[发明专利]具有局部背接触的太阳能电池的制造方法

说明书

本发明涉及具有局部背接触的太阳能电池的制造方法。

本发明的方法可应用于多种制造方案，例如，PERC（发射极和背面钝化电池）、PERL（钝化发射极和背面局部扩散）或IBC（交指型背接触）型太阳能电池。

对于所有的这些太阳能电池，晶片表面的背面上良好的钝化特性是强制性的，以便减少复合损耗。

在PERC技术中，例如，太阳能电池的背面包括由电介质层和金属层制作的反射涂层。电介质层提供前述的钝化。该电介质层被局部打开以允许体硅（bulk silicon）与随后沉积的金属层之间的接触。

在硅太阳能电池中，最广泛采用的电介质层是氢化氮化硅（SiNx:H）。该层显示固有的净正电荷，对p型基板的情况产生寄生的发射极层（也称为反型层），其在产生金属接触之后是造成复合增加的原因。

因此，在p型硅PERC太阳能电池中，用于背侧的标准钝化叠层由氧化硅（SiO2）和SiNx:H制造，以降低此效应。

近来，已经报告了采用氧化铝（AlOx）层用于钝化p型硅太阳能电池的背侧。这些AlOx层显示为具有固有负电荷，其防止在p型硅上产生寄生发射极且有助于场效应钝化。

另外，在电介质层中制造局部开口的通常方法是借助于激光烧蚀，其完全穿透钝化叠层。

然而，显示这样的情况：SiO2和SiNx钝化层的激光烧蚀会熔化下层硅表面，诱发损害。可能产生各种类型的激光诱导损害，例如，开口周围的电介质层中的分层或裂缝、硅的熔化、开口周围电介质层的过热。这些损害诱使钝化性能的降低。

而且，显示这样的情况：AlOx/SiNx钝化层中引起的损害可修改AlOx层中的电荷，因此诱使场效应钝化的减小且导致对太阳能电池性能有害的寄生发射极层的产生。

根据本领域的普通知识，SiO2或AlOx的激光烧蚀必须完全完成以改善性能。这是由于这样的事实：假设SiOx/SiNx叠层中发生部分烧蚀（partialablation），由于部分烧蚀诱使太阳能电池串联电阻的增加而使太阳能面板的性能降低。

体现这样的现有技术的文件是“Laser ablation of SIO2/SINX and ALOX/SINX backside passivation stacks for advanced cell architectures.”In:26^th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition–EU-PVSEC.2011.pp.2180-2183;(5-9September2011;Hamburg,Germany)。

该文章特别是§4中教导通过完全无损的激光烧蚀达到最佳条件。

完全激光烧蚀已经应用于SiO2/SiNx和AlOx/SiNx层。假设是AlOx/SiNx层，结果显示预期的较低性能，由于AlOx相比于SiO2的较好钝化特性。甚至观察到起泡效应。

本发明旨在至少部分地减轻上述的不足。

为此目的，本发明提出了具有局部背接触的太阳能电池的制造方法，该局部背接触包括至少两层的电介质叠层，所述至少两层的电介质叠层至少包括与p型硅层接触的AlOx的第一电介质层和沉积在第一电介质层上的第二电介质层，其特征在于该方法包括在电介质叠层中形成至少一个局部开口（partial opening）的步骤，在局部开口的位置至少部分保留前述第一电介质层。

由于该工艺，由激光束引起的损坏，例如局部加热和分层，仅发生在第二电介质层，第一电介质层至少部分地被保护，并且下层的体硅完全被保护。

另外，尽管通常认为激光烧蚀必须是完全的以不增加太阳能电池的串联电阻，但是观察到对于AlOx部分激光烧蚀的太阳能电池的性能相对于完全激光烧蚀的太阳能电池的性能甚至提高了。

另外，电介质层具有钝化特性。因此，在开口周围保持良好的钝化质量，与电介质层完全烧蚀的电池相比，其有助于改善短路电流（Jsc）、开路电压（Voc），特别是输出。

根据单独或组合的其它特性：

-在电介质叠层中形成至少一个局部开口的步骤包括激光烧蚀步骤，

-烧蚀步骤采用脉冲激光（其脉冲持续时间小于几个纳秒）执行，

-第一电介质层显示允许场效应钝化的负电荷，

-第一电介质层在烧蚀后具有至少几个单层的厚度，

-第二电介质层由SiNx制成，

-烧蚀步骤采用激光执行，该激光在UV区域辐射，更具体地在355nm周围辐射。