太陽能電池的製作方法

2024-04-12 04:30:05

本發明性概念涉及太陽能電池，並且更具體地，涉及具有改進電極結構的太陽能電池。

背景技術：

近來，由於現有能源，如石油和煤炭的枯竭，使用替代能源來取代現有能源的意願在逐漸增長。其中尤其是，太陽能電池是將陽光轉換為電能的流行的下一代電池。

可通過基於一定的設計形成多個層和電極來製造太陽能電池。太陽能電池的效率可由多個層和電極的設計來決定。為使太陽能電池能夠商業化，需要克服低效的問題，並且因此，需要設計多個層和電極以便使太陽能電池的效率最大化並通過簡化的方法來製造。

技術實現要素：

因此，本發明性概念基於上述問題做出，而且本發明構思的目的是提供一種能夠增加其效率的太陽能電池。

根據本發明性概念的一個方面，上述和其它的目的可通過提供一種太陽能電池來實現，該太陽能電池包括半導體基板、導電區域以及電極，導電區域包括布置在半導體基板一個表面上的第一導電區域和第二導電區域，電極包括連接至第一導電區域的第一電極和連接至第二導電區域的第二電極，其中電極包括布置在半導體基板或導電區域上的粘結層、布置在粘結層上並包括金屬作為主成分的電極層、以及布置在電極層上並包括與電極層的金屬不同的金屬作為主成分的阻擋層，其中電極層的厚度大於粘結層與阻擋層各自的厚度，並且其中阻擋層的熔點高於電極層的熔點。

附圖說明

本發明性概念的上述和其它目的、特徵和其它優點將通過下面詳細的描述並結合附圖而得到更加清晰的理解，其中：

圖1是根據本發明概念的實施例示出了太陽能電池板的後部透視圖；

圖2是根據本發明概念的實施例示出了太陽能電池的截面圖；

圖3是根據本發明概念的另一個實施例示出了太陽能電池中的第一電極的放大截面圖；

圖4是圖2中所示太陽能電池的部分後部平面圖；

圖5是根據本發明概念的實施例示出了太陽能電池中第一電極與條帶的連接結構的各種示例的放大圖；

圖6是根據本發明性概念的示例示出了太陽能電池中第一電極橫截面的照片；

圖7是根據比較例示出了太陽能電池中電極橫截面的照片；

圖8是根據退火前後本發明性概念的示例及比較例示出了太陽能電池中電極電阻的測量結果的圖表；以及

圖9是根據本發明概念的另一個實施例示出了太陽能電池的截面圖。

具體實施方式

現在將詳細地參照本發明性概念的優選實施例，其示例在附圖中示出。然而，應當理解本發明性概念不應限於這些實施例並且可以各種方式被修改。

在附圖中，為了清晰而簡潔地詮釋本發明性概念，省略了與該描述無關的元件圖示，並且說明書通篇中相同或極為相似的元件由相同的標號表示。此外，在附圖中，為了更加清晰地詮釋，元件的尺寸，如厚度、寬度等，被放大或縮小，並且因此本發明性概念的厚度、寬度等不限於圖示。

在整個說明書中，當元件被稱為「包括」另一個元件時，只要沒有具體的相反描述，則該元件不應被理解為排除其它的元件，並且該元件可包括至少一個其它元件。此外，應當理解，當像層、膜、區域或基板的元件被稱為在其它元件「之上」時，它可以直接地位於其它元件之上或者也可存在中間元件。另一方面，當像層、膜、區域或基板的元件被稱為「直接位於」其它元件「之上」時，這表示在它們之間不存在中間元件。

在下文中，其中根據本發明性概念所使用的太陽能電池和電極將參照附圖被詳細描述。首先詳細描述太陽能電池板，然後將詳細描述包含在太陽能電池板中的太陽能電池以及在太陽能電池中所使用的電極。

圖1是根據本發明概念的實施例示出了太陽能電池板的後部透視圖。

參照圖1，根據本實施例的太陽能電池板由標號100表示，其可包括太陽能電池150，布置在太陽能電池150第一表面上的第一基板110(下文稱為「前基板」)，以及布置在太陽能電池150第二表面上的第二基板120(下文稱為「後基板」)。此外，太陽能電池板100可包括介於太陽能電池150與前基板110之間的第一密封元件131，以及介於太陽能電池150與後基板120之間的第二密封元件132。這將在下文詳細描述。

首先，太陽能電池150可包括用於將陽光轉換為電能的光電轉換器，以及電連接至光電轉換器用於收集並傳輸電流的電極。在本實施例中，例如，光電轉換器可包括半導體基板(例如矽晶片)或半導體層(例如，矽層)。稍後將參照圖2至圖4詳細描述具有上述結構的太陽能電池150。

太陽能電池150可包括條帶(或互連線)142，並且可通過條帶142串聯和/或並聯電互連。這將在下文參照第一太陽能電池150和第二太陽能電池151通過示例的方式進行描述，第一太陽能電池150和第二太陽能電池151彼此相鄰。也就是說，條帶142可將第一太陽能電池150的第一電極(參見圖2中的標號42)與第二太陽能電池151的第二電極(參見圖2中的標號44)互連，該第二太陽能電池151與第一太陽能電池150相鄰。例如，可將多種結構應用到條帶142、第一太陽能電池150的第一電極42、以及第二太陽能電池151的第二電極44的連接結構上。在一個示例中，在第一太陽能電池150和第二太陽能電池151中，第一電極42可布置在第一邊緣上並沿著第一邊緣彼此連接，並且第二電極44布置在與第一邊緣相對的第二邊緣上，並沿著第二邊緣彼此連接。這樣，條帶142可被形成在第一太陽能電池150和第二太陽能電池151的邊緣的兩端，以便互連被布置在第一太陽能電池150的第一邊緣上的第一電極42以及被布置在鄰近第一太陽能電池150的第二太陽能電池151的第二邊緣上的第二電極44，並且可沿著第一和第二邊緣延伸。此時，為了防止條帶142與第一太陽能電池150和第二太陽能電池151之間發生短路，可將絕緣膜(未示出)插置在條帶142與第一太陽能電池150和第二太陽能電池151之間的某些部分中，而且從絕緣膜伸出的條帶142的一部分可連接至第一電極42或第二電極44。然而，本發明性概念並不限於此，並且各種改變是可能的。

此外，總線條帶145互連於條帶142的交替的端部，其將太陽能電池150以單行的方式彼此連接(也就是說，構成了太陽能電池鏈)。總線條帶145可設置在太陽能電池鏈的端部，以便橫跨太陽能電池鏈。總線條帶145可互連鄰近的太陽能電池鏈，或可將太陽能電池鏈連接至接線盒(未示出)，其防止電流回流。總線條帶145的材料、形狀、連接結構等可以各種方式改變，並且本發明性概念並不限於它們。

密封元件130可包括被布置在太陽能電池150的前表面上的第一密封元件131以及被布置在太陽能電池150的後表面上的第二密封元件132。第一密封元件131和第二密封元件132防止引入潮氣和氧氣，並實現了太陽能電池板100的相應元件之間的化學鍵。第一密封元件131和第二密封元件132可由具有透光和粘結特性的絕緣材料形成。在一個示例中，第一密封元件131和第二密封元件132可由乙烯醋酸乙烯(EVA)共聚樹脂、聚乙烯醇縮丁醛、矽樹脂、酯基樹脂、或烯烴基樹脂形成。通篇中，例如，使用第一密封元件131和第二密封元件132、後基板120、第二密封元件132、太陽能電池150、第一密封元件131以及前基板110的疊層工藝可以彼此一體成型用以構成太陽能電池板100。

前基板110被布置在第一密封元件131上並配置太陽能電池板100的前表面。後基板120被布置在第二密封元件132上並配置太陽能電池板100的後表面。前基板110和後基板120中的每一個均可由能夠保護太陽能電池150免遭外部震動、潮溼、紫外線等的絕緣材料形成。此外，前基板110可由能夠透光的透光材料形成，而後基板120可被配置為由透光材料、不透光材料或反射光材料形成的薄片。在一個示例中，前基板110可被配置為玻璃基板，而後基板120可以是Tedlar/PET/Tedlar(TPT)基板，或者可包括形成在基膜(例如，聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜)的至少一個表面上的聚偏氟乙烯(PVDF)樹脂層。

然而，本發明概念不限於此。因此，第一密封元件131和第二密封元件132、前基板110或後基板120可包括除了上述材料以外的任意多種材料，並且可具有除了上述形狀以外的任意多種形狀。例如，前基板110或後基板120可具有任意的多種形狀(例如，基板、膜或薄片)，或可包括任意的多種材料。

太陽能電池150的上述結構將在下文參照圖2至4詳細地描述。

圖2是根據本發明概念的實施例示出了太陽能電池150的截面圖，並且圖3是根據本發明概念的另一個實施例示出了太陽能電池中的第一電極的放大截面圖。此外，圖4是圖2中所示太陽能電池150的部分後部平面圖。作為參照，為了清晰並簡潔的描述，在圖3中僅示出了對應圖2放大圓圈中的部件。

參照圖2，根據本實施例的太陽能電池150包括具有基部區域110的半導體基板10、被布置在半導體基板10的一個表面(例如，半導體基板10的後表面)上的隧穿層20、被布置在隧穿層20上方的導電區域32和34、以及連接至導電區域32和34的電極22和24。此外，太陽能電池150可進一步包括鈍化膜24(或前表面鈍化膜)、防反射膜26、以及鈍化膜40(或後表面鈍化膜)。這將在下文更加詳細地描述。

半導體基板10可包括基部區域110，其包括相對低摻雜濃度的第二導電摻雜物，由此形成第二導電類型。基部區域110可由包括第二導電摻雜物的晶體半導體形成。在一個示例中，基部區域110可由包括第二導電摻雜物的單晶半導體或多晶半導體(例如，單晶矽或多晶矽)形成。更具體地，基部區域110可由包括第二導電摻雜物的單晶半導體(例如單晶半導體晶片，且更具體地，半導體矽晶片)形成。使用具有高結晶度而由此低缺陷的基部區域110或半導體基板10確保了良好的電特性。

第二導電類型可以是p型或n型。在一個示例中，當基部區域110為n型時，p型的第一導電區域32與基部區域110形成結，用以通過光電轉換形成載流子(例如，利用插入其間的隧穿層20形成與基部區域110的pn結)，該第一導電區域32可寬闊地形成以便增大光電轉換區域。此外，在該例子中，具有寬闊區域的第一導電區域32可有效地採集移動相對緩慢的空穴，由此有助於增強光電轉換效率。然而，本發明性概念並不限於此。

此外，半導體基板10可包括被布置在半導體基板10的另一表面(下文中稱為「前表面」)上的前表面場區域(或場區域)130。前表面場區域130可以與基部區域110具有相同的導電類型，但可以具有比基部區域110高的摻雜濃度。

本實施例示出了該結構，其中前表面場區域130被構造為通過摻雜具有相對較高摻雜濃度的第二導電摻雜物而形成的摻雜區域。如此，前表面場區域130包括第二導電類型的結晶(單晶或多晶)半導體並構成半導體基板10的一部分。在一個示例中，前表面場區域130可構成第二導電類型的單晶半導體基板(例如，單晶矽晶片)的一部分。

此時，前表面場區域130的摻雜濃度低於第二導電區域34的摻雜濃度，其具有與前表面場區域130相同的第二導電類型。這是由於允許前表面場區域130具有相對低的摻雜濃度，因為前表面場區域130需要被摻雜以便防止載流子移動至半導體基板10的前表面或允許載流子水平移動。然而，本發明性概念並不限於此，而且前表面場區域130和第二導電區域34可具有不同的摻雜濃度。

然而，本發明性概念並不限於此。因此，前表面場區域130可通過摻雜半導體層(例如，非晶半導體層，微晶半導體層或多晶半導體層)形成，與半導體基板10分離，具有第二導電摻雜物。另選地，前表面場區域130可類似於鄰近半導體基板10形成並摻雜有固定電荷的層(例如，前表面鈍化膜24和/或防反射膜26)。例如，當基部區域110為n型時，前表面鈍化膜24可由具有負固定電荷的氧化物(例如，氧化鋁)形成，以便在基部區域110的表面上形成反型層，由此作為場區域。在該例子中，半導體基板10可只包括基部區域110，而不具有獨立的摻雜區域，這可以使半導體基板10的缺陷最小化。可使用多種其它的方法來形成多種其它結構的前表面場區域130。

在本實施例中，半導體基板10的前表面可經受紋理化，以便具有突部，如金字塔形。形成在半導體基板10上的最終紋理可具有給定的形狀(例如，金字塔形)，其具有形成在半導體的特定晶面(例如，(111)面)上的外表面。當半導體基板10前表面的粗糙度通過經由紋理化而形成在前表面上的突部而增大時，穿過半導體基板10的前表面的反射光可減小。因此，到達由基部區域110形成的pn結和第一導電區域32的光量會增大，這可使光的損耗最小化。

此外，半導體基板10的後表面可通過例如鏡面磨削來形成，並且由此可以是具有比前表面更低的表面粗糙度的相對光滑平面。在本實施例的第一導電區域32和第二導電區域34都形成在半導體基板10的後表面上的例子中，太陽能電池150的特性可根據半導體基板10的後表面的特性而發生極大的變化。因此，半導體基板10的後表面可不具有通過紋理化而形成的突部，以便提高鈍化，這從而提高了太陽能電池150的特性。然而，本發明性概念不限於此。在一些例子中，半導體基板10的後表面可設置有通過紋理化而形成的突部。各種其它的改變是可能的。

隧穿層20可形成在半導體基板10的後表面之上。在一個示例中，隧穿層20可與半導體基板10的後表面接觸，由此實現了簡化的結構以及提高的隧穿效應。然而，本發明性概念並不限於此。

隧穿層20可用作電子和空穴的屏障，由此防止了少數載流子穿過其中並只允許多數的載流子穿過其中，該多數載流子積聚在鄰近隧穿層20的部分並因此具有給定量的能量或者更多能量。此時，由於隧穿效應，具有給定量或更多能量的多數載流子可容易地穿過隧穿層20。此外，隧穿層20可用作擴散屏障，其防止導電區域32和34的摻雜物擴散進入半導體基板10。隧穿層20可包括能夠使多數載流子隧穿的多種材料。在一個示例中，隧穿層20可包括氧化物、氮化物、半導體或導電聚合物。例如，隧穿層20可包括氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、本徵非晶矽、或本徵多晶矽。具體地，隧穿層20可被構造為包括氧化矽的氧化矽層。這是因為氧化矽層具有優良的鈍化並因此確保了載流子容易隧穿。

為了實現充分的隧穿效應，隧穿層20可以比後表面鈍化膜40更薄。在一個示例中，隧穿層20的厚度可以是5nm或更少(更具體地，2nm或更少，例如，在0.5nm至2nm的範圍內)。當隧穿層20的厚度超過5nm時，不會發生平滑隧穿，並且因此，太陽能電池150無法運行。當隧穿層20的厚度低於0.5nm時，會很難形成具有預期質量的隧穿層20。因此，為了進一步提高隧穿效應，隧穿層20的厚度可以為2nm或更小(更具體地，在0.5nm至2nm的範圍內)。然而，本發明性概念不限於此，而且隧穿層20的厚度可以具有任意的多個值。

包括導電區域32和34的半導體層30可以被布置在隧穿層20的上方。在一個示例中，半導體層30可與隧穿層20接觸，由此具有簡單的結構並使隧穿效應最大化。然而，本發明性概念不限於此。

在本實施例中，半導體層30包括第一導電區域32和第二導電區域34，第一導電區域32包括第一導電摻雜物並因此為第一導電類型，而第二導電區域34包括第二導電摻雜物並因此為第二導電類型。第一導電區域32和第二導電區域34可被布置在隧穿層20上方的相同平面內。也就是說，在第一導電區域32和第二導電區域34與隧穿層20之間沒有插入層。另選地，當在第一導電區域32和第二導電區域34與隧穿層20之間插入任意層時，插入的層可具有相同的層疊結構。此外，阻擋區域36可被布置在第一導電區域32與第二導電區域34之間，與導電區域32和34位於相同的平面內。

第一導電區域32被構造為發射區域，其與基部區域110形成了在其間插入有隧穿層20的pn結(或pn隧穿結)，以便通過光電轉換產生載流子。

此時，第一導電區域32可包括具有第一導電摻雜物的半導體(例如，矽)，其與基部區域110的半導體相反。在本實施例中，第一導電區域32被構造為半導體層，其單獨地形成在半導體基板10上方(更具體地，在隧穿層20上方)而且其摻雜有第一導電摻雜物。如此，第一導電區域32可被構造為半導體層，其具有與半導體基板10的半導體層不同的晶體結構，以便容易地形成在半導體基板10上。例如，第一導電區域32可通過摻雜例如非晶半導體、微晶半導體或多晶半導體(例如，非晶矽、微晶矽或多晶矽)形成，其可容易地通過多種方法製成，例如使用第一導電摻雜物沉積。在形成半導體層的同時，或者在半導體層形成之後，第一導電摻雜物可通過例如熱擴散或離子注入這樣的任意多種摻雜方法被引入到半導體層中。

此時，第一導電區域32可包括第一導電摻雜物，其可呈現出與基部區域110相反的導電類型。也就是說，當第一導電摻雜物是p型摻雜物時，可使用第III族元素，如硼(B)、鋁(AL)、鎵(ga)或銦(In)。當第一導電摻雜物是n型摻雜物時，可使用第V族元素，如磷(P)、砷(As)、鉍(Bi)或銻(Sb)。在一個示例中，第一導電摻雜物可以是硼(B)，其為p型。

第二導電區域34用作後表面場區域，其形成後表面場以防止由於複合而導致的半導體基板10的表面(更確切地，半導體基板10的後表面)載流子的損耗。

此時，第二導電區域34可包括半導體(例如矽)，其包括與基部區域110相同的第二導電摻雜物。在本實施例中，第二導電區域34被構造為半導體層，其單獨地形成在半導體基板10上方(更準確地，在隧穿層20上方)而且其摻雜有第二導電摻雜物。如此，第二導電區域34可被構造為半導體層，其具有與半導體基板10的半導體層不同的晶體結構，以便容易地形成在半導體基板10上。例如，第二導電區域34可通過摻雜例如非晶半導體、微晶半導體或多晶半導體(例如，非晶矽、微晶矽或多晶矽)形成，其可容易地通過多種方法製成，例如使用第二導電摻雜物沉積。在形成半導體層的同時，或者在半導體層形成之後，第二導電摻雜物可通過例如熱擴散或離子注入這樣的任意多種摻雜方法被引入到半導體層中。

此時，第二導電區域34可包括第二導電摻雜物，其可呈現出與基部區域110相同的導電類型。也就是說，當第二導電摻雜物是n型摻雜物時，可使用第V族元素，如磷(P)、砷(As)、鉍(Bi)或銻(Sb)。當第二導電摻雜物是p型摻雜物時，可使用第III族元素，如硼(B)、鋁(AL)、鎵(ga)或銦(In)。在一個示例中，第二導電摻雜物可以是磷(P)，其為n型。

此外，阻擋區域36被布置在第一導電區域32與第二導電區域34之間，以便第一導電區域32與第二導電區域34彼此分離。當第一導電區域32和第二導電區域34彼此接觸時，會發生分流，導致太陽能電池150性能不期望地的惡化。然而，在本實施例中，可以通過將阻擋區域36布置在第一導電區域32與第二導電區域34之間來防止不必要的分流。

本文中，在本實施例中，第一導電區域32和第二導電區域34中的任一個可進一步被布置在(例如，接觸)半導體基板10的側表面上。

阻擋區域36可包括任意的多種材料，其可被布置在第一導電區域32與第二導電區域34之間以便使導電區域32和34彼此基本絕緣。也就是說，阻擋區域36可由未摻雜的絕緣材料(例如，氧化物或氮化物)形成。另選地，阻擋區域36可包括本徵半導體。此時，第一導電區域32、第二導電區域34和阻擋區域36可由相同的半導體形成(例如，非晶矽、微晶矽或多晶矽)，其被連續地形成使得這三個區域32、34和36的側表面彼此接觸。阻擋區域36可包括i型(本證)半導體材料，其基本上不包含摻雜物。在一個示例中，在形成包括半導體材料的半導體層之後，半導體層的區域摻雜有第一導電摻雜物以便形成第一導電區域32，而且半導體層的另一個區域摻雜有第二導電摻雜物以便形成第二導電區域34，由此，沒有形成第一導電區域32和第二導電區域34的剩餘區域可被構造為阻擋區域36。通過這種方式，可簡化第一導電區域32、第二導電區域34和阻擋區域36的製造。

然而，本發明性概念不限於此。因此，當阻擋區域36與第一導電區域32和第二導電區域34分開形成時，阻擋區域36的厚度不同於第一導電區域32和第二導電區域34的厚度。在一個示例中，為了更加有效地防止第一導電區域32和第二導電區域34之間的短路，阻擋區域36可比第一導電區域32和第二導電區域34更厚。另選地，為了減少形成阻擋區域36所需的原料量，阻擋區域36可比第一導電區域32和第二導電區域34更薄。當然，多種其它的改變是可能的。此外，阻擋區域36的基本組成材料可不同於第一導電區域32和第二導電區域34的基本組成材料。

此外，本實施例示出了這樣的結構，即，阻擋區域36使第一導電區域32和第二導電區域34彼此完全分離。然而，本發明性概念不限於此。因此，可形成阻擋區域36使得第一導電區域32和第二導電區域34僅沿著它們之間邊界的一部分彼此分離。由此，導電區域32和34可沿著它們之間邊界的剩餘部分彼此接觸。

本文中，與基部區域110具有不同導電類型的第一導電區域32可以比與基部區域110具有相同導電類型的第二導電區域34更寬。如此，位於基部區域110與第一導電區域32之間貫穿隧穿層20形成的pn結可具有增大的寬度。此時，當基部區域110和第二導電區域34的導電類型為n型並且第一導電區域32的導電類型為p型時，寬的第一導電區域32可有效地收集移動相對緩慢的空穴。第一導電區域32、第二導電區域34和阻擋區域36的平面結構將在下文參照附圖4更加詳細地描述。

後表面鈍化膜40可形成在半導體基板10的後表面上的第一導電區域32和第二導電區域34以及阻擋區域36之上。在一個示例中，後表面鈍化膜40可與第一導電區域32和第二導電區域34以及阻擋區域36接觸，由此具有簡化的結構。然而，本發明性概念不限於此。

後表面鈍化膜40具有用於連接第一導電區域32和第一電極42的開口402以及用於連接第二導電區域34和第二電極44的開口404。如此，後鈍化膜40用於防止第一導電區域32和第二導電區域34被連接至錯誤的電極(即，第一導電區域32連接到第二電極44以及第二導電區域34連接到第一電極42)。此外，後表面鈍化膜40可用於鈍化第一導電區域32和第二導電區域34和/或阻擋區域36。

後表面鈍化膜40可被布置在半導體層30上沒有設置電極42和44的一部分之上。後鈍化膜40可比隧穿層20更厚。如此，可提高後表面鈍化膜40的絕緣和鈍化特性。多種其它的改變是可能的。

後表面鈍化膜40可由任意多種絕緣材料(例如，氧化物或氮化物)形成。在一個示例中，後表面鈍化膜40可以包括以選自由氮化矽膜、包含氫的氮化矽膜、氧化矽膜、氮氧化矽膜、碳化矽膜、Al2O3、MgF2、ZnS、TiO2以及CeO2構成的組的兩個或多個膜的組合的形式的單層膜或多層膜。例如，後表面鈍化膜40可採用層疊的形式，其中氮化矽膜和碳化矽膜相互堆疊其上。然而，本發明性概念不限於此，並且後表面鈍化膜40當然可由任意多種其它的材料形成。

在一個示例中，在本實施例中，後表面鈍化膜40、前表面鈍化膜24和/或防反射膜26可以不包括摻雜物以便實現優良的絕緣和鈍化特性。

電極42和44被布置在半導體基板10的後表面上，包括第一電極42和第二電極44，第一電極42電性且物理地連接至第一導電區域32，第二電極44電性且物理地連接至第二導電區域34。

此時，第一電極42穿過後表面鈍化膜40的第一開口402並連接至第一導電區域32，並且第二電極44穿過後表面鈍化膜40的第二開口404並連接至第二導電區域34。第一電極42和第二電極44可包括多種金屬材料。此外，第一電極42和第二電極44可具有任意的多種平面形狀，使得它們彼此不電連接，但是分別連接至第一導電區域32和第二導電區域34以便收集所產生的載流子並將載流子傳輸至外部。也就是說，本發明性概念不限制於第一電極42和第二電極44的平面形狀。

在下文中，將參照圖2和3的放大圓圈來詳細描述第一電極42和/或第二電極44的層疊結構，然後參照圖4詳細描述第一電極42和/或第二電極44的平面結構。儘管圖2和3的放大圓圈以及下面的描述通過示例的方式集中在第一電極42，但第二電極44可具有相同或極其相似的結構。由此，下面描述的第一電極42的層疊結構可應用於第二電極44。

參照圖2的放大圓圈，第一電極42包括被布置在半導體層30上方的粘結層422、電極層424以及阻擋層428，其中，半導體層30構造出第一導電區域32(如果是第二電極44，則構造出第二導電區域34)，電極層424被布置在粘結層422的上方並包括金屬作為主成分(即，最大程度所包含的材料，例如，以50重量份或者更多的量所包含的材料)，阻擋層428布置在電極層424的上方，包括不同於電極層424的金屬的金屬作為主成分，並具有比電極層424更高的熔點。此外，焊盤層(或條帶連接層)426可被布置在阻擋層428的上方。本文中，電極層424執行電極的基本作用，其通過光電轉換收集所產生的載流子並將其傳輸至外界，而且因此，具有比粘結層422和阻擋層428中的每一個均更大的厚度。此外，粘結層422用於提高例如第一導電區域32與電極層424之間的粘結性，並且焊盤層426被用作連接至條帶142的層。

粘結層422可被布置在(例如，接觸)半導體層30與電極層424之間。粘結層422可包括金屬，其是導電的並且與半導體層30具有良好的接觸。如此，在不損壞第一電極42導電性的情況下提高了半導體層30與電極層424之間的粘結性。為了提高粘結層422與半導體層30之間的接觸，粘結層422的熱膨脹係數可具有介於半導體層30的熱膨脹係數與電極層424的和粘結層422相鄰的部分的熱膨脹係數之間的值。

鑑於上面更加詳細地描述，當半導體層30與第一電極42之間熱膨脹係數的差異較大時，半導體層30和第一電極42之間的界面接觸會在形成太陽能電池150的多種熱處理工藝(退火)期間損壞。由此，半導體層30和第一電極42之間的接觸電阻會增大。當半導體層30或第一電極42的線寬減小使得半導體層30和第一電極42的接觸面積減小時這成為了一個嚴重的問題。因此，在本實施例中，可限制與半導體層30接觸的第一電極42的粘結層422的熱膨脹係數，以便減小半導體層30與第一電極42之間的熱膨脹係數的差異，由此實現了提高的界面接觸。

當半導體層30包括矽時，其熱膨脹係數的範圍為從大約2.6至2.9ppm/K。可形成鄰近粘結層422的電極層424的一部分(例如，在本實施例中，其可形成電極層424)的例如銅(Cu)、鋁(Al)、銀(Ag)或金(Au)的熱膨脹係數大約為14.2ppm/K或者更多。更具體地，銅的熱膨脹係數大約為16.5ppm/K，鋁的熱膨脹係數大約為23.0ppm/K，銀的熱膨脹係數大約為19.2ppm/K，以及金的熱膨脹係數大約為14.2ppm/K。

鑑於上面的描述，構成粘結層422的材料(例如，金屬)的熱膨脹係數的範圍從大約4.5ppm/K至大約14ppm/K(例如，範圍從4.5ppm/K至10ppm/K)。當銅的熱膨脹係數低於4.5ppm/K或超過14ppm/K時，通過減小半導體層30與粘結層422之間的熱膨脹係數的差異來提高粘結性是不夠的。此時，當熱膨脹係數的範圍從4.5ppm/K至10ppm/K時，粘結層422可施加進一步的提高效果。

在一個示例中，粘結層422可包括作為主成分的具有大約為8.4ppm/K的熱膨脹係數的鈦(Ti)、具有範圍從大約4.5ppm/K至4.6ppm/K的熱膨脹係數的鉬(Mo)、具有範圍從大約4.9ppm/K至8.2ppm/K的熱膨脹係數的鉻(Cr)、或者具有大約為4.6ppm/K的熱膨脹係數的鎢(W)。在一個示例中，粘結層422在總量上可包括90重量份至100重量份的鈦、鉬、鉻或鎢。例如，粘結層422可包括單金屬狀態的鈦、鉬、鉻或鎢，而不是合金，以便有效地實現所期望的特性。然而，本發明性概念不限於此，並且粘結層422可由包括鈦、鉬、鉻和鎢中至少一種的合金形成。

此時，鎢是昂貴的且會極大地增加製造成本，而鉻可成為各種調節的對象，因為例如六價鉻可對環境造成不良影響。因此，粘結層422可由鈦、鉬或鉻形成，並且更具體地，可由鈦或鉬形成。具體地，鉬具有比鈦更低的電阻率，並且因此可極大地提高第一電極42與半導體層30之間的電連接。

當粘結層422包括鈦、鉬、鉻或鎢時，半導體層30與第一電極42之間的接觸可通過減小它們的熱膨脹係數之間的差異來提高。此外，因為粘結層422由鈦、鉬、鉻或鎢形成並因此具有比電極層424更高的熔點，因此粘結層422可被用作為阻擋，用於防止電極層424的組成材料(例如，鋁或銅)以比室溫更高的溫度擴散進半導體層30或半導體基板10。由此，可避免由於當電極層424的組成材料擴散進半導體層30或半導體基板10時產生的任何問題。具體地，鈦、鉬、鉻或鎢為耐熔金屬並具有高熔點，因此需要極大量的能量來擴散元素等。因此，即使溫度升高，也可有效地防止元素的擴散。在本文中，耐熔金屬表示具有比鐵的熔點(大約1537℃)更高熔點的材料。

例如，鈦的熔點大約為1670℃，鉬的熔點大約為1670℃，鉻的熔點大約為1860℃，以及鎢的熔點大約為3422℃。另一方面，關於電極層424的組成材料，銅的熔點大約為1084℃，鋁的熔點大約為660℃，銀的熔點大約為961℃，以及金的熔點大約為1063℃。如此，電極層424包括金屬作為主成分，而非耐熔金屬，並且粘結層422包括耐熔金屬作為主成分，其具有比電極層424更高的熔點。

同時，光的長波長區域主要由鈍化膜40來反射。因此，如果粘結層422的厚度超過某一水平，有可能降低鈍化膜40的光反射。從而也降低了太陽能電池的效率。因此，通過限制粘結層422的厚度，可以提高太陽能電池150的效率。

而且，粘結層422與第一導電類型區域32相比，其可由具有相對高阻抗的材料形成。因此，如果粘結層422的厚度超過某一水平，則載流子很難從第一導電區域32移動至電極層(424)。因此，如果將粘結層(422)的厚度限制在某一水平以下，則可提高載流子(電子或空穴)的遷移率，因此可以提高太陽能電池的效率。

同時，粘結層422可以比電極層424更薄。儘管本實施例示出了電極層424形成為單層，但本發明性概念不限於此。因此，可設置多個電極層424。在這種情況下，粘結層422的厚度可小於每個電極層424的厚度。具體地，粘結層422的厚度為50nm或更小。當粘結層422的厚度超過50nm時，粘結層422的電阻抗會增大，並由此削弱了載流子朝向電極層424的遷移率。當粘結層422的厚度為20nm或更小時，會進一步增大粘結層422的載流子的遷移率。在本文中，粘結層422的厚度範圍可以是從1nm到50nm(例如，範圍從1nm至20nm)。當粘結層422的厚度低於1nm時，很難將粘結層422均勻地形成在半導體層30的上方，而且通過粘結層422來提高粘結性是不夠的。然而，本發明性概念不限於此，並且例如，粘結層422的厚度可以取決於材料、工藝條件等而改變。

電極層424可被布置在粘結層422的上方。電極層424可與粘結層422接觸以便簡化第一電極42的結構。然而，本發明性概念不限於此。

布置在粘結層422上方的電極層424可被構造為單層，或可包括多層以便提高各種特性。在本實施例中，電極層424可被構造為單層，其插入在粘結層422與阻擋層428之間並與兩者接觸。電極層424使第一電極42阻抗降低而且導電性增強，並且還被用作實質上傳輸電流的導電層。此外，電極層424被用作阻擋，用於防止焊盤層426的組成材料擴散進半導體層30或半導體基板中。也就是說，電極層424可被用作導電層和阻擋層。上述的電極層424可由具有導電性的金屬形成，並且例如，可包括銅、鋁、銀、金或其合金作為主成分。例如，電極層424在總量上可包括90重量份至100重量份的銅、鋁、銀、金或其合金。具體地，電極層424可包括鋁作為主成分。在該情況下，電極層424以低成本製造並可具有良好的導電性。同時，電極層424可具有比粘結層422和阻擋層428更大的厚度，其範圍從50nm至400nm。在一個示例中，電極層424的厚度範圍從100nm至400nm(更具體地，範圍從100nm至300nm)。當電極層424的厚度低於50nm時，電極層424難以被用作阻擋層和導電電極層。當電極層424的厚度超過400nm時，雖然電極層424的導電性不會極大提高，也會增加製造成本。當電極層424的厚度為100nm或更大時，第一電極42的阻抗會進一步減小。當電極層424的厚度為300nm或更小時，可有效地預防會增加熱應力的剝離現象，而不會過多地減小阻抗。然而，本發明性概念不限於此，而且電極層424的厚度可以改變。

阻擋層428，其可形成在電極層424之上以便被布置在電極層424與焊盤層426之間，可防止電極層424與焊盤層426之間反應，或者可防止電極層424的材料擴散進焊盤層426中。此時，阻擋層428的兩個表面可分別與電極層424和焊盤層426接觸，以便簡化第一電極42的結構。

因為電極層424與焊盤層426之間的反應或電極層424的組成材料的擴散會發生在高溫下(例如，電極42和44退火時)，所以阻擋層428可包括具有比電極層424更高的熔點的金屬作為主成分。

也就是說，阻擋層428包括不同於電極層424的金屬的並具有相對高熔點的金屬作為主成分。在一個示例中，阻擋層428可包括耐熔金屬作為主成分。如此，因為耐熔金屬具有高熔點，並且因此需要相對大量的能量來擴散其組成材料，例如，因此即使當以高於室溫的熱處理溫度來執行退火時，也不會容易地發生擴散。因此，阻擋層428可防止電極層424和焊盤層426的材料的擴散，並因此，防止了例如它們之間的化學反應。當阻擋層428不包括耐熔金屬時，阻擋層428很難發揮足夠的作用。在本文中，耐熔金屬表示具有比鐵的熔點(大約1538℃)更高熔點的材料。

此外，阻擋層428的熱膨脹係數可以小於電極層424的熱膨脹係數，並且小於焊盤層426的熱膨脹係數。當第一電極42包括在大厚度處具有高熱膨脹係數的材料時，第一電極42更加不耐熱應力。鑑於此，在本實施例中，具有低熱膨脹係數的阻擋層428可被插入在電極層424與具有相對高的熱膨脹係數的焊盤層426之間，以便用作熱緩衝層。由此，第一電極42能夠抵抗熱應力。

例如，阻擋層428的組成材料(例如，金屬)的熱膨脹係數的範圍可以從大約4.5ppm/K至大約14ppm/K(例如，範圍從4.5ppm/K至10ppm/K)。當熱膨脹係數低於4.5ppm/K或超過14ppm/K時，阻擋層428不足以用作熱緩衝層。此時，當熱膨脹係數範圍從4.5ppm/K至10ppm/K時，阻擋層428可呈現出作為熱緩衝層的進一步提高效果。

在一個示例中，阻擋層428可包括鈦、鉬、鉻或鎢作為主成分，其可滿足全部上述條件。例如，阻擋層428在總量上可包括90重量份至100重量份的鈦、鉬、鉻或鎢。例如，阻擋層428可包括單金屬狀態的鈦、鉬、鉻或鎢，而非合金，以便有效地實現所期望的特性。然而，本發明性概念不限於此，阻擋層428可由包括鈦、鉬、鉻和鎢中的至少一個的合金形成。

此時，鎢是昂貴的且會極大地增加製造成本，而鉻可成為各種調節的對象，因為例如六價鉻可對環境造成不良影響。因此，阻擋層428可由鈦、鉬或鉻形成，並且更具體地，可由鈦或鉬形成。具體地，鉬具有比鈦更低的電阻率，並且因此可極大地降低第一電極42的阻抗。

已經描述了鈦、鉬、鉻或鎢具體的熱膨脹係數，因此下文將省略其詳細描述。另一方面，關於焊盤層46的組成材料，鎳釩合金的熱膨脹係數大約為13ppm/K，且錫的熱膨脹係數範圍從17ppm/K至36ppm/K，比阻擋層428中的大。然而，本發明性概念不限於此，並且焊盤層426的熱膨脹係數可以等於或小於阻擋層428的熱膨脹係數。

在本實施例中，阻擋層428比粘結層422厚，而比電極層424薄。阻擋層428比電極層424更加遠離半導體基板10布置，並且因此不需要透光。因此，阻擋層428不需要高透光性，並因此可以比粘結層422厚並因此可具有比粘結層422低的透光性。此外，比粘結層422更厚的阻擋層428可呈現出提高的阻擋效果。此外，因為電極層424實際上被用作第一電極42，因此相比於電極層424減小了阻擋層428的厚度，可以避免不必要地增大第一電極42的厚度。

例如，粘結層422的厚度與阻擋層428的厚度的比率範圍可以是從1∶2至1∶30。當該比率低於1∶2時，阻擋層428由於其不足的厚度而無法發揮足夠的作用，或者粘結層422因為其大的厚度而具有光的長波長區域的高反射性。當該比率超過1∶30時，具有大厚度的阻擋層428會增加製造成本和時間，且粘結層422由於其小厚度而無法發揮足夠的作用。在一個示例中，該比率範圍是從1∶4至1∶25。

另選地，阻擋層428的厚度可為80nm或更少。當厚度超過80nm時，阻擋層428會由於大厚度而增加製造成本和時間。在一個示例中，阻擋層428的厚度範圍是從2nm至80nm。當阻擋層428的厚度小於2nm時，阻擋層428由於其厚度不足而無法發揮足夠的作用。然而，本發明性概念不限於此。當阻擋層428包括具有低電阻率的材料時，可增大阻擋層428的厚度以便減小第一電極42的阻抗。各種其它的改變是可能的。

此外，阻擋層428的電阻率大於電極層424的電阻率。例如，對於阻擋層428的組成材料，鈦的電阻率可以是大約42mΩ·cm，鉬的電阻率可以是大約5.34mΩ·cm，鉻的電阻率可以是大約13mΩ·cm，且鎢的電阻率可以是大約5.60mΩ·cm。此外，對於電極層424的組成材料，銅的電阻率可以是大約1.68mΩ·cm，鋁的電阻率可以是大約2.65mΩ·cm，銀的電阻率可以是大約1.59mΩ·cm，且金的電阻率可以是大約2.44mΩ·cm。

在一個示例中，阻擋層428的電阻率可以小於焊盤層426的電阻率。對於焊盤層426的組成材料，鎳釩合金的電阻率可以是大約63mΩ·cm，且錫的電阻率可以是大約11mΩ·cm。也就是說，當焊盤層426包括鎳釩合金時，阻擋層428具有比焊盤層426更低的電阻率，即使它包括鈦、鉬、鉻和鎢中的任一種。此外，當焊盤層426包括錫時，阻擋層428比焊盤層426包括鉬或鎢時具有更低的電阻率。然而，本發明性概念不限於此，並且阻擋層428的電阻率可以等於或大於焊盤層426的電阻率。

然而，本發明性概念不限於例如粘結層422的厚度、阻擋層428的厚度、阻擋層428的透光性以及阻擋層428的電阻率。

如上所述，在本實施例中，布置在電極層424相對表面上的粘結層422和阻擋層428可包括耐熔金屬作為主成分，其選自鈦、鉬、鉻和鎢。也就是說，當具有高熔點的耐熔金屬布置在電極層424的相對表面上並經受例如高溫退火時，可以有效地防止電極層424的組成材料(更具體地，主成分材料)擴散進半導體基板10或半導體層30以及焊盤層426中。

在一個示例中，布置在電極層424相對表面上的粘結層422和阻擋層428可具有相同的主成分材料。如此，可限制可用於製造工藝中的金屬類型，這可簡化製造工藝並降低製造成本。此外，粘結層422和阻擋層428可具有相同或相似的低熱膨脹係數，從而有效地承受熱應力。

另選地，阻擋層428的電阻率可以等於或小於粘結層422的電阻率。阻擋層428和粘結層422可具有相同的主成分材料，以便具有相同的電阻率，或者阻擋層428的主成分材料可具有比粘結層422更低的電阻率，使得阻擋層428的電阻率小於粘結層422的電阻率。如此，比粘結層422更厚的阻擋層428可具有等於或小於粘結層422的電阻率，這可進一步降低第一電極42的阻抗。例如，粘結層422和阻擋層428中的每一個包括鈦或鉬作為主成分，或者粘結層422可包括鈦作為主成分，而阻擋層428可包括具有比鈦更低阻抗的鉬作為主成分。

焊盤層426可被布置在阻擋層428的上方。在一個示例中，焊盤層426可形成在阻擋層428之上以便與阻擋層428接觸。焊盤層426是連接至條帶142的部分，並且可包括能夠實現與條帶142良好連接的材料。下面將參照圖5來描述焊盤層426與條帶142的連接結構的各種示例。圖5是根據本發明概念的實施例示出了太陽能電池150中第一電極42與條帶142的連接結構的各種示例的放大圖。為了清晰和簡潔的描述，在圖5中，第一電極42的形狀基於圖2放大圓圈中所示的形狀示出。

在一個示例中，如圖5的(a)所示，包括例如鉛(Pb)和錫的條帶142可布置在焊盤層426的上方，然後當接收熱量時，直接連接至焊盤層426。另選地，如圖5的(b)所示，在將膏(例如，包括例如錫和鉍的焊膏)布置在焊盤層426與條帶142之間的狀態下，焊盤層426與條帶142可通過施加熱採用膏層146彼此連接。另選地，如圖5的(c)所示，在將導電膜148插入在焊盤層426與條帶142之間的狀態下，焊盤層426與條帶142可通過施加壓力通過導電膜148連接至彼此。導電膜148可通過分散導電粒子形成，該導電粒子由例如高導電的金、銀、鎳或銅形成在由例如環氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚醯亞胺樹脂或聚碳酸酯樹脂形成的膜中。當將熱量和壓力施加至導電膜時，導電粒子會從膜中露出，並且太陽能電池150與條帶142可通過露出的導電粒子彼此電連接。在多個太陽能電池150通過導電膜(未示出)彼此連接以構成模塊的示例中，降低了處理溫度，這可防止太陽能電池150的彎曲。焊盤層426和條帶142可通過多種其它的方法附接並連接至彼此。

焊盤層426可包括錫(Sn)或鎳釩合金(NiV)。錫有益地具有與條帶142或者與條帶142連接的膏的良好的粘結性。此外，鎳釩合金具有與條帶142或者與條帶142連接的膏的良好的粘結性。更具體地，在包括錫和鉍的膏的示例中，膏中的錫和鎳釩合金中的鎳呈現出非常優良的粘結性。此外，鎳釩合金具有非常高的熔點，大約為1000℃或者更高，其高於電極層424的組成材料。由此，焊盤層426在與條帶142的粘結期間或在太陽能電池150的製造期間不會變形，並且足以被用作保護電極層424的蓋面膜。

焊盤層426可具有納米單位的厚度，例如，50nm至300nm範圍內的厚度。當焊盤層426的厚度低於50nm時，其與條帶142的粘結性退化，並且當其厚度超過300nm時，會增加製造成本。然而，本發明性概念不限於此，並且例如，焊盤層426的厚度可以各種方式改變。

在本實施例中，包括粘結層422、電極層424、阻擋層428以及焊盤層426的第一電極42可通過例如濺射來形成。也就是說，在形成分別形成了粘結層422、電極層424、阻擋層428以及焊盤層426的金屬層以便使用該金屬層填充形成在半導體基板10的後表面之上的鈍化膜40的開口402(或在第二電極44的情況下的開口404)之後，將該金屬層圖案化以便形成第一電極42(和/或第二電極44)的粘結層422、電極層424、阻擋層428以及焊盤層426。可實施多種圖案化方法。在一個示例中，可通過使用抗蝕和刻蝕溶液的方法來實施圖案化。此時，可通過同時圖案化相同的金屬層來形成第一電極42和第二電極44。

因為當使用上述的濺射時，相應的材料會在太陽能電池150的厚度方向上彼此層疊其上，所以第一電極42的相應層彼此層疊其上使得整個粘結層422具有均勻的厚度、整個電極層424具有均勻的厚度、整個阻擋層428具有均勻的厚度、並且整個焊盤層426具有均勻的厚度。在本文中，均勻的厚度可表示為基於例如給定的工藝誤差(例如，具有10％以內誤差的厚度)而確定為均勻的厚度。

再次參照圖2，第一電極42可具有比開口402的寬度W1更大的寬度W2。這通過為第一電極42提供足夠的寬度W2(第一電極42的相應組成部分的寬度中最大的寬度)來降低第一電極42的阻抗。例如，開口402的寬度W1範圍從10μm至50μm，且第一電極42的寬度W2範圍可以是從200μm至250μm。當開口402的寬度W1低於10μm時，第一電極42和第一導電區域32彼此無法光滑地連接。當開口402的寬度W1超過50μm時，很可能在形成開口402時對第一導電區域32造成損壞。當第一電極42的寬度W2低於200μm時，第一電極42不具有足夠的阻抗。當第一電極42的寬度W2超過250μm時，第一電極42會不必要地導致例如與和其鄰近的第二電極44之間的短路。然而，本發明性概念不限於此，並且開口402的寬度W1和第一電極42的寬度W2可具有多個其它的值。

因此，第一電極42(更具體地，粘結層422)可形成在開口402的底表面(即，與半導體層30或導電區域32和34接觸的表面)、鄰近開口402的鈍化膜40的側表面、以及鈍化膜40鄰近開口402的一部分的上部。具體地，粘結層422可被布置為與開口402的底表面(即，與半導體層30接觸的表面)、鄰近開口402的鈍化膜40的側表面、以及鈍化膜40鄰近開口402的一部分接觸。基於第一電極42形成在鈍化膜40鄰近開口402的側表面上方以及形成在鄰近開口402的鈍化膜40的上方的事實，應當認識到電極42和44可通過形成金屬層來形成，該金屬層在整個鈍化膜40的上方構成電極42和44，然後圖案化該金屬層。

此外，在一個示例中，在第一電極42側表面的至少一部分(更具體地，布置在鈍化膜40上方部分的側表面)中布置凹槽(或切口)R。凹槽R可出於各種原因而形成。在一個示例中，形成具有圖2中所示的形狀的凹槽R，因為當第一電極42和第二電極44通過例如濺射圖案化時，靠近執行濺射所在位置的部分(即，朝向粘結層422布置的部分)被刻蝕的更多，並且遠離執行濺射所在位置的部分(即，朝向焊盤層426布置的部分)被刻蝕的更少。

更確切地，在本實施例中，凹槽R可被布置在第一電極42的電極層424的側表面中。這是因為在粘結層422、阻擋層428和焊盤層426中沒有形成凹槽R或者形成了具有小寬度的凹槽R，其具有良好的防酸性，然而凹槽R可容易地通過刻蝕溶液而形成在電極層424中，其具有相對弱的防酸性。因此，電極層424的至少一部分可具有寬度W21(即，第一電極42的組成部分的寬度中的最小寬度)，其小於第一電極42的寬度W2(例如，粘結層422或焊盤層426的寬度)。附圖示出了一個示例，其中鄰近阻擋層428布置的電極層424的一部分具有與阻擋層428的寬度相同的厚度，但是電極層424的剩餘部分隨著接近粘結層422而逐漸減小。

然而，本發明性概念不限於此。例如，如圖3所示，形成在電極層424中的凹槽R的寬度可隨著與粘結層422和阻擋層428距離的減小而逐漸的增大，並且可隨著與粘結層422和阻擋層428距離的增大而逐漸的減小。因此，凹槽R可被形成為使得其寬度隨著與粘結層422距離的增大以及到阻擋層428距離的減小而逐漸地減小並隨後增大。此外，凹槽R可為電極層424的側表面提供圓形。具有上述形狀的凹槽R可在溼法刻蝕時使用例如浸漬來形成。這是因為電極層424鄰近粘結層422、阻擋層428以及焊盤層426的不能順利刻蝕的部分被刻蝕的較少，並且電極層424的沒有鄰近上述層的內部可以容易地被刻蝕。電極層424的形狀取決於凹槽R，其可以多種方式改變。

再次參照圖2，在一個示例中，凹槽R的寬度W22(或者粘結層422或焊盤層426的寬度W2與電極層424在第一電極42的一側的最小寬度W21之間的差值)範圍可以是從1μm至10μm。這受限於可由溼法刻蝕所產生的範圍。然而，本發明性概念不限於此，並且凹槽R的寬度W22可具有多個數值。

從凹槽R的出現可以認識到電極42和44可通過在整個鈍化膜40上形成金屬層並且通過刻蝕來將該金屬層圖案化來形成，該金屬層構成了電極42和44。

如上所述，在本實施例中，第一電極42無需電鍍而形成。當通過電鍍形成第一電極42的一部分時，在電鍍出問題時，會電鍍到不期望的部分，如存在於鈍化膜40中的引腳孔和標線。此外，因為電鍍溶液是酸或鹼，它會損壞鈍化膜40或會退化鈍化膜40的特性。在本實施例中，通過省略電鍍，鈍化膜40的特性得以提高並且第一電極42可通過簡化的工藝形成。然而，本發明性概念不限於此，並且粘結層422、電極層424和焊盤層426可通過各種方法形成並且可通過各種方法被圖案化。

此外，因為阻擋層428被設置在電極層424與焊盤層426之間，因此可以防止由電極層424與焊盤層426之間的反應而造成的問題。

在下文中，將參照圖4詳細描述第一導電區域32、第二導電區域34、阻擋區域36以及第一電極42和第二電極44的平面形狀。

參照圖2和4，在本實施例中，第一導電區域32和第二導電區域34被延伸一段長度以分別具有條帶形狀，並且交替地布置在與其縱向交叉的方向上。阻擋區域36被布置在第一導電區域32與第二導電區域34之間，使得第一導電區域32和第二導電區域34通過阻擋區域36彼此間隔。儘管圖中未示出，但彼此間隔的多個第一導電區域32可在一個邊緣彼此連接，並且彼此間隔的多個第二導電區域34可在另一個邊緣彼此連接。然而，本發明性概念不限於此。

此時，第一導電區域32的面積可大於第二導電區域34的面積。在一個示例中，第一導電區域32和第二導電區域34的面積可通過為第一導電區域32和第二導電區域34提供不同的寬度來調整。也就是說，第一導電區域32的寬度W3大於第二導電區域34的寬度W4。

此外，第一電極42可具有條帶狀以便對應於第一導電區域32，並且第二電極44可具有條帶狀以便對應於第二導電區域34。相應的開口(參見圖1中的標號402和404)可沿著第一電極42和第二電極44的整個長度被形成以便對應於第一電極42和第二電極44。由此，第一電極42和第二電極44與第一導電區域32和第二導電區域34的接觸面積被最大化，這可提高載流子收集的效率。然而，本發明性概念不限於此。當然，開口402和404可形成為僅將第一電極42和第二電極44的一部分分別連接至第一導電區域32和第二導電區域34。例如，開口402和404可採用多個接觸孔的形式。此外，儘管未在圖中示出，但是多個第一電極42可在一個邊緣彼此連接，並且多個第二電極44可在另一個邊緣彼此連接。然而，本發明性概念不限於此。

此外，第一導電區域32和第二導電區域34的形狀以及第一開口402和第二開口404的配置或形狀不限於上面的描述。例如，第二導電區域34可包括多個彼此間隔的島狀物，並且第一導電區域32可通過集成除了第二導電區域34之外的剩餘部分而形成。第一開口402和第二開口404可具有分別與第一導電區域32和第二導電區域34連接的形狀和配置。多種其它的改變是可能的。

再次參照圖2，前表面鈍化膜24和/或防反射膜26可被布置在半導體基板10的前表面上(更確切地，位於形成在半導體基板10的前表面上的前表面場區域130的上方)。在一些實施例中，只有前表面鈍化膜24可形成在半導體基板10上，只有防反射膜26可形成在半導體基板10上，或前表面鈍化膜24和防反射膜26可按順序布置在半導體基板10上。圖2示出了前表面鈍化膜24和防反射膜26按順序形成在半導體基板10上使得半導體基板10與前表面鈍化膜24接觸。然而，本發明性概念不限於此，並且半導體基板10可與防反射膜26接觸，以及各種其它的改變是可能的。

前表面鈍化膜24和防反射膜26基本上被形成在半導體基板10的整個表面之上。在本文中，表述「膜形成在整個基板之上」不僅包括該膜物理上完全形成在整個基板之上的情況，還包括該膜不可避免地形成在排除一部分基板之外的全部基板之上的情況。

前表面鈍化膜24與半導體基板10的前表面接觸，以鈍化存在於半導體基板10的前表面或體中的缺陷。如此，可以通過移除少量載流子的複合點來增大太陽能電池150的開路電壓。防反射膜26降低了引入半導體基板10前表面的光反射率。這會增加到達形成在基部區域110與第一導電區域32的交界面的pn結的光的數量。由此，可增大太陽能電池150的短路電流Isc。總之，前表面鈍化膜24和防反射膜26可增大太陽能電池150的開路電壓和短路電流，由此提高了太陽能電池的效率。

前表面鈍化膜24和/或防反射膜26可由多種材料形成。在一個示例中，前表面鈍化膜24和/或防反射膜26可包括單膜或多膜，其以兩個或多個膜組合的形式，選自由氮化矽膜、包含氫的氮化矽膜、氧化矽膜、氮氧化矽膜、碳化矽膜、AL2O3、MgF2、ZnS、TiO2和CeO2構成的組。在一個示例中，前表面鈍化膜24為形成在半導體基板10上的氧化矽膜，並且防反射膜26可採用層疊的形式，其中氮化矽膜和碳化矽膜按順序彼此層疊於其上。

當光進入根據本實施例的太陽能電池150中時，在基部區域110與第一導電區域32之間形成的pn結處通過光電轉換產生空穴和電子。所產生的空穴和電子通過穿過隧穿層20移動至第一導電區域32和第二導電區域34，並且隨後移動至第一電極42和第二電極44。這導致了電的產生。

在根據本實施例的後接觸型太陽能電池150中，其中電極42和44形成在半導體基板10的後表面上並且沒有電極形成在半導體基板10的前表面上，這可以使半導體基板10前表面上的遮光損失最小化。這可以提高太陽能電池150的效率。然而，本發明性概念不限於此。

此外，因為第一導電區域32和第二導電區域34與被插入在其間的隧穿層20形成在半導體基板10的上方，所以第一導電區域32和第二導電區域34可形成與半導體基板10分離的層。由此，相比於通過使用摻雜物來對半導體基板10進行摻雜而形成摻雜區域被用作導電區域的情況，由複合造成的損失得以最小化。

此外，在本實施例中，阻擋層248可設置在電極層424與焊盤層426之間以便防止由電極層424與焊盤層426之間的任何反應所造成的問題。這將在下面參照圖6至圖8詳細描述。

圖6是根據本發明性概念的示例示出了太陽能電池150中第一電極42橫截面的照片，圖7是根據比較例示出了太陽能電池中電極橫截面的照片，以及圖8是根據退火前後本發明性概念的示例及比較例示出了太陽能電池中電極電阻的測量結果的圖表。

例如，在電極層424包括鋁且焊盤層426包括鎳釩合金的示例中，如圖6所示，可以認識到如在本示例中當阻擋層428設置在電極層424與焊盤層426之間時在電極層424與焊盤層426之間沒有產物(例如，金屬間化合物)形成。另一方面，在沒有設置阻擋層的比較例中，如圖7所示，可以認識到通過電極層424中的鋁與焊盤層426中的鎳之間的反應，在電極層424與焊盤層426之間形成有厚的金屬間化合物。當形成金屬間化合物時，其可極大地增加第一電極42和第二電極44的阻抗，由此造成第一電極42和第二電極44的電特性退化。儘管通過示例的方式已經描述了電極層424包括鋁且焊盤層426包括鎳的情況，但本發明性概念不限於此。

此外，如圖8所示，可以認識到根據示例的太陽能電池的電極退火前後具有相似的阻抗，其中根據比較例的太陽能電池的電極相比於退火之前，退火之後阻抗顯著地增大。在根據比較例的太陽能電池中，假定退火前後的阻抗產生差異是因為通過電極層材料與焊盤層材料之間的反應會形成金屬間化合物。

此外，本示例中的焊盤層426與條帶142可具有良好的粘結性，其中比較例中的焊盤層426與條帶142不具有良好的粘結性。也就是說，在本示例中，阻擋層428可防止電極層424的組成材料擴散進焊盤層426的內部或表面，由此為焊盤層426提供了與條帶142的良好的內部粘結性。另一方面，在比較例中，電極層424的材料可擴散至焊盤層426的內部或表面，由此造成焊盤層426特性的退化。例如，因為附接條帶142時所使用的焊接材料(例如，焊接膏)主要具有疏水性，因此在比較例中當例如電極層424中的鋁擴散進焊盤層426中時，可形成親水的氧化鋁，造成焊盤層426中條帶142焊接材料的溼潤性退化。由此，會極大地損壞焊盤層426與條帶142之間的粘結性。

如上所述，在本示例中，阻擋層428可防止由電極層424與焊盤層426之間的反應所產生的問題，由此為第一電極42和第二電極44提供了低阻抗及與條帶142的良好附接。由此，提高了太陽能電池150的效率並增大了太陽能電池板100的輸出。此外，可通過粘結層422進一步提高第一電極42和第二電極44的各種特性。

在下文中，將詳細描述根據本發明性概念其它實施例的太陽能電池。將省略與上面描述相同或極其相似的部件的詳細描述，並且將僅詳細描述不同的部件。

圖9是根據本發明概念的另一個實施例示出了太陽能電池的截面圖。

參照圖9，根據本實施例的太陽能電池150不包括隧穿層(參見圖2中的標號20)，並且第一導電區域32和第二導電區域34被構造為半導體基板10內部的摻雜區域。也就是說，第一導電區域32和第二導電區域34中的每一個均被構造為摻雜區域，其通過使用相對高摻雜濃度的第一或第二導電摻雜物來對半導體基板10摻雜而形成。如此，第一導電區域32和第二導電區域34包括第一或第二導電結晶(單晶或多晶)半導體以構成半導體基板10。在一個示例中，第一導電區域32和第二導電區域34中的每一個可被構造為第一或第二導電類型的單晶半導體基板(例如，單晶矽晶片基板)的一部分。

在該實施例中，第一電極42的粘結層(參見圖2中的標號422)與半導體基板10(或構成半導體基板10的一部分的第一導電區域32)接觸形成，並且第二電極44的粘結層422與半導體基板10(或構成半導體基板10的一部分的第二導電區域34)接觸形成。在上面的描述中，區別只在於第一電極42和第二電極44的粘結層422與半導體基板10接觸，而不是半導體層30，因此將省略其詳細描述。

由於從上面的描述顯而易見的是，根據本發明性概念的太陽能電池可防止由於阻擋層導致在電極層與焊盤層之間的反應而造成的任何問題，因此提供了與條帶之間具有低阻抗和良好粘結性的電極。由此，可以提高太陽能電池的效率並增大太陽能電池板的輸出。此外，可通過粘結層進一步提高電極的各種特性。

上述的結構、配置、效果等被包含在本發明性概念的至少一個實施例中，並且不應被限制為僅有的一個實施例。此外，在每一個實施例中所述的結構、配置、效果等可實施在其它的實施例中，因為本領域技術人員可以將它們彼此組合或變形。因此，關於這些組合和變形的內容應該被構造為包含在如所附權利要求中所公開的本發明性概念的範圍和精神內。

相關申請的交叉引用

本申請要求向韓國知識產權局於2015年7月27日提交的韓國專利申請第10-2015-0105964號以及於2016年7月15日提交的韓國專利申請第10-2016-0090036號的優先權，其公開的內容通過引用的方式被併入本文。