制造太阳能电池的方法技术

本发明专利技术描述了制造太阳能电池的方法。在基板的表面上可形成多孔层，所述多孔层包括多个颗粒和多个空隙。可将溶液分配到所述多孔层的一个或多个区域从而得到图案化的复合层。然后可加热所述基板。

【技术实现步骤摘要】
本申请是基于申请日为2011年7月20日、申请号为201180032530.9(国际申请号为PCT/US2011/044737)、专利技术创造名称为“制造太阳能电池的方法”的中国专利申请的分案申请。本文所述的专利技术根据美国能源部授予的合同号DE-FC36-07GO17043在政府的支持下而制得。政府在本专利技术中可具有某些权利。
本专利技术的实施例属于可再生能源领域，具体地讲，涉及制造太阳能电池的方法。
技术介绍
光伏电池，通常被称为太阳能电池，是直接将太阳辐射转化成电能的熟知的装置。一般来讲，使用半导体加工技术将太阳能电池制造在半导体晶片上或基板上以形成邻近基板表面的p-n结。射到基板表面上的太阳辐射在大部分基板上形成电子空穴对，这些电子空穴对迁移到基板p掺杂和n掺杂区域，从而在所述掺杂区域之间产生电压差。所述掺杂区域连接到在太阳能电池上的金属触点以将电流从电池导向至与其耦合的外部电路。效率是太阳能电池的重要特征，因其直接与太阳能电池发电能力有关。同样，制备太阳能电池的效率直接与此类太阳能电池的成本效益有关。因此，提高太阳能电池效率的技术或提高制备太阳能电池效率的技术是普遍所需的。本专利技术的实施例涉及通过提供制造太阳能电池结构的新工艺而提高太阳能电池的制造效率。附图说明图1根据本专利技术的实施例示出了代表太阳能电池制造方法中的操作的流程图。图2A根据本专利技术的实施例示出了对应于图1的流程图的操作102和图3的流程图的操作302的制造太阳能电池的一个阶段的剖视图。图2B根据本专利技术的实施例示出了对应于图1的流程图的操作104和图3的流程图的操作304的制造太阳能电池的一个阶段的剖视图。图2C根据本专利技术的实施例示出了制造太阳能电池的一个阶段的剖视图。图2D根据本专利技术的实施例示出了制造太阳能电池的一个阶段的剖视图。图2E根据本专利技术的实施例示出了对应于图1的流程图的操作106的制造太阳能电池的一个阶段的剖视图。图2F根据本专利技术的实施例示出了制造太阳能电池的一个阶段的剖视图。图3根据本专利技术的实施例示出了代表太阳能电池制造方法中的操作的流程图。图4根据本专利技术的实施例示出了太阳能电池的基板的剖视图，该基板具有形成于其上的加固的多孔层。具体实施方式在本文中描述了制造太阳能电池的方法。在以下的描述中，示出了许多具体细节(例如，具体工序流程操作)以提供对本专利技术实施例的透彻理解。对本领域的技术人员将显而易见的是在没有这些具体细节的情况下可实施本专利技术的实施例。在其他例子中，没有详细地描述诸如金属触点形成技术的熟知的制造技术以避免不必要地使本专利技术的实施例难以理解。此外，应当理解在图中示出的多种实施例是示例性的实例并且未必按比例绘制。本文公开了制造太阳能电池的方法。在一个实施例中，制造太阳能电池的方法包括在基板的表面上形成多孔层。该多孔层包括多个颗粒和多个空隙。将溶液分配到多孔层的一个或多个区域以提供图案化的复合层。然后加热所述基板。在实施例中，所述多孔层是溶剂吸收层。在一个实施例中，制造太阳能电池的方法包括在基板表面上形成多孔层。该多孔层包括多个颗粒和多个空隙。将溶液分配到多孔层的一个或多个区域以提供图案化的复合层。该溶液包含用于基板的电荷载流子杂质原子的掺杂物源。在实施例中，该多孔层是溶剂吸收层。本文还公开了太阳能电池。在一个实施例中，太阳能电池包括基板。该太阳能电池还包括设置在基板表面上的多孔层，所述多孔层包括多个颗粒和多个空隙。在实施例中，该多孔层是溶剂吸收层。多孔表面混合物在纸张制备中用来提高印刷分辨率。然而，当混合物用于此类应用中时，提高分辨率是混合物的主要功能，并且整个多孔层在印刷之后位置保持不变。根据本专利技术的实施例，在多孔混合物和掺杂材料之间形成新的相互作用使得后续的蚀刻处理通过移除多孔表面材料而形成印刷有图案的、掺杂的和拓扑改善的涂层。根据本专利技术的实施例，希望在基板上或设置于在制造太阳能电池中所用的基板上的层上产生小的精确图案，例如以便提供掺杂物源。然而，如果使用喷墨方法，一旦液体掺杂物流体着落在晶片或基板表面上，则该液体掺杂物流体趋于流动并且在该表面上铺展开。希望减少铺展以提供分辨率。在实施例中，将厚度一致的层沉积到该表面上是很重要的，即，既不能太厚而使得发生破裂，也不能太薄而使得整个掺杂物层在后处理(例如，蚀刻)中被移除。在一些实施例中，晶片或基板的表面具有纹理化表面，并且重要的是将相对一致的掺杂物膜厚度沉积在该纹理化的表面上。根据本专利技术的实施例，通过形成新的复合材料而改善溶剂型喷墨材料的印刷质量。在一个实施例中，在喷射前将颗粒物质沉积到基板或晶片表面上。在一个实施例中，然后形成复合材料以具有溶剂材料和颗粒物质，该复合材料具有不同于任一单独材料的特性。在一个实施例中，单独的颗粒物质的特性相对于颗粒物质加上溶剂系统的特性具有差异，以允许在后处理(例如，蚀刻)中有不同的效果。在一个实施例中，在与颗粒物质结合之后，保留了溶剂材料(诸如，掺杂物)的特定特性，其中所述特定特性起初存在于溶剂材料中，但是现在存在于组合材料中。在实施例中，通过将溶剂材料喷射到已经沉积在晶片或基板表面上的颗粒物质的开放式结构中而实现改善印刷质量。该方法形成了新的、局部的复合材料，其允许随后对喷射区域与未喷射区域进行差异化化学蚀刻或移除。通常，在实施例中，提供了直接将图案化的掺杂物层沉积到半导体晶片或更具体地讲太阳能电池上的新方法。根据本专利技术的实施例，减少了对形成具有流体特性同时满足某些标准的溶剂型喷墨材料的需求。例如，在一个实施例中，提供了掺杂载流子。在一个实施例中，在喷墨印刷之后提供了精细侧向印刷分辨率。在一个实施例中，印刷层厚度具有涂覆在非平表面结构上的能力，通常涂覆在硅晶片的非拋光或纹理化表面。在一个实施例中，在单个方法中提供了所有上述三个属性。根据本专利技术的实施例，本文所述的方法中的一者或多者的优点在于复合材料的最终特性，即，在颗粒物质的开放式结构和喷射溶剂材料之间的相互作用。在一个实施例中，一些优点包括以下一种或多种：(a)在后处理条件下(例如，差异蚀刻)复合材料以不同于非复合材料的方式反应，(b)复合材料具有不同于非复合材料的局部特性，(c)复合材料具有一些溶剂材料的特性(诸如，用作掺杂物源)，以及(d)复合材料具有一些颗粒物质的特性(诸如，厚度和地形覆盖)。通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造太阳能电池的方法，所述方法包括：在基板的表面上形成多孔层，所述多孔层包括多个颗粒和多个空隙；将溶液分配到所述多孔层的第一和第二区域中而不分配到第一和第二区域之间的区域中，从而获得图案化的复合层，其中，所述溶液包含用于所述基板的电荷载流子杂质原子的掺杂物源；移除第一和第二区域之间的区域而不移除第一和第二区域；以及加热所述基板。

【技术特征摘要】
2010.09.20 US 12/886,3931.一种制造太阳能电池的方法，所述方法包括：
在基板的表面上形成多孔层，所述多孔层包括多个颗粒和多个空
隙；
将溶液分配到所述多孔层的第一和第二区域中而不分配到第一和第
二区域之间的区域中，从而获得图案化的复合层，其中，所述
溶液包含用于所述基板的电荷载流子杂质原子的掺杂物源；
移除第一和第二区域之间的区域而不移除第一和第二区域；以及
加热所述基板。
2.根据权利要求1所述的方法，其中加热所述基板包括加固所述图案
化的复合层。
3.根据权利要求1所述的方法，其中分配所述溶液包括分配包含用于
所述基板的电荷载流子杂质原子的掺杂物源的溶液。
4.根据权利要求3所述的方法，其中加热所述基板包括将所述掺杂物
源的所述电荷载流子杂质原子驱入所述基板。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述掺杂物源为用于硅的N型掺
杂物源，所述方法还包括：
将第二溶液分配到所述多孔层的一个或多个其他区域中从而得到双
重图案化的复合层，其中分配所述第二溶液包括分配包含用于
所述基板的电荷载流子杂质原子的P型掺杂物源的溶液，并且
其中加热所述基板还包括将所述P型掺杂物源的所述电荷载流
子杂质原子驱入所述基板中。
6.根据权利要求1所述的方法，其中在所述基板的所述表面上形成所
述多孔层包括形成所述多个空隙的每个空隙以具有在所述基板的所
述表面上适合接纳所述溶液的尺寸并且限制所述溶液的侧向扩散。
7.根据权利要求1所述的方法，其中分配所述溶液包括使用喷墨方
法。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述溶液的粘度为大约10厘泊。
9.根据权利要求5所述的方法，其中分配所述溶液包括使用第一喷墨
方法，以及其中分配所述第二溶液包括使用第二喷墨方法。
10.根据权利要求1所述的方法，其中在所述基板上形成所述多孔层包
括在具有表面粗糙度的表面上形成所述多孔层并且与之共形，其中
所述多孔层的厚度大约在0.5-20微米的范围内。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述多孔层...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·帕斯，罗伯特·罗杰斯，
申请(专利权)人：太阳能公司，
类型：发明
国别省市：美国;US