CN104737302A - 用于形成高效率的背触点太阳能电池的连续和非连续的基极区域的结构和方法 - Google Patents

Abstract

描述了与太阳能电池的多级金属化有关的制作方法和结构。在一个实施例中，背触点太阳能电池包括具有接收光的前侧表面的衬底，以及用于形成图案化的发射极和非嵌套的基极区域的背侧表面。在晶体半导体衬底的背侧表面形成叉指状的掺杂的发射极和基极区域。在图案化的掺杂的发射极和基极区域上形成图案化的电绝缘层堆叠，该电绝缘层堆叠至少包括掺杂层和非掺杂覆盖层的组合。形成触点金属化图案，该触点金属化图案包括接触发射极区域的发射极金属化电极和接触基极区域的非嵌套基极金属化电极，其中，允许非嵌套基极金属化电极超出基极区域，从而与至少一部分的图案化的电绝缘体重叠而不会在太阳能电池中引发电分流。

Description

用于形成高效率的背触点太阳能电池的连续和非连续的基极区域的结构和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求在2012年5月29日提交的序列号为61/658,833、在2013年4月29日提交的序列号为61/816,830以及在2013年5月24日提交的序列号为61/827,252的美国临时申请的优先权，以上所有专利申请都通过引用全文的方式并入本文。

本申请是2012年12月28日提交的序列号为13/807,631的美国申请的部分延续，该美国申请是2012年8月9日提交的PCT申请PCT/US12/00348的35U.S.C.371国家阶段申请并且要求在2011年8月9日提交的序列号为61/521,754以及在2011年8月9日提交的序列号为61/521,753的美国临时专利申请的优先权，以上所有专利申请都通过引用全文的方式并入本文。

技术领域

本发明一般涉及光伏领域。更具体地，本发明涉及与高效背触点光伏太阳能电池有关的方法、结构和装置。

背景技术

在太阳能电池的发展和制造中，以低制作成本实现高效率的电池和模组成为关键。在一些例子中，背触点背结太阳能电池结构(背触点/背结或者BC/BJ)能够实现非常高的转换效率。通常，存在背触点的背结太阳能电池具有形成在非向阳侧(背侧)的图案化发射极结和电池金属化层，并且向阳侧(前侧)不具有金属化，从而实现非阻隔的最大程度的阳光耦合。

在典型的背触点/背结晶体硅结构(此后简称为，BC/BJ)太阳能电池中，可以在太阳能电池背侧(非向阳侧)形成发射极结和高度掺杂的基极扩散区域，以提供与大多数太阳能电池的作为基极的衬底体的触点。此外，在基极金属触点区域下面形成高度掺杂的基极扩散区域以减少触点复合并且减少基极金属触点阻抗。在典型的高效率BC/BJ太阳能电池中，通常对基极金属和发射极金属进行图案化并使其分别包含在基极和发射极扩散区中，使得基极金属即使被氧化物分隔的时候也决不在发射极的顶部走线。此后将其称作金属嵌套法，其中每一种金属嵌套在它的对应扩散中。这种嵌套方法的优点在于，对于向相对极的扩散的金属分流提供免役。缺点在于，基极的最小金属宽度决定了最小的基极扩散宽度，进而使该基极扩散成为太阳能电池的背侧的相对较大的部分，从而导致发射体部分的减少和电气阴影的增加。这又需要硅片或者硅吸收体具有非常高的少数载流子寿命(例如>1毫秒)，以确保在基极扩散的同时，少数载流子不会在基极中复合。因此，更高品质的晶片的更高成本导致太阳能电池的整体制造成本的增加。

发明内容

因此，产生了与太阳能电池的掺杂区域和金属化有关的制作方法和设计的需求。依照本发明的主题，提供了用于太阳能电池的非嵌套基极扩散图案和金属化的方法、结构和装置。这些创造措施显著地减小或者消除当前发展的太阳能电池的缺点和问题。

根据本发明主题的一个方面，描述了与太阳能电池的多级金属化有关的制作方法和结构。在一个实施例中，背触点太阳能电池包括具有接收光的前侧表面的衬底，以及用于形成图案化的发射极和非嵌套的基极区域的背侧表面。在晶体半导体衬底的背侧表面形成叉指状的掺杂的发射极和基极区域。在图案化的掺杂的发射极和基极区域上形成图案化的电绝缘层堆叠，该电绝缘层堆叠至少包括掺杂层和非掺杂覆盖层的组合。形成触点金属化图案，该触点金属化图案包括接触发射极区域的发射极金属化电极和接触基极区域的非嵌套基极金属化电极，其中，允许非嵌套基极金属化电极超出基极区域，从而与至少一部分的图案化的电绝缘体重叠而不会在太阳能电池中引发电分流。

根据此处提供的描述，本发明的这些和其它优点，以及附加的新颖特征将是显而易见的。此概要的意图不是要做到主题的全面描述，而是提供一些主题的功能性简述。本领域技术人员通过对以下附图及详细说明进行试验后，在此提供的其它的系统、方法、特征和优势将会变得显而易见。其目的是将这些附加的系统、方法、特征和优势都包括在本说明内，并落入权利要求的范围内。

附图说明

根据下文的详细描述并结合附图，本发明主题的特征、特性以及优势会将会变得更加明显，其中相同的形状表示相同的特征，并且其中：

图1A所示为展示嵌套的基极设计的太阳能电池背侧的顶视图；

图1B、图1A所示为展示非嵌套的基极设计的太阳能电池背侧的顶视图；

图2A所示为展示均匀分布的连续的/非嵌套的基极设计的太阳能电池背侧的顶视图；

图2B所示为展示均匀分布的选择性的非连续的/非嵌套的基极设计的太阳能电池背侧的顶视图；

图3A所示为展示带有平行的均匀基极设计的基极图案的太阳能电池背侧的顶视图，并且图3A'为对应的用于形成图3A的图案的丝网印刷设计；

图3B所示为展示带有错开的均匀基极设计的替代的基极图案的太阳能电池背侧的顶视图，并且图3B'为对应的用于形成图3A的图案的丝网印刷设计；

图3C所示为展示替代的非嵌套的基极图案的太阳能电池背侧的顶视图；

图4所示为重点突出示例性尺寸的非嵌套的基极图案的太阳能电池背侧的顶视图；

图5所示为分布的发射极和基极激光图案；

图6A所示为选择性的发射极(SE)和基极的开口的照片；

图6B所示为选择性的发射极(SE)和基极的开口内部的发射极和基极的触点的照片；

图7A所示为在选择性的发射极开口中的激光退火损伤；

图7B所示为在选择性的基极开口中的激光退火损伤；

图7C所示为在选择性的发射极开口中的触点中的激光退火损伤；

图7D所示为在选择性的基极开口中的触点中的激光退火损伤；

图8A所示为退火前的激光烧蚀斑点的拍摄图；

图8B所示为用30纳秒的UV激光退火后的激光烧蚀斑点的照片；

图9为氧化物烧蚀后的硅衬底的少数载流子寿命(MCL)图，尤其所示为在烧蚀斑点的激光退火后获得的MCL改进；

图10A为多工位的衬底激光处理工具的视图，并且图10B为图10A的工具保持多个晶片的视图；

图11A至11I所示为非晶硅掩膜工艺流程期间在处理步骤后的太阳能电池的横切面图；

图12为氧化物烧蚀后的硅衬底的少数载流子寿命(MCL)图，尤其所示为当非晶硅用作硬掩膜时获得的MCL改进；

图13A所示为一般用于形成背触点背结太阳能电池的处理流程；以及

图13B代表性的用于形成背触点背结太阳能电池的制造处理流程。

具体实施方式

下面的描述并不作为本发明的限制，而是为了对本文公开技术进行一般性描述。本文公开技术的保护范围应由权利要求书确定。附图中所描述的为本文公开的示例性实施例，在多幅图中，相同的数字代表相同或相应的部分。

并且，虽然此处公开技术利用特定实施例描述，如晶体硅及其它制作材料，但是本领域技术人员可以将本文所述的原理，应用到其他材料、技术领域、以及/或者实施例，而无需过多的试验。

本发明的主题提供了多种结构和高效背结/背触太阳能电池的制造方法，该太阳能电池特别使用薄晶体半导体吸收体，比如带有电池吸收层(或衬底)的单晶半导体，优选地，厚度范围从大约小于1微米(1μm)到约100微米(100μm),甚至尤其地，厚度范围从约1微米(1μm)到约50微米(μm)。提供的电池结构和制造方法还可应用于更厚的晶体半导体衬底或吸收体，厚度范围可从大约100μm到约200μm(还可包含用于更传统的CZ或者FZ晶片的厚度范围)。晶体太阳能电池衬底可以利用化学气相沉积(CVD)方法形成，该方法包括晶膜生长(如常压外延)，还可以利用其它晶体硅材料形成技术(包括但不局限于所谓的无切口切片或利用质子注入的剥离方法、金属应力引起的剥离或者激光技术)。由于涉及到制造很薄晶体半导体太阳能电池衬底的各个方面，关于生产方法的多个实施例可以扩展到其它类型的材料以及基于晶片的方法，包括无切口解理方法，如植入辅助晶片解理方法。此处提出的多个电池实施例的核心优势包括半导体(如硅)材料消耗实质性的降低、很低的生产成本，以及相对较高的能量输出，由此提高了太阳能光伏模块性能。特别地，这源于公开主题的独特的电池设计结构和制造方法，造就了使用薄晶体半导体层来制造背结/背触点太阳能电池，并且在薄晶体硅衬底上得到非常高的转换效率，以及非常低的成本。

并且，虽然此处描述的公开内容参考了特定的实施例，比如背触点太阳能电池采用具有厚度范围在10至200微米的单晶硅衬底及其它描述的制作材料金属化层，但是本领域技术人员可以将本文所述的原理应用到前触点电池、其它包含替代的半导体材料(如砷化镓、锗、多晶硅等)的制作材料、包括金属化堆叠的金属化层、技术领域和/或实施例，而无需过多的试验。本发明形成新颖掺杂区域的实施例同时可以应用于任何结构，比如前触点、背触点/背结或者甚至是被解除/前结太阳能电池，而这些实施例在本发明中相对于背触点/背结晶体硅结构(此后简称为，BC/BJ)来特别说明。

本发明提供稳固的方法来实现非嵌套的基极金属设计。非嵌套的金属允许重基极扩散小于基极金属的宽度，同时确保不存在路径用于破坏电绝缘体层，比如基极金属和下面的发射极之间的氧化物。这是通过确保在发射极扩散中分离基极金属的绝缘堆叠摆脱了通过绝缘体的针孔来实现，使得非嵌套的基极金属设计不会造成电器分流。在一个具体的实施例中，这可以通过采用多个(例如至少两个)APCVD沉积掺杂的和非掺杂的(覆盖)绝缘层。典型地，这些层是氧化硅(SiO2)层，但是还可以包含氮化硅(SiNx)和/或非晶硅(a-Si)和/或氧化铝(Al2O3)层(在每一种中掺杂和/或非掺杂)。通过在不同的走线中沉积多个(至少两个)APCVD层，极大地减少了任意针孔排列穿过全部绝缘体堆叠的统计概率。在另一个实施例中，为了进一步提供稳固性，可以在APCVD绝缘层之后、之前或者之间增加热氧化步骤，以确保不出现分流针孔。(更多细节参见序列号为13/807,631的美国专利申请，其已被要求优先权并且通过全文的方式并入参考)。

非嵌套的金属化设计可以与连续的基极或者非连续的(离散的基极排列)基极扩散一起使用。如果是连续的基极扩散，该基极可以是一系列的直线(列)。基极金属与这些扩散重叠，同时不需要包含在扩散的内部。对于非连续的基极扩散，这些扩散可以是隔离岛，其只是需要围绕隔离的基极触点。这些扩散可以是圆形、矩形或者其它几何形状，同时通过基极金属线互相连接。

非连续的基极扩散的优点在于，可以使穿过硅的基极阻抗最小，同时对于给定的金属间距保持发射极部分不变(在相对高的级别上)。基极扩散区的减小，同时，对于BC/BJ电池使得材料寿命得到放宽，对于给定的金属间距而增加了基极扩散之间的距离，因此，通过增加基极阻抗引起填充系数的潜在性下降。本发明的有利的实施例放宽了这些限制并且便于设计和制造高效率的太阳能电池。本发明允许非嵌套的基极设计结构通过更灵活的非连续的选择/分布的基极扩散，提供有效地更低的基极阻抗。

在一个实施例中，基极岛是孤立的(离散的基极岛)，但是共线的(或者沿列配置的)，其经由单个基极金属线连接，该基极金属线周期性地通过隔离的基极岛内部的基极触点连接到硅基极。根据需要，在发射极区的顶部(在覆盖掺杂的发射极区域的绝缘层上)，该设计将非嵌套地作为连接的基极金属线在隔离的基极扩散岛之间走线。因此，非连续的基极图案设计的成功是依靠对非嵌套的金属进行走线而没有对其分流。这是由前述的处理技术来保证。在另一种情况中，在给定的基极金属线下面的分布的基极岛具有超过一个的共线行(或列)；可以具有两个或多个带有岛位置偏移的行(或列)。一般的结构提供灵活性以获得更好的电气性能。在以下部分描述这些非连续的情况下的方案的结构细节和优点。

分布的非连续的基极扩散(比如序列号为13/807,631的美国专利申请所示的离散基极岛，该申请已被要求优先权并且再次通过全文的方式并入这里作为参考)和触点形成方案，在非嵌套的金属结构的情况中包括新颖的图案化和扩散方法，其中，基极金属(被定义为与基极扩散区接触的金属)以稳固、自由分流的方式在绝缘钝化层的顶部(如果需要的话可以调转)在发射极扩散区(被掺杂的发射极区域上的绝缘层覆盖)上自由走线。该设计还可以称为“点中点(SIS)”。该名称起源于，隔离的和非连续的接触点在非连续的基极扩散区内打开。将掺杂的绝缘膜图案化以形成与相对高掺杂基极(n型或p型)的类型相同的轻微掺杂区域(n型或p型)的非连续区。以几何优化的方式来放置非连续(或者离散岛的)高掺杂基极结构，同时还设置在基极材料的下面，从而使它们相互之间的距离最小化，因此使得通过轻微掺杂的基极的扩散阻抗损失最小化。对于超薄太阳能电池吸收体，这些扩散图案和优化的扩散与掺杂的绝缘膜的组合，还能够用作良好的电绝缘体以减少太阳能电池的基极和发射极区域之间的电短路或者分流的危险。

下面详细描述这些方面的唯一和独立的益处。我们公开了几个设计概念来说明非嵌套和/或非连续的基极结构。还概述了本发明的益处，尤其是对于高效率晶体半导体(包含背触点/背结的单晶硅或多晶硅硅)太阳能电池的益处。

A)在常用的结构中，将基极金属嵌套在基极扩散的内部(特别地，为了接触到轻微掺杂基极而将其放入)，从而避免电池分流。金属化嵌套的这种限制和产生的设计规则的作用，需要由最小的基极金属宽度所决定的最小基极重扩散区。这又减小了发射极部分，并且需要昂贵的长寿命的晶片，以确保光激发的载流子不会在长基极扩散下复合并且能够到达发射极。非嵌套基极允许在背面设有更高的发射极部分区域，使期望的电池设计特征用于实现高电池效率。非嵌套的金属化图案和产生的增强发射极区部分，引起非常少的少数载流子的复合损失(正如具体地与高期望的超薄电池和/或大面积电池一样，该超薄电池带有的吸收体厚度低于约100微米，优选低于80微米，该大面积电池带有的电池面积至少为125mm×125mm，优选为156mm×156mm或更大)。绝缘层给予的良好绝缘隔离提供非嵌套的基极金属。电池设计的进展基本上受到以下的限制。基于期望的金属线阻抗的要求并且基于用作线宽图案化的方法的可用分辨率，首先确定最小基极和发射极金属的宽度，其中用作线宽图案化的方法是用皮秒或飞秒激光烧蚀的一种直接图案化的方法。对于给定的电池尺寸(面积)和金属的最大厚度(受制于吸收体衬底上的成本和应力)，确定最小的金属线宽度。这是对于传统的单金属级金属化的情况。对于多层(本发明的用于多级电池金属化的实施例为双级)的情况，甚至可以使触及电池触点的金属线更具阻抗性(因为，在它们垂直穿过与第二级金属层或金属-2(M2)连接的导通孔而被引出之前，并且由夹层绝缘体或者电隔离的背板从金属-1(M1)分离之前，它们短距离地局部传输电流)，得到灵活性来实现更小的宽度。一旦采用前述的标准以固定金属宽度，常规的嵌套结构则需要基极扩散更宽于靠所需的设计规则的这个金属宽度，该设计规则是由金属化对齐分辨率来决定的，导致相对大的基极扩散区以及导致发射极区有相对的损失。这又对少数载流子的寿命或吸收体衬底的电气品质提出严格的要求，因此使其成本更高。提出的非嵌套方法克服了上述限制，并且允许更大的发射极部分。其成果是降低了对于同等效率性能的寿命要求，因而，降低了衬底的成本。本发明的实施例还使得背结和背面接触的结构能够适用更薄的基板，该基板可以按照适度的和不太苛刻的品质来生长，即是不严格的高本体寿命也不会损失性能。该衬底的一个例子为多孔硅的顶部的外延生长硅，对于n型外延硅的生长，其可以得到超过300μs至500μs但通常不超过1ms的本体寿命的。另一个例子首先为相对低寿命(200至500μs)的CZ晶片，并且使其一般变薄下降到5μm至100μm之间，但优选为20μm至80μm的范围。因此，本发明不仅降低了传统背接触的结构的成本(由于对硅衬底的品质的要求更少)，这对于使背触点背结薄单晶或多晶太阳能电池能够实现非常高的效率而言是极为重要的。

B)非嵌套结构可以具有连续的或非连续的(离散岛的)基极。非连续的基极(也称为分布的基极或离散岛基极设计)位于使绝缘体图案化以个别地和非连续地形成离散的基极扩散岛(类似于在发射极的连续的海洋中的基极扩散岛)的地方，因此提供了灵活性，根据高效率的设计需要来随意设置这些扩散和随后的触点。跟随非嵌套基极的非连续方案允许无数的设计可能性。

1.在一个设计的实施例中，对于给定的金属间距，允许减小一个基极扩散岛至最近岛之间的距离(因此，减小了基极阻抗)。

2.BC/BJ电池多数在太阳能电池的背侧(非向阳面)覆盖有发射极区域，在发射极的海洋中交织基极扩散区域。用非嵌套和非连续基极的概念，所有发射极区域可以连续保留更大的发射极部分，其有效增加了太阳能电池的整体载流子的收集效率。

3.非嵌套的和非连续的基极设计允许通过减少需要减少触点复合的高度掺杂基极扩散区，使得能够增大发射极区部分，这有助于使电气的遮蔽最小化而不会影响任何的扩散电阻。

C)通过非连续的基极设计而提供更宽的金属宽度的能力，使得显著地节约了成本。其可以提供非完全连接的基极，即是基极的分段扩散或离散岛的设计灵活性，这又允许对于基极间距实现更高的发射极部分区和更低的基极。

存在各种设计和制造高效率的、有经济效益的太阳能电池的需求。对于非嵌套的、非连续的基极(即，分布的或离散的基极岛)的这些需求，将在下面阐述。一般的方法可以扩展到多层级的金属化方案，同样都适用于常规的厚太阳能电池以及非常薄的硅太阳能电池。非常薄的(例如，厚度小于约80微米厚的吸收层)利用本发明的方法和结构的太阳能电池包括超薄晶体硅太阳能电池，该超薄晶体硅太阳能电池带有在几微米至几十微米厚度范围的晶体硅吸收层，并且通过外延剥离、基于使晶片(例如，在开始厚度为130微米至200微米之间的CZ晶片)变薄的化学蚀刻、质子注入、应力诱导切割、激光切割或其它使硅切片变薄的技术来形成。

1.(通过沉积、丝网印刷等)把电隔离绝缘层放在金属和扩散的下面的方法，其中该层不仅提供非常有效的绝缘体使金属与硅分隔，还提供为掺杂剂的来源，从而在太阳能电池的基极和发射极区形成扩散。

2.使基极扩散图案化并且通过绝缘体来形成触点区以连接至金属的方法。

3.沉积和图案化(pattering)金属的方法。

对于步骤1中，比如常压化学气相淀积(APCVD)技术或者图案丝网印刷技术，可以用来对掺杂的绝缘膜进行沉积。必须小心确保选择的绝缘膜和技术是合适的，以确保良好的光学品质并且保证与硅中的n和p型硅扩散的良好触点。对于毯覆性沉积(blanket deposition)技术，比如APCVD(和/或等离子体增强的CVD)，可以用高温炉退火来推动掺杂剂。在扩散源绝缘体的沉积之后，优选地在相对高的温度下(通常在900℃和1150℃之间)将这些膜退火，以驱动掺杂剂到硅衬底中。炉退火是用于形成扩散的重要方面。必须小心地通过改变掺杂剂浓度来形成这些扩散，然后进行炉退火以实现非常低的表面复合速率并且形成了良好的发射极。在本发明的一个实施例中，用于基极和发射极扩散的绝缘材料是由掺杂的APCVD硅氧化物与至少一个掺杂的绝缘层构成，该掺杂的绝缘层具有非掺杂的绝缘体(p或n型硅氧化物，对于p型则称之为硼掺杂玻璃BSG，或者对于n型则称之为磷掺杂玻璃PSG)的覆盖层；然后采用脉冲皮秒(或脉冲飞秒)激光器对这些层进行图案化，该激光器能够在硅的上面停止并同时移除氧化物，不会对其造成显著的烧蚀损伤。在其它掺杂剂类型(例如，PSG)APCVD层的沉积之前，对一种(比如是BSG的)掺杂的APCVD层进行图案化，允许在预先指定的图案化的区域，使这两种类型(BSG和PSG)的掺杂层与硅接触。这些掺杂的氧化层作为硼和磷的来源，最终扩散在硅中，从而分别形成发射极和基极扩散。与各层的硅接触的部分区域是通过几何图案来确定的。当该系统与掺杂层在较高温度下进行退火时，同时形成了由发射极(由BSG制成)和基极(由PSG制成)扩散两者一起构成的太阳能电池背侧。通过预设的激光直写烧蚀图案来精确地控制和决定这些扩散的各个部分。可选地，可以用丝网印刷掺杂剂/墨汁来形成图案化扩散。对于这些绝缘层的一个关键要求在于，使带有扩散的吸收层与金属层电隔离。金属层必须只接触该吸收体，为此通过打开的明确的接触孔来实施。绝缘材料的选择应该使得针孔消失，并且有利于生产出良好的与电池金属化层结合的背镜，用于在太阳能电池中获得最佳的光吸收。针孔的存在是不希望的，因为它为非嵌套的基极金属和发射极之间的电流提供了分流路径。

对于与扩散的图案化方法相关的步骤2，可以采用激光烧蚀前的毯覆性沉积，或者采用标准的光刻/蚀刻技术，来进行图案化。还可以使用合适的掺杂剂糊料或液体，采用丝网印刷或模版印刷或喷墨印刷(或气溶胶胶喷射印刷)，直接对绝缘层进行图案化。表示传统BC/BJ太阳能电池的图1具有叉指的嵌套金属设计，其中发射极和基础金属线分别地专门设置在叉指发射极和基极扩散的内部。本发明的关键实施例都涉及在叉指和非叉指的发射极和基极扩散中形成非嵌套的基极扩散图案。如在前面的语段中描述的基极扩散，可以是连续或者非连续的。

连续/非嵌套的设计和非连续/非嵌套的基极的图案如图2所述。非嵌套设计的关键因素在于允许基极金属在发射极扩散上面走线而不会有致命分流危险的真正隔离的绝缘体。如上述讨论，非连续的基极可以有多种用途，例如但不限于降低基极扩散阻抗以获得填充系数，以及减小基极扩散区以改进电气遮蔽。形成基极扩散区后，通过激光烧蚀或者通过使用标准的光刻和蚀刻技术来形成接触孔。前述的非连续的范例中的各种设计如图3a、3b和3c所示。如图3a所示，通过减少电气遮蔽，增加发射极部分的面积以减少在基极扩散区的电流收集损耗。可以进一步优化基极扩散和触点区之间的间距百分比，以相同的扩散阻抗获得更好的电流收集能力。可选地，可以改变该设计，如图3b和3c所示进一步减小基极扩散阻抗，同时不对电遮蔽让步。这种设计的实施例对薄单晶太阳能电池尤其有利，其中填充系数是由高基极阻抗来限制的和/或其中前表面范围可能是不期望或不允许的。

最后，对于与金属沉积和图案化(或图案化金属层的直接写入沉积)有关的步骤3，可以部署多种方法。其包含的技术比如是在前述的绝缘层顶部的金属溅射或蒸发。继而，可以对沉积的金属进行图案化和隔离，采用例如是皮秒基础的激光烧蚀技术来形成基极和发射极金属。可选地，可以采用任意的多个直接写入技术，例如采用但不限于丝网印刷、模版印刷、遮蔽加热(或电弧或等离子体)金属喷涂、喷墨或气溶胶印刷，随后进行退火或活性化步骤，从而形成基极和发射极金属。在连续的设计的情况中，基极和发射极的间距可以相同，使得用于发射极和基极金属的金属图案都对称，其对优化太阳能电池的电流收集是理想的。在随后的描述中，详细描述特定的用于实现非嵌套和非连续的太阳能电池设计的工艺方法。虽然，该方法是在采用外延硅剥离方法的背触点/背结的薄单晶硅太阳能电池的背景中描述，但其可以用于任何厚度的太阳能电池，包括标准晶体硅的基于晶片的电池(例如以100μm至200μm的厚度范围内使用CZ或FZ的晶片)。流程如下面的表1所述。

表1。

使用APCVD、PECVD、热扩散(来自基于气体的掺杂剂源)中的任一种，或者使用直接的图案化的写入方法，比如丝网印刷、喷墨或气溶胶喷射印刷，将薄掺杂绝缘层沉积在衬底上，该薄掺杂绝缘层带有与用于发射极(在一个实施例中为p型硼)的理想掺杂剂类型相似的掺杂剂。在掺杂剂薄膜的毯覆性沉积的情况中，在沉积之后，采用皮秒激光烧蚀来蚀刻绝缘膜。蚀刻图案与硅中的基极和发射极区域呈镜像(使发射极来自图案层，基极来自于随后的绝缘膜沉积)，并且可以是连续的或非连续的。随后进行第二绝缘膜的沉积，该第二绝缘膜带有相反类型的用于形成高度掺杂的基极扩散区的掺杂剂(磷)。可选地，可以采用直接写入的方法对第二掺杂剂层进行沉积。随后进行热退火，从而在一个步骤中同时激活这两种掺杂剂。该退火可以实施在惰性气体环境，例如在氮气或氩气中，并且可选地随后在短持续时间的相同温度含氧环境中进行退火。氧气环境的目的是，当已经扩散掺杂剂的时候，通过绝缘层来形成热氧化物分界面。随后进行另一个氧化物的皮秒激光烧蚀，用于形成触点开口，用于随后金属化连接至吸收层基极和发射极区域。使用毯覆性等离子溅射或蒸发或离子束沉积中的任一种方法，对薄金属(优选地包括铝或者含有铝和硅的铝合金)进行沉积。这需要随后进行图案化，该图案化可以采用多种的技术来实现，这些技术包括但不限于使用合适的激光波长比如近红外波长的皮秒激光烧蚀。可选地，可以部署对预图案化金属层(例如，合适的可丝网印刷的铝和/或铝-硅合金糊状物)的直接写入或者丝网印刷(或者，气溶胶印刷、喷墨印刷和模板印刷)。在某些情况中，这种金属沉积之后需要烧结或退火，从而固化和激活图案化的金属层。在涉及采用外延硅薄剥离方法的单晶硅太阳能电池的具体工艺中，则可以将薄硅层附着到第二固定载体，以继续进行余下的电池工艺，比如纹理化、钝化和金属化。在下面的表2中描述了对上述工艺流程的变更。在该流程中，在最后的金属化步骤之前的工艺流程是完全相同。用结合了利用激光(可以是脉冲纳秒激光)的基于干燥PVD(比如蒸发和/或等离子溅射)金属沉积来替换镀铜流程，以对PVD金属层进行隔离和图案化。

表2。

还有另一种工艺流程，其变更了上面用于薄晶片基太阳能电池的流程，如下面的表3所示。这里替代外延硅生长，可以对标准的CZ晶片向下减薄，以制造非常高效率的太阳能电池。注意，不存在多孔硅、外延和释放的步骤，但是用锯割破坏切除步骤和层压后的回蚀步骤来取代这些步骤，从而使晶片向下变薄。

表3。

对于连续和非连续(SIS)结构，最后也可以使用湿或干燥工艺将皮秒(或飞秒)激光器所产生的激光损伤去除。用于减少/消除激光损伤的干燥方法是在打开激光触点后进行激光退火。这可以采用纳秒激光器来完成。另一种去除激光损伤的方式是使用硬遮蔽(通常为a-Si)，对该硬遮蔽进行图案化，然后利用该硬遮蔽来对氧化物进行湿蚀刻。通过这种方式，皮秒激光器不会“看到”硅。

对由激光导致的烧蚀损伤的激光退火。透明钝化层的激光烧蚀至少在硅衬底中引起一些由激光所导致的损伤。因为对于低至UV(355纳米)的波长，钝化层比如氧化硅和氧化铝是透明的，因此下面的硅的熔化和消失造成透明层移除。虽然使用超短脉冲长度和UV波长使得受到影响硅的深度最小，但仍然存在少许损伤。图5为典型的分布选择性的发射极和基极的开口图案，该开口带有触点设于这些区域内的中心处。图6A和6B为SEM显微照片，分别示出了选择性的发射极和选择性的基极的开口，以及在这些开口内的触点。这些烧蚀点是使用10皮秒脉冲长度和UV波长的激光来产生。尽管如此，仍可以看到一些表面损伤。

如本文所公开的，对烧蚀区域的退火是为了减少或消除在烧蚀工艺中发生的损伤。脉冲激光烧蚀完成后，使用另一种对损伤退火的合适的脉冲激光束对烧蚀区进行退火。对于分布选择性的发射极和基极的开口，使用从退火激光中触发的同步激光，对每个烧蚀点进行退火。对于退火，合适的激光一般具有的脉冲长度是在长纳秒范围内，例如优选地在大约10至500纳秒的范围内，并且波长为532nm。然而，根据待退火的烧蚀激光损伤的程度，可以使用甚至更短或更长脉冲长度及其它波长的其它激光。图7A和7B示意地示出在选择性的发射极(SE)和选择性的基极(SB)烧蚀中对损坏的硅进行逐点退火，同时图7C和7D所示为在采用激光退火的触点烧蚀区中对激光损伤进行类似的逐点退火。相应的光学显微照片如图8A和8B所示。图8A所示为激光退火前的激光烧蚀点，而图8B所示为激光退火后的点。可以清楚地看到通过激光退火消除了烧蚀点中的激光损伤。

图9所示为在激光退火后获得有效改进的少数载流子寿命(MCL)；一半由激光烧蚀图案化的晶片与一半为未接受激光退火处理的晶片做比较。

在一个方案中，以至少一个覆盖烧蚀区域的掺杂的氧化层实现烧蚀区域的激光退火。在这种情况下，激光退火期间在硅上发生的熔化分别引起p型(例如，硼)和n型掺杂剂(例如，磷)从覆盖的BSG和PSG膜进入熔化硅中的熔化掺入或吸收。这样，除了被炉退火推动的掺杂剂，还为该表面附近提供这些高浓度的掺杂剂，并且具有来自相对固定的掺杂剂源的扩散误差功能轮廓。这引起这些掺杂结的高低结，该掺杂结引起在硅表面减少载流子吸收，从而提高了电池效率。

合适的高性价比激光装置配置为在不同的工位提供并行处理的多工位平台。图10所示为具有四个工位的工具配置。将晶片从一个卡盘旋转到另一个卡盘，实现不同的烧蚀/退火工艺步骤。如图10所示，将晶片装载在工位1中，然后移至工位2用于对激光烧蚀图案化的精度和对齐的激光退火进行基准检测。在工位3实施激光烧蚀，随后在工位4进行退火。应注意，该方案在不同的卡盘上提供了并行处理，并且生产量受到该序列中最慢的工艺来约束。为了提高生产量，可以增加卡盘上的晶片数量，同时相应地在激光烧蚀和激光退火中增加多晶片的功能。图10B示出了每个卡盘有4个晶片。

应用烧蚀遮蔽来防止激光烧蚀损伤。这里公开一种方案，其中在烧蚀期间使用遮蔽材料的薄层来吸收激光束以防止激光损伤。因此，现在可以通过湿蚀刻下面的绝缘层，将开口的区域(其中移除了遮蔽材料)进一步开口到硅。实际上，在该方案中，使用烧蚀激光，使遮蔽薄层首先被图案化，然后通过在开口处的绝缘体的湿蚀刻将图案转移到硅。因为，到达硅基板的激光束强度低，不存在激光损伤并且不影响硅的少数载流子寿命(MCT)。任何能够抵抗湿蚀刻的非导电薄膜可用作遮蔽，其中该湿蚀刻用于图案化绝缘体。

图11A至11I示意地描画了工艺步骤中的太阳能电池结构，其中将非晶硅(a-Si)的薄层用作激光烧蚀的图案化遮蔽。

图12所示为晶片的少数载流子寿命图，其中上半部分为没有使用烧蚀遮蔽的方案，而下半部分为使用a-Si遮蔽的方案。在晶片的下半部分看到没有出现寿命下降。

可以直接应用本发明的主题来形成高效率的利用多层背侧金属化的背触点、背结太阳能电池。相比于前触点太阳能电池，所有背结、背触点太阳能电池，使所有金属(基极和发射极两者的金属化和汇流条)设置在电池的后侧，并且可以消除由于电池的前/向阳侧表面上的金属流道所引起的阳光阴影(在传统的前触点太阳能电池的情况下的发射极金属指和汇流条的光遮蔽损失)。虽然可以在同一侧(与向阳侧相反的一侧)形成电池的金属化(包括基极和发射极触点)以消除光遮蔽损失，但是当基极和发射电极都不得不在相同侧接触的时候，可能在某些背接触设计中增加电池金属化的复杂性。(然而在一些情况中，同一侧的基极和发射极触点可以简化太阳能电池在模块级的互连)。

在一些情况中，可以采用要求高金属图案重现精度的叉指金属化方案。在125mm×125mm至156mm×156mm尺寸的太阳能电池上，当可以形成越来越小的金属化图案几何形状以增加电池效率的时候，还可能会显著增加金属化层所需的厚度——例如对于高导电性金属化层例如铜或铝层，其厚度为30至60微米。

进一步，为了减少所需的金属化厚度，可以将电池的金属化划分成两个金属层/级，并且可以在两个金属化层之间形成背板材料(比如聚合物片材)，以帮助减少由更厚更高传导的第二金属化层级所导致的压力。换言之，背板材料分隔两个金属化层并且向太阳能电池衬底提供结构支撑，允许向大面积的背触点太阳能电池做扩展。因此，每一层——第一金属化层、背板材料和第二金属化层——可以分别对成本和性能进行优化。并且在一些双级金属化的实施例中，两个金属级互相正交地图案化，使第二(末尾的)金属级所带有的指状物远少于且更粗糙于第一(电池上的)金属级所带有的指状物。

虽然以下的示例性背结背触点太阳能电池设计和这里描述的制造工艺可利用由电绝缘隔离和机械支撑背板层来分开的两级金属化(双层金属化)，但是通过包含了多级金属化图案和包括金属化叠层的金属化层(例如Al/NiV/Sn的第一级金属化层)的钻孔终点检测，本发明的主题可以适用于任何需要实时原位工艺激光的制造实施例。在一些情况中，背板和金属化层的任意组合可以用作永久性的结构支撑/加固并且为高效率薄晶体硅太阳能电池提供嵌入的高导性(铝和/或铜)互连，而不会显著影响太阳能电池的功率或增加太阳能电池的制造成本。这里提供的激光工艺所采用的方案是用于生产高效率的太阳能电池，尤其是基于亚50微米厚的硅衬底薄膜晶体硅太阳能电池。

在一些情况中，在此本发明的非嵌套基区域设计和方法，可以应用于并且与当前的背触点背结太阳能电池的结构和制造工艺进行整合。图13A为一般的处理流程，例如用于形成可以利用非嵌套的基极区域的背触点背结太阳能电池。具体地，图13A为突出关键的试验性薄晶体硅太阳能电池的制造过程的关键处理的一般处理流程，其采用薄外延硅剥离处理，基本上减少了硅的使用并消除了传统的制造步骤，从而获得低成本、高效率的、背结/背触点的单晶硅电池。图13A的工艺流程示出了具有层压背板的太阳能电池的制造过程，用于采用可重复使用的模板和多孔硅释放层上的外延硅沉积来形成智能电池和智能模块设计，该多孔硅释放层可以利用和整合非嵌套基极区域的设计和本文公开的形成方法。

图13A所示的工艺始于可重复使用的通常由p型单晶硅晶片制成的硅模板，在其中形成多孔硅的薄牺牲层(例如，经由电化学蚀刻工艺，通过存在电流的HF/IPA湿化学中的表面改性工艺来实现)。开始的材料或者可重复使用的模板可以是单晶硅片，例如使用晶体生长方法比如FZ、CZ、MCZ(磁稳定的CZ)而形成的晶片，并且还可以包括在该硅片上生长的外延层。半导体的掺杂类型可以是p或n，尽管晶片形状最常用为方形的，但也可以是任何几何或非几何形状，比如近似方形或圆形。

紧接着形成牺牲的多孔硅层(同时作为高质量的外延籽晶层以及随后的分离/剥离层)之后，形成原位掺杂单晶硅的薄层(例如厚度范围从几微米到70微米，或者厚度大约小于50微米)，该过程也被称为外延生长。例如，在包括硅气体比如三氯硅烷或TCS和氢的环境中，通过使用化学气相沉积或CVD工艺的常压外延，可以形成原位掺杂的单晶硅层。

在背板层压前，例如使用丝网印刷薄层或者溅射(PVD)或蒸发铝(或铝硅合金或Al/NiV/Sn堆叠)的材料层，直接在电池背侧形成太阳能电池基极和发射极触点金属化图案。第一金属化层(本文称为M1)限定太阳能电池触点金属化图案，例如细间距叉指背接触(IBC)导体指状物，该导体指状物限定IBC电池的基极和发射极区域。M1层用作提取太阳能电池电流和电压，然后将太阳能电池的电能转移到将会形成在M1之后的第二级/层高导太阳能电池金属化(本文称为M2)。

完成大多数的电池工艺步骤后，非常低成本的背板层粘合到薄外延层，可以用于永久的电池支撑和加固以及支撑太阳能电池的高导电率电池金属化层。制成背板材料的材料是：薄的(例如大约为50至250微米，在某些情况中为50至150微米)、柔性的和电绝缘的聚合材料板，比如满足电池工艺集成和可靠性需求的通常用在印刷电路板的廉价预浸材料。然后将已经处理完成的背触点的、背结的、背板强化的、大面积的(例如至少为125mm×125mm、156mm×156mm或更大的太阳能电池面积)太阳能电池进行分离，并沿着机械性弱的牺牲多孔硅层从模板剥离(例如，通过机械释放MR工艺来实现)，同时该模板可以被重复使用多次，从而进一步减少太阳能电池单元的制造成本。向阳面在模板脱离后被暴露，然后可以在向阳面上实施最终的电池处理。向阳面的处理例如可以包括完成前侧纹理化和钝化以及抗反射涂层沉积工艺。

参照图13A所描述的流程的，(在M1层上、中或周围)形成背板、从沿着机械性弱的牺牲多孔硅层的模板中分离出具有背板支承的太阳能电池、完成前侧纹理化和钝化工艺之后，在背板上形成更高电导率的M2层。(例如使用激光钻)在背板钻入多个通孔(在一些情况中为数百或者数千个通孔)并且可以使通孔的尺寸大约在50至500微米的范围内。这些通孔设在预先指定的M1的区域，通过形成在这些通孔中的导电插塞，在图案化的M2和M1之间进行后面的电连接。然后，或者结合通孔填充和导电插塞成形，形成图案化的高导电率金属化层M2(例如，通过等离子溅射、电镀、蒸发中的一种或它们的组合来实施——采用的M2材料包括铝、Al/NIV、Al/NiV/Sn或铜)。对于叉指背触点(IBC)太阳能电池，其在M1上带有多个细间距的IBC指状物(例如，数百个指状物)，图案化的M2层可以设计为与M1正交——即是成直角的或者M2的指状物实质上与M1的指状物垂直。由于该正交变换，M2层的指状物数量可以远少于M1层的指状物(例如，M2的指状物大约少10至50个)。因此，对比M1层，可以使M2层形成的图案更粗糙而且带有更宽阔的IBC指状物。为了消除与电池上的回流汇流条有关的电气遮蔽的损耗，太阳能电池汇流条设置在M2层上，而不设在M1层上(即是M1没有汇流条)。因为，在太阳能电池背侧的背板上，可以在M2层上设置基极和发射极互接和汇流条，从而为太阳能电池背侧的背板上的基极和发射极末端提供电气接入。

在M1和M2之间形成的背板材料可以是非常低热膨胀系数(CTE)的聚合物板材，从而避免在薄硅层上引起极端的热应力。此外，背板材料必须满足用于后端电池制造过程的工艺集成的需求，尤其是电池前侧湿纹理化过程中的耐化学性以及在前部钝化和ARC层的PECVD沉积过程中的热稳定性。电绝缘背板材料还必须满足模块级层压工艺和长期稳定性的要求。虽然各种合适的聚合物(比如塑料、氟树脂、预浸料等)和合适的非聚合物材料(比如玻璃、陶瓷等)可以用作背板材料，但是背板材料的选择取决于很多考虑，包括当不限于：成本、工艺集成的容易性、可靠性、适应性等。

预浸料是合适的背板材料选择。预浸板料用来构造成块状的印刷电路板，并且预浸板料是由树脂和减CTE系数的纤维或颗粒的结合而制成。背板材料可以是便宜的、低CTE(通常为CTE<10ppm/℃，或者为CTE<5ppm/℃)、薄的(例如50至250微米，更具体为大约50至150微米的范围内)预浸板料，其在化学纹理化中具有相对的耐化学性以及温度至少高达180℃(或者至少高达280℃)的热稳定性。采用真空层压机将预浸板料附着到太阳能电池背部，此时仍然处于模板上(在电池升起过程之前)。然后在上面加热和加压，使预浸板料永久地层压或附着在已处理的太阳能电池的背部。然后，例如使用脉冲激光划线工具沿着太阳能电池的外围(模板边缘附近)划定抬升剥离边界，然后使用机械剥离或抬升工艺，将背板层压的太阳能电池从可重复使用的模板分离。随后的工艺步骤可以包括：(i)在太阳能电池向阳面上完成纹理化和钝化工艺，(ii)在太阳能电池背部(也是太阳能电池背板)完成太阳能电池高导金属化。在层压的太阳能电池背板上形成同时包含发射极和基极的高导电率金属M2层(例如包括铝、铜或银)。

通常，预浸料是用树脂预浸渍的加固材料，备用于生产复合材料部件(用预浸料比用湿铺叠系统可以更快、更容易地生产出复合材料)。可以使用设计好的设备将加固纤维或织物与特别定制的预催化树脂进行组合以制造预浸料，从而确保坚固性。用柔性的衬背纸将预浸料覆盖，使其可以容易地搬运，并且在室温下持续一段时间(寿命外的)来维持柔韧性。此外，预浸料已经提前生成不需要冷却储存的材料，而在较低温度下固化的预浸料和产品具有更长保存限期。可以在压力下进行加热，使预浸料层压板固化。为高压固化配制常规的预浸料，同时在低得多的温度下单独地采用真空袋施压，可以使低温预浸料充分地固化。

图13B为使用外延硅剥离处理以形成背触点/背结电池的典型制造工艺流程，该流程可以包括以下制作步骤：1)从可重复使用的模板开始；2)在模板上形成多孔硅(例如采用阳极蚀刻的双层多孔Si)；3)用原位掺杂来沉积外延硅；4)同时在包含M1形状的模板上实施背触点/背结电池的处理；5)在背触点电池上层压背板薄片，绕着进入外延硅层的背板，用激光刻划出释放边界，然后释放电池；7)继续实施后端工艺流程，包括：湿硅蚀刻/纹理化/洁清洁、PECVD向阳面和沟边钝化、用激光对背板钻通孔、PVD沉积或金属蒸发(-Al)或者对M2进行电镀(Cu)，最后用激光烧蚀来完成M2的图案化。

图13A和13B所描述的工艺流程图的结果使得在外延沉积的硅薄膜上形成太阳能电池，该硅薄膜示例性的厚度在大约10至大约100微米的范围内，可以容易且有利地与本文公开的非嵌套的基极设计整合。

本领域的普通技术人员将认识到，除了上述的那些具体实例，本发明的实施例具有广阔变化范围的相关性。

上述示例性实施例的描述是为了使任何本领域的技术人员能够理解或使用权利要求的主题。本领域技术人员对这些实施例的各种修改将是显而易见的，且本文所界定的一般原理可应用于其它实施例而无需创造性的能力。因此，要求保护的主题并非旨在被限定于本文中所示的实施例，而是应被赋予与本文所揭示的原理和新颖特征相一致的最广范围。其目的是将这些另外的系统、方法、特征和优势都包括在本说明书内，并落入任意权利要求的范围内。

Claims (26)

1.一种背触点、背结的晶体半导体太阳能电池，包括：

晶体半导体衬底，所述衬底包括接收光的钝化的前侧表面和钝化的背侧表面，该背侧表面包括图案化的叉指状的掺杂的发射极和基极区域；

在所述背侧表面上的图案化电绝缘体层，所述图案化的电绝缘体层包括贴近所述背侧表面的掺杂层和在所述掺杂层上的非掺杂覆盖层；以及

触点金属化图案，该触点金属化图案包括接触所述发射极区域的发射极金属化电极和接触所述基极区域的非嵌套基极金属化电极，所述非嵌套基极金属化电极超出所述基极区域，从而与至少一部分的所述图案化的电绝缘体重叠而不会在所述太阳能电池中引发电分流。

2.根据权利要求1所述的背触点晶体半导体太阳能电池，其中所述发射极金属化电极和基极金属化电极都包括铝。

3.根据权利要求1所述的背触点晶体半导体太阳能电池，其中所述发射极金属化电极和基极金属化电极都包括铝硅化合物。

4.根据权利要求1所述的背触点晶体半导体太阳能电池，其中所述发射极金属化电极和基极金属化电极都具有叉指的图案。

5.根据权利要求1所述的背触点晶体半导体太阳能电池，其中所述太阳能电池采用第二图案化金属化层，该第二图案化金属化层通过电绝缘的背板从所述触点金属化图案中分离。

6.根据权利要求1所述的背触点晶体半导体太阳能电池，其中所述图案化电绝缘体层包括至少掺杂的玻璃层和非掺杂的玻璃层的组合。

7.根据权利要求1所述的背触点晶体半导体太阳能电池，其中所述图案化电绝缘体层包括第一层硼硅酸盐玻璃层和第二层磷硅酸盐玻璃的组合。

8.根据权利要求1所述的背触点晶体半导体太阳能电池，其中所述图案化电绝缘体层包括第一层硼硅酸盐玻璃、第二层硼硅酸盐玻璃和磷硅酸盐玻璃的组合。

9.一种背触点、背结的晶体半导体太阳能电池，包括：

晶体半导体衬底，所述衬底包括接收光的钝化的前侧表面和钝化的背侧表面，该背侧表面包括掺杂的发射极和非连续的离散的基极区域；

在所述背侧表面上的图案化电绝缘体层，所述图案化的电绝缘体层包括贴近所述背侧表面的掺杂层和在所述掺杂层上的非掺杂覆盖层；以及

触点金属化图案，该触点金属化图案包括接触所述发射极区域的发射极金属化电极和接触所述基极区域的非嵌套基极金属化电极，所述非嵌套基极金属化电极超出所述基极区域，从而与至少一部分的所述图案化的电绝缘体重叠而不会在所述太阳能电池中引发电分流。

10.根据权利要求9所述的背触点晶体半导体太阳能电池，其中所述发射极金属化电极和基极金属化电极都包括铝。

11.根据权利要求9所述的背触点晶体半导体太阳能电池，其中所述发射极金属化电极和基极金属化电极都包括铝硅化合物。

12.根据权利要求9所述的背触点晶体半导体太阳能电池，其中所述发射极金属化电极和基极金属化电极都具有叉指的图案。

13.根据权利要求9所述的背触点晶体半导体太阳能电池，其中所述太阳能电池采用第二图案化金属化层，该第二图案化金属化层通过电绝缘的背板从所述触点金属化图案中分离。

14.根据权利要求9所述的背触点晶体半导体太阳能电池，其中所述图案化电绝缘体层包括至少掺杂的玻璃层和非掺杂的玻璃层的组合。

15.根据权利要求9所述的背触点晶体半导体太阳能电池，其中所述图案化电绝缘体层包括第一层硼硅酸盐玻璃层和第二层磷硅酸盐玻璃的组合。

16.根据权利要求9所述的背触点晶体半导体太阳能电池，其中所述图案化电绝缘体层包括第一层硼硅酸盐玻璃、第二层硼硅酸盐玻璃和磷硅酸盐玻璃的组合。

17.一种用于形成背触点、背结的晶体半导体太阳能电池的方法，包括：

在晶体半导体衬底的背侧表面形成图案化的叉指状的掺杂的发射极和基极区域；

在所述图案化的掺杂的发射极和基极区域上形成图案化的电绝缘层堆叠，该电绝缘层堆叠包括至少掺杂层和非掺杂覆盖层的组合；

形成触点金属化图案，该触点金属化图案包括接触所述发射极区域的发射极金属化电极和接触所述基极区域的非嵌套基极金属化电极，所述非嵌套基极金属化电极超出所述基极区域，从而与至少一部分的所述图案化的电绝缘体重叠而不会在所述太阳能电池中引发电分流。

18.根据权利要求17所述的用于形成背触点、背结的晶体半导体太阳能电池的方法，其中根据化学气相沉积工艺来形成所述的电绝缘层堆叠。

19.根据权利要求17所述的用于形成背触点、背结的晶体半导体太阳能电池的方法，其中采用常压化学气相沉积工艺来形成所述的电绝缘层堆叠。

20.根据权利要求17所述的用于形成背触点、背结的晶体半导体太阳能电池的方法，其中根据低压化学气相沉积工艺来形成所述的电绝缘层堆叠。

21.根据权利要求17所述的用于形成背触点、背结的晶体半导体太阳能电池的方法，其中所述的电绝缘层包括至少掺杂的氧化层和非掺杂的氧化层的组合。

22.一种用于形成背触点、背结的晶体半导体太阳能电池的方法，包括：

在晶体半导体衬底的背侧表面形成图案化的掺杂的发射极和非连续离散的基极区域；

在所述图案化的掺杂的发射极和基极区域上形成图案化的电绝缘层堆叠，该电绝缘层堆叠包括至少掺杂层和非掺杂覆盖层的组合；

形成触点金属化图案，该触点金属化图案包括接触所述发射极区域的发射极金属化电极和接触所述基极区域的非嵌套基极金属化电极，所述非嵌套基极金属化电极超出所述基极区域，从而与至少一部分的所述图案化的电绝缘体重叠而不会在所述太阳能电池中引发电分流。

23.根据权利要求22所述的用于形成背触点、背结的晶体半导体太阳能电池的方法，其中根据化学气相沉积工艺来形成所述的电绝缘层堆叠。

24.根据权利要求22所述的用于形成背触点、背结的晶体半导体太阳能电池的方法，其中采用常压化学气相沉积工艺来形成所述的电绝缘层堆叠。

25.根据权利要求22所述的用于形成背触点、背结的晶体半导体太阳能电池的方法，其中根据低压化学气相沉积工艺来形成所述的电绝缘层堆叠。

26.根据权利要求22所述的用于形成背触点、背结的晶体半导体太阳能电池的方法，其中所述的电绝缘层包括至少掺杂的氧化层和非掺杂的氧化层的组合。