[发明专利]场效应叉指背接触光伏器件及其形成方法

说明书

相关申请信息

本申请与共同受让的且共同未决的、于2011年2月23日提交的序列号为13/032,866的美国专利申请有关，该美国专利申请的全文通过引用的方式并入本申请中。

技术领域

本发明涉及光伏器件，更具体而言涉及提高效率的叉指接触结构。

背景技术

对于通过在太阳能电池的背面既形成发射极（emitter）也形成背面场（BSF）来增大太阳能电池的短路电流（J_sc）（并且因此提高效率），叉指背接触（IBC）太阳能电池结构受到关注。这允许太阳光以最小的遮挡损失从正面进入。在异质结太阳能电池中，发射极叠层（stack）可以由电池正面的氢化非晶Si（a-Si:H）构成，而同质结太阳能电池中的发射极由晶体Si构成。

IBC异质结太阳能电池需要包括构图的（patterned）发射极，并且BSF非晶Si叠层需要适当地对准。这增加了制造的复杂性，并且因此增加了制造成本。此外，如果采用光刻来对第一叠层进行构图，则难以在不损伤第一叠层的情况下，在沉积第二叠层之前去除光刻导致的残留物、蚀刻和/或去除对衬底表面的等离子体蚀刻损伤。因此，光刻和蚀刻的使用会损害衬底与第二叠层之间的界面，并且因此损害太阳能电池性能。此外，难以在不损伤第一叠层的情况下进行对第二叠层的构图，这是因为用于蚀刻第二叠层的干法或湿法蚀刻工艺通常可以以相当的蚀刻速率蚀刻第一叠层。

发明内容

一种形成光伏器件的方法包括：在衬底上对电介质层进行构图，以形成在形状之间具有本地间隔（local spacing）并且在形状组之间具有远程间隔（remote spacing）的构图的电介质，以及在所述构图的电介质之上沉积掺杂的外延层，使得在所述外延层的与所述衬底接触的部分中发生选择性的晶体生长（crystalline growth）并且在所述外延层的与所述构图的电介质接触的部分中发生非晶体（noncrystalline growth）生长。在所述构图的电介质的所述本地间隔之上形成第一金属接触，并且在所述远程间隔之上形成第二金属接触。使用所述第一和第二金属接触作为蚀刻掩膜蚀刻所述非晶体生长的暴露部分，从而形成交替的叉指发射极和背接触叠层。

另一种形成光伏器件的方法包括：在衬底上对电介质层进行构图，以形成在形状之间具有本地间隔并且在形状组之间具有远程间隔的构图的电介质，在所述构图的电介质之上沉积掺杂的外延层，使得在所述外延层的与所述衬底接触的部分中发生选择性的晶体生长并且在所述外延层的与所述构图的电介质接触的部分中发生非晶体生长；在所述掺杂的外延层之上沉积掺杂的非晶体层；在所述远程间隔之上形成第一金属接触；以及根据所述第一金属接触蚀刻所述掺杂的非晶层；在所述构图的电介质的所述本地间隔之上形成第二金属接触；使用所述第一和第二金属接触作为蚀刻掩膜蚀刻所述非晶体生长的暴露部分，从而形成交替的叉指发射极和背接触叠层。

一种光伏器件包括构图的电介质，所述构图的电介质形成在衬底上并且具有形状之间的本地间隔以及形状组之间的远程间隔。掺杂的外延层形成在所述构图的电介质之上，所述掺杂的外延层包括在所述掺杂的外延层的与所述衬底接触的部分中的选择性晶体生长并且包括在所述掺杂的外延层的与所述构图的电介质接触的部分中的非晶体生长。第一金属接触形成在所述构图的电介质的所述本地间隔之上，并且第二金属接触形成在所述远程间隔之上，从而形成交替的叉指发射极和背接触叠层。

另一种光伏器件包括构图的电介质，所述构图的电介质形成在衬底上并且具有形状之间的本地间隔以及形状组之间的远程间隔。掺杂的外延层形成在所述构图的电介质之上，包括在所述掺杂的外延层的与所述衬底接触的部分中的选择性晶体生长并且包括在所述掺杂的外延层的与所述构图的电介质接触的部分中的非晶体生长。掺杂的非晶体层形成在所述掺杂的外延层之上。第一金属接触形成在所述远程间隔之上，并且第二金属接触形成在所述构图的电介质的所述本地间隔之上，从而形成交替的叉指发射极和背接触叠层。

通过下文中对其示例性实施例的详细描述，这些和其它特征及优点将变得显而易见，所述详细描述要结合附图进行阅读。

附图说明

本公开将参考以下附图在对优选实施例的以下描述中提供细节，在附图中：

图1A是根据本发明原理具有形成的并且构图的正面钝化/ARC层和背面电介质层的衬底的横截面视图；

图1B是根据本发明原理具有形成在背面电介质层上的掺杂的外延层的图1A的结构的横截面视图；