提供了背结背触点三维太阳能电池及其制造方法。背结背触点三维太阳能电池包括三维衬底。该衬底包括具有钝化层的光捕获正面表面，掺杂的基极区域，和极性与掺杂的基极区域相反的掺杂的背面发射极区域。背面钝化层置于掺杂的背面发射极区域上。背面发射极触点和背面基极触点，其连接至金属互连件且选择性地在三维太阳能电池背面的三维特征上形成。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体涉及光伏和太阳能电池
，更具体地涉及背结背触点薄太阳能电池及其制造方法。
技术介绍
目前，晶体硅在光伏(PV)产业的市场份额最大，占整个PV市场的80%以上。尽管 制造更薄的晶体硅太阳能电池长期以来被认为是降低PV成本最有效的策略之一(因为太阳能电池中使用的晶体硅晶片的相对较高的材料成本占了 PV模块总成本的一部分)，但是由于衬底尺寸较大较薄，这使得使用较薄的晶体的过程中存在很多机械破损问题。其他问题包括在薄结构中存在光捕获不充分，这是由于硅是一种间接能隙半导体材料。另外，在PV工厂中，在制造量较高的情况下很难以一种有效节约成本的方式取得高机械产量和降低的晶片破损率之间的平衡。对于无支撑的独立式晶体硅太阳能电池而言，比当前的厚度范围140 ii m-250 ii m再稍微降低一点也会在制造过程中严重危害到机械产量。薄膜硅尤其具有机械脆性，会造成制造和处理困难。因此，任何处理非常薄的太阳能电池结构的方案可采用在整个电池工艺中电池完全由主载体支撑的电池工艺，或者是采用新颖的自支撑、独立、具有结构创新的衬底的电池工艺。尽管过去太阳能电池行业很多人尝试使用诸如玻璃的载体来支撑薄衬底，然而这些载具有很严重的缺陷，包括最高处理温度很低(在玻璃情况下)，这会潜在地影响太阳能电池的效率。还有人尝试制造小面积薄的电池，这样就不会有严重的破损问题了 ；然而，商业可行性要求大的电池面积。以较低制造成本获得较高的电池和模组效率对于太阳能电池发展和制造而言很关键。背结/背触点电池体系结构非常高效，主要是由于电池正面无金属遮挡，前面无发射极，无由此导致的高蓝光响应，并且还因为背面可能较低的金属电阻。本领域的技术人员知道背触点电池要求少数载流子扩散长度与衬底厚度的比值要非常高(同时任何太阳能电池都要有好的标准，包括正面触点电池，这对背触点电池尤其重要)该比值典型地应大于五。由于在不影响机械产量的情况下很难降低电池的厚度，因此目前的背结背触点太阳能电池的重点在于使用寿命很长的材料。虽然这会产生较大的扩散长度，但是使用寿命长的材料也会增加衬底的成本。然而，使用较薄的电池，其扩散长度不一定要要求如此高，这就使得材料质量的要求很容易满足，因此电池的成本也会降低。除这种成本降低之外，使用较少的硅成本会明显降低。因此，在非常薄的晶体硅衬底上的背结/背触点电池具有大的成本和性能优势。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了用于制造超薄晶体硅、大面积(适合于商业应用)的、背结背触点太阳能电池的方法及其创新结构。本专利技术提供了背结背触点三维太阳能电池及其制造方法。背结背触点三维太阳能电池包括三维衬底。该衬底包括具有钝化层的光俘获正面表面，掺杂的基极区域，和极性与掺杂的基极区域相反的掺杂的背面发射极区域。背面钝化层置于掺杂的背面发射极区域上。背面发射极触点和背面基极触点，其连接至金属互连件且选择性地在三维太阳能电池背面的三维特征上形成。由于此处提供的描述，本专利技术以及其它新颖特征会很明显。本简要内容不是要对 权利要求的主题进行综合描述，而是对本专利技术的功能性进行简短的概述。在查阅以下图表和详细描述时，此处提供的其它系统、方法、特征和优点对于本领域的技术人员来说将变得明显。本简要内容的意图是将所有包含在本描述内的这些其它的系统、方法、特征和优点包括在伴随的权利要求的范围内。附图说明现参考以下结合附图的描述，以便对本专利技术及其优点有一个更全面的理解，附图中相似的标号表示相似的特征，其中图IA和IB是可重复使用的模板的侧视图和俯视图；图2A和2B是硅衬底的照片；图3是示出制造背结背触点薄太阳能电池的工艺流程；图4A-4C是制造可重复使用的模板的剖面图；图5A至是制造衬底的剖面6A至6H是经过图3流程中的关键制造工艺步骤后太阳能电池的剖面图；图7是制造示例性太阳能电池的工艺流程；图8A至8H是经过图7中制造工艺流程的关键处理步骤后太阳能电池的剖视图；图9是制造另一种示例性太阳能电池的工艺流程；图10是图9中电池的最终结构的剖面图；图11是制造另一种示例性太阳能电池的工艺流程；图12A-12H是图示经过图11中工艺流程的关键制造步骤后电池的剖面图；图13图示了制造另一种示例性太阳能电池的工艺流程；图14是图13中电池的最终结构的剖面图；图15图示了制造另一种示例性太阳能电池的工艺流程；图16是图15中电池的最终结构的剖面图；图17图示了制造另一种示例性太阳能电池的工艺流程；图18A-18F是经过图17中流程的关键处理步骤后太阳能电池的剖视图；图19图示了制造另一种示例性太阳能电池的工艺流程；图20是图19中电池的最终结构的剖面图；图21图示了制造另一种示例性太阳能电池的工艺流程；图22是图21中电池的最终结构的剖面图；图23图示了制造另一种示例性太阳能电池的工艺流程；和图24是图23中电池的最终结构的剖面图。具体实施例方式以下描述没有限制意义，其目的是为了描述本专利技术的一般原理。本专利技术的范围应该根据权利要求而定。本专利技术的示例性实施例在附图中图示，相同标号在在附图中表示相同或相应部件。 本专利技术提供了背结背触点薄半导体电池的结构方案和制造工艺方案。尽管以上描述是针对硅这种薄膜硅衬底(TFSS)，但也可以使用其它半导体材料如锗或砷化镓，而不脱离本专利技术的结构和方法的范围。使用硅或其它半导体材料的异质结和多结太阳能电池也在本专利技术的范围内。另外，三维背结背触点太阳能电池及其制造方法适用于衬底上任何三维形状/结构或微观结构，但是所显示并描述的是倒金字塔结构。术语“PyCell”此处指的是倒金字塔型结构的背结触点太阳能电池。在操作中，首先使用外延生长在可重复使用的模板顶面制造一般厚度小于IOOum(尤其是在15um至50um范围内)的大面积(在156mmX156mm的范围内)薄太阳能电池衬底，且随后该衬底被移出。该可重复使用的模板可具有三维结构，或在另一种实施例中大体上是平面的。它可重复使用多次用于外延生长，这样便可分摊模板成本。TFSS可利用牺牲层从模板上分离，该牺牲层不仅可以将结晶性从模板传送到TFSS，而且与TFSS和可重复使用的模板相比还可以容易地、可选择性地被去除。牺牲层的一个例子是多孔硅，其孔隙率可被调整或分级以便获得上述两个重要功能。使用上述方法制造薄太阳能电池衬底之后，关键挑战是在制造太阳能电池的过程中处理这些TFSS，且不造成破损和分裂。从经营成本的角度来看，沉积非常薄的硅层是可取的。随着层逐渐变薄，应对薄层衬底进行增强以保证通过此工艺流程可获得较高的机械产量，例如带有超薄(Ium到30um)硅层的大(156mmxl56mm近似方形)三维TFSS。以下结构和方法用于解决TFSS加工问题并可增大总效率。图IA和IB分别为PyCell可重复使用的硅模板的剖面图和俯视图。图IA图示了可重复使用的倒金字塔型模板的部分剖面图，该金字塔型模板剖面由大金字塔型空腔和小金字塔型空腔组成。由于是通过各向异性硅蚀刻对金字塔型空腔进行化学蚀刻，所以侧壁和顶部横向平面之间的角度是54. 7度，S卩(111)和(100)硅结晶平面之间的角度是54. 7度。图IB图示了本专利技术中所制造的模板的俯视图。结构化的硅模板由各向异性蚀刻的大金字塔型空腔和小金字塔型空腔组成。大空腔的顶本文档来自技高网...
【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：M·M·穆斯利赫，P·卡普尔，K·J·克拉默，D·X·王，S·苏特，V·V·雷纳，
申请(专利权)人：速力斯公司，
类型：发明
国别省市：
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