光伏太阳能电池以及用于制造光伏太阳能电池的方法_3

文档序号:8367603阅读:来源:国知局
后侧彼此贴靠的 情况下把半导体基质放置在扩散空间中,从而在不需要额外的掩膜层的情况下,仅在半导 体基质的相应的前侧上进行发射极扩散。
[0049] 优选地,在方法步骤C之后进行方法步骤B。由此得到的优点是,在间接地或直接 地跟随的方法步骤B中,在半导体基质的后侧上在方法步骤C中施加的绝缘层起到扩散屏 障的作用,从而通过绝缘层这种多重功能以价廉的方式实现仅在半导体基质的前侧上形成 发射极。
[0050] 已知的是,为了增强光入射和/或内部反射并进而为了提高太阳能电池的效率, 在朝向光入射的前侧处设置了纹理结构。因此优选在方法步骤T中至少在半导体基质的 前侧实现纹理化。根据半导体基质通过本身已知的方式进行纹理化,例如通过形成所谓的 "RandomPyramids"或其他本身已知的光学纹理化来增强光入射和/或内部反射。特别有 利的是,在方法步骤C之后进行方法步骤T。由此,绝缘层可以额外地用作掩膜层,使得仅在 半导体基质的前侧处形成纹理。因此,在此也实现绝缘层的多重功能,从而能够以价廉的方 式省去方法步骤。
[0051] 此外,根据本发明的太阳能电池和根据本发明的方法在选择待形成的太阳能电池 结构的灵活性方面还具有极大优点:
[0052] 因此有利地在根据本发明的方法中,首先有利地通过在多个半导体基质上分别执 行方法步骤B和C并优选还执行方法步骤T,提供了多个所谓的前体。由此得到的优点是, 该前体仍不具有缺口且进而仍不确定,利用该前体是形成不具有缺口的传统太阳能电池结 构、还是形成根据本发明的MWT太阳能电池结构。
[0053] 因此,可以提供预制造的前体并随后根据订货情况选择性地,在不形成缺口的情 况下制造在两侧触点接通的传统太阳能电池,或者借助于执行方法步骤A和D制造MWT太 阳能电池。
[0054] 在根据本发明的太阳能电池的后侧上的电绝缘的绝缘层优选基本上整面地覆盖 后侧,实施为钝化层且进而提供多种功能:一方面绝缘层用于金属的后侧接触结构和半导 体基质之间的电绝缘。另一方面,其同样优选用于除了多个与太阳能电池的整个后侧面积 相比较小的面积区域(在该面积区域上后侧接触结构与半导体基质接触且与其导电连接) 之外,使金属的基极接触结构与半导体基质电绝缘。此外,钝化层有利地用于改进太阳能电 池的和/或后侧钝化部的内部反射。为了实现上述目的,可以把介电钝化层设计为硅氧化 物层,尤其是二氧化硅层。同样在本发明的框架中,介电层构造为硅氮化物层、铝氧化物层 或硅碳化物层。同样在本发明的框架中,使用由多个不同层(Stack-System堆叠层)组成 的系统作为绝缘层,其中优选不同的层提供不同的功能。例如,这种层系统可以包括用于减 小表面再结合速度的钝化层(尤其是一个或多个如下层SiOx、AlxOy、SiNx、SiNyOz、SiCx),电 绝缘层和可能还有额外的保护层(例如SiNx),所述保护层在高温步骤(例如像接触火花) 中保护基质和位于基质下的层不受用作后侧接触的材料(一般是用于P型掺杂区域的接触 的铝)的影响。
[0055] 优选地,在根据本发明的方法中的各个方法步骤可以以与DE10 2010 026 960 A1相同或类似的方式进行,尤其在方法参数方面。DE10 2010 026 960A1的公开内容详 尽地引入本说明书中作为参考。
[0056] 尤其在形成绝缘层方面参考段落[0037]和[0040]。在形成接触结构方面尤其参 考DE10 2010 026 960A1 的段落[0038]和[0039]。
[0057] 在根据本发明的方法的一优选实施方案中,在方法步骤B之前必要时在中间连接 了其它方法步骤的情况下进行对半导体基质的后侧的平整。一般所用的半导体基质,尤其 是单晶的硅晶片、多晶的硅晶片或者微晶的硅晶片一般具有不平整性,所述不平整性会导 致不均匀的覆盖和由此导致效率损失。进行平整避免了这种效率损失。优选通过在半导体 基质的后侧处单侧的去除来进行平整。尤其有利的是,通过湿法蚀刻、通过激光剥落或通过 等离子蚀刻实现单侧的去除。
[0058] 绝缘层可以借助于以本身已知的方法施加,尤其是PlasmaEnhancedChemical VapourDeposition(PECVD等离子体增强化学气相沉积法)、管式炉工艺、Atomspheric PressureChemicalVapourDeposition(APCVD常压化学气相淀积)或阴极派射,具有的 优点是,不需要在不期望的区域,例如在半导体基质的前侧上去除二氧化硅层。同样有利的 是,使用扩散屏障,所述扩散屏障通过印刷、喷镀或者离心涂布施加,因为为此工业上存在 可廉价执行的方法。
[0059] 在制造半导体基质的前侧上的发射极时通过使用电绝缘层作为扩散屏障和/或 借助于执行背靠背扩散(在所述扩散中具有后侧的多个半导体基质彼此贴靠地承受气相 的发射极扩散)可以简单地制造根据本发明的太阳能电池的发射极区域。优选地,在方法 步骤B中,在半导体基质的前侧上制造发射极区域包括如下方法步骤中的一个:借助于扩 散在沉积了掺杂材料源之后在半导体基质的前侧上形成发射极区域实现了使用价廉的工 艺方法,尤其是APCVD、PECVD、喷镀、印刷、浸浴池中的插入和沉积。尤其有利的是在线炉/ 管道炉中执行扩散。
[0060] 此外,在本发明的框架中,产生多相组织/非均质组织,其中发射极沉积在一层 上。同样也可以通过离子注入制造发射极。
[0061] 优选地,通过激光剥落产生缺口,在其它的方法步骤中在缺口中形成导通结构。在 使用激光工艺时的优点在于,可以使用已知的工艺参数,且可以价廉地把所述方法集成在 工业生产线中。
[0062]用于接触发射极的金属结构、前侧接触结构、导通接触结构和后侧接触结构之前 利用所述三个概念表示用于表示局部布置。在本发明的框架中,这些结构设计为多部件式; 同样在本发明的框架中的是,仅形成一单部件的金属化结构,所述金属化结构包括前侧接 触结构、导通接触结构和后侧接触结构。
[0063] 在根据本发明的方法的一优选实施方案中,借助于丝网印刷形成前侧接触结构、 后侧接触结构和导通接触结构。由此得到的优点是,这些工艺在工业上可用在在线工艺中 且尤其使用丝网印刷用于制造金属结构是已经已知的且进而可以动用之前已知的工艺参 数。在此使用包括金属颗粒的丝网印刷膏。在此优选借助于丝网印刷在半导体基质的后侧 上,必要时在其它中间层上如此施加含金属的膏体,使得膏体穿过缺口。
[0064] 在本发明的太阳能电池中,发射极一般具有n型掺杂类型,而基极具有p型掺杂类 型。同样在本发明的框架中的是,形成具有与之相反的掺杂类型的发射极和基极。
[0065] 半导体基质优选设计为硅基质,尤其为单晶硅晶片或另外优选为多晶硅晶片。尤 其使用具有在〇.l〇hmcm至lOOhmcm范围内基极电阻的娃晶片。
[0066] 如上所述,本发明的重要方面在于,不在半导体基质的后侧上和缺口的壁部上明 确地形成发射极。然而在本发明的框架中,根据选择的各个方法步骤的顺序和布置,发射极 例如侵入缺口中,也就是说从半导体基质的前侧出发,发射极在缺口的壁部上延伸。然而重 要的是,发射极并未一直通到半导体基质的后侧,因此至少在缺口的朝向后侧的区域中在 缺口的壁部上不形成发射极。发射极形成优选局限在半导体基质的前侧上,因此局限到半 导体基质的前侧上的缺口的壁部的若干um处。
[0067] 在半导体基质的前侧上优选以本身已知的方式,尤其借助于梳状的或双梳状的金 属接触指形成金属前侧接触结构,所述接触指接触发射极并进而输出电流,其中前述接触 指与相应的导通结构导电连接,从而电流如此被引导至后侧的外部触头。
[0068] 为了保证缺口被丝网印刷膏充分穿透,在根据本发明的方法中可以在前侧上施加 丝网印刷膏之后在半导体基质的前侧和后侧之间产生压差,使得基于压差把膏体压入缺口 中。因此在该优选的实施方案中,由于压差后侧穿过缺口 "吸入"膏体,从而简单地保证了 产生导通结构。
[0069] 在借助于丝网印刷形成后侧接触结构时特别有利的是使用膏体,所述膏体在形成 接触结构时未穿透绝缘层,尤其是含银的膏体,优选不具有添加剂,所述添加剂腐蚀后侧上 的绝缘层,尤其是在不具有玻璃料或至少仅具有小份额的玻璃料的情况下。因此,可以进一 步减小形成接触的危险,并进而减小基极掺杂类型的半导体基质与后侧接触部之间短路的 危险。
[0070] 根据本发明的方法的其它优选实施方案包括通过电镀沉积、分配、气相喷镀、阴极 溅射或印刷工艺,例如像喷射物或气溶胶形成前侧接触结构和/或后侧接触结构和/或导 通接触结构。
[0071] 在根据本发明的太阳能电池的后侧上,金属的后侧接触结构和金属的基极接触结 构彼此间隔开,以便避免短路。这两个接触结构的间距优选为至少100ym。这种接触结构
当前第3页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1