CN115552639A - 用于生产具有钝化接触结构的硅太阳能电池的起始材料的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于生产具有钝化接触结构的硅太阳能电池的起始材料的方法和系统。

Description

用于生产具有钝化接触结构的硅太阳能电池的起始材料的方 法和系统
技术领域
本发明涉及一种用于生产具有钝化接触结构的硅太阳能电池的起始材料的方法以及机器。
背景技术
具有所谓“钝化接触结构”的晶体硅太阳能电池需要在太阳能电池的至少一侧的薄氧化物层(所谓的“隧穿氧化物层”)上形成高掺杂多晶硅层。硅层可以非晶态沉积。通过随后的退火工艺，非晶硅可转换成多晶态。对于太阳能电池的功能，利用来自第3主族(p型)或第5主族(n型)的元素对此硅层进行高掺杂是必要的。另外，对于一些电池概念，目的也在于通过更强的扩散来掺杂在隧穿氧化物层正下方的硅基底材料区域。由此实现的所谓前表面场或背表面场另外减少了电荷载流子在硅隧穿氧化物界面处的再组合。
迄今为止，有必要例如通过LPCVD(低压化学气相沉积)来沉积掺杂硅层，以便产生高掺杂钝化接触结构。由于LPCVD不允许唯独在一侧涂覆基板，因此太阳能电池的相反侧通常也掺杂有错误极性。这是不期望的，并且必须从一开始就通过施加保护掩模来防止，或者必须随后再次去除前侧的掺杂。在热步骤期间的过低掺杂的问题和掺杂分布不可独立调整的问题可通过使用可在一侧使用的溅射工艺选择性地在一侧施加第一层和第二层并且通过选择性地调整掺杂剂源的浓度和扩散阻挡层的扩散特性来解决。
WO 2018/102852 A1描述一种用于制造硅太阳能电池的工艺，其中通过所谓的阴极溅射在氧化物覆盖的硅基板上沉积掺杂非晶硅层，其中所述硅层随后在退火工艺中转换成期望多晶硅。
掺杂本征非晶硅膜(a-Si:H)是众所周知的，并且例如可通过利用掺杂硅靶溅射来实现，其中此层特别用于异质结太阳能电池(参见例如,X.Zhang等人,Characterizationof Sputtering Deposited Amorphous Silicon Films for Silicon HeterojunctionSolar Cells,2016IEEE第43届Photovoltaic Specialists Conference,Portland,OR,2016,第73-76页)。当通过溅射以此方式沉积非晶硅层时，所述层的掺杂剂浓度取决于靶材料的掺杂剂浓度。作为靶材料的硅通常在熔化冶金工艺中生产，并且由于在从熔化结晶期间的偏析，允许在硼的情况下至多5x1020cm-3或在磷的情况下至多5x1019cm-3的仅有限的掺杂剂浓度。
例如，可通过共溅射硅和掺杂剂来实现溅射层中的较高的掺杂剂浓度，如例如WO2018/102852 A1中所描述。替代地，也可在包含作为气体的掺杂剂的大气中溅射硅(所谓的反应溅射)。然而，这两种变体对于工业应用来说并不理想，特别是对于n掺杂(磷)，因为一方面，缺少用于共溅射磷的高掺杂材料，并且另一方面，包含P或B(单磷烷、乙硼烷)的气体对于反应工艺是高毒性的。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于生产具有钝化接触结构的硅太阳能电池的起始材料的方法以及机器，由此可以高效和适合于工业应用的方式实现掺杂剂的必要起始浓度。
通过如权利要求1所述的方法和如权利要求21所述的机器来实现此目的。
因此，本发明涉及一种用于生产具有钝化接触结构的硅太阳能电池的起始材料的方法，其中首先提供具有隧穿氧化物层的硅晶片。随后，利用至少一个第一非晶硅层涂覆隧穿氧化物层。优选地通过阴极溅射来执行此涂覆。随后，利用包含掺杂剂的至少一个第二层涂覆此第一非晶硅层。也优选地通过阴极溅射来执行第二层的施加。然后使所涂覆的硅晶片或层的叠堆在至少700℃的温度下退火。
换言之，根据本发明的方法通过另外施加包含足够浓度的掺杂剂的层来实现期望高掺杂。在必须用于使非晶硅层再结晶的后续热步骤期间，来自掺杂层的高浓度掺杂剂可扩散到第一非晶硅层和/或隧穿氧化物层下方的硅基底材料的下层界面区域中。因此，在这两个区域中都生成了足够高的p或n电导率。
与现有技术中常用的后掺杂方法(例如，利用POCl3)相比，根据本发明的方法具有以下优点：
-无有毒工艺气体
-使用简单熔炉的可能性
-单侧工艺
-在一个机器中进行层沉积、掺杂以及任选的退火
因此，借助可良好控制并且在工业上广泛使用的溅射工艺，本发明使得能够应用单独适配电池特性并且包含足够掺杂剂的层系统。因此，在随后的退火步骤中，可将非晶沉积的硅层转换成期望多晶态，并且可在无需另外的处理步骤的情况下使硅层中和氧化物层下方的硅基板中的掺杂剂分布适配。
可以常规方式执行为硅晶片提供隧穿氧化物层。例如，为硅晶片提供隧穿氧化物层可包括：湿化学生成隧穿氧化物层或通过等离子体工艺在硅晶片上生成它。优选地，隧穿氧化物层包括SiO2层或由SiO2层组成。优选地，通过湿化学工艺或等离子体工艺，硅晶片的近表面区域被氧化，这导致SiO2隧穿氧化物层的形成。隧穿氧化物层的厚度优选地为0.5nm至10nm，并且更优选地为1.0nm至2.0nm。当湿化学生成隧穿氧化物层时，同一湿化学机还可用于在生成隧穿氧化物层之前湿化学清洗硅晶片的表面。当使用等离子体工艺时，此步骤可集成到溅射机中。
第一非晶硅层优选地由本征硅和/或掺杂硅组成，其中第一层中的掺杂剂浓度应低于第二层中的掺杂剂浓度，以便通过由此实现的梯度致使掺杂剂扩散。可通过阴极溅射以已知的方式将本征硅和/或掺杂硅施加到隧穿氧化物层。层厚度优选地介于1nm与100nm之间。第一层要求高纯度，因此第一层中的杂质原子的浓度应大大低于第二层中的掺杂剂浓度。
包含掺杂剂的第二层优选地包含以下材料中的一者或其组合：掺杂有来自第3或第5主族的元素或与所述元素以较高浓度混合的硅或氧化硅，优选地是磷硅酸盐玻璃或硼硅酸盐玻璃；来自第3或第5主族的作为纯物质或呈氧化物形式的元素。优选地，来自第3或第5主族的元素占整个第二层的比例为至少0.5mol％、更优选地至少1mol％、甚至更优选地至少5mol％，并且特别优选地至少10mol％。垂直于表面，第二层不必是均匀的，但例如也可具有掺杂剂的浓度梯度。此外，第二层还可由例如或多或少包含(或根本不包含)掺杂剂的两个或更多个子层组成。
第二层的厚度优选地介于10nm与1μm之间，更优选地介于50nm与200nm之间。
换言之，根据本发明，可借助阴极溅射来沉积重p或n掺杂含硅层作为掺杂剂源，进而将其施加到覆盖有氧化物层的硅基板。掺杂层可由一个或多个未掺杂单独层和一个或多个高掺杂单独层组成。就这一点而言，所有硅层都可通过阴极溅射来沉积。在随后的退火工艺中，足够的掺杂剂因此可扩散到未掺杂硅层中和氧化物层下方的基底材料中。因此，可生产具有高掺杂剂含量或高电荷载流子选择性的晶体硅太阳能电池的钝化接触结构。
另外的掺杂剂层例如以纯物质(例如，硼)、掺杂剂氧化物(例如，氧化硼)、掺杂硅(例如，Si:B或Si:P)或掺杂氧化硅(例如，掺杂石英、硼玻璃或磷玻璃)的形式施加。低掺杂或非掺杂(本征)硅基层可位于高掺杂层的上方和下方两者。换言之，根据本发明，第一层和第二层还可互换。此外，还可根据本发明生产第一层和第二层的多叠堆。
如已经提及的，掺杂有来自第3或第5主族的元素的硅或氧化硅是用于第二层的特别优选的材料。磷硅酸盐玻璃或硼硅酸盐玻璃特别适合于此目的，因为这些玻璃可包含浓度至多40％的掺杂剂。此类靶可通过熔化、烧结或喷涂来生产。
根据其在非晶或多晶硅层下方还是上方进行沉积，磷硅酸盐或硼硅酸盐玻璃层除了其作为掺杂剂源的功能之外还可同时承担其他功能。在隧穿氧化物层与硅层之间，高掺杂玻璃层可增强隧穿氧化物，从而使其温度稳定。当在硅层上方沉积磷硅酸盐或硼硅酸盐玻璃层时，预期的掺杂剂分布可通过玻璃层的厚度、密度和掺杂剂浓度来定制。在此位置中，掺杂氧化物层还可承担钝化层和/或用于控制稍后例如通过丝网印刷施加的金属浆料的扩散特性以便接触掺杂第二层或第三层的层的另外的功能。
可凭借氧化物层、硅层和掺杂层的组合，通过调整掺杂剂浓度和扩散特性(层的厚度和密度)来实现：在仅一个随后的热过程步骤中，不仅生产高掺杂多晶层，而且还独立地选择性地调整隧穿氧化物上方和/或下方的期望掺杂剂分布。因此，通过仅三个过程步骤可生成具有可调整掺杂剂分布的钝化接触结构。理想地，此热过程步骤还可同时用于通过金属浆料来接触掺杂Si层(第二层或第三层)。
优选地，在同一阴极溅射机中施加第一层和第二层，由此制造过程变得特别简单并且有成本效益。理想地，还通过等离子体工艺在同一机器中沉积隧穿氧化物。
除了通过掺杂剂扩散和掺杂剂电激活到硅晶格中以生产高掺杂硅层之外，退火步骤优选地还导致第一非晶硅层转换成掺杂多晶硅层，并且任选地掺杂有第二层的掺杂剂的硅层在隧穿氧化物层正下方形成在硅晶片中，其中跨所述硅层的掺杂剂浓度比跨多晶硅层的掺杂剂浓度优选地降低至少两个数量级，即，在(进入硅晶片中的)掺杂硅层的下端处的掺杂剂浓度优选地为多晶硅层的掺杂剂浓度的至多1％。优选地，此掺杂剂梯度在隧穿氧化物以下形成在从隧穿氧化物层延伸到隧穿氧化物层下方最大50nm、优选地延伸到隧穿氧化物层下方最大30nm的区域中。通过退火步骤的温度和时间来调整此区域的大小以及掺杂剂浓度的降低。通过热扩散进行过重掺杂会增加缺陷的数量，过轻掺杂会增加隧穿氧化物的界面处的再组合。随后，掺杂多晶硅层中和/或掺杂硅层的近隧穿氧化物区域中的电活性掺杂剂浓度在p掺杂的情况下为至少1x1020cm-3并且在n掺杂的情况下为至少5x1019cm-3。
根据本发明的方法可包括用于生产具有钝化接触结构的硅太阳能电池的起始材料和/或用于生产这种硅太阳能电池的另外的过程步骤。例如，可在相反侧生产经典的扩散发射极。
因此，根据本发明的方法优选地包括以下步骤：通过阴极溅射利用包含掺杂剂的至少一个第三层涂覆硅晶片的与隧穿氧化物层相反的侧面。优选地，第三层包含以下材料中的一者或其组合：掺杂有来自第3或第5主族的元素的硅或氧化硅，优选地是磷硅酸盐玻璃或硼硅酸盐玻璃；来自第3或第5主族的作为纯物质或呈氧化物形式的元素。优选地，第二层和第三层相反地掺杂，使得例如第二层的材料掺杂有来自第3主族的元素，并且第三层的材料掺杂有来自第5主族的元素，或反之亦然，使得一个掺杂层形成与同样掺杂的硅晶片结合的p-n结(发射极)，并且另一个相反地掺杂层形成用于对与发射极相反的晶片侧的场钝化的表面场。根据电池结构，掺杂层直接在(例如作为扩散发射极的)晶片表面上或在作为钝化接触结构的隧穿氧化物层上形成发射极或场钝化是可能的。
掺杂发射极的形成也通过退火步骤来实现。换言之，退火步骤优选地导致掺杂有第三层的掺杂剂的硅层在第三层下方形成在硅晶片中。在每种情况下，术语“下方”并不意味着从顶部到底部的空间布置(这将取决于层的叠堆的取向)。相反，它指的是与第三层直接相邻的硅晶片的区域。
替代地，也可为起始材料或硅太阳能电池在两侧提供钝化接触结构。因此，优选的是，为硅晶片在两侧提供隧穿氧化物层，并且所述方法还包括：通过阴极溅射利用至少一个第一非晶硅层涂覆两个隧穿氧化物层中的每一个，以及通过阴极溅射利用包含掺杂剂的至少一个第二层涂覆两个第一层中的每一个。在本情况下，隧穿氧化物层、第一层和第二层的前述优选特征当然分别适用于两侧的层。例如，退火工艺优选地导致两侧的第一非晶硅层中的每一个同时转换成掺杂多晶硅层，并且/或者掺杂硅层在隧穿氧化物层中的每一个下方同时形成在硅晶片中。
优选地，第二层和/或第三层可涂覆有包含氮化物和/或氧化物、优选地富氢氮化硅的富氢覆盖层。典型层包含4at％至40at％的氢。由于所有工艺的总热平衡，通过热处理期间的扩散来降低这个百分比，并且扩散氢可用于晶体缺陷的化学钝化。
如已经变得清楚，可借助由扩散阻挡层、氧化物层、掺杂剂层和硅层的不同组合组成的层系统应用根据本发明的方法来掺杂太阳能电池的具有相反极性的相反表面。因此，还可通过在硅基板的相反表面上的合适的层系统来生成在两侧具有掺杂剂分布可选择性调整的、不同极性的钝化接触结构或在一侧具有钝化接触结构并具有相反扩散发射极的电池。通过调整层的叠堆的掺杂剂浓度和扩散特性，在单个退火步骤中在太阳能电池的前侧和背侧两者形成期望结构是可能的。
与现今常用的工艺相比，电池制造工艺可通过在两侧应用前述过程步骤中的两个或三个以及随后应用钝化层来大大简化，因为一方面，若干层沉积工艺可组合在一个机器中，并且另一方面，由于溅射工艺而可能只在一侧进行涂覆，并且因此可免除另外的掩蔽或清洗步骤，并且形成多晶硅层所需的退火工艺可在无有毒掺杂剂的情况下以简化的方式执行。
尽管在WO 2018/102852 A1中描述的硅和掺杂剂的共溅射也使得能够在单个制造步骤中生产对应掺杂层，但出于起初描述的原因，这是不利的。此外，根据本发明的方法允许比通过共溅射可能产生的情况更好地控制和调整掺杂剂浓度以及尤其是掺杂剂梯度。关于后者，WO 2018/102852 A1还提及了脉冲沉积的可能性，其中掺杂剂的沉积被中断。然而，这仅在静态沉积的情况下是可能的，这在工业批量生产的背景下是不可行的。相比之下，本发明的方法允许在连续过程中进行涂覆，其中待涂覆的硅晶片相对于溅射阴极以优选恒定速度移动(或反之亦然)。优选地，此相对运动是晶片的线性运动。然而，其他形式的运动(诸如例如沿着弯曲路径的旋转或运动)也是可能的。在这种连续过程中，通过分开的溅射阴极执行利用第一层和第二层进行的涂覆，所述溅射阴极彼此间隔开，并且通过所述溅射阴极首先(在机器中的晶片的第一位置处)施加非晶硅并且随后(在机器中的晶片的第二位置处)施加掺杂剂。换言之，在分开的过程步骤中施加所述两个层(彼此局部分开)，一方面，这允许在连续过程中进行连续生产，并且另一方面，这允许对每个单独过程步骤的更好控制。因此，优选的是，硅晶片在利用第一层和第二层进行两次涂覆期间以及在两次涂覆之间优选地以恒定速度移动。此速度例如可介于1m/min与3m/min之间。
为了在连续过程中进行生产，连续列优选地由优选地在工艺空间的一部分中的多个基板载体(所谓的“载体”)形成。晶片支撑在其上的基本上直接相邻的基板载体的此列以恒定速度在溅射阴极下穿过，由此可高效地利用涂覆，因为例如在连续的晶片之间未损失涂覆材料。在根据本发明利用层进行涂覆之后，列优选地再次分解，即，分成单独的基板载体(或基板载体组)，因为这简化了它们的去除。
本发明还涉及一种用于基于用于生产硅太阳能电池的起始材料的上述方法来生产硅太阳能电池的方法。这种用于生产具有钝化接触结构的硅太阳能电池的方法还包括将金属触点施加到背表面并且将金属触点施加在起始材料的前表面上的步骤。如本领域技术人员已知，为此可需要另外的步骤，诸如例如，在涂覆第二层或第三层之后清洗和/或蚀刻表面，以便为施加金属触点创造条件。对金属触点的施加通常通过丝网印刷来执行，并且通常还需要退火或焙烧步骤。替代地，通过PVD施加的透明导电氧化物或金属也可用作接触层。
本发明还涉及一种用于生产具有钝化接触结构的硅太阳能电池的起始材料的机器。所述机器包括第一阴极溅射单元，所述第一阴极溅射单元被适配为利用至少一个第一非晶硅层涂覆基板。此外，所述机器包括第二阴极溅射单元，所述第二阴极溅射单元被适配为利用包含掺杂剂的至少一个第二层涂覆第一层。就这一点而言，第一阴极溅射装置和第二阴极溅射装置集成在机器的共同真空工艺段中。任选地，还提供了退火单元，所述退火单元被适配为使涂覆有第一层和第二层的基板在至少700℃的温度下退火。此退火单元可以是根据本发明的机器的整体部件，或者替代地可作为可通过工艺段连接到机器的其余部分或可与其完全分开的分开单元提供。
第一阴极溅射单元和第二阴极溅射单元可以是常规阴极溅射单元。阴极溅射单元包括例如平面磁控管或管状磁控管作为线性涂覆源，由合适的材料制成的溅射靶结合到所述阴极溅射单元中并在于等离子体中进行阴极溅射工艺期间去除。利用特定第一层或第二层进行涂覆的合适性主要起因于阴极溅射单元的相应靶。此外，阴极溅射单元优选地被配置成使得溅射损伤(即，沉积材料中或其下的缺陷量)较低。这可通过诸如使用活性阳极或相对强且平衡的磁体配置的措施来实现。因此，第二阴极溅射单元的靶优选地包含以下材料中的一者或其组合：掺杂有来自第3或第5主族的元素的硅或氧化硅，优选地是磷硅酸盐玻璃或硼硅酸盐玻璃；来自第3或第5主族的作为纯物质或呈氧化物形式的元素。来自第3或第5主族的元素的比例优选地为至少0.5mol％、更优选地至少1mol％、甚至更优选地至少5mol％，并且特别优选地至少10mol％。
第一阴极溅射单元的靶优选地由硅组成，其中第一靶的纯度应明显优于第二层或第三层的靶的掺杂度。
优选地，第一阴极溅射装置和第二阴极溅射装置沿着工艺段彼此间隔开，使得在两个阴极之间不存在视线。这可借助空间距离和屏幕来实现。通常，平面溅射阴极具有在基板的移动方向上介于8cm与20cm之间的宽度，并且管状溅射阴极具有8cm至20cm的外径。在阴极的在基板的移动方向上的空间端之间，还必须仍存在至少几毫米的暗空间距离(即，无放电空间)。因此，优选的是阴极的外侧相距彼此至少10cm的空间距离，并且特别优选的是至少30cm的空间距离。
根据本发明，还可提供第三阴极溅射单元，所述第三阴极溅射单元被适配为利用包含掺杂剂的至少一个第三层在与第一层相反的侧面涂覆基板。优选地，第一阴极溅射装置、第二阴极溅射装置和第三阴极溅射装置集成在机器的共同真空工艺段中。优选地，所述机器包括用于传送基板的机构，其中优选地，第一阴极溅射单元和第二阴极溅射单元布置在基板传送单元的一侧上，并且第三阴极溅射单元设置在传送单元的相反侧。
第三阴极溅射单元的靶优选地包含以下材料中的一者或其组合：掺杂有来自第3或第5主族的元素的硅或氧化硅，优选地是磷硅酸盐玻璃或硼硅酸盐玻璃；来自第3或第5主族的作为纯物质或呈氧化物形式的元素。在此上下文中，第二靶和第三靶的材料优选地相反地掺杂。
作为此第三阴极溅射单元的替代方案，根据本发明的机器还可包括第三阴极溅射单元，所述第三阴极溅射单元被适配为利用至少一个第一非晶硅层在与第一层相反的侧面上涂覆基板。此外，可提供第四阴极溅射单元，所述第四阴极溅射单元被适配为利用包含掺杂剂的至少一个第二层涂覆第一层。优选地，第一阴极溅射装置、第二阴极溅射装置、第三阴极溅射装置和第四阴极溅射装置集成在机器的共同真空工艺段中。第三阴极溅射单元和第四阴极溅射单元的靶优选地包括第一阴极溅射单元和第二阴极溅射单元的靶的前述材料。此外，对于本实施例也是如此：优选地，第一阴极溅射单元和第二阴极溅射单元布置在基板传送装置的第一侧，并且第三阴极溅射单元和第四阴极溅射单元布置在基板传送装置的相反侧。
优选地，所述机器包括另外的上游阴极溅射单元，通过所述上游阴极溅射单元，借助含氧工艺气体(例如，O2、CO2)从含硅溅射靶施加隧穿氧化物层。由于含氧气体，这个另外的阴极溅射单元然后优选地通过气体分离与第一阴极溅射单元和第二阴极溅射单元分开。替代地，所述机器可包括等离子体单元，所述等离子体单元被适配为通过等离子体工艺清洗硅晶片并且/或者为硅晶片提供隧穿氧化物层。替代地，所述机器还可包括上游湿化学单元，所述上游湿化学单元被适配为通过湿化学工艺为硅晶片提供隧穿氧化物层。
本发明允许多晶钝化接触结构的组合生成和掺杂分布的选择性调整，并因此允许用于生产具有钝化接触结构的电池的极大缩短的工艺流程。迄今为止，有必要例如通过LPCVD(低压化学气相沉积)来沉积掺杂硅层，以便产生高掺杂钝化接触结构。由于LPCVD不允许唯独在一侧涂覆基板，因此太阳能电池的相反侧通常也掺杂有错误极性。这是不期望的，并且必须从一开始就通过施加保护掩模来防止，或者必须随后再次去除前侧的掺杂。在热步骤期间的过低掺杂的问题和掺杂分布不可独立调整的问题可通过使用可在一侧使用的溅射工艺选择性地在一侧施加第一层和第二层并且通过选择性地调整掺杂剂源的浓度和扩散阻挡层的扩散特性来解决。由于合适的层系统，根据本发明的方法甚至可应用于具有不同极性和扩散率的太阳能电池的两侧。
溅射的另外优点是所述方法的易操作和可控性以及有毒气体的脱离。
特别地，根据本发明的方法使得能够在单个机器中的两个连续工艺中应用硅层和另外的掺杂源两者。因此，在随后的热步骤中在施加的硅层的一侧实现掺杂是可能的。通过溅射工艺，可在一侧施加硅层和例如磷硅酸盐或硼硅酸盐玻璃层两者。通过选择层厚度和靶材料中的掺杂剂的浓度，可精确地调整掺杂剂浓度。
典型的扩散温度范围为700℃至1100℃。界面氧化物的选择例如确定温度稳定性，其中较小的氧化物厚度导致退火期间的较低稳定性。通过与另外的氧化物层的组合，甚至可稳定热不稳定的湿化学隧穿氧化物。对掺杂分布的调整可借助不同极性的合适的层系统在共同退火步骤中在太阳能电池的相反侧执行。
掺杂层厚度的增加或通过溅射沉积的另外的所谓封盖层可支撑将掺杂剂定向扩散到硅层中并且/或者减少将它扩散到环境中。此外，由此可将(另外的)氢源应用于界面的钝化。
如果需要，当作为最后一层施加时，磷硅酸盐或硼硅酸盐玻璃掺杂剂层也可用作钝化层。
在太阳能电池的前侧和背侧两者的所有溅射工艺可在单个溅射机中进行。
电池的两侧的扩散特性可通过不同层系统来调整，使得热分布在两侧实现期望掺杂剂分布。
如上文已经陈述，可在硅层上方或下方提供掺杂剂层。换言之，根据本发明，第一层和第二层的位置可互换。如上文还已经陈述，可为硅晶片在一侧提供p掺杂层并且在相反侧提供n掺杂层。此外，可为电池在两侧提供钝化接触结构，或者在一侧提供钝化接触结构并且在另一侧提供经典扩散发射极。
附图说明
以下将参考附图更详细地描述本发明的优选实施例，在附图中：
图1示出穿过根据本发明的优选实施例的具有选择性电荷载流子、多晶硅接触结构的太阳能电池的横截面；
图2示出穿过根据本发明的另一个优选实施例的具有选择性电荷载流子、多晶硅接触结构的太阳能电池的横截面；
图3示出穿过根据本发明的优选实施例的在退火步骤之前的具有钝化接触结构的硅太阳能电池的起始材料的横截面；
图4示出在退火步骤之后的根据图3的起始材料；
图5示出根据本发明的优选实施例的在退火步骤之前的具有钝化接触结构的硅太阳能电池的起始材料；
图6示出根据第一变体的在退火步骤之后的根据图5的起始材料；
图7示出根据第二变体的在退火步骤之后的根据图5的起始材料；
图8示出根据本发明的另一个优选实施例的在退火步骤之前的具有钝化接触结构的硅太阳能电池的起始材料；
图9示出根据第一变体的在退火步骤之后的根据图8的起始材料；
图10示出根据第二变体的在退火步骤之后的根据图8的起始材料；
图11示出根据第三变体的在退火步骤之后的根据图8的起始材料；
图12示出根据本发明的另一个优选实施例的具有钝化接触结构的硅太阳能电池的起始材料；
图13示出根据本发明的另一个优选实施例的具有钝化接触结构的硅太阳能电池的起始材料；
图14示出根据本发明的另一个优选实施例的具有钝化接触结构的硅太阳能电池的起始材料；
图15示出根据本发明的另一个优选实施例的具有钝化接触结构的硅太阳能电池的起始材料；
图16示出根据本发明的另一个优选实施例的具有钝化接触结构的硅太阳能电池的起始材料；
图17示出根据本发明的另一个优选实施例的具有钝化接触结构的硅太阳能电池的起始材料；
图18示出根据本发明的另一个优选实施例的具有钝化接触结构的硅太阳能电池的起始材料；
图19示出根据本发明的另一个优选实施例的具有钝化接触结构的硅太阳能电池的起始材料；
图20示出根据本发明的另一个优选实施例的具有钝化接触结构的硅太阳能电池的起始材料；
图21示出根据本发明的另一个优选实施例的具有钝化接触结构的硅太阳能电池的起始材料；
图22示出根据本发明的另一个优选实施例的具有钝化接触结构的硅太阳能电池的起始材料；
图23示出根据本发明的优选实施例的用于生产具有钝化接触结构的硅太阳能电池的起始材料的机器的示意图；
图24示出根据本发明的优选实施例的用于生产具有钝化接触结构的硅太阳能电池的起始材料的机器的示意图；
图25示出根据本发明的优选实施例的用于生产具有钝化接触结构的硅太阳能电池的起始材料的机器的示意图；
图26示出根据本发明的优选实施例的用于生产具有钝化接触结构的硅太阳能电池的起始材料的机器的示意图；
图27示出根据本发明的优选实施例的用于生产具有钝化接触结构的硅太阳能电池的起始材料的机器的示意图；
图28示出根据本发明的优选实施例的用于生产具有钝化接触结构的硅太阳能电池的起始材料的机器的示意图；
图29示出根据本发明的优选实施例的用于生产具有钝化接触结构的硅太阳能电池的起始材料的机器的示意图；并且
图30示出根据本发明的优选实施例的用于生产具有钝化接触结构的硅太阳能电池的起始材料的机器的示意图。
具体实施方式
图1和图2展示与WO 2018/102852 A1的图1所示的那些类似的穿过具有钝化接触结构的硅太阳能电池的横截面。在图1中，p掺杂硅晶片5a设置有n+扩散层8a和SiNx层9。后者被前侧的金属触点21穿透。晶片5a的背侧上存在SiOx隧穿氧化物层6以及在其上布置背侧的金属触点20的p+掺杂多晶硅层101a。
图2示出具有n掺杂硅晶片5b、p+扩散层8b和n+掺杂多晶硅层101b的类似电池。
如已经详细解释，本发明的目的是提供一种用于生产具有钝化接触结构的这种硅太阳能电池的起始材料的改进方法，借助所述方法可以简单的方式实现相应的高掺杂剂浓度。
根据本发明，为此提供具有隧穿氧化物层6的硅晶片5(参见图3)，并且隧穿氧化物层6通过阴极溅射涂覆有至少一个第一非晶硅层1。然后第一层1通过阴极溅射涂覆有包含掺杂剂的至少一个第二层2。这两种涂覆工艺的结果可在图3中的示意性横截面视图中看到。隧穿氧化物层6优选地由SiO2组成并且优选地具有介于0.5nm与10nm之间的厚度。第一非晶硅层1优选地由本征硅和/或掺杂硅组成并且优选地具有介于1nm与100nm之间的厚度。第二层2优选地包含以下材料中的一者或其组合：掺杂有来自第3或第5主族的元素的硅或氧化硅，优选地是磷硅酸盐玻璃或硼硅酸盐玻璃；来自第3或第5主族的作为纯物质或呈氧化物形式的元素。
根据本发明，使所涂覆的硅晶片5(包括层1、2和6以及在适用的情况下的另外的层)在至少700℃的温度下退火。此退火步骤优选地致使包含在第二层2中的掺杂剂扩散到相邻的第一非晶硅层1中，并且任选地穿过隧穿氧化物层6扩散到与隧穿氧化物层6直接相邻的硅晶片5的区域中。换言之，退火步骤优选地致使第一非晶硅层1转换成掺杂多晶硅层101(参见图4)，并且任选地掺杂有第二层2的掺杂剂的硅层7在隧穿氧化物层6以下形成在硅晶片5中。
在图4中示意性地示出这种退火步骤的结果的示例，其中同样掺杂有第二层2的掺杂剂的硅层7在隧穿氧化物层6以下形成在硅晶片5中。
优选地，掺杂多晶硅层101中的掺杂剂浓度在p掺杂的情况下为至少1x1020cm-3并且在n掺杂的情况下为至少5x1019cm-3。第二层2(参见图3)在退火步骤之后由附图标记102(参见图4)表示，因为其掺杂剂浓度可由于掺杂剂扩散到层101和7中而与其在退火步骤之前的状态相比降低。层6、101和102在退火步骤之后的厚度与层6、1和2在退火步骤之前的厚度基本上相同。掺杂有第二层2的掺杂剂的硅层7优选地具有介于50nm与200nm之间的厚度。
此外，根据本发明，硅晶片5的与隧穿氧化物层6相反的侧面可涂覆有包含掺杂剂的至少一个第三层3。利用第三层3进行此涂覆也优选地在上述的退火步骤之前执行。涂覆的结果在图5中示意性地示出。
类似于第二层2的材料，第三层3可包含以下材料中的一者或其组合：掺杂有来自第3或第5主族的元素的硅或氧化硅，优选地是磷硅酸盐玻璃或硼硅酸盐玻璃；来自第3或第5主族的作为纯物质或呈氧化物形式的元素，其中第二层2和第三层3优选地相反地掺杂。这导致类似于图1和图2的对应n掺杂层和p掺杂层。
根据单独层的厚度、掺杂剂浓度和扩散特性以及在退火期间选择的参数，使根据图5的层序列退火可导致根据图6的起始材料或根据图7的替代起始材料。在两种情况下，退火工艺导致掺杂有第三层3的掺杂剂的硅层8在第三层3、103下方形成在硅晶片5中。在两种情况下，退火工艺还导致第一非晶硅层1转化成掺杂多晶硅层101。根据来自第二层2的掺杂剂是否穿过隧穿氧化物层6扩散到与其相邻的硅晶片5中，退火步骤可另外导致掺杂有来自第二层2的掺杂剂的硅层7在隧穿氧化物层6以下形成在硅晶片5中。后者替代方案在图7中示出。
根据图5至图7的层序列例如可用作在一侧具有钝化接触结构并且在另一侧具有经典扩散发射极的硅太阳能电池的起始材料。替代地，根据本发明的方法也可用于生产在两侧具有钝化接触结构的硅太阳能电池的起始材料。
为此，优选地提供在两侧具有对应的隧穿氧化物层6的硅晶片5(参见图8)。随后，两个隧穿氧化物层6中的每一个涂覆有至少一个第一非晶硅的层1并且两个第一层1中的每一个涂覆有包含掺杂剂的至少一个第二层2。这些涂覆工艺的结果在图8中示意性地展示。
然后，使此层的叠堆在至少700℃的温度下退火，与上文的陈述类似，这导致第一非晶硅的层1中的每一个在两侧转换成掺杂多晶硅层101。此转换在共同退火步骤的过程中基本上同时进行。
这种退火步骤的结果再次在图9中示意性地示出。然而，类似于上文的陈述，当退火过程导致掺杂硅层7在两个隧穿氧化物层6中的一个(参见图10)或每一个(参见图11)以下形成在硅晶片5中时，具有对应于图10和图11的层序列的起始材料也可通过退火步骤来实现。
还优选的是，第二层2和/或第三层3涂覆有包含氮化物和/或氧化物、优选地富氢氮化硅的富氢覆盖层9。在图12至图22中，如上文已经论述的根据本发明的起始材料的优选实施例在具有一个或两个此类覆盖层9的每种情况下示意性地展示。图12至图22示出每种情况下的退火步骤之后的起始材料，使得在每种情况下，覆盖层9在退火步骤之后在第二层102和/或第三层103上。
图23至图30示意性地展示根据本发明的用于生产具有钝化接触结构的硅太阳能电池的起始材料的机器的优选实施例。如图23所示，这种机器包括第一阴极溅射单元11，所述第一阴极溅射单元被适配为利用至少一个第一非晶硅层涂覆至少一个基板10。所述机器还包括第二溅射单元12，所述第二溅射单元被适配为利用包含掺杂剂的至少一个第二层涂覆第一层。第一阴极溅射装置11和第二阴极溅射装置12集成在机器的由双箭头象征的共同真空工艺段中。
任选地，可提供退火单元15(参见图24)，所述退火单元被适配为使涂覆有第一层和第二层的基板在至少700℃的温度下退火。退火单元15可集成在同一真空工艺段中(如图24示意性地展示)或表示分开的模块(参见图25)。
所述机器还可包括上游湿化学单元16(参见图26)，所述上游湿化学单元被适配为通过湿化学工艺为硅晶片提供隧穿氧化物层。此湿化学单元16可以是分开的模块，所述湿化学单元通过工艺段连接到根据图27的真空工艺段或形成完全分开的单元。
替代地，可提供等离子体单元17(参见图28)，所述等离子体单元被适配为通过等离子体工艺为硅晶片提供隧穿氧化物层。等离子体单元17与第一阴极溅射装置11和第二阴极溅射装置12一起可集成在机器的也由图28中的双箭头象征的共同真空工艺段中。替代地，等离子体单元17也可形成分开的模块。
所述机器还可包括第三阴极溅射单元13，所述第三阴极溅射单元被适配为利用包含掺杂剂的至少一个第三层在与第一层相反的侧面涂覆基板。第一阴极溅射装置11、第二阴极溅射装置12和第三阴极溅射装置13优选地集成在机器的共同真空工艺段中，如图29示意性地展示。
替代地，所述机器可包括：第三阴极溅射单元13，所述第三阴极溅射单元被适配为利用至少一个第一非晶硅层在与第一层相反的侧面涂覆基板；以及第四阴极溅射单元14，所述第四阴极溅射单元被适配为利用包含掺杂剂的至少一个第二层涂覆第一层。如图30可见，第一阴极溅射装置11、第二阴极溅射装置12、第三阴极溅射装置13和第四阴极溅射装置14优选地集成在机器的再次象征性地由双箭头表示的共同真空工艺段中。
以下将详细描述根据本发明的方法的具体实施例。
起始点是具有以下特性的硅晶片：具有10Ohm*cm的典型电导率的p型单晶晶片材料。在使用例如RCA或具有酸性或碱性介质(例如，KOH/H2O2)的替代工业清洗工艺湿化学清洗晶片之后，晶片的至少前侧经受湿化学碱性纹理化(例如，使用KOH和添加剂，例如CellTex)。随后，在升高的温度下，在具有含臭氧的溶液的浴中，仅在晶片的背侧生成厚度为大约1.4nm的隧穿氧化物。
然后用第一非晶硅层涂覆硅晶片的隧穿氧化物层。为此，使用了来自SINGULUSTECHNOLOGIES AG公司的GENERIS型卧式溅射机，其中每个基板载体至多64个晶片以大约1m/min至3m/min的恒定线性速度输送通过包括一个或多个线性涂覆源、例如具有平面或圆柱形磁控管的抽空工艺区。典型的工艺条件是：溅射压力/气体：8x10-3毫巴/氩，晶片温度：200℃，溅射靶：具有5N纯度的平面Si溅射靶，电激励：功率密度为3W/cm2的DC。
由此形成的第一非晶硅层具有20nm的厚度。随后，在同一溅射机中将层厚度为100nm的第二层施加到第一层。溅射靶是磷掺杂>1％的平面磷硅酸盐玻璃。
在随后的退火步骤中，在熔炉中，电激活和掺杂扩散以及同时非晶硅层到多晶硅层的转换在800℃至850℃下在N2惰性气体下持续<30分钟。
随后，任选地后清洗(HF浸泡)前侧，然后利用大约10nm AlOx进行涂覆，并且然后利用厚度为80nm的SiN:H层分别覆盖两侧(前侧和背侧上的退火层)。根据典型的PERC太阳能电池配方，在大约400℃的基板温度下，在同样是来自SINGULUS TECHNOLOGIES AG公司的GENERIS型的PECVD机器中执行这些涂覆。对于经典的PERC太阳能电池，AlOx+SiN:H层系统被施加到背侧(此处被施加在纹理化的前侧)。为此，必须对层厚度以及气体比(对于SiN:H，为SiH4:NH3；以及对于AlOx，为TMAL+Ar+N2O)做出调整。用于此CVD工艺的等离子体源以13.56MHz感应地驱动并线性地布置。
如已经提及的，本发明使得能够例如通过前述来自SINGULUS TECHNOLOGIES AG公司的GENERIS型溅射机在连续过程的范围内生产。
为此，晶片位于凹坑中的基板载体上，通常每个载体30个至80个晶片，这取决于晶片的大小(典型的方形晶片大小：M0-G12(156mm至210mm)，典型的圆形晶片尺寸：1英寸至300mm)。在低接触/无接触夹具的情况下，这些基板载体通常加载在空气(无尘外壳)中。
随后，将单独的载体(或载体组)引入所谓的加载互锁腔室中。在引入一个或多个载体之后，将此腔室从1,000毫巴抽空至约1毫巴。此处的典型循环时间(包括上下或左右(flap)移动、抽空、一个或多个载体的输送、液泛(flooding)、紧接的一个或多个载体的输送)为25s至120s。任选地，多级加载互锁也可用于引入，即，通过也在循环模式下运行但其中真空从大约1毫巴降至例如10-4毫巴的另外的腔室进行扩展。
任选地，晶片然后通过等离子体中的激励气体(间接地在涉及晶片的腔室或原子/离子源处通过DC辉光或RF偏压)经受清洗工艺。
为了在连续过程中进行另外的生产，然后由多个基板载体形成连续列，如上文已经解释。此列的形成在所谓的扩展腔室(此为工艺空间的一部分)中进行。晶片支撑在其上的基本上直接相邻的基板载体的此列以恒定速度在溅射阴极下穿过，由此可高效地利用涂覆，因为例如在连续的晶片之间未损失涂覆材料。
溅射工艺中使用的阴极可包括作为溅射靶的平面靶或管状靶。以下参数优选地用于溅射工艺中：
涂覆宽度： >600mm、更佳地>1,000mm
功率： 平面靶：>3W/cm2、优选地>5W/cm2
管状靶：>6kW/m、优选地>10kW/m
工艺的基本压力： <5x10-5毫巴、更佳地<10-6毫巴
任选地： 冷阱以冻结水
工艺的工作压力： 10-4毫巴至10-2毫巴
加热的工艺区： 加热器使得基板温度能够为至少200℃、更佳地为>400℃
如果隧穿氧化物层也通过溅射(晶片的顶侧和/或底侧)施加，则根据本发明的涂覆序列是：
-用于沉积隧穿氧化物(例如，SiO2)的一个或多个溅射源
-由于含氧气体的气体分离
-用于沉积本征材料(例如，a-Si:H)的一个或多个溅射源
-用于沉积高掺杂材料(例如，a-Si:P)的一个或多个溅射源
优选地，首先在顶部和底部处施加隧穿氧化物，然后进行气体分离，随后在顶部和底部处施加其他层。对于所有涂覆，载体以连续列穿过连续加工机器。
在根据本发明利用层进行涂覆之后，列再次分解，即，分成单独的基板载体(或基板载体组)，因为这简化了它们的去除。
然后与引入类似或相反地进行去除，以在载体的返回输送之前或之后进行卸载。

Claims (31)

1.一种用于生产具有钝化接触结构的硅太阳能电池的起始材料的方法，包括：
为硅晶片(5)提供隧穿氧化物层(6)；
通过阴极溅射利用至少一个第一非晶硅层(1)涂覆所述隧穿氧化物层(6)；
通过阴极溅射利用包含掺杂剂的至少一个第二层(2)涂覆所述第一层(1)；以及
使所涂覆的硅晶片在至少700℃的温度下退火。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述隧穿氧化物层(6)包括具有0.5nm至10nm的厚度、优选地1.0nm至2.0nm的厚度的SiO2层。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述第一层(1)由本征硅和/或掺杂硅组成。
4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第二层(2)包含以下材料中的一者或其组合：掺杂有来自第3或第5主族的元素的硅或氧化硅，优选地是磷硅酸盐玻璃或硼硅酸盐玻璃；来自所述第3或所述第5主族的作为纯物质或呈氧化物形式的元素。
5.如权利要求4所述的方法，其中来自所述第3或所述第5主族的所述元素占所述第二层(2)的比例为至少0.5mol％、优选地至少1mol％、更优选地至少5mol％、特别优选地至少10mol％。
6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第二层(2)具有介于10nm与1μm之间、更优选地介于50nm与200nm之间的厚度。
7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述为硅晶片(5)提供隧穿氧化物层(6)包括：湿化学生成所述隧穿氧化物层(6)或通过等离子体工艺在所述硅晶片(5)上生成所述隧穿氧化物层。
8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中在同一阴极溅射机中施加所述第一层(1)和所述第二层(2)。
9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述退火步骤导致所述第一非晶硅层(1)转换成掺杂多晶硅层(101)。
10.如权利要求9所述的方法，其中掺杂有所述第二层(2)的所述掺杂剂的硅层(7)在所述隧穿氧化物层(6)正下方形成在所述硅晶片(5)中，并且其中跨所述硅层(7)的掺杂剂浓度比跨所述多晶硅层(101)的掺杂剂浓度优选地降低至少两个数量级。
11.如权利要求10所述的方法，其中掺杂有所述第二层(2)的所述掺杂剂的所述硅层(7)优选地唯独在从所述隧穿氧化物层(6)延伸到所述隧穿氧化物层(6)下方最大50nm、优选地延伸到所述隧穿氧化物层(6)下方最大30nm的区域中形成。
12.如权利要求9至11中任一项所述的方法，其中所述掺杂多晶硅层(101)中的所述电活性掺杂剂浓度在p掺杂的情况下为至少1x 1020cm-3并且在n掺杂的情况下为至少5x1019cm-3。
13.如前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括：
通过阴极溅射利用包含掺杂剂的至少一个第三层(3)涂覆所述硅晶片(5)的与所述隧穿氧化物层(6)相反的侧面。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述第三层(3)包含以下材料中的一者或其组合：掺杂有来自所述第3或所述第5主族的元素的硅或氧化硅，优选地是磷硅酸盐玻璃或硼硅酸盐玻璃；来自所述第3或所述第5主族的作为纯物质或呈氧化物形式的元素，其中所述第二层(2)和所述第三层(3)优选地相反地掺杂。
15.如权利要求13或14所述的方法，其中所述退火步骤导致掺杂有所述第三层(3)的所述掺杂剂的硅层(8)在所述第三层(3)下方形成在所述硅晶片(5)中。
16.如权利要求1至12中任一项所述的方法，其中为所述硅晶片(5)在两侧提供隧穿氧化物层(6)，并且其中所述方法包括：
通过阴极溅射利用至少一个第一非晶硅层(1)涂覆所述两个隧穿氧化物层(6)中的每一个；
通过阴极溅射利用包含掺杂剂的至少一个第二层(2)涂覆所述两个第一层(1)中的每一个。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述退火步骤导致两侧的所述第一非晶硅层(1)中的每一个同时转换成掺杂多晶硅层(101)。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述退火步骤导致掺杂有所述第二层(2)的所述掺杂剂的硅层(7)在所述隧穿氧化物层(6)正下方和正上方形成，并且其中跨所述硅层(7)的所述掺杂剂浓度比跨所述多晶硅层(101)的所述掺杂剂浓度优选地降低至少两个数量级。
19.如权利要求17或18所述的方法，其中掺杂有所述第二层(2)的所述掺杂剂的所述硅层(7)优选地唯独在从所述隧穿氧化物层(6)延伸到所述隧穿氧化物层(6)下方和上方最大50nm、优选地延伸到所述隧穿氧化物层(6)下方和上方最大30nm的区域中形成。
20.如前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括：
利用包含氮化物和/或氧化物、优选地富氢氮化硅和/或氧化铝的富氢覆盖层(9)涂覆所述第二层(2)和/或所述第三层(3)。
21.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述硅晶片在利用所述第一层和所述第二层进行所述两次涂覆期间以及在所述两次涂覆之间优选地以恒定速度移动。
22.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述为硅晶片(5)提供隧穿氧化物层(6)包括：通过阴极溅射利用所述隧穿氧化物层(6)涂覆所述硅晶片(5)。
23.如权利要求22所述的方法，其中所述硅晶片在利用所述第一层和所述第二层进行所述两次涂覆期间以及在利用所述隧穿氧化物层进行所述涂覆期间优选地以恒定速度移动。
24.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述生产在连续过程中进行。
25.一种用于生产具有钝化接触结构的硅太阳能电池的起始材料的机器，包括：
第一阴极溅射单元(11)，所述第一阴极溅射单元被适配为利用至少一个第一非晶硅层涂覆基板；
第二阴极溅射单元(12)，所述第二阴极溅射单元被适配为利用包含掺杂剂的至少一个第二层涂覆所述第一层；以及
任选地退火单元(15)，所述退火单元被适配为使涂覆有所述第一层和所述第二层的所述基板在至少700℃的温度下退火；
其中所述第一阴极溅射装置和所述第二阴极溅射装置(11、12)集成在所述机器的共同真空工艺段中。
26.如权利要求25所述的机器，其中所述第一阴极溅射装置和所述第二阴极溅射装置(11、12)沿着所述工艺段彼此间隔开。
27.如权利要求26所述的机器，其中所述第一阴极溅射装置和所述第二阴极溅射装置(11、12)的阴极的外侧之间的距离为至少10cm、优选地至少30cm。
28.如权利要求25、26或27所述的机器，进一步包括：上游湿化学单元(16)，所述上游湿化学单元被适配为通过湿化学工艺为硅晶片提供隧穿氧化物层；或者等离子体单元(17)，所述等离子体单元被适配为通过等离子体工艺为硅晶片提供隧穿氧化物层。
29.如权利要求25至28中任一项所述的机器，进一步包括：
另外的阴极溅射单元，所述另外的阴极溅射单元被适配为利用隧穿氧化物层涂覆所述硅晶片；其中所述第一阴极溅射装置、所述第二阴极溅射装置和所述另外的阴极溅射装置集成在所述机器的共同真空工艺段中。
30.如权利要求25至29中任一项所述的机器，进一步包括：
第三阴极溅射单元(13)，所述第三阴极溅射单元被适配为利用包含掺杂剂的至少一个第三层在与所述第一层相反的侧面涂覆所述基板；
其中所述第一阴极溅射装置、所述第二阴极溅射装置和所述第三阴极溅射装置(11、12、13)集成在所述机器的共同真空工艺段中。
31.如权利要求25至30中任一项所述的机器，进一步包括：
第三阴极溅射单元(13)，所述第三阴极溅射单元被适配为利用至少一个第一非晶硅层在与所述第一层相反的所述侧面涂覆所述基板；以及
第四阴极溅射单元(14)，所述第四阴极溅射单元被适配为利用包含掺杂剂的至少一个第二层涂覆所述第一层；
其中所述第一阴极溅射装置、所述第二阴极溅射装置、所述第三阴极溅射装置和所述第四阴极溅射装置(11、12、13、14)集成在所述机器的共同真空工艺段中。
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