用于制造太阳能的电池的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于由硅衬底制造太阳能电池的方法，所述硅衬底具有在使用状态中用作光入射侧的第一主表面和用作背侧的第二主表面，在第二主表面上具有钝化层，所述方法包括下述步骤：将含氧化物层施加到所述硅衬底的第二主表面上；和将所述硅衬底加热到至少800℃的温度以紧实所述含氧化物层并且以氧化所述含氧化物层与所述硅衬底的第二主表面之间的边界面，以形成热氧化物，其中，氧源输出用于氧化的氧。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造太阳能的电池的方法
本专利技术涉及一种如专利权利要求1所述的用于由硅-衬底制造太阳能电池的方法。
技术介绍
太阳能电池通常由硅衬底构成。为了确保太阳能电池的长时间稳定性并且为了防止外来原子侵入到所述衬底中，太阳能电池设有钝化层。为了钝化太阳能电池的硅表面，迄今为止采用介电薄膜。在工业实践中主要是利用等离子体方法渗透沉积的氮化硅膜。但是公知的是，热生长的二氧化硅层提供显著改善的钝化特性。这主要在钝化P掺杂表面时就是这种情况，因为在此氮化硅中的高的正电荷具有降低功率的影响（产生反型层和“寄生分流”）。因此，热氧化物的采用尤其对于PERC（钝化发射体及背面电池）电池/PERT（钝化发射体，背面完全扩散的）电池/PERL（钝化发射体，背面局部扩散的）电池的背面的钝化是值得期望的。在太阳能制造中迄今为止公知的用于制造热氧化物的方法具有很多缺点：工艺的持续时间非常长，因为工艺时间随着层厚度的平方增加，这导致太高的工艺成本。此外，该工艺要求高的热预算，所述热预算可不利地改变扩散分布。此外的缺点是，该工艺固有地就是双侧的。但是因为典型地仅在太阳能电池的一侧上需要钝化层，因此必须掩蔽太阳能电池的另一侧。对于PERC电池例如已知了一种工艺（“All-Screen-Printed120-μm-ThinLarge-AreaSiliconSolarCellsApplyingDielectricRearPassivationandLaser-FiredContactsReaching18%Efficiency”），L.Gautero等人，2009年第二十四届欧洲太阳能会议与展览会，汉堡，2DO.2.5期），所述工艺——在简短总结的情况下具有下述步骤：1）织构2）清洁（HNO3）3）利用驱赶步骤使POCl3扩散4）蚀刻去掉PSG（磷硅酸盐玻璃）5）SiN沉积前侧6）发射体去除背侧7）清洁标准清洁1/标准清洁28）氧化9）SiO2沉积背侧10）SiN沉积背侧在此，氧化的单侧性通过利用沉积的SiN的前侧掩蔽实现。为了降低工艺时间，仅仅生长一个薄层（～20nm）氧化物并且该氧化物接着通过沉积的氧化物和氮化物增厚。因为对于钝化来说主要是SiO2与Si之间的边界层是关键的，因此通过层叠堆实现了可与纯热氧化物比较的钝化质量。但是其缺点是，该方法在技术上非常费事并且昂贵。
技术实现思路
本专利技术的主题是一种用于由硅衬底制造太阳能电池的方法，所述硅衬底具有在使用状态中用作光入射侧的第一主表面和用作背侧的第二主表面，在第二主表面上具有钝化层，所述方法包括下述步骤：将含氧化物层施加到所述硅衬底的第二主表面上；和将所述硅衬底加热到至少800℃的温度以紧实（Verdichten）所述含氧化物层并且以氧化所述含氧化物层与所述硅衬底的第二主表面之间的边界面以形成热氧化物，其中，氧源输出用于氧化的氧。该方法的优点是，其技术简单并且成本低廉。可将硅衬底的工艺气氛（其特别是包括O2和/或H2O）用作氧源。可这样地施加所述含氧化物层，使得其是可透氧的，所述含氧化物层特别是包括SiO2、ZrO2、SiOaNb和/或SiOaCb，其中，相应b＜＜a。其优点是，该方法在技术上得以进一步简化并且成本更低廉。特别是包括SiO2的所述含氧化物层可通过CVD-或PECVD-方法、特别是在使用SiH4的情况下施加到所述硅衬底的第二主表面上。由此进一步降低该方法的成本，因为CVD-以及PEVBD方法是成本非常低廉的方法。此外，所述含氧化物层被均匀地施加到第二主表面上。所述含氧化物层可包括超化学计量的氧化物特别是SiO2+x:H和/或低密度氧化物和/或吸湿性氧化物优选BSG、PSG和/或TEOS-氧化物并且所述含氧化物层可用作氧源。由此在技术上进一步简化该方法，因为不需要附加的氧源。在该方法中，此外可将在加热所述硅衬底期间在该硅衬底上产生的氧化硅层从第一主表面上蚀刻去掉并且将所述含氧化物层的一部分从所述第二主表面上蚀刻去掉。其优点是，以简单的方式和方法使第一主表面上的硅衬底暴露，而第二主表面上的钝化层仅仅被部分地去除。在该方法中，此外在施加所述含氧化物层之后将掺杂物特别是硼、优选借助于三溴化硼和/或磷、优选借助于三氯氧磷扩散到所述两个主表面中，其中，所述掺杂物在加热所述硅衬底的步骤期间扩散到第一主表面中，其中，所述含氧化物层在该加热期间用作第二主表面的掩蔽层。由此能够以简单的方式和方法在硅衬底的第一主表面上形成一个可用作发射体的掺杂层，而掺杂物不扩散到硅衬底的第二主表面中。可将在加热所述硅衬底期间产生的掺杂物-硅-连接层从所述第一主表面上和/或从所述第二主表面上蚀刻去掉。其优点是，在第一主表面上露出硅衬底的硅并且在第二主表面上露出含氧化物层。在该方法中，此外可在施加所述含氧化物层之前将表面结构施加到所述第一主表面上和/或所述第二主表面上。其优点是，可有针对性地不在第一和/或第二主表面的部分上施加含氧化物层。在该方法中，此外可在施加所述含氧化物层之前使所述第二主表面平坦化。由此显著地改善所述含氧化物层在该第二主表面上的施加。此外，在所建议的方法中还可以在施加所述含氧化物层之前特别是利用HNO3清洁所述第一主表面和/或所述第二主表面。其优点是，进一步改善所述含氧化物层的施加。在该方法中，此外可将硼或磷为了产生背表面场（BSF）-层扩散到或者通过离子注入而注入到所述第二主表面中，所述硼或磷通过加热所述硅衬底而激活。通过所述背表面场改善太阳能电池的效率，因为所述背表面场表现为电子的阻挡层，所述电子因此不能接近硅衬底表面。在该方法中，此外可将SiN抗反射层施加到所述第一主表面上和/或所述第二主表面的含氧化物层上。通过所述抗反射层，由硅衬底反射少量的光，由此使得更多的光进入到硅衬底中。由此提高了太阳能电池的效率。此外可在施加所述含氧化物层之前借助于激光器穿过所述硅衬底产生一个或多个孔以便将所述第一主表面与所述第二主表面连接，特别是借助于激光器。其优点是，通过所述孔以简单的方式和方法形成从第一主表面到第二主表面或反过来的电连接。在该方法中，可在施加所述含氧化物层之前实施下述方法步骤：将掺杂物特别是硼、优选借助于三溴化硼和/或磷、优选借助于三氯氧磷扩散到所述两个主表面中；通过加热所述硅衬底将所述掺杂物扩散到所述硅衬底中以在所述第一主表面上形成发射体层并且在所述第二主表面上形成发射体层；将通过加热所述硅衬底而产生的掺杂物-硅连接层从所述第一主表面上和/或从所述第二主表面上蚀刻去掉；将一掩蔽层优选SiN施加到所述第一主表面上；特别是通过蚀刻将第二主表面的发射体层去除，其中，在所述去除期间，SiN层用作所述第一主表面的掩蔽层。其优点是，与现有技术相比可省去清洁硅衬底的步骤，也就是可省去标准清洁1/标准清洁2。由此节省了时间和成本并且在技术上简化该工艺。附图说明本专利技术的另外的优点和适宜性通过附图形象地示出并且在下面的说明中进行阐述。在此需注意的是，附图仅仅具有描述的特征并且不意味着本专利技术受到任何形式的限制。附图中：图1a-1d是本专利技术的用于由硅衬底制造太阳能电池的方法的在彼此相继的步骤之后的硅衬底，其具有钝化层；图2a-2d是本专利技术的用于由硅衬底制造太阳能电池的另一方法的在彼此相继的步骤之后的硅衬本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.09 DE 102010003784.21.一种用于由硅衬底（1）制造太阳能电池的方法，所述硅衬底具有在使用状态中用作光入射侧的第一主表面（3）和用作背侧的第二主表面（4），在第二主表面（4）上具有钝化层，所述方法包括下述步骤：将含氧化物层（5）施加到所述硅衬底（1）的第二主表面（4）上；和将所述硅衬底（1）加热到至少800℃的温度以紧实所述含氧化物层（5）并且氧化所述含氧化物层（5）与所述硅衬底（1）的第二主表面（4）之间的边界面，以形成热氧化物（6），其中，氧源输出用于氧化的氧，其中，所述含氧化物层（5）包括超化学计量的氧化物SiO2+x:H和/或以BSG或PSG为形式的吸湿氧化物和/或TEOS氧化物，并且所述含氧化物层（5）用作氧源，其中，此外将在加热所述硅衬底（1）期间在所述第一主表面上和在所述第二主表面上产生的氧化硅层从第一主表面（3）上蚀刻去掉并且将所述含氧化物层（5）的一部分从所述第二主表面（4）上蚀刻去掉。2.根据权利要求1的方法，其中，也将工艺气氛用作氧源。3.根据权利要求2的方法，其中，所述工艺气氛包括O2和/或H2O。4.根据权利要求1的方法，其中，施加所述含氧化物层，使得所述含氧化物层是可透氧的。5.根据权利要求1的方法，其中，将含氧化物层（5）通过CVD或PECVD方法施加到所述硅衬底（1）的第二主表面（4）上。6.根据权利要求5的方法，其中，将包括SiO2的含氧化物层（5）通过CVD或PECVD方法在使用SiH4的情况下施加到所述硅衬底（1）的第二主表面（4）上。7.根据权利要求1的方法，其中，此外在施加所述含氧化物层（5）之后将掺杂物扩散到所述两个主表面（3，4）中，其中，所述掺杂物在加热所述硅衬底（1）的步骤期间扩散到第一主表面（3）中，以及其中所述含氧化物层（5）在该加热期间用作第二主表面（4）的掩蔽层。8.根据权利要求7的方法，其中，所述掺杂物是硼。9.根据权利要求7的方法，其中，将所述掺杂物借助于三溴化硼和/或磷扩散到所述两个主表面（3，4）中。10.根据权利要求7的方法，其中，将所述掺杂物借助于三氯氧磷扩散到所述两个主表面（3，4）中。11.根据权利要求7的方法，其中，此外将在加热所述硅衬底（1）期间产生的掺杂物-硅连接层从所述第一主表面（3）上和/或从所述第二主表...

【专利技术属性】
技术研发人员：T贝斯克，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：
国别省市：