知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
▶ 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】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-07-02
(54)【発明の名称】太陽電池および光起電力モジュール
(51)【国際特許分類】
H01L 31/0224 20060101AFI20240625BHJP
【ＦＩ】
H01L31/04 260
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023514503
(86)(22)【出願日】2022-10-12
(85)【翻訳文提出日】2023-03-01
(86)【国際出願番号】 CN2022124851
(87)【国際公開番号】W WO2023206980
(87)【国際公開日】2023-11-02
(31)【優先権主張番号】202210474482.9
(32)【優先日】2022-04-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(31)【優先権主張番号】202221032637.5
(32)【優先日】2022-04-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【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
(71)【出願人】
【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】100104134
【弁理士】
【氏名又は名称】住友 慎太郎
(74)【代理人】
【識別番号】100156225
【弁理士】
【氏名又は名称】浦 重剛
(74)【代理人】
【識別番号】100168549
【弁理士】
【氏名又は名称】苗村 潤
(74)【代理人】
【識別番号】100200403
【弁理士】
【氏名又は名称】石原 幸信
(72)【発明者】
【氏名】ディン ユー
(72)【発明者】
【氏名】ジャオ ワン
(72)【発明者】
【氏名】ジェ ヤン
(72)【発明者】
【氏名】ウェンチー リー
(72)【発明者】
【氏名】ジアハオ ウー
(72)【発明者】
【氏名】ハオ ワン
(72)【発明者】
【氏名】ジアレイ チャイ
(72)【発明者】
【氏名】シアオウェン ジャン
(72)【発明者】
【氏名】シージェ ジャオ
【テーマコード（参考）】
5F251
【Ｆターム（参考）】
5F251AA02
5F251AA03
5F251AA16
5F251CB11
5F251CB21
5F251CB24
5F251FA06
5F251HA03
(57)【要約】
【課題】本発明は太陽電池を開示し、電池技術分野に関する。
【解決手段】太陽電池は、結晶シリコン基板の表面に設けられる第１パッシベーションコンタクト段差と、第１パッシベーションコンタクト段差の結晶シリコン基板から離間する面に設けられる第２パッシベーションコンタクト段差と、第１パッシベーションコンタクト段差の結晶シリコン基板から離間する面に設けられる第１パッシベーション反射防止段差と、第２パッシベーションコンタクト段差の第１パッシベーションコンタクト段差から離間する面に設けられる第２パッシベーション反射防止段差と、一方側が第１パッシベーションコンタクト段差に接触し、他方側が第２パッシベーションコンタクト段差及び第２パッシベーション反射防止段差を貫通する電極とを含む。本発明に係る技術案では、多段のパッシベーションコンタクト段差が設けられ、第１パッシベーションコンタクト段差の厚さが薄く、長波長帯域の光線に対する寄生吸収を減少させ、太陽電池の長波応答及び両面率を効果的に向上させることができる。第２パッシベーションコンタクト段差の厚さが厚く、金属化過程において金属ペーストと良好なオーミックコンタクトを形成することを保証することができる。
【選択図】図１
【解決手段】太陽電池は、結晶シリコン基板の表面に設けられる第１パッシベーションコンタクト段差と、第１パッシベーションコンタクト段差の結晶シリコン基板から離間する面に設けられる第２パッシベーションコンタクト段差と、第１パッシベーションコンタクト段差の結晶シリコン基板から離間する面に設けられる第１パッシベーション反射防止段差と、第２パッシベーションコンタクト段差の第１パッシベーションコンタクト段差から離間する面に設けられる第２パッシベーション反射防止段差と、一方側が第１パッシベーションコンタクト段差に接触し、他方側が第２パッシベーションコンタクト段差及び第２パッシベーション反射防止段差を貫通する電極とを含む。本発明に係る技術案では、多段のパッシベーションコンタクト段差が設けられ、第１パッシベーションコンタクト段差の厚さが薄く、長波長帯域の光線に対する寄生吸収を減少させ、太陽電池の長波応答及び両面率を効果的に向上させることができる。第２パッシベーションコンタクト段差の厚さが厚く、金属化過程において金属ペーストと良好なオーミックコンタクトを形成することを保証することができる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
太陽電池であって、結晶シリコン基板と、第１パッシベーションコンタクト段差と、第２パッシベーションコンタクト段差と、第１パッシベーション反射防止段差と、第２パッシベーション反射防止段差と、電極とを含み、
前記第１パッシベーションコンタクト段差は、前記結晶シリコン基板の表面に設けられ、
前記第２パッシベーションコンタクト段差は、前記第１パッシベーションコンタクト段差の前記結晶シリコン基板から離間する面に設けられ、かつ前記電極に対応する領域に位置し、
前記第１パッシベーション反射防止段差は、前記第１パッシベーションコンタクト段差の前記結晶シリコン基板から離間する面に設けられ、かつ前記第２パッシベーションコンタクト段差と接触しない領域に位置し、
前記第２パッシベーション反射防止段差は、前記第２パッシベーションコンタクト段差の前記第１パッシベーションコンタクト段差から離間する面に設けられ、
前記電極は、一方側が前記第１パッシベーションコンタクト段差に接触し、他方側が前記第２パッシベーションコンタクト段差及び前記第２パッシベーション反射防止段差を貫通する、ことを特徴とする太陽電池。
【請求項2】
前記第１パッシベーションコンタクト段差は、第１トンネル酸化層及び第１ドープトポリシリコン層を含み、前記第１トンネル酸化層は、前記結晶シリコン基板の表面に設けられ、前記第１ドープトポリシリコン層は、前記第１トンネル酸化層の前記結晶シリコン基板から離間する面に設けられ、
前記第２パッシベーションコンタクト段差は、第２トンネル酸化層及び第２ドープトポリシリコン層を含み、
前記第２トンネル酸化層は、前記第１ドープトポリシリコン層の前記第１トンネル酸化層から離間する面に設けられ、かつ前記電極に対応する領域に位置し、
前記第２ドープトポリシリコン層は、前記第２トンネル酸化層の前記第２ドープトポリシリコン層から離間する面に設けられ、
前記電極の一方側は、前記第１ドープトポリシリコン層に接触する、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項3】
前記第１トンネル酸化層は、リン含有酸化シリコン、リン含有酸化アルミニウム、リン含有酸窒化シリコン、リン含有炭化酸化シリコンのうちの少なくとも一種を含み、前記第１トンネル酸化層のリン元素濃度は、９×１０２０ｃｍ－３以下である、ことを特徴とする請求項２に記載の太陽電池。
【請求項4】
前記第１トンネル酸化層の厚さは、０．５ｎｍ～１０ｎｍである、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の太陽電池。
【請求項5】
前記第１ドープトポリシリコン層の活性化されたリン元素濃度は、９×１０１９ｃｍ－３～１×１０２１ｃｍ－３である、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の太陽電池。
【請求項6】
前記第１ドープトポリシリコン層の厚さは、３ｎｍ～１５０ｎｍである、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の太陽電池。
【請求項7】
前記第２トンネル酸化層は、リン含有酸化シリコン、リン含有酸化アルミニウム、リン含有酸窒化シリコン、リン含有炭化酸化シリコンのうちの少なくとも一種を含み、前記第２トンネル酸化層のリン元素濃度は、１×１０２１ｃｍ－３以下である、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の太陽電池。
【請求項8】
前記第２トンネル酸化層の厚さは、０．１ｎｍ～５ｎｍであり、かつ前記第２トンネル酸化層の厚さは、前記第１トンネル酸化層の厚さ以下である、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の太陽電池。
【請求項9】
前記第２トンネル酸化層のパターン化線幅は、前記第１ドープトポリシリコン層のパターン化線幅の０．５％～２０％を占め、かつ前記第２トンネル酸化層のパターン化線幅は、１０００μｍ以下である、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の太陽電池。
【請求項10】
前記第２ドープトポリシリコン層の活性化されたリン元素濃度は、１×１０２０ｃｍ－３～１×１０２１ｃｍ－３である、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の太陽電池。
【請求項11】
前記第２ドープトポリシリコン層の厚さは、５ｎｍ～３００ｎｍであり、かつ前記第２ドープトポリシリコン層の厚さは、前記第１ドープトポリシリコン層の厚さよりも大きい、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の太陽電池。
【請求項12】
前記第２ドープトポリシリコン層のパターン化線幅は、前記第２トンネル酸化層のパターン化線幅以下である、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の太陽電池。
【請求項13】
前記第１パッシベーション反射防止段差は、少なくとも１つのパッシベーション反射防止層を含み、前記第１パッシベーション反射防止段差の厚さは、３０ｎｍ～３００ｎｍであり、かつ前記第２パッシベーションコンタクト段差の厚さ以上である、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池。
【請求項14】
前記第２パッシベーション反射防止段差の厚さは、３０ｎｍ～５００ｎｍである、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池。
【請求項15】
前記第２パッシベーション反射防止段差のパターン化線幅は、１０００μｍ以下であり、かつ前記第２パッシベーションコンタクト段差のパターン化線幅以上である、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池。
【請求項16】
前記電極の前記第１パッシベーションコンタクト段差と接触する一方側から前記第２パッシベーション反射防止段差の前記第２パッシベーションコンタクト段差から離間する表面までの距離は、４０ｎｍ以上である、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池。
【請求項17】
前記電極のパターン化線幅は、１００ｎｍ以下であり、かつ前記第２パッシベーションコンタクト段差のパターン化線幅以下である、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項18】
光起電力モジュールであって、請求項１～１７のいずれか一項に記載の太陽電池を含み、
少なくとも一部の前記太陽電池は、つなぎ合わせ又は積層の形態で電気的に接続されて、封止材料により封止される、ことを特徴とする光起電力モジュール。
【請求項19】
太陽電池の製造方法であって、結晶シリコン基板の表面にエッチング及び洗浄を行うことと、
前記結晶シリコン基板の表面に第１トンネル酸化層を形成することと、
前記第１トンネル酸化層の前記結晶シリコン基板から離間する表面に第１ノンドープトポリシリコン層を形成することと、
前記第１ノンドープトポリシリコン層の前記第１トンネル酸化層から離間する表面に第２初期トンネル酸化層を形成することと、
前記第２初期トンネル酸化層の前記第１ノンドープトポリシリコン層から離間する表面に第２初期ノンドープトポリシリコン層を形成することと、
前記第１ノンドープトポリシリコン層と前記第２初期ノンドープトポリシリコン層に拡散処理を行い、それぞれ第１リンドープトポリシリコン層と第２初期リンドープトポリシリコン層を形成し、前記第２初期リンドープトポリシリコン層の表面にリンシリケートガラス（ＰＳＧ）層を形成することと、
前記リンシリケートガラス層の表面に有機コーティング層を印刷し、高温乾燥により有機コーティング層にパターン化マスクを形成させることと、
前記第２初期リンドープトポリシリコン層の前記第２初期トンネル酸化層から離間する前記パターン化マスクで覆われていない表面にエッチングを行い、前記第１トンネル酸化層、前記第１リンドープトポリシリコン層、並びに、前記パターン化マスクで覆われたリンシリケートガラス層、前記第２初期トンネル酸化層および第２初期リンドープトポリシリコン層を残し、前記第１パッシベーションコンタクト段差は、前記第１トンネル酸化層及び前記第１リンドープトポリシリコン層を含むことと、
前記パターン化マスクの表面にエッチングを行い、前記第１トンネル酸化層、前記第１ドープトポリシリコン層、前記第２トンネル酸化層及び前記第２リンドープトポリシリコン層を残すことと、
前記第１リンドープトポリシリコン層及び前記第２リンドープトポリシリコン層の前記結晶シリコン基板から離間する表面に第１パッシベーション反射防止段差及び第２パッシベーション反射防止段差を形成することと、
前記第２パッシベーションコンタクト段差と前記第２パッシベーション反射防止段差の対応する領域に電極を形成することとを含む、ことを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項20】
太陽電池の製造方法であって、結晶シリコン基板の表面にエッチング及び洗浄を行うことと、
前記結晶シリコン基板の表面に第１トンネル酸化層を形成することと、
前記第１トンネル酸化層の前記結晶シリコン基板から離間する表面にインサイチュドープトポリシリコン堆積を行い、第１初期リンドープトポリシリコン層を形成することと、
前記第１初期リンドープトポリシリコン層の前記第１トンネル酸化層から離間する表面に前記第２初期トンネル酸化層を形成することと、
前記第２初期トンネル酸化層の前記第１初期リンドープトポリシリコン層から離間する表面にインサイチュドープトポリシリコン堆積を行い、第２初期リンドープトポリシリコン層を形成することと、
前記第２初期リンドープトポリシリコン層の表面に酸化シリコンマスクを形成することと、
前記酸化シリコンマスクの表面に有機コーティング層を印刷し、高温乾燥により前記有機コーティング層にパターン化マスクを形成させることと、
前記第２初期リンドープトポリシリコン層の前記第２初期トンネル酸化層から離間する前記パターン化マスクで覆われていない表面にエッチングを行い、前記第１トンネル酸化層、前記第１初期リンドープトポリシリコン層、並びに、前記パターン化マスクで覆われた前記酸化シリコンマスク、前記第２初期トンネル酸化層及び前記第２初期リンドープトポリシリコン層を残すことと、
前記パターン化マスクの表面にエッチングを行い、前記第１トンネル酸化層、前記第１初期リンドープトポリシリコン層、前記第２初期トンネル酸化層及び前記第２初期リンドープトポリシリコン層を残すことと、
前記太陽電池に高温アニール処理を行うことと、
前記第１リンドープトポリシリコン層及び前記第２リンドープトポリシリコン層の結晶シリコン基板から離間する表面に第１パッシベーション反射防止段差及び第２パッシベーション反射防止段差を形成することと、
前記第２パッシベーションコンタクト段差と前記第２パッシベーション反射防止段差の対応する領域に電極を形成することと、を含む、ことを特徴とする太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【0001】
（関連出願の相互参照）
本願は、２０２２年４月２９日に出願された出願番号が「２０２２１０４７４４８２．９」であり、かつ発明の名称が「太陽電池および光起電力モジュール」である中国特許出願の優先権を要求し、その内容の全体が参照により組み込まれるものである。
本願は、２０２２年４月２９日に出願された出願番号が「２０２２１０４７４４８２．９」であり、かつ発明の名称が「太陽電池および光起電力モジュール」である中国特許出願の優先権を要求し、その内容の全体が参照により組み込まれるものである。
【技術分野】
【0002】
本発明は、電池技術分野に関し、より具体的には、太陽電池及び光起電力モジュールに関する。
【背景技術】
【0003】
ＴＯＰＣｏｎ（Ｔｕｎｎｅｌ Ｏｘｉｄｅ Ｐａｓｓｉｖａｔｉｎｇ Ｃｏｎｔａｃｔｓ）電池は、選択的キャリア原理に基づくトンネル酸化層パッシベーションコンタクトの太陽電池である。その裏面は、一般的に、超薄トンネル酸化シリコンとドープトポリシリコン薄膜とを組み合わせた構造を採用し、パッシベーションコンタクト効果を実現する。
【0004】
関連技術において、金属化ペーストのマッチング及びパッシベーション効果を保証するために、ドープトポリシリコン薄膜の厚さが厚くなる。しかしながら、厚すぎるドープトポリシリコン薄膜は、裏面における赤外波長帯域の寄生吸収を引き起こし、さらに電池の長波応答が悪く、両面率が低いなどの問題をもたらすことになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
これに鑑みて、本発明は、ドープトポリシリコン薄膜の厚さを減少させ、さらに赤外波長帯域への寄生吸収を減少させ、太陽電池の長波応答及び両面率を向上させることができる太陽電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
第１態様において、本発明は、太陽電池を提供し、当該太陽電池は、結晶シリコン基板と、第１パッシベーションコンタクト段差と、第２パッシベーションコンタクト段差と、第１パッシベーション反射防止段差と、第２パッシベーション反射防止段差と、電極とを含み、
前記第１パッシベーションコンタクト段差は、前記結晶シリコン基板の表面に設けられ、
前記第２パッシベーションコンタクト段差は、前記第１パッシベーションコンタクト段差の前記結晶シリコン基板から離間する面に設けられ、かつ前記電極に対応する領域に位置し、
前記第１パッシベーション反射防止段差は、前記第１パッシベーションコンタクト段差の前記結晶シリコン基板から離間する面に設けられ、かつ前記第２パッシベーションコンタクト段差と接触しない領域に位置し、
前記第２パッシベーション反射防止段差は、前記第２パッシベーションコンタクト段差の前記第１パッシベーションコンタクト段差から離間する面に設けられ、
前記電極は、一方側が前記第１パッシベーションコンタクト段差に接触し、他方側が前記第２パッシベーションコンタクト段差及び前記第２パッシベーション反射防止段差を順に貫通する。
前記第１パッシベーションコンタクト段差は、前記結晶シリコン基板の表面に設けられ、
前記第２パッシベーションコンタクト段差は、前記第１パッシベーションコンタクト段差の前記結晶シリコン基板から離間する面に設けられ、かつ前記電極に対応する領域に位置し、
前記第１パッシベーション反射防止段差は、前記第１パッシベーションコンタクト段差の前記結晶シリコン基板から離間する面に設けられ、かつ前記第２パッシベーションコンタクト段差と接触しない領域に位置し、
前記第２パッシベーション反射防止段差は、前記第２パッシベーションコンタクト段差の前記第１パッシベーションコンタクト段差から離間する面に設けられ、
前記電極は、一方側が前記第１パッシベーションコンタクト段差に接触し、他方側が前記第２パッシベーションコンタクト段差及び前記第２パッシベーション反射防止段差を順に貫通する。
【0007】
一つの可能な実施形態において、前記第１パッシベーションコンタクト段差は、第１トンネル酸化層及び第１ドープトポリシリコン層を含み、
前記第１トンネル酸化層は、前記結晶シリコン基板の表面に設けられ、前記第１ドープトポリシリコン層は、前記第１トンネル酸化層の前記結晶シリコン基板から離間する面に設けられ、
前記第２パッシベーションコンタクト段差は、第２トンネル酸化層及び第２ドープトポリシリコン層を含み、
前記第２トンネル酸化層は、前記第１ドープトポリシリコン層の前記第１トンネル酸化層から離間する面に設けられ、かつ前記電極に対応する領域に位置し、
前記第２ドープトポリシリコン層は、前記第２トンネル酸化層の前記第２ドープトポリシリコン層から離間する面に設けられ、
前記電極の一方側は、前記第１ドープトポリシリコン層に接触する。
前記第１トンネル酸化層は、前記結晶シリコン基板の表面に設けられ、前記第１ドープトポリシリコン層は、前記第１トンネル酸化層の前記結晶シリコン基板から離間する面に設けられ、
前記第２パッシベーションコンタクト段差は、第２トンネル酸化層及び第２ドープトポリシリコン層を含み、
前記第２トンネル酸化層は、前記第１ドープトポリシリコン層の前記第１トンネル酸化層から離間する面に設けられ、かつ前記電極に対応する領域に位置し、
前記第２ドープトポリシリコン層は、前記第２トンネル酸化層の前記第２ドープトポリシリコン層から離間する面に設けられ、
前記電極の一方側は、前記第１ドープトポリシリコン層に接触する。
【0008】
一つの可能な実施形態において、前記第１トンネル酸化層は、リン含有酸化シリコン、リン含有酸化アルミニウム、リン含有酸窒化シリコン、リン含有炭化酸化シリコンのうちの少なくとも一種を含み、前記第１トンネル酸化層のリン元素濃度は、９×１０２０ｃｍ－３以下である。
【0009】
一つの可能な実施形態において、前記第１トンネル酸化層の厚さは、０．５ｎｍ～１０ｎｍである。
【0010】
一つの可能な実施形態において、前記第１ドープトポリシリコン層の活性化されたリン元素濃度は、９×１０１９ｃｍ－３～１×１０２１ｃｍ－３である。
【0011】
一つの可能な実施形態において、前記第１ドープトポリシリコン層の厚さは、３ｎｍ～１５０ｎｍである。
【0012】
一つの可能な実施形態において、前記第２トンネル酸化層は、リン含有酸化シリコン、リン含有酸化アルミニウム、リン含有酸窒化シリコン、リン含有炭化酸化シリコンのうちの少なくとも一種を含み、前記第２トンネル酸化層のリン元素濃度は、１×１０２１ｃｍ－３以下である。
【0013】
一つの可能な実施形態において、前記第２トンネル酸化層の厚さは、０．１ｎｍ～５ｎｍであり、かつ前記第２トンネル酸化層の厚さは、前記第１トンネル酸化層の厚さ以下である。
【0014】
一つの可能な実施形態において、前記第２トンネル酸化層のパターン化線幅は、前記第１ドープトポリシリコン層のパターン化線幅の０．５％～２０％を占め、かつ前記第２トンネル酸化層のパターン化線幅は、１０００μｍ以下である。
【0015】
一つの可能な実施形態において、前記第２ドープトポリシリコン層の活性化されたリン元素濃度は、１×１０２０ｃｍ－３～１×１０２１ｃｍ－３以下である。
【0016】
一つの可能な実施形態において、前記第２ドープトポリシリコン層の厚さは、５ｎｍ～３００ｎｍであり、かつ前記第２ドープトポリシリコン層の厚さは、前記第１ドープトポリシリコン層の厚さよりも大きい。
【0017】
一つの可能な実施形態において、前記第２ドープトポリシリコン層のパターン化線幅は、前記第２トンネル酸化層のパターン化線幅以下である。
【0018】
一つの可能な実施形態において、前記第１パッシベーション反射防止段差は、少なくとも１つのパッシベーション反射防止層を含み、前記第１パッシベーション反射防止段差の厚さは、３０ｎｍ～３００ｎｍであり、かつ前記第２パッシベーションコンタクト段差の厚さ以上である。
【0019】
一つの可能な実施形態において、前記第２パッシベーション反射防止段差の厚さは、３０ｎｍ～５００ｎｍである。
【0020】
一つの可能な実施形態において、前記第２パッシベーション反射防止段差のパターン化線幅は、１０００μｍ以下であり、かつ前記第２パッシベーションコンタクト段差のパターン化線幅以上である。
【0021】
一つの可能な実施形態において、前記電極の前記第１パッシベーションコンタクト段差と接触する一方側から前記第２パッシベーション反射防止段差の前記第２パッシベーションコンタクト段差から離間する表面までの距離は、４０ｎｍ以上である。
【0022】
第２態様において、本発明は、光起電力モジュールを提供し、前記光起電力モジュールは、第１態様及びそのいずれか一つの可能な実施形態における太陽電池を含み、少なくとも一部の前記太陽電池は、つなぎ合わせ又は積層の形態で電気的に接続され、かつ封止材料により封止される。
【0023】
第３態様において、本発明は、太陽電池の製造方法を提供し、前記太陽電池の製造方法は、結晶シリコン基板の表面にエッチング及び洗浄を行うことと、前記結晶シリコン基板の表面に第１トンネル酸化層を形成することと、前記第１トンネル酸化層の前記結晶シリコン基板から離間する表面に第１ノンドープトポリシリコン層を形成することと、前記第１ノンドープトポリシリコン層の前記第１トンネル酸化層から離間する表面に第２初期トンネル酸化層を形成することと、前記第２初期トンネル酸化層の前記第１ノンドープトポリシリコン層から離間する表面に第２初期ノンドープトポリシリコン層を形成することと、前記第１ノンドープトポリシリコン層と前記第２初期ノンドープトポリシリコン層に拡散処理を行い、それぞれ第１リンドープトポリシリコン層と第２初期リンドープトポリシリコン層を形成し、前記第２初期リンドープトポリシリコン層の表面にリンシリケートガラス（ＰＳＧ）層を形成することと、前記リンシリケートガラス層の表面に有機コーティング層を印刷し、高温乾燥により有機コーティング層にパターン化マスクを形成させることと、前記第２初期リンドープトポリシリコン層の前記第２初期トンネル酸化層から離間する前記パターン化マスクで覆われていない表面にエッチングを行い、前記第１トンネル酸化層、前記第１リンドープトポリシリコン層、並びに、前記パターン化マスクで覆われたリンシリケートガラス層、前記第２初期トンネル酸化層および第２初期リンドープトポリシリコン層を残し、前記第１パッシベーションコンタクト段差は、前記第１トンネル酸化層及び前記第１リンドープトポリシリコン層を含むことと、前記パターン化マスクの表面にエッチングを行い、前記第１トンネル酸化層、前記第１ドープトポリシリコン層、前記第２トンネル酸化層及び前記第２リンドープトポリシリコン層を残すことと、前記第１リンドープトポリシリコン層及び前記第２リンドープトポリシリコン層の前記結晶シリコン基板から離間する表面に第１パッシベーション反射防止段差及び第２パッシベーション反射防止段差を形成することと、前記第２パッシベーションコンタクト段差と前記第２パッシベーション反射防止段差の対応する領域に電極を形成することとを含む。
【0024】
第４態様において、本発明は、太陽電池の製造方法を提供し、前記太陽電池の製造方法は、結晶シリコン基板の表面にエッチング及び洗浄を行うことと、前記結晶シリコン基板の表面に第１トンネル酸化層を形成することと、
前記第１トンネル酸化層の前記結晶シリコン基板から離間する表面にインサイチュドープトポリシリコン堆積を行い、第１初期リンドープトポリシリコン層を形成することと、前記第１初期リンドープトポリシリコン層の前記第１トンネル酸化層から離間する表面に前記第２初期トンネル酸化層を形成することと、前記第２初期トンネル酸化層の前記第１初期リンドープトポリシリコン層から離間する表面にインサイチュドープトポリシリコン堆積を行い、第２初期リンドープトポリシリコン層を形成することと、前記第２初期リンドープトポリシリコン層の表面に酸化シリコンマスクを形成することと、前記酸化シリコンマスクの表面に有機コーティング層を印刷し、高温乾燥により前記有機コーティング層にパターン化マスクを形成させることと、前記第２初期リンドープトポリシリコン層の前記第２初期トンネル酸化層から離間する前記パターン化マスクで覆われていない表面にエッチングを行い、前記第１トンネル酸化層、前記第１初期リンドープトポリシリコン層、並びに、前記パターン化マスクで覆われた前記酸化シリコンマスク、前記第２初期トンネル酸化層及び前記第２初期リンドープトポリシリコン層を残すことと、前記パターン化マスクの表面にエッチングを行い、前記第１トンネル酸化層、前記第１初期リンドープトポリシリコン層、前記第２初期トンネル酸化層及び前記第２初期リンドープトポリシリコン層を残すことと、前記太陽電池に高温アニール処理を行うことと、前記第１リンドープトポリシリコン層及び前記第２リンドープトポリシリコン層の結晶シリコン基板から離間する表面に第１パッシベーション反射防止段差及び第２パッシベーション反射防止段差を形成することと、前記第２パッシベーションコンタクト段差と前記第２パッシベーション反射防止段差の対応する領域に電極を形成することと、を含む。
前記第１トンネル酸化層の前記結晶シリコン基板から離間する表面にインサイチュドープトポリシリコン堆積を行い、第１初期リンドープトポリシリコン層を形成することと、前記第１初期リンドープトポリシリコン層の前記第１トンネル酸化層から離間する表面に前記第２初期トンネル酸化層を形成することと、前記第２初期トンネル酸化層の前記第１初期リンドープトポリシリコン層から離間する表面にインサイチュドープトポリシリコン堆積を行い、第２初期リンドープトポリシリコン層を形成することと、前記第２初期リンドープトポリシリコン層の表面に酸化シリコンマスクを形成することと、前記酸化シリコンマスクの表面に有機コーティング層を印刷し、高温乾燥により前記有機コーティング層にパターン化マスクを形成させることと、前記第２初期リンドープトポリシリコン層の前記第２初期トンネル酸化層から離間する前記パターン化マスクで覆われていない表面にエッチングを行い、前記第１トンネル酸化層、前記第１初期リンドープトポリシリコン層、並びに、前記パターン化マスクで覆われた前記酸化シリコンマスク、前記第２初期トンネル酸化層及び前記第２初期リンドープトポリシリコン層を残すことと、前記パターン化マスクの表面にエッチングを行い、前記第１トンネル酸化層、前記第１初期リンドープトポリシリコン層、前記第２初期トンネル酸化層及び前記第２初期リンドープトポリシリコン層を残すことと、前記太陽電池に高温アニール処理を行うことと、前記第１リンドープトポリシリコン層及び前記第２リンドープトポリシリコン層の結晶シリコン基板から離間する表面に第１パッシベーション反射防止段差及び第２パッシベーション反射防止段差を形成することと、前記第２パッシベーションコンタクト段差と前記第２パッシベーション反射防止段差の対応する領域に電極を形成することと、を含む。
【発明の効果】
【0025】
従来技術に比べて、本発明に係る太陽電池は、少なくとも以下の有益な効果を奏することができる。
本発明による実施例は、多段のパッシベーションコンタクト段差が設けられ、また、第１パッシベーションコンタクト段差が結晶シリコン基板の表面に設けられ、太陽電池の表面パッシベーションが実現される。第１パッシベーションコンタクト段差の厚さが薄いため、長波長帯域の光線に対する寄生吸収を減少させ、太陽電池の長波応答及び両面率を効果的に向上させることができる。第２パッシベーションコンタクト段差は、第１パッシベーションコンタクト段差の結晶シリコン基板から離間する面に設けられ、かつ前記電極に対応する領域に位置し、第２パッシベーションコンタクト段差の厚さが厚いため、金属化過程において金属ペーストと良好なオーミックコンタクトを形成することを保証することができる。
本発明による実施例は、多段のパッシベーションコンタクト段差が設けられ、また、第１パッシベーションコンタクト段差が結晶シリコン基板の表面に設けられ、太陽電池の表面パッシベーションが実現される。第１パッシベーションコンタクト段差の厚さが薄いため、長波長帯域の光線に対する寄生吸収を減少させ、太陽電池の長波応答及び両面率を効果的に向上させることができる。第２パッシベーションコンタクト段差は、第１パッシベーションコンタクト段差の結晶シリコン基板から離間する面に設けられ、かつ前記電極に対応する領域に位置し、第２パッシベーションコンタクト段差の厚さが厚いため、金属化過程において金属ペーストと良好なオーミックコンタクトを形成することを保証することができる。
【0026】
当然のことながら、本発明を実施するいずれかの製品は、必ずしも上記した技術効果の全てを同時に達成する必要があるとは限らない。
【0027】
以下に図面を参照しながら本発明の例示的な実施例を詳しく述べることにより、本発明の他の特徴及びその利点は明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
明細書に結合されて明細書の一部を構成する図面は、本発明の実施例を示すとともに、その説明と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
【図1】本発明の実施例に係る太陽電池の一部断面構成の拡大概略図である。
【図2】本発明の実施例に係る太陽電池の断面構成概略図（その一）である。
【図3】本発明の実施例に係る太陽電池の断面構成概略図（その二）である。
【図4】本発明の実施例に係る太陽電池の内部量子変換効率図である。
【図5】本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法のフローチャート（その一）である。
【図6】本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法のフローチャート（その二）である。
【発明を実施するための形態】
【0029】
以下、図面を参照しながら、本発明の種々の例示的な実施形態を詳しく述べる。注意すべきことは、特に具体的に説明しない限り、これらの実施例において述べた部品及びステップの相対的な配置、数式及び数値は本発明の範囲を限定しないものとすることである。
【0030】
以下の少なくとも一つの例示的な実施例に対する説明は、実際に単に例示的なものであり、本発明及びその応用又は使用に対するいかなる制限とするものではない。
【0031】
関連分野の当業者に知られている技術、方法及び装置について詳細に説明しない可能性があるが、適切な場合に、前記技術、方法及び装置は、明細書の一部と見なされるべきである。
【0032】
ここで示されて検討される全ての例において、如何なる具体的な値は、単に例示的なものであり、限定するものではないと解釈されるべきである。したがって、例示的な実施例の他の例は、異なる値を有することができる。
【0033】
類似する符号及びアルファベットは、以下の図面において類似要素を示すため、ある要素が一つの図面において定義されると、その後の図面においてそれをさらに検討する必要がないことに注意すべきである。
【0034】
従来技術において、金属化ペーストのマッチング及びパッシベーション効果を保証するために、ドープトポリシリコン薄膜の厚さを９０ｎｍ以上に制御する必要がある。厚すぎるドープトポリシリコン薄膜は、裏面における赤外波長帯域の寄生吸収を引き起こし、さらに電池の長波応答が悪く、両面率が低いなどの問題をもたらすことになる。
【0035】
関連技術に存在した上記問題を解決するために、本発明の実施例は、太陽電池を提供し、当該太陽電池は、ドープトポリシリコン薄膜の厚さを減少させ、さらに赤外波長帯域への寄生吸収を減少させ、太陽電池の長波応答及び両面率を向上させることができる。
【0036】
図１を参照し、本発明の実施例は、太陽電池を提供し、当該太陽電池は、結晶シリコン基板１と、第１パッシベーションコンタクト段差２と、第２パッシベーションコンタクト段差３と、第１パッシベーション反射防止段差４と、第２パッシベーション反射防止段差５と、電極６とを含み、
第１パッシベーションコンタクト段差２は、結晶シリコン基板１の表面に設けられ、
第２パッシベーションコンタクト段差３は、第１パッシベーションコンタクト段差２の結晶シリコン基板１から離間する面に設けられ、かつ電極６に対応する領域に位置し、
第１パッシベーション反射防止段差４は、第１パッシベーションコンタクト段差２の結晶シリコン基板１から離間する面に設けられ、かつ第２パッシベーションコンタクト段差３と接触しない領域に位置し、
第２パッシベーション反射防止段差５は、第２パッシベーションコンタクト段差３の第１パッシベーションコンタクト段差２から離間する面に設けられ、
電極６は、一方側（即ち、第１部分）が第１パッシベーションコンタクト段差２と接触し、他方側（即ち、第２部分）が第２パッシベーションコンタクト段差３及び第２パッシベーション反射防止段差５を貫通する。
いくつかの実施例において、前記電極６の第１部分は、第１パッシベーションコンタクト段差２に接触するが、前記第１パッシベーションコンタクト段差構造２を貫通しないことにより、電極と基板との直接接触による金属複合問題を低減させる。
第１パッシベーションコンタクト段差２は、結晶シリコン基板１の表面に設けられ、
第２パッシベーションコンタクト段差３は、第１パッシベーションコンタクト段差２の結晶シリコン基板１から離間する面に設けられ、かつ電極６に対応する領域に位置し、
第１パッシベーション反射防止段差４は、第１パッシベーションコンタクト段差２の結晶シリコン基板１から離間する面に設けられ、かつ第２パッシベーションコンタクト段差３と接触しない領域に位置し、
第２パッシベーション反射防止段差５は、第２パッシベーションコンタクト段差３の第１パッシベーションコンタクト段差２から離間する面に設けられ、
電極６は、一方側（即ち、第１部分）が第１パッシベーションコンタクト段差２と接触し、他方側（即ち、第２部分）が第２パッシベーションコンタクト段差３及び第２パッシベーション反射防止段差５を貫通する。
いくつかの実施例において、前記電極６の第１部分は、第１パッシベーションコンタクト段差２に接触するが、前記第１パッシベーションコンタクト段差構造２を貫通しないことにより、電極と基板との直接接触による金属複合問題を低減させる。
【0037】
なお、本願に述べた「段差」とは、段差構造に類似する設計を指し、例えば、段差の底部に位置する層は、基板表面全体を覆う層であってもよく、段差の頂部に位置する層は、前記段差の底部を部分的に覆う層である。
【0038】
理解されるように、結晶シリコン基板１の表面は、上表面及び／又は下表面であってもよい。いくつかの実施例において、上表面は、光入射面を指し、すなわち太陽に向かう表面である。下表面は、上表面に対向する表面である。両面電池に対して、下表面も受光面とすることができる。
【0039】
図２を参照し、本発明の選択可能な実施例において、第１パッシベーションコンタクト段差２、第２パッシベーションコンタクト段差３、第１パッシベーション反射防止段差４、第２パッシベーション反射防止段差５、および、電極６は、結晶シリコン基板１の下表面に設けられ、このとき、結晶シリコン基板１の上表面に拡散層７、界面修飾層８、正面パッシベーション層９、遷移層１０、正面パッシベーション反射防止層１１及び正面電極１２が順に設けられる。ここで、拡散層７は、結晶シリコン基板１の上面又は下面に位置することができる。結晶シリコン基板１がＮ型結晶シリコン基板である場合、拡散層７の元素は、ホウ素又は他のＰ型ドーパントである。界面修飾層８は、酸化層とすることができ、例示的には、界面修飾層８は、酸化シリコン層であってもよい。界面修飾層８の厚さは大きく、３ｎｍ～１０ｎｍである。正面パッシベーション層９は、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸炭窒化シリコン、酸化チタン、酸化ハフニウム、酸化アルミニウムのうちの少なくとも一種であってもよい。遷移層１０は、酸化シリコン、酸窒化シリコンのうちの少なくとも一種であってもよい。正面パッシベーション反射防止層１１は、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸窒化炭素のうちの少なくとも一種であってもよい。上記した界面修飾層８、正面パッシベーション層９、遷移層１０、正面パッシベーション反射防止層１１は、太陽電池の正面パッシベーション反射防止構造を構成している。しかしながら、上記した説明及び図面に制限されず、正面パッシベーション反射防止構造は、類似の単層又は多層構造であってもよい。
【0040】
図３を参照し、本発明の選択可能な実施例において、第１パッシベーションコンタクト段差２、第２パッシベーションコンタクト段差３、第１パッシベーション反射防止段差４、第２パッシベーション反射防止段差５及び電極６は、結晶シリコン基板１の上表面及び下表面に設けられる。このとき、パッシベーションコンタクト段差は、それぞれ正面パッシベーションコンタクト段差と背面パッシベーションコンタクト段差であり、パッシベーション反射防止段差はそれぞれ正面パッシベーション反射防止段差と背面パッシベーション反射防止段差であり、電極６は、それぞれ正面電極と背面電極である。
【0041】
引き続き図１を参照し、本発明の選択可能な実施例において、第１パッシベーションコンタクト段差２は、第１トンネル酸化層２１及び第１ドープトポリシリコン層２２を含み、第１トンネル酸化層２１は、結晶シリコン基板１の表面に設けられ、第１ドープトポリシリコン層２２は、第１トンネル酸化層２１の結晶シリコン基板１から離間する面に設けられる。
【0042】
図１を参照し、本発明の実施例は、段差式パッシベーションコンタクト構造を採用し、ここで、第１トンネル酸化層２１の厚さは、０．５ｎｍ～１０ｎｍであり、前記厚さが０．５ｎｍ～３ｎｍであることが好ましく、第１ドープトポリシリコン層２２の厚さは、３ｎｍ～１５０ｎｍであり、前記厚さが３０ｎｍ～８０ｎｍであることが好ましい。第１パッシベーションコンタクト段差２において、第１トンネル酸化層２１と第１ドープトポリシリコン層２２の複合膜層を採用し、結晶シリコン基板１の表面に対して良好なパッシベーションを形成することができる。同時に、ＰＮ接合又は高低接合を形成することにより、光生成キャリアの効果的な分離を実現する。
【0043】
図４を参照し、関連技術における表面に段差式パッシベーションコンタクト構造を有しない太陽電池の内部量子変換効率は、破線で示すとおりであり、本発明の実施例に係る段差式パッシベーションコンタクト構造を有する太陽電池の内部量子変換効率は、実線で示すとおりである。明らかなように、関連技術に比べて、本発明の実施例は、赤外波長帯域（１０００～１２００ｎｍ）への寄生吸収を減少させることができ、太陽電池は、長波長帯域でより高い内部量子変換効率（ＩＱＥ、Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）を得ることができる。ここで、１１００～１１５０ｎｍの波長帯域のＩＱＥ向上は、１０％よりも大きくすることができる。
【0044】
第１トンネル酸化層２１は、リン含有酸化シリコン、リン含有酸化アルミニウム、リン含有酸窒化シリコン、リン含有酸炭化シリコンのうちの少なくとも一種を含む。
【0045】
第１ドープトポリシリコン層２２のドーピング元素は、結晶シリコン基板１に適合する。例示的には、結晶シリコン基板１がＮ型結晶シリコン基板である場合、第１ドープトポリシリコン層２２のドーピング元素は、リン又は他のＮ型ドーピング元素であり、結晶シリコン基板１がＰ型結晶シリコン基板である場合、第１ドープトポリシリコン層２２のドーピング元素は、ホウ素又は他のＰ型ドーピング元素である。
【0046】
なお、第１パッシベーションコンタクト段差２、第２パッシベーションコンタクト段差３、第１パッシベーション反射防止段差４、第２パッシベーション反射防止段差５及び電極６が結晶シリコン基板１の上表面及び下表面に設けられる場合、結晶シリコン基板１の上表面に位置する第１ドープトポリシリコン層２２及び第２ドープトポリシリコン層３２は、結晶シリコン基板１の下表面に位置する第１ドープトポリシリコン層２２及び第２ドープトポリシリコン層３２とはドーピング元素が逆である。例示的には、結晶シリコン基板１の下表面の第１ドープトポリシリコン層２２及び第２ドープトポリシリコン層３２のドーピング元素がリン又は他のＮ型ドーピング元素である場合、結晶シリコン基板１の上表面の第１ドープトポリシリコン層２２及び第２ドープトポリシリコン層３２のドーピング元素がホウ素又は他のＰ型ドーピング元素である。
【0047】
第１ドープトポリシリコン層２２のドーピング元素がリンである場合、リン元素が拡散した後の第１トンネル酸化層２１のリン元素濃度は、９×１０２０ｃｍ－３以下であり、５×１０１９ｃｍ－３以下であることが好ましい。第１ドープトポリシリコン層２２の活性化されたリン元素濃度は、９×１０１９ｃｍ－３～１×１０２１ｃｍ－３であり、前記活性化されたリン元素濃度が１×１０２０ｃｍ－３～３×１０２０ｃｍ－３であることが好ましい。
【0048】
引き続き図１を参照し、本発明の選択可能な実施例において、第２パッシベーションコンタクト段差３は、第２トンネル酸化層３１及び第２ドープトポリシリコン層３２を含み、第２トンネル酸化層３１は、第１ドープトポリシリコン層２２の第１トンネル酸化層２１から離間する面に設けられ、かつ電極６に対応する領域に位置し、第２ドープトポリシリコン層３２は、第２トンネル酸化層３１の第２ドープトポリシリコン層３２から離間する面に設けられ、電極６の一方側は、第１ドープトポリシリコン層２２に接触する。
【0049】
理解されるように、第２トンネル酸化層３１の厚さは、０．１ｎｍ～５ｎｍであり、前記厚さが０．５ｎｍ～５ｎｍであることが好ましく、かつ第２トンネル酸化層３１の厚さは、第１トンネル酸化層２１の厚さ以下である。第２ドープトポリシリコン層３２の厚さは、５ｎｍ～３００ｎｍであり、前記厚さが３０ｎｍ～８０ｎｍであることが好ましく、かつ第２ドープトポリシリコン層３２の厚さは、第１ドープトポリシリコン層２２の厚さよりも大きい。第２パッシベーションコンタクト段差３において、第２トンネル酸化層３１と第２ドープトポリシリコン層３２との複合構造を採用し、第２トンネル酸化層３１と第２ドープトポリシリコン層３２の厚さは、それぞれ第１トンネル酸化層２１と第１ドープトポリシリコン層２２との複合構造よりも大きいため、第２パッシベーションコンタクト段差３の全体の厚さが大きく、金属化過程において金属ペーストと良好なオーミックコンタクトを形成することを保証することができる。
【0050】
図２を参照し、第２トンネル酸化層３１が電極６に対応する領域に位置し、複数の電極６が設けられる場合、複数の第２パッシベーションコンタクト段差３が設けられ、すなわち、複数の第２トンネル酸化層３１を含む。第２トンネル酸化層３１のパターン化線幅は、第１ドープトポリシリコン層２２のパターン化線幅の０．５％～２０％を占め、両者のパターン化線幅の占める比率が１％～７％であることが好ましく、かつ第２トンネル酸化層３１のパターン化線幅は、１０００μｍ以下であり、１００μｍ以下であることが好ましく、かつ第２ドープトポリシリコン層３２のパターン化線幅は、第２トンネル酸化層３１のパターン化線幅以下であり、ここで、パターン化線幅とは、太陽電池の断面構成におけるＸ方向の幅を指す。
【0051】
第２トンネル酸化層３１は、リン含有酸化シリコン、リン含有酸化アルミニウム、リン含有酸窒化シリコン、リン含有酸炭化シリコンのうちの少なくとも一種を含む。
【0052】
第２ドープトポリシリコン層３２のドーピング元素は、第１ドープトポリシリコン層２２と同じであり、いずれも結晶シリコン基板１に適合する。結晶シリコン基板１がＮ型結晶シリコン基板である場合、第２ドープトポリシリコン層３２のドーピング元素がリンであり、結晶シリコン基板１がＰ型結晶シリコン基板である場合、第２ドープトポリシリコン層３２のドーピング元素がホウ素である。
【0053】
第２ドープトポリシリコン層３２のドーピング元素がリンである場合、リン元素が拡散した後の第２トンネル酸化層３１のリン元素濃度は、１×１０２１ｃｍ－３以下であり、８×１０１９ｃｍ－３～２×１０２０ｃｍ－３であることが好ましい。第２ドープトポリシリコン層３２の活性化されたリン元素濃度は、１×１０２０ｃｍ－３～１×１０２１ｃｍ－３であり、２×１０２０ｃｍ－３～４×１０２０ｃｍ－３であることが好ましい。
【0054】
引き続き図１を参照し、本発明の選択可能な実施例において、第１パッシベーション反射防止段差４は、少なくとも１つのパッシベーション反射防止層を含み、パッシベーション反射防止層は、窒化シリコン、酸窒化シリコン及び酸化シリコンのうちの少なくとも一種を含む。第１パッシベーション反射防止段差４の厚さは、３０ｎｍ～３００ｎｍであり、７０ｎｍ～１１０ｎｍであることが好ましく、かつ第２パッシベーションコンタクト段差３の厚さ以上である。
【0055】
引き続き図１を参照し、本発明の選択可能な実施例において、第２パッシベーション反射防止段差５は、少なくとも１つのパッシベーション反射防止層を含み、パッシベーション反射防止層は、窒化シリコン、酸窒化シリコン及び酸化シリコンのうちの少なくとも一種を含む。第２パッシベーション反射防止段差５の厚さは、３０ｎｍ～５００ｎｍであり、５０ｎｍ～１１０ｎｍであることが好ましい。第２パッシベーション反射防止段差５のパターン化線幅は、１０００μｍ以下であり、１００μｍ以下であることが好ましく、かつ第２パッシベーションコンタクト段差３のパターン化線幅以上である。
【0056】
引き続き図１を参照し、本発明の選択可能な実施例において、電極６の第１パッシベーションコンタクト段差２と接触する一方側から第２パッシベーション反射防止段差５の第２パッシベーションコンタクト段差３から離間する表面までの距離は、４０ｎｍ以上であり、１００ｎｍ以上であることが好ましい。
【0057】
理解されるように、電極６の材質は、銀、アルミニウム、銅、又は銀、アルミニウム、銅のうちの少なくとも二種で構成された合金を含む。電極６のパターン化線幅は、１００ｎｍ以下であり、かつ第２パッシベーションコンタクト段差３のパターン化線幅以下である。
【0058】
以上をまとめて、本発明に係る太陽電池は、少なくとも以下の有益な効果を得ることができる。
本発明に係る実施例は、多段のパッシベーションコンタクト段差が設けられ、また、第１パッシベーションコンタクト段差２が結晶シリコン基板１の表面に設けられ、太陽電池の表面のパッシベーションが実現される。第１パッシベーションコンタクト段差２の厚さが薄いため、長波長帯域の光線に対する寄生吸収を減少させ、太陽電池の長波応答及び両面率を効果的に向上させることができる。第２パッシベーションコンタクト段差３は、第１パッシベーションコンタクト段差２の結晶シリコン基板１から離間する面に設けられ、かつ前記電極６に対応する領域に位置し、第２パッシベーションコンタクト段差３の厚さが厚いため、金属化過程において金属ペーストと良好なオーミックコンタクトを形成することを保証することができる。
本発明に係る実施例は、多段のパッシベーションコンタクト段差が設けられ、また、第１パッシベーションコンタクト段差２が結晶シリコン基板１の表面に設けられ、太陽電池の表面のパッシベーションが実現される。第１パッシベーションコンタクト段差２の厚さが薄いため、長波長帯域の光線に対する寄生吸収を減少させ、太陽電池の長波応答及び両面率を効果的に向上させることができる。第２パッシベーションコンタクト段差３は、第１パッシベーションコンタクト段差２の結晶シリコン基板１から離間する面に設けられ、かつ前記電極６に対応する領域に位置し、第２パッシベーションコンタクト段差３の厚さが厚いため、金属化過程において金属ペーストと良好なオーミックコンタクトを形成することを保証することができる。
【0059】
同じ発明構想に基づいて、本発明の実施例は、さらに光起電力モジュールを提供し、前記光起電力モジュールは、前述した太陽電池を含み、少なくとも一部の前記太陽電池は、つなぎ合わせ又は積層の形態で接続されて、封止材料により封止される。
【0060】
いくつかの実施例において、複数の太陽電池は、同一平面に位置し、かつ一定の隙間（小さな隙間）又は隙間のない形式で電気的に接続されて、前記光起電力モジュールを形成する。いくつかの実施例において、複数の太陽電池は、互いに積層される（即ち異なる平面に位置する）形式で電気的に接続されて前記光起電力モジュールを形成する。前記太陽電池は、図１～図３に示すいずれかの電池を採用することができる。
【0061】
当業者であれば理解されるように、当該光起電力モジュールと前述の太陽電池は、同一発明構想に基づくものであり、前に太陽電池について説明された特徴及び利点は、同様に当該光起電力モジュールの応用に適用される。したがって、当該光起電力モジュールは、少なくとも前述太陽電池と同様の特徴及び利点を有し、ここでは説明を省略する。
【0062】
例示的には、当該光起電力モジュールは、下から上へ順にバックプレート、封止材料、電池ストリング、封止材料及びガラスを含むことができる。ここで、封止材料は、ＥＶＡ、ＰＯＥなどの当技術分野で周知された封止膜材料であってもよい。電池ストリングは、上記太陽電池によりつなぎ合わせ又は積層などの形態で形成されてもよく、かつつなぎ合わせの形態で形成されるときに電池の間に隙間があってもよく、隙間がなくてもよい。
【0063】
同じ発明構想に基づいて、本発明の実施例は、さらに太陽電池の製造方法を提供し、図５に示すように、当該製造方法は、以下のステップを含む。
【0064】
Ｓ０１では、結晶シリコン基板１の表面にエッチング及び洗浄を行う。
理解されるように、湿式化学エッチング方法によって、結晶シリコン基板１の表面に対してエッチング及び洗浄を行って、平坦で滑らかな結晶シリコン基板１の表面形態を得ることができる。
理解されるように、湿式化学エッチング方法によって、結晶シリコン基板１の表面に対してエッチング及び洗浄を行って、平坦で滑らかな結晶シリコン基板１の表面形態を得ることができる。
【0065】
Ｓ０２では、結晶シリコン基板１の表面に第１トンネル酸化層２１を形成する。
理解されるように、６００℃以上の熱酸化法などの製造方法によって、結晶シリコン基板１の表面に０．５ｎｍ～１０ｎｍ（例えば、０．５ｎｍ～３ｎｍ）の第１トンネル酸化層２１を形成することができる。
理解されるように、６００℃以上の熱酸化法などの製造方法によって、結晶シリコン基板１の表面に０．５ｎｍ～１０ｎｍ（例えば、０．５ｎｍ～３ｎｍ）の第１トンネル酸化層２１を形成することができる。
【0066】
Ｓ０３では、第１トンネル酸化層２１の結晶シリコン基板１から離間する表面に第１ノンドープトポリシリコン層を形成する。
理解されるように、低圧化学気相堆積法、プラズマ強化化学気相堆積法のいずれかの方法によって、第１トンネル酸化層２１の結晶シリコン基板１から離間する表面に厚さが３ｎｍ～１５０ｎｍ（例えば、３０ｎｍ～８０ｎｍ）の第１ノンドープトポリシリコン層２２を形成することができる。
理解されるように、低圧化学気相堆積法、プラズマ強化化学気相堆積法のいずれかの方法によって、第１トンネル酸化層２１の結晶シリコン基板１から離間する表面に厚さが３ｎｍ～１５０ｎｍ（例えば、３０ｎｍ～８０ｎｍ）の第１ノンドープトポリシリコン層２２を形成することができる。
【0067】
Ｓ０４では、第１ノンドープトポリシリコン層の第１トンネル酸化層２１から離間する表面に第２初期トンネル酸化層を形成する。
理解されるように、６００℃以上の熱酸化法などの製造方法によって、第１ノンドープトポリシリコン層２２の第１トンネル酸化層２１から離間する表面に厚さが０．１ｎｍ～５ｎｍ（例えば、０．５ｎｍ～５ｎｍ）の第２初期トンネル酸化層を形成し、かつ第２初期トンネル酸化層の厚さが第１トンネル酸化層２１の厚さ以下である。
理解されるように、６００℃以上の熱酸化法などの製造方法によって、第１ノンドープトポリシリコン層２２の第１トンネル酸化層２１から離間する表面に厚さが０．１ｎｍ～５ｎｍ（例えば、０．５ｎｍ～５ｎｍ）の第２初期トンネル酸化層を形成し、かつ第２初期トンネル酸化層の厚さが第１トンネル酸化層２１の厚さ以下である。
【0068】
Ｓ０５では、第２初期トンネル酸化層の第１ノンドープトポリシリコン層から離間する表面に第２初期ノンドープトポリシリコン層を形成する。
理解されるように、低圧化学気相堆積法、プラズマ強化化学気相堆積法のいずれかの方法によって、第２初期トンネル酸化層の第１ノンドープトポリシリコン層から離間する表面に厚さが５ｎｍ～３００ｎｍ（例えば、３０ｎｍ～８０ｎｍ）の第２初期ノンドープトポリシリコン層を形成することができ、かつ第２初期ノンドープトポリシリコン層の厚さが第１ノンドープトポリシリコン層の厚さよりも大きい。
理解されるように、低圧化学気相堆積法、プラズマ強化化学気相堆積法のいずれかの方法によって、第２初期トンネル酸化層の第１ノンドープトポリシリコン層から離間する表面に厚さが５ｎｍ～３００ｎｍ（例えば、３０ｎｍ～８０ｎｍ）の第２初期ノンドープトポリシリコン層を形成することができ、かつ第２初期ノンドープトポリシリコン層の厚さが第１ノンドープトポリシリコン層の厚さよりも大きい。
【0069】
Ｓ０６では、第１ノンドープトポリシリコン層と第２初期ノンドープトポリシリコン層に拡散処理を行い、それぞれ第１リンドープトポリシリコン層と第２初期リンドープトポリシリコン層を形成し、第２初期リンドープトポリシリコン層の表面にリンシリケートガラス層（ＰＳＧ、Ｐｈｏｓｐｈｏ Ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）を形成する。
理解されるように、拡散処理は、低圧拡散法を採用することができる。結晶シリコン基板１がＰ型結晶シリコン基板である場合、ドーピング元素がリンである。リン拡散処理後に得られた第１リンドープトポリシリコン層は、第１ドープトポリシリコン層２２である。第１リンドープトポリシリコン層及び第２初期リンドープトポリシリコン層のリン元素濃度は、１×１０１９ｃｍ－３～１×１０２１ｃｍ－３である。
理解されるように、拡散処理は、低圧拡散法を採用することができる。結晶シリコン基板１がＰ型結晶シリコン基板である場合、ドーピング元素がリンである。リン拡散処理後に得られた第１リンドープトポリシリコン層は、第１ドープトポリシリコン層２２である。第１リンドープトポリシリコン層及び第２初期リンドープトポリシリコン層のリン元素濃度は、１×１０１９ｃｍ－３～１×１０２１ｃｍ－３である。
【0070】
Ｓ０７では、リンシリケートガラスの表面に有機コーティング層を印刷し、高温乾燥により有機コーティング層にパターン化マスクを形成させ、パターン化マスクのＸ方向における幅が１０００μｍ以下（例えば、１００μｍ以下）である。
理解されるように、有機コーティング層は、スクリーン印刷法で製造され、パターン化マスクの形状は、第２パッシベーションコンタクト段差３の形状に適合する。
理解されるように、有機コーティング層は、スクリーン印刷法で製造され、パターン化マスクの形状は、第２パッシベーションコンタクト段差３の形状に適合する。
【0071】
Ｓ０８では、第２初期リンドープトポリシリコン層の第２初期トンネル酸化層から離間するパターン化マスクで覆われていない表面にエッチングを行い、第１トンネル酸化層２１、第１リンドープトポリシリコン層、並びに、パターン化マスクで覆われたリンシリケートガラス層、第２初期トンネル酸化層および第２初期リンドープトポリシリコン層を残し、第１パッシベーションコンタクト段差２は、第１トンネル酸化層２１及び第１リンドープトポリシリコン層を含む。
理解されるように、湿式化学エッチング法によって、結晶シリコン基板１に一回目の選択的エッチングを行うことができる。上記ステップにおいて、パターン化マスクで覆われていないリンシリケートガラス層、第２初期トンネル酸化層及び第２初期リンドープトポリシリコン層を腐食する。腐食した後、パターン化マスクで覆われた第２初期トンネル酸化層は、第２トンネル酸化層３１となり、第２初期リンドープトポリシリコン層は、第２リンドープトポリシリコン層となり、第２リンドープトポリシリコン層は、第２ドープトポリシリコン層３２となる。
理解されるように、湿式化学エッチング法によって、結晶シリコン基板１に一回目の選択的エッチングを行うことができる。上記ステップにおいて、パターン化マスクで覆われていないリンシリケートガラス層、第２初期トンネル酸化層及び第２初期リンドープトポリシリコン層を腐食する。腐食した後、パターン化マスクで覆われた第２初期トンネル酸化層は、第２トンネル酸化層３１となり、第２初期リンドープトポリシリコン層は、第２リンドープトポリシリコン層となり、第２リンドープトポリシリコン層は、第２ドープトポリシリコン層３２となる。
【0072】
Ｓ０９では、パターン化マスクの表面にエッチングを行い、第１トンネル酸化層２１、第１ドープトポリシリコン層、第２トンネル酸化層３１及び第２リンドープトポリシリコン層を残す。
理解されるように、同様に、湿式化学エッチング法によって、結晶シリコン基板１に二回目の選択的エッチングを行うことができる。上記ステップにおいて、パターン化マスク及びパターン化マスクで被覆されたリンシリケートガラス層をエッチングする。
理解されるように、同様に、湿式化学エッチング法によって、結晶シリコン基板１に二回目の選択的エッチングを行うことができる。上記ステップにおいて、パターン化マスク及びパターン化マスクで被覆されたリンシリケートガラス層をエッチングする。
【0073】
Ｓ１０では、第１リンドープトポリシリコン層及び第２リンドープトポリシリコン層の結晶シリコン基板１から離間する表面に第１パッシベーション反射防止段差４及び第２パッシベーション反射防止段差５を形成する。
理解されるように、第１パッシベーション反射防止段差４及び第２パッシベーション反射防止段差５は、プラズマ強化化学気相堆積法によって製造される。第１パッシベーション反射防止段差４及び第２パッシベーション反射防止段差５は、窒化シリコン、酸窒化シリコン及び酸化シリコンのうちの少なくとも一種で製造され、厚さが３０ｎｍ～３００ｎｍ（例えば７０ｎｍ～１１０ｎｍ）である。
理解されるように、第１パッシベーション反射防止段差４及び第２パッシベーション反射防止段差５は、プラズマ強化化学気相堆積法によって製造される。第１パッシベーション反射防止段差４及び第２パッシベーション反射防止段差５は、窒化シリコン、酸窒化シリコン及び酸化シリコンのうちの少なくとも一種で製造され、厚さが３０ｎｍ～３００ｎｍ（例えば７０ｎｍ～１１０ｎｍ）である。
【0074】
Ｓ１１では、第２パッシベーションコンタクト段差３と第２パッシベーション反射防止段差５の対応する領域に電極６を形成する。
理解されるように、電極６は、スクリーン印刷法、電気メッキ法のいずれかの方法によって製造される。電極６のＸ方向におけるパターン化線幅は、１００ｎｍ以下である。
理解されるように、電極６は、スクリーン印刷法、電気メッキ法のいずれかの方法によって製造される。電極６のＸ方向におけるパターン化線幅は、１００ｎｍ以下である。
【0075】
本発明の実施例は、さらに別の太陽電池の製造方法を提供し、図６に示すように、当該製造方法は、以下のステップを含む。
【0076】
Ｓ２１では、結晶シリコン基板１の表面にエッチング及び洗浄を行う。
【0077】
Ｓ２２では、結晶シリコン基板１の表面に第１トンネル酸化層２１を形成する。
【0078】
Ｓ２３では、第１トンネル酸化層２１の結晶シリコン基板１から離間する表面にインサイチュドープトポリシリコン堆積を行い、第１初期リンドープトポリシリコン層を形成する。
【0079】
Ｓ２４では、第１初期リンドープトポリシリコン層の第１トンネル酸化層２１から離間する表面に第２初期トンネル酸化層を形成する。
【0080】
Ｓ２５では、第２初期トンネル酸化層の第１初期リンドープトポリシリコン層から離間する表面にインサイチュドープトポリシリコン堆積を行い、第２初期リンドープトポリシリコン層を形成する。
【0081】
Ｓ２６では、第２初期リンドープトポリシリコン層の表面に酸化シリコンマスクを形成する。
理解されるように、プラズマ強化化学気相堆積法によって酸化シリコンマスクを製造することができ、酸化シリコンマスクの厚さが１０ｎｍ以上である。
理解されるように、プラズマ強化化学気相堆積法によって酸化シリコンマスクを製造することができ、酸化シリコンマスクの厚さが１０ｎｍ以上である。
【0082】
Ｓ２７では、酸化シリコンマスクの表面に有機コーティング層を印刷し、高温乾燥により有機コーティング層にパターン化マスクを形成させ、画像化マスクのＸ方向における幅が１０００μｍ以下（例えば、１００μｍ以下）である。
【0083】
Ｓ２８では、第２初期リンドープトポリシリコン層の第２初期トンネル酸化層から離間するパターン化マスクで覆われていない表面にエッチングを行い、第１トンネル酸化層２１、第１初期リンドープトポリシリコン層、並びに、パターン化マスクで覆われた酸化シリコンマスク、第２初期トンネル酸化層及び第２初期リンドープトポリシリコン層を残す。
理解されるように、腐食後の第２初期トンネル酸化層は、第２トンネル酸化層３１となる。
理解されるように、腐食後の第２初期トンネル酸化層は、第２トンネル酸化層３１となる。
【0084】
Ｓ２９では、パターン化マスクの表面にエッチングを行い、第１トンネル酸化層２１、第１初期リンドープトポリシリコン層、第２初期トンネル酸化層及び第２初期リンドープトポリシリコン層を残す。
【0085】
Ｓ３０では、太陽電池に高温アニール処理を行う。
理解されるように、アニール温度が７５０℃～９５０℃であり、アニール処理後、第１初期リンドープトポリシリコン及び第２初期リンドープトポリシリコン膜層中のリン不純物を活性化し、活性化されたリン元素濃度が１×１０２０ｃｍ－３～１×１０２１ｃｍ－３である。活性化された第１初期リンドープトポリシリコンは、第１リンドープトポリシリコン層となり、第１リンドープトポリシリコン層は、第１ドープトポリシリコン層２２となり、活性化された第２初期リンドープトポリシリコンは、第２リンドープトポリシリコン層となり、第２リンドープトポリシリコン層は、第２ドープトポリシリコン層３２となる。
理解されるように、アニール温度が７５０℃～９５０℃であり、アニール処理後、第１初期リンドープトポリシリコン及び第２初期リンドープトポリシリコン膜層中のリン不純物を活性化し、活性化されたリン元素濃度が１×１０２０ｃｍ－３～１×１０２１ｃｍ－３である。活性化された第１初期リンドープトポリシリコンは、第１リンドープトポリシリコン層となり、第１リンドープトポリシリコン層は、第１ドープトポリシリコン層２２となり、活性化された第２初期リンドープトポリシリコンは、第２リンドープトポリシリコン層となり、第２リンドープトポリシリコン層は、第２ドープトポリシリコン層３２となる。
【0086】
Ｓ３１では、第１リンドープトポリシリコン層及び第２リンドープトポリシリコン層の結晶シリコン基板１から離間する表面に第１パッシベーション反射防止段差４及び第２パッシベーション反射防止段差５を形成する。
【0087】
Ｓ３２では、第２パッシベーションコンタクト段差４と第２パッシベーション反射防止段差５の対応する領域に電極６を形成する。
【0088】
本発明のいくつかの特定の実施例を例によって詳細に説明したが、当業者であれば、以上の例は単に説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではないことを理解すべきである。当業者であれば理解されるように、本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、以上の実施例を修正することができる。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって限定される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【国際調査報告】