硅太阳能电池及其制造方法技术

公开了硅太阳能电池和其制造方法。所述硅太阳能电池包括：掺杂有第一导电杂质的硅半导体基板；所述基板上的掺杂有第二导电杂质的发射极层，所述第二导电杂质的极性与所述第一导电杂质的极性相反；所述基板的整个表面上的防反射层；穿过所述防反射层并连接到所述发射极层的上电极；以及连接到所述基板的下部的下电极。所述发射极层包括重掺杂有所述第二导电杂质的第一发射极层、和轻掺杂有所述第二导电杂质的第二发射极层。所述第二发射极层的表面电阻在１００Ｏｈｍ／ｓｑ至１２０Ｏｈｍ／ｓｑ的范围内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
示例性实施方式涉及具有选择性发射极结构的。
技术介绍
目前，由于认为现有能源(如石油和煤)是会被耗尽的，因此对于代替现有能源的 另选能源越来越感兴趣。在这些另选能源中，由于太阳能电池具有充足的能源并且不会造 成环境污染，因此太阳能电池尤其受到关注。太阳能电池分类为太阳能热电池，其利用太阳能热量而产生使涡轮机旋转所需 要的蒸汽；和太阳能光电池，其利用半导体的特性来将光子转换成电能。通常，太阳能电池 表示太阳能光电池。根据原材料，太阳能电池分为硅太阳能电池、复合半导体太阳能电池和级联式太 阳能电池。在太阳能电池市场中主要使用硅太阳能电池。图1是示意性地示出现有技术的硅太阳能电池的结构的剖面图。如图1所示，硅 太阳能电池包括由P型硅半导体形成的基板101和由n型硅半导体形成的发射极层102。 在基板101和发射极层102的界面形成与二极管类似的p-n结。当太阳光入射在具有上述结构的硅太阳能电池上时，通过光生伏打效应，在掺杂 有杂质的硅半导体中产生电子和空穴。在由n型硅半导体构成的发射极层102中产生电子 作为主要载流子，在由P型硅半导体构成的基板101中产生空穴作为主要载流子。通过光 生伏打效应所产生的电子和空穴分别被引向n型硅半导体和p型硅半导体，并且分别向连 接到发射极层102上部的电极103和连接到基板101下部的电极104移动。通过利用电线 连接电极103和104而有电流流动。目前，为了减小电极103和发射极层102之间的接触电阻，将发射极层102的连接 到电极103的区域形成为重掺杂区域，并且将发射极层102的未连接到电极103的区域形 成作为轻掺杂区域。因此，改进了载流子寿命。这样的结构被称为选择性发射极结构。选择性发射极结构通过减小电极103和发射极层102之间的接触电阻而大大促进 了硅太阳能电池的效率。但是，制造具有选择性发射极结构的硅太阳能电池的处理是复杂 的，并且需要很大的花费。
技术实现思路
技术问题示例性实施方式提供具有选择性发射极结构的硅太阳能电池及该硅太阳能电池 的制造方法，它们能够简化制造处理并且降低制造成本以提高硅太阳能电池的效率。技术方案在一个方面中，一种利用丝网印刷方法制造硅太阳能电池的方法包括以下步骤 提供掺杂有第一导电杂质的硅半导体基板；在所述硅半导体基板上形成掺杂有第二导电杂 质的发射极层，所述第二导电杂质的极性与所述第一导电杂质的极性相反；在所述发射极4层上的上电极连接到所述发射极层的位置处，利用丝网印刷方法形成刻蚀掩模图案；利用 所述刻蚀掩模图案作为掩模，在所述发射极层上执行回蚀处理；去除在执行所述回蚀处理 之后留下的刻蚀掩模图案；在所述硅半导体基板的整个表面上形成防反射层；使所述上电 极穿过所述防反射层，并所述将上电极连接到所述发射极层的上电极形成位置；并且将下 电极连接到所述硅半导体基板的下部。在另一个方面中，硅太阳能电池包括掺杂有第一导电杂质的硅半导体基板；所 述硅半导体基板上的掺杂有第二导电杂质的发射极层，所述第二导电杂质的极性与所述第 一导电杂质的极性相反；所述硅半导体基板的整个表面上的防反射层；穿过所述防反射层 并连接到所述发射极层的上电极；以及连接到所述硅半导体基板的下部的下电极，其中，所 述发射极层包括重掺杂有所述第二导电杂质的第一发射极层、和轻掺杂有所述第二导电杂 质的第二发射极层，其中，所述第二发射极层的表面电阻在lOOOhm/sq至1200hm/sq的范围 内。有利效果在根据示例性实施方式的硅太阳能电池中，由于在高温下一次进行掺杂处理，因 此可以防止在基板内激活杂质。并且，由于利用丝网印刷方法来形成刻蚀掩模图案，因此可 以简化制造处理并且可以降低制造成本。由于通过丝网印刷方法利用糊体材料简单地形成 刻蚀掩模图案，因此不需要真空淀积设备或高温炉。通过在回蚀处理中使用选择性湿刻蚀 剂，可以确保回蚀处理的稳定性和可再现性。附图说明附图被包括进来以提供对本专利技术的进一步理解，其被并入且构成本说明书的一部 分，附图示出了本专利技术的实施方式，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。在附图中图1是示意性地示出现有技术的硅太阳能电池的结构的剖面图；图2至7是顺序地示出根据示例性实施方式的利用丝网印刷方法的硅太阳能电池 制造方法的剖面图；图8是示出在完成了散布n型杂质的处理之后，从发射极层的表面到基板的掺杂 n型杂质的浓度的曲线图；图9至图11是将根据示例性实施方式的具有选择性发射极结构的硅太阳能电池 的输出特性与具有同质(homogeneous)发射极结构的硅太阳能电池的输出特性进行比较 的图；图12是根据图2至7中所示的方法利用丝网印刷方法制造的硅太阳能电池的平 面图；以及图13是根据示例性实施方式的硅太阳能电池的平面图，其中使用网格形刻蚀掩 模图案来形成选择性发射极层。具体实施例方式现在将详细说明本专利技术的实施方式，其示例在附图中示出。图2至7是顺序地示出根据示例性实施方式的利用丝网印刷方法制造硅太阳能电 池的方法的剖面图。如图2所示，提供由掺杂有第一导电杂质的硅半导体构成的基板201并且将该基 板201加载在扩散炉上。基板201是单晶、多晶或非晶硅半导体基板，并且掺杂有p型杂质， 例如属于？族元素的B、Ga和In。接着，将n型杂质源(例如，属于？族元素的P、As、Sb) 和氧气注入扩散炉中，以产生热氧化反应。从而，在基板201的上表面上形成厚度恒定的包 含n型杂质的氧化层。通过提高扩散炉内的温度到800至850°C，将氧化层中的n型杂质驱赶到基板201 中。将上述处理执行30至60秒，以将足够量的n型杂质驱赶到基板201中。因此，通过使 n型杂质透过基板201的表面而扩散到基板201的内部，在基板201上形成具有恒定厚度的 n型硅半导体层构成的发射极层202。注入发射极层202内的n型杂质在发射极层202的表面上具有最大浓度值。n型 杂质随着它们被驱赶到发射极层202的内部而具有根据高斯分布或误差函数的下降浓度 值。由于控制了处理条件以使得在扩散处理中足够量的n型杂质扩散到基板201内，因此 在发射极层202的最上部存在浓度等于或大于固体溶解度的n型掺杂死层(dead layer)。图8是示出在完成了散布n型杂质的处理之后，从发射极层202的表面到基板201 的掺杂n型杂质的浓度的曲线图。在曲线图中，横轴表示以发射极层202表面为基准的对 n型杂质浓度的测量位置的深度，纵轴表示在测量位置的n型杂质浓度。如图8所示，n型杂质在发射极层202的表面附近具有最大浓度值。随着N型杂 质朝向基板201延伸，其浓度值减小。在发射极层202的表面附近，即在图8的框区域中， 存在浓度等于或大于硅半导体内的固体溶解度的n型掺杂死层。死层中包含的n型杂质的 浓度取决于n型杂质的材料。如果n型杂质是磷(P)，则n型杂质浓度等于或大于102°原 子 / cm3 o示例性实施方式仅描述了用于形成发射极层202的方法的示例，由此形成发射极 层202的方法可以多种多样地变化。在通过上述处理形成发射极层202之后，如图3所示，利用丝网印刷方法，在n型 掺杂发射极层202上部上，在n型掺杂发射极层202和上电极205的连接位置，形成刻蚀掩 模图案203(参照图7)。更具体地说，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用丝网印刷方法来制造硅太阳能电池的方法，该方法包括以下步骤：制备掺杂有第一导电杂质的硅半导体基板；在所述硅半导体基板上形成掺杂有第二导电杂质的发射极层，所述第二导电杂质的极性与所述第一导电杂质的极性相反；在所述发射极层上的上电极连接到所述发射极层的位置处，利用丝网印刷方法来形成刻蚀掩模图案；利用所述刻蚀掩模图案作为掩模，在所述发射极层上进行回蚀处理；去除在进行了所述回蚀处理之后留下的所述刻蚀掩模图案；在所述硅半导体基板的整个表面上形成防反射层；使所述上电极穿过所述防反射层，并将所述上电极在上电极形成位置处连接到所述发射极层；以及将下电极连接到所述硅半导体基板的下部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】KR 2008-11-4 10-2008-0108669一种利用丝网印刷方法来制造硅太阳能电池的方法，该方法包括以下步骤制备掺杂有第一导电杂质的硅半导体基板；在所述硅半导体基板上形成掺杂有第二导电杂质的发射极层，所述第二导电杂质的极性与所述第一导电杂质的极性相反；在所述发射极层上的上电极连接到所述发射极层的位置处，利用丝网印刷方法来形成刻蚀掩模图案；利用所述刻蚀掩模图案作为掩模，在所述发射极层上进行回蚀处理；去除在进行了所述回蚀处理之后留下的所述刻蚀掩模图案；在所述硅半导体基板的整个表面上形成防反射层；使所述上电极穿过所述防反射层，并将所述上电极在上电极形成位置处连接到所述发射极层；以及将下电极连接到所述硅半导体基板的下部。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一导电杂质是P型杂质，所述第二导电杂 质是n型杂质。3.根据权利要求1所述的方法，其中，形成刻蚀掩模图案的步骤包括对玻璃粉糊进行 丝网印刷处理，以形成所述刻蚀掩模图案。4.根据权利要求1所述的方法，其中，形成刻蚀掩模图案的步骤包括对焊接材料、玻 璃上硅(S0G)、和硅石浆中的任意一个进行丝网印刷处理，以形成所述刻蚀掩模图案。5.根据权利要求1所述的方法，其中，进行回蚀处理的步骤使用包括体积比为 10 0.1-0.01 1-3 5-10 的 HN03、HF、CH3C00H* H20 的选择性湿刻蚀剂。6.根据权利要求5所述的方法，其中，使用所述选择性湿刻蚀剂以0.08 u m/sec至 0. 12 u m/sec的刻蚀速度来刻蚀所述发射极层的重掺杂区域，并且使用所述选择性湿刻蚀 剂以0. 01 i! m/sec至0. 03 y m/sec的刻蚀速度来刻蚀所述发射极层的轻掺杂区域。7.根据权利要求1所述的方法，其中，进行回蚀处理的步骤使用碱性湿刻蚀剂或等离 子体干刻蚀剂。8.根据权利要求1所述的方法，其中，在对所述发射极层进行了所述回蚀处理之后，经 过回蚀的发...

【专利技术属性】
技术研发人员：安俊勇，郭桂荣，郑柱和，
申请(专利权)人：LG电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]