【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及太阳能电池，更具体地，涉及但不限于太阳能电池的制造工艺和结构。
技术介绍
太阳能电池是已知的用于将太阳辐射转换为电能的装置。薄片电池是由单晶硅薄片制成的太阳能电池。当前可得到的薄片电池通过微细加工延伸通过硅晶片的厚度的窄凹槽来制成。在从晶片切割下来的长片(即，薄片)上制造太阳能电池。与其他太阳能电池的设计相比，这允许使用较少的娃来制造薄片电池。可以从澳大利亚的Origin Energy公司获得薄片电池。
技术实现思路
本公开涉及改进的薄片电池的设计和制造工艺。太阳能电池使用硅晶片的薄片作为衬底。薄片具有在正常操作期间面对太阳的正面。薄片的正面包括始于沿晶片的厚度的表面，以允许硅的更有效使用。在薄片的背面上形成金属接触。金属接触电连接至太阳能电池的发射极和基极，太阳能电池可以形成在薄片内或者可以由多晶硅制成。例如，太阳能电池的发射极可以是P型掺杂区域，太阳能电池的基极可以是N型掺杂区域。太阳能电池可以包括形成在薄片的正面上的抗反射涂层。抗反射涂层可以在薄片正面上的纹理表面之上。通过阅读本公开整体，包括附图和
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.02.24 US 12/392,003，本发明的这些和其他特征对本领域普通技术人员来说将显而易见。附图说明图I至图9示出了简要说明根据本发明的一个实施例的制造太阳能电池的方法的截面图。图10简要示出了根据本发明的一个实施例的被处理为薄片电池的晶片的俯视图。图11和图12示出了简要说明根据本发明的另一个实施例的制造太阳能电池的方法的截面图。不同附图中使用的相同的参考标号表示相同或相似的部件。附图不按比例绘制。具体实施方式在本公开中，提供了许多具体细节，诸如材料、工艺步骤、和结构的示例，以提供对本发明的实施例的充分理解。但是，本领域中的普通技术人员将认识到，可以在没有所述具体细节中的一个或多个的情况下实践本发明。其他情况下，为了避免使本发明的方面模糊，没有示出和描述已知的细节。例如，为了清楚起见，省略了对本发明的理解不必要的遮蔽步骤和其他处理步骤。图I至图9示出了简要说明根据本发明的一个实施例的制造太阳能电池的方法的截面图。由于所涉及的尺寸，图I至图9以及本公开中的剩余附图都不是按比例绘制的。下文中将更清楚的是，所得到的太阳能电池是背接触薄片电池，其中用于将外部电路电耦合至太阳能电池的掺杂区域的金属接触在薄片的背面上。薄片的正面与背面相反。由于正面被配置为在正常操作期间面对太阳来收集太阳辐射，因此正面也被称为“阳面”。参考图1，N型单晶硅晶片101被准备用于通过经历损伤蚀刻步骤来处理为背接触薄片电池。晶片101在该示例中为晶片形式，由于晶片厂商使用剖锯工艺来从晶片坯料上切下晶片101，因此晶片101通常具有损伤的表面。如从晶片厂商收到的一样，晶片101可以为约100至200微米厚。在一个实施例中，损伤蚀刻步骤涉及使用包括氢氧化钾的湿法 蚀刻工艺从晶片101的每个面上除去约10至20 μ m。损伤蚀刻步骤还可以包括对晶片101进行清洗，以除去金属污染。晶片101的相对的平面被标记为102和103。晶片101的厚度被标记为160。下文中将更清楚的是，薄片电池的正面包括始于沿晶片101的厚度的表面，其作为太阳能电池衬底。在图2中，在图I的样品中形成偏移沟槽120和121。偏移沟槽可以通过任意合适的蚀刻过程来形成。在对晶片101进行蚀刻期间，晶片侧103可以被遮蔽，以形成沟槽120。之后，在对晶片101进行蚀刻期间，晶片侧102可以被遮蔽，以形成沟槽121。在图2的示例中，沟槽120和121在晶片101的厚度内停止，以在每个沟槽中创建分级的底表面。沟槽120和121还包括始于沿晶片101的厚度的壁表面。通过偏移晶片101的相对侧的沟槽120和121，晶片101的部分分离，并且每个部分具有分级的底表面。尺寸161和162之比可以根据设计参数来选择。例如，尺寸161可以为晶片厚度的三分之二(2/3)，而尺寸162可以为晶片厚度的三分之一(1/3)。在典型的薄片电池工艺中，通过切割或蚀刻直通硅晶片的厚度的沟槽来制成垂直薄片。但是，由于需要遮蔽，因此该方法很难在所得到的壁表面上形成选择性扩散。通过偏移沟槽120和121，可以进行在沟槽侧壁上形成薄膜的视线处理。这有利地使得薄片电池容易被制造，很大程度上增大了薄片电池作为可再生能源的机会，使其变得更有竞争力。在图3中，在晶片侧102的晶片101的暴露表面上形成掺杂二氧化硅层104形式的N型掺杂剂源。在一个实施例中，二氧化硅层104掺杂有磷。可以使用诸如常压化学气相沉淀方法(APCVD)之类的视线沉淀处理来沉淀厚度约1000至4000埃(优选地约2400埃)的二氧化硅层104。在可选实施例中，代替在晶片101的暴露表面上形成二氧化硅层104，在晶片侧102的晶片101的暴露表面上沉淀第一掺杂的二氧化硅层。第一掺杂的二氧化硅层可以被沉淀为厚度约200至600埃，优选地约400埃。然后，在第一掺杂的二氧化硅层之上直接沉淀第一非掺杂的二氧化硅层，所述第一非掺杂的二氧化硅层的厚度约为2000至4000埃，优选地约为2000埃。在执行化学蚀刻来对所得到的薄片太阳能电池的阳面进行纹理化的情况下，第一非掺杂的氧化物层用作覆盖层。沟槽120的底表面使得停止在相对晶片侧103的晶片101的表面上沉淀二氧化硅层104。如图4所示，这使得可以在晶片侧103的暴露表面上形成掺杂二氧化硅层105形式的P型掺杂剂源。在一个实施例中，二氧化硅层105掺杂有硼。沟槽121的底表面使得停止在相对侧102的表面上沉淀二氧化硅层105。这极大地简化了形成掺杂剂源所需的遮蔽步骤。可以使用诸如APCVD之类的视线沉淀处理来沉淀厚度约1000至4000埃(优选地约2400埃)的二氧化硅层105。代替形成单二氧化硅层105，可以在晶片侧103的暴露表面上形成由第二更厚的非掺杂二氧化硅层(作为覆盖层)覆盖其上的第一薄掺杂的二氧化娃层。视线沉淀处理的使用有利地允许在P型和N型区域之间的角处形成连续或不间断的沟槽。这种沟槽可以允许在具有相对低的反向击穿电压的同时提高效率。在图5中，形成垂直对准的沟槽122，使其完全穿过晶片101的厚度，从而产生晶片薄片130( S卩，130-1、130-2、130-3、…)。可以通过适当的蚀刻工艺(包括通过激光蚀刻和化学蚀刻)来形成垂直对准的沟槽122。可以执行选择性蚀刻来留下特定的晶格平面作为最终的暴露阳面。此时，每个晶片薄片130仍然附着在晶片上。图10简要示出了该结构，其中以晶片侧102在上示出了晶片101的俯视图。将被用作薄片的背面的偏移沟槽120和 121的垂直壁表面与页面垂直。在处理期间，薄片130可以保持附着在晶片101的一端，直到将它们从晶片101物理分离来喷镀金属为止。垂直于图10的页面的沟槽122的壁表面用作所得到的双面薄片电池的主太阳辐射收集表面。沟槽122的壁表面将被配置为在正常操作期间面向太阳。与将晶片的平面用作主太阳辐射收集表面的传统太阳能电池不同，薄片电池使用沿晶片厚度的壁表面作为主收集表面。这有利地增大了可以从晶片获得的收集表面的量。在图6中，沟槽122的壁表面被纹理化，以改进太阳辐射收集。纹理化的壁表面被标记为纹理表面123，其在正常操作期间面向太阳。但是，注意，所得到的薄片电池是双面的，即，从薄片电池的两侧收集太阳辐射。纹理表面123还被称为薄片电池的“正面”或“阳面”。与正面相反的面被称为背面。在一个实施例中，为了有效和审美的原因，到薄片电池的掺杂区域的所有金属接触都在背面上。可以通过等离子蚀刻来形成纹理表面123。可替换地，纹理表面123可以包括使用具有Z字形图案的掩模蚀刻的微结构。在图7中，形成正面域126以及掺杂区域124和125。正面域126以及掺杂区域124和125可以在使图6的样品经受高温的热驱入步骤中形成。例如，可以在包括磷围绕物的火炉中加热图6的样品。火炉中的磷扩散通过薄片的两侧，以形成N型正面域12...
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