專利名稱：光伏裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
實(shí)施例涉及一種光伏裝置以及一種制造該光伏裝置的方法。
背景技術(shù)：
為了制造光伏裝置，可以通過將η型(或P型)摻雜劑摻雜到P型(或η)基底中以形成發(fā)射極來形成P-η結(jié)?？梢詫⑼ㄟ^接收光形成的電子-空穴對(duì)分離，并可以通過η型區(qū)域的電極收集電子以及可以通過P型區(qū)域的電極收集空穴，從而產(chǎn)生電能。

發(fā)明內(nèi)容
實(shí)施例涉及一種光伏裝置以及一種制造該光伏裝置的方法。實(shí)施例可以通過提供一種光伏裝置而實(shí)現(xiàn)，該光伏裝置包括:半導(dǎo)體基底，具有第一表面和與第一表面相反的第二表面；氮化娃的間隙絕緣層，在半導(dǎo)體基底的第一表面上，間隙絕緣層的接近半導(dǎo)體基底的部分具有與間隙絕緣層的遠(yuǎn)離半導(dǎo)體基底的部分中的硅:氮比不同的硅:氮比；半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，在半導(dǎo)體基底的第一表面上；以及電極，在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上。間隙絕緣層的接近半導(dǎo)體基底的部分可以具有大約1.98或更大的折射率，間隙絕緣層的遠(yuǎn)離半導(dǎo)體基底的部分可以具有大約1.96或更小的折射率。間隙絕緣層的接近半導(dǎo)體基底的部分的硅:氮比可以大于間隙絕緣層的遠(yuǎn)離半導(dǎo)體基底的部分的硅:氮比。間隙絕緣層的接近半導(dǎo)體基底的部分的硅:氮比可以為0.75或更高，間隙絕緣層的遠(yuǎn)離半導(dǎo)體基底的部分的硅:氮比可以小于0.75。間隙絕緣層的硅:氮比沿間隙絕緣層的厚度方向可以是連續(xù)的。間隙絕緣層可以包括:第一間隙絕緣層，在半導(dǎo)體基底的第一表面上；以及第二間隙絕緣層，在第一間隙絕緣層上，第一間隙絕緣層位于第二間隙絕緣層和半導(dǎo)體基底之間。第一間隙絕緣層可以具有比第二間隙絕緣層的硅:氮比大的硅:氮比。第一間隙絕緣層的硅:氮比可以為0.75或更大，第二間隙絕緣層的硅:氮比可以小于0.75。第一間隙絕緣層可以具有大約1.98或更大的折射率，第二間隙絕緣層可以具有大約1.96或更小的折射率。該裝置還可以包括在半導(dǎo)體基底的第二表面上的鈍化層和抗反射層中的至少一個(gè)。實(shí)施例也可以通過提供一種制造光伏裝置的方法而實(shí)現(xiàn)，該方法包括:提供半導(dǎo)體基底；在半導(dǎo)體基底的第一表面上形成氮化硅的間隙絕緣層，使得間隙絕緣層的接近半導(dǎo)體基底的部分具有與間隙絕緣層的遠(yuǎn)離半導(dǎo)體基底的部分中的硅:氮比不同的硅:氮比。
間隙絕緣層的接近半導(dǎo)體基底的部分可以具有大約1.98或更大的折射率，間隙絕緣層的遠(yuǎn)離半導(dǎo)體基底的部分可以具有大約1.96或更小的折射率。間隙絕緣層的接近半導(dǎo)體基底的部分的硅:氮比可以大于間隙絕緣層的遠(yuǎn)離半導(dǎo)體基底的部分的硅:氮比。間隙絕緣層的接近半導(dǎo)體基底的部分的硅:氮比可以為0.75或更大，間隙絕緣層的遠(yuǎn)離半導(dǎo)體基底的部分的硅:氮比可以小于0.75。間隙絕緣層的硅:氮比沿間隙絕緣層的厚度方向可以是連續(xù)的。形成間隙絕緣層可以包括:在半導(dǎo)體基底的第一表面上形成第一間隙絕緣層；以及在第一間隙絕緣層上形成第二間隙絕緣層，使得第一間隙絕緣層位于第二間隙絕緣層和半導(dǎo)體基底之間。第一間隙絕緣層可以具有比第二間隙絕緣層的硅:氮比大的硅:氮比。第一間隙絕緣層的硅:氮比可以為0.75或更大，第二間隙絕緣層的硅:氮比可以小于0.75。第一間隙絕緣層可以具有大約1.98或更大的折射率，第二間隙絕緣層可以具有大約1.96或更小的折射率。該方法還可以包括在半導(dǎo)體基底的第二表面上形成鈍化層和抗反射層中的至少
一個(gè)，第二表面與第一表面相反。


通過參照附圖詳細(xì)地描述示例性實(shí)施例，特征對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講將變得明顯，在附圖中:圖1示出了根據(jù)實(shí)施例的光伏裝置的剖視圖；圖2示出了描述根據(jù)實(shí)施例的光伏裝置的制造方法的流程圖；圖3A至圖3K示出了圖2的方法中的階段的剖視圖；圖4示出了曲線圖，該曲線圖示出了根據(jù)氮化硅層的折射率的堿溶液的蝕刻量和酸溶液的蝕刻量；圖5A至圖示出了在根據(jù)對(duì)比示例的光伏裝置的制造方法的紋理化操作中的階段的剖視圖；圖6示出了根據(jù)實(shí)施例的光伏裝置的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將在下文中參照附圖更充分地描述示例實(shí)施例，然而，示例實(shí)施例可以以不同的形式實(shí)施并且不應(yīng)該被解釋為局限于這里闡述的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例使得本公開將是徹底的和完全的，且這些實(shí)施例將把本發(fā)明的范圍充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為了示出的清楚，可以夸大層和區(qū)域的尺寸。還將理解的是，當(dāng)層或元件被稱作“在”另一層或基底“上”時(shí)，它可以直接在所述另一層或基底上，或者也可以存在中間層。另外，將理解的是，當(dāng)層被稱作“在”另一層“之下”時(shí)，它可以直接在所述另一層之下，并且也可以存在一個(gè)或多個(gè)中間層。另外，還將理解的是，當(dāng)層被稱作“在”兩個(gè)層“之間”時(shí)，它可以是所述兩個(gè)層之間唯一的層，或者也可以存在一個(gè)或多個(gè)中間層。相同的標(biāo)記始終表示相同的元件。這里使用的術(shù)語僅出于描述具體實(shí)施例的目的，而不意圖限制示例性實(shí)施例。如這里所使用的，單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式(多個(gè))，除非上下文另外清楚地指明。還將理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包括”時(shí)，說明存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或添加一個(gè)或多個(gè)其他特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。這里使用諸如“第一”和“第二”的術(shù)語僅用來描述各種組成元件，但組成元件不受這些術(shù)語的限制。使用這些術(shù)語僅出于將一個(gè)組成元件與另一個(gè)組成元件區(qū)分開的目的。圖1示出了根據(jù)實(shí)施例的光伏裝置100的剖視圖。參照?qǐng)D1，根據(jù)本實(shí)施例的光伏裝置100可以包括半導(dǎo)體基底110、在半導(dǎo)體基底110前表面上的鈍化層120和抗反射層130、在半導(dǎo)體基底110后表面上的第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)130"(為第一導(dǎo)電類型)和第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)140"(為第二導(dǎo)電類型)、分別在第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)130"和第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)140"上的第一電極151和第二電極152以及在第一電極151和第二電極152之間的間隙絕緣層160。間隙絕緣層160可以包括第一間隙絕緣層161和第二間隙絕緣層162。第一間隙絕緣層161和第二間隙絕緣層162可以包括其中硅和氮的含量彼此不同的氮化硅層。例如，第一間隙絕緣層161 (例如，間隙絕緣層160的接近半導(dǎo)體基底110的部分)的硅:氮比可以與第二間隙絕緣層162 (例如，間隙絕緣層160的遠(yuǎn)離半導(dǎo)體基底110的部分)的硅:氮比不同。間隙絕緣層160 (例如，第一間隙絕緣層161)可以通過防止由半導(dǎo)體基底110產(chǎn)生的載流子的表面復(fù)合來幫助提高載流子的收集效率。半導(dǎo)體基底110可以包括結(jié)晶硅基底，例如，單晶硅基底。在實(shí)施方式中，半導(dǎo)體基底110可以是η型導(dǎo)電類型的單晶硅基底。雖然在下面的描述中將半導(dǎo)體基底110作為η型導(dǎo)電類型的單晶硅基底進(jìn)行描述，但實(shí)施例不限于此。例如，半導(dǎo)體基底110可以是P型導(dǎo)電類型的單晶硅基底。半導(dǎo)體基底110可以具有第一表面和與第一表面相反的第二表面。第二表面可以是前表面，例如，光接收表面。發(fā)射極電極和基極電極(第一電極151和第二電極152)可以設(shè)置在第一表面上，例如后表面上。為了延長入射光的光路和幫助提高光吸收效率，可以在第二表面上形成包括不平坦圖案的紋理結(jié)構(gòu)(例如，紋理化圖案)。紋理化圖案可以是包括多個(gè)微小突起的不平坦表面，并且可以減少入射光的反射。鈍化層120可以位于半導(dǎo)體基底110的第二表面上，并且可以通過防止由半導(dǎo)體基底Iio產(chǎn)生的載流子的表面復(fù)合來幫助提高載流子的收集效率。例如，鈍化層120可以幫助減少表面復(fù)合損失(由半導(dǎo)體基底110的表面的缺陷導(dǎo)致)，并且可以幫助提高載流子收集效率。鈍化層120可以是本征半導(dǎo)體層、摻雜的半導(dǎo)體層、氧化硅層或氮化硅層。本征半導(dǎo)體層或摻雜的半導(dǎo)體層可以由沉積在半導(dǎo)體基底110上的非晶硅形成。例如，鈍化層120可以由摻雜有第一導(dǎo)電類型(例如，與半導(dǎo)體基底110的導(dǎo)電類型相同的導(dǎo)電類型)的摻雜劑或雜質(zhì)的非晶硅形成。此外，鈍化層120可以以比半導(dǎo)體基底110的濃度高的濃度摻雜，以形成用于防止表面復(fù)合的前表面場(chǎng)(FSF)?？狗瓷鋵?30可以形成在鈍化層120上?？狗瓷鋵?30可以幫助防止因太陽光入射時(shí)的光反射導(dǎo)致的光吸收損失。抗反射層130可以包括氧化硅層或氮化硅層。例如，抗反射層130可以形成為氧化硅層的單層或者可以形成為具有不同折射率的氧化硅層和氮化娃層的組合層。鈍化層120和抗反射層130可以形成為獨(dú)立的層，但本實(shí)施例不限于此。在實(shí)施方式中，可以將鈍化層120和抗反射層130形成為一層。例如，可以形成氮化硅層使得可以同時(shí)獲得鈍化和抗反射的效果。第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)130"和第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)140”(具有相反的導(dǎo)電類型)可以形成在半導(dǎo)體基底110的第一表面上。第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)130"和第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)140"可以分別形成分離和收集由半導(dǎo)體基底110產(chǎn)生的載流子的發(fā)射極和基極。第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)130"可以包括可順序地沉積在半導(dǎo)體基底110上的第一本征半導(dǎo)體層131、第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層132和第一透明導(dǎo)電層133。第一本征半導(dǎo)體層131和第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層132可以由非晶硅(a-Si)或微晶硅(μ c-Si)形成。可以通過不摻雜摻雜劑或雜質(zhì)或者僅摻雜少量摻雜劑或雜質(zhì)來形成第一本征半導(dǎo)體層131。例如，第一本征半導(dǎo)體層131可以使半導(dǎo)體基底110的表面鈍化以幫助防止由半導(dǎo)體基底110產(chǎn)生的載流子的復(fù)合，并且可以幫助改善半導(dǎo)體基底110 (由結(jié)晶硅形成)和第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層132 (由非晶硅形成)之間的界面特性。可以通過摻雜P型摻雜劑或雜質(zhì)來形成第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層132。第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層132可以與半導(dǎo)體基底110形成ρ-η結(jié)。第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層132可以形成用于收集來自η型半導(dǎo)體基底110的少數(shù)載流子(例如，空穴)的發(fā)射極。第一透明導(dǎo)電層133可以包括導(dǎo)電且光學(xué)透明的材料。例如，第一透明導(dǎo)電層133可以由諸如氧化銦錫(ΙΤ0)或氧化銦鋅(ΙΖ0)的透明導(dǎo)電氧化物(TCO)形成。第一透明導(dǎo)電層133可以幫助減小與第一電極151的接觸電阻，并且可以幫助介導(dǎo)第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層132和第一電極151之間的連接。第一電極151可以包括例如銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)、鋁(Al)和/或它們的合金。第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)140"可以包括可順序地沉積在半導(dǎo)體基底110上的第二本征半導(dǎo)體層141、第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層142和第二透明導(dǎo)電層143。第二本征半導(dǎo)體層141和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層142可以由非晶硅(a-Si)或微晶硅(μ c-Si)形成?？梢酝ㄟ^不摻雜摻雜劑或雜質(zhì)或者僅摻雜少量摻雜劑或雜質(zhì)來形成第二本征半導(dǎo)體層141。例如，第二本征半導(dǎo)體層141可以使半導(dǎo)體基底110的表面鈍化以幫助防止由半導(dǎo)體基底110產(chǎn)生的載流子的復(fù)合，并且可以幫助改善半導(dǎo)體基底110 (由結(jié)晶硅形成)和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層142 (由非晶硅形成)之間的界面特性。可以通過摻雜η型摻雜劑來形成第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層142。第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層142可以形成用于收集來自η型半導(dǎo)體基底110的少數(shù)載流子(例如，電子)的基極。第二透明導(dǎo)電層143可以包括導(dǎo)電且光學(xué)透明的材料。例如，第二透明導(dǎo)電層143可以由諸如氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)的透明導(dǎo)電氧化物(TCO)形成。第二透明導(dǎo)電層143可以幫助減小與第二電極152的接觸電阻，并且可以幫助介導(dǎo)第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層142和第二電極152之間的連接。第二電極152可以包括例如銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)、鋁(Al)和/或它們的合金。如上所述，第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)130"和第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)140’ ’(形成發(fā)射極和基極)可以分別包括第一本征半導(dǎo)體層131和第二本征半導(dǎo)體層141、第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層132和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層142以及第一透明導(dǎo)電層133和第二透明導(dǎo)電層143。然而，實(shí)施例不限于此。在實(shí)施方式中，第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)130"和第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)140"可以不包括第一本征半導(dǎo)體層131和第二本征半導(dǎo)體層141。在實(shí)施方式中,第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)130"和第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)140"可以不包括第一透明導(dǎo)電層133和第二透明導(dǎo)電層143。間隙絕緣層160可以位于發(fā)射極和基極之間，例如，位于第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)130"和第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)140"之間。間隙絕緣層160可以包括第一間隙絕緣層161和第二間隙絕緣層162。第一間隙絕緣層161可以形成在半導(dǎo)體基底110的第一表面上。第二間隙絕緣層162可以形成在(例如，直接形成在)第一間隙絕緣層161上。第一間隙絕緣層161和第二間隙絕緣層162可以是氮化硅層。形成第一間隙絕緣層(SiaNb) 161的硅(Si)和氮(N)的組成比(a:b)可以與形成第二間隙絕緣層(SieNd) 162的硅和氮的組成比(c:d)不同。例如，第一間隙絕緣層161的硅:氮比可以與第二間隙絕緣層162的硅:氮比不同。第一間隙絕緣層(SiaNb)161可以是硅含量比第二間隙絕緣層162的硅含量相對(duì)高的氮化硅層。第二間隙絕緣層(SieNd)162可以是氮含量比第一間隙絕緣層161的氮含量相對(duì)聞的氣化娃層。例如，第一間隙絕緣層161的硅含量可以大于或等于化學(xué)計(jì)量的氮化硅層(Si3N4)的娃含量。在實(shí)施方式中，第一間隙絕緣層161的娃含量可以大于化學(xué)計(jì)量的氮化娃層(Si3N4)的硅含量。第二間隙絕緣層162的氮含量可以高于化學(xué)計(jì)量的氮化硅層(Si3N4)的氮含量。例如，第一間隙絕緣層161的組成比(a/b)或硅:氮比可以大于或等于0.75 (BP,化學(xué)計(jì)量的氮化硅的硅與氮的組成比(Si/N)或硅:氮比)。第二間隙絕緣層162的組成比(c/d)或硅:氮比可以小于0.75。硅的含量可以是影響氮化硅層的折射率的因素。例如，隨著氮化硅層中硅的含量的增加，折射率也增大。第一間隙絕緣層161的折射率可以為大約1.98或更大，例如，大約
2.0或更大。第二間隙絕緣層162的折射率可以為大約1.96或更小?，F(xiàn)在將參照?qǐng)D2以及圖3A至圖3K描述根據(jù)實(shí)施例的光伏裝置的制造方法。圖2示出了描述根據(jù)實(shí)施例的光伏裝置的制造方法的流程圖。圖3A至圖3K示出了圖2的方法中的階段的剖視圖。在SllO中，可以準(zhǔn)備半導(dǎo)體基底110 (見圖3A)。半導(dǎo)體基底110可以是單晶硅基底。半導(dǎo)體基底110可以具有η型(或P型)導(dǎo)電性。在S120中，可在半導(dǎo)體基底110的第一表面上形成氮化硅(間隙絕緣)層160。參照?qǐng)D3Β，可以在半導(dǎo)體基底110的第一表面上形成氮化硅(間隙絕緣)層160。氮化娃層160可以包括第一氮化娃層161和第二氮化娃層162。例如,第一氮化娃層(SiaNb)161的硅(Si)和氮(N)的組成比(a:b)(例如，硅:氮比)可以與第二氮化硅層(SieNd) 162的硅和氮的組成比(c:d)(例如，硅:氮比)不同。例如,第一氮化娃層(SiaNb) 161的娃含量可以比第二氮化娃層162的娃含量相對(duì)高。第二氮化娃層(SieNd) 162的氮含量可以比第一氮化娃層161的氮含量相對(duì)高。例如,第一氮化娃層161的娃含量可以大于或等于化學(xué)計(jì)量的氮化娃層(Si3N4)的硅含量。第二氮化硅層162的氮含量可以高于化學(xué)計(jì)量的氮化硅層(Si3N4)的氮含量。例如，第一氮化硅層161的組成比(a/b)(例如，硅:氮比)可以大于或等于0.75 (B卩，化學(xué)計(jì)量的氮化硅層的硅和氮的組成比(Si/N))。第二氮化硅層162的組成比(c/d)(例如，硅:氮比)可以小于0.75?？梢酝ㄟ^等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PE-CVD)方法形成第一氮化硅層161和第二氮化硅層162。在PE-CVD過程中，可以調(diào)節(jié)氮(N)和硅(Si)的含量。例如，可以通過調(diào)節(jié)作為硅的供應(yīng)源的氣體和作為氮的供應(yīng)源的氣體的流速來形成第一氮化硅層161和第二氮化娃層162。通過上述方法形成的第一氮化硅層161的折射率可以為大約1.98或更大，例如，大約2.0或更大。通過上述方法形成的第二氮化硅層162的折射率可以為大約1.96或更小。在S130中，可以執(zhí)行在半導(dǎo)體基底110的第二表面上形成不平坦圖案R的紋理化工藝。參照?qǐng)D3C,可以使用氮化娃層160(例如,第二氮化娃層162)作為掩模在半導(dǎo)體基底110的第二表面上形成不平坦或紋理化圖案R。參照?qǐng)D4，第二氮化硅層162 (具有相對(duì)高的氮含量)可以特征性地具有對(duì)堿溶液的強(qiáng)耐抗性。因此，在半導(dǎo)體基底110的第二表面上形成不平坦或紋理化圖案R的紋理化過程中，第二氮化硅層162 (形成在半導(dǎo)體基底110的第一表面上)可以用作蝕刻掩模?？梢允褂弥T如KOH、NaOH或四甲基氫氧化銨(TMAH)的堿溶液作為紋理化蝕刻劑。參照?qǐng)D3D，可以在第二氮化硅層162上形成抗蝕刻層M?？刮g刻層M可以是有機(jī)層?？刮g刻層M可以形成在第二氮化硅層162上以覆蓋第二氮化硅層162的除了將要形成發(fā)射極和基極(后面將進(jìn)行描述)的區(qū)域之外的區(qū)域。參照?qǐng)D3E，可以使用抗蝕刻層M作為掩模蝕刻第二氮化硅層162。第二氮化硅層162 (具有相對(duì)高的氮含量)可以特征性地具有對(duì)堿溶液的強(qiáng)耐抗性和對(duì)酸溶液的弱耐抗性，如上所述。因此，為了蝕刻第二氮化硅層162 (未被抗蝕刻層保護(hù))，可以使用例如氫氟酸(HF)或硝酸(HNO3)的酸溶液作為蝕刻劑。由于第一氮化硅層161可以特征性地具有對(duì)酸溶液的強(qiáng)耐抗性，所以第一氮化硅層161 (在第二氮化硅層162之下)不會(huì)被損壞。參照?qǐng)D3F，可以使用抗蝕刻層M作為掩模蝕刻第一氮化硅層161。蝕刻劑可以蝕刻第一氮化硅層161。例如，蝕刻劑可以包括氫氟酸(HF)、硝酸(HNO3)和乙酸的混合溶液。可選擇地，蝕刻劑可以包括氫氟酸(HF)、硝酸(HNO3)和去離子水(DIW)的混合溶液。如上面所指出的，第一氮化硅層161可以特征性地具有對(duì)酸的相對(duì)強(qiáng)的耐抗性。因此，通過采用足以除去第一氮化硅層161的濃度和時(shí)間，可以選擇性地除去第一氮化硅層161的區(qū)域(未被抗蝕刻層M保護(hù))。參照?qǐng)D3G，可以除去抗蝕刻層M?？梢酝ㄟ^使用基于乙醇或丙酮的溶液除去抗蝕刻層M。根據(jù)上述操作，當(dāng)使用抗蝕刻層M作為掩模除去第一氮化硅層161和第二氮化硅層162時(shí)，可以暴露半導(dǎo)體基底110的第一表面的部分區(qū)域。在將在后面進(jìn)行描述的操作中，可以在半導(dǎo)體基底110的第一表面的所述部分區(qū)域中的第一區(qū)域和第二區(qū)域上分別形成發(fā)射極區(qū)域和基極區(qū)域。第一氮化硅層161和第二氮化硅層162 (設(shè)置在發(fā)射極區(qū)域和基極區(qū)域之間)可以變成間隙絕緣層160。在S140中，可以在半導(dǎo)體基底110的第一表面的第一區(qū)域中形成第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)130"。參照?qǐng)D3H，可以在半導(dǎo)體基底110的第一表面的第一區(qū)域上形成第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)130"。第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)130"可以包括第一本征半導(dǎo)體層131、第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層132和第一透明導(dǎo)電層133。第一本征半導(dǎo)體層131和第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層132可以包括非晶硅(a_Si)或微晶硅(μ c-Si)。第一透明導(dǎo)電層133可以包括導(dǎo)電且光學(xué)透明的材料。在實(shí)施方式中，可以在半導(dǎo)體基底110的第一表面的第二區(qū)域被掩模(未示出)保護(hù)的狀態(tài)下應(yīng)用CVD方法來形成第一本征半導(dǎo)體層131和第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層132。可以通過諸如濺射、電子束、蒸鍍等方法形成第一透明導(dǎo)電層133。在S150中，可以在半導(dǎo)體基底110的第一表面的第二區(qū)域中形成第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)140"。參照?qǐng)D31，可以在半導(dǎo)體基底110的第一表面的第二區(qū)域中形成第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)140"。第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)140"可以包括第二本征半導(dǎo)體層141、第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層142和第二透明導(dǎo)電層143。第二本征半導(dǎo)體層141和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層142可以包括非晶硅(a_Si)或微晶硅(μ c-Si)。第二透明導(dǎo)電層143可以包括導(dǎo)電且光學(xué)透明的材料。在實(shí)施方式中，第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)130"和第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)140"可以包括第一本征半導(dǎo)體層131和第二本征半導(dǎo)體層141、第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層132和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層142以及第一透明導(dǎo)電層133和第二透明導(dǎo)電層143。然而，實(shí)施例不限于此。在實(shí)施方式中，第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)130"和第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)140"可以不包括第一本征半導(dǎo)體層131和第二本征半導(dǎo)體層141。在實(shí)施方式中，第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)130"和第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)140"可以不包括第一透明導(dǎo)電層133和第二透明導(dǎo)電層143。在S160中，可以形成鈍化層120和抗反射層130。在形成鈍化層120和抗反射層130之前，為了有效地鈍化，可以清潔半導(dǎo)體基底110。參照?qǐng)D3J，可以在半導(dǎo)體基底110的第二表面上形成鈍化層120和抗反射層130?？梢酝ㄟ^CVD方法(例如，使用硅烷(SiH4)(含硅氣體)的CVD方法)形成鈍化層120。鈍化層120可以形成在半導(dǎo)體基底110的第二表面(例如，光接收表面)上。因此，可以調(diào)節(jié)帶隙來減少光吸收。例如，可以通過添加添加劑來增大帶隙，使得可以減少光吸收，從而可以在半導(dǎo)體基底110中吸收入射光。可以將抗反射層130形成為氧化硅層或氮化硅層。例如，可以將抗反射層130形成為氧化硅層的單層或者具有不同折射率的氧化硅層和氮化硅層的組合層。可以通過CVD方法、濺射、旋涂等形成抗反射層130。可以將鈍化層120和抗反射層130形成為獨(dú)立的層。然而，實(shí)施例不限于此。在實(shí)施方式中，可以形成能夠同時(shí)執(zhí)行鈍化層120和抗反射層130的功能的氮化硅層。在S170中，可形成第一電極151和第二電極152。參照?qǐng)D3K，可以在第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)130"和第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)140"上分別形成第一電極151和第二電極152。例如，可以通過涂覆包括銀(Ag)、銅(Cu)、鋁(Al)和/或它們合金的膏體然后燒制膏體來形成第一電極151和第二電極152。在實(shí)施方式中，可以通過在形成電極種子(未不出)之后執(zhí)行諸如電鍍的方法來形成第一電極151和第二電極152。根據(jù)參照?qǐng)D2以及圖3A至圖3K描述的光伏裝置的制造方法，氮化硅層(例如，間隙絕緣層160)可以包括具有不同組成的第一氮化硅層161和第二氮化硅層162。可以通過使用氮化硅層162作為掩模執(zhí)行紋理化，并且可以通過選擇性蝕刻除去氮化硅層161和162的部分區(qū)域，從而可以形成高品質(zhì)的間隙絕緣層160(見圖1)。通過解釋根據(jù)下述對(duì)比示例的光伏裝置的制造方法，實(shí)施例的上述特性將被清楚地揭示。圖5A至圖示出了在根據(jù)對(duì)比示例的光伏裝置的制造方法的紋理化操作中的階段的剖視圖。根據(jù)實(shí)施例的氮化硅層160可以包括具有不同組成的第一氮化硅層161和第二氮化硅層162，然而，根據(jù)對(duì)比示例的氮化硅層560可以是組成為Si3N4的氮化硅層。參照?qǐng)D5A，可以在半導(dǎo)體基底510上形成氮化硅層560(組成為Si3N4X氮化硅層560可以形成在半導(dǎo)體基底510的第一表面(例如，光接收表面的背面)上。參照?qǐng)D5B，使用氮化硅層560作為掩模在半導(dǎo)體基底510的第二表面上形成不平坦圖案R’?？梢允褂美鏚OH、NaOH或四甲基氫氧化銨(TMAH)的堿溶液作為紋理化蝕刻劑。雖然根據(jù)對(duì)比示例的組成為Si3N4的氮化硅層560可以在一定程度上保護(hù)半導(dǎo)體基底510的第一表面,但氮化娃層560自身會(huì)被堿溶液損壞,從而會(huì)產(chǎn)生損壞D。參照?qǐng)D5C和圖在可以在氮化硅層560上形成抗蝕刻層(未示出)以及蝕刻氮化硅層560的部分之后，可以在發(fā)射極區(qū)域和基極區(qū)域中分別形成第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)530和第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)540。根據(jù)按照對(duì)比示例的光伏裝置的制造方法，會(huì)在氮化硅層560中產(chǎn)生損壞D。因此，第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)530和第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)540之間的間隙絕緣層560的功能(例如，對(duì)半導(dǎo)體基底510的鈍化功能)會(huì)因損壞D而難以維持，從而光伏裝置的特性會(huì)劣化。然而，與根據(jù)對(duì)比示例的氮化硅層560相比，根據(jù)實(shí)施例的第二氮化硅層162 (例如，氮化硅層或間隙絕緣層160的頂層或外層)可以具有對(duì)堿溶液的優(yōu)異的耐抗性，從而不會(huì)產(chǎn)生損壞。為了除去根據(jù)上述對(duì)比示例的光伏裝置的氮化硅層560 (例如，間隙絕緣層)的損壞D，在半導(dǎo)體基底510的第二表面上形成不平坦或紋理化圖案R’之后且在執(zhí)行圖5C的工藝之前，可以提供除去氮化硅層560然后形成新的絕緣層的工藝。然而，根據(jù)實(shí)施例，在光伏裝置的氮化硅層160 (例如，間隙絕緣層)中不會(huì)產(chǎn)生損壞或可以產(chǎn)生很少的損壞，不需要上述工藝。因此，根據(jù)實(shí)施例的光伏裝置可以通過更有效的方法來制造。圖6示出了根據(jù)實(shí)施例的光伏裝置600的剖視圖。參照?qǐng)D6，根據(jù)本實(shí)施例的光伏裝置600可以包括半導(dǎo)體基底610、在半導(dǎo)體基底610的第二表面(例如，前表面)上的鈍化層620和抗反射層630、在半導(dǎo)體基底610的第一表面(例如，后表面)上的第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)630’’(為第一導(dǎo)電類型)和第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)640"(為第二導(dǎo)電類型)、分別在第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)630"和第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)640"上的第一電極651和第二電極652以及在第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)630"和第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)640"之間的間隙絕緣層660。第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)630"可以包括第一本征半導(dǎo)體層631、第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層632和第一透明導(dǎo)電層633，第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)640"可以包括第二本征半導(dǎo)體層641、第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層642和第二透明導(dǎo)電層643。根據(jù)本實(shí)施例的光伏裝置600與前述實(shí)施例的光伏裝置100 (見圖1)的不同之處在于，作為間隙絕緣層660的氮化硅層可以形成為單層。
如上面所指出的，間隙絕緣層660可以形成為單層。因此，其中的界面不會(huì)明顯地存在。例如，間隙絕緣層660的硅:氮比沿著其厚度方向可以是連續(xù)的。例如，間隙絕緣層660的下部區(qū)域(例如，靠近或接近半導(dǎo)體基底610的區(qū)域)可以具有與參照?qǐng)D1描述的第一間隙絕緣層161的組成基本相同的組成。此外，間隙絕緣層660的上部區(qū)域(例如，距半導(dǎo)體基底610遠(yuǎn)的或遠(yuǎn)離半導(dǎo)體基底610區(qū)域)可以具有與參照?qǐng)D1描述的第二間隙絕緣層162的組成基本相同的組成。因此，本實(shí)施例的光伏裝置600的結(jié)構(gòu)可以與圖1的光伏裝置100的結(jié)構(gòu)基本相同。本實(shí)施例的光伏裝置600可以通過與參照?qǐng)D2以及圖3A至圖3K描述的制造方法的操作基本相同的操作來制造。在圖1的光伏裝置100和圖6的光伏裝置600中，可以通過在半導(dǎo)體基底110和610的第二表面上形成氮化硅層的工藝來控制間隙絕緣層160和660的界面。例如，可以通過調(diào)節(jié)作為硅的供應(yīng)源的氣體和作為氮的供應(yīng)源的氣體的流速以及諸如執(zhí)行PE-CVD的時(shí)間的條件來控制界面的存在。通過總結(jié)和回顧，光伏裝置可以具有其中電極設(shè)置在前表面(為光接收表面)和后表面中的每個(gè)表面的結(jié)構(gòu)。當(dāng)電極設(shè)置在前表面時(shí)，光接收面積會(huì)減少與電極的面積一樣多的面積。因此，可以使用其中電極僅設(shè)置在后表面上的背接觸結(jié)構(gòu)。這里已公開了示例實(shí)施例，雖然使用了特定的術(shù)語，但這些術(shù)語僅以一般的和描述性的含義來使用和解釋，而不是出于限制的目的。在一些情況下，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講將明顯的是，從提交本申請(qǐng)之時(shí)起，結(jié)合具體實(shí)施例描述的特征、特性和/或元件可以單獨(dú)地使用，或者可以與結(jié)合其他實(shí)施例描述的特征、特性和/或元件組合使用，除非另外明確地指出。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，在不脫離權(quán)利要求書中闡述的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以做出形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。
權(quán)利要求
1.一種光伏裝置，所述光伏裝置包括: 半導(dǎo)體基底，具有第一表面和與第一表面相反的第二表面； 氮化硅的間隙絕緣層，在半導(dǎo)體基底的第一表面上，間隙絕緣層的接近半導(dǎo)體基底的部分具有與間隙絕緣層的遠(yuǎn)離半導(dǎo)體基底的部分中的硅:氮比不同的硅:氮比； 半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，在半導(dǎo)體基底的第一表面上；以及 電極，在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏裝置，其中: 間隙絕緣層的接近半導(dǎo)體基底的部分具有1.98或更大的折射率，以及 間隙絕緣層的遠(yuǎn)離半導(dǎo)體基底的部分具有1.96或更小的折射率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏裝置，其中，間隙絕緣層的接近半導(dǎo)體基底的部分的硅:氮比大于間隙絕緣層的遠(yuǎn)離半導(dǎo)體基底的部分的硅:氮比。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光伏裝置，其中: 間隙絕緣層的接近半導(dǎo)體基底的部分的硅:氮比為0.75或更高，以及 間隙絕緣層的遠(yuǎn)離半導(dǎo)體基底的部分的硅:氮比小于0.75。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光伏裝置，其中，間隙絕緣層的硅:氮比沿間隙絕緣層的厚度方向是連續(xù)的。
6.根據(jù)權(quán)利要 求1所述的光伏裝置，其中，間隙絕緣層包括: 第一間隙絕緣層，在半導(dǎo)體基底的第一表面上，以及 第二間隙絕緣層，在第一間隙絕緣層上，第一間隙絕緣層位于第二間隙絕緣層和半導(dǎo)體基底之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光伏裝置，其中，第一間隙絕緣層具有比第二間隙絕緣層的娃:氮比大的娃:氮比。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光伏裝置，其中: 第一間隙絕緣層的硅:氮比為0.75或更大，以及 第二間隙絕緣層的硅:氮比小于0.75。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光伏裝置，其中: 第一間隙絕緣層具有1.98或更大的折射率，以及 第二間隙絕緣層具有1.96或更小的折射率。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏裝置，所述光伏裝置還包括在半導(dǎo)體基底的第二表面上的鈍化層和抗反射層中的至少一個(gè)。
11.一種制造光伏裝置的方法，所述方法包括: 提供半導(dǎo)體基底； 在半導(dǎo)體基底的第一表面上形成氮化硅的間隙絕緣層，使得間隙絕緣層的接近半導(dǎo)體基底的部分具有與間隙絕緣層的遠(yuǎn)離半導(dǎo)體基底的部分中的硅:氮比不同的硅:氮比。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中: 間隙絕緣層的接近半導(dǎo)體基底的部分具有1.98或更大的折射率，以及 間隙絕緣層的遠(yuǎn)離半導(dǎo)體基底的部分具有1.96或更小的折射率。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，間隙絕緣層的接近半導(dǎo)體基底的部分的硅:氮比大于間隙絕緣層的遠(yuǎn)離半導(dǎo)體基底的部分的硅:氮比。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中: 間隙絕緣層的接近半導(dǎo)體基底的部分的硅:氮比為0.75或更大，以及 間隙絕緣層的遠(yuǎn)離半導(dǎo)體基底的部分的硅:氮比小于0.75。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，間隙絕緣層的硅:氮比沿間隙絕緣層的厚度方向是連續(xù)的。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，形成間隙絕緣層包括: 在半導(dǎo)體基底的第一表面上形成第一間隙絕緣層，以及 在第一間隙絕緣層上形成第二間隙絕緣層，使得第一間隙絕緣層位于第二間隙絕緣層和半導(dǎo)體基底之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，第一間隙絕緣層具有比第二間隙絕緣層的硅:氮比大的硅:氮比。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中: 第一間隙絕緣層的硅:氮比為0.75或更大，以及 第二間隙絕緣層的硅:氮比小于0.75。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中: 第一間隙絕緣層具有1.98或更大的折射率，以及 第二間隙絕緣層具有1.96或更小的折射率。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，所述方法還包括在半導(dǎo)體基底的第二表面上形成鈍化層和抗反射層中的至少 一個(gè)，第二表面與第一表面相反。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光伏裝置以及一種制造該光伏裝置的方法，該裝置包括半導(dǎo)體基底，具有第一表面和與第一表面相反的第二表面；氮化硅的間隙絕緣層，在半導(dǎo)體基底的第一表面上，間隙絕緣層的接近半導(dǎo)體基底的部分具有與間隙絕緣層的遠(yuǎn)離半導(dǎo)體基底的部分中的硅:氮比不同的硅:氮比；半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，在半導(dǎo)體基底的第一表面上；以及電極，在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上。
文檔編號(hào)H01L31/04GK103165685SQ201210534069
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者徐京真, 丁炳國, 金賢鐘, 樸敏, 李昌浩, 李尚洹 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社