雙面受光太陽電池制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于太陽電池領(lǐng)域，內(nèi)容為提出了一種雙面受光太陽電池的制作方法，具體包括：在襯底兩個(gè)主要表面上制作絨面或拋光結(jié)構(gòu)；在襯底主要表面一上熱擴(kuò)散形成p型摻雜的摻雜層一；在襯底主要表面二沉積n型摻雜的介質(zhì)膜或采用離子注入方法在襯底主要表面二注入n型摻雜劑；對(duì)襯底主要表面二進(jìn)行退火處理，形成n型摻雜的摻雜層二；在兩個(gè)襯底主要表面沉積介質(zhì)薄膜和鏤空的金屬電極。本發(fā)明主要用于雙面受光太陽電池的制作，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明用更為簡(jiǎn)單的方法解決了在雙面受光太陽電池制作中，要求在半導(dǎo)體襯底兩個(gè)主要表面形成相互隔離的摻雜層的技術(shù)難題，在降低制作成本的同時(shí)提高了器件性能。
【專利說明】雙面受光太陽電池制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種雙面受光太陽電池的制作方法，屬于太陽電池領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽電池是利用光生伏特效應(yīng)將太陽光轉(zhuǎn)化為可供利用的電能的半導(dǎo)體光電器件。盡可能多地接收太陽光并盡可能地減少光生載流子復(fù)合是增加太陽電池實(shí)際發(fā)電量的兩個(gè)主要途徑。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)太陽電池的結(jié)構(gòu)如圖1所示。其主要結(jié)構(gòu)包括:半導(dǎo)體襯底(11)，一般為晶體娃；位于半導(dǎo)體襯底其中一個(gè)主要表面的摻雜層(14);覆蓋于摻雜層之上的介質(zhì)薄膜(16);位于摻雜層部分區(qū)域之上的鏤空的金屬電極(18)，一般為銀電極；覆蓋半導(dǎo)體襯底另一主要表面絕大部分區(qū)域的金屬電極(17)，一般為鋁電極；以及在鋁電極燒結(jié)過程中，由鋁與半導(dǎo)體襯底的合金化過程所形成的摻雜層(12)。由于上述傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)太陽電池的一個(gè)主要表面被不透光的金屬電極(17)所覆蓋，因此只能利用由另一個(gè)主要表面入射的太陽光。
[0003]為了使太陽電池兩個(gè)主要表面都能收集到太陽光，從而提高太陽電池的實(shí)際發(fā)電量，雙面受光太陽電池的概念被提出。雙面受光太陽電池的一般結(jié)構(gòu)如圖2所示。其主要結(jié)構(gòu)包括:半導(dǎo)體襯底(21),—般為晶體娃；位于半導(dǎo)體襯底一個(gè)主要表面的摻雜層一(22)；位于半導(dǎo)體襯底另一個(gè)主要表面的摻雜層二(24);覆蓋于摻雜層一(22)之上的介質(zhì)薄膜
一(25);覆蓋于摻雜層二(24)之上的介質(zhì)膜二(26);位于摻雜層一(22)部分區(qū)域之上的鏤空的金屬電極一(27);位于摻雜層二(24)部分區(qū)域之上的鏤空的金屬電極二(28)，由于雙面受光太陽電池兩個(gè)主要表面上的金屬電極均為鏤空結(jié)構(gòu)，太陽光能夠從上述兩個(gè)表面入射到半導(dǎo)體襯底內(nèi)部。此外，雙面受光太陽電池金屬電極的覆蓋面積比傳統(tǒng)太陽電池小，而且半導(dǎo)體襯底的兩個(gè)主要表面均由具備一定表面鈍化作用的介質(zhì)薄膜所覆蓋，因而入射太陽光被吸收后所產(chǎn)生的光生載流子的復(fù)合更少。因此，雙面受光太陽電池的實(shí)際發(fā)電量一般比傳統(tǒng)太陽電池高。
[0004]制作雙面受光太陽電池的其中一個(gè)關(guān)鍵是在半導(dǎo)體襯底(21)的兩個(gè)主要表面分別形成摻雜層一(22)及摻雜層二(24)，并且摻雜層一(22)和摻雜層二(24)之間要實(shí)現(xiàn)隔離，不能相互影響。傳統(tǒng)太陽電池制作工藝中常用熱擴(kuò)散方法制作傳統(tǒng)太陽電池結(jié)構(gòu)中的摻雜層(14)。但由于熱擴(kuò)散過程中，摻雜劑往往存在于整個(gè)工藝環(huán)境之中，很難在半導(dǎo)體襯底的單一表面實(shí)現(xiàn)摻雜，而往往在半導(dǎo)體襯底的兩個(gè)表面均形成摻雜層。因此，如果均采用熱擴(kuò)散方法制作雙面受光太陽電池的摻雜層一(22)及摻雜層二(24)，兩者將相互影響，無法實(shí)現(xiàn)隔離。為了解決上述問題，對(duì)比文獻(xiàn)一(中國專利，申請(qǐng)?zhí)?201210090097.0)采取了以下技術(shù)方案:
[0005]步驟一:將原始硅片進(jìn)行清洗，去除背面損傷層；
[0006]步驟二:將上述硅片的正面背靠背進(jìn)行單面硼擴(kuò)散，硅片背面為擴(kuò)散面；
[0007]步驟三:在擴(kuò)散后的硅片背面沉積掩膜層；
[0008]步驟四:將硅片的正面進(jìn)行清洗，去除損傷層，去除繞射擴(kuò)散層，制絨；[0009]步驟五:將硅片的背面背靠背進(jìn)行單面磷擴(kuò)散，硅片正面為擴(kuò)散面；
[0010]步驟六:去除擴(kuò)散形成的周邊結(jié)、雜質(zhì)玻璃以及掩膜；
[0011]步驟七:在硅片的兩面分別沉積減反膜；
[0012]步驟八:在硅片的兩面分別印刷金屬電極，燒結(jié)，即可得到雙面受光型晶體硅太陽電池。
[0013]對(duì)比文獻(xiàn)一的上述技術(shù)方案采用帶掩膜層擴(kuò)散及后續(xù)的制絨、去掩膜等步驟實(shí)現(xiàn)了雙面受光太陽電池兩個(gè)主要表面上摻雜層的隔離。但該技術(shù)方案存在以下不足:首先，掩膜層的使用增加了掩膜層沉積(步驟三)及掩膜層去除(步驟六)兩個(gè)步驟，制造成本較高；其次，掩膜層內(nèi)可能存在的有害雜質(zhì)及掩膜層沉積過程中引入的污染有可能在后續(xù)的磷擴(kuò)散(步驟五)中進(jìn)入到太陽電池內(nèi)部，從而降低太陽電池的性能；最后，磷擴(kuò)散過程的高溫往往會(huì)使掩膜層變得致密，在后續(xù)的掩膜層去除步驟(步驟六)中，掩膜層難以清除，若通過延長(zhǎng)工藝時(shí)間或增加腐蝕液濃度等手段使掩膜層得以清除，則容易導(dǎo)致磷擴(kuò)散及硼擴(kuò)散表面被腐蝕。
[0014]對(duì)比文獻(xiàn)二(世界專利，W02011/061694A2)采取了類似對(duì)比文獻(xiàn)一的方法，同樣采取了掩膜層以保護(hù)半導(dǎo)體襯底一個(gè)主要表面上的擴(kuò)散層一，然后帶著掩膜層對(duì)半導(dǎo)體襯底的另一個(gè)主要表面進(jìn)行另一種摻雜類型的雜質(zhì)擴(kuò)散，形成摻雜層二。對(duì)比文獻(xiàn)二公開的技術(shù)方案同樣是利用掩膜層實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)摻雜層之間的隔離，不同的是，對(duì)比文獻(xiàn)二所述的技術(shù)方案保留了作為掩膜層的氮化硅和氧化硅薄膜，從而省略了對(duì)比文獻(xiàn)一中去除掩膜層的工藝步驟。但是，高溫磷擴(kuò)散的高溫會(huì)使氮化硅和氧化硅薄膜的鈍化特性惡化。因而，該膜薄覆蓋的太陽電池表面的光生載流子速率較高，并使太陽電池的性能下降。其次，該技術(shù)方案同樣面臨使用掩膜所導(dǎo)致的高制造成本及掩膜自身或掩膜制作過程所引入的污染問題。
[0015]對(duì)比文獻(xiàn)三(美國專利，US2012/0202317A1)采取了另一種技術(shù)方案:采用離子注入方法分別在半導(dǎo)體襯底的兩個(gè)主要表面分別注入P型和η型雜質(zhì)，并利用后續(xù)的熱處理過程使兩個(gè)主要表面上的雜質(zhì)得到激活，形成兩個(gè)摻雜層。由于離子注入具有方向性，因此,在對(duì)半導(dǎo)體襯底其中一個(gè)主要表面進(jìn)行P型或η型雜質(zhì)注入的過程中，半導(dǎo)體襯底本身便成為了另一個(gè)主要表面的掩膜，從而實(shí)現(xiàn)了單面的雜質(zhì)注入。經(jīng)后續(xù)的熱處理過程，兩個(gè)摻雜層也將自然地得以隔離。但是，文獻(xiàn)三所述的技術(shù)方案存在以下不足:ρ型離子注入通常選用硼離子作為離子源，但是硼注入會(huì)在半導(dǎo)體襯底表面形成高密度的點(diǎn)缺陷等晶格損傷，這些點(diǎn)缺陷經(jīng)過后續(xù)的熱處理依然難以被完全消除。這部分點(diǎn)缺陷將成為太陽電池中光生載流子復(fù)合的中心，導(dǎo)致太陽電池性能下降。另外，除了硼離子注入外，其它P型雜質(zhì)的離子注入技術(shù)仍未在太陽電池制作領(lǐng)域得到充分的研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明的目的是提出一種雙面受光太陽電池的制作方法，以實(shí)現(xiàn)高效率雙面受光太陽電池的低成本制作，重點(diǎn)解決雙面太陽電池制作中，在半導(dǎo)體襯底兩個(gè)主要表面形成相互隔離的摻雜層的技術(shù)難題。
[0017]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出一種雙面受光太陽電池的制作方法，該制作方法包括以下步驟:[0018]步驟一:在半導(dǎo)體襯底相對(duì)的兩個(gè)主要表面，即表面一和表面二，中的一個(gè)或兩個(gè)表面上制作絨面或拋光結(jié)構(gòu)；
[0019]步驟二:在步驟一所述的表面一采用熱擴(kuò)散方法形成P型摻雜的摻雜層一；
[0020]步驟三:在步驟一所述的表面二沉積η型摻雜的介質(zhì)膜或采用離子注入方法在表面二注入η型摻雜劑,形成位于表面二之上或位于表面二表層的富雜質(zhì)層二 ；
[0021]步驟四:對(duì)表面二進(jìn)行退火處理，使步驟三所述的富雜質(zhì)層二中的η型雜質(zhì)向半導(dǎo)體襯底擴(kuò)散，形成摻雜層二 ；或者是直接將富雜質(zhì)層二部分或全部轉(zhuǎn)化成摻雜層二 ；
[0022]步驟五:在表面一上沉積介質(zhì)薄膜一，在表面二上沉積介質(zhì)薄膜二，并在表面一上制作鏤空的金屬電極一，在表面二上制作鏤空的金屬電極二。
[0023]上述技術(shù)方案的流程圖如圖3所示。
[0024]上述技術(shù)方案中步驟一中所述的半導(dǎo)體襯底為P型或η型摻雜的硅或鍺薄片或薄膜。作為優(yōu)選方案，所述的半導(dǎo)體襯底的體電阻率在0.5?20.0 Ω cm之間。作為更優(yōu)選方案，所述的半導(dǎo)體襯底的體電阻率在2?5 Ω cm之間。
[0025]上述技術(shù)方案中步驟一是采用濕化學(xué)腐蝕、反應(yīng)離子刻蝕(Eeactive 1nEtching, RIE)或機(jī)械刻蝕方法對(duì)表面一和表面二進(jìn)行處理,在表面一和表面二上均制作絨面結(jié)構(gòu)，或者在表面一和表面二上均制作拋光結(jié)構(gòu)，又或者在表面一或表面二中的一面制作絨面結(jié)構(gòu)，而在另外一面制作拋光結(jié)構(gòu)。作為優(yōu)選方案，所述的濕化學(xué)腐蝕、反應(yīng)離子刻蝕或機(jī)械刻蝕方法去除半導(dǎo)體襯底表層材料的厚度< 15um。作為更優(yōu)選方案，濕化學(xué)腐蝕、反應(yīng)離子刻蝕或機(jī)械刻蝕方法去除半導(dǎo)體襯底表層材料的厚度在3?8um之間。作為優(yōu)選方案，所述的步驟一在制作絨面或拋光結(jié)構(gòu)的同時(shí)去除位于半導(dǎo)體襯底表面的損傷層，又或者在制作絨面或拋光結(jié)構(gòu)之前獨(dú)立去除位于半導(dǎo)體襯底表面的損傷層。
[0026]上述技術(shù)方案中步驟二所述的熱擴(kuò)散方法是指，a)在表面一上涂覆或貼合含有硼、鎵、鋁或它們的化合物中的一種或多種組分的液態(tài)源或固態(tài)源，利用高溫使液態(tài)源或固態(tài)源中的硼、鎵或鋁擴(kuò)散進(jìn)入到表面一內(nèi)；或13)在環(huán)境中通入含有硼、鎵、鋁或它們的化合物中的一種或多種組分的氣氛，在高溫下，上述硼、鎵、鋁或它們的化合物通過物理沉積或化學(xué)反應(yīng)沉積在襯底表面，再利用高溫使其中的硼、鎵或鋁擴(kuò)散到襯底表面。與P型離子注入技術(shù)相比，熱擴(kuò)散方法制作的摻雜層的晶格損傷更小，因此光生載流子在該區(qū)域的復(fù)合幾率更低，太陽電池效率更高。
[0027]上述技術(shù)方案中步驟二所述的摻雜層一的方塊電阻在25?250 Ω/ □之間，作為優(yōu)選方案，摻雜層一的方塊電阻在60?90 Ω/ □之間。
[0028]作為優(yōu)選方案，上述技術(shù)方案中步驟二和步驟三之間包括一個(gè)對(duì)表面二進(jìn)行刻蝕的步驟。上述刻蝕是指采用物理方法或化學(xué)方法，如等離子體刻蝕、濕化學(xué)腐蝕等去除表面二上的表層襯底材料。作為優(yōu)選方案，上述刻蝕去除表面二上表層材料的厚度<5um。作為更優(yōu)選方案，上述刻蝕去除表面二上表層材料的厚度在0.3?2um之間。上述刻蝕步驟還可能包括在刻蝕前或刻蝕后的單步或多步清洗或濕化學(xué)腐蝕步驟。
[0029]上述技術(shù)方案中，步驟三所述的η型摻雜介質(zhì)膜是通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積、常壓化學(xué)氣相沉積或低壓化學(xué)氣相沉積方法沉積的摻有磷、氮、砷、銻、鉍或它們的化合物中的一種或多種組分的介質(zhì)膜，該介質(zhì)膜是由非晶硅、微晶硅、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅或氧化鈦組成的單層膜或多層膜。作為優(yōu)選方案，上述單層膜或多層膜的厚度<200nm。作為優(yōu)選方案，上述單層膜或多層膜中磷、氮、砷、銻、鉍或它們的化合物中的一種或多種組分的濃度不低于5X 1018cnT3。作為優(yōu)選方案，所述的等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積、常壓化學(xué)氣相沉積或低壓化學(xué)氣相沉積過程中，鍍膜表面的氣壓較半導(dǎo)體襯底的另一主要表面低。
[0030]上述技術(shù)方案中，步驟三所述的離子注入的離子源是含有磷、氮、砷、銻或鉍元素的帶電荷原子、分子、原子團(tuán)或分子團(tuán)，該離子注入步驟的注入劑量在0.1X IO15?IOX IO15CnT2之間。作為優(yōu)選方案，該離子注入步驟的注入劑量在I X IO15?4X IO15CnT2之間。作為優(yōu)選方案，上述的離子注入步驟采用掩膜對(duì)半導(dǎo)體襯底的部分區(qū)域進(jìn)行遮擋，在半導(dǎo)體襯底表面不同區(qū)形成注入雜質(zhì)濃度不同的富雜質(zhì)層。
[0031]上述技術(shù)方案中，步驟三所述的方法通過化學(xué)氣相沉積或離子注入只在表面二上形成富雜質(zhì)層二，在后續(xù)的退火處理中(步驟四)，所述富雜質(zhì)層轉(zhuǎn)化成帶電學(xué)活性的摻雜層二，該摻雜層二自然地與摻雜層一隔離，從而避免了掩膜的使用，使雙面受光太陽電池的制作方法得以簡(jiǎn)化，并使制作成本降低。
[0032]上述技術(shù)方案中，步驟四所述的退火處理是指對(duì)材料施加光或熱，使材料的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而使材料特性發(fā)生改變或材料內(nèi)原子排布方式發(fā)生改變的方法。作為優(yōu)選方案，上述退火處理在溫度范圍為800?900°C之間的環(huán)境中進(jìn)行，退火處理時(shí)間在20?ISOmin之間，退火處理的部分或全部過程通以氧化性氣氛。
[0033]上述技術(shù)方案中，步驟四所述的退火處理，還可能包括在退火前或退火后的單步或多步清洗或濕化學(xué)腐蝕步驟。
[0034]上述技術(shù)方案中，步驟四所述的摻雜層二的方塊電阻在25?250Ω/ □之間。作為優(yōu)選方案，摻雜層二的方塊電阻在50?90 Ω/ □之間.[0035]上述技術(shù)方案中，步驟五所述的介質(zhì)薄膜一和介質(zhì)薄膜二是非晶硅、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化鋁、碳化硅或氧化鈦組成的單層膜或多層膜。作為優(yōu)選方案，上述介質(zhì)膜一或介質(zhì)膜二的厚度< 300nm。作為更優(yōu)選方案,介質(zhì)膜一或介質(zhì)膜二的厚度在70?90nm之間。
[0036]上述技術(shù)方案中，步驟五所述的金屬電極一和金屬電極二呈梳狀、網(wǎng)格狀或放射狀，也可以為其它的鏤空形狀，覆蓋于其接觸的襯底表面的部分區(qū)域，或者金屬電極一或金屬電極二為平鋪狀，覆蓋該表面的全部或大部分區(qū)域，另一金屬電極呈梳狀、網(wǎng)格狀或放射狀，也可以為其它的鏤空形狀，覆蓋于其接觸的襯底表面的部分區(qū)域。作為優(yōu)選方案，上述金屬電極一和金屬電極二呈網(wǎng)格狀，均由2?15根較寬的主柵線及40?200根較細(xì)的并與上述主柵線垂直的副柵線所組成。
[0037]上述技術(shù)方案中，步驟五所述的金屬電極一和金屬電極二中的一個(gè)或兩個(gè)，其面積不超過其覆蓋的半導(dǎo)體襯底表面的面積的20%。作為優(yōu)選方案，其面積不超過其覆蓋的半導(dǎo)體襯底表面的面積的10%。
[0038]上述技術(shù)方案中，步驟五所述的金屬電極一和金屬電極二的主要成分為銀、鋁、銅、鎳或錫中的一種或多種組分。作為優(yōu)選方案，金屬電極一的主要成分為銀和鋁，其中鋁的含量< 10% ;金屬電極二的主要成分為銀。
[0039]本發(fā)明的有益效果:
[0040]與對(duì)比文獻(xiàn)一、對(duì)比文獻(xiàn)二所述的技術(shù)方案相比，本發(fā)明提出的一種雙面受光太陽電池的制作方法在不使用掩膜的情況下解決了雙面太陽電池制作中，在半導(dǎo)體襯底兩個(gè)主要表面形成相互隔離的摻雜層的技術(shù)難題。這樣，本發(fā)明提出的技術(shù)方案流程更簡(jiǎn)單，太陽電池制造成本更低；另外，本發(fā)明避免了由掩膜所帶來的污染及高表面復(fù)合速率等問題。
[0041]與對(duì)比文獻(xiàn)三所述的技術(shù)方案相比，本發(fā)明提出的一種雙面受光太陽電池的制作方法使用了熱擴(kuò)散方法制作P型摻雜層，與對(duì)比文獻(xiàn)三所用的離子注入P型雜質(zhì)相比，其工藝引起的晶格缺陷更少，發(fā)生在該摻雜層的光生載流子復(fù)合更少，因而該方法制造的太陽電池的效率更高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0042]圖1為常規(guī)太陽電池結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖2為雙面受光太陽電池結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖3為本發(fā)明提出的一種雙面受光太陽電池的制作方法的流程圖；
[0045]圖4為本發(fā)明實(shí)施例一中半導(dǎo)體襯底的初始結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046]圖5為本發(fā)明實(shí)施例一中半導(dǎo)體襯底經(jīng)步驟一處理后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047]圖6為本發(fā)明實(shí)施例一中半導(dǎo)體襯底經(jīng)步驟二處理后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048]圖7為本發(fā)明實(shí)施例一中半導(dǎo)體襯底經(jīng)步驟三處理后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049]圖8為本發(fā)明實(shí)施例一中半導(dǎo)體襯底經(jīng)步驟四處理后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050]圖9為本發(fā)明實(shí)施例一中半導(dǎo)體襯底經(jīng)步驟五處理后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0051]圖10為本發(fā)明實(shí)施例一中半導(dǎo)體襯底經(jīng)步驟六中所述的沉積介質(zhì)薄膜處理后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0052]圖11為本發(fā)明實(shí)施例一中半導(dǎo)體襯底經(jīng)步驟六中所述的沉積金屬電極處理后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0053]圖12為本發(fā)明實(shí)施例二中半導(dǎo)體襯底的初始結(jié)構(gòu)示意圖；
[0054]圖13為本發(fā)明實(shí)施例二中半導(dǎo)體襯底經(jīng)步驟一處理后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0055]圖14為本發(fā)明實(shí)施例二中半導(dǎo)體襯底經(jīng)步驟二處理后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0056]圖15為本發(fā)明實(shí)施例二中半導(dǎo)體襯底經(jīng)步驟三處理后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0057]圖16為本發(fā)明實(shí)施例二中半導(dǎo)體襯底經(jīng)步驟四處理后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0058]圖17為本發(fā)明實(shí)施例二中半導(dǎo)體襯底經(jīng)步驟五處理后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0059]圖18為本發(fā)明實(shí)施例二中半導(dǎo)體襯底經(jīng)步驟六中所述的沉積介質(zhì)薄膜處理后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0060]圖19為本發(fā)明實(shí)施例二中半導(dǎo)體襯底經(jīng)步驟六中所述的沉積金屬電極處理后的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0061]為了更清晰地說明本發(fā)明的目的、特征及優(yōu)點(diǎn)，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。
[0062]在下面描述的實(shí)施例中披露了很多具體細(xì)節(jié)及詳細(xì)的工藝參數(shù)，但本發(fā)明還可以采用其他不同于下面公布的實(shí)施例的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。[0063]另外，本發(fā)明結(jié)合示意圖進(jìn)行描述，為了便于說明，本發(fā)明所使用之附圖如涉及太陽電池結(jié)構(gòu)的，只作為示意圖使用，其尺寸并非按照實(shí)際器件尺寸進(jìn)行等比例縮放所得，因此該附圖不應(yīng)限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0064]實(shí)施例一:
[0065]本發(fā)明實(shí)施例一公開一種雙面受光太陽電池的制作方法，其流程及各步驟對(duì)應(yīng)的太陽電池結(jié)構(gòu)示意圖如圖4?圖11所示，具體包括以下步驟:
[0066]步驟一:如圖4和圖5所示，在半導(dǎo)體襯底21，例如晶體硅薄片，相對(duì)的兩個(gè)主要表面，即表面一 21a和表面二 21b上制作絨面結(jié)構(gòu)。上述步驟采用濕化學(xué)腐蝕方法進(jìn)行，去除半導(dǎo)體襯底表層材料的厚度在3?8um之間,例如5um。
[0067]步驟二:如圖6所示，在步驟一所述的表面一 21a采用熱擴(kuò)散方法形成P型摻雜的摻雜層一 22。在上述步驟中，制絨后的半導(dǎo)體襯底21被放置于充有三溴化硼氣體和氧氣的環(huán)境中，并施加以800°C或以上的高溫，例如850°C，900°C或950°C。熱擴(kuò)散后，上述摻雜層一 22的方塊電阻在60?90 Ω / □之間,例如60 Ω / □, 75 Ω / □或90Ω / 口。
[0068]步驟三:如圖7所示，對(duì)表面二 21b進(jìn)行刻蝕，去除表面二 21b上表層材料的厚度在0.3?2um之間，例如0.3um, Ium或2um。在步驟二中形成的位于表面二 21b上的摻雜層
一22被去除,而位于表面一 21a上的摻雜層一 22被保留。
[0069]步驟四:如圖8所示，采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積、常壓化學(xué)氣相沉積或低壓化學(xué)氣相沉積方法在表面二 21b沉積摻磷的介質(zhì)膜,形成位于表面二 21b之上的富雜質(zhì)層
二23。上述介質(zhì)膜是由非晶硅、微晶硅、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅或氧化鈦組成的單層膜或多層膜，其厚度< 200nm，例如50nm，IOOnm或150nm其中磷的摻雜濃度不低于5X IO18cnT3，例如 5X 1018cm_3, 2X IO2tlCnT3 或 5X IO20cnT3。
[0070]步驟五:如圖9所示，對(duì)表面二 21b進(jìn)行退火處理，使步驟四所述的富雜質(zhì)層二 23中的η型雜質(zhì)向半導(dǎo)體襯底擴(kuò)散，形成摻雜層二 24 ;或者是直接將富雜質(zhì)層二 23部分或全部轉(zhuǎn)化成摻雜層二 24。退火處理在溫度范圍在800?900°C之間，例如800°C，85(TC或9000C，退火處理時(shí)間在20?180min之間，例如20，90或180min，退火處理的部分過程通以氧化氣氛。退火后，摻雜層二 24的方塊電阻在50?90 Ω / □之間，例如50 Ω / □，70 Ω / 口或 90Ω / □.[0071]步驟六:如圖10和圖11所示，在表面一 21a上沉積介質(zhì)薄膜一 25，在表面二 21b上沉積介質(zhì)薄膜二 26，并在表面一 21a上制作鏤空的金屬電極一 27，在表面二上制作鏤空的金屬電極二 28。上述介質(zhì)薄膜一 25為氧化鋁和氮化硅組成的雙層膜，膜厚在70?90nm之間；介質(zhì)薄膜二 26為氮化娃組成單層膜,膜厚在70?90nm之間。上述金屬電極一 27和金屬電極而28均為網(wǎng)格狀，由2?5根，例如3根，平行的主柵線及40根以上，例如60根，90根或120根，垂直于上述主柵線的細(xì)柵線所組成，其面積均不超過表面一 21a和表面二21b的10%。上述金屬電極一 27的主要成分為銀和鋁，其中鋁的含量< 10%，例如鋁含量為0.5%，2%或5% ;金屬電極二 28的主要成分為銀。
[0072]實(shí)施例二:
[0073]本發(fā)明實(shí)施例二公開一種雙面受光太陽電池的制作方法，其流程及各步驟對(duì)應(yīng)的太陽電池結(jié)構(gòu)示意圖如圖12?圖19所示，具體包括以下步驟:
[0074]步驟一:如圖12和圖13所示，在半導(dǎo)體襯底31，例如晶體硅薄片，相對(duì)的兩個(gè)主要表面，即表面一 31a和表面二 31b上制作絨面結(jié)構(gòu)。上述步驟采用濕化學(xué)腐蝕方法進(jìn)行，去除半導(dǎo)體襯底表層材料的厚度在3?8um之間,例如5um。
[0075]步驟二:如圖14所示，在步驟一所述的表面一 31a采用熱擴(kuò)散方法形成P型摻雜的摻雜層一 32。在上述步驟中，制絨后的半導(dǎo)體襯底31被放置于充有三溴化硼氣體和氧氣的環(huán)境中，并施加以800°C或以上的高溫，例如850°C，900°C或950°C。熱擴(kuò)散后，上述摻雜層一 32的方塊電阻在60?90 Ω / □之間,例如60 Ω / □, 75 Ω / □或90Ω / 口。
[0076]步驟三:如圖15所示，對(duì)表面二 31b進(jìn)行刻蝕，去除表面二 31b上表層材料的厚度在0.3?2um之間，例如0.3um, Ium或2um。在步驟二中形成的位于表面二 31b上的摻雜層一 32被去除,而位于表面一 31a上的摻雜層一 32被保留。
[0077]步驟四:如圖16所示，采用離子注入方法在表面二 31b注入磷離子，形成位于表面二之上31b的富雜質(zhì)層二 33。上述離子注入步驟的注入劑量在I X IO15?4X IO15CnT2之間，例如 IX 1015cnT2，2X IO15CnT2 或 4X1015cnT2。
[0078]步驟五:如圖17所示，對(duì)表面二 31b進(jìn)行退火處理，使步驟四所述的富雜質(zhì)層二33中的η型雜質(zhì)向半導(dǎo)體襯底擴(kuò)散，形成摻雜層二 34 ;或者是直接將富雜質(zhì)層二 33部分或全部轉(zhuǎn)化成摻雜層二 34。退火處理在溫度范圍在800?900°C之間，例如800°C，850°C或900°C，退火處理時(shí)間在20?180min之間，例如20，90或180min，退火處理的部分過程通以氧化氣氛。退火后，摻雜層二 34的方塊電阻在50?90 Ω/ □之間，例如50Ω/ 口，70 Ω/ □或 90Ω / 口。
[0079]步驟六:如圖18和圖19所示，在表面一 31a上沉積介質(zhì)薄膜一 35，在表面二 31b上沉積介質(zhì)薄膜二 36，并在表面一 31a上制作鏤空的金屬電極一 37，在表面二上制作鏤空的金屬電極二 38。上述介質(zhì)薄膜一 35為氧化鋁和氮化硅組成的雙層膜，膜厚在70?90nm之間；介質(zhì)薄膜二 36為氮化娃組成單層膜,膜厚在70?90nm之間。上述金屬電極一 27和金屬電極而38均為網(wǎng)格狀，由2?5根，例如3根，平行的主柵線及40根以上，例如60根，90根或120根，垂直于上述主柵線的細(xì)柵線所組成，其面積均不超過表面一 31a和表面二31b的10%。上述金屬電極一 37的主要成分為銀和鋁，其中鋁的含量< 10%，例如鋁含量為0.5%，2%或5% ;金屬電極二 38的主要成分為銀。
[0080]采用實(shí)施例一和實(shí)施例二公布的方法制作的雙面受光太陽電池，以及作為對(duì)照組的傳統(tǒng)太陽電池的主要性能參數(shù)如表I所示。從表I可以看出，與傳統(tǒng)太陽電池相比，雙面受光太陽電池的兩個(gè)主要表面均可以接收太陽光并對(duì)太陽電池的輸出作貢獻(xiàn)；此外，本發(fā)明制作的雙面受光太陽電池的表面一受光時(shí)，其效率比常規(guī)電池的銀電極面受光時(shí)還要高
0.7?0.9%，顯示出優(yōu)異的器件性能。
[0081]表1.本發(fā)明制作的雙面受光太陽電池與傳統(tǒng)太陽電池的性能對(duì)比
[0082]
【權(quán)利要求】
1.一種雙面受光太陽電池的制作方法，其特征在于，該制作方法包括以下步驟: 步驟一:在半導(dǎo)體襯底(21)相對(duì)的兩個(gè)主要表面，即表面一(21a)和表面二(21b)中的一個(gè)或兩個(gè)表面上制作絨面或拋光結(jié)構(gòu)； 步驟二:在步驟一所述的表面一(21a)采用熱擴(kuò)散方法形成P型摻雜的摻雜層一(22)； 步驟三:在步驟一所述的表面二(21b)沉積η型摻雜的介質(zhì)膜或采用離子注入方法在 表面二(21b)注入η型摻雜劑,形成位于表面二(21b)之上或位于表面二表層的富雜質(zhì)層二 (23)； 步驟四:對(duì)表面二進(jìn)行退火處理，使步驟三所述的富雜質(zhì)層二(23)中的η型雜質(zhì)向半導(dǎo)體襯底擴(kuò)散，形成摻雜層二(24);或者是直接將富雜質(zhì)層二(23)部分或全部轉(zhuǎn)化成摻雜層二 (24)； 步驟五:在表面一(21a)上沉積介質(zhì)薄膜一(25)，在表面二(21b)上沉積介質(zhì)薄膜二(26),并在表面一(21a)上制作鏤空的金屬電極一(27),在表面二(21b)上制作鏤空的金屬電極二 (28)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙面受光太陽電池制作方法，其特征在于:其步驟一中所述的半導(dǎo)體襯底(21)為P型或η型摻雜的硅或鍺薄片或薄膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙面受光太陽電池制作方法，其特征在于:其步驟一是采用濕化學(xué)腐蝕、反應(yīng)離子刻蝕或機(jī)械刻蝕方法對(duì)表面一(21a)和表面二(21b)進(jìn)行處理，在表面一(21a)和表面二(21b)上均制作絨面結(jié)構(gòu),或者在表面一(21a)和表面二(21b)上均制作拋光結(jié)構(gòu)，又或者在表面一(21a)或表面二(21b)中的其中一面制作絨面結(jié)構(gòu)，而在另外一面制作拋光結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙面受光太陽電池制作方法，其特征在于:其步驟二中所述的熱擴(kuò)散方法是指，a)在表面一(21a)上涂覆或貼合含有硼、鎵、鋁或它們的化合物中的一種或多種組分的液態(tài)源或固態(tài)源，利用高溫使液態(tài)源或固態(tài)源中的硼、鎵或鋁擴(kuò)散進(jìn)入到表面一內(nèi)；或13)在環(huán)境中通入含有硼、鎵、鋁或它們的化合物中的一種或多種組分的氣氛，在高溫下，上述硼、鎵、鋁或它們的化合物通過物理沉積或化學(xué)反應(yīng)沉積在襯底表面，再利用高溫使其中的硼、鎵或鋁擴(kuò)散到襯底表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙面受光太陽電池制作方法，其特征在于:其步驟二和步驟三之間包括一個(gè)對(duì)表面二(21b)進(jìn)行刻蝕的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙面受光太陽電池制作方法，其特征在于:其步驟三所述的η型摻雜介質(zhì)膜是通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積、常壓化學(xué)氣相沉積或低壓化學(xué)氣相沉積方法沉積的摻有磷、氮、砷、銻、鉍或它們的化合物中的一種或多種組分的介質(zhì)膜，該介質(zhì)膜是由非晶硅、微晶硅、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅或氧化鈦組成的單層膜或多層膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙面受光太陽電池制作方法，其特征在于:其步驟三所述的離子注入的離子源是含有磷、氮、砷、銻或鉍元素的離子，該離子注入步驟的注入劑量在0.1X1015 ~ 10X 1015cm-2 之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙面受光太陽電池制作方法，其特征在于:其步驟四所述的退火處理，還包括在退火前或退火后的單步或多步清洗或濕化學(xué)腐蝕步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙面受光太陽電池制作方法，其特征在于:其步驟五所述的介質(zhì)薄膜一(25)和介質(zhì)薄膜二(26)是非晶硅、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化鋁、碳化硅或氧化鈦組成的單層膜或多層膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙面受光太陽電池制作方法，其特征在于:其步驟五所述的金屬電極一(27)和金屬電極二(28)呈梳狀、網(wǎng)格狀或放射狀，覆蓋于其接觸的半導(dǎo)體襯底(21)表面的部分區(qū)域；或者金屬電極一(27)和金屬電極二(28)之一為平鋪狀，覆蓋該表面的全部或大部分區(qū)域，另一金屬電極呈梳狀、網(wǎng)格狀或放射狀，覆蓋于其接觸的襯底表面的部分區(qū)域；所述的金屬電極一(27)和金屬電極二(22)的成分為銀、鋁、銅、鎳或錫中的一種或多種組 分。
【文檔編號(hào)】H01L31/18GK103474506SQ201310229716
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月9日
【發(fā)明者】楊灼堅(jiān), 陶龍忠 申請(qǐng)人:蘇州潤(rùn)陽光伏科技有限公司