制備太陽能電池的方法及所制成的太陽能電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及制備太陽能電池的方法及所制成的太陽能電池。所述制備太陽能電池的方法包括用于選擇性發(fā)射極形成的擴散方法，其中，該擴散方法包括：執(zhí)行第一驅動以將第一摻雜漿料中的摻雜原子驅入到晶片的預定區(qū)域中；執(zhí)行預氧化以在晶片表面上生成硅氧化物；執(zhí)行沉積以利用第二摻雜源在晶片表面上形成磷硅玻璃；以及執(zhí)行第二驅動步驟以將所述磷硅玻璃中的摻雜原子驅入到晶片中。根據(jù)本發(fā)明，在太陽能電池的制造過程中有助于防止形成選擇性擴散區(qū)的漿料殘留于晶片上，并能夠在現(xiàn)有生產線中形成具有所期望的性能的擴散區(qū)而不會導致額外的成本。
【專利說明】制備太陽能電池的方法及所制成的太陽能電池
【技術領域】
[0001]本發(fā)明一般地涉及制備太陽能電池的方法以及太陽能電池，并且更具體地涉及太陽能電池的制備中用于選擇性發(fā)射極形成的擴散方法。
【背景技術】
[0002]已經知道選擇性發(fā)射極(Selective Emitter, SE)是太陽能電池中的非常重要部分，其影響著太陽能電池的光電轉換效率。選擇性發(fā)射極是這樣一種結構，其具有兩種擴散區(qū)，一種為形成在晶片中并且太陽能電池的母線下的重摻雜深擴散區(qū)(在下文中也被稱為“SE區(qū)”)，并且另一種為形成在晶片中不同于重摻雜深擴散區(qū)的其他區(qū)域的輕摻雜淺擴散區(qū)(在下文中也被稱為“場區(qū)”)。因此，選擇性發(fā)射極形成的關鍵是如何形成上面所說的兩種擴散區(qū)。[0003]傳統(tǒng)的用于選擇性發(fā)射極形成的擴散工藝一般包括如下步驟:穩(wěn)定擴散爐中的溫度和氣流；對晶片執(zhí)行預氧化，此預氧化時間非常短，例如大約幾分鐘；在晶片表面的不同位置形成不同的雜質原子源；通過將晶片保持在一定溫度使得雜質原子源中的雜質原子驅入晶片中，以形成所述選擇性發(fā)射極的SE區(qū)和場區(qū)。
[0004]然而，在傳統(tǒng)的用于選擇性發(fā)射極形成的擴散方法中，難以同時確保所希望的場區(qū)和SE區(qū)這二者擴散區(qū)中的性能，例如，所希望的方塊電阻的值，從而導致太陽能電池的光電轉換效率不高。
[0005]因此，存在對于能夠改進擴散區(qū)性能而不會顯著增加成本和工藝復雜性的用于選擇性發(fā)射極形成的擴散方法的需求。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的一個目的是提供了一種制備太陽能電池的方法，該方法包括用于選擇性發(fā)射極形成的擴散方法，其中該擴散方法包括:執(zhí)行第一驅動以將第一摻雜漿料中的摻雜原子驅入到晶片的預定區(qū)域中；執(zhí)行預氧化以在晶片表面上生成硅氧化物；執(zhí)行沉積以利用第二摻雜源以在晶片表面上形成磷硅玻璃；以及執(zhí)行第二驅動以將所述磷硅玻璃中的摻雜原子驅入到晶片中。
[0007]本發(fā)明的另一個目的是提供了一種根據(jù)如上所述的方法制備的太陽能電池。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，能夠同時在晶片的場區(qū)和SE區(qū)這二者中獲得所希望的擴散區(qū)性能，從而獲得性能優(yōu)良的太陽能電池，同時制造成本和工藝復雜度并不增加。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]從下文對實施例的詳細說明以及附圖，本發(fā)明將變得更加清楚。在附圖中，
[0010]圖1是根據(jù)本發(fā)明的用于選擇性發(fā)射極形成的擴散方法的流程圖；以及
[0011]圖2是反映如圖1所示的擴散方法在各步驟獲得的晶片結構變化的示意截面圖?！揪唧w實施方式】
[0012]下面將參考附圖來詳細描述本發(fā)明的說明性實施例。
[0013]如所知的，選擇性發(fā)射極是太陽能電池中的非常重要部分，其影響著太陽能電池的光電轉換效率。因此，用于選擇性發(fā)射極形成的擴散方法在太陽能電池的制備中非常重要。
[0014]圖1是根據(jù)本發(fā)明的用于選擇性發(fā)射極形成的擴散方法100的處理的流程圖，以及圖2是反映如圖1所示的擴散方法在各步驟獲得的晶片結構變化的示意截面圖。此擴散方法100不僅可適用于太陽能電池的選擇性發(fā)射極的形成，而且可被應用于其他半導體器件的不同摻雜區(qū)的形成。如圖1所示，此擴散方法100以步驟SlOl開始，即，穩(wěn)定擴散爐內的溫度和氣流。通過這樣做，可以減少環(huán)境狀況對置于擴散爐內的晶片的不良影響。在一個實施例中，在擴散爐內的溫度和氣流已比較穩(wěn)定的情況下，該步驟SlOl可被省略，如圖2中所示，步驟SlOl以虛線框表示。
[0015]該方法接著進行到步驟S102，在步驟S102，執(zhí)行第一驅動，以使得第一摻雜物漿料中的摻雜原子僅驅入到晶片中的預定區(qū)域中。具體地，在此步驟S102中，第一摻雜物漿料通過絲網印刷技術以預定圖案被印刷在晶片表面上，如圖2(a)所示，其中，標號201表示晶片并且標號202表示印刷到晶片上的第一摻雜漿料，并且晶片被保持在預設溫度一定時段，從而使得第一漿料中的摻雜原子驅入到晶片中的預定區(qū)域，如圖2(b)所示，其中標號203表示所述預定區(qū)域。所述預定區(qū)域與所述預定圖案相對應并且將被用于SE區(qū)。在一個實施例中，所述預定圖案為類似主柵線或細柵線的圖案。
[0016]此外，在步驟S102中，可以通過控制所述第一時段的持續(xù)時間和擴散爐中的氣氛來控制第一摻雜漿料中的摻雜原子以與隨后的場區(qū)摻雜相分離地進入SE區(qū)。在一個實施例中，預設溫度可在810-870的溫度范圍內，并且第一時段可在20-70分鐘的范圍內。
[0017]此外，在步驟S102中，第一摻雜漿料可以為基于磷酸的可印刷漿料，相應地，摻雜原子為磷原子，從而η型摻雜被執(zhí)行，如圖2(b)所示。在一個實施例中，第一摻雜漿料通過絲網印刷技術被印刷到晶片表面的預定區(qū)域中。在此情況中，由于沒有明顯的摻雜物氣相外擴散，摻雜原子僅被驅入到晶片的預定區(qū)域中。
[0018]此外，在步驟S102中，在第一驅動步驟之后，可能存在有殘余漿料，此殘余漿料與第一摻雜漿料中的有機溶劑和其他材料有關。但是，此殘余漿料可通過第一驅動中額外的熱預算而被分解為氣相并且通過流過擴散爐的諸如N2之類的氣流被攜帶出擴散爐。因此，第一驅動僅僅影響SE區(qū)，對后續(xù)場區(qū)的形成不會造成不良影響，也無需用于去除殘余漿料的額外工藝步驟。在一個實施例中，擴散爐中還被引入O2氣流作為環(huán)境氣體以減少表面集聚和調節(jié)摻雜性能。
[0019]在步驟S102之后，該擴散方法進行到步驟S103，其中，預氧化被執(zhí)行。具體地，在此步驟S103中，晶片在O2氣氛下被保持在預設溫度一段時間，例如幾分鐘，以在晶片上形成硅氧化物，如在圖2(c)中所示，其中，標號204表示所形成的硅氧化物。
[0020]在步驟S103之后，該擴散方法進行到步驟S104，其中，利用第二摻雜源漿料在具有娃氧化物的晶片上沉積磷娃玻璃(PSG),如在圖2 (d)中所不，其中標號205表不所形成的PSG。在此步驟中，第二摻雜源可以是P0CL3，因此PSG通過硅氧化物與P0CL3的反應而得到。[0021]在步驟S104之后，該擴散方法最后進行到步驟S105，其中，第二驅動被執(zhí)行，以使得所述PSG的摻雜原子驅入到晶片中。具體地，在此步驟中，沉積有PSG的晶片被保持在第三溫度一段時間，以便PSG中的磷原子驅進入到晶片中。如此，重摻雜區(qū)(即，SE區(qū))以及輕摻雜區(qū)(即，場區(qū))被形成，如圖2(e)所示，從而本擴散方法100結束。
[0022]可見，本發(fā)明的擴散方法首先利用第一漿料僅對晶片中要被用作SE區(qū)域的特定區(qū)域進行摻雜，然后利用第二漿料對幾乎整個晶片進行摻雜，這樣，所述特定區(qū)域將形成重摻雜區(qū)域以作為SE區(qū)，其余區(qū)域將形成輕摻雜區(qū)域以作為場區(qū)。在本發(fā)明的擴散方法中，第一驅動僅影響到SE區(qū)域，不會對隨后的場區(qū)摻雜造成任何不利影響，因而能夠更好的控制不同區(qū)域的摻雜以實現(xiàn)所希望的性能。
[0023]在上面的實施例中，第一漿料和第二漿料中含有磷原子，因此磷原子作為摻雜原子被驅入到晶片中以形成η型摻雜的SE區(qū)和場區(qū)。然而，本發(fā)明可采用其他原子作為摻雜原子以實現(xiàn)η型摻雜。另外，本發(fā)明也可以采用其他漿料以形成P型摻雜的SE區(qū)和場區(qū)。
[0024]上面描述的實施例僅僅詳細說明了用于選擇性發(fā)射極形成的擴散方法。然而，本發(fā)明的擴散方法可以諸如晶片挑選和晶片放置等預備步驟以及諸如電極形成等后續(xù)步驟結合以制備太陽能電池。
[0025]雖然以上已經參照附圖詳細說明了本發(fā)明的實施例，但是應該注意以上說明僅是解釋性的而非限制性的。本領域的技術人員可以在由所附權利要求而非上述具體實施例限定的本發(fā)明的范圍 內進行各種修改和替換。
【權利要求】
1.一種制備太陽能電池的方法，包括用于選擇性發(fā)射極形成的擴散方法，所述擴散方法包括以下步驟: 執(zhí)行第一驅動以將第一摻雜漿料中的摻雜原子僅驅入到晶片的預定區(qū)域中； 執(zhí)行預氧化以在晶片表面上生成硅氧化物； 執(zhí)行沉積以利用第二摻雜源在晶片表面上形成磷硅玻璃；以及 執(zhí)行第二驅動以將所述磷硅玻璃中的摻雜原子驅入到晶片中。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，執(zhí)行第一驅動包括以預定圖案將第一摻雜漿料印刷在晶片表面并將晶片保持在預設溫度一定時段。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中，所述預設溫度在810-870攝氏度的范圍內。
4.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中，所述一定時段在20-70分鐘的范圍內。
5.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中，所述第一摻雜漿料通過絲網印刷技術被印刷到晶片表面上。
6.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中所述預定圖案為類似主柵線或細柵線的圖案。
7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述第一摻雜漿料包括基于磷酸的可印刷漿料，并且所述摻雜原子為磷原子。
8.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述第二摻雜源包括POCL3。
9.根據(jù)權利要求1所述的方法，還包括在所述第一驅動之前，穩(wěn)定所述晶片放置于其中的擴散爐中的溫度和氣流。
10.一種根據(jù)權利要求1所述的方法制備的太陽能電池。
【文檔編號】H01L31/04GK103904153SQ201210572769
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月25日 優(yōu)先權日:2012年12月25日
【發(fā)明者】岳強, 王瑞萍 申請人:應用材料公司