使用自对准注入和封盖制造太阳能电池发射极区的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开的实施例属于可再生能源领域，并且具体地讲，涉及使用自对准注入和封盖制造太阳能电池发射极区的方法，以及所得太阳能电池。
【背景技术】
[0002]光伏电池(常被称为太阳能电池)是熟知的用于将太阳辐射直接转换为电能的装置。一般来讲，使用半导体加工技术在基板的表面附近形成p-n结而在半导体晶片或基板上制造太阳能电池。照射在基板表面上并进入基板内的太阳辐射在基板主体中形成电子空穴对。电子空穴对迀移至基板中的P掺杂区和η掺杂区，从而使掺杂区之间生成电压差。将掺杂区连接至太阳能电池上的导电区，以将电流从电池引导至与其耦接的外部电路。
[0003]效率是太阳能电池的重要特性，因其直接与太阳能电池发电能力有关。同样，制备太阳能电池的效率直接与此类太阳能电池的成本效益有关。因此，提高太阳能电池效率的技术或提高制造太阳能电池效率的技术是普遍所需的。本公开的一些实施例允许通过提供制造太阳能电池结构的新工艺而提高太阳能电池的制造效率。本公开的一些实施例允许通过提供新型太阳能电池结构来提高太阳能电池效率。
【附图说明】
[0004]图1A-1F示出了根据本公开的实施例的太阳能电池制造中的各个阶段的剖视图。
[0005]图2为根据本公开的实施例的流程图，所述流程图列出与图1A-1F相对应的制造太阳能电池的方法中的操作。
[0006]图3为根据本公开的实施例的流程图，所述流程图列出制造太阳能电池的另一方法中的操作。
[0007]图4示出了根据本公开的实施例的铝金属化背接触电极太阳能电池的背表面的平面图。
[0008]图5Α示意性地示出了根据本公开的实施例的图案化注入和封盖的内嵌式平台的剖视图。
[0009]图5Β示出了根据本公开的实施例的图5Α装置中穿过硅接触掩模的注入和封盖序列。
[0010]图6Α示意性地示出了根据本公开的实施例的图案化注入的内嵌式平台的剖视图，该图案化注入涉及移动晶片和固定模板掩模。
[0011]图6Β示出了根据本公开的实施例的图6Α装置中穿过石墨接近掩模的注入序列。
[0012]图7Α示出了根据本公开的实施例的叉指背接触电极(IBC)太阳能电池的背面的平面图，该太阳能电池具有相邻的“短指”多母线布局。
[0013]图7Β示出了根据本公开的实施例的IBC太阳能电池的背面的平面图，该太阳能电池具有铜(Cu)或铝(Al)的金属箔底板。
[0014]图7C示出了根据本公开的实施例的IBC太阳能电池的背面的平面图，该太阳能电池具有用焊料、导电粘合剂或通过激光点焊(例如，Al至Al)附接的多个接触点。
【具体实施方式】
[0015]以下【具体实施方式】本质上只是例证性的，并非意图限制所述主题的实施例或此类实施例的应用和用途。如本文所用，词语“示例性”意指“用作例子、实例或举例说明”。本文描述为示例性的任何实施未必理解为相比其它实施优选的或有利的。此外，并不意图受前述技术领域、【背景技术】、
【发明内容】
或以下【具体实施方式】中提出的任何明示或暗示的理论的约束。
[0016]本说明书包括对“一个实施例”或“实施例”的提及。短语“在一个实施例中”或“在实施例中”的出现不一定是指同一实施例。特定的特征、结构或特性可以任何与本公开一致的合适方式加以组合。
[0017]术语。以下段落提供存在于本公开(包括所附权利要求书)中的术语的定义和/或背景:
[0018]“包含/包括”。该术语是开放式的。如在所附权利要求书中所用，该术语并不排除另外的结构或步骤。
[0019]“被配置为”。各种单元或组件可被描述或主张成“被配置为”执行一项或多项任务。在这样的背景下，“被配置为”用于通过指示该单元/组件包括在操作期间执行一项或多项那些任务的结构而暗示结构。因此，即使当指定的单元/组件目前不在工作状态(例如，未开启/激活)，也可将该单元/组件说成是被配置为执行任务。详述某一单元/电路/组件“被配置为”执行一项或多项任务明确地意在对该单元/组件而言不援用35U.S.C.§112第六段。
[0020]如本文所用的“第一”、“第二”等这些术语用作其之后的名词的标记，而并不暗示任何类型的顺序(例如，空间、时间和逻辑等)。例如，提及“第一”太阳能电池并不一定暗示该太阳能电池为某一序列中的第一个太阳能电池;相反，术语“第一”用于区分该太阳能电池与另一个太阳能电池(例如，“第二”太阳能电池)。
[0021]“耦接以下描述是指“耦接”在一起的元件或节点或特征。如本文所用，除非另外明确指明，否则“親接”意指一个元件/节点/特征直接或间接连接至另一个元件/节点/特征(或直接或间接与其连通)，并且不一定是机械耦接。
[0022]此外，以下描述中还仅为了参考的目的使用了某些术语，因此这些术语并非意图进行限制。例如，诸如“上部”、“下部”、“上面”或“下面”等术语是指附图中提供参考的方向。诸如“正面”、“背面”、“后面”、“侧面”、“外侧”和“内侧”等术语描述在一致但任意的参照系内组件的某些部分的取向和/或位置，通过参考描述所讨论部件的文字和相关的附图可以清楚地了解这些取向和/或位置。这样的术语可以包括上面具体提及的词语、它们的衍生词语以及类似意义的词语。
[0023]本文描述了使用自对准注入和封盖制造太阳能电池发射极区的方法，以及所得太阳能电池。在下面的描述中，给出了许多具体细节，诸如具体的工艺流程操作，以形成对本公开的实施例的透彻理解。对本领域的技术人员将显而易见的是可在没有这些具体细节的情况下实施本公开的实施例。在其他情况中，没有详细地描述熟知的制造技术，如平版印刷和图案化技术，以避免不必要地使本公开的实施例难以理解。此外，应当理解在图中示出的多种实施例是示例性的展示并且未必按比例绘制。
[0024]本文公开了制造太阳能电池的方法。在一个实施例中，制造太阳能电池的发射极区的方法涉及在基板上方形成硅层。方法还涉及穿过模板掩模将掺杂物杂质原子注入硅层中，以形成硅层的具有相邻未注入区的的注入区。方法还涉及穿过模板掩模在硅层的注入区上并与该注入区实质对准形成封盖层。方法还涉及移除硅层的未注入区，其中在移除期间封盖层对硅层的注入区加以保护。方法还涉及对硅层的注入区进行退火，以形成掺杂多晶硅发射极区。
[0025]在另一个实施例中，制造太阳能电池的交替N型发射极区和P型发射极区的方法涉及在设置于单晶硅基板上的薄氧化物层上形成多晶硅层。方法还涉及穿过第一模板掩模将第一导电类型的掺杂物杂质原子注入多晶硅层中，以形成邻近未注入区的多晶硅层的第一注入区。方法还涉及穿过第一模板掩模在多晶硅层的第一注入区上并与该注入区实质对准形成第一封盖层。方法还涉及穿过第二模板掩模将第二相反导电类型的掺杂物杂质原子注入多晶硅层的未注入区的部分中，以形成多晶硅层的第二注入区并产生剩余未注入区。方法还涉及穿过第二模板掩模在多晶硅层的第二注入区上并与该第二注入区实质对准形成第二封盖层。方法还涉及移除多晶硅层的剩余未注入区，其中在移除期间所述第一封盖层和所述第二封盖层分别保护多晶硅层的第一注入区和第二注入区。方法还涉及对多晶硅层的第一注入区和第二注入区进行退火，以形成掺杂多晶硅发射极区。
[0026]本文还公开了用于制造太阳能电池的装置。在一个实施例中，用于制造太阳能电池的发射极区的内嵌式工艺装置包括用于将模板掩模与基板对准的第一工位。包括了第二工位，以用于穿过模板掩模在基板上方注入掺杂物杂质原子。包括了第三工位，以用于穿过模板掩模在基板上方形成封盖层。模板掩模和基板可一起移动穿过第二工位和第三工位。
[0027]本文所述的一个或多个实施例提供了用于制造高效率、全背接触太阳能电池器件的简化工艺流程，该流程涉及使用离子注入技术用于既生成N+(例如，通常为磷掺杂或砷掺杂)多晶硅发射极层也生成P+(例如，通常为硼掺杂)多晶硅发射极层。在一个实施例中，制造方法涉及使用紧靠正被加工的太阳能电池基板放置或与该基板直接物理接触放置的图案化模板掩模，