用于制造太陽能電池的方法
【技術領域】
[0001]本發明的實施方式涉及用于制造太陽能電池的方法，并且更具體地說，涉及用于基于晶體半導體基板來制造太陽能電池的方法。
【背景技術】
[0002]近年來，已經預見諸如石油和煤炭的現有能源的枯竭，從而對替代現有能源的另選能源的關注隨之增長。在這種另選能源當中，利用半導體裝置將光伏能量轉換成電能的太陽能電池被關注為下一代電池。
[0003]太陽能電池可以通過形成基于設計的不同層和電極來制造。不同層和電極的設計可以確定太陽能電池的效率。必須解決太陽能電池的低效率，以便商品化太陽能電池。為此，太陽能電池的不同層和電極被設計成，使得可以最大化太陽能電池的效率。另外，需要提供這樣一種用于制造太陽能電池的方法，即，其能夠簡化用于制造具有不同層和電極的太陽能電池的不同工序。
【發明內容】
[0004]因此，本發明的實施方式鑒于上述問題而制成，并且本發明實施方式的一目的是，提供這樣一種用于制造太陽能電池的方法，即，其能夠縮減太陽能電池的輸出損耗。
[0005]根據本發明一實施方式，一種制造太陽能電池的方法，該方法包括以下步驟:在半導體基板上形成導電區；形成連接至所述導電區的電極；以及后加工所述半導體基板，以鈍化所述半導體基板。所述后加工所述半導體基板包括用于在向所述半導體基板提供光的同時熱處理所述半導體基板的主加工工序。所述主加工工序的溫度為大約100°C至大約800°C，并且所述主加工工序的所述溫度和光強度滿足方程1750-31.8 -T+(0.16).Τ2彡I。這里，T是所述主加工工序的溫度CC )，而I是所述主加工序的所述光強度(mW/cm2)。
【附圖說明】
[0006]根據下面結合附圖的詳細描述，將更清楚地明白本發明的實施方式的上述和其它目的、特征以及其它優點，其中:
[0007]圖1是示出利用根據本發明一實施方式的太陽能電池的制造方法所制造的太陽能電池的一實施例的截面圖；
[0008]圖2是示出根據本發明一實施方式的、圖1所示太陽能電池的正面的平面圖；
[0009]圖3是示出根據本發明一實施方式的太陽能電池的制造方法的流程圖；
[0010]圖4A至4G是示出根據本發明一實施方式的、圖3所示太陽能電池的制造方法的截面圖；
[0011]圖5是示出根據本發明該實施方式的太陽能電池的制造方法的后加工操作的主加工工序的時間與溫度之間的關系的圖形；
[0012]圖6是示出根據本發明該實施方式的、基于在太陽能電池的制造方法的后加工操作下的溫度與光強度之間的關系的氫的狀態的圖形；
[0013]圖7是示出根據本發明該實施方式的、基于在太陽能電池的制造方法的后加工操作下的光強度與加工時間之間的關系的氫的狀態的圖形；
[0014]圖8是示出根據本發明該實施方式的、利用太陽能電池的制造方法所制造的太陽能電池的另一實施例的截面圖；
[0015]圖9是示出根據本發明該實施方式的、利用太陽能電池的制造方法所制造的太陽能電池的又一實施例的截面圖；
[0016]圖10是示出在本發明的實驗例中展示相同輸出損耗的溫度和光強度線的圖形；
[0017]圖11是示出在本發明的實驗例中展示相同輸出損耗的光強度和加工時間線的圖形。
【具體實施方式】
[0018]下面，對本發明的實施方式進行詳細說明，其示例在附圖中進行了例示。然而，應當明白，本發明不應受限于這些實施方式，而是可以按不同方式進行修改。
[0019]在圖中，為清楚和簡要說明本發明的實施方式，省略了對不涉及本描述的部件的例示，并且貫穿本說明書用相同標號指定相同或極其相似的部件。另外，在圖中，為了更清楚說明，諸如厚度、寬度等的部件尺寸被擴大或縮小，并由此，本發明實施方式的厚度、寬度等不限于圖中的例示。
[0020]在整個說明書中，當一部件被稱為“包括”另一部件時，只要不存在特別不一致的描述，該部件都不應被理解為排除其它部件，而是該部件可以包括至少一個其它部件。另夕卜，應當明白，當諸如層、膜、區域或基板的部件被稱為“處于另一部件之上”時，其可以直接處于該另一部件之上，或者還可以存在插入部件。另一方面，當諸如層、膜、區域或基板的部件被稱為“直接處于另一部件之上”時，這意指其間不存在插入部件。
[0021]下面，參照附圖，對根據本發明一實施方式的用于制造太陽能電池的方法進行詳細描述。對根據本發明該實施方式的，利用用于制造太陽能電池的方法所制造的太陽能電池的實施例進行描述，并接著，對太陽能電池的制造方法進行描述。
[0022]圖1是示出根據本發明一實施方式的、利用太陽能電池的制造方法所制造的太陽能電池的一實施例的截面圖，而圖2是示出圖1所示太陽能電池的正面的平面圖。圖2主要示出了半導體基板和電極。
[0023]參照圖1，根據該實施方式的太陽能電池100包括:包括基極區10的半導體基板110、第一導電類型的第一導電區20、第二導電類型的第二導電區30、連接至第一導電區20的第一電極42、以及連接至第二導電區30的第二電極44。太陽能電池100還可以包括電介質(絕緣)膜，如第一鈍化膜22和防反射膜24。下面，對太陽能電池100進行更詳細描述。
[0024]半導體基板110可以由晶體半導體形成。例如，半導體基板110可以由單晶半導體(例如，單晶硅)或多晶半導體(例如，多晶硅)形成。具體來說，半導體基板110可以由單晶半導體(例如，單晶半導體晶片、更具體地說，單晶硅晶片)形成。在半導體基板110由如上所述單晶半導體(例如，單晶硅)形成的實例中，太陽能電池100可以是單晶半導體太陽能電池(例如，單晶硅太陽能電池)。因為太陽能電池100是基于由如上所述展示高結晶度并由此展示低缺陷性的晶體半導體形成的半導體基板110，所以太陽能電池100可以展示優異的電氣特性。
[0025]半導體基板110的前表面和/或后表面可以被紋理化，以使半導體基板110的前表面和/或后表面具有凹凸形狀。例如，該凹凸形狀可以是形成在半導體基板110的（111)表面處的錐體形狀，具有不規則尺寸。在該凹凸形狀如上所述通過紋理化而形成在半導體基板110的前表面處的實例中，半導體基板110的表面粗糙度可以增加，結果入射在半導體基板110的前表面上的光的反射率可以減小。從而，到達由基極區10和第一導電區20所形成的pn結的光的量可以增加，從而可以最小化太陽能電池100的光損耗。在本發明該實施方式中，該凹凸形狀形成在半導體基板110的前表面處以降低入射光的反射率，而該凹凸形狀未形成在半導體基板110的后表面處以增加入射光的反射率。然而，本發明的實施方式不限于此。例如，凹凸形狀可以形成在半導體基板110的前表面和后表面兩者處，或者凹凸形狀可以不形成在半導體基板110的前表面或者后表面處。
[0026]半導體基板110的基極區10可以是具有摻雜濃度相對較低的第二導電摻雜劑的第二導電基極區10。例如，與第一導電區20相比，基極區10可以更遠離半導體基板110的前表面而更靠近半導體基板的后表面。另外，與第二導電區30相比，基極區10可以更靠近半導體基板110的前表面而更遠離半導體基板的后表面。然而，本發明的實施方式不限于此。基極區10可以不同地定位。
[0027]基極區10可以由具有第二導電摻雜劑的晶體半導體形成。例如，基極區10可以由具有第二導電摻雜劑的單晶半導體（例如，單晶硅）或多晶半導體（例如，多晶硅）形成。具體來說，基極區10可以由具有第二導電摻雜劑的單晶半導體（例如，單晶半導體晶片、更具體地說，單晶硅晶片）形成。
[0028]第二導電類型可以是η型或P型。在基極區10具有η型的實例中，基極區10可以由摻雜有V族元素（如磷（P)、砷（As)、鉍（Bi)，或銻（Sb))的單晶半導體或多晶半導體形成。另一方面，在基極區10是P型的實例中，基極區10可以由摻雜有III族元素（如硼(B)、鋁（Al)、鎵（Ga)或銦（In))的單晶半導體或多晶半導體形成。然而，本發明的實施方式不限于此。基極區10和第二導電摻雜劑可以由不同材料形成。
[0029]例如，基極區10可以是P型的。在這種情況下，包括在第二電極44中的材料可以擴散到半導體基板110中，以在焙燒（firing)第二電極44的操作時形成第二導電區30。結果，可以省略用于形成第二導電區30的附加摻雜工序，由此，簡化太陽能電池100的制造工序。然而，本發明的實施方式不限于此。例如，基極區10和第二導電區30可以是P型的，而第一導電區20可以是η型的。
[0030]第一導電類型的第一導電區20(其與基極區10的第二導電類型相反）可以形成在半導體基板Iio的前表面處。第一導電區20可以與基極區10 —起形成pn結，以構成用于通過光電轉換來生成載流子的發射極區。
[0031]在本發明該實施方式中，第一導電區20可以是構成半導體基板110的一部分的摻雜區。在這種情況下，第一導電區20可以由具有第一導電摻雜劑的晶體半導體形成。例如，第一導電區20可以由具有第一導電摻雜劑的單晶半導體（例如，單晶硅）或多晶半導體（例如，多晶硅）形成。具體來說，第一導電區20可以由具有第一導電摻雜劑的單晶半導體（例如，單晶半導體晶片、更具體地說，單晶硅晶片）形成。在第一導電區20如上所述構成半導體基板110的一部分的實例中，可以改進第一導電區20與基極區10之間的結特性。
[0032]然而，本發明的實施方式不限于此。例如，第一導電區20可以與半導體基板110分離地形成在半導體基板Iio上，下面，將參照圖9對其進行更詳細描述。
[0033]第一導電類型可以是ρ型或η型。在第一導電區20為ρ型的實例中，第一導電區20可以由摻雜有III族元素（如硼（B)、鋁（Al)、鎵（Ga)或銦（In))的單晶半導體或多晶半導體形成。另一方面，在第一導電區20為η型的實例中，第一導電區20可以由摻雜有V族元素（如磷（P)、砷（As)、鉍（Bi)或銻（Sb))的單晶半導體或多晶半導體形成。然而，本發明的實施方式不限于此。可以將不同材料用作第一導電摻雜劑。
[0034]在該圖中，第一導電區20被示出為具有總體均勻摻雜濃度的均質結構。然而，本發明的實施方式不限于此。在本發明另一實施方式中，第一導電區20可以具有選擇性結構，下面，將參照圖8對其進行詳細描述。
[0035]第二導電類型的第二導電區30 (其與基極區10的第二導電類型相同，具有比基極區10更高摻雜濃度的第二導電摻雜劑)可以形成在半導體基板110的后表面處。第二導電區30可以形成后表面場，以構成用于防止因在半導體基板110的表面（更精確地講，半導體基板110的后表面）處的復合而造成的載流子損耗的后表面場區。
[0036]在本發明該實施方式中，第二導電區30可以是構成半導體基板110的一部分的摻雜區。在這種情況下，第二導電區30可以由具有第二導電摻雜劑的晶體半導體形成。例如，第二導電區30可以由具有第二導電摻雜劑的單晶半導體（例如，單晶硅）或多晶半導體（例如，多晶硅）形成。具體來說，第二導電區30可以由具有第二導電摻雜劑的單晶半導體（例如，單晶半導體晶片、更具體地說，單晶硅晶片）形成。在第二導電區30如上所述構成半導體基板110的一部分的實例中，可以改進第二導電區30與基極區10之間的結特性。
[0037]然而，本發明的實施方式不限于此。例如，第二導電區30可以與半導體基板110分離地形成在半導體基板Iio上，下面，將參照圖9對其進行更詳細描述。
[0038]第二導電類型可以是η型或ρ型。在第二導電區30為η型的實例中，第二導電區30可以由摻雜有V族元素（如磷（P)、砷（As)、鉍（Bi)，或銻（Sb))的單晶半導體或多晶半導體形成。另