本公開的實(shí)施例涉及可再生能源領(lǐng)域，具體地講，涉及太陽能電池光接收表面的鈍化方法及所得的太陽能電池。

背景技術(shù)：

光伏電池(常被稱為太陽能電池)是熟知的用于將太陽輻射直接轉(zhuǎn)換為電能的裝置。一般來講，使用半導(dǎo)體加工技術(shù)在基板的表面附近形成p-n結(jié)而在半導(dǎo)體晶片或基板上制造太陽能電池。照射在基板表面上并進(jìn)入基板內(nèi)的太陽輻射在基板塊體中形成電子和空穴對。電子和空穴對遷移至基板中的p摻雜區(qū)域和n摻雜區(qū)域，從而使摻雜區(qū)域之間生成電壓差。將摻雜區(qū)連接至太陽能電池上的導(dǎo)電區(qū)，以將電流從電池引導(dǎo)至與其耦接的外部電路。

效率是太陽能電池的重要特性，因其直接與太陽能電池發(fā)電能力有關(guān)。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(guān)。因此，提高太陽能電池效率的技術(shù)或提高制造太陽能電池效率的技術(shù)是普遍所需的。本公開的一些實(shí)施例允許通過提供制造太陽能電池結(jié)構(gòu)的新工藝而提高太陽能電池的制造效率。本公開的一些實(shí)施例允許通過提供新型太陽能電池結(jié)構(gòu)來提高太陽能電池效率。

附圖說明

圖1A至圖1E示出根據(jù)本公開的實(shí)施例的太陽能電池制造中各個階段的剖視圖。

圖1A示出太陽能電池的起始基板；

圖1B示出在圖1A的基板的光接收表面上形成隧穿介電層后的結(jié)構(gòu)；

圖1C示出在圖1B的隧穿介電層上形成本征硅層后的結(jié)構(gòu)；

圖1D示出在圖1C的本征硅層上形成N型硅層后的結(jié)構(gòu)；以及

圖1E示出在圖1D的N型硅層上形成非導(dǎo)電抗反射涂(ARC)層后的結(jié)構(gòu)。

圖2為根據(jù)本公開的實(shí)施例的流程圖，所述流程圖列出與圖1A至圖1E相對應(yīng)的太陽能電池的制造方法中的操作。

圖3示出根據(jù)本公開的實(shí)施例的背接觸式太陽能電池的剖視圖，該背接觸式太陽能電池具有在基板的背表面上方形成的發(fā)射極區(qū)域，并且具有在基板的光接收表面上的第一示例性層疊堆。

圖4示出根據(jù)本公開的實(shí)施例的背接觸式太陽能電池的剖視圖，該背接觸式太陽能電池具有在基板的背表面中形成的發(fā)射極區(qū)域，并且具有在基板的光接收表面上的第一示例性層疊堆。

圖5是根據(jù)本公開的實(shí)施例結(jié)合圖3和圖4所描述的太陽能電池光接收表面上設(shè)置的第一示例性層疊堆的能帶圖。

圖6A示出根據(jù)本公開的實(shí)施例的背接觸式太陽能電池的剖視圖，該背接觸式太陽能電池具有在基板的背表面上方形成的發(fā)射極區(qū)域，并且具有在基板的光接收表面上的第二示例性層疊堆。

圖6B是根據(jù)本公開的實(shí)施例結(jié)合圖6A所描述的太陽能電池光接收表面上設(shè)置的第二示例性層疊堆的能帶圖。

圖7A示出根據(jù)本公開的實(shí)施例的背接觸式太陽能電池的剖視圖，該背接觸式太陽能電池具有在基板的背表面上方形成的發(fā)射極區(qū)域，并且具有在基板的光接收表面上的第三示例性層疊堆。

圖7B是根據(jù)本公開的實(shí)施例結(jié)合圖7A所描述的太陽能電池光接收表面上設(shè)置的第三示例性層疊堆的能帶圖。

圖8是現(xiàn)有技術(shù)太陽能電池光接收表面的能帶圖。

具體實(shí)施方式

以下具體實(shí)施方式本質(zhì)上只是例證性的，并非意圖限制所述主題的實(shí)施例或此類實(shí)施例的應(yīng)用和用途。如本文所用，詞語“示例性”意指“用作例子、實(shí)例或舉例說明”。本文描述為示例性的任何實(shí)施未必理解為相比其他實(shí)施優(yōu)選的或有利的。此外，并不意圖受前述技術(shù)領(lǐng)域、背景技術(shù)、

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
或以下具體實(shí)施方式中提出的任何明示或暗示的理論的約束。

本說明書包括對“一個實(shí)施例”或“實(shí)施例”的提及。短語“在一個實(shí)施例中”或“在實(shí)施例中”的出現(xiàn)不一定是指同一實(shí)施例。特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性可以任何與本公開一致的合適方式加以組合。

術(shù)語。以下段落提供存在于本公開(包括所附權(quán)利要求書)中的術(shù)語的定義和/或語境：

“包括”。該術(shù)語是開放式的。如在所附權(quán)利要求書中所用，該術(shù)語并不排除另外的結(jié)構(gòu)或步驟。

“被配置為”。各種單元或部件可被描述或主張成“被配置為”執(zhí)行一項(xiàng)或多項(xiàng)任務(wù)。在這樣的語境下，“被配置為”用于通過指示該單元/部件包括在操作期間執(zhí)行一項(xiàng)或多項(xiàng)那些任務(wù)的結(jié)構(gòu)而暗示結(jié)構(gòu)。因此，即使當(dāng)指定的單元/部件目前不在操作(例如，未開啟/激活)時，也可將該單元/部件說成是被配置為執(zhí)行任務(wù)。詳述某一單元/電路/部件“被配置為”執(zhí)行一項(xiàng)或多項(xiàng)任務(wù)明確地意在對該單元/部件而言不援用35U.S.C.§112第六段。

如本文所用的“第一”、“第二”等這些術(shù)語用作其之后的名詞的標(biāo)記，而并不暗示任何類型的順序(例如，空間、時間和邏輯等)。例如，提及“第一”太陽能電池并不一定暗示該太陽能電池為某一序列中的第一個太陽能電池；相反，術(shù)語“第一”用于區(qū)分該太陽能電池與另一個太陽能電池(例如，“第二”太陽能電池)。

“耦接”–以下描述是指元件或節(jié)點(diǎn)或結(jié)構(gòu)特征被“耦接”在一起。如本文所用，除非另外明確指明，否則“耦接”意指一個元件/節(jié)點(diǎn)/結(jié)構(gòu)特征直接或間接連接至另一個元件/節(jié)點(diǎn)/結(jié)構(gòu)特征(或直接或間接與其連通)，并且不一定是機(jī)械耦接。

此外，以下描述中還僅為了參考的目的使用了某些術(shù)語，因此這些術(shù)語并非意圖進(jìn)行限制。例如，諸如“上部”、“下部”、“上方”或“下方”之類的術(shù)語是指附圖中提供參考的方向。諸如“正面”、“背面”、“后面”、“側(cè)面”、“外側(cè)”和“內(nèi)側(cè)”之類的術(shù)語描述部件的某些部分在一致但任意的參照系內(nèi)的取向和/或位置，通過參考描述所討論的部件的文字和相關(guān)的附圖可以清楚地了解所述取向和/或位置。這樣的術(shù)語可以包括上面具體提及的詞語、它們的衍生詞語以及類似意義的詞語。

本文描述了太陽能電池光接收表面的鈍化方法及所得的太陽能電池。在下面的描述中，給出了許多具體細(xì)節(jié)，諸如具體的工藝流程操作，以便提供對本公開的實(shí)施例的透徹理解。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見的是可在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施本公開的實(shí)施例。在其他情況中，沒有詳細(xì)地描述熟知的制造技術(shù)，諸如平版印刷和圖案化技術(shù)，以避免不必要地使本公開的實(shí)施例難以理解。此外，應(yīng)當(dāng)理解在圖中示出的多種實(shí)施例是示例性的展示并且未必按比例繪制。

本文公開了太陽能電池。在一個實(shí)施例中，太陽能電池包括具有光接收表面的硅基板。在硅基板的光接收表面上方設(shè)置有本征硅層。在本征硅層上設(shè)置有N型硅層。在N型硅層上設(shè)置有非導(dǎo)電抗反射涂(ARC)層。

在另一個實(shí)施例中，太陽能電池包括具有光接收表面的硅基板。在硅基板的光接收表面上設(shè)置有隧穿介電層。在隧穿介電層上設(shè)置有N型硅層。在N型硅層上設(shè)置有非導(dǎo)電抗反射涂(ARC)層。

本文還公開了制造太陽能電池的方法。在一個實(shí)施例中，制造太陽能電池的方法涉及在硅基板的光接收表面上形成隧穿介電層。該方法還涉及在低于大約300攝氏度的溫度下在隧穿介電層上形成非晶硅層。

本文所述的一個或多個實(shí)施例涉及改善(緩解)光致衰退(ILD)的低溫鈍化方法。更具體地講，本文描述了用于改善低溫鈍化電池前表面的紫外(UV)穩(wěn)定性的幾種方法，例如，使用非晶硅(aSi)來使晶體硅(c-Si)基板表面鈍化的情況。例如，通過修改結(jié)構(gòu)并采用新的鈍化材料疊堆，可實(shí)現(xiàn)此類電池的穩(wěn)定性改善，以適合長期發(fā)電。

為說明背景，光致衰退是aSi鈍化的c-Si表面的主要問題，尤其是當(dāng)暴露于高能光子(如UV光子)時。由于c-Si/aSi交界部的不穩(wěn)定性質(zhì)，即使在最適宜的條件下，也會發(fā)生快速衰退。圖8是現(xiàn)有技術(shù)太陽能電池光接收表面的異質(zhì)結(jié)c-Si/a-Si交界部的能帶圖800。參見圖8，太陽能電池光接收表面中的N型氫化非晶硅(n a-Si)和晶體硅(c-Si)交界部被證明提供不良鈍化，導(dǎo)致不穩(wěn)定并且易于衰退。所表現(xiàn)出的不良鈍化被理解為源自交界部磷(P)摻雜源引入的大重組位點(diǎn)。在不使用高溫操作的情況下提供穩(wěn)定的太陽能電池前表面(光接收表面)的嘗試被證明具有挑戰(zhàn)性。例如，前述嘗試包括了使用熱擴(kuò)散法，之后進(jìn)行熱氧化工藝，隨后在超過380攝氏度的條件下進(jìn)行高溫等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)工藝。在這種條件下，得到的是不良鈍化。相比之下，如果可以在低于300攝氏度的溫度下執(zhí)行薄硅(Si)工藝，則可以采用用于支撐基底電池的晶片載子的材料。

根據(jù)本文所述的一個或多個實(shí)施例，太陽能電池光接收表面的鈍化方法包括以下一者或多者：(1)使用在低溫下形成的薄氧化物材料(如，化學(xué)氧化物、PECVD形成的氧化物、低溫?zé)嵫趸?，或紫?臭氧(UV/O₃)形成的氧化物)來改善穩(wěn)定性；(2)采用本征氫化非晶硅/N型非晶硅(a-Si:i/a-Si:n)疊堆作為鈍化層并利用磷摻雜a-Si層的電子特性來使電子帶彎曲，以改善表面上重組位點(diǎn)的屏蔽；(3)在紋理化表面上沉積磷擴(kuò)散的外延層，以通過從c-Si/a-Si交界部驅(qū)除少數(shù)載子來幫助改善穩(wěn)定性；(4)采用預(yù)燒方法，將前表面暴露于一定的UV劑量，然后進(jìn)行低溫退火，以使交界部硬化；以及(5)，采用去離子水(DI)稀釋的氫氟酸/臭氧(HF/O₃)的簡化清洗程序，以提供制造友好型工藝。以上列出的方法中的一者或多者或全部可以組合，以便在適宜的前表面疊堆上使用，以實(shí)現(xiàn)最大透明度(Jsc)和穩(wěn)定適宜的鈍化(Voc)。

在特定的示例性實(shí)施例中，采用了簡化的清洗過程，其中使用0.3％的HF/O₃進(jìn)行清洗，然后進(jìn)行DI沖洗和HW烘干，以便針對在紋理化基板上在200攝氏度下沉積的結(jié)構(gòu)(如，aSi:i/SiN aSi:i/aSi:n/SiN結(jié)構(gòu))獲得低于大約10fA/cm²的良好鈍化。在其他實(shí)施例中，更活躍的化學(xué)劑，諸如HF/Piranha(硫酸和過氧化氫)/HF混合物或僅HF，也表現(xiàn)出相似的鈍化值。在暴露于高強(qiáng)度UV進(jìn)行測試后，采用了簡化清洗程序的樣本表現(xiàn)更好。盡管不受理論約束，但是當(dāng)前應(yīng)理解，所述改善源于薄化學(xué)氧化物的形成沒有抑制初始鈍化，并且通過使所得的交界部鈍化穩(wěn)定而減少了衰退。已發(fā)現(xiàn)，可以用各種方式沉積此類氧化物材料，如上所提及。

更一般地說，根據(jù)一個或多個實(shí)施例，本征(可能氫化)非晶硅:N型非晶硅(表示為i:n)結(jié)構(gòu)被制造為具有或不具有用于改善鈍化的薄氧化物。在另一個實(shí)施例中，N型非晶硅層可以單獨(dú)使用，只要薄氧化物的質(zhì)量足夠高以維持良好鈍化即可。在實(shí)施本征非晶硅的情況下，該材料在存有氧化物缺陷的情況下提供額外的鈍化保護(hù)。在其他實(shí)施例中，除本征層外再包括磷摻雜非晶硅層能改善針對UV衰退的穩(wěn)定性。可實(shí)施磷摻雜層以實(shí)現(xiàn)帶彎曲，這能通過驅(qū)除少數(shù)載子來減少重組量，以協(xié)助屏蔽交界部。

圖1A至圖1E示出根據(jù)本公開的實(shí)施例的太陽能電池制造中各個階段的剖視圖。圖2為根據(jù)本公開的實(shí)施例的流程圖，所述流程圖列出與圖1A至圖1E相對應(yīng)的太陽能電池的制造方法中的操作。

圖1A示出太陽能電池的起始基板。參見圖1A，基板100具有光接收表面102和背表面104。在一個實(shí)施例中，基板100是單晶硅基板，諸如塊體單晶N型摻雜硅基板。然而，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，基板100可以是設(shè)置在整個太陽能電池基板上的層，諸如多晶硅層。在一個實(shí)施例中，光接收表面102具有紋理化形貌106。在一個此類實(shí)施例中，采用了基于氫氧化物的濕法蝕刻劑來對基板100的前表面進(jìn)行紋理化。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，紋理化表面可以是具有規(guī)則或不規(guī)則形狀的表面，其用于對入射光進(jìn)行散射，從而減少從太陽能電池光接收表面反射離開的光的量。

圖1B示出在圖1A的基板的光接收表面上形成隧穿介電層后的結(jié)構(gòu)。參見圖1B和流程圖200的對應(yīng)操作202，在基板100的光接收表面102上形成了隧穿介電層108。在一個實(shí)施例中，光接收表面102具有紋理化形貌106，并且隧穿介電層108與紋理化形貌106共形，如圖1B所示。

在一個實(shí)施例中，隧穿介電層108是二氧化硅(SiO₂)層。在一個此類實(shí)施例中，二氧化硅(SiO₂)層具有大約在1至10納米范圍內(nèi)，并且優(yōu)選地小于1.5納米的厚度。在一個實(shí)施例中，隧穿介電層108是親水性的。在一個實(shí)施例中，隧穿介電層108通過諸如但不限于以下技術(shù)來形成：對硅基板光接收表面的一部分進(jìn)行化學(xué)氧化、對二氧化硅(SiO₂)進(jìn)行等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)、對硅基板光接收表面的一部分進(jìn)行熱氧化，或者在O₂或O₃環(huán)境中將硅基板的光接收表面暴露于紫外(UV)輻射。

圖1C示出在圖1B的隧穿介電層上形成本征硅層后的結(jié)構(gòu)。參見圖1C和流程圖200的對應(yīng)操作204，在隧穿介電層108上形成了本征硅層110。

在一個實(shí)施例中，本征硅層110是本征非晶硅層。在一個此類實(shí)施例中，本征非晶硅層具有大約在1至5納米范圍內(nèi)的厚度。在一個實(shí)施例中，在隧穿介電層108上形成本征非晶硅層是在低于大約300攝氏度的溫度下執(zhí)行的。在一個實(shí)施例中，本征非晶硅層是使用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)形成的，由a-Si:H表示，其在整個層內(nèi)包含Si-H共價鍵。

圖1D示出在圖1C的本征硅層上形成N型硅層后的結(jié)構(gòu)。參見圖1D和流程圖200的對應(yīng)操作206，在本征硅層110上形成了N型硅層112。

在一個實(shí)施例中，N型硅層112是N型非晶硅層。在一個實(shí)施例中，在本征硅層110上形成N型非晶硅層是在低于大約300攝氏度的溫度下執(zhí)行的。在一個實(shí)施例中，N型非晶硅層是使用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)形成的，由磷摻雜a-Si:H表示，其在整個層內(nèi)包含Si-H共價鍵。在一個實(shí)施例中，N型硅層112包含雜質(zhì)，諸如磷摻雜劑。在一個實(shí)施例中，磷摻雜劑是在膜沉積期間或在植入后操作中摻入的。

圖1E示出在圖1D的N型硅層上形成非導(dǎo)電抗反射涂(ARC)層后的結(jié)構(gòu)。參見圖1E和流程圖200的對應(yīng)操作208，在N型硅層112上形成了非導(dǎo)電抗反射涂(ARC)層114。在一個實(shí)施例中，非導(dǎo)電ARC層包含氮化硅。在一個此類實(shí)施例中，氮化硅是在低于大約300攝氏度的溫度下形成的。

圖3示出根據(jù)本公開的實(shí)施例的背接觸式太陽能電池的剖視圖，該背接觸式太陽能電池具有在基板的背表面上方形成的發(fā)射極區(qū)域，并且具有在基板的光接收表面上的第一示例性層疊堆。

參見圖3，太陽能電池包括具有光接收表面102的硅基板100。在硅基板100的光接收表面上設(shè)置有隧穿介電層108。在隧穿介電層108上設(shè)置有本征硅層110。在本征硅層110上設(shè)置有N型硅層112。在N型硅層112上設(shè)置有非導(dǎo)電抗反射涂(ARC)層114。照此，圖3的太陽能電池光接收表面上的層疊堆與結(jié)合圖1A至圖1E所述的相同。

再次參見圖3，在基板100的背表面上，形成了交替的P型120和N型122發(fā)射極區(qū)域。在一個此類實(shí)施例中，在交替的P型120和N型122發(fā)射極區(qū)域之間設(shè)置有溝道121。更具體地講，在一個實(shí)施例中，第一多晶硅發(fā)射極區(qū)域122在薄介電層124的第一部分上形成，并且摻有N型雜質(zhì)。第二多晶硅發(fā)射極區(qū)域120在薄介電層124的第二部分上形成，并且摻有P型雜質(zhì)。在一個實(shí)施例中，隧穿介電層124是具有大約2納米或更小的厚度的硅氧化物層。

再次參見圖3，導(dǎo)電觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)128/130是通過以下方式制造的：首先對絕緣層126進(jìn)行沉積和圖案化以具有開口，然后在開口中形成一個或多個導(dǎo)電層。在一個實(shí)施例中，導(dǎo)電觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)128/130包含金屬，并且是通過沉積、光刻和蝕刻方法形成的，或作為替代選擇通過印刷或電鍍工藝形成，或作為替代選擇通過箔粘附工藝形成。

圖4示出根據(jù)本公開的實(shí)施例的背接觸式太陽能電池的剖視圖，該背接觸式太陽能電池具有在基板的背表面中形成的發(fā)射極區(qū)域，并且具有在基板的光接收表面上的第一示例性層疊堆。

參見圖4，太陽能電池包括具有光接收表面102的硅基板100。在硅基板100的光接收表面上設(shè)置有隧穿介電層108。在隧穿介電層108上設(shè)置有本征硅層110。在本征硅層110上設(shè)置有N型硅層112。在N型硅層112上設(shè)置有非導(dǎo)電抗反射涂(ARC)層114。照此，圖4的太陽能電池光接收表面上的層疊堆與結(jié)合圖1A至圖1E所述的相同。

再次參見圖4，在基板100的背表面內(nèi)，形成了交替的P型150和N型152發(fā)射極區(qū)域。更具體地講，在一個實(shí)施例中，第一發(fā)射極區(qū)域152在基板100的第一部分內(nèi)形成，并且摻有N型雜質(zhì)。第二發(fā)射極區(qū)域150在基板100的第二部分內(nèi)形成，并且摻有P型雜質(zhì)。再次參見圖4，導(dǎo)電觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)158/160是通過以下方式制造的：首先對絕緣層156進(jìn)行沉積和圖案化以具有開口，然后在開口中形成一個或多個導(dǎo)電層。在一個實(shí)施例中，導(dǎo)電觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)158/160包含金屬，并且是通過沉積、光刻和蝕刻方法形成的，或作為替代選擇通過印刷或電鍍工藝形成，或作為替代選擇通過箔粘附工藝形成。

圖5是根據(jù)本公開的實(shí)施例結(jié)合圖3和圖4所描述的太陽能電池光接收表面上設(shè)置的第一示例性層疊堆的能帶圖500。參見能帶圖500，提供了包括N型摻雜硅(n)、本征硅(i)、薄氧化物層(Tox)和晶體硅基板(c-Si)的材料疊堆的帶結(jié)構(gòu)。費(fèi)米能級在502處示出，揭示具有此材料疊堆的基板光接收表面的良好鈍化。

圖6A示出根據(jù)本公開的實(shí)施例的背接觸式太陽能電池的剖視圖，該背接觸式太陽能電池具有在基板的背表面上方形成的發(fā)射極區(qū)域，并且具有在基板的光接收表面上的第二示例性層疊堆。

參見圖6A，太陽能電池包括具有光接收表面102的硅基板100。在硅基板100的光接收表面102上設(shè)置有本征硅層110(在這種情況下，生長可以是外延的)。在本征硅層110上設(shè)置有N型硅層112。在N型硅層112上設(shè)置有非導(dǎo)電抗反射涂(ARC)層114。照此，圖6A的太陽能電池光接收表面上的層疊堆不包括結(jié)合圖3所描述的隧穿介電層108。但是，結(jié)合圖3所描述的其他特征是相似的。另外，應(yīng)認(rèn)識到，發(fā)射極區(qū)域可以在基板內(nèi)形成，如結(jié)合圖4所描述。

圖6B是根據(jù)本公開的實(shí)施例結(jié)合圖6A所描述的太陽能電池光接收表面上設(shè)置的第二示例性層疊堆的能帶圖600。參見能帶圖600，提供了包括N型摻雜硅(n)、本征硅(i)和晶體硅基板(c-Si)的材料疊堆的帶結(jié)構(gòu)。費(fèi)米能級在602處示出，揭示具有此材料疊堆的基板光接收表面的良好鈍化，盡管并沒有布置氧化層來阻擋通路604。

圖7A示出根據(jù)本公開的實(shí)施例的背接觸式太陽能電池的剖視圖，該背接觸式太陽能電池具有在基板的背表面上方形成的發(fā)射極區(qū)域，并且具有在基板的光接收表面上的第三示例性層疊堆。

參見圖7A，太陽能電池包括具有光接收表面102的硅基板100。在硅基板100的光接收表面102上設(shè)置有隧穿介電層108。在隧穿介電層108上設(shè)置有N型硅層112。在N型硅層112上設(shè)置有非導(dǎo)電抗反射涂(ARC)層114。照此，圖7A的太陽能電池光接收表面上的層疊堆不包括結(jié)合圖3所描述的本征硅層110。但是，結(jié)合圖3所描述的其他特征是相似的。另外，應(yīng)認(rèn)識到，發(fā)射極區(qū)域可以在基板內(nèi)形成，如結(jié)合圖4所描述。

圖7B是根據(jù)本公開的實(shí)施例結(jié)合圖7A所描述的太陽能電池光接收表面上設(shè)置的第三示例性層疊堆的能帶圖700。參見能帶圖700，提供了包括N型摻雜硅(n)、薄氧化物層(Tox)和晶體硅基板(c-Si)的材料疊堆的能帶結(jié)構(gòu)。費(fèi)米能級在702處示出，揭示具有此材料疊堆的基板光接收表面的良好鈍化。

總之，雖然上文具體描述了某些材料，但對于仍然在本發(fā)明實(shí)施例的精神和范圍內(nèi)的其他此類實(shí)施例，一些材料可易于被其他材料取代。例如，在一個實(shí)施例中，可使用不同材料的基板，諸如III-V族材料的基板，用來代替硅基板。此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然具體針對太陽能電池背表面上的發(fā)射極區(qū)域描述了N+型和P+型摻雜，但設(shè)想的其他實(shí)施例包括相反的導(dǎo)電類型，如分別為P+型和N+型摻雜。

由此，已公開了太陽能電池光接收表面的鈍化方法及所得的太陽能電池。

盡管上面已經(jīng)描述了具體實(shí)施例，但即使相對于特定的特征僅描述了單個實(shí)施例，這些實(shí)施例也并非旨在限制本公開的范圍。在本公開中所提供的特征的例子除非另有說明否則旨在為說明性的而非限制性的。以上描述旨在涵蓋將對本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的具有本公開的有益效果的那些替代形式、修改形式和等效形式。

本公開的范圍包括本文所公開的任何特征或特征組合(明示或暗示)，或其任何概括，不管其是否減輕本文所解決的任何或全部問題。因此，可以在本申請(或?qū)ζ湟髢?yōu)先權(quán)的申請)的審查過程期間對任何此類特征組合提出新的權(quán)利要求。具體地講，參考所附權(quán)利要求書，來自從屬權(quán)利要求的特征可與獨(dú)立權(quán)利要求的那些特征相結(jié)合，來自相應(yīng)的獨(dú)立權(quán)利要求的特征可以按任何適當(dāng)?shù)姆绞浇M合，而并非只是以所附權(quán)利要求中枚舉的特定形式組合。

在一個實(shí)施例中，太陽能電池包括具有光接收表面的硅基板。在硅基板的光接收表面上方設(shè)置有本征硅層。在本征硅層上設(shè)置有N型硅層。在N型硅層上設(shè)置有非導(dǎo)電抗反射涂(ARC)層。

在一個實(shí)施例中，硅基板是單晶硅基板，本征硅層是本征非晶硅層，并且N型硅層是N型非晶硅層。

在一個實(shí)施例中，太陽能電池還包括設(shè)置在硅基板的光接收表面上的隧穿介電層，并且在隧穿介電層上設(shè)置有本征硅層。

在一個實(shí)施例中，隧穿介電層是二氧化硅(SiO₂)層。

在一個實(shí)施例中，硅基板是單晶硅基板，本征硅層是本征非晶硅層，并且N型硅層是N型非晶硅層。

在一個實(shí)施例中，二氧化硅(SiO₂)層具有大約在1至10納米范圍內(nèi)的厚度，并且本征非晶硅層具有大約在1至5納米范圍內(nèi)的厚度。

在一個實(shí)施例中，非導(dǎo)電抗反射涂(ARC)層包含氮化硅。

在一個實(shí)施例中，光接收表面具有紋理化形貌，并且本征硅層與光接收表面的紋理化形貌共形。

在一個實(shí)施例中，基板還包括與光接收表面相背對的背表面，并且太陽能電池還包括在基板的背表面上或上方的多個交替的N型和P型半導(dǎo)體區(qū)域，以及與多個交替的N型和P型半導(dǎo)體區(qū)域耦接的導(dǎo)電觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)。

在一個實(shí)施例中，太陽能電池包括具有光接收表面的硅基板。在硅基板的光接收表面上設(shè)置有隧穿介電層。在隧穿介電層上設(shè)置有N型硅層。在N型硅層上設(shè)置有非導(dǎo)電抗反射涂(ARC)層。

在一個實(shí)施例中，硅基板是單晶硅基板，并且N型硅層是N型非晶硅層。

在一個實(shí)施例中，隧穿介電層是二氧化硅(SiO₂)層，其具有大約在1至10納米范圍內(nèi)的厚度。

在一個實(shí)施例中，非導(dǎo)電抗反射涂(ARC)層包含氮化硅。

在一個實(shí)施例中，基板的光接收表面具有紋理化形貌，并且N型硅層與光接收表面的紋理化形貌共形。

在一個實(shí)施例中，基板還包括與光接收表面相背對的背表面，并且太陽能電池還包括在基板的背表面上或上方的多個交替的N型和P型半導(dǎo)體區(qū)域，以及與多個交替的N型和P型半導(dǎo)體區(qū)域耦接的導(dǎo)電觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)。

在一個實(shí)施例中，制造太陽能電池的方法包括在硅基板的光接收表面上形成隧穿介電層，以及在低于大約300攝氏度的溫度下在隧穿介電層上形成非晶硅層。

在一個實(shí)施例中，隧穿介電層是使用選自以下的技術(shù)形成的：對硅基板光接收表面的一部分進(jìn)行化學(xué)氧化、對二氧化硅(SiO₂)進(jìn)行等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)、對硅基板光接收表面的一部分進(jìn)行熱氧化，以及在O₂或O₃環(huán)境中將硅基板的光接收表面暴露于紫外(UV)輻射。

在一個實(shí)施例中，形成非晶硅層涉及形成本征非晶硅層，并且該方法還包括在低于大約300攝氏度的溫度下在非晶硅層上形成N型非晶硅層，以及在低于大約300攝氏度的溫度下在N型非晶硅層上形成抗反射涂(ARC)層。

在一個實(shí)施例中，形成非晶硅層包括形成N型非晶硅層，并且該方法還包括在低于大約300攝氏度的溫度下在N型非晶硅層上形成抗反射涂(ARC)層。