利用晶体硅对太阳能电池光接收表面进行钝化制造技术

本发明专利技术描述了利用晶体硅将太阳能电池的光接收表面钝化的方法以及所得的太阳能电池。在一个示例中，太阳能电池包括具有光接收表面的硅基板。在所述硅基板的所述光接收表面上方设置有本征硅层。在所述本征硅层上设置有N型硅层。所述本征硅层和所述N型硅层中的一者或两者是微晶或多晶硅层。在另一个示例中，太阳能电池包括具有光接收表面的硅基板。在所述硅基板的所述光接收表面上设置有钝化介电层。在所述钝化介电层上设置有N型微晶或多晶硅层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开的实施例涉及可再生能源领域，具体地讲，涉及利用晶体硅将太阳能电池光接收表面钝化的方法以及所得的太阳能电池。
技术介绍
光伏电池(常被称为太阳能电池)是熟知的用于将太阳辐射直接转换为电能的装置。一般来讲，使用半导体加工技术在基板的表面附近形成p-n结，从而在半导体晶片或基板上制造太阳能电池。照射在基板表面上并进入基板内的太阳辐射在基板块体中形成电子和空穴对。电子和空穴对迁移至基板中的p掺杂区域和n掺杂区域，从而在掺杂区域之间产生电压差。将掺杂区连接至太阳能电池上的导电区，以将电流从电池引导至与其耦接的外部电路。效率是太阳能电池的重要特性，因其直接与太阳能电池发电能力有关。同样，制备太阳能电池的效率直接与此类太阳能电池的成本效益有关。因此，提高太阳能电池效率的技术或提高制造太阳能电池效率的技术是普遍所需的。本公开的一些实施例允许通过提供制造太阳能电池结构的新工艺而提高太阳能电池的制造效率。本公开的一些实施例允许通过提供新型太阳能电池结构来提高太阳能电池效率。附图说明图1A至图1E示出了根据本公开实施例的太阳能电池制造中的各个阶段的剖视图，其中：图1A示出了太阳能电池的起始基板；图1B示出了在基板的光接收表面上形成钝化介电层后的图1A结构；图1C示出了在钝化介电层上形成本征硅层后的图1B结构；图1D示出了在本征硅层上形成N型硅层后的图1C结构；以及图1E示出了在N型硅层上形成抗反射涂层(ARC)后的图1D结构。图2为根据本公开的实施例的流程图，该流程图列出了与图1A至图1E相对应的制造太阳能电池的方法中的操作。图3示出了根据本公开的实施例的背接触式太阳能电池的剖视图，该背接触式太阳能电池具有在基板的背表面上方形成的发射极区域，并且具有在基板的光接收表面上的第一示例性层叠堆。图4示出了根据本公开的实施例的背接触式太阳能电池的剖视图，该背接触式太阳能电池具有在基板的背表面中形成的发射极区域，并且具有在基板的光接收表面上的第一示例性层叠堆。图5是根据本公开的实施例结合图3和图4所描述的太阳能电池光接收表面上设置的第一示例性层叠堆的能带图。图6A示出了根据本公开的实施例的背接触式太阳能电池的剖视图，该背接触式太阳能电池具有在基板的背表面上方形成的发射极区域，并且具有在基板的光接收表面上的第二示例性层叠堆。图6B是根据本公开的实施例结合图6A所描述的太阳能电池光接收表面上设置的第二示例性层叠堆的能带图。图7A示出了根据本公开的实施例的背接触式太阳能电池的剖视图，该背接触式太阳能电池具有在基板的背表面上方形成的发射极区域，并且具有在基板的光接收表面上的第三示例性层叠堆。图7B是根据本公开的实施例结合图7A所描述的太阳能电池光接收表面上设置的第三示例性层叠堆的能带图。具体实施方式以下具体实施方式本质上只是例证性的，并非意图限制所述主题的实施例或此类实施例的应用和用途。如本文所用，词语“示例性”意指“用作例子、实例或举例说明”。本文描述为示例性的任何实施未必理解为相比其他实施优选的或有利的。此外，并不意图受前述
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技术介绍
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技术实现思路
或以下具体实施方式中提出的任何明示或暗示的理论的约束。本说明书包括对“一个实施例”或“实施例”的提及。短语“在一个实施例中”或“在实施例中”的出现不一定是指同一实施例。特定的特征、结构或特性可以任何与本公开一致的合适方式加以组合。术语。以下段落提供存在于本公开(包括所附权利要求书)中的术语的定义和/或语境：“包括”。该术语是开放式的。如在所附权利要求书中所用，该术语并不排除另外的结构或步骤。“被配置为”。各种单元或部件可被描述或主张成“被配置为”执行一项或多项任务。在这样的语境下，“被配置为”用于通过指示该单元/部件包括在操作期间执行一项或多项那些任务的结构而暗示结构。因此，即使当指定的单元/部件目前不在操作(例如，未开启/激活)时，也可将该单元/部件说成是被配置为执行任务。详述某一单元/电路/部件“被配置为”执行一项或多项任务明确地意在对该单元/部件而言不援用35U.S.C.§112第六段。“第一”、“第二”等。如本文所用的这些术语用作其之后的名词的标记，而并不暗示任何类型的顺序(例如，空间、时间和逻辑等)。例如，提及“第一”太阳能电池并不一定暗示该太阳能电池为某一序列中的第一个太阳能电池；相反，术语“第一”用于区分该太阳能电池与另一个太阳能电池(例如，“第二”太阳能电池)。“耦接”—以下描述是指元件或节点或结构特征被“耦接”在一起。如本文所用，除非另外明确指明，否则“耦接”意指一个元件/节点/结构特征直接或间接连接至另一个元件/节点/结构特征(或直接或间接与其连通)，并且不一定是机械耦接。“阻止”—如本文所用，阻止用于描述减小影响或使影响降至最低。当组件或特征被描述为阻止行为、运动或条件时，它可以完全防止某种结果或后果或未来的状态。另外，“阻止”还可以指减少或减小可能会发生的某种后果、表现和/或效应。因此，当组件、元件或特征被称为阻止结果或状态时，它不一定完全防止或消除该结果或状态。此外，以下描述中还仅为了参考的目的使用了某些术语，因此这些术语并非意图进行限制。例如，诸如“上部”、“下部”、“上方”或“下方”之类的术语是指附图中提供参考的方向。诸如“正面”、“背面”、“后面”、“侧面”、“外侧”和“内侧”之类的术语描述部件的某些部分在一致但任意的参照系内的取向和/或位置，通过参考描述所讨论的部件的文字和相关的附图可以清楚地了解所述取向和/或位置。这样的术语可以包括上面具体提及的词语、它们的衍生词语以及类似意义的词语。本文描述了利用晶体硅将太阳能电池光接收表面钝化的方法以及所得的太阳能电池。在下面的描述中，给出了许多具体细节，诸如具体的工艺流程操作，以便提供对本公开的实施例的透彻理解。对本领域的技术人员将显而易见的是可在没有这些具体细节的情况下实施本公开的实施例。在其他情况中，没有详细地描述熟知的制造技术，诸如平版印刷和图案化技术，以避免不必要地使本公开的实施例难以理解。此外，应当理解在图中示出的多种实施例是示例性的展示并且未必按比例绘制。本文公开了太阳能电池。在一个实施例中，太阳能电池包括具有光接收表面的硅基板。在硅基板的光接收表面上方设置有本征硅层。在本征硅层上设置有N型硅层。本征硅层和N型硅层中的一者或两者是微晶或多晶硅层。在另一个实施例中，太阳能电池包括具有光接收表面的硅基板。在硅基板的光接收表面上设置有钝化介电层。在钝化介电层上设置有N型微晶或多晶硅层。本文还公开了制造太阳能电池的方法。在一个实施例中，制造太阳能电池的方法涉及在硅基板的光接收表面上形成钝化介电层。该方法还包括在钝化介电层上方形成N型微晶或多晶硅层。该方法还包括在N型微晶或多晶硅层上形成抗反射涂层(ARC)。本文所描述的一个或多个实施例涉及用于实现太阳能电池的改进前表面场(FSF)性能的方法。在一个实施例中，使用晶体硅(Si)夹层来实现改进的FSF性能，以提供改善的效率和可靠性。为了提供上下文，光致衰退(LID)和/或紫外(UV)衰退造成长期存在与太阳能电池性能的长期稳定性相关的问题。高效率的太阳能电池尤其会经受这种衰退模式，这是由于其前表面钝化的灵敏度增本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池，包括：具有光接收表面的硅基板；设置在所述硅基板的所述光接收表面上方的本征硅层；以及设置在所述本征硅层上的N型硅层，其中所述本征硅层和所述N型硅层中的一者或二者是微晶或多晶硅层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.27 US 14/317,6721.一种太阳能电池，包括：具有光接收表面的硅基板；设置在所述硅基板的所述光接收表面上方的本征硅层；以及设置在所述本征硅层上的N型硅层，其中所述本征硅层和所述N型硅层中的一者或二者是微晶或多晶硅层。2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中所述N型硅层是晶化率大约在0.1至0.9的范围内、余量为非晶的N型微晶或多晶硅层。3.根据权利要求2所述的太阳能电池，其中所述N型微晶或多晶硅层中的N型掺杂物的浓度大约在1E17至1E20个原子/cm3的范围内。4.根据权利要求1所述的太阳能电池，还包括：设置在所述硅基板的所述光接收表面上的钝化介电层，其中所述本征硅层设置在所述钝化介电层上。5.根据权利要求4所述的太阳能电池，其中所述钝化介电层是厚度大约在10埃至200埃的范围内的二氧化硅(SiO2)层。6.根据权利要求1所述的太阳能电池，还包括：设置在所述N型硅层上的抗反射涂层(ARC)。7.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中所述光接收表面具有纹理化形貌，并且其中所述本征硅层和所述N型硅层二者均与所述光接收表面的所述纹理化形貌共形。8.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中所述基板还包括与所述光接收表面相背对的背表面，所述太阳能电池还包括：在所述基板的所述背表面处或上方的多个交替的N型半导体区域和P型半导体区域；以及与所述多个交替的N型半导体区域和P型半导体区域电连接的导电触点结构。9.一种太阳能电池，包括：具有光接收表面的硅基板；设置在所述硅基板的所述光接收表面上的钝化介电层；以及设置在所述钝化介电层上的N型微晶或多晶硅层。10.根据权利要求9所述的太阳能电池，其中所述N型微晶或多晶硅层的晶化率大约在0.1至0.9的范围内，余量为非晶。11.根据权利要求10所述的太阳能电池，其中所述N型微晶或多晶硅层中的N型掺杂物的浓度大约在1e17至1e20个原子\...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·C·约翰逊，基兰·马克·特雷西，普林斯·卡尔米·托马达，戴维·D·史密斯，林承笵，佩里纳·雅弗雷努，
申请(专利权)人：道达尔销售服务公司，太阳能公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR