制备太阳能电池的方法及所制成的太阳能电池的制作方法
【专利摘要】本发明涉及制备太阳能电池的方法及所制成的太阳能电池。所述制备太阳能电池的方法包括用于选择性发射极形成的扩散方法，其中，该扩散方法包括：执行第一驱动以将第一掺杂浆料中的掺杂原子驱入到晶片的预定区域中；执行预氧化以在晶片表面上生成硅氧化物；执行沉积以利用第二掺杂源在晶片表面上形成磷硅玻璃；以及执行第二驱动步骤以将所述磷硅玻璃中的掺杂原子驱入到晶片中。根据本发明，在太阳能电池的制造过程中有助于防止形成选择性扩散区的浆料残留于晶片上，并能够在现有生产线中形成具有所期望的性能的扩散区而不会导致额外的成本。
【专利说明】制备太阳能电池的方法及所制成的太阳能电池
【技术领域】
[0001]本发明一般地涉及制备太阳能电池的方法以及太阳能电池，并且更具体地涉及太阳能电池的制备中用于选择性发射极形成的扩散方法。
【背景技术】
[0002]已经知道选择性发射极(Selective Emitter, SE)是太阳能电池中的非常重要部分，其影响着太阳能电池的光电转换效率。选择性发射极是这样一种结构，其具有两种扩散区，一种为形成在晶片中并且太阳能电池的母线下的重掺杂深扩散区(在下文中也被称为“SE区”)，并且另一种为形成在晶片中不同于重掺杂深扩散区的其他区域的轻掺杂浅扩散区(在下文中也被称为“场区”)。因此，选择性发射极形成的关键是如何形成上面所说的两种扩散区。[0003]传统的用于选择性发射极形成的扩散工艺一般包括如下步骤:稳定扩散炉中的温度和气流；对晶片执行预氧化，此预氧化时间非常短，例如大约几分钟；在晶片表面的不同位置形成不同的杂质原子源；通过将晶片保持在一定温度使得杂质原子源中的杂质原子驱入晶片中，以形成所述选择性发射极的SE区和场区。
[0004]然而，在传统的用于选择性发射极形成的扩散方法中，难以同时确保所希望的场区和SE区这二者扩散区中的性能，例如，所希望的方块电阻的值，从而导致太阳能电池的光电转换效率不高。
[0005]因此，存在对于能够改进扩散区性能而不会显著增加成本和工艺复杂性的用于选择性发射极形成的扩散方法的需求。
【发明内容】
[0006]本发明的一个目的是提供了一种制备太阳能电池的方法，该方法包括用于选择性发射极形成的扩散方法，其中该扩散方法包括:执行第一驱动以将第一掺杂浆料中的掺杂原子驱入到晶片的预定区域中；执行预氧化以在晶片表面上生成硅氧化物；执行沉积以利用第二掺杂源以在晶片表面上形成磷硅玻璃；以及执行第二驱动以将所述磷硅玻璃中的掺杂原子驱入到晶片中。
[0007]本发明的另一个目的是提供了一种根据如上所述的方法制备的太阳能电池。
[0008]根据本发明，能够同时在晶片的场区和SE区这二者中获得所希望的扩散区性能，从而获得性能优良的太阳能电池，同时制造成本和工艺复杂度并不增加。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]从下文对实施例的详细说明以及附图，本发明将变得更加清楚。在附图中，
[0010]图1是根据本发明的用于选择性发射极形成的扩散方法的流程图；以及
[0011]图2是反映如图1所示的扩散方法在各步骤获得的晶片结构变化的示意截面图。【具体实施方式】
[0012]下面将参考附图来详细描述本发明的说明性实施例。
[0013]如所知的，选择性发射极是太阳能电池中的非常重要部分，其影响着太阳能电池的光电转换效率。因此，用于选择性发射极形成的扩散方法在太阳能电池的制备中非常重要。
[0014]图1是根据本发明的用于选择性发射极形成的扩散方法100的处理的流程图，以及图2是反映如图1所示的扩散方法在各步骤获得的晶片结构变化的示意截面图。此扩散方法100不仅可适用于太阳能电池的选择性发射极的形成，而且可被应用于其他半导体器件的不同掺杂区的形成。如图1所示，此扩散方法100以步骤SlOl开始，即，稳定扩散炉内的温度和气流。通过这样做，可以减少环境状况对置于扩散炉内的晶片的不良影响。在一个实施例中，在扩散炉内的温度和气流已比较稳定的情况下，该步骤SlOl可被省略，如图2中所示，步骤SlOl以虚线框表示。
[0015]该方法接着进行到步骤S102，在步骤S102，执行第一驱动，以使得第一掺杂物浆料中的掺杂原子仅驱入到晶片中的预定区域中。具体地，在此步骤S102中，第一掺杂物浆料通过丝网印刷技术以预定图案被印刷在晶片表面上，如图2(a)所示，其中，标号201表示晶片并且标号202表示印刷到晶片上的第一掺杂浆料，并且晶片被保持在预设温度一定时段，从而使得第一浆料中的掺杂原子驱入到晶片中的预定区域，如图2(b)所示，其中标号203表示所述预定区域。所述预定区域与所述预定图案相对应并且将被用于SE区。在一个实施例中，所述预定图案为类似主栅线或细栅线的图案。
[0016]此外，在步骤S102中，可以通过控制所述第一时段的持续时间和扩散炉中的气氛来控制第一掺杂浆料中的掺杂原子以与随后的场区掺杂相分离地进入SE区。在一个实施例中，预设温度可在810-870的温度范围内，并且第一时段可在20-70分钟的范围内。
[0017]此外，在步骤S102中，第一掺杂浆料可以为基于磷酸的可印刷浆料，相应地，掺杂原子为磷原子，从而η型掺杂被执行，如图2(b)所示。在一个实施例中，第一掺杂浆料通过丝网印刷技术被印刷到晶片表面的预定区域中。在此情况中，由于没有明显的掺杂物气相外扩散，掺杂原子仅被驱入到晶片的预定区域中。
[0018]此外，在步骤S102中，在第一驱动步骤之后，可能存在有残余浆料，此残余浆料与第一掺杂浆料中的有机溶剂和其他材料有关。但是，此残余浆料可通过第一驱动中额外的热预算而被分解为气相并且通过流过扩散炉的诸如N2之类的气流被携带出扩散炉。因此，第一驱动仅仅影响SE区，对后续场区的形成不会造成不良影响，也无需用于去除残余浆料的额外工艺步骤。在一个实施例中，扩散炉中还被引入O2气流作为环境气体以减少表面集聚和调节掺杂性能。
[0019]在步骤S102之后，该扩散方法进行到步骤S103，其中，预氧化被执行。具体地，在此步骤S103中，晶片在O2气氛下被保持在预设温度一段时间，例如几分钟，以在晶片上形成硅氧化物，如在图2(c)中所示，其中，标号204表示所形成的硅氧化物。
[0020]在步骤S103之后，该扩散方法进行到步骤S104，其中，利用第二掺杂源浆料在具有娃氧化物的晶片上沉积磷娃玻璃(PSG),如在图2 (d)中所不，其中标号205表不所形成的PSG。在此步骤中，第二掺杂源可以是P0CL3，因此PSG通过硅氧化物与P0CL3的反应而得到。[0021]在步骤S104之后，该扩散方法最后进行到步骤S105，其中，第二驱动被执行，以使得所述PSG的掺杂原子驱入到晶片中。具体地，在此步骤中，沉积有PSG的晶片被保持在第三温度一段时间，以便PSG中的磷原子驱进入到晶片中。如此，重掺杂区(即，SE区)以及轻掺杂区(即，场区)被形成，如图2(e)所示，从而本扩散方法100结束。
[0022]可见，本发明的扩散方法首先利用第一浆料仅对晶片中要被用作SE区域的特定区域进行掺杂，然后利用第二浆料对几乎整个晶片进行掺杂，这样，所述特定区域将形成重掺杂区域以作为SE区，其余区域将形成轻掺杂区域以作为场区。在本发明的扩散方法中，第一驱动仅影响到SE区域，不会对随后的场区掺杂造成任何不利影响，因而能够更好的控制不同区域的掺杂以实现所希望的性能。
[0023]在上面的实施例中，第一浆料和第二浆料中含有磷原子，因此磷原子作为掺杂原子被驱入到晶片中以形成η型掺杂的SE区和场区。然而，本发明可采用其他原子作为掺杂原子以实现η型掺杂。另外，本发明也可以采用其他浆料以形成P型掺杂的SE区和场区。
[0024]上面描述的实施例仅仅详细说明了用于选择性发射极形成的扩散方法。然而，本发明的扩散方法可以诸如晶片挑选和晶片放置等预备步骤以及诸如电极形成等后续步骤结合以制备太阳能电池。
[0025]虽然以上已经参照附图详细说明了本发明的实施例，但是应该注意以上说明仅是解释性的而非限制性的。本领域的技术人员可以在由所附权利要求而非上述具体实施例限定的本发明的范围 内进行各种修改和替换。
【权利要求】
1.一种制备太阳能电池的方法，包括用于选择性发射极形成的扩散方法，所述扩散方法包括以下步骤: 执行第一驱动以将第一掺杂浆料中的掺杂原子仅驱入到晶片的预定区域中； 执行预氧化以在晶片表面上生成硅氧化物； 执行沉积以利用第二掺杂源在晶片表面上形成磷硅玻璃；以及 执行第二驱动以将所述磷硅玻璃中的掺杂原子驱入到晶片中。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，执行第一驱动包括以预定图案将第一掺杂浆料印刷在晶片表面并将晶片保持在预设温度一定时段。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述预设温度在810-870摄氏度的范围内。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述一定时段在20-70分钟的范围内。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一掺杂浆料通过丝网印刷技术被印刷到晶片表面上。
6.根据权利要求2所述的方法，其中所述预定图案为类似主栅线或细栅线的图案。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一掺杂浆料包括基于磷酸的可印刷浆料，并且所述掺杂原子为磷原子。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二掺杂源包括POCL3。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述第一驱动之前，稳定所述晶片放置于其中的扩散炉中的温度和气流。
10.一种根据权利要求1所述的方法制备的太阳能电池。
【文档编号】H01L31/04GK103904153SQ201210572769
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月25日 优先权日:2012年12月25日
【发明者】岳强, 王瑞萍 申请人:应用材料公司