AT18398U1 - Solarzelle und photovoltaikmodul - Google Patents

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AT18398U1
AT18398U1 ATGM50181/2022U AT501812022U AT18398U1 AT 18398 U1 AT18398 U1 AT 18398U1 AT 501812022 U AT501812022 U AT 501812022U AT 18398 U1 AT18398 U1 AT 18398U1
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AT
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type emitter
type
solar cell
emitter
pyramid structure
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ATGM50181/2022U
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Inventor
Shen Mengchao
Wang Lipeng
Yang Zhongxiang
Wang Zhao
Yang Jie
Zhang Xinyu
Original Assignee
Zhejiang Jinko Solar Co Ltd
Jinko Solar Co Ltd
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Abstract

Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung betreffen das Gebiet der Solarzellen und insbesondere eine Solarzelle und ein Verfahren zu deren Herstellung, und ein Photovoltaikmodul. Die Solarzelle umfasst Folgendes: ein n–Typ–Substrat (100); einen p–Typ–Emitter (10), der auf einer ersten Oberfläche des n–Typ–Substrats (100) bereitgestellt ist und einen ersten Abschnitt (11) und einen zweiten Abschnitt (12), wobei eine obere Oberfläche des ersten Abschnitts (11) eine erste Pyramidenstruktur (1) umfasst und mindestens ein Teil von mindestens einer geneigten Oberfläche der ersten Pyramidenstruktur (1) in Bezug auf eine Mitte der ersten Pyramidenstruktur (1) konkav oder konvex ist, eine obere Oberfläche des zweiten Abschnitts (12) eine zweite Pyramidenstruktur (2) umfasst und geneigte Oberflächen der zweiten Pyramidenstruktur (2) Ebenen sind; und eine Tunnelschicht (150) und eine dotierte leitfähige Schicht (160), die sich auf einer zweiten Oberfläche des n–Typ–Substrats (100) befinden. Die vorliegende Offenbarung kann die photoelektrische Umwandlungsleistung von Solarzellen verbessern.

Description

Beschreibung
SOLARZELLE UND PHOTOVOLTAIKMODUL
TECHNISCHES GEBIET
[0001] Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung betreffen das Gebiet der Solarzellen und insbesondere eine Solarzelle und ein Verfahren zur Herstellung der Solarzelle, und ein Photovoltaikmodul.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
[0002] Solarzellen weisen gute photoelektrische Umwandlungsfähigkeiten auf. In Solarzellen ist ein Diffusionsprozess auf der Oberfläche von Silizium-Wafern erforderlich, um p-n-Übergänge herzustellen. In bestehenden Solarzellen werden für gewöhnlich Bordiffusionsprozesse auf der Oberfläche von Silizium-Wafern durchgeführt, um einen Emitter auf der Oberfläche von SiliziumWafern zu bilden. Einerseits bildet der Emitter einen p-n-Übergang mit dem Silizium-Wafer und andererseits ist der Emitter auch elektrisch mit einer Metallelektrode verbunden, derart dass die Ladungsträger, die im Emitter transportiert werden, durch die Metallelektrode eingefangen werden können. Daher weist der Emitter einen großen Einfluss auf die photoelektrische Umwandlungsleistung der Solarzellen auf.
[0003] Die photoelektrische Umwandlungsleistung der bestehenden Solarzellen ist schlecht.
KURZDARSTELLUNG
[0004] Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen eine Solarzelle und ein Verfahren zu deren Herstellung und ein Photovoltaikmodul bereit, was zumindest zur Verbesserung der photoelektrischen Umwandlungsleistung einer Solarzelle führt.
[0005] Einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen eine Solarzelle bereit, die Folgendes umfasst: ein n-Typ-Substrat; einen p-Typ-Emitter, der auf einer ersten Oberfläche des n-Typ-Substrats gebildet ist, wobei der p-Typ-Emitter einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt umfasst, eine obere Oberfläche des ersten Abschnitts eine erste Pyramidenstruktur umfasst und mindestens ein Teil von mindestens einer geneigten Oberfläche der ersten Pyramidenstruktur in Bezug auf eine Mitte der ersten Pyramidenstruktur konkav oder konvex ist, eine obere Oberfläche des zweiten Abschnitts eine zweite Pyramidenstruktur umfasst, und geneigte Oberflächen der zweiten Pyramidenstruktur Ebenen sind und in einer Richtung senkrecht zur ersten Oberfläche des n-Typ-Substrats eine Ubergangstiefe des ersten Abschnitts größer ist als eine UÜbergangstiefe des zweiten Abschnitts; und eine Tunnelschicht und eine dotierte leitfähige Schicht, die der Reihe nach über einer zweiten Oberfläche des n-Typ- Substrats in einer Richtung weg von dem n-Typ-Substrat gebildet sind.
[0006] In einem Beispiel weist eine Kristallstruktur des ersten Abschnitts des p-Typ-Emitters Dislokationen auf.
[0007] In einem Beispiel ist ein Schichtwiderstand des ersten Abschnitts des p-Typ-Emitters niedriger als ein Schichtwiderstand des zweiten Abschnitts des p-Typ-Emitters.
[0008] In einem Beispiel liegt der Schichtwiderstand des ersten Abschnitts des p-Typ-Emitters in einem Bereich von 20 Ohm/sq bis 300 Ohm/sq und der Schichtwiderstand des zweiten Abschnitts des p-Typ-Emitters liegt in einem Bereich von 100 Ohm/sq bis 1000 Ohm/sg.
[0009] In einem Beispiel liegt eine Höhe der ersten Pyramidenstruktur in einem Bereich von 0,1 um bis 5 um und die Größen eines Bodens der ersten Pyramidenstruktur liegen in einer beliebigen Abmessung in einem Bereich von 0,1 um bis 5 um.
[0010] In einem Beispiel umfasst zumindest ein Teil der ersten Pyramidenstruktur ferner eine erste Unterstruktur, die sich an einer Spitze der ersten Pyramidenstruktur befindet, wobei die
erste Unterstruktur eine Kugel oder ein Sphäroid ist.
[0011] In einem Beispiel ist ein Verhältnis der Übergangstiefe des ersten Abschnitts zur Übergangstiefe des zweiten Abschnitts nicht kleiner als 2.
[0012] In einem Beispiel liegt die Übergangstiefe des ersten Abschnitts in einem Bereich von 2 um bis 10 um und die Ubergangstiefe des zweiten Abschnitts liegt in einem Bereich von 0,1 um bis 3 um.
[0013] In einem Beispiel ist eine Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des ersten Abschnitts des p-Typ-Emitters größer oder gleich einer Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des zweiten Abschnitts des p-Typ-Emitters.
[0014] In einem Beispiel liegt die Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des ersten Abschnitts des p-Typ-Emitters in einem Bereich von 1E'8® Atom/cm® bis 5E% Atom/cm®.
[0015] In einem Beispiel liegt eine Differenz zwischen der Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des ersten Abschnitts und einer Dotierungskonzentration an einer unteren Oberfläche des ersten Abschnitts in einem Bereich von 1E'®° Atom/cm® bis 5E% Atom/cm®.
[0016] In einem Beispiel liegt eine Differenz zwischen der Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des zweiten Abschnitts und einer Dotierungskonzentration an einer unteren Oberfläche des zweiten Abschnitts in einem Bereich von 1E’'° Atom/cm® bis 1E°° Atom/cm®.
[0017] In einem Beispiel ist ein Verhältnis einer Breite des zweiten Abschnitts zu einer Breite des ersten Abschnitts nicht kleiner als 60.
[0018] In einem Beispiel umfasst die Solarzelle ferner eine erste Metallelektrode, wobei die erste Metallelektrode auf der ersten Oberfläche des n-Typ-Substrats bereitgestellt ist und elektrisch mit dem ersten Abschnitt des p-Typ-Emitters verbunden ist.
[0019] In einem Beispiel umfasst der p-Typ-Emitter ferner einen Übergangsbereich, der sich zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt befindet, ist eine Dotierungskonzentration an einer oberen Oberfläche des Übergangsbereichs größer oder gleich der Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des zweiten Abschnitts und ist kleiner oder gleich der Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des ersten Abschnitts.
[0020] Einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen ein Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle bereit, das Folgendes umfasst: Bereitstellen eines n-Typ-Substrats; Bilden eines p-Typ-Emitters auf einer ersten Oberfläche des n-Typ-Substrats, wobei der p-TypEmitter einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt umfasst, eine obere Oberfläche des ersten Abschnitts eine erste Pyramidenstruktur umfasst und mindestens ein Teil von mindestens einer geneigten Oberfläche der ersten Pyramidenstruktur in Bezug auf eine Mitte der ersten Pyramidenstruktur konkav oder konvex ist, eine obere Oberfläche des zweiten Abschnitts eine zweite Pyramidenstruktur umfasst, und geneigte Oberflächen der zweiten Pyramidenstruktur Ebenen sind und in einer Richtung senkrecht zur ersten Oberfläche des n-Typ-Substrats eine UÜbergangstiefe des ersten Abschnitts größer ist als eine UÜbergangstiefe des zweiten Abschnitts; und Bilden einer Tunnelschicht und einer dotierten leitfähigen Schicht, wobei die Tunnelschicht und die dotierte leitfähige Schicht sich auf einer zweiten Oberfläche des n-Typ-Substrats befinden und der Reihe nach in einer Richtung weg von dem n-Typ-Substrat angeordnet sind.
[0021] In einem Beispiel umfasst das Bilden des p-Typ-Emitters Folgendes: Bereitstellen eines n-Typ-Ausgangssubstrats; Abscheiden einer dreiwertigen Dotierungsquelle auf einer oberen Oberfläche des n-Typ-Ausgangssubstrats; Behandeln, unter Verwendung eines Prozesses zur Behandlung mit einer äußeren Energiequelle, eines voreingestellten Bereichs der oberen Oberfläche des n-Typ-Ausgangssubstrats, um durch den Prozess der Behandlung mit der äußeren Energiequelle die dreiwertige Dotierungsquelle in ein Inneres des n-Typ-Ausgangssubstrats zu diffundieren; Durchführen einer Hochtemperaturbehandlung auf dem n-Typ-Ausgangssubstrat, um den p-Typ-Emitter im Inneren des n-Typ-Ausgangssubstrats zu bilden, wobei eine obere Oberfläche des p-Typ-Emitters von dem n-Typ-Ausgangssubstrat freiliegt; Bilden des n-Typ-Substrats in einem Bereich des n-Typ-Ausgangssubstrats ohne den p-Typ-Emitter; und Bilden des
ersten Abschnitts des p-Typ-Emitters in dem voreingestellten Bereich des n-Typ-Ausgangssubstrats und Bilden des zweiten Abschnitts des p-Typ-Emitters in einem Bereich des p-Typ-Emitters ohne den voreingestellten Bereich.
[0022] In einem Beispiel umfasst das Abscheiden der dreiwertigen Dotierungsquelle auf der oberen Oberfläche des n-Typ-Ausgangssubstrats das Bilden einer ersten Dünnfilmschicht, wobei die erste Dünnfilmschicht die dreiwertige Dotierungsquelle umfasst, und ferner mindestens eines von mindestens einem Borelement, Sauerstoffelement, Siliziumelement, Chlor, Stickstoff oder Kohlenstoff umfasst, wobei eine Abscheidungsdauer in einem Bereich von 20 s bis 5000 s liegt und eine Temperatur in einem Bereich von 500 °C bis 1300 °C liegt; und das Durchführen der Hochtemperaturbehandlung auf dem n-Typ-Ausgangssubstrat das Einführen von Sauerstoff bei einer ersten Strömungsrate während einer Dauer in einem Bereich von 500 s bis 10000 s und unter einer Temperatur in einem Bereich von 500 °C bis 1500 °C umfasst, um eine zweite Dünnfilmschicht zu bilden, wobei eine Dicke der zweiten Dünnfilmschicht kleiner als eine Dicke der ersten Dünnfilmschicht ist.
[0023] In einem Beispiel liegt die erste Strömungsrate in einem Bereich von 200 sccm bis 80000 SCCm.
[0024] In einem Beispiel umfasst der Prozess der Behandlung mit der äußeren Energiequelle eines von einem Laserdotierungsprozess, Plasmabestrahlungsprozess oder gerichteten lonenimplantationsprozess.
[0025] In einem Beispiel umfasst das Herstellungsverfahren ferner das Bilden einer ersten Metallelektrode, wobei die erste Metallelektrode elektrisch mit dem ersten Abschnitt des p-Typ-Emitters verbunden ist.
[0026] In einem Beispiel ist eine Breite der ersten Metallelektrode kleiner oder gleich einer Breite des ersten Abschnitts des p-Typ-Emitters.
[0027] Einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen ein Photovoltaikmodul bereit, das Folgendes umfasst: mindestens eine Zellenfolge, die durch Verbinden einer Vielzahl von Solarzellen gebildet wird, wie in einer der vorhergehenden Ausführungsformen beschrieben; mindestens eine Einkapselungsschicht, die zum Bedecken einer Oberfläche der mindestens einen Zellenfolge verwendet wird; und mindestens eine Abdeckplatte, die zum Bedecken einer Oberfläche der mindestens einen Einkapselungsschicht verwendet wird, die von der mindestens einen Zellenfolge abgewandt ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
[0028] Eine oder mehrere Ausführungsformen werden beispielhaft unter Bezugnahme auf (eine) entsprechende begleitende Zeichnung/en veranschaulicht und diese beispielhaften Veranschaulichungen stellen keine Einschränkung der Ausführungsformen dar. Sofern nichts anderes angegeben wird, stellen die begleitenden Zeichnungen keine Einschränkung des Maßstabs dar.
[0029] Figur 1 ist eine schematische Strukturveranschaulichung einer Solarzelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
[0030] Figur 2 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht des mit dem gestrichelten Rahmen in Figur 1 markierten Teils.
[0031] Figur 3 ist eine Ansicht einer ersten Pyramidenstruktur unter Verwendung eines Elektronenmikroskops in einer Solarzelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
[0032] Figur 4 ist eine Ansicht einer anderen ersten Pyramidenstruktur unter Verwendung eines Elektronenmikroskops in einer Solarzelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
[0033] Figur 5 ist eine Ansicht einer zweiten Pyramidenstruktur unter Verwendung eines Elektronenmikroskops in einer Solarzelle gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Offenbarung.
[0034] Figur 6 ist eine schematische Strukturveranschaulichung einer anderen Solarzelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
[0035] Figur 7 ist eine schematische Strukturveranschaulichung eines Photovoltaikmoduls gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
[0036] Figur 8 ist eine schematische Strukturveranschaulichung, die dem Vorgang des Bereitstellens eines n-Typ-Ausgangssubstrats in einem Herstellungsverfahren für eine Solarzelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung entspricht.
[0037] Figur 9 ist eine schematische Strukturveranschaulichung, die dem Vorgang des Bildens einer ersten Dünnfilmschicht in dem Herstellungsverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung entspricht.
[0038] Figur 10 ist eine schematische Strukturveranschaulichung, die dem Vorgang des Bildens eines ersten Abschnitts des p-Typ-Emitters in dem Herstellungsverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung entspricht.
[0039] Figur 11 ist eine schematische Strukturveranschaulichung, die dem Vorgang des Bildens einer zweiten Dünnfilmschicht in dem Herstellungsverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung entspricht.
[0040] Figur 12 ist eine schematische Strukturveranschaulichung, die dem Vorgang des Bildens einer Antireflexionsschicht in dem Herstellungsverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung entspricht.
[0041] Figur 13 ist eine schematische Strukturveranschaulichung, die dem Vorgang des Bildens einer ersten Metallelektrode in dem Herstellungsverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung entspricht.
[0042] Figur 14 ist eine schematische Strukturveranschaulichung, die dem Vorgang des Bildens einer Tunnelschicht und einer dotierten leitfähigen Schicht in dem Herstellungsverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung entspricht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
[0043] Aus dem Stand der Technik kann bekannt sein, dass die bestehenden Solarzellen eine schlechte photoelektrische Umwandlungsleistung aufweisen.
[0044] Durch Analyse wurde herausgefunden, dass einer der Gründe für die schlechte photoelektrische Umwandlungsleistung der bestehenden Solarzellen ist, dass der Emitter für gewöhnlich elektrisch mit einer Metallelektrode verbunden ist, derart dass die Metallelektrode Ladungsträger im Emitter einfangen kann. Zum Vermindern des Kontaktwiderstands zwischen der Metallelektrode und dem Emitter sollte der Schichtwiderstand des Emitters vermindert werden. Derzeit wird zum Vermindern des Schichtwiderstands des Emitters für gewöhnlich die Dotierungskonzentration des Emitters erhöht. Wenn die Dotierungskonzentration des Emitters zunimmt, wird das Dotierungselement in dem Emitter indes zu viel, derart dass das Dotierungselement in dem Emitter ein starkes Rekombinationszentrum wird, wodurch die Erhöhung der Auger-Rekombination verursacht wird. Somit verschlechtert sich die Passivierungsleistung des Emitters, wodurch wiederum die photoelektrische Umwandlungsleistung der Solarzelle schlecht wird.
[0045] Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen eine Solarzelle bereit, die mit einem p-Typ-Emitter versehen ist, der sich auf einer ersten Oberfläche eines n-Typ-Substrats befindet, wobei eine obere Oberfläche eines ersten Abschnitts des p-Typ-Emitters eine erste Pyramidenstruktur umfasst und zumindest ein Teil mindestens einer geneigten Oberfläche der ersten Pyramidenstruktur in Bezug auf eine Mitte der ersten Pyramidenstruktur konkav oder konvex ist. Mit anderen Worten, eine Kristallstruktur der Oberfläche des ersten Abschnitts des p-Typ-
Emitters ist eine unregelmäßige vierflächige Struktur, wodurch bewirkt wird, dass der erste Abschnitt des p-Typ-Emitters im Inneren einen tiefen Energiepegel aufweist, wodurch der Schichtwiderstand des ersten Abschnitts des p-Typ-Emitters vermindert wird. Somit kann der Widerstand des ersten Abschnitts des p-Typ-Emitters vermindert werden, ohne die Dotierungskonzentration des ersten Abschnitts des p-Typ-Emitters in hohem Maße zu erhöhen. Auf diese Weise kann nicht nur eine gute Passivierungsleistung des ersten Abschnitts des p-Typ-Emitters aufrechterhalten werden, sondern auch der ohmsche Kontakt verbessert werden, wodurch die photoelektrische Umwandlungsleistung der Solarzelle verbessert wird. Darüber hinaus weist der zweite Abschnitt des p-Typ-Emitters eine flachere Ubergangstiefe auf und geneigte Oberflächen der zweiten Pyramidenstruktur der oberen Oberfläche des zweiten Abschnitts sind Ebenen, das heißt, der zweite Abschnitt des p-Typ-Emitters ist eine regelmäßige vierflächige Struktur. Somit wird keine Dislokation im zweiten Abschnitt des p-Typ-Emitters gebildet, wodurch bewirkt wird, dass der zweite Abschnitt des p-Typ-Emitters einen hohen Schichtwiderstand aufrechterhält und eine gute Passivierungsleistung des zweiten Abschnitts aufrechterhalten wird. Auf diese Weise kann der photoelektrische Umwandlungswirkungsgrad der Solarzelle verbessert werden.
[0046] Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nachfolgend im Detail unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Der Fachmann sollte verstehen, dass in den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung viele technische Details für den Leser bereitgestellt werden, um die die vorliegende Offenbarung besser zu verstehen. Die in der vorliegenden Offenbarung beanspruchten technischen Lösungen können indes sogar ohne diese technischen Details und mit verschiedenen Abwandlungen und Varianten auf der Grundlage der folgenden Ausführungsformen ausgeführt werden.
[0047] Figur 1 ist eine schematische Strukturveranschaulichung einer Solarzelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Figur 2 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht des mit dem gestrichelten Rahmen in Figur 1 markierten Teils.
[0048] Unter Bezugnahme auf Figur 1 und Figur 2 umfasst die Solarzelle Folgendes: ein n-TypSubstrat 100; einen p-Typ-Emitter 10, der auf einer ersten Oberfläche des n-Typ-Substrats 100 gebildet ist, wobei der p-Typ-Emitter 10 einen ersten Abschnitt 11 und einen zweiten Abschnitt 12 umfasst, eine obere Oberfläche des ersten Abschnitts 11 eine erste Pyramidenstruktur 1 umfasst und mindestens ein Teil von mindestens einer geneigten Oberfläche der ersten Pyramidenstruktur 1 in Bezug auf eine Mitte der ersten Pyramidenstruktur 1 konkav oder konvex ist, eine obere Oberfläche des zweiten Abschnitts 12 eine zweite Pyramidenstruktur 2 umfasst und geneigte Oberflächen der zweiten Pyramidenstruktur 2 Ebenen sind und in einer Richtung senkrecht zur ersten Oberfläche des n-Typ-Substrats 100 eine Ubergangstiefe des ersten Abschnitts 11 größer ist als eine Ubergangstiefe des zweiten Abschnitts 12; und eine Tunnelschicht 150 und eine dotierte leitfähige Schicht 160, wobei die Tunnelschicht und die dotierte leitfähige Schicht der Reihe nach über einer zweiten Oberfläche des n-Typ-Substrats 100 in einer Richtung weg von den n-Typ-Substrat 100 gebildet sind.
[0049] Das n-Typ-Substrat 100 wird verwendet, um einfallendes Licht zu empfangen und photogenerierte Ladungsträger zu erzeugen. In einigen Ausführungsformen kann das n-Typ-Substrat 100 ein n-Typ-Siliziumsubstrat 100 sein und das Material des n-Typ-Siliziumsubstrats kann mindestens eines von einem monokristallinen Silizium, polykristallinen Silizium, amorphen Silizium oder mikrokristallinen Silizium sein. Das n-Typ-Substrat 100 ist ein n-Typ-Halbleitersubstrat 100, das heißt, das n-Typ-Substrat 100 ist mit n-Typ-Dotierungsionen dotiert und die n-Typ-Dotierungsionen können eines von Phosphorionen, Arsenionen oder Antimonionen sein.
[0050] In einigen Ausführungsformen ist die Solarzelle eine Tunnel Oxide Passivated Contact (TOPCON) Zelle. Die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche des n-Typ-Substrats 100 sind einander entgegengesetzt angeordnet und sowohl die erste Oberfläche als auch die zweite Oberfläche des n-Typ-Substrats 100 können zum Empfangen von einfallendem Licht oder reflektiertem Licht verwendet werden. In einigen Ausführungsformen kann die erste Oberfläche die hintere Oberfläche des n-Typ-Substrats 100 sein und die zweite Oberfläche kann die vordere Oberfläche des n-Typ-Substrats 100 sein. In einigen anderen Ausführungsformen kann die erste Oberfläche
die vordere Oberfläche des n-Typ-Substrats 100 sein und die zweite Oberfläche kann die hintere Oberfläche des n-Typ-Substrats 100 sein.
[0051] In einigen Ausführungsformen kann die zweite Oberfläche des n-Typ-Substrats 100 als eine texturierte Pyramidenoberfläche gestaltet sein, derart dass der Reflexionsgrad der zweiten Oberfläche des n-Typ-Substrats 100 für einfallendes Licht niedrig ist, daher ist die Absorptionsund Nutzungsrate von Licht hoch. Die erste Oberfläche des n-Typ-Substrats 100 kann als eine texturierte Nichtpyramidenoberfläche, wie beispielsweise in Form gestapelter Stufen, gestaltet sein, derart dass die Tunneloxidschicht 110, die sich auf der ersten Oberfläche des n-Typ-Substrats 100 befindet, eine hohe Dichte und Gleichförmigkeit aufweist, daher weist die Tunneloxidschicht 110 einen guten Passivierungseffekt auf der ersten Oberfläche des n-Typ-Substrats 100 auf. In einigen Ausführungsformen kann die erste Oberfläche die hintere Oberfläche des n-TypSubstrats 100 sein und die zweite Oberfläche kann die vordere Oberfläche des n-Typ-Substrats 100 sein. In einigen anderen Ausführungsformen kann die erste Oberfläche die vordere Oberfläche des n-Typ-Substrats 100 sein und die zweite Oberfläche kann die hintere Oberfläche des nTyp-Substrats 100 sein.
[0052] Unter Bezugnahme auf Figur 3 umfasst die erste Pyramidenstruktur 1 eine untere Oberfläche und drei geneigte Oberflächen, die mit der unteren Oberfläche verbunden sind, und die drei geneigten Oberflächen verbinden sich miteinander, um eine vierflächige Struktur zu bilden. Zumindest ein Teil mindestens einer geneigten Oberfläche der ersten Pyramidenstruktur 1 ist in Bezug auf die Mitte der ersten Pyramidenstruktur 1 konkav oder konvex, das heißt, mindestens eine geneigte Oberfläche der ersten Pyramidenstruktur 1 weist eine unregelmäßige Verformung auf. Zum Beispiel kann eine der geneigten Oberflächen der Pyramidenstruktur 1 in Bezug auf die Mitte der ersten Pyramidenstruktur 1 nur konkav oder in Bezug auf die Mitte der ersten Pyramidenstruktur 1 nur konvex sein oder ein Teil der geneigten Oberfläche ist in Bezug auf die Mitte der ersten Pyramidenstruktur 1 konkav und ein anderer Teil ist in Bezug auf die Mitte der ersten Pyramidenstruktur 1 konvex. In einigen Ausführungsformen weist in der ersten Pyramidenstruktur 1 nur eine geneigte Oberfläche eine unregelmäßige Verformung auf; in einigen anderen Ausführungsformen können zwei geneigte Oberflächen vorhanden sein, die eine unregelmäßige Verformung aufweisen; in noch einigen anderen Ausführungsformen können sämtliche der drei geneigten Oberflächen eine unregelmäßige Verformung aufweisen. Darüber hinaus ist in noch einigen anderen Ausführungsformen zumindest ein Teil der unteren Oberfläche der ersten Pyramidenstruktur 1 in Bezug auf die Mitte der ersten Pyramidenstruktur 1 konkav oder konvex, das heißt, die untere Oberfläche der ersten Pyramidenstruktur 1 weist auch unregelmäßige Verformung auf.
[0053] Es versteht sich, dass die erste Pyramidenstruktur 1 und die zweite Pyramidenstruktur 2 sich hier von der texturierten Struktur unterscheiden und die erste Pyramidenstruktur 1 und die zweite Pyramidenstruktur 2 in den Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung sich auf die Kristallstrukturmorphologien des p-Typ-Emitters 10 beziehen. Durch Andern der Morphologie der Kristallstruktur des p-Typ-Emitters 10 wird die Leistung des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 geändert.
[0054] Als ein Beispiel ist mindestens eine geneigte Oberfläche in der ersten Pyramidenstruktur 1 so gestaltet, dass sie eine unregelmäßige Verformung aufweist, derart dass die Kristallstruktur der ersten Pyramidenstruktur 1 von einer regelmäßigen vierflächigen Struktur zu einer unregelmäßigen vierflächigen Struktur wird, wodurch bewirkt wird, dass der erste Abschnitt 11 des pTyp-Emitters 10 einen tiefen Energiepegel im Inneren aufweist und der Schichtwiderstand des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 vermindert wird. Auf diese Weise kann der Widerstand des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 vermindert werden, ohne die Dotierungskonzentration des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 in hohem Maße zu erhöhen. Es versteht sich, dass die regelmäßige vierflächige Struktur sich hier darauf bezieht, dass die geneigten Oberflächen und die untere Oberfläche der vierflächigen Struktur keine unregelmäßige Verformung aufweisen, zum Beispiel können die geneigten Oberflächen und die untere Oberfläche der vierflächigen Struktur Ebenen sein.
[0055] Weiter unter Bezugnahme auf Figur 1 und Figur 2 weist in einigen Ausführungsformen die
Kristallstruktur des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 Dislokationen auf. In einigen Ausführungsformen werden die Dislokationen durch eine Reihe von nicht abgesättigten Bindungen gebildet und somit werden, wenn Dislokationen in der Kristallstruktur des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 vorhanden sind, nicht abgesättigte Bindungen entsprechend erzeugt. Dislokationen und nicht abgesättigte Bindungen können tiefe Energiepegel im Inneren des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 bilden und die gebildeten tiefen Energiepegel vermindern den Schichtwiderstand des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10. Das heißt, der Schichtwiderstand des ersten Abschnitts 11 des p-Typ- Emitters 10 kann vermindert werden, ohne die Dotierungskonzentration des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 in hohem Maße zu erhöhen, derart dass sowohl ein niedriger Schichtwiderstand des ersten Abschnitts 11 des p-TypEmitters 10 als auch eine verminderte Dotierungskonzentration des ersten Abschnitts 11 des pTyp-Emitters 10 erhalten werden können. Auf diese Weise kann nicht nur die Passivierungsleistung des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 gut sein, sondern kann auch der ohmsche Kontakt des p-Typ-Emitters 10 verbessert werden.
[0056] Es versteht sich, dass, je größer die Höhe und die Größen in einer beliebigen Abmessung des Bodens der ersten Pyramidenstruktur 1 im ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 sind, die Gesamtgröße der ersten Pyramidenstruktur 1 desto größer ist, derart dass in einer Flächeneinheit die Anzahl der ersten Pyramidenstrukturen 1 im ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 kleiner ist. Da die Dislokationen im ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 durch die ersten Pyramidenstrukturen 1 gebildet sind, werden, je kleiner die Anzahl der ersten Pyramidenstrukturen 1 im ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 in einer Flächeneinheit ist, desto weniger Dislokationen gebildet, das heißt, die Dislokationsdichte ist desto geringer. Dementsprechend ist, je kleiner die Größe der ersten Pyramidenstruktur 1 ist, die Anzahl der ersten Pyramidenstrukturen 1 im ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 pro Flächeneinheit desto größer und desto größer ist die Dislokationsdichte. Basierend darauf wird in einigen Ausführungsformen die Höhe der ersten Pyramidenstruktur 1 auf 0,1 um bis 5 um eingestellt und die Größen des Bodens der ersten Pyramidenstruktur 1 werden in einer beliebigen Abmessung auf 0,1 um bis 5 um eingestellt. Innerhalb dieses Bereichs kann einerseits die Dislokationsdichte im ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 höher gemacht werden, derart dass der tiefe Energiepegel, der basierend auf Dislokationen gebildet wird, höher sein kann, was zu einem niedrigeren Schichtwiderstand des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 führt und den ohmschen Kontakt verbessert. Andererseits kann innerhalb dieses Bereichs übermäßige Dislokationsdichte im ersten Teil 11 des pTyp-Emitters 10 vermieden werden, wodurch das Problem des Auftretens eines übermäßig tiefen Energiepegels im ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 aufgrund von übermäßiger Dislokationsdichte verhindert werden kann, wodurch ein starkes Rekombinationszentrum im p-Typ-Emitter 10 gebildet wird. Auf diese Weise kann die Passivierungsleistung des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 verbessert werden.
[0057] Unter Bezugnahme auf Figur 4 umfasst in einigen Ausführungsformen zumindest ein Teil der ersten Pyramidenstruktur 1 ferner eine erste Unterstruktur 13, die sich an einer Spitze der ersten Pyramidenstruktur 1 befindet, wobei die erste Unterstruktur 13 eine Kugel oder ein Sphäroid ist. Die erste Unterstruktur 13 ist auch eine der unregelmäßigen Verformungen der ersten Pyramidenstruktur 1. Das Vorhandensein der ersten Unterstruktur 13 macht den Verformungsgrad der ersten Pyramidenstruktur 1 größer, dementsprechend können größere Dislokationen erzeugt werden, derart dass der gebildete tiefe Energiepegel höher ist und der Schichtwiderstand des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 weiter vermindert werden kann.
[0058] Unter Bezugnahme auf Figuren 1, 2 und 5 sind die geneigten Oberflächen der zweiten Pyramidenstruktur 2 auf der oberen Oberfläche des zweiten Abschnitts 12 gestaltet, um Ebenen zu sein, das heißt, die zweite Pyramidenstruktur 2 ist nicht unregelmäßig verformt, derart dass die zweite Pyramidenstruktur 2 eine regelmäßige vierflächige Struktur ist. Somit werden keine Dislokationen und nicht abgesättigten Bindungen im zweiten Abschnitt 12 des p-Typ-Emitters 10 verursacht und somit werden keine tiefen Energiepegel im zweiten Abschnitt 12 des p-Typ-Emitters 10 gebildet, was zu einem relativ hohen Schichtwiderstand des zweiten Abschnitts 12 des pTyp-Emitters 10 führt und wodurch eine gute Passivierungsleistung des zweiten Abschnitts 12
des p-Typ-Emitters 10 aufrechterhalten wird. Auf diese Weise können die Leerlaufspannung und der Kurzschlussstrom der Solarzelle relativ hoch sein und die photoelektrische Umwandlungsleistung der Solarzelle kann verbessert werden. In einigen anderen Ausführungsformen kann die obere Oberfläche des zweiten Abschnitts 12 des p-Typ-Emitters 10 so gestaltet sein, dass sie die zweite Pyramidenstruktur 2 umfasst und mindestens ein Teil der mindestens einen geneigten Oberfläche der zweiten Pyramidenstruktur 2 in Bezug auf eine Mitte der zweiten Pyramidenstruktur 2 konkav oder konvex ist. Das heißt, die obere Oberfläche des gesamten p-Typ-Emitters 10 weist eine unregelmäßige vierflächige Struktur auf, derart dass der gesamte p-Typ-Emitter 10 Dislokationen und nicht abgesättigte Bindungen aufweist, wodurch der Schichtwiderstand des gesamten p-Typ-Emitters 10 vermindert wird. In einigen Ausführungsformen ist der Schichtwiderstand des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 niedriger als der Schichtwiderstand des zweiten Abschnitts 12 des p-Typ-Emitters 10. Das heißt, der Schichtwiderstand des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 ist relativ niedrig, derart dass eine Transportrate von Ladungsträgern im ersten Abschnitt 11 des p-Typ- Emitters 10 erhöht werden kann, was zum Transport von Ladungsträgern vom ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 zur Metallelektrode führt, wenn eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 und der Metallelektrode gebildet wird, wodurch eine Einfangrate von Ladungsträgern durch die Metallelektrode verbessert wird und die photovoltaische Leistung der Solarzelle verbessert wird. Durch Einstellen des Schichtwiderstands des zweiten Abschnitts 12 des p-Typ-Emitters 10, um niedrig zu sein, kann eine gute Passivierungsleistung des zweiten Abschnitts 12 des p-Typ-Emitters 10 aufrechterhalten werden, die Rekombination von Ladungsträgern kann unterdrückt werden und die Anzahl der Ladungsträger kann erhöht werden, wodurch die Leerlaufspannung und der Kurzschlussstrom der Solarzelle erhöht werden können. Durch Einstellen des Schichtwiderstands des ersten Abschnitts 11, um niedriger zu sein als derjenige des zweiten Abschnitts 12, kann der ohmsche Kontakt verbessert werden, während ein guter Passivierungseffekt des p-TypEmitters 10 aufrechterhalten wird, wodurch die photoelektrische Gesamtumwandlungsleistung der Solarzelle verbessert wird.
[0059] Als ein Beispiel kann in einigen Ausführungsformen der Schichtwiderstand des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 20 Ohm/sq - 300 Ohm/sq betragen und kann zum Beispiel 20 Ohm/sq » 50 Ohm/sqg, 50 Ohm/sq » 100 Ohm/sg, 100 Ohm/sq » 150 Ohm/sg, 150 Ohm/sq - 200 Ohm/sg, 200 Ohm/sq - 250 Ohm/sq oder 250 Ohm/sq » 300 Ohm/sq betragen, der Schichtwiderstand des zweiten Abschnitts 12 des p-Typ-Emitters 10 kann 100 Ohm/sq > 1000 Ohm/sq betragen und kann zum Beispiel 100 Ohm/sq » 200 Ohm/sg, 200 Ohm/sq » 300 Ohm/sg, 300 Ohm/sq - 500 Ohm/sg, 500 Ohm/sq » 700 Ohm/sg, 700 Ohm/sq » 800 Ohm/sq oder 800 Ohm/sq = 1000 Ohm/sq betragen. Der Schichtwiderstand des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 ist gestaltet, um im Bereich von 20 Ohm/sq » 300 Ohm/sq zu liegen, derart dass der Schichtwiderstand des ersten Abschnitts 11 viel niedriger ist als derjenige des zweiten Abschnitts 12, somit kann ein verbesserter ohmscher Kontakt des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 erhalten werden, wodurch der Kontaktwiderstand zwischen dem ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 und der Metallelektrode vermindert werden kann, wenn die Metallelektrode angeordnet ist, um sich in einem elektrischen Kontakt mit dem ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 zu befinden, wodurch die Transporteffizienz von Ladungsträgern im ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 und zweiten Abschnitt 12 des p-Typ-Emitters 10 verbessert wird. Andererseits ist innerhalb dieses Bereichs der Schichtwiderstand des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 nicht zu niedrig, derart dass verhindert werden kann, dass der erste Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 ein starkes Rekombinationszentrum wird. Darüber hinaus kann durch Einstellen des Widerstands des zweiten Abschnitts 12 des p-Typ-Emitters 10 auf 100 Ohm/sq >» 1000 Ohm/sq die Rekombination von Ladungsträgern im zweiten Abschnitt 12 des p-Typ-Emitters 10 unterdrückt werden, wodurch der Passivierungseffekt des Emitters verbessert wird. Auf diese Weise können die Leerlaufspannung, der Kurzschlussstrom und der photoelektrische Umwandlungswirkungsgrad der Solarzelle verbessert werden.
[0060] Die Übergangstiefe des ersten Abschnitts 11 ist größer als diejenige des zweiten Abschnitts 12, das heißt, die Ubergangstiefe des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 ist tiefer und die Ubergangstiefe des zweiten Abschnitts 12 des p-Typ-Emitters 10 ist flacher. Das
heißt, die Dicke des ersten Abschnitts 11 ist relativ groß, einerseits können mehr Dotierungselemente, wie beispielsweise Bor, im ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 vorhanden sein, derart dass die Dotierungskonzentration des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 höher ist, wodurch der Schichtwiderstand des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 weiter vermindert wird, was zur Verbesserung des ohmschen Kontakts führt. Andererseits kann, da die UÜbergangstiefe des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 tief ist, eine elektrische Verbindung zwischen der Metallelektrode und dem ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 bereitgestellt werden, derart dass das Problem, dass die Paste zum Bilden der Metallelektrode in den pTyp-Emitter 10 eindringt und das n-Typ-Ausgangssubstrat während des Sinterns der Paste direkt kontaktiert, verhindert werden kann. Darüber hinaus ist die Ubergangstiefe des zweiten Abschnitts 12 gestaltet, um flacher zu sein, das heißt, die Dicke des zweiten Abschnitts 12 des pTyp-Emitters 10 ist geringer, derart dass die Anzahl der Dotierungselemente des zweiten Abschnitts 12 niedriger als diejenige des ersten Abschnitts 11 ist, das heißt, die Dotierungskonzentration des zweiten Abschnitts 12 des p-Typ-Emitters 10 ist niedriger. Daher weist im Vergleich zum ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 der zweite Abschnitt 12 des p-Typ-Emitters 10 einen besseren Passivierungseffekt auf, was zur Verminderung der Rekombination von Ladungsträgern und Verbesserung der Leerlaufspannung und des Kurzschlussstroms der Solarzelle führt.
[0061] In einigen Ausführungsformen ist ein Verhältnis der Übergangstiefe des ersten Abschnitts 11 zur Übergangstiefe des zweiten Abschnitts 12 nicht kleiner als 2. Vorzugsweise liegt das Verhältnis der UÜbergangstiefe des ersten Abschnitts 11 zur Übergangstiefe des zweiten Abschnitts 12 in einem Bereich von 2 bis 5. Zum Beispiel kann das Verhältnis 2, 2,5, 3, 3,5, 4, 4,5 oder 5 betragen. Die Übergangstiefe des ersten Abschnitts 11 ist viel tiefer als diejenige des zweiten Abschnitts 12, derart dass die Ubergangstiefe des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 tiefer ist. Auf diese Weise kann, wenn die Metallelektrode elektrisch mit dem ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 verbunden ist, sichergestellt werden, dass die Paste während des Sinterns nicht durch den ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 brennen wird, um das Problem des Beschädigens des p-n-Ubergangs aufgrund des Kontakts zwischen der Metallelektrode und dem Substrat 100 zu verhindern, wodurch eine bessere photoelektrische Umwandlungsleistung der Solarzelle sichergestellt wird.
[0062] Angesichts dessen, dass es erforderlich ist, die Übergangstiefe des ersten Abschnitts 11 nicht zu tief zu halten, um zu vermeiden, dass zu viele Dotierungselemente im ersten Abschnitt 11 des p- Typ-Emitters 10 ein starkes Rekombinationszentrum bilden, wird in einigen Ausführungsformen die Übergangstiefe des ersten Abschnitts 11 auf 2 um - 10 um eingestellt, zum Beispiel kann die Übergangstiefe 2 um = 3 um, 3 um - 4 um, 4 um - 5 um, 5 um = 6 um, 6 um 7 um, 7 um = 8 um, 8 um = 9 um oder 9 um »- 10 um betragen. Die Ubergangstiefe des zweiten Abschnitts 12 wird auf 0,1 um » 3 um eingestellt, zum Beispiel kann die Übergangstiefe 0,1 um = 0,5 um, 0,5 um - 1 um, 1 um » 1,5 um, 1,5 um » 2 um, 2 um » 2,5 um oder 2,5 um » 3 um betragen. Innerhalb dieses Bereichs sind weniger Dotierungselemente im zweiten Abschnitt 12 des p-Typ-Emitters 10 vorhanden, derart dass ein besserer Passivierungseffekt erhalten werden kann.
[0063] In einigen Ausführungsformen ist die Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 größer oder gleich der Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des zweiten Abschnitts 12 des p-Typ-Emitters 10. Als ein Beispiel ist in einigen Ausführungsformen die Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 höher als die Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des zweiten Abschnitts 12 des p-Typ-Emitters 10. Die Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 ist relativ hoch, was zur weiteren Verminderung des Schichtwiderstands des ersten Abschnitts 11 führt. Die Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche am zweiten Abschnitt 12 des p-Typ-Emitters 10 ist relativ niedrig, derart dass der Schichtwiderstand des zweiten Abschnitts 12 relativ hoch ist, was zum Aufrechterhalten eines guten Passivierungseffekts des zweiten Abschnitts 12 des p-Typ-Emitters 10 führt.
[0064] In einigen anderen Ausführungsformen ist die Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 gleich der Dotierungskonzentration
an der oberen Oberfläche des zweiten Abschnitts 12 des p-Typ-Emitters 10, das heißt, die Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 ist relativ niedrig. Die Kristallstruktur der Oberfläche des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 ist eine unregelmäßige vierflächige Struktur, was Dislokationen im ersten Abschnitt 11 des p-TypEmitters 10 verursachen wird, derart dass der erste Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 tiefe Energiepegel im Inneren aufweist. Auf diese Weise kann der Schichtwiderstand des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 vermindert werden, wodurch der ohmsche Kontakt verbessert wird. Gleichzeitig kann, da die Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 relativ niedrig ist, der Passivierungseffekt des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 gut gehalten werden. Als ein Beispiel kann in einigen Ausführungsformen das Dotierungselement im p-Typ-Emitter 10 eine dreiwertige p-Typ-Dotierungsquelle, wie beispielsweise Bor, sein.
[0065] Als ein Beispiel kann in einigen Ausführungsformen die Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 1E’8-5E% Atom/cm® betragen und kann zum Beispiel 1E'°-1E'®° Atom/cm®, 1E'6-1E'7 Atom/cm®, 1E'7-1E'18 Atom/cm®, 1E'-1E79 Atom/cm? oder 1E'%-5E°% Atom/cm® betragen. Innerhalb dieses Bereichs ist einerseits die Dotierungskonzentration des gebildeten ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 relativ hoch, derart dass der erste Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 einen relativ niedrigen Schichtwiderstand aufweist, was die Transporteffizienz von Ladungsträgern erhöhen kann. Andererseits wird innerhalb dieses Bereichs die Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 nicht zu hoch sein, das heißt, der Gehalt des Dotierungselements im ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 wird nicht zu hoch sein, derart dass das Problem, dass viele Dotierungselemente aufgrund übermäßiger Dotierungselemente im ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 starke Rekombinationszentren werden, was zu einer schlechten Passivierungsfähigkeit des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 führt, vermieden werden kann.
[0066] In einigen Ausführungsformen kann die Konzentration der oberen Oberfläche des zweiten Abschnitts 12 des p-Typ-Emitters 10 1E'8-1E% Atom/cm® betragen und kann zum Beispiel 1E7$1E'° Atom/cm®, 1E’'°-1E'7 Atom/cm®, 1E'7-1E'8 Atom/cm®, 1E’'8-1E'9 Atom/cm3 oder 1E'%-1E% Atom/cm?® betragen. Die Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des zweiten Abschnitts 12 des p-Typ-Emitters 10 kann auf 1E'*-9E'% Atom/cm® eingestellt werden, derart dass die Dotierungselemente im zweiten Abschnitt 12 des p-Typ-Emitters 10 relativ wenige sind. Auf diese Weise kann eine gute Passivierungsleistung des zweiten Abschnitts 12 des p-Typ-Emitters 10 aufrechterhalten werden und die Leerlaufspannung und der Kurzschlussstrom der gebildeten Solarzelle können wirksam verbessert werden.
[0067] In einigen Ausführungsformen nimmt in einer Richtung von der oberen Oberfläche des pTyp-Emitters 10 zur unteren Oberfläche des p-Typ-Emitters 10 die Dotierungskonzentration im Inneren des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 allmählich ab und die Dotierungskonzentration im Inneren des zweiten Abschnitts 12 des p-Typ-Emitters 10 nimmt allmählich ab. Das heißt, jeder von dem ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 und dem zweiten Abschnitt 12 des p-Typ-Emitters 10 weist einen absteigenden Dotierungskonzentrationsgradienten auf, was zum Transport von Ladungsträgern im ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 und zweiten Abschnitt 12 des p-Typ-Emitters 10 von dem Gebiet mit einer relativ hohen Konzentration zum Gebiet mit einer relativ niedrigen Konzentration bis zum Substrat 100 führt. Auf diese Weise kann die Transportgeschwindigkeit von Ladungsträgern erhöht werden und die Leerlaufspannung der Solarzelle kann verbessert werden.
[0068] Als ein Beispiel beträgt in einigen Ausführungsformen die Differenz zwischen der Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des ersten Abschnitts 11 und der Dotierungskonzentration an der unteren Oberfläche des ersten Abschnitts 11 1E'° Atom/cm?® bis 5E% Atom/cm®. Innerhalb dieses Bereichs ist einerseits die Differenz bei der Dotierungskonzentration im Inneren des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 relativ hoch, wodurch der Transport von Ladungsträgern erleichtert wird. Andererseits ist innerhalb dieses Bereichs die Gesamtdotierungskonzentration im Inneren des ersten Abschnitts 11 des p- Typ-Emitters 10 relativ hoch, derart dass der
Schichtwiderstand niedrig gehalten werden kann. In einigen Ausführungsformen beträgt die Differenz zwischen der Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des zweiten Abschnitts 12 und der Dotierungskonzentration an der unteren Oberfläche des zweiten Abschnitts 12 1E'6 Atom/cm® bis 1E°° Atom/cm®. Innerhalb dieses Bereichs wird die Dotierungskonzentration im Inneren des zweiten Abschnitts 12 des p-Typ-Emitters 10 nicht zu niedrig, derart dass der normale Transport von Ladungsträgern im zweiten Abschnitt 12 des p-Typ-Emitters 10 sichergestellt werden kann. Darüber hinaus kann innerhalb dieses Bereichs die Gesamtdotierungskonzentration des zweiten Abschnitts 12 des p-Typ-Emitters 10 niedrig gehalten werden, somit kann das Auftreten von Auger-Rekombination im zweiten Abschnitt 12 des p-Typ-Emitters 10 verhindert werden.
[0069] In einigen Ausführungsformen ist das Verhältnis der Breite des zweiten Abschnitts 12 zur Breite des ersten Abschnitts 11 nicht kleiner als 60. Als ein Beispiel kann das Verhältnis der Breite des zweiten Abschnitts 12 zur Breite des ersten Abschnitts 11 60 bis 200 betragen, zum Beispiel kann das Verhältnis 60, 80, 100, 120, 140, 160, 180 oder 200 betragen. Die Breite des zweiten Abschnitts 12 ist gestaltet, um viel größer als die Breite des ersten Abschnitts 11 zu sein, das heißt, der zweite Abschnitt 12 des p-Typ-Emitters 10 mit relativ niedrigem Schichtwiderstand macht einen höheren Anteil aus, da der zweite Abschnitt 12 des p-Typ-Emitters 10 eine bessere Passivierungsleistung aufweist und die Rekombination von Ladungsträgern unterdrücken kann, und die Gesamtpassivierungsleistung des p-Typ-Emitters 10 ist gut. Ferner kann, da der erste Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 nur elektrisch mit der Metallelektrode verbunden werden muss, um den ohmschen Kontakt mit der Metallelektrode zu verbessern, die Breite des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 eingestellt werden, um klein zu sein, derart dass der ohmsche Kontakt verbessert wird und eine relativ gute Passivierungsleistung des Emitters aufrechterhalten wird.
[0070] Unter Bezugnahme auf Figur 1 umfasst die Solarzelle in einigen Ausführungsformen ferner Folgendes: eine erste Metallelektrode 140, wobei die erste Metallelektrode auf der ersten Oberfläche des n-Typ-Substrats 100 bereitgestellt ist und elektrisch mit dem ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 verbunden ist. Da die Ladungsträger im p-Typ-Emitter 10 zur ersten Metallelektrode 140 transportiert werden, die elektrisch mit dem ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 verbunden ist, und der Schichtwiderstand des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 niedrig ist, derart dass der Kontaktwiderstand zwischen dem ersten Abschnitt 11 des p-TypEmitters 10 und der ersten Metallelektrode 140 niedrig ist, wodurch die Transportrate von Ladungsträgern zur ersten Metallelektrode 140 erhöht wird. Darüber hinaus ist es, da der erste Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 eine relativ tiefe Ubergangstiefe aufweist, für die gebildete erste Metallelektrode 140 während der Herstellung der ersten Metallelektrode 140 schwierig, in den ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 einzudringen. Auf diese Weise wird die Struktur des gebildeten p-n-Ubergangs nicht beschädigt, was zum Aufrechterhalten der Unversehrtheit der Solarzelle führt, wobei die gute photoelektrische Umwandlungsleistung der Solarzelle aufrechterhalten wird.
[0071] Unter Bezugnahme auf Figur 6 umfasst der p-Typ-Emitter 10 in einigen Ausführungsformen ferner einen UÜbergangsbereich 14, der sich zwischen dem ersten Abschnitt 11 und dem zweiten Abschnitt 12 befindet, ist eine Dotierungskonzentration an einer oberen Oberfläche des Übergangsbereichs 14 größer oder gleich der Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des zweiten Abschnitts 12, und ist kleiner oder gleich der Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des ersten Abschnitts 11. Als ein Beispiel wird in einigen Ausführungsformen, wenn die Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des ersten Abschnitts 11 höher ist als die Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des zweiten Abschnitts 12, die Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des Übergangsbereichs 14 eingestellt, um höher zu sein als die Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des zweiten Abschnitts 12 und ist niedriger als die Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des ersten Abschnitts 11, das heißt, die Dotierungskonzentration des Ubergangsbereichs 14 nimmt in einer Richtung vom ersten Abschnitt 11 zum zweiten Abschnitt 12 allmählich ab. Auf diese Weise kann mehr Abstufungsraum für die Konzentration des Dotierungselements im p-Typ-Emitter 10 bereitgestellt werden,
derart dass eine plötzliche Änderung der Potenzialenergiedifferenz zwischen dem ersten Abschnitt 11 und dem zweiten Abschnitt 12 vermieden werden kann, derart dass die Wahrscheinlichkeit von Rekombination des Ladungsträgers im Ubergangsbereich 14 vermieden werden kann. Des Weiteren führt die Bereitstellung des Übergangsbereichs 14 ferner zu einem Gradiententrend des Schichtwiderstands im Übergangsbereich 14, wodurch der Transportwiderstand des UÜbergangsbereichs 14 gegenüber Ladungsträgern vermindert wird, was zum Transport der Ladungsträger im zweiten Abschnitt 12 des p-Typ-Emitters 10 zum ersten Abschnitt 11 des p-TypEmitters 10 und weiter zur ersten Metallelektrode 140 führt. Auf diese Weise kann die Transporteffizienz der Ladungsträger verbessert werden, wodurch der photoelektrische Umwandlungswirkungsgrad der Solarzelle verbessert wird.
[0072] Es versteht sich, dass in einigen anderen Ausführungsformen die Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des Übergangsbereichs 14 gleich der Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des ersten Abschnitts 11 oder gleich der Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des zweiten Abschnitts 12 sein kann. In noch einigen anderen Ausführungsformen kann die Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des UÜbergangsbereichs 14 gleich der Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des ersten Abschnitts 11 und der Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des zweiten Abschnitts 12 sein.
[0073] Unter Bezugnahme auf Figur 1 umfasst die Solarzelle in einigen Ausführungsformen ferner eine Antireflexionsschicht 130, die sich an der oberen Oberfläche des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 und der oberen Oberfläche des zweiten Abschnitts 12 des p-Typ-Emitters 10 befindet, die Antireflexionsschicht wird zum Vermindern der Reflexion von einfallendem Licht durch das Substrat verwendet. In einigen Ausführungsformen kann die Antireflexionsschicht eine Siliziumnitridschicht sein, die ein Siliziumnitridmaterial umfasst.
[0074] Die Tunnelschicht 150 wird verwendet, um Grenzflächenpassivierung der zweiten Oberfläche des Substrats zu erreichen. Als ein Beispiel kann in einigen Ausführungsformen das Material der Tunnelschicht 150 ein dielektrisches Material, wie beispielsweise Siliziumoxid, sein.
[0075] Die dotierte leitfähige Schicht 160 wird dazu verwendet, Feldpassivierung zu bilden. In einigen Ausführungsformen kann das Material der dotierten leitfähigen Schicht 160 dotiertes Silizium sein. Als ein Beispiel umfassen in einigen Ausführungsformen die dotierte leitfähige Schicht 160 und das Substrat Dotierungselemente vom gleichen Leitfähigkeitstyp. Das dotierte Silizium kann eines oder mehrere von n-Typ-dotiertem Polysilizium, n-Typ-dotiertem mikrokristallinem Silizium und n-Typ-dotiertem amorphem Silizium umfassen.
[0076] In einigen Ausführungsformen umfasst die Solarzelle ferner eine erste Passivierungsschicht 170, die sich auf der Oberfläche der dotierten leitfähigen Schicht 160 entfernt von dem Substrat befindet. In einigen Ausführungsformen kann das Material der ersten Passivierungsschicht 170 eines oder mehrere von Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid und Siliziumoxicarbonitrid sein. Als ein Beispiel kann in einigen Ausführungsformen die erste Passivierungsschicht 170 eine einschichtige Struktur sein. In einigen anderen Ausführungsformen kann die erste Passivierungsschicht 170 eine mehrschichtige Struktur sein. In einigen Ausführungsformen umfasst die Solarzelle ferner eine zweite Metallelektrode 180, die in die erste Passivierungsschicht 170 eindringt, um eine elektrische Verbindung mit der dotierten leitfähigen Schicht 160 zu bilden.
[0077] In der Solarzelle, wie in den vorhergehenden Ausführungsformen beschrieben, ist mindestens eine geneigte Oberfläche in der ersten Pyramidenstruktur 1 so gestaltet, dass sie eine unregelmäßige Verformung aufweist, derart dass die Kristallstruktur der ersten Pyramidenstruktur 1 von einer regelmäßigen vierflächigen Struktur zu einer unregelmäßigen vierflächigen Struktur wird, wodurch bewirkt wird, dass der erste Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 einen tiefen Energiepegel im Inneren aufweist und der Schichtwiderstand des ersten Abschnitts 11 des p-TypEmitters 10 vermindert wird. Auf diese Weise kann der Widerstand des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 vermindert werden, ohne die Dotierungskonzentration des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 in hohem Maße zu erhöhen. Ferner sind die geneigten Oberflächen der zweiten Pyramidenstruktur 2 auf der oberen Oberfläche des zweiten Abschnitts 12 gestaltet, um
Ebenen zu sein, das heißt, die zweite Pyramidenstruktur 2 ist nicht unregelmäßig verformt, derart dass die zweite Pyramidenstruktur 2 eine regelmäßige vierflächige Struktur ist. Somit werden keine Dislokationen und nicht abgesättigten Bindungen im zweiten Abschnitt 12 des p-Typ-Emitters 10 verursacht und somit werden keine tiefen Energiepegel im zweiten Abschnitt 12 des pTyp-Emitters 10 gebildet, was zu einem relativ hohen Schichtwiderstand des zweiten Abschnitts 12 des p-Typ-Emitters 10 führt und wodurch eine gute Passivierungsleistung des zweiten Abschnitts 12 des p-Typ-Emitters 10 aufrechterhalten wird. Auf diese Weise können die Leerlaufspannung und der Kurzschlussstrom der Solarzelle relativ hoch sein und die photoelektrische Umwandlungsleistung der Solarzelle kann verbessert werden.
[0078] Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen ferner ein Photovoltaikmodul bereit, unter Bezugnahme auf Figur 7 umfasst das Photovoltaikmodul Folgendes: mindestens eine Zellenfolge, die durch Verbinden einer Vielzahl von Solarzellen 101 gebildet wird, wie in den vorhergehenden Ausführungsformen bereitgestellt; mindestens eine Einkapselungsschicht 102, die zum Bedecken einer Oberfläche der mindestens einen Zellenfolge verwendet wird; und mindestens eine Abdeckplatte 103, die zum Bedecken einer Oberfläche der mindestens einen Einkapselungsschicht 102 verwendet wird, die von der mindestens einen Zellenfolge abgewandt ist. Die Solarzellen 101 sind elektrisch in einer Form eines einzelnen Teils oder mehrerer Teile verbunden, um eine Vielzahl von Zellenfolgen zu bilden, und die Vielzahl von Zellenfolgen sind elektrisch in Reihe und/oder parallel geschaltet.
[0079] Als ein Beispiel können in einigen Ausführungsformen die Vielzahl von Zellenfolgen elektrisch durch leitfähige Bänder 104 verbunden werden. Die Einkapselungsschicht 102 bedeckt die vordere und die hintere Oberfläche der Solarzelle 101. Als ein Beispiel kann die Einkapselungsschicht 102 ein organischer Einkapselungsklebefilm, wie beispielsweise ein Klebefilm aus Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA), ein Klebefilm aus Polyethylen-Octen-Coelastomer (POE) oder ein Klebefilm aus Polyethylenterephthalat (PET) und dergleichen, sein. In einigen Ausführungsformen kann die Abdeckplatte 103 eine Abdeckplatte 103 mit einer lichtdurchlässigen Funktion sein, wie beispielsweise eine Glasabdeckplatte, eine Kunststoffabdeckplatte oder dergleichen. Als ein Beispiel kann die Oberfläche der Abdeckplatte 103, die der Einkapselungsschicht 102 zugewandt ist, eine konkav-konvexe Oberfläche sein, wodurch die Nutzungsrate von einfallendem Licht erhöht wird.
[0080] Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung stellt ferner ein Herstellungsverfahren für eine Solarzelle bereit, die Solarzelle, wie in den vorhergehenden Ausführungsformen bereitgestellt, kann durch Implementieren des Verfahrens erhalten werden. Das Herstellungsverfahren für eine Halbleiterstruktur, die durch diese Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt wird, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben.
[0081] Figuren 8 bis 14 sind schematische Strukturveranschaulichungen, die den Vorgängen des Herstellungsverfahrens für die durch diese Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung bereitgestellte Solarzelle entsprechen.
[0082] Ein n-Typ-Substrat wird bereitgestellt.
[0083] Das n-Typ-Substrat wird verwendet, um einfallendes Licht zu empfangen und photogenerierte Ladungsträger zu erzeugen. In einigen Ausführungsformen kann das n-Typ-Substrat ein nTyp-Siliziumsubstrat 100 sein und das Material des n-Typ-Siliziumsubstrats kann mindestens eines von einem monokristallinen Silizium, polykristallinen Silizium, amorphen Silizium oder mikrokristallinen Silizium sein. Das n-Typ-Substrat ist ein n-Typ-Halbleitersubstrat, das heißt, das nTyp-Substrat ist mit n-Typ-Dotierungsionen dotiert und die n-Typ-Dotierungsionen können ein Beliebiges von Phosphorionen, Arsenionen oder Antimonionen sein.
[0084] Unter Bezugnahme auf Figuren 8 bis 12 wird ein p-Typ-Emitter 10 auf einer ersten Oberfläche des n-Typ-Substrats gebildet, wobei der p-Typ-Emitter 10 einen ersten Abschnitt 11 und einen zweiten Abschnitt 12 umfasst, eine obere Oberfläche des ersten Abschnitts 11 eine erste Pyramidenstruktur 1 (unter Bezugnahme auf Figur 2) umfasst und mindestens ein Teil von
mindestens einer geneigten Oberfläche der ersten Pyramidenstruktur 1 in Bezug auf eine Mitte der ersten Pyramidenstruktur 1 konkav oder konvex ist, eine obere Oberfläche des zweiten Abschnitts 12 eine zweite Pyramidenstruktur 2 (unter Bezugnahme auf Figur 2) umfasst, und geneigte Oberflächen der zweiten Pyramidenstruktur Ebenen sind und in einer Richtung senkrecht zur ersten Oberfläche des n-Typ-Substrats 100 eine Ubergangstiefe des ersten Abschnitts 11 größer ist als eine Ubergangstiefe des zweiten Abschnitts 12.
[0085] In der gebildeten ersten Pyramidenstruktur 1 ist zumindest ein Teil von mindestens einer geneigten Oberfläche in Bezug auf die Mitte der ersten Pyramidenstruktur 1 konkav oder konvex, das heißt, mindestens eine geneigte Oberfläche der ersten Pyramidenstruktur 1 weist eine unregelmäßige Verformung auf, derart dass die Kristallstruktur der ersten Pyramidenstruktur 1 von einer regelmäßigen vierflächigen Struktur zu einer unregelmäßigen vierflächigen Struktur wird. Die unregelmäßige vierflächige Struktur führt zu Dislokationen und nicht abgesättigten Bindungen in dem Emitter, wodurch der Emitter abgewandelt wird. Insbesondere führen die erzeugten Dislokationen und nicht abgesättigten Bindungen zu einem tiefen Energiepegel im Inneren des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10, wodurch der Schichtwiderstand des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 vermindert wird. Der erste Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 kann durch Abwandeln der Struktur des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 einen relativ niedrigen Schichtwiderstand aufweisen. Auf diese Weise kann der Widerstand des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 vermindert werden, ohne die Dotierungskonzentration des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 in hohem Maße zu erhöhen.
[0086] Die geneigten Oberflächen der zweiten Pyramidenstruktur 2 auf der oberen Oberfläche des zweiten Abschnitts 12 sind gestaltet, um Ebenen zu sein, das heißt, die zweite Pyramidenstruktur 2 ist nicht unregelmäßig verformt, derart dass die zweite Pyramidenstruktur 2 eine regelmäßige vierflächige Struktur ist. Somit werden keine Dislokationen und nicht abgesättigten Bindungen im zweiten Abschnitt 12 des p-Typ-Emitters 10 verursacht und somit werden keine tiefen Energiepegel im zweiten Abschnitt 12 des p-Typ-Emitters 10 gebildet, was zu einem relativ hohen Schichtwiderstand des zweiten Abschnitts 12 des p-Typ-Emitters 10 führt und wodurch eine gute Passivierungsleistung des zweiten Abschnitts 12 des p-Typ-Emitters 10 aufrechterhalten wird. Auf diese Weise können die Leerlaufspannung und der Kurzschlussstrom der Solarzelle relativ hoch sein und die photoelektrische Umwandlungsleistung der Solarzelle kann verbessert werden.
[0087] In einigen Ausführungsformen umfasst ein Verfahren zum Bilden des p-Typ-Emitters 10 die folgenden Vorgänge.
[0088] Unter Bezugnahme auf Figur 8 wird ein n-Typ-Ausgangssubstrat 20 bereitgestellt und das n- Typ-Ausgangssubstrat 20 wird als eine Grundlage zum Bilden des n-Typ-Substrats 100 und des p-Typ-Emitters 10 verwendet. Daher können die Materialien des n-Typ-Ausgangssubstrats 20 und des n-Typ-Substrats 100 gleich sein.
[0089] In einigen Ausführungsformen kann die erste Oberfläche des n-Typ-Ausgangssubstrats 20 als eine texturierte Pyramidenoberfläche gestaltet sein, derart dass der Reflexionsgrad der ersten Oberfläche des n-Typ-Ausgangssubstrats 20 für einfallendes Licht niedrig und die Absorptions- und Nutzungsrate von Licht hoch ist. In einigen Ausführungsformen ist das n-Typ-Ausgangssubstrat 20 ein n-Typ-Ausgangshalbleitersubstrat, das heißt, das n-Typ-Ausgangssubstrat 20 ist mit n-Typ-Dotierungsionen dotiert und die n-Typ-Dotierungsionen können eines von Phosphorionen, Arsenionen oder Antimonionen sein.
[0090] Das Verfahren zum Bilden des p-Typ-Emitters 10 umfasst ferner unter Bezugnahme auf Figuren 9 und 10 das Abscheiden einer dreiwertigen Dotierungsquelle auf einer oberen Oberfläche des n-Typ-Ausgangssubstrats 20, um anschließend die dreiwertige Dotierungsquelle in das n-Typ-Ausgangssubstrat 20 zu diffundieren, um den p-Typ-Emitter 10 zu bilden. In einigen Ausführungsformen kann die dreiwertige Dotierungsquelle eine Borquelle sein und kann zum Beispiel Bortrichlorid oder Bortribromid sein.
[0091] Unter Bezugnahme auf Figur 9 umfasst in einigen Ausführungsformen das Abscheiden der dreiwertigen Dotierungsquelle auf der oberen Oberfläche des n-Typ-Ausgangssubstrats 20
das Bilden einer ersten Dünnfilmschicht 110, wobei die erste Dünnfilmschicht 110 die dreiwertige Dotierungsquelle und mindestens eines von einem Borelement, Sauerstoffelement, Siliziumelement, Chlor, Stickstoff oder Kohlenstoff umfasst. Eine Abscheidungsdauer liegt in einem Bereich von 20 s bis 5000 s und eine Temperatur liegt in einem Bereich von 500 °C bis 1300 °C. Als ein Beispiel können in einigen Ausführungsformen, wenn die dreiwertige Dotierungsquelle eine Borquelle ist, die Hauptkomponenten der ersten Dünnfilmschicht 110 Siliziumoxid und Boroxid umfassen und die dreiwertige Dotierungsquelle kann in der ersten Dünnfilmschicht 110 in einer Form von Boroxid gespeichert sein. Da Siliziumoxid eine hohe Härte aufweist, kann es das n-Typ-Ausgangssubstrat 20 während des Dotierungsprozesses schützen. Darüber hinaus umfasst die erste Dünnfilmschicht 110 ferner eine geringe Menge an Chlor, Stickstoff und Kohlenstoff, diese Elemente versehen die erste Dünnfilmschicht 110 mit einem höheren Brechungsindex als derjenige des bestehenden Borsilikatglases. Auf diese Weise kann während der anschließenden Behandlung, die auf einem voreingestellten Bereich der ersten Dünnfilmschicht 110 unter Verwendung eines Prozesses zur Behandlung mit einer äußeren Energiequelle durchgeführt wird, die erste Dünnfilmschicht 110 mehr äußere Energiequellen, wie beispielsweise Laserlicht, absorbieren, derart dass mehr Laserlicht das Innere der ersten Dünnfilmschicht 110 bestrahlen kann. Auf diese Weise kann der Verlust von Laserlicht vermindert werden und die Menge der dreiwertigen Dotierungsquelle, die in das n-Typ-Ausgangssubstrat 20 diffundiert wird, kann erhöht werden.
[0092] Darüber hinaus aggregieren sich, da die Dicke der ersten Dünnfilmschicht 110 relativ gering ist, wenn eine relativ dünne erste Dünnfilmschicht 110 relativ viele dreiwertige Dotierungsquellen umfasst, die dreiwertigen Dotierungsquellen in der ersten Dünnfilmschicht 110, wodurch die Konzentration der dreiwertigen Dotierungsquelle erhöht wird. Auf diese Weise wird, wenn die dreiwertige Dotierungsquelle anschließend durch den Dotierungsprozess in das n-Typ-Ausgangssubstrat 20 diffundiert wird, der Dotierungsprozess erleichtert und es ist einfacher, den ersten Abschnitt des p-Typ-Emitters mit relativ hoher Dotierungskonzentration zu bilden, wodurch der Schichtwiderstand des ersten Abschnitts des p-Typ-Emitters vermindert wird. Darüber hinaus wird, da die Dicke der ersten Dünnfilmschicht 110 relativ gering ist, die dreiwertige Dotierungsquelle, die in der ersten Dünnfilmschicht 110 aufgenommen werden kann, nicht zu viel, derart dass verhindert werden kann, dass übermäßige dreiwertige Dotierungsquellenelemente in das nTyp-Ausgangssubstrat 20 dotiert werden. Auf diese Weise kann das Problem, dass relativ viele dreiwertige Dotierungsquellenelemente aufgrund der Tatsache, dass zu viele dreiwertige Dotierungsquellenelemente in dem n-Typ-Ausgangssubstrat 20 vorhanden sind, starke Rekombinationszentren werden, was zu einer schlechten Passivierungsfähigkeit des gebildeten ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 führt, verhindert werden.
[0093] In einigen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Bilden der ersten Dünnfilmschicht 110 das Abscheiden einer dreiwertigen Dotierungsquelle auf der ersten Oberfläche des n-TypAusgangssubstrats 20 umfassen, wobei die dreiwertige Dotierungsquelle ein einfacher Stoff oder eine Verbindung ist, die ein dreiwertiges Element enthält. In einigen Ausführungsformen kann, wenn die dreiwertige Dotierungsquelle eine Borquelle ist, der einfache Stoff oder die Verbindung, die ein dreiwertiges Element enthält, Bortribromid oder Bortrichlorid sein. In einigen Ausführungsformen kann Bortrichlorid als die dreiwertige Dotierungsquelle auf der ersten Oberfläche des nTyp-Ausgangssubstrats 20 durch chemische Gasphasenabscheidung oder Aufschleudern abgeschieden werden und die Konzentration der dreiwertigen Dotierungsquelle kann 1E'%-9E% Atom/cm® betragen.
[0094] In einigen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Abscheiden der dreiwertigen Dotierungsquelle Folgendes umfassen: Durchführen eines Schiffchenzuführprozesses auf dem nTyp-Ausgangssubstrat 20; dann Erhöhen einer Temperatur auf eine erste voreingestellte Temperatur, wobei die erste voreingestellte Temperatur 500 °C bis 900 °C betragen kann; Abscheiden einer dreiwertigen Dotierungsquelle auf der ersten Oberfläche des n-Typ-Ausgangssubstrats 20; dann Erhöhen der Temperatur auf eine zweite voreingestellte Temperatur, wobei die zweite voreingestellte Temperatur höher als die erste voreingestellte Temperatur ist, zum Beispiel kann die zweite voreingestellte Temperatur 900 °C bis 1300 °C betragen; und Durchführen eines Übergangsdrückverfahrens in einer Stickstoffatmosphäre, wodurch die Dichte und Gleichförmigkeit
der gebildeten ersten Dünnfilmschicht 110 verbessert werden können. In einigen Ausführungsformen kann beim Abscheiden der dreiwertigen Dotierungsquelle eine kleine Menge von Sauerstoff, zum Beispiel 100 sccm bis 2000 sccm, eingeführt werden, was zur weiteren Bildung einer ersten Dünnfilmschicht 110 mit relativ hoher Dichte führt.
[0095] Unter Bezugnahme auf Figur 10 wird nach dem Abscheiden der dreiwertigen Dotierungsquelle der voreingestellte Bereich der oberen Oberfläche des n-Typ-Ausgangssubstrats 20 unter Verwendung des Prozesses zur Behandlung mit der äußeren Energiequelle behandelt und die durch den Prozesses zur Behandlung mit einer äußeren Energiequelle behandelte dreiwertige Dotierungsquelle wird in ein Inneres des n-Typ-Ausgangssubstrats 20 diffundiert, um den ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 in dem voreingestellten Bereich des n-Typ-Ausgangssubstrats 20 zu bilden und eine obere Oberfläche des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 liegt von dem n-Typ-Ausgangssubstrat 20 frei. Der Prozess zur Behandlung mit der äußeren Energiequelle wird auf dem voreingestellten Bereich durchgeführt, derart dass die dreiwertige Dotierungsquelle in dem voreingestellten Bereich der ersten Dünnfilmschicht 110 in das Innere des N-Typ-Ausgangssubstrats 20 diffundiert wird. Gleichzeitig wird mit dem Prozess der Behandlung mit der äußeren Energiequelle die Kristallstruktur des voreingestellten Bereichs des n-TypAusgangssubstrats 20 verformt, um die erste Pyramidenstruktur 1 zu bilden. Es sei erwähnt, dass die Struktur des n-Typ-Ausgangssubstrats 20 eine regelmäßige vierflächige Struktur ist, bevor der Prozess der Behandlung mit der äußeren Energiequelle durchgeführt wird. Nach dem Prozess der Behandlung mit der äußeren Energiequelle wird mindestens ein Teil der Oberflächen der ersten Pyramidenstruktur 1 in Bezug auf die Mitte der ersten Pyramidenstruktur 1 konkav oder konvex, das heißt, die erste Pyramidenstruktur 1 wird von der regelmäßigen vierflächigen Struktur in eine unregelmäßige vierflächige Struktur umgewandelt. Die erste Pyramidenstruktur 1 bewirkt das Auftreten 1 von Dislokationen und nicht abgesättigten Bindungen im voreingestellten Bereich des n-Typ-Ausgangssubstrats 20. Nachdem der voreingestellte Bereich des n-Typ-Ausgangssubstrats 20 mit der dreiwertigen Dotierungsquelle dotiert wurde, weist die obere Oberfläche des gebildeten ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 die erste Pyramidenstruktur 1 auf. Auf diese Weise kann der erste Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 einen tiefen Energiepegel aufweisen und der Schichtwiderstand des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 kann vermindert werden.
[0096] In einigen Ausführungsformen umfasst der Prozess der Behandlung mit der äußeren Energiequelle ein Beliebiges von einem Laserdotierungsprozess, einer Plasmabestrahlung oder einem gerichteten lonenimplantationsprozess. Wenn zum Beispiel der Laserdotierungsprozess als ein Beispiel genommen wird, ist das Handhaben des Laserdotierungsprozesses einfach und führt zu einer großmaßstäblichen Nutzung und die Effizienz der Laserdotierung ist hoch, somit kann die dreiwertige Dotierungsquelle effizient in das n-Typ-Ausgangssubstrat 20 dotiert werden. Die erste Dünnfilmschicht 110 kann eine gewisse Menge an Laserenergie absorbieren, wodurch das n-Typ-Ausgangssubstrat 20 geschützt und der durch Laserdotieren verursachte Schaden am n-Typ-Ausgangssubstrat 20 vermindert werden kann, derart dass der gebildete erste Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 eine hohe Unversehrtheit aufweist, wodurch eine gute Passivierungsleistung des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 erhalten wird. Darüber hinaus wird, da die Konzentration der dreiwertigen Dotierungsquelle in der ersten Dünnfilmschicht 110 hoch ist, beim Durchführen des Laserdotierens die dreiwertige Dotierungsquelle einfacher in das n-TypAusgangssubstrat 20 dotiert, derart dass die Ubergangstiefe des gebildeten ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 tief ist. Das heißt, die tiefe Ubergangstiefe des gebildeten ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 kann unter Nutzung geringer Laserenergie hergestellt werden, somit kann die Laserenergie vermindert werden, wenn sichergestellt werden kann, dass die Übergangstiefe des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 die Erwartungen erfüllt, wodurch die Beschädigung des n-Typ-Ausgangssubstrats 20 durch das Laserlicht weiter vermindert wird.
[0097] Darüber hinaus ist es nach dem Bestrahlen des voreingestellten Bereichs des n-Typ- Ausgangssubstrats 20 unter Verwendung des Laserprozesses einfacher, die Kristallstruktur des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 in eine unregelmäßige vierflächige Struktur umzuwandeln, derart dass die Dichte der im Inneren des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10
gebildeten Dislokationen relativ hoch ist, was zu einer weiteren Verminderung des Schichtwiderstands führt.
[0098] In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren nach dem Bilden des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 Folgendes: Durchführen eines Reinigungsvorgangs auf der ersten Oberfläche des n-Typ-Ausgangssubstrats 20 zum Entfernen der ersten Dünnfilmschicht 110. Auf diese Weise können die verbleibenden dreiwertigen Dotierungsquellen in der ersten Dünnfilmschicht 110 und die absorbierten Verunreinigungen auf der Oberfläche des n-Typ-Ausgangssubstrats 20 entfernt werden, was zur Verhinderung von Ableitung führt. Ferner enthält die erste Dünnfilmschicht 110 eine große Anzahl an dreiwertigen Dotierungsquellen und diese dreiwertigen Dotierungsquellen werden in dem nachfolgenden Hochtemperaturprozess zum Bilden der zweiten Dünnfilmschicht in nicht aktivierte dreiwertige Dotierungsquellen, wie beispielsweise nicht aktiviertes Bor, umgewandelt. Das Vorhandensein von nicht aktivierten dreiwertigen Dotierungsquellen wird die Rekombination von Ladungsträgern auf der Oberfläche des n-Typ-Ausgangssubstrats 20 erhöhen, wodurch der photoelektrische Umwandlungswirkungsgrad der Solarzelle beeinträchtigt wird. Daher kann das Entfernen der ersten Dünnfilmschicht 110 vor dem Vorgang des Bildens der zweiten Dünnfilmschicht auch das Vermindern des Gehalts der nicht aktivierten dreiwertigen Dotierungsquellen auf der Oberfläche des n-Typ-Ausgangssubstrats 20 nach dem anschließenden Bilden der zweiten Dünnfilmschicht vermindern, wodurch die Rekombination von Ladungsträgern auf der Oberfläche des n-Typ-Ausgangssubstrats 20 vermindert wird und der photoelektrische Umwandlungswirkungsgrad der Solarzelle verbessert wird. Als ein Beispiel kann der Reinigungsvorgang das Reinigen der Oberfläche des n-Typ-Ausgangssubstrats 20 mit Alkalilösung oder Säurelösung umfassen, wobei die Alkalilösung mindestens eines von wässriger KOH- oder H2:O2-Lösung sein kann und die Säurelösung mindestens eines von wässriger HF- oder HCI-Lösung sein kann.
[0099] Nach dem Bilden des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 wird unter Bezugnahme auf Figuren 11 bis 12 eine Hochtemperaturbehandlung auf dem n-Typ-Ausgangssubstrat 20 durchgeführt, um den p-Typ-Emitter 10 im n-Typ-Ausgangssubstrat 20 zu bilden, und die obere Oberfläche des p-Typ-Emitters 10 liegt von dem n-Typ-Ausgangssubstrat 20 frei. Als ein Beispiel wird das n-Typ-Substrat 100 in einem Bereich des n-Typ-Ausgangssubstrats 20 ohne den p-TypEmitter 10 gebildet und der zweite Abschnitt 12 des p-Typ-Emitters 10 wird in einem Bereich des p-Typ-Emitters 10 ohne den voreingestellten Bereich gebildet. Da der Prozess zur Behandlung mit der äußeren Energiequelle nur auf der Oberfläche des voreingestellten Bereichs des n-TypAusgangssubstrats 20 durchgeführt wird, werden die dreiwertigen Dotierungsquellen in der ersten Dünnfilmschicht 110, die dem voreingestellten Bereich entsprechen, in das Innere des n-TypAusgangssubstrats 20 diffundiert. Somit ist die Ubergangstiefe des gebildeten ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 größer als die Ubergangstiefe des zweiten Abschnitts 12 des p-TypEmitters 10 und die Metallelektrode kann angeordnet sein, um in elektrischer Verbindung mit dem ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 zu sein. Auf diese Weise kann das Problem, dass die Paste zum Bilden der Metallelektrode in den p-Typ-Emitter 10 eindringt und das n-Typ-Ausgangssubstrat 20 während des Sinterprozesses direkt kontaktiert, verhindert werden. Darüber hinaus ist die UÜbergangstiefe des zweiten Abschnitts 12 gestaltet, um flach zu sein, das heißt, die Dicke des zweiten Abschnitts 12 des p-Typ-Emitters 10 ist klein, derart dass die Anzahl der Dotierungselemente des zweiten Abschnitts 12 niedriger als die Anzahl der Dotierungselemente des ersten Abschnitts 11 ist, das heißt, die Dotierungskonzentration des zweiten Abschnitts 12 des p-TypEmitters 10 ist niedriger. Daher weist im Vergleich zum ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 der zweite Abschnitt 12 des p-Typ-Emitters 10 einen besseren Passivierungseffekt auf, was zur Verminderung der Rekombination von Ladungsträgern und zur Verbesserung der Leerlaufspannung und des Kurzschlussstroms der Solarzelle führt.
[00100] Nach dem Durchführen der Hochtemperaturbehandlung auf dem n-Typ-Ausgangssubstrat 20 wird ein Teil der dreiwertigen Dotierungsquellen in das n-Typ-Ausgangssubstrat 20 dotiert, derart dass ein Teil des n-Typ-Ausgangssubstrats 20 in den zweiten Abschnitt 12 des p-TypEmitters 10 umgewandelt wird. Das heißt, der Abschnitt des n-Typ-Ausgangssubstrats 20 ohne den ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 und den zweiten Abschnitt 12 des p-Typ- Emitters
10 entspricht dem n-Typ-Substrat 100.
[00101] Unter Bezugnahme auf Figur 11 wird in einigen Ausführungsformen beim Vorgang des Durchführens der Hochtemperaturbehandlung auf dem n-Typ-Ausgangssubstrat 20 Sauerstoff bei einer ersten Strömungsrate während einer Dauer in einem Bereich von 500 s bis 10000 s und unter einer Temperatur in einem Bereich von 500 °C bis 1500 °C eingeführt, um eine zweite Dünnfilmschicht 120 zu bilden, wobei eine Dicke der zweiten Dünnfilmschicht 120 kleiner als eine Dicke der ersten Dünnfilmschicht 110 ist. Die Menge des im Prozess des Bildens der zweiten Dünnfilmschicht 120 eingeführten Sauerstoffs ist relativ groß, derart dass der Sauerstoff mit mehr dreiwertigen Dotierungsquellen reagieren kann, somit ist die Dicke der gebildeten zweiten Dünnfilmschicht 120 größer als die Dicke der ersten Dünnfilmschicht 110. Auf diese Weise aggregieren sich einerseits, wenn die dünnere erste Dünnfilmschicht 110 mehr dreiwertige Dotierungsquellen umfasst, die dreiwertigen Dotierungsquellen in der ersten Dünnfilmschicht 110, wodurch die Konzentration der dreiwertigen Dotierungsquellen erhöht wird, was zur Laserdotierung führt, und da die erste Dünnfilmschicht 110 relativ dünn ist, ist es für das Laserlicht einfach, in das n-TypAusgangssubstrat 20 einzudringen. Andererseits ist die zweite Dünnfilmschicht 120 dicker, wodurch sichergestellt werden kann, dass die Menge an dreiwertigen Dotierungsquellen, die von der zweiten Dünnfilmschicht 120 in einem Bereich ohne den voreingestellten Bereich der ersten Oberfläche des n-Typ-Ausgangssubstrats 20 absorbiert werden, relativ groß ist. Auf diese Weise können die Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des ersten Abschnitts 11 des pTyp-Emitters 10 und die Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des zweiten Abschnitts 12 des p-Typ-Emitters 10 vermindert werden und die Passivierungsleistung kann verbessert werden.
[00102] In einigen Ausführungsformen liegt die erste Strömungsrate im Bereich von 200 sccm bis 80,000 sccm. Zum Beispiel kann die erste Strömungsrate 200 sccm bis 1000 sccm, 1000 sccm bis 5000 sccm, 5000 sccm bis 10000 sccm, 10000 sccm bis 20000 sccm, 20000 sccm bis 30000 sccm, 30000 sccm bis 50000 sccm, 50000 sccm bis 70000 sccm oder 70000 sccm bis 80000 sccm betragen. Das Einstellen der ersten Strömungsrate innerhalb dieses Bereichs kann eine hohe erste Strömungsrate sicherstellen, derart dass die gebildete zweite Dünnfilmschicht 120 dicker ist und die zweite Dünnfilmschicht 120 mehr dreiwertige Dotierungsquellen absorbieren kann. Auf diese Weise kann die Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des zweiten Abschnitts 12 des p-Typ-Emitters 10 relativ niedrig sein, was zum Erhalten eines hohen Schichtwiderstands des zweiten Abschnitts 12 des p-Typ-Emitters 10 führt, somit kann die Passivierungsleistung des zweiten Abschnitts 12 des p-Typ-Emitters 10 verbessert werden. Unter Bezugnahme auf Figur 12 umfasst das Verfahren in einigen Ausführungsformen ferner Folgendes: Durchführen des Reinigungsvorgangs auf dem n-Typ-Ausgangssubstrat 20 zum Entfernen der zweiten Dünnfilmschicht 120; Bilden einer Antireflexionsschicht 130 auf der ersten Oberfläche des n-Typ-Ausgangssubstrats 20, wobei die Antireflexionsschicht 130 sich auf der oberen Oberfläche des p-Typ-Emitters 10 befindet, in einigen Ausführungsformen kann die Antireflexionsschicht 130 eine Siliziumnitridschicht sein, die Siliziumnitridmaterial umfasst. In einigen Ausführungsformen kann die Antireflexionsschicht 130 durch ein Verfahren zur plasmaunterstützten chemischen Gasphasenabscheidung (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition - PECVD) gebildet werden.
[00103] Unter Bezugnahme auf Figur 13 umfasst das Verfahren in einigen Ausführungsformen ferner Folgendes: Bilden einer ersten Metallelektrode 140 und die erste Metallelektrode 140 wird elektrisch mit dem ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 verbunden. Die erste Metallelektrode 140 befindet sich auf der ersten Oberfläche des n-Typ-Ausgangssubstrats 20. Da der Schichtwiderstand des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 niedrig ist, wird die erste Metallelektrode 140 angeordnet, um elektrisch mit dem ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 verbunden zu werden. Auf diese Weise kann der Kontaktwiderstand zwischen der ersten Metallelektrode 140 und dem ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 vermindert werden, wodurch der Transport von Ladungsträgern in der ersten Metallelektrode 140, die in die Antireflexionsschicht eindringen, erleichtert wird. Die spezifische Grundsätze sind wie folgt. Das einfallende Licht erreicht das n-Typ-Ausgangssubstrat 20 durch den ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters
10 und den zweiten Abschnitt 12 des p-Typ-Emitters 10 und erzeugt eine Vielzahl von ElektronenLoch-Paaren im n-Typ-Ausgangssubstrat 20. Die Vielzahl von Elektronen-Loch-Paaren im n-TypAusgangssubstrat 20 werden unter der Wirkung des photoelektrischen Effekts in Elektronen und Löcher getrennt, die getrennten Elektronen werden zum n-Typ-Ausgangssubstrat 20 transportiert und die getrennten Löcher werden zum ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 und zweiten Abschnitt 12 des p-Typ-Emitters 10 transportiert. Die Elektronen, die zum ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 und zweiten Abschnitt 12 des p-Typ-Emitters 10 transportiert werden, werden von der ersten Metallelektrode 140 im Kontakt mit dem ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 eingefangen und in der ersten Metallelektrode 140 transportiert, wobei sie in die Antireflexionsschicht eindringen. Das heißt, es ist erwünscht, dass die Elektronen im ersten Abschnitt 11 und zweiten Abschnitt 12 zur ersten Metallelektrode 140 im Kontakt mit dem ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 transportiert werden. Daher kann der Transport von Ladungsträgern durch die Verbesserung des Kontaktwiderstands zwischen der ersten Metallelektrode 140 und dem ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 in hohem Maße verbessert werden.
[00104] In einigen Ausführungsformen umfasst ein Verfahren zum Bilden der ersten Metallelektrode 140 Folgendes: Drucken leitfähiger Paste auf eine obere Oberfläche der Antireflexionsschicht 130 im voreingestellten Bereich, das leitfähige Material in der leitfähigen Paste kann mindestens eines von Silber, Aluminium, Kuper, Zinn, Gold, Blei oder Nickel sein; und Sintern der leitfähigen Paste, zum Beispiel kann das Sintern unter einer Spitzentemperatur von 750 °C bis 850 °C durchgeführt werden, um in die Antireflexionsschicht einzudringen, um die erste Metallelektrode 140 zu bilden.
[00105] In einigen Ausführungsformen ist eine Breite der ersten Metallelektrode 140 kleiner oder gleich der Breite des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10, derart dass die erste Metallelektrode 140 vom ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 umgeben sein kann und die Seitenoberflächen und die untere Oberfläche der ersten Metallelektrode 140 mit dem ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 in Kontakt sind. Im Vergleich mit dem Fall, in dem ein Teil der Seitenoberflächen der ersten Metallelektrode 140 in Kontakt mit dem zweiten Abschnitt 12 des pTyp-Emitters 10 ist, der einen höheren Schichtwiderstand aufweist, da der Schichtwiderstand des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 niedriger ist, ist der Kontaktwiderstand zwischen der ersten Metallelektrode 140 und dem ersten Abschnitt 11 des p-Typ-Emitters 10 niedriger, was zur weiteren Verbesserung des Transports von Ladungsträgern im ersten Abschnitt 11 des p-TypEmitters 10 und zweiten Abschnitt 12 des p-Typ-Emitters 10 führt.
[00106] Unter Bezugnahme auf Figur 14 werden eine Tunnelschicht 150 und eine dotierte leitfähige Schicht 160 gebildet, wobei die Tunnelschicht und die dotierte leitfähige Schicht sich auf einer zweiten Oberfläche des n-Typ-Substrats 100 befinden und der Reihe nach in einer Richtung weg vom n-Typ-Substrat 100 angeordnet sind.
[00107] Die Tunnelschicht 150 wird zum Ausführen der Grenzflächenpassivierung der zweiten Oberfläche des n-Typ-Substrats 100 verwendet. In einigen Ausführungsformen kann die Tunnelschicht 150 unter Verwendung eines Abscheidungsprozesses, wie beispielsweise eines chemischen Gasphasenabscheidungsprozesses, gebildet werden. In einigen anderen Ausführungsformen kann die Tunnelschicht 150 unter Verwendung eines Prozesses zur Erzeugung vor Ort gebildet werden. Als ein Beispiel kann in einigen Ausführungsformen das Material der Tunnelschicht 150 ein dielektrisches Material, wie beispielsweise Siliziumoxid, sein.
[00108] Die dotierte leitfähige Schicht 160 wird dazu verwendet, Feldpassivierung zu bilden. In einigen Ausführungsformen kann das Material der dotierten leitfähigen Schicht 160 dotiertes Silizium sein. In einigen Ausführungsformen umfassen die dotierte leitfähige Schicht 160 und das n- Typ-Substrat 100 Dotierungselemente mit dem gleichen Leitfähigkeitstyp, das dotierte Silizium kann eines oder mehrere von n-Typ-dotiertem Polysilizium, n-Typ-dotiertem mikrokristallinem Silizium und n-Typ-dotiertem amorphem Silizium umfassen. In einigen Ausführungsformen kann die dotierte leitfähige Schicht 160 unter Verwendung eines Abscheidungsprozesses gebildet werden. Als ein Beispiel kann intrinsisches Polysilizium auf der Oberfläche der Tunnelschicht 150 entfernt von dem n-Typ-Substrat 100 abgeschieden werden, um eine Polysiliziumschicht zu
bilden, und Phosphorionen können auf die Arten der lonenimplantation und Quellendiffusion dotiert werden, um eine n-Typ-dotierte Polysiliziumschicht zu bilden. Die n-Typ-dotierte Polysiliziumschicht dient als die dotierte leitfähige Schicht 160.
[00109] Unter Bezugnahme auf Figur 1 umfasst das Verfahren ferner das Bilden einer ersten Passivierungsschicht 170 auf einer Oberfläche der dotierten leitfähigen Schicht 160 entfernt von dem n-Typ-Substrat 100. In einigen Ausführungsformen kann das Material der ersten Passivierungsschicht 170 eines oder mehrere von Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid und Siliziumoxicarbonitrid sein. In einigen Ausführungsformen kann die erste Passivierungsschicht 170 eine einschichtige Struktur sein. In einigen anderen Ausführungsformen kann die erste Passivierungsschicht 170 eine mehrschichtige Struktur sein. Als ein Beispiel kann die erste Passivierungsschicht 170 in einigen Ausführungsformen unter Verwendung eines PECVDVerfahrens gebildet werden.
[00110] In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner das Bilden einer zweiten Metallelektrode 180, die in die erste Passivierungsschicht 170 eindringt, um eine elektrische Verbindung mit der dotierten leitfähigen Schicht 160 zu bilden. Als ein Beispiel kann das Verfahren zum Bilden der zweiten Metallelektrode 180 das gleiche wie das Verfahren zum Bilden der ersten Metallelektrode 140 sein und das Material der ersten Metallelektrode 140 kann das gleiche wie das Material der zweiten Metallelektrode 180 sein.
[00111] Im Herstellungsverfahren für Solarzellen, wie in den vorhergehenden Ausführungsformen bereitgestellt, weist mindestens eine geneigte Oberfläche der gebildeten ersten Pyramidenstruktur 1 eine unregelmäßige Verformung auf, derart dass die Kristallstruktur der ersten Pyramidenstruktur 1 von einer regelmäßigen vierflächigen Struktur eine unregelmäßige vierflächige Struktur wird. Die unregelmäßige vierflächige Struktur führt zu Dislokationen und nicht abgesättigten Bindungen in dem Emitter, wodurch der Emitter abgewandelt wird. Insbesondere führen die erzeugten Dislokationen und nicht abgesättigten Bindungen zu einem tiefen Energiepegel im Inneren des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10, wodurch der Schichtwiderstand des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 vermindert wird. Der erste Abschnitt 11 des p-TypEmitters 10 kann durch Abwandeln der Struktur des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 einen relativ niedrigen Schichtwiderstand aufweisen. Auf diese Weise kann der Schichtwiderstand des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 vermindert werden, ohne die Dotierungskonzentration des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 in hohem Maße zu erhöhen, wodurch nicht nur der ohmsche Kontakt verbessert werden kann, sondern auch ein guter Passivierungseffekt des ersten Abschnitts 11 des p-Typ-Emitters 10 aufrechterhalten wird, somit kann die gesamte photoelektrische Umwandlungsleistung der gebildeten Solarzelle verbessert werden.
[00112] Obgleich die vorliegende Offenbarung mit Ausführungsbeispielen offenbart wird, werden diese nicht zum Einschränken der Patentansprüche verwendet. Jeder Fachmann kann einige mögliche Anderungen und Abwandlungen vornehmen, ohne vom Gedanken der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Der Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung ist abhängig vom durch die Patentansprüche definierten Schutzumfang.
[00113] Der Fachmann wird verstehen, dass die vorhergehenden Ausführungsformen beispielhafte Implementierungen zum Ausführen der vorliegenden Offenbarung sind. Der Patentschutzbereich der vorliegenden Offenbarung ist immer noch abhängig vom durch die beigefügten Patentansprüche begrenzten Schutzumfang.

Claims (10)

Ansprüche
1. Solarzelle, dadurch gekennzeichnet, dass sie Folgendes umfasst: ein n-Typ-Substrat (100); und eine Tunnelschicht (150) und eine dotierte leitfähige Schicht (160), die der Reihe nach über einer zweiten Oberfläche des n-Typ-Substrats (100) in einer Richtung weg von dem n-TypSubstrat (100) gebildet sind; dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzelle ferner Folgendes umfasst: einen p-Typ-Emitter (10), der auf einer ersten Oberfläche des n-Typ-Substrats (100) gebildet ist, wobei der pTyp-Emitter (10) einen ersten Abschnitt (11) und einen zweiten Abschnitt (12) umfasst, eine obere Oberfläche des ersten Abschnitts (11) eine erste Pyramidenstruktur (1) umfasst und zumindest ein Teil mindestens einer geneigten Oberfläche der ersten Pyramidenstruktur (1) in Bezug auf eine Mitte der ersten Pyramidenstruktur (1) konkav oder konvex ist, wobei eine obere Oberfläche des zweiten Abschnitts (12) eine zweiten Pyramidenstruktur (2) umfasst und geneigte Oberflächen der zweiten Pyramidenstruktur (2) Ebenen sind und wobei in einer Richtung senkrecht zur ersten Oberfläche des n-Typ-Substrats (100) eine Ubergangstiefe des ersten Abschnitts (11) größer ist als eine Ubergangstiefe des zweiten Abschnitts (12).
2. Solarzelle nach Anspruch 1, wobei eine Kristallstruktur des ersten Abschnitts (11) des p-TypEmitters (10) Dislokationen aufweist.
3. Solarzelle nach Anspruch 1, wobei ein Schichtwiderstand des ersten Abschnitts (11) des pTyp-Emitters (10) niedriger ist als ein Schichtwiderstand des zweiten Abschnitts (12) des pTyp-Emitters (10).
4. Solarzelle nach Anspruch 1, wobei zumindest ein Teil der ersten Pyramidenstruktur (1) ferner eine erste Unterstruktur (13) umfasst, die sich an einer Spitze der ersten Pyramidenstruktur (1) befindet, wobei die erste Unterstruktur (13) eine Kugel oder ein Sphäroid ist.
5. Solarzelle nach Anspruch 1, wobei ein Verhältnis der Übergangstiefe des ersten Abschnitts (11) zur Übergangstiefe des zweiten Abschnitts (12) nicht kleiner als 2 ist.
6. Solarzelle nach Anspruch 5, wobei eine Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des ersten Abschnitts (11) des p-Typ-Emitters (10) größer oder gleich einer Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des zweiten Abschnitts (12) des p-Typ-Emitters (10) ist.
7. Solarzelle nach Anspruch 6, wobei die Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des ersten Abschnitts (11) des p-Typ-Emitters (10) in einem Bereich von 1E'8 Atom/cm® bis 5E% Atom/cm® liegt, eine Differenz der Dotierungskonzentration der oberen Oberfläche des ersten Abschnitts (11) und einer Dotierungskonzentration an einer unteren Oberfläche des ersten Abschnitts (11) in einem Bereich von 1E'® Atom/cm® bis 5E*° Atom/cm® liegt und eine Differenz zwischen der Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des zweiten Abschnitts (12) und einer Dotierungskonzentration an einer unteren Oberfläche des zweiten Abschnitts (12) in einem Bereich von 1E’® Atom/cm? bis 1E% Atom/cm® liegt.
8. Solarzelle nach Anspruch 1, wobei ein Verhältnis einer Breite des zweiten Abschnitts (12) zu einer Breite des ersten Abschnitts (11) nicht kleiner als 60 ist.
9. Solarzelle nach Anspruch 1, wobei der p-Typ-Emitter (10) ferner einen Übergangsbereich (14) umfasst, der sich zwischen dem ersten Abschnitt (11) und dem zweiten Abschnitt (12) befindet, wobei eine Dotierungskonzentration an einer oberen Oberfläche des Übergangsbereichs (14) größer oder gleich der Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des zweiten Abschnitts (12) ist und kleiner oder gleich der Dotierungskonzentration an der oberen Oberfläche des ersten Abschnitts (11) ist.
10. Photovoltaikmodul, dadurch gekennzeichnet, dass es Folgendes umfasst: mindestens eine Zellenfolge, die durch Verbinden einer Vielzahl von Solarzellen (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 gebildet wird; mindestens eine Einkapselungsschicht (102), die dazu ausgestaltet ist, eine Oberfläche der mindestens einen Zellenfolge zu bedecken; und
mindestens eine Abdeckplatte (103), die dazu ausgestaltet ist, eine Oberfläche der mindestens einen Einkapselungsschicht zu bedecken, die von der mindestens einen Zellenfolge abgewandt ist.
Hierzu 7 Blatt Zeichnungen
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