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太陽能電池制造方法、用該方法制造的太陽能電池和襯底座

761   編輯:中冶有色技術(shù)網(wǎng)   來源:梅耶博格(德國)股份有限公司  
2024-02-22 11:20:23
權(quán)利要求書: 1.一種太陽能電池(1)的制造方法,該太陽能電池具有異質(zhì)結(jié)、針對光入射設(shè)置的前側(cè)(15)和與所述前側(cè)(15)對置的背側(cè)(16),其中該方法具有以下步驟:?提供第一傳導(dǎo)類型的晶體半導(dǎo)體襯底(2);

?在所述半導(dǎo)體襯底(2)的前側(cè)表面上形成至少一個第一無定形納晶和/或微晶半導(dǎo)體層或半導(dǎo)體層組(3,5),或是在形成與所述第一傳導(dǎo)類型相反的第二傳導(dǎo)類型的前側(cè)發(fā)射極情況下,或是在形成所述第一傳導(dǎo)類型的前側(cè)表面區(qū)位的情況下;

?在所述半導(dǎo)體襯底(2)的背側(cè)背面上形成至少一個第二無定形納晶和/或微晶半導(dǎo)體層或半導(dǎo)體層組(4,6),或是在形成所述第一傳導(dǎo)類型的背側(cè)表面區(qū)位情況下,或是在形成所述第二傳導(dǎo)類型的背側(cè)發(fā)射極情況下;

?在所述前側(cè)發(fā)射極或所述前側(cè)表面區(qū)位上形成至少一個導(dǎo)電透明的前側(cè)電極層(7),并且在所述背側(cè)表面區(qū)位或所述背側(cè)發(fā)射極上形成至少一個導(dǎo)電透明的背側(cè)電極層(8);

?形成前側(cè)金屬接觸層格柵結(jié)構(gòu)(9)以導(dǎo)電接觸所述前側(cè)發(fā)射極或所述前側(cè)表面區(qū)位;

?在形成所述前側(cè)金屬接觸層格柵結(jié)構(gòu)(9)之后,在前側(cè)上PECD沉積非導(dǎo)電的透明介電前側(cè)覆層(11);和?在所述背側(cè)電極層(8)上形成背側(cè)金屬化結(jié)構(gòu);

其特征是,為了沉積所述前側(cè)覆層(11)而采用不需要掩模的表面選擇性PECD沉積或熱絲CD,并且所述前側(cè)覆層(11)以這樣的厚度被沉積,使得所述前側(cè)覆層(11)緊接在其層沉積之后在沒有附加的熱處理和/或化學(xué)處理情況下只在環(huán)繞所述前側(cè)金屬接觸層格柵結(jié)構(gòu)(9)的區(qū)域上而沒有在所述前側(cè)金屬接觸層格柵結(jié)構(gòu)(9)上形成一個封閉層,其中,所述導(dǎo)電透明的前側(cè)電極層(7)是TCO層,為了形成所述前側(cè)接觸層格柵結(jié)構(gòu)(9)而選擇主要由銀或銅構(gòu)成的材料,并且該材料在采用膏糊情況下以指形結(jié)構(gòu)形式被印制;

為了沉積所述前側(cè)覆層(11),采用至少一個SiOx層、SiNx層、SiOxNy層或由至少兩種上述材料的組合物構(gòu)成的層或?qū)咏M;

所述前側(cè)覆層(11)在采用硅烷化合物情況下被沉積;并且

所述前側(cè)覆層(11)在50℃至250℃之間的溫度范圍內(nèi)被沉積。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征是,所述背側(cè)金屬化結(jié)構(gòu)的形成具有以下步驟:?形成背側(cè)金屬接觸層格柵結(jié)構(gòu)(10)以便導(dǎo)電接觸所述背側(cè)發(fā)射極或所述背側(cè)表面區(qū)位;

?在形成所述背側(cè)金屬接觸層格柵結(jié)構(gòu)(10)之后,在背側(cè)上PECD沉積非導(dǎo)電的透明介電背側(cè)覆層(12);

?其中為了所述背側(cè)覆層(12)的沉積而采用表面選擇性PECD沉積,并且所述背側(cè)覆層(12)以這樣的厚度被沉積,使得所述背側(cè)覆層(12)緊接在其層沉積之后在沒有附加的熱處理和/或化學(xué)處理情況下僅在環(huán)繞所述背側(cè)金屬接觸層格柵結(jié)構(gòu)(12)的區(qū)域上而沒有在所述背側(cè)金屬接觸層格柵結(jié)構(gòu)(12)上形成一個封閉層。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法,其特征是,在所述前側(cè)金屬接觸層格柵結(jié)構(gòu)(9)上,在采用所述前側(cè)覆層(11)的材料作為電鍍掩蔽層而沒有在先的結(jié)構(gòu)化和/或沒有至少部分去除該前側(cè)覆層(11)的情況下被電鍍沉積至少一個前側(cè)金屬接觸增厚層(13),和/或在所述背側(cè)金屬接觸層格柵結(jié)構(gòu)(10)上,在采用所述背側(cè)覆層(12)的材料作為電鍍掩蔽層而沒有在先的結(jié)構(gòu)化和/或至少部分去除所述背側(cè)覆層(12)情況下電鍍沉積至少一個背側(cè)金屬接觸增厚層(14)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征是,所述前側(cè)金屬接觸層格柵結(jié)構(gòu)(9)在所述前側(cè)覆層(11)沉積之前和/或所述背側(cè)金屬接觸層格柵結(jié)構(gòu)(10)在所述背側(cè)覆層(12)沉積之前通過退火被固化。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征是,所述前側(cè)覆層(11)和所述背側(cè)覆層(12)的形成在一個加工過程中在同一涂覆裝置內(nèi)先后緊接進行。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征是,用于制造透明的介電前側(cè)覆層(11)和/或透明的介電背側(cè)覆層(12)的所述PECD沉積是微波輔助的PECD沉積、HF?PECD沉積、HF?PECD沉積或者在利用ETP源情況下的PECD沉積。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征是,為了沉積所述背側(cè)覆層(12),采用至少一個SiOx層、SiNx層、SiOxNy層或者由至少兩種上述材料的組合物構(gòu)成的層或?qū)咏M。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,其特征是,為了沉積所述前側(cè)覆層(11)而采用至少一個SiOx層,和/或為了沉積所述背側(cè)覆層(12)而采用至少一個SiNx層。

9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法,其特征是,所述前側(cè)覆層(11)和/或所述背側(cè)覆層(12)在沉積時被至少部分摻雜碳。

10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征是,所述背側(cè)覆層(12)在50℃至250℃之間的溫度范圍內(nèi)被沉積。

11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法,其特征是,為了形成所述背側(cè)金屬接觸層格柵結(jié)構(gòu)(10)和所述至少一個前側(cè)金屬接觸增厚層(13)和/或所述至少一個背側(cè)金屬接觸增厚層(14)而選擇主要由銀或銅構(gòu)成的材料。

12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征是,所述背側(cè)金屬接觸層格柵結(jié)構(gòu)(10)在采用膏糊情況下以指形結(jié)構(gòu)形式被印制。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征是,為了形成所述前側(cè)電極層(7)和/或所述背側(cè)電極層(8)而采用透明的導(dǎo)電氧化物。

14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征是,包含所述半導(dǎo)體襯底(2)邊緣的覆層在內(nèi)地在整個前側(cè)范圍內(nèi)完全形成所述前側(cè)覆層(11),和/或包含所述半導(dǎo)體襯底(2)邊緣的覆層在內(nèi)地在整個背側(cè)范圍內(nèi)完全形成所述背側(cè)覆層(12)。

15.一種太陽能電池,該太陽能電池利用根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項所述的方法制造。

說明書: 太陽能電池制造方法、用該方法制造的太陽能電池和襯底座技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及太陽能電池的制造方法,其具有異質(zhì)結(jié)、設(shè)置用于光入射的前側(cè)和與前側(cè)對置的背側(cè),其中該方法具有如下步驟:提供第一傳導(dǎo)類型的晶體半導(dǎo)體襯底;在半導(dǎo)體襯底的前側(cè)表面上形成至少一個第一無定形的納晶和/或微晶半導(dǎo)體層或半導(dǎo)體層組,或是在形成與第一傳導(dǎo)類型相反的第二傳導(dǎo)類型的前側(cè)發(fā)射極情況下,或是在形成第一傳導(dǎo)類型的前側(cè)表面區(qū)位;在半導(dǎo)體襯底的背側(cè)表面上形成至少一個第二無定形的納晶和/或微晶半導(dǎo)體層或半導(dǎo)體層組,或是在形成第一傳導(dǎo)類型的背側(cè)背面區(qū)位情況下,或是在形成第二傳導(dǎo)類型的背側(cè)發(fā)射極情況下;在前側(cè)發(fā)射極或前側(cè)表面區(qū)位上形成至少一個導(dǎo)電的透明前側(cè)電極層,并且在背側(cè)背面區(qū)位或背側(cè)發(fā)射極上形成至少一個導(dǎo)電的透明背側(cè)電極層;形成前側(cè)金屬接觸層格柵結(jié)構(gòu)以導(dǎo)電接觸前側(cè)發(fā)射極或前側(cè)表面區(qū)位;在形成前側(cè)接觸層格柵結(jié)構(gòu)之后前側(cè)PECD沉積一個不導(dǎo)電的透明介電前側(cè)覆層;在背側(cè)電極層上形成背側(cè)金屬化結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還設(shè)計一種利用該方法制造的太陽能電池以及一種具有板狀承載格柵的襯底座,其具有至少一個被套框包圍的且用于分別容納一個平面半導(dǎo)體襯底的空心承載凹窩。背景技術(shù)[0002] 為了在太陽能電池的透明介電前側(cè)覆層和/或背側(cè)覆層例如透明導(dǎo)電氧化物層(TCO層)上形成接觸層格柵結(jié)構(gòu)例如像銀指結(jié)構(gòu)作為集電極,在現(xiàn)有技術(shù)中一般采用電鍍技術(shù)用掩模施加所述銀指且掩模事后又被去除。掩模材料還有與其施加和去除相關(guān)的步驟是成本高昂的并且可能導(dǎo)致對太陽能電池特性的不利影響。[0003] 另外,帶有外露TCO涂層的太陽能電池的問題在于,它在尤其在高溫下的濕氣作用下可能顯著損失功率。在濕氣作用下出現(xiàn)的TCO層的(電)化學(xué)分解或腐蝕導(dǎo)致串聯(lián)電阻(RS)增大和由此造成的太陽能電池滿充系數(shù)(FF)的降級。太陽能電池的轉(zhuǎn)化系數(shù)(ETA)明顯衰落。尤其是所謂的兩面帶有敞露的TCO的雙面太陽能電池易于出現(xiàn)這種腐蝕現(xiàn)象。但本發(fā)明也可以被用于具有單面TCO涂層的太陽能電池。[0004] 為了防蝕保護TCO表面,可以在TCO上施加絕緣層例如氧化硅層、氮化硅層或氮氧化硅層。但它必須在TCO層應(yīng)通過接觸層格柵結(jié)構(gòu)或觸點指導(dǎo)電觸點接通的地方又被去除,或者應(yīng)該在這些區(qū)域甚至最初未被沉積。為此,一般采用掩模技術(shù)或者在金屬化結(jié)構(gòu)上沉積的介電層通過激光燒蝕或掩模時刻被局部露出,以便印制金屬結(jié)構(gòu)或者通過電鍍來產(chǎn)生。但這有如下缺點,通過敞露該密封介電層提供用于隨后濕氣入侵的潛在泄漏路徑。[0005] 為了在TCO上形成絕緣涂層并且還能以技術(shù)簡單的方式適當(dāng)?shù)貙?dǎo)電觸點接通該TCO,在出版物EP2662900A1中提出了放棄掩模并且由低熔點材料的第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層形成接觸層格柵結(jié)構(gòu)。為此,在透明介電前側(cè)覆層(TCO層)上用低熔點材料施加第一導(dǎo)電層,隨后全面沉積一個絕緣層,通過加熱熔化第一導(dǎo)電層,第一導(dǎo)電層上的絕緣層由此裂開。因所述裂開而在絕緣層中出現(xiàn)裂紋,隨后沉積的第二導(dǎo)電層侵入其中并且可以建立至第一導(dǎo)電層和進而至TCO層的導(dǎo)電接觸。[0006] 在此技術(shù)中必須只在隨后的觸點位置上形成第一導(dǎo)電層且也只能在那里加熱。就是說,人們在此也需要至少一個結(jié)構(gòu)化沉積或結(jié)構(gòu)化,但還是面對要如何完成局部加熱的問題,且必須嘗試在加熱步驟將太陽能電池的溫度負(fù)荷保持盡量低,以便沒有不利地影響到太陽能電池特性。發(fā)明內(nèi)容[0007] 因此,本發(fā)明的任務(wù)是提供一種太陽能電池制造方法,其通過真正簡單的高效方式實現(xiàn)適用于太陽能電池的TCO層的濕氣防護的形成,另外實現(xiàn)簡單的、高質(zhì)量的且未不利影響到太陽能電池性能的太陽能電池導(dǎo)電觸點接通。另外,應(yīng)該提供可基于該方法制造的太陽能電池。另外,前述類型的襯底座應(yīng)該被改進,使得它適用于該方法。[0008] 一方面,該任務(wù)通過一種根據(jù)前述類型的方法完成,在這里,為了沉積前側(cè)覆層而采用表面選擇性PECD沉積,并且以這樣的厚度沉積該前側(cè)覆層,使得前側(cè)覆層緊接在其層沉積之后在沒有附加的熱處理和/或化學(xué)處理情況下只在環(huán)繞前側(cè)接觸層格柵結(jié)構(gòu)的區(qū)域上而沒有在前側(cè)接觸層格柵結(jié)構(gòu)上形成一個封閉層。[0009] 出乎意料地證明了,該前側(cè)覆層在PECD沉積中首先只沉積在導(dǎo)電透明的前側(cè)電極層上,而沒有或僅以最低程度沉積在接觸層格柵結(jié)構(gòu)上,即是表面選擇性沉積的。為此,前側(cè)覆層也可以在已經(jīng)完成接觸層格柵結(jié)構(gòu)形成之后被沉積,而不需要事后從接觸層格柵結(jié)構(gòu)上刻蝕掉前側(cè)覆層。就是說,它可以采取太陽能電池的完全金屬化,隨后在整個太陽能電池上沉積鎖濕的非導(dǎo)電的透明介電前側(cè)覆層,其封鎖該前側(cè)電極層。[0010] 在沉積時的這種表面選擇性在其它的層沉積方法例如原子層涂覆(ALD)、濺射或蒸鍍方法中是做不到的。[0011] 在此,在本發(fā)明中作為前側(cè)覆層例如考慮SiO/N層,其通常已經(jīng)作為抗反射鈍化層應(yīng)用在太陽能電池中。而親水的AlOx層不太適合作為前側(cè)覆層,但例如相對于位于其下的氧化硅層可以作為由氧化硅和氧化鋁構(gòu)成的前側(cè)覆層的上層位地被優(yōu)選用于吸濕,進而用作使其阻隔層。[0012] 根據(jù)本發(fā)明被用于形成前側(cè)覆層的PECD方法還有如下優(yōu)點,在低溫范圍內(nèi)即在≤200℃的溫度發(fā)揮作用,本發(fā)明方法由此尤其也適合用在溫敏太陽能電池例如具有無定形納晶和/或微晶硅表面鈍化的異質(zhì)結(jié)太陽能電池中。[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式,這樣的鎖濕也可以設(shè)置在太陽能電池背側(cè)上。在此,背側(cè)金屬化結(jié)構(gòu)的形成具有如下步驟:形成背側(cè)金屬接觸層格柵結(jié)構(gòu)以便導(dǎo)電觸點接通背側(cè)發(fā)射極或背面表面區(qū)位;在背側(cè)接觸層格柵結(jié)構(gòu)形成之后背側(cè)PECD沉積一個非導(dǎo)電的透明介電背側(cè)覆層;其中為了沉積背側(cè)覆層而采用表面選擇性PECD沉積,并且該背側(cè)覆層以這樣的厚度被沉積,即該背側(cè)覆層緊接在其層沉積之后在沒有附加的熱處理和/或化學(xué)處理情況下只在環(huán)繞背側(cè)接觸層格柵結(jié)構(gòu)的區(qū)域上而沒有在背側(cè)接觸層格柵結(jié)構(gòu)上形成一個封閉層。[0014] 因此,本發(fā)明的方法例如也可以被用在雙面太陽能電池例如雙面異質(zhì)結(jié)背側(cè)發(fā)射極太陽能電池中。[0015] 所述前側(cè)和/或背側(cè)接觸層格柵結(jié)構(gòu)可以首先作為晶核層結(jié)構(gòu)形成,其隨后被強化。為此在本發(fā)明方法的一個變型中規(guī)定,在前側(cè)接觸層格柵結(jié)構(gòu)上在采用前側(cè)覆層材料作為電鍍掩蔽層而沒有在先的結(jié)構(gòu)化和/或至少部分去除前側(cè)覆層的情況下電鍍沉積至少一個前側(cè)金屬接觸增厚層,和/或在背側(cè)接觸層格柵結(jié)構(gòu)上在采用背側(cè)覆層材料作為電鍍掩蔽層而沒有在先的結(jié)構(gòu)化和/或至少部分去除背側(cè)覆層的情況下電鍍沉積至少一個背側(cè)金屬接觸增厚層。[0016] 在此,所述前側(cè)和/或背側(cè)接觸層格柵結(jié)構(gòu)首先作為晶核層或籽晶結(jié)構(gòu)呈很薄的金屬化結(jié)構(gòu)狀例如指狀或?qū)l狀被施加如被印制到導(dǎo)電透明的前側(cè)電極層和/或背側(cè)電極層的表面并被加熱。作為籽晶結(jié)構(gòu)材料,例如可以采用膏糊如銀膏。[0017] 在施加籽晶結(jié)構(gòu)之后,所述前側(cè)覆層和/或背側(cè)覆層借助PECD沉積被沉積到各自太陽能電池側(cè)面。在PECD沉積中,如上所述,籽晶結(jié)構(gòu)未被涂覆或未被全面涂覆。由此,籽晶結(jié)構(gòu)可以在前側(cè)覆層和/或背側(cè)覆層沉積之后在不必在籽晶結(jié)構(gòu)上除去它的情況下例如被電鍍再加強。為了電鍍再加強,可以采用例如LIP(光致電鍍)方法。作為接觸增厚層的材料,考慮銀,但也可考慮銅。最好但非唯一地可電鍍獲得的金屬接觸增厚層在本發(fā)明方法的實施方式中很好地附著在籽晶結(jié)構(gòu)并且提高其導(dǎo)電能力。[0018] 本發(fā)明方法的這個變型有如下優(yōu)點,即不必附加沉積SiON層作為電鍍掩模,因為包圍籽晶結(jié)構(gòu)的且位于導(dǎo)電透明的前側(cè)電極層和/或背側(cè)電極層上的前側(cè)覆層和/或背側(cè)覆層已經(jīng)擔(dān)負(fù)掩模功能。[0019] 此外,利用該方法控制可以獲得更高的電池效率。因此由此得到以下可能,例如是ITO層的導(dǎo)電透明的前側(cè)電極層和/或背側(cè)電極層制作得較薄,或者前側(cè)電極層和/或背側(cè)電極層的厚度的大部分被所述前側(cè)覆層和/或背側(cè)覆層即SiON層替代。由此,太陽能電池的抗反射層是透明的。太陽能電池的光學(xué)由此不僅在吸收借助較薄的TCO層被減弱的紫外范圍內(nèi)、也在紅外范圍內(nèi)被明顯改善。此外,當(dāng)作為前側(cè)電極和/或背側(cè)電極層采用ITO(銦錫氧化物)時省掉了銦。[0020] 另外,通過本發(fā)明方法的變型可以節(jié)省被用來制造的接觸層格柵結(jié)構(gòu)的銀膏,且盡管如此還獲得接觸層格柵結(jié)構(gòu)的觸點指的很好的導(dǎo)電能力。該方法適用于帶有和不帶總線的模塊布線,而不用冒附加能耗的危險。盡管本發(fā)明采用了保護涂覆,也得到接觸層格柵結(jié)構(gòu)的良好觸點接通和/或釬焊能力。[0021] 本發(fā)明的前側(cè)覆層和背側(cè)覆層因此具有多重功能。它們可被用作防反光層或防反射層、防蝕層或封鎖層和/或觸點籽晶結(jié)構(gòu)電鍍二次加強用掩模。[0022] 在本發(fā)明的適當(dāng)設(shè)計中,所述前側(cè)金屬接觸層格柵結(jié)構(gòu)在前側(cè)覆層沉積前和/或所述背側(cè)金屬接觸層格柵結(jié)構(gòu)在背側(cè)覆層沉積前通過退火被固化。[0023] 尤其有效的是,所述前側(cè)覆層的和背側(cè)覆層的形成在加工過程中在同一加工裝置內(nèi)先后緊接地進行。[0024] 用于制造透明介電的前側(cè)覆層和/或透明介電的背側(cè)覆層的微波輔助PECD沉積被證明是極其完美的。或者在本發(fā)明中,用于制造透明介電的前側(cè)覆層和/或透明介電的背側(cè)覆層的PECD沉積可以是HF(高頻)PECD、HF(超高頻)PECD或者采用ETP(膨脹熱等離子體)源的PECD。但是,原則上也可以代替用于制造透明介電的前側(cè)覆層和/或透明介電的背側(cè)覆層的PECD地采用熱絲CD。[0025] 為了沉積前側(cè)覆層和/或背側(cè)覆層,最好采用至少一個SiOx層、SiNx層、SiOxNy層、AlOx層、AlNx層、TiO2層、至少一種導(dǎo)電氧化物或由前述材料中的至少兩種的組合物構(gòu)成的層或?qū)咏M。[0026] 尤其優(yōu)選地,為了沉積前側(cè)覆層而采用至少一個SiOx層,和/或為了沉積背側(cè)覆層而采用至少一個SiNx層。因此例如可以在太陽能電池前側(cè)上施加厚度在70納米和100納米之間的SiO2層作為前側(cè)覆層,和/或在太陽能電池背側(cè)上施加厚度在80納米和120納米之間的SiNx層作為背側(cè)覆層。[0027] 在本發(fā)明方法的一個可選設(shè)計方案中,前側(cè)覆層和/或背側(cè)覆層在沉積時至少部分摻雜碳。例如可以進行四甲基硅烷混合成所用的硅烷化合物。通過摻雜碳,例如可以降低前側(cè)覆層和/或背側(cè)覆層的濕蝕刻速度或化學(xué)侵蝕能力。[0028] 在本發(fā)明方法中,所述前側(cè)覆層和/或背側(cè)覆層最好在盡量低的溫度下、即在50?250℃的溫度范圍內(nèi)、尤其最好在≤200℃的溫度被沉積。例如2到3分鐘的150?200℃的短暫附加溫度升高在PECD過程中改善了觸點指的導(dǎo)電能力以及其在TCO上的觸點接通。由此得到太陽能電池的填充系數(shù)FF的例如+0.5%的略微升高以及太陽能電池轉(zhuǎn)化系數(shù)ETA的例如+0.2%的略微升高。

[0029] 為了形成所述前側(cè)和/或背側(cè)接觸層格柵結(jié)構(gòu)和所述至少一個前側(cè)和/或至少一個背側(cè)接觸增厚層,可以有利地采用至少一種導(dǎo)電氧化物、至少一種金屬、至少一種金屬合金或前述材料中的至少兩種的組合。[0030] 為了形成所述前側(cè)和/或背側(cè)接觸層格柵結(jié)構(gòu)和所述至少一個前側(cè)和/或至少一個背側(cè)接觸增厚層,在本發(fā)明方法中最好選擇如下材料,其主要地,即超過50%地由銀或銅構(gòu)成。[0031] 尤其合適的是,所述前側(cè)和/或背側(cè)接觸層格柵結(jié)構(gòu)在采用膏糊情況下作為指狀結(jié)構(gòu)形式來印制。[0032] 在本發(fā)明的方法中,為了形成前側(cè)電極層和/或背側(cè)電極層而最好采用透明導(dǎo)電氧化物即TCO層例如ITO層。[0033] 為了獲得很有效的電池防蝕保護而建議,包含半導(dǎo)體襯底邊緣的覆層在內(nèi)地完全在整個前側(cè)形成該前側(cè)覆層,和/或包含半導(dǎo)體襯底邊緣的覆層在內(nèi)地完全在整個背側(cè)形成該背側(cè)覆層??山璐双@得的包含晶圓邊緣在內(nèi)的已金屬化的太陽能電池TCO表面的兩側(cè)完全無間隙的氣密封鎖有效防止了濕氣侵蝕TCO,不僅在模塊層面上,也在電池層面上。結(jié)果是沒有或僅很輕微的TCO降解。[0034] 這樣的包含半導(dǎo)體襯底邊緣在內(nèi)的覆層只在采用合適的襯底座時才能獲得。因此,本發(fā)明提出一種襯底座,其具有板狀承載格柵,其具有至少一個被套框包圍的空心承載凹窩用于分別容納一個平面的半導(dǎo)體襯底,其中,從套框的所有側(cè)面,保持鉤突伸入該承載凹窩,并且在每個保持鉤上設(shè)有至少一個保持銷,保持銷平行于待容納的半導(dǎo)體襯底的表面取向。[0035] 該承載格柵優(yōu)選具有至少兩個相鄰的通過套框的框梁分隔開的承載凹窩,并且該保持鉤被固定在框梁上且在框梁的兩側(cè)設(shè)有分別突入其中一個承載凹窩中的保持架。附圖說明[0036] 以下結(jié)合附圖來詳述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式、其變化過程或結(jié)構(gòu)、功能和優(yōu)點,其中:[0037] 圖1至圖3示意性示出本發(fā)明的方法過程;[0038] 圖4示意性示出本發(fā)明的襯底座的一個實施方式的俯視圖;[0039] 圖5示意性示出帶有本發(fā)明襯底座的保持架的框梁的橫截面,其中兩個半導(dǎo)體襯底被示意性示出地安放在保持架的保持銷上。具體實施方式[0040] 如結(jié)合圖1所看到地,在本發(fā)明的方法中首先提供至少一個半導(dǎo)體襯底2。半導(dǎo)體襯底2是第一傳導(dǎo)類型的,即可以是n型摻雜的或p型摻雜的。該半導(dǎo)體襯底2一般但并不一定由n型摻雜的硅構(gòu)成。[0041] 在半導(dǎo)體襯底2的兩側(cè),在如圖1所示的實施方式中,在半導(dǎo)體襯底上設(shè)置本征非晶半導(dǎo)體層3、4,在所示例子中是幾納米厚的i?a?Si層。作為本征非晶半導(dǎo)體層3、4的替代或補充,也可以在本發(fā)明的其它實施方式中采用例如由硅構(gòu)成的本征納晶和/或微晶半導(dǎo)體層。[0042] 在本征非晶半導(dǎo)體層3、4上,分別設(shè)置導(dǎo)電的非晶摻雜半導(dǎo)體層5、6。作為非晶摻雜半導(dǎo)體層5、6的替代或補充,在本發(fā)明的其它實施方式中也可以采用例如由硅構(gòu)成的納晶和/或微晶摻雜半導(dǎo)體層。在圖1所示的實施例中,在位于半導(dǎo)體前側(cè)上的本征非晶硅層3上在形成前側(cè)發(fā)射極情況下設(shè)置p型摻雜非晶硅層5,即它具有與半導(dǎo)體襯底2相反的傳導(dǎo)類型。另外,在圖1所示的實施例中,在位于半導(dǎo)體背側(cè)的本征非晶硅層5上在形成背側(cè)表面區(qū)位情況下設(shè)置n型摻雜非晶硅層6,即它具有與半導(dǎo)體襯底2相同的傳導(dǎo)類型。[0043] 在本發(fā)明的其它未示出的實施方式中,也可以在半導(dǎo)體襯底2的前側(cè)上設(shè)置前側(cè)表面區(qū)位,并在半導(dǎo)體襯底2的背側(cè)上設(shè)置背側(cè)發(fā)射極。[0044] 在圖1的例子中,在前側(cè)發(fā)射極上設(shè)有導(dǎo)電透明的前側(cè)電極層7,其在所示實施方式中是TCO層例如ITO層。另外,在背側(cè)表面區(qū)位上也設(shè)有導(dǎo)電透明的背側(cè)電極層8,其在所示實施方式中是TCO層例如ITO層。[0045] 另外,在前側(cè)電極層7上設(shè)置用于前側(cè)發(fā)射極的導(dǎo)電接通的前側(cè)金屬接觸層格柵結(jié)構(gòu)9,并且在背側(cè)電極層8上設(shè)置用于背側(cè)表面區(qū)位的導(dǎo)電接通的背側(cè)金屬接觸層格柵結(jié)構(gòu)10。所述前側(cè)和背側(cè)金屬接觸層格柵結(jié)構(gòu)9、10在所示實施例中是印制的薄的指狀銀籽晶結(jié)構(gòu)。[0046] 如圖2所示,在隨后的方法步驟中,利用PECD沉積全面地在圖1所示的結(jié)構(gòu)上沉積非導(dǎo)電的透明介電前側(cè)覆層11。在此,前側(cè)覆層11僅沉積在環(huán)繞接觸層格柵結(jié)構(gòu)9的區(qū)域即前側(cè)電極層7上,但沒有或僅最低程度地沉積在接觸層格柵結(jié)構(gòu)9本身上。[0047] 此外,在圖1所示結(jié)構(gòu)的背側(cè)上利用PECD沉積來沉積非導(dǎo)電的透明介電背側(cè)覆層12。在此,背側(cè)覆層12僅沉積在環(huán)繞接觸層格柵結(jié)構(gòu)10的區(qū)域即背側(cè)電極層8上,但沒有或僅最低程度地沉積在接觸層格柵結(jié)構(gòu)10本身上。

[0048] 即,在前側(cè)電極層或背側(cè)電極層7、8的TCO上進行前側(cè)覆層11和背側(cè)覆層12不受干擾的層膜生長,但在接觸層格柵結(jié)構(gòu)9或10的銀膏指上沒有或只有略微生長。人們在此提到自定向PECD沉積。[0049] 前側(cè)覆層11的形成包含半導(dǎo)體襯底2的邊緣的覆層11‘在內(nèi)地完全在整個前側(cè)上進行,并且背側(cè)覆層12的形成包含半導(dǎo)體襯底2的邊緣的覆層12‘在內(nèi)地完全在整個背側(cè)上進行。半導(dǎo)體襯底2的邊緣的覆層11‘、12‘從半導(dǎo)體襯底2的前側(cè)15或背側(cè)16起大致呈楔形延伸,并且能彼此鄰接或相互覆蓋。[0050] 如圖3所示,在前側(cè)覆層11沉積之后,在采用前側(cè)覆層11材料作為電鍍掩蔽層而沒有在先的結(jié)構(gòu)化和/或至少部分去除前側(cè)覆層11的情況下將前側(cè)金屬接觸增厚層13電鍍沉積到前側(cè)接觸層格柵結(jié)構(gòu)9上。另外,在背側(cè)覆層12沉積之后也如圖3所示地在采用背側(cè)覆層12材料作為電鍍掩蔽層而沒有在先的結(jié)構(gòu)化和/或至少部分去除背側(cè)覆層12的情況下將側(cè)金屬接觸增厚層14電鍍沉積到背側(cè)接觸層格柵結(jié)構(gòu)10上。接觸增厚層13或14一般在電鍍期間側(cè)向增長略超過用作籽晶層的接觸層格柵結(jié)構(gòu)9或10。[0051] 結(jié)果,出現(xiàn)了在圖3中以橫剖視圖示意性示出的太陽能電池1,其具有設(shè)置用于光入射的前側(cè)15和與前側(cè)15對置的背側(cè)16。[0052] 利用上述方法制造的太陽能電池1可以在涂覆上前側(cè)覆層11和背側(cè)覆層12之前和之后同樣良好導(dǎo)電接通。通過前側(cè)覆層11和背側(cè)覆層12形成的封鎖層保持完全完好無損并且無需事后局部露出以建立在前側(cè)接觸層格柵結(jié)構(gòu)9和對應(yīng)的接觸增厚層13之間以及在背側(cè)接觸層格柵結(jié)構(gòu)10和對應(yīng)的接觸增厚層14之間的電接觸。[0053] 為了形成前側(cè)覆層和背側(cè)覆層11、12,在本發(fā)明中最好采用SiOx層和/或SiNx層,其是透光的并且在選擇了最佳層厚情況下甚至改善太陽能電池1的防反光。因此,通過雙ARC功能、例如像通過TCO和SiO2來增大太陽能電池的短路電流ISC并提升其轉(zhuǎn)化效率ETA。[0054] 原則上,本發(fā)明方法的TCO層的封鎖步驟也可以被用在薄膜模塊中。[0055] 圖4示意性示出了本發(fā)明的襯底座17的實施方式的俯視圖。襯底座17是所謂的晶圓載體,其具有包括多個成排成列布置的承載凹窩19的承載格柵18。在此情況下,每個承載凹窩19被形成套框的框梁22包圍。承載凹窩19分別用于容納平面的半導(dǎo)體襯底2。[0056] 從套框的所有側(cè),固定在框梁22上的或與之連成一體的保持鉤20向下突伸入承載凹窩19。在此,如圖5所示,在每個保持鉤20上設(shè)有保持銷21,其平行于待容納的半導(dǎo)體襯底2的表面25取向。半導(dǎo)體襯底2如此被置入承載凹窩19中,即它被保持在從每個圍繞承載凹窩19的框梁22起的保持鉤20上,在這里,半導(dǎo)體襯底2分別安放在保持銷21上。

[0057] 如圖4所示,承載格柵18具有多個彼此相鄰的分別通過套框的框梁22分隔開的承載凹窩19。在承載凹窩19中,分別在框梁22上如此固定帶有至少一個保持件23的保持架24上,即,位于保持架24上的保持鉤20連同設(shè)于其上的保持銷21分別伸入其至一個所述承載凹窩19。



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“太陽能電池制造方法、用該方法制造的太陽能電池和襯底座” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
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