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    • 专利摘要:
    描述用於背面接點式太陽能電池之射極的方法。在一具體實施例中，方法包括形成第一固態摻質源於基板上方。該第一固態摻質源包含用間隙分離的多個區域。用印刷法形成第二固態摻質源的數個區域於該基板上方。
    公开号:TW201304160A
    申请号:TW101110100
    申请日:2012-03-23
    公开日:2013-01-16
    发明作者:Bo Li；Peter Cousins；David D Smith
    申请人:Sunpower Corp；
    IPC主号:H01L31-00
    专利说明:
    形成用於背面接點式太陽能電池之射極的方法 相關申請案之交互參照
    本申請案主張於2011年4月25日申請之美國臨時專利申請案第61/478,804號的權益，其全部內容併入本文作為參考資料。 政府執照權利的聲明
    描述於此的本發明在美國政府能源部所獎勵之第DE-FC36-07GO17043號契約的政府支持措施下做成。美國政府在本發明可能有某些權利。 發明領域
    本發明的具體實施例屬於再生能源的領域，且特別是，用於背面接點式太陽能電池之射極的方法。 發明背景
    常被稱作太陽能電池的光伏電池為用於把太陽輻射直接轉換成電能的習知裝置。太陽能電池通常用半導體加工技術製作於半導體晶圓片或基板上以在基板表面附近形成p-n接面。照射及進入基板表面的太陽輻射在基板主體中產生電子-電洞對。電子-電洞對遷移至基板的p摻雜、n型摻雜區，從而產生摻雜區之間的電壓差。摻雜區皆連接至太陽能電池上的傳導區以引導電池的電流至與其耦合的外部電路。
    依據本發明之一實施例，係特地提出一種形成用於背面接點式太陽能電池之射極的方法，該方法包含下列步驟：用化學氣相沉積法形成第一導電型的第一固態摻質源於一基板上方，該第一固態摻質源包含用間隙分離的多個區域；以及用印刷法在該基板上方形成第二導電型之第二固態摻質源的數個區域於該第一固態摻質源之該等多個區域的間隙中但不與該第一固態摻質源的該等多個區域接觸，其中該第一導電型與該第二導電型相反。 圖式簡單說明
    第1圖的流程圖根據本發明之一具體實施例圖示形成用於背面接點式太陽能電池之射極的方法之操作。
    第2A圖的橫截面圖根據本發明之一具體實施例圖示背面接點式太陽能電池的一製造階段，其係對應至第1圖之流程圖的操作102與第3圖之流程圖的操作302。
    第2B圖的橫截面圖根據本發明之一具體實施例圖示背面接點式太陽能電池的一製造階段，其係對應至第1圖之流程圖的操作104與第3圖之流程圖的操作304。
    第2C圖的橫截面圖根據本發明之一具體實施例圖示背面接點式太陽能電池的一製造階段，其係對應至第1圖之流程圖的操作106。
    第2D圖的橫截面圖根據本發明之一具體實施例圖示背面接點式太陽能電池的一製造階段，也對應至第1圖之流程圖的操作106。
    第2E圖的橫截面圖根據本發明之一具體實施例圖示背面接點式太陽能電池的一製造階段，其係對應至第1圖之流程圖的操作108。
    第2F圖的橫截面圖根據本發明之一具體實施例圖示背面接點式太陽能電池的一製造階段，其係對應至第1圖之流程圖的操作110。
    第2G圖的橫截面圖根據本發明之一具體實施例圖示背面接點式太陽能電池的一製造階段，其係對應至第1圖之流程圖的操作112及114。
    第2H圖的橫截面圖根據本發明之一具體實施例圖示背面接點式太陽能電池的一製造階段。
    第2I圖的橫截面圖根據本發明之一具體實施例圖示背面接點式太陽能電池的一製造階段。
    第3圖的流程圖根據本發明之一具體實施例圖示形成用於背面接點式太陽能電池之射極的另一方法之操作。
    第4A圖的橫截面圖根據本發明之一具體實施例圖示背面接點式太陽能電池的一製造階段，也對應至第3圖之流程圖的操作306。
    第4B圖的橫截面圖根據本發明之一具體實施例圖示背面接點式太陽能電池的一製造階段，也對應至第3圖之流程圖的操作308。
    第4C圖的橫截面圖根據本發明之一具體實施例圖示背面接點式太陽能電池的一製造階段，也對應至第3圖之流程圖的操作310。
    第4D圖的橫截面圖根據本發明之一具體實施例圖示背面接點式太陽能電池的一製造階段，其係對應至第3圖之流程圖的操作312。
    第4E圖的橫截面圖根據本發明之一具體實施例圖示背面接點式太陽能電池的一製造階段，其係對應至第3圖之流程圖的操作314及316。 詳細說明
    在此描述用於背面接點式太陽能電池之射極的方法。在以下說明中，提出許多特定細節，例如特定的加工流程操作，供徹底了解本發明的具體實施例。顯然對熟諳此藝者而言，在沒有該等特定細節下可實施本發明的具體實施例。在其他情況下，不詳述習知製造技術，例如微影及圖案化技術，以免不必要地混淆本發明的具體實施例。此外，應瞭解，圖示於附圖的各種具體實施例係僅供圖解說明而且不一定按照尺寸繪製。
    在此揭示數種用於背面接點式太陽能電池之射極的方法。在一具體實施例中，方法包括：用化學氣相沉積法形成第一導電型的第一固態摻質源於一基板上方。該第一固態摻質源包含用間隙分離的多個區域。用印刷法形成第二導電型之第二固態摻質源的數個區域於該基板上方。該第二固態摻質源的該等區域形成於該第一固態摻質源之該等多個區域的該等間隙中但是不與該第一固態摻質源的該等多個區域接觸。該第一導電型與該第二導電型相反。
    在另一具體實施例中，方法包括：用印刷法形成第一導電型的第一固態摻質源於一基板上方。該第一固態摻質源包含用間隙分離的多個區域。用化學氣相沉積法形成第二導電型的第二固態摻質源於該第一固態摻質源上方。也在該基板上方形成該第二固態摻質源於該第一固態摻質源之該等多個區域的該等間隙中。該第一導電型與該第二導電型相反。然後，圖案化該第二固態摻質源以形成該第二固態摻質源的數個第一區於該第一固態摻質源之該等多個區域的該等間隙中但是不與該第一固態摻質源的該等多個區域接觸。該第二固態摻質源的數個第二區留在該第一固態摻質源的該等多個區域上。該第一固態摻質源有充分的厚度可阻擋驅動摻質離開該第二固態摻質源的該等第二區而通過該第一固態摻質源的該等多個區域。
    藉由通過毯覆式沉積摻雜膜(blanket-deposited doped film)的圖案化，可形成用於背面接點式太陽能電池之射極。此法通常涉及沉積毯覆式含摻質膜，沉積犧牲抗蝕劑，蝕刻該含摻質膜，以及剝除該抗蝕劑。這些多個加工操作增加太陽能電池生產的製造複雜性及成本。因為使用許多操作，良率也可能減少。
    根據本發明之一具體實施例，用描述於本文的方法可減少用於摻雜背面接點式太陽能電池的加工操作總數。同樣地，描述於本文的方法具體實施例中之一或更多可簡化射極形成。在至少一些具體實施例中，通過把摻質沉積及圖案化組合成單一操作的選擇性摻質沉積，可實現該等改善。
    在一特定示範具體實施例中，在製造流程之一部份有4個操作的習知加工減少成兩個操作供該流程部份用。特別實施例包括用操作：噴印第一固態摻質源，然後沉積第二固態摻質源，取代以下操作：沉積第一固態摻質源，遮罩，蝕刻，然後沉積第二固態摻質源。在另一特定示範具體實施例中，在製造流程之一部份有6個操作的習知加工減少成5個操作供該流程部份用。特別實施例包括用操作：沉積第一固態摻質源，遮罩，蝕刻，噴印第二固態摻質源，然後固化，或用以下操作：噴印第一固態摻質源，沉積第二固態摻質源，固化，遮罩，然後蝕刻，取代以下操作：沉積第一固態摻質源，遮罩，蝕刻，沉積第二固態摻質源，遮罩，然後蝕刻。可印刷摻質源的實施例包括可噴墨印刷摻質源材料，包括但不受限於：基於旋塗玻璃的材料或基於奈米顆粒的材料。
    在用描述於此的方法形成摻雜區於半導體層或基板中後，可執行形成用於背面接點式太陽能電池的接點，這可用雷射燒蝕法(laser ablation)以形成穿過抗反射塗層(ARC)的孔或開口，該抗反射塗層(ARC)係形成於太陽能電池背面上之p型、n型摻雜區的陣列上方。然後，在該等開口中可形成傳導接點，例如金屬接點，以提供與p型、n型摻雜區之該陣列的電性耦合。
    在本發明之一方面，印製第二導電型固態摻質源於已予圖案化第一導電型固態摻質源的特徵之間。例如，第1圖的流程圖100根據本發明之一具體實施例圖示形成用於背面接點式太陽能電池之射極的方法之操作。第2A圖至第2I圖的橫截面圖根據本發明之一具體實施例圖示背面接點式太陽能電池的各個製造階段，其係對應至流程圖100的操作。
    請參考流程圖100的操作102及對應的第2A圖，形成用於背面接點式太陽能電池之射極的方法包括視需要形成薄介電層202於基板200上。
    在一具體實施例中，薄介電層202由二氧化矽構成以及有約5至50埃的厚度。在一具體實施例中，薄介電層202用作穿隧氧化物層。在一具體實施例中，基板200為塊體單晶基板，例如n型摻雜單晶矽基板。不過，在一替代具體實施例中，基板200包含配置於全域太陽能電池基板上的多晶矽層。
    請參考流程圖100的操作104及對應的第2B圖，形成用於背面接點式太陽能電池之射極的方法也包含視需要形成多晶矽層204於薄介電層202上。應瞭解使用術語多晶矽層旨在也涵蓋可描述成非晶或α矽的材料。
    請參考流程圖100的操作106及對應的第2C及2D圖，形成用於背面接點式太陽能電池之射極的方法包括形成(第2C圖的層205)及圖案化第一導電型之第一固態摻質源206於多晶矽層204上。
    在一具體實施例中，該圖案化步驟形成間隙208用以暴露在第一固態摻質源206的多個區域之間的多晶矽層204區域，如第2D圖所示。在一具體實施例中，形成及圖案化第一固態摻質源206的步驟包括形成及圖案化一層硼矽玻璃(BSG)或一層磷矽玻璃(PSG)。在一特定具體實施例中，該BSG或PSG層用化學氣相沉積法形成為均勻的毯覆層然後用微影及蝕刻製程圖案化。在一特別具體實施例中，該BSG或PSG層用化學氣相沉積技術形成，例如但不受限於：大氣壓力化學氣相沉積法(APCVD)，電漿增強式化學氣相沉積法(PECVD)，低壓化學氣相沉積法(LPCVD)，或超高真空化學氣相沉積法(UHVCVD)。在一替代特定具體實施例中，該BSG或PSG層經沉積成已具有圖案，因此，該形成及圖案化步驟係同時進行。在此一具體實施例中，帶圖案BSG或PSG層用網版印刷法形成。應瞭解，固態摻質源為一層含有摻質不純物原子(dopant impurity atom)以及可沉積於基板上的薄膜。這與離子植入方法成對比。
    請參考流程圖100的操作108及對應的第2E圖，形成用於背面接點式太陽能電池之射極的方法也包括用印刷法在基板200上方形成第二導電型之第二固態摻質源210的數個區域。在一具體實施例中，該印刷法用一種技術完成，例如但不受限於：油墨印刷法，網版印刷法，或噴霧式印刷法(aerosol printing)。
    在一具體實施例中，第二固態摻質源210之該等區域係形成於第一固態摻質源206之該等多個區域的間隙208中但是不與該第一固態摻質源206的該等多個區域接觸，如第2E圖所示。以及，在一更特定的具體實施例中，第二固態摻質源210之該等區域與第一固態摻質源206的該等多個區域隔開，也如第2E圖所示。在一具體實施例中，第一固態摻質源205/206與第二固態摻質源210係形成於多晶矽層204上。不過，可能有不使用與基板截然不同之多晶矽層的應用。因此，在另一具體實施例(未圖示)中，第一固態摻質源205/206與第二固態摻質源210直接形成於基板上(例如，直接於基板200上)或於在基板表面上的薄氧化物層上。
    在一具體實施例中，第二固態摻質源210的構成材料為，例如但不受限於：旋塗玻璃(spin-on-glass)先驅物材料或奈米顆粒材料。該旋塗玻璃先驅物材料或該奈米顆粒材料包含配置於其中的第二導電型摻質。例如，在一具體實施例中，該第二導電型為n型與該摻質不純物原子為磷原子。在一具體實施例中，該第二導電型為p型與該摻質不純物原子為硼原子。
    在一具體實施例中，該第一導電型與該第二導電型相反。例如，在一具體實施例中，該第一導電型為p型，該第二導電型為n型，以及第一固態摻質源205/206由BSG構成。在另一具體實施例中，該第一導電型為n型，該第二導電型為p型，及第一固態摻質源205/206由PSG構成。
    請參考流程圖100的操作110及對應的第2F圖，在一具體實施例中，形成用於背面接點式太陽能電池之射極的方法視需要更包括：在第二固態摻質源210的該等區域與第一固態摻質源206的該等多個區域之間之間，形成部份進入基板200的數個溝槽212。在一具體實施例中，溝槽212皆形成於多晶矽層204中，薄介電層202中，及部份於基板200中，如第2F圖所示。
    請參考流程圖100的操作112及對應的第2G圖，在一具體實施例中，形成用於背面接點式太陽能電池之射極的方法視需要更包括：在形成溝槽212後，加熱250基板200。
    在一具體實施例中，該加熱步驟係驅動摻質離開第一、第二固態摻質源206、210。例如，在一具體實施例中，第一、第二固態摻質源206、210係形成於多晶矽層204上，以及加熱基板200係驅動摻質各自離開第一、第二固態摻質源206、210而進入多晶矽層204。不過，在另一具體實施例中，第一、第二固態摻質源206、210直接形成於基板2090上或於基板200上的薄氧化物上，以及加熱基板200驅動摻質各自離開第一、第二固態摻質源206、210進入基板200。在此一特定具體實施例中，基板200為塊體結晶矽基板，以及第一固態摻質源206和第二固態摻質源210係形成於該塊體結晶矽基板上。然後，加熱該塊體結晶矽基板以及驅動摻質離開第一、第二固態摻質源206、210進入該塊體結晶矽基板。
    請參考流程圖100的操作114及對應的第2G圖，在一具體實施例中，形成用於背面接點式太陽能電池之射極的方法視需要更包括：結構化(texturize)基板200中被溝槽212暴露的部份214。
    在一具體實施例中，該紋理化(texturing)提供一隨機紋理圖案。該隨機紋理化圖案的形成可藉由應用各向異性蝕刻製程(anisotropic etching process)於基板200的暴露區從而可由基板200的晶面決定，例如單晶矽平面。在一具體實施例中，操作112的加熱硬化第二固態摻質源210。然後，在結構化基板200中被溝槽212暴露的部份214期間，硬化的第二固態摻質源係用作遮罩。
    例如，在一特定具體實施例中，硬化的第二固態摻質源用作遮罩以提供選擇性給基於氫氧化物(OH)的蝕刻。亦即，使用印製固態摻質源的摻雜製程本質能夠提供用於結構化操作的遮罩。應瞭解，其他的摻雜方法，例如大氣壓力化學氣相沉積法(APCVD)、植入或雷射摻雜法，可能不提供途徑給摻雜製程的固有遮罩作用。
    在一具體實施例中，請參考第2H圖，加熱基板200也包括各自活化來自第一、第二固態摻質源206、210的摻質以形成第二導電型的多個多晶矽區220與第一導電型的多個多晶矽區222。在一具體實施例中，該活化步驟包括加入在多晶矽層204內由插入型(interstitial)變成取代型(substitutional)的至少一些摻質。在一具體實施例中，也移除第一、第二固態摻質源206、210，也如第2H圖所示。在此一具體實施例中，藉由施加包含含水氫氟酸的濕溶液或另一HF源，用濕蝕刻技術移除第一、第二固態摻質源206、210。在另一具體實施例中，用電漿蝕刻法移除第一、第二固態摻質源206、210。
    請參考第2I圖，在一具體實施例中，形成用於背面接點式太陽能電池之射極的方法視需要更包括：形成介電層224於第二導電型的多個多晶矽區220上方，於第一導電型的多個多晶矽區222上方，以及於基板200的暴露部份上方。在一具體實施例中，介電層224為抗反射塗層(ARC)。
    再參考第2I圖，在一具體實施例中，形成用於背面接點式太陽能電池之射極的方法視需要更包括：用雷射燒蝕法形成至第二導電型之多個多晶矽區220與至第一導電型之多個多晶矽區222的多個接觸開口226。然後，在多個接觸開口226中形成耦合至第二導電型之多個多晶矽區220及第一導電型之多個多晶矽區222的傳導接點228。在一具體實施例中，傳導接點228由金屬構成以及用沉積、微影及蝕刻方法形成。
    在本發明之另一方面，第二導電型固態摻質源的形成係藉由毯覆式沉積於印製第一導電型固態摻質源的特徵上。例如，第3圖的流程圖300根據本發明之另一具體實施例圖示形成用於背面接點式太陽能電池之射極的方法之操作。第2A圖、第2B圖及第4A圖至第4E圖、第2I圖及第2J圖的橫截面圖根據本發明之一具體實施例圖示背面接點式太陽能電池的各個製造階段，其係對應至流程圖300的操作。
    請參考流程圖300的操作302及對應的第2A圖，形成用於背面接點式太陽能電池之射極的方法包括視需要形成薄介電層202於基板200上。
    在一具體實施例中，薄介電層202由二氧化矽構成以及有約5至50埃的厚度。在一具體實施例中，薄介電層202用作穿隧氧化物層。在一具體實施例中，基板200為塊體單晶基板，例如n型摻雜單晶矽基板。不過，在一替代具體實施例中，基板200包含配置於全域太陽能電池基板上的多晶矽層。
    請參考流程圖100的操作304及對應的第3B圖，形成用於背面接點式太陽能電池之射極的方法也包含視需要形成多晶矽層204於薄介電層202上。應瞭解使用術語多晶矽層旨在也涵蓋可描述成非晶或α矽的材料。
    請參考流程圖300的操作306及對應的第4A圖，形成用於背面接點式太陽能電池之射極的方法包括用印刷法形成第一導電型的第一固態摻質源252於基板200上方。第一固態摻質源252包含用間隙254分離的多個區域。在一具體實施例中，該印刷法用一種技術完成，例如但不受限於：油墨印刷法，網版印刷法，或噴霧式印刷法。
    在一具體實施例中，該等間隙254暴露在第一固態摻質源252的多個區域之間的多晶矽層204之區域，如第4A圖所示。在一具體實施例中，第一固態摻質源252在基板200上方的總覆蓋率佔表面積的百分之10至15，例如，約百分之12。
    在一具體實施例中，第一固態摻質源252的構成材料為，例如但不受限於：旋塗玻璃先驅物材料或奈米顆粒材料。該旋塗玻璃先驅物材料或該奈米顆粒材料包含配置於其中的第一導電型摻質。例如，在一具體實施例中，該第一導電型為n型與該摻質不純物原子為磷原子。在一具體實施例中，該第一導電型為p型與該摻質不純物原子為硼原子。
    請參考流程圖300的操作308及對應的第4B圖，形成用於背面接點式太陽能電池之射極的方法也包括用化學氣相沉積法形成第二導電型的第二固態摻質源256於第一固態摻質源252上方。第二固態摻質源256也形成於基板200上方，第一固態摻質源252之該等多個區域的間隙254中。
    在一具體實施例中，形成第二固態摻質源256的步驟包括形成一層BSG或一層PSG。在此一具體實施例中，用化學氣相沉積法形成該BSG或PSG層成為均勻的毯覆層。在一具體實施例中，該第二導電型與該第一導電型相反。例如，在一具體實施例中，該第一導電型為p型，該第二導電型為n型，以及第二固態摻質源256由PSG構成。在另一具體實施例中，該第一導電型為n型，該第二導電型為p型，以及第二固態摻質源256由BSG構成。
    在一具體實施例中，第一固態摻質源252與第二固態摻質源256的數個部份係形成於多晶矽層204上。不過，可能有不使用與基板截然不同之多晶矽層的應用。因此，在另一具體實施例(未圖示)中，第一固態摻質源252與第二固態摻質源256的數個部份直接形成於基板上(例如，直接於基板200上)或於在基板表面上的薄氧化物層上。
    請參考流程圖300的操作310及對應的第4C圖，形成用於背面接點式太陽能電池之射極的方法也包括圖案化第二固態摻質源256以及形成第二固態摻質源256的數個第一區258於第一固態摻質源252之該等多個區域的間隙254中但是不與該第一固態摻質源252的該等多個區域接觸。此外，第二固態摻質源256的第二區260也形成於第一固態摻質源252的該等多個區域上，如第4C圖所示。
    在一具體實施例中，圖案化第二固態摻質源256的步驟包括圖案化一層BSG或一層PSG。在一特定具體實施例中，用化學氣相沉積法然後用微影及蝕刻製程圖案化來形成該BSG或PSG層成為均勻的毯覆層。在一特別具體實施例中，該BSG或PSG層用化學氣相沉積技術形成，例如但不受限於：大氣壓力化學氣相沉積法(APCVD)，電漿增強式化學氣相沉積法(PECVD)，低壓化學氣相沉積法(LPCVD)，或超高真空化學氣相沉積法(UHVCVD)。在一具體實施例中，第二固態摻質源256的第一區258形成於第一固態摻質源252之該等多個區域的間隙254中但是不與該第一固態摻質源252的該等多個區域接觸，如第4C圖所示。以及，在一更特定的具體實施例中，第二固態摻質源256的第一區258與第一固態摻質源252的該等多個區域隔開，也如第4C圖所示。
    請參考流程圖300的操作312及對應的第4D圖，在一具體實施例中，形成用於背面接點式太陽能電池之射極的方法視需要更包括：在第二固態摻質源256的第一區258與第一固態摻質源252的該等多個區域之間，形成部份進入基板200的數個溝槽262。在一具體實施例中，該等溝槽262形成於多晶矽層204中，薄介電層202中，以及部份於基板200中，如第4D圖所示。
    請參考流程圖300的操作314及對應的第4E圖，在一具體實施例中，形成用於背面接點式太陽能電池之射極的方法視需要更包括：在形成溝槽262後，加熱250基板200。
    在一具體實施例中，該加熱步驟驅動摻質離開第一、第二固態摻質源252、258。例如，在一具體實施例中，第一、第二固態摻質源252、258係形成於多晶矽層204上以及加熱基板200驅動摻質各自離開第一、第二固態摻質源252、258進入多晶矽層204。不過，在另一具體實施例中，第一、第二固態摻質源252、258直接形成於基板200上或在基板200上的薄氧化物上，以及加熱基板200驅動摻質各自離開第一、第二固態摻質源252、258進入基板200。在此一特定具體實施例中，基板200為塊體結晶矽基板，以及第一固態摻質源252與第二固態摻質源258係形成於該塊體結晶矽基板上。然後，加熱該塊體結晶矽基板以及驅動摻質離開該第一及該第二固態摻質源252、258進入該塊體結晶矽基板。
    根據本發明之一具體實施例，第一固態摻質源252有充分的厚度可阻擋驅動摻質離開第二固態摻質源256的第二區260而通過第一固態摻質源252的該等多個區域。例如，儘管由第二固態摻質源256之第一區258驅動摻質進入下面的多晶矽層或基板可能是合乎需要的，然而由第二固態摻質源256之第二區260驅動摻質進入下面的多晶矽層或基板可能不合乎需要的。反之，在這些區域中，可能只有由在第二固態摻質源256之第二區260下面的第一固態摻質源252驅動摻質進入下面的多晶矽層或基板是合乎需要的。除厚度以外，吾等認為適合阻擋由第二固態摻質源256之第二區260驅動摻質通過第一固態摻質源252之該等多個區域的其他參數包括但不需受限於：第一固態摻質源252的摻質濃度，第一固態摻質源252的密度，摻質物種的特性，以及操作314的加熱時間。
    請參考流程圖300的操作316及對應的第4E圖，在一具體實施例中，形成用於背面接點式太陽能電池之射極的方法視需要更包括：結構化基板200中被溝槽262暴露的部份264。
    在一具體實施例中，該紋理化提供一隨機紋理圖案。該隨機紋理化圖案的形成可藉由應用各向異性蝕刻製程於基板200的暴露區從而可由基板200的晶面決定，例如單晶矽平面。在一具體實施例中，操作314的加熱硬化第一固態摻質源252。然後，在結構化基板200中被溝槽262的部份264期間，硬化的第一固態摻質源係用作遮罩。
    在一具體實施例中，請參考第2H圖，加熱基板200的步驟也包括各自活化來自第一、第二固態摻質源252、258的摻質以形成第一導電型的多個多晶矽區220與第二導電型的多個多晶矽區222。在一具體實施例中，該活化步驟包括加入在多晶矽層204內由插入型變成取代型的至少一些摻質。在一具體實施例中，也移除第一、第二固態摻質源252、258，也如第2H圖所示。在此一具體實施例中，藉由施加包含含水氫氟酸的濕溶液或另一HF源，用濕蝕刻技術移除第一、第二固態摻質源252、258。在另一具體實施例中，用電漿蝕刻法移除第一、第二固態摻質源252、258。
    請參考第2I圖，在一具體實施例中，形成用於背面接點式太陽能電池之射極的方法視需要更包括：形成介電層224於第一導電型的多個多晶矽區220上方，於第二導電型的多個多晶矽區222上方，以及於基板200的暴露部份上方。然後，可形成多個接觸開口226而暴露第一導電型的多個多晶矽區220以及第二導電型的多個多晶矽區222。然後，在多個接觸開口226中，形成耦合至第一導電型之多個多晶矽區220與第二導電型之多個多晶矽區222的傳導接點228。
    應瞭解，以特定順序提供流程圖100及300的操作及對應附圖是為了圖解說明。落在本發明精神及範疇內的其他具體實施例可包含不同的製造順序。例如，可變更或改變圖示的特定次序，除非特定的具體實施例有規定。例如，在用流程圖300說明的方法中，其他具體實施例不需要形成溝槽。因此，已揭示用於背面接點式太陽能電池之射極的方法。根據本發明之一具體實施例，方法包括用化學氣相沉積法形成第一導電型的第一固態摻質源於一基板上方，該第一固態摻質源包含用間隙分離的多個區域。該方法也包括：用印刷法在該基板上方形成第二導電型之第二固態摻質源的數個區域於該第一固態摻質源之該等多個區域的該等間隙中但是不與該第一固態摻質源的該等多個區域接觸，其中該第一導電型與該第二導電型相反。在一具體實施例中，該第二固態摻質源由旋塗玻璃先驅物材料或奈米顆粒材料構成。在一具體實施例中，該第一導電型為p型，該第二導電型為n型，以及該第一固態摻質源由硼矽玻璃(BSG)構成。在一具體實施例中，該第一導電型為n型，該第二導電型為p型，以及該第一固態摻質源由磷矽玻璃(PSG)構成。
    100、300‧‧‧流程圖
    102-114‧‧‧操作
    200‧‧‧基板
    202‧‧‧薄介電層
    204‧‧‧多晶矽層
    205‧‧‧層
    206、252‧‧‧第一固態摻質源
    208、254‧‧‧間隙
    210、256‧‧‧第二固態摻質源
    212、262‧‧‧溝槽
    214、264‧‧‧背面接點式太陽能電池
    220、222‧‧‧多晶矽區
    224‧‧‧介電層
    226‧‧‧接觸開口
    228‧‧‧傳導接點
    250‧‧‧加熱
    258‧‧‧第一區
    260‧‧‧第二區
    302-316‧‧‧操作
    第1圖的流程圖根據本發明之一具體實施例圖示形成用於背面接點式太陽能電池之射極的方法之操作。
    第2A圖的橫截面圖根據本發明之一具體實施例圖示背面接點式太陽能電池的一製造階段，其係對應至第1圖之流程圖的操作102與第3圖之流程圖的操作302。
    第2B圖的橫截面圖根據本發明之一具體實施例圖示背面接點式太陽能電池的一製造階段，其係對應至第1圖之流程圖的操作104與第3圖之流程圖的操作304。
    第2C圖的橫截面圖根據本發明之一具體實施例圖示背面接點式太陽能電池的一製造階段，其係對應至第1圖之流程圖的操作106。
    第2D圖的橫截面圖根據本發明之一具體實施例圖示背面接點式太陽能電池的一製造階段，也對應至第1圖之流程圖的操作106。
    第2E圖的橫截面圖根據本發明之一具體實施例圖示背面接點式太陽能電池的一製造階段，其係對應至第1圖之流程圖的操作108。
    第2F圖的橫截面圖根據本發明之一具體實施例圖示背面接點式太陽能電池的一製造階段，其係對應至第1圖之流程圖的操作110。
    第2G圖的橫截面圖根據本發明之一具體實施例圖示背面接點式太陽能電池的一製造階段，其係對應至第1圖之流程圖的操作112及114。
    第2H圖的橫截面圖根據本發明之一具體實施例圖示背面接點式太陽能電池的一製造階段。
    第2I圖的橫截面圖根據本發明之一具體實施例圖示背面接點式太陽能電池的一製造階段。
    第3圖的流程圖根據本發明之一具體實施例圖示形成用於背面接點式太陽能電池之射極的另一方法之操作。
    第4A圖的橫截面圖根據本發明之一具體實施例圖示背面接點式太陽能電池的一製造階段，也對應至第3圖之流程圖的操作306。
    第4B圖的橫截面圖根據本發明之一具體實施例圖示背面接點式太陽能電池的一製造階段，也對應至第3圖之流程圖的操作308。
    第4C圖的橫截面圖根據本發明之一具體實施例圖示背面接點式太陽能電池的一製造階段，也對應至第3圖之流程圖的操作310。
    第4D圖的橫截面圖根據本發明之一具體實施例圖示背面接點式太陽能電池的一製造階段，其係對應至第3圖之流程圖的操作312。
    第4E圖的橫截面圖根據本發明之一具體實施例圖示背面接點式太陽能電池的一製造階段，其係對應至第3圖之流程圖的操作314及316。
    200‧‧‧基板
    220‧‧‧多晶矽區
    222‧‧‧多晶矽區
    224‧‧‧介電層
    226‧‧‧接觸開口
    228‧‧‧傳導接點
    权利要求:
    Claims (22)
    [1] 一種形成用於背面接點式太陽能電池之射極的方法，該方法包含下列步驟：用化學氣相沉積法形成第一導電型的第一固態摻質源於一基板上方，該第一固態摻質源包含用間隙分離的多個區域；以及用印刷法在該基板上方形成第二導電型之第二固態摻質源的數個區域於該第一固態摻質源之該等多個區域的間隙中但不與該第一固態摻質源的該等多個區域接觸，其中該第一導電型與該第二導電型相反。
    [2] 如申請專利範圍第1項之方法，其中該第二固態摻質源之該等區域係與該第一固態摻質源的該等多個區域隔開，該方法更包括：在該第二固態摻質源的該等區域與該第一固態摻質源的該等多個區域之間，形成部份進入該基板的數個溝槽；以及加熱該基板以驅動自該第一及該第二固態摻質源的摻質，其中該加熱係硬化該第二固態摻質源。
    [3] 如申請專利範圍第2項之方法，其更包含下列步驟：在形成該等溝槽的步驟及該加熱步驟之後，結構化該基板中被該等溝槽暴露的部份，其中該經硬化第二固態摻質源在該結構化期間用作一遮罩。
    [4] 如申請專利範圍第1項之方法，其更包含下列步驟：在形成該第一固態摻質源之前，形成一薄介電層於該基板上；以及形成一多晶矽層於該薄介電層上，其中該第一固態摻質源與該第二固態摻質源係形成於該多晶矽層上。
    [5] 如申請專利範圍第4項之方法，其更包含下列步驟：加熱該基板以驅動摻質自該第一及該第二固態摻質源進入該多晶矽層。
    [6] 如申請專利範圍第1項之方法，其中該基板為塊體結晶矽基板，以及其中該第一固態摻質源與該第二固態摻質源係形成於該塊體結晶矽基板上。
    [7] 如申請專利範圍第6項之方法，其更包含下列步驟：加熱該塊體結晶矽基板以驅動摻質自該第一及該第二固態摻質源進入該塊體結晶矽基板。
    [8] 如申請專利範圍第1項之方法，其中該第二固態摻質源包含一旋塗玻璃先驅物材料或一奈米顆粒材料。
    [9] 如申請專利範圍第1項之方法，其中該第一導電型為p型，該第二導電型為n型，以及該第一固態摻質源包含硼矽玻璃(BSG)。
    [10] 如申請專利範圍第1項之方法，其中該第一導電型為n型，該第二導電型為p型，以及該第一固態摻質源包含磷矽玻璃(PSG)。
    [11] 一種根據申請專利範圍第1項所述之方法製成的太陽能電池。
    [12] 一種形成用於背面接點式太陽能電池之射極的方法，該方法包含下列步驟：用印刷法形成第一導電型的第一固態摻質源於一基板上方，該第一固態摻質源包含用間隙分離的多個區域；用化學氣相沉積法形成第二導電型的第二固態摻質源於該第一固態摻質源上方，以及於在該基板上方該第一固態摻質源之該等多個區域之間隙中，其中該第一導電型與該第二導電型相反；以及圖案化該第二固態摻質源以形成該第二固態摻質源的數個第一區於該第一固態摻質源之該等多個區域的該等間隙中但是不與該第一固態摻質源的該等多個區域接觸，以及形成該第二固態摻質源的數個第二區於該第一固態摻質源的該等多個區域上，其中該第一固態摻質源有充分的厚度可阻擋摻質自該第二固態摻質源的該等第二區通過該第一固態摻質源的該等多個區域的驅動。
    [13] 如申請專利範圍第12項之方法，其中該第二固態摻質源的該等第一區與該第一固態摻質源的該等多個區域隔開，該方法更包括：在該第二固態摻質源的該等第一區與該第一固態摻質源的該等多個區域之間，形成部份進入該基板的數個溝槽；以及加熱該基板以驅動自該第一固態摻質源與該第二固態摻質源之該等第一區的摻質，其中該加熱係硬化該第一固態摻質源。
    [14] 如申請專利範圍第13項之方法，其更包含下列步驟：在形成該等溝槽的步驟及該加熱步驟之後，結構化該基板中被該等溝槽暴露的部份，其中該經硬化第一固態摻質源在該結構化步驟期間用作一遮罩。
    [15] 如申請專利範圍第12項之方法，其更包含下列步驟：在形成該第一固態摻質源之前，形成一薄介電層於該基板上；以及形成一多晶矽層於該薄介電層上，其中在該基板上方該第一固態摻質源之該等多個區域之間隙中，形成該第一固態摻質源及該第二固態摻質源於該多晶矽層上。
    [16] 如申請專利範圍第15項之方法，其更包含下列步驟：加熱該基板以驅動摻質自該第一固態摻質源與該第二固態摻質源的該等第一區進入該多晶矽層。
    [17] 如申請專利範圍第12項之方法，其中該基板為塊體結晶矽基板，以及其中在該基板上方該第一固態摻質源之該等多個區域之間隙中，形成該第一固態摻質源及該第二固態摻質源於該塊體結晶矽基板上。
    [18] 如申請專利範圍第17項之方法，其更包含下列步驟：加熱該塊體結晶矽基板以驅動摻質自該第一固態摻質源與該第二固態摻質源的該等第一區進入該塊體結晶矽基板。
    [19] 如申請專利範圍第12項之方法，其中該第一固態摻質源包含一旋塗玻璃先驅物材料或一奈米顆粒材料。
    [20] 如申請專利範圍第12項之方法，其中該第一導電型為n型，該第二導電型為p型，以及該第二固態摻質源包含硼矽玻璃(BSG)。
    [21] 如申請專利範圍第12項之方法，其中該第一導電型為p型，該第二導電型為n型，以及該第二固態摻質源包含磷矽玻璃(PSG)。
    [22] 一種根據申請專利範圍第12項所述之方法製成的太陽能電池。
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    法律状态:
    2019-05-11| MM4A| Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    US201161478804P| true| 2011-04-25|2011-04-25||
    US13/372,235|US8802486B2|2011-04-25|2012-02-13|Method of forming emitters for a back-contact solar cell|
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