太阳能电池及其制造方法_5

文档序号:8363238阅读:来源:国知局
界区域32b。另外,包括在第二主区域34a中的第二导电类型杂质被激活,并且在半导体层30的厚度方向上扩散。另外,第二导电类型杂质在第二主区域34a的外部部分地扩散,从而形成第二边界区域34b。
[0127]因此,第一边界区域32b和第二边界区域34b形成在无掺杂区域36a的部分中(参见图6E),并且因此设置在第一导电类型区域32和第二导电类型区域34之间的阻隔区域36可以具有比无掺杂区域36a小的宽度。因此,设置在第一导电类型区域32和第二导电类型区域34之间的阻隔区域36的宽度可以实现最小化。
[0128]在这方面,当硼(B)被用作第一导电类型杂质并且磷(P)被用作第二导电类型杂质时,相对小且轻的第一导电类型杂质具有比相对大且重的第二导电类型杂质长的扩散长度。因此,第一边界区域32b可以具有比第二边界区域34b大的相对大的宽度。
[0129]接下来,如图6G中所例示,绝缘层40形成在第一导电类型区域区域32和第二导电类型区域34以及阻隔区域36上。绝缘层40可以通过例如真空沉积、化学气相沉积、旋涂、丝网印刷、喷涂等各种方法形成。
[0130]接下来,如图6H中所例示,正面场层120、钝化膜24以及抗反射膜26形成在半导体基板10的正面上。
[0131]正面场层120可以通过掺杂第一导电类型杂质来形成。例如,正面场层120可以通过利用诸如离子注入、热扩散等的各种方法对半导体基板10掺杂第一导电类型杂质来形成。
[0132]钝化膜24和抗反射膜26可以通过例如有真空沉积、化学气相沉积、旋涂、丝网印刷、喷涂等各种方法形成。
[0133]接下来,如图61中所例示,形成分别与第一导电类型区域32和第二导电类型区域34电连接的第一电极42和第二电极44。
[0134]在一种实施方式中,在绝缘层140上形成第一开口 402和第二开口 404,第一电极42和第二电极44可以通过诸如电镀、沉积等的各种方法分别形成在第一开口 402和第二开口 404 中。
[0135]在另一实施方式中,具有上述形状的第一电极42和第二电极44可以通过丝网印刷等在绝缘层40上涂覆用于形成第一电极和第二电极的糊剂并在上面执行烧穿(firethrough)、激光烧蚀接触等来形成。在这种情况下,当形成第一电极42和第二电极44时,形成第一开口 402和第二开口 404,因此不需要执行形成第一开口 402和第二开口 404的单独的过程。
[0136]根据本发明的实施方式,可以通过离子注入对半导体层30掺杂第一导电类型杂质或第二导电类型杂质并通过在其上执行激活的热处理来容易地形成第一边界区域32b和第二边界区域34b,并且第一边界区域32b和第二边界区域34b可以容易地进行调整。因此,具有改进结构的太阳能电池100可以利用简化的制造工艺来容易地制造。然而,本发明的实施方式并不限于上述的示例,并且第一边界区域32b和第二边界区域34b可以利用各种方法形成。
[0137]在上述的实施方式中,形成隧穿层20、第一导电类型区域32和第二导电类型区域34、阻隔区域36以及绝缘层40,然后形成正面场层120和抗反射膜50,接下来形成第一电极42和第二电极44。然而,本发明的实施方式并不限于上述的示例。即,隧穿层20、第一导电类型区域32和第二导电类型区域34、阻隔区域36、绝缘层40、正面场层120、抗反射膜50、以及第一电极42和第二电极44的形成顺序可以进行各种变化。
[0138]下面将详细描述根据本发明的其它实施方式的太阳能电池制造方法。这里将省略与上面参照图6A至图61所描述的元件相同或几乎相同的元件的详细说明,并且将提供仅不同元件的详细说明。
[0139]图7A至图7F是例示了根据本发明的另一实施方式的太阳能电池制造方法的截面图。
[0140]如图7A中所例示,在半导体基板10的背面上形成隧穿层20和半导体层30。
[0141]接下来,如图7B至图7E中所例示,在半导体层30上形成第一导电类型区域32和第二导电类型区域34以及阻隔区域36。以下更加详细地对此进行说明。
[0142]S卩,如图7B中所例示,形成每个第一导电类型区域32的第一主区域32a。形成第一主区域32a的过程与上面参照图6D所描述的过程相同或相似,因此这里将省略其详细说明。
[0143]接下来,如图7C中所例示,可以形成阻隔构件306,其在与第二主区域34a相对应的部分具有开口 306a以具有与第二导电类型区域34各自的第二主区域34a相对应的图案。阻隔构件306可以形成为包括除第一导电类型杂质和第二导电类型杂质之外的无掺杂材料或者绝缘材料的层。在这方面,用于形成阻隔构件306的糊剂可以被涂覆在半导体层30和第一主区域32a上,以具有覆盖第一主区域32a和在其附近的半导体层30的形状(或图案)。因此,阻隔构件306的开口 306a使半导体层30露出,以具有比第一主区域32a之间的面积小的宽度或面积。
[0144]用于形成阻隔构件306的糊剂可以是易于使用的各种已知的组成成分。例如,用于形成阻隔构件306的糊剂可以包括陶瓷颗粒、粘合剂、溶剂等。陶瓷颗粒可以是诸如氧化硅、氧化钛等的金属氧化物的颗粒。因此,可以形成具有优异的结构和化学稳定性的阻隔构件306。作为粘合剂和溶剂,可以使用各种已知的材料。然而,本发明的实施方式并不限于上述的示例,并且还可以使用各种其它材料。
[0145]另外,阻隔构件306可以具有0.5 μπι-到10 μπι的厚度。当阻隔构件306的厚度小于0.5 μπι时,第二导电类型杂质穿过阻隔构件306,并且因此扩散到半导体基板10中。因此,阻隔区域36不需要平滑地形成。当阻隔构件306的厚度超过10 μπι时,难以通过进行印刷、喷涂等一次性形成阻隔区域36,因此制备过程不得不重复多次。因此,制造过程可能复杂,并且可能降低阻隔构件306的结构稳定性。
[0146]阻隔构件306防止第一导电类型杂质或第二导电类型杂质被掺杂,因此在与其相对应的半导体层30的部分设置无掺杂区域36a。
[0147]在这方面,图6E的在第二掩模构件304上形成第二开口 304a的描述可以应用于阻隔构件306的开口 306a,因此这里将省略对开口 306a的详细说明。
[0148]接下来,如图7D中所例示,可以利用阻隔构件306作为掩模来掺杂第二导电类型杂质。在本发明的实施方式中,第一主区域32a在第二主区域34a之前形成,但是本发明的实施方式不限于此。即,可以利用第二掩模构件304首先形成第二主区域34a(参见6E),阻隔构件306可以形成为覆盖第二主区域34a及其周边区域,然后可以掺杂第一导电类型杂质以形成第一主区域32a。在这方面,图6D的在第一掩模构件302上形成第一开口 302a的描述可以应用于阻隔构件306的开口 306a,因此这里将省略开口 306a的详细说明。
[0149]接下来,如图7E中所例示,包括在第一主区域32a中的第一导电类型杂质和包括在第二主区域34a中的第二导电类型杂质通过激活的热处理工艺被激活。因此,形成第一边界区域32b和第二边界区域34b。
[0150]阻隔构件306可以在激活的热处理工艺之前或之后被去除。可以利用各种已知的方法来去除阻隔构件306。例如,可以通过浸入稀释的氟化氢(HF)和用水冲洗来去除阻隔构件306。然而,本发明的实施方式并不限于上述的示例。
[0151]接下来,如图7F中所例示,形成绝缘层40、钝化膜24、抗反射膜26以及第一电极42和第二电极44。
[0152]在本发明的实施方式中,第一导电类型区域32和第二导电类型区域34中的一方利用阻隔构件306作为掩模来形成。因此,可以防止或缓解当使用单独的掩模构件时发生的问题(例如,掩模的成本、掩模的下垂等)。尽管图7D例示了第一导电类型区域32和第二导电类型区域34中的一方利用阻隔构件306作为掩模来形成,但是本发明的实施方式并不限于此。即,第一导电类型区域32和第二导电类型区域34可以分别利用与其相对应的阻隔构件306作为掩模来形成。另外,可以进行各种变型。
[0153]图8A至图8F是顺序地例示了根据本发明的另一实施方式的太阳能电池制造方法的截面图。
[0154]如图8A中所例示,在半导体基板10的背面上形成隧穿层20和半导体层30。
[0155]接下来,如图8B至图8E中所例示,在半导体层30上形成第一导电类型区域32和第二导电类型区域34以及阻隔区域36。以下更加详细地对此进行说明。
[0156]S卩,如图SB中所例示,在半导体层30上形成阻隔构件308,以包括与阻隔区域36相对应的部分。阻隔构件308可以通过将用于形成阻隔构件308的糊剂通过印刷、喷涂等应用在半导体层30上来形成,以具有包括与阻隔区域36相对应的部分的图案。作为用于形成阻隔构件308的糊剂,可以使用根据前述的实施方式的用于形成阻隔构件306的糊剂,因此这里将省略其详细说明。
[0157]每个阻隔构件308可以具有与无掺杂区域36a(参见图SE)的宽度大致相同的宽度(即,与阻隔区域36的宽度以及与其相邻的第一边界区域32b和第二边界区域34b的宽度之和相对应的宽度),并且具有比要形成的阻隔区域36大的宽度。这是因为,当第一导电类型杂质和第二导电类型杂质通过随后的激活的热处理工艺进行热处理时,第一导电类型杂质和第二导电类型杂质扩散到第一主区域32a和第二主区域34a的周边部分中,从而形成第一边界区域32b和第二边界区域34b。这样,当形成第一边界区域32b和第二边界区域34b时,无掺杂区域36a部分地构成第一导电类型区域32和第二导电类型区域34,因此阻隔区域36的宽度比无掺杂区域36a小。根据上述的实施方式,阻隔构件308的厚度与阻隔构件306的厚度相同,因此这里将省略其详细说明。
[0158]在本发明的实施方式中,阻隔构件308分别形成在与无掺杂区域36a相对应的区域中,这使得无掺杂区域36a不能被掺杂。然而,本发明的实施方式并不限于上述的示例。在另一实施方式中,如图9中所例示,在具有开口 310a的掩模构件310位于半导体基板10的背面的状态下,预非晶化的元素可以被掺杂到与无掺杂区域36a相对应的区域中。结果,无掺杂区域36a通过预非晶化的元素进行预非晶化,因此在接下来的过程中,可以不被掺杂第一导电类型杂质和第二导电类型杂质或者尽管被掺杂了第一导电类型杂质和第二导电类型杂质也可以具有较小的厚度或较低的掺杂厚度。即,非晶区域30a可以形成为与无掺杂区域36a相对应,因此如同在阻隔构件308中一样,可以被用来防止第一导电类型杂质和第二导电类型杂质被掺杂。在激活的热处理之后,非晶区域30a可以具有与第一导电类型区域32和第二导电类型区域34相同的晶体结构(例如,多晶结构)。另外,来自第一主区域32a和第二主区域34a的第一导电类型杂质和第二导电类型杂质扩散到设置在每个非晶区域30a的相对的两侧的部分中,从而形成第一边界区域32b和第二边界区域34b,并且第一边界区域32b和第二边界区域34b的靠内的部分构成阻隔区域36。
[0159]预非晶化的元素是用于在对半导体层30掺杂第一导电类型杂质和第二导电类型杂质之前在半导体层30中形成非晶区域30a的元素,并且不要求对半导体层30的电气特性等的不利影响,要求与半导体层30的特性相似的特性,或者要求不与半导体层30发生反应。预非晶化的元素的示例包括但不限于氩、锗、硅和氟。
[0160]预非晶化的元素可以具有与构成半导体层30的元素相同或更大的元素号,因此具有与构成半导体层30的元素相同或更大的质量、尺寸等。然而,当预非晶化的元素的注入量、注入能量等较大时,预非晶化的元素可以是具有比构成半导体层30的元素小的元素号的元素(例如,氟)。
[0161]在本发明的实施方式中,预非晶化的元素可以以足以使非晶区域30a形成小的厚度且足以防止非晶区域30a被掺杂第一导电类型杂质和第二导电类型杂质的量注入。预非晶化的元素的注入量等可以根据制造条件等而不同。
[0162]在下面的描述中,与阻隔构件308相关的描述也可以应用于非晶区域30a。
[0163]接下来,如图8C中所例示,第二主区域34a通过利用第二掩模构件304掺杂第二导电类型杂质来形成。因此,如所需要,第二掩模构件304的第二开口 304a可以具有比第二主区域34a大的宽度。这是因为阻隔构件308可以防止除第二主区域34a之外的区域掺杂第二导电类型杂质。因此,第二开口 304a可以部分地或完全与阻隔构件308重叠。
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