选择性发射极太阳能电池单元及其制造方法技术

一种选择性发射极太阳能电池单元的制造方法，包括：提供具有埋栅电极的选择性发射极太阳能电池单元基体；在太阳能电池单元基体的受光面形成防反射层；在防反射层上形成母线；使母线穿过防反射层与埋栅电极相连接。相应地，本发明专利技术还提供一种选择性发射极太阳能电池单元。本发明专利技术将发射极电极与母线分开制作，根据实际使用需要缩小发射极电极的宽度，减少了不必要的使用面积，增加了太阳能电池板接收太阳光的有效面积。本发明专利技术将太阳能电池的转换效率从原来的１６．５％提高到１８％以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造
，具体来说，涉及一种选择性发射极太 阳能电池单元及其制造方法。
技术介绍
鉴于常规能源供给的有限性和环保压力的增加，世界上许多国家掀起了 开发和利用新能源的热潮。在新能源中，太阳能是一种清洁、无污染、取之 不尽用之不竭的绿色能源，世界各国对此都很重视并作了大量的研究，在能 源日益紧缺的当今世界，太阳能具有非常广阔的发展前景。使用太阳能电池将太阳能转换为电能是大规模利用太阳能的重要技术基 础，其中所能转换成电能的部分占太阳能电池所吸收到的太阳能的比例称为转换效率(Conversion Efficiency ),理论上转换效率可以达到29%。目前在实 验室阶段经过一系列复杂和昂贵的工艺以后，可以达到24%左右。而在实际产 业化的过程中，转换效率要更低一些，通常不足20%。为此人们作了很多努力 来提高太阳能电池的转换效率，制造选择性发射极(Selective Emitter)结构 的太阳能电池单元(Solar Cell)就是其中的一种方法。在中国期刊《中国建设动态阳光能源〉K国际标准刊号ISSN 1008-570X) 2004年08M期第42 45页的论文《选择性发射极太阳电池结构及其实现方法》 (作者屈盛、刘祖明、瘳华、陈庭全，云南师范大学太阳能研究所)中， 还可以发现更多与选择性发射极太阳能电池结构相关的信息。如图l所示，在现有的制造选择性发射极太阳能电池单元的方法中，在半 导体衬底100上具有轻掺杂浅扩散区102,在半导体衬底100中形成有大小不同的重掺杂深扩散的沟槽106和110，其中分别形成有金属材料104和108,用作 发射极电极或者母线(Bus-Bar)。细的金属材料108作为发射极电极，收集PN 结处由光生载流子所产生的电流；而粗的金属材料104不仅作为发射极电极， 收集PN结处由光生载流子所产生的电流，还作为太阳能电池单元对外输出电 流的母线。即在制造太阳能电池单元的时候，必须有选择地制作一些粗的电 极104,这样占据了太阳能电池板的使用面积，减少了太阳能电池板接收太阳 光的有效面积，并且粗的电极104与重掺杂深扩散的沟槽106之间的接触电阻 较高。另外，现有技术中半导体衬底表面的掺杂浓度偏高，使得太阳能电池 单元收集光生载流子尤其是短波光生载流子的能力降低，上述原因都会降低 太阳能电池的转换效率。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种选择性发射极太阳能电池单元及其制造方 法，提高太阳能电池的转换效率。为解决上述问题，本专利技术提供一种选择性发射极太阳能电池单元的制造 方法，包括提供具有埋栅电极的选择性发射极太阳能电池单元基体；在太 阳能电池单元基体的受光面形成防反射层；在防反射层上形成母线；使母线 穿过防反射层与埋栅电极相连接。可选地，所述形成具有埋栅电极的选择性发射极太阳能电池单元基体包 括在半导体衬底中形成发射极沟槽；在发射极沟槽附近的半导体衬底中形 成发射极PN结；在发射极沟槽中依次形成阻挡层、导电层和焊接层，组成埋 栅电极。可选地，所述发射极沟槽的宽度为10 50pm,深度为10~50pm。 可选地，所述母线的宽度为3000~5000pm。 可选地，所述半导体衬底表面的方块电阻大于100Q/口。 可选地，所述发射极沟槽表面的方块电阻小于30Q/口。7可选地，所述阻挡层的材料为镍，导电层的材料为铜，焊接层的材料为银。可选地，所述阻挡层的厚度为2 2(Him，导电层的厚度为5~50pm,焊接 层的厚度为5 50jim。可选地，所述母线的材料为银。 可选地，所述母线与埋栅电极上下垂直排列。 可选地，所述埋栅电极互相平行排列且排列间距相同。 可选地，所述母线互相平行排列且排列间距相同。可选地，在形成选择性发射极太阳能电池单元基体的过程中还包括形成 子埋栅电极。可选地，所述子埋4册电极与埋栅电极在同一平面内垂直相交，并且子埋 栅电极位于母线的正下方，与母线上下平行排列。可选地，共烧太阳能电池单元基体，使母线受热烧穿防反射层与埋栅电 极相连4妄。本专利技术还提供一种选择性发射极太阳能电池单元，包括具有埋栅电极 的选择性发射极太阳能电池单元基体；形成于太阳能电池单元基体受光面的 防反射层；在防反射层上形成的母线，所述母线穿过防反射层与埋栅电极相 连接。可选地，所述具有埋栅电极的选择性发射极太阳能电池单元基体包括 半导体衬底；形成于半导体衬底中的发射极沟槽；在发射极沟槽附近的半导 体衬底中形成的发射极PN结；在发射极沟槽中依次形成的阻挡层、导电层和 焊接层。可选地，所述发射极沟槽的宽度为10 50pm,深度为10 50pm。可选地，所述母线的宽度为3000 5000pm。可选地，所述半导体衬底表面的方块电阻大于100Q/口。8可选地，所述发射极沟槽表面的方块电阻小于30Q/口。可选地，所述阻挡层的材料为镍，导电层的材料为铜，焊接层的材料为银。可选地，所述阻挡层的厚度为2~20pm，导电层的厚度为5~50(im,焊接 层的厚度为5 50pm。可选地，所述母线的材料为银。 可选地，所述母线与埋栅电极上下垂直排列。 可选地，所述埋栅电极互相平行排列且排列间距相同。 可选地，所述母线互相平行排列且排列间距相同。可选地，在形成选择性发射极太阳能电池单元基体的过程中还包括形成 子埋栅电极。可选地，所述子埋栅电极与埋栅电极在同一平面内垂直相交，并且子埋 栅电极位于母线的正下方，与母线上下平行排列。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点在制造选择性发射极太阳能电 池单元的方法中，在选择性发射极太阳能电池单元基体表面形成防反射层， 所述选择性发射极太阳能电池单元基体具有埋栅电极，在防反射层上形成母 线，使母线穿过防反射层与作为发射极电极的埋栅电极相连接。这样就可以 将发射极电极与母线分开制作，可以根据实际使用需要缩小发射极电极的宽 度，减少不必要的使用面积，增加太阳能电池板接收太阳光的有效面积，并 且降低发射极电极与发射极沟槽之间的接触电阻，进而在一定程度上提高太 阳能电池板的转换效率。另外，在制造选择性发射极太阳能电池单元的方法中，降低半导体衬底 表面的掺杂浓度，从而可以提高太阳能电池单元收集光生载流子尤其是短波 光生载流子的能力。再者，在制造选择性发射极太阳能电池单元的方法中，将埋栅电极与母线上下垂直排列，从而可以避免埋栅电极与母线上下平行排列可能造成的位 置偏差，进而造成两者接触不良。最后，在制造选择性发射极太阳能电池单元的方法中，在制作埋栅电极 的时候，同步制作一些与埋栅电极在同一平面内垂直相交的子埋栅电极，并 且子埋栅电极位于后续制作的母线的正下方，与母线上下平行排列，从而可 以增大埋栅电极与母线之间的接触面积，减小两者之间的接触电阻。本专利技术通过以上技术改进，所制造的选择性发射极太阳能电池板的转换效率从原来的16.5%提高到18%以上。 附图说明图1是现有技术形成的一种选择性发射极太阳能电池单元的剖面结构示 意图2是本专利技术的一个实施例的形成选择性发射极太阳能电池单元的方法 流程示意图3是本专利技术的一个实施例所形成的选择性发射极太阳能电池单元的俯 视图4至图9是本专利技术的一个实施例的形成选择性发射极太阳能电池单元 的剖面结构示意图IO是本专利技术的另一个实施例所提供的具有埋栅电极的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种选择性发射极太阳能电池单元的制造方法，其特征在于，包括：　提供具有埋栅电极的选择性发射极太阳能电池单元基体；　在太阳能电池单元基体的受光面形成防反射层；　在防反射层上形成母线；　使母线穿过防反射层与埋栅电极相连接 。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林章申，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[]