使用自對準(zhǔn)注入和封蓋制造太陽能電池發(fā)射極區(qū)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開的實(shí)施例屬于可再生能源領(lǐng)域，并且具體地講，涉及使用自對準(zhǔn)注入和封蓋制造太陽能電池發(fā)射極區(qū)的方法，以及所得太陽能電池。
【背景技術(shù)】
[0002]光伏電池(常被稱為太陽能電池)是熟知的用于將太陽輻射直接轉(zhuǎn)換為電能的裝置。一般來講，使用半導(dǎo)體加工技術(shù)在基板的表面附近形成p-n結(jié)而在半導(dǎo)體晶片或基板上制造太陽能電池。照射在基板表面上并進(jìn)入基板內(nèi)的太陽輻射在基板主體中形成電子空穴對。電子空穴對迀移至基板中的P摻雜區(qū)和η摻雜區(qū)，從而使摻雜區(qū)之間生成電壓差。將摻雜區(qū)連接至太陽能電池上的導(dǎo)電區(qū)，以將電流從電池引導(dǎo)至與其耦接的外部電路。
[0003]效率是太陽能電池的重要特性，因其直接與太陽能電池發(fā)電能力有關(guān)。同樣，制備太陽能電池的效率直接與此類太陽能電池的成本效益有關(guān)。因此，提高太陽能電池效率的技術(shù)或提高制造太陽能電池效率的技術(shù)是普遍所需的。本公開的一些實(shí)施例允許通過提供制造太陽能電池結(jié)構(gòu)的新工藝而提高太陽能電池的制造效率。本公開的一些實(shí)施例允許通過提供新型太陽能電池結(jié)構(gòu)來提高太陽能電池效率。
【附圖說明】
[0004]圖1A-1F示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的太陽能電池制造中的各個階段的剖視圖。
[0005]圖2為根據(jù)本公開的實(shí)施例的流程圖，所述流程圖列出與圖1A-1F相對應(yīng)的制造太陽能電池的方法中的操作。
[0006]圖3為根據(jù)本公開的實(shí)施例的流程圖，所述流程圖列出制造太陽能電池的另一方法中的操作。
[0007]圖4示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的鋁金屬化背接觸電極太陽能電池的背表面的平面圖。
[0008]圖5Α示意性地示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的圖案化注入和封蓋的內(nèi)嵌式平臺的剖視圖。
[0009]圖5Β示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的圖5Α裝置中穿過硅接觸掩模的注入和封蓋序列。
[0010]圖6Α示意性地示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的圖案化注入的內(nèi)嵌式平臺的剖視圖，該圖案化注入涉及移動晶片和固定模板掩模。
[0011]圖6Β示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的圖6Α裝置中穿過石墨接近掩模的注入序列。
[0012]圖7Α示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的叉指背接觸電極(IBC)太陽能電池的背面的平面圖，該太陽能電池具有相鄰的“短指”多母線布局。
[0013]圖7Β示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的IBC太陽能電池的背面的平面圖，該太陽能電池具有銅(Cu)或鋁(Al)的金屬箔底板。
[0014]圖7C示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的IBC太陽能電池的背面的平面圖，該太陽能電池具有用焊料、導(dǎo)電粘合劑或通過激光點(diǎn)焊(例如，Al至Al)附接的多個接觸點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下【具體實(shí)施方式】本質(zhì)上只是例證性的，并非意圖限制所述主題的實(shí)施例或此類實(shí)施例的應(yīng)用和用途。如本文所用，詞語“示例性”意指“用作例子、實(shí)例或舉例說明”。本文描述為示例性的任何實(shí)施未必理解為相比其它實(shí)施優(yōu)選的或有利的。此外，并不意圖受前述技術(shù)領(lǐng)域、【背景技術(shù)】、
【發(fā)明內(nèi)容】
或以下【具體實(shí)施方式】中提出的任何明示或暗示的理論的約束。
[0016]本說明書包括對“一個實(shí)施例”或“實(shí)施例”的提及。短語“在一個實(shí)施例中”或“在實(shí)施例中”的出現(xiàn)不一定是指同一實(shí)施例。特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性可以任何與本公開一致的合適方式加以組合。
[0017]術(shù)語。以下段落提供存在于本公開(包括所附權(quán)利要求書)中的術(shù)語的定義和/或背景:
[0018]“包含/包括”。該術(shù)語是開放式的。如在所附權(quán)利要求書中所用，該術(shù)語并不排除另外的結(jié)構(gòu)或步驟。
[0019]“被配置為”。各種單元或組件可被描述或主張成“被配置為”執(zhí)行一項或多項任務(wù)。在這樣的背景下，“被配置為”用于通過指示該單元/組件包括在操作期間執(zhí)行一項或多項那些任務(wù)的結(jié)構(gòu)而暗示結(jié)構(gòu)。因此，即使當(dāng)指定的單元/組件目前不在工作狀態(tài)(例如，未開啟/激活)，也可將該單元/組件說成是被配置為執(zhí)行任務(wù)。詳述某一單元/電路/組件“被配置為”執(zhí)行一項或多項任務(wù)明確地意在對該單元/組件而言不援用35U.S.C.§112第六段。
[0020]如本文所用的“第一”、“第二”等這些術(shù)語用作其之后的名詞的標(biāo)記，而并不暗示任何類型的順序(例如，空間、時間和邏輯等)。例如，提及“第一”太陽能電池并不一定暗示該太陽能電池為某一序列中的第一個太陽能電池;相反，術(shù)語“第一”用于區(qū)分該太陽能電池與另一個太陽能電池(例如，“第二”太陽能電池)。
[0021]“耦接以下描述是指“耦接”在一起的元件或節(jié)點(diǎn)或特征。如本文所用，除非另外明確指明，否則“親接”意指一個元件/節(jié)點(diǎn)/特征直接或間接連接至另一個元件/節(jié)點(diǎn)/特征(或直接或間接與其連通)，并且不一定是機(jī)械耦接。
[0022]此外，以下描述中還僅為了參考的目的使用了某些術(shù)語，因此這些術(shù)語并非意圖進(jìn)行限制。例如，諸如“上部”、“下部”、“上面”或“下面”等術(shù)語是指附圖中提供參考的方向。諸如“正面”、“背面”、“后面”、“側(cè)面”、“外側(cè)”和“內(nèi)側(cè)”等術(shù)語描述在一致但任意的參照系內(nèi)組件的某些部分的取向和/或位置，通過參考描述所討論部件的文字和相關(guān)的附圖可以清楚地了解這些取向和/或位置。這樣的術(shù)語可以包括上面具體提及的詞語、它們的衍生詞語以及類似意義的詞語。
[0023]本文描述了使用自對準(zhǔn)注入和封蓋制造太陽能電池發(fā)射極區(qū)的方法，以及所得太陽能電池。在下面的描述中，給出了許多具體細(xì)節(jié)，諸如具體的工藝流程操作，以形成對本公開的實(shí)施例的透徹理解。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見的是可在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施本公開的實(shí)施例。在其他情況中，沒有詳細(xì)地描述熟知的制造技術(shù)，如平版印刷和圖案化技術(shù)，以避免不必要地使本公開的實(shí)施例難以理解。此外，應(yīng)當(dāng)理解在圖中示出的多種實(shí)施例是示例性的展示并且未必按比例繪制。
[0024]本文公開了制造太陽能電池的方法。在一個實(shí)施例中，制造太陽能電池的發(fā)射極區(qū)的方法涉及在基板上方形成硅層。方法還涉及穿過模板掩模將摻雜物雜質(zhì)原子注入硅層中，以形成硅層的具有相鄰未注入?yún)^(qū)的的注入?yún)^(qū)。方法還涉及穿過模板掩模在硅層的注入?yún)^(qū)上并與該注入?yún)^(qū)實(shí)質(zhì)對準(zhǔn)形成封蓋層。方法還涉及移除硅層的未注入?yún)^(qū)，其中在移除期間封蓋層對硅層的注入?yún)^(qū)加以保護(hù)。方法還涉及對硅層的注入?yún)^(qū)進(jìn)行退火，以形成摻雜多晶硅發(fā)射極區(qū)。
[0025]在另一個實(shí)施例中，制造太陽能電池的交替N型發(fā)射極區(qū)和P型發(fā)射極區(qū)的方法涉及在設(shè)置于單晶硅基板上的薄氧化物層上形成多晶硅層。方法還涉及穿過第一模板掩模將第一導(dǎo)電類型的摻雜物雜質(zhì)原子注入多晶硅層中，以形成鄰近未注入?yún)^(qū)的多晶硅層的第一注入?yún)^(qū)。方法還涉及穿過第一模板掩模在多晶硅層的第一注入?yún)^(qū)上并與該注入?yún)^(qū)實(shí)質(zhì)對準(zhǔn)形成第一封蓋層。方法還涉及穿過第二模板掩模將第二相反導(dǎo)電類型的摻雜物雜質(zhì)原子注入多晶硅層的未注入?yún)^(qū)的部分中，以形成多晶硅層的第二注入?yún)^(qū)并產(chǎn)生剩余未注入?yún)^(qū)。方法還涉及穿過第二模板掩模在多晶硅層的第二注入?yún)^(qū)上并與該第二注入?yún)^(qū)實(shí)質(zhì)對準(zhǔn)形成第二封蓋層。方法還涉及移除多晶硅層的剩余未注入?yún)^(qū)，其中在移除期間所述第一封蓋層和所述第二封蓋層分別保護(hù)多晶硅層的第一注入?yún)^(qū)和第二注入?yún)^(qū)。方法還涉及對多晶硅層的第一注入?yún)^(qū)和第二注入?yún)^(qū)進(jìn)行退火，以形成摻雜多晶硅發(fā)射極區(qū)。
[0026]本文還公開了用于制造太陽能電池的裝置。在一個實(shí)施例中，用于制造太陽能電池的發(fā)射極區(qū)的內(nèi)嵌式工藝裝置包括用于將模板掩模與基板對準(zhǔn)的第一工位。包括了第二工位，以用于穿過模板掩模在基板上方注入摻雜物雜質(zhì)原子。包括了第三工位，以用于穿過模板掩模在基板上方形成封蓋層。模板掩模和基板可一起移動穿過第二工位和第三工位。
[0027]本文所述的一個或多個實(shí)施例提供了用于制造高效率、全背接觸太陽能電池器件的簡化工藝流程，該流程涉及使用離子注入技術(shù)用于既生成N+(例如，通常為磷摻雜或砷摻雜)多晶硅發(fā)射極層也生成P+(例如，通常為硼摻雜)多晶硅發(fā)射極層。在一個實(shí)施例中，制造方法涉及使用緊靠正被加工的太陽能電池基板放置或與該基板直接物理接觸放置的圖案化模板掩模，