CN105264302A - 用于制造具有选择性发射极的太阳能电池的方法及由此制造的太阳能电池 - Google Patents

用于制造具有选择性发射极的太阳能电池的方法及由此制造的太阳能电池 Download PDF

Info

Publication number
CN105264302A
CN105264302A CN201380076690.2A CN201380076690A CN105264302A CN 105264302 A CN105264302 A CN 105264302A CN 201380076690 A CN201380076690 A CN 201380076690A CN 105264302 A CN105264302 A CN 105264302A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solar cell
alignment mark
doping
manufacture
substrate
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.)
Granted
Application number
CN201380076690.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105264302B (zh
Inventor
金容贤
李知衍
李廷喆
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.)
Changzhou Fusion New Material Co Ltd
Original Assignee
Samsung SDI Co Ltd
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 Samsung SDI Co Ltd filed Critical Samsung SDI Co Ltd
Publication of CN105264302A publication Critical patent/CN105264302A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105264302B publication Critical patent/CN105264302B/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
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • 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
    • H01L31/02—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
    • H01L31/022433—Particular geometry of the grid 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
    • H01L31/02016—Circuit arrangements of general character for the devices
    • H01L31/02019—Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02021—Circuit arrangements of general character for the devices 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
    • H01L31/04—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
    • 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
    • H01L31/1864—Annealing
    • 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)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明是关于一种用于制造包括选择性发射极的太阳能电池的方法，所述方法包括以下步骤：通过在衬底的一个表面(一面)上进行局部第一杂质掺杂以形成电极图案及对准标记；以及在第一掺杂衬底的整个表面(全面)上进行第二杂质掺杂，其中由于第一掺杂及第二掺杂，在第一发射极或第二发射极上形成对准标记并且在第二发射极上形成电极图案。当制造选择性发射极时，通过掺杂工艺形成对准标记。使用对准标记可以增加选择性发射极中形成的电极图案与所得电极线的匹配(整合度)。另外，具有选择性发射极的太阳能电池具有极好的转换效率及高填充因数值。

Description

用于制造具有选择性发射极的太阳能电池的方法及由此制造的太阳能电池
技术领域
本发明是关于一种用于制造太阳能电池的方法及由此制造的太阳能电池，并且更确切地说，是关于一种用于制造包含选择性发射极的太阳能电池的方法及由此制造的太阳能电池。
背景技术
太阳能电池包含分别由不同导电类型(conductivetype)的半导体(如p型及n型半导体)形成的衬底(substrate)及发射极层(emitterlayer)。此处，将发射极放置在衬底的光进入表面上，并且在衬底与发射极之间的界面处形成p-n结。
前电极在发射极的上表面上形成以便与发射极电连接，并且背电极在与光进入表面相反的衬底的另一表面上形成以便与衬底电连接。
当光进入此类太阳能电池时，半导体内的电子通过光电效应(photoelectriceffect)变成自由电子(freeelectron)(下文称为“电子”)，并且根据p-n结原理，电子及空穴分别朝向n型半导体及p型半导体(例如发射极及衬底)迁移。接着，电子及空穴朝向与衬底及发射极电连接的对应电极迁移。
在这一太阳能电池中，太阳能电池效率受发射极所掺杂(doping)的掺杂剂(dopant)的浓度影响。举例来说，当发射极所掺杂的掺杂剂处于低浓度时，即当发射极作为轻掺杂部分形成时，电子及空穴的复合(recombination)减少，导致短路电流密度(Jsc)及开路电压(Voc)增加，而接触电阻增加，导致填充因数(FillFactor)降低。相反，当发射极所掺杂的掺杂剂处于高浓度时，即当发射极作为重掺杂部分形成时，接触电阻降低，导致填充因数增加，而短路电流密度(Jsc)及开路电压(Voc)降低。
因此，近来已经研发可以利用轻掺杂及重掺杂部分的太阳能电池，例如包含选择性发射极的太阳能电池。
包含选择性发射极的太阳能电池具有如下结构，其中发射极由第一发射极部分(轻掺杂部分)及第二发射极部分(重掺杂部分)组成并且前电极在第二发射极部分上形成，因此与掺杂剂以均一浓度掺杂在发射极整个区域上的典型太阳能电池相比，展现增强的转换效率。
然而，在包含选择性发射极的太阳能电池中，当前电极并不完全在选择性重掺杂的第二发射极部分上形成时，并联电阻增加，导致填充因数减小并且因此太阳能电池效率劣化。
因此，需要一种对准印刷(alignedprinting)方法，使得在将用于电极的组成物印刷在选择性发射极上时，印刷电极图案可更准确地粘结到第二发射极部分。
发明内容
技术问题
本发明的一个目标是提供一种用于制造太阳能电池的方法，其中对准标记是通过在选择性发射极制造中掺杂而形成，并且对准印刷(alignedprinting)用于太阳能电池电极的组成物是使用对准标记来进行，由此增强在选择性发射极上形成的电极图案与所制备的电极线之间的匹配度(整合度)。
本发明的另一个目标是提供一种太阳能电池，其是通过如上文所阐述的方法制造并且因此展现极好的转换效率及填充因数。
以上及其它目标可以根据下文描述的本发明而实现。
技术解决方案
根据本发明的一个方面，用于制造太阳能电池的方法包含：进行第一掺杂，其中掺杂剂局部掺杂在衬底的一个表面(一面)上以形成电极图案部分及对准标记；以及进行第二掺杂，其中掺杂剂掺杂在衬底的经第一掺杂的表面(全面)上，其中通过第一掺杂及第二掺杂，对准标记被形成为第一发射极部分或第二发射极部分，并且电极图案部分被形成为第二发射极部分。
第一掺杂可以包含在衬底上印刷掺杂膏以将掺杂剂植入衬底中。
所述方法可以还包含在第一掺杂后，在约250℃到约350℃下退火约1分钟到约10分钟。
第二掺杂可以包含在炉中在约800℃到约850℃下的气体掺杂以将掺杂剂植入衬底中。
第一发射极部分的掺杂剂浓度可以低于第二发射极部分的掺杂剂浓度。
第二发射极部分在衬底上所形成的厚度可以比第一发射极部分的厚度更大。
可以进行第一掺杂，使得对准标记与电极图案部分分离，并且电极图案部分及对准标记可以通过第二掺杂而被形成为第二发射极部分。
可以在排除欲形成有对准标记的区域的电极图案部分的全部区域上进行第一掺杂，并且通过第二掺杂，对准标记可以被形成为在电极图案部分内局部形成的第一发射极部分并且电极图案部分可以被形成为第二发射极部分。
电极图案部分可以包含至少一种类型的电极图案。
对准标记的数目可以是1到6。
对准标记的数目可以是2、4或6，并且对准标记可以对称排列。
对准标记可以具有规则或不规则的形状，并且直径可以是约0.2mm到约2mm。
电极图案部分可以包含汇流条图案及指状条图案。
衬底可以是p型或n型衬底。
在所述方法中，当衬底是p型衬底时，第5族元素可以用作掺杂剂，并且当衬底是n型衬底时，第3族元素可以用作掺杂剂。
所述方法可以还包含：在第二发射极部分上使用对准标记进行用于太阳能电池电极的组成物的对准印刷(alignedprinting)；以及烘烤印刷组成物以形成前电极。
根据本发明的另一个方面，可以通过如上文所阐述的方法制造太阳能电池。
有利作用
本发明提供一种用于制造包含选择性发射极的太阳能电池的方法，其在选择性发射极制造中通过掺杂形成对准标记并且可以增加在选择性发射极上形成的电极图案与使用对准标记制备的电极线之间的匹配度(整合度)。因此，通过所述方法制造的太阳能电池展现极好的转换效率及填充因数。
附图说明
图1(a)到(c)是根据本发明的第一实施例的用于制造包含选择性发射极的太阳能电池的方法的示意图。
图2(a)到(c)是根据本发明的第二实施例的用于制造包含选择性发射极的太阳能电池的方法的示意图。
图3是沿着图1(b)中的线M-M′截取的根据第一实施例所制备的选择性发射极的截面视图。
图4是沿着图2(b)中的线N-N′截取的根据第二实施例所制备的选择性发射极的截面视图。
图5(a)及(b)各自说明根据第一实施例在衬底上形成的对准标记，并且图5(c)说明根据第二实施例在衬底上形成的对准标记。
图6是根据本发明的一个实施例制造的包含选择性发射极的太阳能电池的截面视图。
具体实施方式
在下文中，将详细描述本发明的实施例。
用于制造包含选择性发射极的太阳能电池的方法
本发明是关于一种用于制造包含选择性发射极的太阳能电池的方法，其包含：进行第一掺杂，其中衬底的一个表面(一面)局部掺杂有掺杂剂以形成电极图案部分及对准标记；以及进行第二掺杂，其中掺杂剂掺杂在衬底的经第一掺杂的表面(全面)上，其中通过第一掺杂及第二掺杂，对准标记被形成为第一发射极部分或第二发射极部分，并且电极图案部分被形成为第二发射极部分。
因此，当通过掺杂形成对准标记时，有可能增加在选择性发射极上形成的电极图案与电极线之间的匹配度(整合度)，由此提高太阳能电池效率同时使过程效率达到最大。
在步骤(S1)中，进行第一掺杂，其中掺杂剂局部掺杂在衬底的一个表面(一面)上以形成电极图案部分及对准标记。衬底可以是p型或n型衬底。第一掺杂可以包含在衬底上印刷掺杂膏以将掺杂剂植入衬底中。当衬底是p型衬底时，用于第一掺杂的掺杂膏可以包含第5族元素，如锑(Sb)、砷(As)、磷(P)等，并且当衬底是n型衬底时，可以包含第3族元素，如硼(B)、镓(Ga)、铟(In)等。
如本文所用，第二发射极部分可以定义为在第一发射极部分上局部形成的重掺杂部分。在步骤(S1)中通过第一掺杂形成的对准标记可以根据对准标记的形成方法在步骤(S2)中的第二掺杂后形成为第一发射极部分或第二发射极部分，并且在步骤(S2)中的第二掺杂后，电极图案部分可以形成为第二发射极部分。
步骤(S1)可以还包含在第一掺杂后，在约250℃到约350℃下退火约1分钟到约10分钟。在干燥印刷掺杂膏时，退火使得形成电极图案部分或对准标记的掺杂剂可以掺杂在衬底上。
在步骤(S2)中，进行第二掺杂，其中掺杂剂掺杂在在步骤(S1)中已经进行第一掺杂的衬底的表面(全面)上。第二掺杂是将掺杂剂以均一浓度掺杂在衬底的整个表面上以得到p-n结的工艺，并且可以包含气体掺杂(gasdoping)，其中将掺杂气体引入到放置待掺杂衬底的高温扩散炉(diffusionfurnace)中。优选地，是通过将液相或气相气体引入到在约800℃到约850℃下的炉中来实现。
虽然当衬底是p型衬底时，掺杂气体(dopantgas)可以包含第5族元素，如锑(Sb)、砷(As)、磷(P)等，并且当衬底是n型衬底时，可以包含第3族元素，如硼(B)、镓(Ga)、铟(In)等，但是对于制造选择性发射极有利的是，掺杂气体包含与用于第一掺杂的掺杂膏中掺杂剂所属同一族元素或与所述掺杂剂相同的元素。在步骤(S2)中，掺杂气体的引入可以在约800℃到约850℃的炉中进行。通过第二掺杂，电极图案部分可以被形成为第二发射极部分，并且排除电极图案部分或对准标记的衬底的全部区域可以被形成为第一发射极部分。
在第一实施例中，第一掺杂可以通过以对准标记与电极图案部分分离的图案印刷掺杂膏来实现。当因此形成与电极图案部分分离的对准标记时，电极图案部分及对准标记中的每一个可以在第二掺杂中形成第二发射极部分，从而可以直观地辨别与电极图案部分不同的对准标记。接着，进行对准印刷(alignedprinting)，即使用形成为第二发射极部分的对准标记，将用于太阳能电池电极的组成物印刷在与对准标记分离的电极图案部分上并且形成为欲与电极图案部分对准的第二发射极部分，接着烘烤印刷组成物，由此在电极图案部分上形成电极。
在第二实施例中，第一掺杂可以通过以将在电极图案部分内欲形成有对准标记的区域排除在印刷外的图案印刷掺杂膏来实现。对准标记是在电极图案部分内局部形成的区域，并且在第二掺杂后，对准标记可以被形成为第一发射极部分并且电极图案部分可以被形成为第二发射极部分。接着，进行对准印刷(alignedprinting)，即使用形成为第一发射极部分的对准标记，将用于太阳能电池电极的组成物印刷在电极图案部分上形成为欲与电极图案部分对准的第二发射极部分，接着烘烤印刷组成物，由此在电极图案部分上形成电极。
可以进行第二掺杂达到约0.5μm到约2μm的厚度，并且第二发射极部分的表面电阻可以是约50欧姆/平方(Ω/□)到约80欧姆/平方。欲形成为第二发射极部分的电极图案部分或对准标记可以通过第一发射极部分与第二发射极部分之间的掺杂剂浓度差异而与作为第一发射极部分的轻掺杂部分区分开，并且因此可以确保作为用于对准印刷的标记的可见度。因此，就可见度及太阳能电池(cell)效率来说，需要进行第一掺杂及第二掺杂，使得第一发射极部分与第二发射极部分之间的表面电阻差异介于约30欧姆/平方到约50欧姆/平方的范围内。
电极图案部分可以包含至少一种类型的电极图案。举例来说，电极图案部分可以包含汇流条(busbar)图案及指状条(fingerbar)图案。
对准标记可以具有规则或不规则的形状并且直径可以是约0.1mm到约2mm，但不限于此。举例来说，对准标记可以具有球形、四边形、十字形、负形等。
对准标记的数目可以是1到6。当对准标记的数目是2、4或6时，对准标记可以对称排列。当对准标记对称排列时，有可能进一步增加匹配度。
在通过步骤(S1)及(S2)制备选择性发射极后，所述方法可以还包含：使用在选择性发射极上形成的对准标记进行对准印刷(alignedprinting)，其中将用于太阳能电池电极的组成物印刷在欲与其对准的电极图案部分上(S3)；以及烘烤印刷组成物以形成前电极(S4)，由此制造太阳能电池。
步骤(S4)中的对准印刷(alignedprinting)可以例如使用巴奇尼印刷机(Bacciniprinter)进行，所述印刷机可以光学区分对准标记并且基于区分信息进行精确印刷。
图1是根据本发明的第一实施例的用于制造包含选择性发射极的太阳能电池的方法的示意图。
图1(a)示出了通过第一掺杂在衬底(100)的一个表面上形成的电极图案部分(10、20)以及对准标记(30)，并且图1(b)示出了通过第二掺杂形成的具有对准标记的选择性发射极，其中掺杂剂均一地掺杂在已经进行第一掺杂的衬底的表面上。在第一实施例中，如同电极图案部分，对准标记被形成为第二发射极部分，其为重掺杂部分。电极图案部分可以包含汇流条图案(10)及指状条图案(20)，并且对准标记(30)(alignmark)可以与电极图案隔开。
图1(c)示出了通过使用根据第一实施例形成的对准标记(30)对准印刷(alignedprinting)用于太阳能电池电极的组成物而在电极图案部分上形成的包含指状条(40)(fingerbar)及汇流条(50)(busbar)的电极线。
图3是沿着图1(b)中的线M-M′截取的根据第一实施例所制备的选择性发射极的截面视图。参照图3，可以看出发射极层(110)是由第一发射极部分及第二发射极部分组成；汇流条图案(10)及对准标记(30)被形成为重掺杂的第二发射极部分；以及第二发射极部分的厚度(H2)大于尚未进行第二掺杂的第一发射极部分的厚度(H1)。
图5示出了根据第一实施例在衬底上形成的对准标记。图5(a)示出了十字形对准标记(200)并且图5(b)示出了球形对准标记(300)。
图2是根据本发明的第二实施例的用于制造包含选择性发射极的太阳能电池的方法的示意图。根据第一实施例的对准标记与电极图案部分隔开，而在第二实施例中，由于第一掺杂是在排除欲形成有对准标记的区域的电极图案部分的全部区域上进行，所以对准标记在第二掺杂后仍作为第一发射极部分，其为轻掺杂部分，并且对准标记周围的电极图案部分的区域被形成为第二发射极部分，其为重掺杂部分。因此，对准标记可以通过对准标记与电极图案部分之间的掺杂剂浓度差异而被鉴别出或直观辨别出。因此，根据第二实施例的对准标记可以定义为在电极图案部分内局部形成的轻掺杂部分。
具体来说，图2(a)示出了通过在衬底(100)的一个表面上进行第一掺杂形成包含汇流条图案(10)及指状条图案(20)的电极图案部分，并且对准标记被形成为电极图案部分内的未掺杂区域的过程。此处，由于第一掺杂是在排除欲形成有对准标记(30)的区域的电极图案的全部区域上进行，所以对准标记被形成为未掺杂区域。
图2(b)示出了一种选择性发射极，其中对准标记及电极图案部分分别通过将掺杂剂均一地掺杂在已经进行第一掺杂的衬底的表面上的第二掺杂而被形成为第一发射极部分及第二发射极部分。
图2(c)示出了通过使用根据第二实施例形成的对准标记(30)对准印刷(alignedprinting)用于太阳能电池电极的组成物而在电极图案部分上形成的包含指状条(40)(fingerbar)及汇流条(50)(busbar)的电极线。
图4是沿着图2(b)中的线N-N′截取的根据第二实施例所制备的选择性发射极的截面视图。参照图4，发射极层(110)是由第一发射极部分及第二发射极部分组成；汇流条图案(10)通过第二掺杂而被形成为重掺杂的第二发射极部分；以及由于对准标记在第一掺杂中被排除在印刷外，所以对准标记(30)通过第二掺杂而被形成为第一发射极部分。因此，电极图案部分内形成的对准标记可以通过汇流条图案与对准标记之间的掺杂剂浓度差异或掺杂厚度差异(H2-H1)而被鉴别出。
图5(c)示出了根据第二实施例通过第二掺杂在电极图案部分内形成为轻掺杂部分的对准标记。具体来说，对准标记是在汇流条内形成的球形对准标记(400)。
图6是根据本发明的一个实施例制造的太阳能电池的截面视图。根据这个实施例，首先通过掺杂在衬底(100)的上表面上形成包含第一发射极部分及第二发射极部分的选择性的发射极层(110)，并且接着在选择性发射极层的上表面上形成抗反射膜(120)，后面是对准印刷(alignedprinting)，其中使用对准标记(未示出)将用于太阳能电池电极的组成物印刷在欲与其精确对准的第二发射极部分上，其为重掺杂部分，并且烘烤印刷组成物，由此形成前电极(130)。衬底(100)可以在其背面上形成有背电极(150)。另外，衬底可以进一步在其背面上形成有背面场(BackSurfaceField，BSF)层(140)。
本发明模式
接下来，将参考实例更详细地描述本发明。然而，应注意提供这些实例仅为了说明，且不应以任何方式理解为限制本发明。
实例
实例1
使用380目(mesh)筛将包含第5元素族P的掺杂膏(霍尼韦尔有限公司(Honeywell社))第一掺杂在p型半导体衬底的一个表面上达到5μm的厚度，由此印刷电极图案部分及与其隔开的对准标记。印刷衬底通过在300℃下热处理5分钟而干燥。将干燥衬底放置在850℃的扩散炉(diffusionfurnace)中，随后向其中引入POCl3气体，由此在衬底的第一掺杂表面上进行第二掺杂。通过第二掺杂，电极图案部分及对准标记被形成为第二发射极部分，并且排除电极图案部分及对准标记的衬底的全部区域被形成为第一发射极部分，由此制备选择性发射极。
此后，使用HF从衬底的第二掺杂表面去除磷硅酸盐玻璃(phosphersilicateglass，PSG)，接着通过PECVD将SiN涂布在衬底表面上，由此形成抗反射膜。接着，将铝膏印刷在衬底背面上，随后在300℃下干燥，由此形成背电极。
此后，使用巴奇尼印刷机(bacciniprinter)，使用在衬底上形成的对准标记，将用于太阳能电池电极的组成物(膏SF8521，第一毛织)对准印刷(alignprinting)在欲与其对准的电极图案部分上，随后在BTU炉(furnace)中在960℃到980℃下烘烤40秒，由此制造太阳能电池。使用太阳能电池(Cell)效率测试仪(CT-801，帕山有限公司(Pasan社))评估所制造的太阳能电池有关短路电流Isc(A)、开路电压Voc(mV)、串联电阻Rs(Ω)、薄层电阻Rsh(Ω)、填充因数(％)以及转换效率(％)。结果在表1中示出。
比较例1
除使用晶片边缘而非形成对准标记印刷电极以外，以与实例1相同的方式制造包含选择性发射极的太阳能电池，并且接着进行有关以上特性的评估。结果在表1中示出。
表1
Isc(A) Voc(mV) Rs(ohm) Rsh(ohm) FF(％) Eff(％)
实例1 5.83 627 0.0049 22.75 78.44 18.56
比较例1 5.82 622 0.0078 20.02 77.11 18.07
如表1中所示，可以看出根据本发明使用对准标记进行对准印刷的实例1的太阳能电池与使用晶片边缘而非形成对准标记印刷电极的比较例1的太阳能电池相比，在选择性发射极的重掺杂部分与印刷电极线之间展现相对良好的匹配度，并且因此具有极好的填充因数及转换效率。
应理解，所属领域的技术人员可以在不脱离本发明的精神及范围的情况下进行各种修改、变化、改变以及等效实施例。

Claims (17)

1.一种用于制造太阳能电池的方法，包括：
进行第一掺杂，其中掺杂剂局部掺杂在衬底的一个表面(一面)上以形成电极图案部分及对准标记；以及
进行第二掺杂，其中掺杂剂掺杂在所述衬底的经所述第一掺杂的表面(全面)上，
其中通过所述第一掺杂及所述第二掺杂，所述对准标记被形成为第一发射极部分或第二发射极部分，并且所述电极图案部分被形成为第二发射极部分。
2.根据权利要求1所述的用于制造太阳能电池的方法，其中所述第一掺杂包括将掺杂膏印刷在所述衬底上以将掺杂剂植入所述衬底中。
3.根据权利要求2所述的用于制造太阳能电池的方法，还包括：
在所述第一掺杂后在约250℃到约350℃下退火约1分钟到约10分钟。
4.根据权利要求1所述的用于制造太阳能电池的方法，其中所述第二掺杂包括在炉中在约800℃到约850℃下的气体掺杂以将掺杂剂植入所述衬底中。
5.根据权利要求1所述的用于制造太阳能电池的方法，其中所述第一发射极部分的掺杂剂浓度低于所述第二发射极部分的掺杂剂浓度。
6.根据权利要求1所述的用于制造太阳能电池的方法，其中所述第二发射极部分在所述衬底上所形成的厚度比所述第一发射极部分的厚度更大。
7.根据权利要求1所述的用于制造太阳能电池的方法，其中进行所述第一掺杂使得所述对准标记与所述电极图案部分分离，并且所述电极图案部分及所述对准标记通过所述第二掺杂被形成为所述第二发射极部分。
8.根据权利要求1所述的用于制造太阳能电池的方法，其中所述第一掺杂是在排除欲形成有所述对准标记的区域的所述电极图案部分的全部区域上进行，并且通过所述第二掺杂以使所述对准标记形成为在所述电极图案部分内局部形成的所述第一发射极部分并且所述电极图案部分形成为所述第二发射极部分。
9.根据权利要求1所述的用于制造太阳能电池的方法，其中所述电极图案部分包括至少一种类型的电极图案。
10.根据权利要求1所述的用于制造太阳能电池的方法，其中所述对准标记的数目介于1到6的范围内。
11.根据权利要求10所述的用于制造太阳能电池的方法，其中所述对准标记的数目是2、4或6，并且所述对准标记对称排列。
12.根据权利要求1所述的用于制造太阳能电池的方法，其中所述对准标记具有规则或不规则的形状并且直径是约0.2mm到约2mm。
13.根据权利要求9所述的用于制造太阳能电池的方法，其中所述电极图案部分包括汇流条图案及指状条图案。
14.根据权利要求1所述的用于制造太阳能电池的方法，其中所述衬底是p型衬底或n型衬底。
15.根据权利要求14所述的用于制造太阳能电池的方法，其中当所述衬底是p型衬底时，第5族元素用作掺杂剂，并且当所述衬底是n型衬底时，第3族元素用作掺杂剂。
16.根据权利要求1到15中任一权利要求所述的用于制造太阳能电池的方法，还包括：
使用所述对准标记在所述电极图案部分上进行用于太阳能电池电极的组成物的对准印刷(alignedprinting)；以及
烘烤经印刷的所述组成物以形成前电极。
17.一种太阳能电池，通过根据权利要求1到16中任一权利要求所述的用于制造太阳能电池的方法制造。
CN201380076690.2A 2013-05-22 2013-09-24 用于制造太阳能电池的方法及由此制造的太阳能电池 Active CN105264302B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130057999A KR101542624B1 (ko) 2013-05-22 2013-05-22 선택적 에미터를 갖는 태양전지의 제조방법 및 이로부터 제조된 태양전지
KR10-2013-0057999 2013-05-22
PCT/KR2013/008544 WO2014189178A1 (ko) 2013-05-22 2013-09-24 선택적 에미터를 갖는 태양전지의 제조방법 및 이로부터 제조된 태양전지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105264302A true CN105264302A (zh) 2016-01-20
CN105264302B CN105264302B (zh) 2018-11-06

Family

ID=51933715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380076690.2A Active CN105264302B (zh) 2013-05-22 2013-09-24 用于制造太阳能电池的方法及由此制造的太阳能电池

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10522698B2 (zh)
KR (1) KR101542624B1 (zh)
CN (1) CN105264302B (zh)
WO (1) WO2014189178A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110465755A (zh) * 2019-07-10 2019-11-19 阜宁苏民绿色能源科技有限公司 一种改善mark点隐裂的方法
CN111312862A (zh) * 2020-04-08 2020-06-19 江苏润阳悦达光伏科技有限公司 一种选择性发射极电池的对位标记方式

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102053138B1 (ko) * 2013-09-27 2019-12-06 엘지전자 주식회사 태양 전지
FR3018391B1 (fr) * 2014-03-07 2016-04-01 Commissariat Energie Atomique Procede de realisation d’une cellule photovoltaique a dopage selectif
JP6629988B2 (ja) * 2016-10-26 2020-01-15 株式会社カネカ 光電変換素子
JP6821473B2 (ja) * 2017-03-07 2021-01-27 株式会社アルバック バックコンタクト型結晶系太陽電池の製造方法およびマスク
CN114497270B (zh) * 2020-11-11 2024-03-29 一道新能源科技股份有限公司 一种低表面浓度发射极的制备方法

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060066280A (ko) * 2004-12-13 2006-06-16 삼성에스디아이 주식회사 태양전지 및 그 제조방법
CN201414093Y (zh) * 2009-03-26 2010-02-24 重庆大学 基于平板型热管冷却的太阳能光伏电-热转换装置
CN101871439A (zh) * 2010-03-25 2010-10-27 刘方亮 太阳能生物质能发电制冷供热装置
CN101907381A (zh) * 2010-08-13 2010-12-08 北京林业大学 一种利用太阳能干燥木材的方法
US20110014772A1 (en) * 2009-07-20 2011-01-20 Huai-Tsung Chen Aligning method of patterned electrode in a selective emitter structure
US20110056551A1 (en) * 2009-09-10 2011-03-10 Sunyoung Kim Solar cell and method for manufacturing the same
CN102034891A (zh) * 2009-09-29 2011-04-27 益通光能科技股份有限公司 选择性射极结构的电极图形的对齐方法
US20110237022A1 (en) * 2010-03-25 2011-09-29 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Implant alignment through a mask
CN102318078A (zh) * 2008-12-10 2012-01-11 应用材料股份有限公司 用于网板印刷图案对准的增强型检视系统
CN102563904A (zh) * 2012-02-20 2012-07-11 南京南洲新能源研究发展有限公司 太阳能中空玻璃管热电一体化装置
CN202442514U (zh) * 2012-02-20 2012-09-19 南京南洲新能源研究发展有限公司 太阳能中空玻璃管热电一体化装置
KR20130012494A (ko) * 2011-07-25 2013-02-04 한국에너지기술연구원 선택적 에미터층 제조방법, 이에 의하여 제조된 선택적 에미터층 및 이를 포함하는 실리콘 태양전지
CN103050571A (zh) * 2011-10-13 2013-04-17 应用材料意大利有限公司 用于形成具有选择性射极的太阳能电池的方法和装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4440405B2 (ja) * 2000-01-19 2010-03-24 三菱電機株式会社 太陽電池およびその製造方法
JP2008181970A (ja) * 2007-01-23 2008-08-07 Sharp Corp アライメントマーク形成方法、アライメント方法、半導体装置の製造方法および固体撮像装置の製造方法
US20120100666A1 (en) * 2008-12-10 2012-04-26 Applied Materials Italia S.R.L. Photoluminescence image for alignment of selective-emitter diffusions
US9039942B2 (en) * 2011-12-21 2015-05-26 E I Du Pont De Nemours And Company Lead-free conductive paste composition and semiconductor devices made therewith
US20130199606A1 (en) * 2012-02-06 2013-08-08 Applied Materials, Inc. Methods of manufacturing back surface field and metallized contacts on a solar cell device
KR101871273B1 (ko) * 2012-05-11 2018-08-02 엘지전자 주식회사 태양 전지 및 이의 제조 방법

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060066280A (ko) * 2004-12-13 2006-06-16 삼성에스디아이 주식회사 태양전지 및 그 제조방법
CN102318078A (zh) * 2008-12-10 2012-01-11 应用材料股份有限公司 用于网板印刷图案对准的增强型检视系统
CN201414093Y (zh) * 2009-03-26 2010-02-24 重庆大学 基于平板型热管冷却的太阳能光伏电-热转换装置
US20110014772A1 (en) * 2009-07-20 2011-01-20 Huai-Tsung Chen Aligning method of patterned electrode in a selective emitter structure
US20110056551A1 (en) * 2009-09-10 2011-03-10 Sunyoung Kim Solar cell and method for manufacturing the same
CN102034891A (zh) * 2009-09-29 2011-04-27 益通光能科技股份有限公司 选择性射极结构的电极图形的对齐方法
CN101871439A (zh) * 2010-03-25 2010-10-27 刘方亮 太阳能生物质能发电制冷供热装置
US20110237022A1 (en) * 2010-03-25 2011-09-29 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Implant alignment through a mask
CN101907381A (zh) * 2010-08-13 2010-12-08 北京林业大学 一种利用太阳能干燥木材的方法
KR20130012494A (ko) * 2011-07-25 2013-02-04 한국에너지기술연구원 선택적 에미터층 제조방법, 이에 의하여 제조된 선택적 에미터층 및 이를 포함하는 실리콘 태양전지
CN103050571A (zh) * 2011-10-13 2013-04-17 应用材料意大利有限公司 用于形成具有选择性射极的太阳能电池的方法和装置
CN102563904A (zh) * 2012-02-20 2012-07-11 南京南洲新能源研究发展有限公司 太阳能中空玻璃管热电一体化装置
CN202442514U (zh) * 2012-02-20 2012-09-19 南京南洲新能源研究发展有限公司 太阳能中空玻璃管热电一体化装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110465755A (zh) * 2019-07-10 2019-11-19 阜宁苏民绿色能源科技有限公司 一种改善mark点隐裂的方法
CN111312862A (zh) * 2020-04-08 2020-06-19 江苏润阳悦达光伏科技有限公司 一种选择性发射极电池的对位标记方式

Also Published As

Publication number Publication date
CN105264302B (zh) 2018-11-06
US20160126374A1 (en) 2016-05-05
WO2014189178A1 (ko) 2014-11-27
KR101542624B1 (ko) 2015-08-06
US10522698B2 (en) 2019-12-31
KR20140137517A (ko) 2014-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105264302A (zh) 用于制造具有选择性发射极的太阳能电池的方法及由此制造的太阳能电池
US11335819B2 (en) Solar cell and methods for manufacturing the same
CN103329280B (zh) 太阳能电池和太阳能电池模件
EP2980858B1 (en) Method for manufacturing a solar cell
KR100997113B1 (ko) 태양전지 및 그의 제조방법
US8399760B2 (en) Solar cell having improved electrode structure reducing shading loss
US9082902B2 (en) Solar cell
KR20160018593A (ko) 광전지 및 그 광전지의 제조방법
TWI424582B (zh) 太陽能電池的製造方法
CN109755330B (zh) 用于钝化接触结构的预扩散片及其制备方法和应用
KR101543767B1 (ko) 태양전지의 선택적 에미터 형성방법, 및 태양전지와 그 제조방법
US9214584B2 (en) Solar cell, method for manufacturing dopant layer, and method for manufacturing solar cell
KR101414570B1 (ko) 선택적 에미터 구조를 가진 실리콘 태양전지 및 이의 제조방법
EP2597685A2 (en) Photovoltaic device and method of manufacturing the same
CN103594532A (zh) 一种n型晶体硅太阳能电池的制备方法
Ebong et al. Formation of high quality screen-printed contacts to homogeneous high sheet resistance emitters (HHSE)
Scardera et al. High efficiency phosphorus emitters for industrial solar cells: Comparing advanced homogeneous emitter cells and selective emitters using silicon ink technology
KR101406339B1 (ko) 선택적 에미터층 제조방법, 이에 의하여 제조된 선택적 에미터층 및 이를 포함하는 실리콘 태양전지
KR101300803B1 (ko) 고상성장을 이용한 태양전지 도핑층 형성방법
KR20150042639A (ko) 태양전지 전극의 제조방법 및 이로부터 제조된 태양전지 전극
KR20140011459A (ko) 태양 전지 및 이의 제조 방법
Upadhyaya et al. High efficiency mono-crystalline solar cells with simple manufacturable technology
Cho et al. Shinsung Solar Energy high efficiency commercial crystalline Si solar cells
Cooper et al. High efficiency achieved on POCL3 emitter Si solar cells with low saturation current density while reducing Ag consumption by 40-60%
TWI699018B (zh) 矽晶片太陽能電池及其製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210304

Address after: 88 Xinzhu 2nd Road, Xinbei District, Changzhou City, Jiangsu Province

Patentee after: CHANGZHOU JUHE NEW MATERIAL Co.,Ltd.

Address before: South Korea Gyeonggi Do Yongin Giheung tribute District Road No. 150-20

Patentee before: Samsung SDI Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right