光伏电池以及制造该光伏电池的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及根据权利要求1所述的光伏电池。此外，本发明设及制造运种光伏电 池的方法。
【背景技术】
[0002] 从现有技术可知光伏电池或太阳能电池是基于具有P型或n型基础渗杂的半导体 基板。半导体基板具有包括与基板渗杂类型相同的高渗杂区域的第一表面。该高渗杂区 域用作表面场并且通常称为"背表面场"度SF)。半导体基板具有与第一表面相对的第二表 面。在包括有背表面场的第一表面上，设置了用于收集至少一种类型的载流子的接触件，运 些接触件位于背表面场上W收集多数载流子。
[0003] 形成与基板渗杂类型相反的、第二渗杂类型的高渗杂区域W产生p-n结。该渗杂 类型相反的、第二渗杂类型的高渗杂区域通常称为发射极。发射极区域可W形成在第二表 面上，或者形成为邻近第一表面上的背表面场。在发射极区域上，设置有接触件W收集少数 载流子。通过将半导体暴光，产生了随后通过p-n结隔开的、并且可在发射极和BSF区域上 的接触件处收集的多数载流子和少数载流子（电子和空穴）。
[0004] n型娃基板上光伏电池的制造可包括n型憐扩散，例如，使用POCIs作为产生高渗 杂区域的前驱物，运会形成n+背表面场度S巧层。在该步骤后，通过诸如棚扩散的P型渗 杂可完成P型扩散，例如，使用BB。作为前驱物W产生P+发射极。可使用其它渗杂前驱物 或源并且对于本领域技术人员将是已知的。 阳0化]因为在运种情况下P+棚发射极在n+憐渗杂后进行扩散并且包括高溫步骤，所W憐渗杂可被驱动来产生具有厚度可在500nm至ISOOnm之间的背表面场区域。该厚度或深 度与第一表面垂直，并且一般导致如在背表面场区域中测量的背表面场薄层电阻数值在15 至35Q/sq之间。
[0006] 该厚/深背表面场的积极的特征为1)多数载流子改善的电导率，2)对少数载流子 的屏蔽/排斥，W及3)对多数载流子的吸引。性质2和3导致积累层，在积累层中表面处 的多数载流子和少数载流子的产量比体中的低，运造成了降低的表面复合速率。
[0007] 深背表面场的消极的特征为1)由于高载流子浓度而导致的高俄歇复合，2)由于 高载流子浓度而导致的自由载流子吸收W及3)少数载流子的高表面复合速率。
[0008] 此外，因为在憐BSF扩散后执行棚发射极扩散，所W运个步骤在背表面场层的顶 部留下大约5-60nm的寄生P+渗杂层，进一步增加了复合。在大多数情况下该寄生P+棚渗 杂层是不均匀的，并且其深度在BSF区域可变化。作为寄生棚扩散的结合的结果和负面特 征1-3的结合的结果，光伏电池的效率被不利地影响。
[0009] 寄生B-扩散的存在结合高渗杂和深的BSF使得在电池制造过程中边缘隔离步骤 是必须的，运可显著地影响成本。
[0010] 本发明的目的是提供克服或缓解W上负面效果的光伏电池W及制造运种光伏电 池的方法。
【发明内容】
[0011] W上目的通过光伏电池实现，该光伏电池包括第一导电类型的半导体基板，该半 导体基板具有布置有第一导电类型的高渗杂表面场层的第一表面；其中，在高渗杂表面场 层上，基板具有将该表面场层与相应接触件接触的至少一个接触区域，
[0012] 其中，高渗杂表面场层在第一表面的至少一个接触区域位置处的渗杂浓度高于 第一接触区域外部的表面区域中的渗杂浓度，W及高渗杂表面场层在第一表面中的每个 接触区域位置处具有比该高渗杂表面场层在接触区域之外的部分中的轮廓深度（profile depth)大的轮廓深度，
[0013] 其中，高渗杂表面场层在第一接触区域之外的位置包括位于半导体基板周边处的 边缘部分，并且高渗杂表面场层的位于第一接触区域之外并包括边缘部分的部分被布置为 局部地比高渗杂表面场层在第一表面中的第一接触区域位置处的部分更薄。
[0014] 在运种光伏电池中，由于表面场区域的W上改变降低了高渗杂表面场的负面效 应。光伏电池，也称为太阳能电池，由半导体基板（即，n型）制成。半导体基板具有第一 表面，该第一表面包括与基板渗杂类型相同的较高渗杂背表面场区域（即，通过即憐扩散 制成的n++BSF)。在包括背表面场的第一表面上，布置有用于收集至少一种类型的载流子的 接触件。接触件位于第一接触区域或者多个接触区域上并且导电联接至背表面场层。背表 面场在第一接触区域之外的部分相较于第一表面的围绕第一接触区域的区域渗杂更高，具 有更高的峰值渗杂浓度和更睹峭的背表面场轮廓（profile)。此外，第一接触区域本身相较 于围绕它的区域被抬高。
[0015] 本发明提供：通过去除背表面场层的顶部获得背表面场层在第一接触区域之外的 部分中降低的峰值渗杂浓度和n++憐渗杂减小的深度。有利的是，也降低了表面渗杂浓度， 并且在通过之后的发射极扩散（即，使用棚扩散）在高渗杂背表面场层的顶部上形成其它 渗杂类型的寄生发射极（即，P++棚发射极）的情况中，去也除了该寄生的发射极渗杂层。 此外，因为背表面场层的去除扩展到接触区域之外的区域中，所W光伏电池直接提供有具 有相对高的电阻和改善的边缘隔离的边缘部。
[0016] W运种方式，背表面场层的位于第一接触区域之外的部分中，【背景技术】中提及的 高渗杂背表面的消极的效应（高表面复合速率、自由载流子吸收和俄歇复合）得W降低。
[0017] 此外，通过表面处更低的憐渗杂和没有寄生棚，也减小了其它表面复合效应。
[0018] 因为背表面场在接触区域中的部分仍然是高渗杂的，所W在接触件下方维持了背 景中提及的积极的特性（多数载流子改善的电导率、对少数载流子的屏蔽/排斥、W及对多 数载流子的吸引）。W运种方式，背表面场层接触的导电特性仍可W维持在高水平，而通过 提高对少数载流子的屏蔽也减少了可能发生在金属-娃接触界面下方的复合。
[0019] 因此，背表面场既针对接触区域作出了优化也针对接触区域外部的区域作出了优 化，降低了光伏电池的内部损耗且改善了太阳能电池的效率。
[0020] 为了与金属印刷工艺的方案进行更好的兼容，接触区域可大于实际金属接触件下 方的区域。实际接触件可W为金属线，也称为指，并且可具有30-500ym的宽度，而高渗杂 区域范围可W从80到800Jim。
[0021] 根据一个方面，本发明设及如上所述的光伏电池，其中渗杂浓度为表面渗杂浓度 或峰值渗杂浓度。
[0022] 根据一个方面，本发明设及如上所述的光伏电池，其中，渗杂表面场层在接触区域 之外的部分的轮廓深度是非零的。
[0023] 根据一个方面，本发明设及如上所述的光伏电池，其中，第一接触区域中的峰值渗 杂浓度为大约每立方厘米5X10"个原子至每立方厘米5X102°个原子之间，优选地，至少为 每立方厘米1X102°个原子并且第一接触区域外部的峰值渗杂浓度小于每立方厘米1X102° 个原子，优选地在大约每立方厘米1X10"个原子与大约每立方厘米6X10W个原子之间，或 者甚至小于大约每立方厘米1X10"个原子。运些值可W用例如ECV或SIMS方法测量并且 对于本领域技术人员将是已知的。
[0024] 根据一个方面，本发明设及如上所述的光伏电池，其中，表面场层的位于接触区域 之外的部分的表面相较于第一表面的至少一个接触区域的表面是凹陷的。
[0025] 在第一接触区域外部，背表面场的顶部已被去除W在第一表面区域内产生凹陷区 域。
[00%] 根据一个方面，本发明设及如上所述的光伏电池，其中，表面场层的轮廓深度在第 一接触区域之下的第一深度tl与第一接触区域外部的第二非零深度t2之间调节，其中，第 一深度大于第二深度；表面场层的峰值渗杂浓度相应地调节，其中第一浓度轮廓Cl对应于 第一深度tl而第二浓度C2对应于第二深度t2,其中Cl大于C2。
[0027] 根据一个方面，本发明设及如上所述的光伏电池，其中，第一深度tl和第二深度 t2之间的差为至少50nm。
[0028] 根据一个方面，本发明设及如上所述的光伏电池，其中，第一深度为大约500皿至 大约ISOOnm之间，并且第一深度与第二深度之间的差为50nm至大约500nm之间。
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