用于制造具有选择性掺杂的背面的光伏电池的方法
【技术领域】
[0001] 本公开一般设及p-n结，并且具体地设及利用背面上的局部棚和磯扩散区来形成 高效背接触太阳能电池的方法，所述扩散区使用棚和磯渗杂浆料W及氧化物阻隔层来实 现。
【背景技术】
[0002] 克服常规前接触太阳能电池的限制的一种方法是将p-n结和背表面场炬SF) 两者移动到太阳能电池的背面。该构造被称为交指型背接触（IBC)太阳能电池。IBC 太阳能电池的概念首先由Lamme;rt和Schwartz提出[M.D.Lamme;rt和R.J.Schwartz， "Theinterdigitatedbackcontactsolarcell；asiliconsolarcellforusein concentration"，IEEETranslationsonElectronDevices，第 24 卷，第 4 其月，第 337-342 页，1977 年]。
[0003] 通过将p-n结和BSF两者移动到背面，提取生成的载流子所需的所有金属化也移 动到背面。因此面向太阳的正面不含遮光损失，能够获得较高的短路电流并因此获得较高 的效率。正面不再需要对于金属接触优化的重扩散层，但相反可被优化W形成前表面场 (FSF)，该使正面处的重组损失最小化，从而增加开路电压并因此增加效率。使金属触点在 背面上的另一个优点在于金属几何形状不再受到使遮光损耗最小化的限制，从而允许减少 电阻性损失的更宽范围的金属。使所有金属触点在背面上还具有将太阳能电池简单集成为 模块的附加有益效果。
[0004] 关于IBC电池的制造方法已经提出了各种方法。此类方法描述于P.J.Verlinden、 R.M.Swanson和R.A.Crane,Prog.Photovolt;Res.A卵 1. 2,143-152 (1994) ;F.Granek， "High-EfficiencyBack-ContactBack-JunctionSiliconSolarCells"，PhD Thesis，FraunhoferInstitute(ISE)，Freiburg，Germany(2009) ;D-H.Neuhaus和 A.Munzer,"ReviewArticle；IndustrialSiliconWaferSolarCells",Advances inOptoElectronics，第 2007 卷，文章编号 24521，doi;10. 1155/2007/2451;US 2011/0003424 ;和US2010/0081264 中。
【发明内容】
[0005] 本发明描述了利用在背面上的局部棚和磯扩散区形成高效交指型背接触（IBC) 太阳能电池的方法，所述扩散区使用棚和磯渗杂浆料W及氧化物阻隔层来实现。在印刷图 案化渗杂浆料之前引入氧化物层使得棚和磯同时扩散入下面的晶片中，并同时在相邻娃表 面上消除被称为自渗杂的非预期渗杂。
[0006] 本发明的一个方面是用于制造具有局部扩散的背面的光伏电池，所述方法包括W 下步骤；（a)提供渗杂的娃基板，所述基板包括面向阳光的正面和背面；化）在所述正面和 所述背面上形成二氧化娃层；（C)W图案形式将含棚渗杂浆料沉积在背面上，所述含棚浆 料包含棚化合物和溶剂；（d)W图案形式将含磯渗杂浆料沉积在背面上，所述含磯渗杂浆 料包含磯化合物和溶剂；（e)在一定环境中将所述娃基板加热至第一温度并持续第一时间 段W便使棚和磯局部扩散到所述娃基板的背面中。
【附图说明】
[0007] 图1示出交指型背接触（IBC)太阳能电池的示意图。
[000引图2示意性地示出与经受热驱入处理的图案化渗杂源相关联的自渗杂。图2A示 出其中两个娃晶片彼此竖直平行的构型。图2B示出对图2A所示的晶片进行高温处理的效 果。
[0009] 图3示意性地示出使用图案化渗杂源和阻隔Si化层实现不含自渗杂的局部渗杂 的方法。图3A示出呈与图2A的晶片相同构型的两个娃晶片（301)和（303)与Si〇2层 (310)。图3B示出对图3A所示的晶片进行高温处理的效果。
[0010] 图4示出结合通过氧化物渗杂法来制造IBC太阳能电池的方法。
[0011] 图5示出结合通过氧化物渗杂法来制造IBC太阳能电池的替代方法。
[0012] 图6示出在925°C热处理之后，在80皿氧化物阻隔层上的油墨（浆料）区和无油 墨（无浆料）区的薄层电阻结果。
[0013] 图7示出在925°C热处理之后，在50皿氧化物阻隔层上的油墨（浆料）区和无油 墨（无浆料）区的薄层电阻结果。
[0014] 图8示出在925°C热处理之后，在50皿氧化物阻隔层上的无油墨（无浆料）覆盖 晶片和油墨（浆料）区的薄层电阻结果。
[0015] 图9示出在图8所测量并表示的同一组晶片中的含棚浆料区之一的中屯、处和含磯 浆料区之一的中屯、处所测量的SIMS曲线。
[0016] 图10示出经受W下后续步骤的两组POCI3扩散晶片的薄层电阻值；无氧化或驱入 处理；W及各种热氧化处理，之后在925°c下进行惰性驱入处理。
【具体实施方式】
[0017] 现将结合如附图所示的本发明的一些优选实施例来详细描述本发明。为了能够全 面理解本发明，在W下说明中阐述了许多具体细节。然而对于本领域的技术人员而言将显 而易见的是，没有部分或所有该些具体细节也能实践本发明。在其它情况下，为了不给本发 明增加不必要的理解难度，未详细描述熟知的工序和/或结构。
[0018] 图1示出交指型背接触（IBC)太阳能电池的示意图。图1的IBC太阳能电池是一 个实施例并且本发明的范围不限于IBC太阳能电池的特定类型。例如，棚渗杂的娃基板可 替代磯渗杂的娃基板使用。在图1的实施例中，将磯渗杂的娃基板（201)用作吸收器。棚 发射极（202)在电池的背面上形成W产生分离载流子所需的p-n结。磯BSF(203)也在太 阳能电池的背面上形成。棚和磯渗杂的区域W交叉图案形成。FSF(204)通常利用磯扩散在 太阳能电池的面向阳光的正面上形成。FSF排斥来自正面的少数载流子，从而最小化重组损 耗。正面也被电介质层（205)纯化，所述电介质层通常为Si化层或Si化层或SiOx/Si化 叠层。背面也被电介质层（206)纯化，所述电介质层通常为Si化层或Si化层或Si化/Si化 叠层。棚发射极金属触点（207)和BSF金属触点（208)在背面上形成W便提取生成的载流 子。
[0019] 减少多个热步骤的一种方法是W所需的交叉图案丝网印刷棚和磯渗杂的浆料，之 后进行热驱入处理W将渗杂剂原子从浆料转移到下面的娃基板中。
[0020] 渗杂剂扩散入晶片所需的热处理期间，使用含棚和含磯渗杂浆料在娃晶片上实现 图案化和局部的棚和磯渗杂，由于该些浆料脱气的趋势而变得困难。为了使棚或磯从渗杂 浆料扩散入下面的娃基板中，通常使用在高于800°C的温度下热处理。在该些升高的温度 下，气态的含棚物质和含磯物质分别由含棚浆料和含磯浆料形成。该些气态物质转移到附 近的娃表面上，导致渗杂剂扩散到预期印刷区域的外部。
[0021] 初始图案化渗杂剂区域的气相分布被称为自渗杂并使渗杂区域的图案劣化。从 含磯渗杂浆料的气相分布和自渗杂已经记录在例如[A.Mo化oub、B.Beny址ia、B.Mahmoudi 和A.Mougas，"SelectiveEmittersforScreenPrintedMulticrystallineSilicon SolarCells",Rev.Energ.Ren. ;ICP肥（2003)83-86. ;L.Debarge、M.Schott、J.C.Muller 和