太阳能电池制造技术

本发明专利技术公开了太阳能电池。该太阳能电池包括：含有第一导电类型的第一杂质的基板；含有与第一导电类型相反的第二导电类型的第二杂质的射极层；电连接到射极层的第一电极；以及电连接到基板的第二电极。射极层和基板形成ｐ－ｎ结。射极层的第二杂质的掺杂浓度根据在射极层内的位置的深度而线性地或非线性地变化。

【技术实现步骤摘要】

所描述的各种实施方式涉及太阳能电池。
技术介绍
近来，由于认为现有能源(如石油和煤)是会被耗尽的，因此对于代替现有能源的 另选能源越来越感兴趣。在这些另选能源中，从太阳能产生电能的太阳能电池尤其受到关注。太阳能电池通常包括基板和射极层，基板和射极层各自由半导体形成，并且在基 板和射极层上分别形成有电极。形成基板和射极层的半导体具有不同的导电类型，例如P 型和η型。在基板和射极层之间的界面形成ρ-η结。当光入射在太阳能电池上时，在半导体中产生多个电子-空穴对。通过光电效应 将这些电子-空穴对分成电子和空穴。由此，分出的电子移动到η型半导体(例如射极层) 并且分出的空穴移动到P型半导体(例如基板)，然后电子和空穴分别由电连接到射极层和 基板的电极收集。这些电极通过电线彼此连接，从而获得电力。
技术实现思路
一方面，存在一种太阳能电池，该太阳能电池包括晶体基板，该晶体基板含有第一 导电类型的第一杂质。所述太阳能电池还包括含有第二导电类型的第二杂质的第一非晶 层，所述第一非晶层具有包括第一浓度的第二杂质的第一部分和包括第二浓度的第二杂质 的第二部分，所述第二部分与所述晶体基板的最小距离大于所述第一部分与所述晶体基板 的最小距离，所述第二浓度大于所述第一浓度。所述太阳能电池还包括第一电极、以及电连 接到所述第一非晶层并与所述第一电极电绝缘的第二电极。所述太阳能电池可以包括含有第三导电类型的第三杂质的第二非晶层，所述第二 非晶层具有包括第一浓度的第三杂质的第一部分和包括第二浓度的第三杂质的第二部分， 所述第二部分与所述晶体基板的最小距离大于所述第一部分与所述晶体基板的最小距离， 所述第二浓度大于所述第一浓度，其中，所述第三导电类型与所述第二导电类型相反。所述 第二非晶层可以位于所述晶体基板的没有光入射的非入射面上。在所述太阳能电池中，所述第一非晶层可以位于所述晶体基板的光入射的入射面 上。所述第一非晶层可以位于所述晶体基板的没有光入射的非入射面上。所述第一导电类 型可以与所述第三导电类型相同。所述第一非晶层的所述第一部分的所述第二杂质的所述 第一浓度可以接近于零。在第一部分和第二部分之间，所述第二杂质的浓度可以按预定的 速率增加。在所述太阳能电池中，所述第一非晶层的所述第一部分可以是本征半导体部分， 所述第一非晶层的所述第二部分可以是非本征半导体部分。所述第一非晶层的所述第一部 分可以位于所述晶体基板的附近，并且所述非晶层的所述第二部分的位置可以位于所述非 晶层的与所述晶体基板相对的表面的附近。所述第一非晶层具有单层结构。所述第一非晶层和所述晶体基板可以形成异质结。所述第二杂质的所述第一浓度和所述第二浓度可以是 从大约0/cm3到大约1 X 1027cm3。在另一个总体方面，存在一种半导体结构，该半导体结构位于太阳能电池的晶体 半导体基板的第一表面上，所述晶体半导体基板是第一导电类型。半导体层可以包括具有 第一浓度的杂质的第一非晶层和具有第二浓度的杂质的第二非晶层，所述第二浓度不同于 所述第一浓度。所述第一非晶层和所述第二非晶层各自可以是非本征层。在所述半导体结构中，所述第一非晶层与所述晶体基板的最小距离可以大于所述 第二非晶层与所述晶体基板的最小距离。杂质的所述第一浓度可以大于杂质的所述第二浓 度。杂质的所述第二浓度可以大于杂质的所述第一浓度。另一方面，存在一种方法，该方法包括以下步骤提供含有第一导电类型的第一杂 质的晶体基板。所述方法还可以包括以下步骤在所述晶体基板上形成含有第二导电类型 的第二杂质的非晶层。形成非晶层的步骤可以包括以下步骤形成所述非晶层的包括第一 掺杂浓度的所述第二杂质的第一部分，并且形成所述非晶层的包括第二浓度的所述第二杂 质的第二部分，所述第二部分与所述晶体基板的最小距离大于所述第一部分与所述晶体基 板的最小距离，所述第二浓度大于所述第一浓度。所述方法还可以包括以下步骤提供第一 电极，并且提供电连接到所述非晶层并与所述第一电极电绝缘的第二电极。作为所述方法的一部分，形成非晶层的步骤可以包括以下步骤在注入了掺杂剂 气体的处理室中形成非晶层。另外，形成第一部分和第二部分的步骤可以包括以下步骤以 预定速率改变注入到处理室中的掺杂剂气体的量。附图说明图1是太阳能电池的局部剖面图。图2是示出射极层或背面场层的杂质掺杂浓度与深度之间的示例关系的曲线图。图3示出了基板、射极层和背面场层之间的能带图。图4是示出电流密度与射极层或背面场层的杂质掺杂浓度之间的关系的曲线图。图5是示出射极层或背面场层的杂质掺杂浓度与深度之间的另一示例关系的曲 线图。图6是太阳能电池的另一局部剖面图。图7是示出太阳能电池中的射极层或背面场层的杂质掺杂浓度与深度之间的示 例关系的曲线图。图8示出了太阳能电池中的基板、射极层和背面场层之间的另一能带图。图9示出了射极层和背面场层的各种示例。具体实施例方式在附图中，为了清楚起见，放大了层、膜、板、区域等的厚度。在整个说明书中，相同 标号表示相同元件。应该理解，当将诸如层、膜、区域或基板的元件称为“位于另一元件上” 时，它可以直接位于所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当将一元件称为“直 接位于另一元件上”时，不存在中间元件。另外，应该理解，当将诸如层、膜、区域或基板的元 件称为“完全”位于另一元件上时，它可以位于所述另一元件的整个表面上，而不可以位于所述另一元件的边缘部分上。如图1所示，太阳能电池1包括基板200、位于基板200的光入射的正面上的射极 层210、以及位于基板200的与基板200的正面相对的没有光入射的背面上的背面场(BSF) 层220。太阳能电池1还包括分别位于射极层210和背面场层220上的第一透明导电层231 和第二透明导电层232、位于第一透明导电层231上的多个正面电极250、以及位于第二透 明导电层232上的背面电极沈0。基板200是由第一导电类型的硅(例如η型硅或其它类型的硅)形成的半导体基 板。基板200中的硅可以是晶体硅，例如单晶硅和多晶硅。当基板200是η型硅时，基板 200可以包括例如磷(P)、砷(As)和/或锑(Sb)的V族元素的杂质。另选的是，基板200 可以是P型，并/或包括不同于硅的材料。当基板200是ρ型时，基板200可以包括例如硼 (B)、镓(Ga)和/或铟(In)的III族元素的杂质。可以对基板200的整个正面和背面进行粗糙化，以形成不平坦的表面或者具有不 平坦特性的表面。位于基板200的正面的射极层210是与基板200的第一导电类型(例如，η型)相 反的第二导电类型(例如，P型)的杂质区域。射极层210由与基板200不同的半导体形 成，例如，诸如非晶硅(a-Si)的非晶体半导体。在一个示例中，射极层210具有大约IOnm 到50nm的厚度。然而，也可以使用其它的厚度。由此，在太阳能电池1的非晶硅部分和晶 体硅部分之间，射极层210和基板200不仅形成p-n结，而且形成异质结。在基板200的背面上的背面场层220是更多地掺杂了与基板200相同导电类型的 杂质的杂质区域。背面场层220由与基板200不同的半导体形成，例如，诸如非晶硅的非晶 体半导体，因此沿基板200形成异质结。因此，通过由于基板200与背面场层2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：晶体基板，该晶体基板含有第一导电类型的第一杂质；第一非晶层，该第一非晶层含有第二导电类型的第二杂质，所述第一非晶层具有包括第一浓度的所述第二杂质的第一部分、和包括第二浓度的所述第二杂质的第二部分，所述第二部分与所述晶体基板的最小距离大于所述第一部分与所述晶体基板的最小距离，所述第二浓度大于所述第一浓度；第一电极；以及电连接到所述第一非晶层并与所述第一电极电绝缘的第二电极。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：池光善，李宪民，崔元硕，崔正薰，梁贤真，
申请(专利权)人：LG电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR