太阳能电池钝化层制造技术

本发明专利技术描述了制造具有钝化层的太阳能电池的方法，以及所得太阳能电池。在一个实例中，太阳能电池包括具有第一表面和第二表面的基板。多个发射极区设置在所述基板的所述第一表面上并且彼此隔开。非晶硅钝化层设置在所述多个发射极区中的每个发射极区上以及在多个发射极区中的各发射极区之间，直接位于所述基板的所述第一表面的暴露部分上。

Passivation layer of solar cell

The present invention describes a method for making a solar cell with a passivation layer and a solar cell. In one example, the solar cell includes a substrate with a first surface and a second surface. A plurality of emission regions are set on the first surface of the substrate and are separated from each other. The amorphous silicon passivation layer is arranged on each emitter region of the plurality of emitter poles, and between the emitter regions in the plurality of emitter poles, directly located on the exposed part of the first surface of the substrate.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】太阳能电池钝化层
本公开的实施例属于可再生能源领域，并且具体地讲，涉及制造具有钝化层的太阳能电池的方法，以及所得太阳能电池。
技术介绍
光伏电池(常被称为太阳能电池)是熟知的用于将太阳辐射直接转换为电能的装置。一般来讲，使用半导体加工技术在半导体基板的表面附近形成p-n结，从而在半导体晶片或基板上制造太阳能电池。照射在基板表面上并进入基板内的太阳辐射在基板块体中形成电子和空穴对。电子和空穴对迁移至基板中的p掺杂区和n掺杂区，从而在掺杂区之间产生电压差。将掺杂区连接至太阳能电池上的导电区，以将电流从电池引导至与其耦接的外部电路。效率是太阳能电池的重要特性，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造太阳能电池效率的技术是普遍需要的。本公开的一些实施例允许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。本公开的一些实施例允许通过提供新型太阳能电池结构来提高太阳能电池效率。附图说明图1A-1D示出了根据本公开实施例的太阳能电池制造中的各个阶段的剖视图，其中：图1A示出了太阳能电池制造中的一个阶段的剖视图，其涉及在所述基板的第一表面上形成多个发射极区；图1B示出了在多个发射极区中的每个发射极区上方以及在多个发射极区中的各发射极区之间形成非晶硅钝化层之后的图1A的结构的剖视图；图1C示出了在所述非晶硅钝化层上形成氮化硅层之后的图1B的结构的剖视图；以及图1D示出了在形成连接到多个发射极区的多个导电触点之后的图1C的结构的剖视图；图2A-2B示出了根据本公开的另一个实施例的太阳能电池制造中的各个阶段的剖视图，其中：图2A示出了太阳能电池制造中的一个阶段的剖视图，其涉及在所述基板的第一表面上形成多个发射极区，以及在多个发射极区中的每个发射极区上和在多个发射极区中的各发射极区之间形成介电层；以及图2B示出了在形成连接到多个发射极区的多个导电触点之后的图2A的结构的剖视图；图3为根据本公开的实施例的流程图，该流程图列出了与图1A-1D或2A-2B相对应的制造太阳能电池的方法中的操作。具体实施方式以下具体实施方式本质上只是例证性的，并非意图限制所述主题的实施例或此类实施例的应用和用途。如本文所用，词语“示例性”意指“用作示例、实例或举例说明”。本文描述为示例性的任何实施未必理解为相比其他实施是优选的或有利的。此外，并不意图受前述
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技术介绍
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技术实现思路
或以下具体实施方式中提出的任何明示或暗示的理论的约束。本说明书包括提及“一个实施例”或“实施例”。短语“在一个实施例中”或“在实施例中”的出现不一定是指同一实施例。特定的特征、结构或特性可以任何与本公开一致的合适方式加以组合。术语。以下段落提供存在于本公开(包括所附权利要求书)中术语的定义和/或语境：“包括”。该术语是开放式的。如在所附权利要求书中所用，该术语并不排除其他结构或步骤。“被配置为”。各个单元或部件可被描述或声明成“被配置为”执行一项或多项任务。在这样的语境下，“被配置为”用于通过指示该单元/部件包括在操作期间执行一项或多项那些任务的结构而暗示结构。因此，可以说是将单元/部件配置成即使当指定的单元/部件目前不在操作(例如，未开启/激活)时也可执行任务。详述某一单元/电路/部件“被配置为”执行一项或多项任务明确地意在对该单元/部件而言不援用35U.S.C.§112第六段。“第一”、“第二”等。如本文所用，这些术语用作其之后的名词的标记，而并不暗示任何类型的顺序(例如，空间、时间和逻辑等)。例如，提及“第一”太阳能电池并不一定暗示该太阳能电池为某一序列中的第一个太阳能电池；相反，术语“第一”用于区分该太阳能电池与另一个太阳能电池(例如，“第二”太阳能电池)。“耦接”以下描述是指元件或节点或结构特征被“耦接”在一起。如本文所用，除非另外明确指明，否则“耦接”意指一个元件/节点/特征直接或间接连接至另一个元件/节点/特征(或直接或间接与其连通)，并且不一定是机械连接。“阻止”如本文所用，阻止用于描述减小影响或使影响降至最低。当组件或特征被描述为阻止行为、运动或条件时，它完全可以彻底地防止某种结果或后果或未来的状态。另外，“阻止”还可以指减少或减小可能会发生的某种后果、表现和/或效应。因此，当组件、元件或特征被称为阻止结果或状态时，它不一定完全防止或消除该结果或状态。此外，以下描述中还仅为了参考的目的使用了某些术语，因此这些术语并非意图进行限制。例如，诸如“上部”、“下部”、“上方”和“下方”之类的术语是指附图中提供参考的方向。诸如“正面”、“背面”、“后面”、“侧面”、“外侧”和“内侧”之类的术语描述部件的某些部分在一致但任意的参照系内的取向和/或位置，通过参考描述所讨论的部件的文字和相关的附图可以清楚地了解所述取向和/或位置。这样的术语可包括上面具体提及的词语、它们的衍生词语以及类似意义的词语。本文描述了制造具有钝化层的太阳能电池的方法，以及所得太阳能电池。在下面的描述中，阐述了诸如具体的工艺流程操作的许多具体细节，以便提供对本公开实施例的透彻理解。对本领域的技术人员将显而易见的是，可在没有这些具体细节的情况下实施本公开的实施例。在其他情况中，没有详细地描述熟知的制造技术，诸如平版印刷和图案化技术，以避免不必要地使本公开的实施例难以理解。此外，应当理解在图中示出的多种实施例是示例性的展示并且未必按比例绘制。本文公开了太阳能电池。在一个实施例中，太阳能电池包括具有第一表面和第二表面的基板。多个发射极区设置在所述基板的第一表面上并且彼此隔开。非晶硅钝化层设置在多个发射极区中的每个发射极区上以及在多个发射极区中的各发射极区之间，直接位于基板的第一表面的暴露部分上。在另一个实施例中，太阳能电池包括具有第一表面和第二表面的基板。多个发射极区设置在所述基板的第一表面上并且彼此隔开。介电层设置在多个发射极区中的每个发射极区上以及在多个发射极区中的各发射极区之间，直接位于基板的第一表面的暴露部分上。非晶硅钝化层设置在所述介电层上。本文还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涉及在基板的第一表面上形成多个发射极区，所述多个发射极区中各发射极区彼此隔开。该方法还涉及在多个发射极区中的每个发射极区上方以及在多个发射极区中的各发射极区之间形成非晶硅钝化层。本文所述的一个或多个实施例涉及采用太阳能电池的多晶硅发射极的多层钝化制造太阳能电池的方法。在一个此类实施例中，通过使用在多晶硅发射极区顶部形成的非晶硅(a-Si)或a-Si和氮化硅(SiN)层结构来改善多晶硅/隧穿氧化物/Si界面的钝化。本文所述的钝化层或钝化层叠置体可以在不使用新加工或制造安排的情况下制造。在具体语境下，多晶硅/隧穿氧化物/Si界面提供非常低的饱和电流密度(Jo)，以使太阳能电池表现出高效率。然而，到目前为止，实现低Jo的方案一直受到限制。例如，已通过采用诸如氮化氧化物等新的隧穿氧化物材料或者应用氮化工艺来抑制外扩散。然而，使用此类材料和工艺通常需要昂贵的新加工方法或新工具开发，并且该方法可能限于使用硼掺杂多晶硅发射极区。在特定示例中，采用现有技术加工方法的P-PolyJ本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池，包括：基板，具有第一表面和第二表面；多个发射极区，设置在所述基板的所述第一表面上并且彼此隔开；非晶硅钝化层，设置在所述多个发射极区中的每个发射极区上以及在所述多个发射极区中的各发射极区之间，直接位于所述基板的所述第一表面的暴露部分上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.27 US 14/672,0721.一种太阳能电池，包括：基板，具有第一表面和第二表面；多个发射极区，设置在所述基板的所述第一表面上并且彼此隔开；非晶硅钝化层，设置在所述多个发射极区中的每个发射极区上以及在所述多个发射极区中的各发射极区之间，直接位于所述基板的所述第一表面的暴露部分上。2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述基板为轻掺杂的N型单晶基板，所述基板的所述第一表面的暴露部分处的磷掺杂浓度大约在1E14-1E16原子每立方厘米的范围内。3.根据权利要求2所述的太阳能电池，其中所述非晶硅钝化层为本征非晶硅层。4.根据权利要求3所述的太阳能电池，其中所述本征非晶硅层的总组分具有的总氢浓度大约在总膜组分的5-30原子百分比的范围内。5.根据权利要求3所述的太阳能电池，其中所述本征非晶硅层的厚度大约在3-15纳米的范围内。6.根据权利要求1所述的太阳能电池，还包括：设置在所述非晶硅钝化层上的一个氮化硅层，所述氮化硅层的厚度大约在30-100纳米的范围内。7.根据权利要求6所述的太阳能电池，还包括：电连接到所述多个发射极区的相应发射极区的多个导电触点，所述多个导电触点穿过所述氮化硅层和所述非晶硅钝化层而形成。8.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中所述太阳能电池为背接触太阳能电池，所述第一表面是所述基板的背面，所述第二表面是所述基板的光接收表面，以及所述多个发射极区是多个交替N型和P型多晶硅发射极区，其均设置于所述基板的所述第一表面上所设置的薄介电层上。9.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中所述多个发射极区是多个N型多晶硅发射极区，所述太阳能电池还包括：多个P型发射极区，设置在所述基板的所述第二表面上并且彼此隔开；第二非晶硅钝化层，设置在所述多个P型发射极区中的每个发射极区上方以及在所述多个P型发射极区中的各发射极区之间，直接位于所述基板的第二表面的暴露部分上。10.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中所述多个发射极区中的每个发射极区通过设置在所述基板的所述第一表面中的多个沟槽彼此隔开，其中所述非晶硅钝化层设置在所述多个沟槽中。11.一种太阳能电池，包括：基板，具有第一表面和第二表面；多个发射极区，设置在所述基板的所述第一表面上并且彼此隔开；介电层，设置在所述多个发射极区中的每个发射极区上以及在所述多个发射极区中的各发射极区之间，直接位于所述基板的所述第一表面的暴露部分上；以及非晶硅钝化层，设置在所述介电层上。12.根据权利要求11所述的太阳能电池，其中，所述基板为N型单晶基板，所述基板第一表面的暴露部分处的的磷掺杂浓度大约在1E18-1E20原子每立方厘米的范围内。13.根据权利要求12所述的太阳能电池，其中，所述非晶硅钝化层是选自由本征非晶硅层、N型非晶硅层和P型非晶硅层组成的组的层。14.根据权利要求13所述的太阳能电池，其中所述非晶硅钝化层的总组分的总氢浓度大约在总膜组分的...

【专利技术属性】
技术研发人员：林承笵，戴维·D·史密斯，迈克尔·C·约翰逊，克里斯廷·布尔特·西蒙斯，
申请(专利权)人：太阳能公司，
类型：发明
国别省市：美国,US