太陽能電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能電池，并且更具體地，涉及一種具有改進(jìn)的結(jié)構(gòu)的太陽能電池。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著諸如石油和煤的常規(guī)能源耗盡，對代替這些能源的另選能源的興趣在增加。當(dāng)然，太陽能電池作為將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的下一代電池正吸引相當(dāng)多的關(guān)注。
[0003]這樣的太陽能電池通過根據(jù)設(shè)計(jì)形成各種層和電極來制造?？梢愿鶕?jù)各種層和電極的設(shè)計(jì)來確定太陽能電池的效率。應(yīng)該克服低效率使得能夠?qū)⑻柲茈姵馗吨T實(shí)際使用。因此，應(yīng)該設(shè)計(jì)各種層和電極使得太陽能電池效率被最大化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的實(shí)施方式用于提供一種具有改進(jìn)的效率的太陽能電池。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的太陽能電池包括:半導(dǎo)體基板；導(dǎo)電型區(qū)域，該導(dǎo)電型區(qū)域包括形成在所述半導(dǎo)體基板的一個表面上的第一導(dǎo)電型區(qū)域和第二導(dǎo)電型區(qū)域；電極，該電極包括第一電極和第二電極，其中，所述第一電極連接至所述第一導(dǎo)電型區(qū)域并且所述第二電極連接至所述第二導(dǎo)電型區(qū)域；以及鈍化層，該鈍化層形成在所述導(dǎo)電型區(qū)域上。所述鈍化層包括氮化硅和碳化硅中的至少一種。
【附圖說明】
[0006]將從結(jié)合附圖進(jìn)行的以下詳細(xì)描述更清楚地理解本發(fā)明的上述和其它目的、特征以及其它優(yōu)點(diǎn)，附圖中:
[0007]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的太陽能電池模塊的后視立體圖；
[0008]圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的太陽能電池的截面圖；
[0009]圖3是圖2所例示的太陽能電池的部分后視平面圖；
[0010]圖4例示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的例示了太陽能電池的第一電極與帶狀物(ribbon)之間的粘合結(jié)構(gòu)的各種示例的示意放大圖；
[0011]圖5a至圖5j是例示了用于制造根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的太陽能電池的方法的截面圖；
[0012]圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的太陽能電池的截面圖；
[0013]圖7是根據(jù)本發(fā)明的又一個實(shí)施方式的太陽能電池的部分后視平面圖；
[0014]圖8是根據(jù)本發(fā)明的再一個實(shí)施方式的太陽能電池的截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]現(xiàn)在將詳細(xì)地參照本發(fā)明的實(shí)施方式，其示例被例示在附圖中。然而，本發(fā)明可以用許多不同的形式加以具體化，并且不應(yīng)該被解釋為限于本文所闡述的實(shí)施方式。
[0016]為了描述的清楚，在附圖中例示了僅構(gòu)成本發(fā)明的特征的元素并且從附圖中省略了將在本文中未被描述的其它元素。同樣的附圖標(biāo)記在所有各處指代同樣的元素。在附圖中，為了例示的清楚和方便可以放大或縮小構(gòu)成元素的厚度、面積等。本發(fā)明不限于所例示的厚度、面積等。
[0017]還應(yīng)當(dāng)理解，貫穿本說明書，當(dāng)一個元素被稱為“包括”另一元素時，除非上下文另外清楚地指示，否則術(shù)語“包括”指定另一元素的存在，但是不排除其它附加的元素的存在。另外，應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)諸如層、區(qū)域或板的一個元素被稱為位于另一元素“上”時，一個元素可以直接位于另一元素上，并且還可能存在一個或更多個中間元素。相比之下，當(dāng)諸如層、區(qū)域或板的一個元素被稱為“直接位于”另一元素上時，一個或更多個中間元素不存在。
[0018]在下文中，將參照附圖詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的太陽能電池以及用于這些太陽能電池的電極。首先，將詳細(xì)地描述太陽能電池模塊，并且此后將詳細(xì)地描述包括在其中的太陽能電池和這些太陽能電池中使用的電極。
[0019]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的太陽能電池模塊100的后視立體圖。
[0020]參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的太陽能電池模塊100包括至少一個太陽能電池(例如，太陽能電池)150、布置在太陽能電池150的前表面上的第一基板121 (在下文中被稱為“前基板”)以及布置在太陽能電池150的背面上的第二基板122(在下文中被稱為“背片”)。另外，太陽能電池模塊100可以包括布置在太陽能電池150與前基板121之間的第一密封層(sealant) 131以及布置在太陽能電池150與背片122之間的第二密封層132。將在下面對此進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
[0021]首先，各個太陽能電池150被構(gòu)造為包括用來將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的光電轉(zhuǎn)換單元以及電連接至該光電轉(zhuǎn)換單元的電極。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，光電轉(zhuǎn)換單元例如可以是包括半導(dǎo)體基板(例如，硅晶片)或半導(dǎo)體層(例如，硅層)的光電轉(zhuǎn)換單元。將在下面參照圖2和圖3詳細(xì)地描述具有以上所述的結(jié)構(gòu)的太陽能電池150。
[0022]太陽能電池150包括一個或更多個帶狀物144。太陽能電池150可以通過帶狀物144彼此串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)電連接。將通過示例描述相鄰的第一太陽能電池151和第二太陽能電池152。也就是說，帶狀物144可以將第一太陽能電池151的第一電極42 (見圖2和圖3)連接至與第一太陽能電池151相鄰的第二太陽能電池152的第二電極44(見圖2和圖3)?？梢圆煌馗淖儙钗?44、第一太陽能電池151的第一電極42以及第二太陽能電池152的第二電極44之間的連接結(jié)構(gòu)。例如，第一太陽能電池151和第二太陽能電池152的第一電極42可以沿著第一邊緣彼此連接，并且第一太陽能電池151和第二太陽能電池152的第二電極44可以沿著與第一邊緣相對的第二邊緣彼此連接。在這方面，帶狀物144可以跨越第一太陽能電池151和第二太陽能電池152而形成以便連接布置在第一太陽能電池151的第一邊緣處的第一電極42和布置在與第一太陽能電池151相鄰的第二太陽能電池152的第二邊緣處的第二電極44并且可以沿著第一邊緣和第二邊緣延伸。在這方面，為了防止帶狀物144和第一太陽能電池151及第二太陽能電池152之間的不必要的短路，絕緣層142被部分地布置在帶狀物144和第一太陽能電池151及第二太陽能電池152之間，并且在絕緣層142之外突出的帶狀物144的突出部可以連接至第一電極42或第二電極44。然而，本發(fā)明的實(shí)施方式不限于上述示例并且各種修改是可能的。
[0023]另外，匯流條帶狀物145交替地連接由帶狀物144連接并且布置在單行中的太陽能電池150的帶狀物144的相對端部。匯流條帶狀物145可以被布置在與布置在單行中的太陽能電池150的端部交叉的方向上。匯流條帶狀物145可以連接至接線盒，所述接線盒收集由太陽能電池150產(chǎn)生的電并且防止電的反向流動。
[0024]第一密封層131可以被布置在太陽能電池150的前表面上，并且第二密封層132可以被布置在太陽能電池150的背面上。第一密封層131和第二密封層132通過層壓彼此粘附，進(jìn)而防止可能不利地影響太陽能電池150的水分或氧氣的滲透并且使得能實(shí)現(xiàn)太陽能電池150的元素的化學(xué)結(jié)合。
[0025]第一密封層131和第二密封層132可以是乙烯醋酸乙烯酯(EVA)共聚物樹脂、聚乙烯醇縮丁醛、硅樹脂、酯基樹脂、烯烴基樹脂等，但是本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。因此，可以通過除層壓以外的各種方法使用各種其它材料來形成第一密封層131和第二密封層132。
[0026]前基板121被布置在第一密封層131上以便借此通過太陽光并且可以由鋼化玻璃制成以保護(hù)太陽能電池150免于外部沖擊等。另外，前基板121可以由低鐵鋼化玻璃制成以防止太陽光的反射并且增加太陽光的透射率，但是本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。也就是說，前基板121可以由各種其它材料制成。
[0027]背片122被布置在太陽能電池150的其它表面上以保護(hù)太陽能電池150并且是防水且絕緣的并且阻擋紫外光。背片122可以由層、片等制成。背片122可以是Tedlar/PET/Tedlar(TPT)型的，或者可以是聚偏二氟乙烯(PVDF)樹脂等形成在聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)上的結(jié)構(gòu)。作為具有(CH2CF2)n的結(jié)構(gòu)的聚合物的PVDF具有雙氟分子結(jié)構(gòu)進(jìn)而具有極好的機(jī)械特性、耐氣候性和抗UV性，但是本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。也就是說，背片122可以由各種其它材料制成。在這方面，背片122可以由具有極好反射率的材料制成，以便反射從前基板121入射的太陽光并且以便太陽光被再用，但是本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。也就是說，背片122可以由透明材料(例如，玻璃)制成，使得太陽光借此入射進(jìn)而太陽能電池模塊100可以被具體化為雙面光接收太陽能電池模塊。
[0028]現(xiàn)在將參照圖2和圖3詳細(xì)地描述以上所述的太陽能電池150的結(jié)構(gòu)。
[0029]圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的太陽能電池150的截面圖，并且圖3是圖2的太陽能電池150的部分后視平面圖。
[0030]參照圖2和圖3，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的太陽能電池150包括包含基區(qū)域110的半導(dǎo)體基板10、位于半導(dǎo)體基板10的一個表面(例如，半導(dǎo)體基板10的背面)上的隧道層20、位于隧道層20上的導(dǎo)電型區(qū)域32或?qū)щ娦蛥^(qū)域34(或?qū)щ娦蛥^(qū)域32和導(dǎo)電型區(qū)域34)、連接至導(dǎo)電型區(qū)域32和導(dǎo)電型區(qū)域34中的一個的電極42或電極44 (或電極42和電極44)。太陽能電池150還可以包括鈍化層24、防反射層26、鈍化層(或背面鈍化層)40等。將對此進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
[0031]半導(dǎo)體基板10可以包括以相對較低的摻雜濃度包括(摻雜物的)第二導(dǎo)電型摻雜物的基區(qū)域110?；鶇^(qū)域110可以包括包含第二導(dǎo)電型摻雜物的結(jié)晶半導(dǎo)體(單晶體或多晶體)硅。例如，基區(qū)域110可以是包括第二導(dǎo)電型摻雜物的單晶硅基板。第二導(dǎo)電型摻雜物可以是η型或P型的。當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)電型摻雜物是η型的時，第一導(dǎo)電型摻雜物可以是諸如P、As、B1、Sb等的V族元素。當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)電型摻雜物是P型的時，第一導(dǎo)電型摻雜物可以是諸如B、Al、Ga、In等的III族元素。
[0032]例如，當(dāng)基區(qū)域110是η型的時，用來與基區(qū)域110 —起形成通過光電轉(zhuǎn)換而形成載流子的結(jié)(例如，其中隧道層20被布置在其之間的png)的P型的第一導(dǎo)電型區(qū)域32具有寬區(qū)域，進(jìn)而可以增加光電轉(zhuǎn)換區(qū)域。另外，在這種情況下，具有寬區(qū)域的第一導(dǎo)電型區(qū)域32有效地收集具有相對較慢的移動速率的空穴，進(jìn)而還可以有助于光電轉(zhuǎn)換效率的改進(jìn)。然而，本發(fā)明的實(shí)施方式不限于上述示例。
[0033]另外，半導(dǎo)體基板10可以在其前表面處包括前表面場區(qū)域130。前表面場區(qū)域130可以具有與基區(qū)域110的導(dǎo)電型相同的導(dǎo)電型和比基區(qū)域110更高的摻雜濃度。
[0034]在本發(fā)明的實(shí)施方式中，前表面場區(qū)域130是通過利用第二導(dǎo)電型摻雜物以相對較高的摻雜濃度對半導(dǎo)體基板10進(jìn)行摻雜而形成的摻雜區(qū)域。因此，前表面場區(qū)域130構(gòu)成包括第二導(dǎo)電型的結(jié)晶(單晶或多晶)半導(dǎo)體的半導(dǎo)體基板10。例如，前表面場區(qū)域130可以被形成為第二導(dǎo)電型的單晶半導(dǎo)體基板(例如，單晶硅晶片基板)的一部分。然而，本發(fā)明的實(shí)施方式不限于上述示例。因此，可以通過利用第二導(dǎo)電型摻雜物對與半導(dǎo)體基板10分開的半導(dǎo)體層(例如，非晶半導(dǎo)體層、微晶半導(dǎo)體層或多晶半導(dǎo)體層)進(jìn)行摻雜來形成前表面場區(qū)域130。在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，前表面場區(qū)域130可以是與經(jīng)由通過與半導(dǎo)體基板10相鄰形成的層(例如，鈍化層24和/或防反射層26)的固定電荷進(jìn)行摻雜而形成的區(qū)域類似地動作的場區(qū)域?？梢允褂酶鞣N其它方法來形成具有各種結(jié)構(gòu)的前表面場區(qū)域130。
[0035]在本發(fā)明的實(shí)施方式中，可以使半導(dǎo)體基板10的前表面織構(gòu)