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(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】2024-11-28
(54)【発明の名称】太陽電池及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
H01L 31/0745 20120101AFI20241121BHJP
H01L 31/18 20060101ALI20241121BHJP
H01L 31/0224 20060101ALI20241121BHJP
【ＦＩ】
H01L31/06 450
H01L31/04 440
H01L31/04 260
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024538152
(86)(22)【出願日】2022-05-11
(85)【翻訳文提出日】2024-06-21
(86)【国際出願番号】 CN2022092291
(87)【国際公開番号】W WO2023123809
(87)【国際公開日】2023-07-06
(31)【優先権主張番号】202111644240.1
(32)【優先日】2021-12-29
(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】521002660
【氏名又は名称】泰州隆基▲樂▼叶光伏科技有限公司
【氏名又は名称原語表記】ＬＯＮＧＩ ＳＯＬＡＲ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ（ＴＡＩＺＨＯＵ）ＣＯ．， ＬＴＤ．
(74)【代理人】
【識別番号】110000729
【氏名又は名称】弁理士法人ユニアス国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】李 中蘭
(72)【発明者】
【氏名】魯 偉明
(72)【発明者】
【氏名】李 華
(72)【発明者】
【氏名】▲ジン▼ 玉鵬
【テーマコード（参考）】
5F251
【Ｆターム（参考）】
5F251AA01
5F251AA04
5F251AA05
5F251AA16
5F251CB12
5F251CB19
5F251CB20
5F251CB21
5F251CB24
5F251CB25
5F251DA10
5F251FA06
5F251FA10
5F251FA15
5F251GA15
(57)【要約】
本開示は、半導体基板を含み、半導体基板の一側表面に第１ドープ層及び第２ドープ層を有し、第１ドープ層の半導体基板とは反対側の表面に第３ドープ層を有し、第１ドープ層に第１ドーパント及び第２ドーパントが含まれ、第２ドープ層に第２ドーパントが含まれ、第３ドープ層に第１ドーパント及び第２ドーパントが含まれ、第３ドープ層中の少なくとも一部の領域が第１ドープ層と同じ導電型であり、第１ドープ層と第２ドープ層が反対の導電型である、太陽電池を開示する。本開示は、太陽電池の製造方法をさらに提供する。本開示の太陽電池は、１回パターン化するだけで、２つの領域のドープ半導体を製造することができる。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
半導体基板を準備するステップと、前記半導体基板の第１表面に第１ドープ層を形成するステップと、
前記第１ドープ層を、一部を残すようにパターン化するステップと、
前記第１ドープ層の前記半導体基板とは反対側の表面に加熱処理によって第３ドープ層を形成し、前記第１ドープ層で覆われていない半導体基板の第１表面に第２ドープ層を形成するステップと、を含み、
前記第１ドープ層に第１ドーパント及び第２ドーパントが含まれ、
前記第２ドープ層に第２ドーパントが含まれ、
前記第３ドープ層に第１ドーパント及び第２ドーパントが含まれ、
前記第１ドープ層と前記第２ドープ層が反対の導電型であり、
前記第３ドープ層における少なくとも一部の領域が第１ドープ層と同じ導電型であることを特徴とする、太陽電池の製造方法。
【請求項2】
前記半導体基板の第１表面に第１半導体層を形成し、その後第１ドーパントを前記第１半導体層内に拡散させ、それにより第１ドープ層を形成するか、又は前記半導体基板の第１表面上に、その場ドーピングにより第１ドープ層を形成し、前記第１ドープ層の前記半導体基板とは反対側の表面上に第１補助層を形成し、その後一部の第１補助層及び第１ドープ層をエッチングによって除去し、それによりパターン化を完了し、一部の第１ドープ層を残すことを特徴とする、請求項１に記載の製造方法。
【請求項3】
前記第１ドープ層の前記半導体基板とは反対側の表面及び前記第１ドープ層で覆われていない半導体基板の第１表面に、その場ドーピングにより第２ドープ層を形成し、前記第１ドープ層上方の第２ドープ層を加熱処理することで、第１ドープ層中の第１ドーパントをその上の第２ドープ層中に拡散させ、前記第２ドープ層中の第２ドーパントも第１ドープ層中に拡散し、それにより前記第１ドープ層上方の第２ドープ層が第３ドープ層に変換されることを特徴とする、請求項２に記載の製造方法。
【請求項4】
前記加熱処理はレーザー処理又は熱処理であり、前記レーザー処理を用いる場合、前記第３ドープ層において、前記レーザーが直接照射された領域は、第１ドープ層と同じ導電型であることを特徴とする、請求項３に記載の製造方法。
【請求項5】
前記第３ドープ層において、前記第１ドープ層と同じ導電型の領域は厚さ方向に前記第３ドープ層を貫通することを特徴とする、請求項４に記載の製造方法。
【請求項6】
前記第１ドープ層の前記半導体基板とは反対側の表面及び前記第１ドープ層で覆われていない半導体基板の第１表面に第２半導体層を形成し、加熱処理の条件下で、第２ドーパントを前記第２半導体層中に拡散させ、温度が高いため、前記第１ドープ層中の第１ドーパントもその上方の前記第２半導体層中に拡散し、それにより前記第１ドープ層上方の第２半導体層が第３ドープ層となり、前記半導体基板の第１表面上の第２半導体層が第２ドープ層となることを特徴とする、請求項２に記載の製造方法。
【請求項7】
前記第３ドープ層において、前記第１ドープ層に近い領域は、少なくとも一部の領域の導電性が前記第１ドープ層の導電型と同じであることを特徴とする、請求項６に記載の製造方法。
【請求項8】
第３ドープ層を形成する前に、前記第１ドープ層内の第１ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１９～５×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項9】
第３ドープ層を形成した後、前記第１ドープ層において、前記第１ドーパントのドーピング濃度は前記第２ドーパントのドーピング濃度より大きくなり、前記第３ドープ層において、少なくとも一部の領域の第１ドーパントのドーピング濃度が第２ドーパントのドーピング濃度より大きいことを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項10】
前記第１ドープ層内の第１ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１９～３×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、前記第２ドープ層において、前記第２ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１９～３×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、
前記第３ドープ層内の少なくとも一部の領域中の第１ドーパントのピークドーピング濃度が１×１０２０～５×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であることを特徴とする、請求項９に記載の製造方法。
【請求項11】
前記加熱処理の加熱ピーク温度は８５０℃以上であり、好ましくは９００℃以上であり、より好ましくは１０００℃であり、ピーク温度下で、加熱時間は１０ｍｉｎ以上であることを特徴とする、請求項３又は６に記載の製造方法。
【請求項12】
第３ドープ層を形成する時、温度が高いため、前記第１ドープ層及び第３ドープ層中の第１ドーパント及び第２ドーパントが前記半導体基板内に入るように拡散し、それにより第３ドープ領域が形成され、及び／又は、前記第２ドープ層中の第２ドーパントが前記半導体基板内に入るように拡散し、それにより第４ドープ領域が形成され、
好ましくは、前記第３ドープ領域内において、前記第１ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１８～３×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、前記第２ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１７～３×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、
好ましくは、前記第４ドープ領域内において、前記第２ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１８～３×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であることを特徴とする、請求項３又は６に記載の製造方法。
【請求項13】
前記第１ドーパントはＶＡ族元素又はＩＩＩＡ族元素であり、前記第２ドーパントはＶＡ族元素又はＩＩＩＡ族元素であり、好ましくは、前記第１ドーパントはＶＡ族元素であり、前記第２ドーパントはＩＩＩＡ族元素であることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項14】
第３ドープ層を形成する前に、前記半導体基板の第１表面上における前記第２ドープ層と前記第１ドープ層の境界での第１ドープ層及び第２ドープ層をエッチングによって除去し、前記半導体基板の第１表面を露出させることで、前記第１ドープ層と前記第２ドープ層の間に隔離領域が位置するようにするステップをさらに含むことを特徴とする、請求項３に記載の製造方法。
【請求項15】
第３ドープ層を形成した後に、前記半導体基板の第１表面上における前記第２ドープ層と前記第１ドープ層の境界での第１ドープ層、第２ドープ層及び第３ドープ層をエッチングによって除去し、前記半導体基板の第１表面を露出させることで、前記第１ドープ層と前記第２ドープ層の間に隔離領域が位置するようにするステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の製造方法。
【請求項16】
前記第１ドープ層、第２ドープ層及び第３ドープ層はいずれもドープされた多結晶シリコン層、微結晶シリコン層又は非晶質シリコン層のうちの１つであることを特徴とする、請求項１から１５のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項17】
半導体基板を含み、前記半導体基板の第１表面に第１ドープ層及び第２ドープ層を有し、前記第１ドープ層の前記半導体基板とは反対側の表面に第３ドープ層を有し、前記第１ドープ層に第１ドーパント及び第２ドーパントが含まれ、
前記第２ドープ層に第２ドーパントが含まれ、
前記第３ドープ層に第１ドーパント及び第２ドーパントが含まれ、
前記第３ドープ層中の少なくとも一部の領域が第１ドープ層と同じ導電型であり、
前記第１ドープ層と前記第２ドープ層が反対の導電型であることを特徴とする、太陽電池。
【請求項18】
前記第１ドープ層の厚さは５０～３００ｎｍであり、前記第３ドープ層と前記第２ドープ層は同じ厚さであり、いずれも１５０ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項１７に記載の太陽電池。
【請求項19】
前記第３ドープ層の厚さｄが３０ｎｍ以下である場合、前記第３ドープ層における領域全体は第１ドープ層と同じ導電型であることを特徴とする、請求項１８に記載の太陽電池。
【請求項20】
前記第３ドープ層の厚さが３０ｎｍ＜ｄ≦１５０ｎｍである場合、前記第３ドープ層において、前記第１ドープ層に近い領域は、少なくとも一部の領域の導電性が前記第１ドープ層の導電型と同じであることを特徴とする、請求項１８に記載の太陽電池。
【請求項21】
前記第３ドープ層の厚さが３０ｎｍ＜ｄ≦１５０ｎｍである場合、前記第３ドープ層において、前記第１ドープ層と同じ導電型の領域は厚さ方向に前記第３ドープ層を貫通することを特徴とする、請求項１８に記載の太陽電池。
【請求項22】
前記第１ドープ層内において、前記第１ドーパントのドーピング濃度は前記半導体基板とは反対側の表面から前記半導体基板側の表面まで増加してから低下し、第２ドーパントのドーピング濃度は漸次低下することを特徴とする、請求項１７に記載の太陽電池。
【請求項23】
前記第２ドープ層内において、第２ドーパントのドーピング濃度は前記半導体基板とは反対側の表面から前記半導体基板側の表面まで同じであることを特徴とする、請求項１７に記載の太陽電池。
【請求項24】
前記第３ドープ層内において、前記第１ドーパントのドーピング濃度は前記半導体基板とは反対側の表面から前記半導体基板側の表面まで漸次増加し、前記第２ドーパントのドーピング濃度は前記半導体基板とは反対側の表面から前記半導体基板側の表面まで同じであることを特徴とする、請求項１７に記載の太陽電池。
【請求項25】
前記第３ドープ層は、前記第１ドープ層の前記半導体基板とは反対側の表面を覆うだけでなく、前記第２ドープ層に近い第１ドープ層の側面も覆い、且つ前記第１ドープ層の側面を覆う前記第３ドープ層は前記第２ドープ層と接触することを特徴とする、請求項１７に記載の太陽電池。
【請求項26】
第１界面層をさらに含み、前記第１界面層は前記半導体基板と前記第１ドープ層の間に位置し、及び／又は、第２界面層をさらに含み、前記第２界面層は前記第１ドープ層の前記第１界面層とは反対側の表面からその側面に延在し、そして前記半導体基板の第１ドープ層で覆われていない部分を覆うように延在し、且つ前記第２ドープ層及び第３ドープ層はそれぞれ前記第２界面層の一側表面上に設けられ、及び／又は、
裏面パッシベーション層をさらに含み、前記裏面パッシベーション層は第３ドープ層及び第２ドープ層を覆うことを特徴とする、請求項２５に記載の太陽電池。
【請求項27】
前記第１ドープ層と前記第３ドープ層は同じ幅であり、前記第１ドープ層及び第３ドープ層と前記第２ドープ層の間に隔離領域が位置することを特徴とする、請求項１７に記載の太陽電池。
【請求項28】
第１界面層をさらに含み、前記第１界面層は前記半導体基板と前記第１ドープ層の間に位置し、及び／又は、第２界面層をさらに含み、前記第２界面層は第１ドープ層と第３ドープ層の間、及び第２ドープ層と前記半導体基板の間に位置し、及び／又は、 裏面パッシベーション層をさらに含み、前記裏面パッシベーション層は第３ドープ層、隔離領域及び第２ドープ層を覆うことを特徴とする、請求項２７に記載の太陽電池。
【請求項29】
第１電極及び第２電極をさらに含み、前記第１電極は裏面パッシベーション層を貫通して前記第３ドープ層中の第１ドープ層と同じ導電型の領域に接触し、前記第２電極は前記裏面パッシベーション層を貫通して前記第２ドープ層に接触することを特徴とする、請求項２６又は２８のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項30】
請求項１から１６のいずれか１項に記載の方法によって製造されることを特徴とする、請求項１７から２９のいずれか１項に記載の太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、太陽電池の技術分野に関し、具体的には太陽電池及びその製造方法に関する。
【0002】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０２１年１２月２９日に中国特許局に出願した、出願番号が２０２１１１６４４２４０．１であり、名称が「太陽電池及びその製造方法」である中国特許出願の優先権を主張し、その全ての内容が参照によって本開示に組み込まれる。
本出願は、２０２１年１２月２９日に中国特許局に出願した、出願番号が２０２１１１６４４２４０．１であり、名称が「太陽電池及びその製造方法」である中国特許出願の優先権を主張し、その全ての内容が参照によって本開示に組み込まれる。
【背景技術】
【0003】
既存の太陽電池構造では、バックコンタクト太陽電池は前面を遮蔽する電極がないため、光電変換効率がより高い。バックコンタクト電池裏面の異なる領域上にｐ型領域及びｎ型領域が設けられ、そしてこれらの上にそれぞれ正極及び負極が設けられる。また、このような前面が遮蔽されない電池は、変換効率が高いだけでなく、外観もより美しく、しかも、裏面電極の部品がより組み立てやすい。ＩＢＣ電池は現在、高効率結晶シリコン電池を実現する技術の主流の１つとなっている。
【0004】
しかし、ＩＢＣ電池は構造が複雑であるため、製造方法も複雑である。通常、ｐ型領域及びｎ型領域のパターン化を達成するには、少なくとも２回のパターン化が必要であるため、コストが高い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記問題に鑑みて、本開示は、１回パターン化するだけで２つの領域のドープ半導体を製造できる太陽電池及びその製造方法を提案する。また、該方法で製造されるドープ領域は、両極ともパッシベーションコンタクト構造であり、パッシベーション効果が高く、金属領域の再結合速度が大幅に低下し、それにより電池の効率が向上する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示は太陽電池の製造方法を提供し、以下のステップを含む。
半導体基板を準備するステップと、
前記半導体基板の第１表面に第１ドープ層を形成するステップと、
前記第１ドープ層を、一部を残すようにパターン化するステップと、
前記第１ドープ層の前記半導体基板とは反対側の表面に加熱処理によって第３ドープ層を形成し、前記第１ドープ層で覆われていない半導体基板の第１表面に第２ドープ層を形成するステップと、を含み、
前記第１ドープ層に第１ドーパント及び第２ドーパントが含まれ、
前記第２ドープ層に第２ドーパントが含まれ、
前記第３ドープ層に第１ドーパント及び第２ドーパントが含まれ、
前記第１ドープ層と前記第２ドープ層が反対の導電型であり、
前記第３ドープ層における少なくとも一部の領域が第１ドープ層と同じ導電型である。
半導体基板を準備するステップと、
前記半導体基板の第１表面に第１ドープ層を形成するステップと、
前記第１ドープ層を、一部を残すようにパターン化するステップと、
前記第１ドープ層の前記半導体基板とは反対側の表面に加熱処理によって第３ドープ層を形成し、前記第１ドープ層で覆われていない半導体基板の第１表面に第２ドープ層を形成するステップと、を含み、
前記第１ドープ層に第１ドーパント及び第２ドーパントが含まれ、
前記第２ドープ層に第２ドーパントが含まれ、
前記第３ドープ層に第１ドーパント及び第２ドーパントが含まれ、
前記第１ドープ層と前記第２ドープ層が反対の導電型であり、
前記第３ドープ層における少なくとも一部の領域が第１ドープ層と同じ導電型である。
【0007】
さらに、前記半導体基板の第１表面に第１半導体層を形成し、その後第１ドーパントを前記第１半導体層内に拡散させ、それにより第１ドープ層を形成するか、又は前記半導体基板の第１表面上に、その場ドーピングにより第１ドープ層を形成し、
前記第１ドープ層の前記半導体基板とは反対側の表面上に第１補助層を形成し、その後一部の第１補助層及び第１ドープ層をエッチングによって除去し、それによりパターン化を完了し、一部の第１ドープ層を残す。
前記第１ドープ層の前記半導体基板とは反対側の表面上に第１補助層を形成し、その後一部の第１補助層及び第１ドープ層をエッチングによって除去し、それによりパターン化を完了し、一部の第１ドープ層を残す。
【0008】
さらに、前記第１ドープ層の前記半導体基板とは反対側の表面及び前記第１ドープ層で覆われていない半導体基板の第１表面に、その場ドーピングにより第２ドープ層を形成し、
前記第１ドープ層上方の第２ドープ層を加熱処理することで、第１ドープ層中の第１ドーパントをその上の第２ドープ層中に拡散させ、前記第２ドープ層中の第２ドーパントも第１ドープ層中に拡散し、それにより前記第１ドープ層上方の第２ドープ層が第３ドープ層に変換される。
前記第１ドープ層上方の第２ドープ層を加熱処理することで、第１ドープ層中の第１ドーパントをその上の第２ドープ層中に拡散させ、前記第２ドープ層中の第２ドーパントも第１ドープ層中に拡散し、それにより前記第１ドープ層上方の第２ドープ層が第３ドープ層に変換される。
【0009】
さらに、前記加熱処理はレーザー処理又は熱処理であり、
前記レーザー処理を用いる場合、前記第３ドープ層において、前記レーザーが直接照射された領域は、第１ドープ層と同じ導電型である。
前記レーザー処理を用いる場合、前記第３ドープ層において、前記レーザーが直接照射された領域は、第１ドープ層と同じ導電型である。
【0010】
さらに、前記第３ドープ層において、前記第１ドープ層と同じ導電型の領域は厚さ方向に前記第３ドープ層を貫通する。
【0011】
さらに、前記第１ドープ層の前記半導体基板とは反対側の表面及び前記第１ドープ層で覆われていない半導体基板の第１表面に第２半導体層を形成し、
加熱処理の条件下で、第２ドーパントを前記第２半導体層中に拡散させ、温度が高いため、前記第１ドープ層中の第１ドーパントもその上方の前記第２半導体層中に拡散し、それにより前記第１ドープ層上方の第２半導体層が第３ドープ層となり、前記半導体基板の第１表面上の第２半導体層が第２ドープ層となる。
加熱処理の条件下で、第２ドーパントを前記第２半導体層中に拡散させ、温度が高いため、前記第１ドープ層中の第１ドーパントもその上方の前記第２半導体層中に拡散し、それにより前記第１ドープ層上方の第２半導体層が第３ドープ層となり、前記半導体基板の第１表面上の第２半導体層が第２ドープ層となる。
【0012】
さらに、前記第３ドープ層において、前記第１ドープ層に近い領域は、少なくとも一部の領域の導電性が前記第１ドープ層の導電型と同じである。
【0013】
さらに、第３ドープ層を形成する前に、前記第１ドープ層内の第１ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１９～５×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0014】
さらに、第３ドープ層を形成した後、前記第１ドープ層において、前記第１ドーパントのドーピング濃度は前記第２ドーパントのドーピング濃度より大きくなり、
前記第３ドープ層において、少なくとも一部の領域の第１ドーパントのドーピング濃度が第２ドーパントのドーピング濃度より大きい。
前記第３ドープ層において、少なくとも一部の領域の第１ドーパントのドーピング濃度が第２ドーパントのドーピング濃度より大きい。
【0015】
さらに、前記第１ドープ層内の第１ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１９～３×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、
前記第２ドープ層において、前記第２ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１９～３×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、
前記第３ドープ層内の少なくとも一部の領域中の第１ドーパントのピークドーピング濃度が１×１０２０～５×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
前記第２ドープ層において、前記第２ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１９～３×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、
前記第３ドープ層内の少なくとも一部の領域中の第１ドーパントのピークドーピング濃度が１×１０２０～５×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0016】
さらに、前記加熱処理の加熱ピーク温度は８５０℃以上であり、好ましくは９００℃以上であり、より好ましくは１０００℃であり、ピーク温度下で、加熱時間は１０ｍｉｎ以上である。
【0017】
さらに、第３ドープ層を形成する時、温度が高いため、前記第１ドープ層及び第３ドープ層中の第１ドーパント及び第２ドーパントが前記半導体基板内に入るように拡散し、それにより第３ドープ領域が形成され、及び／又は、
前記第２ドープ層中の第２ドーパントが前記半導体基板内に入るように拡散し、それにより第４ドープ領域が形成され、
好ましくは、前記第３ドープ領域内において、前記第１ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１８～３×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、前記第２ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１７～３×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、
好ましくは、前記第４ドープ領域内において、前記第２ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１８～３×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
前記第２ドープ層中の第２ドーパントが前記半導体基板内に入るように拡散し、それにより第４ドープ領域が形成され、
好ましくは、前記第３ドープ領域内において、前記第１ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１８～３×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、前記第２ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１７～３×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、
好ましくは、前記第４ドープ領域内において、前記第２ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１８～３×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0018】
さらに、前記第１ドーパントはＶＡ族元素又はＩＩＩＡ族元素であり、前記第２ドーパントはＶＡ族元素又はＩＩＩＡ族元素であり、好ましくは、前記第１ドーパントはＶＡ族元素であり、前記第２ドーパントはＩＩＩＡ族元素である。
【0019】
さらに、第３ドープ層を形成する前に、
前記半導体基板の第１表面上における前記第２ドープ層と前記第１ドープ層の境界での第１ドープ層及び第２ドープ層をエッチングによって除去し、前記半導体基板の第１表面を露出させることで、前記第１ドープ層と前記第２ドープ層の間に隔離領域が位置するようにするステップをさらに含む。
前記半導体基板の第１表面上における前記第２ドープ層と前記第１ドープ層の境界での第１ドープ層及び第２ドープ層をエッチングによって除去し、前記半導体基板の第１表面を露出させることで、前記第１ドープ層と前記第２ドープ層の間に隔離領域が位置するようにするステップをさらに含む。
【0020】
さらに、第３ドープ層を形成した後に、
前記半導体基板の第１表面上における前記第２ドープ層と前記第１ドープ層の境界での第１ドープ層、第２ドープ層及び第３ドープ層をエッチングによって除去し、前記半導体基板の第１表面を露出させることで、前記第１ドープ層と前記第２ドープ層の間に隔離領域が位置するようにするステップをさらに含む。
前記半導体基板の第１表面上における前記第２ドープ層と前記第１ドープ層の境界での第１ドープ層、第２ドープ層及び第３ドープ層をエッチングによって除去し、前記半導体基板の第１表面を露出させることで、前記第１ドープ層と前記第２ドープ層の間に隔離領域が位置するようにするステップをさらに含む。
【0021】
さらに、前記第１ドープ層、第２ドープ層及び第３ドープ層はいずれもドープされた多結晶シリコン層、微結晶シリコン層又は非晶質シリコン層のうちの１つである。
【0022】
本開示は太陽電池を提供し、
半導体基板を含み、前記半導体基板の第１表面に第１ドープ層及び第２ドープ層を有し、前記第１ドープ層の前記半導体基板とは反対側の表面に第３ドープ層を有し、
前記第１ドープ層に第１ドーパント及び第２ドーパントが含まれ、
前記第２ドープ層に第２ドーパントが含まれ、
前記第３ドープ層に第１ドーパント及び第２ドーパントが含まれ、
前記第３ドープ層中の少なくとも一部の領域が第１ドープ層と同じ導電型であり、
前記第１ドープ層と前記第２ドープ層が反対の導電型である。
半導体基板を含み、前記半導体基板の第１表面に第１ドープ層及び第２ドープ層を有し、前記第１ドープ層の前記半導体基板とは反対側の表面に第３ドープ層を有し、
前記第１ドープ層に第１ドーパント及び第２ドーパントが含まれ、
前記第２ドープ層に第２ドーパントが含まれ、
前記第３ドープ層に第１ドーパント及び第２ドーパントが含まれ、
前記第３ドープ層中の少なくとも一部の領域が第１ドープ層と同じ導電型であり、
前記第１ドープ層と前記第２ドープ層が反対の導電型である。
【0023】
さらに、前記第１ドープ層の厚さは５０～３００ｎｍであり、
前記第３ドープ層と前記第２ドープ層は同じ厚さであり、いずれも１５０ｎｍ以下である。
前記第３ドープ層と前記第２ドープ層は同じ厚さであり、いずれも１５０ｎｍ以下である。
【0024】
さらに、前記第３ドープ層の厚さｄが３０ｎｍ以下である場合、前記第３ドープ層における領域全体は第１ドープ層と同じ導電型である。
【0025】
さらに、前記第３ドープ層の厚さが３０ｎｍ＜ｄ≦１５０ｎｍである場合、前記第３ドープ層において、前記第１ドープ層に近い領域は、少なくとも一部の領域の導電性が前記第１ドープ層の導電型と同じである。
【0026】
さらに、前記第３ドープ層の厚さが３０ｎｍ＜ｄ≦１５０ｎｍである場合、前記第３ドープ層において、前記第１ドープ層と同じ導電型の領域は厚さ方向に前記第３ドープ層を貫通する。
【0027】
さらに、前記第１ドープ層内において、前記第１ドーパントのドーピング濃度は前記半導体基板とは反対側の表面から前記半導体基板側の表面まで増加してから低下し、第２ドーパントのドーピング濃度は漸次低下する。
【0028】
さらに、前記第２ドープ層内において、第２ドーパントのドーピング濃度は前記半導体基板とは反対側の表面から前記半導体基板側の表面まで同じである。
【0029】
さらに、前記第３ドープ層内において、前記第１ドーパントのドーピング濃度は前記半導体基板とは反対側の表面から前記半導体基板側の表面まで漸次増加し、
前記第２ドーパントのドーピング濃度は前記半導体基板とは反対側の表面から前記半導体基板側の表面まで同じである。
前記第２ドーパントのドーピング濃度は前記半導体基板とは反対側の表面から前記半導体基板側の表面まで同じである。
【0030】
さらに、前記第３ドープ層は、前記第１ドープ層の前記半導体基板とは反対側の表面を覆うだけでなく、前記第２ドープ層に近い第１ドープ層の側面も覆い、且つ前記第１ドープ層の側面を覆う前記第３ドープ層は前記第２ドープ層と接触する。
【0031】
さらに、第１界面層をさらに含み、前記第１界面層は前記半導体基板と前記第１ドープ層の間に位置し、及び／又は、
第２界面層をさらに含み、前記第２界面層は前記第１ドープ層の前記第１界面層とは反対側の表面からその側面に延在し、そして前記半導体基板の第１ドープ層で覆われていない部分を覆うように延在し、且つ前記第２ドープ層及び第３ドープ層はそれぞれ前記第２界面層の一側表面上に設けられ、及び／又は、
裏面パッシベーション層をさらに含み、前記裏面パッシベーション層は第３ドープ層及び第２ドープ層を覆う。
第２界面層をさらに含み、前記第２界面層は前記第１ドープ層の前記第１界面層とは反対側の表面からその側面に延在し、そして前記半導体基板の第１ドープ層で覆われていない部分を覆うように延在し、且つ前記第２ドープ層及び第３ドープ層はそれぞれ前記第２界面層の一側表面上に設けられ、及び／又は、
裏面パッシベーション層をさらに含み、前記裏面パッシベーション層は第３ドープ層及び第２ドープ層を覆う。
【0032】
さらに、前記第１ドープ層と前記第３ドープ層は同じ幅であり、前記第１ドープ層及び第３ドープ層と前記第２ドープ層の間に隔離領域が位置する。
【0033】
さらに、第１界面層をさらに含み、前記第１界面層は前記半導体基板と前記第１ドープ層の間に位置し、及び／又は、
第２界面層をさらに含み、前記第２界面層は第１ドープ層と第３ドープ層の間、及び第２ドープ層と前記半導体基板の間に位置し、及び／又は、 裏面パッシベーション層をさらに含み、前記裏面パッシベーション層は第３ドープ層、隔離領域及び第２ドープ層を覆う。
第２界面層をさらに含み、前記第２界面層は第１ドープ層と第３ドープ層の間、及び第２ドープ層と前記半導体基板の間に位置し、及び／又は、 裏面パッシベーション層をさらに含み、前記裏面パッシベーション層は第３ドープ層、隔離領域及び第２ドープ層を覆う。
【0034】
さらに、第１電極及び第２電極をさらに含み、前記第１電極は裏面パッシベーション層を貫通して前記第３ドープ層中の第１ドープ層と同じ導電型の領域に接触し、前記第２電極は前記裏面パッシベーション層を貫通して前記第２ドープ層に接触する。
【0035】
さらに、前記太陽電池は前述した方法によって製造される。
【発明の効果】
【0036】
本開示で提供される太陽電池は、１回パターン化するだけで、２つの領域のドープ半導体を製造することができる。また、該方法で製造されるドープ領域は、両極ともパッシベーションコンタクト構造であり、パッシベーション効果が高く、金属領域の再結合速度が大幅に低下し、それにより電池の効率が向上する。また、このようなバックコンタクト製造方法は、１回のみの高温熱処理を必要とし、高温熱処理による熱損傷が低減される。
【図面の簡単な説明】
【0037】
図面は本開示をより良く理解するためのものであり、本開示を不当に限定するものではない。図面の説明を次に記載する。
【0038】
【発明を実施するための形態】
【0039】
以下に本開示の例示的な実施例を説明し、説明には理解を助けるために本開示の実施例の様々な詳細が含まれ、それらは単に例示的なものに過ぎないと見なすべきである。したがって、当業者であれば、本開示の範囲及び精神から逸脱することなく、ここで説明される実施例に対する様々な変化及び修正が可能であることに認識すべきである。同様に、明確で簡潔に記載するために、以下の説明では公知の機能及び構造についての説明を省略する。本開示では上下位置が光の入射方向によって決定され、光の入射部を上とする。
【0040】
本開示は２つの太陽電池を提供し、具体的には以下のとおりである。
【0041】
図１に示すように、第１の太陽電池は、半導体基板１を含み、前記半導体基板１の一側表面に第１領域と第２領域が分割され、前記第１領域内の半導体基板１の一側表面に第１界面層２、第１ドープ層３、第２界面層４及び第３ドープ層５が順に設けられ、前記第２領域内の半導体基板１の同一側表面に第２界面層４、第２ドープ層６が順に設けられ、前記第２界面層４が前記第１ドープ層３の一側表面からその側面に延在し、前記第２領域の半導体基板１を覆い、前記第３ドープ層５が、前記第１ドープ層３の前記半導体基板１とは反対側の第２界面層４を覆うだけでなく、その前記第２ドープ層６に近い側面も覆い、該側面に延在する第３ドープ層５が前記第２ドープ層６に接触する。前記第３ドープ層５の前記第２界面層４とは反対側の表面に、第３ドープ層５及び第２ドープ層６を覆う裏面パッシベーション層７がさらに設けられ、前記第３ドープ層５上方の裏面パッシベーション層７上に、前記裏面パッシベーション層７を貫通して前記第３ドープ層５に接触する第１電極８がさらに設けられる。前記第１ドープ層３と前記第２ドープ層６が反対の導電型である。前記第３ドープ層５中の少なくとも一部の領域における導電性が前記第１ドープ層３と同じであり、前記第３ドープ層５において、前記第１ドープ層３と同じ導電型の領域が第１導電型領域であり、前記第２ドープ層と同じ導電型の領域が第２導電型領域である。前記第１電極８が前記第３ドープ層５中の第１導電型領域に接触し、且つ前記第１電極が前記第１導電型領域を介して前記第１ドープ層３と導通され、前記第２ドープ層６上方の裏面パッシベーション層７上に、前記裏面パッシベーション層７を貫通して前記第２ドープ層６に接触する第２電極９がさらに設けられる。
【0042】
前記第１電極８及び第２電極９は金、銀又はアルミニウムであってもよい。
【0043】
前記半導体基板１はシリコン基板又はゲルマニウム基板である。
【0044】
前記半導体基板１はｐ型又はｎ型であってもよい。
【0045】
本開示において、導電型はＥＣＶ等を使用して測定してもよく、ｐｎテスターを使用して測定してもよい。
【0046】
ドーピング濃度はＥＣＶ方法で測定してもよい。
【0047】
前記第１ドープ層、第２ドープ層、第３ドープ領域及び第４ドープ領域内のドーピング元素はＳＴＥＭによって示してもよく、ＳＩＭＳによって示してもよい。
【0048】
本開示において、前記第１界面層２は酸化物層、窒化物層、炭化物層、水素化非晶質シリコン層のうちの１つ又は複数であってもよく、前記酸化物層は、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、ＨｆＯ２、Ｇａ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５のうちの１つ又は複数の混合物を含み、前記窒化物層は、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、ＴｉＮ、ＴｉＣＮのうちの１つ又は複数を含み、前記炭化物は、ＳｉＣ、ＳｉＣＮ等を含む。具体的には、前記第１界面層２はトンネル酸化層であってもよく、その厚さは０．５～５ｎｍであり、例えば０．５ｎｍ、１ｎｍ、１．５ｎｍ、２ｎｍ、２．５ｎｍ、３ｎｍ、３．５ｎｍ、４ｎｍ、４．５ｎｍ又は５ｎｍであってもよい。
【0049】
本開示において、前記第２界面層４は酸化物層、窒化物層、炭化物層、水素化非晶質シリコン層のうちの１つ又は複数であってもよく、前記酸化物層は、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、ＨｆＯ２、Ｇａ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５のうちの１つ又は複数の混合物を含み、前記窒化物層は、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、ＴｉＮ、ＴｉＣＮのうちの１つ又は複数を含み、前記炭化物は、ＳｉＣ、ＳｉＣＮ等を含む。好ましくは酸化ケイ素であり、その厚さは０．５～５ｎｍである、例えば０．５ｎｍ、１ｎｍ、１．５ｎｍ、２ｎｍ、２．５ｎｍ、３ｎｍ、３．５ｎｍ、４ｎｍ、４．５ｎｍ又は５ｎｍであってもよい。
【0050】
本開示において、前記半導体基板１の前記第１界面層２とは反対側の表面に、前面パッシベーション層及び反射防止層が順に設けられ、前記前面パッシベーション層は窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、非晶質シリコンのうちの１つ又は複数からなってもよい。
【0051】
本開示において、前記第１ドープ層３はドープされた非晶質シリコン層、微結晶シリコン層、多結晶シリコン層、ナノシリコン又はそれらの１つ又は複数の混合物であってもよく、好ましくはドープされた非晶質シリコン層であり、非晶質シリコンの製造温度がより低いため、非晶質シリコンは単独でアニーリングする必要がなく、後続の各種ドーピング又は加熱の過程のいずれでもアニーリングすることができ、相対的にプロセス時間もより短縮される。前記第１ドープ層３の厚さは５０～３００ｎｍであり、例えば５０ｎｍ、６０ｎｍ、７０ｎｍ、８０ｎｍ、９０ｎｍ、１００ｎｍ、１１０ｎｍ、１２０ｎｍ、１３０ｎｍ、１４０ｎｍ、１５０ｎｍ、１６０ｎｍ、１７０ｎｍ、１８０ｎｍ、１９０ｎｍ、２００ｎｍ、２１０ｎｍ、２２０ｎｍ、２３０ｎｍ、２４０ｎｍ、２５０ｎｍ、２６０ｎｍ、２７０ｎｍ、２８０ｎｍ、２９０ｎｍ又は３００ｎｍであってもよい。
【0052】
具体的には、第２ドープ層６はドープされた非晶質シリコン層、ドープされた微結晶シリコン層、多結晶シリコン層、ナノシリコン又はそれらの１つ又は複数の混合物であってもよく、好ましくはドープされた非晶質シリコン層であり、非晶質シリコンの製造温度がより低いため、相対的にプロセス時間もより短縮され、第２ドープ層６の厚さは１５０ｎｍ以下であり、例えば１５ｎｍ、２０ｎｍ、３０ｎｍ、４０ｎｍ、５０ｎｍ、６０ｎｍ、７０ｎｍ、８０ｎｍ、９０ｎｍ、１００ｎｍ、１１０ｎｍ、１２０ｎｍ、１３０ｎｍ、１４０ｎｍ又は１５０ｎｍであってもよい。
【0053】
具体的には、前記第３ドープ層５はドープされた非晶質シリコン層、微結晶シリコン層、多結晶シリコン層、ナノシリコン又はそれらの１つ又は複数の混合物であってもよく、好ましくは、前記第３ドープ層５と第２ドープ層６が同一の物質であり、前記第３ドープ層５の厚さは１５０ｎｍ以下である。例えば１５ｎｍ、２０ｎｍ、３０ｎｍ、４０ｎｍ、５０ｎｍ、６０ｎｍ、７０ｎｍ、８０ｎｍ、９０ｎｍ、１００ｎｍ、１１０ｎｍ、１２０ｎｍ、１３０ｎｍ、１４０ｎｍ又は１５０ｎｍであってもよい。
【0054】
具体的には、前記第３ドープ層５と前記第２ドープ層６が同じ厚さである。
【0055】
本開示において、前記第１ドープ層３に第１ドーパント及び第２ドーパントが含まれ、前記第１ドーパントのピークドーピング濃度が前記第２ドーパントのピークドーピング濃度より大きく、
前記第２ドープ層６に第２ドーパントが含まれ、
前記第３ドープ層５に第１ドーパント及び第２ドーパントが含まれ、
前記第３ドープ層５中の少なくとも一部の領域における第１ドーパントのピークドーピング濃度が前記第２ドーパントのピークドーピング濃度より大きいため、前記第３ドープ層５中の少なくとも一部の領域における導電性が前記第１ドープ層３と同じである。
前記第２ドープ層６に第２ドーパントが含まれ、
前記第３ドープ層５に第１ドーパント及び第２ドーパントが含まれ、
前記第３ドープ層５中の少なくとも一部の領域における第１ドーパントのピークドーピング濃度が前記第２ドーパントのピークドーピング濃度より大きいため、前記第３ドープ層５中の少なくとも一部の領域における導電性が前記第１ドープ層３と同じである。
【0056】
前記第１ドープ層３がｐ型である場合、第２ドープ層６はｎ型となる。逆に、第１ドープ層３がｎ型である場合、第２ドープ層６はｐ型となり、シリコンを例にすると、ｐ型の導電性ドーパントは一般にＩＩＩＡ族元素であり、例えばガリウムＧａ、又はホウ素Ｂである。ｎ型のドーパントは一般にＶＡ元素であり、例えばリンＰ元素である。
【0057】
具体的には、前記第１ドープ層３において、前記第１ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１９～３×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、例えば１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、２×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、３×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、４×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、５×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、６×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、７×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、８×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、９×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、２×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、３×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、４×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、５×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、６×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、７×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、８×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、９×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、１×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、２×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３又は３×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であってもよい。
【0058】
前記第２ドープ層６において、前記第２ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１９～３×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、例えば１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、２×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３又は３×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であってもよい。
【0059】
前記第３ドープ層５において、少なくとも一部の領域の前記第１ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０２０～５×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、例えば１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、２×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、３×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、４×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３又は５×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であってもよい。
【0060】
本開示において、前記第１ドーパントはＶＡ族元素又はＩＩＩＡ族元素であり、好ましくはＶＡ族元素であり、前記第２ドーパントはＶＡ族元素又はＩＩＩＡ族元素であり、好ましくはＩＩＩＡ族元素である。
【0061】
具体的には、前記第１ドーパントはリン、ガリウム又はホウ素であり、好ましくはリンであり、前記第２ドーパントはリン、ガリウム又はホウ素であり、好ましくはホウ素である。
【0062】
ドーパントはドープ物質によりドープされた物質であり、例えばドープ物質がＰＯＣｌ３である場合、ドーパントはリンである。
【0063】
リン含有ドープ物質は一般に、ＰＯＣｌ３（一般に熱拡散時に使用）、ＰＨ３（イオン注入、又はその場ドーピング等の場合に使用されるホスファン）、リン含有酸化ケイ素（ＡＰＣＶＤ法でドープ）等を含む。ホウ素含有のドープ物質は一般に、ＢＢｒ３、ＢＣｌ３（ＢＢｒ３及びＢＣｌ３はいずれも熱拡散時に使用）、Ｂ２Ｈ６（ジボランは一般にその場ドーピング、又はイオン注入時に使用）を含む。
【0064】
本開示において、前記第１ドープ層３内で、前記第１ドーパントのドーピング濃度は前記半導体基板１とは反対側の表面から前記半導体基板１側の表面まで増加してから低下し、第２ドーパントのドーピング濃度は漸次低下する。
【0065】
前記第２ドープ層６内で、第２ドーパントのドーピング濃度は前記半導体基板１とは反対側の表面から前記半導体基板１側の表面まで同じであり、
前記第３ドープ層５内で、前記第１ドーパントのドーピング濃度は前記第１ドープ層３とは反対側の表面から前記第１ドープ層３側の表面まで漸次増加し、第２ドーパントのドーピング濃度は前記半導体基板１とは反対側の表面から前記半導体基板１側の表面まで同じである。
前記第３ドープ層５内で、前記第１ドーパントのドーピング濃度は前記第１ドープ層３とは反対側の表面から前記第１ドープ層３側の表面まで漸次増加し、第２ドーパントのドーピング濃度は前記半導体基板１とは反対側の表面から前記半導体基板１側の表面まで同じである。
【0066】
さらに、前記第３ドープ層５の厚さが３０ｎｍより小さい場合、前記第３ドープ層５において、第１ドーパントの濃度は第２ドーパントの濃度より大きく、前記第３ドープ層５全体は第１ドープ層３と同じ導電型である。前記第３ドープ層５の厚さｄが３０ｎｍ～１５０ｎｍである場合、一部の第１ドーパントの濃度は第２ドーパントの濃度より大きく、該部分の前記第３ドープ層５における一部の導電型は前記第１ドープ層３と同じであり、一部の第１ドーパントの濃度は第２ドーパントの濃度より小さく、該部分の導電型は前記第１ドープ層３と反対である。
【0067】
具体的には、前記第３ドープ層５の厚さｄが３０ｎｍ～１５０ｎｍである場合、前記第３ドープ層５において、前記第１ドープ層３に近い領域は、少なくとも一部の領域の導電性が前記第１ドープ層３の導電型と同じであり、前記第１電極が裏面パッシベーション層７を貫通して前記第３ドープ層に進入して第１導電型領域に接触する。
【0068】
具体的には、前記第３ドープ層５の厚さが３０ｎｍ＜ｄ≦１５０ｎｍである場合、前記第３ドープ層５において、前記第１ドープ層３と同じ導電型の領域は厚さ方向に前記第３ドープ層５を貫通し、前記第１電極は裏面パッシベーション層を貫通して前記第１導電型領域に直接接触する。
【0069】
本開示において、前記半導体基板１の前記第１ドープ層３に近い側内で、前記第１ドーパント又は第１ドーパント及び第２ドーパントは前記第１界面層２を貫通して前記半導体基板１内に進入して第３ドープ領域１１を形成し、即ち、前記第３ドープ領域１１内に第１ドーパント又は第１ドーパント及び第２ドーパントが含有される。
【0070】
前記半導体基板１の前記第２ドープ層６に近い側内で、前記第２ドーパントは前記第２界面層４を貫通して前記半導体基板１内に進入して第４ドープ領域１２を形成し、即ち、前記第４ドープ領域１２内に第２ドーパントが含有される。
【0071】
１つの具体的な実施形態において、前記半導体基板１内に第３ドープ領域１１のみがある。
【0072】
１つの具体的な実施形態において、前記半導体基板１内に第４ドープ領域１２がある。
【0073】
１つの具体的な実施形態において、前記半導体基板１内に第３ドープ領域１１、及び第４ドープ領域１２の両方ともある。
【0074】
前記第１の太陽電池の製造方法は、
半導体基板１を準備するステップ１と、
前記半導体基板１の第１表面に第１ドープ層３を形成するステップ２と、
前記第１ドープ層３を、一部を残すようにパターン化するステップ３と、
前記第１ドープ層３の前記半導体基板１とは反対側の表面に加熱処理によって第３ドープ層５を形成し、前記第１ドープ層３で覆われていない半導体基板１の第１表面に、第２ドープ層６を形成するステップ４と、を含み、
前記第１ドープ層３に第１ドーパント及び第２ドーパントが含まれ、
前記第２ドープ層６に第２ドーパントが含まれ、
前記第３ドープ層５に第１ドーパント及び第２ドーパントが含まれ、
前記第１ドープ層３と前記第２ドープ層６が反対の導電型であり、
前記第３ドープ層５中の少なくとも一部の領域が前記第１ドープ層３と同じ導電型である。
半導体基板１を準備するステップ１と、
前記半導体基板１の第１表面に第１ドープ層３を形成するステップ２と、
前記第１ドープ層３を、一部を残すようにパターン化するステップ３と、
前記第１ドープ層３の前記半導体基板１とは反対側の表面に加熱処理によって第３ドープ層５を形成し、前記第１ドープ層３で覆われていない半導体基板１の第１表面に、第２ドープ層６を形成するステップ４と、を含み、
前記第１ドープ層３に第１ドーパント及び第２ドーパントが含まれ、
前記第２ドープ層６に第２ドーパントが含まれ、
前記第３ドープ層５に第１ドーパント及び第２ドーパントが含まれ、
前記第１ドープ層３と前記第２ドープ層６が反対の導電型であり、
前記第３ドープ層５中の少なくとも一部の領域が前記第１ドープ層３と同じ導電型である。
【0075】
ステップ２で、ＬＰＣＶＤを使用して前記半導体基板１の一側表面に第１界面層２を形成し、使用温度は４００～７００℃であり、前記第１界面層２の前記半導体基板１とは反対側の表面にその場ドーピングＬＰＣＶＤにより第１ドープ層３を形成する。
【0076】
又はステップ２で、ＬＰＣＶＤを使用して前記半導体基板１の一側表面に第１界面層２を形成し、使用温度は４００～７００℃であり、前記第１界面層２の前記半導体基板１とは反対側の表面に第１半導体層を形成し、拡散により前記第１ドーパントを前記第１半導体層内にドープし、それにより第１ドープ層３を形成する。
【0077】
前記第１半導体層は多結晶シリコン層、微結晶シリコン層又は非晶質シリコン層であってもよい。
【0078】
前記第１ドープ層３内の第１ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１９～５×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0079】
ステップ３で、前記第１ドープ層３の前記半導体基板１とは反対側の表面上に第１補助層を形成し、その後第２領域上方の第１補助層及び第１ドープ層３をエッチングによって除去し、それによりパターン化を完了し、第１領域の第１ドープ層３のみを残す。
【0080】
具体的には、前記第１補助層は酸化ケイ素、窒化ケイ素等の誘電体膜であってもよい。好ましくは、前述したリンドーピング時に形成された酸化ケイ素膜を第１補助層として使用してもよい。続いて、第１補助層をパターン化し、例えば、エッチングペーストを使用してパターンを印刷して第１領域以外の第１補助層、第１ドープ層３及び第１界面層２を除去するか、又は短パルスレーザーを使用して第１領域以外の第１補助層、第１ドープ層３及び第１界面層２を除去する。
【0081】
好適な解決手段では、アルカリ溶液を使用して第１領域以外の第１ドープ層３及び第１界面層２を除去し、同一の前記アルカリ溶液を使用して前記第２領域中の半導体基板１の表面上にテクスチャ構造を形成させる。アルカリ液を使用することで第１領域での第１ドープ層３のパターン化が完了され、同時に第２領域のテクスチャ製造も完了される。それによって、ＩＢＣ製造手順は大幅に簡略化され、現在一般的に使用されている片面テクスチャ製造のプロセスが省略できる。
【0082】
従来技術における片面テクスチャ製造には２つの方法ある。方法１では、まずシリコンウエハを両面研磨し、次に片面で第１補助層を製造し、その後テクスチャを製造し、テクスチャ製造完了後に第１補助層を除去する。
【0083】
方法２では、まずシリコンウエハを両面研磨し、次に片面で第１補助層を製造し、次に片面研磨し、その後第１補助層を除去する。
【0084】
従来の２つの片面テクスチャ製造方法は両方とも複雑であり、電池製造プロセスの最初に片面テクスチャ製造の工程を完了する必要がある。完了には少なくとも４つの工程が必要である。また、テクスチャは後続の正常な電池製造過程で破損される可能性もあり、電池のテクスチャ反射防止効果が低下する。
【0085】
ステップ４で、第２ドープ層及び第３ドープ層を形成する前に、先に第２界面層４を形成してもよく、前記第２界面層４は前記第１ドープ層の前記半導体基板とは反対側の表面及び側面を覆うだけでなく、前記第１ドープ層で覆われていない半導体基板の第１表面も覆う。
【0086】
１つの具体的な実施形態において、前記第２界面層４の前記半導体基板１及び第１ドープ層３とは反対側の表面に、その場ドーピングＬＰＣＶＤにより第２ドープ層６を形成し、その場ドーピングとは、非晶質シリコン堆積とドーピングを同時に完了することを指す。続いて、前記第１ドープ層３上方の第２ドープ層６を加熱処理することで、第１ドープ層３中の第１ドーパントをその上の第２ドープ層６中に拡散させ、第１ドープ層上方の第２ドープ層６中の第２ドーパントも第１ドープ層３中に拡散し、それにより前記第１ドープ層３上方の第２ドープ層６が第３ドープ層５に変換され、前記第１ドープ層３で覆われていない第１表面上方の第２ドープ層６は第２ドープ層６のままである。
【0087】
具体的には、前記加熱処理はレーザー処理又は熱処理であり、前記レーザー処理を用いる場合、前記第３ドープ層５において、前記レーザーが直接照射された領域は第１導電型領域であり（前記第１導電型領域は厚さ方向に前記第３ドープ層５を貫通）、その導電型が第１ドープ層３の導電型と同じであり、且つ前記第１ドーパントのドーピング濃度が第２ドーパントのドーピング濃度より大きい。
【0088】
レーザー処理のパワーは５Ｗより大きく、好ましくは５Ｗ～３０Ｗであり、加熱効果がさらに向上する。波長は５００ｎｍより長く、波長５３２ｎｍの緑色レーザー装置、波長５８９ｎｍの黄色レーザー装置、波長６３５ｎｍ、波長６６０ｎｍ、波長６６０ｎｍ、波長６７０ｎ、波長６７１ｎｍの赤色レーザー装置、波長８０８ｎｍ、波長９１４ｎｍ、波長９４６ｎｍ、波長９８０ｎｍ、波長１０４７ｎｍ、波長１０５３ｎｍ、波長１０６４ｎｍ、波長１３２０ｎｍ、波長１３４２ｎｍの赤外線レーザーを用いてもよい。
【0089】
別の具体的な実施形態において、前記第２界面層４の前記半導体基板１及び第１ドープ層３とは反対側の表面に第２半導体層を形成し、加熱処理の条件下で、第２ドーパントを前記第２半導体層中に拡散させ、温度が高いため、前記第１ドープ層３中の第１ドーパントもその上方の前記第２半導体層中に拡散し、それにより前記第１ドープ層３上方の第２半導体層が第３ドープ層５となり、前記半導体基板１の第１表面上の第２半導体層が第２ドープ層６となる。
【0090】
具体的には、前記第３ドープ層５において、前記第１ドープ層３に近い領域は、少なくとも一部の領域の導電性が前記第１ドープ層３の導電型と同じである。
【0091】
前記第１ドープ層３内の第１ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１９～３×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、第２ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１９～３×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0092】
前記第３ドープ層５内の一部の領域の第１ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０２０～５×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、第２ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１９～３×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0093】
前記第２ドープ層６内の第２ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１９～３×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0094】
具体的には、前記加熱処理の加熱ピーク温度は８５０℃以上であり、好ましくは９００℃以上であり、より好ましくは１０００℃であり、例えば８５０℃、９００℃、１０００℃、１１００℃、１２００℃等であってもよい。ピーク温度下で、加熱時間は１０ｍｉｎ以上であり、好ましくは３０ｍｉｎ以上であり、例えば１０ｍｉｎ、２０ｍｉｎ、３０ｍｉｎ、４０ｍｉｎ、５０ｍｉｎ、６０ｍｉｎ等であってもよい。
【0095】
前記第２半導体層は、多結晶シリコン層、微結晶シリコン層又は非晶質シリコン層であってもよい。加熱処理ピーク温度が高いため、前記第２半導体層中の非晶質シリコン又は微結晶シリコンは多結晶シリコンに変換され、それにより第２半導体層の導電率を高めることができる。
【0096】
選択的に、加熱処理後、加熱中に形成した可能性のある酸化膜を除去してもよく、前記酸化膜層の除去に使用される溶液にはフッ素が含まれ、具体的にはＨＦ又はＮＨ４Ｆ等含有の溶液等を使用して前記酸化膜層を除去してもよい。
【0097】
前記方法は以下のステップ５とステップ６をさらに含む。
【0098】
ステップ５で、前記第３ドープ層５及び第２ドープ層６の前記第２界面層４とは反対側の表面に裏面パッシベーション層７を形成するとともに、前記半導体基板１の前記第１界面層２とは反対側の表面に前面パッシベーション層を形成する。
【0099】
ステップ６で、前記第３ドープ層５の上方に前記裏面パッシベーション層７を貫通する第１電極８を形成するとともに、前記第２ドープ層６の上方に前記裏面パッシベーション層７を貫通する第２電極９を形成する。
【0100】
具体的には、電極を形成する方法が様々あり、バーンスルーペーストを直接裏面パッシベーション層７上に塗布し、その後熱処理を経て電極ペーストを裏面パッシベーション層７に通過させて第３ドープ層５及び第２ドープ層６との接触を形成してもよい。また、まず裏面パッシベーション層７上で孔を開け、次に電極ペースト、レーザー転写法、電気めっき、化学めっき、光誘導めっき等の方法、又は蒸発、スパッタリング等の物理気相成長等の方法を使用して電極を形成してもよい。当然、上記方法のうちの１つ又は複数の組合せを使用して電極を形成してもよい。
【0101】
前記第１の太陽電池の製造方法は以下のステップ１～ステップ６を含む。
【0102】
ステップ１で、半導体基板１を準備する。
ステップ２で、前記半導体基板１の第１表面に第１ドープ層３を形成する。
具体的には、ＬＰＣＶＤを使用して前記半導体基板１の一側表面に第１界面層２を形成し、使用温度は４００～７００℃であり、前記第１界面層２の前記半導体基板１とは反対側の表面にその場ドーピングＬＰＣＶＤにより第１ドープ層３を形成する。
ステップ２で、前記半導体基板１の第１表面に第１ドープ層３を形成する。
具体的には、ＬＰＣＶＤを使用して前記半導体基板１の一側表面に第１界面層２を形成し、使用温度は４００～７００℃であり、前記第１界面層２の前記半導体基板１とは反対側の表面にその場ドーピングＬＰＣＶＤにより第１ドープ層３を形成する。
【0103】
又はステップ２で、ＬＰＣＶＤを使用して前記半導体基板１の一側表面に第１界面層２を形成し、使用温度は４００～７００℃であり、前記第１界面層２の前記半導体基板１とは反対側の表面に第１半導体層を形成し、拡散により前記第１ドーパントを前記第１半導体層内にドープし、それにより第１ドープ層３を形成する。
【0104】
前記第１半導体層は多結晶シリコン層、微結晶シリコン層又は非晶質シリコン層であってもよい。
【0105】
前記第１ドープ層３内の第１ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１９～５×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0106】
ステップ３で、前記第１ドープ層３を、一部を残すようにパターン化する。
具体的には、前記第１ドープ層３の前記半導体基板１とは反対側の表面上に第１補助層を形成し、その後第２領域上方の第１補助層及び第１ドープ層３をエッチングによって除去し、それによりパターン化を完了し、第１領域の第１ドープ層３のみを残す。
具体的には、前記第１ドープ層３の前記半導体基板１とは反対側の表面上に第１補助層を形成し、その後第２領域上方の第１補助層及び第１ドープ層３をエッチングによって除去し、それによりパターン化を完了し、第１領域の第１ドープ層３のみを残す。
【0107】
具体的には、前記第１補助層は酸化ケイ素、窒化ケイ素等の誘電体膜であってもよい。好ましくは、前述したリンドーピング時に形成された酸化ケイ素膜を第１補助層として使用してもよい。続いて、第１補助層をパターン化し、例えば、エッチングペーストを使用してパターンを印刷して第１領域以外の第１補助層、第１ドープ層３及び第１界面層２を除去するか、又は短パルスレーザーを使用して第１領域以外の第１補助層、第１ドープ層３及び第１界面層２を除去する。
【0108】
好適な解決手段では、アルカリ溶液を使用して第１領域以外の第１ドープ層３及び第１界面層２を除去し、同一の前記アルカリ溶液を使用して前記第２領域中の半導体基板１の表面上にテクスチャ構造を形成させる。アルカリ液を使用することで第１領域での第１ドープ層３のパターン化が完了され、同時に第２領域のテクスチャ製造も完了される。それによって、ＩＢＣ製造手順は大幅に簡略化され、現在一般的に使用されている片面テクスチャ製造のプロセスが省略できる。
【0109】
従来技術における片面テクスチャ製造には２つの方法ある。方法１では、まずシリコンウエハを両面研磨し、次に片面で第１補助層を製造し、その後テクスチャを製造し、テクスチャ製造完了後に第１補助層を除去する。
【0110】
方法２では、まずシリコンウエハを両面研磨し、次に片面で第１補助層を製造し、次に片面研磨し、その後第１補助層を除去する。
【0111】
従来の２つの片面テクスチャ製造方法は両方とも複雑であり、電池製造プロセスの最初に片面テクスチャ製造の工程を完了する必要がある。完了するには少なくとも４つの工程が必要である。また、テクスチャは後続の正常な電池製造過程で破損される可能性もあり、電池のテクスチャ反射防止効果が低下する。
【0112】
ステップ４で、前記第１ドープ層３の前記半導体基板１とは反対側の表面に加熱処理によって第３ドープ層５を形成し、前記第１ドープ層３で覆われていない半導体基板１の第１表面に、第２ドープ層６を形成する。
【0113】
前記第１ドープ層３に第１ドーパント及び第２ドーパントが含まれ、
前記第２ドープ層６に第２ドーパントが含まれ、
前記第３ドープ層５に第１ドーパント及び第２ドーパントが含まれ、
前記第１ドープ層３と前記第２ドープ層６が反対の導電型であり、
前記第３ドープ層５中の少なくとも一部の領域が前記第１ドープ層３と同じ導電型である。
前記第２ドープ層６に第２ドーパントが含まれ、
前記第３ドープ層５に第１ドーパント及び第２ドーパントが含まれ、
前記第１ドープ層３と前記第２ドープ層６が反対の導電型であり、
前記第３ドープ層５中の少なくとも一部の領域が前記第１ドープ層３と同じ導電型である。
【0114】
具体的には、第２ドープ層及び第３ドープ層を形成する前に、先に第２界面層４を形成してもよく、前記第２界面層４は前記第１ドープ層の前記半導体基板とは反対側の表面及び側面を覆うだけでなく、前記第１ドープ層で覆われていない半導体基板の第１表面も覆う。
【0115】
１つの具体的な実施形態において、前記第２界面層４の前記半導体基板１及び第１ドープ層３とは反対側の表面にその場ドーピングＬＰＣＶＤにより第２ドープ層６を形成する。続いて、前記第１ドープ層３上方の第２ドープ層６を加熱処理することで、第１ドープ層３中の第１ドーパントをその上の第２ドープ層６中に拡散させ、第１ドープ層上方の第２ドープ層６中の第２ドーパントも第１ドープ層３中に拡散し、それにより前記第１ドープ層３上方の第２ドープ層６が第３ドープ層５に変換され、前記第１ドープ層３で覆われていない第１表面上方の第２ドープ層６は第２ドープ層６のままである。
【0116】
具体的には、前記加熱処理はレーザー処理又は熱処理であり、前記レーザー処理を用いる場合、前記第３ドープ層５において、前記レーザーが直接照射された領域は第１導電型領域であり（前記第１導電型領域は厚さ方向に前記第３ドープ層５を貫通）、その導電型が第１ドープ層３の導電型と同じであり、且つ前記第１ドーパントのドーピング濃度が第２ドーパントのドーピング濃度より大きい。レーザー処理のパワーは５Ｗより大きく、好ましくは５Ｗ～３０Ｗであり、加熱効果がさらに向上する。波長は５００ｎｍより長く、波長５３２ｎｍの緑色レーザー装置、波長５８９ｎｍの黄色レーザー装置、波長６３５ｎｍ、波長６６０ｎｍ、波長６６０ｎｍ、波長６７０ｎ、波長６７１ｎｍの赤色レーザー装置、波長８０８ｎｍ、波長９１４ｎｍ、波長９４６ｎｍ、波長９８０ｎｍ、波長１０４７ｎｍ、波長１０５３ｎｍ、波長１０６４ｎｍ、波長１３２０ｎｍ、波長１３４２ｎｍの赤外線レーザーを用いてもよい。
【0117】
別の具体的な実施形態において、前記第２界面層４の前記半導体基板１及び第１ドープ層３とは反対側の表面に第２半導体層を形成し、加熱処理の条件下で、第２ドーパントを前記第２半導体層中に拡散させ、温度が高いため、前記第１ドープ層３中の第１ドーパントもその上方の前記第２半導体層中に拡散し、それにより前記第１ドープ層３上方の第２半導体層が第３ドープ層５となり、前記半導体基板１の第１表面上の第２半導体層が第２ドープ層６となる。
【0118】
具体的には、前記第３ドープ層５において、前記第１ドープ層３に近い領域は、少なくとも一部の領域の導電性が前記第１ドープ層３の導電型と同じである。
【0119】
前記第１ドープ層３内の第１ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１９～３×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、第２ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１９～３×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0120】
前記第３ドープ層５内の一部の領域の第１ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０２０～５×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、第２ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１９～３×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0121】
前記第２ドープ層６内の第２ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１９～３×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0122】
具体的には、前記加熱処理又は加熱条件下の加熱ピーク温度は８５０℃以上であり、好ましくは９００℃以上であり、より好ましくは１０００℃であり、例えば８５０℃、９００℃、１０００℃、１１００℃、１２００℃等であってもよい。ピーク温度下で、加熱時間は１０ｍｉｎ以上であり、好ましくは３０ｍｉｎ以上であり、例えば１０ｍｉｎ、２０ｍｉｎ、３０ｍｉｎ、４０ｍｉｎ、５０ｍｉｎ、６０ｍｉｎ等であってもよい。
【0123】
前記第２半導体層は多結晶シリコン層、微結晶シリコン層又は非晶質シリコン層であってもよい。加熱処理ピーク温度が高いため、前記第２半導体層中の非晶質シリコン又は微結晶シリコンは多結晶シリコンに変換され、それにより第２半導体層の導電率を高めることができる。
【0124】
選択的に、加熱処理後、加熱中に形成した可能性のある酸化膜を除去してもよく、前記酸化膜層の除去に使用される溶液にはフッ素が含まれ、具体的にはＨＦ又はＮＨ４Ｆ等含有の溶液等を使用して前記酸化膜層を除去してもよい。
【0125】
ステップ５で、前記第３ドープ層５及び第２ドープ層６の前記第２界面層４とは反対側の表面に裏面パッシベーション層７を形成するとともに、前記半導体基板１の前記第１界面層２とは反対側の表面に前面パッシベーション層を形成する。
【0126】
ステップ６で、前記第３ドープ層５の上方に前記裏面パッシベーション層７を貫通する第１電極８を形成するとともに、前記第２ドープ層６の上方に前記裏面パッシベーション層７を貫通する第２電極９を形成する。
【0127】
具体的には、電極を形成する方法が様々あり、バーンスルーペーストを直接裏面パッシベーション層７上に塗布し、その後熱処理を経て電極ペーストを裏面パッシベーション層７に通過させて第３ドープ層５及び第２ドープ層６との接触を形成してもよい。また、まず裏面パッシベーション層７上で孔を開け、次に電極ペースト、レーザー転写法、電気めっき、化学めっき、光誘導めっき等の方法、又は蒸発、スパッタリング等の物理気相成長等の方法を使用して電極を形成してもよい。当然、上記方法のうちの１つ又は複数の組合せを使用して電極を形成してもよい。
【0128】
図２に示すように、第２の太陽電池は、半導体基板１を含み、前記半導体基板１の一側表面で間隔を有する第１領域と第２領域が分割され、前記第１領域内の半導体基板１の一側表面に第１界面層２、第１ドープ層３、第２界面層４及び第３ドープ層５が順に設けられ、前記第２領域内の半導体基板１の同一側表面に第２界面層４及び第２ドープ層６が順に設けられる。前記第３ドープ層５、第２界面層４、第１ドープ層３及び第１界面層２の前記第２ドープ層６に近い側面、第１ドープ層３及び第２ドープ層６で覆われていない半導体基板１の表面、及び第２界面層４、第２ドープ層６の前記第１ドープ層３に近い側面が、１つの溝を形成し、前記溝は隔離領域１０であり、前記第３ドープ層５の前記第２界面層４とは反対側の表面に、第３ドープ層５、隔離領域１０及び第２ドープ層６を覆う裏面パッシベーション層７がさらに設けられる。前記第３ドープ層５上方の裏面パッシベーション層７上に、前記裏面パッシベーション層７を貫通して前記第３ドープ層５に接触する第１電極８がさらに設けられ、前記第２ドープ層６上方の裏面パッシベーション層７上に、前記裏面パッシベーション層７を貫通して前記第２ドープ層６に接触する第２電極９がさらに設けられる。
【0129】
前記第２の太陽電池と第１の太陽電池は、第２の太陽電池における第１領域と第２領域の間に隔離領域１０があり、且つ隔離領域１０内に裏面パッシベーション層７のみがある（第３ドープ層５と第２ドープ層６は接触しない）点でのみ相違するため、第２の太陽電池における半導体基板１、第１界面層２、第２界面層４、第１ドープ層３、第２ドープ層６、第３ドープ層５、裏面パッシベーション層７及び第１電極８及び第２電極９はいずれも、第１の太陽電池を参照すればよく、
前記隔離領域１０の深さｈは３００ｎｍ～１μｍであり、例えば３００ｎｍ、４００ｎｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍ、７００ｎｍ、８００ｎｍ、９００ｎｍ又は１μｍであってもよい。前記隔離領域１０の幅ｗは１０～２００μｍであり、好ましくは３０～１００μｍである。例えば１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ、１１０μｍ、１２０μｍ、１３０μｍ、１４０μｍ、１５０μｍ、１６０μｍ、１７０μｍ、１８０μｍ、１９０μｍ又は２００μｍであってもよい。
前記隔離領域１０の深さｈは３００ｎｍ～１μｍであり、例えば３００ｎｍ、４００ｎｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍ、７００ｎｍ、８００ｎｍ、９００ｎｍ又は１μｍであってもよい。前記隔離領域１０の幅ｗは１０～２００μｍであり、好ましくは３０～１００μｍである。例えば１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ、１１０μｍ、１２０μｍ、１３０μｍ、１４０μｍ、１５０μｍ、１６０μｍ、１７０μｍ、１８０μｍ、１９０μｍ又は２００μｍであってもよい。
【0130】
前記隔離領域１０にある前記裏面パッシベーション層７は前記隔離領域１０と共形である。
【0131】
前記隔離領域１０は、ｐ型とｎ型半導体領域を隔離するために用いられて、漏電を防止し、横方向ｐｎ接合の破壊による発熱等の現象も防止する。本開示の解決手段では、前記第１ドープ領域中にｐ型ドーピング、及びｎ型ドーピングの両方とも存在するため、隔離領域１０の存在はさらに重要である。
【0132】
前記裏面パッシベーション層７は前記第１ドープ層３、隔離領域１０及び第２ドープ層６上での厚さが等しい。
【0133】
第２の太陽電池の製造方法は以下のステップ１～ステップ６を含む。
【0134】
ステップ１で、半導体基板１を準備する。
ステップ２で、前記半導体基板１の一側表面に第１ドープ層３を形成する。
ステップ３で、前記第１ドープ層３を、一部を残すようにパターン化する。
ステップ４で、前記第１ドープ層３の前記半導体基板１とは反対側の表面に加熱処理によって第３ドープ層５を形成し、前記第１ドープ層３で覆われていない半導体基板１の第１表面に、第２ドープ層６を形成する。
ステップ５で、前記第３ドープ層５及び第２ドープ層６の前記第２界面層４とは反対側の表面にそれぞれ第２補助層を形成し、第３ドープ層５と前記第２ドープ層６の境界に近い部位が第２補助層で覆われていない。
ステップ２で、前記半導体基板１の一側表面に第１ドープ層３を形成する。
ステップ３で、前記第１ドープ層３を、一部を残すようにパターン化する。
ステップ４で、前記第１ドープ層３の前記半導体基板１とは反対側の表面に加熱処理によって第３ドープ層５を形成し、前記第１ドープ層３で覆われていない半導体基板１の第１表面に、第２ドープ層６を形成する。
ステップ５で、前記第３ドープ層５及び第２ドープ層６の前記第２界面層４とは反対側の表面にそれぞれ第２補助層を形成し、第３ドープ層５と前記第２ドープ層６の境界に近い部位が第２補助層で覆われていない。
【0135】
ステップ６で、前記第２補助層で覆われていない第３ドープ層５及び第２ドープ層６をエッチングによって除去し、それにより半導体基板１を露出させ（露出した半導体基板１は隔離領域１０と呼ばれる）、前記第３ドープ層５、第２界面層４、第１ドープ層３及び第１界面層２の前記隔離領域１０に近い側面、隔離領域１０の半導体基板１の表面、及び第２界面層４、第２ドープ層６の前記隔離領域１０に近い側面が、１つの隔離領域１０を形成する。
【0136】
前記第１ドープ層３に第１ドーパント及び第２ドーパントが含まれ、
前記第２ドープ層６に第２ドーパントが含まれ、
前記第３ドープ層５に第１ドーパント及び第２ドーパントが含まれ、
前記第１ドープ層３と前記第２ドープ層６が反対の導電型であり、
前記第３ドープ層５中の少なくとも一部の領域における導電型が前記第１ドープ層の導電型と同じである。
前記第２ドープ層６に第２ドーパントが含まれ、
前記第３ドープ層５に第１ドーパント及び第２ドーパントが含まれ、
前記第１ドープ層３と前記第２ドープ層６が反対の導電型であり、
前記第３ドープ層５中の少なくとも一部の領域における導電型が前記第１ドープ層の導電型と同じである。
【0137】
ステップ２でＬＰＣＶＤを使用して前記半導体基板１の一側表面に第１界面層２を形成し、使用温度は４００～７００℃である。
【0138】
１つの具体な実施形態において、前記第１界面層２の前記半導体基板１とは反対側の表面にその場ドーピングＬＰＣＶＤにより第１ドープ層３を形成する。
【0139】
別の具体的な実施形態において、前記第１界面層２の前記半導体基板１とは反対側の表面に第１半導体層を形成し、前記第１ドーパントを前記第１半導体層内にドープし、それにより第１ドープ層３を形成する。
【0140】
前記第１半導体層は多結晶シリコン層、微結晶シリコン層又は非晶質シリコン層であってもよい。
【0141】
前記第１ドープ層３内の第１ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１９～５×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0142】
ステップ３で、前記第１ドープ層３の前記半導体基板１とは反対側の表面上に第１補助層を形成し、その後第２領域上方の第１補助層及び第１ドープ層３をエッチングによって除去し、それによりパターン化を完了し、第１領域の第１ドープ層３のみを残す。
【0143】
具体的には、前記第１補助層は酸化ケイ素、窒化ケイ素等の誘電体膜であってもよい。好ましくは、前述したリンドーピング時に形成された酸化ケイ素膜を第１補助層として使用してもよい。続いて、第１補助層をパターン化し、例えば、エッチングペーストを使用してパターンを印刷して第１領域以外の第１補助層、第１ドープ層３及び第１界面層２を除去するか、又は短パルスレーザーを使用して第１領域以外の第１補助層、第１ドープ層３及び第１界面層２を除去する。
【0144】
好適な解決手段では、アルカリ溶液を使用して第１領域以外の第１ドープ層３及び第１界面層２を除去し、同一の前記アルカリ溶液を使用して前記第２領域中の半導体基板１の表面上にテクスチャ構造を形成させる。アルカリ液を使用することで第１領域での第１ドープ層３のパターン化が完了され、同時に第２領域のテクスチャ製造も完了される。それによって、ＩＢＣ製造手順は大幅に簡略化され、現在一般的に使用されている片面テクスチャ製造のプロセスが省略できる。
【0145】
従来技術における片面テクスチャ製造には２つの方法ある。方法１では、まずシリコンウエハを両面研磨し、次に片面で第１補助層を製造し、その後テクスチャを製造し、テクスチャ製造完了後に第１補助層を除去する。
【0146】
方法２では、まずシリコンウエハを両面研磨し、次に片面で第１補助層を製造し、次に片面研磨し、その後第１補助層を除去する。
【0147】
従来の２つの片面テクスチャ製造方法は両方とも複雑であり、電池製造プロセスの最初に片面テクスチャ製造の工程を完了する必要がある。完了するには少なくとも４つの工程が必要である。また、テクスチャは後続の正常な電池製造過程で破損される可能性もあり、電池のテクスチャ反射防止効果が低下する。
【0148】
ステップ４で、第２ドープ層及び第３ドープ層を形成する前に、先に第２界面層４を形成してもよく、前記第２界面層４は前記第１ドープ層の前記半導体基板とは反対側の表面及び側面を覆うだけでなく、前記第１ドープ層で覆われていない半導体基板の第１表面も覆う。
【0149】
１つの具体的な実施形態において、前記第２界面層４の前記半導体基板１及び第１ドープ層３とは反対側の表面にその場ドーピングＬＰＣＶＤにより第２ドープ層６を形成し、その場ドーピングとは、非晶質シリコン堆積とドーピングを同時に完了することを指す。続いて、前記第１ドープ層３上方の第２ドープ層６を加熱処理することで、第１ドープ層３中の第１ドーパントをその上の第２ドープ層６中に拡散させ、第１ドープ層上方の第２ドープ層６中の第２ドーパントも第１ドープ層３中に拡散し、それにより前記第１ドープ層３上方の第２ドープ層６が第３ドープ層５に変換され、前記第１ドープ層３で覆われていない第１表面上方の第２ドープ層６は第２ドープ層６のままである。
【0150】
具体的には、前記加熱処理はレーザー処理又は熱処理であり、前記レーザー処理を用いる場合、前記第３ドープ層５において、前記レーザーが直接照射された領域は第１導電型領域であり（前記第１導電型領域は厚さ方向に前記第３ドープ層５を貫通）、その導電型が第１ドープ層３の導電型と同じであり、且つ前記第１ドーパントのドーピング濃度が第２ドーパントのドーピング濃度より大きい。レーザー処理のパワーは５Ｗより大きく、好ましくは５Ｗ～３０Ｗであり、加熱効果がさらに向上する。波長は５００ｎｍより長く、波長５３２ｎｍの緑色レーザー装置、波長５８９ｎｍの黄色レーザー装置、波長６３５ｎｍ、波長６６０ｎｍ、波長６６０ｎｍ、波長６７０ｎ、波長６７１ｎｍの赤色レーザー装置、波長８０８ｎｍ、波長９１４ｎｍ、波長９４６ｎｍ、波長９８０ｎｍ、波長１０４７ｎｍ、波長１０５３ｎｍ、波長１０６４ｎｍ、波長１３２０ｎｍ、波長１３４２ｎｍの赤外線レーザーを用いてもよい。
【0151】
別の具体的な実施形態において、前記第２界面層４の前記半導体基板１及び第１ドープ層３とは反対側の表面に第２半導体層を形成し、加熱処理の条件下で、第２ドーパントを前記第２半導体層中に拡散させ、温度が高いため、前記第１ドープ層３中の第１ドーパントもその上方の前記第２半導体層中に拡散し、それにより前記第１ドープ層３上方の第２半導体層が第３ドープ層５となり、前記半導体基板１の第１表面上の第２半導体層が第２ドープ層６となる。
【0152】
具体的には、前記第３ドープ層５において、前記第１ドープ層３に近い領域は、少なくとも一部の領域の導電性が前記第１ドープ層３の導電型と同じである。
【0153】
前記第１ドープ層３内の第１ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１９～３×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、第２ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１９～３×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0154】
前記第３ドープ層５内の一部の領域の第１ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０２０～５×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、第２ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１９～３×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0155】
前記第２ドープ層６内の第２ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１９～３×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0156】
具体的には、前記加熱処理又は加熱条件下の加熱ピーク温度は８５０℃以上であり、好ましくは９００℃以上であり、より好ましくは１０００℃であり、例えば８５０℃、９００℃、１０００℃、１１００℃、１２００℃等であってもよい。ピーク温度下で、加熱時間は１０ｍｉｎ以上であり、好ましくは３０ｍｉｎ以上であり、例えば１０ｍｉｎ、２０ｍｉｎ、３０ｍｉｎ、４０ｍｉｎ、５０ｍｉｎ、６０ｍｉｎ等であってもよい。
【0157】
前記第２半導体層は多結晶シリコン層、微結晶シリコン層又は非晶質シリコン層であってもよい。加熱処理ピーク温度が高いため、前記第２半導体層中の非晶質シリコン又は微結晶シリコンは多結晶シリコンに変換され、それにより第２半導体層の導電率を高めることができる。
【0158】
選択的に、加熱処理後、加熱中に形成した可能性のある酸化膜を除去してもよく、前記酸化膜層の除去に使用される溶液にはフッ素が含まれ、具体的にはＨＦ又はＮＨ４Ｆ等含有の溶液等を使用して前記酸化膜層を除去してもよい。
【0159】
ステップ５で、前記第２補助層は酸化ケイ素、窒化ケイ素等の誘電体膜であってもよい。
【0160】
ステップ６で、エッチングペースト又はレーザーにより第３ドープ層５、第２ドープ層６及びその下方の第２界面層４を除去する。
【0161】
好ましくは、第３ドープ層５、第２ドープ層６及びその下方の第２界面層４を除去する際に、該第２界面層４下方の一部の半導体基板１をさらに除去してもよく、それにより隔離領域１０の深さが増加し、隔離領域１０が深いほど、隔離効果が高い。一般に、第１半導体層又は第２半導体層中のドーパントがいずれも一定量で界面層を貫通して半導体基板中に進入するため、半導体基板１におけるドーピングにも前述したように、漏電又は破壊による発熱のリスクがあることから、隔離領域１０が半導体基板１内に延在すると、漏電又は破壊による発熱のリスクが低減できる。
【0162】
さらに、エッチングステップ完了後、第２補助層を除去する。
【0163】
前記方法は以下のステップ７とステップ８をさらに含む。
【0164】
ステップ７で、前記第３ドープ層５及び第２ドープ層６の前記第２界面層４とは反対側の表面に裏面パッシベーション層７を形成するとともに、前記半導体基板１の前記第１界面層２とは反対側の表面に前面パッシベーション層を形成する。
【0165】
ステップ８で、前記第３ドープ層５の上方に前記裏面パッシベーション層７を貫通する第１電極８を形成するとともに、前記第２ドープ層６の上方に前記裏面パッシベーション層７を貫通する第２電極９を形成する。
【0166】
具体的には、電極を形成する方法が様々あり、バーンスルーペーストを直接裏面パッシベーション層７上に塗布し、その後熱処理を経て電極ペーストを裏面パッシベーション層７に通過させて第３ドープ層５及び第２ドープ層６との接触を形成してもよい。また、まず裏面パッシベーション層７上で孔を開け、次に電極ペースト、レーザー転写法、電気めっき、化学めっき、光誘導めっき等の方法、又は蒸発、スパッタリング等の物理気相成長等の方法を使用して電極を形成してもよい。当然、上記方法のうちの１つ又は複数の組合せを使用して電極を形成してもよい。
【0167】
第２の太陽電池の製造方法は、以下のステップ１～ステップ８を含む。
【0168】
ステップ１で、半導体基板１を準備する。
ステップ２で、前記半導体基板１の一側表面に第１ドープ層３を形成する。
具体的には、ＬＰＣＶＤを使用して前記半導体基板１の一側表面に第１界面層２を形成し、使用温度は４００～７００℃である。
ステップ２で、前記半導体基板１の一側表面に第１ドープ層３を形成する。
具体的には、ＬＰＣＶＤを使用して前記半導体基板１の一側表面に第１界面層２を形成し、使用温度は４００～７００℃である。
【0169】
１つの具体的な実施形態において、前記第１界面層２の前記半導体基板１とは反対側の表面にその場ドーピングＬＰＣＶＤにより第１ドープ層３を形成する。
【0170】
別の具体的な実施形態において、前記第１界面層２の前記半導体基板１とは反対側の表面に第１半導体層を形成し、前記第１ドーパントを前記第１半導体層内にドープし、それにより第１ドープ層３を形成する。
【0171】
前記第１半導体層は多結晶シリコン層、微結晶シリコン層又は非晶質シリコン層であってもよい。
【0172】
前記第１ドープ層３内の第１ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１９～５×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0173】
ステップ３で、前記第１ドープ層３を、一部を残すようにパターン化する。
具体的には、前記第１ドープ層３の前記半導体基板１とは反対側の表面上に第１補助層を形成し、その後第２領域上方の第１補助層及び第１ドープ層３をエッチングによって除去し、それによりパターン化を完了し、第１領域の第１ドープ層３のみを残す。
具体的には、前記第１ドープ層３の前記半導体基板１とは反対側の表面上に第１補助層を形成し、その後第２領域上方の第１補助層及び第１ドープ層３をエッチングによって除去し、それによりパターン化を完了し、第１領域の第１ドープ層３のみを残す。
【0174】
具体的には、前記第１補助層は酸化ケイ素、窒化ケイ素等の誘電体膜であってもよい。好ましくは、前述したリンドーピング時に形成された酸化ケイ素膜を第１補助層として使用してもよい。続いて、第１補助層をパターン化し、例えば、エッチングペーストを使用してパターンを印刷して第１領域以外の第１補助層、第１ドープ層３及び第１界面層２を除去するか、又は短パルスレーザーを使用して第１領域以外の第１補助層、第１ドープ層３及び第１界面層２を除去する。
【0175】
好適な解決手段では、アルカリ溶液を使用して第１領域以外の第１ドープ層３及び第１界面層２を除去し、同一の前記アルカリ溶液を使用して前記第２領域中の半導体基板１の表面上にテクスチャ構造を形成させる。アルカリ液を使用することで第１領域での第１ドープ層３のパターン化が完了され、同時に第２領域のテクスチャ製造も完了される。それによって、ＩＢＣ製造手順は大幅に簡略化され、現在一般的に使用されている片面テクスチャ製造のプロセスが省略できる。
【0176】
従来技術における片面テクスチャ製造には２つの方法ある。方法１では、まずシリコンウエハを両面研磨し、次に片面で第１補助層を製造し、その後テクスチャを製造し、テクスチャ製造完了後に第１補助層を除去する。
【0177】
方法２では、まずシリコンウエハを両面研磨し、次に片面で第１補助層を製造し、次に片面研磨し、その後第１補助層を除去する。
【0178】
従来の２つの片面テクスチャ製造方法は両方とも複雑であり、電池製造プロセスの最初に片面テクスチャ製造の工程を完了する必要がある。完了するには少なくとも４つの工程が必要である。また、テクスチャは後続の正常な電池製造過程で破損される可能性もあり、電池のテクスチャ反射防止効果が低下する。
【0179】
ステップ４で、前記第１ドープ層３の前記半導体基板１とは反対側の表面に加熱処理によって第３ドープ層５を形成し、前記第１ドープ層３で覆われていない半導体基板１の第１表面に、第２ドープ層６を形成する。
具体的には、第２ドープ層及び第３ドープ層を形成する前に、先に第２界面層４を形成してもよく、前記第２界面層４は前記第１ドープ層の前記半導体基板とは反対側の表面及び側面を覆うだけでなく、前記第１ドープ層で覆われていない半導体基板の第１表面も覆う。
具体的には、第２ドープ層及び第３ドープ層を形成する前に、先に第２界面層４を形成してもよく、前記第２界面層４は前記第１ドープ層の前記半導体基板とは反対側の表面及び側面を覆うだけでなく、前記第１ドープ層で覆われていない半導体基板の第１表面も覆う。
【0180】
１つの具体的な実施形態において、前記第２界面層４の前記半導体基板１及び第１ドープ層３とは反対側の表面にその場ドーピングＬＰＣＶＤにより第２ドープ層６を形成し、その場ドーピングとは、非晶質シリコン堆積とドーピングを同時に完了することを指す。続いて、前記第１ドープ層３上方の第２ドープ層６を加熱処理することで、第１ドープ層３中の第１ドーパントをその上の第２ドープ層６中に拡散させ、第１ドープ層上方の第２ドープ層６中の第２ドーパントも第１ドープ層３中に拡散し、それにより前記第１ドープ層３上方の第２ドープ層６が第３ドープ層５に変換され、前記第１ドープ層３で覆われていない第１表面上方の第２ドープ層６は第２ドープ層６のままである。
【0181】
具体的には、前記加熱処理はレーザー処理又は熱処理であり、前記レーザー処理を用いる場合、前記第３ドープ層５において、前記レーザーが直接照射された領域は第１導電型領域であり（前記第１導電型領域は厚さ方向に前記第３ドープ層５を貫通）、その導電型が第１ドープ層３の導電型と同じであり、且つ前記第１ドーパントのドーピング濃度が第２ドーパントのドーピング濃度より大きい。レーザー処理のパワーは５Ｗより大きく、好ましくは５Ｗ～３０Ｗであり、加熱効果がさらに向上する。波長は５００ｎｍより長く、波長５３２ｎｍの緑色レーザー装置、波長５８９ｎｍの黄色レーザー装置、波長６３５ｎｍ、波長６６０ｎｍ、波長６６０ｎｍ、波長６７０ｎ、波長６７１ｎｍの赤色レーザー装置、波長８０８ｎｍ、波長９１４ｎｍ、波長９４６ｎｍ、波長９８０ｎｍ、波長１０４７ｎｍ、波長１０５３ｎｍ、波長１０６４ｎｍ、波長１３２０ｎｍ、波長１３４２ｎｍの赤外線レーザーを用いてもよい。
【0182】
別の具体的な実施形態において、前記第２界面層４の前記半導体基板１及び第１ドープ層３とは反対側の表面に第２半導体層を形成し、加熱条件下で、第２ドーパントを前記第２半導体層中に拡散させ、温度が高いため、前記第１ドープ層３中の第１ドーパントもその上方の前記第２半導体層中に拡散し、それにより前記第１ドープ層３上方の第２半導体層が第３ドープ層５となり、前記半導体基板１の第１表面上の第２半導体層が第２ドープ層６となる。
【0183】
具体的には、前記第３ドープ層５において、前記第１ドープ層３に近い領域は、少なくとも一部の領域の導電性が前記第１ドープ層３の導電型と同じである。
【0184】
前記第１ドープ層３内の第１ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１９～３×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、第２ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１９～３×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0185】
前記第３ドープ層５内の一部の領域の第１ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０２０～５×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、第２ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１９～３×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0186】
前記第２ドープ層６内の第２ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１９～３×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0187】
具体的には、前記加熱処理又は加熱条件下の加熱ピーク温度は８５０℃以上であり、好ましくは９００℃以上であり、より好ましくは１０００℃であり、例えば８５０℃、９００℃、１０００℃、１１００℃、１２００℃等であってもよい。ピーク温度下で、加熱時間は１０ｍｉｎ以上であり、好ましくは３０ｍｉｎ以上であり、例えば１０ｍｉｎ、２０ｍｉｎ、３０ｍｉｎ、４０ｍｉｎ、５０ｍｉｎ、６０ｍｉｎ等であってもよい。
【0188】
前記第２半導体層は多結晶シリコン層、微結晶シリコン層又は非晶質シリコン層であってもよい。加熱処理ピーク温度が高いため、前記第２半導体層中の非晶質シリコン又は微結晶シリコンは多結晶シリコンに変換され、それにより第２半導体層の導電率を高めることができる。
【0189】
選択的に、加熱処理後、加熱中に形成した可能性のある酸化膜を除去してもよく、前記酸化膜層の除去に使用される溶液にはフッ素が含まれ、具体的にはＨＦ又はＮＨ４Ｆ等含有の溶液等を使用して前記酸化膜層を除去してもよい。
【0190】
ステップ５で、前記第３ドープ層５及び第２ドープ層６の前記第２界面層４とは反対側の表面にそれぞれ第２補助層を形成し、第３ドープ層５と前記第２ドープ層６の境界に近い部位が第２補助層で覆われていない。
【0191】
前記第２補助層は酸化ケイ素、窒化ケイ素等の誘電体膜であってもよい。
【0192】
ステップ６で、前記第２補助層で覆われていない第３ドープ層５及び第２ドープ層６をエッチングによって除去し、それにより半導体基板１を露出させ（露出した半導体基板１は隔離領域１０と呼ばれる）、前記第３ドープ層５、第２界面層４、第１ドープ層３及び第１界面層２の前記隔離領域１０に近い側面、隔離領域１０の半導体基板１の表面、及び第２界面層４、第２ドープ層６の前記隔離領域１０に近い側面が、１つの隔離領域１０を形成する。
【0193】
前記第１ドープ層３に第１ドーパント及び第２ドーパントが含まれ、
前記第２ドープ層６に第２ドーパントが含まれ、
前記第３ドープ層５に第１ドーパント及び第２ドーパントが含まれ、
前記第１ドープ層３と前記第２ドープ層６が反対の導電型であり、
前記第３ドープ層５中の少なくとも一部の領域における導電型が前記第１ドープ層の導電型と同じである。
前記第２ドープ層６に第２ドーパントが含まれ、
前記第３ドープ層５に第１ドーパント及び第２ドーパントが含まれ、
前記第１ドープ層３と前記第２ドープ層６が反対の導電型であり、
前記第３ドープ層５中の少なくとも一部の領域における導電型が前記第１ドープ層の導電型と同じである。
【0194】
具体的には、エッチングペースト又はレーザーを使用して第３ドープ層５、第２ドープ層６及びその下方の第２界面層４を除去する。
【0195】
好ましくは、第３ドープ層５、第２ドープ層６及びその下方の第２界面層４を除去する際に、該第２界面層４下方の一部の半導体基板１をさらに除去してもよく、それにより隔離領域１０の深さが増加し、隔離領域１０が深いほど、隔離効果が高い。一般に、第１半導体層又は第２半導体層中のドーパントがいずれも一定量で界面層を貫通して半導体基板中に進入するため、半導体基板１におけるドーピングにも前述したように、漏電又は破壊による発熱のリスクがあることから、隔離領域１０が半導体基板１内に延在すると、漏電又は破壊による発熱のリスクが低減できる。
【0196】
さらに、エッチングステップ完了後、第２補助層を除去する。
【0197】
ステップ７で、前記第３ドープ層５及び第２ドープ層６の前記第２界面層４とは反対側の表面に裏面パッシベーション層７を形成するとともに、前記半導体基板１の前記第１界面層２とは反対側の表面に前面パッシベーション層を形成する。
【0198】
ステップ８で、前記第３ドープ層５の上方に前記裏面パッシベーション層７を貫通する第１電極８を形成するとともに、前記第２ドープ層６の上方に前記裏面パッシベーション層７を貫通する第２電極９を形成する。
【0199】
具体的には、電極を形成する方法が様々あり、バーンスルーペーストを直接裏面パッシベーション層７上に塗布し、その後熱処理を経て電極ペーストを裏面パッシベーション層７に通過させて第３ドープ層５及び第２ドープ層６との接触を形成してもよい。また、まず裏面パッシベーション層７上で孔を開け、次に電極ペースト、レーザー転写法、電気めっき、化学めっき、光誘導めっき等の方法、又は蒸発、スパッタリング等の物理気相成長等の方法を使用して電極を形成してもよい。当然、上記方法のうちの１つ又は複数の組合せを使用して電極を形成してもよい。
【0200】
第２の太陽電池の製造方法は、以下のステップ１～ステップ７を含む。
【0201】
ステップ１で、半導体基板１を準備する。
ステップ２で、前記半導体基板１の一側表面に第１ドープ層３を形成する。
具体的には、ＬＰＣＶＤを使用して前記半導体基板１の一側表面に第１界面層２を形成し、使用温度は４００～７００℃である。
ステップ２で、前記半導体基板１の一側表面に第１ドープ層３を形成する。
具体的には、ＬＰＣＶＤを使用して前記半導体基板１の一側表面に第１界面層２を形成し、使用温度は４００～７００℃である。
【0202】
１つの具体的な実施形態において、前記第１界面層２の前記半導体基板１とは反対側の表面にその場ドーピングＬＰＣＶＤにより第１ドープ層３を形成する。
【0203】
別の具体的な実施形態において、前記第１界面層２の前記半導体基板１とは反対側の表面に第１半導体層を形成し、拡散により前記第１ドーパントを前記第１半導体層内にドープし、それにより第１ドープ層３を形成する。
【0204】
前記第１半導体層は多結晶シリコン層、微結晶シリコン層又は非晶質シリコン層であってもよい。
【0205】
前記第１ドープ層３内の第１ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１９～５×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0206】
ステップ３で、前記第１ドープ層３を、一部を残すようにパターン化する。
具体的には、前記第１ドープ層３の前記半導体基板１とは反対側の表面上に第１補助層を形成し、その後第２領域上方の第１補助層及び第１ドープ層３をエッチングによって除去し、それによりパターン化を完了し、第１領域の第１ドープ層３のみを残す。
具体的には、前記第１ドープ層３の前記半導体基板１とは反対側の表面上に第１補助層を形成し、その後第２領域上方の第１補助層及び第１ドープ層３をエッチングによって除去し、それによりパターン化を完了し、第１領域の第１ドープ層３のみを残す。
【0207】
具体的には、前記第１補助層は酸化ケイ素、窒化ケイ素等の誘電体膜であってもよい。好ましくは、前述したリンドーピング時に形成された酸化ケイ素膜を第１補助層として使用してもよい。続いて、第１補助層をパターン化し、例えば、エッチングペーストを使用してパターンを印刷して第１領域以外の第１補助層、第１ドープ層３及び第１界面層２を除去するか、又は短パルスレーザーを使用して第１領域以外の第１補助層、第１ドープ層３及び第１界面層２を除去する。
【0208】
好適な解決手段では、アルカリ溶液を使用して第１領域以外の第１ドープ層３及び第１界面層２を除去し、同一の前記アルカリ溶液を使用して前記第２領域中の半導体基板１の表面上にテクスチャ構造を形成させる。アルカリ液を使用することで第１領域での第１ドープ層３のパターン化が完了され、同時に第２領域のテクスチャ製造も完了される。それによって、ＩＢＣ製造手順は大幅に簡略化され、現在一般的に使用されている片面テクスチャ製造のプロセスが省略できる。
【0209】
従来技術における片面テクスチャ製造には２つの方法ある。方法１では、まずシリコンウエハを両面研磨し、次に片面で第１補助層を製造し、その後テクスチャを製造し、テクスチャ製造完了後に第１補助層を除去する。
【0210】
方法２では、まずシリコンウエハを両面研磨し、次に片面で第１補助層を製造し、次に片面研磨し、その後第１補助層を除去する。
【0211】
従来の２つの片面テクスチャ製造方法は両方とも複雑であり、電池製造プロセスの最初に片面テクスチャ製造の工程を完了する必要がある。完了するには少なくとも４つの工程が必要である。また、テクスチャは後続の正常な電池製造過程で破損される可能性もあり、電池のテクスチャ反射防止効果が低下する。
【0212】
ステップ４で、まず第２界面層４を形成し、前記第２界面層４は前記第１ドープ層の前記半導体基板とは反対側の表面及び側面を覆うだけでなく、前記第１ドープ層で覆われていない半導体基板の第１表面も覆う。
【0213】
前記第２界面層４の前記半導体基板１及び第１ドープ層３とは反対側の表面にその場ドーピングＬＰＣＶＤにより第２ドープ層６を形成し、その場ドーピングとは非晶質シリコン堆積とドーピングを同時に完了することを指す。
【0214】
前記第２ドープ層６の前記第２界面層４とは反対側の表面にそれぞれ第２補助層を形成し、半導体基板１の第１表面上の前記第２ドープ層６と第１ドープ層の境界部位が第２補助層で覆われていない。
【0215】
第２補助層で覆われていない第１ドープ層３、第２ドープ層６、第１界面層及び第２界面層をいずれもエッチングによって除去し、前記半導体基板の第１表面を露出させ、それによって前記第１ドープ層３と前記第２ドープ層６の間に隔離領域１０が位置するようにする。続いて、前記第２補助層を除去する。
【0216】
前記第２補助層は酸化ケイ素、窒化ケイ素等の誘電体膜であってもよい。
【0217】
好ましくは、第１ドープ層３、第２ドープ層６及びその下方の第１界面層、第２界面層４を除去して半導体基板１の第１表面を露出させる際に、該部分の半導体基板１をさらに除去してもよく、それにより隔離領域１０の深さが増加し、隔離領域１０が深いほど、隔離効果が高い。一般に、第１半導体層又は第２半導体層中のドーパントがいずれも一定量で界面層を貫通して半導体基板中に進入するため、半導体基板１におけるドーピングにも前述したように、漏電又は破壊による発熱のリスクがあることから、隔離領域１０が半導体基板１内に延在すると、漏電又は破壊による発熱のリスクが低減できる。
【0218】
さらに、エッチングステップ完了後、第２補助層を除去する。
【0219】
ステップ５で、前記第１ドープ層３上方の第２ドープ層６を加熱処理することで、第１ドープ層３中の第１ドーパントをその上の第２ドープ層６中に拡散させ、第１ドープ層上方の第２ドープ層６中の第２ドーパントも第１ドープ層３中に拡散し、それにより前記第１ドープ層３上方の第２ドープ層６が第３ドープ層５に変換され、前記第１ドープ層３で覆われていない第１表面上方の第２ドープ層６は第２ドープ層６のままである。
【0220】
具体的には、前記第３ドープ層５において、前記第１ドープ層３に近い領域は、少なくとも一部の領域の導電性が前記第１ドープ層３の導電型と同じである。
【0221】
前記第１ドープ層３内の第１ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１９～３×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、第２ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１９～３×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0222】
前記第３ドープ層５内の一部の領域の第１ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０２０～５×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、第２ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１９～３×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0223】
前記第２ドープ層６内の第２ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１９～３×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0224】
具体的には、前記加熱処理又は加熱条件下の加熱ピーク温度は８５０℃以上であり、好ましくは９００℃以上であり、より好ましくは１０００℃であり、例えば８５０℃、９００℃、１０００℃、１１００℃、１２００℃等であってもよい。ピーク温度下で、加熱時間は１０ｍｉｎ以上であり、好ましくは３０ｍｉｎ以上であり、例えば１０ｍｉｎ、２０ｍｉｎ、３０ｍｉｎ、４０ｍｉｎ、５０ｍｉｎ、６０ｍｉｎ等であってもよい。
【0225】
前記第２半導体層は多結晶シリコン層、微結晶シリコン層又は非晶質シリコン層であってもよい。加熱処理ピーク温度が高いため、前記第２半導体層中の非晶質シリコン又は微結晶シリコンは多結晶シリコンに変換され、それにより第２半導体層の導電率を高めることができる。
【0226】
選択的に、加熱処理後、加熱中に形成した可能性のある酸化膜を除去してもよく、前記酸化膜層の除去に使用される溶液にはフッ素が含まれ、具体的にはＨＦ又はＮＨ４Ｆ等含有の溶液等を使用して前記酸化膜層を除去してもよい。
【0227】
前記第１ドープ層３に第１ドーパント及び第２ドーパントが含まれ、
前記第２ドープ層６に第２ドーパントが含まれ、
前記第３ドープ層５に第１ドーパント及び第２ドーパントが含まれ、
前記第１ドープ層３と前記第２ドープ層６が反対の導電型であり、
前記第３ドープ層５中の少なくとも一部の領域における導電型が前記第１ドープ層の導電型と同じである。
前記第２ドープ層６に第２ドーパントが含まれ、
前記第３ドープ層５に第１ドーパント及び第２ドーパントが含まれ、
前記第１ドープ層３と前記第２ドープ層６が反対の導電型であり、
前記第３ドープ層５中の少なくとも一部の領域における導電型が前記第１ドープ層の導電型と同じである。
【0228】
ステップ６で、前記第３ドープ層５及び第２ドープ層６の前記第２界面層４とは反対側の表面に裏面パッシベーション層７を形成するとともに、前記半導体基板１の前記第１界面層２とは反対側の表面に前面パッシベーション層を形成する。
【0229】
ステップ７で、前記第３ドープ層５の上方に前記裏面パッシベーション層７を貫通する第１電極８を形成するとともに、前記第２ドープ層６の上方に前記裏面パッシベーション層７を貫通する第２電極９を形成する。
【0230】
具体的には、電極を形成する方法が様々あり、バーンスルーペーストを直接裏面パッシベーション層７上に塗布し、その後熱処理を経て電極ペーストを裏面パッシベーション層７に通過させて第３ドープ層５及び第２ドープ層６との接触を結成してもよい。また、まず裏面パッシベーション層７上で孔を開け、次に電極ペースト、レーザー転写法、電気めっき、化学めっき、光誘導めっき等の方法、又は蒸発、スパッタリング等の物理気相成長等の方法を使用して電極を形成してもよい。当然、上記方法のうちの１つ又は複数の組合せを使用して電極を形成してもよい。
実施例
実施例
【0231】
下記実施例で使用される実験方法は、特に要求されない限り、いずれも一般的な方法である。
【0232】
下記実施例で使用される材料、試薬等は、特に断らない限り、いずれも市場から入手できる。
実施例１
実施例１
【0233】
本実施例における太陽電池は第１の太陽電池であり、以下のステップ１～ステップ７を含む。
【0234】
ステップ１で、半導体基板１を準備する。
ｐ型シリコンウエハを半導体基板１として準備し、その厚さは２００μｍである。
ｐ型シリコンウエハを半導体基板１として準備し、その厚さは２００μｍである。
【0235】
ステップ２で、前記半導体基板１の一側表面に第１ドープ層３を形成する。
具体的には、ＬＰＣＶＤを使用して前記半導体基板１の一側表面に第１界面層２を形成し、使用温度は７００℃であり、前記第１界面層２の前記半導体基板１とは反対側の表面にリンドープ非晶質シリコン層３を形成する。このリンドープ非晶質シリコン３はその場ドーピングＬＰＣＶＤにより形成され、堆積源はＳｉＨ４であり、リン含有ドーピング源はＰＨ３である。
具体的には、ＬＰＣＶＤを使用して前記半導体基板１の一側表面に第１界面層２を形成し、使用温度は７００℃であり、前記第１界面層２の前記半導体基板１とは反対側の表面にリンドープ非晶質シリコン層３を形成する。このリンドープ非晶質シリコン３はその場ドーピングＬＰＣＶＤにより形成され、堆積源はＳｉＨ４であり、リン含有ドーピング源はＰＨ３である。
【0236】
第１界面層２は酸化ケイ素層であり、その厚さは１ｎｍであり、前記真性非晶質シリコン層の厚さは１００ｎｍである。
【0237】
前記第１ドープ層３内の第１ドーパントのピークドーピング濃度は３×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0238】
ステップ３で、前記第１ドープ層３を、一部を残すようにパターン化する。
具体的には、前記第１ドープ層３の前記半導体基板１とは反対側の表面上に厚さ２０ｎｍの酸化ケイ素層（即ち第１補助層）を形成し、その後短パルスレーザーを使用して第２領域上方の酸化ケイ素、第１ドープ層３及び第１界面層２をエッチングによって除去し、それによりパターン化を完了し、第１領域の第１ドープ層３のみを残す。
具体的には、前記第１ドープ層３の前記半導体基板１とは反対側の表面上に厚さ２０ｎｍの酸化ケイ素層（即ち第１補助層）を形成し、その後短パルスレーザーを使用して第２領域上方の酸化ケイ素、第１ドープ層３及び第１界面層２をエッチングによって除去し、それによりパターン化を完了し、第１領域の第１ドープ層３のみを残す。
【0239】
ステップ４で、前記第１ドープ層３の前記半導体基板１とは反対側の表面に前記第１ドープ層３及び前記半導体基板１の第１ドープ層３で覆われていない表面を覆う酸化ケイ素層（即ち第２補助層）を形成し、その厚さは２０ｎｍである。
ステップ５で、前記第２界面層４の前記半導体基板１及び第１ドープ層３とは反対側の表面にその場ドーピングＬＰＣＶＤにより第２ドープ層６を形成し、その場ドーピングとは、非晶質シリコン堆積とドーピングを同時に完了することを指し、第２ドープ層６は２５ｎｍであり、その場ドーピングによるホウ素含有ドープ物質はＢ２Ｈ６であり、それにより第２ドープ層６が形成される。続いて、前記第１ドープ層３上方の第２ドープ層６を加熱処理（ピーク温度９００℃、加熱時間３０ｍｉｎ）することで、第１ドープ層３中のリンをその上の第２ドープ層６中に拡散させ、第１領域上の第２ドープ層６中のホウ素も第１ドープ層３中に拡散し、それにより第１領域上の対応する第２ドープ層６が第３ドープ層５に変換され、第２領域上の対応する第２ドープ層６は第２ドープ層６のままであり、また、加熱処理の温度が高いため、前記非晶質シリコン層は多結晶シリコン層に変換される。前記第３ドープ層５中のいずれの領域も第１ドープ層３と同じ導電性である。
ステップ５で、前記第２界面層４の前記半導体基板１及び第１ドープ層３とは反対側の表面にその場ドーピングＬＰＣＶＤにより第２ドープ層６を形成し、その場ドーピングとは、非晶質シリコン堆積とドーピングを同時に完了することを指し、第２ドープ層６は２５ｎｍであり、その場ドーピングによるホウ素含有ドープ物質はＢ２Ｈ６であり、それにより第２ドープ層６が形成される。続いて、前記第１ドープ層３上方の第２ドープ層６を加熱処理（ピーク温度９００℃、加熱時間３０ｍｉｎ）することで、第１ドープ層３中のリンをその上の第２ドープ層６中に拡散させ、第１領域上の第２ドープ層６中のホウ素も第１ドープ層３中に拡散し、それにより第１領域上の対応する第２ドープ層６が第３ドープ層５に変換され、第２領域上の対応する第２ドープ層６は第２ドープ層６のままであり、また、加熱処理の温度が高いため、前記非晶質シリコン層は多結晶シリコン層に変換される。前記第３ドープ層５中のいずれの領域も第１ドープ層３と同じ導電性である。
【0240】
前記第１ドープ層３内のリンのピークドーピング濃度は２×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、ホウ素のピークドーピング濃度は２×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0241】
前記第３ドープ層５内のリンのピークドーピング濃度は２×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、ホウ素のピークドーピング濃度は２×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0242】
前記第２ドープ層６の厚さは２５ｎｍであり、その中のホウ素のドーピング濃度は２×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0243】
ステップ６で、前記第３ドープ層５及び第２ドープ層６の前記第２界面層４とは反対側の表面に裏面パッシベーション層７（厚さ１５ｎｍの酸化アルミニウム層）を形成するとともに、前記半導体基板１の前記第１界面層２とは反対側の表面に前面パッシベーション層（厚さ１５ｎｍの酸化アルミニウム層）を形成する。
【0244】
ステップ７で、前記第３ドープ層５の上方に前記裏面パッシベーション層７を貫通する第１電極８を形成するとともに、前記第２ドープ層６の上方に前記裏面パッシベーション層７を貫通する第２電極９を形成する。前記第１電極８及び第２電極９は両方とも銀電極である。
【0245】
前記太陽電池の性能は表１に示す。
実施例２
実施例２
【0246】
本実施例における太陽電池は第２の太陽電池であり、以下のステップ１～ステップ９を含む。
【0247】
ステップ１で、半導体基板１を準備する。
ｐ型シリコンウエハを半導体基板１として準備し、その厚さは２００μｍである。
ｐ型シリコンウエハを半導体基板１として準備し、その厚さは２００μｍである。
【0248】
ステップ２で、前記半導体基板１の一側表面に第１ドープ層３を形成する。具体的には、ＬＰＣＶＤを使用して前記半導体基板１の一側表面に第１界面層２を形成し、使用温度は７００℃であり、前記第１界面層２の前記半導体基板１とは反対側の表面にリンドープ非晶質シリコン層３を形成する。このリンドープ非晶質シリコンはその場ドーピングＬＰＣＶＤにより形成され、堆積源はＳｉＨ４であり、リン含有ドーピング源はＰＨ３である。
【0249】
第１界面層２は酸化ケイ素層であり、その厚さは１ｎｍであり、前記真性非晶質シリコン層の厚さは１００ｎｍである。
【0250】
前記第１ドープ層３内の第１ドーパントのピークドーピング濃度は３×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0251】
ステップ３で、前記第１ドープ層３を、一部を残すようにパターン化する。
具体的には、前記第１ドープ層３の前記半導体基板１とは反対側の表面上に厚さ２０ｎｍの酸化ケイ素層（即ち第１補助層）を形成し、その後短パルスレーザーを使用して第２領域上方の酸化ケイ素、第１ドープ層３及び第１界面層２をエッチングによって除去し、それによりパターン化を完了し、第１領域の第１ドープ層３のみを残す。
具体的には、前記第１ドープ層３の前記半導体基板１とは反対側の表面上に厚さ２０ｎｍの酸化ケイ素層（即ち第１補助層）を形成し、その後短パルスレーザーを使用して第２領域上方の酸化ケイ素、第１ドープ層３及び第１界面層２をエッチングによって除去し、それによりパターン化を完了し、第１領域の第１ドープ層３のみを残す。
【0252】
ステップ４で、前記第１ドープ層３の前記半導体基板１とは反対側の表面に前記第１ドープ層３及び前記半導体基板１の第１ドープ層３で覆われていない表面を覆う酸化ケイ素層（即ち第２補助層）を形成し、その厚さは２０ｎｍである。
ステップ５で、前記第２界面層４の前記半導体基板１及び第１ドープ層３とは反対側の表面にその場ドーピングＬＰＣＶＤにより第２ドープ層６を形成し、その場ドーピングとは、非晶質シリコン堆積とドーピングを同時に完了することを指し、第２ドープ層６は２５ｎｍであり、その場ドーピングによるホウ素含有ドープ物質はＢ２Ｈ６であり、それにより第２ドープ層６が形成される。続いて、前記第１ドープ層３上方の第２ドープ層６を加熱処理（ピーク温度９００℃、加熱時間３０ｍｉｎ）することで、第１ドープ層３中のリンをその上の第２ドープ層６中に拡散させ、第１領域上の第２ドープ層６中のホウ素も第１ドープ層３中に拡散し、それにより第１領域上の対応する第２ドープ層６が第３ドープ層５に変換され、第２領域上の対応する第２ドープ層６は第２ドープ層６のままであり、また、加熱処理の温度が高いため、前記非晶質シリコン層は多結晶シリコン層に変換される。前記第３ドープ層５中のいずれの領域も第１ドープ層３と同じ導電性である。
ステップ５で、前記第２界面層４の前記半導体基板１及び第１ドープ層３とは反対側の表面にその場ドーピングＬＰＣＶＤにより第２ドープ層６を形成し、その場ドーピングとは、非晶質シリコン堆積とドーピングを同時に完了することを指し、第２ドープ層６は２５ｎｍであり、その場ドーピングによるホウ素含有ドープ物質はＢ２Ｈ６であり、それにより第２ドープ層６が形成される。続いて、前記第１ドープ層３上方の第２ドープ層６を加熱処理（ピーク温度９００℃、加熱時間３０ｍｉｎ）することで、第１ドープ層３中のリンをその上の第２ドープ層６中に拡散させ、第１領域上の第２ドープ層６中のホウ素も第１ドープ層３中に拡散し、それにより第１領域上の対応する第２ドープ層６が第３ドープ層５に変換され、第２領域上の対応する第２ドープ層６は第２ドープ層６のままであり、また、加熱処理の温度が高いため、前記非晶質シリコン層は多結晶シリコン層に変換される。前記第３ドープ層５中のいずれの領域も第１ドープ層３と同じ導電性である。
【0253】
前記第１ドープ層３内のリンのピークドーピング濃度は２×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、ホウ素のピークドーピング濃度は２×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0254】
前記第３ドープ層５内のリンのピークドーピング濃度は２×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、ホウ素のピークドーピング濃度は２×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0255】
前記第２ドープ層６の厚さは２５ｎｍであり、その中のホウ素のドーピング濃度は２×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0256】
ステップ６で、前記第３ドープ層５及び第２ドープ層６の前記第２界面層４とは反対側の表面にそれぞれ第２補助層を形成し、第３ドープ層５と前記第２ドープ層６の境界に近い部位が第２補助層で覆われていない。
【0257】
前記第２補助層は酸化ケイ素であってもよく、その厚さは２０ｎｍである。
【0258】
ステップ７で、短パルスレーザーを使用して前記第２補助層で覆われていない第３ドープ層５、第２ドープ層６及びその下方の第２界面層４をエッチングによって除去し、それにより半導体基板１を露出させ（露出した半導体基板１は隔離領域１０と呼ばれる）、前記第３ドープ層５、第２界面層４、第１ドープ層３及び第１界面層２の前記隔離領域１０に近い側面、隔離領域１０の半導体基板１の表面、及び第２界面層４、第２ドープ層６に近い前記隔離領域１０の側面が、１つの隔離領域１０を形成し、前記隔離領域１０の幅ｗは１００μｍである。
【0259】
エッチングステップ完了後、第２補助層を除去し、希フッ酸の酸液を用いて第２補助層を除去する。
【0260】
ステップ８で、前記第３ドープ層５及び第２ドープ層６の前記第２界面層４とは反対側の表面に裏面パッシベーション層７（厚さ１５ｎｍの酸化アルミニウム層）を形成するとともに、前記半導体基板１の前記第１界面層２とは反対側の表面に前面パッシベーション層（厚さ１５ｎｍの酸化アルミニウム層）を形成する。
【0261】
ステップ９で、前記第３ドープ層５の上方に前記裏面パッシベーション層７を貫通する第１電極８を形成するとともに、前記第２ドープ層６の上方に前記裏面パッシベーション層７を貫通する第２電極９を形成する。前記第１電極８及び第２電極９は両方とも銀電極である。
【0262】
前記太陽電池の性能は表１に示す。
実施例３
実施例３
【0263】
実施例３と実施例２の相違点は次のとおりである。第２ドープ層６の厚さが異なり、本実施例における第２ドープ層６の厚さは５０ｎｍであり、前記第３ドープ層５において、一部の領域が第１ドープ層３と同じ導電性である。前記太陽電池の性能は表１に示す。
実施例４
実施例４
【0264】
実施例４と実施例２の相違点は次のとおりである。第２ドープ層６の厚さが異なり、本実施例における第２ドープ層６の厚さは１００ｎｍであり、前記第３ドープ層５中の一部の領域が第１ドープ層３と同じ導電性である。前記太陽電池の性能は表１に示す。
実施例５
実施例５
【0265】
実施例５と実施例２の相違点はステップ５にあり、実施例５のステップ５では、前記第２界面層４の前記半導体基板１及び第１ドープ層３とは反対側の表面に厚さ２５ｎｍの非晶質シリコン層を形成し、ホウ素拡散により前記ホウ素を前記非晶質シリコン層内にドープし、ホウ素含有ドープ物質はＢＢｒ３であり、ホウ素拡散のピーク温度は９００℃であり、加熱時間は３０ｍｉｎであり、それにより第２ドープ層６が形成され、また、第１ドープ層３中のリンをその上の第２ドープ層６中に拡散させ、第１領域上の第２ドープ層６中のホウ素も第１ドープ層３中に拡散し、それにより第１領域上の対応する第２ドープ層６が第３ドープ層５に変換され、第２領域上の対応する第２ドープ層６は第２ドープ層６のままであり、また、ホウ素拡散処理の温度が高いため、前記非晶質シリコン層は多結晶シリコン層に変換される。前記第３ドープ層５中のいずれの領域も第１ドープ層３と同じ導電性である。
【0266】
前記第１ドープ層３内のリンのピークドーピング濃度は２×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、ホウ素のピークドーピング濃度は２×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0267】
前記第３ドープ層５内のリンのピークドーピング濃度は２×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、ホウ素のピークドーピング濃度は２×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0268】
前記第２ドープ層６の厚さは２５ｎｍであり、その中のホウ素のドーピング濃度は２×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0269】
前記太陽電池の性能は表１に示す。
実施例６
実施例６
【0270】
実施例６と実施例２の相違点は以下のとおりである。
ステップ５で、前記第２界面層４の前記半導体基板１及び第１ドープ層３とは反対側の表面にその場ドーピングＬＰＣＶＤにより第２ドープ層６を形成し、その場ドーピングとは、非晶質シリコン堆積とドーピングを同時に完了することを指し、第２ドープ層６は２５ｎｍであり、その場ドーピングによるホウ素含有ドープ物質はＢ２Ｈ６であり、それにより第２ドープ層６が形成される。
ステップ５で、前記第２界面層４の前記半導体基板１及び第１ドープ層３とは反対側の表面にその場ドーピングＬＰＣＶＤにより第２ドープ層６を形成し、その場ドーピングとは、非晶質シリコン堆積とドーピングを同時に完了することを指し、第２ドープ層６は２５ｎｍであり、その場ドーピングによるホウ素含有ドープ物質はＢ２Ｈ６であり、それにより第２ドープ層６が形成される。
【0271】
ステップ６で、前記第３ドープ層５及び第２ドープ層６の前記第２界面層４とは反対側の表面にそれぞれ第２補助層を形成し、第３ドープ層５と前記第２ドープ層６の境界に近い部位が第２補助層で覆われていない。
【0272】
前記第２補助層は酸化ケイ素であってもよく、その厚さは２０ｎｍである。
【0273】
ステップ７で、短パルスレーザーを使用して前記第２補助層で覆われていない第３ドープ層５、第２ドープ層６及びその下方の第２界面層４をエッチングによって除去し、それにより半導体基板１を露出させ（露出した半導体基板１は隔離領域１０と呼ばれる）、前記第３ドープ層５、第２界面層４、第１ドープ層３及び第１界面層２の前記隔離領域１０に近い側面、隔離領域１０の半導体基板１の表面、及び第２界面層４、第２ドープ層６の前記隔離領域１０に近い側面が、１つの隔離領域１０を形成し、前記隔離領域１０の幅ｗは１００μｍである。
【0274】
エッチングステップ完了後、第２補助層を除去し、希フッ酸の酸液を用いて第２補助層を除去する。
【0275】
ステップ８で、前記第１ドープ層３上方の第２ドープ層６を加熱処理（ピーク温度９００℃、加熱時間３０ｍｉｎ）することで、第１ドープ層３中のリンをその上の第２ドープ層６中に拡散させ、第１領域上の第２ドープ層６中のホウ素も第１ドープ層３中に拡散し、それにより第１領域上の対応する第２ドープ層６が第３ドープ層５に変換され、第２領域上の対応する第２ドープ層６は第２ドープ層６のままであり、また、加熱処理の温度が高いため、前記非晶質シリコン層は多結晶シリコン層に変換される。前記第３ドープ層５中のいずれの領域も第１ドープ層３と同じ導電性である。
【0276】
前記第１ドープ層３内のリンのピークドーピング濃度は２×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、ホウ素のピークドーピング濃度は２×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0277】
前記第３ドープ層５内のリンのピークドーピング濃度は２×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、ホウ素のピークドーピング濃度は２×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0278】
前記第２ドープ層６の厚さは２５ｎｍであり、その中のホウ素のドーピング濃度は２×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0279】
ステップ９で、前記第３ドープ層５及び第２ドープ層６の前記第２界面層４とは反対側の表面に裏面パッシベーション層７（厚さ１５ｎｍの酸化アルミニウム層）を形成するとともに、前記半導体基板１の前記第１界面層２とは反対側の表面に前面パッシベーション層（厚さ１５ｎｍの酸化アルミニウム層）を形成する。
【0280】
ステップ１０で、前記第３ドープ層５の上方に前記裏面パッシベーション層７を貫通する第１電極８を形成するとともに、前記第２ドープ層６の上方に前記裏面パッシベーション層７を貫通する第２電極９を形成する。前記第１電極８及び第２電極９は両方とも銀電極である。
【0281】
前記太陽電池の性能は表１に示す。
実施例７
実施例７
【0282】
実施例７と実施例２の相違点は次のとおりである。第２ドープ層６の厚さが異なり、本実施例における第２ドープ層６の厚さは２００ｎｍであり、前記第３ドープ層５中の一部の領域が第１ドープ層３と同じ導電性である。
【0283】
前記太陽電池の性能は表１に示す。
実施例８
実施例８
【0284】
実施例８と実施例２の相違点はステップ５にあり、実施例８におけるステップ５では、前記第２界面層４の前記半導体基板１及び第１ドープ層３とは反対側の表面にその場ドーピング方法によりホウ素含有多結晶シリコン層を形成し、その場ドーピング中にＢ２Ｈ６をドーピング源として使用し、形成された多結晶シリコンの厚さは１００ｎｍであり、それにより第２ドープ層６が形成される。続いて、レーザーを前記第１ドープ層３上方の第２ドープ層６の第１領域に局所照射する（レーザー処理のレーザーパワーは２５Ｗであり、レーザーは波長５３２ｎｍの緑色レーザー装置を用いる）ことで、第１ドープ層３中のリンをその上の第２ドープ層６の第１領域中に拡散させ、第１領域上の第２ドープ層６中のホウ素も第１ドープ層３中に拡散し、それにより第１領域上の対応する第２ドープ層６が第３ドープ層５に変換され、前記第３ドープ層５中のレーザー照射された領域の第１ドーパントのドーピング濃度が第２ドーパントのドーピング濃度より大きく、その導電型が第１ドープ層３の導電型と同じであり、レーザー照射されていない第２領域上の対応する第２ドープ層６は第２ドープ層６のままであり、第１領域は第１電極領域であり、前記第３ドープ層５中の前記第１電極に接触する領域は第１ドープ層３と同じ導電性である。
【0285】
前記第１ドープ層３内のリンのピークドーピング濃度は２×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、ホウ素のピークドーピング濃度は２×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0286】
前記第３ドープ層５内のリンのピークドーピング濃度は２×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、ホウ素のピークドーピング濃度は２×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0287】
前記第２ドープ層６の厚さは１００ｎｍであり、その中のホウ素のドーピング濃度は２×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【0288】
前記太陽電池の性能は表１に示す。
【0289】
【表1】
【0290】
結論：表１から分かるように、実施例１と実施例２の比較によると、電池上にｐ型領域とｎ型領域の間隔領域を形成して、ｐ型とｎ型半導体領域を隔離するために使用することで、ｐｎ接合部位の再結合が低減され、横方向リークが低減され、開路電圧、曲線因子のいずれも一定向上する。
【0291】
実施例２と実施例５の比較によると、実施例５ではホウ素拡散でその場ドーピングによるホウ素拡散を代替し、ホウ素拡散の表面濃度がその場ドーピングによるホウ素の濃度より僅かに高いため、接触抵抗を低下させることができ、そのＦＦが一定向上し、開路電圧が僅かに低下し、効率が同様である。
【0292】
実施例２、実施例３、実施例４、実施例７の比較から分かるように、実施例３の効率が最も高い。その主な原因は次のとおりである。実施例２では、第２ドープ層が２５ｎｍであり、第３ドープ層が全てｎ型に反転するが、第２ドープ層が薄い（これも２５ｎｍ）ので、第２ドープ層で第２電極の金属再結合を完全に遮断できないことから、開路電圧が実施例３より僅かに低くなり、実施例４では、第２ドープ層が１００ｎｍであり、第３ドープ層が底層のみｎ型に反転し、ｐ型である頂層が依然として一部あり、第１電極が表層の第３ドープ層を貫通して底層のｎ型第３ドープ層に接触し、そのＦＦは実施例３より僅かに低い。実施例７では、第２ドープ層が２００ｎｍであり、第３ドープ膜層が厚いため、第１電極と第３ドープ膜層のｎ型底層部分の接触が不良であり、その曲線因子に影響を及ぼす。
【0293】
実施例２と実施例６の比較から分かるように、間隔領域を形成してから加熱することと、加熱してから間隔領域を形成することの間に大きな差異がなく、電気性能も同様である。
【0294】
実施例４と比較して、実施例８では、レーザーで電極領域中の加熱を継続するため、電極下方の頂層ｐ型多結晶シリコン層が継続してｎ型へ変換され、第１電極とｎ型ドープ半導体とのより良好な接触が形成され、曲線因子が向上する。
【0295】
したがって、本開示に記載の太陽電池は、１回のみのパターン化、１回のみの高温熱処理が必要であり、該方法で製造されるドープ領域は、両極ともパッシベーションコンタクト構造であり、パッシベーション効果が高く、金属領域の再結合速度が大幅に低下し、それにより電池の効率が向上する。また、高温熱処理による熱損傷を低減することもできる。
【0296】
以上に本開示の実施形態を説明したが、本開示は上記の具体的な実施形態及び応用分野に限定されるものではなく、上記の具体的な実施形態は例示的で指導的なものに過ぎず、限定的なものではない。当業者であれば、本明細書の教示下で本開示の特許請求の範囲で請求される範囲から逸脱することなく、様々な形態が可能であり、それらはいずれも本開示の保護範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0297】
１ 半導体基板
２ 第１界面層
３ 第１ドープ層
４ 第２界面層
５ 第３ドープ層
６ 第２ドープ層
７ 裏面パッシベーション層
８ 第１電極
９ 第２電極
１０ 隔離領域
１１ 第３ドープ領域
１２ 第４ドープ領域
２ 第１界面層
３ 第１ドープ層
４ 第２界面層
５ 第３ドープ層
６ 第２ドープ層
７ 裏面パッシベーション層
８ 第１電極
９ 第２電極
１０ 隔離領域
１１ 第３ドープ領域
１２ 第４ドープ領域
【図1】
【図2】
【手続補正書】
【提出日】2024-06-21
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
半導体基板を準備するステップと、前記半導体基板の第１表面に第１ドープ層を形成するステップと、
前記第１ドープ層を、一部を残すようにパターン化するステップと、
前記第１ドープ層の前記半導体基板とは反対側の表面に加熱処理によって第３ドープ層を形成し、前記第１ドープ層で覆われていない半導体基板の第１表面に第２ドープ層を形成するステップと、を含み、
前記第１ドープ層に第１ドーパント及び第２ドーパントが含まれ、
前記第２ドープ層に第２ドーパントが含まれ、
前記第３ドープ層に第１ドーパント及び第２ドーパントが含まれ、
前記第１ドープ層と前記第２ドープ層が反対の導電型であり、
前記第３ドープ層における少なくとも一部の領域が第１ドープ層と同じ導電型であることを特徴とする、太陽電池の製造方法。
【請求項2】
第３ドープ層を形成する前に、前記第１ドープ層内の第１ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１９～５×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であることを特徴とする、請求項１に記載の製造方法。
【請求項3】
第３ドープ層を形成した後、前記第１ドープ層において、前記第１ドーパントのドーピング濃度は前記第２ドーパントのドーピング濃度より大きくなり、前記第３ドープ層において、少なくとも一部の領域の第１ドーパントのドーピング濃度が第２ドーパントのドーピング濃度より大きいことを特徴とする、請求項１に記載の製造方法。
【請求項4】
前記第１ドープ層内の第１ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１９～３×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、前記第２ドープ層において、前記第２ドーパントのピークドーピング濃度は１×１０１９～３×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、
前記第３ドープ層内の少なくとも一部の領域中の第１ドーパントのピークドーピング濃度が１×１０２０～５×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であることを特徴とする、請求項３に記載の製造方法。
【請求項5】
第３ドープ層を形成した後に、前記半導体基板の第１表面上における前記第２ドープ層と前記第１ドープ層の境界での第１ドープ層、第２ドープ層及び第３ドープ層をエッチングによって除去し、前記半導体基板の第１表面を露出させることで、前記第１ドープ層と前記第２ドープ層の間に隔離領域が位置するようにするステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の製造方法。
【請求項6】
半導体基板を含み、前記半導体基板の第１表面に第１ドープ層及び第２ドープ層を有し、前記第１ドープ層の前記半導体基板とは反対側の表面に第３ドープ層を有し、前記第１ドープ層に第１ドーパント及び第２ドーパントが含まれ、
前記第２ドープ層に第２ドーパントが含まれ、
前記第３ドープ層に第１ドーパント及び第２ドーパントが含まれ、
前記第３ドープ層中の少なくとも一部の領域が第１ドープ層と同じ導電型であり、
前記第１ドープ層と前記第２ドープ層が反対の導電型であることを特徴とする、太陽電池。
【請求項7】
前記第１ドープ層の厚さは５０～３００ｎｍであり、前記第３ドープ層と前記第２ドープ層は同じ厚さであり、いずれも１５０ｎｍ以下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】
前記第３ドープ層の厚さｄが３０ｎｍ以下である場合、前記第３ドープ層における領域全体は第１ドープ層と同じ導電型であることを特徴とする、請求項７に記載の太陽電池。
【請求項9】
前記第３ドープ層の厚さが３０ｎｍ＜ｄ≦１５０ｎｍである場合、前記第３ドープ層において、前記第１ドープ層に近い領域は、少なくとも一部の領域の導電性が前記第１ドープ層の導電型と同じであることを特徴とする、請求項７に記載の太陽電池。
【請求項10】
前記第３ドープ層の厚さが３０ｎｍ＜ｄ≦１５０ｎｍである場合、前記第３ドープ層において、前記第１ドープ層と同じ導電型の領域は厚さ方向に前記第３ドープ層を貫通することを特徴とする、請求項７に記載の太陽電池。
【請求項11】
前記第１ドープ層内において、前記第１ドーパントのドーピング濃度は前記半導体基板とは反対側の表面から前記半導体基板側の表面まで増加してから低下し、第２ドーパントのドーピング濃度は漸次低下することを特徴とする、請求項６に記載の太陽電池。
【請求項12】
前記第２ドープ層内において、第２ドーパントのドーピング濃度は前記半導体基板とは反対側の表面から前記半導体基板側の表面まで同じ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13】
前記第３ドープ層内において、前記第１ドーパントのドーピング濃度は前記半導体基板とは反対側の表面から前記半導体基板側の表面まで漸次増加し、前記第２ドーパントのドーピング濃度は前記半導体基板とは反対側の表面から前記半導体基板側の表面まで同じ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14】
前記第３ドープ層は、前記第１ドープ層の前記半導体基板とは反対側の表面を覆うだけでなく、前記第２ドープ層に近い第１ドープ層の側面も覆い、且つ前記第１ドープ層の側面を覆う前記第３ドープ層は前記第２ドープ層と接触することを特徴とする、請求項６に記載の太陽電池。
【請求項15】
第１界面層をさらに含み、前記第１界面層は前記半導体基板と前記第１ドープ層の間に位置し、及び／又は、第２界面層をさらに含み、前記第２界面層は前記第１ドープ層の前記第１界面層とは反対側の表面からその側面に延在し、そして前記半導体基板の第１ドープ層で覆われていない部分を覆うように延在し、且つ前記第２ドープ層及び第３ドープ層はそれぞれ前記第２界面層の一側表面上に設けられ、及び／又は、
裏面パッシベーション層をさらに含み、前記裏面パッシベーション層は第３ドープ層及び第２ドープ層を覆うことを特徴とする、請求項１４に記載の太陽電池。
【請求項16】
前記第１ドープ層と前記第３ドープ層は同じ幅であり、前記第１ドープ層及び第３ドープ層と前記第２ドープ層の間に隔離領域が位置することを特徴とする、請求項６に記載の太陽電池。
【請求項17】
第１界面層をさらに含み、前記第１界面層は前記半導体基板と前記第１ドープ層の間に位置し、及び／又は、第２界面層をさらに含み、前記第２界面層は第１ドープ層と第３ドープ層の間、及び第２ドープ層と前記半導体基板の間に位置し、及び／又は、 裏面パッシベーション層をさらに含み、前記裏面パッシベーション層は第３ドープ層、隔離領域及び第２ドープ層を覆うことを特徴とする、請求項１６に記載の太陽電池。
【請求項18】
第１電極及び第２電極をさらに含み、前記第１電極は裏面パッシベーション層を貫通して前記第３ドープ層中の第１ドープ層と同じ導電型の領域に接触し、前記第２電極は前記裏面パッシベーション層を貫通して前記第２ドープ層に接触することを特徴とする、請求項１５又は１７のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項19】
請求項１から５のいずれか１項に記載の方法によって製造されることを特徴とする、請求項６から１８のいずれか１項に記載の太陽電池。
【国際調査報告】