本发明专利技术涉及一种用于制造具有钝化的背面且具有背面接触结构的单晶太阳能电池的方法，包括以下步骤：在电池背面上整面地施加一层钝化介质层；局部去除汇流条和局部接触点区域内的钝化层；均匀涂覆电池背面以形成非结构化的薄金属层，该薄金属层在去除了钝化层的区域内接触衬底材料表面；由导电浆料在汇流条和局部接触点区域内形成厚层；在高于规定的共晶温度的温度下烧结厚层，从而在薄金属层与衬底材料表面以及与厚层浆料的导电颗粒之间形成共晶低欧姆连接。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种具有钝化背面和背面接触结构的单晶太阳能电池的制造方法以 及一种按照该方法制造的电池。众所周知，可以给在正面的η-型发射极层背面具有钝化增透层的硅太阳能电池， 在背面设置用于反射和能带弯曲(背面场Back Surface Field-BSF)的基极区的整面金属 化结构。这种背面金属化结构通常由大面积印刷的铝基的厚层浆料构成，厚层浆料在高于 800°的烧结时通过形成低熔点AlSi-共晶体和再结晶而结合到半导体表面上，并且在此 由于之前进行的用于P+-掺杂的磷扩散而过度补偿现有的η-掺杂。由于为了电池的模块整合在背面也需要可焊接的接触部，因此需要事先印刷银基 浆料，其中所述印刷通常在背面复制正面现有汇流条(Busbar)的数量和位置。附附图说明图1所示 为现有技术的这种电池的原理图。在最终印刷铝浆料在侧面填满汇流条余下的面之前，将 背面汇流条印刷在正面汇流条下方的条状区域之中，其中铝和银沿着每一根银条的边缘略 微搭接。此外还建议了用一种介质钝化层(多数是氧化钝化层)替代厚层金属化结构，通 过小的、通常按照矩阵位置规则排列的点接触部将大面积背面金属化结构电连接到半导体 表面(局部背面场 Local Back Surface Field-Local BSF)。这里所形成的背面接触结构有多种多样的应用。关于上述现有技术，可参阅以下 文献A. W. Blakers 等人，Appl. Phys. Lett.，55 (1989)，第 1363 1365 页；G. Agostinelli等人，2005年在西班牙巴塞罗那第20届欧洲光伏太阳能研讨会上 发表的文章，第647页；以及P. Choulat等人2007年在意大利米兰第22届欧洲光伏太阳能研讨会上发表的文应用最广泛的局部BSF接触部是所谓的“激光烧结接触部(Laser Fired Contacts) ” (LFC接触部)，在其中通过激光照射使得之前施加的金属层(通常是铝薄膜) 穿透氧化层与半导体表面熔融在一起。激光驱动的接触方法的一个主要缺点在于，必须按照顺序并且从而以每秒尽可能 多的数量和尽可能高的光强度制造许多必需的局部接触部。在这里产生铝被高能点状地熔 融穿透氧化层的情况下，经常会发生局部接触部下方的硅表面的损坏，这尤其表现为表面 复合速度增大，从而降低了钝化作用。鉴于以上所述的缺点，因此本专利技术的任务在于说明一种用于制造具有钝化的背面 以及背面接触结构的单晶太阳能电池的改进方法，它说明了一种用于制造具有太阳能电池 背面的局部接触部的不同功能的层复合体的节约且省时的方法。通过按照权利要求1所述的方法序列的教导可解决本专利技术的这一任务。因此本专利技术所述的方法涉及将金属层的局部接触部穿透电池背面的整面的钝化 层制造到半导体表面上的工艺步骤序列，其中按照本专利技术所述的方式，将薄层生成与通过丝网印刷或模版印刷的厚层生成相结合。通过本专利技术所述的方法序列，在此形成所谓的 PERC结构(钝化发射极与背面电池(Passivated Emitter and Rear Cell))，与现有技术 相比优点非常明显。这些优点表现为可以用一种相应地最适合的材料并且以相应地最适当的工艺技 术制成钝化层，其中该钝化层同时也是电绝缘体。同样也可以用一种与其它组件相互作用 极小的工艺技术将该钝化层局部地打开。还可以利用一种节约的工艺技术尤其是薄层工艺 技术，又给钝化层覆盖一层最适合的金属化结构尤其是铝，同时也可以用大的绝缘面覆盖 半导体表面上的局部接触面。将在局部接触面中用再结晶AlSi制成局部BSF接触面、与烧结厚层浆料尤其是事 先通过印刷施加到局部接触部和外接触面上的银浆料相结合。在此，采用熔化AlSi共晶体 的方式，以便通过其与导电浆料尤其是银浆料进行反应(该反应导致形成Ag-Al体系的金 属间相)，来保证在钝化层上的薄层金属化结构与半导体中的局部受限的BSF层之间形成 持久的低欧姆连接。最为重要的方法步骤可总结如下。至少在电池背面上将钝化介质层整面地施加到通常经过预先处理的电池材料上。 接着在背面局部去除汇流条和穿通接触部(Durchkontakierungsstellen)区域的钝化层。然后均勻涂覆电池背面，并且用于形成一层薄的非结构化金属层，该金属层在去 除了钝化层的区域中接触衬底材料的表面也就是半导体表面。接着由一种导电浆料在汇流条和穿通接触部区域生成一层厚层。然后在高于规定共晶温度的温度下烧结厚层，并且在薄金属层与衬底材料表面以 及与厚层浆料的导电颗粒之间形成共晶低欧姆连接。上述钝化层可以由氧化硅、氧化铝或类似材料构成。优选通过溅射或蒸镀铝材料的方式生成薄层。也可以通过厚层丝网印刷或模版印刷方法形成在正面所需的印制导线和汇流条。可以在共同的热处理过程中烧结这两层厚层，即正面的厚层和背面的厚层。为了实现厚层，选择如下浆料该浆料优选能在高于Al-Si共晶温度577°C但低于 铝的熔化温度660°C的温度范围内、优选在580°C至620°C之间进行烧结。以下将借助实施例并且参照附图对本专利技术进行更详细的解释。这里附图IA示出三汇流条标准电池的俯视图；附图IB示出附图IA所示标准电池(现有技术)的横断面，以及附图2A E示出用于解释本专利技术的、所述用于制造具有背面接触结构(具有局部 接触部的钝化背面PERC)的新型太阳能电池的方法序列剖面示意图。附图IA和IB示出三汇流条标准电池的俯视图以及横断面示意图，该三汇流条标 准电池由P-型硅晶片1制成，所述P-型硅晶片1在正面4上具有汇流条，以及具有背面汇 流条3，以及具有填充汇流条侧旁余下的表面2的铝浆料印刷结构，其中铝和银沿着每个银 条的边缘略微搭接(参见附图IB所示的横断面)。按照附图2A E所示序列的方法，在第一工艺步骤中通过例如热氧化法、LPCVD、 PECVD、溅射或类似方法将一种介质钝化层8例如硅氧化物沉积在背面上。正面具有正面结构5以及增透层7。原材料1是具有η++-发射极6的ρ-型硅晶片。如果在生成钝化层的第一步骤中进行热氧化，则还要设法蚀刻掉正面的氧化物。在附图2Β所示的工艺步骤中通过例如激光烧蚀、印刷蚀刻浆料或通过等离子体 蚀刻法，在背面局部去除在汇流条的区域中和在所有局部穿通接触部或穿通接触点9处的 钝化层8。按照附图2C的示图，通过蒸镀或溅射法给背面均勻涂覆一种导电材料，尤其是含 有铝的薄层10。在按照附图2D所示的工艺步骤中，例如利用一种导电浆料尤其是银浆料11在正 面丝网印刷印制导线和汇流条。按照如附图2Ε的示图，同样采用丝网印刷法而且使用银浆料材料在电池背面涂 上穿通接触部12和汇流条13。在按照附图2Ε所示的最后一道工艺步骤中烧结所有丝网印刷浆料，也就是在 580°C至620°C之间的温度范围内对在正面上构造的印制导线和在背面上的穿通接触点12 和汇流条13进行烧结。由于烧结温度高于577°C的共晶温度，因此会在硅和铝层之间的接 触面中形成低熔点AlSi共晶体14。同时也会使得银浆料的银颗粒与液态铝-硅共晶体熔 合在一起，因为在烧结时也会超过566°C的铝-银共晶温度。应注意用其方法特征来描述的本专利技术也被扩展到所谓的MWT-电池(Metal Wrap Through(金属贯穿孔))，在这种本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于制造具有钝化的背面和背面接触结构的单晶太阳能电池的方法，包括以下步骤： －在电池背面整面地施加钝化介质层； －局部地去除在汇流条和局部接触部区域中的钝化层； －均匀地涂覆电池背面以形成非结构化的薄金属层，该薄金属层在去除了钝化层的区域中接触衬底材料表面； －由导电浆料在汇流条和局部接触部区域中生成厚层，以及 －在高于规定的共晶温度的温度下烧结所述厚层，并且在薄金属层与衬底材料表面以及与厚层浆料的导电颗粒之间形成共晶的低欧姆连接。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：HJ·克罗科辛斯基，
申请(专利权)人：罗伯特博世有限公司，
类型：发明
国别省市：DE
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