[發明專利]具有硅納米粒子的太陽能電池的制造

在審

• 申請號: 201180032561.4
• 申請日: 2011-06-08
• 公開（公告）號: CN103026507A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 戴維·D·史密斯;金太錫
• 申請（專利權）人: 太陽能公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0352
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 陳源;崔利梅

發明人：David?D.Smith和Taeseok?Kim

相關專利申請的交叉引用

本申請要求提交于2010年9月13日的名稱為“Fabrication?of?Solar?Cells?with?Silicon?Nano-Particles”（具有硅納米粒子的太陽能電池的制造）的美國臨時申請No.61/382,384的權益。

與聯邦政府資助的研究或開發相關的聲明

本文所述的發明在政府支持下根據美國能源部授予的第DE-FC36-07GO17043號合同完成。政府可享有本發明的某些權利。

技術領域

本發明體及陽能電池，更具體地講但不排他地涉及太陽能電池制造工藝和結構。

背景技術

典型的太陽能電池括P型和N型擴散區。沖擊在太陽能電池上的太陽輻射產生遷移至擴散區的電子和空穴，從而在擴散區之間形成電壓差。擴散區可以在太陽能電池基板中，或在太陽能電池基板外部的層中形成。例如，擴散區可以通過使摻雜劑擴散到基板中而形成。在外部形成的擴散區中，在基板上形成材料層，例如多晶硅。之后，使摻雜劑擴散到多晶硅中，形成擴散區。

本發明的實施例涉及降低與太陽能電池擴散區形成相關的制造成本的方法和結構。

發明內容

在一個實施例中，太陽能電池結構包括硅納米粒子擴散區。擴散區可以通過將硅納米粒子印刷在薄電介質例如二氧化硅上而形成。潤濕劑可以在印刷納米粒子之前在薄電介質上形成。納米粒子可以通過噴墨印刷技術來印刷。納米粒子可以在第一階段和第二階段中進行熱加工，第一階段中的熱加工通過加熱納米粒子以將有機材料從納米粒子中熱驅出，第二階段中的熱加工通過加熱納米粒子以在薄電介質上形成連續納米粒子膜。

本領域的普通技術人員在閱讀包括附圖和權利要求書的本公開全文之后，本發明的這些和其他特征對于他們而言將是顯而易見的。

附圖說明

當結合以下附圖考慮時，通過參見具體實施方式和權利要求書可以更完全地理解所述主題，其中在所有附圖中，類似的附圖標記是指類似的元件。附圖不是按比例繪制的。

圖1顯示了剖視圖，其示意性地示出了根據本發明實施例的太陽能電池結構。

圖2顯示了根據本發明實施例的制造太陽能電池結構的方法流程圖。

圖3顯示了納米粒子半徑與熔點的關系圖。

具體實施方式

在本公開中，提供了許多具體的細節，例如設備、材料、工序步驟和結構的例子，以提供對本發明實施例的全面理解。然而，本領域的普通技術人員將會認識到，本發明可以在沒有所述具體細節中的一者或多者的情況下實施。在其他情況下，未示出或描述熟知的細節，以避免使本發明的方面模糊不清。

本發明涉及硅納米粒子在太陽能電池中的用途。硅納米粒子在太陽能電池中的用途還在共同擁有的美國專利No.7,705,237中有所公開，該專利全文以引用的方式并入本文。

圖1顯示了剖視圖，其示意性地示出了根據本發明實施例的太陽能電池結構100。太陽能電池結構100包括背面102和正面103。正面103朝向太陽，在正常工作時收集太陽輻射。背面102與正面103相對。太陽能電池結構100為背接觸太陽能電池，因為N型擴散區104、P型擴散區105及其各自的金屬觸點108和109在背面102上。

太陽能電池結構100包括硅基板101形式的太陽能電池基板，該基板在圖1的例子中包括N型單晶硅晶片。硅基板101的正面表面是紋理化的，如具有無規錐體110，以改善太陽輻射收集效率。

二氧化硅106形式的薄電介質位于硅基板101的背面表面上。在一個實施例中，二氧化硅106在硅基板101的背面表面上熱生長。之后，非晶硅（未特別示出）可以在氧化物106的表面上形成。非晶硅作為潤濕劑，用于促進N型擴散區104和P型擴散區105的形成。N型擴散區104和P型擴散區105在氧化物106上形成，該形成直接在氧化物106上進行或存在潤濕劑時在潤濕劑上進行。