[發明專利]太陽能電池的制造方法及其制得的太陽能電池

有效

• 申請號: 201380054796.2
• 申請日: 2013-08-29
• 公開（公告）號: CN104737299B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發明（設計）人: 約翰尼斯-雷恩德-馬克·盧切斯;羅伯特斯-阿德里亞努斯-瑪利亞·沃爾特斯;克拉斯·赫勒斯
• 申請（專利權）人: M4SI公司
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/0224;H01L31/18
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司44224
• 代理人: 王程,何沖

技術領域

本發明涉及一種太陽能電池的制造方法，該制造方法包括如下步驟：

提供太陽能電池半成品裝置，該太陽能電池半成品裝置包括半導體主體，并且該太陽能電池半成品裝置具有第一面和相對的第二面，其中，第一面用于捕獲入射光，第二面用于裝配到載體，該半導體主體包括第一接觸區域；以及

提供位于所述第一接觸區域上的導電結構。

本發明還涉及一種太陽能電池，該太陽能電池包括太陽能電池裝置，該太陽能電池裝置包括半導體主體，并且該太陽能電池裝置具有第一面和相對的第二面，其中，第一面用于捕獲入射光，第二面用于裝配到載體，該半導體主體包括第一接觸區域，在該第一接觸區域之上存在導電結構。

本發明進一步涉及用于上述導電結構的制造設備。

背景技術

太陽能電池為大面積半導體器件，其將輻射（即太陽光）轉換為電能。最常見的硅太陽能電池在太陽能電池的兩面都有摻雜區域。對于p型電池，其通過在電池的前面摻雜磷，并在電池的背面摻雜鋁實現。對于n型電池，其通過在電池的前面摻雜硼，并在電池的背面摻雜磷實現。

太陽能電池的另一重要類型是背接觸太陽能電池組，這意味著太陽能電池的兩個相對的摻雜區域的歐姆接觸件與第二面、即太陽能電池的背面相接觸。這類太陽能電池減少了標準太陽能電池上的前金屬接觸柵造成的遮光損失。相應地，在半導體襯底（下文中也稱為襯底）的前面或第一面（術語面和表面在下文中可以交換使用）上設有發射極。此外，為了優化入射光的收集，半導體襯底的第一面可以有紋路，并設有抗反射涂層。

通常，為了在襯底的第一面上限定所述導體，同樣在第二面上限定所述導體，用絲網印刷，例如，刷銀漿，形成對太陽能電池的摻雜區域的接觸。這里印制金屬漿、銀或鋁為基礎的漿，之后通過燒結“燒制”步驟將其轉變成金屬。絲網印刷滿足以下太陽能電池制造的要求。首先，絲網印刷不需要提供單獨的掩膜步驟。第二，至少一些絲網印刷漿能去除存在于襯底之上的任何材料，比如抗反射涂層。于是簡化了加工流程。第三個原因是它適用于有紋路并因此不平的襯底上。最后的原因是絲網印刷漿的銀形成與硅襯底可接受的接觸，并且不擴散到硅襯底中。

然而，絲網印刷具有一些主要的缺點。第一，由絲網印刷過程形成的導體的薄的指尖可能是不連續的，這是由于在高溫退火過程中，使用金屬漿形成的指尖不總是聚集成連續的互連線。第二，聚集過程中形成的指尖存在孔，這導致更大的電阻損耗，從而導致更多的材料使用。第三，由于通常應用在太陽能電池中的相對薄的襯底厚度，比如200微米以及以下，在襯底表面絲網印刷金屬漿的行為可以造成物理損害，并且所需的退火可能該太陽能電池帶來高的內應力。這會造成形成的金屬化特征的破壞，薄的太陽能電池襯底的翹曲，和/或從太陽能電池襯底的表面金屬化特征的分層。由于在高燒結溫度下一些特定材料的分解，高溫工藝也限制了可以用于形成太陽能電池的材料的類型。第四，也是最重要的，允許隨后燒制的絲網印刷材料通常是銀，銀在太陽能電池應用中是非常昂貴的。

電化學沉積，其中的無電沉積和/或電鍍是最有名的例子，看作是很好的替代方案，并且已經被常規地提出用于背面處的導體的沉積。由于沉積的材料開始在導電表面生長，隨后擴展到任何周圍開放空間，其使用的一個要求是某種形式的圖案。已經提出各種各樣的方法在電化學沉積之前來創建圖案，例如，光敏抗蝕劑（即光阻劑）的使用和阻擋層的印刷。在電化學沉積處理之后，需要去除抗蝕劑和阻擋層。這存在一個缺點可能會留下殘留物。尤其在用于捕獲任何入射輻射的襯底的第一面上使用的時候，這些殘留物是不希望有的，因為殘留物將減少最終的太陽能電池的效率。

例如，WO85/02939討論了電鍍的使用。為了限制電鍍材料的擴散（也稱為背景電鍍），本申請提出了具有局部開口的單獨的掩膜板的使用。存在穿過掩膜板的線路，以便提供電鍍所需的化學物質，特別是電解質溶液。本申請利用昂貴的光致抗蝕劑，該光致抗蝕劑在電鍍步驟之后再次去除，這導致高成本。