制造太陽(yáng)能電池裝置的方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例是針對(duì)用于制造太陽(yáng)能電池的工藝。具體而言，本發(fā)明實(shí)施例同時(shí)提供布置在太陽(yáng)能電池基板的第一表面和第二表面上的共燒結(jié)(例如，熱處理)金屬層，以在一個(gè)步驟中完成金屬化工藝。通過(guò)這樣做，在太陽(yáng)能電池基板的第一表面和第二表面上形成的兩個(gè)金屬層被共燒結(jié)(例如，同時(shí)地?zé)崽幚?，從而消除制造復(fù)雜性、降低循環(huán)時(shí)間和生產(chǎn)太陽(yáng)能電池裝置的成本。本發(fā)明實(shí)施例也可提供一種方法和太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，所述方法和太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)在基板的后表面上需要降低量的金屬化膏以形成后表面接觸結(jié)構(gòu)，并且因此降低所形成的太陽(yáng)能電池裝置的成本。
【專利說(shuō)明】制造太陽(yáng)能電池裝置的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明實(shí)施例通常涉及用于形成結(jié)晶太陽(yáng)能電池的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能電池是將太陽(yáng)光直接轉(zhuǎn)換成為電力的光生伏打裝置。最常見(jiàn)的太陽(yáng)電池材料是硅，所述材料為單晶或多晶基板的形式，所述基板有時(shí)被稱為晶圓。因?yàn)樾纬捎糜诋a(chǎn)生電力的硅基太陽(yáng)能電池的已攤銷成本高于使用傳統(tǒng)方法產(chǎn)生電力的成本，所以已存在降低用于形成太陽(yáng)能電池的所需成本的努力。
[0003]存在用于制造太陽(yáng)能電池的活性區(qū)域和載流金屬線或?qū)w的各種方法。以低成本制造高效率太陽(yáng)能電池是用于使太陽(yáng)能電池產(chǎn)生用于大量消耗的電力的更具有競(jìng)爭(zhēng)性的關(guān)鍵。太陽(yáng)能電池的效率直接與用于收集從各種層中的所吸收的光子產(chǎn)生的電荷的電池的能力有關(guān)。良好的鈍化層可提供所需的薄膜性質(zhì)，所述薄膜性質(zhì)降低太陽(yáng)能電池中的電子或空穴的重組，且將電子和電荷重定向回至太陽(yáng)能電池中以產(chǎn)生光電流。當(dāng)電子和空穴重組時(shí)，入射太陽(yáng)能被再發(fā)射為熱量或光，從而降低太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率。
[0004]布置在太陽(yáng)能電池裝置的背表面上的鈍化層可以是提供良好界面性質(zhì)的介電層，所述界面性質(zhì)降低電子和空穴的重組，驅(qū)動(dòng)電子和載荷子和/或?qū)㈦娮雍洼d荷子擴(kuò)散回到形成在基板中的結(jié)區(qū)中且最小化光吸收。此外，布置在太陽(yáng)能電池裝置的背表面上的鈍化層也可充當(dāng)背側(cè)反射體，所述背側(cè)反射體用于最小化光吸收同時(shí)輔助將光反射回到太陽(yáng)能電池裝置。在通常情況下，鈍化層可被蝕刻、鉆孔和/或圖案化以形成開(kāi)口(例如，背接觸通孔)，所述開(kāi)口允許覆蓋背接觸金屬層部分貫穿鈍化層以形成與裝置的活性區(qū)域的電接觸。此外，通常包括鈍化層激光燒蝕步驟、后激光處理清洗步驟，和覆蓋后表面金屬沉積步驟的傳統(tǒng)鈍化層處理順序的成本高昂，需要大量處理步驟，且所述傳統(tǒng)鈍化層處理順序可能產(chǎn)生無(wú)意地?fù)p傷太陽(yáng)能電池裝置的不希望的污物。
[0005]因此，存在用于制造具有所需的裝置性能以及低制造成本的太陽(yáng)能電池裝置的改進(jìn)的方法和裝置的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明實(shí)施例可提供制造太陽(yáng)能電池裝置的方法，所述方法包含提供基板，所述基板具有布置在基板的第一側(cè)上的第一介電層和布置在基板的第二側(cè)上的第二介電層；有選擇地在第一介電層的至少一部分上以第一圖案布置第一金屬膏；有選擇地在第二介電層的表面上以第二圖案布置第二金屬膏；其中第二介電層被布置在第二金屬膏部分和基板的第二側(cè)之間，且同時(shí)加熱布置在第一和第二介電層上的第一和第二金屬膏以形成在第一介電層中的第一組接觸和在第二介電層中的第二組接觸；其中第二金屬膏的至少一部分形成數(shù)個(gè)接觸區(qū)域，所述接觸區(qū)域中的每個(gè)區(qū)域從第二介電層的表面貫穿第二介電層至基板的第二側(cè)。在一些配置中，所述方法也可包括將導(dǎo)電層耦接到形成在第二介電層中的接觸區(qū)域，其中導(dǎo)電層包含鋁、銅或錫箔，這些材料幫助將所形成的接觸區(qū)域互連和充當(dāng)后表面反射體。
[0007]本發(fā)明實(shí)施例是針對(duì)用于制造太陽(yáng)能電池的改進(jìn)工藝。在一個(gè)實(shí)施例中，用于在基板中制造太陽(yáng)能電池裝置的方法包括提供基板，所述基板具有布置在基板的第一側(cè)上的第一介電層和布置在基板的第二側(cè)上的第二介電層；有選擇地在第一介電層上布置第一組接觸金屬膏和在第二介電層上布置第二組接觸金屬膏，同時(shí)加熱布置在第一和第二介電層上的第一組和第二組接觸金屬膏以分別地蝕刻穿過(guò)第一和第二介電層；在第一介電層中形成第一組接觸開(kāi)口且在第二介電層中形成第二組接觸開(kāi)口 ；在形成于第一介電層中的第一組接觸開(kāi)口中形成第一組金屬接觸結(jié)構(gòu)，和在形成于第二介電層中的第二組接觸開(kāi)口中形成第二組金屬接觸結(jié)構(gòu)，在加熱工藝期間，所述第一組接觸開(kāi)口通過(guò)第一組接觸金屬膏形成，所述第二組接觸開(kāi)口通過(guò)第二組接觸金屬膏形成。
[0008]在另一實(shí)施例中，一種用于制造基板中的太陽(yáng)能電池裝置的方法包括:提供基板，所述基板具有布置在基板的第一側(cè)上的第一介電層，和布置在基板的第二側(cè)上的第二介電層，其中第二介電層具有布置在第二層上的第一層，所述第二層被布置在基板的第二側(cè)上；有選擇地在第一介電層的至少一部分上以第一圖案布置第一金屬膏；執(zhí)行激光去除工藝以從基板的第二側(cè)去除第一層的一部分，以在第二介電層的第一層中形成開(kāi)口 ；有選擇地在第二介電層的第一層上以第二圖案布置第二金屬膏，第二金屬膏的部分填充第一層的開(kāi)口，所述第一層布置在第二介電層的第二層上；同時(shí)加熱布置在第一和第二介電層上的第一和第二金屬膏以形成在第一介電層中的第一組接觸和在第二介電層中的第二組接觸，其中第二金屬膏的至少一部分形成數(shù)個(gè)接觸區(qū)域，所述數(shù)個(gè)接觸區(qū)域中的每個(gè)區(qū)域從第二介電層的表面貫穿第二介電層至基板的第二側(cè)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]因此，以可詳細(xì)地理解本發(fā)明的上述特征的方式，可參考實(shí)施例獲得上文簡(jiǎn)要概述的本發(fā)明的更特定描述，所述實(shí)施例中的一些實(shí)施例圖示在附圖中。然而，應(yīng)注意，附圖僅圖示本發(fā)明的典型實(shí)施例且因此不將附圖視為限制本發(fā)明的范疇，因?yàn)楸景l(fā)明可允許其他同等有效的實(shí)施例。
[0010]圖1圖示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于形成太陽(yáng)能電池裝置的處理順序的方塊圖；
[0011]圖2A至圖2K圖示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的使用圖1的處理順序在不同階段期間的太陽(yáng)能電池基板的橫截面圖；
[0012]圖3圖示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的用于形成太陽(yáng)能電池裝置的處理順序的方塊圖；
[0013]圖4A至圖4D圖示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的使用圖3的處理順序在不同階段期間的太陽(yáng)能電池基板的橫截面圖；
[0014]圖5圖示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的用于形成太陽(yáng)能電池裝置的處理順序的方塊圖；
[0015]圖6A至圖6E圖示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的使用圖5的處理順序在不同階段期間的太陽(yáng)能電池基板的橫截面圖；
[0016]圖7圖示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的用于形成太陽(yáng)能電池裝置的處理順序的方塊圖；
[0017]圖8A至圖8D圖示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的使用圖5的處理順序在不同階段期間的太陽(yáng)能電池基板的橫截面圖；和
[0018]圖9A至圖9C圖示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的其中金屬膏層可被布置在太陽(yáng)能電池基板表面上的各種圖案。
【具體實(shí)施方式】
[0019]本發(fā)明實(shí)施例是針對(duì)用于制造太陽(yáng)能電池的工藝。具體而言，本發(fā)明實(shí)施例同時(shí)提供布置在太陽(yáng)能電池基板的第一表面和第二表面上的共燒結(jié)(例如，熱處理)金屬層，以在一個(gè)步驟中完成金屬化工藝。通過(guò)這樣做，在太陽(yáng)能電池基板的第一表面和第二表面上形成的兩個(gè)金屬層被共燒結(jié)(例如，同時(shí)地?zé)崽幚?，從而消除制造復(fù)雜性、降低循環(huán)時(shí)間和生產(chǎn)太陽(yáng)能電池裝置的成本。本發(fā)明實(shí)施例也可提供一種方法和太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，所述方法和太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)在基板的后表面上需要降低量的金屬化膏以形成后表面接觸結(jié)構(gòu)，并且因此降低所形成的太陽(yáng)能電池裝置的成本。
[0020]所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，隨著由于形成結(jié)晶硅錠料的工藝和用于從錠料形成基板的絲線鋸切工藝的進(jìn)步，通常為結(jié)晶太陽(yáng)能基板制造成本的最大部分的太陽(yáng)能電池基板的制造成本降低，用于形成太陽(yáng)能電池裝置的其他材料的成本成為太陽(yáng)能電池的總制造成本的較大部分。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，橫跨基板后表面的大部分而沉積的傳統(tǒng)“淹沒(méi)式印刷(floodprinting) ”或覆蓋金屬膏層占形成傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池裝置的總成本的顯著部分。本文公開(kāi)的本發(fā)明實(shí)施例因此提出一種方法，所述方法降低用于在太陽(yáng)能電池裝置上形成后接觸結(jié)構(gòu)的金屬膏的量，減少用于形成太陽(yáng)能電池裝置所需的處理步驟數(shù)目和降低太陽(yáng)能電池的制造工藝順序復(fù)雜性。在一個(gè)實(shí)例中，相較于含有傳統(tǒng)覆蓋沉積金屬膏層的太陽(yáng)能電池裝置，本文所述的方法可使用于形成太陽(yáng)能電池裝置的金屬膏量降低約60%和99.6%之間。
[0021]圖1圖示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于形成太陽(yáng)能電池裝置的處理順序的方塊圖。圖2A至圖2K圖示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的使用圖1的處理順序在不同階段期間的太陽(yáng)能電池基板的橫截面圖。應(yīng)注意，在圖1和圖2A至圖2K中所示的處理順序僅被用作可用于制造太陽(yáng)能電池裝置的工藝流程的實(shí)例。根據(jù)形成理想太陽(yáng)能電池裝置所需，可在圖1中所示的步驟之間增加額外步驟。類似地，也可根據(jù)需要消除本文所述的一些步驟?？梢灶A(yù)期，在基板前側(cè)或背側(cè)上形成的一或多個(gè)金屬層或介電層可根據(jù)需要在任何所需階段形成。
[0022]在實(shí)施例中，如圖1和圖2A中所示，所述工藝通過(guò)提供具有布置在基板202的一或多個(gè)表面中的摻雜劑的基板202而在步驟102處開(kāi)始?；?02可以是單晶或多晶硅基板、含硅基板、含摻雜硅基板，或其他適當(dāng)基板。在一個(gè)實(shí)施例中，基板202是含摻雜硅基板，所述基板具有布置在所述基板中的P型摻雜劑或η型摻雜劑。在一個(gè)配置中，基板202是P型結(jié)晶硅(c-Si)基板。用于硅太陽(yáng)能電池制造中的P型摻雜劑是化學(xué)元素，所述化學(xué)元素諸如硼(B)、鋁(Al)或鎵(Ga)。在另一配置中，結(jié)晶硅基板202可以是電子級(jí)硅基板或低壽命、富含缺陷的娃基板，例如升級(jí)的冶金級(jí)(upgraded metallurgical grade ；UMG)結(jié)晶硅基板。升級(jí)的冶金級(jí)(UMG)硅是具有例如，以百萬(wàn)分之幾級(jí)計(jì)的低濃度的重金屬及其他有害雜質(zhì)的相對(duì)清潔的多晶硅原料，但是取決于來(lái)源，所述冶金級(jí)硅可包含高濃度的硼或磷。在某些應(yīng)用中，基板可以是通過(guò)發(fā)射極卷繞(emitter wrap through ;EWT)、金屬化環(huán)繞，或金屬化卷繞(metallization wrap through ；MWT)方法制備的背部接觸娃基板。盡管本文所述的實(shí)施例和所述實(shí)施例的相關(guān)論述主要地論述P型c-Si基板的使用，但是此配置不意指限于本發(fā)明的范圍，因?yàn)樵诓黄x本文所述的本發(fā)明實(shí)施例的情況下，也可使用η型c-Si基板。如將在下文中論述，在基板上形成的摻雜層或發(fā)射極將基于使用的基板類型而變化。
[0023]在步驟104處，基板202被清洗和紋理化。清洗工藝清洗基板202的表面204、206以去除任何不希望的材料，且隨后紋理化工藝將基板202的第一表面204粗糙化以形成紋理化表面208，如圖2Β中所示。基板202具有第一表面204 (例如，前表面)和第二表面206 (例如,背表面),所述第二表面206通常相對(duì)于第一表面204且在基板202的相對(duì)側(cè)上?；?02可使用水選法清洗，在水選法中，所述基板被使用清洗液噴霧。清洗液可以是任何傳統(tǒng)清洗液，諸如氫氟酸持續(xù)(HF-1ast)型清洗液、臭氧水清洗液、氫氟酸(hydrofluoricacid ；HF)和過(guò)氧化氫(H2O2)溶液，或其他適當(dāng)清洗液。可對(duì)基板202執(zhí)行清洗工藝達(dá)約5秒至約600秒，諸如約120秒的時(shí)間。
[0024]在太陽(yáng)能電池基板202的前側(cè)上的紋理化表面208適合于在已形成太陽(yáng)能電池之后接收太陽(yáng)光。紋理化表面208被形成以增強(qiáng)太陽(yáng)能電池中的光陷阱以提高轉(zhuǎn)換效率?；?02的第二表面206也可在紋理化工藝期間被紋理化。在一個(gè)實(shí)例中，基板202在蝕刻溶液中被蝕刻，所述蝕刻溶液包含在約2.7體積百分比的氫氧化鉀(KOH)和約4500ppm的30(MW PEG之間，所述300MWPEG被保持在約79°C至80°C的溫度下達(dá)約30分鐘。在一個(gè)實(shí)施例中，用于蝕刻硅基板的蝕刻溶液可以是含水氫氧化鉀(KOH)、氫氧化鈉(NaOH)、氨水(NH4OH)、羥化四甲銨(TMAHj (CH3) 4Ν0Η)，或其他類似堿性溶液。蝕刻溶液將通常非均質(zhì)地蝕刻基板202，在基板202的紋理化表面208和209上形成錐體。
[0025]在步驟104的一些實(shí)施例中，可執(zhí)行后表面拋光步驟以減少或消除在基板202的表面206上形成的表面紋理，以便可形成相對(duì)平坦和穩(wěn)定的后表面206，如圖2C中所示。后表面拋光工藝可使用化學(xué)機(jī)械拋光(chemical mechanical polishing ；CMP)工藝或其他類似方法執(zhí)行，所述類似工藝或方法可去除在紋理化工藝期間產(chǎn)生的表面粗糙度。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，后表面拋光工藝是在執(zhí)行一或多個(gè)以下工藝步驟，諸如在執(zhí)行步驟106之后完成。
[0026]在步驟106處，如圖2D中所示，諸如摻雜氣體的摻雜劑材料被用于在太陽(yáng)能電池基板的表面上形成摻雜區(qū)域213 (例如，P+或η.摻雜區(qū)域)。在一個(gè)實(shí)施例中，摻雜區(qū)域213是通過(guò)利用氣相摻雜工藝形成在基板202中。在一個(gè)實(shí)施例中，摻雜區(qū)域213的厚度是在約50 A和約20 μ m之間，且摻雜區(qū)域213包含η型或P型摻雜劑原子。在一個(gè)實(shí)施例中，摻雜區(qū)域213可以是布置在P型基板202中的η型摻雜劑。
[0027]在一個(gè)實(shí)施例中，在步驟106處，摻雜氣體中的摻雜劑被擴(kuò)散至基板中以形成摻雜區(qū)域213。在一個(gè)實(shí)例中，來(lái)自摻雜氣體的磷摻雜劑原子被通過(guò)利用三氯氧化磷(POCl3)擴(kuò)散工藝摻雜工藝摻雜到基板202的表面中，所述擴(kuò)散工藝是在相對(duì)高的處理溫度下執(zhí)行。在一個(gè)實(shí)例中，在含摻雜劑氣體存在的情況下，基板202被加熱至大于約800°C的溫度以弓I起含摻雜劑氣體中的摻雜元素?cái)U(kuò)散至基板表面中以形成摻雜區(qū)域。在一個(gè)實(shí)施例中，在含三氯氧化磷(POCL3)氣體存在的情況下，基板被加熱至在約800°C和約1300°C之間的溫度達(dá)約I分鐘和約120分鐘之間的時(shí)間。摻雜劑材料的其他實(shí)例可包括，但不限于多磷酸、磷硅酸鹽玻璃前驅(qū)物、磷酸(H3PO4)、正亞磷酸(H3PO3)、次磷酸(H3PO2),和/或上述物質(zhì)的各種銨鹽。在其中基板202是η型基板的實(shí)施例中，摻雜區(qū)域213可以為ρ型摻雜劑材料，諸如硼酸(H3BO3)。在步驟106期間執(zhí)行的工藝可被通過(guò)任何適當(dāng)熱處理模塊執(zhí)行。在一個(gè)實(shí)施例中，熱處理模塊為快速加溫退火(rapid thermal annealing ；RTA)腔室、退火腔室、管式爐或帶式爐腔室。
[0028]在步驟106的替代實(shí)施例中，摻雜區(qū)域213可通過(guò)利用絲網(wǎng)印刷、噴墨印刷、噴霧沉積、橡膠沖壓、激光擴(kuò)散或其他類似工藝在基板202的表面上以所需圖案沉積或印刷摻雜劑材料，且隨后將摻雜劑材料中的摻雜劑原子驅(qū)動(dòng)到基板表面中來(lái)形成。摻雜區(qū)域213可最初為液體、膏劑或凝膠，上述物質(zhì)用于在基板202中形成重?fù)诫s區(qū)域。隨后，基板202被加熱至大于約800°C的溫度以促使摻雜劑進(jìn)入或擴(kuò)散至基板202的表面中，以形成圖2D中所示的摻雜區(qū)域213。在一個(gè)實(shí)施例中，所述進(jìn)入工藝(drive-1n process)是通過(guò)將基板202加熱至在約800°C和約1300°C之間的溫度達(dá)所需時(shí)間段來(lái)執(zhí)行，所述時(shí)間段例如約I分鐘至120分鐘。進(jìn)入工藝可通過(guò)任何適當(dāng)?shù)臒崽幚砟K執(zhí)行。
[0029]在形成摻雜區(qū)域213之后，基板202可被逐漸冷卻至所需溫度?；?02的溫度可以在約5°C /秒和約350°C /秒之間的降溫速率從約850°C的擴(kuò)散溫度降溫至約700°C或更少的所需溫度，諸如約室溫。
[0030]在步驟110處，可選擇性地對(duì)基板202執(zhí)行清洗工藝以從基板202去除任何不希望的殘留物或氧化物，所述殘留物或氧化物諸如在步驟106或其他上述處理步驟期間形成的磷娃玻璃(phosphosilicate glass ；PSG)層。清洗工藝可根據(jù)步驟104以上文論述的類似方式執(zhí)行?？蓪?duì)基板202執(zhí)行清洗工藝達(dá)約5秒和約600秒之間，諸如達(dá)約30秒至約240秒的時(shí)間。
[0031]應(yīng)注意，在基板202的后表面206上形成的摻雜區(qū)域213可根據(jù)不同工藝要求的需要拋光掉，如圖2E中所不。后表面206可被選擇性地蝕刻以去除布置在后表面206上的摻雜區(qū)域213部分。蝕刻工藝可以上文根據(jù)步驟104論述的類似方式執(zhí)行，且蝕刻工藝可包含應(yīng)用濕法化學(xué)于后表面以有選擇地去除摻雜區(qū)域213?；蛘?，蝕刻工藝可為干蝕刻工藝。所述干蝕刻工藝諸如各向同性蝕刻，來(lái)自NF3、SF6, F2、NC13、Cl2,或包含HF和O3的蒸汽，上述氣體的組合的遠(yuǎn)程或直接等離子體或其他適當(dāng)氣體物種，用于根據(jù)需要從后表面206去除不希望污染物和殘余物。
[0032]在步驟112處，抗反射層或鈍化層218被形成在基板202的前紋理化表面208上，如圖2F中所示。抗反射層/鈍化層218可根據(jù)需要選擇性地包括透明導(dǎo)電氧化物(transparent conductive oxide ；TC0)層(未圖示)。在一個(gè)實(shí)例中，抗反射層/鈍化層218可以是薄抗反射/鈍化層，諸如氧化硅或氮化硅。在一個(gè)實(shí)施例中，鈍化/ARC層218可以是薄膜堆疊，薄膜堆疊可包含與前紋理化表面208接觸的第一層和布置在第一層上的第二層。在一個(gè)實(shí)例中，第一層可包含通過(guò)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(plasma enhancedchemical vapor deposition ；PECVD)工藝形成的氮化娃(SiN)層，所述氮化娃層具有在約
50埃(A)和約350 A之間，諸如150 A的厚度，且所述氮化硅層具有形成在所述氮化硅層
中所需量(Q1)的陷阱電荷，以有效地鈍化基板表面。在一個(gè)實(shí)例中，第二層可包含通過(guò)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝形成的氮化桂(SiN)層,所述氮化硅層具有在約400 A和約
700 A之間，諸如600 A的厚度，且所述氮化硅層具有形成在所述氮化硅層中所需量(Q2)的陷阱電荷，以有效地幫助大量鈍化基板表面。將注意到，諸如基于Q1和Q2之和的正凈電荷或負(fù)凈電荷的電荷類型是通過(guò)其上形成鈍化層的基板的類型優(yōu)先地設(shè)定。然而，在一個(gè)實(shí)例中，理想地在η型基板表面上獲得在約5 X IO11庫(kù)侖/cm2至約I X IO13庫(kù)侖/cm2之間的總凈正電荷，而將理想地在P型基板表面上獲得在約5 X IO11庫(kù)侖/cm2至約I X IO13庫(kù)侖/cm2之間的總凈負(fù)電荷?；蛘?，在需要異質(zhì)結(jié)類型的太陽(yáng)能電池的某些實(shí)施例中，抗反射/鈍化層218可包括薄的(20Λ至?ΟΟΑ)本征非晶硅(1-a-S1:H)層和之后的ARC層(例如，
氮化硅層)，所述ARC層可使用物理氣相沉積(PVD)工藝或化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝沉積。
[0033]在步驟114處，背側(cè)鈍化層220被沉積在基板202的第二表面206 (例如，背表面)上，如圖2G中所示。鈍化層220可為提供良好界面性質(zhì)的介電層，所述界面性質(zhì)降低電子和空穴的重組，且驅(qū)動(dòng)和/或擴(kuò)散電子和載荷子。在一個(gè)實(shí)施例中，鈍化層220可由介電材料制成，所述介電材料選自由以下各者組成的群組:氮化硅(Si3N4)、氫化氮硅(SixNy:H)、氧化硅、氮氧化硅、氧化硅和氮化硅的合成薄膜、氧化鋁層、氧化鉭層、二氧化鈦層，或任何其他適當(dāng)材料。在一個(gè)實(shí)施例中，本文中所用的鈍化層220是氧化鋁層(Alx0y)。氧化鋁層(AlxOy)可由任何適當(dāng)?shù)某练e技術(shù)形成,所述沉積技術(shù)諸如原子層沉積(atomic layerdeposition ；ALD)工藝、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)工藝、金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(metal-organic chemical vapor deposition ；MOCVD)、灘射工藝等等。在不例性實(shí)施例中，鈍化層220是通過(guò)MOCVD或ALD工藝形成的氧化鋁層(AlxOy)，所述鈍化層具有在約5nm和約120nm之間的厚度。
[0034]在步驟116處，背接觸金屬膏222通過(guò)利用噴墨印刷、橡膠沖壓、模版印刷、絲網(wǎng)印刷，或其他類似工藝被沉積在鈍化層220上以形成背金屬接觸，從而形成和界定所需圖案，在所需圖案處，形成至下層基板表面(例如，硅)的電接觸，如圖2H中所示。在一個(gè)實(shí)施例中，背接觸金屬膏222通過(guò)絲網(wǎng)印刷工藝以所需圖案被布置在鈍化層220上，在所述絲網(wǎng)印刷工藝中，背接觸金屬膏222通過(guò)不銹鋼絲網(wǎng)被印刷在鈍化層220上。在一個(gè)實(shí)例中，絲網(wǎng)印刷工藝可在可自應(yīng)用材料意大利公司(AppliedMaterials Italia S.r.1.)獲得的Sof tLine?系統(tǒng)中執(zhí)行，應(yīng)用材料意大利公司是加利福尼亞圣克拉拉(SantaClara, California)的應(yīng)用材料公司(Applied Materials Inc.)的分公司。也可預(yù)期，還可使用來(lái)自其他制造商的沉積設(shè)備。
[0035]背接觸金屬膏222可包括聚合樹(shù)脂，所述聚合樹(shù)脂具有布置在所述聚合樹(shù)脂中的金屬微粒。聚合物和顆?；旌衔锿ǔ１环Q為“膏劑”或“油墨”。聚合樹(shù)脂充當(dāng)載體以幫助使背接觸金屬膏222能夠印刷到鈍化層220上。添加其他有機(jī)化學(xué)物以調(diào)節(jié)粘度、表面潤(rùn)濕，或膏劑的其他性質(zhì)。聚合樹(shù)脂及其他有機(jī)物在隨后的燒結(jié)工藝期間從鈍化層220或從基板202被去除，此舉將在下文中進(jìn)一步詳細(xì)論述。玻璃粉也可被包括在背接觸金屬膏222中。包含于在背接觸金屬膏222中發(fā)現(xiàn)的玻璃粉中的化合物將與布置在基板202上的鈍化層220材料反應(yīng)以允許金屬元素及膏劑的其他成分?jǐn)U散(例如，燒結(jié)穿過(guò))至鈍化層220中且與基板表面形成接觸，以及促進(jìn)膏劑和鈍化層中的金屬微粒的聚結(jié)以通過(guò)鈍化層形成導(dǎo)電路徑。 因此，玻璃粉使得接觸金屬膏222能夠圖案化鈍化層220，從而允許鈍化層220中的金屬微粒通過(guò)鈍化層220形成電接觸。在一個(gè)實(shí)施例中，在接觸金屬膏222中發(fā)現(xiàn)的金屬微?？蛇x自由以下各材料組成的群組:銀、銀合金、銅(Cu)、錫(Sn)、鈷(Co)、錸(Rh)、鎳(Ni)、鋅(Zn)、鉛(Pb)，和/或鋁(Al)或其他適當(dāng)金屬以提供適當(dāng)導(dǎo)電源，用于通過(guò)鈍化層220形成至基板表面的電接觸。在背接觸金屬膏中的額外成分通常被選擇以便促進(jìn)鈍化層220的有效“潤(rùn)濕”，同時(shí)最小化可影響在鈍化層220中的所形成特征/接觸金屬圖案的展開(kāi)量。
[0036]在一個(gè)實(shí)施例中，背接觸金屬膏222包括布置在聚合樹(shù)脂中的鋁(Al)顆粒，所述招(Al)顆粒用于在P型基板的后表面上形成電接觸和背表面電場(chǎng)(back-surface-field ;BSF)區(qū)域。在一些配置中，鋁膏劑也可包括鋁顆粒和布置在鋁顆粒中的玻璃粉，以通過(guò)鈍化層220形成鋁金屬接觸。在一個(gè)實(shí)施例中，鋁膏劑被選擇以促進(jìn)在鈍化層220中發(fā)現(xiàn)的氧化鋁的低溫溶解，和在隨后金屬接觸共燒結(jié)工藝期間的鋁硅合金的形成，此舉將在下文中詳細(xì)地論述。在一些配置中，鋁膏劑包括硅化鋁和硅化鉍、鍺酸鉍、氟鋁酸納(冰晶石)或與鋁鍵結(jié)以形成化學(xué)活性材料的其他含氯或含氟化合物，所述化學(xué)活性材料可通過(guò)鈍化層220 (例如，氧化鋁)燒結(jié)且在隨后的金屬接觸共燒結(jié)工藝期間與P型基板202的區(qū)域形成鋁硅合金。在一個(gè)實(shí)例中，布置在鈍化層220上的金屬膏特征的所形成圖案包括布置在氧化鋁鈍化層上的鋁膏劑，所述氧化鋁鈍化層布置在P型基板202的后表面206上，其中圖案化金屬膏包含大小在約50 μ m和約200μπι之間且厚度在約5μπι和20 μ m之間的金屬膏點(diǎn)的陣列，所述金屬膏點(diǎn)被放置于厚度在約IOnm和IOOnm之間的氧化鋁鈍化層上的約300 μ m中心和1500 μ m中心之間的上方。金屬膏特征可以密排六方晶格(hexagonal closepacked ；HCP)陣列、矩形陣列或其他所需圖案形成。圖9A至圖9C圖示形成在基板202的后表面206上的特征的其他所需圖案的一些可能的實(shí)例。如上所述，在一個(gè)實(shí)例中，相較于在傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池裝置中形成的覆蓋沉積金屬膏層，本文所述的方法可將用于基板后表面上的金屬膏量降低達(dá)約60%和約99.6%之間。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還將了解，本文使用的金屬膏材料將通常比在工業(yè)中使用的常見(jiàn)金屬膏顯著地更加低廉，所述常見(jiàn)金屬膏被專門定制以不“燒結(jié)穿過(guò)”所述金屬膏布置于其上的鈍化層材料或與所述鈍化層材料反應(yīng)。
[0037]在步驟118處，包括前接觸結(jié)構(gòu)226和/或?qū)щ娍偩€228的金屬化層被形成在基板202的前紋理化表面208上的抗反射/鈍化層218上，如圖21中所示。在背接觸金屬膏222被布置在基板202的背表面206上之后，前接觸結(jié)構(gòu)226可以所需圖案被沉積在抗反射/鈍化層218的表面上。在一些實(shí)施例中，可利用蝕刻或燒蝕工藝通過(guò)抗反射/鈍化層218形成通孔，以便前接觸結(jié)構(gòu)226的部分和/或布置在前接觸結(jié)構(gòu)226之上的導(dǎo)電總線228的部分可與摻雜區(qū)域213的暴露部分形成良好電接觸，所述摻雜區(qū)域213形成在基板202的前表面204上。通常，前接觸結(jié)構(gòu)226的厚度可在約500埃和約50，000埃(A>之間,寬度可從約ΙΟμπι至約200μπι;且前接觸結(jié)構(gòu)226包含金屬，所述金屬諸如鋁(Al)、銀(Ag)、錫(Sn)、鈷(Co)、錸(Rh)、鎳(Ni)、鋅(Zn)、鉛(Pb)、鈀(Pd)、鑰(Mo)、鈦(Ti)、釩(V)、鶴(W)，或鉻(Cr)。在一個(gè)實(shí)例中，前導(dǎo)電接觸226是含有銀(Ag)的金屬膏，且前導(dǎo)電接觸226通過(guò)絲網(wǎng)印刷工藝以所需圖案被沉積。絲網(wǎng)印刷工藝可由可自應(yīng)用材料意大利公司(AppliedMaterials Italia S.r.1.)獲得的SoftLbye?系統(tǒng)執(zhí)行,應(yīng)用材料意大利公司是加利福尼亞圣克拉拉(Santa Clara, California)的應(yīng)用材料公司(Applied Materials Inc.)的分公司。[0038]通常，導(dǎo)電總線228被形成且附接于前接觸結(jié)構(gòu)226的至少一部分，以允許太陽(yáng)能電池裝置被連接到其他太陽(yáng)能電池或外部裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，必要時(shí)，導(dǎo)電總線228使用焊接材料被連接到前接觸結(jié)構(gòu)226，所述焊接材料可包含焊錫材料(例如，Sn/Pb、Sn/Ag)。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電總線228的厚度為約200微米且包含金屬，所述金屬諸如鋁(Al)、銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、錫(Sn)、鈷(Co)、錸(Rh)、鎳(Ni)、鋅(Zn)、鉛(Pb)、鈀(Pd)，和/或鋁(Al)。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)導(dǎo)電總線228是由金屬線形成，所述金屬線為約30量規(guī)(美國(guó)線規(guī):-0.254mm)或更小的大小。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電總線228的表面鍛有焊錫材料，所述焊錫材料諸如Sn/Pb或Sn/Ag焊錫材料。
[0039]在步驟120處，在背接觸金屬膏222和前接觸結(jié)構(gòu)226，以及導(dǎo)電總線228分別形成在背表面206和前紋理化表面208上之后，執(zhí)行熱處理步驟(例如，共燒結(jié)工藝或稱為“共燒結(jié)穿過(guò)”金屬化工藝)以同時(shí)地促使背接觸金屬膏222和前接觸結(jié)構(gòu)226，以及導(dǎo)電總線228立即全部致密化或燒結(jié)，使得至少背接觸金屬膏222燒結(jié)穿過(guò)鈍化層220，且分別與在基板202的摻雜區(qū)域213和背表面206中發(fā)現(xiàn)的硅材料形成良好電接觸，如圖2J中所示。在步驟120期間，在共燒結(jié)工藝期間，鈍化層220和/或抗反射/鈍化層218的部分是由背接觸金屬膏222和前接觸結(jié)構(gòu)226蝕刻穿過(guò)，以形成前側(cè)電接觸區(qū)域231和后表面接觸區(qū)域232，所述前側(cè)電接觸區(qū)域231和后表面接觸區(qū)域232各自貫穿所述區(qū)域的各個(gè)鈍化層堆疊218、220。在執(zhí)行步驟120之后，圖案化背接觸金屬膏222的區(qū)域?qū)⒅旅芑倚纬蓪?dǎo)電路徑，所述導(dǎo)電路徑與后表面接觸區(qū)域232電接觸且貫穿鈍化層220，以便圖案化金屬接觸，或?qū)щ娐窂?42的這些所形成的區(qū)域可被隨后連接在一起以形成背表面接觸結(jié)構(gòu)。類似地，在執(zhí)行步驟120之后，前接觸結(jié)構(gòu)226和導(dǎo)電總線228的區(qū)域?qū)⒅旅芑倚纬蓪?dǎo)電路徑241，所述導(dǎo)電路徑241與前表面接觸區(qū)域231電接觸且貫穿鈍化層218以形成前側(cè)接觸結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，峰值燒結(jié)溫度可在短時(shí)間(諸如在約I秒和約8秒之間，例如，約2秒)內(nèi)被控制在約600攝氏度和約900攝氏度之間，例如控制在約800攝氏度。燒結(jié)工藝也將幫助蒸發(fā)在背接觸金屬膏222和前接觸結(jié)構(gòu)226中發(fā)現(xiàn)的聚合物或蝕刻劑材料。
[0040]通常對(duì)于使用類似于傳統(tǒng)前接觸“燒結(jié)”工藝的熱處理執(zhí)行的步驟120，和下文論述的其他類似處理步驟(例如，步驟308、506和708)所需的是，確保傳統(tǒng)前側(cè)金屬化工藝將不會(huì)受到在此“共燒結(jié)”步驟期間增加背側(cè)接觸形成的影響。為確保圖案化背接觸金屬膏222將在步驟120期間“燒結(jié)穿過(guò)”鈍化層220，鈍化層220的厚度、鈍化層成分、金屬膏材料的成分和每個(gè)圖案化背接觸金屬膏“點(diǎn)”的質(zhì)量可能需要被調(diào)整以確保實(shí)現(xiàn)可重復(fù)的太陽(yáng)能電池裝置形成工藝。
[0041]在步驟122處，導(dǎo)電層224可被形成、耦接到和/或附接于由背接觸金屬膏222形成的導(dǎo)電路徑242的至少一部分以形成低成本的元件/結(jié)構(gòu)，所述元件/結(jié)構(gòu)將導(dǎo)電路徑242互連在一起且充當(dāng)后表面反射體，以便允許光的部分穿過(guò)基板202被反射回到基板202中，如圖2K中所示。導(dǎo)電層224可以是諸如鋁、銅或錫箔材料的單件材料、覆蓋沉積金屬層或由任何適當(dāng)沉積技術(shù)制造的其他適當(dāng)金屬材料，所述沉積技術(shù)諸如絲網(wǎng)印刷工藝、原子層沉積(ALD)工藝、物理氣相沉積(PVD)工藝、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)工藝、有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積(MOCVD)、濺射工藝等等。導(dǎo)電層224可具有在約500埃和約50，000埃(A)之間的厚度，和約ΙΟμπι至約200 μ m的寬度；且導(dǎo)電層224包含金屬，所述金屬諸如鋁(Al)、銀(Ag)、錫(Sn)、鈷(Co)、錸(Rh)、鎳(Ni)、鋅(Zn)、鉛(Pb)、鈀(Pd)、鑰(Mo)、鈦(Ti)、釩(V)、鎢(W)，或鉻(Cr)。在一個(gè)實(shí)例中，導(dǎo)電層224包含含鋁(Al)的箔材料，所述材料諸如1000系列鋁箔材料(美國(guó)鋁業(yè)協(xié)會(huì)命名)。導(dǎo)電層224也可以是錫或銅箔材料。在一些情況下，導(dǎo)電層224是箔材料，所述箔材料從連續(xù)卷的箔材料被切割成所需形狀和/或圖案。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電層224可包含鎳、鈦、銅、銀或其他有用的導(dǎo)電材料，所述材料被電鍍或沉積在箔材料的表面上。在一個(gè)實(shí)例中，導(dǎo)電層224包含50 μ m厚的1145鋁片，所述鋁片使用粘合步驟粘合至或耦接至導(dǎo)電路徑242。在一些實(shí)施例中，諸如金屬箔材料的導(dǎo)電層224可通過(guò)使用導(dǎo)電性膠粘劑(electrically conductive adhesive ；ECA)材料被粘合至導(dǎo)電路徑242，所述膠粘劑材料諸如金屬填充的環(huán)氧樹(shù)脂、金屬填充的硅樹(shù)脂或其他類似聚合材料，所述聚合材料具有用于傳導(dǎo)由所形成的太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電力的足夠高的導(dǎo)電性。在一個(gè)實(shí)例中，ECA具有小于約I X 10-5歐姆-厘米的電阻系數(shù)。
[0042]在一個(gè)配置中，導(dǎo)電層224是含有鋁(Al)的低成本的金屬膏，且導(dǎo)電層224是通過(guò)絲網(wǎng)印刷金屬膏和將所述金屬膏加熱至燒結(jié)所述膏劑的所需溫度來(lái)沉積。絲網(wǎng)印刷工藝可由可自應(yīng)用材料意大利公司(AppliedMaterials Italia S.r.1.)獲得的Softline?系統(tǒng)執(zhí)行，應(yīng)用材料意大利公司是加利福尼亞圣克拉拉(Santa Clara, California)的應(yīng)用材料公司(AppliedMaterialsInc.)的分公司。
[0043]應(yīng)注意到，如虛線框150中所示的步驟116至122，和如虛線框250中所示的圖2H至圖2K中所示的裝 置結(jié)構(gòu)的實(shí)施例可根據(jù)需要被替代以具有不同組的工藝步驟/工藝順序，以可能地增強(qiáng)太陽(yáng)能電池制造工藝的各部分和/或形成不同太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，如將在下文參看圖3至圖9C進(jìn)一步論述，以滿足不同裝置性能要求或工藝需求。
[0044]第一替代處理順序
[0045]圖3圖示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的用于形成太陽(yáng)能電池裝置的處理順序的方塊圖。圖4A至圖4D圖示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的使用在圖3中所示的處理順序的在不同階段期間的太陽(yáng)能電池基板的橫截面圖。從步驟302至步驟308的圖3中所示的工藝步驟是在已執(zhí)行步驟102至114 (圖1)之后執(zhí)行，并且以方塊350中所示的這些新的步驟302至308來(lái)替代方塊150中所示的步驟116至122。圖4A至圖4D中所示的結(jié)構(gòu)是在已形成圖2G中所示的結(jié)構(gòu)(步驟114)之后制造，且因此在圖2H至圖2K中所示且圖示于方塊250中的結(jié)構(gòu)被替換為方塊450中所見(jiàn)的圖4A至圖4D中所示的結(jié)構(gòu)。圖4A至圖4D是在方塊350中所見(jiàn)的處理順序之內(nèi)執(zhí)行的不同處理步驟期間的太陽(yáng)能電池裝置的橫截面圖，所述處理步驟包括圖3中所示的步驟302至步驟308。
[0046]在步驟302處，在鈍化層220形成在基板202的背表面206上之后，執(zhí)行激光圖案化工藝以通過(guò)鈍化層220的至少一部分形成通孔(例如，開(kāi)口)403，如圖4A中所示。在實(shí)施例中，如圖4A中所示，鈍化層220包含復(fù)合層堆疊，所述層堆疊具有布置在基板202的背表面206上的第一層402，和布置在第一層402上的第二層404。在一個(gè)配置中，圖4A中所示的鈍化層220是由復(fù)合薄膜制成，在所述復(fù)合薄膜中，第一層402和第二層404包含一材料，所述材料選自由以下各材料組成的群組:氧化硅、氮化硅、氧化鋁層、氧化鉭層、二氧化鈦層，或任何其他適當(dāng)材料。在一個(gè)實(shí)施例中，鈍化層220包含第一層402和第二層404，所述第一層402包含氧化鋁(AlxOy),所述第二層404包含氮化硅(SixNy)。在此配置中，氧化鋁層和氮化硅層也可由任何適當(dāng)?shù)某练e技術(shù)形成，所述沉積技術(shù)諸如原子層沉積(atomiclayer deposition ；ALD)工藝、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)工藝、金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(metal-organic chemical vapor deposition ;M0CVD)、灘射工藝等等。在圖 4A 中所示的示例性實(shí)施例中，鈍化層220的第一層402是氧化鋁層(AlxOy)，所述氧化鋁層是由ALD工藝形成且具有在約5nm和約120nm之間的厚度；和鈍化層220的第二層404是氮化硅層，所述氮化硅層是由等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)工藝形成且具有在約5nm和約120nm之間的厚度。
[0047]激光圖案化工藝可在鈍化層220的第二層404中形成開(kāi)口 403，以允許稍后沉積的背側(cè)金屬接觸材料的部分被布置在所述開(kāi)口中。在一個(gè)實(shí)施例中，激光圖案化工藝通過(guò)以所需圖案?jìng)鬟f一系列激光脈沖至鈍化層220的第二層404的部分來(lái)執(zhí)行，以通過(guò)所述部分形成所需圖案的開(kāi)口 403。激光脈沖的脈沖可具有波長(zhǎng)在約180nm和約1064nm之間，諸如約355nm的波長(zhǎng)。每一脈沖在鈍化層220的第二層404的某些區(qū)域處被聚焦或成像為光斑，以在所述第二層中形成開(kāi)口 403以至少暴露第一層402的部分。鈍化層220的第二層404的每一開(kāi)口 403可以等距離彼此間隔，或以其他所需圖案間隔?；蛘?，每一開(kāi)口 403可被配置以互相具有不同距離，或每一開(kāi)口 403可根據(jù)需要以任何方式配置。
[0048]在一個(gè)實(shí)施例中，激光脈沖的光斑大小被控制在約5 μ m和約100 μ m之間，諸如約25 μ m。激光脈沖的光斑大小可以一方式被配置，以在鈍化層220的第二層404中形成具有所需尺寸和幾何形狀的光斑。在一個(gè)實(shí)施例中，約25 μ m的激光脈沖的光斑大小可在鈍化層220的第二層404中形成具有直徑約30 μ m的開(kāi)口。
[0049]在約30kHz和約70kHz之間的頻率下，激光脈沖可具有在約15微焦耳/平方厘米(mj/cm2)和約50微焦耳/平方厘米(mj/cm2)之間，諸如約30微焦耳/平方厘米(mj/cm2)的能量密度(例如，流量)。每一激光脈沖長(zhǎng)度被配置為約80毫微秒。激光脈沖被連續(xù)地脈沖化，直到在鈍化層220的第二層404中形成開(kāi)口 403且暴露基板202的下部第一層402為止。在一個(gè)實(shí)施例中，激光可被連續(xù)地脈沖化達(dá)約500微微秒和約80毫微秒之間，諸如約50毫微秒。在第一開(kāi)口例如形成在鈍化層220的第二層404中界定的第一位置中之后，第二開(kāi)口隨后通過(guò)移動(dòng)激光脈沖以導(dǎo)向至第二位置而連續(xù)地形成(在所述第二位置處，第二開(kāi)口期望被形成在鈍化層220的第二層404中)以繼續(xù)執(zhí)行激光圖案化工藝，直到所需數(shù)目的開(kāi)口 403被形成在鈍化層220的第二層404中為止。在激光圖案化工藝期間，基板202可通過(guò)提供至基板202的激光能量被加熱。在一個(gè)實(shí)施例中，在激光圖案化工藝期間，基板202可局部地達(dá)到約450攝氏度和約1000攝氏度之間的溫度。
[0050]在步驟304處，上文論述的諸如背接觸金屬膏的金屬層406可被形成且布置在鈍化層220的第二層404的至少一部分上，如圖4B中所示。金屬層406可由任何適當(dāng)金屬材料形成，所述金屬材料由任何適當(dāng)?shù)某练e技術(shù)制成，所述沉積技術(shù)諸如絲網(wǎng)印刷工藝、原子層沉積(ALD)工藝、物理氣相沉積(PVD)工藝、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)工藝、金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)，濺射工藝等等。如本文中形成的金屬層406可幫助在鈍化層220的一部分中形成導(dǎo)電路徑242。金屬層406可具有在約500埃和約50，000埃(A)之間的厚度，和約10 μ m至約200 μ m的寬度；且金屬層406含有金屬，所述金屬諸如鋁(Al)、銀(Ag)、錫(Sn)、鈷(Co)、錸(Rh)、鎳(Ni)、鋅(Zn)、鉛(Pb)、鈀(Pd)、鑰(Mo)、鈦(Ti)、釩(V)、鶴(W)，或鉻(Cr)。在一個(gè)實(shí)例中，導(dǎo)電金屬線層406是含有鋁(Al)的金屬膏且導(dǎo)電金屬線層是如上文所述結(jié)合步驟116(圖1)絲網(wǎng)印刷金屬膏而沉積。絲網(wǎng)印刷工藝可由可自應(yīng)用材料意大利公司(AppliedMaterials Italia S.r.1.)獲得的Softline?工具執(zhí)行，應(yīng)用材料意大利公司是加利福尼亞圣克拉拉(Santa Clara, California)的應(yīng)用材料公司(AppliedMaterials Inc.)的分公司。
[0051]在步驟306處，類似于在圖1和圖21中所示的步驟118處執(zhí)行的工藝，包括前接觸結(jié)構(gòu)226和/或?qū)щ娍偩€228的金屬化層被形成在基板202的前紋理化表面208上的抗反射/鈍化層218上，如圖4C中所示。前接觸結(jié)構(gòu)226可以一圖案被沉積在基板202上，如上文所論述。前接觸結(jié)構(gòu)226的厚度可在約500埃和約50，000埃(A)之間，且寬度可在約ΙΟμπι至約200μπι之間；且前接觸結(jié)構(gòu)226可包含金屬，所述金屬諸如鋁(Al)、銀(Ag)、錫(Sn)、鈷(Co)、錸(Rh)、鎳(Ni)、鋅(Zn)、鉛(Pb)、鈀(Pd)、鑰(Mo)、鈦(Ti)、釩(V)、鶴(W)，或鉻(Cr)。在一個(gè)實(shí)例中，前導(dǎo)電接觸226是包含鋁(Al)或銀(Ag)的金屬膏。
[0052]布置在前接觸結(jié)構(gòu)226上的導(dǎo)電總線228被形成且附接于前接觸結(jié)構(gòu)226的至少一部分，以允許太陽(yáng)能電池裝置的部分被連接到其他太陽(yáng)能電池或外部裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，必要時(shí)，導(dǎo)電總線228是使用焊接材料被連接到前接觸結(jié)構(gòu)226，所述焊接材料可包含焊錫材料(例如，Sn/Pb、Sn/Ag)。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電總線228的厚度為約200微米且包含金屬，所述金屬諸如鋁(Al)、銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、錫(Sn)、鈷(Co)、錸(Rh)、鎳(Ni)、鋅(Zn)、鉛(Pb)、鈀(Pd)，和/或鋁(Al)。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)導(dǎo)電總線228是由金屬線形成，所述金屬線為約30量規(guī)(美國(guó)線規(guī):-0.254mm)或更小大小。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電總線228被涂覆焊錫材料，所述焊錫材料諸如Sn/Pb或Sn/Ag焊錫材料。
[0053]在步驟308處，類似于在圖1和圖2J中所示的步驟120處執(zhí)行的工藝，在金屬層406之后，前接觸結(jié)構(gòu)226和導(dǎo)電總線228全部形成在前紋理化表面208和背表面206兩者上，共同燒結(jié)工藝(例如，熱處理步驟)可被執(zhí)行以同時(shí)地立刻熱處理金屬層406、前接觸結(jié)構(gòu)226和導(dǎo)電總線228，如圖4D中所示。如參考步驟120的描述所論述，鈍化層220和/或抗反射/鈍化層218的部分可通過(guò)金屬層406和前接觸結(jié)構(gòu)226在共燒結(jié)工藝期間被蝕刻通過(guò)，以形成前側(cè)電接觸區(qū)域231和后表面接觸區(qū)域232，所述區(qū)域的每一區(qū)域與貫穿導(dǎo)電路徑241、242的各個(gè)鈍化層堆疊218、220的所述導(dǎo)電路徑接觸。在執(zhí)行步驟308之后，圖案化背金屬層406的區(qū)域?qū)⒅旅芑倚纬膳c后表面接觸區(qū)域232電接觸的導(dǎo)電路徑242，和貫穿第一層402和第二層404中的開(kāi)口 403，以便圖案化金屬接觸的各個(gè)區(qū)域可被隨后連接在一起以形成如上文所論述的背表面接觸結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，峰值燒結(jié)溫度可在短時(shí)間(諸如在約8秒和約12秒之間，例如，約10秒)內(nèi)被控制在約600攝氏度和約900攝氏度之間，諸如控制在約800攝氏度。燒結(jié)工藝也將幫助蒸發(fā)在背接觸金屬膏222和前接觸結(jié)構(gòu)226中發(fā)現(xiàn)的聚合物或蝕刻劑材料。
[0054]第二替代處理順序
[0055]圖5圖示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的用于形成太陽(yáng)能電池裝置的處理順序的方塊圖。圖6A至圖6E是圖示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的圖示于圖5中的在處理順序的不同階段期間的太陽(yáng)能電池基板的區(qū)域的橫截面圖。圖示于圖5中的方塊550中所示的步驟502至508是在已執(zhí)行步驟102至114 (圖1)之后執(zhí)行，且因此步驟502至508可替代方塊150中所示的步驟116至122。圖6A至圖6E中所示的結(jié)構(gòu)是在已形成圖2G中所示的結(jié)構(gòu)(步驟114)之后制造，且因此在圖2H至圖2K中所示且圖示于方塊250中的結(jié)構(gòu)被替換為方塊550中所見(jiàn)的圖6A至圖6E中所示的結(jié)構(gòu)。圖6A至圖6E是在方塊550中所見(jiàn)的處理順序之內(nèi)執(zhí)行的不同處理步驟期間的太陽(yáng)能電池裝置的橫截面圖，所述處理步驟包括圖5中所示的步驟502至步驟508。
[0056]在一個(gè)實(shí)施例中，如圖6A中所示，鈍化層220包含復(fù)合層堆疊，所述層堆疊具有布置在基板202的背表面206上的第一層602,和布置在第一層602上的第二層604。在一個(gè)配置中，圖6A中所示的鈍化層220是由復(fù)合薄膜制成，在所述復(fù)合薄膜中，第一層602和第二層604包含一材料，所述材料選自由以下各材料組成的群組:氧化硅、氮化硅、氧化鋁層、氧化鉭層、二氧化鈦層，或任何其他適當(dāng)材料。在一個(gè)實(shí)施例中，鈍化層220包含第一層602和第二層604,所述第一層602包含氧化招(AlxOy),所述第二層604包含氮化娃(SixNy)。氧化鋁層和氮化硅層也可由任何適當(dāng)?shù)某练e技術(shù)形成，所述沉積技術(shù)諸如原子層沉積(ALD)工藝、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)工藝、金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)、濺射工藝等等。在一個(gè)實(shí)施例中，鈍化層220的第一層602是氧化鋁層(AlxOy),所述氧化鋁層是由MOCVD或ALD工藝形成且具有在約5nm和約120nm之間的厚度；且鈍化層220的第二層604是氮化硅層，所述氮化硅層是由等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)工藝形成且具有在約5nm和約120nm之間的厚度。
[0057]在步驟502處，在鈍化層220被形成在基板202的背表面206上之后，類似于在圖1和圖2H中所示的步驟116處執(zhí)行的工藝，背接觸金屬膏606 (圖6B)被有選擇地沉積在鈍化層220上以使用噴墨印刷、橡膠沖壓、模版印刷、絲網(wǎng)印刷，或其他類似工藝形成金屬接觸而形成且界定所需圖案，在所需圖案處，形成至下層基板表面(例如，硅)的電接觸。在一個(gè)實(shí)施例中，背接觸金屬膏606通過(guò)絲網(wǎng)印刷工藝被布置在鈍化層220上，在所述絲網(wǎng)印刷工藝中，背接觸金屬膏606通過(guò)具有掩模的不銹鋼絲網(wǎng)被印刷在鈍化層220上，所述掩模具有放置在約2mm中心周圍上的大小范圍從約10 μ m到約1000 μ m的特征陣列。在一個(gè)實(shí)例中，布置在鈍化層220上的金屬膏特征的所形成的圖案包含金屬膏點(diǎn)的陣列，所述點(diǎn)的大小在約50 μ m和約200 μ m之間且厚度在約5 μ m和20 μ m之間，以及所述點(diǎn)被放置在約300 μ m和約1500 μ m的中心之間之上。金屬膏特征可以密排六方晶格(hexagonal closepacked ；HCP)陣列、矩形陣列或其他所需圖案形成。
[0058]如上文所論述，背導(dǎo)電金屬膏606的材料可類似于上文參看步驟116所論述的金屬膏222,且背導(dǎo)電金屬膏606的材料在下文中進(jìn)一步詳細(xì)論述。在一個(gè)實(shí)例中，背導(dǎo)電金屬膏606可被配置以從銀、銀合金、銅(Cu)、錫(Sn)、鈷(Co)、錸(Rh)、鎳(Ni)、鋅(Zn)、鉛(Pb)，和/或鋁(Al)，或用于提供適當(dāng)金屬源的其他適當(dāng)金屬源形成背金屬接觸，用于在鈍化層220中形成背金屬接觸。在一個(gè)實(shí)例中，背接觸金屬膏222可包括形成在聚合樹(shù)脂中的鋁(Al)顆粒，所述聚合樹(shù)脂具有布置在所述聚合樹(shù)脂中的玻璃粉以在鈍化層220中形成鋁金屬接觸。
[0059]在步驟504處，類似于在圖1和圖21中所示的步驟118處執(zhí)行的工藝，包括前接觸結(jié)構(gòu)226和/或?qū)щ娍偩€228的金屬化層被形成在基板202的前紋理化表面208上的抗反射/鈍化層218上，如圖6C中所示。前接觸結(jié)構(gòu)226可以一圖案被沉積在基板202上，如上文所論述。前接觸結(jié)構(gòu)226的厚度可在約500埃和約50，000埃(A)之間，且寬度為約10 μ m至約200 μ m;且前接觸結(jié)構(gòu)226可包含金屬，所述金屬諸如鋁(Al)、銀(Ag)Ji (Sn)、鈷(Co)、錸(Rh)、鎳(Ni)、鋅(Zn)、鉛(Pb)、鈀(Pd)、鑰(Mo)、鈦(Ti)、釩(V)、鎢(W)，或鉻(Cr)。在一個(gè)實(shí)例中，前導(dǎo)電接觸226是包含鋁(Al)或銀(Ag)的金屬膏。
[0060]布置在前接觸結(jié)構(gòu)226上的導(dǎo)電總線228被形成且附接于前接觸結(jié)構(gòu)226的至少一部分，以允許太陽(yáng)能電池裝置的部分被連接到其他太陽(yáng)能電池或外部裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，必要時(shí)，導(dǎo)電總線228是使用焊接材料被連接到前接觸結(jié)構(gòu)226，所述焊接材料可包含焊錫材料(例如，Sn/Pb、Sn/Ag)。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電總線228的厚度為約200微米且包含金屬，所述金屬諸如鋁(Al)、銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、錫(Sn)、鈷(Co)、錸(Rh)、鎳(Ni)、鋅(Zn)、鉛(Pb)、鈀(Pd)，和/或鋁(Al)。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)導(dǎo)電總線228是由金屬線形成，所述金屬線為約30量規(guī)(美國(guó)線規(guī):-0.254mm)或更小的大小。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電總線228涂覆有焊錫材料，所述焊錫材料諸如Sn/Pb或Sn/Ag焊錫材料。
[0061]在步驟506處，類似于在圖1和圖2J中所示的步驟120處執(zhí)行的工藝，在背接觸膏606之后，前接觸結(jié)構(gòu)226和導(dǎo)電總線228全部形成在背表面206和前紋理化表面208兩者上，共同燒結(jié)工藝被執(zhí)行以同時(shí)地立刻熱處理背接觸膏606、前接觸結(jié)構(gòu)226和導(dǎo)電總線228，如圖6D中所示。如參考步驟120的描述所論述，鈍化層220的第二層604和/或抗反射/鈍化層218兩者通過(guò)使用背接觸金屬膏606和前接觸結(jié)構(gòu)226在共燒結(jié)工藝期間形成，以形成前側(cè)電接觸區(qū)域231和后表面接觸區(qū)域232，所述區(qū)域的每一區(qū)域與貫穿導(dǎo)電路徑241、242的各個(gè)鈍化層堆疊218、220的所述導(dǎo)電路徑接觸。在執(zhí)行步驟506之后，背接觸膏606的區(qū)域?qū)⒅旅芑倚纬膳c后表面接觸區(qū)域232電接觸的導(dǎo)電路徑242，以便所形成的導(dǎo)電路徑的各個(gè)區(qū)域可隨后被連接在一起以形成如上所論述的背表面接觸結(jié)構(gòu)。
[0062]在步驟508處，在執(zhí)行步驟506之后，導(dǎo)電層608被布置在背金屬接觸606上以完成太陽(yáng)能電池裝置制造工藝，如圖6E中所示，所述導(dǎo)電層608類似于在圖1和圖2K的步驟122處所述的導(dǎo)電層224。如上文所論述，導(dǎo)電層608可以是諸如鋁、錫或銅箔材料的單件材料，覆蓋沉積金屬層或由任何適當(dāng)沉積技術(shù)制造的其他適當(dāng)金屬材料，所述沉積技術(shù)諸如絲網(wǎng)印刷工藝、原子層沉積(ALD)工藝、物理氣相沉積(PVD)工藝、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)工藝、有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積(MOCVD)、濺射工藝等等。導(dǎo)電層608可具有在約500埃和約50，000埃(A)之間的厚度，和約IOym至約200 μ m的寬度；且導(dǎo)電層608包含金屬，所述金屬諸如鋁(Al)、銀(Ag)、錫(Sn)、鈷(Co)、錸(Rh)、鎳(Ni)、鋅(Zn)、鉛(Pb)、鈀(Pd)、鑰(Mo)、鈦(Ti)、釩(V)、鶴(W)，或鉻(Cr)。在一個(gè)實(shí)例中，導(dǎo)電層608包含含鋁(Al)的箔材料，所述材料諸如1000系列鋁箔材料(美國(guó)鋁業(yè)協(xié)會(huì)命名)。導(dǎo)電層608也可以是錫或銅箔材料。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電層608可包含鎳、鈦，或其他有用導(dǎo)電材料。在一個(gè)實(shí)例中，導(dǎo)電層608包含50 μ m厚的1145鋁片。在一些情況下，導(dǎo)電層608從連續(xù)卷的箔材料被切割成所需形狀和/或圖案。在一些實(shí)施例中，諸如金屬箔材料的導(dǎo)電層608可被通過(guò)使用導(dǎo)電性膠粘劑(ECA)材料粘合至導(dǎo)電路徑242，所述膠粘劑材料諸如金屬填充的環(huán)氧樹(shù)脂、金屬填充的硅樹(shù)脂或其他類似聚合材料，所述聚合材料具有用于傳導(dǎo)由所形成的太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電力的足夠高的導(dǎo)電性。在一個(gè)實(shí)例中，ECA具有小于約1X10_5歐姆-厘米的電阻系數(shù)。
[0063]在一個(gè)配置或工藝順序中，導(dǎo)電層608是由包含鋁(Al)的低成本金屬膏形成且導(dǎo)電層608是通過(guò)淹沒(méi)式(flood type)絲網(wǎng)印刷工藝沉積，且隨后所沉積的金屬膏被在第二熱處理中致密化以形成導(dǎo)電層608。絲網(wǎng)印刷工藝可由可自應(yīng)用材料意大利公司(AppliedMaterials Italia S.r.1.)獲得的Softline?系統(tǒng)執(zhí)行,應(yīng)用材料意大利公司是加利福尼亞圣克拉拉(Santa Clara, California)的應(yīng)用材料公司(Applied Materials Inc.)的分公司。[0064]第三替代處理順序
[0065]圖7圖示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的用于形成太陽(yáng)能電池裝置的處理順序的方塊圖。圖8A至圖8D是圖不根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的圖不于圖7中的在處理順序750的不同階段期間的太陽(yáng)能電池基板的部分的橫截面圖。圖示于圖7中的方塊750中所示的步驟702至708通常是在已執(zhí)行步驟102至114(圖1)之后執(zhí)行，且因此步驟702至708可替代方塊150中所示的步驟116至122。圖8A至圖8D中所示的結(jié)構(gòu)是在已形成圖2G中所示的結(jié)構(gòu)(步驟114)之后制造，且因此圖2H至圖2K中所示且圖示于方塊250中的結(jié)構(gòu)被替換為方塊750中所見(jiàn)的圖8A至圖8D中所示的結(jié)構(gòu)。圖8A至圖8D是在方塊750中所見(jiàn)的處理順序之內(nèi)執(zhí)行的不同處理步驟期間的太陽(yáng)能電池裝置的橫截面圖，所述處理步驟包括圖7中所示的步驟702至步驟708。
[0066]在步驟702處，類似于在圖1和圖2H中所示的步驟116處執(zhí)行的工藝，背接觸金屬膏222被有選擇地沉積在鈍化層220上以使用噴墨印刷、橡膠沖壓、模版印刷、絲網(wǎng)印刷，或其他類似工藝形成金屬接觸而形成且界定所需圖案，在所需圖案處，形成至下層基板表面(例如,硅)的電接觸,如圖8A中所示。在此特定實(shí)施例中，如本文在圖8A至圖8D中所述的鈍化層220可以是氧化鋁層。在一個(gè)實(shí)施例中，背接觸金屬膏222通過(guò)絲網(wǎng)印刷工藝被布置在鈍化層220上，在所述絲網(wǎng)印刷工藝中，背接觸金屬膏222通過(guò)具有掩模的不銹鋼絲網(wǎng)被印刷在鈍化層220上，所述掩模具有放置在約2mm中心周圍上的大小范圍從約10 μ m到約IOOOym的特征陣列。在一個(gè)實(shí)例中，布置在鈍化層220上的金屬膏特征的所形成的圖案包含金屬膏點(diǎn)的陣列，所述點(diǎn)的大小在約50 μ m和約200 μ m之間且厚度在約5 μ m和20 μ m之間，以及所述點(diǎn)被放置在約300 μ m和1500 μ m的中心之間之上。金屬膏特征可以密排六方晶格(hexagonal close packed ；HCP)陣列、矩形陣列或其他所需圖案形成。
[0067]如上文所論述，背導(dǎo)電金屬膏222可包括蝕刻劑，所述蝕刻劑可在后續(xù)燒結(jié)工藝期間與鈍化層220的一部分反應(yīng)，以根據(jù)需要形成背接觸結(jié)構(gòu)部分。在一個(gè)實(shí)施例中，如以上所論述，背導(dǎo)電金屬膏222可被配置以從銀、銀合金、銅(Cu)、錫(Sn)、鈷(Co)、錸(Rh)、鎳(Ni)、鋅(Zn)、鉛(Pb)，和/或鋁(Al)，或用于提供適當(dāng)金屬源的其他適當(dāng)金屬源形成背金屬接觸，用于在鈍化層220中形成背金屬接觸。背接觸金屬膏222可包括形成在聚合樹(shù)脂中的鋁(Al)顆粒，所述聚合樹(shù)脂具有布置在所述聚合樹(shù)脂中的玻璃粉以在鈍化層220中形成鋁金屬接觸。
[0068]在步驟704處，類似于在圖1和圖2K中所示的步驟122處執(zhí)行的工藝，諸如背接觸金屬膏的導(dǎo)電層802可被形成且附接于背部導(dǎo)電金屬膏222的至少一部分，如圖4B中所示。導(dǎo)電層802可以是諸如鋁、銅或錫箔材料的單件材料，覆蓋沉積金屬層或由任何適當(dāng)沉積技術(shù)制造的其他適當(dāng)金屬材料，所述沉積技術(shù)諸如絲網(wǎng)印刷工藝、原子層沉積(ALD)工藝、物理氣相沉積(PVD)工藝、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)工藝、有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積(MOCVD)、濺射工藝等等。導(dǎo)電層802可具有在約500埃和約50，000埃<:Λ)之間的厚度，和約10 μ m至約200 μ m的寬度；且導(dǎo)電層608包含金屬，所述金屬諸如鋁(Al)、銀(Ag)、錫(Sn)、鈷(Co)、錸(Rh)、鎳(Ni)、鋅(Zn)、鉛(Pb)、鈀(Pd)、鑰(Mo)、鈦(Ti)、釩(V)、鎢(W)，或鉻(Cr)。在一個(gè)實(shí)例中，導(dǎo)電層802包含含鋁(Al)的箔材料，所述材料諸如1000系列鋁箔材料(美國(guó)鋁業(yè)協(xié)會(huì)命名)。導(dǎo)電層802也可以是錫或銅箔材料。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電層802可包含鎳、鈦、銅、銀或其他有用導(dǎo)電材料。在一個(gè)實(shí)例中，導(dǎo)電層802包含50 μ m厚的1145鋁片。在一些情況下，導(dǎo)電層802可從連續(xù)卷的箔材料被切割成所需形狀和/或圖案。在一個(gè)實(shí)例中，導(dǎo)電層802是含有鋁(Al)的低成本的金屬膏，且導(dǎo)電層802是通過(guò)絲網(wǎng)印刷金屬膏和將所述金屬膏加熱至燒結(jié)所述膏劑的所需溫度來(lái)沉積。
[0069]在步驟706處，類似于在圖1和圖21中所示的步驟118處執(zhí)行的工藝，包括前接觸結(jié)構(gòu)226和/或?qū)щ娍偩€228的金屬化層被形成在基板202的前紋理化表面208上的抗反射/鈍化層218上，如圖4C中所示。前接觸結(jié)構(gòu)226可以一圖案被沉積在基板202上，且前接觸結(jié)構(gòu)226可包含如上所述的一或多個(gè)材料。在一個(gè)實(shí)例中，前導(dǎo)電接觸226是含有銀(Ag)的金屬膏。
[0070]布置在前接觸結(jié)構(gòu)226上的導(dǎo)電總線228被形成且附接于前接觸結(jié)構(gòu)226的至少一部分，以允許太陽(yáng)能電池裝置的部分被連接到其他太陽(yáng)能電池或外部裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，必要時(shí)，導(dǎo)電總線228使用焊接材料被連接到前接觸結(jié)構(gòu)226，所述焊接材料可包含焊錫材料(例如，Sn/Pb、Sn/Ag)。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電總線228的厚度為約200微米且包含金屬，所述金屬諸如鋁(Al)、銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、錫(Sn)、鈷(Co)、錸(Rh)、鎳(Ni)、鋅(Zn)、鉛(Pb)、鈀(Pd)，和/或鋁(Al)。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)導(dǎo)電總線228由金屬線形成，所述金屬線為約30量規(guī)(美國(guó)線規(guī):-0.254mm)或更小的大小。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電總線228涂覆有焊錫材料，所述焊錫材料諸如Sn/Pb或Sn/Ag焊錫材料。
[0071]在步驟708處，類似于在圖1和圖2J中所示的步驟120處執(zhí)行的工藝，在導(dǎo)電層802之后，前接觸結(jié)構(gòu)226和導(dǎo)電總線228全部形成在前紋理化表面208和背表面206兩者上，共同燒結(jié)工藝可被執(zhí)行以同時(shí)地立刻退火導(dǎo)電層802、前接觸結(jié)構(gòu)226和導(dǎo)電總線228，如圖8D中所示。如參考步驟120的描述所論述，鈍化層220和/或抗反射/鈍化層218的部分可被在共同燒結(jié)工藝期間形成，以形成前側(cè)電接觸區(qū)域231和后表面接觸區(qū)域232，所述區(qū)域的每一區(qū)域與貫穿導(dǎo)電路徑241、242的各個(gè)鈍化層堆疊218、220的所述導(dǎo)電路徑接觸。
[0072]圖9A至圖9C圖示根據(jù)本文所述的一個(gè)實(shí)施例的其中背接觸金屬膏222、606可被布置在鈍化層上的各種圖案的一些實(shí)例。接觸金屬膏222、606可被以任何幾何形狀形成為金屬膏特征的陣列，所述幾何形狀諸如如圖9A中所示的環(huán)形圖案902或圖9B中所示的方形圖案904，所述圖案具有所形成的相距彼此的相等或不相等的距離。此外，金屬膏特征可以密排六方晶格(HCP)陣列、矩形陣列或其他所需圖案形成。在另一實(shí)施例中，接觸金屬膏222,606的金屬印刷工藝可使用二段法工藝執(zhí)行，以便以堆疊結(jié)構(gòu)在基板上形成金屬膏特征。例如，金屬印刷工藝可包括被執(zhí)行以首次印刷第一層金屬膏特征的第一印刷工藝，所述第一層金屬膏特征具有圓形圖案906且以陣列910形成，如圖9C中所示；且隨后，執(zhí)行第二印刷工藝以在陣列910上印刷第二金屬膏層908以形成H圖案特征，以將陣列910中的金屬膏特征906與第二層的金屬膏線908連接。
[0073]因此，使用本文所述的工藝和材料，前接觸結(jié)構(gòu)和背接觸結(jié)構(gòu)可被同時(shí)地在一個(gè)步驟中形成，從而有利地降低對(duì)另外的熱處理步驟的需要、消除由于使用燒結(jié)穿過(guò)金屬化工藝而蝕刻一或多個(gè)沉積的鈍化層的需要，且因此節(jié)省和降低了制造成本、循環(huán)時(shí)間和產(chǎn)量。此外，通過(guò)在背側(cè)結(jié)構(gòu)中沉積簡(jiǎn)單的圖案化金屬導(dǎo)電區(qū)域，和使用低成本互連層以將圖案化背接觸區(qū)域連接在一起和作為基板背側(cè)上的光反射體，太陽(yáng)能電池裝置的轉(zhuǎn)換效率也可增加且用于生產(chǎn)太陽(yáng)能電池的成本可被降低。[0074]雖然前述內(nèi)容是針對(duì)本發(fā)明實(shí)施例，但是可在不背離本發(fā)明的基本范圍的情況下設(shè)計(jì)本發(fā)明的其他和進(jìn)一步實(shí)施例，且本發(fā)明的范圍是由以上權(quán)利要求書(shū)所決定。
【權(quán)利要求】
1.一種制造太陽(yáng)能電池裝置的方法，包含: 提供基板，所述基板具有布置在所述基板的第一側(cè)上的第一介電層，和布置在所述基板的第二側(cè)上的第二介電層； 有選擇地在所述第一介電層的至少一部分上以第一圖案布置第一金屬膏； 有選擇地在所述第二介電層的表面上以第二圖案布置第二金屬膏，其中所述第二介電層被布置在所述第二金屬膏的部分和所述基板的所述第二側(cè)之間；和 同時(shí)加熱布置在所述第一和第二介電層上的所述第一和第二金屬膏以形成在所述第一介電層中的第一組接觸和在所述第二介電層中的第二組接觸，其中所述第二金屬膏的至少一部分形成數(shù)個(gè)接觸區(qū)域，所述數(shù)個(gè)接觸區(qū)域中的每個(gè)區(qū)域從所述第二介電層的所述表面貫穿所述第二介電層至所述基板的所述第二側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二金屬膏包含鋁，且所述第二介電層包含氧化鋁。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包含: 將導(dǎo)電層耦接至在所述第二介電層中形成的所述接觸區(qū)域。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電層包含鋁、銅或錫箔。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一金屬膏包含銀。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二金屬膏包含鋁。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一介電層是介電層，所述介電層選自由以下層組成的群組:氧化硅層、氮化硅層、氮氧化硅層和上述層的組合。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二介電層包含氧化鋁層。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二介電層包含氧化鋁層和氮化硅層，其中所述氮化硅層被布置在所述氧化鋁層上。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，有選擇地在所述第一介電層上布置所述第一金屬膏進(jìn)一步包含:在所述第一組接觸金屬膏上形成金屬總線層。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述金屬總線層是鋁層。
12.一種制造太陽(yáng)能電池裝置的方法，包含: 提供基板，所述基板具有布置在所述基板的第一側(cè)上的第一介電層和布置在所述基板的第二側(cè)上的第二介電層，其中所述第二介電層包含布置在第二層上的第一層，所述第二層被布置在所述基板的所述第二側(cè)上； 有選擇地在所述第一介電層的至少一部分上以第一圖案布置第一金屬膏； 執(zhí)行激光去除工藝以從所述基板的所述第二側(cè)去除所述第一層的一部分，以在所述第一層中形成開(kāi)口； 有選擇地在所述第二介電層的第一層上以第二圖案布置第二金屬膏，且所述第二金屬膏的一部分填充形成在所述第一層中的所述開(kāi)口的至少一部分； 同時(shí)加熱布置在所述第一和第二介電層上的所述第一和第二金屬膏以形成在所述第一介電層中的第一組接觸和在所述第二介電層中的第二組接觸，其中所述第二金屬膏的至少一部分形成數(shù)個(gè)接觸區(qū)域，所述數(shù)個(gè)接觸區(qū)域中的每個(gè)區(qū)域從所述第一層的表面貫穿所述第二介電層至所述基板的所述第二側(cè)。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，進(jìn)一步包含:將導(dǎo)電層耦接至在所述第二介電層中形成的所述接觸區(qū)域。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電層包含鋁、銅或錫箔。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述第二介電層的所述第一層是氮化硅層，且所述第二介電層的所述第二層是氧化鋁層。
【文檔編號(hào)】H01L31/0224GK104011882SQ201380004379
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2013年1月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月12日
【發(fā)明者】M·P·斯圖爾特, P·庫(kù)馬爾, K·威杰庫(kù)恩, L·張, H·K·波內(nèi)坎蒂 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料公司