[发明专利]太阳能电池及其制造方法

说明书

发明背景

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池和一种制造太阳能电池的方法，具体而言，是涉及一种具有多个定义于半导体晶体衬底中的通孔的透视型太阳能电池和定义这种通孔的方法。

相关技术的描述

迄今为止，非晶硅构成的太阳能电池已被广泛使用。该非晶硅太阳能电池具有约数μm(微米)的小薄膜厚度，可很好地进行批量生产，并可被容易地机加工。该非晶硅太阳能电池可充分地满足市场上对透视型太阳能电池的需求，它具有多个微小的通孔，可提高太阳辐射接收效率和提高可设计性。

但是，因为该非晶硅太阳能电池的光电转换效率低，所以其应用范围有限。因此，使用单晶或多晶硅衬底的太阳能电池最好用于需要高光电转换效率的领域。然而，该单晶或多晶硅衬底比数μm(微米)厚的非晶硅薄膜厚数十倍。生产透视型太阳能电池时，在厚的单晶或多晶硅衬底中形成多个微小的通孔的过程将花费大量的时间和能量，导致透视型太阳能电池的制造成本上升的问题。

特别是，迄今为止，已习惯于根据激光打孔过程或使用碱性溶液的蚀刻处理在透视型太阳能电池中形成多个微小的通孔。然而，这些过程主要目的在于加工具有约数μm(微米)厚度的薄膜。即使将这些过程应用于至少100μm(微米)厚的硅晶体衬底，也难以在短期内以低成本在衬底中生产出多个微小的通孔。

发明概述

因此，本发明的一个目的是提供一种透视型太阳能电池，该电池具有高的光电转换效率，可以低成本制造，和制造这种透视型太阳能电池的方法。

为了达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种制造太阳能电池的方法，包括以下步骤：使半导体晶体衬底的一个正面与含有氟化物的电解液接触；将一个电极放置于该电解液中；在该电极和半导体晶体衬底之间产生电流，向该半导体晶体衬底的反面施加光，生成数对空穴和电子，空穴移动到半导体晶体衬底的正面上；通过使空穴和电解液中的离子结合来蚀刻半导体晶体衬底，在半导体晶体衬底中形成多个通孔。

该半导体晶体衬底包括一单晶硅衬底或一多晶硅衬底。另外，该半导体晶体衬底还包括具有至多150μm(微米)厚度的衬底。

根据本发明的另一方面，还提供一种太阳能电池，该电池包括具有至多150μm(微米)厚度的半导体晶体衬底，和定义于其中的多个通孔。

在该太阳能电池中，该半导体晶体衬底包括一单晶硅衬底或一多晶硅衬底。

最好通过使半导体晶体衬底的一个表面与含有氟化物的电解液接触，产生一通过该半导体晶体衬底的电流，并向该半导体晶体衬底的相对表面施加光。可通过用激光束照射打孔来形成通孔。

利用上述设置，因为通过将光应用于半导体晶体衬底反面而产生的空穴和包含氟化物的电解液中的离子彼此结合来执行蚀刻处理(光电解蚀刻处理)，该蚀刻处理可产生衬底的高线性蚀刻。因此，可利用简单设备以低成本在具有的多于100μm(微米)或更大厚度的晶体衬底中容易地形成多个通孔。

可使用结晶硅衬底来提供一种高设计性的透视型太阳能电池，该电池可提供高的光电转换效率。因为该结晶硅衬底具有至多150μm(微米)的相对小的厚度，所以该太阳能电池可变形。通过根据太阳能电池的应用所期望的那样来改变孔口(opening)面积比，可改变太阳能电池的阻光比(light-blocking)ratio)。

结合附图，本发明的上述和其它目的、特征和优点将从下面的描述中变得明显，附图通过举例说明了本发明的一个最佳实施例。

附图的简要描述

图1是通过光电解液蚀刻在晶体衬底中形成通孔的装置的剖面图；

图2是表示基于光的应用的电解蚀刻原理的示意图；

图3是图1所示装置的变更；和

图4是太阳能电池模块的剖面图。

最佳实施例的详细描述

下面描述根据本发明的太阳能电池的制造方法。在该方法中，首先制备单晶硅衬底。此时，在精确调整层脱(pull-up)条件下连续地从大量熔化单晶硅中层脱厚度为150μm(微米)或更小的均匀单晶硅衬底。接着，将单晶硅衬底切成具有适当尺寸的矩形片。尽管该单晶硅衬底最好搀杂n型杂质，但也可搀杂p型杂质或具有p-n结。在本实施例中，处理该单晶硅衬底来制造太阳能电池。然而，本发明还可应用于多晶硅衬底或复合半导体衬底，例如砷化镓等。