[发明专利]用于生产具有纹理化正面的太阳能电池的方法及相应的太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及用于生产具有纹理化正面的太阳能电池的方法。本发明还涉及可以用该方法生产的太阳能电池。

背景技术

太阳能电池通常是基于诸如例如硅晶片的半导体衬底产生的，并且该电池在使用时朝向太阳的该衬底的正面经常被纹理化。这种情况下的纹理化应被理解为指的是故意偏离该正面的平坦实现。例如，可以利用所谓纹理化蚀刻方法对该正面进行蚀刻，在这种方式下，小的锥体留在该表面上。以这种方式纹理化的表面可以具有比未纹理化的表面小的反射，从而更多射到该正面的光进入太阳能电池衬底，由此可以增加太阳能电池的效率。

US2004/0259335A1描述一种太阳能电池和用于生产这种太阳能电池的方法，其中正面被掩膜，并且背面被回蚀刻。

然而，已经观察到，例如由于传统上在太阳能电池的情况下实现纹理的方法，经常需要接受可不利地影响可能实现的效率的某些缺点。

发明内容

因此，寻求一种用于生产太阳能电池的方法，在该方法中，特别可以减小由在太阳能电池的表面处形成纹理而导致的不利影响。特别地，与类似地设置有表面纹理的太阳能电池相比，提高了效率。此外，还关注于提出尽可能简单的生产方法，通过该方法可以实现积极的效果而不需要额外的复杂方法步骤，并且优选该方法与传统的太阳能电池的工业生产中使用的处理步骤兼容。

这可以通过根据独立权利要求的生产方法和太阳能电池来实现。在独立权利要求中描述了优选实施例。

根据本发明的第一方面，描述一种用于生产太阳能电池的方法。该方法包括：提供太阳能电池衬底；在所述太阳能电池衬底的正面处或正面上以及背面处或背面上形成纹理；对所述太阳能电池衬底的所述正面施加蚀刻阻挡层；以及通过在各向同性地作用的蚀刻溶液中蚀刻，使所述太阳能电池衬底的所述背面上的纹理平滑。

另外，可以基于以下经验考虑本发明的各方面：在例如基于硅晶片的太阳能电池的生产中，通常通过利用纹理蚀刻溶液进行蚀刻使晶片表面纹理化，以实现正面反射降低。传统上，在此情况下，晶片通常完全浸在纹理蚀刻溶液中，使得晶片的正面和背面都被纹理化。在该纹理蚀刻期间，晶片表面的一部分被蚀刻掉，由于纹理蚀刻溶液的各向异性作用，该蚀刻处理是以典型地留下高度在几微米范围内的小锥体的方式完成的。这些锥体产生倾斜的侧面，入射光可以在这些侧面上多次反射，由于所谓的光陷阱，反射降低。而这在太阳能电池的正面上是希望的，以使反射最小化，已经确认，在太阳能电池的背面上这种锥体的锐利边缘可能具有不利的影响。

本文描述一种用于生产太阳能电池的方法，该方法可以防止太阳能电池背面上的纹理的锐利边缘。为此，提出了通过在各向同性地作用的蚀刻溶液中进行蚀刻，使预先在太阳能电池衬底的背面上实现的纹理在后来平滑化。在此情况下，该各向同性地作用的蚀刻溶液可以在所有方向上以相同的程度蚀刻太阳能电池衬底的材料，即，没有优先的蚀刻方向。这种情况下的“平滑化”可被理解为指的是，预先实现的具有棱角的，即，有刃的结构，诸如例如锥体结构的纹理在后来通过在包含酸的蚀刻溶液中进行蚀刻而被圆润化。因此，在平滑化之后，该纹理结构的边缘不再具有成角度相互接合的平坦表面，而是以一定的曲率半径逐渐相互接合。在此情况下，该曲率半径可以例如是各纹理单位，如原始纹理结构的各锥体，的尺寸的量级，或者大于该尺寸，即，在0.1至10μm的范围内。

已经发现，纹理化的背面被平滑化的太阳能电池可以具有增加的背面反射。这可以具有从正面透入到太阳能电池衬底中的光更好地在背面处反射的结果，因此该光留在太阳能电池衬底内而不是显现在背面处。这特别是对于在背面上不具有例如涂敷的金属层形式的单独背面反射器的太阳能电池的情况可能是有益的，并且特别是对于长波波长的情况下提高量子效率可能是有帮助的。

此外，已经发现，与具有锐利边缘的纹理化背面相比，平滑化的背面，特别是如果覆盖有用于表面钝化目的的电介质层，则具有较低的表面再结合。因此，由于由纹理的平滑化导致的太阳能电池的背面的表面形态的变化，这两种效果都可以导致以所提出的方式生产的太阳能电池的效率提高。