特許 7618868 太陽電池及びその製造方法、光起電力モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-10

(45)【発行日】2025-01-21

(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】

   H10F 10/14 20250101AFI20250114BHJP

   H10F 10/00 20250101ALI20250114BHJP

【ＦＩ】

H01L31/06 300

H01L31/04 280

H01L31/04 260

H01L31/04 240

H01L31/04 460

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2024037104

(22)【出願日】2024-03-11

【審査請求日】2024-04-23

(31)【優先権主張番号】202311849878.8

(32)【優先日】2023-12-28

(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】李慧敏

(72)【発明者】

【氏名】徐孟雷

(72)【発明者】

【氏名】楊潔

(72)【発明者】

【氏名】ヂァン シン ウ

【審査官】吉岡 一也

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１１２８８５９２５（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１２２８４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１２１６４７２８（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２１０８９７３０２（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、前記基板が第１表面と前記第１表面に対向する第２表面とを備え、前記第１表面は、周辺領域と、中央領域とを含み、前記周辺領域が前記中央領域を取り囲んでおり、前記周辺領域は、前記中央領域とほぼ面一であるか、または前記中央領域よりも前記第２表面に近い基板と、
前記中央領域に位置する誘電体層と、
前記誘電体層の前記基板から離れる表面に位置するドーピング半導体層と、
前記周辺領域及び前記ドーピング半導体層の表面を覆うパッシベーション層と、
電極であって、第１数の電極を含み、前記第１数の電極は、前記中央領域に位置し、かつ前記パッシベーション層の厚さを貫通して前記ドーピング半導体層と電気的に接触している電極と、を含み、
前記第２表面に位置するエミッタをさらに含み、
前記電極は、第２数の電極をさらに含み、前記第２数の電極は、前記周辺領域に位置し、かつ前記パッシベーション層の厚さを貫通して前記周辺領域と電気的に接触している、
ことを特徴とする太陽電池。

【請求項2】

前記周辺領域は、テクスチャ構造を備え、前記パッシベーション層が前記テクスチャ構造を覆っている、
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。

【請求項3】

前記テクスチャ構造は、塔基礎構造、ピラミッド構造またはプラットフォーム突起構造を含む、
ことを特徴とする請求項２に記載の太陽電池。

【請求項4】

前記周辺領域と前記中央領域との高さの差の範囲は１．５μｍ～１５μｍ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5】

前記テクスチャ構造の頂部と前記中央領域との高さの差の範囲は、１μｍ～１４μｍ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6】

前記中央領域は、交互に配列されたＰ領域及びＮ領域を含み、前記Ｐ領域と前記Ｎ領域との間には間隔領域を有し、前記ドーピング半導体層は、前記Ｐ領域に位置する第１ドーピング半導体層と、前記Ｎ領域に位置する第２ドーピング半導体層とを含み、前記電極は、第１電極と、第２電極と、を含み、前記第１電極が前記第１ドーピング半導体層と電気的に接触し、前記第２電極が前記第２ドーピング半導体層と電気的に接触し、前記パッシベーション層が前記間隔領域の基板の表面を覆っている、
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。

【請求項7】

前記周辺領域は、第１テクスチャ構造を備え、前記間隔領域は、第２テクスチャ構造を備え、前記第１テクスチャ構造の粗さは、前記第２テクスチャ構造の粗さ以上である、
ことを特徴とする請求項６に記載の太陽電池。

【請求項8】

前記間隔領域の表面は、前記Ｐ領域の表面及び前記Ｎ領域の表面と面一であり、または、前記間隔領域の表面は前記Ｐ領域の表面よりも低く、かつ、前記間隔領域の表面は前記Ｎ領域の表面よりも低い、
ことを特徴とする請求項６に記載の太陽電池。

【請求項9】

前記電極は、第３数の電極をさらに含み、前記第３数の電極は、第１方向に沿って配列された第１部及び第２部を含み、前記第１部が前記中央領域に位置し、前記第２部が前記周辺領域に位置し、前記第１方向が前記電極の配列方向である、
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。

【請求項10】

前記ドーピング半導体層は、アモルファスシリコンドープ層、多結晶シリコンドープ層、微結晶シリコンドープ層、炭化ケイ素ドープ層または結晶シリコンドープ層のうちの少なくとも１つを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。

【請求項11】

複数の請求項１～１０のいずれか１項に記載の太陽電池が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、光起電力の分野に関し、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ものである。

【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】

ＴＯＰＣｏｎ（Ｔｕｎｎｅｌ Ｏｘｉｄｅ Ｐａｓｓｉｖａｔｅｄ Ｃｏｎｔａｃｔ）セルまたはＴＯＰＣｏｎ技術を利用したＩＢＣからなるＴＢＣ（ＴＯＰＣｏｎ－ＢＣ）セルは、シリコン表面に極薄のトンネル酸化層と高濃度ドーピングの多結晶シリコン層を作る必要があり、トンネル酸化層の化学的パッシベーションと多結晶シリコン層のフィールドパッシベーション作用を利用することで、シリコン表面の少数キャリアの再結合速度を著しく下げることができる一方、高濃度ドーピングの多結晶層は、多数キャリアの導電性能を著しく改善し、電池の開放電圧とバッキングファクターを向上させることに寄与する。

【0004】

低気圧化学気相成長法（Ｌｏｗ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＬＰＣＶＤ）は、トンネル酸化層と多結晶シリコン層を製造するための主な技術であり、コストが低く、生産量が高く、製造されたフィルムの性能が高いというメリットがあり、現在広く応用されている。しかしながら、ＬＰＣＶＤを利用して多結晶シリコン層を製造する過程に、電池効率に影響する問題、例えば、多結晶シリコン層の酸化により形成されたシリコンガラス層の除去過程における除去不良やオーバーエッチングなどが存在するおそれがある。

【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、基板であって、前記基板が第１表面と前記第１表面に対向する第２表面とを備え、前記第１表面は、周辺領域と、中央領域とを含み、前記周辺領域が前記中央領域を取り囲んでおり、前記周辺領域は、前記中央領域とほぼ面一であるか、または前記中央領域よりも前記第２表面に近い基板と、前記中央領域に位置する誘電体層と、前記誘電体層の前記基板から離れる表面に位置するドーピング半導体層と、前記周辺領域及び前記ドーピング半導体層の表面を覆うパッシベーション層と、電極であって、第１数の電極を含み、前記第１数の電極は、前記中央領域に位置し、かつ前記パッシベーション層の厚さを貫通して前記ドーピング半導体層と電気的に接触している電極と、を含む。

【0007】

いくつかの実施例では、前記基板は、第１境界を備え、前記中央領域の前記周辺領域に向かう境界は第２境界であり、前記第１境界が前記第２境界に対向しており、前記第２境界と前記第１境界との距離が３００μｍ未満である。

【0008】

くつかの実施例では、前記周辺領域は、テクスチャ構造を備え、前記パッシベーション層が前記テクスチャ構造を覆っている。

【0009】

いくつかの実施例では、前記テクスチャ構造は、塔基礎構造、ピラミッド構造またはプラットフォーム突起構造を含む。

【0010】

いくつかの実施例では、前記周辺領域と前記中央領域との高さの差の範囲は１．５μｍ～１５μｍである。

【0011】

いくつかの実施例では、前記テクスチャ構造の頂部と前記中央領域との高さの差の範囲は、１μｍ～１４μｍである。

【0012】

いくつかの実施例では、前記中央領域は、交互に配列されたＰ領域及びＮ領域を含み、前記Ｐ領域と前記Ｎ領域との間には間隔領域を有し、前記ドーピング半導体層は、前記Ｐ領域に位置する第１ドーピング半導体層と、前記Ｎ領域に位置する第２ドーピング半導体層とを含み、前記電極は、第１電極と、第２電極と、を含み、前記第１電極が前記第１ドーピング半導体層と電気的に接触し、前記第２電極が前記第２ドーピング半導体層と電気的に接触し、前記パッシベーション層が前記間隔領域の基板の表面を覆っている。

【0013】

いくつかの実施例では、前記周辺領域は、第１テクスチャ構造を備え、前記間隔領域は、第２テクスチャ構造を備え、前記第１テクスチャ構造の粗さは、前記第２テクスチャ構造の粗さ以上である。

【0014】

いくつかの実施例では、前記間隔領域は、前記Ｐ領域及び前記Ｎ領域と面一であり、または、前記間隔領域は前記Ｐ領域よりも低く、かつ、前記間隔領域は前記Ｎ領域よりも低い。

【0015】

いくつかの実施例では、前記基板は、前記第１表面と対向設置された第２表面をさらに含み、前記太陽電池は、前記第２表面に位置するエミッタをさらに含む。

【0016】

いくつかの実施例では、前記電極は、第２数の電極をさらに含み、前記第２数の電極は、前記周辺領域に位置し、かつ前記電極が前記パッシベーション層の厚さを貫通して前記周辺領域と電気的に接触している。

【0017】

いくつかの実施例では、前記電極は、第３数の電極をさらに含み、前記第３数の電極は、第１方向に沿って配列された第１部及び第２部を含み、前記第１部が前記中央領域に位置し、前記第２部が前記周辺領域に位置し、前記第１方向が前記電極の配列方向である。

【0018】

いくつかの実施例では、前記ドーピング半導体層は、アモルファスシリコンドープ層、多結晶シリコンドープ層、微結晶シリコンドープ層、炭化ケイ素ドープ層または結晶シリコンドープ層のうちの少なくとも１つを含む。

【0019】

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が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用接着フィルムと、前記封止用接着フィルム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】

【0020】

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。

【0021】

本願実施例では、太陽電池が提供されており、基板を周辺領域及び中央領域に分けてから、周辺領域及び中央領域のフィルム層に対して異なる設計を行うことで、周辺領域のオーバーエッチングを回避し、中央領域の良好な電気的性能を確保する。周辺領域は、前記中央領域と面一であるか、または前記中央領域よりも低く、且つパッシベーション層は、周辺領域及びドーピング半導体層の表面を覆っており、これによって、エッジの表面欠陥及び平坦性を低減し、電池のエッジに対して十分で効果的なパッシベーションを実現することができる。このように、電池のエッジの電気的な再結合と漏電を下げるとともに、電池の開放電圧と短絡電流を向上させ、電池の光電変換効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

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。

【図1】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る。

【図2】図２は、図１のａ１－ａ２に沿った第１種類の断面構造を示す図である。

【図3】図３は、図１のａ１－ａ２に沿った第２種類の断面構造を示す図である。

【図4】図４は、図１のｂ１－ｂ２に沿った第１種類の断面構造を示す図である。

【図5】図５は、本願の一実施例で提供された太陽電池の断面構造を示す図である。

【図6】図６は、本願の一実施例で提供された太陽電池の別の断面構造を示す図である。

【図7】図７は、本願の一実施例で提供された太陽電池の別の断面構造を示す図である。

【図8】図８は、本願の他の実施例で提供された太陽電池の構造を示す図である。

【図9】図９は、図８のａ３－ａ４に沿った第１種類の断面構造を示す図である。

【図10】図１０は、図８のａ３－ａ４に沿った第２種類の断面構造を示す図である。

【図11】図１１は、他の実施例で提供された太陽電池の製造方法におけるステップに対応する太陽電池の断面構造を示す図である。

【図12】図１２は、他の実施例で提供された太陽電池の製造方法におけるステップに対応する太陽電池の断面構造を示す図である。

【図13】図１３は、他の実施例で提供された太陽電池の製造方法におけるステップに対応する太陽電池の断面構造を示す図である。

【図14】図１４は、他の実施例で提供された太陽電池の製造方法におけるステップに対応する太陽電池の断面構造を示す図である。

【図15】図１５は、他の実施例で提供された太陽電池の製造方法におけるステップに対応する太陽電池の断面構造を示す図である。

【図16】図１６は、他の実施例で提供された太陽電池の製造方法におけるステップに対応する太陽電池の断面構造を示す図である。

【図17】図１７は、他の実施例で提供された太陽電池の製造方法におけるステップに対応する太陽電池の断面構造を示す図である。

【図18】図１８は、他の実施例で提供された太陽電池の製造方法におけるステップに対応する太陽電池の断面構造を示す図である。

【図19】図１９は、他の実施例で提供された光起電力モジュールの構造を示す図である。

【図20】図２０は、図１９のＭ１－Ｍ２断面に沿った断面構造を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

背景技術からわかるように、現在の太陽電池の光電変換効率が良くない。

【0024】

分析からわかるように、太陽電池の光電変換効率が良くない原因の１つは、現在、Ｐ型ドーピング元素またはＮ型ドーピング元素を備えた半導体層を形成する過程において、一般的に、ＬＰＣＶＤ工程を採用して堆積を行い、ＬＰＣＶＤ工程は、真性半導体フィルムを形成するための第１回成長と、真性半導体フィルム内にドーピング元素を持たせるための第２回成長と、酸化処理と、を含み、このように、形成されたドーピング半導体層及び基板（エミッタ）の表面にシリコンドープガラス層を形成することは避けられず、基板（エミッタ）の表面のシリコンドープガラス層を除去する時に、ドーピング半導体層の表面に保護層を形成し、ドーピング半導体層へのダメージを低減することができる。研究からわかるように、基板全体をエッチング液に入れた場合、基板の側面に保護層が形成されていないため、エッチング液が基板の側面を介してドーピング半導体層の表面の一部を腐食し、ドーピング半導体層の表面欠陥が多くなることを引き起こし、光電変換効率の向上に影響するおそれがあることである。

【0025】

本願の実施例は、太陽電池を提供しており、基板を周辺領域及び中央領域に分けてから、周辺領域及び中央領域のフィルム層に対して異なる設計を行うことで、周辺領域のオーバーエッチングを回避し、中央領域の良好な電気的性能を確保する。周辺領域は、前記中央領域と面一であるか、または前記中央領域よりも低く、且つパッシベーション層は、周辺領域及びドーピング半導体層の表面を覆っており、これによって、エッジの表面欠陥及び平坦性を低減し、電池のエッジに対して十分で効果的なパッシベーションを実現することができる。このように、電池のエッジの電気的な再結合と漏電を下げるとともに、電池の開放電圧と短絡電流を向上させ、電池の光電変換効率を高めることができる。

【0026】

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。

【0027】

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に沿った第１種類の断面構造を示す図であり、図３は、図１のａ１－ａ２に沿った第２種類の断面構造を示す図であり、図４は、図１のｂ１－ｂ２に沿った第１種類の断面構造を示す図である。

【0028】

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、基板１００を含んだ太陽電池を提供しており、基板１００が第１表面１１を備え、第１表面１１は、周辺領域１１１と、中央領域１１２とを含み、周辺領域１１１が中央領域１１２を取り囲んでおり、周辺領域１１１は、中央領域１１２と面一であるか、または中央領域１１２よりも低い。

【0029】

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の少なくとも１つであってもよい。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

いくつかの実施例では、基板１００は、第１表面１１と対向設置された第２表面１２をさらに含む。

【0033】

いくつかの実施例では、太陽電池は片面セルであり、第２表面１２は、受光面として入射光を受光することに用いられ、第１表面１１は、バックライト面とされることができる。第１表面は、受光面とし、第２表面は、バックライト面と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、その入射光の受光効率は、受光面の入射光の受光効率よりも弱い。本願の実施例では、第１表面をバックライト面とし、第２表面を受光面とすることを例に説明している。

【0034】

いくつかの実施例では、太陽電池は、両面セルであり、即ち、基板の第１表面と第２表面は、いずれも受光面として入射光を受光することに用いられることができる。

【0035】

いくつかの実施例では、基板の第１表面１１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元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、第１表面の平坦性が増加し、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、同時に第１表面の比表面積が小さくなることにより、第１表面の再結合を低減し、第１表面のパッシベーション効果を向上させることができる。

【0036】

いくつかの実施例では、基板１００の第２表面２は第３テキスチャ構造１３を備え、第３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。第３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１００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。

【0037】

いくつかの実施例では、第３テキスチャ構造１３は複数の突起構造１３１を含み、突起構造１３１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。

【0038】

いくつかの実施例では、周辺領域１１１及び中央領域１１２は、基板１００に対する機能的区分に基づいて、太陽電池の各フィルム層の構造分布を説明するためのものである。図１に示すように、図中の点線で囲まれた領域は、中央領域であり、点線領域と基板のエッジ領域で囲まれた領域は、周辺領域である。

【0039】

ここで、周辺領域の幅がほぼ同じになるように、基板のエッジとエッジとの間の境界には面取りがあり、中央領域の面取りに対応する領域にも同じ設置がされており、太陽電池のエッジ漏電を改善することに用いられる。

【0040】

いくつかの実施例では、図１及び図２に示すように、基板１００は、第１境界１２１を備え、中央領域１１２の周辺領域１１１に向かう境界は第２境界１２２であり、第１境界１２１が第２境界１２２に対向しており、第２境界１２２と第１境界１２１との距離ｓが３００μｍ未満である。第１境界１２１と第２境界１２２との距離ｓは、２８０μｍ、２６８μｍ、２３５μｍまたは２００μｍ未満であってもよい。第１境界１２１と第２境界１２２との距離ｓは、周辺領域１１１の幅を限定することができる。周辺領域１１１の幅が小さいと、即ち、調整する必要のある領域が小さく、元の工程への影響も小さくなり、エッジ箇所での電池性能を最適化するとともに、中央領域１１２の電池性能を確保している。

【0041】

いくつかの実施例では、周辺領域１１１と中央領域１１２との高さの差ｈの範囲は１．５μｍ～１５μｍである。例えば、ｈの範囲は、１．５μｍ～３μｍ、３μｍ～４．５μｍ、４．５μｍ～７μｍ、７μｍ～１０μｍまたは１０μｍ～１５μｍであってもよい。周辺領域１１１と中央領域１１２の高さの差ｈが上記の範囲内にあれば、周辺領域１１１と中央領域１１２との間に明確に区分されるようになる。これにより、周辺領域１１１に位置するドーピング半導体層ができるだけ除去され、パッシベーション層は、周辺領域１１１に対して十分にパッシベーションすることができることを確保する。周辺領域１１１と中央領域１１２との高さの差ｈも、周辺領域の漏電問題及びエッジの破損問題を改善し、電池の歩留まり及び見栄えを高めることができる。

【0042】

いくつかの実施例では、図２及び図３に示すように、周辺領域１１１は、テクスチャ構造１４を備える。テクスチャ構造１４は、入射光の周辺領域１１１における内部反射率を増やしたり、パッシベーション層１１４のパッシベーション効果を向上させたりすることにより、太陽電池の光電変換効率を高めることができる。

【0043】

いくつかの実施例では、テクスチャ構造１４は、塔基礎構造、ピラミッド構造またはプラットフォーム突起構造を含む。ここで、塔基礎構造は、ピラミッド構造から塔の先端部分を取り除いた後の底部構造であり、元のピラミッド構造の高さの１／４よりも低い残りのテクスチャ構造である。プラットフォーム突起構造とは、ピラミッド構造から塔の先端部分を取り除いて形成された平面であり、元のピラミッド構造の高さの１／４よりも高い残りのテクスチャ構造である。

【0044】

いくつかの実施例では、塔基礎構造は、研磨面構造であってもよい。塔基礎構造は、周辺領域１１１の平坦性を増やし、長波光に対する反射を増加させ、投射光の二次吸収を促進し、短絡電流を向上させる。同時に、周辺領域１１１の比表面積が減少するため、周辺領域１１１の再結合を低減し、周辺領域１１１のパッシベーション効果を高めることができる。

【0045】

いくつかの実施例では、テクスチャ構造１４の頂部と中央領域１１２との高さの差ｈ１の範囲は、１μｍ～１４μｍである。ｈ１の範囲は、１．５μｍ～３．２μｍ、３．２μｍ～５μｍ、５μｍ～７．５μｍ、７．５μｍ～１１μｍまたは１１μｍ～１４μｍであってもよい。

【0046】

いくつかの実施例では、図３に示すように、テクスチャ構造１４は、ピラミッド構造であり、ピラミッド構造が複数のピラミッド１４１を含み、ピラミッド１４１の１次元寸法ｄ２の範囲が０．１μｍ～３μｍを含み、ピラミッド１４１の高さｄ１の範囲が０．１μｍ～３μｍを含む。

【0047】

いくつかの実施例では、１次元寸法とは、ピラミッド１４１底部の２つの対角間の距離またはピラミッド１４１底部の２つの対向する側辺間の距離を指す。

【0048】

いくつかの実施例では、図３に示すように、周辺領域１１１と中央領域１１２との高さの差ｈは、ピラミッド１４１の頂部と中央領域１１２との高さの差であってもよい。

【0049】

いくつかの実施例では、周辺領域１１１と中央領域１１２との高さの差ｈとは、ピラミッドの底部と中央領域１１２との高さの差を指し、ピラミッドの上面と中央領域との高さの差の範囲は、１μｍ～１４μｍである。

【0050】

図２に示すように、太陽電池は、中央領域１１２に位置する誘電体層１０２と、誘電体層１０２の表面に位置するドーピング半導体層１０３と、を含む。

【0051】

いくつかの実施例では、誘電体層１０２は、トンネル誘電体層であってもよく、トンネル誘電体層とドーピング半導体層１０３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、ドーピング半導体層１０３は、基板１００の表面にバンド曲がりを形成することができ、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、少数キャリアが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】

また、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の第１表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。トンネル誘電体層が基板１００の第１表面に位置するように設置することで、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。

【0053】

ドーピング半導体層１０３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、少数キャリアの濃度を低下させ、基板１００の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。

【0054】

ドーピング半導体層１０３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がＮ型である場合、ドーピング半導体層１０３内にはＮ型のドーピング元素がドープされている。

【0055】

ドーピング半導体層１０３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内の多数キャリアがトンネル誘電体層を通過してドーピング半導体層１０３に届くことができるようになる。

【0056】

いくつかの実施例では、ドーピング半導体層１０３内には、基板１００と異なる導電型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、ドーピング半導体層１０３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、ドーピング半導体層１０３と基板１００との間にＰＮ接合を構築しており、太陽光がＰＮ接合に照射することによって、新たな電子－正孔対を形成し、ＰＮ接合の作りつけ電界の作用下で、光生成正孔がＰ領域に流れ、光生成電子がＮ領域に流れ、回路をオンにすると電流が生じる。

【0057】

いくつかの実施例では、トンネル誘電体層の厚さは、０．５ｎｍ～５ｎｍである。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。トンネル誘電体層が上記のいずれかの範囲内にあれば、トンネル誘電体層の厚さが薄くて、多数キャリアが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。

【0058】

いくつかの実施例では、誘電体層１０２の材料は、酸化ケイ素、アモルファスシリコン、微結晶シリコン、ナノ結晶シリコンまたは炭化ケイ素のうちの少なくとも１つを含む。

【0059】

いくつかの実施例では、ドーピング半導体層１０３は、アモルファスシリコンドープ層、多結晶シリコンドープ層、微結晶シリコンドープ層、炭化ケイ素ドープ層または結晶シリコンドープ層のうちの少なくとも１つを含む。

【0060】

図２に示すように、太陽電池は、周辺領域１１１及びドーピング半導体層１０３の表面を覆うパッシベーション層１１４と、電極１１６であって、第１数の電極を含み、この第１数の電極は、中央領域１１２に位置し、かつパッシベーション層１１４の厚さを貫通してドーピング半導体層１０３と電気的に接触している電極１１６と、を含む。

【0061】

いくつかの実施例では、パッシベーション層１１４は、単層構造または積層構造であってもよく、パッシベーション層１１４の材料が酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸炭窒化ケイ素、酸化チタン、酸化ハフニウムまたは酸化アルミニウムなどのうちの１種または複数種であってもよい。

【0062】

いくつかの実施例では、図３に示すように、パッシベーション層１１４は、テクスチャ構造１４を覆っている。

【0063】

いくつかの実施例では、太陽電池は、反射防止層１０５をさらに含み、反射防止層１０５がパッシベーション層１１４の表面に位置し、この第１数の電極が反射防止層１０５の厚さを貫通してドーピング半導体層１０３と電気的に接触している。反射防止層１０５は、太陽電池の表面の反射光を低減したり、除去したりすることに用いられ、太陽電池の表面の光透過量を増やし、システムの迷光を低減または除去する。反射防止層１０５の材料には、窒化ケイ素または酸窒化ケイ素が含まれる。

【0064】

いくつかの実施例では、太陽電池は、第２表面１２に位置するエミッタ１０１と、エミッタ１０１の表面を覆う第１パッシベーション層１０４と、第１パッシベーション層１０４を貫通してエミッタ１０１と電気的に接触する細いグリッド１０６と、をさらに含む。

【0065】

いくつかの実施例では、エミッタ１０１と基板１００の材料は、同じであり、エミッタ１０１と基板１００は、同じオリジナル基板にドーピング処理を施して形成されてもよい。エミッタ１０１内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異なる。一部の厚さのオリジナル基板に対してドーピング処理を行い、ドーピング処理された部分のオリジナル基板をエミッタとし、残りのオリジナル基板を基板とする。

【0066】

いくつかの実施例では、エミッタ１０１は、基板の第２表面に形成されたドーピング層であり、堆積工程によって形成されて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た半導体層であり、半導体層がシリコン、ゲルマニウムまたは多結晶シリコンであってもよい。

【0067】

いくつかの実施例では、第１パッシベーション層１０４は、単層構造または積層構造であってもよく、第１パッシベーション層１０４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、酸化ハフニウムまたは酸化アルミニウムなどのうちの１種または複数種であってもよい。

【0068】

いくつかの実施例では、第１パッシベーション層１０４の材料は、パッシベーション層１１４の材料と同じであり、第１パッシベーション層１０４とパッシベーション層１１４は、同じ製造工程で製造される。

【0069】

いくつかの実施例では、電極１１６と細いグリッド１０６のいずれか一方は、溶落ち型ペーストで焼結されて形成されることができる。電極１１６を形成する方法は、シルクスクリーン印刷工程を採用して一部のパッシベーション層１１４の表面に金属ペーストを印刷することを含む。細いグリッド１０６を形成する方法は、シルクスクリーン印刷工程を採用して一部の第１パッシベーション層１０４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、鉛またはニッケルのうち少なくとも１つを含んでもよい。

【0070】

いくつかの実施例では、図２または図４に示すように、電極１１６及び細いグリッド１０６は、中央領域１１２に位置している。

【0071】

図５は、本願の一実施例で提供された太陽電池の断面構造を示す図であり、図６は、本願の一実施例で提供された太陽電池の別の断面構造を示す図であり、図７は、本願の一実施例で提供された太陽電池の別の断面構造を示す図である。

【0072】

いくつかの実施例では、図５と図７に示すように、電極１１６は、第３数の電極をさらに含み、第３数の電極は、第１方向に沿って配列された第１部１３６及び第２部１２６を含み、第１部１３６が中央領域１１２に位置し、第２部１２６が周辺領域１１１に位置し、第１方向が電極１１６の配列方向である。これにより、電極１１６の収集面積を増やし、電池の効率を高めている。

【0073】

いくつかの実施例では、第１部１３６は、ドーピング半導体層１０３と電気的に接触しており、第２部１２６は、基板１００と電気的に接触している。

【0074】

いくつかの実施例では、図６に示すように、電極１１６は、第２数の電極をさらに含み、第２数の電極は、周辺領域に位置しており、電極１１６がパッシベーション層１１４の厚さを貫通して周辺領域１１１と電気的に接触している。

【0075】

本願の実施例は、太陽電池を提供しており、基板１００を周辺領域１１１及び中央領域１１２に分け、そして、周辺領域１１１及び中央領域１１２のフィルム層に対して異なる設計を行うことによって、周辺領域１１１のオーバーエッチングを回避するとともに、中央領域１１２の良好な電気的性能を確保する。周辺領域１１１は、前記中央領域１１２と面一であるか、または前記中央領域１１２よりも低く、且つパッシベーション層１１４は、周辺領域１１１及びドーピング半導体層１０３の表面を覆っており、これにより、エッジ箇所の表面欠陥及び平坦性を低減し、電池のエッジに対して十分で効果的なパッシベーションを実現することができる。これにより、電池のエッジにおける電気的再結合及び漏電を低減するとともに、電池の開放電圧及び短絡電流を向上させ、電池の光電変換効率を高めることができる。

【0076】

さらに、本願の他の実施例は、太陽電池を提供しており、太陽電池は、第１電極と、第２電極とを含み、第１電極と第２電極がいずれも第１表面に位置している。上記の実施例と同じ技術的特徴または対応する技術的特徴について、ここでは繰り返して説明しない。

【0077】

図８は、本願の他の実施例で提供された太陽電池の構造を示す図であり、図９は、図８のａ３－ａ４に沿った第１種類の断面構造を示す図であり、図１０は、図８のａ３－ａ４に沿った第２種類の断面構造を示す図である。

【0078】

図８及び図９に示すように、太陽電池は、第１表面２１を備えた基板２００と、中央領域２１２に位置する誘電体層と、誘電体層の表面に位置するドーピング半導体層と、周辺領域２１１及びドーピング半導体層の表面を覆うパッシベーション層２１４と、中央領域２１２に位置し、パッシベーション層２１４の厚さを貫通してドーピング半導体層と電気的に接触する電極と、を含み、ここで、第１表面２１が周辺領域２１１と、中央領域２１２とを含み、周辺領域２１１が中央領域２１２を取り囲み、周辺領域２１１は、中央領域２１２と面一であるか、または中央領域２１２よりも低い。

【0079】

いくつかの実施例では、基板２００は、対向する第１表面２１及び第２表面２２を含み、第２表面２２の表面が第３テクスチャ構造２３を備え、第３テクスチャ構造２３が複数の突起構造２３１を含む。第２表面２２は、前面フィールド（ｆｒｏｎｔ ｓｕｒｆａｃｅ ｆｉｅｌｄ、ＦＳＦ）を備え、そのドーパントイオンの導電型は、基板２００のドーパント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濃度を低減し、表面の再結合速度を下げるとともに、直列抵抗を低減し、電子輸送能力を高めることができる。

【0080】

いくつかの実施例では、中央領域２１２は、交互に配列されたＰ領域及びＮ領域を含み、Ｐ領域とＮ領域との間には間隔領域２０を有する。

【0081】

いくつかの実施例では、間隔領域２０は、Ｐ領域及びＮ領域と面一であり、即ち、基板をエッチングせず、Ｐ領域及びＮ領域との間は、いくつかの隔離的なフィルム層によって両者の絶縁を実現する。隔離的なフィルム層がパッシベーション層であってもよい。

【0082】

いくつかの実施例では、図９に示すように、間隔領域２０はＰ領域よりも低く、かつ、間隔領域２０はＮ領域よりも低く、間隔領域２０は、第１表面２１から第２表面２２に向かって延びるトレンチ２０８を備え、トレンチ２０８が異なる導電型の領域間の自動的な隔離を実現することに用いられ、ＩＢＣ（インターディジテッドバックコンタクト、Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｔｅｄ Ｂａｃｋ Ｃｏｎｔａｃｔ）セルにおいて高濃度ドーピングされたＰ領域とＮ領域にトンネル接合を形成して漏電を生じさせて電池効率に影響することを防止することができる。

【0083】

いくつかの実施例では、トレンチ２０８の深さＨは、周辺領域２１１と中央領域２１２との高さの差ｈ以上である。

【0084】

ここで、周辺領域２１１と中央領域２１２の高さの差ｈとは、周辺領域２１１とＰ領域との高さの差または周辺領域２１１とＮ領域との高さの差を指す。

【0085】

いくつかの実施例では、図１０に示すように、周辺領域２１１は、第１テクスチャ構造２４を備え、間隔領域２０は、第２テクスチャ構造２５を備え、第１テクスチャ構造２４の粗さは、第２テクスチャ構造２５の粗さ以上である。

【0086】

ここで、「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。

【0087】

いくつかの実施例では、ドーピング半導体層は、Ｐ領域に位置する第１ドーピング半導体層２０３１と、Ｎ領域に位置する第２ドーピング半導体層２０３２とを含み、電極は、第１電極２１６１と、第２電極２１６２と、を含み、第１電極２１６１が第１ドーピング半導体層２０３１と電気的に接触し、第２電極２１６２が第２ドーピング半導体層２０３２と電気的に接触し、パッシベーション層２１４が間隔領域２０の基板２００の表面を覆っている。

【0088】

いくつかの実施例では、誘電体層は、第１誘電体層２０２１と、第２誘電体層２０２２とを、含み、第１ドーピング半導体層２０３１が第１誘電体層２０２１に位置し、第２ドーピング半導体層２０３２が第２誘電体層２０２２に位置する。

【0089】

いくつかの実施例では、第１誘電体層２０２１と第２誘電体層２０２２は、前の実施例における誘電体層１０２と同じであってもよく、即ち、第１誘電体層２０２１と第２誘電体層２０２２は、トンネル誘電体層である。同様に、第１ドーピング半導体層２０３１と第２ドーピング半導体層２０３２は、前の実施例におけるドーピング半導体層１０３であってもよく、異なったのは、第１ドーピング半導体層２０３１内にＮ型ドーピング元素またはＰ型ドーピング元素のうちの一方がドーピングされ、第２ドーピング半導体層２０３２内にＮ型ドーピング元素またはＰ型ドーピング元素のうちの他方がドーピングされていることである。

【0090】

いくつかの実施例では、第１電極２１６１と第２電極２１６２は、前の実施例における電極１１６を参照し、第２表面２２の第１パッシベーション層２０４は、前の実施例における第１パッシベーション層１０４を参照し、反射防止層２０５は、前の実施例における反射防止層１０５を参照し、パッシベーション層２１４は、前の実施例におけるパッシベーション層１１４を参照することができる。ここでは、繰り返して説明しない。

【0091】

本願の実施例は、太陽電池を提供しており、基板２００を周辺領域２１１及び中央領域２１２に分け、そして、周辺領域２１１及び中央領域２１２のフィルム層に対して異なる設計を行うことによって、周辺領域２１１のオーバーエッチングを回避し、中央領域２１２の良好な電気的性能を確保する。周辺領域２１１は、前記中央領域２１２と面一であるか、または前記中央領域２１２よりも低く、且つパッシベーション層２１４は、周辺領域２１１及びドーピング半導体層の表面を覆っており、これによって、エッジ箇所の表面欠陥及び平坦性を低減し、電池のエッジに対する十分で効果的なパッシベーションを実現することができる。このように、電池エッジの電気的な再結合と漏電を低減するとともに、電池の開放電圧と短絡電流を向上させ、電池の光電変換効率を高めることができる。

【0092】

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、ここでは繰り返して説明しない。

【0093】

図１１～図１８は、他の実施例で提供された太陽電池の製造方法における各ステップに対応する太陽電池の断面構造を示す図である。本願の実施例は、他の実施例で提供された太陽電池を例とする。

【0094】

図１１に示すように、製造方法は、第１表面２１を備えた基板２００を提供することであって、第１表面２１が、周辺領域２１１と、中央領域２１２とを備え、周辺領域２１１が中央領域２１２を取り囲んでいることを含む。

【0095】

いくつかの実施例では、基板２００は、第１表面２１に対向している第２表面２２を備える。

【0096】

製造方法は、第２表面２２に第３テクスチャ構造２３を持たせるように、第２表面２２に対してテクスチャ形成処理を行うことを含む。ここで、第３テクスチャ構造２３は、複数の突起構造２３１を含む。

【0097】

いくつかの実施例では、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基板２００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構造を形成することができる。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。

【0098】

図１２に示すように、製造方法は、中央領域２１２及び周辺領域２１１に位置する誘電体層２０２を形成することと、誘電体層２０２の表面に位置するドーピング半導体層２０３を形成することであって、ここで、ドーピング半導体層２０３を形成すると同時に、基板２００の第２表面２２及びドーピング半導体層の表面にシリコンドープガラス層２２３を形成することと、を含む。

【0099】

いくつかの実施例では、熱酸化法または化学成長法によって、誘電体層２０２を形成する。

【0100】

いくつかの実施例では、ドーピング半導体層２０３を形成する製造方法は、第１回堆積と、第２回堆積と、高温酸化ステップと、を含み、ここで、第１回堆積では、堆積ガスがシランを含み、流量を１００～１，０００ｓｃｃｍに、堆積温度を４００～７００℃に制御し、真性半導体フィルムを形成する。第２回堆積では、堆積ガスがドープ源ガス及び酸素ガスを含み、流量を１００～３，０００ｓｃｃｍに、堆積温度を７００～１０００℃に制御し、ドーピング半導体フィルムを形成し、高温酸化ステップでは、ガスは、窒素ガスと、酸素ガスとを含み、この過程において、ドーピング半導体フィルムをドーピング半導体層に変換し、且つ基板２００の第２表面２２及びドーピング半導体層２０３の表面にシリコンドープガラス層２２３を形成する。

【0101】

図１３に示すように、製造方法は、シリコンドープガラス層２２３に対して前処理を行い、ここで、前処理は、周辺領域２１１におけるシリコンドープガラス層２２３を除去することに用いられることを含む。

【0102】

いくつかの実施例では、前処理は、レーザー処理工程を含む。レーザーは、ピコ秒レーザー及びナノ秒レーザーを使うことができる。レーザー処理工程のパラメーターには、レーザーパワー８Ｗ～４０Ｗと、速度１０，０００ｍｍ／ｓ～３５，０００ｍｍ／ｓとが含まれている。

【0103】

いくつかの実施例では、図１４及び図１５に示すように、前処理の工程ステップは、周辺領域２１１のシリコンドープガラス層２２３を除去すると同時に、周辺領域２１１におけるドーピング半導体層２０３及び周辺領域２１１における誘電体層２０２を除去することを含む。

【0104】

図１５に示すように、製造方法は、第２表面２２におけるシリコンドープガラス層２２３及び中央領域２１２におけるシリコンドープガラス層２２３を除去することを含む。

【0105】

いくつかの実施例では、シリコンドープガラス層２２３を除去する過程において、エッチング液は、ドーピング半導体層２０３及び誘電体層２０２をエッチングし、ドーピング半導体層２０３及び誘電体層２０２を除去する可能性がある。

【0106】

いくつかの実施例では、中央領域２１２は、交互に配列されたＰ領域及びＮ領域を含み、Ｐ領域とＮ領域の間には間隔領域２０を有し、ドーピング半導体層２０３がＰ領域、Ｎ領域及び間隔領域２０に位置する。

【0107】

図１６に示すように、製造方法は、間隔領域２０及び第１領域におけるドーピング半導体層を除去し、ここで、第１領域は、Ｐ領域またはＮ領域のうちの一方であることを含む。

【0108】

いくつかの実施例では、間隔領域２０のドーピング半導体層及び誘電体層を除去したが、基板をエッチングせず、基板内にトレンチが生じていない。いくつかの実施例では、間隔領域２０のドーピング半導体層及び誘電体層を除去したとともに、一部の厚さの基板も除去しており、即ち、基板内にトレンチが形成されている。

【0109】

図１８に示すように、製造方法は、第１領域の基板２００の表面にドーピング半導体フィルムを形成し、残りのドーピング半導体層及びドーピング半導体フィルムをそれぞれ第１ドーピング半導体層２０３１及び第２ドーピング半導体層２０３２とすることを含む。

【0110】

いくつかの実施例では、図１７に示すように、前処理の工程ステップは、周辺領域２１１におけるシリコンドープガラス層２２３を除去すると同時に、間隔領域２０及び第１領域におけるシリコンドープガラス層２２３を除去し、ここで、第１領域がＰ領域またはＮ領域のうちの一方であることを含む。図１６に示すように、第２表面２２におけるシリコンドープガラス層２２３及び中央領域２１２のシリコンドープガラス層２２３を除去し、間隔領域２０及び第１領域におけるドーピング半導体層を除去し、第１領域がＰ領域またはＮ領域のうちの一方である。図１８に示すように、第２表面２２におけるシリコンドープガラス層２２３及び中央領域２１２のシリコンドープガラス層２２３を除去した後、さらに、第１領域にドーピング半導体フィルムを形成し、残りのドーピング半導体層及びドーピング半導体フィルムがそれぞれ第１ドーピング半導体層２０３１及び第２ドーピング半導体層２０３２とすることを含む。

【0111】

いくつかの実施例では、レーザー処理工程を利用して間隔領域２０、周辺領域２１１及び第１領域におけるシリコンドープガラス層２２３を除去する。レーザーは、ピコ秒レーザー及びナノ秒レーザーを使うことができる。レーザー処理工程のパラメーターには、レーザーパワー８Ｗ～４０Ｗと、速度１０，０００ｍｍ／ｓ～３５，０００ｍｍ／ｓとが含まれている。

【0112】

いくつかの実施例では、間隔領域２０のドーピング半導体層及び誘電体層を除去したが、基板をエッチングせず、基板内にトレンチが生じていない。いくつかの実施例では、間隔領域２０のドーピング半導体層及び誘電体層を除去したとともに、一部の厚さの基板も除去しており、即ち、基板内にトレンチが形成されている。

【0113】

図９に示すように、製造方法は、周辺領域２１１及びドーピング半導体層の表面を覆うパッシベーション層２１４を形成することを含む。いくつかの実施例では、パッシベーション層２１４は、周辺領域２１１、間隔領域２０、第１ドーピング半導体層２０３１及び第２ドーピング半導体層２０３２の表面を覆う。

【0114】

図９に示すように、製造方法は、基板２００の第２表面２２を覆う第１パッシベーション層２０４を形成することを含む。

【0115】

いくつかの実施例では、同じ製造工程によって、パッシベーション層２１４及び第１パッシベーション層２０４を形成する。

【0116】

図９に示すように、製造方法は、電極を形成することであって、電極が中央領域２１２に位置し、電極がパッシベーション層２１４の厚さを貫通してドーピング半導体層と電気的に接触することを含む。電極は、第１電極２１６１と、第２電極２１６２と、を含み、第１電極２１６１がパッシベーション層２１４の厚さを貫通して第１ドーピング半導体層２０３１と電気的に接触し、第２電極２１６２がパッシベーション層２１４の厚さを貫通して第２ドーピング半導体層２０３２と電気的に接触する。

【0117】

いくつかの実施例では、第１電極２１６１及び第２電極２１６２の製造方法は、シルクスクリーン印刷工程によって、一部のパッシベーション層２１４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、鉛またはニッケルのうちの少なくとも１つを含んでもよい。そして、金属ペーストに対して焼結工程を行う。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ため、焼結中に腐食性成分がパッシベーション層２１４を腐食し、金属ペーストがパッシベーション層２１４に浸透し、これによって第１ドーピング半導体層２０３１と電気的に接触して第１電極２１６１を形成し、かつ第２ドーピング半導体層２０３２と電気的に接触して第２ドーピング半導体層２１６２を形成する。

【0118】

相応的に、本願のいくつかの実施例によれば、本願の実施例の別の態様では、上述した実施例の太陽電池を含む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、ここでは繰り返して説明しない。

【0119】

図１９は、他の実施例で提供された光起電力モジュールの構造を示す図であり、図２０は、図１９のＭ１－Ｍ２断面に沿った断面構造を示す図である。本願の実施例は、他の実施例で提供された太陽電池からなる光起電力モジュールを例とする。

【0120】

図１９及び図２０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３０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３０が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用接着フィルム３７と、封止用接着フィルム３７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３８と、を含む。

【0121】

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３０９によって電気的に接続され、接続部材３０９と電池セルにおけるメイングリッド２２４との間は、溶接されることができる。

【0122】

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。

【0123】

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２１６１及び第２電極２１６２を含む。いくつかの実施例では、接続部材と電池セルにおけるメイングリッド２２４との間が溶接されており、メイングリッドは、第１メイングリッドと、第２メイングリッドとを含み、第１メイングリッドと第１電極２１６１とが溶接され、第２メイングリッドと第２電極２１６２とが溶接されている。

【0124】

いくつかの実施例では、封止用接着フィルムは、第１封止用接着フィルムと、第２封止用接着フィルムと、を含み、第１封止用接着フィルムが太陽電池の前面又は裏面の一方を覆い、第２封止用接着フィルム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封止用接着フィルム又は第２封止用接着フィルム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接着フィルムであってもよい。

【0125】

なお、積層加工前、第１封止用接着フィルム及び第２封止用接着フィルムには境界線があり、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封止用接着フィルム及び第２封止用接着フィルムという概念がなく、即ち第１封止用接着フィルムと第２封止用接着フィルムが一体化された封止用接着フィルム４７を形成している。

【0126】

いくつかの実施例では、カバープレート３８は、ガラスカバープレートや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の封止用接着フィルム３７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３８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封止用接着フィルムに対向し、第２カバープレートが第２封止用接着フィルムに対向する。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。

【0127】

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】

【課題】本願実施例は、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、基板であって、前記基板が第１表面を備え、前記第１表面は、周辺領域と、中央領域とを含み、前記周辺領域が前記中央領域を取り囲んでおり、前記周辺領域は、前記中央領域と面一であるか、または前記中央領域よりも低い基板と、積層設置された誘電体層及びドーピング半導体層であって、前記誘電体層が前記中央領域に位置する誘電体層及びドーピング半導体層と、前記周辺領域及び前記ドーピング半導体層の表面を覆うパッシベーション層と、前記中央領域に位置し、前記パッシベーション層の厚さを貫通して前記ドーピング半導体層と電気的に接触している電極と、を含む。本願実施例で提供された太陽電池及びその製造方法、光起電力モジュールをは、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。
【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】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】