[發(fā)明專利]使用N型摻雜硅納米粒子制造太陽能電池的發(fā)射極區(qū)域

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380066561.5
• 申請日: 2013-06-18
• 公開（公告）號: CN105210196B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 保羅·盧斯科托福;彼得·J·卡曾斯;史蒂文·愛德華·莫里薩;安·瓦爾德豪爾
• 申請（專利權(quán)）人: 太陽能公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/0352;H01L31/068
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11112
• 代理人: 顧麗波,井杰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施例屬于可再生能源領(lǐng)域，具體地講，涉及使用N型摻雜硅納米粒子制造太陽能電池的發(fā)射極區(qū)域的方法和所得的太陽能電池。

背景技術(shù)

光伏電池(常被稱為太陽能電池)是熟知的用于將太陽輻射直接轉(zhuǎn)化為電能的器件。一般來講，使用半導(dǎo)體加工技術(shù)在基板的表面附近形成p-n結(jié)而將太陽能電池制造在半導(dǎo)體晶片或基板上。沖擊在基板表面上并進(jìn)入基板內(nèi)的太陽輻射在基板主體中形成電子和空穴對。電子和空穴對遷移至基板中的p摻雜區(qū)域和n摻雜區(qū)域，從而在摻雜區(qū)域之間產(chǎn)生電壓差。將摻雜區(qū)域連接到太陽能電池上的導(dǎo)電區(qū)域，以將電流從電池引導(dǎo)至與其耦合的外部電路。

效率是太陽能電池的重要特性，因其直接與太陽能電池發(fā)電的能力有關(guān)。同樣，制備太陽能電池的效率直接與此類太陽能電池的成本效益有關(guān)。因此，提高太陽能電池效率的技術(shù)或提高制備太陽能電池效率的技術(shù)是普遍所需的。本發(fā)明的一些實(shí)施例涉及允許通過提供用于制備太陽能電池結(jié)構(gòu)的新型工藝而提高太陽能電池的制造效率。通過提供新型太陽能電池結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的一些實(shí)施例允許用于提高太陽能電池效率。

附圖說明

圖1A-1E和圖1E’示出根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的太陽能電池制造中的各個階段的橫截面圖。

圖2A-2G示出根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例的太陽能電池制造中的各個階段的橫截面圖。

具體實(shí)施方式

本文描述了使用N型摻雜硅納米粒子制造太陽能電池的發(fā)射極區(qū)域的方法和所得的太陽能電池。在下面的描述中，給出了許多具體細(xì)節(jié)，例如具體的工藝流程操作，以形成對本發(fā)明的實(shí)施例的透徹理解。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見的是在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下可實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例。在其他情況中，沒有詳細(xì)地描述熟知的技術(shù)，如平版印刷和圖案化技術(shù)，以避免不必要地使本發(fā)明的實(shí)施例難以理解。此外，應(yīng)當(dāng)理解，圖中所示的多種實(shí)施例是示例性的并且未必按比例繪制。

本文公開了制造太陽能電池的方法。在一個實(shí)施例中，制造太陽能電池發(fā)射極區(qū)域的方法包括在太陽能電池的基板的第一表面上形成多個N型摻雜硅納米粒子區(qū)域。含P型摻雜劑層形成在多個N型摻雜硅納米粒子區(qū)域上和N型摻雜硅納米粒子區(qū)域之間的基板第一表面上。含P型摻雜劑層的至少一部分與所述多個N型摻雜硅納米粒子區(qū)域中的每個的至少一部分混合。在另一個實(shí)施例中，制造太陽能電池發(fā)射極區(qū)域的方法包括在太陽能電池的基板的第一表面上形成多個N型摻雜硅納米粒子區(qū)域。含P型摻雜劑層形成在多個N型摻雜硅納米粒子區(qū)域上和N型摻雜硅納米粒子區(qū)域之間的基板第一表面上。在含P型摻雜劑層上形成耐蝕層。與第一表面相對的基板第二表面被蝕刻，從而使基板的第二表面紋理化。耐蝕層在蝕刻期間保護(hù)含P型摻雜劑層。

本文還公開了太陽能電池。在一個實(shí)施例中，太陽能電池的發(fā)射極區(qū)域包括設(shè)置在太陽能電池的基板的第一表面上的多個N型摻雜硅納米粒子區(qū)域。基板中設(shè)置有對應(yīng)的N型擴(kuò)散區(qū)域。在所述多個N型摻雜硅納米粒子區(qū)域上以及在基板第一表面上N型摻雜硅納米粒子區(qū)域之間設(shè)置有含P型摻雜劑層。基板中的N型擴(kuò)散區(qū)域之間設(shè)置有對應(yīng)的P型擴(kuò)散區(qū)域。在含P型摻雜劑層上設(shè)置有耐蝕層。第一組金屬觸點(diǎn)被設(shè)置成穿過耐蝕層、含P型摻雜劑層和所述多個N型摻雜硅納米粒子區(qū)域，并且到達(dá)N型擴(kuò)散區(qū)域。第二組金屬觸點(diǎn)被設(shè)置成穿過耐蝕層和含P型摻雜劑層，并且到達(dá)P型擴(kuò)散區(qū)域。

在第一方面，一個或多個特定實(shí)施例涉及用于印刷n型硅(Si)納米粒子并隨后使用三溴化硼(BBr₃)作為前體來沉積B₂O₃氧化物層的方法。該BBr₃前體可用于將硅納米粒子轉(zhuǎn)化為硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)層，用作磷擴(kuò)散源。此外，B₂O₃沉積在非印刷區(qū)域中，用作硼擴(kuò)散源。對于發(fā)射極區(qū)域形成在塊狀基板中或塊狀基板上方的太陽能電池，可利用該方法減少或消除圖案化和摻雜劑沉積操作。