制作光電池的方法技術

本發明專利技術涉及一種制作光電池的方法，其中至少一層半導體材料連續地沉積在碳帶（１０）上以形成復合帶（２０），所述層具有與接觸碳帶的其表面相對的自由表面（２２、２４）。根據本發明專利技術，在消除碳帶（１０）之前，至少一種處理（２８）從所述自由表面（２２，２４）施加到所述半導體材料層，從而在所述層上實現所述電池的光電功能。本發明專利技術可以提高制作具有非常小的厚度的光電池的產率。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術提供在半導體材料特別是硅的帶或條上。
技術介紹
為了更大規模地制作光電池，且特別是對于太陽能面板，一種解決方案包括使用在兩面上分別覆蓋有多晶硅層的碳帶組成的復合帶。該碳帶連續地，優選垂直地經過熔融硅浴液。離開浴液時，帶的兩面覆蓋有相對薄的硅層。這產生了復合硅-碳-硅帶。這種方法已知為“基板上帶生長(ribbongrowth on substrate，RGS)”，并在多個專利中描述，例如FR2386359、FR2550965和FR2568490。該方法可以用于獲得厚度小至50微米(μm)的硅層。然而，這些薄層脆，因此難以處理。這就是按照此方式制作的層通常厚度大于150μm的原因。復合帶切割成小尺寸的復合片(例如12.5厘米(cm)×12.5cm)。這些片隨后在含氧氣的氣體內加熱至接近1000℃的溫度，從而燒掉該碳帶。成為“燒掉”的這個操作例如描述于專利FR2529189。從各個復合片開始，這產生具有與復合片相同尺寸的兩個薄硅片，即，具有小的尺寸。之后，硅片經歷導致實現光電池的各種處理，這些處理視待制作的電池的類型而不同。一般而言，在燒掉之后，還原前和后表面，通過在至少一個表面上擴散前驅體而形成結，在前表面上沉積抗反射層，并沉積電學接觸。這種片制作方法是一種不連續的方法，非常適于制作相對厚的小尺寸的片(厚度大于150μm)，且該方法可以很好地結合到目前的技術內以制作由結晶硅片制成的光電池。然而，為了使得通過使用結晶硅技術來獲得光電性經濟上有吸引力，期望提供非常薄(厚度位于30μm至100μm的范圍)并呈現高的光電轉換效率的光電池。在這種情況下，上述方法面臨的嚴重問題為如何操縱厚度小于150μm的薄片。對由于薄且存在高水平殘余應力而變脆的這些大尺寸的片所執行的，以及以高速度產出(大于每小時1000單位)所執行的多次操縱導致制作產率顯著降低。
技術實現思路
本專利技術提出了一種，其可以減小制作成本，提高電池的制作產率，并獲得較長長度的電池。該方法尤其有利于實現范圍為30μm至100μm的非常小厚度的電池，但是也適用于更大的厚度。更具體而言，本專利技術涉及一種，其中至少一層半導體材料連續地沉積在碳帶上以形成復合帶，所述層具有與碳帶接觸的其表面相對的自由表面。在該方法中，在消除碳帶之前，將至少一種處理從其自由表面施加到該半導體材料層，從而實現所述電池的光電功能。在一種實施中，該處理包括通過在所述自由表面上沉積前驅體材料而形成多個接觸區域(形成電池的基極)，該表面構成所述電池的后表面，所述前驅體材料包括保持所述半導體材料的n或p摻雜類型的摻雜劑元素，例如硼或磷。在另一種實施中，該處理包括通過在所述自由表面上沉積前驅體材料而形成多個結區域(以形成電池的發射極)，該表面構成所述電池的后表面，所述前驅體材料包括改變所述半導體材料的摻雜類型的摻雜劑元素，例如硼或磷。該處理包括例如通過在該自由表面上沉積氧化材料而形成多個區域，從而將所述接觸區域(基極)與所述結區域(發射極)電學絕緣。在另一種實施中，該處理包括通過在該自由表面上沉積前驅體材料而形成多個結區域，該表面構成所述電池的前表面，所述前驅體材料包括改變該半導體材料的摻雜類型的摻雜劑元素，例如硼或磷。在另一種實施中，該處理包括例如通過激光在該半導體材料層內基本上與所述自由表面垂直地刺穿成孔，該孔穿過該半導體材料層。在另一種實施中，該處理包括例如通過激光消融(laser ablation)、通過噴水輔助的激光消融、或者通過等離子體清洗，消融覆蓋該復合帶側面的半導體材料。該碳帶在執行至少一個上述處理之后優選地通過燒掉而消除。該摻雜劑可以在燒掉該碳帶期間從所述前驅體材料擴散到該半導體材料內。所有或某些上述處理可以連續地執行。備選地，該復合帶可以切割以形成較長長度的復合條，這些處理施加到所述復合條(即，在消除該碳帶之前)。舉例而言，所述復合條的長度范圍為1.0米(m)至4.50m。在該方法的一個實施中，通過消除從該復合帶切割得到的復合條的碳而得到較長長度的半導體材料條，且至少一個下述操作在所述半導體材料條上執行織構化該光電池的前表面；實現結區域；在該電池的前表面上沉積抗反射層；在該電池的前和后表面上沉積電學接觸。該半導體材料優選為硅。舉例而言，如果期望提高p型摻雜，則該前驅體是基于填充有硼(有時具有附加的鋁)的氧化物，或者如果期望提高n型摻雜，則是基于填充有磷的氧化物。復合帶有利地通過RGS方法制作，該帶有利地在該碳帶的每一側上具有兩個半導體層，該兩個半導體層的每一個具有施加該處理的自由表面。附圖說明通過對給出為非限制性示例的多個實施的下述描述，并參考附圖，本專利技術的其他優點和特征將變得顯而易見，附圖中圖1(唯一的圖)為示出了本專利技術的變型實施的圖示。具體實施例方式圖1所示的實施利用獲得厚度范圍為250μm至50μm的多晶硅薄片的RGS方法。在該方法中，約220μm厚且12.5cm寬的碳帶10連續地垂直穿過包含在牽引結構14內的熔融硅浴液12。在該碳帶離開硅浴液的位置的該浴液表面，兩個多晶硅層16和18沉積并附著到碳帶10的兩個表面。這些硅層的厚度具體而言取決于該帶穿過浴液的速度，當速度增大時厚度減小。舉例而言，在接近10厘米每分鐘(cm/min)的穿過速度時可以獲得小于或等于80μm的厚度。在該浴液的出口獲得復合帶20，該復合帶是由圍繞碳帶的兩個硅薄層16和18組成。層16具有與碳帶10接觸的一個表面以及為“自由”表面的相對表面22。類似地，層18具有與碳帶10接觸的一個表面以及構成“自由”表面的相對表面24。在本專利技術中，在將硅層與碳帶分離之前，將一個或多個處理直接施加到該復合帶，這些處理從兩個硅層的每一個的自由表面22、24起作用。在離開牽引結構14時，復合帶(硅-碳-硅)因此不再切割成為隨后被分別處理以制作光電池單個片。相反，在本專利技術中，在復合帶20上或者在較長長度的復合條上執行盡可能多的制作最終光電池所需的操作，利用了該碳帶提供的支撐。在離開牽引結構時本專利技術存在兩個可能的變型實施。在第一變型中，這些處理在復合帶上連續地執行，依次布置最大數目的操作直至消除碳帶的階段。在牽引結構14的出口，復合帶20通過滾筒26偏轉90°，從而從垂直位置轉到水平位置。只有如果復合帶20柔軟得足以能夠偏轉而不受損傷，且因此如果硅層厚度小例如小于或等于100μm，則該變型是可能的。然而，在彎曲該帶之前，該變型意味著從復合帶的側面消除該硅沉積，從而將帶的曲率半徑減小到實踐可接受的值，例如小于約0.5m。可以通過激光消融、通過噴水輔助的激光消融、通過等離子體、或者任意其他合適的解決方案，執行該處理。在所有情形下，碳帶的邊緣表面保持裸露。在其他變型實施中也執行該操作，但是該操作可以在制作工藝的稍后階段執行，然而最遲必須在消除碳帶之前完成該操作。通過在整個彎曲長度上，特別是在切割邊緣表面附近涂敷可除去的聚合物膜，由此可以進一步減小該帶的曲率半徑，其中該聚合物膜附著到帶的外表面(被伸長的表面)。在偏轉之后，該復合帶傳送到腔體28，在此經歷連續的各種處理。在第一變型實施中，該復合帶切割成較長長度L的條36，L的范圍通常為1.0m至4.5m。該變型非常適用于更大厚度的硅，通常大于100μm至150μm本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種制作光電池的方法，其中至少一層半導體材料連續地沉積在碳帶（１０）上以形成復合帶（２０），所述層具有與接觸碳帶的其表面相對的自由表面（２２、２４），該方法的特征在于包括，在消除所述碳帶（１０）之前，至少一種處理（２８）從所述自由表面（２２、２４）施加到所述半導體材料層，從而在所述層上實現所述電池的光電功能。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】FR 2004-12-21 04531271.一種制作光電池的方法，其中至少一層半導體材料連續地沉積在碳帶(10)上以形成復合帶(20)，所述層具有與接觸碳帶的其表面相對的自由表面(22、24)，該方法的特征在于包括，在消除所述碳帶(10)之前，至少一種處理(28)從所述自由表面(22、24)施加到所述半導體材料層，從而在所述層上實現所述電池的光電功能。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述處理包括通過在所述自由表面(22、24)上沉積前驅體材料而形成多個接觸區域，該表面構成所述電池的后表面，所述前驅體材料包括保持所述半導體材料的n或p摻雜類型的摻雜劑元素。3.根據任一前述權利要求所述的方法，其特征在于，所述處理包括通過在所述自由表面(22、24)上沉積前驅體材料而形成多個結區域，該自由表面構成所述電池的后表面，所述前驅體材料包括改變所述半導體材料的摻雜類型的摻雜劑元素。4.根據權利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述處理包括形成多個區域，該多個區域將所述接觸區域與所述結區域電學絕緣。5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述絕緣區域是通過在所述自由表面(22、24)上沉積氧化材料而形成。6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述處理包括通過在所述自由表面(22、24)上沉積前驅體材料而形成多個結區域，該自由表面構成所述電池的前表面，所述前驅體材料包括改變該半導體材料的摻雜類型的摻雜劑元素。7.根據任一前述權利要求所述的方法，其特征在于，所述處理包括在所述半導體材料層內基本上與所述自由表面(22、24)垂直地刺穿成孔，所述孔穿過所述半導體材料的層(16、18)。8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，通過激光執行所述刺穿。9.根據任一前述權利要求所述的方法，其特征在于，所述處理包括...

【專利技術屬性】
技術研發人員：克里斯琴貝洛伊特，克勞德里米，
申請(專利權)人：索拉爾福斯公司，
類型：發明
國別省市：FR[法國]