[發明專利]全背接觸太陽能電池和制造方法

在審

• 申請號: 201180073965.8
• 申請日: 2011-11-16
• 公開（公告）號: CN103858239A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 托馬斯·穆勒;阿明·杰哈德·阿伯利
• 申請（專利權）人: 天合光能發展有限公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/0256;H01L31/068
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 張欣

技術領域

本發明大致涉及制造全背接觸(ABC)太陽能電池的方法以及ABC太陽能電池。

背景技術

全背接觸(ABC)硅晶片太陽能電池具有通過節約成本且產業上可行的制造工藝取得高能轉換效率的潛力。這些電池，由于電池后側上的相對極性的相互貫通的觸點(金屬指)，有時被稱為指叉狀背接觸(IBC)電池。ABC電池具有優于在兩個表面上具有觸點的傳統硅晶片太陽能電池的若干優勢，藉此前觸點是由平行指和連接這些金屬指的若干匯流條構成的金屬柵。ABC電池的優勢包括由于消除了光前金屬柵屏蔽和改善的藍光響應得到的改善的載流子光生，因為前觸點相對于電池后側的偏移而不需要重度前表面摻雜以減少前觸點電阻。另外，由于不存在前表面上的前金屬柵，ABC電池在模塊中具有均一且因此更良好的外觀。

ABC太陽能電池通常需要具有高載流子壽命和良好前表面鈍化的晶片，因為光生載流子必須全部移動至后表面，在那里設有電荷分離p-n結。結果，由于n型晶片相比p型晶片較高的載流子壽命，n型晶片一般用于ABC太陽能電池。

ABC硅晶片太陽能電池架構，由于高壽命晶片、在前側消除的光屏蔽、改善的藍光響應和由良好的表面鈍化可能性造成的較低表面再復合率，因而具有遠在24％以上的轉化效率的潛力。然而，當前制造方法和成本考慮已阻止ABC電池節約成本地應用于傳統低成本的工業太陽能電池生產流水線。制造過程中的主要問題是對后側圖案化以建立指叉狀p摻雜和n摻雜區，圖案化包括使用光阻劑或印刷的抗蝕劑、處理、掩模對準以及使用提供低接觸阻抗的金屬沉積物，例如熱或電子束蒸鍍或噴濺。由于這些工藝主要源自半導體工業，處理一般必須在干凈室內環境下執行。

對于工業尺寸的硅晶片(面積＞100cm2)，使用工業上可行的絲網印刷技術迄今為止看來無法為ABS電池的指叉狀的擴散硅區提供足夠精確的對準。目前可得的報告僅限于低于14cm2的小太陽能電池面積[Romijn等人,“Back-Contacted?Cells?for?Pilot?Line?Processing?with>19%Efficiency”,未來光伏（Future?Photovoltaics）,2011年8月]。看上去尚沒找到一種方案用于具有高產率的ABC電池的工業低成本絲網印刷工藝。

因此需要提供嘗試解決前述至少一個問題的制造ABC太陽能電池的方法和ABC太陽能電池。

發明內容

提供一種制造全背接觸(ABC)太陽能電池的方法。第一極性的摻雜層被形成在晶片的后側上。第一掩模結構被形成在第一極性的摻雜層上。使用第一激光燒蝕工藝去除第一掩模結構的各個部分。第二極性的摻雜區被形成在已將第一掩模結構去除的區域內。接觸條通過絲網印刷和焙燒(firing)形成，以使每個接觸條與摻雜區中的一個接觸。

優選地，對第一激光燒蝕工藝施加第一對準工藝，并對接觸條的絲網印刷施加第二對應的對準工藝。形成第二極性的摻雜區可包括：施加腐蝕性蝕刻以在通過第一激光燒蝕工藝在第一掩模結構中形成的開口內露出更深的橫臥區；并摻雜晶片的露出部分。電介質鈍化結構可被形成在晶片的整個后表面上。

此外，形成接觸條可通過將燒結的金屬膏絲網印刷在電介質鈍化結構上并對燒結的膏進行焙燒以形成接觸條的至少相應籽晶層來完成。燒結的金屬膏被絲網印刷，以使接觸條在焙燒工藝后與硅晶片接觸。從籽晶層構造接觸條可通過使用絲網印刷或噴墨印刷來完成。通過絲網印刷形成接觸條可包括：在電介質鈍化結構中形成開口并絲網印刷非燒結金屬膏以形成接觸條。電介質鈍化層中的開口通過第二激光燒蝕工藝來形成。

更優選地，形成第一極性的摻雜層可包括使用來自固態或氣態源的擴散摻雜或離子注入。形成第二極性的摻雜層可包括使用來自固態或氣態源的擴散摻雜或離子注入。另外，可對晶片的前表面執行紋理化。電介質結構可被形成在晶片的前表面上。電介質結構可具有鈍化和抗反射性質。

進一步提供一種使用前述方法中的一種或多種形成的全背接觸(ABC)太陽能電池。

優選地，太陽能電池具有在晶片整個后表面上的電介質鈍化結構。太陽能電池可具有帶紋理的晶片前表面。在晶片前表面上可提供電介質疊層。電介質疊層可具有鈍化和抗反射性質。

附圖簡述

本領域內技術人員從僅作為示例的如下書面描述并結合附圖能更好地理解和弄清楚本發明的實施例，在附圖中：

圖1-8是示出根據示例性實施例制造全尺寸絲網印刷ABC太陽能電池的方法的示意圖。