CN115188857B - 一种太阳能电池的制造方法及激光刻蚀设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能电池的制造方法及激光刻蚀设备,涉及太阳能电池技术领域,用于提升背接触电池的光电转换效率。所述制造方法包括:提供一第一基底。第一基底包括半导体基板和第一掺杂半导体材料层。半导体基板的第二面具有交替间隔设置的第一区域和第二区域、以及介于第一区域和第二区域之间的第三区域。第一掺杂半导体材料层覆盖在第二面上。利用同一激光刻蚀设备,在第一聚焦深度下至少去除第一掺杂半导体材料层位于第二区域上的部分,以及在第二聚焦深度下并在第三区域上形成相对于第一区域的表面和第二区域的表面均向内凹入的第一凹入。第二聚焦深度大于第一聚焦深度。本发明还提供了另一种太阳能电池的制造方法和一种激光刻蚀设备。

Description

一种太阳能电池的制造方法及激光刻蚀设备
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域,尤其涉及太阳能电池的制造方法及一种激光刻蚀设备。
背景技术
背接触电池指发射极和金属接触都处于电池的背面,正面没有金属电极遮挡的太阳能电池。与正面有遮挡的太阳能电池相比,背接触电池具有更高的短路电流和光电转换效率,是目前实现高效晶体硅电池的技术方向之一。
但是,通过现有的制造方法和制造设备形成的背接触电池的工作性能不佳,不利于提供背接触电池的光电转换效率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能电池的制造方法及激光刻蚀设备,用于提高背接触电池的工作性能,从而提升背接触电池的光电转换效率。
第一方面,本发明还提供了一种太阳能电池的制造方法,该太阳能电池的制造方法包括:
提供一第一基底。第一基底包括半导体基板和第一掺杂半导体材料层。半导体基板具有相对的第一面和第二面。第二面具有交替间隔设置的第一区域和第二区域、以及介于第一区域和第二区域之间的第三区域。第一掺杂半导体材料层覆盖在第二面上。
利用同一激光刻蚀设备,在第一聚焦深度下至少去除第一掺杂半导体材料层位于第二区域上的部分,以及在第二聚焦深度下并在第三区域上形成相对于第一区域的表面和第二区域的表面均向内凹入的第一凹入。第二聚焦深度大于第一聚焦深度。
采用上述技术方案的情况下,在提供第一基底后,利用激光刻蚀设备,在较小的第一聚焦深度下至少去除第一掺杂半导体材料层位于第二区域上的部分,以便于后续在第二区域上形成与第一掺杂半导体材料层的导电类型相反的第二掺杂半导体层,利于防止第一掺杂半导体材料层的剩余部分与后续形成的第二掺杂半导体层出现漏电问题。并且,还利用该激光刻蚀设备在较大的第二聚焦深度下并在第三区域上形成第一凹入。基于此,因激光刻蚀设备对应的聚焦深度越大,其所发射的激光在待刻蚀对象相应待刻蚀区域处的作用深度越大,故激光刻蚀设备在第三区域的作用深度大于其在第二区域的作用深度,即所形成的第一凹入的深度较大。并且,第一区域上保留有部分第一掺杂半导体材料层。换句话说,第一区域的表面未受到激光刻蚀设备所发射激光的影响,因此在形成第一凹入后,第三区域的表面相对于第一区域和第二区域的表面均向内凹入,从而可以通过该第一凹入将第一掺杂半导体材料剩余在第一区域上的部分与后续形成在第二区域上的第二掺杂半导体层隔离开,抑制不同导电类型的载流子在二者的横向交界处发生复合,提升太阳能电池的光电转换效率。
此外,本发明提供的太阳能电池的制造方法是通过同一激光刻蚀设备在不同的聚焦深度下对第一掺杂半导体材料层进行处理、以及在第三区域上形成第一凹入,无须为了实现上述两个目的而将太阳能电池在具有不同聚焦深度的不同激光刻蚀设备之间转移,从而可以节省转移时间,还可以防止太阳能电池在转移过程中出现磕碰或磨损,提高太阳能电池的良率。
作为一种可能的实现方式,上述利用同一激光刻蚀设备,在第一聚焦深度下至少去除第一掺杂半导体材料层位于第二区域上的部分,以及在第二聚焦深度下并在第三区域上形成相对于第一区域的表面和第二区域的表面均向内凹入的第一凹入包括:
利用激光刻蚀设备并在第一聚焦深度下,至少去除第一掺杂半导体材料层位于第二区域上的部分。
将同一激光刻蚀设备的聚焦深度由第一聚焦深度调整为第二聚焦深度。
利用同一激光刻蚀设备并在第二聚焦深度下,在第三区域上第一凹入。
采用上述技术方案的情况下,先通过激光刻蚀设备在较小的第一聚焦深度下至少去除第一掺杂半导体材料层位于第二区域上的部分。接着将同一激光刻蚀设备的聚焦深度由较小的第一聚焦深度调整为较大的第二聚焦深度,最后在较大的第二聚焦深度下形成第一凹入,可以使得该激光刻蚀设备所发射的激光在第一基底位于第二面一侧的不同待刻蚀区域上的作用深度逐渐增加,便于对该激光刻蚀设备的聚焦深度进行调整,降低调整难度。
作为一种可能的实现方式,上述利用激光刻蚀设备并在第一聚焦深度下,至少去除第一掺杂半导体材料层位于第二区域上的部分为:利用激光刻蚀设备并在第一聚焦深度下,仅去除第一掺杂半导体材料层位于第二区域上的部分;或,利用激光刻蚀设备并在第一聚焦深度下,去除第一掺杂半导体材料层位于第二区域上的部分,以及去除部分半导体基板位于第二区域的部分,以在第二区域上形成相对于第一区域的表面向内凹入的第二凹入,第二凹入的深度小于第一凹入的深度。
上述利用同一激光刻蚀设备并在第二聚焦深度下,在第三区域上形成第一凹入为:利用同一激光刻蚀设备并在第二聚焦深度下,去除第一掺杂半导体材料层位于第三区域上的部分,以及去除部分半导体基板位于第三区域的部分,以形成第一凹入。
采用上述技术方案的情况下,利用激光刻蚀设备并在第一聚焦深度下,可以通过精准控制的方式仅去除第一掺杂半导体材料层位于第二区域上的部分。或者,也可以在去除第一掺杂半导体材料层位于第二区域上的部分时一并去除部分半导体基板位于第二区域的部分。与上述方式相比,该方式无须精准控制去除深度,降低去除难度的同时,还可以确保完全去除掉第一掺杂半导体材料层位于第二区域上的部分,防止漏电。另外,在第二区域上形成第二凹入,使得第二区域的表面相对于第一区域的表面向内凹入,进而使得后续形成在第二区域上的至少部分第二掺杂半导体层与第一掺杂半导体材料位于第一区域上的部分可以在横向错开,减小二者的正对面积,进一步抑制不同导电类型的载流子在二者的横向交界处发生复合,进一步提升太阳能电池的光电转换效率。另外,利用同一激光刻蚀设备并在第二聚焦深度下,去除了第一掺杂半导体材料层位于第三区域上的部分,防止第一掺杂半导体材料层在第一区域上的剩余部分通过其位于第三区域上的部分与后续形成的第二掺杂半导体层发生漏电。
作为一种可能的实现方式,上述利用激光刻蚀设备并在第一聚焦深度下,至少去除第一掺杂半导体材料层位于第二区域上的部分为:利用激光刻蚀设备并在第一聚焦深度下,仅去除第一掺杂半导体材料层位于第二区域和第三区域上的部分;或,利用激光刻蚀设备并在第一聚焦深度下,去除第一掺杂半导体材料层位于第二区域和第三区域上的部分,以及去除部分半导体基板位于第二区域和第三区域的部分,以第二区域和第三区域上分别形成相对于第一区域的表面向内凹入的第二凹入。第二凹入的深度小于第一凹入的深度。
上述利用同一激光刻蚀设备并在第二聚焦深度下,在第三区域上形成第一凹入为:利用同一激光刻蚀设备并在第二聚焦深度下,去除部分半导体基板位于第三区域的部分,以形成第一凹入。
采用上述技术方案的情况下,利用激光刻蚀设备并在第一聚焦深度下,可以仅去除第一掺杂半导体材料层位于第二区域和第三区域上的部分。或者,还可以额外再去除部分半导体基板位于第二区域和第三区域的部分,即可以通过多种方式实现第一掺杂半导体材料层的处理,提高本发明提供的制造方法在不同应用场景下的适用性。
作为一种可能的实现方式,形成第一凹入时,上述太阳能电池的制造方法还包括:向激光刻蚀设备内通入氧化性气体,以在第一凹入的底部形成氧化层。和/或,形成第二凹入时,上述太阳能电池的制造方法还包括:向激光刻蚀设备内通入氧化性气体,以在第二凹入的底部形成氧化层。
采用上述技术方案的情况下,以在形成第一凹入时向激光刻蚀设备内通入氧化性气体为例进行说明,此时在上述氧化性气体的氛围下,激光刻蚀设备所发射的激光可以通过烧结的方式至少对部分半导体基板位于第三区域上的部分进行处理。基于此,与直接通过激光刻蚀形成第一凹入的方式相比,该方式可以降低对半导体基板位于第三区域上的部分的损伤,确保半导体基板位于第三区域的部分具有良好的晶格质量,进一步提高太阳能电池的光电转换效率。并且,在形成第一凹入时通入氧化性气体,还可以在第一凹入的底部形成氧化层。该氧化层可以作为钝化层,抑制导电类型不同的载流子在半导体基板位于第三区域处的复合速率,提高太阳能电池的光电转换效率的同时,无须为了形成该氧化层而额外增加单独的执行步骤,简化太阳能电池的制造过程。另外,在形成第二凹入时、或者在形成第一凹入和第二凹入时均向激光刻蚀设备内通入氧化性气体具有的有益效果可以参考上述形成第一凹入时向激光刻蚀设备内通入氧化性气体具有的有益效果,此处不再赘述。
作为一种可能的实现方式,利用同一激光刻蚀设备,在第一聚焦深度下至少去除第一掺杂半导体材料层位于第二区域上的部分,以及在第二聚焦深度下并在第三区域上形成相对于第一区域的表面和第二区域的表面均向内凹入的第一凹入包括:
利用同一激光刻蚀设备并在第二聚焦深度下,去除第一掺杂半导体材料层位于第三区域上的部分,以及在第三区域上形成第一凹入。
将同一激光刻蚀设备的聚焦深度由第二聚焦深度调整为第一聚焦深度。
利用同一激光刻蚀设备并在第一聚焦深度下,至少去除第一掺杂半导体材料层位于第二区域上的部分。
采用上述技术方案的情况下,分别在不同的聚焦深度下、且更有针对性地去除第一掺杂半导体材料层位于第三区域和第二区域上的部分,可以提高处理精度。另外,还可以为去除第一掺杂半导体材料层位于第二区域和第三区域上的部分、以及形成第一凹入提供了更多的实现方案,提高了本发明提供的制造方法在不同应用场景下的适用性。
第二方面,本发明还提供了另一种太阳能电池的制造方法,该太阳能电池的制造方法包括:
提供一第二基底。第二基底包括半导体基板、以及覆盖在半导体基板一面上的钝化层。半导体基板靠近钝化层的一面具有交替间隔设置的第一区域和第二区域。钝化层位于第一区域上的部分与钝化层位于第二区域上的部分的内表面之间具有高度差,和/或,钝化层位于第一区域上的部分与钝化层位于第二区域上的部分的外表面之间具有高度差。
利用激光刻蚀设备并在第三聚焦深度下,对钝化层位于第一区域上的部分进行第一图案化处理,获得第一电极窗口。
将同一激光刻蚀设备的聚焦深度由第三聚焦深度调整为第四聚焦深度。第四聚焦深度不同于第三聚焦深度。
利用同一激光刻蚀设备并在第四聚焦深度下,对钝化层位于第二区域上的部分进行第二图案化处理,获得第二电极窗口。
采用上述技术方案的情况下,钝化层位于第一区域上的部分与钝化层位于第二区域上的部分的内表面之间和/或外表面之间具有高度差。并且,激光刻蚀设备对应的聚焦深度不同时,该激光刻蚀设备所发射的激光能够作用的深度也不相同。在此情况下,利用激光刻蚀设备并在相匹配的第三聚焦深度下开设第一电极窗口,以及将激光刻蚀设备的聚焦深度由第三聚焦深度调整为相匹配的第四聚焦深度后,再对钝化层位于第二区域上的部分进行图案化处理,开设第二电极窗口。换句话说,利用激光刻蚀设备在大小不同的相应聚焦深度下分别对钝化层位于第一区域和第二区域上的部分执行作用深度不同的图案化处理,以使得第一电极窗口和第二电极窗口均恰好贯穿钝化层的相应部分,从而可以解决现有技术中因无法同时在相应聚焦深度分别对钝化层位于两类区域上的部分进行图案化处理导致两类电极窗口中一类开口过深或另一类无法打开的问题,确保后续形成的第一电极和第二电极可以分别通过第一电极窗口和第二电极窗口贯穿钝化层,从而降低第一电极和第二电极处的接触电阻。同时,利于使得后续形成的第一电极和第二电极不会伸入至相应导电类型的掺杂半导体区或掺杂半导体层内,确保第一电极和第二电极处的载流子复合速率均较低,提高太阳能电池的光电转换效率。
此外,本发明提供的太阳能电池的制造方法是通过同一激光刻蚀设备在不同的聚焦深度下进行第一图案化处理和第二图案化处理,无须为了实现上述目的而将太阳能电池在具有不同聚焦深度的不同激光刻蚀设备之间转移,从而可以节省转移时间,还可以防止太阳能电池在转移过程中出现磕碰或磨损,提高太阳能电池的良率。
作为一种可能的实现方式,上述第二基底还包括第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层。第一掺杂半导体层形成在第一区域上,第二掺杂半导体层形成在第二区域上,第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层的导电类型相反。钝化层覆盖在第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层上。
采用上述技术方案的情况下,因第二基底包括的第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层分别形成在半导体基板具有的第一区域和第二区域上,故在实际制造太阳能电池的过程中可以根据实际需求分别设置第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层的材质等,提高本发明提供的制造方法在不同应用场景下的实用性。
作为一种可能的实现方式,上述钝化层位于第一区域上的部分与钝化层位于第二区域上的部分的厚度不同。应理解,在实际的制造过程中,为在半导体基板靠近钝化层的一面内形成导电类型不同、且间隔分布的掺杂半导体区,或者在该表面上形成导电类型不同、且间隔分布的掺杂半导体层,则需要对覆盖在半导体基板一面上的相应掺杂半导体区或掺杂半导体层进行图案化处理。而在上述图案化处理时可能会刻蚀到半导体基板,使得半导体基板被刻蚀的部分相比于半导体基板未被刻蚀的部分更加光滑。而形成在光滑表面内的第二掺杂半导体区或形成在光滑表面上的第二掺杂半导体层的比表面积较小,因此使得沉积用于制造钝化层的钝化材料后,该钝化材料在第一区域上的部分与第二区域上的部分的厚度不同。在上述情况下,若钝化层位于第一区域上的部分与钝化层位于第二区域上的部分的厚度不同,则在执行上述沉积操作后无须为了保持钝化层在不同区域上的部分表面平齐而额外增加对钝化材料的平坦化处理等操作,从而可以简化太阳能电池的制造过程,降低太阳能电池的制造难度。
作为一种可能的实现方式,若钝化层位于第一区域上的部分的厚度大于钝化层位于第二区域上的部分的厚度,则第三聚焦深度大于第四聚焦深度。若钝化层位于第一区域上的部分的厚度小于钝化层位于第二区域上的部分的厚度,则第三聚焦深度小于第四聚焦深度。
采用上述技术方案的情况下,当激光刻蚀设备的聚焦深度较大时,该激光刻蚀设备发射的激光在钝化层相应位置处的作用深度较大。此时,在钝化层的作用位置处形成的相应电极窗口的深度较大。相反的,当激光刻蚀设备的聚焦深度较小时,该激光刻蚀设备发射的激光在钝化层相应位置处的作用深度较浅。此时,在钝化层的作用位置处形成的相应电极窗口的深度较小。基于此,虽然钝化层位于第一区域和第二区域上的厚度不同,但可以通过分别在较大的聚焦深度下对钝化层厚度较大的部分进行图案化处理、以及在较小的聚焦深度下对钝化层厚度较小的部分进行图案化处理的方式,使获得的第一电极窗口和第二电极窗口均恰好贯穿钝化层的相应部位,以在提高太阳能电池良率的同时提升太阳能电池的光电转换效率。
作为一种可能的实现方式,上述钝化层位于第一区域上的部分与钝化层位于第二区域上的部分的厚度相同。在此情况下,钝化层位于第一区域上的部分和钝化层位于第二区域上的部分均具有良好的钝化能力,利于降低被钝化层所覆盖的每一区域处的载流子复合速率,提高太阳能电池的光电转换效率。
作为一种可能的实现方式,若第二区域的表面相对于第一区域的表面向内凹入,则第三聚焦深度小于第四聚焦深度。若第一区域的表面相对于第二区域的表面向内凹入,则第三聚焦深度大于第四聚焦深度。
采用上述技术方案的情况下,如前文所述,为在半导体基板靠近钝化层的一面内形成导电类型不同、且间隔分布的掺杂半导体区,或者在该表面上形成导电类型不同、且间隔分布的掺杂半导体层,会导致半导体基板未被刻蚀的部分和半导体基板被刻蚀的部分的表面之间具有高度差,从而使得不同导电类型的掺杂半导体区或掺杂半导体层的表面之间也可能具有高度差。相应的,即使钝化层位于第一区域和第二区域上的部分的厚度相同,其外表面位于不同区域上的部分也具有高度差。此时,在较大的聚焦深度下对钝化层相对向内凹入的部分进行图案化处理,可以确保激光刻蚀设备发射的激光在该部分处的作用深度较大,使得该部分能够恰好被刻穿;并在较小的聚焦深度下对钝化层相对向外凸出的部分进行图案化处理,可以确保激光刻蚀设备发射的激光在该部分处的作用深度较小,使得该部分也能够恰好被刻穿,从而可以解决因高度差而导致两类电极窗口无法同时满足要求的问题,提高太阳能电池的光电转换效率。
第三方面,本发明还提供了一种激光刻蚀设备,该激光刻蚀设备包括:第一激光刻蚀单元、以及与第一激光刻蚀单元通信连接的控制单元。控制单元用于至少根据刻蚀方案控制同一第一激光刻蚀单元在不同的聚焦深度下对待刻蚀对象具有的不同待刻蚀区域进行刻蚀。
采用上述技术方案的情况下,上述控制单元能够用于至少根据刻蚀方案控制同一第一激光刻蚀单元在不同的聚焦深度下对待刻蚀对象具有的不同待刻蚀区域进行刻蚀。基于此,在实际的应用过程中,即使待刻蚀对象具有的不同待刻蚀区域处需要处理的深度不同,也可以通过同一第一激光刻蚀单元满足待刻蚀对象具有的所有待刻蚀区域的聚焦深度要求,在提高激光刻蚀设备对不同待刻蚀区域的处理精度的同时,无须为了实现对上述不同待刻蚀区域的处理而将待刻蚀对象在具有不同聚焦深度的不同激光刻蚀设备之间转移,从而可以节省转移时间,还可以防止待刻蚀对象在转移过程中出现磕碰或磨损。
作为一种可能的实现方式,上述第一激光刻蚀单元包括:载物台、激光发射组件和升降调节组件。上述载物台用于承载并固定待刻蚀对象。激光发射组件设置在载物台的上方,激光发射组件用于向相应待刻蚀区域发射激光。升降调节组件与载物台和/或激光发射组件固定连接,升降调节组件用于调整激光发射组件与相应待刻蚀区域之间的距离。
上述控制单元分别与激光发射单元和升降调节单元通信连接。控制单元用于根据刻蚀方案控制升降调节单元将激光发射组件与相应待刻蚀区域之间的距离调整为目标距离,并在调整后控制激光发射组件工作。
采用上述技术方案的情况下,载物台可以承载并固定待刻蚀对象,以固定待刻蚀对象与激光发射组件之间的相对位置,使得激光发射组件发射的激光可以精准到达待刻蚀对象的相应待刻蚀区域,提高处理精度。另外,升降调节组件可以能够在控制单元的控制下将激光发射组件与相应待刻蚀区域之间的距离调整为目标距离,并在调整后控制单元控制激光发射组件向相应的待刻蚀区域发射激光,确保在满足要求的聚焦深度下对相应的待刻蚀区域进行刻蚀,从而可以实现第一激光刻蚀单元对应的聚焦深度的自动化调整,提高刻蚀速率的同时,与人工调整聚焦深度相比,自动化调整聚焦深度可以提高调整精度,进而提高刻蚀精度。
作为一种可能的实现方式,上述控制单元包括:计时器和控制器。上述控制器分别与计时器、激光发射组件和升降调节组件通信连接。控制器用于在驱动激光发射组件向相应待刻蚀区域发射激光时控制计时器进行计时,获取当前刻蚀时间。控制器还用于在当前刻蚀时间等于相应目标刻蚀时间后驱动升降调节组件工作。应理解,通过激光刻蚀单元对每一待刻蚀区域进行刻蚀需要一定的刻蚀时间。而目标刻蚀时间为恰好刻蚀完毕所需要的时间。基于此,控制器在控制激光发射组件向相应待刻蚀区域发射激光的同时,控制计时器对刻蚀时间进行计时,获取当前刻蚀时间。若当前刻蚀时间小于目标刻蚀时间,则表明还未完成对当前待刻蚀区域的刻蚀,需要通过激光发射组件继续向当前的待刻蚀区域的相应位置发射激光。若当前刻蚀时间等于目标刻蚀时间,则表明已完成对当前的待刻蚀区域的刻蚀,控制器驱动升降调节组件工作,以使第一激光刻蚀单元对应的聚焦深度满足下一待刻蚀区域的聚焦要求。重复上述操作即可完成对不同待刻蚀区域的刻蚀,从而通过计时器和控制器对每一待刻蚀区域对应的当前刻蚀时间的监控实现对刻蚀进度和聚焦深度的自动化调控,进一步提高刻蚀精度和速率。
作为一种可能的实现方式,上述升降调节组件包括:驱动件和位置检测件。驱动件和位置检测件分别与控制单元通信连接。上述驱动件设置在载物台背离待刻蚀对象的一侧。驱动件用于使载物台沿着靠近或远离激光发射组件的方向运动。上述位置检测件用于检测载物台的当前位置。上述控制单元用于根据刻蚀方案和当前位置控制驱动件驱动载物台运动,以使载物台位于目标位置。
采用上述技术方案的情况下,相比于激光发射组件,载物台的升降更加灵活、更容易实现,并且,不会影响激光发射组件向相应待刻蚀区域发射激光的质量,因此将驱动件设置在载物台背离待刻蚀对象的一侧,可以在降低聚焦深度的调整难度的同时,确保激光发射组件所发射的激光对相应待刻蚀区域具有良好的刻蚀作用。此外,位置检测件能够检测载物台的当前位置。并且,控制单元能够根据刻蚀方案和当前位置控制驱动件在载物台未达到目标位置时带动载物台继续沿着靠近或远离激光发射组件的方向运动,并在位置检测件检测到载物台的当前位置即为目标位置的情况下,控制单元控制驱动件停止工作,使得载物台升降后处于目标位置,进而实现第一激光刻蚀单元的当前聚焦深度调整为与下一待刻蚀区域所对应的目标聚焦深度,提高调整精度。
作为一种可能的实现方式,上述待刻蚀对象包括待刻蚀层。待刻蚀层位于不同待刻蚀区域的部分的厚度不同。在此情况下,激光刻蚀设备还包括与控制单元通信连接的测量单元。测量单元用于测量待刻蚀层位于不同待刻蚀区域的部分的当前厚度,并将当前厚度发送给控制单元。上述控制单元还用于根据刻蚀方案和当前厚度,控制第一激光刻蚀单元在相应聚焦深度下对每一待刻蚀区域进行刻蚀。
采用上述技术方案的情况下,在待刻蚀层位于不同待刻蚀区域的部分的厚度不同的情况下,需要在不同的聚焦深度下,以实现将待刻蚀层位于不同待刻蚀区域上的部分恰好刻穿。基于此,上述测量单元能够将测量得到的待刻蚀层位于不同待刻蚀区域的部分的当前厚度发送给控制单元,以使控制单元能够根据刻蚀方案和不同待刻蚀区域的当前厚度,分别在相匹配的聚焦深度下对每一待刻蚀区域进行刻蚀,实现对待刻蚀层位于不同待刻蚀区域的精准刻蚀,以解决现有技术中因无法同时在相应聚焦深度对待刻蚀层位于不同待刻蚀区域上的部分进行处理导致待刻蚀层位于其中至少一类待刻蚀区域的部分刻蚀过深或至少另一类待刻蚀区域无法打开的问题,提高刻蚀良率。
作为一种可能的实现方式,上述刻蚀方案包括第一预设关系,第一预设关系为每一当前厚度与相应聚焦深度之间的对应关系。在此情况下,控制单元可以根据当前待刻蚀区域对应的当前厚度以及第一预设关系,确定与当前待刻蚀区域对应的相应聚焦深度,从而利于控制单元控制第一激光刻蚀单元在与当前待刻蚀区域更为匹配的聚焦深度下对该当前刻蚀区域进行刻蚀,提高激光刻蚀设备对具有上述待刻蚀层的刻蚀良率。
作为一种可能的实现方式,上述刻蚀方案还包括厚度差阈值。在此情况下,上述激光刻蚀设备还包括第二激光刻蚀单元和传送单元。上述传送单元用于对待刻蚀对象进行传送。上述第二激光刻蚀单元用于在相同的聚焦深度下对待刻蚀对象具有的不同待刻蚀区域进行刻蚀。上述控制单元分别与第二激光刻蚀单元和传送单元通信连接。控制单元还用于在任意两个当前厚度的差值均小于厚度差阈值的情况下,控制传送单元将待刻蚀对象传送至第二激光刻蚀单元;控制单元还用于在至少两个当前厚度的差值大于或等于厚度差阈值的情况下,控制传送单元将待刻蚀对象传送至第一激光刻蚀单元。
采用上述技术方案的情况下,在任意两个当前厚度的差值均小于厚度差阈值的情况下,即使在相同的聚焦深度下对待刻蚀层位于不同待刻蚀区域上的部分进行刻蚀,也能够保证待刻蚀层位于所有待刻蚀区域的部分均恰好被刻穿。而在至少两个当前厚度的差值大于或等于厚度差阈值的情况下,则需要分别在不同的聚焦深度下对不同的待刻蚀区域进行刻蚀。基于此,控制单元根据厚度差阈值和任意两个当前厚度的差值之间的大小关系控制传送单元将刻蚀要求不同的待刻蚀对象分别传送至第一激光刻蚀单元或第二激光刻蚀单元进行处理,从而可以节省对聚焦深度要求较低的待刻蚀对象的不同待刻蚀区域进行刻蚀前聚焦深度的调整时间,提高量产时的刻蚀速率。
作为一种可能的实现方式,上述刻蚀方案包括第二预设关系,第二预设关系为每一待刻蚀区域对应的预刻蚀深度与相应聚焦深度之间的对应关系。应理解,在实际的应用过程中,可能需要对不同的待刻蚀区域刻蚀不同的深度以满足相应场景下的制造要求。此时,控制单元可以根据第二预设关系和每一待刻蚀区域对应的预刻蚀深度,确定每一待刻蚀区域对应的聚焦深度,从而能够控制第一激光刻蚀单元在相匹配的聚焦深度下对每一待刻蚀区域进行刻蚀,实现每一待刻蚀区域的刻蚀深度不同。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本发明的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1中(1)和(2)部分为采用现有的制造方法和制造设备在钝化层的相应部分开设第一电极窗口和第二电极窗口的结构剖视示意图;
图2为本发明实施例提供的一种太阳能电池的制造方法流程图;
图3为本发明实施例提供的另一种太阳能电池的制造方法流程图;
图4为本发明实施例提供的第一基底的结构剖视示意图;
图5为本发明实施例中形成第一凹入后的第一种结构剖视示意图;
图6中(1)和(2)部分为本发明实施例中至少去除第一掺杂半导体材料层位于第二区域上的部分后的结构剖视示意图;
图7中(1)和(2)部分为本发明实施例中至少去除第一掺杂半导体材料层位于第二区域和第三区域上的部分后的结构剖视示意图;
图8中(1)和(2)部分为本发明实施例中形成第一凹入后的第二种和第三种结构剖视示意图;
图9为本发明实施例中形成氧化层后的结构剖视示意图;
图10为本发明实施例中形成第二掺杂半导体材料层后的结构剖视示意图;
图11为本发明实施例中形成第二掺杂半导体层后的结构剖视示意图;
图12为本发明实施例中提供的第二基底的第一种结构剖视示意图;
图13为本发明实施例中提供的第二基底的第二种结构剖视示意图;
图14为本发明实施例中提供的第二基底的第三种结构剖视示意图;
图15为本发明实施例中形成第一电极窗口后的结构剖视示意图;
图16为本发明实施例中形成第二电极窗口后的结构剖视示意图;
图17为本发明实施里提供的激光刻蚀设备的结构示意图;
图18为本发明实施例中第一激光刻蚀单元的结构示意图;
图19为本发明实施例中载物台和升降调节组件的位置关系侧视示意图;
图20为本发明实施例中载物台和升降调节组件的位置关系主视示意图;
图21为本发明实施例中设置有标记的第二基底的结构示意图。
具体实施方式
以下,将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本公开的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本公开的概念。
在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的,其中为了清楚表达的目的,放大了某些细节,并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的,实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差,并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
在本公开的上下文中,当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时,该层/元件可以直接位于该另一层/元件上,或者它们之间可以存在居中层/元件。另外,如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”,那么当调转朝向时,该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
目前太阳电池作为新的能源替代方案,使用越来越广泛。其中,光伏太阳电池是将太阳的光能转换为电能的装置。具体的,太阳电池利用光生伏特原理产生载流子,然后使用电极将载流子引出,从而利于将电能有效利用。
在太阳能电池包括的正、负电极均位于太阳能电池的背面时,该太阳能电池为背接触电池。现有的背接触电池包括金属电极绕通(metal wrap through,可缩写为MWT)电池和指状交叉背接触(Interdigitated back contact,可缩写为IBC)电池等。其中,IBC电池最大的特点是发射极和金属接触都处于电池的背面,正面没有金属电极遮挡的影响,因此具有更高的短路电流Isc。同时,IBC电池的背面可以容许较宽的金属栅线来降低串联电阻Rs,从而可以提高填充因子FF。并且,这种正面无遮挡的电池不仅转换效率高,而且看上去更美观。同时,全背电极的组件更易于装配,因此IBC电池是目前实现高效晶体硅电池的技术方向之一。
具体的,采用现有的制造方法和制造设备形成IBC电池的过程中,需要在IBC电池包括的基底背面内部或基底的背面上分步形成交替间隔设置的P型半导体层和N型半导体层后,形成覆盖在P型半导体层和N型半导体层上的钝化层,并在钝化层分别与P型半导体层和N型半导体层的接触处开设相应的电极窗口,以使得后续形成的正、负电极可以分别与P型半导体层和N型半导体层直接接触,从而降低接触电阻,提高IBC电池的光电转换效率。下面以先形成上述P型半导体层为例对形成上述P型半导体层和N型半导体层的过程进行说明:在基底的背面覆盖一层用于制造P型半导体层的P型半导体材料。并对P型半导体材料进行图案化处理,仅保留P型半导体材料位于基底背面相应区域上的部分(如仅保留P型半导体材料位于第一区域上的部分),获得P型半导体层。接着会形成一层覆盖在P型半导体层和基底背面上的N型半导体材料,并对N型半导体材料进行图案化处理,仅保留N型半导体材料位于基底背面相应区域上的部分(如仅保留N型半导体材料位于第二区域上的部分),获得N型半导体层。然后,会形成至少覆盖在P型半导体层和N型半导体层上的钝化层,并在钝化层分别与P型半导体层和N型半导体层的接触处开设相应的电极窗口,以便于后续形成的正、负电极通过相应电极窗口分别与P型半导体层和N型半导体层直接接触。
但是,一方面,在对P型半导体材料进行图案化处理的过程中,也会对基底相应部分进行刻蚀,从而使得基底位于该部分的表面相比于基底未被刻蚀部分的表面的塔基更大。因表面的塔基越大,该表面越光滑,故P型半导体材料进行图案化处理后,基底被刻蚀部分的表面相比于基底未被刻蚀的表面更加光滑,进而使得后续形成在基底被刻蚀部分上的N型半导体层相比于形成在基底未被刻蚀部分上的P型半导体层的表面更加光滑。而在通过沉积工艺形成用于制造钝化层的钝化材料时,表面更加光滑的N型半导体层的比表面积较小,从而导致获得的钝化层位于N型半导体层上的部分的厚度大于钝化层位于P型半导体层上的厚度。基于此,后续通过激光刻蚀设备在钝化层位于P型半导体层和N型半导体层的部分开设电极窗口的过程中,激光刻蚀设备无法同时满足这两部分的聚焦需求。具体的,如图1中(1)部分所示,钝化层20位于N型半导体层上的部分的厚度大,若以钝化层20位于N型半导体层上的部分设置相应的聚焦深度,则会导致钝化层20位于P型半导体层上的部分的电极窗口开设深度较大。此时,正电极会通过深度较大的电极窗口伸入P型半导体层内,导致正电极处的载流子复合速率增大,致使IBC电池的光电转换效率降低。如图1中(2)部分所示,若以钝化层20位于P型半导体层上的部分设置相应的聚焦深度,则会导致钝化层20位于N型半导体层上的部分的电极窗口无法完全打开,导致负电极与N型半导体层之间的接触电阻较大,同样也会致使IBC电池的光电转换效率降低。
另一方面,不管是通过离子注入等工艺直接对基底的背面进行掺杂以形成上述P型半导体层和N型半导体层,还是先通过外延或沉积等工艺在基底的背面上形成半导体材料,再对半导体材料进行导电粒子掺杂的方式获得上述P型半导体层和N型半导体层均需要执行至少两次图案化处理。如前文所述,在上述图案化处理过程中均可能对基底的部分表面进行刻蚀,从而导致后续形成的P型半导体层和N型半导体层可能不在同一平面上,进而导致后续形成的钝化层位于P型半导体层的部分与其位于N型半导体层的部分的内表面具有高度差。基于此,通过激光刻蚀设备在钝化层分别位于P型半导体层和N型半导体层上的部分开设电极窗口所对应的聚焦深度也不相同,依然会出现前文所述的一类电极窗口会出现开口过深、或者另一类电极窗口没有完全打开的情况,导致最终形成的IBC电池的光电转换效率不佳。
另外,现有的制造方法制造的IBC电池中,不同导电类型的载流子容易在上述P型半导体层和N型半导体层的横向交界处发生复合,导致该IBC电池的光电转换效率不佳。
如图2所示,本发明实施例提供了一种太阳能电池的制造方法。下文将根据图4至图10示出的操作的剖视图,对制造过程进行描述。具体的,该太阳能电池的制造方法包括:
首先,如图4所示,提供一第一基底11。该第一基底11包括半导体基板111和第一掺杂半导体材料层112。半导体基板111具有相对的第一面和第二面。第二面具有交替间隔设置的第一区域12和第二区域13、以及介于第一区域12和第二区域13之间的第三区域14。第一掺杂半导体材料层112覆盖在第二面上。
具体的,从材质方面来讲,上述第一基底包括的半导体基板可以为硅基板、锗硅基板、锗基板等半导体材质的基板。从导电类型方面来讲,上述半导体基板可以为N型半导体基板,也可以为P型半导体基板。其中,半导体基板的第一面与太阳能电池的受光面相对应。半导体基板的第二面与太阳能电池的背光面相对应。基于此,从结构方面来讲,半导体基板的第一面和第二面可以均为平坦的抛光面。或者,半导体基板的第一面可以为具有金字塔等形貌的绒面结构,第二面为抛光面。该情况下,绒面结构具有陷光作用,因此在半导体基板的第一面具有绒面结构时,可以使得更多的光线折射至半导体基板内,从而可以提高太阳能电池的光电转换效率。同时,半导体基板的第二面为平坦的抛光面,抛光面具有相对良好的反射特性,因此在光线将达到第二面后可以至少部分被反射回半导体基板内,被半导体基板重新利用,进一步提高太阳能电池的光电转换效率。此外,半导体基板的第二面具有的第一区域、第二区域和第三区域之间的边界为虚拟边界。其中,如图11所示,基于第一基底11,后续形成的第一掺杂半导体层1121和第二掺杂半导体层181分别形成在上述第一区域12和第二区域13上,故第一区域12和第二区域13的位置和形状等信息可以参考实际应用场景中对第一掺杂半导体层1121和第二掺杂半导体层181的位置和形状等信息进行设置,此处不做具体限定。
至于上述第一掺杂半导体材料层,从物质的内部排列形式方面来讲,第一掺杂半导体材料层可以为非晶、微晶、单晶、多晶、纳米晶等。从具有的材料方面来讲,第一掺杂半导体材料层可以硅、锗硅、锗、掺杂碳化硅、砷化镓等半导体材料。从钝化方面来讲,第一掺杂半导体材料层可以为氢化掺杂层。从导电类型方面来讲,上述第一掺杂半导体材料层可以为掺杂有磷等N型导电粒子的N型半导体材料层。或者,第一掺杂半导体材料层可以为掺杂有硼等P型导电粒子的P型半导体材料层。第一掺杂半导体材料层的厚度可以根据实际应用场景设置,此处不做具体限定。
在一些情况下,如图4所示,第一基底11还可以包括形成在半导体基板111与第一掺杂半导体材料层112之间的隧穿层113,以至少对半导体基板111位于第一区域12的表面进行钝化,至少降低第一区域12处的载流子复合速率,进一步提高太阳能电池的光电转换效率。上述隧穿层113的材质可以为氧化硅、氧化钛或氧化铝等材料。隧穿层113的厚度可以根据实际需求进行设置。
如图8中(1)和(2)部分所示,利用同一激光刻蚀设备,在第一聚焦深度下至少去除第一掺杂半导体材料层112位于第二区域13上的部分,以及在第二聚焦深度下并在第三区域14上形成相对于第一区域12的表面和第二区域13的表面均向内凹入的第一凹入15。上述第二聚焦深度大于第一聚焦深度。
具体来说,如图11所示,在第二面具有的第一区域12上形成第一掺杂半导体层1121、以及在第二区域13上形成第二掺杂半导体层181,并通过第一凹入15将上述导电类型不同的第一掺杂半导体层1121和第二掺杂半导体层181隔离开,需要在提供上述第一基底11后,至少将用于制造第一掺杂半导体层1121的第一掺杂半导体材料层位于第二区域13和第三区域14上的部分去除,并去除部分半导体基板111位于第三区域14处的部分获得第一凹入15。而在实际的应用过程中,如图7中(1)和(2)部分所示,上述第一掺杂半导体材料层112位于第二区域13和第三区域14上的部分可以在同一操作步骤中、并在相同的聚焦深度下同时去除。或者,如图5、图6和图8所示,上述第一掺杂半导体材料层112位于第二区域13和第三区域14上的部分也可以在不同的操作步骤下、并在不同的聚焦深度下分步去除。其中,第一掺杂半导体材料层112位于第二区域13和第三区域14上的部分的去除顺序、以及第一凹入15的形成顺序可以根据实际需求进行设置。可以理解的是,不同的操作顺序会使得对激光刻蚀设备对应的聚焦深度的调整方式。具体的,可以根据对激光设备对应的聚焦深度的调整方式的不同,将上述操作分为以下两种情况进行说明:
第一种:在完成相应操作后将同一激光刻蚀设备对应的聚焦深度由较大的第二聚焦深度调整为较小的第一聚焦深度。在此情况下,上述利用同一激光刻蚀设备,在第一聚焦深度下至少去除第一掺杂半导体材料层位于第二区域上的部分,以及在第二聚焦深度下并在第三区域上形成相对于第一区域的表面和第二区域的表面均向内凹入的第一凹入可以包括以下步骤:如图5所示,利用同一激光刻蚀设备并在第二聚焦深度下,去除第一掺杂半导体材料层112位于第三区域14上的部分,以及在第三区域14上形成第一凹入15。将同一激光刻蚀设备的聚焦深度由第二聚焦深度调整为第一聚焦深度。如图8所示,利用同一激光刻蚀设备并在第一聚焦深度下,至少去除第一掺杂半导体材料层112位于第二区域13上的部分。在此情况下,分别在不同的聚焦深度下、且更有针对性地去除第一掺杂半导体材料层112位于第三区域14和第二区域13上的部分,可以提高处理精度。另外,还可以为去除第一掺杂半导体材料层112位于第二区域13和第三区域14上的部分、以及形成第一凹入15提供了更多的实现方案,提高了本发明实施例提供的制造方法在不同应用场景下的适用性。
在实际的应用过程中,因激光刻蚀设备对应的聚焦深度越大,该激光刻蚀设备所发射的激光对应的作用深度越大,故利用激光刻蚀设备并在较大的第二聚焦深度下,可以去除第一掺杂半导体材料层位于第三区域上的部分,以及去除部分半导体基板位于第三区域的部分,以形成上述第一凹入。该第一凹入的深度可以根据实际应用场景进行设置,只要能够应用至本发明实施例提供的太阳能电池的制造方法中均可。此外,如图5所示,在第一基底11还包括上述隧穿层113的情况下,还需要在去除第一掺杂半导体材料层112位于第三区域14上的部分后,并在去除部分半导体基板111位于第三区域14的部分前,在第二聚焦深度下去除隧穿层113位于第三区域14上的部分。接着,因最终的处理结果为第一凹入的底部相对第一区域和第二区域的表面均向内凹入,故形成第一凹入后、且在去除第一掺杂半导体材料层位于第二区域上的部分前,需要将同一激光刻蚀设备对应的聚焦深度由较大的第二聚焦深度调整为较小的第一聚焦深度,以降低该激光刻蚀设备发射的激光在第一基底位于第二区域上的作用深度,从而在确保至少去除第一掺杂半导体材料层位于第二区域上的部分后,不会使得第二区域的表面低于第一凹入的底部。
需要说明的是,在利用激光刻蚀设备并在第二聚焦深度下对第一基底进行处理前,可以在第一掺杂半导体材料层上形成掩膜层。该掩膜层覆盖在第一掺杂半导体材料层位于第一区域上的部分,以确保利用同一激光刻蚀设备并依次在第二聚焦深度和第一聚焦深度下对第一基底的相应部分进行处理后,第一掺杂半导体材料层位于第一区域上的部分得以完全保留,提高太阳能电池的良率。
此外,如图8中(1)部分所示,可以利用同一激光刻蚀设备并在第一聚焦深度下,仅去除第一掺杂半导体材料层112位于第二区域13上的部分。或者,如图8中(2)部分所示,可以利用同一激光刻蚀设备并在第一聚焦深度下,去除第一掺杂半导体材料层112位于第二区域13上的部分、以及去除部分半导体基板111位于第二区域13上的部分。其中,若第一基底11还包括上述隧穿层113,则在去除第一掺杂半导体材料层112位于第二区域13上的部分后,并在去除部分半导体基板111位于第二区域13上的部分前,还需要去除隧穿层113位于第二区域13上的部分。
再者,如前文所述,激光刻蚀设备对应的聚焦深度不同,其发射的激光的作用深度也不相同,因此可以根据需要激光刻蚀设备在第一聚焦深度和第二聚焦深度下分别实现的作用深度、第一掺杂半导体材料层的厚度和第一凹入的深度等信息确定上述第一聚焦深度和第二聚焦深度的大小,此处不对上述第一聚焦深度和第二聚焦深度做具体限定。此外,可以通过调整激光刻蚀设备具有的载物台与激光发射组件之间的距离的方式实现对同一激光刻蚀设备对应的聚焦深度在第一聚焦深度和第二聚焦深度之间的调整。具体的调整过程参见下文对本发明另一实施例提供的激光刻蚀设备的描述。
示例性的,在上述情况下,在形成上述第一凹入时,或者在形成上述第二凹入时,又或者在形成第一凹入和第二凹入时均向激光刻蚀设备内通入氧化性气体,以在相应凹入的底部形成氧化层。值得注意的是,以在形成第一凹入时向激光刻蚀设备内通入氧化性气体为例进行说明,此时在上述氧化性气体的氛围下,激光刻蚀设备所发射的激光可以通过烧结的方式至少对部分半导体基板位于第三区域上的部分进行处理。基于此,与直接通过激光刻蚀形成第一凹入的方式相比,该方式可以降低对半导体基板位于第三区域上的部分的损伤,确保半导体基板位于第三区域的部分具有良好的晶格质量,进一步提高太阳能电池的光电转换效率。并且,在形成第一凹入时通入氧化性气体,还可以在第一凹入的底部形成氧化层。该氧化层可以作为钝化层,抑制导电类型不同的载流子在半导体基板位于第三区域处的复合速率,提高太阳能电池的光电转换效率的同时,无须为了形成该氧化层而额外增加单独的执行步骤,简化太阳能电池的制造过程。另外,在形成第二凹入时、或者在形成第一凹入和第二凹入时均向激光刻蚀设备内通入氧化性气体具有的有益效果可以参考上述形成第一凹入时向激光刻蚀设备内通入氧化性气体具有的有益效果,此处不再赘述。
具体的,上述氧化性气体可以为氧气、臭氧或氧气和臭氧的混合性气体等。上述氧化性气体的气体流量、以及氧化层的层厚可以根据实际应用场景设置,此处不做具体限定。
第二种:在完成相应操作后需要将同一激光刻蚀设备对应的聚焦深度由较小的第一聚焦深度调整为较大的第二聚焦深度。在此情况下,上述利用同一激光刻蚀设备,在第一聚焦深度下至少去除第一掺杂半导体材料层位于第二区域上的部分,以及在第二聚焦深度下并在第三区域上形成相对于第一区域的表面和第二区域的表面均向内凹入的第一凹入可以包括以下步骤:如图6和图7中(1)和(2)部分所示,利用激光刻蚀设备并在第一聚焦深度下,至少去除第一掺杂半导体材料层112位于第二区域13上的部分。将同一激光刻蚀设备的聚焦深度由第一聚焦深度调整为第二聚焦深度。如图8所示,利用同一激光刻蚀设备并在第二聚焦深度下,在第三区域14上形成第一凹入15。在此情况下,先通过激光刻蚀设备在较小的第一聚焦深度下至少去除第一掺杂半导体材料层112位于第二区域13上的部分。接着将同一激光刻蚀设备的聚焦深度由较小的第一聚焦深度调整为较大的第二聚焦深度,最后在较大的第二聚焦深度下形成第一凹入15,可以使得该激光刻蚀设备所发射的激光在第一基底11位于第二面一侧的不同待刻蚀区域上的作用深度逐渐增加,便于对该激光刻蚀设备的聚焦深度进行调整,降低调整难度。
具体的,第一掺杂半导体材料层位于第二区域和第三区域上的部分均需要被去除。并且,因第一掺杂半导体材料层位于第二面不同区域上的部分同时形成,因此第一掺杂半导体材料层位于第二面不同区域上的部分的厚度基本相同。而且,因在较小的第一聚焦深度下可至少实现第一掺杂半导体材料层位于第二区域上的部分的去除,并且第二聚焦深度大于第一聚焦深度,故在第一聚焦深度和第二聚焦深度下均可以实现第一掺杂半导体材料层位于第三区域上的部分的去除。在第二种情况下,又可以根据第一掺杂半导体材料层位于第三区域上的部分是在第一聚焦深度下进行处理、还是在第二聚焦深度下进行处理而将上述处理过程再细分为以下两种情况:
在一种示例中,上述利用激光刻蚀设备并在第一聚焦深度下,至少去除第一掺杂半导体材料层位于第二区域上的部分为:如图6中(1)部分所示,利用激光刻蚀设备并在第一聚焦深度下,仅去除第一掺杂半导体材料层112位于第二区域13上的部分;或,如图6中(2)部分所示,利用激光刻蚀设备并在第一聚焦深度下,去除第一掺杂半导体材料层112位于第二区域13上的部分,以及去除部分半导体基板111位于第二区域13的部分,以在第二区域13上形成相对于第一区域12的表面向内凹入的第二凹入16,第二凹入16的深度小于第一凹入15的深度。在此情况下,上述利用同一激光刻蚀设备并在第二聚焦深度下,在第三区域14上形成相对于第一区域12的表面和第二区域13的表面均向内凹入的第一凹入15为:如图8所示,利用同一激光刻蚀设备并在第二聚焦深度下,去除第一掺杂半导体材料层112位于第三区域14上的部分,以及去除部分半导体基板111位于第三区域14的部分,以形成第一凹入15。
在实际的应用过程中,利用激光刻蚀设备并在较小的第一聚焦深度下,可以通过精准控制的方式仅去除第一掺杂半导体材料层位于第二区域上的部分。或者,也可以在去除第一掺杂半导体材料层位于第二区域上的部分时一并去除部分半导体基板位于第二区域的部分。与上述方式相比,该方式无须精准控制去除深度,降低去除难度的同时,还可以确保完全去除掉第一掺杂半导体材料层位于第二区域上的部分,防止漏电。另外,在第二区域上形成第二凹入,使得第二区域的表面相对于第一区域的表面向内凹入,进而使得后续形成在第二区域上的至少部分第二掺杂半导体层与第一掺杂半导体材料位于第一区域上的部分可以在横向错开,减小二者的正对面积,进一步抑制不同导电类型的载流子在二者的横向交界处发生复合,进一步提升太阳能电池的光电转换效率。最后,利用同一激光刻蚀设备并在较大的第二聚焦深度下,去除了第一掺杂半导体材料层位于第三区域上的部分,防止第一掺杂半导体材料层在第一区域上的剩余部分通过其位于第三区域上的部分与后续形成的第二掺杂半导体层发生漏电,并去除部分半导体基板位于第三区域上的部分,获得第一凹入。
在另一种示例中,上述利用激光刻蚀设备并在第一聚焦深度下,至少去除第一掺杂半导体材料层位于第二区域上的部分为:如图7中(1)部分所示,利用激光刻蚀设备并在第一聚焦深度下,可以仅去除第一掺杂半导体材料层112位于第二区域13和第三区域14上的部分;或,如图7中(1)部分所示,利用激光刻蚀设备并在第一聚焦深度下,去除第一掺杂半导体材料层112位于第二区域13和第三区域14上的部分,以及去除部分半导体基板111位于第二区域13和第三区域14的部分,以第二区域13和第三区域14上分别形成相对于第一区域12的表面向内凹入的第二凹入16。第二凹入16的深度小于第一凹入15的深度。在此情况下,上述利用同一激光刻蚀设备并在第二聚焦深度下,在第三区域14上形成相对于第一区域12的表面和第二区域13的表面均向内凹入的第一凹入15为:如图8所示,利用同一激光刻蚀设备并在第二聚焦深度下,去除部分半导体基板111位于第三区域14的部分,以形成第一凹入15。
在实际的应用过程中,利用激光刻蚀设备并在第一聚焦深度下,可以仅去除第一掺杂半导体材料层位于第二区域和第三区域上的部分。或者,还可以额外再去除部分半导体基板位于第二区域和第三区域的部分,即可以通过多种方式实现第一掺杂半导体层的处理,提高本发明实施例提供的制造方法在不同应用场景下的适用性。然后利用同一激光刻蚀设备并在第二聚焦深度下,仅去除部分半导体基板位于第三区域的部分,实现第一凹入的形成。
需要说明的是,在第二种情况下,若第一基板还包括上述隧穿层,则在去除部分半导体基板位于第三区域上的部分形成第一凹入、以及至少去除部分半导体基板位于第二区域上的部分形成第二凹入前,还需要去除隧穿层位于相应区域上的部分。此外,在利用激光刻蚀设备并在第一聚焦深度下对第一基底进行处理前,也可以在第一掺杂半导体材料层上形成前文所述的掩膜层,以在去除过程中保护第一掺杂半导体材料层位于第一区域上的部分。
示例性的,在形成第一凹入时,上述太阳能电池的制造方法还可以包括步骤:向激光刻蚀设备内通入氧化性气体,以在第一凹入的底部形成氧化层。或者,在形成第二凹入时,上述太阳能电池的制造方法还可以包括步骤:向激光刻蚀设备内通入氧化性气体,以在第二凹入的底部形成氧化层。又或者,如图9所示,在形成第一凹入和第二凹入时,上述太阳能电池的制造方法还可以包括步骤:向激光刻蚀设备内通入氧化性气体,从而使得第一凹入和第二凹入的底部均形成氧化层17。具体的,该情况具有的有益效果、以及氧化性气体的种类等信息可以参考前文对第一种情况下形成氧化层具有的有益效果等信息,此处不再赘述。
由上述内容可知,参见图5至图8,在提供第一基底11后,利用激光刻蚀设备,在较小的第一聚焦深度下至少去除第一掺杂半导体材料层112位于第二区域13上的部分,以便于后续在第二区域13上形成与第一掺杂半导体材料层112的导电类型相反的第二掺杂半导体层181,防止第一掺杂半导体材料层112的剩余部分与后续形成的第二掺杂半导体层181在第二区域13上出现漏电问题。并且,还利用该激光刻蚀设备在较大的第二聚焦深度下并在第三区域14上形成第一凹入15。基于此,因激光刻蚀设备对应的聚焦深度越大,其所发射的激光在待刻蚀对象相应待刻蚀区域处的作用深度越大,故激光刻蚀设备在第三区域14的作用深度大于其在第二区域13的作用深度,即所形成的第一凹入15的深度较大。并且,第一区域12上保留有部分第一掺杂半导体材料层112。换句话说,第一区域12的表面未受到激光刻蚀设备所发射激光的影响,因此在形成第一凹入15后,第三区域14的表面相对于第一区域12和第二区域13的表面均向内凹入,从而可以通过该第一凹入15将第一掺杂半导体材料剩余在第一区域12上的部分与后续形成在第二区域13上的第二掺杂半导体层181隔离开,抑制不同导电类型的载流子在二者的横向交界处发生复合,提升太阳能电池的光电转换效率。
此外,本发明实施例提供的太阳能电池的制造方法是通过同一激光刻蚀设备在不同的聚焦深度下对第一掺杂半导体材料层进行处理、以及在第三区域上形成第一凹入,无须为了实现上述两个目的而将太阳能电池在具有不同聚焦深度的不同激光刻蚀设备之间转移,从而可以节省转移时间,还可以防止太阳能电池在转移过程中出现磕碰或磨损,提高太阳能电池的良率。
如图3所示,本发明实施例还提供了另一种太阳能电池的制造方法。下文将根据图12至图16示出的操作的剖视图,对制造过程进行描述。具体的,该制造方法包括:
首先,如图12至图14所示,提供一第二基底19。第二基底19包括半导体基板111、以及覆盖在半导体基板111一面上的钝化层20。半导体基板111靠近钝化层20的一面具有交替间隔设置的第一区域12和第二区域13。钝化层20位于第一区域12上的部分与钝化层20位于第二区域13上的部分的内表面之间具有高度差,和/或,钝化层20位于第一区域12上的部分与钝化层20位于第二区域13上的部分的外表面之间具有高度差。
具体来说,上述第二基底具有的半导体基板的材质、导电类型和结构等信息可以参考前文所述的第一基底包括的半导体基板的相关信息,此处不再赘述。另外,该半导体基板靠近钝化层的一面在第一区域内可以形成有相应导电类型的第一掺杂半导体区、其在第二区域内可以形成有与第一掺杂半导体区导电类型相反的第二掺杂半导体区。或者,第一区域和第二区域中的一者内形成有相应导电类型的掺杂半导体区,另一者上形成有相应导电类型的掺杂半导体层。又或者,如图12至图14所示,上述第二基底19还包括第一掺杂半导体层1121和第二掺杂半导体层181。该第一掺杂半导体层1121形成在第一区域12上,第二掺杂半导体层181形成在第二区域13上。第一掺杂半导体层1121和第二掺杂半导体层181的导电类型相反。在此情况下,钝化层20覆盖在第一掺杂半导体层1121和第二掺杂半导体层181上。其中,上述第一掺杂半导体层1121和第二掺杂半导体层181的厚度可以根据实际应用场景设置,此处不做具体限定。例如:第一掺杂半导体层1121或第二掺杂半导体层181的厚度可以为40nm至200nm。
其中,上述第一掺杂半导体区或第一掺杂半导体层内掺杂有N型导电粒子。此时,第二掺杂半导体区或第二掺杂半导体层内掺杂有P型导电粒子。或者,上述第一掺杂半导体区或第一掺杂半导体层内掺杂有P型导电粒子。此时,第二掺杂半导体区或第二掺杂半导体层内掺杂有N型导电粒子。
对于上述钝化层来说,如图12和图14所示,上述钝化层20位于第一区域12上的部分与钝化层20位于第二区域13上的部分的厚度可以不同。在该情况下,钝化层位于上述两个区域上的部分的厚度具体大小可以根据实际应用场景确定,此处不做具体限定。例如:钝化层位于第一区域上的部分的厚度可以为50nm至130nm。钝化层位于第二区域上的部分的厚度可以为100nm至180nm。或者,如图13所示,上述钝化层20位于第一区域12上的部分与钝化层20位于第二区域13上的部分的厚度也可以相同。
具体的,上述钝化层位于不同区域上的厚度可以根据实际应用场景设置,此处不做具体限定。可以理解的是,在实际的制造过程中,为在半导体基板靠近钝化层的一面内形成导电类型不同、且间隔分布的掺杂半导体区,或者在该表面上形成导电类型不同、且间隔分布的掺杂半导体层,则需要对覆盖在半导体基板一面上的相应掺杂半导体区或掺杂半导体层进行图案化处理。而在上述图案化处理时可能会刻蚀到半导体基板,使得半导体基板被刻蚀的部分相比于半导体基板未被刻蚀的部分更加光滑。而形成在光滑表面内的第二掺杂半导体区或形成在光滑表面上的第二掺杂半导体层的比表面积较小,因此使得沉积用于制造钝化层的钝化材料后,该钝化材料在第一区域上的部分与第二区域上的部分的厚度不同。在上述情况下,若钝化层位于第一区域上的部分与钝化层位于第二区域上的部分的厚度不同,则在执行上述沉积操作后无须为了保持钝化层在不同区域上的部分表面平齐而额外增加对钝化材料的平坦化处理等操作,从而可以简化太阳能电池的制造过程,降低太阳能电池的制造难度。
又或者,在实际制造过程中,半导体基板位于第一区域和第二区域的表面的塔基大致相等,使得钝化层位于第一区域上的部分和钝化层位于第二区域上的部分的厚度相同,进而使得钝化层位于这两个区域上的部分均具有良好的钝化能力,利于降低被钝化层所覆盖的每一区域处的载流子复合速率,提高太阳能电池的光电转换效率。
在实际的应用中,以第二基底还包括第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层为例进行说明:
在一种示例中,如图8中(1)部分所示,在第一掺杂半导体层1121和第二掺杂半导体层(图中未示出)背离半导体基板111的表面不具有高度差的情况下,上述钝化层位于第一区域上的部分与钝化层位于第二区域上的部分的厚度不同,使得钝化层位于第一区域和第二区域上的部分的外表面之间具有高度差。
在另一种示例中,如图12至图14所示,在第一掺杂半导体层1121和第二掺杂半导体层181背离半导体基板111的表面具有高度差的情况下,该钝化层20位于第一区域12上的部分与钝化层20位于第二区域13上的部分的内表面之间具有高度差。在此情况下,如图13所示,该钝化层20位于第一区域12和第二区域13上的部分的厚度可以相同。此时,钝化层20位于第一区域12上的部分与钝化层20位于第二区域13上的部分的外表面之间也具有高度差。或者,如图12和图14所示,该钝化层20位于第一区域12和第二区域13上的部分的厚度也可以不同。此时,如图12所示,钝化层20位于第一区域12上的部分与钝化层20位于第二区域13上的部分的外表面之间可以具有高度差。或如图14所示,钝化层20位于第一区域12上的部分与钝化层20位于第二区域13上的部分的外表面之间也可以没有高度差。
在一些情况下,如图12至图14所示,上述第二基底19还可以包括隧穿层113和氧化层17。其中,以第二基底19还包括第一掺杂半导体层1121和第二掺杂半导体层181为例进行说明,隧穿层113可以形成在半导体基板111位于第一区域12上的部分与第一掺杂半导体层1121之间。氧化层17可以形成在半导体基板111位于第二区域13上的部分与第二掺杂半导体层181之间。上述隧穿层113和氧化层17的存在可以分别对半导体基板111位于第一区域12和第二区域13的表面进行钝化,降低不同导电类型的载流子在第一区域12和第二区域13处的复合速率,进一步提高太阳能电池的制造效率。
其中,上述隧穿层和氧化层的材质和厚度等信息可以参考前文所述的第一基底包括的隧穿层、以及后续在相应凹入的底部形成的氧化层的相关信息进行设置,此处不做具体限定。
在实际的应用过程中,如图8至图14所示,上述第二基底19可以是在第一基底11的基础上通过相应沉积和图案化处理等操作获得。例如:以第一凹入15和第二凹入16的底部均形成有氧化层17为例进行说明,如图10所示,可以采用化学气相沉积等工艺形成覆盖在氧化层17和第一掺杂半导体层1121上的第二掺杂半导体材料层18。接着形成覆盖在第二掺杂半导体材料层18位于第二区域13上的部分的覆盖层。该覆盖层的材质可以为氮化硅等材料。如图11所示,在上述覆盖层(图中未示出)的掩膜作用下,去除第二掺杂半导体材料层位于第一区域12和第三区域14上的部分,使得第二掺杂半导体材料层剩余在第二区域13上的部分形成第二掺杂半导体层181。然后去除覆盖层,并通过至少通过化学气相沉积等工艺形成覆盖在第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层上的钝化层,获得第二基底。
或者,也可以是在常规的半导体基板的基础上,通过现有任一种现有制造方法制造获得。需要指出的是,可以通过多种方式来形成第二基底。如何形成第二基底并非本发明中该实施例的主要特征所在,因此在本说明书中,只对其进行简要地介绍,以便本领域普通技术人员能够容易地实施本发明。本领域普通技术人员完全可以设想别的方式来制作第二基底。
如图15所示,利用激光刻蚀设备并在第三聚焦深度下,对钝化层20位于第一区域12上的部分进行第一图案化处理,获得第一电极窗口21。
具体的,可以通过调整激光刻蚀设备包括的载物台与激光发射组件之间的距离的方式实现将激光刻蚀设备对应的聚焦深度调整为第三聚焦深度,具体的调整过程参见下文。此外,上述第三聚焦深度的大小,可以根据钝化层位于第一区域的部分的厚度进行设置,只要能够确保在第三聚焦深度下对钝化层位于第一区域上的部分进行第一图案化处理后,使得第一电极窗口恰好贯穿钝化层位于第一区域的部分即可。再者,在进行第一图案化处理前,可以在钝化层上形成相应的掩膜层,以通过该掩膜层保护钝化层不需要开设第一电极窗口和后续形成的第二电极窗口的部分。
接着,将同一激光刻蚀设备的聚焦深度由第三聚焦深度调整为第四聚焦深度。第四聚焦深度不同于第三聚焦深度。
具体的,因激光刻蚀设备在不同的聚焦深度下,其所发射的激光对应的作用深度不同。并且,如前文所述,钝化层在第一区域和第二区域的部分的内表面之间和/或外表面之间具有高度差,因此需要通过具有不同作用深度的激光对钝化层位于位于第一区域和第二区域上方的部分分别进行刻蚀,以在实现刻穿钝化层的同时,不对位于钝化层下面的相应掺杂半导体层或掺杂半导体区造成影响,达到同时恰好刻穿钝化层位于第一区域和第二区域上的部分的目的。基于此,上述第四聚焦深度和第三聚焦深度之间的大小关系可以根据钝化层位于第一区域和第二区域上的部分之间的高度差的不同分为以下几种情况:
第一种:在钝化层位于第一区域和第二区域上的部分的厚度不同的情况下,若钝化层位于第一区域上的部分的厚度大于钝化层位于第二区域上的部分的厚度,则第三聚焦深度大于第四聚焦深度。此时,可以通过减小激光刻蚀设备包括的载物台与激光发射组件之间的距离的方式,实现将同一激光刻蚀设备对应的较大第三聚焦深度减小为较小的第四聚焦深度。
在上述第一种情况下,如图12和图14所示,若钝化层20位于第一区域12上的部分的厚度小于钝化层20位于第二区域13上的部分的厚度,则第三聚焦深度小于第四聚焦深度。此时,可以通过增大激光刻蚀设备包括的载物台与激光发射组件之间的距离的方式,实现将同一激光刻蚀设备对应的较小第三聚焦深度增大为较大的第四聚焦深度。
第二种:在钝化层位于第一区域和第二区域上的部分的厚度相同的情况下,若第二区域的表面相对于第一区域的表面向内凹入,则第三聚焦深度小于第四聚焦深度。若第一区域的表面相对于第二区域的表面向内凹入,则第三聚焦深度大于第四聚焦深度。其中,如何对激光刻蚀设备对应的聚焦深度进行调整,可以参考前文所述的第一种情况中的相应内容,此处不再赘述。
如图16所示,利用同一激光刻蚀设备并在第四聚焦深度下,对钝化层20位于第二区域13上的部分进行第二图案化处理,获得第二电极窗口22。其中,上述第四聚焦深度的大小,可以根据钝化层20位于第二区域13的部分的厚度进行设置,只要能够确保在第四聚焦深度下对钝化层20位于第二区域13上的部分进行第二图案化处理后,使得第二电极窗口22恰好贯穿钝化层20位于第二区域13的部分即可。
由上述内容可知,如图12至图16所示,钝化层20位于第一区域12上的部分与钝化层20位于第二区域13上的部分的内表面之间和/或外表面之间具有高度差。并且,激光刻蚀设备对应的聚焦深度不同时,该激光刻蚀设备所发射的激光能够作用的深度也不相同。在此情况下,利用激光刻蚀设备并在相匹配的第三聚焦深度下开设第一电极窗口21,以及将激光刻蚀设备的聚焦深度由第三聚焦深度调整为相匹配的第四聚焦深度后,再对钝化层20位于第二区域13上的部分进行图案化处理,开设第二电极窗口22。换句话说,利用激光刻蚀设备在大小不同的相应聚焦深度下分别对钝化层20位于第一区域12和第二区域13上的部分执行作用深度不同的图案化处理,以使得第一电极窗口21和第二电极窗口22均恰好贯穿钝化层20的相应部分,从而可以解决现有技术中因无法同时在相应聚焦深度对钝化层20位于两类区域上的部分进行图案化处理导致两类电极窗口中一类开口过深或另一类无法打开的问题,确保后续形成的第一电极和第二电极可以分别通过第一电极窗口21和第二电极窗口22贯穿钝化层20,从而降低第一电极和第二电极处的接触电阻。同时,利于使得后续形成的第一电极和第二电极不会伸入至相应导电类型的掺杂区或掺杂层内,确保第一电极和第二电极处的载流子复合速率均较低,提高太阳能电池的光电转换效率。
此外,本发明实施例提供的太阳能电池的制造方法是通过同一激光刻蚀设备在不同的聚焦深度下进行第一图案化处理和第二图案化处理,无须为了实现上述目的而将太阳能电池在具有不同聚焦深度的不同激光刻蚀设备之间转移,从而可以节省转移时间,还可以防止太阳能电池在转移过程中出现磕碰或磨损,提高太阳能电池的良率。
如图17至图20所示,本发明实施例还提供了一种激光刻蚀设备。该激光刻蚀设备包括:第一激光刻蚀单元24、以及与第一激光刻蚀单元24通信连接的控制单元23。控制单元23用于至少根据刻蚀方案控制同一第一激光刻蚀单元24在不同的聚焦深度下对待刻蚀对象具有的不同待刻蚀区域进行刻蚀。
具体来说,上述第一控制单元可以为工控机或实现工控机功能的手机、电脑等任一控制单元,以实现控制同一第一激光刻蚀单元在不同的聚焦深度下对待刻蚀对象具有的不同待刻蚀区域进行刻蚀的刻蚀策略。此外,上述第一激光刻蚀单元与控制单元通信连接,实现数据传输。通信方式可以是无线通信,也可以是有线通信。上述无线通信可以基于WiFi、ZigBee等联网技术进行通信。上述有线通信可以基于数据线或电力线载波实现通信连接。通信接口可以为标准通信接口。该标准通信接口可以为串行接口、也可以为并行接口。例如:控制单元与第一激光刻蚀单元可以采用I2C(Inter-Integrated Circuit)总线通信。此时,控制单元至少根据刻蚀方案控制第一激光刻蚀单元在相应的聚焦深度下对当前待刻蚀区域进行刻蚀。对其中一个待刻蚀区域刻蚀完毕后,控制单元控制至少根据刻蚀方案控制第一激光刻蚀单元将当前的聚焦深度调整为与下一待刻蚀区域对应的聚焦深度,并在相匹配的聚焦深度下对下一待刻蚀区域进行刻蚀。重复上述操纵,实现通过同一第一激光刻蚀单元在不同的聚焦深度下对待刻蚀对象具有的不同待刻蚀区域进行刻蚀。
对于上述待刻蚀对象来说,待刻蚀对象可以为前文所述的第一基底或第二基底。当然,也可以其它待刻蚀的对象,并且该对象对应的不同待刻蚀区域需要在不同的聚焦深度下进行刻蚀。具体的,上述待刻蚀对象具有的待刻蚀区域的位置、不同类待刻蚀区域的数量、以及同一类待刻蚀区域的数量等可以根据实际应用场景进行确定,此处不做具体限定。例如:以待刻蚀对象为第二基底为例对待刻蚀对象具有的待刻蚀区域进行说明,第二基底具有两个待刻蚀区域。其中,钝化层位于第一区域上的部分所在的区域为一类待刻蚀区域,该类区域的数量等于第二基底具有的第一区域的数量。而钝化层位于第二区域上的部分所在的区域为另一类待刻蚀区域,该类区域的数量等于第二基底具有的第二区域的数量。
至于上述刻蚀方案,因控制单元需要至少根据刻蚀方案控制同一激光刻蚀单元实现对待刻蚀对象具有的不同待刻蚀区域进行刻蚀,故刻蚀方案可以根据实际应用场景中对待刻蚀对象具有的待刻蚀区域的刻蚀要求进行确定。
在一种示例中,在上述待刻蚀对象可以包括待刻蚀层,并且待刻蚀层位于不同待刻蚀区域的部分的厚度不同的情况下,上述刻蚀方案可以包括第一预设关系,第一预设关系为每一当前厚度与相应聚焦深度之间的对应关系。基于此,控制单元可以根据当前待刻蚀区域对应的当前厚度以及第一预设关系,确定与当前待刻蚀区域对应的相应聚焦深度,从而利于控制单元控制第一激光刻蚀单元在与当前待刻蚀区域更为匹配的聚焦深度下对该当前刻蚀区域进行刻蚀,提高激光刻蚀设备对具有上述待刻蚀层的刻蚀良率。
例如:当待刻蚀对象为第二基底、且钝化层位于第一区域和第二区域上的部分的厚度不同时,控制单元可以根据钝化层位于第一区域和第二区域上的厚度和第一预设关系分别确定与钝化层位于第一区域和第二区域上的部分进行图案化处理时所匹配的第三聚焦深度和第四聚焦深度。
在另一种示例中,在实际的应用过程中,可能需要对不同的待刻蚀区域刻蚀不同的深度以满足相应场景下的制造要求。在此情况下,上述刻蚀方案可以包括第二预设关系,该第二预设关系为每一待刻蚀区域对应的预刻蚀深度与相应聚焦深度之间的对应关系。基于此,控制单元可以根据第二预设关系和每一待刻蚀区域对应的预刻蚀深度,确定每一待刻蚀区域对应的聚焦深度,从而能够控制第一激光刻蚀单元在相匹配的聚焦深度下对每一待刻蚀区域进行刻蚀,实现每一待刻蚀区域的刻蚀深度不同。
例如:当待刻蚀对象为第一基底时,需要通过第一激光刻蚀单元实现对第一基底对应第二区域的部分刻蚀深度小于第一基底对应第三区域的刻蚀深度,从而使得在去除第一掺杂半导体材料层位于第二区域和第三区域上的部分、以及形成第一凹入后,第一凹入的底部相对于第一区域和第二区域的表面均向内凹入。基于此,控制单元可以根据第二预设关系、以及第一基底对应第二区域和第三区域的预刻蚀深度分别确定相匹配的第一聚焦深度和第二聚焦深度。
由上述内容可知,上述控制单元能够用于至少根据刻蚀方案控制同一第一激光刻蚀单元在不同的聚焦深度下对待刻蚀对象具有的不同待刻蚀区域进行刻蚀。基于此,在实际的应用过程中,即使待刻蚀对象具有的不同待刻蚀区域处需要处理的深度不同,也可以通过同一第一激光刻蚀单元满足待刻蚀对象具有的所有待刻蚀区域的聚焦深度要求,在提高激光刻蚀设备对不同待刻蚀区域的处理精度的同时,无须为了实现对上述不同待刻蚀区域的处理而将待刻蚀对象在具有不同聚焦深度的不同激光刻蚀设备之间转移,从而可以节省转移时间,还可以防止待刻蚀对象在转移过程中出现磕碰或磨损。
作为一种可能的实现方式,如图17至图20所示,上述第一激光刻蚀单元24可以包括:载物台241、激光发射组件(图中未示出)和升降调节组件242。上述载物台241用于承载并固定待刻蚀对象。激光发射组件设置在载物台241的上方,激光发射组件用于向相应待刻蚀区域发射激光。升降调节组件242与载物台241和/或激光发射组件固定连接,升降调节组件242用于调整激光发射组件与相应待刻蚀区域之间的距离。上述控制单元23分别与激光发射单元和升降调节单元通信连接。控制单元23用于根据刻蚀方案控制升降调节单元将激光发射组件与相应待刻蚀区域之间的距离调整为目标距离,并在调整后控制激光发射组件工作。
具体的,上述载物台可以为任一具有承载和固定功能的承载平台。第一激光刻蚀单元具有的载物台的数量可以根据实际需求进行设置。例如:如图17和图18所示,第一激光刻蚀单元24可以包括多个载物台241。每个载物台241包括具有承载功能的承载板、以及具有固定功能的吸附件。该承载板上开设有贯穿的吸附口。吸附件设置在承载板背离承载面的一侧,并通过吸附口以负压吸附的方式对放置在承载面上的待刻蚀对象进行固定。
上述激光发射组件可以为任一能够产生并发射具有刻蚀作用的激光的组件。上述升降调节单元可以仅与载物台固定连接,此时升降调节组件可以在控制单元的控制下驱动载物台沿着靠近或远离激光发射组件的方向运动,实现激光发射组件与相应待刻蚀区域之间的距离的调整。或者,上述升降调节组件可以仅与激光发射组件固定连接,此时升降调节组件可以在控制单元的控制下驱动升降调节组件沿着靠近或远离载物台的方向运动,实现激光发射组件与相应待刻蚀区域之间的距离的调整。又或者,升降调整组件可以分别与载物台和激光发射单元固定连接,此时升降调节组件可以在控制单元的控制下同时驱动载物台和激光发射单元运动,以实现上述距离的调整。
在实际的应用过程中,上述载物台可以承载并固定待刻蚀对象,以固定待刻蚀对象与激光发射组件之间的相对位置,使得在刻蚀过程中激光发射组件发射的激光可以精准到达待刻蚀对象的相应待刻蚀区域,提高处理精度。另外,升降调节组件可以能够在控制单元的控制下将激光发射组件与相应待刻蚀区域之间的距离调整为目标距离,并在调整后控制单元控制激光发射组件向相应的待刻蚀区域发射激光,确保在满足要求的聚焦深度下对相应的待刻蚀区域进行刻蚀,从而可以实现第一激光刻蚀单元对应的聚焦深度的自动化调整,提高刻蚀速率的同时,与人工调整聚焦深度相比,自动化调整聚焦深度可以提高调整精度,进而提高刻蚀精度。
作为一种可能的实现方式,上述控制单元可以包括:计时器和控制器。上述控制器分别与计时器、激光发射组件和升降调节组件通信连接。控制器用于在驱动激光发射组件向相应待刻蚀区域发射激光时控制计时器进行计时,获取当前刻蚀时间。控制器还用于在当前刻蚀时间等于相应目标刻蚀时间后驱动升降调节组件工作。其中,上述目标刻蚀时间可以预先存储在控制器内,也可以通过其它方式实时输入至控制器内。
在实际的应用过程中,通过激光刻蚀单元对每一待刻蚀区域进行处理需要一定的刻蚀时间。而目标刻蚀时间为恰好刻蚀完毕所需要的时间。基于此,控制器在控制激光发射组件向相应待刻蚀区域发射激光的同时,控制计时器对刻蚀时间进行计时,获取当前刻蚀时间。若当前刻蚀时间小于目标刻蚀时间,则表明还未完成对当前待刻蚀区域的刻蚀,需要通过激光发射组件继续向当前的待刻蚀区域的相应位置发射激光。若当前刻蚀时间等于目标刻蚀时间,则表明已完成对当前的待刻蚀区域的刻蚀,控制器驱动升降调节组件工作,以使第一激光刻蚀单元对应的聚焦深度满足下一待刻蚀区域的聚焦要求。重复上述操作即可完成对不同待刻蚀区域的刻蚀,从而通过计时器和控制器对每一待刻蚀区域对应的当前刻蚀时间的监控实现对刻蚀进度和聚焦深度的自动化调控,进一步提高刻蚀精度和速率。
其中,控制器驱动升降调整组件组件工作的过程中,可以控制激光发射组件停止工作。并在升降调整组件将激光发射组件与下一待刻蚀区域之间的距离调整为目标距离后,再控制激光发射组件开始向该下一待刻蚀区域发射激光,并同时控制计时器重新计时。或者,在下一待刻蚀区域对应的聚焦深度较大的情况下,控制器驱动升降调整组件组件工作的过程中,也可以控制激光发射组件转向下一待刻蚀区域发射激光。换句话说,在上述情况下,对不同的待刻蚀区域进行刻蚀的过程中,激光发射组件并不停止发射激光,而是在当前待刻蚀区域刻蚀完毕后在控制器的控制下对准下一待刻蚀区域进行刻蚀。因下一待刻蚀区域对应的聚焦深度较大,而当前待刻蚀区域对应的聚焦深度较小,通过在升降时间内并在较小的聚焦深度下对下一待刻蚀区域进行刻蚀,可以在确保下一待刻蚀区域不会出现过刻的前提下节省等待时间,提高刻蚀效率。
至于上述控制器和计时器的具体类型可以根据实际应用场景设置。例如:控制器可以为可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,可缩写为PLC)。计时器可以为PLC内置计时器。
在一种示例中,上述升降调节组件可以包括:驱动件和位置检测件。驱动件和位置检测件分别与控制单元通信连接。上述驱动件设置在载物台背离待刻蚀对象的一侧。驱动件用于使载物台沿着靠近或远离激光发射组件的方向运动。上述位置检测件用于检测载物台的当前位置。上述控制单元用于根据刻蚀方案和当前位置控制驱动件驱动载物台运动,以使载物台位于目标位置。
在实际的应用过程中,相比于激光发射组件,载物台的升降更加灵活、更容易实现,并且,不会影响激光发射组件向相应待刻蚀区域发射激光的质量,因此将驱动件设置在载物台背离待刻蚀对象的一侧,可以在降低聚焦深度的调整难度的同时,确保激光发射组件所发射的激光对相应待刻蚀区域具有良好的刻蚀作用。其中,上述驱动件可以为气缸等任一能够实现升降功能的部件。以驱动件是气缸为例,气缸远离驱动端的一侧可以通过焊接、粘接或螺纹连接等方式固定设置在用于承载上述载物台的支撑座上。气缸的驱动端可以通过上述任一种方式与载物台背离待刻蚀对象的一侧固定连接。此外,该驱动件的调整范围可以根据实际需求进行设置,此处不做具体限定。例如:该驱动件的升高行程可以为0至300μm。下降形成可以为-300μm至0。另外,在驱动件调整载物台的位置的过程中,位置检测件能够检测载物台的当前位置,并将表征当前位置的信息发送给控制单元。并且,控制单元能够根据刻蚀方案和当前位置控制驱动件在载物台未达到目标位置时带动载物台继续沿着靠近或远离激光发射组件的方向运动,并在位置检测件检测到载物台的当前位置即为目标位置的情况下,控制单元控制驱动件停止工作,使得载物台升降后处于目标位置,进而实现第一激光刻蚀单元的当前聚焦深度调整为与下一待刻蚀区域所对应的目标聚焦深度,提高调整精度。其中,上述位置检测件可以为编码器等能够通过测量运动长度的方式检测载物台当前位置的部件。
具体的,如前文所述,在刻蚀方案包括上述第一预设关系情况下,以待刻蚀对象为第二基底、且钝化层位于第一区域上的部分小于其位于第二区域上的部分的厚度为例进行说明,控制单元根据上述第一预设关系和钝化层的厚度确定了需要在第三聚焦深度下对钝化层位于第一区域上的部分进行第一图案化处理、以及在第四聚焦深度下对钝化层位于第二区域上的部分进行第二图案化处理后,控制单元控制驱动件带动载物台运动使载物台上承载的第二基底中钝化层位于一区域上的部分与激光发射组件之间的距离满足第三聚焦深度的要求。之后,控制单元控制激光发射组件向钝化层位于第一区域上的部分发射激光,完成第一图案化处理。接着控制单元控制驱动件带动载物台沿着靠近激光发射组件的方向运动,在检测到位置检测件发送的当前位置满足第四聚焦深度要求的目标位置后,控制驱动件停止工作,并控制激光发射组件向钝化层位于第二区域上的部分发射激光完成第二图案化处理。
在另一种示例中,上述升降调节组件可以包括电机和丝杠。其中,丝杆的一端与电机的驱动端连接,丝杆的另一端通过连接座与载物台背离待刻蚀对象的一侧连接。基于此,控制单元与电机通信连接,用于至少根据刻蚀方案直接控制电机驱动丝杆转动,实现对载物台当前位置的调整。
作为一种可能的实现方式,如前文所示,上述待刻蚀对象可以包括待刻蚀层,并且待刻蚀层位于不同待刻蚀区域的部分的厚度不同。在此情况下,如图17所示,激光刻蚀设备还可以包括与控制单元23通信连接的测量单元25。测量单元25用于测量待刻蚀层位于不同待刻蚀区域的部分的当前厚度,并将当前厚度发送给控制单元23。上述控制单元23还用于根据刻蚀方案和当前厚度,控制第一激光刻蚀单元24在相应聚焦深度下对每一待刻蚀区域进行刻蚀。
在实际的应用过程中,如前文所述,在待刻蚀层位于不同待刻蚀区域的部分的厚度不同的情况下,需要在不同的聚焦深度下,以实现将待刻蚀层位于不同待刻蚀区域上的部分恰好刻穿。基于此,上述测量单元能够在刻蚀前对待刻蚀层位于不同待刻蚀区域的部分的当前厚度进行测量,并将测量得到的当前厚度发送给控制单元,以使控制单元能够根据刻蚀方案和不同待刻蚀区域的当前厚度,分别在相匹配的聚焦深度下对每一待刻蚀区域进行刻蚀,实现对待刻蚀层位于不同待刻蚀区域的精准刻蚀,以解决现有技术中因无法同时在相应聚焦深度对待刻蚀层位于不同待刻蚀区域上的部分进行处理导致待刻蚀层位于其中至少一类待刻蚀区域的部分刻蚀过深或至少另一类待刻蚀区域无法打开的问题,提高刻蚀良率。
其中,上述测量单元可以仅包括具有厚度测量功能的部件。例如:测量单元可以仅包括激光测厚仪或者椭偏仪等。又或者,测量单元还可以包括用于实现定位的部件。该定位件可以通过待刻蚀对象上的标记确定上述具有厚度测量功能的部件是否对待刻蚀层位于相应待刻蚀区域内的部分进行测量。该定位件可以为激光定位件。
例如:如图21所示,在待刻蚀对象为上述第二基底19,且待刻蚀层为第二基底19包括的钝化层20、以及钝化层20位于第一区域和第二区域上的部分的厚度不同的情况下,第二基底19的相应位置上设置有标记。该标记可以为图20中位于第二基底19四个边角处的黑色圆点。当然,标记的位置、形状和数量还可以根据应用场景的需求设置在其它合适的位置、形状和数量等。定位件可以通过检测该标记确定厚度测量部件的测量范围是否与钝化层20位于第一区域和/或第二区域上的部分对准,提高当前厚度的测量精度,进而提高基于该当前厚度所确定的聚焦深度的准确性,最终提高第一激光刻蚀单元24对待刻蚀层所有待刻蚀区域的刻蚀效果。
在一种示例中,在待刻蚀对象包括待刻蚀层、以及上述刻蚀方案包括第一预设关系的情况下,上述刻蚀方案还可以包括厚度差阈值。并且,如图17所示,上述激光刻蚀设备还可以包括第二激光刻蚀单元27和传送单元26。上述传送单元26用于对待刻蚀对象进行传送。上述第二激光刻蚀单元27用于在相同的聚焦深度下对待刻蚀对象具有的不同待刻蚀区域进行刻蚀。上述控制单元分别与第二激光刻蚀单元27和传送单元26通信连接。控制单元还用于在任意两个当前厚度的差值均小于厚度差阈值的情况下,控制传送单元26将待刻蚀对象传送至第二激光刻蚀单元27;控制单元还用于在至少两个当前厚度的差值大于或等于厚度差阈值的情况下,控制传送单元26将待刻蚀对象传送至第一激光刻蚀单元24。
在实际的应用过程中,在任意两个当前厚度的差值均小于厚度差阈值的情况下,即使在相同的聚焦深度下对待刻蚀层位于不同待刻蚀区域上的部分进行刻蚀,也能够保证待刻蚀层位于所有待刻蚀区域的部分均恰好被刻穿。而在至少两个当前厚度的差值大于或等于厚度差阈值的情况下,则需要分别在不同的聚焦深度下对不同的待刻蚀区域进行刻蚀。基于此,控制单元根据厚度差阈值和任意两个当前厚度的差值之间的大小关系控制传送单元将刻蚀要求不同的待刻蚀对象分别传送至第一激光刻蚀单元或第二激光刻蚀单元进行处理,从而可以节省对聚焦深度要求较低的待刻蚀对象的不同待刻蚀区域进行刻蚀前聚焦深度的调整时间,提高量产时的刻蚀速率。
例如:当待刻蚀对象为第二基底、且第二基底包括的钝化层位于第一区域和第二区域上的部分的厚度不同的情况下,若钝化层位于第一区域和第二区域上的部分的厚度差小于厚度差阈值的情况下,控制单元控制传送单元将第二基底传送至第二激光刻蚀单元处,由第二激光刻蚀单元在相同的聚焦深度下对钝化层位于第一区域和第二区域上的部分进行图案化处理,形成第一电极窗口第二电极窗口。相反的,若钝化层位于第一区域和第二区域上的部分的厚度差大于或等于厚度差阈值的情况下,控制单元控制传送单元将第二基底传送至第一激光刻蚀单元处,由第一激光刻蚀单元分别在第三聚焦深度和第四聚焦深度下对钝化层位于第一区域和第二区域上的部分进行第一图案化处理和第二图案化处理,形成上述第一电极窗口第二电极窗口。
可以理解的是,若实际应用场景对待刻蚀层位于不同待刻蚀区域的刻蚀精度要求较高,则上述厚度差阈值越小。相反的,若实际应用场景对待刻蚀层位于不同待刻蚀区域的刻蚀精度要求较低,则上述厚度差阈值越大。基于此,上述厚度差阈值的大小可以根据实际应用场景中对待刻蚀层位于不同待刻蚀区域内的部分的刻蚀精度要求来设置。例如:上述厚度差阈值的取值范围可以为3nm至50nm。
对于上述传送单元来说,该传送单元可以为皮带传送单元、链板传送单元、滚筒传送单元或机械手传送单元等任一具有传送功能的单元。其中,以传送单元为皮带传送单元为例进行说明,如图17所示,上述传送单元26可以包括皮带传送线、以及与皮带传送线所包括的主动轮连接的驱动电机。该驱动电机与控制单元23通信连接,用于在控制单元23的控制下驱动皮带传送线工作。
对于上述第二激光刻蚀单元来说,第二激光刻蚀单元可以为任一能够通过发射的激光对待刻蚀对象进行刻蚀的单元。例如:第二激光刻蚀单元可以仅包括前文所述的载物台和激光发射组件。
在以上的描述中,对于各层的构图、刻蚀等技术细节并没有做出详细的说明。但是本领域技术人员应当理解,可以通过各种技术手段,来形成所需形状的层、区域等。另外,为了形成同一结构,本领域技术人员还可以设计出与以上描述的方法并不完全相同的方法。另外,尽管在以上分别描述了各实施例,但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。
以上对本公开的实施例进行了描述。但是,这些实施例仅仅是为了说明的目的,而并非为了限制本公开的范围。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围,本领域技术人员可以做出多种替代和修改,这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。

Claims (20)

1.一种太阳能电池的制造方法,其特征在于,包括:
提供一第一基底;所述第一基底包括半导体基板和第一掺杂半导体材料层;所述半导体基板具有相对的第一面和第二面;所述第二面具有交替间隔设置的第一区域和第二区域、以及介于所述第一区域和所述第二区域之间的第三区域;所述第一掺杂半导体材料层覆盖在所述第二面上;
利用同一激光刻蚀设备,在第一聚焦深度下至少去除所述第一掺杂半导体材料层位于所述第二区域上的部分,以及在第二聚焦深度下并在所述第三区域上形成相对于所述第一区域的表面和所述第二区域的表面均向内凹入的第一凹入;所述第二聚焦深度大于所述第一聚焦深度。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,所述利用同一激光刻蚀设备,在第一聚焦深度下至少去除所述第一掺杂半导体材料层位于所述第二区域上的部分,以及在第二聚焦深度下并在所述第三区域上形成相对于所述第一区域的表面和所述第二区域的表面均向内凹入的第一凹入包括:
利用同一所述激光刻蚀设备并在所述第一聚焦深度下,至少去除所述第一掺杂半导体材料层位于所述第二区域上的部分;
将同一所述激光刻蚀设备的聚焦深度由所述第一聚焦深度调整为所述第二聚焦深度;
利用同一所述激光刻蚀设备并在所述第二聚焦深度下,在所述第三区域上形成所述第一凹入。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,所述利用激光刻蚀设备并在第一聚焦深度下,至少去除所述第一掺杂半导体材料层位于所述第二区域上的部分为:
利用激光刻蚀设备并在所述第一聚焦深度下,仅去除所述第一掺杂半导体材料层位于所述第二区域上的部分;或,利用激光刻蚀设备并在所述第一聚焦深度下,去除所述第一掺杂半导体材料层位于所述第二区域上的部分,以及去除部分所述半导体基板位于所述第二区域的部分,以在所述第二区域上形成相对于所述第一区域的表面向内凹入的第二凹入,所述第二凹入的深度小于所述第一凹入的深度;
所述利用同一所述激光刻蚀设备并在所述第二聚焦深度下,在所述第三区域上所述第一凹入为:
利用同一所述激光刻蚀设备并在所述第二聚焦深度下,去除所述第一掺杂半导体材料层位于所述第三区域上的部分,以及去除部分所述半导体基板位于所述第三区域的部分,以形成所述第一凹入。
4.根据权利要求2所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,所述利用激光刻蚀设备并在第一聚焦深度下,至少去除所述第一掺杂半导体材料层位于所述第二区域上的部分为:
利用激光刻蚀设备并在所述第一聚焦深度下,仅去除所述第一掺杂半导体材料层位于所述第二区域和所述第三区域上的部分;或,利用激光刻蚀设备并在所述第一聚焦深度下,去除所述第一掺杂半导体材料层位于所述第二区域和所述第三区域上的部分,以及去除部分所述半导体基板位于所述第二区域和所述第三区域的部分,以所述第二区域和第三区域上分别形成相对于所述第一区域的表面向内凹入的第二凹入;所述第二凹入的深度小于所述第一凹入的深度;
所述利用同一所述激光刻蚀设备并在所述第二聚焦深度下,在所述第三区域上所述第一凹入为:
利用同一所述激光刻蚀设备并在所述第二聚焦深度下,去除部分所述半导体基板位于所述第三区域的部分,以形成所述第一凹入。
5.根据权利要求3或4所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,形成所述第一凹入时,所述太阳能电池的制造方法还包括:向所述激光刻蚀设备内通入氧化性气体,以在所述第一凹入的底部形成氧化层;和/或,
形成所述第二凹入时,所述太阳能电池的制造方法还包括:向所述激光刻蚀设备内通入氧化性气体,以在所述第二凹入的底部形成氧化层。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,所述利用同一激光刻蚀设备,在第一聚焦深度下至少去除所述第一掺杂半导体材料层位于所述第二区域上的部分,以及在第二聚焦深度下并在所述第三区域上形成相对于所述第一区域的表面和所述第二区域的表面均向内凹入的第一凹入包括:
利用同一所述激光刻蚀设备并在所述第二聚焦深度下,去除所述第一掺杂半导体材料层位于所述第三区域上的部分,以及在所述第三区域上形成所述第一凹入;
将同一所述激光刻蚀设备的聚焦深度由所述第二聚焦深度调整为所述第一聚焦深度;
利用同一所述激光刻蚀设备并在所述第一聚焦深度下,至少去除所述第一掺杂半导体材料层位于所述第二区域上的部分。
7.一种太阳能电池的制造方法,其特征在于,包括:
提供一第二基底;所述第二基底包括半导体基板、以及覆盖在半导体基板一面上的钝化层;所述半导体基板靠近所述钝化层的一面具有交替间隔设置的第一区域和第二区域;所述钝化层位于所述第一区域上的部分与所述钝化层位于所述第二区域上的部分的内表面之间具有高度差,和/或,所述钝化层位于所述第一区域上的部分与所述钝化层位于所述第二区域上的部分的外表面之间具有高度差;
利用激光刻蚀设备并在第三聚焦深度下,对所述钝化层位于所述第一区域上的部分进行第一图案化处理,获得第一电极窗口;
将同一所述激光刻蚀设备的聚焦深度由所述第三聚焦深度调整为第四聚焦深度;所述第四聚焦深度不同于所述第三聚焦深度;
利用同一所述激光刻蚀设备并在所述第四聚焦深度下,对所述钝化层位于所述第二区域上的部分进行第二图案化处理,获得第二电极窗口。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,所述第二基底还包括第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层;所述第一掺杂半导体层形成在所述第一区域上,所述第二掺杂半导体层形成在所述第二区域上,所述第一掺杂半导体层和所述第二掺杂半导体层的导电类型相反;所述钝化层覆盖在所述第一掺杂半导体层和所述第二掺杂半导体层上。
9.根据权利要求7或8所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,所述钝化层位于所述第一区域上的部分与所述钝化层位于所述第二区域上的部分的厚度不同。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,若所述钝化层位于所述第一区域上的部分的厚度大于所述钝化层位于所述第二区域上的部分的厚度,则所述第三聚焦深度大于所述第四聚焦深度;
若所述钝化层位于所述第一区域上的部分的厚度小于所述钝化层位于所述第二区域上的部分的厚度,则所述第三聚焦深度小于所述第四聚焦深度。
11.根据权利要求7或8所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,所述钝化层位于所述第一区域上的部分与所述钝化层位于所述第二区域上的部分的厚度相同。
12.根据权利要求11所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,若所述第二区域的表面相对于所述第一区域的表面向内凹入,则所述第三聚焦深度小于所述第四聚焦深度;
若所述第一区域的表面相对于所述第二区域的表面向内凹入,则所述第三聚焦深度大于所述第四聚焦深度。
13.一种激光刻蚀设备,其特征在于,包括:第一激光刻蚀单元、以及与所述第一激光刻蚀单元通信连接的控制单元;所述控制单元用于至少根据刻蚀方案控制同一所述第一激光刻蚀单元在不同的聚焦深度下对同一待刻蚀对象具有的不同待刻蚀区域进行刻蚀。
14.根据权利要求13所述的激光刻蚀设备,其特征在于,所述第一激光刻蚀单元包括:载物台、激光发射组件和升降调节组件;
所述载物台用于承载并固定所述待刻蚀对象;所述激光发射组件设置在所述载物台的上方,所述激光发射组件用于向相应所述待刻蚀区域发射激光;所述升降调节组件与所述载物台和/或所述激光发射组件固定连接,所述升降调节组件用于调整激光发射组件与相应所述待刻蚀区域之间的距离;
所述控制单元分别与所述激光发射单元和所述升降调节单元通信连接;所述控制单元用于根据所述刻蚀方案控制所述升降调节单元将所述激光发射组件与相应所述待刻蚀区域之间的距离调整为目标距离,并在调整后控制所述激光发射组件工作。
15.根据权利要求14所述的激光刻蚀设备,其特征在于,所述控制单元包括:计时器和控制器;
所述控制器分别与所述计时器、所述激光发射组件和所述升降调节组件通信连接;所述控制器用于在驱动所述激光发射组件向相应所述待刻蚀区域发射激光时控制所述计时器进行计时,获取当前刻蚀时间;
所述控制器还用于在所述当前刻蚀时间等于相应目标刻蚀时间后驱动所述升降调节组件工作。
16.根据权利要求14或15所述的激光刻蚀设备,其特征在于,所述升降调节组件包括:驱动件和位置检测件;所述驱动件和所述位置检测件分别与所述控制单元通信连接;
所述驱动件设置在所述载物台背离所述待刻蚀对象的一侧;所述驱动件用于使所述载物台沿着靠近或远离所述激光发射组件的方向运动;
所述位置检测件用于检测所述载物台的当前位置;
所述控制单元用于根据所述刻蚀方案和所述当前位置控制所述驱动件驱动所述载物台运动,以使所述载物台位于目标位置。
17.根据权利要求13~15任一项所述的激光刻蚀设备,其特征在于,所述待刻蚀对象包括待刻蚀层;所述待刻蚀层位于不同所述待刻蚀区域的部分的厚度不同;
所述激光刻蚀设备还包括与所述控制单元通信连接的测量单元;所述测量单元用于测量所述待刻蚀层位于不同所述待刻蚀区域的部分的当前厚度,并将所述当前厚度发送给所述控制单元;
所述控制单元还用于根据所述刻蚀方案和所述当前厚度,控制所述第一激光刻蚀单元在相应所述聚焦深度下对每一所述待刻蚀区域进行刻蚀。
18.根据权利要求17所述的激光刻蚀设备,其特征在于,所述刻蚀方案包括第一预设关系,所述第一预设关系为每一所述当前厚度与相应聚焦深度之间的对应关系。
19.根据权利要求18所述的激光刻蚀设备,其特征在于,所述刻蚀方案还包括厚度差阈值;
所述激光刻蚀设备还包括第二激光刻蚀单元和传送单元;所述传送单元用于对所述待刻蚀对象进行传送;所述第二激光刻蚀单元用于在相同的聚焦深度下对所述待刻蚀对象具有的不同待刻蚀区域进行刻蚀;
所述控制单元分别与所述第二激光刻蚀单元和所述传送单元通信连接;所述控制单元还用于在任意两个所述当前厚度的差值均小于所述厚度差阈值的情况下,控制所述传送单元将所述待刻蚀对象传送至所述第二激光刻蚀单元;所述控制单元还用于在至少两个所述当前厚度的差值大于或等于所述厚度差阈值的情况下,控制所述传送单元将所述待刻蚀对象传送至所述第一激光刻蚀单元。
20.根据权利要求13~15任一项所述的激光刻蚀设备,其特征在于,所述刻蚀方案包括第二预设关系,所述第二预设关系为每一所述待刻蚀区域对应的预刻蚀深度与相应所述聚焦深度之间的对应关系。
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GR01 Patent grant
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