[发明专利]光伏电池以及制造该光伏电池的方法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏电池。此外，本发明涉及制造这种光伏电池的方法。

背景技术

从现有技术可知光伏电池或太阳能电池是基于具有p型或n型基础掺杂的半导体基板。半导体基板具有包括与基板掺杂类型相同的高掺杂区域的第一表面。该高掺杂区域用作表面场并且通常称为“背表面场”(BSF)。半导体基板具有与第一表面相对的第二表面。在包括有背表面场的第一表面上，设置了用于收集至少一种类型的载流子的接触件，这些接触件位于背表面场上以收集多数载流子。

形成与基板掺杂类型相反的、第二掺杂类型的高掺杂区域以产生p-n结。该掺杂类型相反的、第二掺杂类型的高掺杂区域通常称为发射极。发射极区域可以形成在第二表面上，或者形成为邻近第一表面上的背表面场。在发射极区域上，设置有接触件以收集少数载流子。通过将半导体暴光，产生了随后通过p-n结隔开的、并且可在发射极和BSF区域上的接触件处收集的多数载流子和少数载流子(电子和空穴)。

n型硅基板上光伏电池的制造可包括n型磷扩散，例如，使用POCI₃作为产生高掺杂区域的前驱物，这会形成n+背表面场(BSF)层。在该步骤后，通过诸如硼扩散的p型掺杂可完成p型扩散，例如，使用BBr₃作为前驱物以产生p+发射极。可使用其它掺杂前驱物或源并且对于本领域技术人员将是已知的。

因为在这种情况下p+硼发射极在n+磷掺杂后进行扩散并且包括高温步骤，所以磷掺杂可被驱动来产生具有厚度可在500nm至1500nm之间的背表面场区域。该厚度或深度与第一表面垂直，并且一般导致如在背表面场区域中测量的背表面场薄层电阻数值在15至35Ω/sq之间。

该厚/深背表面场的积极的特征为1)多数载流子改善的电导率，2)对少数载流子的屏蔽/排斥，以及3)对多数载流子的吸引。性质2和3导致积累层，在积累层中表面处的多数载流子和少数载流子的产量比体中的低，这造成了降低的表面复合速率。

深背表面场的消极的特征为1)由于高载流子浓度而导致的高俄歇复合，2)由于高载流子浓度而导致的自由载流子吸收以及3)少数载流子的高表面复合速率。

此外，因为在磷BSF扩散后执行硼发射极扩散，所以这个步骤在背表面场层的顶部留下大约5-60nm的寄生p+掺杂层，进一步增加了复合。在大多数情况下该寄生p+硼掺杂层是不均匀的，并且其深度在BSF区域可变化。作为寄生硼扩散的结合的结果和负面特征1-3的结合的结果，光伏电池的效率被不利地影响。

寄生B-扩散的存在结合高掺杂和深的BSF使得在电池制造过程中边缘隔离步骤是必须的，这可显著地影响成本。

本发明的目的是提供克服或缓解以上负面效果的光伏电池以及制造这种光伏电池的方法。

发明内容

以上目的通过光伏电池实现，该光伏电池包括第一导电类型的半导体基板，该半导体基板具有布置有第一导电类型的高掺杂表面场层的第一表面；其中，在高掺杂表面场层上，基板具有将该表面场层与相应接触件接触的至少一个接触区域，

其中，高掺杂表面场层在第一表面的至少一个接触区域位置处的掺杂浓度高于第一接触区域外部的表面区域中的掺杂浓度，以及高掺杂表面场层在第一表面中的每个接触区域位置处具有比该高掺杂表面场层在接触区域之外的部分中的轮廓深度(profile depth)大的轮廓深度，

其中，高掺杂表面场层在第一接触区域之外的位置包括位于半导体基板周边处的边缘部分，并且高掺杂表面场层的位于第一接触区域之外并包括边缘部分的部分被布置为局部地比高掺杂表面场层在第一表面中的第一接触区域位置处的部分更薄。

在这种光伏电池中，由于表面场区域的以上改变降低了高掺杂表面场的负面效应。光伏电池，也称为太阳能电池，由半导体基板(即，n型)制成。半导体基板具有第一表面，该第一表面包括与基板掺杂类型相同的较高掺杂背表面场区域(即，通过即磷扩散制成的n++BSF)。在包括背表面场的第一表面上，布置有用于收集至少一种类型的载流子的接触件。接触件位于第一接触区域或者多个接触区域上并且导电联接至背表面场层。背表面场在第一接触区域之外的部分相较于第一表面的围绕第一接触区域的区域掺杂更高，具有更高的峰值掺杂浓度和更陡峭的背表面场轮廓(profile)。此外，第一接触区域本身相较于围绕它的区域被抬高。