太阳能电池
阅读：179发布：2020-05-12
专利汇可以提供太阳能电池专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且公开了一种 太阳能 电池 ，所述 太阳能电池 包括：第一导电类型的晶体 半导体 基板 ；前掺杂层，所述前掺杂层在所述半导体基板的前表面上并与所述半导体基板形成 异质结 ；后掺杂层，所述后掺杂层在所述半导体基板的后表面上并与所述半导体基板形成异质结；前透明导电层，所述前透明导电层在所述前掺杂层上；后透明导电层，所述后透明导电层在所述后掺杂层下。所述前掺杂层和所述后掺杂层中的一个具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型，以与所述半导体基板形成p‑n结，而所述前掺杂层和所述后掺杂层中的另一个具有所述第一导电类型。所述前透明导电层的平面面积大于所述后透明导电层的平面面积。，下面是太阳能电池专利的具体信息内容。
1.一种太阳能电池，所述太阳能电池包括：
第一导电类型的晶体半导体基板；
前掺杂层，所述前掺杂层位于所述半导体基板的前表面和侧表面上并与所述半导体基板形成异质结；
前钝化层，所述前钝化层位于所述前掺杂层与所述半导体基板之间；
后掺杂层，所述后掺杂层位于所述半导体基板的后表面和侧表面上并与所述半导体基板形成异质结；
后钝化层，所述后钝化层位于所述后掺杂层与所述半导体基板之间；
前透明导电层，所述前透明导电层位于所述前掺杂层上；以及
后透明导电层，所述后透明导电层位于所述后掺杂层下，
其中，所述前掺杂层和所述后掺杂层中的一个具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型，而所述前掺杂层和所述后掺杂层中的另一个具有所述第一导电类型，其中，所述前透明导电层的平面面积大于所述后透明导电层的平面面积，其中，在所述半导体基板的侧表面处，所述前透明导电层覆盖所述后掺杂层，并且其中，在所述半导体基板的所述侧表面处，所述后钝化层位于所述前掺杂层和所述后掺杂层之间。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述前透明导电层在第一方向上的宽度等于或大于所述半导体基板在所述第一方向上的宽度。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池，其中，在所述半导体基板的所述前表面的边缘区域的至少一部分中不形成所述前透明导电层。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池，其中，不形成所述前透明导电层的区域局部地位于所述半导体基板的所述前表面的所述边缘区域的一部分中。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池，其中，不形成所述前透明导电层的多个区域彼此间隔开。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述后透明导电层在第一方向上的宽度和在与所述第一方向正交的第二方向上的宽度分别小于所述半导体基板在所述第一方向上的宽度和在所述第二方向上的宽度。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池，其中，在所述半导体基板的所述后表面的边缘区域中不形成所述后透明导电层。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池，其中，沿着所述半导体基板的边缘连续地形成不形成所述后透明导电层的区域。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述半导体基板的所述前表面和所述后表面中的每个包括沿着半导体基板的边缘从所述半导体基板的边缘到所述半导体基板的内部连续地形成的边缘区域以及作为除了所述边缘区域以外的剩余区域的中心区域，其中，所述前透明导电层被整体形成在所述半导体基板的所述前表面的所述边缘区域和所述中心区域中，或者被形成在所述中心区域以及除了在所述前表面的所述边缘区域的一部分中不连续地形成的非形成部分以外的剩余边缘区域中，并且
其中，所述后透明导电层仅被形成在所述后表面的除了所述边缘区域之外的中心区域中。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池，其中，所述半导体基板的所述后表面的所述边缘区域的宽度为0.5mm至1.5mm。
11.根据权利要求9所述的太阳能电池，其中，所述半导体基板的所述后表面的所述边缘区域的宽度为0.5mm至1.0mm。
12.根据权利要求9所述的太阳能电池，其中，所述半导体基板的所述前表面和所述后表面中的至少一个被形成为包括多个细微凹凸的纹理化表面。
13.根据权利要求9所述的太阳能电池，其中，所述半导体基板包含n型杂质，所述前掺杂层由包含p型杂质的p型非晶硅形成，并且所述后掺杂层由包含n型杂质的n型非晶硅形成。
14.根据权利要求9所述的太阳能电池，所述太阳能电池还包括：
前集电极，所述前集电极位于所述前透明导电层上；以及
后集电极，所述后集电极位于所述后透明导电层下。
15.根据权利要求14所述的太阳能电池，其中，所述前集电极不与所述前掺杂层物理接触和直接接触，并且
其中，所述后集电极不与所述后掺杂层物理接触和直接接触。
16.根据权利要求15所述的太阳能电池，其中，所述前集电极包括在第一方向上延伸的多个第一指状电极以及在第二方向上延伸并且物理连接到所述多个第一指状电极的至少一个第一汇流条电极，并且
其中，所述后集电极包括在所述第一方向上延伸的多个第二指状电极以及在所述第二方向上延伸并物理连接到所述多个第二指状电极的至少一个第二汇流条电极，或者所述后集电极包括片状电极，所述片状电极完全覆盖后透明导电层的所述后表面。
17.根据权利要求16所述的太阳能电池，其中，所述非形成部分位于所述至少一个第一汇流条电极的两端处。
18.根据权利要求17所述的太阳能电池，其中，所述第一汇流条电极的两端在所述第一方向上的宽度大于沿着所述第二方向位于所述两端之间的剩余部分在所述第一方向上的宽度。
19.根据权利要求18所述的太阳能电池，其中，所述至少一个第一汇流条电极的两端中的每个沿着所述第一方向被划分成所述非形成部分的两侧，并且所述非形成部分位于所划分的两端之间。
20.根据权利要求18所述的太阳能电池，其中，所述多个第一指状电极位于除了所述非形成部分以外的所述边缘区域的所述前透明导电层上，并且
其中，所划分的第一汇流条电极的两端延伸到所述边缘区域并且物理连接到所述多个第一指状电极。
21.根据权利要求18所述的太阳能电池，其中，所述非形成部分在所述第一方向上的宽度小于所述至少一个第一汇流条电极的剩余部分在所述第一方向上的宽度。
22.根据权利要求18所述的太阳能电池，其中，所述非形成部分在所述第二方向上的长度小于在所述第二方向上彼此相邻的两个第一指状电极之间的间隔。
23.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述前钝化层和所述后钝化层由本征非晶硅或隧穿氧化物形成。
24.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述前钝化层还位于在所述半导体基板的所述侧表面上。
25.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述前钝化层、所述后钝化层、所述前掺杂层和所述后掺杂层在所述半导体基板的侧表面上彼此交叠。
太阳能电池
技术领域
背景技术
[0002] 最近，为了提高太阳能电池的效率，已经进行了对异质结太阳能电池的研究。代表性的异质结太阳能电池包括使用本征非晶硅(i-a-Si)作为钝化层的太阳能电池和使用薄隧穿氧化物层作为钝化层的太阳能电池。
[0003] 异质结太阳能电池被形成在太阳能电池的半导体基板的前表面和后表面上，并且包括执行光学功能(例如，抗反射层和反射层的功能)和电功能(例如，与金属电极的接触功能)的透明导电氧化物(TCO)层。
[0005] 因此，现有技术的太阳能电池被配置成使得透明导电层不形成在半导体基板的前边缘区域和后边缘区域中，而是仅形成在除了边缘区域以外的中心区域中。
[0006] 然而，在具有这种结构的太阳能电池中，由于在边缘区域中不形成前透明导电层，所以前透明导电层的抗反射功能下降，并且在边缘区域的半导体基板中产生的电流没有被收集在集电极上。因此，存在短路电流密度降低并且因此太阳能电池的效率降低的问题。
发明内容
[0007] 本发明的目的是提供一种高效率太阳能电池。
[0008] 在一个方面，提供了一种太阳能电池，所述太阳能电池包括：第一导电类型的晶体半导体基板；前掺杂层，所述前掺杂层位于所述半导体基板的前表面上并与所述半导体基板形成异质结；后掺杂层，所述后掺杂层位于所述半导体基板的后表面上并与所述半导体基板形成异质结；前透明导电层，所述前透明导电层位于所述前掺杂层上；以及后透明导电层，所述后透明导电层位于所述后掺杂层下。所述前掺杂层和所述后掺杂层中的一个具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型，以与所述半导体基板形成p-n结，而所述前掺杂层和所述后掺杂层中的另一个具有所述第一导电类型。所述前透明导电层的平面面积大于所述后透明导电层的平面面积。
[0009] 所述前透明导电层在第一方向上的宽度可以等于或大于所述半导体基板在所述第一方向上的宽度。
[0010] 在所述半导体基板的所述前表面的边缘区域的至少一部分中可以不形成所述前透明导电层。
[0011] 不形成所述前透明导电层的区域可以局部地位于所述半导体基板的所述前表面的所述边缘区域的一部分中。
[0012] 不形成所述前透明导电层的多个区域可以彼此间隔开。
[0013] 所述后透明导电层在所述第一方向上的宽度和在第二方向上的宽度可以分别小于所述半导体基板在所述第一方向上的宽度和在所述第二方向上的宽度。
[0014] 在所述半导体基板的所述后表面的边缘区域中可以不形成所述后透明导电层。
[0015] 可以沿着所述半导体基板的边缘连续地形成不形成所述后透明导电层的区域。
[0016] 在本发明的实施方式中，所述半导体基板的所述前表面和所述后表面中的每个可以包括沿着半导体基板的边缘从所述半导体基板的边缘到所述半导体基板的内部连续形成的边缘区域以及作为除了所述边缘区域以外的剩余区域的中心区域。所述前透明导电层可以被整体形成在所述半导体基板的所述前表面的所述边缘区域和所述中心区域中，或者被形成在所述中心区域以及除了在所述前表面的所述边缘区域的一部分中不连续地形成的非形成部分以外的剩余边缘区域中。所述后透明导电层可以仅被形成在所述后表面的除了所述边缘区域之外的中心区域中。
[0017] 根据具有这种构造的太阳能电池，完全防止了前透明导电层和后透明导电层之间的物理连接或物理接触，并且可以使位于光入射的半导体基板的前表面上的前透明导电层的尺寸最大化。
[0018] 因此，可以实现太阳能电池的高效率。
[0019] 所述半导体基板的所述后表面的所述边缘区域的宽度可以为0.5mm至1.5mm，例如，0.5mm至1.0mm。
[0020] 所述半导体基板的所述前表面和所述后表面中的至少一个可以被形成为包括多个细微凹凸的纹理化表面。
[0021] 所述半导体基板包含n型杂质，所述前掺杂层由包含p型杂质的p型非晶硅形成，并且所述后掺杂层可以由包含n型杂质的n型非晶硅形成。
[0022] 根据本发明的实施方式的太阳能电池还可以包括位于前透明导电层上的前集电极和位于后透明导电层下方的后集电极。所述前集电极可以不与所述前掺杂层物理接触和直接接触，并且所述后集电极可以不与所述后掺杂层物理接触和直接接触。
[0024] 前集电极可以包括在第一方向上延伸的多个第一指状电极以及在与第一方向正交的第二方向上延伸并且物理连接到所述多个第一指状电极的至少一个第一汇流条电极。
[0025] 后集电极可以包括在所述第一方向上延伸的多个第二指状电极以及在所述第二方向上延伸并物理连接到所述多个第二指状电极的至少一个第二汇流条电极，或者包括片状电极，所述片状电极完全覆盖后透明导电层的所述后表面。
[0026] 根据本发明的实施方式，非形成部分可以位于至少一个第一汇流条电极的两端处。
[0027] 所述至少一个第一汇流条电极的两端在所述第一方向上的宽度可以大于沿着所述第二方向位于所述两端之间的剩余部分在所述第一方向上的宽度。所述至少一个第一汇流条电极的两端中的每个可以沿着所述第一方向被划分成所述非形成部分的两侧，并且所述非形成部分可以位于所划分的两端之间。
[0028] 在这种情况下，所述第一指状电极可以位于除了所述非形成部分以外的所述边缘区域的所述前透明导电层上，并且所划分的至少一个第一汇流条电极的两端可以延伸到所述边缘区域并且可以物理连接到所述第一指状电极。
[0029] 所述非形成部分在所述第一方向上的宽度可以小于所述至少一个第一汇流条电极的剩余部分在所述第一方向上的宽度。所述非形成部分在所述第二方向上的长度可以小于在所述第二方向上彼此相邻的两个第一指状电极之间的间隔。
[0030] 根据本发明的实施方式的太阳能电池还可以包括位于前掺杂层与半导体基板之间的前钝化层以及位于后掺杂层与半导体基板之间的后钝化层。前钝化层和后钝化层可以由本征非晶硅或隧穿氧化物形成。
[0031] 所述前钝化层、所述后钝化层、所述前掺杂层和所述后掺杂层中的至少一个还可以位于所述半导体基板的侧表面上。所述前钝化层、所述后钝化层、所述前掺杂层和所述后掺杂层可以在所述半导体基板的侧表面上彼此交叠。如上所述，当前钝化层、后钝化层、前掺杂层和后掺杂层在半导体基板的侧表面上彼此交叠时，可以获得在半导体基板的侧表面上的钝化效果。当然，即使只有前钝化层和后钝化层在半导体基板的侧表面上彼此交叠，并且前掺杂层和后掺杂层不进一步位于半导体基板的侧表面上，也可以通过在半导体基板的侧表面上彼此交叠的前钝化层和后钝化层获得钝化效果。
[0032] 在这种情况下，所述前透明导电层还可以位于在所述半导体基板的所述侧表面上彼此交叠的所述前钝化层、所述后钝化层、所述前掺杂层和所述后掺杂层上。
[0033] 在根据本发明的实施方式的太阳能电池中，完全防止了前透明导电层和后透明导电层之间的物理连接或物理接触，并且可以使位于光入射的半导体基板的前表面上的前透明导电层的尺寸最大化。因此，可以实现太阳能电池的高效率。附图说明
[0034] 图1是根据本发明的第一实施方式的太阳能电池的前视图和后视图。
[0035] 图2是图1中所示的太阳能电池的沿着线II-II截取的截面图。
[0036] 图3是示出从图1中所示的太阳能电池移除前集电极和后集电极的状态的前视图和后视图。
[0037] 图4是根据本发明的第二实施方式的太阳能电池的前视图。
[0038] 图5是示出从图4中所示的太阳能电池移除前集电极的状态的前视图。
[0039] 图6是根据本发明的第三实施方式的太阳能电池的截面图。
[0040] 图7是用于形成图1中所示的太阳能电池的透明导电层的设备，以及能够在两个表面上同时沉积的溅射设备的概念图。
[0041] 图8示出用于形成图4中所示的太阳能电池的透明导电层的设备，以及能够利用翻转沉积两个表面的远程等离子体沉积(RPD)设备的概念图。
具体实施方式
[0042] 现在将详细参照本发明的实施方式，在附图中示出了这些实施方式的示例。由于本发明可以以各种方式进行修改并且可以具有各种形式，因此在附图中示出了具体实施方式并且在本说明书中详细描述了具体实施方式。然而，应当理解，本发明不限于具体公开的实施方式，而是包括在本发明的精神和技术范围内包含的全部修改、等同物和替换物。
[0043] 术语“第一”、“第二”等可以用来描述各组件，但是这些组件不受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个组件和其它组件的目的。
[0045] 术语“和/或”涵盖所公开的多个相关项目的组合和所公开的多个相关项目中的任意项目。
[0046] 当任意组件被描述为“连接到”或者“链接到”另一组件时，应当理解，这意味着它们之间还可以存在其它组件，尽管该任意组件可以直接连接、或链接到第二组件。
[0047] 另一方面，当任意组件被描述为“直接连接到”或者“直接链接到”另一组件时，应当理解，这意味着它们之间不存在其它组件。
[0048] 本申请中使用的术语仅用于描述具体实施方式或示例，而不意在限制本发明。只要上下文中不具有明显不同的含义，单数表达也可以包括复数表达。
[0049] 在本申请中，术语“包括”和“具有”应被理解为旨在指定所示出的特征、数量、步骤、操作、组件、部件或它们的组合存在，但是不排除存在一个或者更多个不同特征、数量、步骤、操作、组件、部件或它们的组合，或者添加它们的可能性。
[0050] 在附图中，为了清楚起见，夸大了层、膜、板、区域等的厚度。将理解的是，当诸如层、膜、区域或基板的元件被称为“位于”另一元件“上”时，它可以直接位于所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称为“直接位于”另一元件“上”，则不存在中间元件。
[0051] 除非另有说明，否则本文使用的、包括技术术语或科学术语的全部术语具有与本领域技术人员通常理解的含义相同的含义。
[0052] 除非在本申请中明确地指明，否则在通用词典中定义的术语应当被理解为具有与相关技术的上下文中所使用的术语相同的含义，并且不被解释为具有理想或者过于形式的含义。
[0053] 为了更完整地描述本发明，向本领域技术人员提供本发明的以下示例实施方式。因此，为了清楚，可以夸大附图中的元件的形状和大小。
[0054] 下面将参照附图描述本发明的示例实施方式。
[0055] 图1是根据本发明的第一实施方式的太阳能电池的前视图和后视图。图2是图1中所示的太阳能电池在X-X方向上沿线II-II截取的截面图。图3是示出从图1所示的太阳能电池移除前集电极和后集电极的状态的前视图和后视图。
[0056] 如图1至图3所示，根据本发明的第一实施方式的太阳能电池包括晶体半导体基板110。
[0057] 前钝化层120、前掺杂层130、前透明导电层140和前集电极150依次堆叠在半导体基板110的前表面(或光入射表面)上。后钝化层160、后掺杂层170、后透明导电层180和后集电极190依次堆叠在半导体基板110的后表面上。
[0058] 在下文中，“前表面”是指附图中的面向上的表面。在附图中，“后表面”是指附图中的面向下的表面。“侧表面”是指在附图中的面向左右两侧的表面。“前表面”是指透明导电层140和180当中具有相对宽的宽度的透明导电层所在的表面。具有相对宽的宽度的透明导电层所在的表面可以用作前表面或光入射表面。
[0060] 由于基板110具有n型，所以基板110包含诸如磷(P)、砷(As)、锑(Sb)等的V族元素的杂质。
[0061] 然而，另选地，基板110可以是p型，并且可以由除硅之外的半导体材料制成。当基板110具有p型时，基板110可以包含诸如硼(B)、镓(Ga)、铟(In)等的III族元素的杂质。
[0062] 在下文中，作为示例，将描述基板110具有n型的情况。
[0063] 基板110具有其表面被纹理化的纹理化表面。更具体地，作为纹理化表面，基板110包括前钝化层120所在的前表面和后钝化层160所在的后表面。
[0064] 另选地，半导体基板110的后表面可以形成为没有微细凹凸的基本平坦的表面。
[0065] 位于半导体基板110的前表面上的前钝化层120和位于半导体基板110的后表面上的后钝化层160可以大体上由本征i型非晶硅(i-a-Si)形成，或可以由隧穿氧化物形成。
[0066] 前钝化层120可以延伸到基板110的侧表面，并且后钝化层160可以延伸到基板110的侧表面。在这种情况下，前钝化层120和后钝化层160在半导体基板110的侧表面上彼此交叠。因此，由于可以获得在半导体基板的侧表面处的钝化效果，所以与半导体基板的侧表面没有被前钝化层和后钝化层覆盖的情况相比，可以提高钝化效果。在这种情况下，“彼此交叠”是指当从半导体基板的侧表面观察时前钝化层和后钝化层的至少一部分在投影表面上彼此交叠的状态。
[0067] 位于前钝化层120上的前掺杂层130是具有第二导电类型(例如，与基板110的导电类型相反的p型)的杂质部分。前掺杂层130由p型非晶硅(p-a-Si)制成，并且与基板110形成p-n结和异质结。
[0068] 位于后钝化层160下(即，在半导体基板110的后表面上)的后掺杂层170是具有第一导电类型(例如，n型)的杂质部分，该第一导电类型与基板110的导电类型相同。后掺杂层170由n型非晶硅制成，并与基板110形成异质结。
[0069] 另选地，位于半导体基板的前表面(或光入射表面)上的前掺杂层130可以由n型非晶硅(n-a-Si)制成。位于半导体基板的后表面(或与光入射表面相反的表面)上的后掺杂层170可以由p型非晶硅(p-a-Si)制成。
[0070] 当半导体基板110和后掺杂层170是n型并且前掺杂层130是p型时，分离的电子朝向后掺杂层170移动，并且分离的空穴朝向前掺杂层130移动。
[0071] 与实施方式不同，当基板110和后掺杂层170是p型并且前掺杂层130是n型时，分离的空穴朝向后掺杂层170移动，并且分离的电子朝向前掺杂层130移动。
[0072] 前掺杂层130和后掺杂层170中的每个可以被形成为延伸到半导体基板110的侧表面。
[0073] 因此，前钝化层120、前掺杂层130、后钝化层160和后掺杂层170依次堆叠在半导体基板110的侧表面上并且彼此交叠。然而，前掺杂层可以仅形成在半导体基板的前表面上，而后掺杂层可以仅形成在半导体基板的后表面上。在这种情况下，只有前钝化层和后钝化层在半导体基板的侧表面上彼此交叠。
[0074] 半导体基板110的前表面和后表面中的每个包括沿着半导体基板的边缘从半导体基板110的边缘到半导体基板110的内部连续地形成的边缘区域A1以及作为除了边缘区域A1之外的剩余区域的中心区域A2。
[0075] 在本实施方式中，前透明导电层140被整体形成在半导体基板110的前表面的边缘区域A1和中心区域A2中。
[0076] 在这种情况下，术语“整体形成”是指前透明导电膜140被形成在半导体基板110的前表面的边缘区域A1和中心区域A2中，而没有形成在不形成前透明导电层140的区域中。
[0077] 前透明导电层140可以被形成为延伸到半导体基板110的侧表面。
[0078] 在这种情况下，前钝化层120、前掺杂层130，后钝化层160、后掺杂层170和前透明导电层140依次堆叠在半导体基板110的侧表面上，并且彼此交叠。
[0079] 后透明导电层180仅被形成在半导体基板110的后表面的除了边缘区域A1以外的中心区域A2中。也就是说，后透明导电层180不被形成在半导体基板110的后表面的边缘区域A1中。
[0080] 因此，可以防止延伸到半导体基板110的侧表面的前透明导电层140与后透明导电层180物理连接和接触。另外，由于前透明导电层140对半导体基板110的前表面的覆盖范围可以大于后透明导电层180对半导体基板110的后表面的覆盖范围，所以前透明导电层140的平面面积大于后透明导电层180的平面面积。另外，前透明导电层140在第一方向上的宽度可以等于或大于半导体基板110在第一方向上的宽度。另外，后透明导电层180在第一方向上的宽度和在与所述第一方向正交的第二方向上的宽度可以分别小于半导体基板110在第一方向上的宽度和在第二方向上的宽度。
[0081] 下面的表1示出了关于根据后透明导电层180的边缘区域A1的尺寸(宽度)的太阳能电池的特性的实验数据。
[0082] [表1]
[0083]
[0084] 参照上面的表1，主要随半导体基板的后表面的边缘区域A1的尺寸(宽度)而变化的因素是短路电流密度Jsc。随着半导体基板的后表面的边缘区域A1的尺寸(宽度)从2.0mm减小到1.0mm，短路电流密度增加，并且转换效率趋于增加。当边缘区域A1的尺寸(宽度)小于0.5mm时(例如，当边缘区域A1的尺寸(宽度)为0.3mm时)，与边缘区域A1的尺寸(宽度)为0.5mm的情况不同，填充因数FF减小并且转换效率降低。
[0085] 当半导体基板的后表面的边缘区域A1的尺寸(宽度)小于0.5mm时，实际上，后透明导电层180的一部分电连接到前透明导电层140，并且分流电阻减小。因此，转换效率降低。
[0086] 因此，半导体基板110的后表面的边缘区域A1的尺寸(宽度)例如为0.5mm至1.5mm，例如为0.5mm至1.0mm。
[0087] 前透明导电层140和后透明导电层180可以由氧化铟(In2O3)作为主要成分包含诸如锡(Sn)、锌(Zn)、钨(W)、铈(Ce)或氢(H)的杂质制成的层、或由氧化锌(ZnO)作为主要成分包含诸如铝(Al)、硼(B)或镓(Ga)的杂质制成的层或由二氧化锡(SnO2)作为主要成分包含诸如钽(Ta)或钛(Ti)的杂质中的至少一种制成的层形成。
[0088] 前透明导电层140和后透明导电层180可以由相同的材料形成或者可以由不同的材料形成。
[0089] 在这种情况下，“相同的材料”是指具有彼此相同的主要成分和杂质的材料，并且“不同的材料”是指主要成分和杂质中的至少一个不同的材料。
[0090] 前透明导电层140具有用于增加入射在半导体基板110上的光的量的抗反射功能，以及将移动到前掺杂层130的电荷转移到前集电极150的功能。
[0091] 考虑到抗反射特性，具有上述功能的前透明导电层140可以被形成为具有约70nm至100nm的厚度。
[0092] 后透明导电层180具有后反射功能，以及将移动到后掺杂层170的电荷转移到后集电极190的功能。
[0093] 前透明导电层140和后透明导电层180可以被形成为具有相同的厚度或者可以被形成为具有不同的厚度。
[0094] 前集电极150位于前透明导电层140上。例如，前集电极150仅位于半导体基板110的前表面的中心区域A2和边缘区域A1中。也就是说，前集电极150不位于半导体基板110的侧表面上。因此，前集电极150不与前掺杂层130物理接触和直接接触。
[0095] 前集电极150可以包括沿第一方向X-X延伸并且平行间隔开的多个第一指状电极150a以及沿与第一方向X-X正交的第二方向Y-Y延伸并且物理地连接到多个第一指状电极
150a的至少一个汇流条电极150b。前集电极150可以由具有优异导电性的金属(例如，银(Ag))形成。
150a的至少一个汇流条电极150b。前集电极150可以由具有优异导电性的金属(例如，银(Ag))形成。
[0096] 后集电极190位于后透明导电层180下(即，在其下部上)。例如，后集电极190仅位于半导体基板110的后表面的中心区域A2中。也就是说，后集电极190不位于半导体基板110的后表面的边缘区域A1中和半导体基板110的侧表面上。因此，后集电极190不与后掺杂层170物理接触和直接接触。
[0097] 后集电极190可以具有与前集电极150的结构相同的结构。在这种情况下，后集电极190可以包括沿第一方向X-X延伸并且平行间隔开的多个第二指状电极190a以及沿第二方向Y-Y延伸并且物理地连接到多个第二指状电极190a的至少一个第二汇流条电极190b。后集电极190可以由与前集电极150的材料相同的材料形成。
[0098] 另选地，后集电极190和前集电极150可以由不同的导电材料形成。
[0099] 后集电极190的第二汇流条电极190b可以位于面向前集电极150的第一汇流条电极150b的位置处。
[0100] 在第二方向上彼此相邻的第二指状电极190a的间隔可以大于在第二方向上彼此相邻的第一指状电极150a的间隔。
[0101] 如上所述，前集电极150和后集电极190被形成为相同结构的太阳能电池可以用作双面太阳能电池。
[0102] 在下文中，将参照图4和图5描述根据本发明的第二实施方式的太阳能电池。
[0103] 图4是根据本发明的第二实施方式的太阳能电池的前视图。图5是示出从图4所示的太阳能电池移除前集电极的状态的前视图。
[0104] 在描述第二实施方式的太阳能电池时，由于太阳能电池的后表面结构以与第一实施方式相同的方式来配置，因此在下文中，将仅描述太阳能电池的前结构，并且将不描述与第一实施方式的附图标记相同的附图标记。
[0105] 在第一实施方式的太阳能电池中，前透明导电层140被整个形成在半导体基板110的前表面的中心区域A2和边缘区域A1中，并且延伸到半导体基板110的侧表面。
[0106] 然而，在本实施方式的太阳能电池中，在半导体基板110的前表面的中心区域A2以及除了在边缘区域A1的一部分中不连续地形成的非形成部分A3以外的剩余边缘区域A1中形成前透明导电层140。
[0107] 也就是说，在本实施方式中，在半导体基板110的前表面的边缘区域A1中，存在不形成前透明导电层140的非形成部分A3。非形成部分A3被不连续地形成在边缘区域A1的一部分中。
[0108] 在这种情况下，“不连续地形成”是指沿着半导体基板110的边缘不连续地形成非形成部分A3的形状。这种形状的一个示例可以是岛形。
[0109] 因此，在第一方向上相邻的非形成部分A3之间保持一定的间隙。
[0110] 例如，非形成部分A3可以位于第一汇流条电极150b的两端处。
[0111] 由于位于半导体基板110的前表面上的前集电极150阻挡入射在半导体基板110上的光，所以产生由前集电极150引起的遮光损失。
[0112] 前集电极150的第一汇流条电极150b连接到用于与相邻太阳能电池电连接的布线(wiring)。布线朝向相邻的太阳能电池延伸。
[0113] 因此，由于光不能入射到前集电极150和用于与相邻太阳能电池电连接的布线所在的区域上，所以当非形成部分A3位于第一汇流条电极150b的两端处时，可以减小不形成前透明导电层140的非形成部分A3的总面积。
[0114] 第一汇流条电极150b的两端在第一方向上的宽度W1可以大于沿着第二方向Y-Y位于两端之间的剩余部分在第一方向上的宽度W2。
[0115] 第一汇流条电极150b的两端中的每一端沿着第一方向X-X被划分成非形成部分A3的两侧。所述非形成部分A3位于所划分的两端之间。也就是说，第一汇流条电极150b的两端不位于非形成部分A3中。因此，第一汇流条电极150b的两端不与位于非形成部分A3中的前掺杂层物理接触。
[0116] 在这种情况下，多个第一指状电极150a可以位于边缘区域的除了非形成部分以外的前透明导电层上。所划分的第一汇流条电极150b的两端可以延伸到边缘区域A1并且物理地连接到第一指状电极150a。
[0117] 非形成部分A3在第一方向上的宽度W3可以小于第一汇流条电极150b的剩余部分在第一方向上的宽度W2。非形成部分A3在第二方向上的长度L1可以大于或小于在第二方向Y-Y上彼此相邻的两个第一指状电极150a之间的间隔D1。第二方向上的长度L1和间隔D1可以彼此相等。
[0118] 在下文中，将参照图6描述根据本发明的第三实施方式的太阳能电池。
[0119] 图6是根据本发明的第三实施方式的太阳能电池的截面图。
[0120] 在描述第三实施方式的太阳能电池时，由于太阳能电池的前表面结构以与第一实施方式或第二实施方式相同的方式来配置，因此下面将仅描述太阳能电池的后表面结构，并且可以简要地进行或者可以完全省略与第一实施方式和第二实施方式的结构和组件相同或等同的结构和组件。
[0121] 在第一实施方式的太阳能电池中，后集电极190由多个第二指状电极190a和第二汇流条电极190b组成。
[0122] 然而，在第三实施方式的太阳能电池中，后集电极190'由完全覆盖后透明导电层180的后表面的片状电极组成。
[0123] 如上所述，在具有作为片状电极的后集电极190'的太阳能电池中，由于光不能入射到半导体基板110的后表面上，所以具有作为片状电极的后集电极190'的太阳能电池可以用作单面太阳能电池。
[0124] 上述太阳能电池可以通过模块化过程被制造为太阳能电池模块。
[0125] 太阳能电池模块可以通过使用布线(例如，互连器或带)电连接多个太阳能电池、在一对基板之间设置多个太阳能电池、并且在密封材料被设置在所述一对基板之间的状态下执行层压处理来制造。
[0126] 在下文中，将简要描述制造上述太阳能电池的方法。
[0127] 首先，对制造根据第一实施方式的太阳能电池的方法进行描述。对n型单晶硅基板进行清洁以去除杂质，并且使用由氢氧化钠水溶液构成的刻蚀剂执行刻蚀。由此，制备具有形成在硅基板的前表面和后表面上的纹理化表面的半导体基板110。
[0128] 接着，例如，使用射频(RF)等离子体化学气相沉积(CVD)方法，由i型非晶硅制成的前钝化层120和由p型非晶硅制成的前掺杂层130依次形成在基板110的前表面和侧表面上，并且由i型非晶硅制成的后钝化层160和由n型非晶硅制成的后掺杂层170依次形成在基板110的后表面和侧表面上。
[0129] 因此，前钝化层120、前掺杂层130、后钝化层160和后掺杂层170在半导体基板110的侧表面上彼此交叠。
[0130] 然后，使用图7所示的溅射设备，在前掺杂层130上形成前透明导电层140，并且在后掺杂层170的后表面上形成后透明导电层180。
[0131] 图7所示的溅射设备是能够在半导体基板110的两个表面(即，前表面和后表面)上同时形成透明导电层140和180的设备。每个溅射靶200位于放置在托盘(tray)210上的半导体基板110的前表面上和后表面下。
[0132] 因此，当使用图7所示的溅射设备时，可以在相同的溅射工艺中同时形成前透明导电层140和后透明导电层180。
[0133] 在这种情况下，保持半导体基板110的托盘210具有与半导体基板110的后表面物理接触且直接接触的接触部分212。接触部分212被形成为覆盖半导体基板110的后表面的边缘区域A1的形状。
[0134] 因此，当使用图7所示的溅射设备形成前透明导电层140和后透明导电层180时，前透明导电层140被整个形成在半导体基板110的前表面的中心区域A2和边缘区域A1中，并延伸到半导体基板110的侧表面。后透明导电层180仅被形成在半导体基板110的后表面的中心区域A2中。
[0136] 然后，使用丝网印刷法，在前透明导电层140和后透明导电层180的预定区域(更具体地，前透明导电层140和后透明导电层180上的指状电极区域和汇流条电极区域)上形成通过将银(Ag)粉混合到诸如环氧树脂的热固性树脂中而形成的银(Ag)膏。通过在预定温度下加热银(Ag)膏预定时间，使银(Ag)膏固化以形成多个指状电极150a、前集电极150、多个第二指状电极190a和后集电极190。
[0137] 在下文中，对制造根据第二实施方式的太阳能电池的方法进行描述。与制造根据上述第一实施方式的太阳能电池的方法类似，由i型非晶硅制成的前钝化层120和由p型非晶硅制成的前掺杂层130依次形成在基板110的前表面和侧表面上，并且由i型非晶硅制成的后钝化层160和由n型非晶硅制成的后掺杂层170依次形成在基板110的后表面和侧表面上。
[0138] 因此，前钝化层120、前掺杂层130、后钝化层160和后掺杂层170在半导体基板110的侧表面上彼此交叠。
[0139] 然后，使用图8所示的远程等离子体沉积(RPD)设备，在前掺杂层130上形成前透明导电层140，并且在后掺杂层170的后表面上形成后透明导电层180。
[0140] 图8所示的RPD设备是能够通过翻转半导体基板110在半导体基板110的两个表面(即，前表面和后表面)上依次形成透明导电层140和180的设备。溅射靶200仅位于放置在托盘210和220上的半导体基板110的后表面下。
[0141] 因此，当使用图8所示的RPD设备时，可以依次形成后透明导电层180和前透明导电层140。
[0142] 在这种情况下，保持半导体基板110以形成后透明导电层180的托盘210具有与半导体基板110的后表面物理接触且直接接触的接触部分212。接触部分212由覆盖半导体基板110的后表面的边缘区域A1的形状形成。
[0143] 保持半导体基板110以形成前透明导电层140的托盘220具有与半导体基板110的前表面物理接触且直接接触的接触部分222。接触部分222被形成为覆盖半导体基板110的第一表面的边缘区域A1中的非形成部分A3的形状。
[0144] 因此，当使用图8所示的RPD设备形成后透明导电层180时，后透明导电层180可以仅形成在半导体基板110的后表面的中心区域A2中。
[0145] 在形成后透明导电层180之后，当在半导体基板110被放置在托盘220上使得半导体基板110的前表面与托盘220的接触部分接触的状态下通过翻转半导体基板110而形成前透明导电层140时，可以在半导体基板110的前表面的中心区域A2中以及除了非形成部分A3以外的边缘区域A1中形成前透明导电层140。
[0146] 在下文中，如果需要，可以执行用于使前透明导电层140和后透明导电层180结晶的退火工艺，并且可以使用丝网印刷法形成前集电极150和后集电极190。
[0147] 尽管已经参照多个示例性实施方式描述了实施方式，但是应当理解，本领域技术人员可以设计将落入本公开的原理的范围内的许多其它修改和实施方式。更具体地，可以在本公开、附图及所附权利要求的范围内对本主题组合布置的组成部件和/布置进行各种变换和修改。除了对组成部件和/或布置的变换和修改之外，另选用途对于本领域技术人员来说也是明显的。
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