具体实施方式

现在将详细参考本公开的各种实施方式，其示例在附图中示出。然而，本发明可以许多替代形式实施，且不应解释为限于本文所阐述的实施方式。

在附图中，为了描述的清楚和简单，省略了与本公开的实施方式无关的部件的图示。在整个公开中，相同的附图标记表示相同或非常相似的元件。在附图中，为了描述的清楚，元件的厚度、宽度等被放大或缩小，并且不应该被解释为限于附图中所示的那些。

还应当理解，在整个说明书中，当一个元件被称为“包括”另一个元件时，术语“包括”指定另一个元件的存在，但不排除其它附加元件的存在，除非上下文另外清楚地指出。此外，应当理解，当诸如层、区域或板的一个元件被称为在另一个元件“上”时，一个元件可以直接在另一个元件上，并且还可以存在一个或多个中间元件。相反，当一个元件例如层、区域或板被称为“直接在”另一个元件上时，不存在一个或多个中间元件。

此外，如果某个组成元件的厚度、宽度或长度与另一个组成元件的厚度、宽度或长度相同，这意味着两个组成元件在工艺误差的容限内具有相同的厚度、宽度或长度。

因此，如果工艺误差容限为10％，则意味着它们的厚度在10％的工艺误差容限内被认为是相同的。下面的描述将基于工艺误差容限为10％的假设给出。

此外，半导体基板的一侧和另一侧是指半导体基板平面的相对侧。因此，例如，如果半导体基板的一侧是光落在其上的半导体基板的前侧，则半导体基板的另一侧是指半导体基板的背侧。相反，如果半导体基板的一侧是半导体基板的背侧，则半导体基板的另一侧可以指半导体基板的前侧。

为了便于说明，将基于半导体基板的一侧是半导体基板的正面而半导体基板的另一侧是半导体基板的背面的假设进行以下描述。

图1是示意性地示出根据本公开的示例性实施方式的在太阳能电池中形成凹槽以将太阳能电池分成多个部分的过程的视图。图2是示出根据本公开的示例性实施方式的制造方法的流程图。

如本文所用，术语“太阳能电池”是指成品，如稍后将描述的太阳能电池100和1000，其包含用于在半导体基板上产生电力的多个组件，例如半导体基板，控制钝化层，含有杂质的第一和第二导电区，本征半导体部分，绝缘层，背面钝化层以及第一和第二电极。术语“凹槽”是指通过用激光照射太阳能电池以将太阳能电池分成多个部分而形成的凹槽。

参考图1和图2，根据本公开的示例性实施方式的太阳能电池100可以包括半导体基板10和由半导体基板10的至少一侧形成的半导体层20。

半导体基板10可以由掺杂有第一或第二导电掺杂剂的单晶硅和多晶硅中的至少一种制成。在一个实例中，半导体基板10可以通过用低浓度的第一或第二导电掺杂剂掺杂单晶硅晶片来制造。

这里，第一导电掺杂剂可以是p型或n型掺杂剂，第二导电掺杂剂可以是另一种掺杂剂。具体地，如果第一导电掺杂剂是诸如硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)和铟(In)的三价原子之一的p型，则第二导电掺杂剂可以是诸如磷(P)、砷(As)、铋(Bi)和锑(Sb)的五价原子之一的n型、。因此，在一个实例中，第一或第二导电掺杂剂可以是硼(B)、而另一种可以是磷(P)。

半导体基板10可具有占据太阳能电池的整个厚度的90％的厚度，且在优选实施方式中，半导体基板10的厚度可大致为160μm。在此，在±10％的工艺误差范围内，厚度被认为基本上相同。

此外，半导体层20可以形成在半导体基板10的整个侧面上方，并且可以由具有比半导体基板10高的吸收系数的半导体材料制成。在一个实例中，如果半导体基板10是单晶硅，则半导体层20可以是具有比单晶硅更高的吸收系数的多晶硅。

半导体层20可以用作功能层，当半导体基板10被激光照射时，该功能层通过部分吸收激光来防止由激光的高能量引起的对半导体基板10的热损伤。可以考虑吸收深度来设定半导体层20的厚度，以便用作有效吸收层，这将在后面详细描述。

此外，半导体层20可以具有预定的厚度，以便用作构成太阳能电池的一层。在示例中，半导体层20可以被配置为形成导电区的层，在这种情况下，半导体层20可以具有250至300μm的厚度。一旦半导体层20被配置为构成太阳能电池的一层，则当太阳能电池被分割时，其可用作吸收层，从而防止太阳能电池的劣化并有助于提高生产率，因为不需要向太阳能电池添加新的部件。

同时，虽然图1示出半导体层20直接形成在半导体基板10的一个表面上，但是本公开不限于此，而是另一层可以介入在这两层之间。这里，术语“直接”表示半导体层20的一个表面形成在半导体基板10的一个表面上，在半导体层20和半导体基板10之间没有中间层。

图1的(A)示出了用激光30照射半导体基板10。根据本发明的制造方法，期望激光30首先照射到半导体层20上，然后照射到半导体基板10上，而不是根据时间直接照射到半导体基板10上。在一个示例中，半导体层20可以被设置成面对激光30(S10)，并且激光30可以被引导朝向从半导体层20垂直直立的半导体基板10(S20)。

市场上通常可获得的各种类型的激光可以用作激光30。在一个实例中，取决于激光的波长，激光30可以是532nm激光或1024nm激光，并且在一些激光中，可以调节半导体层20的厚度。

图1的(B)示出了通过激光30的照射形成的凹槽40。当用激光照射半导体基板10时，随着用激光照射的局部区域被加热而发生激光消融，从而形成凹槽40。然而，在本公开的一个示例性实施方式中，激光30在穿过具有比半导体基板10高的吸收系数的半导体层20之后照射到半导体基板10上，并且部分激光因此被半导体层20吸收，从而减少对半导体基板10的热损伤。下面将参照其它附图详细描述其效果。

在太阳能电池100的一个表面上形成凹槽40之后，可以通过对太阳能电池100施加物理冲击将太阳能电池100分成多个部分(S30)。

优选地，形成在太阳能电池100中的凹槽40的深度dt为太阳能电池100的厚度ds的30％至70％。这里，太阳能电池100的厚度ds可以基本上等于半导体基板的厚度，因为覆盖半导体基板的层的厚度与半导体基板的厚度相比非常小。如果凹槽40的深度dt小于厚度ds的30％，则太阳能电池可能不会沿着凹槽40分裂，而是当太阳能电池沿着凹槽40分成多个部分时破裂。如果凹槽40的深度dt大于厚度ds的70％，则这可能在形成凹槽40的过程中对太阳能电池100造成严重的热损伤，这可能导致太阳能电池效率的急剧下降。

图3是示出吸收系数如何根据不同类型硅的结晶度而变化的曲线图。在图3中，硅示出了单晶硅的吸光系数与波长的关系，并且多晶硅示出了多晶硅的吸光系数与波长的关系。

该曲线图示出了在约400nm或更短的波长下，单晶硅和多晶硅之间的吸收系数没有差别。由此可以看出，当使用波长为400nm或更短的激光时，半导体层20不能起到吸收层的作用，以至于难以减少对半导体基板10的热损伤。

此外，该图清楚地示出，在400nm或更长的波长下，随着波长增加，多晶硅的吸收系数变得高于单晶硅的吸收系数。这样，如果使用波长为400nm或更长的激光，多晶硅比单晶硅更好地吸收激光，结果，可以减少对半导体基板10的热损伤。

同时，图4是示出基于由多晶硅制成的半导体层的存在与否，凹槽的切割深度的测试结果的曲线图。这里，x轴上存储的脉冲能量表示照射到太阳能电池上的激光的总能量。

从图4的曲线图可以看出，切割深度随着存储的脉冲能量的增加而线性增加。而且，可以看出，与当激光照射在没有半导体层的太阳能电池上时相比，当激光照射在具有半导体层的太阳能电池上时，利用相同的存储脉冲能量，凹槽形成得更深。

这些测试结果表明，当在具有半导体层的太阳能电池中形成凹槽时，如果具有半导体层的太阳能电池用比不具有半导体层的太阳能电池半导体层的太阳能电池，则凹槽的深度可以与不具有半导体层的太阳能电池中的凹槽深度相同。结果，这可导致对具有半导体层的太阳能电池的较少热损伤。

这可以通过图5清楚地看到。图5是示出太阳能电池的功率输出相对于存储的脉冲能量减小的曲线图。

如图所示，可以看出太阳能电池的功率输出随着存储的脉冲能量的增加而线性减小。当应用于图3时，这些结果示出具有半导体层的太阳能电池比不具有半导体层的太阳能电池具有更小的热损伤。

下面的表1示出了在图4和图5的上述测试中使用的激光的要求，并且该激光被扫描10次。

[表1]

图6是示出吸收深度如何根据不同类型硅的结晶度而变化的曲线图。吸收深度被定义为“1/吸收系数”，其是指从入射表面的透射深度，以该深度可以吸收大约36％的照射光的能量。从曲线图中可以看出，吸收系数随着波长的增加而线性增加，并且在相同波长下单晶硅具有比多晶硅更好的吸收系数。

同时，图3示出在400nm或更长的波长下，多晶硅的吸收系数高于单晶硅的吸收系数。鉴于此，在本公开的一个示例性实施方式中，优选使用波长为400nm或更长的激光；更优选地，可以使用波长为532nm的激光(以下称为532激光)和波长为1024nm的激光(以下称为1024激光)。

然而，如图6所示，如果半导体层20的厚度为180nm，则多晶硅吸收波长为532nm的光的36％。因此，在具有图1所示构造的太阳能电池中，如果半导体层20具有180nm或更大的厚度，则半导体层20吸收约36％的激光，并且将剩余部分投射到半导体基板10上，从而减小对半导体基板10的热损伤。

与此相比，当532激光直接照射在单晶硅上时，获得只有当半导体层20的厚度至少为1280nm时相同的效果。

也就是说，在本发明的一个示例性实施方式中，通过在半导体基板10上形成半导体层20，可以有效地减少由激光引起的热损伤。

当使用1024激光时，如果多晶硅为600nm厚，则它吸收36％的光。因此，在具有图1所示构造的太阳能电池中，半导体层20需要为600nm厚或更厚，以便有效地减少对半导体基板10的热损伤。

图7是用于说明在太阳能电池中形成凹槽的激光的视图。

激光可以被分类为线性激光或脉冲型激光。线性激光在时间轴上不间断地振荡。当使用线性激光形成凹槽时，太阳能电池在没有空闲周期(冷却周期)的情况下被加热，并且热损伤沿着时间轴累积在太阳能电池上，这是不期望的。

与此相比，脉冲型激光与脉冲的振荡频率同步地间歇地照射激光。因此，太阳能电池可以在加热周期和冷却周期之间交替，从而与线性激光相比有效地减少热损伤。

在脉冲型激光中，来自激光的一次发射被称为光点60，并且在扫描时间期间投射激光。这里，扫描时间表示沿着划片线50投射激光的时间段。

当形成凹槽时，通过多次扫描形成凹槽比通过一次扫描形成凹槽更好，以便减少对太阳能电池的热损伤。

扫描次数可以通过脉冲能量来调节。脉冲能量是来自激光的一次发射的能量的量。用于形成凹槽的总存储脉冲能量可以通过将脉冲能量uj乘以照射的总数来获得，并且凹槽的深度和激光的最大功率Pmax由总存储脉冲能量来确定。

激光沿着扫描线(或划片线)50扫描太阳能电池。可以通过大约10次扫描在太阳能电池的表面上形成一条槽线，并且可以通过诸如扫描速度和脉冲能量的参数来调整扫描的次数。

图7示出了沿着太阳能电池100的中心线形成扫描线50，以将太阳能电池100分成两个部分。这里，表述“将太阳能电池分成两部分”是指将太阳能电池分成两片，使得两片的宽度(基于附图的垂直长度)相等。

在本公开的示例性实施方式中，如图8所示，太阳能电池100可被分成n个部分。这里，例如，n是整数，并且图8中的n是3。参照图8，第一扫描线501可位于太阳能电池的上部，第二扫描线502可位于太阳能电池的下部，使得太阳能电池100被分成三个部分。这里，在太阳能电池被分割之后，太阳能电池的边缘和第一扫描线501之间的第一宽度d1、第一扫描线501和第二扫描线502之间的第二宽度d2以及第二扫描线502和太阳能电池的另一边缘之间的第三宽度d3可以相等。

如上所述，沿着第一扫描线501和第二扫描线502照射激光。结果，在太阳能电池的表面上形成两条槽线，并且通过对太阳能电池施加物理冲击，可以将太阳能电池分成第一至第三太阳能电池片100n。在下文中，将描述可应用本发明的上述制造方法的太阳能电池。图9是示出根据本发明适用的示例性实施方式的太阳能电池的构造的视图。图10是示出太阳能电池的横截面的视图。

参考这些附图，太阳能电池的实例可以包括半导体基板110、控制钝化层132和160、第一导电区170、第二导电区120、本征半导体部分190、绝缘层130、背面钝化层180、多个第一电极140和多个第二电极150。

半导体基板110可以由掺杂有第一或第二导电掺杂剂的单晶硅和多晶硅中的至少一种制成。在一个实例中，半导体基板110可以通过用低浓度的第一或第二导电掺杂剂掺杂单晶硅晶片来制造。

这里，第一导电掺杂剂可以是p型或n型掺杂剂，第二导电掺杂剂可以是另一种掺杂剂。

具体地，如果第一导电掺杂剂是p型，其是诸如硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)和铟(In)的三价原子之一，则第二导电掺杂剂可以是n型，其是诸如磷(P)、砷(As)、铋(Bi)和锑(Sb)的五价原子之一。

因此，在一个实例中，第一或第二导电掺杂剂可以是硼(B)，而另一种可以是磷(P)。

控制钝化层132和160可以设置成与半导体基板110的整个背面直接接触，并且可以包括介电材料。

控制钝化层132和160可以允许在半导体基板110中产生的载流子通过，并且可以在半导体基板110的背表面上执行钝化功能。为此，控制钝化层132和160可以制成0.5nm到2nm的厚度。

控制钝化层132和160可以由诸如SiCx或SiOx的介电材料制成。

第一导电区170可以形成在半导体基板110的正面或背面上，并且可以包括与半导体基板110相同的导电区。

在一个示例中，第一导电区170可以是指用与半导体基板110的导电掺杂剂相同的掺杂剂以低于半导体基板110的掺杂剂浓度的浓度掺杂的区域。

在一个示例中，第一导电区170可以包括前电场部分171和背电场部分172。

前电场部分171可以形成在半导体基板110的整个前表面上，并且可以用与半导体基板110相同的导电掺杂剂以高浓度掺杂。

在一个实例中，可以通过热扩散在半导体基板110的前表面内扩散导电掺杂剂来形成前电场部分171。因此，前电场部分171可以由与半导体基板110相同的硅材料制成。

在一个示例中，如果半导体基板110由单晶硅制成，则前电场部分171也可以由单晶硅制成。

背电场部分172可以在半导体基板110的背表面上平行于第二导电区120纵向延伸，并且可以由掺杂有与半导体基板110相同的导电掺杂剂的高浓度多晶硅制成。这样，背电场部分172可以执行其功能。

在一个示例中，背电场部分172可以形成为与控制钝化层132和160的背表面直接接触，并且可以与第二导电区120间隔开。

第二导电区120可以在长度方向上平行于半导体基板110的背表面上的背电场部分172延伸，并且可以用与半导体基板110的导电掺杂剂相反的导电掺杂剂掺杂，并与半导体基板110形成p-n结，其间具有控制钝化层132。这样，第二导电区120可以用作发射极部分。

本征半导体部分190可以在控制钝化层132的背表面上方的区域中形成在第一导电区170的背电场部分172和第二导电区120之间的空间中。与第一导电区170和第二导电区120不同，本征半导体部分190可由未掺杂有第一导电掺杂剂或第二导电掺杂剂的本征多晶硅层制成。

这样，位于控制钝化层132上方的第一导电区170的背电场部分172、第二导电区120和本征半导体部分190可以由与半导体基板110的硅材料具有不同结晶度的硅材料制成，并且如上所述，它们可以形成为在激光工艺中用作吸收层的半导体层。在这种情况下，现有组件之一可充当吸收层而无需在太阳能电池中配置额外层。因此，可以容易地减少对太阳能电池的热损伤，而不增加制造成本和制造工艺的数量。

在示例中，如果半导体基板110由例如单晶硅制成，则半导体层(即，第一导电区170的背电场部分172、第二导电区120和本征半导体部分190)可由具有比半导体基板110高的吸收系数的材料(例如，多晶硅或多晶硅和非晶硅的混合材料)制成。如果第一导电区170的背电场部分172和第二导电区120由多晶硅制成，则如上所述，它们的厚度可以根据所用激光的波长来确定。如果激光具有532nm的波长，则半导体层可以具有优选180nm或更大的厚度。如果激光具有1024nm的波长，则半导体层可以具有优选600nm或更大的厚度。

绝缘层130可以位于半导体基板110的至少一侧或另一侧上。在一个实例中，如图1所示，绝缘层130可以位于半导体基板110的一侧，即前表面上。然而，这不必限于图1，并且在一些情况下，如果太阳能电池是双面太阳能电池，其中光不仅落在半导体基板110的一侧上而且落在另一侧上，则绝缘层130可以位于半导体基板110的另一侧，即背面上。

此外，在诸如前电场部分171的导电区形成在半导体基板110上的情况下，如图1所示，绝缘层130可以位于前电场部分171上。然而，在没有形成前电场部分171的情况下，与图1相反，绝缘层130可以设置成与半导体基板110的前表面直接接触。

这里，半导体基板110的一侧可以是光直接从半导体基板110落在其上的太阳能电池的前表面，而半导体基板110的另一侧可以是与光被反射和落在其上的一侧相对设置的太阳能电池的背表面。

绝缘层130可以使从外部落在半导体基板110上的光的反射率最小化，阻挡来自外部的UV射线，防止由于湿气渗透到密封材料(例如EVA，太阳能电池模块的部件之一)中而产生的乙酸引起的绝缘层130的蚀刻，防止在基板中产生的载流子由于UV射线而损失，并且提高太阳能电池模块的开路电压V_OC和短路电流，从而提高太阳能电池模块的总效率。

多个第一电极140可连接到第二导电区120并沿长度方向延伸。第一电极140可以收集已经迁移到第二导电区120的载流子。

多个第二电极150可以连接到第一导电区170的背电场部分172，并且在长度方向上平行于第一电极140延伸。第二电极150可以收集已经迁移到第一导电区170的载流子。

除了形成第一和第二电极140和150的区域之外，可以在第一导电区170的背电场部分172的背表面、第二导电区120的背表面以及本征半导体部分190的背表面上形成后钝化层180。

背面钝化层180去除由在第二导电区120、第一导电区170和本征半导体部分190中形成的多晶硅层的背面上形成的悬空键引起的缺陷，从而防止在半导体基板110中产生的载流子通过悬空键的复合而湮灭。

应用于根据本公开的太阳能电池模块的太阳能电池不必限于图1，并且除了太阳能电池中的第一电极140和第二电极150形成在半导体基板110的背表面上之外，可以对部件进行改变。

例如，可以省略第一导电区170的前电场部分171。在这种情况下，绝缘层130可以设置成与半导体基板110的前表面直接接触。

同时，期望的是，在如此构造的太阳能电池中，激光照射到光接收表面的相对侧(例如，背面)。当激光照射到半导体基板110上时，随着由激光熔化的半导体基板110的表面冷却，形成凹槽40。此时，由于激光的高热，凹槽40周围的区域也接收热能，由此晶体之间的稳定结合被破坏，从而导致复合点数量的增加。为此，期望的是，当用激光照射太阳能电池时，激光不照射到半导体表面110的光接收表面上，而是照射到相对侧上。

太阳能电池的背面被配置为包括第一导电区170和第二导电区120，并且第一导电区170与半导体基板110形成p-n结。因此，希望在形成p-n结的区域上不照射激光。众所周知，太阳能电池通过半导体基板和发射极之间的p-n结产生电。另外，p-n结区域被形成发射极的区域的激光照射损坏，这不可避免地导致太阳能电池的发电效率降低。

鉴于此，在本公开中，优选的是，激光不照射到形成发射器的区域上。在示例中，如果第一导电区170形成发射器并且第二导电区120形成背电场部分，则可以将激光照射到背表面上，即光接收表面的相对侧，或者照射到形成第二导电区120的区域上，以避开形成发射器的区域。在这种情况下，可以沿电极140的长度方向照射激光。在激光照射到第二导电区120上的情况下，电极140的长度方向对应于激光的扫描方向。因此，激光被配置为不跨越金属电极，这提供了在太阳能电池中形成凹槽而没有电极干扰的优点。

图11示出了可应用本公开的制造方法的太阳能电池的另一实施方式。虽然前述太阳能电池是其中光通过太阳能电池的背表面进入的背接触太阳能电池，但是根据该示例性实施方式的太阳能电池可以被配置为能够接收通过前表面和背表面两者进入的光的双面光接收太阳能电池。

太阳能电池1000可以包括半导体基板1200、形成在半导体基板1200中或上的导电区2000和3000，以及连接到导电区2000和3000的电极4200和4400。

在一个示例中，导电区2000和3000可以包括具有不同导电类型的第一导电区2000和第二导电区3000。电极4200和4400可以包括连接到第一导电区2000的第一电极4200和连接到第二导电区3000的第二电极4400。

半导体基板1200可以包括具有相对低掺杂浓度的第一或第二导电掺杂剂，其可以是晶体基板，例如单晶或多晶硅基板。在这种情况下，半导体基板1200的前表面和背表面中的至少一个可以具有纹理结构或防反射结构，该纹理结构或防反射结构具有金字塔形脊以便最小化反射。附图示出双面光接收太阳能电池，其中在正面和背面上都形成有脊。

导电区2000和3000可以包括位于半导体基板1200的一侧(例如，正面或背面)上的第一导电类型的第一导电区2000和位于半导体基板1200的另一侧(例如，另一侧)上的第二导电类型的第二导电区3000。导电区2000和3000可以是与半导体基板1200不同的导电类型，或者可以具有比半导体基板1200更高的掺杂浓度。

在优选实施方式中，用作发射极的第一导电区2000可以被配置为对应于半导体基板1200的一部分的掺杂区，并因此改善与半导体基板1200的结的特性。

此外，希望用作背电场部分的第二导电区3000被配置为与半导体基板1200分离地形成在半导体基板1200上的半导体层。如上所述，半导体层3000可以由具有比半导体基板1200高的吸收系数的材料制成，以便在投射激光时用作吸收激光，例如，如果半导体基板1200由单晶硅制成，则第二导电区3000可以由多晶硅制成。

至于第二导电区3000的厚度，如果投射的激光是532激光，则半导体层3000可以具有180nm或更大的厚度，如果投射的激光是1024激光，则半导体层3000可以具有600nm或更大的厚度。

作为第一绝缘膜的第一钝化层22和/或防反射层24可以位于半导体基板12的前表面(更精确地，形成在半导体基板12的前表面上的第一导电区20)之上(例如与其接触)。作为第二绝缘膜的第二钝化层32可以位于半导体基板12的背表面(更精确地，形成在半导体基板12的背表面上的第二导电区30)之上(例如，与其接触)。防反射层24和第二钝化层32可以由各种绝缘材料制成。在一个实例中，第一钝化层22、防反射层24或第二钝化层32可以具有多层膜结构，该多层膜结构由选自氮化硅膜、含氢氮化硅膜、氧化硅膜、氧化硅氮化物膜、氧化铝膜、碳化硅膜、MgF2、Zn2O、TiO2和CeO2的单个膜或两个或更多个膜构成。然而，本公开不限于上述内容。

此外，可在半导体基板1200与半导体层3000之间形成控制钝化层3100以提供隧穿效应。控制钝化层3100可以允许在半导体基板1200中产生的载流子通过，并且可以在半导体基板1200的背表面上执行钝化功能。为此，控制钝化层3100可以具有0.5nm到2nm的厚度。

控制钝化层300可以由诸如SiCx或SiOx的介电材料制成。

第一电极42通过穿过第一绝缘膜形成的开口电连接到第一导电区20，第二电极44通过穿过第二绝缘膜形成的开口电连接到第二导电区30。第一电极42和第二电极44可以由各种导电材料(例如金属)制成并具有各种形状。

虽然已经详细描述了本公开的示例性实施方式，但是本公开的范围不限于此，并且本领域技术人员通过使用在权利要求中限定的本公开的基本概念而做出的各种修改和改进也落入本公开的范围内。