[发明专利]太阳能电池

说明书

技术领域

本发明的实施方式涉及太阳能电池。

背景技术

近来，由于预见到诸如石油和煤炭的现有能源将被耗尽，所以人们对于替换这些现有能源的备选能源的兴趣在不断提高。在备选能源当中，用于从太阳能产生电能的太阳能电池尤其受到关注。

太阳能电池通常包括半导体部件和电极，半导体部件分别具有不同导电类型（例如，p型和n型），由此形成了pn结，而电极分别连接到不同导电类型的半导体部件。

当光入射在太阳能电池上时，在半导体部件中产生了电子和空穴。在半导体部件的pn结的影响下，电子向n型半导体部件移动，空穴向p型半导体部件移动。于是，电子和空穴由分别连接至n型半导体部件和p型半导体部件的不同电极收集。电极利用电线彼此连接，由此获得电能。

发明内容

在一方面，提供了一种太阳能电池，该太阳能电池包括：第一导电类型的半导体衬底；发射极区，该发射极区具有与第一导电类型不同的第二导电类型，并位于半导体衬底的第一表面处；半导体区，该半导体区直接位于半导体衬底的与第一表面相反的第二表面上，在半导体衬底的第二表面上形成了电荷累积层，并包含第一导电类型的杂质；第一电极，该第一电极位于半导体衬底的第一表面上，并与发射极区相连接；以及第二电极，该第二电极位于半导体衬底的第二表面上，并与半导体衬底相连接。

该半导体区中包含的杂质的量可以约为1×10¹⁸/cm³至5×10²⁰/cm³。

该半导体区可以由碳化硅形成。

该太阳能电池还可以包括位于半导体衬底的第二表面与第二电极之间并具有第一导电类型的表面场区。

该半导体衬底可以由晶体半导体形成，该发射极区可以由晶体半导体形成。

该半导体衬底可以由晶体半导体形成，该发射极区可以由非晶硅形成。

该太阳能电池还可以包括位于发射极区与第一电极之间并由透明导电材料形成的抗反射（anti-reflection）部。

该第一导电类型可以是n型，该第二导电类型可以是p型。

该抗反射部可以包括由氧化铝形成的第一抗反射层和由氮化硅形成的第二抗反射层。

在另一方面，本发明提供了一种太阳能电池，该太阳能电池包括：第一导电类型的半导体衬底；发射极区，该发射极区具有不同于第一导电类型的第二导电类型，位于半导体衬底的第一表面处，并在半导体衬底的第一表面处形成了电荷累积层；第一电极，该第一电极位于半导体衬底的第一表面上，并与发射极区相连接；以及第二电极，该第二电极位于半导体衬底的第二表面上，并与半导体衬底相连接。

该发射极区可以由碳化硅形成。

该太阳能电池还包括位于发射极区与第一电极之间并由透明导电材料形成的抗反射部。

该发射极区可以由非晶碳化硅形成。

该太阳能电池还可以包括重掺杂区，该重掺杂区位于半导体衬底的第一表面与第一电极之间，并包含浓度高于发射极区的第二导电类型的杂质。

该太阳能电池还可以包括位于发射极区与半导体衬底之间的钝化区。

附图说明

附图被包括进来以提供对本公开的进一步理解，并且并入本文且构成了本说明书的一部分，附图例示了本发明的实施方式，并连同文字说明一起用来解释本发明的原理。在附图中：

图1是根据本发明示例性实施方式的太阳能电池的局部立体图；

图2是沿着图1的线II-II截取的截面图；

图3示出了根据本发明示例性实施方式的从衬底与位于衬底背面的碳化硅（SiC）层之间的结得到的能带图；

图4例示了依赖于衬底的杂质掺杂浓度的少数载流子寿命的减少百分比；

图5例示了根据本发明示例性实施方式的太阳能电池中的开路电压、短路电流、填充因子和效率中的每一个的增大百分比；

图6至图8是示出根据本发明示例性实施方式的异质结太阳能电池的各种例子的截面图；

图9示出了根据本发明示例性实施方式的从衬底与位于衬底正面的碳化硅（SiC）层之间的结得到的能带图。

具体实施方式

将详细描述本发明的实施方式，附图中例示了这些实施方式的示例。然而，本发明可以以多种不同形式实施而不应解读为限于本文阐述的实施方式。只要有可能，就在所有附图中使用相同的标号来指代相同或类似的部件。应该明白，在确定已知技术对理解本发明实施方式方面没有帮助的情况下，可以省略掉对已知技术的详细描述。