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公開番号2025003266
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-09
出願番号2023190883
出願日2023-11-08
発明の名称太陽電池および太陽電池の製造方法
出願人天合光能股フン有限公司
代理人個人,個人,個人
主分類H10F 10/00 20250101AFI20241226BHJP()
要約【課題】本願は、太陽電池及び太陽電池の製造方法を提供する。
【解決手段】太陽電池は、第1の方向に沿って対向する第1の表面及び第2の表面を有する基板と、第1の表面及び/又は第2の表面に設けられるトンネル酸化層と、トンネル酸化層の基板から離れた表面に配置されたドーピング多結晶シリコン層と、太陽電池の電極領域に設けられ、且つ、ドーピング多結晶シリコン層に接触しており、そのドーピングタイプがドーピング多結晶シリコン層と同じであるバリア層と、バリア層に接触する電極と、を備える。本願の上記の実施形態に係る太陽電池は、電極領域にドーピング多結晶シリコン層に接触するバリア層を設置することによって、電極がドーピング多結晶シリコン層を焼き通すリスクを低減する。その上で、ドーピング多結晶シリコン層の厚さをさらに小さくすることができ、それによってドーピング多結晶シリコン層の入射光に対する吸収を低減し、太陽電池の入射光に対する利用率を向上させることができる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１の方向に沿って対向する第１の表面（１１１）及び第２の表面（１１２）を有する基板（１１０）と、
前記第１の表面及び／又は前記第２の表面に設けられるトンネル酸化層（１２０）と、
前記トンネル酸化層の前記基板から離れた表面に設けられたドーピング多結晶シリコン層（１３０）と、
太陽電池の電極領域（１６０）に設けられ、且つ、前記ドーピング多結晶シリコン層に接触しており、ドーピングタイプが前記ドーピング多結晶シリコン層と同じであるバリア層（１４０）と、
前記電極領域に設けられ、且つ、前記バリア層に接触する電極（１５０）と、を備え、
前記第１の方向は、前記基板の厚さ方向であり、
前記バリア層は、前記電極領域のドーピング多結晶シリコン層を第１の方向に沿ってエッチングした予め設定された深さの溝内に形成されていて、
前記予め設定された深さは、前記ドーピング多結晶シリコン層の厚さと等しいか、又は前記ドーピング多結晶シリコン層の厚さ未満であり、
前記バリア層の材料は、炭化ケイ素、および／または酸化亜鉛を含むことを特徴とする太陽電池。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記バリア層は、前記ドーピング多結晶シリコン層における予め設定された深さまで前記第１の方向に沿って入り込み、
前記予め設定された深さは、前記ドーピング多結晶シリコン層の厚さと等しいか、又は前記ドーピング多結晶シリコン層の厚さ未満であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記バリア層は、前記トンネル酸化層の前記基板から離れた表面に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記バリア層の前記基板から離れた表面は、前記ドーピング多結晶シリコン層の前記基板から離れた表面と面一になり、または前記ドーピング多結晶シリコン層の前記基板から離れた表面よりも前記基板に近く、または前記ドーピング多結晶シリコン層の前記基板から離れた表面よりも前記基板から離れていることを特徴とする請求項３に記載の太陽電池。
【請求項５】
前記電極領域の複合電流密度は、１００ｆＡ／ｃｍ
２
以下であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項６】
前記ドーピング多結晶シリコン層及び前記バリア層の前記基板から離れた表面に設けられた誘電体層をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項７】
前記電極は、前記誘電体層を貫通して前記バリア層に接触することを特徴とする請求項６に記載の太陽電池。
【請求項８】
前記ドーピング多結晶シリコン層の厚さは３ｎｍ以上、且つ、２００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項９】
第１の方向に沿って対向する第１の表面及び第２の表面を有する基板を提供するステップと、
前記第１の表面及び／又は前記第２の表面にトンネル酸化層を形成するステップと、
前記トンネル酸化層の前記基板から離れた表面にドーピング多結晶シリコン層を形成するステップと、
太陽電池の電極領域において、前記ドーピング多結晶シリコン層に接触し、且つ、そのドーピングタイプが前記ドーピング多結晶シリコン層と同じであるバリア層を形成するステップと、
前記バリア層に接触する電極を形成するステップと、を備え、
前記第１の方向は、前記基板の厚さ方向であり、
前記バリア層を形成する方法は、前記電極領域のドーピング多結晶シリコン層を第１の方向に沿ってエッチングして、予め設定された深さの溝を形成するステップと、前記溝内に前記バリア層を形成するステップと、を備え、
前記予め設定された深さは、前記ドーピング多結晶シリコン層の厚さと等しいか、又は前記ドーピング多結晶シリコン層の厚さ未満であり、
前記バリア層の材料は、炭化ケイ素、および／または酸化亜鉛を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項１０】
前記バリア層を形成するステップは、
前記ドーピング多結晶シリコン層の表面を洗浄するステップと、
前記電極領域において、前記ドーピング多結晶シリコン層の前記基板から離れた表面に接触するバリア層を形成するステップと、を備えることを特徴とする請求項９に記載の太陽電池の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に太陽電池の分野に関し、特に一種の太陽電池および太陽電池の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
トンネル酸化層太陽電池（ＴｕｎｎｅｌＯｘｉｄｅＰａｓｓｉｖａｔｉｎｇＣｏｎｔａｃｔｓ，ＴＯＰＣｏｎ）は、２０１４年に提案され、当該太陽電池は、トンネル酸化層とドーピング多結晶シリコン層とを含み、トンネル酸化は、キャリアを選択的に輸送することができ、ドーピング多結晶シリコン層は、フィールドパッシベーションとして機能している。太陽電池の電極は、電極領域に位置する機能層（例えば、反射防止層）を介してドーピング多結晶シリコン層に接触する。
【０００３】
太陽電池中のドーピング多結晶シリコン層は光学寄生効果を有し、これにより太陽電池の入射光に対する利用率が低下してしまう。ドーピング多結晶シリコン層の厚さを小さくすることによって、ドーピング多結晶シリコン層の入射光線に対する吸収を低減し、太陽電池の入射光に対する利用率を高めることができる。しかし、ドーピング多結晶シリコン層の厚さの減少は、電極が多結晶シリコン層を焼き通した後に基板に接触するリスクを増大させてしまう。電極と基板との接触は複合電流密度の増大を招き、ひいては太陽電池の効率に深刻な影響を与える。
【０００４】
従って、ドーピング多結晶シリコン層の厚さの減少による入射光に対する利用率の増大に関するメリット、及びドーピング多結晶シリコン層の厚さの減少による電極がドーピング多結晶シリコン層を焼き通すリスクの増大に関するデメリットをどのようにバランスを取られるかは早急に解決すべき問題である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願が解決しようとする技術課題は、ドーピング多結晶シリコン層の厚さを減少させながら、電極がドーピング多結晶シリコン層を焼き通すことを回避することができる太陽電池及び太陽電池の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の技術課題を解決するために、本願が採用した技術思案は太陽電池であり、当該太陽電池は、第１の方向に沿って対向する第１の表面及び第２の表面を有する基板と、前記第１の表面及び／又は前記第２の表面に設けられるトンネル酸化層と、前記トンネル酸化層の前記基板から離れた表面に設けられたドーピング多結晶シリコン層と、前記太陽電池の電極領域に設けられ、且つ、前記ドーピング多結晶シリコン層に接触しており、そのドーピングタイプが前記ドーピング多結晶シリコン層と同じであるバリア層と、前記バリア層に接触する電極と、を備え、その中、前記第１の方向は、前記基板の厚さ方向である。
【０００７】
本願の一実施形態では、前記バリア層は、前記ドーピング多結晶シリコン層の前記基板から離れた表面に設けられている。
【０００８】
本願の一実施形態では、前記バリア層は、前記ドーピング多結晶シリコン層中の予め設定された深さまで前記第１の方向に沿って入り込み、その中、前記予め設定された深さは、前記ドーピング多結晶シリコン層の厚さと等しいか、又は前記ドーピング多結晶シリコン層の厚さ未満である。
【０００９】
本願の一実施形態では、前記バリア層は、前記トンネル酸化層の前記基板から離れた表面に設けられている。
【００１０】
本願の一実施形態では、前記バリア層の前記基板から離れた表面は、前記ドーピング多結晶シリコン層の前記基板から離れた表面と面一になり、または前記ドーピング多結晶シリコン層の前記基板から離れた表面よりも前記基板に近く、または前記ドーピング多結晶シリコン層の前記基板から離れた表面よりも前記基板から離れている。
（【００１１】以降は省略されています）

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