太陽能電池及其制造方法

專利名稱：太陽能電池及其制造方法
技術領域：
本發明的實施方式涉及太陽能電池及太陽能電池的制造方法。
背景技術：
本申請要求分別在2010年12月27日和2011年1月10日向韓國專利局提交的韓國專利申請No. 10-2010-0135340和No. 10-2011-0002375的優先權，其完整內容以引證方式并入于此。最近，諸如石油和煤炭的已有能源有望耗盡，對用于替代已有能源的替代能源的關注正在增加。在替代能源中，從太陽能產生電能的太陽能電池被特別關注。太陽能電池包括半導體部件，該半導體部件具有諸如ρ型和η型的不同導電類型并且形成ρη結；以及電極，分別連接到不同導電類型的半導體部件。當光入射在太陽能電池上時，半導體部件中產生電子-空穴對。電子移動到η型半導體部件并且空穴移動到P型半導體部件，接著用連接到η型半導體部件和ρ型半導體部件的電極分別收集電子和空穴。該電極使用電線彼此連接以獲得電力。

發明內容
在一個方面中，本發明提供一種太陽能電池，所述太陽能電池包括第一導電類型的基板；發射極區，其位于所述基板處，該發射極區摻雜有與所述第一導電類型相反的第二導電類型的雜質，并且具有第一薄層電阻率；第一高摻雜區，其位于所述基板處，該第一高摻雜區摻雜有所述第二導電類型的雜質，并且具有小于所述第一薄層電阻率的第二薄層電阻率；第一電極，其位于所述基板處并且連接到所述發射極區和所述第一高摻雜區；以及第二電極，其位于所述基板處并且連接到所述基板，其中，所述第一高摻雜區沿與所述第一電極的延伸方向交叉的方向延伸，并且所述第一高摻雜區在所述第一電極和所述第一高摻雜區的交叉處連接到所述第一電極，所述第一高摻雜區的上表面從所述發射極區的上表面向所述基板的光入射表面突出，以及所述第一高摻雜區的下表面具有與所述發射極區的下表面相同的高度。所述第一高摻雜區可以在所述第一電極下方并且沿所述第一電極的延伸方向進一步定位，并且所述第一高摻雜區連接到所述第一電極。所述太陽能電池可以還包括第一總線條，其位于所述基板處，該第一總線條沿與所述第一電極交叉的方向延伸并且在所述第一電極和所述第一總線條的交叉處連接到所述第一電極。所述第一高摻雜區可以在所述第一總線條下方并且沿所述第一總線條的延伸方向進一步定位，并且所述第一高摻雜區連接到所述第一總線條。所述太陽能電池可以還包括第二高摻雜區，其連接到所述發射極區，并且該第二高摻雜區位于所述第一電極下方并沿所述第一電極的延伸方向定位，并且該第二高摻雜區連接到所述第一電極，以及其中，所述第二高摻雜區具有所述第二導電類型并且具有小于所述第一高摻雜區的第二薄層電阻率的第三薄層電阻率。所述太陽能電池可以還包括第一總線條，其位于所述基板處，該第一總線條沿與所述第一電極交叉的方向延伸并且在所述第一電極和所述第一總線條的交叉處連接到所述第一電極。所述第二高摻雜區可以在所述第一總線條下方并且沿所述第一總線條的延伸方向進一步定位，并且所述第二高摻雜區連接到所述第一總線條。所述太陽能電池可以還包括防反射層，其位于所述發射極區和所述第一高摻雜區上。所述第一電極可以位于所述防反射層上的除了所述第一電極與所述第一高摻雜區的交叉處之外的位置上。所述太陽能電池可以還包括第一總線條，其在所述防反射層上沿與所述第一電極交叉的方向延伸并且在所述第一電極和所述第一總線條的交叉處連接到所述第一電極。在另一個方面中，本發明提供一種制造太陽能電池的方法，所述方法包括在第一導電類型的基板處形成摻雜區，所述摻雜區具有與所述第一導電類型相反的第二導電類型；蝕刻所述摻雜區的一部分以形成發射極區和第一高摻雜區，所述發射極區具有與所述第一高摻雜區的摻雜濃度不同的摻雜濃度，以及形成第一電極以及第二電極，所述第一電極位于所述基板上，該第一電極沿與所述第一高摻雜區交叉的方向延伸并且連接到所述第一高摻雜區的一部分，所述第二電極位于所述基板上并且連接到所述基板，其中，所述摻雜區的被蝕刻部分形成為所述發射極區并且所述摻雜區的未被蝕刻的剩余部分形成為所述第一高摻雜區。形成所述發射極區和所述第一高摻雜區的步驟可以包括在所述摻雜區的一部分上形成蝕刻防止層以露出所述摻雜區的一部分；通過使用所述蝕刻防止層作為掩模來蝕刻所述摻雜區的露出部分，以及去除所述蝕刻防止層以將所述摻雜區的被蝕刻部分形成為所述發射極區并且將形成有所述蝕刻防止層的部分形成為所述第一高摻雜區。所述方法可以還包括在所述發射極區和所述第一高摻雜區上形成防反射層的步驟，其中形成所述第一電極和所述第二電極的步驟包括在所述防反射層的一部分上形成第一電極圖案；在所述基板上形成第二電極圖案；以及加熱所述第一電極圖案和所述第二電極圖案以形成通過穿過所述防反射層的一部分連接到所述第一高摻雜區的第一電極以及形成連接到所述基板的第二電極。所述方法可以還包括在所述發射極區和所述第一高摻雜區上形成防反射層的步驟，其中形成所述第一電極和所述第二電極的步驟包括在所述防反射層上形成蝕刻防止層，該蝕刻防止層具有露出所述防反射層的一部分的開口，以通過所述開口露出所述防反射層的一部分；通過使用所述蝕刻防止層作為掩模來蝕刻所述防反射層的露出部分以露出所述第一高摻雜區的一部分；在所述第一高摻雜區的露出部分上形成第一電極圖案；在所述基板上形成第二電極圖案；以及加熱所述第一電極圖案和所述第二電極圖案以形成連接到所述第一高摻雜區的第一電極以及形成連接到所述基板的第二電極。所述方法可以還包括形成第二高摻雜區，所述第二高摻雜區位于所述基板上，該第二高摻雜區沿與所述第一高摻雜區交叉的方向延伸并且連接到所述第一電極，所述第二高摻雜區具有小于所述第一高摻雜區的薄層電阻率的薄層電阻率。
形成所述發射極區、所述第一高摻雜區和所述第二高摻雜區的步驟可以包括在所述摻雜區上選擇性地形成第一蝕刻防止層；在所述第一蝕刻防止層上和在所述摻雜區的未形成所述第一蝕刻防止層的一部分上形成第二蝕刻防止層；通過使用所述第二蝕刻防止層和所述第一蝕刻防止層作為掩模來蝕刻所述摻雜區的未形成所述第二蝕刻防止層的部分，以形成具有比所述摻雜區的摻雜厚度更小的摻雜厚度的部分；去除所述第二蝕刻防止層；通過使用所述第一蝕刻防止層作為掩模來蝕刻所述具有比所述摻雜區的摻雜厚度更小的摻雜厚度的部分和所述摻雜區的未形成有所述第一蝕刻防止層的部分，以將具有比所述摻雜區的摻雜厚度更小的摻雜厚度的蝕刻部分形成為所述發射極區并將所述摻雜區的被蝕刻部分形成為所述第一高摻雜區；以及去除所述第一蝕刻防止層，以將所述摻雜區的形成有所述第一蝕刻防止層的部分形成為所述第二高摻雜區。所述方法可以還包括位于所述發射極區、所述第一高摻雜區和所述第二高摻雜區上的防反射層，其中形成所述第一電極和所述第二電極的步驟包括在位于所述第二高摻雜區的防反射層上形成第一電極圖案；在所述基板上形成第二電極圖案；以及加熱所述第一電極圖案和所述第二電極圖案以形成穿過所述防反射層并且連接到所述第二高摻雜區的第一電極并且形成連接到所述基板的第二電極。形成所述發射極區、所述第一高摻雜區和所述第二高摻雜區的步驟可以包括在所述摻雜區上選擇性地形成第一蝕刻防止層以露出所述摻雜區的一部分；通過使用所述第一蝕刻防止層作為掩模來蝕刻所述摻雜區的露出部分，以將所述摻雜區的被蝕刻部分形成為所述發射極區并將所述摻雜區的未被蝕刻的剩余部分形成為所述第二高摻雜區；以及在所述發射極區的一部分上照射激光束以將所述發射極區的被照射所述激光束的部分形成為所述第一高摻雜區。形成所述發射極區、所述第一高摻雜區和所述第二高摻雜區的步驟可以包括在所述摻雜區上選擇性地形成第一蝕刻防止層以露出所述摻雜區的一部分；通過使用所述第一蝕刻防止層作為掩模來蝕刻所述摻雜區的露出部分，以將所述摻雜區的被蝕刻部分形成為所述發射極區并將所述摻雜區的未被蝕刻的剩余部分形成為所述第二高摻雜區；在所述發射極區上選擇性地形成包含第二導電類型的雜質的雜質膜；以及加熱所述雜質膜以將所述發射極區的形成有所述雜質膜的部分形成為所述第一高摻雜區。形成所述發射極區、所述第一高摻雜區和所述第二高摻雜區的步驟包括在所述摻雜區上選擇性地形成第一蝕刻防止層以露出所述摻雜區的一部分；通過使用所述第一蝕刻防止層作為掩模來蝕刻所述摻雜區的露出部分，以將所述摻雜區的被蝕刻部分形成為所述發射極區并將所述摻雜區的未被蝕刻的剩余部分形成為所述第二高摻雜區；在所述第二高摻雜區上和在所述發射極區的一部分上形成摻雜防止層以露出所述發射極區的剩余部分；以及通過對作為所述第一高摻雜區的所述發射極區的露出的剩余部分使用離子注入法，在所述基板的形成有摻雜防止層的表面上注入所述第二導電類型的雜質。


附圖被包括進來以提供對本發明的進一步理解，并結合到本說明書中且構成本說明書的一部分，這些附圖例示了本發明的示例性實施方式，并與說明書一起用于解釋本發明的原理。
在附圖中圖1是根據本發明的一種示例性實施方式的太陽能電池的一個示例的部分立體圖；圖2是沿著圖1的II-II線截取的截面圖；圖3是根據本發明的一種示例性實施方式的發射極區和高摻雜區的部分立體圖；圖4是根據本發明的一種示例性實施方式的前電極部件的一部分和在前電極部件下方的發射極區和高摻雜區的一部分的平面圖；圖5A到圖5E是順序地示出制造圖1和圖2所示的太陽能電池的處理的截面圖；圖6是例示根據本發明的一種示例性實施方式的太陽能電池的另一個示例的部分立體圖；圖7是沿著圖6的VII-VII線截取的截面圖；圖8A和圖8B、圖9A和圖9B是示出制造圖6和圖7所示的太陽能電池的處理的截面圖；圖10是根據本發明的另一個示例性實施方式的太陽能電池的一個示例的部分立體圖；圖11是沿著圖10的XI-XI線截取的截面圖；圖12是在根據本發明的另一個示例性實施方式的太陽能電池的示例中形成的發射極區和第一和第二高摻雜區的部分立體圖；圖13是例示本發明的另一個示例性實施方式的根據第一高摻雜區的數量變化的兩個相鄰第一高摻雜區之間的間距變化的曲線圖；圖14是例示本發明的另一個示例性實施方式的根據第一高摻雜區的數量變化的太陽能電池的效率變化的曲線圖；圖15A和圖15G是示出制造根據本發明的一種示例性實施方式的太陽能電池1的處理的截面圖；圖16示意地示出根據本發明的一種示例性實施方式的位于摻雜區上用于形成發射極區的蝕刻工序的蝕刻防止層的圖案；圖17是例示根據本發明的另一個示例性實施方式的太陽能電池的另一個示例的部分截面圖；圖18是在根據本發明的另一個示例性實施方式的太陽能電池的另一個示例中形成的發射極區和第一和第二高摻雜區的部分立體圖；以及圖19A到圖19C、圖20A和圖20B和圖2IA和圖2IB是示出制造根據本發明的示例性實施方式的太陽能電池的發射極區和第一和第二高摻雜區的各個工序的截面圖。
具體實施例方式下面將參照附圖更加全面地描述本發明，附圖中示出了本發明的示例性實施方式。然而，本發明可以以許多不同形式來實施，并且不應當解釋為是對這里闡述的示例性實施方式的限制。在附圖中，為了清楚起見，夸大了層、膜、板、區域等的厚度。整個說明書中相同的附圖標記表示類似的元件。將理解的是，當將諸如層、膜、區域或基板之類的元件稱為“位于”另一元件“上”時，它可以直接位于所述另一元件上，或者也可以存在中間元件。相反， 如果元件被稱為“直接位于”另一元件“上”，則不存在中間元件。此外，應該理解，當將諸如層、膜、區域或基板之類的元件稱為“完全”位于另一元件上時，它可以位于所述另一元件的整個表面上，且可以不位于所述另一元件的邊緣的一部分上。下面將詳細描述本發明的實施方式，在附圖中例示出了其示例。如圖1和圖2所示，根據本發明的示例性實施方式的太陽能電池11包括基板110、 發射極區1211，該發射極區位于光入射的基板110的入射表面(在下文，稱為“前表面(第一表面)”)上(或者處)；多個高摻雜區1212，多個高摻雜區位于基板110的前表面上(或者處)，并連接到發射極區1211 ；防反射層130，防反射層位于發射極區1211和高摻雜區 1212上；前電極部件(第一電極部件)140，前電極部件連接到發射極區1211并且包括多個前電極(多個第一電極)141和多個前總線條(多個第一總線條)142;后電極部件(第二電極部件)150，后電極部件位于基板110的與基板110的前表面相對的表面(在下文，稱為“后表面(第二表面)”)上(或者處)并且包括后電極(第二電極)151和多個后總線條(多個第二總線條)152;以及后表面場(BSF)區172，后表面場(BSF)區位于基板110的后表面的、與后電極部件150接觸的一部分上(或者處)。基板110是由例如諸如ρ型硅的第一導電類型硅制成的半導體基板，盡管不不是必需的。基板110中使用的硅可以是單晶硅。當基板110是P型時，基板110可以摻雜了諸如硼(B)、鎵(Ga)和銦(In)的III族元素的雜質。或者，基板110可以是η型。當基板 110是η型時，基板110可以摻雜了諸如磷(P)、砷(As)和銻(Sb)的V族元素的雜質。不同于圖1和圖2，在替代示例中，基板110的前表面具有不平坦表面，即，具有多個突起和多個凹陷的紋理表面。在此情形下，位于基板110的前表面上的發射極區1211、高摻雜區1212和防反射層130也分別具有不平坦表面。可以利用在基板110的大致平坦的前表面上進行的單獨工序獲得紋理表面。例如，所進行的單獨處理可以是電鋸損壞去除工序或者紋理化工序。電鋸損壞去除工序去除在用于通過使用HF等從硅錠獲得用于太陽能電池的基板劃片工序期間發生的電鋸損壞部分，并且在進行了電鋸損壞去除工序之后通過使用干法蝕刻或者濕法蝕刻進行紋理化工序。如上所述，當基板110的前表面被紋理化時，因為從紋理表面得到的多個反射操作，所以基板110的入射面積增加并且光反射率減小。因此，入射在基板110上的光的量增力口，并且太陽能電池11的效率提高。發射極區1211是通過用與基板110的第一導電類型(例如，ρ型)相反的第二導電類型(例如，η型)的雜志對基板110摻雜獲得的區，以成為例如η型半導體。發射極區 1211位于光入射的基板110的前表面處。第二導電類型的發射極區1211與基板110的第一導電類型區域形成Pn結。利用入射在基板110上的光產生多個電子-空穴對，并且電子和空穴被基板110 和發射極區1211之間的ρη結得到的內建電勢差分別移動到η型半導體區和ρ型半導體區。 因而，當基板110是ρ型并且發射極區1211是η型時，空穴移動到基板110的后表面，并且電子移動到發射極區1211。因為發射極區1211與基板110( S卩，基板110的第一導電區域)形成ρη結，當不同于上述示例性實施方式基板110是η型時發射極區1211可以是P型。在此情形下，電子移動到基板110的后表面并且空穴移動到發射極區1211。返回本發明的示例性實施方式，當發射極區1211是η型時，可以通過用諸如P、As 和Sb的V族元素的雜質對基板110摻雜來形成發射極區1211。相反地，當發射極區1211 是ρ型時，可以通過用諸如B、Ga和h的III族元素的雜質對基板110摻雜來形成發射極區 1211。每個高摻雜區1212是用與發射極區1211相同的導電類型(即，第二導電類型) 的雜質比發射極區1211具有更重摻雜的摻雜區。因而，發射極區1211的摻雜濃度不同于高摻雜區1212的摻雜濃度，例如，高摻雜區1212的摻雜濃度大于發射極區1211的摻雜濃度。在本示例中，高摻雜區1212也與基板110形成pn結。此外，發射極區1211具有與高摻雜區1212不同的摻雜厚度。例如，發射極區1211 的摻雜厚度小于高摻雜區1212的摻雜厚度。發射極區1211的摻雜厚度可以是大致0. 5 μ m到0. 7 μ m并且高摻雜區1212的摻雜厚度可以是大致0.6μπι到0.8μπι。發射極區1211的摻雜濃度可以是大致4Χ 1019/cm3 至IJ 6X 1019/cm3，并且高摻雜區1212的摻雜濃度可以是大致9X 1019/cm3到4X 102°/cm3。如上所述，發射極區1211和高摻雜區1212具有不同的摻雜厚度。因而，基板110 的表面(即，發射極區1211的上表面)與在高摻雜區1212和基板110之間的pn結表面 (即，發射極區1211的下表面)(第一結表面)之間的最短距離(即，厚度)不同于基板110 的表面(即，高摻雜區1212的上表面)與在高摻雜區1212和基板110之間的pn結表面 (即，高摻雜區1212的下表面)(第二結表面)之間的最短距離(即，厚度)。例如，如圖1 和圖2所示，從基板110的表面到第一結表面的最短距離(厚度)dl小于基板110的表面和第二結表面之間的最短距離(厚度)d2。基板110的第一結表面和第二結表面位于相同水平上(即，相同高度)。因而，從基板110的后表面到第一結表面的最短距離d3等于從基板110的后表面和第二結表面之間的最短距離d3。當基板110的前表面是紋理表面并且由于紋理表面的突起的高度差，最短距離dl、d2和d3存在于誤差范圍(或者誤差余量)內時，最短距離dl、d2和d3被認為是相同距離。如圖1和圖2所示，高摻雜區1212的上表面從發射極區1211的上表面突出到太陽能電池11的入射表面，并且高摻雜區1212的下表面和發射極區1211位于相同高度。通過發射極區1211和高摻雜區1212之間的摻雜厚度差，發射極區1211和高摻雜區1212具有彼此不同的薄層電阻率。一般地，由于薄層電阻與摻雜厚度成反比，發射極區 1211的薄層電阻率大于高摻雜區1212的薄層電阻率。例如，發射極區1211的薄層電阻率可以是約90Q/Sq.到約140 Ω/Sq.，并且高摻雜區1212的薄層電阻率可以是約10 Ω/Sq.到約 30 Ω /sq.。如圖1和圖3所示，比發射極區1211更重摻雜的多個高摻雜區1212在基板110 上在預定方向上大致彼此平行且之間間隔一定距離延伸。因而，每個高摻雜區1212具有條帶形狀。在圖1和圖2中，每個高摻雜區1212與多個前電極141交叉并且在高摻雜區1212 和多個前電極141的交叉處連接到多個前電極141。每個高摻雜區1212的寬度Wl可以是約30 μ m到50 μ m，兩個相鄰的高摻雜區1212之間的距離W2可以是約0. 6mm到0. 7mm。多個高摻雜區1212的數量可以是約200到245。 在此示例中，太陽能電池的基板110的大小是156mmX 156mm。多個高摻雜區1212位于基板 110的整個前表面的約4%到8%。當電子和空穴在基板110的第一導電區和第二導電類型的摻雜區(也就是說，發射極區1211和高摻雜區1212)之間的pn結的影響下移動時，由于雜質引起的電荷的移動方向和電荷的損失量被具有彼此不同的薄層電阻率和摻雜濃度的發射極區1211和多個高摻雜區1212改變。也就是說，具有更低薄層電阻率的區比具有更大薄層電阻率的區具有高更高的電導率，并且隨著摻雜濃度增加，電導率增加。然而，隨著摻雜濃度增加，由于雜質引起的電荷的損失量增加。因而，當電荷(例如，電子)移動到摻雜區1211和1212時，位于具有更高的薄層電阻率的發射極區1211的電荷移動到定位于接近電荷并且具有更低的薄層電阻率的高摻雜區1212。在此示例中，由于發射極區1211的摻雜濃度小于高摻雜區1212的摻雜濃度，當電荷從發射極區1211移動到高摻雜區1212時，與電荷穿過高摻雜區1212移動相比較，由于雜質引起的電荷的損失量在很大程度上減小。當位于發射極區1211中的電荷移動到高摻雜區1212時，由于每個高摻雜區1212 的電導率大于發射極區1211的電導率，轉移到高摻雜區1212的電荷在預定方向上沿著高摻雜區1212移動。因而，高摻雜區1212用作轉移電荷的半導體電極或者半導體溝道。此外，發射極區1211將電荷移動到前電極部件140和/或為了最終轉移到前電極部件140而將電荷轉移到高摻雜區1212。由于發射極區1211的一些部分與前電極部件140相接觸并且前電極部件140包含金屬，所以前電極部件140的電導率大于高摻雜區1212以及發射極區1211的電導率。因而，發射極區1211的與前電極部件140接觸的部分中存在的電荷或者接近前電極部件140 存在的電荷直接移動到前電極部件140。通過形成高摻雜區1212，在pn結的影響下向發射極區1211和高摻雜區1212移動的電荷接著轉移到高摻雜區1212以及前電極部件140，因而電荷的移動距離增加。因此，在電荷移動到前電極部件140或者高摻雜區1212期間發生的電荷的損失量減小，因而，轉移到前電極部件140的電荷的量增加。當發射極區1211的薄層電阻率等于或者小于約140 Ω/Sq.，或者發射極區1211的摻雜厚度等于或者大于約0. 5 μ m時，防止分流錯誤，在該分流錯誤中前電極部件140穿透發射極區1211并且接觸基板110。當發射極區1211的薄層電阻率等于或者大于約90 Ω / sq.或者發射極區1211的摻雜厚度等于或者小于約0.7μπι時，發射極區1211中吸收的光的量減小，因而，在基板110上入射的光的量增加并且雜質電荷的損失量進一步減小。當高摻雜區1212的薄層電阻率等于或者小于約300 Ω /sq.，或者高摻雜區1212的摻雜厚度等于或者大于約0. 6 μ m時，高摻雜區1212的電導率被穩定地確保以增加移動到高摻雜區1212的電荷量，以及當高摻雜區1212的薄層電阻率等于或者大于約ΙΟΩ/sq，或者高摻雜區1212的摻雜厚度等于或者小于約0. 8 μ m時，高摻雜區1212的電導率被穩定地確保以增加移動到高摻雜區1212的電荷量，高摻雜區1212中吸收的光的量減小，因而，入射在基板110上的光的量增加。當位于基板110的前表面處的多個高摻雜區1212的數量等于或者大于約200時，用作半導體電極或者半導體溝道的高摻雜區1212的電荷轉移效率被穩定地獲得，以及當多個高摻雜區1212的數量等于或者小于245時，獲得穩定的電荷轉移效率，但是可由于高摻雜區1212的高摻雜面積的雜質造成的電荷的損失量卻不會明顯增加。當高摻雜區1212的形成面積比等于或者大于約4%時，通過使用作為半導體電極或者半導體溝道的高摻雜區1212獲得的電荷轉移效率被穩定地保證，以及當高摻雜區 1212的形成面積比等于或者小于約8%時，獲得穩定的電荷傳遞效率而不增加由于高摻雜區1212的高摻雜面積引起的電荷的損失量。如圖1和圖2所示，防反射層130僅僅位于發射極區1211和高摻雜區1212上，并且不位于發射極區1211的之上定位有前電極部件140的部分上。防反射層130減小入射在太陽能電池11上的光的反射率并且增加預定波長帶的選擇性，因而增加太陽能電池11 的效率。防反射層130由減小或者防止光反射并且增加到基板110中的光透射的材料制成。例如，防反射層130可以由氫化氮化硅(SiNx:H)制成。防反射層130可以具有約70nm 到SOnm的厚度和約2. 0到2. 1的折射率。此外，防反射層130可以是透明材料。當防反射層130的折射率等于或者大于約2. 0時，光的反射率減小并且防反射層 130中吸收的光的量進一步增加。此外，當防反射層130的折射率等于或者小于約2. 1時， 光的反射進一步減小。此外，在本發明的實施方式中，防反射層130具有在空氣的折射率(約1)和基板 110的折射率(約3. 6)之間的約2. 0到2. 1的折射率。因而，因為從空氣到基板110的折射率逐漸增加，通過折射率的逐漸增加，光的反射進一步減小。結果，在基板110上入射的光的量進一步增加。當防反射層130的厚度等于或者大于約70nm時，更有效地獲得光的防反射效果。 當防反射層130的厚度等于或者小于約SOnm時，防反射層130中吸收的光的量減小并且在基板110上入射的光的量增加。此外，在太陽能電池11的制造工序中，前電極部件140穩定并且容易穿過防反射層130并且穩定地連接到發射極區1211和高摻雜區1212。防反射層130進行鈍化功能，該鈍化功能使用防反射層130中包含的氫(H)將例如基板110的表面處或者周圍存在的懸空鍵的缺陷轉換為穩定鍵合，以因而防止或者減小移動到基板110的表面的載流子的再結合和/或消失。在此，防反射層130減小由于基板 110的表面的缺陷造成的載流子的損失量。在本示例中，防反射層130具有單層結構，但是在其它實施方式中防反射層130可以具有多層結構，諸如雙層結構。防反射層130可以根據需要而被省略。如上所述，其中摻雜了第二導電類型的雜質的摻雜區域包括具有不同薄層電阻率的發射極區1211和高摻雜區1212。在本示例中，通過使用蝕刻工序(例如，回蝕工序)形成發射極區1211和高摻雜區1212。例如，在通過將η型或者ρ型雜質擴散到基板110中形成摻雜區之后，從摻雜區的表面蝕刻摻雜區的部分。因而，經受蝕刻工序的部分變為發射極區1211并且未經受蝕刻工序的剩余部分變為高摻雜區1212。在此情形下，由于摻雜雜質濃度隨著雜質從ρη結表面移動到(或者位于接近于) 基板110的表面(也就是說，上表面)而增加，不活躍雜質的濃度隨著不活躍雜質移動到(或者位于接近于)基板110的上表面而增加。因此，不活躍雜質聚集在基板110的上表面處和周圍并且形成位于基板110的上表面處和周圍的死層。因為死層中存在不活躍雜質所以引起載流子(電荷)損失。擴散到基板110中并且不正常地與基板110的材料(例如， 硅)結合(或者擴散)的雜質稱為非活躍雜質。不活躍雜質可以產生缺陷。然而，在示例中，由于摻雜區的上部分被蝕刻以形成第一高摻雜區1211和第二高摻雜區1212，摻雜區被從基板110的表面(上表面)去除期望厚度，因而在由于形成第一高摻雜區1211和第二高摻雜區1212的回蝕工序期間死層被去除。隨著死層被去除，防止或者減小了由于死層中存在的雜質導致的載流子的再結合和/或消失。另外，由于第一防反射層130位于電荷移動到高摻雜區1212所經由的發射極區1211上，所以進行第一防反射層130的鈍化功能以減小由于高摻雜區1212的移動期間的缺陷引起的電荷的損失量。前電極部件140包括多個前電極141和連接到多個前電極141的多個前總線條 142。多個前電極141位于發射極區1211處并且電氣和物理地連接到發射極區1211，并且在預定方向、之間間隔一定距離地大致彼此平行地延伸。因此，防反射層130不位于多個前電極141下方。前電極141由至少一種導電材料(例如銀(Ag))形成。在本示例中，每個前電極141可以具有約50 μ m到120 μ m的寬度W3并且兩個相鄰的前電極141之間的距離W4可以是約1. 8mm到2. 5mm。當每個前電極141的寬度W3等于或者大于約50 μ m時，每個前電極141的線電阻率進一步減小并且每個前電極141的電導率進一步增加以穩定地移動電荷通過前電極，并且容易形成前電極141。當每個前電極141的寬度W3等于或者小于約120 μ m時，因為穩定地獲得光入射面積，防止了由于光入射面積減小引起的電荷產生量的減小。當兩個相鄰的前電極141之間的距離W4等于或者大于約1. 8mm時，因為從前電極 141得到的光入射面積不急劇地減小，所以前電極141穩定地收集載流子。此外，當兩個相鄰前電極141之間的距離W4等于或者小于約2. 5mm時，因為距離W4比載流子的移動距離更長，所以載流子不會移動到相鄰的前電極，并且防止載流子的損失。多個前電極141在與用作半導體電極的高摻雜區1212的交叉方向上延伸。由此， 如圖4所示，每個前電極141在與高摻雜區1212交疊的部分(在下文，稱為“接觸部分”) CT電氣且物理地連接到多個高摻雜區1212。因而，除了與多個高摻雜區1212交疊的接觸部分CT之外，每個前電極141直接接觸發射極區1211。多個前電極141收集移動到發射極區1211的載流子(例如，電子)。此外，由于多個前電極141在每個接觸部分CT連接到多個高摻雜區1212，所以沿著每個高摻雜區1212 移動的載流子被通過接觸部分CT連接到高摻雜區1212的前電極141收集。由于多個高摻雜區1212以與多個前電極141的交叉方向位于不形成多個前電極 141的部分處，所以載流子到電極(即，前電極141和/或高摻雜區1212)的移動距離減小。因而，當載流子移動到前電極141或者高摻雜區1212時，雜質或者缺陷的引起的載流子(電荷)的損失量減小。另外，由于電荷向發射極區1211移動主要沿順的發射極區1211的摻雜濃度小于高摻雜區1212的摻雜濃度，所以當電荷從發射極區1211移動到高摻雜區1212時，由于在發射極區1211處的雜質引起的電荷的損失量減小。防反射層130僅僅位于多個高摻雜區1212的除了前電極141和高摻雜區1212的交叉區域之外的區域上，因而包含金屬材料(例如，Ag)并且減小基板110的前表面處的光入射面積的前電極部件140不位于高摻雜區1212上。因而，不發生由于多個高摻雜區1212 引起的光入射面積的減小，并且由于電荷移動距離和電荷的損失量減小，所以移動到每個前電極141的電荷的量增加。如上所述，每個高摻雜區1212的寬度Wl是約30μπι到40μπι。當每個高摻雜區 1212的寬度Wl等于或者大于約30 μ m時，容易并且穩定地形成具有期望寬度Wl的高摻雜區1212。隨著摻雜濃度增加，由于雜質引起的電荷的損失量增加。因而，當每個高摻雜區 1212的寬度Wl等于或者小于約40 μ m時，由于高摻雜區1212的面積增加引起的電荷的損失量減小。因而，當每個高摻雜區1212的寬度Wl等于或者小于約40 μ m時，電荷穩定地移動到高摻雜區1212以提高電荷到前電極141的轉移效率。當兩個相鄰的高摻雜區1212之間的距離W2等于或者大于約0.6mm時，由于高摻雜區1212的摻雜濃度引起的電荷的損失量減小。當兩個相鄰的高摻雜區1212之間的距離 W2等于或者小于約0. 7mm時，電荷移動距離被穩定地補償以減小在移動到高摻雜區1212期間的電荷損失量。在本示例中，接觸多個高摻雜區1212和多個前電極141的接觸部分CT的數量可以是約23500到40000。當接觸部分CT的數量等于或者大于約23500時，穩定地確保從高摻雜區1212到前電極141的電荷的量，以及當接觸部分CT的數量等于或者小于約40000時，由于高摻雜區1212的面積增加引起的電荷的損失量減小。多個前總線條142電氣且物理地連接到發射極區1211并且在與前電極141的延伸方向交叉的方向上，也就是說在與多個高摻雜區1212的延伸方向相同的方向上大致彼此平行地延伸。因而，多個前總線條142僅僅與發射極區1211接觸，而不接觸高摻雜區 1212。前電極141和前總線條142在前電極141和前總線條142的交叉處電氣且物理地彼此連接。如圖1所示，多個前電極141具有在橫向(或者縱向)延伸的條帶形狀，并且多個前總線條142具有在縱向(或者橫向)延伸的條帶形狀。因而，前電極部件140具有在基板110的前表面上的柵格形狀。多個前總線條142不僅僅收集從接觸多個前總線條142的發射極區1211轉移的載流子而且收集利用多個前電極141收集的載流子。多個前總線條142可以連接到外部裝置并且可以將利用前總線條142收集的載流子(例如，電子)輸出到外部裝置。因為多個前總線條142收集利用多個前電極141收集的載流子并且將載流子移動到期望位置，多個前總線條142的每個的寬度大于多個前電極141的每個的寬度。每個前總線條142可以具有約1.5mm到2mm的寬度W5。當每個前總線條142的寬度W5等于或者大于約1. 5mm時，容易進行利用前總線條142的電荷收集，當每個前總線條142的寬度W5等于或者大于約2mm時，能夠制造前總線條 142以穩定地收集電荷而不浪費用于前總線條142的材料。前電極部件140在發射極區1211的電荷主要移動到前電極部件140的部分處連接到具有相對低摻雜濃度的發射極區1211，因而由于雜質引起的電荷的損失量減小以增加電荷的移動性。連接到前電極141的高摻雜區1212的部分和每個前電極141之間的電導率在每個前電極141的連接到高摻雜區1211的部分處增加。因而，從高摻雜區1212移動到前電極141的電荷的量增加以提高太陽能電池11的效率。在本發明的示例性實施方式中，因為防反射層130由具有正(+)固定電荷的特征的氮化硅(SiNx)形成，所以當基板110是ρ型時，從基板110到前電極部件140的載流子轉移效率提高。換句話說，因為防反射層130具有正電荷特征，防反射層130防止具有正電荷的空穴的移動。例如，當基板110是ρ型并且防反射層130具有正電荷特征時，與移動到防反射層 130的負電荷相對應的電子具有與防反射層130相反的極性。因此，由于防反射層130的極性，電子被抽到防反射層130，并且由于防反射層130的極性，具有與防反射層130相同極性的空穴被推出防反射層。因此，由于具有正極性的氮化硅(SiNx)引起的從基板110移動到前電極部件140 的電子的量增加，并且防止非期望的載流子(例如，空穴)的移動。結果，在基板110的前表面處的載流子再結合的量進一步減小。多個前總線條142與多個前電極141 一起形成并且由與多個前電極141相同的材料制成，但是前總線條142和前電極141可以通過不同的工序形成并且由不同材料制成。后表面場區172是用與基板110相同的導電類型的雜質來比基板110更重地摻雜的區域(例如，P+型區域)。通過基板110的第一導電區和后表面場區172的摻雜濃度之間的差形成勢壘。因此，勢壘防止或者減小電子移動到用作空穴的移動路徑的后表面場區172并且使空穴更容易到后表面場區172。因而，由于在基板110的后表面處和周圍的電子和空穴的再結合和/ 或消失引起的載流子的損失量減小，并且通過加速期望載流子(例如，空穴)的移動而增加載流子到后電極部件150的移動。后電極部件150包括后電極151和連接到后電極151的多個后總線條152。后電極151接觸位于基板110的后表面處的后表面場區171并且位于基板110除了后總線條152的形成區域之外的整個后表面上。后電極152可以包含諸如鋁(Al)的導電材料。在替代示例中，后電極151可以不在基板110的后表面的邊緣以及后總線條152 的形成區域形成。后電極151可以由與多個前電極141不同材料制成，并且例如可以包含諸如鋁 (Al)的至少一種導電材料。后電極151收集移動到后表面場區域172的載流子(例如，空穴)。由于后電極151接觸具有比基板110更重的摻雜濃度的后表面場區172，因此基板 110 (也就是說，后表面場區172)和后電極151之間的接觸電阻率減小以提高從基板110到后電極151的電荷轉移效率。
多個后總線條152位于基板110的沒有形成后電極151的后表面上，并且連接到后電極151。此外，多個后總線條152與多個前總線條142相對定位，基板110位于多個后總線條152與多個前總線條142 二者之間。多個后總線條152按照與多個前總線條142相同的方式從后電極151收集載流子。多個后總線條152還可以連接到外部裝置并且可以將利用后總線條152收集的載流子(例如，空穴)輸出到外部裝置。多個后總線條152可以由具有比后電極151更好(或者更大)的電導率的材料形成。此外，多個后總線條152可以包含例如銀(Ag)的至少一種導電材料。因而，多個后總線條152可以由與后電極151不同的材料形成。在本示例中，與基板110的導電類型相反的第二導電類型的摻雜區120位于基板 110的后表面的在后總線條152下方的部分處，可以去除摻雜區120。或者，后電極151可以位于基板110的整個后表面上。在此情形下，后總線條152 可以位于后電極151上并且與前總線條142相對，基板110位于后總線條152與前總線條 142之間。如果必要或者根據需要，則后電極151可以位于基板110的整個后表面上或者在基板110的除了基板110的后表面的邊緣之外的大致整個后表面上。在此情形下，后表面場區172和后電極151的形成面積增加，因而，利用后表面場區172的后表面場效應提高并且移動到后電極151的電荷的量進一步增加。下面將描述具有上述結構的太陽能電池11的操作。當照射到太陽能電池11的光入射在發射極區1211和高摻雜區1212上，并且透過防反射層130照射在基板110時，基于入射光的光能量在諸如發射極區1211、高摻雜區 1212和基板110的半導體區域中形成多個電子-空穴對。在此情形下，因為利用基板110 的紋理表面和防反射層130減少入射在基板110上的光的反射損耗，入射在基板110上的
光的量進一步增加。利用pn結，電子-空穴對的電子和空穴分別移動到η型的發射極區1211和高摻雜區1212和ρ型的基板110。移動到發射極區1211和高摻雜區1212的電子被前總線條142 和前電極141收集，并且移動到前總線條142。移動到基板110的空穴被后電極151和后總線條152收集接著移動到后總線條152。當前總線條142使用電線連接到后總線條152 時，電流在其中流動以使得能夠使用電流用于電源。另外，由于多個高摻雜區1212( S卩，半導體電極)在與多個前電極141交叉的方向上定位，因此電荷沿著高摻雜區1212以及前電極141或者前總線條142移動。因而，由于電荷移動到電極141或者1212或者前總線條142的移動距離減小，移動到前電極部件140或者高摻雜區1212的電荷量增加。另外，由于接觸前電極141的高摻雜區1212具有高電導率的高摻雜濃度，高摻雜區1212和前電極141之間的接觸電阻率減小，因而從高摻雜區1212到前電極141的電荷轉移效率提高。因此，從摻雜區1211和1212 轉移到前總線條142的電荷的量增加并且太陽能電池11的效率提高。接著，參照圖5A到圖5E，描述制造圖1和圖2所示的太陽能電池11的方法。如圖5A所示，通過熱擴散工序等將包含V族元素或者111族元素的雜質的材料摻雜到多晶硅或者單晶硅的基板110中，在基板110中形成摻雜區120。當基板110的導電類型是η型時，材料可以是包含磷⑵的材料(例如，POCl3或者H3PO4),并且當基板110的導電類型是P型時，材料可以是包含硼⑶的材料(例如，Β2Η6)。當通過熱擴散工序形成摻雜區120時，可以在基板110的前、后和側表面形成摻雜區120。摻雜區120可以具有約ΙΟΩ/sq.到30 Ω/sq.的薄層電阻率。接著，作為η型或者ρ型雜質形成的磷硅酸鹽玻璃(PSG)或者硼硅酸鹽玻璃(BSG) 擴散到基板110的內部，并通過蝕刻工序去除。如果期望，則可以在形成摻雜區120之前將基板110的整個平坦前表面紋理化，以形成具有多個突起和多個凹陷的紋理表面。在此情形下，當基板110是由單晶硅制成時，通過使用諸如KOH或者NaOH的氫氧化鈉溶液將基板110的平坦前表面紋理化，并且紋理表面的每個突起可以具有棱錐形狀。另外，當基板110是由多晶硅制成時，通過使用諸如HF或者HNO3的酸溶液將基板110的平坦前表面紋理化，并且基板110的紋理表面可以具有各種形狀的多個凹陷。接著，如圖5Β所示，第一蝕刻防止層61選擇性地或者部分地位于位于基板110的前表面處的摻雜區120上，以露出摻雜區120的部分，并且第二蝕刻防止層62位于基板110 的整個后表面上。在此情形下，在摻雜區120上第一蝕刻防止層161彼此隔開并且彼此平行地在預定方向上延伸。可以通過絲網印刷法或者光刻法等形成第一蝕刻防止層61和第二蝕刻防止層62。接著，將整個基板110浸入蝕刻劑以部分地去除摻雜區120的露出部分。因而，形成具有彼此不同的摻雜濃度和摻雜厚度的發射極區1211和多個高摻雜區1212。控制用于蝕刻的蝕刻劑的時間或者濃度等以調整摻雜區120的蝕刻量(也就是說，蝕刻厚度)以便形成發射極區1211和高摻雜區1212。接著，去除基板110上的第一蝕刻防止層61和第二蝕刻防止層62。因而，摻雜區120的蝕刻部分形成為發射極區1211，并且被蝕刻防止層61覆蓋從而未被蝕刻劑蝕刻并且彼此隔開在預定方向上延伸的部分形成為多個高摻雜區1212。因而，發射極區1211和高摻雜區1212交替地位于基板110處。由于蝕刻部分形成為發射極區1211，發射極區1211的厚度減小，因而發射極區 1211具有比每個高摻雜區1212更小的厚度，并且發射極區1211具有比每個高摻雜區1212 更大的薄層電阻率。因而，電荷向具有比發射極區1211更小的電阻率的高摻雜區1212移動。另外，由于每個高摻雜區1212具有比發射極區1211更大的摻雜濃度，所以高摻雜區1212具有比發射極區1211更大的電導率。因而，在發射極區1211處存在的電荷移動到更高電導率的高摻雜區1212，因而沿著高摻雜區1212轉移。因此，電荷(例如，電子)主要沿著高摻雜區 1212移動。在替代示例中，可以通過干法蝕刻蝕刻摻雜區120的部分，或者可以僅僅將基板 110的前表面部分浸入蝕刻劑，以形成其中摻雜了第二導電類型的雜質的包括發射極區 1211和高摻雜區1212的摻雜部分。在此示例中，蝕刻防止層不必須形成在基板110的不露出于蝕刻材料或者蝕刻劑的后表面處。接著，如圖5D所示，通過使用等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)或者化學氣相沉積(CVD)，在位于基板110的前表面處的發射極區1211和高摻雜區1212上形成防反射層 130。接著，如圖5E所示，通過使用絲網印刷法，在防反射層130的一部分上形成前電極部件圖案(第一電極部件圖案)40，并且在形成于基板110的后表面處的摻雜區120上形成后電極圖案(第二電極圖案)51和后總線條圖案(第二總線條圖案)52，以完成后電極部件圖案(第二電極部件圖案)50。通過使用絲網印刷法，選擇性地或者部分地在防反射層130上印刷包含銀(Ag)的用于前電極部件圖案40的膏體并且干燥所印刷的膏體，以在防反射層130的一部分上形成前電極部件圖案40。前電極部分圖案40包括前電極圖案(第一電極圖案)41和前總線條圖案(第一總線條圖案)42。通過利用絲網印刷法選擇性地或者部分地在基板110的后表面上印刷包含鋁 (Al)的用于后電極圖案51的膏體并且干燥所印刷的膏體來形成后電極圖案51，并且通過使用絲網印刷法，通過在基板110的后表面的之上未形成后電極圖案51的部分上印刷包含銀(Ag)的用于后總線條圖案52的膏體并且干燥所印刷的膏體，形成后總線條圖案52。因而，在基板110的后表面上選擇性地或者部分地形成后總線條圖案52。在此情況下，圖案40、51和52的干燥溫度可以在約120°C到200°C的范圍，并且圖案40、51和52的形成順序可以改變。接著，在約750°C到800°C的溫度對配備了前電極部件圖案40和后電極部件圖案 50的基板110施加熱處理。因此，形成了 前電極部件140，前電極部件140具有連接到發射極區1211和高摻雜區1212的多個前電極141和僅僅連接到發射極區1211的前電極總線條142 ；后電極部件150，后電極部件150具有電氣連接到基板110的后電極151和連接到基板110和后電極151的多個后電極總線條；以及后表面電場區172，后表面電場區172 布置在基板110的與后電極151接觸的后表面中(處)。更具體地，當進行了熱處理時，前電極部件圖案40經過防反射層130的與前電極部件圖案40接觸的部分，以形成與發射極區1211和高摻雜區1212接觸的多個前電極141 和與前電極141和發射極區1211接觸的前總線條142，以完成前電極部件140。在此情形下，每個前總線條142僅僅接觸發射極區1211的一部分。前電極部件圖案40的前電極圖案41形成多個前電極141，并且前電極部件圖案 40的前總線條圖案42形成多個總線條142。多個前電極141在與多個高摻雜區1212交叉的方向上延伸，并且多個前總線條 142與多個高摻雜區1212平行地在與多個高摻雜區1212相同方向上延伸。因而，每個前電極141在與多個高摻雜區1212以及發射極區1211交叉的部分接觸多個高摻雜區1212，并且每個前總線條142僅僅與發射極區1211的對應部分接觸。因而，多個前電極141的每個收集透過在每個前電極141下方的發射極區1211的對應部分并且透過經過接觸部分CT接觸的多個高摻雜區1212的對應部分轉移的電荷，并且將所收集的電荷轉移到相鄰的前總線條142。通過熱處理，后電極部件圖案50的后電極圖案51和后總線條圖案52分別形成為后電極151和多個后總線條，并且后電極圖案51中包含的鋁(Al)在摻雜區120上擴散以及在基板110的后表面上形成摻雜區120以形成摻雜區，也就是說后表面場區172，后表面場區172高度摻雜了具有與基板110相同導電類型的雜質。在此情形下，后表面場區172 的摻雜濃度比基板110的摻雜濃度更高。因而，后電極151與后表面場區172接觸，因而電氣連接到基板110。摻雜區120還存在于基板110的后表面的未形成后電極圖案51的部分處。另外，在進行熱處理中，圖案40和50中包含的金屬成分分別化學耦合到接觸部分 121和110，從而接觸電阻率減小，因而提高電荷的傳輸效率以改善電流流動。接著，利用激光束或者蝕刻工序進行邊緣隔離工序以去除在基板110的側表面上形成的摻雜區120，因而完成太陽能電池11。然而，進行邊緣隔離工序的時間可以改變，或者如果期望則可以省略邊緣隔離工序。在本示例中，不去除在基板110的后表面處(中)形成的摻雜區120，而是在替代示例中，可以在形成后電極部件圖案50之前通過單獨處理去除在基板110的后表面處 (中)形成的摻雜區120。在此情形下，太陽能電池11不包括位于基板110的后表面處 (中)的摻雜區。接著，參照圖6和圖7，描述根據本發明的實施方式的太陽能電池的另一個示例。 與圖1和圖2相比較，用相同附圖標記指示進行相同操作的元件，并且省略其詳細描述。圖6和圖7所示的太陽能電池12具有如圖1和圖2的太陽能電池11的基本結構 (或者部件)。也就是說，根據本發明的實施方式的示例的太陽能電池12包括發射極區1211和多個高摻雜區1212，發射極區1211和多個高摻雜區1212包含第二導電類型的雜質并且位于基板110的前表面處(中)；防反射層130a，其位于發射極區1211和多個高摻雜區1212 上；前電極部件(第一電極部件)140a，其連接到基板110的前表面上的發射極區1211和個高摻雜區1212，并且包括多個前電極(多個第一電極)141a和多個前總線條(多個第一總線條)142a;后表面場區172，其位于基板110的后表面處(中)；以及后電極部件(多個第二電極部件)150，其位于基板110的后表面上并且包括后電極(第二電極)151和多個后總線條(多個第二總線條)152。然而，與圖1和圖2的太陽能電池11相比較，太陽能電池12中的防反射層130a 的形成位置不同于圖1和圖2的太陽能電池11的防反射層130的形成位置。例如，在圖1和圖2所示的太陽能電池11中，防反射層130不位于多個前電極141 和發射極區1211之間以及多個前總線條142和發射極區1211之間，而位于發射極區1211 和高摻雜區1212的除了發射極區1211的部分和高摻雜區1212與前電極部件140連接的剩余部分之外的部分上。然而，在本示例中的太陽能電池12中，防反射層130a位于發射極區1211上以及高摻雜區1212的除了高摻雜區1212與多個前電極141a交叉并且接觸多個前電極141a處之外的部分上。因而，防反射層130a位于整個發射極區1211以及高摻雜區1212的高摻雜區1212不交叉多個前電極141a的部分上。因而，與圖1和圖2所示的太陽能電池11的前電極部件140相比較，前電極部件 140a包括不同的發射極區1211和高摻雜區1212的接觸位置。也就是說，與前電極部件140a的多個前電極141a交叉并且在與多個前電極141a 的交叉處連接到多個前電極141a的前總線條14 實際位于防反射層130a上而不是連接到發射極區1211，并且多個前電極141a位于防反射層130a上除了與高摻雜區1212交叉處之外的位置。因此，如上所述，前電極部件140a的前電極141a僅僅在與高摻雜區1212的交叉處與高摻雜區1212接觸。除了以上差異，太陽能電池12的前電極部件140a等同于圖 1和圖2所示的太陽能電池11的前電極部件140。由于防反射層130a位于整個發射極區1211上以及位于多個高摻雜區1212的除了多個前電極141a與高摻雜區1212交叉的剩余部分之外的部分上，因此進行鈍化功能的防反射層130a的形成面積增加。因而，通過發射極區1211和高摻雜區1212的表面處或者附近的缺陷引起消失的電荷的損失量很大程度上減小，因而太陽能電池12的效率提高。制造太陽能電池12的方法與圖5A到圖5E所示的方法重復。因而，參照圖8A、圖 8B、圖9A、圖9B以及圖5A到圖5E描述制造太陽能電池12的方法。如參照圖5A到圖5D描述的，在基板110處(中)形成發射極區1211和多個高摻雜區1212，并且在發射極區1211和多個高摻雜區1212上形成防反射層130。接著，如圖8A所示，在防反射層130上形成蝕刻保護層64。蝕刻保護層64包括露出防反射層130的一部分的多個開口 181。每個開口 181的大小(直徑或者寬度)可以等于或者小于高摻雜區1212和多個前電極141的每個交疊部分的大小(或者寬度)。通過絲網印刷法或者光刻法可以在防反射層130的期望部分上選擇性地形成蝕刻保護層64。接著，通過蝕刻基板110的前表面部分，去除防反射層130的不被蝕刻保護層64 保護并且通過多個開口 181露出的部分，以完成露出高摻雜區1212的一部分的防反射層 130a。如參照圖5E所描述的，按照類似方式，在防反射層130a上選擇性地或者部分地形成并且在高摻雜區1212的露出部分上形成包括前電極圖案41和前總線條圖案42的前電極部件圖案40，并且在基板110的后表面上形成包括后電極圖案51和后總線條圖案52的后電極部件圖案50。接著，通過對具有圖案40和50的基板110進行熱處理，形成前電極部件140a， 該前電極部件包括部分地(或者局部地)接觸高摻雜區1212的多個前電極圖案141a以及位于防反射層130a上的多個前電極圖案141a以及連接到多個前電極141a并且位于防反射層130a上的多個前總線條14 ；后電極部件150，其包括連接到基板110的后電極151 和連接到后電極151和基板110的多個后電極總線152 ；以及后表面場區172，其布置在基板110的部分處(中)并且與后電極151接觸。在此情形下，由于去除防反射層130a的部分以露出高摻雜區1212的一部分，因而，前電極圖案41位于高摻雜區1212的露出部分上，所以前電極圖案41不必須穿透防反射層130a以與多個前電極141a和高摻雜區1212接觸。因而，由于可以在比其它實施方式更低的溫度進行用于形成前電極部件140a和后電極部件150的熱處理，所以減小或者防止由于熱處理引起的基板110或者在基板110上(處)形成的元件的劣化或者物理特性變化。在替代方法中，通過使用用于前電極部件140a的兩種不同的膏體，前電極部件 140a的部分與高摻雜區1212接觸，并且前電極部件140a的剩余部分位于防反射層130a 上。也就是說，如上所述，在形成發射極區1211和多個高摻雜區1212以及在發射極區 1211和高摻雜區1212上形成防反射層130之后，如圖9A所示，將第一膏體選擇性地或者部分地(或者局部地)涂覆到防反射層130上并且干燥，以形成多個接觸圖案41a。涂覆第一膏體的位置對應于多個高摻雜區1212和多個前電極141a的交疊(交叉)的位置。接著，將第二膏體涂覆到防反射層130的不涂覆第一膏體的部分上并且干燥，以形成前電極圖案和前總線條圖案42a，因而完成前電極部件圖案。前電極圖案與接觸圖案 41a接觸。第一膏體中包含的包括蝕刻材料(例如，PbO)的玻璃粉的含量不同于第二膏體中包含的包括蝕刻材料(例如，PbO)的玻璃粉的含量。例如，第一膏體中包含的玻璃粉的含量是大于第二膏體中包含的含量的量。因而由于第二膏體包含蝕刻材料等于或者小于預定含量(或者量)或者完全不包含蝕刻材料，第二膏體不支配或者影響下方層(下方元件)， 因而第二膏體的下方層(下方元件)不被第二膏體蝕刻。不類似于該示例，當通過使用第二膏體形成前電極圖案時，可以將第二膏體涂覆在接觸圖案41a上。接著，在基板110的后表面上形成后電極圖案和后總線條圖案之后，在約750°C到 800°C在基板110上進行熱處理。如上所述，利用蝕刻材料由第一膏體制成的接觸圖案41a穿透防反射層130的部分以接觸高摻雜區1212的一部分。然而由第二膏體制成的前電極圖案和前總線條圖案42a 進行與防反射層130的化學連接，并且不穿透防反射層130的一部分。此外，通過熱處理， 在基板110的后表面上形成連接到基板110的后電極151、連接到基板110和后電極151的多個后總線條152、和后表面場區172。因而，多個前電極141a的各個位于防反射層130a上并且在與高摻雜區1212的交叉處通過防反射層130a與高摻雜區1212的一部分局部接觸。接著，參照圖10到圖14，描述本發明的另一個實施方式的各個示例。與太陽能電池11和12相比較，使用相同附圖標記指示進行相同操作的元件，并且省略其詳細描述。與圖1和圖3所示的太陽能電池11相比較，圖10到圖12的太陽能電池13還包括在前電極部件140下方的高摻雜區。在此情形下，直接在前電極140(也就是說，多個前電極141和多個前電極條142) 下方并且沿著第一電極部件140延伸以連接到前電極部件140的高摻雜區可以具有與高摻雜區1212不同的摻雜濃度、摻雜厚度和薄層電阻率。也就是說，不類似于太陽能電池11，太陽能電池12的摻雜區1211-1213劃分為具有第一摻雜濃度的發射極區1211、均具有大于第一摻雜濃度的第二摻雜濃度的第一高摻雜區1212和均具有大于第二摻雜濃度的第三摻雜濃度并且位于整個前電極部件140下方的的第二高摻雜區1213。因而，高摻雜區1212稱為第一高摻雜區并且高摻雜區1213稱為第二高摻雜區。因而，摻雜區1211-1213中發射極區1211具有最小的載流子電導率，并且摻雜區 1211-1213中高摻雜區1213具有最大的載流子電導率。在此情形下，發射極區1211的摻雜厚度小于第一高摻雜區1212的摻雜厚度，并且第一高摻雜區1212的摻雜厚度小于第二高摻雜區1213的摻雜厚度。因而，發射極區1211 的摻雜厚度最小，并且摻雜區1211-1213中各第二高摻雜區1213是摻雜厚度最大的。CN 102544135 A說明書18/26 頁例如，發射極區1211的摻雜厚度可以是約20μπι到40μπι，第一高摻雜區1212的摻雜厚度可以是約50μπι到60 μ m，以及第二摻雜區1213的摻雜厚度可以是約500 μ m到 1000 μ Hio與太陽能電池11相比較，太陽能電池13還包括第二高摻雜區1213以及第一高摻雜區1212。在此示例中，第一高摻雜區1212和第二高摻雜區1213用作半導體電極或者半導體溝道。如上所述，因為發射極區1211、第一高摻雜區1212和第二高摻雜區1213的摻雜厚度彼此不同，從基板110的前表面(發射極區1211的上表面)和在第一發射極區1211和基板110之間的ρη結表面(發射極區1211的下表面)(在下文稱為“第一結表面”)之間的最短距離(即，厚度)dl不同于從基板110的前表面(高摻雜區1212的上表面)和在第一高摻雜區1212和基板110之間的ρη結表面(第一高摻雜區1212的下表面)(在下文稱為“第二結表面”)之間的最短距離(即，厚度)d21，并且也不同于從基板110的前表面(高摻雜區1213的上表面)和在第二高摻雜區1213和基板110之間的ρη結表面(第二高摻雜區1212的下表面)(在下文稱為“第三結表面”)之間的最短距離(即，厚度)d22。距離 d21也不同于距離d22。因而，距離dl最短并且距離d22最大。如圖10和圖11所示，從基板110的后表面到發射極區1211和第一高摻雜區1212和第二高摻雜區1213的ρη結之間的最短距離(厚度)d3彼此相等。通過發射極區1211、第一高摻雜區1212以及第二高摻雜區1213的摻雜厚度和摻雜濃度的差異，發射極區1211、第一高摻雜區1212以及第二高摻雜區1213具有彼此不同的薄層電阻率。因而，具有最小摻雜厚度的發射極區1211具有最大的薄層電阻率，并且具有最大摻雜厚度的第二高摻雜區1213具有最小的薄層電阻率。在本示例中，發射極區1211 的薄層電阻率可以是約ΙΟΟΩ/sq.到ΗΟΩ/sq.，第一高摻雜區1212的薄層電阻率可以是約60Q/Sq.到90 Ω/Sq，以及第二摻雜區1213的薄層電阻率可以是約10 Ω/Sq.到40 Ω / sq.。如圖10和圖12所示，第二高摻雜區1213包括多個第一部分1213a和多個第二部分1213b。第一部分1213a在與第二部分1213b的延伸方向交叉的方向上延伸。第一部分1213a在與第一高摻雜區1212的延伸方向交叉的方向上大致彼此平行延伸，以及多個第二部分121 在與多個第一部分1213a的延伸方向交叉的方向上(也就是說，在與多個第一高摻雜區1212的延伸方向相同的方向)大致彼此平行延伸。多個第一部分1213a直接接觸多個前電極141，以及第二部分121 直接接觸多個前總線條142。因而，多個第一部分1213a在交叉第一高摻雜區1212的位置處連接到第一高摻雜區1212。另外，多個第一部分1213a和多個第二部分121 在交叉處連接。因而，多個第二高摻雜區1213按照柵格形狀位于基板110的前表面處，如圖12所
7J\ ο在本示例中，各第一部分1213a的寬度不同于各第二部分1213的寬度，例如，各第一部分1213a的寬度小于各第二部分1213b的寬度。此外，各第一高摻雜區1212的寬度不同于各第二高摻雜區1213的第一部分1213a 的寬度，例如，第一高摻雜區1212的寬度小于每個第二高摻雜區1213的第一部分1213a的寬度。作為示例，各個第一高摻雜區1212的寬度可以是約30μπι到40μπι，并且兩個相鄰的第一高摻雜區1212之間的距離可以是約0. 3mm到3. 0mm。多個第一高摻雜區1212的數量可以是約50到400，并且在此情形下，基板110的大小可以是156mmX 156mm。在此示例中，兩個相鄰的第一高摻雜區1212之間的距離可以根據第一高摻雜區1212的數量改變。 因而，如圖13所示，隨著第一高摻雜區1212的數量增加，兩個相鄰的第一高摻雜區1212之間的距離減小。因而，發射極區1211是不包括全部具有第二導電類型的摻雜部分的第一高摻雜區1212和第二高摻雜區1213的剩余部分。由于發射極區1211和第一高摻雜區1212和第二高摻雜區1213具有彼此不同的摻雜濃度和不同的摻雜厚度，電子向基板110的前表面移動，η型半導體區(例如，發射極區1211、第一高摻雜區1212和第二高摻雜區1213)位于基板110的前表面上(處)，并且空穴向P型半導體區域(例如，基板110的后表面)移動。當電荷(例如，電子)向發射極區1211和第一高摻雜區1212和第二高摻雜區 1213移動時，具有最大的薄層電阻率的發射極區1211中存在的電荷移動到具有小于發射極區1211的薄層電阻率并且位于最接近電荷的位置的第一高摻雜區1212或者第二高摻雜區1213。在此情形下，由于發射極區1211的摻雜濃度小于第一高摻雜區1212和第二高摻雜區1213的摻雜濃度，在經過發射極區1211移動到第一高摻雜區1212和第二高摻雜區 1213期間由于雜質引起的消失的電荷的損失量減小。由于第一高摻雜區1211的電導率大于發射極區1211的電導率，從發射極區1211 移動到第一高摻雜區1212的電荷沿著在預定方向上延伸的第一高摻雜區1212轉移。當沿著第一高摻雜區1212移動的電荷遭遇第二高摻雜區1213的第一部分1213a時，沿著第一高摻雜區1212移動的電荷轉移到具有小于第一高摻雜區1212的薄層電阻率第二高摻雜區 1213的第一部分1213a。接著，移動到第一部分1213a的電荷轉移到接觸第一部分1213a 的多個前電極141并且通過前總線條142輸出到外部裝置。通過形成第一高摻雜區1212和第二高摻雜區1213，與發射極區1211相比較，到具有相對好的電導率的第一高摻雜區1212和第二高摻雜區1213的電荷移動距離減小。因而，在到第一高摻雜區1212和第二高摻雜區1213的移動期間消失的電荷的損失量減小，因而移動到第二高摻雜區1213的電荷的量很大程度上增加。如上所述，由于連接到將電荷輸出到外部裝置的前電極部件140的每個第二高摻雜區1213具有最大的電導率，因此從第二高摻雜區1213移動到前電極部件140的電荷的量進一步增加。因而，與太陽能電池11相比較，轉移到前電極部件140的電荷的量進一步增加。當發射極區1211的薄層電阻率等于或者小于約ΗΟΩ/sq.或者發射極區1211的摻雜厚度等于或者大于約20 μ m時，利用穩定的pn結正常地產生電荷。當發射極區1211的薄層電阻率等于或者大于約100 Ω /sq.或者發射極區1211的摻雜厚度等于或者小于40 μ m 時，電荷穩定地移動到第一高摻雜區1212和第二高摻雜區1213而沒有由于雜質引起的電荷移動的干擾。當第一高摻雜區1212的薄層電阻率等于或者小于約90Q/Sq.或者第一高摻雜區1212的摻雜厚度等于或者大于約50 μ m時，第一高摻雜區1212的電導率被穩定地確保以增加移動到第一高摻雜區1212的電荷量，以及當第一高摻雜區1212的薄層電阻率等于或者大于約60 Ω /sq.或者第一高摻雜區1212的摻雜厚度等于或者小于約60 μ m時，第一高摻雜區1212的電導率被穩定地確保以增加移動到第一高摻雜區1212的電荷的量，第一高摻雜區1212中吸收的光的量減小，因而基板110上入射的光的量增加。當第二高摻雜區1213的薄層電阻率等于或者小于約40Q/Sq.或者第二高摻雜區 1213的摻雜厚度等于或者大于約500μπι時，第二高摻雜區1213的電導率被穩定地確保以增加移動到高摻雜區1212的電荷量，以及當第二高摻雜區1213的薄層電阻率等于或者大于約ΙΟΩ/sq.或者第二高摻雜區1213的摻雜厚度等于或者小于約1000 μ m時，第二高摻雜區1213中吸收的光的量減小，因而，在基板110上入射的光的量增加。當多個第一高摻雜區1212的數量等于或者大于50時，用作半導體電極的第一高摻雜區1212的電荷轉移效率被穩定地獲得，以及當多個第一高摻雜區1212的數量等于或者小于400時，獲得穩定電荷轉移效率而沒有產生由于第一高摻雜區1212增加了高摻雜區的面積引起的電荷的損失量。如上所述，由于多個前電極141與第二高摻雜區1213的第一部分1213a接觸，并且多個前總線條142與第二高摻雜區1213的第二部分121 接觸，因此移動到第二高摻雜區1213的電荷轉移到多個前電極141或者多個前總線條142，接著通過多個前總線條142 輸出到外部裝置。在本示例中，由于多個前電極141與摻雜區1211-1213中的具有最大電導率的第二高摻雜區1213接觸，因此與接觸發射極區1211或者第一高摻雜區1212的多個前電極 141相比，多個前電極141和摻雜區1211-1213的接觸電阻率進一步減小。因而，從多個第二高摻雜區1213移動到多個前電極141的電荷的量進一步增加。在本示例中，各前電極141寬度可以是約50 μ m到120 μ m，兩個相鄰的前電極141 之間的距離可以是約2. 2mm到3. 0mm。與當不形成多個第一高摻雜區1212時相比較，多個前電極141的數量和兩個相鄰的前電極141之間的距離進一步增加。通過第一高摻雜區1212和第二高摻雜區1213，從發射極區1211到第一高摻雜區 1212和第二高摻雜區1213或者前電極部件140的電荷移動距離減小。因而，盡管將減小的電荷移動距離考慮在內第二高摻雜區1213的兩個相鄰的第一部分1213a之間的距離增加，但是從第二高摻雜區1213的第一部分1213a移動到多個前電極141的電荷的量不減小。如上所述，通過多個第一高摻雜區1212的功能，從第二高摻雜區1213的第一部分1213a移動到多個前電極141的電荷的量增加。當第二高摻雜區1213的兩個相鄰的第一部分1213a之間的距離增加時，位于第二高摻雜區1213的第一部分1213a上的兩個相鄰的前電極141之間的距離也增加。由于多個前電極141包含金屬，所以多個前電極141不透射光，因而隨著多個前電極141的形成面積增加，基板110的光入射面積減小。然而，當兩個相鄰的前電極141之間的距離增加因而多個前電極141的數量減小時，光入射面積增加以增加太陽能電池13的基板110上入射的光的量。因而，太陽能電池 13的效率增加。
在本示例中，由于僅僅防反射層130位于多個第一高摻雜區1212上的除了與第二高摻雜區1213交叉的部分之外的位置，因此基板110的光入射面積不由于第一高摻雜區的形成而顯著(或者不利地)減小。當前電極141的寬度W3等于或者大于約50 μ m時，前電極141的線電阻率減小并且穩定地確保前電極141的電導率。因而，更穩定地進行載流子的移動，更容易制造前電極 141。此外，當前電極141的寬度W3等于或者小于120 μ m時，穩定地確保光入射面積并且減小或者防止由于入射面積的減小導致的載流子的產生量的減小。當兩個相鄰的前電極141之間的距離W4等于或者大于約2. 2mm時，因為從前電極 141得到的光入射面積不急劇地減小，所以前電極141穩定地收集載流子。此外，當兩個相鄰前電極141之間的距離W4等于或者小于約3. Omm時，因為距離W4比載流子的移動距離更長，所以載流子不移動到相鄰的前電極141，因而減小或防止了載流子的損失。因為多個第二高摻雜區1213的每個的寬度被多個第二高摻雜區1213的每個上方的各個前電極141和各個前總線條142的寬度限制，所以位于每個前電極141下方的第二高摻雜區1213的每個第一部分1213a的寬度小于位于每個前總線條142下方的第二高摻雜區1213的每個第二部分1213b的寬度。在本示例中，第二高摻雜區1213的每個第一部分1213a等于或者大于每個前電極141的寬度，并且第二高摻雜區1213的每個第二部分 1213b等于或者大于每個前總線條142的寬度。在本示例中，第一高摻雜區1212的數量根據前電極141之間的距離改變，并且例如，隨著前電極141之間的距離增加，第一高摻雜區1212的數量增加。也就是說，由于第一高摻雜區1212用作轉移電荷的半導體電極，以通過增加造成光入射面積減小的前電極141 之間的距離來減小前電極141的數量，并且通過增加前電極141之間的距離來補償電荷移動距離的增加，因而增加了不減小光入射面積的第一高摻雜區1212的數量。因而，由于從發射極區1211到前電極141和第一高摻雜區1212的電荷移動距離減小，所以電荷容易從發射極區1211和第一高摻雜區1212和第二高摻雜區1213轉移到前電極141。多個前電極141的數量可以是約50到70。圖14示出了當前電極141之間的距離從2. 2mm改變為3. Omm時太陽能電池的效率相對于第一高摻雜區1212的數量的變化的曲線圖。如圖14所示，隨著前電極141之間的距離增加，第一高摻雜區1212的數量也增力口，以及當第一高摻雜區1212的數量是約50到400時，太陽能電池的效率穩定地增加。不同于多個前電極141，根據示例，多個前總線條142僅僅接觸第二高摻雜區1213 的第二部分1213b。在前總線條142下方未設置防反射層130。在此情形下，多個前總線條142和多個前電極141布置在同一水平層(或者共平面)，并且在前電極141和前總線條142的交叉處電氣且物理地彼此連接。因而，按照與第二高摻雜區1213的相同方式，前電極部件140按照柵格形狀位于基板110的前表面上(處或者中)。因而，多個前總線條142收集利用多個前電極141收集的電荷以及利用與多個前總線條142接觸的第二高摻雜區1213的第二部分121 收集的電荷。在此情形下，由于通過第一高摻雜區1212的收集，移動到多個前電極141的電荷的量增加，所以利用多個前總線條142收集的電荷的量也增加。
類似于多個前電極141，由于多個前總線條142也與摻雜區1211-1213中的具有最大摻雜濃度的第二高摻雜區1213接觸，從第二高摻雜區1213移動到多個前總線條142的電荷的量進一步增加。如參照圖1和圖3所描述的，各個前總線條142的寬度W5大于各個前電極141的寬度W3，并且在示例中，各個前總線條142可以具有約1.5mm到2mm的寬度W5。各個第一高摻雜區1212的寬度大于各個前電極141的寬度W3并且小于每個前總線條142的寬度W5。通過第二高摻雜區1213直接接觸前電極部件140以及第一高摻雜區1212，移動到前電極部件140的電荷移動距離減小，因而，兩個相鄰的前電極141之間的距離增加。因此，基板110的光入射面積增加。另外，由于向前電極部件140轉移電荷的第二高摻雜區1213的薄層電阻率減小并且第二高摻雜區1213的摻雜濃度增加，所以第二高摻雜區1213的電導率增加并且第二高摻雜區1213和前電極部件140之間的接觸電阻率減小。因而，從第二高摻雜區1213轉移到前電極部件140的電荷的量增加。如參照圖1和圖2描述的，由于發射極區1211的摻雜濃度減小，所以當電荷從發射極區1211移動到高摻雜區1212時，在從發射極區1211到高摻雜區1212的移動期間由于在發射極區1211的雜質引起的電荷的損失量減小。不同于圖10到圖12，直接位于前電極140 (也就是說，多個前電極141和多個前電極條14 下方并且沿著第一電極部件140延伸以連接到前電極部件140的高摻雜區可以具有與高摻雜區1212相同的摻雜濃度、摻雜厚度和薄層電阻率。在此情形下，圖1到圖3的高摻雜區1212進一步位于每個前電極141下方并且沿著每個前電極141延伸，因而高摻雜區1212連接到每個前電極141 (也就是說，整個前電極 141)。另外，高摻雜區1212進一步位于每個前總線條142下方并且沿著每個前總線條142 延伸，因而高摻雜區1212連接到每個前總線條142(也就是說，整個前總線條142)。因而，由于高摻雜區1212的形成面積增加，從發射極區1211到高摻雜區1212的電荷移動距離進一步減小，并且由于收集電荷的前電極部件140與具有比發射極區1211更高的電導率和更小的接觸電阻的高摻雜區1212接觸，因此移動到前電極部件140的電荷的量進一步增加。考慮到修改的高摻雜區1211的形成位置，可以通過圖5A到圖5E的工序形成附加地在前電極部件140下方的高摻雜區1211。參照圖15A到圖15G描述制造圖10和圖11所示的太陽能電池13的方法。為了清楚，省略與圖5A到圖5E、圖8A和圖8B、和圖9A和圖9B的相同的工序的描述。通過使用熱擴散法等以及通過去除氧化物膜(例如，PSG或者BSG)在基板110處 (中)形成摻雜區120。摻雜區120具有約ΙΟΩ/sq.到40 Ω/Sq.的薄層電阻率。如圖15B和圖15C所示，在摻雜區120上選擇性或者部分地(或者局部地)形成第一蝕刻防止層64以露出摻雜區120的一部分，接著在摻雜區120的露出部分的一些區域上和在第一蝕刻防止層64上形成第二蝕刻防止層65。當在摻雜區120上形成第一蝕刻防止層64和第二蝕刻防止層65時，按照圖16的 (a)所示的柵格形狀形成第一蝕刻防止層64和第二蝕刻防止層65。第一蝕刻防止層64的形成位置對應于圖10和圖11所示的第二高摻雜區1213的形成位置，并且第二蝕刻防止層65的形成位置對應于圖10和圖11所示的第一高摻雜區1212的形成位置。第一蝕刻防止層64的部分按照與第二蝕刻防止層65平行延伸的方向上形成。因而，第一蝕刻防止層64按照在彼此交叉的方向上延伸的柵格形狀位于摻雜區120上，并且第二蝕刻防止層65按照在一個方向上延伸的條帶形狀位于摻雜區120上。可以通過絲網印刷法或者光刻法等形成第一蝕刻防止層64和第二蝕刻防止層 65。如圖15D所示，通過使用第二蝕刻防止層65和第一蝕刻防止層64作為掩模，將基板110的前表面部分浸入蝕刻劑以去除摻雜區120通過第二蝕刻防止層65的露出部分。因而，形成具有小于摻雜區120的摻雜厚度的摻雜區120a。接著，通過使用清潔液等去除第二蝕刻防止層65。因而，第一蝕刻防止層64保留在摻雜區120上，具有圖16的(b)所示的形狀。如上所述，第一蝕刻防止層64包括按照與第二蝕刻防止層65的延伸方向相同方向上延伸的部分。接著，如圖15E所示，通過使用第一蝕刻防止層64作為掩模，對摻雜區120和摻雜區120a的通過第一蝕刻防止層64露出部分進行蝕刻，接著通過使用清潔液等去除摻雜區 120上的第一蝕刻防止層64。因而，摻雜區120的沒有設置第一蝕刻防止層64和第二蝕刻防止層65的部分被蝕刻兩次，因而形成為具有最薄厚度的發射極區1211，并且摻雜區120的僅設置第二蝕刻防止層65的部分被蝕刻一次，因而形成為具有大于發射極區1211的厚度的多個第一高摻雜區1212。摻雜區120的設置有第一蝕刻防止層64的部分不被蝕刻，因而形成為具有最厚厚度的多個第二高摻雜區1212。因而，通過使用第一蝕刻防止層64和第二蝕刻防止層65的兩個蝕刻工序，形成具有彼此不同的摻雜厚度、摻雜濃度和薄層電阻率的發射極區1211和第一高摻雜區1212以及第二高摻雜區1213。多個第一高摻雜區1212在預定方向上按照間隔一定距離大致彼此平行延伸。多個第二高摻雜區1213在預定方向上按照間隔一定距離大致彼此平行延伸，并且該第二高摻雜區包括多個第一部分1213a和多個第二部分1213b。第一部分1213a在與第二部分 121 的延伸方向交叉的方向上延伸。第一蝕刻防止層64的在與第二蝕刻防止層65交叉方向上延伸的部分形成為第二高摻雜區1213的第一部分1213a，并且第一蝕刻防止層64的在與第二蝕刻防止層65相同方向上延伸的部分形成為第二高摻雜區1213的第二部分1213b。在替代示例中，可以將基板110的后表面部分以及前表面部分(也就是說，整個基板110)浸入蝕刻劑以去除摻雜區120的一部分。在此情形下，在基板110的后表面上形成單獨的蝕刻防止層而不需要蝕刻。另外，可以通過干法蝕刻代替濕法蝕刻形成發射極區 1211以及第一高摻雜區1212和第二高摻雜區1213。接著，如類似地參照5D所描述的，如圖15F所示，在位于基板110的前表面處的發射極區1211以及第一高摻雜區1212和第二高摻雜區1213上形成防反射層130。接著，按照類似于圖5E的方式，如圖15G所示，分別在基板110的前表面和后表面上印刷并且干燥具有前電極圖案41和前總線條圖案42的前電極部件圖案40、和具有后電極圖案51和后總線條圖案52的后電極圖案50。
接著，在約750°C到800°C的溫度對配備了前電極部件圖案40和后電極部件圖案 50的基板110施加熱處理。因此，針對前電極部件140形成的是分別連接到第二高摻雜區1213的第一部分1213a和第二部分1213b的多個前電極141和多個前總線條142 ；電氣連接到基板110的后電極151的后電極部件150，和連接到基板110和后電極151的多個后電極總線條152 ；以及后表面電場區172，后表面電場區172布置在基板110的與后電極 151接觸的后表面中(處)，如圖10和圖11所示。接著，進行邊緣隔離工序以完成太陽能電池13。接著，參照圖17和圖18，描述根據本發明的實施方式的太陽能電池的另一個示例。除了第一高摻雜區1212之外，圖17所示的太陽能電池14具有與圖10和圖11所示的太陽能電池13相同的結構。因而，省略了部分立體圖，并且圖17是沿著圖10的XI-XI 線截取的截面圖。與圖10和圖11相比較，用相同附圖標記指示進行相同操作的元件，并且省略其詳細描述。圖17的太陽能電池17包括具有彼此不同的摻雜厚度dl、d21a和d22、摻雜濃度和薄層電阻率的發射極區1211和第一高摻雜區121 和第二高摻雜區1213。在此情形下，由于發射極區1211具有最小的摻雜厚度，并且每個第二高摻雜區1213具有最大的摻雜厚度， 所以發射極區1211具有最小摻雜濃度并且每個第二高摻雜區1213具有最大摻雜濃度，并且發射極區1211具有最大薄層電阻率并且每個第二高摻雜區1213具有最小薄層電阻率。發射極區1211和第二高摻雜區1213的pn結表面(第一和第三結表面)是共線的，因而，發射極區1211和第二高摻雜區1213與基板110的后表面平行地設置在同一線上。因而，發射極區1211的pn結表面與第二高摻雜區1213的pn結表面共線。然而，第一高摻雜區1212a的pn結(第二結表面)和第一和第二結表面位于不同線上。每個第二高摻雜區1213從發射極區1211和防反射層130的接觸表面向防反射層 130突出，但是每個第一高摻雜區121 從第一和第二結表面向后電極151突出。此外，從基板110的后表面到第一結表面的厚度(或者高度)d41等于從基板110的后表面到第三結表面的厚度(或者高度)d43，但是從基板110的后表面到第二結表面的厚度d42不同于從基板110的后表面到第一或者第三結表面的厚度d41、d43。也就是說，如圖17和圖18所示，厚度d42小于厚度d41和d43。如圖18所示，第一高摻雜區1212a在與第二高摻雜區1213的第一部分1213a的交叉方向上延伸，并且與第二高摻雜區1213的第二部分121 平行地延伸。類似于圖10和圖11的第一高摻雜區1212，第一高摻雜區121 用作半導體電極。可以通過諸如激光束照射法、雜質膜或者離子注入法等的工序形成第一高摻雜區 1212a，上述方法不同于形成發射極區1211和第二高摻雜區1213的方法。接著，參照圖19A到圖19C以及圖15A到圖15G，描述通過使用激光照射法形成發射極區1211和第一高摻雜區121 和第二高摻雜區1213的方法。按照類似于圖15A和圖15B描述的方式，在基板110處(中)形成摻雜區120之后，在如圖19A所示的基板110的前表面上選擇性或者部分地形成蝕刻防止層67。蝕刻防止層67的形成位置對應于第二高摻雜區1213的形成位置。接著，如圖19B所示，將基板110的形成有蝕刻防止層67的前表面暴露于蝕刻劑中以去除摻雜區120的未形成蝕刻防止層67的期望厚度部分，因而形成具有不同摻雜厚度的摻雜區。在此情形下，摻雜區120的設置有蝕刻防止層67并且不被蝕刻的部分用作第二高摻雜區1213，并且摻雜區120的未設置蝕刻防止層67并且被蝕刻的部分用作發射極區 1211。因而，形成分別具有不同摻雜厚度的發射極區1211和第二高摻雜區1213。接著，在發射極區1211的部分上照射激光束以將發射極區1211的一部分形成為第一高摻雜區1212a以完成發射極區1211的未被照射激光束的剩余部分作為發射極區 1211。因而，發射極區1211的之上照射激光束的部分改變為具有比發射極區1211更大的摻雜厚度和摻雜濃度的第一高摻雜區1212a。因而，僅僅在第一高摻雜區121 的形成位置上照射激光束。因而，在此情形下，通過使用蝕刻保護層67的回蝕工序和激光束照射法形成發射極區1211和第一高摻雜區121 和第二高摻雜區1213。當通過使用激光束形成第一高摻雜區121 時，為了形成發射極區1211和第二高摻雜區1213，僅僅需要一個蝕刻防止層形成工序。因而，簡化制造發射極區1211和第一高摻雜區121 和第二高摻雜區1213的工序，并且減小制造時間和成本。或者，可以使用包含雜質的膏體(稱為“雜質膏體”)形成第一高摻雜區1212a。例如，如圖19A所示，在形成摻雜區120，并接著通過使用回蝕工序形成具有彼此不同的摻雜厚度和不同摻雜濃度的發射極區1211和第二高摻雜區1213之后，通過使用絲網印刷法，將雜質膏體印刷在發射極區1211的一部分上以形成雜質膜20，接著加熱基板110。接著，去除雜質膜20。雜質膏體包含與摻雜區120相同的導電類型的雜質，并且在形成第一高摻雜區1212a的位置印刷雜質膜20。可以僅僅在雜質膜上或者整個基板110上進行加熱。因而，雜質膜20中包含的第二導電類型的雜質摻雜到基板110中，因而發射極區 1211的之上印刷有雜質膜20的部分形成為第一高摻雜區1212a并且發射極區1211的之上沒有印刷雜質膜的剩余部分形成為最終的發射極區1211，如圖20B所示。第一高摻雜區 1212a的摻雜濃度和摻雜厚度大于發射極區1211的摻雜濃度和摻雜厚度。在本示例中，通過使用雜質膜和雜質膏體的回蝕工序形成發射極區1211和第一高摻雜區121 和第二高摻雜區1213。代替雜質膏體，可以在發射極區1211的期望部分上涂覆雜質墨水并且干燥以形成用于第一高摻雜區1212a的雜質膜20。當通過絲網印刷法等使用雜質膜20形成第一高摻雜區121 時，為了形成發射極區1211、第一高摻雜區121 和第二高摻雜區1213，僅僅需要一個蝕刻防止層形成工序。因而，簡化制造發射極區1211和第一高摻雜區121 和第二高摻雜區1213的工序。在另一個示例中，可以通過使用離子注入法等形成第一高摻雜區1212a。例如，如圖19A所示在形成摻雜區120之后，如圖19B所示形成發射極區1211和第二高摻雜區1213。接著，如圖21A所示，在第二高摻雜區1213a和121 上和發射極區1211的未形成第一高摻雜區1212a的部分上形成摻雜防止層69，并且通過使用離子注入法在基板的具有摻雜防止層68的前表面處摻雜與摻雜區120相同的導電類型的雜質，接著去除摻雜防止層69。因而，如圖21B所示，第二導電類型的雜質摻雜到發射極區1211的未形成摻雜防止層69的剩余部分中，因而發射極區11的剩余部分形成為第一高摻雜區1212a。如所描述的，發射極區1211的設置有摻雜防止層69的部分保持為發射極區1211不變，并且在摻雜防止層69下方的第二高摻雜區1213也保持為第二高摻雜區1213不變。因而，通過回蝕工序和離子注入法形成發射極區1211和第一高摻雜區121 和第二高摻雜區1213。當通過離子注入法形成第一高摻雜區1212a時，通過控制離子注入速度等容易地調整第一高摻雜區1212a的摻雜濃度和摻雜厚度。因而，改善了第一高摻雜區1212a的特性。如上所述，如圖15F和圖15G所示，在通過使用回蝕工序以外的各種方法形成發射極區1211、第一高摻雜區121 和第二高摻雜區1213之后，形成防反射層130、前電極部件圖案40和后電極部件圖案50，并且基板110經受熱處理以形成太陽能電池14。在說明書中，圖1和圖2、圖6和圖7、圖10和圖11和圖17所示的太陽能電池，在發射極區1211和高摻雜區1212、121 和1213的影響下，防反射層130的上表面(與光入射表面相鄰的表面)不具有平坦表面而是非平坦表面。然而，通過增加防反射層130的厚度，防反射層130的上表面可以是大致平坦的，而與下表面(防反射層130的與發射極區 1211和高摻雜區1212、121 和1213接觸的表面)的形狀無關。盡管參照多個示例性實施方式描述了實施方式，應理解的是本領域技術人員可設計出落入本公開的原理的范圍內的許多其他修改和實施方式。更具體地說，可以在本公開、 附圖及所附權利要求的范圍內對本主題組合裝置的組成部件和/或排列方式進行各種變換和修改。除對組成部件和/或排列方式的變換和修改外，替代性使用對本領域的技術人員也是明顯的。
權利要求
1.一種太陽能電池，所述太陽能電池包括第一導電類型的基板；發射極區，其位于所述基板處，該發射極區摻雜有與所述第一導電類型相反的第二導電類型的雜質，并且具有第一薄層電阻率；第一高摻雜區，其位于所述基板處，該第一高摻雜區摻雜有所述第二導電類型的雜質， 并且具有小于所述第一薄層電阻率的第二薄層電阻率；第一電極，其位于所述基板處并且連接到所述發射極區和所述第一高摻雜區；以及第二電極，其位于所述基板處并且連接到所述基板，其中，所述第一高摻雜區沿與所述第一電極的延伸方向交叉的方向延伸，并且所述第一高摻雜區在所述第一電極和所述第一高摻雜區的交叉處連接到所述第一電極，所述第一高摻雜區的上表面從所述發射極區的上表面向所述基板的光入射表面突出，以及所述第一高摻雜區的下表面具有與所述發射極區的下表面相同的高度。
2.根據權利要求1所述的太陽能電池，其中，所述第一高摻雜區在所述第一電極下方并且沿所述第一電極的延伸方向進一步定位，并且所述第一高摻雜區連接到所述第一電極。
3.根據權利要求2所述的太陽能電池，該太陽能電池還包括第一總線條，其位于所述基板處，該第一總線條沿與所述第一電極交叉的方向延伸并且在所述第一電極和所述第一總線條的交叉處連接到所述第一電極。
4.根據權利要求3所述的太陽能電池，其中，所述第一高摻雜區在所述第一總線條下方并且沿所述第一總線條的延伸方向進一步定位，并且所述第一高摻雜區連接到所述第一總線條。
5.根據權利要求1所述的太陽能電池，該太陽能電池還包括第二高摻雜區，其連接到所述發射極區，并且該第二高摻雜區位于所述第一電極下方并沿所述第一電極的延伸方向定位，并且該第二高摻雜區連接到所述第一電極，以及其中，所述第二高摻雜區具有所述第二導電類型并且具有小于所述第一高摻雜區的第二薄層電阻率的第三薄層電阻率。
6.根據權利要求5所述的太陽能電池，該太陽能電池還包括第一總線條，其位于所述基板處，該第一總線條沿與所述第一電極交叉的方向延伸并且在所述第一電極和所述第一總線條的交叉處連接到所述第一電極。
7.根據權利要求6所述的太陽能電池，其中，所述第二高摻雜區在所述第一總線條下方并且沿所述第一總線條的延伸方向進一步定位，并且所述第二高摻雜區連接到所述第一總線條。
8.根據權利要求6所述的太陽能電池，該太陽能電池還包括防反射層，其位于所述發射極區和所述第一高摻雜區上。
9.根據權利要求1所述的太陽能電池，其中，所述第一電極位于所述防反射層上的除了所述第一電極與所述第一高摻雜區的交叉處之外的位置上。
10.根據權利要求8所述的太陽能電池，該太陽能電池還包括第一總線條，其在所述防反射層上沿與所述第一電極交叉的方向延伸并且在所述第一電極和所述第一總線條的交叉處連接到所述第一電極。
11.一種制造太陽能電池的方法，所述方法包括以下步驟在第一導電類型的基板處形成摻雜區，所述摻雜區具有與所述第一導電類型相反的第二導電類型；蝕刻所述摻雜區的一部分以形成發射極區和第一高摻雜區，所述發射極區具有與所述第一高摻雜區的摻雜濃度不同的摻雜濃度，以及形成第一電極以及第二電極，所述第一電極位于所述基板上，該第一電極沿與所述第一高摻雜區交叉的方向延伸并且連接到所述第一高摻雜區的一部分，所述第二電極位于所述基板上并且連接到所述基板，其中，所述摻雜區的被蝕刻部分形成為所述發射極區并且所述摻雜區的未被蝕刻的剩余部分形成為所述第一高摻雜區。
12.根據權利要求11所述的方法，其中，形成所述發射極區和所述第一高摻雜區的步驟包括在所述摻雜區的一部分上形成蝕刻防止層以露出所述摻雜區的一部分； 通過使用所述蝕刻防止層作為掩模來蝕刻所述摻雜區的露出部分，以及去除所述蝕刻防止層以將所述摻雜區的被蝕刻部分形成為所述發射極區并且將形成有所述蝕刻防止層的部分形成為所述第一高摻雜區。
13.根據權利要求12所述的方法，所述方法還包括在所述發射極區和所述第一高摻雜區上形成防反射層的步驟，其中形成所述第一電極和所述第二電極的步驟包括 在所述防反射層的一部分上形成第一電極圖案； 在所述基板上形成第二電極圖案；以及加熱所述第一電極圖案和所述第二電極圖案以形成通過穿過所述防反射層的一部分連接到所述第一高摻雜區的第一電極以及形成連接到所述基板的第二電極。
14.根據權利要求12所述的方法，所述方法還包括在所述發射極區和所述第一高摻雜區上形成防反射層的步驟，其中形成所述第一電極和所述第二電極的步驟包括在所述防反射層上形成蝕刻防止層，該蝕刻防止層具有露出所述防反射層的一部分的開口，以通過所述開口露出所述防反射層的一部分；通過使用所述蝕刻防止層作為掩模來蝕刻所述防反射層的露出部分以露出所述第一高摻雜區的一部分；在所述第一高摻雜區的露出部分上形成第一電極圖案； 在所述基板上形成第二電極圖案；以及加熱所述第一電極圖案和所述第二電極圖案以形成連接到所述第一高摻雜區的第一電極以及形成連接到所述基板的第二電極。
15.根據權利要求11所述的方法，所述方法還包括以下步驟形成第二高摻雜區，所述第二高摻雜區位于所述基板上，該第二高摻雜區沿與所述第一高摻雜區交叉的方向延伸并且連接到所述第一電極，所述第二高摻雜區具有小于所述第一高摻雜區的薄層電阻率的薄層電阻率。
16.根據權利要求15所述的方法，其中，形成所述發射極區、所述第一高摻雜區和所述第二高摻雜區的步驟包括在所述摻雜區上選擇性地形成第一蝕刻防止層；在所述第一蝕刻防止層上和在所述摻雜區的未形成所述第一蝕刻防止層的一部分上形成第二蝕刻防止層；通過使用所述第二蝕刻防止層和所述第一蝕刻防止層作為掩模來蝕刻所述摻雜區的未形成所述第二蝕刻防止層的部分，以形成具有比所述摻雜區的摻雜厚度更小的摻雜厚度的部分；去除所述第二蝕刻防止層；通過使用所述第一蝕刻防止層作為掩模來蝕刻所述具有比所述摻雜區的摻雜厚度更小的摻雜厚度的部分和所述摻雜區的未形成有所述第一蝕刻防止層的部分，以將具有比所述摻雜區的摻雜厚度更小的摻雜厚度的蝕刻部分形成為所述發射極區并將所述摻雜區的被蝕刻部分形成為所述第一高摻雜區；以及去除所述第一蝕刻防止層，以將所述摻雜區的形成有所述第一蝕刻防止層的部分形成為所述第二高摻雜區。
17.根據權利要求16所述的方法，所述方法還包括位于所述發射極區、所述第一高摻雜區和所述第二高摻雜區上的防反射層，其中形成所述第一電極和所述第二電極的步驟包括 在位于所述第二高摻雜區的防反射層上形成第一電極圖案； 在所述基板上形成第二電極圖案；以及加熱所述第一電極圖案和所述第二電極圖案以形成穿過所述防反射層并且連接到所述第二高摻雜區的第一電極并且形成連接到所述基板的第二電極。
18.根據權利要求15所述的方法，其中，形成所述發射極區、所述第一高摻雜區和所述第二高摻雜區的步驟包括在所述摻雜區上選擇性地形成第一蝕刻防止層以露出所述摻雜區的一部分； 通過使用所述第一蝕刻防止層作為掩模來蝕刻所述摻雜區的露出部分，以將所述摻雜區的被蝕刻部分形成為所述發射極區并將所述摻雜區的未被蝕刻的剩余部分形成為所述第二高摻雜區；以及在所述發射極區的一部分上照射激光束以將所述發射極區的被照射所述激光束的部分形成為所述第一高摻雜區。
19.根據權利要求15所述的方法，其中，形成所述發射極區、所述第一高摻雜區和所述第二高摻雜區的步驟包括在所述摻雜區上選擇性地形成第一蝕刻防止層以露出所述摻雜區的一部分； 通過使用所述第一蝕刻防止層作為掩模來蝕刻所述摻雜區的露出部分，以將所述摻雜區的被蝕刻部分形成為所述發射極區并將所述摻雜區的未被蝕刻的剩余部分形成為所述第二高摻雜區；在所述發射極區上選擇性地形成包含第二導電類型的雜質的雜質膜；以及加熱所述雜質膜以將所述發射極區的形成有所述雜質膜的部分形成為所述第一高摻雜區。
20.根據權利要求15所述的方法，其中，形成所述發射極區、所述第一高摻雜區和所述第二高摻雜區的步驟包括在所述摻雜區上選擇性地形成第一蝕刻防止層以露出所述摻雜區的一部分； 通過使用所述第一蝕刻防止層作為掩模來蝕刻所述摻雜區的露出部分，以將所述摻雜區的被蝕刻部分形成為所述發射極區并將所述摻雜區的未被蝕刻的剩余部分形成為所述第二高摻雜區；在所述第二高摻雜區上和在所述發射極區的一部分上形成摻雜防止層以露出所述發射極區的剩余部分；以及通過對作為所述第一高摻雜區的所述發射極區的露出的剩余部分使用離子注入法，在所述基板的形成有摻雜防止層的表面上注入所述第二導電類型的雜質。
全文摘要
一種太陽能電池及其制造方法。太陽能電池包括基板；位于所述基板處的發射極區，其具有第一薄層電阻率；位于所述基板處的第一高摻雜區，其具有小于所述第一薄層電阻率的第二薄層電阻率；第一電極，其位于所述基板處并且連接到所述發射極區和所述第一高摻雜區；以及第二電極，其位于所述基板處并且連接到所述基板，其中，所述第一高摻雜區與所述第一電極交叉，并且連接到所述第一電極，所述第一高摻雜區的上表面從所述發射極區的上表面向所述基板的光入射表面突出，以及所述第一高摻雜區的下表面具有與所述發射極區的下表面相同的高度。
文檔編號H01L31/0352GK102544135SQ20111044195
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月26日 優先權日2010年12月27日
發明者安俊勇, 李永賢, 河廷珉, 金振鎬, 黃圣賢 申請人:Lg電子株式會社