一种太阳能电池及其制造方法

一种太阳能电池及其制造方法
【专利摘要】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。
【专利说明】一种太阳能电池及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种太阳能电池及其制造方法。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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。

【发明内容】

[0006]本发明的目的是提供一种太阳能电池及其制造方法，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，本发明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。
[0007]根据本发明的一个方面，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:
[0008]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；
[0009]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；
[0010]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；
[0011]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；
[0012]e)在所述第一沟槽的侧壁上形成保护层；
[0013]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；
[0014]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。
[0015]根据本发明的另一个方面，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:
[0016]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；
[0017]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；
[0018]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；
[0019]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；
[0020]e)继续去除所述第一沟槽底部的部分或者全部所述衬底；
[0021]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；
[0022]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。
[0023]根据本发明的又一个方面，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:
[0024]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；
[0025]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；
[0026]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；
[0027]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。
[0028]根据本发明的又一个方面，还提供了一种太阳能电池单元，该太阳能电池单元包 括:
[0029]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。
[0030]根据本发明的又一个方面，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:
[0031]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；
[0032]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。
[0033]根据本发明的又一个方面，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:
[0034]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。
[0035]与现有技术相比，本发明具有以下优点: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，本发明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。
【专利附图】

【附图说明】
[0036]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，本发明的其它 特征、目的和优点将会变得更明显:
[0037]图1为根据本发明一个方面的太阳能电池阵列的制造方法流程图；
[0038]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；
[0039]图14为根据本发明另一个方面的太阳能电池阵列的制造方法流程图；
[0040]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；
[0041]图28为根据本发明一个优选实施例的太阳能电池单元的剖面示意图；
[0042]图29为根据本发明又一个方面的太阳能电池组件的制造方法流程图；
[0043]图30、图31和图33为根据图14所示制造方法形成太阳能电池组件各个阶段的剖 面示意图；
[0044]图32和图34分别为图31和图33的俯视示意图；
[0045]图35为现有技术中太阳能电池单元厚度与电流密度之间关系的仿真图；
[0046]图36为本发明所提供的太阳能电池单元厚度与电流密度之间关系的仿真图；以 及[0047]图37为现有技术中太阳能电池单元的剖面示意图。
[0048]附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
【具体实施方式】
[0049]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考 附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
[0050]下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简 化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且 目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重 复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此 夕卜，本发明提供了各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域技术人员可以意识到其他工 艺的可应用性和/或其他材料的使用。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘 制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
[0051]根据本发明的一个实施例的一种太阳能电池阵列的制造方法如图1所示。下面， 将结合图2至图13对图1中示例说明的太阳能电池的制造方法进行具体的说明。
[0052]在步骤SlOl中，提供衬底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。
[0053]具体地,如图2所不,提供衬底100,其包括第一表面101以及与该第一表面101相 对的第二表面102。所述衬底100的材料可以包括单晶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组合。 在本发明的一个优选实施例中，半导体衬底100包括单晶硅、单晶锗或单晶锗硅，优选地， 表面101、102的晶向为{110}或{112}。所述衬底100的厚度优选小于1cm。所述衬底100 可以具有第一型或者第二型掺杂，其中，第一型和第二型掺杂相反，即如果第一型为N型， 则第二型为P型，反之亦然。
[0054]特别地，在所述衬底100的第一表面101和第二表面102上形成有第一基片200 和第二基片201。所述第一基片200和第二基片201可以分别形成，也可同时形成。所述第 一基片200和/或第二基片201的材料优选为二氧化硅、氮化硅、金属氧化物、有机绝缘材 料中的一种或其任意组合。所述第一基片200和/或第二基片201可以是单层结构，也可 以是多层结构，其厚度根据需要进行设置。
[0055]在步骤S102中，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。
[0056]具体地，对所述第一基片200和第二基片201进行构图(例如通过光刻加刻蚀)，在 所述第一基片200和第二基片201上形成具有预定间隔的多个开口(未示出)，暴露出后续 步骤中在所述衬底100上待形成沟槽的位置。根据本发明的一个实施例，第一基片200上 的开口和与其相邻的第二基片201上的开口之间的横向距离可以小于80 Pm。然后以构图 后的第一基片200和第二基片201为掩膜，对所述衬底100进行刻蚀，从所述衬底100的第 一表面101上形成至少两个第一沟槽300，从所述衬底100的第二表面102上形成至少一个第二沟槽301，如图3所示。所述第一沟槽300和第二沟槽301的开口方向相反，且每个所 述第二沟槽301位于相邻的两个所述第一沟槽300之间，二者呈交错排列。所述第一沟槽 300和/或第二沟槽301的深度小于所述衬底100的厚度，优选地，所述第一沟槽300的深 度小于所述衬底100厚度的1/2。在表面101、102的晶向为{110}或{112}的实施例中，利 用湿法刻蚀形成所述第一沟槽300和第二沟槽301。即，通过控制开口方向使得第一沟槽 300和第二沟槽301的侧壁晶向为{111}，并将所述衬底100放置在例如氢氧化钾(KOH)、四 甲基氢氧化铵(TMAH)或乙二胺-邻苯二酚(EDP)等溶剂中进行腐蚀，通过控制溶剂的浓度 以及腐蚀的时间，可以控制所述第一沟槽300和第二沟槽301的深度。在其他实施例中，也 可以采用干法刻蚀形成所述第一沟槽300和第二沟槽301。也可以是湿法腐蚀和干法刻蚀 的组合。对于相邻的第一沟槽300和第二沟槽301来说，其二者相邻的两个侧壁之间的横 向距离(图3中由w表示)优选小于150 V- m。
[0057]在步骤S103中，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。
[0058]具体地，由于仅仅需要对所述第一沟槽300的侧壁进行重掺杂，所以在一个实施 例中，在进行重掺杂之前，在所述第二沟槽301的侧壁和底部形成覆盖层(未示出)，所述 覆盖层的材料包括二氧化硅、氮化硅中的一种或其任意组合，或者其他任何适合的材料，其 中，所述覆盖层的材料优选与所述第二基片201的材料不同。然后，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侧壁两侧的所述衬底100中形成第 一型掺杂区400，如图4所示。其中，如果掺杂杂质类型为P型，则所述第一型掺杂区400为 P+掺杂区；如果掺杂杂质类型为N型，则所述第一型掺杂区400为N+掺杂区。掺杂后可以 去除第二沟槽301的侧壁和底部形成的覆盖层。
[0059]在其他实施例中，还可以将所述衬底100的第二表面102与晶圆盖进行贴合，然后 将贴合后的所述衬底100和晶圆盖一起放在扩散炉中，对所述衬底100进行半导体杂质扩 散或者CVD原位掺杂。由于所述衬底100的第二表面102被晶圆盖所遮挡，所以可以实现 仅在所述第一沟槽300的侧壁两侧的所述衬底100中形成第一型掺杂区400。
[0060]在步骤S104中，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的深度仍然小于衬底的厚度。
[0061]具体地，如图5所示，利用湿法刻蚀和/或干法刻蚀继续对所述衬底100进行刻 蚀，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，使得所述第一沟槽 300和第二沟槽301的深度加深，但仍然小于衬底的厚度。在一个实施方式中，刻蚀深度(图 5中由h表示)的范围为50iim-2000iim。由于所述第一沟槽300和第二沟槽301底部的 部分所述衬底100被去除了，所以，所述第一沟槽300被加深的部分，其侧壁两侧的所述衬 底100是未经过重掺杂的。
[0062]在步骤S105中，在所述第一沟槽300的侧壁上形成保护层401。
[0063]具体地，如图6所示，通过沉积等方式在所述第一沟槽300的侧壁上形成保护层 401，对所述第一型掺杂区400、以及所述第一沟槽300侧壁两侧未经重掺杂的所述衬底100 进行保护。其中，所述保护层401的材料包括二氧化硅、氮化硅中的一种或其任意组合，或 者其他任何适合的材料，所述保护层401的材料优选与所述第一基片200的材料不同。特 别地，由于进行了步骤S104中的加深刻蚀，所以保护层401的深度大于第一型掺杂区400的深度。
[0064]在步骤S106中，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。
[0065]具体地，如图7所示，利用湿法刻蚀和/或干法刻蚀继续去除所述第一沟槽300和 第二沟槽301底部的全部所述衬底100，直至暴露所述第二基片201和所述第一基片200， 形成多个平行的基板500，相邻的两个所述基板500之间由所述第一基片200或第二基片 201相连接。在其他实施例中，也可以去除所述第一沟槽300和第二沟槽301底部的部分所 述衬底100，即，所述第一沟槽300和第二沟槽301的底部不达到所述衬底100的第二表面 102和第一表面101，所述第一沟槽300和与其相邻的第二沟槽301之间的衬底100形成基 板500。所述第一沟槽300的侧壁即为所述基板500的第一表面501，所述第二沟槽301的 侧壁即为所述基板500的第二表面502。所述基板500的厚度为所述第一表面501和第二 表面502之间的距离，其优选小于150 iim。基板500的厚度可以通过在步骤S102中控制 第一基片200上的开口和与其相邻的第二基片201上的开口之间的横向距离来控制。由于 所述保护层401的存在，所以所述基板500的部分第一表面501被覆盖，其余部分被暴露出 来。
[0066]在步骤S107中，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 S103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，以形成竖直太阳能电池阵列。
[0067]具体地，如图8a所示，对所述基板500的第二表面502进行保护(例如使用晶圆 盖对所述第二沟槽301进行覆盖)，然后对所述基板500进行半导体杂质扩散或者CVD原 位掺杂，在所述基板500的未被所述保护层401覆盖的第一表面501上(即所述第一沟槽 300的未被覆盖的侧壁上)形成第二型掺杂区402，以形成由多个太阳能电池所组成的竖直 太阳能电池阵列。其中，所述第二型掺杂区402中的掺杂杂质类型与所述保第一型掺杂区 400中的掺杂杂质类型相反，如果所述第一型掺杂区400为P+掺杂区，则所述第二型掺杂区 402为N+掺杂区，如果所述第一型掺杂区400为N+掺杂区，则所述第二型掺杂区402为P+ 掺杂区。由于保护层401的深度大于第一型掺杂区400的深度，因此第二型掺杂区402将 与第一型掺杂区400间隔开。所述第二表面502将作为太阳能电池的进光面，而经过掺杂 的所述第一表面501将作为太阳能电池的背光面。最后，用激光束或其它切割工具切掉衬 底100的边缘，将竖直太阳能电池阵列从衬底100上分离出来。
[0068]优选地，为了进一步降低所述太阳能电池的表面电阻，可以在所述基板500的第 二表面502形成P+半导体层403或者N+半导体层403。具体地，如图8b所示，在所述基板 500的第一表面501上形成第二型掺杂区402的时候，对整个衬底100进行半导体杂质扩散 或者CVD原位掺杂，即，无需对所述基板500的第二表面502进行保护。如此一来，在对所述 基板500的第一表面501进行重掺杂形成第二型掺杂区402的同时，也对所述基板500的 第二表面502进行了掺杂杂质类型相同的重掺杂。其中，如果所述第二型掺杂区402为N+ 掺杂区，则在所述基板500的第二表面502上形成N+半导体层403 ;如果所述第二型掺杂 区402为P+掺杂区，则在所述基板500的第二表面502上形成P+半导体层403。通常，半 导体层403具有和衬底100相同类型的掺杂。所述P+半导体层403或者N+半导体层403 的形成，可以有效地降低所述太阳能电池的表面电阻，从而进一步提高太阳能电池的性能。[0069]优选地，在形成了所述第一型掺杂区400和第二型掺杂区402之后，在所述第一型 掺杂区400和第二型掺杂区402的表面分别形成第一接触层603和第二接触层601，以降 低所述第一型掺杂区400和第二型掺杂区402的接触电阻。形成所述第一接触层603和第 二接触层601的具体步骤如下:如图9所示，对所述第二表面502进行保护(例如使用晶圆 盖)，然后利用蒸镀等方式，在所述第一沟槽300的侧壁(即所述保护层401的表面以及所 述第二型掺杂区402的表面)和底部形成第一金属层600，其中，所述第一金属层600的材 料包括 N1、Pt、Co、Al、Cr、Cu、Ag、Au、Fe、Pb、Zn、T1、Mg、Sn 中的一种或其任意组合。接着， 执行退火操作，使得所述第一金属层600与所述第二型掺杂区402发生反应，在所述第二型 掺杂区402的表面形成第二接触层601，如图10所示。
[0070]继续参考图11，去除未反应的所述第一金属层600以及所述保护层401，暴露所述 第一型掺杂区400的表面。然后，如图12所示，在部分或者全部所述第一型掺杂区400的 表面通过有角度的蒸镀或其它的方式形成第二金属层602。其中，所述第二金属层602的材 料包括 N1、Pt、Co、Al、Cr、Cu、Ag、Au、Fe、Pb、Zn、T1、Mg、Sn 中的一种或其任意组合。在一 个实施例中，通过对工艺的控制，可以使所述第二金属层602在所述第一型掺杂区400的表 面形成而不会在所述第二型掺杂区402表面形成。
[0071]在其他实施例中，还可以通过控制深度的蘸涂的方式形成所述第二金属层602， 即，将所述竖直太阳能电池阵列浸入金属浆中，通过控制浸入的深度，使得所述第一型掺杂 区400的表面上存在金属衆。金属衆固化后在所述第一型掺杂区400的表面形成第二金属 层602。其中，所述金属浆优选为Ni浆、Co浆、Pt浆、Al浆、Cr浆、Cu浆、Ag浆、Au浆、Fe 浆、Pb浆、Zn浆、Ti浆、Mg浆、Sn浆中的一种或其任意组合。
[0072]接着，如图13所示，执行退火操作，在所述第一型掺杂区400的表面形成第一接触 层603。在所述衬底100的材料为单晶硅的情况下，所述第一接触层603和第二接触层601 为金属和/或金属硅化物层。其中，所述第一接触层603和/或第二接触层601可以是镍、 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。最后，也可选择去除未反应的部分所述第二金属层602。
[0073]优选地，还可以在所述基板500的第二表面502采用CVD或PVD方法，沉积透明绝 缘层或导电层或其组合。进一步增加吸光，减少表面复合，或减少表面电阻。所述透明绝缘 层的材料可以是氮化硅、氧化硅、金属氧化物或其组合；所述透明导电层的材料为TC0，其 中所述 TCO 包括:Sn02、ln203、ZnO, ITO、CdO、Cd2SnO4, FTO、AZO 或其组合。
[0074]优选地，还可以在用于连接所述太阳能电池的第一基片200和第二基片201的表 面形成柔性材料层(未示出)。所述柔性材料层可以通过喷涂、CVD、PVD、ALD、蒸镀、旋涂 或其组合等工艺方法形成。所述柔性材料层的材料可以是金属、聚合物、纳米材料或其组 合，其中金属可以包括:金、铝、银、铜、钛或其组合；聚合物可以是硅胶、聚丙烯、有机玻璃、 丙烯酸树脂、丙烯酸、PMMA> PoIycast、透明合成树脂、树脂玻璃、聚对二甲苯、环氧树脂、聚 碳酸酯、聚硅酮、聚氨酯、聚酰胺、含氟聚合物、聚烯烃、胶原、几丁质，甲壳素、藻朊酸纤维、 聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚氧化乙烯，聚环氧乙烷、聚乙烯醇、聚乙二醇乳酸、聚乳酸、聚 己内酯、聚氨基酸、水凝胶、聚二甲基硅氧烷(PDMS)或其组合；以及所述纳米材料包括纳米 管、石墨烯或其组合。所述柔性材料层需要具有适当的柔性、延展性和附着力，可以有效地 减少后续在对所述基板500拉伸展平的过程中所述第一基片200和/或第二基片201破裂的可能性。
[0075]根据本发明的另一个实施例的一种太阳能电池阵列的制造方法如图14所示。与 前述实施例的形成太阳能电池的方法不同的地方在于，在前述方法中，第一沟槽和第二沟 槽是同时形成的，在对第一沟槽进行操作(例如掺杂)的时候，还需要在第二沟槽的表面形 成覆盖层对其进行保护，而本方法是先形成第一沟槽，在第一沟槽的侧壁形成第一型掺杂 区和第二型掺杂区后，再形成第二沟槽，从而形成竖直太阳能电池阵列。下面，将结合图15 至图27b对图14中太阳能电池的制造方法进行说明，其中，本方法中所采用的制造工艺以 及材料和前述方法相同，在此不再赘述。
[0076]在步骤S201中，如图15所示，提供衬底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。
[0077]在步骤S202中，如图16所示，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。
[0078]在步骤S203中，如图17所示，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。
[0079]在步骤S204中，如图18和图19所示，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的深度仍然小于衬底的厚度。之后，在所述第一沟槽300的侧壁 上形成保护层401。
[0080]在步骤S205中，如图20所示，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。
[0081]在步骤S206中，如图21所示，对所述衬底100进行掺杂，其中，掺杂杂质类型与步 骤S203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。
[0082]优选地，如图22至图26所示，在所述第一型掺杂区400和第二型掺杂区402的表 面分别形成第一接触层603和第二接触层601。
[0083]在步骤S207中，如图27a所示，从所述衬底100的第二表面102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(第一基片200或第二基片201) 相连接。在本实施例中，形成所述第二沟槽301的时候，需要首先对所述第一沟槽300进行 保护，例如可以将所述衬底100和晶圆盖相贴合，使得所述第一沟槽300被晶圆盖所覆盖， 然后通过等离子刻蚀等方式，对所述衬底100的第二表面102进行刻蚀，从而形成第二沟槽 301。在其他实施例中，还可以采用其他方式形成第二沟槽301，在此不再一一列举。在所述 第二沟槽301和第一沟槽300之间的衬底100部分为基板500，其中，所述第一沟槽300的 侧壁即为所述基板500的第一表面501，所述第二沟槽301的侧壁即为所述基板500的第二 表面502。所述基板500的厚度为所述第一表面501和第二表面502之间的距离，其优选小 于150 iim。最后,将竖直太阳能电池阵列从衬底上100分离出来。
[0084]优选地，在形成所述基板500之后，还可以进一步在所述基板500的第二表面 502 (即所述第二沟槽301的侧壁)形成P+半导体层403或者N+半导体层403。具体地， 如图27b所示，首先对所述基板500的第一表面501进行保护(例如使用晶圆盖对所述第 一沟槽300进行覆盖)，然后通过例如半导体杂质扩散或者CVD原位掺杂的方式，对所述基板500的第二表面502进行重掺杂。在一个实施例中，掺杂杂质类型与所述基板500 (即所 述衬底100)中的掺杂杂质类型具有相同的类型，在所述基板500的第二表面502形成P+ 半导体层403或者N+半导体层403。通常，半导体层403具有和衬底100相同类型的掺杂。 所述P+半导体层403或者N+半导体层403的形成，可以有效地降低所述太阳能电池的表 面电阻，从而进一步提高太阳能电池的性能。
[0085]执行了上述两种制造方法后所形成的太阳能电池，当其厚度较薄的时候，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SOym的情况下，本发明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。请参考图35和图36，图35为 现有技术中太阳能电池单元厚度与电流密度之间关系的仿真图，图36为本发明所提供的 太阳能电池单元厚度与电流密度之间关系的仿真图，其中，图35和图36中的横坐标表示太 阳能电池的厚度，纵坐标表示太阳能电池的电流密度。从图35中可以看出，当太阳能电池 的厚度在80 u m-200 U m之间的时候，太阳能电池的电流密度稳定在16.5mA/cm2左右，而当 太阳能电池的厚度在20 u m-80 u m的情况下,太阳能电池的电流密度随着太阳能电池厚度 的减薄而急剧减小，从而导致太阳能电池的性能也随之下降。而本发明所提供的太阳能电 池，从图36中可以看出，其电流密度随着太阳能电池厚度的增加而减小，其中，当太阳能电 池的厚度在20 Um-SOiim的情况下，所述太阳能电池具有较优的电流密度，而且太阳能电 池的厚度越薄，其性能越好，所以，当太阳能电池的厚度较薄的情况下，本发明所提供的太 阳能电池具有更优的性能。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，由于第一接触层和第 二接触层位于基板的同一表面，因此不会对进光产生遮挡，从而提高了太阳能电池的效率。 另外，可以在进光面上进行与基板掺杂类型相同的重掺杂，可以进一步提高转换效率。
[0086]根据本发明的又一个实施例，还提供了一种从根据上述实施例制作的竖直太阳能 电池单元阵列制造太阳能电池组件的制造方法，如图29所示。下面，将结合图30至图35 对图29中太阳能电池组件的制造方法进行具体的说明。
[0087]在步骤S301中，沿预定方向拉伸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400和第二型掺杂区402位于 所述太阳能电池的第一表面501上。
[0088]具体地，如图30所示，对于利用前述两种方法所形成的竖直太阳能电池阵列，从 其两端平稳地拉伸整个太阳能电池阵列，形成平面太阳能电池阵列，即，相邻的两个所述太 阳能电池单元向相反方向翻转90°，使得所述太阳能电池第一表面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。相邻的两个所述太阳能电池之间 的基片(第一基片200和第二基片201)弯曲成弧形，所述太阳能电池单元的第一表面501 和第二表面502与弧形基片直立的侧壁垂直。
[0089]在步骤S302中，将所述平面太阳能电池阵列放置在下封装体800上，其中，所述太 阳能电池的第一表面501与所述下封装体800相接触。
[0090]具体地，对所述平面太阳能电池阵列进行封装，首先，利用激光或清洗等方式去除所述第一基片200和第二基片201中间呈弧形的部分，仅保留所述第一基片200和第二基 片201与太阳能电池连接的部分，然后，将所述平面太阳能电池阵列放置在下封装体800 上，其中，所述太阳能电池的背光面(即第一表面501)与所述下封装体800相接触。所述下 封装体800的材料可以是玻璃，乙烯-乙酸乙烯脂共聚物(EVA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚 对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚氯乙烯(PVC)、低密度聚乙烯(LDPE)、 聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)中的一种或其任意组合。此时，对于相邻的两个所述太阳能电 池来说，如果其二者相互靠近的掺杂区为P+掺杂区，其二者相互远离的掺杂区则为N+掺杂 区，反之亦然。
[0091]在步骤S303中，利用第一导电条700将相邻的两个所述太阳能电池的第一型掺杂 区400电性连接，以及利用第二导电条701将相邻的两个所述太阳能电池的第二型掺杂区 402电性连接。
[0092]具体地，如图31和图32所示(图32是图31的俯视示意图，图31是图32沿AA’ 线的剖面示意图)，在所述第一型掺杂区400相邻的两个太阳能电池之间放置第一导电条 700并填充金属浆(例如银浆)，在所述第二型掺杂区402相邻的两个太阳能电池之间放置 第二导电条701并填充金属浆，所述金属浆会将相邻两个太阳能电池之间的空隙填满，并 与所述太阳能电池第一表面501上的接触层(或掺杂区)相接触，通过金属浆，所述第一导 电条700将与之相邻的两个所述太阳能电池的第一型掺杂区400电性连接，所述第二导电 条701将与之相邻的两个所述太阳能电池的第二型掺杂区402电性连接。也可采取焊接等 方法，将所述第一导电条700与相邻的两个所述太阳能电池的第一型掺杂区400电性连接， 将所述第二导电条701与相邻的两个所述太阳能电池的第二型掺杂区402电性连接。其 中，所述第一导电条700和/或第二导电条701的材料可以包括Al、Cu、Ag、Au、Fe、N1、Pb、 Zn、Co、T1、Mg中的一种或其任意组合。此外，如图32所示，与所述太阳能电池第一型掺杂 区400电性连接的第一导电条700从所述平面太阳能电池阵列的一侧延伸出来，而与所述 太阳能电池的第二型掺杂区402电性连接的第二导电条701从所述平面太阳能电池阵列的 另一侧延伸出来。
[0093]在步骤S304中，利用第一互联条900对所述第一导电条700进行连接，以及利用 第二互联条901对所述第二导电条701进行连接。
[0094]具体地，如图33和图34所示(图34是图33的俯视示意图，图33是图34沿AA’ 线的剖面示意图)，从所述平面太阳能电池阵列的一侧，利用一根第一互联条900将与所述 太阳能电池第一型掺杂区400电性连接的第一导电条700进行连接，然后从所述平面太阳 能电池阵列的另一侧，利用一根第二互联条901将与所述太阳能电池第二型掺杂区402电 性连接的第二导电条701进行连接，如此一来，所述平面太阳能电池阵列中的所有太阳能 电池的第一型掺杂区400和第二型掺杂区402被分别连接在一起，从而实现了太阳能电池 的并联。其中，所述第一互联条900和/或第二互联条901的材料可以包括Al、Cu、Ag、Au、 Fe、N1、Pb、Zn、Co、T1、Mg中的一种或其任意组合。
[0095]执行了上述步骤后，形成了平面太阳能电池阵列，且实现了多个太阳能电池之间 的并联。与具有相同面积的传统太阳能电池组件相比，使用本发明所提供的太阳能电池组 件可以获得更高的光电转换效率、以及更大的输出电流。
[0096]根据本发明的又一个方面，还提供了一种太阳能电池单元，如图28所示，该太阳能电池包括具有第一或第二型掺杂的基板500，该基板500具有第一表面501和与该第一表 面501相对的第二表面502。在本实施例中，所述基板500的材料包括单晶Si，在其他实施 例中，所述基板500的材料还可以是单晶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。在第一表面501 — 侧所述基板500中包含第一型掺杂区400以及第二型掺杂区402，第一掺杂类型和第二掺杂 类型相反。与传统的P+半导体层和N+半导体层分别位于太阳能电池的两个表面不同，在 本发明中，所述第一型掺杂区400和第二型掺杂区402均位于所述基板500的同一表面(第 一表面501)上。对于所述太阳能电池,所述基板500的第二表面502为太阳能电池的进光 面，与该第二表面502相对的第一表面501为太阳能电池的背光面。在与所述第一掺杂区 400相邻的所述基板500的侧表面，存在第一基片200，以及在与所述第二掺杂区402相邻 的所述基板500的侧表面，存在第二基片201，其中，所述第一基片200和/或第二基片201 的材料包括二氧化硅、氮化硅、金属氧化物、有机绝缘材料中的一种或其任意组合。在后续 连接该多个太阳能电池的时候，所述第一基片200和第二基片201用于对相邻的两个太阳 能电池进行隔离，防止短路现象的发生。
[0097]优选地，所述基板500的第一表面501和第二表面502之间的距离小于150 iim, 即，所述太阳能电池的厚度小于150 pm。
[0098]优选地，在所述第一型掺杂区400的表面上存在第一接触层603、以及在所述第二 型掺杂区402的表面上存在第二接触层601，用以降低所述太阳能电池的接触电阻。在本实 施例中，所述第一接触层603和/或第二接触层601可以是镍、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。
[0099]优选地，在所述基板500的第二表面502上存在重掺杂区，其中，所述重掺杂区的 掺杂杂质类型与所述基板500中的掺杂杂质类型相同，重掺杂区的深度范围为
所述重掺杂区的存在，可以进一步有效地降低太阳能电池的表面电阻，从而进一步提高太 阳能电池的性能。
[0100]优选地，在所述基板500的第二表面502上存在透明绝缘层(未示出)或透明导 电层(未示出)或其组合，以进一步增加吸光、减少表面复合、或减少表面电阻。其中，所述 透明绝缘层的材料可以是氮化硅、氧化硅、金属氧化物或其组合，所述透明导电层的材料为 TC0，其中所述 TCO 包括:Sn02、ln203、ZnO, ITO、CdO、Cd2SnO4, FTO、AZO 或其组合。
[0101]与传统的太阳能电池相比，本发明提供的太阳能电池具有以下优点: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SOym的情况下，本发明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。请参考图35和图36，图35为现有技术中太阳能电池单元厚度与电流密度之间关系 的仿真图，图36为本发明所提供的太阳能电池单元厚度与电流密度之间关系的仿真图，其 中，图35和图36中的横坐标表示太阳能电池的厚度，纵坐标表示太阳能电池的电流密度。 从图35中可以看出，当太阳能电池的厚度在80 ii m-200 ii m之间的时候，太阳能电池的电流 密度稳定在16.5mA/cm2左右，而当太阳能电池的厚度在20 y m_80 y m的情况下,太阳能电 池的电流密度随着太阳能电池厚度的减薄而急剧减小，从而导致太阳能电池的性能也随之下降。而本发明所提供的太阳能电池，从图36中可以看出，其电流密度随着太阳能电池厚 度的增加而减小，其中，当太阳能电池的厚度在20 u m-80 u m的情况下，所述太阳能电池具 有较优的电流密度，而且太阳能电池的厚度越薄，其性能越好，所以，当太阳能电池的厚度 较薄的情况下，本发明所提供的太阳能电池具有更优的性能。另外，由于第一接触层和第二 接触层位于基板的同一表面，因此不会对进光产生遮挡，从而提高了太阳能电池的效率。另 外，可以在进光面上进行与基板掺杂类型相同的重掺杂，可以进一步提高转换效率。
[0102]根据本发明的又一个方面，还提供了一种太阳能电池组件，如图33所示，该太阳 能电池组件包括多个上述太阳能电池单元，其中，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。在平面太阳能电池阵列中，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，即，同为第一型掺杂区400或者同为第二型掺杂区402。
[0103]存在第一导电条700和第二导电条701，其中，所述第一导电条700将与其相邻的 两个所述太阳能电池的第一型掺杂区400电性连接，所述第二导电条701将与其相邻的两 个所述太阳能电池的第二型掺杂区402电性连接。在本实施例中，所述第一导电条700位 于第一型掺杂区400相邻的两个所述太阳能电池之间，所述第二导电条701位于第二型掺 杂区402相邻的两个所述太阳能电池之间，在相邻的两个所述太阳能电池之间还存在金属 浆，该金属浆与位于其两侧的太阳能电池的第一表面501相接触，即，和位于其两侧的太阳 能电池的第一型掺杂区400或第二型掺杂区402相接触(或者和位于其两侧的太阳能电池 的第一接触层603或第二接触层601相接触)，从而将与之相邻的两个所述太阳能电池的同 一型掺杂区电性连接，其中，与所述太阳能电池第一型掺杂区400电性连接的第一导电条 700从所述平面太阳能电池阵列的一侧延伸出来，与所述太阳能电池的第二型掺杂区402 电性连接的第二导电条701从所述平面太阳能电池阵列的另一侧延伸出来。
[0104]存在第一互联条900和第二互联条901 (参考图34)，其中，所述第一互联条900将 第一导电条700电性连接，所述第二互联条901将第二导电条701电性连接。在本实施例 中，所述第一互联条900和第二互联条901分别位于所述平面太阳能电池阵列的两侧，在其 中一侧，所述第一互联条900将延伸出来的第一导电条700电性连接，在另外一侧，所述第 二互联条901将延伸出来的第二导电条700电性连接，以实现所述多个太阳能电池的并联。
[0105]优选地，所述平面太阳能电池阵列、第一导电条700、第二导电条701、第一互联条 900和第二互联条901置于下封装体801之上，其中，所述下封装体801起到支撑及固定所 述平面太阳能电池阵列的作用。所述下封装体800的材料包括乙烯-乙酸乙烯脂共聚物 EVA、聚乙烯醇缩丁醛PVB、聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、高密度聚乙烯HDPE、聚氯乙烯PVC、 低密度聚乙烯LDPE、聚丙烯PP、聚苯乙烯PS中的一种或其任意组合。
[0106]与具有相同面积的传统太阳能电池组件相比，本发明所提供的太阳能电池组件具 有更高的光电转换效率、以及更大的输出电流。
[0107]根据本发明的又一个方面，还提供了一种太阳能电池阵列，如图27a和图27b所 示，该太阳能电池组件包括多个平行的上述太阳能电池单元，其中，对于太阳能阵列中的任 何一个所述太阳能电池单兀，其一端垂直于第一基片200且通过该第一基片200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201且通过该第 二基片201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200相连接的两个相邻的太阳能电池单元，其第一表面501相背离，而其第二表面 502相对应；通过所述第二基片201相连接的两个相邻的太阳能电池单元，其第一表面501 相对应，而其第二表面502相背离。而且，对于任何相邻的两个太阳能电池单元，其第一表 面501无论是相对应或是相背离，位于所述第一表面501上的第一型掺杂区400均与所述 第一基片200相连接，而位于所述第一表面501上的第二型掺杂区402均与所述第二基片 201相连接。
[0108]本发明所提供的太阳能电池阵列可以有效地收集光生载流子，进而提高太阳能电 池阵列的电流密度、以及太阳能电池阵列的光电转换效率。
[0109]虽然关于示例实施例及其优点已经详细说明，应当理解在不脱离本发明的精神和 所附权利要求限定的保护范围的情况下，可以对这些实施例进行各种变化、替换和修改。对 于其他例子，本领域的普通技术人员应当容易理解在保持本发明保护范围内的同时，工艺 步骤的次序可以变化。
[0110]此外，本发明的应用范围不局限于说明书中描述的特定实施例的工艺、机构、制 造、物质组成、手段、方法及步骤。从本发明的公开内容，作为本领域的普通技术人员将容 易地理解，对于目前已存在或者以后即将开发出的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法 或步骤，其中它们执行与本发明描述的对应实施例大体相同的功能或者获得大体相同的结 果，依照本发明可以对它们进行应用。因此，本发明所附权利要求旨在将这些工艺、机构、制 造、物质组成、手段、方法或步骤包含在其保护范围内。
【权利要求】
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(400)和第二型掺杂区(402)位于所述太阳能电池的第一表面(501)上；b)将所述平面太阳能电池阵列放置在下封装体(800)上，其中，所述太阳能电池的第一表面(501)与所述下封装体(800)相接触；c)利用第一导电条(700)将相邻的两个所述太阳能电池的第一型掺杂区(400)电性连接，以及利用第二导电条(701)将相邻的两个所述太阳能电池的第二型掺杂区(402)电性连接；d)利用第一互联条(900)对所述第一导电条(700)进行电性连接，以及利用第二互联条(901)对所述第二导电条(701)进行电性连接。
17.根据权利要求16所述的制造方法，其中，所述步骤c)包括: 在所述第一型掺杂区(400)相邻的两个太阳能电池之间放置第一导电条(700)并填充金属浆，在所述第二型掺杂区(402)相邻的两个太阳能电池之间放置第二导电条(701) 并填充金属衆，使该第一导电条(700)将与之相邻的两个所述太阳能电池的第一型掺杂区 (400)电性连接，以及使第二导电条(701)将与之相邻的两个所述太阳能电池的第二型掺杂区(402)电性连接，其中，与所述太阳能电池第一型掺杂区(400)电性连接的第一导电条(700)从所述平面太阳能电池阵列的一侧延伸出来，与所述太阳能电池的第二型掺杂区 (402)电性连接的第二导电条(701)从所述平面太阳能电池阵列的另一侧延伸出来。
18.根据权利要求16或17所述的制造方法，其中，所述步骤d)包括:从所述平面太阳能电池阵列的一侧，利用第一互联条(900)将所述第一导电条(700) 进行电性连接；从所述平面太阳能电池阵列的另一侧，利用第二互联条(901)将所述第二导电条 (701)进行电性连接。
19.一种太阳能电池单元，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(500),其中，所述基板(500)具有第一表面(501)和与该第一表面(501)相对的第二表面 (502)，在第一表面(501)—侧所述基板(500)中包含第一型掺杂区(400)以及第二型掺杂区(402)。
20.根据权利要求19所述的太阳能电池单元，其中:在与所述第一掺杂区(400)相邻的所述基板(500)的侧表面，存在第一基片(200)，以及在与所述第二掺杂区(402)相邻的所述基板(500)的侧表面，存在第二基片(201)。
21.根据权利要求19或20所述的太阳能电池单元，其中:所述第一基片(200)和/或第二基片(201)的材料包括氮化硅、二氧化硅，金属氧化物，有机绝缘材料中的一种或其任意组合。
22.根据权利要求19或20所述的太阳能电池单元，其中:所述基板(500)的第一表面(501)和第二表面(502)之间的距离小于150 iim。
23.根据权利要求19或20所述的太阳能电池单元，其中:所述基板(500)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。
24.根据权利要求19或20所述的太阳能电池单元，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。
25.根据权利要求19或20所述的太阳能电池单元，其中:在所述第一型掺杂区(400)的表面上存在第一接触层(603)、以及在所述第二型掺杂区(402)的表面上存在第二接触层(601)。
26.根据权利要求25所述的太阳能电池单元，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。
27.根据权利要求19或20所述的太阳能电池单元，其中:在所述基板(500)的第二表面(50 2)上存在重掺杂区，其中，所述重掺杂区的掺杂杂质类型与所述基板(500)中的掺杂杂质类型相同。
28.根据权利要求19或20所述的太阳能电池单元，其中:在所述基板(500)的第二表面(502)上存在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、金属氧化物或其组合，所述透明导电层的材料为 TCO，其中所述 TCO 包括 Sn02、In2O3> ZnO, ITO、CdO、Cd2SnO4, FTO、AZO 或其组合。
29.一种太阳能电池组件，其中，该太阳能电池组件包括多个权利要求19-28中任何一项所述的太阳能电池单元，其特征在于: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，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(400)电连接并且其中每个太阳能电池单元的第二型掺杂区(402)电连接。
30.根据权利要求29所述的太阳能电池组件，其中:第一导电条(700)位于所述第一型掺杂区(400)相邻的两个所述太阳能电池之间且和所述第一型掺杂区(400)电性连接，第二导电条(701)位于所述第二型掺杂区(402)相邻的两个所述太阳能电池之间且和所述第二型掺杂区(402)电性连接，其中，与所述太阳能电池第一型掺杂区(400)电性连接的第一导电条(700)从所述平面太阳能电池阵列的一侧延伸出来，与所述太阳能电池的第二型掺杂区(402)电性连接的第二导电条(701)从所述平面太阳能电池阵列的另一侧延伸出来。
31.根据权利要求30所述的太阳能电池组件，其中:第一互联条(900)位于所述平面太阳能电池阵列的一侧，电性连接所述第一导电条 (700)，第二互联条(901)位于所述平面太阳能电池阵列的另一侧，电性连接所述第二导电条(701)。
32.根据权利要求29至31中任一项所述的太阳能电池组件，还包括:下封装体(800)，该下封装体(800)位于所述平面太阳能电池阵列之下，与所述太阳能电池单元的第一表面(501)相接触。
33.一种太阳能电池阵列，其中，该太阳能电池阵列包括多个平行的权利要求19-28中任何一项所述的太阳能电池单元，其特征在于: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(200)且通过该第一基片(200)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(201)且通过该第二基片(201)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(200)相连接的两个相邻的太阳能电池单元，其第一表面(501)相背离而其第二表面(502)相对应，通过所述第二基片(201)相连接的两个相邻的太阳能电池单元，其第一表面(501)相对应而其第二表面(502)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(501)上的第一型掺杂区(400)均与所述第一基片 (200)相连接，位于所述第一表面(501)上的第二型掺 杂区(402)均与所述第二基片(201) 相连接。
【文档编号】H01L31/18GK103579407SQ201210261770
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年7月26日 优先权日:2012年7月26日
【发明者】骆志炯, 朱慧珑, 尹海洲 申请人:聚日（苏州）科技有限公司