形成背接触太阳能电池发射极的方法

摘要

本发明描述了形成背接触太阳能电池的发射极的方法。在一个实施例中，一个方法包括在基板上方形成第一固态掺杂剂源。所述第一固态掺杂剂源包括通过间隙分开的多个区域。通过印刷而在所述基板上方形成第二固态掺杂剂源的区域。

权利要求

1.一种形成背接触太阳能电池发射极的方法，所述方法包括：通过化学气相沉积在基板上方形成第一导电类型的第一固态掺杂剂源，所述第一固态掺杂剂源包括通过间隙分开的多个区域；

通过印刷而在所述基板上方的仅所述第一固态掺杂剂源的所述多个区域的所述间隙中形成不与所述第一固态掺杂剂源的所述多个区域接触的第二导电类型的第二固态掺杂剂源的区域，其中所述第一导电类型与所述第二导电类型相反；

以及

在所述第二固态掺杂剂源的所述区域与所述第一固态掺杂剂源的所述多个区域之间形成部分地处于所述基板中的沟槽。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二固态掺杂剂源的所述区域与所述第一固态掺杂剂源的所述多个区域间隔开，所述方法还包括：加热所述基板以驱入所述第一固态掺杂剂源和第二固态掺杂剂源中的掺杂剂，其中所述加热使所述第二固态掺杂剂源硬化。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括：

在形成所述沟槽以及在所述加热之后，对所述沟槽所暴露出的所述基板部分进行纹理化，其中所述硬化的第二固态掺杂剂源在所述纹理化期间用作掩模。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在形成所述第一固态掺杂剂源之前，在所述基板上形成薄介质层；以及在所述薄介质层上形成多晶硅层，其中所述第一固态掺杂剂源和所述第二固态掺杂剂源在所述多晶硅层上形成。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括：

加热所述基板以将所述第一固态掺杂剂源和第二固态掺杂剂源中的掺杂剂驱入所述多晶硅层。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述基板为块体结晶硅基板，并且其中所述第一固态掺杂剂源和所述第二固态掺杂剂源在所述块体结晶硅基板上形成。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括：

加热所述块体结晶硅基板以将所述第一固态掺杂剂源和所述第二固态掺杂剂源中的掺杂剂驱入所述块体结晶硅基板。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二固态掺杂剂源包含旋涂玻璃前体材料或纳米颗粒材料。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一导电类型为p型，所述第二导电类型为n型，并且所述第一固态掺杂剂源包含硼硅酸盐玻璃(BSG)。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一导电类型为n型，所述第二导电类型为p型，并且所述第一固态掺杂剂源包含磷硅酸盐玻璃(PSG)。

11.一种根据权利要求1所述的方法制造的太阳能电池。

12.一种形成背接触太阳能电池发射极的方法，所述方法包括：通过印刷而在基板上方形成第一导电类型的第一固态掺杂剂源，所述第一固态掺杂剂源包括通过间隙分开的多个区域；

通过化学气相沉积在所述第一固态掺杂剂源的上方以及在所述基板上方的所述第一固态掺杂剂源的所述多个区域的所述间隙中形成第二导电类型的第二固态掺杂剂源，其中所述第一导电类型与所述第二导电类型相反；

图案化所述第二固态掺杂剂源以在所述第一固态掺杂剂源的所述多个区域的所述间隙中形成不与所述第一固态掺杂剂源的所述多个区域接触的所述第二固态掺杂剂源的第一区域，以及在所述第一固态掺杂剂源的所述多个区域上形成所述第二固态掺杂剂源的第二区域，其中所述第一固态掺杂剂源足够厚，以防止所述第二固态掺杂剂源的所述第二区域中的掺杂剂通过所述第一固态掺杂剂源的所述多个区域驱入；以及在所述第二固态掺杂剂源的所述第一区域与所述第一固态掺杂剂源的所述多个区域之间形成部分地处于所述基板中的沟槽。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述第二固态掺杂剂源的所述第一区域与所述第一固态掺杂剂源的所述多个区域间隔开，所述方法还包括：加热所述基板以将所述第一固态掺杂剂源和所述第二固态掺杂剂源的所述第一区域中的掺杂剂驱入，其中所述加热使所述第一固态掺杂剂源硬化。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括：

在形成所述沟槽以及在所述加热之后，对所述沟槽所暴露出的所述基板部分进行纹理化，其中所述硬化的第一固态掺杂剂源在所述纹理化期间用作掩模。

15.根据权利要求12所述的方法，还包括：

在形成所述第一固态掺杂剂源之前，在所述基板上形成薄介质层；以及在所述薄介质层上形成多晶硅层，其中所述第一固态掺杂剂源和在所述基板上方的所述第一固态掺杂剂源的所述多个区域的所述间隙中的所述第二固态掺杂剂源形成在所述多晶硅层上。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括：

加热所述基板以将所述第一固态掺杂剂源和所述第二固态掺杂剂源的所述第一区域中的掺杂剂驱入所述多晶硅层。

17.根据权利要求12所述的方法，其中所述基板为块体结晶硅基板，并且其中所述第一固态掺杂剂源和在所述基板上方的所述第一固态掺杂剂源的所述多个区域的所述间隙中的所述第二固态掺杂剂源形成在所述块体结晶硅基板上。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括：

加热所述块体结晶硅基板以将所述第一固态掺杂剂源和所述第二固态掺杂剂源的所述第一区域中的掺杂剂驱入所述块体结晶硅基板。

19.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一固态掺杂剂源包含旋涂玻璃前体材料或纳米颗粒材料。

20.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一导电类型为n型，所述第二导电类型为p型，并且所述第二固态掺杂剂源包含硼硅酸盐玻璃(BSG)。

21.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一导电类型为p型，所述第二导电类型为n型，并且所述第二固态掺杂剂源包含磷硅酸盐玻璃(PSG)。

22.一种根据权利要求12所述的方法制造的太阳能电池。

说明书

形成背接触太阳能电池发射极的方法

[0001] 相关专利申请的交叉引用

[0002] 本申请要求于2011年4月25日提交的美国临时申请No.61/478,804的权益，该临时申请的全部内容据此以引用方式并入本文。

[0003] 政府许可权利的声明

[0004] 本文所述的发明得到美国政府支持，在美国能源部授予的第DE-FC36-07GO17043号合同下完成。美国政府在本发明中可享有某些权利。

技术领域

[0005] 本发明的实施例属于可再生能源领域，具体地讲是形成背接触太阳能电池发射极的方法。

背景技术

[0006] 光伏电池（常被称为太阳能电池）是熟知的用于直接转化太阳辐射为电能的器件。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结而将太阳能电池制造在半导体晶片或基板上。投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和空穴对。电子和空穴对迁移至基板中的p掺杂区和n掺杂区，从而在掺杂区之间产生电压差。将掺杂区连接到太阳能电池上的导电区域，以将电流从电池引导至与其耦合的外部电路。

附图说明

[0007] 图1示出了根据本发明实施例的形成背接触太阳能电池发射极的方法中的操作流程图。

[0008] 图2A示出了根据本发明实施例的背接触太阳能电池制造中的一个阶段的剖视图，该阶段与图1流程图的操作102和图3流程图的操作302相对应。

[0009] 图2B示出了根据本发明实施例的背接触太阳能电池制造中的一个阶段的剖视图，该阶段与图1流程图的操作104和图3流程图的操作304相对应。

[0010] 图2C示出了根据本发明实施例的背接触太阳能电池制造中的一个阶段的剖视图，该阶段与图1流程图的操作106相对应。

[0011] 图2D示出了根据本发明实施例的背接触太阳能电池制造中的一个阶段的剖视图，该阶段也与图1流程图的操作106相对应。

[0012] 图2E示出了根据本发明实施例的背接触太阳能电池制造中的一个阶段的剖视图，该阶段与图1流程图的操作108相对应。

[0013] 图2F示出了根据本发明实施例的背接触太阳能电池制造中的一个阶段的剖视图，该阶段与图1流程图的操作110相对应。

[0014] 图2G示出了根据本发明实施例的背接触太阳能电池制造中的一个阶段的剖视图，该阶段与图1流程图的操作112和114相对应。

[0015] 图2H示出了根据本发明实施例的背接触太阳能电池制造中的一个阶段的剖视图。

[0016] 图2I示出了根据本发明实施例的背接触太阳能电池制造中的一个阶段的剖视图。

[0017] 图3示出了表示根据本发明实施例的形成背接触太阳能电池发射极的另一种方法中的操作的流程图。

[0018] 图4A示出了根据本发明实施例的背接触太阳能电池制造中的一个阶段的剖视图，该阶段也与图3流程图的操作306相对应。

[0019] 图4B示出了根据本发明实施例的背接触太阳能电池制造中的一个阶段的剖视图，该阶段也与图3流程图的操作308相对应。

[0020] 图4C示出了根据本发明实施例的背接触太阳能电池制造中的一个阶段的剖视图，该阶段也与图3流程图的操作310相对应。

[0021] 图4D示出了根据本发明实施例的背接触太阳能电池制造中的一个阶段的剖视图，该阶段与图3流程图的操作312相对应。

[0022] 图4E示出了根据本发明实施例的背接触太阳能电池制造中的一个阶段的剖视图，该阶段与图3流程图的操作314和316相对应。

具体实施方式

[0023] 本文描述了形成背接触太阳能电池发射极的方法。在下面的描述中，给出了许多具体细节，例如具体的工艺流程操作，以形成对本发明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在没有这些具体细节的情况下可实施本发明的实施例。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发明的实施例难以理解。此外，应当理解在图中示出的多种实施例是示例性的实例并且未必按比例绘制。

[0024] 本文公开了形成背接触太阳能电池发射极的方法。在一个实施例中，方法包括通过化学气相沉积在基板上方形成第一导电类型的第一固态掺杂剂源。第一固态掺杂剂源包括通过间隙分开的多个区域。通过印刷而在基板上方形成第二导电类型的第二固态掺杂剂源的区域。第二固态掺杂剂源的区域形成在第一固态掺杂剂源的多个区域的间隙中，但是不与第一固态掺杂剂源的多个区域接触。第一导电类型与第二导电类型相反。

[0025] 在另一个实施例中，方法包括通过印刷在基板上方形成第一导电类型的第一固态掺杂剂源。第一固态掺杂剂源包括通过间隙分开的多个区域。通过化学气相沉积在第一固态掺杂剂源上方形成第二导电类型的第二固态掺杂剂源。第二固态掺杂剂源也在基板上方在第一固态掺杂剂源的多个区域的间隙中形成。第一导电类型与第二导电类型相反。然后，图案化第二固态掺杂剂源以在第一固态掺杂剂源的多个区域的间隙中形成不与第一固态掺杂剂源的多个区域接触的第二固态掺杂剂源的第一区域。第二固态掺杂剂源的第二区域留在第一固态掺杂剂源的多个区域上。第一固态掺杂剂源足够厚，以防止第二固态掺杂剂源的第二区域的掺杂剂通过第一固态掺杂剂源的多个区域驱入。

[0026] 通过毯覆式沉积掺杂膜进行图案化，可形成背接触太阳能电池发射极。该方法通常涉及沉积含毯覆式掺杂剂的膜、沉积牺牲抗蚀剂、蚀刻含掺杂剂的膜以及剥除抗蚀剂。这样的多个工艺操作增加了太阳能电池生产的制造复杂性和成本。由于使用了许多操作，产率也可能降低。

[0027] 根据本发明的实施例，通过使用本文所述的方法减少用于掺杂背接触太阳能电池的工艺操作的总数。就此而言，本文所述方法的实施例中的一个或多个可简化发射极形成。在至少一些实施例中，通过将掺杂剂沉积和图案化组合成单一操作的选择性掺杂剂沉积法实现此类改善。

[0028] 在一个具体示例性实施例中，将在制造流程的一部分中具有四项操作的常规工艺减少成该流程部分只有两项操作。特定的例子包括将操作：沉积第一固态掺杂剂源、掩蔽、蚀刻，然后沉积第二固态掺杂剂源，替换成操作：喷墨印刷第一固态掺杂剂源，然后沉积第二固态掺杂剂源。在另一具体示例性实施例中，将在制造流程的一部分中具有六项操作的常规工艺减少成该流程部分只有五项操作。特定的例子包括将操作：沉积第一固态掺杂剂源、掩蔽、蚀刻、沉积第二固态掺杂剂源、掩蔽，然后蚀刻，替换成操作：沉积第一固态掺杂剂源、掩蔽、蚀刻、喷墨印刷第二固态掺杂剂源，然后固化，或者替换成操作：喷墨印刷第一固态掺杂剂源、沉积第二固态掺杂剂源、固化、掩蔽，然后蚀刻。可印刷的掺杂剂源的例子包括可喷墨印刷的掺杂剂源材料，包括但不限于：基于旋涂玻璃的材料或基于纳米颗粒的材料。

[0029] 在通过本文所述的方法在半导体层或基板中形成掺杂区后，可进行背接触太阳能电池的触点的形成，其中使用激光烧蚀法穿过在太阳能电池背面上的p型和n型掺杂区阵列上方形成的抗反射涂层(ARC)形成孔或开口。然后可以在开口中形成导电触点，如金属触点，从而提供与p型和n型掺杂区阵列的电耦合。

[0030] 在本发明的一个方面，在已经图案化的第一导电类型固态掺杂剂源的结构之间印刷第二导电类型固态掺杂剂源。例如，图1示出了根据本发明实施例的形成背接触太阳能电池发射极的方法中的操作流程图100。图2A-2I示出了根据本发明实施例的背接触太阳能电池制造中与流程图100的操作相对应的多个阶段的剖视图。

[0031] 参见流程图100的操作102和对应的图2A，形成背接触太阳能电池发射极的方法包括任选地在基板200上形成薄介质层202。

[0032] 在一个实施例中，薄介质层202由二氧化硅构成并具有大约在5-50埃范围内的厚度。在一个实施例中，薄介质层202用作隧穿氧化层。在一个实施例中，基板200为块体单晶基板，如n型掺杂的单晶硅基板。然而，在可供选择的实施例中，基板200包括设置在整个太阳能电池基板上的多晶硅层。

[0033] 参见流程图100的操作104和对应的图2B，形成背接触太阳能电池发射极的方法还包括任选地在薄介质层202上形成多晶硅层204。应当理解，术语多晶硅层的使用旨在还涵盖可被称为无定形硅或α硅的材料。

[0034] 参见流程图100的操作106和对应的图2C与2D，形成背接触太阳能电池发射极的方法包括在多晶硅层204上形成（图2C的层205）并图案化第一导电类型的第一固态掺杂剂源206。

[0035] 在一个实施例中，图案化形成间隙208，从而在第一固态掺杂剂源206的多个区域之间暴露多晶硅层204的区域，如图2D所示。在一个实施例中，形成并图案化第一固态掺杂剂源206包括形成并图案化硼硅酸盐玻璃(BSG)层或磷硅酸盐玻璃(PSG)层。在一个具体实施例中，BSG或PSG层通过化学气相沉积形成为均匀的毯覆层，然后用平版印刷和蚀刻工艺图案化。在一个特定的这样的实施例中，BSG或PSG层通过化学气相沉积技术形成，例如但不限于大气压化学气相沉积(APCVD)、等离子增强化学气相沉积(PECVD)、低压化学气相沉积(LPCVD)或超高真空化学气相沉积(UHVCVD)。在一个可供选择的具体实施例中，BSG或PSG层经沉积为已具有图案，因此，形成并图案化同时地进行。在一个这样的实施例中，图案化的BSG或PSG层通过丝网印刷方法形成。应当理解，固态型掺杂剂源为包含掺杂剂杂质原子的膜层并可以沉积在基板上方。这与离子注入法相对应。

[0036] 参见流程图100的操作108和对应的图2E，形成背接触太阳能电池发射极的方法还包括通过印刷而在基板200上方形成第二导电类型的第二固态掺杂剂源210的区域。在一个实施例中，印刷通过例如但不限于喷墨印刷、丝网印刷或气溶胶印刷的技术进行。

[0037] 在一个实施例中，第二固态掺杂剂源210的区域在第一固态掺杂剂源206的多个区域的间隙208中形成，但是不与第一固态掺杂剂源206的多个区域接触，如图2E所示。另外，在一个更具体的实施例中，第二固态掺杂剂源210的区域与第一固态掺杂剂源206的多个区域间隔开，也如图2E所示。在一个实施例中，第一固态掺杂剂源205/206和第二固态掺杂剂源210在多晶硅层204上形成。然而，可存在不使用与基板截然不同的多晶硅层的应用。因此，在另一实施例（未示出）中，第一固态掺杂剂源205/206和第二固态掺杂剂源210直接在基板上（例如直接在基板200上）或在基板表面上的薄氧化物层上形成。

[0038] 在一个实施例中，第二固态掺杂剂源210由例如但不限于旋涂玻璃前体材料或纳米颗粒材料的材料构成。旋涂玻璃前体材料或纳米颗粒材料包含设置在其中的第二导电类型掺杂剂。例如，在一个实施例中，第二导电类型为n型并且掺杂剂杂质原子为磷原子。在一个实施例中，第二导电类型为p型并且掺杂剂杂质原子为硼原子。

[0039] 在一个实施例中，第一导电类型和第二导电类型相反。例如，在一个实施例中，第一导电类型为p型，第二导电类型为n型，并且第一固态掺杂剂源205/206由BSG构成。在另一个实施例中，第一导电类型为n型，第二导电类型为p型，并且第一固态掺杂剂源205/206由PSG构成。

[0040] 参见流程图100的操作110和对应的图2F，在一个实施例中，形成背接触太阳能电池发射极的方法任选地还包括：在第二固态掺杂剂源210的区域与第一固态掺杂剂源206的多个区域之间形成部分地处于基板200中的沟槽212。在一个实施例中，沟槽212在多晶硅层204中、在薄介质层202中以及部分地在基板200中形成，如图2F所示。

[0041] 参见流程图100的操作112和对应的图2G，在一个实施例中，形成背接触太阳能电池发射极的方法任选地还包括在形成沟槽212之后对基板200加热250。

[0042] 在一个实施例中，加热以驱入第一固态掺杂剂源206和第二固态掺杂剂源210中的掺杂剂。例如，在一个实施例中，第一固态掺杂剂源206和第二固态掺杂剂源210在多晶硅层204上形成，并且加热基板200分别将第一固态掺杂剂源206和第二固态掺杂剂源210中的掺杂剂驱入多晶硅层204。然而，在另一个实施例中，第一固态掺杂剂源206和第二固态掺杂剂源210直接在基板2090上或在基板200上的薄氧化物上形成，并且加热基板200分别将第一固态掺杂剂源206和第二固态掺杂剂源210中的掺杂剂驱入基板200。在一个具体的这样的实施例中，基板200是块体结晶硅基板，并且第一固态掺杂剂源206和第二固态掺杂剂源210在块体结晶硅基板上形成。然后，加热块体结晶硅基板以将第一固态掺杂剂源206和第二固态掺杂剂源210中的掺杂剂驱入块体结晶硅基板。

[0043] 参见流程图100的操作114以及再次参照对应的图2G，在一个实施例中，形成背接触太阳能电池发射极的方法任选地还包括对沟槽212所暴露出的基板200的部分214进行纹理化。

[0044] 在一个实施例中，纹理化提供无规纹理图案。无规纹理图案可以通过对基板200的暴露区域应用各向异性蚀刻处理而形成，并因此可由基板200的晶面，如单晶硅平面测定。在一个实施例中，操作112的加热使第二固态掺杂剂源210硬化。然后，在对沟槽212所暴露出的基板200的部分214进行纹理化期间，硬化的第二固态掺杂剂源用作掩模。

[0045] 例如，在一个具体实施例中，硬化的第二固态掺杂剂源用作掩模以提供对基于氢氧化物(OH-)的蚀刻的选择性。也就是说，使用印刷的固态掺杂剂源的掺杂过程本质上能够提供用于纹理化操作的掩模。应当理解，例如大气压化学气相沉积(APCVD)、植入或激光掺杂的其他掺杂方法可能无法为掺杂过程固有的这种掩蔽提供途径。

[0046] 在一个实施例中，参见图2H，加热基板200还包括分别活化来自第一固态掺杂剂源206和第二固态掺杂剂源210的掺杂剂以形成第二导电类型的多个多晶硅区域220和第一导电类型的多个多晶硅区域222。在一个实施例中，活化包括将至少一些掺杂剂的结合从间隙掺杂变成多晶硅层204内的替位掺杂。在一个实施例中，还移除第一固态掺杂剂源206和第二固态掺杂剂源210，也如图2H所示。在一个这样的实施例中，通过施加包含含水氢氟酸的湿溶液或另一HF源，用湿蚀刻技术移除第一固态掺杂剂源206和第二固态掺杂剂源210。在另一个这样的实施例中，通过等离子蚀刻移除第一固态掺杂剂源206和第二固态掺杂剂源
210。

[0047] 参见图2I，在一个实施例中，形成背接触太阳能电池发射极的方法任选地还包括在第二导电类型的多个多晶硅区域220上方、在第一导电类型的多个多晶硅区域222上方以及在基板200的暴露部分上方形成介质层224。在一个实施例中，介质层224为抗反射涂层(ARC)。

[0048] 再次参见图2I，在一个实施例中，形成背接触太阳能电池发射极的方法任选地还包括通过激光烧蚀形成通往第二导电类型的多个多晶硅区域220和第一导电类型的多个多晶硅区域222的多个触点开口226。然后，导电触点228可在多个触点开口226中形成并耦合到第二导电类型的多个多晶硅区域220和第一导电类型的多个多晶硅区域222。在一个实施例中，导电触点228由金属构成并通过沉积、平版印刷和蚀刻方法形成。

[0049] 在本发明的另一方面，第二导电类型固态掺杂剂源通过在印刷的第一导电类型固态掺杂剂源的结构上毯覆式沉积而形成。例如，图3示出了表示根据本发明另一个实施例的形成背接触太阳能电池发射极的方法中的操作的流程图300。图2A、2B以及4A-4E、2I和2J示出了根据本发明实施例的背接触太阳能电池制造中与流程图300的操作相对应的多个阶段的剖视图。

[0050] 参见流程图300的操作302和对应的图2A，形成背接触太阳能电池发射极的方法任选地包括在基板200上形成薄介质层202。

[0051] 在一个实施例中，薄介质层202由二氧化硅构成并具有大约在5-50埃范围内的厚度。在一个实施例中，薄介质层202用作隧穿氧化层。在一个实施例中，基板200为块体单晶基板，如n型掺杂的单晶硅基板。然而，在可供选择的实施例中，基板200包括设置在整个太阳能电池基板上的多晶硅层。

[0052] 参见流程图100的操作304和对应的图3B，形成背接触太阳能电池发射极的方法还包括任选地在薄介质层202上形成多晶硅层204。应当理解，术语多晶硅层的使用旨在还涵盖可被称为无定形硅或α硅的材料。

[0053] 参见流程图300的操作306和对应的图4A，形成背接触太阳能电池发射极的方法包括通过印刷而在基板200上方形成第一导电类型的第一固态掺杂剂源252。第一固态掺杂剂源252包括通过间隙254分开的多个区域。在一个实施例中，印刷通过例如但不限于喷墨印刷、丝网印刷或气溶胶印刷的技术进行。

[0054] 在一个实施例中，间隙254暴露出第一固态掺杂剂源252的多个区域之间的多晶硅层204的区域，如图4A所示。在一个实施例中，第一固态掺杂剂源252在基板200上方的总覆盖率按表面积计在10-15%的范围内，例如约12%。

[0055] 在一个实施例中，第一固态掺杂剂源252由例如但不限于旋涂玻璃前体材料或纳米颗粒材料的材料构成。旋涂玻璃前体材料或纳米颗粒材料包含设置在其中的第一导电类型掺杂剂。例如，在一个实施例中，第一导电类型为n型并且掺杂剂杂质原子为磷原子。在一个实施例中，第一导电类型为p型并且掺杂剂杂质原子为硼原子。

[0056] 参见流程图300的操作308和对应的图4B，形成背接触太阳能电池发射极的方法还包括通过化学气相沉积在第一固态掺杂剂源252的上方形成第二导电类型的第二固态掺杂剂源256。第二固态掺杂剂源256也在基板200上方在第一固态掺杂剂源252的多个区域的间隙254中形成。

[0057] 在一个实施例中，形成第二固态掺杂剂源256包括形成BSG层或PSG层。在一个这样的实施例中，通过化学气相沉积将BSG或PSG层形成为均匀的毯覆层。在一个实施例中，第二导电类型与第一导电类型相反。例如，在一个实施例中，第一导电类型为p型，第二导电类型为n型，并且第二固态掺杂剂源256由PSG构成。在另一个实施例中，第一导电类型为n型，第二导电类型为p型，并且第二固态掺杂剂源256由BSG构成。

[0058] 在一个实施例中，第一固态掺杂剂源252和第二固态掺杂剂源256的部分在多晶硅层204上形成。然而，可存在不使用与基板截然不同的多晶硅层的应用。因此，在另一实施例（未示出）中，第一固态掺杂剂源252和第二固态掺杂剂源256的部分直接在基板上（例如直接在基板200上）或在基板表面上的薄氧化物层上形成。

[0059] 参见流程图300的操作310和对应的图4C，形成背接触太阳能电池发射极的方法还包括图案化第二固态掺杂剂源256以在第一固态掺杂剂源252的多个区域的间隙254中形成不与第一固态掺杂剂源252的多个区域接触的第二固态掺杂剂源256的第一区域258。此外，第二固态掺杂剂源256的第二区域260也在第一固态掺杂剂源252的多个区域上形成，如图4C所示。

[0060] 在一个实施例中，图案化第二固态掺杂剂源256包括图案化BSG层或PSG层。在一个具体实施例中，BSG或PSG层通过化学气相沉积形成为均匀的毯覆层，然后用平版印刷和蚀刻工艺图案化。在一个特定的这样的实施例中，BSG或PSG层通过化学气相沉积技术形成，例如但不限于大气压化学气相沉积(APCVD)、等离子增强化学气相沉积(PECVD)、低压化学气相沉积(LPCVD)或超高真空化学气相沉积(UHVCVD)。在一个实施例中，第二固态掺杂剂源256的第一区域258在第一固态掺杂剂源252的多个区域的间隙254中形成，但是不与第一固态掺杂剂源252的多个区域接触，如图4C所示。另外，在一个更具体的实施例中，第二固态掺杂剂源256的第一区域258与第一固态掺杂剂源252的多个区域间隔开，也如图4C所示。

[0061] 参见流程图300的操作312和对应的图4D，在一个实施例中，形成背接触太阳能电池发射极的方法任选地还包括：在第二固态掺杂剂源256的第一区域258与第一固态掺杂剂源252的多个区域之间形成部分地处于基板200中的沟槽262。在一个实施例中，沟槽262在多晶硅层204中、在薄介质层202中以及部分地在基板200中形成，如图4D所示。

[0062] 参见流程图300的操作314和对应的图4E，在一个实施例中，形成背接触太阳能电池发射极的方法任选地还包括在形成沟槽262之后对基板200加热250。

[0063] 在一个实施例中，加热以驱入第一固态掺杂剂源252和第二固态掺杂剂源258中的掺杂剂。例如，在一个实施例中，第一固态掺杂剂源252和第二固态掺杂剂源258在多晶硅层204上形成，并且加热基板200分别将第一固态掺杂剂源252和第二固态掺杂剂源258中的掺杂剂驱入多晶硅层204。然而，在另一个实施例中，第一固态掺杂剂源252和第二固态掺杂剂源258直接在基板200上或在基板200上的薄氧化物上形成，并且加热基板200分别将第一固态掺杂剂源252和第二固态掺杂剂源258中的掺杂剂驱入基板200。在一个具体的这样的实施例中，基板200是块体结晶硅基板，并且第一固态掺杂剂源252和第二固态掺杂剂源258在块体结晶硅基板上形成。然后，加热块体结晶硅基板以将第一固态掺杂剂源252和第二固态掺杂剂源258中的掺杂剂驱入块体结晶硅基板。

[0064] 根据本发明的一个实施例，第一固态掺杂剂源252足够厚，以防止第二固态掺杂剂源256的第二区域260中的掺杂剂通过第一固态掺杂剂源252的多个区域驱入。例如，尽管可能有利的是将第二固态掺杂剂源256的第一区域258中的掺杂剂驱入下面的多晶硅层或基板，但是将第二固态掺杂剂源256的第二区域260中的掺杂剂驱入下面的多晶硅层或基板可能是不利的。相反，在那些区域中，可能只有将第二固态掺杂剂源256的第二区域260下面的第一固态掺杂剂源252的掺杂剂驱入下面的多晶硅层或基板才是有利的。除厚度以外，可被认为适于防止将第二固态掺杂剂源256的第二区域260中的掺杂剂通过第一固态掺杂剂源252的多个区域驱入的其他参数包括但不必限于：第一固态掺杂剂源252中的掺杂剂浓度、第一固态掺杂剂源252的密度、掺杂剂物质的种类以及加热操作314的时间。

[0065] 参见流程图300的操作316以及再次参照对应的图4E，在一个实施例中，形成背接触太阳能电池发射极的方法任选地还包括对沟槽262所暴露出的基板200的部分264进行纹理化。

[0066] 在一个实施例中，纹理化提供无规纹理图案。无规纹理图案可以通过对基板200的暴露区域应用各向异性蚀刻处理而形成，并因此可由基板200的晶面，如单晶硅平面测定。在一个实施例中，操作314的加热使第一固态掺杂剂源252硬化。然后，在对沟槽262所暴露出的基板200的部分264进行纹理化期间，硬化的第一固态掺杂剂源用作掩模。

[0067] 在一个实施例中，参见图2H，加热基板200还包括分别活化来自第一固态掺杂剂源252和第二固态掺杂剂源258的掺杂剂以形成第一导电类型的多个多晶硅区域220和第二导电类型的多个多晶硅区域222。在一个实施例中，活化包括将至少一些掺杂剂的结合从间隙掺杂变成多晶硅层204内的替位掺杂。在一个实施例中，还移除第一固态掺杂剂源252和第二固态掺杂剂源258，也如图2H所示。在一个这样的实施例中，通过施加包含含水氢氟酸的湿溶液或另一HF源，用湿蚀刻技术移除第一固态掺杂剂源252和第二固态掺杂剂源258。在另一个这样的实施例中，通过等离子蚀刻移除第一固态掺杂剂源252和第二固态掺杂剂源
258。

[0068] 参见图2I，在一个实施例中，形成背接触太阳能电池发射极的方法任选地还包括在第一导电类型的多个多晶硅区域220上方、在第二导电类型的多个多晶硅区域222上方以及在基板200的暴露部分上方形成介质层224。然后，可形成多个触点开口226，从而暴露第一导电类型的多个多晶硅区域220以及第二导电类型的多个多晶硅区域222。然后，导电触点228可在多个触点开口226中形成并耦合到第一导电类型的多个多晶硅区域220和第二导电类型的多个多晶硅区域222。

[0069] 应当理解，为了进行示意性的说明，以特定顺序提供了流程图100和300的操作以及相应的附图。在本发明精神和范围内设想的其他实施例可包括不同的制造顺序。例如，可变更或改变所示的具体次序，除非特定的实施例另有规定。例如，在结合流程图300所述的方法中沟槽的形成在其他实施例可能是不需要的。

[0070] 因此，本发明公开了形成背接触太阳能电池发射极的方法。根据本发明的一个实施例，方法包括通过化学气相沉积在基板上方形成第一导电类型的第一固态掺杂剂源，第一固态掺杂剂源包括通过间隙分开的多个区域。该方法还包括：通过印刷而在所述基板上方在所述第一固态掺杂剂源的所述多个区域的所述间隙中形成不与所述第一固态掺杂剂源的所述多个区域接触的第二导电类型的第二固态掺杂剂源的区域，其中第一导电类型与第二导电类型相反。在一个实施例中，第二固态掺杂剂源由旋涂玻璃前体材料或纳米颗粒材料构成。在一个实施例中，第一导电类型为p型，第二导电类型为n型，并且第一固态掺杂剂源由硼硅酸盐玻璃(BSG)构成。在一个实施例中，第一导电类型为n型，第二导电类型为p型，并且第一固态掺杂剂源由磷硅酸盐玻璃(PSG)构成。