太阳能电池制造技术

本发明专利技术公开了一种太阳能电池。太阳能电池包括：基底；第一掺杂区和第二掺杂区，位于基底的表面上；钝化层，设置在第一掺杂区和第二掺杂区上，其中，第一掺杂区和第二掺杂区以栅格图案交替地布置在基底的所述表面中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体涉及一种太阳能电池及其制造方法。
技术介绍
太阳能电池是一种利用光电效应将光子能量(例如，太阳光能量)转换为电能的装置。重要的是生产可以取代现有的化石燃料能源和原子能的清洁能源(也称作下一代能源)，例如，化石燃料能源由于二氧化碳(CO2)排放而造成温室效应(例如，大气污染)， 原子能因放射性废物而污染地球环境。太阳能电池的基本结构通常具有P型半导体和N型半导体的结结构(conjunction structure)(例如，二极管)，如果在太阳能电池中吸收光，则通过光与构成太阳能电池的半导体的材料的相互作用产生具有负(_)电荷的电子和因电子的迁移引起的具有正(+)电荷的空穴，从而在电子和空穴穿过太阳能电池移动的同时电流流动。这种现象称作光伏效应。在构成太阳能电池的P型半导体和N型半导体中，电子被吸引到N型半导体而空穴被吸引到P型半导体，使得电子移动到连接到N型半导体的电极并且空穴移动到连接到P型半导体的电极，而且，如果电极连接到导线，则电流流过电极和导线，从而产生电能。在背接触太阳能电池(它是一种不同的可能结构的太阳能电池)中，P型半导体、 N型半导体及连接到P型半导体和N型半导体的金属栅极(metal grid)全都设置在太阳能电池的后面，其中，太阳能电池的正面吸收入射光。为了使太阳能电池的效率最大化，已经展开了使通过光产生的诸如电子或空穴的载流子为到达N型半导体或P型半导体而移动的距离最小化的研究。
技术实现思路
根据本专利技术的示例性实施例提供了一种太阳能电池及其制造方法，所述太阳能电池及其制造方法通过使载流子的移动距离最小化来提高太阳能电池的效率。根据本专利技术的太阳能电池的示例性实施例包括基底；第一掺杂区和第二掺杂区，位于基底的表面中；钝化层，设置在第一掺杂区和第二掺杂区上，其中，第一掺杂区和第二掺杂区以栅格图案交替地布置。在一个实施例中，所述太阳能电池还可以包括设置在钝化层上的第一电极和第二电极。在一个实施例中，钝化层可以包括多个第一接触孔和多个第二接触孔，第一电极和第一掺杂区可以通过所述多个第一接触孔彼此连接，第二电极和第二掺杂区可以通过所述多个第二接触孔彼此连接。在一个实施例中，第一掺杂区和第二掺杂区可以按照第一方向和第二方向交替地布置，其中，第一方向和第二方向基本相互垂直。在一个实施例中，第一电极可以沿第三方向以直线形延伸，第三方向可以与第一方向和第二方向中的至少一个方向形成大约45度的角度。在一个实施例中，第一电极和第二电极可以分别包括以Z字形延伸的部分。在一个实施例中，从平面图来看，第一掺杂区和第二掺杂区可以具有四边形形状。在一个实施例中，基底可以包括正面和背面，第一掺杂区和第二掺杂区可以形成为设置在基底的背面上。在一个实施例中，可以通过基底的正面吸收光。在一个实施例中，第一掺杂区和第二掺杂区可以包括不同导电类型的杂质。根据本专利技术的太阳能电池的制造方法的示例性实施例包括在基底上形成第一掺杂层；在第一掺杂层上形成扩散防止层；将第一掺杂层和扩散防止层图案化，以暴露基底的一部分；在扩散防止层上形成设置在暴露基底上的第二掺杂层；使杂质从第一掺杂层扩散以在基底的表面中形成第一掺杂区；使杂质从第二掺杂层扩散以在基底的所述表面中形成第二掺杂区，其中，以格子形状交替地布置通过将第一掺杂层和扩散防止层图案化形成的基底的暴露部分以及剩余的第一掺杂层和扩散防止层的未被图案化的部分，并且以格子形状交替地布置第一掺杂区和第二掺杂区。在一个实施例中，可以通过热处理来执行用于形成第一掺杂区和第二掺杂区的杂质的扩散。在一个实施例中，基底可以包括正面和背面，可以在基底的背面上形成第一掺杂区和第二掺杂区。所述方法的示例性实施例还可以包括去除第一掺杂层、扩散防止层和第二掺杂层；在基底的背面上形成具有多个第一接触孔和多个第二接触孔的钝化层；在钝化层上形成第一电极和第二电极，其中，第一电极和第一掺杂区可以通过所述多个第一接触孔彼此连接，第二电极和第二掺杂区可以通过所述多个第二接触孔彼此连接。在一个实施例中，可以按照第一方向和第二方向交替地形成第一掺杂区和第二掺杂区，第一方向和第二方向可以交叉。在一个实施例中，第一电极可以沿第三方向以直线形延伸，第三方向可以与第一方向和第二方向中的至少一个方向基本形成45度的角度。在一个实施例中，第一电极和第二电极可以包括以Z字形延伸的部分。根据本专利技术的太阳能电池的制造方法的另一示例性实施例包括在基底上形成第一掺杂层；在第一掺杂层上形成扩散防止层；将第一掺杂层和扩散防止层图案化，以暴露基底的一部分；利用第一掺杂层和扩散防止层作为掩模将离子注入到基底中；使杂质从第一掺杂层扩散以在基底的表面中形成第一掺杂区，其中，第一掺杂区与利用离子注入而在基底的表面中形成的第二掺杂区一起形成PN结，通过将第一掺杂层和扩散防止层图案化而暴露的基底的部分以及剩余的第一掺杂层和扩散防止层的未被图案化的部分以格子形状交替地布置，并且以格子形状交替地布置第一掺杂区和第二掺杂区。在一个示例性实施例中，可以通过热处理工艺形成第一掺杂区和第二掺杂区的PN 结。所述方法的一个示例性实施例还可以包括去除第一掺杂层、扩散防止层和第二掺杂层；在基底的背面上形成具有所述多个第一接触孔和所述多个第二接触孔的钝化层；在钝化层上形成第一电极和第二电极，其中，第一电极和第二掺杂区可以通过所述多个第一接触孔彼此连接，第二电极和第二掺杂区可以通过所述多个第二接触孔彼此连接。在一个示例性实施例中，可以按照第一方向和第二方向交替地形成第一掺杂区和第二掺杂区，第一方向和第二方向可以交叉。在一个示例性实施例中，第一电极可以沿第三方向以直线形延伸，第三方向可以与第一方向和第二方向中的至少一个方向基本形成45度的角度。在一个示例性实施例中，第一电极和第二电极可以包括以Z字形延伸的部分。附图说明通过参照附图更详细地描述本公开的实施例，本公开的上述和其他方面、优点和特征将变得更加清楚，在附图中图1是示出了根据本专利技术的太阳能电池中的掺杂区的图案结构的示例性实施例的俯视平面图；图2是沿图1中的ΙΙ-ΙΓ线截取的剖视图；图3是根据本专利技术的图1中示出的具有附加电极的太阳能电池的示例性实施例的俯视平面图；图4是沿图3中的IV-IV'线截取的剖视图；图5和图6是根据掺杂区的图案结构比较电荷-载流子的移动距离的俯视平面图；图7和图8是根据掺杂区的图案结构比较作用于载流子的电场的带图；图9是示出根据本专利技术的太阳能电池中的电极结构的另一示例性实施例的俯视平面图；图10是示出了根据本专利技术的太阳能电池中的掺杂区的图案结构的又一示例性实施例的俯视平面图；图11至图19是示出了根据本专利技术的图1中示出的太阳能电池的示例性实施例的制造方法的示例性实施例的平面图和剖视图。具体实施例方式现在，将在下文中参照附图更充分地描述总体专利技术构思，在附图中示出了各种实施例。然而，本专利技术可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为局限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完全的，并且将把本专利技术的范围充分地传达给本领域技术人员。相同的标号始终表示相同的元件。应该理解的是，当元件被称作“在”另一元件“上”时，该元件可以直接在所述另一元件上，或者可以在该元件与所述另一元件之间存在本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种太阳能电池，所述太阳能电池包括：基底；第一掺杂区和第二掺杂区，位于基底的表面上；钝化层，设置在第一掺杂区和第二掺杂区上，其中，第一掺杂区和第二掺杂区以栅格图案交替地布置在基底的所述表面中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金英水，牟灿滨，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：KR