特表 2025-504200 バックコンタクトヘテロ接合電池セルおよびその製造方法

(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】2025-02-06

(54)【発明の名称】バックコンタクトヘテロ接合電池セルおよびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H10F 10/166 20250101AFI20250130BHJP

【ＦＩ】

H01L31/06 455

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024547028

(86)(22)【出願日】2023-04-23

(85)【翻訳文提出日】2024-08-05

(86)【国際出願番号】 CN2023090091

(87)【国際公開番号】W WO2024021708

(87)【国際公開日】2024-02-01

(31)【優先権主張番号】202210910831.7

(32)【優先日】2022-07-29

(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】524191262

【氏名又は名称】中国華能集団清▲潔▼能源技術研究院有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＨＵＡＮＥＮＧ ＣＬＥＡＮ ＥＮＥＲＧＹ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ

【住所又は居所原語表記】Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ａ， Ｈｕａｎｅｎｇ Ｔａｌｅｎｔ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｖｅｎｔｕｒｅ Ｂａｓｅ，Ｆｕｔｕｒｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐａｒｋ， Ｂｅｉｑｉｊｉａ， Ｃｈａｎｇｐｉｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０２２０９， Ｃｈｉｎａ

(71)【出願人】

【識別番号】524294356

【氏名又は名称】華能大理風力発電有限公司▲ジ▼源分公司

【氏名又は名称原語表記】ＨＵＡＮＥＮＧ ＤＡＬＩ ＷＩＮＤ ＰＯＷＥＲ ＣＯ．， ＬＴＤ， ＥＲＹＵＡＮ ＢＲＡＮＣＨ

【住所又は居所原語表記】Ｊｉａｏｓｈｉ Ｖｉｌｌａｇｅｒ Ｍｅｍｂｅｒ， Ｙｏｕｓｕｏ Ｔｏｗｎ， Ｅｒｙａｎ Ｃｏｕｎｔｙ Ｄａｌｉ， Ｙｕｎｎａｎ ６７１２００ Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】110002871

【氏名又は名称】弁理士法人坂本国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】ルオ、リチェン

(72)【発明者】

【氏名】ペン、ウェンボ

(72)【発明者】

【氏名】シャオ、ピン

(72)【発明者】

【氏名】チャオ、ドンミン

(72)【発明者】

【氏名】リ、シャオレイ

(72)【発明者】

【氏名】ガオ、フー

(72)【発明者】

【氏名】シ、ユエ

(72)【発明者】

【氏名】ゲ、ヘン

【テーマコード（参考）】

5F251

【Ｆターム（参考）】

5F251AA02

5F251AA05

5F251BA11

5F251CA02

5F251CA03

5F251CA04

5F251DA04

5F251DA07

5F251DA10

5F251DA20

5F251FA02

5F251GA04

5F251HA01

(57)【要約】

本開示は、バックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルおよびその製造方法を開示する。バックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルは、基板、第1の真性アモルファスシリコンパッシベーション層、反射防止層、第2の真性アモルファスシリコンパッシベーション層、ドープ層、透明導電層、および第1の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層を含む。第1の真性アモルファスシリコンパッシベーション層および反射防止層は、基板の光入射面に順次堆積される。第2の真性アモルファスシリコンパッシベーション層およびドープ層は、基板の背面に順次堆積される。ドープ層は、複数の交互に配置されたP領域およびN領域を含み、透明導電層はP領域およびN領域の上に堆積される。隣接するP領域とN領域は間隔を置いて配置され、第1の隔離溝を形成する。第1の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層は、第1の隔離溝に一対一で対応し、該隔離層は対応する第1の隔離溝内に充填される。
【選択図】 図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション層と、反射防止層と、第２の真性アモルファスシリコンパッシベーション層と、ドープ層と、透明導電層と、第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層と、を含むバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルであって、
前記第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション層及び前記反射防止層は順次に前記基板の光入射面に堆積され、
前記第２の真性アモルファスシリコンパッシベーション層及び前記ドープ層は順次に前記基板の背面に堆積され、前記ドープ層は複数の交互に配置されたＰ領域及びＮ領域を含み、前記透明導電層は前記Ｐ領域及び前記Ｎ領域に堆積され、任意の隣接する前記Ｐ領域及び前記Ｎ領域は間隔を置いて配置され、第１の隔離溝を形成し、
前記第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層は前記第１の隔離溝と一対一に対応し、前記第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層は対応する前記第１の隔離溝内に充填され、
前記第１の隔離溝は前記基板の厚さ方向に沿って前記第２の真性アモルファスシリコンパッシベーション層を貫通し、且つ少なくとも一部分が前記基板に位置し、前記第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層は前記第１の隔離溝の前記基板内に位置する部分を充填し、前記第１の隔離溝は前記基板及び前記第２の真性アモルファスシリコンパッシベーション層内に位置する内側隔離溝と、前記ドープ層に位置する外側隔離溝とを含み、前記内側隔離溝の幅Ｄは０＜Ｄ＜１０ｎｍであり、前記外側隔離溝の幅は１０ｎｍより大きい、バックコンタクトヘテロ接合太陽電池セル。

【請求項2】

前記ドープ層は、前記Ｐ領域を構成するＰ型アモルファスシリコン層と、前記Ｎ領域を構成するＮ型アモルファスシリコン層とを含み、
前記第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層の少なくとも一部は前記第１の隔離溝を充填する、請求項１に記載のバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セル。

【請求項3】

前記第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層は、真性アモルファスシリコン、ｎｃ－Ｓｉ：Ｈ及びμｃ－Ｓｉ：Ｈのいずれか一つで構成されたシリコン薄膜である、請求項２に記載のバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セル。

【請求項4】

前記第１の隔離溝は前記基板内に位置する部分の深さが前記基板の厚さに等しい、請求項１に記載のバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セル。

【請求項5】

前記基板はＮ型基板であり、前記Ｐ領域の面積は前記Ｎ領域の面積より大きい、請求項１に記載のバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セル。

【請求項6】

前記基板の背面に前記第１の隔離溝に対応する第２の隔離溝が設けられ、
前記第２の隔離溝の深さは前記基板の厚さ以下であり、
前記第２の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層が前記第２の隔離溝に充填される、請求項１に記載のバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セル。

【請求項7】

基板の光入射面及び背面にそれぞれ第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション層２及び第２の真性アモルファスシリコンパッシベーション層を堆積し、さらに前記第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション層２上に反射防止層を堆積するステップと、
第１のマスク及び第２のマスクを用いて、前記第２の真性アモルファスシリコンパッシベーション層上にそれぞれＮ型アモルファスシリコン及びＰ型アモルファスシリコンを堆積するステップと、
前記Ｎ型アモルファスシリコンと前記Ｐ型アモルファスシリコンの境界部において、レーザーエッチングを用いて第１の隔離溝を形成し、前記第１の隔離溝は前記基板に延び、前記基板及び前記第２の真性アモルファスシリコンパッシベーション層に位置する内側隔離溝と、前記Ｎ型アモルファスシリコン及び前記Ｐ型アモルファスシリコンの間に位置する外側隔離溝をそれぞれ形成し、溝形成後の前記Ｎ型アモルファスシリコン及び前記Ｐ型アモルファスシリコンはそれぞれＮ領域及びＰ領域を形成し、前記内側隔離溝の深さは前記第２の真性アモルファスシリコンパッシベーション層の厚さ及び前記基板の厚さ以下である溝形成ステップと、
前記内側隔離溝及び前記外側隔離溝内に真性アモルファスシリコンを堆積し、第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層を得るステップと、
を含む、バックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルの製造方法。

【請求項8】

前記第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層上に第３のマスクを設け、物理的気相成長法を用いて透明導電層を堆積し、
前記第３のマスクを剥がし、中間バリアを有するバックコンタクトヘテロ接合太陽電池を形成する、請求項７に記載の製造方法。

【請求項9】

基板の光入射面に第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション層２及び反射防止層を順次堆積するステップと、
前記基板の背面に第４のマスクを配置し、レーザーエッチングを用いて前記第４のマスク及び前記基板をエッチングして第２の隔離溝を形成するステップと、
前記第２の隔離溝内にアモルファスシリコンを堆積し、第２の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層を得るステップと、
前記第４のマスクを除去し、前記基板の背面に第２のアモルファスシリコンパッシベーション層を堆積するステップと、
第５のマスク及び第６のマスクを用いて、前記第２の真性アモルファスシリコンパッシベーション層上にそれぞれＮ型アモルファスシリコン及びＰ型アモルファスシリコンを堆積し、間隔を置いて配置されたＮ領域及びＰ領域を形成するステップと、
前記Ｎ領域及びＰ領域の間隙に真性アモルファスシリコンを堆積し、第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層を得るステップと、
を含む、バックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルの製造方法。

【請求項10】

前記第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層上に第７のマスクを設け、物理的気相成長法を用いて透明導電層を堆積し、
前記第７のマスクを剥がし、中間バリアを有するバックコンタクトヘテロ接合太陽電池を形成する、請求項９に記載の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０２２年０７月２９日に中国で提出された中国特許出願Ｎｏ．２０２２１０９１０８３１．７の優先権を主張しており、同出願の内容のすべては、ここに参照として取り込まれる。

【0002】

本出願は、ヘテロ接合電池セル技術分野に関し、特にバックコンタクトヘテロ接合電池セルおよびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0003】

バックコンタクト型太陽電池は、電池のＰ領域およびＮ領域をすべて電池の背面に配置し、グリッド線による電池表面の遮蔽を回避でき、高効率の太陽電池である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

現在、バックコンタクトヘテロ接合太陽電池は以下の問題に直面している：Ｐ領域とＮ領域の隔離距離の設定が電池効率に影響を与える。研究によれば、Ｐ領域とＮ領域の間隙における電流密度は非常に高く、電流はＰ領域とＮ領域において不均一に分布し、Ｐ領域とＮ領域の中心に近づくほど電流密度は低くなる。これに基づき、一般にＰ領域とＮ領域の間の隔離区の距離は１０～５０μｍである。Ｐ領域とＮ領域の間隙が小さすぎると、電池が破壊され短絡する可能性がある；Ｐ領域とＮ領域の間隙が大きすぎると、Ｐ領域およびＮ領域の面積に影響し、電池効率に悪影響を及ぼす。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、少なくとも一定の程度において関連技術における技術的課題の一つを解決することを目的とする。これを達成するために、本発明の実施形態は、Ｐ領域およびＮ領域の有効面積が大きく、電池効率が高いバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルを開示する。さらに、本発明の実施形態は、バックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルの製造方法を開示する。

【0006】

第一の実施態様において、基板と、第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション層２と、反射防止層と、第２の真性アモルファスシリコンパッシベーション層と、ドープ層と、透明導電層と、第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層と、を含み、前記第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション層２及び前記反射防止層は順次に前記基板の光入射面に堆積され、前記第２の真性アモルファスシリコンパッシベーション層及び前記ドープ層は順次に前記基板の背面に堆積され、前記ドープ層は複数の交互に配置されたＰ領域及びＮ領域を含み、前記透明導電層は前記Ｐ領域及び前記Ｎ領域に堆積され、任意の隣接する前記Ｐ領域及び前記Ｎ領域は間隔を置いて配置され、第１の隔離溝を形成し、前記第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層は前記第１の隔離溝と一対一に対応し、前記第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層は対応する前記第１の隔離溝内に充填され、前記第１の隔離溝は前記基板の厚さ方向に沿って前記第２のアモルファスシリコンパッシベーション層を貫通し、且つ少なくとも一部分が前記基板に位置し、前記第１のアモルファスシリコンパッシベーション隔離層は前記第１の隔離溝の前記基板内に位置する部分を満たし、前記第１の隔離溝は前記基板及び前記第２の真性アモルファスシリコンパッシベーション層内に位置する内側隔離溝と、前記ドープ層に位置する外側隔離溝とを含み、前記内側隔離溝の幅Ｄは０＜Ｄ＜１０ｎｍであり、前記外側隔離溝の幅は１０ｎｍより大きい、バックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルを開示する。

【0007】

一部の実施例において、前記ドープ層は、前記Ｐ領域を構成するＰ型アモルファスシリコン層と、前記Ｎ領域を構成するＮ型アモルファスシリコン層とを含み、前記第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層の少なくとも一部は前記第１の隔離溝を充填する。

【0008】

一部の実施例において、前記第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層は、アモルファスシリコン、ｎｃ－Ｓｉ：Ｈ及びμｃ－Ｓｉ：Ｈのいずれか一つで構成されたシリコン薄膜である。

【0009】

一部の実施例において、前記第１の隔離溝は前記基板内に位置する部分の深さが前記基板の厚さに等しい。

【0010】

一部の実施例において、前記基板はＮ型基板であり、前記Ｐ領域の面積は前記Ｎ領域の面積より大きい。

【0011】

一部の実施例において、前記基板の背面に前記第１の隔離溝に対応する第２の隔離溝が設けられ、
前記第２の隔離溝の深さは前記基板の厚さ以下であり、前記第２の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層が前記第２の隔離溝に充填される。

【0012】

一部の実施例において、基板の光入射面及び背面にそれぞれ第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション層２及び第２の真性アモルファスシリコンパッシベーション層を堆積し、さらに前記第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション層２上に反射防止層を堆積するステップと、第１のマスク及び第２のマスクを用いて、前記第２の真性アモルファスシリコンパッシベーション層上にそれぞれＮ型アモルファスシリコン及びＰ型アモルファスシリコンを堆積するステップと、前記Ｎ型アモルファスシリコンと前記Ｐ型アモルファスシリコンの境界部において、レーザーエッチングを用いて第１の隔離溝を形成し、前記第１の隔離溝は前記基板に延び、前記基板及び前記第２の真性アモルファスシリコンパッシベーション層に位置する内側隔離溝と、前記Ｎ型アモルファスシリコン及び前記Ｐ型アモルファスシリコンの間に位置する外側隔離溝をそれぞれ形成し、溝形成後の前記Ｎ型アモルファスシリコン及び前記Ｐ型アモルファスシリコンはそれぞれＮ領域及びＰ領域を形成し、前記内側隔離溝の深さは前記第２の真性アモルファスシリコンパッシベーション層の厚さ及び前記基板の厚さ以下である溝形成ステップと、前記内側隔離溝及び前記外側隔離溝内に真性アモルファスシリコンを堆積し、第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層を得るステップとを含む、バックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルの製造方法が開示される。

【0013】

一部の実施例において、前記第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層上に第３のマスクを設け、物理的気相成長法を用いて透明導電層を堆積し、前記第３のマスクを剥がし、中間バリアを有するバックコンタクトヘテロ接合太陽電池を形成する。

【0014】

一部の実施例において、基板の光入射面に第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション層２及び反射防止層を順次堆積するステップと、前記基板の背面に第４のマスクを配置し、レーザーエッチングを用いて前記第４のマスク及び前記基板をエッチングして第２の隔離溝を形成するステップと、前記第２の隔離溝内に真性アモルファスシリコンを堆積し、第２の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層を得るステップと、前記第４のマスクを除去し、前記基板の背面に第２の真性アモルファスシリコンパッシベーション層を堆積するステップと、第５のマスク及び第６のマスクを用いて、前記第２の真性アモルファスシリコンパッシベーション層上にそれぞれＮ型アモルファスシリコン及びＰ型アモルファスシリコンを堆積し、間隔を置いて配置されたＮ領域及びＰ領域を形成するステップと、前記Ｎ領域及びＰ領域の間隙に真性アモルファスシリコンを堆積し、第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層を得るステップと含む、バックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルの製造方法が開示される。

【0015】

一部の実施例において、前記第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層上に第７のマスクを設け、物理的気相成長法を用いて透明導電層を堆積し、前記第７のマスクを剥がし、中間バリアを有するバックコンタクトヘテロ接合太陽電池を形成する。

【発明の効果】

【0016】

本開示の実施形態によれば、本開示の実施例によるバックコンタクトヘテロ接合太陽電池は、Ｐ領域とＮ領域を第１のアモルファスシリコンパッシベーション隔離層で分離することで、電池の破壊や短絡を防止した上に、Ｐ領域とＮ領域との間に設ける第１の隔離溝の幅をさらに小さく設定することができる。従来のミクロンレベルの幅に比較して、本実施例ではナノメートルレベルの幅に抑えることができる。その結果、Ｐ領域およびＮ領域の有効面積がより大きくなり、電池効率が向上される。また、本開示の実施例に係るバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルの製造方法の技術的優位性は、上述のバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルの技術的優位性と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本開示の実施例に係るバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルの製造方法のステップａを示す図である。

【図2】本開示の実施例に係るバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルの製造方法のステップｂを示す図である。

【図3】本開示の実施例に係るバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルの製造方法のステップｃを示す図である。

【図4】本開示の実施例に係るバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルの製造方法のステップｄを示す図である。

【図5】本開示の実施例に係るバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルの製造方法のステップｅを示す図である。

【図6】本開示の実施例に係るバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルの製造方法のステップｆを示す図である。

【図7】本開示の実施例に係るバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルの製造方法のステップｇを示す図である。

【図8】本開示の実施例に係るバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルの製造方法のステップｈを示す図である。

【図9】本開示の実施例に係るバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルの概略図である。

【図10】本開示の実施例に係るバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルの別の製造方法のステップａを示す図である。

【図11】本開示の実施例に係るバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルの別の製造方法のステップｂを示す図である。

【図12】本開示の実施例に係るバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルの別の製造方法のステップｃを示す図である。

【図13】本開示の実施例に係るバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルの別の製造方法のステップｄを示す図である。

【図14】本開示の実施例に係るバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルの別の製造方法のステップｅを示す図である。

【図15】本開示の実施例に係るバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルの別の製造方法のステップｆを示す図である。

【図16】本開示の実施例に係るバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルの別の製造方法のステップｇを示す図である。

【図17】本開示の実施例に係るバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルの別の製造方法のステップｈを示す図である。

【図18】本開示の実施例に係るバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルの別の製造方法のステップｉを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下は、本出願の実施例における図面を結び付けながら、本出願の実施例における技術案を明瞭に記述し、明らかに、記述された実施例は、本出願の一部の実施例であり、すべての実施例ではない。本出願における実施例に基づき、当業者により得られたすべての他の実施例は、いずれも本出願の保護範囲に含まれる。

【0019】

以下、図１から図１８に基づいて、本開示の実施例に係るバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルおよびその製造方法について説明する。

【0020】

図８に示すように、本開示の実施例に係るバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルは、基板１と、第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション層２と、反射防止層４と、第２の真性アモルファスシリコンパッシベーション層３と、ドープ層と、透明導電層７と、第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層８と、を含む。第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション層２および反射防止層４は、基板１の光入射面（光に面する表面上）に順次堆積され、第２の真性アモルファスシリコンパッシベーション層３およびドープ層は、基板１の背面（バックライト表面上）に順次堆積される。ドープ層は、複数の交互に配置されたＰ領域６１およびＮ領域５１を含み、透明導電層７はＰ領域６１およびＮ領域５１の上に堆積され、任意の隣接するＰ領域６１およびＮ領域５１は間隔を置いて配置され、第１の隔離溝を形成する。第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層８は第１の隔離溝と一対一に対応し、第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層８は対応する第１の隔離溝内に充填される。第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層８は、真性アモルファスシリコン、ｎｃ－Ｓｉ：Ｈ、及びμｃ－Ｓｉ：Ｈのいずれか１つで構成されたシリコン薄膜である。

【0021】

本開示の実施例に係るバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルによれば、第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層８を設けることにより、Ｐ領域６１とＮ領域５１を分離し、電池の破壊や短絡を防止することを基本として、Ｐ領域６１とＮ領域５１の間の第１の隔離溝の幅をより小さく設定でき、関連技術のマイクロメートルレベルの幅と比較して、ナノメートルレベルに限定できる。これにより、Ｐ領域６１およびＮ領域５１の有効面積が大きくなり、電池効率が向上される。

【0022】

いくつかの実施例では、ドープ層はＰ領域６１を構成するＰ型アモルファスシリコン層６と、Ｎ領域５１を構成するＮ型アモルファスシリコン層５とを含み、第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層８の少なくとも一部は第１の隔離溝を充填する。

【0023】

すなわち、第１の隔離溝の幅は第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層８の幅と等しく、その体積も等しい。これにより、第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層８によるＮ領域５１およびＰ領域６１の効果的な隔離が保証され、電池の安全性が向上される。

【0024】

いくつかの実施例では、図５および図８に示すように、第１の隔離溝は基板１の厚さ方向に沿って第２の真性アモルファスシリコンパッシベーション層３を貫通し、且つ少なくとも部分的に基板１上に位置する。第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層８は、第１の隔離溝の基板１内に位置する部分を充填し、第１の隔離溝は、基板１および第２の真性アモルファスシリコンパッシベーション層３に位置する内側隔離溝８１と、ドープ層に位置する外側隔離溝１００とを含む。

【0025】

いくつかの実施例では、第１の隔離溝の底面は基板１の光入射面に隣接することができる。すなわち、第１の隔離溝は基板１を完全には貫通せず、バックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルの発電性能を保証しつつ、基板１が完全に分離されることを防止し、電池セルの製造効率に影響を与える。

【0026】

いくつかの実施例では、第１の隔離溝が基板１内に位置する部分の深さは基板１の厚さに等しい。すなわち、内側隔離溝は基板１を完全に貫通する。

【0027】

いくつかの実施例では、内側隔離溝８１の幅Ｄは、０＜Ｄ＜１０ｎｍである。

【0028】

これにより、内側隔離溝８１内の第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層８の幅は１０ｎｍ未満となるので、第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層８によって基板１が完全に隔離されることを避けるとともに、電池効率が向上させる。

【0029】

なお、内側隔離溝８１と外側隔離溝１００の幅は、パッシベーション隔離層の材料に応じて変化することに留意されたい。１０ｎｍを境界として、真性アモルファスシリコンを隔離材料として選択した場合、真性アモルファスシリコンの厚さが１０ｎｍ以下では量子トンネル効果が伴い、１０ｎｍ以上では絶縁体となる。内側隔離溝８１内の第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層８は、Ｐ領域とＮ領域間の電子濃度を減少させるためのものであり、絶縁を目的としない。外側隔離溝１００内の第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層８は絶縁体である必要がある。よって、上記のような設計が採用された。同様に、パッシベーション隔離層の材料を変更した場合、異なる材料の障壁に応じて内側隔離溝８１と外側隔離溝１００の幅が決定される。例えば、真性アモルファスシリコンが外側隔離溝１００内に充填される場合、外側隔離溝１００内の第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層８の幅は１０ｎｍを超える必要があり、これによりＰ領域６１とＮ領域５１の効果的な隔離が保証され、その幅はナノメートルレベルであるため、Ｐ領域６１とＮ領域５１の有効面積が大きくなり、電池効率が向上される。

【0030】

いくつかの実施例では、図１８に示すように、基板１の背面には、第１の隔離溝に対応する第２の隔離溝９１が設けられ、第２の隔離溝９１の深さは基板１の厚さ以下である。バックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルはさらに、第２の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層９を含み、第２の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層９は第２の隔離溝９１に充填される。このように成形されたバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルは、上述の実施例のバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルと同じ構造を有し、バックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルを柔軟に製造することができる。いくつかの実施例では、図８に示すように、基板１はＮ型基板であり、Ｐ領域６１の面積はＮ領域５１の面積よりも大きい。このように成形されたバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルは、より高い発電効率を有する。

【0031】

本開示に係る構造は、例えば、ＰＥＲＣ、ＴＯＰＣＯＮなど、結晶シリコン基板を有する各種のバックコンタクト電池に適用できる。なお、基板１はＰ型基板であってもよい。その場合、Ｐ型基板の場合のＰ領域６１およびＮ領域５１の配置はＮ型基板の場合とは逆になる。

【0032】

図１から図９に示すように、本開示の実施例に係るバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルの製造方法は、以下のステップを含む。

【0033】

ステップ１として、基板１の光入射面および背光面にそれぞれ第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション層２および第２の真性アモルファスシリコンパッシベーション層３を堆積し、その後、第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション層２上に反射防止層４を堆積する。

【0034】

ステップ２として、第１のマスク１０および第２のマスク２０を用いて、第２の真性アモルファスシリコンパッシベーション層３上にそれぞれＮ型アモルファスシリコンおよびＰ型アモルファスシリコンを堆積する。具体的には、まず第１のマスク１０を設定し、Ｎ型アモルファスシリコンを成形した後、第１のマスク１０を取り外し、第２のマスク２０を設定してＰ型アモルファスシリコンを成形する。

【0035】

ステップ３として、Ｎ型アモルファスシリコンとＰ型アモルファスシリコンの境界部において、レーザーエッチングを使用して第１の隔離溝を形成し、溝形成後のＮ型アモルファスシリコンとＰ型アモルファスシリコンはそれぞれＮ領域５１およびＰ領域６１を形成する。Ｐ領域６１／Ｎ領域５１の厚さ＋第２の真性アモルファスシリコンパッシベーション層３の厚さ＜第１の隔離溝の深さ≦Ｐ領域６１／Ｎ領域５１の厚さ＋第２の真性アモルファスシリコンパッシベーション層３の厚さ＋基板１の厚さ。

【0036】

ステップ４として、第１の隔離溝内に真性アモルファスシリコンを堆積し、第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層８を得る。

【0037】

ステップ５として、第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層８上に第３のマスク３０を設け、物理的気相成長法を使用して透明導電層７を堆積する。

【0038】

ステップ６として、第３のマスク３０を取り外し（剥がし）、中間バリア（中間障壁）を有するバックコンタクトヘテロ接合太陽電池を形成する。

【0039】

本開示の実施例に係るバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルの製造方法の技術的優位性は、上述の実施例に係るバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルの技術的優位性と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

【0040】

なお、図５および図６に示すように、レーザーエッチングを使用して最初に外側隔離溝１００を得ることができ、その次にレーザーエッチングを使用して内側隔離溝８１を得ることによって、第１の隔離溝の成形を実現できる。

【0041】

図１０から図１８に示すように、本開示の実施例に係るバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルの製造方法は、以下のステップを含む。

【0042】

ステップ０１として、基板１の光入射面に第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション層２および反射防止層４を順次堆積する。

【0043】

ステップ０２として、基板１の背面に第４のマスク４０を配置し、レーザーエッチングを使用して第４のマスク４０および基板１をエッチングして第２の隔離溝９１を形成する。

【0044】

ステップ０３として、第２の隔離溝９１内に真性アモルファスシリコンを堆積し、第２の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層９を得る。

【0045】

ステップ０４として、第４のマスク４０を取り除き、基板１の背面に第２の真性アモルファスシリコンパッシベーション層３を堆積する。

【0046】

ステップ０５として、第５のマスク５０および第６のマスク６０を用いて、第２の真性アモルファスシリコンパッシベーション層３上にそれぞれＮ型アモルファスシリコンおよびＰ型アモルファスシリコンを堆積し、間隔を置いて配置されたＮ領域５１およびＰ領域６１を形成する。具体的には、まず第５のマスク５０を配置してＰ型アモルファスシリコンを成形し、その後第５のマスク５０を取り外し、第６のマスク６０を配置してＮ型アモルファスシリコンを成形する。

【0047】

ステップ０６として、Ｎ領域５１およびＰ領域６１の間に形成された第１の隔離溝内に真性アモルファスシリコンを堆積し、第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層８を得る。

【0048】

ステップ０７として、第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層８上に第７のマスク７０を設定し、物理的気相成長法を使用して透明導電層７を堆積する。

【0049】

ステップ０８として、第７のマスク７０を取り外し、中間バリアを有するバックコンタクトヘテロ接合太陽電池を形成する。

【0050】

本開示の実施例に係るバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルの製造方法の技術的優位性は、上述の実施例に係るバックコンタクトヘテロ接合太陽電池セルの技術的優位性と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

【0051】

本開示の記述において、用語「中心」、「縦向」、「横向」、「長さ」、「幅」、「厚さ」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「時計回り」、「反時計回り」、「軸方向」、「径方向」、「周方向」等は、図示の方位や位置関係に基づくものであり、本開示を理解しやすくするためのものであり、特定の方位や位置関係での構造や動作を示唆するものではない。したがって、本開示の範囲を限定するものではない。

【0052】

また、用語「第１」、「第２」は説明のためのものであり、相対的な重要性や特定の技術的特徴の数を示唆するものではない。従って、「第１」や「第２」の特徴は、明示的または暗示的に少なくとも１つのその特徴を含む場合がある。本開示の記述において、「複数」とは少なくとも２つ（例えば、２つ、３つ等）を意味する。

【0053】

本開示において、特に明記されていない限り、用語「取り付ける」、「連結する」、「接続する」、「固定する」等は広義に解釈されるべきである。例えば、固定接続、取り外し可能な接続、一体化、機械的接続、電気的接続、通信可能な接続、直接接続、中間媒介を介した間接接続、２つの要素内部の連通、または２つの要素の相互作用関係などが含まれる。これらの用語の具体的な意味は、本分野の通常の技術者により具体的な状況に応じて理解される。

【0054】

本開示において、特に明記されていない限り、第１の特徴が第２の特徴「上」または「下」にある場合、それは第１の特徴と第２の特徴が直接接触する場合もあれば、中間媒介を介して間接接触する場合もある。また、第１の特徴が第２の特徴「の上」、「上方」または「上面」にある場合、それは第１の特徴が第２の特徴の真上または斜め上にあることを意味する場合もあれば、単に第１の特徴が第２の特徴よりも水平位置が高いことを意味する場合もある。同様に、第１の特徴が第２の特徴「の下」、「下方」または「下面」にある場合、それは第１の特徴が第２の特徴の真下または斜め下にあることを意味する場合もあれば、単に第１の特徴が第２の特徴よりも水平位置が低いことを意味する場合もある。

【0055】

本明細書で使用される用語「一つの実施例」、「いくつかの実施例」、「例」、「具体例」、または「いくつかの例」などは、該当する実施例や例で説明された特定の特徴、構造、材料、または特性が本開示の少なくとも一つの実施例または例に含まれることを意味する。本明細書において、上記の用語の例示的な表現は、異なる実施例または例に対応することがあり得る。また、記載された特定の特徴、構造、材料、または特性は、適切な方法で一つまたは複数の実施例または例に組み合わせて使用することができる。さらに、相互に矛盾しない場合には、本技術分野の専門家が本明細書で記載された異なる実施例や例、および異なる実施例や例の特徴を組み合わせて使用することができる。

【0056】

さらに、用語「第一」、「第二」は説明の目的でのみ使用され、相対的重要性を示唆するものではなく、指定された技術的特徴の数量を暗示するものでもない。したがって、「第一」、「第二」と限定された特徴は、明示的または暗示的に少なくとも一つの特徴を含むことができる。本開示の説明では、「複数」の意味は少なくとも二つ、例えば二つまたは三つなどを意味するが、特に明確に限定されていない限りこれに限られない。

【0057】

本開示の実施例が示され説明されたが、本技術分野の専門家は、本開示の原理および精神を逸脱することなく、これらの実施例に対してさまざまな変更、修正、置換、および変形を行うことができることを理解する。本開示の範囲は、特許請求の範囲およびその等価物によって限定される。

【符号の説明】

【0058】

１ 基板
２ 第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション層
３ 第２の真性アモルファスシリコンパッシベーション層
４ 反射防止層
５ Ｎ型アモルファスシリコン層
５１ Ｎ領域
６ Ｐ型アモルファスシリコン層
６１ Ｐ領域
７ 透明導電層
８ 第１の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層
８１ 内側隔離溝
９ 第２の真性アモルファスシリコンパッシベーション隔離層
９１ 第２の隔離溝
１０ 第１のマスク
２０ 第２のマスク
３０ 第３のマスク
４０ 第４のマスク
５０ 第５のマスク
６０ 第６のマスク
７０ 第７のマスク
１００ 外側隔離溝

【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】

【国際調査報告】