用于制造具有镀敷触点的光伏电池的方法技术

一种用于制造具有半导体基板的表面上的金属触点图案的光伏电池的方法，所述方法包括：根据所述金属触点图案在预定位置处通过第一激光在局部平滑所述半导体基板的所述表面；在所述半导体基板的所述表面处形成发射极区；在所述半导体基板的所述表面上提供介电层；通过第二激光形成贯穿所述介电层的开口，从而在与所述金属触点图案相对应的位置处局部地暴露所述半导体基板的底层表面；以及通过镀敷在所述半导体基板的所述表面的暴露区处提供金属触点。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种用于制造具有半导体基板的表面上的金属触点图案的光伏电池的方法，所述方法包括：根据所述金属触点图案在预定位置处通过第一激光在局部平滑所述半导体基板的所述表面；在所述半导体基板的所述表面处形成发射极区；在所述半导体基板的所述表面上提供介电层；通过第二激光形成贯穿所述介电层的开口，从而在与所述金属触点图案相对应的位置处局部地暴露所述半导体基板的底层表面；以及通过镀敷在所述半导体基板的所述表面的暴露区处提供金属触点。【专利说明】公开领域所公开的技术涉及用于制造具有镀敷金属触点的光伏电池的方法。相关技术描述鉴于将用于硅光伏电池的新概念和制造工艺实现在生产环境中，正在开发这些概念和工艺。朝着工业生产的这样的开发的示例是使用镀敷工艺来形成金属触点，作为屏幕印刷工艺的替换。使用镀敷的典型的工艺流程(例如，用于硅光伏电池的前侧金属化)包括在整个前表面上提供介电层，例如抗反射涂层，并随后在局部移除抗反射涂层，由此在其中需要提供金属触点的位置处暴露底层硅表面。此后是在所暴露的硅区中的金属镀敷步骤，以形成前侧金属触点。局部移除抗反射涂层可例如通过激光消融来完成。硅前表面通常被纹理化。因此，在局部完全移除抗反射涂层而不损坏底层发射极区是有挑战性的。在需要提供金属触点的位置处的抗反射涂层的不完全移除可造成不良触点粘合和/或高触点电阻。对底层发射极区的损坏可造成分流和/或高少数载流子复合损失，并从而造成不良电池性能。在具有选择性发射极结构(即，在金属触点下具有高度掺杂区且在金属触点之间具有轻微掺杂区的发射极结构)的光伏电池中，附加的挑战是激光消融图案与底层选择性发射极结构的高度掺杂区的对齐(用于局部移除抗反射涂层)。一些专利技术方面的概述一些专利技术方面涉及一种用于制造具有纹理化表面且具有镀敷金属触点的光伏电池的方法，其中所述金属触点是通过将至少一个金属镀敷在形成于沉积在所述纹理化表面上的介电层中的开口中来提供的，所述开口是通过使用激光消融在局部移除所述介电层来形成的，并且其中与现有技术方法相比，所述方法允许在降低的损坏底层掺杂区(如发射极区)的风险的情况下对所述介电层进行良好且完全的局部移除。在具有选择性发射极结构的一个专利技术方面，一种方法提供金属触点与底层发射极结构的高度掺杂区的容易对齐。一些专利技术方面涉及具有纹理化表面和镀敷触点的、具有低触点电阻(例如，低于0.1欧姆.平方厘米)和良好的填充因子(例如，高于78%)的硅光伏电池。一个专利技术方面涉及一种用于制造具有在半导体基板的粗糙(例如，纹理化)表面上的镀敷金属触点图案的光伏电池的方法，其中所述方法包括:根据所述金属触点图案在预定位置处通过第一激光在局部平滑所述半导体基板的表面；在所述基板表面处形成发射极区；在所述基板表面上提供介电层；通过第二激光形成贯穿所述介电层的开口，从而在与所述金属触点图案相对应的位置处局部地暴露底层基板表面；以及通过镀敷在所述基板表面的暴露区处提供金属触点。所述半导体基板可例如是晶体娃基板,例如单晶、多晶娃(multi crystalline orpoly crystalline)基板。然而，本公开不限于此并且可以使用其他合适的半导体基板。在一个专利技术方面，粗糙表面可以是电池的前表面。它也可以是电池的后表面，例如在具有纹理化的前侧和纹理化的后侧以及在前侧和后侧两者处的图案化金属触点的双面电池的情况下。粗糙表面可以例如是对可见光(波长范围在380nm和740nm之间)而言具有低于15%的平均反射率的表面。从初始粗糙的表面得出的经平滑的表面可以是对于可见光(波长范围在380nm和740nm之间)而言具有高于初始粗糙表面的平均反射率的平均反射率的表面。平滑表面可以是对于同一波长范围内的光而言具有高于20%或高于25%或高于30%的平均反射率的表面。在局部对表面进行平滑可以例如通过脉冲UV激光来完成，该脉冲UV激光具有用于在局部熔化娃的合适激光能流且具有例如在约Ins和100ns之间、约5ns和10ns之间或约5ns和20ns之间的范围中的脉冲持续时间。然而，本公开不限于此并且可以使用其他脉冲持续时间，例如可以使用皮秒(ps)脉冲。使用具有UV波长的激光的优点是UV光被吸收在靠近表面的薄(例如，几微米，例如具有3微米以下或2微米以下或I微米以下的厚度)硅层中，从而避免对硅的更深损伤。经平滑的表面因而可与电池的初始纹理化的前表面的至少部分被熔化的表面相对应。经平滑的表面可以是如下表面:从初始表面(例如，纹理化表面)产生或通过对初始表面进行处理来获得，并且具有比初始表面的粗糙度更小的粗糙度。经平滑的表面也可对应于如下表面:从初始表面(例如，纹理化表面)产生或通过对初始表面进行处理来获得，并且具有例如对于预定波长或波长范围而言，比初始表面更高的平均反射率。这样的预定波长范围可以例如是可见光波长范围,例如380nm和740nm之间。本专利技术的其中电池的初始纹理化的前表面的至少部分熔化的表面被用作经平滑的表面的各实施例的优点是，金属镀敷工艺(并且因此镀敷金属触点)的质量(粘合、接触电阻)得到改进。形成发射极区可包括形成同构发射极，即在整个基板表面上具有相同掺杂剖面的发射极。或者，形成发射极区可包括形成选择性发射极，即在对应于金属触点图案的位置处包括高度掺杂区并且在这些预定位置之间包括较轻微掺杂区的发射极。发射极区可通过本领域技术人员已知的方法来形成，诸如例如通过来自液态或固态源的扩散或通过离子注入。提供介电层可包括提供单个介电层或提供包括至少两个介电层的介电层堆叠。在优选实施例中，介电层具有抗反射涂层的功能并提供表面钝化。介电层可例如是氮化硅层或氮化钛层。介电层可例如是包括氧化硅层和/或氮化硅层和/或氧化铝层和/或氧化钛层的层堆叠，诸如例如氧化硅/氮化硅堆叠或例如氧化铝/氮化硅堆叠。然而，可以使用本领域技术人员已知的任何其他合适的层或层堆叠来提供表面钝化和形成抗反射涂层。提供金属触点可包括提供金属层堆叠。例如，可提供诸如包括N1、Ti或Ag的层等第一种层，例如通过溅射、丝网印刷、无电镀敷或光生镀覆。该种层之上是触点层，如可通过镀敷提供Cu层或Ag层。可任选地，覆层(例如，包括Sn、Ag或Cu)可被镀敷在触点层之上。根据一个专利技术方面的方法的优点是形成贯穿介电层的开口的步骤是在具有经平滑的表面的区域中完成的，从而允许良好且完整地移除介电层而不损伤底层发射极区。一个优点是金属触点在具有经平滑的表面的这样的区域中提供，从而允许形成具有低接触电阻和良好粘合属性的触点。根据一个专利技术方面的方法的优点是在局部对表面进行平滑的步骤造成了具有经平滑的表面的区域的形成，该具有经平滑的表面的区域在可见光波长范围中具有显著高于粗糙(未经平滑)区域的平均反射率的平均反射率。这允许基于反射率测量，将贯穿介电层的开口的图案(在与金属触点图案相对应的各位置处)与具有经平滑的表面的区域进行良好的对齐。在具有选择性发射极结构的实施例中，它还允许选择性发射极结构的金属触点与高度掺杂区之间的良好对齐。已经在上文中描述了一些专利技术方面的某些目标及优点。当然，应理解，不一定所有此类目的或优点都可根据本公开的任何特定实施例实现。因此，例如，本领域的技术人员将认识到本公开可按实现或优化本文所教导的一个优点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造具有半导体基板的表面上的金属触点图案的光伏电池的方法，所述方法包括：根据所述金属触点图案在预定位置处通过第一激光在局部平滑所述半导体基板的所述表面；在所述半导体基板的所述表面处形成发射极区；在所述半导体基板的所述表面上提供介电层；通过第二激光形成贯穿所述介电层的开口，从而在与所述金属触点图案相对应的位置处局部地暴露所述半导体基板的底层表面；以及通过镀敷在所述半导体基板的所述表面的暴露区处提供金属触点。

【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：P·雅弗雷努，A·乌鲁埃纳　德　卡斯特罗，
申请(专利权)人：IMEC非营利协会，道达尔销售服务公司，鲁汶天主教大学研究开发部，
类型：发明
国别省市：比利时;BE