[发明专利]使用注入和退火方法的太阳能电池-选择性发射极的形成

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求对通过引用整体并入本文之中的以下所有共同未决申请的优先权，这些申请包括：美国临时申请序号61/131,687，提交于2008年6月11日，名称为“SOLAR CELL FABRICATION USINGIMPLANTATION”；美国临时申请序号61/131,688，提交于2008年6月11日，名称为“APPLICATION SPECIFIC IMPLANT SYSTEMFOR USE IN SOLAR CELL FABRICATIONS”；美国临时申请序号61/131,698，提交于2008年6月11日，名称为“FORMATION OFSOLAR CELL-SELECTIVE EMITTER USING IMPLANTATION ANDANNEAL METHODS”；美国临时申请序号61/133,028，提交于2008年6月24日，名称为“SOLAR CELL FABRICATION WITHFACETING AND IMPLANTATION”；以及美国临时申请序号61/210,545，提交于2009年3月20日，名称为“ADVANCED HIGHEFFICIENCY CRYSTALLINE SOLAR CELL FABRICATIONSMETHOD”。

技术领域

本发明总体上涉及太阳能电池领域。更具体而言，本发明涉及太阳能电池器件及其形成方法。

背景技术

在太阳能电池的制作中有两个主要步骤。第一步骤是形成衬底，所述衬底被配置为在接收到光时产生电子-空穴对。这样的衬底的一个例子包括p-n结。第二步骤是在衬底上形成导电接触，所述导电接触被配置为传导来自单独电子的电荷，从而使电荷可被传导和带走。

目前，在第一步骤中使用扩散来形成p-n结。在衬底的表面上放置掺杂物糊剂。随后对其进行加热，从而将掺杂物驱入特定深度中并形成结。备选地，向衬底引入含磷物占主导地位的气体。接下来使用加热将含磷物驱入衬底中。在第二步骤中，将接触线丝网印刷至结的表面上。

从表面到衬底中的掺杂物扩散的使用受到多种问题的困扰。主要问题之一是，随着掺杂物被驱入材料的主体中，未活化的掺杂物在接近表面之处的聚积，这可能改变衬底的不同深度和区域处的电阻率，从而导致不同的光吸收和电子-空穴生成性能。特别是，遇到的一个问题是由于所谓“死层”的形成而导致对蓝光缺乏利用。

此外，随着线宽和晶片厚度越来越小，掺杂物在整个衬底上的横向定位特别困难。例如，对于选择性发射极应用而言，预计太阳能电池产业需要从200微米降至小于50微米的掺杂物横向放置。这样的放置，对于目前的扩散和丝网印刷方法而言，可能是非常困难的。另外，随着晶片越来越薄，从当今的150-200微米降至小于20微米，垂直和批量扩散以及丝网印刷变得极其困难，乃至是不可能的。

此外，扩散的使用没有能够提供理想的掺杂物浓度水平以及由此产生的电阻率。太阳能电池的电子-空穴对生成区域最好具有低掺杂物浓度和高电阻率水平，而太阳能电池的(靠近或位于表面)接触区域最好具有高掺杂物浓度和低电阻率水平。扩散无法单独处理各个区域并且对于两种区域都受限于大约50欧姆/平方(Ω/□)的薄层电阻，这对于电子-空穴生成区域不太够高，而对于接触区域又不太够低。

发明内容

本发明提供用于解决因较为陈旧的太阳能衬底掺杂工艺而导致的各种欧姆损耗的方法。本发明涉及改动衬底、接触、母线和接触指的电阻，改动金属硅界面的接触电阻，改动背面金属化的电阻，以及在网格接触之下和接触指之间实现期望的电阻率。另外，选择性发射极的有利形成及其提高性能的能力通过使用本发明可能得以实现。本发明能够被应用到生长出的单独的或单晶硅、聚集的或多晶硅，以及超薄硅或者超薄薄膜沉积硅或者其他用于太阳能电池形成和其他应用的材料。其还能够被扩展到用于任何其他在结和/或接触的制造中所使用的材料的原子种类放置。