CN105409008B - 用于改善太阳能电池寿命和效率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于保护太阳能电池的纹理化区和轻掺杂扩散区以改善太阳能电池寿命和效率的方法。在一个实施例中，示例方法包括提供太阳能电池，所述太阳能电池具有在正常工作期间朝向太阳的正面和与所述正面相背对的背面以及硅基板，并且其中所述硅基板包括纹理化区和轻掺杂扩散区。所述方法包括将所述太阳能电池置于接收介质上，使所述太阳能电池的所述正面位于所述接收介质的上表面上，其中所述接收介质的所述上表面防止所述太阳能电池的所述正面上的所述轻掺杂扩散区和所述纹理化区在接触印刷过程或转移期间损坏。在一个实施例中，所述轻掺杂扩散区具有低于1×1019cm‑3的掺杂浓度并且所述接收介质包含具有5至10范围内的摩氏硬度的材料。
Description
技术领域
本文所述的主题的实施例整体涉及太阳能电池制造。更具体地讲，该主题的实施例涉及在太阳能电池上沉积抗蚀剂和制造技术。
背景技术
太阳能电池是为人们所熟知的用于将太阳辐射转换成电能的装置。它们可以在半导体晶片上用半导体加工技术制造。太阳能电池包括P型和N型扩散区。撞击在太阳能电池上的太阳辐射产生迁移至扩散区的电子和空穴，从而在扩散区之间形成电压差。在背接触太阳能电池中，扩散区和与它们相联的金属接触指均位于太阳能电池的背面上。接触指使得可以将外部电路联接到太阳能电池上并由太阳能电池供电。
寿命是太阳能电池的重要特征，因为其直接关系到太阳能电池的发电能力。因此，通常需要用于改进太阳能电池的制造工艺、降低其制造成本以及提高其效率的技术。
发明内容
本文描述用于改进太阳能电池的制造工艺、降低其制造成本以及提高其效率的技术。此类技术包括用于制造太阳能电池而不损坏太阳能电池结构的方法，其中一个或多个实施例防止太阳能电池被损坏并使得可以改善太阳能电池的寿命和提高太阳能电池的效率。
在一个例子中，公开了一种用于在太阳能电池上形成第一抗蚀剂的方法。该方法包括提供太阳能电池，所述太阳能电池具有在正常工作期间朝向太阳的正面和与正面相背对的背面。该方法包括将太阳能电池置于接收介质上，使太阳能电池的正面位于接收介质的上表面上，其中太阳能电池在正面上包括轻掺杂扩散区和纹理化区。该方法包括使用接触印刷方法将第一抗蚀剂沉积在太阳能电池的背面上，并且其中接收介质的上表面防止在印刷过程期间损坏太阳能电池正面上的轻掺杂扩散区和纹理化区。该方法还包括从接收介质移去太阳能电池并固化第一抗蚀剂。在一个实施例中，第一抗蚀剂是常用于太阳能电池的生产或制造的镀覆抗蚀剂。在另一个实施例中，形成第一抗蚀剂包括丝网印刷第一抗蚀剂。在又一个实施例中，使用非接触印刷方法以防止纹理化区和轻掺杂扩散区在诸如喷墨印刷的印刷过程期间损坏。在再一个实施例中，可在沉积第一抗蚀剂之前在太阳能电池的正面上沉积第一保护层，其中第一保护层而非接收介质防止纹理化区和轻掺杂扩散区在印刷期间损坏。
在另一个例子中，公开了一种用于将太阳能电池从第一位置转移到第二位置的方法。该方法包括提供太阳能电池，所述太阳能电池具有在正常工作期间朝向太阳的正面和与正面相背对的背面以及硅基板，其中硅基板在太阳能电池的正面上包括纹理化区和轻掺杂扩散区。该方法包括使用接触转移工具从第一位置上拾取太阳能电池，其中接触转移工具的底部表面与太阳能电池的正面接触。该方法还包括将太阳能电池置于第二位置上，其中接触转移工具的底部表面防止纹理化区和轻掺杂区在拾取和放置操作期间损坏。在一个实施例中，使用非接触转移法以防止纹理化区和轻掺杂扩散区于从第一位置到第二位置的转移期间损坏。在另一个实施例中，在转移过程之前在太阳能电池的正面上沉积第一保护层，其中第一保护层而非接收介质防止纹理化区和轻掺杂扩散区在转移期间损坏。
在又一个例子中，公开了一种用于制造太阳能电池的方法。该方法包括提供太阳能电池，所述太阳能电池具有在正常工作期间朝向太阳的正面、与正面相背对的背面以及硅基板。该方法包括在太阳能电池的硅基板上形成掺杂区并在硅基板上蚀刻纹理化区。在硅基板上形成轻掺杂扩散区，其中轻掺杂扩散区与纹理化区在同一面上形成。该方法包括在纹理化区和轻掺杂扩散区上形成第一保护层，其中第一保护层防止纹理化区和轻掺杂扩散区在制造期间损坏。在形成第一保护层之前，在纹理化区、轻掺杂扩散区和掺杂区上沉积介电层。穿过介电层形成多个接触开口。此外，该方法还包括形成穿过接触开口与掺杂区电联接的第一金属网格以及与第一金属网格电联接的第二金属网格。在一个实施例中，第一保护层由抗蚀剂构成。
在再一个例子中，公开了一种用于制造太阳能电池的方法。该方法包括提供太阳能电池，所述太阳能电池具有在正常工作期间朝向太阳的正面、与正面相背对的背面以及硅基板。该方法包括在太阳能电池的硅基板上形成掺杂区并在硅基板上蚀刻纹理化区。在硅基板上形成轻掺杂扩散区，其中轻掺杂扩散区与纹理化区在同一面上形成。该方法包括在纹理化区和轻掺杂扩散区上沉积第一介电层，其中第一介电层防止纹理化区和轻掺杂扩散区在制造期间损坏。该方法还包括在掺杂区上沉积第二介电层。穿过第二介电层形成多个接触开口。此外，该方法还包括形成穿过接触开口与掺杂区电联接的第一金属网格以及与第一金属网格电联接的第二金属网格。在一个实施例中，第一介电层在太阳能电池的正面上由厚度在100至3000埃范围内的氮化硅(SiN)构成。
附图说明
当结合以下附图考虑时，通过参见具体实施方式和权利要求书可以更完全地理解所述主题，其中在所有附图中，类似的附图标记是指类似的元件。
图1是接受接触力的太阳能电池的横截面示意图；
图2是图1的太阳能电池的局部高复合区域的横截面示意图；
图3-9是根据提出的保护太阳能电池的纹理化区的方法而使用的太阳能电池的横截面示意图；
图10是根据提出的保护太阳能电池的纹理化区的方法而使用的多个太阳能电池之间的太阳能电池寿命比较的测试结果的图示；
图11是根据提出的保护太阳能电池的纹理化区的方法而使用的多个太阳能电池之间的太阳能电池效率比较的测试结果的图示；
图12和图13是提出的用于在太阳能电池上形成第一抗蚀剂的方法的流程示意图；
图14和图15是提出的用于将太阳能电池从第一位置转移到第二位置的方法的流程示意图；以及
图16和图17是提出的制造太阳能电池的方法的流程示意图。
具体实施方式
以下具体实施方式本质上只是例证性的，并非意图限制所述主题的实施例或此类实施例的应用和用途。如本文所用，词语“示例性”意指“作为例子、实例或举例说明”。本文作为示例而描述的任何实施方式并不一定要被理解为优于或胜过其他实施方式。此外，并不意图受前述技术领域、背景技术、发明内容或以下具体实施方式中提出的任何明示或暗示的理论的约束。
另外，示出了许多具体细节，例如具体的工艺流程操作，以达成对所述方法及其实施例的透彻理解。对本领域的技术人员将显而易见的是可在没有这些具体细节的情况下实施所提出的方法的实施例。在其他情况中，对于一些熟知的制造技术(例如平版印刷和蚀刻技术)未作详细描述，以免不必要地使所述方法及其实施例变得不清晰。此外，应当理解在图中示出的多种实施例是示例性的展示并且未必按比例绘制。
熟知的是，太阳能电池可能对制造期间的结构损坏敏感。此类结构损坏可由接触力和机械应力造成。这些结构损坏模式因此可导致多种类型的损坏，诸如但不限于裂纹、刮痕、缺口、污染，其可降低太阳能电池的发电能力或完全阻止光伏功能。因此，对于太阳能电池制造商而言重要的是，在转移太阳能电池时要额外小心，以最大程度降低此类所述损坏模式造成的成品率损失以及最大程度提高太阳能电池产量。在一个例子中，损坏模式可来自可能在太阳能电池上施加接触力的太阳能电池制造过程或转移方法。图1显示接受此类接触力的太阳能电池。
图1示出接受接触力的太阳能电池。太阳能电池100可包括具有纹理化区120和扩散区122的硅基板110。在太阳能电池制造中，丝网印刷是用于形成后续蚀刻、清洗和形成金属触点的进一步准备的掩模的常见过程。丝网印刷需要使用刮墨刀将抗蚀剂推送穿过丝网而到达太阳能电池上以形成掩模，其中刮墨刀将太阳能电池100推向丝网印刷机的接收介质150。在一个例子中，接触力140可以为但不限于在丝网印刷期间通过刮墨刀在太阳能电池上施加的力。在该例子中，本发明的发明人发现非平面的、粗糙的或由非均匀表面构成的接收介质可损害太阳能电池的纹理化表面。特别地，非均匀表面可具有上升表面156和下降表面158，其中由于接触力140，上升表面156可在太阳能电池100的纹理化区120上提供集中反作用力141的区域。反作用力141可继而使纹理化区120和掺杂区122的局部区域损坏，从而在太阳能电池100的硅基板110内造成诸如局部高复合区域130的缺陷。局部高复合区域130最终可导致寿命终结和太阳能电池效率损失。
图2示出图1的太阳能电池的局部高复合区域的横截面示意图。局部高复合区域130可包括在硅基板110的扩散区122内的错位132，诸如破裂点。局部高复合区域130还可包括沿着纹理化区120的边缘的缺口134。刮擦也可出现在图2的纹理化区120与接收介质150之间，从而因来自从接收介质150刮掉的异物而在太阳能电池100上造成污染136。
因此提出了丝网印刷可引起对太阳能电池的纹理化区和扩散区的损坏，从而导致寿命下降和太阳能电池效率损失。相似地，其他损坏模式是已知的，诸如由于太阳能电池的转移，其中转移可包括任何无论是自动的还是手动的用于在太阳能电池生产或制造过程期间、之前、之后和两者之间将太阳能电池从第一位置转移到第二位置的方法。例如，对纹理化区的侧向损坏或刮伤也可在转移期间当太阳能电池在接收介质上的固定不当时产生。在另一个例子中，在转移期间由固定太阳能电池的真空垫或夹子施加的过多压力也可导致如上所讨论的对纹理化区和掺杂区的损坏。根据一个实施例，下文描述上述问题的多种解决方案，包括表明改善的太阳能电池寿命和太阳能电池效率性能的测试结果。还应当理解的是，接收介质可具有多种不同的解释，诸如卡盘、托盘、夹具、步进梁、安装座或输送机，其中接收介质不限于所述的那些并可包括在生产、制造、转移和运输期间用于固定太阳能电池的任何其他常用的装置。值得注意的是，接收介质的平整度的常见测量方法是沿着接收介质表面取至少三个点，第一点作为参考点或零点而接下来的两个测量用于确定平整度。如果相对于零点的其余两个点之间的平整度大于通常以微米度量的规定限值，则可将特定表面确定为不平的。
图3示出在对上述问题的随后提出的解决方案中使用的太阳能电池。太阳能电池200具有在正常工作期间朝向太阳的正面202和与正面202相背对的背面204。太阳能电池200也包括硅基板210。在一些实施例中，对硅基板210进行清洗、抛光、平整化和/或薄化或以其他方式加工。在另一个实施例中，硅基板210由多晶硅或多结晶硅构成。在又一个实施例中，硅基板210包括第一和第二掺杂区。在一个实施例中，第一和第二掺杂区被代之以第一和第二掺杂多晶硅区。在另一个实施例中，沟槽区将第一和第二掺杂多晶硅区均隔开。在又一个实施例中，将沟槽区纹理化。在再一个实施例中，隧道氧化物层将第一和第二掺杂多晶硅区均与硅基板隔开。在一个实施例中，第一和第二掺杂区或第一和第二掺杂多晶硅区通过热过程形成，其中各区可包含掺杂材料但不限于P型掺杂剂(诸如硼)或N型掺杂剂(诸如磷)。尽管第一和第二掺杂区均被描述为分别通过热过程或通过常规掺杂过程形成，但是与这里描述或叙述的任何其他形成、沉积或生长过程操作一样，每一层或每种物质都用任何合适的过程形成。例如，凡是述及形成的地方，均可使用化学气相沉积(CVD)过程、低压CVD(LPCVD)、常压CVD(APCVD)、等离子体增强CVD(PECVD)、热生长、溅射以及任何其他所需的技术。该方法还包括提供太阳能电池200，其具有用于增强太阳辐射收集的在太阳能电池200的正面202上的纹理化区220。纹理化区220是具有规则或不规则的成形表面的区，以散射入射光、减少从太阳能电池200的表面反射回的光量。太阳能电池200还包括在正面202上的轻掺杂扩散区222。在一个实施例中，轻掺杂扩散区具有在1×1017至1×1019cm-3范围内的掺杂浓度。在另一个实施例中，轻掺杂扩散区具有低于1×1019cm-3的掺杂浓度。在又一个实施例中，轻掺杂扩散区以小于1微米延伸进硅基板中。在再一个实施例中，太阳能电池的轻掺杂扩散区由二氧化硅(SiO2)构成。在一个实施例中，第一介电层266沉积在纹理化区220上。在另一个实施例中，第一介电层266由氮化硅(SiN)构成。在又一个实施例中，第一介电层是设置在太阳能电池200的正面202上的抗反射层(ARC)。
本发明的发明人发现由图3所述的太阳能电池200，诸如在正面202上具有纹理化区220和轻掺杂扩散区222的太阳能电池，可能对损坏特别是在图1和图2中所讨论的接触损坏非常敏感，其中应当注意的是，纹理化区和轻掺杂区也可位于太阳能电池的背面上。因此，下文提出上述问题的多种解决方案。另外，所述多种解决方案适用于任何具有纹理化区和轻掺杂区的太阳能电池，其中所述解决方案提供用于防止纹理化区和轻掺杂区损坏的方法，而不论所述区在太阳能电池上的位置。
参考图4和图5，显示了在图3的太阳能电池上形成第一抗蚀剂的方法。该方法包括提供图3的太阳能电池200并在太阳能电池200的正面202上形成第一保护层260。如图5中所示，随后将太阳能电池200置于接收介质250上，使太阳能电池200的正面202位于接收介质250的上表面252上。接收介质250可具有上表面252、下表面254和非均匀表面，其中非均匀表面具有上升表面256和下降表面258。在一个实施例中，接收介质250的上表面252具有大于50微米的平整度。
图6示出在图4和图5的太阳能电池的背面上形成第一抗蚀剂的连续方法。该方法包括使用接触印刷方法将第一抗蚀剂246沉积在太阳能电池200的背面204上。在接触印刷期间，向下力240(诸如来自丝网印刷机的刮墨刀244)将太阳能电池200推抵接收介质250。接收介质250的上升表面256提供集中因太阳能电池200上的接触力240而导致的反作用力241的区域。与图1形成对比，第一保护层260防止接触力240和反作用力241损坏纹理化区220、轻掺杂扩散区222并且还防止形成图1和图2所示的高局部复合区域130。第一保护层260还防止太阳能电池200的正面202上的任何机械损坏和应力，这些损坏和应力可导致会降低太阳能电池200的发电能力或完全阻止光伏功能的裂纹、刮痕、缺口、污染或任何其他损坏。该方法还包括随后从接收介质250移去太阳能电池200并固化第一抗蚀剂246。在一个实施例中，形成第一保护层260包括在形成第一抗蚀剂246之前将第二抗蚀剂沉积在太阳能电池200的正面上。将第二抗蚀剂固化以在太阳能电池200的正面202上形成第一保护层260。在另一个实施例中，第一抗蚀剂246和第二抗蚀剂由常用于太阳能电池制造的任何抗蚀剂构成。
参考图7，显示了用于形成图4至图6的第一保护层的实施例。在一个实施例中，形成第一保护层替代地包括沉积厚氮化物膜268。在另一个实施例中，厚氮化物膜268取代图3的第一介电层266。在又一个实施例中，形成第一保护层替代地包括在太阳能电池的正面上沉积由氮化硅(SiN)构成的厚度在100至3000埃范围内的厚氮化物膜268。在再一个实施例中，沉积厚氮化物膜268包括在太阳能电池200的正面202上沉积抗反射层(ARC)。
图8和图9示出在图3的太阳能电池上形成第一抗蚀剂的另一种方法。该方法包括将图3的太阳能电池200置于接收介质270上，使太阳能电池200的正面202位于接收介质270的上表面272上，如图8中所示。在一个实施例中，接收介质270为平坦的或不具有不均匀区域并由上表面272和下表面274构成。如图9中所示，该方法还包括使用接触印刷方法将第一抗蚀剂246沉积在太阳能电池200的背面204上。在印刷期间，因接触印刷方法产生的接触力240，诸如来自丝网印刷机的刮墨刀244，将太阳能电池200推抵接收介质270的上表面272，其中接收介质270防止太阳能电池200的纹理化区220和轻掺杂扩散区222损坏。在一个实施例中，接收介质使得反作用力242可以均匀地分布在纹理化区220上从而防止太阳能电池200的纹理化区220损坏。在一个实施例中，接收介质270具有至多50微米的平整度。在一个实施例中，该方法还包括从接收介质270移去太阳能电池200并固化第一抗蚀剂246。在另一个实施例中，接收介质270由摩氏硬度在5至10范围内的材料制成。在另一个实施例中，接收介质270的上表面272在1至50000次使用之后的印刷期间防止纹理化区220损坏。在又一个实施例中，接收介质的上表面272在1至50000次使用之后维持恒定的平整度。在再一个实施例中，接收介质270由选自铝、阳极化铝、硬质阳极化铝、玻璃和钢化玻璃的材料构成。在一个实施例中，接收介质270为卡盘、托盘、夹具、步进梁、安装座或输送机。在一个实施例中，接收介质270维持对丝网印刷机的刮墨刀244的平坦表面。在另一个实施例中，在刮墨刀244与接收介质270之间的平整度差小于55微米。
公开了用于在图3的太阳能电池上形成第一抗蚀剂的再一种方法。该方法包括使用非接触印刷方法(诸如喷墨印刷)在图3的太阳能电池的背面上沉积第一抗蚀剂。类似于丝网印刷，喷墨印刷是用于形成后续蚀刻、清洗和形成金属触点的进一步准备的掩模的过程。如上所讨论，丝网印刷需要接触力以将抗蚀剂沉积在太阳能电池上。与丝网印刷形成对比，喷墨印刷不用接触太阳能电池即可沉积抗蚀剂，因此不会在掩模形成过程期间对太阳能电池造成损坏。本发明的发明人发现使用非接触印刷方法(诸如喷墨印刷)提供了防止太阳能电池的纹理化区和轻掺杂扩散区在掩模形成过程期间损坏的方式。应当注意的是，任何非接触印刷方法可对比于接触印刷(诸如丝网印刷)而使用以防止太阳能电池的纹理化区损坏。
参考图10，显示了比较使用上文所提出的不同解决方案而制造的多个太阳能电池的归一化太阳能电池寿命测试结果。测试结果包括使用非接触印刷、使用阳极化铝卡盘的接触印刷、使用新丙烯酸类卡盘的接触印刷以及使用旧丙烯酸类卡盘的接触印刷制造的图3的太阳能电池的归一化太阳能电池寿命结果。旧丙烯酸类卡盘已被使用超过50000次而新卡盘的使用次数在1至50000次的范围内。对于该测试，将喷墨印刷用于非接触印刷而将丝网印刷用于接触印刷。另外，由于对寿命测试结果进行归一化，小于或远小于1的测试结果表示改善的太阳能电池性能。可以观察到，使用非接触印刷过程制造的太阳能电池显示出改善的寿命。对于使用阳极化铝卡盘的接触印刷方法的情况，可以观察到相同的结果。相似地，对于使用新丙烯酸类卡盘的接触印刷方法的情况，可以观察到相同的结果。对于使用旧丙烯酸类卡盘的接触印刷方法的情况，观察到寿命下降。本发明的发明人推测具有小于5的摩氏硬度的卡盘易于劣化，其中旧丙烯酸类卡盘的表面在连续使用后变得较粗糙且不太平整。如上所讨论，粗糙或不均匀的卡盘可损坏太阳能电池的纹理化区，从而导致装置故障。在该测试中，旧丙烯酸类卡盘约被使用超过50000次。因此，这些结果确认了本发明的发明人的推测，其中在接触型过程中或在转移期间使用诸如卡盘的接收介质可使产生较长太阳能电池寿命的太阳能电池纹理化区劣化并因而降低光伏性能。
图11示出比较使用上文所提出的不同解决方案而制造的多个太阳能电池的归一化太阳能电池效率测试结果。测试结果包括使用非接触印刷、使用阳极化铝卡盘的接触印刷、使用新丙烯酸类卡盘的接触印刷以及使用旧丙烯酸类卡盘的接触印刷而制造的太阳能电池的归一化太阳能电池效率测试结果。如上所讨论，将喷墨印刷用于非接触印刷而将丝网印刷用于接触印刷。由于对太阳能电池效率测试结果进行归一化，大于或更接近1的测试结果表示改善的太阳能电池性能。该数据表明使用阳极化铝和新丙烯酸类卡盘的接触印刷过程与非接触印刷过程相当，其中观察到改善的太阳能电池效率。本发明的发明人推测具有小于5的摩氏硬度的卡盘易于劣化，其中旧丙烯酸类卡盘的表面在连续使用后变得较粗糙且不太平整。在该测试中，旧丙烯酸类卡盘约被使用超过50000次。该结果确认了本发明的发明人的推测，其中在接触型过程中或在转移期间使用诸如旧丙烯酸类卡盘的粗糙的或不均匀的接收介质可使太阳能电池的纹理化区和轻掺杂扩散区劣化从而导致较低的太阳能电池效率并因而降低光伏性能。对于基于玻璃和钢化玻璃的卡盘，本发明的发明人也发现了相似的结果，其中基于玻璃的卡盘在重复使用后甚至更坚固，与阳极化铝相似，并且具有透明性质，其中可将透明卡盘用于机器视觉检测应用。
参考图12，显示了用于在太阳能电池上形成第一抗蚀剂的方法的实施例的流程图。如上所述，第一操作301可包括提供太阳能电池，其具有在正常工作期间朝向太阳的正面、与正面相背对的背面、位于太阳能电池正面上的纹理化区和轻掺杂扩散区。第二操作302可包括在太阳能电池的正面上形成第一保护层。第三操作303可包括将太阳能电池置于接收介质上，使太阳能电池的正面位于接收介质的上表面上。第四操作可包括使用接触印刷方法将第一抗蚀剂沉积在太阳能电池的背面上，其中第一保护层防止太阳能电池正面上的纹理化区和轻掺杂扩散区在印刷过程期间损坏。第五操作305可包括从接收介质移去太阳能电池。最后操作可包括固化第一抗蚀剂。在一个实施例中，第一抗蚀剂为镀覆抗蚀剂。在另一个实施例中，沉积第一抗蚀剂包括丝网印刷第一抗蚀剂。在又一个实施例中，固化第一抗蚀剂包括执行选自热固化和光固化的方法。在再一个实施例中，形成第一保护层还包括在形成第一抗蚀剂之前将第二抗蚀剂沉积在太阳能电池的正面上，并固化第二抗蚀剂以在太阳能电池的正面上形成第一保护层。在另一个实施例中，形成第一保护层包括将厚度在100至3000埃范围内的氮化硅(SiN)沉积在太阳能电池的正面上。在又一个实施例中，用于在太阳能电池上形成第一抗蚀剂的方法被用于随后为太阳能电池提供纹理化区和轻掺杂扩散区并如本文所定义的任何适用的太阳能电池制造印刷、掩蔽或适用过程。
图13示出在太阳能电池上形成第一抗蚀剂的另一种方法的流程图。如上所述，第一操作311可包括提供太阳能电池，其具有在正常工作期间朝向太阳的正面、与正面相背对的背面、位于太阳能电池正面上的纹理化区和轻掺杂扩散区。第二操作312可包括将太阳能电池置于接收介质上，使太阳能电池的正面位于接收介质的上表面上。第三操作313可包括使用接触印刷方法将第一抗蚀剂沉积在太阳能电池的背面上，其中接收介质的上表面防止纹理化区和轻掺杂扩散区损坏。第四操作314可包括从接收介质移去太阳能电池以及最后操作315可包括固化第一抗蚀剂。在一个实施例中，轻掺杂扩散区具有低于1×1019cm-3的掺杂浓度。在另一个实施例中，轻掺杂扩散区具有1×1017至1×1019cm-3范围内的掺杂浓度。在又一个实施例中，轻掺杂扩散区以小于1微米延伸进硅基板中。在再一个实施例中，接收介质包含摩氏硬度在5至10范围内的材料。在一个实施例中，接收介质的上表面在1至50000次使用之后的印刷期间防止纹理化区和轻掺杂扩散区损坏。在另一个实施例中，接收介质的上表面在1至50000次使用之后维持恒定的平整度。在又一个实施例中，接收介质包含选自丙烯酸类、铝、阳极化铝、硬质阳极化铝、玻璃和钢化玻璃的材料。在再一个实施例中，沉积第一抗蚀剂包括丝网印刷第一抗蚀剂。在另一个实施例中，用于在太阳能电池上形成第一抗蚀剂的方法被用于随后为太阳能电池提供纹理化区和轻掺杂扩散区并如本文所定义的任何适用的太阳能电池制造印刷、掩蔽或适用过程。
参考图14，显示了用于将太阳能电池从第一位置转移到第二位置的方法的流程图。如上所述，第一操作321可包括提供太阳能电池，其具有在正常工作期间朝向太阳的正面、与正面相背对的背面、位于太阳能电池正面上的纹理化区和轻掺杂扩散区。第二操作322可包括在太阳能电池的正面上形成第一保护层，其中第一保护层防止太阳能电池正面上的纹理化区和轻掺杂扩散区在拾取和放置操作期间损坏。第三操作323可包括使用接触转移工具从第一接收介质上的第一位置拾取太阳能电池，其中接触转移工具的底部表面接触太阳能电池的正面。最后操作324可包括使用接触转移工具将太阳能电池置于第二接收介质上的第二位置。在一个实施例中，形成第一保护层包括将第二抗蚀剂沉积在太阳能电池的正面上并固化第二抗蚀剂以在太阳能电池的正面上形成第一保护层。在另一个实施例中，第二抗蚀剂是任何常用于制造太阳能电池的抗蚀剂。在又一个实施例中，沉积第二抗蚀剂包括丝网印刷第二抗蚀剂。在再一个实施例中，固化第二抗蚀剂包括光固化第二抗蚀剂。在另一个实施例中，形成第一保护层包括在太阳能电池的正面上形成第一介电层。在又一个实施例中，形成第一介电层包括沉积常用于制造太阳能电池的抗反射层。在再一个实施例中，形成第一介电层包括将氮化硅(SiN)沉积在太阳能电池的正面上。在一个实施例中，形成第一介电层包括沉积厚度在100至3000埃范围内的氮化硅(SiN)。在另一个实施例中，轻掺杂扩散区具有低于1×1019cm-3的掺杂浓度。在又一个实施例中，轻掺杂扩散区具有1×1017至1×1019cm-3范围内的掺杂浓度。在再一个实施例中，轻掺杂扩散区以小于1微米扩散进硅基板中。在一个实施例中，第一和第二接收介质包括选自卡盘、托盘、夹具、步进梁、安装座和输送机的接收介质。在另一个实施例中，用于将太阳能电池从第一位置转移到第二位置的方法被用于随后为太阳能电池提供纹理化区和轻掺杂扩散区并如本文所定义的任何适用的太阳能电池制造、运输或转移过程。
图15示出用于将太阳能电池从第一位置转移到第二位置的另一种方法的流程图。如上所述，第一操作331可包括提供太阳能电池，其具有在正常工作期间朝向太阳的正面、与正面相背对的背面、位于太阳能电池正面上的纹理化区和轻掺杂扩散区。第二操作332可包括使用接触转移工具从第一接收介质上的第一位置拾取太阳能电池，其中接触转移工具的底部表面接触太阳能电池的正面。以及最后操作313可包括使用接触转移工具将太阳能电池置于第二接收介质上的第二位置，其中接触转移工具的底部表面防止纹理化区和轻掺杂扩散区在拾取和放置操作期间损坏。在一个实施例中，轻掺杂扩散区具有低于1×1019cm-3的掺杂浓度。在另一个实施例中，轻掺杂扩散区具有1×1017至1×1019cm-3范围内的掺杂浓度。在又一个实施例中，轻掺杂扩散区具有1×1017至1×1019cm-3范围内的掺杂浓度。在再一个实施例中，接收介质包含摩氏硬度在5至10范围内的材料。在一个实施例中，接收介质的上表面在1至50000次使用之后的印刷期间防止纹理化区损坏。在另一个实施例中，接收介质的上表面在1至50000次使用之后维持恒定的平整度。在又一个实施例中，接收介质包含选自丙烯酸类、铝、阳极化铝、硬质阳极化铝、玻璃和钢化玻璃的材料。在再一个实施例中，接收介质包括选自卡盘、托盘、夹具、步进梁、安装座和输送机的接收介质。在一个实施例中，用于将太阳能电池从第一位置转移到第二位置的方法被用于随后为太阳能电池提供纹理化区和轻掺杂扩散区并如本文所定义的任何适用的太阳能电池制造、运输或转移过程。
参考图16，显示了用于制造太阳能电池的方法的流程图。如上所述，第一操作341可包括提供太阳能电池，其具有在正常工作期间朝向太阳的正面和与正面相背对的背面。第二操作342可包括在太阳能电池的硅基板上形成掺杂区。第三操作343可包括在硅基板上蚀刻纹理化区。第四操作可包括在硅基板上形成轻掺杂扩散区，其中轻掺杂扩散区与纹理化区在硅基板的同一面上形成。第五操作345可包括在纹理化区和轻掺杂扩散区上形成第一保护层，其中第一保护层防止纹理化区和轻掺杂扩散区在制造期间损坏。第六操作346可包括在纹理化区和轻掺杂扩散区以及掺杂区上沉积介电层。第七操作可包括形成穿过介电层的多个接触开口。最后操作318可包括形成穿过接触开口与掺杂区电联接的第一金属网格以及与第一金属网格电联接的第二金属网格。在一个实施例中，形成第一保护层还包括在形成第一抗蚀剂之前将第二抗蚀剂沉积在太阳能电池的正面上，并固化第二抗蚀剂以在太阳能电池的正面上形成第一保护层。在一个实施例中，第二抗蚀剂为用于生产或制造太阳能电池的任何标准抗蚀剂。
图17示出用于制造太阳能电池的另一中方法的流程图。如上所述，第一操作351可包括提供太阳能电池，其具有在正常工作期间朝向太阳的正面和与正面相背对的背面。第二操作352可包括在太阳能电池的硅基板上形成掺杂区。第三操作353可包括在硅基板上蚀刻纹理化区。第四操作354可包括在硅基板上形成轻掺杂扩散区，其中轻掺杂扩散区与纹理化区在硅基板的同一面上形成。第五操作355可包括将第一介电层沉积在纹理化区和轻掺杂扩散区上，其中第一介电层防止纹理化区和轻掺杂扩散区在制造期间损坏。第六操作356可包括将第二介电层沉积在掺杂区上。第七操作357可包括形成穿过第二介电层的多个接触开口。最后操作358可包括形成穿过接触开口与掺杂区电联接的第一金属网格以及与第一金属网格电联接的第二金属网格。在又一个实施例中，形成第一介电层包括将厚度在100至3000埃范围内的氮化硅(SiN)沉积在太阳能电池的正面上。
虽然前面的详细描述已给出了至少一个示例性实施例，但应当理解，存在许多变型形式。还应当理解，本申请中所描述的示例性实施例并不旨在以任何方式限制要求保护的主题的范围、适用性或构型。相反，前面的详细描述将为本领域的技术人员提供实施所述一个或多个实施例的便利的指示说明。应当理解，可在不脱离权利要求书所限定的范围(其包括提交本专利申请时已知的等同物和可预知的等同物)的情况下对元件的功能和布置方式进行多种改变。
Claims (21)
1.一种在太阳能电池上形成第一抗蚀剂的方法，所述太阳能电池具有在正常工作期间朝向太阳的正面和与所述正面相背对的背面，并且所述方法包括：
将所述太阳能电池置于接收介质上，使所述太阳能电池的所述正面位于所述接收介质的上表面上，其中所述太阳能电池在所述正面上包括纹理化区和轻掺杂扩散区；
使用接触印刷方法在所述太阳能电池的所述背面上沉积所述第一抗蚀剂，其中所述接收介质的所述上表面防止所述纹理化区和所述轻掺杂扩散区损坏；
从所述接收介质移去所述太阳能电池；以及
固化所述第一抗蚀剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述轻掺杂扩散区具有低于1×1019cm-3的掺杂浓度。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述轻掺杂扩散区具有1×1017至1×1019cm-3范围内的掺杂浓度。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述轻掺杂扩散区以小于1微米延伸进硅基板中。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述接收介质包含具有5至10范围内的摩氏硬度的材料。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述接收介质的所述上表面在1至50000次使用之后的印刷期间防止所述纹理化区和所述轻掺杂扩散区损坏。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述接收介质的所述上表面在1至50000次使用之后维持恒定的平整度。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述接收介质包含选自丙烯酸类、铝、阳极化铝、硬质阳极化铝、玻璃和钢化玻璃的材料。
9.一种在太阳能电池上形成镀覆抗蚀剂的方法，所述太阳能电池具有在正常工作期间朝向太阳的正面和与所述正面相背对的背面，并且所述方法包括：
将所述太阳能电池置于包含摩氏硬度在5至10范围内的材料的接收介质上，使所述太阳能电池的所述正面位于所述接收介质的上表面上，其中所述太阳能电池在所述正面上包括纹理化区和掺杂浓度低于1×1019cm-3的轻掺杂扩散区；
使用接触印刷方法在所述太阳能电池的所述背面上沉积所述镀覆抗蚀剂，其中所述接收介质的所述上表面防止所述纹理化区和所述轻掺杂扩散区损坏；
从所述接收介质移去所述太阳能电池；以及
光固化所述镀覆抗蚀剂。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述轻掺杂扩散区以小于1微米延伸进硅基板中。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其中所述接收介质的所述上表面在1至50000次使用之后的印刷期间防止所述纹理化区和所述轻掺杂扩散区损坏。
12.根据权利要求9或10所述的方法，其中所述接收介质的所述上表面在1至50000次使用之后维持恒定的平整度。
13.根据权利要求9或10所述的方法，其中所述接收介质包含选自丙烯酸类、铝、阳极化铝、硬质阳极化铝、玻璃和钢化玻璃的材料。
14.一种在太阳能电池上形成第一抗蚀剂的方法，所述太阳能电池具有在正常工作期间朝向太阳的正面和与所述正面相背对的背面，并且所述方法包括：
在所述太阳能电池的所述正面上形成第一保护层，其中所述太阳能电池在所述正面上包括纹理化区和轻掺杂扩散区；
将所述太阳能电池置于接收介质上，使所述太阳能电池的所述正面位于所述接收介质的上表面上；
使用接触印刷方法在所述太阳能电池的所述背面上沉积所述第一抗蚀剂，其中所述第一保护层防止所述太阳能电池的所述正面上的所述纹理化区和所述轻掺杂扩散区在印刷过程期间损坏；
从所述接收介质移去所述太阳能电池；以及
固化所述第一抗蚀剂。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述轻掺杂扩散区具有低于1×1019cm-3的掺杂浓度。
16.根据权利要求14所述的方法，其中所述轻掺杂扩散区具有1×1017至1×1019cm-3范围内的掺杂浓度。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，其中所述轻掺杂扩散区以小于1微米延伸进硅基板中。
18.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，其中所述接收介质包含具有5至10范围内的摩氏硬度的材料。
19.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，其中所述接收介质的所述上表面在1至50000次使用之后的印刷期间防止所述纹理化区和所述轻掺杂扩散区损坏。
20.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，其中所述接收介质的所述上表面在1至50000次使用之后维持恒定的平整度。
21.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，其中所述接收介质包含选自丙烯酸类、铝、阳极化铝、硬质阳极化铝、玻璃和钢化玻璃的材料。
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