太阳能电池的制作方法

太阳能电池的制作方法
【专利摘要】公开了一种太阳能电池，该太阳能电池包括：半导体基板；整个形成在所述半导体基板的表面上的第一隧穿层；设置在所述半导体基板的所述表面上的第一导电类型区域；以及包括连接到所述第一导电类型区域的第一电极的电极。
【专利说明】太阳能电池

【技术领域】
[0001] 本发明的实施方式涉及太阳能电池，更具体地讲，涉及一种包括半导体基板的太 阳能电池。

【背景技术】
[0002] 近年来，随着预期诸如石油和煤的传统能源将要耗尽，对取代这些能源的替代能 源的关注正在增长。其中，作为将太阳能转换为电能的下一代电池，太阳能电池吸引了相当 大的关注。
[0003] 这种太阳能电池可通过在半导体基板上形成导电类型区域以及与该导电类型区 域电连接的电极以引起光电转换来制造。另外，太阳能电池可包括使导电类型区域钝化的 钝化膜、防止反射的减反射膜等，以便改进太阳能电池的性能。
[0004] 在这方面，传统太阳能电池的效率可能由于半导体基板上的载流子的复合、载流 子的长迁移距离等而劣化。因此，应该将太阳能电池设计为使得其效率可最大化。


【发明内容】

[0005] 本发明的实施方式的目的在于提供一种能够使效率最大化的太阳能电池。
[0006] 根据本发明的实施方式的一个方面，上述和其它方面可通过提供一种太阳能电池 来实现，该太阳能电池包括：半导体基板；第一隧穿层，其整个形成在所述半导体基板的表 面上；第一导电类型区域，其设置在所述半导体基板的所述表面上；以及电极，其包括连接 到所述第一导电类型区域的第一电极，其中，所述第一导电类型区域包括第一部分，该第一 部分设置在所述第一隧穿层上并且包括利用第一导电类型的掺杂物掺杂的多晶半导体、非 晶半导体或微晶半导体。
[0007] 根据本发明的实施方式，在所述半导体基板上形成所述隧穿层之后，在所述隧穿 层上形成导电类型区域(发射极区域、背面场区域等)。结果，半导体基板的背面上的缺陷被 有效去除，并且导致光电转换的载流子被有效迁移。因此，防止对半导体基板的损伤，并因 此有效去除半导体基板的背面上的复合部位（recombination site)。因此，可进一步改进 太阳能电池的效率。
[0008] 在根据本发明的另一实施方式的太阳能电池中，导电类型区域包括多个部分，所 述多个部分被设置为使得隧穿层介于所述部分之间，从而使半导体基板上的复合最小化并 改进与电极的电连接。结果，可改进太阳能电池的效率。

【专利附图】

【附图说明】
[0009] 从下面结合附图进行的详细描述，本发明的实施方式的上述和其它目的、特征和 其它优点将更清楚地被理解，附图中：
[0010] 图1是示出根据本发明的实施方式的太阳能电池的截面图；
[0011] 图2是示出根据该实施方式的太阳能电池的平面图；
[0012] 图3是示出根据图1所示的实施方式的修改实施方式的太阳能电池的截面图； [0013] 图4是示出根据本发明的另一实施方式的太阳能电池的截面图；
[0014] 图5是示出根据图4所示的实施方式的修改实施方式的太阳能电池的截面图；
[0015] 图6是示出图4所示的实施方式的另一修改实施方式的截面图；
[0016] 图7是示出根据图4所示的实施方式的另一修改实施方式的太阳能电池的截面 图；
[0017] 图8是示出根据本发明的另一实施方式的太阳能电池的截面图；
[0018] 图9是示出根据图8所示的实施方式的修改实施方式的太阳能电池的截面图； [0019] 图10是示出根据图8所示的实施方式的另一修改实施方式的太阳能电池的截面 图；
[0020] 图11是示出根据本发明的另一实施方式的太阳能电池的截面图；
[0021] 图12是示出根据图11所示的实施方式的另一修改实施方式的太阳能电池的截面 图；
[0022] 图13是示出根据图11所示的实施方式的另一修改实施方式的太阳能电池的截面 图；
[0023] 图14是示出根据图11所示的实施方式的另一修改实施方式的太阳能电池的截面 图；
[0024] 图15是示出根据图11所示的实施方式的另一修改实施方式的太阳能电池的截面 图；
[0025] 图16A至图16E是示出图11所示的太阳能电池的制造方法的截面图；以及
[0026] 图17是示出根据本发明的另一实施方式的太阳能电池的截面图。

【具体实施方式】
[0027] 现在将详细参照本发明的示例实施方式，其示例示出于附图中。本发明的实施方 式不限于所述实施方式，所述实施方式可被修改成各种形式。
[0028] 在附图中，为了本发明的实施方式的描述清晰和简明起见，没有示出与描述无关 的部分，并且贯穿说明书，将使用相同的标号来指代相同或相似的部件。
[0029] 在附图中，为了更清晰地描述，厚度或尺寸被夸大或缩小。另外，各个构成元件的 尺寸或面积不限于图中所示的那些。
[0030] 还将理解，贯穿此说明书，当一个元件被称作"包括"另一元件时，术语"包括"指 定存在另一元件，但不排除其它附加元件的存在，除非上下文另外清楚地指示。另外，将理 解，当诸如层、膜、区域或板的一个元件被称作"在"另一元件"上"时，这一个元件可直接在 所述另一元件上，并且也可存在一个或更多个中间元件。相反，当诸如层、膜、区域或板的一 个元件被称作"直接在"另一元件"上"时，不存在一个或更多个中间元件。
[0031] 以下将参照附图更详细地描述根据本发明的实施方式的太阳能电池。
[0032] 图1是示出根据本发明的实施方式的太阳能电池的截面图。图2是示出根据该实 施方式的太阳能电池的平面图。
[0033] 参照图1和图2,根据本发明的实施方式的太阳能电池100包括基板(例如，半导 体基板，以下称作"半导体基板"）10、导电类型区域20和30、连接到导电类型区域20和30 的电极24和34以及至少一个隧穿层40。导电类型区域20和30可包括发射极区域20和 背面场区域30,电极24和34可包括分别连接到发射极区域20和背面场区域30的第一电 极24和第二电极34。隧穿层40可介于半导体基板10与导电类型区域20和30中的至少 一个之间。隧穿层40可与第一钝化膜21、第一减反射膜22、第二钝化膜31、第二减反射膜 32等一起被包括。将更详细地描述此构造。
[0034] 发射极区域20和背面场区域30中的一个称作"第一导电类型区域"，另一个称作 "第二导电类型区域"。在本发明的实施方式中，诸如第一或第二的术语仅用于区分元件，本 发明的实施方式不限于此。
[0035] 半导体基板10可包括基极区域110,该基极区域110包含相对低掺杂浓度的第一 导电类型的掺杂物。基极区域110可由包含第一导电类型的掺杂物的晶体半导体构成。例 如，基极区域110可包括包含第一导电类型的掺杂物的单晶或多晶半导体(例如，单晶硅或 多晶硅)。具体地讲，基极区域110可由包含第一导电类型的掺杂物的单晶半导体(例如，单 晶半导体晶片，更具体地讲，半导体硅晶片）构成。因此，当基极区域110由单晶硅构成时， 太阳能电池100构成单晶硅太阳能电池。因此，包括单晶半导体的太阳能电池100是基于 基极区域110或半导体基板10的，其由于优异的结晶性而很少有缺陷，因此呈现优异的电 性能。
[0036] 例如，第一导电类型的掺杂物是η型或P型掺杂物。即，第一导电类型的掺杂物可 以是诸如V族元素(包括磷（Ρ)、砷（As)、铋（Bi)、锑（Sb)等)的η型杂质。另选地，第一导 电类型的掺杂物可以是诸如III族元素(包括硼（Β)、铝（Α1)、镓（Ga)、铟（In)等）的ρ型 杂质。
[0037] 在这种情况下，基极区域110可包括η型杂质作为第一导电类型的掺杂物。结果， 与基极区域110形成ρη结的发射极区域20为ρ型。当光被发射到ρη结时，由光电效应生 成的电子向半导体基板10的第二表面（以下，称作"背面"）移动并被第二电极34收集，空 穴朝着半导体基板10的正面移动，然后被第一电极24收集。结果，产生电能。具有低移动 速度的空穴向半导体基板10的正面(而非其背面）移动，从而改进光电转换效率，但是本发 明的实施方式不限于此，在本发明的其它实施方式中，基极区域110和背面场区域30可为 Ρ型，发射极区域20可为η型。
[0038] 在本发明的实施方式中，半导体基板10可仅包括基极区域110。即，在传统的太阳 能电池中，具有与半导体基板10不同的导电类型的掺杂区域或者具有与半导体基板10相 同的导电类型和相对高的掺杂浓度的掺杂区域等形成在半导体基板10上。另一方面，在本 发明的实施方式中，半导体基板10仅包括基极区域110,而不包括附加掺杂区域。
[0039] 如上所述，半导体基板10仅由基极区域构成，不包括附加掺杂区域。例如，半导体 基板10中的最低掺杂浓度与最高掺杂浓度之差可为10%或更低。给出10%或更低的差作 为示例以用于确定用于形成附加掺杂物区域的掺杂不被执行的水平，本发明的实施方式不 限于此。即，10%或更低的差是基板内可能发生的掺杂变化的范围，类似于误差容限。因此， 本发明的实施方式包括半导体基板10总体上未设置有附加掺杂区域的所有情况。
[0040] 在本发明的实施方式中，半导体基板10未设置有附加掺杂区域，因此改进了开路 电压。其原因在于，可防止由于在半导体基板10上形成掺杂区域而可能产生或发生的载流 子的表面复合。
[0041] 在本发明的实施方式中，半导体基板10的正面和背面被纹理化，使得所述表面具 有诸如金字塔形的不平整。当表面粗糙度由于通过纹理化形成在半导体基板10的正面上 的不平整而增大时，入射在半导体基板10的正面上的光的反射可减少。因此，到达由半导 体基板10和发射极区域20形成的隧道结的光的量增加，因此使光损失最小化，但是本发明 的实施方式不限于此，可以仅半导体基板10的正面和背面中的一个被纹理化，或者两个表 面可以均不纹理化。
[0042] 第一隧穿层42整个形成在半导体基板10的一个表面(例如，正面，以下称作"正 面"）上。如本文使用的，表述"整个形成在"表示诸如层的元件形成在整个表面上而没有 空白区域或未覆盖区域，或者形成在除了预先设计或不可避免地形成的区域(例如，周边区 域、隔离区域等）之外的整个区域上。
[0043] 第一隧穿层42使具有许多复合部位的半导体基板10的表面钝化，并通过隧穿效 应方便载流子的迁移。
[0044] 第一隧穿层42可包括提供钝化和隧穿效应的材料，例如，氧化物、氮化物、半导 体、导电聚合物等。例如，第一隧穿层42可包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、本征非晶硅、本 征多晶硅等。在这种情况下，第一隧穿层42可容易且稳定地形成。
[0045] 为了提供足够的钝化和隧穿效应，第一隧穿层42可具有5nm或更低、或者0. 5nm 至5nm (例如，0· 5nm至4nm，例如，0· 5nm至2nm)的厚度。当第一隧穿层42的厚度超过 5nm时，无法有效地执行隧穿，太阳能电池100可能无法工作，当第一隧穿层42的厚度低于 0. 5nm时，钝化性能可能变差。为了进一步改进隧穿效应，第一隧穿层42的厚度可为0. 5nm 至4nm，更具体地讲，0. 5nm至2nm，但是本发明的实施方式不限于此，第一隧穿层42的厚度 可改变。
[0046] 在本发明的实施方式中，第一隧穿层42形成在半导体基板10的正面上，从而整个 去除了半导体基板10的正面上的缺陷。结果，改进了太阳能电池1〇〇的开路电压，因此增 强了太阳能电池100的效率。
[0047] 在本发明的实施方式中，发射极区域20包括形成在第一隧穿层42上的第一部分 20a。第一部分20a可包括具有与半导体基板10不同的导电类型(例如，p型或η型）的多 晶半导体、非晶半导体或微晶半导体。例如，发射极区域可包括利用第二导电类型的掺杂物 掺杂的多晶硅、非晶硅或微晶硅。在这种情况下，包括第一部分20a的发射极区域20可通 过利用多晶半导体、非晶半导体或微晶半导体形成第一部分20a来按照各种方法容易地制 造。
[0048] 在本发明的实施方式中，发射极区域20的第一部分20a可整个形成在第一隧穿 层42上。如本文使用的，表述"整个形成在"表示诸如层的元件形成在整个表面上而没有 空白区域或未覆盖区域，或者形成在除了预先设计或不可避免地形成的区域(例如，周边区 域、隔离区域等)之外的整个区域上。第一钝化膜21和/或第一减反射膜22可形成在发射 极区域20 (更具体地讲，第一部分20a)上。在本发明的实施方式中，以第一钝化膜21形成 在发射极区域20上，第一减反射膜22形成在第一钝化膜21上的构造为例。在该实施方式 中，第一钝化膜21可形成在背面场区域30的正面上的除与第一电极24对应的区域之外的 基本上整个区域中。另外，第一减反射膜22可形成在第一钝化膜21的正面上的除与第一 电极24对应的区域之外的基本上整个区域中。
[0049] 第一钝化膜21使存在于发射极区域20中的缺陷钝化，去除少数载流子的复合部 位，从而增加太阳能电池100的开路电压。另外，第一减反射膜22减小入射在半导体基板 10的正面上的光的反射率，从而增加到达通过半导体基板10和发射极区域20形成的隧道 结的光的量。因此，太阳能电池100的短路电流（Isc)可增大。因此，第一钝化膜21和第 一减反射膜22增大太阳能电池100的开路电压和短路电流，从而改进太阳能电池100的效 率。
[0050] 第一钝化膜21可由能够有效钝化发射极区域20的材料形成。例如，第一钝化膜 21可以是包括从由氮化硅、含氢的氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、氧化锌、二氧化铪、 MgF2、ZnS、Ti02和Ce02构成的组中选择出的一个的单个膜，或者包括两个或更多个膜的组 合的多层膜。当发射极区域20为η型时，第一钝化膜21可包括具有正电荷的氧化硅或氮 化硅等，当发射极区域20为ρ型时，第一钝化膜21可包括具有负电荷的氧化铝、氧化锌、二 氧化铪等。
[0051] 另外，第一减反射膜22可由能够防止表面反射的各种材料形成。例如，第一减反 射膜22可以是包括从由氮化硅、含氢的氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、MgF 2、ZnS、Ti02 和Ce02构成的组中选择出的一个的单个膜，或者包括两个或更多个膜的组合的多层膜。然 而，本发明的实施方式不限于此，第一减反射膜22可包括各种材料。
[0052] 第一电极24经由形成在第一钝化膜21和第一减反射膜22中的开口（S卩，在穿过 第一钝化膜21和第一减反射膜22的同时）电连接到发射极区域20。第一电极24可利用 各种材料形成为具有各种形状。稍后将更详细地描述第一电极24的平面形状等。
[0053] 此外，第二隧穿层44整个形成在半导体基板10的另一表面(例如，背面，以下称作 "背面"）上。如本文使用的，表述"整个形成在"表示诸如层的元件形成在整个表面上而没 有空白区域或未覆盖区域，或者形成在除了预先设计或不可避免地形成的区域(例如，周边 区域、隔离区域等）之外的整个区域上。
[0054] 第二隧穿层44使具有许多复合部位的半导体基板10的表面钝化，并且通过隧穿 效应方便载流子的迁移。
[0055] 第二隧穿层44可包括提供钝化和隧穿效应的材料，例如，氧化物、氮化物、半导 体、导电聚合物等。例如，第二隧穿层44可包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、本征非晶硅、本 征多晶硅等。在这种情况下，第二隧穿层44可容易且稳定地形成。
[0056] 为了提供足够的钝化和隧穿效应，第二隧穿层44可具有5nm或更低、或者0. 5nm 至5nm (例如，0· 5nm至4nm，例如，0· 5nm至2nm)的厚度。当第二隧穿层44的厚度超过 5nm时，无法有效地执行隧穿，太阳能电池100可能无法工作，当第二隧穿层44的厚度低于 0. 5nm时，钝化性能可能变差。为了进一步改进隧穿效应，第二隧穿层44的厚度可为0. 5nm 至4nm，更具体地讲，0. 5nm至2nm，但是本发明的实施方式不限于此，第二隧穿层44的厚度 可改变。
[0057] 第二隧穿层44形成在半导体基板10的背面上，从而整个去除了半导体基板10的 背面上的缺陷。结果，改进了太阳能电池100的开路电压，因此增强了太阳能电池100的效 率。
[0058] 在本发明的实施方式中，背面场区域30包括形成在第二隧穿层44上的第一部分 30a。形成在第二隧穿层44上的背面场区域30的第一部分30a可包括具有与半导体基板 10相同的导电类型(例如，P型或η型）的多晶半导体、非晶半导体或微晶半导体。例如，背 面场区域30的第一部分30a可包括利用第一导电类型的掺杂物掺杂的多晶娃、非晶娃或微 晶硅。在这种情况下，背面场区域30可通过利用多晶半导体、非晶半导体或微晶半导体形 成背面场区域30的第一部分30a来按照各种方法容易地制造。
[0059] 在本发明的实施方式中，背面场区域30可整个形成在第二隧穿层44上。如本文 使用的，表述"整个形成在"表示诸如层的元件形成在整个表面上而没有空白区域或未覆盖 区域，或者形成在除了预先设计或不可避免地形成的区域(例如，周边区域、隔离区域等）之 外的整个区域上。
[0060] 第二钝化膜31和/或第二减反射膜32可形成在背面场区域30上。在本发明的 实施方式中，以第二钝化膜31形成在背面场区域30上，第二减反射膜32形成在第二钝化 膜31上的构造为例。在本发明的实施方式中，第二钝化膜31可形成在背面场区域30的正 面上的除与第二电极34对应的区域之外的基本上整个区域中。另外，第二减反射膜32可 形成在第二钝化膜31的正面上的除与第二电极34对应的区域之外的基本上整个区域中。
[0061] 第二钝化膜31使存在于背面场区域30中的缺陷钝化，去除少数载流子的复合部 位，从而增加太阳能电池100的开路电压。另外，第二减反射膜32减小入射在半导体基板 10的背面上的光的反射率，从而增加到达通过半导体基板10和发射极区域20形成的隧道 结的光的量。因此，太阳能电池100的短路电流（Isc)可增大。因此，第二钝化膜31和第 二减反射膜32增大太阳能电池100的开路电压和短路电流，从而改进太阳能电池100的效 率。
[0062] 第二钝化膜31可由能够有效钝化背面场区域30的材料形成。例如，第二钝化膜 31可以是包括从由氮化硅、含氢的氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、氧化锌、二氧化铪、 MgF2、ZnS、Ti02和Ce02构成的组中选择出的一个的单个膜，或者包括两个或更多个膜的组 合的多层膜。当背面场区域30为p型时，第二钝化膜31可包括具有负电荷的氧化铝、氧化 锌、二氧化铪等，当背面场区域30为η型时，第二钝化膜31可包括具有正电荷的氧化硅、氮 化硅等。
[0063] 另外，第二减反射膜32可由能够防止表面反射的各种材料形成。例如，第二减反 射膜32可以是包括从由氮化硅、含氢的氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、MgF 2、ZnS、Ti02 和Ce02构成的组中选择出的一个的单个膜，或者包括两个或更多个膜的组合的多层膜。然 而，本发明的实施方式不限于此，第二减反射膜32可包括各种材料。
[0064] 第二电极34经由形成在第二钝化膜31和第二减反射膜32中的开口（S卩，在穿过 第二钝化膜31和第二减反射膜32的同时）电连接到背面场区域30。第二电极34可利用 各种材料形成为具有各种形状。稍后将更详细地描述第二电极34的平面形状等。
[0065] 以下将参照图2更详细地描述第一电极24和第二电极34的平面形状。
[0066] 参照图2,例如，第一电极24和第二电极34可包括具有第一间距P1并且彼此平行 设置的多个指状电极24a和34a。第一电极24和第二电极34可包括总线条（bus bar)电 极24b和34b，其形成在与指状电极24a和34a所设置的方向交叉的方向上并将指状电极 24a和34a连接。这种总线条电极24b或34b可仅为一个，并且可设置具有比第一间距P1 大的第二间距P2的总线条电极。在这种情况下，总线条电极24b的宽度W2可大于指状电 极24a的宽度W1，但是本发明的实施方式不限于此，总线条电极24b的宽度W2可等于或小 于指状电极24a的宽度W1。另外，诸如未形成总线条电极24b的构造的各种构造也是可能 的。第一电极24的形状仅被提供作为示例，但是本发明的实施方式不限于此。在附图中， 无差别地描述第一电极24和第二电极34的第一间距P1，并且无差别地描述第一电极24和 第二电极34的第二间距P2。第一电极24的第一间距P1可与第二电极34的第一间距P1 相同或不同，第一电极24的第二间距P2可与第二电极34的第二间距P2相同或不同。
[0067] 从横截面可以看出，第一电极24的指状电极24a和总线条电极24b可穿过第一钝 化膜21和第一减反射膜22。类似地，第二电极34的指状电极34a和总线条电极34b可穿 过第二钝化膜31和第二减反射膜32。另选地，第一电极24的指状电极24a可穿过第一钝 化膜21和第一减反射膜22,总线条电极24b可形成在第一钝化膜21上。类似地，第二电极 34的指状电极34a可穿过第二钝化膜31和第二减反射膜32,总线条电极34b可形成在第 二钝化膜31和减反射膜32上。
[0068] 第一电极24和第二电极34可由高导电金属等构成，并且可通过诸如涂布、沉积、 印刷等的各种方法形成。本发明的实施方式不限于第一电极24和第二电极34的材料、形 成方法等。
[0069] 在具有所述结构的太阳能电池100中，作为另一导电类型区域的发射极区域20的 第一部分20a形成在半导体基板10的正面上，使得第一隧穿层42介于第一部分20a和半 导体基板10之间。第一隧穿层42整个形成在半导体基板10的正面上，从而有效地去除半 导体基板10的正面上的缺陷。在这种情况下，第一隧穿层42有效地使载流子迁移，从而导 致光电转换。即，在传统的太阳能电池中，半导体基板的一部分利用掺杂物以高浓度掺杂， 从而在半导体基板中形成用作发射极区域的掺杂区域。在这种情况下，利用掺杂物掺杂导 致对半导体基板的损伤并且导致在半导体基板的表面上生成复合部位。尽管形成钝化膜以 便防止这些问题，但是钝化膜未设置在半导体基板上的与电极相邻的部分中，因此使得难 以有效去除复合部位。因此，由于半导体基板的表面上的复合部位，太阳能电池的效率低。
[0070] 另一方面，在本发明的实施方式中，利用第一隧穿层42将可能存在许多复合部位 的半导体基板10的正面整个钝化，并且发射极区域20的第一部分20a形成在第一隧穿层 42上。结果，防止对半导体基板10的损伤，并且有效去除半导体基板10的正面上的复合部 位。具体地讲，发射极区域20仅由第一部分20a构成，从而简化了发射极区域20的结构并 且使对半导体基板10的损伤最小化。结果，太阳能电池1〇〇的效率可改进。
[0071] 另外，作为另一导电类型区域的背面场区域30形成在半导体基板10的背面上，使 得第二隧穿层44介于背面场区域30和半导体基板10之间。第二隧穿层44整个形成在半 导体基板10的背面上，从而有效去除半导体基板10的背面上的缺陷。在这种情况下，第二 隧穿层44有效地使载流子迁移，从而导致光电转换。结果，进一步防止了对半导体基板10 的损伤，并且有效去除半导体基板10的背面上的复合部位。具体地讲，背面场区域30仅由 第一部分30a构成，从而简化了背面场区域30的结构并且使对半导体基板10的损伤最小 化。结果，太阳能电池100的效率可进一步改进。
[0072] 基于此构造，半导体基板10仅包括基极区域110而没有任何附加掺杂区域，因此 保持了半导体基板10的优异性能。
[0073] 在这种情况下，发射极区域20和背面场区域30可设置在半导体基板10的不同 侦牝以形成双面光接收型结构。结果，光入射在半导体基板10的背面以及半导体基板10的 正面上，从而增加了入射光的量并改进了太阳能电池100的效率。由于发射极区域20和背 面场区域30彼此不相邻，所以不再需要执行发射极区域20和背面场区域30形成为彼此相 邻时的隔离工艺。另外，由于发射极区域20和背面场区域30整个形成，因此不需要附加的 图案化和对准工艺。结果，制造工艺简化，因此成本降低。
[0074] 另外，第一钝化膜21和第一减反射膜22形成在半导体基板10的正面上，从而进 一步改进太阳能电池100的效率。
[0075] 另外，第二电极34形成为具有包括指状电极34a和总线条电极34b的构造，从而 使得光能够入射在半导体基板10的背面上并增强光的利用率。在这种情况下，第二钝化膜 31和第二减反射膜32形成在半导体基板10的背面上，从而进一步改进太阳能电池100的 效率。
[0076] 以下，将参照图3至图10更详细地描述根据本发明的修改实施方式和其它实施方 式的太阳能电池。与以上给出的描述相同或相似的内容或元件的细节不再提及，仅详细描 述与以上描述不同的描述。
[0077] 图3是示出根据图1所示的实施方式的修改实施方式的太阳能电池的截面图。
[0078] 参照图3,根据修改实施方式的太阳能电池不包括第一钝化膜21和第二钝化膜 31，而包括形成在发射极区域20上的第一减反射膜22和形成在背面场区域30上的第二减 反射膜32。基于此构造，总工艺简化，因此制造成本降低。另外，第一减反射膜22和第二减 反射膜32也用作钝化膜。结果，生产效率改进，并且保持了太阳能电池的优异性能。
[0079] 本发明的实施方式允许其它各种修改。例如，不提供第一钝化膜21和第二钝化膜 31以及第一减反射膜22和第二减反射膜32中的至少一个的所有构造均落入本发明的实施 方式的范围内。
[0080] 图4是示出根据本发明的另一实施方式的太阳能电池的截面图。
[0081] 参照图4,根据本发明的实施方式的太阳能电池具有这样的构造：背面场区域30 包括第二部分30b，该第二部分30b包括形成在半导体基板10中的掺杂区域。即，半导体基 板10可包括作为未掺杂区域的基极区域110以及背面场区域30的第二部分30b，该第二 部分30b通过利用导电类型与半导体基板10相同的掺杂物对半导体基板10进行掺杂来形 成。结果，第二部分30b可具有与基极区域110相同的晶体结构。背面场区域30的第二部 分30b可通过各种掺杂方法(例如，热扩散、离子注入等）形成。
[0082] 在附图中，以背面场区域30的第二部分30b具有掺杂浓度均匀的匀质结构的情况 为例，但是本发明的实施方式不限于此，与其关联的修改实施方式将参照图5和图6再次进 行描述。
[0083] 第二钝化膜31和/或第二减反射膜32可形成在背面场区域30上。
[0084] 在形成包括通过对半导体基板10进行掺杂而形成的第二部分30b的背面场区域 30的情况下，在形成背面场区域30期间可在背面上使用以前的工艺。即，在半导体基板10 的正面上的第一隧穿层42上形成发射极区域20的第一部分20a，从而改进太阳能电池的效 率，并且可在背面场区域30的第二部分30b中使用以前的设备。即，可考虑效率和生产效 率来改进性能。
[0085] 图5是示出根据图4所示的实施方式的修改实施方式的太阳能电池的截面图。
[0086] 参照图5,修改实施方式中的背面场区域30可具有用于背面场区域30的选择性结 构。即，背面场区域30可包括具有高掺杂物浓度并因此具有相对低的电阻的第一区域301 以及掺杂物浓度比第一区域301低进而具有相对高的电阻的第二区域302。第一区域301 形成为使得第一区域301接触第二电极34的一部分或全部（S卩，至少一部分)。
[0087] 基于此构造，在第二电极34之间形成具有相对高的电阻的第二区域302,光入射 在其上，从而改进钝化效应。随之一起，在与第一电极34相邻的区域中形成具有相对低的 电阻的第一区域301，从而降低与第一电极34的接触电阻。即，本发明的实施方式的背面场 区域30的第二部分30b通过选择性结构使太阳能电池的效率最大化。
[0088] 图6是示出图4所示的实施方式的另一修改实施方式的截面图。
[0089] 参照图6,在本发明的实施方式中，背面场区域30的第二部分30b可具有局部结 构。即，背面场区域30的第二部分30b可包括仅在与第二电极34的至少一部分对应的区 域中局部形成的第一区域301。结果，使对半导体基板10的损伤最小化，并因此使表面复合 部位最少化。
[0090] 图7是示出根据图4所示的实施方式的另一修改实施方式的太阳能电池的截面 图。
[0091] 参照图7,根据修改实施方式的太阳能电池不包括第一钝化膜21和第二钝化膜 31，而包括形成在发射极区域20上的第一减反射膜22以及形成在背面场区域30上的第二 减反射膜32。结果，总工艺简化，并且成本降低。另外，第一减反射膜22和第二减反射膜 32也用作钝化膜。结果，生产效率改进，并且保持了太阳能电池的优异性能。
[0092] 本发明的实施方式允许其它各种修改。例如，不提供第一钝化膜21和第二钝化膜 31以及第一减反射膜22和第二减反射膜32中的至少一个的所有构造均落入本发明的实施 方式的范围内。
[0093] 图7示出背面场区域30的第二部分30b具有图4所示的均匀结构的示例，但是背 面场区域30的第二部分30b可具有图5或图6所示的选择性结构或局部结构。
[0094] 图8是示出根据本发明的另一实施方式的太阳能电池的截面图。
[0095] 参照图8,在根据本发明的实施方式的太阳能电池中，发射极区域20包括第二部 分20b，该第二部分20b包括形成在半导体基板10中的掺杂区域。即，半导体基板10可包 括作为未掺杂区域的基极区域110以及发射极区域20的第二部分20b，该第二部分20b通 过利用导电类型不同于半导体基板10的掺杂物对半导体基板10进行掺杂来形成。结果， 第二部分20b可具有与基极区域110相同的晶体结构。发射极区域20可通过各种掺杂方 法(例如，热扩散、离子注入等）形成。
[0096] 在附图中，以发射极区域20的第二部分20b具有掺杂浓度均匀的匀质结构的情况 为例，但是本发明的实施方式不限于此，与其关联的修改实施方式将参照图9再次进行描 述。
[0097] 第一钝化膜21和/或第一减反射膜22可形成在发射极区域20上。
[0098] 在形成包括通过对半导体基板10进行掺杂而形成的第二部分20b的发射极区域 20的情况下，在形成发射极区域20期间可在背面上使用以前的工艺。因此，可使用以前的 设备。即，可考虑效率和生产效率来改进性能。
[0099] 图9是示出根据图8所示的实施方式的修改实施方式的太阳能电池的截面图。 [0100] 参照图9,在本发明的实施方式中，发射极区域20的第二部分20b可具有选择性结 构。
[0101] 即，发射极区域20可包括具有高掺杂物浓度进而具有相对低的电阻的第一区域 201以及掺杂物浓度比第一区域201低进而具有相对高的电阻的第二区域202。第一区域 201形成为使得第一区域201接触第一电极24的一部分或全部（S卩，至少一部分)。
[0102] 因此，在本发明的实施方式中，具有相对高的电阻的第二区域202形成在第一电 极24之间的区域中，光入射在其上，从而实现浅结发射极。结果，太阳能电池的电流密度改 进。随之一起，具有相对低的电阻的第一区域201形成在与第一电极24相邻的区域中，从 而降低与第一电极24的接触电阻。即，根据本发明的实施方式的发射极区域20的第二部 分20b通过选择性发射极结构来使太阳能电池的效率最大化。
[0103] 图10是示出根据图8所示的实施方式的另一修改实施方式的太阳能电池的截面 图。
[0104] 参照图10,根据修改实施方式的太阳能电池不包括第一钝化膜21和第二钝化膜 31，而包括形成在发射极区域20上的第一减反射膜22以及形成在背面场区域30上的第二 减反射膜32。结果，总工艺简化，并且成本降低。另外，第一减反射膜22和第二减反射膜 32也用作钝化膜。结果，生产效率改进，并且保持了太阳能电池的优异性能。
[0105] 本发明的实施方式允许其它各种修改。例如，不提供第一钝化膜21和第二钝化膜 31以及第一减反射膜22和第二减反射膜32中的至少一个的所有构造均落入本发明的实施 方式的范围内。
[0106] 图10示出发射极区域20的第二部分20b具有图8所示的均匀结构的示例，但是在 本发明的其它实施方式中，发射极区域20的第二部分20b可具有图9所示的选择性结构。
[0107] 图11是示出根据本发明的另一实施方式的太阳能电池的截面图。参照图11，在本 发明的实施方式中，导电类型区域20和30中的至少一个可包括多个部分20a、20b、30a和 30b，这些部分被设置为使得隧穿层42和44介于这些部分之间。
[0108] 在本发明的实施方式中，发射极区域20包括多个部分，这些部分被设置为使得第 一隧穿层42介于这些部分之间。具体地讲，在本发明的实施方式中，发射极区域20包括第 一部分20a和第二部分20b，这两个部分被设置为使得第一隧穿层42介于第一部分20a和 第二部分20b之间。在附图和描述中，以发射极区域20的所述部分总共包括两层（S卩，第一 部分20a和第二部分20b)的情况为例，但是本发明的实施方式不限于此，发射极区域20的 所述部分可包括多个部分，这些部分包括三层或更多层。将更详细地描述发射极区域20。
[0109] 在这种情况下，发射极区域20的第一部分20a可设置在第一隧穿层42与第一隧 穿层42上的第一电极24之间。第一部分20a已参照图1所示的实施方式进行了描述，省 略与其描述相同的内容的详细说明。
[0110] 发射极区域20的第二部分20b与半导体基板10的正面相邻地形成在半导体基板 10的内部，或者与半导体基板10相邻地形成在半导体基板10的正面上。即，发射极区域 20可与第一隧穿层42相邻地形成在半导体基板10的一部分中，或者可设置在半导体基板 10与第一隧穿层42之间或者基极区域110与第一隧穿层42之间。
[0111] 例如，在本发明的实施方式中，第二部分20b可由通过利用第二导电类型的掺杂 物对半导体基板10进行掺杂而形成的掺杂区域构成。因此，第二部分20b可由利用第二导 电类型的掺杂物掺杂的单晶半导体(例如，单晶硅)构成。在这种情况下，第二导电类型的掺 杂物可以是具有与基极区域110相反的第二导电类型的任何杂质。即，当第二导电类型的 掺杂物为P型时，可使用诸如硼⑶、铝（A1)、镓（Ga)或铟（In)的III族元素。当第二导 电类型的掺杂物为η型时，可使用诸如磷（P)、砷（As)、铋（Bi)或锑（Sb)的V族元素。
[0112] 第一部分20a和第二部分20b可整个形成在半导体基板10的正面上。如本文使 用的，表述"整个形成在"表不第一部分20a或第二部分20b形成在100%的正面上，或者未 形成有第一部分20a或第二部分20b的区域是表面的一部分中不可避免地设置的。通过整 个形成第一部分20a和第二部分20b，使pn结的面积最大化，并且省略了附加图案化工艺 等。
[0113] 第二部分20b可包括通过使第一部分20a中的第二导电类型的掺杂物扩散到半导 体基板10中而形成的掺杂区域。在这种情况下，第二部分20b中的第二导电类型的掺杂物 和第一部分20a中的第二导电类型的掺杂物可包括相同的材料。例如，当第一部分20a包 括硼（B)作为第二导电类型的掺杂物时，第二部分20b也包括硼作为第二导电类型的掺杂 物。这将稍后更详细地描述，但是本发明的实施方式不限于此，可执行诸如分别形成第一部 分20a和第二部分20b的各种工艺。
[0114] 第二部分20b是与半导体基板10中的基极区域110形成pn结的区域。第一部分 20a是连接到第一隧穿层42上的第一电极24的区域。
[0115] 在这种情况下，发射极区域20的第二部分20b和第一部分20a利用第二导电类型 的掺杂物按照不同的掺杂浓度进行掺杂。具体地讲，由于第一部分20a的掺杂浓度高于第 二部分20b的掺杂浓度，所以第二部分20b形成低浓度掺杂部分，第一部分20a形成高浓度 掺杂部分。在这种情况下，第一部分20a中的掺杂浓度可以是均匀的。另选地，与第一电极 24相邻的区域中的掺杂浓度可高于与第一隧穿层42相邻的区域中的掺杂浓度。在这种情 况下，通过控制形成第一部分20a的工艺条件，随着距第一隧穿层42的距离增大，掺杂浓度 逐渐地或阶梯式地增加。因此，当与第一电极24相邻的区域的掺杂浓度相对较高时，可使 发射极区域20与第一电极24之间的接触电阻最小化。
[0116] 设置在半导体基板10中的第二部分20b以低浓度形成，从而使第二部分20b中可 能产生或发生的载流子的复合(具体地讲，俄歇（Auger)复合)最小化。另外，在接触第一电 极24的同时连接到第一电极24的第一部分20a以高浓度形成，从而使与第一电极24的接 触电阻最小化。
[0117] 例如，第一部分20a的掺杂浓度与第二部分20b的掺杂浓度之比可为5至10。当 浓度比低于5时，减少复合的效果可能由于第二部分20b的高掺杂浓度而不足。当浓度比 超过10时，pn结的性能可能由于第二部分20b的形成不足而劣化。在这种情况下，第二部 分20b的掺杂浓度可为5 X 1018/cm3至5 X 1019/cm3,第一部分20a的掺杂浓度可为5 X 1019/ cm3至5 X 102°/cm3,高于第二部分20b的掺杂浓度。在该掺杂浓度范围内，第一部分20a形 成pn结并且使复合最小化，第二部分20b可与第一电极24具有优异的电性能，但是本发明 的实施方式不限于此，第一部分20a和第二部分20b的掺杂浓度等可改变。
[0118] 另外，发射极区域20的第二部分20b和第一部分20a的厚度可彼此不同。更具体 地讲，第一部分20a比第二部分20b厚，并且第一部分20a和第二部分20b可比第一隧穿层 42厚。第二部分20b的厚度被控制为相对小的水平，从而使半导体基板10中可能产生或发 生的载流子的复合最小化。另外，第一部分20a以相对大的厚度形成，从而保持与第一电极 24的良好接触。另外，第一隧穿层42的厚度被控制为最小，从而防止阻挡多数载流子在第 二部分20b与第一部分20a之间的流动，但是本发明的实施方式不限于此，第二部分20b可 比第一部分20a厚。
[0119] 例如，第一部分20a的厚度与第二部分20b的厚度之比可为0. 5至100,更具体地 讲，1至100。当考虑通过第二部分20b可能产生或发生的载流子的复合、对半导体基板10 的损伤的最小化、第一部分20a的电性能等时，厚度比可为10至50。在这种情况下，第二部 分20b的厚度可为5nm至100nm，第一部分20a的厚度可为50nm至500nm，但是本发明的实 施方式不限于此，第一部分20a和第二部分20b的厚度等可改变。
[0120] 如上所述，低浓度掺杂部分(第二部分20b)与基极区域110形成pn结。与本发明 的实施方式不同，仅在第一隧穿层42上形成发射极层，从而防止在第一隧穿层42和发射极 层之间形成pn结时产生的问题。即，当发射极层仅形成在第一隧穿层42上时，在第一隧穿 层42和发射极层之间形成构成pn结的物理界面，发射极层的性质受界面性质的极大影响。 因此，难以确保发射极层的质量的稳定性。另一方面，在本发明的实施方式中，发射极区域 20的第二部分20b形成pn结，使得第二部分20b设置在半导体基板10中或接触半导体基 板10,因此确保pn结的稳定性。结果，改进了太阳能电池100的开路电压，并因此改进了太 阳能电池100的效率。
[0121] 设置在第二部分20b和第一部分20a之间的第一隧穿层42防止少数载流子从第 二部分20b注入第一部分20a中，从而防止具有高浓度的第一部分20a中的载流子之间的 复合。另外，第一电极24连接到高浓度掺杂部分(第一部分20a)，从而使发射极区域20和 第一电极24之间的接触电阻最小化。结果，改进了太阳能电池100的填充因子，并因此改 进了太阳能电池100的效率。
[0122] 在本发明的实施方式中，背面场区域30包括多个部分，这些部分被设置为使得第 二隧穿层44介于这些部分之间。具体地讲，在本发明的实施方式中，背面场区域30包括第 二部分30b和第一部分30a，这两个部分被设置为使得第二隧穿层44介于部分30b和30a 之间。在附图和描述中，以背面场区域3的所述部分总共包括两层（S卩，第一部分30a和第 二部分30b)的情况为例，但是本发明的实施方式不限于此，背面场区域30的所述部分可包 括多个部分，这些部分包括三层或更多层。将更详细地描述背面场区域30。
[0123] 背面场区域30的第二部分30b可以与半导体基板10的背面相邻地形成在半导体 基板10的内部，或者可以与半导体基板10相邻地形成在半导体基板10的背面上。即，背 面场区域30可与第二隧穿层44相邻地形成在半导体基板10的一部分中，或者可形成在半 导体基板10与第二隧穿层44之间或者基极区域110与第二隧穿层44之间。
[0124] 在这种情况下，背面场区域30的第一部分30a可设置在第二隧穿层44与第二隧 穿层44上的第二电极34之间。第一部分30a已参照图1所示的实施方式进行了描述，省 略与其描述相同的内容的详细说明。
[0125] 例如，在本发明的实施方式中，第二部分30b可由通过利用第一导电类型的掺杂 物以高于基极区域100的浓度对半导体基板10进行掺杂而形成的掺杂区域构成。因此， 第二部分30b可由利用第一导电类型的掺杂物掺杂的单晶半导体(例如，单晶硅）构成。在 这种情况下，第一导电类型的掺杂物可以是具有与基极区域110相同的第一导电类型的任 何杂质。即，当第一导电类型的掺杂物为η型时，可使用诸如磷（P)、砷（As)、铋（Bi)或锑 (Sb)的V族元素。当第一导电类型的掺杂物为p型时，可使用诸如硼⑶、铝（A1)、镓（Ga) 或铟（In)的III族元素。
[0126] 第一部分30a和第二部分30b可整个形成在半导体基板10的背面上。如本文使 用的，表述"整个形成在"表不第一部分30a或第二部分30b形成在100%的正面上，或者未 形成有第一部分30a或第二部分30b的区域是表面的一部分中不可避免地设置的。通过整 个形成第二部分30b和第一部分30a，使背面场结构的面积最大化，并且省略了附加图案化 工艺等。
[0127] 第二部分30b可包括通过使第一部分30a中的第一导电类型的掺杂物扩散到半导 体基板10中而形成的掺杂区域。在这种情况下，第二部分30b中的第一导电类型的掺杂物 和第一部分30a中的第一导电类型的掺杂物可包括相同的材料。例如，当第一部分30a包 括磷（P)作为第一导电类型的掺杂物时，第二部分30b也可包括磷（P)作为第一导电类型 的掺杂物。这将稍后更详细地描述，但是本发明的实施方式不限于此，可执行诸如分别形成 第二部分30b和第一部分30a的各种工艺。
[0128] 第二部分30b是与半导体基板10中的基极区域110形成背面场结构的区域。第 一部分30a是连接到第二隧穿层44上的第二电极34的区域。
[0129] 在这种情况下，背面场区域30的第二部分30b和第一部分30a利用第一导电类型 的掺杂物按照不同的掺杂浓度进行掺杂。具体地讲，由于第一部分30a的掺杂浓度高于第 二部分30b的掺杂浓度，所以第二部分30b形成低浓度掺杂部分，第一部分30a形成高浓度 掺杂部分。在这种情况下，第一部分30a中的掺杂浓度可以是均匀的。另选地，与第二电极 34相邻的区域中的掺杂浓度可高于与第二隧穿层44相邻的区域中的掺杂浓度。在这种情 况下，通过控制形成第一部分30a的工艺条件，随着距第二隧穿层44的距离增大，掺杂浓度 逐渐地或阶梯式地增加。因此，当与第二电极34相邻的区域的掺杂浓度相对较高时，可使 背面场区域30与第二电极34之间的接触电阻最小化。
[0130] 设置在半导体基板10中的第二部分30b以低浓度形成，从而使第二部分30b中可 能产生或发生的载流子的复合最小化。另外，在接触第二电极34的同时连接到第二电极34 的第一部分30a以高浓度形成，从而使与第二电极34的接触电阻最小化。
[0131] 例如，第一部分30a的掺杂浓度与第二部分30b的掺杂浓度之比可为5至10。当 浓度比低于5时，减少复合的效果可能由于第二部分30b的高掺杂浓度而不足。当浓度比 超过10时，背面场效应可能由于第二部分30b的形成不足而不足。在这种情况下，第二部 分30b的掺杂浓度可为5 X 1018/cm3至5 X 1019/cm3,第一部分30a的掺杂浓度可为5 X 1019/ cm3至5 X 102°/cm3,高于第二部分30b的掺杂浓度。在该掺杂浓度范围内，第二部分30b形 成具有优异性能的背面场结构，并且第二部分30a可与第二电极34具有优异的电性能，但 是本发明的实施方式不限于此，第一部分30a和第二部分30b的掺杂浓度等可改变。
[0132] 另外，背面场区域30的第二部分30b和第一部分30a的厚度可彼此不同。更具体 地讲，第一部分30a比第二部分30b厚，并且第一部分30a和第二部分30b可比第二隧穿层 44厚。第二部分30b的厚度被控制为相对小的水平，从而使半导体基板10中可能产生或发 生的载流子的复合最小化。另外，第一部分30a以相对大的厚度形成，从而保持与第二电极 44的良好接触。另外，第二隧穿层44的厚度被控制为最小，从而防止阻挡多数载流子在第 二部分30b与第一部分30a之间的流动，但是本发明的实施方式不限于此，第二部分30b可 比第一部分30a厚。
[0133] 例如，第一部分30a的厚度与第二部分30b的厚度之比可为0. 5至100,更具体地 讲，1至100。当考虑通过第二部分30b可能产生或发生的载流子的复合、对半导体基板10 的损伤的最小化、第一部分30a的电性能等时，厚度比可为10至50。在这种情况下，第二部 分30b的厚度可为5nm至100nm，第一部分30a的厚度可为50nm至500nm，但是本发明的实 施方式不限于此，第一部分30a和第二部分30b的厚度等可改变。
[0134] 如上所述，低浓度掺杂部分(第二部分30b)与基极区域110形成背面场结构。因 此，背面场结构形成在半导体基板10中或者在接触半导体基板10的同时形成，从而确保背 面场结构的稳定性。结果，改进了太阳能电池100的开路电压，并因此增强了太阳能电池 100的效率。
[0135] 设置在第二部分30b和第一部分30a之间的第二隧穿层44防止少数载流子从第 二部分30b注入第一部分30a中，从而防止具有高浓度的第一部分30a中的载流子之间的 复合。另外，第二电极34连接到高浓度掺杂部分(第一部分20a)，从而使背面场区域30和 第二电极34之间的接触电阻最小化。结果，改进了太阳能电池100的填充因子，并因此改 进了太阳能电池100的效率。
[0136] 在本发明的实施方式中，导电类型区域20和30包括第一部分20a和30a以及第 二部分20b和30b，所述部分被设置为使得隧穿层42和44介于其间，从而使半导体基板10 中的复合最小化，并且改进与第一电极24和第二电极34的电连接。结果，可改进太阳能电 池100的效率。
[0137] 在图11的图中，以发射极区域20包括第一部分20a和第二部分20b，而背面场区 域30包括第一部分30a和第二部分30b的情况为例，但是本发明的实施方式不限于此。在 修改实施方式中，如图12和图13所示，发射极区域20包括第一部分20a和第二部分20b， 而背面场区域30包括单个部分。在这种情况下，如图12所示，背面场区域30可包括第二部 分30b，该第二部分30b包括设置在半导体基板10中的掺杂区域。另选地，如图13所示，背 面场区域30可包括形成在半导体基板10的背面上的第二隧穿层44上的附加的第一部分 30a。在另一修改实施方式中，如图14和图15所不，背面场区域30包括第一部分30a和第 二部分30b，而发射极区域20包括单个部分。在这种情况下，如图14所示，发射极区域20 可包括第二部分20b，该第二部分20b包括设置在半导体基板10中的掺杂区域。另选地，如 图15所示，发射极区域20可包括形成在半导体基板10的背面上的第二隧穿层44上的附 加的第一部分20a。另外，发射极区域20或背面场区域30的第二部分20b和30b可具有各 种结构，例如包括掺杂浓度不同的部分的选择性结构或者形成在与电极42和44相邻的区 域中的局部结构。选择性结构或局部结构等已参照图5、图6和图9进行了描述，省略其详 细说明。
[0138] 以下，将参照图16A至图16E详细描述根据图11所示的实施方式的太阳能电池 100的制造方法。以下，不再提及以上给出的描述的细节，仅详细描述与以上描述的不同之 处。另外，上述制造方法可应用于图1所示的实施方式的对应部分。
[0139] 图16A至图16E是示出根据本发明的实施方式的太阳能电池的制造方法的截面 图。
[0140] 首先，如图16A所示，制备包括具有第一导电类型的掺杂物的基极区域110的半导 体基板10。在本发明的实施方式中，半导体基板10可包括具有η型杂质的硅。η型杂质的 示例包括(但不限于）V族元素，例如磷（Ρ)、砷（As)、铋（Bi)和锑（Sb)。
[0141] 将半导体基板10的正面和背面中的至少一个纹理化以使得表面具有不平整。可 使用湿法或干法纹理化作为半导体基板10的表面的纹理化。湿法纹理化可通过将半导体 基板10浸入纹理化溶液中来进行，并具有处理时间短的优点。干法纹理化通过利用金刚石 钻头、激光等切割半导体基板10的表面来进行，并且使得能够形成均匀的不平整，但缺点 是处理时间长并且导致对半导体基板10的损伤。另选地，半导体基板10可通过反应离子 蚀刻（RIE)等来纹理化。因此，半导体基板10可通过各种方法来纹理化。
[0142] 然后，如图16B所示，在半导体基板10的正面上形成第一隧穿层42和发射极区域 20的第一部分20a，在半导体基板10的背面上形成第二隧穿层44和背面场区域30的第一 部分30a。
[0143] 在这种情况下，第一隧穿层42和第二隧穿层44可(例如）通过诸如热生长或沉积 (例如，等离子体增强化学气相沉积（PECVD)、原子层沉积（ALD))等方法来形成，但是本发明 的实施方式不限于此，第一隧穿层42和第二隧穿层44可通过各种方法形成。另外，导电类 型区域20和30的第一部分20a和30a可由非晶、微晶或多晶半导体形成。在这种情况下， 第一部分20a和30a可通过例如热生长、沉积(例如，等离子体增强化学气相沉积（PECVD)) 等方法来形成。
[0144] 另外，第一导电类型或第二导电类型的掺杂物可在形成构成第一部分20a和30a 的半导体层时并入，并且可在形成构成第一部分20a和30a的半导体层之后进行掺杂，但是 本发明的实施方式不限于此，第一部分20a和30a可通过各种方法形成。
[0145] 第一隧穿层42、第二隧穿层44以及第一部分20a和30a的形成顺序等可变化。
[0146] 然后，如图16C所示，通过热处理使第一部分20a中的第二导电类型的掺杂物扩散 到半导体基板10中，以形成发射极区域20的第二部分20b，并且使第一部分30a中的第一 导电类型的掺杂物扩散到半导体基板10中，以形成背面场区域30的第二部分30b。因此， 在本发明的实施方式中，第一部分20a和30a用作掺杂源，从而利用热处理通过扩散形成第 二部分20b和30b，而不使用诸如离子注入的附加掺杂方法。结果，制造工艺可简化。
[0147] 然后，如图16D所示，在发射极区域20的第一部分20a上形成第一钝化膜21和第 一减反射膜22,并且在背面场区域30的第一部分30a上形成第二钝化膜31和第二减反射 膜32。钝化膜21和31以及减反射膜22和32可通过诸如真空沉积、化学气相沉积、旋涂、 丝网印刷或喷涂的各种方法形成。钝化膜21和31以及减反射膜22和32的形成顺序等可 变化。
[0148] 然后，如图16E所示，形成分别连接到导电类型区域20和30的第一电极24和第 二电极34。在这种情况下，例如，在钝化膜21和31以及减反射膜22和32中形成开口，并 且通过诸如涂布或沉积的各种方法在所述开口中形成第一电极24和第二电极34。
[0149] 在另一实施方式中，第一电极24和第二电极34可这样形成：通过丝网印刷等将用 于形成第一电极和第二电极的浆料施加到钝化膜21和31以及减反射膜22和32上，然后 在其上执行烧穿、激光烧穿接触等。在这种情况下，由于在形成第一电极24和第二电极34 期间形成开口，所以不需要独立地形成开口的工艺。
[0150] 根据本发明的实施方式，可在不使用诸如离子注入的附加掺杂方法的情况下，通 过第一部分20a和30a中的第一导电类型或第二导电类型的掺杂物的扩散来形成第二部分 20b和30b。结果，可通过简单的制造工艺来制造具有优异效率的太阳能电池100。
[0151] 在上述实施方式中，以形成第一隧穿层42和第二隧穿层44以及导电类型区域20 和30,形成钝化膜21和31以及减反射膜22和32,然后形成第一电极24和第二电极34的 情况为例，但是本发明的实施方式不限于此。因此，第一隧穿层42和第二隧穿层44、导电类 型区域20和30、钝化膜21和31、减反射膜22和32以及第一电极24和第二电极34的形 成顺序可变化。
[0152] 另外，在上述实施方式中，以通过使发射极区域20的第一部分20a中的第二导电 类型的掺杂物扩散来形成第二部分20b，并且通过使背面场区域30的第一部分30a中的第 二导电类型的掺杂物扩散来形成第二部分30b的情况为例，但是本发明的实施方式不限于 此，第二部分20b和30b可通过附加工艺(离子注入、热扩散、激光掺杂等）来形成。
[0153] 图17是示出根据本发明的另一实施方式的太阳能电池的截面图。
[0154] 参照图17,在本发明的实施方式中，发射极区域20包括第一部分20a和第二部分 20b，其被设置为使得第一隧穿层42介于部分20a和20b之间，背面场区域30包括第一部 分30a和第二部分30b，其被设置为使得第二隧穿层44介于部分20a和20b之间。
[0155] 在本发明的实施方式中，导电类型区域20和30的第二部分20b和30b可通过利 用导电类型的掺杂物对形成在半导体基板10上的非晶、微晶或多晶半导体层(例如，硅层） 等进行掺杂来形成。即，导电类型区域20和30的第二部分20b和30b可介于半导体基板 10与隧穿层42和44之间。在这种情况下，导电类型的掺杂物可在形成构成第二部分20b 和30b的半导体层期间并入，并且可在形成构成第二部分20b和30b的半导体层之后进行 掺杂。
[0156] 因此，在第一部分20和第二部分30a形成在半导体基板10上的情况下，半导体基 板10可仅包括基极区域110。结果，可从根本上防止在半导体基板10上形成掺杂区域期间 可能产生或发生的诸如对半导体基板10的损伤或者载流子的复合增加的问题，但是本发 明的实施方式不限于此。可在半导体基板10上仅形成发射极区域20和背面场区域30中 的一个的第二部分2〇b和30b。另选地，发射极区域20和背面场区域30中的任一个可包括 第一部分20a和30a以及第二部分20b和30b。
[0157] 尽管出于示意性目的公开了本发明的示例实施方式，但是本领域技术人员将理 解，在不脱离所附权利要求中公开的本发明的范围和精神的情况下，可进行各种修改、添加 和置换。
[0158] 相关申请的交叉引用
[0159] 本申请要求在韩国知识产权局于2013年4月3日提交的韩国专利申请 No. 10-2013-0036455以及于2013年9月9日提交的韩国专利申请No. 10-2013-0108046的 优先权权益，所有这些申请的公开内容以引用方式并入本文。
【权利要求】
1. 一种太阳能电池，该太阳能电池包括： 半导体基板； 第一隧穿层，其整个形成在所述半导体基板的表面上； 第一导电类型区域，其在所述半导体基板的所述表面上；以及 电极，其包括连接到所述第一导电类型区域的第一电极， 其中，所述第一导电类型区域包括第一部分，该第一部分设置在所述第一隧穿层上并 且包括利用第一导电类型的掺杂物掺杂的多晶半导体、非晶半导体或微晶半导体。
2. 根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第一隧穿层具有0. 5nm至5nm的厚 度。
3. 根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第一隧穿层包括氧化硅、氮化硅、氮 氧化硅、本征非晶硅和本征多晶硅中的至少一个。
4. 根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第一导电类型区域的所述第一部分 整个形成在所述第一隧穿层上。
5. 根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第一隧穿层整个设置在所述半导体 基板上。
6. 根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第一导电类型区域还包括第二部分， 该第二部分设置在所述半导体基板的与所述第一隧穿层相邻的部分中，或者介于所述第一 隧穿层与所述半导体基板之间。
7. 根据权利要求6所述的太阳能电池，其中，所述第一部分和所述第二部分利用导电 类型的掺杂物以不同的浓度来进行掺杂。
8. 根据权利要求7所述的太阳能电池，其中，所述第一部分的掺杂浓度高于所述第二 部分的掺杂浓度。
9. 根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第一部分的与所述第一电极相邻的 区域的掺杂浓度高于所述第一部分的与所述第一隧穿层相邻的区域的掺杂浓度。
10. 根据权利要求8所述的太阳能电池，其中，所述第一部分的掺杂浓度与所述第二部 分的掺杂浓度之比为5至10。
11. 根据权利要求6所述的太阳能电池，其中，所述第一部分的厚度不同于所述第二部 分的厚度。
12. 根据权利要求11所述的太阳能电池，其中，所述第一部分的厚度与所述第二部分 的厚度之比为10至50。
13. 根据权利要求6所述的太阳能电池，其中，所述第一隧穿层比所述第一部分和所述 第二部分薄。
14. 根据权利要求6所述的太阳能电池，其中，所述第二部分包括通过利用所述第一导 电类型的掺杂物对所述半导体基板进行掺杂而形成的掺杂区域。
15. 根据权利要求6所述的太阳能电池，其中，所述第一部分和所述第二部分的导电类 型的掺杂物的材料是相同的。
16. 根据权利要求6所述的太阳能电池，其中，所述第一导电类型区域的所述第二部分 整个形成在所述半导体基板上。
17. 根据权利要求1所述的太阳能电池，该太阳能电池还包括： 第二隧穿层，其整个形成在所述半导体基板的另一表面上；以及 第二导电类型区域，其在所述半导体基板的所述另一表面上，所述第二导电类型区域 具有不同于所述第一导电类型区域的导电类型， 其中，所述电极还包括连接到所述第二导电类型区域的第二电极。
18. 根据权利要求17所述的太阳能电池，其中，所述第二导电类型区域还包括另一第 一部分，该另一第一部分介于所述第二隧穿层与所述第二电极之间，并且包括利用第二导 电类型的掺杂物掺杂的多晶半导体、非晶半导体或微晶半导体。
19. 根据权利要求18所述的太阳能电池，其中，所述第二导电类型区域还包括另一第 二部分，该另一第二部分设置在所述半导体基板的与所述第二隧穿层相邻的部分中，或者 介于所述第二隧穿层与所述半导体基板之间。
20. 根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述半导体基板包括基极区域。
【文档编号】H01L31/0224GK104103699SQ201410130976
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年4月2日 优先权日:2013年4月3日
【发明者】张在元, 沈敬珍, 朴铉定, 崔正薰 申请人:Lg电子株式会社