用于制造具有選擇性摻雜的背面的光伏電池的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開一般設(shè)及p-n結(jié)，并且具體地設(shè)及利用背面上的局部棚和磯擴散區(qū)來形成 高效背接觸太陽能電池的方法，所述擴散區(qū)使用棚和磯滲雜漿料W及氧化物阻隔層來實 現(xiàn)。
【背景技術(shù)】
[0002] 克服常規(guī)前接觸太陽能電池的限制的一種方法是將p-n結(jié)和背表面場炬SF) 兩者移動到太陽能電池的背面。該構(gòu)造被稱為交指型背接觸（IBC)太陽能電池。IBC 太陽能電池的概念首先由Lamme;rt和Schwartz提出[M.D.Lamme;rt和R.J.Schwartz， "Theinterdigitatedbackcontactsolarcell；asiliconsolarcellforusein concentration"，IEEETranslationsonElectronDevices，第 24 卷，第 4 其月，第 337-342 頁，1977 年]。
[0003] 通過將p-n結(jié)和BSF兩者移動到背面，提取生成的載流子所需的所有金屬化也移 動到背面。因此面向太陽的正面不含遮光損失，能夠獲得較高的短路電流并因此獲得較高 的效率。正面不再需要對于金屬接觸優(yōu)化的重擴散層，但相反可被優(yōu)化W形成前表面場 (FSF)，該使正面處的重組損失最小化，從而增加開路電壓并因此增加效率。使金屬觸點在 背面上的另一個優(yōu)點在于金屬幾何形狀不再受到使遮光損耗最小化的限制，從而允許減少 電阻性損失的更寬范圍的金屬。使所有金屬觸點在背面上還具有將太陽能電池簡單集成為 模塊的附加有益效果。
[0004] 關(guān)于IBC電池的制造方法已經(jīng)提出了各種方法。此類方法描述于P.J.Verlinden、 R.M.Swanson和R.A.Crane,Prog.Photovolt;Res.A卵 1. 2,143-152 (1994) ;F.Granek， "High-EfficiencyBack-ContactBack-JunctionSiliconSolarCells"，PhD Thesis，F(xiàn)raunhoferInstitute(ISE)，F(xiàn)reiburg，Germany(2009) ;D-H.Neuhaus和 A.Munzer,"ReviewArticle；IndustrialSiliconWaferSolarCells",Advances inOptoElectronics，第 2007 卷，文章編號 24521，doi;10. 1155/2007/2451;US 2011/0003424 ;和US2010/0081264 中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明描述了利用在背面上的局部棚和磯擴散區(qū)形成高效交指型背接觸（IBC) 太陽能電池的方法，所述擴散區(qū)使用棚和磯滲雜漿料W及氧化物阻隔層來實現(xiàn)。在印刷圖 案化滲雜漿料之前引入氧化物層使得棚和磯同時擴散入下面的晶片中，并同時在相鄰娃表 面上消除被稱為自滲雜的非預期滲雜。
[0006] 本發(fā)明的一個方面是用于制造具有局部擴散的背面的光伏電池，所述方法包括W 下步驟；（a)提供滲雜的娃基板，所述基板包括面向陽光的正面和背面；化）在所述正面和 所述背面上形成二氧化娃層；（C)W圖案形式將含棚滲雜漿料沉積在背面上，所述含棚漿 料包含棚化合物和溶劑；（d)W圖案形式將含磯滲雜漿料沉積在背面上，所述含磯滲雜漿 料包含磯化合物和溶劑；（e)在一定環(huán)境中將所述娃基板加熱至第一溫度并持續(xù)第一時間 段W便使棚和磯局部擴散到所述娃基板的背面中。
【附圖說明】
[0007] 圖1示出交指型背接觸（IBC)太陽能電池的示意圖。
[000引圖2示意性地示出與經(jīng)受熱驅(qū)入處理的圖案化滲雜源相關(guān)聯(lián)的自滲雜。圖2A示 出其中兩個娃晶片彼此豎直平行的構(gòu)型。圖2B示出對圖2A所示的晶片進行高溫處理的效 果。
[0009] 圖3示意性地示出使用圖案化滲雜源和阻隔Si化層實現(xiàn)不含自滲雜的局部滲雜 的方法。圖3A示出呈與圖2A的晶片相同構(gòu)型的兩個娃晶片（301)和（303)與Si〇2層 (310)。圖3B示出對圖3A所示的晶片進行高溫處理的效果。
[0010] 圖4示出結(jié)合通過氧化物滲雜法來制造IBC太陽能電池的方法。
[0011] 圖5示出結(jié)合通過氧化物滲雜法來制造IBC太陽能電池的替代方法。
[0012] 圖6示出在925°C熱處理之后，在80皿氧化物阻隔層上的油墨（漿料）區(qū)和無油 墨（無漿料）區(qū)的薄層電阻結(jié)果。
[0013] 圖7示出在925°C熱處理之后，在50皿氧化物阻隔層上的油墨（漿料）區(qū)和無油 墨（無漿料）區(qū)的薄層電阻結(jié)果。
[0014] 圖8示出在925°C熱處理之后，在50皿氧化物阻隔層上的無油墨（無漿料）覆蓋 晶片和油墨（漿料）區(qū)的薄層電阻結(jié)果。
[0015] 圖9示出在圖8所測量并表示的同一組晶片中的含棚漿料區(qū)之一的中屯、處和含磯 漿料區(qū)之一的中屯、處所測量的SIMS曲線。
[0016] 圖10示出經(jīng)受W下后續(xù)步驟的兩組POCI3擴散晶片的薄層電阻值；無氧化或驅(qū)入 處理；W及各種熱氧化處理，之后在925°c下進行惰性驅(qū)入處理。
【具體實施方式】
[0017] 現(xiàn)將結(jié)合如附圖所示的本發(fā)明的一些優(yōu)選實施例來詳細描述本發(fā)明。為了能夠全 面理解本發(fā)明，在W下說明中闡述了許多具體細節(jié)。然而對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言將顯 而易見的是，沒有部分或所有該些具體細節(jié)也能實踐本發(fā)明。在其它情況下，為了不給本發(fā) 明增加不必要的理解難度，未詳細描述熟知的工序和/或結(jié)構(gòu)。
[0018] 圖1示出交指型背接觸（IBC)太陽能電池的示意圖。圖1的IBC太陽能電池是一 個實施例并且本發(fā)明的范圍不限于IBC太陽能電池的特定類型。例如，棚滲雜的娃基板可 替代磯滲雜的娃基板使用。在圖1的實施例中，將磯滲雜的娃基板（201)用作吸收器。棚 發(fā)射極（202)在電池的背面上形成W產(chǎn)生分離載流子所需的p-n結(jié)。磯BSF(203)也在太 陽能電池的背面上形成。棚和磯滲雜的區(qū)域W交叉圖案形成。FSF(204)通常利用磯擴散在 太陽能電池的面向陽光的正面上形成。FSF排斥來自正面的少數(shù)載流子，從而最小化重組損 耗。正面也被電介質(zhì)層（205)純化，所述電介質(zhì)層通常為Si化層或Si化層或SiOx/Si化 疊層。背面也被電介質(zhì)層（206)純化，所述電介質(zhì)層通常為Si化層或Si化層或Si化/Si化 疊層。棚發(fā)射極金屬觸點（207)和BSF金屬觸點（208)在背面上形成W便提取生成的載流 子。
[0019] 減少多個熱步驟的一種方法是W所需的交叉圖案絲網(wǎng)印刷棚和磯滲雜的漿料，之 后進行熱驅(qū)入處理W將滲雜劑原子從漿料轉(zhuǎn)移到下面的娃基板中。
[0020] 滲雜劑擴散入晶片所需的熱處理期間，使用含棚和含磯滲雜漿料在娃晶片上實現(xiàn) 圖案化和局部的棚和磯滲雜，由于該些漿料脫氣的趨勢而變得困難。為了使棚或磯從滲雜 漿料擴散入下面的娃基板中，通常使用在高于800°C的溫度下熱處理。在該些升高的溫度 下，氣態(tài)的含棚物質(zhì)和含磯物質(zhì)分別由含棚漿料和含磯漿料形成。該些氣態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)移到附 近的娃表面上，導致滲雜劑擴散到預期印刷區(qū)域的外部。
[0021] 初始圖案化滲雜劑區(qū)域的氣相分布被稱為自滲雜并使?jié)B雜區(qū)域的圖案劣化。從 含磯滲雜漿料的氣相分布和自滲雜已經(jīng)記錄在例如[A.Mo化oub、B.Beny址ia、B.Mahmoudi 和A.Mougas，"SelectiveEmittersforScreenPrintedMulticrystallineSilicon SolarCells",Rev.Energ.Ren. ;ICP肥（2003)83-86. ;L.Debarge、M.Schott、J.C.Muller 和