[发明专利]用于制造具有镀敷触点的光伏电池的方法

说明书

公开领域

所公开的技术涉及用于制造具有镀敷金属触点的光伏电池的方法。

相关技术描述

鉴于将用于硅光伏电池的新概念和制造工艺实现在生产环境中，正在开发这些概念和工艺。朝着工业生产的这样的开发的示例是使用镀敷工艺来形成金属触点，作为屏幕印刷工艺的替换。

使用镀敷的典型的工艺流程(例如，用于硅光伏电池的前侧金属化)包括在整个前表面上提供介电层，例如抗反射涂层，并随后在局部移除抗反射涂层，由此在其中需要提供金属触点的位置处暴露底层硅表面。此后是在所暴露的硅区中的金属镀敷步骤，以形成前侧金属触点。局部移除抗反射涂层可例如通过激光消融来完成。硅前表面通常被纹理化。因此，在局部完全移除抗反射涂层而不损坏底层发射极区是有挑战性的。在需要提供金属触点的位置处的抗反射涂层的不完全移除可造成不良触点粘合和/或高触点电阻。对底层发射极区的损坏可造成分流和/或高少数载流子复合损失，并从而造成不良电池性能。

在具有选择性发射极结构(即，在金属触点下具有高度掺杂区且在金属触点之间具有轻微掺杂区的发射极结构)的光伏电池中，附加的挑战是激光消融图案与底层选择性发射极结构的高度掺杂区的对齐(用于局部移除抗反射涂层)。

一些发明方面的概述

一些发明方面涉及一种用于制造具有纹理化表面且具有镀敷金属触点的光伏电池的方法，其中所述金属触点是通过将至少一个金属镀敷在形成于沉积在所述纹理化表面上的介电层中的开口中来提供的，所述开口是通过使用激光消融在局部移除所述介电层来形成的，并且其中与现有技术方法相比，所述方法允许在降低的损坏底层掺杂区(如发射极区)的风险的情况下对所述介电层进行良好且完全的局部移除。在具有选择性发射极结构的一个发明方面，一种方法提供金属触点与底层发射极结构的高度掺杂区的容易对齐。

一些发明方面涉及具有纹理化表面和镀敷触点的、具有低触点电阻(例如，低于0.1欧姆.平方厘米)和良好的填充因子(例如，高于78％)的硅光伏电池。

一个发明方面涉及一种用于制造具有在半导体基板的粗糙(例如，纹理化)表面上的镀敷金属触点图案的光伏电池的方法，其中所述方法包括：根据所述金属触点图案在预定位置处通过第一激光在局部平滑所述半导体基板的表面；在所述基板表面处形成发射极区；在所述基板表面上提供介电层；通过第二激光形成贯穿所述介电层的开口，从而在与所述金属触点图案相对应的位置处局部地暴露底层基板表面；以及通过镀敷在所述基板表面的暴露区处提供金属触点。

所述半导体基板可例如是晶体硅基板，例如单晶、多晶硅(multi crystalline or poly crystalline)基板。然而，本公开不限于此并且可以使用其他合适的半导体基板。

在一个发明方面，粗糙表面可以是电池的前表面。它也可以是电池的后表面，例如在具有纹理化的前侧和纹理化的后侧以及在前侧和后侧两者处的图案化金属触点的双面电池的情况下。

粗糙表面可以例如是对可见光(波长范围在380nm和740nm之间)而言具有低于15％的平均反射率的表面。从初始粗糙的表面得出的经平滑的表面可以是对于可见光(波长范围在380nm和740nm之间)而言具有高于初始粗糙表面的平均反射率的平均反射率的表面。平滑表面可以是对于同一波长范围内的光而言具有高于20％或高于25％或高于30％的平均反射率的表面。

在局部对表面进行平滑可以例如通过脉冲UV激光来完成，该脉冲UV激光具有用于在局部熔化硅的合适激光能流且具有例如在约1ns和1000ns之间、约5ns和100ns之间或约5ns和20ns之间的范围中的脉冲持续时间。然而，本公开不限于此并且可以使用其他脉冲持续时间，例如可以使用皮秒(ps)脉冲。使用具有UV波长的激光的优点是UV光被吸收在靠近表面的薄(例如，几微米，例如具有3微米以下或2微米以下或1微米以下的厚度)硅层中，从而避免对硅的更深损伤。