[发明专利]用于制造太阳能电池的掺杂剂材料

说明书

背景技术

1.技术领域

总地来说，本发明涉及太阳能电池，更具体地、但并非排他性地来说，本发明涉及用于制造太阳能电池的方法和设备。

2.背景技术的描述

太阳能电池是公知的用于将太阳辐射转换为电能的装置。其可以利用半导体加工技术在半导体晶片上制造。一般而言，太阳能电池可以通过在硅基材中形成p-掺杂区域和n-掺杂区域来制造。入射到太阳能电池上的太阳辐射产生电子和空穴，这些电子和空穴迁移到p-掺杂区域和n-掺杂区域，从而在掺杂区域之间产生电压差。在背面接触式太阳能电池中，所述掺杂区域与所述太阳能电池的背面的金属接触点连接，以使得外部电路与所述太阳能电池连接并由其驱动。在美国专利文献No.6,998,288、No.5,053,083和No.4,927,770中也公开了背面接触式太阳能电池，这些文献通过引用方式而全文并入本文。

由于成本节约可以转移给消费者，因此用于降低太阳能电池制造成本的方法和结构是所希望的。

发明概述

本发明的一个实施方案涉及用于制造太阳能电池的掺杂剂材料。

所述掺杂剂材料包括主载体和掺杂剂体系。所述主载体在环境温度下具有高的粘度，在高温下为具有较低粘度的液体。所述主载体在比所述高温更高的第三温度下分解。所述掺杂剂体系包括掺杂剂载体和掺杂剂源。所述掺杂剂源在所述第三温度下是稳定的。所述掺杂剂材料能够在所述高温下以控制的方式分配到较低温度下的硅基材的规定区域。

本发明的另一个实施方案涉及制备用于制造太阳能电池的掺杂剂材料的方法。将主载体和掺杂剂体系混合以形成所述掺杂剂材料。所述掺杂剂体系包括掺杂剂载体和掺杂剂源。所述混合在高于所述主载体的熔融温度的高温下进行。所述掺杂剂材料在低于所述主载体的熔融温度的较低温度下储存。

本发明的另一个实施方案涉及制造太阳能电池的方法。将主载体和掺杂剂体系混合以形成掺杂剂材料。所述掺杂剂材料包括掺杂剂载体和掺杂剂源。所述混合在高于所述主载体的熔融温度的高温下进行。所述掺杂剂材料分配到硅基材的规定区域上。所述掺杂剂材料在分配到所述硅基材上之后固化于其上。加热以使所述主载体和所述掺杂剂载体分解，并使所述掺杂剂源扩散到所述硅基材的所述规定区域。

通过阅读包括附图和权利要求的全部公开内容，本发明的这些和其它特征对于本领域技术人员而言将是容易显而易见的。

附图说明

图1为显示根据本发明的实施方案的掺杂剂材料的代表的示意图。

图2为显示根据本发明的具体实施方案的掺杂剂材料的代表的示意图。

图3为根据本发明的实施方案的形成掺杂剂材料、并利用所述掺杂剂材料来掺杂太阳能电池的基材的方法的流程图。

图4A和4B为描述根据本发明的实施方案的用于可控地将所述掺杂剂材料分配到太阳能电池的基材上的喷墨设备的示意图。

图5为描述根据本发明的实施方案的用于快速地将所述掺杂剂材料分配到太阳能电池的基材上的喷涂设备的示意图。

图6为描述根据本发明的实施方案的用于可控地将所述掺杂剂材料分配到太阳能电池基材上的直接写入设备的示意图。

图7为显示根据本发明的实施方案的包括一种或多种功能组分的掺杂剂材料的理论代表的示意图。

在不同附图中使用的相同参考标记表示相同或相似的组分。除非另作说明，否则附图不必符合比例。

发明详述

在本申请中，提供了许多具体细节，例如，设备、工艺参数、材料、工序步骤、以及结构的例子，以提供对于本发明的各实施方案的彻底理解。然而，本领域技术人员将认识到，本发明可以在缺少一个或多个具体细节的情况下实现。在其它情况下，对于公知的细节将不会进行显示或描述，以避免使本发明的方面模糊。

交叉型(interdigitated)背面接触式太阳能电池的实际制造中的一个问题或困难涉及高的制作成本，包括使用光致抗蚀剂材料、工艺和掩模对位等等。因此，交叉型背面接触式太阳能电池已经通常被局限于高价应用，例如高集合(high concentration)太阳能电池。

本申请公开了可以在高效制造工艺中使用的新型掺杂剂材料。特别地，所述掺杂剂材料具有在交叉型背面接触式硅太阳能电池的制造过程中适于用喷墨印刷、喷涂、或其它高效分配技术进行处理的形式。

有利地，所述掺杂剂材料可以在低于其环境温度标准粘度的粘度下进行喷射、喷涂或分配。由于在环境温度下具有更高的粘度，所述掺杂剂材料可以通过印刷或分配微细特征物的方式而被限制在局部区域。或者，可以通过使用(例如)喷嘴施加所述掺杂剂材料来覆盖所述基材的部分或全部面积。