一种太阳能电池及其制造方法技术

一种太阳能电池，该太阳能电池包括具有第一型或者第二型掺杂基板，其中，所述基板具有第一表面和与该第一表面相对的第二表面，在所述基板中包含第一型掺杂区以及第二型掺杂区；所述第一型掺杂区和第二型掺杂区均位于所述基板的第一表面上；在与所述第一掺杂区相邻的所述基板的侧表面，存在第一基片，以及在与所述第二掺杂区相邻的所述基板的侧表面，存在第二基片。相应地，本发明专利技术还提供了一种太阳能电池的制造方法、以及利用上述太阳能电池构成的太阳能电池组件及其制造方法。与现有技术相比，当太阳能电池厚度比较薄的情况下，本发明专利技术所提供的太阳能电池可以有效地收集光生载流子，进而提高太阳能电池的电流密度、以及太阳能电池的光电转换效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能电池领域，尤其涉及。
技术介绍
近年来，由于能源短缺以及环境污染等问题，太阳能成为解决这些问题的方案之 一，而随着太阳能电池和半导体产业的迅速发展，太阳能电池广泛应用于各个领域。从太阳 能电池问世以来，如何提高太阳能电池的光电转换效率一直是太阳电池从业人员的目标。如图37所示，现有技术中的太阳能电池通常包括P型掺杂配置或者N型掺杂配置 的基板10，在所述基板10的一个表面上存在P+掺杂区20，而在所述基板10的另一个表面 上存在N+掺杂区30，其中，所述基板10的厚度一般小于200 iim。上述结构对太阳能电池 的厚度存在一定的限定，即具有上述结构的太阳能电池的厚度不能太薄。当所述太阳能电 池厚度比较薄的时候，特别是其厚度接近或小于耗尽区宽度的时候，因对光的吸收减弱，太 阳能电池的电流会随着厚度的减薄而降低，进而使得太阳能电池的性能也随之降低。因此， 基板材料的利用率不能进一步得到提高。特别是当从衬底制作基板时，得到的基板的数量 不能进一步提闻。另外，上述结构必须在基板的两个表面上制作电极以将太阳能电池的正极和负极 接出。而由于电极会对入射太阳光有一定的遮挡，因此会降低太阳能电池的转换效率。因此，亟需提出一种可以解决上述问题的太阳能电池及其制造方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，可以在保持或者提高太阳能 电池的性能的同时降低太阳能电池基板的厚度，提高基板材料的利用效率，增加基板制造 的产出率。另外，本专利技术的目的还在于提供不需要在基板的两个表面都制作用于接出的电 极的太阳能电池。根据本专利技术的一个方面，提供了一种太阳能电池阵列的制造方法，该方法的步骤 包括:a)提供具有第一型或者第二型掺杂的衬底，所述衬底包括第一表面和与该第一表 面相对的第二表面；b)从所述衬底的第一表面形成至少两个第一沟槽，从所述衬底的第二表面形成至 少一个第二沟槽，其中，每个所述第二沟槽位于相邻的两个所述第一沟槽之间，且所述第一 沟槽和第二沟槽的深度小于所述衬底的厚度；c)对所述第一沟槽的侧壁进行第一步掺杂，在所述侧壁上形成第一型掺杂区；d)去除所述第一沟槽和第二沟槽底部的部分所述衬底，使得第一沟槽和第二沟槽 的深度仍然小于所述衬底的厚度；e)在所述第一沟槽的侧壁上形成保护层；f)继续去除所述第一沟槽和第二沟槽底部的部分或者全部所述衬底，形成多个平行的基板，其中，相邻的两个所述基板由基片相连接；g)对所述第一沟槽的侧壁进行第二步掺杂，其中，掺杂杂质类型与步骤c)中相 反，在所述第一沟槽的未被所述保护层覆盖的侧壁上形成第二型掺杂区，以形成竖直太阳 能电池阵列。根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种太阳能电池阵列的制造方法，该方法的 步骤包括:a)提供具有第一型或者第二型掺杂的衬底，所述衬底包括第一表面和与该第一表 面相对的第二表面；b)从所述衬底的第一表面形成至少两个第一沟槽，其中，所述第一沟槽的深度小 于所述衬底的厚度；c)对所述第一沟槽的侧壁进行第一步掺杂，在所述侧壁上形成第一型掺杂区；d)去除所述第一沟槽底部的部分所述衬底，使得第一沟槽的深度仍然小于所述衬 底的厚度，并在所述第一沟槽的侧壁上形成保护层；e)继续去除所述第一沟槽底部的部分或者全部所述衬底；f)对所述第一沟槽的侧壁进行第二步掺杂，其中，掺杂杂质类型与步骤c)中相 反，在所述第一沟槽的未被所述保护层覆盖的侧壁上形成第二型掺杂区；g)从所述衬底的第二表面形成至少一个第二沟槽，形成竖直太阳能电池阵列，其 中，每个所述第二沟槽位于相邻的两个所述第一沟槽之间，相邻的两个所述太阳能电池之 间由基片相连接。根据本专利技术的又一个方面，还提供了一种太阳能电池组件的制造方法，该方法的 步骤包括:a)沿预定方向拉伸上述的竖直太阳能电池阵列，使得所述太阳能电池的第一表 面和与该第一表面相对的第二表面分别在相互平行的两个平面上，形成平面太阳能电池阵 列，其中，所述太阳能电池的第一型掺杂区和第二型掺杂区位于所述太阳能电池的第一表 面上；b)将所述平面太阳能电池阵列放置在下封装体上，其中，所述太阳能电池的第一 表面与所述下封装体相接触；c)利用第一导电条将相邻的两个所述太阳能电池的第一型掺杂区电性连接，以及 利用第二导电条将相邻的两个所述太阳能电池的第二型掺杂区电性连接；d)利用第一互联条对所述第一导电条进行电性连接，以及利用第二互联条对所述 第二导电条进行电性连接。根据本专利技术的又一个方面，还提供了一种太阳能电池单元，该太阳能电池单元包 括:具有第一型或者第二型掺杂的基板，其中，所述基板具有第一表面和与该第一表 面相对的第二表面，在第一表面一侧所述基板中包含第一型掺杂区以及第二型掺杂区。根据本专利技术的又一个方面，还提供了一种太阳能电池的组件，该组件包括多个上 述太阳能电池，其中:所述太阳能电池的第一表面和与该第一表面相对的第二表面分别在相互平行的 两个平面上，形成平面太阳能电池阵列，其中，相邻的两个所述太阳能电池，其相互靠近的两个掺杂区为同一型掺杂区；每个太阳能电池单元的第一型掺杂区电连接并且其中每个太阳能电池单元的第 二型掺杂区电连接。根据本专利技术的又一个方面，还提供了一种太阳能电池阵列，该太阳能电池阵列包 括多个平行的上述太阳能电池单元，其中:对于任何一个所述太阳能电池单兀，其一端垂直于第一基片且通过该第一基片与 位于所述太阳能电池单元一侧的太阳能电池单元相连接，另一端垂直于第二基片且通过该 第二基片与位于所述太阳能电池单元另一侧的太阳能电池单元相连接，其中，通过所述第 一基片相连接的两个相邻的太阳能电池单元，其第一表面相背离而其第二表面相对应，通 过所述第二基片相连接的两个相邻的太阳能电池单元，其第一表面相对应而其第二表面相 背离，且对于任何相邻的两个太阳能电池单元，位于所述第一表面上的第一型掺杂区均与 所述第一基片相连接，位于所述第一表面上的第二型掺杂区均与所述第二基片相连接。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点:当太阳能电池的厚度较薄的时候，由于光 电效应所产生的光生载流子与PN结的距离比较近，从而有利于光生载流子扩散到PN结，因 此，与传统的太阳能电池相比，当太阳能电池的厚度比较薄的时候，特别是在太阳能电池厚 度小于80 y m的情况下，本专利技术所提供的太阳能电池可以有效地收集光生载流子，进而提 高太阳能电池的电流密度、以及太阳能电池的光电转换效率。由于太阳能电池单元的厚度 可以降低，而不影响效率，因此可以从每块衬底制作的太阳能电池的数量可以增加，提高了 产出率。另外，由于太阳能电池的两个接出电极位于太阳能电池的同一表面(背光面)，而进 光面上不存在电极，因此不会对太阳能电池的进光产生遮挡。这样提高了太阳能电池的进 光效率，从而提闻了太阳能电池的转换效率。【附图说明】通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它 特征、目的和优点将会变得更明显:图1为根据本专利技术一个方面的太阳能电池阵列的制造方法流程图；图2至图13为根据图1所示制造方法形成竖直太阳能电池阵列各个阶段的剖面 示意图；图14为根据本专利技术另一个方面的太阳能电池阵列的制造方法流程图；图15至图27b为根据图14所示制造方法形成竖直太阳能电池阵列各个阶段的剖 面示意图；图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池阵列的制造方法，该方法包括：a)提供具有第一型或者第二型掺杂的衬底(100)，所述衬底(100)包括第一表面(101)和与该第一表面(101)相对的第二表面(102)；b)从所述衬底(100)的第一表面(101)形成至少两个第一沟槽(300)，从所述衬底(100)的第二表面(102)形成至少一个第二沟槽(301)，其中，每个所述第二沟槽(301)位于相邻的两个所述第一沟槽(300)之间，且所述第一沟槽(300)和第二沟槽(301)的深度小于所述衬底(100)的厚度；c)对所述第一沟槽(300)的侧壁进行掺杂，在所述侧壁上形成第一型掺杂区(400)；d)去除所述第一沟槽(300)和第二沟槽(301)底部的部分所述衬底(100)，使得第一沟槽(300)和第二沟槽(301)的深度仍然小于所述衬底(100)的厚度；e)在所述第一沟槽(300)的侧壁上形成保护层(401)；f)继续去除所述第一沟槽(300)和第二沟槽(301)底部的部分或者全部所述衬底(100)，形成多个平行的基板(500)，其中，相邻的两个所述基板(500)由基片相连接；g)对所述第一沟槽(300)的侧壁进行掺杂，其中，掺杂杂质类型与步骤c)中相反，在所述第一沟槽(300)的未被所述保护层(401)覆盖的侧壁上形成第二掺杂区(402)，以形成竖直太阳能电池阵列。...

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池阵列的制造方法，该方法包括:a)提供具有第一型或者第二型掺杂的衬底(100)，所述衬底(100)包括第一表面(101) 和与该第一表面(101)相对的第二表面(102)；b)从所述衬底(100)的第一表面(101)形成至少两个第一沟槽(300)，从所述衬底 (100)的第二表面(102)形成至少一个第二沟槽(301)，其中，每个所述第二沟槽(301)位于相邻的两个所述第一沟槽(300)之间，且所述第一沟槽(300)和第二沟槽(301)的深度小于所述衬底(100)的厚度；c)对所述第一沟槽(300)的侧壁进行掺杂，在所述侧壁上形成第一型掺杂区(400)；d)去除所述第一沟槽(300)和第二沟槽(301)底部的部分所述衬底(100)，使得第一沟槽(300)和第二沟槽(301)的深度仍然小于所述衬底(100)的厚度；e)在所述第一沟槽(300)的侧壁上形成保护层(401)；f)继续去除所述第一沟槽(300)和第二沟槽(301)底部的部分或者全部所述衬底(100)，形成多个平行的基板(500)，其中，相邻的两个所述基板(500)由基片相连接；g)对所述第一沟槽(300)的侧壁进行掺杂，其中，掺杂杂质类型与步骤c)中相反，在所述第一沟槽(300)的未被所述保护层(401)覆盖的侧壁上形成第二掺杂区(402)，以形成竖直太阳能电池阵列。2.一种太阳能电池阵列的制造方法，该方法包括:a)提供具有第一型或者第二型掺杂的衬底(100)，所述衬底(100)包括第一表面(101) 和与该第一表面(101)相对的第二表面(102)；b)从所述衬底(100)的第一表面(101)形成至少两个第一沟槽(300)，其中，所述第一沟槽(300)的深度小于所述衬底(100)的厚度；c)对所述第一沟槽(300)的侧壁进行掺杂，在所述侧壁上形成第一型掺杂区(400)；d)去除所述第一沟槽(300)底部的部分所述衬底(100)，使得第一沟槽(300)的深度仍然小于所述衬底(100)的厚度，并在所述第一沟槽(300)的侧壁上形成保护层(401)；e)继续去除所述第一沟槽(300)底部的部分或者全部所述衬底(100)；f)对所述第一沟槽(300)的侧壁进行掺杂，其中，掺杂杂质类型与步骤c)中相反，在所述第一沟槽(300)的未被所述保护层(401)覆盖的侧壁上形成第二型掺杂区(402)；g)从所述衬底(100)的第二表面(101)形成至少一个第二沟槽(301)，形成竖直太阳能电池阵列，其中，每个所述第二沟槽(301)位于相邻的两个所述第一沟槽(300)之间，相邻的两个所述太阳能电池之间由基片相连接。3.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述步骤c)包括:在所述第二沟槽(301)的侧壁和底部形成覆盖层；以及对所述衬底(100)进行半导体杂质扩散或者CVD原位掺杂，在所述第一沟槽(300)的侧壁上形成第一型掺杂区(400)。4.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述步骤c)包括:将所述衬底(100)的第二表面(102)与晶圆盖进行贴合；在扩散炉中对所述衬底(100)的第一表面(101)进行半导体杂质扩散或者CVD原位掺杂，在所述第一沟槽(300)的侧壁上形成第一型掺杂区(400)。5.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中，所述基板(500)的厚度小于150i!m。6.根据权利要求1至4中任一项所述的制造方法，其中，在所述步骤g)之后还包括:h)在所述第一型掺杂区(400)的表面形成第一接触层(603)、以及在所述第二型掺杂区(402)的表面形成第二接触层(601)。7.根据权利要求6所述的制造方法，其中，所述步骤h)包括:在所述保护层(401)的表面以及所述第二型掺杂区(402)的表面形成第一金属层 (600)；执行退火操作，在所述第二型掺杂区(402)的表面形成第一接触层(603)；去除未反应的所述第一金属层(600)以及所述保护层(401)；在部分或者全部所述第一型掺杂区(400)的表面形成第二金属层(602)；执行退火操作，在所述第一型掺杂区(400)的表面形成第二接触层(601)。8.根据权利要求7所述的制造方法，其中，在部分或者全部所述第一型掺杂区的表面形成了第二金属层的步骤包括:通过有角度的蒸镀或者控制深度的蘸涂，在部分或者全部所述第一型掺杂区(400)的表面形成第二金属层(602)。9.根据权利要求7或8所述的制造方法，其中:所述第一接触层(603)和/或第二接触层(601)包括镍、钼、钴、铝、铬、铜、银、钨、金、 铁、铅、锌、钛、镁、锡，及上述金属的硅化物中的一种或其任意组合。10.根据权利要求1、2、3、4、7或8中任一项所述的制造方法，其中:所述第一型为P型，第二型为N型；或者所述第一型为N型，第二型为P型。11.根据权利要求1、3、4、7或8中任一项所述的制造方法，其中，所述步骤g)包括:对所述多个平行的基板(500)进行半导体杂质扩散或者CVD原位掺杂，在所述第一沟槽(300)的未被所述保护层(401)覆盖的侧壁上形成第二掺杂区(402)的同时，在所述第二沟槽(301)的侧壁上形成与所述第二掺杂区(402)掺杂杂质类型相同的半导体层。12.根据权利要求2所述的制造方法，其中，在所述步骤g)之后还包括:利用晶圆盖覆盖所述第一沟槽(300)后，对所述第二沟槽(301)的侧壁进行掺杂，其中掺杂杂质类型与所述衬底(100)中的掺杂杂质类型具有相同的类型。13.根据权利要求1、2、3、4、7或8所述的制造方法，还包括:i)通过CVD或PVD的方式，在所述基板(500)的第二表面(502)上沉积透明绝缘层或透明导电层或其组合，其中，所述透明绝缘层的材料包括氮化硅、氧化硅、金属氧化物中的一种或其任意组合，所述透明导电层的材料为TCO，其中所述TCO包括Sn02、In203、Zn0、IT0、 CdO、Cd2SnO4, FTO, AZO 或其组合。14.根据权利要求1、2、3、4、7、8、11或12所述的制造方法，其中:所述衬底(100)的材料包括单晶S1、单晶Ge、单晶SiGe、多晶S1、多晶Ge、多晶SiGe、 非晶S1、非晶Ge、非晶SiGe、II1-V或I1-VI族化合物半导体、或其任意组合。15.根据权利要求14所述的制造方法，其中:所述衬底(100)的材料包括单晶S1、单晶Ge、或单晶SiGe，且所述第一表面(101)或第二表面(102)为{110}面或{112}面，且所述第一沟槽(300)和第二沟槽(301)的侧壁为 {111}面。16.一种太阳能电池组件的制造方法，该方法的步骤包括:a)沿预定方向拉伸根据权利要求1-15中任何一项所述的方法形成的竖直太阳能电池阵列，使得所述太阳能电池的第一表面(501)和与该第一表面(501)相对的第二表面(502) 分别在相互平行的两个平面上，形成平面太阳能电池阵列，其中，所述太阳能电池的第一型掺杂区(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆志炯，朱慧珑，尹海洲，
申请(专利权)人：聚日苏州科技有限公司，
类型：发明
国别省市：