专利名称：细长太阳能电池和边缘接触的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种细长太阳能电池的改进形式以及一种用于制造细长太阳能电池的改进的方法。
背景技术：
本说明书通篇的任何背景技术的讨论绝不应被视为认可这些背景技术是现有技术，也不应被视为认可这些背景技术是广泛已知的或者形成本领域的公知常识的一部分。本说明书中提到的任何现有公开(或从其得到的信息)或者提到的任何已知的主题并非，也不应被视为承认或认可或者以任何形式建议现有公开(或从其得到的信息)或者已知主题形成本说明书所涉及的从事领域中的公知常识的一部分。在本说明书中，术语“细长太阳能电池”指的是如图1中示意性示出的太阳能电池100，其通常具有平行管状形式，具有相互相对的边缘101和101a、相互相对的面103和 103a以及相互相对的端部105和10fe。电池100通常具有高的长宽比，即其长度1明显大于其宽度w及其厚度t (典型地大数十至数百倍)。此外，细长太阳能电池100的宽度w明显大于其厚度t (典型地大四倍至一百倍)。细长太阳能电池的长度1和宽度w限定了光伏电力生成的最大的可获得的活性或可用表面积(太阳能电池的活性“面” 103和103a)，而细长太阳能电池100的长度1和厚度t限定了用于实现与电池的电接触的光学不活性纵向表面或“边缘” 101和101a。典型的细长太阳能电池长为1 10至120mm，宽为w 0. 3至 3mm,并且厚为t 10至200微米，尽管本发明也适用于所有细长太阳能电池并且不应被解释为限于具有任何特定尺寸的细长太阳能电池。细长太阳能电池可以通过诸如国际专利申请公布第W002/45143(Sliver(薄片) 专利申请)中描述的工艺生产。该文献描述了如下工艺，这些工艺用于从单个标准硅晶片同时生产大量薄的(通常< 150 μ m)的细长硅基板，由此得到的薄的细长基板的数目和尺寸使得总可用表面积大于原始硅晶片的可用表面积。这些伸长的基板还被称为Sliver基板。词“Sliver”是Origin Energy Solar Pty Ltd公司的注册商标(澳大利亚登记号 933476)。Sliver专利申请还描述了用于从每个Sliver基板形成各个太阳能电池的工艺， 得到的细长太阳能电池被称为“Sliver太阳能电池”。然而，词“sliver”通常指的是可以或可以不并入一个或多个太阳能电池的长条状基板。通常，细长太阳能电池可以是使用基本上任何太阳能电池制造工艺在细长基板上形成的单晶太阳能电池或多晶太阳能电池。如图2中所示，细长基板优选地通过如下方式在批量工艺中形成加工完全穿过厚度为w的硅晶片204的一系列具有选定宽度OO的平行细长矩形槽或开口 202(例如通过各向异性湿法化学刻蚀)，从而留在新形成的开口 202 之间的具有厚度t的未被刻蚀的硅206带限定了相应的一系列平行的细长平行管状的硅基板或薄片206。槽202的长度1通常小于晶片204的直径但是与之相似，从而细长基板或薄片206保持通过晶片的剩余外围部分208连结在一起，该外围部分被称为晶片框架208。 每个细长基板206被视为具有两个厚度为t的纵向边缘210和210a，它们与两个晶片表面、与具有宽度w(即与晶片厚度相同)的晶片表面垂直的两个(新形成的)面212和21 以及在最初时保持附接到晶片框架208的两个端部214和21 共面。在具体布置中，细长基板(槽的加工之后留下的硅带)的厚度和槽宽度被选择为用于划分晶片，使得晶片的厚度 (对应于细长基板的宽度w)大于带厚度和槽宽度的和(w>t+ws)，从而通过该制造工艺形成的所有细长基板的面212和21 的总表面积大于半导体晶片的顶面和底面的表面积。如图2中所示，太阳能电池可以部分地由细长基板206形成，同时它们保持由晶片框架208保持；得到的细长基板206随后可以彼此分离并且与晶片框架208分离，并且如果必要执行进一步的处理，以提供各个细长太阳能电池的集合。大量的这种薄片太阳能电池可以电互连并且组装在一起以形成太阳能电源模块、聚光接收器或者其他光伏设备。当以这种方式形成细长基板时，细长槽的横向宽度(Ws)和细长硅基板(长条)的厚度(t)处于晶片表面的平面中，并且每对长条/槽有效地需要晶片表面的IXwsXt的表面积，其中1是细长基板的长度。例如，如果槽的宽度和基板厚度均为约0. 05mm，则每对长条/槽有效地需要晶片表面的1X0. Imm的表面积。然而，由于硅晶片的厚度w(典型地在约0.3至3mm之间)，长条的两个新形成的面(垂直于晶片表面)中的每一个的表面积是 IXw(其中w约为0.3至3mm)，因此提供了晶片的可用表面积相对于原始晶片表面的5至30 倍的增加(忽略晶片框架的任何可用表面积)。槽的厚度^可以在约0. 005和0. Imm之间变化，例如约 0. 005,0. 006,0. 007,0. 008,0. 009,0. 01,0. 015,0. 02,0. 025,0. 03,0. 035,0. 04、 0. 045,0. 05,0. 055,0. 06,0. 065,0. 07,0. 075,0. 08,0. 085,0. 09,0. 095 或约 0. 1mm。再者， 晶片表面的平面中的细长基板(带)的厚度t也可以在约0. 001和约0. 2mm之间变化，例如约 0.001,0.002,0.003,0.004,0. 005,0. 006,0. 007,0. 008,0. 009,0. 01,0. 02,0. 03,0. 04、
0.05,0. 06,0. 07,0. 08,0. 09,0. 1,0. 15或约0. 2mm。再者，晶片的厚度也可以根据需要和制造公差在约 0. 1 至 0. 5mm 之间变化，例如约 0. 1,0. 2,0. 3,0. 4,0. 5,0. 6,0. 7,0. 8,0. 9,1. 0、
1.5,2. 0,2. 5,3. 0,3. 5,4. 0,4. 5或约5mm。因此，晶片的可用表面积的增加可以进一步提高。细长基板的长度可以与晶片直径相似，或者可以根据槽形成的取向而较小(例如，可以在晶片中以不同的取向和/或长度形成多组槽以形成相应的多组基板)。基板长度可以典型地在约20mm至约IOOmm的范围内，尽管也可以形成更长的电池，例如高达约150或200mm 或更大，条件是使用较大直径的晶片。细长或长条太阳能电池的制造牵涉若干个步骤，包括形成一个或多个pn结用于收集在器件中生成的光电流；使具有介电层或绝缘层的硅带的大部分或所有表面钝化；以及形成与器件的P型和η型区域的电接触。额外的可选但是优选的步骤包括将抗反射涂层施加到一个或两个面以便减少从硅带的光反射，以及使每个带的一个或多个面纹理化(粗糙化)以减少光发射并且还将光限定在硅带内。出于减少电子和空穴的表面复合，减少反射损失(通过用作抗反射涂层)以及防止金属在期望以外的位置接触硅的目的，通常由绝缘材料制造的绝缘涂层被置于高效太阳能电池的大部分表面上。实际上，单个工艺步骤可以实施不止一个以上步骤。例如，通过等离子体增强化学气相淀积(PECVD)施加氮化硅层可以用于使硅表面钝化并且还用于提供抗反射涂层。通常期望能够制造具有高转换效率的太阳能电池。因此，优选的是，太阳能电池可以由具有高的少数载流子扩散长度的材料制成，具有良好钝化表面，并且具有良好光学性质。针对太阳能电池的金属接触通常占据小的面积，其与获得充分低的接触电阻一致。其原因在于，这些接触区域具有高的少数载流子复合率。对于给定的金属-半导体接触区域，可以通过在金属接触下面使用适当的η型或P型掺杂剂对表面进行重掺杂来使复合量最小。然而，重掺杂区域自身是复合率升高的区域，并且因此应使它们的面积最小。在典型的长条电池的情况下，边缘构成电池的总表面积的约5%。因此整个边缘的金属化和重掺杂满足这些区域占据电池的表面积的一小部分的标准。如果电池制造工艺序列是短的，提供高效电池的高产量，并且使用最少的可消耗的和昂贵的工艺设备，则通常将减少制造太阳能电池的成本。对于给定的晶片生产量，较复杂的工艺将必然导致较大的制造工厂、较多的工艺设备以及用于维护、消耗和废料处理的较高的成本。长的制造工艺将典型地具有比相似的但是更短的工艺更低的产量。如半导体加工的其他应用中的那样，实际上常常发现从半导体晶片制造太阳能电池所牵涉的加工步骤是不理想的，并且因此这些加工步骤可能导致不完美的和/或非预期的结构或制品，在这里通常被称为“加工缺陷”，其使得到的太阳能电池的性能劣化。例如， 一些加工缺陷可能使得在细长太阳能电池的η型掺杂区域和P型掺杂区域之间，和/或在针对这些掺杂区域的金属接触之间形成电分流路径(短路)。一些加工缺陷可能引起电池中的光生载流子的过度复合，因此降低了电池的效率。一些加工缺陷可能允许η型和/或ρ 型掺杂剂呈现在非预期的区域中。它们还可能允许金属在非预期区域中接触半导体，这可能形成分流路径(短路)。所期望的是提供一种细长太阳能电池和一种用于生产细长太阳能电池的方法，其减轻了现有技术的一个或多个困难，或者至少提供有用的替选方案。
发明内容
在这里描述的任何方面或布置中，装置、系统或方法也可以单独地或者以任何适当的组合包括任何如下实施形式中的一个或多个。根据第一方面，提供了一种细长太阳能电池。该细长太阳能电池可以包括半导体本体，其包括两个相互相对的面。相互相对的面中的至少一个可以是用于接收入射光的活性面。该半导体本体可以进一步包括两个相互相对的边缘，其基本上与相互相对的面正交。 这些边缘可以包括其上的电接触，用于传导太阳能电池从入射光生成的电流。与至少一个边缘的电接触可以包括导电材料，其仅接触半导体本体的至少一个边缘的一部分以改进太阳能电池的性能。在第一方面的布置中，提供了一种细长太阳能电池，包括半导体本体，该半导体本体包括两个相互相对的面，至少一个面是用于接收入射光的活性面，以及两个相互相对的边缘，这些边缘基本上与这些面正交，这些边缘包括其上的电接触，用于传导太阳能电池从光生成的电流；其中与至少一个边缘的电接触包括导电材料，其仅接触半导体本体的至少一个边缘的分数部分以改进太阳能电池的性能。导电材料接触的边缘的分数部分可以包括少于边缘的表面积的100%并且可以少于或者基本上少于边缘的表面积的99%。在具体布置中，导电材料可以接触包括少于边缘的表面积的100%的边缘的表面积，并且可以在约和约99%之间，或者可替选地在约禾口 95%之间、禾口 90%之间、禾口 80%之间、禾口 70%之间、禾口 60%之间、禾口 50%之间、禾口 40%之间、禾口 30%之间、禾口 20%之间、禾口 10%之间、禾口 5%之间，或者在10%和90%之间、10%禾口 75%之间、10%禾口 50%之间、10%禾口 25%之间、25%禾口 90%之间、25%禾口 75%之间、25%禾口 50%之间、50%禾口 98%之间、50%禾口 90%之间，或者在约50%和约75%之间。例如，导电材料可以接触边缘的表面积的约1%、5%、10%、15%、 20%,25%,30%,35%,40%,45%,50%,55%,60%,65%,70%,75%,80%,85%,90%, 95%、96%、97%、98%或约 90%。通过将导电材料布置为仅接触半导体本体的边缘的相对小的部分，相对减少了加工缺陷或者使太阳能电池的性能劣化的其他因素的影响。因此相对于其他同样的但是其中导电材料接触电池的至少一个边缘的基本上全部的太阳能电池，根据本发明的太阳能电池具有改进的性能。接触半导体本体的边缘的导电材料可以具有细长形式并且可以沿半导体本体的至少一个边缘的纵向轴基本上居中设置。导电材料可以在边缘的相互隔开的接触区域处接触半导体本体。边缘的未被导电材料接触的区域可以被介电材料接触。接触区域可以具有细长形式。接触区域可以具有细长形式，相互平行，并且可以相对至少一个边缘的纵向轴倾斜。接触区域可以具有非细长的形式并且分布在至少一个边缘上。在具体布置中，导电材料可以接触半导体本体的边缘的表面积的少于约100%，并且可以接触约0. 01%和约100%之间或者约0. 01%和99%之间，并且可以接触约0. 01%、 0. 05%、1%、5%、10%、25%、50%、75%、90%、95%或者约99% (其中边缘表面积是细长本体的长度1乘以其厚度t)。在另一布置中，导电材料可以接触半导体本体的边缘的表面积的大致等于或小于约一半( <50%)。可替选地，导电材料可以接触半导体本体的边缘的表面积的明显小于一半(<< 50% )。导电材料可以接触半导体本体的边缘的表面积的小于或者明显小于约10% ( < 10%或者<< 10% )。导电材料可以接触半导体本体的边缘的表面积的小于或者明显小于约( < 或者<< 1%)。导电材料可以接触半导体本体的边缘的表面积的约0. 01%和约10%之间，或者可替选地约0. 01%和约5%之间，或者0. 01%至 10%之间、0.01%至25%之间、0.01%至50%之间、至5%之间、至10%之间、至 25%之间、至50%之间、5%至10%之间、5%至25%之间、5%至50%之间、10%至25% 之间、10%至50%之间或者约25%至约50%之间，例如约0. 01%,0. 02%,0. 03%,0. 04%, 0. 05%,0. 06%,0. 07%,0. 08%,0. 09%,1%>2%,3%,4%,5%,6%,7%,8%,9%,10%, 15%、20%、25%、30%、35%、40%、45% 或约 50%。在另一布置中，导电材料可以接触半导体本体的边缘的表面积的大致等于或大于约一半( >50%)。可替选地，导电材料可以接触半导体本体的边缘的表面积的明显大于一半(>> 50% )。导电材料可以接触半导体本体的边缘的表面积的大于或者明显大于约75% ( >75%或者>>75%)。导电材料可以接触半导体本体的边缘的表面积的小于或者明显大于约90% ( >90%或者>>90%)。导电材料可以接触半导体本体的边缘的表面积的约50%和约99%之间，或者可替选地约50%和约95%之间，或者50%至90% 之间、50%至75%之间、75%至99%之间、75%至90%之间、75%至80%之间、80%至99% 之间、80%至95%之间、80%至90%之间、90%至99%之间、90%至95%之间或者约95%至约 99%之间，例如约 50%,55%,60%,65%,7%,75%,80%,85%,90%,91%,92%,93%, 4%、95%、96%、97%、98% 或约 99%。在第二方面，提供了一种生产细长太阳能电池的工艺。该细长太阳能电池可以包括半导体本体，其包括两个相互相对的面。这些面中的至少一个可以是用于接收入射光的活性面。该细长太阳能电池可以进一步包括两个相互相对的边缘，其基本上与这些面正交。 这些边缘可以包括其上的电接触，用于传导太阳能电池从光生成的电流。用于生产细长太阳能电池的工艺可以包括形成与至少一个边缘的电接触。该电接触可以包括导电材料。该导电材料可以仅接触半导体本体的至少一个边缘的分数部分以改进太阳能电池的性能。该分数部分可以是至少一个边缘的相对小的部分。在第二方面的布置中，提供了一种用于生产细长太阳能电池的工艺，该细长太阳能电池包括半导体本体，该半导体本体包括两个相互相对的面，这些面中的至少一个是用于接收入射光的活性面，以及两个相互相对的边缘，这些边缘基本上与这些面正交，这些边缘包括其上的电接触，用于传导太阳能电池从光生成的电流；该工艺包括形成与至少一个边缘的电接触，该电接触包括导电材料，该导电材料仅接触半导体本体的至少一个边缘的相对小的部分以改进太阳能电池的性能。该工艺可以进一步包括以细长形式形成导电材料。形成的细长的导电材料可以可以沿半导体本体的至少一个边缘的纵向轴基本上居中设置。在具体布置中，导电材料可以在边缘的相互隔开的接触区域处接触半导体本体。 边缘的未被导电材料接触的区域可以被介电材料接触。接触区域可以具有细长形式。接触区域可以具有细长形式，相互平行。接触区域可以相对至少一个边缘的纵向轴倾斜。可替选地，接触区域可以具有非细长的形式并且可以分布在至少一个边缘上。该工艺可以进一步包括在半导体本体的至少一个边缘上形成介电涂层或电绝缘涂层。该涂层可以包括其中的一个或多个开口以使半导体本体的至少一个边缘的分数部分暴露。该工艺可以进一步包括在一个或多个开口中形成导电材料以接触由这些开口暴露的至少一个边缘的各个接触区域。形成涂层可以包括在现有的介电涂层或电绝缘涂层中形成一个或多个开口。该涂层可以包括其中的多个开口以使至少一个边缘的各个区域暴露。这些开口可以使用如下手段创建，激光、机械划线工艺、刻蚀剂、或者刻蚀技术，诸如反应性离子刻蚀或等离子体刻蚀，或者本领域技术人员认识到的其他刻蚀技术。这些开口可以通过能够移除部分涂层的任何其他手段形成，包括例如，激光生成的紫外光的短脉冲，或者通过施加刻蚀剂以选择性地移除部分涂层而不会引起对底层半导体本体的明显损坏。导电材料可以通过真空蒸发、丝网印刷、电镀、无电镀覆、喷墨印刷、气溶胶印刷或另一淀积工艺来淀积。在一些布置中，淀积方法可以是定向工艺。在定向淀积工艺中，导电材料可以被定向为基本上垂直于其上将淀积导电材料的表面(典型地是电池的边缘)的平面。在其他布置中，导电材料可以被定向为与其上将淀积导电材料的表面(典型地是电池的边缘)成倾斜角度。在倾斜定向工艺中，导电材料可以被淀积在电池的边缘上，并且还被淀积在与该边缘连续或相邻的表面的一部分上，诸如例如淀积在电池的至少一个面处。该工艺可以进一步包括在开口中形成异质结电接触。半导体本体可以包括第一极性类型(P型或η型)的背景掺杂，并且半导体本体的仅一个边缘可以包括与第一极性类型相反的第二极性类型(分别是η型或P型)的表面掺杂层，其中仅在具有第二极性类型的表面掺杂层的边缘上形成开口。可替选地，半导体本体可以包括第一极性类型(P型或η型)的背景掺杂，并且半导体本体的仅一个边缘可以包括第一极性类型(ρ型或η型)的表面掺杂层，其中仅在具有第一极性类型的表面掺杂层的边缘上形成开口。这些开口可以被形成为多个基本上非细长开口。可替选地，这些开口可以被形成为多个具有相对至少一个边缘的纵向轴倾斜的纵向轴的细长开口。导电材料可以是金属，其被选择为形成1)与由一个或多个开口暴露的半导体本体的至少一个边缘的一个或多个区域的良好电接触，一个或多个暴露区域包括第一极性类型(P型或η型)的表面掺杂层和第一掺杂剂浓度；但是幻与涂层中的任何非预期的开口暴露的任何区域的差的电接触，并且其包括明显不同于第一掺杂浓度的第二掺杂浓度和/ 或包括与第一极性类型相反的第二极性类型(分别是η型或ρ型)的表面掺杂层。这里公开的本发明的任何一个方面的导电材料可以是选自钴(Co)、镍(Ni)、钯(Pd)、钼(Pt)、钛 (Ti)、银(Ag)、铝(Al)的金属或者如本领域技术人员将认识到的其他适当的替选物。可替选地，金属可以是包括但不限于选自Co、Ni、Pd、Pt、Ti、Ag、Al或其他适当的金属的一种或多种金属的化合物或组合。这些开口可以通过如下形式形成，将导电材料淀积在涂层上，并且驱动在相互隔开的位置处穿过涂层以形成开口。通过利用如下工艺进行局部加热仅在涂层的相互隔开的区域处驱动导电材料穿过涂层，该工艺包括选择性地加热导电材料的相应的相互隔开的区域。可以使用定向激光束实现局部加热。可替选地，导电材料可以仅淀积在涂层上的相互隔开的区域处。这允许使用诸如例如火炉加热的均勻加热工艺驱动导电材料局部地穿过涂层。该工艺可以进一步包括仅选择性地掺杂由这些开口暴露的半导体本体的至少一个表面的这些区域，并且形成导电材料以接触得到的掺杂区域。掺杂区域可以仅沿半导体本体的至少一个面与半导体本体的至少一个相应的边缘的相交的分数部分与该至少一个面相交或邻接以减少掺杂区域形成与至少一个相应的边缘的掺杂区域的电短路的可能性。 该分数部分可以是该至少一个面与半导体本体的至少一个相应的边缘的相交的相对小的部分。有利地，导电材料可以包括掺杂剂核素，并且接触区域可以通过如下方式进行掺杂选择性地加热在介电涂层上形成的导电材料的相应的区域以选择性地驱动导电材料的加热区域穿过介电涂层以接触半导体本体的边缘并且驱动掺杂剂核素进入半导体本体。可替选地，导电材料可以包括掺杂剂核素，并且接触区域可以通过如下方式进行掺杂选择性地在介电涂层上的相互隔开的位置淀积导电材料，并且随后加热导电材料以驱动其穿过介电涂层以接触半导体本体的边缘并且驱动掺杂剂核素进入半导体本体。可替选地，接触区域可以通过激光化学加工进行淀积，其结合包含期望的掺杂剂原子的喷液利用喷液引导激光束。喷液引导激光束在介电涂层中局部地形成开口并且同时掺杂半导体本体的暴露区域。可替选地，接触区域可以通过如下方式进行淀积使用没有液引导的激光局部加热包含掺杂剂核素的材料以驱动掺杂剂核素进入半导体本体。如果介电层置于掺杂材料和半导体本体之间，则发现激光打断介电层以允许掺杂剂核素掺杂半导体本体的相应的区域。每个细长太阳能电池的面可以掺杂有第一极性(P型或η型)的掺杂剂，并且细长太阳能电池的边缘在相互隔开的掺杂区域中不连续地掺杂有与第一极性相反的第二极性 (分别是η型或ρ型)的掺杂剂，其中面的掺杂区域和边缘的掺杂区域仅在边缘和相应的面的每个相交的长度相对小的部分上相交或邻接。根据第三方面，提供了一种用于生产细长太阳能电池的工艺。该细长太阳能电池可以包括半导体本体，其包括两个相互相对的面。这些面中的至少一个可以是用于接收入射光的活性面。该细长太阳能电池可以进一步包括两个相互相对的边缘，其基本上与这些面正交。这些边缘可以包括其上的电接触，用于传导太阳能电池从光生成的电流。该工艺可以包括在至少一个边缘中形成多个相互隔开的掺杂区域，从而该至少一个边缘被不连续地掺杂以改进太阳能电池的性能。在第三方面的布置中，提供了一种用于生产细长太阳能电池的工艺，该细长太阳能电池包括半导体本体，该半导体本体包括两个相互相对的面，这些面中的至少一个是用于接收入射光的活性面，以及两个相互相对的边缘，这些边缘基本上与这些面正交，这些边缘包括其上的电接触，用于传导太阳能电池从光生成的电流；该工艺包括在至少一个边缘中形成多个相互隔开的掺杂区域，从而该至少一个边缘被不连续地掺杂以改进太阳能电池的性能。至少一个活性面可以包括第一极性(P型或η型)的掺杂区域并且至少一个边缘被掺杂以形成与第一极性相反的第二极性(分别是η型或ρ型)的掺杂区域，其中该至少一个面的掺杂区域与该至少一个边缘的至少一个相反掺杂区域相交或邻接。至少一个边缘中的掺杂区域可以仅占据该至少一个边缘的分数部分。在具体布置中，至少一个边缘中的掺杂区域可以占据该至少一个边缘的约100%， 并且可以占据约0.01%和约100%之间或者约0.01%和99%之间，并且可以接触该至少一个边缘的约 0. 01%,0. 05%、1%、5%、10%、25%、50%、75%、90%、95%或约 99%。在另一布置中，至少一个边缘中的掺杂区域可以占据该至少一个边缘的相对小的部分并且可以占据大致等于或小于该至少一个边缘的约一半( < 50% )。可替选地，导电材料可以接触半导体本体的至少一个边缘的表面积的明显小于一半(<< 50% )。导电材料可以接触半导体本体的至少一个边缘的表面积的小于或者明显小于约10% ( < 10%或者<< 10%)。导电材料可以接触至少一个边缘的小于或者明显小于约( < 或者<< )。在另一布置中，至少一个边缘中的掺杂区域可以占据该至少一个边缘的相对大的部分并且可以占据大致等于或大于该至少一个边缘的约一半( > 50% )。可替选地，导电材料可以接触半导体本体的至少一个边缘的表面积的明显大于一半(>> 50% )。导电材料可以接触半导体本体的至少一个边缘的表面积的大于或者明显大于约75% ( > 75%或者>> 75% )。导电材料可以接触半导体本体的边缘的表面积的大于或者明显大于约90% ( > 90%或者>> 90% )。至少一个边缘中的掺杂区域可以与相应的至少一个面的掺杂区域形成各自的ρη结。该工艺可以进一步包括加热该细长太阳能电池以降低面的掺杂区域和至少一个边缘的掺杂区域中的至少一个的表面浓度。该加热可以减小pn结的反向击穿电压。根据第四方面，还提供了一种通过任何一种上述方面产生的细长太阳能电池。根据第五方面，提供了一种细长太阳能电池。该细长太阳能电池可以包括半导体本体，其包括两个相互相对的面。这些面中的至少一个可以是用于接收入射光的活性面。该细长太阳能电池可以进一步包括两个相互相对的边缘，其基本上与这些面正交。这些边缘可以包括其上的电接触，用于传导太阳能电池从光生成的电流。该细长太阳能电池的至少一个边缘可以包括多个相互隔开的掺杂区域，从而该至少一个边缘被不连续地掺杂以改进太阳能电池的性能。在第五方面的布置中，提供了一种细长太阳能电池，该细长太阳能电池包括半导体本体，该半导体本体包括两个相互相对的面，这些面中的至少一个是用于接收入射光的活性面，以及两个相互相对的边缘，这些边缘基本上与这些面正交，这些边缘包括其上的电接触，用于传导太阳能电池从光生成的电流；其中该细长太阳能电池的至少一个边缘包括多个相互隔开的掺杂区域，从而该至少一个边缘被不连续地掺杂以改进太阳能电池的性能。至少一个活性面可以包括第一极性(P型或η型)的掺杂区域并且至少一个边缘被掺杂以形成与第一极性相反的第二极性(分别是η型或ρ型)的掺杂区域，其中该至少一个面的掺杂区域与该至少一个边缘的至少一个掺杂区域相交或邻接。至少一个边缘中的掺杂区域可以占据该至少一个边缘的分数部分。该分数部分可以包括小于该至少一个边缘的表面积的100%。该分数部分可以包括该至少一个边缘的表面积的约0. 01%和约99%之间。该分数部分可以包括该至少一个边缘的表面积的约0.01%和约50%之间。该分数部分可以包括该至少一个边缘的表面积的约50%和约99%之间。至少一个边缘中的掺杂区域可以与相应的至少一个面的掺杂区域形成各自的Pn结。本发明的目的在于基本上克服或者至少改善现有技术的一个或多个缺点，或者至少提供针对现有的用于细长太阳能电池的电接触的有用的替选方案。
现将参照附图，仅借助示例描述细长太阳能电池的布置，在附图中图1是示出截面线A-A'的单独的细长太阳能电池的示意性透视图；图2是保持在半导体晶片框架内的一组现有技术的细长半导体本体的示意性透视图，其中半导体晶片框架的四分之一已被移除以便观察细长基板的一半；图3是生产期间(在电池的边缘上形成电接触之前)的细长太阳能电池(穿过图 1中示出的截面线A-A')的示意性横截面视图，图示了涂覆有电介质(典型地SiO2，其中半导体是Si)的不同掺杂的表面层；图4A至4C是理想化的细长太阳能电池在其不同的生产阶段中的左上角的示意性横截面视图；图5A至5C是对应于图4A至4C，但是关于典型的实际(即，非理想化)的细长太阳能电池的示意性横截面视图；图6A是用于使接触分流概率最小的具有全边缘宽度金属接触的三个(理想化的) 示例电池结构选择的示意图6B是用于使接触分流概率最小的具有分数边缘宽度金属接触的两个(理想化的)示例电池结构选择的示意图；图7是细长基板上的有角金属淀积的示意图；图8是表面绝缘介电层中的间断开口的视图，在该情况下其与每个长条的长轴正 、-
父；图9是热处理之前(LHS)和之后(RHS)的电池的面和边缘的视图，示出了 η型面掺杂延伸到边缘的表面上，使得在金属化之后在η型和ρ型区域之间出现短路，以及实施热处理以避免短路；图10是示出细长半导体本体的边缘的透视图和俯视图的示意图，该半导体本体沿细长区域选择性地掺杂，该细长区域沿边缘的纵轴居中设置并且同与边缘相交的半导体本体的两个面隔开；图11是示出在金属接触的有角度的蒸发之后，介电涂层中的具有针孔形式的缺陷的示意图，该缺陷引起相反掺杂的边缘和面之间的电短路。如果金属沿边缘的长度是不连续的，则在一个金属化区域内包括针孔的概率相应地减小图12Α至12C是细长太阳能电池在其不同的生产阶段中的用于形成分数边缘接触的边缘的示意性横截面视图；图13Α至13Ε是示出可替选的分数边缘接触饿细长太阳能电池的边缘的示意性横截面视图；图14Α至14F是用于形成具有分数边缘接触的细长太阳能电池的方法的示意性横截面视图。限定提供如下限定作为一般限定并且这些限定决非使本发明的范围仅限于这些术语， 而是被提供用于更好地理解下面的描述。除非另外限定，否则这里使用的所有技术和科学术语的含义与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。出于本发明的目的，下文限定了以下术语。冠词“一个”在这里用于指示该冠词的一个或不止一个(即至少一个)语法对象。 作为示例，“一个元件”指的是一个元件或者不止一个元件。术语“约”在这里用于指示相对于参考量按30%变化，优选地按20%变化，并且更优选地按10%变化的量。在本说明书通篇中，除非上下文另外需要，否则词“包括”将被理解为安置内含所陈述的步骤或元件或者步骤或元件的组，但是并未排除任何其他的步骤或元件或者步骤或元件的组。尽管在本发明的实践或测试中可以使用与这里描述的相似或等同的任何方法和材料，但是描述了优选的方法和材料。将认识到，这里描述的方法、装置和系统可以以多种方式并且出于多种目的而实现。这里的描述仅作为示例。
具体实施例方式如上文所述，当通过刻蚀平行槽穿过半导体晶片从晶片形成细长或长条太阳能电池时，各向异性刻蚀工艺可能引起不合需要的结构，其增加了金属同时接触η型和P型区域的概率，因此引起使太阳能电池短路的电分流，从而使其效率劣化甚或导致其不能操作。例如，图3是典型的细长太阳能电池300在其生产期间(在电池的边缘101和IOla 上形成电接触之前)的示意性横截面视图(横截面穿过图1中示出的截面线A-A')，其中电池的两个面103和103a以及两个边缘101和IOla涂覆有电绝缘体或电介质的层301。 参照图6B、8、9、10、12C、13A至13E以及14E和14F示出了电池300的适当的分数边缘电接触。在其中太阳能电池由半导体硅形成的一般情况下，电介质301常常是Si02。在介电涂层下面，电池300的两个相对的面103和103a轻掺杂有掺杂剂核素303，其极性类型与由其形成电池的硅晶片的背景掺杂的极性类型相反。典型地，起始晶片轻掺杂有P型掺杂剂(例如硼)，并且面303轻掺杂有η型掺杂剂(例如磷)。电池的两个相对的边缘305中的一个(图3中的下边缘)也掺杂有与用于掺杂电池的两个面的掺杂剂核素相同的掺杂剂核素(例如磷)，但是被掺杂到高得多的浓度以促进与电池的良好的欧姆电接触。电池的另一边缘307适度地重掺杂有极性类型相反的ρ型掺杂剂核素(例如硼)以提供高掺杂ρ型表面层以促进与该边缘的良好的欧姆接触。可替选地，起始晶片可以轻掺杂有η型掺杂剂 (例如磷)，并且面303轻掺杂有ρ型掺杂剂(例如硼)。电池的两个相对的边缘305中的一个(图3中的下边缘)也掺杂有与用于掺杂电池的两个面的掺杂剂核素相同的掺杂剂核素(例如硼)，但是被掺杂到高得多的浓度以促进与电池的良好的欧姆电接触。电池的另一边缘307适度地重掺杂有极性类型相反的η型掺杂剂核素(例如磷)以提供高掺杂ρ型表面层以促进与该边缘307的良好的欧姆接触。还可以使用替选的η型掺杂剂替换磷，例如砷；并且还可以使用替选的P型掺杂剂替换硼，例如镓。以该结构开始，后继工艺步骤从边缘移除介电涂层301并且将导电材料(通常是金属)淀积在暴露的高掺杂边缘表面上以便于实现与电池的良好的、低电阻的电接触。图 4Α至4C是图示这些步骤的理想的细长太阳能电池在其不同的生产阶段中的示意性横截面视图，即图4Α-紧随介电涂层形成之后；图4Β-紧随移除介电涂层的顶面部分之后；以及图4C-在太阳能电池的暴露表面上形成导电材料(典型地金属淀积)。图4Α至4C仅示出了图3的电池的左上角，如图3中的虚线圆310所指示的。在典型的工艺中，开始于图3的结构，边缘101和面103涂覆有电介质301。出于教导目的在图4Α中示出了电池横截面的角细节310。从图4Α的顶部401应用消减工艺(其可以是定向工艺，例如反应性离子刻蚀或等离子体刻蚀)以仅从顶面表面(即边缘)移除电介质301，同时留下面403上的涂层301，导致了图4Β中所示的结构。接下来，如图4C中所示，使用淀积工艺(其可以是方向性的工艺，例如，真空蒸发)将接触金属407淀积到暴露的高掺杂P型边缘上，因此形成与该边缘的良好的欧姆接触。然而，图4Α至4C示出了理想化的结构，其中边缘401和面403优选地彼此正交和邻接。实际上，并且具体地如长条专利申请中描述的，在由其形成电池的细长基板通过各向异性刻蚀形成的情况下，如图5Α中所示，给定晶片中的许多细长太阳能电池的边缘501和面503不满足沿边缘和面的整个相交而成直角，而是相反地，一些区域通过中间表面505连结，中间表面505是用于形成电池的细长半导体本体的(不完美地选择性的)刻蚀工艺的制品。已经发现，在典型的实际制造工艺期间，如果重复相同的步骤以从边缘501移除介电层，则中间边缘50 使面503上的η型掺杂暴露。如从图5C易见的，将金属接触507淀积到边缘上，初始中间表面505使ρ型边缘501和η型面503变得因上覆的金属接触层507 而短路(对比其中未发生短路的图4C的理想化结构)。此外，在这些加工缺陷处可能出现多种不同的几何形状，并且图5Α至5C中所示的具体加工缺陷仅是这些加工缺陷的一个示例。由于中间表面505的取向位于(竖直)面503和(水平)边缘501的正交取向之间的中间，预期仅作用于水平表面(例如如图4Α至4C中示出的边缘501)的诸如反应性离子刻蚀、金属的真空蒸发或者激光加工的高定向添加和消减工艺也将作用于中间表面505。其结果在于，当从面向上的ρ型边缘表面501移除电介质时，如图5Β中所示，还从 η型中间表面505移除电介质，使下面的η型材料(表面505a)暴露。相似地，如图5C中所示，当淀积接触金属507时，其不仅被淀积到边缘的暴露ρ型表面上，而且还被淀积到暴露的η型中间表面50 上。将明显的是，这导致了 ρ型边缘和η型面因上覆的金属层507而变得短路(对比其中未发生短路的图4C的理想化的结构)。此外，电介质材料中的针孔(小孔)可能在电池加工的任何阶段中形成，并且可能引起多种问题，包括掺杂非预期的区域或者穿过针孔形成电短路。在图11(理想化的)中示意性地示出了该情形，其中当添加金属接触层1005(b)时，介电层1103(a)中的针孔1101 引起P型边缘和η型面之间的短路。如这里使用的不连续的、相互隔开的掺杂区域、金属化、 开口和介电区域的使用减小了在掺杂的或者电接触的区域中包括针孔的概率。因此，必须以使金属接触与掺杂的半导体接触/结层分离为目的来考虑电池结构和金属接触的设计。图6Α中示出了用于抵消在工艺期间引入的上述短路问题的电池结构选项(理想化的)的选择。电池结构610、620和630示出了选项，由此与掺杂的发射极区域(分别是611、621和631)的金属接触(分别是615、625和635)充分地与掺杂的基极区域(分别是613、623和633)分离，使得不太可能发生短路。在每个电池结构选项610、620 和630中，金属接触(分别是615、625和63 覆盖细长电池的整个边缘。使用这些电池结构仍可能存在如上文所述的在典型的工艺期间发生的分流和/或因其他可能引起分流的实践中常见的不完美导致的分流的考虑。例如，电池结构630中的金属635可以进一步沿电池表面延伸，其中上文描述的可能的针孔将引起分流的形成。通常通过减少金属的面积覆盖(即使用分数接触)，有机会减小这些不完美引起分流的概率。如这里描述的细长太阳能电池以及用于获得它们的制造加工方法的方面和布置减轻了会不利地影响细长太阳能电池的性能的这些和其他形式的不合需要的加工制品或加工缺陷。这是通过如下方式实现的形成与每个电池的至少一个边缘的电接触，从而其仅接触细长基板/太阳能电池的边缘的分数部分，在一些情况中仅接触相对小的部分，因此减小这些缺陷的影响并且由此改进细长太阳能电池的性能。相对地，对于上述电池结构，电池结构选项640(具有活性表面644和644a)和 650 (具有活性表面6M和654a)示出了仅接触电池的边缘(分别是642和65 上的基极区域(分别是641和651)的分数部分(分别是647和657)的金属基极接触。金属接触所接触的基极区域的分数部分可以在电池的边缘的表面积的0. 01%至该表面积的刚好小于100% (例如约98至90% )之间变化。在这种相似布置中，金属所接触的边缘的分数部分可以介于边缘的总表面积的约和约99%之间。例如，金属接触可以与边缘的表面积的约 1%、5%、10%、20%、25%、35%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%或约 99%接触。电池结构650也具有附加的优点，因此基极和发射极扩散区域(分别是651和653)邻接，这为电池提供的反向击穿保护。这里在通过对具有0. 3至2mm厚度的ρ型硅晶片进行各向异性化学刻蚀而形成的细长太阳能电池的背景下描述了细长太阳能电池的方面和布置，尽管也可以使用厚度范围为约0. 1至约5mm的晶片。然而，应当理解，本发明也可以应用于通过其他手段制造的、由其他半导体制造的、和/或使用其他掺杂剂核素和/或使用与这里描述的掺杂配置不同的掺杂配置进行掺杂的细长太阳能电池，这里描述的掺杂配置被选择是因为它们代表现今使用的最典型的布置。例如，这里公开的结构和示例中的η型和P型晶片以及掺杂扩散区域可以通过将“P型”替换为“η型”(反之亦然)而简单地互换以获得具有不同极性的发射极区域的太阳能电池。在如图8中所示的具体布置中，与边缘101的分数金属接触可以通过如下方式实现在长条的介电涂层803中形成一个或多个开口 801(还被称为“窗口”)(而非移除边缘上的整个涂层)并且随后将接触金属(未示出)淀积到得到的结构上，从而金属仅接触边缘101和这些暴露区域801中的中间表面。此外，可以使用诸如光刻的对准技术将与电池边缘101的电接触完全约束到每个边缘的中心，从而接触完全不会与面相交，接触周围的边缘的互补区域保持涂覆有电介质。 在这种相似布置中，由金属涂覆的边缘的分数部分可以小于边缘的表面积的100%，例如在边缘的总表面积的约0. 01%和约99%之间。例如，金属接触可以与边缘的表面积的约 0. 01%,0. 05%,1%>5%,10%,20%,25%,35%,50%,60%,70%,80%,90%,95%,98% 或约99%接触，其中边缘表面积是细长电池的长度1乘以其厚度t。此外，如图6B的电池结构640中所示，边缘642上的基极掺杂区域641可以被完全约束到边缘642的中心，从而边缘掺杂完全不会与电池面643上的掺杂的发射极区域643 相交。在另一布置中，在图12A至12C中示出了用于制造图6B的电池结构650的工艺。 与图5A至5C相似，典型的实际结构具有边缘1201和面1203(还有面1204)之间的不完美的角。如前文所述，电池在两个边缘和两个面上涂覆有介电涂层301(图12A)。在图12B 中，使用方向消减工艺从边缘1201移除一部分介电涂层以创建空白1210，其使边缘1201上的掺杂的基极区域1205的表面积的分数部分暴露。接下来，使用定向掺杂工艺将金属接触材料淀积到电池的边缘1201上，由此金属填充空白1210并且因此仅在边缘1201的表面积的分数部分中接触基极区域1205。如图13A至13C中所示，基极区域1305的分数部分可以用于根据需要创建金属接触区域，例如刚好小于电池的顶表面的表面积的100% (图13A)， 顶表面的表面积的约50% (图1 )，或者顶表面的表面积的仅相对小的部分(图13C)，或者可替选地介于它们之间的任何分数部分。可替选地，可以如图13D和13E中所示形成多个接触区域，图13D和13E分别示出了两个和三个其中金属与电池的基极区域1305接触的区域。在所有情况下，金属所接触的边缘的分数部分可以小于边缘的表面积的100%，例如在边缘的总表面积的约0. 01%和约99%之间。例如，金属接触可以与边缘的表面积的约 0. 01%,0. 05%,1%>5%,10%,20%,25%,35%,50%,60%,70%,80%,90%,95%,98% 或约99%接触。然而，这些布置也具有一些缺点。具体地，需要对准步骤来确保关于电接触的绝缘电介质中的开口位于每个电池的边缘之间的中间或者与这些边缘平行。如果该步骤在电池之间的槽刻蚀之后执行，则用于对准和形成这些开口的选项减少，因为诸如光刻的传统技术不再容易地使用。此外，一些类型的加工缺陷是非常大的，并且可能良好地延伸到边缘区域，并且因此继续存在缺陷的问题。为了减轻这些缺点，其他实施例通过如下方式减少加工缺陷的影响并非避免边缘的这些区域位于电池面处或者其附近，而是减少所接触的边缘表面的总比例，由此相应地减少暴露于电接触的缺陷数目。边缘表面的未被接触的区域保持由电介质覆盖以减少它们遭受有害影响的可能性。此外，不同于在单个(但是长的)接触区域处接触每个边缘，在一些实施例中，在多个(较短的/较小的)接触区域处接触每个边缘，以便缓和或避免使接触区域的期望图案与细长基板的边缘精确地对准的任何需要。例如，在一个实施例中，在每个细长电池的至少一个边缘上的电介质中形成许多小开口，从而这些开口的组合面积仅包括边缘的总表面积的分数部分。在该情况下，在该分数部分仅为总表面积的一小部分的情况下，例如小于边缘的总面积的约30%至50%，该工艺是良好适用的。该分数部分可以是更高的，即大于50%至约99%，代价是无缺陷的电池的产量将较低。例如，在该分数部分是边缘的总表面积的约10%的情况下，预期的由于特定缺陷引起的电池的不合格率将减少到十分之一。相似地，在该分数部分是边缘的总表面积的约10%的情况下，预期的由于特定缺陷引起的电池的不合格率将仅减少10%，就是说， 随着所接触的边缘的分数部分的增加，整体暴露于缺陷的减少将较低。因此，将金属淀积在电介质和开口上，从而金属仅在开口暴露的区域中接触掺杂的硅，由此使电接触整体暴露于加工缺陷的可能性减少，减少量取决于开口暴露的表面积的分数(例如，在总暴露表面积仅为约10%的情况下，该工艺将使电接触整体暴露的可能性减少到十分之一，假设开口是均勻分布的)。然而，如果所接触的半导体区域中的掺杂浓度足够高，足以减少接触电阻损失，则这种仅接触每个边缘的相对小的部分(例如小于约10% )仍足以提供可靠的低电阻电接触。通过如下方式容易地实现这一点根据良好建立的标准半导体工艺协议，其对于与η型和P型区域的接触是不同的，对边缘的相关区域进行重掺杂以实现足够的表面掺杂浓度。 典型的硼(P型)和磷(η型)表面掺杂密度的范围是IO18至1021cm_3。可替选地，可以形成异质结接触。异质结是接触半导体的公知方法，并且包括与半导体基板不同的半导体材料， 由此两个半导体具有不同的功函数。典型地，异质结接触由较宽带隙半导体制造。已被用于硅太阳能电池的示例包括晶体和无定形硅材料。介电涂层中的开口可以具有基本上任何形状，但是优选地具有小点或线的形式。 在后者的情况下，如果线相对于每个边缘的纵向轴倾斜，则它们将占据已知比例的电池边缘，该比例取决于线的宽度和间隔。点或线的间距可以通过如下方式选择执行标准的电阻计算以便避免与针对电接触的电子和空穴输运相关联的过度的串联电阻。构图可以使用各种方法创建绝缘或介电层或涂层中的开口(窗口)的扩散和金属化图案。在刻蚀穿过晶片的槽之前直接使用光刻。然而，一旦槽被形成，则得到的地形禁止使用传统的光刻。
还可以使用激光或机械划线工艺来创建图案。大体上，这些方法可以成功地用在工艺序列中的任何阶段，因为它们可以应付崎岖的地形。诸如光刻、反应性离子刻蚀、刻蚀剂或者使用超快UV激光的一些构图方法可以以对底层硅的最小损害来移除介电层。这具有如下优点可以在不损害底层硅或者不移除硅表面附近的扩散层的情况下实现介电层的移除。除了上述方法以外的其他构图方法也是可能的并且可能是有用的。然而，有利的是，在可能的情况下，例如通过减少或消除光刻的使用来减小工艺复杂度和成本。具体地，图案与现有图案的光刻对准需要相对精密和昂贵的技术。精确对准的成本是相当大的，不论使用光刻还是一些其他构图技术。减小的面积/分数接触不必在金属淀积之前在介电层中形成开口以便实现穿过其的电接触。在具体布置中，在没有在介电涂层中形成任何开口的情况下在介电层上淀积接触金属。随后，使用激光束局部加热选定区域(例如在多个相互隔开的位置)中的接触金属以在这些区域中驱动金属穿过电介质，并且由此仅在这些区域实现与底层硅的电接触。在另一布置中，接触金属仅淀积在介电层上的相互隔开的位置(例如具有点或带的形式)，并且通过加热整个晶片驱动接触金属穿过介电层，由此实现与淀积金属的区域下面的硅的电接触。随后通过淀积额外的金属层使这些金属的点或带电互连，该额外的金属层将先前淀积的金属区域连接在一起。减小的面积扩散在上文描述的布置中，每个边缘的整个表面进行相对高的掺杂以使得能够形成针对电池的欧姆电接触，即使仅实现针对边缘表面的分数部分的直接电接触。在其他布置中， 仅在对应于其中接触金属直接接触半导体的区域的局部区域中对边缘表面进行高掺杂。这提供了若干个优点。首先，减小了与高掺杂区域相关联的少数载流子复合损失。尽管将接触的半导体表面层的重掺杂(如果半导体是硅，则适当地，通常使用磷或硼掺杂剂)减小了金属-半导体界面处的电接触电阻损失并且抑制了少数载流子复合，但是表面下方的掺杂主体区域中的掺杂剂原子的高浓度增加了少数载流子复合。因此，通过减小高掺杂半导体的体积，相应地增加了少数载流子寿命并且因此提高了电池的效率。其次，ρ型掺杂区域和η型掺杂区域邻接的周界长度也相应地减小。邻接的相反极性的发射极和基极掺杂区域与在相交处形成的补偿区域中的增加的复合率相关联，这为电池提供了反向击穿保护。此外，载流子隧穿引起的电短路是可能的。当邻接的区域的掺杂浓度均为高时，这些问题加剧。尽管该问题可以通过仔细调整掺杂浓度(例如，通过在高温下注入掺杂剂以减小峰值掺杂剂浓度)来处理，但是该处理可能是困难的和/或不便的。 因此，相反极性的扩散区域之间的周界的长度的减小减轻了这些困难。此外，高掺杂区域的减少降低了形成意外的电分流路径的概率。例如，重掺杂区域的面积减小降低了掺杂剂原子穿过掩模介电层中的诸如针孔的加工缺陷的意外扩散的概率。这种意外掺杂的区域的创建(例如，在相反掺杂区域的边界内)可能导致电短路。在另一布置中，通过将掺杂剂原子并入在接触金属内并且随后对金属进行局部加热以驱动其穿过电介质(如上文所述)或者局部淀积金属并且对其加热(如上文所述)，在单个加工步骤中实现局部掺杂和金属接触。在刻蚀期间减少或消除扩散区域与槽边缘的相交最后，也可以通过以提高各向异性刻蚀形成的细长基板的质量的方式对掺杂区域进行构图来实现边缘处或边缘附近的高掺杂半导体的体积减小。当通过各向异性刻蚀由单个晶片形成许多细长基板时，通常通过在各向异性刻蚀步骤之前(相反地)对两个晶片表面的整体进行掺杂，来对与晶片表面共面的基板边缘进行重掺杂。然而，得到的表面掺杂可能通过改变一个或两个晶片表面处的刻蚀速率而干扰各向异性刻蚀。例如，在硅、磷和硼的情况下，掺杂改变了多种刻蚀解决方案中的刻蚀速率。 重硼掺杂通常降低各向异性刻蚀解决方案中的刻蚀速率，而重磷掺杂可以加速刻蚀速率， 潜在地引起η型晶片表面处的不合需要的横向刻蚀，导致刻蚀槽加宽。事实上，任一极性的掺杂剂重扩散到晶片表面中可能创建硅中的缺陷，其导致加速的横向刻蚀。此外，重硼和磷扩散可能危及额定阻挡硅刻蚀解决方案的刻蚀的掩模层的粘合。因此，重扩散，特别是与刻蚀槽的边缘相交的重扩散可能使利用刻蚀的槽形成复杂化。如果将创建非常窄的槽，则这是特别成问题的。在具体布置中，在刻蚀之前通过掺杂剂扩散穿过构图掩模来形成一种或两种极性的重掺杂表面区域以便形成相互隔开的掺杂表面区域，其还与对应于随后通过刻蚀形成的槽的晶片表面区域隔开。图10是示出细长半导体本体的边缘的透视图和俯视图的示意图。 通过将掺杂区域约束到一个(例如俯视图1010)或多个(例如俯视图1020窄的两个带)窄带，可以实现沿边缘1001的有选择掺杂的表面区域，这些窄带将变为细长基板的中心线。 沿如下细长区域选择性地掺杂边缘1001，该细长区域沿边缘的纵向轴居中设置并且同与边缘相交的半导体本体的两个面隔开。这种有选择的掺杂降低了掺杂区域与两个面的掺杂的表面区域邻接或相交的概率。由于扩散区域比细长基板的边缘窄，因此扩散区域将与通过刻蚀形成的槽相交或交迭。然而，该实施例需要对准构图步骤以确保扩散区域和槽不以任何方式交迭、相交或邻接。在其他布置中，通过如下方式克服该困难对电介质构图用于掩模淀积以形成具有平行带的形状的掺杂表面区域，这些平行带以明显的角度相对于细长基板的纵向轴倾斜。如果带较之它们的间距(间隔)是相对窄的，则扩散区域和槽之间的相交的长度是可控的并且是相对小的。由扩散区域和槽的相交引起的在槽刻蚀期间出现的困难的程度可以与长度的减小成比例地降低。这些实施例的特别的优点在于，可以在不需要使电介质中的构图窗口与槽对准的情况下减少问题。延迟重磷和/或硼扩散直至槽形成之后作为以上讨论的布置的替选方案，一种或两种极性的掺杂剂扩散到每个细长基板的各个边缘中可以在槽刻蚀之后执行。这减少或消除了上述的因扩散区域与随后通过刻蚀形成的槽的交迭、相交或邻接而出现的问题。通常，基板形成之后的细长基板边缘的选择性掺杂可以通过如下方式实现仅从基板边缘选择性地移除介电层(使用可用于优选地刻蚀与晶片表面基本上平行的刻蚀区域的诸如反应性离子刻蚀的定向刻蚀技术)并且随后掺杂硅的暴露边缘(典型地通过热扩散)。如果硅涂覆有多个层，则可以使用方法的组合。例如，在硅涂覆有二氧化硅层和氮化硅层的情况下，可以使用反应性离子刻蚀移除上面的氮化硅层，并且随后使用(各向同性)湿法刻蚀移除下面的二氧化硅层。在一些布置中，在形成基板之后选择性地掺杂每个基板的至少一个边缘的相互隔开的区域。在一些实施例中，这通过如下方式实现在掺杂剂扩散步骤之后，使用激光、机械划线器或者选择性地施加刻蚀剂，选择性地移除掩模介电层的相应的相互隔开的区域。在一些布置中，通过在介电掩模层中形成相应的开口来掺杂每个边缘的一个或多个选定部分，其中开口具有细长带的形式，这些带沿每个边缘的中心线行进。每个边缘可以具有单个开口或者多个开口。在一个实施例中，使用定向激光形成介电层中的每个开口。然而，这些实施例具有如下缺点它们需要开口与基板边缘对准。在形成细长基板之后形成开口的情况下，由于基板，特别是在它们非常薄的情况下，有时不保持平行，而是变得弯曲，因此使得对准困难并且在一些情况下是不实际的，所以这样的对准可能是可能的。在一个具体布置中，通过如下方式缓和或避免精确对准开口的需要在介电涂层中将开口形成为平行带阵列，这些带以明显的角度相对细长基板的纵向轴倾斜；在另一情况下，开口具有矩形的形式或者斑点或其他非细长形状的随机阵列的形式，因此避免开口与细长基板精确对准的需要。如果每个基板不是完美定位的和直的，如实际情况中常常出现的，则这是主要优点。在其他布置中，在槽刻蚀之后将掺杂剂原子引入到基板边缘中通过如下方式实现结合含有期望的掺杂剂原子的喷液使用喷液引导激光束，使用基于Synova SA公司制造的Laser Micro Jet 系统的液引导激光系统(如在http://WWW. synova. ch处描述的)。 例如，在期望硅的η型掺杂的情况下，可以使用磷酸作为激光引导液体。这是特别有利的， 因为掺杂在相对低的温度下执行，并且执行方式不需要用于避免意外地扩散到非预期区域中的电池的其他区域的掩蔽。如这里描述的将该掺杂技术应用于细长电池允许直接地和容易地形成相互隔开的掺杂区域的不连续的边缘掺杂。在一个具体布置中，喷液引导激光束用于在介电涂层中局部地形成一个或多个开口并且可选地还用于同时掺杂半导体本体的一个或多个相应的区域。例如，喷液引导激光在半导体中形成浅(例如，约10至15 μ m)槽，同时中断上面的介电涂层(典型地氮化硅层)。如果喷液包含掺杂剂核素，则在同一工艺步骤中同时掺杂槽壁。随后可以通过在每个开口处局部地淀积导电材料，或者更广地淀积导电材料用于不仅覆盖开口而且还覆盖剩余的介电涂层，形成与半导体本体的一个或多个电接触。在任一情况下，导电材料仅接触半导体本体的那些通过喷液引导激光束形成的开口所暴露的区域。在替选布置中，通过激光掺杂，但是不需要喷液引导激光束，选择性地掺杂半导体本体的一个或多个局部区域。在该实施例中，包含掺杂剂核素的掺杂材料层(例如，氧化磷玻璃)被淀积在半导体本体上，并且随后利用激光束对其进行局部加热以驱使掺杂剂核素进入半导体本体的相应的区域。包含掺杂剂核素的材料层可以直接接触半导体本体，或者可替选地可以通过介电材料层与半导体本体分离。在后者的情况下，激光束在底层的半导体中被强吸收并且导致的加热中断介电涂层以允许驱使掺杂剂核素进入半导体本体的暴露表面。对于上述布置，随后通过局部地或者更广地淀积导电材料来形成与半导体本体的一个或多个电接触。在任一情况下，导电材料仅接触半导体本体的那些通过激光束形成的开口所暴露的区域。热处理
尽管上述工艺减少了加工缺陷对细长太阳能电池的性能的影响，特别是通过各向异性刻蚀形成的细长太阳能电池，但是可以结合这些工艺使用热处理来进一步提高太阳能电池性能。公知的是，具有相反极性掺杂的重掺杂的相交区域可能因电子隧穿而在两个区域之间呈现电短路。诸如隧穿二极管的器件利用该现象。在太阳能电池中，该短路通常将降低性能，并且通常最好被避免。例如在细长太阳能电池的边缘和面之间的边界处，针对硅表面的相邻的相反极性的重扩散在相交的情况下可能导致这些困难。可以使用热处理降低通常在表面处或者表面附近的掺杂剂浓度最高的一个或两个掺杂区域中的掺杂剂浓度。 然而，在该示例中这些热处理是成问题的，因为应同时解决两个问题避免相交重掺杂区域之间的短路的需要，以及确保一个掺杂类型跨越边缘的整个表面占优的需要。仔细调整掺杂剂量/影响以及随后的热史可以避免这两个问题。例如，在具有磷扩散面和一个硼扩散边缘的细长电池的情况下，其中驱入之后的两个扩散的薄层电阻分别在IOOOhms每平方和 400hms每平方附近，1100摄氏度下的60分钟的驱入加热步骤消除了短路，同时保持硼作为跨域电池的整个边缘的主要杂质。图9的左手侧是细长太阳能电池在其制造期间的一个阶段中的面901和边缘903 的示意图，其示出了 η型(或者可替选地，ρ型)面掺杂902如何在一个区域904处延伸到 P型(或者可替选地，η型)边缘901的表面，使得在形成金属接触层906之后在η型和ρ 型区域902和908之间出现短路。图9的右手侧示出了上述热处理的效果，其使得边缘901 上的较重的硼P型掺杂908扩散到短路区域904中，由此跨域边缘901的整个表面占优，并且相反地掺杂边缘901附近的初始η型区域902，从而边缘901的整个表面变为ρ型，由此避免短路。对于传统的细长太阳能电池设计，如果加工缺陷在与电池的半导体本体的背景掺杂相反的掺杂极性的边缘处，则加工缺陷将具有不太严重的影响。其原因在于，面也进行了与电池基板的极性相反的掺杂，并且因此将面短接到边缘不会引起太阳能电池中的短路， 因为面和边缘具有同一掺杂极性。示例示例 1在第一示例中，使用如下工艺形成多个细长太阳能电池，其固持在半导体晶片的框架中，每个电池具有分数边缘接触。在最初时使η型掺杂剂(例如磷或砷)扩散到ρ型的(110)取向的Imm厚的硅晶片的一个表面(例如顶表面，对应于细长电池形成之后的电池的一个边缘)中以实现范围为约20至约30 Ω/口(欧姆每方)的薄层电阻(Rs)并且使ρ型掺杂剂(例如硼或镓)扩散到相反表面以实现范围为约20至约80 Ω/口(即重掺杂)的薄层电阻(Rs)，采取步骤避免交叉掺杂。在进一步加工(以在晶片中形成槽并且形成图2的细长基板)之后，这些表面将变为细长太阳能电池的边缘。还可以使用替选的晶片厚度，其中晶片的厚度可以被选择为介于约0. 2mm和约5mm之间。如本领域技术人员将认识到的，通过将“η型”替换为“P 型”可以反转掺杂剂类型，反之亦然。将保护性介电涂层施加到晶片的顶表面和底表面，并且使用平版印刷(例如光亥Ij)和反应性离子刻蚀操作在该涂层中打开细长窗口。如图2中所示，在细长窗口的区域中刻蚀多个深的且窄的槽穿过整个晶片以形成固持在框架中的多个细长基板。这些槽的侧壁变为细长太阳能电池的面。可替选地，这些槽可以被形成为几乎穿过晶片，例如大于晶片厚度的95%或者在晶片的后表面的约50 μ m或更小内。槽底部的小部分的剩余晶片可以协助维持细长基板在后继加工步骤期间的分离。接下来使用气相淀积工艺使用η型掺杂剂(例如磷或砷)对晶片进行扩散。用于磷扩散的适当的掺杂剂源是P0C13。在酸溶液(例如HF)中移除所有介电层并且随后在 1000°C下在氧气氛中使晶片氧化以形成二氧化硅。在细长电池的两个边缘上(即在晶片的顶表面和底表面的平面中)的二氧化硅涂层中形成有规律地隔开的细长接触开口的阵列。这些细长接触开口被形成为与每个细长基板(电池)的纵向轴正交，具有选定的间隔(例如，约0.5至10mm)，使得开口暴露细长基板的顶边缘和底边缘的表面积的分数。所暴露的每个基板的表面积的分数可以被选择为介于边缘的总表面积的约0. 01 %和约99 %之间，例如约1 %、10 %、25 %、50 %、75 %、90 %、 95%、98%或约99%。在图8中示出了用于使边缘的分数部分暴露的介电材料中的正交开口的透视图和俯视图。随后将金属蒸发到每个边缘上以形成与细长太阳能电池的分数接触。该金属将实现与槽边缘上的介电层中的开口的间断的接触。在该示例和后继示例中可以使用的、用于蒸发到每个边缘上的金属的示例包括Co、Ni、Pd、Pt、Ti、Ag、Al等。该金属结构还可以包含它们的组合。这些开口中出现缺陷(可能引起η区域和ρ区域之间的短路)的概率的减小大致与金属接触的边缘的表面积成比例。金属可以相对于面按倾斜角710蒸发，例如图 7中所示的约45°。随后可以在另外的加工中使固持在半导体晶片的框架中的多个细长太阳能电池与晶片框架分离以形成多个单独的分立的细长太阳能电池，每个细长太阳能电池具有分数边缘接触。示例 2在第二示例中，使用如下工艺形成多个细长太阳能电池，其固持在半导体晶片的框架中，每个电池具有分数边缘接触。使η型掺杂剂(例如磷或砷)扩散到P型的(110)取向的Imm厚的硅晶片的一个表面(例如顶表面，对应于细长电池形成之后的电池的一个边缘)中以实现约Rs 20至约30Ω/ □的薄层电阻。还可以使用替选的晶片厚度，其中晶片的厚度可以被选择为介于约0. 2mm和约5mm之间。如本领域技术人员将认识到的，通过将“η型”替换为“P型”可以反转掺杂剂类型，反之亦然。将保护性介电涂层淀积到晶片表面并且使用平版印刷(例如光刻)和反应性离子刻蚀操作在该涂层中打开细长窗口。如图2中所示，在细长窗口的区域中刻蚀多个深的且窄的槽穿过整个晶片以形成固持在框架中的多个细长基板。这些槽的侧壁变为细长太阳能电池的面。可替选地，这些槽可以被形成为几乎穿过晶片，例如大于晶片厚度的95%或者在晶片的后表面的约50 μ m或更小内。槽底部的小部分的剩余晶片可以协助维持细长基板在后继加工步骤期间的分离。使η型掺杂剂(例如磷或砷)扩散到槽的两个侧壁以实现范围介于约40 Ω / □和约200Ω/ □之间的薄层电阻民，因此在细长基板的面上提供掺杂。在这些面上生长钝化氧化物并且在高温下驱入η型掺杂剂以便调整晶片的顶表面和细长基板的面上的扩散区域的掺杂分布。接下来，在细长基板的面上形成扩散阻挡材料，诸如氮化硅。接下来，在细长太阳能电池的未掺杂的边缘(晶片的未掺杂的平面中的边缘，即底晶片表面)上的介电涂层中形成有规律地隔开的开口阵列，其与每个细长太阳能电池的纵向轴正交(与图8中所示情况相似)，具有选定的间隔(例如，约0.5至10mm)，使得开口暴露细长基板的顶边缘和底边缘的表面积的分数。所暴露的每个基板的表面积的分数可以被选择为介于边缘的总表面积的约0. 01 %和约99%之间，例如约1 %、10%、25%、50%、 75%、90%、95%、98%或约 99%。接下来使用气相扩散工艺使ρ型掺杂剂(例如硼或镓)扩散到该开口阵列中。用于硼扩散的适当的掺杂剂源是BBr3。随后在酸溶液(例如HF)中移除在扩散工艺期间形成的硅酸硼玻璃。接下来，在细长太阳能电池的η型(磷)掺杂的边缘(在晶片的顶表面的平面中)上的介电涂层中创建有规律地隔开的开口阵列，其与每个细长太阳能电池的纵向轴正交，具有选定的间隔(例如，约0.5至10mm)，使得开口暴露细长基板的顶边缘和底边缘的表面积的分数。所暴露的每个基板的表面积的分数可以被选择为介于边缘的总表面积的约 0. 01%和约 99%之间，例如约 1%、10%、25%、50%、75%、90%、95%、98%或约 99%。随后将金属蒸发到每个边缘上以形成与细长太阳能电池的分数接触。该金属将实现与槽边缘上的介电层中的开口的间断的接触。金属可以相对于面按倾斜角710蒸发，例如图7中所示的约45°。随后可以在另外的加工中使固持在半导体晶片的框架中的多个细长太阳能电池与晶片框架分离以形成多个单独的分立的细长太阳能电池，每个细长太阳能电池具有分数边缘接触。示例 3在第三示例中，使用如下工艺形成多个细长太阳能电池，其固持在半导体晶片的框架中，每个电池具有分数边缘接触。使ρ型掺杂剂(例如硼或镓)扩散到P型的(110)取向的Imm厚的硅晶片的一个表面(例如顶表面)中以实现范围为约20至约80 Ω/口(即重掺杂)的薄层电阻Rs。还可以使用替选的晶片厚度，其中晶片的厚度可以被选择为介于约0. 2mm和约5mm之间。如本领域技术人员将认识到的，通过将“η型”替换为“ρ型”可以反转掺杂剂类型，反之亦然。将保护性介电涂层淀积到晶片表面并且使用平版印刷和反应性离子刻蚀操作在该涂层中打开细长窗口，并且如图2中所示，在细长窗口的区域中刻蚀多个深的且窄的槽穿过整个晶片以形成固持在框架中的多个细长基板。这些槽的侧壁变为细长太阳能电池的面。可替选地，这些槽可以被形成为几乎穿过晶片，例如大于晶片厚度的95%或者在晶片的后表面的约50 μ m或更小内。槽底部的小部分的剩余晶片可以协助维持细长基板在后继加工步骤期间的分离。使η型掺杂剂(例如磷或砷)扩散到槽的两个侧壁以实现范围介于约40 Ω / □和约200Ω/ □之间的薄层电阻民，因此在细长基板的面上提供掺杂。在这些面上生长钝化氧化物并且在高温下驱入η型掺杂剂(磷)以便调整晶片的顶表面和细长基板的面上的扩散区域的掺杂分布。
接下来，在细长基板的面上形成表面电钝化材料，诸如二氧化硅。结合磷酸使用喷液引导激光，在细长太阳能电池的迄今未掺杂的边缘(即在晶片的底表面的平面中)上的介电涂层和硅表面区域中形成有规律地隔开的开口阵列，其与每个细长太阳能电池的纵向轴正交(与图8中所示情况相似)，具有选定的间隔(例如，约0.5 至IOmm)，使得开口暴露细长基板的顶边缘和底边缘的表面积的分数。所暴露的每个基板的表面积的分数可以被选择为介于边缘的总表面积的约0. 01 %和约99 %之间，例如约1 %、 10%、25%、50%、75%、90%、95%、98%或约99%。随后从开口移除扩散玻璃。接下来，在细长太阳能电池的ρ型(硼)掺杂的边缘(在晶片的顶表面的平面中)上的介电涂层中创建有规律地隔开的开口阵列，其与每个细长太阳能电池的纵向轴正交，具有选定的间隔(例如，约0.5至10mm)，使得开口暴露细长基板的顶边缘和底边缘的表面积的分数。所暴露的每个基板的表面积的分数可以被选择为介于边缘的总表面积的约 0. 01%和约 99%之间，例如约 1%、10%、25%、50%、75%、90%、95%、98%或约 99%。随后将金属蒸发到每个边缘上以形成与细长太阳能电池的分数接触。该金属将实现与槽边缘上的介电层中的开口的间断的接触。金属可以相对于面按倾斜角710蒸发，例如图7中所示的约45°。随后可以在另外的加工中使固持在半导体晶片的框架中的多个细长太阳能电池与晶片框架分离以形成多个单独的分立的细长太阳能电池，每个细长太阳能电池具有分数边缘接触。示例 4在第四示例中，使用如下工艺形成多个细长太阳能电池，其固持在半导体晶片的框架中，每个电池具有分数边缘接触。使ρ型掺杂剂扩散到η型的(110)取向的Imm厚的硅晶片的一个表面(例如顶表面)中。还可以使用替选的晶片厚度，其中晶片的厚度可以被选择为介于约0. 2mm和约5mm 之间。如本领域技术人员将认识到的，通过将“η型”替换为“ρ型”可以反转掺杂剂类型， 反之亦然。将保护性介电涂层淀积到晶片表面并且使用平版印刷和反应性离子刻蚀操作在该涂层中打开细长窗口，并且如图2中所示，在细长窗口的区域中刻蚀多个深的且窄的槽穿过整个晶片以形成固持在框架中的多个细长基板。这些槽的侧壁变为细长太阳能电池的面。可替选地，这些槽可以被形成为几乎穿过晶片，例如大于晶片厚度的95%或者在晶片的后表面的约50 μ m或更小内。槽底部的小部分的剩余晶片可以协助维持细长基板在后继加工步骤期间的分离。使ρ型掺杂剂扩散到槽的两个侧壁以实现范围介于约40 Ω / □和约200 Ω / □之间的薄层电阻民，因此在细长基板的面上提供掺杂。在这些面上生长钝化氧化物并且在高温下驱入P型掺杂剂以便调整晶片的顶表面和细长基板的面上的扩散区域的掺杂分布。接下来，在细长基板的面上形成表面电钝化材料，诸如二氧化硅。结合磷酸使用喷液引导激光，在晶片表面的平面中的细长基板的边缘上的介电涂层中形成一个或多个开口，其与每个细长基板的长轴垂直(与图8中所示情况相似)，使得开口暴露细长基板的顶边缘和底边缘的表面积的分数。所暴露的每个基板的表面积的分数可以被选择为介于边缘的总表面积的约0. 01 %和约99 %之间，例如约1 %、10 %、25 %、50%,75%,90%,95%,98%或约99%。随后从开口移除扩散玻璃。随后将金属蒸发到每个边缘上以形成与细长太阳能电池的分数接触。金属可以相对于面按角710蒸发，例如图7中所示的约45°。随后可以在另外的加工中使固持在半导体晶片的框架中的多个细长太阳能电池与晶片框架分离以形成多个单独的分立的细长太阳能电池，每个细长太阳能电池具有分数边缘接触。示例 5在第五示例中，如图14A至14F中所示，使用如下工艺形成多个细长太阳能电池， 其固持在半导体晶片的框架中，每个电池具有分数边缘接触。在最初时使η型掺杂剂(例如磷)扩散到P型的(110)取向的Imm厚的硅晶片的一个表面中以实现范围为约20至约350 Ω/口(欧姆每平方)的薄层电阻(Rs)，并且使ρ 型掺杂剂(例如硼)扩散到相反表面，其中Rs的范围为约20至约80 Ω/口(即重掺杂)， 采取步骤避免交叉掺杂。还可以使用替选的晶片厚度，其中晶片的厚度可以被选择为介于约0. 2mm和约5mm之间。如本领域技术人员将认识到的，通过将“η型”替换为“P型”可以反转掺杂剂类型，反之亦然。如图14中所示，将保护性介电涂层施加到包括二氧化硅(140 和氮化硅(1405) 的晶片的表面上，并且使用光刻和反应性离子刻蚀操作在该涂层中打开细长窗口。随后，如图2中所示，在细长窗口的区域中刻蚀多个深的且窄的槽穿过整个晶片以形成固持在框架中的多个细长基板。这些槽的侧壁变为细长太阳能电池的面。可替选地，这些槽可以被形成为几乎穿过晶片，例如大于晶片厚度的95%或者在晶片的后表面的约50 μ m或更小内。 槽底部的小部分的剩余晶片可以协助维持细长基板在后继加工步骤期间的分离。使ρ型(或η型)掺杂剂扩散到槽的两个侧壁以实现范围介于约40Ω/□和约 200Ω/ □之间的薄层电阻民，因此在细长基板的面上提供掺杂。在这些面上淀积钝化氮化硅并且在高温下驱入η型(或P型)掺杂剂以便调整晶片的两侧和细长基板的面上的扩散区域的掺杂分布。接下来，如图14Β中所示，随后使用刻蚀剂刻蚀氧化硅层和氮化硅层，该刻蚀剂刻蚀氧化硅比刻蚀氮化硅快以形成凹陷1407。执行硅的局部氧化(L0C0Q氧化，其中氧化物在不在硅上的氮化硅处生长，以形成图14C中所示的具有氧化硅突起1409的结构。接下来，如图14D中所示，依次刻蚀氮化硅和氧化硅以使细长基板1400的掺杂边缘1401暴露，由此使边缘的表面积的分数部分暴露。所暴露的每个基板的表面积的分数可以被选择为介于边缘的总表面积的约0. 01 %和约99%之间，例如约1 %、10%、25%、50%、 75%、90%、95%、98%或约 99%。随后如图14Ε中所示，将金属层蒸发到边缘1401上以形成与细长太阳能电池1400 的分数接触。金属可以相对于面按角710蒸发，例如图7中所示的约45°。根据淀积金属层的方法，金属还可以形成细长电池的面的一小部分，例如如图14F中所示。随后可以在另外的加工中使固持在半导体晶片的框架中的多个细长太阳能电池与晶片框架分离以形成多个单独的分立的细长太阳能电池，每个细长太阳能电池具有分数边缘接触。
在该示例的其他布置中，氧化硅、氮化硅、氧化硅和氮化硅的堆叠被淀积到边缘上。在该布置中，首先使用刻蚀氧化物比刻蚀氮化物快的刻蚀剂(例如缓冲氧化物刻蚀) 来刻蚀该堆叠，接着使用刻蚀氮化物比刻蚀氧化物快的化学物质(例如磷酸)来刻蚀该堆叠。这在没有图14B中所示的悬垂的情况下提供了更清洁的结构。随后可以采取LOCOS氧化并且该工艺如上所述继续。该示例的工艺特别适用于较大的分数接触，即大于约50%，因为这需要形成较小的凹陷。尽管上文在使用热扩散进行硅掺杂的方面描述了本发明的实施例，但是对于本领域技术人员显见的是，本发明可以应用于其他半导体，并且可以通过多种不同方法中的任何方法实现掺杂，包括例如离子注入。在不偏离上文参照附图描述的本发明的范围的情况下，许多修改对于本领域技术人员是显见的。将认识到，上文描述/说明的方法和太阳能电池器件至少基本上提供了包括分数边缘接触的改进的太阳能电池。这里描述的和/或附图中示出的工艺、方法和太阳能电池器件仅被呈现作为示例，并非限制本发明的范围。除非另外明确说明，否则工艺、方法和太阳能电池器件的各个方面和部件可以被修改，或者可以被已知的等同物替换，或者被替换为诸如将来可能开发的或诸如将来可能发现成为可接受的替换物的未知的替换物。这些工艺、方法和太阳能电池器件也可以针对多种应用进行修改，同时保持在本发明的范围和精神内，这是因为潜在的应用范围是大的，并且因为这里的工艺、方法和太阳能电池器件可适于许多这样的变化。
2权利要求
1.一种细长太阳能电池，包括半导体本体，所述半导体本体包括两个相互相对的面，至少一个面是用于接收入射光的活性面，以及两个相互相对的边缘，这些边缘基本上与这些面正交，所述边缘包括其上的电接触，用于传导所述太阳能电池从光生成的电流；其中对于至少一个边缘的电接触包括导电材料，所述导电材料接触所述半导体本体的所述至少一个边缘的分数部分以改进所述太阳能电池的性能。
2.根据权利要求1所述的细长太阳能电池，其中所述导电材料接触所述至少一个边缘的分数部分介于所述边缘的表面积的约0. 01%和约99%之间。
3.根据权利要求2所述的细长太阳能电池，其中所述导电材料接触所述至少一个边缘的一小部分，介于所述边缘的表面积的约0. 01%和约50%之间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的细长太阳能电池，其中所述导电材料具有细长形式并且沿所述半导体本体的至少一个边缘的纵向轴基本上居中设置。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的细长太阳能电池，其中所述导电材料在边缘的相互隔开的区域处接触所述半导体本体，所述边缘的未被所述导电材料接触的区域被介电材料接触。
6.根据权利要求5所述的细长太阳能电池，其中所述区域具有细长形式。
7.根据权利要求5所述的细长太阳能电池，其中所述区域具有细长形式，相互平行，并且相对所述至少一个边缘的纵向轴倾斜。
8.根据权利要求5所述的细长太阳能电池，其中所述区域具有非细长的形式并且分布在所述至少一个边缘上。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的细长太阳能电池，其中所述导电材料接触所述半导体本体的边缘的表面积的少于约一半。
10.根据权利要求9所述的细长太阳能电池，其中所述导电材料接触所述半导体本体的边缘的表面积的少于一半。
11.根据权利要求10所述的细长太阳能电池，其中所述导电材料接触所述半导体本体的边缘的表面积的明显少于一半。
12.根据权利要求11所述的细长太阳能电池，其中所述导电材料接触所述半导体本体的边缘的表面积的明显少于约10%。
13.根据权利要求12所述的细长太阳能电池，其中所述导电材料接触所述半导体本体的边缘的表面积的明显少于约1%。
14.一种细长太阳能电池，包括半导体本体，包括两个相互相对的面，这些面中的至少一个是用于接收入射光的活性面，以及两个相互相对的边缘，这些边缘基本上与这些面正交，这些边缘包括位于其上的电接触，用于传导所述太阳能电池从光生成的电流；其中所述细长太阳能电池的至少一个边缘包括多个相互隔开的掺杂区域，从而所述至少一个边缘被不连续地掺杂以提升所述太阳能电池的性能。
15.根据权利要求13所述的细长太阳能电池，其中至少一个活性面包括第一极性(ρ型或η型)的掺杂区域并且至少一个边缘被掺杂以形成与所述第一极性相反的第二极性(分别是η型或ρ型)的掺杂区域，其中所述至少一个面的掺杂区域与所述至少一个边缘的至少一个掺杂区域相交或邻接。
16.根据权利要求15所述的细长太阳能电池，其中所述至少一个边缘中的掺杂区域占据所述至少一个边缘的分数部分。
17.根据权利要求16所述的细长太阳能电池，其中所述分数部分包括所述至少一个边缘的表面积的约0. 01%和约99%之间。
18.根据权利要求17所述的细长太阳能电池，其中所述分数部分包括所述至少一个边缘的表面积的约0. 01%和约50%之间。
19.根据权利要求17所述的细长太阳能电池，其中所述分数部分包括所述至少一个边缘的表面积的约50%和约99%之间。
20.根据权利要求13至19中任一项所述的细长太阳能电池，其中所述至少一个边缘中的掺杂区域与相应的至少一个面的掺杂区域形成相应的pn结。
21.一种用于生产细长太阳能电池的工艺，所述细长太阳能电池包括半导体本体，所述半导体本体具有两个相互相对的面，这些面中的至少一个是用于接收入射光的活性面，以及两个相互相对的边缘，这些边缘基本上与这些面正交，这些边缘包括位于其上的电接触， 用于传导所述太阳能电池从光生成的电流；所述工艺包括形成与至少一个边缘的电接触，所述电接触包括导电材料，所述导电材料仅接触所述半导体本体的至少一个边缘的分数部分以提升所述太阳能电池的性能。
22.根据权利要求21所述的细长太阳能电池，其中所述导电材料接触所述至少一个边缘的分数部分介于所述边缘的表面积的约0. 01%和约99%之间。
23.根据权利要求21所述的细长太阳能电池，其中所述导电材料接触所述至少一个边缘的一小部分介于所述边缘的表面积的约0. 01%和约50%之间。
24.根据权利要求21所述的工艺，包括将所述导电材料形成为具有细长形式并且沿所述半导体本体的至少一个边缘的纵向轴基本上居中设置。
25.根据权利要求21所述的工艺，其中所述接触区域具有细长形式。
26.根据权利要求21所述的工艺，其中所述接触区域具有非细长的形式并且分布在所述至少一个边缘上。
27.根据权利要求21至沈中任一项所述的工艺，其中所述导电材料在所述边缘的相互隔开的接触区域处接触所述半导体本体。
28.根据权利要求27所述的工艺，其中所述边缘的未被所述导电材料接触的区域被介电材料接触。
29.根据权利要求21至观中任一项所述的工艺，进一步包括在所述半导体本体的至少一个边缘上形成介电涂层或电绝缘涂层，其中所述涂层在其中包括一个或多个开口以使所述半导体本体的至少一个边缘的分数部分暴露。
30.根据权利要求四所述的工艺，进一步包括在所述一个或多个开口中形成所述导电材料以接触由这些开口暴露的所述至少一个边缘的各个接触区域。
31.根据权利要求四或30所述的工艺，进一步包括在所述开口中形成异质结电接触。
32.根据权利要求四至31中任一项所述的工艺，其中所述开口通过如下方法形成将所述导电材料淀积在所述涂层上，并且驱动所述导电材料在相互隔开的位置处穿过所述涂层以形成所述开口。
33.根据权利要求32所述的工艺，其中通过利用如下方法进行的局部加热仅在所述涂层的相互隔开的区域处驱动所述导电材料穿过所述涂层，该方法包括选择性地加热所述导电材料的相应的相互隔开的区域。
34.根据权利要求32所述的工艺，其中所述导电材料仅淀积在所述涂层上的相互隔开的区域处，并且使用均勻加热工艺局部地驱动所述导电材料穿过所述涂层。
35.根据权利要求32所述的工艺，包括仅选择性地掺杂由所述开口暴露的所述半导体本体的至少一个表面的这些区域，并且形成所述导电材料以接触得到的掺杂区域。
36.根据权利要求21至35中任一项所述的工艺，其中所述导电材料包括掺杂剂核素。
37.根据权利要求36所述的工艺，其中所述接触区域通过如下方法进行掺杂选择性地加热在所述介电涂层上形成的所述导电材料的相应的区域以选择性地驱动所述导电材料的被加热区域穿过介电涂层，以接触所述半导体本体的所述边缘并且驱动掺杂剂核素进入所述半导体本体。
38.根据权利要求36所述的工艺，其中所述接触区域通过如下方法进行掺杂选择性地在所述介电涂层上的相互隔开的位置处淀积所述导电材料，并且随后加热所述导电材料以驱动其穿过所述介电涂层，从而接触所述半导体本体的所述边缘并且驱动掺杂剂核素进入所述半导体本体。
39.根据权利要求21至38中任一项所述的工艺，其中每个细长太阳能电池的面被掺杂有第一极性(P型或η型)的掺杂剂，并且细长太阳能电池的边缘在相互隔开的掺杂区域中不连续地被掺杂有与所述第一极性相反的第二极性(分别是η型或ρ型)的掺杂剂，其中所述面的掺杂区域和所述边缘的掺杂区域仅在所述边缘和相应的面的每个相交的长度的相对小的部分上相交或邻接。
40.一种用于生产细长太阳能电池的工艺，所述细长太阳能电池包括半导体本体，所述半导体本体包括两个相互相对的面，这些面中的至少一个是用于接收入射光的活性面，以及两个相互相对的边缘，这些边缘基本上与这些面正交，这些边缘包括位于其上的电接触， 用于传导所述太阳能电池从光生成的电流；所述工艺包括在至少一个边缘中形成多个相互隔开的掺杂区域，从而所述至少一个边缘被不连续地掺杂以提升所述太阳能电池的性能。
41.根据权利要求40所述的工艺，其中所述至少一个边缘中的掺杂区域占据所述至少一个边缘的约0. 01%和小于100%之间。
42.根据权利要求40所述的工艺，其中所述至少一个边缘中的掺杂区域占据所述至少一个边缘的大致等于或小于约一半( < 50% )。
全文摘要
一种细长太阳能电池，包括半导体本体，该半导体本体包括两个相互相对的面，至少一个面是用于接收入射光的活性面，以及两个相互相对的边缘，这些边缘基本上与这些面正交，这些边缘包括其上的电接触，用于传导太阳能电池从光生成的电流；其中与至少一个边缘的电接触包括所述导电材料，其仅接触半导体本体的至少一个边缘的分数部分以提升太阳能电池的性能。
文档编号H01L31/0224GK102460654SQ201080026740
公开日2012年5月16日 申请日期2010年4月19日 优先权日2009年4月17日
发明者A·W·布莱克斯, E·富兰克林, K·J·韦伯, O·鲍威尔, S·迪纳潘雷 申请人:转换太阳能股份有限公司