太阳能电池及其制造方法技术

太阳能电池及其制造方法。公开了一种制造太阳能电池的方法。该方法包括以下步骤：在半导体基板的一个表面上形成第一隧穿层；在第一隧穿层上形成第一导电区域，以使得该第一导电区域包括具有非晶结构的金属氧化物层；以及形成电连接至第一导电区域的第一电极。

【技术实现步骤摘要】
太阳能电池及其制造方法
本专利技术的实施方式涉及太阳能电池及其制造方法，更具体地，涉及一种包括金属氧化物的太阳能电池及其制造方法。
技术介绍
近来，随着诸如石油和煤炭的现有能源预期将要耗尽，对替代它们的可替代能源的兴趣不断增加。其中，太阳能电池作为将太阳能转换为电能的下一代电池引人注目。这种太阳能电池可通过根据期望的设计形成各种层和各种电极来制造。与此相关，太阳能电池的效率可根据各种层和电极的设计来确定。为了这种太阳能电池的商业可用性，有必要克服与太阳能电池的低效率关联的问题。因此，需要设计并制造各种层和各种电极以使太阳能电池的效率最大化。例如，在通过利用掺杂剂掺杂半导体基板而制造的传统太阳能电池中，掺杂工艺等非常复杂，并且半导体基板的界面性质劣化，导致差的钝化性质。在为了防止此问题而在没有利用掺杂剂对半导体基板进行掺杂工艺的情况下制造的另一太阳能电池中，太阳能电池的性质和效率可根据太阳能电池中所包括的层的性质而极大地改变，太阳能电池的可靠性不高。
技术实现思路
因此，鉴于上述问题而设计出本专利技术的实施方式，本专利技术旨在提供一种具有优异且均匀的效率和性质以及高生产率的太阳能电池以及制造该太阳能电池的方法。根据本专利技术的实施方式的制造太阳能电池的方法包括以下步骤：在半导体基板的一个表面上形成第一隧穿层；在第一隧穿层上形成第一导电区域，以使得第一导电区域包括具有非晶结构的金属氧化物层；以及形成电连接至第一导电区域的第一电极。根据本专利技术的实施方式的太阳能电池包括：半导体基板；在半导体基板的一个表面上的隧穿层；隧穿层上的用于提取第一载流子的第一导电区域；以及电连接至第一导电区域的第一电极，其中，第一导电区域包括具有非晶结构的金属氧化物层。至少第一导电区域的与隧穿层相邻的界面部分可由具有非晶结构的非晶部分比具有结晶结构的结晶部分宽的非晶区域形成。根据实施方式，在包括金属氧化物层作为导电区域的太阳能电池中，导电区域的界面部分由非晶区域形成，因此，可增强太阳能电池的效率和可靠性，并且可通过简单的工艺增加太阳能电池的生产率。在这种情况下，通过导电型区域的第一部分和第二部分的差异化组成，与隧穿层相邻的第一部分中的钝化性质可改进，因此太阳能电池的开路电压和填充密度可改进，另外，与电极相邻的第二部分中的电性质可改进。因此，太阳能电池的效率可增强。这些第一部分和第二部分可通过变化工艺条件来具有不同的组成。结果，可通过简单的工艺形成具有优异性质和效率的太阳能电池。在这种情况下，隧穿层和导电区域的至少一部分可通过原位(in-situ)工艺来形成以进一步简化工艺。在这种情况下，隧穿层的至少一部分甚至可通过使用臭氧处理在低温下通过与导电型区域相同的方法来形成。因此，原位工艺可被应用于形成隧穿层以及形成导电型区域。结果，可通过简单的工艺形成具有优异性质和效率的太阳能电池。附图说明本专利技术的上述和其它目的、特征以及其它优点将从以下结合附图进行的详细描述更清楚地理解，附图中：图1是根据本专利技术的实施方式的太阳能电池的横截面图；图2是图1所示的太阳能电池的前视图；图3在(a)中示出根据本专利技术的实施方式的太阳能电池中的半导体基板、第二隧穿层和第二导电区域的能带图，并且在(b)中示出根据本专利技术的实施方式的太阳能电池中的半导体基板、第一隧穿层和第一导电区域的能带图；图4是根据本专利技术的修改的实施方式的太阳能电池的横截面图；图5A至图5C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横截面图；图6是根据本专利技术的另一实施方式的太阳能电池的横截面图；图7是示出二元金属氧化物层中的氧与金属之比(氧/金属)和导电性的曲线图；图8是通过X射线光电子能谱对氧与金属之比彼此不同的二元金属氧化物层中的键能的测量结果；图9是示出图6所示的太阳能电池的第一导电区域中的氧与金属之比的各种变化的曲线图；图10是根据本专利技术的另一实施方式的太阳能电池的横截面图；图11是示出图10所示的太阳能电池的第一隧穿层的厚度方向上的SiOx的x值的曲线图；图12是根据本专利技术的另一修改的实施方式的太阳能电池的横截面图；图13是示出在图10所示的太阳能电池的制造方法中形成第一隧穿部分期间通过臭氧处理工艺的反应的图；图14是根据本专利技术的另一实施方式的太阳能电池的横截面图；图15是根据图14所示的实施方式的修改实施方式的太阳能电池的横截面图；图16是根据本专利技术的另一实施方式的太阳能电池的横截面图；图17是图16所示的太阳能电池的后视图；图18是太阳能电池的透射电子显微镜(TEM)照片，其中，(a)示出根据实施方式1的太阳能电池的TEM照片，(b)示出根据比较例2的太阳能电池的TEM照片；以及图19是示出根据实施方式1、5和6以及比较例3的太阳能电池的隐含开路电压(隐含Voc)的曲线图。具体实施方式现在将详细参照本专利技术的各种实施方式，其示例示出于附图中。然而，本专利技术可按照许多替代形式来具体实现，不应被解释为限于本文所阐述的实施方式。在附图中，为了描述的清晰和简单起见，省略了与本专利技术的实施方式无关的部分的例示。贯穿说明书，相同的标号指代相同或非常相似的元件。在附图中，为了描述的清晰起见，元件的厚度、宽度等被夸大或缩小，不应被解释为限于图中所示的那些。将理解，说明书中所使用的术语“包括”和/或“包含”指明存在所述的元件，但是不排除一个或更多个其它元件的存在或添加。另外，将理解，当诸如层、膜、区域或板的元件被称作“在”另一元件“上”时，它可直接被设置在另一元件上，或者可被设置为使得二者间还存在中间元件。因此，当诸如层、膜、区域或板的元件被“直接”设置在另一元件“上”时，这意味着元件之间不存在中间元件。另外，以下，术语“第一”和“第二”仅用于彼此区分，本专利技术的实施方式不限于此。以下，将参照附图详细描述根据本专利技术的实施方式的太阳能电池及其制造方法。图1是根据本专利技术的实施方式的太阳能电池的横截面图。参照图1，根据实施方式的太阳能电池100包括半导体基板10、在半导体基板10的表面上的第一隧穿层52、在第一隧穿层52上的第一导电区域20以及电连接至第一导电区域20的第一电极42。另外，太阳能电池100可包括第二导电区域30以及连接至第二导电区域30的第二电极44。在这种情况下，第一导电区域20和第二导电区域30中的至少一个包括具有非晶结构的金属氧化物层(例如，二元金属氧化物层)或者由具有非晶结构的金属氧化物层(例如，二元金属氧化物层)形成。这将更详细地说明。半导体基板10可包括具有第一导电型或第二导电型的基极区域110。基极区域110可具有掺杂浓度相对低的第一导电型掺杂剂或第二导电型掺杂剂。基极区域110可由包括n型或p型掺杂剂的单晶半导体(例如，单一材料的单晶或多晶半导体，例如单晶或多晶硅，更具体地，单晶硅)形成。基于具有高结晶度和较少缺陷的半导体基板10或基极区域110的太阳能电池100具有优异的电性质。在实施方式中，半导体基板10可仅由基极区域110形成，而没有通过附加掺杂等形成的掺杂区域。结果，可防止由于掺杂区域而引起的半导体基板10的钝化性质的劣化。作为示例，在实施方式中，基极区域110可利用n型掺杂剂掺杂以具有n型。如果基极区域110具有n型，则用作第一导电区域20和第二导电区域30的金属氧化物层(例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造太阳能电池的方法，该方法包括以下步骤：在半导体基板的一个表面上形成第一隧穿层；在所述第一隧穿层上形成第一导电区域，以使得该第一导电区域包括具有非晶结构的金属氧化物层；以及形成电连接至所述第一导电区域的第一电极。

【技术特征摘要】
2016.11.14 KR 10-2016-0151121;2016.11.14 KR 10-2011.一种制造太阳能电池的方法，该方法包括以下步骤：在半导体基板的一个表面上形成第一隧穿层；在所述第一隧穿层上形成第一导电区域，以使得该第一导电区域包括具有非晶结构的金属氧化物层；以及形成电连接至所述第一导电区域的第一电极。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一导电区域的与所述第一隧穿层相邻的至少界面部分由非晶区域形成，在该非晶区域中，具有所述非晶结构的非晶部分比具有结晶结构的结晶部分宽。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一导电区域的所述金属氧化物层包括二元金属氧化物，或者其中，在形成所述第一导电区域的步骤中，通过原子层沉积ALD或物理气相沉积PVD来形成所述第一导电区域。4.根据权利要求3所述的方法，其中，在形成所述第一导电区域的步骤中，通过工艺温度为250℃或以下的原子层沉积ALD来形成所述第一导电区域。5.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括以下步骤：形成第二导电区域以用于提取极性与所述第一导电区域所提取的载流子相反的载流子，其中，所述第二导电区域包括具有所述非晶结构的所述金属氧化物层，其中，形成所述第一导电区域的第一工艺温度与形成所述第二导电区域的第二工艺温度彼此不同，并且其中，当所述第一工艺温度高于所述第二工艺温度时，在形成所述第一导电区域之后形成所述第二导电区域，而当所述第二工艺温度高于所述第一工艺温度时，在形成所述第二导电区域之后形成所述第一导电区域。6.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述第一电极的步骤在400℃或以下的温度下执行。7.根据权利要求1所述的方法，其中，在形成所述第一导电区域的步骤中，所述第一导电区域被形成为包括第一部分和第二部分，其中，所述第一部分和所述第二部分各自包括所述金属氧化物层，而所述第一部分和所述第二部分具有彼此不同的组成。8.根据权利要求7所述的方法，其中，形成所述第一导电区域的步骤包括以下步骤：第一工艺，其用于形成与所述第一隧穿层相邻的所述第一部分；以及第二工艺，其用于形成与所述第一电极相邻的所述第二部分，其中，所述第一工艺的工艺条件不同于所述第二工艺的工艺条件，并且作为所述第一部分中的氧与金属之比的第一氧比不同于作为所述第二部分中的氧与金属之比的第二氧比。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第二氧比小于所述第一氧比，其中，在形成所述第一导电区域的步骤中，通过原子层沉积ALD来形成所述第一导电区域，并且形成所述第一导电区域的步骤包括以下步骤：供应包含氧的第一原料；清除所述第一原料；供应包含金属的第二原料；以及清除所述第二原料，并且其中，与所述第一工艺中相比，在所述第二工艺中，所述第一原料的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李有真，权泰寅，池光善，李洪哲，
申请(专利权)人：LG电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR