太阳能电池及其制造方法技术

太阳能电池及其制造方法。本发明专利技术公开了一种太阳能电池，包括：半导体衬底；保护膜层，形成在半导体衬底的表面上；多晶半导体层，形成在保护膜层上方；第一导电区域，通过用第一导电掺杂剂选择性地掺杂半导体层形成；第二导电区域，掺杂有第二导电掺杂剂并且位于第一导电区域的相邻部分之间；势垒区域，位于第一导电区域与第二导电区域之间且不掺杂掺杂剂；第一电极，连接到第一导电区域；以及第二电极，连接到第二导电区域。第一导电区域和第二导电区域中的每一个包括具有与势垒区域不同的结晶结构的第二结晶区域，并且第一导电区域和第二导电区域的第二结晶区域包括具有不同深度的第二多晶区域和第四结晶区域。

【技术实现步骤摘要】
太阳能电池及其制造方法
本专利技术涉及一种所有电极均设置在背表面上的背表面电极型太阳能电池及其制造方法。
技术介绍
最近，由于现有能源资源(例如石油和煤炭)的枯竭，对取代现有能源的替代能源的兴趣正在增加。最重要的是，用于能将太阳光转换为电能的太阳能电池，是流行的下一代电池。可以通过基于一些设计形成各种层和电极来制造太阳能电池。太阳能电池的效率可以通过各种层和电极的设计来确定。为了使太阳能电池商业化，需要克服低效率和低生产率的问题，因此，需要一种太阳能电池及其制造方法，其可以最大化太阳能电池的效率和生产率。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，一种太阳能电池，所述太阳能电池包括：半导体衬底；保护膜层，所述保护膜层形成在所述半导体衬底的表面上；多晶半导体层，所述多晶半导体层形成在所述保护膜层上方；第一导电区域，所述第一导电区域通过用第一导电掺杂剂选择性地掺杂所述半导体层形成；第二导电区域，所述第二导电区域掺杂有第二导电掺杂剂并且位于所述第一导电区域的相邻部分之间；势垒区域(barrierarea)，所述势垒区域位于所述第一导电区域与所述第二导电区域之间且不掺杂掺杂剂；第一电极，所述第一电极连接到所述第一导电区域；以及第二电极，所述第二电极连接到所述第二导电区域。第一导电区域和第二导电区域中的每一个包括具有与势垒区域不同的结晶结构的第二结晶区域，并且第一导电区域和第二导电区域的第二结晶区域包括具有不同深度的第二多晶区域和第四结晶区域。附图说明通过下面结合附图的详细描述，将更清楚地理解本专利技术的上述及其它目的、特征和其它优点，在附图中：图1是示出根据本专利技术的实施方式的太阳能电池的截面图；图2是示出图1所示的太阳能电池的背表面的平面图；图3是示出根据本专利技术的实施方式的制造太阳能电池的方法的流程图；图4A、图4B、图4C、图4D、图4E、图4F、图4G、图4H、图4I、图4J、图4K、图4L和图4M是示意性地示出图3的各个步骤的视图；图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11和图12是示出使用激光扫描掺杂层的方法的视图；图13是示出第二多晶区域的结晶结构的视图；图14是示出在半导体层中发生的再结晶的TEM照片；图15是示出通过湿法蚀刻去除(re)残留掺杂层时的半导体层的厚度变化的视图；图16是示出通过干法蚀刻去除残留掺杂层时的半导体层的厚度变化的视图；图17和图18是示出用于形成开口的激光扫描方法的视图；图19是示出第四多晶区域的结晶结构的视图；图20是示出第三结晶区的结晶结构的视图；图21是示出根据本专利技术的实施方式的太阳能电池的截面图；图22是示出图21的太阳能电池的部分后视平面图；图23A、图23B、图23C、图23D、图23E、图23F、图23G、图23H、图23I、图23J、图23K和图23L是示出根据本专利技术的实施方式的太阳能电池的制造方法的截面图；图24是示出通过激光在绝缘膜中形成接触孔的原理的视图；图25是示出根据本专利技术的另一实施方式的太阳能电池的截面图；图26是根据本专利技术的另一实施方式的太阳能电池的截面图；图27是示出本专利技术的另一实施方式的太阳能电池的局部放大截面图；图28是示出本专利技术的另一实施方式的太阳能电池的局部后视平面图；图29是示出根据制造示例的太阳能电池的背表面的显微镜照片；图30是示出太阳能电池的形成有接触孔的部分(即，第一部分)和未形成接触孔的部分(即，第二部分)的截面的照片；图31是示出在形成有接触孔的部分(即，第一部分)和未形成接触孔的部分(即，第二部分)中通过拉曼分析法对半导体层进行分析的结果的曲线图；图32是示出根据本专利技术的实施方式的太阳能电池的示例的截面图；图33是示出图32所示的太阳能电池的背表面的平面图；图34是示出根据本专利技术的实施方式的制造太阳能电池的方法的流程图；图35A、图35B、图35C、图35D、图35E、图35F、图35G、图35H、图35I、图35J、图35K、图35L、图35M、图35N和35O是示意性地示出图34的各个步骤的视图；图36是示出根据本专利技术的实施方式的太阳能电池面板的立体图；和图37是沿图36的II-II线截取的截面图。具体实施方式现在将详细参照本专利技术的实施方式，这些实施方式的示例在附图中示出。然而，应当理解，本专利技术不应限于这些实施方式，并且可以以各种方式修改。在附图中，为了清楚和简要地解释本专利技术，省略与说明书无关的元件的示出，并且在整个说明书中由相同的附图标记指定相同或极其相似的元件。另外，在附图中，为了更清楚地解释，多个层的构造、厚度、宽度等被夸大、减少或省略，并且本专利技术的厚度、宽度等不限于附图的示出。在下文中，将参照附图详细描述根据本专利技术的实施方式的制造太阳能电池的方法以及通过该方法形成的太阳能电池。首先，将描述由根据本专利技术的实施方式的太阳能电池的制造方法制造的太阳能电池的示例，然后，将描述根据本专利技术的实施方式的太阳能电池的制造方法。图1是示出根据本专利技术的一些实施方式的太阳能电池的示例的截面图，并且图2是图1所示的太阳能电池的局部后视平面图。参照图1和图2，根据本实施方式的太阳能电池100包括：半导体衬底10、形成在半导体衬底10的表面上的保护膜层20，位于保护膜层20上方的，由多晶半导体形成的且与半导体衬底10形成pn结的第一导电区域32和第二导电区域34，以及分别与第一导电区域32和第二导电区域34接触的第一电极42和第二电极44。另外，第一导电区域32包括第二多晶区域321，其具有与第一导电区域32的其余区域不同的结晶结构，并且第二导电区域34包括第四多晶区域341，其具有与第二多晶区域321基本相同的结晶结构。此外，第二多晶区域321还包括与第一电极42接触的第三结晶区域321a，第四多晶区域341还包括与第二电极44接触的第三结晶区域341a。另外，太阳能电池100还可以包括设置在半导体衬底10的前表面上的前表面场区130、绝缘膜24和抗反射膜26。半导体衬底10由以低浓度掺杂有第一导电掺杂剂的结晶半导体形成。在一个示例中，半导体衬底10由单晶或多晶半导体形成。单晶半导体具有高结晶度，因此缺陷少，其电性能优于多晶半导体的电性能。第一导电类型是p型和n型中的任何一种。在示例性形式中，当半导体衬底10是n型时，为了增加光电转换面积，可以广泛形成p型的并且形成用于通过光电转换形成载流子的pn结的第一导电区域32。此外，在这种情况下，具有宽面积的第一导电区域32可以有效地收集相对缓慢移动的空穴，从而有助于提高光电转换效率。此外，半导体衬底10包括位于该半导体衬底10的前表面(即，光入射表面)上的前表面场区130。前表面场区130具有与半导体衬底10相同的导电类型，并且具有比半导体衬底10更高的掺杂浓度。在示例性形式中，前表面场区130是通过以比半导体衬底10的掺杂浓度更高的掺杂浓度对半导体衬底10掺杂第一导电掺杂剂而形成的掺杂区域，并且前表面场区130的掺杂浓度低于具有与前表面场区130相同的导电性的第二导电区34的掺杂浓度。因为前表面场区130功能在于防止载流子移动到半导体衬底10的前表面，所以前表面场区130的掺杂浓度可以低于第二导电区34的掺杂浓度。在一个示例中，前表面场区130的掺杂浓度可以在1×1017/cm3到1×1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池，所述太阳能电池包括：半导体衬底；保护膜层，所述保护膜层形成在所述半导体衬底的表面上；多晶半导体层，所述多晶半导体层形成在所述保护膜层上方；第一导电区域，所述第一导电区域通过用第一导电掺杂剂选择性地掺杂半导体层形成；第二导电区域，所述第二导电区域掺杂有第二导电掺杂剂并且位于所述第一导电区域的相邻部分之间；第一电极，所述第一电极连接到所述第一导电区域；以及第二电极，所述第二电极连接到所述第二导电区域，其中，所述第一导电区域和所述第二导电区域中的至少一个包括第一结晶区域和第二结晶区域，所述第一结晶区域与所述保护膜层接触并且具有第一晶粒尺寸，所述第二结晶区域通过所述多晶半导体层的一部分的再结晶形成并且具有大于所述第一晶粒尺寸的第二晶粒尺寸。

【技术特征摘要】
2015.12.21 KR 10-2015-0183118;2016.02.03 KR 10-2011.一种太阳能电池，所述太阳能电池包括：半导体衬底；保护膜层，所述保护膜层形成在所述半导体衬底的表面上；多晶半导体层，所述多晶半导体层形成在所述保护膜层上方；第一导电区域，所述第一导电区域通过用第一导电掺杂剂选择性地掺杂半导体层形成；第二导电区域，所述第二导电区域掺杂有第二导电掺杂剂并且位于所述第一导电区域的相邻部分之间；第一电极，所述第一电极连接到所述第一导电区域；以及第二电极，所述第二电极连接到所述第二导电区域，其中，所述第一导电区域和所述第二导电区域中的至少一个包括第一结晶区域和第二结晶区域，所述第一结晶区域与所述保护膜层接触并且具有第一晶粒尺寸，所述第二结晶区域通过所述多晶半导体层的一部分的再结晶形成并且具有大于所述第一晶粒尺寸的第二晶粒尺寸。2.根据权利要求1所述的太阳能电池，所述太阳能电池还包括设置在所述第一导电区域与所述第二导电区域之间并且不掺杂有掺杂剂的势垒区域。3.根据权利要求2所述的太阳能电池，其中，所述势垒区域具有所述第一晶粒尺寸。4.根据权利要求1所述的太阳能电池，所述太阳能电池还包括通过和所述第二结晶区域接触的所述第一电极及所述第二电极中的每一个与所述第二结晶区域之间的界面的再结晶而形成的第三结晶区域，所述第三结晶区域具有比所述第一晶粒尺寸和所述第二晶粒尺寸小的第三晶粒尺寸。5.根据权利要求4所述的太阳能电池，其中，所述第三结晶区域包括形成在该第三结晶区域的表面上的表面凸凹部分。6.根据权利要求5所述的太阳能电池，其中，所述第一电极和所述第二电极中的至少一个电极具有包括两层或更多层的多层结构，并且包括形成在所述至少一个电极的与所述第三结晶区域接触的表面上以与所述第三结晶区域的所述表面凸凹部分对应的电极凸凹部分。7.根据权利要求1所述的太阳能电池，所述太阳能电池还包括形成在所述第一导电区域和所述第二导电区域中的至少一个上的绝缘层，其中，所述绝缘层包括用于允许所述第一电极和所述第一导电区域彼此电连接的第一开口或者用于允许所述第二电极和所述第二导电区域彼此电连接的第二开口。8.根据权利要求7所述的太阳能电池，其中，所述第一电极和所述第二电极中的每一个具有分别突出到所述第一开口和所述第二开口中的突起。9.一种太阳能电池，所述太阳能电池包括：半导体衬底；第一导电区域，所述第一导电区域形成在所述半导体衬底上方并且被构造为第一导电类型的半导体层；绝缘膜，所述绝缘膜设置在所述第一导电区域上方并且具有第一接触孔；以及第一电极，所述第一电...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑寅道，许美姬，梁周弘，李恩珠，南正范，
申请(专利权)人：LG电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR