欧姆接触结构及其制造方法、光伏组件与流程

1.本公开涉及半导体领域，特别是涉及一种欧姆接触结构及其制造方法、光伏组件。


背景技术：

2.面对不可再生能源逐渐枯竭、全球气候问题日益严重等情况，建立以可再生能源为主的能源系统，实现绿色可持续发展已成为人们的共识。目前，全球可再生能源的渗透率仍处于低位，具有较大的提升发展空间。在可再生能源涉及的种类中，太阳能以其安全可靠、分布广泛及成本低等优势，成为最具有发展前景的能源之一。利用太阳能的光伏发电愈来愈具有优势，当前其度电成本已低于煤电的度电成本，未来仍可不断下降，光伏发电的发展潜力不容小觑。
3.相比于当前主流的钝化发射极背面接触(perc)晶硅电池，全背电极接触(xbc)太阳能电池具有明显优势。全背接触电池最大的特点是发射极和金属接触都处于电池的背面，正面没有金属电极的遮挡，因此具有更高的短路电流密度，同时背面可以容许较宽的金属栅线来降低串联电阻从而提高填充因子。xbc太阳能电池可以叠加隧穿氧化和异质结技术。
4.在xbc太阳能电池的背面结构中，自pn结收集和传输载流子的栅线结构较为重要。目前制造栅线的工艺有例如合金共烧和电镀。合金共烧需要在高温下进行，电能耗较高，且栅线的欧姆接触效果一般。电镀工艺则可能引入电镀液的污染。


技术实现要素：

5.有鉴于此，有必要针对上述至少一个问题，提供一种制造欧姆接触结构的方法。
6.本公开实施方式还提供一种欧姆接触结构，可解决降低制造成本、提升传导效果及保证结构可靠性中的至少一个问题。
7.本公开实施方式提供一种制造欧姆接触结构的方法，该方法包括：形成位于预制半导体结构的一侧的浆料层，其中，浆料层的材料包括金属；以及通过对浆料层和预制半导体结构进行激光诱导金属接触，形成发射极并形成与发射极欧姆接触的半导体结构。
8.如此设置，通过对浆料层进行激光诱导金属接触，可直接在一道工序中将浆料层形成为发射极且该发射极与半导体结构实现良好的欧姆接触效果。该方法的工艺步骤较少、制造成本较低。该方法所制造的欧姆接触结构可靠性较好，接触处传导效果较好。
9.在一些实施方式中，预制半导体结构包括自一侧向另一侧依次设置的介质部和预制复合基体，形成发射极的步骤包括：形成贯穿介质部的发射极；形成半导体结构的步骤包括：形成与发射极欧姆接触的复合基体。
10.如此设置，复合基体用于与发射极实现欧姆接触，第一介质层能够提供更丰富的界面性质，提升欧姆接触结构的整体使用效果。
11.在一些实施方式中，预制半导体结构包括第一区块，第一区块包括依次设置的第一介质部、隧穿层和第一预制半导体基体，其中，形成浆料层的步骤包括：形成第一浆料层；
形成发射极的步骤包括：形成贯穿第一介质部并与隧穿层欧姆接触的第一发射极。
12.如此设置，有利于在隧穿层处形成作为n型发射极的第一发射极，第一发射极与隧穿层接触良好。
13.在一些实施方式中，形成第一发射极的步骤包括：对第一浆料层进行激光波长为355nm的激光扫描。
14.如此设置，可保证第一发射极与半导体结构的欧姆接触效果，并且防止激光将隧穿层刻穿。
15.在一些实施方式中，激光波长为355nm的激光扫描的工艺中，输出功率为5w至20w，单脉冲能量为5μj至20μj，脉冲重复频率为400khz至1mhz，脉宽小于或等于10ns@1mhz，扫描速度为5000mm/s至7000mm/s。
16.如此设置，激光可以刻穿第一介质层，又保证了隧穿层不被刻穿；同时，浆料层被诱导固化的效果好，根据浆料层形成的发射极能够牢固、饱满地接触隧穿层。
17.在一些实施方式中，激光波长为355nm的激光扫描的工艺中，脉冲重复频率为750khz至1mhz。
18.如此设置，在激光诱导金属接触的工艺过程中进一步保护隧穿层，减少隧穿层的损伤，还能够保证发射极的导电性能良好。
19.在一些实施方式中，预制半导体结构包括第二区块，第二区块包括依次设置的第二介质部和第二预制半导体基体，方法还包括：形成贯穿第二介质部并暴露第二预制半导体基体的开口；形成浆料层的步骤包括：形成位于开口的第二浆料层，其中，第二浆料层的材料包括掺杂材料；形成发射极的步骤包括：形成贯穿第二介质部的第二发射极；形成半导体结构的步骤包括：第二预制半导体基体的接触第二发射极的区域形成为与第二发射极欧姆接触的掺杂区。
20.如此设置，可通过第二发射极的形成工艺，利用第二浆料层的掺杂材料形成掺杂区。该方法工序较少，可实现性能较好的掺杂区及第二发射极。
21.在一些实施方式中，第二浆料层的材料包括银，掺杂材料包括硼和铝中的至少一种，预制半导体基体的材料包括硅。
22.如此设置，可形成p型掺杂区，并可形成p型发射极。
23.在一些实施方式中，形成第二发射极的步骤包括：对第二浆料层进行激光波长为1064nm的激光扫描。
24.如此设置，可使发射极与半导体结构实现牢固可靠的欧姆接触，发射极对半导体结构的微观空隙的填充效果好，发射极材料固化得饱满；同时，半导体结构中掺杂区的掺杂效果好。
25.在一些实施方式中，激光波长为1064nm的激光扫描的工艺中，输出功率为50w至100w，单脉冲能量为5mj至15mj，脉冲重复频率为10khz至20khz，脉宽小于或等于100ns@10khz，扫描速度为3500mm/s至5000mm/s。
26.如此设置，可保证发射极与半导体结构之间的接触截面的状态，减弱截面损伤，减少界面处非浆料层材料的堆积。利用红外激光的激光诱导金属接触的工艺加工速度快，继而该方法的加工速度快。
27.在一些实施方式中，形成第二发射极的步骤包括：对第二浆料层进行激光波长为
532nm的激光扫描。
28.如此设置，也可使发射极与半导体结构实现牢固可靠的欧姆接触，发射极对半导体结构的微观空隙的填充效果好，发射极材料固化得饱满；同时，半导体结构中掺杂区的掺杂效果好。
29.在一些实施方式中，激光波长为532nm的激光扫描的工艺中，输出功率为10w至50w，单脉冲能量为1μj至50μj，脉冲重复频率为5khz至50khz，脉宽小于或等于10ns@10khz，扫描速度为3000mm/s至4500mm/s。
30.如此设置，可保证发射极与半导体结构之间的接触截面的状态，减弱截面损伤，减少界面处非浆料层材料的堆积。利用绿光激光的激光诱导金属接触的工艺形成的欧姆接触结构电性能也很好。
31.在一些实施方式中，形成浆料层的步骤包括：通过印刷工艺形成图形化的浆料层；以及烘干图形化的浆料层。
32.如此设置，可快速准确地形成图形化的浆料层，并且可烘干有机物，减少对发射极和半导体结构的接触面的影响。
33.在一些实施方式中，方法还包括形成预制半导体，形成预制半导体的步骤包括：对预制半导体基体的一端制绒，形成第一绒面结构，其中，预制半导体基体具有第一区域和第二区域，第一绒面结构位于第二区域；形成位于第一区域的隧穿层；形成位于隧穿层背离预制半导体基体一侧的第一介质部，并形成位于第一绒面结构的第二介质部；对预制半导体基体的另一端制绒，形成第二绒面结构；形成位于第二绒面结构的介质层。
34.本公开实施方式形成的欧姆接触结构可以为太阳能电池结构，利用光生伏特效应产生电动势，发射极具体可为正极或负极。该太阳能电池结构可综合量子隧穿技术和异质结技术，具有较高的转化效率和使用性能。
35.本公开实施方式提供一种欧姆接触结构，该欧姆接触结构包括：半导体结构；以及发射极，与半导体结构欧姆接触，发射极通过激光诱导金属接触工艺形成，发射极的材料包括金属。
36.如此设置，发射极与半导体结构的接触界面形态较好，发射极电性能良好。该欧姆接触结构具有较低的成本，较好的电性能及可靠的结构强度。
37.在一些实施方式中，发射极的材料包含半导体结构的材料的部分种类。
38.如此设置，该发射极与合金共烧方式或电镀方式形成的发射极不同。
39.在一些实施方式中，半导体结构包括依次设置的第一介质层和复合基体，发射极贯穿第一介质层并与复合基体欧姆接触。
40.如此设置，第一介质层有助于提升复合基体的表面性能，该欧姆接触结构的整体性能更好。
41.在一些实施方式中，复合基体包括隧穿层，发射极包括贯穿第一介质层的第一介质部并与隧穿层欧姆接触的第一发射极，第一发射极的材料包含第一介质层的材料。
42.如此设置，该欧姆接触结构可为太阳能电池结构，第一发射极可用作n型发射极，隧穿层可保证半导体区中多数载流子隧穿通过，降低少数载流子的复合。
43.在一些实施方式中，第一发射极通过激光波长355nm的激光诱导金属接触工艺形成。
44.如此设置，可形成接触稳定、导电性能良好的第一发射极，且该欧姆接触结构中隧穿层的形状及性能好。
45.在一些实施方式中，复合基体包括掺杂区，发射极包括贯穿第一介质层的第二介质部并与掺杂区欧姆接触的第二发射极，第二发射极的材料包含掺杂区的掺杂材料。
46.如此设置，第二发射极与合金共烧方式或电镀方式形成的发射极不同，第二发射极的性能较好，第二发射极与掺杂区的接触强度较高。
47.在一些实施方式中，第二发射极的材料包括硼和铝中的至少一种、以及银。
48.如此设置，该欧姆接触结构可为太阳能电池结构，第二发射极可作为p型发射极。
49.在一些实施方式中，第二发射极通过激光波长为1064nm的激光诱导金属接触工艺或激光波长为532nm的激光诱导金属接触工艺形成。
50.如此设置，该欧姆接触结构的制造成本较低，发射极的形状较好，发射极内物质的固化形态好。
51.在一些实施方式中，半导体结构包括第二介质层，第二介质层位于复合基体的背离第一介质层的一侧，复合基体包括对应第一介质层的第一绒面结构和对应第二介质层的第二绒面结构。
52.如此设置，该欧姆接触结构可为太阳能电池结构，该太阳能电池结构的填充因子较高。绒面结构有助于提供收光效率，各介质层有助于提高复合基体的表面性能。
53.本公开实施方式还提供一种光伏组件，该光伏组件包括：输电线；和前述述的欧姆接触结构，与输电线串联，以在被光照射时向输电线供电。
54.该光伏组件具有较高的输出功率及输出效率。
附图说明
55.图1为本公开实施方式中制造欧姆接触结构的方法的示意性流程框图；
56.图2为本公开实施方式中预制半导体结构的结构示意图；
57.图3为本公开实施方式中开槽后的预制半导体结构的结构示意图；
58.图4为本公开实施方式中预制半导体结构的示意性俯视图；
59.图5为本公开实施方式中形成焊盘后的预制半导体结构的结构示意图；
60.图6为本公开实施方式中形成第一浆料层后的预制半导体结构的结构示意图；
61.图7为本公开实施方式中欧姆接触结构的结构示意图；
62.图8为本公开实施方式中形成第二浆料层后的欧姆接触结构的结构示意图；
63.图9为本公开实施方式中又一种欧姆接触结构的结构示意图；
64.图10为本公开实施方式中激光扫描设备的工作状态示意图；
65.图11为激光的脉冲重复频率的性能图表；
66.图12为一种激光扫描形成的槽底的图像；
67.图13为另一种激光扫描形成的槽底的图像；
68.图14为另一种激光扫描形成的槽底的图像；
69.图15为激光的脉冲能量密度的性能图表；
70.图16为激光的扫描速度的性能图表；
71.图17为一种激光扫描形成的另一些槽底的图像
72.图18为另一种激光扫描形成的另一些槽底的图像；
73.图19为本公开实施方式提供的欧姆接触结构的图像；
74.图20为一种激光对发射极造成的损伤图像；
75.图21为另一种激光对发射极造成的损伤图像
76.图22为另一种激光对发射极造成的损伤图像。
77.附图标记：1、预制半导体基体；11、第一区块；12、第二区块；10、半导体基体；100、欧姆接触结构；101、第一绒面结构；102、第二绒面结构；103、掺杂区；104、半导体区；2、第二介质层；3、隧穿层；4、第一介质层；41、第一介质部；42、第二介质部；421、开口；5、焊盘；60、第一浆料层；6、第一发射极；70、第二浆料层；7、第二发射极；20、激光扫描设备；21、激光器；22、光学装置。
具体实施方式
78.下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
79.需要说明的是，当组件被称为“安装于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
80.本文中附图所示的结构尺寸并不代表实际的尺寸，实际生产时可能根据需要而调整。本文中使用的方位词“上”、“下”、“左”、“右”等指代的是图中的方位，除非明确表示，否则不应视为对产品在实际使用时的限制。
81.本文中的第一、第二、第三等仅用于区分相同的特征，可以理解地，本文中的第一浆料层也可被称第二浆料层，第二浆料层也可被称作第一浆料层。
82.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本公开的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本公开的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本公开。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
83.如图1所示，本公开实施方式提供一种制造欧姆接触结构的方法1000，该方法1000包括下述的步骤。
84.步骤s101，形成第一浆料层。具体地，第一浆料层被形成于预制半导体结构的一侧。第一浆料层的材料包括金属，例如银、铜或金。
85.步骤s102，通过对第一浆料层和预制半导体结构进行激光诱导金属接触，形成第一发射极并形成半导体结构，第一发射极与半导体结构欧姆接触。包含金属的第一发射极与包含半导体材料的半导体结构形成了欧姆接触结构。该第一发射极也可被称作第二发射极。示例性地，激光照射到浆料层后，可加热浆料层并穿过浆料层影响到预制半导体结构，浆料层在激光的诱导下固化。形成发射极和形成半导体结构的步骤可同时进行，形成发射极的过程中发射极接触并固定于半导体结构。
86.示例性地，待形成的欧姆接触结构包括两类发射极，两类发射极中至少一种通过激光诱导金属接触的工艺形成。
87.在示例性地实施方式中，该方法1000还包括：步骤s103，形成第二浆料层；以及步骤s104，进行激光诱导金属接触，形成第二发射极。第二浆料层可位于预制半导体结构的一侧。在另一些实施方式中，也可位于另一侧以形成位于另一侧的发射极。
88.本公开实施方式提供一种欧姆接触结构，可由前述制造欧姆接触结构的方法1000制造。该欧姆接触结构可以为太阳能电池结构的至少一部分，该太阳能电池结构具有较高的填充因子及较低的串联电阻。该欧姆接触结构可用作其他用途，对应的设计预制半导体结构的构造。
89.以下根据图2至图9详细描述本公开实施方式提供的制造欧姆接触结构的方法。
90.图2示出一种预制半导体结构。在示例性地实施方式中，该方法包括形成图2所示的预制半导体结构。形成图2所示的预制半导体结构的步骤包括：对预制半导体基体1的上端制绒，形成第一绒面结构101，预制半导体基体1具有第一区域a和第二区域b，第一绒面结构101对应第二区域b；形成预制半导体基体1的上侧的隧穿层3，隧穿层3位于第一区域a；形成位于第二区域b及隧穿层3背离预制半导体基体1一侧的第一介质层4。具体地，形成第一介质层4的步骤可包括：形成位于隧穿层3背离预制半导体基体1一侧的第一介质部41，并形成位于第一绒面结构101的第二介质部42。示例性地，形成图2所示的预制半导体结构的步骤还包括：对预制半导体基体1的下端制绒，形成第二绒面结构102；形成位于第二绒面结构102的第二介质层2。本公开对预制半导体基体1两端的工艺的顺序不做限定。该预制半导体结构的各功能层的形成工艺可包括诸如物理气相沉积、化学气相沉积等工艺。
91.如图2所示，预制半导体结构可包括预制半导体基体1、隧穿层3、第一介质层4及第二介质层2。预制半导体基体1和隧穿层3可用于构成预制复合基体。第一介质层4、预制复合基体以及第二介质层2可沿z轴方向依次设置。预制半导体结构的厚度方向可沿z轴方向，参考图2，预制半导体结构的上面可为背面，下面可为正面。
92.示例性地，预制半导体结构还包括位于预制半导体基体1和隧穿层3之间的界面钝化层(未示出)。示例性地，第一介质层4和第二介质层2分别为复合层。第一介质层4包括界面钝化层和反射层，该界面钝化层位于反射层和预制复合基体之间。反射层适于将预制复合基体传输来的光反射回预制复合基体。第二介质层2可包括界面钝化层和减反介质层，该界面钝化层可位于减反介质层与预制半导体基体1之间。减反介质层可增加外界照射向预制半导体基体1的光的通过率。
93.在例如x轴方向，隧穿层3未全部覆盖预制半导体基体1。第一区域a可对应于隧穿层3，第二区域b可对应于隧穿层3未遮挡的第一绒面结构101。第一介质层4可包括位于隧穿层3处的第一介质部41和位于隧穿层3外的第二介质部42。
94.在另一方面，可将图2所示预制半导体结构视为包括多个区块，例如沿x方向并列设置的第一区块11和第二区块12。第一区块11包括由一侧向另一侧依次设置的第一介质部41、隧穿层3、第一预制半导体基体(即预制半导体基体1的一部分)以及第二介质层2的第一部分。第二区块12包括由一侧向另一侧依次设置的第二介质部42、第二预制半导体基体(即预制半导体基体1的又一部分)以及第二介质层2的第二部分。
95.示例性地，该方法还包括：形成贯穿第一介质层4并暴露预制半导体基体1的开口
421，可得到如图3所示的预制半导体结构。示例性地，开口421位于第二区域b，即开口421贯穿第二介质部42。预制半导体基体1的第一绒面结构101可被暴露出来，第二介质部42可以未被完全去除。
96.在示例性地实施方式中，形成开口421的步骤可包括激光开槽。示例性地，激光开槽工艺所应用的激光的工艺参数如下：激光波长532nm，光斑直径大致为35μm，频率大致为450khz，激光功率85％，台面功率大致在35w。
97.图4示意性示出了预制半导体结构的俯视图，图3所示预制半导体结构可以为图4所示预制半导体结构的一部分。开口421可沿y轴方向延伸。第一区域a和第二区域b可沿x轴方向交替设置。
98.在示例性地实施方式中，该方法包括形成焊盘的步骤。具体地，可先印刷电极料层，电极料层的重量在20mg至80mg的范围内，其材料包括金属；烘干电极料层，形成图5所示的预制半导体结构中的焊盘5。可利用烘干箱执行烘干工艺，烘干温度可为350℃，烘干时间60秒。烘干工艺可将电极料层中的有机物烘干。焊盘5适于与待形成的发射极电连接，并用于与外部器件电连接。
99.示例性地，形成浆料层的步骤包括：形成图形化的第一浆料层，然后烘干该图形化的第一浆料层，可得到如图6所示的预制半导体结构中的第一浆料层60。可通过丝网印刷的方式形成图形化的第一浆料层，印刷重量在40mg至100mg的范围内。可利用烘干箱执行烘干工艺，烘干温度可在300℃至450℃以内，时间60秒。如图6所示，第一浆料层60位于第一介质层4背离预制复合基体的一侧，并位于第一区域a。第一浆料层60的材料可包括银。
100.在示例性地实施方式中，该方法包括：形成贯穿第一介质层4并与隧穿层3欧姆接触的第一发射极6，继而形成如图7所示的欧姆接触结构。示例性地，形成第一发射极6的步骤包括：对第一浆料层60进行激光波长为355nm的激光扫描。在激光扫描的过程中，第一介质层4的第一介质部41受到雕刻继而被刻穿，第一浆料层60接触到隧穿层3并在激光的诱导下固结，第一浆料层60固结过程中与隧穿层3形成欧姆接触。第一介质层4被刻蚀材料的一部分可成为第一发射极6的一部分，并被第一发射极6中金属结构所夹杂。
101.示例性地，激光诱导金属接触的工艺中，利用激光波长为355nm的激光。该激光的输出功率为5w至20w，例如8w、10w、15w或18w。该激光的单脉冲能量为5μj至20μj，例如8μj、12μj、15μj或17μj。该激光的脉冲重复频率为400khz至1mhz，例如500khz、600khz、700khz、800khz或900khz。示例性地，脉冲重复频率为750khz至1mhz。该激光的脉宽小于或等于10ns@1mhz，例如1ns@1mhz、3ns@1mhz、5ns@1mhz或7ns@1mhz。该激光的扫描速度为5000mm/s至7000mm/s，例如5500mm/s。该紫外激光的波长短、能量聚集集中，特别是具有“冷加工”的特性，即能直接破坏连接物质的化学键而不产生对外围的加热特性。激光波长为355nm的激光可控制第一浆料层60所包含的金属物质向第一介质部41渗透至隧穿层3。
102.如图7所示，该欧姆接触结构包括半导体结构和第一发射极6。在一些实施方式中，可将一个第一区域a处对应的结构视为一个欧姆接触结构，继而可认为图7中示出了两个欧姆接触结构。示例性地，半导体结构包括沿z轴方向由一侧向另一侧依次设置的第一介质部41和复合基体。第一发射极6贯穿第一介质部41并与复合基体欧姆接触。复合基体包括沿z轴方向由一侧向另一侧依次设置的隧穿层3和第一半导体基体，第一半导体基体可以为n型区，隧穿层3与第一发射极6欧姆接触。
103.在一些对比例中，第一发射极、第二发射极及与第二发射极接触的p型掺杂区均可用现有技术形成。示例性地，本公开实施方式提供的欧姆接触结构用作太阳能电池结构，其中仅第一发射极6(n型发射极)通过激光诱导金属接触工艺形成。该实施方式提供的欧姆接触结构与这些对比例提供的太阳能电池结构相比：本公开实施方式的开路电压(voc)增加0.0008v，短路电流(isc)降低0.007a，填充因子(ff)增加0.20％，整体电池转换效率(ncell)提升0.08％。
104.示例性地，在图7所示欧姆接触结构的基础上，本公开实施方式提供的制造欧姆接触结构的方法可包括：形成位于预制半导体结构的一侧的第二浆料层，浆料层的材料包括金属；以及对第二浆料层和预制半导体结构进行激光诱导金属接触，形成第二发射极并形成与第二发射极欧姆接触的半导体结构。
105.前道工序已经形成了贯穿第二介质部42并暴露预制半导体基体1的开口421。继而，可形成位于开口421的图形化的第二浆料层，然后通过进行烘干工艺，形成第二浆料层70，即可得到如图8所示的欧姆接触结构。示例性地，第二浆料层70的材料包括银和掺杂材料。掺杂材料包括硼和铝中的至少一种。预制半导体基体1的材料可包括硅。可通过丝网印刷的方式形成图形化的第二浆料层，印刷重量在100mg至300mg的范围内，图形化的第二浆料层位于预制半导体结构上侧。烘干工艺可用以烘干有机物。具体地，可利用烘干箱执行烘干工艺，烘干温度可在300℃至500℃以内，时间60秒。
106.示例性地，形成贯穿第一介质层4并与复合基体欧姆接触的发射极。示例性地，形成发射极的步骤包括：形成贯穿第一介质层4的第二发射极7，具体地，第二发射极7贯穿了第二介质部42；形成半导体结构的步骤包括：预制半导体基体1的接触第二发射极7的区域形成为掺杂区103，如图9所示，掺杂区103与第二发射极7欧姆接触。预制半导体基体1的另一些部分可为半导体区104，继而掺杂区103和半导体区104可用于构成半导体基体10。掺杂区103可为p型区，半导体区104可为n型区。
107.在示例性地实施方式中，形成第二发射极7的步骤包括：对第二浆料层70进行激光波长为1064nm的激光扫描。
108.示例性地，激光诱导金属接触的工艺中，利用激光波长为1064nm的激光，该激光的输出功率为50w至100w，例如60w、70w、80w或90w。该激光的单脉冲能量为5mj至15mj，例如8mj、10mj或13mj。该激光的脉冲重复频率为10khz至20khz，例如12khz、14khz、16khz或18khz。该激光的脉宽小于或等于100ns@10khz，例如1ns@10khz、10ns@10khz或50ns@10khz。该激光的扫描速度为3500mm/s至5000mm/s，例如4000mm/s。
109.在示例性地实施方式中，形成第二发射极7的步骤包括：对第二浆料层70进行激光波长为532nm的激光扫描。激光波长1064nm的红外激光器或者激光波长532nm的绿光激光器所产生激光的聚焦温度可到700℃～1100℃。本公开实施方式设定前述的激光参数，可制造出性能良好的欧姆接触结构。
110.激光扫描的过程中，第二浆料层70中的金属物质掺杂到预制半导体基体1以形成掺杂区103，同时第二浆料层70吸收激光的能量继而被诱导固化。
111.示例性地，激光诱导金属接触的工艺中，利用激光波长为532nm的激光，该激光的输出功率为10w至50w，例如20w、30w或40w。该激光的单脉冲能量为1μj至50μj，例如5μj、10μj或25μj。该激光的脉冲重复频率为5khz至50khz，例如15khz、25khz或35khz。该激光的脉宽
小于或等于10ns@10khz，例如1ns@10khz或5ns@10khz。该激光的扫描速度为3000mm/s至4500mm/s，例如3500mm/s或4000mm/s。本公开实施方式提供的激光扫描方法，能够较好地克服浆料层含铝时、铝吸收和反射激光对加工造成的影响，实现发射极与半导体结构的良好接触。
112.本公开实施方式提供的制造欧姆接触结构的方法中，相邻工位之间转移预制半导体结构或欧姆接触结构均可使用传送带，可利用流水线式设备逐道进行工艺过程。示例性地，制造欧姆接触结构后，可将欧姆接触结构利用传送带送至测试筛选工序。
113.在另一些实施方式中，第一发射极可由现有的方式形成，例如合金共烧工艺形成或电镀形成，而第二发射极7利用激光诱导金属接触工艺形成。该实施方式提供的欧姆接触结构与这些对比例提供的太阳能电池结构相比：本公开实施方式的开路电压(voc)增加0.0012v，短路电流(isc)降低0.020a，填充因子(ff)增加0.13％，整体电池转换效率(ncell)提升0.05％。
114.示例性地，本公开实施方式提供的欧姆接触结构中，第一发射极6和第二发射极7均由激光诱导金属接触工艺形成。该实施方式提供的欧姆接触结构与这些对比例提供的太阳能电池结构相比：本公开实施方式的开路电压(voc)增加0.0028v，短路电流(isc)降低0.006a，填充因子(ff)增加0.38％，整体电池转换效率(ncell)提升0.20％。
115.综合而言，参考图9，本公开实施方式提供一种欧姆接触结构100，该欧姆接触结构100包括半导体结构和发射极(6～7)。发射极与半导体结构欧姆接触，该发射极通过激光诱导金属接触工艺形成。
116.发射极的材料包括金属，例如银。示例性地，发射极的材料可包含半导体结构的材料的部分种类。
117.半导体结构包括依次设置的第一介质层4、隧穿层3及半导体基体10。隧穿层3和半导体基体10可视为构成复合基体。隧穿层3沿z轴方向的投影没有完全覆盖半导体基体10，继而针对第二区域b，也可认为半导体结构包括依次设置的第一介质层4和半导体基体10。换言之，半导体结构包括依次设置的第一介质层4和复合基体。应当说明的是，本文中使用的“层”的概念并不特指平面层，甚至如本公开实施方式中的半导体基体10仍可能是弯曲或柔性的，因此应当理解为具有一定厚度、沿任意设定的延展方向延展的结构。
118.发射极包括第一发射极6和第二发射极7。第一发射极6贯穿第一介质层4的第一介质部41并与隧穿层3欧姆接触，第一发射极6的材料可包含第一介质层4的材料。第二发射极7贯穿第一介质层4的第二介质部42并与掺杂区103欧姆接触，第二发射极7的材料包含掺杂区103的掺杂材料。
119.本公开实施方式提供的欧姆接触结构可由前述的方法制造，具有制造成本低、传导效果好及结构可靠性高等有益效果。
120.本公开实施方式提供的欧姆接触结构可用于太阳能发电。如图9所示，以欧姆接触结构的下面为正面，上面为背面。使用时可将正面朝向光源，使外界环境光照射到正面。环境光穿过第二介质层2进入半导体基体10，继而激发掺杂区103和半导体区104之间实现载流子迁移，掺杂区103和半导体区104之间具有电势差，第一发射极6可外接作为负极，隧穿层3保证了电子可量子隧穿，第二发射极7可外接作为正极。
121.欧姆接触结构可以是使用了图10所示的激光扫描设备20制造的。
122.激光扫描设备20可包括激光器21和光学装置22。激光器21用于生成并发出激光。光学装置22可用于调整该激光的光路并传输出加工需要的扫描激光l，其可包括光路偏转元件和聚焦元件。扫描激光l用于实现激光诱导金属接触的工艺过程，其可穿过浆料层而影响到预制半导体结构。预制半导体结构与浆料层在经过扫描激光l的扫描照射后，形成为半导体结构和发射极。扫描激光l的扫描照射过程可使预制半导体结构与浆料层有一定的物质交换。具体根据图11至图22详细描述。
123.图11示出了在不设置浆料层时，激光刻槽深度、刻槽宽度分别与激光的脉冲重复频率的关系。该激光满足：
△
e＝114
×
103j/m2，v＝20mm/s，其中v是扫描速度，
△
e是脉冲能量密度。在垂直于刻槽的方向上用talysurf 5-120型表面形貌仪测出试样的一维表面形貌曲线，得到刻槽的深度。图11体现了激光的脉冲重复频率的性能，其中左边数据轴体现深度与宽度、右边数据轴体现频率。具体地，当脉冲重复频率从1khz增加到2khz时，刻槽的深度有较大的增加；当脉冲重复频率在3～6khz的范围时，随着频率的增加刻槽的深度减小；脉冲重复频率在2～3khz和6～10khz的范围时，刻槽的深度变化不大。脉冲重复频率对刻槽宽度的影响不显著。
124.图12示出了激光的脉冲重复频率为1khz时、刻槽的槽底的扫描电子显微镜(sem)照片。图13示出了激光的脉冲重复频率为2khz时、刻槽的槽底的照片。图14示出了激光的脉冲重复频率为6khz时、刻槽的槽底的照片。刻槽的宽度及内部状况可由csm950型扫描电子显微镜观察和测量。如图13所示，当脉冲重复频率为2khz时，刻槽的内部有较多的堆积物，这是由熔化或汽化后的材料重新凝固而形成的。这些堆积物在被扫描过程中吸收激光的能量，从而减缓了刻槽的进一步加深。因此，在堆积物较多的情况下，刻槽深度随脉冲重复频率的变化并不明显。随着脉冲重复频率的升高，由于脉冲峰值功率的下降，材料不能大量汽化，所以刻槽深度变化也小。但激光平均输出功率的增加使材料受到的热影响也增大，由图14可以看出，脉冲重复频率较高时刻槽内部已经有明显的裂纹产生。
125.图15示出了在不设置浆料层时，激光刻槽深度、刻槽宽度分别与激光的脉冲能量密度的关系，其中左边数据轴体现宽度与深度、右边数据轴体现脉冲能量密度。该激光满足：f＝1khz，v＝20mm/s，其中f是脉冲重复频率。如图15所示。刻槽的深度和宽度都随脉冲能量密度的增大而增大，这是由于随着脉冲能量密度的增大，单位时间内材料吸收激光的能量增加造成的。由图15可以看出：在脉冲能量密度较大时，刻槽深度的变化不明显。这是因为虽然随着脉冲能量密度的增大材料的汽化量有所增加，但是由于汽化后的材料会吸收一部分激光能量，而且对激光可能产生屏蔽作用以及激光的渗透深度远小于激光的横向加热尺寸等原因，所以刻槽的宽度的变化比其深度的变化更明显。在较大脉冲能量密度时，刻槽的深度基本上不随脉冲能量密度而改变。本公开实施方式提供的激光扫描工艺中，脉冲能量密度没有设定太大值。若增大脉冲能量密度，不但不能增加刻槽的深度，还会使刻槽的宽度增大，同时也会使激光对材料的热影响增大，进而降低了材料的利用率。
126.图16示出了在不设置浆料层时，激光刻槽深度、刻槽宽度分别与激光的扫描速度的关系，其中左边数据轴体现宽度与深度、右边数据轴体现扫描速度。该激光满足：f＝1khz，
△
e＝114
×
103j/cm2。如图16所示，刻槽的深度随着速度的增大而减小。这是因为随着扫描速度的增大激光和材料相互作用的时间缩短，使得材料的汽化量减小。但是，当速度很小时，刻槽的深度随着扫描速度的增大而增大。图17示出了激光的扫描速度为80mm/s时刻
槽的照片。图18示出了激光的扫描速度为40mm/s时刻槽的照片。如图17所示，当扫描速度较小时刻槽中会出现堆积物，而且速度越小堆积物越多。这些堆积物不仅影响材料对激光的吸收，有时还会使刻槽的深度减小。在激光扫描工艺过程中，由于改变激光束的扫描速度不能使脉冲能量和光斑的大小改变，所以激光的扫描速度对刻槽的宽度变化影响不大。
127.图19为本公开实施方式提供的欧姆接触结构的图像。具体地，图19示出了p型发射极的图像，该发射极通过1064nm红外激光诱导金属接触的工艺形成。可以明显看到激光诱导后的金属接触的倒三角凹槽处的浆料填充非常饱满，满足欧姆接触的效果要求。硅基体的接触发射极的部分被铝原子掺杂为p型掺杂区，p型发射电极的材料包括银、铝及玻璃样物质等。
128.示例性地，激光诱导金属接触的工艺中，利用激光波长为355nm的激光，该激光的输出功率为5w至20w，单脉冲能量为5μj至20μj，脉冲重复频率为400khz至1mhz，脉宽小于或等于10ns@1mhz，扫描速度为5000mm/s至7000mm/s。
129.图20示出了激光的脉冲重复频率为500khz时发射极的表面的照片。图21示出了激光的脉冲重复频率为750khz时发射极的表面的照片。图22示出了激光的脉冲重复频率为1mhz时发射极的表面的照片。脉冲重复频率为500khz时，发射极的表面有烧蚀坑洞，不过并没有损伤发射极下层的隧穿层。示例性地，脉冲重复频率为750khz至1mhz。脉冲重复频率为1mhz时，表面的烧蚀非常浅。
130.本公开实施方式还提供一种光伏组件，该光伏组件包括：输电线和前述的欧姆接触结构。欧姆接触结构的发射极与输电线串联，以在被光照射时向输电线供电。该光伏组件具有较高的输出功率及输出效率。
131.对比例提供的23.1％档位电池用于光伏组件时，该对比光伏组件的最大输出功率(pmax)为549.93w，该对比光伏组件的单元模块效率(cell to module，ctm)为100.15％。本公开实施方式提供的23.1％档位电池构成光伏组件时，光伏组件的最大输出功率为551.74w，具体而言，光伏组件的功率提升了1.81w，开路电压增加0.09v，短路电流增加0.002a，填充因子增加0.11％，单元模块效率为100.48％，本公开实施方式提供的光伏组件的效率提升0.33％。
132.对比例提供的23.0％档位电池用于光伏组件时，该对比光伏组件的最大输出功率为547.99w，该对比光伏组件的单元模块效率为100.23％。本公开实施方式提供的23.0％档位电池构成光伏组件时，光伏组件的最大输出功率为549.79w，具体而言，光伏组件的功率提升了1.80w，开路电压增加0.13v，短路电流降低0.0237a，填充因子增加0.19％，单元模块效率为100.56％，本公开实施方式提供的光伏组件的效率提升0.33％。
133.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
134.可以使用上述各种形式的流程，还可重新排序、增加或删除步骤。本公开实施例中记载的各步骤可以并行地执行，也可顺序地执行，也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开实施例提供的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
135.以上所述实施例仅表达了本公开的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对公开专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来
说，在不脱离本公开构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本公开的保护范围。因此，本公开专利的保护范围应以所附权利要求为准。