光伏太阳能电池以及用于制造光伏太阳能电池的方法_4

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的形成能够以本身已知的方式和本身已知的形式像在之前已知的MWT太阳能电池中进行。 接触结构之间的之前已知的间距优选如此选择,使得可以容忍过程波动并通过把基极中的 载流子输送直至下一个可能的导电连接来同时最小化损失。接触结构优选具有区域(所 谓的衬垫),所述区域具有特殊的表面特性和/或材料组成,以便简化用于外部电路的电连 接。
[0072] 下面描述根据本发明的方法的其它优选实施方案:
[0073] 在提供半导体基质之后,优选去除在半导体基质中一般存在的锯齿缺陷。
[0074] 随后,优选对半导体基质的前侧提供纹理结构,优选通过湿法化学工艺或等离子 体工艺进行(方法步骤T)。
[0075] 随后优选尤其通过单侧的湿法化学工艺或等离子体工艺进行半导体基质的后侧 的平整。
[0076] 随后优选可以进行用于去除污物的清洁。
[0077] 随后优选在半导体基质的前侧上形成发射极区域(方法步骤B)以及在半导体基 质的后侧上形成绝缘层,尤其是介电层(方法步骤C)。为此,可以按本身已知的方式使用多 种工艺顺序。重要的是,后侧的绝缘层具有电绝缘作用。
[0078] 随后,可以在前侧上施加单层或多层防反射层,例如借助于PECVD或借助于喷镀。 同样在本发明的框架中的是,在方法步骤B之前施加这种防反射层,并且防反射层额外地 具有用于形成发射极的掺杂材料源。
[0079] 随后优选形成缺口(方法步骤A),导通结构、金属的基极接触结构、金属的前侧接 触结构和金属的后侧接触结构(方法步骤D)。为此,例如可以借助于激光形成缺口。优选 地,可以借助于丝网印刷在前侧和后侧上形成金属的接触结构用于接触发射极。同样可以 借助于丝网印刷完成金属的基极接触结构。为此,可以使用本身已知的方法,尤其是通过局 部熔化借助于激光使用所谓的LFC方法。
[0080] 原则上要注意,根据本发明的太阳能电池结构以及根据本发明的方法的特征尤其 在于,在选择方法以形成金属接触结构方面不存在或仅存在极小的限制,因此可以使用常 见的已知方法并根据工艺生产线的设计来使用。
[0081] 优选在施加了金属接触结构之后,如果对金属化来说需要,产生接触火花。同样在 本发明的框架中的是,中间设有多个接触火花步骤。
[0082] 同样会有利的是,以本身已知的方式执行其它控温步骤用于恢复局部接触和/或 用于改进钝化效果(退火步骤)。
【附图说明】
[0083] 下面根据附图和【附图说明】描述根据本发明的太阳能电池和根据本发明的方法的 其它优选特征和实施方案。附图示出:
[0084] 图1示意性示出根据本发明的太阳能电池的实施例的一部分;以及
[0085] 图2示出在反向负荷下三个MWT太阳能电池的特征线的比较。
【具体实施方式】
[0086] 图1所示的根据本发明的太阳能电池包括p型掺杂的半导体基质1,所述半导体基 质设计为具有〇.l〇hmcm至lOOhmcm的基极电阻的单晶或多晶式的娃晶片。在图1中上 方示出的前侧上形成了一前侧的发射极区域2。该前侧具有纹理结构用以增强光入射,另外 在半导体基质1的前侧上为了增强光入射布置有设计为硅氮化物层的、厚度约为70nm的防 反射层3。
[0087] 图1仅示出根据本发明的太阳能电池的部分剖视图,其中仅示出一个缺口 4。太阳 能电池镜像地向右和向左继续延伸且具有多个缺口,如在MWT太阳能电池结构中已知的那 样。
[0088] 缺口 4从太阳能电池的前侧延伸至后侧且大致为圆柱形。
[0089] 半导体基质1的后侧通过绝缘层6覆盖,所述绝缘层由一总厚度为100nm的、由铝 氧化物和硅氮化物组成的层系统形成,因此所述绝缘层额外地用作用于降低表面再结合速 度的钝化层。半导体基质1的后侧完全被绝缘层6覆盖,该绝缘层又被金属的后侧接触结 构7和多个金属的基极接触结构8、8'覆盖。基极接触结构8、8'在多个点状的接触区域处 穿过绝缘层6,从而在基极接触结构8、8'与半导体基质之间形成电接触。
[0090] 在太阳能电池的前侧上形成有金属的前侧接触结构9,所述前侧接触结构与发射 极区域2导电连接。在此,前侧接触结构9直接地,也就是说在没有中间连接的防反射层3 的情况下布置在半导体基质1上。
[0091] 在缺口 4中形成有金属的导通结构10。在该实施例中,前侧接触结构9、导通结构 10和后侧接触结构7 -体形成并且相应地彼此导电连接。
[0092] 重要的是,一方面在图1中以A和A'标记的拱叠区域中,尽管后侧接触结构7在 基极掺杂的区域中覆盖了半导体基质1,然而该后侧接触结构通过位于中间的绝缘层6而 与所述半导体基质电绝缘。此外,在缺口 4的壁部上和在半导体基质1的后侧上,尤其是在 区域A和A'中不形成发射极。仅在图1中以B和B'标示的、其中前侧上的发射极区域2 与缺口 4相邻接的区域中,发射极在缺口 4的壁部处侵入半导体基质中若干ym。
[0093] 半导体基质的总厚度为30ym直至300ym,在本实施例中约为200ym。
[0094] 像在之前已知的MWT太阳能电池中一样地形成前侧接触结构,例如参见 "Processingandcomprehensivecharacterizationofscreen-printedmc_simetal wrapthrough(mwt)solarcells"(Clementetal,Proceedingsofthe22ndEuropean PhotovoltaicSolarEnergyConferene,Milan, 2007)的描述。
[0095] 通过激光借助于局部升温而在半导体基质1与基极接触结构8、8'之间建立的局 部导电连接(LFC)大致均匀地分布在基极接触结构上,大致设计为点状,具有在100ym至 1mm范围内的间距,在本实施例中间距约为500ym。总之,半导体基质的后侧大约98. 5%被 绝缘层覆盖,约1.5%被导电的、点状触头覆盖。太阳能电池具有直径约为100ym的缺口, 其中缺口布置成列,平均每4平方厘米的太阳能电池面积设有一个孔。
[0096] 图1所示的实施例借助于如下描述的根据本发明的方法的实施例制造:
[0097] 在方法步骤0中,对半导体基质1进行表面处理。
[0098] 在此执行如下的方法步骤:去除由半导体基质的制造引起的表面缺陷,并且至少 在前侧上形成纹理结构以改善光吸收。
[0099] 接着,在方法步骤C中,将此前所述的绝缘层6整面地施加在半导体基质的后侧 上。作为上述绝缘层6的备选,也可以把绝缘层设计为厚度为200nm的硅氧化物层,并例如 借助于PECVD或热氧化技术利用随后单侧的后侧蚀刻形成。
[0100] 接着,可以进行清洁,在清洁时为半导体基质去除可能的污物和残留物。该清洁优 选以湿法化学方式在使用腐蚀性的液体,像氢氟酸、苛性钠溶液或其它物质的情况下进行。
[0101] 接着,在方法步骤B中,在半导体基质1的前侧上形成前述的发射极区域2。为此, 执行气相扩散,从而在半导体基质上沉积含磷的玻璃并随后通过在前侧上的温度作用将其 施加到半导体基质中。在后侧上,已经施加的绝缘层6用作扩散屏障,从而在后侧不形成发 射极。通过把半导体基质加热至800°C至900°C的温度范围持续时间约45分钟进行发射极 的扩散。
[0102] 在此产生的硅酸盐玻璃随后在蚀刻步骤中借助于把半导体基质浸入浓度为约 10%的氢氟酸中持续时间约30秒来去除。
[0103] 接着,为了改善光入射在半导体基质的前侧上施加防反射层3,其中防反射层3设 计为具有约70nm厚度的硅氮化物层。同样,可以把防反射层3设计为层系统,尤其包括硅 氧化物层、铝氧化物层、硅氮化物层中的一个或多个。
[0104] 接着在方法步骤A中产生多个缺口,即所谓的"MWT孔",其直径优 选为 50ym至 200ym。借助于激光,例如在"Emitterwrap-throughsolar cell"(Geeetal,Proceedingsofthe23rdIEEEPhotovoltaicSpecialists Conference,Lousiville, 1993)中描述的那样产生MWT孔。其中孔形成在半导体基质的、在 随后的方法步骤中布置后侧接触结构的位置处。
[0105] 因为在形成了发射极之后才形成缺口,所以不必利用复杂的方法步骤对缺口的壁 部进行后处理,这是因为在缺口的壁部处不形成发射极、因而不存在由于缺口的壁部处的 发射极的空间电荷区中的损耗电流明显影响效率的风险。
[0106] 接着,在方法步骤D中形成金属的接触结构:即导通接触结构、后侧接触结构、基 极接触结构以及前侧接触结构。这例如以已知的方式借助于
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