特許 7642893 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】2025-02-28

(45)【発行日】2025-03-10

(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 20250101AFI20250303BHJP

   H10F 10/166 20250101ALI20250303BHJP

   H10F 77/70 20250101ALI20250303BHJP

【ＦＩ】

H10F10/14

H10F10/166

H10F77/70 100

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2024031346

(22)【出願日】2024-03-01

【審査請求日】2024-03-29

(31)【優先権主張番号】202311733932.2

(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】ワウ ショウ

(72)【発明者】

【氏名】陳金金

(72)【発明者】

【氏名】ヂァン シン ウ

(72)【発明者】

【氏名】楊潔

(72)【発明者】

【氏名】鄭霈霆

【審査官】丸橋 凌

(56)【参考文献】

【文献】特許第７３８１６８７（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開２００５－１４２２６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２３－１７４４２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２２－５０１８３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２３／０４０２５５３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国実用新案第２１８５８５９９４（ＣＮ，Ｕ）

【文献】中国特許出願公開第１１４３８８６３９（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１３３２７９９９（ＣＮ，Ａ）

【文献】韓国登録特許第１０－１７４０５２３（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】韓国登録特許第１０－１９３０６４０（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】INGENITO, Andrea et al.，Silicon Solar Cell Architecture with Front Selective and Rear Full Area Ion‐Implanted Passivating Contacts，Solar RRL，2017年，Vol. 1，Article number: 1700040，pp. 1-6

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ１０Ｆ １０／００－１９／９０

Ｈ１０Ｆ ７７／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
電極領域に位置する第１誘電体層と、
前記第１誘電体層の前記電極領域から離れた側に位置する第１ドーピング導電層とを含み、
前記基板が対向設置された第１表面及び第２表面を備え、前記第１表面が、間隔をあけて交互に設置された前記電極領域及び非電極領域と、前記電極領域と前記非電極領域の間に位置する遷移領域と、を含み、
前記遷移領域が第１表面構造を備え、前記第１表面構造が前記電極領域に向かって傾斜する複数の角柱構造を含み、複数の前記角柱構造が少なくとも第１方向に沿って順次配列され、前記第１方向が前記遷移領域の延在方向であり、
前記第１誘電体層と第１ドーピング導電層は、前記電極領域のみに形成されている、
ことを特徴とする太陽電池。

【請求項2】

前記角柱構造は、第１角柱構造と、第２角柱構造と、を含み、前記角柱構造の傾斜方向に沿って、前記第１角柱構造の第１長さが前記第２角柱構造の第２長さよりも大きく、少なくとも一部の前記第２角柱構造が前記第１角柱構造の前記電極領域から離れた側面に位置する、
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。

【請求項3】

複数の前記第２角柱構造が同じ前記第１角柱構造の前記電極領域から離れた側面に位置し、または、前記第１角柱構造の側面から離れた方向に沿って、複数の前記第２角柱構造が順次配列されている、
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表面構造は、第１ピラミッド構造をさらに含み、少なくとも一部の前記第１ピラミッド構造が前記遷移領域において前記非電極領域に近い一部の領域に位置し、少なくとも一部の前記角柱構造は、前記遷移領域において前記電極領域に近い一部の領域に位置している、
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。

【請求項5】

前記第１表面構造は、複数の微細突起構造をさらに含み、前記微細突起構造が第２ピラミッド構造または三角形の板状構造のうちの少なくとも一方を含む、
ことを特徴とする請求項４に記載の太陽電池。

【請求項6】

前記第２表面を覆う第２誘電体層と、
前記第２誘電体層の前記基板から離れた側の表面を覆う第２ドーピング導電層と、をさらに含み、
前記第１ドーピング導電層中のドーピング元素のタイプが前記第２ドーピング導電層中のドーピング元素のタイプと異なっている、
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。

【請求項7】

前記電極領域に位置する前記第１ドーピング導電層の表面は、第２表面構造を備え、前記第２表面構造は、複数の第３ピラミッド構造を含み、前記非電極領域は、第３表面構造を備え、前記第３表面構造が複数の第４ピラミッド構造を含む、
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２表面を覆う真性半導体層と、
前記真性半導体層の前記基板から離れた側の表面を覆う第２ドーピング導電層と、
前記第２ドーピング導電層の前記真性半導体層から離れた側の表面を覆う透明導電層と、をさらに含み、
前記第１ドーピング導電層におけるドーピング元素のタイプが前記第２ドーピング導電層におけるドーピング元素のタイプと異なっている、
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。

【請求項9】

前記電極領域は、第１上面を備え、前記非電極領域は、第２上面を備え、前記第２表面を基準として、前記第１上面が前記第２上面よりも高く、前記第１上面と前記第２上面との高さの差は、０．５μｍ～１０μｍ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】

初期基板を提供することであって、前記初期基板が対向設置された初期第１表面及び初期第２表面を備え、前記初期第１表面が間隔をあけて交互に設置された初期電極領域及び初期非電極領域と、前記初期電極領域と前記初期非電極領域の間に位置する初期遷移領域と、を含むことと、
前記初期第１表面を覆う初期第１誘電体層を形成することと、
前記初期第１誘電体層の前記初期基板から離れた側の表面を覆う初期第１ドーピング導電層を形成することと、
レーザー工程で前記初期遷移領域と前記初期非電極領域に位置する前記初期第１誘電体層と前記初期第１ドーピング導電層を除去して、第１表面を備える基板を形成し、ここで、レーザー工程により処理された後の前記初期電極領域、前記初期遷移領域及び前記初期非電極領域は、それぞれ電極領域、遷移領域及び非電極領域であり、前記遷移領域が第１表面構造を備え、前記第１表面構造が前記電極領域に向かって傾斜する複数の角柱構造を含み、複数の前記角柱構造が少なくとも第１方向に沿って順次配列され、前記第１方向が前記遷移領域の延在方向であり、前記電極領域に位置する残りの前記初期第１誘電体層が第１誘電体層であり、前記電極領域に位置する残りの前記初期第１ドーピング導電層が第１ドーピング導電層であることと、を含む、
ことを特徴とする太陽電池の製造方法。

【請求項11】

前記初期第１誘電体層を形成するステップにおいて、さらに、前記初期第２表面を覆う第２誘電体層を形成することを含み、
前記初期第１ドーピング導電層を形成するステップにおいて、さらに、前記第２誘電体層の前記初期基板から離れた側の表面を覆う第２ドーピング導電層を形成することを含み、前記初期第１ドーピング導電層におけるドーピング元素のタイプが前記第２ドーピング導電層におけるドーピング元素のタイプと異なっている、
ことを特徴とする請求項１０に記載の太陽電池の製造方法。

【請求項12】

前記初期第１ドーピング導電層を形成する前に、さらに、前記初期第２表面を覆う真性半導体層を形成することを含み、
前記初期第１ドーピング導電層を形成するステップにおいて、さらに、前記真性半導体層の前記初期基板から離れた側の表面を覆う第２ドーピング導電層を形成することを含み、前記初期第１ドーピング導電層におけるドーピング元素のタイプが前記第２ドーピング導電層におけるドーピング元素のタイプと異なっている、
ことを特徴とする請求項１０に記載の太陽電池の製造方法。

【請求項13】

前記初期第１誘電体層を形成する前に、さらに、前記初期第１表面に対して第１エッチング工程を行って、前記初期第１表面に第１テクスチャ構造を持たせることを含み、
レーザー工程で前記初期遷移領域と前記初期非電極領域に位置する前記初期第１誘電体層と前記初期第１ドーピング導電層を除去するステップにおいて、前記初期電極領域に位置する前記第１ドーピング導電層が第２表面構造を備え、前記初期遷移領域に位置する前記第１テクスチャ構造が前記第１表面構造に変換され、前記初期非電極領域に位置する前記第１テクスチャ構造が第３表面構造に変換され、
ここで、前記第１表面構造が複数の第１ピラミッド構造を含み、前記第２表面構造が複数の第３ピラミッド構造を含み、前記第３表面構造が複数の第４ピラミッド構造を含む、
ことを特徴とする請求項１１に記載の太陽電池の製造方法。

【請求項14】

請求項１～９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、
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、
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】

本発明の実施例は、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、太陽電池は、新しいエネルギー代替案として、ますます広く使用されている。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活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（トンネル酸化膜パッシベーションコンタクト、Ｔｕｎｎｅｌ Ｏｘｉｄｅ Ｐａｓｓｉｖａｔｅｄ Ｃｏｎｔａｃｔ）セル、ＰＥＲＣセル（不動態化エミッター及びリアセル、 Ｐａｓｓｉｖａｔｅｄ Ｅｍｉｔｔｅｒ ａｎｄ Ｒｅａｌ Ｃｅｌｌ）及びＨＪＴ（Ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ Ｔｈｉｎｆｉｌｍ、ヘテロ接合）セルなどを含んでいる。

【0004】

しかしながら、現在、設計されている太陽電池の光電変換効率は、もう一歩向上させる必要がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本開示の実施例には、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】

本開示のいくつかの実施例によれば、本開示の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、電極領域に位置する第１誘電体層と、前記第１誘電体層の前記電極領域から離れた側に位置する第１ドーピング導電層とを含み、前記基板が対向設置された第１表面及び第２表面を備え、前記第１表面が、間隔をあけて交互に設置された前記電極領域及び非電極領域と、前記電極領域と前記非電極領域の間に位置する遷移領域と、を含み、前記遷移領域が第１表面構造を備え、前記第１表面構造が前記電極領域に向かって傾斜する複数の角柱構造を含み、複数の前記角柱構造が少なくとも第１方向に沿って順次配列され、前記第１方向が前記遷移領域の延在方向である。

【0007】

いくつかの実施例では、前記角柱構造は、第１角柱構造と、第２角柱構造と、を含み、前記角柱構造の傾斜方向に沿って、前記第１角柱構造の第１長さが前記第２角柱構造の第２長さよりも大きく、少なくとも一部の前記第２角柱構造が前記第１角柱構造の前記電極領域から離れた側面に位置する。

【0008】

いくつかの実施例では、複数の前記第２角柱構造が同じ前記第１角柱構造の前記電極領域から離れた側面に位置し、または、前記第１角柱構造の側面から離れた方向に沿って、複数の前記第２角柱構造が順次配列されている。

【0009】

いくつかの実施例では、前記第１表面構造は、第１ピラミッド構造をさらに含み、少なくとも一部の前記第１ピラミッド構造が前記遷移領域において前記非電極領域に近い一部の領域に位置し、少なくとも一部の前記角柱構造は、前記遷移領域において前記電極領域に近い一部の領域に位置している。

【0010】

いくつかの実施例では、前記第１表面構造は、複数の微細突起構造をさらに含み、前記微細突起構造が第２ピラミッド構造または三角形の板状構造のうち少なくとも一方を含み、ここで、前記微細突起構造の底部の一次元寸法が前記第１ピラミッド構造の底部の一次元寸法よりも小さい。

【0011】

いくつかの実施例では、前記太陽電池は、前記第２表面を覆う第２誘電体層と、前記第２誘電体層の前記基板から離れた側の表面を覆う第２ドーピング導電層と、をさらに含み、前記第１ドーピング導電層中のドーピング元素のタイプが前記第２ドーピング導電層中のドーピング元素のタイプと異なっている。

【0012】

いくつかの実施例では、前記電極領域に位置する前記第１ドーピング導電層の表面は、第２表面構造を備え、前記第２表面構造は、複数の第３ピラミッド構造を含み、前記非電極領域は、第３表面構造を備え、前記第３表面構造が複数の第４ピラミッド構造を含む。

【0013】

いくつかの実施例では、前記第１ピラミッド構造の底部の一次元寸法は、前記第３ピラミッド構造の底部の一次元寸法よりも大きく、前記第３ピラミッド構造の底部の一次元寸法は、前記第４ピラミッド構造の底部の一次元寸法よりも大きい。

【0014】

いくつかの実施例では、前記太陽電池は、前記第２表面を覆う真性半導体層と、前記真性半導体層の前記基板から離れた側の表面を覆う第２ドーピング導電層と、前記第２ドーピング導電層の前記真性半導体層から離れた側の表面を覆う透明導電層と、をさらに含み、前記第１ドーピング導電層におけるドーピング元素のタイプが前記第２ドーピング導電層におけるドーピング元素のタイプと異なっている。

【0015】

いくつかの実施例では、前記電極領域は正電極領域または負電極領域であり、前記第１誘電体層は、前記正電極領域に位置する第１サブ誘電体層と、前記負電極領域に位置する第２サブ誘電体層と、を含み、前記第１ドーピング導電層は、前記第１サブ誘電体層の前記正電極領域に近い側に位置する第１サブドーピング導電層と、前記第２サブ誘電体層の前記負電極領域に近い側に位置する第２サブドーピング導電層と、を含み、前記第１サブドーピング導電層におけるドーピング元素のタイプが前記第２サブドーピング導電層におけるドーピング元素のタイプと異なっている。

【0016】

いくつかの実施例では、前記電極領域が第４表面構造を備え、前記第４表面構造が複数のプラットホーム隆起構造を含み、前記非電極領域が第５表面構造を備え、前記第５表面構造が複数の第５ピラミッド構造を含み、ここで、前記第１ピラミッド構造の底部の一次元寸法は、前記第５ピラミッド構造の底部の一次元寸法よりも大きい。

【0017】

いくつの実施例では、前記電極領域は、第１上面を備え、前記非電極領域は、第２上面を備え、前記第２表面を基準として、前記第１上面が前記第２上面よりも高く、前記第１上面と前記第２上面との高さの差は、０．５μｍ～１０μｍである。

【0018】

本開示のいくつかの実施例によれば、本開示の実施例の一態様では、太陽電池の製造方法が提供され、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、前記初期基板が対向設置された初期第１表面及び初期第２表面を備え、前記初期第１表面が間隔をあけて交互に設置された初期電極領域及び初期非電極領域と、前記初期電極領域と前記初期非電極領域の間に位置する初期遷移領域と、を含むことと、前記初期第１表面を覆う初期第１誘電体層を形成することと、前記初期第１誘電体層の前記初期基板から離れた側の表面を覆う初期第１ドーピング導電層を形成することと、レーザー工程で前記初期遷移領域と前記初期非電極領域に位置する前記初期第１誘電体層と前記初期第１ドーピング導電層を除去して、第１表面を備える基板を形成し、ここで、レーザー工程により処理された後の前記初期電極領域、前記初期遷移領域及び前記初期非電極領域は、それぞれ電極領域、遷移領域及び非電極領域であり、前記遷移領域が第１表面構造を備え、前記第１表面構造が前記電極領域に向かって傾斜する複数の角柱構造を含み、複数の前記角柱構造が少なくとも第１方向に沿って順次配列され、前記第１方向が前記遷移領域の延在方向であり、前記電極領域に位置する残りの前記初期第１誘電体層が第１誘電体層であり、前記電極領域に位置する残りの前記初期第１ドーピング導電層が第１ドーピング導電層であることと、を含む。

【0019】

いくつかの実施例では、前記初期第１誘電体層を形成するステップにおいて、さらに、前記初期第２表面を覆う第２誘電体層を形成することを含み、前記初期第１ドーピング導電層を形成するステップにおいて、さらに、前記第２誘電体層の前記初期基板から離れた側の表面を覆う第２ドーピング導電層を形成することを含み、前記初期第１ドーピング導電層におけるドーピング元素のタイプが前記第２ドーピング導電層におけるドーピング元素のタイプと異なっている。

【0020】

いくつかの実施例では、前記初期第１ドーピング導電層を形成する前に、さらに、前記初期第２表面を覆う真性半導体層を形成することを含み、前記初期第１ドーピング導電層を形成するステップにおいて、さらに、前記真性半導体層の前記初期基板から離れた側の表面を覆う第２ドーピング導電層を形成することを含み、前記初期第１ドーピング導電層におけるドーピング元素のタイプが前記第２ドーピング導電層におけるドーピング元素のタイプと異なっている。

【0021】

いくつかの実施例では、前記初期第１誘電体層を形成する前に、さらに、前記初期第１表面に対して第１エッチング工程を行って、前記初期第１表面に第１テクスチャ構造を持たせることを含み、レーザー工程で前記初期遷移領域と前記初期非電極領域に位置する前記初期第１誘電体層と前記初期第１ドーピング導電層を除去するステップにおいて、前記初期電極領域に位置する第１ドーピング導電層が第２表面構造を備え、前記初期遷移領域に位置する前記第１テクスチャ構造が前記第１表面構造に変換され、前記初期非電極領域に位置する前記第１テクスチャ構造が第３表面構造に変換され、ここで、前記第２表面構造が複数の第３ピラミッド構造を含み、前記第３表面構造が複数の第４ピラミッド構造を含み、前記第１ピラミッド構造の底部の一次元寸法が前記第３ピラミッド構造の底部の一次元寸法よりも大きく、前記第３ピラミッド構造の底部の一次元寸法が前記第４ピラミッド構造の底部の一次元寸法よりも大きい。

【0022】

いくつかの実施例では、前記初期電極領域は、初期正電極領域と初期負電極領域とを含み、形成された前記第１誘電体層は、第１サブ誘電体層と第２サブ誘電体層とを含み、前記第１サブ誘電体層が前記正電極領域に位置し、前記第２サブ誘電体層が前記負電極領域に位置し、形成された前記第１ドーピング導電層は、第１サブドーピング導電層と第２サブドーピング導電層とを含み、前記第１サブドーピング導電層が前記第１サブ誘電体層の前記正電極領域に近い側に位置し、前記第２サブドーピング導電層が前記第２サブ誘電体層の前記負電極領域に近い側に位置し、前記第１サブドーピング導電層におけるドーピング元素のタイプが前記第２サブドーピング導電層におけるドーピング元素のタイプと異なっている。

【0023】

本開示のいくつかの実施例によれば、本開示の実施例の一態様では、光起電力モジュール提供され、この光起電力モジュールは、上述した太陽電池を複数接続してなりまたは上述した製造方法で形成された太陽電池を複数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】

【0024】

本開示の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。

【0025】

第１表面は、電極領域と、遷移領域と、非電極領域と、を含む。積層配置された第１誘電体層及び第１ドーピング導電層が電極領域に設置され、第１誘電体層及び第１ドーピング導電層が電極領域に対するパッシベーションコンタクト構造を構成し、これによって、第１誘電体層の電極領域に対する化学的パッシベーション作用と第１ドーピング導電層の電極領域に対するフィールドパッシベーション作用とによって、電極領域の深刻なキャリア再結合問題を改善し、この後に電極領域に形成された電極の基板におけるキャリアに対する収集効率を高めるのに寄与する。一方、電極領域のみに第１誘電体層と第１ドーピング導電層を形成することで、第１誘電体層及び第１ドーピング導電層が第１表面１１０に照射された入射光に対する非電極領域と遷移領域の吸収を下げることを防止し、即ち電極領域の深刻なキャリア再結合問題を改善するとともに、第１表面の入射光に対する高吸収率を確保するのに寄与する。

【0026】

さらに、遷移領域は、電極領域に向かって傾斜する複数の角柱構造を備え、且つ複数の角柱構造が少なくとも第１方向に沿って順次配列され、第１方向が遷移領域の延在方向である。すなわち、遷移領域の延在方向に沿って、電極領域と非電極領域との間に少なくとも１列の角柱構造が隔てられ、この少なくとも１列の角柱構造が電極領域に向かって傾斜することによって、異なる角度で遷移領域に入射した入射光が、少なくとも１回の反射によって角柱構造を介して遷移領域に吸収される確率が高くなり、かつ、少なくとも１回の反射によって角柱構造を介して非電極領域に反射されて非電極領域に吸収される確率が高くなり、第１表面の入射光に対する吸収率を高めるのに寄与する。

【0027】

したがって、電極領域の深刻なキャリア再結合問題を改善し、かつ第１表面の入射光に対する吸収率を高めることで、太陽電池の光電変換効率を向上させている。

【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、添付の図面において同じ符号で示す部品は類似する部品であり、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。本開示の実施例また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開示のいくつかの実施形態に過ぎず、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、本開示の一実施例で提供された太陽電池の局所断面構造を示す図である。

【図2】図２は、本開示の一実施例で提供された太陽電池の局所立体電子顕微鏡模式図である。

【図3】図３は、本開示の一実施例で提供された太陽電池の電極領域、遷移領域及び非電極領域の局所走査型電子顕微鏡写真である。

【図4】図４は、本開示の一実施例で提供された太陽電池における角柱構造と微細突起構造の立体構造を示す図である。

【図5】図５は、本開示の一実施例で提供された微細突起構造の底部の上面視構造を示す図である。

【図6】図６は、本開示の一実施例で提供された微細突起構造の底部の別の上面視構造を示す図である。

【図7】図７は、本開示の一実施例で提供された第２ピラミッド構造及び第１ピラミッド構造の１つの配列例である。

【図8】図８は、本開示の一実施例で提供された第２ピラミッド構造と第１ピラミッド構造の別の配列例である。

【図9】図９は、本開示の一実施例で提供された太陽電池の別の局所断面構造を示す図である。

【図10】図１０は、本開示の一実施例で提供された太陽電池の別の局所断面構造を示す図である。

【図11】図１１は、本開示の一実施例で提供された太陽電池の別の局所断面構造を示す図である。

【図12】図１２は、本開示の一実施例で提供された太陽電池における基板の局所断面構造を示す図である。

【図13】図１３は、本開示の一実施例で提供された太陽電池における第１ドーピング導電層の走査型電子顕微鏡写真である。

【図14】図１４は、本開示の一実施例で提供された太陽電池における第２ドーピング導電層の走査型電子顕微鏡写真である。

【図15】図１５は、本開示の別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局所断面構造を示す図である。

【図16】図１６は、本開示の別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局所断面構造を示す図である。

【図17】図１７は、本開示の別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局所断面構造を示す図である。

【図18】図１８は、本開示の別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局所断面構造を示す図である。

【図19】図１９は、本開示の別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局所断面構造を示す図である。

【図20】図２０は、本開示の別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局所断面構造を示す図である。

【図21】図２１は、本開示の別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。

【発明を実施するための形態】

【0029】

背景技術から、太陽電池の光電変換効率は、高められる必要があることが分かった。

【0030】

分析によると、現在、太陽電池の光電変換効率が低い原因は、基板の表面で一般的に拡散工程を使って基板の一部をエミッタに変換し、エミッタには基板と異なる種類のドーピング元素が含まれているため、エミッタとドーピング元素が拡散されていない基板とがＰＮ接合を形成し、基板表面の電極領域でのキャリアの再結合が大きすぎるようになって、太陽電池の開放電圧と光電変換効率に影響しやすいおそれがあることであることがわかった。

【0031】

本願の実施例は、太陽電池及びその製造方法、光起電力モジュールを提供し、太陽電池では、電極領域に積層配置された第１誘電体層と第１ドーピング導電層を設置し、第１誘電体層と第１ドーピング導電層の電極領域に対するパッシベーション作用によって電極領域の深刻なキャリア再結合問題を改善し、この後に電極領域に形成される電極の基板におけるキャリアに対する収集効率を高める。一方、電極領域のみに第１誘電体層と第１ドーピング導電層を形成することで、第１誘電体層と第１ドーピング導電層が第１表面に照射された入射光に対する非電極領域と過渡領域の吸収を低減することを防止し、また、過渡領域が電極領域に向かって傾斜した角柱構造を少なくとも１列有していることで、異なる角度で過渡領域に入射した入射光が角柱構造を介して過渡領域に吸収される確率が高くなり、かつ、角柱構造を介して非電極領域に反射されて非電極領域に吸収される確率が高くなり、第１表面の入射光に対する吸収率を高めるのに寄与する。したがって、電極領域の深刻なキャリア再結合問題を改善し、かつ第１表面の入射光に対する吸収率を高めることで、太陽電池の光電変換効率を高める。

【0032】

以下、本開示の各実施例について図面を結合して詳細に説明する。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、本開示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、本開示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。

【0033】

本願の一実施例は、太陽電池を提供しており、以下、図面を参照しながら、本願の一実施例で提供された太陽電池について詳しく説明する。

【0034】

図１～図４に示すように、太陽電池は、基板１００と、電極領域１０１に位置する第１誘電体層１０４と、第１誘電体層１０４の電極領域１０１から離れた側に位置する第１ドーピング導電層１０５とを含み、基板１００が対向設置された第１表面１１０及び第２表面１２０を備え、第１表面１１０が、間隔をあけて交互に設置された電極領域１０１及び非電極領域１０３と、電極領域１０１と非電極領域１０３の間に位置する遷移領域１０２と、を含み、遷移領域１０２が第１表面構造１１２を備え、第１表面構造１１２が電極領域１０１に向かって傾斜する複数の角柱構造１２２を含み、複数の角柱構造１２２が少なくとも第１方向Ｘに沿って順次配列され、第１方向Ｘが遷移領域１０２の延在方向である。

【0035】

なお、図１は、本願の一実施例で提供された太陽電池の局所断面構造を示す図であり、図２は、本願の一実施例で提供された太陽電池の局所立体電子顕微鏡模式図であり、図３は、図２の枠Ｉ箇所の拡大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角柱構造と微細突起構造の立体構造を示す図である。また、電極領域１０１、遷移領域１０２、非電極領域１０３、第１誘電体層１０４、第１ドーピング導電層１０５の大まかな位置を示すために、図１には、基板１００、第１誘電体層１０４及び第１ドーピング導電層１０５の表面形態の特徴が示されていない。

【0036】

図１に示すように、第１表面１１０は、複数の電極領域１０１と、複数の遷移領域１０２と、複数の非電極領域１０３と、を含む。積層配置された第１誘電体層１０４及び第１ドーピング導電層１０５が電極領域１０１に設置され、第１誘電体層１０４及び第１ドーピング導電層１０５が電極領域１０１に対するパッシベーションコンタクト構造を構成し、これによって、第１誘電体層１０４の電極領域１０１に対する化学的パッシベーション作用と第１ドーピング導電層１０５の電極領域１０１に対するフィールドパッシベーション作用とによって、電極領域１０１の深刻なキャリア再結合問題を改善し、この後に電極領域１０１に形成された電極の基板１００におけるキャリアに対する収集効率を高めるのに寄与する。一方、電極領域１０１のみに第１誘電体層１０４と第１ドーピング導電層１０５を形成することで、第１誘電体層１０４及び第１ドーピング導電層１０５が第１表面１１０に照射された入射光に対する非電極領域１０３と遷移領域１０２の吸収を下げることを防止し、即ち電極領域１０１の深刻なキャリア再結合問題を改善するとともに、第１表面１１０の入射光に対する高吸収率を確保するのに寄与する。

【0037】

さらに、図３に示すように、第１表面構造１１２は、電極領域１０１に向かって傾斜する複数の角柱構造１２２を備え、且つ複数の角柱構造１２２が少なくとも第１方向Ｘに沿って順次配列され、第１方向Ｘが遷移領域１０２の延在方向である。これにより、第１方向Ｘに沿って、電極領域１０１と非電極領域１０３との間に少なくとも１列の角柱構造１２２が隔てられ、この少なくとも１列の角柱構造１２２が電極領域１０１に向かって傾斜することによって、異なる角度で遷移領域１０２に入射した入射光が、少なくとも１回の反射によって角柱構造１２２を介して遷移領域１０２に吸収される確率が高くなり、かつ、少なくとも１回の反射によって角柱構造１２２を介して非電極領域１０３に反射されて非電極領域１０３に吸収される確率が高くなり、第１表面１１０の入射光に対する吸収率を高めるのに寄与する。

【0038】

したがって、電極領域１０１の深刻なキャリア再結合問題を改善し、かつ第１表面１１０の入射光に対する吸収率を高めることで、太陽電池の光電変換効率を向上させている。

【0039】

いくつかの実施例では、図３に示すように、第１方向Ｘに沿って複数列の角柱構造１２２が配列されており、角柱構造１２２の傾斜方向に沿って、電極領域１０１に最も近い１列の角柱構造１２２の傾斜長さの平均値が他の列の角柱構造１２２の傾斜長さの平均値よりも大きく、且つ他の列の角柱構造１２２が電極領域１０１に最も近い列の角柱構造１２２の側面に位置している。これにより、遷移領域１０２に入射した入射光が遷移領域１０２または非電極領域１０３に吸収される確率をさらに高めるのに寄与する。

【0040】

いくつかの実施例では、電極領域１０１とは、基板１００の厚さ方向に沿って、基板１００内の電極に正対する領域または電極の基板１００への正投影が位置する領域を指す。また、遷移領域１０２と非電極領域１０３とは、基板１００内の電極に正対していない領域または電極以外の領域の基板１００への正投影が位置する領域を指し、且つ、遷移領域１０２が電極領域１０１と非電極領域１０３の間に位置している。実際の応用において、電極領域１０１の基板１００への正投影の面積は、電極の基板１００への正投影の面積以上であってもよく、電極と基板１００との接触する領域が全部電極領域１０１であることを確保するのに寄与する。

【0041】

なお、上述した電極は、いずれも後述する基板１００の第１表面１１０に正対する電極である。上述した電極領域１０１と非電極領域１０３の定義は、後述する非ＩＢＣセルを対象とする場合、太陽電池の２つの異なる極性の電極は、それぞれ基板１００の対向する２つの側面に位置し、上述した電極は、第１表面１１０に位置する電極であり、太陽電池がＩＢＣセルである場合または２つの異なる極性の導電性電極が基板１００の同じ側に位置する場合、１つの電極領域１０１は、２種類の極性の電極のいずれかに正対する領域を指す。

【0042】

以下、図面を参照しながら、本願の実施例をより詳細に説明する。

【0043】

いくつかの実施例では、図３及び図４に示すように、角柱構造１２２は、第１角柱構造１３２と、第２角柱構造１４２と、を含み、角柱構造１２２の傾斜方向に沿って、第１角柱構造１３２の第１長さＬ１が第２角柱構造１４２の第２長さＬ２よりも大きく、少なくとも一部の第２角柱構造１４２が第１角柱構造１３２の電極領域１０１から離れた側面に位置する。これにより、遷移領域１０２に入射した入射光が遷移領域１０２または非電極領域１０３に吸収される確率をさらに高めるのに寄与する。

【0044】

なお、図４に示すように、第１角柱構造１３２の第１長さＬ１は、複数の第１角柱構造１３２のうちの最も短い第１角柱構造１３２の傾斜長さとして定義され、第２角柱構造１４２の第２長さＬ２は、複数の第２角柱構造１４２のうちの最も長い第２角柱構造１４２の傾斜長さとして定義されることができる。これに基づいて、第１角柱構造１３２の第１長さＬ１が第２角柱構造１４２の第２長さＬ２よりも大きいことは、複数の第１角柱構造１３２のうちの最も短い第１角柱構造１３２の傾斜長さが、複数の第２角柱構造１４２のうちの最も長い第２角柱構造１４２の傾斜長さよりも大きいことを指す。

【0045】

実際の応用において、第１角柱構造１３２の第１長さＬ１は、複数の第１角柱構造１３２の傾斜長さの平均値として定義され、第２角柱構造１４２の第２長さＬ２は、複数の第２角柱構造１４２の傾斜長さの平均値として定義されることができる。これに基づいて、第１角柱構造１３２の第１長さＬ１が第２角柱構造１４２の第２長さＬ２よりも大きいことは、複数の第１角柱構造１３２の傾斜長さの平均値が複数の第２角柱構造１４２の傾斜長さの平均値よりも大きいことを指す。

【0046】

また、図３では、第１角柱構造１３２と第２角柱構造１４２の境界線をより太く、より密な点線で描いており、傾斜長さがこの点線よりも大きい角柱構造１２２は、第１角柱構造１３２であり、傾斜長さがこの点線よりも小さい角柱構造１２２は、第２角柱構造１４２である。なお、境界線の定義は、実際状況に応じて調整されることができる。

【0047】

いくつかの実施例では、角柱構造１２２の傾斜方向に沿って、第１角柱構造１３２の第１長さＬ１は、１μｍ～９μｍであってもよいし、第２角柱構造１４２の第２長さＬ２は、２００ｎｍ～５μｍであってもよい。

【0048】

いくつかの実施例では、図３に示すように、第１角柱構造１３２の電極領域１０１から離れる側における第２角柱構造１４２の配列は、以下の２つの状況を含む。いくつかの状況では、１つの第２角柱構造１４２が第１角柱構造１３２の電極領域１０１から離れた側に位置する。他のいくつかの状況では、複数の第２角柱構造１４２が同じ第１角柱構造１３２の電極領域１０１から離れた側面に位置し、且つ各第２角柱構造１４２がいずれも当該側面に接触して接続される。

【0049】

他のいくつかの実施例では、図３に示すように、第１角柱構造１３２の側面から離れた方向に沿って、複数の第２角柱構造１４２が順次配列されている。例えば、複数の第２角柱構造１４２のうち、第１角柱構造１３２の側面に最も近い第２角柱構造１４２のみが第１角柱構造１３２の側面に接触して接続されている。

【0050】

なお、同じ遷移領域１０２が有する複数の角柱構造１２２は、上述した２つの実施例のうちの少なくとも１つの角柱構造１２２であり、即ち、同じ遷移領域１０２が有する複数の角柱構造１２２は、それぞれ上述した２つの実施例における角柱構造１２２の特徴を有してもよいし、上述したいずれかの実施例における角柱構造１２２の特徴を有してもよい。

【0051】

いくつかの実施例では、図３及び図４に示すように、第１表面構造１１２は、第１ピラミッド構造１５２をさらに含み、少なくとも一部の第１ピラミッド構造１５２が遷移領域１０２において非電極領域１０３に近い一部の領域に位置している。言い換えれば、遷移領域１０２の非電極領域１０３に近い一部の領域には、より典型的な第１ピラミッド構造１５２がある。

【0052】

いくつかの実施例では、図３及び図４に示すように、少なくとも一部の角柱構造１２２は、遷移領域１０２において電極領域１０１に近い一部の領域に位置している。例えば、角柱構造１２２は、第１ピラミッド構造１５２と電極領域１０１の間に位置している。

【0053】

いくつかの実施例では、図３及び図４に示すように、第１表面構造１１２は、複数の微細突起構造１６２をさらに含んでもよく、微細突起構造１６２が第２ピラミッド構造１７２または三角形の板状構造１８２のうち少なくとも一方を含み、ここで、微細突起構造１６２の底部の一次元寸法Ｌ３が第１ピラミッド構造１５２の底部の一次元寸法Ｌ４よりも小さい。

【0054】

なお、図３では、微細突起構造１６２が第２ピラミッド構造１７２または三角形の板状構造１８２の両方を含んだことを例としているが、実際の応用において、同じ遷移領域１０２の第１表面構造１１２にとって、微細突起構造１６２は、第２ピラミッド構造１７２または三角形の板状構造１８２の一方のみを含んでもよい。また、微細突起構造１６２は、第２ピラミッド構造１７２または三角形の板状構造１８２の一方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。

【0055】

図４～図６に示すように、微細突起構造１６２の底部の一次元寸法Ｌ３は、第１ピラミッド構造１５２の底部の一次元寸法Ｌ４よりも小さい。ここで、図５は、本願の一実施例で提供された微細突起構造１６２の底部の上面視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微細突起構造１６２の底部の別の上面視構造を示す図である。また、第１角柱構造１３２、第２角柱構造１４２、第１ピラミッド構造１５２、第２ピラミッド構造１７２、及び三角形の板状構造１８２の特徴をはっきりと示すために、図４における第１角柱構造１３２、第２角柱構造１４２、第１ピラミッド構造１５２、第２ピラミッド構造１７２及び三角形の板状構造１８２は、いずれも透視図法を採用している。

【0056】

なお、図５に示すように、微細突起構造１６２の底部の一次元寸法Ｌ３は、微細突起構造１６２の底部の基板１００への正投影パターンの長さ、幅または対角線の長さのいずれかを含む。また、図５では、微細突起構造１６２の底部の基板１００への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おり、この場合、微細突起構造１６２の底部の一次元寸法Ｌ３は、規則的な四角形の長さ、幅または対角線の長さのうちのいずれかである。

【0057】

実際の応用において、微細突起構造１６２の底部の基板１００への正投影パターンは、不規則な多角形であってもよい。この場合、微細突起構造１６２の底部の基板１００への正投影パターンの長さ、幅または対角線の長さは、絶対的なものではなく、微細突起構造１６２の底部を表すために人為的に定義された一次元寸法Ｌ３である。例えば、図６に示すように、微細突起構造１６２の底部の基板１００への正投影パターンは、不規則な四角形であり、この場合、微細突起構造１６２の底部の基板１００への正投影パターンの長さＬ３１は、不規則な四角形の最も長い辺の長さとして定義されることができ、微細突起構造１６２の底部の基板１００への正投影パターンの幅Ｌ３２は、不規則な四角形の最も短い辺の長さとして定義されることができ、微細突起構造１６２の底部の基板１００への正投影パターンの対角線の長さＬ３３は、不規則な四角形の最も長い対角線の長さとして定義されることができるが、以上は、例示的な説明であり、具体的には実際のニーズに応じて柔軟に定義できることが理解できる。

【0058】

また、微細突起構造１６２の底部の基板１００への正投影パターンは、不規則な四角形のほか、他の不規則な多角形、円形または円形に類似する不規則な形状であってもよく、この場合、微細突起構造１６２の底部の一次元寸法Ｌ３は、微細突起構造１６２の底部の中の異なる特定面積の領域を複数選び、この特定面積の領域が実際のニーズに応じて柔軟に定義し、そして、異なる特定面積の領域の長さ、幅、対角線または直径の平均値を求めることができる。

【0059】

なお、図４に示すように、第１ピラミッド構造１５２の底部の基板１００への正投影パターンは、一般的に規則的な四角形であり、この場合、第１ピラミッド構造１５２の底部の一次元寸法Ｌ４は、規則的な四角形の長さ、幅また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１ピラミッド構造１５２の底部の基板１００への正投影パターンは、不規則な四角形であってもよく、このとき、微細突起構造１６２の底部の基板１００への正投影パターンが不規則な四角形である場合の一次元寸法Ｌ３の定義と類似しているため、ここで繰り返して説明する必要がない。

【0060】

また、異なる第１ピラミッド構造１５２の底部の一次元寸法Ｌ４は、異なってもよいし、同じであってもよいが、第１ピラミッド構造１５２の底部の一次元寸法Ｌ４は、ある数値範囲内にある。異なる微細突起構造１６２の底部の一次元寸法Ｌ３は、異なってもよいし、おなじであってもよいが、微細突起構造１６２の底部の一次元寸法Ｌ３もある数値範囲内にある。微細突起構造１６２の底部の一次元寸法Ｌ３が第１ピラミッド構造１５２の底部の一次元寸法Ｌ４よりも小さいことは、遷移領域１０２における複数の微細突起構造１６２の底部の一次元寸法Ｌ３の平均値が遷移領域１０２における複数の第１ピラミッド構造１５２の底部の一次元寸法Ｌ４の平均値よりも小さいことを指す。

【0061】

以下、第２ピラミッド構造１７２の具体的な特徴について詳しく説明する。

【0062】

いくつかの実施例では、図７に示すように、図７は、本願の一実施例で提供された第２ピラミッド構造１７２及び第１ピラミッド構造１５２の１つの配列例であり、第２ピラミッド構造１７２の底部が第１ピラミッド構造１５２の底部に接触して接続されている。場合によって、同じ第１ピラミッド構造１５２の底部の周りに複数の第２ピラミッド構造１７２が取り囲まれることができ、各第２ピラミッド構造１７２の底部がいずれもこの第１ピラミッド構造１５２の底部に接触して接続されている。

【0063】

他のいくつかの実施例では、図８に示すように、図８は、本願の一実施例で提供された第２ピラミッド構造１７２と第１ピラミッド構造１５２の別の配列例であり、少なくとも１つの第２ピラミッド構造１７２が隣接する２つの第１ピラミッド構造１５２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１７２の底部は、第１ピラミッド構造１５２の底部に接触して接続されていない。

【0064】

なお、同じ遷移領域１０２が備える第２ピラミッド構造１７２は、上述した２種類の実施例における少なくとも１種類の第２ピラミッド構造１７２であり、即ち、同じ遷移領域１０２が備える複数の第２ピラミッド構造１７２は、それぞれ上述した２種類の実施例における第２ピラミッド構造１７２の特徴を有してもよいし、上述したいずれか１種類の実施例における第２ピラミッド構造１７２の特徴を有してもよい。

【0065】

以下、三角形の板状構造１８２の具体的な特徴について詳しく説明する。

【0066】

いくつかの実施例では、図３に示すように、三角形の板状構造１８２は第１ピラミッド構造１５２の側面に位置している。三角形の板状構造１８２が第１ピラミッド構造１５２の側面に配列された状況は、１つの三角形の板状構造１８２が第１ピラミッド構造１５２の側面に位置する場合と、１つの第１ピラミッド構造１５２の同じ側面に複数の三角形の板状構造１８２が付着され、且つ各三角形の板状構造１８２がいずれもこの側面に接触して接続される場合と、を含む。

【0067】

他のいくつかの実施例では、図３に示すように、第１ピラミッド構造１５２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１８２が順次配列されている。例えば、複数の三角形の板状構造１８２のうち、第１ピラミッド構造１５２の側面に最も近い三角形の板状構造１８２のみが第１ピラミッド構造１５２の側面に接触して接続されている。

【0068】

なお、同じ遷移領域１０２が備える三角形の板状構造１８２は、上述した２種類の実施例における少なくとも１種類の三角形の板状構造１８２であり、即ち、同じ遷移領域１０２が備える複数の三角形の板状構造１８２は、それぞれ上述した２種類の実施例における三角形の板状構造１８２の特徴を有してもよいし、上述したいずれか１種類の実施例における三角形の板状構造１８２の特徴を有してもよい。

【0069】

いくつかの実施例では、図９に示すように、図９は、本願の一実施例で提供された太陽電池の別の局所断面構造を示す図であり、太陽電池は、第２表面１２０を覆う第２誘電体層１１４と、第２誘電体層１１４の基板１００から離れた側の表面を覆う第２ドーピング導電層１１５と、をさらに含んでもよく、第１ドーピング導電層１０５中のドーピング元素のタイプが第２ドーピング導電層１１５中のドーピング元素のタイプと異なっている。

【0070】

これにより、基板１００の前面と裏面は、いずれも入射光または反射光を受光することに用いられることができ、第１表面１１０に位置する第１誘電体層１０４と第１ドーピング導電層１０５は、第１表面１１０のパッシベーションコンタクト構造を構成することに用いられ、第２表面１２０に位置する第２誘電体層１１４と第２ドーピング導電層１１５は、第２表面１２０のパッシベーションコンタクト構造を構成することに用いられ、第１表面１１０と第２表面１２０のいずれにもパッシベーションコンタクト構造を設けて、太陽電池が両面ＴＯＰＣＯＮセルを構成するようになる。これにより、第１表面１１０と第２表面１２０に位置するパッシベーションコンタクト構造は、それぞれ第１表面１１０と第２表面１２０に対してキャリア再結合を低減する役割を果たし、基板１００の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と短絡電流を向上させている。

【0071】

ここで、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、基板１００の表面でのキャリアの再結合を低減することができ、太陽電池の開放電圧を上昇させ、太陽電池の光電変換効率を向上させる。

【0072】

なお、両面ＴＯＰＣＯＮセルにおける電極領域１０１、遷移領域１０２、非電極領域１０３、第１誘電体層１０４及び第１ドーピング導電層１０５などの膜層の大まかな位置を示すために、図９では、基板１００、第１誘電体層１０４及び第１ドーピング導電層１０５の表面形態の特徴を示していない。

【0073】

場合によって、第１ドーピング導電層１０５及び第２ドーピング導電層１１５は、フィールドパッシベーション作用を果たし、少数キャリアを界面から脱出させることで、少数キャリア濃度を下げ、基板１００の界面でのキャリア再結合速度が低くなり、それによって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高め、太陽電池の光電変換性能を改善する。

【0074】

いくつかの実施例では、第１ドーピング導電層１０５及び第２ドーピング導電層１１５の材料は、炭化ケイ素、アモルファスシリコン、微結晶シリコンまたは多結晶シリコンのうちの少なくとも１つを含む。

【0075】

場合によって、第１誘電体層１０４と第２誘電体層１１４は、基板１００の表面の界面パッシベーションを実現することに用いられ、化学的パッシベーション効果を果たし、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で、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。

【0076】

いくつかの実施例において、第１誘電体層１０４と第２誘電体層１１４の材料は、誘電体材料であってもよく、例えば、酸化シリコン、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、炭化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化アルミニウム、または酸化チタンのいずれであってもよい。

【0077】

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である場合、その内部のドーピング元素のタイプはＰ型であり、または、基板１００がＮ型基板１００である場合、その内部のドーピング元素のタイプはＮ型である。

【0078】

いくつかの実施例では、基板１００がＮ型基板１００である場合、第１ドーピング導電層１０５及び第２ドーピング導電層１１５におけるドーピング元素のタイプは、第１ドーピング導電層１０５におけるドーピング元素のタイプがＮ型であり、第２ドーピング導電層１１５におけるドーピング元素のタイプがＰ型である場合と、第１ドーピング導電層１０５におけるドーピング元素のタイプがＰ型であり、第２ドーピング導電層１１５におけるドーピング元素のタイプがＮ型である場合と、を含む。

【0079】

いくつかの実施例では、基板１００がＰ型基板１００である場合、第１ドーピング導電層１０５及び第２ドーピング導電層１１５におけるドーピング元素のタイプも、第１ドーピング導電層１０５におけるドーピング元素のタイプがＮ型であり、第２ドーピング導電層１１５におけるドーピング元素のタイプがＰ型である場合と、第１ドーピング導電層１０５におけるドーピング元素のタイプがＰ型であり、第２ドーピング導電層１１５におけるドーピング元素のタイプがＮ型である場合と、を含む。

【0080】

いくつかの実施例では、両面ＴＯＰＣＯＮセルにおける第１表面１１０は、基板１００の前面であり、第２表面１２０は、基板１００の背面である。前面に位置するパッシベーションコンタクト構造は、電極領域１０１のみに設置されており、裏面に位置するパッシベーションコンタクト構造は、全面に設置されている。上述した実施例では、第２ドーピング導電層１１５におけるドーピング元素のタイプが基板１００におけるドーピング元素のタイプと異なった場合、基板１００の裏面にはＰＮ接合が設けられていることに相当し、基板１００の裏面にキャリア再結合問題が発生しやすい。これにより、基板１００の前面と基板１００の裏面に異なるパッシベーションコンタクト構造を設置することに対応するために、第１誘電体層１０４の厚さが第２誘電体層１１４の厚さと異なるように設定することができる。例えば、第１誘電体層１０４の厚さが第２誘電体層１１４の厚さよりも薄くなってもよい。これにより、第２誘電体層１１４の基板１００の裏面に対する化学的パッシベーション効果を高め、基板１００の裏面のダングリングボンドをさらに飽和させ、基板１００の裏面の界面欠陥準位密度を下げ、ひいては基板１００の裏面にキャリア再結合が起こりやすい問題を改善し、バッキングファクター、短絡電流及び開放電圧を高めるのに寄与する。

【0081】

また、第１ドーピング導電層１０５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。これによって、この後に電極領域１０１に形成される前面電極が基板１００の前面の第１ドーピング導電層１０５と電気的に接触する際に、第１ドーピング導電層１０５と前面電極との間の金属コンタクト再結合を低減し、キャリアのコンタクト再結合を下げ、電流の伝送損失を低減するのに寄与する。

【0082】

いくつかの実施例では、図１及び図３に示すように、電極領域１０１に位置する第１ドーピング導電層１０５の表面は、第２表面構造１２５を備え、第２表面構造１２５は、複数の第３ピラミッド構造１３５を含む。

【0083】

なお、第１誘電体層１０４の厚さが第１ドーピング導電層１０５の厚さに対して十分小さいため、図３では第１ドーピング導電層１０５が電極領域１０１に位置することだけを示しており、電極領域１０１と第１ドーピング導電層１０５の間の第１誘電体層１０４を示していない。また、第１ドーピング導電層１０５の下方に位置する第１誘電体層１０４と電極領域１０１は、いずれも第１ドーピング導電層１０５と同じかまたはそれに近い表面形態を備えている。

【0084】

場合によって、図３に示すように、第２表面構造１２５は、主に第３ピラミッド構造１３５を含み、さらに他の突起構造１４５を備え、且つ複数の第３ピラミッド構造１３５が交互に配列されている。実際の応用において、複数の第３ピラミッド構造１３５の配列方式について限定しない。

【0085】

いくつかの実施例では、図３に示すように、非電極領域１０３は、第３表面構造１１３を備え、第３表面構造１１３が複数の第４ピラミッド構造１２３を含んだ。実際の応用において、複数の第４ピラミッド構造１２３の配列方式について限定しない。

【0086】

いくつかの実施例では、第１ピラミッド構造１５２の底部の一次元寸法Ｌ４は、第３ピラミッド構造１３５の底部の一次元寸法よりも大きく、第３ピラミッド構造１３５の底部の一次元寸法は、第４ピラミッド構造１２３の底部の一次元寸法よりも大きい。

【0087】

なお、第３ピラミッド構造１３５の底部の一次元寸法及び第４ピラミッド構造１２３の底部の一次元寸法は、いずれも本願の一実施例で第１ピラミッド構造１５２の底部の一次元寸法Ｌ４に対する定義と類似しているため、ここでは説明を割愛する。

【0088】

また、異なる第３ピラミッド構造１３５の底部の一次元寸法は、異なってもよいし、同じであってもよいが、第３ピラミッド構造１３５の底部の一次元寸法は、ある数値範囲内にあり、異なる第４ピラミッド構造１２３の底部の一次元寸法は、異なってもよいし、同じであってもよいが、第４ピラミッド構造１２３の底部の一次元寸法も、ある数値範囲内にある。これに基づいて、第１ピラミッド構造１５２の底部の一次元寸法Ｌ２が第３ピラミッド構造１３５の底部の一次元寸法よりも大きいことは、遷移領域１０２における複数の第１ピラミッド構造１５２の底部の一次元寸法Ｌ４の平均値が第１ドーピング導電層１０５における複数の第３ピラミッド構造１３５の底部の一次元寸法の平均値よりも大きいことを指す。第３ピラミッド構造１３５の底部の一次元寸法が第４ピラミッド構造１２３の底部の一次元寸法よりも大きいことは、第１ドーピング導電層１０５における複数の第３ピラミッド構造１３５の底部の一次元寸法の平均値が非電極領域１０３における複数の第４ピラミッド構造１２３の底部の一次元寸法の平均値よりも大きいことを指す。

【0089】

さらに、本願の一実施例では、第２ピラミッド構造１７２の底部の一次元寸法と第３ピラミッド構造１３５の底部の一次元寸法との大小関係について限定せず、第２ピラミッド構造１７２の底部の一次元寸法と第４ピラミッド構造１２３の底部の一次元寸法との大小関係についても限定しない。

【0090】

いくつかの実施例では、図９に示すように、太陽電池は、前面電極１０６をさらに含んでもよく、前面電極１０６が第１ドーピング導電層１０５と電気的に接続されている。基板１００の裏面に形成されたＰＮ接合は、入射光を受光して光生成キャリアを生成することに用いられ、生成された光生成キャリアが基板１００から第１ドーピング導電層１０５に輸送され、そして、前面電極１０６に輸送される。前面電極１０６は、光生成キャリアを収集することに用いられる。

【0091】

いくつかの実施例では、第１ドーピング導電層１０５のドーピング元素のタイプと基板１００のドーピング元素のタイプが同じであるため、前面電極１０６と第１ドーピング導電層１０５の間の金属コンタクト再結合損失を低減し、ひいては前面電極１０６と第１ドーピング導電層１０５の間のキャリアコンタクト再結合を下げ、短絡電流と太陽電池の光電変換性能を高めることができる。

【0092】

いくつかの実施例では、第１ドーピング導電層１０５の表面は、第２表面構造１２５を備え、前面電極１０６と基板１００の前面との接触面積が大きいようになり、前面電極１０６と基板１００の前面との接触抵抗を低減するのに寄与する。言い換えれば、前面電極１０６と基板１００の前面との接触抵抗を一定に保つ上で、前面電極１０６の幅が小さいようにすることができ、前面電極１０６の入射光に対する遮蔽を低下させ、基板１００の入射光に対する吸収能力を高めることができる。

【0093】

いくつかの実施例では、図９に示すように、太陽電池は、裏面電極１１６を含んでもよく、裏面電極１１６が基板１００の裏面に位置し、裏面電極１１６が第２ドーピング導電層１１５と電気的に接触している。

【0094】

いくつかの実施例では、図９に示すように、太陽電池は、第１パッシベーション層１０７をさらに含んでもよく、第１パッシベーション層１０７が遷移領域１０２と非電極領域１０３の表面を覆い、かつ積層設置された第１誘電体層１０４及び第１ドーピング導電層１０５の表面を覆う。前面電極１０６が第１パッシベーション層１０７を貫通して第１ドーピング導電層１０５と電気的に接触している。

【0095】

いくつかの実施例では、図９に示すように、太陽電池は、第２パッシベーション層１１７をさらに含んでもよく、第２パッシベーション層１１７が第２ドーピング導電層１１５の第２誘電体層１１４から離れた表面を覆う。裏面電極１１６が第２パッシベーション層１１７を貫通して第２ドーピング導電層１１５と電気的に接続されている。

【0096】

いくつかの実施例では、第１パッシベーション層１０７及び第２パッシベーション層１１７は、いずれも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１０７の材料及び第２パッシベーション層１１７目の材料は、いずれも酸化ケイ素、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材料のうちの少なくとも１つであってもよい。

【0097】

以下、太陽電池でＨＪＴセルを構成することを例として詳しく説明する。

【0098】

いくつかの実施例では、図１０に示すように、太陽電池は、第２表面２２０を覆う真性半導体層２１４と、真性半導体層２１４の基板２００から離れた側の表面を覆う第２ドーピング導電層２１５と、第２ドーピング導電層２１５の真性半導体層２１４から離れた側の表面を覆う透明導電層２０７と、をさらに含み、第１ドーピング導電層２０５におけるドーピング元素のタイプが第２ドーピング導電層２１５におけるドーピング元素のタイプと異なっている。

【0099】

なお、図１０における基板２００、第１表面２１０、第２表面２２０、電極領域２０１、遷移領域２０２、非電極領域２０３、第１誘電体層２０４、第１ドーピング導電層２０５及び前面電極２０６は、いずれも上述した実施例での対応する構成と類似しているため、ここでは説明を割愛する。さらに、第１表面２１０、第２表面２２０、第１誘電体層２０４及び第１ドーピング導電層２０５の表面形態も上述した実施例での対応する表面形態と類似しているため、ここでは説明を割愛する。

【0100】

また、ＨＪＴセルにおける電極領域２０１、遷移領域２０２、非電極領域２０３、第１誘電体層２０４及び第１ドーピング導電層２０５などの膜層の大まかな位置を示すために、図１０では基板２００、第１誘電体層２０４及び第１ドーピング導電層２０５の表面形態の特徴を示していない。

【0101】

いくつかの実施例では、真性半導体層２１４が基板２００と接触する界面は、太陽電池の開放電圧を高める一方で、基板２００に対するより良いパッシベーション効果を高めることができるため、太陽電池の光電変換効率を高めるのに寄与する。

【0102】

いくつかの実施例では、真性半導体層２１４の材料は、真性アモルファスシリコン、酸化シリコン、窒化シリコンまたは炭化ケイ素を含む。いくつかの実施例では、真性半導体層の厚さは、２μｍ～１０μｍであり、例えば、真性半導体層の厚さは、５μｍである。

【0103】

いくつかの実施例では、第２ドーピング導電層２１５の材料は、Ｎ型ドープまたはＰ型ドープされたアモルファスシリコン、アモルファス酸化シリコン、アモルファス炭化ケイ素、微結晶シリコン、水素化微結晶シリコン、微結晶酸化シリコン、微結晶炭化ケイ素または多結晶シリコン半導体薄膜のうちの１種または複数種が積層された複合薄膜層を含む。

【0104】

いくつかの実施例では、第２ドーピング導電層２１５の厚さは、４ｎｍ～５００ｎｍである。さらに、第２ドーピング導電層２１５の厚さ範囲は、２００ｎｍ～４００ｎｍであり、例えば、第２ドーピング導電層２１５の厚さが２０ｎｍ～１０３ｎｍ、１０３ｎｍ～１３９ｎｍ、１３９ｎｍ～１６１ｎｍ、１６１ｎｍ～２１８ｎｍ、２１８ｎｍ～２９８ｎｍまたは２９８ｎｍ～５００ ｎｍであってもよい。

【0105】

いくつかの実施例では、第２ドーピング導電層２１５は、水素化微結晶シリコンを含んでおり、これによって、よりも大きなバンドギャップとより狭い吸収スペクトル範囲を第２ドーピング導電層２１５に持たせるようにするのに寄与するため、太陽電池の光電変換効率を効果的に高めることができる。さらに、結晶化率の向上につれて、直列抵抗が低下し、バッキングファクターが高くなるため、電池の出力電流を向上させ、電池の寿命を効果的に延ばす効果を達成することができる。

【0106】

いくつかの実施例では、透明導電層２０７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。

【0107】

いくつかの実施例では、第２ドーピング導電層２１５と基板２００の間にＰＮ接合を構成している。ＰＮ接合の間に真性半導体層２１４を緩衝層として挿入しており、且つ真性半導体層２１４は、基板２００の表面に対して良好なパッシベーション作用を備え、キャリアの再結合を大幅に防止することができ、少数キャリア寿命の向上と太陽電池の開放電圧の向上に寄与する。

【0108】

いくつかの実施例では、図１０に示すように、太陽電池は、裏面電極２１６をさらに含んでもよく、裏面電極２１６が透明導電層２０７と電気的に接触している。

【0109】

場合によって、透明導電層２０７は、導電性を備え、キャリアは、真性半導体層２１４、第２ドーピング導電層２１５及び透明導電層２０７を順次通過し、最終的に裏面電極２１６に収集されることができる。

【0110】

以下、太陽電池でＩＢＣセルを構成することを例として詳しく説明する。

【0111】

いくつかの実施例では、図１１に示すように、図１１は、本願の一実施例で提供された太陽電池の別の局所断面構造を示す図であり、電極領域３０１は正電極領域３１１または負電極領域３２１であり、第１誘電体層３０４は、正電極領域３１１に位置する第１サブ誘電体層３１４と、負電極領域３２１に位置する第２サブ誘電体層３２４と、を含み、第１ドーピング導電層３０５は、第１サブ誘電体層３１４の正電極領域３１１に近い側に位置する第１サブドーピング導電層３１５と、第２サブ誘電体層３２４の負電極領域３２１に近い側に位置する第２サブドーピング導電層３２５と、を含み、第１サブドーピング導電層３１５におけるドーピング元素のタイプが第２サブドーピング導電層３２５におけるドーピング元素のタイプと異なっている。

【0112】

なお、図１１における基板３００、第１表面３１０、第２表面３２０、遷移領域３０２及び非電極領域３０３は、いずれも上述した実施例での対応する構造と類似しているため、ここでは説明を割愛する。しかし、第１表面３１０の表面形態は、上述した実施例と異なっている。

【0113】

また、ＩＢＣセルにおける電極領域３０１、遷移領域３０２、非電極領域３０３、第１誘電体層３０４及び第１ドーピング導電層３０５などの膜層の大まかな位置を示すために、図１１では、基板３００、第１誘電体層３０４及び第１ドーピング導電層３０５の表面形態の特徴を示していない。

【0114】

いくつかの実施例では、ＩＢＣセルにおける第１表面３１０は、基板３００の裏面であり、第２表面３２０は、基板３００の前面である。

【0115】

いくつかの実施例では、基板３００にもドーピング元素があり、第１サブドーピング導電層３１５におけるドーピング元素のタイプは、基板３００におけるドーピング元素のタイプと異なり、第２サブドーピング導電層３２５におけるドーピング元素のタイプは、基板３００におけるドーピング元素のタイプと同じである。

【0116】

いくつかの実施例では、図１２に示すように、図１２は、本願の一実施例で提供された太陽電池における基板３００の局所断面構造を示す図であり、電極領域３０１が第４表面構造３３１を備え、第４表面構造３３１が複数のプラットホーム隆起構造３４１を含み、非電極領域３０３が第５表面構造３１３を備え、第５表面構造３１３が複数の第５ピラミッド構造３２３を含み、ここで、第１ピラミッド構造１５２（図４参照）の底部の一次元寸法Ｌ４（図４参照）は、第５ピラミッド構造３２３の底部の一次元寸法よりも大きい。

【0117】

なお、図１１及び図１２に示したＩＢＣセルにおける遷移領域３０２の表面形態も、上述した実施例での対応する表面形態と類似しているため、ここでは説明を割愛する。また、図１１及び図１２では、遷移領域３０２の表面形態を示していない。したがって、ここでの第１ピラミッド構造１５２（図４参照）の底部の一次元寸法Ｌ４は、上述した実施例の表記を採用している。

【0118】

また、第５ピラミッド構造３２３の底部の一次元寸法は、本願の一実施例における第１ピラミッド構造１５２の底部の一次元寸法Ｌ４に対する定義と類似しているため、ここでは説明を割愛する。また、異なる第５ピラミッド構造３２３の底部の一次元寸法は、異なってもよいし、同じであってもよいが、第５ピラミッド構造３２３の底部の一次元寸法は、ある数値範囲内にあり、これに基づいて、第１ピラミッド構造１５２の底部の一次元寸法Ｌ４が第５ピラミッド構造３２３の底部の一次元寸法よりも大きいことは、遷移領域３０２における複数の第１ピラミッド構造底部の一次元寸法の平均値が非電極領域３０３における複数の第５ピラミッド構造３２３の底部の一次元寸法の平均値よりも大きいことを指す。

【0119】

いくつかの実施例では、プラットホーム隆起構造３４１は、ピラミッド構造の基礎部分、即ちピラミッド構造の先端部分を取り除いてから残った構造である。言い換えれば、完全なピラミッド構造に比べて、電極領域３０１の表面形態は、比較的平坦であり、電極領域３０１に形成された第１誘電体層３０４と第１ドーピング導電層３０５も、平坦な形態を備え、形成された第１誘電体層３０４と第１ドーピング導電層３０５の均一性を高めることができ、第１誘電体層３０４と第１ドーピング導電層３０５の電極領域３０１に対するパッシベーション効果を向上させ、電極領域３０１の欠陥準位密度をさらに下げるのに寄与する。

【0120】

上述した各種実施例では、図２に示すように、電極領域１０１は、第１上面を備え、非電極領域１０３は、第２上面を備え、第２表面１２０（図１参照）を基準として、第１上面が第２上面よりも高く、第１上面と第２上面との高さの差Ｈは、０．５μｍ～１０μｍである。

【0121】

なお、電極領域１０１の第１上面は、複数の第３ピラミッド構造１３５（図３参照）の先端部分で構成され、異なる第３ピラミッド構造１３５の寸法が異なることに基づいて、ここでの第１上面は、電極領域１０１における大部分の第３ピラミッド構造１３５の先端部分で構成される平面であり、実際の状況に応じてここでの大部分の第３ピラミッド構造１３５が電極領域１０１に占める割合を柔軟に選択できる。同様に、非電極領域１０３の第２上面は、複数の第４ピラミッド構造１２３（図３参照）の先端部分で構成されている。

【0122】

場合によって、第１上面と第２上面との間の高さの差Ｈは、３μｍ～４μｍであり、例えば、Ｈが３．５μｍであってもよい。

【0123】

いくつかの実施例では、図１３は、本願の一実施例で提供された太陽電池における第１ドーピング導電層の走査型電子顕微鏡写真であり、図１４は、本願の一実施例で提供された太陽電池における第２ドーピング導電層の走査型電子顕微鏡写真であり、図１３及び図９に示すように、両面ＴＯＰＣＯＮセルでは、第１ドーピング導電層１０５内のドーピング元素のタイプがＮ型であり、第２ドーピング導電層１１５内のドーピング元素のタイプがＰ型である場合、第１ドーピング導電層１０５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粗さを備える。

【0124】

場合によって、第１ドーピング導電層１０５の材料は、ドープ多結晶シリコンであり、第１ドーピング導電層１０５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として結晶化する。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。

【0125】

図１３の走査型電子顕微鏡写真から、第１ドーピング導電層１０５の表面形態を直感的に観察できる。第１ドーピング導電層１０５は、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の凹凸が第１ドーピング導電層１０５の凹凸表面を構築しており、ひいては第１ドーピング導電層１０５の表面が第１粗さを備えるようになる。

【0126】

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である。第１シリコン結晶粒子１１２１の結晶粒度は、１０ｎｍ～５３ｎｍ、５３ｎｍ～９５．３ｎｍ、９５．３ｎｍ～１３８．２ｎｍ、１３８．２ｎｍ～２００．６ｎｍ、２００．６ｎｍ～２４８ｎｍまたは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で構成される表面の粗さが大きくなるように、上記の任意の範囲内にある。第１シリコン結晶粒子１１２１の結晶粒度が上記の任意の範囲内にあると、隣接する第１シリコン結晶粒子１１２１間の安定性が良く、第１ドーピング導電層１０５に結晶質の変形が起こりにくい。また、第１シリコン結晶粒子１１２１の結晶粒度は、上述した範囲内にあり、第１ドーピング導電層１０５の第１誘電体層１０４に対する応力が小さく、第１ドーピング導電層１０５と第１誘電体層１０４の間の膜層性能を改善することができる。

【0127】

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、粒子状と粒子状の間の粒界が少なく、粒界と粒界の空間が大きく、第１ドーピング導電層１０５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、最終的に前面電極１０６に収集されることができる。

【0128】

いくつかの実施例では、粒子状には球形粒子状または準球形粒子状が含まれている。

【0129】

いくつかの実施例では、第１誘電体層１０４の厚さは、０．５ｎｍ～５ｎｍである。第１誘電体層１０４の厚さ範囲は、０．５ｎｍ～１．３ｎｍ、１．３ｎｍ～２．６ｎｍ、２．６ｎｍ～４．１ｎｍまたは４．１ｎｍ～５ｎｍである。第１誘電体層１０４が上記の任意の範囲内にあると、第１誘電体層１０４の厚さが薄くて、多数キャリアが容易に第１誘電体層１０４を通って量子トンネルを行うことができるが、少数キャリアが第１誘電体層１０４を通りにくくなり、これによって、キャリアの選択的な輸送を実現している。

【0130】

いくつかの実施例では、第１ドーピング導電層１０５の厚さは、１０ｎｍ～３００ｎｍである。例えば、第１ドーピング導電層１０５の厚さが１０ｎｍ～６０ｎｍ、６０ｎｍ～１３０ｎｍ、１３０ｎｍ～２５０ｎｍまたは２５０ｎｍ～３００ｎｍであってもよい。

【0131】

図９及び図１４に示すように、第２ドーピング導電層１１５には、Ｐ型ドーピング元素がドープされており、ここで、第２ドーピング導電層１１５の第２誘電体層１１４から離れた表面が第２粗さを備え、第２粗さが第１粗さよりも小さい。

【0132】

いくつかの実施例では、第２ドーピング導電層１１５は、複数の第２シリコン粒子１２２１を含み、複数の第２シリコン粒子１２２１の表面が第２粗さを備える第２ドーピング導電層１１５の表面を構成しており、第１シリコン結晶粒子１１２１の結晶粒度が第２シリコン粒子１２２１の結晶粒度よりも小さい。

【0133】

場合によって、「第１粗さと第２粗さ」の中の「粗さ」とは、サンプリングされた長さにおいて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、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。

【0134】

いくつかの実施例では、第２シリコン粒子１２２１の結晶粒度の範囲は、１００ｎｍ～９００ｎｍである。第２シリコン粒子１２２１の結晶粒度は、１００ｎｍ～２５０ｎｍ、２５０ｎｍ～３６０ｎｍ、３６０ｎｍ～４９０ｎｍ、４９０ｎｍ～５８４ｎｍ、５８４ｎｍ～６１０ｎｍ、６１０ｎｍ～７９０ｎｍまたは７９０ｎｍ～９００ｎｍであってもよい。第２シリコン粒子１２２１の結晶粒度は、上記の任意の範囲内にあると、隣接する第２シリコン粒子１２２１間の粒界が小さく、キャリアが比較的容易に第２ドーピング導電層１１５を通ることができ、キャリアの移動速度を高め、電池効率の向上に寄与する。

【0135】

いくつかの実施例では、第２シリコン粒子１２２１の形状は、シート状、板状または粒子状であってもよい。図１４に示す第２シリコン粒子１２２１のマイクロ形態は、シート状である。

【0136】

図１３と図１４は、同じ倍率での第１ドーピング導電層１０５（図９参照）の表面形態及び第２ドーピング導電層１１５（図９参照）の表面形態である。これから見られるように、第１ドーピング導電層１０５の表面が第２ドーピング導電層１１５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ドーピング導電層１０５と第２ドーピング導電層１１５との形態の違いに基づいて、より高い粗さを備える第１ドーピング導電層１０５にとって、第１ドーピング導電層１０５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ドーピング導電層１０５は、前面電極１０６と第１ドーピング導電層１０５の間の接触面積を大きくし、ひいては第１ドーピング導電層１０５の接触性能とハンダ付け引張力を改善することができる。低い粗さを備える第２ドーピング導電層１１５にとって、第２ドーピング導電層１１５の表面は、滑らかで、この後にそれに堆積するパッシベーション層の均一性がよく、且つ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を改善することができる。

【0137】

なお、第１シリコン結晶粒子１１２１の形状及び第２シリコン粒子１２２１の形状は、電子顕微鏡または光学顕微鏡などの拡大倍率を備える測定手段によって観察されるものであり、電子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）またはＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、原子間力顕微鏡）を含む。図１３は、走査型電子顕微鏡による第１シリコン結晶粒子１１２１のマイクロ形態図であり、これから見られるように、第１シリコン結晶粒子１１２１が三次元方向の等長な粒子状を呈している。図１４は、走査型電子顕微鏡による第２シリコン粒子１２２１のマイクロ形態図であり、これから見られるように、第２シリコン粒子１２２１が二次元方向に延びたシート状を呈している。

【0138】

いくつかの実施例において、図１３及び図１４に示すように、第１シリコン結晶粒子１１２１の結晶粒度が第２シリコン粒子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の径方向一次元寸法が第２シリコン粒子１２２１の径方向一次元寸法よりも小さく、第１シリコン結晶粒子１１２１の高さが第２シリコン粒子１２２１の高さよりも大きいことを指す。これにより、第１シリコン結晶粒子１１２１で構成された第１ドーピング導電層１０５の粗さは、第２シリコン粒子１２２１で構成された第２ドーピング導電層１１５の粗さよりも大きい。

【0139】

場合によって、第１シリコン結晶粒子１１２１の径方向一次元寸法とは、第１シリコン結晶粒子１１２１の平均線長（または直径）を指し、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１０４に近い側と第１シリコン結晶粒子１１２１の第１誘電体層１０４から離れた側との間の距離を指す。

【0140】

同様に、第２シリコン粒子１２２１の径方向一次元寸法とは、第２シリコン粒子１２２１の平均線長（または直径）を指し、第２シリコン粒子１２２１の高さとは、第２シリコン粒子１２２１の第２誘電体層１１４に近い側と第２シリコン粒子１２２１の第２誘電体層１１４から離れた側との間の距離を指す。

【0141】

いくつかの実施例では、第２誘電体層１１４の厚さは、０．５ｎｍ～５ｎｍである。第２誘電体層１１４の厚さ範囲は、０．５ｎｍ～１．３ｎｍ、１．３ｎｍ～２．６ｎｍ、２．６ｎｍ～４．１ｎｍまたは４．１ｎｍ～５ｎｍである。第２誘電体層１１４の厚さが上記の任意の範囲内にあると、第２誘電体層１１４の厚さが薄くて、多数キャリアが容易に第２誘電体層１１４を通って量子トンネルを行うことができるが、少数キャリアが第２誘電体層１１４を通りにくくなり、これによって、キャリアの選択的な輸送を実現している。

【0142】

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次元的に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の平均線長に等しく、第２シリコン粒子１２２１の形状は、２次元的に延びたシート状であり、第２シリコン粒子１２２１の高さは、第２シリコン粒子１２２１の平均線長よりも小さい。第２シリコン粒子１２２１の高さは、非延在面方向の線長である。

【0143】

ここで、結晶粒の大きさを結晶粒度と呼ぶ。一般的な表示方法には、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）または結晶粒の平均線長（または直径）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。

【0144】

なお、図１０に示すＨＪＴセルでは、第１ドーピング導電層２０５内のドーピング元素のタイプがＮ型であり、第２ドーピング導電層２１５内のドーピング元素のタイプがＰ型である場合、第１ドーピング導電層２０５も、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、第２ドーピング導電層１１５も複数の第２シリコン粒子１２２１を含み、複数の第２シリコン粒子１２２１の表面が第２粗さを備える。第２粗さと第１粗さとの関係及び第１シリコン結晶粒子１１２１と第２シリコン粒子１２２１との関係は、上述した両面ＴＯＰＣＯＮセルでの対応する特徴と類似しているため、ここでは説明を割愛する。

【0145】

同様に、図１１に示すＩＢＣセルでは、第１ドーピング導電層３０５は、第１サブドーピング導電層３１５と、第２サブドーピング導電層３２５と、を含み、第１サブドーピング導電層３１５と第２サブドーピング導電層３２５のうちの一方のドーピング元素がＮ型であり、他方のドーピング元素がＰ型である場合、これに基づいてＮ型ドーピング元素がドープされたドーピング導電層も、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、Ｐ型ドーピング元素がドープされたドーピング導電層も、複数の第２シリコン粒子１２２１を含み、複数の第２シリコン粒子１２２１の表面が第２粗さを備え、第２粗さと第１粗さとの関係及び第１シリコン結晶粒子１１２１と第２シリコン粒子１２２１との関係は、上述した両面ＴＯＰＣＯＮセルでの対応する特徴と類似しているため、ここでは説明を割愛する。

【0146】

上記のように、積層配置された第１誘電体層１０４と第１ドーピング導電層１０５を電極領域１０１に設置し、第１誘電体層１０４と第１ドーピング導電層１０５の電極領域１０１に対するパッシベーション作用によって、電極領域１０１の深刻なキャリア再結合問題を改善し、この後に電極領域１０１に形成される電極の基板１００におけるキャリアに対する収集効率を向上させる。一方、電極領域１０１のみに第１誘電体層１０４と第１ドーピング導電層１０５を形成することで、第１誘電体層１０４と第１ドーピング導電層１０５が第１表面１１０に照射された入射光に対する非電極領域１０３と遷移領域１０２の吸収を低下させることを防止する。また、第１表面構造１１２が電極領域１０１に向かって傾斜する複数の角柱構造１２２を備えることによって、異なる角度で遷移領域１０２に入射した入射光は、少なくとも１回の反射によって角柱構造１２２を介して遷移領域１０２に吸収される確率が高くなり、かつ少なくとも１回の反射によって角柱構造１２２を介して非電極領域１０３に反射されて非電極領域１０３に吸収される確率が高くなり、第１表面１１０の入射光に対する吸収率を高めるのに寄与する。これにより、電極領域１０１の深刻なキャリア再結合問題を改善し、第１表面１１０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。

【0147】

本願の別の実施例は、上述した実施例で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さらに提供する。以下、図面を参照しながら、本願の別の実施例で提供された太陽電池の製造方法について詳しく説明する。なお、上述した実施例と同じ部分または対応する部分について、ここでは説明を割愛する。

【0148】

図１５～図２０は、本願の別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局所断面構造を示す図である。

【0149】

図１５～図２０に示すように、太陽電池の製造方法は、少なくとも、以下のステップを含む。

【0150】

ステップＳ１１：図１５に示すように、初期基板１３０を提供し、初期基板１３０が対向設置された初期第１表面１４０及び初期第２表面１５０を備え、初期第１表面１４０が間隔をあけて交互に設置された初期電極領域１９１及び初期非電極領域１９３と、初期電極領域１９１と初期非電極領域１９３の間に位置する初期遷移領域１９２と、を含む。

【0151】

いくつかの実施例では、この後の初期第１誘電体層を形成する前に、初期第１表面１４０に対して第１エッチング工程を行って、初期第１表面１４０に第１テクスチャ構造を持たせることをさらに含んでもよく、即ち初期電極領域１９１、初期遷移領域１９２及び初期非電極領域１９３の表面が、いずれも類似したテクスチャ構造を備え、このテクスチャ構造がピラミッド構造であってもよい。第１エッチング工程は、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１３０の表面を洗浄し、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初期第１表面１４０を形成することができる。他の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。

【0152】

ステップＳ１２：初期第１表面１４０を覆う初期第１誘電体層を形成する。ステップＳ１３：初期第１誘電体層の初期基板１３０から離れた側の表面を覆う初期第１ドーピング導電層を形成する。ステップＳ１４：レーザー工程で初期遷移領域１９２と初期非電極領域１９３に位置する初期第１誘電体層と初期第１ドーピング導電層を除去して、第１表面１１０を備える基板１００を形成する。

【0153】

なお、異なるタイプの電池を形成するために、ステップＳ１２～ステップＳ１４は、ある程度異なっており、以下、これらについてそれぞれ詳しく説明する。

【0154】

ここで、図１５、図１～図４に示すように、レーザー工程により処理された後の初期電極領域１９１、初期遷移領域１９２及び初期非電極領域１９３は、それぞれ電極領域１０１、遷移領域１０２及び非電極領域１０３であり、遷移領域１０２が第１表面構造１１２を備え、第１表面構造１１２が電極領域１０１に向かって傾斜する複数の角柱構造１２２を含み、複数の角柱構造１２２が少なくとも第１方向Ｘに沿って順次配列され、第１方向Ｘが遷移領域１０２の延在方向であり、電極領域１０１に位置する残りの初期第１誘電体層が第１誘電体層１０４である、電極領域１０１に位置する残りの初期第１ドーピング導電層が第１ドーピング導電層１０５である。

【0155】

以下、両面ＴＯＰＣＯＮセルを形成することを例として、ステップＳ１２～ステップＳ１４について詳しく説明する。

【0156】

ステップＳ１２では、図１６に示すように、初期第１表面１４０を覆う初期第１誘電体層１５４を形成する。

【0157】

いくつかの実施例では、図１６に示すように、初期第１誘電体層１５４を形成するステップにおいて、さらに、初期第２表面１５０を覆う第２誘電体層１１４を形成することを含んでもよい。これにより、同一工程ステップで初期第１誘電体層１５４と第２誘電体層１１４を形成することで、工程プロセスを省くことができるだけでなく、初期第１誘電体層１５４と第２誘電体層１１４を別々に形成することに比べて、コーディング除去回数を減らすことができる。

【0158】

場合によって、先に初期第１表面１４０に初期第１誘電体層１５４を形成すると、まず初期第２表面１５０に保護層を形成し、初期第１誘電体層１５４の形成ステップが初期第２表面１５０に影響しないようにする必要がある。また、初期第１誘電体層１５４を形成する工程ステップでは、初期基板１３０の側面にもコーディングを形成してしまい、初期第１誘電体層１５４形成後、初期基板１３０の側面に１回目のコーディング除去処理を行う必要がある。１回目のコーディング除去処理を行った後、初期第２表面１５０に第２誘電体層１１４を形成する。第２誘電体層１１４の形成ステップが初期第１表面１４０に影響しないようにするために、まず初期第１表面１４０に保護層を形成する必要があり、且つ第２誘電体層１１４形成ステップでは初期基板１３０の側面にコーディングを形成するため、第２誘電体層１１４の形成後、２回目のコーディング除去処理を行う必要がある。

【0159】

場合によって、コーディング除去ステップでは、初期基板１３０の側面に形成されたコーディングを湿式化学法で洗浄する必要がある。言い換えれば、コーディング除去ステップは、コーディングを除去するだけでなく、湿式化学法を採用するため、初期基板１３０にダメージを与えることがある。本願の一実施例では、初期第１誘電体層１５４と第２誘電体層１１４を同時に形成することで、初期第１表面１４０と初期第２表面１５０にそれぞれ保護層を形成するステップを省くことができる一方、初期第１誘電体層１５４と第２誘電体層１１４を形成した後、１回のコーディング除去ステップを行うだけでよく、工程ステップを大幅に簡略化し、工程効率を高めることができる。また、初期第１表面１４０と初期第２表面１５０に保護層を形成する必要がないため、後に保護層を除去する必要がなく、保護層除去ステップに起因する初期基板１３０への工程ダメージを回避し、初期基板１３０の良好な性能を保つことができる。

【0160】

ステップＳ１３では、図１６に示すように、初期第１誘電体層１５４の初期基板１３０から離れた側の表面を覆う初期第１ドーピング導電層１５５を形成する。

【0161】

いくつかの実施例では、図１６に示すように、初期第１ドーピング導電層１５５を形成するステップにおいて、さらに、第２誘電体層１１４の初期基板１３０から離れた側の表面を覆う第２ドーピング導電層１１５を形成することを含んでもよく、初期第１ドーピング導電層１５５におけるドーピング元素のタイプが第２ドーピング導電層１１５におけるドーピング元素のタイプと異なっている。なお、この後に初期第１ドーピング導電層１５５に基づいて第１ドーピング導電層１０５（図９参照）を形成するため、第１ドーピング導電層１０５におけるドーピング元素のタイプが第２ドーピング導電層１１５におけるドーピング元素のタイプと異なる。

【0162】

同じ工程ステップで初期第１ドーピング導電層１５５と第２ドーピング導電層１１５を形成することで、工程プロセスを省くことができるだけでなく、初期第１ドーピング導電層１５５と第２ドーピング導電層１１５を別々に形成することに比べて、コーディング除去回数を減らすことができる。

【0163】

いくつかの実施例では、初期第１ドーピング導電層１５５と第２ドーピング導電層１１５を形成することは、以下のステップを含むことができる。

【0164】

初期第１誘電体層１５４の初期基板１３０から離れた表面に第１アモルファスシリコン層を形成し、第２誘電体層１１４の初期基板１３０から離れた表面に第２アモルファスシリコン層を形成するように、初期第１表面１４０と初期第２表面１５０に同時に第１堆積工程を行う。例えば、プラズマ化学気相成長法で第１アモルファスシリコン層及び第２アモルファスシリコン層を形成することができる。

【0165】

第１アモルファスシリコン層及び第２アモルファスシリコン層を同時に結晶化処理して、第１アモルファスシリコン層を第１多結晶シリコン層に変換し、第２アモルファスシリコン層を第２多結晶シリコン層に変換する。いくつかの実施例では、結晶化処理は、第１アモルファスシリコン層と第２アモルファスシリコン層に対してアニール処理を行うことを含み、アニール温度が８００℃～１２００℃である。この温度範囲では、アニール温度が小さすぎず、第１アモルファスシリコン層と第２アモルファスシリコン層に対する十分な結晶化を確保することができる一方、アニール温度が高すぎず、アニール温度が高すぎて初期基板１３０にダメージを与える問題を防ぐことができる。

【0166】

第１多結晶シリコン層と第２多結晶シリコン層を形成した後、第１多結晶シリコン層に対して第１ドーピング工程を行って、初期第１ドーピング導電層１５５を形成する。いくつかの実施例では、第１ドーピング工程におけるドーピング元素が一部の初期基板１３０にも拡散し、拡散領域を形成し、拡散領域におけるドーピング元素濃度が残りの初期基板１３０のドーピング元素濃度よりも大きくなり、即ち、残りの初期基板１３０と比べて、拡散領域が高濃度ドーピング領域であり、高濃度ドーピング領域が残りの初期基板１３０と高低接合を形成し、この高低接合が存在することで、キャリアにバリア効果を生じさせ、後に形成される基板１００中のキャリアの拡散領域への輸送速度と数量を増やすことができ、後に形成する第１ドーピング導電層が効果的にキャリアを収集できるようになる。

【0167】

いくつかの実施例では、第１ドーピング工程ステップを行う前に、さらに、第２多結晶シリコン層の初期基板１３０から離れた表面に第１マスク層を形成することを含むことができ、且つ、第２ドーピング導電層を形成する工程の前に、第１マスク層を除去することをさらに含むことができる。第１ドーピング工程と後に第２多結晶シリコン層に対して行う第２ドーピング工程は、異なる工程ステップで行われるため、第１ドーピング工程を行う前に、第２多結晶シリコン層の表面に第１マスク層を形成することは、第１ドーピング工程から第２多結晶シリコン層を保護する上で役立つ。

【0168】

いくつかの実施例では、第１ドーピング工程は、イオン注入工程またはソース拡散工程のいずれかであってもよい。

【0169】

いくつかの実施例では、初期第１ドーピング導電層１５５を形成した後、エッチング工程で第１マスク層を除去し、エッチング工程が乾式エッチング工程、湿式エッチング工程またはレーザーエッチング工程のいずれかを含む。

【0170】

第１ドーピング工程を行った後、第２多結晶シリコン層に対して第２ドーピング工程を行って、第２ドーピング導電層１１５を形成する。いくつかの実施例では、第２ドーピング導電層１１５におけるドーピング元素のタイプが初期基板１３０におけるドーピング元素のタイプと異なり、これによって、第２ドーピング導電層１１５と後に形成される基板１００（図９参照）との間にＰＮ接合を形成し、バックコンタクト構造を形成している。第２ドーピング導電層１１５全面が基板１００の裏面に形成されているため、ＰＮ接合の面積が大きくなり、ＰＮ接合に発生する光生成キャリアの数が多くなる一方、第２ドーピング導電層１１５に形成されている基板１００の裏面向きの静電界が大きくなり、キャリアの移動に有利になり、開放電圧及び短絡電流を高めることができる。また、裏面にＰＮ接合を形成することで、基板１００の前面にＰＮ接合を形成することによる基板１００の前面の電極領域１０１の深刻なキャリア再結合問題を防ぎ、両面率を向上させることができる。

【0171】

いくつかの実施例では、第２ドーピング工程は、イオン注入工程またはソース拡散工程のいずれかであってもよい。

【0172】

ステップＳ１４では、図１６と図１に示すように、レーザー工程で初期遷移領域１９２と初期非電極領域１９３における初期第１誘電体層１５４と初期第１ドーピング導電層１５５を除去して、第１表面１１０を備えた基板１００を形成する。

【0173】

いくつかの実施例では、初期第１表面１４０は、第１テクスチャ構造を備え、レーザー工程で初期遷移領域１９２と初期非電極領域１９３に位置する初期第１誘電体層１５４と初期第１ドーピング導電層１５５を除去するステップにおいて、図１６、図９及び図３に示すように、初期電極領域１９１に位置する第１ドーピング導電層１０５が第２表面構造１２５を備え、初期遷移領域１９２に位置する第１テクスチャ構造が第１表面構造１１２に変換され、初期非電極領域１９３に位置する第１テクスチャ構造が第３表面構造１１３に変換され、ここで、第１表面構造１１２が複数の第１ピラミッド構造１５２を含み、第２表面構造１２５が複数の第３ピラミッド構造１３５を含み、第３表面構造１１３が複数の第４ピラミッド構造１２３を含み、第１ピラミッド構造１５２の底部の一次元寸法が第３ピラミッド構造１３５の底部の一次元寸法よりも大きく、第３ピラミッド構造１３５の底部の一次元寸法が第４ピラミッド構造１２３の底部の一次元寸法よりも大きい。

【0174】

なお、レーザー工程の工程パラメータを調整することで、第１表面構造１１２を微調整することができる。

【0175】

以下、ＨＪＴセルを形成することを例として、ステップＳ１２～ステップＳ１４について、詳しく説明する。

【0176】

なお、図１０に示すように、ＨＪＴセルを形成するステップでは、基板２００、第１誘電体層２０４及び第１ドーピング導電層２０５の形成ステップは、上述した両面ＴＯＰＣＯＮセルにおける基板１００、第１誘電体層１０４及び第１ドーピング導電層１０５の形成ステップと類似しているため、ここでは説明を割愛する。

【0177】

形成ステップにおける主な相違点は、下記の通りである。

【0178】

いくつかの実施例では、図１７に示すように、初期第１ドーピング導電層２５５を形成する前に、初期第２表面２５０を覆う真性半導体層２１４を形成することをさらに含むことができ、初期第１ドーピング導電層２５５を形成するステップにおいて、真性半導体層２１４の初期基板２３０から離れた側の表面を覆う第２ドーピング導電層２１５を形成することをさらに含むことができ、初期第１ドーピング導電層２５５におけるドーピング元素のタイプが第２ドーピング導電層２１５におけるドーピング元素のタイプと異なっている。第２ドーピング導電層２１５を形成した後、第２ドーピング導電層２１５の真性半導体層２１４から離れた側の表面を覆う透明導電層２０７を形成することをさらに含むことができる。

【0179】

なお、本願の別の実施例では、真性半導体層２１４と初期第１誘電体層２５４の優先順位について限定しない。また、図１７における初期基板２３０、初期第１表面２４０、初期第２表面２５０、初期電極領域２９１、初期遷移領域２９２、初期非電極領域２９３、初期第１誘電体層２５４及び初期第１ドーピング導電層２５５は、いずれも上述した実施例での対応する構成と類似しているため、ここでは説明を割愛する。

【0180】

以下、ＩＢＣセルを形成することを例として、ステップＳ１２～ステップＳ１４について詳しく説明する。

【0181】

いくつかの実施例では、図１８～図２０に示すように、初期電極領域３９１は、初期正電極領域３５１と初期負電極領域３６１とを含み、図１１に示すように、形成された第１誘電体層３０４は、第１サブ誘電体層３１４と第２サブ誘電体層３２４とを含み、第１サブ誘電体層３１４が正電極領域３１１に位置し、第２サブ誘電体層３２４が負電極領域３２１に位置し、形成された第１ドーピング導電層３０５は、第１サブドーピング導電層３１５と第２サブドーピング導電層３２５とを含み、第１サブドーピング導電層３１５が第１サブ誘電体層３１４の正電極領域３１１に近い側に位置し、第２サブドーピング導電層３２５が第２サブ誘電体層３２４の負電極領域３２１に近い側に位置し、第１サブドーピング導電層３１５におけるドーピング元素のタイプが第２サブドーピング導電層３２５におけるドーピング元素のタイプと異なっている。

【0182】

なお、図１８～図２０における初期基板３３０、初期第１表面３４０、初期第２表面３５０、初期電極領域３９１、初期遷移領域３９２及び初期非電極領域３９３は、いずれも上述した実施例での対応する構造と類似しているため、ここでは説明を割愛する。

【0183】

以下、第１サブ誘電体層３１４と第２サブ誘電体層３２４の形成ステップについて詳しく説明する。

【0184】

いくつかの実施例では、図１８に示すように、初期第１誘電体層３５４を形成するステップは、初期第１表面３４０を覆うための初期第１サブ誘電体層３３４を形成することを含み、初期初期第１ドーピング導電層３５５を形成するステップは、初期第１誘電体層３５４の初期基板３３０から離れた側の表面を覆う初期第１サブドーピング導電層３３５を形成することを含む。

【0185】

図１８と図１９に示すように、レーザー工程を採用するステップは、第１レーザー工程で初期負電極領域３６１、初期遷移領域３９２と初期非電極領域３９３に位置する初期第１サブ誘電体層３３４と初期第１サブドーピング導電層３３５を除去し、初期正電極領域３５１に位置する残りの初期第１サブ誘電体層３３４を第１サブ誘電体層３１４とし、初期正電極領域３５１に位置する残りの初期第１サブドーピング導電層３３５を第１サブドーピング導電層３１５とする。

【0186】

いくつかの実施例では、図２０に示すように、第１サブ誘電体層３１４と第１サブドーピング導電層３１５を形成した後、第２サブ誘電体層３２４（図１１参照）と第２サブドーピング導電層３２５（図１１参照）を形成するステップは、第１マスク層３０８を形成し、第１マスク層３０８が第１サブドーピング導電層３１５の初期基板３３０から離れた側に位置することをさらに含むことができる。

【0187】

図２０に示すように、初期第１誘電体層３５４を形成するステップは、初期第１表面３４０と第１マスク層３０８を覆う初期第２サブ誘電体層３４４を形成することを含み、初期初期第１ドーピング導電層３５５を形成するステップは、初期第２サブ誘電体層３４４の初期基板３３０から離れた側の表面を覆う初期第２サブドーピング導電層３４５を形成することをさらに含む。

【0188】

図２０と図１１に示すように、レーザー工程を採用するステップは、第２レーザー工程で初期正電極領域３５１、初期遷移領域３９２及び初期非電極領域３９３に位置する初期第２サブ誘電体層３４４と初期第２サブドーピング導電層３４５を除去し、初期負電極領域３６１に位置する残りの初期第２サブ誘電体層３４４を第２サブ誘電体層３２４とし、初期負電極領域３６１に位置する残りの初期第２サブドーピング導電層３４５を第２サブドーピング導電層３２５とする。

【0189】

図２０と図１１に示すように、第１マスク層３０８を除去する。

【0190】

なお、ＩＢＣセルを形成するステップでは、初期第１誘電体層３５４と初期初期第１ドーピング導電層３５５を形成するステップは、上述した実施例の両面ＴＯＰＣＯＮセルとＨＪＴセルにおける初期第１誘電体層１５４、２５４と初期第１ドーピング導電層１５５、２５５を形成するステップと異なる。ＩＢＣセルを形成するステップにおいて、初期第１誘電体層３５４を形成するステップは、２つの別々のサブステップ、即ち、初期第１サブ誘電体層３３４を形成するステップと初期第２サブ誘電体層３４４を形成するステップを含み、初期初期第１ドーピング導電層３５５を形成するステップは、２つの別々のサブステップ、即ち、初期第１サブドーピング導電層３３５を形成するステップと初期第２サブドーピング導電層３４５を形成するステップを含む。第１レーザー工程と第２レーザー工程を行った初期正電極領域３５１と初期負電極領域３６１は、それぞれ正電極領域３１１と負電極領域３２１になり、電極領域３０１が正電極領域３１１または負電極領域３２１であり、第１レーザー工程と第２レーザー工程を行った初期遷移領域３９２と初期非電極領域３９３は、それぞれ遷移領域３０２と非電極領域３０３になる。

【0191】

上記のように、本願の別の実施例では、全面に初期第１誘電体層１５４と初期第１ドーピング導電層１５５を形成してから、レーザー工程で処理することにより、第１表面構造１１２を備えた遷移領域１０２を形成し、かつ積層配置された第１誘電体層１０４と第１ドーピング導電層１０５を電極領域１０１のみに形成する。これにより、第１誘電体層１０４と第１ドーピング導電層１０５の電極領域１０１に対するパッシベーション作用によって電極領域１０１の深刻なキャリア再結合問題を改善する。一方、第１誘電体層１０４と第１ドーピング導電層１０５が第１表面１１０に照射された入射光に対する非電極領域１０３と遷移領域１０２の吸収を低下させることを防止する。また、第１表面構造１１２は、第１表面１１０の入射光に対する吸収率を高めるのに寄与する。

【0192】

また、本願の別の実施例は、光起電力モジュールをさらに提供し、光起電力モジュールが上述したいずれかの実施例で提供された太陽電池を複数備え、光起電力モジュールが受けた光エネルギーを電気エネルギーに変換することに用いられる。図２１は、本願の別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。なお、上述した実施例と同じ部分または対応する部分について、上述した実施例の対応する説明を参照することができる。以下では、説明を割愛する。

【0193】

図２１に示すように、光起電力モジュールは、上述した実施例のいずれかの太陽電池４０を複数接続してなりまたは上述した実施例のいずれかの製造方法で形成された太陽電池４０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用接着フィルム４１と、封止用接着フィルム４１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４２と、を含む。太陽電池４０は、全体または複数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が直列及び／または並列に電気的に接続されている。

【0194】

いくつかの実施例では、複数のセルストリング間は、伝導バンド４０２によって電気的に接続されてもよい。図２１は、１種類の太陽電池間の位置関係のみを示しており、即ち、電池セルの同じ極性を持った電極の配列方向が同じか、あるいは各電池セルの正極極性を持った電極が同じ側に配列され、伝導バンドが隣接する２つの電池セルの異なる側にそれぞれ接続される。いくつかの実施例では、電池セルは、異なる極性の電極が同じ側を向くことができ、即ち、隣接する複数の電池セルの電極は、それぞれ第１極性、第２極性、第１極性の順に配列され、伝導バンドは、同じ側の隣接する２つの電池セルを接続する。

【0195】

いくつかの実施例では、電池セル間に間隔が設けられておらず、つまり、電池セル間が互いに重なり合っている。

【0196】

いくつかの実施例では、封止用接着フィルム４１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４０の前面または裏面の一方を覆い、第２封止層が太陽電池４０の前面または裏面の他方を覆う。具体的には、第１封止層または第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）接着フィルムまた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用接着フィルムであってもよい。

【0197】

場合によって、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用接着フィルム４１を形成している。

【0198】

いくつかの実施例において、カバープレート４２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有する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４２の封止用接着フィルム４１に向かう表面は、凹凸面であってもよく、これにより、入射光線の利用率を高めることができる。カバープレート４２は第１カバープレート及び第２カバープレートを備え、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。

【0199】

当業者であれば、前記各実施形態は本開示を実現する具体的な実施例であるが、実用上では本開示の実施例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、本開示の実施例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、本開示の実施例の保護範囲は、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】本開示の実施例は、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、基板と、電極領域に位置する第１誘電体層と、第１誘電体層の電極領域から離れた側に位置する第１ドーピング導電層とを含み、基板が対向設置された第１表面及び第２表面を備え、第１表面が、間隔をあけて交互に設置された電極領域及び非電極領域と、電極領域と非電極領域の間に位置する遷移領域と、を含み、遷移領域が第１表面構造を備え、第１表面構造が電極領域に向かって傾斜する複数の角柱構造を含み、複数の角柱構造が少なくとも第１方向に沿って順次配列され、第１方向が遷移領域の延在方向である。本開示の実施例は、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３

【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】

【図21】