背接觸型太陽(yáng)能電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及背接觸型(back contact type)太陽(yáng)能電池。
【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)主流的太陽(yáng)能電池通過(guò)例如將具有與單晶硅基板或多晶硅基材的導(dǎo)電型相反的導(dǎo)電型的雜質(zhì)擴(kuò)散至娃基板的受光面以形成p-n結(jié)(p-n junct1n)，并在娃基板的受光面和位于受光面的相對(duì)側(cè)上的背面上各形成電極來(lái)制造。
[0003]主流的娃太陽(yáng)能電池具有有形成于其上并由金屬制成的前電極(frontelectrode)(通常包括被稱(chēng)作母線(bus bar)和柵線(finger)的金屬電極)的受光面。前電極遮擋入射的太陽(yáng)光，其不利地?fù)p失太陽(yáng)能電池的輸出。
[0004]然后開(kāi)發(fā)所謂的背接觸型太陽(yáng)能電池，其通過(guò)僅在硅基板的背面上形成電極而不在硅基板的受光面上形成電極來(lái)獲得。具有其上未形成電極的受光面的背接觸型太陽(yáng)能電池可將100%的入射太陽(yáng)光攝取入太陽(yáng)能電池而沒(méi)有由電極引起的陰影損耗(shadowloss)，其可從原理上實(shí)現(xiàn)高效率。
[0005]當(dāng)太陽(yáng)光入射在背接觸型太陽(yáng)能電池的受光面上時(shí)，在硅基板的受光面附近產(chǎn)生的載流子到達(dá)在背接觸型太陽(yáng)能電池的背面上形成的P-n結(jié)。該載流子可由柵線-p型電極和柵線_n型電極收集，并取出至外部。
[0006]圖1示出常規(guī)的太陽(yáng)能電池的電池結(jié)構(gòu)。電極包括柵線部102和母線部103。柵線部102為出于有效收集由太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的光電流而不引起電阻損耗的目的而形成的集電電極。母線部103通過(guò)柵線部102收集電流，并用作條線(tab line)的基礎(chǔ)。圖2示出當(dāng)條線應(yīng)用至常規(guī)太陽(yáng)能電池的受光面時(shí)的電流流動(dòng)。如圖2所示，在硅基板201內(nèi)產(chǎn)生的電子由與該電子相鄰的柵線202收集。進(jìn)一步地，電流流入與柵線202相鄰的母線203，并經(jīng)由條線204作為電力被取出。如上所述，母線用于收集由柵線收集的電流，并期望與盡可能多的柵線連接。如圖3(a)所示，相當(dāng)大的電流還從柵線301流入與母線302的電流303平行的、在柵線301正下方的擴(kuò)散層304。如圖3(b)所示即使柵線301在極小區(qū)域中不連續(xù)，電流仍通過(guò)擴(kuò)散層，其提供在產(chǎn)生電流的部位與母線之間的電阻損耗的降低。
[0007]當(dāng)柵線電極的截面積變小時(shí)，柵線電極的串聯(lián)電阻變大，其引起大的輸出損失。因此，將截面積設(shè)計(jì)得大。即，將電極的高度或厚度設(shè)計(jì)得大。然而，前者需要多個(gè)工序和長(zhǎng)時(shí)間處理，并受到進(jìn)一步的限制。后者可減小串聯(lián)電阻值，但引起受光面積的減小和表面鈍化的惡化，結(jié)果在許多情況下太陽(yáng)能電池的輸出減少。現(xiàn)在的技術(shù)作為提供太陽(yáng)能電池的高輸出的方法達(dá)到了極限。
[0008]減少串聯(lián)電阻的方法的實(shí)例包括增加?xùn)啪€的截面積和縮短?hào)啪€長(zhǎng)度。圖4示出常規(guī)的背接觸型電池的背面電極結(jié)構(gòu)。背接觸型太陽(yáng)能電池的柵線長(zhǎng)度比具有有形成于其上的電極的兩面的常規(guī)太陽(yáng)能電池的柵線長(zhǎng)度長(zhǎng)。背接觸型太陽(yáng)能電池中存在充分的改進(jìn)空間。
[0009]公開(kāi)了一種背接觸型太陽(yáng)能電池，其中為了縮短?hào)啪€長(zhǎng)度，可通過(guò)使導(dǎo)電型區(qū)域和形成于其上的導(dǎo)電型電極斷片化(fragmenting)還在基板區(qū)域內(nèi)形成母線(專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0011]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0012]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:JP 2009-025147 ff

【發(fā)明內(nèi)容】

_3] 發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0014]然而，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1的背接觸型太陽(yáng)能電池中，將至少兩條斷片化的母線沿母線的長(zhǎng)度方向設(shè)置在基板的兩端附近，并且僅將設(shè)置在基板端部的母線的一側(cè)與柵線連接。因此，雖然背接觸型太陽(yáng)能電池具有其中可提供許多母線的構(gòu)造，但是相對(duì)于一條母線可收集電流的柵線的數(shù)量減少，其無(wú)法充分獲取母線的優(yōu)勢(shì)。
[0015]考慮到這種情況，本發(fā)明的目的在于提供可改進(jìn)特性，具有用于定位母線的自由度，并且可比較容易地制造的背接觸型太陽(yáng)能電池。
_6] 用于解決問(wèn)題的方案
[0017]根據(jù)本發(fā)明的太陽(yáng)能電池包括:半導(dǎo)體基板；在位于半導(dǎo)體基板受光面?zhèn)鹊南鄬?duì)側(cè)上的背面?zhèn)壬闲纬傻牡谝粚?dǎo)電型區(qū)域；在半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)壬闲纬傻牡诙?dǎo)電型區(qū)域；在第一導(dǎo)電型區(qū)域上基本上線性地形成的第一導(dǎo)電型集電電極；和在第二導(dǎo)電型區(qū)域上基本上線性地形成的第二導(dǎo)電型集電電極，其中第一導(dǎo)電型區(qū)域和第二導(dǎo)電型區(qū)域交替排列，第一導(dǎo)電型集電電極和第二導(dǎo)電型集電電極各自具有不連續(xù)部位，各導(dǎo)電型的不連續(xù)部位在第一導(dǎo)電型區(qū)域和第二導(dǎo)電型區(qū)域交替排列的排列方向上呈基本上直線地排列。
[0018]與各第一導(dǎo)電型集電電極和第二導(dǎo)電型集電電極的各自的不連續(xù)部位相鄰的部分可形成比各第一導(dǎo)電型集電電極和第二導(dǎo)電型集電電極的其它部分厚的小母線。各第一導(dǎo)電型集電電極和第二導(dǎo)電型集電電極的小母線可具有200至2000 μ m的線寬，并且各第一導(dǎo)電型集電電極和第二導(dǎo)電型集電電極的除小母線以外的部分具有50至500 μm的線寬。
[0019]小母線設(shè)置在半導(dǎo)體基板中與各第一導(dǎo)電型集電電極和第二導(dǎo)電型集電電極的長(zhǎng)度方向的端部不相鄰的位置。第一導(dǎo)電型集電電極和第二導(dǎo)電型集電電極之一的不連續(xù)部位可以與第一導(dǎo)電型集電電極和第二導(dǎo)電型集電電極的另一個(gè)的小母線沿排列方向相鄰。
[0020]沿各第一導(dǎo)電型集電電極和第二導(dǎo)電型集電電極的長(zhǎng)度方向，不連續(xù)部位的數(shù)量?jī)?yōu)選為1至4。
[0021]發(fā)明的效果
[0022]本發(fā)明可提供可改進(jìn)特性的背接觸型太陽(yáng)能電池。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為常規(guī)太陽(yáng)能電池的電極結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0024]圖2為當(dāng)條線應(yīng)用至常規(guī)太陽(yáng)能電池的受光面時(shí)電流流動(dòng)的示意圖。
[0025]圖3(a)為常規(guī)太陽(yáng)能電池內(nèi)電流流動(dòng)的截面圖。
[0026]圖3(b)為在具有局部不連續(xù)電極的太陽(yáng)能電池內(nèi)電流流動(dòng)的截面圖。
[0027]圖4為常規(guī)背接觸型太陽(yáng)能電池的背面電極結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0028]圖5為本發(fā)明的背接觸型太陽(yáng)能電池中的擴(kuò)散區(qū)域和背面電極結(jié)構(gòu)的實(shí)例。
[0029]圖6為本發(fā)明的背接觸型太陽(yáng)能電池中的背面電極結(jié)構(gòu)和條線位置的實(shí)例。
[0030]圖7為本發(fā)明的背接觸型太陽(yáng)能電池的擴(kuò)散模式的實(shí)例。
[0031]圖8為本發(fā)明的背接觸型太陽(yáng)能電池的背面電極模式的實(shí)例。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下文中，將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方案之一的背接觸型太陽(yáng)能電池。各構(gòu)件的尺寸和形狀為了方便地說(shuō)明以變形或夸張的形式示意性地示出。
[0033]如圖5所述，在本發(fā)明的太陽(yáng)能電池中，在硅基板501的背面?zhèn)壬?，第一?dǎo)電型擴(kuò)散區(qū)域502和濃度比基板的濃度高的第二導(dǎo)電型擴(kuò)散區(qū)域503以預(yù)定的距離交替連續(xù)地基本上直線狀地形成。多個(gè)線狀第一導(dǎo)電型集電電極504或第二導(dǎo)電型集電電極505不連續(xù)地形成在第一導(dǎo)電型擴(kuò)散區(qū)域502或第二導(dǎo)電型擴(kuò)散區(qū)域503上。硅基板501具有第二導(dǎo)電型。本說(shuō)明書(shū)中，第一導(dǎo)電型擴(kuò)散區(qū)域502和第二導(dǎo)電型擴(kuò)散區(qū)域503線狀延伸的方向稱(chēng)作“長(zhǎng)度方向”，和第一導(dǎo)電型擴(kuò)散區(qū)域502和第二導(dǎo)電型擴(kuò)散區(qū)域503交替排列的方向稱(chēng)作“排列方向”。
[0034]如圖5所示，電極不連續(xù)部位506在排列方向上呈基本上直線地排列，且電極不連續(xù)部位507在排列方向上呈基本上直線地排列。即，第一導(dǎo)電型集電電極504或第二導(dǎo)電型集電電極505的長(zhǎng)度方向?yàn)閳D5中的水平方向。電極不連續(xù)部位506在圖5中的垂直方向上呈基本上直線地排列。電極不連續(xù)部位507在圖5中的垂直方向上呈基本上直線排列。
[0035]沿第一導(dǎo)電型集電電極504的長(zhǎng)度方向在半導(dǎo)體基板的兩端之間形成1至4個(gè)不連續(xù)部位506，并且沿第二導(dǎo)電型集電電極505的長(zhǎng)度方向在半導(dǎo)體基板的兩端之間形成1至4個(gè)不連續(xù)部位507。
[0036]在第一導(dǎo)電型集電電極504或第二導(dǎo)電型集電電極505中對(duì)應(yīng)于母線部的部分5