CN102859709B - 背面接触光伏电池的制造方法以及由该方法制造的背面接触光伏电池 - Google Patents

背面接触光伏电池的制造方法以及由该方法制造的背面接触光伏电池 Download PDF

Info

Publication number
CN102859709B
CN102859709B CN201180021240.4A CN201180021240A CN102859709B CN 102859709 B CN102859709 B CN 102859709B CN 201180021240 A CN201180021240 A CN 201180021240A CN 102859709 B CN102859709 B CN 102859709B
Authority
CN
China
Prior art keywords
back side
layer
doped layer
hole
depression
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.)
Active
Application number
CN201180021240.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102859709A (zh
Inventor
N·吉耶万
L·J·格林斯
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.)
Energieonderzoek Centrum Nederland ECN
Original Assignee
Energieonderzoek Centrum Nederland ECN
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 Energieonderzoek Centrum Nederland ECN filed Critical Energieonderzoek Centrum Nederland ECN
Publication of CN102859709A publication Critical patent/CN102859709A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102859709B publication Critical patent/CN102859709B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/022441—Electrode arrangements specially adapted for back-contact 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
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0216—Coatings
    • H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for 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
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/022441—Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells
    • H01L31/02245—Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells for metallisation wrap-through [MWT] type 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
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/022441—Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells
    • H01L31/022458—Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells for emitter wrap-through [EWT] type solar cells, e.g. interdigitated emitter-base back-contacts
    • 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
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0236—Special surface textures
    • H01L31/02366—Special surface textures of the substrate or of a layer on the substrate, e.g. textured ITO/glass substrate or superstrate, textured polymer layer on glass substrate
    • 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
    • H01L31/0682—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 back-junction, i.e. rearside emitter, solar cells, e.g. interdigitated base-emitter regions back-junction 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
    • H01L31/18—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
    • 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
    • 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
    • H01L31/1868—Passivation
    • 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
    • Y02E10/546—Polycrystalline 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
    • 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)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

一种用于从第一导电类型的硅半导体衬底制造太阳能电池的方法，所述衬底具有正面和背面；所述方法包括：-在背面上生成第一导电类型的掺杂层，作为背面掺杂层，作为太阳能电池中的背面场；-在正面上生成第二导电类型的掺杂层，作为正面掺杂层，作为太阳能电池中的发射极层，所述第二导电类型与所述第一导电类型相反；其中，所述方法还包括：在背面中生成凹陷，以形成第一导电类型的背面掺杂层的构图，以便生成背面场区，所述凹陷没有背面掺杂层材料，以及在衬底中生成通孔，每一通孔都位于相关的凹陷内。

Description

背面接触光伏电池的制造方法以及由该方法制造的背面接触光伏电池
技术领域
本发明涉及一种背面接触光伏电池的制造方法。此外，本发明涉及一种背面接触光伏电池。
背景技术
基于单晶硅晶圆或多晶硅晶圆的背面接触光伏电池或太阳能电池包括金属化方案，其中正负极性的接触电极均被布置在太阳能电池的背面。这个金属化方案应用金属穿孔卷绕通过（MWT）或者发射极电极绕通（EWT）或者交叉梳状背面接触太阳能电池（IBC）概念以致使接触电极到达背面，以便获得可用于在使用中朝向辐射源（例如，太阳）的太阳能电池正面上光电转换的最大面积。MWT太阳能电池的并且通常也是EWT太阳能电池的顶层借助延伸通过晶圆的孔中的一个或多个金属插塞连接到电池背面上的正面接触电极。通过衬底的孔中的金属插塞或金属体的布置也称为“过孔”，孔也称为“通孔”。
由于多个原因，现有技术的背面接触太阳能电池的效率相对较差。
已知在传统MWT或EWT技术中，通过过孔的电导能够相对较小。过孔的金属化通常借助丝网印刷工艺获得，其将金属糊状物压入到过孔中。通过这种方法难以获得利用金属完全填充的过孔。低电导的结果是太阳能电池的效率因此减小。
在传统EWT中，通过过孔的浅扩散表面层的电导较小，并限制了太阳能电池的效率。对于太阳能电池工艺来说，其仅能够增加附加的复杂性和成本。文献中的示例性解决方案公开了在过孔中使用额外的扩散，比在晶圆正面上的更重，或者使用通过电镀对过孔进行内部金属化。后者可以引起分流的问题。在现有技术中，在没有特别的或额外的处理步骤或分流危险的情况下，不太可能对所有过孔足够填充有重掺杂的表面。
另外，在传统EWT或MWT中，与晶圆的正面类似地或同时地内部扩散过孔。于是，以抗反射涂层涂覆晶圆的正面，过孔的内部没有涂覆或者没有被完全涂覆，或者没有涂覆有相同的厚度。因此，与晶圆的表面相比，过孔的金属化更易于在过孔中生成分流。避免它需要特别的处理，例如，用于过孔的内表面的单独扩散步骤。
此外，在传统的EWT或MWT中，必须在电池的背面生成n型或p型掺杂的表面区域，以提供到基极或发射极的接触。为了在二者之间进行隔离，以及在p-n结到达晶圆表面的情况下进行钝化，需要特别的处理步骤，例如扩散阻挡材料的局部应用。
WO5076960公开了在生成正背面掺杂区域之前在衬底上生成通孔。依据WO5076960，还另外获知通过在丝网印刷工艺前使用扩散工艺掺杂过孔壁来改进通孔内的电导。必须安排扩散工艺以获得具有比太阳能电池的正面层的最佳（低）掺杂剂浓度更高的掺杂剂浓度的过孔壁。用于通孔的这个扩散工艺是复杂的，因为它需要额外的生产步骤，其也可能不利地妨碍正面层的形成。具体地，起因于过孔壁的掺杂导致的在晶圆的正面层的相对高的掺杂剂浓度可以增强在正面层中少数电荷载流子的再复合。
此外，已知将电镀用于晶圆中过孔的金属化。然而，这个技术比丝网印刷成本高。
出版物“Asystematicapproachtoreduceprocess-inducedshuntsinback-contactedMC-Sisolarcells”（F.Granek等,Photovoltaicenergyconversion,the2006IEEE4thworldconference,IEEE,(2006-05-01),第1319-1322页），及更为完善的“Processingandcomprehensivecharacterizationofscreen-printedmc-Simetalwrapthrough(MWT)solarcells”（F.Clement等,22ndEuropeanPhotovoltaicSolarEnergyConference,3-7September2007,Milan,Italy，第1399-1402页）公开了在传统MWT技术中，背面场（BSF）的几何形状由铝糊剂的丝网印刷来定义。其借助适合的丝网印刷设计直接忽略了围绕每一个过孔的区域中的BSF。在过孔上印刷发射极触点。由于在过孔周围没有BSF，发射极触点不接触BSF或BSF涂敷金属。当在铝层印刷前使用发射极扩散工艺时，发射极存在于过孔中以及围绕每一过孔的背面上（在此没有BSF）。在生成发射极后，在太阳能电池的发射极与基极之间的隔离由围绕每一过孔的后部上的发射极扩散区中的激光槽来实现，其中所述槽位于印刷在过孔上的发射极触点与存在于BSF上的BSF触点之间。由此，所述槽引起了发射极的中断。
WO2009/063754说明了传统MWT技术的变型。在发射极生成后，发射极与基极之间的隔离仍由围绕过孔及围绕印刷在过孔上的发射极触点的发射极扩散区中的激光槽来实现，这是可能的，因为已经在忽略围绕过孔的区域的几何结构中生成了BSF。另外，在BSF和BSF触点涂敷金属的顶部提供了电介质层，使得可以在与BSF和BSF触点重叠的几何结构中印刷发射极触点。
发明内容
本发明的目的是消除或者至少减小上述现有技术所存在的缺陷。
这一目的通过一种用于制造太阳能电池的方法来实现，所述方法包括提供第一导电类型的硅半导体衬底，所述衬底具有正面和背面；
所述方法包括：
-在背面上生成所述硅半导体衬底中第一导电类型的掺杂层，作为背面掺杂层，以用作太阳能电池中的背面场层；
-在正面上生成第二导电类型的掺杂层，作为正面掺杂层，以用作太阳能电池中的发射极层，所述第二导电类型与所述第一导电类型相反；
其中，所述方法还包括：
通过在凹陷位置处去除硅半导体衬底中的背面掺杂层，在背面中生成凹陷，以构图第一导电类型的背面掺杂场层，从而生成背面场区，所述凹陷没有背面掺杂层材料，且所述凹陷的深度至少等于或大于背面掺杂层的厚度，以及在衬底中生成通孔，每一通孔都位于相关的凹陷内。
根据一方面，提供了上述方法，其中通过从包括激光钻孔、喷水引导激光钻孔、激光化学处理、悬挂磨料水射流钻孔的组中选择的一种工艺来生成通孔。
根据一方面，提供上述方法，其中，由预扩散工艺来生成背面掺杂层。
根据一方面，提供上述方法，其中，由预扩散工艺来生成背面掺杂层，并在正面掺杂区的形成期间共同扩散，以形成背面场层。
根据一方面，提供上述方法，其中，由从包括激光消融、喷水引导激光消融、激光化学处理、悬挂磨料水射流消融以及光刻的组中选择的一种工艺来生成凹陷。
根据一方面，提供上述方法，其中，在生成正面上的正面掺杂层和背面上的背面掺杂层后，在背面掺杂层中生成背面中的凹陷，以及
在生成正面上的正面掺杂层和背面上的背面掺杂层后，在衬底中生成通孔。
根据一方面，提供上述方法，包括：
-在生成正面上的正面掺杂区后，至少在正面上沉积抗反射涂层，其中，在沉积所述抗反射涂层后，在背面掺杂层中生成背面中的凹陷，以及
在沉积抗反射涂层后，生成衬底中的通孔。
根据一方面，提供上述方法，其中，在生成背面掺杂层之前生成衬底中的通孔，以及
在生成正面掺杂层后，在背面掺杂层中生成背面中的凹陷。
根据一方面，提供上述方法，其中，在生成背面掺杂层之前生成衬底中的通孔，以及
在生成正面掺杂层之前生成背面中的凹陷。
根据一方面，提供上述方法，其中，在生成背面掺杂层之后但在生成正面掺杂层之前，生成衬底中的通孔，以及
在生成正面掺杂层之后，在背面掺杂层中生成背面中的凹陷。
根据一方面，提供上述方法，其中，在生成正面掺杂层之前，在背面掺杂层中生成背面中的凹陷，以及
在生成正面掺杂层之后，生成衬底中的通孔。
根据一方面，提供上述方法，其中，在生成正面掺杂层之前，在背面掺杂层中生成背面中的凹陷，以及
在生成背面掺杂层之后但在生成正面掺杂层之前生成衬底中的通孔。
根据一方面，提供上述方法，进一步包括：
金属印刷和烧结，用于根据太阳能电池的设计形成涂敷金属构图，并形成通孔中的金属插塞，所述太阳能电池是EWT型或MWT型。
根据一方面，提供上述方法，其中，由激光钻孔工艺在衬底中生成通孔之后进行：
-蚀刻衬底以去除受损的衬底材料。
根据一方面，提供上述方法，其中，生成背面中的凹陷之后进行：
-蚀刻衬底以去除受损的衬底材料及可能的掺杂剂残余。
根据一方面，提供上述方法，其中，在生成通孔之前，在背面或正面或在正面和背面上沉积蚀刻保护阻挡层。
根据一方面，提供上述方法，其中，在生成凹陷之前，在背面或正面和背面上沉积蚀刻保护阻挡层。
根据一方面，提供上述方法，其中，在生成正面掺杂层之前，在背面上沉积蚀刻保护阻挡层。
根据一方面，提供上述方法，其中，在背面上沉积蚀刻保护阻挡层之后是生成正面掺杂层。
根据一方面，提供上述方法，其中，在正面上的蚀刻保护阻挡层是掺杂剂扩散玻璃层。
根据一方面，提供上述方法，其中，在背面上的蚀刻保护阻挡层由热氧化工艺生成。
根据一方面，提供上述方法，其中，在背面上的蚀刻保护阻挡层是从包括氮化硅、氧化硅、氧化铝、电介质、电介质层的叠置体及抗蚀剂材料的组中选择的蚀刻保护阻挡层。
根据一方面，提供上述方法，其中，在正面上的蚀刻保护阻挡层是从包括氮化硅、氧化硅、氧化铝、电介质、电介质层的叠置体及抗蚀剂材料的组中选择的蚀刻保护阻挡层。
根据一方面，提供上述方法，其中，由热迁移工艺结合过孔的生成来生成通孔。
此外，本发明涉及一种由上述方法制造的背面接触太阳能电池，所述太阳能电池包括：
硅半导体衬底，具有正面和背面；
-在背面上具有所述硅半导体衬底的第一导电类型的掺杂层，作为背面掺杂层，以用作太阳能电池中的背面场层；
-在正面上具有第二导电类型的掺杂层，作为正面掺杂层，以用作太阳能电池中的发射极层，所述第二导电类型与所述第一导电类型相反；
其中：
背面包括凹陷，其构图背面场区中的第一导电类型的背面场层，所述凹陷没有背面场层材料，
所述衬底包括正面与背面之间的通孔，所述通孔位于所述凹陷内。
根据一方面，提供上述背面接触太阳能电池，其中，所述太阳能电池包括至少在正面上的钝化层上的抗反射涂层。
根据一方面，提供上述背面接触太阳能电池，其中，所述凹陷的深度至少等于或大于所述背面掺杂层的厚度。
根据一方面，提供上述背面接触太阳能电池，进一步包括：
钝化层，在所述通孔的壁上，以及
抗反射涂层，覆盖所述通孔的壁上的钝化层。
根据一方面，提供上述背面接触太阳能电池，进一步包括：
发射极层，在每一个通孔的壁上，以及
所述通孔的壁上的所述发射极层由钝化层覆盖；所述钝化层由抗反射涂层覆盖。
根据一方面，提供上述背面接触太阳能电池，其中，所述背面场区由蚀刻保护阻挡层覆盖，并且凹陷区不由所述蚀刻保护阻挡层覆盖。
有利实施例进一步由从属权利要求来限定。
附图说明
以下将参考几幅附图来更详细地解释本发明，在附图中示出了本发明的示例性实施例。本领域技术人员应该意识到，在不脱离本发明的真实精神的情况下，可以设想并简化以实践本发明的其他可替换的且等价的实施例，本发明的范围仅由所附权利要求来限定。
图1示出了根据本发明的用于制造背面接触光伏电池的第一工艺的流程图；
图2示出了根据本发明的工艺制造的第一背面接触光伏电池的横截面；
图3示出了根据本发明的用于制造背面接触光伏电池的第二工艺的流程图；
图4示出了根据本发明的工艺制造的第二背面接触光伏电池的横截面；
图5a示出了根据本发明的用于制造背面接触光伏电池的第三工艺的流程图；
图5b示出了根据第三工艺制造的背面接触光伏电池的横截面；
图6示出了根据本发明的用于制造背面接触光伏电池的第四工艺的流程图；
图7示出了根据本发明的工艺制造的第三背面接触光伏电池的横截面；
图8a示出了根据本发明的用于制造背面接触光伏电池的第五工艺的流程图，以及
图8b示出了根据第五工艺制造的背面接触光伏电池的横截面；
图9示出了根据本发明的工艺制造的其它背面接触光伏电池的横截面；
图10示出了根据本发明的工艺制造的另一背面接触光伏电池的横截面；
图11A、11B示出了根据本发明的实施例的背面接触光伏太阳能电池的横截面。
具体实施方式
根据现有技术，可以由一系列工艺步骤来制造背面接触太阳能电池。
从半导体晶圆，更具体地，从多晶硅或单晶硅的硅晶圆来制造太阳能电池。
硅晶圆具有两个主要表面，正面和背面。正面被布置为太阳能电池表面，用于从例如太阳捕获辐射，并将其转换为电能。在背面接触太阳能电池中，背面被布置为容纳正负极性的电极。在MWT概念的情况下，在正面上存在正面金属栅格。
以下给出基本工艺步骤的简短说明。为了进一步的参考，由参考字符来表示每一个基本步骤。基本工艺序列包括纹理化步骤[A]，其中，正面获得纹理，其减小了正面的反射率，并改善了辐射的吸收。
在纹理化后，在所谓的预扩散工艺[B]中，在衬底的背面上生成第一预掺杂区，其用作背面场BSF。在预扩散工艺[B]期间，将第一掺杂剂源层沉积在背面上。第一掺杂剂源层包含掺杂剂元素，用于掺杂第一预掺杂区或BSF。例如，对于诸如磷的n型掺杂剂，第一掺杂剂源层可以是磷硅酸盐层（也称为PSG，磷硅酸盐玻璃）。
在第一掺杂剂源层的沉积期间或之后，对硅晶圆进行退火以允许第一掺杂剂元素扩散（在某种程度上）到硅晶圆的背面中，以形成第一扩散（BSF）层。由现有技术可知，以某种方式阻挡正面，以避免第一掺杂剂源层沉积在正面上。例如，以与另一硅晶圆正面对正面的配置来放置硅晶圆，以覆盖两晶圆各自的正面。
接下来，执行去除工艺[C]，以去除第一掺杂剂源层。通常，在这个去除工艺期间还去除正面上的第一掺杂剂源层的溢出物（spill-over）。典型地，第一掺杂剂源层是玻璃或硅酸盐层，去除工艺于是表示为玻璃去除工艺。
随后，在正面上实施单侧蚀刻[D]，以从硅晶圆的正面去除任何寄生BSF层。
随后，实施发射极扩散工艺[E]，以在硅晶圆的正面上生成发射极区。典型地，对于制造具有n型BSF的背面接触太阳能电池来说，发射极区具有p型导电性。为了获得p型导电性，在正面上沉积p型导电性的第二掺杂剂源层，其包含第二掺杂剂源元素。例如，第二掺杂剂元素是硼，第二掺杂剂源层是硼硅酸盐层（或硼硅酸盐玻璃BSF层）。在沉积p型第二掺杂剂源层期间或之后，对硅晶圆进行退火以允许第二掺杂剂元素扩散（在某种程度上）到硅晶圆的正面中，以形成第二扩散层，即，发射极区。通常，在进行退火以生成发射极区期间，硅晶圆的背面上的第一扩散层中的第一掺杂剂元素进一步扩散，以延伸第一扩散层的厚度（也称为结合发射极区的扩散的BSF区的共同扩散（co-diffusion））。
接下来，对硅晶圆进行边缘隔离工艺[F]。边缘隔离工艺包括等离子体蚀刻工艺，其蚀刻硅晶圆的边缘，以去除边缘上的任何导电材料，并克服在正面与背面之间横跨边缘的电泄漏。替换边缘隔离工艺包括例如，激光辅助隔离和研磨。可以在工艺流程中的多个位置执行边缘隔离工艺，但总是要在BSF和发射极形成之后。
典型地，根据现有技术，实施激光钻孔工艺以在硅晶圆的正面与背面之间形成通孔。这个激光钻孔步骤之后可以是扩散工艺，以通过利用适当的p型或n型掺杂剂元素掺杂过孔壁的扩散工艺来改进过孔的导电性。
在生成通孔以及可选的过孔壁的掺杂之后，实施第二玻璃去除工艺[G]，即蚀刻工艺，以去除存在于硅晶圆的正面和背面上及过孔中的任何硅酸盐层。
随后，通过沉积或生长钝化层来为硅晶圆提供钝化层[H]（通常在正面和背面上）。例如，借助湿法化学氧化工艺来进行沉积。
此外，执行用于抗反射涂层（ARC）的沉积工艺[J]，以在正面上生成ARC层，通常还有硅晶圆的背面上的涂层。形成这种ARC和背面涂层可以包括沉积氮化硅层。在正面上，这种涂层可以增强背面钝化，以及减小硅晶圆的光反射。在背面上，这种涂层可以增强背面钝化，以及增强光回到硅晶圆中的背面反射，或者在所谓的双面太阳能电池的情况下，其可以增强背面钝化，以及减小入射在硅晶圆的背面上的光的反射。在下文中，将这种沉积工艺[J]或[J’]简要描述为在正面或两面上生成ARC，将在背面上的涂层也描述为ARC层，即使其功能可能主要不是或根本不是减小反射。
最后，进行正面与背面金属印刷和烧结[K]，以根据太阳能电池的设计形成涂敷金属构图。具体地，对于背面接触太阳能电池，还应注意到，在这个阶段[K]中形成通孔中的金属插塞（metalplug）。
本发明意识到以上现有技术工艺方案难以在没有通过过孔的寄生扩散问题引起分流的情况下获得电池。
现有技术导致如下的几何结构：正面触点（插塞）涂敷金属被沉积在背面BSF上，仅在其间具有薄的电介质隔离层。这是导致太阳能电池中分流的另外原因，因为接触太阳能电池的发射极的正面金属触点极为靠近高度掺杂的BSF，所述BSF电连接到太阳能电池的基极。WO2009/063754提供了一种电介质膜作为背面上的p+层与正面触点（插塞）涂敷金属之间的隔离层，以减小这种分流。然而，与现有技术相反，观察到，使用普通SiNx电介质膜不足以获得良好的隔离。在局部提供提供较好隔离的额外的电介质膜是复杂且成本高的工艺。
为了克服这个难题，本发明提供以下方案：在通孔位置结合背面场层中凹陷的形成而形成通孔消除了出现通过过孔的分流的可能性。这意味着：在BSF形成后进行凹陷形成。
因此，因为金属到具有正常基极掺杂（通常小于5×1016cm-3）的硅表面的接触电阻大大高于金属到BSF情况下的高度掺杂（通常大于5×1017cm-3表面浓度，常常甚至大于1×1019cm-3表面掺杂剂浓度）的硅表面的接触电阻，将显著改善正面接触插塞（糊剂）与太阳能电池的基极之间的隔离。
基本上，该方法包括以下处理：纹理化（正面/背面/二者）；在正面与背面中生成掺杂层；在正面或正面与背面上生成钝化/抗反射涂层（ARC）；电池接触区的涂敷金属；由激光钻孔形成通孔，以及在通孔位置的凹陷。
在背面上的凹陷形成可以由激光消融或其他激光辅助方法，或者替换地由文献中描述的其他光刻工艺来进行，例如，通过丝网印刷或刻版印刷或类似的技术，或者由喷墨或其他喷射技术来涂覆蚀刻材料，或者由丝网印刷或刻版印刷或类似的技术，或者由喷墨或其他喷射技术，之后是湿法化学或等离子体蚀刻工艺，或者由光刻法，之后是湿法化学或等离子体蚀刻工艺来涂覆蚀刻掩模，或者通过机械掩模，之后是湿法化学或等离子体蚀刻来沉积保护阻挡层。
根据本发明，该方法可以由以下概括性序列来体现，同时省略了可选的工艺步骤。可选的工艺步骤对于诸如电池效率之类的是有益的。注意，在以下将参考这个应用的附图来更详细地说明所述序列。
根据本发明的第一序列是由以下概括性示出的工艺流程：
p1)纹理化（正面/背面/两个表面）；
p2)在正面和背面中生成掺杂层；
p3)形成通孔以及所述通孔位置处的凹陷；
p4)生成钝化/抗反射涂层（ARC），以及
p5)电池接触区的金属化。
可选地，流程可以包括在p2)在正面和背面中生成掺杂层之后，或在生成背面与正面掺杂层之间，执行p3a)沉积正面和/或背面保护阻挡层。
进一步可选地，在形成通孔和凹陷后，第一序列可以包括蚀刻以去除损伤和/或去除背面掺杂层。
根据本发明的第二序列是由以下概括性示出的工艺流程：
q1)纹理化（正面/背面/两个表面）；
q2)在正面和背面中生成掺杂层；
q3)生成钝化/抗反射涂层（ARC）；
q4)形成通孔以及通孔位置处的凹陷；
q5)电池接触区的金属化。
可选地，第二序列可以包括蚀刻以去除损伤和/或去除背面掺杂层。
根据本发明的第三序列是由以下概括性示出的工艺流程：
r1)纹理化（正面/背面/两个表面）；
r2)在正面和背面中生成掺杂层；
r3)在生成正面掺杂层与生成背面掺杂层之间，在通孔位置处形成凹陷；
r4)在正面和背面中生成掺杂层后，形成通孔；
r5)生成钝化/抗反射涂层（ARC）；以及
r6)电池接触区的金属化。
可选地，流程可以包括r2a)在生成正面掺杂层和背面掺杂层之间，沉积正面和/或背面保护阻挡层。
进一步可选地，工艺流程可以包括在形成通孔和凹陷后，蚀刻以去除损伤和/或去除背面掺杂层。
可选地，流程可以包括在生成背面掺杂层之后但在生成正面掺杂层之前形成通孔。
根据本发明的第四序列是由以下概括性示出的工艺流程：
s1)纹理化（正面/背面/两个表面）；
s2)在正面和背面中生成掺杂层；
s3)在生成正面掺杂层与生成背面掺杂层之间，形成通孔；
s4)在正面和背面中生成掺杂层后，在通孔位置处形成凹陷；
s5)生成钝化/抗反射涂层（ARC）；以及
s6)电池接触区的金属化。
可选地，流程可以包括s2a)在生成正面掺杂层与背面掺杂层之间，沉积正面和/或背面保护阻挡层。
进一步可选地，工艺流程可以包括在形成通孔和凹陷之后，蚀刻以去除损伤和/或去除背面掺杂层。
根据本发明的第五序列是由以下概括性示出的工艺流程：
t1)形成通孔；
t2)纹理化（正面/背面/两个表面）；
t3)在正面和背面中生成掺杂层；
t4)在正面和背面中生成掺杂层后，在通孔位置处形成凹陷；
t5)生成钝化/抗反射涂层（ARC）；以及
t6)电池接触区的金属化。
可选地，流程可以包括t3a)在生成正面掺杂层与背面掺杂层之间，沉积正面和/或背面保护阻挡层。
进一步可选地，工艺流程可以包括在形成通孔和凹陷之后，蚀刻以去除损伤和/或去除背面掺杂层。
应该注意到，如果较早沉积的层执行钝化/ARC的功能，就可以省略钝化/ARC层的生成。
保护阻挡层的沉积用以保护现有扩散层免受随后的蚀刻。其是可选的，因为凹陷或钻孔形成可能引起或不引起损伤，并且可能留下或不留下掺杂层。其是可选的，还因为可以仅将蚀刻材料涂覆在所需的构图中。保护阻挡层可以是牺牲性的（即，可以在稍后的生产过程中去除它）或非牺牲性的（即，它将保留在太阳能电池上）。保护阻挡层可以包括例如，氧化硅SiO2、氮化硅SiNx、由用于微电子器件的光刻工艺获知的类似抗蚀剂的材料。
用以去除损伤的蚀刻步骤用于去除起因于凹陷和/或钻孔的任何激光引起的损伤，并用于去除任何背面掺杂层。它是可选的，因为激光凹陷或过孔形成可能引起或不引起损伤，并且可能留下或不留下掺杂层。取决于阻挡层的性质，可以通过使用例如KOH,、NaOH等的碱性溶液，或其他酸性溶液作为蚀刻剂来进行蚀刻。也可以由可印刷的蚀刻糊剂来进行蚀刻。凹陷和结合的蚀刻工艺的深度至少应超过背面扩散层的深度。
凹陷的形成用以局部去除保护阻挡层（如果有的话）和/或背面掺杂层。凹陷和结合的蚀刻处理的深度至少应超过背面扩散层的深度。背面上的凹陷形成可以由激光消融或其他激光辅助的方法来进行。可替换地，凹陷可以由其他光刻工艺来生成，例如，可以由丝网印刷或刻版印刷或类似的技术，或者由喷墨或其他喷射技术来在构图中涂覆蚀刻材料，或者由丝网印刷或刻版印刷或类似的技术，或者由喷墨或其他喷射技术，之后是湿法化学或等离子体蚀刻工艺，或者由光刻法，之后是湿法化学或等离子体蚀刻等来在构图中涂覆蚀刻掩模。
注意，通常每一通孔都位于相关凹陷区内。以此方式，过孔（连接到发射极）与相邻BSF区电隔离。
图1示出了根据本发明的用于制造背面接触太阳能电池的第一工艺100的流程图。
将参考图2来说明由这个第一工艺100制造的太阳能电池的结构。
根据第一工艺，按照以下方式制造背面接触太阳能电池。
提供第一导电类型的硅半导体晶圆作为衬底。
首先，执行纹理化处理[A]，以至少生成硅晶圆的纹理化正面。（本领域技术人员将意识到，可选地，取决于特定的处理方法，纹理化处理可以生成纹理化的背面。然而，这与本发明概念无关）。
接下来，在背面上执行预扩散工艺[B]，以生成也是第一导电类型的第一预掺杂区，其用作背面场BSF。通常，结合另一硅晶圆以硅晶圆的正面对正面的配置来执行该工艺。
随后，执行玻璃去除工艺[C]，以去除任何玻璃或硅酸盐层，其在预扩散工艺[B]中用作掺杂剂源层。
在接下来的步骤中，执行单侧蚀刻[D]来蚀刻正面，以便从正面去除任何寄生BSF区。
接下来，执行生成发射极区的步骤[E]，同时可以进一步对背面上的预掺杂区（即，BSF层）进行退火以进一步进行扩散（即，共同扩散）。发射极区布置为具有第二导电类型，与第一导电类型相反。
由用以隔离晶圆边缘的步骤[F]来继续形成过程。
根据本发明的实施例，随后的步骤包括阻挡层沉积工艺[M]，用于在背面上沉积阻挡层。阻挡层布置为保护免受随后的硅蚀刻处理。在实施例中，阻挡层是非牺牲层，例如包含氮化硅和/或氧化铝和/或氧化硅和/或堆叠层。如果在发射极扩散[E]之前沉积阻挡层，其也可以布置为保护BSF区免于随后的发射极掺杂剂扩散。
在进一步的步骤中，执行激光消融工艺[N]，在背面BSF层中生成凹陷，以构图BSF层。以如下方式布置凹陷，以便有益于填充系数，且便于电池涂敷金属构图和电池互连。生成每一凹陷，以便去除凹陷区中的BSF层。以此方式，凹陷区与相邻BSF区电隔离。
随后，执行生成通孔的激光钻孔工艺[O]。
注意，通常每一通孔都位于相关凹陷区内。以此方式，过孔（连接到发射极）与相邻BSF区电隔离。
可以作为单独的连续工艺来执行激光消融工艺和激光钻孔工艺。可替换地，在备选方案中可以为每一单个凹陷区及其相关通孔执行激光消融工艺和激光钻孔工艺。
在再进一步的步骤中，执行用于激光损伤去除的蚀刻工艺[P]。另外，蚀刻工艺还可以去除掺杂剂残余。通常这个工艺[P]包括使用设置用于硅蚀刻的蚀刻剂。例如，这个蚀刻剂包括氢氧化钾（KOH）的溶液。由于在背面上使用阻挡层（工艺[M]），在激光损伤去除步骤期间，保护背面免受任何蚀刻。在此情况下，正面通常可以由在生成正面掺杂层期间形成的玻璃层来保护。可替换地，正面可以由在单独工艺步骤中沉积的氧化硅、氮化硅或氧化铝、抗蚀剂层等的层来保护。
接下来，执行玻璃去除步骤[G]，以便从正面和背面去除任何玻璃或硅酸盐层。
随后，在正面上，通常也在背面消融区上以及通孔上，沉积钝化层或层的叠置体[H’]。
此外，在正面而非背面上沉积ARC层[J’]。
最后，执行背面与正面金属印刷和烧结的工艺[K]。
图2示出了根据第一工艺100制造的第一背面接触太阳能电池1A的横截面。
背面接触太阳能电池1A包括作为基极的衬底10。在一个实施例中，衬底的第一导电类型是n型。
在背面上已经生成BSF区12，其由衬底的背面中的凹陷7来构图，即，在凹陷的位置局部去除BSF层。在背面BSF区12的顶部上设置阻挡层11，其布置用于保护免受激光损伤去除工艺[P’]。
在凹陷7内，已经生成通孔5，其在衬底的正面与背面之间延伸。
在正面上，太阳能电池1A包括与衬底10的基极相邻的发射极区14。在发射极区14的顶部，存在钝化层16。
由于在由激光消融生成凹陷7以及由激光钻孔工艺生成通孔5后应用钝化工艺[H’]，所以过孔壁10a和凹陷区7也由钝化层覆盖。钝化层可以是二氧化硅，其由湿法化学氧化工艺或热氧化工艺形成。
ARC层18可以存在于正面上及过孔壁上的钝化层16上。注意，如果钝化层是氮化硅层，就无需单独的ARC层。
注意，BSF区12连接到第一导电类型极性的电极（未示出）。在通孔5中，生成金属插塞（未示出）作为第二导电类型极性的电极。注意，如果太阳能电池是MWT型太阳能电池，就将金属栅格（未示出）布置在太阳能电池的正面上。
凹陷7的深度至少等于或大于背面掺杂层，即背面场层的厚度。由于凹陷形成，有利地增强了金属插塞的涂敷金属与BSF区的隔离。
图3示出了根据本发明的用于制造背面接触太阳能电池的第二工艺200的流程图。
将参考图4来说明由这个第二工艺200制造的太阳能电池的结构。
根据第二工艺200，按照如下方式来制造背面接触太阳能电池。
提供第一导电类型的硅半导体晶圆作为衬底。
在第一步骤中，执行纹理化处理[A]，以生成硅绝缘的有纹理的正面。
接下来，在背面上执行预扩散工艺[B]，以生成也是第一导电类型的第一预掺杂区，其用作背面场BSF。通常，结合另一硅晶圆以硅晶圆正面对正面的配置来执行这个工艺。
在接下来的步骤中，执行玻璃去除工艺[C]，以去除任何玻璃或硅酸盐层，其在预扩散工艺[B]中用作掺杂剂源层。
随后，执行单侧蚀刻[D]来蚀刻正面，以便从正面去除任何寄生BSF区。
接下来，执行用于生成发射极区的步骤[E]。发射极区布置为具有第二导电类型，所述第二导电类型与第一导电类型相反。
发射极区形成之后是步骤[F]，其用于由例如等离子体蚀刻、激光隔离或研磨来隔离晶圆边缘。两个步骤[E]、[F]与上述现有技术中的类似。
随后，执行玻璃去除步骤[G]，以便从正面和背面去除任何玻璃或硅酸盐层。
此外，在正面与背面上沉积钝化层[H]。
此外，在正面和背面上沉积ARC层[J]。正面ARC层的厚度可以与背面ARC层的厚度近似或不同。正面与背面ARC层的成分可以彼此类似或不同。
ARC层也起到阻挡层的作用。
随后，执行激光钻孔工艺[O]，以便在衬底中生成通孔，其切穿衬底上存在的任何层。
在进一步的步骤中，执行激光消融工艺[N]，以便在背面BSF层中生成凹陷，以构图BSF层。以如下方式布置凹陷，以便有益于填充系数，且便于电池涂敷金属构图和电池互连。生成每一凹陷，以便去除凹陷区中的BSF层。以此方式，凹陷区与相邻BSF区电隔离。
注意，通常每一个通孔都位于相关凹陷区内。
可以作为单独的连续工艺来执行激光消融工艺和激光钻孔工艺。可替换地，在备选方案中可以为每一个单个通孔及其相关凹陷区执行激光消融工艺和激光钻孔工艺。
在再进一步的步骤中，以类似于上述参考第一工艺的方式执行蚀刻工艺[P]，用于激光损伤去除，并在如果有掺杂剂残余情况下去除掺杂剂残余。
最后，执行背面与正面金属印刷和烧结的工艺[K]。
图4示出了根据第二工艺200制造的第二背面接触太阳能电池1B的横截面。
背面接触太阳能电池1B包括作为基极的衬底10。在一个实施例中，衬底的导电类型是n型。
在背面上已经生成了BSF区12，其由衬底的背面中的凹陷7来构图，即在该凹陷或每一个凹陷的位置处局部去除BSF层，凹陷7的深度至少等于或大于BSF层12的厚度。
在凹陷7内，已经生成了在正面与背面之间的通孔5。
在正面，太阳能电池1A包括发射极区14，其与衬底10的基极相邻。
在发射极区14与BSF区12的顶部，存在钝化层16。
ARC层18存在于正面上和背面上的钝化层16上。
在通孔的激光钻孔以及激光消融以在背面中生成凹陷之前，钝化层16和ARC层18已经沉积在正面与背面上。结果，过孔壁10a与凹陷区7没有任何钝化层或ARC层。
注意，BSF区12连接到第一导电类型极性的电极（未示出）。在通孔5中，生成金属插塞（未示出），作为第二导电类型极性的电极。由于凹陷，有利地增强了金属插塞的涂敷金属与BSF区的隔离。
凹陷7的深度至少等于或大于背面掺杂层（BSF层）12的厚度。
图5a示出了根据本发明的用于制造背面接触太阳能电池的第三工艺300的流程图。
将参考图5b来说明由这个第三工艺300制造的太阳能电池的结构。
根据第三工艺，按照如下方式来制造背面接触太阳能电池。
提供第一导电类型的硅半导体晶圆作为衬底。
最初，执行纹理化处理[A]，以生成硅晶圆的有纹理的正面。
接下来，在背面上执行预扩散工艺[B]，以生成也是第一导电类型的第一预扩散区，其将用作背面场BSF。
随后，执行玻璃去除工艺[C]，以去除任何玻璃或硅酸盐层，其用作与扩散工艺[B]中的掺杂剂源层。
根据本发明的实施例，随后的步骤包括阻挡层沉积工艺[Q]，用于在背面上沉积阻挡层。阻挡层被布置为免受硅的蚀刻的阻挡层。在一个实施例中，阻挡层是非牺牲层，包含例如氮化硅或氧化铝。
在进一步的步骤中，执行激光消融处理[N]，在背面BSF层中生成凹陷，以构图BSF层。以如下方式设置凹陷，以有益于填充系数，且便于电池涂敷金属构图和电池互连。生成每一凹陷，以便去除凹陷区中的BSF层。以此方式，凹陷区与相邻BSF区电隔离。
接下来，执行蚀刻工艺[P’]，用于激光损伤去除以及可能存在的掺杂剂残余的去除。在这个蚀刻步骤[P’]期间，衬底的背面由在先前阻挡层沉积步骤[Q]中沉积的阻挡层进行保护。同时，设置蚀刻工艺以限制或避免对正面纹理的过多蚀刻损伤。在一个实施例中，阻挡层是非牺牲层，包含例如氮化硅或氧化铝。
随后，执行生成发射极区的步骤[E]。该工艺[E]可以以背面对背面的配置来执行。发射极区被布置为具有第二导电类型，所述第二导电类型与第一导电类型相反。
接下来，执行边缘隔离步骤，以避免太阳能电池的正面与背面的短路。
随后，执行激光钻孔工艺[O]，以生成通孔。
注意，通常每一通孔都位于在较早步骤[N]中生成的相关凹陷区内。
随后，执行第二蚀刻工艺[P”]，用于激光损伤去除以及任何掺杂剂残余的去除，同时衬底的背面仍由在以前阻挡层沉积步骤[Q]中沉积的阻挡层进行保护。在这个工艺期间，在如果有的情况下去除掺杂剂残余。
接下来，执行玻璃去除步骤[G]，以便从正面与背面去除任何玻璃或硅酸盐层。
然后，在衬底的正面和背面上沉积钝化层[H]。
此外，执行ARC沉积工艺[J’]，以便仅在正面上而不必在背面上沉积ARC层。
最后，执行背面与正面金属印刷与烧结的工艺[K]。
由图5b示出了根据第三工艺300制造的背面接触太阳能电池1C。
背面接触太阳能电池1C包括作为基极的衬底10。在一个实施例中，衬底的第一导电类型是n型。
在衬底的背面上已经生成了BSF区12，其由衬底的背面中的凹陷7来构图，即在这个凹陷或每一个凹陷的位置处局部去除BSF层。在预扩散之后，凹陷7的深度至少等于或大于BSF层12的厚度。
在背面BSF区12的顶部设置阻挡层11，其用于保护免受损伤和/或掺杂剂残余去除[P’]和[P”]的蚀刻处理。在这个阻挡层11是氮化硅层或其他适当的电介质/钝化层的情况下，其可以在稍后阶段中用作ARC层。
在凹陷区7中，生成在衬底的正面与背面之间延伸的通孔5。
在正面上，太阳能电池1C包括发射极区14，与衬底10的基极相邻。在发射极区14的顶部存在钝化层16。
由于在生成凹陷7与生成通孔5之后应用钝化工艺[H’]，过孔壁10a与凹陷区7也由钝化层覆盖。
ARC层18存在于正面与过孔壁10a上的钝化层16上。由于没有在背面上沉积ARC层18，背面基本上没有ARC层18，但其包含阻挡层11。
注意，BSF区12连接到第一导电类型极性的电极（未示出）。在通孔5中，生成金属插塞（未示出）作为第二导电类型极性的电极。由于凹陷7，有利地增强了金属插塞的涂敷金属与BSF区12的涂敷金属的隔离。
图6示出了根据本发明的用于制造背面接触光伏电池的第四工艺400的流程图。
将参考图7来说明由这个第四工艺400制造的太阳能电池的结构。
根据第四工艺，按照如下方式来制造背面接触太阳能电池。
提供第一导电类型的硅半导体晶圆作为衬底。
最初，执行纹理化处理[A]，以生成硅晶圆的有纹理的正面。
在接下来的步骤中，在背面上执行预扩散工艺[B]，以生成第一导电类型的第一预掺杂区，其用作背面场BSF。
随后，执行玻璃去除工艺[C]，以去除任何在预扩散工艺[B]中用作掺杂剂源层的硅酸盐层或玻璃。
根据本发明的实施例，随后的步骤包括阻挡层沉积工艺[Q]，用于在背面上沉积阻挡层。阻挡层被布置为免于硅的蚀刻的阻挡层。在一个实施例中，阻挡层是非牺牲层，包含例如氮化硅或氧化铝。
在进一步的步骤中，执行激光钻孔处理[O]，以生成通孔。
接下来，执行蚀刻工艺[P”]，用于激光损伤去除。另外，可以去除正面上的寄生扩散。在这个蚀刻步骤[P”]期间，衬底的背面由在先前的阻挡层沉积处理步骤[Q]中沉积的阻挡层进行保护。同时，设置蚀刻工艺，以防止对正面纹理的蚀刻损伤。
随后，执行用于生成发射极区的步骤[E]，同时可以共同扩散在背面（即BSF层）上的预掺杂区。发射极区具有第二导电类型，所述第二导电类型与衬底的第一导电类型相反。
发射极区的形成[E]之后是步骤[F]，用于由例如等离子体蚀刻、激光边缘隔离或研磨来隔离晶圆边缘。
随后，执行激光消融处理[N]，用于通过局部去除BSF层而在背面BSF层中生成凹陷。以如下方式布置凹陷，以有益于填充系数，且便于电池涂敷金属构图和电池互连。生成每一凹陷，以便去除凹陷区中的BSF层。以此方式，凹陷区与相邻BSF区电隔离。
注意，通常在较早步骤[O]中生成的通孔位于相关的凹陷区内。
随后，执行第二蚀刻处理[P’]，用于激光损伤去除和如有存在的掺杂剂残余去除，同时衬底的背面仍由在以前的阻挡层沉积处理步骤[Q]中沉积的阻挡层进行保护。
接下来，执行玻璃去除步骤[G]，以便从正面与背面去除任何玻璃或硅酸盐层。
随后，在衬底的正面与背面上、通孔上以及凹陷中沉积钝化层[H]。
此外，仅在正面上而不在背面上沉积ARC层[J’]。
最后，执行背面与正面金属印刷与烧结的处理[K]。
图7示出了根据第四工艺400制造的第四背面接触太阳能电池1D的横截面。
背面接触太阳能电池1D包括作为基极的衬底10。在一个实施例中，衬底的第一导电类型是n型。
在衬底的背面上已经生成了BSF区12，由衬底的背面中的凹陷7来构图，即在这个凹陷或每一凹陷的位置处局部去除BSF层。凹陷7的深度至少等于或大于BSF层12的厚度。
在背面BSF区12的顶部设置阻挡层11，其布置用于保护免受用于去除激光损伤和任何掺杂剂残余的蚀刻工艺[P]。
在凹陷区7内，生成在正面与背面之间延伸的通孔5。
在正面上，太阳能电池1D包括与衬底10的基极相邻的发射极区14。发射极区14还沿着过孔壁10a延伸。在发射极区14的顶部，存在还沿着过孔壁10a延伸的钝化层16。
ARC层18存在于正面与过孔壁10a上的钝化层16之上。由于没有在背面上沉积ARC层18，背面基本上没有ARC层。
此外，由于正面与背面在钝化层沉积工艺中是暴露的，背面上的BSF区12和凹陷区7由钝化层16覆盖。
注意，BSF区12连接到第一导电类型极性的电极（未示出）。在通孔5中，生成金属插塞（未示出）作为第二导电类型极性的电极。由于凹陷，有利地增强了金属插塞的涂敷金属与BSF区的涂敷金属的隔离。
图8a示出了根据本发明的用于制造背面接触太阳能电池的第五工艺500的流程图。
将参考图8b来说明由这个第五工艺500制造的太阳能电池的结构。
根据第五工艺，按照如下方式来制造背面接触太阳能电池。
提供第一导电类型的硅半导体晶圆作为衬底。
最初，执行激光钻孔工艺[O]，以生成通孔。
随后，执行纹理化处理[A]，以生成硅晶圆的有纹理的正面。
接下来，在背面上执行预扩散工艺[B]，以生成（第一导电类型的）第一预扩散区，其用作背面场BSF。
执行玻璃去除工艺[C]，以去除在步骤[B]中用作掺杂剂源层的任何玻璃或硅酸盐层。
随后，执行衬底的正面的单侧蚀刻工艺[D]。
接下来，执行用于生成（与第一导电类型相反的第二导电类型的）发射极区的步骤[E]，同时可以共同扩散在背面（即BSF层）上的预掺杂区。
根据本发明的实施例，随后的步骤包括阻挡层沉积工艺[Q]，用于在背面上沉积阻挡层。阻挡层被布置为免受硅的蚀刻的阻挡层。在一个实施例中，阻挡层是非牺牲层，包含例如氮化硅或氧化铝。
在进一步的步骤中，执行激光消融工艺[N]，在背面中生成凹陷以构图BSF。以如下方式布置凹陷，以有益于填充系数，且便于电池涂敷金属构图和电池互连。生成每一凹陷，以去除凹陷区中的BSF层。以此方式，凹陷区与相邻BSF区电隔离。
注意，通常在较早步骤[O]中生成的每一个通孔都位于相关的凹陷区内。
随后，执行蚀刻工艺[P’]，用于激光损伤去除以及可能存在的掺杂剂残余的去除。在这个蚀刻步骤[P’]期间，衬底的背面由在以前阻挡层沉积工艺步骤[Q]中沉积的阻挡层进行保护。
接下来，执行玻璃去除处理[G]，以从正面与背面去除任何玻璃或硅酸盐层。
随后，在衬底的正面与背面上沉积钝化层[H]。在正面与背面上、通孔的壁上及在凹陷中沉积钝化层。
此外，仅在正面上而不在背面上沉积ARC层[J’]。
最后，执行背面与正面金属印刷和烧结的处理[K]。
由以上的图7说明根据第五工艺500制造的背面接触太阳能电池1E。
背面接触太阳能电池1E包括作为基极的衬底10。在一个实施例中，衬底的第一导电类型是n型。
在衬底的背面上生成BSF区12，其由衬底的背面中的凹陷7来构图，即在这个凹陷或每一凹陷的位置处局部去除BSF层。凹陷7的深度至少等于或大于BSF层12的厚度。
在背面BSF区12的顶部设置阻挡层11，布置用于保护免受激光损伤去除工艺[P’]。如果阻挡层是诸如氮化硅层之类的电介质层，其就可以充当ARC层。
在凹陷区7内，生成通孔5，其在衬底的正面与背面之间延伸。
在正面上，太阳能电池1E包括与衬底10的基极相邻的发射极区14。发射极区14也沿过孔壁10a延伸。在发射极区14的顶部存在也沿过孔壁10a延伸的钝化层16。
ARC层18存在于正面上与过孔壁10a上的钝化层16之上。由于没有在背面上沉积ARC层18，背面基本上没有ARC层。
此外，由于在钝化层沉积工艺中，正面与背面是暴露的，背面上的BSF区12和凹陷区7由钝化层16覆盖。
注意，BSF区12连接到第一导电类型极性的电极（未示出）。在通孔5中，生成金属插塞（未示出），作为第二导电类型极性的电极。由于凹陷7，有利地增强了金属插塞的涂敷金属与BSF区的涂敷金属的隔离。
工艺流程500的可替换的实施例将在预扩散步骤[B]或玻璃去除步骤[C]之后，但在单侧蚀刻步骤[D]之前，涂覆牺牲性经构图的保护阻挡层。在此情况下，单侧蚀刻步骤[D]将由2侧蚀刻步骤替代，其从正面去除寄生掺杂剂，并从背面去除预扩散的BSF区，在此没有保护阻挡层。在这个实施例中，在发射极扩散[E]后，寄生发射极扩散将出现在凹陷区中，因此在发射极扩散后的某些时刻，优选地进行过孔隔离步骤。例如，这个隔离可以由凹陷内、但在过孔及相关涂敷金属外的激光划线来进行。结构类似于图10，然而，发射极层14也存在于凹陷中。凹陷的深度至少与预扩散BSF层的厚度一样大。
上述的工艺流程100、200、300、400、500涉及实施例，其包括工艺流程100中的阻挡层沉积工艺[Q]、或[M]，或者工艺流程200中的[J]，用于在背面上沉积非牺牲阻挡层（诸如氮化硅或氧化铝或SiOx或此类材料的叠置体）。优选地，这个阻挡层还具有用于反抗载流子再复合的背面钝化的有利特性，以及用于增强光从背面反射回硅晶圆内的有利光学特性（在以前实施例中简单描述为“ARC”层）。
在工艺流程100、300、400、500中，通常散射玻璃层可以用作正面上的牺牲保护阻挡层。然而，也可以在正面上使用非牺牲保护阻挡层，类似于工艺流程200中的说明。如果在正面上使用非牺牲保护阻挡层，该层优选地具有用于反抗载流子再复合的正面钝化的有利特性，以及有利的抗反射光学特性。在工艺流程100、300、400、500中，这将导致钝化和涂层不出现在通孔的表面上，除非在生成通孔后是另一个涂层沉积。
对于非牺牲阻挡层，可替换地，可以执行沉积牺牲阻挡层的阻挡层沉积工艺。
在一个实施例中，牺牲阻挡层沉积工艺包括包含诸如基于硅烷醇的液体之类的液体的硅的旋涂沉积，之后是热处理（烘烤和固化），以形成作为阻挡层的氧化硅层。在再一实施例中，牺牲阻挡层沉积工艺包括热氧化工艺，以便在衬底的表面上形成薄的二氧化硅，例如借助在n型晶圆上的发射极扩散后的富硼顶层的氧化。本领域技术人员会意识到，其他材料和/或其他沉积或形成技术，以及可替换的牺牲阻挡层沉积技术也可以适用。在一个实施例中，阻挡层可以包括可印刷抗蚀剂层。
当在工艺流程100中的阻挡层沉积工艺步骤[Q]或[M]中，或者在工艺流程200中的[J]中应用牺牲阻挡层时，要略微修改工艺流程100、200、300、400、500。将在损伤去除工艺[P]、[P’]或[P”]后去除牺牲阻挡层。取决于阻挡层的性质，其可以由湿法化学工艺来去除。ARC沉积步骤[J]或[J’]通常在背面以及正面上。
在工艺流程200中，在去除牺牲阻挡层之后，必须沉积ARC层。
当涂敷牺牲阻挡层时，工艺流程的一个具体修改如下（但不适用于工艺流程200）：
1）纹理化处理[A]由单侧抛光工艺[A’]代替，用于抛光衬底的背面。
2）如果在工艺流程中存在的话，省略单侧蚀刻[D]。
3）随后用于在背面上沉积非牺牲阻挡层的阻挡层沉积工艺[M]或[Q]由可替换的阻挡层沉积工艺[Q’]代替，其用于在衬底的两面上沉积牺牲阻挡层；在发射极形成前沉积。
4）另外，在执行用于生成发射极区的步骤[E]之前，执行正面纹理化处理[A2]。将正面纹理化处理[A2]被布置成从正面去除牺牲阻挡层，同时从背面去除任何寄生BSF层，以在衬底的正面上生成纹理。
5）最后，当使用牺牲阻挡层时，执行用于抗反射突触（ARC）层的沉积工艺[J]，以在硅晶圆的两面上生成ARC层。
图9示出了当应用牺牲阻挡层时，根据第一和第三工艺制造的另一背面接触太阳能电池1F的横截面。
背面接触太阳能电池1F包括作为基极的衬底10。在一个实施例中，衬底的第一导电类型是n型。
在背面上生成了BSF区12，其由衬底的背面中的凹陷7来构图，即，在这个凹陷或每一凹陷的位置处局部去除BSF层。凹陷7的深度至少等于或大于BSF层12的厚度。
在凹陷7内，生成通孔5，其在衬底的正面与背面之间延伸。
在正面上，太阳能电池1F包括与衬底10的基极相邻的发射极区14。在发射极区14的顶部存在钝化层16。
钝化层16也存在于太阳能电池的过孔壁10a和背面上。
ARC层18存在于正面、过孔壁和背面上的钝化层16之上。
图10示出了当使用牺牲阻挡层时，根据第四或第五工艺制造的再一背面接触太阳能电池1G的横截面。
背面接触太阳能电池1G包括作为基极的衬底10。在一个实施例中，衬底的第一导电类型是n型。
在衬底的背面上生成BSF区12，其由衬底的背面中的凹陷7来构图，即，在这个凹陷或每一凹陷的位置处局部去除BSF层。凹陷7的深度至少等于或大于BSF层12的厚度。
在凹陷7内，生成通孔5，其在衬底的正面与背面之间延伸。
在正面上，太阳能电池1G包括与衬底10的基极相邻的发射极区14。发射极区14也沿过孔壁10a延伸。在发射极区14的顶上存在也沿过孔壁10a延伸的钝化层16。
此外，钝化层16也存在于太阳能电池的背面上。
ARC层18存在于正面、过孔壁和背面上的钝化层16之上。
而且，注意到在替换实施例中，可以由喷水钻孔或激光化学处理代替激光钻孔来生成通孔。
在再一实施例中，以热迁移工艺来体现结合过孔的生成而生成通孔。
此外，激光钻孔工艺可以是喷水引导钻孔工艺。
在背面上的凹陷形成以由激光消融或其他激光辅助方法来进行，如在以前实施例中说明的。可替换地，凹陷可以由文献中描述的其他光刻工艺来生成，例如由丝网印刷或刻版印刷或类似的技术，或者由喷墨或其他喷射技术来在构图中涂覆蚀刻材料，或者由丝网印刷或刻版印刷或类似的技术，或者由喷墨或其他喷射技术，之后是湿法化学或等离子体蚀刻工艺，或者由光刻法，之后是湿法化学或等离子体蚀刻工艺来在构图中涂覆蚀刻掩模等。
图11A和11B示出了根据本发明的太阳能电池的另一实施例。
在根据本发明的太阳能电池的一个实施例中，发射极区14在去除了BSF层的凹陷7位置处，在衬底背面上延伸作为延长发射极层14A也是可行的。
当在生成正面掺杂层之前，在背面掺杂层中生成背面中的凹陷，且在生成背面掺杂层之后，但在生成正面掺杂层之前，生成衬底中的通孔时，这可以在图11A和11B所示的实施例中实现。
沿着过孔壁且在去除了BSF层的凹陷7位置处的背面上的发射极层延伸14A有利地增强了第二导电类型的接触电极与第一导电类型的衬底的隔离。本领域技术人员将会意识到，由于去除了BSF层并使用适当的扩散技术，例如汽态扩散技术作为形成发射极层的部分，才使得发射极层在凹陷位置处的背面上的延伸成为可能。如果没有在凹陷内去除BSF层，发射极掺杂剂原子将至少部分地由BSF掺杂剂原子来补偿，这会降低隔离性能。
另外，扩散技术允许定义沿凹陷区7从通孔延伸的发射极层延伸14A的长度。在图11A中，制造了发射极层延伸14A以基本上沿着完整的凹陷区延伸，而在图11B中，发射极层延伸14A沿着一小部分凹陷区7从通孔延伸。
注意，凹陷区7的深度至少等于或大于BSF层12的厚度，或者预扩散后的背面掺杂层的厚度，如果工艺流程包括了用于该层的预扩散。
此外，注意到在一个涂层中组合钝化层与ARC层是可能的。例如，已知了在含磷扩散的发射极层上的氮化硅层具有良好的钝化和良好的抗反射特性。
注意，根据用于沉积钝化层的方法，可以将或不将钝化层沉积在过孔内和背面凹陷的表面上。例如，当由湿法化学氧化来沉积钝化层时，其将沉积在过孔内和凹陷的表面上。当由PECVD在正面上沉积钝化层时，通常将其仅沉积在过孔内，而不在凹陷的表面上。
注意，当在背面上增加涂层的沉积时，例如在工艺流程100中的步骤[H’]后、200中的步骤[P]后、300、400、500中的步骤[J]或[J’]后，凹陷表面将由涂层18覆盖，结果得到的结构将类似于图9或10。这个涂层可以有利地改进凹陷和通孔的表面钝化，及通孔中的隔离。
注意，可以在凹陷表面上涂敷金属，以实现过孔的互连、和/或太阳能电池的互连。
注意，由于金属化和烧结，可以由所示附图修改太阳能电池的横截面。具体地，过孔中金属化与通孔表面的硅的合金化可能导致过孔表面上的钝化层或扩散发射极层不再容易看见。
注意，凹陷深度可以接近于BSF厚度或者更大。图2和图5b示出了深度的这个变化，其对于所有工艺流程都是可能的。
对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的真实精神的情况下，可以设想并简化以实践本发明的其他实施例，本发明的范围仅由最终授权的所附权利要求来限定。说明书并非旨在限制本发明。

Claims (38)

1.一种用于制造太阳能电池的方法，包括提供第一导电类型的硅半导体衬底，所述衬底具有正面和背面；
所述方法包括：
-在所述背面上生成所述硅半导体衬底中的所述第一导电类型的掺杂层，作为背面掺杂层，以用作所述太阳能电池中的背面场层；
-在所述正面上生成第二导电类型的掺杂层，作为正面掺杂层，以用作所述太阳能电池中的发射极层，所述第二导电类型与所述第一导电类型相反；
其中，所述方法还包括：
在所述背面场层形成之后，通过在凹陷位置处去除所述硅半导体衬底中的所述背面掺杂层，在所述背面中生成所述凹陷，以构图所述第一导电类型的背面掺杂场层，从而生成背面场区，所述凹陷没有背面掺杂层材料，并且所述凹陷的深度至少等于或大于所述背面掺杂层的厚度，以及
在所述衬底中生成通孔，每一通孔都位于相关的凹陷内。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过从包括激光钻孔、悬挂磨料水射流钻孔的组中选择的一种工艺来生成所述通孔。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，由预扩散工艺来生成所述背面掺杂层。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，由预扩散工艺来生成所述背面掺杂层，并在所述正面掺杂区的形成期间共同扩散所述背面掺杂层，以形成所述背面场层。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，由从包括激光消融、悬挂磨料水射流消融以及光刻的组中选择的一种工艺来生成所述凹陷。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，
在生成所述正面上的所述正面掺杂层和所述背面上的所述背面掺杂层之后，在所述背面中生成所述凹陷，以及
在生成所述正面上的所述正面掺杂层和所述背面上的所述背面掺杂层之后，在所述衬底中生成所述通孔。
7.根据权利要求1所述的方法，包括：
-在生成所述正面上的所述正面掺杂区之后，至少在所述正面上沉积抗反射涂层，其中，在沉积所述抗反射涂层之后，生成所述背面中的所述凹陷，以及
在沉积所述抗反射涂层之后，生成所述衬底中的所述通孔。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，在生成所述背面掺杂层之前生成所述衬底中的所述通孔，以及
在生成所述正面掺杂层之后，生成所述背面中的所述凹陷。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，在生成所述背面掺杂层之前生成所述衬底中的所述通孔，以及
在生成所述正面掺杂层之前生成所述背面中的所述凹陷。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，在生成所述背面掺杂层之后但在生成所述正面掺杂层之前，生成所述衬底中的所述通孔，以及
在生成所述正面掺杂层之后，生成所述背面中的所述凹陷。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，在生成所述正面掺杂层之前，在所述背面掺杂层中生成所述背面中的所述凹陷，以及
在生成所述正面掺杂层之后，生成所述衬底中的所述通孔。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，在生成所述正面掺杂层之前，在所述背面掺杂层中生成所述背面中的所述凹陷，以及
在生成所述背面掺杂层之后但在生成所述正面掺杂层之前，生成所述衬底中的所述通孔。
13.根据权利要求1所述的方法，还包括：
金属印刷和烧结，以根据所述太阳能电池的设计来形成涂敷金属构图并且形成所述通孔中的金属插塞，所述太阳能电池是EWT型或MWT型。
14.根据权利要求2所述的方法，其中，由所述激光钻孔工艺在所述衬底中生成所述通孔之后进行：
-蚀刻所述衬底以去除受损的衬底材料。
15.根据权利要求2所述的方法，其中，生成所述背面中的所述凹陷之后进行：
-蚀刻所述衬底以去除受损的衬底材料以及可能的掺杂剂残余。
16.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述通孔之前，在所述背面或者在所述正面和所述背面上沉积蚀刻保护阻挡层。
17.根据权利要求1所述的方法，其中，在生成所述凹陷之前，在所述背面或者在所述正面和所述背面上沉积蚀刻保护阻挡层。
18.根据权利要求6、8、16、17中的任一项所述的方法，其中，在生成所述正面掺杂层之前，在所述背面上沉积蚀刻保护阻挡层。
19.根据权利要求6、8、16、17中的任一项所述的方法，其中，在所述背面上沉积蚀刻保护阻挡层之后生成所述正面掺杂层。
20.根据权利要求16或17所述的方法，其中，所述正面上的所述蚀刻保护阻挡层是掺杂剂扩散玻璃层。
21.根据权利要求16或17所述的方法，其中，所述背面上的所述蚀刻保护阻挡层由热氧化工艺生成。
22.根据权利要求16或17所述的方法，其中，所述背面上的所述蚀刻保护阻挡层是从包括电介质、电介质层的叠置体、以及抗蚀剂材料的组中选择的沉积蚀刻保护阻挡层。
23.根据权利要求1所述的方法，其中，通过热迁移工艺结合过孔的生成来生成所述通孔。
24.根据权利要求12或15所述的方法，其中，连接到所述通孔的所述凹陷中的至少部分背面区扩散有与所述正面掺杂层相同的极性。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述凹陷中的所述背面区至少扩散有1013cm-2的掺杂剂原子来。
26.根据权利要求2所述的方法，其中，所述激光钻孔工艺是喷水引导激光钻孔工艺或激光化学钻孔工艺。
27.根据权利要求5所述的方法，其中，所述激光消融工艺是喷水引导激光消融工艺或激光化学消融工艺。
28.根据权利要求16或17所述的方法，其中，所述背面上的所述蚀刻保护阻挡层是从包括氮化硅、氧化硅和氧化铝的组中选择的沉积蚀刻保护阻挡层。
29.一种根据前述权利要求1-28中的任一项制造的背面接触太阳能电池；其中所述太阳能电池包括：
硅半导体衬底，其具有正面和背面；
-在所述背面上具有所述硅半导体衬底中的第一导电类型的掺杂层，作为背面掺杂层，以用作所述太阳能电池中的背面场层；
-在所述正面上具有第二导电类型的掺杂层，作为正面掺杂层，以用作所述太阳能电池中的发射极层，所述第二导电类型与所述第一导电类型相反；
其中：所述背面包括在所述背面场层形成之后形成的凹陷，其构图背面场区中的所述第一导电类型的所述背面场层，所述凹陷没有背面场层材料，
所述衬底包括位于所述正面与所述背面之间的通孔，所述通孔位于所述凹陷内。
30.根据权利要求29所述的背面接触太阳能电池，其中，所述太阳能电池包括至少在所述正面上的钝化层上的抗反射涂层。
31.根据权利要求29或30所述的背面接触太阳能电池，其中，所述凹陷的深度至少等于或大于所述背面掺杂层的厚度。
32.根据权利要求29所述的背面接触太阳能电池，还包括：
所述通孔的壁上的钝化层，以及
抗反射涂层，其覆盖所述通孔的所述壁上的所述钝化层。
33.根据权利要求29所述的背面接触太阳能电池，还包括：
每一通孔的壁上的发射极层，并且
所述通孔的壁上的所述发射极层由钝化层覆盖；
所述钝化层由抗反射涂层覆盖。
34.根据权利要求29所述的背面接触太阳能电池，其中，所述背面场区由保护阻挡层覆盖，并且凹陷区不由所述保护阻挡层覆盖。
35.根据权利要求29所述的背面接触太阳能电池，其中，以随机金字塔纹理来纹理化所述正面或所述背面，并且其中至少部分平滑所述正面或所述背面。
36.根据权利要求35所述的背面接触太阳能电池，其中，所述至少部分平滑包括对有纹理表面的金字塔形之间的中间凹谷进行加宽和圆角化中的至少一种。
37.根据权利要求36所述的背面接触太阳能电池，其中，有纹理的且被部分平滑的表面包括金字塔形，其包含具有从50-500nm范围中选择的宽度的中间凹谷。
38.根据权利要求36所述的背面接触太阳能电池，其中，有纹理的且被部分平滑的表面具有凹谷，所述凹谷具有从25-250nm范围中选择的曲率半径。
CN201180021240.4A 2010-02-26 2011-02-25 背面接触光伏电池的制造方法以及由该方法制造的背面接触光伏电池 Active CN102859709B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2004310A NL2004310C2 (en) 2010-02-26 2010-02-26 Method of fabrication of a back-contacted photovoltaic cell, and back-contacted photovoltaic cell made by such a method.
NL2004310 2010-02-26
PCT/NL2011/050137 WO2011105907A1 (en) 2010-02-26 2011-02-25 Method of fabrication of a back-contacted photovoltaic cell, and back-contacted photovoltaic cell made by such a method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102859709A CN102859709A (zh) 2013-01-02
CN102859709B true CN102859709B (zh) 2016-03-23

Family

ID=42244231

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180021240.4A Active CN102859709B (zh) 2010-02-26 2011-02-25 背面接触光伏电池的制造方法以及由该方法制造的背面接触光伏电池

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20130008501A1 (zh)
EP (1) EP2539939B1 (zh)
KR (1) KR20130007580A (zh)
CN (1) CN102859709B (zh)
NL (1) NL2004310C2 (zh)
TW (1) TWI549313B (zh)
WO (1) WO2011105907A1 (zh)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2006161C2 (en) * 2011-02-08 2012-08-09 Tsc Solar B V Method of manufacturing a solar cell and solar cell thus obtained.
US9153713B2 (en) 2011-04-02 2015-10-06 Csi Cells Co., Ltd Solar cell modules and methods of manufacturing the same
CN102800744A (zh) * 2011-05-27 2012-11-28 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 背接触晶体硅太阳能电池片制造方法
US8916410B2 (en) * 2011-05-27 2014-12-23 Csi Cells Co., Ltd Methods of manufacturing light to current converter devices
CN102403406B (zh) * 2011-11-22 2013-12-04 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种背接触硅太阳能电池的制备方法
CN102403407A (zh) * 2011-11-22 2012-04-04 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 背接触式光伏电池的制备方法
CN102403405B (zh) * 2011-11-22 2014-05-14 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 背接触硅太阳能电池的制备方法
WO2013095010A1 (en) * 2011-12-23 2013-06-27 Hanwha Chemical Corporation Manufacturing method of back contact solar cell
CN102593257A (zh) * 2012-03-06 2012-07-18 英利能源（中国）有限公司 双面发电mwt太阳能电池的制备方法
CN102683494A (zh) * 2012-05-27 2012-09-19 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 双面背接触太阳能电池的制备方法
CN102683495B (zh) * 2012-05-27 2014-12-03 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种n型双面背接触晶体硅太阳能电池的制备方法
CN102683493A (zh) * 2012-05-27 2012-09-19 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 N型晶体硅双面背接触太阳电池的制备方法
NL2008970C2 (en) * 2012-06-08 2013-12-10 Tempress Ip B V Method of manufacturing a solar cell and solar cell thus obtained.
TWI455335B (zh) * 2012-06-26 2014-10-01 Motech Ind Inc 背接觸式太陽能電池及其製造方法
DE102012216580A1 (de) * 2012-09-17 2014-05-28 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum Erzeugen mindestens eines Dotierkanals in einer Halbleiterschicht und photovoltaische Solarzelle, umfassend mindestens einen Dotierkanal
DE102012217078B4 (de) * 2012-09-21 2015-03-05 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum Herstellen einer photovoltaischen Solarzelle
US10304977B1 (en) 2012-09-26 2019-05-28 National Technology & Engineering Solutions Of Sandia, Llc High performance ultra-thin solar cell structures
US20150096613A1 (en) * 2013-06-24 2015-04-09 Sino-American Silicon Products Inc. Photovoltaic device and method of manufacturing the same
US9716192B2 (en) * 2014-03-28 2017-07-25 International Business Machines Corporation Method for fabricating a photovoltaic device by uniform plating on emitter-lined through-wafer vias and interconnects
CN104269449B (zh) * 2014-10-20 2017-02-01 上海空间电源研究所 一种硅基薄膜太阳电池及其子电池的隔离线刻蚀方法
CN105280733A (zh) * 2015-09-17 2016-01-27 广东爱康太阳能科技有限公司 一种n型晶硅太阳能电池及其制备方法
CN107611183B (zh) * 2016-06-30 2020-06-19 比亚迪股份有限公司 电池片、电池片矩阵、太阳能电池及电池片的制备方法
CN109888062B (zh) * 2019-03-29 2021-03-30 江苏日托光伏科技股份有限公司 一种mwt太阳能电池激光se+碱抛光扩散工艺
CN110391178B (zh) * 2019-07-30 2021-09-24 河南机电职业学院 一种用射流穿透并填充通孔的方法
DE102019006097A1 (de) * 2019-08-29 2021-03-04 Azur Space Solar Power Gmbh Passivierungsverfahren für ein Durchgangsloch einer Halbleiterscheibe
DE102021001116A1 (de) * 2021-03-02 2022-09-08 Azur Space Solar Power Gmbh Verfahren zum Durchkontaktieren

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1813356A (zh) * 2003-06-26 2006-08-02 日出能源公司 具有集成导电通孔的背面接触太阳能电池以及制造方法
CN101051656A (zh) * 2006-04-06 2007-10-10 三星Sdi株式会社 太阳能电池
WO2009063754A1 (ja) * 2007-11-12 2009-05-22 Sharp Kabushiki Kaisha 光電変換素子及びその製造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7144751B2 (en) 2004-02-05 2006-12-05 Advent Solar, Inc. Back-contact solar cells and methods for fabrication
US7276724B2 (en) * 2005-01-20 2007-10-02 Nanosolar, Inc. Series interconnected optoelectronic device module assembly
DE102005040871A1 (de) * 2005-04-16 2006-10-19 Institut Für Solarenergieforschung Gmbh Rückkontaktierte Solarzelle und Verfahren zu deren Herstellung
US20070023082A1 (en) * 2005-07-28 2007-02-01 Venkatesan Manivannan Compositionally-graded back contact photovoltaic devices and methods of fabricating such devices
US20080174028A1 (en) * 2007-01-23 2008-07-24 General Electric Company Method and Apparatus For A Semiconductor Structure Forming At Least One Via
JP2009088406A (ja) * 2007-10-02 2009-04-23 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池及びその製造方法
US7999175B2 (en) * 2008-09-09 2011-08-16 Palo Alto Research Center Incorporated Interdigitated back contact silicon solar cells with laser ablated grooves

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1813356A (zh) * 2003-06-26 2006-08-02 日出能源公司 具有集成导电通孔的背面接触太阳能电池以及制造方法
CN101051656A (zh) * 2006-04-06 2007-10-10 三星Sdi株式会社 太阳能电池
WO2009063754A1 (ja) * 2007-11-12 2009-05-22 Sharp Kabushiki Kaisha 光電変換素子及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130007580A (ko) 2013-01-18
TWI549313B (zh) 2016-09-11
US20130008501A1 (en) 2013-01-10
WO2011105907A1 (en) 2011-09-01
NL2004310C2 (en) 2011-08-30
EP2539939A1 (en) 2013-01-02
TW201143124A (en) 2011-12-01
EP2539939B1 (en) 2014-05-21
CN102859709A (zh) 2013-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102859709B (zh) 背面接触光伏电池的制造方法以及由该方法制造的背面接触光伏电池
US9196759B2 (en) High-efficiency photovoltaic back-contact solar cell structures and manufacturing methods
US9379258B2 (en) Fabrication methods for monolithically isled back contact back junction solar cells
CN102856328B (zh) 太阳能电池及其制作方法
CN100452289C (zh) 背-触点太阳能电池及制备方法
EP2356687B1 (en) Deep grooved rear contact photovoltaic solar cells
US9515217B2 (en) Monolithically isled back contact back junction solar cells
JP5277485B2 (ja) 太陽電池の製造方法
US20110253211A1 (en) Solar cell and method for manufacturing same
CN102623517B (zh) 一种背接触型晶体硅太阳能电池及其制作方法
US20150027522A1 (en) All-black-contact solar cell and fabrication method
JP2004006565A (ja) 太陽電池とその製造方法
US20100326504A1 (en) Solar cell and fabrication method thereof
TWI568004B (zh) 射極穿透式太陽能電池及其製備方法
CN115513308A (zh) 背接触太阳能电池及其制备方法
JP2013516081A (ja) 裏面電極型の太陽電池の製造方法
CN104685638A (zh) 光伏太阳能电池以及用于制造光伏太阳能电池的方法
KR20110082372A (ko) 태양 전지 모듈 및 이의 제조 방법
WO2010150358A1 (ja) 光起電力装置およびその製造方法
WO2014137284A1 (en) Method of fabricating a solar cell
CN115148849A (zh) 一种p型ibc电池的简便制备方法
KR20140136555A (ko) 양면수광형 perl 태양전지 및 그 제조방법
KR101199649B1 (ko) 국부화 에미터 태양전지 및 그 제조 방법
TWI492403B (zh) 太陽能電池及其製造方法與太陽能電池模組
KR101612132B1 (ko) 후면전극형 태양전지의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant