專利名稱：形成n型擴散層的組合物和方法,及制備光伏電池的方法
形成η型擴散層的組合物和方法，及制備光伏電池的方法本發(fā)明涉及一種用于形成光伏電池的η型擴散層的組合物，用于形成η型擴散層的方法，和用于制備光伏電池的方法。更具體地，本發(fā)明涉及一種能夠在作為半導(dǎo)體基板的硅的某個部分上形成η型擴散層的技術(shù)。以下描述硅光伏電池的相關(guān)技術(shù)制造方法。首先，為了通過促進光學(xué)限制效應(yīng)(confinement effect)來實現(xiàn)高效率，制備受光側(cè)上形成有紋理結(jié)構(gòu)的P型硅基板，并且隨后將該P型硅基板在三氯氧化磷(POCl3)、氮氣和氧氣的混合氣體氣氛下，在800至900°C的溫度進行處理幾十分鐘，從而均勻形成η型擴散層。根據(jù)此相關(guān)技術(shù)的方法，由于磷的擴散使用混合氣體進行，因此η型擴散層不僅形成在該表面上，而且形成在側(cè)面和后表面上。由于這些原因，需要側(cè)面蝕刻工藝來移除在側(cè)面上的η型擴散層。此外，需要將后表面的η型擴散層轉(zhuǎn)變成P+型擴散層，因此，將鋁膏分配給后表面的η型擴散層，以通過鋁的擴散實現(xiàn)η型擴散層至P+型擴散層的轉(zhuǎn)變。其間，在半導(dǎo)體的制造領(lǐng)域中，提出了通過涂敷含有作為含給體元素的化合物的磷酸鹽如五氧化二磷(P2O5)或磷酸二氫銨(NH4H2PO4)的溶液來形成η型擴散層的方法(例如，參見專利文獻1)。此外，一種已知的方法通過下列方式形成擴散層將轉(zhuǎn)變?yōu)閿U散源并且含有磷作為給體元素的膏狀物涂敷到硅基板上；和進行熱擴散(例如，參見專利文獻2)。然而，在這樣的方法中，由于給體元素或含給體元素的化合物從溶液或膏狀物中蒸發(fā)，類似于上述使用混合氣體的氣相反應(yīng)方法，在擴散層的形成過程中，磷的擴散出現(xiàn)在側(cè)面和后表面上，并且η型擴散層還形成在除要涂敷膏狀物的區(qū)域以外的區(qū)域中。[現(xiàn)有技術(shù)文獻][專利文獻][專利文獻1]日本專利申請公開(JP-A)2002-75894[專利文獻2]日本專利4073968[本發(fā)明要解決的問題]如上所述，在η型擴散層的形成中使用三氯氧化磷的氣相反應(yīng)中，η型擴散層不僅形成在需要必要的η型擴散層的一個側(cè)面(通常的受光側(cè)，前表面)上，而且形成在其它面 (非受光側(cè)，后表面)或側(cè)面上。此外，甚至在包括涂敷含磷的溶液或膏狀物之后進行熱擴散的方法中，η型擴散層也形成在甚至除前表面以外的部分上，與氣相反應(yīng)方法類似。因此， 為了保證ρ-η結(jié)結(jié)構(gòu)作為元件，應(yīng)當(dāng)蝕刻側(cè)面，并且應(yīng)當(dāng)對后表面進行η型擴散層至P型擴散層的轉(zhuǎn)變。通常，η型擴散層至ρ型擴散層的轉(zhuǎn)變通過下面的方法實現(xiàn)在后表面上涂敷作為周期表的第XIII族元素的鋁的膏狀物，隨后燒結(jié)。此外，其中涂敷含有給體元素如磷的膏狀物作為擴散源的已知方法的缺點在于難以在選擇的某個區(qū)域形成擴散層。
因此，本發(fā)明是考慮到由背景技術(shù)提出的以上問題而進行的，并且本發(fā)明的目的是提供一種用于形成η型擴散層的組合物，該組合物能夠在使用硅基板的光伏電池的制造方法中，在基板的某個部分上形成η型擴散層，而不形成不必要的η型擴散層，并且另外，當(dāng)在某個部分形成擴散層時，能夠在η型擴散層的某個部分上形成η+層或η++層；一種用于形成η型擴散層的方法；和一種用于制備光伏電池的方法。[用于解決問題的手段]上述問題通過下列手段解決。<1> 一種用于形成η型擴散層的組合物，所述組合物包含含給體元素的玻璃粉末和分散介質(zhì)。<2>根據(jù)<1>的用于形成η型擴散層的組合物，其中所述給體元素為選自磷(P)和銻(Sb)中的至少一種給體元素。<3>根據(jù)<1>或<2>的用于形成η型擴散層的組合物，其中所述含給體元素的玻璃粉末含有選自P2O3，P2O5和SlD2O3中的至少一種含給體元素的材料，和選自SiO2, K20，Na2O, Li2O, BaO, SrO, CaO, MgO, BeO, ZnO, PbO, CdO, V2O5，SnO, ZrO2 和 MoO3 中的至少一種玻璃組分材料。<4>根據(jù)<1>至<3>中任一項的用于形成η型擴散層的組合物，所述組合物還含有選自銀(Ag)，硅(Si)，銅(Cu)，鐵0 )，鋅(Zn)和錳(Mn)中的至少一種金屬。<5>根據(jù)<4>所述的用于形成η型擴散層的組合物，其中所述金屬為銀(Ag)。<6> 一種用于形成η型擴散層的方法，所述方法包括在半導(dǎo)體基板上涂敷<1>至<5>中任一項所述的用于形成η型擴散層的組合物； 和進行熱擴散處理。<7> 一種用于制備光伏電池的方法，所述方法包括在半導(dǎo)體基板上涂敷<1>至<5>中任一項所述的用于形成η型擴散層的組合物；對所述基板進行熱擴散處理以形成η型擴散層；和在所述η型擴散層上形成電極。[發(fā)明效果]本發(fā)明能夠在使用硅基板的光伏電池的制造方法中，在基板的某個部分上形成η 型擴散層，而不在不期望的部分形成η型擴散層。

圖1是概念地顯示本發(fā)明中的光伏電池制造方法的一個實例的橫截面圖。圖2是從前表面觀看的光伏電池的平面圖，而圖2Β是圖2Α的局部放大透視圖。首先，將描述根據(jù)本發(fā)明的用于形成η型擴散層的組合物，然后將描述使用所述用于形成η型擴散層的組合物形成η型擴散層的方法和制備光伏電池的方法。在本說明書中，術(shù)語“方法”不僅是指獨立方法，而且是指不能與其它方法清楚區(qū)別的方法，只要通過所述方法實現(xiàn)目的即可。
在本說明書中，“至(to) ”表示包括在此說明之前和之后所描述的值的最小值和最大值中的每一個的范圍。根據(jù)本發(fā)明的用于形成η型擴散層的組合物至少包含含給體元素的玻璃粉末(以下通常簡稱為“玻璃粉末”)和分散介質(zhì)，并且考慮到可涂布性等，還可以含有必要時的其它添加劑。如本文中所使用的，術(shù)語“用于形成η型擴散層的組合物”是指這樣的材料該材料含有含給體元素的玻璃粉末并且能夠在將該材料涂敷到硅基板上以后通過給體元素的熱擴散形成η型擴散層。根據(jù)本發(fā)明的用于形成η型擴散層的包含含給體元素的玻璃粉末的組合物的使用確保了在所需部分中形成η型擴散層，而在后表面或側(cè)面上沒有形成不必要的η型擴散層。因此，當(dāng)涂敷根據(jù)本發(fā)明的用于形成η型擴散層的組合物時，在常規(guī)廣泛使用的氣相反應(yīng)方法中所必需的側(cè)面蝕刻工藝就變得不必要；因此簡化了工藝。另外，用于將后表面上形成的η型擴散層轉(zhuǎn)變成ρ+型擴散層的工藝就變得不必要。由于這些原因，在后表面上形成P+型擴散層的方法以及后表面電極的構(gòu)造材料、形狀和厚度不受限制，并且拓寬了可應(yīng)用的制備方法、構(gòu)造材料和形狀的范圍。由于抑制了硅基板中歸因于后表面電極的厚度的內(nèi)應(yīng)力的出現(xiàn)；因此，還抑制了硅基板的翹曲，細節(jié)將在以下描述。此外，根據(jù)本發(fā)明的用于形成η型擴散層的組合物中所含有的玻璃粉末經(jīng)由燒結(jié)而熔融，從而形成在η型擴散層上的玻璃層。然而，常規(guī)氣相反應(yīng)方法或常規(guī)的涂敷含磷酸鹽的溶液或膏狀物的方法也在η型擴散層上形成玻璃層，因此與常規(guī)方法類似地，在本發(fā)明中形成的玻璃層可以通過蝕刻移除。因此，甚至當(dāng)與常規(guī)方法相比時，根據(jù)本發(fā)明的用于形成η型擴散層的組合物也不產(chǎn)生不必要的產(chǎn)物并且沒有進一步的其它工藝。此外，由于玻璃粉末中的給體組分甚至在燒結(jié)過程中也幾乎不揮發(fā)，因此防止了 η 型擴散層歸因于揮發(fā)氣體的產(chǎn)生而還形成在后表面或側(cè)面上，而非單獨形成在前表面上。 認為關(guān)于此的原因在于作為給體組分幾乎不揮發(fā)的結(jié)果，給體組分與玻璃粉末中的元素結(jié)合，或被吸收到玻璃中。如上所述，由于根據(jù)本發(fā)明的用于形成η型擴散層的組合物可以以所需濃度在所需部分中形成η型擴散層，因此可以形成具有高η型摻雜劑濃度的選擇性區(qū)域。其間，通過常規(guī)方法，例如使用氣相反應(yīng)的方法或使用含有磷酸鹽的溶液的方法， 難以形成具有高η型摻雜劑濃度的選擇性區(qū)域。 下面將更詳細地描述根據(jù)本發(fā)明的含給體元素的玻璃粉末。如在本文中使用的，術(shù)語“給體元素，，是指能夠通過將其在硅基板上摻雜而形成η 型擴散層的元素。作為給體元素，可以使用周期表第XV族的元素。給體元素的實例包括 P (磷)，Sb (銻)，Bi (鉍)和As (砷)?？紤]到安全性，玻璃固化的便利性等，優(yōu)選P或Sb。用于將給體元素引入到含給體元素的玻璃粉末中的含給體元素的材料的實例包括 P2O3，P2O5，Sb2O3, Bi2O3 和 As2O30 優(yōu)選使用選自 P2O3，P2O5 和 Sb2O3 中的至少一種。此外，必要時，可以通過調(diào)節(jié)組分比來控制玻璃粉末的熔融溫度，軟化點，玻璃化點，化學(xué)耐久性等。此外，玻璃粉末優(yōu)選含有以下所述玻璃組分材料。玻璃組分材料的實例包括SiO2, K2O, Na2O, Li2O, BaO, SrO, CaO, MgO, BeO, ZnO, PbO, CdO, V2O5，SnO, ZrO2, WO3, MoO3, MnO, La2O3, Nb2O5，Ta2O5, Y2O3, TiO2, ZrO2, GeO2, TeO2 和 Lu2O30優(yōu)選使用選自下列各項中的至少一項=SiO2, K2O, Na2O, Li2O, BaO, SrO, CaO, MgO, BeO, ZnO, PbO, CdO, V2O5，SnO, ZrO2和MoO30更優(yōu)選使用選自下列各項中的至少一項=SiO2, K2O, Na2O, Li2O, BaO, SrO, CaO, MgO, BeO, ZnO, PbO, CdO, V2O5，SnO, ZrO2 禾口 Mo03。含給體元素的玻璃粉末的具體實例包括同時包含含給體元素的材料和玻璃組分材料的材料，例如包含P2O5作為給體元素的P2O5-系玻璃，例如，P205_Si02-(含給體元素的材料和玻璃組分材料依次列出，并且以相同的順序在以下列出)系玻璃，P2O5-K2O-系玻璃， P2O5-Na2O-系玻璃，P2O5-Li2O-系玻璃，P2O5-BaO-系玻璃，P2O5-SrO-系玻璃，P2O5-CaO-系玻璃，P2O5-MgO-系玻璃，P2O5-BeO-系玻璃，P2O5-ZnO-系玻璃，P2O5-CdO-系玻璃，P2O5-PbO-系玻璃，P2O5-V2O5-系玻璃，P2O5-SnO-系玻璃，P2O5-GeO2-系玻璃，和P2O5-TeO2-系玻璃；其中 P2O5系玻璃中的P2O5被作為給體元素的Sb2O3代替的Sb2O3系玻璃。含給體元素的玻璃粉末可以包含兩種以上的含給體元素的材料，例如P2O5-Sb2O3， P^Os-As2O3 等。盡管在以上示出了含有兩種組分的復(fù)合玻璃，但是含有三種以上的組分的復(fù)合玻璃如 P2O5-SiO2-V2O5 或 P2O5-SiO2-CaO 也是可以的。玻璃組分材料在玻璃粉末中的含量優(yōu)選考慮到熔融溫度、軟化點、玻璃化點和化學(xué)耐久性而適當(dāng)?shù)卦O(shè)置。通常，玻璃組分材料的含量優(yōu)選為0. 1質(zhì)量％至95質(zhì)量％，并且更優(yōu)選為0. 5質(zhì)量％至90質(zhì)量％。具體地，考慮到具有硅的反應(yīng)產(chǎn)物當(dāng)用氫氟酸處理時不作為殘余物保留，優(yōu)選例如，含有選自下列各項中的至少一項作為玻璃組分材料的玻璃Si02，K2O, Na2O, Li2O, BaO, SrO, CaO, MgO, BeO, ZnO, PbO, CdO, SnO, ZrO2, WO3, MoO3 和 MnO，因此這些玻璃是優(yōu)選的。其間，當(dāng)含給體元素的玻璃粉末為P2O5-V2O5-系玻璃時，考慮到降低熔融溫度或軟化點，V2O5的含量優(yōu)選為1質(zhì)量％至50質(zhì)量％，并且更優(yōu)選為3質(zhì)量％至40質(zhì)量％?？紤]到在擴散處理過程中的擴散性以及滴落，玻璃粉末的軟化點優(yōu)選在200°C至 1000°C，并且更優(yōu)選在300°C至900°C的范圍內(nèi)。玻璃粉末的形狀包括近似球形形狀，扁平形狀，塊體形狀，板形狀，片屑 (scale-like)形狀等?？紤]到涂布性質(zhì)和均勻分散性質(zhì)，優(yōu)選球形形狀，扁平形狀，或板形狀。玻璃粉末的粒徑優(yōu)選為100 μ m以下。當(dāng)使用粒徑為100 μ m以下的玻璃粉末時， 可以容易地得到平滑的涂膜。此外，玻璃粉末的粒徑更優(yōu)選為50 μ m以下。粒徑的下限不受特別限制，并且優(yōu)選為0. 01 μ m以上。玻璃粉末的粒徑是指平均粒徑，并且可以通過激光散射粒度分析儀測量。含給體元素的玻璃粉末根據(jù)下列程序制備。首先，將原料，例如含給體元素的材料和玻璃組分材料，稱重并且放入坩堝中。用于坩堝的材料的實例包括鉬、鉬-銠、銥、氧化鋁、石英和碳，其考慮到熔融溫度、氣氛、與熔融材料的反應(yīng)性等而適當(dāng)?shù)剡x擇。接著，將原料加熱到對應(yīng)于電爐中的玻璃組合物的溫度，從而制備溶液。此時，優(yōu)選施加攪拌以使得溶液變得均勻。隨后，允許得到的溶液在氧化鋯基板、碳基板或類似物上流動以導(dǎo)致溶液的玻璃固化。
最后，將玻璃粉碎成粉末。粉碎可以通過使用已知方法，例如使用噴射磨、珠磨或球磨進行。含給體元素的玻璃粉末在用于形成η型擴散層的組合物中的含量考慮到可涂布性、給體元素的擴散性等而確定。通常，玻璃粉末在用于形成η型擴散層的組合物中的含量優(yōu)選為0. 1質(zhì)量％至95質(zhì)量％，更優(yōu)選為1質(zhì)量％至90質(zhì)量％，還更優(yōu)選為1.5質(zhì)量％至 85質(zhì)量％，并且進一步優(yōu)選為為2質(zhì)量％至80質(zhì)量％。以下，將描述分散介質(zhì)。分散介質(zhì)是將玻璃粉末分散在組合物中的介質(zhì)。具體地，將粘合劑、溶劑等用作分散介質(zhì)。例如，粘合劑可以適當(dāng)?shù)剡x自聚乙烯醇，聚丙烯酰胺類，聚乙烯基酰胺類，聚乙烯基吡咯烷酮，聚環(huán)氧乙烷類，聚磺酸，丙烯酰胺烷基磺酸，纖維素醚類，纖維素衍生物，羧甲基纖維素，羥乙基纖維素，乙基纖維素，明膠，淀粉和淀粉衍生物，藻酸鈉類，蒼耳烷，瓜耳膠和瓜耳膠衍生物，硬葡聚糖和硬葡聚糖衍生物，黃蓍膠和黃蓍膠衍生物，糊精和糊精衍生物，(甲基)丙烯酸類樹脂，(甲基)丙烯酸酯類樹脂(例如，(甲基)丙烯酸烷基酯樹脂， (甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯樹脂，等等)，丁二烯類樹脂，苯乙烯類樹脂，和它們的共聚物，硅氧烷樹脂，等等。這些化合物可以單獨使用或以它們的兩種以上的組合使用。粘合劑的分子量不受具體限制并且優(yōu)選考慮到組合物的所需粘度而適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)。溶劑的實例包括酮溶劑，例如丙酮，甲基乙基酮，甲基正丙基酮，甲基-異丙基酮，甲基-正丁基酮，甲基-異丁基酮，甲基-正戊基酮，甲基-正己基酮，二乙基酮，二丙基酮，二-異丁基酮，三甲基壬酮，環(huán)己酮，環(huán)戊酮，甲基環(huán)己酮，2，4_戊二酮，丙酮基丙酮， Y-丁內(nèi)酯，和Y-戊內(nèi)酯；醚溶劑，例如二乙基醚，甲基乙基醚，甲基-正丙基醚，二-異丙基醚，四氫呋喃，甲基四氫呋喃，二螺烷，二甲基二卩惡烷，乙二醇二甲基醚，乙二醇二乙基醚，乙二醇二正丙基醚，乙二醇二丁基醚，二甘醇二甲基醚，二甘醇二乙基醚，二甘醇甲基乙基醚，二甘醇甲基單正丙基醚，二甘醇甲基單正丁基醚，二甘醇二正丙基醚，二甘醇二正丁基醚，二甘醇甲基單正己基醚，三甘醇二甲基醚，三甘醇二乙基醚，三甘醇甲基乙基醚， 三甘醇甲基單-正丁基醚，三甘醇二正丁基醚，三甘醇甲基單正己基醚，四甘醇二甲基醚， 四甘醇二乙基醚，四甘醇甲基乙基醚，四甘醇甲基單正丁基醚，二甘醇二正丁基醚，四甘醇甲基單正己基醚，四甘醇二正丁基醚，丙二醇二甲基醚，丙二醇二乙基醚，丙二醇二正丙基醚，丙二醇二丁基醚，一縮二丙二醇二甲基醚，一縮二丙二醇二乙基醚，一縮二丙二醇甲基乙基醚，一縮二丙二醇甲基單正丁基醚，一縮二丙二醇二正丙基醚，一縮二丙二醇二正丁基醚，一縮二丙二醇甲基單正己基醚，三丙二醇二甲基醚，三丙二醇二乙基醚，三丙二醇甲基乙基醚，三丙二醇甲基單正丁基醚，三丙二醇二正丁基醚，三丙二醇甲基單正己基醚，四丙二醇二甲基醚，四丙二醇二乙基醚，四丙二醇甲基乙基醚，四丙二醇甲基單正丁基醚，一縮二丙二醇二正丁基醚，四丙二醇甲基單正己基醚，和四丙二醇二正丁基醚；酯溶劑，例如乙酸甲酯，乙酸乙酯，乙酸正丙酯，乙酸異丙酯，乙酸正丁酯，乙酸異丁酯，乙酸仲丁酯，乙酸正戊酯，乙酸仲戊酯，乙酸3-甲氧基丁酯，乙酸甲基戊酯，乙酸2-乙基丁酯，乙酸2-乙基己酯，乙酸2-丁氧基乙氧基)乙酯，乙酸芐酯，乙酸環(huán)己酯，乙酸甲基環(huán)己酯，乙酸壬酯，乙酰乙酸甲酯，乙酰乙酸乙酯二甘醇單甲基醚乙酸酯，二甘醇單乙基醚乙酸酯，二甘醇單正丁基醚乙酸酯，一縮二丙二醇單甲基醚乙酸酯，一縮二丙二醇單乙基醚乙酸酯，乙二醇二乙酸酯，甲氧基三甘醇乙酸酯，丙酸乙酯，丙酸正丁酯，丙酸異戊酯，草酸二乙酯，草酸二 -正丁酯，乳酸甲酯，乳酸乙酯，乳酸正丁酯，和乳酸正戊酯；醚乙酸酯溶劑，例如，乙二醇甲基醚丙酸酯，乙二醇乙基醚丙酸酯，乙二醇甲基醚乙酸酯，乙二醇乙基醚乙酸酯，二甘醇甲基醚乙酸酯，二甘醇乙基醚乙酸酯，二甘醇-正丁基醚乙酸酯，丙二醇甲基醚乙酸酯，丙二醇乙基醚乙酸酯，丙二醇丙基醚乙酸酯，一縮二丙二醇甲基醚乙酸酯，和一縮二丙二醇乙基醚乙酸酯；非質(zhì)子極性溶劑，例如乙腈，N-甲基吡咯烷酮，N-乙基吡咯烷酮，N-丙基吡咯烷酮，N-丁基吡咯烷酮，N-己基吡咯烷酮，N-環(huán)己基吡咯烷酮，N，N-二甲基甲酰胺，N, N-二甲基乙酰胺，和二甲亞砜；醇溶劑，例如甲醇，乙醇，正丙醇，異丙醇，正丁醇，異丁醇，仲丁醇，叔丁醇，正戊醇，異戊醇，2-甲基丁醇，仲戊醇，叔戊醇，3-甲氧基丁醇，正己醇，2-甲基戊醇，仲己醇，2-乙基丁醇，仲庚醇，正辛醇，2-乙基己醇，仲辛醇，正壬醇，正癸醇，仲i^一烷醇，三甲基壬醇，仲十四烷醇，仲十七烷醇，苯酚，環(huán)己醇，甲基環(huán)己醇，芐醇，乙二醇，1,2-丙二醇， 1,3- 丁二醇，二甘醇，一縮二丙二醇，三甘醇，和三丙二醇；乙二醇單醚溶劑，例如乙二醇甲基醚，乙二醇乙基醚，乙二醇單苯基醚，二甘醇單甲基醚，二甘醇單乙基醚，二甘醇單正丁基醚，二甘醇單正己基醚，乙氧基三甘醇，四甘醇單正丁基醚，丙二醇單甲基醚，一縮二丙二醇單甲基醚，一縮二丙二醇單乙基醚，和三丙二醇單甲基醚；萜溶劑，例如，α-萜品烯，α-萜品醇(terpinenol)，月桂烯，別羅勒烯，檸檬素(imonene)，二聚戊烯，α - 二聚戊烯，β-二聚戊烯，萜品醇，香芹酮，羅勒烯和水芹烯；水，等。這些材料可以單獨使用或以它們的兩種以上的組合使用?？紤]到組合物在基板上形成η型擴散層的涂布性質(zhì)，優(yōu)選α-萜品醇， 二甘醇單正丁基醚或二甘醇單正丁基醚乙酸酯，并且更優(yōu)選α-萜品醇或二甘醇單正丁基醚。分散介質(zhì)在用于形成η型擴散層的組合物中的含量考慮可涂布性和給體濃度而確定。此外，用于形成η型擴散層的組合物可以含有其它添加劑。其它添加劑的實例包括容易與玻璃粉末反應(yīng)的金屬。將用于形成η型擴散層的組合物涂敷在半導(dǎo)體基板上并且在高溫進行熱處理，以形成η型擴散層，在這過程中，在所述基板的表面上形成玻璃。此玻璃通過浸入酸如氫氟酸中而被移除，但是取決于玻璃的類型而可能難以移除。在這樣的情況下，通過加入金屬如 Ag，Mn，Cu，F(xiàn)e，Si或Si，玻璃可以容易地在酸洗以后被移除。在它們中，優(yōu)選使用選自Ag， Si，Cu，F(xiàn)e，Zn和Mn中的至少一種。更優(yōu)選使用選自Ag，Si和Si中的至少一種，并且還更優(yōu)選使用Ag。取決于玻璃的類型或有關(guān)的金屬的類型，優(yōu)選適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)金屬的含量。通常，相對于玻璃粉末，金屬的含量優(yōu)選為0.01質(zhì)量％至10質(zhì)量％。以下，參考圖1描述根據(jù)本發(fā)明的用于形成η型擴散層的方法和用于制備光伏電池的方法。圖1是概念地顯示根據(jù)本發(fā)明的光伏電池的制備方法的一個實例的示意性橫截面圖。在附圖中，貫穿整個說明書，類似的數(shù)字表示類似的元件。在圖1(1)中，將堿性溶液分配給作為ρ型半導(dǎo)體基板10的硅基板，從而移除受損層并且通過蝕刻得到紋理結(jié)構(gòu)。具體地，在從錠料切下時所致的硅表面的受損層通過使用20質(zhì)量％的苛性鈉移除。然后，通過用1質(zhì)量％的苛性鈉與10質(zhì)量％的異丙醇的混合物進行蝕刻而形成紋理結(jié)構(gòu)(在附圖中，省略紋理結(jié)構(gòu))。通過在受光側(cè)(前表面)上形成紋理結(jié)構(gòu)以促進光學(xué)限制效應(yīng)，從而光伏電池獲得高的效率。在圖1 O)中，將用于形成η型擴散層的組合物涂敷在ρ型半導(dǎo)體基板10的表面上，即起受光側(cè)作用的面上，從而形成η型擴散層形成組合物層11。在本發(fā)明中，對涂敷方法沒有限制，例如可以使用印刷法，旋涂法，刷涂，噴涂，刮刀法，輥涂機法，噴墨法等。對用于形成η型擴散層的組合物的涂布量沒有特別限制，但是按照玻璃粉末，該量在0. 01至100g/m2，并且優(yōu)選0. 1至10g/m2的范圍內(nèi)。此外，取決于用于形成η型擴散層的組合物的組成，必要時，在其涂敷以后，可能需要使組合物中含有的溶劑揮發(fā)的干燥工藝。在此情況下，干燥在80°C至300°C的溫度進行，當(dāng)使用電熱板時，進行1分鐘至10分鐘，或當(dāng)使用干燥器或類似裝置時，進行10分鐘至 30分鐘。由于這些干燥條件取決于用于形成η型擴散層的組合物的溶劑組成，因此本發(fā)明并不特別限于上述條件。當(dāng)使用本發(fā)明的制備方法時，后表面的ρ+型擴散層(高密度電場層)14的制備方法可以使用任何常規(guī)已知方法，而不限于包括使用鋁使η型擴散層至ρ型擴散層轉(zhuǎn)變的方法，于是拓寬了對于制備方法的選擇范圍。因此，例如，通過分配含有周期表的第XIII族元素如硼(B)的組合物13，可以形成高密度電場層14。作為含有周期表的第XIII族元素如硼(B)的組合物13，包括用于形成ρ型擴散層的組合物。用于形成ρ型擴散層的組合物以與用于形成η型擴散層的組合物相同的方式構(gòu)成，不同之處在于，玻璃粉末含有代替給體元素的受體元素，所述受體元素可以是周期表的第XIII族元素，例如硼(B)，鋁(Al)，或鎵(Ga)等。含受體元素的玻璃粉末優(yōu)選包括選自 B2O3jAI2O3和Ga2O3中的至少一種。用于對硅基板的后側(cè)涂敷用于形成ρ型擴散層的組合物的方法與以上提及的用于對硅基板涂敷用于形成η型擴散層的組合物的方法相同。以與當(dāng)使用用于形成η型擴散層的組合物時相同的方式，將對后側(cè)涂敷的用于形成P型擴散層的組合物進行熱擴散處理，從而在后側(cè)上形成高密度電場層14。用于形成P 型擴散層的組合物的熱擴散處理優(yōu)選與用于形成η型擴散層的組合物的熱擴散處理同時進行。接著，將在其上形成有η型擴散層形成組合物層11的半導(dǎo)體基板10在600至 1200°C的溫度進行熱擴散處理。此熱擴散處理導(dǎo)致給體元素進入到半導(dǎo)體基板中的擴散， 從而形成η型擴散層12，如在圖1(3)中所示。熱擴散處理可以使用已知的連續(xù)爐、間歇爐或類似裝置進行。另外，在進行熱擴散處理時，可以用空氣、氧氣、氮氣或類似物適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)爐氣氛。取決于在用于形成η型擴散層的組合物中含有的給體元素的含量，可以適當(dāng)?shù)剡x擇熱擴散的處理時間。例如，熱擴散的處理時間可以在1分鐘至60分鐘，并且優(yōu)選2分鐘至30分鐘的范圍內(nèi)。由于在所形成的η型擴散層12的表面上形成由磷酸玻璃或類似物構(gòu)成的玻璃層 (未示出)，因此通過蝕刻移除磷酸玻璃。蝕刻可以通過使用已知方法進行，所述已知方法包括將目標(biāo)物浸入到酸如氫氟酸中的方法、將目標(biāo)物浸入到堿如苛性鈉中的方法，等。如在圖1(2)和1(3)中所示，使用根據(jù)本發(fā)明的用于形成η型擴散層的組合物以形成η型擴散層12的本發(fā)明的η型擴散層形成方法提供了在所需部位上形成η型擴散層 12，而沒有在后表面或側(cè)面上形成不必要的η型擴散層。因此，用于移除在側(cè)面上形成的不必要的η型擴散層的側(cè)面蝕刻方法在通過常規(guī)廣泛使用的氣相反應(yīng)方法來形成η型擴散層的方法中是必要的，但是根據(jù)本發(fā)明的制備方法，側(cè)面蝕刻方法變得不必要，因而簡化了工藝。此外，常規(guī)制備方法需要將后表面上形成的不必要的η型擴散層轉(zhuǎn)變至ρ型擴散層，并且此轉(zhuǎn)變方法使用包括下列內(nèi)容的方法將作為周期表的第XIII族元素的鋁的膏狀物涂敷在后表面的η型擴散層上，隨后進行燒結(jié)，以將鋁擴散到η型擴散層中，由此所述η 型擴散層被轉(zhuǎn)變成P型擴散層。由于在此方法中需要高于某個水平的鋁的量，以實現(xiàn)至P 型擴散層的充分轉(zhuǎn)變以及形成P+層的高密度電場層，因此必須形成厚的鋁層。然而，由于鋁的熱膨脹系數(shù)與用作基板的硅的熱膨脹系數(shù)顯著不同，因此這種差別導(dǎo)致在燒結(jié)和冷卻工藝過程中在硅基板中產(chǎn)生大的內(nèi)應(yīng)力，這促進硅基板的翹曲。這種內(nèi)應(yīng)力破壞晶體的晶粒間界，從而導(dǎo)致功率損失增加的問題。此外，翹曲容易導(dǎo)致在光伏電池運輸中電池的損壞，或?qū)е略谀K化處理過程中與稱為短小突出線路(tab line)的銅線的連接。近年來，切割加工技術(shù)的進步已經(jīng)導(dǎo)致硅基板的厚度減小，這導(dǎo)致了電池更易于破裂的傾向。然而，由于根據(jù)本發(fā)明的制備方法，在后表面上沒有形成不必要的η型擴散層，因此不需要η型擴散層至ρ型擴散層的轉(zhuǎn)變，因此這消除了使得鋁層更厚的必要性。結(jié)果，可以抑制硅基板中的內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生或翹曲。因此，可以抑制功率損失的增加或?qū)﹄姵氐膿p壞。此外，當(dāng)使用本發(fā)明的制造方法時，后表面的ρ+型擴散層(高密度電場層)14的制備方法可以使用任何方法，而不限于包括使用鋁使η型擴散層至ρ型擴散層的轉(zhuǎn)變的方法， 因而拓寬了對制備方法的選擇。例如，優(yōu)選的是，用于形成ρ型擴散層的組合物以與用于形成η型擴散層的組合物相同的方式構(gòu)成，不同之處在于，玻璃粉末含有代替給體元素的受體元素；用于形成P型擴散層的組合物被涂敷到硅基板的后側(cè)(即，與涂敷用于形成η型擴散層的組合物的表面相反的表面)；和進行熱擴散處理；從而在后側(cè)上形成高密度電場層14。如將隨后所述，用于后表面的表面電極20的材料不限于周期表的第XIII族的鋁。 例如，還可以使用Ag(銀)，Cu(銅)等，從而后表面的表面電極20的厚度相對于相關(guān)技術(shù)可以進一步減小。在圖1(4)中，在η型擴散層12上形成抗反射膜16?？狗瓷淠?6通過使用已知技術(shù)形成。例如，當(dāng)抗反射膜16是氮化硅膜時，抗反射膜16通過使用SiH4和NH3的混合氣體作為原料的等離子體CVD方法形成。此時，氫擴散到晶體中，和擴散到對硅原子的結(jié)合沒有貢獻的軌道中，即懸空鍵與氫結(jié)合，這使得缺陷不活潑(氫鈍化)。更具體地，抗反射膜16在下列條件下形成0. 05至1. 0的混合氣體NH3/SiH4流量比，0. 1托至2托的反應(yīng)室壓力，300°C至550°C的成膜溫度，和IOOkHz以上的等離子體放電頻率。在圖1(5)中，通過絲網(wǎng)印刷法將用于表面電極的金屬膏印刷并涂敷在前表面(受光側(cè))的抗反射膜16上，隨后通過干燥以形成表面電極18。用于表面電極的金屬膏含有 (1)金屬粒子和(2)玻璃粒子作為主要組分，并且任選地，含有(3)樹脂粘合劑，(4)其它添加劑，等。然后，在后表面的高密度電場層14上也形成后表面電極20。如之前所述，后表面電極20的構(gòu)造材料和形成方法在本發(fā)明中沒有特別限制。例如，后表面電極20還可以通過下列方法形成涂敷含有金屬如鋁、銀或銅的后表面電極膏，隨后干燥。在此情況下，后表面的一部分還可以提供有用于形成銀電極的銀膏，用于在模塊化處理中電池之間的連接。在圖1(6)中，將電極燒結(jié)以完成光伏電池。當(dāng)燒結(jié)在600至900°C范圍內(nèi)的溫度進行若干秒至若干分鐘時，前表面?zhèn)冉?jīng)歷作為絕緣膜的抗反射膜16的熔融，這歸因于在電極形成金屬膏中含有的玻璃粒子，并且硅10表面也部分熔融，由此在所述膏中的金屬粒子 (例如，銀粒子)形成與硅基板10的接觸，隨后固化。以此方式，在形成的表面電極18和硅基板10之間形成電傳導(dǎo)。此工藝稱為火透(fire-through)。以下，描述表面電極18的形狀。表面電極18由匯流條電極30和與匯流條電極30 交叉的指狀電極32構(gòu)成。圖2A是從前表面觀看的光伏電池的平面圖，所述光伏電池具有這樣的構(gòu)造，其中表面電極18由匯流條電極30和與總線電極30交叉的指狀電極32構(gòu)成， 并且圖2B是圖2A的局部放大透視圖。表面電極18可以例如通過下列方法形成上述的金屬膏的絲網(wǎng)印刷，或電極材料的鍍敷，在高真空下電極材料通過電子束加熱的沉積，或類似方法。眾所周知，由匯流條電極30和指狀電極32構(gòu)成的表面電極18被典型用作用于光接受表面?zhèn)鹊碾姌O，并且可以應(yīng)用用于形成光接受表面?zhèn)鹊膮R流條電極和指狀電極的已知方法。盡管以上描述了這樣的一種光伏電池，該光伏電池具有形成在前表面上的η型擴散層、形成在后表面上的P+型擴散層和設(shè)置在各個層上的前表面電極和后表面電極，但是根據(jù)本發(fā)明的用于形成η型擴散層的組合物的使用使得能夠制備背接觸光伏電池。背接觸光伏電池意在通過在后表面上提供所有電極而增大光接受表面。S卩，背接觸光伏電池需要通過在后表面上即形成η型擴散區(qū)域又形成P+型擴散區(qū)域而具有ρ-η結(jié)結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的用于形成η型擴散層的組合物使得能夠在某個區(qū)域上形成η型擴散部分，因此可以優(yōu)選用于背接觸光伏電池的制備。[實施例]以下，將更詳細地描述根據(jù)本發(fā)明的實施例，但是本發(fā)明不限于所述實施例。除非具體指出，否則所使用的化學(xué)品全部是試劑級的。除非具體指出，否則“ % ”是指“質(zhì)量％ ”。[實施例1]將20g粒子形狀為近似球形、平均粒徑為3.5μπι并且軟化點為的 P2O5-V2O5-系玻璃(P2O5 29. 6%, V2O5 10%，BaO :10. 4%, MoO3 10%, WO3 30%, K2O 10% )
粉末，0. 3g乙基纖維素和7g乙酸2-丁氧基乙氧基)乙酯用自動研缽捏合機混合并制成膏狀物，以制備用于形成η型擴散層的組合物。玻璃粉末的粒子形狀通過使用掃描電子顯微鏡(商品名ΤΜ-1000，由Hitachi High-Technologies Corporation制造)觀察來判斷。玻璃粉末的粒徑用激光散射粒度分析儀(測量波長632nm，商品名=LS 13320，由Beckman Coulter, Inc.制造)計算。玻璃粉末的軟化點通過使用熱重差示熱分析儀(Thermo Gravimetry Differential Thermal Analyzer)(商品名DTG_60H，由 SHIMADZU CORPORATION 制造)的差示熱分析(DTA)曲線進行測量。
接著，通過絲網(wǎng)印刷將所制備的膏狀物涂敷到ρ型硅基板表面上，并且在電熱板上在150°C干燥5分鐘，以形成厚度為約18 μ m的層。隨后，在電爐中在1000°C進行熱擴散處理10分鐘。然后，為了移除玻璃層，將基板浸入氫氟酸中5分鐘，隨后用流水洗滌。一些附著的材料保留在表面上，但是可以通過用布擦拭而容易地移除。在這之后進行干燥。在涂敷了用于形成η型擴散層的組合物的那一側(cè)的表面表現(xiàn)出186 Ω / □的薄膜電阻，并且通過P(磷)的擴散形成了 η型擴散層，其可以足以起到光伏電池作用。另一方面，后表面表現(xiàn)出1，000, ΟΟΟΩ/D以上的不可測量的薄膜電阻并且沒有形成η型擴散層。薄膜電阻是使用低電阻計(商品名Loresta-EP MCP-T360，由Mitsubishi Chemical Analytech Co.，Ltd.制造)通過四探針法測量的。[實施例2]除了熱擴散處理時間為20分鐘之外，以與實施例1相同的方式形成η型擴散層。 在涂敷了用于形成η型擴散層的組合物的那一側(cè)的表面表現(xiàn)出70Ω/ □的薄膜電阻和通過 P(磷)的擴散形成η型擴散層。另一方面，后表面表現(xiàn)出1，000，000Ω/ □以上的不可測量的薄膜電阻并且基本上沒有形成η型擴散層。[實施例3]除了熱擴散處理時間為30分鐘之外，以與實施例1相同的方式形成η型擴散層。 在涂敷了用于形成η型擴散層的組合物的那一側(cè)的表面表現(xiàn)出17Ω/□的薄膜電阻和通過 P(磷)的擴散形成η型擴散層。另一方面，后表面表現(xiàn)出1，000，000 Ω / □以上的不可測量的薄膜電阻并且基本上沒有形成η型擴散層。[實施例4]除了將玻璃粉末改變?yōu)镻2O5-SnO-系玻璃(P2O5 70%, SnO -.20%, SiO2 5%, CaO 5%),并且進行熱擴散時的爐氣氛為氮氣之外，以與實施例1相同的方式形成η型擴散層。 在涂敷了用于形成η型擴散層的組合物的那一側(cè)的表面表現(xiàn)出77Ω/ □的薄膜電阻和通過 P(磷)的擴散形成η型擴散層。另一方面，后表面表現(xiàn)出1，000，000Ω/ □以上的不可測量的薄膜電阻并且基本上沒有形成η型擴散層。[實施例5]除了將玻璃粉末變?yōu)榱Ｗ有螤顬榻魄蛐巍⑵骄綖?.5μπι并且軟化點為 4600C^ P2O5-ZnO-SiO2-系玻璃粉末(P2O5 60%, ZnO 30%, SiO2 10% )之外，以與實施例 1相同的方式形成η型擴散層。在涂敷了用于形成η型擴散層的組合物的那一側(cè)的表面表現(xiàn)出10 Ω / □的薄膜電阻和通過P(磷)的擴散形成η型擴散層。另一方面，后表面表現(xiàn)出1，000, 000 Ω / 口以上的不可測量的薄膜電阻并且基本上沒有形成η型擴散層。[實施例6]將19. 7g 的實施例 1 的 P2O5-V2O5-系玻璃(P2O5 :29. 6%, V2O5 10%, BaO 10. 4%, MoO3 10%, WO3 30%, K2O 10% )粉末，0. 3g 的 Ag，0. 3g 的乙基纖維素和 7g 乙酸 2-(2- 丁氧基乙氧基)乙酯用自動研缽捏合機混合并制成膏狀物，以制備用于形成η型擴散層的組合物。其后，以與實施例2相同的方式進行工藝程序。結(jié)果，洗滌后的基板沒有表現(xiàn)出附著于其上的玻璃材料，從而證實附著的材料容易去除。該表面表現(xiàn)出如實施例2中的70 Ω / □的薄膜電阻，并且后表面表現(xiàn)出基本上沒有形成η型擴散層。[實施例7]除了將玻璃粉末改變?yōu)榱Ｗ有螤顬榻魄蛐巍⑵骄綖?.3μπι并且軟化點為 435°C的P2O5-ZnO-系玻璃粉末(P2O5 :65%,Zn0 35% )之外，以與實施例1相同的方式形成η型擴散層。在涂敷了用于形成η型擴散層的組合物的那一側(cè)的表面表現(xiàn)出18Ω/□的薄膜電阻和通過P的擴散形成η型擴散層。另一方面，后表面表現(xiàn)出不可測量的薄膜電阻并且沒有形成η型擴散層。[實施例8]除了將玻璃粉末改變?yōu)榱Ｗ有螤顬榻魄蛐巍⑵骄綖?. 9μπι并且軟化點為 423°C的 P2O5-ZnO-Al2O3-系玻璃粉末(P2O5 61%, ZnO 35%, Al2O3 4% )之外，以與實施例 1相同的方式形成η型擴散層。在涂敷了用于形成η型擴散層的組合物的那一側(cè)的表面表現(xiàn)出21 Ω/□的薄膜電阻和通過P的擴散形成η型擴散層。另一方面，后表面表現(xiàn)出不可測量的薄膜電阻并且基本上沒有形成η型擴散層。[實施例9]除了將玻璃粉末改變?yōu)榱Ｗ有螤顬榻魄蛐巍⑵骄綖?. Ιμπι并且軟化點為 4300C^ P2O5-ZnO-Y2O3-系玻璃粉末(P2O5 61%, ZnO 35%, Y2O3 4% )之外，以與實施例 1 相同的方式形成η型擴散層。在涂敷了用于形成η型擴散層的組合物的那一側(cè)的表面表現(xiàn)出25Ω/□的薄膜電阻和通過P的擴散形成η型擴散層。另一方面，后表面表現(xiàn)出不可測量的薄膜電阻并且基本上沒有形成η型擴散層。[實施例10]除了將玻璃粉末改變?yōu)榱Ｗ有螤顬榻魄蛐巍⑵骄綖?. 4μπι并且軟化點為 395°C的 P2O5-ZnO-K2O-系玻璃粉末(P2O5 :61%,Zn0 :35%,K20 4% )之外，以與實施例 1 相同的方式形成η型擴散層。在涂敷了用于形成η型擴散層的組合物的那一側(cè)的表面表現(xiàn)出19Ω/□的薄膜電阻和通過P的擴散形成η型擴散層。另一方面，后表面表現(xiàn)出不可測量的薄膜電阻并且基本上沒有形成η型擴散層。[實施例11]除了將玻璃粉末改變?yōu)榱Ｗ有螤顬榻魄蛐巍⑵骄綖?. Ομπι并且軟化點為 406°C的 P2O5-ZnO-K2O-Nii2O-系玻璃粉末(P2O5 :62%,Zn0 :35%,K20 :2%,Na20 1% )之夕卜， 以與實施例1相同的方式形成η型擴散層。在涂敷了用于形成η型擴散層的組合物的那一側(cè)的表面表現(xiàn)出21 Ω/□的薄膜電阻和通過P的擴散形成η型擴散層。另一方面，后表面表現(xiàn)出不可測量的薄膜電阻并且基本上沒有形成η型擴散層。
[實施例12]除了將玻璃粉末改變?yōu)榱Ｗ有螤顬榻魄蛐?、平均粒徑?. 8μπι并且軟化點為 4700C W P2O5-CaO-系玻璃粉末(P2O5 83%, CaO :17% )之外，以與實施例1相同的方式形成η型擴散層。在涂敷了用于形成η型擴散層的組合物的那一側(cè)的表面表現(xiàn)出14Ω/□的薄膜電阻和通過P的擴散形成η型擴散層。另一方面，后表面表現(xiàn)出不可測量的薄膜電阻并且基本上沒有形成η型擴散層。[實施例13]除了將用于形成η型擴散層的組合物涂敷至硅基板的一半表面(5CmX5Cm;該尺寸同樣適用于下列實施例)而不是涂敷至硅基板的整個表面，并且電爐的設(shè)置溫度為 950°C之外，以與實施例7相同方式形成η型擴散層。在涂敷了用于形成η型擴散層的組合物的那部分的表面表現(xiàn)出38Ω/□的薄膜電阻和通過P的擴散形成η型擴散層。另一方面，沒有涂敷用于形成η型擴散層的組合物的那部分的表面表現(xiàn)出不可測量的薄膜電阻并且沒有形成η型擴散層，而涂敷了用于形成η 型擴散層的組合物的那部分表現(xiàn)出η型擴散層的選擇性形成。此外，后表面表現(xiàn)出不可測量的薄膜電阻并且基本上沒有形成η型擴散層。[實施例14]除了將用于形成η型擴散層的組合物涂敷至硅基板表面的一半表面而不是涂敷至硅基板表面的整個表面，并且電爐的設(shè)置溫度為950°C之外，以與實施例8相同方式形成 η型擴散層。涂敷了用于形成η型擴散層的組合物的那部分的表面表現(xiàn)出45Ω/□的薄膜電阻和通過P的擴散形成η型擴散層。另一方面，沒有涂敷用于形成η型擴散層的組合物的那部分的表面表現(xiàn)出不可測量的薄膜電阻并且沒有形成η型擴散層，而涂敷了用于形成η型擴散層的組合物的那部分表現(xiàn)出η型擴散層的選擇性形成。此外，后表面表現(xiàn)出不可測量的薄膜電阻并且基本上沒有形成η型擴散層。[實施例15]除了將用于形成η型擴散層的組合物涂敷至硅基板表面的一半表面而不是涂敷至硅基板表面的整個表面，并且電爐的設(shè)置溫度為950°C之外，以與實施例9相同方式形成 η型擴散層。涂敷了用于形成η型擴散層的組合物的那部分的表面表現(xiàn)出35Ω/□的薄膜電阻和通過P的擴散形成η型擴散層。另一方面，沒有涂敷用于形成η型擴散層的組合物的那部分的表面表現(xiàn)出不可測量的薄膜電阻并且沒有形成η型擴散層，而涂敷了用于形成η型擴散層的組合物的那部分表現(xiàn)出η型擴散層的選擇性形成。此外，后表面表現(xiàn)出不可測量的薄膜電阻并且基本上沒有形成η型擴散層。[實施例16]除了將用于形成η型擴散層的組合物涂敷至硅基板表面的一半表面而不是涂敷至硅基板表面的整個表面，并且電爐的設(shè)置溫度為950°C之外，以與實施例10相同方式形成η型擴散層。涂敷了用于形成η型擴散層的組合物的那部分的表面表現(xiàn)出42Ω/□的薄膜電阻和通過P的擴散形成η型擴散層。另一方面，沒有涂敷用于形成η型擴散層的組合物的那部分的表面表現(xiàn)出不可測量的薄膜電阻并且沒有形成η型擴散層，而涂敷了用于形成η型擴散層的組合物的那部分表現(xiàn)出η型擴散層的選擇性形成。此外，后表面表現(xiàn)出不可測量的薄膜電阻并且基本上沒有形成η型擴散層。[實施例Π]除了將用于形成η型擴散層的組合物涂敷至硅基板表面的一半表面而不是涂敷至硅基板表面的整個表面，并且電爐的設(shè)置溫度為950°C之外，以與實施例11相同方式形成η型擴散層。涂敷了用于形成η型擴散層的組合物的那部分的表面表現(xiàn)出50Ω/□的薄膜電阻和通過P的擴散形成η型擴散層。另一方面，沒有涂敷用于形成η型擴散層的組合物的那部分的表面表現(xiàn)出不可測量的薄膜電阻并且沒有形成η型擴散層，而涂敷了用于形成η型擴散層的組合物的那部分表現(xiàn)出η型擴散層的選擇性形成。此外，后表面表現(xiàn)出不可測量的薄膜電阻并且基本上沒有形成η型擴散層。[實施例I8]除了將用于形成η型擴散層的組合物涂敷至硅基板表面的一半表面而不是涂敷至硅基板表面的整個表面，并且電爐的設(shè)置溫度為950°C之外，以與實施例12相同方式形成η型擴散層。涂敷了用于形成η型擴散層的組合物的那部分的表面表現(xiàn)出38Ω/□的薄膜電阻和通過P的擴散形成η型擴散層。另一方面，沒有涂敷用于形成η型擴散層的組合物的那部分的表面表現(xiàn)出不可測量的薄膜電阻并且沒有形成η型擴散層，而涂敷了用于形成η型擴散層的組合物的那部分表現(xiàn)出η型擴散層的選擇性形成。此外，后表面表現(xiàn)出不可測量的薄膜電阻并且基本上沒有形成η型擴散層。[實施例19]除了將IOg的粒子形狀為近似球形、平均粒徑為1.7μπι并且軟化點為756°C的 P2O5-SiO2-CaO 系玻璃粉末(P2O5 30%, SiO2 60%, CaO :10 % )，4g 乙基纖維素和 86g 的 α-萜品醇(terpinenol)混合之外，以與實施例1相同的方式形成η型擴散層。在涂敷了用于形成η型擴散層的組合物的那一側(cè)的表面表現(xiàn)出30 Ω / 口的薄膜電阻和通過P的擴散形成η型擴散層。另一方面，后表面表現(xiàn)出1，000，000 Ω/□以上的不可測量的薄膜電阻并且基本上沒有形成η型擴散層。[比較例1]將20g磷酸二氫銨(NH4H2PO4)粉末，3g乙基纖維素，和7g乙酸2_ (2_ 丁氧基乙氧基)乙酯混合并制成膏狀物，以制備用于形成η型擴散層的組合物。接著，通過絲網(wǎng)印刷將所制備的膏狀物涂敷到ρ型硅基板表面，并且在電熱板上在150°C干燥5分鐘。隨后，在電爐中在1000°C進行熱擴散處理10分鐘。然后，為了移除玻璃層，將基板浸入氫氟酸中5分鐘，隨后用流水洗滌并干燥。在涂敷了用于形成η型擴散層的組合物的那一側(cè)的表面表現(xiàn)出14Ω/□的薄膜電阻和通過P(磷)的擴散形成η型擴散層。另一方面，后表面表現(xiàn)出50Ω/□的薄膜電阻并且還表現(xiàn)出形成η型擴散層。[比較例2]
將Ig磷酸二氫銨(NH4H2PO4)粉末，7g純水，0. 7g聚乙烯醇，和1. 5g異丙醇混合以形成溶液，從而制備用于形成η型擴散層的組合物。接著，通過旋涂機(2000rpm，30秒)將所制備的溶液涂敷到ρ型硅基板表面上，并且在電熱板上在150°C干燥5分鐘。隨后，在電爐中在1000°C進行熱擴散處理10分鐘。然后，為了移除玻璃層，將基板浸入氫氟酸中5分鐘，隨后用流水洗滌并干燥。在涂敷了用于形成η型擴散層的組合物的那一側(cè)的表面表現(xiàn)出10Ω/□的薄膜電阻和通過P(磷)的擴散形成η型擴散層。另一方面，后表面表現(xiàn)出100Ω/□的薄膜電阻并且還表現(xiàn)出形成η型擴散層。[比較例3]將Ig磷酸、9g SiO2粉末、3g聚乙烯醇和90g純水混合以形成膏狀物，從而制備用于形成η型擴散層的組合物。接著，通過絲網(wǎng)印刷將所制備的膏狀物涂敷到ρ型硅基板表面上，并且在電熱板上在150°C干燥5分鐘。隨后，在電爐中在1000°C進行熱擴散處理10分鐘。然后，為了移除玻璃層，將基板浸入氫氟酸中5分鐘，隨后用流水洗滌并干燥。在涂敷了用于形成η型擴散層的組合物的那一側(cè)的表面表現(xiàn)出30 Ω / 口的薄膜電阻和通過P(磷)的擴散形成η型擴散層。另一方面，后表面表現(xiàn)出60Ω/□的薄膜電阻并且還表現(xiàn)出形成η型擴散層。[附圖標(biāo)記解釋]
10=P型半導(dǎo)體基板
12=η型擴散層
14高密度電場層
16抗反射膜
18表面電極
20后表面電極(電極層)
30匯流條電極
32指狀電極
權(quán)利要求
1.一種用于形成η型擴散層的組合物，所述組合物包含含給體元素的玻璃粉末和分散介質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于形成η型擴散層的組合物，其中所述給體元素為選自磷 (P)和銻(Sb)中的至少一種給體元素。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于形成η型擴散層的組合物，其中所述含給體元素的玻璃粉末含有選自P2O3，P2O5和Sb2O3中的至少一種含給體元素的材料，和選自 SiO2, K2O, Na2O, Li2O, BaO, SrO, CaO, MgO, BeO, ZnO, PbO, CdO, V2O5，SnO, ZrO2 和 MoO3 中的至少一種玻璃組分材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于形成η型擴散層的組合物，所述組合物還含有選自銀 (Ag)，硅(Si)，銅(Cu)，鐵0 )，鋅(Zn)和錳(Mn)中的至少一種金屬。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于形成η型擴散層的組合物，其中所述金屬為銀(Ag)。
6.一種用于形成η型擴散層的方法，所述方法包括在半導(dǎo)體基板上涂敷根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的用于形成η型擴散層的組合物；和進行熱擴散處理。
7.一種用于制備光伏電池的方法，所述方法包括在半導(dǎo)體基板上涂敷根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的用于形成η型擴散層的組合物；對所述基板進行熱擴散處理，從而形成η型擴散層；和在所述η型擴散層上形成電極。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于形成n型擴散層的組合物和方法，以及制備廣泛電池的方法。所述組合物能夠在使用硅基板的光伏電池的制造工藝中，在基板的某個部分上形成n型擴散層，而且不形成不必要的n型擴散層。根據(jù)本發(fā)明的用于形成n型擴散層的組合物包含含給體元素的玻璃粉末和分散介質(zhì)。n型擴散層和具有n型擴散層的光伏電池通過下列方法制備涂敷用于形成n型擴散層的組合物，隨后進行熱擴散處理。
文檔編號H01L31/18GK102194672SQ20111003098
公開日2011年9月21日 申請日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月25日
發(fā)明者岡庭香, 吉田誠人, 巖室光則, 町井洋一, 足立修一郎, 野尻剛, 青柳拓也 申請人:日立化成工業(yè)株式會社