并且包括热膨胀失配校正材料的薄层以提供热膨胀系数失配校正，该热膨胀失配校正材料的薄层包括100-300埃厚度范围内的二氧化硅或氮氧化硅层，并且其热膨胀系数小于或等于半导体材料的热膨胀系数；以及
[0029]抗反射层，位于该热膨胀失配校正材料上，具有被选择为与半导体材料结构匹配的折射率和厚度，以向太阳能电池提供抗反射特性，
[0030]开口，设置在多层涂层内，通过形成在多层涂层内的开口中的板状金属接触来接触半导体材料的掺杂表面区域。
[0031]提供了一种太阳能电池的多层抗反射涂层，其中，所述太阳能电池包括:其中形成有结的半导体材料结构，抗反射涂层位于半导体材料结构的光接收表面上，并且包括热膨胀失配校正材料的薄层以提供热膨胀系数失配校正，该热膨胀失配校正材料的热膨胀系数小于或等于半导体材料的热膨胀系数；以及抗反射层，具有被选择为与半导体材料结构匹配的折射率和厚度，以向太阳能电池赋予良好的总抗反射特性。
[0032]根据另一方面，还提供了一种用于在太阳能电池上制造多层抗反射涂层的方法，所述太阳能电池包括其中形成有结的半导体材料结构，所述抗反射涂层形成在半导体材料结构的光接收表面上，所述方法包括:
[0033]将100-300埃厚度范围内的二氧化硅或氮氧化硅层形成为热膨胀失配校正材料的薄层以提供热膨胀系数失配校正，该热膨胀失配校正材料的薄层的热膨胀系数小于或等于半导体材料的热膨胀系数；以及
[0034]在热膨胀失配校正材料上形成抗反射层，该抗反射层被选择为具有使抗反射层与半导体材料结构光学匹配的折射率和厚度，以向太阳能电池赋予良好的总抗反射特性。
[0035]还提供了一种制造太阳能电池的多层抗反射涂层的方法，其中，所述太阳能电池包括其中形成有结的半导体材料结构，抗反射涂层在半导体材料结构的光接收表面上形成，并且所述方法包括:形成热膨胀失配校正材料的薄层以提供热膨胀系数失配校正，该热膨胀失配校正材料的热膨胀系数小于或等于半导体材料的热膨胀系数；以及在热膨胀失配校正材料下面或上面形成抗反射层，抗反射层被选择为具有使抗反射层与半导体材料结构匹配的折射率和厚度，以向太阳能电池赋予良好的总抗反射特性。
[0036]优选地，将所提出的多层抗反射涂层应用于基于晶体(包括多晶)硅的器件，但是也可以应用于基于其他半导体类型的器件，在这种情况下，选择热膨胀失配校正材料来匹配特定半导体材料的热膨胀系数。
[0037]在一个实施例中，在表面钝化(如果应用了表面钝化)之后并且在抗反射层之前，形成热膨胀失配校正材料。然而，在另一提出的实施例中，在厚度类似或大于SLARC的厚度且具有与后续形成的密封层匹配的折射率的热膨胀失配校正材料层之前，应用传统SLARC。
[0038]优选地，当在抗反射层之前涂覆热膨胀失配校正材料层时，该热膨胀失配校正材料层至少与钝化层(如果使用了钝化层)一样厚，但是与抗反射层不一样厚。利用PECVD，可以在具有分级组成和折射率方面适配该层，以进一步帮助优化。包括一些氮允许实现从低于1.5到高于2的几乎任何反射率的氮氧化硅。
[0039]在抗反射层之后涂覆热膨胀失配校正材料层时，优选地，DLARC十分标准(以实现表面钝化和良好的抗反射特性)，并形成热膨胀系数小于硅但光学特性与密封剂(例如，大约1.5的折射率)匹配的膨胀失配校正材料层，以便不会在封装时劣化太阳能电池的抗反射特性。这种附加层可以具有二氧化硅或氮氧化硅，并且要求非常厚(至少像氮化硅抗反射层一样厚)，以提供充分的热膨胀失配校正。
[0040]半导体材料结构的前表面区域可以通过其光接收表面的表面处理来钝化。钝化处理可以包括半导体材料的表面扩散或者表面涂层(例如，非常薄的介电层)。钝化还可以通过选择具有钝化品质或被修改以具有钝化品质的热膨胀失配校正材料来实现。
[0041]对于基于晶体硅的太阳能电池，钝化处理可以包括10-200埃厚度范围内的薄氮化硅层，热膨胀失配校正层可以包括100-300埃厚度范围内的二氧化硅或氮氧化硅层，并且抗反射层可以包括300-800埃厚度范围内的氮化硅层。
[0042]通过将掺杂剂包括到已经用于提供一个或多个上述功能的层之一，多层涂层在前表面激光掺杂工艺期间也可以起到掺杂剂源的作用。备选地，可以形成折射率大约为1.5的附加掺杂剂源层，从而可选地与模块形成期间要用作太阳能电池的密封剂的材料匹配。
[0043]在SLARC上形成膨胀失配校正材料层的情况下，膨胀失配校正材料层同时还可以是用于掺杂接触结构的重度掺杂区域的掺杂剂源。在这种情况下，如果需要，可以在封装之前，将附加的膨胀失配校正材料/掺杂剂源层去除。在这种情况下抗反射层可以是300-800埃厚度范围内的氮化硅层，并且热膨胀失配校正层可以是300埃至1微米厚度、折射率在
1.5-1.6范围内的二氧化硅或氮氧化硅层。这种布置提供新选择，其中在最上面添加附加材料，以特别用于高温度处理(例如，激光掺杂)，从而提供热膨胀失配校正，但是然后，可以在电池完成之前可选地去除该附加材料，以便不干扰光学特性。
[0044]诸如PECVD、溅射或蒸发之类的各种沉积方法可以用于涂覆钝化/热膨胀失配校正/抗反射层。层的数目及其尺寸和折射率的使用范围也很广。例如，出于提供热膨胀失配校正的目的，可以应用抗反射涂层的沉积的一部分，在这种情况下，出于对半导体表面和/或体进行钝化的目的，可以涂覆一部分，同时沉积一部分来提供具有减少反射的期望光学特性的总抗反射涂层。
[0045]所提出的多层热膨胀失配校正层可以涂覆于非光接收表面，因此这消除了对交叠抗反射层的需要。
[0046]所提出的多层抗反射涂层可以涂覆于表面，使得抗反射涂层也可以执行附加功能，例如，起到电镀掩模或扩散掩模的作用。在还需要执行附加功能(例如，上述功能)的情况下，通常可行的是，通过适当地改变层的化学性质或其厚度，或者备选地通过合并一个或多个附加层以提供附加功能，将必要特性结合到现有层之一中。
[0047]所提出的多层抗反射涂层可以与一系列表面结构一起使用，这些表面结构包括纹理化表面(textured surface)，由于热膨胀失配而产生的缺陷的密度可以取决于该表面几何形状。然而，不管表面几何形状如何，可以应用多层抗反射涂层，以在热处理期间显著降低缺陷的产生。
【附图说明】
[0048]现在参照附图描述本发明的实施例，在附图中:
[0049]图1示出了具有在对金属接触之下的重度掺杂区域进行激光掺杂之后以自对准方法形成的选择性发射极结构和金属接触的太阳能电池。这种太阳能电池的制造也可以合并这里描述的改进激光器操作方法；
[0050]图2示意性示出了光学栗浦的固态激光器振荡器的主要组件；
[0051]图3是Quantronixtm系列lOONd:YAG激光器的光学腔的照片；
[0052]图4以图表方式示出了 Q开关激光器的腔损耗、增益以及激光能量输出w.r.t时间；
[0053]图5以图表方式示出了激光脉冲的激光束功率与时间曲线的示例，以改进对硅的激光掺杂(时间未按比例示出)；
[0054]图6以图表方式示出了硅上激光脉冲的加热效应；
[0055]图7以图表方式不出了激光输出的两条功率与时间的曲线A和B，在t < < 1微秒，并且传递给硅的累积能量在两种情况下相同时，从硅的角度来看曲线A和B是等同的；
[0056]图8以图表方式示出了功率与时间的曲线(曲线A)，在曲线B中，通过具有时间变化间隔的短高能量脉冲序列来等同地合成该曲线A ；
[0057]图9以图表方式示出了紧接在激光器的光学腔中引入损耗以中断激光器的稳态连续波操作之后，在瞬变行为期间激发状态N下电子密度的变化以及光子通量；
[0058]图10以图表方式示出了结合扫描速度和光束直径如何改变连续波激光器的激光输出功率以在激光扫描过的点处实现期望的入射功率曲线的一个示例；
[0059]图11示意性示出了使用所提出的激光器控制方法的扫描激光束下的硅表面的影响；
[0060]图12示意性示出了在用于处理目标表面的激光器和液体射流的布置；以及
[0061]图13示意性示出了操作为在气体环境下加热目标以处理目标表面的激光器。
【具体实施方式】
[0062]使用受控加热的制造
[0063]通过示例并参照图1，用于形成硅太阳能电池的适合制造过程如下:
[0064]1.ρ型晶片11的前表面(或光接收表面)的各向同性纹理化(isotropictexturing) 12；
[0065]2.η型掺杂剂13的前表面扩散；
[0066]3.边缘结隔离/psg去除；
[0067]4.通过PECVD在前表面上的ARC沉积；
[0068]a.专用于表面钝化14的100埃富氢氮化娃；
[0069]b.600埃折射率为2.0-2.1的氮化硅16 ；
[0070]c.掺杂剂包含层17 ;
[0071]5.用于背接触18的具有招的丝网印刷(screen-print)背面(非光接收表面)；
[0072]6.将背面烧成到烧结背面接触18，并通过形成铝/硅合金以及液相外延来形成后表面场19 ；
[0073]7.局部化区域中的激光掺杂，以形成用于形成自对准前表面金属接触的重度掺杂(n+)区域 22 ;
[0074]8.在激光掺杂n+区域22上镀镍23层，以用于前表面接触；
[0075]9.镍23的烧结；
[0076]10.在镍23上镀铜24和锡25 (或银)层；
[0077]上述处理序列产生图1的具有选择性发射极的高性能太阳能电池结构，其提供直接在金属接触下对硅的重度掺杂。本文所提出的受控激光加热方法可以结合该制造过程来使用，以减少接触区域中缺陷的形成。
[0078]通过独特设计的激光器Q开关布置，或者通过具有适当功率级别的扫描连续波激光器，可以实现改进的加热方法，以在便于掺杂剂混合的足够持续时间内熔化硅，同时避免不必要的熔化区域热循环或者掺杂硅的烧蚀。Q开关激光器系统或者以传统方式操作的直接施加连续波激光器不能以所要求的方式加热和熔化硅。
[0079]图2示出了光学栗浦的固态激光振荡器31的主要组件。栗浦腔32包含激光棒33和栗浦灯34。激光棒33是半导体材料，例如Neodinium:YAG晶体，该半导体材料在被栗浦灯34照射时引起将大量电子N激发到高能级(反转)。通过灯34对激光棒33的连续照射使N增加，直到通过针对被激发电子的自发复合速率平衡了激发附加电子的产生速率为止，这主要通过Nd:YAG激光棒中在1.064微米波长光(如果在倍频模式下操作，为532nm波长光)下的辐射复合来发生。发射激光动作的基础是被称作“受激发射”的过程，其中被激发电子的复合由入射光子来触发。在该过程中，所发射的光子与触发受激发射的入射光子是不可区分的。所发射的光子具有相同的1.064微米(或者在倍频情况下，为532nm)波长，沿着相同方向传播，并且具有相同相位