用于改善太陽(yáng)能電池壽命和效率的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文所述的主題的實(shí)施例整體涉及太陽(yáng)能電池制造。更具體地講，該主題的實(shí)施例涉及在太陽(yáng)能電池上沉積抗蝕劑和制造技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能電池是為人們所熟知的用于將太陽(yáng)輻射轉(zhuǎn)換成電能的裝置。它們可以在半導(dǎo)體晶片上用半導(dǎo)體加工技術(shù)制造。太陽(yáng)能電池包括P型和N型擴(kuò)散區(qū)。撞擊在太陽(yáng)能電池上的太陽(yáng)輻射產(chǎn)生迀移至擴(kuò)散區(qū)的電子和空穴，從而在擴(kuò)散區(qū)之間形成電壓差。在背接觸太陽(yáng)能電池中，擴(kuò)散區(qū)和與它們相聯(lián)的金屬接觸指均位于太陽(yáng)能電池的背面上。接觸指使得可以將外部電路聯(lián)接到太陽(yáng)能電池上并由太陽(yáng)能電池供電。
[0003]壽命是太陽(yáng)能電池的重要特征，因?yàn)槠渲苯雨P(guān)系到太陽(yáng)能電池的發(fā)電能力。因此，通常需要用于改進(jìn)太陽(yáng)能電池的制造工藝、降低其制造成本以及提高其效率的技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本文描述用于改進(jìn)太陽(yáng)能電池的制造工藝、降低其制造成本以及提高其效率的技術(shù)。此類(lèi)技術(shù)包括用于制造太陽(yáng)能電池而不損壞太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)的方法，其中一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例防止太陽(yáng)能電池被損壞并使得可以改善太陽(yáng)能電池的壽命和提高太陽(yáng)能電池的效率。
[0005]在一個(gè)例子中，公開(kāi)了一種用于在太陽(yáng)能電池上形成第一抗蝕劑的方法。該方法包括提供太陽(yáng)能電池，所述太陽(yáng)能電池具有在正常工作期間朝向太陽(yáng)的正面和與正面相背對(duì)的背面。該方法包括將太陽(yáng)能電池置于接收介質(zhì)上，使太陽(yáng)能電池的正面位于接收介質(zhì)的上表面上，其中太陽(yáng)能電池在正面上包括輕摻雜擴(kuò)散區(qū)和紋理化區(qū)。該方法包括使用接觸印刷方法將第一抗蝕劑沉積在太陽(yáng)能電池的背面上，并且其中接收介質(zhì)的上表面防止在印刷過(guò)程期間損壞太陽(yáng)能電池正面上的輕摻雜擴(kuò)散區(qū)和紋理化區(qū)。該方法還包括從接收介質(zhì)移去太陽(yáng)能電池并固化第一抗蝕劑。在一個(gè)實(shí)施例中，第一抗蝕劑是常用于太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)或制造的鍍覆抗蝕劑。在另一個(gè)實(shí)施例中，形成第一抗蝕劑包括絲網(wǎng)印刷第一抗蝕劑。在又一個(gè)實(shí)施例中，使用非接觸印刷方法以防止紋理化區(qū)和輕摻雜擴(kuò)散區(qū)在諸如噴墨印刷的印刷過(guò)程期間損壞。在再一個(gè)實(shí)施例中，可在沉積第一抗蝕劑之前在太陽(yáng)能電池的正面上沉積第一保護(hù)層，其中第一保護(hù)層而非接收介質(zhì)防止紋理化區(qū)和輕摻雜擴(kuò)散區(qū)在印刷期間損壞。
[0006]在另一個(gè)例子中，公開(kāi)了一種用于將太陽(yáng)能電池從第一位置轉(zhuǎn)移到第二位置的方法。該方法包括提供太陽(yáng)能電池，所述太陽(yáng)能電池具有在正常工作期間朝向太陽(yáng)的正面和與正面相背對(duì)的背面以及硅基板，其中硅基板在太陽(yáng)能電池的正面上包括紋理化區(qū)和輕摻雜擴(kuò)散區(qū)。該方法包括使用接觸轉(zhuǎn)移工具從第一位置上拾取太陽(yáng)能電池，其中接觸轉(zhuǎn)移工具的底部表面與太陽(yáng)能電池的正面接觸。該方法還包括將太陽(yáng)能電池置于第二位置上，其中接觸轉(zhuǎn)移工具的底部表面防止紋理化區(qū)和輕摻雜區(qū)在拾取和放置操作期間損壞。在一個(gè)實(shí)施例中，使用非接觸轉(zhuǎn)移法以防止紋理化區(qū)和輕摻雜擴(kuò)散區(qū)于從第一位置到第二位置的轉(zhuǎn)移期間損壞。在另一個(gè)實(shí)施例中，在轉(zhuǎn)移過(guò)程之前在太陽(yáng)能電池的正面上沉積第一保護(hù)層，其中第一保護(hù)層而非接收介質(zhì)防止紋理化區(qū)和輕摻雜擴(kuò)散區(qū)在轉(zhuǎn)移期間損壞。
[0007]在又一個(gè)例子中，公開(kāi)了一種用于制造太陽(yáng)能電池的方法。該方法包括提供太陽(yáng)能電池，所述太陽(yáng)能電池具有在正常工作期間朝向太陽(yáng)的正面、與正面相背對(duì)的背面以及硅基板。該方法包括在太陽(yáng)能電池的硅基板上形成摻雜區(qū)并在硅基板上蝕刻紋理化區(qū)。在硅基板上形成輕摻雜擴(kuò)散區(qū)，其中輕摻雜擴(kuò)散區(qū)與紋理化區(qū)在同一面上形成。該方法包括在紋理化區(qū)和輕摻雜擴(kuò)散區(qū)上形成第一保護(hù)層，其中第一保護(hù)層防止紋理化區(qū)和輕摻雜擴(kuò)散區(qū)在制造期間損壞。在形成第一保護(hù)層之前，在紋理化區(qū)、輕摻雜擴(kuò)散區(qū)和摻雜區(qū)上沉積介電層。穿過(guò)介電層形成多個(gè)接觸開(kāi)口。此外，該方法還包括形成穿過(guò)接觸開(kāi)口與摻雜區(qū)電聯(lián)接的第一金屬網(wǎng)格以及與第一金屬網(wǎng)格電聯(lián)接的第二金屬網(wǎng)格。在一個(gè)實(shí)施例中，第一保護(hù)層由抗蝕劑構(gòu)成。
[0008]在再一個(gè)例子中，公開(kāi)了一種用于制造太陽(yáng)能電池的方法。該方法包括提供太陽(yáng)能電池，所述太陽(yáng)能電池具有在正常工作期間朝向太陽(yáng)的正面、與正面相背對(duì)的背面以及硅基板。該方法包括在太陽(yáng)能電池的硅基板上形成摻雜區(qū)并在硅基板上蝕刻紋理化區(qū)。在硅基板上形成輕摻雜擴(kuò)散區(qū)，其中輕摻雜擴(kuò)散區(qū)與紋理化區(qū)在同一面上形成。該方法包括在紋理化區(qū)和輕摻雜擴(kuò)散區(qū)上沉積第一介電層，其中第一介電層防止紋理化區(qū)和輕摻雜擴(kuò)散區(qū)在制造期間損壞。該方法還包括在摻雜區(qū)上沉積第二介電層。穿過(guò)第二介電層形成多個(gè)接觸開(kāi)口。此外，該方法還包括形成穿過(guò)接觸開(kāi)口與摻雜區(qū)電聯(lián)接的第一金屬網(wǎng)格以及與第一金屬網(wǎng)格電聯(lián)接的第二金屬網(wǎng)格。在一個(gè)實(shí)施例中，第一介電層在太陽(yáng)能電池的正面上由厚度在100至3000埃范圍內(nèi)的氮化硅(SiN)構(gòu)成。
【附圖說(shuō)明】
[0009]當(dāng)結(jié)合以下附圖考慮時(shí)，通過(guò)參見(jiàn)【具體實(shí)施方式】和權(quán)利要求書(shū)可以更完全地理解所述主題，其中在所有附圖中，類(lèi)似的附圖標(biāo)記是指類(lèi)似的元件。
[0010]圖1是接受接觸力的太陽(yáng)能電池的橫截面示意圖；
[0011]圖2是圖1的太陽(yáng)能電池的局部高復(fù)合區(qū)域的橫截面示意圖；
[0012]圖3-9是根據(jù)提出的保護(hù)太陽(yáng)能電池的紋理化區(qū)的方法而使用的太陽(yáng)能電池的橫截面示意圖；
[0013]圖10是根據(jù)提出的保護(hù)太陽(yáng)能電池的紋理化區(qū)的方法而使用的多個(gè)太陽(yáng)能電池之間的太陽(yáng)能電池壽命比較的測(cè)試結(jié)果的圖示；
[0014]圖11是根據(jù)提出的保護(hù)太陽(yáng)能電池的紋理化區(qū)的方法而使用的多個(gè)太陽(yáng)能電池之間的太陽(yáng)能電池效率比較的測(cè)試結(jié)果的圖示；
[0015]圖12和圖13是提出的用于在太陽(yáng)能電池上形成第一抗蝕劑的方法的流程示意圖；
[0016]圖14和圖15是提出的用于將太陽(yáng)能電池從第一位置轉(zhuǎn)移到第二位置的方法的流程示意圖；以及
[0017]圖16和圖17是提出的制造太陽(yáng)能電池的方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]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(lèi)實(shí)施例的應(yīng)用和用途。如本文所用，詞語(yǔ)“示例性”意指“作為例子、實(shí)例或舉例說(shuō)明”。本文作為示例而描述的任何實(shí)施方式并不一定要被理解為優(yōu)于或勝過(guò)其他實(shí)施方式。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。
[0019]另外，示出了許多具體細(xì)節(jié)，例如具體的工藝流程操作，以達(dá)成對(duì)所述方法及其實(shí)施例的透徹理解。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見(jiàn)的是可在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施所提出的方法的實(shí)施例。在其他情況中，對(duì)于一些熟知的制造技術(shù)(例如平版印刷和蝕刻技術(shù))未作詳細(xì)描述，以免不必要地使所述方法及其實(shí)施例變得不清晰。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。
[0020]熟知的是，太陽(yáng)能電池可能對(duì)制造期間的結(jié)構(gòu)損壞敏感。此類(lèi)結(jié)構(gòu)損壞可由接觸力和機(jī)械應(yīng)力造成。這些結(jié)構(gòu)損壞模式因此可導(dǎo)致多種類(lèi)型的損壞，諸如但不限于裂紋、刮痕、缺口、污染，其可降低太陽(yáng)能電池的發(fā)電能力或完全阻止光伏功能。因此，對(duì)于太陽(yáng)能電池制造商而言重要的是，在轉(zhuǎn)移太陽(yáng)能電池時(shí)要額外小心，以最大程度降低此類(lèi)所述損壞模式造成的成品率損失以及最大程度提高太陽(yáng)能電池產(chǎn)量。在一個(gè)例子中，損壞模式可來(lái)自可能在太陽(yáng)能電池上施加接觸力的太陽(yáng)能電池制造過(guò)程或轉(zhuǎn)移方法。圖1顯示接受此類(lèi)接觸力的太陽(yáng)能電池。
[0021]圖1示出接受接觸力的太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池100可包括具有紋理化區(qū)120和擴(kuò)散區(qū)122的硅基板110。在太陽(yáng)能電池制造中，絲網(wǎng)印刷是用于形成后續(xù)蝕刻、清洗和形成金屬觸點(diǎn)的進(jìn)一步準(zhǔn)備的掩模的常見(jiàn)過(guò)程。絲網(wǎng)印刷需要使用刮墨刀將抗蝕劑推送穿過(guò)絲網(wǎng)而到達(dá)太陽(yáng)能電池上以形成掩模，其中刮墨刀將太陽(yáng)能電池100推向絲網(wǎng)印刷機(jī)的接收介質(zhì)150。在一個(gè)例子中，接觸力140可以為但不限于在絲網(wǎng)印刷期間通過(guò)刮墨刀在太陽(yáng)能電池上施加的力。在該例子中，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)非平面的、粗糙的或由非均勻表面構(gòu)成的接收介質(zhì)可損害太陽(yáng)能電池的紋理化表面。特別地，非均勻表面可具有上升表面156和下降表面158，其中由于接觸力140，上升表面156可在太陽(yáng)能電池100的紋理化區(qū)120上提供集中反作用力141的區(qū)域。反作用力141可繼而使紋理化區(qū)120和摻雜區(qū)122的局部區(qū)域損壞，從而在太陽(yáng)能電池100的硅基板110內(nèi)造成諸如局部高復(fù)合區(qū)域130的缺陷。局部高復(fù)合區(qū)域130最終可導(dǎo)致壽命終結(jié)和太陽(yáng)能電池效率損失。
[0022]圖2示出圖1的太陽(yáng)能電池的局部高復(fù)合區(qū)域的橫截面示意圖。局部高復(fù)合區(qū)域130可包括在硅基板110的擴(kuò)散區(qū)122內(nèi)的錯(cuò)位132，諸如破裂點(diǎn)。局部高復(fù)合區(qū)域130還可包括沿著紋理化區(qū)120的邊緣的缺口 134。刮擦也