用于太陽能電池導(dǎo)電觸點的粘附力增強(qiáng)的晶種層的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實施例涉及可再生能源領(lǐng)域，并且具體地講，涉及用于太陽能電池導(dǎo)電觸點的粘附力增強(qiáng)的晶種層和形成太陽能電池導(dǎo)電觸點的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光伏電池(通常稱為太陽能電池)是眾所周知的用于將太陽輻射直接轉(zhuǎn)換成電能的裝置。一般來說，使用半導(dǎo)體處理技術(shù)在基板的表面附近形成P-η結(jié)而在半導(dǎo)體晶片或基板上制造太陽能電池。照射在該基板的表面上并且進(jìn)入該基板內(nèi)的太陽輻射在該基板的主體中形成電子和空穴對。這些電子和空穴對迀移到該基板中的P摻雜區(qū)和η摻雜區(qū)，從而在這些摻雜區(qū)之間生成電壓差。這些摻雜區(qū)連接到該太陽能電池上的導(dǎo)電區(qū)以將電流從該電池引導(dǎo)到與其耦合的外部電路。
[0003]效率是太陽能電池的重要特性，因為其與該太陽能電池的發(fā)電能力直接有關(guān)。同樣地，生產(chǎn)太陽能電池的效率與此類太陽能電池的成本效益直接有關(guān)。因此，通常期望用于提高太陽能電池的效率的技術(shù)或用于提高太陽能電池的制造效率的技術(shù)。通過提供用于制造太陽能電池結(jié)構(gòu)的新穎工藝，本發(fā)明的一些實施例允許提高的太陽能電池制造效率。通過提供新穎太陽能電池結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的一些實施例允許提高的太陽能電池效率。
【附圖說明】
[0004]圖1A至圖1D根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出制造太陽能電池的觸點的方法中的各種操作的剖視圖。
[0005]圖2Α根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出具有形成于發(fā)射極區(qū)上的導(dǎo)電觸點的太陽能電池的一部分的剖視圖，所述發(fā)射極區(qū)在基板上方形成。
[0006]圖2Β根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例示出具有形成于發(fā)射極區(qū)上的導(dǎo)電觸點的太陽能電池的一部分的剖視圖，所述發(fā)射極區(qū)在基板中形成。
[0007]圖3Α至圖3C根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出制造具有導(dǎo)電觸點的太陽能電池的方法中的各種處理操作的剖視圖。
[0008]圖4根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出經(jīng)歷觸點開口的多層膜堆疊的多脈沖激光燒蝕的過程。
[0009]圖5Α至圖5Ε根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出制造具有導(dǎo)電觸點的太陽能電池的方法中的各種處理操作的剖視圖。
【具體實施方式】
[0010]本文描述了用于太陽能電池導(dǎo)電觸點的粘附力增強(qiáng)的晶種層和形成太陽能電池導(dǎo)電觸點的方法。在以下描述中，闡述眾多具體細(xì)節(jié)(諸如具體工藝流程和操作)以便提供對本發(fā)明的實施例的透徹理解。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見，可在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實踐本發(fā)明的實施例。在其他情況下，并不詳細(xì)描述眾所周知的制造技術(shù)(諸如平板印刷和圖案化技術(shù))，以避免不必要地使本發(fā)明的實施例難以理解。此外，應(yīng)理解，圖中所示的各種實施例為示例性表示并且未必按比例繪制。
[0011]本文公開了制造太陽能電池的導(dǎo)電觸點的方法。在一個實施例中，制造太陽能電池的方法包括在基板的發(fā)射極區(qū)上方形成粘附層。在粘附層上形成金屬晶種糊劑層。對金屬晶種糊劑層和粘附層進(jìn)行退火以形成與基板的發(fā)射極區(qū)接觸的導(dǎo)電層。由導(dǎo)電層形成太陽能電池的導(dǎo)電觸點。在另一個實施例中，制造太陽能電池的方法包括在基板的發(fā)射極區(qū)上形成金屬晶種糊劑層。處理該金屬晶種糊劑層以增強(qiáng)金屬晶種糊劑層在基板的發(fā)射極區(qū)上的粘附力。隨后，由金屬晶種糊劑層形成太陽能電池的導(dǎo)電觸點。
[0012]本文還描述了具有導(dǎo)電觸點的太陽能電池。在一個實施例中，太陽能電池包括基板。發(fā)射極區(qū)設(shè)置在基板上方。導(dǎo)電觸點設(shè)置在發(fā)射極區(qū)上并且包括與發(fā)射極區(qū)接觸的導(dǎo)電層。導(dǎo)電層由與粘附層部分混合的金屬糊劑部分構(gòu)成。在另一個實施例中，太陽能電池包括基板，在該基板的表面處或附近具有擴(kuò)散區(qū)。導(dǎo)電觸點設(shè)置在擴(kuò)散區(qū)上方并且包括與擴(kuò)散區(qū)接觸的導(dǎo)電層。導(dǎo)電層由與粘附層部分混合的金屬糊劑部分構(gòu)成。
[0013]作為本文所述實施例的應(yīng)用的總體概述，圖1A至圖1D根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出制造太陽能電池的觸點的方法中的各種操作的剖視圖。
[0014]參考圖1A，制造太陽能電池的方法包括在基板102上方形成粘附層104。在一個實施例中，粘附層104形成于設(shè)置在基板上方的發(fā)射極區(qū)上，如下文結(jié)合圖2A和圖3A至圖3C更詳細(xì)地描述。發(fā)射極區(qū)可由(例如)摻雜的多晶硅層構(gòu)成。然而，在另一個實施例中，粘附層104形成于塊狀晶體硅基板的N型或P型摻雜區(qū)的表面上，如下文結(jié)合圖2B更詳細(xì)地描述。塊狀晶體娃基板可(例如)是N型塊狀晶體娃基板。
[0015]在一個實施例中，粘附層104由底部抗反射涂層(BARC)形成。在一個此類實施例中，粘附層104由諸如但不限于非晶硅(a-Si)、摻雜硅、富硅氮化硅、二氧化硅(S12)或氧氮化硅(S1N)的材料層構(gòu)成。在具體的此類實施例中，基板102的發(fā)射極區(qū)是N型發(fā)射極區(qū)，并且形成粘附層涉及形成一層P型硅。
[0016]在另一個實施例(未示出)中，在形成粘附層104之前，在基板102的發(fā)射極區(qū)上方形成鈍化層，并且在該鈍化層上形成粘附層104。在一個此類實施例中，粘附層是由非晶硅構(gòu)成的BARC層，并且鈍化層由氮化硅構(gòu)成。
[0017]在另一個實施例(也未示出)中，在于(例如)基板102的發(fā)射極區(qū)上方形成粘附層104之前，在該發(fā)射極區(qū)上方形成電介質(zhì)堆疊。通過使用多脈沖激光燒蝕在該電介質(zhì)堆疊中形成開口以暴露該發(fā)射極區(qū)的一部分，如下文結(jié)合圖4更詳細(xì)地描述。在一個此類實施例中，通過在發(fā)射極區(qū)上形成電介質(zhì)層(例如，氧化硅或氮化硅)，以及在電介質(zhì)層上形成吸收層來形成電介質(zhì)堆疊。在具體的此類實施例中，該吸收層由非晶硅或富硅氮化硅構(gòu)成。
[0018]參見圖1B，在粘附層104上形成金屬晶種糊劑層106。在一個實施例中，金屬晶種糊劑層106由鋁/硅(Al/Si)顆粒、粘結(jié)劑、玻璃料和溶劑構(gòu)成。在一個此類實施例中，Al/Si顆粒由少于約25%的Si構(gòu)成，其中該組合物的剩余部分由Al構(gòu)成。在一個實施例中，如果包含，則粘結(jié)劑可由氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO)或這兩者構(gòu)成，并且玻璃料可由玻璃顆粒構(gòu)成。
[0019]粘附層104和金屬晶種糊劑層106中的一者或兩者可以總體沉積形成或形成為圖案化沉積，如圖1A和圖1B所示。例如，在一個實施例中，金屬晶種糊劑層106使用諸如但不限于絲網(wǎng)印刷或噴墨印刷的技術(shù)通過印刷而形成于粘附層104上或上方。
[0020]參見圖1C，對金屬晶種糊劑層106和粘附層104進(jìn)行退火108以形成與基板102的發(fā)射極區(qū)接觸的導(dǎo)電層110。在一個實施例中，對金屬晶種糊劑層106和粘附層104進(jìn)行退火108涉及混合金屬晶種糊劑層106和粘附層104以形成導(dǎo)電層110，如圖1C所示。
[0021]在一個實施例中，對金屬晶種糊劑層106和粘附層104進(jìn)行退火108涉及在低于約600攝氏度的溫度下進(jìn)行焙燒。在另一個實施例中，粘附層104由非晶硅(a-Si)層形成，金屬晶種糊劑層106由鋁(Al)層形成，并且退火108涉及形成Al-Si合金。在一個此類實施例中，對Al層和a-Si層進(jìn)行退火108涉及在高于約300攝氏度、但低于Al和Si混合物的共晶溫度的溫度下進(jìn)行焙燒。在具體實施例中，粘附層104形成于基板102的發(fā)射極區(qū)的硅部分上，并且形成Al-Si合金涉及減少對發(fā)射極區(qū)的硅部分的硅層的損壞。
[0022]在一個實施例中，在粘附層104上或上方形成金屬晶種糊劑層106之后，并且在對金屬晶種糊劑層106進(jìn)行退火108之前，通過從金屬晶種糊劑層106除去溶劑來干燥金屬晶種糊劑層106。然而，在另一個實施例中，在退火108期間，例如通過揮發(fā)除去金屬晶種糊劑層106中存在的任何溶劑。
[0023]參見圖1D，由導(dǎo)電層110形成太陽能電池的導(dǎo)電觸點116。在一個實施例中，針對設(shè)置在太陽能電池的基板上方的發(fā)射極區(qū)(例如，在多晶硅區(qū)域上)形成導(dǎo)電背部觸點，如下文結(jié)合圖2A和圖3A至圖3C更詳細(xì)地描述。在另一個實施例中，針對基板102的N型或P型摻雜區(qū)形成導(dǎo)電背部觸點，如下文結(jié)合圖2B更詳細(xì)地描述。在示例性實施例中，再次參見圖1D，形成導(dǎo)電觸點116涉及在導(dǎo)電層110上無電鍍鎳(Ni)層112，并且在Ni層112上電鍍銅(Cu)層114。
[0024]在另一方面，如上文簡要提及，使用非晶硅層作為太陽能電池的bARC層。例如，非晶硅層可用作bARC層以向基板提供鈍化和防潮層，并且還增強(qiáng)與所濺射的金屬或所印制的金屬膜的粘附力。目前，SiN層用作bARC層，其為基板提供良好的