用于制造具有两级掺杂的太阳能电池的方法技术

用于生产具有两级掺杂（９，１１）的太阳能电池的方法，包括以下步骤：对太阳能电池基底（１）的至少一部分进行重掺杂（５０）；至少暂时地保护掺杂区（８）不受蚀刻介质的影响，在该掺杂区中应该形成两级掺杂（９，１１）的重掺杂区（９）；借助所述蚀刻介质对所述太阳能电池基底（１）的未保护的掺杂区（１７）进行回蚀（５４；６２，６４；７２，７４）；其特征在于：为保护掺杂区在所要保护的区（８）上施加（５２）了牺牲结构（７），所述牺牲结构在所述未保护的掺杂区的回蚀（５４；６２，６４；７２，７４）期间被至少部分地蚀刻（５４；６２，６４；７２，７４）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
在太阳能电池生产领域，人们始终努力生产具有更高转化效率的太阳能电池。一 种方法是采用两级掺杂来形成一种两级发射极。这是基于这样的认识，即能够与重或高掺 杂的发射极形成好的电接触以传导所产生的电流，另一方面重掺杂发射极在电流产生中由 于载流子复合而与损耗相联系，且所述损耗恶化了所述效率。因此，借助两级掺杂，从而在 将要进行电接触的区中提供一个重掺杂和一个重掺杂发射极，并在其余区域中提供比所述 重掺杂轻的弱掺杂，而实现效率的改善。在本申请中，一个发射极的重或高掺杂区应该被理解为一个发射极区，其具有小 于约70Q/Sq的发射极面电阻，从而它能够借助工业应用的屏网印刷技术而进行电接触。 与该重掺杂的发射极区相比，发射极的一个弱掺杂区在本申请中应该被理解为导致通常大 于70Q/Sq的面电阻的掺杂。在此，本领域的技术人员可理解的是，对于深驱动的发射极， 所述值可以更小。一个两级掺杂不只有利地用于发射极。例如，一个太阳能电池基底可包括一个两 级体掺杂，或一个太阳能电池的背表面区能够以两级掺杂的方式实现。一般地，术语“弱”掺 杂或“弱”掺杂区总是应该与相同种类的较重掺杂区相比较地被理解；因此，例如，在一个发 射极的弱掺杂区的情况下，是与发射极的一个重掺杂区相比，而不是与一个重掺杂的背表 面区相比。因此，应该考虑的是，在一个太阳能电池的情况下，可出现具有不同掺杂程度的 区，这些区在原则上都能够以两或多级掺杂来实现。例如，太阳能电池基底的一个发射极、 一个背表面区或体掺杂能够以两或多级的方式实现。因而，上述划分发射极的重掺杂区和弱掺杂区的面电阻不能简单地被用到其他两 级掺杂。重和弱掺杂区之间的界限可偏离于此。例如，若假定一个太阳能电池带有太阳能 电池基底的一个体积区，它是两级掺杂的，并带有一个两级发射极，则该太阳能电池基底的 重掺杂的体积区的面电阻将比发射极的弱掺杂区的面电阻高很多。根据上述说法，在两级背表面区下的面电阻和它们彼此的关系是于其他掺杂区的 面电阻分开考虑的。根据太阳能电池的类型和触头技术以及所用的材料，面电阻的值在两 级背表面场的情况下可以是变化的。在采用传统的工业屏网印刷技术的太阳能电池的触头 接触中，在进行接触的区之下小于大约60Q/Sq的面电阻和在所要进行接触的区之间的大 于大约60Q/Sq的面电阻已经被证明是有效的。制作两级发射极(也被称为选择发射极)的方法是现有技术中已知的；在此情 况下，在大面积、重发射极扩散之后，所要重掺杂的发射极区用抗蚀剂(通常是聚合物化合 物)覆层进行掩膜，且未加掩膜的区域被回蚀。在回蚀处理结束之后，掩膜被除去。由此在 之前加了掩膜的区中出现了一个重掺杂的发射极区，而在已经被回蚀掉的区域中太阳能电 池基底的重掺杂区被回蚀掉，从而在这些区中只剩下弱掺杂。在这些方法中用作掩膜的抗 蚀剂聚合物或化合物在该太阳能电池生产过程中实际上很容易处理，但它们在掩膜除去之 后的处置是复杂因而成本很高的。这也同样适用于用来除去掩膜的溶剂。所用的聚合化合物和溶剂还要求制造过程中有复杂的保护措施，如爆炸防护。其他两级掺杂的构造(如两 级背表面区)也要求同样的布置。因而，本专利技术的目的是提供一种方法，借助该方法能够以很少的布置生产具有两 级掺杂的太阳能电池。本专利技术是基于这样的构思，S卩，保护那些掺杂区，在这些掺杂区中两级掺杂的重掺 杂区应该在太阳能电池基底的至少一部分的重掺杂之后用蚀刻介质形成，其中通过在所要 保护的区上施加牺牲结构，该牺牲结构在随后的借助所述蚀刻介质进行的太阳能电池基底 的未保护掺杂区的回蚀中至少被部分蚀刻。其中，回蚀应该被理解为其中蚀刻对象没有被完全除去的蚀刻。因此，在回蚀的情 况下，太阳能电池基底只有一部分未保护的掺杂区被除去。未保护的掺杂区仍然象之前一 样被掺杂，但由于回蚀，掺杂物的浓度较低。牺牲结构是在回蚀期间被所用的蚀刻介质所攻击的材料。牺牲结构在回蚀中被回 蚀的方式是不重要的。例如，牺牲结构的蚀刻可包括材料的表面除去，甚至只是表面的粗糙 化或者是选择蚀刻。牺牲结构的保护作用在于，在回蚀期间是它们而不是它们所覆盖的掺杂区首先被 攻击即蚀刻。根据蚀刻介质的材料，且根据牺牲结构，且由于根据本专利技术的方法的效果，牺 牲结构需要以不同的形式形成。例如，如果作为太阳能电池基底的未保护区的牺牲结构被 蚀刻介质攻击至类似的程度，则在一定蚀刻介质和牺牲结构的材料选择的情况下，牺牲结 构的形成厚度，应该比其中牺牲结构被蚀刻介质攻击的程度比太阳能电池基底小很多的情 况下的形成厚度更大。重要的是保护位于牺牲结构之下的区在足够长的时间里不受蚀刻 介质的影响，从而调节在太阳能电池基底的保护和未保护的掺杂区中的掺杂材料浓度的不 同，即，重掺杂区由于没有保护而具有比太阳能电池基底的弱掺杂区高所希望的程度的掺ο由于采用牺牲结构而不是蚀刻阻挡层，可用于太阳能电池基底的掺杂区的保护的 材料的范围被显著扩大了。因此，可以避免采用难以设置的掩膜和用于除去掩膜的难于处 理的溶剂。另外，复杂的保护措施可被省略，诸如抗蚀剂掩膜的爆炸保护和相关的溶剂需 求。在本专利技术的一个实施例中，牺牲结构是用基本无机的材料制成。换言之，它们的无 机物的成分被适当确定，从而使所形成的牺牲结构可被无机蚀刻介质或溶剂蚀刻或溶解。 这也可包括有机材料，只要其不要求采用无机溶剂。所用的材料因而可包含例如便利材料 在太阳能电池基底上的施加的有机成分。这些可被保留在最终形成的牺牲结构上，只要有 关蚀刻介质和溶剂的上述行为得到保证。或者，它们可在回蚀之前的一个稳定步骤中被除 去。例如，糊因而可包含有机成分，该成分便利了用于通过对该糊进行印刷而形成牺牲结构 的材料的施加，该印刷特别是屏网印刷。然而，在回蚀之前，这些在一个回火或烧结步骤中 被排放、烧毁或以其他方式还原。由于在半导体技术中更多地采用了无机材料，在太阳能电池生产中，所需的无机 技术已经存在并得到了测试和尝试，特别是用于施加和除去无机材料的技术。对于工业生 产，也有已经开发和测试/尝试的设备。牺牲结构优选地采用玻璃，例如二氧化硅。这能够以带有有机添加剂的糊的形式施加到太阳能电池基底上，从而能够对该糊进行屏网印刷或喷涂印刷，并在随后的烧结步 骤中形成牺牲结构。大体无机的材料的选择范围很大，例如，可用硼砂玻璃代替二氧化硅或与二氧化硅一起使用。在本专利技术的一种替换配置中，牺牲结构用一种材料形成，该材料在低温熔化，从而 可通过加热把牺牲结构熔化到太阳能电池基底上。然而，这必须在尽可能低的温度进行，因 为否则一方面太阳能电池基底的掺杂格局会发生恶化，另一方面可能会把污染引入太阳能 电池基底，这种都会对所制造的太阳能电池的转换效率产生不利影响。所用的材料因而应 该能够在800°C以下的温度熔化，优选地是低于600°C。在本专利技术的一个最佳实施例中，一种糊作为形成牺牲结构的材料而被施加。这是 借助一种印刷方法而进行的，诸如屏网、平版或喷涂印刷，并能够以简单和准确的方式施加 牺牲结构。太阳能电池制造中已经采用和尝试的技术也可被采用。在本专利技术的一个替换优选配置中，在回蚀步骤之前，牺牲结构被热处理，优选是回 火、烧结或熔化。根据用于牺牲结构的材料，这具有不同的优点。当采用糊来施加所述牺牲 结构时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．用于生产具有两级掺杂（９，１１）的太阳能电池的方法，包括以下步骤：－对太阳能电池基底（１）的至少一部分进行重掺杂（５０）；－至少暂时地保护掺杂区（８）不受蚀刻介质的影响，在该掺杂区中要形成两级掺杂（９，１１）的重掺杂区（９）；－借助所述蚀刻介质对所述太阳能电池基底（１）的未保护的掺杂区（１７）进行回蚀（５４；６２，６４；７２，７４）；其特征在于为保护掺杂区在所要保护的区（８）上施加（５２）了牺牲结构（７），所述牺牲结构在所述未保护的掺杂区的回蚀（５４；６２，６４；７２，７４）期间被至少部分地蚀刻（５４；６２，６４；７２，７４）。

【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：杰恩斯·库因伯格，
申请(专利权)人：GP太阳能有限公司，
类型：发明
国别省市：DE