[发明专利]双面电池制造方法

说明书

本文公开一种生产双面光伏电池的方法，该方法包括：a)在半导体衬底的第一表面上形成含n型掺杂剂层；b)通过溅射硼和/或通过硼离子注入在衬底的第二表面上形成含硼层；和c)实现将n型掺杂剂和硼扩散到衬底中，从而用n型掺杂剂掺杂第一表面并用硼掺杂第二表面。本文还公开双面光伏电池，以及包括所述光伏电池的光伏模块、发电厂和电力设备，该双面光伏电池包括半导体衬底、在半导体衬底的第一表面上的n⁺层和在半导体衬底的第二表面上的含硼p⁺层，其中p⁺层中的硼浓度的可变性不超过5％。

技术领域

本发明在其一些实施例中涉及双面电池制造，并且更具体地但非排他地涉及在具有精细可控的硼掺杂和受抑制的边缘分流的硅衬底上形成电池结构的方法。

背景技术

很多人希望光伏电池(PV)将阳光转化为电力将在未来提供可再生能源的重要来源，从而减少不可再生能源诸如化石燃料的使用。然而，为了满足全球对环境友好可再生能源的需求，应当改善PV发电的经济性。单位太阳能电池面积的发电能力有限，使光伏电池用作商业电力来源的速度减慢。用双面电池替代常规单面电池使得每单位面积的PV发电显著增加(增加15％至40％)。

然而，对于进一步提高PV发电的密度存在强烈需求。这可以通过提高正面双面电池和背面双面电池将阳光转换为电力的效率来实现。当然，光伏电池在生产中应当成本低廉。

光伏电池通常包括p型或n型硅衬底，在该衬底的一侧上用n型掺杂剂(例如磷)掺杂以便形成n⁺层，并在该衬底的另一侧上用p型掺杂剂(例如铝或硼)掺杂以便形成p⁺层，从而形成n⁺-p-p⁺结构(当使用p型衬底时)或n⁺-n-p⁺结构(当使用n型衬底时)。

然后将电触点施加到每侧。电触点必须只覆盖表面区域的小部分以避免妨碍光通过。通常以网格图案施加电触点以最小化表面区域的覆盖。单面光伏电池通常仅在电池的一侧上具有这样的网格图案，而双面光伏电池在两侧上都具有这样的图案，并且因此可收集来自任何方向的光。

不同的掺杂剂源应用方法是已知的。通常使用气相工艺，该气相工艺使用POCl₃进行磷沉积，并使用BCl₃或BBr₃进行硼沉积。气体扩散可能容易导致不适当区域的掺杂，诸如在单个区域中交叉掺杂两种掺杂剂类型。可以引入涉及沉积保护层和/或蚀刻以从一些区域去除掺杂剂的额外步骤[Buck等人，“具有前部硼发射体且效率超过17％的工业丝网印刷n型硅太阳能电池(Industrial Screen Printed n-Type Silicon Solar Cell withFront Boron Emitter and Efficiencies Exceeding 17％)”，《第21届欧洲光伏太阳能会议论文集》(Proceedings of 21st European Photovoltaic Solar Energy Conference)，2006年，第1264-1267页]，这使电池制造变得复杂化。

已经使用化学气相沉积(CVD)来沉积含掺杂剂膜而制备了Geminus ^TM双面电池线(施密德集团)。

迄今为止，p型硅基双面电池的工业生产中的最佳结果是使用旋涂技术来沉积掺杂剂源[美国专利第8,586,862号和第8,796,060号]实现的。