[发明专利]制造太阳能电池的方法和由此得到的太阳能电池

说明书

发明领域

本发明涉及制造太阳能电池的方法，包括以下步骤：

-提供具有第一面和第二面的硅衬底，该第一面预期用于接收入射光；

-向衬底中提供从第一面延伸到第二面的第一通路孔；

-在扩散过程中，将第一传导类型的掺杂剂主要施加在第一面处，以提供第一掺杂区域；

-施加与第一传导类型相反的第二传导类型的掺杂剂，以提供在衬底的第二面处的第二掺杂区域；

-向衬底的第一面和第二面上和至少一个通路孔的至少一个表面上提供钝化层；以及

-将导体材料施加在衬底的第一面和第二面的部分处，以及施加到第一通路孔中，以形成穿过衬底的通路。

本发明还涉及一种太阳能电池，包括具有第一面和第二面的n型硅衬底，通路(via)穿过该衬底从第一面延伸到第二面，该通路包括在通路孔中的导体材料，该衬底包括存在于第一面处的第一p型掺杂发射极区域和位于作为背表面场的第二面处的第二n型掺杂区域，第一面预期作为主面以用于捕获入射光，该太阳能电池还包括延伸到衬底的第一面和第二面上以及第一通路孔的至少一个表面上的钝化层。

发明背景

只要具有包含于其中的通路的半导体衬底的太阳能电池处在发展之中，一个要解决的关键问题就是背表面场与通路的绝缘。通常，通过硅酸盐玻璃层的气相沉积和后续的用于掺杂剂从硅酸盐玻璃扩散到半导体衬底中的热处理将掺杂剂引入半导体(即硅)衬底中。因此，掺杂剂不仅仅在衬底的一个面上扩展，而是在任何表面上。此外，通路被用作到通常作为发射极的前面传导区域的导体，其必须与界定相反电极的背表面场绝缘。在通路和背表面场之间的传导通道导致分流，并且因此导致太阳能电池的故障。

数个工艺过程要求使得这个问题不容易解决。首先，电荷载流子可以在其在热处理中的最初界定后进一步扩散经过衬底。其次，来自通路的金属可以扩散经过存在于通路中的任何钝化层，其具有负面影响。通常，钝化层是应用了相位加强化学气相沉积(被称作PECVD SiN_x)的氮化硅层。此外，通常应用于集成电路制造中的光刻掩蔽步骤在太阳能电池加工中的应用很罕见，特别是由于成本价格的限制。

从WO2011/105907中获知用于获得适当绝缘的一个解决方案。所述文献披露了多个工艺流程，流程中的每个特征在于提供了在衬底的第二面上围绕通路孔的凹陷。该凹陷用于将前面界定的背表面场与第一面上的发射极绝缘。这里发射极和背表面场二者都是通过扩散来界定。

WO2011/105907中的工艺流程相互区别的地方在于提供通路孔、背表面场、前面上的发射极和凹陷的顺序。在本专利申请中，根本没有指定这些流程中的哪一个被认为是最具优势的。本领域技术人员将因此注意是最常见的以最小化工艺过程步骤的顺序，或者注意得到最符合逻辑的顺序。该最符合逻辑并且因此最优选的顺序看起来是首先实施扩散步骤，并且继而实施产生凹陷和钻通路孔的激光处理。

该工艺过程顺序的一个缺点是通路孔的形成作为最后的步骤出现。在实际中，继通路孔的形成之后的是损伤去除步骤，用于去除由通路孔的激光钻孔导致的任何损伤。该损伤去除步骤通常包括蚀刻处理，并且最适合与在衬底的第一面上提供纹理组合，使得对光的捕获最大化。在WO2011/105907中也指出了该可选择的顺序。这里，提供通路孔先于在第一面上产生纹理。然后，通过扩散提供背表面场和发射极，并且在另一个激光蚀刻处理中提供凹陷。然而这里出现一个问题，背表面场和发射极二者的掺杂剂种类可能在通路孔内结束，导致低漏电分流电阻。

发明概述

相应地，本发明的第一个目标是提供制造太阳能电池的改进方法，该太阳能电池包括第一面上的发射极、第二面上的背表面场和从第一面延伸到第二面的通路。特别地，该制造方法从加工的观点看应当是高效的，减少了产量损耗并且费用更低。

另外的目标是提供设置有通路与背表面场的适当隔离的所产生的太阳能电池。