[發明專利]太陽能電池的制作方法

有效

• 申請號: 201310050859.9
• 申請日: 2013-02-08
• 公開（公告）號: CN103985780A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 王懿喆;金光耀;洪俊華
• 申請（專利權）人: 上海凱世通半導體有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 薛琦

技術領域

本發明涉及一種太陽能電池的制作方法。

背景技術

PN結（PN?junction）為采用不同的摻雜工藝，通過擴散作用，將P型半導體與N型半導體制作在同一塊半導體（通常是硅或鍺）基片上，在它們的交界面就形成空間電荷區稱PN結，PN結具有單向導電性。PN結是太陽能電池的一個重要組成部分。

IBC（interdigitated?back?contact）太陽能電池是最早研究的背接觸電池，由于IBC電池的電極全部設置于背面，而正面確不含任何電極，由此可以增加太陽光的接受面積，從而提高太陽能電池的轉化效率。

然而，正是由于IBC電池的電極均設置于背面，該背面中包括了兩種不同摻雜類型的摻雜區域。一般來說，形成兩種不同摻雜類型的摻雜區域需要用到兩張掩膜，這就產生了一個對準（alignment）的問題。為了形成高質量的PN結就必須在形成摻雜區域的過程中實現精確對準。

PCT/CN2011/080101的國際申請中公開了多種僅采用一張掩膜即可形成兩種不同摻雜類型的摻雜區域的方法，由于整個摻雜過程僅僅用到一張掩膜，因而不存在摻雜過程的對準問題。然而在后續電極的制作過程中，需要在不同摻雜區域上形成不同類型的電極，否則會造成短路等嚴重影響太陽能電池性能的后果，因此電極的制作中仍然需要通過對準操作以在不同摻雜區域上形成對應電極。

也就是說，對于IBC電池而言，摻雜過程和電極的制作過程中均存在對準問題，而對準的操作將會增加操作步驟、增加工藝的復雜程度，有時還需要引入較為昂貴的設備方能實現精確對準，這無疑也提高了制作成本。

發明內容

本發明要解決的技術問題是為了克服現有技術中在太陽能電池的制作過程中需要多次對準、工藝復雜度較高、工藝步驟繁復、需要較為昂貴的設備、操作成本高的缺陷，提供一種能夠實現“自對準（self-alignment）”的太陽能電池的制作方法，其無論是在摻雜區域的形成過程中，還是在電極的制作過程中均不產生對準問題，簡化了工藝步驟，也無需引入昂貴的設備，大大降低了制作成本。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的：

一種太陽能電池的制作方法，其特點在于，包括以下步驟：

步驟S₁、在一襯底的背面中形成一第一導電類型摻雜層，其中該襯底為用于制作太陽能電池的常用硅片；

步驟S₂、在該第一導電類型摻雜層上形成一掩膜，未被該掩膜覆蓋的區域為開放區域，刻蝕該開放區域的該第一導電類型摻雜層直至暴露出該襯底由此在該襯底的背面中形成凹槽和第一導電類型摻雜區域，該第一導電類型摻雜區域為未經刻蝕的該第一導電類型摻雜層；

步驟S₃、通過離子注入的方式將第二導電類型離子注入至該凹槽中以形成第二導電類型摻雜區域，并且去除該掩膜；

步驟S₄、對該襯底進行退火處理以在該第一導電類型區域、該第二導電類型摻雜區域和該凹槽的側壁上形成一第一鈍化層；

步驟S₅、在該第一鈍化層上形成一第一金屬層；

步驟S₆、對該第一金屬層進行化學刻蝕以去除該凹槽的側壁上較薄的該第一金屬層以在該第一導電類型區域上形成第一電極，在該第二導電類型摻雜區域上形成第二電極。

在形成凹槽并去除該掩膜之后，該襯底的背面中實際形成了高低不平的臺階結構，即類似方波的臺階結構。在第一金屬層的形成過程中，該凹槽中形成的第一金屬層（即對應于該第二導電類型摻雜區域的第一金屬層）和臺階頂部上形成的第一金屬層（即對應于該第一導電類型摻雜區域的第一金屬層）的厚度較厚且厚度分布較為均勻，而形成于該側壁上的第一金屬層的厚度會相對較薄。正因為如此，該側壁上的第一金屬層很容易就被酸性物質所腐蝕，因此位于不同區域上的第一金屬層就能被分隔以形成第一電極和第二電極，即在去除側壁上較薄的第一金屬層的同時保留凹槽中和臺階頂部的第一金屬層以作為最終的電極。

根據本發明，在摻雜過程中，僅僅需要一張掩膜，由此摻雜過程中不存在對準的問題。而在電極的制作過程中，由于位于不同區域的第一金屬層的厚度不同，可以容易地將該第一金屬層分隔，即去除該側壁上的厚度較薄的第一金屬層，而保留厚度相對較厚且厚度均勻的第一金屬層作為電極，并且所形成的電極的位置對應于兩個摻雜區域，整個過程完全無需使用任何對準設備即可實現。

優選地，步驟S₅中還包括：在該第一金屬層上形成一第二金屬層；