權(quán)利要求書： 1.一種太陽能電池，包括：

基板，所述基板具有光接收表面和背表面；

第一導(dǎo)電類型的第一多晶硅發(fā)射極區(qū)，所述第一導(dǎo)電類型的第一多晶硅發(fā)射極區(qū)設(shè)置在第一薄介電層上，所述第一薄介電層設(shè)置在所述基板的所述背表面上；

第二不同導(dǎo)電類型的第二多晶硅發(fā)射極區(qū)，所述第二不同導(dǎo)電類型的第二多晶硅發(fā)射極區(qū)設(shè)置在第二薄介電層上，所述第二薄介電層設(shè)置在所述基板的所述背表面上的多個非連續(xù)溝槽中；

其中，所述第一多晶硅發(fā)射極區(qū)與所述第二多晶硅發(fā)射極區(qū)橫向相鄰，并且通過第三薄介電層與所述第二多晶硅發(fā)射極區(qū)電隔離，所述第三薄介電層與設(shè)置在所述基板的所述背表面上的多個非連續(xù)溝槽中的第二薄介電層不連續(xù)，其中，所述多個非連續(xù)溝槽為非重疊的點(diǎn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中所述多個非連續(xù)溝槽中的每個具有30微米至60微米范圍內(nèi)的寬度，并且其中所述多個非連續(xù)溝槽中的依次排列的非連續(xù)溝槽以在50微米至300微米范圍內(nèi)的距離隔開。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能電池，其中所述多個非連續(xù)溝槽中的每個具有從所述背表面進(jìn)入所述基板中的在0.5微米至10微米范圍內(nèi)的深度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中所述非連續(xù)溝槽中的每一個具有近似圓形的形狀。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中所述非連續(xù)溝槽中的每一個具有紋理化的表面。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中所述第三薄介電層直接側(cè)向設(shè)置在所述第一多晶硅發(fā)射極區(qū)和所述第二多晶硅發(fā)射極區(qū)之間。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，還包括：電連接至所述第一多晶硅發(fā)射極區(qū)的第一導(dǎo)電觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)；以及電連接至所述第二多晶硅發(fā)射極區(qū)的第二導(dǎo)電觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽能電池，還包括：絕緣層，所述絕緣層設(shè)置在所述第一多晶硅發(fā)射極區(qū)上，其中所述第一導(dǎo)電觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)被設(shè)置為穿過所述絕緣層，并且其中所述第二多晶硅發(fā)射極區(qū)的一部分與所述絕緣層重疊，但與所述第一導(dǎo)電觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)分開。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽能電池，還包括：絕緣層，所述絕緣層設(shè)置在所述第一多晶硅發(fā)射極區(qū)上，第二導(dǎo)電類型的多晶硅層，所述第二導(dǎo)電類型的多晶硅層設(shè)置在所述絕緣層上，其中所述第一導(dǎo)電觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)被設(shè)置為穿過所述第二導(dǎo)電類型的所述多晶硅層以及穿過所述絕緣層。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中所述基板是N型單晶硅基板，所述第一導(dǎo)電類型為P型，所述第二導(dǎo)電類型為N型，并且其中所述太陽能電池是背接觸太陽能電池。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中所述第一薄介電層、所述第二薄介電層、所述第三薄介電層的厚度為2nm或更小。

12.一種制造太陽能電池的方法，所述方法包括：在形成于基板的背表面上的第一薄介電層上形成第一導(dǎo)電類型的第一硅層，以提供所述太陽能電池的第一發(fā)射極區(qū)，所述基板具有光接收表面和所述背表面；

在所述第一硅層上形成絕緣層；

在所述絕緣層和所述第一硅層中形成多個開口，以及在所述基板的所述背表面中形成對應(yīng)的多個非連續(xù)溝槽；

形成第三薄介電層；

在所述第三薄介電層、形成于所述多個非連續(xù)溝槽中的第二薄介電層以及所述絕緣層的一部分上形成第二不同導(dǎo)電類型的第二硅層，以提供所述太陽能電池的第二發(fā)射極區(qū)，其中，所述第一發(fā)射極區(qū)與所述第二發(fā)射極區(qū)橫向相鄰，并且通過所述第三薄介電層與所述第二發(fā)射極區(qū)電隔離，所述第三薄介電層與設(shè)置在所述基板的所述背表面上的多個非連續(xù)溝槽中的第二薄介電層不連續(xù)，并且所述多個非連續(xù)溝槽為非重疊的點(diǎn)。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中形成所述多個開口和所述對應(yīng)的多個非連續(xù)溝槽包括應(yīng)用激光燒蝕工藝。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中應(yīng)用所述激光燒蝕工藝包括形成具有在30微米至60微米范圍內(nèi)的寬度的所述多個非連續(xù)溝槽中的每一個，以及形成以在50微米至300微米范圍內(nèi)的距離隔開的所述多個非連續(xù)溝槽中的依次排列的非連續(xù)溝槽。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中應(yīng)用所述激光燒蝕工藝包括使所述多個非連續(xù)溝槽中的每一個形成為進(jìn)入所述基板到小于10微米的非零深度。

16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中應(yīng)用所述激光燒蝕工藝包括使用具有高斯輪廓或具有平頂輪廓的激光束。

17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括：在所述多個非連續(xù)溝槽中形成所述第二硅層和所述第二薄介電層之前，將所述多個非連續(xù)溝槽中的每一個的底表面紋理化。

18.一種根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法制造的太陽能電池。

19.一種制造太陽能電池的交替的N型和P型發(fā)射極區(qū)域的方法，所述方法包括：在形成于N型單晶硅基板的背表面上的第一薄介電層上形成P型硅層；

在所述P型硅層上形成絕緣層；

通過激光燒蝕圖案化所述絕緣層和所述P型硅層，以形成其上具有絕緣頂蓋的P型硅區(qū)并暴露所述N型單晶硅基板的多個區(qū)，所述N型單晶硅基板的所述多個區(qū)中的每個區(qū)包含在所述N型單晶硅基板中形成的多個非連續(xù)溝槽；

在所述P型硅區(qū)的暴露側(cè)上形成第二薄介電層；

在所述第二薄介電層上、在所述P型硅區(qū)的絕緣頂蓋上、以及在第三薄介電層上形成N型硅層，其中所述第三薄介電層形成于所述N型單晶硅基板的所述多個區(qū)中的每個區(qū)的所述多個非連續(xù)溝槽中的每一個中；

圖案化所述N型硅層以形成隔離的N型硅區(qū)，以及在所述P型硅區(qū)的所述絕緣頂蓋上方的所述N型硅層的區(qū)中形成接觸開口，每個隔離的N型硅區(qū)電耦接到所述N型單晶硅基板的所述多個區(qū)中的對應(yīng)的一個區(qū)；以及形成多個導(dǎo)電觸點(diǎn)，每個導(dǎo)電觸點(diǎn)電連接到所述P型硅區(qū)中的一個或隔離的N型硅區(qū)中的一個，

其中，所述P型硅區(qū)與所述N型硅區(qū)橫向相鄰，并且通過所述第二薄介電層與所述N型硅區(qū)電隔離，所述第二薄介電層與設(shè)置在所述N型單晶硅基板的多個區(qū)中的每一個的多個非連續(xù)溝槽中的第三薄介電層不連續(xù)，并且所述多個非連續(xù)溝槽為非重疊的點(diǎn)。

20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中將所述P型和所述N型硅層形成為非晶硅層，所述方法還包括：

對所述P型硅層和所述N型硅層進(jìn)行退火以分別形成P型多晶硅層和N型多晶硅層。

21.一種根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法制造的太陽能電池。

說明書： 太陽能電池及其制造方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本公開的實施例屬于可再生能源領(lǐng)域，并且具體地講，涉及制造具有區(qū)分開的P型和N型架構(gòu)并且包含點(diǎn)狀擴(kuò)散的太陽能電池發(fā)射極區(qū)的方法，以及所得太陽能電池。

背景技術(shù)[0002] 光伏電池(常被稱為太陽能電池)是熟知的用于將太陽輻射直接轉(zhuǎn)換為電能的裝置。一般來講，使用半導(dǎo)體加工技術(shù)在基板的表面附近形成p?n結(jié)，從而在半導(dǎo)體晶片或基

板上制造太陽能電池。照射在基板表面上并進(jìn)入基板內(nèi)的太陽輻射在基板塊體中形成電子

和空穴對。電子和空穴對遷移至基板中的p摻雜區(qū)域和n摻雜區(qū)域，從而在摻雜區(qū)域之間產(chǎn)

生電壓差。將摻雜區(qū)連接至太陽能電池上的導(dǎo)電區(qū)，以將電流從電池引導(dǎo)至與其耦接的外

部電路。

[0003] 效率是太陽能電池的重要特性，因其直接與太陽能電池發(fā)電能力有關(guān)。同樣，制備太陽能電池的效率直接與此類太陽能電池的成本效益有關(guān)。因此，提高太陽能電池效率的

技術(shù)或提高制造太陽能電池效率的技術(shù)是普遍所需的。本公開的一些實施例允許通過提供

制造太陽能電池結(jié)構(gòu)的新工藝而提高太陽能電池的制造效率。本公開的一些實施例允許通

過提供新型太陽能電池結(jié)構(gòu)來提高太陽能電池效率。

附圖說明[0004] 圖1至圖6示出了根據(jù)本公開實施例的太陽能電池制造中的各個階段的剖視圖和平面圖，其中：

[0005] 圖1示出了太陽能電池制造中的一個階段的剖視圖，其涉及在形成于基板背表面上的第一薄介電層上形成第一導(dǎo)電類型的第一硅層；

[0006] 圖2示出了圖1的結(jié)構(gòu)的剖視圖和對應(yīng)的平面圖，其中所述結(jié)構(gòu)經(jīng)過圖案化絕緣層和第一硅層，以形成其上具有絕緣頂蓋的第一導(dǎo)電類型的第一硅區(qū)；

[0007] 圖3示出了圖2的結(jié)構(gòu)的剖視圖，其中所述結(jié)構(gòu)經(jīng)過溝槽表面紋理化，以形成在基板內(nèi)具有紋理化的表面的紋理化的凹陷部或溝槽；

[0008] 圖4示出了形成第二薄介電層和第三薄介電層以及第二硅層之后的圖3的結(jié)構(gòu)的剖視圖和對應(yīng)的平面圖；

[0009] 圖5示出了圖4的結(jié)構(gòu)的剖視圖和對應(yīng)的平面圖，其中所述結(jié)構(gòu)經(jīng)過圖案化第二硅層以形成隔離的第二硅區(qū)，以及在第二硅層的多個區(qū)中形成接觸開口；以及

[0010] 圖6示出了形成多個導(dǎo)電觸點(diǎn)之后的圖5的結(jié)構(gòu)的剖視圖。[0011] 圖7為根據(jù)本公開的實施例的流程圖，該流程圖列出與圖1至圖6相對應(yīng)的太陽能電池的制造方法中的操作。

[0012] 圖8A和圖8B示出了根據(jù)本公開的另一個實施例的另一種太陽能電池的制造中的各個階段的剖視圖。

[0013] 圖9為根據(jù)本公開的實施例的流程圖，所述流程圖列出制造太陽能電池的另一方法中的操作。

具體實施方式[0014] 以下具體實施方式本質(zhì)上只是例證性的，并非意圖限制所述主題的實施例或此類實施例的應(yīng)用和用途。如本文所用，詞語“示例性”意指“用作實例、例子或舉例說明”。本文

描述為示例性的任何實施未必理解為相比其他實施優(yōu)選的或有利的。此外，并不意圖受前

述技術(shù)領(lǐng)域、背景技術(shù)、發(fā)明內(nèi)容或以下具體實施方式中提出的任何明示或暗示的理論的

約束。

[0015] 本說明書包括提及“一個實施例”或“實施例”。短語“在一個實施例中”或“在實施例中”的出現(xiàn)不一定是指同一實施例。特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性可以任何與本公開一致的合

適方式加以組合。

[0016] 術(shù)語。以下段落提供存在于本公開(包括所附權(quán)利要求書)中的術(shù)語的定義和/或語境：

[0017] “包括”。該術(shù)語是開放式的。如在所附權(quán)利要求書中所用，該術(shù)語并不排除其他結(jié)構(gòu)或步驟。

[0018] “被配置為”。各個單元或部件可被描述或聲明成“被配置為”執(zhí)行一項或多項任務(wù)。在這樣的語境下，“被配置為”用于通過指示該單元/部件包括在操作期間執(zhí)行一項或多

項那些任務(wù)的結(jié)構(gòu)而暗示結(jié)構(gòu)。因此，即使當(dāng)指定的單元/部件目前不在操作(例如，未開

啟/激活)時，也可將該單元/部件說成是被配置為執(zhí)行任務(wù)。詳述某一單元/電路/部件“被

配置為”執(zhí)行一項或多項任務(wù)明確地意在對該單元/部件而言不援用35U.S.C.§112第六

段。

[0019] “第一”、“第二”等。如本文所用的這些術(shù)語用作其之后的名詞的標(biāo)記，而并不暗示任何類型的順序(例如，空間、時間和邏輯等)。例如，提及“第一”太陽能電池并不一定暗示

該太陽能電池為某一序列中的第一個太陽能電池；相反，術(shù)語“第一”用于區(qū)分該太陽能電

池與另一個太陽能電池(例如，“第二”太陽能電池)。

[0020] “耦接”?以下描述是指元件或節(jié)點(diǎn)或結(jié)構(gòu)特征被“耦接”在一起。如本文所用，除非另外明確指明，否則“耦接”意指一個元件/節(jié)點(diǎn)/特征直接或間接連接至另一個元件/節(jié)點(diǎn)/

特征(或直接或間接與其連通)，并且不一定是機(jī)械連接。

[0021] “阻止”?如本文所用，阻止用于描述減小影響或使影響降至最低。當(dāng)組件或特征被描述為阻止行為、運(yùn)動或條件時，它可以完全防止某種結(jié)果或后果或未來的狀態(tài)。另外，“阻

止”還可以指減少或減小可能會發(fā)生的某種后果、表現(xiàn)和/或效應(yīng)。因此，當(dāng)組件、元件或特

征被稱為阻止結(jié)果或狀態(tài)時，它不一定完全防止或消除該結(jié)果或狀態(tài)。

[0022] 此外，以下描述中還僅為了參考的目的使用了某些術(shù)語，因此這些術(shù)語并非意圖進(jìn)行限制。例如，諸如“上部”、“下部”、“上方”或“下方”之類的術(shù)語是指附圖中提供參考的

方向。諸如“正面”、“背面”、“后面”、“側(cè)面”、“外側(cè)”和“內(nèi)側(cè)”之類的術(shù)語描述部件的某些部

分在一致但任意的參照系內(nèi)的取向和/或位置，通過參考描述所討論的部件的文字和相關(guān)

的附圖可以清楚地了解所述取向和/或位置。這樣的術(shù)語可包括上面具體提及的詞語、它們

的衍生詞語以及類似意義的詞語。

[0023] 本文描述了制造具有區(qū)分開的P型和N型架構(gòu)并且包含點(diǎn)狀擴(kuò)散的太陽能電池發(fā)射極區(qū)的方法，以及所得太陽能電池。在下面的描述中，給出了許多具體細(xì)節(jié)，諸如具體的

工藝流程操作，以便提供對本公開的實施例的透徹理解。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見

的是，可在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實施本公開的實施例。在其他情況中，沒有詳細(xì)地描

述熟知的制造技術(shù)，諸如平版印刷和圖案化技術(shù)，以避免不必要地使本公開的實施例難以

理解。此外，應(yīng)當(dāng)理解在圖中示出的多種實施例是示例性的展示并且未必按比例繪制。

[0024] 本文公開了太陽能電池。在一個實施例中，太陽能電池包括具有光接收表面和背表面的基板。第一導(dǎo)電類型的第一多晶硅發(fā)射極區(qū)設(shè)置在第一薄介電層上，所述第一薄介

電層設(shè)置在所述基板的所述背表面上。第二不同導(dǎo)電類型的第二多晶硅發(fā)射極區(qū)設(shè)置在第

二薄介電層上，所述第二薄介電層設(shè)置在所述基板的所述背表面上的多個非連續(xù)溝槽中。

[0025] 本文還公開了制造太陽能電池的方法。在一個實施例中，一種制造太陽能電池的方法涉及在形成于基板的背表面上的第一薄介電層上形成第一導(dǎo)電類型的第一硅層，以提

供太陽能電池的第一發(fā)射極區(qū)。基板具有光接收表面和背表面。該方法還包括在第一硅層

上形成絕緣層。該方法還包括在絕緣層和第一硅層中形成多個開口，以及在基板的背表面

中形成對應(yīng)的多個非連續(xù)溝槽。該方法還包括在形成于多個非連續(xù)溝槽中的第二薄介電層

上形成第二不同導(dǎo)電類型的第二硅層，以提供太陽能電池的第二發(fā)射極區(qū)。

[0026] 在另一個實施例中，一種制造太陽能電池的交替的N型發(fā)射極區(qū)和P型發(fā)射極區(qū)的方法涉及在形成于N型單晶硅基板的背表面上的第一薄介電層上形成P型硅層。該方法還涉

及在P型硅層上形成絕緣層。該方法還涉及通過激光燒蝕圖案化絕緣層和P型硅層，以形成

其上具有絕緣頂蓋的P型硅區(qū)并暴露N型單晶硅基板的多個區(qū)，所述N型單晶硅基板的多個

區(qū)中的每個區(qū)具有在N型單晶硅基板中形成的多個非連續(xù)溝槽。該方法還涉及在P型硅區(qū)的

暴露側(cè)上形成第二薄介電層。該方法還涉及在第二薄介電層上，在P型硅區(qū)的絕緣頂蓋上以

及在第三薄介電層上形成N型硅層，其中該第三薄介電層形成在N型單晶硅基板的多個區(qū)中

的每個區(qū)的多個非連續(xù)溝槽中的每個溝槽中。該方法還涉及圖案化N型硅層以形成隔離的N

型硅區(qū)，以及在P型硅區(qū)的絕緣頂蓋上方的N型硅層的區(qū)中形成接觸開口，每個隔離的N型硅

區(qū)電耦接到N型單晶硅基板的多個區(qū)中的對應(yīng)的一個區(qū)。該方法還涉及形成多個導(dǎo)電觸點(diǎn)，

每個導(dǎo)電觸點(diǎn)電連接到P型硅區(qū)中的一個或隔離的N型硅區(qū)中的一個。

[0027] 本文所述的一個或多個實施例涉及具有點(diǎn)狀擴(kuò)散的太陽能電池的制造。在一個實施例中，實現(xiàn)具有區(qū)分開的P型和N型架構(gòu)的點(diǎn)狀擴(kuò)散設(shè)計，使得能夠制造出具有較穩(wěn)定且

較低反向偏置擊穿的激光圖案化發(fā)射極。點(diǎn)狀擴(kuò)散可使用激光燒蝕制造，如下面更詳細(xì)的

描述。然而，在其他實施例中，還可實現(xiàn)非激光島狀擴(kuò)散形成，例如通過使用印刷蝕刻劑，或

通過掩模和蝕刻方法。

[0028] 為說明背景，使用激光器來對傳統(tǒng)太陽能電池結(jié)構(gòu)中的發(fā)射極進(jìn)行圖案化可能是有挑戰(zhàn)性的，因為對于線性發(fā)射極，需要移除大面積的材料。當(dāng)使用二極管泵浦固態(tài)(DPSS)

激光器時，可能難以執(zhí)行移除并且可能引起單位小時產(chǎn)能(UPH)上的挑戰(zhàn)。一些設(shè)計還依賴

于邊緣豎直側(cè)壁結(jié)作為用于反向偏置擊穿的路徑，因此需要非常均勻。在使用重疊點(diǎn)的情

況下，使用“清洗”激光工藝來形成這種邊緣豎直側(cè)壁結(jié)可能是困難的，正如對于形成連續(xù)

發(fā)射極的脈沖激光器的情況一樣。反向擊穿電壓也與用作擊穿區(qū)的對接結(jié)的長度成比例。

[0029] 為了解決上述問題中的一個或多個，在一個實施例中，提到點(diǎn)狀設(shè)計，其中可以輕松地控制光點(diǎn)尺寸，并且可放置高密度的點(diǎn)，從而可得到改善的器件擊穿性能。在具體實施

例中，形成點(diǎn)陣列作為發(fā)射極可實現(xiàn)更快的激光處理、更均勻的燒蝕(例如，非重疊點(diǎn))，以

獲得更好的側(cè)壁、使用更低的能量(例如，打開U激光器開口可使側(cè)壁均勻性更佳)，并且可

以提高擊穿電壓。使用具有區(qū)分開的P型和N型架構(gòu)的點(diǎn)狀發(fā)射極設(shè)計的其他益處可包括下

列項中的一個或多個：(1)增加結(jié)面積以實現(xiàn)較低的擊穿電壓；(2)消除對重疊的需要，以形

成連續(xù)發(fā)射極；(3)改善UPH問題；(4)改善邊緣重疊和控制問題；(5)通過使用毯覆式N型非

晶硅(n?a?Si)沉積來減少島接觸問題；(6)使得能夠形成基板的單行、雙行、三行等離散N型

區(qū)(‘N?島’)；(7)使得能夠調(diào)整島的尺寸；和/或(8)使得能夠使用基于U或CO2的激光源來

將氧化物移除干凈并產(chǎn)生干凈的側(cè)壁，而不會嚴(yán)重?fù)p壞發(fā)射極。

[0030] 在第一示例性工藝流程中，圖1至圖6示出了根據(jù)本公開的實施例的太陽能電池制造中的各個階段的剖視圖。圖7為根據(jù)本公開的實施例的流程圖700，該流程圖列出與圖1至

圖6相對應(yīng)的太陽能電池的制造方法中的操作。

[0031] 參見圖1和流程圖700的對應(yīng)操作702，制造太陽能電池的交替的N型發(fā)射極區(qū)和P型發(fā)射極區(qū)的方法涉及在形成于基板102的背表面上的第一薄介電層104上形成第一導(dǎo)電

類型的第一硅層106。

[0032] 在一個實施例中，基板102為單晶硅基板，諸如塊體單晶N型摻雜硅基板。然而，應(yīng)當(dāng)理解，基板102可以是設(shè)置在整個太陽能電池基板上的層，諸如多晶硅層。在一個實施例

中，第一薄介電層104為薄氧化物層，諸如厚約2納米或更小的隧道介電氧化硅層。

[0033] 在一個實施例中，第一硅層106為多晶硅層，該多晶硅層通過原位摻雜、后沉積注入或它們的組合加以摻雜以具有第一導(dǎo)電類型。在另一個實施例中，第一硅層106為非晶硅

層諸如由a?Si:H表示的氫化硅層，其在沉積非晶硅層之后，用第一導(dǎo)電類型的摻雜物進(jìn)行

注入。在一個此類實施例中，隨后對第一硅層106進(jìn)行退火(至少在工藝流程的某個后續(xù)階

段)以最終形成多晶硅層。在一個實施例中，對于多晶硅層或非晶硅層中的任一者而言，如

果進(jìn)行后沉積注入，則通過使用離子束注入或等離子體浸漬注入進(jìn)行該注入。在一個此類

實施例中，使用遮蔽掩模進(jìn)行注入。在一個具體實施例中，第一導(dǎo)電類型為P型(例如，使用

硼雜質(zhì)原子形成)。

[0034] 再次參見圖1并且現(xiàn)在參見流程圖700的對應(yīng)操作704，在第一硅層106上形成絕緣層108。在一個實施例中，絕緣層108包含二氧化硅。

[0035] 參見圖2和流程圖700的對應(yīng)操作706，將絕緣層108和第一硅層106圖案化以形成上面具有絕緣頂蓋112的第一導(dǎo)電類型的第一硅區(qū)110。在一個實施例中，使用激光燒蝕工

藝(例如，直接寫入)將絕緣層108和第一硅層106圖案化。在適用的情況下，在一個實施例

中，在該工藝中也將第一薄介電層104圖案化，如圖2所示。應(yīng)當(dāng)理解，圖2的剖視圖是沿著圖

2的平面圖的a?a’軸線截取的。

[0036] 在一個實施例中，圖2的激光燒蝕工藝暴露N型單晶硅基板102的多個區(qū)109。N型單晶硅基板102的多個區(qū)109中的每個區(qū)可被視為在形成于N型單晶硅基板102中的溝槽之間

具有間隔112(在平面圖中可見的間隔)的多個非連續(xù)溝槽111(在剖視圖中可見)。在圖2的

剖視圖中示出了溝槽109具有進(jìn)入基板的深度或厚度111的選擇。在一個這樣的實施例中，

多個非連續(xù)溝槽109中的每個溝槽在激光燒蝕時形成進(jìn)入基板102中的小于約10微米的非

零深度111。

[0037] 如上所述，可通過應(yīng)用激光燒蝕工藝來形成多個開口和對應(yīng)的多個非連續(xù)溝槽109。在一個實施例中，使用激光燒蝕工藝為多個非連續(xù)溝槽中的每個溝槽提供約30微米至

60微米范圍內(nèi)的寬度(例如，最大直徑)。在一個這樣的實施例中，多個非連續(xù)溝槽109中的

依次排列的非連續(xù)溝槽形成為以大約在50微米至300微米范圍內(nèi)的距離隔開。遠(yuǎn)小于50微

米的距離可導(dǎo)致溝槽重疊的可能性，這可能是不可取的，如上所述。另一方面，遠(yuǎn)大于300微

米的距離可導(dǎo)致隨后形成的觸點(diǎn)的接觸電阻增加并且連接若干個溝槽109。在一個實施例

中，激光燒蝕工藝涉及使用具有近高斯輪廓或具有近平頂輪廓的激光束。

[0038] 參見圖3，可選地，溝槽109的表面可經(jīng)紋理化形成在基板102內(nèi)具有紋理化的表面116的紋理化的凹陷部或溝槽114。在相同或類似工藝中，還可將基板102的光接收表面101

紋理化，如圖3所示。在一個實施例中，使用基于氫氧化物的濕法蝕刻劑形成凹陷部114的至

少一部分并且/或者紋理化基板102的暴露部分。紋理化的表面可為具有規(guī)則或不規(guī)則形狀

的表面，其用于散射入射光、減少從太陽能電池的光接收表面和/或暴露表面反射離開的光

量。然而，應(yīng)當(dāng)理解，可從工作流程中省略背表面的紋理化以及甚至凹陷部形成。還應(yīng)當(dāng)理

解，如果被實施，紋理化可使溝槽109的深度從最初形成的深度繼續(xù)增加。

[0039] 參見圖4和流程圖700的對應(yīng)操作708，在第一硅區(qū)118的暴露側(cè)上形成第二薄介電層118。在一個實施例中，在氧化工藝中形成第二薄介電層118并且它為薄氧化物層，諸如厚

約2納米或更小的隧道介電氧化硅層。在另一個實施例中，在沉積工藝中形成第二薄介電層

118并且其為薄氮化硅層或氧氮化硅層。應(yīng)當(dāng)理解，圖4的剖視圖是沿著圖4的平面圖的b?b’

軸線截取的。

[0040] 再次參見圖4并且現(xiàn)在參見流程圖700的對應(yīng)操作710，在形成于基板102的背表面的暴露部分上的第三薄介電層122上(例如，形成在N型單晶硅基板102的多個區(qū)中的每個區(qū)

的多個非連續(xù)溝槽109中的每個溝槽中)，以及在第二薄介電層118和第一硅區(qū)110的絕緣頂

蓋112上，形成第二不同導(dǎo)電類型的第二硅層120。如在剖視圖和平面圖中所見，第二硅層

120(從自上而下的視角)覆蓋溝槽區(qū)109。

[0041] 再次參見圖4，在相同或類似工藝操作中，還可在基板102的光接收表面101上形成第二導(dǎo)電類型的對應(yīng)薄介電層122’和第二硅層120’，還如圖4所示。另外，雖然未示出，但可

在對應(yīng)的第二硅層120’上形成ARC層。

[0042] 在一個實施例中，在氧化工藝中形成第三薄介電層122并且它為薄氧化物層，諸如厚約2納米或更小的隧道介電氧化硅層。在一個實施例中，第二硅層120為多晶硅層，該多晶

硅層通過原位摻雜、后沉積注入或它們的組合加以摻雜以具有第二導(dǎo)電類型。在另一個實

施例中，第二硅層120為非晶硅層諸如由a?Si:H表示的氫化硅層，其在沉積非晶硅層之后，

用第二導(dǎo)電類型的摻雜物進(jìn)行注入。在一個此類實施例中，隨后對第二硅層120進(jìn)行退火

(至少在工藝流程的某個后續(xù)階段)以最終形成多晶硅層。在一個實施例中，對于多晶硅層

或非晶硅層中的任一者而言，如果進(jìn)行后沉積注入，則通過使用離子束注入或等離子體浸

漬注入進(jìn)行該注入。在一個此類實施例中，使用遮蔽掩模進(jìn)行注入。在一個具體實施例中，

第二導(dǎo)電類型為N型(例如，使用磷原子或砷雜質(zhì)原子形成)。

[0043] 參見圖5和流程圖700的對應(yīng)操作712，將第二硅層120圖案化以形成第二導(dǎo)電類型的隔離第二硅區(qū)124，以及在第一硅區(qū)110的絕緣頂蓋112上方的第二硅層120的區(qū)域中形成

接觸開口126。在一個實施例中，每個隔離的N型硅區(qū)124電耦接到N型單晶硅基板102的多個

區(qū)109中的對應(yīng)的一個(或多個)區(qū)。在一個實施例中，硅的離散區(qū)125可保留作為圖案化工

藝的人工痕跡。在一個實施例中，使用激光燒蝕工藝將第二硅層120圖案化。應(yīng)當(dāng)理解，圖5

的剖視圖是沿著圖5的平面圖的c?c’軸線截取的。

[0044] 再次參見圖5，將絕緣頂蓋112圖案化為穿過接觸開口126以暴露第一硅區(qū)110的部分。在一個實施例中，使用激光燒蝕工藝將絕緣頂蓋112圖案化。例如，在一個實施例中，使

用首次激光通過將第二硅層120圖案化，包括形成接觸開口126。使用與接觸開口126相同位

置中的二次激光通過將絕緣頂蓋112圖案化。如從圖5的平面圖所見，在一個實施例中，從自

上而下的視角看，單個隔離區(qū)124(例如，單個隔離的N型硅區(qū))覆蓋多個開口109的條帶(在

圖5中示出了每單個隔離區(qū)124的三個開口的條帶)。

[0045] 參見圖6和流程圖700的對應(yīng)操作714，形成多個導(dǎo)電觸點(diǎn)，每個導(dǎo)電觸點(diǎn)電連接到P型硅區(qū)中的一個或隔離的N型硅區(qū)中的一個。在一個示例性實施例中，在第一硅區(qū)110的暴

露部分上以及在隔離的第二硅區(qū)124上形成金屬晶種層128。然后將金屬層130電鍍在金屬

晶種層上，以分別形成第一硅區(qū)110的導(dǎo)電觸點(diǎn)132和隔離第二硅區(qū)124的導(dǎo)電觸點(diǎn)134。在

一個實施例中，金屬晶種層128為基于鋁的金屬晶種層，并且金屬層130為銅層。在一個實施

例中，首先形成掩模以僅暴露第一硅區(qū)110和隔離第二硅區(qū)124的暴露部分，以便將金屬晶

種層128形成引導(dǎo)至受限位置。

[0046] 因此，本文所述的一個或多個實施例涉及形成太陽能電池的P+和N+多晶硅發(fā)射極區(qū)，其中P+和N+多晶硅發(fā)射極區(qū)的相應(yīng)結(jié)構(gòu)彼此不同。可實施此類方法以簡化太陽能電池

制造工藝。此外，相比于其他太陽能電池架構(gòu)，所得結(jié)構(gòu)可提供相關(guān)的更低擊穿電壓和更低

功率損耗。

[0047] 再次參見圖6，在一個實施例中，制造完成的太陽能電池包括具有光接收表面101和對應(yīng)的背表面的基板102。第一導(dǎo)電類型的第一多晶硅發(fā)射極區(qū)110設(shè)置在第一薄介電層

104上，所述第一薄介電層210設(shè)置在基板102的背表面上。第二不同導(dǎo)電類型的第二多晶硅

發(fā)射極區(qū)124設(shè)置在第二薄介電層122上，所述第二薄介電層122設(shè)置在基板102的背表面上

的多個非連續(xù)溝槽中(在圖6的剖視圖中示出為凹陷部)。在一個實施例中，基板102為N型單

晶硅基板，第一導(dǎo)電類型為P型，并且第二導(dǎo)電類型為N型。在一個實施例中，太陽能電池為

背接觸太陽能電池，如圖6所示。

[0048] 在一個實施例中，多個非連續(xù)溝槽中的每個溝槽具有約30微米至60微米范圍內(nèi)的寬度，如結(jié)合圖2所述。在一個實施例中，多個非連續(xù)溝槽中的依次排列的非連續(xù)溝槽以大

約在50微米至300微米范圍內(nèi)的距離隔開，還如結(jié)合圖2所述。在一個實施例中，多個非連續(xù)

溝槽中的每個溝槽具有從背表面進(jìn)入基板102中的約0.5微米至10微米范圍內(nèi)的深度。最終

的溝槽深度可由激光燒蝕、紋理化工藝或通過這兩者形成。在一個實施例中，每個非連續(xù)溝

槽具有近似圓形的形狀，如圖2、圖4和圖5的平面圖所示。如圖6所示，每個非連續(xù)溝槽具有

紋理化的表面。

[0049] 再次參見圖6，在一個實施例中，太陽能電池還包括直接側(cè)向設(shè)置在第一多晶硅發(fā)射極區(qū)110和第二多晶硅發(fā)射極區(qū)124之間的第三薄介電層118。在一個實施例中，太陽能電

池還包括電連接到第一多晶硅發(fā)射極區(qū)110的第一導(dǎo)電觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)130，以及電連接到第二多

晶硅發(fā)射極區(qū)124的第二導(dǎo)電觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)134。在一個實施例中，太陽能電池還包括設(shè)置在第

一多晶硅發(fā)射極區(qū)110上的絕緣層112。第一導(dǎo)電觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)130被設(shè)置為穿過絕緣層112。在

一個這樣的實施例中，第二多晶硅發(fā)射極區(qū)124的一部分與絕緣層112重疊，但與第一導(dǎo)電

觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)130分開，如圖6所示。在另一個實施例中，第二導(dǎo)電類型的多晶硅區(qū)125設(shè)置在絕

緣層112上，并且第一導(dǎo)電觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)130被設(shè)置為穿過第二導(dǎo)電類型的多晶硅區(qū)125以及穿

過絕緣層112，如圖6所示。

[0050] 在另一方面，本文所述的一個或多個實施例涉及太陽能電池制造的硅化物形成?？蓪⒐杌锊牧蠐饺胱罱K太陽能電池結(jié)構(gòu)中，諸如背接觸太陽能電池結(jié)構(gòu)或正面接觸太陽

能電池結(jié)構(gòu)。將硅化物材料用于太陽能電池的多晶硅發(fā)射極區(qū)的金屬化可為此類太陽能電

池提供更簡單的金屬化工藝。例如，如下文更詳細(xì)地描述，使用硅化物技術(shù)從用于接觸形成

的金屬晶種層工藝中有效地移除掩模操作。此外，由于硅化物工藝為自對準(zhǔn)工藝，因此可減

少對準(zhǔn)問題。

[0051] 在第二示例性工藝流程中，圖8A至圖8B示出了根據(jù)本公開的另一個實施例的另一個太陽能電池的制造中的各個階段的剖視圖。第二示例性工藝流程從圖5的結(jié)構(gòu)移至圖8A

的結(jié)構(gòu)。

[0052] 參見圖8A，在將第二硅層120和絕緣頂蓋112圖案化(如結(jié)合圖5所述)之后，由圖案化的第二硅層的暴露表面以及由第一硅區(qū)110的暴露部分形成金屬硅化物層828。在一個實

施例中，通過如下方式形成金屬硅化物層：在圖5的整個結(jié)構(gòu)上方形成毯覆式金屬層，加熱

毯覆式金屬層以與暴露的硅反應(yīng)并形成金屬硅化物。隨后例如使用所形成硅化物材料可選

擇的濕法化學(xué)清潔工藝移除毯覆式金屬層的未反應(yīng)部分。在一個實施例中，金屬硅化物層

828包含一種材料，諸如但不限于硅化鈦(TiSi2)、硅化鈷(CoSi2)、硅化鎢(WSi2)或硅化鎳

(NiSi或NiSi2)。在一個實施例中，使用快速熱處理(RTP)退火形成硅化物。在該實施例中，

在相同RTP工藝中激活發(fā)射極區(qū)的硅層中的摻雜物。在一個實施例中，在無氧或低氧環(huán)氧中

進(jìn)行RTP工藝以降低硅化金屬的氧化。然而，在另一個實施例中，硅化工藝溫度低于用于摻

雜物激活的單獨(dú)退火的溫度。

[0053] 參見圖8B，將金屬層830電鍍在金屬硅化物層上以分別形成第一硅區(qū)110的導(dǎo)電觸點(diǎn)832和隔離第二硅區(qū)124的導(dǎo)電觸點(diǎn)834。在一個實施例中，金屬層830為銅層。在一個實施

例中，在金屬硅化物層上電鍍金屬之前將該層化學(xué)激活。在另一個實施例中，并非通過電鍍

金屬，而是使用鋁(Al)箔焊接工藝完成接觸形成。

[0054] 應(yīng)當(dāng)理解，相比于結(jié)合圖6所述的接觸形成，結(jié)合圖8A和圖8B所述的接觸形成的硅化工藝少使用一個掩模。具體地講，在硅化工藝中無需通過掩模來引導(dǎo)晶種層，因為硅化物

將僅形成于暴露硅的區(qū)上，所述區(qū)已圖案化。因此，在一個實施例中，硅化工藝為自對準(zhǔn)工

藝，可實施該工藝來減輕對準(zhǔn)問題以及可能地減小電池接觸制造可實現(xiàn)的間距。

[0055] 也許更一般地說，結(jié)合圖9描述包括上述兩個處理流程的處理。圖9為根據(jù)本公開的實施例的流程圖900，該流程圖列出制造太陽能電池的另一種方法中的操作。參見圖9的

流程圖900的操作902，制造太陽能電池的方法涉及在形成于基板的背表面上的第一薄介電

層上形成第一導(dǎo)電類型的第一硅層。在一個實施例中，該工藝操作提供太陽能電池的第一

發(fā)射極區(qū)。參見圖9的流程圖900的操作904，該方法還涉及在第一硅層上形成絕緣層。參見

圖9的流程圖900的操作906，該方法還涉及在絕緣層和第一硅層中形成多個開口，以及在基

板的背表面中形成對應(yīng)的多個非連續(xù)溝槽。參見圖9的流程圖900的操作908，該方法還涉及

在形成于多個非連續(xù)溝槽中的第二薄介電層上形成第二不同導(dǎo)電類型的第二硅層。在一個

實施例中，該工藝操作提供太陽能電池的第二發(fā)射極區(qū)。

[0056] 雖然參考上述實施例具體描述了某些材料，但是在其他此類實施例中，可用其他材料來容易地取代其中的一些材料，這些實施例仍然在本公開實施例的精神和范圍內(nèi)。例

如，在一個實施例中，可使用不同材料的基板，諸如III?族材料的基板，來代替硅基板。另

外，雖然主要提及背接觸太陽能電池布置，但應(yīng)當(dāng)理解，本文所述的方法也可應(yīng)用于前接觸

電極太陽能電池。在其他實施例中，上述方法可適用于太陽能電池以外的制造。例如，發(fā)光

二極管(LED)的制造可受益于本文所述的方法。

[0057] 此外，在一個實施例中，集群等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECD)工具可用于在工藝工具中單程將上文所述的工藝操作中的許多操作加以組合。例如，在一個此類實施例中，

多達(dá)四項不同PECD操作和一項RTP操作可在集群工具中單程進(jìn)行。PECD操作可包括沉積

以下層，諸如上文所述的背面P+多晶硅層、正面N+多晶硅層和背面N+多晶硅層以及ARC層。

[0058] 因此，已公開了制造具有區(qū)分開的P型和N型架構(gòu)并且包含點(diǎn)狀擴(kuò)散的太陽能電池發(fā)射極區(qū)的方法，以及所得太陽能電池。

[0059] 盡管上面已經(jīng)描述了具體實施例，但即使相對于特定的特征僅描述了單個實施例，這些實施例也并非旨在限制本公開的范圍。在本公開中所提供的特征的例子旨在為說

明性的而非限制性的，除非另有說明。以上描述旨在涵蓋將對本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見

的具有本公開的有益效果的那些替代形式、修改形式和等效形式。

[0060] 本公開的范圍包括本文所(明示或暗示)公開的任何特征或特征組合，或其任何概括，不管其是否減輕本文所解決的任何或全部問題。因此，可以在本申請(或?qū)ζ湟髢?yōu)先

權(quán)的申請)的審查過程期間對任何此類特征組合提出新的權(quán)利要求。具體地講，參考所附權(quán)

利要求書，來自從屬權(quán)利要求的特征可與獨(dú)立權(quán)利要求的那些特征相結(jié)合，來自相應(yīng)的獨(dú)

立權(quán)利要求的特征可以按任何適當(dāng)?shù)姆绞浇M合，而并非只是以所附權(quán)利要求中枚舉的特定

形式組合。

[0061] 在一個實施例中，太陽能電池包括：具有光接收表面和背表面的基板；設(shè)置在第一薄介電層上的第一導(dǎo)電類型的第一多晶硅發(fā)射極區(qū)，該第一薄介電層設(shè)置在基板的背表面

上；設(shè)置在第二薄介電層上的第二不同導(dǎo)電類型的第二多晶硅發(fā)射極區(qū)，該第二薄介電層

設(shè)置在基板的背表面中的多個非連續(xù)溝槽中。

[0062] 在一個實施例中，多個非連續(xù)溝槽中的每個溝槽具有大約在30微米至60微米范圍內(nèi)的寬度，并且多個非連續(xù)溝槽中的依次排列的溝槽以大約在50微米至300微米范圍內(nèi)的

距離隔開。

[0063] 在一個實施例中，多個非連續(xù)溝槽中的每個溝槽具有從背表面進(jìn)入基板中的約0.5微米至10微米范圍內(nèi)的深度。

[0064] 在一個實施例中，每個非連續(xù)溝槽具有近似圓形的形狀。[0065] 在一個實施例中，每個非連續(xù)溝槽具有紋理化的表面。[0066] 在一個實施例中，太陽能電池還包括直接側(cè)向設(shè)置在第一多晶硅發(fā)射極區(qū)和第二多晶硅發(fā)射極區(qū)之間的第三薄介質(zhì)層。

[0067] 在一個實施例中，太陽能電池還包括電連接到第一多晶硅發(fā)射極區(qū)域的第一導(dǎo)電觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)，以及電連接到第二多晶硅發(fā)射極區(qū)域的第二導(dǎo)電觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)。

[0068] 在一個實施例中，太陽能電池還包括設(shè)置在第一多晶硅發(fā)射極區(qū)上的絕緣層，第一導(dǎo)電觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)被設(shè)置為穿過絕緣層，并且第二多晶硅發(fā)射極區(qū)的一部分與絕緣層重疊但

與第一導(dǎo)電觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)分開。

[0069] 在一個實施例中，太陽能電池還包括設(shè)置在第一多晶硅發(fā)射極區(qū)上的絕緣層，以及設(shè)置在絕緣層上的第二導(dǎo)電類型的多晶硅層，并且第一導(dǎo)電觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)被設(shè)置為穿過第二

導(dǎo)電類型的多晶硅層并穿過絕緣層。

[0070] 在一個實施例中，基板是N型單晶硅基板，第一導(dǎo)電類型為P型，第二導(dǎo)電類型為N型，并且太陽能電池是背接觸太陽能電池。

[0071] 在一個實施例中，一種制造太陽能電池的方法包括：在形成于基板的背表面上的第一薄介電層上形成第一導(dǎo)電類型的第一硅層，以提供太陽能電池的第一發(fā)射極區(qū)，其中

所述基板具有光接收表面和背表面；在第一硅層上形成絕緣層；在絕緣層和第一硅層中形

成多個開口，并且在基板的背表面中形成對應(yīng)的多個不連續(xù)溝槽；以及在形成于多個非連

續(xù)溝槽中的第二薄介電層上形成第二不同導(dǎo)電類型的第二硅層，以提供太陽能電池的第二

發(fā)射極區(qū)。

[0072] 在一個實施例中，形成多個開口和對應(yīng)的多個非連續(xù)溝槽包括應(yīng)用激光燒蝕工藝。

[0073] 在一個實施例中，應(yīng)用激光燒蝕工藝包括形成具有約30微米至60微米范圍內(nèi)的寬度的多個非連續(xù)溝槽中的每個溝槽，以及形成以大約在50微米至300微米范圍內(nèi)的距離隔

開的多個非連續(xù)溝槽中的依次排列的溝槽。

[0074] 在一個實施例中，應(yīng)用激光燒蝕工藝包括使多個非連續(xù)溝槽中的每個溝槽形成為進(jìn)入基板到小于約10微米的非零深度。

[0075] 在一個實施例中，應(yīng)用激光燒蝕工藝包括使用具有近高斯輪廓或具有近平頂輪廓的激光束。

[0076] 在一個實施例中，該方法還包括在形成多個非連續(xù)溝槽中的第二硅層和第二薄介電層之前，將多個非連續(xù)溝槽中的每個溝槽的底表面紋理化。

[0077] 在一個實施例中，一種制造太陽能電池的交替的N型發(fā)射極區(qū)和P型發(fā)射極區(qū)的方法包括：在形成于N型單晶硅基板的背表面上的第一薄介電層上形成P型硅層；在該P(yáng)型硅層

上形成絕緣層；通過激光燒蝕來圖案化絕緣層和P型硅層，以形成其上具有絕緣頂蓋的P型

硅區(qū)，并暴露N型單晶硅基板的多個區(qū)；N型單晶硅基板的多個區(qū)中的每個區(qū)包括在所述N型

單晶硅基板中形成的多個非連續(xù)溝槽；在P型單晶硅基板的暴露側(cè)上形成第二薄介電層；在

第二薄介電層上、在P型硅區(qū)的絕緣頂蓋上，以及在第三薄介電層上形成N型硅層，其中第三

薄介電層形成于N型單晶硅基板的多個區(qū)中的每個區(qū)的多個非連續(xù)溝槽中的每個溝槽中；

圖案化N型硅層以形成隔離的N型硅區(qū)并且在P型單晶硅基板的絕緣頂蓋上方的N型硅層的

區(qū)中形成接觸開口；每個隔離的N型硅區(qū)電耦接到N型單晶硅基板的多個區(qū)中的對應(yīng)的一個

區(qū)；并且形成多個導(dǎo)電觸點(diǎn)，每個導(dǎo)電觸點(diǎn)電連接到P型硅區(qū)中的一個或隔離的N型硅區(qū)中

的一個。

[0078] 在一個實施例中，P型硅層和N型硅層形成為非晶硅層，并且該方法還包括對P型硅層和N型硅層進(jìn)行退火以分別形成P型多晶硅層和N型多晶硅層。