[發明專利]場效應叉指背接觸光伏器件及其形成方法

有效

• 申請號: 201310629464.4
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103872185A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: K·E·福格爾;B·赫克瑪特紹塔巴里;D·K·薩丹那;G·G·沙希迪;D·沙赫莉亞迪
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: H01L31/20
• 分類號: H01L31/20;H01L31/0352
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 賀月嬌;于靜

相關申請信息

本申請與共同受讓的且共同未決的、于2011年2月23日提交的序列號為13/032,866的美國專利申請有關，該美國專利申請的全文通過引用的方式并入本申請中。

技術領域

本發明涉及光伏器件，更具體而言涉及提高效率的叉指接觸結構。

背景技術

對于通過在太陽能電池的背面既形成發射極（emitter）也形成背面場（BSF）來增大太陽能電池的短路電流（J_sc）（并且因此提高效率），叉指背接觸（IBC）太陽能電池結構受到關注。這允許太陽光以最小的遮擋損失從正面進入。在異質結太陽能電池中，發射極疊層（stack）可以由電池正面的氫化非晶Si（a-Si:H）構成，而同質結太陽能電池中的發射極由晶體Si構成。

IBC異質結太陽能電池需要包括構圖的（patterned）發射極，并且BSF非晶Si疊層需要適當地對準。這增加了制造的復雜性，并且因此增加了制造成本。此外，如果采用光刻來對第一疊層進行構圖，則難以在不損傷第一疊層的情況下，在沉積第二疊層之前去除光刻導致的殘留物、蝕刻和/或去除對襯底表面的等離子體蝕刻損傷。因此，光刻和蝕刻的使用會損害襯底與第二疊層之間的界面，并且因此損害太陽能電池性能。此外，難以在不損傷第一疊層的情況下進行對第二疊層的構圖，這是因為用于蝕刻第二疊層的干法或濕法蝕刻工藝通常可以以相當的蝕刻速率蝕刻第一疊層。

發明內容

一種形成光伏器件的方法包括：在襯底上對電介質層進行構圖，以形成在形狀之間具有本地間隔（local?spacing）并且在形狀組之間具有遠程間隔（remote?spacing）的構圖的電介質，以及在所述構圖的電介質之上沉積摻雜的外延層，使得在所述外延層的與所述襯底接觸的部分中發生選擇性的晶體生長（crystalline?growth）并且在所述外延層的與所述構圖的電介質接觸的部分中發生非晶體（noncrystalline?growth）生長。在所述構圖的電介質的所述本地間隔之上形成第一金屬接觸，并且在所述遠程間隔之上形成第二金屬接觸。使用所述第一和第二金屬接觸作為蝕刻掩膜蝕刻所述非晶體生長的暴露部分，從而形成交替的叉指發射極和背接觸疊層。

另一種形成光伏器件的方法包括：在襯底上對電介質層進行構圖，以形成在形狀之間具有本地間隔并且在形狀組之間具有遠程間隔的構圖的電介質，在所述構圖的電介質之上沉積摻雜的外延層，使得在所述外延層的與所述襯底接觸的部分中發生選擇性的晶體生長并且在所述外延層的與所述構圖的電介質接觸的部分中發生非晶體生長；在所述摻雜的外延層之上沉積摻雜的非晶體層；在所述遠程間隔之上形成第一金屬接觸；以及根據所述第一金屬接觸蝕刻所述摻雜的非晶層；在所述構圖的電介質的所述本地間隔之上形成第二金屬接觸；使用所述第一和第二金屬接觸作為蝕刻掩膜蝕刻所述非晶體生長的暴露部分，從而形成交替的叉指發射極和背接觸疊層。

一種光伏器件包括構圖的電介質，所述構圖的電介質形成在襯底上并且具有形狀之間的本地間隔以及形狀組之間的遠程間隔。摻雜的外延層形成在所述構圖的電介質之上，所述摻雜的外延層包括在所述摻雜的外延層的與所述襯底接觸的部分中的選擇性晶體生長并且包括在所述摻雜的外延層的與所述構圖的電介質接觸的部分中的非晶體生長。第一金屬接觸形成在所述構圖的電介質的所述本地間隔之上，并且第二金屬接觸形成在所述遠程間隔之上，從而形成交替的叉指發射極和背接觸疊層。

另一種光伏器件包括構圖的電介質，所述構圖的電介質形成在襯底上并且具有形狀之間的本地間隔以及形狀組之間的遠程間隔。摻雜的外延層形成在所述構圖的電介質之上，包括在所述摻雜的外延層的與所述襯底接觸的部分中的選擇性晶體生長并且包括在所述摻雜的外延層的與所述構圖的電介質接觸的部分中的非晶體生長。摻雜的非晶體層形成在所述摻雜的外延層之上。第一金屬接觸形成在所述遠程間隔之上，并且第二金屬接觸形成在所述構圖的電介質的所述本地間隔之上，從而形成交替的叉指發射極和背接觸疊層。

通過下文中對其示例性實施例的詳細描述，這些和其它特征及優點將變得顯而易見，所述詳細描述要結合附圖進行閱讀。

附圖說明

本公開將參考以下附圖在對優選實施例的以下描述中提供細節，在附圖中：

圖1A是根據本發明原理具有形成的并且構圖的正面鈍化/ARC層和背面電介質層的襯底的橫截面視圖；

圖1B是根據本發明原理具有形成在背面電介質層上的摻雜的外延層的圖1A的結構的橫截面視圖；