具有包括区分开的P型和N型区与偏置触点的混合结构的太阳能电池的制作方法

具有包括区分开的p型和n型区与偏置触点的混合结构的太阳能电池
1.相关专利申请的交叉引用
2.本技术要求2020年3月27日提交的美国非临时申请no.16/832,762的优先权，其要求2019年3月29日提交的美国临时申请no.62/826,699的权益，其全部内容据此以引用方式并入本文。


背景技术：

3.光伏(pv)电池(常称为太阳能电池)是用于将太阳辐射转化为电能的装置。一般来讲，照射在太阳能电池基板表面上并进入基板内的太阳辐射在基板主体中形成电子和空穴对。电子和空穴对迁移至基板中的p型掺杂区和n型掺杂区，从而在掺杂区之间形成电压差。将掺杂区连接至太阳能电池上的导电区，以将电流从电池引导至外部电路。当将pv电池组合在诸如pv模块的阵列中时，从所有的pv电池收集的电能可以按串联和并联布置加以组合，以提供具有某一电压和电流的电源。
附图说明
4.图1示出了根据一些实施例的太阳能电池的一部分的剖视图。
5.图2a和图2b分别示出根据一些实施例的太阳能电池的一部分的平面图和剖视图。
6.图3示出了根据一些实施例的太阳能电池的一部分的剖视图。
7.图4示出了根据一些实施例的太阳能电池的一部分的剖视图。
8.图5示出了根据一些实施例的太阳能电池的一部分的剖视图。
9.图6示出了根据一些实施例的太阳能电池的一部分的剖视图。
10.图7示出根据一些实施例的太阳能电池的部分的示例性平面图。
11.图8为示出根据一些实施例的制造太阳能电池的方法的流程图。
12.图9示出出于比较目的的太阳能电池的一部分的剖视图。
具体实施方式
13.效率是太阳能电池的重要特性，因其直接与太阳能电池的发电能力有关。同样，生产太阳能电池的效率直接与此类太阳能电池的成本效益有关。因此，提高太阳能电池效率的技术或提高制造太阳能电池效率的技术是普遍需要的。本公开的一些实施例允许通过提供制造太阳能电池结构的新工艺而提高太阳能电池的制造效率。本公开的一些实施例允许通过提供新型太阳能电池结构来提高太阳能电池效率。
14.以下具体实施方式本质上只是示例性的，并非意图限制这些实施例或此类实施例的应用和用途。如本文所用，词语“示例性”意指“用作实例、例子或举例说明”。本文所述为示例性的任何实施方式未必相比于其他实施方式是优选的或有利的。此外，并不意图受前述技术领域、背景技术、

技术实现要素：
或以下具体实施方式中提出的任何明示或暗示的理论的约束。
15.本说明书提及的“一个实施例”或“某个实施例”不一定是指同一实施例。特定的特征、结构或特性可以任何与本公开一致的合适方式进行组合。
16.术语。以下段落提供存在于本公开(包含所附权利要求书)中术语的定义和/或语境：
[0017]“区域”或“部分”描述具有可定义特性但不一定有固定边界的物体或材料的离散区域、体积、部分或位置。
[0018]“包括”是一个开放式术语，不排除其他结构或步骤。
[0019]“配置成”通过指示诸如单元或部件之类的装置来表示结构，包括在运作期间执行一项或多项任务的结构，并且这种结构构造为即使该装置当前未在运行(例如，未开启/未激活)也会执行该任务。“构造为”执行一项或多项任务的装置明确地意在不会援用35u.s.c.
§
112(f)段，即第六段。
[0020]“第一”、“第二”等术语用作其之后的名词的标记，而并不暗示任何类型的顺序(例如，空间、时间和逻辑等)。例如，提及“第一”半导体层不一定意味着该半导体层是某一序列中的第一个半导体层；相反，术语“第一”用于区分该半导体层与另一半导体层(例如，“第二”半导体层)。如本文所用，半导体层可为多晶硅层，例如，掺杂有p型或n型掺杂物的多晶硅层。在一个实例中，第一半导体层可为第一多晶硅层，其中可形成多个多晶硅层(例如，可形成第二多晶硅层)。
[0021]“基于”。如本文所用，该术语用于描述影响确定结果的一个或多个因素。该术语并不排除可影响确定结果的另外因素。也就是说，确定结果可以仅基于那些因素或至少部分地基于那些因素。考虑短语“基于b确定a”。尽管b可以是影响a的确定结果的因素，但这样的短语并不排除a的确定结果还基于c。在其他实例中，a可以仅基于b来确定。
[0022]“联接”是指除非另外明确说明，否则元件、特征、结构或节点与或可与另一元件/节点/特征直接或间接连接或连通，并且不必直接机械连接在一起。
[0023]“阻止”表示减少、减小、最小化或有效地或实际上消除某些事物，例如完全避免结果、后果或未来状态。
[0024]“薄介电层”、“隧道介电层”、“介电层”、“薄介电材料”或中间层/材料是指位于半导体区上、基板与另一半导体层之间、基板上或基板中的掺杂区或半导体区之间的材料。在某个实施例中，薄介电层可以是厚度为大约2纳米或更小的隧道氧化物层或氮化物层。薄介电层可以称为非常薄的介电层，通过它可以实现电传导。传导可以由于量子隧道和/或通过介电层中的薄点直接物理连接的小区域的存在而造成。示例性材料包含氧化硅、二氧化硅、氮化硅和其他介电材料。在某个实施例中，可形成多个电介质层。“约”或“大约”。如本文中所用，对于所列举的数值，包括例如整数、分数和/或百分数，术语“约”或“大约”通常指示所列举的数值涵盖一系列数值(例如， /
‑
5％至10％的所列举的数值)，本领域普通技术人员会认为该一系列数值等同于所列举的数值(例如，执行实质上相同的功能，以实质上相同的方式起作用和/或具有实质上相同的结果)。
[0025]
此外，以下描述中还可能仅为了参考的目的使用了某些术语，因此这些术语并非意图进行限制。例如，诸如“上部”“下部”“上方”和“下方”之类的术语是指附图中提供参考的方向。诸如“前面/正面”“背面”“后面”“侧/侧面”“外侧”和“内侧”之类的术语描述部件的某些部分在一致但任意的参照系内的取向和/或位置，通过参考描述所讨论的部件的文字
和相关的附图可以清楚地了解所述取向和/或位置。此类术语可包括上面具体提及的词语、它们的衍生词语以及类似意义的词语。
[0026]
本文描述了制造太阳能电池发射极区的方法和所得的太阳能电池。在下面的描述中，阐述了诸如具体的工艺流程操作的许多具体细节，以便提供对本公开实施例的透彻理解。对本领域的技术人员将显而易见的是，可在没有这些具体细节的情况下实践本公开的实施例。在其他实例中，没有详细地描述熟知的制造技术，诸如平版印刷和图案化技术，以避免不必要地使本公开的实施例难以理解。此外，应当理解，在图中示出的多种实施例是示例性的展示并且未必按比例绘制。
[0027]
为提供背景信息，在混合结构中，两个半导体层(诸如多晶硅层)分别沉积。半导体层之间的重叠由电介质层或结构隔开。触点可与晶片上的发射极在很大程度上重合。相比之下，本文所述的实施例可实施为使得触点能够偏离晶片上的发射极区。
[0028]
根据本文所述的一个或多个实施例，实施一种偏置触点结构，以使半导体层脱离与金属的接触以及与基板或晶片接触的接触。如果通过激光烧蚀制造触点，则可能减少或消除一种类型的发射极上的激光损伤，因为电介质和较下层的多晶层可阻止损伤传递至基板。相比之下，在激光刻划与发射极区重叠或至少部分重叠的情况下，可能发生发射极区的损坏。另一个潜在的益处是消除混合型发射极的铝“尖峰”风险。例如，可形成尖峰以在不引起分流的情况下发生接触。另一个潜在的益处是对接区域可独立于发射极区而形成。如果发射极和触点在很大程度上重合，则可能难以将发射极缩小为点状结构并且保持对准公差。如果无需保持对准公差，则发射极可具有多种形状，诸如为线状以最大程度减小对接面积，或为许多小点以最大程度增加对接面积。
[0029]
作为具有偏置触点的示例性结构，图1示出了根据一些实施例的太阳能电池100的一部分的剖视图。在某个实施例中，太阳能电池100可包括具有正面102和背面104的基板106(正面102与背面104相对)。在一些实施例中，正面102可称为前表面，并且背面104可称为背表面。在某个实施例中，正面可具有纹理化表面。纹理化表面130可为具有规则或不规则形状的表面，其用于散射入射光、减少从太阳能电池100的光接收表面和/或暴露表面反射的光量。
[0030]
再次参考图1，在某个实施例中，太阳能电池100可包括设置在基板106的背面104上的第一电介质层120。在一些实施例中，第一电介质层120可被称为第一薄电介质层。在某个实例中，第一电介质层120可为薄氧化物层，诸如隧道电介质层(例如，隧道氧化物、氮氧化硅、氧化硅)。在某个实施例中，第一电介质层120可具有大约2纳米或更小的厚度。
[0031]
仍再次参考图1，在某个实施例中，太阳能电池100可包括设置在太阳能电池100的背面之上的第一半导体层112。在某个实施例中，第一半导体层112可设置在第一电介质层120上。在某个实施例中，第一半导体层112可为第一多晶硅层。在某个实施例中，第一半导体层112可包括第一导电类型。在某个实例中，第一半导体层112可为第一导电类型的第一多晶硅层。在具体实施例中，第一导电类型为n型(例如，使用磷原子或砷杂质原子形成)。在一些实施例中，第一半导体层为预掺杂的多晶硅层。在一个此类实施例中，形成具有特定的导电类型(例如，n型或p型)的第一半导体层。
[0032]
再次参考图1，在一个实施例中，太阳能电池100可包括设置在基板106的背面104上的第二电介质层114。在一些实施例中，第二电介质层114可被称为第二薄电介质层。在某
个实例中，第二电介质层114可为薄氧化物层，诸如隧道电介质层(例如，隧道氧化物、氮氧化硅、氧化硅)。在某个实施例中，第二电介质层114可具有大约2纳米或更小的厚度。
[0033]
再次参考图1，在某个实施例中，太阳能电池100可包括设置在第二电介质层114上的第二半导体层108。在一个实施例中，第二半导体层108可为第二多晶硅层。在某个实施例中，第二半导体层可包括第二导电类型。在某个实例中，第二半导体层108可为第二导电类型的第二多晶硅层。在一个具体实施例中，第二导电类型为p型(例如，使用硼杂质原子形成)。在一些实施例中，第二半导体层为预掺杂的多晶硅层。在一个此类实施例中，形成具有特定的导电类型(例如，n型或p型)的第二半导体层。在某个实施例中，太阳能电池100还可包括设置在第二半导体层108上的第一绝缘体层110。在一个实例中，第一绝缘体层110可为二氧化硅或包括二氧化硅。
[0034]
再次参考图1，在某个实施例中，第三电介质层116在第一半导体层112和第二半导体层108之间。在一些实施例中，第三电介质层116可被称为第三薄电介质层。在某个实例中，第三电介质层116可为薄氧化物层，诸如隧道电介质层(例如，隧道氧化物、氮氧化硅、氧化硅)。在某个实施例中，第三电介质层116可具有大约2纳米或更小的厚度。在一些实施例中，第一电介质层120、第二电介质层114和第三电介质层116可形成连续电介质层。在某个实例中，连续电介质层可包括第一电介质层120、第二电介质层114和第三电介质层11并且不包括任何间隙或间断结构。在一些实施例中，可形成连续电介质层的任意组合。例如，第一电介质层和第二电介质层可替代地形成连续电介质层。在一个实例中，第一电介质层和第三电介质层和/或第二电介质层和第三电介质层可形成连续电介质层。
[0035]
再次参考图1，在某个实施例中，第二绝缘体层125可设置在第一半导体层112上。在某个实施例中，第二绝缘体层125可为掺杂物层。在一个实施例中，掺杂物层可具有第一导电类型。在某个实施例中，掺杂物层与第一半导体层112具有相同的导电类型。在某个实例中，掺杂物层为n型(例如，使用磷原子或砷杂质原子形成)。在另一个实例中，掺杂物层为p型(例如，使用硼杂质原子形成)。在某个实施例中，第二绝缘体层125可为非连续层(例如，如图1所示)。在某个实例中，第二绝缘体层125可被分成离散部分，并且仍可被称为单个电介质层或掺杂物层。在一个实施例中，第二绝缘体层125可包括氧化硅或氮氧化硅。在某个实施例中，第二绝缘体层125可为电介质层。
[0036]
再次参考图1，第一导电触点129可设置在第一半导体层112之上。在一个实施例中，第一导电触点129设置在第二绝缘体层125中的开口123中。在某个实施例中，尽管图1中未示出，但在图2中示出，如下所述，太阳能电池100可包括设置在第二半导体层108之上的第二导电触点(例如，图2a和图2b的128，如下所述)。在某个实施例中，第二导电触点可设置在第一绝缘体层110中的开口(例如，图2a和图2b的121，如下所述)中。
[0037]
在一个实施例中，第一导电触点129和第二导电触点128可包括镀覆的金属。在某个实例中，第一导电触点129和第二导电触点128可包括铜、锡、钛、钨和/或镍及其他金属。在一些实施例中，第一导电触点129和第二导电触点128可包括沉积金属和/或金属箔。在某个实例中，第一导电触点129和第二导电触点128可包括铝或铝箔。在某个实施例中，第一导电触点129和第二导电触点128可包括线、带或任何其他适用的导电材料类型。在某个实例中，第一导电触点129和第二导电触点128可包括铝线、铝带等。
[0038]
再一次参考图1，在某个实施例中，太阳能电池100可进一步包括设置在正面102上
的第四电介质层132。在某个实施例中，第四电介质层132可为抗反射涂层(arc)。在某个实例中，第四电介质层132可包括氮化硅。在一个实例中，第四电介质层可包括隧道电介质层(例如，隧道氧化物、氮氧化硅、氧化硅)。在某个实施例中，可在第四薄电介质层132上形成多晶硅层。在某个实施例中，第五电介质层可设置在多晶硅层上。在某个实施例中，第五电介质层可为抗反射涂层(arc)。在某个实例中，第五电介质层可包括氮化硅。
[0039]
再次参考图1，在一些实施例中，第二半导体层108可为p型多晶硅层。在一个实施例中，第一半导体层112可为n型多晶硅层。在某个实施例中，基板106可为n型单晶硅基板。在某个实施例中，第一电介质层120、第二电介质层114、第三电介质层116和第二绝缘体层125可包括氧化硅。在某个实施例中，第一绝缘体层110为二氧化硅或包括二氧化硅。在其中第二绝缘体层125可包括掺杂物层的某个实施例中，第二绝缘体层125可包括磷、砷或硼。在一个实施例中，第二半导体层108可为n型多晶硅层。在某个实施例中，第一半导体层112可为p型多晶硅层。在一些实施例中，基板106可为p型单晶硅基板。
[0040]
再次参考图1，在某个实施例中，第一导电触点129(和/或提及的第二导电触点)可包括沉积金属。在某个实施例中，沉积金属可为基于铝的。在一个此类实施例中，基于铝的沉积金属可具有大约在0.3微米至20微米范围内的厚度，并且包括的铝含量大于约97％，以及硅含量大约在0％至2％的范围内。在某个实例中，基于铝的沉积金属可包括铜、钛、钛钨、镍和/或铝及其他金属。在某个实施例中，基于铝的沉积金属是由毯覆式沉积过程形成。在某个实施例中，基于铝的沉积金属可为金属晶种层。在一些实例中，沉积金属可为沉积铝。在一个实施例中，如本文所述的导电触点可包括铜、锡、镍和/或铝及其他金属。
[0041]
再一次参考图1，在一些实施例中，如本文所述的导电触点包括金属箔。在某个实施例中，金属箔为具有约在5
‑
100微米范围内的厚度的铝(al)箔。在一个实施例中，al箔为包含铝和第二元素(诸如但不限于铜、锰、硅、镁、锌、锡、锂或它们的组合)的铝合金箔。在一个实施例中，al箔为回火级箔，诸如但不限于f级(自由状态)、o级(全软)、h级(应变硬化)或t级(热处理)。在一个实施例中，铝箔为阳极氧化铝箔。在另一个实施例中，铝箔未被阳极氧化。
[0042]
仍再次参考图1，在某个实施例中，如本文所述的导电触点包括导电线。在某个实施例中，传导线可包括导电材料(例如，诸如铝、铜的金属或另一合适的导电材料，具有或不具有诸如锡、银、镍或有机可焊性保护剂的涂层)。在某个实例中，可通过热压结合、超声结合或热超声结合方法将导电线结合至第一半导体层和/或第二半导体层。
[0043]
再次参见图1，根据本公开的某个实施例，太阳能电池100包括在基板106之上的第一发射极区150。第一发射极区150具有围绕基板的一部分的周边，即从平面图视角观察(即，从垂直于基板的球面的方向上观察)，其中周边围绕基板之上的发射极区150的区域。第一导电触点129在第一发射极区的周边150之外的位置处(即，从平面图视角观察，在并非第一发射极区150之上的位置处)电联接至第一发射极区150。应当理解，所用的术语“偏置”是指在发射极区150周边之外的触点开口，而不仅仅是触点开口与下面的发射极区的错位。
[0044]
在某个实施例中，太阳能电池100还包括在基板106之上的第一半导体层112。在一个实施例中，第一发射极区150在第一半导体层112的第一部分112a中，并且第一发射极区的周边150之外的位置在第一半导体层112的第二部分112b上。在一个此类实施例中，第一半导体层112的第一部分112a与第一半导体层112的第二部分112b是连续的。
[0045]
在某个实施例中，太阳能电池100还包括在基板106上方的第一绝缘体层110。第一绝缘体层110具有第一开口111。第一半导体层的第一部分112a在第一绝缘体层110的第一开口111中。第一半导体层112的第二部分112b在第一绝缘体层110的部分110a之上。
[0046]
在某个实施例中，太阳能电池100还包括在第一半导体层112之上的第二绝缘体层125。第二绝缘体层125具有开口123。在一个此类实施例中，第一发射极区150的周边之外的位置在第二绝缘体层125的开口123下方，并且第一导电触点129的第一部分129a在第二绝缘体层的开口125中。在特定的此类实施例中，第一导电触点129的第二部分129b在第一绝缘体层110之上的第二绝缘体层125的部分125a上。第一导电触点129的第三部分129c在第一发射极区150之上的第二绝缘体125层的部分125b上。在某个实施例中，太阳能电池100还包括在第一绝缘体层110和基板106之间的第二半导体层108。在一个实施例中，第二半导体层108具有与第一半导体层112的导电类型相反的导电类型。在一个实施例中，第二半导体层112包括在太阳能电池的第二发射极区(例如，图2a和图2b的152，如下所述)中。在一个实施例中，第一绝缘体层110具有第二开口(例如，图2a和图2b的121，如下所述)。第二导电触点(例如，图2a和图2b的128，如下所述)在第一绝缘体层110的第二开口121下方的位置处电联接至第二半导体层108。
[0047]
现在转到图2a和图2b，图2a和图2b分别示出根据一些实施例的太阳能电池的一部分的平面图和剖视图。应当理解，平面图示出的太阳能电池的部分大于剖视图，因为两者均示出包括具有类型128的导电触点的单个发射极结构，但剖视图仅示出包括具有类型129的第一导电触点的单个发射极结构，而平面图则示出包括具有类型129的第一导电触点的两个发射极结构。
[0048]
参考图2a和图2b，太阳能电池200包括在基板106上方的第一绝缘体层110。第一绝缘体层110具有第一开口111(在这种情况下，图2a和图2b中示出两个此类开口)和第二开口121。第一半导体层112在基板106上方。第一半导体层的第一部分112在第一绝缘体层110的第一开口111中。第一半导体层的第二部分112在第一绝缘体层110的一部分之上。在一个实施例中，第一半导体层112的第一部分与第一半导体层112的第二部分是连续的。
[0049]
再次参见图2a和图2b，第二半导体层108在基板106上方。第二半导体层108在第一绝缘体层110和基板106之间。第二半导体层108具有与第一半导体层112的导电类型相反的导电类型。第二绝缘体层125在第一半导体层112之上。第二绝缘体层125具有在第一半导体层112的第二部分之上的开口123。在某个实施例中，第一半导体层112包括在第一发射极区150中(针对基于图2a和图2b的第一导电触点129的单个发射极结构，示出其中两个)，并且第二半导体层108包括在第二发射极区152中，该第二发射极区152可为具有与一个或多个发射极区150的导电类型相反的导电类型的发射极区。
[0050]
再次参见图2a和图2b，第一导电触点129(在这种情况下，将两个此类触点显示为桥接于两个相应发射极区150之间)在第二绝缘体层125的开口111中。第一导电触点129在第二绝缘体层125的开口123下方的位置处电联接至第一半导体层112的第二部分。在某个实施例中，第一导电触点129还在第一绝缘体层110之上的第二绝缘体层125的一部分上。在一个此类实施例中，第一导电触点129还在第一半导体层112的第一部分(即，第一半导体层112的在开口111中并且包括在发射极区150中的部分)之上的第二绝缘体层125的一部分上。
[0051]
再次参见图2a和图2b，在某个实施例中，绝缘体层110的一部分可位于开口123下方以及基板106之上。在相同的实施例中，绝缘体层110的该部分可设置在第二半导体层108上。在某个实施例中，第一绝缘体层110的该部分可将第一半导体层112与第二半导体层108物理和/或电隔离。在相同的实施例中，绝缘体层110的该部分可位于第二绝缘体层125的至少两个开口111之间。在某个实施例中，绝缘体层110的该部分可被第一半导体层112包围。在某个实例中，绝缘体层110的该部分的三个侧面可被第一半导体层112包围，如图2b所示。
[0052]
再次参见图2a和图2b，在某个实施例中，第二半导体层108的一部分可位于开口123下方以及基板106之上。在相同的实施例中，第二半导体层108的一部分可位于绝缘体层110的一部分(例如，开口123下方的部分)下方以及基板106之上。在相同的实施例中，第二半导体层108的该部分可位于两个发射极区150之间。在相同的实施例中，第二半导体层108的该部分可物理和/或电隔离(例如，断开连接，不接触)第一半导体层112和/或第二半导体层108的其他部分。
[0053]
第二导电触点128在第一绝缘体层110的第二开口121中。第二导电触点128在第一绝缘体层110的第二开口121下方的位置处电联接至第二半导体层108。在某个实施例中，第二导电触点128可在第一绝缘体层110之上延伸，例如，第二导电触点128可在开口121中，并且在第一绝缘体层110的至少一个边缘之上延伸。
[0054]
参考图2a的平面图200，应当理解，为清楚起见而示出开口123和发射极区150、152，并且它们在最终产品的类似视图中可能不可见。在某个实例中，导电触点128可设置在发射极区152之上，并且导电触点129可设置在发射极区150和开口123之上，由此覆盖开口123和发射极区150、152而使其不可见。
[0055]
现在转到图3，图3示出了根据一些实施例的太阳能电池300的一部分的剖视图。在所示的实例中，对于包括具有类型112的第一半导体层和具有类型129的第一导电触点的每个发射极结构，两个开口123可形成在第二绝缘体层125中。在某个实例中，尽管示出两个开口123，但是可形成1个、2个、3个、4个或更多开口。
[0056]
现在转到图4，图4示出了根据一些实施例的太阳能电池400的一部分的剖视图。在所示的实例中，对于包括具有类型112的第一半导体层和具有类型129的第一导电触点的每个发射极结构，两个开口111可形成在第一绝缘体层110中。在某个实例中，尽管示出两个开口111，但是可形成1个、2个、3个、4个或更多开口。
[0057]
现在转到图5，图5示出了根据一些实施例的太阳能电池500的一部分的剖视图。在所示的实例中，对于包括具有类型112的第一半导体层和具有类型129的第一导电触点的每个发射极结构，三个开口111形成在第一绝缘体层110中，并且两个开口123形成在第二绝缘体层125中。在某个实例中，尽管示出两个开口123和三个开口111，但是可形成1个、2个、3个、4个或更多开口。
[0058]
现在转到图6，在开放发射极构造的某个实例中，图6示出了根据一些实施例的太阳能电池600的一部分的剖视图。在所示的实例中，对于包括具有类型112的第一半导体层和具有类型129的第一导电触点的每个发射极结构，三个开口111形成在第一绝缘体层110中，并且两个开口123形成在第二绝缘体层125中。但是，第一导电触点129在第一绝缘体层110中的三个开口111中的中心开口中。在一个实施例中，第一导电触点129从发射极结构的外侧部分有效地凹入或缩回。应当理解，第二半导体层112的延伸超出第一导电触点129的
部分不应接触第一半导体层108或联接至第一半导体层108的具有类型128的导电触点，例如参考图2a和图2b的108、128。在某个实例中，太阳能电池600的部分可包括暴露的部分125，例如，其未被覆盖和/或在导电触点129下方。在某个实例中，暴露的部分125可位于同样未被覆盖和/或在导电触点129下方的开口111之上。
[0059]
应当理解，在上述剖视图中的每一个中，将导电层129显示为与紧邻导电触点129下方的电介质层125连续、紧密接触。但是，应当理解，在一些实施例中，导电触点129只需与电介质123中的开口中的第二发射极物理接触。在所有其他位置，导电触点129可浮置。在一些情况下，甚至可能有利的是导电触点129不与第一发射极之上的绝缘体紧密接触(例如，以降低分流风险)。现在转到图7，图7示出根据一些实施例的太阳能电池的部分的示例性平面图。
[0060]
参考图7的部分(a)，太阳能电池700可包括任何适合发射极区150的形状，诸如图中所示的正方形。参考图7的部分(b)，太阳能电池702可包括用于发射极区150的统一线形。参考图7的部分(c)，太阳能电池704可包括任何适合开口123以提供偏置触点的形状，诸如图中所示的正方形。参考图7的部分(d)，太阳能电池706可包括用于开口123的统一线形以提供偏置触点。在一些实例中，发射极区和/或开口的形状和/或形式可受形成这些发射极区和/或开口的方法控制。例如，在其中开口123可使用激光触点形成工艺形成的情况下，开口123具有与激光光斑大小相关的面积。此外，虽然示出了特定形状，但是应当理解，本文中的实施例可具有任何类型的形状并且不限于上文所呈现的特定形状和/或形式。
[0061]
现在转到图8，作为一种示例性制造方法，图8为示出根据一些实施例的制造太阳能电池的方法的流程图800。
[0062]
参考图8的流程图800的操作802，一种制造太阳能电池的方法包括在基板上方形成第一绝缘体层、第一半导体层和第二半导体层。第一绝缘体层可具有第一开口，其中第一半导体层的第一部分可在第一绝缘体层的第一开口中，并且第一半导体层的第二部分可在第一绝缘体层的一部分之上。第二半导体层可在第一绝缘体层和基板之间。第二半导体层可具有与第一半导体层的导电类型相反的导电类型。
[0063]
在某个实施例中，第一半导体层的第一部分与第一半导体层的第二部分是连续的。在某个实施例中，第一半导体层包括多晶硅，并且基板包括单晶硅。在某个实施例中，第一电介质层在第一半导体层和基板之间。第二电介质层可在第二半导体层和基板之间。
[0064]
在某个实施例中，在基板上方形成第一绝缘体层、第一半导体层和第二半导体层之前，可对基板的正面执行纹理化工艺。在某个实例中，可使用基于氢氧化物的湿蚀刻剂在基板的正面上形成纹理化表面。然而，应当理解，可从工艺流程中省略正面的纹理化。在某个实施例中，可在纹理化工艺的相同或单个工艺操作之前或之内，对基板清洁、抛光、平坦化和/或减薄。在某个实例中，可在纹理化过程之前和/或之后执行湿化学清洁过程。尽管可在制造过程开始时执行纹理化工艺，但在另一实施例中，可在制造过程的另一操作中执行纹理化工艺。在某个实例中，可替代地在图案化过程之后执行纹理化过程。在一个实例中，可在热工过程之前执行纹理化过程。在一个这样的示例中，可在图案化之后(例如，多晶硅区的图案化)以及在热工过程之前执行纹理化过程。
[0065]
在某个实施例中，第二电介质层可在氧化过程中形成并且为薄氧化物层诸如隧道电介质层(例如，氧化硅)。在一个实施例中，第二电介质层可在沉积过程中形成。在某个实
施例中，第二电介质层为薄氧化物层或氮氧化硅层。在某个实施例中，形成第二电介质层可包括形成厚度大约2纳米或更小的第二电介质层。在某个实例中，可使用热工艺或烘箱来生长第二电介质层。如本文所用，第二电介质层也可称为第二薄电介质层。
[0066]
在某个实施例中，形成第二半导体层可包括形成多晶硅层。在某个实施例中，形成第二半导体层可包括在第二电介质层上形成硅层，在第一绝缘体层之形成硅层，以及随后对硅层、第一绝缘体层和第二电介质层进行图案化，以在第一绝缘体层和第二半导体层中形成开口(例如，以形成其上具有绝缘体层的多晶硅层，其中开口形成在多晶硅层和绝缘体层中)。在另一个实例中，与上述相反，可使用用于直接沉积图案化硅层的丝网印刷、喷墨印刷或任何其他工艺来形成第二半导体层。
[0067]
在某个实施例中，第二电介质层形成在基板(例如，硅基板)的背面之上。在一个实施例中，第二电介质层为薄氧化物层。在某个实施例中，第二半导体层诸如硅层可沉积在第二电介质层之上。在一个实例中，可使用低压化学气相沉积工艺在第二电介质层之上沉积硅层。在某个实施例中，在热工艺和/或烘箱中在第二电介质层上生长硅层。在一个实施例中，可在相同或单个烘箱中和/或相同或单个工艺操作中形成(例如，生长)第二电介质层和硅层。在一些实施例中，可在基板的背面、正面和/或侧边上形成第二电介质层和硅层，其中可执行后续的图案化或清洁工艺以从基板的正面和/或侧边去除第二电介质层和第二半导体层。
[0068]
在某个实施例中，形成第二半导体层可包括形成具有第二导电类型的硅层。在某个实例中，形成硅层可包括在第二电介质层(例如，薄氧化物层)之上生长p型硅层。在其他实施例中，硅层可为n型硅层。在某个实施例中，硅层为非晶硅层。在一个此类实施例中，非晶硅层使用低压化学气相沉积(lpcvd)或等离子体增强化学气相沉积(pecvd)形成。在某个实施例中，硅层可为多晶硅。在某个实施例中，在热工艺和/或烘箱中在第二电介质层上生长硅层。在一个实施例中，可在相同或单个烘箱中和/或相同或单个工艺操作中生长第二电介质层和硅层。
[0069]
在另一个实施例中，可不掺杂地形成硅层。在一个此类实施例中，可在硅层上形成掺杂物层，并且可执行热工艺以将掺杂物从掺杂物层驱入硅层中，从而产生具有第二导电类型(例如，p型或n型)的硅层。在某个实施例中，形成第二半导体层可包括在硅层上形成第一绝缘体层。在某个实施例中，第一绝缘体层可包括二氧化硅。在某个实例中，可执行毯覆式沉积过程来形成第一绝缘体层。在某个实施例中，可形成厚度小于或等于大约1000埃的第一绝缘体层。
[0070]
在某个实施例中，第一电介质层可在氧化过程中形成并且为薄氧化物层诸如隧道电介质层(例如，氧化硅)。在一个实施例中，可在沉积过程中形成第一电介质层。在某个实施例中，第一电介质层为薄氧化物层或氮氧化硅层。在某个实施例中，第一电介质层可具有大约2纳米或更小的厚度。在某个实例中，在第二半导体层的部分和基板的部分上形成第一电介质层可包括在第二半导体层的暴露部分和基板的暴露部分上形成第一电介质层。在一个实例中，可在执行图案化工艺以使第一绝缘体层、第二半导体层和第二电介质层图案化后形成第二半导体层和基板的暴露区域。如本文所用，第一电介质层也可称为第一薄电介质层。
[0071]
关于形成第一半导体层，在某个实施例中，可使用低压化学气相沉积工艺在第一
电介质层之上沉积硅层。在某个实施例中，硅层可为多晶硅。在某个实施例中，在热工艺和/或烘箱中在第一电介质层上生长硅层。在一个实施例中，可在相同或单个烘箱中和/或相同或单个工艺操作中生长第一电介质层和硅层。在某个实施例中，可不掺杂地形成硅层。在某个实施例中，硅层为非晶硅层。在一个此类实施例中，非晶硅层使用低压化学气相沉积(lpcvd)或等离子体增强化学气相沉积(pecvd)形成。
[0072]
在另一个实施例中，形成第一半导体层可包括形成具有与第二半导体层不同的导电类型的硅层。在一个此类实例中，形成硅层可包括形成预掺杂的硅层。在一个实例中，形成硅层可包括在第一电介质层(例如，薄氧化物层)之上形成n型硅层。在一个另选的实施例中，形成p型硅层。
[0073]
参考图8的流程图800的操作804，制造太阳能电池的方法还包括在第一半导体层之上形成第二绝缘体层。
[0074]
在某个实施例中，在基板的背面之上形成第一半导体层包括在第一电介质层上形成第一半导体层。形成第一半导体层可包括：在第一电介质层上形成硅层；在硅层之上形成第二绝缘体层；使硅层、第二绝缘体层和第一电介质层图案化；以及可能地，随后执行热工艺，以将掺杂物从第二绝缘体层驱入硅层以形成第一半导体层。例如，在某个实施例中，如本文所述，第二绝缘体层可包括掺杂物层，其中使硅层、第二绝缘体层和第一电介质层图案化可包括使第一硅层、掺杂物层和第一电介质层图案化。在另一个实例中，与上述相反，可使用用于直接沉积图案化硅层的丝网印刷、喷墨印刷或任何其他工艺来形成第一半导体层。
[0075]
在其中第二绝缘体层可包括掺杂物层的某个实施例中，形成第一半导体层可包括执行热工艺，以将掺杂物从掺杂物层驱入硅层。在某个实施例中，掺杂物的导电类型为n型，例如掺杂物为磷和/或砷掺杂物。在某个实例中，热工艺可包括加热到大约大于或等于900摄氏度的温度以将掺杂物从掺杂物层驱入第一硅层。在一些实施例中，可在执行热工艺后执行使第一半导体层图案化的操作。在一些实施例中，例如，其中硅层被预掺杂或形成包括n型或p型导电类型，在这种情况下可能不需要执行热工艺。
[0076]
参考图8的流程图800的操作806，制造太阳能电池的方法还包括在第二绝缘体层中形成开口，该开口在第一半导体层的第二部分之上。第二开口形成在第一绝缘体层中。
[0077]
在某个实施例中，可使第一绝缘体层、第二半导体层和第二电介质层图案化以在其中形成开口。在某个实施例中，第一半导体层可具有形成在第二半导体层之上的第二绝缘体层。在某个实施例中，可在用于在第一绝缘体层中形成第二开口的图案化过程中，在第二绝缘体层中形成开口。在某个实施例中，可使用光刻或丝网印刷掩模以及后续的蚀刻工艺以使第一绝缘体层和第二绝缘体层图案化并且可能使第二半导体层图案化。在另一个实施例中，可使用激光烧蚀工艺(例如，直接写入)以使第一绝缘体层和第二绝缘体层图案化并且可能使第二半导体层图案化。
[0078]
在某个实施例中，可使用掩模和蚀刻工艺形成触点开口。在某个实例中，可形成掩模，并且可执行后续的湿化学蚀刻工艺以形成触点开口。在一些实施例中，可执行湿化学清洁过程以去除掩模。在一个实施例中，图案化可包括执行激光图案化工艺(例如，激光烧蚀)以在第一绝缘体层和第二绝缘体层中形成触点开口。在一个实施例中，用于在第一绝缘体层和第二绝缘体层中形成触点开口的图案化工艺可在相同或单个操作中执行(例如，在相
同或单个激光处理室中使用激光)，或者可替代地可分别执行(例如，可使用单独的激光图案化工艺以在第一绝缘体层和第二绝缘体层中形成触点开口)。在某个实施例中，其中第二绝缘体层可包括掺杂物层，图案化可包括在单个操作中或者单独地执行使第一绝缘体层和掺杂物层图案化的操作，以形成穿过第一绝缘体层和掺杂物层的触点开口。
[0079]
参考图8的流程图800的操作808，制造太阳能电池的方法还包括在第二绝缘体层的开口中形成第一导电触点，该第一导电触点在第二绝缘体层的开口下方的位置处电联接至第一半导体层的第二部分。在一个实施例中，第一导电触点进一步在第一绝缘体层之上的第二绝缘体层的一部分上，并且第一导电触点进一步在第一半导体层的第一部分之上的第二绝缘体层的一部分上。
[0080]
参考图8的流程图800的操作810，制造太阳能电池的方法还包括在第一绝缘体层的第二开口中形成第二导电触点，该第二导电触点在第一绝缘体层的第二开口下方的位置处电联接至第二半导体层。
[0081]
在某个实施例中，形成导电触点结构可包括执行溅射工艺、局部沉积金属、毯覆式沉积工艺、镀覆工艺、将金属箔和/或结合线结合至第一半导体层和第二半导体层。在某个实例中，导电触点结构可包括局部沉积的铝、铝箔和/或铝导线。在某个实施例中，导电触点结构可包括一种或多种金属和/或金属合金。在某个实例中，导电触点结构可包括铝、钛钨和/或铜及其它金属。在某个实施例中，导电触点结构可包括一个、两个或更多个金属层。在某个实例中，导电触点结构可包括金属晶种层。在某个实施例中，金属晶种层可包括第一层、第二层和第三层，其中第一层包括铜，第二层包括钨，并且第三层包括铝。
[0082]
在某个实施例中，可使用热压工艺将第一导电触点和第二导电触点电连接至第一半导体层和第二半导体层(例如，第一多晶硅层和第二多晶硅层)。在某个实例中，可使用热压工艺将一条或多条导线粘附至第一半导体层和第二半导体层。在一个实施例中，可将金属箔结合(例如，焊接)至第一半导体层和第二半导体层。在某个实施例中，形成第一导电触点和第二导电触点可包括执行毯覆式沉积过程。在某个实例中，形成第一导电触点和第二导电触点可包括执行电镀过程。在一些实例中，形成第一导电触点和第二导电触点可包括执行毯覆式沉积工艺以形成金属晶种层，随后镀覆金属并且执行图案化工艺以形成第一导电触点和第二导电触点。在某个实例中，使用镀覆过程形成第一导电触点和第二导电触点可包括将基板置于浴中以将金属镀覆到基板并形成第一导电触点和第二导电触点。在另一个实施例中，可使用局部金属沉积工艺，在一个工艺操作中形成第一导电触点和第二导电触点。
[0083]
应当理解，如全文所用，在所有附图中，类似的附图标记指的是类似的元件。在某个实施例中，有关图2的第一半导体层112、第一导电触点129和/或第一绝缘体层112的描述也可适用于或描述图1的第一半导体层112、第一导电触点129和/或第一绝缘体层112。在某个实例中，在整个图1、图2a、图2b、图3和图4
‑
7中，图1、图2a、图2b、图3和图4
‑
7中类似的附图标记可指类似的元件。还应当理解，虽然参考上述实施例具体描述了某些材料，但是在此类实施例中，可以用其他材料来很容易地取代其中的一些材料，这些实施例仍然在本公开实施例的精神和范围内。例如，在某个实施例中，可使用不同材料的基板，诸如iii
‑
v族材料的基板，来代替硅基板。另外，虽然主要提及背接触太阳能电池布置，但应当理解，本文所述的方式也可以应用于前接触电极太阳能电池。此外，要理解，在具体描述n 型和p 型掺杂的
情况下，设想的其他实施例包括分别相反的导电类型，例如，p 型和n 型掺杂。
[0084]
现在转到图9，图9示出出于比较目的的太阳能电池的一部分的剖视图。参考图9，太阳能电池900包括基板906、第一半导体层912和第二半导体层908。第一电介质层920在基板906和第一半导体层912之间。第二电介质层914在基板906和第二半导体层908之间。第三电介质层916在第一半导体层912和第二半导体层908之间。第一电介质层910具有开口921，在该开口921中具有导电触点928。第二电介质层925具有开口923，在该开口923中具有导电触点929。与上述实施例不同的是，导电触点929形成在太阳能电池900的发射极区内或内部的开口923中。即，触点929与相关的发射极结构对准。该布置易受金属尖峰和/或激光触点损坏(例如，后者在激光烧蚀工艺中用于形成触点开口，其中触点开口在发射极区的周边内)。
[0085]
相比之下，对于太阳能电池900，本文所述的实施例可能不太容易受到金属尖峰和/或激光触点损坏的影响，特别是在激光刻划与下面的发射极区重叠或至少部分重叠的情况下。实施本文所述的实施例的优势可包括但不必限于或受约束于以下各项：(1)抗金属尖峰形成；(2)激光接触消除一种类型的发射极结构；(3)能够实现许多不同的发射极覆盖度，例如，非常小的浮置触点覆盖度与较大的发射极周长；和/或(4)适用于多种类型的金属化，例如镀覆、线金属化或激光辅助金属化工艺。尽管上面已经描述了具体实施例，但即使相对于特定的特征仅描述了单个实施例，这些实施例也并非旨在限制本公开的范围。除非另有说明，否则本公开中所提供的特征的实例旨在为示例性的而非限制性的。以上描述旨在涵盖将对本领域的技术人员显而易见的具有本公开的有益效果的那些替代形式、修改形式和等效形式。
[0086]
本公开的范围包含本文所公开的任何特征或特征组合(明示或暗示)，或其任何概括，不管它是否减轻本文所解决的任何或全部问题。因此，可以在本技术(或要求其优先权的申请)的审查过程期间针对任何此类特征组合提出新的权利要求。具体地，参考所附权利要求书，来自从属权利要求的特征可与独立权利要求的那些特征相结合，来自相应的独立权利要求的特征可按任何适当的方式组合，而并非只是以所附权利要求中枚举的特定形式组合。