[發(fā)明專利]具有局部背接觸的太陽能電池的制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280049697.0
• 申請(qǐng)日: 2012-10-05
• 公開（公告）號(hào): CN104247033A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P.嘉弗倫諾;J.達(dá)思;A.尤魯納德卡斯特羅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: IMEC公司;道達(dá)爾銷售服務(wù)公司;勒芬天主教大學(xué)K.U.勒芬R&D
• 主分類號(hào): H01L31/0216
• 分類號(hào): H01L31/0216;H01L31/0224;H01L31/18;H01L31/061;H01L21/268
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 焦玉恒

本發(fā)明涉及具有局部背接觸的太陽能電池的制造方法。

本發(fā)明的方法可應(yīng)用于多種制造方案，例如，PERC（發(fā)射極和背面鈍化電池）、PERL（鈍化發(fā)射極和背面局部擴(kuò)散）或IBC（交指型背接觸）型太陽能電池。

對(duì)于所有的這些太陽能電池，晶片表面的背面上良好的鈍化特性是強(qiáng)制性的，以便減少復(fù)合損耗。

在PERC技術(shù)中，例如，太陽能電池的背面包括由電介質(zhì)層和金屬層制作的反射涂層。電介質(zhì)層提供前述的鈍化。該電介質(zhì)層被局部打開以允許體硅（bulk?silicon）與隨后沉積的金屬層之間的接觸。

在硅太陽能電池中，最廣泛采用的電介質(zhì)層是氫化氮化硅（SiNx:H）。該層顯示固有的凈正電荷，對(duì)p型基板的情況產(chǎn)生寄生的發(fā)射極層（也稱為反型層），其在產(chǎn)生金屬接觸之后是造成復(fù)合增加的原因。

因此，在p型硅PERC太陽能電池中，用于背側(cè)的標(biāo)準(zhǔn)鈍化疊層由氧化硅（SiO2）和SiNx:H制造，以降低此效應(yīng)。

近來，已經(jīng)報(bào)告了采用氧化鋁（AlOx）層用于鈍化p型硅太陽能電池的背側(cè)。這些AlOx層顯示為具有固有負(fù)電荷，其防止在p型硅上產(chǎn)生寄生發(fā)射極且有助于場(chǎng)效應(yīng)鈍化。

另外，在電介質(zhì)層中制造局部開口的通常方法是借助于激光燒蝕，其完全穿透鈍化疊層。

然而，顯示這樣的情況：SiO2和SiNx鈍化層的激光燒蝕會(huì)熔化下層硅表面，誘發(fā)損害。可能產(chǎn)生各種類型的激光誘導(dǎo)損害，例如，開口周圍的電介質(zhì)層中的分層或裂縫、硅的熔化、開口周圍電介質(zhì)層的過熱。這些損害誘使鈍化性能的降低。

而且，顯示這樣的情況：AlOx/SiNx鈍化層中引起的損害可修改AlOx層中的電荷，因此誘使場(chǎng)效應(yīng)鈍化的減小且導(dǎo)致對(duì)太陽能電池性能有害的寄生發(fā)射極層的產(chǎn)生。

根據(jù)本領(lǐng)域的普通知識(shí)，SiO2或AlOx的激光燒蝕必須完全完成以改善性能。這是由于這樣的事實(shí)：假設(shè)SiOx/SiNx疊層中發(fā)生部分燒蝕（partialablation），由于部分燒蝕誘使太陽能電池串聯(lián)電阻的增加而使太陽能面板的性能降低。

體現(xiàn)這樣的現(xiàn)有技術(shù)的文件是“Laser?ablation?of?SIO2/SINX?and?ALOX/SINX?backside?passivation?stacks?for?advanced?cell?architectures.”In:26^th?European?Photovoltaic?Solar?Energy?Conference?and?Exhibition–EU-PVSEC.2011.pp.2180-2183;(5-9September2011;Hamburg,Germany)。

該文章特別是§4中教導(dǎo)通過完全無損的激光燒蝕達(dá)到最佳條件。

完全激光燒蝕已經(jīng)應(yīng)用于SiO2/SiNx和AlOx/SiNx層。假設(shè)是AlOx/SiNx層，結(jié)果顯示預(yù)期的較低性能，由于AlOx相比于SiO2的較好鈍化特性。甚至觀察到起泡效應(yīng)。

本發(fā)明旨在至少部分地減輕上述的不足。

為此目的，本發(fā)明提出了具有局部背接觸的太陽能電池的制造方法，該局部背接觸包括至少兩層的電介質(zhì)疊層，所述至少兩層的電介質(zhì)疊層至少包括與p型硅層接觸的AlOx的第一電介質(zhì)層和沉積在第一電介質(zhì)層上的第二電介質(zhì)層，其特征在于該方法包括在電介質(zhì)疊層中形成至少一個(gè)局部開口（partial?opening）的步驟，在局部開口的位置至少部分保留前述第一電介質(zhì)層。

由于該工藝，由激光束引起的損壞，例如局部加熱和分層，僅發(fā)生在第二電介質(zhì)層，第一電介質(zhì)層至少部分地被保護(hù)，并且下層的體硅完全被保護(hù)。

另外，盡管通常認(rèn)為激光燒蝕必須是完全的以不增加太陽能電池的串聯(lián)電阻，但是觀察到對(duì)于AlOx部分激光燒蝕的太陽能電池的性能相對(duì)于完全激光燒蝕的太陽能電池的性能甚至提高了。

另外，電介質(zhì)層具有鈍化特性。因此，在開口周圍保持良好的鈍化質(zhì)量，與電介質(zhì)層完全燒蝕的電池相比，其有助于改善短路電流（Jsc）、開路電壓（Voc），特別是輸出。

根據(jù)單獨(dú)或組合的其它特性：

-在電介質(zhì)疊層中形成至少一個(gè)局部開口的步驟包括激光燒蝕步驟，

-燒蝕步驟采用脈沖激光（其脈沖持續(xù)時(shí)間小于幾個(gè)納秒）執(zhí)行，

-第一電介質(zhì)層顯示允許場(chǎng)效應(yīng)鈍化的負(fù)電荷，

-第一電介質(zhì)層在燒蝕后具有至少幾個(gè)單層的厚度，

-第二電介質(zhì)層由SiNx制成，

-燒蝕步驟采用激光執(zhí)行，該激光在UV區(qū)域輻射，更具體地在355nm周圍輻射。