具有后表面反射器的双面太阳能电池
专利汇可以提供具有后表面反射器的双面太阳能电池专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种简化制造方法和所形成的双面 太阳能 电池 (BSC)，该简化制造方法降低了制造成本。BSC包括后表面触点网格(113)和 覆盖 的覆盖金属 反射器 (117)。掺杂非晶 硅 层插入触点网格和 覆盖层 之间。，下面是具有后表面反射器的双面太阳能电池专利的具体信息内容。
1.一种制造双面太阳能电池(BSC)的方法，所述方法包括以下步骤：
在具有第一导电类型的硅衬底的后表面上沉积具有所述第一导电类型的掺杂物，以形成后表面掺杂区；
在所述后表面掺杂区上沉积后表面电介质；
在所述硅衬底的前表面上形成具有第二导电类型的活动区，所述形成步骤包括热扩散步骤，其中所述方法包括单一的热扩散步骤；
蚀刻所述活动区；
将前表面钝化和防反射(AR)介电层沉积到所述活动区上；
施加后表面触点网格；
施加前表面触点网格；
烧制所述后表面触点网格；
烧制所述前表面触点网格；
将非晶硅层沉积到所述后表面触点网格和所述后表面电介质上，其中所述非晶硅层掺杂有具有所述第一导电类型的第二掺杂物；
在所述非晶硅层上沉积金属层；以及
隔离所述活动区。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述施加后表面触点网格的步骤进一步包括丝网印刷所述后表面触点网格的步骤，以及其中所述施加前表面触点网格的步骤进一步包括丝网印刷所述前表面触点网格的步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在所述非晶硅层和所述金属层之间沉积导电界面层的步骤，其中在所述金属层的沉积步骤之前执行所述导电界面层的沉积步骤。
4.一种制造双面太阳能电池的方法，所述方法包括以下步骤：
在p型硅衬底的后表面上沉积硼掺杂层；
在所述硼掺杂层上沉积后表面电介质；
+
在所述硅衬底的前表面上扩散磷，以形成n 层和前表面结；
去除所述磷的扩散步骤中形成的磷硅玻璃(PSG)；
+
将前表面钝化和防反射(AR)介电层沉积到所述n 层上；
施加后表面触点网格；
施加前表面触点网格；
烧制所述后表面触点网格；
烧制所述前表面触点网格；
将非晶硅的硼掺杂层沉积到所述后表面触点网格和所述后表面电介质上；
将金属层沉积到所述非晶硅的硼掺杂层上；以及
隔离所述前表面结。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述施加后表面触点网格的步骤进一步包括丝网印刷所述后表面触点网格的步骤，以及其中所述施加前表面触点网格的步骤进一步包括丝网印刷所述前表面触点网格的步骤。
6.根据权利要求4所述的方法，其中使用激光划片机执行隔离所述前表面结的步骤。
7.根据权利要求4所述的方法，进一步包括在所述非晶硅的硼掺杂层和所述金属层之间沉积导电界面层的步骤，其中在所述金属层的沉积步骤之前执行所述导电界面层的沉积步骤。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述导电界面层由铟锡氧化物或铝掺杂氧化锌材料组成。
9.根据权利要求4所述的方法，其中同时执行烧制所述后表面触点网格和烧制所述前表面触点网格的步骤。
10.根据权利要求4所述的方法，其中在施加所述前表面触点网格的步骤之前执行烧制所述后表面触点网格的步骤。
11.根据权利要求4所述的方法，其中所述硼掺杂层的沉积步骤进一步包括利用化学气相沉积来沉积硼掺杂二氧化硅层的步骤。
12.根据权利要求4所述的方法，其中所述硼掺杂层的沉积步骤进一步包括利用化学气相沉积来沉积硼掺杂硅层的步骤。
13.根据权利要求4所述的方法，其中所述硼掺杂层的沉积步骤进一步包括利用等离子体增强化学气相沉积来沉积硼掺杂非晶硅层的步骤。
14.根据权利要求4所述的方法，其中所述硼掺杂层的沉积步骤进一步包括在所述硅衬底的所述后表面上喷射硼酸溶液的步骤。
15.根据权利要求4所述的方法，其中所述硼掺杂层的沉积步骤进一步包括在所述硅衬底的所述后表面上喷射硼掺杂旋涂玻璃的步骤。
16.根据权利要求4所述的方法，其中所述PSG的去除步骤进一步包括通过氢氟酸腐蚀剂来蚀刻所述前表面的步骤。
17.根据权利要求4所述的方法，进一步包括从氮化硅、二氧化硅或氮氧化硅中选择所述后表面电介质和所述前表面钝化和AR电介质的步骤。
18.根据权利要求4所述的方法，其中在大约850℃的温度下执行所述磷的扩散步骤持续大约10至20分钟。
19.根据权利要求4所述的方法，其中在施加所述后表面触点网格的步骤之后执行所述后表面电介质的沉积步骤。
20.一种双面太阳能电池，包括：
具有前表面和后表面的具有第一导电类型的硅衬底；
位于所述硅衬底的所述后表面上的具有所述第一导电类型的掺杂区；
沉积在所述掺杂区上的介电层；
位于所述硅衬底的所述前表面上的具有第二导电类型的活动区；
沉积在所述活动区上的钝化和AR介电层；
施加在所述介电层上的第一触点网格，所述第一触点网格由第一金属组成，其中在烧制步骤之后，所述第一触点网格通过所述介电层合成到位于所述硅衬底的所述后表面上的所述掺杂区；
施加在所述钝化和AR介电层上的所述第二触点网格，所述第二触点网格由第二金属组成，其中在所述烧制步骤之后，所述第二触点网格通过所述钝化和AR介电层合成到所述活动区；
掺杂有所述第一导电类型的掺杂物的非晶硅层，所述非晶硅层沉积在所述第一触点网格和所述介电层上；以及
沉积在所述非晶硅层上的覆盖层，所述覆盖层由第三金属组成。
21.根据权利要求20所述的双面太阳能电池，进一步包括所述硅衬底的所述前表面上的槽，所述槽隔离由所述活动区和所述硅衬底形成的前结。
22.根据权利要求20所述的双面太阳能电池，进一步包括插入所述非晶硅层和所述覆盖层之间的导电界面层。
23.根据权利要求22所述的双面太阳能电池，其中所述导电界面层选自铟锡氧化物或铝掺杂氧化锌材料。
24.根据权利要求20所述的双面太阳能电池，其中所述硅衬底由p型硅组成，所述活动+
区由来自于磷的扩散步骤的n 材料组成，以及所述掺杂区和所述非晶硅层进一步包括硼掺杂物。
25.根据权利要求24所述的双面太阳能电池，其中所述介电层和所述钝化和AR介电层均由氮化硅、二氧化硅或氮氧化硅材料组成。
26.根据权利要求20所述的双面太阳能电池，其中所述硅衬底由n型硅组成，所述活动+
区由来自硼的扩散步骤的p 材料组成，以及所述掺杂区和所述非晶硅层进一步包括磷掺杂物。
27.一种制造双面太阳能电池(BSC)的方法，所述方法包括以下步骤：
在具有第一导电类型的硅衬底的前表面上形成具有第二导电类型的活动区，所述形成步骤包括热扩散步骤；
蚀刻所述硅衬底的所述前表面；
将前表面钝化和防反射(AR)介电层沉积到所述活动区上，以及将后表面介电层沉积到所述硅衬底的所述后表面上；
施加后表面触点网格；
施加前表面触点网格；
烧制所述后表面触点网格；
烧制所述前表面触点网格；
将非晶硅层沉积到所述后表面触点网格和所述后表面介电层上，其中所述非晶硅层掺杂有具有所述第一导电类型的掺杂物；以及
在所述非晶硅层上沉积金属层。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述施加后表面触点网格的步骤进一步包括丝网印刷所述后表面触点网格的步骤，以及其中所述施加前表面触点网格的步骤进一步包括丝网印刷所述前表面触点网格的步骤。
29.根据权利要求27所述的方法，进一步包括在所述非晶硅层和所述金属层之间沉积导电界面层的步骤，其中在所述金属层的沉积步骤之前执行所述导电界面层的沉积步骤。
30.根据权利要求27所述的方法，进一步包括去除所述活动区的形成步骤中形成在所述硅衬底的后表面上的后表面结。
31.一种制造双面太阳能电池的方法，所述方法包括以下步骤：
+
将磷扩散到硅衬底的前表面上，以形成n 层和前表面结，以及将磷扩散到所述硅的后表面上，以形成后表面结；
去除所述磷的扩散步骤中形成的磷硅玻璃(PSG)；
+
将前表面钝化和防反射(AR)介电层沉积到所述n 层上，以及将后表面介电层沉积到所述硅衬底的所述后表面上；
施加后表面触点网格；
施加前表面触点网格；
烧制所述后表面触点网格；
烧制所述前表面触点网格；以及
将金属层沉积到所述后表面触点网格和所述后表面电介质上。
32.根据权利要求31所述的方法，其中所述施加后表面触点网格的步骤进一步包括丝网印刷所述后表面触点网格的步骤，以及其中所述施加前表面触点网格的步骤进一步包括丝网印刷所述前表面触点网格的步骤。
33.根据权利要求31所述的方法，其中同时执行烧制所述后表面触点网格和烧制所述前表面触点网格的步骤。
34.根据权利要求31所述的方法，其中在施加所述前表面触点网格的步骤之前执行烧制所述后表面触点网格的步骤。
35.根据权利要求31所述的方法，进一步包括去除所述后表面结的步骤和隔离所述前表面结的步骤。
36.根据权利要求35所述的方法，其中所述后表面结去除步骤进一步包括蚀刻所述后表面的步骤。
37.根据权利要求35所述的方法，其中在所述后表面结的去除步骤之后以及所述后表面介电层的沉积步骤之前执行施加所述后表面触点网格的步骤。
38.根据权利要求35所述的方法，进一步包括在所述硅衬底的所述后表面上施加后表面金属网格的步骤，其中在所述后表面结的去除步骤之后以及所述后表面介电层的沉积步骤之前执行所述后表面金属网格的施加步骤，其中根据权利要求31所述的方法进一步包括对齐所述后表面触点网格与所述后表面金属网格的步骤。
39.根据权利要求38所述的方法，其中所述后表面金属网格的施加步骤进一步包括施加阴影掩膜至所述硅衬底的所述后表面的步骤以及在所述硅衬底的所述后表面上沉积所述后表面金属网格的步骤。
40.根据权利要求38所述的方法，其中所述后表面金属网格的施加步骤进一步包括在所述硅衬底的所述后表面上丝网印刷所述后表面金属网格的步骤。
41.根据权利要求38所述的方法，其中在施加所述前表面触点网格的步骤之前执行烧制所述后表面触点网格的步骤。
42.根据权利要求31所述的方法，其中所述PSG的去除步骤进一步包括通过氢氟酸腐蚀剂来蚀刻所述前表面的步骤。
43.一种制造双面太阳能电池(BSC)的方法，所述方法包括以下步骤：
在具有第一导电类型的硅衬底的后表面上沉积后表面介电层；
在所述硅衬底的前表面上形成具有第二导电类型的活动区，所述形成步骤包括热扩散步骤；
蚀刻所述硅衬底的所述前表面；
将前表面钝化和防反射(AR)介电层沉积到所述活动区上；
施加后表面触点网格；
施加前表面触点网格；
烧制所述后表面触点网格；
烧制所述前表面触点网格；
将非晶硅层沉积到所述后表面触点网格和所述后表面介电层上，其中所述非晶硅层掺杂有具有所述第一导电类型的掺杂物；以及
在所述非晶硅层上沉积金属层；以及
隔离所述前表面结。
44.根据权利要求43所述的方法，其中所述施加后表面触点网格的步骤进一步包括丝网印刷所述后表面触点网格的步骤，以及其中所述施加前表面触点网格的步骤进一步包括丝网印刷所述前表面触点网格的步骤。
45.根据权利要求43所述的方法，其中利用激光划片机执行隔离所述前表面结的步骤。
46.根据权利要求43所述的方法，进一步包括在所述非晶硅层和所述金属层之间沉积导电界面层的步骤，其中在所述金属层的沉积步骤之前执行所述导电界面层的沉积步骤。
47.一种制造双面太阳能电池的方法，所述方法包括以下步骤：
在硅衬底的后表面上沉积介电层；
+
在所述硅衬底的前表面上扩散磷，以形成n 层和前表面结；
去除所述磷的扩散步骤中形成的磷硅玻璃(PSG)；
+
将前表面钝化和防反射(AR)介电层沉积到所述n 层上；
施加后表面触点网格；
施加前表面触点网格；
烧制所述后表面触点网格；
烧制所述前表面触点网格；
将硼掺杂非晶硅层沉积到所述后表面触点网格和所述后表面电介质上，以及在所述硼掺杂非晶硅层上沉积金属层；以及
隔离所述前表面结。
48.根据权利要求47所述的方法，其中所述施加后表面触点网格的步骤进一步包括丝网印刷所述后表面触点网格的步骤，以及其中所述施加前表面触点网格的步骤进一步包括丝网印刷所述前表面触点网格的步骤。
49.根据权利要求47所述的方法，其中利用激光划片机执行隔离所述前表面结的步骤。
50.根据权利要求47所述的方法，进一步包括在所述硼掺杂非晶硅层和所述金属层之间沉积导电界面层的步骤，其中所述在所述金属层的沉积步骤之前执行所述导电界面层的沉积步骤。
51.根据权利要求50所述的方法，其中所述导电界面层由铟锡氧化物或铝掺杂氧化锌材料组成。
52.根据权利要求47所述的方法，其中同时执行烧制所述后表面触点网格和烧制所述前表面触点网格的步骤。
53.根据权利要求47所述的方法，其中在施加所述前表面触点网格的步骤之前执行烧制所述后表面触点网格的步骤。
54.根据权利要求47所述的方法，其中所述PSG的去除步骤进一步包括通过氢氟酸腐蚀剂来蚀刻所述前表面的步骤。
55.一种双面太阳能电池，包括：
具有前表面和后表面的具有第一导电类型的硅衬底；
沉积在所述硅衬底的所述后表面上的第一介电层；
位于所述硅衬底的所述前表面的至少一部分上的具有第二导电类型的活动区；
沉积在所述活动区上的第二介电层；
施加在所述第一介电层上的第一触点网格，所述第一触点网格由第一金属组成，其中在烧制步骤之后，所述第一触点网格通过所述第一介电层合成到所述硅衬底的所述后表面；
掺杂有所述第一导电类型的掺杂物的非晶硅层，所述非晶硅层沉积在所述第一触点网格和所述第一介电层上；以及
沉积在所述非晶硅层上的覆盖层，所述覆盖层由第三金属组成。
56.根据权利要求55所述的双面太阳能电池，进一步包括插入所述非晶硅层和所述覆盖层之间的导电界面层。
57.根据权利要求56所述的双面太阳能电池，其中所述导电界面层选自铟锡氧化物或铝掺杂氧化锌材料。
58.根据权利要求55所述的双面太阳能电池，其中所述硅衬底由p型硅组成，所述活动+
区由来自于磷的扩散步骤的n 材料组成，以及所述非晶硅层进一步包括硼掺杂物。
59.根据权利要求55所述的双面太阳能电池，进一步包括直接沉积在所述硅衬底的所述后表面上并且插入所述硅衬底的所述后表面和所述第一介电层之间的第三金属的网格图案，其中所述第一触点网格与所述网格图案对准，以及其中在所述烧制步骤之后，所述第一触点网格通过所述第一介电层合成到所述第三金属的所述网格图案。
60.根据权利要求55所述的双面太阳能电池，其中所述第一触点网格在所述第一介电层之前直接施加到所述硅衬底的所述后表面上。
61.根据权利要求55所述的双面太阳能电池，进一步包括所述硅衬底的所述前表面上的槽，所述槽隔离由所述活动区和所述硅衬底形成的前结。
62.根据权利要求55所述的双面太阳能电池，其中所述硅衬底由n型硅组成，所述活动+
区由来自于硼的扩散步骤的p 材料组成，以及所述非晶硅层进一步包括磷掺杂物。
具有后表面反射器的双面太阳能电池
技术领域
背景技术
发明内容
璃(PSG)；将前表面钝化和AR介电层沉积到所述n 层上；施加前表面触点网格后表面触点网格；烧制前表面触点网格后表面触点网格；将非晶硅的硼掺杂层沉积到所述后表面触点网格和所述后表面电介质上；将金属层沉积到硼掺杂非晶硅层上；以及例如使用激光划片机隔离前表面结。所述方法可以进一步包括在硼掺杂非晶硅层和金属层之间沉积导电界面层的步骤，所述导电界面层例如由ITO或ZnO:Al组成。可以同时执行前表面触点网格烧制步骤和后表面触点网格烧制步骤。可选地，可以在前表面触点网格施加步骤和烧制步骤之前或之后执行后表面触点网格施加步骤和烧制步骤。可以使用CVD通过沉积硼掺杂二氧化硅层、使用CVD通过沉积硼掺杂多晶硅层、使用PE-CVD通过沉积硼掺杂非晶硅层、在衬底的后表面上喷涂硼酸溶液、或者在衬底的后表面上喷涂/揩涂硼掺杂旋涂玻璃，来实现硼掺杂层沉积步骤。可以在大约850℃的温度下执行磷扩散步骤大约10至20分钟。可以在施加后表面触点网格之后执行后表面电介质沉积步骤。
步骤的n 材料组成，以及所述掺杂区和所述非晶硅层进一步包括硼掺杂物。硅衬底可以由+
n型硅组成，所述活动区由来自硼扩散步骤的p 材料组成，以及所述掺杂区和所述非晶硅层进一步包括磷掺杂物。
可以同时执行所述前表面触点网格烧制步骤和所述后表面触点网格烧制步骤。可选地，可以在前表面触点网格施加步骤和烧制步骤之前或之后执行后表面触点网格施加步骤和烧制步骤。所述方法可以进一步包括去除后表面结的步骤和隔离前表面结的步骤。可以在去除后表面结之后以及在后表面上沉积介电层之前例如通过丝网印刷或利用阴影掩膜的沉积来施加后表面金属网格。可以在去除后表面结之后以及在后表面上沉积介电层之前执行后表面网格施加步骤。
来自硼扩散步骤的p 材料组成，以及所述非晶硅层可以进一步包括磷掺杂物。BSC可以进一步包括直接沉积在所述硅衬底的所述后表面上并且插入在所述硅衬底和所述后表面介电层之间的金属网格图案。BSC可以进一步包括所述硅衬底的所述前表面上的槽，所述槽隔离前表面结。
附图说明
具体实施方式
103与衬底101被掺杂为相同的掺杂类型。相对于衬底101，提高区103的掺杂水平，降低接触电阻。此外，掺杂区103降低了后表面重组，这是包含后表面反射器所加重的问题。在本发明的至少一个实施例中，区103与衬底101被掺杂为不同的掺杂类型。
界面处的p-n结。优选地，利用磷酰氯(POCl3)形成n 层107，其中在825℃至890℃范围内的扩散温度下执行扩散，优选地，在大约850℃的温度下，在氮气氛中扩散10至20分钟(步骤207)。可以理解，在步骤207的磷扩散过程中，来自于区103的硼扩散到衬底101的后表面中，以形成后表面场(BSF)。然后，在室温或接近室温下，例如利用氢氟酸(HF)腐蚀剂对扩散步骤207中形成的磷硅玻璃(PSG)蚀刻1至5分钟(步骤209)。在优选实施例中，前
21 3
侧结的厚度为0.3至0.6微米，表面掺杂浓度为大约8×10 /cm。
杂的，优选地在10 /cm 或更高的水平，其与衬底101具有相同的掺杂物类型，即使用p型衬底的示例性结构中的p型掺杂物。对于示例性实施例，用硼作为掺杂物。最后，在结构的后表面上沉积覆盖金属层(blanket metal layer)117(步骤219)，金属层117既提供后表面反射器又提供与触点113进行电连接的装置。通常，层117的厚度为1至10微米，其优选地是较薄的层以最小化晶片弯曲。对于给定的非晶硅带隙，即1.75eV，层115对于到达反射层117的长波长光子是透明的。最后，隔离前结，例如利用激光划片机在电池的周边附近在前电池表面上形成槽(步骤221)。
然后施加前表面触点111和后表面触点(步骤213)，接下来沉积后表面介电层105(步骤
501)。如上所述，后表面介电层105优选地由氮化硅或二氧化硅或二氧化硅/氮化硅堆叠组成。如果需要，可以改变步骤211、213和501的顺序，例如首先施加后触点网格113，然后沉积后表面介电层105，然后施加前触点网格111，然后沉积前表面介电层109。
衬底101的前表面上，以制造n 层107以及在衬底101与n 层107的界面处的p-n结(步+
骤701)。在步骤701中，磷也被扩散到衬底101的后表面上，以制造n 层601和浮动结。
优选地，利用磷酰氯(POCl3)来执行步骤701，其中扩散温度在825℃至890℃的范围内，优选地在大约850℃的温度下，在氮气氛中执行10至20分钟。活动区扩散步骤701之后是PSG(假设为磷)蚀刻步骤209，优选地利用氢氟酸腐蚀剂，在室温或近似室温下执行1至5分钟。
605优选地在300℃至400℃的温度下被沉积。
107。类似地，触点113通过钝化和AR介电涂层605和后扩散层601合成以形成衬底101的触点。由于铝是p型掺杂物，在后扩散层601和触点113之间形成二极管，从而电流不会从后扩散层流动到触点中，后扩散是浮动的。由于零电流流入浮动结中，这使后表面与块101绝缘。虽然在图6和7中未显示，但是如果需要，可以在硅层115和后表面反射器层117之间添加导电界面层301。如上所述，该实施例还能够分离触点网格沉积过程和前后表面触点网格的烧制。
101的后表面已经被蚀刻以去除后表面结并隔离前结(步骤901)之后执行步骤1201。通过使用阴影掩模的沉积过程或通过丝网印刷过程来执行步骤1201。优选地，金属网格1101由铝组成。沉积介电层603和605(步骤703)之后，如上所述，一起或分别地施加和烧制触点网格111和113。后表面触点网格113与金属网格1101对准。在烧制步骤期间，触点网格113被合成到金属网格1101。接下来，沉积非晶硅层115(步骤217)，然后沉积覆盖反射层117(步骤219)，均如上所述。虽然没有显示，但是如果需要，可以在硅层115和后表面反射器层117之间添加导电界面层301。
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