一种太阳能电池结构及其制作方法技术

本发明专利技术提供一种太阳能电池结构及其制作方法，包含：一基片，具有相对的一前表面和一背表面；一发射极层，设置于前表面上；一第一抗反射涂层，覆盖于发射极层上；多个前触点，暴露于第一抗反射涂层外且延伸至发射极层的上表面，其中前触点向基片内扩散并形成金属硅化物；一背表面场层，设置于背表面上；一第二抗反射涂层，覆盖于背表面场层；以及多个背触点，暴露于第二抗反射涂层外且延伸至背表面场层的下表面。形成这一结构的关键在于将铝浆料扩散至基片内并且在前触点所在区域下方形成金属硅化物。使用本发明专利技术的优点在于无需增加复杂和高成本的制程就可极大提高太阳能电池的性能。

Solar battery structure and manufacturing method thereof

The invention provides a solar battery structure and manufacture method thereof, comprising: a substrate with a front surface and a back surface; an emitter layer is arranged on the front surface; a first anti reflective coating covered on the emitter layer; a plurality of front contacts, the first exposure to anti reflection the outer coating on the surface and extends to the emission layer, wherein the front contact to the substrate diffusion and the formation of metal silicide; a back surface field layer, arranged on the back surface; a second anti reflective coating layer is covered on the back surface field layer; and a plurality of back contacts exposed to second anti reflective coatings abroad and extends to the back surface field under the surface layer. The key to forming the structure is to diffuse the aluminum slurry into the substrate and to form a metal silicide underneath the area where the front contacts are located. The advantage of the invention is that the performance of the solar cell can be greatly improved without increasing the complexity and high cost of the process.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种电池结构及其制作方法，且特别是有关于一种太阳能电池结 构及其制作方法。
技术介绍
太阳电池的发展方向是低成本、高效率，目前常用的两种太阳能电池结构是选择 性发射极和埋栅电极。选择性发射极结构有两个特征1)在电极栅线下及其附近形成高掺杂深扩散区； 2)在其他区域形成低掺杂浅扩散区。结合其特征，实现选择性发射极结构的关键便是如何 形成上面所说的两个区域。其制作方法有很多，但总的来说，可以分为双步扩散法和单步扩 散法。双步扩散法是进行两次热扩散而形成该结构。而单步扩散法是在一次热扩散中形成 该结构。这两种扩散法都有很多种操作形式。但由于双步扩散法存在不足，单步扩散法已 逐渐成为制作选择性发射极的主要方法，其具体操作一般都是首先在硅片表面的不同区域 得到不同量的扩散杂质源，由于扩散杂质源的不同将会得到不同的扩散结果，进行热扩散 后就形成高低浓度的掺杂，得到选择性发射极结构。然而，为了形成高掺杂区域，在制程中增加的步骤会使得生产过程更为复杂。具体 来说，选择性发射极的形成包括光成型、激光制图或回蚀技术，这些制程成本高昂、制程控 制难度大且具有成型缺陷。埋栅电极太阳能电池高效的关键特征在于，金属被埋在硅太阳能电池内的激光成 型的刻槽中。这样就允许金属的高宽和长宽比较大。较大的金属触点的长宽比允许在栅指 电极处使用大量金属，而无需在顶表面剥离大量金属。因此，较高的金属长宽比使较大数量 的密集栅指电极成为可能，同时还能保持高透明度。举例来说，在一个大面积装置上，一个 印刷了太阳能电池的丝网可能最高会有10% -15%的遮蔽损耗，然而在埋栅结构中，遮蔽 损耗将会只有2% -3%。这些减少的遮蔽损耗实现了较低的反射以及更高的短路电流。然而，在η型太阳能电池中，选择性发射极和埋栅电极技术并不普遍，其原因在于 η型太阳能电池的发展才刚起步，并且世界上还没有大规模生产的先例。除了 HI T结构和 背触点太阳能电池，η型太阳能电池结构几乎等同于b型太阳能电池。由硼源引起的发射 极扩散在发射极前端形成，背表面场由磷源形成。但是，在η型太阳能电池中，并没有合适 的用于前端硼发射极和形成前触点的标准制程的电极浆料。用于P型太阳能电池的前触点 的Ag浆料也能用于η型太阳能电池的背触点。但是，用于ρ型太阳能电池的背触点的Al 浆料不能用于形成η型前端硼发射极的前触点。这是由于工业化生产的Al浆料无法穿过 前端的抗反射涂层(Antireflective coating，ARC)。因此，如何在不增加复杂或成本高昂的制程的前提下对现有太阳能电池结构及其 制作方法进行改进以提高其性能成为业界亟待解决的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术提供一种太阳能电池结构的制作方法，包含提供一基片，并对其表面进行织构化(Texturization)处理；在基片前表面扩散(diffusion)出一发射极(emitter)层；在基片后表面扩散出一背表面场(back surface field, BSF)层；在发射极层上形成一第一抗反射涂层(anti-reflection coating，ARC)，在所述 背表面场层上形成一第二抗反射涂层；在第一抗反射涂层上形成多个浆料(paste)开口(opening)；在浆料开口中丝网印刷(screen-pringting)铝浆料，在第二抗反射涂层上丝网 印刷银浆料；使铝浆料扩散至基片内形成金属硅化物(metal silicide)。依据一实施例，发射极层以硼源(boron source)扩散而成。其中，背表面场层由磷源(phosphorous source)扩散而成。其中，抗反射涂层为SiNx。依据一实施例，金属硅化物为共晶硅铝(ΑΙ-Si eutectic) 0本专利技术还提供一种太阳能电池结构，包含一基片，具有相对的一前表面和一背表面；一发射极层，设置于前表面上；一第一抗反射涂层，覆盖于发射极层上；多个前触点(contact)，暴露于第一抗反射涂层外且延伸至发射极层的上表面，其 中前触点向基片内扩散并形成金属硅化物；一背表面场层，设置于背表面上；一第二抗反射涂层，覆盖于背表面场层；以及多个背触点，暴露于第二抗反射涂层外且延伸至背表面场层的下表面。依据一实施例，发射极层以硼源扩散而成。其中，背表面场层由磷源扩散而成。其中，抗反射涂层为SiNx。依据一实施例，金属硅化物为共晶硅铝。应用本专利技术的优点在于，该结构结合了埋栅电极和选择性发射极太阳能电池的特 点，在无需增加复杂和高成本的制程的前提下，增加触点区域的面积，从而增加F. F填充因 子，降低串联电阻，当生成电子空穴对时减少复合率，还提高了开路电压和短路电流，极大 地提高太阳能电池的性能。附图说明为让本专利技术的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的详 细说明如下图1绘示现有的选择性发射极太阳能电池的结构示意图；图2绘示现有的埋栅电极太阳能电池的结构示意图；图3a绘示依照本专利技术一实施例的太阳能电池的制作方法的步骤示意图北绘示依照本专利技术一实施例的太阳能电池的制作方法的步骤示意图；图3c绘示依照本专利技术一实施例的太阳能电池的制作方法的步骤示意图；图3d绘示依照本专利技术一实施例的太阳能电池的制作方法的步骤示意图；图3e绘示依照本专利技术一实施例的太阳能电池的制作方法的步骤示意图；图3f绘示依照本专利技术一实施例的太阳能电池的制作方法的步骤示意图；图3g绘示依照本专利技术一实施例的太阳能电池的制作方法的步骤示意图；图4绘示依据本专利技术一实施例的太阳能电池的机构示意图。具体实施例方式本专利技术可使用任何硅基片或硅薄膜。包括单晶硅、微晶硅、纳米晶硅、多晶硅的晶 圆或薄膜以及任何习知的和可想到的在背表面有P型掺杂和η型掺杂区域的配置。在下文中所述的“前表面”指的是太阳能电池暴露于阳光的那侧。“背表面”是与 前表面相对的那侧。“金属硅化物”指的是一种化合物，具有硅和正电元素。这些元素通常 是，举例来说镍、钯、钛、银、金、铝、铜、钨、钒、铬。“太阳能电池”指的是被适当掺杂的具有一 种导电性类型的硅基材，其具有至少一个其他类型导电性的掺杂区域，无论其是否提供了 接触或内连接。附图中的图式是以前表面朝向页面底部，背表面朝向页面顶部的方式绘制 的。附图为示意图，并未按照比例绘制。请参照图1，其绘示现有的选择性发射极太阳能电池的结构示意图。在硅基片100 前表面通过硼源扩散形成发射极层102，在发射基层102上覆盖有第一抗反射涂层104。材 料为铝或银的前触点106暴露于第一抗反射涂层104外且延伸至发射极层102的上表面。 在背表面的结构中，通过磷源扩散在硅基片100的背表面形成背表面场层108，在背表面场 层108上覆盖有第二抗反射涂层110。材料为银的背触点112暴露于第二抗反射涂层110 外且延伸至背表面场层108的下表面。选择性发射极太阳能电池在前触点106下的表面区域被重掺杂，以改善欧姆接 触，同时保持发射极层102表面区域被轻掺杂，以降低复合率以及改善蓝色光谱响应。然 而，为了形成重掺杂区域，在制程中增加的步骤使得生产更为复杂。具体来说，形成选择性 发射极的制程通常包括光刻成型(Photo-lithography)、激光成图(laser-patterning)或 回蚀(本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种太阳能电池结构的制作方法，其特征在于，所述方法包含：提供一基片，并对其表面进行织构化处理；在所述基片前表面扩散出一发射极层；在所述基片后表面扩散出一背表面场层；在所述发射极层上形成一第一抗反射涂层，在所述背表面场层上形成一第二抗反射涂层；在所述第一抗反射涂层上形成多个浆料开口；在所述浆料开口中丝网印刷铝浆料，在所述第二抗反射涂层上丝网印刷银浆料；以及使铝浆料扩散至所述基片内形成金属硅化物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡雁程，陈钰君，陈宗保，邱铭晖，陈人杰，吴振诚，
申请(专利权)人：友达光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71