表面に位置し、第１電極２１４が第１透明導電層２０７と電気的に接触し、第２透明導電層２０２が第２ポリシリコンドープ層２２２の前記基板から離れる表面に位置し、第２電極２２４が第２透明導電層２０２と電気的に接触している。
【0073】
いくつかの実施例では、第１透明導電層２０７及び第２透明導電層２０２の材料は、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、アルミニウムドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）、セリウムドープ酸化インジウム、タングステンドープ酸化インジウムのうち少なくとも１つを含んでもよい。
【0074】
図５に示す太陽電池の場合、いくつかの実施例では、第１ポリシリコンドープ層２１２と基板２００には、異なる導電型のドーピング元素がドープされており、第１ポリシリコンドープ層２１２と基板２００との間にＰＮ接合を構成し、第１ポリシリコンドープ層２１２をエミッタとする。いくつかの実施例では、第２ポリシリコンドープ層２２２と基板には異なる導電型のドーピング元素がドープされており、第２ポリシリコンドープ層２２２と基板との間にＰＮ接合を構成し、第２ポリシリコンドープ層２２２をエミッタとする。ここで、第１誘電体層２１１または第２誘電体層２２１が真性誘電体層であり、ＰＮ接合の間に真性誘電体層を緩衝層として挿入しており、真性誘電体層は基板２００表面に対して良好なパッシベーション作用を有するため、キャリアの再結合を大幅に避け、高い少数キャリア寿命と開放電圧を実現することができる。
【0075】
図２及び図４をに示すように、第２ポリシリコンドープ層１２２は、複数の第２シリコン結晶粒子１２２１を含み、複数の第２シリコン結晶粒子１２２１の表面が第２粗さを備える第２ポリシリコンドープ層１２２の表面を構成し、第１シリコン結晶粒子１１２１の結晶粒度が第２シリコン結晶粒子１２２１の結晶粒度よりも小さい。
【0076】
いくつかの実施例では、「第１粗さと第２粗さ」の中の「粗さ」とは、１つのサンプリングされた長さに平均水平線を設定し、サンプリングされた長さ内のピークとバレーの平均水平線に対する垂直方向偏差量の絶対値の算術平均値を指す。粗さは、比較法、光切断法、干渉法及びプローブスキャニング法によって測定されることができる。
【0077】
いくつかの実施例では、第２シリコン結晶粒子１２２１の結晶粒度の範囲は、１００ｎｍ～９００ｎｍである。第２シリコン結晶粒子１２２１の結晶粒度は、１００ｎｍ～２５０ｎｍ、２５０ｎｍ～３６０ｎｍ、３６０ｎｍ～４９０ｎｍ、４９０ｎｍ～５８４ｎｍ、５８４ｎｍ～６１０ｎｍ、６１０ｎｍ～７９０ｎｍ又は７９０ｎｍ～９００ｎｍであってもよい。第２シリコン結晶粒子１２２１の結晶粒度が上記のいずれかの範囲内にあると、第２シリコン結晶粒子１２２１同士間の粒界が小さく、キャリアが第２ポリシリコンドープ層１２２を通過しやすいため、キャリアの移動速度を高め、電池効率の向上に寄与する。
【0078】
いくつかの実施例では、第２シリコン結晶粒子１２２１の形状は、シート状、板状又は粒子状を含む。図４に示す第２シリコン結晶粒子のマイクロ形態は、シート状である。
【0079】
図３と図４は、同じ拡大倍率での第１ポリシリコンドープ層１１２の表面形態及び第２ポリシリコンドープ層１２２の表面形態である。図３及び図４からわかるように、第１ポリシリコンドープ層１１２の表面が第２ポリシリコンドープ層１２２の表面よりも粗く、即ち第１粗さが第２粗さよりも大きい。これにより、第１ポリシリコンドープ層１１２と第２ポリシリコンドープ層１２２の形態の違いに基づいて、より高い粗さを備える第１ポリシリコンドープ層１１２にとって、第１ポリシリコンドープ層１１２の表面は、入射光の内部反射を高め、太陽電池の光学損失を低減することができる。また、第１ポリシリコンドープ層１１２は、第１電極と第１ポリシリコンドープ層１１２の間の接触面積を大きくし、ひいては第１ポリシリコンドープ層１１２の接触性能と溶接引張力を改善することができる。低い粗さを備える第２ポリシリコンドープ層１２２にとって、第２ポリシリコンドープ層１２２の表面は、滑らかで、それに堆積する第２パッシベーション層の均一性がよく、且つ第２パッシベーション層のパッシベーション性能がよく、太陽電池の再結合欠陥の問題を改善することができる。
【0080】
いくつかの実施例では、第１シリコン結晶粒子１１２１の結晶粒度が第２シリコン結晶粒子１２２１の結晶粒度よりも小さいことは、第１シリコン結晶粒子１１２１の径方向１次元寸法が第２シリコン結晶粒子の径方向１次元寸法よりも小さいことと、第１シリコン結晶粒子１１２１の高さが第２シリコン結晶粒子１２２１の高さよりも大きいことと、を含む。これにより、第１シリコン結晶粒子１１２１で構成される第１ポリシリコンドープ層１１２の粗さは、第２シリコン結晶粒子１２２１で構成される第２ポリシリコンドープ層１２２の粗さよりも大きい。
【0081】
ここで、第１シリコン結晶粒子１１２１の径方向１次元寸法とは、第１シリコン結晶粒子１１２１の平均線長（又は直径）を指す。第１シリコン結晶粒子１１２１の高さとは、第１シリコン結晶粒子１１２１の第１誘電体層１１１に近い側と第１シリコン結晶粒子１１２１の第１誘電体層１１１から離れた側との距離を指す。
【0082】
同様に、第２シリコン結晶粒子１２２１の径方向１次元寸法とは、第２シリコン結晶粒子１２２１の平均線長（又は直径）を指す。第２シリコン結晶粒子１２２１の高さとは、第２シリコン結晶粒子１２２１の第２誘電体層１２１に近い側と第２シリコン結晶粒子１２２１の第２誘電体層１２１から離れた側との距離を指す。
【0083】
いくつかの実施例では、第１シリコン結晶粒子１１２１の形状は、３次元的な等長な粒子状であり、第１シリコン結晶粒子１１２１の高さは、第１シリコン結晶粒子１１２１の平均線長と等しく、第２シリコン結晶粒子１２２１の形状は、２次元的に延びたシート状で、第２シリコン結晶粒子１２２１の高さは、第２シリコン結晶粒子１２２１の平均線長よりも小さい。第２シリコン結晶粒子１２２１の高さは、非延在面方向の線長である。
【0084】
ここで、結晶粒の大きさを結晶粒度と呼ぶ。よく使われる表示方法には、単位体積当たりの結晶粒数（ＺＶ）、単位面積当たりの結晶粒数（ＺＳ）又は結晶粒の平均線長又は直径がある。結晶粒の平均線長とは、結晶粒の延在方向の延在面の線長を指す。本願の実施例における結晶粒度は、結晶粒の平均線長であってもよい。
【0085】
いくつかの実施例では、第１ポリシリコンドープ層１１２の平均厚さは、第２ポリシリコンドープ層１２２の平均厚さ以下である。これにより、第１ポリシリコンドープ層１１２の平均厚さが小さいため、基板内のドーピング元素が第１ポリシリコンドープ層１１２に拡散して第１電極に収集されやすくなり、裏面に位置する第２ポリシリコンドープ層１２２の平均厚さが大きいため、第２ポリシリコンドープ層１２２が薄すぎることに起因して第２電極が第２ポリシリコンドープ層１２２を溶落ちしてＰ型ドーピング元素を基板中に拡散させるリスクを軽減し、第２ポリシリコンドープ層１２２のＰ型ドーピング元素が基板界面に堆積して「デッドレイヤー」を形成する問題を回避し、キャリアの輸送効率を高め、キャリア再結合中心の発生を低減する。
【0086】
図２に示すように、太陽電池は、第１ポリシリコンドープ層１１２の基板１００から離れた表面を覆い、かつ第２ポリシリコンドープ層１２２の基板１００から離れた表面を覆うパッシベーション層１２３と、パッシベーション層１２３を貫通する第１電極１１４及び第２電極１２４であって、第１電極１１４がＮ領域に位置し、第１電極１１４が第１ポリシリコンドープ層１１２と電気的に接続され、第２電極１２４がＰ領域に位置し、第２電極１２４が第２ポリシリコンドープ層１２２と電気的に接続される第１電極１１４及び第２電極１２４と、を含む。
いくつかの実施例では、太陽電池は、第１パッシベーション層１１３をさらに含み、第１パッシベーション層１１３が基板１００の前面１１を覆う。
いくつかの実施例では、太陽電池は、第１パッシベーション層１１３をさらに含み、第１パッシベーション層１１３が基板１００の前面１１を覆う。
【0087】
いくつかの実施例では、第１パッシベーション層１１３は、単層構造又は積層構造であってもよく、第１パッシベーション層１１３の材料は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸炭窒化ケイ素、酸化チタン、酸化ハフニウム、酸化アルミニウムなどの材料のうちの１種又は複数種であってもよい。
【0088】
いくつかの実施例では、パッシベーション層１２３は単層構造又は積層構造であってもよく、パッシベーション層１２３の材料は酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸炭窒化ケイ素、酸化チタン、酸化ハフニウム又は酸化アルミニウムなどの材料のうちの１種又は複数種であってもよい。
【0089】
いくつかの実施例では、第１電極１１４と隣接する第２電極１２４との間の第１方向Ｘにおけるピッチ範囲は、０．５ｍｍ～２ｍｍである。第１電極１１４と第２電極１２４との間の第１方向Ｘにおけるピッチ範囲は、０．５ｍｍ～０．８ｍｍ、０．８ｍｍ～１．１５ｍｍ、１．１５ｍｍ～１．２８ｍｍ、１．２８ｍｍ～１．４６ｍｍ、１．４６ｍｍ～１．６８ｍｍ、１．６８ｍｍ～１．８４ｍｍ又は１．８４ｍｍ～２ｍｍである。
【0090】
いくつかの実施例では、第１電極１１４の第１方向Ｘにおける幅の範囲または第２電極１２４の第１方向Ｘにおける幅の範囲は、５μｍ～５０μｍである。第１電極１１４の第１方向Ｘにおける幅の範囲または第２電極１２４の第１方向Ｘにおける幅の範囲は、５μｍ～９μｍ、９μｍ～１４μｍ、１４μｍ～２３μｍ、２３μｍ～３４μｍ、３４μｍ～４２μｍ、４２μｍ～４５μｍ、４５μｍ～４８μｍ又は４８μｍ～５０μｍである。
【0091】
いくつかの実施例では、第１電極１１４は、溶落ち型ペーストで焼結して形成されることができる。第１電極１１４を形成する方法は、スクリーン印刷工程を利用して一部のパッシベーション層１２３の表面に金属ペーストを印刷することを含む。金属ペーストは、銀、アルミニウム、銅、錫、金、鉛又はニッケルのうちの少なくとも１つを含むことができる。そして、金属ペーストに対して焼結工程を行い、金属ペーストにはガラス粉末など腐食性の高い成分が含まれている。これにより、焼結中に腐食性成分がパッシベーション層１２３を腐食し、金属ペーストがパッシベーション層１２３に浸透して第１ポリシリコンドープ層１１２と電気的に接触するようになる。
【0092】
いくつかの実施例では、第２電極１２４は、溶落ち型ペーストで焼結して形成されることができる。第２電極１２４を形成する方法は、スクリーン印刷工程を利用して一部のパッシベーション層１２３の表面に金属ペーストを印刷することを含む。金属ペーストは、銀、アルミニウム、銅、錫、金、鉛又はニッケルのうちの少なくとも１つを含むことができる。そして、金属ペーストに対して焼結工程を行い、金属ペーストにはガラス粉末など腐食性の高い成分が含まれている。これにより、焼結中に腐食性成分がパッシベーション層１２３を腐食し、金属ペーストがパッシベーション層１２３に浸透して第２ポリシリコンドープ層１２２と電気的に接触するようになる。
【0093】
図６に示すように、第２電極２２４を形成する方法は、スクリーン印刷工程を利用して一部のパッシベーション層２２３の表面に金属ペーストを印刷することを含む。金属ペーストは、銀、アルミニウム、銅、錫、金、鉛又はニッケルのうちの少なくとも１つを含むことができる。そして、金属ペーストに対して焼結工程を行い、金属ペーストにはガラス粉末など腐食性の高い成分が含まれている。これにより、焼結中に腐食性成分がパッシベーション層２２３を腐食し、金属ペーストがパッシベーション層２２３に浸透して第２透明導電層２０２と電気的に接触するようになる。
【0094】
いくつかの実施例では、図２に示すように、基板内にＮ型ドーピング元素がドープされており、Ｎ型電池は、Ｐ型電池に比べて変換率が高く、温度係数が低く、両面率が高く、キャリア寿命が高いなどの利点がある。第１ポリシリコンドープ層１１２の第１粗さは大きいため、第１ポリシリコンドープ層１１２と第１電極との接触性能が良好である。第２ポリシリコンドープ層１２２の第２粗さが小さいため、その上に堆積する第２パッシベーション層の膜層の性能を良くし、第２パッシベーション層のパッシベーション性能を高め、電池の効率を改善することができる。
【0095】
本願の実施例で提供された太陽電池では、太陽電池は、第１ポリシリコンドープ層１１２と、第２ポリシリコンドープ層１２２とを含み、第１ポリシリコンドープ層１１２及び第２ポリシリコンドープ層１２２がいずれも裏面に位置し、フルパッシベーションコンタクト電池構造の設計によって、電池再結合電流を最大限に低減し、電池の開放電圧を高めている。また、フルパッシベーションコンタクト電池を製造する過程において、高温拡散層の設計がなく、第１ポリシリコンドープ層１１２及び第２ポリシリコンドープ層１２２をキャリア輸送層として使用し、拡散層の再結合電流の影響を除去し、電池の開放電圧を向上させている。第１ポリシリコンドープ層１１２には、Ｎ型ドーピング元素がドープされており、第１ポリシリコンドープ層１１２の表面は第１粗さを備え、第２ポリシリコンドープ層１２２にはＰ型ドーピング元素がドープされており、第２ポリシリコンドープ層１２２の表面は第２粗さを備え、第２粗さが第１粗さよりも小さい。これにより、第１ポリシリコンドープ層１１２と第２ポリシリコンドープ層１２２の形態の違いに基づいて、より高い粗さを持った第１ポリシリコンドープ層１１２にとって、第１ポリシリコンドープ層１１２の表面は、入射光の内部反射を高め、太陽電池の光学損失を低減することができ、第１ポリシリコンドープ層１１２は、さらに第１電極と第１ポリシリコンドープ層１１２との間の接触面積を高め、第１ポリシリコンドープ層１１２の接触性能と溶接引張力を改善することができる。低い粗さを持った第２ポリシリコンドープ層１２２にとって、第２ポリシリコンドープ層１２２の表面は滑らかで、その上に堆積する第２パッシベーション層の均一性がよく、且つ第２パッシベーション層のパッシベーション性能がよく、太陽電池の再結合欠陥の問題を改善することができる。
【0096】
上記の図６における基板２００、第１パッシベーション層２１３、第１誘電体層２１１、第１ポリシリコンドープ層２１２、オリジナルテクスチャ構造２３、突起構造２０１、第１電極２１４、前面２１及び裏面２２について、図２における基板１００、第１パッシベーション層１１３、第１誘電体層１１１、第１ポリシリコンドープ層１１２、オリジナルテクスチャ構造１３、突起構造１０１、第１電極１１４、前面１１及び裏面１２の記載を参照することができる。ここでは、説明を割愛する。
【0097】
また、本願の他のいくつかの実施例は、太陽電池をさらに提供し、上述した実施例と異なる点は、本願の他のいくつかの実施例で提供された太陽電池におけるＰ領域の正対する裏面が第１表面構造を備え、第２誘電体層が第１表面構造を覆い、非電極領域の正対する裏面が第２表面構造を備え、パッシベーション層が第２表面構造を覆うことことにある。上述した実施例と同じ部分について、ここでは説明を割愛する。
【0098】
図８及び図９に示すように、Ｎ領域の正対する裏面３２は第１表面構造３５を備え、第１誘電体層３１１が第１表面構造３５を覆い、非電極領域２の正対する裏面３２が第２表面構造３４を備え、パッシベーション層３２３が第２表面構造３４を覆う。
いくつかの実施例では、第１表面構造３５と前面３１との最小距離は、第１距離であり、第２表面構造３４と前面３１との最小距離は、第２距離であり、第１距離が第２距離よりも大きい。
いくつかの実施例では、第１表面構造３５と前面３１との最小距離は、第１距離であり、第２表面構造３４と前面３１との最小距離は、第２距離であり、第１距離が第２距離よりも大きい。
【0099】
ここで、第１表面構造３５と前面３１との最小距離とは、第１表面構造の前面３１に最も近い部分と前面３１との距離を指す。第２表面構造３４と前面３１の最小距離とは、第２表面構造の前面３１に最も近い部分と前面３１との距離を指す。
いくつかの実施例では、裏面は第１表面構造、第２表面構造及びテクスチャ構造を含む。
いくつかの実施例では、裏面は第１表面構造、第２表面構造及びテクスチャ構造を含む。
【0100】
いくつかの実施例では、第１距離と第２距離との差の範囲は０．５～１０μｍを含む。第１距離と第２距離との差は、０．５μｍ～２μｍ、２μｍ～３．８μｍ、３．８μｍ～６．９μｍ、６．９μｍ～７．６μｍ、７．６μｍ～８．３μｍ又は８．３μｍ～１０μｍであってもよい。
【0101】
第１表面構造は、プラットフォーム突起構造、ピラミッドテクスチャ構造または平坦面を含む。
【0102】
いくつかの実施例では、第１表面構造３５は、間隔をあけて配列された複数の第１突起構造３０４を含み、実際の応用において、複数の第１突起構造３０４の配列方式について限定しない。第１誘電体層３１１及び第１ポリシリコンドープ層３１２の厚さが薄いため、第１誘電体層３１１と第１ポリシリコンドープ層３１２には、第１突起構造の形態を表すことができる。
【0103】
いくつかの実施例では、図８に示すように、第２表面構造３４は、複数の第２突起構造３０３を含む。実際の応用において、複数の第２突起構造３０３の配列方式について限定しない。
【0104】
いくつかの実施例では、第１表面構造３５又は第２表面構造３４のうちの少なくとも一方は、プラットフォーム突起構造又はピラミッドテクスチャ構造を含む。
【0105】
いくつかの実施例では、図９と図１０に示すように、基板３００の裏面は、第３表面構造３６をさらに備え、第３表面構造３６がＰ領域と非電極領域２との境界またはＮ領域と非電極領域２との境界に位置し、一部の第３表面構造３６が、第１側面３１５と、第２側面３２５とを含み、第１側面３１５がＮ領域に向かっており、且つ第１誘電体層３１１が第１側面３１５を覆い、第２側面３２５が非電極領域２に向かっており、第１側面３１５の径方向長さが第２側面３２５の径方向長さよりも小さい。
【0106】
いくつかの実施例では、第３表面構造３６は、角柱構造、ピラミッド構造または四面体構造を含む。
【0107】
図１１に示すように、第３表面構造３６は、交雑して設置された複数の第３突起構造３０５を備え、離散的な第３突起構造３０５に加えて、第３表面構造３６は、微細突起構造３４５をさらに備え、これによって、異なる角度で電極領域と非電極領域の境界に入射した入射光は、少なくとも１回の反射によって第３突起構造３０５及び／又は微細突起構造３４５を介して基板３００に吸収される確率が高くなり、かつ少なくとも１回の反射によって第３突起構造３０５及び／又は微細突起構造３４５を介して非電極領域２に反射されて非電極領域２に吸収される確率が高くなり、前面３１の入射光に対する吸収率を高めるのに寄与する。Ｐ領域またはＮ領域の深刻なキャリア再結合問題を改善し、かつ前面３１の入射光に対する吸収率を向上させることで、太陽電池の光電変換効率を高めることができる。
【0108】
いくつかの実施例では、第３表面構造３６は、角柱構造、ピラミッド構造又は四面体構造を含む。
【0109】
以下、図面を参照しながら、本願の実施例についてより詳しく説明する。
【0110】
いくつかの実施例では、図１１に示すように、微細突起構造３４５は、Ｎ領域に向かって傾斜する角柱構造、第２ピラミッド構造又は三角形の板状構造のうちの少なくとも１つを含む。
【0111】
なお、図１１では、微細突起構造３４５がＮ領域に向かって傾斜する角柱構造、第２ピラミッド構造又は三角形の板状構造の３つを含んだ例を示したが、実際の応用において、同じ領域の第３表面構造３６にとって、微細突起構造３４５は、Ｎ領域に向かって傾斜する第２ピラミッド構造、三角形の板状構造又は角柱構造のいずれか１つ又は２つのみを含んでもよい。また、微細突起構造３４５は、Ｎ領域に向かって傾斜する角柱構造、第２ピラミッド構造又は三角形の板状構造のいずれか１つであることに加えて、不規則な粒子状構造であってもよい。
【0112】
なお、図１１に示すように、微細突起構造３４５の底部の１次元寸法は、微細突起構造３４５の底部の基板３００における正投影パターンの長さ、幅、対角線の長さのいずれかを含む。また、図１０では、微細突起構造３４５の底部の基板３００における正投影パターンが規則的な四角形であることを例としている。この場合、微細突起構造３４５の底部の１次元寸法は、規則的な四角形の長さ、幅又は対角線の長さのいずれかである。
【0113】
実際の応用において、微細突起構造３４５の底部の基板３００における正投影パターンは、不規則な多角形であってもよい。この場合、微細突起構造３４５の底部の基板３００における正投影パターンの長さ、幅又は対角線の長さは、絶対的なものではなく、微細突起構造３４５の底部を表すために人為的に定義された１次元寸法である。例えば、微細突起構造３４５の底部の基板３００における正投影パターンは不規則な四角形である場合、微細突起構造３４５の底部の基板３００における正投影パターンの長さは、不規則な四角形の最も長い辺の長さと定義され、微細突起構造３４５の底部の基板３００における正投影パターンの幅は、不規則な四角形の最も短い辺の長さと定義され、微細突起構造３４５の底部の基板３００における正投影パターンの対角線の長さは、不規則な四角形の最も長い対角線の長さと定義されることができるが、理解できるように、上記は例示的なものだけであり、実際のニーズに応じて柔軟に定義されることができる。
【0114】
また、微細突起構造３４５の底部の基板３００における正投影パターンは、不規則な四角形のほか、他の不規則な多角形、円形又は円形に近い不規則な形状であってもよい。この場合、微細突起構造３４５の底部の１次元寸法は、微細突起構造３４５の底部における異なる複数の特定面積の領域を選択し、この特定面積の領域は、実際のニーズに応じて柔軟に定義でき、そして、異なる特定面積の領域の長さ、幅、対角線又は直径の平均値を求めることで得られることができる。
【0115】
なお、図１１に示すように、第３突起構造３０５の底部の基板３００における正投影パターンは、一般的に規則的な四角形である。この場合、第３突起構造３０５の底部の１次元寸法は、規則的な四角形の長さ、幅又は対角線の長さのいずれかである。実際の応用において、第３突起構造３０５の底部の基板３００における正投影パターンは、不規則な四角形であってもよい。この場合、微細突起構造３４５の底部の基板３００における正投影パターンが不規則な四角形である場合の１次元寸法の定義と類似しているため、ここでは説明を割愛する。
【0116】
また、異なる第３突起構造３０５の底部の１次元寸法は、異なってもよいし、同じであってもよいが、第３突起構造３０５の底部の１次元寸法は、ある数値範囲内にある。異なる微細突起構造３４５の底部の１次元寸法は、異なってもよいし、同じであってもよいが、第３突起構造３０５の底部の１次元寸法もある数値範囲内にある。微細突起構造３４５の底部の１次元寸法が第３突起構造３０５の底部の１次元寸法よりも小さいことは、複数の微細突起構造３４５の底部の１次元寸法の平均値が複数の第３突起構造３０５の底部の１次元寸法の平均値よりも小さいことを指す。
【0117】
以下、角柱構造の具体的な特徴について詳しく説明する。
【0118】
いくつかの実施例では、図１１に示すように、角柱構造は、第３突起構造３０５の側面に位置している。角柱構造の第３突起構造３０５の側面における配列方式には、１つの角柱構造が１つの第３突起構造３０５の側面に位置することと、１つの第３突起構造３０５の同じ側面に複数の角柱構造が付着されており、且つ各角柱構造がいずれも当該側面に接触して接続されていることという２つの状況がある。
【0119】
他のいくつかの実施例では、図１１に示すように、一部の角柱構造は、境界においてＮ領域に近い一部の領域に位置している。例えば、角柱構造は、第３突起構造３０５とＮ領域の間に位置する。
【0120】
他のいくつかの実施例では、第３突起構造３０５の側面から離れる方向に沿って、複数の角柱構造が順次配列されている。例えば、複数の角柱構造のうち、第３突起構造３０５の側面に最も近い角柱構造のみが第３突起構造３０５の側面に接触して接続されている。
【0121】
なお、同じ境界に位置する複数の角柱構造は、上述した３つの実施例のうち少なくとも１つの角柱構造であり、即ち、同じ境界に位置する複数の角柱構造は、それぞれ上述した３つの実施例における角柱構造の特徴を備えてもよいし、上述したいずれか２つの実施例における角柱構造の特徴を備えてもよいし、上述したいずれか１つの実施例における角柱構造の特徴を備えてもよい。
【0122】
以下、第２ピラミッド構造の具体的な特徴について詳しく説明する。
【0123】
いくつかの実施例では、第２ピラミッド構造の底部が第３突起構造３０５の底部に接触して接続されている。場合によって、同じ第３突起構造３０５の底部の周りに複数の第２ピラミッド構造が取り囲まれることができ、各第２ピラミッド構造の底部はいずれも当該第３突起構造３０５の底部に接触して接続されている。
【0124】
他のいくつかの実施例では、少なくとも１つの第２ピラミッド構造は、隣接する２つの第３突起構造３０５の間隔に位置している。言い換えれば、第２ピラミッド構造の底部は、第３突起構造３０５の底部に接触して接続されていない。
【0125】
なお、同じ境界に位置する第２ピラミッド構造は、上述した２つの実施例のうちの少なくとも１つの第２ピラミッド構造であり、即ち、同じ境界に位置する複数の第２ピラミッド構造は、それぞれ上述した２つの実施例における第２ピラミッド構造の特徴を備えてもよいし、上述したいずれか１つの実施例における第２ピラミッド構造の特徴を備えてもよい。
【0126】
以下、三角形の板状構造の具体的な特徴について詳しく説明する。
【0127】
場合によって、１つの三角形の板状構造が１つの第３突起構造３０５の側面に位置する。場合によって、１つの第３突起構造３０５の同じ側面に複数の三角形の板状構造が付着されており、且つ各三角形の板状構造がいずれも当該側面に接触して接続されている。
【0128】
他のいくつかの実施例では、第３突起構造３０５の側面から離れた方向に沿って、複数の三角形の板状構造が順次配列されている。例えば、複数の三角形の板状構造のうち、第３突起構造３０５の側面に最も近い三角形の板状構造のみが第３突起構造３０５の側面に接触して接続されている。
【0129】
なお、同じ境界に位置する三角形の板状構造は、上述した２つの実施例のうちの少なくとも１つの三角形の板状構造であり、即ち、同じ境界に位置する複数の三角形の板状構造は、それぞれ上述した２つの実施例における三角形の板状構造の特徴を備えてもよいし、上述したいずれか１つの実施例における三角形の板状構造の特徴を備えてもよい。
【0130】
いくつかの実施例では、第３突起構造３０５は、境界において非電極領域２に近い一部の領域に位置している。言い換えれば、境界において非電極領域２に近い一部の領域には、より代表的な第３突起構造３０５がある。
【0131】
なお、上述した各実施例を通じて境界における第３表面構造３６について述べたように、第３表面構造３６の構造には多様性がある。場合によって、同じ境界には、第３突起構造３０５のほか、さらに複数の微細突起構造３４５があるだけでなく、例えば、隣接する２つの境界のうちの一方がＮ領域に向かって傾斜する角柱構造と第２ピラミッド構造とを備え、他方が第２ピラミッド構造と三角形の板状構造を備えるなど、異なる境界における複数の微細突起構造３４５の具体的な特徴が異なってもよい。
【0132】
図１０に示すように、第３表面構造３６は、第１角柱構造３３５をさらに含み、第１角柱構造３３５の傾斜方向に沿って、第３突起構造３０５の第１長さが第１角柱構造３３５の第２長さよりも長く、少なくとも一部の第１角柱構造３３５が第３突起構造３０５のＮ領域から離れた側面に位置している。これにより、境界に入射した入射光が境界又は非電極領域２に吸収される確率を一層高めるのに寄与する。
【0133】
なお、図１０に示す例では、第３突起構造３０５の第１長さは、複数の第３突起構造３０５のうち最も短い第３突起構造３０５の傾斜長さであると定義され、第１角柱構造３３５の第２長さは、複数の第１角柱構造３３５のうち最も長い第１角柱構造３３５の傾斜長さであると定義される。これに基づいて、第３突起構造３０５の第１長さが第１角柱構造３３５の第２長さよりも大きいというのは、複数の第３突起構造３０５のうちの最も短い第３突起構造３０５の傾斜長さが、複数の第１角柱構造３３５のうちの最も長い第１角柱構造３３５の傾斜長さよりも大きいことを指す。
【0134】
実際の応用において、第３突起構造３０５の第１長さは、複数の第３突起構造３０５の傾斜長さの平均値であると定義されてもよく、第１角柱構造３３５の第２長さは、複数の第１角柱構造３３５の傾斜長さの平均値であると定義されてもよい。これに基づいて、第３突起構造３０５の第１長さが第１角柱構造３３５の第２長さよりも大きいというのは、複数の第３突起構造３０５の傾斜長さの平均値が複数の第１角柱構造３３５の傾斜長さの平均値よりも大きいことを指す。
【0135】
いくつかの実施例では、図１０に示すように、第３突起構造３０５のＮ領域から離れる側面における第２角柱構造３３５の配列方式には、１つの第２角柱構造３３５が１つの第３突起構造３０５のＮ領域から離れた側面に位置することと、複数の第１角柱構造３３５が同じ第２角柱構造３３５のＮ領域から離れた側面に位置し、且つ各第１角柱構造３３５がいずれも当該側面に接触して接続されることという２つの状況がある。
【0136】
他のいくつかの実施例では、図１０に示すように、第３突起構造３０５の側面から離れた方向に沿って、複数の第１角柱構造３３５が順次配列されている。例えば、複数の第１角柱構造３３５のうち、第３突起構造３０５の側面に最も近い第１角柱構造３３５のみが第３突起構造３０５の側面に接触して接続されている。
【0137】
いくつかの実施例では、図１０に示すように、第３表面構造３６は、第１ピラミッド構造を含さらにんでもよく、少なくとも一部の第１ピラミッド構造が境界の一部の領域に位置する。
【0138】
ここで、第３突起構造の底部の１次元寸法は、第１突起構造の底部の１次元寸法よりも大きく、第１突起構造の底部の１次元寸法は、第２突起構造の底部の１次元寸法よりも大きい。
【0139】
なお、第１突起構造の底部の１次元寸法と第２突起構造の底部の１次元寸法は、いずれも本願の一実施例における第３突起構造の底部の１次元寸法の定義と類似しているため、ここでは説明を割愛する。
【0140】
また、異なる第１突起構造の底部の１次元寸法は、異なってもよいし、同じであってもよいが、第１突起構造の底部の１次元寸法は、１つの数値範囲内にある。異なる第２突起構造の底部の１次元寸法は、異なってもよいし、同じであってもよいが、第２突起構造の底部の１次元寸法も１つの数値範囲内にある。これに基づいて、第３突起構造の底部の１次元寸法が第１突起構造の底部の１次元寸法よりも大きいというのは、複数の第３突起構造底部の１次元寸法の平均値が第１突起構造の底部の１次元寸法の平均値よりも大きいことを指す。第１突起構造の底部の１次元寸法が第２突起構造の底部の１次元寸法よりも大きいというのは、表面に第１ポリシリコンドープ層を有する複数の第１突起構造底部の１次元寸法の平均値が非電極領域２に位置する複数の第２突起構造底部の１次元寸法の平均値よりも大きいことを指す。
【0141】
また、本願の一実施例では、第２突起構造の底部の１次元寸法と第３突起構造の底部の１次元寸法との大小関係について限定しない。
【0142】
相応的に、本願のいくつかの実施例によれば、本願実施例の一態様では、上記の実施例に提供された太陽電池を製造するための太陽電池の製造方法を提供しており、上記の実施例と同一または対応の技術的特徴について、ここでは説明を割愛する。
【0143】
ここで、図８に示す太陽電池の製造方法を例とする。
【0144】
製造方法は、初期基板を提供することを含み、初期基板は、対向設置された第１面及び第２面を含み、初期基板内には、Ｎ型ドーピング元素またはＰ型ドーピング元素がドープされている。
【0145】
いくつかの実施例では、対向設置された初期基板の両側に対して研磨処理を行い、研磨処理は、基板の表面欠陥を低減するためになされたものである。
【0146】
いくつかの実施例では、初期基板は、間隔をあけて交互に設置された第１領域及び第２領域を備え、隣接する第１領域と第２領域の間に初期非電極領域がある。
【0147】
製造方法は、初期基板の第２面がテクスチャ構造を形成するように、初期基板の第２面に対してテクスチャ形成処理を行うことを含む。テクスチャ形成処理は、化学エッチングを含んでもよく、例えば、水酸化カリウムと過酸化水素の混合溶液で初期基板を洗浄し、具体的には水酸化カリウムと過酸化水素の濃度比を制御することで形態が所望に適合するテクスチャ構造を形成することができる。いくつかの実施例では、レーザーエッチング、機械法、プラズマエッチングなどの方法でテクスチャ形成処理を行ってもよい。レーザーエッチングでは、レーザー工程のパラメーターを制御することで形態が所望に適合するテクスチャ構造を得る。
【0148】
製造方法は、積層された第１初期誘電体層及び第１半導体層を第１面に形成することを含み、第１初期誘電体層が第１領域、第２領域及び初期非電極領域に位置し、ここで、第１半導体層が第１初期誘電体層の初期基板から離れる表面に位置し、第１半導体層の初期基板から離れた表面には第１初期粗さを有する。
【0149】
いくつかの実施例では、第１半導体層に対してパターニング化処理を行い、第１領域に位置する第１初期誘電体層を第１誘電体層として残し、第１領域に位置する第１半導体層を第１ポリシリコンドープ層として残し、第１ポリシリコンドープ層の初期基板から離れた表面は第１粗さを有し、ここで、パターニング化処理を行った後の第１領域、第２領域及び初期非電極領域をそれぞれＮ領域、Ｐ領域及び非電極領域とし、初期基板を基板とし、初期基板の第１面を裏面とし、初期基板の第２面を前面とする。
【0150】
いくつかの実施例では、基板の裏面は第１表面構造を有し、第１領域と初期非電極領域の境界または第２領域と初期非電極領域の境界の少なくとも一方には、初期遷移領域を有し、第１領域、第２領域、非電極領域及び初期遷移領域は、第１表面構造を有し、パターニング化処理のステップにおいて、初期非電極領域、第２領域及び初期遷移領域に位置する第１初期半導体層及び第１半導体層を除去すると同時に、一部の厚さの初期基板をエッチングすることにより、初期非電極領域の第１表面構造が第２表面構造に変換され、初期遷移領域の第１表面構造が第３表面構造に変換され、テクスチャ構造は第１側面及び第２側面を含み、第１側面は非電極領域から離れた側に向かっており、第２側面は非電極領域に向かっており、第１側面の径方向長さが第２側面の径方向長さよりも小さい。
【0151】
いくつかの実施例では、第１表面構造は、テクスチャ構造と同じ製造工程にて製造されることができ、即ち、初期基板の第１面及び第２面はいずれもテクスチャ形成処理を行われることができる。
【0152】
製造方法は、裏面に第２誘電体層及び第２ポリシリコンドープ層を形成することを含み、第２誘電体層が第２領域に位置し、ここで、第２ポリシリコンドープ層が第２誘電体層の表面に位置し、第２ポリシリコンドープ層の第２誘電体層から離れた表面は第２粗さを備え、第２粗さが第１粗さよりも小さい。
【0153】
いくつかの実施例では、第１半導体層及び第２ポリシリコンドープ層に対して同時に結晶化処理を行うことができ、この過程において、第１半導体層の基板から離れた表面が第１粗さを備え、第２ポリシリコンドープ層の基板から離れた表面が第２粗さを備える。
【0154】
いくつかの実施例では、結晶化処理は、アニーリング処理又はレーザー活性化を含む。
【0155】
いくつかの実施例では、パターニング化処理を行う前に、パターニング化処理による第１ポリシリコンドープ層へのエッチングダメージを低減するように、第１領域の第１半導体層の表面にマスク層を形成することをさらに含む。マスク層の材料には、有機ワックス、金属又は二酸化ケイ素マスクが含まれる。印刷工程を用いてマスク層を形成する。
【0156】
いくつかの実施例では、第１ポリシリコンドープ層を形成した後、エッチング工程でマスク層を除去することができる。エッチング工程は、乾式エッチング工程、湿式エッチング工程又はレーザーエッチング工程のいずれか１つであってもよい。
【0157】
いくつかの実施例では、パターニング化処理は、湿式エッチング工程又はレーザーエッチング工程を含む。湿式エッチング工程の工程パラメーターは、反応溶液が酸溶液を含むことと、反応時間が５０～５５０ｓであることとを含む。
【0158】
いくつかの実施例では、湿式エッチング工程のステップは、（１）ＨＦ、ＨＮＯ３、Ｈ２ＳＯ４を含んだ混合酸溶液を使って、質量濃度がそれぞれ１０～２５％、５～１０％、２～４％であり、スクリーン印刷の方式を利用して、非金属領域の表面にパターニング化して作用し、作用量が０．０５～０．８ｍＬ／ｃｍ２であり、作用時間が５０～５５０ｓであることと、（２）作用後、脱イオン水／低濃度アルカリ液（０．５～１％ＮａＯＨ）／低濃度ＨＣｌ（２．５～３．５％）で交替して２回洗浄することと、を含む。
【0159】
製造方法は、パッシベーション層を形成することを含み、パッシベーション層が第１ポリシリコンドープ層及び第２ポリシリコンドープ層の表面を覆い、パッシベーション層がさらに非電極領域に位置する。
【0160】
製造方法は、パッシベーション層を貫通する第１電極及び第２電極を形成することを含み、第１電極がＮ領域に位置し、第１電極が第１ポリシリコンドープ層に電気的に接続され、第２電極がＰ領域に位置し、第２電極が第２ポリシリコンドープ層に電気的に接続される。
【0161】
【0162】
相応的に、本願のいくつかの実施例によれば、本願の他のいくつかの実施例は、上述した実施例の太陽電池を含むことができる光起電力モジュールを提供する。上述した実施例と同じ部分について、ここでは説明を割愛する。
【0163】
図１２に示すように、光起電力モジュールは、複数の上述した実施例のいずれかにおける太陽電池４０または上述した実施例のいずれかにおける製造方法によって製造された複数の太陽電池が接続部材４０９によって接続され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４７と、封止層４７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４８と、を含む。
【0164】
具体的には、いくつかの実施例では、複数の電池セル間は、接続部材４０９によって電気的に接続され、接続部材４０９と電池セルにおけるメイングリッド４０８との間は、溶接されることができる。
【0165】
いくつかの実施例では、電池セル間には、間隔を設けておらず、即ち電池セル間が重なり合っている。
【0166】
いくつかの実施例では、接続部材と電池セルにおけるサブグリッドとの間は、溶接されており、サブグリッドが第１電極４１４及び第２電極４２４を含む。
【0167】
いくつかの実施例では、封止層は、第１封止層と、第２封止層と、を含み、第１封止層が太陽電池の前面又は裏面の一方を覆い、第２封止層が太陽電池の前面又は裏面の他方を覆う。具体的には、第１封止層又は第２封止層の少なくとも一方は、ポリビニルブチラール（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ Ｂｕｔｙｒａｌ、ＰＶＢ）接着フィルム、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）接着フィルム、ポリエチレン－オクテン共重合体（ＰＯＥ）接着フィルム又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）接着フィルムなどの有機封止フィルムであってもよい。
【0168】
なお、積層加工前、第１封止層及び第２封止層には境界線があり、積層加工後、光起電力モジュールを形成すると、もはや第１封止層及び第２封止層という概念がなく、即ち第１封止層と第２封止層が一体化された封止層４７を形成している。
【0169】
いくつかの実施例では、カバープレート４８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持ったカバープレートであってもよい。具体的には、カバープレート４８の封止層４７側に向かう表面は、凹凸表面であってもよく、これによって、入射光の利用率を高めることができる。カバープレート４８は、第１カバープレート及び第２カバープレートを含み、第１カバープレートが第１封止層に対向し、第２カバープレートが第２封止層に対向する。あるいは、第１カバープレートが太陽電池の片方側に対向し、第２カバープレートが太陽電池の他方側に対向する。
【0170】
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】光起電力の分野に関し、太陽電池及びその製造方法、光起電力モジュールを提供する。
【解決手段】太陽電池は、基板と、基板の裏面に及びＮ領域に位置する第１誘電体層及び第１ポリシリコンドープ層と、基板の裏面に及びＰ領域に位置する第２誘電体層及び第２ポリシリコンドープ層と、パッシベーション層と、を含み、基板が間隔をあけて交互に設置されたＰ領域及びＮ領域を含み、第１ポリシリコンドープ層にはＮ型ドーピング元素がドープされており、第２ポリシリコンドープ層にＰ型ドーピング元素がドープされており、第１ポリシリコンドープ層の第１誘電体層から離れた表面は、第１粗さを備え、第２ポリシリコンドープ層の第２誘電体層から離れた表面は、第２粗さを備え、第２粗さが第１粗さよりも小さく、パッシベーション層が第１ポリシリコンドープ層の表面を覆い、かつ第２ポリシリコンドープ層の表面を覆う。
【選択図】図２
【解決手段】太陽電池は、基板と、基板の裏面に及びＮ領域に位置する第１誘電体層及び第１ポリシリコンドープ層と、基板の裏面に及びＰ領域に位置する第２誘電体層及び第２ポリシリコンドープ層と、パッシベーション層と、を含み、基板が間隔をあけて交互に設置されたＰ領域及びＮ領域を含み、第１ポリシリコンドープ層にはＮ型ドーピング元素がドープされており、第２ポリシリコンドープ層にＰ型ドーピング元素がドープされており、第１ポリシリコンドープ層の第１誘電体層から離れた表面は、第１粗さを備え、第２ポリシリコンドープ層の第２誘電体層から離れた表面は、第２粗さを備え、第２粗さが第１粗さよりも小さく、パッシベーション層が第１ポリシリコンドープ層の表面を覆い、かつ第２ポリシリコンドープ層の表面を覆う。
【選択図】図２
【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】
