專利名稱：制造光電器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
實(shí)施例涉及一種制造光電器件的方法。
背景技術(shù)：
由于例如能源的枯竭和地球的環(huán)境污染，所以已經(jīng)考慮開發(fā)清潔能源。作為清潔能量，光伏能量(使用太陽能電池產(chǎn)生)可以從太陽光直接轉(zhuǎn)化，因此已經(jīng)視為可再生的能源。

發(fā)明內(nèi)容
實(shí)施例涉及制造光電器件的方法。實(shí)施例可以通過提供一種制造太陽能電池的方法來實(shí)現(xiàn)，所述方法包括提供具有第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體基底；執(zhí)行第一沉積工藝，所述第一沉積工藝包括形成具有與第一導(dǎo)電類型不同的第二導(dǎo)電類型的第一摻雜材料層；執(zhí)行推阱工藝，所述推阱工藝包括將其上具有第一摻雜材料層的基底進(jìn)行加熱；在執(zhí)行推阱工藝之后執(zhí)行第二沉積工藝，第二沉積工藝包括在第一摻雜材料層上形成第二摻雜材料層，其中，第二摻雜材料層具有第二導(dǎo)電類型；用激光將基底、第一摻雜材料層和第二摻雜材料層的部分進(jìn)行局部加熱，從而在基底的第一表面處形成接觸層；以及在接觸層上形成第一電極，并在基底的與第一表面相對的第二表面上形成第二電極。第一沉積工藝可以包括在沉積室中提供基底；以及將第一摻雜源提供到沉積室，第二沉積工藝可以包括在沉積室中提供基底；以及將第二摻雜源提供到沉積室。第一摻雜源可 以包括P0C13。提供第一摻雜源的步驟可以包括在載體中運(yùn)送第一摻雜源，從而以大約5%至大約7%的濃度包括第一摻雜源。可以執(zhí)行將第一摻雜源提供到沉積室的步驟達(dá)大約10分鐘至大約20分鐘。第二摻雜源可以包括P0C13。提供第二摻雜源的步驟可以包括在載體中運(yùn)送第二摻雜源，從而以大約10%或更大的濃度包括第二摻雜源?？梢詧?zhí)行將第二摻雜源提供到沉積室的步驟達(dá)大約3分鐘至大約8分鐘?？梢詧?zhí)行提供第一摻雜源的步驟達(dá)第一時間段，可以執(zhí)行提供第二摻雜源的步驟達(dá)第二時間段，第一時間段可以比第二時間段長。提供第一摻雜源的步驟可以包括在一種載體中運(yùn)送第一摻雜源，從而以第一濃度包括第一摻雜源，提供第二摻雜源的步驟可以包括在另一種載體中運(yùn)送第二摻雜源，從而以第二濃度包括第二摻雜源，第二濃度可以大于第一濃度?？梢栽诙栊詺夥障略诖蠹s800°C至大約900°C下執(zhí)行推阱工藝達(dá)大約30分鐘至大約50分鐘。推阱工藝可以包括在基底的第一表面處形成發(fā)射極層。
將基底、第一摻雜材料層和第二摻雜材料層的部分進(jìn)行局部加熱的步驟還可以包括在基底的第一表面處相鄰于接觸層形成窗口層，使得窗口層的摻雜濃度比接觸層的摻雜濃度低。所述方法還可以包括在將基底、第一摻雜材料層和第二摻雜材料層的部分進(jìn)行局部加熱之后，去除第一摻雜材料層和第二摻雜材料層。去除第一摻雜材料層和第二摻雜材料層的步驟可以包括用酸溶液進(jìn)行蝕刻。所述方法還可以包括在將基底、第一摻雜材料層和第二摻雜材料層的部分進(jìn)行局部加熱之后，在基底上形成抗反射層。所述方法還可以包括在基底的第二表面上形成背表面場層，使得背表面場層具有第一導(dǎo)電類型。

實(shí)施例還可以通過提供一種制造太陽能電池的方法來實(shí)現(xiàn)，所述方法包括提供半導(dǎo)體基底，半導(dǎo)體基底具有第一導(dǎo)電類型；執(zhí)行第一沉積工藝，第一沉積工藝包括形成具有與第一導(dǎo)電類型不同的第二導(dǎo)電類型的第一摻雜材料層；使第一摻雜材料層的摻雜劑快速地?cái)U(kuò)散到基底中，從而在基底的第一表面處形成發(fā)射極層；在使摻雜劑快速地?cái)U(kuò)散之后執(zhí)行第二沉積工藝，第二沉積工藝包括在第一摻雜材料層上形成第二摻雜材料層，其中，第二摻雜材料層具有第二導(dǎo)電類型，第一摻雜材料層與第二摻雜材料層一起具有可變的濃度梯度，從而第一摻雜材料層和第二摻雜材料層中的氧化硅的濃度隨著接近于基底而成比例地增大；使第一摻雜材料層和第二摻雜材料層的摻雜劑選擇性地?cái)U(kuò)散到發(fā)射極層中，從而在基底的第一表面的部分處形成接觸層；以及在接觸層上形成第一電極，并在基底的與第一表面相對的第二表面上形成第二電極。


通過參照附圖詳細(xì)描述示例性實(shí)施例，實(shí)施例對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講將變得清楚，在附圖中圖1和圖2示出了顯示出根據(jù)實(shí)施例的光電器件的結(jié)構(gòu)的示意圖；以及圖3A至圖3M示出了顯示出根據(jù)實(shí)施例的制造光電器件的方法中的階段的剖視圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在，在下文中將參照附圖更充分地描述示例實(shí)施例；然而，示例實(shí)施例可以以不同的形式實(shí)施，并且不應(yīng)被解釋為局限于在此闡述的實(shí)施例。而是，提供這些實(shí)施例以使本公開將是徹底的且完整的，并將把本發(fā)明的范圍充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚地進(jìn)行舉例說明，會夸大層和區(qū)域的尺寸。還將理解的是，當(dāng)層或元件被稱作“在”另一層或基底“上”時，該層或元件可以直接在另一層或基底上，或者也可以存在中間層。另外，還將理解的是，當(dāng)層被稱作“在”兩個層“之間”時，該層可以是兩個層之間的唯一層，或者也可以存在一個或多個中間層。相同的標(biāo)號始終表不相同的兀件。圖1和圖2示出了顯示出根據(jù)實(shí)施例的光電器件的結(jié)構(gòu)的示意圖。參照圖1和圖2，光電器件可以包括半導(dǎo)體基底100、交替地形成在半導(dǎo)體基底100上的接觸層IOOc和窗口層IOOw以及位于接觸層IOOc上的第一電極110。
半導(dǎo)體基底100可以具有第一表面SI和與第一表面SI相對的第二表面S2。例如，第一表面SI可以是半導(dǎo)體基底100的光接收表面,第二表面S2可以是與光接收表面相對的相反表面。當(dāng)在第一表面SI上接收光時，半導(dǎo)體基底100可以生成載流子。載流子是指當(dāng)光被吸收到半導(dǎo)體基底100中時產(chǎn)生的空穴和電子。半導(dǎo)體基底100可以被形成為例如具有η或P導(dǎo)電類型的單晶或多晶娃基底。例如，半導(dǎo)體基底100可以是P型單晶娃基底?？梢栽诎雽?dǎo)體基底100的第一表面SI上形成微粗糙度。例如，可以在半導(dǎo)體基底100的第一表面SI上形成包括粗糙圖案的紋理結(jié)構(gòu)R。紋理結(jié)構(gòu)R可以減小入射光的反射率，并可以提高光獲取效率，從而有助于入射光盡可能多地吸收到半導(dǎo)體基底100中。接觸層IOOc和窗口層IOOw可以形成在半導(dǎo)體基底100的第一表面SI處。例如，接觸層IOOc和窗口層IOOw可以沿半導(dǎo)體基底100的第一表面SI交替地形成。在圖2中，Ac和Aw分別表示形成接觸層IOOc和窗口層IOOw的區(qū)域。接觸層IOOc和窗口層IOOw可以用導(dǎo)電類型與半導(dǎo)體基底100的導(dǎo)電類型相反或相對的材料摻雜，因此可以形成ρ-η結(jié)。例如，可以通過將η型摻雜劑注入到P型半導(dǎo)體基底100中來將接觸層IOOc和窗口層IOOw形成為導(dǎo)電類型相反的摻雜層。接觸層IOOc和窗口層IOOw可以具有相同的導(dǎo)電類型，但是具有不同的摻雜水平。例如，接觸層IOOc可以以聞濃度慘雜，窗口層IOOw可以以低濃度慘雜。接觸層IOOc可以是這樣的區(qū)域，在該區(qū)域中，選擇性地以高濃度摻雜電極結(jié)合部分(其上將設(shè)置第一電極110)，并 且接觸層IOOc可以形成選擇性發(fā)射極，在選擇性發(fā)射極上局部地形成用于收集由半導(dǎo)體基底100產(chǎn)生的少數(shù)載流子的發(fā)射極。例如，可以通過使用金屬材料在接觸層IOOc上形成第一電極110，并可以通過以高濃度摻雜電極結(jié)合部分來減小與第一電極110的接觸電阻。窗口層IOOw可以為半導(dǎo)體基底100提供適當(dāng)?shù)娜肷浔砻?。?dāng)光入射在窗口層IOOw上時，半導(dǎo)體基底100可以產(chǎn)生載流子?？梢酝ㄟ^以高濃度摻雜接觸層100c(在其上設(shè)置第一電極110)來減小與第一電極110的接觸電阻。因此，可以減小由集中在半導(dǎo)體基底100的表面上的過多的摻雜劑引起的表面復(fù)合損失，并可以通過以低濃度摻雜窗口層IOOw (在其上不設(shè)置第一電極110)來提高相對于靠近表面吸收的短波長的轉(zhuǎn)變效率?？梢酝ㄟ^對其上完全地涂覆有摻雜材料層(未示出)的半導(dǎo)體基底100進(jìn)行局部加熱來形成接觸層IOOc和窗口層100w，由此提高摻雜劑在局部加熱的區(qū)域中的固溶度和擴(kuò)散速度。在這種情況下，局部加熱的區(qū)域可以形成接觸層IOOc (以高濃度摻雜)，并且其余的非局部加熱的區(qū)域可以形成窗口層IOOw (以低濃度摻雜)。例如，可以通過執(zhí)行一系列工藝(例如，第一沉積、推阱、第二沉積和局部加熱)來形成接觸層IOOc和窗口層100w。可以通過執(zhí)行兩次沉積工藝(即，第一沉積工藝和第二沉積工藝)在半導(dǎo)體基底100上形成厚的摻雜材料層(未示出)。在推阱工藝中，可以在高溫下執(zhí)行熱處理，以使摻雜材料層的摻雜劑擴(kuò)散到半導(dǎo)體基底100中。在局部加熱工藝中，可以通過對半導(dǎo)體基底100的一些選定區(qū)域進(jìn)行局部加熱來形成接觸層IOOc和窗口層IOOw (具有不同的摻雜水平)。如上所述，可以執(zhí)行兩次沉積工藝，即，第一沉積工藝和第二沉積工藝。因此，可以在半導(dǎo)體基底100上形成厚的摻雜材料層(未示出)，并可以提高接觸層IOOc的摻雜水平，從而獲得高開路電壓。另外，可以有利地減小接觸層IOOc和第一電極110之間的接觸電阻。例如，可以在推阱工藝之前和之后在不同的工藝條件下執(zhí)行兩次沉積工藝，S卩，第一沉積工藝和第二沉積工藝。因此，可以提高摻雜水平，同時可以避免由摻雜水平的提高引起的復(fù)合損失或載流子壽命縮短。例如，與第一沉積工藝相比，可以將更高的濃度和更短的工藝時間應(yīng)用于第二沉積工藝。因此，可以形成濃度梯度(其有助于摻雜劑的擴(kuò)散)，可以保持光產(chǎn)生的電荷分離的載流子的Ρ-η結(jié)的低的或小的結(jié)深(即使當(dāng)提高接觸層IOOc的摻雜水平時)，并可以防止摻雜劑過度地集中在半導(dǎo)體基底100的表面上?，F(xiàn)在將與對比示例I和對比示例2進(jìn)行比較來詳細(xì)描述以上效果。在對比示例I中，通過執(zhí)行單次沉積工藝以獲得高摻雜濃度來形成厚的摻雜材料層。在對比示例I中，半導(dǎo)體基底100的表面濃度被過度地增大，因此，表面復(fù)合速度增大，并且載流子的壽命縮短。另外，在對比示例I中，增大了光產(chǎn)生的電荷分離的載流子的ρ-η結(jié)的結(jié)深，從而減小了載流子收集效率。因此，開路電壓和短路電流減小，并且填充因子和轉(zhuǎn)變效率減小。在對比示例2中，代替形成厚的摻雜材料層，將高功率激光照射到接觸層上，以提高摻雜劑的固溶度，并促進(jìn)摻雜劑擴(kuò)散到照射區(qū)域中。例如，在對比示例2中，因?yàn)檫M(jìn)一步提高了摻雜劑的固溶度，并通過將高功率激光照射到半導(dǎo)體基底的其上形成有摻雜材料層的選定區(qū)域(即，接觸層)上來促進(jìn)摻雜劑的擴(kuò)散，所以即使在沒有形成厚的摻雜材料層的情況下仍以高濃度形成了接觸層。然而，在對比示例2中，因?yàn)楦吖β始す鈸p壞半導(dǎo)體基底的表面，所以照射區(qū)域的電阻增大，并且表面復(fù)合損失增大，因而填充因子減小。根據(jù)實(shí)施例，與第一沉積工藝相比，可以將更高的濃度和更短的工藝時間應(yīng)用于第二沉積工藝。因此，可以提高選擇性發(fā)射極(接觸層100c)的摻雜濃度，并可以減小結(jié)深和表面復(fù)合速度。
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在第一沉積工藝和第二沉積工藝之后的局部加熱工藝中，可以對半導(dǎo)體基底100上的選定區(qū)域(接觸層100c)(其以均勻濃度摻雜)進(jìn)行局部加熱。因此，可以形成窗口層IOOw和接觸層IOOc (具有不同的摻雜水平)。例如，可以在激光照射的區(qū)域中提高固溶度和擴(kuò)散速度，并且摻雜材料層(未示出)的摻雜劑可以快速地?cái)U(kuò)散到激光照射的區(qū)域中，由此提高摻雜水平。激光照射的區(qū)域可以形成接觸層IOOc (以高濃度摻雜)，非激光照射的區(qū)域可以形成窗口層IOOw (以低濃度摻雜)?？梢詫⒓す獾妮敵鲈O(shè)定在適合于充分地促進(jìn)摻雜劑擴(kuò)散到照射區(qū)域中而不導(dǎo)致因激光的照射引起的損壞的范圍內(nèi)。將激光的輸出保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)可以有助于防止對照射區(qū)域的損壞，由此有助于防止電阻的增大，同樣有助于防止填充因子的減小。第一電極110可以形成在接觸層IOOc上。第一電極110可以通過使用ρ-η結(jié)向外輸出電荷分離的載流子。第一電極110可以接觸接觸層IOOc(其可以選擇性地以高濃度摻雜)。第一電極110可以形成為在沿著輸出光電流的方向的一個方向上延伸的條紋圖案。第一電極Iio可以由金屬材料(例如，銀(Ag)、鋁(Al)、銅(Cu)或鎳(Ni))形成，或者可以包括金屬材料(例如，銀(Ag)、鋁(Al)、銅(Cu)或鎳(Ni))?？梢酝ㄟ^例如涂覆、干燥和焙燒電極糊而在接觸層IOOc上絲網(wǎng)印刷第一電極110。第一電極110可以接觸以高濃度摻雜的接觸層100c。因此，可以減小接觸層IOOc和第一電極110之間的接觸電阻。
第二電極120可以形成在半導(dǎo)體基底100的第二表面S2上。例如，第二電極120可以絲網(wǎng)印刷在半導(dǎo)體基底100上，并可以接觸用于收集多個載流子的基極?？狗瓷鋵?15和背表面場(BSF)層125可以分別形成在半導(dǎo)體基底100的第一表面SI和第二表面S2上。例如，抗反射層115可以通過使用相消干涉而有助于減小入射光的反射率，并可以有助于提高特定波長區(qū)域的選擇性?？梢詫⒖狗瓷鋵?15形成為例如氧化硅(SiO2)層、氮化硅(Si3N4)層、氫化氮化硅(SiNiH)層的單層或它們的多層?？梢酝ㄟ^例如熱氧化方法或化學(xué)氣相沉積(CVD)方法形成抗反射層115?？梢詫SF層125形成為導(dǎo)電類型與半導(dǎo)體基底100的導(dǎo)電類型相同的高摻雜層。BSF層125可以通過使用高濃度/低濃度結(jié)形成BSF，從而抑制載流子的表面復(fù)合。例如，可以在P型半導(dǎo)體基底100上將BSF層125形成為高度摻雜的p+層。抗反射層115和BSF層125可以具有用于減小表面復(fù)合損失的鈍化功能。例如，抗反射層115和BSF層125可以用作半導(dǎo)體基底100的第一表面SI和第二表面S2的鈍化層?，F(xiàn)在將參照圖3A至圖3M描述根據(jù)實(shí)施例的制造光電器件的方法。首先，如圖3A所示，可以準(zhǔn)備半導(dǎo)體基底200。例如，可以將半導(dǎo)體基底200準(zhǔn)備成P型結(jié)晶硅晶片?？梢酝ㄟ^使用酸溶液或堿溶液來執(zhí)行清洗工藝，以從半導(dǎo)體基底200的表面去除物理或化學(xué)雜質(zhì)。然后，如圖3B所示，掩模層M可以位于半導(dǎo)體基底200的第二表面S2上。如下面將描述的，當(dāng)對半導(dǎo)體基底200的第一表面SI執(zhí)行表面紋理化時,掩模層M可以用作蝕刻掩模。掩模層M可以由對紋理化蝕刻劑具有耐抗性的材料形成。例如，掩模層M可以包括氧化硅(SiO2)層或氮化硅(Si3N4)層?？梢酝ㄟ^基于熱氧化方法生長氧化物層或通過基于CVD方法沉積氧化物層或氮化物層來形成掩模層M。然后，如圖3C所示，可以對半導(dǎo)體基底200的第一表面SI執(zhí)行表面紋理化。例如，可以通過使用堿溶液(例如，KOH或NaOH)作為蝕刻劑對半導(dǎo)體基底200執(zhí)行各向異性蝕亥IJ，并可以在半導(dǎo)體基底200的第一表面SI上形成具有粗糙圖案的紋理結(jié)構(gòu)R。在這種情況下，可以保護(hù)半導(dǎo)體基底200的第二表面S2 (其被掩模層M覆蓋)以免被蝕刻。如圖3D所示，可以去除掩模層M (其不再是必要的)。然后，可以執(zhí)行一系列工藝，如圖3E至圖31所示。如圖31所示，可以在半導(dǎo)體基底200的第一表面SI處形成接觸層200c和窗口層200w。可以通過執(zhí)行一系列工藝(例如，第一沉積、推阱、第二沉積和局部加熱)來形成接觸層200c和窗口層200w。現(xiàn)在將詳細(xì)地描述這些工藝。最初，如圖3E所示，可以執(zhí)行第一沉積工藝，從而在半導(dǎo)體基底200的第一表面SI上形成第一摻雜材料層DPI。在第一沉積工藝中,可以將第一摻雜材料層DPl形成為P型層或η型層。例如，可以形成η型第一摻雜材料層DPl (具有與ρ型半導(dǎo)體基底200的導(dǎo)電類型相反或相對的導(dǎo)電類型)。在第一沉積工藝中，可以應(yīng)用使用擴(kuò)散管或沉積室的擴(kuò)散或沉積系統(tǒng)。例如，在第一沉積工藝中， 作為摻雜源，可以在沉積室中通過使用載體(例如，氮和氧混合的載氣)將三氯氧磷(POCl3)施加到半導(dǎo)體基底200上。在這種情況下，POCl3可以與氧反應(yīng)，并可以以P2O5氧化物層的形式形成第一摻雜材料層DPI。在與半導(dǎo)體基底200的硅反應(yīng)之前，第一摻雜材料層DPl可以是P2O5氧化物層的形式。由于與硅反應(yīng)，第一摻雜材料層DPl的摻雜劑(磷)可以擴(kuò)散到半導(dǎo)體基底200中，可以在半導(dǎo)體基底200的第一表面SI處生長氧化物。在這種情況下，第一摻雜材料層DPl可以為包括SiO2的玻璃層(例如，磷硅酸鹽玻璃(PSG)層)的形式。例如，在第一沉積工藝中，POCl3的濃度可以為大約5%至大約7%。保持摻雜源的濃度在大約5%或更大可以有助于確保半導(dǎo)體基底200的足夠的表面濃度，由此防止與電極的接觸電阻的增大。保持摻雜源的濃度在大約7%或更小可以有助于防止半導(dǎo)體基底200的表面濃度的過度增大，由此防止表面復(fù)合損失的增大。例如，可以在大約800°C至大約900°C下執(zhí)行第一沉積工藝達(dá)大約10分鐘至大約20分鐘。在實(shí)施方案中，可以通過使用濃度為大約5. 7%的POCl3作為摻雜源在大約840°C下執(zhí)行第一沉積工藝達(dá)大約15分鐘。作為參考，在本說明書中，POCl3的濃度是指注入到設(shè)置有半導(dǎo)體基底200的沉積室中的載體或載氣中的POCl3的體積流率。例如，濃度為5. 7%的POCl3表示POCl3在總計(jì)為17. 5標(biāo)準(zhǔn)升每分鐘(slm) (0°C和Iatm)的包括16slm氮、O. 5slm氧和Islm POCl3的載氣中的體積流率為5. 7%。然后，如圖3F所示，可以執(zhí)行推阱工藝，從而有助于第一摻雜材料層DPl的摻雜劑快速地?cái)U(kuò)散到半導(dǎo)體基底200中。在推阱工藝中，可以將沉積室中的半導(dǎo)體基底200保持在高溫下而無需另外注入摻雜材料。可以在沉積室中順序地執(zhí)行第一沉積和推阱工藝。可以在惰性氣氛(例如，氮?dú)夥?下在大約800°C至大約900°C (例如，大約840°C)下執(zhí)行推阱工藝達(dá)大約30分鐘至大約50分鐘(例如，大約40分鐘)。例如，如果第一摻雜材料層DPl的摻雜劑(磷)擴(kuò)散到半導(dǎo)體基底200中，則可以在半導(dǎo)體基底200的第一表面SI處形成η型發(fā)射極層200e。在這種情況下，如果摻雜劑(磷，例如P2O5)擴(kuò)散到半導(dǎo)體基底2 00中，則可以在半導(dǎo)體基底200的第一表面SI處生長氧化物，并且第一摻雜材料層DPl可以沿厚度方向在上部(具有含量相對高的P2O5)和下部(具有含量相對高的SiO2)之間具有連續(xù)可變的濃度梯度。例如，第一摻雜材料層DPl中的氧化硅的濃度可以隨著接近于基底200成比例地增大。然后，如圖3G所示，可以執(zhí)行第二沉積工藝，從而在第一摻雜材料層DPl上形成第二摻雜材料層DP2。在第二沉積工藝中，第二摻雜材料層DP2的導(dǎo)電類型可以與第一摻雜材料層DPl的導(dǎo)電類型相同，并可以應(yīng)用使用擴(kuò)散管或沉積室的擴(kuò)散或沉積系統(tǒng)。例如，在第二沉積工藝中，作為摻雜源，可以通過使用載體(例如，氮和氧混合的載氣)將POCl3施加到沉積室中的半導(dǎo)體基底200上?？梢栽谂c第一沉積工藝的工藝條件不同的工藝條件下執(zhí)行第二沉積工藝。例如，相對于第一沉積工藝，可以將更高濃度的摻雜源和/或更短的工藝時間應(yīng)用于第二沉積工藝。如上所述，相對于第一沉積工藝，可以將更高的濃度應(yīng)用于第二沉積工藝。因此，可以形成有助于摻雜劑從第二摻雜材料層DP2擴(kuò)散到半導(dǎo)體基底200中的濃度梯度。另外，如上所述，相對于第一沉積工藝，可以將更短的工藝時間應(yīng)用于第二沉積工藝。因此，可以抑制半導(dǎo)體基底200的表面濃度和結(jié)深的增大。例如，當(dāng)將第一沉積工藝中的摻雜源的第一濃度Col和第一工藝時間tl與第二沉積工藝中的摻雜源的第二濃度Co2和第二工藝時間t2比較時，第二濃度Co2可大于第一濃度Col (Col〈Co2)，第二工藝時間t2可小于第一工藝時間tl (tl>t2)。例如，第二沉積工藝中的POCl3的濃度可以為大約10%或更大，例如大于大約12%。保持摻雜源的濃度大于大約10%可以有助于確保形成比第一沉積工藝的濃度梯度高的濃度梯度，即，有助于使摻雜劑擴(kuò)散的濃度梯度。第二沉積工藝可以在大約800°C至大約900°C下執(zhí)行大約3分鐘至大約8分鐘。在實(shí)施方案中，可以通過使用濃度為大約12. 5%的POCl3溶液作為摻雜源在大約840°C下執(zhí)行第二沉積工藝達(dá)大約5分鐘。例如，在摻雜劑擴(kuò)散之前，第二摻雜材料層DP2可以為P2O5氧化物層的形式。隨著第二摻雜材料層DP2的摻雜劑擴(kuò)散到半導(dǎo)體基底200中，氧化物可以在半導(dǎo)體基底200的第一表面SI處生長。在這種情況下，第二摻雜材料層DP2可以為包括SiO2的玻璃層(例如，PSG層)的形式。第二摻雜材料層DP2可以與第一摻雜材料層DPl (在第一沉積工藝中形成)一起形成厚的PSG層。例如，第二摻雜材料層DP2可以與第一摻雜材料層DPl —起形成單個PSG層(具有預(yù)定的厚度t)。在這種情況下，PSG層可以具有這樣的濃度分布，此濃度分布靠近半導(dǎo)體基底200的界面具有含量相對高的SiO2,同時遠(yuǎn)離此界面而具有含量相對低的SiO2和含量相對高的P205。例如，第一摻雜材料層DPl與第二摻雜材料層DP2 —起可以具有例如連續(xù)可變的濃度梯度，從而第一摻雜材料層DPl和第二摻雜材料層DP2中的氧化硅的濃度隨著接近于基底200而成比例地增大。然后，如圖3H所示，可以執(zhí)行局部加熱工藝，以對半導(dǎo)體基底200 (其上形成有第一摻雜材料層DPl和第二摻雜材料層DP2)上的接觸區(qū)域Ac進(jìn)行局部加熱，由此改變摻雜水平。在局部加熱工藝中，可以通過局部地加熱半導(dǎo)體基底200上的一些區(qū)域(例如，將形成第一電極210的接觸區(qū)域Ac)而以高濃度形成接觸層200c。如果將激光L照 射到半導(dǎo)體基底200上的接觸區(qū)域Ac上，則可以提高接觸區(qū)域Ac的固溶度和擴(kuò)散速度。例如，第一摻雜材料層DPl和第二摻雜材料層DP2(在預(yù)沉積和后沉積工藝中形成為厚)的摻雜劑(磷)可以擴(kuò)散到其上照射激光L的接觸區(qū)域Ac中，并可以提高摻雜濃度。在這種情況下，可以在接觸區(qū)域Ac (其上已經(jīng)照射了激光L)中形成接觸層200c(具有高摻雜水平)，并可以在窗口區(qū)域Aw (其上未曾照射激光L)中形成窗口層200w (具有低摻雜水平)。照射的激光L可以在未被吸收到具有高帶隙能量的第一摻雜材料層DPl和第二摻雜材料層DP2中的情況下被透射，并可以被吸收到半導(dǎo)體基底200中，從而提高了摻雜劑(磷)的固溶度和擴(kuò)散速度。根據(jù)實(shí)施例，可以執(zhí)行兩次沉積工藝，即，第一沉積工藝和第二沉積工藝。因此，當(dāng)與執(zhí)行一次沉積時的情況相比，第一摻雜材料層DPl和第二摻雜材料層DP2可以被形成為是厚的，并且可以通過執(zhí)行局部加熱工藝以高濃度形成接觸層200c?？梢蕴岣呓佑|層200c的摻雜濃度。因此，可以減小與第一電極110的接觸電阻，可以減小光電流的串聯(lián)電阻，可以獲得高開路電壓，并可以增大填充因子。然后，如圖3H和圖31所示，可以執(zhí)行回蝕刻工藝，以去除第一摻雜材料層DPl和第二摻雜材料層DP2。第一摻雜材料層DPl和第二摻雜材料層DP2可以為PSG層的形式。第一摻雜材料層DPl和第二摻雜材料層DP2可以包括包含在半導(dǎo)體基底200中的金屬雜質(zhì)的沉淀物。因此，可以通過去除第一摻雜材料層DPl和第二摻雜材料層DP2預(yù)計(jì)用于去除雜質(zhì)的聚集效應(yīng)。可以通過使用酸溶液(例如，硝酸(HNO3)、氫氟酸(HF)和乙酸(CH3COOH或去離子(DI)水)的混合溶液)作為蝕刻劑來蝕刻第一摻雜材料層DPl和第二摻雜材料層DP2。然而，在另一實(shí)施方案中，第一摻雜材料層DPl和第二摻雜材料層DP2可以不被去除,并可以保留以用作鈍化層。然后，如圖3J所不,可以在半導(dǎo)體基底200的第一表面SI上形成抗反射層215。例如，可以將抗反射層215形成為氧化娃(SiO2)層、氮化娃(Si3N4)層、氫化氮化娃(SiN:H)層或它們的多層。在實(shí)施方案中，可以將抗反射層215形成為氧化硅層的單層或具有不同折射率的氧化硅層和氮化硅層的多層?？梢酝ㄟ^例如CVD方法形成抗反射層215?？狗瓷鋵?15可以具有鈍化功能，鈍化功能有助于防止由半導(dǎo)體基底200產(chǎn)生的載流子的表面復(fù)合，因此可以有助于提高載流子收集效率。例如，抗反射層215可以有助于通過防止因半導(dǎo)體基底200的表面上的硅原子的自由鍵引起的載流子的捕獲來提高載流子收集效率。然后，如圖3K所示 ，可以在接觸層200c上形成第一電極210。第一電極210可以形成為在沿著輸出光電流的方向平行的一個方向上延伸的條紋圖案，并可以考慮到光的適當(dāng)?shù)幕蚱谕娜肷涿娣e來圖案化。第一電極210可以包括金屬材料，例如，Ag、Al、Cu或Ni。例如，可以通過使用絲網(wǎng)印刷方法將電極糊(未示出)圖案印刷在接觸層200c上，并可以對其進(jìn)行干燥和焙燒。因此，包含在電極糊中的玻璃料組分可以穿過抗反射層215，從而有助于第一電極210和接觸層200c之間的接觸。然后，如圖3L所示，可以在半導(dǎo)體基底200的第二表面S2上形成BSF層225。例如，可以使用導(dǎo)電類型與半導(dǎo)體基底200的導(dǎo)電類型相同的摻雜劑將BSF層225形成為高摻雜層。例如，可以在半導(dǎo)體基底200的第二表面S2上將BSF層225形成為高摻雜的ρ+層，并且BSF層225可以有助于防止少數(shù)載流子(電子)移向第二表面S2并復(fù)合。然后，如圖3Μ所示，可以在半導(dǎo)體基底200的第二表面S2上形成第二電極220。第二電極220可以由金屬材料形成(例如，Ag、Al、Cu或Ni )，或者可以包括金屬材料(例如，Ag、Al、Cu或Ni)?？梢酝ㄟ^使用絲網(wǎng)印刷方法或鍍覆方法形成第二電極220，并可以通過例如涂覆、干燥和焙燒電極糊(未示出)形成第二電極220。然而，在另一實(shí)施方案中，可以通過共同焙燒第一電極糊(未示出)和第二電極糊(未示出)來同時形成第一表面SI上的第一電極210和第二表面S2上的第二電極220。在下面的表I中示出了關(guān)于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光電器件的特性的試驗(yàn)結(jié)果。表I
權(quán)利要求
1.一種制造太陽能電池的方法，所述方法包括 提供具有第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體基底； 執(zhí)行第一沉積エ藝，所述第一沉積エ藝包括形成具有與第一導(dǎo)電類型不同的第二導(dǎo)電類型的第一摻雜材料層； 執(zhí)行推阱エ藝，所述推阱エ藝包括將其上具有第一摻雜材料層的基底進(jìn)行加熱； 在執(zhí)行推阱エ藝之后執(zhí)行第二沉積エ藝，第二沉積エ藝包括在第一摻雜材料層上形成第二摻雜材料層，其中，第二摻雜材料層具有第二導(dǎo)電類型； 用激光將基底、第一摻雜材料層和第二摻雜材料層的部分進(jìn)行局部加熱，從而在基底的第一表面處形成接觸層；以及 在接觸層上形成第一電極，并在基底的與第一表面相對的第二表面上形成第二電極。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中 第一沉積エ藝包括在沉積室中提供基底；以及將第一摻雜源提供到沉積室，以及 第二沉積エ藝包括在沉積室中提供基底；以及將第二摻雜源提供到沉積室。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，第一摻雜源包括P0C13。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，提供第一摻雜源的步驟包括在載體中運(yùn)送第一摻雜源，從而以5%至7%的濃度包括第一摻雜源。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，執(zhí)行將第一摻雜源提供到沉積室的步驟達(dá)10分鐘至20分鐘。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，第二摻雜源包括P0C13。
7.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，提供第二摻雜源的步驟包括在載體中運(yùn)送第二摻雜源，從而以10%或更大的濃度包括第二摻雜源。
8.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，執(zhí)行將第二摻雜源提供到沉積室的步驟達(dá)3分鐘至8分鐘。
9.如權(quán)利要求2所述的方法，其中 提供第一摻雜源達(dá)第一時間段， 提供第二摻雜源達(dá)第二時間段，以及 第一時間段比第二時間段長。
10.如權(quán)利要求2所述的方法，其中 提供第一摻雜源的步驟包括在ー種載體中運(yùn)送第一摻雜源，從而以第一濃度包括第一摻雜源， 提供第二摻雜源的步驟包括在另ー種載體中運(yùn)送第二摻雜源，從而以第二濃度包括第ニ摻雜源，以及 第二濃度大于第一濃度。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在惰性氣氛下在800°C至900°C下執(zhí)行推阱エ藝達(dá)30分鐘至50分鐘。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，推阱エ藝包括在基底的第一表面處形成發(fā)射極層。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，將基底、第一摻雜材料層和第二摻雜材料層的部分進(jìn)行局部加熱的步驟還包括在基底的第一表面處相鄰于接觸層形成窗ロ層，使得窗ロ層的摻雜濃度比接觸層的摻雜濃度低。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括在將基底、第一摻雜材料層和第二摻雜材料層的部分進(jìn)行局部加熱之后，去除第一摻雜材料層和第二摻雜材料層。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，去除第一摻雜材料層和第二摻雜材料層的步驟包括用酸溶液進(jìn)行蝕刻。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括在將基底、第一摻雜材料層和第二摻雜材料層的部分進(jìn)行局部加熱之后，在基底上形成抗反射層。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括在基底的第二表面上形成背表面場層，使得背表面場層具有第一導(dǎo)電類型。
18.一種制造太陽能電池的方法，所述方法包括提供半導(dǎo)體基底，半導(dǎo)體基底具有第一導(dǎo)電類型；執(zhí)行第一沉積工藝，第一沉積工藝包括形成具有與第一導(dǎo)電類型不同的第二導(dǎo)電類型的第一摻雜材料層；使第一摻雜材料層的摻雜劑快速地?cái)U(kuò)散到基底中，從而在基底的第一表面處形成發(fā)射極層；在使摻雜劑快速地?cái)U(kuò)散之后執(zhí)行第二沉積工藝，第二沉積工藝包括在第一摻雜材料層上形成第二摻雜材料層，其中，第二摻雜材料層具有第二導(dǎo)電類型，第一摻雜材料層與第二摻雜材料層一起具有可變的濃度梯度，從而第一摻雜材料層和第二摻雜材料層中的氧化娃的濃度隨著接近于基底而成比例地增大；使第一摻雜材料層和第二摻雜材料層的摻雜劑選擇性地?cái)U(kuò)散到發(fā)射極層中，從而在基底的第一表面的部分處形成接觸層；以及在接觸層上形成第一電極，并在基底的與第一表面相對的第二表面上形成第二電極。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制造太陽能電池的方法，所述方法包括提供具有第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體基底；執(zhí)行第一沉積工藝，所述第一沉積工藝包括形成具有與第一導(dǎo)電類型不同的第二導(dǎo)電類型的第一摻雜材料層；執(zhí)行推阱工藝，所述推阱工藝包括將其上具有第一摻雜材料層的基底進(jìn)行加熱；在執(zhí)行推阱工藝之后執(zhí)行第二沉積工藝，第二沉積工藝包括在第一摻雜材料層上形成第二摻雜材料層，其中，第二摻雜材料層具有第二導(dǎo)電類型；用激光將基底、第一摻雜材料層和第二摻雜材料層的部分進(jìn)行局部加熱，從而在基底的第一表面處形成接觸層；以及在接觸層上形成第一電極，并在基底的與第一表面相對的第二表面上形成第二電極。
文檔編號H01L31/18GK103050568SQ20121037115
公開日2013年4月17日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月13日
發(fā)明者樸商鎮(zhèn), 宋珉澈, 樸省贊, 金東燮, 金元均, 徐祥源 申請人:三星Sdi株式會社