[发明专利]具有背面介电覆层的太阳能电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池和一种用于生产太阳能电池的方法。

背景技术

在根据现有技术生产的太阳能电池中，经常在太阳能电池的背面（即工作时背对入射光的一面）提供介电覆层，作为对光的长波分量的光学镜。最先进的生产方法甚至在用于制作太阳能电池的太阳能电池基底上的发射极扩散之前就施加了介电覆层，且该介电覆层随后被用作阻止发射极掺杂物扩散进入太阳能电池基底的背面的扩散阻挡层。另外，该介电覆层可在正面（即工作时太阳能电池基底对着入射光的一面）的纹理蚀刻之前被施加，并被用作阻止对太阳能电池基底的背面的蚀刻的蚀刻阻挡层。在德国专利申请第10 2010 025 983.7号中描述了这样的有利的生产方法。

介电覆层通常是利用化学汽相淀积（CVD）方法施加的，尤其是借助等离子体加强化学汽相淀积（PECVD）方法。在此情况下，太阳能电池基底被设置在被称为船的保持装置上，而船被放置在一个涂覆设备中以把覆层加到太阳能电池基底上。太阳能电池基底经常以大体纵向的方式被排列在船上，即基底的背面所在平面大体上沿着纵轴延伸。这种船因而被称为纵向船。为了尽可能全面地把介电覆层淀积到太阳能电池基底的整个背面上，纵向船带有保持圈，其被称为保持销，太阳能电池基底被邻接在这些保持销上，且它们的正面对着一个大体纵向延伸的板。这些保持圈通常用陶瓷或石墨杆制成。

现在知道的是，在制成的太阳能电池位于保持圈周围的区域中可能有局部短路，这影响了电池的效率。已经发现，这是由于保持圈的掩盖效应，该效应会使得保持圈周围区域中的介电覆层比其他部分的介电覆层更薄。如果有随后的发射极扩散，其结果是保持圈周围区域中的掺杂物可能局部地通过该更薄的介电覆层进入到太阳能电池基底的背面。这与设置在太阳能电池基底的背面上的触头一起，会造成所述局部短路。如果在发射极扩散之前所述介电覆层被用作蚀刻阻挡层（例如在上述纹理蚀刻中），这种危险会加大。这是由于，在这种性质的蚀刻步骤中，介电覆层会受到攻击并被所用的蚀刻介质进一步变薄。

通过把太阳能电池基底设置在水平船而非纵向船上，可以避免上述问题，因为那样太阳能电池基底将平躺在板上且这意味着不再需要保持圈。然而，实际结果却是，与在纵向船上的太阳能电池基底相比，水平船上只有一半多的太阳能电池基底能够得到涂覆。因而水平船的使用伴随着生产成本的显著加大。

避免上述问题的另一方式，是把太阳能电池基底置于带有间接等离子体的涂覆设备中。然而，实际结果是，在这样的涂覆设备中施加的介电覆层不如在直接等离子体的涂覆设备中产生的介电覆层厚。由于不够厚，用间接等离子体生产的介电层不那么适合作为扩散或蚀刻阻挡层。这妨碍了它们在上述现代太阳能电池生产方法中的用途。

上述问题也可通过在太阳能电池基底的背面施加宽度较小和高度较低的触头，而得到避免。但如实际结果已经表明的，触头的宽度和高度必须减小得很多，才能可靠地防止阴影区的接触。而且，接触面积的显著减小还导致了由于电阻的加大而引起的效率损失。

发明内容

在此背景下，本发明的一个目的是提供一种太阳能电池，该太阳能电池的背面带有介电覆层，且该太阳能电池具有改善的效率并能够被经济地制造。

根据本发明的一个方面，上述目的得到了实现。

根据本发明的其他方面，提供了各种有利的改进。

本发明的另一目的，是提供一种方法，借助它能够经济地制造一种太阳能电池，在该太阳能电池的背面带有一种介电覆层，且该太阳能电池具有改善的效率。

根据本发明的一个方面，上述的目的得到了实现。

根据本发明的其他方面，提供了各种有利的改进。

根据本发明的太阳能电池具有设置在该太阳能电池的背面的介电覆层。它可以是例如一个氧化物-氮化物覆层。该介电覆层至少部分地被至少一个平面触头所覆盖。该至少一个平面触头的一个边界线具有至少一个凹处。

以此方式，在被所述至少一个凹处与所述至少一个平面触头分开的区域中，能够设置太阳能电池基底那些在介电覆层淀积期间被保持圈所掩盖的区域。因而，这些区域中的局部短路能够得到防止。另外，所述至少一个凹处只会使平面触头的总面积有略微的减小，从而可以实现太阳能电池的效率的改进。

在本发明的场合，太阳能电池的背面，指的是当太阳能电池处于工作状态时太阳能电池背向入射光的大面积的一面。大面积的面是太阳能电池的背面和正面，它们与太阳能电池的小面积的边相区别。触头在此指的是一种金属覆层，通过它太阳能电池能够得到电连接。