具有选择前面场的后面结太阳能电池制造技术

本发明专利技术公开了太阳能电池及其制造方法。本发明专利技术太阳能电池制造方法的一个实施方式包括：制造n-型硅基底和将n-型掺杂剂引入基底的一个或多个第一和第二区，使得第二区的掺杂度高于第一区的掺杂度。基底可以经历一次高温退火循环，以形成选择前面场层。在一次退火循环中可以引入氧，以形成原位前面和后面钝化氧化层。在一次共烧操作中，可以进行前面和后面触点的烧透以及与连接的金属化。后面触点的烘烤可以在基底和后面触点的界面形成p+发射层，因此，在发射层和基底的界面形成p-n结。此外，本发明专利技术还公开了太阳能电池。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施方式涉及太阳能电池，更具体地说，本专利技术的实施方式涉及具有选择前面场的后面结太阳能电池及其制造方法。
技术介绍
在基本设计中，太阳能电池由可吸收光子并通过光伏效应发电的半导体基底材料组成。当光子进入基底时，能量被吸收，以前处于束缚状态的电子被释放，被释放的电子和以前被占据的空穴称为电荷载体。基底通常用ρ-型和η-型杂质掺杂，以在太阳能电池内的ρ-η结形成电场。为了利用自由电荷载体发电，电子和空穴在Ρ-η结处被电场分离之前一定不能再结合。电子随后被η-型发射层上的导电触点收集，空穴被ρ-型基底上的导电触点收集，未再结合的电荷载体可用于为负载供电。常用的太阳能电池的制造方法起始于提供一个具有P-型电导率的掺杂基底，η-型掺杂剂被弓I入基底的前面，以在P-型基极层的顶部形成η-型发射层。典型的，基底适度掺杂P-型电导率的掺杂剂，发射层重度掺杂η-型电导率的掺杂剂。发射层的形成，使得在基底的发光表面附近形成Ρ-η结，即使用太阳能电池时，基底的前面曝露于光源下。太阳能电池设计中一个主要的关注点是，电荷载体在再结合前到达导电触点的能力。有时，再结合前电荷载体可以前进的距离称为电荷载体扩散长度。电荷载体扩散长度取决于多个因素，如掺杂剂原子的浓度和基底中缺陷的浓度。当掺杂剂原子浓度或缺陷的浓度增加时，电荷载体的扩散长度减小。因此，重度掺杂η-型发射层中空穴的扩散长度远小于适度掺杂的P-型基底中的电子的扩散长度。因此，发射层通常被称为“死层”，因为在再结合前，发射层中产生的电荷载体很少能够到达Ρ-η结。为了减轻此问题，发射层应保持尽可能薄、尽可能轻度掺杂。形成薄的发射层会减少发射层中吸收的光子数。即使光子被吸收，薄的发射层会增加生成的电荷载体到达附近的Ρ-η结的可能性。但是，发射层的厚度和掺杂剂剂量受到限制。如果发射层过薄，发射层上的导电触点会穿透Ρ-η结，并在形成触点过程中使ρ-η结短路。类似的，如果掺杂剂剂量过轻，接触电阻过高，不能与基底良好接触。当通过丝网印刷形成触点时，这些问题更加突出，需要高掺杂剂浓度和触点烧结。为了克服这些缺陷，现有技术提供了一些形成后面结太阳能电池的技术。但是，这些太阳能电池都存在缺陷，如电池效率低、表面钝化差、表面电阻不均匀，以及需要额外的昂贵的制造步骤。因此，确有必要提供一种后面结太阳能电池的制造方法，以克服现有技术中存在的缺陷和不足。
技术实现思路
在本专利技术说明书中给出的实施方式中，将第一元件描述成“位于第二元件上”、“在第二元件上面”或“在第二元件上方”通常意味着，第一元件靠近主要发光面或主要光源。例如，如果第一元件位于第二元件上，则第一元件靠近太阳。类似的，将第一元件描述成“位于第二元件下”、“在第二元件下面”或“在第二元件下方”通常意味着，第一元件远离主要发光面或主要光源。例如，如果第一元件位于第二元件下，则第一元件远离太阳。需要注意的是，在本专利技术的实施方式中，主要光源可能指的不是其他形式的次要光源，例如，源自主要光源的光经过或传递过装置后，从位于装置之后或之外的反射面返回装置的光。本专利技术公开了具有选择前面场的后面结太阳能电池的各个实施方式，更具体地说，本专利技术公开了一种具有在一次退火循环中形成的选择前面场和优质原位钝化层的后面结太阳能电池及其制造方法。本专利技术的各个实施方式，克服了前面描述的现有技术中存在的一个或多个缺陷。本专利技术的实施方式提供了制造太阳能电池的若干个优点，如减少太阳能电池的生产时间和成本。根据本专利技术的一个实施方式，具有与太阳能电池的发光面相对的发射层的后面结太阳能电池包括P-型发射层。太阳能电池还包括位于P-型发射层上的η-型基极层，以在P-型发射层与η-型基极层的界面定义ρ-η结。此外，太阳能电池还包括位于η-型基极层上的η+前面场层。再者，前面场层包括一个或多个第一掺杂区和一个或多个第二掺杂区，第二掺杂区的掺杂度高于第一个掺杂区的掺杂度，以形成选择前面场。根据本专利技术的另一个实施方式，公开了一种后面结太阳能电池的制造方法，其包括制造η-型基极层。制造方法还包括制造P-型发射层，使得η-型基极层位于P-型发射层上。制造P-型发射层可以包括在基极层的一个面上施加触点层，以及使触点层和至少部分基极层合金化。此外，制造P-型发射层可以包括，掺杂一个或多个第一掺杂区和一个或多个第二掺杂区，以形成η+前面场层，η+前面场层位于η-型基极层上。第二掺杂区的掺杂度高于第一掺杂区的掺杂度，以形成选择前面场。本专利技术的另一个实施方式提供了一种后面结太阳能电池，其包括第一 η-型区。太阳能电池还包括第二 η-型区和第三η-型区，其中，第二和第三η-型区位于第一 η-型区上。此外，太阳能电池包括形成在第一 η-型区与第二和第三η-型区相对的面上的P-型发射层，P-型发射层和第一 η-型区的界面定义ρ-η结。以上提供的专利技术概要仅仅是为了总结本专利技术的一些示例性实施方式，以提供本专利技术的一些方面的基本理解。因此，可以理解的是，以上描述的示例性实施方式并不能解释为以任何方式限制本专利技术的保护范围和精神，本专利技术的保护范围由说明书和权利要求书界定。可以理解的是，除了以上总结的实施方式，本专利技术还可以包括其他不同的实施方式，以下将详细描述其中的部分实施方式。附图说明已经概述了本专利技术的实施方式，以下结合附图详细描述本专利技术的实施方式，附图并非严格按比例绘制，其中:图1为本专利技术后面结太阳能电池的一个实施方式的剖视图。图2a和2b为本专利技术后面结太阳能电池制造方法的一个实施方式的流程图。具体实施例方式以下结合附图，详细描述本专利技术的一些实施方式，其中，附图仅仅显示了本专利技术的部分实施方式，并非所有实施方式。本领域的技术人员可以理解的是，本专利技术也可以体现为其他不同的形式，并不局限于本说明书中给出的实施方式。本说明书中给出的实施方式仅仅是为了说明书的揭示可以满足法律要求，其中，相同的附图标记表示相同的元件。目前，几乎所有的商业用晶体硅太阳能电池都使用硼掺杂P-型基底制造。但是，当曝露于光源下时，硼掺杂基底会产生光引发退化(LID)。因LID导致的效率损失的绝对值为0.2至0.5%，相对值为1.2至2.9%。另一方面，η-型掺杂的基底不受LID影响。不仅如此，相对于P-型基底，具有更高本体寿命的η-型基底更容易制造。此外，对于给定的掺杂剂浓度和电导率类型，电子的电荷载体扩散长度不同于空穴的电荷载体扩散长度。因此，相对于P-型基底，Π-型基底可以产生改善的电荷载体扩散长度。基于以上原因，Π-型基底是高效率太阳能电池的理想选择。如上所述，现有的ρ-型太阳能电池一般通过η-型掺杂剂(通常使用三氯氧化磷，POCl3)扩散进入P-型基底的前面以形成η-型发射层制造，这会导致在太阳能电池的前面附近形成Ρ-η结。不幸的是，没有在η-型基底的前面形成ρ-型发射层的可比参照物。可以通过硼扩散(以三溴化硼形式，BBr3)在η-型基底上形成ρ-型发射层，但是会导致一些缺陷。由于会形成硼硅化合物，硼扩散通常会留下污染的硅表面，污染会使太阳能电池的表面严重退化。此外，移除硼污染需要额外的处理步骤，例如污染的表面热氧化后化学移除热氧化物。因此，在η-型基底的前面附近形成ρ-η结的好处会被因硼污染和移除硼污染的繁杂导致的退化抵消。或者本文档来自技高网...

【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：丹尼尔·迈耶，艾吉特·罗哈吉，维诺德·钱德拉塞卡朗，维杰·叶伦德，休伯特·P·戴维斯，本·达米亚尼，
申请(专利权)人：桑艾维公司，
类型：
国别省市：