[发明专利]用于形成具有选择性射极的太阳能电池的方法和装置

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及用于形成具有选择性射极的太阳能电池的方法，特别是对准选择性射极区以及丝网印刷图案以形成结晶硅基底的太阳能电池的方法。

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。近十年来，PV市场以每年超过30％的增加率成长。一些文章建议，在不久的将来全球太阳能电池的发电量将超过10亿瓦(GWp)。据估计，95％以上的太阳能模块基于硅晶片。高市场增加率结合实质上降低太阳电力成本的需求，造成对低价制造高质量太阳能电池的大量要求。因此，制造商业上有价值的太阳能电池的一个关键要素在于，通过提高设备产率以及基板产出量，来降低形成太阳能电池期望的制造成本。

典型的太阳能电池具有一个或多个的p-n结(p-n junction)。各p-n结包括半导体材料中的两个不同的区域，其中一边表示为p-型区域，而另一边表示为n-型区域。当将太阳能电池的p-n结暴露在阳光(由光子能量构成)下时，阳光会通过PV效应被直接转换为电力。太阳能电池产生特定量的电力，并铺设成模块，模块经尺寸设计以传递期望量的系统电力。太阳能模块与特定框架及连接器连结成面板。太阳能电池通常形成于硅基板上，此硅基板可为单晶硅或多晶硅基板。典型的太阳能电池包括厚度通常小于约0.3毫米(mm)的硅晶片、基板或板，且具有位于形成于基板上的p-型区域的顶端上的n-型硅薄层。

图1A及1B示意性示出在晶片11上制造的标准硅太阳能电池10。晶片11包括p-型基极区域21、n-型射极区域22以及设置于两者之间的p-n结区域23。通过在半导体中掺杂特定类型的元素(例如：磷(P)、砷(As)或锑(Sb))以使负电荷载子(电子)的数量增加，来形成n-型区域或n-型半导体。相似地，通过将三价原子加入晶格中而造成对硅晶格而言正常的四个共价键中的一者失去电子，来形成p-型区域或p-型半导体。因而，掺杂原子可接受来自邻近原子共价键的电子，以完成第四键。掺杂原子接受电子，导致邻近原子失去半个键，并造成“空穴”的形成。

当光线射入太阳能电池上时，来自入射光子的能量在p-n结区域23的两侧产生电子-空穴对。电子跨过p-n结扩散至较低能级，而空穴往相反方向扩散，在射极上产生负电荷，并在基极中累积相对应的正电荷。当电路形成于射极与基极之间，且p-n结暴露于光的某些波长下时，电流将会流动。通过半导体受光照所产生的电流流经设置于前侧18(受光侧)上的接触区，以及太阳能电池10的背侧19。如图1A所示，顶部接触区结构通常被设置成将电流供应至较大的汇流条(bus bar)15的宽间距薄金属线或指状触点14。由于后接触区25不防止入射光线进入太阳能电池10，所以后接触区25并不限于形成多重薄金属线。太阳能电池10通常由电介质材料(如Si3N4)的薄层覆盖，电介质材料的薄层作为抗反射涂层(anti-reflectingcoating，ARC)16，以最小化自太阳能电池10的顶部表面22A的光反射。