太阳能电池及其制造方法技术

太阳能电池及其制造方法。公开了一种太阳能电池，该太阳能电池包括：控制钝化膜，其在半导体基板的一个表面上并且由介电材料形成；以及半导体层，其在控制钝化膜上，其中，所述半导体层包括具有第一导电类型的第一导电区域以及具有与第一导电类型相反的第二导电类型的第二导电区域。所述半导体基板包括扩散区域，该扩散区域包括与控制钝化膜相邻的第一扩散区域和第二扩散区域中的至少一个，其中，所述第一扩散区域被局部地形成以与第一导电区域对应并且具有低于第一导电区域的掺杂浓度的掺杂浓度，其中，所述第二扩散区域被局部地形成以与第二导电区域对应并且具有低于第二导电区域的掺杂浓度的掺杂浓度。

Solar cells and their manufacturing methods

A solar cell and a manufacturing method. Disclosed is a solar battery, the solar cell comprises: control passivation film on the semiconductor substrate on one surface and formed of a dielectric material; and a semiconductor layer, in which the control for the film, and the semiconductor layer includes a first conductive region having a first conductivity type and a second conductivity type with the first conductivity type opposite the second conductive region. The semiconductor substrate includes a diffusion region, the diffusion region including control and passivation film adjacent the first diffusion region and second diffusion regions, at least one of the first diffusion region is locally formed with the first conductive region corresponding with doping concentration, lower dopant concentration of the first conductive region in which the the second diffusion region was locally formed with second conductive regions and has corresponding doping concentration lower than the doping concentration second conductive area.

【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，更具体地讲，涉及一种包括由半导体材料形成的导电区域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耗尽，对替代能源的兴趣不断增加。具体地讲，太阳能电池作为能够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。提出了包括由与半导体基板分离的层形成的导电区域的太阳能电池。在该太阳能电池中，可能难以将载流子传送至导电区域。具体地讲，如果另一层被设置在导电区域和半导体基板之间，则由于不连续的能带图，该问题可能严重。
技术实现思路
因此，鉴于上述问题而作出本专利技术，本专利技术在于提供一种具有增强的效率的太阳能电池以及以高生产率制造该太阳能电池的方法。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控制钝化膜，其中，该控制钝化膜由介电材料形成；以及在控制钝化膜上的半导体层，其中，该半导体层包括具有第一导电类型的第一导电区域以及具有与第一导电类型相反的第二导电类型的第二导电区域。半导体基板包括扩散区域，该扩散区域包括与控制钝化膜相邻的第一扩散区域和第二扩散区域中的至少一个，其中，第一扩散区域被局部地形成以与第一导电区域对应并且具有低于第一导电区域的掺杂浓度的掺杂浓度，其中，第二扩散区域被局部地形成以与第二导电区域对应并且具有低于第二导电区域的掺杂浓度的掺杂浓度。根据本专利技术的另一实施方式的太阳能电池包括：半导体基板；在半导体基板上的控制钝化膜；以及在控制钝化膜上的半导体层。半导体层包括具有多晶结构的多晶部分，所述多晶结构具有纳米尺寸的晶粒。半导体基板在与控制钝化膜相邻的部分处包括掺杂浓度低于半导体层的掺杂浓度的扩散区域。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控制钝化膜；以及在控制钝化膜上形成具有第一导电类型掺杂剂的第一导电区域。形成第一导电区域的步骤包括以下步骤：形成本征半导体层；在本征半导体层上形成具有第一导电掺杂剂的第一掺杂剂层；以及使用具有离焦状态的激光利用包括在第一掺杂剂层中的第一导电掺杂剂对本征半导体层进行掺杂。在对本征半导体层进行掺杂的步骤中，在半导体基板与控制钝化膜相邻的部分处形成掺杂浓度低于第一导电区域的掺杂浓度的第一扩散区域以与第一导电区域对应。附图说明图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局部后视平面图。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能带图，在(b)中示出不包括扩散区域的传统太阳能电池中的能带图。图4是图1所示的太阳能电池中所包括的导电区域、控制钝化膜和扩散区域中的掺杂分布的曲线图。图5A至图5F是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是图6所示的太阳能电池的平面图。图8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9是图8所示的太阳能电池中所包括的第一导电区域、第一掺杂部分和第一扩散区域中的掺杂分布的曲线图。图10A至图10H是根据本专利技术的另一实施方式的太阳能电池的制造方法的横截面图。图11示意性地示出通过包括在太阳能电池的制造方法中的图10D所示的掺杂工艺在第一掺杂剂层处形成的激光束的形状，其中，(a)示出使用聚焦激光的激光束的形状，(b)示出使用离焦激光的激光束的形状。图12示意性地示出包括在太阳能电池的制造方法中的图10D所示的掺杂工艺的示例。图13示意性地示出包括在太阳能电池的制造方法中的图10D所示的掺杂工艺的另一示例。具体实施方式将参照附图详细描述本专利技术的实施方式。然而，本专利技术可按照许多另选形式来具体实现，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，不应被解释为限于附图中所示的那些。将理解，术语“包括”和/或“包含”当用在说明书中时指明存在所述的事物，但是不排除一个或更多个其它事物的存在或添加。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、区域或板的元件被称作“直接在”另一元件“上”时，这意味着两个元件之间不存在中间元件。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，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的一个表面(以下，称作“后表面”)上的掺杂剂控制钝化膜(以下，称作“控制钝化膜”)20、在控制钝化膜20上的半导体层30或导电区域32和34、以及电连接至半导体层30或导电区域32和34的电极42和44。在这种情况下，导电区域32和34可包括第一导电类型的第一导电区域32和第二导电类型的第二导电区域34，电极42和44可包括连接至第一导电区域32的第一电极42和连接至第二导电区域34的第二电极44。另外，太阳能电池100还可包括例如在半导体基板10的前表面上的前钝化膜24和抗反射膜26、在包括导电区域32和34的半导体层30上的后钝化膜40等。这将更详细地描述。半导体基板10可包括基极区域110，基极区域110包括掺杂浓度相对低的第一或第二导电掺杂剂，因此为第一或第二导电类型。作为示例，基极区域110可为第二导电类型。基极区域110可由包括第一或第二导电掺杂剂的晶体半导体形成。在一个示例中，基极区域110可由包括第一或第二导电掺杂剂的单晶或多晶半导体(例如，单晶或多晶硅)形成。因此，可基于具有高结晶性因此很少缺陷的基极区域110或半导体基板10实现优异的电气性质。在实施方式中，前表面场区域130可在半导体基板10的前表面上。前表面场区域130可由用于构成半导体基板10的一部分的掺杂区域形成。掺杂区域的前表面场区域130可具有与基极区域110的导电类型(即，第一或第二导电类型，作为示例，第二导电类型)相同的导电类型，并且可具有高于基极区域110的掺杂浓度。另外，用于使反射最小化的抗反射结构可形成在半导体基板10的前表面处。作为示例，可包括具有锥形形状的突起和/或凹陷的纹理结构作为抗反射结构。形成在半导体基板10上的纹理结构可具有给定形状(例如，锥形形状)，其外表面沿着半导体基板10的特定晶面(例如，(111)平面)形成。在通过经由纹理化在例如半导体基板10的前表面上形成突起和/或凹陷来增加表面粗糙度的情况下，可减小通过半导体基板10的前表面引入的光的反射率，从而使光的损失最小化。另外，半导体基板10的后表面可经由例如镜面抛光由表面粗糙度低于前表面的相对平滑的平坦表面形成。这是因为在如实施方式中一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池，该太阳能电池包括：半导体基板；在所述半导体基板的一个表面上的控制钝化膜，该控制钝化膜由介电材料形成；以及在所述控制钝化膜上的半导体层，该半导体层包括具有第一导电类型的第一导电区域以及具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型的第二导电区域，其中，所述半导体基板还包括扩散区域，该扩散区域包括与所述控制钝化膜相邻的第一扩散区域和第二扩散区域中的至少一个，其中，所述第一扩散区域被局部地形成以与所述第一导电区域对应，并且具有低于所述第一导电区域的掺杂浓度的掺杂浓度，并且其中，所述第二扩散区域被局部地形成以与所述第二导电区域对应，并且具有低于所述第二导电区域的掺杂浓度的掺杂浓度。

【技术特征摘要】
2016.09.19 KR 10-2016-0119425;2016.09.19 KR 10-2011.一种太阳能电池，该太阳能电池包括：半导体基板；在所述半导体基板的一个表面上的控制钝化膜，该控制钝化膜由介电材料形成；以及在所述控制钝化膜上的半导体层，该半导体层包括具有第一导电类型的第一导电区域以及具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型的第二导电区域，其中，所述半导体基板还包括扩散区域，该扩散区域包括与所述控制钝化膜相邻的第一扩散区域和第二扩散区域中的至少一个，其中，所述第一扩散区域被局部地形成以与所述第一导电区域对应，并且具有低于所述第一导电区域的掺杂浓度的掺杂浓度，并且其中，所述第二扩散区域被局部地形成以与所述第二导电区域对应，并且具有低于所述第二导电区域的掺杂浓度的掺杂浓度。2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述控制钝化膜是由非晶结构组成的非晶膜或者包括所述非晶结构和部分结晶部分的非晶膜。3.根据权利要求1所述的太阳能电池，该太阳能电池还包括：在所述半导体基板或所述半导体层上的绝缘膜，其中，所述控制钝化膜比所述绝缘膜薄，并且其中，所述控制钝化膜包括掺杂浓度高于所述绝缘膜的掺杂浓度的部分。4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述控制钝化膜包括局部地形成在所述第一导电区域和所述第一扩散区域之间的第一掺杂部分以及局部地形成在所述第二导电区域和所述第二扩散区域之间的第二掺杂部分中的至少一个。5.根据权利要求4所述的太阳能电池，其中，所述第一掺杂部分或所述第二掺杂部分包括低掺杂部分以及掺杂浓度高于所述低掺杂部分的掺杂浓度的高掺杂部分。6.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，当在厚度方向上观看所述第一导电区域或所述第二导电区域、所述控制钝化膜以及所述扩散区域时，掺杂浓度朝着所述半导体基板的内部连续地减小，并且其中，所述扩散区域中的掺杂浓度梯度的绝对值大于所述第一导电区域或所述第二导电区域中的掺杂浓度梯度的绝对值。7.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述扩散区域比所述第一导电区域和所述第二导电区域中的每一个厚。8.根据权利要求4所述的太阳能电池，其中，所述扩散区域包括所述第一扩散区域和所述第二扩散区域，并且其中，所述控制钝化膜包括所述第一掺杂部分和所述第二掺杂部分。9.根据权利要求8所述的太阳能电池，其中，所述第一扩散区域和所述第二扩散区域彼此间隔开，并且基极区域被设置在所述第一扩散区域和所述第二扩散区域之间，其中，势垒区域被设置在所述第一导电区域和所述第二导电区域之间，并且其中，所述控制钝化膜包括所述半导体基板与所述势垒区域之间的未掺杂部分。10.根据权利要求8所述的太阳能电池，其中，所述半导体基板包括具有所述第二导电类型的基极区域，并且其中，所述第二扩散区域比所述第一扩散区域厚。11.根据权利要求8所述的太阳能电池，其中，所述半导体基板包括具有所述第二导电类型的基极区域，并且其中，当在厚度方向上观看所述第一扩散区域和所述第二扩散区域时，所述第二扩散区域中的掺杂浓度梯度的绝对值小于所述第一扩散区域中的掺杂浓度梯度的绝对值。12.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：金忠义，梁荣成，崔在佑，许美姬，
申请(专利权)人：LG电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR