(57)【要約】      （修正有）【課題】バンド全体での光学応答を顕著に向上させることができ、特に短波の範囲において、電池の短波電流密度を向上させ、電池効率を向上させる太陽電池を提供する。【解決手段】太陽電池は、結晶シリコン基板１、結晶シリコン基板１の少なくとも一面に順次設置される真性シリコン薄膜層２、ドーピングシリコン系薄膜層３、透明導電層４及び電極５を備え、ドーピングシリコン系薄膜層３の面積は真性シリコン薄膜層２の面積より小さい。【選択図】図５
0003220300.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
結晶シリコン基板（１）、
前記結晶シリコン基板（１）の少なくとも一面に順次設置される真性シリコン薄膜層（２）、ドーピングシリコン系薄膜層（３）、透明導電層（４）及び電極（５）を備え、
前記ドーピングシリコン系薄膜層（３）の面積は前記真性シリコン薄膜層（２）の面積より小さい太陽電池。
【請求項２】
前記真性シリコン薄膜層（２）のドーピングシリコン系薄膜層（３）で被覆されない領域には、透明導電層（４）を充填する請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記ドーピングシリコン系薄膜層（３）は、少なくとも２つのドーピングシリコン系薄膜ユニットを含み、且つ前記少なくとも２つのドーピングシリコン系薄膜ユニットは不連続である請求項１に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記少なくとも２つのドーピングシリコン系薄膜ユニットが不連続である領域には透明導電層（４）を充填する請求項３に記載の太陽電池。
【請求項５】
前記少なくとも２つのドーピングシリコン系薄膜ユニットはストリップ状である請求項３に記載の太陽電池。
【請求項６】
前記ドーピングシリコン系薄膜層（３）は中空領域を含む請求項１に記載の太陽電池。
【請求項７】
前記中空領域には透明導電層（４）を充填する請求項６に記載の太陽電池。
【請求項８】
前記ドーピングシリコン系薄膜層（３）の周囲には空白領域を有する請求項１に記載の太陽電池。
【請求項９】
前記ドーピングシリコン系薄膜層（３）はｎ型ドープ層又はｐ型ドープ層である請求項１〜８の中のいずれか一項に記載の太陽電池。
【請求項１０】
前記結晶シリコン基板（１）はｎ型単結晶シリコンウェーハ又はｐ型単結晶シリコンウェーハであり、及び／又は
前記真性シリコン薄膜層（２）は真性アモルファスシリコン薄膜を含み、及び／又は
前記透明導電層（４）は透明導電酸化物層を含み、及び／又は
前記電極（５）はシルバーグリッドと銅電極の中の少なくとも１種の電極を含む請求項１〜８の中のいずれか一項に記載の太陽電池。
【請求項１１】
前記結晶シリコン基板（１）の両面にはいずれもドーピングシリコン系薄膜層（３）が設置され、且つ前記結晶シリコン基板（１）の異なる面上の前記ドーピングシリコン系薄膜層（３）の導電タイプは異なる請求項１〜８の中のいずれか一項に記載の太陽電池。
【請求項１２】
結晶シリコン基板（１）の少なくとも一面に真性シリコン薄膜層（２）を形成するステップ、
前記真性シリコン薄膜層（２）に面積が前記真性シリコン薄膜層（２）より小さいドーピングシリコン系薄膜層（３）を形成するステップ、
前記ドーピングシリコン系薄膜層（３）に透明導電層（４）を形成するステップ、及び
前記透明導電層（４）に電極（５）を形成するステップを含む太陽電池の製造方法。
【請求項１３】
前記真性シリコン薄膜層（２）の前記ドーピングシリコン系薄膜層（３）で被覆されない領域に透明導電層（４）を形成するステップを更に含む請求項１２に記載の製造方法。
【請求項１４】
前記真性シリコン薄膜層（２）に面積が前記真性シリコン薄膜層（２）より小さいドーピングシリコン系薄膜層（３）を形成するステップは、
前記ドーピングシリコン系薄膜層（３）に保護層（６）を形成し、前記保護層（６）にパターンを形成するステップ、
前記パターン上の前記ドーピングシリコン系薄膜層（３）を除去するステップ、及び
前記保護層（６）を除去するステップ、を含む請求項１２に記載の製造方法。
【請求項１５】
前記透明導電層（４）に電極（５）を形成するステップは、
前記透明導電層（４）にシルバーグリッドと銅電極の中の少なくとも１種の電極を形成するステップを含む請求項１２〜１４の中のいずれか一項に記載の製造方法。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は２０１８年６月１日に提出され、出願番号が２０１８１０５５７０３１．５である中国出願の優先権を主張し、援用によりそのすべての内容は本文に組み込まれる。
【０００２】
本願は太陽電池分野に関し、特に太陽電池及びその製造方法に関するが、これに限定されない。
【背景技術】
【０００３】
太陽電池は光電効果又は光化学効果によって直接に光エネルギーを電気エネルギーに変換する装置である。
【０００４】
太陽電池は一般的に結晶シリコン基板、結晶シリコン基板に順次設置された真性アモルファスシリコン系薄膜、ドーピングシリコン系薄膜及び電極を含む。ドーピングされたシリコン系薄膜は真性アモルファスシリコン系薄膜に完全に蒸着され、真性アモルファスシリコン系薄膜を被覆する。
【考案の概要】
【０００５】
以下は、本文に詳しく述べる主旨の概要である。本概要は実用新案登録請求の範囲を制限するためのものではない。
【０００６】
本願の具体的な実施形態では、太陽電池を提供し、前記太陽電池は、
結晶シリコン基板、
前記結晶シリコン基板の少なくとも一面に順次設置される真性シリコン薄膜層、ドーピングシリコン系薄膜層、透明導電層及び電極を備え、
前記ドーピングシリコン系薄膜層の面積は前記真性シリコン薄膜層の面積より小さい。
【０００７】
本願のその他の特徴及び利点は下記の明細書にて説明し、一部は明細書からより明確になり、又は本願を実施することによって了解される。本願の目的及びその他の利点は明細書及び特許請求の範囲に特に例示される構造によって実現される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本願の実施例における技術案をより明確に説明するために、以下、実施例の説明に使用する必要がある図面を簡単に説明する。図面は本願の技術案を更に理解するために提供されるもので、明細書の一部を構成し、本願の実施例とともに本願の技術案を解釈し、本願の技術案を限定するものではない。
【図１】本願の実施例に提供される太陽電池の構造模式図である。
【図２】本願の実施例に提供される他の太陽電池の構造模式図である。
【図３】本願の実施例に提供される他の太陽電池の構造模式図である。
【図４】図３に基づく太陽電池の構造模式図である。
【図５】図３に基づく他の太陽電池の構造模式図である。
【図６】図３の太陽電池の製造プロセス模式図である。
【図７】図４の太陽電池の製造プロセスの模式図である。
【図８】図５の太陽電池の製造プロセスの模式図である。
【考案を実施するための形態】
【０００９】
本願の目的、技術案及び利点をより良く了解させるために、以下、図面を参照しながら、本願の実施例をより詳しく説明する。特に定義しない限り、本願の実施例に用いるすべての技術用語はいずれも当業者が一般的に理解するものと同じ意味を有する。
【００１０】
本願の考案者は、ドーピングシリコン系薄膜は短波（波長が３００ｎｍ〜６００ｎｍである）を吸収し、入射光が太陽電池を照射する場合、ドーピングシリコン系薄膜は一部の短波を吸収し、外部量子効率（Ｅｘｔｅｒｎａｌ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ、ＥＱＥ）の向上を妨害し、更に電池効率の向上を制限することを発見した。
【００１１】
本願の具体的な実施形態では、太陽電池を提供し、前記太陽電池は、
結晶シリコン基板、
前記結晶シリコン基板の少なくとも一面に順次設置される真性シリコン薄膜層、ドーピングシリコン系薄膜層、透明導電層及び電極を備え、
前記ドーピングシリコン系薄膜層の面積は前記真性シリコン薄膜層の面積より小さい。
【００１２】
例示的な実施例において、前記真性シリコン薄膜層のドーピングシリコン系薄膜層で被覆されない領域には透明導電層を充填してもよい。
【００１３】
例示的な実施例において、前記ドーピングシリコン系薄膜層は、少なくとも２つのドーピングシリコン系薄膜ユニットを含み、且つ前記少なくとも２つのドーピングシリコン系薄膜ユニットは不連続であってもよく。
【００１４】
例示的な実施例において、前記少なくとも２つのドーピングシリコン系薄膜ユニットが不連続の領域には透明導電層を充填してもよい。
【００１５】
例示的な実施例において、前記ドーピングシリコン系薄膜ユニットはストリップ状であってもよい。
【００１６】
例示的な実施例において、前記ドーピングシリコン系薄膜層は中空領域を含んでもよい。
【００１７】
例示的な実施例において、前記中空領域には透明導電層を充填してもよい。
【００１８】
例示的な実施例において、前記ドーピングシリコン系薄膜層は、ｎ型ドープ層又はｐ型ドープ層であってもよい。
【００１９】
例示的な実施例において、前記結晶シリコン基板は、ｎ型単結晶シリコンウェーハ又はｐ型単結晶シリコンウェーハであってもよい。
【００２０】
例示的な実施例において、前記真性シリコン薄膜層は真性アモルファスシリコン薄膜を含んでもよい。
【００２１】
例示的な実施例において、前記透明導電層は透明導電酸化物層を含んでもよい。
【００２２】
例示的な実施例において、前記電極はシルバーグリッドと銅電極の中の少なくとも１種の電極を含んでもよい。
【００２３】
例示的な実施例において、前記結晶シリコン基板の両面にはいずれもドーピングシリコン系薄膜層が設置され、且つ前記結晶シリコン基板の異なる面上の前記ドーピングシリコン系薄膜層の導電タイプは異なる。
【００２４】
本願において、「異なる面上の前記ドーピングシリコン系薄膜層の導電タイプは異なる」ことは、一面のドーピングシリコン系薄膜層はｎ型ドープ層であれば、他面のドーピングシリコン系薄膜層はｐ型ドープ層であり、一面のドーピングシリコン系薄膜層はｐ型ドープ層であれば、他面のドーピングされたシリコン系薄膜層はｎ型ドープ層であると理解されてもよい。
【００２５】
本願の実施例に提供される太陽電池は、ドーピングシリコン系薄膜層の面積が真性シリコン薄膜層の面積より小さく設置されることにより、一部の入射光はドーピングシリコン系薄膜層を経過せず、透明導電層と真性シリコン薄膜層を透過して直接に結晶シリコン基板に入射し、ドーピングシリコン系薄膜層の短波光に対する吸収消耗を減少することにより電池効率の向上を促進する。また、電池の他の性能に悪影響を及ぼさない。
【００２６】
本願の他の具体的な実施形態では、太陽電池の製造方法を更に提供し、前記製造方法は、
結晶シリコン基板の少なくとも一面に真性シリコン薄膜層を形成するステップと、
前記真性シリコン薄膜層に面積が前記真性シリコン薄膜層より小さいドーピングシリコン系薄膜層を形成するステップと、
前記ドーピングシリコン系薄膜層に透明導電層を形成するステップと、
前記透明導電層に電極を形成するステップと、を含む。
【００２７】
例示的な実施例において、前記製造方法は、前記真性シリコン薄膜層の前記ドーピングシリコン系薄膜層で被覆されない領域に透明導電層を形成するステップを更に含んでもよい。
【００２８】
例示的な実施例において、前記真性シリコン薄膜層に面積が前記真性シリコン薄膜層より小さいドーピングシリコン系薄膜層を形成するステップは、
前記ドーピングシリコン系薄膜層に保護層を形成し、前記保護層にパターンを形成するステップと、
前記パターン上の前記ドーピングシリコン系薄膜層を除去するステップと、
前記保護層を除去するステップと、を含んでもよい。
【００２９】
例示的な実施例において、前記透明導電層に電極を形成するステップは、
前記透明導電層にシルバーグリッドと銅電極の中の少なくとも１種の電極を形成するステップを更に含んでもよい。
【００３０】
本願の実施例は太陽電池を提供し、図１に示すように、該太陽電池は、結晶シリコン基板１、
結晶シリコン基板１の少なくとも一面に順次設置される真性シリコン薄膜層２、ドーピングシリコン系薄膜層３、透明導電層４及び電極５を備え、
ドーピングシリコン系薄膜層３の面積は真性シリコン薄膜層２の面積より小さい。
【００３１】
真性シリコン薄膜層２、ドーピングされたシリコン系薄膜層３、透明導電層４は結晶シリコン基板１の少なくとも一面に順次積層され、電極５は透明導電層４に設置される。
【００３２】
入射光が該太陽電池を照射する場合、ドーピングシリコン系薄膜層３の面積は真性シリコン薄膜層２の面積よりも小さいので、一部の入射光は透明導電層４と真性シリコン薄膜層２を透過して直接に結晶シリコン基板１に入射でき、入射光は結晶シリコン基板１とドーピングシリコン系薄膜層３とで形成されたＰＮ接合に照射される場合、キャリアを生成し、キャリアは真性シリコン薄膜層２とドーピングシリコン系薄膜層３を通過し透明導電層４に収集され、その後、電極５により導出される。真性シリコン薄膜層２は結晶シリコン基板１の表面欠陥をパッシベーションするように設置される。
【００３３】
本願の実施例による太陽電池は、ドーピングシリコン系薄膜層３の面積が真性シリコン薄膜層２の面積より小さいことにより、一部の入射光はドーピングシリコン系薄膜層３を経過せず、透明導電層４と真性シリコン薄膜層２を透過して直接に結晶シリコン基板１に入射でき、ドーピングシリコン系薄膜層３が入射光における短波光に対する吸収消耗を減少し、これにより電池効率の向上を促進する。
【００３４】
上記の太陽電池において、ドーピングシリコン系薄膜層３は真性シリコン薄膜層２に積層され、且つドーピングシリコン系薄膜層３の面積は真性シリコン薄膜層２の面積より小さく、真性シリコン薄膜層２にはドーピングシリコン系薄膜層３で被覆されない領域を有し、即ち、ドーピングシリコン系薄膜層３の所在する真性シリコン薄膜層２に空白領域が存在することができ、一部の入射光は該空白領域を透過して結晶シリコン基板１に入ることができる。
【００３５】
真性シリコン薄膜層２のドーピングシリコン系薄膜層３で被覆されない領域は空白領域であってもよく、その他の材料で充填されてもよい。該太陽電池製造の便利性を考慮すると、該真性シリコン薄膜層２のドーピングシリコン系薄膜層３で被覆されない領域は透明導電層４で充填されることができる。透明導電層４は短波光に対する吸収消耗を引き起こさなく、入射光を順調に通過させる。
【００３６】
上記の太陽電池において、多種の方法によってドーピングシリコン系薄膜層３の面積を真性シリコン薄膜層２の面積より小さくすることが実現できる。
【００３７】
例示的な実施例において、図１に示すように、ドーピングシリコン系薄膜層３の周囲面積を削減し、ドーピングシリコン系薄膜層３の周囲に空白領域を形成することにより、ドーピングシリコン系薄膜層３の面積を真性シリコン薄膜層２の面積より小さくする。
【００３８】
ドーピングシリコン系薄膜層３の周囲の真性シリコン薄膜層２に対応する空白領域に、透明導電層４を充填してもよい。
【００３９】
応用する場合、一部の入射光は透明導電層４を透過して、ドーピングシリコン系薄膜層３の周囲の空白領域を通過し、ドーピングシリコン系薄膜層３を経過せず、直接に真性シリコン薄膜層２を経過して結晶シリコン基板１に入射できる。ドーピングシリコン系薄膜層３の入射光における短波光に対する吸収消耗を減少し、これにより電池効率の向上を促進する。
【００４０】
例示的な実施例において、図２に示すように、ドーピングシリコン系薄膜層３は中空領域を含んでもよい。例えば、ドーピングシリコン系薄膜層３の内部に空白領域を形成し、ドーピングシリコン系薄膜層３に中空領域を有する連続薄膜を形成することにより、ドーピングシリコン系薄膜層３の面積を真性シリコン薄膜層２の面積より小さくしてもよい。
【００４１】
当業者は必要に応じて該中空領域の形状を形成することができる。例示的に、該中空領域はドーピングシリコン系薄膜層３の内部に位置する空白長方形又は空白円状であってもよい（図２に示すように）。
【００４２】
中空領域に透明導電層４を充填してもよい。
【００４３】
応用する場合、一部の入射光は透明導電層４を透過して、ドーピングシリコン系薄膜層３の中空領域を通過して、ドーピングシリコン系薄膜層３を経過せず、直接に真性シリコン薄膜層２を経過して結晶シリコン基板１に入射でき、ドーピングシリコン系薄膜層３の入射光における短波光に対する吸収消耗を減少し、これにより電池効率の向上を促進させる。
【００４４】
例示的な実施例において、図３に示すように、ドーピングシリコン系薄膜層３は少なくとも２つのドーピングシリコン系薄膜ユニットを更に含んでもよく、且つ該少なくとも２つのドーピングシリコン系薄膜ユニットは不連続である。即ち、隣接する２つのドーピングシリコン系薄膜ユニットの間に隙間を形成することにより、ドーピングシリコン系薄膜層３の面積を真性シリコン薄膜層２の面積より小さくする。
【００４５】
当業者は必要に応じてドーピングシリコン系薄膜ユニットの形状を決定することができ、例えば、ドーピングシリコン系薄膜ユニットは大きさが異なる四角いリング状又はリング状であってもよく、複数の四角いリング状又は複数のリング状のドーピングシリコン系薄膜ユニットは一緒に套設されてドーピングシリコン系薄膜層３を構成する。また、製造プロセスの利便性を考慮すると、更にドーピングシリコン系薄膜ユニットはストリップ状（図３に示す）であってもよく、例えば、ストレートストリップ状、又は弧状ストリップ状等であってもよい。このように形成することにより、プロセスの製造が便利であると共に、キャリアを収集するための後続の電極５の形成が便利になる。
【００４６】
例示的な実施例において、少なくとも２つのドーピングシリコン系薄膜ユニットが不連続である領域に透明導電層４を充填してもよい。
【００４７】
応用する場合、一部の入射光は透明導電層４を透過して、隣接する２つのドーピングシリコン系薄膜ユニットの間の隙間を通過して、ドーピングシリコン系薄膜層３を経過せず、直接に真性シリコン薄膜層２を経過して直接に結晶シリコン基板１に入射でき、ドーピングシリコン系薄膜層３の入射光における短波光に対する吸収消耗を減少し、これにより電池効率の向上を促進させる。
【００４８】
上記の太陽電池において、キャリアの収集及び導出を便利にするために、電極５をドーピングシリコン系薄膜層３に対応させることができる。例えば、図３に示すように、電極５をドーピングシリコン系薄膜層３の上方に位置させる。電極５は光の透過を許可しないため、このような構成は、より多い入射光がドーピングシリコン系薄膜層３を経過しないようにする。
【００４９】
応用する場合、透明導電層４はドーピングシリコン系薄膜層３に形成され、且つ真性シリコン薄膜層２のドーピングシリコン系薄膜層３で被覆されない領域を被覆し、電極５は透明導電層４に形成されて、電極５をドーピングシリコン系薄膜層３の上方に位置させ、ドーピングシリコン系薄膜層３と対応する。例示的な実施例において、電極５はドーピングシリコン系薄膜ユニットと１対１に対応させることができる。
【００５０】
上記の太陽電池において、ドーピングシリコン系薄膜層３は結晶シリコン基板１の一面に形成されてもよく、結晶シリコン基板１の両面に形成されてもよい。ドーピングシリコン系薄膜層３と結晶シリコン基板１との間にＰＮ接合を形成し、結晶シリコン基板１はｐ型単結晶シリコンウェーハ又はｎ型単結晶シリコンウェーハであってもよく、相応的に、ドーピングシリコン系薄膜層３はｎ型ドープ層又はｐ型ドープ層であってもよい。
【００５１】
上記の太陽電池において、前記ドーピングシリコン系薄膜層３の面積は前記真性シリコン薄膜層２の面積の５０％を超えなくてもよい。
【００５２】
以下、上記の太陽電池を例示的に説明する。
【００５３】
例示的な実施例において、図１〜図３に示すように、該太陽電池は、
結晶シリコン基板１、
結晶シリコン基板１の一面に順次設置される真性シリコン薄膜層２、ドーピングされたシリコン系薄膜層３、透明導電層４及び電極５を備え、ドーピングシリコン系薄膜層３の面積は真性シリコン薄膜層２の面積よりも小さい。
【００５４】
結晶シリコン基板１はｐ型単結晶シリコンウェーハである場合、ドーピングシリコン系薄膜層３はｎ型ドープ層であってもよく、結晶シリコン基板１はｎ型単結晶シリコンウェーハである場合、ドーピングシリコン系薄膜層３はｐ型ドープ層であってもよい。応用する場合、ドーピングシリコン系薄膜層３の一面を受光面とし、ドーピングシリコン系薄膜層３の面積は真性シリコン薄膜層２の面積より小さいため、一部の入射光は、ドーピングシリコン系薄膜層３を経過せず、透明導電層４と真性シリコン薄膜層２を透過して直接に結晶シリコン基板１に入射でき、これによりドーピングシリコン系薄膜層３の入射光における短波光に対する吸収消耗を減少することができ、電池効率の向上を促進させる。
【００５５】
図１〜図３において太陽電池の第１面の構造模式図のみを示しており、第１面に向い合う第２面の構造は示していない。図１〜図３における太陽電池の第２面の構造は従来の太陽電池の構造と同じであってもよく、第１面の構造と同じであってもよい。
【００５６】
例示的な実施例において、図４に示すように、該太陽電池は、
結晶シリコン基板１、
結晶シリコン基板１の両面に順次設置される真性シリコン薄膜層２、ドーピングシリコン系薄膜層３、透明導電層４及び電極５を備え、ドーピングされたシリコン系薄膜層３の面積は真性シリコン薄膜層２の面積より小さい。
【００５７】
結晶シリコン基板１はｐ型単結晶シリコンウェーハ又はｎ型単結晶シリコンウェーハであってもよく、且つ結晶シリコン基板１の異なる面に形成されたドーピングされたシリコン系薄膜層３の導電タイプは異なり、即ち、結晶シリコン基板１の一面にｎ型ドープ層を形成し、結晶シリコン基板１の向い合う他面にｐ型ドープ層を形成する。
【００５８】
応用する場合、ドーピングシリコン系薄膜層３の任意の一面を受光面（向い合う他面は背光面である）とし、ドーピングシリコン系薄膜層３の面積は真性シリコン薄膜層２の面積より小さいため、一部の入射光は電池の両側に位置する透明導電層４と真性シリコン薄膜層２を透過して、ドーピングシリコン系薄膜層３を経過せず、直接に結晶シリコン基板１に入射でき、これによりドーピングシリコン系薄膜層３の入射光における短波光に対する吸収消耗を減少することができ、電池効率の向上を促進させる。このように構成することにより、電池の受光面と背光面の光吸収損失を同時に減少することができ、電池効率を向上させる。
【００５９】
太陽電池が背光面で接触される入射光は少ないことを考慮すると、プロセスを減少し、製造コストを節約するために、背光面に位置するドーピングシリコン系薄膜層３を処理しなくてもよく、即ち、図５に示すように、背光面に位置するドーピングシリコン系薄膜層３の面積は真性シリコン薄膜層２の面積と同じで、受光面に位置するドーピングシリコン系薄膜層３の面積のみを真性シリコン薄膜層２の面積より小さくする。
【００６０】
ドーピングシリコン系薄膜層３はアモルファスシリコンドープ薄膜層（ａ−Ｓｉ：Ｈ）、アモルファスシリコン酸素合金ドープ薄膜層（ａ−ＳｉＯｘ：Ｈ）、微結晶シリコン酸素合金ドープ薄膜層（μｃ−ＳｉＯｘ：Ｈ）等の中のいずれか１種から選ばれ、例示的な実施例においてａ−Ｓｉ：Ｈであってもよい。
【００６１】
また、真性シリコン薄膜層２は真性アモルファスシリコン薄膜を含んでもよい。例示的な実施例において、真性シリコン薄膜層２はアモルファスシリコン薄膜（ａ−Ｓｉ：Ｈ）又はアモルファスシリコン酸素合金薄膜（ａ−ＳｉＯｘ：Ｈ）等から選ばれてもよい。
【００６２】
また、透明導電層４は透明導電酸化物層を含んでもよく、例示的な実施例において、透明導電層４は錫がドープされた酸化インジウム透明導電膜（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ、ＩＴＯ）、タングステンがドープされた酸化インジウム透明導電膜（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ  ｄｏｐｅｄ  Ｉｎｄｉｕｍ  Ｏｘｉｄｅ，ＩＷＯ）又はセシウムがドープされた酸化インジウム透明導電膜（Ｃａｅｓｉｕｍ  ｄｏｐｅｄ  Ｉｎｄｉｕｍ  Ｏｘｉｄｅ，ＩＣＯ）等から選ばれてもよい。
【００６３】
電極５はシルバーグリッドと銅電極の中の少なくとも１種の電極を含んでもよい。
【００６４】
本願の実施例による太陽電池は、電池がバンド全体での光学応答を顕著に向上させることができ、特に短波３００ｎｍ〜６００ｎｍの範囲において、電池の短波電流密度を０．５ｍＡ／ｃｍ２以上を向上させ、これにより電池効率を向上させる。
【００６５】
一方、本願の実施例は太陽電池の製造方法を更に提供し、該製造方法は、
結晶シリコン基板１の少なくとも一面に真性シリコン薄膜層２を形成するステップ１０１、
真性シリコン薄膜層２に面積が真性シリコン薄膜層２より小さいドーピングシリコン系薄膜層３を形成するステップ１０２、
ドーピングシリコン系薄膜層３に透明導電層４を形成するステップ１０３、及び
透明導電層４に電極５を形成するステップ１０４を含む。
【００６６】
本願の実施例による製造方法では、ドーピングシリコン系薄膜層３の面積が真性シリコン薄膜層２の面積より小さい太陽電池を得ることができる。該太陽電池は一部の入射光がドーピングシリコン系薄膜層３を経過せず、透明導電層４と真性シリコン薄膜層２を透過して直接に結晶シリコン基板１に入射でき、ドーピングシリコン系薄膜層３の入射光における短波光に対する吸収消耗を減少して、電池効率の向上を促進させる。また該製造方法は簡単で、生産に便利である。
【００６７】
ステップ１０１にとって、化学気相成長法（例えば、プラズマ強化化学気相成長法（Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＰＥＣＶＤ））によって、結晶シリコン基板１の少なくとも一面に真性シリコン薄膜層２を蒸着し形成してもよく、結晶シリコン基板１はｎ型単結晶シリコンウェーハ又はｐ型単結晶シリコンウェーハを利用することができる。例示的な実施例において、ｎ型単結晶シリコンウェーハを選択して結晶シリコン基板１としてもよく、且つｎ型単結晶シリコンウェーハの厚さと抵抗率は常用の厚さと抵抗率値を採用することができる。例えば、ｎ型単結晶シリコンウェーハの厚さを９０μｍ〜３００μｍとし、抵抗率を１Ωｃｍ〜１２Ωｃｍとしてもよい。真性シリコン薄膜層２はアモルファスシリコン膜（ａ−Ｓｉ：Ｈ）又はアモルファスシリコン酸素合金薄膜（ａ−ＳｉＯｘ：Ｈ）から選ばれ、且つ真性シリコン薄膜層２の厚さは常用の厚さ値を採用することができ、例えば、３ｎｍ〜１５ｎｍであってもよい。
【００６８】
真性シリコン薄膜層２を蒸着する前に、結晶シリコン基板１に対して損傷層の除去、アルカリテクスチャ、ＲＣＡ洗浄等の処理を行い、これによりシリコンウェーハの表面にピラミッド形状を形成し、電池表面の光の反射損失を減少し、且つシリコンウェーハ表面の有機物、顆粒及び金属イオン等の汚染を除去する。
【００６９】
ステップ１０２にとって、まず、真性シリコン薄膜層２にドーピングシリコン系薄膜層３を蒸着することができる。
【００７０】
上記の製造方法において、ドーピングシリコン系薄膜層３は結晶シリコン基板１の一面に蒸着されてもよく、結晶シリコン基板１の両面に蒸着されてもよい。ドーピングシリコン系薄膜層３は結晶シリコン基板１の一面に蒸着される場合、ドーピングシリコン系薄膜層３は結晶シリコン基板１のタイプに基づいて、ｎ型ドーピングシリコン系薄膜又はｐ型ドーピングシリコン系薄膜を選択することができ、これにより結晶シリコン基板１とＰＮ接合を形成する。ドーピングシリコン系薄膜層３が結晶シリコン基板１の両面に蒸着される場合、結晶シリコン基板１の一面にｎ型ドープ層を蒸着し、結晶シリコン基板１の向い合う他面にｐ型ドープ層を蒸着してもよい。
【００７１】
ドーピングされたシリコン系薄膜層３はａ−Ｓｉ：Ｈ、ａ−ＳｉＯｘ：Ｈ、μｃ−ＳｉＯｘ：Ｈ等の中のいずれか１種から選ばれ、且つその厚さは常用の厚さ値を採用することができる。例えば、ドーピングシリコン系薄膜層３はｎ型ドーピングされたシリコン系薄膜である場合、その厚さは４ｎｍ〜２０ｎｍであってもよく、ｐ型ドーピングシリコン系薄膜である場合、その厚さは５ｎｍ〜３０ｎｍであってもよい。
【００７２】
その後、ドーピングシリコン系薄膜層３の面積を真性シリコン薄膜層２の面積よりも小さくし、該過程は多種の方法によって実現することができる。
【００７３】
例示的な実施例において、レーザー法又はフォトリソグラフィー法を採用してドーピングシリコン系薄膜層３をエッチングし、ドーピングシリコン系薄膜層３に空白領域を形成し、これにより形成されるドーピングシリコン系薄膜層３の面積を真性シリコン薄膜層２の面積より小さくする。
【００７４】
例示的な実施例において、マスクを形成することによって実現することができる。
【００７５】
例えば、ドーピングシリコン系薄膜層３に保護層を形成し、保護層にパターンを形成することができる。
【００７６】
パターン内のドーピングシリコン系薄膜層３を除去する。
【００７７】
保護層を除去する。
【００７８】
保護層はＳｉＯｘ薄膜であってもよい。保護層にパターンを形成すれば、形成されたパターン内の保護層を除去し、ドーピングシリコン系薄膜層３を露出させることができる。
【００７９】
製造する場合、実際の需要に応じて、結晶シリコン基板１の一面又は両面上のドーピングシリコン系薄膜層３に保護層を蒸着し、その後、レーザースクライビング法で保護層に必要なパターンをスクライビングし、次に化学エッチング法で、結晶シリコン基板１の保護層が形成された一面を第１エッチング溶液（例えば、アルカリ溶液または脱イオン水）に浸入し、パターン内（即ち、保護層で被覆されていない）のドーピングシリコン系薄膜層３を除去し、更に該面を第２エッチング溶液（例えばＨＦ溶液）に浸入し、保護層を除去し、これにより形成されたドーピングシリコン系薄膜層３の面積を真性シリコン薄膜層２の面積より小さくする。
【００８０】
ＳｉＯｘ薄膜の蒸着プロセスパラメータは常用のパラメータ値を採用することができ、例えば、蒸着温度は１８０℃〜２４０℃であってもよく、ＲＦパワーは１３．５６ＭＨｚ又は４０ＭＨｚであってもよく、電力密度は０．０３Ｗ／ｃｍ２〜２５Ｗ／ｃｍ２であってもよく、また、ＣＯ２／ＳｉＨ４＝０．５〜１０、Ｈ２／ＳｉＨ４＝１〜１０００とする。
【００８１】
保護層にスクライビングされるパターンは、保護層を互いに連続又は不連続の保護ユニットに分けることができる。相応的に、保護層のマスク作用により、形成されるドーピングシリコン系薄膜層３は連続の薄膜、または不連続の薄膜であってもよい。
【００８２】
例示的な実施例において、該パターンは保護層の中部に位置する長方形又は円形であってもよい。このような構成は、ドーピングシリコン系薄膜層３に中空領域を有する連続の薄膜を形成することができる。該パターンは保護層に位置するとともに保護層を貫通する複数のロングストリップ、又は保護層に位置する複数の大きさが異なるロングフレーム形状又はリング形状であってもよい。このような構成は、ドーピングシリコン系薄膜層３を複数のドーピングシリコン系薄膜ユニットを有する、不連続の薄膜に形成することができる。
【００８３】
ステップ１０３にとって、化学気相成長法によってドーピングシリコン系薄膜層３に透明導電層４を蒸着し形成することができ、透明導電層４は透明導電酸化物層、例えば、ＩＴＯ薄膜、ＩＷＯ薄膜又はＩＣＯ薄膜等であってもよく、且つ透明導電層４の厚さは常用の厚さ値を採用することができ、例えば、７０ｎｍ〜８０ｎｍであってもよい。
【００８４】
実際の製造の利便性を考慮すると、該製造方法は、真性シリコン薄膜層２のドーピングシリコン系薄膜層３で被覆されていない領域に透明導電層４を形成するステップをさらに含んでもよい。透明導電層４は入射光を順調に通過させることができ、短波に対する吸収消耗をもたらさない。
【００８５】
製造する場合、ドーピングシリコン系薄膜層３に透明導電層４を蒸着する場合、透明導電層４は、同様に真性シリコン薄膜層２のドーピングシリコン系薄膜層３で被覆されていない領域に形成され、且つ該領域を充填する。
【００８６】
ステップ１０４にとって、透明導電層４に電極５を製造するステップは、
透明導電層４にシルバーグリッドと銅電極の中の少なくとも１種の電極を形成するステップを含んでもよい。
【００８７】
製造する場合、スクリーン印刷によって透明導電層４にシルバーグリッドを印刷してもよく、又は電気メッキによって透明導電層４に銅電極を製造してもよく、又はスクリーン印刷によって透明導電層４にシルバーグリッドを印刷して電気メッキによって透明導電層４に銅電極を製造してもよい。シルバーグリッドと銅電極の中の少なくとも１種の電極を電極５とする。
【００８８】
本願の実施例に提供される製造方法をより明確に説明するために、以下、例示的に図３〜図５に示す太陽電池の製造プロセスを説明する。
【００８９】
図３は、ドーピングシリコン系薄膜層３を結晶シリコン基板１の一面に蒸着する太陽電池を示し、その製造プロセスは、図６に示すように、下記のステップを含む。
【００９０】
結晶シリコン基板１の一面に真性シリコン薄膜層２を蒸着し、且つ真性シリコン薄膜層２にドーピングシリコン系薄膜層３を蒸着するステップ、
ドーピングシリコン系薄膜層３に保護層６を蒸着し、且つ保護層６に複数の不連続のロングストリップパターンをスクライビングし、保護層６に複数の不連続のストリップ状の保護ユニットを形成し、同時にドーピングシリコン系薄膜層３を露出するステップ、
片面エッチングの方法を用いて、保護層６を有する一面を第１エッチング溶液に浸入し、露出された（保護層６で被覆されていない）ドーピングシリコン系薄膜層３を除去するステップ、
更に該面を第２エッチング溶液に浸入して、保護層６を除去するステップ、
ドーピングシリコン系薄膜層３に透明導電層４を蒸着し、蒸着された透明導電層４は真性シリコン薄膜層２のドーピングシリコン系薄膜層３で被覆されていない領域を充填するステップ、及び
スクリーン印刷又は電気メッキによって透明導電層４に電極５を製造すると、図３に示す太陽電池を得るステップ。
【００９１】
図４は、ドーピングシリコン系薄膜層３を結晶シリコン基板１の両面に蒸着する太陽電池を示し、その製造プロセスは、図７に示すように、下記のステップを含む。
【００９２】
結晶シリコン基板１の両面にそれぞれ真性シリコン薄膜層２を蒸着し、且つ真性シリコン薄膜層２にそれぞれドーピングシリコン系薄膜層３を蒸着し、一面のドーピングシリコン系薄膜層３はｎ型ドープ層であり、向い合う他面のドーピングシリコン系薄膜層３はｐ型ドープ層であるステップ、
ドーピングシリコン系薄膜層３にはそれぞれ保護層６を蒸着し、且つ保護層６に複数の不連続のロングストリップ状のパターンをスクライビングし、保護層６に複数の不連続のストリップ状の保護ユニットを形成し、同時にドーピングシリコン系薄膜層３を露出するステップ、
エッチングの方法を採用して、結晶シリコン基板１の両面をそれぞれ第１エッチング溶液に浸入し、露出された（保護層６で被覆されていない）ドーピングシリコン系薄膜層３を除去するステップ、
更に該両面をそれぞれ第２エッチング溶液に浸入し、保護層６を除去するステップ、
ドーピングシリコン系薄膜層３にそれぞれ透明導電層４を蒸着し、蒸着される透明導電層４で真性シリコン薄膜層２のドーピングシリコン系薄膜層３で被覆されない領域を充填するステップ、及び
スクリーン印刷又は電気メッキによって透明導電層４にそれぞれ電極５を製造すると、図４に示す太陽電池を得るステップ。
【００９３】
太陽電池が背光面に接触される入射光は少ないことを考慮し、プロセスを減少し、製造コストを節約するために、背光面に位置するドーピングシリコン系薄膜層３を処理しなくても良く、例えば図５に示す太陽電池であり、その製造プロセスは図８に示すように、下記のステップを含む。
【００９４】
結晶シリコン基板１の両面にそれぞれ真性シリコン薄膜層２を蒸着し、且つ真性シリコン薄膜層２にそれぞれドーピングシリコン系薄膜層３を蒸着し、一面のドーピングシリコン系薄膜層３はｎ型ドープ層であり、向い合う他面のドーピングシリコン系薄膜層３はｐ型ドープ層であるステップ、
その中の一面のドーピングされたシリコン系薄膜層３に保護層６を蒸着し、且つ保護層６に複数の不連続のロングストリップ状のパターンをスクライビングし、保護層６に複数の不連続のストリップ状の保護ユニットを形成し、同時にドーピングシリコン系薄膜層３を露出するステップ、
片面エッチングの方法を採用し、保護層６を有する一面を第１エッチング溶液に浸入して、露出された（保護層６で被覆されていない）ドーピングシリコン系薄膜層３を除去するステップ、
その後、該面を第２エッチング溶液に浸入して、保護層６を除去するステップ、
ドーピングシリコン系薄膜層３に透明導電層４を蒸着し、蒸着される透明導電層４で真性シリコン薄膜層２のドーピングシリコン系薄膜層３で被覆されていない領域を充填するステップ、及び
スクリーン印刷又は電気メッキによって透明導電層４に電極５を製造すると、図５に示す太陽電池を得るステップ。
【００９５】
本願の実施例に提供される製造方法で製造された太陽電池は、電池がバンド全体での光学応答を明らかに向上させ、特に短波３００ｎｍ〜６００ｎｍの範囲において、電池の短波電流密度を０．５ｍＡ／ｃｍ２以上向上させ、これにより電池効率を向上させる。
【００９６】
本願の実施例に係るＳｉＯｘについて、ｘは１〜２であってもよい。
【００９７】
本開示の内容は本願の実施例の原則の例だけであり、本願に対して任意の形式的又は実質的な限定を行うか、又は本願を具体的な実施形態に限定することがない。当業者にとって、明らかに本願の実施例の技術的手段の要素、方法及びシステム等は、変動、改変、変更、進化を行うことができ、以上に記載の本願の実施例、技術的手段の原理、主旨及び範囲から離れない。これらの変動、改変、変更、進化の実施形態はいずれも本願の等価実施例内に含まれる。複数の異なる形式で本願の実施例を具体化させることができるが、ここで詳しく説明したのは本願の幾つかの実施形態である。なお、本願の実施例はここで記載された各種の実施形態の一部又は全部の任意の可能な組み合わせを含む。本願又は任意の１つの引用された特許、引用された特許出願又はその他の引用された資料において任意の場所で言及されたすべての特許、特許出願及びその他の引用資料はこれに基づいて引用により全体に組み込まれる。
【００９８】
以上の開示内容は網羅的なものではなく例示的なものであると規定される。当業者にとって、本明細書は複数の変化及び選択可能な形態を示唆する。用語「含む」とは「を含むが、これらに限定されない」である。ここで本願の選択可能な実施形態に対する記述を完成した。
【符号の説明】
【００９９】
１  結晶シリコン基板、
２  真性シリコン薄膜層、
３  ドーピングされたシリコン系薄膜層、
４  透明導電層、
５  電極、
６  保護層。
【図１】
0003220300.tif 000003
【図２】
0003220300.tif 000004
【図３】
0003220300.tif 000005
【図４】
0003220300.tif 000006
【図５】
0003220300.tif 000007
【図６】
0003220300.tif 000008
【図７】
0003220300.tif 000009
【図８】
0003220300.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月18日(2018.12.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
結晶シリコン基板（１）、
前記結晶シリコン基板（１）の少なくとも一面に順次設置される真性シリコン薄膜層（２）、ドーピングシリコン系薄膜層（３）、透明導電層（４）及び電極（５）を備え、
前記ドーピングシリコン系薄膜層（３）の面積は前記真性シリコン薄膜層（２）の面積より小さい太陽電池。
【請求項２】
前記真性シリコン薄膜層（２）のドーピングシリコン系薄膜層（３）で被覆されない領域には、透明導電層（４）を充填する請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記ドーピングシリコン系薄膜層（３）は、少なくとも２つのドーピングシリコン系薄膜ユニットを含み、且つ前記少なくとも２つのドーピングシリコン系薄膜ユニットは不連続である請求項１に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記少なくとも２つのドーピングシリコン系薄膜ユニットが不連続である領域には透明導電層（４）を充填する請求項３に記載の太陽電池。
【請求項５】
前記少なくとも２つのドーピングシリコン系薄膜ユニットはストリップ状である請求項３に記載の太陽電池。
【請求項６】
前記ドーピングシリコン系薄膜層（３）は中空領域を含む請求項１に記載の太陽電池。
【請求項７】
前記中空領域には透明導電層（４）を充填する請求項６に記載の太陽電池。
【請求項８】
前記ドーピングシリコン系薄膜層（３）の周囲には空白領域を有する請求項１に記載の太陽電池。
【請求項９】
前記ドーピングシリコン系薄膜層（３）はｎ型ドープ層又はｐ型ドープ層である請求項１〜８の中のいずれか一項に記載の太陽電池。
【請求項１０】
前記結晶シリコン基板（１）はｎ型単結晶シリコンウェーハ又はｐ型単結晶シリコンウェーハであり、及び／又は
前記真性シリコン薄膜層（２）は真性アモルファスシリコン薄膜を含み、及び／又は
前記透明導電層（４）は透明導電酸化物層を含み、及び／又は
前記電極（５）はシルバーグリッドと銅電極の中の少なくとも１種の電極を含む請求項１〜８の中のいずれか一項に記載の太陽電池。
【請求項１１】
前記結晶シリコン基板（１）の両面にはいずれもドーピングシリコン系薄膜層（３）が設置され、且つ前記結晶シリコン基板（１）の異なる面上の前記ドーピングシリコン系薄膜層（３）の導電タイプは異なる請求項１〜８の中のいずれか一項に記載の太陽電池。