本公開的實(shí)施例涉及可再生能源領(lǐng)域，具體地講，涉及利用晶體硅將太陽能電池光接收表面鈍化的方法以及所得的太陽能電池。

背景技術(shù)：

光伏電池(常被稱為太陽能電池)是熟知的用于將太陽輻射直接轉(zhuǎn)換為電能的裝置。一般來講，使用半導(dǎo)體加工技術(shù)在基板的表面附近形成p-n結(jié)，從而在半導(dǎo)體晶片或基板上制造太陽能電池。照射在基板表面上并進(jìn)入基板內(nèi)的太陽輻射在基板塊體中形成電子和空穴對。電子和空穴對遷移至基板中的p摻雜區(qū)域和n摻雜區(qū)域，從而在摻雜區(qū)域之間產(chǎn)生電壓差。將摻雜區(qū)連接至太陽能電池上的導(dǎo)電區(qū)，以將電流從電池引導(dǎo)至與其耦接的外部電路。

效率是太陽能電池的重要特性，因其直接與太陽能電池發(fā)電能力有關(guān)。同樣，制備太陽能電池的效率直接與此類太陽能電池的成本效益有關(guān)。因此，提高太陽能電池效率的技術(shù)或提高制造太陽能電池效率的技術(shù)是普遍所需的。本公開的一些實(shí)施例允許通過提供制造太陽能電池結(jié)構(gòu)的新工藝而提高太陽能電池的制造效率。本公開的一些實(shí)施例允許通過提供新型太陽能電池結(jié)構(gòu)來提高太陽能電池效率。

附圖說明

圖1A至圖1E示出了根據(jù)本公開實(shí)施例的太陽能電池制造中的各個(gè)階段的剖視圖，其中：

圖1A示出了太陽能電池的起始基板；

圖1B示出了在基板的光接收表面上形成鈍化介電層后的圖1A結(jié)構(gòu)；

圖1C示出了在鈍化介電層上形成本征硅層后的圖1B結(jié)構(gòu)；

圖1D示出了在本征硅層上形成N型硅層后的圖1C結(jié)構(gòu)；以及

圖1E示出了在N型硅層上形成抗反射涂層(ARC)后的圖1D結(jié)構(gòu)。

圖2為根據(jù)本公開的實(shí)施例的流程圖，該流程圖列出了與圖1A至圖1E相對應(yīng)的制造太陽能電池的方法中的操作。

圖3示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的背接觸式太陽能電池的剖視圖，該背接觸式太陽能電池具有在基板的背表面上方形成的發(fā)射極區(qū)域，并且具有在基板的光接收表面上的第一示例性層疊堆。

圖4示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的背接觸式太陽能電池的剖視圖，該背接觸式太陽能電池具有在基板的背表面中形成的發(fā)射極區(qū)域，并且具有在基板的光接收表面上的第一示例性層疊堆。

圖5是根據(jù)本公開的實(shí)施例結(jié)合圖3和圖4所描述的太陽能電池光接收表面上設(shè)置的第一示例性層疊堆的能帶圖。

圖6A示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的背接觸式太陽能電池的剖視圖，該背接觸式太陽能電池具有在基板的背表面上方形成的發(fā)射極區(qū)域，并且具有在基板的光接收表面上的第二示例性層疊堆。

圖6B是根據(jù)本公開的實(shí)施例結(jié)合圖6A所描述的太陽能電池光接收表面上設(shè)置的第二示例性層疊堆的能帶圖。

圖7A示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的背接觸式太陽能電池的剖視圖，該背接觸式太陽能電池具有在基板的背表面上方形成的發(fā)射極區(qū)域，并且具有在基板的光接收表面上的第三示例性層疊堆。

圖7B是根據(jù)本公開的實(shí)施例結(jié)合圖7A所描述的太陽能電池光接收表面上設(shè)置的第三示例性層疊堆的能帶圖。

具體實(shí)施方式

以下具體實(shí)施方式本質(zhì)上只是例證性的，并非意圖限制所述主題的實(shí)施例或此類實(shí)施例的應(yīng)用和用途。如本文所用，詞語“示例性”意指“用作例子、實(shí)例或舉例說明”。本文描述為示例性的任何實(shí)施未必理解為相比其他實(shí)施優(yōu)選的或有利的。此外，并不意圖受前述技術(shù)領(lǐng)域、背景技術(shù)、

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
或以下具體實(shí)施方式中提出的任何明示或暗示的理論的約束。

本說明書包括對“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”的提及。短語“在一個(gè)實(shí)施例中”或“在實(shí)施例中”的出現(xiàn)不一定是指同一實(shí)施例。特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性可以任何與本公開一致的合適方式加以組合。

術(shù)語。以下段落提供存在于本公開(包括所附權(quán)利要求書)中的術(shù)語的定義和/或語境：

“包括”。該術(shù)語是開放式的。如在所附權(quán)利要求書中所用，該術(shù)語并不排除另外的結(jié)構(gòu)或步驟。

“被配置為”。各種單元或部件可被描述或主張成“被配置為”執(zhí)行一項(xiàng)或多項(xiàng)任務(wù)。在這樣的語境下，“被配置為”用于通過指示該單元/部件包括在操作期間執(zhí)行一項(xiàng)或多項(xiàng)那些任務(wù)的結(jié)構(gòu)而暗示結(jié)構(gòu)。因此，即使當(dāng)指定的單元/部件目前不在操作(例如，未開啟/激活)時(shí)，也可將該單元/部件說成是被配置為執(zhí)行任務(wù)。詳述某一單元/電路/部件“被配置為”執(zhí)行一項(xiàng)或多項(xiàng)任務(wù)明確地意在對該單元/部件而言不援用35U.S.C.§112第六段。

“第一”、“第二”等。如本文所用的這些術(shù)語用作其之后的名詞的標(biāo)記，而并不暗示任何類型的順序(例如，空間、時(shí)間和邏輯等)。例如，提及“第一”太陽能電池并不一定暗示該太陽能電池為某一序列中的第一個(gè)太陽能電池；相反，術(shù)語“第一”用于區(qū)分該太陽能電池與另一個(gè)太陽能電池(例如，“第二”太陽能電池)。

“耦接”—以下描述是指元件或節(jié)點(diǎn)或結(jié)構(gòu)特征被“耦接”在一起。如本文所用，除非另外明確指明，否則“耦接”意指一個(gè)元件/節(jié)點(diǎn)/結(jié)構(gòu)特征直接或間接連接至另一個(gè)元件/節(jié)點(diǎn)/結(jié)構(gòu)特征(或直接或間接與其連通)，并且不一定是機(jī)械耦接。

“阻止”—如本文所用，阻止用于描述減小影響或使影響降至最低。當(dāng)組件或特征被描述為阻止行為、運(yùn)動(dòng)或條件時(shí)，它可以完全防止某種結(jié)果或后果或未來的狀態(tài)。另外，“阻止”還可以指減少或減小可能會(huì)發(fā)生的某種后果、表現(xiàn)和/或效應(yīng)。因此，當(dāng)組件、元件或特征被稱為阻止結(jié)果或狀態(tài)時(shí)，它不一定完全防止或消除該結(jié)果或狀態(tài)。

此外，以下描述中還僅為了參考的目的使用了某些術(shù)語，因此這些術(shù)語并非意圖進(jìn)行限制。例如，諸如“上部”、“下部”、“上方”或“下方”之類的術(shù)語是指附圖中提供參考的方向。諸如“正面”、“背面”、“后面”、“側(cè)面”、“外側(cè)”和“內(nèi)側(cè)”之類的術(shù)語描述部件的某些部分在一致但任意的參照系內(nèi)的取向和/或位置，通過參考描述所討論的部件的文字和相關(guān)的附圖可以清楚地了解所述取向和/或位置。這樣的術(shù)語可以包括上面具體提及的詞語、它們的衍生詞語以及類似意義的詞語。

本文描述了利用晶體硅將太陽能電池光接收表面鈍化的方法以及所得的太陽能電池。在下面的描述中，給出了許多具體細(xì)節(jié)，諸如具體的工藝流程操作，以便提供對本公開的實(shí)施例的透徹理解。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見的是可在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施本公開的實(shí)施例。在其他情況中，沒有詳細(xì)地描述熟知的制造技術(shù)，諸如平版印刷和圖案化技術(shù)，以避免不必要地使本公開的實(shí)施例難以理解。此外，應(yīng)當(dāng)理解在圖中示出的多種實(shí)施例是示例性的展示并且未必按比例繪制。

本文公開了太陽能電池。在一個(gè)實(shí)施例中，太陽能電池包括具有光接收表面的硅基板。在硅基板的光接收表面上方設(shè)置有本征硅層。在本征硅層上設(shè)置有N型硅層。本征硅層和N型硅層中的一者或兩者是微晶或多晶硅層。

在另一個(gè)實(shí)施例中，太陽能電池包括具有光接收表面的硅基板。在硅基板的光接收表面上設(shè)置有鈍化介電層。在鈍化介電層上設(shè)置有N型微晶或多晶硅層。

本文還公開了制造太陽能電池的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，制造太陽能電池的方法涉及在硅基板的光接收表面上形成鈍化介電層。該方法還包括在鈍化介電層上方形成N型微晶或多晶硅層。該方法還包括在N型微晶或多晶硅層上形成抗反射涂層(ARC)。

本文所描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例涉及用于實(shí)現(xiàn)太陽能電池的改進(jìn)前表面場(FSF)性能的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，使用晶體硅(Si)夾層來實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的FSF性能，以提供改善的效率和可靠性。

為了提供上下文，光致衰退(LID)和/或紫外(UV)衰退造成長期存在與太陽能電池性能的長期穩(wěn)定性相關(guān)的問題。高效率的太陽能電池尤其會(huì)經(jīng)受這種衰退模式，這是由于其前表面鈍化的靈敏度增大。對于以降低鈍化或太陽光譜吸收(例如，JSC損耗)的形式來改善這種太陽能電池的穩(wěn)定性而不影響性能，已進(jìn)行了研究。性能穩(wěn)定性可能對于性能保證以及對于產(chǎn)品質(zhì)量差異化很關(guān)鍵。更具體地講，前表面鈍化可能對于高效率太陽能電池的性能很關(guān)鍵。通常，使用擴(kuò)散處理、隨后高溫氧化、最后使用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)覆以抗反射涂層(ARC)來進(jìn)行前表面鈍化。氮化硅(SiN或SiN:H)由于其光學(xué)特性以及還由于其出色的鈍化品質(zhì)而常常用作ARC?？墒褂玫鑼酉蚓w硅/熱氧化物(c-Si/TOX)界面提供H+。不幸地，界面可能會(huì)由于經(jīng)由在界面上的熱電子注入而長期暴露于UV光從而降解，這會(huì)破壞現(xiàn)有的Si-H鍵。熱電子可被截留在隨后的層中并被再次激發(fā)，而在界面上來回反彈，這是被稱為界面磨損的過程。

要解決上述問題中的一個(gè)或多個(gè)，根據(jù)本文描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，通過在鈍化氧化物層與ARC層(例如SiN層或SiN:H層)之間插入晶體硅(Si)夾層改善太陽能電池的效率和可靠性。在一個(gè)實(shí)施例中，通過在熱氧化物與SiN或SiN:H ARC層之間插入結(jié)晶的或部分結(jié)晶的Si夾層，c-Si/TOX界面的鈍化和穩(wěn)定性得到改善。此外，可通過使用更透明的夾層為太陽能電池實(shí)現(xiàn)Jsc的增加。這樣的夾層可通過多種合適的方法進(jìn)行沉積。在一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)行微晶或多晶N型硅(μc-Si:n)層或多晶Si:n層的直接沉積。在另一個(gè)實(shí)施例中，執(zhí)行后處理以便首先沉積非晶N型硅(Si:n)層，然后使用退火工藝來使沉積層結(jié)晶?？稍诰哂谢虿痪哂蠥RC層的情況下執(zhí)行后處理。

不受理論所束縛，在一個(gè)實(shí)施例中，通過直接沉積或向結(jié)晶度更高的相進(jìn)行的相轉(zhuǎn)換而實(shí)現(xiàn)改善穩(wěn)定性，從而改善N型硅夾層的應(yīng)力狀態(tài)，這會(huì)配衡底層熱氧化物的壓縮性質(zhì)。其結(jié)果是更積極有利的Si-O鍵狀況。此外，轉(zhuǎn)換為結(jié)晶狀態(tài)可減少在底層熱氧化物的表面處的O-H鍵總數(shù)，從而降低用于熱電子俘獲的俘獲狀態(tài)的量，并引起減少的界面磨損。

更一般地說，根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，本征微晶或非晶硅:N型微晶或多晶硅(表示為i:n)結(jié)構(gòu)被制造為具有或不具有用于改善鈍化的薄氧化物。在另一個(gè)實(shí)施例中，可單獨(dú)使用N型微晶或多晶硅層，只要薄氧化物的質(zhì)量足夠高以維持良好鈍化即可。在實(shí)施本征微晶或多晶或非晶硅的情況下，該材料針對存在氧化物缺陷的情況提供額外的鈍化保護(hù)。在一些實(shí)施例中，除本征層外還包括磷摻雜的微晶或多晶硅層能針對UV劣化改善穩(wěn)定性?？蓪?shí)施磷摻雜層以實(shí)現(xiàn)帶彎曲，這能通過驅(qū)除少數(shù)載流子來減少重組量，以協(xié)助屏蔽交界部。

圖1A至圖1E示出了根據(jù)本公開實(shí)施例的太陽能電池制造中的各個(gè)階段的剖視圖。圖2為根據(jù)本公開的實(shí)施例的流程圖，該流程圖列出了與圖1A至圖1E相對應(yīng)的制造太陽能電池的方法中的操作。

圖1A示出了太陽能電池的起始基板。參見圖1A，基板100具有光接收表面102和背表面104。在一個(gè)實(shí)施例中，基板100為單晶硅基板，諸如塊體單晶N型摻雜硅基板。然而，應(yīng)當(dāng)理解，基板100可以是設(shè)置在整個(gè)太陽能電池基板上的層，諸如多晶硅層。在一個(gè)實(shí)施例中，光接收表面102具有紋理化形貌106。在一個(gè)這樣的實(shí)施例中，采用了基于氫氧化物的濕式蝕刻劑來對基板100的前表面進(jìn)行紋理化。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，紋理化表面可為具有規(guī)則或不規(guī)則形狀的表面，其用于散射入射光、減少從太陽能電池的光接收表面反射離開的光量。

圖1B示出了在基板的光接收表面上形成鈍化介電層后的圖1A結(jié)構(gòu)。參見圖1B和流程圖200中的對應(yīng)操作202，在基板100的光接收表面102上形成鈍化介電層108。在一個(gè)實(shí)施例中，光接收表面102具有紋理化形貌106，并且鈍化介電層108與紋理化形貌106共形，如圖1B所示。

在一個(gè)實(shí)施例中，鈍化介電層108是二氧化硅(SiO₂)層。在一個(gè)這樣的實(shí)施例中，二氧化硅(SiO₂)層的厚度大約在10埃至200埃的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，鈍化介電層108是親水性的。在一個(gè)實(shí)施例中，鈍化介電層108通過諸如但不限于以下技術(shù)來形成：對硅基板光接收表面的一部分進(jìn)行化學(xué)氧化、等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)二氧化硅(SiO₂)、對硅基板光接收表面的一部分進(jìn)行熱氧化、原子層沉積(ALD)SiO₂或AlOx、或者在O₂或O₃環(huán)境中將硅基板的光接收表面暴露于紫外(UV)輻射。

圖1C示出了在鈍化介電層上形成本征硅層后的圖1B結(jié)構(gòu)。參見圖1C，在鈍化介電層108上形成本征硅層110。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖1C所示，本征硅層110與紋理化形貌106共形。

在一個(gè)實(shí)施例中，本征硅層110是本征微晶或多晶硅層。在一個(gè)這樣的實(shí)施例中，本征微晶或多晶硅層的厚度大約在1納米至5納米的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，本征微晶或多晶硅層的晶化率大約在0.1至0.9(即，10％至90％)的范圍內(nèi)，余量為非晶。在一個(gè)實(shí)施例中，本征微晶或多晶硅層包含具有微米級(jí)或納米級(jí)直徑的小顆粒。小顆?？汕度氪笾路蔷Ч杈仃囍?，并且基本上不具有長程有序。

在一個(gè)實(shí)施例中，通過沉積本征非晶硅層以及隨后將本征非晶硅層相轉(zhuǎn)換為本征微晶或多晶硅層，形成本征微晶或多晶硅層。在一個(gè)這樣的實(shí)施例中，通過沉積工藝?yán)绲幌抻诘入x子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)、低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)或?yàn)R鍍(物理氣相沉積，PVD)來形成本征非晶硅層。在一個(gè)實(shí)施例中，使用技術(shù)例如但不限于在爐中加熱、快速熱處理(RTP)、激光退火或合成氣體退火(FGA)來實(shí)現(xiàn)相轉(zhuǎn)換。在另一個(gè)實(shí)施例中，通過沉積本征微晶或多晶硅層來形成本征微晶或多晶硅層。在一個(gè)這樣的實(shí)施例中，使用PECVD來沉積本征微晶或多晶硅層。

在另一個(gè)實(shí)施例中，本征硅層110是本征非晶硅層。在一個(gè)這樣的實(shí)施例中，本征非晶硅層的厚度大約在1納米至5納米的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，在鈍化介電層108上形成本征非晶硅層是在低于大約400攝氏度的溫度下執(zhí)行的。在一個(gè)實(shí)施例中，本征非晶硅層使用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)而形成，由a-Si:H表示，其在整個(gè)層內(nèi)包含Si-H共價(jià)鍵。

圖1D示出了在本征硅層上形成N型硅層后的圖1C結(jié)構(gòu)。參見圖1D和流程圖200中的對應(yīng)操作204，在本征硅層110上形成N型硅層112。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖1D所示，N型硅層112與紋理化形貌106共形。

在一個(gè)實(shí)施例中，N型硅層112是N型微晶或多晶硅層。在一個(gè)這樣的實(shí)施例中，本征微晶或多晶硅層的厚度大約在1納米至20納米的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，N型微晶或多晶硅層的晶化率大約在0.1至0.9(即，10％至90％)的范圍內(nèi)，余量為非晶。在一個(gè)實(shí)施例中，N型微晶或多晶硅層中的N型摻雜物(例如磷)的濃度大約在1E17至1E20個(gè)原子/cm³的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，N型微晶或多晶硅層包含具有微米級(jí)或納米級(jí)直徑的小顆粒。小顆?？汕度氪笾路蔷Ч杈仃囍?，并且基本上不具有長程有序。在一個(gè)實(shí)施例中，在非晶部分、結(jié)晶部分或這二者中包含有N型摻雜物。

在一個(gè)實(shí)施例中，通過沉積N型非晶硅層以及隨后將N型非晶硅層相轉(zhuǎn)換為N型微晶或多晶硅層，形成N型微晶或多晶硅層。在一個(gè)這樣的實(shí)施例中，通過沉積工藝?yán)绲幌抻诘入x子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)、低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)或?yàn)R鍍(物理氣相沉積，PVD)來形成N型非晶硅層。在一個(gè)實(shí)施例中，使用技術(shù)例如但不限于在爐中加熱、快速熱處理(RTP)、激光退火或合成氣體退火(FGA)來實(shí)現(xiàn)相轉(zhuǎn)換。在另一個(gè)實(shí)施例中，通過沉積N型微晶或多晶硅層來形成N型微晶或多晶硅層。在一個(gè)這樣的實(shí)施例中，使用PECVD來沉積N型微晶或多晶硅層。

在另一個(gè)實(shí)施例中，N型硅層112是N型非晶硅層。在一個(gè)實(shí)施例中，在本征硅層110上形成N型非晶硅層是在低于大約400攝氏度的溫度下執(zhí)行的。在一個(gè)實(shí)施例中，N型非晶硅層使用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)而形成，由磷摻雜a-Si:H表示，其在整個(gè)層內(nèi)包含Si-H共價(jià)鍵。

在這兩種情況下，在一個(gè)實(shí)施例中，微晶或多晶或非晶N型硅層112包含摻雜物，例如磷摻雜物。在一個(gè)這樣的實(shí)施例中，在膜沉積期間或者在后注入操作中摻入磷摻雜物。

再次參見圖1D，在第一實(shí)施例中，本征硅層110是非晶本征硅層，并且N型硅層112是微晶或多晶N型硅層。在第二實(shí)施例中，本征硅層110是微晶或多晶本征硅層，并且N型硅層112是非晶N型硅層。在第三實(shí)施例中，本征硅層110是微晶或多晶本征硅層，并且N型硅層112是微晶或多晶N型硅層。

圖1E示出了在N型硅層上形成抗反射涂層(ARC)后的圖1D結(jié)構(gòu)。參見圖1E和流程圖200中的對應(yīng)操作206，在N型硅層112上形成抗反射涂層(ARC)114。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖1E所示，ARC層114與紋理化形貌106共形。

在一個(gè)實(shí)施例中，ARC層114是非導(dǎo)電ARC層。在一個(gè)這樣的實(shí)施例中，非導(dǎo)電ARC層包含氮化硅。在一個(gè)這樣的具體實(shí)施例中，氮化硅在低于大約400攝氏度的溫度下形成。在另一個(gè)實(shí)施例中，ARC層114是導(dǎo)電ARC層。在一個(gè)這樣的實(shí)施例中，導(dǎo)電ARC層包括氧化銦錫(ITO)層。

圖3示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的背接觸式太陽能電池的剖視圖，該背接觸式太陽能電池具有在基板的背表面上方形成的發(fā)射極區(qū)域，并且具有在基板的光接收表面上的第一示例性層疊堆。

參見圖3，太陽能電池包括具有光接收表面102的硅基板100。在硅基板100的光接收表面上設(shè)置有鈍化介電層108。在鈍化介電層108上設(shè)置有本征硅層110。在本征硅層110上設(shè)置有N型硅層112。在N型硅層112上設(shè)置有抗反射涂層(ARC)114。照此，圖3的太陽能電池光接收表面上的層疊堆與結(jié)合圖1A至圖1E所述的相同。

再次參見圖3，在第一實(shí)施例中，本征硅層110是非晶本征硅層，并且N型硅層112是微晶或多晶N型硅層。在第二實(shí)施例中，本征硅層110是微晶或多晶本征硅層，并且N型硅層112是非晶N型硅層。在第三實(shí)施例中，本征硅層110是微晶或多晶本征硅層，并且N型硅層112是微晶或多晶N型硅層。

再次參見圖3，在基板100的背表面上，形成交替的P型發(fā)射極區(qū)域120和N型發(fā)射極區(qū)域122。在一個(gè)這樣的實(shí)施例中，在交替的P型發(fā)射極區(qū)域120和N型發(fā)射極區(qū)域122之間設(shè)置有溝槽121。更具體地講，在一個(gè)實(shí)施例中，第一多晶硅發(fā)射極區(qū)域122在薄介電層124的第一部分上形成，并且摻有N型雜質(zhì)。第二多晶硅發(fā)射極區(qū)域120在薄介電層124的第二部分上形成，并且摻有P型雜質(zhì)。在一個(gè)實(shí)施例中，隧穿介電層124是厚度為大約2納米或更小的硅氧化物層。

再次參見圖3，導(dǎo)電觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)128/130通過以下方式制造：首先對絕緣層126進(jìn)行沉積和圖案化以具有開口，然后在開口中形成一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電層。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)128/130包含金屬并通過沉積、光刻和蝕刻方法形成，或者作為另外一種選擇通過印刷工藝或電鍍工藝形成，再或者作為另外一種選擇通過箔粘合工藝形成。

圖4示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的背接觸式太陽能電池的剖視圖，該背接觸式太陽能電池具有在基板的背表面中形成的發(fā)射極區(qū)域，并且具有在基板的光接收表面上的第一示例性層疊堆。

參見圖4，太陽能電池包括具有光接收表面102的硅基板100。在硅基板100的光接收表面上設(shè)置有鈍化介電層108。在鈍化介電層108上設(shè)置有本征硅層110。在本征硅層110上設(shè)置有N型硅層112。在N型硅層112上設(shè)置有抗反射涂層(ARC)114。照此，圖4的太陽能電池光接收表面上的層疊堆與結(jié)合圖1A至圖1E所述的相同。

再次參見圖4，在第一實(shí)施例中，本征硅層110是非晶本征硅層，并且N型硅層112是微晶或多晶N型硅層。在第二實(shí)施例中，本征硅層110是微晶或多晶本征硅層，并且N型硅層112是非晶N型硅層。在第三實(shí)施例中，本征硅層110是微晶或多晶本征硅層，并且N型硅層112是微晶或多晶N型硅層。

再次參見圖4，在基板100的背表面內(nèi)，形成交替的P型發(fā)射極區(qū)域150和N型發(fā)射極區(qū)域152。更具體地講，在一個(gè)實(shí)施例中，第一發(fā)射極區(qū)域152在基板100的第一部分內(nèi)形成，并且摻有N型雜質(zhì)。第二發(fā)射極區(qū)域150在基板100的第二部分內(nèi)形成，并且摻有P型雜質(zhì)。再次參見圖4，導(dǎo)電觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)158/160通過以下方式制造：首先對絕緣層156進(jìn)行沉積和圖案化以具有開口，然后在開口中形成一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電層。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)158/160包含金屬并通過沉積、光刻和蝕刻方法形成，或者作為另外一種選擇通過印刷工藝或電鍍工藝形成，再或者作為另外一種選擇通過箔粘合工藝形成。

圖5是根據(jù)本公開的實(shí)施例結(jié)合圖3和圖4所描述的太陽能電池光接收表面上設(shè)置的第一示例性層疊堆的能帶圖500。參見能帶圖500，提供了包括N型摻雜硅(n)、本征硅(i)、薄氧化物層(Tox)和晶體硅基板(c-Si)的材料疊堆的帶結(jié)構(gòu)。費(fèi)米能級(jí)在502處示出，表明具有此材料疊堆的基板的光接收表面具有良好鈍化。

圖6A示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的背接觸式太陽能電池的剖視圖，該背接觸式太陽能電池具有在基板的背表面上方形成的發(fā)射極區(qū)域，并且具有在基板的光接收表面上的第二示例性層疊堆。

參見圖6A，太陽能電池包括具有光接收表面102的硅基板100。在硅基板100的光接收表面102上設(shè)置有本征硅層110(在這種情況下，生長可以是外延的)。在本征硅層110上設(shè)置有N型硅層112。在N型硅層112上設(shè)置有抗反射涂層(ARC)114。照此，圖6A的太陽能電池光接收表面上的層疊堆不包括結(jié)合圖3所述的鈍化介電層108。但是，結(jié)合圖3所述的其他特征是相似的。另外，應(yīng)認(rèn)識(shí)到，發(fā)射極區(qū)域可以在基板內(nèi)形成，如結(jié)合圖4所述。

再次參見圖6A，在第一實(shí)施例中，本征硅層110是非晶本征硅層，并且N型硅層112是微晶或多晶N型硅層。在第二實(shí)施例中，本征硅層110是微晶或多晶本征硅層，并且N型硅層112是非晶N型硅層。在第三實(shí)施例中，本征硅層110是微晶或多晶本征硅層，并且N型硅層112是微晶或多晶N型硅層。

圖6B是根據(jù)本公開的實(shí)施例結(jié)合圖6A所描述的太陽能電池光接收表面上設(shè)置的第二示例性層疊堆的能帶圖600。參見能帶圖600，提供了包括N型摻雜硅(n)、本征硅(i)和晶體硅基板(c-Si)的材料疊堆的帶結(jié)構(gòu)。費(fèi)米能級(jí)在602處示出，表明具有此材料疊堆的基板的光接收表面具有良好鈍化，但并沒有布置氧化層來阻擋通路604。

圖7A示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的背接觸式太陽能電池的剖視圖，該背接觸式太陽能電池具有在基板的背表面上方形成的發(fā)射極區(qū)域，并且具有在基板的光接收表面上的第三示例性層疊堆。

參見圖7A，太陽能電池包括具有光接收表面102的硅基板100。在硅基板100的光接收表面102上設(shè)置有鈍化介電層108。在鈍化介電層108上設(shè)置有微晶或多晶N型硅層112。在微晶或多晶N型硅層112上設(shè)置有抗反射涂層(ARC)114。照此，圖7A的太陽能電池光接收表面上的層疊堆不包括結(jié)合圖3所述的微晶或多晶或非晶本征硅層110。但是，結(jié)合圖3所述的其他特征是相似的。另外，應(yīng)認(rèn)識(shí)到，發(fā)射極區(qū)域可以在基板內(nèi)形成，如結(jié)合圖4所述。

圖7B是根據(jù)本公開的實(shí)施例結(jié)合圖7A所描述的太陽能電池光接收表面上設(shè)置的第三示例性層疊堆的能帶圖700。參見能帶圖700，提供了包括微晶或多晶N型摻雜硅(n)、薄氧化物層(Tox)和晶體硅基板(c-Si)的材料疊堆的帶結(jié)構(gòu)。費(fèi)米能級(jí)在702處示出，表明具有此材料疊堆的基板的光接收表面具有良好鈍化。

總之，雖然上文具體描述了某些材料，但對于仍然在本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)質(zhì)和范圍內(nèi)的其他此類實(shí)施例，一些材料可易于被其他材料取代。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，可使用不同材料的基板，諸如III-V族材料基板或多晶硅基板，來代替硅基板。此外，應(yīng)當(dāng)理解，基板可以是n+或p+型材料。此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然針對太陽能電池背表面上的發(fā)射極區(qū)域具體描述了N+型和P+型摻雜，但設(shè)想的其他實(shí)施例包括相反的導(dǎo)電類型，如分別為P+型和N+型摻雜。這還可應(yīng)用于前接觸電池和雙面電池架構(gòu)。

由此，公開了利用晶體硅將太陽能電池的光接收表面鈍化的方法以及所得的太陽能電池。

盡管上面已經(jīng)描述了具體實(shí)施例，但即使相對于特定的特征僅描述了單個(gè)實(shí)施例，這些實(shí)施例也并非旨在限制本公開的范圍。在本公開中所提供的特征的例子旨在為說明性的而非限制性的，除非另有說明。以上描述旨在涵蓋將對本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的具有本公開的有益效果的那些替代形式、修改形式和等效形式。

本公開的范圍包括本文所(明示或暗示)公開的任何特征或特征組合，或其任何概括，不管其是否減輕本文所解決的任何或全部問題。因此，可以在本申請(或?qū)ζ湟髢?yōu)先權(quán)的申請)的審查過程期間對任何此類特征組合提出新的權(quán)利要求。具體地講，參考所附權(quán)利要求書，來自從屬權(quán)利要求的特征可與獨(dú)立權(quán)利要求的那些特征相結(jié)合，來自相應(yīng)的獨(dú)立權(quán)利要求的特征可以按任何適當(dāng)?shù)姆绞浇M合，而并非只是以所附權(quán)利要求中枚舉的特定形式組合。

在一個(gè)實(shí)施例中，太陽能電池包括具有光接收表面的硅基板。在硅基板的光接收表面上方設(shè)置有本征硅層。在本征硅層上設(shè)置有N型硅層，并且本征硅層和N型硅層中的一者或二者是微晶或多晶硅層。

在一個(gè)實(shí)施例中，N型硅層是晶化率大約在0.1至0.9的范圍內(nèi)、余量為非晶的N型微晶或多晶硅層。

在一個(gè)實(shí)施例中，N型微晶或多晶硅層中的N型摻雜物的濃度大約在1E17至1E20個(gè)原子/cm³的范圍內(nèi)。

在一個(gè)實(shí)施例中，太陽能電池還包括設(shè)置在硅基板的光接收表面上的鈍化介電層，并且在鈍化介電層上設(shè)置有本征硅層。

在一個(gè)實(shí)施例中，鈍化介電層是厚度大約在10埃至200埃的范圍內(nèi)的二氧化硅(SiO₂)層。

在一個(gè)實(shí)施例中，太陽能電池還包括在N型硅層上設(shè)置的抗反射涂層(ARC)。

在一個(gè)實(shí)施例中，光接收表面具有紋理化形貌，并且本征硅層和N型硅層二者均與光接收表面的紋理化形貌共形。

在一個(gè)實(shí)施例中，基板還包括與光接收表面相背對的背表面，并且太陽能電池還包括在基板的背表面處或上方的多個(gè)交替的N型半導(dǎo)體區(qū)域和P型半導(dǎo)體區(qū)域，以及與多個(gè)交替的N型半導(dǎo)體區(qū)域和P型半導(dǎo)體區(qū)域電連接的導(dǎo)電觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)。

在一個(gè)實(shí)施例中，太陽能電池包括具有光接收表面的硅基板。在硅基板的光接收表面上設(shè)置有鈍化介電層。在鈍化介電層上設(shè)置有N型微晶或多晶硅層。

在一個(gè)實(shí)施例中，N型微晶或多晶硅層的晶化率大約在0.1至0.9的范圍內(nèi)，余量為非晶。

在一個(gè)實(shí)施例中，N型微晶或多晶硅層中的N型摻雜物的濃度大約在1e17-1e20個(gè)原子/cm³的范圍內(nèi)。

在一個(gè)實(shí)施例中，太陽能電池還包括在N型微晶或多晶硅層上設(shè)置的抗反射涂層(ARC)。

在一個(gè)實(shí)施例中，鈍化介電層是厚度大約在10埃至200埃的范圍內(nèi)的二氧化硅(SiO₂)層。

在一個(gè)實(shí)施例中，基板的光接收表面具有紋理化形貌，并且N型微晶或多晶硅層與光接收表面的紋理化形貌共形。

在一個(gè)實(shí)施例中，基板還包括與光接收表面相背對的背表面，并且太陽能電池還包括在基板的背表面處或上方的多個(gè)交替的N型半導(dǎo)體區(qū)域和P型半導(dǎo)體區(qū)域，以及與多個(gè)交替的N型半導(dǎo)體區(qū)域和P型半導(dǎo)體區(qū)域電連接的導(dǎo)電觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)。

在一個(gè)實(shí)施例中，制造太陽能電池的方法包括在硅基板的光接收表面上形成鈍化介電層。該方法還包括在鈍化介電層上方形成N型微晶或多晶硅層。該方法還包括在N型微晶或多晶硅層上形成抗反射涂層(ARC)。

在一個(gè)實(shí)施例中，形成N型微晶或多晶硅層包括：沉積N型非晶硅層；隨后將N型非晶硅層相轉(zhuǎn)換為N型微晶或多晶硅層。

在一個(gè)實(shí)施例中，形成N型微晶或多晶硅層包括：沉積N型微晶或多晶硅層。

在一個(gè)實(shí)施例中，該方法還包括在鈍化介電層上形成本征微晶或多晶或非晶硅層，并且形成N型微晶或多晶硅層包括在本征微晶或多晶或非晶硅層上形成。

在一個(gè)實(shí)施例中，形成鈍化介電層包括使用選自以下的技術(shù)：對硅基板光接收表面的一部分進(jìn)行化學(xué)氧化、等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)二氧化硅(SiO₂)、原子層沉積(ALD)SiO₂或AlOx、對硅基板光接收表面的一部分進(jìn)行熱氧化、以及在O₂或O₃環(huán)境中將硅基板的光接收表面暴露于紫外(UV)輻射。