用于制造太阳能电池的方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施方式涉及用于制造太阳能电池的方法，并且更具体地说，涉及用于基于晶体半导体基板来制造太阳能电池的方法。
【背景技术】
[0002]近年来，已经预见诸如石油和煤炭的现有能源的枯竭，从而对替代现有能源的另选能源的关注随之增长。在这种另选能源当中，利用半导体装置将光伏能量转换成电能的太阳能电池被关注为下一代电池。
[0003]太阳能电池可以通过形成基于设计的不同层和电极来制造。不同层和电极的设计可以确定太阳能电池的效率。必须解决太阳能电池的低效率，以便商品化太阳能电池。为此，太阳能电池的不同层和电极被设计成，使得可以最大化太阳能电池的效率。另外，需要提供这样一种用于制造太阳能电池的方法，即，其能够简化用于制造具有不同层和电极的太阳能电池的不同工序。
【发明内容】
[0004]因此，本发明的实施方式鉴于上述问题而制成，并且本发明实施方式的一目的是，提供这样一种用于制造太阳能电池的方法，即，其能够缩减太阳能电池的输出损耗。
[0005]根据本发明一实施方式，一种制造太阳能电池的方法，该方法包括以下步骤:在半导体基板上形成导电区；形成连接至所述导电区的电极；以及后加工所述半导体基板，以钝化所述半导体基板。所述后加工所述半导体基板包括用于在向所述半导体基板提供光的同时热处理所述半导体基板的主加工工序。所述主加工工序的温度为大约100°C至大约800°C，并且所述主加工工序的所述温度和光强度满足方程1750-31.8 -T+(0.16).Τ2彡I。这里，T是所述主加工工序的温度CC )，而I是所述主加工序的所述光强度(mW/cm2)。
【附图说明】
[0006]根据下面结合附图的详细描述，将更清楚地明白本发明的实施方式的上述和其它目的、特征以及其它优点，其中:
[0007]图1是示出利用根据本发明一实施方式的太阳能电池的制造方法所制造的太阳能电池的一实施例的截面图；
[0008]图2是示出根据本发明一实施方式的、图1所示太阳能电池的正面的平面图；
[0009]图3是示出根据本发明一实施方式的太阳能电池的制造方法的流程图；
[0010]图4A至4G是示出根据本发明一实施方式的、图3所示太阳能电池的制造方法的截面图；
[0011]图5是示出根据本发明该实施方式的太阳能电池的制造方法的后加工操作的主加工工序的时间与温度之间的关系的图形；
[0012]图6是示出根据本发明该实施方式的、基于在太阳能电池的制造方法的后加工操作下的温度与光强度之间的关系的氢的状态的图形；
[0013]图7是示出根据本发明该实施方式的、基于在太阳能电池的制造方法的后加工操作下的光强度与加工时间之间的关系的氢的状态的图形；
[0014]图8是示出根据本发明该实施方式的、利用太阳能电池的制造方法所制造的太阳能电池的另一实施例的截面图；
[0015]图9是示出根据本发明该实施方式的、利用太阳能电池的制造方法所制造的太阳能电池的又一实施例的截面图；
[0016]图10是示出在本发明的实验例中展示相同输出损耗的温度和光强度线的图形；
[0017]图11是示出在本发明的实验例中展示相同输出损耗的光强度和加工时间线的图形。
【具体实施方式】
[0018]下面，对本发明的实施方式进行详细说明，其示例在附图中进行了例示。然而，应当明白，本发明不应受限于这些实施方式，而是可以按不同方式进行修改。
[0019]在图中，为清楚和简要说明本发明的实施方式，省略了对不涉及本描述的部件的例示，并且贯穿本说明书用相同标号指定相同或极其相似的部件。另外，在图中，为了更清楚说明，诸如厚度、宽度等的部件尺寸被扩大或缩小，并由此，本发明实施方式的厚度、宽度等不限于图中的例示。
[0020]在整个说明书中，当一部件被称为“包括”另一部件时，只要不存在特别不一致的描述，该部件都不应被理解为排除其它部件，而是该部件可以包括至少一个其它部件。另夕卜，应当明白，当诸如层、膜、区域或基板的部件被称为“处于另一部件之上”时，其可以直接处于该另一部件之上，或者还可以存在插入部件。另一方面，当诸如层、膜、区域或基板的部件被称为“直接处于另一部件之上”时，这意指其间不存在插入部件。
[0021]下面，参照附图，对根据本发明一实施方式的用于制造太阳能电池的方法进行详细描述。对根据本发明该实施方式的，利用用于制造太阳能电池的方法所制造的太阳能电池的实施例进行描述，并接着，对太阳能电池的制造方法进行描述。
[0022]图1是示出根据本发明一实施方式的、利用太阳能电池的制造方法所制造的太阳能电池的一实施例的截面图，而图2是示出图1所示太阳能电池的正面的平面图。图2主要示出了半导体基板和电极。
[0023]参照图1，根据该实施方式的太阳能电池100包括:包括基极区10的半导体基板110、第一导电类型的第一导电区20、第二导电类型的第二导电区30、连接至第一导电区20的第一电极42、以及连接至第二导电区30的第二电极44。太阳能电池100还可以包括电介质(绝缘)膜，如第一钝化膜22和防反射膜24。下面，对太阳能电池100进行更详细描述。
[0024]半导体基板110可以由晶体半导体形成。例如，半导体基板110可以由单晶半导体(例如，单晶硅)或多晶半导体(例如，多晶硅)形成。具体来说，半导体基板110可以由单晶半导体(例如，单晶半导体晶片、更具体地说，单晶硅晶片)形成。在半导体基板110由如上所述单晶半导体(例如，单晶硅)形成的实例中，太阳能电池100可以是单晶半导体太阳能电池(例如，单晶硅太阳能电池)。因为太阳能电池100是基于由如上所述展示高结晶度并由此展示低缺陷性的晶体半导体形成的半导体基板110，所以太阳能电池100可以展示优异的电气特性。
[0025]半导体基板110的前表面和/或后表面可以被纹理化，以使半导体基板110的前表面和/或后表面具有凹凸形状。例如，该凹凸形状可以是形成在半导体基板110的（111)表面处的锥体形状，具有不规则尺寸。在该凹凸形状如上所述通过纹理化而形成在半导体基板110的前表面处的实例中，半导体基板110的表面粗糙度可以增加，结果入射在半导体基板110的前表面上的光的反射率可以减小。从而，到达由基极区10和第一导电区20所形成的pn结的光的量可以增加，从而可以最小化太阳能电池100的光损耗。在本发明该实施方式中，该凹凸形状形成在半导体基板110的前表面处以降低入射光的反射率，而该凹凸形状未形成在半导体基板110的后表面处以增加入射光的反射率。然而，本发明的实施方式不限于此。例如，凹凸形状可以形成在半导体基板110的前表面和后表面两者处，或者凹凸形状可以不形成在半导体基板110的前表面或者后表面处。
[0026]半导体基板110的基极区10可以是具有掺杂浓度相对较低的第二导电掺杂剂的第二导电基极区10。例如，与第一导电区20相比，基极区10可以更远离半导体基板110的前表面而更靠近半导体基板的后表面。另外，与第二导电区30相比，基极区10可以更靠近半导体基板110的前表面而更远离半导体基板的后表面。然而，本发明的实施方式不限于此。基极区10可以不同地定位。
[0027]基极区10可以由具有第二导电掺杂剂的晶体半导体形成。例如，基极区10可以由具有第二导电掺杂剂的单晶半导体（例如，单晶硅）或多晶半导体（例如，多晶硅）形成。具体来说，基极区10可以由具有第二导电掺杂剂的单晶半导体（例如，单晶半导体晶片、更具体地说，单晶硅晶片）形成。
[0028]第二导电类型可以是η型或P型。在基极区10具有η型的实例中，基极区10可以由掺杂有V族元素（如磷（P)、砷（As)、铋（Bi)，或锑（Sb))的单晶半导体或多晶半导体形成。另一方面，在基极区10是P型的实例中，基极区10可以由掺杂有III族元素（如硼(B)、铝（Al)、镓（Ga)或铟（In))的单晶半导体或多晶半导体形成。然而，本发明的实施方式不限于此。基极区10和第二导电掺杂剂可以由不同材料形成。
[0029]例如，基极区10可以是P型的。在这种情况下，包括在第二电极44中的材料可以扩散到半导体基板110中，以在焙烧（firing)第二电极44的操作时形成第二导电区30。结果，可以省略用于形成第二导电区30的附加掺杂工序，由此，简化太阳能电池100的制造工序。然而，本发明的实施方式不限于此。例如，基极区10和第二导电区30可以是P型的，而第一导电区20可以是η型的。
[0030]第一导电类型的第一导电区20(其与基极区10的第二导电类型相反）可以形成在半导体基板Iio的前表面处。第一导电区20可以与基极区10 —起形成pn结，以构成用于通过光电转换来生成载流子的发射极区。
[0031]在本发明该实施方式中，第一导电区20可以是构成半导体基板110的一部分的掺杂区。在这种情况下，第一导电区20可以由具有第一导电掺杂剂的晶体半导体形成。例如，第一导电区20可以由具有第一导电掺杂剂的单晶半导体（例如，单晶硅）或多晶半导体（例如，多晶硅）形成。具体来说，第一导电区20可以由具有第一导电掺杂剂的单晶半导体（例如，单晶半导体晶片、更具体地说，单晶硅晶片）形成。在第一导电区20如上所述构成半导体基板110的一部分的实例中，可以改进第一导电区20与基极区10之间的结特性。
[0032]然而，本发明的实施方式不限于此。例如，第一导电区20可以与半导体基板110分离地形成在半导体基板Iio上，下面，将参照图9对其进行更详细描述。
[0033]第一导电类型可以是ρ型或η型。在第一导电区20为ρ型的实例中，第一导电区20可以由掺杂有III族元素（如硼（B)、铝（Al)、镓（Ga)或铟（In))的单晶半导体或多晶半导体形成。另一方面，在第一导电区20为η型的实例中，第一导电区20可以由掺杂有V族元素（如磷（P)、砷（As)、铋（Bi)或锑（Sb))的单晶半导体或多晶半导体形成。然而，本发明的实施方式不限于此。可以将不同材料用作第一导电掺杂剂。
[0034]在该图中，第一导电区20被示出为具有总体均匀掺杂浓度的均质结构。然而，本发明的实施方式不限于此。在本发明另一实施方式中，第一导电区20可以具有选择性结构，下面，将参照图8对其进行详细描述。
[0035]第二导电类型的第二导电区30 (其与基极区10的第二导电类型相同，具有比基极区10更高掺杂浓度的第二导电掺杂剂)可以形成在半导体基板110的后表面处。第二导电区30可以形成后表面场，以构成用于防止因在半导体基板110的表面（更精确地讲，半导体基板110的后表面）处的复合而造成的载流子损耗的后表面场区。
[0036]在本发明该实施方式中，第二导电区30可以是构成半导体基板110的一部分的掺杂区。在这种情况下，第二导电区30可以由具有第二导电掺杂剂的晶体半导体形成。例如，第二导电区30可以由具有第二导电掺杂剂的单晶半导体（例如，单晶硅）或多晶半导体（例如，多晶硅）形成。具体来说，第二导电区30可以由具有第二导电掺杂剂的单晶半导体（例如，单晶半导体晶片、更具体地说，单晶硅晶片）形成。在第二导电区30如上所述构成半导体基板110的一部分的实例中，可以改进第二导电区30与基极区10之间的结特性。
[0037]然而，本发明的实施方式不限于此。例如，第二导电区30可以与半导体基板110分离地形成在半导体基板Iio上，下面，将参照图9对其进行更详细描述。
[0038]第二导电类型可以是η型或ρ型。在第二导电区30为η型的实例中，第二导电区30可以由掺杂有V族元素（如磷（P)、砷（As)、铋（Bi)，或锑（Sb))的单晶半导体或多晶半导体形成。另