32]应注意，术语“包含”不应解释为被限制为其后列出的部件，其不排除其它元件或步骤。因此应将其解释为详细说明存在所提到的所述特征、整数、步骤或组分，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤或组分或其组合。因此，包括部件A和B的装置的表述的范围不应限于仅由部件A和B组成的装置。
[0033]在本发明的上下文中，光伏电池的前表面或者正面是适于朝向光源且由此接受照明的表面或一侧。在双面光伏电池的情况中，两个表面都适用于接受入射光。在这种情况下，前表面或者正面是适于接受最大部分的光或者照明的表面或一侧。光伏电池的背表面，背面，后表面或者后面是和前表面相反的表面或一侧。基板的前侧是与光伏电池的前侧相对应的基板的一侧，而基底的后侧或背面与光伏电池的背面相对应。
[0034]一种本发明方面的制造晶体硅光伏电池的方法包括:在硅基板的正表面上提供介电层，例如减反射涂层；在要形成正面触点的预定位置形成穿过介电层如减反射涂层的开孔；然后在硅基板的正面上提供第一金属层，比如过渡金属层；在硅基板的背面上提供第二金属层，比如铝金属层；然后，以峰值退火温度退火，温度在570°C到830°C之间或者大约570°C到830°C之间，比如在660°C到800°C之间或者大约在660°C到800°C之间，第一金属层的选择应能够在所述峰值退火温度下实现良好的硅化。在退火或共烧过程中，在电池的背面形成良好的背面触点和BSF区域，与此同时，在第一金属层与硅基板直接接触的位置，在正面上发生硅化反应。在硅化反应过程中形成的硅化物可用作至少一个其它金属层镀覆的晶种层。
[0035]在根据一个本发明方面的方法中，硅化物是基于除镍以外的金属形成，其中所述金属根据它们的硅化温度来选择。通过选择硅化温度在大约570°C到830°C，比如大约660°C到800°C的金属，可以进行正面触点和背面触点的共烧，由此与现有技术方法相比，减少工艺步骤的数目。
[0036]在根据一个实施方式的方法中，可以使用第4-10族(IUPAC标准)中的各种过渡金属。可以使用混合金属溶液，其中可以用低温添加剂比如Pt，Ni来调节高温金属和配混物(钛，钴，Tiff)，以使硅化温度在预先定好的共烧温度范围内，从而得到稳定的硅化物。
[0037]在根据一个实施方式的方法中，使用的过渡金属能够按照适用于形成背面触点的工艺范围类似的工艺范围(温度，时间，烧制温度分布图，包含斜升，稳定，峰值温度和斜降)形成稳定的硅化物层。
[0038]根据一个实施方式的方法可用于制造具有全铝背面触点的电池和制造具有局部铝(和BSF)背面触点的电池(比如PERC型电池)ο
[0039]图1概略地显示了根据一个本发明方面的PERC型硅光伏电池的制造方法的例子。图4(a)到图4(f)通过展示制造光伏电池时其经历的不同阶段进一步显示了制造方法。图1所示的制造方法包括:基板10(例如晶体硅晶片或者基板)正面的纹理化和背面抛光；进行清洁步骤；在大约800°C到950°C之间的温度下在POCl3扩散炉中进行发射体扩散，在基板正面(区域12，发射体)和背面(区域11，后发射体)得到掺杂的区域(图4(a));移除背面的掺杂(发射体)的区域(图4(b));移除在发射体扩散过程中在正面形成的磷硅酸盐玻璃(PSG);进行清洁步骤。接下来在电池背面提供钝化堆叠体13，在正面沉积减反射涂层14(ARC)，比如SiNx:H层(图4(c))。然后用比如激光烧蚀的方法在背面的要形成背面触点的位置15对钝化堆叠体进行局部开孔，以及例如用激光烧蚀在要形成正面触点的位置16对减反射涂层进行局部开孔(图4(d))。激光烧蚀步骤后，清洁晶片。接下来在背面提供第二金属层18，比如铝层，在正面提供第一金属层19，比如钛层或钴层(图4(e))。然后进行退火步骤或者共烧步骤，任选地，随后除去未反应的金属残余物。由此形成BSF区域17。最后进行正面镀覆铜的步骤(图4(f))，以形成触点20。
[0040]依据图1的工艺流程，在160微米厚的Cz硅基板上制造光伏电池(5cmx5cm)。在基板正面织构化以后，形成了薄层电阻为约60到80欧姆/平方的发射体。在正面沉积氮化硅钝化层，氮化硅层也有减反射涂层的功能。在背面沉积包含PECVD S1x层和PECVD SiNx层的堆叠体。在正面和背面的激光烧蚀之后，进行清洁步骤(2分钟，2%HF)然后，在背面沉积2微米厚的PVD铝层。在正面提供40nm厚的钛层作为第一金属层。共烧步骤或退火步骤在氮气气氛下，在以下不同的峰值温度下，通过快速热退火进行:600°C，615°C，620°C，625°C和630°C。以此在正面在钛层与硅基板直接接触的位置形成了 TiSix层。使用稀释的APM(H2O2/H2(VNH4OH)溶液移除未反应的钛。然后，使用TiSx层作为晶种层进行光诱导的镀镍步骤，从而形成I微米厚的镍层，之后再电镀铜，形成9微米厚的铜层。
[0041]图2显示了在镀覆步骤前(实心方块)和镀覆后(空心方块)测量的pFF的值与峰值退火温度的变化关系。图3显示了在镀覆步骤前(实心方块)和镀覆后(空心方块)测量的SunsVoc值与退火温度的变化关系。由这些测量结果可以得到结论，使用依据一个实施方式的方法可以制造有良好的pFF(所示例子中显示大约在80% )的光伏电池。相对低的开路电压可能与背面较差的背表面电场效应相关，这是由于这些实验中使用了相对低的烧制温度(导致约200nm深的浅BSF区域)。可以通过将峰值退火温度提升至比实验中采用的温度高的温度(比如高于630°C或者高于大约630°C )以及调节温度爬升曲线来改善BSF效应(由此改善开路电压)。
[0042]上文详细描述了本发明的某些实施方式。但是应理解，不管上文看起来有多详细，都可以很多种方式实施本发明。应注意，当描述本发明某些特征或方面时使用特定术语不应理解为表示该术语在此被重新限定为局限于包括与该术语相关的本发明特点或方面的任何特定特征。
[0043]虽然上文的详细描述参照各种实施方式显示、描述和指出了本发明的新颖的特征，但本领域技术人员应理解，可在不背离本发明精神和范围的情况下对所示装置或方法的形式和细节作出各种省略、替代和改变。
【主权项】
1.一种制造晶体硅光伏电池的方法，所述方法包括: -在硅基板的正表面上提供介电层； -在将要形成用于各光伏电池的正面触点的预定位置形成穿过介电层的开孔； _其后; 〇在基板的正面上提供第一金属层； 〇在硅基板的背面上提供第二金属层； -其后，在峰值退火温度下退火，第一金属层的选择应能够在所述峰值退火温度形成硅化物； 以此在电池背面形成背面触点和背表面电场区域，从而同时在正面第一 金属层与硅基板直接接触的位置形成硅化物。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述峰值退火温度在570°C和830°C之间。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述峰值退火温度低于800°C。
4.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述介电层是减反射涂层或包含减反射涂层。
5.如上述任何权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述介电层是单介电层，包括SiNx层，S1x层或者AlOx层。
6.如上述权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述介电层是包含AlOx和/或SiNx和/或S1x的介电层的堆叠体。
7.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述介电层包含氢且提供正表面钝化。
8.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括使用激光烧蚀方法形成穿过介电层的开孔。
9.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一金属层是过渡金属层。
10.如上述权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一金属层包含Tiff, TiN 或 TaN。
11.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二金属层包含铝。
12.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括:除去第一金属层上未反应的残余物，使用余下的金属硅化物层作为晶种层用于之后的镀覆步骤。
13.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一金属层包含银，所述第二金属层是铝层，所述峰值退火温度大约为660°C。
14.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一金属层包含银，所述第二金属层是AlSi层，所述峰值退火温度大约为570°C。
15.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在形成穿过介电层的开孔之后且在所述基板上提供金属层之前，对基板进行清洁。
16.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在硅基板的背面上提供第二介电层，在提供第二金属层之前在第二介电层上局部开孔。
【专利摘要】一种制造晶体硅光伏电池的方法，所述方法包括：在硅基板的正表面上提供介电层；在要形成用于各光伏电池的正面触点的预定位置形成穿过介电层的开孔；其后；在基板的正面上提供第一金属层；在硅基板的背面上提供第二金属层；其后，在峰值退火温度下退火，第一金属层的选择应能够在峰值退火温度下形成硅化物；以此在电池背面形成背面触点和背表面电场区域，从而同时在正面第一金属层与硅基板直接接触的位置形成硅化物。
【IPC分类】H01L31-18
【公开号】CN104584240
【申请号】CN201380043227
【发明人】费利佩克 I·库兹玛
【申请人】Imec 非营利协会
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年8月22日
【公告号】EP2898545A2, WO2014044482A2, WO2014044482A3