矩形体、盘形、圆片和不规则多边形。根据本发明的一个优选实施方案，该晶 片是有两个类似、优选相等的维度和明显小于另外两个维度的第三个维度的矩形体。前两 个维度可以比第三个维度大至少100倍。
[0068] 此外，各种表面类型是本领域中已知的。根据本发明，具有粗糙表面的硅基板是优 选的。评估基板的粗糙度的一种方式是评定基板子表面的表面粗糙度参数，所述子表面比 基板的总表面积小，优选小于总表面积的大约1/100,并基本平坦。由该子表面的面积与通 过将该子表面投射到最佳拟合该子表面的平面上（通过使均方位移最小化）而形成的理论 表面的面积的比率给出表面粗糙度参数的值。表面粗糙度参数的较高值表明较粗糙、较不 规则的表面，表面粗糙度参数的较低值表明较光滑、较平整的表面。根据本发明，优选改变 硅基板的表面粗糙度以产生许多因素（包括但不限于光吸收和与表面的粘合）之间的最佳 平衡。
[0069] 可以改变硅基板的两个较大维度以适应所得太阳能电池所需的用途。硅片的厚度 根据本发明优选低于大约0. 5毫米，更优选低于大约0. 3毫米，最优选低于大约0. 2毫米。 一些晶片具有0. 01毫米或更大的最低厚度。
[0070] 根据本发明优选的是，正面掺杂层比背面掺杂层薄。正面掺杂层也优选具有在大 约0. 1至大约10微米、优选大约0. 1至大约5微米、最优选大约0. 1至大约2微米范围内 的厚度。
[0071] 可以在背面掺杂层与任何其它层之间将高度掺杂的层施用到硅基板的背面上。这 种高度掺杂的层具有与背面掺杂层相同的掺杂类型，且这种层通常被标作a+(将n+型的层 施用到n型背面掺杂层上并将p+型的层施用到p型背面掺杂层上）。这种高度掺杂的背面 层有助于金属化和改进导电性质。如果存在该高度掺杂的背面层，其根据本发明优选具有 大约1至大约100微米、优选大约1至大约50微米、最优选大约1至大约15微米的厚度。
[0072] 掺杂剂
[0073] 优选掺杂剂是在添加到硅片中时通过将电子或空穴引入带结构而形成p_n结边 界的那些。优选地，根据本发明具体选择这些掺杂剂的种类和浓度，以调节p-n结的带结构 状况并按需要设定光吸收和电导率状况。根据本发明优选的P型掺杂剂是向硅片带结构中 加入空穴的那些。可以使用本领域中已知并被认为适用于本发明的所有掺杂剂作为P型掺 杂剂。根据本发明优选的P型掺杂剂是三价元素，特别是周期表第13族的那些。在这方 面，优选的周期表第13族元素包括，但不限于，硼、错、镓、铟、铊或其中至少两种的组合，其 中硼特别优选。
[0074] 根据本发明优选的n型掺杂剂是向硅片带结构中加入电子的那些。可以使用本领 域中已知并被认为适用于本发明的所有掺杂剂作为n型掺杂剂。根据本发明优选的n型掺 杂剂是周期表第15族的元素。在这方面优选的周期表第15族元素包括氮、磷、砷、锑、铋或 其中至少两种的组合，其中磷特别优选。
[0075] 如上所述，可以改变p-n结的各种掺杂水平以调节所得太阳能电池的所需性质。 使用二次离子质谱学测量掺杂水平。
[0076]根据某些实施方案，该半导体基板（即娃片）表现出高于大约60D/ □、例如高于 大约65Q/ 口、70Q/ 口、90D/ □或100D/ □的薄层电阻。为了测量掺杂硅片表面的薄层 电阻，使用配有软件包"GP-4Test1.6.6Pro"的装置"GP4-TestPro"（可获自GPSolar GmbH)。对于该测量，使用四点测量原理。两个外探针施用恒电流，两个内探针测量电压。使 用欧姆定律以D/□推导薄层电阻。为了测定平均薄层电阻，在晶片的25个等距分布点上 进行测量。在温度为22土rc的空调室中，在测量前平衡所有设备和材料。为了进行该测 量，"GP-Test.Pro"配备具有尖端的4点测量头（部件号04.OL0018)以穿入抗反射层和/ 或钝化层。施用IOmA的电流。使测量头与未金属化的晶片材料接触并开始测量。在测量 晶片上的25个等距分布点后，以Q/ □计算平均薄层电阻。
[0077] 太阳能电池结构
[0078] 可由本发明的方法获得的太阳能电池有助于实现至少一个上述目的。根据本发明 优选的太阳能电池是在转化成电能输出的入射光总能量比例方面具有高效率的那些和轻 且耐用的那些。太阳能电池至少包括：（i)正面电极，（ii)正面掺杂层，（iii)p-n结边界， (iv)背面掺杂层和（V)焊垫。该太阳能电池还可包括用于化学/机械保护的附加层。
[0079] 抗反射层
[0080] 根据本发明，在将电极施用到太阳能电池的正面上之前可以施用抗反射层作为外 层。可以使用本领域中已知并被认为适用于本发明的所有抗反射层。优选的抗反射层是降 低正面反射的入射光比例并提高穿过正面被晶片吸收的入射光比例的那些。产生有利的 吸收/反射比、容易被导电糊蚀刻、在其它方面耐受导电糊烧制所需的温度、并且不会提高 电子和空穴在电极界面附近的重组的抗反射层是优选的。根据本发明优选的抗反射层包括 SiNx、Si02、A1203、TiO2或其中至少两种的混合物和/或其中至少两层的组合。根据一个优 选实施方案，该抗反射层是SiNx，特别是在使用硅片时。
[0081] 抗反射层的厚度适应适当的光的波长。根据本发明的一个优选实施方案，该抗反 射层具有大约20至大约300纳米、更优选大约40至大约200纳米、最优选大约60至大约 90纳米的厚度。
[0082] 钝化层
[0083] 根据本发明，可以在硅片的正面和/或背面上施用一个或多个钝化层作为外层。 可以在形成正面电极之前或在施用抗反射层（如果存在的话）之前施用钝化层。优选的钝 化层是降低电极界面附近的电子/空穴重组速率的那些。可以使用本领域中已知并被认为 适用于本发明的任何钝化层。根据本发明优选的钝化层是氮化硅、二氧化硅和二氧化钛。根 据最优选的实施方案，使用氮化硅。该钝化层优选具有大约0. 1纳米至大约2微米、更优选 大约10纳米至大约1微米、最优选大约30纳米至大约200纳米的厚度。
[0084] 附加保护层
[0085] 除上文描述的直接有助于该太阳能电池的主要功能的层外，还可以添加用于机械 和化学保护的附加层。
[0086] 可以封装电池以提供化学保护。封装是本领域中公知的并可以使用适用于本发明 的任何封装。根据一个优选实施方案，如果存在这样的封装，使用通常被称作透明热塑性树 脂的透明聚合物作为封装材料。在这方面优选的透明聚合物是硅橡胶和聚乙烯乙酸乙烯酯 (PVA)〇
[0087] 也可以在太阳能电池的正面添加透明玻璃板以向电池正面提供机械保护。透明玻 璃板是本领域中公知的，并可以使用适用于本发明的任何透明玻璃板。
[0088] 可以在太阳能电池的背面添加背面保护材料以提供机械保护。背面保护材料是本 领域中公知的，并可以使用被认为适用于本发明的任何背面保护材料。根据本发明优选的 背面保护材料是具有良好机械性质和耐候性的那些。根据本发明优选的背面保护材料是带 有聚氟乙烯层的聚对苯二甲酸乙二醇酯。该背面保护材料根据本发明优选存在于封装层下 方（在背面保护层和封装层都存在的情况下）。
[0089] 可以在太阳能电池的外部添加框架材料以提供机械支撑。框架材料是本领域中公 知的，并可以使用被认为适用于本发明的任何框架材料。根据本发明优选的框架材料是铝。
[0090] 制各太阳能电池的方法
[0091] 可以通过在半导体基板（例如硅片）上将本发明的导电糊施用到抗反射涂层（例 如氮化硅、氧化硅、氧化钛或氧化铝）上来制备太阳能电池。然后将背面导电糊施用到太阳 能电池的背面以形成焊垫。然后将铝糊施用到基板的背面，覆盖由背面导电糊形成的焊垫 的边缘，以形成BSF。
[0092] 可以以本领域中已知并被认为适用于本发明的任何方式施用导电糊。实例包括， 但不限于，浸渍、浸涂、浇注、滴加、注射、喷涂、刮刀涂布、幕涂、刷涂或印刷或其中至少两种 的组合。优选的印刷技术是喷墨印刷、丝网印刷、移印（tamponprinting)、胶印、凸版印刷 或模版印刷、或其中至少两种的组合。根据本发明优选的是，通过印刷、优选通过丝网印刷 施用导电糊。具体而言，该丝网优选具有直径为大约20至大约100微米、更优选大约30至 大约80微米、最优选大约30至大约55微米的网孔。
[0093] 然后根据适当的程式烧制该基板。烧制是烧结印刷的导电糊以形成固体导电体 (即电极）所必需的。烧制是本领域中公知的，并可以以被认为适用于本发明的任何方式实 施。烧制优选在玻璃粉材料的Tg以上进行。
[0094] 根据本发明，为烧制设定的最大温度低于大约900°C，优选低于大约860°C。低至 大约800°C的烧制温度已用于获得太阳能电池。通常设定烧制温度程式，以便能从导电糊组 合物中烧除有机粘合剂材料以及存在的任何其它有机材料。烧制步骤通常在带式炉中在空 气中或在含氧气氛中进行。根据本发明优选在快速烧制法中以大约30秒至大约3分钟、更 优选大约30秒至大约2分钟、最优选大约40秒至大约1分钟的总烧制时间进行烧制。在 600°C以上的时间最优选在大约3至7秒的范围内。该基板可达到大约700至900°C的峰值 温度大约1至5秒。也可以在例如大约100-700厘米/分钟的高传输速率下进行烧制，所 得停留时间为大约0. 5至3分钟。可以使用多个温度区、例如3-12个区控制所需热分布。 [0095] 正面和背面上的导电糊的烧制可以同时或相继进行。如果施用到两面上的导电糊 具有类似、优选相同的最佳烧制条件，则同时烧制是适当的。如果适当，根据本发明优选同 时进行烧制。如果相继进行烧制，根据本发明优选首先施用和烧制背面导电糊，然后在正面 施用和烧制导电糊。
[0096] 测量导电糊的件能
[0097] 为了测量太阳能电池的性能，进行标准电试验。使用"PSLDF"IV-试验机（可获 自BergerLichtechnikGmbH&Co.KG,ofPullach,Germany)表征具有印刷在其上的正面和 背面糊的样品太阳能电池。测量设备的所有部件以及待测试的太阳能电池在电测量过程中 保持在25°C。在实际测量过程中始终通过温度探针在电池表面上同时测量这种温度。氙弧 灯在电池表面上模拟具有lOOOW/m2的已知AML5强度的太阳光。为了使模拟器达到这一 强度，该灯在短时期内闪光数次直至其达到通过该IV试验机的"PulsedSolarLoadS⑶" 软件监测到的稳定水平。PSLDFIV试验机使用多点接触法测量电流（I)和电压（V)以测 定电池的IV-曲线。为此，将太阳能电池置于多点接触探针之间以使探针手指接触电池的 母线。根据电池表面上的母线的数量调节接触探针线的数量。通过执行软件包自动由这种 曲线直接测定所有电值。作为参考标准，测试由相同面积尺寸、相同晶片材料构成并使用相 同正面布置加工的来自BergerLichtechnik的校准太阳能电池，并将数据与认证值进行比 较。测量以相同方式加工的至少五个晶片并通过计算各值的平均值解读数据。该软件提供 效率、填充系数、短路电流、串联电阻和开路电压的值。
[0098] 太阳能电池樽块
[0099] 具有至少一个如上所述获得的太阳能电池的模块有助于