CN102804392A - 半导体光学检测器结构 - Google Patents

半导体光学检测器结构 Download PDF

Info

Publication number
CN102804392A
CN102804392A CN2010800255068A CN201080025506A CN102804392A CN 102804392 A CN102804392 A CN 102804392A CN 2010800255068 A CN2010800255068 A CN 2010800255068A CN 201080025506 A CN201080025506 A CN 201080025506A CN 102804392 A CN102804392 A CN 102804392A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
silicon
substrate
germanium
doped crystal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2010800255068A
Other languages
English (en)
Inventor
J·德·索扎
H·豪威尔
D·因斯
金志焕
D·萨达纳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of CN102804392A publication Critical patent/CN102804392A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/186—Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
    • H01L31/1872—Recrystallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/036—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
    • H01L31/0392—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate
    • H01L31/03921—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate including only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/068—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/078—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers including different types of potential barriers provided for in two or more of groups H01L31/062 - H01L31/075
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

公开了一种具有衬底的半导体，所述衬底掺杂有衬底掺杂。在所述衬底的前侧有晶体半导体层。该晶体半导体层具有层掺杂。所述衬底掺杂在100埃的过渡区内变化到所述层掺杂。在另选实施方式中，层掺杂具有新颖的分布。在其它另选实施方式中，衬底具有位于该衬底的前侧和后侧每一个上的晶体半导体层。所述晶体半导体层中的每一个都具有各自的层掺杂，而且这些层掺杂中的每一个都在各自小于100埃厚的过渡区内变化到衬底掺杂。在本发明的还有其它实施方式中，非晶硅层位于晶体半导体层的与衬底相对的一侧上。该非晶硅层具有非晶掺杂，使得在掺杂晶体半导体层与非晶层之间形成隧道结。在低于700摄氏度下制造这些结构使得结构可以有窄的过渡区。

Description

半导体光学检测器结构
对相关申请的交叉引用
本申请与由和本申请相同的发明单位在同一天提交的、题为“Method of Making a Semiconductor Optical Detector Structure”的申请相关，该申请的全部内容通过引用并入于此。
本申请要求于2009年6月22日提交的、题为“Low Cost，LowThermal Budget Solar Cells”的临时性专利申请第61/219,131号的优先权。
技术领域
本发明涉及半导体光学检测器结构。更特别地，本发明涉及低温制造的太阳能电池结构。
背景技术
对于增强世界的能源供应而言，太阳能电池是颇有前景的方法。基于硅的太阳能电池是目前主要的光伏技术。硅太阳能电池可以从半导体晶片开始制造，其中该半导体晶片可以由单晶或者多晶区域(多晶体)组成。这些电池包括P-N结，这样叫是因为它们具有正导电性的区域(P区)和负导电性的区域(N区)。它们还具有用以最小化从上表面反射的光量的光学涂层(其称为抗反射涂层(AR))，以及用以最小化由于表面复合将损失的光电流量所需的钝化层。P区和N区上的金属电极用于收集一旦暴露在光线下就会产生的电流和电压。太阳能电池暴露在光线下的一侧上的结通常称为发射结。其它的布置(embellishment)常常用来增强器件的性能，例如包括不同掺杂量的背部(未曝光)表面的P/P结(称为“背表面场”)、曝光表面的坡度(graded)掺杂分布以便产生前表面场，及曝光表面的“纹理化”使得其更粗糙以便连同AR涂层一起反射更少的光。
不管是单晶还是多晶，硅太阳能电池都是通过需要高温(通常是850摄氏度或者更高)的工艺制造的。这些高温用于通过将诸如磷的n型生产掺杂剂扩散到p型晶片衬底或者将诸如硼的p型生产掺杂剂扩散到n型晶片衬底来生成P/N结。可以包括其它的高温步骤，例如通过扩散或者通过铝层合金化的背表面场形成，及用以通过形成抗反射涂层的一个或多个介电层把金属电极合金化到硅区的高温合金化步骤。用于制造硅太阳能电池的许多工序的具体描述可以在1999年10月的IEEE Transactions on Electron Devices第46卷1948页上由Nijs等人所著的“Advanced Manufacturing Concepts for CrystallineSilicon Solar Cells”中找到，该文献通过引用并入于此。
图1示出了由在现有技术中实践的方法所制造的太阳能电池结构100。衬底105上生成有生长区域110，该生长区域110包括界面125、掺杂级(doping level)115和表面140。过渡区130形成在衬底105和生长区域110之间，在过渡区130中，有些来自生长区域110的掺杂物115可能已经迁移到界面125下面。
掺杂级115可以是恒定的或者具有掺杂分布150，掺杂分布150可以是补余误差函数(erfc)、高斯、恒定或者坡度的。衬底105具有衬底掺杂107。衬底掺杂107通常是常量而且在1014cm-3至1017cm-3的范围之内，并且具有与区域110相反的导电类型。
高温处理有几个不期望的结果。
一个可能的结果是少数载体生存期(即，由太阳光产生的空穴-电子对在复合之前以自由形式存在的时间)的降级，而且因此成为功率输出的损失。这种降级会在采用高于900摄氏度的热处理时发生，而且可能是由于硅晶片中杂质的相互作用。这种效果对于为了高度有效(例如，大于20％)而需要高载体生存期的高效太阳能电池尤其有害。用于产生前结和/或背表面场的扩散步骤采用例如接近或超过900摄氏度的温度。前结是衬底105的暴露在照明下的一侧上的P/N结，而背表面场是诸如前面所述的在衬底105未暴露在光线下的背侧上的P/P结的结。
高温处理的第二个不期望的结果是所需的能量的量。扩散需要长时间高温加热的大熔炉，使得制造电池要花费几乎与电池在其生存期内所能够回报的差不多的能量。如果使用的话，背面的铝合金化和AR涂层的淀积也占用了大量的能量，增加了电池回报用于生产其的能量的量所需的时间量。这种高能量使用也显著地增加了制造电池的成本，而且提供这种高能量使用可能涉及燃烧矿物燃料来产生使熔炉运行的电力，造成污染和气候变化的问题。
标准硅太阳能电池的设计与处理细节与所需的温度和所使用的能量有密切联系。现有技术中一种用于制造太阳能电池的方法涉及在硅的一个或两个表面中进行离子注入，以便产生所需的掺杂。需要高温退火步骤来除去由于离子轰击而在硅中造成的损害。所得的掺杂剂分布150称为误差函数或者补余误差函数(erfc)，具有在表面140附近的峰值和远离该峰值缓慢衰减的掺杂剂密度。掺杂级是受注入中所采用的入射掺杂剂离子的量及所使用的注入电势(通常是几十至几百千伏)控制。掺杂剂分布的深度也与注入电势有关。深度、掺杂剂密度、掺杂剂分布、退火温度及注入能量都彼此相互关联并彼此依赖。这些相互关联降低了对发射极参数(例如，深度、掺杂剂分布和密度)的控制，而且造成制造中的设计折中。
另一种类型的掺杂剂分布150是通过扩散产生的，得到所谓的高斯分布，这种分布看起来类似于erfc分布，其峰值低于表面140而且远离该峰值缓慢地减小密度。掺杂剂分布是由掺杂剂源中掺杂剂的量、扩散期间的温度及晶片保持处于高温的时间长度控制的，其中掺杂剂源可以是气体、液体或者固体源。就象在注入中一样，掺杂剂密度、深度、时间长度及用于扩散的温度都彼此相互关联并彼此依赖。这造成与以上针对扩散处理所述的相同的制造注入问题。
第三种掺杂剂分布150的类型是可以通过例如外延生长获得的恒定不变的分布。掺杂剂密度是由气体成分控制的，而且掺杂剂深度是外延层的厚度。硅外延的生长速率强烈依赖于温度，而且可能涉及甚至比扩散或者离子注入退火中所使用的温度更高的温度来获得可以接受的生长速率。除了恒定掺杂剂分布之外，通过在生长期间改变气体成分，在外延生长中可以获得坡度分布。外延生长需要高温，这增加了制造成本与能量使用。
外延中所涉及的高温导致掺杂剂过渡区130，在这个区域，掺杂剂分布150比原始衬底表面和生长层110之间的物理界面125延伸得更远离表面140。这种过渡是高温步骤期间一定量的掺杂剂扩散到衬底105中的结果。这个过渡区130是利用现有技术的外延方法所不可避免的，而且掺杂剂浓度和深度与外延层中的掺杂剂浓度及层生长所采取的温度和时间都相关。所有这些参数都彼此相互关联并彼此依赖，也造成以上针对外延生长处理所述的制造限制。这种扩散与迁移区域使得难以产生非常突变(abrupt)的结，在这种结中掺杂剂分布150是非常突变的而且突变发生在与衬底105的界面125处。而且还使得难以产生阶梯状的掺杂剂分布150，其中该分布包括多个突变的掺杂剂密度与厚度区域。现有技术中所涉及的高温导致由于相互扩散造成的突变度的“清除(wash out)”。
由于所涉及的高温，有意掺杂的层110与衬底105之间的厚过渡区130在任何现有技术的掺杂方法(离子注入、扩散或者外延)中都是不可避免的。最突变或者说最薄的过渡130将来自外延，但生长期间发生的扩散导致最小几百埃的过渡区。扩散与离子注入固有地不具有突变的掺杂变化，因为掺杂剂是淀积在扩展区域之上，使得它们描述其掺杂剂突变度的过渡区130甚至大于几百埃。
因此，诸如外延、扩散或者离子注入的现有技术方法排除了建议或者需要掺杂分布150中突变和/或窄过渡区130(例如，宽度小于100埃的过渡区130)的器件设计和结构。
与高温处理关联的另一个困难是它排除了异质衬底的使用。(异质衬底是任何不由被生长的层的材料构成的衬底。)低成本的太阳能电池通常需要低成本的异质衬底，例如玻璃、金属、陶瓷、石墨或者塑料。尽管硅膜可以例如通过多晶膜生长在这种衬底上产生，但是，由于异质衬底的晶格属性与生长层的不同，从而造成诸如交叉掺杂的不希望的相互作用，因此硅材料的质量常常由于缺陷、过于活跃的粒子边界和错位及杂质而受到损害。冶金级硅可以被认为是异质衬底，而且，尽管它是与硅生长层相同的材料，但是，由于高杂质浓度，因此也造成了问题。为了在这些异质衬底上制造电池，需要与用于单晶电池制造相同的高温处理，这进一步恶化了材料质量并降低了电池效率、增加了成本并造成类似的设计折中。
而且，由于薄膜太阳能电池的主要目的是降低成本和减少回收期，因此生产这些电池期间所涉及的热预算是很重要的。热预算定义为时间×温度的乘积。器件处于高温的时间越长和/或温度越高，热预算就越大。利用较低热预算制造的电池减少了其制造过程中所消耗的能量，而且可以最小化或者防止光载体生存期的降级。出于以上所述的原因，对于厚硅电池来说，也期望具有低热预算。
一种不用离子注入、扩散或者外延制造的硅太阳能电池的类型是称为HIT即“具有本征层的异质结”的异质结电池。这种电池使用等离子增强化学汽相淀积(PECVD)来把非晶硅层淀积到硅晶片的一侧或者双侧。这些层贯穿电池制造的整个过程都保持非晶态。PECVD层也提供某种程度的钝化。由于非晶硅本身具有非常低的导电性，这会通过增加了大的串联电阻而使器件降级，因此一层透明的导电氧化物(TCO)淀积在非晶Si的上面，以便提供横向导通。尽管所需的TCO增加了预算，但是PECVD非晶硅淀积具有比外延、扩散或者注入和退火低的热预算。尽管这些器件可以在较低的温度下制造，但是它们包括非晶区域和在所述非晶区域之上提供导电性的TCO。
另一种结合了非晶硅层的太阳能电池的类型是串列结电池，该类型的电池包括驻留在微晶Si电池之上并且通过重掺杂区域光学地和电气地结合的非晶Si太阳能电池，其中重掺杂区域充当低电阻隧道结。尽管这种电池可以利用低于900摄氏度的温度制造，但是串列结电池的质量强烈地受到微晶部分差质量的限制，其中所述微晶部分具有比1微米小得多的粒度，而且常常是小于0.1微米。因此，串列结电池的效率被限制到小于大约12％的值。
发明内容
本发明的一方面是低成本的半导体光学器件。
本发明的一方面是低热预算的半导体光学器件。
本发明的一方面是低成本且更容易更快制造的太阳能电池。
本发明的一方面是在低于700华氏度的温度下制造的低成本太阳能电池。
本发明的一方面是利用异质衬底制造的改进的太阳能电池。
本发明的一方面是具有半导体衬底的改进的太阳能电池，在所述半导体衬底的两侧都有晶体层。
本发明的一方面是具有大粒度晶体Si区域的串列结电池，其中所述晶体Si区域具有大于1微米的平均粒度而且效率大于12％。
本发明的一方面是由使用低热预算的方法制造的硅太阳能电池，其中最大温度保持低，如果期望的话可以使用异质衬底，效率和吞吐率(每单位时间制造的电池个数)保持在可接受的水平，所使用的能量和回收期最小化，而且制造成本可以降低。
本发明是具有衬底的半导体，该衬底利用衬底掺杂进行掺杂。在衬底的前侧具有晶体半导体层。该晶体半导体层具有层掺杂。在100埃的过渡区内，衬底掺杂变化到层掺杂。在另选实施方式中，层掺杂具有新颖的分布。在其它另选实施方式中，衬底具有位于该衬底的前和后侧每一个上的晶体半导体层。每个晶体半导体层都具有各自的层掺杂，而且这些层掺杂中的每一个都在小于100埃厚的各自的过渡区内改变到衬底掺杂。在本发明的还有其它实施方式中，非晶硅层位于晶体半导体层与衬底相对的一侧。非晶硅层具有非晶掺杂，使得在掺杂的晶体半导体层与非晶层之间形成隧道结。在700摄氏度以下制造这些结构使得结构有窄的过渡区。
附图说明
图1是现有技术结构的框图，示出了衬底、具有界面的生长区域和过渡区。
图2包括图2A(现有技术)和新颖的图2B至2D，示出了生长区域中各种类型的掺杂分布。
图3是一种优选结构的框图，具有各种另选方案，示出了两个突变的界面，即，具有可以忽略的厚度的过渡区。
图4是另选优选结构的框图，示出了两个突变界面，即，具有可以忽略的厚度的过渡区。
图5是一种用于在低温下制造半导体光学检测器的优选处理的流程图。
图6是一种用于在低温下制造半导体光学串列结结构的优选处理的流程图。
图7示出了低温硅太阳能电池的光谱响应及光电流-电压行为。
图8是由低温处理制造的串列结结构的框图。
具体实施方式
描述了包括半导体衬底的各种器件结构。非晶半导体层淀积在第一衬底表面上，在足以使该非晶层结晶但等于或者小于700C的温度下退火。在优选实施方式中，钝化与抗反射涂层在等于或者低于700C淀积，就象与半导体表面接触的金属电极一样，从而产生能够检测电磁辐射的器件。衬底105可以包括单晶或者多晶半导体晶片，或者驻留在异质衬底(材料)上的薄膜半导体，其中的异质衬底例如有玻璃、石英、金属、石墨、塑料、冶金级硅或者陶瓷。在另选实施方式中，衬底105可以是硅、玻璃上的硅、蓝宝石上的硅、石英上的硅、金属上的硅、石墨上的硅、陶瓷上的硅、硅与锗的化合物、冶金级硅和太阳能级硅。在其它实施方式中，衬底可以是锗、玻璃上的锗、蓝宝石上的锗、石英上的锗、金属上的锗、石墨上的锗和陶瓷上的锗。本公开的低温处理使得衬底105可以有这种广泛的多样性，包括由异质衬底制造的衬底。
半导体层110(可选地是310)可以由以下材料制造：硅、锗、硅与锗的化合物，及硅与碳的化合物。
一种优选结构包括淀积在半导体衬底105相对的两侧上并且在等于或者小于700C的温度下结晶的非晶半导体层，随后是淀积在衬底加结晶层的一个相对侧上的钝化与抗反射层，及淀积在衬底加结晶层的另一相对侧上的钝化与反射层。金属电极在等于或者小于700C的温度下连到衬底加结晶层的相对的两侧。
另一种优选的实施方式将使用RTP(快速热处理)来结晶所淀积的非晶层，该方法将把温度升高到900C达非常短的时期，使得热预算仍然最小化。
由低温、低热预算处理得到的结构具有比现有技术结构薄得多的过渡区130。该过渡区通常小于或者等于100埃。同样，由于掺杂层淀积之后掺杂剂的扩散是可以忽略的，因此很容易在结构中实现各种掺杂分布150，例如，阶梯掺杂。掺杂分布150可以被生成为使得在生长区域110中提供帮助电流收集的有利的电场。
图2示出了各种另选实施方式(图2A至2D)，其中更精密地示出了区域110，而且其中表面140位于左边，界面125(应用生长区域110之前衬底105的表面)和过渡区130位于右边。
图2A中的分布160是典型的现有技术erfc或者高斯分布。
图2B、2C和2D的分布162、164和166分别代表在现有技术中没有掺杂剂渗透产生大于100埃的过渡区130就难以或者不可能产生的分布。图2B的分布162是在表面140和界面125之间的掺杂级中具有一个或多个突变的阶梯分布。图2C的分布164是恒定掺杂分布。图2D的分布166代表坡度分布。
由于分布可以在非晶硅淀积中产生，因此本发明提供了产生这些及其它分布的灵活性。所产生的分布(例如，162、164和166)在低温处理步骤中被维持。本发明提供了现有技术不提供的分布设计选择的灵活性。
图3是新颖的低热预算硅电池结构300的框图。衬底105是具有衬底掺杂107的半导体，而且具有分别在前界面125和后界面325的前表面126和后表面326(例如，相对的侧)上的再结晶区域110和310。前面掺杂的晶体半导体层110具有前层掺杂115，而背面掺杂的晶体半导体层310具有背层掺杂315。在这种实施方式中，前面掺杂的晶体半导体层110代表器件300的发射极，背面掺杂的晶体半导体层310代表器件300的背表面场区域。对于本发明的低温电池300来说，过渡区330(前面)和340(背面)薄得很不显著，而且可以制成厚度小于100埃，这是因为在低温处理步骤500中掺杂剂扩散有限。
前钝化层360驻留在硅表面140上，而AR涂层370驻留在前钝化层360的上面。前钝化层360和AR涂层370是由任何众所周知的方法淀积的，例如化学汽相淀积(CVD)、蒸发、溅射、喷涂或者其它等效的淀积方法。
电极350驻留在前硅表面140上，而电极380驻留在背面掺杂的晶体半导体层310的背部硅表面(侧面)390上。背部硅表面(侧面)390是背面掺杂的晶体半导体层310与背部界面325相对的侧面。电极350和380是利用已知的方法相连的，例如电镀、蒸发、溅射或者其它等效方法。
图4示出了低热预算硅电池400，为了更高的电池效率，其具有构图的背部触点(355、380)。背部钝化层465驻留在背部硅表面390上。背部电极355是通过背部钝化层465利用已知的技术制造的，并且与背部硅表面(侧面)390电接触。背部金属化层380电接触电极355，并且还充当背面反射层，以便把透过硅体450的一些光反射回硅中，而不是丢失。
图4中与图3具有相同编号的结构是相同的结构。对于本发明的低温电池(300、400)，过渡区330和340薄得很不显著，而且可以制成厚度小于100埃，这是因为在低温处理步骤500中掺杂剂扩散有限。
图5示出了根据本发明的用于制造低温硅电池的一种优选处理500的流程图。
可以通过由诸如蒸发或者PECVD的低温处理来将非晶硅淀积(510，可选地515)到硅衬底(105、505)(优选地是低成本的衬底)上来制造硅太阳能电池。发射极110和可选的背表面场(背面掺杂的晶体半导体层)310可以通过这些低温处理来制造。不象现有技术，厚度、掺杂级与淀积温度都是独立的而且可以根据期望来控制，包括提供坡度掺杂、阶梯函数掺杂及其它掺杂分布，作为可能的效率增强。见以上图2的掺杂分布描述。这得以实现是因为处理500中的所有步骤都是在小于或者等于700摄氏度的温度下执行的，因此最初的掺杂级将被维持。在非晶硅的生长/淀积之后，通过在低温(550-700C)下短时间(例如，30分钟至6小时)退火，或者通过几秒钟至几分钟(例如，30秒钟至90秒钟)的RTP(快速热处理)520，这些膜被“结晶”520。由于所有非晶材料都已经转变成晶体层(110和310)，因此这产生了具有晶体结构的器件(300、400)。
钝化(525，可选地530)可以在低温下通过阳极氧化或者薄的带氢非晶硅(aSi)(aSi:H)的PECVD或者其它已知的处理提供。如果结构(300、400)的两侧要钝化，则执行前面钝化步骤525和背面钝化步骤530。
抗反射涂层可以通过旋压(spin-on)诸如TiO2、SiO2和低温玻璃或者其它已知的材料的电介质来提供535。旋压技术是已知的。
制造用于触点的开口540。触点可以通过蒸发或者优选地通过金属电镀和/或丝网印刷来制造545。也可以使用其它已知的方法。其得到利用低温预算制造的、包括晶体结构的全低温太阳能电池。
在图5的步骤505中，处理500以半导体衬底105开始，其中半导体衬底105例如是玻璃、金属、陶瓷、石墨、冶金级硅、塑料或者任何其它已知的衬底材料。
选择更优的Si衬底105，其可以是太阳能级多晶、单晶、UMG(升级冶金级)Si、带状Si、薄膜Si或者其它。衬底可以是p型或者n型。衬底105还可以包括玻璃、金属、石墨、陶瓷、塑料、硅或者任何其它衬底材料上的硅-锗合金区域。
在步骤510中，诸如硅、掺杂碳的硅、锗、硅-锗化合物的掺杂的非晶半导体层(生长层110)淀积到衬底105的前表面上。掺杂的非晶半导体具有可以是器件设计者所需的任何分布的掺杂级和掺杂分布。分布是由已知的方法(例如，改变气体成分、温度变化等)在非晶材料中产生的。
在步骤515中，第二非晶半导体(例如，硅、掺杂碳的硅、锗、硅-锗化合物)层(要成为层310)淀积到背面上，具有背部层掺杂级315和分布。同样，本发明允许在非晶材料中利用已知的技术设计这些分布并且由新颖的低温处理维持这些分布。例如，对于蒸发的膜，掺杂剂可以与非晶半导体一起同时蒸发。对于非晶半导体的气态生长，掺杂剂气体可以混合，以便提供期望的掺杂剂分布。
非晶硅的前层110以与衬底105相反的导电类型淀积510，以便充当发射极。非晶硅的背层(在结晶步骤之后是层310)可选地以与衬底105相同的导电类型淀积515，以便充当BSF(背表面场)。所述层(要分别成为层110、310)可以通过蒸发、PECVD、电镀或者其它可接受的处理来淀积。每一层的厚度可以根据期望选择，而且掺杂级也是根据期望选择的。一种优选的器件类型在衬底的相对两侧上具有发射极和BSF。另一种优选的器件类型在衬底的相同侧上淀积有发射极和BSF(“相互交叉的前表面电池”或者“相互交叉的背表面电池”)。
在低温(一般是200-300C)下淀积层。在一种优选实施方式中，掺杂气体在淀积期间被调整，以便在贯穿层的掺杂级中提供差异，从而提供用于“双发射极”方法的高-低结，其中较高的掺杂级就在未来的电触点之下提供，或者提供坡度掺杂级用以例如提供用于提高效率的内建电场。双发射极器件结构对于最小化光载体损失(由于入射的辐射造成的空穴-电子对)同时最小化接触电阻是特别有价值的。
在步骤520，通过在700摄氏度或者更低的温度下退火，非晶硅层(aSi)转变成结晶。在这个步骤中，图3中的区域110和310及图4中的区域110和310从非晶态转变成结晶态。由于这种转变是在低温下发生的，因此在步骤510和515中在这些区域中实现的分布不变。在这个步骤中，更优选的温度范围是在400到600摄氏度之间。
在退火步骤520中，衬底105充当用于结晶的种子。单晶衬底105得到单晶层(110、310)，而多晶衬底105得到多层，虽然如果期望的话，多层也可以在某些退火条件下在单晶衬底105上获得。退火通常在400C至700C的温度下执行几分钟至几个小时；然而，也可以采用把衬底与所淀积的膜带到高于900C的高温几秒钟的快速热处理，同时仍然提供低热预算。
在步骤525中，低温钝化由已知的阳极氧化或者PECVD淀积或者旋涂来提供。其它已知的方法只有在它们可以用于这些低温下时才可以应用。
在步骤530中，可选的背表面钝化利用以上对前表面钝化所述的氧化物或者PECVD层来提供。其它方法只有在它们可以用于这些低温时才可以应用。
在前表面和背表面任意一个或者两个上的表面钝化(前面525和可选地背面530)可以由几种技术提供。在一种方法中，通过在电池与对电极之间施加偏压，在化学溶液中执行低温阳极氧化。在另一种方法中，淀积PECVD带氢非晶硅，以便满足悬空键与下表面复合速率。这种非晶Si区域保持非晶态，而且充当钝化层而不是发射极或者背表面场结的一部分。在第三种方法中，通过诸如原子层淀积(ALD)、蒸发、低压化学汽相淀积(LPCVD)或者PECVD的几种方法中的一种淀积诸如Al2O3、硅氮化物、硅氧化物或者HfO2的薄膜。钝化膜可以很薄，例如10nm，以满足钝化功能。
在步骤535中，抗反射涂层可以由几种已知的方法，即蒸发、溅射、喷涂、旋涂、PECVD、LPCVD，来添加。一种特别有利的方法是喷射或者旋压AR涂层材料，之后是低温退火。例如，TiO2、SiO2、“低K”材料及其它材料的层可以被旋压并在200-300C下被退火。膜厚度由旋转或者喷射条件控制。硅氮化物也可以由诸如PECVD和LPCVD的低温处理淀积。其它方法只有在它们可以用于这些低温时才可以应用。
在步骤540中，在前表面和背表面中通过例如蚀刻、激光融蚀或者其它已知的低温技术在金属电极(350、355)将定位的位置打开图案。
可以采用构图540，产生期望的效率增强结构。例如，可以通过利用触点金属作为掩膜蚀刻掉重掺杂区域来产生双发射极，由此使得重掺杂区域位于电触点下面，而较轻掺杂的发射极区域应用于触点外面。通过重掺杂非晶硅的构图淀积或者蚀刻金属触点之间的非晶硅并在其间应用钝化层，可以在电池底部产生局部背表面场(BSF)。然后，覆盖整个背部的金属层与局部电极接触，同时把透过整个硅体的一些光反射回硅中。所淀积的掺杂非晶硅的结晶化可以在构图之前或者之后执行。
在步骤545中，通过诸如蒸发、丝网印刷或激光印刷或者其它已知的低温(低于700摄氏度，更优选地是低于600摄氏度)技术的低温处理来淀积电极(350、355)。
电极(350、355)可以通过蒸发、溅射、丝网印刷或者电镀来制造，其中后两种方法可能是成本最低的。图案可以蚀刻到表面涂层中，到达硅表面。蚀刻可以通过例如湿化学蚀刻、RIE(反应离子蚀刻)或者等离子蚀刻来进行。然后可以淀积金属电极(350、355)。由于在这个阶段太阳能电池是有功能的，因此，如果期望的话，可以通过光致电镀来执行电镀。诸如Ni的有些金属也可以通过无电电镀来淀积。一般涉及铜电镀的光致电镀是通过把太阳能电池浸入硫酸铜溶液中并把其暴露在光线下来执行的。由太阳能电池本身产生的电压和电流造成金属电极上的铜淀积。
例如用于硅太阳能电池的低温处理500还可以应用到位于更低成本的异质衬底上的薄硅膜，其中的异质衬底例如有玻璃、陶瓷、石墨、塑料或者金属。在异质衬底上产生硅膜之后，通过诸如CVD或者层转移(其中薄硅区域从硅衬底除去并转移到异质衬底上)的直接淀积，低温非晶硅淀积510、结晶化520、钝化525、AR涂覆535和金属化545的处理全部都可以在700摄氏度或者更低而且通常是600摄氏度或者更低的温度下执行，从而得到具有高质量硅材料的低成本、低热预算的薄膜硅电池。
类似地，硅膜可以淀积到另选的衬底105上，例如蓝宝石上的硅、石英上的硅、锗上的硅。硅还可以淀积到混合衬底105上，例如金属上的锗、陶瓷上的锗、玻璃上的锗、石墨上的锗、石英上的锗、蓝宝石上的锗或者塑料上的锗(其中的塑料例如是可以耐得住高达接近600℃温度的聚酰亚胺)。所淀积的膜本身可以是具有其它元素的合金，例如，非晶硅-锗化合物或者包含碳的非晶硅。在所有情况下，便于这些灵活性与机会的思想是之后由低温、低热预算处理制造器件。
非晶Si膜可以通过例如PECVD或者在具有适当低底压以防止硅氧化物形成的蒸发器系统中蒸发Si来淀积。
图7示出了根据本发明制造500的硅太阳能电池300的结果。用于这种器件(称为CMA-F Cell M3)的处理流程500包括10ohm-cm的p型衬底晶片(505、515)，通过在所述晶片一侧上的蒸发来淀积510重掺杂的0.8μm厚电子束淀积的n型层(IE19cm-3)非晶硅，通过在相对侧的蒸发来淀积515重掺杂的p型3μm厚电子束p型层(IE19cm-3)非晶硅，通过在600℃退火进行结晶化520，用于在25℃执行的钝化525的阳极氧化，在250℃下对硅氮化物的PECVD 535，及通过金属蒸发进行金属化(540、545)。此外，铜电镀用于增加金属电极350的厚度。所得的电池是利用处理500中所有步骤产生的背表面场硅电池，所有处理步骤中的温度都小于或者等于600℃。
光谱响应(内部量子效率即IQE与波长的关系)由720指示。图表720示出了在300至1100纳米之间的入射光波长上每个入射光子收集到的电荷载体数。
图表730是图表720的电池的被照射的电流-电压行为的图。电池暴露于1太阳光照强度并且在0至0.35伏特之间的输出电压范围上提供了接近每厘米35毫安的电流密度。
硅电池具有12.5％的效率(用进入器件的太阳功率来除器件的电功率输出)。
图8是根据本发明的由低温处理600制造的串列结晶体硅/非晶硅器件800的框图。还参考图中的处理600。非晶硅区域(要结晶化成区域810)由任何已知的低温处理610淀积610到适当的衬底805(步骤605)上并且在低于700摄氏度而且优选地低于600摄氏度的温度下再结晶620。再结晶的区域810具有1微米或者更大的粒度。然后，非晶硅区域淀积630到再结晶的区域810上。(除了不是淀积到背表面上而是非晶半导体淀积到再结晶的区域810上之外，这类似于步骤515。)期望的掺杂分布结合到区域810和820中，从而产生630连接隧道结830。区域810和820包含p掺杂区域和n掺杂区域，得到由隧道结830连接630的晶体硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池。然后，由上文所述的方法施加640钝化层、抗反射涂层及金属电极(未示出)。

Claims (26)

1.一种半导体结构，包括：
具有衬底掺杂的半导体衬底；及
具有层掺杂的掺杂晶体半导体层，该掺杂晶体半导体层在前界面处位于所述半导体衬底的前表面上，其中所述衬底掺杂在100埃的过渡区内变化到所述层掺杂。
2.如权利要求1所述的半导体结构，其中，所述层掺杂具有掺杂分布。
3.如权利要求1所述的半导体结构，其中，掺杂分布是以下任意一个或者多个：恒定分布、坡度分布、阶梯分布。
4.如权利要求2所述的半导体结构，其中，所述掺杂分布是具有一个或多个厚度的阶梯分布，每个厚度都具有厚度掺杂。
5.如权利要求1所述的半导体结构，其中，所述衬底是以下材料中的一种或多种：硅、玻璃上的硅、蓝宝石上的硅、石英上的硅、金属上的硅、石墨上的硅、陶瓷上的硅、硅与锗的化合物、冶金级硅、太阳能级硅、锗、玻璃上的锗、蓝宝石上的锗、石英上的锗、金属上的锗、石墨上的锗、陶瓷上的锗、玻璃、金属、陶瓷、石墨和塑料。
6.如权利要求1所述的半导体结构，其中，所述掺杂晶体半导体层是以下材料中的一种或多种：硅、锗、硅与锗的化合物，及硅与碳的化合物。
7.如权利要求1所述的半导体结构，其中，所述掺杂晶体半导体层是单晶层。
8.如权利要求1所述的半导体结构，其中，所述掺杂晶体半导体层是多晶层。
9.一种半导体结构，包括：
具有衬底掺杂的半导体衬底，该半导体衬底具有前衬底侧和背衬底侧；
具有前层掺杂的前面掺杂晶体半导体层，该前面掺杂晶体半导体层在所述前衬底侧位于所述半导体衬底的前界面上，其中所述衬底掺杂在100埃的所述前界面内变化到所述前层掺杂，而且跨所述前面掺杂晶体半导体层的厚度具有期望的掺杂分布；及
具有背层掺杂的背面掺杂晶体半导体层，该背面掺杂晶体半导体层在所述背衬底侧位于所述半导体衬底的背界面上，其中所述衬底掺杂在100埃的所述背界面内变化到所述背层掺杂。
10.如权利要求9所述的半导体结构，其中，所述衬底是以下材料中的一种或多种：硅、玻璃上的硅、蓝宝石上的硅、石英上的硅、金属上的硅、石墨上的硅、陶瓷上的硅、硅与锗的化合物、冶金级硅、太阳能级硅、锗、玻璃上的锗、蓝宝石上的锗、石英上的锗、金属上的锗、石墨上的锗、陶瓷上的锗、玻璃、金属、陶瓷、石墨和塑料。
11.如权利要求9所述的半导体结构，其中，所述前面掺杂晶体半导体层是以下材料中的一种或多种：硅、锗、硅与锗的化合物，及硅与碳的化合物。
12.如权利要求9所述的半导体结构，其中，所述背面掺杂晶体半导体层是以下材料中的一种或多种：硅、锗、硅与锗的化合物，及硅与碳的化合物。
13.如权利要求9所述的结构，还包括在所述背面掺杂晶体半导体层的与所述背界面相对的底侧上的背接触电极，以及在所述前面掺杂晶体半导体层的与所述前界面相对的顶侧上的前触点。
14.如权利要求13所述的半导体结构，还包括位于所述前面掺杂晶体半导体层上的前钝化层。
15.如权利要求14所述的半导体结构，还包括位于所述前钝化层之上的抗反射涂层。
16.如权利要求13所述的半导体结构，还包括位于所述背面掺杂晶体半导体层上的反射涂层。
17.如权利要求13所述的半导体结构，其中，所述背接触电极是图形化的。
18.如权利要求17所述的半导体结构，其中，背钝化层驻留在所述背面掺杂晶体半导体层上，而且所述背接触电极穿过所述背钝化层，与所述背面掺杂晶体半导体层电接触。
19.如权利要求18所述的半导体结构，其中，所述背接触电极背反射光。
20.如权利要求9所述的半导体结构，其中，所述前面掺杂晶体半导体层是以下之一：单晶层和多晶层。
21.如权利要求9所述的半导体结构，其中，所述背面掺杂晶体半导体层是以下之一：单晶层和多晶层。
22.如权利要求1所述的半导体结构，其中，所述掺杂晶体半导体层的粒度大于1微米。
23.如权利要求1所述的半导体结构，还包括：
位于所述掺杂晶体半导体层上在所述掺杂晶体半导体层的与所述衬底相对的非晶侧上的非晶硅层，该非晶硅层具有非晶掺杂，所述层掺杂与非晶掺杂处于使得在所述掺杂晶体半导体层与所述非晶硅层之间形成隧道结的水平。
24.如权利要求23所述的半导体结构，其中，所述掺杂晶体半导体层的粒度大于1微米。
25.如权利要求23所述的半导体结构，其中，所述非晶硅层的粒度大于1微米。
26.一种半导体结构，包括：
具有衬底掺杂的半导体衬底装置；及
具有层掺杂的掺杂晶体半导体层装置，掺杂晶体半导体层在前界面处位于半导体衬底的前表面上，其中所述衬底掺杂在100埃的过渡区内变化到所述层掺杂。
CN2010800255068A 2009-06-22 2010-06-17 半导体光学检测器结构 Pending CN102804392A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US21913109P 2009-06-22 2009-06-22
US61/219,131 2009-06-22
PCT/US2010/039007 WO2011005447A2 (en) 2009-06-22 2010-06-17 Semiconductor optical detector structure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102804392A true CN102804392A (zh) 2012-11-28

Family

ID=43386843

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010800255068A Pending CN102804392A (zh) 2009-06-22 2010-06-17 半导体光学检测器结构

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2012531048A (zh)
CN (1) CN102804392A (zh)
WO (2) WO2010151478A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117153950A (zh) * 2023-10-19 2023-12-01 无锡松煜科技有限公司 一种低温硼激活方法

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9012766B2 (en) 2009-11-12 2015-04-21 Silevo, Inc. Aluminum grid as backside conductor on epitaxial silicon thin film solar cells
US9214576B2 (en) 2010-06-09 2015-12-15 Solarcity Corporation Transparent conducting oxide for photovoltaic devices
US8865502B2 (en) 2010-06-10 2014-10-21 International Business Machines Corporation Solar cells with plated back side surface field and back side electrical contact and method of fabricating same
US9773928B2 (en) 2010-09-10 2017-09-26 Tesla, Inc. Solar cell with electroplated metal grid
US9800053B2 (en) 2010-10-08 2017-10-24 Tesla, Inc. Solar panels with integrated cell-level MPPT devices
TWI453939B (zh) * 2010-12-30 2014-09-21 Au Optronics Corp 太陽能電池及其製作方法
DE102011010306A1 (de) * 2011-02-03 2012-08-09 Rena Gmbh Verfahren zur Herstellung einer kristallinen Siliziumsolarzelle unter Vermeidung unerwünschter Metallabscheidungen
JP5891382B2 (ja) * 2011-03-25 2016-03-23 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光電変換素子の製造方法
US9054256B2 (en) * 2011-06-02 2015-06-09 Solarcity Corporation Tunneling-junction solar cell with copper grid for concentrated photovoltaic application
DE102011051707A1 (de) * 2011-07-08 2013-01-10 Schott Solar Ag Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle
US8853524B2 (en) 2011-10-05 2014-10-07 International Business Machines Corporation Silicon solar cell with back surface field
EP2822042B1 (en) * 2012-03-02 2016-10-05 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Photovoltaic device
CN104781936A (zh) 2012-10-04 2015-07-15 喜瑞能源公司 具有电镀的金属格栅的光伏器件
US9865754B2 (en) 2012-10-10 2018-01-09 Tesla, Inc. Hole collectors for silicon photovoltaic cells
US9281436B2 (en) 2012-12-28 2016-03-08 Solarcity Corporation Radio-frequency sputtering system with rotary target for fabricating solar cells
US9219174B2 (en) 2013-01-11 2015-12-22 Solarcity Corporation Module fabrication of solar cells with low resistivity electrodes
US9412884B2 (en) 2013-01-11 2016-08-09 Solarcity Corporation Module fabrication of solar cells with low resistivity electrodes
US10074755B2 (en) 2013-01-11 2018-09-11 Tesla, Inc. High efficiency solar panel
US9624595B2 (en) 2013-05-24 2017-04-18 Solarcity Corporation Electroplating apparatus with improved throughput
US10309012B2 (en) 2014-07-03 2019-06-04 Tesla, Inc. Wafer carrier for reducing contamination from carbon particles and outgassing
JP6219913B2 (ja) 2014-11-28 2017-10-25 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド 太陽電池及びその製造方法
US9899546B2 (en) 2014-12-05 2018-02-20 Tesla, Inc. Photovoltaic cells with electrodes adapted to house conductive paste
US9947822B2 (en) 2015-02-02 2018-04-17 Tesla, Inc. Bifacial photovoltaic module using heterojunction solar cells
US9761744B2 (en) 2015-10-22 2017-09-12 Tesla, Inc. System and method for manufacturing photovoltaic structures with a metal seed layer
US9842956B2 (en) 2015-12-21 2017-12-12 Tesla, Inc. System and method for mass-production of high-efficiency photovoltaic structures
US9496429B1 (en) 2015-12-30 2016-11-15 Solarcity Corporation System and method for tin plating metal electrodes
CN107026218B (zh) 2016-01-29 2019-05-10 Lg电子株式会社 制造太阳能电池的方法
US10367115B2 (en) 2016-01-29 2019-07-30 Lg Electronics Inc. Method of manufacturing solar cell
US10115838B2 (en) 2016-04-19 2018-10-30 Tesla, Inc. Photovoltaic structures with interlocking busbars
DE102016107557A1 (de) 2016-04-22 2017-10-26 Nexwafe Gmbh Siliziumwafer für ein elektronisches Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
US10672919B2 (en) 2017-09-19 2020-06-02 Tesla, Inc. Moisture-resistant solar cells for solar roof tiles
CN107887472A (zh) * 2017-10-10 2018-04-06 横店集团东磁股份有限公司 一种采用in‑site退火的PERC电池的制备方法
US11190128B2 (en) 2018-02-27 2021-11-30 Tesla, Inc. Parallel-connected solar roof tile modules
CN114540786B (zh) * 2022-02-17 2022-12-30 山西大学 一种抗反射复合材料及其制备方法和应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04261068A (ja) * 1991-01-31 1992-09-17 Tonen Corp 太陽電池の製造方法
US20020046766A1 (en) * 2000-09-20 2002-04-25 Carlson David E. Amorphous silicon photovoltaic devices
CN101044630A (zh) * 2004-10-27 2007-09-26 夏普株式会社 太阳能电池及太阳能电池的制造方法
JP2008172279A (ja) * 2008-04-03 2008-07-24 Shin Etsu Handotai Co Ltd 太陽電池

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5169798A (en) * 1990-06-28 1992-12-08 At&T Bell Laboratories Forming a semiconductor layer using molecular beam epitaxy
US5147826A (en) * 1990-08-06 1992-09-15 The Pennsylvania Research Corporation Low temperature crystallization and pattering of amorphous silicon films
US6013565A (en) * 1991-12-16 2000-01-11 Penn State Research Foundation High conductivity thin film material for semiconductor device
FR2722612B1 (fr) * 1994-07-13 1997-01-03 Centre Nat Rech Scient Procede de fabrication d'un materiau ou dispositif photovoltaique, materiau ou dispositif ainsi obteu et photopile comprenant un tel materiau ou dispositif
US6509278B1 (en) * 1999-09-02 2003-01-21 Micron Technology, Inc. Method of forming a semiconductor contact that includes selectively removing a Ti-containing layer from the surface
US6399450B1 (en) * 2000-07-05 2002-06-04 Advanced Micro Devices, Inc. Low thermal budget process for manufacturing MOS transistors having elevated source and drain regions
US20070023082A1 (en) * 2005-07-28 2007-02-01 Venkatesan Manivannan Compositionally-graded back contact photovoltaic devices and methods of fabricating such devices
CA2661047A1 (en) * 2006-05-15 2007-11-22 Arise Technologies Corporation Low-temperature doping processes for silicon wafer devices
US8088675B2 (en) * 2008-09-19 2012-01-03 Applied Materials, Inc. Methods of making an emitter having a desired dopant profile
JP5004932B2 (ja) * 2008-12-04 2012-08-22 シャープ株式会社 太陽電池および太陽電池の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04261068A (ja) * 1991-01-31 1992-09-17 Tonen Corp 太陽電池の製造方法
US20020046766A1 (en) * 2000-09-20 2002-04-25 Carlson David E. Amorphous silicon photovoltaic devices
CN101044630A (zh) * 2004-10-27 2007-09-26 夏普株式会社 太阳能电池及太阳能电池的制造方法
JP2008172279A (ja) * 2008-04-03 2008-07-24 Shin Etsu Handotai Co Ltd 太陽電池

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117153950A (zh) * 2023-10-19 2023-12-01 无锡松煜科技有限公司 一种低温硼激活方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011005447A2 (en) 2011-01-13
WO2011005447A3 (en) 2011-11-03
JP2012531048A (ja) 2012-12-06
WO2010151478A1 (en) 2010-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102804392A (zh) 半导体光学检测器结构
Liu et al. High-efficiency silicon heterojunction solar cells: materials, devices and applications
US9608131B2 (en) Solar cell having doped semiconductor heterojunction contacts
JP3223102B2 (ja) 太陽電池セルおよびその製造方法
US9059344B2 (en) Nanowire-based photovoltaic energy conversion devices and related fabrication methods
US20080121280A1 (en) Method for the production of photovoltaic cells
KR20020010584A (ko) 알루미늄 합금이 후면 접합된 태양 전지와 그것의 제조 방법
JPH06151916A (ja) 多接合光電デバイスおよびその製造法
CN102064216A (zh) 一种新型晶体硅太阳电池及其制作方法
Gordon et al. Fabrication and characterization of highly efficient thin-film polycrystalline-silicon solar cells based on aluminium-induced crystallization
US4625071A (en) Particulate semiconductors and devices
CN110943143A (zh) 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
KR20110008541A (ko) 태양전지 및 그 제조방법
KR101484620B1 (ko) 실리콘 태양전지
WO2011047455A1 (en) Controlled low temperature growth of epitaxial silicon films for photovoltaic applications
Compaan The status of and challenges in CdTe thin-film solar-cell technology
US20080308144A1 (en) Integrated thin-layer photovoltaic module
JPH07297428A (ja) 薄膜太陽電池とその製造方法
TWI483405B (zh) 光伏打電池及製造光伏打電池之方法
JPH11103080A (ja) 太陽電池
Chu et al. Silicon solar cells on zone‐melted silicon/graphite substrates
JPH04192373A (ja) 光起電力素子
Lee Investigation of thin-film CdTe/Ge tandem solar cells
Carnel et al. Record Voc-values for thin-film polysilicon solar cells on foreign substrates using a heterojunction emitter
JPH11266027A (ja) シリコン系薄膜光電変換装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20121128