提供一种制备具有回蚀刻的发射极优选具有选择性发射极的硅太阳能电池的方法和相应的太阳能电池。根据一个方面，所述方法包括下如下方法步骤：在太阳能电池基板（２１）的发射极表面处制备二维延伸发射极（５）；将蚀刻阻挡层（２５）施加到所述发射极表面的第一部分区域（７）；蚀刻未被蚀刻阻挡层（２５）保护的发射极表面的第二部分区域（９）中的发射极表面；除去蚀刻阻挡层（２５）；以及在所述第一部分区域（７）制备金属接触（１７）。在该方法期间，尤其是在蚀刻所述第二部分区域的发射极表面期间，有利地制备多孔硅层，然后氧化该多孔硅层。该氧化的多孔硅层随后可以与可能存在的任何磷玻璃（２３）一起被蚀刻掉。所述方法利用常规的丝网印刷和蚀刻技术，并因此与目前工业生产设备兼容。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有回蚀刻发射极、优选具有选择性发射极的硅太阳能电池的制造方法和相应的太阳能电池。 众所周知，由于与制造相关的原因，在太阳能电池的表面处形成的发射极经常直 接在该表面显示出高的掺杂浓度。该高掺杂浓度可能导致复合损失，尤其是针对接近于该 表面产生的载流子对而言。 因此，期望能够提供一种太阳能电池的制造方法，其中可以以技术上直接简单的 方式来降低在发射极表面的掺杂浓度。 在大多数情况下，目前工业上制造的太阳能电池是基于硅尤其是基于晶体硅来制 备的。绝大部分的这些太阳能电池都在太阳能电池基板的前侧表面和/或在后侧表面处具 有全区均匀发射极层。在当今工业上制备的许多硅太阳能电池的情况中，利用丝网印刷工 艺中的厚膜浆料来制备金属接触。为此，将含金属颗粒的浆料局部印刷到前侧发射极上，然 后烧制到发射极中，以形成与发射极层的良好电接触。 在此众所周知的是，可能必须为至少在由金属接触所接触的区域中的发射极层提 供在发射极表面区域中高掺杂浓度，以获得良好的欧姆接触。 评估发射极质量的特性参数即在发射极层截面上积分的掺杂浓度为所谓的薄层 电阻(sheet resistance)。薄层电阻越大，发射极层内的掺杂浓度越小，并且通常，在发射 极层表面的掺杂浓度就越小。已经发现，使用常规制备的发射极，能够与丝网印刷金属化技 术接触的发射极的最大薄层电阻通常为50 60欧姆/方块。具有较高薄层电阻以及由此 具有根本上较低掺杂的发射极层不再能够利用厚膜浆料可靠地接触。 因此，当使用工业上有利的丝网印刷金属化(metallisation)技术时，必须使得 能够形成在金属接触的区域中具有高表面掺杂浓度的发射极层。然而，另一方面，已知这样 的高表面掺杂浓度可能伴随着在太阳能电池表面严重的复合损失。特别地，非常接近于前 侧太阳能电池表面的由高频(蓝或紫外)光产生的载流子对迅速地在该强掺杂的发射极层 中复合，并且因此可能不再对太阳能电池电流作贡献。这可降低高频光谱中的IQE(内部量 子效率)，并由此降低由太阳能电池提供的总电流，这最终降低太阳能电池的效率。高表面 掺杂浓度的另一个效应可能是可以导致开路电压降低的所谓带隙变窄。 一方面为了满足良 好接触性而另一方面为了满足高IQE的这些对立需求的尝试产生了所谓选择性发射极的 概念。在后者的情况下，直接在金属接触之下的发射极区域是局部强掺杂的，而位于中间的 区域具有低得多的掺杂浓度。 主要在实验室规模上，已经开发并测试了用于制备选择性发射极结构的数种方 法。在一种方法中，选择性发射极结构可以使用局部掩蔽层通过在两个分离工艺步骤中的 两个分离的扩散过程来制备，对于所述掩蔽层，通常使用介电层。然而，在此需要多个高温 扩散过程，而且这可能显著增加生产成本。或者，可以通过局部蚀刻此前均匀制备的发射极 层来制造选择性发射极结构。 然而，这样的制备方法通常与目前工业上使用的其他工艺步骤如丝网印刷金属化4并不兼容。而且，从掺杂浓度由于不均匀的蚀刻过程而在各发射极区局部不均匀的意义上 而言，可能出现问题。 利用两个扩散过程来制备具有选择性发射极的硅太阳能电池的现有方法通常在 技术上昂贵，而且由于它们的高成本而很少能够在工业上实施。另一方面，通过局部蚀刻发 射极而制备的选择性发射极结构迄今绝大部分仅在实验室中实现，已经对方法进行了主要 测试，其中在太阳能电池金属化之后进行发射极的蚀刻。这些制备方法通常导致太阳能电 池效率相当大的下降或者很少能够在工业规模上实施。 因此，可以认为本专利技术的问题是提出一种制备硅太阳能电池、尤其是制备具有选 择性发射极的硅太阳能电池的方法，其中特别是现有技术中的前述问题可以至少部分地得 到解决。特别地，可期望一种硅太阳能电池的制备方法，其中可以获得在表面具有低掺杂浓 度的发射极。另外，可能期望一种制备具有选择性发射极的硅太阳能电池的方法，该方法与 其他常规的工业上确立的生产步骤兼容、成本有效而且使得能够高效生产太阳能电池。此 外，可能存在对相应的太阳能电池的需要。 这些问题和要求可以由根据独立权利要求的方法和太阳能电池来满足。有利的实 施方案在从属权利要求中示出。 根据本专利技术的第一方面，提出一种制备具有回蚀刻发射极的硅太阳能电池的方 法，其中所述方法包括以下步骤在太阳能电池基板的发射极表面处制备二维延伸的发射 极；在发射极表面处制备多孔硅层；回蚀刻多孔硅层。 根据第一方面，根据本专利技术的所示方法可以认为是基于如下理念在发射极层中 制备多孔硅层，然后回蚀刻，用这种方式以除去发射极层的近表面强掺杂区。如下文中有关 优选实施方案中更加详细说明的那样，可以以技术上直接简单的方式来进行多孔层的回蚀 刻。 根据本专利技术的第二方面，提出一种制备具有选择性发射极的硅太阳能电池的方 法，其中所述方法包括以下步骤在太阳能电池基板的发射极表面处制备二维延伸的发射 极；将蚀刻阻挡层施加到发射极表面的第一部分区域上；蚀刻在未被蚀刻阻挡层覆盖的发 射极表面的第二部分区域中的发射极表面；除去蚀刻阻挡层；以及在第一部分区域处制备 金属接触。所述方法步骤优选按上述的顺序进行。 根据第二方面，根据本专利技术的所示方法可以认为是基于如下理念首先，在具有均 匀掺杂浓度的太阳能电池基板的至少一个表面上制备发射极，所述掺杂浓度足够高以使其 适于例如在丝网印刷过程中接触。优选直接在制备二维延伸发射极之后，即优选在沉积介 电层例如作为抗反射或者钝化层之前，以及还优选在施加金属接触之前，由蚀刻阻挡层来 保护发射极表面的第一部分区域。然后，蚀刻发射极表面的未被保护区域，并由此减小在这 些区域的发射极的厚度，使得在这些第二部分区域中出现具有增加的薄层电阻的发射极。 然后除去蚀刻阻挡层，并且可以以常规的方式进一步加工太阳能电池，即，例如，可以在前 侧表面沉积介电层作为抗反射或者钝化层，然后，可以例如在丝网印刷过程中将金属接触 施加到后者上。 根据第一或第二方面所提出的方法可以带来诸多优点。可以提供在工业上能够易 于实施的成本有效的方法，用以制备全区域或部分区域回蚀刻的发射极结构，优选选择性 的发射极结构。有利地，该技术可以用于在工业规模上已被使用、尝试和测试的单个方法步骤中。例如，可以通过丝网印刷施加作为蚀刻阻挡层的防蚀刻漆或抗蚀剂，并且可以在常规 湿化学蚀刻方法的帮助下进行随后的蚀刻。该方法有利地无需使用成本昂贵的真空技术。 由于优选仅仅使用在所有情况下已被长久用于生产太阳能电池的技术，因此可以 将实施该方法的技术风险保持很低。可用于蚀刻步骤的化学品已经用于太阳能电池生产。 可用作蚀刻阻挡层的丝网印刷漆已经用于印刷电路板的工业制造。因此，对于该方法的实 施，技术、所用介质和消耗品以及它们的处置方法都是已知的、充分得到发展并且已得到应 用。 由于该方法还可以尤其以如下方式使用即其中仅将一些易于控制的方法步骤加 入制备硅太阳能电池的常规加工次序中，因此可以特别容易地通过安装一个或多个附加模 块将该方法整合到现有生产设备中。 下面说明根据本专利技术方法的其他细节、可能的优点以及优选实施方案。 该方法可用于制备任何的硅太阳能电池。例如，可以基于单晶或多晶硅晶片，或者作为另外一种选择也可以基于晶体或非晶硅薄层来制备太阳能电池。 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制备硅太阳能电池（１）的方法，其中所述方法包括以下步骤： 在太阳能电池基板（１３）的发射极表面处制备二维延伸的发射极（５）； 在所述发射极表面处制备多孔硅层； 回蚀刻所述多孔硅层。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2007-7-26 102007035068.8;DE 2007-12-27 10200706一种制备硅太阳能电池(1)的方法，其中所述方法包括以下步骤在太阳能电池基板(13)的发射极表面处制备二维延伸的发射极(5)；在所述发射极表面处制备多孔硅层；回蚀刻所述多孔硅层。2. —种制备具有选择性发射极的硅太阳能电池(1)的方法，其中所述方法包括以下步骤在太阳能电池基板(13)的发射极表面处制备二维延伸的发射极(5);将蚀刻阻挡层(25)施加到所述发射极表面的第一部分区域(8); 蚀刻未被所述蚀刻阻挡层(25)覆盖的所述发射极表面的第二部分区域(9)中的发射 极表面；除去所述蚀刻阻挡层(25);以及在所述第一部分区域(7)处产生金属接触(17)。3. 根据权利要求2所述的方法，还包括在沉积所述蚀刻阻挡层之后，在未被所述蚀刻 阻挡层覆盖的发射极表面的所述第二部分区域(9)处制备多孔硅层(27)。4. 根据权利要求1或3所述的方法，还包括氧化所述多孔硅层(27)。5. 根据权利要求3或4所述的方法，还包括蚀刻所述多孔硅层(27)。6. 根据权利要求5所述的方法，其中所述氧化的多孔硅层(27)的蚀刻是在除去所述蚀 刻阻挡层(25)之后进行的。7. 根据权利要求l或3-6中任意一项所述的方法，其中光学检测所产生的多孔硅层 (27...
【专利技术属性】
技术研发人员：吉绍黑恩，黑尔格哈弗坎普，贝恩德拉伯，阿米尔达斯特盖伯设拉子，费利克斯布克，
申请(专利权)人：康斯坦茨大学，弗劳恩霍弗应用技术研究院，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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