太阳能电池、多结太阳能电池以及制造太阳能电池的方法与流程

1.本公开涉及太阳能电池、多结太阳能电池以及制造太阳能电池的方法。

背景技术：

2.在第5726377号日本审查专利申请公报中公开了一种传统的太阳能电池。如图12所示，该太阳能电池710的受光面的非晶硅层被微晶化，以形成微晶硅层715。使用非晶硅层的异质结太阳能电池存在以下问题：受光面的非晶硅层的寄生吸收减少了到达结晶硅衬底(其为光电转换层)的光。在该太阳能电池710中，对受光面的非晶硅层进行微晶化，以便提高硅层的透过性，以增加到达光电转换层的光的强度，从而提高太阳能电池710的输出。

技术实现要素：

3.技术问题
4.如图12所示，上述传统的太阳能电池710除了具有实现钝化的本征非晶硅层713之外，还具有本征微晶硅层714。本征微晶硅层714是用于提高难以微晶化的导电硅层的微晶化的籽晶层。这种配置增加了本征层713和714的总厚度，与导电层相比导电性差；因此，内部电阻增加，并且太阳能电池710的填充因子很可能降低。
5.在此，本公开的太阳能电池能够提供一种在受光面上具有微晶硅层，使得能够增加到达光电转换层的光的强度，并且能够容易地增加填充因子的太阳能电池。
6.问题的解决方案
7.为了解决上述问题，根据本公开的太阳能电池包括：第一导电类型的第一非晶硅层，设置在结晶硅衬底的第一主面上；非晶氧化硅层，设置在第一非晶硅层的第一主面上；和第一导电类型的微晶硅层，设置在非晶氧化硅层的第一主面上。第一非晶硅层、非晶氧化硅层和微晶硅层中的氧原子的浓度在厚度方向在非晶氧化硅层中具有最大值。
8.术语“在第一主面上设置层”理所当然地包括在第一主面上直接接触地设置层的情况，并且还包括在第一主面上隔着除了该层之外的一个或多个中间层设置层的情况。第一非晶硅层和微晶硅层中的每个可以包含氧原子并且可以包含碳原子。
9.发明的有益效果
10.根据本公开的太阳能电池在受光面上具有微晶硅层，使得可以增加到达光电转换层的光强度并且可以容易地增加填充因子。
附图说明
11.附图描绘了根据本教导的一种或多种实施方式，仅作为示例而不是作为限制。在图中，相似的附图标号指相同或相似的元件。将基于以下附图描述本公开的实施例，其中：
12.图1是第一实施例的太阳能电池的厚度方向的示意剖面图。
13.图2是在玻璃衬底上依次形成非晶硅层和微晶硅层时的拉曼光谱的结果。在图2中，比较了形成非晶硅层后有无氧化处理(即，是否存在非晶氧化硅层14)的拉曼光谱。
14.图3是用于说明主要涉及示例1的太阳能电池的效果的堆叠部分的示意剖面图。
15.图4是示例1的太阳能电池中的与图3所示的堆叠部分对应的堆叠部分的示意剖面图。
16.图5是在结晶硅衬底的第一主面和第二主面上均具有纹理结构的太阳能电池的示意剖面图。图5中的太阳能电池对应于图1中的太阳能电池，除了纹理结构。
17.图6是用于说明第一导电类型的微晶硅层的第一主面的形状的示意剖面图。
18.图7是用于说明第二导电类型的非晶硅层的第二主面的形状的示意剖面图。
19.图8是本公开的第二实施例的多结太阳能电池的厚度方向的示意剖面图。
20.图9是第二实施例的修改示例的多结太阳能电池的与图8对应的厚度方向的示意剖面图。
21.图10是第二实施例的另一修改示例的多结太阳能电池的与图8对应的厚度方向的示意剖面图。
22.图11是第二实施例的又一修改示例的多结太阳能电池的与图8对应的厚度方向的示意剖面图。以及
23.图12是现有示例的太阳能电池的主要堆叠部分的示意剖面图。
具体实施方式
24.在下文中，将参考附图详细描述根据本公开的实施例。当以下包括多个实施例和修改示例时，预先期望适当组合其特征以构造新的实施例。在以下的示例中，对图中相同的结构标注相同的附图标记，省略重复说明。在以下的说明中，受光面是指光主要入射的表面，是50％以上的光，例如80％以上或90％以上或更多的光入射的表面。后述的太阳能电池10、210、310、410、510被配置为使得受光面朝向光主要入射的一侧。以下描述中简单提及的层中的原子、掺杂剂或杂质的浓度是指层中的原子、掺杂剂或杂质的平均浓度。在第一和第二实施例及其修改示例的以下描述中，在第一主面上设置层意指直接在第一主面上设置层。然而，当在第一和第二实施例及其修改示例的描述中提及在第一主面上设置层时，该层可以隔着除该层之外的一个或多个中间层设置在第一主面上方。例如，作为一个或多个中间层，可以使用具有与设置在第一主面上的该层相比略微修改的膜密度或掺杂浓度的一个或多个层。类似地，在第一和第二实施例及其修改示例的描述中，在第二主面上设置层意指直接在第二主面上设置层。然而，当在第一和第二实施例及其修改示例的描述中提及在第二主面上设置层时，该层可以隔着除该层之外的一个或多个中间层设置在第二主面上方。例如，作为一个或多个中间层，可以使用具有与被提及为设置在第二主面上的层相比略微修改的膜密度或掺杂浓度的一个或多个层。另外，在以下的第一和第二实施例及其修改示例的说明中，在不使用第一主面或第二主面的术语的情况下，同样适用于仅指在层上设置层的情况。也就是说，这里和权利要求中提及的在第一层上设置第二层理所当然地包括在第一层上直接设置第二层的情况。上述引用还包括用一个或多个其他中间层在第一层上方间接设置第二层的情况，以及存在插入在第二层与第一层之间的一个或多个层的情况。在以下描述的要素中，独立权利要求中未指定的要素，最通用的概念，是可选要素，而不是必要要素。
25.(第一实施例)
26.图1是第一实施例的太阳能电池10的厚度方向(堆叠方向)的示意剖面图。如图1所示，太阳能电池10包括：n型结晶硅衬底11(作为第一导电类型的示例)；第一钝化层12，由非晶硅材料构成，并设置在结晶硅衬底11的第一主面(其为受光面侧)上；n型第一非晶硅层13，设置在第一钝化层12的第一主面上；n型非晶氧化硅层14，设置在第一非晶硅层13的第一主面上；n型微晶硅层15，设置在非晶氧化硅层14的第一主面上；以及受光面侧的第一透明电极16，设置在微晶硅层15的第一主面上。
27.第一非晶硅层13、非晶氧化硅层14和微晶硅层15中的氧原子浓度在厚度方向在非晶氧化硅层14中具有最大值。太阳能电池10还包括：第二钝化层22，由非晶硅材料构成，并设置在结晶硅衬底11的第二主面(其为背面侧)上；p型第二非晶硅层23(作为第二导电类型的示例)，设置在第二钝化层22的第二主面上；以及背面侧的第二透明电极24，设置在第二非晶硅层23的第二主面上。
28.[结晶硅衬底]
[0029]
本实施例的结晶硅衬底11为单晶硅衬底，但结晶硅衬底11可以是多晶硅衬底。结晶硅衬底11中含有的n型掺杂剂没有特别限定，通常使用磷(p)。n型掺杂剂可以均匀地分布在整个n型结晶硅衬底11中。在结晶硅衬底11的第一主面和第二主面中的至少一个的表面附近可以存在高掺杂区域，该区域具有高掺杂剂浓度的n型掺杂剂。
[0030]
结晶硅衬底11的厚度为，例如50～500μm。作为结晶硅衬底11，通常使用通过直拉法(cz法)制造的衬底，但也可以使用通过外延生长法制造的衬底。结晶硅衬底11中的n型掺杂剂的浓度例如低于1
×
10
14
原子/cm3。
[0031]
在化学气相沉积(cvd)工艺之前，用诸如水溶液和rca清洗液的清洗液清洗结晶硅衬底11。在第一实施例中，在结晶硅衬底11的背面侧即第二主面上形成由金字塔的凹凸构成的纹理结构。该纹理结构是使用诸如氢氧化钾水溶液和氢氧化钠水溶液的碱性蚀刻液形成的。形成纹理结构可以减少因光的多次反射而导致的在表面上的反射损失，此外还可以使光容易地被限制在光电转换层中。
[0032]
纹理结构可以通过用光刻法进行表面处理来构成。作为后述的修改示例的太阳能电池，除了结晶硅衬底的第二主面以外，也可以在结晶硅衬底的第一主面(其为受光面侧)上形成纹理结构。可替代地，纹理结构可以仅形成在结晶硅衬底的第一主面(其为受光面侧)上，并且不必在结晶硅衬底的第一主面和第二主面两者上都形成纹理结构。
[0033]
[第一钝化层]
[0034]
第一钝化层12形成在结晶硅衬底11的第一主面上。第一钝化层12通过例如等离子体cvd或催化cvd形成。第一钝化层12在结晶硅衬底11的第一主面侧抑制载流子的再复合。在结晶硅衬底11上，第一钝化层12例如形成在除了距第一主面的边缘2mm或更窄的外周区域之外的第一主面上。
[0035]
第一钝化层12可以是i型非晶硅层。i型非晶硅层是没有有意掺杂杂质的非晶硅层。第一钝化层12在太阳能电池10的制造过程中可能包含杂质，并且通常包含预定浓度的n型掺杂剂。第一钝化层12中的n型掺杂剂(原子)的平均浓度可以低于1
×
10
21
原子/cm3。第一钝化层12中的n型掺杂剂(原子)的平均浓度低于n型第一非晶硅层13中的n型掺杂剂(原子)的平均浓度，并且低于n型微晶硅层15中的n型掺杂剂(原子)的平均浓度。
[0036]
第一钝化层12被形成得较薄以尽可能地抑制光吸收，而其被形成得厚到足以使结
晶硅衬底11的表面钝化的程度。第一钝化层12的厚度可以是3nm至10nm。第一钝化层12的厚度是通过利用透射电子显微镜(tem)对太阳能电池10的截面分析来测量的。这同样适用于其他层。第一钝化层12可以通过供应诸如sih4的含硅气体以及(如果需要)供应h2作为稀释气体来形成。在等离子体cvd的情况下，原料气体被转化为等离子体。在催化cvd的情况下，在供应原料气体的同时，例如使用作为催化剂材料的金属线加热器来加热原料气体。在第一钝化层12的形成过程中，结晶硅衬底11的衬底温度可以是150℃以上且300℃以下。第一钝化层12以例如0.1nm/sec至0.5nm/sec的层形成速度形成。
[0037]
第一钝化层12由例如具有h2气体相对于sih4气体的比率在0至50倍范围内的气体形成。第一钝化层12可以包含氢原子、氧原子和碳原子中的一种或多种，并且例如可以包含所有这三种原子。第一钝化层12中的n型掺杂剂的浓度可以在第一主面(其为与结晶硅衬底11的边界)附近具有更高浓度的渐变。
[0038]
[第一非晶硅层]
[0039]
n型第一非晶硅层13形成在第一钝化层12的第一主面上。第一非晶硅层13通过例如等离子体cvd或催化cvd形成。第一非晶硅层13通过例如将具有n型导电性的p掺杂到非晶半导体层中而构成。第一非晶硅层13包含比第一钝化层12中更高浓度的n型掺杂剂。第一非晶硅层13中的n型掺杂剂的平均浓度可以低于1
×
10
22
原子/cm3，例如1
×
10
20
到1
×
10
22
原子/cm3。
[0040]
第一非晶硅层13可以包含氢原子、氧原子和碳原子中的一种或多种，并且例如可以包含所有这三种原子。
[0041]
第一非晶硅层13形成得较薄以尽可能地抑制光吸收。第一非晶硅层13不与透明电极直接接触或直接接触极小的面积，这与p型第二非晶硅层23不同，后者需要考虑降低与透明电极的接触电阻。因此，与透明电极的这种接触需要考虑的必要性较低。因此，第一非晶硅层13只要其厚度和暗电导率能够在接触第一钝化层12时实现通过载流子从第一非晶硅层13扩散到第一钝化层12进行的第一钝化层12的导电性即可。第一非晶硅层13可以比第二非晶硅层23薄。第一非晶硅层13的电导率可以低于第二非晶硅层23的电导率。
[0042]
第一非晶硅层13的厚度可以是1nm至10nm。当形成在玻璃衬底上时，第一非晶硅层13的暗电导率可以是1
×
10-8
s/cm以上。在形成第一非晶硅层13期间的结晶硅衬底11的衬底温度可以是150℃以上且300℃以下。第一非晶硅层13可以通过例如供应sih4来形成，或者可以通过将n型掺杂剂(原子)注入到作为下层的第一钝化层12中来形成。
[0043]
[非晶氧化硅层]
[0044]
通过在与作为下层的第一非晶硅层13或作为上层的微晶硅层15相同的cvd腔室中执行的氧化处理形成n型非晶氧化硅层14，可以减少腔室的数量和大气暴露的处理时间。由于非晶氧化硅层在层的厚度方向(堆叠方向)上的电阻增加，所以非晶氧化硅层的厚度可以是5nm以下。在形成非晶氧化硅层14期间，结晶硅衬底11的衬底温度可以是150℃以上且300℃以下。例如，在等离子体cvd的情况下，可以通过将co2气体转化为等离子体来执行氧化处理，或者在催化cvd的情况下，可以通过边供应co2气体边将金属线加热器作为催化剂材料加热co2气体来执行氧化处理。氧化处理的时间可以是1至20秒。
[0045]
[微晶硅层]
[0046]
通过使用等离子体cvd或催化cvd形成n型微晶硅层15。微晶硅层15含有作为n型元
素的p等。微晶硅层15也可以包含氧原子和碳原子。由于增加层中的n型掺杂剂会抑制微晶的生长，因此可以将微晶硅层15中的n型掺杂剂的平均掺杂浓度设计为低于1
×
10
22
原子/cm3，并且可以是例如1
×
10
20
到1
×
10
22
原子/cm3。
[0047]
由于微晶硅层15具有比第一非晶硅层13高的透过性，因此微晶硅层15的厚度可以大于第一钝化层12或第一非晶硅层13的厚度。微晶硅层15的厚度可以是5nm至100nm。更具体地，当如本实施例那样以单结使用太阳能电池10时，微晶硅层15的厚度可以是10至30nm。如后述的第二实施例那样，在将多个太阳能电池接合以作为多结太阳能电池使用时，微晶硅层15的厚度可以是50～100nm。当形成在玻璃衬底上时，微晶硅层15的暗电导率可以是1
×
10-5
s/cm以上。当微晶硅层15形成在玻璃衬底上方作为第一非晶硅层13和非晶氧化硅层14的下一层以用于形成要通过拉曼光谱测量的样品时，可以在520cm-1
的波数附近观察到源自结晶硅的峰值。
[0048]
当要通过拉曼光谱测量在玻璃衬底上仅形成微晶硅层15的样品，并且在520cm-1
(kayser)附近存在信号时，可以确认微晶硅层15的微晶化。这里，信号可以是520cm-1
附近的局部峰值，或者信号可以表现为图上520cm-1
附近的实质平面，或者可以是520cm-1
附近的梯度变化(例如，梯度1.1倍以上的变化)。该信号也可以在520cm-1
附近出现拐点。520cm-1
附近信号的存在可以通过拉曼光谱得到的图中520cm-1
附近的特殊行为来确认。
[0049]
图2示出在玻璃衬底上依次形成非晶硅层和微晶硅层时的拉曼光谱的结果。在图2中，比较了形成非晶硅层后有无氧化处理的拉曼光谱；即，非晶氧化硅层14的存在与否。如图2所示，未经氧化处理的样品在520cm-1
附近无法确认峰值，而经过氧化处理的样品在520cm-1
附近可以确认峰值。因此，氧化处理，即非晶氧化硅层14的形成可以增强即使在非晶硅层上的微晶硅层15的微晶化。
[0050]
形成微晶硅层15期间的结晶硅衬底11的衬底温度可以是100℃以上且300℃以下。由于微晶硅层15的层形成速率过高，难以提高微晶化，因此层形成速率可以是0.2nm/sec以下。在形成微晶硅层15的过程中，h2气体相对于sih4的比率可以设置在10至300倍的范围内。
[0051]
[制作受光侧各层的腔室]
[0052]
非晶氧化硅层14和微晶硅层15更容易在同一腔室中形成，非晶氧化硅层14和微晶硅层15可以在同一腔室中制作。第一非晶硅层13和非晶氧化硅层14即使在同一腔室中和在不同腔室中也以基本相同的容易度制造。然而，在同一腔室中形成第一非晶硅层13、非晶氧化硅层14和微晶硅层15消除了在形成各层之间暴露于大气和在腔室之间转移工作的必要性。因此，可以缩短循环时间，并且还可以降低设备成本。当不考虑循环时间和设备成本时，可以通过使用需要高频电源的特殊腔室来制造微晶硅层15。
[0053]
[第一透明电极]
[0054]
第一透明电极16可以形成在微晶硅层15的大致整个第一主面上。例如，当使用具有边长为120～210mm的大致正方形的结晶硅衬底11时，第一透明电极16形成在不从层12～15中的每个扩展的范围内，且在不包括距结晶硅衬底11的边缘5mm以下的外周区域的范围内。第一透明电极16由例如透明导电氧化物(例如，iwo和ito)构成，在其中，诸如氧化铟(in2o3)和氧化锌(zno)的金属氧化物中掺杂有诸如钨(w)、锡(sn)、锑(sb)或锆(zr)的掺杂剂。第一透明电极16的厚度为例如10～200nm。
[0055]
尽管未示出，但可以在第一透明电极16的第一主面上设置集电极。集电极可以包
括多个指状电极。多个指状电极(其是形成为彼此大致平行的线状电极)在结晶硅衬底11的宽范围上形成以收集所产生的载流子。集电极比指状电极宽，并且可以包括基本上垂直于每个指状电极的母线(bus bar)电极。作为第一实施例，当太阳能电池10以单结使用时可以设置集电极。同时，作为后述的第二实施例，当将多个太阳能电池接合串联使用时，可以在第一透明电极16上直接形成顶部电池。此时，可以不需要集电极。
[0056]
[第二钝化层]
[0057]
第二钝化层22形成在结晶硅衬底11的第二主面上。第二钝化层22通过例如等离子体cvd或催化cvd形成。第二钝化层22抑制结晶硅衬底11的第二主面侧的载流子的再复合。在结晶硅衬底11上，第二钝化层22形成在第二主面上，不包括距第二主面的边缘2mm以下的外周区域。
[0058]
第二钝化层22可以是i型非晶硅层。i型非晶硅层是没有有意掺杂杂质的非晶硅层。第二钝化层22在太阳能电池10的制造过程中可能包含杂质，并且通常包含预定浓度的p型掺杂剂。第二钝化层22中的p型掺杂剂(原子)的平均浓度可以低于1
×
10
21
原子/cm3。第二钝化层22中的p型掺杂剂(原子)的平均浓度低于p型第二非晶硅层23中的p型掺杂剂(原子)的平均浓度。
[0059]
第二钝化层22形成得较薄以尽可能地抑制光吸收，而将其形成得厚到足以使结晶硅衬底11的表面钝化的程度。第二钝化层22的厚度可以是3nm至10nm。
[0060]
第二钝化层22可以通过供应含硅气体(例如，sih4)，并且根据需要供应h2作为稀释气体，通过将原料气体转化为等离子体或通过在供应原料气体的同时操作加热器来形成。在形成第二钝化层22期间，结晶硅衬底11的衬底温度可以是150℃以上且300℃以下。第二钝化层22以例如0.1nm/sec至0.5nm/sec的层形成速率形成。第二钝化层22由h2气体相对于sih4气体的比率在例如0至50倍范围内的气体形成。第二钝化层22可以包含氢、氧和碳原子中的一种或多种原子，并且例如可以包含所有这三种原子。
[0061]
[第二非晶硅层]
[0062]
p型第二非晶硅层23形成在第二钝化层22的第二主面上。第二非晶硅层23通过例如等离子体cvd或催化cvd形成。第二非晶硅层23通过例如在非晶半导体层中掺杂具有p型导电性的b而构成。第二非晶硅层23中的p型掺杂剂的平均浓度可以低于1
×
10
22
原子/cm3，并且可以是例如1
×
10
20
～1
×
10
22
原子/cm3。第二非晶硅层23包含浓度高于第二钝化层22的p型掺杂剂。
[0063]
第二非晶硅层23还可以包含氢、氧和碳中的一种或多种，并且例如可以包含所有这三种原子。为了实现与第二透明电极24的接触电阻，第二非晶硅层23的厚度可以是5nm～20nm，并且第二非晶硅层23当形成在玻璃衬底上时的暗电导率为1
×
10-5
s/cm以上。在形成第二非晶硅层23期间，结晶硅衬底11的衬底温度可以是100℃以上且300℃以下。第二非晶硅层23以例如0.1nm/sec～0.5nm/sec的层形成速率形成，并且以h2气体相对于sih4气体的比率在0～50倍的范围内形成。
[0064]
[第二透明电极]
[0065]
第二透明电极24可以形成在第二非晶硅层23的大致整个第二主面上。例如，当使用边长为120～160mm的大致正方形的结晶硅衬底11时，第二透明电极24形成在不从各层22、23扩展的范围内，且形成在不包括距结晶硅衬底11的边缘2mm以下的外周区域的范围
内。第二透明电极24由例如透明导电氧化物(例如，iwo和ito)构成，在其中，在诸如氧化铟(in2o3)或氧化锌(zno)的金属氧化物中掺杂有诸如钨(w)、锡(sn)、锑(sb)或锆(zr)的掺杂剂。第二透明电极24的厚度是例如10～200nm。
[0066]
尽管未示出，但在第二透明电极24的第二主面上设置有集电极。集电极可以包括多个指状电极。多个指状电极(其是形成为彼此大致平行的线状电极)在结晶硅衬底11的宽范围上形成以收集所产生的载流子。集电极比指状电极宽，并且可以包括基本上垂直于每个指状电极的母线电极。形成于背面侧的集电极可以大于形成于受光面侧的集电极，并且也可以是形成于大致整个第二透明电极24上的金属层。
[0067]
[示例1至4和比较例1的太阳能电池的iv测量]
[0068]
本发明人对示例1至4的太阳能电池和比较例1的太阳能电池进行了iv测量。
[0069]
＜示例1的太阳能电池＞
[0070]
图3是用于说明主要与实施例1的太阳能电池10的效果有关的堆叠部分的示意剖面图。示例1的太阳能电池10具有与图1所示的太阳能电池10类似的结构。示例1的太阳能电池10在结晶硅衬底11的第一主面上不具有纹理结构，而在结晶硅衬底11的第二主面上具有纹理结构。如图3所示，示例1的太阳能电池10在未图示的结晶硅衬底的第一主面侧依次包括：第一钝化层12，由i型非晶硅层构成；第一非晶硅层13；非晶氧化硅层14；和微晶硅层15。在示例1的太阳能电池10中，向n型非结晶硅供应约10秒的co2气体，以用于执行氧化处理，以形成厚度小于6nm的非晶氧化硅层14。
[0071]
＜示例2的太阳能电池＞
[0072]
以与示例1的太阳能电池相同的方式制造示例2的太阳能电池，不同之处在于，向n型非结晶硅供应约10秒的co2气体，以用于执行氧化处理，以形成厚度小于2nm的非晶氧化硅层14。
[0073]
＜示例3的太阳能电池＞
[0074]
以与示例1的太阳能电池相同的方式制造示例3的太阳能电池，不同之处在于，向n型非结晶硅供应约20秒的co2气体，以用于执行氧化处理，以形成非晶氧化硅层14。
[0075]
＜示例4的太阳能电池＞
[0076]
第一非晶硅层13通过除了供应sih4的形成方法以外的方法制造。具体而言，向i型非结晶硅的第一主面供应诸如ph3或b2h6的原料气体(掺杂气体)后，将原料气体转化为等离子体，或者在供应原料气体的同时操作加热器。作为此种方法，将n型掺杂剂注入到i型非结晶硅的第一主面侧以形成第一非晶硅层。然后，通过供应约10秒的co2气体对制造的非晶硅层进行氧化处理，以形成第一钝化层12、第一非晶硅层13和非晶氧化硅层14。除上述点外，以与示例1的太阳能电池相同的方式制造示例4的太阳能电池。
[0077]
＜比较例1的太阳能电池＞
[0078]
比较例1的太阳能电池与图1所示的太阳能电池10的不同点仅在于，将图3所示的堆叠部分替换为图4所示的堆叠部分。具体而言，在作为太阳能电池610的比较例1的太阳能电池中，在由i型非晶硅层构成的第一钝化层12的第一主面上没有设置第一非晶硅层13，而是在第一钝化层12的第一主面上直接形成非晶氧化硅层14。在比较例1的太阳能电池中，向i型非结晶硅和n型微晶硅之间的边界供应约10秒的co2气体，以用于执行氧化处理，以形成第一钝化层12、非晶氧化硅层14和微晶硅层15。
[0079]
(iv测量结果)
[0080]
对上述五个不同的太阳能电池中的每个进行iv测量以获得表1中的结果，这些太阳能电池具有单表面平坦结构并且仅在结晶硅衬底的第二主面上具有纹理结构。表1中的示例1至4中的下述物理量的各值是基于比较例1中的各值为100时的相对值。在表1中，jsc表示短路电流[a]，voc表示开路电压[v]。ff表示填充因子，η表示太阳能电池的转换效率[％]。
[0081]
[表1]
[0082] jscvocffη比较例1100100100100示例197107110以上110以上示例299107110以上110以上示例3100108110以上110以上示例4100106110以上110以上
[0083]
如表1所示，与比较例1相比，所有示例1至4的填充因子都高出10％以上，转换效率η提高10％以上。示例1至4中的每个在第一钝化层12与非晶氧化硅层14之间提供n型第一非晶硅层13。根据本公开，与在第一钝化层12和非晶氧化硅层14之间不具有n型第一非晶硅层13的太阳能电池相比，可以生产具有显著更高的填充因子和显著更高的转换效率η的太阳能电池。
[0084]
本发明人推测其原因如下。具体而言，比较例1的太阳能电池具有在导电杂质的原子浓度低的钝化层与导电微晶硅层之间，通过约10秒的氧化处理形成的非晶氧化硅层。因此，抑制了从导电微晶硅层到钝化层的载流子扩散，从而使钝化层保持低导电性。钝化层的导电性劣化大概会影响太阳能电池的填充因子的劣化。
[0085]
与之相比，示例1的太阳能电池是在形成钝化层后形成厚度约为6nm的导电非晶硅层，然后通过氧化处理形成导电非晶氧化硅薄层，然后形成导电微晶硅层来制造的。在示例1的太阳能电池中，钝化层和导电非晶硅层接触以允许载流子容易地从导电非晶硅层扩散到钝化层。结果，可以增加钝化层的导电性。与比较例1的太阳能电池相比，这种配置推测提供了显著更高的填充因子。
[0086]
尽管具有从6nm减小到大约2nm的厚度的导电非晶硅层，示例2的太阳能电池仍保持高填充因子。低透过性非晶硅层厚度的此种显著减小也提高了jsc。
[0087]
通过将氧化处理的时间从约10秒延长至约20秒来制造示例3的太阳能电池。较长时间的氧化处理会增加非晶氧化硅层的厚度，从而降低导电率。此种较长的时间会降低填充因子，从而劣化制造稳定性。然而，作为示例3的太阳能电池，钝化层与导电非晶硅层之间缺乏氧化处理，即使氧化处理时间延长，也可以保持高填充因子。
[0088]
在示例4的太阳能电池中，钝化层的一部分被导电非晶硅层替换。此种替换可以提高在示例1至3中实现的填充因子，并且可以因为没有进行层形成而使非晶硅层变薄，从而导致jsc的提高。
[0089]
[示例5和示例6以及比较例2的太阳能电池的iv测量]
[0090]
本发明人还对以下太阳能电池进行了iv测量，该太阳能电池仅在结晶硅衬底的第一主面和第二主面两者上的纹理结构的形成方面与图1所示的太阳能电池10不同。图5是示
例5、6的太阳能电池110的厚度方向与图1对应的剖面示意图。
[0091]
如图5所示，示例5、6的太阳能电池110中的每个在结晶硅衬底111的第一主面(其为受光面侧)上也具有纹理结构。因此，在结晶硅衬底111的第一主面侧设置的各层的第一主面和第二主面也形成金字塔形凹凸。该凹凸对应于结晶硅衬底111的第一主面的纹理结构。
[0092]
更具体地，如图5所示，示例5和6的太阳能电池110包括：第一钝化层112，由非晶硅材料构成，且设置在结晶硅衬底111的作为受光面侧的第一主面上；n型第一非晶硅层113，设置在第一钝化层112的第一主面上；n型非晶氧化硅层114，设置在第一非晶硅层113的第一主面上；n型微晶硅层115，设置在非晶氧化硅层114的第一主面上；和受光面侧的第一透明电极116，设置在微晶硅层115的第一主面上。太阳能电池110还包括：第二钝化层122，由非晶硅材料构成，且设置在结晶硅衬底111的作为背面侧的第二主面上；p型第二非晶硅层123(作为第二导电类型的示例)，设置在第二钝化层122的第二主面上；和背面侧的第二透明电极124，设置在非晶硅层123的第二主面上。这里，层112至116和122至124中的每个的第一主面和第二主面具有金字塔形凹凸。
[0093]
＜示例5的太阳能电池＞
[0094]
示例5的太阳能电池是在与示例1的太阳能电池相同的制造条件下制造的太阳能电池110，除了在结晶硅衬底111的第一主面和第二主面上均形成纹理结构。也就是说，示例5的太阳能电池中的co2气体的供应时间约为10秒。
[0095]
＜示例6的太阳能电池＞
[0096]
示例6的太阳能电池是在与示例3的太阳能电池相同的制造条件下制造的太阳能电池110，除了在结晶硅衬底111的第一主面和第二主面上均形成纹理结构。也就是说，示例6的太阳能电池中的co2气体的供应时间约为20秒。
[0097]
＜比较例2的太阳能电池＞
[0098]
比较例2的太阳能电池是在与比较例1的太阳能电池相同的制造条件下制造的太阳能电池，不同之处在于，在结晶硅衬底的第一主面和第二主面上均形成纹理结构。也就是说，在比较例2的太阳能电池中，向i型非结晶硅与n型微晶硅之间的边界供应10秒的co2气体，以进行氧化处理。
[0099]
(iv测量结果)
[0100]
表2示出了iv测量结果。在表2中，示例5和示例6的下述物理量的各值是基于比较例2的各值为100的相对值。在表2中，jsc表示短路电流[a]，voc表示开路电压[v]，ff表示填充因子，而η表示太阳能电池的转换效率[％]。
[0101]
[表2]
[0102][0103][0104]
表2所示的太阳能电池在结晶硅衬底的第一主面和第二主面上均具有纹理结构。
示例中的太阳能电池在非晶氧化硅层与钝化层之间设置有导电的非晶硅层，并且比较例中的太阳能电池在非晶氧化硅层与钝化层之间没有导电的非晶硅层。已经证实，与没有导电的非晶硅层的对比太阳能电池相比，提供此种导电的非晶硅层可以将填充因子和转换效率η显著提高10％以上。
[0105]
[示例5和示例6以及比较例2的太阳能电池的iv测量]
[0106]
本发明人还对以下太阳能电池进行了iv测量，该太阳能电池仅在结晶硅衬底的第一主面和第二主面两者的纹理结构的形成方面与图1所示的太阳能电池10不同。图5是上述太阳能电池的厚度方向对应于图1的示意剖面图。图5是示例5和示例6的太阳能电池110的厚度方向对应于图1的示意剖面图。
[0107]
[微晶硅层和背面侧上的p型非晶硅层的表面粗糙度测量]
[0108]
图5所示的太阳能电池110在结晶硅衬底111的第一主面和第二主面上均具有纹理结构。基于太阳能电池110的截面的tem图像，本发明人估计微晶硅层115的表面粗糙度和背面侧的p型第二非晶硅层123的表面粗糙度。比较这两个层115和123的表面粗糙度。具体而言，在这两个层115和123上应用算术平均粗糙度ra作为表面粗糙度。两个层115和123上的表面粗糙度中的每个在tem图像的斜率上的80nm的长度内估计。
[0109]
(表面粗糙度的测量结果)
[0110]
表3示出了表面粗糙度ra的测量结果。
[0111]
[表3]
[0112] ran型微晶硅层约2nmp型非晶硅层0.5nm以下
[0113]
根据测量结果，确认了第一导电类型的微晶硅层上的表面粗糙度ra可以高于第二导电类型的非晶硅层上的粗糙度ra。在该测试中，第一导电类型对应于n型微晶硅层115，并且第二导电类型对应于p型第二非晶硅层123。可以通过增厚微晶硅层115，或者通过减缓氧化处理或层形成速率以增强微晶化，来增加表面粗糙度ra。因此，通过调节微晶硅层115等的厚度，可以调节第一导电类型的微晶硅层115和第二导电类型的第二非晶硅层123的表面粗糙度ra的差。例如，可以将微晶硅层115的表面粗糙度ra调节为等于或高于第二非晶硅层123的表面粗糙度ra。
[0114]
为了实现优异的发电性能，特别是在宽波长范围内，可以形成多结太阳能电池。在这种情况下，如图6和图7所示的底部电池，第一导电类型的微晶硅层的表面可以形成得比第二导电类型的非晶硅层的表面更粗糙。
[0115]
例如，考虑由具有硅衬底的硅材料太阳能电池(例如，图1所示的太阳能电池)构成的底部电池和由具有钙钛矿衬底的钙钛矿太阳能电池构成的顶部电池。在这种情况下，钙钛矿太阳能电池的每层可以通过诸如沉积的干法工艺或诸如旋涂、模涂和喷墨的湿法工艺来形成。特别是在湿法工艺中，钙钛矿太阳能电池材料对底部电池的亲水性(接触角)推测取决于底部电池的表面粗糙度而变化。
[0116]
因此，预计钙钛矿太阳能电池材料的亲水性(接触角)会影响钙钛矿晶体的粒径和颗粒密度，并且这些变化预计会影响钙钛矿太阳能电池的制造工艺稳定性。因此，可以期待与背面独立地调节使用第一导电类型的微晶硅层的底部电池的受光面上的表面粗糙度，以
有助于提高形成在其上的顶部电池的制造工艺稳定性。将在以下第二实施例中描述多结太阳能电池的示例的更详细结构。为了降低钙钛矿太阳能电池与硅太阳能电池的光电转换层之间产生的反射损耗，需要对夹置的非晶硅层、微晶硅层或透明电极的反射率进行调节。通过设置能够具有与非结晶硅不同的反射率的微晶硅层，可以期待到达硅太阳能电池的光电转换层(即，结晶硅衬底)的光的强度最大化。
[0117]
(第二实施例)
[0118]
图8为本发明第二实施例的多结太阳能电池210的厚度方向的示意剖面图。如图8所示，多结太阳能电池(以下，简称为太阳能电池)210具有顶部电池230与底部电池220的受光面接合的结构。底部电池220的结构与图1所示的太阳能电池10的不同之处仅在于，去除了第一透明电极16。微晶硅层15包括底部电池220的受光面。在底部电池220中，n型微晶硅层15上的表面粗糙度ra高于p型第二非晶硅层23上的表面粗糙度ra。
[0119]
顶部电池230可以由任何已知的钙钛矿太阳能电池构成。顶部电池230包括：光电转换层211，由钙钛矿晶体构成；电子传输层212，设置在光电转换层211的作为受光面侧的第一主面上；第一透明电极213，设置在电子传输层212的第一主面上；空穴传输层214，设置在光电转换层211的作为背面侧的第二主面上；和第二透明电极215，设置在空穴传输层214的第二主面上。
[0120]
光电转换层211是光吸收层。光电转换层211包含具有由组成式amx3表示的钙钛矿结构的化合物作为光吸收材料。a表示一价阳离子。a的示例包含诸如碱金属阳离子或有机阳离子的一价阳离子。a的更具体的示例包含甲基铵阳离子(ch3nh
3+
)、甲脒阳离子(nh2chnh
2+
)、铯阳离子(cs
+
)和铷阳离子(rb
+
)。m表示二价阳离子。m是例如过渡金属或第13-15族元素的二价阳离子。m的更具体的示例包含pb
2+
、ge
2+
和sn
2+
。x表示诸如卤化物阴离子的一价阴离子。a、m和x的每个位置可以被多种类型的离子占据。具有钙钛矿结构的化合物的具体示例包含ch3nh3pbi3、ch3ch2nh3pbi3、nh2chnh2pbi3、ch3nh3pbbr3、ch3nh3pbcl3、cspbi3、cspbbr3、rbpbi3和rbpbbr3。光电转换层211具有比硅大的带隙。光电转换层211可以包含杂质。光电转换层211还可以包含钙钛矿化合物以外的化合物。光电转换层211的厚度可以是例如100nm以上且10μm以下，例如100nm以上且1000nm以下。
[0121]
电子传输层212包括半导体。半导体的示例包括有机或无机n型半导体。有机n型半导体的示例包含酰亚胺化合物、醌化合物和富勒烯以及它们的衍生物。作为无机半导体，例如可以使用金属元素的氧化物。作为金属元素的氧化物，可以使用cd、zn、in、pb、mo、w、sb、bi、cu、hg、ti、ag、mn、fe、v、sn、zr、sr、ga或cr的氧化物。氧化物的更具体的示例包含氧化锡和氧化钛。电子传输层212可以具有包括由不同材料制成的多个层的堆叠结构，并且可以具有例如从底部堆叠氧化锡和c
60
(富勒烯)的堆叠结构。
[0122]
空穴传输层214由有机材料、自组装单分子膜或诸如金属氧化物的无机材料构成。空穴传输层214由例如聚-3-己基噻吩(p3ht)、聚[双(4-苯基)(2，4，6-三甲基苯基)胺](ptaa)、诸如聚二氧噻吩(pedot)的聚噻吩衍生物、2，2'，7，7'-四(n，n'-二-对-甲氧基苯胺)-9，9'-螺二芴(spiro-ometad)、氧化镍或氧化钼构成。空穴传输层214可以包括由彼此不同的材料形成的多个层。空穴传输层214可以包含支持电解质和溶剂。包含支持电解质和溶剂可以稳定空穴传输层214中的空穴。
[0123]
第一透明电极213和第二透明电极215由例如透明导电氧化物(iwo、ito等)构成，
在其中，诸如氧化铟(in2o3)或氧化锌(zno)的金属氧化物掺杂有诸如钨(w)、锡(sn)、锑(sb)或锆(zr)的掺杂剂。
[0124]
太阳能电池210包括：底部电池220，具有结晶硅衬底；和顶部电池230，具有带隙比硅大的光电转换层211，且设置在底部电池220上。这种构造使得具有宽波长区域的光的发电性能变得优异并且提高了输出。由于n型微晶硅层15的表面粗糙度ra高于p型第二非晶硅层23的表面粗糙度ra，所以可以提高顶部电池230的制造工艺稳定性。
[0125]
作为底部单元220的结晶硅衬底，仅在作为背面侧的第二主面上应用了具有纹理结构的结晶硅衬底11。然而，除了作为背面侧的第二主面之外，作为受光面侧的第一主面上具有纹理结构的结晶硅衬底111可以用作底部电池320的结晶硅衬底。图9所示的此种结晶硅衬底111是修改示例的多结太阳能电池310的与图8对应的厚度方向的示意剖面图。
[0126]
在顶部电池330中，可以在由钙钛矿晶体构成的光电转换层311、电子传输层312、第一透明电极313、空穴传输层314和第二透明电极315中的每个的第一和第二主面上形成金字塔形凹凸。上述凹凸类似于在结晶硅衬底111的第一主面上形成的纹理结构。可以通过加厚顶部电池中的任何层来应用在下层上具有缓和的凹凸的结构。具体地，在顶部电池中，加厚顶部电池中的任何层可能使纹理结构的凹凸的底部的层变厚，而可能会使凹凸的顶部的层变薄，导致容易缓和凹凸。特别是在选择湿法工艺时，纹理结构的凹凸的缓和很可能是显著的。
[0127]
尽管顶部电池230、330被描述为钙钛矿太阳能电池，但顶部电池也可以是除了钙钛矿太阳能电池之外的任何太阳能电池。这里，顶部电池由具有带隙比硅大的光电转换层的太阳能电池构成。
[0128]
此外，在这种情况下，纹理结构可以仅形成在底部电池420中的由硅材料构成的结晶硅衬底的第二主面上，即背面侧。此种构造示于图10中，图10是另一修改示例的多结太阳能电池410的与图8对应的厚度方向的示意剖面图。在多结太阳能电池410中，构成在底部电池420的受光面侧的顶部电池430可以是任何类型，只要它具有带隙比硅大的光电转换层。
[0129]
替换地，除了底部电池520中的由硅材料构成的结晶硅衬底的背面侧的第二主面以外，也可以在作为受光面侧的第二主面上形成纹理结构。此种结构示于图11中，图11是另一修改示例的多结太阳能电池510的与图8对应的厚度方向的示意剖面图。另外，在这种情况下，在多结太阳能电池510中，构成在底部电池520的受光面侧的顶部电池530是任何类型，只要它具有带隙比硅大的光电转换层即可。应当注意，在多结太阳能电池中，底部电池的结晶硅衬底不一定在第一主面和第二主面上都具有纹理结构。
[0130]
[本公开的太阳能电池的主要构成及其效果]
[0131]
太阳能电池10包括：n型(第一导电类型)第一非晶硅层13，设置在结晶硅衬底11的第一主面上；n型非晶氧化硅层14，设置在第一非晶硅层13的第一主面上；和n型微晶硅层15，设置在非晶氧化硅层14的第一主面上。第一非晶硅层13、非晶氧化硅层14和微晶硅层15中的氧原子浓度在厚度方向在非晶氧化硅层14中具有最大值。
[0132]
根据本公开，由于形成n型非结晶硅后进行了氧化处理，因此微晶硅层15可以容易且快速地结晶。
[0133]
在结晶硅衬底11的第一主面与第一非晶硅层13的第二主面之间，太阳能电池10可以包括由非晶硅材料构成的基本上本征的第一钝化层12。在这种情况下，导电的第一非晶
硅层13可以直接与位于第一非晶硅层13下方且背面侧的基本上本征的第一钝化层12接触，而不隔着氧化膜。因此，与比较例1和2的上述太阳能电池相比，可以增强从第一非晶硅层13到第一钝化层12的掺杂剂扩散，并且可以提高第一钝化层12的导电率。结果，填充因子和转换效率η可以增加。
[0134]
此外，低导电性的基本上本征的第一钝化层12的厚度可以设定为仅钝化所需的厚度。因此，与第5726377号日本审查专利申请公开中描述的太阳能电池相比，填充因子和转换效率η可以增加。
[0135]
[太阳能电池的可选构成及其效果]
[0136]
第一钝化层12和第一非晶硅层13可以比微晶硅层15薄。
[0137]
这种构造可以使太阳能电池10变薄，而不会降低太阳能电池10的输出。因此，可以容易地制造紧凑型太阳能电池10，而不会降低太阳能电池10的输出，并且太阳能电池10的制造成本容易减少。
[0138]
太阳能电池10可以包括：第二钝化层22，由非晶硅材料构成，且设置在结晶硅衬底11的第二主面上；和p型(第二导电类型)第二非晶硅层23，设置在第二钝化层22的第二主面上。微晶硅层15的结晶度可以高于第二非晶硅层23的结晶度。结晶度定义为当通过拉曼光谱测量样品时的比率(520[cm-1
]处的光强度/480[cm-1
]处的光强度)。
[0139]
使层结晶需要较长的形成时间，并且所需的结晶需要技巧。这种构造可以缩短太阳能电池10的制造时间并且可以增加制造条件的自由度。因此，可以提高太阳能电池10的批量生产能力，并且可以容易地提高良率。在本公开的太阳能电池中，也可以在背面侧形成非晶氧化硅层，并在非晶氧化硅层的第二主面上形成第二导电类型的微晶硅层。
[0140]
第一钝化层12中的n型原子的浓度可以低于1
×
10
21
原子/cm3，并且可以低于第一非晶硅层13中的n型原子的浓度。第二钝化层22中的p型原子的浓度可以低于1
×
10
21
原子/cm3，并且可以低于第二非晶硅层23中的p型原子的浓度。
[0141]
这种构成可以容易地增加太阳能电池10的输出功率。
[0142]
第一非晶硅层13中包含的n型原子的浓度可以低于1
×
10
22
原子/cm3。微晶硅层15中包含的n型原子的浓度可以低于1
×
10
22
原子/cm3。
[0143]
由于微晶硅层15中包含的n型原子的浓度低于1
×
10
22
原子/cm3，因此微晶硅层15容易且平滑地结晶化。
[0144]
透明电极(透明导电膜层)10、24可以设置在微晶硅层15的第一主面和第二非晶硅层23的第二主面中的至少一个上。
[0145]
这种构成可以增加到达光电转换层的光的强度。
[0146]
微晶硅层15的算术平均粗糙度可以等于或大于第二非晶硅层23的算术平均粗糙度。
[0147]
根据该构成，容易在太阳能电池10的受光面上制作钙钛矿太阳能电池。
[0148]
本公开的太阳能电池(多结太阳能电池)210、310、410、510包括：由硅材料构成的底部电池220、320、420、520；具有带隙比硅大的光电转换层211、311的顶部电池(第二太阳能电池)230、330、430、530。
[0149]
本公开可以使太阳能电池210、310、410、510的发电性能在具有宽波长区域的光下变得优异并且提高输出。
[0150]
第一非晶硅层13和微晶硅层15可以在同一化学气相沉积腔室中形成，而不暴露于大气。第一钝化层12和第一非晶硅层13可以在同一化学气相沉积腔室中形成，而不暴露于大气。
[0151]
更具体地，在使用图1等说明的太阳能电池10的制造中，在结晶硅的第一主面上钝化层的形成、n型非晶硅层的形成、氧化处理和n型微晶硅的形成可以在同一cvd腔室中进行。在这些连续处理期间，不必进行腔室和托盘的转移和大气暴露。
[0152]
这种构成不需要额外的设备，诸如腔室或托盘，来形成不含导电杂质的本征硅层。这种构成也不需要用于完全抽空大气中的杂质的处理时间；因此，可以显著缩短制造过程的时间。
[0153]
本公开不限于上述实施例及其修改示例。可以在权利要求及其等效物中阐述的主题范围内进行各种改进和改变。
[0154]
例如，上述是通过将第一导电类型设为n型、将第二导电类型设为p型而在受光面侧形成n型硅层。然而，在本公开的太阳能电池中，可以通过将第一导电类型设为p型、将第二导电类型设为n型，在受光面侧形成p型硅层。由于只是简单地反转导电性，因此这种情况也可一获得与将第一导电类型设置为n型的情况相同的效果。
[0155]
更具体地，当从上述部分(例如，[本公开的太阳能电池的主要构成及其效果]和[太阳能电池的可选构成及其效果])中描述的许多太阳能电池中通过简单反向导电性生产太阳能电池时，可以获得与上述相同的优异效果。不用说，为了反转导电性，具有n型导电性的原子(例如，p)被替换为具有p型导电性的原子(例如，b)，并且具有p型导电性的原子(例如，b)被替换为具有n型导电性的原子(例如，p)。
[0156]
描述了非晶氧化硅层是第一导电类型的情况。然而，在本公开的太阳能电池中，非晶氧化硅层不一定是第一导电类型。在本公开的太阳能电池中，可以以不具有第一导电性的方式有意地产生非晶氧化硅层。这是因为这样的配置也可以增强第一导电类型的微晶硅层的微晶化而不改变效果。
[0157]
尽管前面已经描述了被认为是最好的模式和/或其他示例，但是可以理解，可在其中进行各种修改，并且可按各种形式和示例来实现这里公开的主题，并且它们可应用在许多应用中，这里仅描述了其中的一些。所附权利要求旨在对落入本教导的真实范围内的任何和所有修改和变化提出权利要求。

技术特征：

1.一种太阳能电池，包括：第一导电类型的第一非晶硅层，设置在结晶硅衬底的第一主面上；非晶氧化硅层，设置在所述第一非晶硅层的第一主面上；和所述第一导电类型的微晶硅层，设置在所述非晶氧化硅层的第一主面上，其中，所述第一非晶硅层、所述非晶氧化硅层和所述微晶硅层中的氧原子浓度在厚度方向在所述非晶氧化硅层中具有最大值。2.根据权利要求1所述的太阳能电池，还包括由非晶硅材料构成的第一钝化层，所述第一钝化层形成在所述结晶硅衬底的第一主面与所述第一非晶硅层的第二主面之间。3.根据权利要求2所述的太阳能电池，其中，所述微晶硅层的厚度大于所述第一钝化层的厚度，且大于所述第一非晶硅层的厚度。4.根据权利要求1至3中任一项所述的太阳能电池，还包括：第二钝化层，由非晶硅材料构成，且设置在所述结晶硅衬底的第二主面上；和第二导电类型的第二非晶硅层，设置在所述第二钝化层的第二主面上，其中，所述微晶硅层的结晶度高于所述第二非晶硅层的结晶度。5.根据权利要求2所述的太阳能电池，还包括：第二钝化层，由非晶硅材料构成，且设置在所述结晶硅衬底的第二主面上；和第二导电类型的第二非晶硅层，设置在所述第二钝化层的第二主面上，其中，所述第一钝化层中的所述第一导电类型的原子的浓度低于1
×
10
21
原子/cm3，且低于所述第一非晶硅层中的所述第一导电类型的原子的浓度，并且所述第二钝化层中的所述第二导电类型的原子的浓度低于1
×
10
21
原子/cm3，且低于所述第二非晶硅层中的所述第二导电类型的原子的浓度。6.根据权利要求1至5中任一项所述的太阳能电池，其中，所述第一非晶硅层中包含的所述第一导电类型的原子的浓度低于1
×
10
22
原子/cm3，并且所述微晶硅层中包含的所述第一导电类型的原子的浓度低于1
×
10
22
原子/cm3。7.根据权利要求1至6中任一项所述的太阳能电池，还包括：第二钝化层，由非晶硅材料构成，且设置在所述结晶硅衬底的第二主面上；第二导电类型的第二非晶硅层，设置在所述第二钝化层的第二主面上；和透明导电层，设置在所述微晶硅层的第一主面和所述第二非晶硅层的第二主面中的至少一个上。8.根据权利要求1至7中任一项所述的太阳能电池，还包括：第二钝化层，由非晶硅材料构成，且设置在所述结晶硅衬底的第二主面上；和第二导电类型的第二非晶硅层，设置在所述第二钝化层的第二主面上，其中，所述微晶硅层的算术平均粗糙度等于或大于所述第二非晶硅层的算术平均粗糙度。9.一种多结太阳能电池，包括：权利要求1至8中任一项所述的太阳能电池；和第二太阳能电池，设置在所述太阳能电池上，且包括带隙比硅大的光电转换层。10.一种制造权利要求1至8中任一项所述的太阳能电池的方法，其中，所述第一非晶硅层和所述微晶硅层在同一化学气相沉积腔室中形成，而不暴露在大气
中。11.一种制造权利要求2或3所述的太阳能电池的方法，其中，所述第一钝化层和所述第一非晶硅层在同一化学气相沉积腔室中形成，而不暴露在大气中。

技术总结

一种太阳能电池(10)，包括：设置在结晶硅衬底(11)的第一主面上的n型第一非晶硅层(13)；设置在第一非晶硅层(13)的第一主面上的非晶氧化硅层(14)；和设置在非晶氧化硅层(14)的第一主面上的n型微晶硅层(15)。第一非晶硅层(13)、非晶氧化硅层(14)和微晶硅层(15)中的氧原子浓度在厚度方向在非晶氧化硅层(14)中具有最大值。具有最大值。具有最大值。