[发明专利]具有激光烧蚀槽的指叉背接触太阳能硅电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用光伏器件(太阳能电池)将光照转换为电能，更 具体地，涉及用于生产指叉背接触(IBC)太阳能电池的方法和工具， 还涉及由这些方法生产的IBC太阳能电池。

背景技术

太阳能电池通常是将太阳光直接转换成电的光伏器件。太阳能电 池通常包括半导体(例如，硅)晶圆(衬底)，该半导体晶圆以形成 自由电子的方式吸收光照(例如，太阳光)，继而导致自由电子在内 建场的存在下流动以创建直流(DC)电。由几个太阳能电池生成的DC 电可由置于电池上的栅格收集。太阳能电池通常是使用方形或准方形 的硅晶圆制成，这些硅晶圆被掺杂以包括一个或多个n型掺杂区，和 一个或多个p型掺杂区。这样的太阳能电池(也称为基于硅晶圆的太 阳能电池)如今是在太阳能电池的商业生产中的主导技术，也是本发 明的主要关注点。

一种理想的太阳能几何结构——通常称为指叉背接触电池——由 诸如硅之类的半导体晶圆和交替的p型和n型掺杂的线路(指叉条纹) 组成。这种电池结构的优势在于，到p区和n区的所有电接触都可以 被做到晶圆的一侧。当晶圆被连接到一起进入一个模块内时，配线均 已从一侧完成。用于此器件的器件结构和制造手段，已经在题为“Solar Cell Production Using Non-Contact Patterning and Direct-Write Metallization”的共同拥有和共同未决的美国专利申请 No.11/336,714中描述，其以援引方式全部纳入本文。在2008年5月 12日，SunPower Corp.(San Jose，CA，USA)宣称在原型IBC电池中 达到了23.4％的效率。(见 http://investors.sunpowercorp.com/releasedetail.cfm？Release ID＝309613)

IBC太阳能电池的问题是，用于生产IBC电池的常规制造过程相 当复杂，且因此与生产常规“H-图案”太阳能电池所需的制造过程相 比更为昂贵。根据D.H.Neuhaus和A.Munzer发表的“Industrial Silicon Wafer Solar Cells”(Advances in Optoelectronics，2007 卷，第1-15页，2007年)，IBC电池需要17个处理步骤(最少)，来完 成电池制造过程，而常规的H-图案太阳能电池仅需要9个步骤。

所需要的是一种生产IBC型太阳能电池的方法，其通过降低生产 成本和复杂度克服了常规生产方法的缺陷，从而IBC型太阳能电池可 以用基本相等于或低于常规H-图案太阳能电池的成本来生产。

发明内容

本发明涉及制造IBC太阳能电池的方法，其包括将磷和硼扩散过 程结合起来，其中可丝网印刷的或旋涂掺杂剂硼源被沉积在晶体硅衬 底的后表面之上，然后扩散磷掺杂剂以使得所述硼源用作磷扩散的扩 散阻挡层，以防止p+和n+扩散区的交叉掺杂。在扩散过程之后，p+ 和n+扩散区通过激光烧蚀隔开，在后表面中、在相邻的p+和n+扩散 区之间形成槽。由此产生的制造过程将处理步骤的数量减少了大约一 半(与常规方法相比)，并且有助于以当前生产“H-图案”太阳能电 池所需的成本相同(或更低)的成本生产IBC太阳能电池。