用于制造太陽能電池的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及用于制造太陽能電池的方法，并且更具體地說，涉及用于基于晶體半導(dǎo)體基板來制造太陽能電池的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，已經(jīng)預(yù)見諸如石油和煤炭的現(xiàn)有能源的枯竭，從而對(duì)替代現(xiàn)有能源的另選能源的關(guān)注隨之增長。在這種另選能源當(dāng)中，利用半導(dǎo)體裝置將光伏能量轉(zhuǎn)換成電能的太陽能電池被關(guān)注為下一代電池。
[0003]太陽能電池可以通過形成基于設(shè)計(jì)的不同層和電極來制造。不同層和電極的設(shè)計(jì)可以確定太陽能電池的效率。必須解決太陽能電池的低效率，以便商品化太陽能電池。為此，太陽能電池的不同層和電極被設(shè)計(jì)成，使得可以最大化太陽能電池的效率。另外，需要提供這樣一種用于制造太陽能電池的方法，即，其能夠簡化用于制造具有不同層和電極的太陽能電池的不同工序。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，本發(fā)明的實(shí)施方式鑒于上述問題而制成，并且本發(fā)明實(shí)施方式的一目的是，提供這樣一種用于制造太陽能電池的方法，即，其能夠縮減太陽能電池的輸出損耗。
[0005]根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式，一種制造太陽能電池的方法，該方法包括以下步驟:在半導(dǎo)體基板上形成導(dǎo)電區(qū)；形成連接至所述導(dǎo)電區(qū)的電極；以及后加工所述半導(dǎo)體基板，以鈍化所述半導(dǎo)體基板。所述后加工所述半導(dǎo)體基板包括用于在向所述半導(dǎo)體基板提供光的同時(shí)熱處理所述半導(dǎo)體基板的主加工工序。所述主加工工序的溫度為大約100°C至大約800°C，并且所述主加工工序的所述溫度和光強(qiáng)度滿足方程1750-31.8 -T+(0.16).Τ2彡I。這里，T是所述主加工工序的溫度CC )，而I是所述主加工序的所述光強(qiáng)度(mW/cm2)。
【附圖說明】
[0006]根據(jù)下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，將更清楚地明白本發(fā)明的實(shí)施方式的上述和其它目的、特征以及其它優(yōu)點(diǎn)，其中:
[0007]圖1是示出利用根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的太陽能電池的制造方法所制造的太陽能電池的一實(shí)施例的截面圖；
[0008]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的、圖1所示太陽能電池的正面的平面圖；
[0009]圖3是示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的太陽能電池的制造方法的流程圖；
[0010]圖4A至4G是示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的、圖3所示太陽能電池的制造方法的截面圖；
[0011]圖5是示出根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施方式的太陽能電池的制造方法的后加工操作的主加工工序的時(shí)間與溫度之間的關(guān)系的圖形；
[0012]圖6是示出根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施方式的、基于在太陽能電池的制造方法的后加工操作下的溫度與光強(qiáng)度之間的關(guān)系的氫的狀態(tài)的圖形；
[0013]圖7是示出根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施方式的、基于在太陽能電池的制造方法的后加工操作下的光強(qiáng)度與加工時(shí)間之間的關(guān)系的氫的狀態(tài)的圖形；
[0014]圖8是示出根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施方式的、利用太陽能電池的制造方法所制造的太陽能電池的另一實(shí)施例的截面圖；
[0015]圖9是示出根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施方式的、利用太陽能電池的制造方法所制造的太陽能電池的又一實(shí)施例的截面圖；
[0016]圖10是示出在本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)例中展示相同輸出損耗的溫度和光強(qiáng)度線的圖形；
[0017]圖11是示出在本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)例中展示相同輸出損耗的光強(qiáng)度和加工時(shí)間線的圖形。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明，其示例在附圖中進(jìn)行了例示。然而，應(yīng)當(dāng)明白，本發(fā)明不應(yīng)受限于這些實(shí)施方式，而是可以按不同方式進(jìn)行修改。
[0019]在圖中，為清楚和簡要說明本發(fā)明的實(shí)施方式，省略了對(duì)不涉及本描述的部件的例示，并且貫穿本說明書用相同標(biāo)號(hào)指定相同或極其相似的部件。另外，在圖中，為了更清楚說明，諸如厚度、寬度等的部件尺寸被擴(kuò)大或縮小，并由此，本發(fā)明實(shí)施方式的厚度、寬度等不限于圖中的例示。
[0020]在整個(gè)說明書中，當(dāng)一部件被稱為“包括”另一部件時(shí)，只要不存在特別不一致的描述，該部件都不應(yīng)被理解為排除其它部件，而是該部件可以包括至少一個(gè)其它部件。另夕卜，應(yīng)當(dāng)明白，當(dāng)諸如層、膜、區(qū)域或基板的部件被稱為“處于另一部件之上”時(shí)，其可以直接處于該另一部件之上，或者還可以存在插入部件。另一方面，當(dāng)諸如層、膜、區(qū)域或基板的部件被稱為“直接處于另一部件之上”時(shí)，這意指其間不存在插入部件。
[0021]下面，參照附圖，對(duì)根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的用于制造太陽能電池的方法進(jìn)行詳細(xì)描述。對(duì)根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施方式的，利用用于制造太陽能電池的方法所制造的太陽能電池的實(shí)施例進(jìn)行描述，并接著，對(duì)太陽能電池的制造方法進(jìn)行描述。
[0022]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的、利用太陽能電池的制造方法所制造的太陽能電池的一實(shí)施例的截面圖，而圖2是示出圖1所示太陽能電池的正面的平面圖。圖2主要示出了半導(dǎo)體基板和電極。
[0023]參照?qǐng)D1，根據(jù)該實(shí)施方式的太陽能電池100包括:包括基極區(qū)10的半導(dǎo)體基板110、第一導(dǎo)電類型的第一導(dǎo)電區(qū)20、第二導(dǎo)電類型的第二導(dǎo)電區(qū)30、連接至第一導(dǎo)電區(qū)20的第一電極42、以及連接至第二導(dǎo)電區(qū)30的第二電極44。太陽能電池100還可以包括電介質(zhì)(絕緣)膜，如第一鈍化膜22和防反射膜24。下面，對(duì)太陽能電池100進(jìn)行更詳細(xì)描述。
[0024]半導(dǎo)體基板110可以由晶體半導(dǎo)體形成。例如，半導(dǎo)體基板110可以由單晶半導(dǎo)體(例如，單晶硅)或多晶半導(dǎo)體(例如，多晶硅)形成。具體來說，半導(dǎo)體基板110可以由單晶半導(dǎo)體(例如，單晶半導(dǎo)體晶片、更具體地說，單晶硅晶片)形成。在半導(dǎo)體基板110由如上所述單晶半導(dǎo)體(例如，單晶硅)形成的實(shí)例中，太陽能電池100可以是單晶半導(dǎo)體太陽能電池(例如，單晶硅太陽能電池)。因?yàn)樘柲茈姵?00是基于由如上所述展示高結(jié)晶度并由此展示低缺陷性的晶體半導(dǎo)體形成的半導(dǎo)體基板110，所以太陽能電池100可以展示優(yōu)異的電氣特性。
[0025]半導(dǎo)體基板110的前表面和/或后表面可以被紋理化，以使半導(dǎo)體基板110的前表面和/或后表面具有凹凸形狀。例如，該凹凸形狀可以是形成在半導(dǎo)體基板110的（111)表面處的錐體形狀，具有不規(guī)則尺寸。在該凹凸形狀如上所述通過紋理化而形成在半導(dǎo)體基板110的前表面處的實(shí)例中，半導(dǎo)體基板110的表面粗糙度可以增加，結(jié)果入射在半導(dǎo)體基板110的前表面上的光的反射率可以減小。從而，到達(dá)由基極區(qū)10和第一導(dǎo)電區(qū)20所形成的pn結(jié)的光的量可以增加，從而可以最小化太陽能電池100的光損耗。在本發(fā)明該實(shí)施方式中，該凹凸形狀形成在半導(dǎo)體基板110的前表面處以降低入射光的反射率，而該凹凸形狀未形成在半導(dǎo)體基板110的后表面處以增加入射光的反射率。然而，本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。例如，凹凸形狀可以形成在半導(dǎo)體基板110的前表面和后表面兩者處，或者凹凸形狀可以不形成在半導(dǎo)體基板110的前表面或者后表面處。
[0026]半導(dǎo)體基板110的基極區(qū)10可以是具有摻雜濃度相對(duì)較低的第二導(dǎo)電摻雜劑的第二導(dǎo)電基極區(qū)10。例如，與第一導(dǎo)電區(qū)20相比，基極區(qū)10可以更遠(yuǎn)離半導(dǎo)體基板110的前表面而更靠近半導(dǎo)體基板的后表面。另外，與第二導(dǎo)電區(qū)30相比，基極區(qū)10可以更靠近半導(dǎo)體基板110的前表面而更遠(yuǎn)離半導(dǎo)體基板的后表面。然而，本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此?；鶚O區(qū)10可以不同地定位。
[0027]基極區(qū)10可以由具有第二導(dǎo)電摻雜劑的晶體半導(dǎo)體形成。例如，基極區(qū)10可以由具有第二導(dǎo)電摻雜劑的單晶半導(dǎo)體（例如，單晶硅）或多晶半導(dǎo)體（例如，多晶硅）形成。具體來說，基極區(qū)10可以由具有第二導(dǎo)電摻雜劑的單晶半導(dǎo)體（例如，單晶半導(dǎo)體晶片、更具體地說，單晶硅晶片）形成。
[0028]第二導(dǎo)電類型可以是η型或P型。在基極區(qū)10具有η型的實(shí)例中，基極區(qū)10可以由摻雜有V族元素（如磷（P)、砷（As)、鉍（Bi)，或銻（Sb))的單晶半導(dǎo)體或多晶半導(dǎo)體形成。另一方面，在基極區(qū)10是P型的實(shí)例中，基極區(qū)10可以由摻雜有III族元素（如硼(B)、鋁（Al)、鎵（Ga)或銦（In))的單晶半導(dǎo)體或多晶半導(dǎo)體形成。然而，本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此?；鶚O區(qū)10和第二導(dǎo)電摻雜劑可以由不同材料形成。
[0029]例如，基極區(qū)10可以是P型的。在這種情況下，包括在第二電極44中的材料可以擴(kuò)散到半導(dǎo)體基板110中，以在焙燒（firing)第二電極44的操作時(shí)形成第二導(dǎo)電區(qū)30。結(jié)果，可以省略用于形成第二導(dǎo)電區(qū)30的附加摻雜工序，由此，簡化太陽能電池100的制造工序。然而，本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。例如，基極區(qū)10和第二導(dǎo)電區(qū)30可以是P型的，而第一導(dǎo)電區(qū)20可以是η型的。
[0030]第一導(dǎo)電類型的第一導(dǎo)電區(qū)20(其與基極區(qū)10的第二導(dǎo)電類型相反）可以形成在半導(dǎo)體基板Iio的前表面處。第一導(dǎo)電區(qū)20可以與基極區(qū)10 —起形成pn結(jié)，以構(gòu)成用于通過光電轉(zhuǎn)換來生成載流子的發(fā)射極區(qū)。
[0031]在本發(fā)明該實(shí)施方式中，第一導(dǎo)電區(qū)20可以是構(gòu)成半導(dǎo)體基板110的一部分的摻雜區(qū)。在這種情況下，第一導(dǎo)電區(qū)20可以由具有第一導(dǎo)電摻雜劑的晶體半導(dǎo)體形成。例如，第一導(dǎo)電區(qū)20可以由具有第一導(dǎo)電摻雜劑的單晶半導(dǎo)體（例如，單晶硅）或多晶半導(dǎo)體（例如，多晶硅）形成。具體來說，第一導(dǎo)電區(qū)20可以由具有第一導(dǎo)電摻雜劑的單晶半導(dǎo)體（例如，單晶半導(dǎo)體晶片、更具體地說，單晶硅晶片）形成。在第一導(dǎo)電區(qū)20如上所述構(gòu)成半導(dǎo)體基板110的一部分的實(shí)例中，可以改進(jìn)第一導(dǎo)電區(qū)20與基極區(qū)10之間的結(jié)特性。
[0032]然而，本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。例如，第一導(dǎo)電區(qū)20可以與半導(dǎo)體基板110分離地形成在半導(dǎo)體基板Iio上，下面，將參照?qǐng)D9對(duì)其進(jìn)行更詳細(xì)描述。
[0033]第一導(dǎo)電類型可以是ρ型或η型。在第一導(dǎo)電區(qū)20為ρ型的實(shí)例中，第一導(dǎo)電區(qū)20可以由摻雜有III族元素（如硼（B)、鋁（Al)、鎵（Ga)或銦（In))的單晶半導(dǎo)體或多晶半導(dǎo)體形成。另一方面，在第一導(dǎo)電區(qū)20為η型的實(shí)例中，第一導(dǎo)電區(qū)20可以由摻雜有V族元素（如磷（P)、砷（As)、鉍（Bi)或銻（Sb))的單晶半導(dǎo)體或多晶半導(dǎo)體形成。然而，本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此?？梢詫⒉煌牧嫌米鞯谝粚?dǎo)電摻雜劑。
[0034]在該圖中，第一導(dǎo)電區(qū)20被示出為具有總體均勻摻雜濃度的均質(zhì)結(jié)構(gòu)。然而，本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。在本發(fā)明另一實(shí)施方式中，第一導(dǎo)電區(qū)20可以具有選擇性結(jié)構(gòu)，下面，將參照?qǐng)D8對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0035]第二導(dǎo)電類型的第二導(dǎo)電區(qū)30 (其與基極區(qū)10的第二導(dǎo)電類型相同，具有比基極區(qū)10更高摻雜濃度的第二導(dǎo)電摻雜劑)可以形成在半導(dǎo)體基板110的后表面處。第二導(dǎo)電區(qū)30可以形成后表面場(chǎng)，以構(gòu)成用于防止因在半導(dǎo)體基板110的表面（更精確地講，半導(dǎo)體基板110的后表面）處的復(fù)合而造成的載流子損耗的后表面場(chǎng)區(qū)。
[0036]在本發(fā)明該實(shí)施方式中，第二導(dǎo)電區(qū)30可以是構(gòu)成半導(dǎo)體基板110的一部分的摻雜區(qū)。在這種情況下，第二導(dǎo)電區(qū)30可以由具有第二導(dǎo)電摻雜劑的晶體半導(dǎo)體形成。例如，第二導(dǎo)電區(qū)30可以由具有第二導(dǎo)電摻雜劑的單晶半導(dǎo)體（例如，單晶硅）或多晶半導(dǎo)體（例如，多晶硅）形成。具體來說，第二導(dǎo)電區(qū)30可以由具有第二導(dǎo)電摻雜劑的單晶半導(dǎo)體（例如，單晶半導(dǎo)體晶片、更具體地說，單晶硅晶片）形成。在第二導(dǎo)電區(qū)30如上所述構(gòu)成半導(dǎo)體基板110的一部分的實(shí)例中，可以改進(jìn)第二導(dǎo)電區(qū)30與基極區(qū)10之間的結(jié)特性。
[0037]然而，本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。例如，第二導(dǎo)電區(qū)30可以與半導(dǎo)體基板110分離地形成在半導(dǎo)體基板Iio上，下面，將參照?qǐng)D9對(duì)其進(jìn)行更詳細(xì)描述。
[0038]第二導(dǎo)電類型可以是η型或ρ型。在第二導(dǎo)電區(qū)30為η型的實(shí)例中，第二導(dǎo)電區(qū)30可以由摻雜有V族元素（如磷（P)、砷（As)、鉍（Bi)，或銻（Sb))的單晶半導(dǎo)體或多晶半導(dǎo)體形成。另