專利名稱：太陽電池中降低表面再結(jié)合與強化光捕捉的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及太陽電池中的介電質(zhì)(dielectrics)，更具體而言，涉及用于強化太陽電池的介電層的光學特性的方法。
背景技術：
離子植入(ion implantation)是一種用于向基板內(nèi)引入能改變導電類型的雜質(zhì)的標準技術。所期望的雜質(zhì)材料在離子源中被離子化，離子被加速而形成具有規(guī)定能量的離子束，然后離子束射于基板的表面上。離子束中的高能離子滲透入基板材料的主體內(nèi)并嵌于基板材料的晶格(crystalline lattice)中而形成具有所期望導電類型的區(qū)域。太陽電池利用無成本的天然資源來提供無污染且可平等獲取的能源。由于對環(huán)境 問題的關切以及能源成本的攀升，可由硅基板制成的太陽電池在全球變得日趨重要。高效能太陽電池的制造或生產(chǎn)成本的任何降低或者高效能太陽電池的效率的任何提升皆會在全世界對太陽電池的制作產(chǎn)生積極影響。此將使此種干凈能源技術具有更廣的可利用性。太陽電池通常由p-n半導體接面(semiconducting junction)組成。圖I是選擇性射極太陽電池(selective emitter solar cell)的剖視圖。對射極200進行摻雜并對觸點202之下的區(qū)域201提供額外摻雜劑(dopant)可提高太陽電池210的效率(例如，當太陽電池連接至電路時所轉(zhuǎn)換及收集功率的百分比)。對區(qū)域201進行較重的摻雜會提高導電性，而在觸點202之間進行較輕的摻雜則會提高電荷收集性。觸點202可相隔約2毫米至3毫米。區(qū)域201的跨度可僅為約100微米至300微米。圖2是指叉背接觸式(interdigitated back contact, IBC)太陽電池220的剖視圖。在IBC太陽電池中，接面處于太陽電池220的背面上。在本具體實施例中，摻雜圖案為交替的P型及η型摻雜區(qū)。可對P+射極203與η+背面場204進行摻雜。此種摻雜可使IBC太陽電池中的接面發(fā)揮功能或具有提聞的效率。圖I的選擇性射極太陽電池與圖2的IBC太陽電池二者皆具有抗反射涂層(anti-reflective coating，ARC) 205。舉例而言，此 ARC 205 可為 SixNy。為改善 ARC 層 205的光捕捉，SixNy層可在其下面具有氧化膜206。氧化膜206可具有高于硅的折射率。SixNyARC 205可具有高于氧化物206的折射率，并更將光折射回太陽電池的硅中。此種類型的折射會減少反射光的量并提高電池效率。將氧化層206與ARC 205—起使用會具有缺點。在表面介面處，例如在硅與介電層(即ARC 205及氧化層206)之間的懸鍵(dangling bond)處,會發(fā)生載子再結(jié)合(carrierrecombination)。此外,光捕捉并非最佳,且介電層(例如氮化層或氧化層)會吸收紫外(ultraviolet，UV)光。此會降低太陽電池的UV收集效率。因此，在此項技術中需要提供能增強太陽電池的介電層的光學特性的改良方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明揭示用于提升太陽電池的一或多個介電層的抗反射特性并降低所產(chǎn)生載子的表面再結(jié)合的方法。在某些實施例中，在介電層中引入摻雜劑，以提升其抗反射特性。在其他實施例中，在介電層中弓I入物質(zhì)以形成電場，由電場將少數(shù)載子離開表面朝觸點排斥。在另一實施例中，對抗反射涂層引入移動物質(zhì)，藉此使載子被排斥離開太陽電池的表面。藉由在太陽電池的表面形成屏障，可降低表面處所不期望的再結(jié)合。


為更佳地理解本發(fā)明，請參照以引用方式倂入本文之附圖，附圖中圖I是選擇性射極太陽電池的剖視圖；圖2是指叉背接觸式太陽電池的剖視圖；圖3是實例性太陽電池的一部分的剖視圖；圖4A至圖4E是使用本文所揭示的第一種方法制造太陽電池的實施例； 圖5A至圖5B是P型及η型摻雜劑的植入后及氧化后分布；圖6是實例性太陽電池的一部分的剖視圖，其顯示載子的場漂移；圖7是使用本文所揭示的第二種方法的具有場的實例性太陽電池的一部分的剖視圖；圖8是使用本文所揭示的第三種方法的實例性太陽電池的一部分的剖視圖，此實例性太陽電池在介電質(zhì)的表面上具有移動電荷；圖9是使用本文所揭示的第三種方法的實例性太陽電池的一部分的剖視圖，此實例性太陽電池具有擴散至介電質(zhì)內(nèi)的移動電荷；圖10是實例性IBC太陽電池的一實施例的剖視圖；圖IlA至圖IlE是使用本文所揭示的第二種方法制造太陽電池的實施例。
具體實施例方式以下，將結(jié)合太陽電池來闡述此系統(tǒng)的實施例。然而，此方法的實施例亦可與例如半導體基板、影像感測器(image sensor)或平面面板(flat panel) 一起使用。此方法的實施例可與例如束線(beam-line)型或等離子體摻雜(plasma doping)型離子植入機一起使用。因此，本發(fā)明并非僅限于以下所述的具體實施例。為改善氧化層206與ARC 205的一起使用，最佳化的表面場效應(surface fieldeffect)可使少數(shù)載子離開表面或遠離介電層并強化在觸點處的收集。此可防止或降低在表面介面處的載子再結(jié)合。將氧化層206與ARC205最佳化便可強化光捕捉。藉由減小諸如氧化物或氮化物的介電層的厚度，將會減少此等層所吸收的UV光的量。本文所述方法的實施例會提升抗反射特性或光收集效率并降低所產(chǎn)生載子的表面再結(jié)合。此可提升太陽電池的總體效率。此可藉由提高表面層的折射率或藉由于太陽電池的表面形成電場來達成。根據(jù)第一種方法，為改良太陽電池，可對表面鈍化層進行摻雜。在某些實施例中，表面鈍化層與抗反射涂層205可以相同。在其他實施例中，表面鈍化層可為氧化層206，在其頂上涂覆有抗反射涂層205。此表面鈍化層可為氧化物、氮化物、氮氧化物(oxy-nitride)或非晶硅(α-Si)，其是在其形成過程中或形成之后被進行摻雜。此種摻雜會提高層的折射率并強化全內(nèi)反射(total internal reflection)。圖3是實例性太陽電池的一部分的剖視圖。盡管此處是揭示此種特定太陽電池設計，然此方法的實施例亦可應用于其他太陽電池設計，例如具有經(jīng)P型摻雜的射極的太陽電池設計。太陽電池300中的η型射極301可設置于P型基板(圖未示出)上，以形成接面。用作表面鈍化層的氧化層303位于η型射極301與ARC 302之間。舉例而言，ARC 302可為a-Si、Al203、化學式為AlxOy的另一種材料、Si3N4、SiN、或化學式為SixNy的另一種材料、氧化銦錫(indium tin oxide)或化學式為(InxSnyOz)的另一種材料、或SnO2或TiO2抑或任何用作抗反射涂層的介電質(zhì)。在η型射極301與氧化層303之間以及在氧化層303與ARC 302之間的介面處會發(fā)生再結(jié)合，導致太陽電池300出現(xiàn)效率損失。觸點304可為金屬，其經(jīng)由歐姆觸點(ohmic contact) 306而接觸經(jīng)η++摻雜的區(qū)域305。歐姆觸點306可藉由燒結(jié)制程(firing process)形成。將膏糊(paste)引入至太陽電池的表面并加熱之，以使膏糊擴散入太陽電池內(nèi)。在經(jīng)燒結(jié)的觸點中，膏糊中的銀形成硅化物(silicide)，硅化物通常會形成歐姆觸點306。使用歐姆觸點306會達成高的再結(jié)合及高的收集效率。在第一種方法中，在氧化之前對基板進行摻雜?？蓪⒅T如B、Al、Ga、In或Tl的摻雜劑植入η型射極301的娃中，此可使用超淺植入(ultrashallow implant)達成。越輕的物質(zhì)對于此種方法而言可越有效，盡管亦可使用其他物質(zhì)。藉由使用小于約5千電子伏(keV) 的植入能量，植入深度可小于射極深度的約10%。此為超淺植入的一實例，盡管亦可能為其他深度。在進行氧化以形成氧化層303期間，具有負偏析系數(shù)(segregation coefficient)的摻雜劑將自射極301偏析至氧化層303內(nèi)。此等物質(zhì)的劑量可根據(jù)氧化物中所需摻雜劑的量加以選擇。大多數(shù)摻雜劑趨于在氧化物生長過程中優(yōu)先偏析至氧化物內(nèi)。此濃度取決于此等摻雜劑在所生長氧化物中的溶解度。較佳地，在所生長氧化物中需要最多達0. 1%至I %的摻雜劑，端視所用的摻雜劑而定，此可需要IO14/立方公分至5 X IO15/立方公分的初始植入劑量。舉例而言，在一個具體實施例中，在進行氧化以形成氧化層303過程中，先前植入于η型射極301中的硼優(yōu)先偏析至氧化層303中。發(fā)生偏析可能是因為硼在氧化物中的溶解度大于在硅中的溶解度，但亦可能存在其他機理。此植入是在任何其他摻雜制程之后執(zhí)行，例如在任何射極或表面場所需的摻雜制程之后執(zhí)行。摻雜劑自射極301向氧化層303的此種偏析將會增大氧化層303的折射率。圖4Α至圖4Ε是使用本文所揭示的第一種方法來制造太陽電池的實施例。在圖4Α中，使用植入400來進行η型摻雜。此將形成摻雜劑濃度約為1Ε20/立方公分的η型射極301。在圖4Β中，使用植入401來進行P型摻雜。此可為使用例如B+進行的超淺植入，由此形成摻雜劑濃度約為1Ε18/立方公分的植入層403。舉例而言，植入層的厚度可為所生長氧化物的厚度的約1/3。在圖4C中，使用植入402來形成η++摻雜層305。植入402可使用例如具有孔的遮罩(mask)來執(zhí)行。此η++摻雜層用于達成更佳的載子收集。在圖4D中，使用氧化及退火制程來形成氧化層303。植入層403中的摻雜劑由氧化層303移動或偏析至氧化層303并將氧化層303摻雜至大于約1Ε19/立方公分的濃度。在圖4Ε中，進行金屬化(metallization)，以形成觸點304及歐姆觸點306。然后，在觸點304周圍沉積ARC 302。植入401可藉由等離子體摻雜式、等離子體浸潰式、或束線式離子植入機來執(zhí)行。等離子體摻雜系統(tǒng)可得到改良的表面峰值分布(peak profile)而不是非逆行性分布(non-retrograde profile),乃因其主要是由表面源擴散驅(qū)動的。在一個實例中，植入401所用的摻雜劑劑量介于約1E13/立方公分至7E15/立方公分之間。此植入401亦可以于集中式組態(tài)(cluster configuration)執(zhí)行,此集中式組態(tài)包括一系列的預處理或后處理。圖5A至圖5B是P型摻雜劑及η型摻雜劑的植入后及氧化后分布。圖5Α至圖5Β顯示具有η型射極的太陽電池。圖5Α中的η型曲線對應于圖4Α的植入400，ρ型曲線則對應于圖4Β中的植入401。圖5Β所示的所得分布對應于射極在圖4D所示的氧化后的最終狀態(tài)。如上文所解釋，除射極摻雜(圖4Α的植入400)外，亦執(zhí)行P型植入(圖4Β的植入401)。如圖5Β所示，盡管ρ型摻雜劑的分布可取決于氧化層303的厚度，P型摻雜劑(例如BUI))偏析至氧化層303內(nèi)。圖5Β所示的分布可以是厚度為約50埃至300埃的氧化物。此P型植入可為超淺植入，但P型植入的深度取決于將在氧化過程中生長的氧化層的厚度。舉例而言，可進行O. 4千電子伏的B植入，然后生長50埃的氧化物。在另一實施例中，可進行約2千電子伏的BF2植入，然后生長50埃的氧化物。經(jīng)摻雜的氧化層303具有高于未經(jīng)摻雜氧化層的折射率。經(jīng)摻雜氧化層303亦具有增強的折射特性并使少數(shù)載子自η型射極301的表面轉(zhuǎn)向。因太陽電池300的表面的大 部分未被觸點304覆蓋，故經(jīng)摻雜氧化層303有助于抑制少數(shù)載子在η型射極301與氧化層303之間介面處的再結(jié)合。在一個具體實施例中，可將植入400或植入402與植入401相結(jié)合，以形成植入層403。在一個實例中，此等相結(jié)合的植入可經(jīng)由介電質(zhì)(例如ARC 302)執(zhí)行。換言之，參見圖4，在某些實施例中，圖4C至圖4Ε所示的步驟中的某些或全部可在圖4Α至圖4Β所示的步驟之前執(zhí)行。在替代實施例中，太陽電池300的射極可為ρ型射極。因此，太陽電池300的接面可反轉(zhuǎn)。對于P型射極，ARC 302可為AlxOy，例如AlO或Al2O315類似于氮化物的情形，使用諸如H、F、B、或BF2的物質(zhì)在AlxOy中或經(jīng)由AlxOy進行的植入仍可改良此介電質(zhì)。此第一種方法將會增大介電層的折射率，并可提供會在太陽電池300中形成表面積聚層的最佳化表面場效應。藉此，可使少數(shù)載子離開太陽電池300的表面并可強化在觸點304處對少數(shù)載子的收集。此將提升太陽電池300的效率。因介電層在被摻雜時將會改變其折射率，故介電質(zhì)的厚度及介電質(zhì)所吸收的光量可減小。減小介電質(zhì)的厚度會降低購置成本(cost of ownership)及制造成本。此外，藉由對摻雜劑梯度進行微調(diào)，可形成漸變(graded)的鈍化層并可獲得對所期望光波長的增強的節(jié)制(temperance)。可藉由微調(diào)或具有漸變的折射率來控制將頻譜的哪一部分優(yōu)先反射回射極中。在第二種方法中，對介電層進行處理，以在表面鈍化層和/或抗反射涂層中形成固定的電荷。此可藉由自沉積源進行熱擴散或藉由離子植入來執(zhí)行。光生(photogenerated)少數(shù)載子的表面再結(jié)合是太陽電池出現(xiàn)效率損失的一原因。在理想情況下，少數(shù)載子應在場中朝觸點漂移而貢獻于所產(chǎn)生的電流。因觸點僅覆蓋太陽電池的表面的一部分，故光生載子到達表面并在非觸點區(qū)域中再結(jié)合的可能性相當高。對于正面接觸式太陽電池(例如圖I的選擇性射極太陽電池)，觸點區(qū)域被最小化，以提高所進入光的入射及吸收效率。太陽電池中的橫向或側(cè)向場可提高太陽電池的效率?？稍诒砻驸g化層或ARC中執(zhí)行摻雜，以形成固定的電荷并因而形成電場。此所得的介電質(zhì)電場將排斥朝太陽電池的表面的無觸點的區(qū)域中漂移的載子。此有助于將載子排斥離開表面并使載子沿橫向朝觸點擴散。圖6是實例性太陽電池300的一部分的剖視圖，其顯示載子的場漂移。如虛線603所示，光生載子600朝觸點304以及朝氧化層303與η型射極301之間的介面漂移。顯著數(shù)量的載子600朝不存在觸點304的太陽電池300的表面漂移。在某些實例中，觸點304的總面積可小于太陽電池300的整個表面積的約I %。因此，載子600到達觸點304而產(chǎn)生電流的機率較低。圖7是使用本文所揭示的第二種方法的具有場的實例性太陽電池300的一部分的剖視圖。ARC 302或表面鈍化層中的場601 (由ARC 302中的線表示)可用于使在遠離觸點304的區(qū)域中擴散至太陽電池300的表面的載子600沿側(cè)向或橫向朝觸點304漂移。在某些實施例中，形成正電場601以排斥正的少數(shù)載子。在其他實施例中，可形成負電場601，以排斥負電荷。此電場601可布置于太陽電池300的表面中所有未設置觸點304的區(qū)域中。載子600將被ARC 302中的場601排斥回至射極301中。在一個實例中，會因側(cè)向摻雜梯度而發(fā)生朝觸點304的側(cè)向漂移。此乃因，舉例而言，觸點304之下的η++摻雜層305可能較η型射極301得到更重的摻雜。 場601可使用各種方法形成。舉例而言，可藉由對ARC 302進行摻雜或植入來形成場601。亦可藉由在ARC 302的沉積制程中建立殘留固定電荷而形成場601。正電場601可藉由對ARC 302或表面鈍化層植入諸如Si、C、He、Ar、Ne、Kr、Xe或H的物質(zhì)而形成。負電場601則可藉由對ARC 302或表面鈍化層植入諸如F、Cl、Br或N的物質(zhì)而形成。此植入可在束線式、等離子體浸潰式或等離子體摻雜式離子植入機中以單一晶圓式組態(tài)、批次式組態(tài)或集中式組態(tài)來執(zhí)行。植入的能量取決于ARC 302或鈍化層的厚度。當被植入時，摻雜劑可造成空位(vacancy),而空位會部分地造成場601,因此植入能量應被選擇成使摻雜劑保持于介電層中。摻雜劑可集中于介電質(zhì)的最靠近η型射極301的一半中或介電質(zhì)的最靠近η型射極301的底部中。移動(trickle)至太陽電池300的ρ型摻雜區(qū)或η型摻雜區(qū)中的任何摻雜劑皆可能會造成缺陷并增強表面再結(jié)合。圖IlA至圖IlE是使用本文所揭示的第二種方法制造太陽電池的實施例。在圖IlA中，使用植入950進行η型摻雜。此將形成摻雜劑濃度約為1Ε20/平方公分的η型射極301。在圖IlB中，則使用植入951來形成η++摻雜層305。植入951可使用例如具有孔的遮罩來執(zhí)行。此η++摻雜層用于達成更佳的載子收集。在圖IlC中，使用氧化來形成氧化層303。在圖IlD中，進行金屬化來形成觸點304及歐姆觸點306。然后，在觸點304周圍沉積ARC 302。在圖IlE中，如上文所述，使用植入952來摻雜表面鈍化層或ARC 302。植入952可藉由等離子體摻雜式、等離子體浸潰式、或束線式離子植入機來執(zhí)行。此植入952亦可以集中式組態(tài)執(zhí)行，此集中式組態(tài)包括一系列的預處理或后處理。此外，可將對ARC 302或表面鈍化層的植入952與用于形成射極或η++摻雜層的植入950、951相結(jié)合。藉此，可在至少部分地同時進行的制程中將對太陽電池300的接面的摻雜與改變介電質(zhì)中的電場相結(jié)合。此會減少制程步驟的數(shù)量并降低制造成本。所用摻雜劑既可為P型，亦可為η型。ARC 302或鈍化層中的固定電荷場亦可在此等層的沉積過程中形成。舉例而言，在ARC 302中沉積Si3N4過程中，可降低流動氮的比率，以使固定的正電荷增多。在沉積過程中使用額外的原位摻雜劑(例如B、C、Ge、O、Sn、S或Se)亦可增加介電質(zhì)的固定電荷。
此第二方法將排斥載子600，以提升觸點304捕捉載子600的效率并進而增強太陽電池300的效率。無需為達成此等效應而沉積額外的層(例如Al2O3)，因此，制造成本降低。藉由不包括此等不需要的額外層，可提升光收集效率。載子捕捉效率會有助于電流，因此太陽電池300的效率及電流得到增大。場601僅形成于介電質(zhì)的無觸點304的區(qū)域中，因而此會增強對在太陽電池300的表面進行再結(jié)合的屏障。此外，以此種方式進行摻雜不會改變ARC 302的特性。為得到高效率的太陽電池，可能需要良好的鈍化以達成表面再結(jié)合的降低并因而達成更高的太陽電池效率。P型摻雜區(qū)與η型摻雜區(qū)的ARC及鈍化方案可不相同。η型表面的鈍化介面需要帶有正電荷，以吸引并維持電子的表面積聚層。類似地，P型表面的鈍化介面需要帶有負電荷，以吸引并維持電洞的表面積聚層。因此，SixNyARC層是用于η型表面的最佳ARC層，乃因其在ARC層中具有全部正電荷。具有負電荷的Al2O3或α-Si則用于鈍化P型表面。對于高效率電池(例如圖2的IBC太陽電池)而言，此會造成整合問題。在如此小的空間中鈍化η型區(qū)與ρ型區(qū)二者將會增大處理的復雜度及整合的復雜度。圖10是實例性IBC太陽電池的一實施例的剖視圖。亦可具有除圖10所示的以外 的其他設計，且本文所揭示的實施例并非僅限于圖10的設計。IBC太陽電池900在ARC 302之下具有交替的η型區(qū)901與ρ型區(qū)902。ARC層302不僅具有抗反射層的作用，且亦具有鈍化層的作用。使用SiN層來鈍化η型表面，并使用Al2O3來鈍化ρ型表面。因此，此ARC更適合被稱為鈍化層而非抗反射涂層，當如在本IBC實施例中一樣用于背面時尤其如此。在一個實例中，ARC 302可為氮化物，此適合于η型區(qū)901。在本具體實施例中，為形成至少ρ型區(qū)902所進行的植入可經(jīng)由ARC 302進行。此可使用容許對所期望區(qū)域進行植入的具有孔的遮罩或使用其他圖案化技術(例如微影)。經(jīng)由ARC 302對ρ型區(qū)902進行植入將會在ARC 302中形成電荷區(qū)域903。ARC 302中的此等電荷區(qū)域903將會改變ARC 302中的電荷極性，以適合于P型區(qū)902，乃因需要使用負電荷來鈍化P型區(qū)902。因此，至少對于ρ型區(qū)902而言，對ARC 302的植入與對IBC太陽電池900的植入可相同。此方法會降低購置處理成本并提高整合生產(chǎn)量。另一選擇為可分別在不同的植入中完成對接面的摻雜與為改變鈍化特性而對介電質(zhì)進行的植入。在第三種方法中，使用移動物質(zhì)在介電層中形成電場。諸如Na、Li、Ca、K、或其他第IA族元素、抑或其他第2A族元素的移動物質(zhì)在介電層內(nèi)保持離子化并在間隙中移動。此等物質(zhì)亦可優(yōu)先地偏析至ARC302與氧化層303間的介面或氧化層303與例如η型射極301的硅之間的介面。此等物質(zhì)可用于形成場。圖8是使用本文所揭示的第三種方法的實例性太陽電池300的一部分的剖視圖，此實例性太陽電池300在介電層302的表面上具有移動電荷。物質(zhì)800 (在本具體實施例中為Na)位于ARC 302的表面上。可將太陽電池300浸于NaCl溶液中或以NaCl溶液噴涂。此將會在氮化物介電質(zhì)(例如ARC 302)的表面上涂覆Na原子或離子。在替代方法中，Na亦可在沉積ARC 302或氧化層303過程中被倂入。圖9是使用本文所揭示的第三種方法的實例性太陽電池的一部分的剖視圖，此實例性太陽電池具有擴散入介電質(zhì)內(nèi)的移動電荷。藉由熱制程(thermal process)，物質(zhì)800在本實例中擴散入ARC 302與氧化層303之間的介面。在一個實施例中，此熱制程介于約40· 與300 · 之間，但也可為其他溫度范圍。當位于此介面處時，物質(zhì)800將載子600朝太陽電池300的主體排斥。因此，物質(zhì)800將使得在遠離觸點304的區(qū)域中擴散至太陽電池300的表面的載子600發(fā)生側(cè)向或橫向漂移。物質(zhì)800將載子600朝觸點304排斥，如圖9中的虛線所示。發(fā)生側(cè)向漂移可能是由于存在側(cè)向摻雜劑梯度，此乃因觸點304之下的區(qū)域(在本實例中為η++摻雜層305)較太陽電池300的其余部分受到更重的摻雜。用于物質(zhì)800的Na或其他移動雜質(zhì)可藉由溶質(zhì)涂覆而被合并(incorporated),但亦可藉由介電質(zhì)形成過程、藉由沉積、藉由氣相沉積(例如化學氣相沉積或物理氣相沉積)、藉由物質(zhì)800的離子植入、或藉由在物質(zhì)800的存在下對太陽電池300進行退火而被合并。因第IA族及第2A族元素趨于被正離子化，因而此等元素僅排斥介面處的電洞。為排斥電子，需要使用負電場。在本實例中，可使用帶負電荷的物質(zhì)800，例如F、Cl、Br或I。此等帶負電荷的物質(zhì)可藉由溶質(zhì)涂覆、藉由介電質(zhì)形成過程、藉由沉積、藉由氣相沉積、藉由離子植入、或藉由在此等帶負電荷物質(zhì)的存在下對太陽電池300進行退火而被倂入。

此第三方法將會排斥載子600，以提升觸點304捕捉載子的效率并進而增強太陽電池300的效率。可免除沉積額外的層的需求，因此會降低制造成本。噴涂或浸浴(bath)是相對廉價的處理步驟。場僅形成于介電質(zhì)的無觸點304的區(qū)域中，故此會增強對在太陽電池300的表面上進行再結(jié)合的屏障。此外，以此種方式進行摻雜不會改變ARC 302的特性。本發(fā)明的范圍不受本文所描述的特定實施例限制。實際上，本領域技術人員自前文描述以及附圖將明白除本文所述的實施例之外的本發(fā)明的其他各種實施例及修改。因此，希望此些其他實施例及修改屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)。另外，盡管本文已出于特定目的在特定環(huán)境中的特定實施方案的上下文中描述了本發(fā)明，但本領域技術人員將認識到，本發(fā)明的有用性不限于此，且可出于任何數(shù)目的目的在任何數(shù)目的環(huán)境下有益地實施本發(fā)明。因此，應鑒于本文所述的本發(fā)明的全部廣度及精神而解釋下文所陳述的申請專利范圍。
權利要求
1.一種提升太陽電池的效率的方法，包括 將第一摻雜物質(zhì)引入太陽電池的頂面中，以形成射極，所述第一摻雜物質(zhì)具有第一導電類型； 將第二摻雜物質(zhì)引入所述射極，所述第二物質(zhì)具有與所述第一物質(zhì)相反的導電類型；以及 對所述頂面施用表面鈍化層，藉此使所述第二摻雜物質(zhì)自所述射極偏析并進入所述表面鈍化層中。
2.根據(jù)權利要求I所述的提升太陽電池的效率的方法，其中所述第一導電類型為n型，且所述第二摻雜物質(zhì)是由下列所構(gòu)成的族群中選出B、Al、Ga、In或Tl。
3.根據(jù)權利要求I所述的提升太陽電池的效率的方法，其中所述表面鈍化層包括氧化物。
4.根據(jù)權利要求I所述的提升太陽電池的效率的方法，其中所述兩個引入步驟是依序地執(zhí)行。
5.根據(jù)權利要求I所述的提升太陽電池的效率的方法，其中所述兩個引入步驟是至少部分地同時執(zhí)行。
6.一種提升太陽電池的效率的方法，包括 將第一摻雜物質(zhì)引入太陽電池的頂面中，以形成射極，所述第一摻雜物質(zhì)具有第一導電類型；以及 對所述頂面施用表面鈍化層，藉此將第二摻雜物質(zhì)引入所述表面鈍化層，以形成用于排斥所述射極中的少數(shù)載子的電場。
7.根據(jù)權利要求6所述的提升太陽電池的效率的方法，其中所述射極為n型，且所述第二物質(zhì)是由下列所構(gòu)成的族群中選出Si、C、He、Ar、Ne、Kr、Xe及H。
8.根據(jù)權利要求6所述的提升太陽電池的效率的方法，其中所述射極為p型，且所述第二物質(zhì)是由下列所構(gòu)成的族群中選出F、Cl、Br及N。
9.根據(jù)權利要求6所述的提升太陽電池的效率的方法，其中所述第二物質(zhì)被植入所述表面鈍化層中。
10.根據(jù)權利要求6所述的提升太陽電池的效率的方法，其中所述第二物質(zhì)是在沉積制程期間被引入。
11.根據(jù)權利要求6所述的提升太陽電池的效率的方法，其中所述第二物質(zhì)是由下列所構(gòu)成的族群中選出Na、Li、Ca、K、第IA族元素及第2A族元素。
12.—種提升太陽電池的效率的方法，包括 將第一摻雜物質(zhì)引入太陽電池的頂面中，以形成射極，所述第一摻雜物質(zhì)具有第一導電類型； 對所述頂面施用表面鈍化層； 對所述表面鈍化層施用移動物質(zhì)，藉此由所述移動物質(zhì)形成用于排斥所述射極中的少數(shù)載子的電場。
13.根據(jù)權利要求12所述的提升太陽電池的效率的方法，其中所述射極為n型，且所述移動物質(zhì)是由下列所構(gòu)成的族群中選出Na、Li、Ca、K、第IA族元素及第2A族元素。
14.根據(jù)權利要求12所述的提升太陽電池的效率的方法，其中將所述移動物質(zhì)噴涂于所述表面鈍化表面上。
15.根據(jù)權利要求12所述的提升太陽電池的效率的方法，其中將所述太陽電池浸于包含所述移動物質(zhì)的溶液中。
16.根據(jù)權利要求12所述的提升太陽電池的效率的方法，其中將所述移動物質(zhì)沉積于所述表面鈍化層上。
17.根據(jù)權利要求12所述的提升太陽電池的效率的方法，其中藉由在所述第二移動物質(zhì)的存在下對所述太陽電池進行退火來弓I入所述移動物質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明揭示用于提升太陽電池的一或多個介電層(302，303)的抗反射特性并降低所產(chǎn)生載子的表面再結(jié)合的方法。在某些實施例中，在介電層中引入摻雜劑，以提升其抗反射特性。在其他實施例中，在介電層(302，303)9中引入物質(zhì)(800)以形成電場，由電場將少數(shù)載子以離開表面并朝觸點的方式排斥。在另一實施例中，對抗反射涂層引入移動物質(zhì)，藉此使載子被排斥離開太陽電池的表面。藉由在太陽電池的表面形成屏障，可降低表面處所不期望的再結(jié)合。
文檔編號H01L31/0216GK102792453SQ201080047452
公開日2012年11月21日 申請日期2010年10月27日 優(yōu)先權日2009年10月27日
發(fā)明者迪帕克·瑞曼帕 申請人:瓦里安半導體設備公司