[發明專利]太陽能電池及其制造方法

無效

• 申請號: 02103590.3
• 申請日: 2002-02-07
• 公開（公告）號: CN1369919A
• 公開（公告）日: 2002-09-18
• 發明（設計）人: 江本真樹子;藤田健太郎;柴田明夫;橫田洋
• 申請（專利權）人: 株式會社荏原制作所
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/04
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 韓宏

發明背景

技術領域

本發明涉及一種太陽能電池和制造太陽能電池的方法，具體而言，是涉及一種在半導體晶體表面上具有組織化結構的太陽能電池以及形成這種組織化結構的方法。

相關技術的描述

太陽能電池一般地是由半導體材料如硅等形成，并且具有平的鏡面表面用于接收陽光。該平鏡表面被涂以一個防反射膜如氮化硅膜等，用于防止所作用的陽光從該平鏡表面反射掉，如此可增加捕獲陽光的效率。用于更高效率地捕獲陽光的另一個方案是在該太陽能電池的半導體襯底的表面上提供一種組織化結構。

該組織化結構包括在半導體基底的表面上設置的細微的表面不規則性。該組織化結構可通過將其結晶表面是由(100)表面表示的襯底表面浸入一個專門的蝕刻液如酸或堿性液中來形成。特別地，當(100)表面是通過蝕刻液來形成時，它就會產生一個對應于(111)表面的金字塔形成表面不規則性。但是，在具有(111)表面的晶體襯底上形成該組織化結構是不容易的，即便是將其浸入到專門的蝕刻液中。另外，上述的“結晶表面”也可以稱為“結晶面”或“結晶平面”。

按照產生組織化結構的另一種工藝方法，可以通過照相平版印刷在一個阻膜上形成一個組織化結構，隨后通過蝕刻遷移到該襯底的表面上。其它過程包括在襯底表面上利用一個切割鋸在襯底表面上機械地形成凹槽以及隨后蝕刻該襯底表面，以及通過激光在襯底表面上形成組織化結構(textured?structure)。當將這些處理方法施加給單晶硅或多晶硅襯底而不管它們的結晶表面時，就要涉及很復雜的步驟并且會導致組織化結構費用的增加。這種處理所帶來的另一個問題是如此形成的組織化結構會對襯底表面形成機械損傷，有可降低所生成的太陽能電池的性能。

發明概述

因此，本發明的一個目標是提供一種具有組織化結構的太陽能電池，用于捕獲照射到其上的更多的陽光，它可以簡單地形成在半導化晶體襯底表面上，而不管其中的結晶結構如何；以及制造這種電池的方法。

按照本發明，提供一種制造太陽能電池的方法，包括：使半導體晶體襯底的正面與包含有氟化物的電解液接觸，將一個電極放置在電解液中，在該電極與半導體晶體襯底之間通過電流并將光施加到半導體晶體襯底上以生成空穴和電子對，隨后在與電解液接觸的半導體晶體襯底的正面內通過組合該空穴與離子來蝕刻該電導體晶體襯底，由此至少形成一個表面不規則性結構。

半導體晶體結構包括一個具有(111)表面的單晶硅襯底或多晶硅襯底。

特別地，該半導體晶體襯底包括一個厚度最大為150μm的單晶硅襯底。

按照本發明，另外提供的一種太陽能電池包括一個厚度至多為150μm且具有(111)表面的半導體晶體襯底，而且在該半導體晶體襯底的表面設置有一個組織化結構。

在該太陽能電池中，該半導體晶體襯底包括一個單晶硅襯底或多晶硅襯底。

在該太陽能電池中，該組織化結構是通過如下方式形成：使該半導體晶體襯底的表面與包含有氟化物的電解液接觸，在放置在該電解液內的電極與半導體晶體襯底之間通過電流，以及將光照射在該半導體晶體襯底上。

當由于光照射到半導體晶體襯底上而產生的空穴與電解液中的離子彼此結合時，就會發生上述的光-電解蝕刻過程，如此很容易地在半導體晶體襯底的正面上形成表面不規則性的組織化結構。通過該光-電解蝕刻形成的組織化結構不會依賴于該結晶表面，這種方法和太陽能電池可應用于具有(111)表面的晶體襯底。因此有可能利用提供高的光電轉換效率的單晶硅襯底不太昂貴地制造出具有組織化結構的太陽能電池以增強捕獲陽光的效率。

由于表面不規則性的組織化結構可以形成在厚度為150μm或更少且具有表面(111)的單晶硅襯底的表面上，就有可能提供一種具有高的光電轉換效率的太陽能電池，并且足夠靈活地應用到彎曲的表面上。

本發明的上述及其它目標、特征和優點可通過下面結合附圖的詳細說明而更清晰，該附圖通過示例的方式說明了本發明的一個實施例。

附圖說明

圖1是用于通過光電解蝕刻而在晶體襯底的表面上形成組織化結構的設備的垂直橫截面視圖；

圖2是表示通過將光作用到襯底上來蝕刻該晶體襯底的原理；

圖3是太陽能電池模塊的橫截面圖。

優選實施例的詳細描述

下面首先描述按照本發明的制造太陽能電池的方法。