太阳能电池及其制造方法与流程

本公开涉及太阳能电池及其制造方法，更具体地，涉及具有改进结构和工艺的太阳能电池及其制造方法。

背景技术：

1、已经提出和使用了其中具有掺杂剂的半导体层形成在半导体基板的至少一个表面上并且用作导电类型区域的太阳能电池。由于太阳能电池的钝化特性(passivationcharacteristic)对效率具有很大影响，因此已经提出了用于改善太阳能电池的钝化特性的各种方法。

2、美国专利no.9716204公开了一种制造太阳能电池的方法，其中将收集不同载流子的第一导电类型区域和第二导电类型区域形成为各自具有掺杂剂的半导体层，并且通过氢气气氛注入和钝化氢。然而，当第一导电类型区域和第二导电类型区域由各自具有掺杂剂的半导体层形成时，与半导体基板的界面特性劣化，这可能在提高太阳能电池的效率方面具有限制。另外，当通过氢气气氛注入氢时，氢注入效应可能不是很大。另外，在电极设置在两侧的结构中，由于电极完全形成在后表面上，材料成本可能增加，并且没有设置用于改善后表面上的钝化特性的层、结构等。

技术实现思路

1、技术问题

2、本公开的目的在于提供一种能够提高效率的太阳能电池及其制造方法。

3、更具体地，本公开的目的是提供一种能够通过改进钝化结构来提高钝化特性、降低材料成本并且简化制造工艺的太阳能电池，以及用于制造该太阳能电池的方法。

4、特别地，本公开的目的是提供能够通过改进钝化结构来提高钝化特性、降低材料成本并且简化制造工艺的太阳能电池，以及用于根据结构中的掺杂区域和半导体层的特性来制造该太阳能电池的方法，该结构具有由半导体基板的一部分组成的掺杂区域和形成在半导体基板上的半导体层。

5、技术方案

6、根据本公开的实施方式的太阳能电池包括：第一钝化层，所述第一钝化层包括位于第一导电类型区域上的第一铝氧化物层，该第一导电类型区域由具有n型导电性并且具有氢的多晶硅层组成；以及第一介电层，该第一介电层位于第一铝氧化物层上并且包括与所述第一铝氧化物层不同的材料。在这种情况下，第一导电类型区域可以形成在半导体基板的第一表面上。还可以包括穿过第一钝化层电连接到第一导电类型区域的第一电极。

7、第一介电层可以包括硅氮化物、硅氧化物或硅氮氧化物。

8、第一铝氧化物层的厚度可以小于第一介电层的厚度。

9、第一铝氧化物层中的每单位体积的氢含量可以大于第一介电层中的每单位体积的氢含量。

10、太阳能电池还可以包括位于第一导电类型区域和第一钝化层之间的硅氧化物层。

11、半导体基板的第一表面可以是半导体基板的后表面，第一电极可以包括在一个方向上延伸的多个指状电极，并且第一介电层可以用作抗反射膜。

12、太阳能电池还可以包括：第二导电类型区域，其形成在半导体基板的第二表面处或第二表面上并且具有p型导电性；第二钝化层，其包括位于第二导电类型区域上的第二铝氧化物层，以及位于第二铝氧化物层上并且包括与第二铝氧化物层不同的材料的第二介电层；以及第二电极，其穿过第二钝化层电连接到第二导电类型区域。

13、第二导电类型区域可以由构成半导体基板的一部分的掺杂区域组成，并且第一铝氧化物层和第二铝氧化物层可以具有相同的材料、成分和厚度。

14、另一方面，根据本公开的实施方式的太阳能电池包括：第一导电类型区域，其形成在半导体基板的第一表面上，并且由具有第一导电类型的多晶硅层组成；以及第二导电类型区域，其形成在半导体基板的第二表面上并且由具有第二导电类型的掺杂区域组成。这里，位于第一导电类型区域上的第一钝化层和位于第二导电类型区域上的第二钝化层可以具有相同的层叠结构。例如，第一钝化层和第二钝化层各自可以包括位于第一导电类型区域或第二导电类型区域上的铝氧化物层和位于铝氧化物层上并且包括与铝氧化物层不同的材料的介电层。并且太阳能电池可以包括：第一电极，其穿过第一钝化层电连接到第一导电类型区域；以及第二电极，其穿过第二钝化层电连接到第二导电类型区域。

15、介电层可以包括硅氮化物、硅氧化物或硅氮氧化物。铝氧化物层的厚度可以小于介电层的厚度。

16、另外，根据本公开的实施方式的用于制造太阳能电池的方法包括以下步骤：在半导体基板的第一表面上形成由具有n型导电性的多晶硅层组成的第一导电类型区域；形成钝化层，形成钝化层的步骤包括在第一导电类型区域上形成第一钝化层；以及形成电极，形成电极的步骤形成穿过第一钝化层电连接到第一导电类型区域的第一电极。形成所述第一钝化层的步骤包括在第一导电类型区域上形成具有氢的第一铝氧化物层的工艺，以及形成位于第一铝氧化物层上并且包括与第一铝氧化物层不同的材料的第一介电层的工艺。

17、包括在第一铝氧化物层中的氢可以通过在形成钝化层的步骤和形成电极的步骤中的至少一个中执行的退火工艺而被注入到第一导电类型区域和半导体基板中的至少一个中。

18、该方法还可以包括以下步骤：在形成钝化层之前，在半导体基板的第二表面处或第二表面上形成第二导电类型区域。形成钝化层的步骤还可以包括在第二导电类型区域上形成第二钝化层。形成第二钝化层的步骤可以包括在第二导电类型区域上形成第二铝氧化物层的工艺，以及形成位于第二铝氧化物层上并且包括与第二铝氧化物层不同的材料的第二介电层的工艺。

19、形成第一铝氧化物层的工艺和形成第二铝氧化物层的工艺可以通过同一工艺一起执行。

20、在形成钝化层的步骤中，可以在执行形成第二介电层的工艺之后执行形成第一介电层的工艺。形成第二介电层的工艺可以包括其中包括在第一铝氧化物层中的氢被注入到第一导电类型区域和半导体基板中的至少一个中的第一退火工艺。

21、形成第一介电层的工艺，在执行第一退火工艺之后，可以执行第一介电层的沉积工艺。

22、形成第一铝氧化物层的工艺可以通过原子层沉积方法或等离子体诱导化学气相沉积方法来执行。

23、形成电极的工艺可以包括其中包括在第一铝氧化物层中的氢被注入到第一导电类型区域和半导体基板中的至少一个中的第二退火工艺。第一介电层可以用作防止在第二退火工艺中氢的外部扩散的覆盖层。

24、第一介电层可以包括硅氮化物、硅氧化物或硅氮氧化物。

25、该方法还可以包括以下步骤：通过反应离子蚀刻在半导体基板的第二表面上形成不平坦部分。

26、有益效果

27、在本实施方式中，由于设置了由掺杂区域组成的第二导电类型区域的和由半导体层组成的第一导电类型区域，所以可以使来自半导体基板的前表面的光的入射干扰最小化，并且使由于第一导电类型区域引起的复合特性的劣化最小化。由此，可以提高太阳能电池的特性。

28、在该结构中，位于第一导电类型区域上的第一钝化层设置有第一铝氧化物层和第一介电层，使得可以在通过第一铝氧化物层实现氢钝化效应的同时通过第一介电层提高氢注入效应和可靠性。另外，位于第二导电类型区域上的第二钝化层设置有第二铝氧化物层和第二介电层，使得可以通过第二铝氧化物层实现场效应钝化并且通过第二介电层提高可靠性。

29、如上所述，可以通过配置具有考虑第一导电类型区域和第二导电类型区域的晶体结构、结结构和导电类型中的全部的材料和层叠结构的第一钝化层和第二钝化层来改善太阳能电池的钝化特性和效率。特别地，尽管考虑到第一导电类型区域和第二导电类型区域的晶体结构、结结构、导电类型等，第一铝氧化物层和第二铝氧化物层实现不同钝化，但是它们可以具有相同的材料。另外，第一介电层和第二介电层可以在其上由相同材料形成。可以通过提供具有如上所述的相同层叠结构的第一钝化层和第二钝化层来简化制造工艺。

技术特征：

1.一种用于制造太阳能电池的方法，该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一铝氧化物层和所述第二铝氧化物层通过原子层沉积方法、等离子体诱导化学气相沉积方法中的一种制备。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，通过在形成所述钝化层的步骤和形成所述电极的步骤中的至少一个中执行的退火工艺，将包括在所述第一铝氧化物层中的氢注入到所述第一导电类型区域和所述半导体基板中的至少一个中。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的方法，其中，形成所述第一铝氧化物层的工艺和形成所述第二铝氧化物层的工艺通过同一工艺一起执行。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，在形成所述钝化层的步骤中，在执行形成所述第二介电层的工艺之后执行形成所述第一介电层的工艺，并且

7.根据权利要求6所述的方法，其中，在执行所述第一退火工艺之后，执行所述第一介电层的沉积工艺。

8.一种太阳能电池，该太阳能电池包括：半导体基板；

9.根据权利要求8所述的太阳能电池，其中，所述第一介电层包括硅氮化物、硅氧化物或硅氮氧化物。

10.根据权利要求8所述的太阳能电池，其中，所述第一铝氧化物层的厚度小于所述第一介电层的厚度。

11.根据权利要求8所述的太阳能电池，其中，所述第一铝氧化物层中的每单位体积的氢含量大于所述第一介电层中的每单位体积的氢含量。

12.根据权利要求8所述的太阳能电池，该太阳能电池还包括：

13.根据权利要求8所述的太阳能电池，其中，所述半导体基板的所述第一表面是所述半导体基板的后表面，所述第一电极包括在一个方向上延伸的多个指状电极，并且所述第一介电层用作抗反射膜。

14.根据权利要求8所述的太阳能电池，该太阳能电池还包括：

15.根据权利要求14所述的太阳能电池，其中，所述第二导电类型区域由构成所述半导体基板的一部分的掺杂区域组成，并且

16.一种太阳能电池，该太阳能电池包括：

17.根据权利要求16所述的太阳能电池，其中，所述介电层包括硅氮化物、硅氧化物或硅氮氧化物。

18.根据权利要求16所述的太阳能电池，其中，所述铝氧化物层的厚度小于所述介电层的厚度。

技术总结
根据本发明的实施方式的太阳能电池包括：第一铝氧化物层，第一铝氧化物层位于第一导电类型区域上，该第一导电类型区域由具有n型导电类型并且包括氢的多晶硅层组成；以及第一钝化层，该第一钝化层位于第一铝氧化物层上并且包括包含与第一铝氧化物层的材料不同的材料的第一介电层。

技术研发人员：金圣辰,郑柱和,崔亨旭,张元宰
受保护的技术使用者：天合光能股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5