混合型全背接触式太阳能电池及其制造方法专利检索-异质结太阳能电池太阳能专利检索查询-专利查询网

积极推动地理标志专门立法

2022-03-10 地理标志，立法，知识产权
保护知识产权是对创新最大的激励

2022-03-10 保护知识产权，创新，激励
谢商华：加快制定知识产权基本法

2022-03-10 知识产权基本法
擦亮“双奥之城”品牌

2022-03-10 双奥，知识产权
让冰雪运动“热”力全开

2022-03-10 冰雪运动，知识产权
携手共奋进　走好强国路

2022-03-10 强国，知识产权
坚持创新引领　方能稳中求进

2022-03-10 创新，稳中求进，知识产权
答好“两张卷” 奋进新征程

2022-03-10 知识产权
专家解读政府工作报告中的创新和知识产权相关部署

2022-03-10 政府工作报告，创新，知识产权
今年政府工作报告指出：加强知识产权保护和运用

2022-03-10 政府工作报告，知识产权保护

混合型全背接触式太阳能电池及其制造方法

阅读：264发布：2021-02-24

IPRDB可以提供混合型全背接触式太阳能电池及其制造方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种混合型全背接触式(ABC)太阳能电池及其制造方法。所述方法包括：在太阳能电池的吸收体的至少一部分上形成一个或多个图案化的绝缘钝化层；在所述一个或多个图案化的绝缘钝化层的至少一部分上形成一个或多个异质结层，以在所述一个或多个异质结层和太阳能电池的吸收体之间提供一个或多个异质结点或线状触点；在所述一个或多个异质结层的至少一部分上形成一个或多个第一金属区域；在所述太阳能电池的吸收体内形成掺杂区域；以及在所述掺杂区域的至少一部分上并接触所述掺杂区域形成一个或多个第二金属区域，以提供一个或多个同质结触点。，下面是混合型全背接触式太阳能电池及其制造方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种制造混合型全背接触式(ABC)太阳能电池的方法，所述混合型ABC太阳能电池包括设置在太阳能电池的后侧上的同质结触点系统和异质结触点系统，所述方法包括以下步骤：在太阳能电池的吸收体的至少一部分上形成一个或多个图案化的绝缘钝化层；

在所述一个或多个图案化的绝缘钝化层的至少一部分上形成一个或多个异质结层，以在所述一个或多个异质结层和太阳能电池的吸收体之间提供一个或多个异质结点或线状触点，其中，所述一个或多个图案化的绝缘钝化层的极性与所述一个或多个异质结层的极性相反；

在所述一个或多个异质结层的至少一部分上形成一个或多个第一金属区域；

在太阳能电池的吸收体内形成掺杂区域，与太阳能电池的吸收体相比，所述掺杂区域具有不同的掺杂水平；以及在所述掺杂区域的至少一部分上并接触所述掺杂区域形成一个或多个第二金属区域，以提供一个或多个同质结触点；

其中，所述异质结触点系统包括一个或多个第一金属区域、一个或多个异质结层和太阳能电池的吸收体；并且所述同质结触点系统包括一个或多个第二金属区域、掺杂区域和太阳能电池的吸收体。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：

掺杂所述一个或多个异质结层，以使得所述一个或多个异质结层的极性与所述一个或多个图案化的绝缘钝化层的极性相反。

3.根据权利要求1或2所述的方法，进一步包括以下步骤：在所述一个或多个图案化的绝缘钝化层和太阳能电池的吸收体的界面处产生表面电荷，以使得所述一个或多个图案化的绝缘钝化层的极性与所述一个或多个异质结层的极性相反。

4.根据前述任一权利要求所述的方法，进一步包括以下步骤：在太阳能电池的后侧上形成发射极区域，所述发射极区域包括所述一个或多个同质结触点；以及在太阳能电池后侧上形成背表面场(BSF)区域，所述BSF区域包括所述一个或多个异质结点或线状触点，其中，所述发射极区域邻近所述BSF区域设置。

5.根据前述任一权利要求所述的方法，进一步包括以下步骤：在太阳能电池的后侧上形成发射极区域，所述发射极区域包括所述一个或多个异质结点或线状触点；以及在太阳能电池的后侧上形成背表面场(BSF)区域，所述BSF区域包括所述一个或多个同质结触点，其中，所述发射极区域邻近所述BSF区域设置。

6.根据前述任一权利要求所述的方法，其中，提供所述一个或多个同质结触点包括：通过扩散、离子注入或合金化形成一个或多个同质结点或线状触点。

7.根据前述任一权利要求所述的方法，其中，通过薄膜沉积形成所述一个或多个异质结层。

8.根据前述任一权利要求所述的方法，进一步包括以下步骤：在太阳能电池的吸收体的后侧上、至少在将要设置所述一个或多个第二金属区域的地方形成掺杂区域；以及在一个或多个图案化的绝缘钝化层中、至少在将要设置所述一个或多个异质结点或线状触点的地方打开触点孔。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，在太阳能电池的吸收体的后侧上形成所述掺杂区域包括：执行从所述一个或多个第二金属区域到太阳能电池的吸收体中的局部合金化工艺。

10.根据前述任一权利要求所述的方法，其中，所述一个或多个第二金属区域使用丝网印刷工艺而形成。

11.根据权利要求3所述的方法，进一步包括下述步骤：进行触点烧结，以在所述一个或多个图案化的绝缘钝化层和太阳能电池的吸收体的界面处产生表面电荷。

12.根据前述任一权利要求所述的方法，其中，形成所述一个或多个图案化的绝缘钝化层的步骤包括形成至少两个绝缘钝化层，其中，所述至少两个绝缘钝化层包括带相反电荷的表面电荷。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述至少两个绝缘钝化层中的每一个包括SiNx、AlOx或SiOx。

14.根据权利要求4或5中的任一项所述的方法，进一步包括下述步骤：通过激光烧蚀来结构化太阳能电池的吸收体，以便将所述BSF区域与太阳能电池的发射极区域分离。

15.根据权利要求8所述的方法，其中，激光烧蚀用于在所述一个或多个绝缘钝化层中打开触点孔。

16.根据前述任一权利要求所述的方法，其中，所述一个或多个异质结层包括p或n掺杂的微晶硅。

17.根据权利要求1-15中的任意一项所述的方法，其中，所述一个或多个异质结层包括本征的、p或n掺杂的非晶硅或其低值氧化物。

18.一种混合型全背接触式(ABC)太阳能电池，包括：形成在太阳能电池的吸收体的至少一部分上的一个或多个图案化的绝缘钝化层；

形成在所述一个或多个图案化的绝缘钝化层的至少一部分上的一个或多个异质结层，以在所述一个或多个异质结层和太阳能电池的吸收体之间提供一个或多个异质结点或线状触点，其中，所述一个或多个图案化的绝缘钝化层的极性与所述一个或多个异质结层的极性相反；

形成在所述一个或多个异质结层的至少一部分上的一个或多个第一金属区域；

形成在太阳能电池的吸收体内的掺杂区域，与太阳能电池的吸收体相比，所述掺杂区域具有不同的掺杂水平；以及形成在所述掺杂区域的至少一部分上并接触所述掺杂区域的一个或多个第二金属区域，以提供一个或多个同质结触点；

其中，所述一个或多个第一金属区域、所述一个或多个异质结层和太阳能电池的吸收体限定异质结触点系统；并且所述一个或多个第二金属区域、所述掺杂区域和太阳能电池的吸收体限定同质结触点系统；其中，所述同质结触点系统和异质结触点系统设置在太阳能电池的后侧上。

19.根据权利要求18所述的混合型ABC太阳能电池，进一步包括：一个或多个掺杂的异质结层；以及

在所述一个或多个图案化的绝缘钝化层和太阳能电池的吸收体的界面处的表面电荷，其中，所述一个或多个掺杂的异质结层的极性与所述一个或多个图案化的绝缘钝化层的极性相反。

20.根据权利要求18或19所述的混合型ABC太阳能电池，进一步包括：在太阳能电池的后侧上的发射极区域，所述发射极区域包括所述一个或多个同质结触点；以及在太阳能电池的后侧上的背表面场(BSF)区域，所述BSF区域包括所述一个或多个异质结点或线状触点；

其中，所述发射极区域邻近所述BSF区域设置。

21.根据权利要求18或19所述的混合型ABC太阳能电池，进一步包括：在太阳能电池的后侧上的发射极区域，所述发射极区域包括所述一个或多个异质结点或线状触点；以及在太阳能电池的后侧上的背表面场(BSF)区域，所述BSF区域包括所述一个或多个同质结触点；

其中，所述发射极区域邻近所述BSF区域设置。

22.根据权利要求18-21中的任意一项所述的混合型ABC太阳能电池，其中，所述一个或多个同质结触点是扩散的、离子注入的或合金化的同质结点或线状触点。

23.根据权利要求18-22中的任意一项所述的混合型ABC太阳能电池，所述一个或多个异质结层是薄膜沉积的异质结层。

24.根据权利要求18-23中的任意一项所述的混合型ABC太阳能电池，进一步包括：在所述一个或多个图案化的绝缘钝化层中、至少设置所述一个或多个异质结点或线状触点的地方的触点孔。

25.根据权利要求18-24中的任意一项所述的混合型ABC太阳能电池，包括至少两个绝缘钝化层，其中，所述至少两个绝缘钝化层包括带相反电荷的表面电荷。

26.根据权利要求25所述的混合型ABC太阳能电池，其中，所述至少两个绝缘钝化层中的每一个包括SiNx、AlOx或SiOx。

27.根据权利要求20或21所述的混合型ABC太阳能电池，其中，所述BSF区域通过激光烧蚀与太阳能电池的发射极区域分离。

28.根据权利要求18-27中的任意一项所述的混合型ABC太阳能电池，其中，所述一个或多个异质结层包括p或n掺杂的微晶硅。

29.根据权利要求18-27中的任意一项所述的混合型ABC太阳能电池，其中，所述一个或多个异质结层包括本征的、p或n掺杂的非晶硅或其低值氧化物。

说明书全文

混合型全背接触式太阳能电池及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及混合型全背接触式太阳能电池及其制造方法。

背景技术

[0002] 在典型的工业硅晶片太阳能电池中，使用了p型硅晶片。过剩电荷载流子分离通常+ +通过全区域扩散p/n同质结(少数载流子收集)和全区域扩散p/p同质结(多数载流子收集)来实现；并且可以分别通过高温热扩散工艺和高温触点烧制(以产生太阳能电池的发射极和背表面场(BSF)区域)来形成。

[0003] 为了提高电池效率，可以使用n型Si晶片。这样，可以避免在p型Cz硅中观察到的光致衰退(归因于亚稳态硼-氧复合物)。此外，因为电子捕获系数通常高于晶体硅中的空穴捕获系数，所以可以达到较高的开路电压，从而n型c-Si具有较低的少数载流子复合速率。目前，有两种方法来提高常规的前接触式太阳能电池的效率，(1)使用扩散同质结点(或线)触点；或(2)使用薄膜沉积的全区域异质结触点。

[0004] 全背接触式(ABC)太阳能电池(将两个触点都放置在太阳能电池的后侧，从而避免遮蔽前侧金属栅格)具有甚至更高的效率潜能，代价是增加了图案化晶片后表面和/或薄膜沉积层的复杂度。对于ABC Si晶片太阳能电池来说，通常在背侧仅使用一个钝化层，即，仅使用SiNx而不是AlOx和SiNx，以避免进行结构化的精力花费。

[0005] 在高效硅晶片太阳能电池中，表面钝化是非常重要的，并且必须将晶片的所有侧高效地钝化。如果使用扩散同质结点触点(常规的同质结方法)，则表面钝化通常通过包含大量的界面电荷的电绝缘钝化层来实现(场效应钝化)。通常使用氮化硅SiNx(大量的正界面电荷)，并且最近使用氧化铝AlOx(大量的负界面电荷)。在这些电绝缘钝化层内形成小开口以便形成高度掺杂的同质结点触点或线触点。存在两种类型的扩散同质结点触点，即，仅由金属点触点局部接触的全区域扩散，或者在金属点触点下面的局部区域扩散。因为在晶片内存在较少的复合活跃的区域，所以后一种方法增加了太阳能电池的开路电压电位，但是以必须生长/沉积和图案化扩散掩模为代价。

[0006] 如果使用薄膜沉积的全区域异质结触点(即，常规的异质结方法)，则表面钝化通常通过导电的薄膜本征缓冲层来实现。这通常是薄膜(<10nm)本征氢化非晶硅a-Si:H(i)，其进一步被薄膜(<30nm)p-或n-掺杂氢化非晶硅，a-Si:H(p+)，Si:H(n+)覆盖，以形成太阳能电池的发射极和背表面场(BSF)区域。可选的，替代使用a-Si:H(i)，可以使用其低值氧化物a-SiOx:H(i)，以导致甚至更好的表面钝化。通过直接沉积掺杂的薄膜发射极或BSF层，可以省略本征缓冲层，从而以换取层的数量的减少来接受稍微较低的表面钝化。为了形成全区域触点，在薄膜硅层的顶部上施加薄膜透明导电氧化物(TCO)层。TCO不仅确保横向电导性，而且还用作有效的背反射器。在TCO的顶部上形成金属网格以提取电流。

[0007] 然而，上述两种方法具有缺点。例如，常规的扩散同质结硅晶片太阳能电池具有相对低的开路(Voc)电位的缺点，这是因为：(1)晶片内的扩散区域也是高复合区域，以及(2)由于金属触点直接接触太阳能电池吸收体，所以总是存在高接触复合。另外，存在关于硼p+扩散的问题，例如，相对低的生产量、非常高的热预算(>1000℃)，对管的大量维护需求(去除硼粉末)，并且其是相对不稳定的工艺。尽管薄膜沉积的异质结硅晶片太阳能电池已经被证明获得最高的Voc值，但是它们的成本效益尚未被证明。特别地，需要提供良好的横向电导性以及良好的后侧反射率的TCO层需要额外的工艺(即，溅射)，因此成本显著增加。

[0008] 最近，已经提出了一种在ABC太阳能电池的情况下使用薄膜沉积的异质结点触点的高效接触方案。然而，该方案尚未在太阳能电池器件上进行测试。在ABC异质结点触点太阳能电池中，不再需要晶片内的扩散区域来收集太阳能电池吸收体的过剩电荷载流子，这是因为电绝缘钝化层内的巨量的表面电荷可以执行该功能(即，其在晶片表面附近积聚电子或空穴)。因此，电荷载流子分离不再由(同质的或异质的)p+/n或n+/n结执行，而由两个不同的电绝缘钝化层(即，AlOx和SiNx)的交替的表面电荷执行。使用表现出大量正或负表面电荷的两个不同的钝化层是必要的。然后可以通过钝化层的局部开口以及在钝化层的顶部上的薄膜异质结层的随后沉积来执行过剩电荷载流子提取，所述薄膜异质结层具有与在下面的钝化层的表面电荷的极性的类型相反的有效掺杂。换句话说，应当对沉积在AlOx上的层(负表面电荷)进行有效地p掺杂(例如，薄的本征非晶硅缓冲层和p掺杂非晶硅发射极层的堆叠，a-Si:H(i)/a-Si:H(p)，或只是薄的p掺杂的a-Si:H(p)发射极层)，并且对沉积在SiNx上的层(正表面电荷)优选地进行有效地n掺杂。与使用全区域异质结触点相比，由于使用了点触点，所以不需要确保完美的界面钝化(点触点的区域与总区域的比例百分数远低于20％，因此可以容忍这些区域内的较高的界面复合)。因此，可以使用微晶硅μc-Si:H而不是a-Si:H来实现异质结点触点，从而接受较差的钝化质量以换取较高的掺杂效率。与相应的同质结点接触方案(使用点触点的相同的几何尺寸)相比，可以达到甚至更高的开路电压。
这是由于(1)归因于异质触点的带偏移的较低的接触复合，特别是阻止太阳能电池吸收体的一个过剩载流子到达与吸收体相邻的异质结材料并且从而到达金属触点，以及(2)在太阳能电池吸收体内不再有高度扩散并且因此复合活跃的区域。

[0009] 总而言之，已知有从太阳能电池吸收体提取过剩电子或空穴的四种不同的高效触点，即：(1)全区域扩散同质结点/条触点，(2)局部扩散同质结点/条触点，(3)薄膜异质结沉积的全区域触点，以及(4)薄膜异质结沉积的点/条触点。除了(4)之外，所有其他触点已经在太阳能电池中成功地实现，因此证明了对于硅晶片太阳能电池它们达到高效率(>20％)的能力。然而，存在对晶片和/或钝化层的大量的局部结构化，这对于实现这些触点来说是必要的，如果要实现全背接触式太阳能电池的话，其甚至会增加。

[0010] 与四种类型的触点中的每一种相关的缺点详述如下：

[0011] (1)全区域扩散同质结点/条触点仅需要电绝缘钝化层(SiNx或AlOx)的一个局部开口工艺。然而，由于晶片内的全区域扩散区域和点/条状的金属-半导体界面是高复合的区域，所以只能获得相对低的开路电压。

[0012] (2)局部扩散的同质结点/条触点需要在晶片内的附加的局部扩散工艺，这通常对太阳能电池工艺增加相当大的复杂性(和成本)。然而，与全区域扩散同质结点/条触点相比，它们表现出较高的Voc电位，这是因为在晶片内保留了较少的复合活跃的扩散区域。然而，保留了高度复合活跃的点/条状金属-半导体吸收体界面。

[0013] (3)薄膜沉积的异质结全区域触点能够实现到目前为止最高的开路电压。这是由于(i)异质结与同质结相比的固有优点，其能够减少接触复合，以及(ii)在晶片内不再有复合活跃的区域。对于触点本身来说，因为它是全区域触点，所以不再需要结构化。然而，如果在全背接触式太阳能电池中使用，则图案化的量显著增加。例如，p+和n+a-Si:H区域以及在这两者之间的间隙中的附加的电绝缘钝化层(例如SiNx)需要用相互对准地来限定。

[0014] (4)薄膜沉积的异质结点/条触点仅需要一个类似于全区域扩散的同质结点/条触点的结构化步骤(即，电绝缘钝化层的局部开口)。原则上，它们表现出比薄膜沉积的异质结全区域触点更高的开路电位，这是因为高度复合活跃的薄膜异质结层与太阳能电池吸收体去耦合(除了点/条触点区域之外的任何区域)。对于全背接触式太阳能电池来说，既不需要昂贵的TCO层(因为SiNx或AlOx能够形成高效的背反射器)，也不需要将发射极层与BSF层分开的附加绝缘层。然而，如果将这样的异质结点/条触点结合到全背接触式太阳能电池的结构中，则所需的图案化的量至少与在全背接触式太阳能电池中使用全区域异质结触点一样复杂。

[0015] 因此，需要提供一种全背接触式(ABC)太阳能电池架构及其制造方法，以试图解决上述至少一个问题。

发明内容

[0016] 根据本发明的第一方面，提供了一种制造混合型全背接触式(ABC)太阳能电池的方法，所述混合型ABC太阳能电池包括设置在太阳能电池后侧上的同质结触点系统和异质结触点系统，所述方法包括以下步骤：在太阳能电池的吸收体的至少一部分上形成一个或多个图案化的绝缘钝化层；在所述一个或多个图案化的绝缘钝化层的至少一部分上形成一个或多个异质结层，以在所述一个或多个异质结层和所述太阳能电池的吸收体之间提供一个或多个异质结点或线状触点，其中，所述一个或多个图案化的绝缘钝化层的极性与所述一个或多个异质结层的极性相反；在所述一个或多个异质结层的至少一部分上形成一个或多个第一金属区域；在所述太阳能电池的吸收体内形成掺杂区域，与所述太阳能电池的吸收体相比，所述掺杂区域具有不同的掺杂水平；以及在所述掺杂区域的至少一部分上并接触所述掺杂区域形成一个或多个第二金属区域，以提供一个或多个同质结触点；其中，所述异质结触点系统包括一个或多个第一金属区域，一个或多个异质结层和所述太阳能电池的吸收体；并且所述同质结触点系统包括一个或多个第二金属区域、掺杂区域和所述太阳能电池的吸收体。

[0017] 在实施例中，所述方法可以进一步包括以下步骤：掺杂所述一个或多个异质结层，以使得所述一个或多个异质结层的极性与所述一个或多个图案化的绝缘钝化层的极性相反。

[0018] 在实施例中，所述方法可以进一步包括以下步骤：在所述一个或多个图案化的绝缘钝化层和所述太阳能电池的吸收体的界面处产生表面电荷，以使得所述一个或多个图案化的绝缘钝化层的极性与所述一个或多个异质结层的极性相反。

[0019] 在实施例中，所述方法可以进一步包括以下步骤：在所述太阳能电池的后侧形成发射极区域，所述发射极区域包括所述一个或多个同质结触点；以及在所述太阳能电池的后侧形成背表面场(BSF)区域，所述BSF区域包括所述一个或多个异质结点或线状触点，其中，将所述发射极区域邻近所述BSF区域设置。

[0020] 在实施例中，所述方法可以进一步包括以下步骤：在所述太阳能电池的后侧形成发射极区域，所述发射极区域包括所述一个或多个异质结点或线状触点；以及在所述太阳能电池的后侧形成背表面场(BSF)区域，所述BSF区域包括所述一个或多个同质结触点，其中，将所述发射极区域邻近所述BSF区域设置。

[0021] 在实施例中，提供所述一个或多个同质结触点可以包括：通过扩散、离子注入或合金化形成一个或多个同质结点或线状触点。

[0022] 在实施例中，可以通过薄膜沉积来形成所述一个或多个异质结层。

[0023] 在实施例中，所述方法可以进一步包括以下步骤：在太阳能电池的吸收体的后侧上、至少在将要设置所述一个或多个第二金属区域的地方形成掺杂区域；以及在一个或多个图案化的绝缘钝化层中、至少在将要设置所述一个或多个异质结点或线状触点的地方打开触点孔。

[0024] 在实施例中，在所述太阳能电池的吸收体的后侧上形成所述掺杂区域可以包括：执行从所述一个或多个第二金属区域到所述太阳能电池的吸收体中的局部合金化工艺。

[0025] 在实施例中，所述一个或多个第二金属区域可以使用丝网印刷工艺形成。

[0026] 在实施例中，所述方法可以进一步包括下述步骤：进行触点烧制以在所述一个或多个图案化的绝缘钝化层和所述太阳能电池的吸收体的界面处产生表面电荷。

[0027] 在实施例中，形成所述一个或多个图案化的绝缘钝化层的步骤可以包括形成至少两个绝缘钝化层，其中，所述至少两个绝缘钝化层可包括带相反电荷的表面电荷。在实施例中，所述至少两个绝缘钝化层中的每一个可包括SiNx、AlOx或SiOx。

[0028] 在实施例中，所述方法可以进一步包括通过激光烧蚀来结构化所述太阳能电池的吸收体的步骤，以便将所述BSF区域与所述太阳能电池的发射极区域分离。

[0029] 在实施例中，激光烧蚀可用于打开所述一个或多个绝缘钝化层中的触点孔。

[0030] 在实施例中，所述一个或多个异质结层包括p或n掺杂的微晶硅。在另一个实施例中，所述一个或多个异质结层可以包括本征的、p或n掺杂的非晶硅或其低值氧化物。

[0031] 根据本发明的第二方面，提供了一种混合型全背接触式(ABC)太阳能电池，包括：形成在太阳能电池的吸收体的至少一部分上的一个或多个图案化的绝缘钝化层；形成在所述一个或多个图案化的绝缘钝化层的至少一部分上的一个或多个异质结层，以在所述一个或多个异质结层和所述太阳能电池的吸收体之间提供一个或多个异质结点或线状触点，其中，所述一个或多个图案化的绝缘钝化层的极性与所述一个或多个异质结层的极性相反；
形成在所述一个或多个异质结层的至少一部分上的一个或多个第一金属区域；形成在所述太阳能电池的吸收体内的掺杂区域，与所述太阳能电池的吸收体相比，所述掺杂区域具有不同的掺杂水平；以及形成在所述掺杂区域的至少一部分上并接触所述掺杂区域的一个或多个第二金属区域，以提供一个或多个同质结触点；其中，一个或多个第一金属区域、一个或多个异质结层和所述太阳能电池的吸收体限定异质结触点系统；并且所述一个或多个第二金属区域、掺杂区域和所述太阳能电池的吸收体限定同质结触点系统；其中，所述同质结触点系统和异质结触点系统设置在所述太阳能电池的后侧。

[0032] 在实施例中，所述混合型ABC太阳能电池可以进一步包括：一个或多个掺杂异质结层；以及在所述一个或多个图案化的绝缘钝化层和所述太阳能电池的吸收体的界面处的表面电荷，其中，所述一个或多个掺杂异质结层的极性与所述一个或多个图案化的绝缘钝化层的极性相反。

[0033] 在实施例中，所述混合型ABC太阳能电池可以进一步包括：在所述太阳能电池的后侧上的发射极区域，所述发射极区域包括所述一个或多个同质结触点；以及在所述太阳能电池的后侧上的背表面场(BSF)区域，所述BSF区域包括所述一个或多个异质结点或线状触点；其中，所述发射极区域邻近所述BSF区域设置。

[0034] 在实施例中，所述混合型ABC太阳能电池可以进一步包括：在所述太阳能电池的后侧上的发射极区域，所述发射极区域包括所述一个或多个异质结点或线状触点；以及在所述太阳能电池的后侧上的背表面场区域(BSF)，所述BSF区域包括所述一个或多个同质结触点；其中，所述发射极区域邻近所述BSF区域设置。

[0035] 在实施例中，所述一个或多个同质结触点可以是扩散的、离子注入的或合金化的同质结点或线状触点。

[0036] 在实施例中，所述一个或多个异质结层可以是薄膜沉积的异质结层。

[0037] 在实施例中，所述混合型ABC太阳能电池可以进一步包括：在所述一个或多个图案化的绝缘钝化层中、至少要设置所述一个或多个异质结点或线状触点地方的触点孔。

[0038] 在实施例中，所述混合型ABC太阳能电池可以进一步包括至少两个绝缘钝化层，其中，所述至少两个绝缘钝化层可包括带相反电荷的表面电荷。在实施例中，所述至少两个绝缘钝化层中的每一个可包括SiNx、AlOx或SiOx。

[0039] 在实施例中，所述BSF区域可以通过激光烧蚀与所述太阳能电池的发射极区域分离。

附图说明

[0040] 通过下文的结合附图的仅示例性的描述，本领域普通技术人员将会更好地理解并容易明了本发明的示例性的实施例，其中：

[0041] 图1是根据本发明实施例的混合型全背接触式太阳能电池的示意图，所述混合型全背接触式太阳能电池包括n型硅晶片衬底、通过异质结点接触方案形成的发射极区域和使用掩蔽步骤通过局部区域扩散形成的背表面场区域。

[0042] 图2是根据本发明实施例的混合型全背接触式太阳能电池的示意图，所述混合型全背接触式太阳能电池包括p型硅晶片衬底、通过异质结点接触方案形成的发射极区域和通过局部Al相互扩散形成的背表面场区域。

[0043] 图3是根据本发明实施例的混合型全背接触式太阳能电池的示意图，所述混合型全背接触式太阳能电池包括n型硅晶片衬底、通过局部Al相互扩散形成的发射极区域和通过异质结点接触方案形成的背表面场区域。

[0044] 图4是根据本发明实施例的混合型全背接触式太阳能电池的示意图，所述混合型全背接触式太阳能电池包括p型硅晶片衬底、通过全区域扩散形成的发射极区域和通过异质结点接触方案形成的背表面场区域。

[0045] 图5是根据本发明另一个实施例的混合型全背接触式太阳能电池的示意图，所述混合型全背接触式太阳能电池包括n型硅晶片衬底、通过异质结点接触方案形成的发射极区域和使用掩蔽步骤通过局部区域扩散形成的背表面场区域。

[0046] 图6是根据本发明另一个实施例的混合型全背接触式太阳能电池的示意图，所述混合型全背接触式太阳能电池包括n型硅晶片衬底、通过局部Al相互扩散形成的发射极区域和通过异质结点接触方案形成的背表面场区域。

[0047] 图7是根据本发明另一个实施例的混合型全背接触式太阳能电池的示意图，所述混合型全背接触式太阳能电池包括p型硅晶片衬底、使用掩蔽步骤通过局部区域扩散形成的发射极区域和通过异质结点接触方案形成的背表面场区域。

[0048] 图8是示出根据本发明实施例的制造混合型全背接触式太阳能电池的方法的流程图。

具体实施方式

[0049] 本发明的实施例提供了用于基于硅晶片的太阳能电池的“混合型”全背接触式(ABC)太阳能电池结构，其针对一个(电子或空穴提取)后侧触点系统使用同质结触点并针对另一个(空穴或电子提取)后侧触点系统使用异质结点或线/条(即，“线状”)触点以进行电荷载流子提取。同质结触点可以是扩散的同质结点或线/条触点。异质结点或线/条触点可以通过薄膜硅沉积形成。

[0050] 本发明的实施例通过提供“混合型”ABC太阳能电池架构来试图显著减少结构化的精力花费，同时仅少量地折中可取得的开路电压。“混合型”ABC太阳能电池架构将扩散同质结点/条触点系统(具有位于晶片内的电荷载流子积累区域)与异质结点或线/条触点系统(具有位于晶片外的电荷载流子积累区域)组合，并试图确保同质结和异质结触点形成之间的工艺相容性。

[0051] 在异质结点接触方案中，使用用于表面钝化的电绝缘钝化层直接建立太阳能电池吸收体内的电子或空穴的电荷载流子分离，所述电绝缘钝化层表现出大量的正或负表面电荷，从而迫使晶片表面变成强反型或强积累。因此，通过电绝缘钝化层(即，具有负表面电荷的AlOx或具有正表面电荷的SiNx)的表面电荷来执行触点附近的电荷载流子积聚。然后通过对钝化层局部开口、之后是对在钝化层的顶部上的一个(或几个)导电薄膜异质结层全区域沉积从而形成异质结点或线触点来实现电荷载流子提取。这些薄膜异质结层的有效掺杂与钝化层的表面电荷的极性相反，以便能够提取所收集的过剩电荷载流子。换句话说，邻近异质结点或线触点的钝化层表现出朝向太阳能电池吸收体的高固定界面电荷密度，所述钝化层具有与施加在其顶部上的异质结层的有效掺杂相反的极性。例如，沉积在AlOx(负表面电荷)上的层应当被有效地p掺杂(例如，薄的本征非晶硅缓冲层和p掺杂的非晶硅发射极层的堆叠，a-Si:H(i)/a-Si:H(p)或只是薄的p掺杂的a-Si:H(p)发射极层)，并且沉积在SiNx(正表面电荷)上的层被有效地n掺杂。异质结点触点可以通过使用微晶硅μc-Si:H代替a-Si:H来实现，接受较差的钝化质量以换取较高的掺杂效率。与常规的(同质结)点接触方案相反，在触点下方没有扩散区域，这使得太阳能电池能够由于减少的触点和块体复合而达到更高的开路电压。

[0052] 本发明的实施例试图提供优于常规的扩散同质结ABC太阳能电池结构和薄膜沉积的异质结ABC太阳能电池结构的优点；并试图显著减少所需的结构化的精力花费同时仅少量地折中可取得的开路电压。因此，本发明的实施例提供了“混合型”(同质结/异质结)全背接触式(ABC)太阳能电池结构，其以使相应的同质结/异质结触点形成工艺是工艺相容的方式，针对一个后触点系统使用上文描述的异质结点或线/条接触方案并针对另一个后触点系统使用常规的扩散同质结触点。

[0053] 在实施例中，混合型ABC太阳能电池包括设置在太阳能电池的后侧上的同质结触点系统和异质结触点系统。异质结触点系统包括一个或多个第一金属区域、一个或多个异质结层和太阳能电池的吸收体。同质结触点系统包括一个或多个第二金属区域、掺杂区域和太阳能电池的吸收体。

[0054] 本领域技术人员将理解，由于各个相关联的工艺不是工艺相容的，因此在太阳能电池内简单地组合扩散的同质结方法和薄膜沉积的异质结方法是不可行的。特别地，薄膜异质结层不能承受高于400℃的温度，而丝网印刷的扩散的同质结触点需要800℃及以上的触点烧制温度。此外，如果执行薄膜PECVD异质结沉积，则在沉积室内具有金属触点是不可取的，因为这将导致沉积的异质结层的相当大的交叉污染。因此，不能以直截了当地工业相容的方式将扩散的同质结方法和薄膜沉积的异质结方法的工艺简单地组合。

[0055] 然而，通过使用根据本文所述的本发明的示例性的实施例的异质结点或线触点，可以有利地实现工艺相容性。特别地，有意地接受一定程度的异质结层的退化(由于高温处理或由于金属交叉污染)。该退化影响点或线接触的小区域，因此可以接受这些区域内的相应较低的钝化质量。如果使用铝并沉积p型异质结层，则可以接受金属交叉污染。所得到的混合型ABC太阳能电池有利地需求显著较低的结构化的量。

[0056] 如果需要大节距间隔(均匀的触点之间的距离)(例如，为了使用丝网印刷)，则后侧发射极区域优选大于后侧的背表面场(BSF)区域。这是因为产生的少数载流子必须行进整个距离到达下一个触点以便被收集，而产生的多数载流子也可能保留在衬底中，同时晶片内的其它多数载流子被收集以便驱动电流。在一些情况下，比较图2、3、4、6、7，激光烧蚀可以有利地用于结构化晶片以便形成后侧BSF区域，从而极大简化相互对准。在该情况下，较小的BSF区域优选地通过激光烧蚀来被结构化，这是因为要不是这样的话晶片的大多数部分将必须被烧蚀，这是耗时的并且因此在工业上是不可行。在这种情况下，BSF区域从而有利地通过点/条接触的异质结层或通过经由触点烧制的局部Al相互扩散来形成，以避免用于触点形成的掩蔽步骤。

[0057] 根据实施例，提供了一种混合型全背接触式(ABC)太阳能电池，包括：形成在太阳能电池的吸收体的至少一部分上的一个或多个图案化的绝缘钝化层；形成在所述一个或多个图案化的绝缘钝化层的至少一部分上的一个或多个异质结层，以在所述一个或多个异质结层和所述太阳能电池的吸收体之间提供一个或多个异质结点或线状触点，其中，所述一个或多个图案化的绝缘钝化层的极性与所述一个或多个异质结层的极性相反；形成在所述一个或多个异质结层的至少一部分上的一个或多个第一金属区域；形成在所述太阳能电池的吸收体内的掺杂区域，与所述太阳能电池的吸收体相比，所述掺杂区域具有不同的掺杂水平；以及形成在所述掺杂区域的至少一部分上并接触所述掺杂区域的一个或多个第二金属区域，以提供一个或多个异质结触点。

[0058] 所述一个或多个第一金属区域、一个或多个异质结层和所述太阳能电池的吸收体可限定异质结触点系统。所述一个或多个第二金属区域、掺杂区域和所述太阳能电池的吸收体可限定同质结触点系统。所述同质结触点系统和异质结触点系统可设置在所述太阳能电池的后侧上。

[0059] 所述一个或多个异质结层可以是掺杂的异质结层。在一个或多个图案化的绝缘钝化层和太阳能电池的吸收体的界面处还可以存在表面电荷。

[0060] 根据本发明的实施例，提供了一种全背接触式(ABC)太阳能电池，其中，通过异质结点接触方案来实现发射极的形成，并且使用掩蔽步骤通过常规的(局部区域)扩散来实现背表面场(BSF)的形成。发射极区域收集太阳能电池吸收体的过剩电荷少数载流子。BSF区域收集太阳能电池吸收体的过剩电荷多数载流子。

[0061] 如果混合型ABC太阳能电池的发射极区域由异质结层形成并且使用n型硅晶片，则如图1所示(参见下文)，可以利用磷扩散的吸杂效应。然而，与本文所述的本发明的其他全背接触式实施例相比，结构化的精力花费高得多，这是因为BSF区域通过磷扩散形成，因此需要掩蔽步骤来形成扩散触点(激光烧蚀不用于结构化晶片以避免用于触点形成的掩蔽步骤)。

[0062] 工艺顺序可以从重掺杂的磷扩散(全区域的前侧和局部地背侧)开始，然后，进行前侧回蚀以获得适度掺杂的前表面场，以便增强横向电流传输。下一步骤是，使用SiNx的前侧钝化和后侧钝化(使用SiNx和AlOx二者)。对于后侧钝化来说，因为不能使用激光烧蚀，所以涉及进一步的结构化，例如，全区域SiNx沉积、BSF区域的掩蔽、覆盖发射极区域的SiNx的选择性回蚀以及AlOx的全区域沉积。可选地，可以使用表现出大量负表面电荷(如AlOx)但仍然能够有效地钝化扩散掺杂的BSF区域的仅一个后侧钝化层。

[0063] 下一工艺顺序可以涉及：(i)首先通过高温触点烧制来表面处理扩散的BSF触点并且然后完成异质结点接触(使用低温涂覆金属并接受Al金属交叉污染，这是因为异质结点触点形成在p掺杂的薄膜硅层上)；或者可选地，(ii)首先沉积用于异质结点触点形成的薄膜硅层(在对接触孔的激光辅助的开口之后)，然后可以一起应用高温触点烧制步骤和前触点形成(共烧)，从而接受点接触的区域内的钝化质量的降低。

[0064] 图1是根据上述步骤制造的使用n型硅晶片的混合型ABC太阳能电池的示意图。ABC太阳能电池100包括n型硅晶片102、前侧上的磷扩散的回蚀层104、背侧上的局部磷扩散的区域106(通过掩蔽获得)、前侧SiNx钝化层108以及后侧SiNx 110a和AlOx 110b钝化层。通过异质结点接触方案形成的发射极触点区域包括a-Si:H(p+)(或μc-Si:H(p+))层112、局部开口的AlOx钝化层110b(具有其负界面电荷)和铝金属触点114。通过常规(掩蔽的、局部区域)扩散形成的背表面场(BSF)触点区域包括另一金属触点116和磷扩散的区域106。

[0065] 如果混合型ABC太阳能电池的发射极区域由异质结层形成并且使用p型硅晶片，则可以有利地使用与通过触点烧制实现的局部Al扩散BSF形成相结合的激光烧蚀，如图2所示。在该实例中，因为激光烧蚀能够分离晶片背侧处的两个区域，从而可以施加薄膜钝化层以及薄膜异质结层的全区域沉积，所以不需要额外的结构化步骤。换句话说，既没有分离的扩散步骤也没有额外的结构化精力花费。然而，在薄膜硅异质结层沉积之后现在必须实施高温触点形成。这意味着必须接受在n型掺杂的异质结层上发生金属触点的形成。因此，高+度掺杂的n型微晶硅，μc-Si:H(n)优选用于异质结点接触的形成。

[0066] 工艺顺序可以从前侧和背侧钝化(通过针对前侧使用任何类型的钝化层并且针对背侧使用SiNx钝化)开始，之后是对触点孔的激光辅助的局部开口以及随后对薄膜硅异质结层的沉积，即，μc-Si:H(n+)。激光烧蚀随后产生用于BSF区域的凹槽。接下来，全区域钝化(使用AlOx或任何其他钝化层)之后是高温触点烧制(对异质结触点和BSF触点共烧以形成局部Al扩散的BSF区域)以完成电池。

[0067] 图2是根据上述步骤制造的使用p型硅晶片的混合型ABC太阳能电池的示意图。ABC太阳能电池200包括p型硅晶片202、前侧钝化层204以及后侧钝化层206a(即，SiNx)和206b。通过异质结点接触方案形成的发射极区域包括μc-Si:H(n+)层208、局部开口的SiNx 206a(具有其正界面电荷)和金属触点210。通过常规的(局部区域A1)相互扩散形成的背表面场(BSF)包括铝触点212、Al扩散区域214和钝化层206b。

[0068] 根据上文描述的本发明的实施例的两个混合型ABC太阳能电池结构的优点是：大的发射极区域用于异质结触点的形成，而小的BSF区域用于同质结触点的形成。因此，可以更好地收获异质结的较高的开路电位。然而，这些结构的缺点是金属栅格的触指的宽度不等，从而使得可能需要增加覆盖BSF区域的较薄的金属指的厚度或者可能需要更多的汇流条，以减少后侧相互交叉的金属网格的串联电阻。

[0069] 根据本发明的另一个实施例，提供了一种全背接触式(ABC)太阳能电池，其中，通过常规(全区域或局部区域)扩散实现发射极的形成，并通过异质结点/条接触方案实现背表面场(BSF)的形成。发射极区域收集太阳能电池吸收体的过剩电荷少数载流子。BSF区域收集太阳能电池吸收体的过剩电荷多数载流子。在该实施例中，可以有利地实现如图3和图4所示的相等的金属指宽度。

[0070] 如果使用n型晶片，则为了实现太阳能电池结构，既没有分离的扩散步骤也没有额外的结构化精力花费。此外，既可以选择施加低温二次涂覆金属以进行BSF触点的形成(必须接受在点触点的区域内金属交叉污染)；或者选择高温共烧工艺(必须接受在n型掺杂的异质结层上发生金属触点的形成)，该工艺优选使用μc-Si:H(n+)，如图3所示(参见下文)。

[0071] 工艺顺序可以从前侧和背侧钝化(使用任何钝化层，例如，有利地，前侧使用SiNx，后侧使用AlOx)开始，之后进行激光烧蚀，以形成用于BSF区域的凹槽，以及随后进行后侧SiNx钝化层(具有其正界面电荷)的沉积。

[0072] 下一个工艺顺序可以涉及：(i)首先通过高温触点烧制来表面处理扩散的发射极触点并且然后在激光形成的沟槽内完成异质结点触点(通过在SiNx内形成激光辅助的开口，随后进行薄膜异质结层的全区域沉积，之后进行低温触点形成)；或者替代地，(ii)首先沉积薄膜硅层以用于异质结点触点的形成(在对触点孔的激光辅助的开口之后)，并且然后应用与发射极触点的形成一起的高温触点烧制步骤(共烧)。

[0073] 图3是根据上述步骤制造的使用n型硅晶片的混合型ABC太阳能电池的示意图。ABC太阳能电池300包括n型硅晶片302、前侧钝化层304和后侧钝化层306和308(即SiNx)。通过常规(局部区域Al)相互扩散形成的发射极区域包括铝触点310和Al扩散区域312。通过异质结点/条接触方案形成的背表面场(BSF)包括另一金属触点314、局部开口的SiNx钝化层308(具有其正界面电荷)和μc-Si:H(n+)层316。

[0074] 如果使用p型晶片，则不需要大量的结构化精力花费来实现太阳能电池结构。可以有利地使用磷扩散的吸杂效应。再次，可选择应用高温共烧或二次低温涂覆金属。然而，在该实例中，高温共烧工艺和由二次低温涂覆金属引起的金属交叉污染都不会引发问题，因此可以使用合适的薄膜硅层。

[0075] 工艺顺序可以从适度掺杂的磷扩散以形成后侧发射极(并且最终也同时形成前侧浮动发射极以增加横向传输)开始，之后进行对应的前侧和背侧钝化(使用任何钝化层，优选地，前侧使用AlOx，后侧使用SiNx)。此后，执行激光烧蚀以形成用于BSF区域的凹槽，并随后执行后侧AlOx钝化层(具有其负界面电荷)的沉积。

[0076] 下一个工艺顺序可以涉及：(i)首先通过高温触点烧制表面处理扩散的发射极触点并且然后在激光形成沟槽内完成异质结点触点(通过在SiNx内形成激光辅助的开口，随后进行薄膜异质结层的全区域沉积，之后进行低温触点形成，从而有利地接受异质结点触点的区域内的金属交叉污染)；或者替代地，(ii)首先沉积薄膜硅层以用于异质结点触点的形成(在对触点孔的激光辅助的开口之后)，并且然后应用与发射极触点的形成一起的高温触点烧制步骤(共烧)，从而有利的接受归因于高温处理的点触点的区域内的钝化质量的退化。

[0077] 图4是根据上述步骤制造的使用p型硅晶片的混合型ABC太阳能电池的示意图。ABC太阳能电池400包括p型硅晶片402、后侧全区域磷扩散区域404、前侧钝化层406以及后侧钝化层408和410(即，AlOx)。通过常规全区域扩散形成的发射极区域包括金属触点414和磷扩散区域404。通过异质结点接触方案形成的背表面场(BSF)包括铝触点416、局部开口的AlOx+钝化层410(具有其负界面电荷)和μc-Si:H(p)层412。

[0078] 本发明的实施例试图提供优于常规的扩散同质结ABC太阳能电池结构以及全区域沉积的异质结ABC太阳能电池结构(即，不使用异质结点接触方案)的优点，例如：

[0079] (1)为了实现ABC太阳能电池结构所需的结构化的量(以及因此工艺步骤的数量)显著减少。这可以通过使用根据本发明实施例的混合型ABC太阳能电池结构来实现，由此实现晶片“内部”的一个后侧触点(即，通过常规扩散)以及晶片“外部”的另一个后侧触点(即，通过薄膜异质结层沉积)。

[0080] (2)使用点异质结接触方案(与全区域异质结接触方案相比)有利地提供了扩散触点(扩散，触点烧制)的高温要求和全区域接触异质结太阳能电池通常所需的低温要求之间的工艺相容性。换句话说，当使用点接触方案而不是全区域接触方案时，可以容忍异质结层的钝化质量的损失，这是因为只有一小部分异质结层与太阳能电池吸收体直接接触。这种钝化质量的损失可能是由于短时间的高温处理(如果对两种触点的涂覆金属在单个的工艺步骤内进行，则这是扩散的同质结触点系统的触点烧制所需要的)造成的，或者它可能是由于PECVD室内的金属交叉污染造成的(如果在第二触点系统的异质结层的薄膜沉积之前对第一扩散的触点系统的金属触点进行处理)。

[0081] (3)使用点异质结解除方案避免了(相对昂贵的)透明导电氧化物层(TCO)的使用。

[0082] 另外，实施例以下述这种方式构造，在ABC太阳能电池中，其中

[0083] (4a)使用用于扩散的触点系统的全区域扩散：磷扩散(其在太阳能电池产业中是一种鲁棒且成熟的工艺)有利地用于扩散的同质结触点的形成，从而保持“吸杂”的优点(由于磷扩散工艺步骤而提高晶片质量)，同时省略有问题的硼扩散(其是具有非常窄的工艺窗口的相对不稳定的工艺步骤)；或者

[0084] (4b)使用用于扩散的触点系统的局部区域扩散：通过来自Al触指的铝互扩散来有利地实现局部区域Al相互扩散(自对准工艺，通过简单的高温触点烧制实现)，以使得可以避免掩蔽工艺，甚至可以省略常规的管式或链式扩散工艺。

[0085] 根据本发明的实施例的混合型(扩散同质结和点/条接触的异质结)ABC太阳能电池的结构以这样的方式构建：

[0086] (a)显着减少结构化的量，但保持太阳能电池的高开路电压点位。应用四个设计标准：-(I)一个选择性触点(分别提取电子或空穴)在晶片“内”实现(扩散触点)，而另一个选择性触点在晶片“外部”实现(薄膜沉积的异质结点触点)；(II)如果扩散触点是空穴提取接触，则可以考虑使用自对准触点烧制步骤，以便在触指下实现局部高度p掺杂的Al扩散区域；(III)可以使用激光辅助的晶片结构化，以便通过形成太阳能电池的背表面场区域的凹槽来使相互对准最小化；以及(IV)使用异质结点接触方案能够使电子收集区域与空穴收集区域基本上完全绝缘，这样可以避免内部分流。

[0087] (b)使用磷扩散(其在太阳能电池产业中是鲁棒且成熟的工艺)。如果全区域扩散用于扩散的触点系统，则保持“吸杂”的优点(由于磷扩散工艺步骤而提高晶片质量)，同时省略硼扩散(其是具有非常窄的工艺窗口的相对不稳定的工艺步骤)。

[0088] (c)提供常规的扩散和触点烧制所需的高温要求和异质结触点形成通常所需的低温要求之间的工艺相容性。这基本上是使用异质结点接触方案并避免二次高温扩散工艺步骤的结果。由于使用局部异质结点或线触点来形成薄膜沉积的异质结触点，所以该触点系统有利地能够承受短时间的高温负荷(即，触点烧制)。如果使用全区域异质结触点，则不是这种情况。本领域技术人员将理解，如果施加高于450℃的温度，则a-Si:H(或a-SiOx:H)的钝化质量会降低。这是由于氢的释放，从而在薄膜硅层内产生复合活跃的悬空键的缺陷。作为直接的结果，必须首先应用所有的高温工艺(即，扩散和触点烧制)，或者必须开发能够忍受短时间的高温工艺(即，触点烧制)的异质结触点形成工艺。如果使用薄膜沉积的异质结点触点，则是这种情况。现在可以容忍已经形成的触点系统的短时间的高温处理(即，扩散同质结触点形成所需的触点烧制步骤)。在高温处理期间，在异质结点触点的区域内存在钝化质量的退化；然而，由于点触点区域与总区域的比例百分数远低于20％，所以可以容忍这些区域内的高复合。此外，由于上述原因，与同质结点触点方案相比，这些区域内的复合仍然较低。因此，可以使用μc-Si:H而不是a-Si:H来实现异质结点触点，从而接受差的钝化质量，但是能够实现更高的掺杂效率。

[0089] (d)在涂覆金属步骤和薄膜异质结层沉积步骤之间提供工艺相容性，避免或接受金属交叉污染。本领域技术人员将理解，在衬底上要在其上进行沉积的表面上表现出一些金属区域的薄膜层的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)导致金属交叉污染。换句话说，相应的金属原子并入到薄膜层内，可能降低期望的薄膜层特性。使用薄膜沉积的异质结点触点，异质结层的区域的大部分与太阳能电池吸收体电去耦合(仅在点触点区域内存在耦合)。因此，可以接受铝(Al)金属交叉污染，特别是如果要沉积p掺杂异质结层时，这是因为Al在这样的层中主要用作(复合活跃的)p型掺杂剂。在这种情况下，可以在薄膜异质结层沉积之前执行扩散的同质结形成的Al触点烧制步骤，从而接受Al金属交叉污染，但实现了结构化的显著减少(薄膜层简单地覆盖金属触指)。

[0090] 图8是示出根据本发明实施例制造混合型全背接触式(ABC)太阳能电池的流程图800。混合型ABC太阳能电池包括设置在太阳能电池后侧的同质结触点系统和异质结触点系统。在步骤802，在太阳能电池的吸收体的至少一部分上形成一个或多个图案化的绝缘钝化层。在步骤804，在一个或多个图案化的绝缘钝化层的至少一部分上形成一个或多个异质结层，以在一个或多个异质结层和太阳能电池的吸收体之间提供一个或多个异质结点或线状触点，其中，所述一个或多个图案化的绝缘钝化层的极性与所述一个或多个异质结层的极性相反。在步骤806，在一个或多个异质结层的至少一部分上形成一个或多个第一金属区域。在步骤808，在太阳能电池的吸收体内形成掺杂区域，与太阳能电池的吸收体相比，所述掺杂区域具有不同的掺杂水平。在步骤810，在掺杂区域的至少一部分上并接触掺杂区域形成一个或多个第二金属区域，以提供一个或多个同质结触点。异质结触点系统包括一个或多个第一金属区域，一个或多个异质结层和太阳能电池的吸收体。同质结触点系统包括一个或多个第二金属区域、掺杂区域和太阳能电池的吸收体。

[0091] 该方法可以进一步包括下述步骤：(i)掺杂所述一个或多个异质结层；和(ii)在所述一个或多个图案化的绝缘钝化层和所述太阳能电池的吸收体的界面处产生表面电荷，使得所述一个或多个异质结层的极性与所述一个或多个图案化的绝缘钝化层的极性相反。界面处的表面电荷可以通过触点烧制而产生。在另一个实施例中，在绝缘钝化层内可以存在分布电荷。

[0092] 在实施例中，一个或多个同质结触点可以是通过扩散、离子注入或合金化形成的点或线状触点。在实施例中，一个或多个异质结层可以通过薄膜沉积而形成。

[0093] 在实施例中，可以在太阳能电池的吸收体的后侧上、至少在将要设置一个或多个第二金属区域的地方形成掺杂区域。掺杂区域可以通过执行从一个或多个第二金属区域到太阳能电池的吸收体中的局部合金化工艺来形成。所述一个或多个第二金属区域可以通过使用丝网印刷工艺来形成。

[0094] 在实施例中，可以在一个或多个图案化的绝缘钝化层中、至少在将要设置一个或多个异质结点或线状触点的地方打开触点孔。

[0095] 在实施例中，可以存在至少两个绝缘钝化层，其中所述至少两个绝缘钝化层包括带相反电荷的表面电荷。所述至少两个绝缘钝化层中的每一个可以包括SiNx、AlOx或SiOx。

[0096] 在实施例中，一个或多个异质结层可以包括p或n掺杂的微晶硅。在另一个实施例中，一个或多个异质结层可以包括本征的、p或n掺杂的非晶硅或其低值氧化物。

[0097] 本领域技术人员应当理解，在不脱离如广泛描述的本发明的精神或范围的情况下，可以对实施例中所示的本发明进行多种变化和/或修改。因此，在所有方面都认为实施例是示例性的而不是限制性的。

[0098] 例如，虽然上文仅仅概述了分别使用n型或p型晶片的实施例，但是可以相应地导出使用相反掺杂晶片的对应配置。对于上述所有实施例，可以使用AlOx/SiNx叠层来代替单个AlOx层，以便为化学晶片清理工艺或触点烧制工艺提供工艺稳定性。

[0099] 用于全背接触式太阳能电池的前侧钝化通常涉及使用前表面场(如图1所示)。然而，可以替代地使用浮动发射极，或者可以完全不使用扩散的前侧区域(参见图5)。因此，可以应用用于前侧钝化的各种类型的层，例如SiNx或AlOx(如本文所讨论)，还可以应用氧化硅，SiOx或SiOx/SiNx，SiOx/AlOx，SiOx/AlOx/SiNx堆叠，或薄膜本征非晶硅，a-Si:H(i)。此外，可以仅使用一个钝化层110b(参见图5)来代替使用呈现相反表面电荷的两个不同的后侧钝化层，以减少工艺步骤的数量。

[0100] 另外，可以在沉积薄膜硅层之前或之后应用高温触点烧制，以形成异质结点接触。基于是在薄膜硅层的沉积之前还是之后应用高温触点烧制，获得稍微不同的电池结构，即，薄膜硅层分别覆盖或不覆盖通过扩散触点形成的金属网格。例如，图6示出根据本发明实施例的混合型扩散发射极/异质结点接触BSF的全背接触式太阳能电池，其中，首先应用扩散结触点烧制(与图3和图4相反，其中已经应用单个共烧步骤以形成两个金属触点)。在这种情况下，有利地使用高度钝化的薄膜硅层而不使用μc-Si:H。

[0101] 另外，扩散触点可以实现为(低温)局部扩散的触点，即通过应用激光化学处理和随后的电镀。低温触点有利地允许在扩散触点形成之前执行薄膜层沉积，从而避免了金属交叉污染并且能够使用钝化能力最强的薄膜硅层，这是因为扩散触点形成不需要高温步骤，比较图7和图4。

标题	发布/更新时间	阅读量
异质结太阳能电池-专利编号CN106057916B	2020-05-13	256
异质结太阳能电池-专利编号CN110797428A	2020-05-11	242
异质结太阳能电池-专利编号CN104638048B	2020-05-12	495
一种异质结太阳能电池-专利编号CN106505109B	2020-05-11	793
异质结太阳能电池-专利编号CN106057916A	2020-05-12	1094
硅异质结太阳能电池-专利编号CN105324855B	2020-05-13	840
一种异质结太阳能电池-专利编号CN106505109A	2020-05-12	881
硅异质结太阳能电池-专利编号CN105324855A	2020-05-13	578
异质结太阳能电池-专利编号CN104638048A	2020-05-11	244
异质结太阳能电池-专利编号CN208655672U	2020-05-14	326

混合型全背接触式太阳能电池及其制造方法

混合型全背接触式太阳能电池及其制造方法

技术领域

背景技术

发明内容

附图说明

具体实施方式

IPRDB

热门服务

关于我们

友情链接

联系方式