[發明專利]太陽能電池制造方法、用該方法制造的太陽能電池和襯底座

有效

• 申請號: 201780022814.7
• 申請日: 2017-04-07
• 公開（公告）號: CN109155341B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: G·奇塔雷拉;H-P·斯皮爾里切;G·科勒;F·溫施;D·松塔格;H·梅利希;M·科尼格;P·帕佩
• 申請（專利權）人: 梅耶博格（德國）股份有限公司
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/0224;H01L31/0747;C23C14/00;C23C14/50;C23C16/458;H01L21/673
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王小東

本發明涉及制造具有異質結的太陽能電池的方法，具有如下步驟：在半導體襯底的前側上形成第一無定形納晶和/或微晶半導體層；形成導電透明的前側電極層；形成前側金屬接觸層格柵結構；在前側上執行透明介電前側覆層的PECVD沉積。根據本發明，為了沉積該前側覆層而采用表面選擇性PECVD沉積，該前側覆層以這樣的厚度沉積，即前側覆層緊接在其層沉積之后在沒有附加的熱處理和/或化學處理情況下僅在圍繞前側接觸層格柵結構的區域上而沒有在前側接觸層格柵結構上形成一個封閉層。

技術領域

本發明涉及太陽能電池的制造方法，其具有異質結、設置用于光入射的前側和與前側對置的背側，其中該方法具有如下步驟：提供第一傳導類型的晶體半導體襯底；在半導體襯底的前側表面上形成至少一個第一無定形的納晶和/或微晶半導體層或半導體層組，或是在形成與第一傳導類型相反的第二傳導類型的前側發射極情況下，或是在形成第一傳導類型的前側表面區位；在半導體襯底的背側表面上形成至少一個第二無定形的納晶和/或微晶半導體層或半導體層組，或是在形成第一傳導類型的背側背面區位情況下，或是在形成第二傳導類型的背側發射極情況下；在前側發射極或前側表面區位上形成至少一個導電的透明前側電極層，并且在背側背面區位或背側發射極上形成至少一個導電的透明背側電極層；形成前側金屬接觸層格柵結構以導電接觸前側發射極或前側表面區位；在形成前側接觸層格柵結構之后前側PECVD沉積一個不導電的透明介電前側覆層；在背側電極層上形成背側金屬化結構。本發明還設計一種利用該方法制造的太陽能電池以及一種具有板狀承載格柵的襯底座，其具有至少一個被套框包圍的且用于分別容納一個平面半導體襯底的空心承載凹窩。

背景技術

為了在太陽能電池的透明介電前側覆層和/或背側覆層例如透明導電氧化物層(TCO層)上形成接觸層格柵結構例如像銀指結構作為集電極，在現有技術中一般采用電鍍技術用掩模施加所述銀指且掩模事后又被去除。掩模材料還有與其施加和去除相關的步驟是成本高昂的并且可能導致對太陽能電池特性的不利影響。

另外，帶有外露TCO涂層的太陽能電池的問題在于，它在尤其在高溫下的濕氣作用下可能顯著損失功率。在濕氣作用下出現的TCO層的(電)化學分解或腐蝕導致串聯電阻(R_S)增大和由此造成的太陽能電池滿充系數(FF)的降級。太陽能電池的轉化系數(ETA)明顯衰落。尤其是所謂的兩面帶有敞露的TCO的雙面太陽能電池易于出現這種腐蝕現象。但本發明也可以被用于具有單面TCO涂層的太陽能電池。

為了防蝕保護TCO表面，可以在TCO上施加絕緣層例如氧化硅層、氮化硅層或氮氧化硅層。但它必須在TCO層應通過接觸層格柵結構或觸點指導電觸點接通的地方又被去除，或者應該在這些區域甚至最初未被沉積。為此，一般采用掩模技術或者在金屬化結構上沉積的介電層通過激光燒蝕或掩模時刻被局部露出，以便印制金屬結構或者通過電鍍來產生。但這有如下缺點，通過敞露該密封介電層提供用于隨后濕氣入侵的潛在泄漏路徑。

為了在TCO上形成絕緣涂層并且還能以技術簡單的方式適當地導電觸點接通該TCO，在出版物EP2662900A1中提出了放棄掩模并且由低熔點材料的第一導電層和第二導電層形成接觸層格柵結構。為此，在透明介電前側覆層(TCO層)上用低熔點材料施加第一導電層，隨后全面沉積一個絕緣層，通過加熱熔化第一導電層，第一導電層上的絕緣層由此裂開。因所述裂開而在絕緣層中出現裂紋，隨后沉積的第二導電層侵入其中并且可以建立至第一導電層和進而至TCO層的導電接觸。

在此技術中必須只在隨后的觸點位置上形成第一導電層且也只能在那里加熱。就是說，人們在此也需要至少一個結構化沉積或結構化，但還是面對要如何完成局部加熱的問題，且必須嘗試在加熱步驟將太陽能電池的溫度負荷保持盡量低，以便沒有不利地影響到太陽能電池特性。

發明內容

因此，本發明的任務是提供一種太陽能電池制造方法，其通過真正簡單的高效方式實現適用于太陽能電池的TCO層的濕氣防護的形成，另外實現簡單的、高質量的且未不利影響到太陽能電池性能的太陽能電池導電觸點接通。另外，應該提供可基于該方法制造的太陽能電池。另外，前述類型的襯底座應該被改進，使得它適用于該方法。