本发明专利技术揭示用于提升太阳电池的一或多个介电层(302，303)的抗反射特性并降低所产生载子的表面再结合的方法。在某些实施例中，在介电层中引入掺杂剂，以提升其抗反射特性。在其他实施例中，在介电层(302，303)9中引入物质(800)以形成电场，由电场将少数载子以离开表面并朝触点的方式排斥。在另一实施例中，对抗反射涂层引入移动物质，藉此使载子被排斥离开太阳电池的表面。藉由在太阳电池的表面形成屏障，可降低表面处所不期望的再结合。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及太阳电池中的介电质(dielectrics)，更具体而言，涉及用于强化太阳电池的介电层的光学特性的方法。
技术介绍
离子植入(ion implantation)是一种用于向基板内引入能改变导电类型的杂质的标准技术。所期望的杂质材料在离子源中被离子化，离子被加速而形成具有规定能量的离子束，然后离子束射于基板的表面上。离子束中的高能离子渗透入基板材料的主体内并嵌于基板材料的晶格(crystalline lattice)中而形成具有所期望导电类型的区域。太阳电池利用无成本的天然资源来提供无污染且可平等获取的能源。由于对环境 问题的关切以及能源成本的攀升，可由硅基板制成的太阳电池在全球变得日趋重要。高效能太阳电池的制造或生产成本的任何降低或者高效能太阳电池的效率的任何提升皆会在全世界对太阳电池的制作产生积极影响。此将使此种干净能源技术具有更广的可利用性。太阳电池通常由p-n半导体接面(semiconducting junction)组成。图I是选择性射极太阳电池(selective emitter solar cell)的剖视图。对射极200进行掺杂并对触点202之下的区域201提供额外掺杂剂(dopant)可提高太阳电池210的效率(例如，当太阳电池连接至电路时所转换及收集功率的百分比)。对区域201进行较重的掺杂会提高导电性，而在触点202之间进行较轻的掺杂则会提高电荷收集性。触点202可相隔约2毫米至3毫米。区域201的跨度可仅为约100微米至300微米。图2是指叉背接触式(interdigitated back contact, IBC)太阳电池220的剖视图。在IBC太阳电池中，接面处于太阳电池220的背面上。在本具体实施例中，掺杂图案为交替的P型及η型掺杂区。可对P+射极203与η+背面场204进行掺杂。此种掺杂可使IBC太阳电池中的接面发挥功能或具有提闻的效率。图I的选择性射极太阳电池与图2的IBC太阳电池二者皆具有抗反射涂层(anti-reflective coating，ARC) 205。举例而言，此 ARC 205 可为 SixNy。为改善 ARC 层 205的光捕捉，SixNy层可在其下面具有氧化膜206。氧化膜206可具有高于硅的折射率。SixNyARC 205可具有高于氧化物206的折射率，并更将光折射回太阳电池的硅中。此种类型的折射会减少反射光的量并提高电池效率。将氧化层206与ARC 205—起使用会具有缺点。在表面介面处，例如在硅与介电层(即ARC 205及氧化层206)之间的悬键(dangling bond)处,会发生载子再结合(carrierrecombination)。此外,光捕捉并非最佳,且介电层(例如氮化层或氧化层)会吸收紫外(ultraviolet，UV)光。此会降低太阳电池的UV收集效率。因此，在此项技术中需要提供能增强太阳电池的介电层的光学特性的改良方法。
技术实现思路
本专利技术揭示用于提升太阳电池的一或多个介电层的抗反射特性并降低所产生载子的表面再结合的方法。在某些实施例中，在介电层中引入掺杂剂，以提升其抗反射特性。在其他实施例中，在介电层中弓I入物质以形成电场，由电场将少数载子离开表面朝触点排斥。在另一实施例中，对抗反射涂层引入移动物质，藉此使载子被排斥离开太阳电池的表面。藉由在太阳电池的表面形成屏障，可降低表面处所不期望的再结合。附图说明为更佳地理解本专利技术，请参照以引用方式倂入本文之附图，附图中图I是选择性射极太阳电池的剖视图；图2是指叉背接触式太阳电池的剖视图；图3是实例性太阳电池的一部分的剖视图；图4A至图4E是使用本文所揭示的第一种方法制造太阳电池的实施例； 图5A至图5B是P型及η型掺杂剂的植入后及氧化后分布；图6是实例性太阳电池的一部分的剖视图，其显示载子的场漂移；图7是使用本文所揭示的第二种方法的具有场的实例性太阳电池的一部分的剖视图；图8是使用本文所揭示的第三种方法的实例性太阳电池的一部分的剖视图，此实例性太阳电池在介电质的表面上具有移动电荷；图9是使用本文所揭示的第三种方法的实例性太阳电池的一部分的剖视图，此实例性太阳电池具有扩散至介电质内的移动电荷；图10是实例性IBC太阳电池的一实施例的剖视图；图IlA至图IlE是使用本文所揭示的第二种方法制造太阳电池的实施例。具体实施例方式以下，将结合太阳电池来阐述此系统的实施例。然而，此方法的实施例亦可与例如半导体基板、影像感测器(image sensor)或平面面板(flat panel) 一起使用。此方法的实施例可与例如束线(beam-line)型或等离子体掺杂(plasma doping)型离子植入机一起使用。因此，本专利技术并非仅限于以下所述的具体实施例。为改善氧化层206与ARC 205的一起使用，最佳化的表面场效应(surface fieldeffect)可使少数载子离开表面或远离介电层并强化在触点处的收集。此可防止或降低在表面介面处的载子再结合。将氧化层206与ARC205最佳化便可强化光捕捉。藉由减小诸如氧化物或氮化物的介电层的厚度，将会减少此等层所吸收的UV光的量。本文所述方法的实施例会提升抗反射特性或光收集效率并降低所产生载子的表面再结合。此可提升太阳电池的总体效率。此可藉由提高表面层的折射率或藉由于太阳电池的表面形成电场来达成。根据第一种方法，为改良太阳电池，可对表面钝化层进行掺杂。在某些实施例中，表面钝化层与抗反射涂层205可以相同。在其他实施例中，表面钝化层可为氧化层206，在其顶上涂覆有抗反射涂层205。此表面钝化层可为氧化物、氮化物、氮氧化物(oxy-nitride)或非晶硅(α-Si)，其是在其形成过程中或形成之后被进行掺杂。此种掺杂会提高层的折射率并强化全内反射(total internal reflection)。图3是实例性太阳电池的一部分的剖视图。尽管此处是揭示此种特定太阳电池设计，然此方法的实施例亦可应用于其他太阳电池设计，例如具有经P型掺杂的射极的太阳电池设计。太阳电池300中的η型射极301可设置于P型基板(图未示出)上，以形成接面。用作表面钝化层的氧化层303位于η型射极301与ARC 302之间。举例而言，ARC 302可为a-Si、Al203、化学式为AlxOy的另一种材料、Si3N4、SiN、或化学式为SixNy的另一种材料、氧化铟锡(indium tin oxide)或化学式为(InxSnyOz)的另一种材料、或SnO2或TiO2抑或任何用作抗反射涂层的介电质。在η型射极301与氧化层303之间以及在氧化层303与ARC 302之间的介面处会发生再结合，导致太阳电池300出现效率损失。触点304可为金属，其经由欧姆触点(ohmic contact) 306而接触经η++掺杂的区域305。欧姆触点306可藉由烧结制程(firing process)形成。将膏糊(paste)引入至太阳电池的表面并加热之，以使膏糊扩散入太阳电池内。在经烧结的触点中，膏糊中的银形成硅化物(silicide)，硅化物通常会形成欧姆触点306。使用欧姆触点306会达成高的再结合及高的收集效率。在第一种方法中，在氧化之前对基板进行掺杂。可将诸如B、Al、Ga本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：迪帕克·瑞曼帕，
申请(专利权)人：瓦里安半导体设备公司，
类型：发明
国别省市：
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