[發明專利]具有氮氧化硅電介質層的太陽能電池

在審

• 申請號: 201380068130.2
• 申請日: 2013-11-26
• 公開（公告）號: CN105144396A
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發明（設計）人: 邁克爾·謝菲爾德;大衛·D·史密斯
• 申請（專利權）人: 太陽能公司
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/0224;H01L31/0236;H01L31/068;H01L31/18
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 顧麗波;井杰

本文描述的發明得到美國政府支持，在美國能源部授予的編號DE-FC36-07GO17043的合同下完成。美國政府可擁有本發明的某些權利。

技術領域

本發明的實施例屬于可再生能源領域，并且具體地講，是具有氮氧化硅電介質層的太陽能電池。

背景技術

光伏電池(常被稱為太陽能電池)是熟知的用于直接轉化太陽輻射為電能的器件。一般來講，使用半導體加工技術在基板的表面附近形成p-n結而將太陽能電池制備在半導體晶片或基板上。照射在基板表面上并進入基板內的太陽輻射在基板主體中形成電子和空穴對。電子和空穴對遷移至基底中的p摻雜區域和n摻雜區域，從而在摻雜區域之間生成電壓差。將摻雜區域連接到太陽能電池上的導電區域，以將電流從電池引導至與其耦合的外部電路。

效率是太陽能電池的重要特性，因其直接與太陽能電池發電的能力有關。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。因此，提高太陽能電池效率的技術或提高制備太陽能電池效率的技術是普遍所需的。本發明的一些實施例涉及通過提供制備太陽能電池結構的新工藝而提高太陽能電池的制備效率。通過提供新型太陽能電池結構，本發明的一些實施例可供提高太陽能電池效率之用。

附圖說明

圖1是示出根據本發明的一個實施例的太陽能電池的發射極區的剖視圖。

圖2是示出根據本發明的另一個實施例的太陽能電池的另一個發射極區的剖視圖。

圖3是示出根據本發明的又一個實施例的太陽能電池的另一個發射極區的剖視圖。

圖4A至圖4C示出了根據本發明的一個實施例的制備太陽能電池的方法中的各種處理操作的剖視圖。

圖5是根據本發明實施例的曲線圖，示出了具有氮氧化硅隧道電介質層的發射極區與具有氧化硅隧道電介質層的發射極區的硼(B)濃度(原子/cm³)隨深度(微米)的變化關系。

具體實施方式

本文描述了具有氮氧化硅電介質層的太陽能電池以及形成氮氧化硅電介質層用于太陽能電池制備的方法。在下面的描述中，給出了許多具體細節，諸如具體的工藝流程操作，以提供對本發明的實施例的透徹理解。對本領域的技術人員將顯而易見的是在沒有這些具體細節的情況下可實施本發明的實施例。在其他情況中，沒有詳細地描述熟知的技術，如平版印刷和圖案化技術，以避免不必要地使本發明的實施例難以理解。此外，應當理解，圖中所示的多種實施例是示例性的并且未必按比例繪制。

本文公開了太陽能電池，并且具體地講，公開了太陽能電池的發射極區。在一個實施例中，太陽能電池的發射極區包括基板部分，該基板部分具有與光接收表面相對的背表面。氮氧化硅(SiO_xN_y，0<x,y)電介質層設置在該基板部分的背表面上。半導體層設置在氮氧化硅電介質層上。在另一個實施例中，太陽能電池包括第一發射極區。第一發射極區包括基板的第一部分，該第一部分具有與光接收表面相對的背表面。氮氧化硅(SiO_xN_y，0<x,y)電介質層設置在基板的第一部分的背表面上。P型半導體層設置在氮氧化硅電介質層上。太陽能電池還包括第二發射極區。第二發射極區包括基板的第二部分。氮氧化硅電介質層設置在基板的第二部分的背表面上。N型半導體層設置在氮氧化硅電介質層上。在另一個實施例中，太陽能電池的發射極區包括N型塊狀硅基板部分，該基板部分具有與光接收表面相對的背表面。氮氧化硅(SiO_xN_y，0<x,y)電介質層設置在N型塊狀硅基板的該部分的背表面上。氮氧化硅電介質層具有不均勻分布的氮。硼摻雜多晶硅層設置在氮氧化硅電介質層上。金屬觸點設置在P型多晶硅層上。

本文還公開了制備太陽能電池的方法，并且具體地講，公開了形成太陽能電池的發射極區的方法。在一個實施例中，制備太陽能電池的發射極區的方法包括通過消耗太陽能電池塊狀N型硅基板部分在該N型硅基板的表面上形成氮氧化硅(SiO_xN_y，0<x,y)電介質層。該方法還包括在氮氧化硅電介質層上形成半導體層。