太阳能电池制造技术

公开了一种太阳能电池。该太阳能电池包括：第一导电区域，其位于半导体基板的前表面处并且包含第一导电类型或第二导电类型的杂质；第二导电区域，其位于半导体基板的后表面处并且包含与第一导电区域的杂质的导电类型相反的导电类型的杂质；第一电极，其位于半导体基板的前表面上并且连接到第一导电区域；以及第二电极，其位于半导体基板的后表面上并且连接到第二导电区域。第一电极和第二电极中的每一个包括金属颗粒和玻璃料。

Solar cell

A solar cell is disclosed. The solar cell comprises a first conductive region located at the front surface of the semiconductor substrate and containing impurities of the first conductive type or the second conductive type; a second conductive region located at the rear surface of the semiconductor substrate and containing impurities of the conductive type opposite to impurities of the first conductive region. The first electrode is located on the front surface of the semiconductor substrate and connected to the first conductive region; and the second electrode is located on the rear surface of the semiconductor substrate and connected to the second conductive region. Each of the first electrode and the second electrode includes metal particles and glass material.

【技术实现步骤摘要】
太阳能电池
本专利技术的实施方式涉及太阳能电池。
技术介绍
近来，由于诸如石油和煤的现有能源预计将耗尽，对于替换现有能源的替代能源的兴趣正在增加。在替代能源当中，用于从太阳能产生电能的太阳能电池受到关注，因为它们在能量资源方面是丰富的并且不存在环境污染问题。太阳能电池一般包括由分别具有不同导电类型(例如，p型和n型)的半导体形成的基板和发射极区域、以及分别连接到不同导电类型的基板和发射极区域的电极。在这种情况下，基板和发射极区域形成p-n结。当光入射到太阳能电池上时，通过入射光在半导体中产生多个电子-空穴对，并将它们分离成电子和空穴。电子移动到n型半导体(例如，发射极区域)，并且空穴移动到p型半导体(例如，基板)。然后，电子和空穴被电连接到基板和发射极区域的电极收集。使用电线将电极彼此连接，由此获得电力。近来正在开发包括通过用杂质掺杂半导体基板的后表面而形成的导电区域以及在导电区域与半导体基板之间的钝化层的太阳能电池，以提高开路电压Voc。然而，因为具有上述结构的太阳能电池中的导电区域的厚度远小于根据现有技术的厚度，所以背电极与半导体基板短路，因为当形成连接到导电区域的背电极时，包括在背电极中的金属颗粒穿透导电区域和半导体基板之间的钝化层。因此，存在引起太阳能电池的缺陷的问题。
技术实现思路
本专利技术的实施方式提供具有能够在提高开路电压的同时减少太阳能电池的缺陷的结构的太阳能电池。在一个方面中，提供了一种太阳能电池，该太阳能电池包括：半导体基板；位于所述半导体基板的前表面处的第一导电区域，所述第一导电区域包含第一导电类型的杂质或第二导电类型的杂质；位于所述半导体基板的后表面处的第二导电区域，所述第二导电区域包含与包含在所述第一导电区域中的杂质的导电类型相反的导电类型的杂质，所述第二导电区域包括硅材料；第一电极，所述第一电极位于所述半导体基板的所述前表面上并连接到所述第一导电区域；以及第二电极，所述第二电极位于所述半导体基板的所述后表面上并连接到所述第二导电区域，其中，所述第一电极和所述第二电极中的每一个包括金属颗粒和玻璃料，并且其中，包含在所述第二电极中的每单位体积的玻璃料的含量小于包含在所述第一电极中的每单位体积的玻璃料的含量。例如，包含在所述第一电极中的每单位体积的玻璃料的含量可以为6重量％至8重量％，并且，包含在所述第二电极中的每单位体积的玻璃料的含量可以为2.5重量％至5.0重量％。包含在所述第一电极中的每单位体积的金属颗粒的含量可以大于包含在所述第二电极中的每单位体积的金属颗粒的含量。例如，包含在所述第一电极中的每单位体积的金属颗粒的含量可以为82重量％至92重量％，并且包含在所述第二电极中的每单位体积的金属颗粒的含量可以为68重量％至73重量％。所述太阳能电池还可以包括：位于所述第一导电区域的前表面上的抗反射层；位于所述半导体基板的后表面和所述第二导电区域之间的控制钝化层，所述控制钝化层包括介电材料；以及位于第二导电区域的后表面上的背钝化层。背钝化层的厚度可以小于抗反射层的厚度并且可以大于控制钝化层的厚度。例如，抗反射层的厚度为100nm至140nm，并且背钝化层的厚度可以在小于所述抗反射层的厚度的范围内并且为65nm至105nm。控制钝化层的厚度可以小于背钝化层的厚度，并且可以是例如0.5nm至10nm。此外，第二导电区域的厚度可以小于第一导电区域的厚度。例如，第一导电区域的厚度可以为300nm至700nm，并且第二导电区域的厚度可以在小于第一导电区域的厚度的范围内并且为290nm至390nm。第二电极的玻璃料可以包括基于PbO的材料和基于BiO的材料中的至少一种。第二电极的玻璃料还可以包括氧化碲(TeO)。包括氧化碲TeO的所述玻璃料的熔点可以为200℃至500℃。第二电极可以包括：第一层，在所述第一层中，包括氧化碲TeO的所述玻璃料位于所述第二电极与所述第二导电区域之间的界面处；以及第二层，在所述第二层中，所述金属颗粒和不包括氧化碲TeO的所述玻璃料位于所述第一层上。此外，通过组合第二电极的金属颗粒和第二导电区域的硅而形成的微晶可以分布在第一层和第二导电区域之间的界面处。第一电极的玻璃料可以包括基于PbO的材料和基于BiO的材料中的至少一种。第一电极的玻璃料还可以包括氧化碲(TeO)。第一电极的金属颗粒可以包括具有圆形或椭圆形的第一金属颗粒以及具有长轴且具有包括不平坦表面的板状的第二金属颗粒。第二电极的金属颗粒可以包括第一金属颗粒并且可以不包括第二金属颗粒。包括在第一电极中的第二金属颗粒的长轴的长度可以大于包括在所述第一电极和所述第二电极中的每一个中的所述第一金属颗粒的尺寸。在另一方面中，提供了一种太阳能电池，该太阳能电池包括：半导体基板；位于所述半导体基板的前表面处的第一导电区域，所述第一导电区域包含第一导电类型的杂质或第二导电类型的杂质；控制钝化层，所述控制钝化层位于所述半导体基板的后表面上，所述控制钝化层包括介电材料；位于所述半导体基板的后表面处的第二导电区域，所述第二导电区域包含与包含在所述第一导电区域中的杂质的导电类型相反的导电类型的杂质，所述第二导电区域包括多晶硅材料；第一电极，所述第一电极位于所述半导体基板的前表面上并连接到所述第一导电区域；以及第二电极，所述第二电极位于所述半导体基板的后表面上并连接到所述第二导电区域，其中，所述第一电极和所述第二电极中的每一个包括金属颗粒和玻璃料，并且其中，所述第一电极的玻璃料包括氧化碲(TeO)。第二电极的玻璃料可以包括氧化碲(TeO)。本专利技术的实施方式允许位于半导体基板的后表面上的第二电极中所包含的玻璃料的含量小于位于半导体基板的前表面上的第一电极中所包含的玻璃料的含量，因此当第二电极通过热处理连接到第二导电区域时，可以控制第二电极烧穿的深度。因此，本专利技术的实施方式可以防止穿透第二导电区域和控制钝化层的第二电极的金属颗粒与半导体基板短路并且防止在制造过程中在增加太阳能电池的开路电压Voc的同时可能发生的缺陷。附图说明附图被包括以提供对本专利技术的进一步理解并被并入本说明书且构成本说明书的一部分，附图例示了本专利技术的实施方式，并且与说明书一起用于说明本专利技术的原理。在附图中：图1是根据本专利技术的实施方式的太阳能电池的局部立体图。图2是图1中所示的太阳能电池的截面图。图3是指示接触电阻、钝化功能(或复合水平)和开路电压根据第二电极中包含的玻璃料的含量的实验结果的表格。图4是当图3的玻璃料的含量超过适当水平时，包括半导体基板、控制钝化层、第二导电区域和第二电极的太阳能电池的一部分的放大截面图。图5是当图3的玻璃料的含量处于适当水平时，包括半导体基板、控制钝化层、第二导电区域和第二电极的太阳能电池的一部分的放大截面图。图6是在图3和图4的玻璃料的含量保持适当水平的状态下当玻璃料还包括氧化碲(TeO)时，包括半导体基板、控制钝化层、第二导电区域和第二电极的太阳能电池的一部分的放大截面图。图7例示了根据本专利技术的实施方式的包括在第一电极和第二电极中的金属颗粒。具体实施方式现在将详细参照本专利技术的实施方式，其示例在附图中示出。然而，本专利技术可以以许多不同的形式来实施，并且不应被解释为限于本文阐述的实施方式。在任何可能的情况下，在整个附图中将使用相同的附图标本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能电池，该太阳能电池包括：半导体基板；位于所述半导体基板的前表面处的第一导电区域，所述第一导电区域包含第一导电类型的杂质或第二导电类型的杂质；位于所述半导体基板的后表面处的第二导电区域，所述第二导电区域包含与包含在所述第一导电区域中的杂质的导电类型相反的导电类型的杂质，并且所述第二导电区域包括硅材料；第一电极，所述第一电极位于所述半导体基板的前表面上并且连接到所述第一导电区域；以及第二电极，所述第二电极位于所述半导体基板的后表面上并且连接到所述第二导电区域，其中，所述第一电极和所述第二电极中的每一个包括金属颗粒和玻璃料，并且其中，包含在所述第二电极中的每单位体积的玻璃料的含量小于包含在所述第一电极中的每单位体积的玻璃料的含量。

【技术特征摘要】
2017.02.07 KR 10-2017-0016816;2017.04.05 KR 10-2011.一种太阳能电池，该太阳能电池包括：半导体基板；位于所述半导体基板的前表面处的第一导电区域，所述第一导电区域包含第一导电类型的杂质或第二导电类型的杂质；位于所述半导体基板的后表面处的第二导电区域，所述第二导电区域包含与包含在所述第一导电区域中的杂质的导电类型相反的导电类型的杂质，并且所述第二导电区域包括硅材料；第一电极，所述第一电极位于所述半导体基板的前表面上并且连接到所述第一导电区域；以及第二电极，所述第二电极位于所述半导体基板的后表面上并且连接到所述第二导电区域，其中，所述第一电极和所述第二电极中的每一个包括金属颗粒和玻璃料，并且其中，包含在所述第二电极中的每单位体积的玻璃料的含量小于包含在所述第一电极中的每单位体积的玻璃料的含量。2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，包含在所述第一电极中的每单位体积的玻璃料的含量为6重量％至8重量％，并且其中，包含在所述第二电极中的每单位体积的玻璃料的含量为2.5重量％至5.0重量％。3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，包含在所述第一电极中的每单位体积的金属颗粒的含量大于包含在所述第二电极中的每单位体积的金属颗粒的含量。4.根据权利要求3所述的太阳能电池，其中，包含在所述第一电极中的每单位体积的金属颗粒的含量为82重量％至92重量％，并且其中，包含在所述第二电极中的每单位体积的金属颗粒的含量为68重量％至73重量％。5.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：抗反射层，所述抗反射层位于所述第一导电区域的前表面上；控制钝化层，所述控制钝化层位于所述半导体基板的后表面与所述第二导电区域之间，所述控制钝化层包括介电材料；以及背钝化层，所述背钝化层位于所述第二导电区域的后表面上，其中，所述背钝化层的厚度小于所述抗反射层的厚度并且大于所述控制钝化层的厚度。6.根据权利要求5所述的太阳能电池，其中，所述抗反射层的厚度为100nm至140nm，并且其中，所述背钝化层的厚度在小于所述抗反射层的厚度的范围内并且为65nm至105nm。7.根据权利要求5所述的太阳能电池，其中，所述控制钝化层的厚度小于所述背钝化层的厚度并且为0.5nm至10nm。8.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第二导电区域的厚度小于所述第一导电区域的厚度。9.根据权利要求8所述的太阳能电池，其中，所述第一导电区域的厚度为300nm至...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹海宗，吴东海，郑柱和，安俊勇，
申请(专利权)人：LG电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR