光伏电池的制造方法技术

制造光伏电池的方法，由下述的步骤组成：制造半导体衬底(10)，该半导体衬底(10)包括相对的第一和第二表面(12，16)，在该衬底(10)的第一表面(12)制造第一半导体区(14)，通过注入第一杂质元素到该衬底的整个厚度，并且在第一激活温度热激活第一注入杂质元素来掺杂该第一半导体区，在该衬底(10)的第二表面(16)通过注入第二掺杂元素到所述衬底的整个厚度，以及通过在比所述第一激活温度低的第二激活温度热激活第二注入元素来制造第二半导体区(18)。该衬底的厚度大于50微米，通过激光辐射来至少对该第一掺杂元素进行热激活，选择辐射参数，使得在所述衬底的第一微米的深度，辐射被吸收的最多。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】制造光伏电池的方法，由下述的步骤组成：制造半导体衬底(10)，该半导体衬底(10)包括相对的第一和第二表面(12，16)，在该衬底(10)的第一表面(12)制造第一半导体区(14)，通过注入第一杂质元素到该衬底的整个厚度，并且在第一激活温度热激活第一注入杂质元素来掺杂该第一半导体区，在该衬底(10)的第二表面(16)通过注入第二掺杂元素到所述衬底的整个厚度，以及通过在比所述第一激活温度低的第二激活温度热激活第二注入元素来制造第二半导体区(18)。该衬底的厚度大于50微米，通过激光辐射来至少对该第一掺杂元素进行热激活，选择辐射参数，使得在所述衬底的第一微米的深度，辐射被吸收的最多。【专利说明】
本专利技术涉及半导体微组件的制造，所述微组件包括两个通过注入掺杂剂和热激活 而掺杂的区域。本专利技术更具体地应用于光伏电池。
技术介绍
示意性的，光伏电池包括半导体衬底，该半导体衬底的材料通常为掺杂硅，例如，p 型掺杂硅。衬底覆盖光伏电池的一个表面，为了接收辐射，衬底通常覆盖前表面。衬底通常 和相反掺杂层，例如，η型掺杂层，形成一个pn结，该pn结用于收集电池接受光照所产生的 光载流子。η掺杂层上进一步覆盖增透层，以提供良好的光子吸收性，在η型掺杂层上形成 有电触点，以收集产生的电流。 为了增加电池的效率，在衬底是另一表面形成与衬底相同掺杂类型的重掺杂区。 例如，该重掺杂区为由于高浓度的Ρ型掺杂剂而称之为"Ρ+"层。该重掺杂区通常被称为 "BSF"（ "背面场"）区。 例如，通过在850°C?950°C，扩散P0C13气体几十分钟，形成η型层，如在 J.C.C. Tsai 等的文档 "Shallow Phosphorus Diffusion Profiles in Silicon，'，Proc. of the IEEE57 (9)，1969, pp. 1499-1506中描述的那样，或者通过磷原子的离子注入，随后热激 发注入的原子，形成η型区，如在D.L. Meier等的文挡"N-type, ion implanted silicon solar cells and modules"，Proc. 37th PVSC, 2011 中描述的那样。 例如，BSF层是通过在衬底的整个后表面上沉积包含铝的丝网印刷膏来形成。称 之为"A1-BSF"的这种BSF层随后通过退火来激活，例如，在温度为885°C的连续炉中，以 6500mm/min 的皮带速度进行，如在 B.Sopori 等的文档 "Fundamental mechanisms in the fire-through contact metallization of Si solar cells:a review"，17th Workshop on Crystalline Silicon Solar Cells&Modules:Materials and Process, Vail, Colorado, US A，August5-82007中描述的那样。 然而，Al-BSF层有两个问题。第一，在必须的退火以激活Al-BSF层期间，由 于硅和丝网印刷膏不同的热膨胀系数，丝网印刷膏沉积在衬底的整个后表面会引起显 著的弓（bow)。当不同的层之间很薄的时候，这种效果更强，这是非常不利于按这种方 式制造的光伏电池的一个很好的模块结构（arrangement)，例如，如在F. Huster的文 档"Aluminum-Back surface field:bow investigation and elimination，'，Proc. 20th EUPVSEC，2005中描述的那样。随后，由于铝在硅中的溶解度低，证明（justifies)形成BSF 层的期望的场效应很弱，因此限制了 Al-BSF提供的效率增益。 为了解决这些问题，对Al-BSF各种替代进行了研究。当前使用的方法因此包括使 用硼基BSF层，通常称之为"B-BSF"，而不是使用Al-BSF层。可以与衬底前表面的η型区 相似的方式形成B-BSF层，例如，通过BC1 3或者BBr3类型的气体扩散，也可以通过硼原子注 入，随后进行注入原子的热激发。 因此，可以设想通过使用磷离子注入形成η型层和通过硼原子注入形成B-BSF层 来形成光伏电池。这样的电池存在的问题是：对于硼和磷，激发注入原子的热退火的温度是 不同的。因此，对于磷，温度低于850°C是必须的，而对于硼，则需要1000°C才能被激发。为 了解决这些问题，进行两次离子注入以及与之对应的两次热退火。第一，在衬底的后表面注 入硼来获得BSF层，在此之后，获得的组件在1000°C退火。随后，在前表面注入磷，获得的组 件随后在850°C退火，硼原子没有受到该"低温"步骤的影响或者受到的影响很弱。可以进 一步的咨询上述提到的D. L. Meier的文档，以获得进一步的细节。 然而，单独注入和热退火步骤的实施例有许多缺点。特别的，离子注入的步骤大 致需要在真空的条件下和在洁净室中进行，以限制污染风险。由热活化温度的不兼容性引 起的单独的注入，因此，说明真空的至少一次破坏以及在污染方面，在它们制造的最关键阶 段，施加多重光伏电池操作。 进一步的，将非常高温度（为了激活硼原子，需要大于1，000°C)的热退火的实例 应用到整个衬底以及产生衬底的大致的体寿命的减少。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种，该光伏电池具有通过离子注 入和热激活来掺杂的两个表面，该方法使得不同的热激活温度引起的制造限制最小化，特 别的，在温度不兼容的时候，该方法不需要总的单独注入和激活。 本专利技术的另一目的是提供不需要改变衬底寿命的方法。 为了实现这个目的，本专利技术在于提出一种，该方法包括： 形成包括相对的第一表面和第二表面的半导体衬底； 在衬底的第一表面形成第一半导体区，通过注入第一注入杂质元素到整个衬底的 厚度，以及通过在第一激活温度热激活第一注入杂质元素来掺杂第一半导体区； 在衬底的第二表面形成第二半导体区，通过注入第二杂质元素到整个衬底厚度， 以及通过在比第一激活温度低的第二激活温度来热激活第二注入杂质元素来掺杂第二半 导体区。 根据本专利技术，衬底的厚度大于50微米，至少通过激光辐射来热激活第一杂质元 素，通过选择辐射的参数，使得在对应于所述衬底的所述第一微米的深度，该辐射被吸收的 最多。 换言之，激光辐射允许被辐射表面（在表面之下的深度的级别为衬底吸收辐射的 深度，即，一微米的级别）的局部温度强烈上升，因此引起在辐射表面的注入的杂质元素的 热激活。进一步的，辐射是局部的，衬底消耗热，因此，与辐射的表面相对的表面没受到或者 受到很少的加热。因此，可能注入其它的表面杂质元素，而不需要使后者受到显著的加热。 因此，可能在衬底的一个表面上注入硼原子，而在该衬底的另一个表面上注入磷原子，使用 激光辐射掺杂有硼原子的表面，而不辐射掺杂有磷原子的表面，从而该表面没有受到过度 的加热。 根据本专利技术的一个实施例，一旦完成离子注入，就进行热激活。特别的，在相同的 真空外壳中注入离子，因本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏电池的制造方法,包括：形成包括有相对的第一表面(12)和第二表面(16)的半导体衬底(10)；在所述衬底(10)的所述第一表面(12)上形成第一半导体区(14)，通过注入第一杂质元素到所述衬底的整个厚度，并且在第一激活温度热激活第一注入杂质元素来掺杂所述第一半导体区(14)；在所述衬底(10)的所述第二表面(16)形成第二半导体区(18)，通过注入第二掺杂元素到所述衬底的整个厚度，以及通过在第二激活温度热激活第二注入元素来掺杂所述第二半导体区(18)，所述第二激活温度比所述第一激活温度低；其特征在于，所述衬底的厚度大于50微米，通过激光辐射来至少对所述第一掺杂元素进行热激活，辐射参数被选择使得在所述衬底的第一微米的深度，辐射被吸收的最多。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：贝特朗·帕维耶萨洛蒙，萨米埃尔·加尔，阿德琳·朗泰尼，西尔万·曼努埃尔，
申请(专利权)人：原子能与可替代能源委员会，
类型：发明
国别省市：法国;FR