[發(fā)明專利]選擇性發(fā)射極太陽能電池單元及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810041831.8
• 申請日: 2008-08-18
• 公開（公告）號: CN101656273A
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林章申
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/042
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 李 麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及一種選擇性發(fā)射極太陽能電池單元及其制造方法。

背景技術(shù)

鑒于常規(guī)能源供給的有限性和環(huán)保壓力的增加，世界上許多國家掀起了開發(fā)和利用新能源的熱潮。在新能源中，太陽能是一種清潔、無污染、取之不盡用之不竭的綠色能源，世界各國對此都很重視并作了大量的研究，在能源日益緊缺的當(dāng)今世界，太陽能具有非常廣闊的發(fā)展前景。

使用太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)換為電能是大規(guī)模利用太陽能的重要技術(shù)基礎(chǔ)，其中所能轉(zhuǎn)換成電能的部分占太陽能電池所吸收到的太陽能的比例稱為轉(zhuǎn)換效率(Conversion?Efficiency)，理論上轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到29％。目前在實(shí)驗(yàn)室階段經(jīng)過一系列復(fù)雜和昂貴的工藝以后，可以達(dá)到24％左右。而在實(shí)際產(chǎn)業(yè)化的過程中，轉(zhuǎn)換效率要更低一些，通常不足20％。為此人們作了很多努力來提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率，制造選擇性發(fā)射極(Selective?Emitter)結(jié)構(gòu)的太陽能電池單元(Solar?Cell)就是其中的一種方法。

在中國期刊《中國建設(shè)動態(tài)：陽光能源》(國際標(biāo)準(zhǔn)刊號：ISSN?1008-570X)2004年08M期第42～45頁的論文《選擇性發(fā)射極太陽電池結(jié)構(gòu)及其實(shí)現(xiàn)方法》(作者：屈盛、劉祖明、廖華、陳庭全，云南師范大學(xué)太陽能研究所)中，還可以發(fā)現(xiàn)更多與選擇性發(fā)射極太陽能電池結(jié)構(gòu)相關(guān)的信息。

如圖1所示，在現(xiàn)有的制造選擇性發(fā)射極太陽能電池單元的方法中，在半導(dǎo)體襯底100上具有輕摻雜淺擴(kuò)散區(qū)102，在半導(dǎo)體襯底100中形成有大小不同的重?fù)诫s深擴(kuò)散的溝槽106和110，其中分別形成有金屬材料104和108，用作發(fā)射極電極或者母線(Bus-Bar)。細(xì)的金屬材料108作為發(fā)射極電極，收集PN結(jié)處由光生載流子所產(chǎn)生的電流；而粗的金屬材料104不僅作為發(fā)射極電極，收集PN結(jié)處由光生載流子所產(chǎn)生的電流，還作為太陽能電池單元對外輸出電流的母線。即在制造太陽能電池單元的時候，必須有選擇地制作一些粗的電極104，這樣占據(jù)了太陽能電池板的使用面積，減少了太陽能電池板接收太陽光的有效面積，并且粗的電極104與重?fù)诫s深擴(kuò)散的溝槽106之間的接觸電阻較高。另外，現(xiàn)有技術(shù)中半導(dǎo)體襯底表面的摻雜濃度偏高，使得太陽能電池單元收集光生載流子尤其是短波光生載流子的能力降低，上述原因都會降低太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是提供一種選擇性發(fā)射極太陽能電池單元及其制造方法，提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種選擇性發(fā)射極太陽能電池單元的制造方法，包括：提供具有埋柵電極的選擇性發(fā)射極太陽能電池單元基體；在太陽能電池單元基體的受光面形成防反射層；在防反射層上形成母線；使母線穿過防反射層與埋柵電極相連接。

可選地，所述形成具有埋柵電極的選擇性發(fā)射極太陽能電池單元基體包括：在半導(dǎo)體襯底中形成發(fā)射極溝槽；在發(fā)射極溝槽附近的半導(dǎo)體襯底中形成發(fā)射極PN結(jié)；在發(fā)射極溝槽中依次形成阻擋層、導(dǎo)電層和焊接層，組成埋柵電極。

可選地，所述發(fā)射極溝槽的寬度為10～50μm，深度為10～50μm。

可選地，所述母線的寬度為3000～5000μm。

可選地，所述半導(dǎo)體襯底表面的方塊電阻大于100Ω/□。

可選地，所述發(fā)射極溝槽表面的方塊電阻小于30Ω/□。

可選地，所述阻擋層的材料為鎳，導(dǎo)電層的材料為銅，焊接層的材料為銀。

可選地，所述阻擋層的厚度為2～20μm，導(dǎo)電層的厚度為5～50μm，焊接層的厚度為5～50μm。

可選地，所述母線的材料為銀。

可選地，所述母線與埋柵電極上下垂直排列。

可選地，所述埋柵電極互相平行排列且排列間距相同。

可選地，所述母線互相平行排列且排列間距相同。

可選地，在形成選擇性發(fā)射極太陽能電池單元基體的過程中還包括形成子埋柵電極。

可選地，所述子埋柵電極與埋柵電極在同一平面內(nèi)垂直相交，并且子埋柵電極位于母線的正下方，與母線上下平行排列。

可選地，共燒太陽能電池單元基體，使母線受熱燒穿防反射層與埋柵電極相連接。

本發(fā)明還提供一種選擇性發(fā)射極太陽能電池單元，包括：具有埋柵電極的選擇性發(fā)射極太陽能電池單元基體；形成于太陽能電池單元基體受光面的防反射層；在防反射層上形成的母線，所述母線穿過防反射層與埋柵電極相連接。