[发明专利]用于制造具有异质结和发射极扩散区的光伏太阳能电池的方法

说明书

本发明涉及一种用于制造光伏太阳能电池的方法，所述光伏太阳能电池具有至少一个扩散渗入的扩散区和至少一个异质结，所述方法具有以下方法步骤：A.提供至少一个具有基区掺杂的半导体基板；B.在所述半导体基板的背面生成异质结，所述异质结具有掺杂的含硅的异质结层和直接或间接设置在异质结层与半导体基板之间的隧道电介质层；C.至少在所述半导体基板的与背面相对的正面上使所述半导体基板的表面纹理化；D.通过将至少一种具有与所述基区掺杂相反的掺杂类型的掺杂物扩散渗入所述半导体基板中，在所述半导体基板的正面上产生扩散区。

技术领域

本发明涉及一种根据本文所述的用于制造具有至少一个发射极扩散区和至少一个异质结的光伏太阳能电池的方法。

背景技术

光伏太阳能电池是一种面式的半导体器件，在这种半导体器件中，通过吸收入射的电磁辐射产生载流子对并随后在pn结处使所述载流子对分离，使得太阳能电池的至少两个电触点之间产生电势并且电能可以得到利用。

pn结可以这样来实现，即，在具有基区掺杂(Basisdotierung)的半导体基板(Halbleitersubstrats)中，通过与基区掺杂相反的掺杂物的扩散形成相应的发射极区，从而在发射极区和半导体基板的基区掺杂的区域之间形成pn结。

同样已知的是，通过向基底基板(Basissubstrat)上施加一个或多个层来形成发射极，特别是通过向由单晶硅组成的基底基板上施加由无定形硅组成的发射极层来形成发射极。所述发射极层这里还具有与基底(Basis)相反的掺杂类型(掺杂类型是指n型掺杂和与其相反的p型掺杂)，以在发射极和基极之间形成pn结。由于发射极的无定形硅层相对于基底的晶体硅具有不同的带隙，形成所谓的异质pn结，从而形成所谓的异质发射极。

如果基底基板和无定形硅层具有相同的掺杂类型，但具有不同的掺杂浓度，则同样形成异质结，在这种情况下是所谓的“高低结(High-Low-Junction)”。这种异质结用于形成异质接触：

在各半导体区域接通时，也已知不同的物理接触类型：通常是将金属的接触结构间接或直接地施加到待接通的半导体区域上。这里，特别地是已知欧姆接触和肖特基(Schottky)接触的形成。也已知为异质接触MOS/MIS接触的特殊形式。MOS/MIS接触的一种特殊实施方式具有以下结构：基板/隧道型氧化物/掺杂的多硅层。这种接触类型在半导体中是已知的，并且例如记载在Peter Würfel,太阳能电池物理学：从原理到新概念(Physicsof Solar Cells:From Principles to New Concepts),2005,Weinheim:Wiley-VCH；(异质-接触(Hetero-Kontakt)：第6.6章，第127页起；肖特基-接触(Schottky-Kontakt)：第6.7.1章，第131页起；MIS-接触(MIS-Kontakt)：第6.7.2章，第132页)和Sze,S.M.,半导体器件：物理和技术(Semiconductor devices:Physics and Technology),1985,纽约:JohnWiley&sons。(MOS-接触(MOS-Kontakt)：第5.4章，第186页；金属-半导体接触(Metall-Halbleiterkontakt)：第5.1章，第160页起)

异质结通常被称为具有不同带隙的材料的过渡部(结)但异质接触也可以通过在半导体基板和异质结层之间设置隧道层的方式形成，例如如前面所述，形成为基板/隧道型氧化物/含硅层或MIS接触。术语“异质结”在本申请中在这种广泛的含义上使用。因此，异质结的“异质”性质可以基于半导体基板与异质结层之间和/或隧道层与异质层之间不同的带隙。

在本发明中，术语“异质结”如上所述既包括具有不同掺杂类型的层的过渡部，特别是用于形成异质发射极，也包括具有相同掺杂类型的层的过渡部，特别是用于构成异质接触(Heterokontakten)。

类似于对发射极引入的定义，在本发明中将不是异质接触的接触称为同质接触。