CN109417101B - 具有区分开的p型和n型区架构的太阳能电池的金属化 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了制造具有区分开的P型和N型区架构的太阳能电池发射极区的方法以及所得的太阳能电池。在一个实例中，背接触太阳能电池可以包括具有光接收表面和背表面的基板。第一导电类型的第一多晶硅发射极区设置在第一薄介电层上，该第一薄介电层设置在所述基板的背表面上。第二不同导电类型的第二多晶硅发射极区设置在第二薄介电层上，第二薄介电层设置在基板的背表面上。第三薄介电层设置在第一多晶硅发射极区的暴露的外部部分上，并且直接侧向设置在第一多晶硅发射极区和第二多晶硅发射极区之间。第一导电触点结构设置在第一多晶硅发射极区上。第二导电触点结构设置在第二多晶硅发射极区上。本发明还描述了金属化方法，其包括用于形成第一导电触点结构和第二导电触点结构的蚀刻技术。

Description

具有区分开的P型和N型区架构的太阳能电池的金属化
背景技术
光伏(PV)电池(常被称为太阳能电池)是用于将太阳辐射转化为电能的装置。一般来讲，照射在太阳能电池基板表面上并进入基板内的太阳辐射在基板主体中形成电子和空穴对。电子和空穴对迁移至基板中的p型掺杂区和n型掺杂区，从而在掺杂区之间形成电压差。将掺杂区连接到太阳能电池上的导电区，以将电流从电池引导至外部电路。当将PV电池组合在诸如PV模块的阵列中时，从所有的PV电池收集的电能可以按串联和并联布置加以组合，以提供具有某一电压和电流的电源。
效率是太阳能电池的重要特性，因其直接与太阳能电池发电能力有关。同样，制备太阳能电池的效率直接与此类太阳能电池的成本效益有关。因此，提高太阳能电池效率的技术或提高制造太阳能电池效率的技术是普遍需要的。本公开的一些实施方案允许通过提供制造太阳能电池结构的新工艺而提高太阳能电池的制造效率。本公开的一些实施方案允许通过提供新型太阳能电池结构来提高太阳能电池效率。
附图说明
图1示出了根据本公开的一些实施方案的背接触太阳能电池的一部分的剖视图。
图2为根据本公开的一些实施方案的流程图，该流程图列出对应于图5-16的太阳能电池的制造方法中的操作。
图3为根据本公开的一些实施方案的流程图，该流程图列出对应于图11-13的太阳能电池的图案化工艺中的操作。
图4为根据本公开的一些实施方案的流程图，该流程图列出对应于图14-16的太阳能电池的另一种图案化工艺中的操作。
图5-10示出了根据本公开的一些实施方案太阳能电池的制造中各个阶段的剖视图。
图11-13示出了根据本公开的一些实施方案的太阳能电池的图案化工艺的剖视图。
图14-16示出了根据本公开的一些实施方案的太阳能电池的另一种图案化工艺中各个阶段的剖视图。
具体实施方式
以下具体实施方式在本质上只是说明性的，而并非意图限制本申请的主题的实施方案或此类实施方案的用途。如本文所用，词语“示例性”意指“用作示例、实例或举例说明”。本文描述为示例性的任何实施方式未必理解为相比其它实施方式是优选的或有利的。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。
本说明书包括提及“一个实施方案”或“某个实施方案”。短语“在一个实施方案中”或“在某个实施方案中”的出现不一定是指同一实施方案。特定的特征、结构或特性可以任何与本公开一致的合适方式加以组合。
术语。以下段落提供存在于本公开(包括所附权利要求书)中术语的定义和/或语境：
“包括”。该术语是开放式的。如在所附权利要求书中所用，该术语并不排除其它结构或步骤。
“配置为”。各个单元或部件可被描述或声明成“配置为”执行一项或多项任务。在此类语境下，“配置为”用于通过指示所述单元/部件包括在操作期间执行一项或多项那些任务的结构而暗示结构。因此，可以说是将所述单元/部件配置成即使当指定的单元/部件目前不在操作(例如，未开启/激活)时也可执行任务。详述某一单元/电路/部件“配置为”执行一项或多项任务明确地意在对该单元/部件而言不援引35U.S.C.§112第六段。
“第一”、“第二”等。如本文所用，这些术语用作其之后的名词的标记，而并不暗示任何类型的顺序(例如，空间、时间和逻辑等)。例如，提及“第一”硅区并不一定暗示该硅区是某一序列中的第一个硅区；相反，术语“第一”用于区分该硅区与另一硅区(例如，“第二”硅区)。在实例中，硅区可为多晶硅发射极区。在一个示例中，第一硅区可为第一多晶硅发射极区，其中可形成多个硅区(例如，第二硅区、第二多晶硅发射极区)。
“基于”。如本文所用，该术语用于描述影响确定结果的一个或多个因素。该术语并不排除可影响确定结果的另外因素。也就是说，确定结果可以仅基于那些因素或至少部分地基于那些因素。考虑短语“基于B确定A”。尽管B可以是影响A的确定结果的因素，但这样的短语并不排除A的确定结果还基于C。在其它实例中，A可以仅基于B来确定。
“耦接”—以下描述是指元件或节点或结构特征被“耦接”在一起。如本文所用，除非另外明确指明，否则“耦接”意指一个元件/节点/特征直接或间接连接至另一个元件/节点/特征(或直接或间接与其连通)，并且不一定是机械连接。
“阻止”—如本文所用，阻止用于描述减小影响或使影响降至最低。当组件或特征被描述为阻止行为、运动或条件时，它完全可以彻底地防止某种结果或后果或未来的状态。另外，“阻止”还可以指降低或减小可能会发生的某种后果、性能和/或效应。因此，当组件、元件或特征被称为阻止结果或状态时，它不一定完全防止或消除该结果或状态。
此外，以下描述中还仅为了参考的目的使用了某些术语，因此这些术语并非意图进行限制。例如，诸如“上部”、“下部”、“上方”和“下方”之类的术语是指附图中提供参考的方向。诸如“正面”、“背面”、“后面”、“侧面”、“外侧”和“内侧”之类的术语描述部件的某些部分在一致但任意的参照系内的取向和/或位置，通过参考描述所讨论的部件的文字和相关的附图可以清楚地了解所述取向和/或位置。此类术语可包括上面具体提及的词语、它们的衍生词语以及类似意义的词语。
在以下描述中，给出了许多具体细节，诸如具体的操作，以便提供对本公开的实施方案的透彻理解。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践本公开的实施方案。在其它实例中，没有详细地描述熟知的技术，以避免不必要地使本公开的实施方案难以理解。
本文描述了制造具有区分开的P型和N型区架构的太阳能电池发射极区的方法，以及所得太阳能电池。在下面的描述中，阐述了诸如具体的工艺流程操作的许多具体细节，以便提供对本公开实施方案的透彻理解。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践本公开的实施方案。在其它实例中，没有详细地描述熟知的制造技术，诸如平版印刷和图案化技术，以避免不必要地使本公开的实施方案难以理解。此外，应当理解在图中示出的多种实施方案是示例性的展示并且未必按比例绘制。
本发明公开了太阳能电池。在一个实施方案中，背接触太阳能电池包括具有光接收表面和背表面的基板。在某个实施方案中，第一导电类型的第一多晶硅发射极区设置在第一薄介电层上，该第一薄介电层设置在基板的背表面上。在一个实施方案中，第二不同导电类型的第二多晶硅发射极区设置在第二薄介电层上，该第二薄介电层设置在基板的背表面上。在某个实例中，第一导电类型可为P型，并且第二导电类型可为N型。在某个实施方案中，第三薄介电层设置在第一多晶硅发射极区的暴露的外部部分上，并且直接侧向设置在第一多晶硅发射极区和第二多晶硅发射极区之间。在某个实施方案中，第一导电触点结构设置在第一多晶硅发射极区上。在一个实施方案中，第二导电触点结构设置在第二多晶硅发射极区上。
在某个实例中，图1示出了根据一些实施方案的背接触太阳能电池100的一部分的剖视图。在某个实施方案中，太阳能电池100可包括具有光接收表面102和背表面104的基板106。在一个实施方案中，第一导电类型的第一多晶硅发射极区108可设置在第一薄介电层114上，该第一薄介电层114设置在基板106的背表面104上。在一个具体实施方案中，第一导电类型为P型(例如，使用硼杂质原子形成)。在某个实施方案中，第二不同导电类型的第二多晶硅发射极区112可设置在第二薄介电层120上，该第二薄介电层120设置在基板106的背表面104上。在一个具体实施方案中，第二导电类型为N型(例如，使用磷原子或砷杂质原子形成)。在一个实施方案中，第三薄介电层116、118中的第三薄介电层118可设置在第一多晶硅发射极区的暴露的外部部分117上，并且第三薄介电层116可侧向设置在第一多晶硅的侧向部分115上，直接介于第一多晶硅发射极区108和第二多晶硅发射极区112之间。在某个实施方案中，第一导电触点结构128可设置在第一多晶硅发射极区108上。在某个实施方案中，第二导电触点结构129可设置在第二多晶硅发射极区112上。在某个实施方案中，第一导电触点128和第二导电触点129可包括电镀金属。在一个示例中，第一导电触点128和第二导电触点129可包括铜、锡和镍及其它金属。在一些实施方案中，第一导电触点128和第二导电触点129可包括金属箔。在某个实例中，第一导电触点128和第二导电触点129可包括铝或铝箔。在某个实施方案中，分离区124可将第一导电触点结构128与第二导电触点结构129分开。在一些实施方案中，可使用激光烧蚀工艺将第一导电触点结构128与第二导电触点结构129分开124。
再次参见图1，在某个实施方案中，太阳能电池100可进一步包括设置在第一多晶硅发射极区108上的绝缘层110。在一个示例中，绝缘层110可为氮氧化物或氮化物。在某个实施方案中，第一导电触点结构128可被设置为穿过绝缘层110。在一个实施方案中，第二导电类型的第二多晶硅发射极区的一部分111可与绝缘层110重叠但与第一导电触点结构128分开。在某个实施方案中，第二导电类型的第二多晶硅发射极区的一部分111设置在绝缘层110上，并且第一导电触点结构128可被设置为穿过第二导电类型的多晶硅层111以及穿过绝缘层110，如图1所示。在一个实施方案中，第二多晶硅发射极的一部分111与第二多晶硅发射极区112可由毯覆式沉积的相同层形成。
参见图1，附加的硅区113可设置在第二多晶硅发射极区111、112上。在某个实施方案中，该附加的硅区113可为非晶硅或氮化硅。在一个实施方案中，该附加的硅区113可为钝化区和/或抗反射涂层(ARC)。在一些实施方案中，无需形成该附加的硅区113。
再次参见图1，在某个实施方案中，太阳能电池100进一步包括设置在基板106的背表面104上的凹陷部131。在某个实施方案中，第二多晶硅发射极区112和第二薄介电层120可设置在凹陷部131中。在一个此类实施方案中，凹陷部131可具有纹理化表面，并且第二多晶硅发射极区112和第二薄介电层120可与纹理化表面共形，如图1所示。在某个实施方案中，第一多晶硅发射极区108和第一薄介电层114设置在基板106的背表面104的平坦部分上，并且第二多晶硅发射极区112和第二薄介电层120设置在基板106的背表面104的纹理化部分上，如图1所示。然而，应当理解，其它实施方案可能不包括纹理化表面，或者完全可能不包括凹陷部。
再次参见图1，在某个实施方案中，太阳能电池100进一步包括设置在基板106的光接收表面130上的第四薄介电层132。第二导电类型的多晶硅层134可设置在第四薄介电层132上。抗反射涂层(ARC)135，诸如氮化硅层，可设置在多晶硅层134上。在一个此类实施方案中，第四薄介电层132可由用于形成第二薄介电层120和/或第三薄介电层116、118的实质上相同的工艺形成。在某个实施方案中，多晶硅层134可由用于形成第二多晶硅发射极区111、112的基本上相同的工艺形成。
在一些实施方案中，第一多晶硅发射极区108可为P型多晶硅发射极区。在一个实施方案中，第二多晶硅发射极区112可为N型多晶硅发射极区。在某个实施方案中，基板106可为N型单晶硅基板。在某个实施方案中，第一薄介电层114、第二薄介电层120和第三薄介电层116、118可包括二氧化硅。然而，在另一个实施方案中，第一薄介电层114和第二薄介电层120包括二氧化硅，而第三薄介电层116、118包括氮化硅。在某个实施方案中，绝缘层110包括二氧化硅。
在某个实施方案中，金属晶种层126、127可设置在第一多晶硅发射极区108和第二多晶硅发射极区112与第一导电触点结构128和第二导电触点结构129之间。在某个实施方案中，第一导电触点结构128和第二导电触点结构129可分别包括金属晶种层的部分126、127。在某个实施方案中，金属晶种层126、127为基于铝的金属晶种层。在一个此类实施方案中，基于铝的金属晶种层可具有大约在0.3微米至20微米范围内的厚度，并且包含的铝含量大于约97％，硅含量大约在0-2％范围内。在某个实例中，金属晶种层126、127可包括铜、钛、钛钨、镍和/或铝及其它金属。
在某个实施方案中，金属晶种层126、127由毯覆式沉积工艺形成。在某个实施方案中，金属晶种层的第一部分126和第二部分127可分别设置在第一多晶硅发射极区108和第二多晶硅发射极区112上。在一个实施方案中，第一导电触点结构128和第二导电触点结构129中的每个可包括铜、锡、镍和/或铝及其它金属。
本发明公开了制造太阳能电池的方法。在示例性工艺流程中，图5-16示出了根据本公开实施方案的太阳能电池制造中的各个阶段的剖视图。图2为根据本公开的一些实施方案的流程图200，该流程图200列出对应于图5-16的太阳能电池的制造方法中的操作。在各种实施方案中，图2的方法可包括与图示相比更多(或更少)的框。例如，在一些实施方案中，无需在框216处形成金属晶种层，其中导电触点可相反地直接形成于太阳能电池的背表面上。
本发明公开了用于太阳能电池的图案化工艺。在一个示例性工艺流程中，图11-13示出了根据本公开的实施方案形成太阳能电池的导电触点的各个阶段的剖视图。图3为根据本公开的一些实施方案的流程图300，该流程图300列出对应于图11-13的太阳能电池的一种图案化工艺中的操作。
另外，本发明公开了用于太阳能电池的另一种图案化工艺。在示例性工艺流程中，图14-16示出了根据本公开的实施方案形成太阳能电池的导电触点的各个阶段的剖视图。图4为根据本公开的一些实施方案的流程图400，该流程图400列出对应于图14-16的太阳能电池的图案化工艺中的操作。
参见图5及流程图200中的对应操作202，制造太阳能电池的交替的N型发射极区和P型发射极区的方法可包括在形成于基板506的背表面504上的第一薄介电层514上形成第一导电类型的第一硅层505。
在某个实施方案中，基板506可为单晶硅基板，诸如块体单晶N型掺杂硅基板。然而，应当理解，基板506可以是设置在整个太阳能电池基板上的层，诸如多晶硅层。在某个实施方案中，基板506可具有正面502和背面504，其中正面502与背面504相对。在一个实施方案中，正面502可被称为光接收表面502，并且背面可被称为背表面504。在某个实施方案中，第一薄介电层514可为薄氧化物层，诸如厚约2纳米或更小的隧穿介电氧化硅层。
在某个实施方案中，第一硅层505可为多晶硅层，该多晶硅层通过原位掺杂、后沉积注入或它们的组合加以掺杂以具有第一导电类型。在另一个实施方案中，第一硅层505可为非晶硅层诸如由a-Si:H表示的氢化硅层，其在沉积非晶硅层之后，用第一导电类型的掺杂物进行注入。在一个此类实施方案中，随后可对第一硅层505进行退火(至少在工艺流程的某个后续阶段)以最终形成多晶硅层。在某个实施方案中，对于多晶硅层或非晶硅层中的任一者而言，如果能够执行后沉积注入，则通过使用离子束注入或等离子体浸没注入进行该注入。在一个此类实施方案中，可使用阴影掩模进行注入。在一个具体实施方案中，第一导电类型为P型(例如，使用硼杂质原子形成)。
再次参见图5并且现在参见流程图200中的对应操作204，可在第一硅层505上形成绝缘层509。在某个实施方案中，绝缘层509可为二氧化硅。在某个实例中，可执行沉积工艺以形成第一硅层505。
参见图6和流程图200中的对应操作206，可将图5的绝缘层509和第一硅层505图案化以形成其上具有绝缘顶盖510的第一导电类型的第一硅区508。在某个实施方案中，绝缘顶盖510可通过将绝缘层509图案化来形成。在某个实施方案中，可使用平版印刷或丝网印刷掩模和后续蚀刻工艺将绝缘层509和第一硅层505图案化。在另一个实施方案中，可使用激光烧蚀工艺(例如，直接写入)将绝缘层509和第一硅层505图案化。在任一种情况下，在一个实施方案中，也可在蚀刻工艺中将第一薄介电层514图案化。在某个实施方案中，图案化可包括形成第一硅区508的暴露的外部部分517和侧向部分515。
参见图7，任选地，在绝缘层509和第一硅层505的图案化期间(或之后)，可在基板506中形成凹陷部503。此外，在一个实施方案中，可将凹陷部541的表面503纹理化。在相同或类似工艺中，还可将基板506的光接收表面530纹理化，如图7所示。在某个实施方案中，可使用基于氢氧化物的湿法蚀刻剂形成凹陷部503的至少一部分和/或纹理化基板506的暴露部分。纹理化的表面可为具有规则或不规则形状的表面，其用于散射入射光、减少从太阳能电池的光接收表面和/或暴露表面反射离开的光量。然而，应当理解，可从工作流程中省略背表面的纹理化以及甚至凹陷部形成。
参见图8和流程图200中的对应操作208，可在基板506的背表面504上形成第二薄介电层520。在某个实施方案中，第二薄介电层520可在氧化工艺中形成并且为薄氧化物层诸如隧穿介电层(例如，氧化硅)。在一个实施方案中，第二薄介电层520可在沉积工艺中形成。在某个实施方案中，第二薄介电层520为薄氧化物层或硅氮氧化物层。在某个实施方案中，第二薄介电层可具有大约2纳米或更小的厚度。
再次参见图8并且现在参见流程图200中的对应操作210，在某个实施方案中，可在第一硅区508的侧向部分515形成第三薄介电层的第一部分516。在一个实施方案中，可在第一硅区508的暴露的外部部分517上形成第三薄介电层的第二部分518。在某个实施方案中，第三薄介电层可包括第一部分516和第二部分518。在一个实施方案中，第三薄介电层516、518可在氧化工艺中形成并且为薄氧化物层诸如隧穿介电层(例如，氧化硅)。在某个实施方案中，第三薄氧化物层可具有大约3纳米或更小的厚度。在一个实施方案中，第三薄介电层516、518可在沉积工艺中形成。在某个实施方案中，第三薄介电层516、518可为薄氧化物层或硅氮氧化物层。在某个实施方案中，第二薄介电层520和第三薄介电层516、518可在相同的氧化和/或沉积工艺中形成。
再次参见图8并且现在参见流程图200中的对应操作212，可在第三薄介电层516、518上、第二薄介电层520上以及第一硅区508的绝缘顶盖510上形成第二不同导电类型的第二硅层507。在某个实施方案中，可在用于形成第二硅层507、第二薄介电层520和第三薄介电层516、518的相同或类似工艺操作中，在基板506的光接收表面530上形成对应薄介电层532和第二导电类型的第二硅层534，如图8所示。另外，尽管未示出，但可在对应的第二硅层534上形成抗反射涂层(ARC)，如结合图1所述。在某个实施方案中，第二硅层507可为多晶硅层，该多晶硅层通过原位掺杂、后沉积注入或它们的组合加以掺杂以具有第二导电类型。在另一个实施方案中，第二硅层507可为非晶硅层诸如由a-Si:H表示的氢化硅层，其在沉积非晶硅层之后，用第二导电类型的掺杂物进行注入。在一个此类实施方案中，随后可对第二硅层507进行退火(至少在工艺流程的某个后续阶段)以最终形成多晶硅层。在某个实施方案中，对于多晶硅层或非晶硅层中的任一者而言，如果能够执行后沉积注入，则通过使用离子束注入或等离子体浸没注入进行该注入。在一个此类实施方案中，可使用阴影掩模进行注入。在一个具体实施方案中，第二导电类型为N型(例如，使用磷原子或砷杂质原子形成)。另外，尽管未示出，在形成第二硅层507之后，可在第二硅层507形成附加的硅区，如结合图1所述。在一个实施方案中，该附加的硅区可为非晶硅或氮化硅。在一些实施方案中，该附加的硅区可为钝化区和/或抗反射涂层(ARC)。在一些实施方案中，无需形成该附加的硅区。
再次参见图9并且现在参见流程图200中的对应操作214，可将绝缘顶盖510图案化为穿过接触开口522以暴露第一硅区508的部分。在某个实施方案中，使用激光烧蚀工艺将绝缘顶盖510图案化。在一个实施方案中，可使用第一激光程将第二硅层507图案化，包括形成接触开口522。在某个实施方案中，在执行第一激光程之后，可在与接触开口522相同的位置处使用第二激光程以使绝缘顶盖510图案化。
再次参见图10并且现在参见流程图200中的对应操作216，可在第一硅区508和第二硅层507上形成金属晶种层525。在某个实施方案中，可执行沉积工艺以形成金属晶种层525。在某个实例中，可使用溅射工艺以形成金属晶种层525。在一个示例中，金属晶种层525由毯覆式沉积工艺形成。在某个实施方案中，金属晶种层525可包括一种或多种金属和/或金属合金。在某个实例中，该金属晶种层可包括铝、钛钨和/或铜及其它金属。在某个实施方案中，金属晶种层525可包括一层、两层或更多层。在某个实例中，金属晶种层525可包括第一层、第二层和第三层，其中第一层包括铜，第二层包括钨，并且第三层包括铝。在一些实施方案中，金属晶种层525的铝部分可沉积在第一硅区508和第二硅层507上。
在一些实施方案中，无需形成金属晶种层525。在一个示例中，金属层可相反地形成在第一硅区508和第二硅层507上并且直接接触第一硅区508和第二硅层507。
参见图11-16并且现在参见流程图200中的对应操作218，可执行图案化工艺。在某个实施方案中，图案化工艺可包括形成第二导电类型的隔离的第二硅区。在一个实施方案中，图案化工艺可包括形成用于第一硅区的第一导电触点和用于隔离的第二硅区的第二导电触点。在某个实施方案中，图案化工艺可包括执行激光烧蚀工艺。
在示例性工艺流程中，图11-13示出了根据本公开的实施方案的太阳能电池的一种示例性图案化工艺中的各个阶段的剖视图。在某个实施方案中，图11-13的图案化工艺包括执行镀覆和蚀刻工艺。在示例性工艺流程中，图14-16示出了根据本公开的实施方案的太阳能电池的另一种图案化工艺中的各个阶段的剖视图。在某个实施方案中，图14-16的图案化工艺包括执行基于金属箔的接合和蚀刻工艺。
在示例性工艺流程中，图3为根据本公开的一些实施方案的流程图300，该流程图300列出对应于图11-13的太阳能电池的图案化工艺中的操作。在各种实施方案中，图3的方法可包括与图示相比更多(或更少)的框。例如，在一些实施方案中，无需在框306处移除掩模，其中掩模可相反地在框308的图案化工艺期间被移除。因此，第二示例性工艺流程从图10的结构移至图11的结构。
在见图11及流程图300中的对应操作302，根据一些实施方案，可在金属晶种层525上形成掩模536。在某个实施方案中，掩模536可在后续的镀覆工艺中保护金属晶种层525的部分550，而暴露区552可在所述镀覆工艺中被镀覆。在某个实施方案中，掩模536可由丝网印刷、喷墨印刷及其它印刷工艺形成。在一个实施方案中，掩模536可为抗蚀剂。在一个实施方案中，抗蚀剂可为常用于太阳能电池的生产或制造的抗蚀剂536。在一些实施方案中，抗蚀剂536为镀覆抗蚀剂。
参见图12及流程图300中的对应操作304，可在金属晶种层525的暴露部分552上形成金属层528。在某个实施方案中，可执行镀覆工艺以在金属晶种层525的暴露部分552上形成金属层528，其中掩模536可在镀覆工艺期间保护金属晶种层的部分550。在某个实例中，可将铜、锡和/或镍及其它金属镀覆到金属晶种层525的暴露部分552。
参见图13及流程图300中的对应操作306，可移除图12的掩模536。在某个实施方案中，可使用湿法化学工艺移除掩模536。在某个实例中，可执行墨水剥离工艺来移除掩模536。
再次参见图13及流程图308中的对应操作，可将图12的金属晶种层525和第二硅层507图案化，以形成第二导电类型的隔离的第二硅区511、512并且分别形成用于第一硅区508和隔离的第二硅区512的导电触点538、539。在某个实施方案中，图案化可包括蚀刻图12的金属晶种层525和第二硅层507，以形成第二导电类型的隔离的第二硅区511、512并且形成用于第一硅区508和隔离的第二硅区512的导电触点538、539。在某个实施方案中，蚀刻包括使用一种或多种蚀刻剂蚀刻图12的金属晶种层525和/或第二硅层507。在某个实施方案中，可使用基于过氧化物的湿式蚀刻剂。在一个示例中，蚀刻剂可包括氢氧化钾、四甲基氢氧化铵、氢氧化铵和/或氢氧化钠。在一些实施方案中，蚀刻剂可包括具有重量百分比大于2％的氢氧化钾的蚀刻剂。
在某个实施方案中，参见图12和图13，可使用第一蚀刻剂蚀刻金属晶种层525。在某个实例中，第一蚀刻剂可为氢氧化钾。在某个实施方案中，在使用第一蚀刻剂蚀刻金属晶种层525之后，可使用第二蚀刻剂蚀刻第二硅层507。在一个实施方案中，第一蚀刻剂和/或第二蚀刻剂可为碱性蚀刻剂。在某个实施方案中，第二蚀刻剂可包括氧化剂。在某个实施方案中，氧化剂可阻止对金属晶种层525的蚀刻。在一个实施方案中，氧化剂可阻止对金属晶种层525的底切。在某个实例中，在蚀刻第二硅层507期间，氧化剂可阻止对金属晶种层525的侧向部分543的蚀刻，以防止对邻近第二硅层507的蚀刻的区域进行大幅底切。在一个示例中，图案化可包括使用氢氧化钾蚀刻基于铝的金属晶种层525。在蚀刻基于铝的金属晶种层525之后，图案化可包括蚀刻第二硅层507，其中氧化剂可在蚀刻工艺期间阻止对基于铝的金属晶种层525的侧向部分543的蚀刻。在某个实例中，图案化可包括使用氢氧化钾蚀刻第二硅层507。在某个实施方案中，氧化剂可为过氧化氢和/或过氧二硫酸铵。
在某个实施方案中，蚀刻包括在40-80摄氏度范围内的温度下进行蚀刻。在某个实施方案中，参见图12，在移除掩模536之后，蚀刻可蚀刻金属晶种层525的部分550，其中金属层528可防止在蚀刻工艺期间蚀刻金属晶种层525的其它部分552。
在某个实施方案中，金属晶种层525可包括一个、两个或更多个部分。在某个实例中，金属晶种层525可包括第一部分、第二部分和第三部分，其中第一部分包括铜，第二部分包括钨，并且第三部分包括铝。在某个实施方案中，第一部分、第二部分和第三部分及其它部分也可被称为第一层、第二层、第三层及其它层。
在某个实施方案中，蚀刻可包括蚀刻金属晶种层525的第一部分。在某个实例中，蚀刻可包括蚀刻金属晶种层的铜部分。在蚀刻第一部分之后，蚀刻可包括蚀刻金属晶种层的第二部分。在一个示例中，在蚀刻金属晶种层的铜部分之后，蚀刻可包括蚀刻金属晶种层的铝部分。在某个实施方案中，金属晶种层525的铝部分可沉积在第一硅区508和第二硅层507上。在某个实施方案中，蚀刻金属晶种层的第二部分可包括使用相同的蚀刻剂蚀刻金属晶种层的第二部分和第二硅层507并且/或者在同一蚀刻工艺步骤中蚀刻这两层。在某个实例中，蚀刻可包括使用相同的蚀刻剂蚀刻金属晶种层的铝部分和n型掺杂硅层，其中金属晶种层的铝部分设置在n型掺杂硅层上。
再次参见图13，所示的太阳能电池500使用图1-13的方法并且分别对应于图2和图3的流程图200和流程图300中的操作进行制造。如图所示，图13的太阳能电池500具有与图1的太阳能电池100的元件类似的附图标记，其中在所有附图中，类似附图标记表示类似的元件。在某个实施方案中，图5的太阳能电池500的结构实质上类似于图1的太阳能电池100的结构，不同之处如上文所述。因此，图1的对应部分的描述同等地适用于图13的描述。在某个实例中，参见图13和图1，第一硅区508可对应于第一多晶硅发射极区108。在一个示例中，再次参见图13和图1，第二隔离的硅区526、527可对应于第二多晶硅发射极区126、127。
在示例性工艺流程中，图4为根据本公开的一些实施方案的流程图400，该流程图400列出对应于图14-16的太阳能电池的另一种图案化工艺中的操作。因此，第二示例性工艺流程从图10的结构移至图14的结构。如图所示，图14-16的太阳能电池具有与图1-13的太阳能电池的元件类似的附图标记，其中在所有附图中，类似附图标记表示类似的元件。在某个实施方案中，图14-16的太阳能电池的结构实质上类似于图1-13的太阳能电池的结构，不同之处如下所述。因此，图1-13的对应部分的描述同等地适用于图14-16的描述，不同之处如下所述。在各种实施方案中，图4的方法可包括与图示相比更多(或更少)的框。例如，在一些实施方案中，无需在框410处移除掩模。
参见图14及流程图400中的对应操作402，可在金属晶种层625上形成金属层640。在某个实施方案中，形成金属层640可包括将金属箔640置于金属晶种层625上。在某个实例中，可将铝(例如，铝箔)置于金属晶种层625上。在某个实施方案中，将金属箔640置于金属晶种层625上可包括执行压缩工艺，以将金属箔640置于金属晶种层625上。在一些实施方案中，无需形成金属晶种层625，其中可将金属箔640直接置于第一硅区608和/或第二硅层607上。
再次参见图14及流程图400中的对应操作404，可将金属层640接合至金属晶种层625。在某个实施方案中，将金属层640接合至金属晶种层可包括将金属箔640接合至金属晶种层625。在某个实施方案中，接合可包括将金属箔640焊接至金属晶种层625。在一些实施方案中，可使用激光器将金属箔640接合至金属晶种层625。在某个实例中，可使用激光焊接工艺将金属箔640接合至金属晶种层625。在一些实施方案中，可将金属箔640直接接合至第一硅区608和/或第二硅层607。
参见图15及流程图400中的对应操作406，根据一些实施方案，可在金属层640上形成掩模636。在某个实施方案中，形成掩模636可包括在金属箔640上形成掩模。在某个实施方案中，掩模636可在后续的蚀刻工艺中保护金属箔640的部分650，而暴露区652可在所述蚀刻工艺中被蚀刻。在某个实施方案中，掩模636可由丝网印刷、喷墨印刷及其它印刷工艺形成。在一个实施方案中，掩模636可为抗蚀剂。在一个实施方案中，掩模636可为常用于太阳能电池的生产或制造的抗蚀剂。
参见图16及流程图400中的对应操作408，可将金属层640和第二硅层607图案化，以形成第二导电类型的隔离的第二硅区611、612并且分别形成用于第一硅区608和隔离的第二硅区512的导电触点638、639。在某个实施方案中，将金属层图案化可包括将金属箔640图案化。在某个实施方案中，图案化可包括蚀刻金属箔640、金属晶种层625和第二硅层607的暴露部分650，以形成第二导电类型的隔离的第二硅区611、612并且形成用于第一硅区608和隔离的第二硅区612的导电触点638、639。在某个实施方案中，蚀刻包括使用一种或多种蚀刻剂蚀刻金属箔640、金属晶种层625和第二硅层607。在某个实例中，蚀刻剂可包括氢氧化钾、四甲基氢氧化铵、氢氧化铵和/或氢氧化钠。在一些实施方案中，蚀刻剂可包括具有重量百分比大于2％的氢氧化钾的蚀刻剂。
在某个实施方案中，蚀刻包括在单个或多个蚀刻工艺步骤中蚀刻金属箔640、金属晶种层625和第二硅层607。在某个实例中，蚀刻工艺步骤可包括使用一种或多种蚀刻剂进行蚀刻。在某个实施方案中，可使用第一蚀刻剂蚀刻金属层640和金属晶种层625。在某个实例中，第一蚀刻剂可为氢氧化钾。在某个实施方案中，在使用第一蚀刻剂蚀刻金属层640和金属晶种层625之后，可使用第二蚀刻剂蚀刻第二硅层607。在一个实施方案中，第一蚀刻剂和/或第二蚀刻剂可为碱性蚀刻剂。在某个实施方案中，第二蚀刻剂可包括氧化剂。在某个实施方案中，氧化剂可阻止对金属层640和/或金属晶种层625的蚀刻。在某个实例中，金属层640可为金属箔640。在一个实施方案中，氧化剂可阻止对金属晶种层625的底切。在某个实例中，在蚀刻第二硅层607期间，氧化剂可分别阻止对金属晶种层625和/或金属箔640的侧向部分643、645的蚀刻。在某个实施方案中，氧化剂可阻止对金属晶种层625的侧向部分643的蚀刻，以防止对邻近第二硅层607的蚀刻的区域进行大幅底切。在一些实施方案中，无需形成金属晶种层625，其中可将金属箔640直接设置在基板606的背表面604上。在一个示例中，图案化可包括使用氢氧化钾蚀刻铝箔和基于铝的金属晶种层。在蚀刻铝箔和基于铝的金属晶种层625之后，图案化可包括使用第二蚀刻剂蚀刻第二硅层607，其中第二蚀刻剂可包括氧化剂，以分别阻止对基于铝的金属晶种层和铝箔的侧向部分643、645的蚀刻。在一些实施方案中，无需形成基于铝的金属晶种层。在某个实施方案中，氧化剂可为过氧化氢和/或过氧二硫酸铵。。
在某个实施方案中，蚀刻包括在40-80摄氏度范围内的温度下进行蚀刻。在一些实施方案中，蚀刻可包括在同一蚀刻工艺步骤中蚀刻图12的金属箔640、金属晶种层625和第二硅层607的暴露部分。
再次参见图16以及流程图400中的对应操作410，可移除掩模636。在某个实施方案中，可使用湿法化学工艺移除掩模。在某个实例中，可执行墨水剥离工艺来移除掩模636。在一些实施方案中，无需移除掩模636。
再次参见图16，所示的太阳能电池600使用图1-10和图14-16的方法并且分别对应于图2和图4的流程图200和流程图400中的操作进行制造。如图所示，图16的太阳能电池600具有与图1的太阳能电池100的元件类似的附图标记，其中在所有附图中，类似附图标记表示类似的元件。在某个实施方案中，图16的太阳能电池600的结构实质上类似于图1的太阳能电池100的结构，不同之处如上文所述。因此，图1的对应部分的描述同等地适用于图16的描述。在某个实例中，参见图16和图1，第一硅区608可对应于第一多晶硅发射极区108。在一个示例中，再次参见图16和图1，第二隔离的硅区626、627可对应于第二多晶硅发射极区126、127。
尽管上面已经描述了具体实施方案，但即使相对于特定的特征仅描述了单个实施方案，这些实施方案也并非旨在限制本公开的范围。除非另有说明，否则本公开中所提供的特征的示例旨在为例证性的而非限制性的。以上描述旨在涵盖将对本领域的技术人员显而易见的具有本公开的有益效果的那些替代形式、修改形式和等效形式。
本公开的范围包括本文所公开的任何特征或特征组合(明示或暗示)，或其任何概括，不管它是否减轻本文所解决的任何或全部问题。因此，可以在本申请(或要求其优先权的申请)的审查过程期间针对任何此类特征组合提出新的权利要求。具体地讲，参考所附权利要求书，来自从属权利要求的特征可与独立权利要求的那些特征相结合，来自相应的独立权利要求的特征可以按任何适当的方式组合，而并非只是以所附权利要求中枚举的特定形式组合。

Claims (20)

1.一种背接触太阳能电池，包括：
基板，所述基板具有光接收表面和背表面；
第一导电类型的第一多晶硅发射极区，所述第一导电类型的第一多晶硅发射极区设置在第一薄介电层上，所述第一薄介电层设置在所述基板的所述背表面上，其中所述第一薄介电层被夹在所述基板和所述第一多晶硅发射极区之间并且直接接触所述基板和所述第一多晶硅发射极区；
第二不同导电类型的第二多晶硅发射极区，所述第二不同导电类型的第二多晶硅发射极区设置在第二薄介电层上，所述第二薄介电层设置在所述基板的所述背表面上；
绝缘层，所述绝缘层设置在所述第一多晶硅发射极区上；
第三薄介电层，所述第三薄介电层设置在所述第一多晶硅发射极区的被所述绝缘层暴露的外部部分上方，并且直接侧向设置在所述第一多晶硅发射极区和所述第二多晶硅发射极区之间，其中所述第三薄介电层的区域被夹在所述第一多晶硅发射极区和所述第二多晶硅发射极区之间并且直接接触所述第一多晶硅发射极区和所述第二多晶硅发射极区；
第一导电触点结构，所述第一导电触点结构设置在所述第一多晶硅发射极区上方；以及
第二导电触点结构，所述第二导电触点结构设置在所述第二多晶硅发射极区上方。
2.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池，其中所述第一导电触点结构设置为穿过所述绝缘层，并且其中所述第二多晶硅发射极区的一部分与所述绝缘层重叠但与所述第一导电触点结构分开。
3.根据权利要求2所述的背接触太阳能电池，其中所述绝缘层包含氮氧化物或氮化物。
4.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池，进一步包括：
非晶硅区，所述非晶硅区设置在所述第二多晶硅发射极区上方。
5.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池，进一步包括：
氮化硅区，所述氮化硅区设置在所述第二多晶硅发射极区上方。
6.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池，进一步包括：
第二导电类型的多晶硅层，所述第二导电类型的多晶硅层设置在所述绝缘层上，其中所述第一导电触点结构被设置为穿过所述第二导电类型的所述多晶硅层以及穿过所述绝缘层。
7.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池，其中所述第二多晶硅发射极区和所述第二薄介电层设置在所述基板中设置的凹陷部中。
8.根据权利要求7所述的背接触太阳能电池，其中所述凹陷部具有纹理化表面。
9.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池，其中所述第一多晶硅发射极区和所述第一薄介电层设置在所述基板的所述背表面的平坦部分上，并且其中所述第二多晶硅发射极区和所述第二薄介电层设置在所述基板的所述背表面的纹理化部分上。
10.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池，其中所述第一导电触点结构和第二导电触点结构各自包括分别设置在所述第一多晶硅发射极区和所述第二多晶硅发射极区上的基于铝的金属晶种层，并且各自进一步包括设置在所述基于铝的金属晶种层上的金属层。
11.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池，进一步包括：
第四薄介电层，所述第四薄介电层设置在所述基板的所述光接收表面上；
第二导电类型的多晶硅层，所述第二导电类型的多晶硅层设置在所述第四薄介电层上；以及
抗反射涂层(ARC)，所述抗反射涂层设置在所述第二导电类型的所述多晶硅层上。
12.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池，其中所述基板为N型单晶硅基板，所述第一导电类型为P型，并且所述第二导电类型为N型。
13.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池，其中所述第一薄介电层、所述第二薄介电层和所述第三薄介电层均包含二氧化硅。
14.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池，其中所述第二多晶硅发射极区设置在所述第三薄介电层的一部分上，所述第三薄介电层设置在所述第一多晶硅发射极区的所述暴露的外部部分上方。
15.一种背接触太阳能电池，包括：
基板，所述基板具有光接收表面和背表面；
设置于第一薄介电层上的P型发射极区，所述第一薄介电层设置在所述基板的所述背表面上，其中所述第一薄介电层被夹在所述基板和所述P型发射极区之间并且直接接触所述基板和所述P型发射极区；
设置于第二薄介电层上的N型发射极区，所述第二薄介电层设置在所述基板的所述背表面上；
绝缘层，所述绝缘层设置在所述P型发射极区上；
第三薄介电层，所述第三薄介电层设置在所述P型发射极区的被所述绝缘层暴露的外部部分上方，并且直接侧向设置在所述P型发射极区和所述N型发射极区之间，其中所述第三薄介电层的区域被夹在所述P型发射极区和所述N型发射极区之间并且直接接触所述P型发射极区和所述N型发射极区；
第一导电触点结构，所述第一导电触点结构设置在所述P型发射极区上方；以及
第二导电触点结构，所述第二导电触点结构设置在所述N型发射极区上方。
16.根据权利要求15所述的背接触太阳能电池，其中所述N型发射极区和所述第二薄介电层设置在所述基板中设置的凹陷部中，并且其中所述凹陷部具有纹理化表面。
17.根据权利要求15所述的背接触太阳能电池，其中所述N型发射极区设置在所述第三薄介电层的一部分上，所述第三薄介电层设置在所述P型发射极区的所述暴露的外部部分上方。
18.一种背接触太阳能电池，包括：
基板，所述基板具有光接收表面和背表面；
设置于第一薄介电层上的N型发射极区，所述第一薄介电层设置在所述基板的所述背表面上，其中所述第一薄介电层被夹在所述基板和所述N型发射极区之间并且直接接触所述基板和所述N型发射极区；
设置于第二薄介电层上的P型发射极区，所述第二薄介电层设置在所述基板的所述背表面上；
绝缘层，所述绝缘层设置在所述N型发射极区上；
第三薄介电层，所述第三薄介电层设置在所述N型发射极区的被所述绝缘层暴露的外部部分上，并且直接侧向设置在所述N型发射极区和所述P型发射极区之间，其中所述第三薄介电层的区域被夹在所述P型发射极区和所述N型发射极区之间并且直接接触所述P型发射极区和所述N型发射极区；
第一导电触点结构，所述第一导电触点结构设置在所述N型发射极区上方；以及
第二导电触点结构，所述第二导电触点结构设置在所述P型发射极区上方。
19.根据权利要求18所述的背接触太阳能电池，其中所述P型发射极区和所述第二薄介电层设置在所述基板中设置的凹陷部中，并且其中所述凹陷部具有纹理化表面。
20.根据权利要求18所述的背接触太阳能电池，其中所述P型发射极区设置在所述第三薄介电层的一部分上，所述第三薄介电层设置在所述N型发射极区的所述暴露的外部部分上方。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9502601B1 (en) * 2016-04-01 2016-11-22 Sunpower Corporation Metallization of solar cells with differentiated P-type and N-type region architectures
US10453976B2 (en) * 2017-06-20 2019-10-22 Natcore Technology, Inc. Systems and methods for forming foil contact rear emitter solar cells with carrier selective contacts
CN111095573A (zh) * 2017-09-13 2020-05-01 株式会社钟化 太阳能电池、太阳能电池的制造方法以及太阳能电池模块
US20190207040A1 (en) * 2017-12-29 2019-07-04 Sunpower Corporation Chemical polishing of solar cell surfaces and the resulting structures
DE112019004905T5 (de) * 2018-09-28 2021-06-02 Sunpower Corporation Solarzellen mit Hybridarchitekturen einschließlich unterscheidbarer p- und n- Regionen
CN113748522A (zh) * 2019-03-29 2021-12-03 太阳电力公司 具有包括区分开的p型和n型区与偏置触点的混合结构的太阳能电池
WO2021230227A1 (ja) * 2020-05-13 2021-11-18 株式会社カネカ 太陽電池および太陽電池製造方法
WO2022123431A1 (en) * 2020-12-07 2022-06-16 Oti Lumionics Inc. Patterning a conductive deposited layer using a nucleation inhibiting coating and an underlying metallic coating
CN115050856A (zh) * 2022-06-23 2022-09-13 苏州迈为科技股份有限公司 异质结太阳能电池及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102725858A (zh) * 2010-01-26 2012-10-10 三洋电机株式会社 太阳能电池及其制造方法
CN103325861A (zh) * 2008-06-12 2013-09-25 太阳能公司 具有多晶硅掺杂区域的背面接触太阳能电池的沟槽工艺和结构
CN104011881A (zh) * 2011-12-21 2014-08-27 太阳能公司 混合型多晶硅异质结背接触电池
US20150179838A1 (en) * 2013-12-20 2015-06-25 Sunpower Corporation Solar cell emitter region fabrication with differentiated p-type and n-type region architectures

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004193350A (ja) 2002-12-11 2004-07-08 Sharp Corp 太陽電池セルおよびその製造方法
US7718888B2 (en) 2005-12-30 2010-05-18 Sunpower Corporation Solar cell having polymer heterojunction contacts
US7737357B2 (en) 2006-05-04 2010-06-15 Sunpower Corporation Solar cell having doped semiconductor heterojunction contacts
KR100736623B1 (ko) 2006-05-08 2007-07-09 엘지전자 주식회사 수직형 발광 소자 및 그 제조방법
WO2008080160A1 (en) 2006-12-22 2008-07-03 Advent Solar, Inc. Interconnect technologies for back contact solar cells and modules
JP2011517120A (ja) * 2008-04-09 2011-05-26 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド ポリシリコンエミッタ太陽電池用簡易裏面接触
JP5906393B2 (ja) 2010-02-26 2016-04-20 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 太陽電池及び太陽電池の製造方法
US8071418B2 (en) * 2010-06-03 2011-12-06 Suniva, Inc. Selective emitter solar cells formed by a hybrid diffusion and ion implantation process
KR101661768B1 (ko) 2010-09-03 2016-09-30 엘지전자 주식회사 태양전지 및 이의 제조 방법
US8962424B2 (en) * 2011-03-03 2015-02-24 Palo Alto Research Center Incorporated N-type silicon solar cell with contact/protection structures
JP5891382B2 (ja) 2011-03-25 2016-03-23 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光電変換素子の製造方法
JP5705968B2 (ja) 2011-03-25 2015-04-22 三洋電機株式会社 光電変換装置及びその製造方法
WO2012132615A1 (ja) 2011-03-25 2012-10-04 三洋電機株式会社 光電変換装置及びその製造方法
GB2491209B (en) * 2011-05-27 2013-08-21 Renewable Energy Corp Asa Solar cell and method for producing same
WO2012169319A1 (ja) 2011-06-06 2012-12-13 三洋電機株式会社 太陽電池の製造方法
US20140318611A1 (en) * 2011-08-09 2014-10-30 Solexel, Inc. Multi-level solar cell metallization
US8679889B2 (en) * 2011-12-21 2014-03-25 Sunpower Corporation Hybrid polysilicon heterojunction back contact cell
US8597970B2 (en) * 2011-12-21 2013-12-03 Sunpower Corporation Hybrid polysilicon heterojunction back contact cell
WO2013133006A1 (ja) * 2012-03-08 2013-09-12 三洋電機株式会社 太陽電池の製造方法
KR101889775B1 (ko) 2012-09-27 2018-08-20 엘지전자 주식회사 태양 전지 및 이의 제조 방법
US10014425B2 (en) * 2012-09-28 2018-07-03 Sunpower Corporation Spacer formation in a solar cell using oxygen ion implantation
KR101622089B1 (ko) * 2013-07-05 2016-05-18 엘지전자 주식회사 태양 전지 및 이의 제조 방법
KR102098100B1 (ko) 2013-09-17 2020-04-08 엘지이노텍 주식회사 태양전지 및 이의 제조 방법
WO2015040780A1 (ja) 2013-09-19 2015-03-26 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 太陽電池および太陽電池モジュール
DE112014004468B4 (de) 2013-09-25 2022-02-03 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Solarzelle, Solarzellenmodul und Solarzellen-Herstellungsverfahren
KR20150035295A (ko) 2013-09-27 2015-04-06 엘지이노텍 주식회사 태양전지
KR101622090B1 (ko) * 2013-11-08 2016-05-18 엘지전자 주식회사 태양 전지
JP6350858B2 (ja) * 2014-05-26 2018-07-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 太陽電池の製造方法及び太陽電池
KR101622091B1 (ko) 2014-08-20 2016-05-18 엘지전자 주식회사 태양 전지 및 이의 제조 방법
US9837576B2 (en) * 2014-09-19 2017-12-05 Sunpower Corporation Solar cell emitter region fabrication with differentiated P-type and N-type architectures and incorporating dotted diffusion
JP6337352B2 (ja) 2014-09-25 2018-06-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 太陽電池
KR20160052270A (ko) 2014-11-04 2016-05-12 엘지전자 주식회사 태양 전지
US9722104B2 (en) 2014-11-28 2017-08-01 Lg Electronics Inc. Solar cell and method for manufacturing the same
KR20160064692A (ko) 2014-11-28 2016-06-08 엘지전자 주식회사 태양 전지 및 그 제조 방법
US11355657B2 (en) 2015-03-27 2022-06-07 Sunpower Corporation Metallization of solar cells with differentiated p-type and n-type region architectures
CN108140680B (zh) * 2015-12-07 2020-08-28 株式会社钟化 光电转换装置及其制造方法
US9502601B1 (en) * 2016-04-01 2016-11-22 Sunpower Corporation Metallization of solar cells with differentiated P-type and N-type region architectures

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103325861A (zh) * 2008-06-12 2013-09-25 太阳能公司 具有多晶硅掺杂区域的背面接触太阳能电池的沟槽工艺和结构
CN102725858A (zh) * 2010-01-26 2012-10-10 三洋电机株式会社 太阳能电池及其制造方法
CN104011881A (zh) * 2011-12-21 2014-08-27 太阳能公司 混合型多晶硅异质结背接触电池
US20150179838A1 (en) * 2013-12-20 2015-06-25 Sunpower Corporation Solar cell emitter region fabrication with differentiated p-type and n-type region architectures

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Publication number Publication date
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