[发明专利]在扩散P型区域上方形成负电荷钝化层的方法

说明书

技术领域

本发明的实施例大体上涉及太阳能电池的制造，且特别涉及结晶硅太阳能电池的表面的钝化的装置结构及方法。

背景技术

太阳能电池为将太阳光直接转换成电能的光伏(photovoltaic；PV)装置。最常见的太阳能电池材料为硅(Si)，其可为单晶、复晶或多晶基板等形式。因为使用硅基太阳能电池产生电力的成本高于通过传统方法产生电力的成本，已致力于在不会有害地影响太阳能电池的整体效能的前提下，降低制造太阳能电池的成本。

图1概要地示出从结晶硅基板110形成的标准硅太阳能电池100的剖面图。基板110包括基底区域101、发射体区域102、p-n接合区域103、介电钝化层104、正面电接点107及背面电接点108。p-n接合区域103设置于太阳能电池的基底区域101与发射体区域102之间，且是当太阳能电池100受到入射光子照射时产生电子-空穴对的区域。钝化层104可作为供太阳能电池100所用的抗反射涂布(anti-reflective coating；ARC)层，也可作为发射体区域102的表面105的钝化层。

可通过使用抗反射涂布(ARC)层来增进太阳能电池100的效能。当光通过一个介质到达另一个介质时，例如自空气至玻璃或自玻璃至硅，即便入射光与两个介质之间的接口正交，仍会有部分光线反射离开该接口。被反射的光的分量为两个介质之间的折射率差异的函数，其中较大的折射率差异导致从接口处反射较高分量的光。沉积于两个介质之间，并具有介于两个介质的折射率之间的折射率值的ARC层已知可降低被反射的光的分量。所以，存在于太阳能电池100的光接收表面的ARC层，如表面105上的钝化层104，可减少因反射离开太阳能电池100而因此不能被用来产生电能的入射辐射的分量。

当光落在太阳能电池上，入射光子的能量在p-n接合区域103的两侧产生电子-空穴对。在典型的n-型发射体区域102及p-型基底区域101中，电子跨越p-n接点往较低能量位准方向扩散，且空穴往相反方向扩散，因而在发射体上产生了负电荷并在基底中累积对应的正电荷。在具有p-型发射体区域102及n-型基底区域(例如，参考标号101)的替代配置中，电子跨越p-n接点的扩散在发射体上形成正电荷，而空穴在相反方向上的扩散则在基底中累积形成负电荷。在上述两个例子中，当在发射体与基底之间建立电子电路时，可使电流流通来使太阳能电池100产生电力。太阳能电池100将入射能量转换为电能的效能受到若干因素的影响，包括太阳能电池100中的电子及空穴的复合速率，以及被反射离开太阳能电池100的入射光的分量。

当在太阳能电池100中，于相反方向上移动的电子及空穴彼此结合时，会发生复合。每次电子-空穴对于太阳能电池100中复合时，会使电荷载体消灭，从而降低太阳能电池100的效能。复合可能发生于基板110的主体硅中，或在基板110的任一表面105、106处。在主体中，复合为主体硅中的瑕疵数量的函数。在基板110的表面105、106上，复合为存在于表面105、106上的悬空键(即，未终止的化学键)的数量的函数。会在表面105、106上见到悬空键是因为基板110的硅晶格结束于这些表面处。这些未终止的化学键有瑕疵陷阱(defect trap)的作用，瑕疵陷阱处在硅的能带间隙下，且因此成为电子-空穴对复合的地点。

如上所述，钝化层104的功能之一是最小化有钝化层104形成于其上之(多个)发射体区域102或基底区域101的表面处的载体复合。已发现到，在形成于太阳能电池装置中的p-型掺杂区域上设置的钝化层104形成负电荷，可有助于排斥移动通过太阳能电池的载体，并因此减少载体复合(carrier recombination)，并增进太阳能电池装置的效能。尽管使用传统等离子体处理技术形成具有净正电荷的钝化层是相对容易的，但却难以在硅基板的表面上形成稳定的带负电荷的钝化层。