專利名稱：具有選擇前面場的后面結(jié)太陽能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施方式涉及太陽能電池，更具體地說，本發(fā)明的實(shí)施方式涉及具有選擇前面場的后面結(jié)太陽能電池及其制造方法。
背景技術(shù)：
在基本設(shè)計(jì)中，太陽能電池由可吸收光子并通過光伏效應(yīng)發(fā)電的半導(dǎo)體基底材料組成。當(dāng)光子進(jìn)入基底時(shí)，能量被吸收，以前處于束縛狀態(tài)的電子被釋放，被釋放的電子和以前被占據(jù)的空穴稱為電荷載體?；淄ǔＳ忙?型和η-型雜質(zhì)摻雜，以在太陽能電池內(nèi)的ρ-η結(jié)形成電場。為了利用自由電荷載體發(fā)電，電子和空穴在Ρ-η結(jié)處被電場分離之前一定不能再結(jié)合。電子隨后被η-型發(fā)射層上的導(dǎo)電觸點(diǎn)收集，空穴被ρ-型基底上的導(dǎo)電觸點(diǎn)收集，未再結(jié)合的電荷載體可用于為負(fù)載供電。常用的太陽能電池的制造方法起始于提供一個(gè)具有P-型電導(dǎo)率的摻雜基底，η-型摻雜劑被弓I入基底的前面，以在P-型基極層的頂部形成η-型發(fā)射層。典型的，基底適度摻雜P-型電導(dǎo)率的摻雜劑，發(fā)射層重度摻雜η-型電導(dǎo)率的摻雜劑。發(fā)射層的形成，使得在基底的發(fā)光表面附近形成Ρ-η結(jié)，即使用太陽能電池時(shí)，基底的前面曝露于光源下。太陽能電池設(shè)計(jì)中一個(gè)主要的關(guān)注點(diǎn)是，電荷載體在再結(jié)合前到達(dá)導(dǎo)電觸點(diǎn)的能力。有時(shí)，再結(jié)合前電荷載體可以前進(jìn)的距離稱為電荷載體擴(kuò)散長度。電荷載體擴(kuò)散長度取決于多個(gè)因素，如摻雜劑原子的濃度和基底中缺陷的濃度。當(dāng)摻雜劑原子濃度或缺陷的濃度增加時(shí)，電荷載體的擴(kuò)散長度減小。因此，重度摻雜η-型發(fā)射層中空穴的擴(kuò)散長度遠(yuǎn)小于適度摻雜的P-型基底中的電子的擴(kuò)散長度。因此，發(fā)射層通常被稱為“死層”，因?yàn)樵谠俳Y(jié)合前，發(fā)射層中產(chǎn)生的電荷載體很少能夠到達(dá)Ρ-η結(jié)。為了減輕此問題，發(fā)射層應(yīng)保持盡可能薄、盡可能輕度摻雜。形成薄的發(fā)射層會減少發(fā)射層中吸收的光子數(shù)。即使光子被吸收，薄的發(fā)射層會增加生成的電荷載體到達(dá)附近的Ρ-η結(jié)的可能性。但是，發(fā)射層的厚度和摻雜劑劑量受到限制。如果發(fā)射層過薄，發(fā)射層上的導(dǎo)電觸點(diǎn)會穿透Ρ-η結(jié)，并在形成觸點(diǎn)過程中使ρ-η結(jié)短路。類似的，如果摻雜劑劑量過輕，接觸電阻過高，不能與基底良好接觸。當(dāng)通過絲網(wǎng)印刷形成觸點(diǎn)時(shí)，這些問題更加突出，需要高摻雜劑濃度和觸點(diǎn)燒結(jié)。為了克服這些缺陷，現(xiàn)有技術(shù)提供了一些形成后面結(jié)太陽能電池的技術(shù)。但是，這些太陽能電池都存在缺陷，如電池效率低、表面鈍化差、表面電阻不均勻，以及需要額外的昂貴的制造步驟。因此，確有必要提供一種后面結(jié)太陽能電池的制造方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和不足。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明說明書中給出的實(shí)施方式中，將第一元件描述成“位于第二元件上”、“在第二元件上面”或“在第二元件上方”通常意味著，第一元件靠近主要發(fā)光面或主要光源。例如，如果第一元件位于第二元件上，則第一元件靠近太陽。類似的，將第一元件描述成“位于第二元件下”、“在第二元件下面”或“在第二元件下方”通常意味著，第一元件遠(yuǎn)離主要發(fā)光面或主要光源。例如，如果第一元件位于第二元件下，則第一元件遠(yuǎn)離太陽。需要注意的是，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，主要光源可能指的不是其他形式的次要光源，例如，源自主要光源的光經(jīng)過或傳遞過裝置后，從位于裝置之后或之外的反射面返回裝置的光。本發(fā)明公開了具有選擇前面場的后面結(jié)太陽能電池的各個(gè)實(shí)施方式，更具體地說，本發(fā)明公開了一種具有在一次退火循環(huán)中形成的選擇前面場和優(yōu)質(zhì)原位鈍化層的后面結(jié)太陽能電池及其制造方法。本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方式，克服了前面描述的現(xiàn)有技術(shù)中存在的一個(gè)或多個(gè)缺陷。本發(fā)明的實(shí)施方式提供了制造太陽能電池的若干個(gè)優(yōu)點(diǎn)，如減少太陽能電池的生產(chǎn)時(shí)間和成本。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，具有與太陽能電池的發(fā)光面相對的發(fā)射層的后面結(jié)太陽能電池包括P-型發(fā)射層。太陽能電池還包括位于P-型發(fā)射層上的η-型基極層，以在P-型發(fā)射層與η-型基極層的界面定義ρ-η結(jié)。此外，太陽能電池還包括位于η-型基極層上的η+前面場層。再者，前面場層包括一個(gè)或多個(gè)第一摻雜區(qū)和一個(gè)或多個(gè)第二摻雜區(qū)，第二摻雜區(qū)的摻雜度高于第一個(gè)摻雜區(qū)的摻雜度，以形成選擇前面場。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式，公開了一種后面結(jié)太陽能電池的制造方法，其包括制造η-型基極層。制造方法還包括制造P-型發(fā)射層，使得η-型基極層位于P-型發(fā)射層上。制造P-型發(fā)射層可以包括在基極層的一個(gè)面上施加觸點(diǎn)層，以及使觸點(diǎn)層和至少部分基極層合金化。此外，制造P-型發(fā)射層可以包括，摻雜一個(gè)或多個(gè)第一摻雜區(qū)和一個(gè)或多個(gè)第二摻雜區(qū)，以形成η+前面場層，η+前面場層位于η-型基極層上。第二摻雜區(qū)的摻雜度高于第一摻雜區(qū)的摻雜度，以形成選擇前面場。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式提供了一種后面結(jié)太陽能電池，其包括第一 η-型區(qū)。太陽能電池還包括第二 η-型區(qū)和第三η-型區(qū)，其中，第二和第三η-型區(qū)位于第一 η-型區(qū)上。此外，太陽能電池包括形成在第一 η-型區(qū)與第二和第三η-型區(qū)相對的面上的P-型發(fā)射層，P-型發(fā)射層和第一 η-型區(qū)的界面定義ρ-η結(jié)。以上提供的發(fā)明概要僅僅是為了總結(jié)本發(fā)明的一些示例性實(shí)施方式，以提供本發(fā)明的一些方面的基本理解。因此，可以理解的是，以上描述的示例性實(shí)施方式并不能解釋為以任何方式限制本發(fā)明的保護(hù)范圍和精神，本發(fā)明的保護(hù)范圍由說明書和權(quán)利要求書界定。可以理解的是，除了以上總結(jié)的實(shí)施方式，本發(fā)明還可以包括其他不同的實(shí)施方式，以下將詳細(xì)描述其中的部分實(shí)施方式。


已經(jīng)概述了本發(fā)明的實(shí)施方式，以下結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式，附圖并非嚴(yán)格按比例繪制，其中:圖1為本發(fā)明后面結(jié)太陽能電池的一個(gè)實(shí)施方式的剖視圖。圖2a和2b為本發(fā)明后面結(jié)太陽能電池制造方法的一個(gè)實(shí)施方式的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖，詳細(xì)描述本發(fā)明的一些實(shí)施方式，其中，附圖僅僅顯示了本發(fā)明的部分實(shí)施方式，并非所有實(shí)施方式。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明也可以體現(xiàn)為其他不同的形式，并不局限于本說明書中給出的實(shí)施方式。本說明書中給出的實(shí)施方式僅僅是為了說明書的揭示可以滿足法律要求，其中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。目前，幾乎所有的商業(yè)用晶體硅太陽能電池都使用硼摻雜P-型基底制造。但是，當(dāng)曝露于光源下時(shí)，硼摻雜基底會產(chǎn)生光引發(fā)退化(LID)。因LID導(dǎo)致的效率損失的絕對值為0.2至0.5%，相對值為1.2至2.9%。另一方面，η-型摻雜的基底不受LID影響。不僅如此，相對于P-型基底，具有更高本體壽命的η-型基底更容易制造。此外，對于給定的摻雜劑濃度和電導(dǎo)率類型，電子的電荷載體擴(kuò)散長度不同于空穴的電荷載體擴(kuò)散長度。因此，相對于P-型基底，Π-型基底可以產(chǎn)生改善的電荷載體擴(kuò)散長度?；谝陨显?，Π-型基底是高效率太陽能電池的理想選擇。如上所述，現(xiàn)有的ρ-型太陽能電池一般通過η-型摻雜劑(通常使用三氯氧化磷，POCl3)擴(kuò)散進(jìn)入P-型基底的前面以形成η-型發(fā)射層制造，這會導(dǎo)致在太陽能電池的前面附近形成Ρ-η結(jié)。不幸的是，沒有在η-型基底的前面形成ρ-型發(fā)射層的可比參照物?？梢酝ㄟ^硼擴(kuò)散(以三溴化硼形式，BBr3)在η-型基底上形成ρ-型發(fā)射層，但是會導(dǎo)致一些缺陷。由于會形成硼硅化合物，硼擴(kuò)散通常會留下污染的硅表面，污染會使太陽能電池的表面嚴(yán)重退化。此外，移除硼污染需要額外的處理步驟，例如污染的表面熱氧化后化學(xué)移除熱氧化物。因此，在η-型基底的前面附近形成ρ-η結(jié)的好處會被因硼污染和移除硼污染的繁雜導(dǎo)致的退化抵消。或者，可以在η-型太陽能電池的后面形成ρ-η結(jié)，有時(shí)稱為后面結(jié)太陽能電池?？梢园凑?001年7月17日授權(quán)的美國專利號6，262，359的描述形成后面結(jié)太陽能電池，其全部內(nèi)容作為參考被弓I入本說明書中。美國專利號6，262，359描述了一種η-型基底，其包括位于太陽能電池前面上的充當(dāng)前面場的重度摻雜η+層，以及通過使用鋁形成的位于太陽能電池后面上的P+層。但是，由于磷擴(kuò)散引起的包覆，太陽能電池中的η+層無法如傳統(tǒng)P-型太陽能電池一樣通過POCl3擴(kuò)散形成。其他的替代方式，如絲網(wǎng)印刷磷摻雜劑或使用有限源擴(kuò)散也都存在著各自缺點(diǎn)。例如，絲網(wǎng)印刷磷時(shí)，在η+層的頂部會形成磷硅酸鹽玻璃，磷硅酸鹽玻璃需要在隨后的步驟中移除。此外，絲網(wǎng)印刷方法使得鈍化太陽能電池的其他方法難以進(jìn)行。例如，絲網(wǎng)印刷摻雜劑會導(dǎo)致重度摻雜擴(kuò)散層的高表面濃度，使得層對表面鈍化層不敏感。有限源擴(kuò)散工藝導(dǎo)致可觀的間接成本和大面積晶片的表面電阻不一致。此外，所有已知的在后面結(jié)太陽能電池中形成η+層的方法都會形成一致的前面場，使用一致的前面場可阻止太陽能電池達(dá)到其效率潛能。本申請的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了一種新型后面結(jié)太陽能電池的制造方法，可以解決上面描述的問題。特別的，本說明書中描述了具有選擇前面場的后面結(jié)太陽能電池。后面結(jié)太陽能電池的制造方法可以包括，使用離子注入摻雜選擇前面場的一個(gè)或多個(gè)場和選擇區(qū)。特別的，場區(qū)的摻雜度高于選擇區(qū)的摻雜度。因此，場區(qū)具有較淺的結(jié)深和較低的電荷載體再結(jié)合率，而選擇區(qū)具有較深的結(jié)深和較低的表面電阻以改善接觸。場區(qū)和選擇區(qū)的η+層的表面電阻可以更加精確地控制。選擇前面場改善了太陽能電池在較長波長時(shí)的光譜響應(yīng)，可以提高生成電流。選擇前面場在一次高溫退火循環(huán)中形成，在高溫退火循環(huán)期間，可以引入氧氣以同時(shí)在選擇前面場上形成鈍化氧化層。選擇前面場的較輕摻雜的場區(qū)可形成更好的表面鈍化，有助于增加太陽能電池的電壓輸出，獲得的太陽能電池在大面積基底上的效率超過18%。圖1所示為本發(fā)明太陽能電池5的一個(gè)實(shí)施方式的示意圖。太陽能電池5可以由半導(dǎo)體基底形成，基底可以由硅(Si)、鍺(Ge)、硅-鍺(SiGe)、其他半導(dǎo)體材料或其組合組成。采用單晶基底時(shí)，半導(dǎo)體基底可以由熔體通過浮動(dòng)區(qū)法(FZ)或柴氏法(Cz)形成，形成的單晶晶淀隨后被切割成晶片，以形成基底。對于由娃、錯(cuò)或娃_錯(cuò)組成的基底，晶面的晶向可以為(100)或(110)。或者，基底可以為多晶基底，多晶基底比單晶基底便宜。但是，米用多晶基底時(shí)，電荷載體容易在晶粒邊界再結(jié)合，需要鈍化以避免效率損失。在各項(xiàng)異性蝕刻工藝中，通過氫氧化鉀(KOH)和異丙酮(IPA)溶液處理，基底的前面和后面可以形成錐體結(jié)構(gòu)。通過減少因前面反射而損失的光，錐體結(jié)構(gòu)的存在可以增加進(jìn)入太陽能電池5的光。在形成后面觸點(diǎn)時(shí)，后面上的錐體結(jié)構(gòu)可以被破壞。根據(jù)圖1所示的實(shí)施方式，基底可以用η-型電導(dǎo)率的雜質(zhì)摻雜，以形成η-型基極層10。如果基底是由硅(Si)、鍺(Ge)或硅-鍺(S1-Ge)組成，η_型基極層10可以用磷(P)、銻(Sb)、砷(As)或其他第V族元素?fù)诫s，以具有η-型導(dǎo)電率。在η-型基極層10的前面，可以通過離子注入形成包括重度摻雜選擇區(qū)15和輕度摻雜場區(qū)20的選擇前面場層。重度摻雜區(qū)15和輕度摻雜區(qū)20可以用具有與η-型基極層10相同的η-型電導(dǎo)率的雜質(zhì)摻雜，在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，可以使用與η-型基極層10相同類型的摻雜劑原子。在選擇前面場層的摻雜區(qū)15、20的前面和η-型基極層10的后面，晶體結(jié)構(gòu)不連續(xù)，裸露的表面上存在懸掛鍵。懸掛鍵形成再結(jié)合中心，湮滅電荷載體，因此降低太陽能電池的效率。為了防止發(fā)生此情形，在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，在選擇前面場層的摻雜區(qū)15，20的前面和η-型基極層10的后面都可以形成氧化層40，41。如此，可以在整個(gè)裸露的晶片表面(包括晶片厚度方向的薄邊)形成鈍化氧化層。氧化層40，41可以與選擇前面場層的摻雜區(qū)15，20的前面、η_型基極層10的后面接觸，以從化學(xué)上滿足界面原子的結(jié)合需求，使其不湮滅電荷載體。氧化層40，41可以包括硅基底的絕緣物質(zhì)，如二氧化硅(SiO2)或其他類型半導(dǎo)體的氧化物，取決于基底的組成。氧化層40，41的厚度為5至150納米，如20納米。通過鈍化基底表面上的懸掛硅鍵，氧化層40，41可以降低表面再結(jié)合的速度，減小反向飽和電流密度(Jj的前面場分量，提高太陽能電池5的總體效率。此外，在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，當(dāng)覆蓋氮化硅層時(shí)，η-型基極層10的后面上形成的氧化層41可以生成優(yōu)質(zhì)的絕緣鈍化后面。選擇前面場層的摻雜區(qū)15，20的前面的氧化層40上可以形成減反射層45，以減小入射光的反射和太陽能的損失。減反射層45的折射率大于氧化層40的折射率，使得太陽能電池的入射光折射進(jìn)入減反射層45，經(jīng)氧化層40進(jìn)入基底并在基底中轉(zhuǎn)變成自由電荷載體。例如，采用波長為632.8nm的入射激光測量時(shí)，減反射層45的折射率為1.4至2.4。減反射層45可以由氮化硅(SiNx)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鈦(TiO2)、氟化鎂(Mg2F)、氧化鋅(ZnO)、硫化鋅(ZnS2),或其組合組成。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，減反射層45包括非晶氮化物，如非晶氮化硅(a-SiNx)。減反射層45的厚度為10至100納米。前面觸點(diǎn)30和前面連接可以由導(dǎo)電材料形成，如銀(Ag)。通常，對于硅基底和其他基底，銀可以用于接觸η-型摻雜基底的表面，如選擇前面場層的摻雜區(qū)15，20。金屬和半導(dǎo)體的直接接觸導(dǎo)致電子和空穴的再結(jié)合率增加，顯著降低太陽能電池的效率。為了降低此效應(yīng)并限制覆蓋在基底表面上的金屬比例，前面觸點(diǎn)30和前面連接可以設(shè)置成點(diǎn)觸點(diǎn)或線觸點(diǎn)(有時(shí)稱為局部觸點(diǎn))。點(diǎn)觸點(diǎn)或線觸點(diǎn)的間距和設(shè)置可以參照于2009年I月29日公布的美國專利申請公布號2009/0025786，其全部內(nèi)容被引入本說明書中作為參考。前面觸點(diǎn)30和前面連接可以通過在減反射層45的前面絲網(wǎng)印刷銀形成。前面連接可以包括可焊接墊片或母線，以方便與太陽能電池5的前面電連接。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，前面連接的圖案與下面將描述的后面連接的圖案對齊。此外，對于前面觸點(diǎn)30和前面連接，可以選擇銀，因?yàn)殂y具有良好的導(dǎo)電性以限制可導(dǎo)致太陽能電池效率降低的遮蔽效應(yīng)。為此，可以選擇各種商業(yè)用銀漿料，如賀利氏S0L953 (Heraeus S0L953)。但是，銀不透明，因此最好將前面觸點(diǎn)30和前面連接的尺寸限制為有限區(qū)域的點(diǎn)觸點(diǎn)或線觸點(diǎn)。為了減小前面觸點(diǎn)30和下層選擇前面場層之間的接觸電阻，前面觸點(diǎn)30與選擇前面場層的重度摻雜區(qū)15對齊。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，前面觸點(diǎn)30的寬度小于重度摻雜區(qū)15的寬度，以保證前面觸點(diǎn)30完全位于重度摻雜區(qū)15中。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，在形成前面觸點(diǎn)30和前面連接之前，可以將氧化層40和減反射層45設(shè)置于選擇前面場層的摻雜區(qū)15，20的前面。此時(shí)，前面觸點(diǎn)30和前面連接可以穿透氧化層40和減反射層45，以與下層的選擇前面場層的區(qū)域接觸。除了金屬外，前面觸點(diǎn)30和前面連接還可以含有玻璃粉，以便于燒透氧化層40和減反射層45并與選擇前面場層接觸。后面觸點(diǎn)35可以通過在η-型基極層10的后面絲網(wǎng)印刷漿料形成，用于形成后面觸點(diǎn)35的衆(zhòng)料可以是招衆(zhòng)料,如Monocrystal Analogl2D。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，后面觸點(diǎn)35可以覆蓋幾乎整個(gè)η-型基極層10的后面?；蛘撸竺嬗|點(diǎn)35可以僅僅覆蓋η-型基極層10的部分后面。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，在形成后面觸點(diǎn)35之前，在η-型基極層10的后面設(shè)置氧化層41。此時(shí)，后面觸點(diǎn)35穿透氧化層41，以與η-型基極層10接觸。在形成后面觸點(diǎn)35的過程中，氧化層41被漿料中的玻璃粉消耗。因?yàn)楹婵竞竺嬗|點(diǎn)35，鋁摻雜ρ+硅發(fā)射層50可以通過液相外延再生在η_型基極層10與后面觸點(diǎn)35的界面形成。此時(shí)，后面觸點(diǎn)35可以與鋁摻雜ρ+硅層50電連接。后面觸點(diǎn)35可以由鋁-硅共晶成分組成。因?yàn)殇X可以充當(dāng)形成鋁摻雜P+硅發(fā)射層50和后面觸點(diǎn)35的摻雜劑，所以后面觸點(diǎn)35可以充當(dāng)鋁摻雜ρ+硅發(fā)射層50的自對齊觸點(diǎn)?；谙嗤脑?，此方法可以減小后面觸點(diǎn)35使ρ-η結(jié)25分流的可能性，即后面觸點(diǎn)35的鋁是形成Ρ-η結(jié)25的ρ-型摻雜劑源。此外，因?yàn)棣?η結(jié)25的位置靠近太陽能電池5的后面，所以考慮分流時(shí)實(shí)際無需關(guān)心選擇前面場層的深度。后面觸點(diǎn)35也可以充當(dāng)太陽能電池5的反射后面層。具有反射后面層可提供反射面，使得到達(dá)后面的入射光返回基底并在基底中生成自由電荷載體。后面觸點(diǎn)35的厚度為10至50微米，具有足夠的反射率。η-型基極層10與靠近太陽能電池5的后面的鋁摻雜P+硅發(fā)射層50的界面可以形成ρ-η結(jié)25，因?yàn)殡妼?dǎo)率相反，η-型基極層10和鋁摻雜ρ+硅發(fā)射層50形成穿過p-η結(jié)25的電場，其可分離因吸收光子而形成的電子和空穴，并使得電子和空穴沿著相反的方向分別向前面觸點(diǎn)30和后面觸點(diǎn)35移動(dòng)。
在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，后面觸點(diǎn)35上可以形成后面連接，如焊接墊片或母線，以方便與太陽能電池5的后面電連接。后面連接可以通過在后面觸點(diǎn)35的后面施加銀焊接墊片，如LF33750聚合物銀，形成在后面觸點(diǎn)35上?；蛘?，也可以使用可以直接結(jié)合鋁后面觸點(diǎn)35的無焊接連接方法，如日立化學(xué)導(dǎo)電膜。再或者，絲網(wǎng)印刷剝脫(lift-off)漿料，如Heraeus剝脫漿料?；蛘撸ㄟ^等離子噴涂工藝在后面鋁表面沉積可焊接金屬墊片，如萊茵豪森等離子(Reinhausen Plasma)提供的可焊接金屬墊片。圖2a和2b所示為，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，在一次退火循環(huán)中形成具有選擇前面場和優(yōu)質(zhì)原位鈍化層的后面結(jié)太陽能電池的制造方法的流程圖，圖2a和圖2b揭示了本發(fā)明后面結(jié)太陽能電池的制造方法。請參照圖2a和2b，在操作200，提供了一個(gè)基底，基底可以是以上結(jié)合圖1描述的基底。通常，基底可以從供應(yīng)商訂購，具有特定的η-型電導(dǎo)率。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，基底可以用η-型摻雜劑摻雜，以形成η-型基極層10，摻雜劑的濃度為IO13至IO21原子每立方厘米(原子/cm3)?；椎暮穸葹?0至500 μ m,盡管通過使用厚度為50至200 μ m的基底相對于目前的標(biāo)準(zhǔn)基底可以節(jié)約半導(dǎo)體材料?；椎碾娮杪蕿镮至1500hm-cm,最好是10至lOOOhm-cm，可以使用單晶或多晶基底、或者帶狀基底、薄膜基底或其他類型的基
。在操作200，可以清潔基底以便于處理。例如，可以通過將基底沉浸在濃度約為1-10%的氫氧化鉀(KOH)中進(jìn)行清潔，以蝕刻掉基底表面的切割損傷。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，蝕刻可以在約60至90攝氏度的溫度下進(jìn)行。在操作205，基底可以進(jìn)行紋理處理，如可以通過將基底沉浸在氫氧化鉀和異丙酮(KOH-1PA)中異向蝕刻來進(jìn)行紋理處理。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，氫氧化鉀的濃度約為1_10%，異丙酮的濃度約為2-20%，氫氧化鉀-異丙酮的溫度約為65至90攝氏度。氫氧化鉀-異丙酮蝕刻基底的表面，形成具有定向晶面的錐體結(jié)構(gòu)。形成的錐體結(jié)構(gòu)有助于減小前面的反射率，以將 光限制在基底中并在基底中被吸收轉(zhuǎn)變成電能。在操作210，摻雜劑原子被引入η-型基極層10的前面。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，可以通過離子注入引入摻雜劑原子。摻雜劑原子具有η-型電導(dǎo)率，與η-型基極層10的電導(dǎo)率相同。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，η-型摻雜劑可以是磷離子，如P31+。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，選擇區(qū)15和場區(qū)20的圖案可以通過兩次離子注入步驟實(shí)現(xiàn)。例如，可以通過第一離子注入步驟在η-型基極層10的前面上均勻形成選擇前面場層，然后僅在選擇區(qū)15進(jìn)行第二離子注入步驟?；蛘?，兩個(gè)場的圖案可以通過一次離子注入步驟獲得，如進(jìn)行一次離子注入步驟中，經(jīng)過選擇區(qū)15時(shí)，離子注入機(jī)的劑量較高或者束速較慢。在進(jìn)行二次離子注入步驟的實(shí)施方式中，第一離子注入可以在η-型基極層10的前面上均勻進(jìn)行，劑量約為1.0xl015cm_2至3.0xl015cm_2，如1.7xl015，束加速度約為5至30千電子伏(keV)，最好是lOkeV。當(dāng)一個(gè)或多個(gè)場區(qū)20被摻雜后，進(jìn)行第二離子注入步驟，以摻雜一個(gè)或多個(gè)選擇區(qū)15。選擇區(qū)15的圖案可以通過穿過遮罩，如石墨遮罩，離子注入獲得。通過使用過飽和石墨遮罩，兩次離子注入步驟中基底一直在離子注入機(jī)中，無需在兩次離子注入步驟之間移除。石墨遮罩上設(shè)有寬50至500毫米、長度等于或大于基底寬度的開口，如156暈米。第二離子注入步驟的劑量可以大于第一離子注入步驟的劑量，如使用的劑量為0.7xl015cm_2至7.0xl015cm_2，如1.7xl015cm_2。此外，第二離子注入步驟中，束加速度為5至30keV，最好是lOkeV。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，在操作210的離子注入中，基底的一邊(稱為參考邊)可以通過重力與遮罩的邊對齊。在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，第二離子注入步驟中使用的劑量小于或等于第一離子注入步驟中使用的劑量，因?yàn)榈谝浑x子注入步驟已經(jīng)輕度摻雜了選擇區(qū)15。因此，在第二離子注入步驟中使用的用于為選擇區(qū)15提供額外摻雜劑的任意劑量，都可以保證選擇區(qū)15的摻雜度高于場區(qū)20的摻雜度。在操作215，已離子注入的基底可以進(jìn)行加熱步驟，以形成選擇前面場層。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，基底可被引入爐中(如自動(dòng)管狀石英爐中)退火。石英管的內(nèi)徑約為290毫米，以收容156毫米偽正方形基底。退火操作215可立即實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)目的:第一，退火操作215可以激活已注入的摻雜劑離子，即退火操作的熱能在硅晶格中形成可供摻雜劑離子填充的空穴；第二，退火可驅(qū)使摻雜劑離子深入基底中，例如至理想的結(jié)深；第三，退火操作215可以修復(fù)因離子注入在基底10的晶格上造成的損傷；第四，退火操作215可用于在選擇前面場層的摻雜區(qū)15，20的前面、η-型基極層10的后面形成鈍化氧化層40，41。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，退火操作215起始于將I至100個(gè)基底加入溫度為550至1100攝氏度的爐中。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，在一次爐循環(huán)中，大量的基底(如800個(gè)基底)可以同時(shí)加入爐中?；准尤霠t中后，在10至30分鐘內(nèi)將溫度升至700至1100攝氏度，如900至950攝氏度。隨后，保持溫度10至30分鐘，最好25分鐘。在此期間，溫度被維持，將氧(如氧氣或者水蒸氣)引入爐中。氧的引入持續(xù)10至30分鐘，最好是10分鐘，引入氧氣的流速為100至5000標(biāo)準(zhǔn)立方厘米每分鐘(sccm)。引入的氧會在選擇前面場層的摻雜區(qū)15，20的前面、η-型基極層10的后面原位形成鈍化氧化層40，41，因?yàn)椴捎秒x子注入未采用擴(kuò)散，不會形成在形成氧化層前需要移除的玻璃層。最后，在30至120分鐘內(nèi)，將溫度降至500至700攝氏度，基底隨后從爐中移走。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，操作210中的離子注入劑量和能量、操作215中的爐況可能影響場區(qū)20和選擇區(qū)15的表面電阻。例如，操作210和215可以生成具有場區(qū)20和選擇區(qū)15的太陽能電池5，場區(qū)20的表面電阻為80至120歐姆每平方，選擇區(qū)15的表面電阻為30至70歐姆每平方。在操作220，可以在前面鈍化氧化層40上形成減反射層45，減反射層45的折射率大于氧化層40的折射率但小于硅基底的折射率，使得更多的光進(jìn)入減反射層45、穿過氧化層40進(jìn)入基底并在基底中轉(zhuǎn)變成自由電荷載體。減反射層45可以由氮化硅(SiNx)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鈦(TiO2)、氟化鎂(Mg2F)、硫化鋅(ZnS2),或其組合組成。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，減反射層45可以含有非晶氮化物，如非晶氮化硅(a-SiNx)。減反射層45可以通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)法形成，或者通過低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)法形成、或者通過濺射法形成。PECVD法包括將基底加熱至400至450攝氏度，此外，PECVD法可以包括使用硅烷和氨反應(yīng)氣。減反射層45的厚度為50至90納米，折射率約為2.00。減反射層45的厚度和折射率取決于沉積時(shí)間、等離子功率、反應(yīng)氣的流速和沉積張力等因素。在操作225，在減反射層45的前面施加太陽能電池5的前面觸點(diǎn)30和前面連接的材料。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，使用具有光學(xué)校準(zhǔn)的半自動(dòng)絲網(wǎng)印刷機(jī)絲網(wǎng)印刷前面觸點(diǎn)30和前面連接。可以使用銀漿料(如Heraeus SOL953)，施加前面觸點(diǎn)30和前面連接。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，銀漿料可以是燒結(jié)銀漿料，以在烘烤觸點(diǎn)時(shí)促進(jìn)滲入前面鈍化氧化層40和減反射層45，銀漿料特別適合用于在低磷摻雜的前面場形成觸點(diǎn)。前面觸點(diǎn)30和前面連接的結(jié)構(gòu)、間距由印刷屏的觸點(diǎn)圖案決定。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，前面觸點(diǎn)30的寬為50至150微米，間距為1.5至2.5毫米。前面觸點(diǎn)30和前面連接的漿料隨后通過帶式爐烘干?；蛘?，如下面的操作230中所描述，前面觸點(diǎn)30和前面連接可以與后面觸點(diǎn)35同時(shí)烘干。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，印刷屏的圖案，如網(wǎng)格狀線、線條圖案等，可以專門為上述方法形成的選擇前面場層設(shè)計(jì)。例如，可以設(shè)計(jì)前面觸點(diǎn)30的圖案，使其對齊并在選擇前面場層的選擇區(qū)15內(nèi)印刷。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，前面觸點(diǎn)30的寬度小于選擇區(qū)15的寬度，以保證前面觸點(diǎn)30完全位于選擇區(qū)15內(nèi)。選擇區(qū)15的重度摻雜還可以增加下面的前面場的深度，通過改善對金屬觸點(diǎn)的載體的遮蔽能力來改善這些區(qū)域的觸點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，前面觸點(diǎn)30與選擇前面場層的選擇區(qū)15的對齊可以通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的各種技術(shù)完成，包括:采用如操作210中描述的參考邊或其他設(shè)置于太陽能電池5上以顯示相對于需進(jìn)行對齊的位置的基準(zhǔn)標(biāo)記的光學(xué)對齊、緊靠兩個(gè)立柱的對接邊對齊，通過相機(jī)對齊基底中央或邊緣等。在操作230，在η-型基極層10的后面施加后面觸點(diǎn)35的材料。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，可以在η-型基極層10的后面上的后面鈍化氧化層41上絲網(wǎng)印刷后面觸點(diǎn)35,可以采用招衆(zhòng)料(如Monocrystal Analogl2D)形成后面觸點(diǎn)35。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，鋁漿料可以絲網(wǎng)印刷在η-型基極層10的幾乎整個(gè)后面上，此時(shí)，后面觸點(diǎn)35的鋁漿料不能印刷在靠近晶片邊緣約Imm寬的狹窄邊界上?；蛘?，后面觸點(diǎn)35可以僅僅印刷在η-型基極層10的部分后面上。太陽能電池5可以在200至400攝氏度的空氣環(huán)境的帶式爐中放置30至60秒，以烘干印刷的漿料。在操作235，施加有前面和后面觸點(diǎn)30，35和前面連接的基底在帶式爐(如在線帶式爐)中加熱或共燒。在共燒過程中，前面觸點(diǎn)30和前面連接可以燒透前面鈍化氧化層40和減反射層45，以與選擇前面場層的摻雜區(qū)15，20形成物理連接。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，前面觸點(diǎn)30可以僅僅與選擇前面場層的選擇區(qū)15物理連接。為了便于燒透氧化層40和減反射層45，前面觸點(diǎn)30和前面連接可以含有玻璃料，如玻璃粉等。用于形成前面觸點(diǎn)30和前面連接的漿料中的玻璃粉，在接近500攝氏度的溫度下熔化，使下層的氧化層40和減反射層45溶解?？梢赃x擇烘烤溫度，使得前面觸點(diǎn)漿料中的金屬顆粒(如銀)，無需遷移至前面場下面即可與選擇前面場層形成歐姆接觸。在操作235的共燒過程中，后面觸點(diǎn)35的鋁可與η_型基極層10的硅合金化，例如當(dāng)溫度超過鋁-硅的共晶溫度(577攝氏度)時(shí)。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，在合金化過程中爐溫足夠高，使得鋁可以有效溶解硅。當(dāng)共燒后基底冷卻時(shí)，可通過液相外延再生在η-型基極層10上形成鋁摻雜P+硅后面發(fā)射層50。在η-型基極層10和鋁摻雜ρ+硅發(fā)射層50的界面形成ρ-η結(jié)25，以形成后面結(jié)太陽能電池5。剩余的鋁后面觸點(diǎn)35可以含有鋁-硅共晶金屬層。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，靠近太陽能電池5的后面的部分后面觸點(diǎn)35主要包括鋁。后面觸點(diǎn)35的材料可以與鋁摻雜ρ+硅發(fā)射層50形成物理和電連接。在共燒過程中，后面觸點(diǎn)35可以燒透后面鈍化氧化層41，以與鋁摻雜ρ+硅發(fā)射層50形成物理連接。因此，后面鈍化氧化層41可以被后面觸點(diǎn)35材料消耗，如被鋁漿料中的玻璃粉消耗。溫度曲線的特征在于:加熱速度高，在20至150攝氏度每秒，以促進(jìn)在η-型基極層10的經(jīng)紋理處理的后面與發(fā)射層50的界面形成均勻的η-p+界面。為了促進(jìn)與太陽能電池5的后面可焊接連接，后面觸點(diǎn)35的后面可以形成焊接墊片或母線?？梢酝ㄟ^在后面觸點(diǎn)35的后面施加銀焊接墊片，如LF33750聚合物銀，在后面觸點(diǎn)35上形成后面連接?；蛘撸部梢允褂每梢灾苯咏Y(jié)合鋁后面觸點(diǎn)35的無焊接連接方法，如日立化學(xué)導(dǎo)電膜。再或者，可以絲網(wǎng)印刷剝脫漿料，如Heraeus剝脫漿料?；蛘?，通過等離子噴涂工藝在后面招的表面沉積可焊接金屬墊片，如萊茵豪森等離子(ReinhausenPlasma)提供的可焊接金屬墊片。前面和后面連接也可以分別燒結(jié)、固化或焊接到前面和后面觸點(diǎn)30，35，以與太陽能電池5對應(yīng)的前面和后面一體連接并形成良好的電連接?？梢酝ㄟ^焊線將連接與太陽能電池模塊中相鄰的太陽能電池連接，并最終與負(fù)荷連接，以在將太陽能電池曝露于光下時(shí)為負(fù)荷提供能量。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，可以形成具有選擇前面場的后面結(jié)太陽能電池。更具地說，可以在一次退火循環(huán)中形成具有選擇前面場和優(yōu)質(zhì)原位鈍化層的后面結(jié)太陽能電池。如說明書中描述，通過形成選擇前面場、后面結(jié)和氧化層可以實(shí)現(xiàn)許多優(yōu)點(diǎn)。例如，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，可以在一次高溫退火步驟中形成選擇前面場層和優(yōu)質(zhì)鈍化氧化層。此外，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，通過本說明書中描述的工藝，可以解決磷硅酸鹽玻璃移除和邊際分離的問題。再者，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，太陽能電池5可以包括η-型基極層，η-型基極層不受光引發(fā)退化的影響。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，可以在一次退火步驟中形成具有選擇前面場層和鈍化氧化層的后面結(jié)太陽能電池，其在156毫米偽正方形基底上的效率大于18%，且具有廉價(jià)、優(yōu)質(zhì)的絲網(wǎng)印刷觸點(diǎn)。此外，這些改進(jìn)顯著減小制造太陽能電池所需的時(shí)間、設(shè)備和成本，顯著增加制造方法的生產(chǎn)能力。本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種后面結(jié)太陽能電池，其具有與太陽能電池的發(fā)光面相對的發(fā)射層，太陽能電池包括:p-型發(fā)射層；位于P型發(fā)射層上的η-型基極層，以在P-型發(fā)射層和η-型基極層的界面形成ρ-η結(jié)；以及位于η-型基極層上的η+前面場層，其包括一個(gè)或多個(gè)第一摻雜區(qū)，以及一個(gè)或多個(gè)第二摻雜區(qū)，其中，第二摻雜區(qū)的摻雜度高于第一摻雜區(qū)的摻雜度，以形成選擇前面場。根據(jù)本發(fā)明太陽能電池的一個(gè)實(shí)施方式，太陽能電池通過單晶柴氏生長硅基底形成，其中，η-型基極層和η+前面場層的一個(gè)或多個(gè)第一和第二摻雜區(qū)用磷摻雜。根據(jù)本發(fā)明太陽能電池的一個(gè)實(shí)施方式，P-型發(fā)射層包括鋁，其中，P-型發(fā)射層通過液相外延再生形成。根據(jù)本發(fā)明太陽能電池的一個(gè)實(shí)施方式，進(jìn)一步包括，位于η+前面場層上的鈍化
氧化層。根據(jù)本發(fā)明太陽能電池的一個(gè)實(shí)施方式，進(jìn)一步包括，位于鈍化氧化層上的減反射層，其中，減反射層包括非晶氮化硅層。根據(jù)本發(fā)明太陽能電池的一個(gè)實(shí)施方式，進(jìn)一步包括，在減反射層上形成的一個(gè)或多個(gè)絲網(wǎng)印刷觸點(diǎn)，其中，一個(gè)或多個(gè)絲網(wǎng)印刷觸點(diǎn)通過減反射層和鈍化氧化層與η+前面場層的重度摻雜的一個(gè)或多個(gè)第二區(qū)電連接。
根據(jù)本發(fā)明太陽能電池的一個(gè)實(shí)施方式，η前面場層的一個(gè)或多個(gè)第一摻雜區(qū)和一個(gè)或多個(gè)第二摻雜區(qū)包括已注入的摻雜劑。根據(jù)本發(fā)明太陽能電池的一個(gè)實(shí)施方式，進(jìn)一步包括，通過鋁漿料形成的自對齊絲網(wǎng)印刷鋁觸點(diǎn)，其中，發(fā)射層和鋁觸點(diǎn)都是通過鋁漿料形成，且發(fā)射層位于鋁觸點(diǎn)上。本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種后面結(jié)太陽能電池的制造方法，其包括:制造η-型基極層；制造P-型發(fā)射層，使得η-型基極層位于P-型發(fā)射層上，其中，制造P-型發(fā)射層進(jìn)一步包括，在基極層的一個(gè)面上施加觸點(diǎn)層，通過至少部分基極層使觸點(diǎn)層合金化；以及摻雜一個(gè)或多個(gè)第一摻雜區(qū)和一個(gè)或多個(gè)第二摻雜區(qū)，以形成η+前面場層，使得η+前面場層位于η-型基極層上，其中，第二摻雜區(qū)的摻雜度高于第一摻雜區(qū)的摻雜度，以形成選擇前面場。根據(jù)本發(fā)明后面結(jié)太陽能電池制造方法的一個(gè)實(shí)施方式，進(jìn)一步包括:在η+前面場層上形成鈍化氧化層。根據(jù)本發(fā)明后面結(jié)太陽能電池制造方法的一個(gè)實(shí)施方式，鈍化氧化層和η+前面場層在一次退火循環(huán)中形成。根據(jù)本發(fā)明后面結(jié)太陽能電池制造方法的一個(gè)實(shí)施方式，進(jìn)一步包括:在鈍化氧化層上沉積非晶氮化硅層，以形成減反射涂層。根據(jù)本發(fā)明后面結(jié)太陽能電池制造方法的一個(gè)實(shí)施方式，進(jìn)一步包括:在非晶氮化硅層上絲網(wǎng)印刷一個(gè)或多個(gè)前面觸點(diǎn)，前面觸點(diǎn)與η+前面場層的一個(gè)或多個(gè)重度摻雜的第二區(qū)對齊。根據(jù)本發(fā)明后面結(jié)太陽能電池制造方法的一個(gè)實(shí)施方式，進(jìn)一步包括:烘烤一個(gè)或多個(gè)前面觸點(diǎn)，使得一個(gè)或多個(gè)前面觸點(diǎn)通過非晶氮化硅層和鈍化氧化層與η+前面場層電連接。根據(jù)本發(fā)明后面結(jié)太陽能電池制造方法的一個(gè)實(shí)施方式，制造P-型發(fā)射層進(jìn)一步包括，在P-型發(fā)射層的表面形成觸點(diǎn)，使得P-型發(fā)射層位于觸點(diǎn)上，其中，P-型發(fā)射層包括通過液相外延再生形成的P+發(fā)射層，觸點(diǎn)與P+發(fā)射層電連接。根據(jù)本發(fā)明后面結(jié)太陽能電池制造方法的一個(gè)實(shí)施方式，一個(gè)或多個(gè)第一和第二摻雜區(qū)通過離子注入引入摻雜劑形成。根據(jù)本發(fā)明后面結(jié)太陽能電池制造方法的一個(gè)實(shí)施方式，將摻雜劑引入一個(gè)或多個(gè)第一摻雜區(qū)包括，將摻雜劑均勻引入一個(gè)或多個(gè)第一和第二摻雜區(qū)，其中，將摻雜劑引入一個(gè)或多個(gè)第二摻雜區(qū)包括將額外摻雜劑通過遮罩引入一個(gè)或多個(gè)第二摻雜區(qū)。根據(jù)本發(fā)明后面結(jié)太陽能電池制造方法的一個(gè)實(shí)施方式，將摻雜劑引入一個(gè)或多個(gè)第一和第二摻雜區(qū)發(fā)生在一個(gè)離子注入步驟中。根據(jù)本發(fā)明后面結(jié)太陽能電池制造方法的一個(gè)實(shí)施方式，η-型基極層摻雜磷，且將摻雜劑引入一個(gè)或多個(gè)第一和第二摻雜區(qū)包括弓I入磷摻雜劑。本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種后面結(jié)太陽能電池，其包括:一個(gè)第一 η-型區(qū)、一個(gè)第二 η-型區(qū)、一個(gè)第三η-型區(qū)，其中，第二和第三η-型區(qū)位于第一 η-型區(qū)上，以及一個(gè)P-型發(fā)射層，P-型發(fā)射層形成在η-型區(qū)與第二和第三η-型區(qū)相對的表面上，其中，ρ-型發(fā)射層和第一 η-型區(qū)的界面定義ρ-η結(jié)。根據(jù)本說明書的描述和附圖的教導(dǎo)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以想到對本說明書中給出的實(shí)施方式進(jìn)行修改和變更。因此，可以理解的是，本發(fā)明的實(shí)施方式并不局限于本說明書中描述的具體實(shí)施方式
，本說明書給出的實(shí)施方式的變更和其他實(shí)施方式也應(yīng)當(dāng)落入本申請的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。此外，雖然以上的描述和附圖結(jié)合元件和/或功能組合示例性地描述了本發(fā)明的一些實(shí)施方式，但是，可以理解的是，只要不偏離權(quán)利要求的保護(hù)范圍，本發(fā)明的替代實(shí)施方式也可以提供元件和/或功能的不同組合。此時(shí)，不同的步驟、元件和/或材料的組合，也可以作為權(quán)利要求的補(bǔ)充實(shí)施方式。因此，說明書和附圖僅僅是示例性的，并非限制性的。盡管說明書中使用了具體的術(shù)語，這些術(shù)語僅僅是為了一般性的描述，并不對本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
權(quán)利要求
1.一種具有與太陽能電池的發(fā)光面相對的發(fā)射層的后面結(jié)太陽能電池，其包括: P-型發(fā)射層； 位于P-型發(fā)射層上的η-型基極層，P-型發(fā)射層和η-型基極層的界面定義ρ-η結(jié)；以及 位于η-型基極層上的η-型前面場層，η-型前面場層包括: 一個(gè)或多個(gè)第一摻雜區(qū)；以及 一個(gè)或多個(gè)第二摻雜區(qū)，其中，第二摻雜區(qū)的摻雜度高于第一摻雜區(qū)的摻雜度，以形成選擇前面場層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于:太陽能電池通過單晶柴氏生長硅基底形成，η-型基極層和η-型前面場層的一個(gè)或多個(gè)第一和第二摻雜區(qū)用磷摻雜。
3.根據(jù)權(quán)利要 求1或2所述的太陽能電池，其特征在于:ρ-型發(fā)射層包含鋁，P-型發(fā)射層通過液相外延再生形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的太陽能電池，進(jìn)一步包括，位于η-型前面場層上的鈍化氧化層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能電池，進(jìn)一步包括，位于鈍化氧化層上的減反射層，減反射層包括非晶氮化硅層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽能電池，進(jìn)一步包括，在減反射層上形成的一個(gè)或多個(gè)絲網(wǎng)印刷觸點(diǎn)，其中，一個(gè)或多個(gè)絲網(wǎng)印刷觸點(diǎn)通過減反射層和鈍化氧化層與η-型前面場層重度摻雜的一個(gè)或多個(gè)第二區(qū)電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的太陽能電池，其特征在于:η-型前面場層的一個(gè)或多個(gè)第一摻雜區(qū)和一個(gè)或多個(gè)第二摻雜區(qū)包含已注入的摻雜劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的太陽能電池，進(jìn)一步包括，由鋁漿料形成的自對齊絲網(wǎng)印刷鋁觸點(diǎn)，其中，發(fā)射層和鋁觸點(diǎn)都由鋁漿料形成，且發(fā)射層位于鋁觸點(diǎn)上。
9.一種制造后面結(jié)太陽能電池的方法，其包括: 制造η-型基極層； 制造ρ-型發(fā)射層，η-型基極層位于ρ-型發(fā)射層上，其中，制造ρ-型發(fā)射層進(jìn)一步包括: 在基極層的一面施加觸點(diǎn)層，并使觸點(diǎn)層和至少部分基極層合金化；以及摻雜一個(gè)或多個(gè)第一摻雜區(qū)和一個(gè)或多個(gè)第二摻雜區(qū)，以形成η-型前面場層，使得η-型前面場層位于η-型基極層上，其中，第二摻雜區(qū)的摻雜度高于第一摻雜區(qū)的摻雜度，以形成選擇前面場。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括，在η-型前面場層上形成鈍化氧化層。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于:鈍化氧化層和η-型前面場層在一次退火循環(huán)中形成。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，進(jìn)一步包括，在鈍化氧化層上沉積非晶氮化硅層，以形成減反射涂層。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，進(jìn)一步包括:在非晶氮化硅層上絲網(wǎng)印刷一個(gè)或多個(gè)前面觸點(diǎn)，前面觸點(diǎn)與重度摻雜的η-型前面場層的一個(gè)或多個(gè)第二區(qū)對齊。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括:烘烤一個(gè)或多個(gè)前面觸點(diǎn)，以通過非晶氮化硅層和鈍化氧化層電連接一個(gè)或多個(gè)前面觸點(diǎn)和η-型前面場層。
15.根據(jù)權(quán)利要求9至14中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于:制造P-型發(fā)射層進(jìn)一步包括: 在P-型發(fā)射層的表面形成觸點(diǎn)，P-型發(fā)射層位于觸點(diǎn)上；以及 P-型發(fā)射層包括通過液相外延再生形成的P-型發(fā)射層，其中，觸點(diǎn)與P-型發(fā)射層電連接。
16.根據(jù)權(quán)利要求9至15中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于:一個(gè)或多個(gè)第一和第二摻雜區(qū)通過離子注入引入摻雜劑形成。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于:將摻雜劑引入一個(gè)或多個(gè)第一摻雜區(qū)包括，將摻雜劑均勻弓I入一個(gè)或多個(gè)第一和第二摻雜區(qū)，其中，將摻雜劑引入一個(gè)或多個(gè)第二摻雜區(qū)包括將額外的摻雜劑通過遮罩引入一個(gè)或多個(gè)第二摻雜區(qū)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于:將摻雜劑引入一個(gè)或多個(gè)第一和第二摻雜區(qū)發(fā)生在一次離子注入步驟中。
19.根據(jù)權(quán)利要求16至18中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于:η-型基極層用磷摻雜，將摻雜劑引入一個(gè)或多個(gè)第一和第二摻雜區(qū)包括弓I入磷摻雜劑。
20.一種后面結(jié)太陽能電池，其包括: 第一 η-型區(qū)； 第二 η-型區(qū)；` 第三η-型區(qū)，其中，第二和第三η-型區(qū)位于第一 η-型區(qū)上；以及在第一 η-型區(qū)與第二和第三η-型區(qū)相對的面上形成的P-型發(fā)射層，其中，P-型發(fā)射層和第一 η-型區(qū)的界面定義ρ-η結(jié)。
全文摘要
本發(fā)明公開了太陽能電池及其制造方法。本發(fā)明太陽能電池制造方法的一個(gè)實(shí)施方式包括制造n-型硅基底和將n-型摻雜劑引入基底的一個(gè)或多個(gè)第一和第二區(qū)，使得第二區(qū)的摻雜度高于第一區(qū)的摻雜度?；卓梢越?jīng)歷一次高溫退火循環(huán)，以形成選擇前面場層。在一次退火循環(huán)中可以引入氧，以形成原位前面和后面鈍化氧化層。在一次共燒操作中，可以進(jìn)行前面和后面觸點(diǎn)的燒透以及與連接的金屬化。后面觸點(diǎn)的烘烤可以在基底和后面觸點(diǎn)的界面形成p+發(fā)射層，因此，在發(fā)射層和基底的界面形成p-n結(jié)。此外，本發(fā)明還公開了太陽能電池。
文檔編號H01L31/18GK103201855SQ201180051167
公開日2013年7月10日 申請日期2011年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月25日
發(fā)明者丹尼爾·邁耶, 艾吉特·羅哈吉, 維諾德·錢德拉塞卡朗, 維杰·葉倫德, 休伯特·P·戴維斯, 本·達(dá)米亞尼 申請人:桑艾維公司