CN102132422A - 利用印刷介电阻障的背接触太阳能电池 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例包含利用新颖的方法来形成太阳能电池装置的作用区和金属接触结构，进而形成高效率的太阳能电池。在一实施例中，方法包括沉积介电材料来定义太阳能电池装置的作用区及/或接触结构边界。各种技术可用来形成太阳能电池的作用区和金属接触结构。

Description

利用印刷介电阻障的背接触太阳能电池

技术领域

本发明的实施例大体上是关于光电电池的制造。

背景技术

太阳能电池为将太阳光直接转换成电能的光电装置。最常见的太阳能电池材料为硅，其为单晶或多晶型基板(有时称为晶片)。因硅基太阳能电池产生电的摊还成本高于传统方法，故已致力于降低太阳能电池的制造成本。

许多方式能制造太阳能电池的作用区和太阳能电池的载流金属线或导体。然这些先前技术的制造方法有数个缺点。例如，形成工艺为复杂的多步骤工艺，此增添了完成太阳能电池所需的费用。

因此，需要改良方法和设备以于基板表面上形成作用区和载流区，进而形成太阳能电池。

发明内容

本发明大体上提出形成太阳能电池装置的方法，包含配置介电材料至基板第一表面的数个区域上、配置第一掺质材料至基板表面、以及配置第二掺质材料至基板表面，其中至少一部分的第一和第二掺质材料彼此被介电材料隔开。

本发明亦提出形成太阳能电池装置的方法，包括配置第一掺质材料至基板的第一表面、形成掺质层至第一掺质材料和基板的第一表面之上，其中此层包含第二掺质材料、以及加热基板达预定温度，促使第一和第二掺质材料扩散进入基板的第一表面而于基板的第一表面形成n型区和p型区。

本发明尚提出形成太阳能电池装置的方法，包括配置包含第一掺质的掺质材料至基板表面的数个区域上、形成一层至第一掺质材料和部分基板表面上，其中此层包含掺杂型态与第一掺质相反的第二掺质、加热基板达预定温度，促使第一和第二掺质扩散进入基板表面、以及沉积导电层至基板表面之上。

在另一实施例中，形成太阳能电池装置的设备包括自动化构件，装配以接收待处理基板、数个传送组件，其各具耦接自动化构件的基板支撑面、至少一个沉积站，适于沉积介电层至配置于传送组件的基板支撑面的基板表面上，其中介电层形成在隔开第一掺质材料和第二掺质材料的基板表面的数个区域上、以及至少一干燥炉，其适于干燥自动化构件中形成在基板上的沉积层，而该基板是配置于传送组件的基板支撑面上。

在又一实施例中，形成太阳能电池装置的设备包括自动化构件，装配以接收待处理基板、数个传送组件，其各具耦接自动化构件的基板支撑面、至少一个沉积站，其适于沉积含金属层或含金属胶至置于传送组件的基板支撑面的基板表面上，其中含金属层或含金属胶形成在基板上，以电性隔离与配置第一掺质材料的基板表面区域接触的含金属层或含金属胶的至少一区域和与配置第二掺质材料的基板表面区域接触的含金属层或含金属胶的至少一区域、以及至少一干燥炉，其适于干燥自动化构件中形成在基板上的沉积层，而该基板是配置于传送组件的基板支撑面上。

附图说明

为让本发明的上述特征更明显易懂，可配合参考实施例说明，其部分乃绘示如附图式。

图1A-1H绘示根据本发明一实施例的不同程序阶段的太阳能电池截面。

图1G2-1J2绘示根据本发明另一实施例的不同程序阶段的太阳能电池截面。

图2为根据本发明实施例的金属化太阳能电池的方法流程图。

图3A-3L绘示根据本发明一实施例的不同程序阶段的太阳能电池截面。

图4为根据本发明实施例的金属化太阳能电池的方法流程图。

图5A-5J绘示根据本发明一实施例的不同程序阶段的太阳能电池截面。

图6为根据本发明实施例的金属化太阳能电池的方法流程图。

图7A-7L绘示根据本发明一实施例的不同程序阶段的太阳能电池截面。

图8为根据本发明实施例的金属化太阳能电池的方法流程图。

图9A-9C绘示根据本发明实施例的内联机结构。

图10A-10D绘示根据本发明实施例的内联机结构。

图11A-11H绘示根据本发明一实施例的不同程序阶段的太阳能电池截面。

图12为根据本发明实施例的金属化太阳能电池的方法流程图。

图13A-13L绘示根据本发明一实施例的不同程序阶段的太阳能电池截面。

图14为根据本发明实施例的金属化太阳能电池的方法流程图。

图15A-15L绘示根据本发明一实施例的不同程序阶段的太阳能电池截面。

图16为根据本发明实施例的金属化太阳能电池的方法流程图。

图17A-17I绘示根据本发明一实施例的不同程序阶段的太阳能电池截面。

图18A为根据所述实施例的太阳能电池生产线的平面图。

图18B为根据另一所述实施例的太阳能电池生产线的平面图。

图19A为配合本发明实施例使用的系统等角视图，用以形成多层预定图案。

图19B为根据本发明实施例，图19A系统的上视图。

图19C为根据本发明实施例，网印系统的印刷巢部的等角视图。

图19D为根据一实施例，设在图19A系统的干燥腔室的侧视图。

图20为根据本发明实施例的用以进行图18处理程序的设备平面图。

图21为根据本发明实施例的太阳能电池生产线的平面图。

为清楚说明，各图中相同的组件符号代表相似的组件。应理解某一实施例的特征当可并入其它实施例，在此不另外详述。

具体实施方式

本发明的实施例关注于利用新颖的方法来形成太阳能电池装置的作用区和金属接触结构，进而形成高效率的太阳能电池。在一实施例中，方法包括沉积图案化介电材料来定义太阳能电池装置的作用区及/或接触结构。各种技术可用来形成太阳能电池的作用区和金属接触结构。受益于本发明的太阳能电池基板(如图1A的基板110)包括具作用区的基板，含有有机材料、单晶硅、复晶(multi-crystalline)硅、多晶(polycrystalline)硅、锗(Ge)、砷化镓(GaAs)、碲化镉(CdTe)、硫化镉(CdS)、硒化铜铟镓(CIGS)、硒化铜铟(CuInSe₂)、磷化镓铟(GaInP₂)、和异质接面电池，例如GaInP/GaAs/Ge或ZnSe/GaAs/Ge基板，其将太阳光转换成电能。

太阳能电池形成工艺

图1A-1H1和图1A-1J2绘示在形成接触结构160(图1H1或图1J2)至太阳能电池100的表面102的处理程序中，不同阶段的太阳能电池基板110的截面。图2绘示用来形成作用区及/或接触结构至太阳能电池的处理程序200。图2所示的程序对应图1A-1H1或图1A-1J2绘示的阶段，其将说明于后。

在方块202中，如图2所示，清洁基板110的表面，以移除任何不当材料或粗糙度。在一实施例中，利用批次清洁工艺施行清洁工艺，其中基板接触清洁液。基板可以湿式清洁工艺清洁，其经喷洒、淹没或浸渍于清洁液。清洁液可为标准清洁1(SC1)清洁液、SC2清洁液、氢氟酸(HF)持续型清洁液、臭氧化水溶液、氢氟酸(HF)和过氧化氢(H₂O₂)溶液、或其它适合且划算的清洁液。清洁工艺可处理基板约5秒至约600秒，例如约30秒至约240秒，例如约120秒。

在方块204中，如图1A及图2所示，沉积介电特征结构111至基板110的表面102。在一实施例中，介电特征结构111由介电胶材形成，其利用传统喷墨印刷、胶印、网印或其它类似工艺来沉积以形成基板表面116上彼此侧向隔开的区域(即隔离区117)。在方块204所述的一工艺实施例中，配置介电特征结构至基板表面后，加热基板达预定温度，使介电特征结构111与基板表面形成键结并密实形成可靠的隔离特征结构。介电特征结构最初可为液体、糊胶或凝胶，其经图案化而于基板表面形成预定图案，例如相邻矩形、圆形、六角形或其它于基板表面102的类似形状的特征结构数组。在一实施例中，介电特征结构111由凝胶或糊胶组成，其含有介电材料粒子，例如氮化硅、氮氧化硅、二氧化硅、二氧化钛或其它含无机粒子的稳定元素。其它无机材料一般包括在低于1000℃且更佳在1100℃下不会明显扩散进到硅的材料，因太阳能电池的电活性掺质此时在装置的各层或区域间的扩散会破坏太阳能电池装置。在一实施例中，材料的化学组成用于形成介电特征结构111，其进行高温固化步骤后，将转变成稳定的无机膜。以均质液体或凝胶”墨水”形态沉积的材料将形成其它相邻沉积层所含的掺质混合或交互扩散的阻障。同样地，用以形成介电层111之前体或介电胶材可包含无机粒子、溶解的无机粒子前体及/或各种有机溶剂或悬浮剂的混合物。各种有机溶剂或悬浮剂有利于涂铺材料至基板表面，且可选择在后续热固化步骤期间移除的。在一些情况下，甚至在进行高温固化步骤前，放置未处理的介电层111可提供其它后续沉积的含前体的液体、凝胶或糊胶掺质的物理阻障，并通过蒸发或分解液态溶剂或悬浮剂而固定其位置。在一实施例中，介电特征结构沉积在基板110的表面116后，加热基板达约100℃至约500℃。热处理可在结合网印装置的干燥炉中施行，例如美国加州圣克拉拉的应用材料公司所属Baccini S.p.A.部门制造的Softline^TM工具。在其它实施例中，基板甚至被高温加热(或“燃烧”)，以助于将介电层111固结成更有效的阻障材料。在一实施例中，表面116为形成太阳能电池装置的背侧。在一实施例中，基板表面116上的介电特征结构111高度“X”为约1-50微米。在一实施例中，介电特征结构111的形成材料类似介电间隔物305的形成材料，其将配合图3J说明于后。

在方块206中，如图1B及图2所示，沉积第一掺质材料131至基板110表面116的数个隔离区117。在一实施例中，利用喷墨印刷、胶印、网印或其它类似工艺来沉积或印制预定图案的第一掺质材料131至一或多个隔离区117。第一掺质材料131最初可为液体、糊胶或凝胶，用以形成掺杂区，其与其它隔离区117被介电特征结构111隔开。在一些情况下，配置第一掺质材料131至隔离区117后，加热基板达预定温度，以确保第一掺质材料131仍留在隔离区117，并促使掺质材料131固化、密实及/或与基板表面产生键结。在一实施例中，第一掺质材料131为含有p型掺质的凝胶或糊胶。在一实施例中，第一掺质材料131为含有p型掺质的材料，以利用网印系统网印至基板110表面，其将说明于后。用于硅太阳能电池制造的典型p型掺质为例如硼(B)、铝(Al)或镓(Ga)的元素。在一实施例中，第一掺质材料131为含硼掺质糊胶，其沉积于基板110的表面116，且基板加热达约80℃至约500℃。在其它实施例中，基板加热高达约1100℃，以致所含掺质元素扩散至底下的硅。在一实施例中，配置第一掺质材料以致在进行后续热处理步骤(如方块210)后，使掺杂区的表面电阻小于约50Ω/□及/或基板表面的掺杂浓度高于约10¹⁸个原子/立方公分。

在方块208，如图1C及图2所示，沉积第二掺质材料132至基板110表面的数个未填充隔离区117。在一实施例中，利用传统喷墨印刷、胶印、网印或其它类似工艺来沉积第二掺质材料132至一或多个隔离区117。第二掺质材料132最初可为液体、糊胶或凝胶，用以形成掺杂区，其与第一掺质材料131被介电特征结构111隔开。在一些情况下，配置第二掺质材料132至隔离区117后，加热基板达预定温度，促使第二掺质材料132固化、密实及/或与基板表面产生键结，及确保材料不会留在隔离区117。在一实施例中，第二掺质材料132为含有n型掺质的凝胶或糊胶。在一实施例中，第二掺质材料132为含有n型掺质的材料，以利用网印系统网印配置至基板110表面，其将说明于后。用于硅太阳能电池制造的典型n型掺质例如为磷(P)、砷(As)或锑(Sb)的元素。在一实施例中，第二掺质材料132为含磷掺质糊胶，其沉积于基板110的表面116，且基板加热达约80℃至约500℃。在一实施例中，配置第二掺质材料以致在进行后续热处理步骤(如方块210)后，使掺杂区的表面电阻小于约50Ω/□及/或基板表面的掺杂浓度高于约10¹⁸个原子/立方公分。

在一实施例中，掺质材料132添加至蚀刻材料，其设计用以穿透任何已存在于晶片表面的薄介电层，如此还可形成改良触点接触硅表面。在一实施例中，蚀刻材料类似图5H所述的材料，其将列举于后。在一实施例中，第二掺质材料132含有选自由磷酸(H₃PO₄)、亚磷酸(H₃PO₃)、次磷酸(H₃PO₂)及/或其各种铵盐组成群组的材料。

在一实施例中，尚期在施行方块210的工艺前，沉积覆盖层(未绘示)至第一掺质材料131和第二掺质材料132上，以防第一掺质材料131或第二掺质材料132中的挥发性成分蒸发及沉积至基板表面的不当区域。在一实施例中，沉积第二掺质材料132前，选择性沉积覆盖层至第一掺质材料131上以封住第一掺质材料131。在另一实施例中，沉积第一掺质材料131后，选择性沉积覆盖层至第二掺质材料132上以封住第二掺质材料132。覆盖层可利用网印、喷墨印刷或其它类似工艺选择性沉积至各隔离区117的第一掺质材料131及/或第二掺质材料132上(图1C)。覆盖层也可利用如喷涂、旋涂、滚涂或浸涂的技术非选择性沉积在整个晶片表面。在一实施例中，覆盖材料为介电材料，例如含有材料粒子的凝胶或糊胶，例如氮化硅(SiN)、氮氧化硅(SiON)、碳化硅(Si_xC_y)、氧化钛(TiO₂)、二氧化硅(SiO₂)、玻料或其它类似材料、或任何上述材料的组合物。覆盖材料亦可包含一或多种上述用来形成阻障介电层111之前体。在一些情况下，覆盖层为毯覆层，其利用传统大气压化学气相沈积(APCVD)、等离子辅助化学气相沈积(PECVD)、物理气相沈积(PVD)或其它气相沉积工艺沉积在基板表面。在一情况下，毯覆膜为氧化硅材料。沉积毯覆层后，利用传统干蚀刻、激光剥离、湿蚀刻或其它类似的材料移除工艺，随后蚀刻覆盖层的一或多个区域而露出基板底下的区域。蚀刻工艺一例更描述于美国专利申请案序号12/274,023，其一并附上供作参考。

在方块210中，如图1D及图2所示，加热基板达高于约800℃，引发第一和第二掺质材料中的掺质元素扩散进入基板110的表面116而于基板110内形成p型区141和n型区142。在一实施例中，在存有氮气(N₂)、氧气(O₂)、氢气(H₂)、空气或其组合物的情况下，加热基板达约800℃至约1300℃，历时约1分钟至约120分钟。在一实施例中，p型区141和n型区142用来构成点状接触型太阳能电池区域。

完成方块210的工艺后，接着可进行选择性清洁工艺处理基板110，以移除基板表面的任何不当残余物。清洁工艺与上述图2方块202的清洁工艺及/或图17E所述的清洁工艺相仿或相同。或者，可以任何其它适合方式清洁基板。

在方块212中，如图1E及图2所示，进行织构工艺处理基板110的反面101而形成织构表面151。在一实施例中，形成织构的平均深度具有约1微米(μm)至约10μm的粗糙度。在一实施例中，基板110的反面101为太阳能电池形成后适于接收太阳光的太阳能电池基板之前侧。示例织构工艺一例更详述于美国临时专利申请案序号61/039,384(文件编号APPM13323L)、公元2008年3月25日申请的申请案，其一并附上供作参考。在一实施例中，至少部分介电层111、第一掺质材料131、第二掺质材料132及/或覆盖层在高温扩散工艺后容许留在基板表面，藉以形成织构太阳能电池前侧所用的碱性蚀刻剂的有效阻障层。

在一实施例中，处理程序接续施行方块214、216、218和第1F-1H1图所示的处理步骤。在另一实施例中，处理程序接续施行方块213、215、217、219、221和图1G2-图1J2所示的处理步骤。不同的处理程序将进一步说明于后。

在一实施例中，如图1F及图2所示，施行方块212的工艺后，继续进行方块214的处理工艺。故在织构反面101后，薄钝化与抗反射层153及/或透明导电氧化物(TCO)层152形成于其上。注意方块212、214完成的反面101制备也可在进行方块204的工艺或处理程序200的其它步骤前施行，此并不悖离本发明的基础范围。在一实施例中，正面层153包含本质无定形硅(i-a-SiH)层与n型无定形硅(n-a-Si:H)层堆栈结构、接着为透明导电氧化物(TCO)层及/或抗反射涂层(ARC层)(如氮化硅)，其可利用物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)工艺沉积。堆栈结构通常装配以产生正面场效，以减少表面复合及促进侧向传送或电子载子移向背侧附近的n+触点。

在方块216中，如图1G1及图2所示，沉积导电层163覆盖基板110的表面102。在一实施例中，导电层163的形成厚度为约500埃

至约

且含有金属，例如铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、锡(Sn)、钴(Co)、镍(Ni)、锌(Zn)、铅(Pb)、钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、钒(V)、钨(W)或铬(Cr)。在一实施例中，导电层163含有二层，其形成方式是先以物理气相沉积(PVD)工艺或蒸镀工艺沉积铝(Al)层161，接着以PVD工艺沉积镍钒(NiV)覆盖层162。

在方块218中，如图1H1及图2所示，图案化导电层163，以电性隔离基板110的预定区域而构成内联机结构160。在一实施例中，利用一或多个激光剥离、图案化及湿或干蚀刻、或其它类似技术在导电层163中形成通道171，以电性隔离基板110的区域。通道171经对准使通道171底部对准介电特征结构111。一般来说，期形成或对准通道171，以形成分离的或叉合的(interdigitated)电连接结构或内联机结构160来连接太阳能电池装置的预定p型或n型区。通道171可以激光剥离形成。

在处理程序200的另一实施例中，施行方块212的工艺后，处理程序接续进行方块213，如图1G2及图2所示，介电层122形成在基板110的至少一表面。在一实施例中，介电层122为形成于含硅基板表面102的氧化硅层，例如二氧化硅层。含氧化硅的介电层122可利用诸如炉膛退火工艺、快速热氧化工艺、大气压或低压CVD工艺、等离子增强CVD工艺、PVD工艺的传统热氧化工艺形成、或利用喷涂、旋涂、滚涂、网印或其它类似沉积工艺涂铺。在一实施例中，介电层122为二氧化硅层，其厚度约50埃

至约

在另一实施例中，介电层为二氧化硅层，其厚度小于约

在一实施例中，表面102为形成太阳能电池装置的背侧。应注意在此描述形成氧化硅型介电层并不限定本发明的范围，介电层122亦可以其它传统沉积工艺(如PECVD沉积)形成及/或由其它介电材料组成。

在方块215中，如图1H2及图2所示，利用传统手段蚀刻形成在基板背面102的介电层122，以形成露出区域123的预定图案，其可用来形成基板表面的背侧接触结构160(图1I2)。典型用来在背面102形成图案化露出区域123的蚀刻工艺包括遮蔽(较佳利用网印)及湿或干蚀刻工艺、激光剥离技术、或其它可用来在沉积介电层122中形成预定图案的类似工艺，但不以此为限。露出区域123一般提供表面来电性连接基板110的背面102。

在方块215进行的一工艺实施例中，利用传统喷墨印刷、胶印、网印或其它类似工艺来选择性沉积蚀刻材料或蚀刻凝胶至介电层122上，以形成及定义预定区域123。沉积图案蚀刻工艺通常是先沉积预定图案的蚀刻材料至基板110表面。在一实施例中，蚀刻材料包含氟化铵(NH₄F)材料、与氟化铵产生均质混合物的溶剂、酸碱值(pH)调整剂(如缓冲氧化物蚀刻液(BOE)、HF)、和界面活性剂/润湿剂。在一实施例中，蚀刻材料包含20克的氟化铵(NH₄F)，其与5毫升(ml)的二甲胺和25克的甘油混合，然后加热达100℃，直到混合物的pH约为7且产生均质混合物。成信使用碱性化学剂的好处在于直到后续加热工艺开始驱出氨气(NH₃)前，不会产生挥发性HF蒸气，故在进行加热工艺前，不需采用昂贵又复杂的通风与搬运系统。沉积预定图案的蚀刻材料后，接着加热基板达约200℃至约300℃，使蚀刻材料中的化学剂蚀刻介电层122。在一实施例中，方块213所示的蚀刻材料和蚀刻处理步骤类似美国临时专利申请案序号61/048,001、和同在申请中的美国专利申请案序号12/274,023(代理人文件编号APPM12974.02)、公元2008年11月19日申请的申请案所述的蚀刻工艺，二者一并附上供作参考。

在方块217中，如图1H2及图2所示，织构反面101后，形成薄钝化与抗反射层153及/或透明导电氧化物(TCO)层152于其上。注意方块212-214、217完成的反面101制备也可在进行方块204的工艺或处理程序200的其它步骤前施行，此并不悖离本发明的基础范围。

应理解在处理程序200的一实施例中，整体处理程序可移除方块213-215进行的处理步骤。在此组态下，处理程序200在施行方块212后通常需进行方块217。然成信应用图案化介电层有助于缩减沉积的导电层163(方块219)所接触的基板的表面积，进而减少存在于基板110表面的载子复合位置数量。减少载子复合将改善形成太阳能电池装置的总体效率。

在方块219中，如图1I2及图2所示，沉积导电层163覆盖基板110的表面102。在一实施例中，导电层163的形成厚度为约500埃

至约

且含有金属，例如铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、锡(Sn)、钴(Co)、镍(Ni)、锌(Zn)、铅(Pb)、钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、钒(V)、钨(W)或铬(Cr)。在一实施例中，导电层163含有二层，其形成方式是先以物理气相沉积(PVD)工艺或蒸镀工艺沉积铝(Al)层161，接着以PVD工艺沉积镍钒(NiV)覆盖层162。

在方块221中，如图1J2及图2所示，图案化导电层163，以电性隔离基板110的预定区域而构成内联机结构160。在一实施例中，利用一或多个激光剥离、图案化及湿或干蚀刻、使用传统网印金属蚀刻胶或其它类似技术在导电层163中形成通道171，以电性隔离基板110的区域。通道171经对准使通道171底部对准介电特征结构111。一般来说，期形成或对准通道171，以形成分离或叉合的电连接结构或内联机结构160来连接太阳能电池装置的预定p型或n型区。通道171可以激光剥离形成。

替代的图案化太阳能电池形成工艺

图3A-3L绘示在形成背侧接触结构360(图3L)至太阳能电池100的表面102的处理程序中，不同阶段的太阳能电池基板110的截面。图4绘示用来形成作用区及/或接触结构至太阳能电池的处理程序400。图4所示的程序对应图3A-3L绘示的阶段，其将说明于后。在此处理步骤组态下，方块402-410和图3A-3E及图4所述的工艺类似上述方块202-210和图1A-1E进行的工艺，故以下不再赘述。

因此，施行方块402-410的工艺后，在方块412中，进行织构工艺处理基板110的反面101而形成织构表面151。在一实施例中，基板110的反面101为太阳能电池形成后，适于接收太阳光的太阳能电池基板之前侧。示例织构工艺一例更详述于美国专利申请案序号12/383,350(文件编号APPM 13323)、公元2009年3月23日申请的申请案，其一并附上供作参考。

在方块414中，如图3F所示，介电层302形成在基板110的至少一表面。在一实施例中，介电层302为形成于含硅基板表面102的氧化硅层，例如二氧化硅层。含氧化硅的介电层302可利用诸如炉膛退火工艺、快速热氧化工艺、大气压或低压CVD工艺、等离子增强CVD工艺、PVD工艺的传统热氧化工艺形成、或利用喷涂、旋涂、滚涂、网印或其它类似沉积工艺涂铺。在一实施例中，介电层302为二氧化硅层，其厚度约50埃

至约

在另一实施例中，介电层为二氧化硅层，其厚度小于约

在一实施例中，表面102为形成太阳能电池装置的背侧。应注意在此描述形成氧化硅型介电层并不限定本发明的范围，介电层302亦可以其它传统沉积工艺(如PECVD沉积)形成及/或由其它介电材料组成。

若钝化层未形成于太阳能电池基板的正面，则处理程序400包括一或多个步骤(即方块416)来形成含硅层于其上。在一实施例中，氮化硅(SiN)钝化与抗反射层、或薄无定形硅(a-Si:H)层或无定形碳化硅(a-SiC:H)层和氮化硅(SiN)堆栈结构形成于正面101，其例如利用具多个支撑在适当大面积承载件上的太阳能电池基板的应用材料AKT PECVD系统施行传统化学气相沉积(PECVD)技术而得。

在方块418中，如图3G、3H及图4所示，织构反面101后，形成正面层350(如图3G所示)至基板反面101。在一实施例中，正面层350包含本质无定形硅(i-a-SiH)层与n型无定形硅(n-a-Si:H)层堆栈结构、接着为透明导电氧化物(TCO)层及/或抗反射涂层(ARC层)153(如氮化硅)，如图3H所示，其可利用物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)工艺沉积。堆栈结构通常装配以产生正面场效，以减少表面复合及促进侧向传送或电子载子移向背侧附近的n+触点。

在方块420中，如图3I及图4所示，利用传统手段蚀刻形成在基板背面102的介电层302，以形成预定图案的露出区域303，其可用来形成基板表面的背侧接触结构360(图3L)。典型用来在背面102形成图案化露出区域303的蚀刻工艺包括遮蔽(如利用网印)及湿或干蚀刻工艺、激光剥离技术、或其它可用来在沉积介电层302中形成预定图案的类似工艺，但不以此为限。露出区域303一般提供表面来电性连接基板110的背面102。

在方块420进行的一工艺实施例中，利用传统喷墨印刷、胶印、网印或其它类似工艺来选择性沉积蚀刻材料或蚀刻凝胶至介电层302上，以形成及定义预定区域303。沉积图案蚀刻工艺通常是先沉积预定图案的蚀刻材料至基板110表面。在一实施例中，蚀刻材料包含氟化铵(NH₄F)材料、与氟化铵产生均质混合物的溶剂、pH调整剂(如BOE、HF)、和界面活性剂/润湿剂。在一实施例中，蚀刻材料包含20克的氟化铵，其与5ml的二甲胺和25克的甘油混合，然后加热达100℃，直到混合物的pH约为7且产生均质混合物。成信使用碱性化学剂的好处在于直到后续加热工艺开始驱出氨气(NH₃)前，不会产生挥发性HF蒸气，故在进行加热工艺前，不需采用昂贵又复杂的通风与搬运系统。沉积预定图案的蚀刻材料后，接着加热基板达约200℃至约300℃，使蚀刻材料中的化学剂蚀刻介电层302。在一实施例中，方块420所示的蚀刻材料和蚀刻处理步骤类似美国临时专利申请案序号61/048,001、和同在申请中的美国专利申请案序号12/274,023(代理人文件编号APPM 12974.02)、公元2008年11月19日申请的申请案所述的蚀刻工艺，二者一并附上供作参考。图3I绘示进行图4步骤402-420后形成的图案化介电层303。

在一实施例中，如方块422所示，接着进行选择性清洁工艺处理基板110，以移除基板上的任何不当残余物及/或形成一或多个钝化表面。清洁工艺与上述图2方块202的清洁工艺相仿或相同。或者，可以任何其它适合方式清洁基板。

在方块424中，如图3J及图4所示，选择性沉积数个介电间隔物305至基板110的表面102。在一实施例中，介电间隔物305由介电胶材组成，其利用如Baccini^TM网印机进行喷墨印刷来沉积形成基板表面306上的区域，其彼此侧向隔开。在方块424进行的一工艺实施例中，沉积介电间隔物305至基板表面后，加热基板，以密实介电间隔物305的材料并与部分基板表面产生键结而形成可靠的隔离组件。介电间隔物305最初可为液体、糊胶或凝胶，其经图案化而于基板表面形成预定图案，例如相邻矩形、圆形、六角形或其它类似形状的特征结构数组于基板表面102。在一实施例中，介电间隔物305为含有材料粒子的凝胶或糊胶，例如氮化硅(SiN)、氮氧化硅(SiON)、二氧化钛(TiO₂)、氧化镁(MgO)、氧化钡(BaO)、二氧化硅(SiO₂)、碳化硅(Si_xC_y)或其它高温稳定的介电材料、或其混合物。或者，用以形成介电间隔物或前体的材料可含有可溶成分，其经高温固化工艺处理后将转变成高温稳定的介电材料。前体一般应实质不含易以与诸如硼和磷等典型掺质原子相当的速度扩散进入结晶硅的元素。在一实施例中，沉积介电间隔物305至基板110的表面306后，加热基板达约100℃至约1000℃。在一实施例中，表面306为形成太阳能电池装置的背侧。在一实施例中，表面102的介电间隔物305高度“Y”为约0.10至约40微米。

在方块426中，如图3K及图4所示，沉积导电层361覆盖基板110的表面102。在一实施例中，导电层361的形成厚度为约500埃

至约且含有金属，例如铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、锡(Sn)、钴(Co)、镍(Ni)、锌(Zn)、铅(Pb)、钯(Pd)、钛(Ti)、钽(Ta)、钒(V)、钨(W)、铬(Cr)及/或钼(Mo)。在一实施例中，导电层163的形成方式为利用物理气相沉积(PVD)工艺或蒸镀工艺沉积

厚的铝(Al)层。在另一实施例中，导电层361含有二层，其形成方式是先以物理气相沉积(PVD)工艺或蒸镀工艺沉积铝(Al)层，接着以PVD工艺沉积镍钒(NiV)、锡(Sn)、锌(Zn)或银(Ag)覆盖层。

在方块428中，如图3L及图4所示，图案化导电层361，以电性隔离基板110的预定区域而构成内联机结构360。一般来说，介电间隔物305用来电性隔离相邻区域的部分导电层361。在一组态中，介电间隔物305经图案化而构成单独或相连的电连接结构或内联机结构360来连接太阳能电池装置的预定p型或n型区。在一实施例中，利用一或多个激光剥离、抛光、砂磨、使用传统网印金属蚀刻胶及/或湿蚀刻步骤、或涂铺(如利用网印)聚合物蚀刻屏蔽后进行湿或干蚀刻，以电性隔离基板110的区域。此结构将配合图9-10说明于后。

第二替代的图案化太阳能电池形成工艺

图5A-5J绘示在形成接触结构至太阳能电池500的表面102的处理程序中，不同阶段的太阳能电池基板110的截面。图6绘示用来形成作用区及/或接触结构至太阳能电池的处理程序600。图6所示的程序对应图5A-5J绘示的阶段，其将说明于后。在此处理步骤组态下，方块602-610和图5A-5D所述的工艺类似上述方块202-212和图1A-1D进行的工艺，故以下不再赘述。

因此，施行方块602-610的工艺后，在方块612中，如图5E及图6所示，进行织构工艺处理基板110的反面101而形成织构表面151。在一实施例中，基板110的反面101为太阳能电池形成后适于接收太阳光的太阳能电池基板之前侧。示例织构工艺一例更详述于美国专利申请案序号12/383,350(文件编号APPM 13323)、公元2009年3月23日申请的申请案，其一并附上供作参考。又，在方块612进行的至少一部分工艺期间，利用蚀刻工艺、机械抛光、机械研磨工艺或其它类似技术，移除基板110表面102的介电特征结构111。

在方块614中，如图5F所示，形成或沉积介电层511至基板110的至少一表面。在一实施例中，介电层511为形成于含硅基板表面102上的氧化硅层。含氧化硅的介电层511可利用诸如炉膛退火工艺、快速热氧化工艺、大气压或低压CVD工艺、等离子增强CVD工艺、PVD工艺的传统热氧化工艺形成、或利用喷涂、旋涂、滚涂、网印或其它类似沉积工艺涂铺。在一实施例中，介电层511为二氧化硅层，其厚度约50埃

至约

在另一实施例中，介电层511为二氧化硅层，其厚度小于约

在一实施例中，表面102为形成的太阳能电池装置的背侧。应注意在此描述形成氧化硅型介电层并不限定本发明的范围，介电层511亦可以其它传统沉积工艺(如PECVD沉积)形成及/或由其它介电材料制成。

若钝化层未形成于太阳能电池基板的正面，则处理程序600包括一或多个步骤(即方块616)来形成硅层于其上。在一实施例中，氮化硅(SiN)钝化与抗反射层、或薄无定形硅(a-Si:H)层或无定形碳化硅(a-SiC:H)层和氮化硅(SiN)堆栈结构形成于正面101。在一实施例中，沉积层例如利用具多个支撑在适当大面积承载件上的太阳能电池基板的应用材料AKT PECVD系统施行传统化学气相沉积(PECVD)技术而得。

在方块618中，如图5G及图6所示，织构反面101后，形成正面层153至基板反面101。在一实施例中，正面层153包含透明导电氧化物(TCO)层及/或ARC层(如氮化硅)，其可利用物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)工艺或其它类似技术沉积。正面层153可以任一工艺形成且/或包含上述一或多层。

在方块620中，如图5H及图6所示，利用传统手段蚀刻形成在基板背面102的介电层511，以形成预定图案的露出区域512，其可用来构成基板表面的背侧接触结构560(图5J)。典型用来在背面102形成图案化露出区域512的蚀刻工艺包括图案化及干蚀刻技术、激光剥离技术、图案化及湿蚀刻技术、或其它可用来在沉积介电层511中形成预定图案的类似工艺，但不以此为限。露出区域512一般提供表面来电性连接基板110的背面102。

在方块620进行的一工艺实施例中，利用传统喷墨印刷、胶印、网印或其它类似工艺，选择性沉积蚀刻材料至介电层511上，并加热而形成及定义预定区域512。在一实施例中，方块620所示的蚀刻材料和图案蚀刻处理步骤与美国专利申请案序号12/274,023所述的蚀刻工艺相同，其一并附上供作参考。图5H绘示进行图6步骤602-618后形成的图案化介电层511。

如方块622所示，在一实施例中，完成方块620的工艺后，进行选择性清洁工艺处理基板110，以移除任何不当残余物及/或形成钝化表面。清洁工艺与上述图2方块202和图17E所述的清洁工艺相仿或相同。或者，可以任何其它适合方式清洁基板。

在方块624中，如图5I及图6所示，沉积导电层163覆盖基板110的表面102。在一实施例中，导电层163的形成厚度为约500埃

至约

且含有金属，例如铝(Al)、银(Ag)、锡(Sn)、钴(Co)、铼(Rh)、镍(Ni)、锌(Zn)、铅(Pb)、钯(Pd)、钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、钒(V)、钨(W)或铬(Cr)。然在一些情况下，铜(Cu)可当作第二层或后续层，其形成在适当阻障层(TiW、Ta等)上。在一实施例中，导电层163含有二层，其形成方式是先以物理气相沉积(PVD)工艺或蒸镀工艺沉积铝(Al)层161，接着以PVD工艺沉积镍钒(NiV)覆盖层162。

在方块626中，如图5J及图6所示，图案化导电层163，以电性隔离基板110的预定区域而构成内联机结构560。在一实施例中，利用一或多个激光剥离、图案化及干蚀刻、使用传统网印金属蚀刻胶或其它类似技术在导电层163中形成通道171，以电性隔离基板110的区域。通道171经对准使通道171底部对准介电层511。在一实施例中，期形成或对准通道171，以构成分离的或叉合的的电连接结构或内联机结构560来连接太阳能电池装置的预定p型或n型区。通道171可以激光剥离形成。

第三替代的图案化太阳能电池形成工艺

图7A-7L绘示在形成接触结构760至太阳能电池100的表面102的处理程序中，不同阶段的太阳能电池基板110的截面。图8绘示用来形成作用区及/或接触结构至太阳能电池的处理程序800。图8所示的程序对应图7A-7L绘示的阶段，其将说明于后。

在方块802中，如图8所示，清洁基板110的表面，以移除任何不当材料或粗糙度。在一实施例中，利用批次清洁工艺施行清洁工艺，其中基板接触清洁液。方块802采用的清洁化学剂和清洁处理步骤大致与上述步骤202所进行的工艺相同。

在方块804中，如图7A及图8所示，形成掺质层711至基板110的背面102。在一态样中，进行后续一或多个热处理步骤处理基板后，沉积的掺质层711构成重掺杂区(如p+掺杂区或n+掺杂区)于太阳能电池基板表面。沉积的掺质层711也可做为耐化学性层，当前侧织构工艺(方块808)处理基板正面101时，用以保护基板110的背侧。在此情况下，当太阳能电池之前侧区域101形成时，掺质层711还提供基板稳定的支撑表面。

在一实施例中，掺质层711为内含n型或p型掺质原子的硅酸盐玻璃材料，例如形成于基板的磷硅酸盐玻璃(PSG)或硼硅酸盐玻璃(BSG)。掺质层711可以传统旋涂、网印、喷墨印刷、喷涂、滚涂或其它类似沉积技术形成。在一实施例中，掺质层711为厚度约500埃

至约40微米(μm)的硅酸盐玻璃层。在一实施例中，掺质层711为BSG层，其沉积在n型基板110上。在另一实施例中，掺质层711为PSG层，其沉积在p型基板110上。在一实施例中，掺质层711的组成材料为：(1)对织构蚀刻工艺化学剂(步骤808)与其它清洁工艺化学剂具耐化学性、(2)可电性隔离太阳能电池装置表面102的不同区域的介电材料、以及(3)在一或多个热处理步骤期间，提供掺质材料量至基板110的表面。形成背侧接触结构时，将掺质层711沉积在正面101是有益的，因其在这些工艺的搬运过程可做为稳定的支撑表面而不会轻易被刮伤或破坏。

在方块806中，如图7B及图8所示，加热基板达高于约800℃，促使掺质层711中的掺质扩散进入基板110的表面而于基板110内形成掺杂区712。在一实施例中，在存有氮气(N₂)、氧气(O₂)、氢气(H₂)、空气或其组合物的情况下，加热基板达约800℃至约1300℃，历时约1分钟至约120分钟。掺杂区712可用来形成钝化背面点状接触太阳能电池结构的背面场扩散区。

在方块808中，进行织构工艺处理基板110的正面101而形成织构表面151(图7C)。在一实施例中，基板110的正面101为太阳能电池构成后适于接收太阳光的太阳能电池基板之前侧。举例来说，在一织构工艺中，基板浸渍于标准BOE蚀刻化学剂，接着浸渍碱性蚀刻化学剂(如氢氧化钾(KOH)化学剂)，然后浸渍稀释的HF蚀刻化学剂。在一些情况下，织构工艺类似上述一或多个工艺。

在一实施例中，如方块810和图7C所示，完成方块808施行的工艺后，进行选择性清洁工艺处理基板110。选择性清洁工艺通常用来移除任何不当残余物及/或形成钝化层于基板表面。在一实施例中，清洁工艺的施行是以清洁液湿润基板，例如SC1清洁液、SC2清洁液、稀释的HF持续型清洁液、臭氧化水溶液、稀释的氢氧化铵(NH₄OH)溶液、过氧化氢(H₂O₂)溶液、去离子(DI)水或其它适合清洁含硅基板且划算的清洁液。在一实施例中，清洁液为氢氟酸(HF)与臭氧(O₃)的混合物。清洁工艺可处理基板约5秒至约600秒，例如约30秒至约240秒，例如约120秒

在一实施例中，进行步骤802-810后，期调整掺质层711沉积工艺和各种清洁/蚀刻步骤(如组件符号808及/或810)，使部分掺质层711或掺质层711A仍留在基板表面102且掺质层具备充分的介电性质做为形成太阳能电池装置的各区域间的绝缘体。在一实施例中，残留的掺质层711A厚度为约

并由如PSG或BSG材料的硅酸盐玻璃材料组成。

若钝化层未形成于太阳能电池基板的正面，则处理程序800包括一或多个步骤来形成硅层于其上。在一实施例中，氮化硅(SiN)钝化与抗反射层、或薄无定形硅(a-Si:H)层或无定形碳化硅(a-SiC:H)层和氮化硅(SiN)堆栈结构形成于正面101，其例如利用具多个太阳能电池基板放在适当大面积承载件上的应用材料AKT PECVD系统施行传统化学气相沉积(PECVD)技术而得(即方块812)。

在方块814中，如图7E及图8所示，蚀刻残留掺质层711A，以形成预定图案的露出区域725，其可用来连接背侧接触结构760(图7L)和基板表面。典型用来在背面102形成图案化露出区域725的蚀刻工艺包括遮蔽及湿或干蚀刻工艺、激光剥离技术、或其它应用蚀刻凝胶或糊胶的图案化技术，但不以此为限。露出区域725一般提供表面来电性连接基板110的背面102。

在方块814进行的一工艺实施例中，利用传统喷墨印刷、胶印、网印或其它类似工艺，选择性沉积蚀刻材料至掺质层711A上，并加热而形成及定义露出区域725。在一实施例中，方块814所示的蚀刻材料和图案蚀刻处理步骤与上述蚀刻工艺相同。在一实施例中，蚀刻材料为含氟化铵(NH4F)材料，其调配来蚀刻掺质层711A。在一实施例中，蚀刻材料含有：200克/升(g/l)的氟化铵(NH₄F)、50g/l、分子量(MW)2000的聚乙二醇(PEG)与50g/l的乙醇、其余为DI水，体积共1公升。在另一实施例中，1公升的蚀刻材料含有：90毫升的6∶1BOE蚀刻液、5克、500MW的聚乙二醇(PEG)与5克的乙醇、其余为DI水。在一实施例中，方块620所示的蚀刻材料和图案蚀刻处理步骤与美国专利申请案序号12/274,023所述的蚀刻工艺相同，其一并附上供作参考。在一实施例中，涂铺蚀刻凝胶或糊胶至掺质层711A上，并加热达预定温度，例如250℃至400℃。在一实施例中，蚀刻材料所含掺质的掺质材料(如Al、Ga、In)不同于掺杂的掺质层711A所含掺质(如B、P)。虽然掺质层711A的含硅成分将转变成挥发性四氟化硅(SiF₄)，但所含掺质将有更高浓度的残余物或留在基板的露出表面。故在后续高温扩散步骤中(如方块822)，未蚀刻的掺质层711A内的掺质和留在蚀刻开口表面的高浓度掺质残余物均驱入太阳能电池基板。成信留在露出区域725的浓缩掺质残余物提供开口725底下的基板区域更多掺杂量。在另一实施例中，蚀刻剂配方额外添加含掺质的化合物来提高残余物浓度和触点下方的最终掺质量。在任一情况下，通常不期在进行高温驱入步骤前清洁基板，以免移除露出区域的残余掺质材料。这些实施例提出简化方式来形成与高太阳能电池效率相关的选择性射极触点。

如方块816所示，在一实施例中，进行选择性清洁工艺处理基板110，以移除任何不当残余物及/或形成钝化表面。各种清洁工艺例子描述如上且将配合图17E说明于后。

在方块818中，如图7F及图8所示，选择性沉积数个介电间隔物705至基板110的表面102，使介电间隔物705侧向或水平隔开基板表面的露出区域716和基板其它部分。在一实施例中，介电间隔物705由介电胶材组成，其利用传统网印来沉积形成区域717，其至少部分被露出区域716和介电间隔物705封住。在一实施例中，配置介电间隔物705后，加热基板达预定温度，例如约300℃至约500℃，促使介电间隔物705的材料与部分基板表面产生键结并密实形成可靠的电性与物理隔离组件。介电间隔物705亦可源自液体或类凝胶前体溶液，其可利用喷墨印刷的似图案化工艺涂铺。介电间隔物705的组成材料类似上述间隔物，例如介电间隔物305。在一实施例中，表面102的介电间隔物705高度“Z”为约0.1-50微米。

在方块820，如图7G及图8所示，沉积掺质材料731至基板110表面116的数个区域717。在一实施例中，掺质材料731为利用传统喷墨印刷、胶印、网印或其它类似工艺来沉积至一或多个区域717的材料。掺质材料731最初可为液体、糊胶或凝胶，用以形成掺杂区于基板上，其与其它侧向区域被介电特征结构705隔开。配置掺质材料731至区域717后，加热基板达预定温度，以确保掺质材料731仍留在区域717，并促使掺质材料731密实及/或与基板表面产生键结。在一实施例中，掺质材料731为凝胶或糊胶，其含有掺杂型态与基板相反的掺质。在一情况下，诸如硼(B)、铝(Al)或镓(Ga)的p型掺质配合n型基板使用。在一情况下，诸如磷(P)或砷(As)的n型掺质配合p型基板使用。在一实施例中，沉积掺质材料731至基板110的露出区域716后，加热基板达约80-400℃。在一实施例中，掺质材料731类似上述掺质材料131或132。

在一实施例中，期在施行方块822的工艺前，沉积覆盖层(未绘示)至掺质材料731上，以防掺质材料731中的挥发性成分蒸发及沉积至基板表面的不当区域。覆盖层可由类似材料组成且可利用上述一或多个工艺选择性沉积。

在方块822中，如图7H及图8所示，加热基板达高于约800℃，促使掺质材料708中的掺质元素扩散进入基板110的露出区域716而于基板110内形成掺杂区718。在一实施例中，在存有氮气(N₂)、氧气(O₂)、氢气(H₂)、空气或其组合物的情况下，加热基板达约800℃至约1300℃，历时约1分钟至约120分钟。掺杂区718用来构成点状接触型太阳能电池区域。在一实施例中，期选择能部分挥发的掺质材料731，以容许在方块822进行驱入工艺期间部分掺杂基板110的正面101。在一实施例中，掺质材料731含磷。

在方块824中，如图7I及图8所示，利用传统喷墨印刷、胶印、网印或其它类似工艺，选择性沉积蚀刻材料至部分掺质层711A上，以于掺质层711A中形成图案化与定义区域707。在一实施例中，方块824所示的蚀刻材料和图案蚀刻处理步骤与上述图案化及蚀刻工艺(如上述步骤420)相同。又，在一实施例中，完成方块824的工艺后，进行选择性清洁工艺处理基板110，以移除任何不当残余物及/或形成钝化表面。各种可用的清洁工艺例子更描述如上。

在方块826中，如图7J及图8所示，利用传统喷墨印刷、胶印、网印或其它类似工艺，沉积图案化导电材料709至基板110表面102的区域717。在一实施例中，导电材料709为金属胶，其和基板表面的其它部分由介电间隔物705隔开。在一构造中，导电材料709为含金属胶，例如铝(Al)、银(Ag)、锡(Sn)、钴(Co)、铼(Rh)、镍(Ni)、锌(Zn)、铅(Pb)、钯(Pd)、钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、钒(V)、钨(W)或铬(Cr)。然在一些情况下，铜(Cu)可当作第二层或后续层，其形成在适当阻障层(TiW、Ta等)上。

在方块828中，如图8所示，加热基板达预定温度，促使导电材料709密实及与基板表面露出区域716产生键结。在一实施例中，加热基板达约200℃至约900℃、历时约1-10分钟，以于密实的导电材料709与露出区域716表面间形成良好的奥姆触点。

在方块830中，如图7K及图8所示，沉积导电层761覆盖基板110的表面102。在一实施例中，导电层761的形成厚度为约20000埃

至约

且含有金属，例如铝(Al)、银(Ag)、锡(Sn)、钴(Co)、铼(Rh)、镍(Ni)、锌(Zn)、铅(Pb)、钯(Pd)、钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、钒(V)、钨(W)或铬(Cr)。然在一些情况下，铜(Cu)可当作第二层或后续层，其形成在适当阻障层(TiW、Ta等)上。在另一实施例中，导电层761的形成方式为利用蒸镀或物理气相沉积(PVD)工艺沉积

厚的铝(Al)层。在又一实施例中，导电层761含有二层，其形成方式是先以蒸镀或物理气相沉积(PVD)工艺沉积铝(Al)层，接着以PVD工艺沉积镍钒(NiV)、锡(Sn)、银(Ag)或其它可焊覆盖金属或合金。

在方块832中，如图7L及图8所示，图案化导电层761，以电性隔离基板110的预定区域而构成内联机结构760。在一实施例中，利用一或多个激光剥离、抛光、砂磨、遮蔽及湿或干蚀刻、或其它类似技术，以电性隔离基板110的区域。一般来说，介电间隔物705用来电性隔离相邻区域的部分导电层761。在一构造中，介电间隔物705经图案化而构成分离的或叉合的的电连接结构或内联机结构760来连接太阳能电池装置的预定p型或n型区。此结构将配合图9-10说明于后。

第四替代的图案化太阳能电池形成工艺

图11A-11H绘示在形成接触结构至太阳能电池1100的表面102的处理程序中，不同阶段的太阳能电池基板110的截面。图12绘示用来形成作用区及/或接触结构至太阳能电池的处理程序1200。图12所示的程序对应图11A-11H绘示的阶段，其将说明于后。在此处理步骤配置下，方块1202-1206进行的工艺类似上述方块202-206和图1A-1B进行的工艺，故以下不再赘述。

然在方块1206进行的一工艺实施例中，期沉积未掺杂的硅酸盐玻璃(USG)(未绘示)至第一掺质材料131上，以覆盖并防止第一掺质材料在后续一或多个热处理步骤期间蒸发及留在太阳能电池基板110表面。在一实施例中，利用喷墨印刷、胶印、网印或其它类似工艺来沉积未掺杂的硅酸盐玻璃(USG)。

施行方块1202-1206的工艺后，在方块1208中，如图11C及12所示，沉积掺质层1230至太阳能电池1100的表面102。沉积的掺质层1230有效做为蚀刻屏蔽而减少及/或避免表面102遭后续方块1212进行的织构工艺蚀刻，织构工艺用来粗糙化反面101。一般来说，掺质层1230对反面101露出材料的蚀刻选择性应相当高，以免在织构工艺期间表面102各区域的材料损失。在一实施例中，反面101的材料对掺质层1230的蚀刻选择性为至少约100∶1。在一实施例中，沉积的掺质层1230为无定形硅层，其厚度约

且含有p型掺质，例如硼(B)。在一实施例中，掺质层1230为PECVD沉积的BSG层，其沉积在太阳能电池1100的表面102。在一实施例中，掺质层1230配置成在进行后续热处理步骤后，使掺杂区的表面电阻小于约50Ω/□及/或基板表面的掺杂浓度高于约10¹⁸个原子/立方公分。

在方块1208进行的另一工艺实施例中，如图11C及12所示，沉积的掺质层1230为掺杂的无定形碳化硅(a-SiC)层，其形成在太阳能电池1100的表面102。在一实施例中，无定形SiC层是利用PECVD工艺、在约200℃的温度下形成，以减少掺质材料蒸发量，例如先前沉积的第一掺质材料131的磷。在一实施例中，掺质层1230是使用含有三甲基硼烷(TMB)、甲烷(CH₄)与氢气(H₂)的混合气体沉积。

在方块1208进行的又一工艺实施例中，如图11C及12所示，沉积的掺质层1230为掺杂的无定形硅(a-Si)层，其形成在太阳能电池1100的表面102。在一实施例中，掺杂的无定形硅层为无定形氢化硅(a-Si:H)层，其在约200℃下形成，以减少掺质材料蒸发量，例如先前沉积的第一掺质材料131的磷。在一实施例中，掺质层1230是使用含有二硼烷(B₂H₆)、硅烷(SiH₄)与氢气(H₂)的混合气体沉积。

在方块1210中，如图11D及12所示，加热基板达高于约800℃，促使第一掺质材料131中的掺质元素和掺质层1230中的掺质元素扩散进入基板110的表面116而于基板110内分别形成掺杂区1141和掺杂区1142。在一实施例中，第一掺质材料131含有n型掺质，掺质层1230含有p型掺质，分别用于基板110内形成n型区和p型区。在一实施例中，加热基板达约800℃至约1300℃，历时约1分钟至约120分钟。在一实施例中，在快速热退火(RTA)腔室且富含氮气(N₂)的环境中，加热基板达约1000℃，历时约5分钟。在一实施例中，第一掺杂区1141和第二掺杂区1142用来构成点状接触型太阳能电池区域。

在方块1210进行的另一工艺实施例中，基板扩散工艺为二步骤的扩散工艺。在第一步骤中，在富含氮气(N₂)的环境中，加热基板达约800℃，以免基板110表面露出的各组件氧化。接着，历经充足的时间后(如达到预定掺质扩散深度)，注入氮气(N₂)与氧气(O₂)混合物至扩散腔室，以于处理步骤终了前，氧化及消耗无定形SiC掺质层1230中所含的硅材料。在一实施例中，第二步骤的施行温度高于约800℃。

完成方块1210的工艺后，接着可进行选择性清洁工艺处理基板110，以移除基板表面(如表面101及/或102)的任何不当残余物。清洁工艺与上述图2方块202的清洁工艺相仿或相同。或者，可以任何其它适合方式清洁基板。

在方块1212中，进行织构工艺处理基板110的反面101而形成织构表面，其类似图11E的织构表面151。在一实施例中，基板110的反面101为太阳能电池形成后适于接收太阳光的太阳能电池基板之前侧。碱性硅湿蚀刻化学剂一般配合p型掺质层1230使用，因其对掺质层1230与反面101露出材料具高蚀刻选择性。碱性化学剂通常有益配合p型掺质层1230使用，因掺杂的p型层缺乏电子而限制其与蚀刻化学剂反应的能力。示例织构工艺一例更详述于美国专利申请案序号12/383,350(文件编号APPM13323)、公元2009年3月23日申请的申请案，其一并附上供作参考。又，在方块612进行的至少部分工艺期间，利用蚀刻工艺、机械抛光、机械研磨工艺或其它类似技术，移除基板110表面102的介电特征结构111。

在方块1213中，如图11F及12所示，利用传统手段蚀刻形成在基板背面102的掺质层1230，以形成预定图案的露出区域1235，其可用来形成基板表面的背侧接触结构160(图11H)。典型用来在背面102形成图案化露出区域1235的蚀刻工艺包括图案化及干蚀刻技术、激光剥离技术、图案化及湿蚀刻技术、或其它可用来在掺质层1230中形成预定图案的类似工艺，但不以此为限。露出区域1235一般提供表面来电性连接基板110的背面102。

在方块1214中，如图11F及12所示，织构反面101后，形成薄钝化与抗反射层153及/或透明导电氧化物(TCO)层152于其上。注意方块1212、1214完成的反面101制备也可在进行方块1204的工艺或处理程序1200的其它步骤前施行，此并不悖离本发明的基础范围。

以下方块1216-1218和图11G-11H所示的步骤类似上述方块216-218和图1G-1H进行的工艺，故于此不再赘述。

第五替代的图案化太阳能电池形成工艺

图13A-13L绘示在形成接触结构至太阳能电池1300的表面102的处理程序中，不同阶段的太阳能电池基板110的截面。图14绘示用来形成作用区及/或接触结构至太阳能电池的处理程序1400。图14所示的程序对应图13A-13L绘示的阶段，其将说明于后。图14程序并不限定本发明所述的范围，在不影响基本太阳能电池形成工艺和太阳能电池结构的一些情况下，熟谙此技艺者当可改变所述步骤顺序及/或数量。成信所述的部分实施例明显优于传统太阳能电池形成工艺，因所述处理程序不需实行微影、遮蔽、穿透屏蔽蚀刻及/或润洗步骤来形成图案化全背接触式太阳能电池结构。

在方块1402中，清洁基板110的表面，以移除任何不当材料或粗糙度。在一实施例中，利用批次清洁工艺施行清洁工艺，其中基板接触清洁液。清洁工艺与上述图2方块202的清洁工艺相仿或相同。或者，可以任何其它适合方式清洁基板。

在方块1404中，如图13A及14所示，沉积介电特征结构111至基板110的表面102。在一实施例中，介电特征结构111由介电胶材组成，其利用传统喷墨印刷、胶印、网印或其它类似工艺来沉积形成基板表面116上的区域，其彼此侧向隔开(即隔离区117)。形成介电特征结构111至基板110的工艺和其材料性质与物性类似上述图1A，故以下不再赘述。

在方块1406中，如图13B及14所示，沉积第一掺质材料1329至基板110表面116的数个隔离区117。在一实施例中，利用喷墨印刷、胶印、网印或其它类似工艺来沉积或印制预定图案的第一掺质材料1329至一或多个隔离区117。第一掺质材料1329最初可为液体、糊胶或凝胶，用以形成掺杂区，其与其它隔离区117被介电特征结构111隔开。在一些情况下，配置第一掺质材料1329至隔离区117后，加热基板达预定温度，以确保第一掺质材料1329仍留在隔离区117，并促使掺质材料1329固化、密实及/或与基板表面形成键结。在一实施例中，第一掺质材料1329为含有n型掺质的凝胶或糊胶。用于硅太阳能电池制造的典型n型掺质例如为磷(P)、砷(As)或锑(Sb)的元素。在一实施例中，第一掺质材料1329为含磷掺质糊胶，其置于基板110的表面116，且基板加热达约80℃至约500℃。在一实施例中，第一掺质材料1329含有选自由磷硅酸盐玻璃前体、磷酸(H₃PO₄)、亚磷酸(H₃PO₃)、次磷酸(H₃PO₂)及/或其各种铵盐组成群组的材料。在一实施例中，第一掺质材料1329为凝胶或糊胶，其含有约6原子％至约30原子％的磷。在一实施例中，第一掺质材料1329配置成在进行后续热处理步骤后，使掺杂区的表面电阻小于约50Ω/□及/或基板表面的掺杂浓度高于约10¹⁸个原子/立方公分。

在方块1406进行的一工艺实施例中，期沉积未掺杂的硅酸盐玻璃(USG)(未绘示)至第一掺质材料1329上，以覆盖并防止第一掺质材料在后续一或多个热处理步骤期间蒸发及留在太阳能电池基板110表面。在一实施例中，利用喷墨印刷、胶印、网印或其它类似工艺来沉积未掺杂的硅酸盐玻璃(USG)。

在另一实施例中，在方块1406中，惰性间隔物材料取代第一掺质材料1329沉积至基板110表面116的数个隔离区117。在一实施例中，惰性间隔物材料为含有未掺杂介电材料的凝胶或糊胶，例如未掺杂的硅酸盐玻璃(USG)。在一实施例中，利用喷墨印刷、胶印、网印或其它类似工艺来沉积或印制预定图案的惰性间隔物材料至一或多个隔离区117。惰性间隔物材料最初可为液体、糊胶或凝胶，用以形成掺杂区，其与其它隔离区117被介电特征结构111隔开。在一些情况下，配置惰性间隔物材料至隔离区117后，加热基板达预定温度，以确保惰性间隔物材料仍留在隔离区117，并促使惰性间隔物材料固化、密实及/或与基板表面形成键结。在一实施例中，惰性间隔物材料期由可被后续织构工艺(方块1412)蚀刻的材料所形成，以提供基板表面的露出区域以进一步处理。

施行方块1402-1406的工艺后，在方块1408中，如图13C所示，沉积掺质层1330至太阳能电池1300的表面102。掺质层1330有效做为蚀刻屏蔽而减少及/或避免表面102遭后续方块1412进行的用来粗糙化反面101的表面织构工艺蚀刻。一般来说，掺质层1330对反面101露出材料的蚀刻选择性应相当高，以免在织构工艺期间表面102各区域的材料损失。在一实施例中，反面101的材料对掺质层1330的蚀刻选择性为至少约100∶1。在一实施例中，沉积的掺质层1330为无定形硅层，其厚度约

至约

且含有p型掺质，例如硼(B)。在一实施例中，掺质层1330为PECVD沉积的BSG层，其沉积在太阳能电池1300的表面102。在一实施例中，掺质层1330配置成在进行后续热处理步骤后，使掺杂区的表面电阻小于约50Ω/□及/或基板表面的掺杂浓度高于约10¹⁸个原子/立方公分。

在方块1408进行的一工艺实施例中，沉积的掺质层1330为掺杂的无定形硅(a-Si)层，其形成在太阳能电池1300的表面102。在一实施例中，掺杂的无定形硅层为无定形氢化硅(a-Si:H)层，其在约200℃下形成，以减少掺质材料蒸发量，例如先前沉积的第一掺质材料1329的磷。在一实施例中，掺质层1330是使用含有二硼烷(B₂H₆)、硅烷(SiH₄)与氢气(H₂)的混合气体沉积。在一实施例中，沉积的掺质层1330为掺杂的无定形硅(a-Si)层，其厚度小于约

且含有p型掺质，例如硼(B)。在一实施例中，掺杂的无定形硅(a-Si)层是在处理时使用三甲基硼烷(TMB；B(OCH₃)₃)与硅烷(SiH₄)的莫耳比约20％的PECVD腔室中形成且厚度约

成信采用掺杂的无定形硅膜优于其它传统掺杂的氧化硅，因掺质原子从沉积的无定形硅膜扩散的速度远比从掺杂的氧化物膜快，故在相仿的热处理步骤期间可达更深的掺杂深度，并且在后续热处理时不会趋于混杂(intermix)氧化物与基板材料。

在方块1408进行的另一工艺实施例中，沉积的掺质层1330为掺杂的无定形碳化硅(a-SiC)层，其形成在太阳能电池1300的表面102上。在一实施例中，无定形SiC层是利用PECVD工艺、在小于约400℃的温度下形成，以减少掺质材料蒸发量，例如先前沉积的第一掺质材料1329的磷。在一实施例中，无定形SiC层是利用PECVD工艺、在小于约200℃的温度下形成。在一实施例中，掺质层1330是使用含有三甲基硼烷(TMB；B(OCH₃)₃)、硅烷(SiH₄)与氢气(H₂)的混合气体沉积。

在方块1409中，如图13C所示，沉积覆盖层1331至掺质层1330的表面。覆盖层1331有利于减少掺质层1330或第一掺质材料1329中的掺质原子在后续太阳能电池形成处理步骤期间迁移至不当的基板区域，例如正面101。在一实施例中，覆盖层1331为具足够密度和厚度的介电层，用以减少或避免覆盖层1331下层的掺质原子移动到太阳能电池的其它区域。在一实施例中，覆盖层1331包含氧化硅、氮化硅或氮氧化硅材料。在一实施例中，覆盖层1331为厚度大于约

的二氧化硅层。在一实施例中，覆盖层1331为利用PECVD工艺沉积的二氧化硅层。覆盖层1331也可由后续方块1412进行的织构工艺期间减少及/或防止表面102遭蚀刻的材料所形成。

在方块1410中，如图13D及14所示，加热基板达高于约800℃，促使第一掺质材料131中的掺质元素和掺质层1330中所含的掺质元素扩散进入基板110的表面116而于基板110内分别形成掺杂区1141和掺杂区1142。以第一掺杂区1141和第二掺杂区1142用来形成点状接触型太阳能电池区域。在一实施例中，第一掺质材料1329含有n型掺质，掺质层1330含有p型掺质，分别用于基板110内形成n型区和p型区。在一实施例中，在存有氮气(N₂)、氧气(O₂)、氢气(H₂)、空气或其组合物的情况下，加热基板达约800℃至约1300℃，历时约1分钟至约120分钟。在一实施例中，在快速热退火(RTA)腔室且富含氮气(N₂)的环境中，加热基板达约1000℃，历时约5分钟。

在方块1410进行的另一工艺实施例中，基板扩散工艺为二步骤的扩散工艺。在第一步骤中，在富含氮气(N₂)的环境中，加热基板达约800℃，以免基板110表面露出的各组件氧化。接着，历经充足的时间后(如达到预定掺质扩散深度)，注入氮气(N₂)与氧气(O₂)混合物至扩散腔室，以于处理步骤终了前，氧化及消耗无定形SiC掺质层1330中的硅材料。在一实施例中，第二步骤的施行温度高于约800℃。

在方块1412中，进行织构工艺处理基板110的反面101而形成织构表面，其类似图13E的织构表面151。在一实施例中，基板110的反面101为太阳能电池形成后适于接收太阳光的太阳能电池基板之前侧。一般来说，碱性硅湿蚀刻化学剂最好配合p型掺质层1330使用，因其对掺质层1330及/或覆盖层1331与反面101露出材料具高蚀刻选择性。碱性化学剂通常有益配合p型掺质层1330使用，因掺杂的p型层缺乏电子而限制其与蚀刻化学剂反应的能力。在一实施例中，硅湿蚀刻化学剂为添加润湿剂的碱性溶液，其在织构工艺期间保持呈约65℃至约95℃。在一实施例中，用以蚀刻硅基板的碱性溶液为水性氢氧化钾(KOH)、氢氧化钠(NaOH)、水性氢氧化铵(NH₄OH)、四甲基氢氧化铵(TMAH；(CH₃)₄NOH)或其它类似的碱性溶液，润湿剂为聚乙二醇(PEG)、十二烷基硫酸钠(SDS)、聚丙二醇(PPG)、聚乙二醇(PEG)或聚丙二醇(PPG)的共聚物。示例织构工艺一例更详述于美国临时专利申请案序号12/383,350(文件编号APPM 13323)、公元2009年3月23日申请的申请案，其一并附上供作参考。

发现实行碱性织构蚀刻工艺(如使用氢氧化钾(KOH)与聚乙二醇(PEG)蚀刻化学剂)，可轻易移除内含第一掺质材料1329的隔离区117上的掺质层1330和覆盖层1331而生成露出区域1334。露出区域1334一般为基板110的表面区域，其至少含有在方块1410的工艺期间驱入的微量n型掺质。成信在第一掺质材料1329含有n型掺质的组态中，碱性蚀刻化学剂较佳将侵蚀n型区，例如掺质层1330、覆盖层1331和基板表面(例如组件编号116)的区域，其邻接第一掺质材料1329且于扩散工艺(方块1410)时移除。在一实施例中，在方块1412进行的至少部分工艺期间，利用化学蚀刻工艺、机械抛光、机械研磨工艺或其它类似技术，移除基板110表面102的介电特征结构111。

在方块1414中，如图13F及14所示，选择性沉积掺质材料1339至基板110表面上形成的数个露出区域1334。将掺质材料1339加入露出区域1334可确保织构工艺(如方块1412)不会自露出的第一掺杂区1141移除太多n型掺质及/或在进行后续热处理步骤后，于此区域内形成预定掺杂轮廓。在一实施例中，利用上述方块1406的工艺(如喷墨印刷、胶印、网印或其它类似工艺)来沉积或印制预定图案的掺质材料1339至一或多个露出区域1334。掺质材料1339与第一掺质材料1329相同或相仿，并可利用上述方法沉积到露出区域。

然在一实施例中，掺质材料1339为含掺杂金属的墨水材料，其利用传统喷墨印刷、网印、胶印或其它类似工艺，选择性沉积在露出区域1334内。在一实施例中，含金属墨水例如为含n型掺质的镍。在一实施例中，含掺杂金属的墨水材料为含镍墨水，其含有选自由磷酸(H₃PO₄)、亚磷酸(H₃PO₃)、次磷酸(H₃PO₂)及/或其各种铵盐组成群组的材料。含掺杂金属的墨水材料通常调配来金属化基板110的露出区域1334。在一实施例中，含掺杂金属的墨水材料主要包含10克的醋酸镍(Ni(OOCCH₃)₂·4H₂O)和10克的42％次磷酸(H₃PO₂)。在一实施例中，含掺杂金属的墨水材料含有10克的醋酸镍(Ni(OOCCH₃)₂·4H₂O)、10克的42％次磷酸(H₃PO₂)、10克的聚磷酸(H₆P₄O₁₃)、3克的氟化铵(NH₄F)和2克、500MW的聚乙二醇(PEG)。在又一实施例中，含掺杂金属的墨水材料含有10克的醋酸镍(Ni(OOCCH₃)₂·4H₂O)、10克的42％次磷酸(H₃PO₂)和3克的氟化铵(NH₄F)，其用来蚀刻及清除露出区域1334。在一实施例中，含掺杂金属的墨水材料溶液期添加一定量的甲醇或乙醇。

在方块1416中，如图13G及14所示，选择性加热基板达高于约800℃，促使掺质材料1339中的掺质元素扩散进入基板110的表面116而于基板110内形成第一掺杂区1141。因此，可将第一掺杂区1141用于形成点状接触型太阳能电池的n型区。在一实施例中，掺质材料1339含有n型掺质，掺质层1330含有p型掺质，分别用于基板110内形成n型区和p型区。在一实施例中，进行方块1416的处理时，在存有氮气(N₂)、氧气(O₂)、氢气(H₂)、空气或其组合物的情况下，加热基板达约800℃至约1300℃，历时约1分钟至约120分钟。在一实施例中，在快速热退火(RTA)腔室且富含氮气(N₂)的环境中，加热基板达约1000℃，历时约5分钟。在方块1416进行的另一工艺实施例中，如同上述方块1410，基板扩散工艺为二步骤的扩散工艺。另行方块1414、1416的工艺的好处在于能在正面101形成浅掺杂区1351，因在热处理腔室(如炉腔、RTP腔室)进行方块1416的处理步骤期间，露出的掺质材料1339(如磷)蒸发而迁移到正面101。浅掺杂区1351有助于形成更有效的钝化层至基板正面101。

完成方块1402-1410或方块1402-1416的工艺后，接着在方块1418中，进行选择性清洁工艺处理基板110，以移除基板表面(如表面101及/或102)的任何不当残余物。清洁工艺与上述图2方块202的清洁工艺及/或图17E所述的清洁工艺相仿或相同。或者，可以任何其它适合方式清洁基板。

在方块1420中，如图13H及14所示，织构完反面101而形成织构表面151后，形成抗反射层154于其上。在一实施例中，抗反射层154包含薄钝化/抗反射层153(如氧化硅、氮化硅)。在一实施例中，氮化硅(SiN)钝化与抗反射层、或薄无定形硅(a-Si:H)层或无定形碳化硅(a-SiC:H)层和氮化硅(SiN)堆栈结构形成于正面101，其例如利用具多个支撑于适当大面积承载件上的太阳能电池基板的应用材料AKT PECVD系统施行传统化学气相沉积(PECVD)技术而得。在一实施例中，钝化/抗反射层153包含本质无定形硅(i-a-SiH)层及/或n型无定形硅(n-a-Si:H)层堆栈结构、接着为透明导电氧化物(TCO)层及/或抗反射涂层(ARC层)(如氮化硅)，其可利用物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(例如PECVD)工艺沉积。通常装配堆栈结构产生正面场效，以减少表面复合及促进侧向传送或电子载子移向基板背侧附近的n+掺杂触点。虽然图13H绘示抗反射层154含有薄钝化/抗反射层153和TCO层152，但此组态并不限定本发明的范围，其仅为举例说明抗反射层154实例而已。注意方块1412、1420完成的反面101制备也可在进行方块1404的工艺或处理程序200的其它步骤前施行，此并不悖离本发明的基础范围。

在方块1422中，如图13I所示，介电层1332选择性形成在表面102，以电性隔离太阳能电池装置的各种n型区与p型区。介电层1332的形成是必要的，因方块1412-1418进行工艺时，会破坏或移除至少一部分的覆盖层1331。在一实施例中，介电层1332为氧化硅层，其可利用诸如炉膛退火工艺、快速热氧化工艺、大气压或低压CVD工艺、等离子增强CVD工艺、PVD工艺的传统热氧化工艺形成、或利用喷涂、旋涂、滚涂、网印或其它类似沉积工艺涂铺。在一实施例中，介电层1332为二氧化硅层，其厚度约50埃

至约

在另一实施例中，介电层为二氧化硅层，其厚度小于约

在一实施例中，表面102为形成太阳能电池装置的背侧。应注意在此描述形成氧化硅型介电层并不限定本发明的范围，介电层1332亦可以其它传统沉积工艺(如PECVD沉积)形成及/或由其它介电材料组成。

在另一实施例中，介电层1332包含多层膜堆栈结构，例如氧化硅/氮化硅层堆栈结构(如厚度约

的氧化硅层和厚度约

的氮化硅层)、无定形硅/氧化硅层堆栈结构(如厚度约

的无定形硅层和厚度约

的氧化硅层)、或无定形硅/氮化硅层堆栈结构(如厚度约

的无定形硅层和厚度约

的氮化硅层)。在一实施例中，利用CVD工艺沉积

的无定形硅层至硅基板上、然后利用CVD或PVD工艺沉积

的氮化硅层。在另一实施例中，利用快速热氧化工艺形成的氧化硅层至硅基板上、然后利用CVD或PVD工艺沉积

的氮化硅层至氧化硅层上。适于形成无定形硅层、氮化硅或氧化硅的沉积腔室及/或工艺一例更详述于共同让渡且同在申请中的美国专利申请案序号12/178,289(代理人文件编号APPM 11079.P3)、公元2008年7月23日申请、和共同让渡的美国专利申请案序号12/202,213(文件编号APPM 12705)、公元2008年8月29日申请的申请案，二者一并附上供作参考。

在方块1424中，如图13J及14所示，利用传统手段蚀刻介电层1332、覆盖层1331及/或掺质层1330区域，以形成预定图案的露出区域1335，其可用来构成基板表面的背侧接触结构160(图13L)。典型用来在背面102形成图案化露出区域1335的蚀刻工艺包括图案化及干蚀刻技术、激光剥离技术、图案化及湿蚀刻技术、或其它可用来在覆盖层1331和掺质层1330中形成预定图案的类似工艺，但不以此为限。露出区域1335一般提供表面来电性连接基板110的背面102。用来形成一或多个图案化层的工艺一例更详述于共同让渡且同在申请中的美国专利申请案序号12/274,023(代理人文件编号APPM 12974.02)、公元2008年11月19日申请的申请案，其一并附上供作参考。

在方块1426中，如图13K及14所示，沉积导电层163覆盖基板110的表面102。在一实施例中，导电层163的形成厚度为约500埃

至约

且含有金属，例如铝(Al)、银(Ag)、锡(Sn)、钴(Co)、铼(Rh)、镍(Ni)、锌(Zn)、铅(Pb)、钯(Pd)、钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、钒(V)、钨(W)或铬(Cr)。然在一些情况下，铜(Cu)可当作第二层或后续层，其形成在适当阻障层(TiW、Ta等)上。在一实施例中，导电层163含有二层，其形成方式是先以物理气相沉积(PVD)工艺或蒸镀工艺沉积铝(Al)层161，接着以PVD工艺沉积镍钒(NiV)覆盖层162。

在方块1428中，如图13L及14所示，图案化导电层163，以电性隔离基板110的预定区域而构成内联机结构160。在一实施例中，利用一或多个激光剥离、图案化及湿或干蚀刻、或其它类似技术在导电层163中形成通道171，以电性隔离基板110的区域。通道171可以激光剥离形成。通道171经对准使通道171底部对准介电特征结构111。一般来说，期形成或对准通道171，以形成分离的或叉合的的电连接结构或内联机结构160来连接太阳能电池装置的预定p型或n型区。

第六替代的图案化太阳能电池形成工艺

图15A-15L绘示在形成接触结构至太阳能电池1500的表面102的处理程序中，不同阶段的太阳能电池基板110的截面。图16绘示用来形成作用区及/或接触结构至太阳能电池的处理程序1600。图16所示的程序对应图15A-15L绘示的阶段，其将说明于后。

在方块1602中，如图15A所示，清洁基板110的表面，以移除任何不当材料或粗糙度。在一实施例中，利用批次清洁工艺施行清洁工艺，其中基板接触清洁液。基板可以湿式清洁工艺清洁，其经喷洒、淹没或浸渍于清洁液。清洁工艺与上述图2方块202的清洁工艺相仿或相同。或者，可以任何其它适合方式清洁基板。

在方块1606中，如图15B及图16所示，沉积第一掺质材料1329至基板110表面116上形成的数个隔离区118。在一实施例中，利用喷墨印刷、胶印、网印或其它类似工艺来沉积或印制预定图案的第一掺质材料1329。第一掺质材料1329最初可为液体、糊胶或凝胶，用以形成掺杂区。在一些情况下，配置第一掺质材料1329以形成隔离区118后，加热基板达预定温度，以确保第一掺质材料1329仍留在表面116，并促使掺质材料1329固化、密实及/或与表面116产生键结。在一实施例中，第一掺质材料1329为含有n型掺质的凝胶或糊胶。用于硅太阳能电池制造的典型n型掺质例如为磷(P)、砷(As)或锑(Sb)的元素。在一实施例中，第一掺质材料1329为含磷掺质糊胶，其置于基板110的表面116，且基板加热达约80℃至约500℃。在一实施例中，第一掺质材料1329含有选自由磷硅酸盐玻璃前体、磷酸(H₃PO₄)、亚磷酸(H₃PO₃)、次磷酸(H₃PO₂)及/或其各种铵盐组成群组的材料。在一实施例中，第一掺质材料1329为凝胶或糊胶，其含有约6原子％至约30原子％的磷。在一实施例中，第一掺质材料1329配置成在进行后续热处理步骤后，使掺杂区的表面电阻小于约50Ω/□及/或基板表面的掺杂浓度高于约10¹⁸个原子/立方公分。

在方块1606进行的一工艺实施例中，期沉积未掺杂的硅酸盐玻璃(USG)(未绘示)至第一掺质材料1329上，以覆盖并防止第一掺质材料在后续一或多个热处理步骤期间蒸发及留在太阳能电池基板110表面。在一实施例中，利用喷墨印刷、胶印、网印或其它类似工艺来沉积未掺杂的硅酸盐玻璃(USG)。

在另一实施例中，在方块1606中，惰性间隔物材料取代第一掺质材料1329沉积至表面116而于基板110上形成数个隔离区118。在一实施例中，惰性间隔物材料为含有未掺杂介电材料的凝胶或糊胶，例如上述介电层111或介电间隔物305。

在方块1608中，如图15C所示，沉积掺质层1330至太阳能电池1500的表面102。掺质层1330有效做为蚀刻屏蔽而减少及/或避免表面102遭后续方块1612进行的表面织构工艺蚀刻，织构工艺用来粗糙化反面101。一般来说，掺质层1330对反面101露出材料的蚀刻选择性应相当高，以免在织构工艺期间表面102各区域的材料损失。在一实施例中，反面101的材料对掺质层1330的蚀刻选择性为至少约100∶1。在一实施例中，沉积的掺质层1330为无定形硅层，其厚度约

至约

且含有p型掺质，例如硼(B)。在一实施例中，掺质层1330为PECVD沉积的BSG层，其沉积在太阳能电池1500的表面102上。在一实施例中，掺质层1330配置成在进行后续热处理步骤后，使掺杂区的表面电阻小于约50Ω/□及/或基板表面的掺杂浓度高于约10¹⁸个原子/立方公分。

在方块1608进行的一工艺实施例中，沉积的掺质层1330为掺杂的无定形硅(a-Si)层，其形成在太阳能电池1500的表面102。在一实施例中，掺杂的无定形硅层为无定形氢化硅(a-Si:H)层，其在约200℃下形成，以减少掺质材料蒸发量，例如先前沉积的第一掺质材料1329的磷。在一实施例中，掺质层1330是使用含有二硼烷(B₂H₆)、硅烷(SiH₄)与氢气(H₂)的混合气体沉积。在一实施例中，沉积的掺质层1330为掺杂的无定形硅(a-Si)层，其厚度小于约

且含有p型掺质，例如硼(B)。在一实施例中，掺杂的无定形硅(a-Si)层是在处理时使用三甲基硼烷(TMB；B(OCH₃)₃)与硅烷(SiH₄)的莫耳比约20％的PECVD腔室中形成且厚度约

在此实施例中，莫耳比等于原子比。成信采用掺杂的无定形硅膜优于其它传统掺杂的氧化硅，因掺质原子从沉积的无定形硅膜扩散的速度远比从掺杂的氧化物膜快，故可达更深的掺杂深度，并且在后续热处理时不会趋于混杂氧化物与基板材料。

在方块1608进行的另一工艺实施例中，沉积的掺质层1330为掺杂的无定形碳化硅(a-SiC)层，其形成在太阳能电池1500的表面116。在一实施例中，无定形SiC层是利用PECVD工艺、在小于约400℃的温度下形成，以减少掺质材料蒸发量，例如先前沉积的第一掺质材料1329的磷。在一实施例中，无定形SiC层是利用PECVD工艺、在小于约200℃的温度下形成。在一实施例中，掺质层1330是使用含有三甲基硼烷(TMB；B(OCH₃)₃)、硅烷(SiH₄)与氢气(H₂)的混合气体沉积。

在方块1609中，如图15C所示，沉积覆盖层1331至掺质层1330的表面。覆盖层1331有利于减少掺质层1330或第一掺质材料1329中的掺质原子在后续太阳能电池形成处理步骤期间迁移至不当的基板区域，例如正面101。在一实施例中，覆盖层1331为具足够密度和厚度的介电层，用以减少或避免覆盖层1331下层的掺质原子移动到太阳能电池的其它区域。在一实施例中，覆盖层1331包含氧化硅、氮化硅或氮氧化硅材料。在一实施例中，覆盖层1331为厚度大于约

的二氧化硅层。在一实施例中，覆盖层1331为利用PECVD工艺沉积的二氧化硅层。覆盖层1331也可由减少及/或防止表面102遭后续方块1612进行的织构工艺蚀刻的材料所形成。

在方块1610中，如图15D及图16所示，加热基板达高于约800℃，促使第一掺质材料1329中的掺质元素和掺质层1330中的掺质元素扩散进入基板110的表面116而于基板110内分别第一掺杂区1141和第二掺杂区1142。因此，能使用第一掺杂区1141和第二掺杂区1142以形成点状接触型太阳能电池区域。在一实施例中，第一掺质材料1329含有n型掺质，掺质层1330含有p型掺质，分别用于基板110内形成n型区和p型区。在一实施例中，在存有氮气(N₂)、氧气(O₂)、氢气(H₂)、空气或其组合物的情况下，加热基板达约800℃至约1300℃，历时约1分钟至约120分钟。在一实施例中，在快速热退火(RTA)腔室且富含氮气(N₂)的环境中，加热基板达约1000℃，历时约5分钟。

在方块1611中，如图15E及图16所示，沉积蚀刻屏蔽材料1551至已沉积第一掺质材料1329的基板隔离区118上。一般来说，蚀刻屏蔽材料1551为不会被后续织构工艺使用的化学剂显著侵蚀的材料，且可于基板表面沉积成预定图案。在一实施例中，利用网印、喷墨印刷、喷涂、滚涂或其它预定工艺来沉积预定图案的蚀刻屏蔽材料1551。蚀刻屏蔽材料1551通常用来防止后续织构工艺使用的化学剂侵蚀或移除第一掺杂区1141中的所有或大部分材料(方块1610)。在一实施例中，蚀刻屏蔽材料1551为含聚硅氧材料或含聚乙烯砒啶(C₄H₉(C₆H₇N)_n)材料。在一实施例中，蚀刻屏蔽材料1551由含有约5克、分子量100000的聚乙烯砒啶、1毫升醋酸与约20克甘油的混合物组成，其加热直到产生凝胶。一般期蚀刻屏蔽材料1551由能被接续清洁工艺(方块1618)轻易移除、又不会遭后续织构工艺(方块1612)显著侵蚀的材料组成。

在一实施例中，如图15E所示，沉积蚀刻屏蔽材料1551，使其只局部覆盖第一掺杂区1141，藉此在后续织构工艺期间可移除部分第一掺杂区1141。在一组态中，第一掺杂区1141和蚀刻屏蔽材料1551均为圆形且直径分别为D₁、D₂。在一实施例中，直径D₁为约2毫米(mm)，直径D₂为约1mm，故后续织构工艺可形成蚀刻区1555(图15F及15G)。在此实施例中，蚀刻区宽度为约0.5mm且构成环状沟槽结构。蚀刻区1555的深度D₃(图15G)约为数微米，其通常形成来协助电性隔离太阳能电池1500的第一掺杂区1141和第二掺杂区1142。

在方块1612中，如图15F及图16所示，进行织构工艺处理基板110的反面101而形成织构表面151。在一实施例中，基板110的反面101为太阳能电池形成后，适于接收太阳光的太阳能电池基板之前侧。如上所述，织构工艺期间，碱性硅湿蚀刻化学剂一般配合p型掺质层1330使用，因其对掺质层1330及/或覆盖层1331与反面101露出材料具高蚀刻选择性。一般来说，由于蚀刻屏蔽材料1551的横向尺寸(如直径D₂)远大于掺质层1330的厚度(如约

)、覆盖层1331的厚度(如约

)和蚀刻区1555的深度D₃(如约5微米)，因此蚀刻屏蔽材料1551底下的第一掺杂区1141遭织构工艺移除的材料量将变得微不足道。故在一组态中，进行织构工艺后，第一掺杂区1141大多未受织构蚀刻工艺影响。

接着在方块1618中，如图15G及图16所示，完成织构工艺后，进行清洁工艺处理基板110，以移除基板表面102的蚀刻屏蔽材料1551、掺质层1330和覆盖层1331。图15G为单一第一掺杂区1141的特写侧视图，其已经方块1618的步骤清洁并具有织构工艺期间形成于基板表面的蚀刻区1555。在一实施例中，清洁工艺的施行是在进行后续沉积程序处理基板各区域前，以清洁液湿润基板来清洁基板表面。清洁工艺与上述图2方块202的清洁工艺及/或图17E所述的清洁工艺相仿或相同。或者，可以任何其它适合方式清洁基板。

在方块1620中，如图15H及图16所示，形成抗反射层154至反面101的表面151。在一实施例中，抗反射层154包含薄钝化/抗反射层153(如氧化硅、氮化硅)。在另一实施例中，抗反射层154包含薄钝化/抗反射层153(如氧化硅、氮化硅)和透明导电氧化物(TCO)层152。在一实施例中，钝化/抗反射层153包含本质无定形硅(i-a-SiH)层及/或n型无定形硅(n-a-Si:H)层堆栈结构、接着为透明导电氧化物(TCO)层及/或抗反射涂层(ARC层)(如氮化硅)，其可利用物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积工艺沉积。通常配置堆栈结构以产生正面场效，以减少表面复合及促进侧向传送或电子载子移向基板背侧附近的n+掺杂触点。

虽然图15H绘示抗反射层154包含薄钝化/抗反射层153和TCO层152，但此组态并不限定本发明的范围，其仅为举例说明抗反射层154实例而已。注意方块1612、1620完成的反面101制备也可在进行方块1604的工艺或处理程序200的其它步骤前施行，此并不悖离本发明的基础范围。

在方块1622中，如图15I所示，介电层1332形成在表面102，以电性隔离太阳能电池装置的各种n型区与p型区。形成介电层1332的材料种类和工艺更配合方块1422描述如上。

在方块1624中，如图15J及图16所示，利用传统手段蚀刻介电层1332、覆盖层1331及/或掺质层1330区域，以形成预定图案的露出区域1335，其可用来形成基板表面的背侧接触结构160(图15L)。典型用来在背面102形成图案化露出区域1335的蚀刻工艺包括图案化及干蚀刻技术、激光剥离技术、图案化及湿蚀刻技术、或其它可用来在覆盖层1331和掺质层1330中形成预定图案的类似工艺，但不以此为限。露出区域1335一般提供表面来电性连接基板110的背面102。用来形成一或多个图案化层的工艺一例更详述于共同让渡且同在申请中的美国专利申请案序号12/274,023(代理人文件编号APPM 12974.02)、公元2008年11月19日申请的申请案，其一并附上供作参考。

在方块1626中，如图15K及图16所示，沉积导电层163覆盖基板110的表面102。在一实施例中，导电层163的形成厚度为约500埃

至约

且含有金属，例如铝(Al)、银(Ag)、锡(Sn)、钴(Co)、铼(Rh)、镍(Ni)、锌(Zn)、铅(Pb)、钯(Pd)、钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、钒(V)、钨(W)或铬(Cr)。然在一些情况下，铜(Cu)可当作第二层或后续层，其形成在适当阻障层(TiW、Ta等)上。在一实施例中，导电层163含有二层，其形成方式是先以物理气相沉积(PVD)工艺或蒸镀工艺沉积铝(Al)层161，接着以PVD工艺沉积镍钒(NiV)覆盖层162。

在方块1628中，如图15L及图16所示，图案化导电层163，以电性隔离基板110的预定区域而形成内联机结构160。在一实施例中，利用一或多个激光剥离、图案化及湿或干蚀刻、或其它类似技术在导电层163中形成通道171，以电性隔离基板110的区域。一般来说，期形成或对准通道171，以形成分离的或叉合的的电连接结构或内联机结构160来连接太阳能电池装置的预定p型或n型区。

第七替代的图案化太阳能电池形成工艺

图17A-17I绘示在形成太阳能电池1500(图15及图16)的另一处理程序中，不同阶段的太阳能电池基板110的截面。如图17A-17D图所示，太阳能电池1500的形成工艺类似上述图15A-D及图16，故以下不再赘述。

进行方块1610的工艺来加热基板，使掺质元素形成基板110的第一掺杂区1141和第二掺杂区1142后，如图17E所示，进行织构工艺(如方块1612)处理基板110的反面101而形成织构表面。织构工艺可以参照上述图16方块1612说明的任何适当方式施行。在一实施例中，期使用传统物理屏蔽(如遮带(tape)或其它屏蔽材料)来降低蚀刻表面116的可能性，以确保表面116不受织构蚀刻工艺影响。在一实施例中，覆盖层1331的材料和厚度乃选择以致通过织构蚀刻工艺，第一掺杂区1141和第二掺杂区1142维持相对地不织构。在一实施例中，覆盖层1331的厚度乃选择使第一掺杂区1141及/或第二掺杂区1142遭织构工艺移除的材料量将变得微不足道。

接着在后续步骤中，完成织构工艺后，进行清洁工艺处理基板110，以移除基板表面102的掺质层1330和覆盖层1331。在一实施例中，清洁工艺的施行是在进行后续沉积程序处理基板各区域前，以清洁液湿润基板来清洁基板表面。清洁工艺类似上述图2方块202的清洁工艺。或者，使用包含臭氧(O₃)的清洁化学剂清洁基板，例如含臭氧气体、蒸气或液体。在一实施例中，基板110的正面和背面接触清洁液，其包含具蚀刻液的溶解臭氧(O₃)溶液。在一构造中，蚀刻液为含酸或碱溶液，例如含氢氟酸(HF)或氢氧化钾(KOH)溶液。在一实施例中，也可使用HF持续型清洁液或其它适合且划算的清洁液来清洁基板表面。发现用来形成掺质层1330之前体材料(如三甲基硼)常见的碳及/或氧残余材料、掺质胶组成材料及/或其它类似沉积材料会留在基板110的表面，而不当影响太阳能电池装置的电性(如载子寿命)和后续形成层的膜品质。因此，清洁工艺可移除一定量的基板表面116，以确保移除残余污染物，进而改善太阳能电池装置性能。在一实施例中，清洁工艺用来蚀刻及移除掺质层1330、覆盖层1331和含第一掺杂区1141与第二掺杂区1142的部分上表面116。在一实施例中，清洁工艺移除的部分表面116，该部份从基板表面算起少于约0.5μm，例如约0.1μm至约0.4μm，例如约0.3μm。

在另一实施例中，织构工艺(如方块1612)的化学剂浓度及/或处理时间、和覆盖层1331及/或掺质层1330的厚度配置成让方块1612进行的织构工艺能充分织构反面101、移除表面116的掺质层1330和覆盖层1331及移除部分上表面116(如少于0.5μm)。在此组态下，不需进行上述第二清洁步骤。

清洁基板表面后，如图17E所示，形成抗反射层154至反面101的表面151。在一实施例中，如上所述，抗反射层154包含薄钝化/抗反射层153(如氧化硅、氮化硅)。抗反射层154的制造工艺、膜结构和膜质量类似上述图15E图的抗反射层154。

其次，如图17F所示，介电层1332形成在表面102，以电性隔离太阳能电池装置的各种n型区与p型区。形成介电层1332的材料种类和工艺更配合方块1422或1622描述如上。

形成介电层1332至基板表面102后，如图17G所示，利用传统手段蚀刻介电层1332、覆盖层1331及/或掺质层1330区域，以形成预定图案的露出区域1335，其可用来形成基板表面的背侧接触结构160(图17I)。典型用来在背面102形成图案化露出区域1335的蚀刻工艺包括图案化及干蚀刻技术、激光剥离技术、图案化及湿蚀刻技术、或其它可用来在覆盖层1331和掺质层1330中形成预定图案的类似工艺，但不以此为限。露出区域1335一般提供表面来电性连接基板110的背面102。用来形成一或多个图案化层的工艺一例更详述于共同让渡且同在申请中的美国专利申请案序号12/274,023(代理人文件编号APPM 12974.02)、公元2008年11月19日申请的申请案，其一并附上供作参考。

蚀刻工艺后，如图17H所示，沉积导电层163覆盖基板110的表面102。导电层163可以上述任何适当方式或此技艺已知的传统方式制造。导电层163的组态类似上述图1-图16的导电层163。

形成导电层163至基板表面后，如图17I所示，图案化导电层163，以电性隔离基板110的预定区域而形成内联机结构160。在一实施例中，利用一或多个激光剥离、图案化及湿或干蚀刻、或其它类似技术在导电层163中形成通道171，以电性隔离基板110的区域。一般来说，期形成或对准通道171，以形成分离的或叉合的的电连接结构或内联机结构160来连接太阳能电池装置的预定p型或n型区。

替代的掺杂工艺

本发明的一态样包括利用介电质图案化工艺掺杂太阳能电池装置预定区域，以于部分图案化介电材料内形成重掺杂区的方法。所述技术一般用来在图案化介电层的露出区域形成重掺杂区。在一实施例中，蚀刻材料配置在部分未掺杂的介电层上，以蚀刻及形成露出区域。在一实施例中，未掺杂的介电层为毯覆层，例如形成在太阳能电池基板表面的二氧化硅材料。在一实施例中，蚀刻材料包含介电质蚀刻剂和含掺质材料。在一实施例中，蚀刻材料更含有含氟化铵(N H₄F)材料，其调配来蚀刻介电层。在一实施例中，蚀刻材料含有：200g/l的氟化铵(NH₄F)、50g/l、2000MW的聚乙二醇(PEG)与50g/l的乙醇、其余为DI水，体积共1公升。在另一实施例中，1公升的蚀刻材料含有：6∶1BOE蚀刻液、7.5％H₃PO₂、氟化铵(NH₄F)与500MW的聚乙二醇(PEG)溶于DI水。蚀刻液的添加成分通常选择能有效”润湿”介电层，同时减少可能影响介电层的形成图案的分散量。尽管聚环氧乙烷(即聚乙二醇)是材料和其它相关材料适合做为蚀刻液的界面活性剂，然其在250℃以上亦将分解成挥发性副产物，故在下一步骤加热基板后，不需后润洗步骤来清洁基板表面。

选择性沉积蚀刻材料至掺质层后，接着加热基板高达约400℃，期间介电材料大多或全部转变成挥发性蚀刻产物(即四氟化硅(SiF₄))而于未掺杂的介电层中形成露出区域，但蚀刻材料内将留下最少的挥发性掺质添加物。高浓度残余掺质原子通过在后续高温扩散步骤时将残余材料驱入底下的基板材料而有利于形成重掺杂区。

在另一实施例中，在高温扩散步骤前，涂铺蚀刻材料至含掺质的介电层上(如介电层711)，例如磷硅酸盐玻璃或硼硅酸盐玻璃层。因介电材料与蚀刻材料反应转换成SiF₄，而挥发大部分二氧化硅成分后，浓缩的掺质材料残余物将形成或留在露出表面。故在后续高温扩散步骤中，(未蚀刻)的掺质层(如BSG或PSG层)内的掺质和存在蚀刻开口表面的高浓度掺质残余物均驱入太阳能电池基板。在又一实施例中，蚀刻剂配方额外添加含掺质的化合物来提高残余物浓度和触点下方的最终掺杂差异程度。在一实施例中，蚀刻材料所含掺质的掺质材料(如Al、Ga、In)不同于掺杂的掺质层所含掺质(如B、P)。这些实施例提出简化方式来形成与高太阳能电池效率相关的选择性射极触点。

内联机结构

图9A-9C绘示外部内联机结构920的各种实施例，其通过缩短形成太阳能电池装置900上内联机结构960的导电组件所需的时间，以廉价地内接部分太阳能电池装置900。在一实施例中，内联机结构960类似上述结构160、360、560或760。图9B绘示组装的太阳能电池装置900，其中外部内联机结构920连接内联机结构960，进而形成太阳能电池至少一侧的所有预定电连接。一般来说，采用外部内联机结构920亦可减少导电层163沉积至基板表面的厚度，故有助于提高太阳能电池形成处理程序的基板产量及降低薄太阳能电池基板生成的内在或外在应力。沉积金属层在太阳能电池装置内引起的应力也会降低装置产率。

图9A绘示外部内联机结构920和太阳能电池装置900的截面，其中太阳能电池装置一侧设有内联机结构960。在一实施例中，太阳能电池装置900类似图5A-5J及图6所述的结构。一般来说，太阳能电池装置900的内联机结构960含有图案化导电特征结构901数组，其电性连接太阳能电池装置预定部分，当太阳能电池曝照太阳光时，用以承载部分产生电流。外部内联机结构920通常含有图案化金属结构921，其配置、附加或连接基板922。在一实施例中，基板922为弹性组件，用以支撑图案化金属结构921并容许附加的外部内联机结构920顺应太阳能电池装置900上的内联机结构960形状。在一实施例中，基板922为顺应聚合物材料片，例如一片聚酰亚胺材料或其它类似材料。外部内联机结构920一般设计来承载太阳能电池900曝照太阳光时产生的大量电流。

图案化金属结构921通常为导电材料，其利用PVD、CVD、网印、电镀、蒸镀或其它类似沉积技术一体形成或沉积在基板922的表面。图案化金属结构921含有金属，例如铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、锡(Sn)、镍(Ni)、锌(Zn)或铅(Pb)，且厚度为约

参照图9A及9B，先将外部内联机结构920铺设在内联机结构960上、接着施予足够热量让图案化金属结构921的导电部分与内联机结构960产生键结，以连接外部内联机结构920和内联机结构960。在一实施例中，焊料型材料配置在图案化金属结构921表面或内联机结构960间，以形成可靠的电触点连接这些组件。连接时，如图9A所示，外部内联机结构920定位及对准太阳能电池基板，故当外部内联机结构920和内联机结构960相连在一起时，可依需求连接太阳能电池装置。

图9C为外部内联机结构920的一实施例的平面图，其中单独的图案化金属结构921形成叉合图案，以个别连接太阳能电池装置的n型区和p型区。在一实施例中，如图9C所示，图案化金属结构921各组件连接总线线，例如总线线923、924。在此构造中，总线线923、924按尺寸收集通过太阳能电池装置各区域的图案化金属结构921接线的电流。

替代内联机结构

图10A-10D绘示外部内联机结构1020的各种实施例，其通过缩短形成太阳能电池装置1000上内联机结构1060的导电组件所需的时间，以廉价地互接部分太阳能电池装置1000(图10B)。在一实施例中，内联机结构1060类似上述结构160、360、560或760。图10A为外部内联机结构1020的平面图，其由导电组件1021数组形成，导电组件1021形成预定图案来匹配太阳能电池装置1000的内联机结构1060。在一实施例中，导电组件1021形成金属网筛连接内联机结构1060的表面，以承载太阳能电池装置产生的大量电流。一般来说，采用外部内联机结构1020可减少导电层163沉积至基板表面的厚度，故有助于提高太阳能电池形成处理程序的基板产量、提升沉积材料利用率及降低薄太阳能电池基板产生的内在或外在应力。沉积金属层在太阳能电池装置内引起的应力也会降低装置产率。

图10B绘示外部内联机结构1020的截面，其中导电组件1021用来接触内联机结构1060的导电层163的预定部分。在一实施例中，导电组件1021利用配置于导电组件1021与导电层163间的焊料而连接至导电层163。在另一实施例中，部分导电组件1021焊接导电层163而形成预定电连接。在一例子中，导电组件1021在多点1022处点熔接导电层163(图10A)。在此情况下，期以兼容及/或可焊材料来形成导电组件1021和导电层163。在一实施例中，导电组件1021和导电层163由铝、铜、银、镍、锡或锌材料(或其合金)所形成或覆盖，该等材料能很容易地被激光光束在遍及太阳能电池装置表面的各点1022上焊接在一起。

参照图10C，在一实施例中，内联机结构1060的n型区和p型区个别连接二电性隔离导电组件1021A、1021B。在此情况下，隔离导电组件1021A连接太阳能电池装置的一区域，隔离导电组件1021B则连接太阳能电池装置1000的另一区域。在一实施例中，隔离导电组件1021A和隔离导电组件1021B利用连接或固定于导电组件1021A、1021B的绝缘板1024A、1024B电性隔离彼此与其它外部装置(未绘示)。绝缘板1024A、1024B可由聚酰亚胺材料薄片组成，例如聚酰亚胺板。虽然图10C以类似太阳能电池装置700(图7L)的太阳能电池装置描绘外部内联机结构1020的不同态样，但此构造并不限定本发明的范围。

在一实施例中，绝缘板1024A、1024B具有数个标示特征结构1023(图10A及10C)，用以对准导电组件1021A、1021B和内联机结构1060的预定区域。在一实施例中，标示特征结构1023为形成于绝缘板1024A内的孔洞，适于匹配介电间隔物705以将绝缘板1024A与导电组件1021A对准至导电层163的预定区域。在此组态中，绝缘板1024B接着定位以匹配导电材料709来连接内联机结构1060的这些区域。

图10D为二太阳能电池装置1000A、1000B的截面图，其利用导电组件1021A、1021B互相串联或并联。在此情况下，很容易互接二或多个太阳能电池装置。在一实施例中，附加至太阳能电池装置1000A接面的导电组件1021连接第二太阳能电池装置1000B的相反型态接面，因而在二太阳能电池间形成串联电连接。在一实施例中，如图10D所示，太阳能电池装置1000A的导电组件1021A连接导电组件1021B，其连接太阳能电池装置1000B的预定部分。

用于太阳能电池装置制造的示例设备和生产线

图18A图为根据本发明一实施例的太阳能电池生产线1800的平面图。生产线1800包括测试器1802，用以接收及测试待装载到生产线1800处理的基板。在一实施例中，测试器1802检视、测试及分析基板，以判断基板是否已备好处理。以基板测试器1802检视或测试基板后，接着将基板传送到第一基板装载机1804A，用以接收及定向基板以备好供附加处理腔室处理。在图18A所示的实施例中，第一基板装载机1804A耦接湿式处理腔室1812A，以将基板传送到湿式处理腔室1812A进行清洁工艺，例如方块1602的工艺。清洁处理基板表面后，如图18A所示，利用第一卸载机1806A卸载基板，卸载机1806A接收来自湿式处理腔室1812A的基板及利用数个传送输送器1810将基板传送到其它沿着生产线1800的路径”P”配置的处理模块。在选择性进行清洁工艺处理基板的实施例中，可传送基板通过第一基板装载机1804A、湿式处理腔室1812A和第一卸载机1806A而至后续处理模块，例如定位以装载激光扫描/处理工具1814的第二基板装载机1804B。或者，若此阶段不需要清洁工艺，则可自生产线1800移除湿式处理腔室1812A和第一组基板装载机1804A与卸载机1806A。基板装载机1804A与卸载机1806A的示例构造将参照图20说明于下。

其次，将基板传送到第二基板装载机1804B，以依需求进行不同工艺处理基板。激光扫描/处理工具1814耦接第二基板装载机1804B。激光扫描/处理工具1814提供激光源来发射电磁辐射至基板表面而于基板表面生成参考标记，在后续工艺中，参考标记可用来判断基板110的精确位置。激光扫描/处理工具1814接着依工具1814制订的预定图案移除基板上的部分层。在一实施例中，配置在激光扫描/处理工具1814的激光源采用掺钕钒酸盐(Nd:YVO₄)源、红外线(IR)源或任何其它具预定波长来检视、图案化或处理基板的适合激光源。图案化后，在进一步处理前，使用选择性检视装置(未绘示)依需求检视基板110的图案化表面。

以激光扫描/处理工具1814处理完基板后，接着将基板传送到第一网印系统1816A，以印刷或黏贴预定图案至基板表面。网印系统1816的详细组态和功能将参照图19A-19B说明于下。其次，将基板传送到第一干燥腔室1820A，使基板上的丝网图案变干。干燥腔室1820A的详细构造将参照图19D说明于下。在一实施例中，整合干燥腔室1820A和网印系统1816的工艺，例如美国加州圣克拉拉的应用材料公司所属Baccini S.p.A.部门制造的Softline^TM工具。接着，更将基板传送到第二网印系统1816B和第二干燥腔室1820B，以印刷及形成预定图案至基板上。第二网印系统1816B包括对准装置1898，用以对准及侦测基板的精确位置或先前沉积图案，进而对准基板上的网印图案。在第二网印系统1816B进行第二印刷工艺后，将基板传送到第二干燥腔室1820B，使基板上的丝网图案变干，类似第一干燥腔室1820A配置。注意网印系统1816A、1816B和干燥腔室1820A、1820B的数量可依需求改变。印刷及干燥后，将基板传送到基板卸载机1806B，以卸载基板及传送到生产线1800之后续处理模块供进一步处理。

接着将基板传送到第三基板装载机1804C，其耦接设于生产线1800的第一沉积腔室1722A。在一实施例中，第一沉积腔室1722A包含一或多个化学气相沈积(CVD)腔室、一或多个PVD腔室、一或多个退火腔室及/或任何其它可沉积材料层或处理基板的适合腔室。在一实施例中，第一沉积腔室1722A为丛集工具，设有数个能沉积一或多个预定层至基板表面的等离子增强化学气相沈积(PECVD)腔室1723A。适合的等离子增强化学气相沈积腔室可取自位于美国加州圣克拉拉的应用材料公司。应理解其它诸如热线化学气相沈积(HWCVD)腔室、低压化学气相沈积(LPCVD)腔室、物理气相沈积(PVD)腔室、蒸镀的沈积腔室、或其它包括其它制造商提供的类似装置也可用来实施本发明。形成预定膜层至基板表面后，利用第三基板卸载机1806C自第一沉积腔室1722A卸载基板，并送回传送输送器1810，藉此可将基板传送到生产线1800的下一处理模块。

其次，沿着预定路径“P”将传送输送器1810上的基板传送到设于生产线1800的第二湿式处理腔室1812B。利用第四基板装载机1804D将基板装载至第二湿式处理腔室1812B。第二湿式处理腔室1812B进行预定清洁工艺后，自基板卸载机1806D卸载基板，此构造类似上述第一基板装载机1804A、第一湿式处理腔室1812A和第一基板卸载机1806A。

其次，更将基板传送到配置于生产线1800上第二湿式处理腔室1812B下游的热处理腔室1824。类似上述装载/卸载构造，利用与的相连的第五基板装载机1804E将基板装载至热处理腔室1824，并利用第五基板卸载机1806E自热处理腔室1824卸载基板。热处理腔室1824可为任何能以预定温度提供基板表面热量的适合热系统类型。在一实施例中，热处理腔室1824为加热腔室，其以高于约500℃的温度提供基板表面热量，例如高于约700℃(如高于约800℃)。如图1-17相关的太阳能电池制造方法所述，热处理腔室1824提供的热量有助于驱入及使先前沉积于基板表面的掺质元素(源自先前网印系统1816A、1816B和沉积腔室1722A提供的图案和沉积层)扩散到基板内的预定深度而于基板内形成掺杂区。在一实施例中，热处理腔室1824为快速热处理(RTP)腔室。或者，热处理腔室1824可为任何此技艺熟知的适合热处理腔室类型。

在热处理腔室1824进行热处理后，接着将基板传送到第三湿式处理腔室1812C，以清洁及/或织构基板的正面及/或反面。如同第一和第二湿式处理腔室1812A、1812B所述，利用第六基板装载机1804F将基板装载至第三湿式处理腔室1812C，并利用第六基板卸载机1806F自第三湿式处理腔室1812C卸载基板，此将参照图20说明于下。第三湿式处理腔室1812C进行的清洁工艺可用来清洁基板上的污染物、掺质残余物和其它杂质来源。发现用来形成掺质层之前体材料(如三甲基硼)常见的碳及/或氧残余材料、掺质胶组成材料及/或其它类似沉积材料会留在基板的表面，而不当影响太阳能电池装置的电性(如载子寿命)和后续形成层的膜品质。故第三湿式处理腔室1812C进行的清洁工艺特别配置以清洁留在基板表面的氧及/或碳残余物。或者，也可依需求使用不同的清洁液来清洁其它种类的表面污染物、残余物或杂质。在一实施例中，用于第三湿式处理腔室1812C的清洁液包含采用含臭氧气体、蒸气或液体、臭氧化水溶液、储槽供应的溶解臭氧(O₃)溶液或其它适合清洁基板正面与反面的含臭氧(O₃)材料。另外，也可使用HF持续型清洁液或其它适合且划算的清洁液来清洁基板表面。

在第三湿式处理腔室1812C进行清洁工艺后，接着将基板传送到第二沉积腔室1722B，以沉积介电层至基板的第一表面(即正面)，例如钝化层。在一实施例中，利用第七基板装载机1804G和第七基板卸载机1806G来装载及卸载第二沉积腔室1722B的基板。第二沉积腔室1722B可为丛集工具，设有数个能沉积一或多个预定层至基板表面的等离子增强化学气相沈积(PECVD)腔室。适合的等离子增强化学气相沈积腔室可取自位于美国加州圣克拉拉的应用材料公司。应理解其它诸如热线化学气相沈积(HWCVD)腔室、低压化学气相沈积(LPCVD)腔室、物理气相沈积(PVD)腔室、蒸镀的沈积腔室、或其它包括其它制造商提供的类似装置也可用来实施本发明。

形成预定膜层至基板的第一表面后，接着将基板传送到配置于生产线1800上第二沉积腔室1722B下游的第三沉积腔室1722C。第三沉积腔室1722C与上述第一和第二沉积腔室1722A、1722B相仿或相同。在第三沉积腔室1722C进行沉积工艺前，翻转基板，以沉积基板的第二表面(即反面)。利用设于生产线1800上第八基板装载机1804H和卸载机1806H附近的翻转机构1834来翻转基板。基板经翻转后可沉积背面钝化层至基板的第二表面。注意第二沉积腔室1722B和第三沉积腔室1722C的顺序可相反或按任一顺序重新排列，如同基板第一或第二表面的形成膜层可依需求按任一顺序沉积。在一实施例中，如同上述第一和第二沉积腔室1722A、1722B，第三沉积腔室1722C为丛集工具，设有数个能沉积一或多个预定层至基板表面的等离子增强化学气相沈积(PECVD)腔室1723C。因此其它诸如热线化学气相沈积(HWCVD)腔室、低压化学气相沈积(LPCVD)腔室、物理气相沈积(PVD)腔室、蒸镀的沈积腔室、或其它包括其它制造商提供的类似装置也可用来实施本发明。

形成钝化层至基板的第一和第二表面后，接着将基板送回设于生产线1800的传送输送器1810。传送输送器1810随后承载基板至下一处理模块。接着将基板传送到第九基板装载机1804I，以将基板装载至第三网印系统1816C而施行网印工艺。在此特殊组态中，此步骤采用的印刷材料、墨水、凝胶或糊胶为可印制或配置到基板表面的蚀刻材料。沉积预定图案的蚀刻材料至基板表面后，接着将基板传送到配置于第三网印系统1816C下游的第三干燥腔室1820C并加热的。在第三干燥腔室1820C中，加热基板达约200℃-300℃，使蚀刻材料中的化学剂蚀刻基板表面的膜层而形成预定图案于其上。在一实施例中，第三网印系统1816C和干燥腔室1820C采用的蚀刻材料和蚀刻处理步骤类似上述图1-17的处理步骤。在网印系统1816C和干燥腔室1820C进行印刷及干燥工艺后，以配置于生产线1800上干燥腔室1820C下游的润洗工具1826A进行选择性润洗工艺。

自第九基板卸载机1806I卸载基板后，接着将基板传送到金属沉积腔室1828，以形成导电层至基板表面。利用第十基板装载机1804J和第十基板卸载机1806J来装载及卸载金属沉积腔室1828的基板。金属沉积腔室1828可为ATON^TM PVD 5.7工具，其可取自美国加州圣克拉拉的应用材料公司，其中如上所述，一或多个处理步骤施行来沉积导电层至基板表面。

以金属沉积腔室1828形成导电层至基板表面后，接着将基板传送到最后一组网印系统1816D和干燥腔室1820D(图18A的第四组)，以进行最终金属印刷工艺处理基板表面。材料接着涂铺至基板表面而于基板表面形成预定特征结构和结构，以完成太阳能电池装置制造工艺。网印系统1816D和干燥腔室1820D施行的网印工艺和干燥工艺类似上述第一、第二与第三网印系统(1816A-1816C)和干燥腔室(1820A-1820C)。印刷及干燥后，将基板传送到位于干燥腔室1820D旁的第二润洗工具1826B，以依需求润洗基板表面。

完成处理基板后，将基板传送到电池测试器1830和电池分类器1832，以进行最终测试与检视工艺，进而完成太阳能电池装置制造工艺。基板测试是以自动化方式测试及分析基板上各个太阳能电池装置区域。完成测试及分析后，将基板移开生产线1800。

在一示例实施例中，形成太阳能电池装置至图17A-17I基板的方法采用图18A的生产线1800。如上所述，将基板传送到生产线1800后，以第一湿式清洁腔室1812A施行清洁及/或织构工艺处理基板。清洁后，以第一网印系统1816A及/或第二网印系统1816B形成第一掺质材料1329(图17B)，然后以第一或第二干燥腔室1820A、1820B干燥的。其次，将基板传送到第一沉积腔室1722A，以在第一沉积腔室1722A(图18A)中形成掺质层1330和覆盖层1331(图17C)。沉积掺质层1330和覆盖层1331至基板表面后，以第二湿式处理腔室1812B(图18A)施行选择性清洁工艺清洁基板表面。选择性清洁工艺后，接着将基板传送到热系统1824(图18A)，以加热基板。传递至基板表面的热量扩散及驱使第一掺质材料1329和掺质层1330中的掺质进入基板表面(图17D)。在热系统1824进行热处理后，以第三湿式清洁腔室1812C(图18A)施行湿式清洁工艺处理基板表面，以依需求移除上掺质层1330和覆盖层1331(图17E)。移除上掺质层1330和覆盖层1331时，可依需求织构基板背面。其次，将基板传送到第二沉积腔室1722B(图18A)和第三沉积腔室1722C(图18A)，以沉积正面钝化/抗反射层1332及/或背面钝化/抗反射层154至基板表面(图17E及17F)。其次，更将基板传送到另一组网印系统1816C和干燥腔室1820C(图18A)，以形成特征结构、蚀刻结构和印制图案而于基板表面形成预定装置(图17G)。印刷及/或凝胶蚀刻后，接着将基板传送到金属沉积腔室1828(图18A)，以形成导电层163至基板表面(图17H)。在最后的步骤中，形成导电层163至基板表面后，更将基板传送到最后一组网印系统1816D和干燥腔室1820D(图18A)，以依需求形成、印刷及蚀刻导电层163上的结构、特征结构和图案(图17I)而形成太阳能电池装置。完成所有基板表面处理后，以电池测试器1830和电池分类器1832(图18A)进行最终测试及分类基板。

图18B绘示根据另一实施例的太阳能电池生产线1850，用以形成上述图1-17的太阳能电池。类似图18A所述的组态，生产线1850包括基板装载机1804L、激光扫描/处理工具1814、第一组网印系统1816E和干燥腔室1820E、和第二组网印系统1816F和干燥腔室1820F，以形成预定图案、特征结构、布局和结构至基板表面。形成预定图案至基板表面后，接着利用基板卸载机1806L卸载基板并利用传送输送器1810传送到沉积腔室1722D来沉积膜，类似图18A所配置。生产线1850包括基板装载机1804M和基板卸载机1806M，用以装载及卸载沉积腔室1722D的基板。形成预定膜至基板上后，接着将基板传送到任一配置在生产线1850的适合模块1852。模块1852可包括任何数量的网印工具和干燥腔室、沉积腔室(如CVD、PVD、电镀或任何其它适合腔室)、湿式处理腔室、激光工具、润洗槽、测试器、分类器、加热系统、研磨工具、或任何其它具任一构造且按任何顺序配置于生产线1850的适合处理工具，以形成预定太阳能电池装置至基板表面。

图19A及19B分别为网印系统1900的一实施例的立体视图和平面视图，其配合本发明实施例使用，以形成预定图案的金属触点至太阳能电池基板1996的表面。在一实施例中，系统1900包含送进输送器1911(如图18A传送输送器1810的一部分)、旋转致动器构件1930、网印腔室1902和送出输送器1912(如图18A传送输送器1810的另一部分)。送进输送器1911经配置以接收来自输入装置(如输入输送器1913)的基板(即图19B的路径“P”)及将基板1996传送到耦接旋转致动器构件1930的印刷巢套1931。送出输送器1912经配置以接收来自耦接旋转致动器构件1930的印刷巢套1931的处理基板1996及将基板1996传送到基板移除装置，例如出口输送器1914(即图19B的路径“P”)。输入输送器1913和出口输送器1914可为自动化基板搬运装置，其为大型生产线的一部分，例如生产线1800的传送输送器1810。数个网印系统1900(如图18A系统1816A、1816B)由配置于二者间的干燥腔室1820A相连。注意为简化说明，图19A图仅绘示图18A生产线的一部分。其它不同类型的网印系统、沉积工具、干燥腔室或任何适合腔室、站和工具也可依需求设置成系统1900的部件。

利用旋转致动器(未绘示)和系统控制器1901使旋转致动器构件1930绕着轴“F”旋转及倾斜定位，如此可选择性将印刷巢套1931倾斜定位于系统1900内(如图19B路径“D₁”和“D₂”)。旋转致动器构件1930还具有一或多个用以协助控制印刷巢套1931的支撑组件或其它用来在系统1900中进行基板处理程序的自动化装置。

在一实施例中，旋转致动器构件1930包括四个印刷巢套1931或基板支撑件，其在网印腔室1902内进行网印工艺时支撑基板1996。图19B绘示旋转致动器构件1930的位置，其中一印刷巢套1931设在位置“1”，以接收来自送进输送器1911的基板1996，另一印刷巢套1931设在网印腔室1902内的位置“2”，让另一基板1996的表面接受网印图案，又一印刷巢套1931设在位置“3”，以将处理基板1996传送到送出输送器1912，再一印刷巢套1931设在位置“4”，其处于位置“1”与位置“2”之间。

如图19C所示，印刷巢套1931一般包含输送器构件1939，其具有馈线轴1935、卷线轴1936、滚轴1940和一或多个致动器1948，其耦接馈线轴1935及/或卷线轴1936，用以馈送及保持支撑材料1937放置越过平台1938。平台1938一般具有基板支撑面，网印腔室1902进行网印工艺时，其上放置基板1996和支撑材料1937。在一实施例中，支撑材料1937为多孔材料，当传统真空产生装置(如真空泵、真空抽气器)施加真空至支撑材料1937对侧时，藉以保持配置在支撑材料1937一侧的基板1996留在平台1938上。在一实施例中，真空施加至平台1938的基板支撑面1938A的真空端口(未绘示)，使得基板“夹持”在平台的基板支撑面1938A。在一实施例中，支撑材料1937为可蒸发材料，其例如由卷烟用蒸发纸或其它类似材料组成，例如具同样功能的塑料或纺织材料。在一实施例中，支撑材料1937为不含苯线的卷烟纸。

在一组态中，致动器1948耦接或适于啮合馈线轴1935和卷线轴1936，藉以精确控制定位于支撑材料1937上的基板1996在印刷巢套1931内移动。在一实施例中，馈线轴1935和卷线轴1936各自适于接收一段长度的支撑材料1937相对末端。在一实施例中，每一致动器1948含有一或多个驱动轮1947，其耦接或接触定位于馈线轴1935及/或卷线轴1936上的支撑材料1937表面，以控制支撑材料1937越过平台1938的动作和位置。

在一实施例中，系统1900包括检视构件1998，适于检视设于位置”1的印刷巢套1931的基板1996。检视构件1998包括一或多个照相机1921，用以检视设于位置“1”的印刷巢套1931的送进或处理基板1996(图19B)。在此组态中，检视构件1998包括至少一照相机1921(如电荷耦合组件(CCD)照相机)和其它电子组件，其能检视及将检视结果传递到系统控制器1901，进而分析基板1996在印刷巢套1931上的方向和位置。在一实施例中，检视构件1998用来分析先前印制于基板1996的图案方向和位置。在另一实施例中，检视构件1998包含光学检视系统。

网印工艺期间，网印腔室1902适于沉积预定图案的材料至放在位置“2”的印刷巢套1931上的基板1996表面。在一实施例中，网印腔室1902包括数个致动器，例如致动器1902A(如步进马达或伺服马达)，其联系系统控制器1901且用来调整网印腔室1902内网印屏蔽1902B(图19B)相对待印刷基板1996的位置及/或角度方向。在一实施例中，网印屏蔽1902B为具数个诸如孔洞、狭缝或其它开孔的特征结构1902C贯穿的金属片或板，用以定义图案和网印材料(即墨水或糊胶)于基板1996表面的布置。一般来说，利用致动器1902A和系统控制器1901接收自检视构件1998的信息将网印屏蔽1902B定向在基板表面的预定位置，可使沉积在基板1996表面的网印图案以自动方式对准基板1996。在一实施例中，网印腔室1902适于沉积含金属或介电质的材料至太阳能电池基板，其宽度约125mm至156mm、长度约70mm至156mm。在一实施例中，网印腔室1902适于沉积含金属胶至基板表面，以于基板表面形成金属接触结构。在一实施例中，网印腔室1902用来沉积上述第1-17图的蚀刻材料、掺质材料、介电材料及/或金属材料。

系统控制器1901协助网印系统1900的控制及自动化，且包括中央处理单元(CPU)(未绘示)、内存(未绘示)和支持电路(或I/O)(未绘示)。CPU可为任一型式的计算机处理器，其可用于工业设定来控制不同的腔室工艺与硬件(如输送器、光学检视构件、马达、流体输送硬件等)，及监测系统与腔室工艺(如基板位置、工艺时间、侦测讯号等)。内存连接CPU，且可为一或多种容易取得的内存，例如随机存取内存(RAM)、只读存储器(ROM)、软盘、硬盘、或任何其它近端或远程的数字储存器。软件指令与数据可加以编码及存入内存，用以指示CPU。支持电路亦可连接CPU，以通过传统方式支持处理器。支持电路包括高速缓冲储存器、电源供应器、时钟电路、输入/输出电路、次系统等。系统控制器1901可读取的程序(或计算机指令)决定施行于基板的任务。较佳地，程序为系统控制器1901可读取的软件，其包括至少产生及储存基板位置信息的编码、各种控制组件的移动顺序、基板光学检视信息、或其组合物。在本发明的一实施例中，系统控制器1901包括图案辨识软件，用以辨识重掺杂区及/或对准标记的位置。

图19D大致绘示设在干燥腔室1820(图18A-18B及19A干燥腔室1820A-1820E)内的热系统2001实施例，其配置于网印系统1816A、1816B之间。干燥腔室1820一般含有处理区2002，其中能量从热系统2001传递到定位其内的一或多个基板，以干燥一或多个基板表面的沉积材料。在一实施例中，沉积材料为含铝(Al)胶，例如无铅的铝金属陶瓷胶(如Al金属陶瓷6214)，其常用于太阳能电池生产工艺来形成结晶太阳能电池基板上的背侧触点。在另一实施例中，沉积材料为用于太阳能电池前侧的银(Ag)胶(如DuPont^TM制造的PV 156)或用于太阳能电池背侧的银/铝(Ag/Al)胶(如DuPont^TM制造的PV 202)。

热系统2001一般包含辐射加热构件2004和对流加热构件2003，其一起用来快速干燥基板表面的沉积材料。在此组态中，可个别控制对流和辐射热传模式，以于干燥工艺期间达到预定热力曲线(如温度对时间)而增进产量及减少能量消耗。在一实施例中，干燥工艺的基板温度达约150℃至约300℃。一般期不超过沉积材料的黏着剂分解的温度(如300-350℃)，以免破坏基板上的形成图案。

在一组态中，如图19D所示，一或多个基板依循路径“D”传送通过处理区2002。辐射加热构件2004一般含有一或多个电磁能传递装置，以于基板通过处理区2002时，提供基板能量。在一实施例中，电磁能传递装置包含一或多个照灯2004A，适于及/或选择以传递一或多个预定波长的辐射至基板。出自辐射加热构件2004的辐射能波长一般选择能让基板表面的沉积材料吸收。但若处理基板(如半导体基板、太阳能电池或其它类似装置)的热预算为一大问题，则期限制传递至基板的辐射能波长，使辐射能优先被沉积材料吸收、而非基板组成材料。在一实施例中，若基板由含硅(Si)材料组成，则照灯2004A传递的能量波长经调整或过滤使得大于硅吸收边缘的波长(一般为约1.06微米)才能传递，藉以减少硅基板吸收的能量。

在一实施例中，辐射加热构件2004传递的光波长经选择及/或调整用于各种基板和基板表面的各种沉积材料，以改善传递能量的吸收及干燥沉积材料的工艺。在一实施例中，照灯2004A为红外线(IR)灯，其最高操作温度约1200℃-1800℃、最大发射功率的波长大于约1.4微米。在一实施例中，照灯2004A为双灯丝5千瓦(kW)快中波IR灯，其长度约1公尺且可取自德国Hanau的Heraeus Nobelight GmbH。在一些情况下，期通过调整传递至照灯的功率和照灯的灯丝温度(如韦恩定律(Wien′s Law))，以调整照灯2004A的发射辐射波长。因此，利用系统控制器1901、耦接照灯2004A的电源供应器(未绘示)和对基板表面的沉积材料光吸收特性的了解，可调整照灯2004A传递的能量波长而改善干燥工艺。

对流加热构件2003一般包含流体输送装置2029、气室2045和气体加热构件2040。故通过引导流体输送装置2029供应的气体通过加热构件2040并经过基板表面，可加热配置于处理区2002的基板。在一实施例中，流体输送装置2029为交流(AC)风扇，其输送预定流速的气体通过辐射加热构件2004且进入处理区2002(参见路径“B”)。

气体加热构件2040一般包含一或多个设在加热区域2041的电阻式加热组件，其适于加热流体输送装置2029输送的气体。离开气体加热构件2040的气体温度可由传统加热组件温度控制器2042、一或多个传统温度感测装置(未绘示)、设在加热区域2041的电阻式加热组件(未绘示)、和系统控制器1901送出的指令控制。在一实施例中，气体加热构件2040出口的气体温度控制在约150℃至约300℃之间。

气室2045通常为封闭区，其引导流体输送装置2029输送的气体通过气体加热构件2040、进入气室出口区段2043、然后流过处理区2002。在一实施例中，气室2045还含有气室入口区段2044，其适于接收流过处理区2002的气体而提供气体返回或再循环路径，如此可收集及重复利用加热气体(如空气)。

在对流加热构件2003的另一实施例中，如图19D所示，自处理区2002返回(即路径A₅、A₆)的气体不再循环。在此组态中，离开流体输送装置2029的气体(如路径”B”)在输送通过气体加热构件2040和处理区2002前，进入入口气室2049A、流过数个热交换管2048、然后进入出口气室2049B。热交换管2048一般是密封的，如此依循路径“B”流动的气体将通过管内区域2048A，且不与自处理区2002返回的气体混合。在一组态中，自处理区2002返回的气体在经由端口口2047排出热系统2001前，沿着路径A₅、A₆经过热交换管2048的外表面。故利用热控制器2031控制热交换管2048的温度，可预热从流体输送装置2029流向气体加热构件2040的气体及冷却自处理区2002返回的气体，以移除任何挟带的挥发性成分。在气体进入气体加热构件2040前预热气体亦有助于提高气体加热效率及减少干燥腔室进行干燥工艺时的消耗功率。热控制器2031一般适于维持热交换管2048表面(即热交换表面2032)的温度低于输送到处理区2002的加热气体温度(如低于219℃)，以凝结及移除沿着路径A₆流动的气体挟带的任何挥发性成分。在一实施例中，热交换表面2032的温度维持在约40℃至约80℃之间，以凝结再循环气体挟带的蒸发材料。因重力所致，凝结于热交换管2048的挥发性成分将流向(即路径“C”)且聚集在气室2045的流体收集区2033内。流体收集区2033含有一或多个排泄口，用以将收集的蒸气材料输送到废物收集系统(未绘示)。由于能量消耗往往是太阳能电池装置生产成本的重要因素，故进行所述预热及/或再循环气体的方法有助于降低网印生产线的拥有成本和装置的制造成本。

图20为图18A太阳能电池生产线1800的局部平面图，包括配置于基板装载机1804J与基板卸载机1806J间的金属沉积腔室1828。金属沉积腔室1828由传送输送器1810耦接基板装载机1804J和基板卸载机1806J。图18A-18B的其它基板装载机1804A-1804L或基板卸载机1806A-1806L具类似组态。在一实施例中，利用送进传送输送器1810将基板110送入基板装载机1804J。基板装载机1804J做为接收待制造基板110的接收区并于生产线1800形成太阳能电池装置。在一实施例中，基板110个别以传送输送器1810传送。在另一实施例中，基板110置于卡匣传送。在又一实施例中，基板110置于堆栈盒传送。在一实施例中，一旦将各基板110传送到基板装载机1804J，传送机器人2084即自基板装载机1804J取回基板110及将基板110支承在光学视觉系统2096上，以在处理基板110前，检视基板。光学视觉系统2096提供配置于视觉系统2096的检视装置背光，以撷取基板110的影像及将影像传递给系统控制器1901，以判断基板110是否已备好处理。在一实施例中，视觉系统2096设置在传送机器人2084拾起基板110前，撷取基板110的影像。

机器人2084接着将基板110放入基板运输表面2098的指定特征结构2088。在一实施例中，特征结构2088为袋部，基板运输表面2098为基板承载件。在另一实施例中，特征结构2088为支撑组件，基板运输表面2098包含数个基板搬运机器人的侧臂。在又一实施例中，特征结构2088为支撑组件或袋部，基板运输表面2098为传送输送器1810的平台部分，例如基板输送器之上表面。将基板运输表面2098的各特征结构2088填满基板110后，利用传送输送器1810将基板110传送到金属沉积腔室1828或沿着太阳能电池生产线1800配置的其它类型沉积腔室，例如PVD腔室、CVD腔室、网印系统或蒸镀腔室。在一实施例中，传送输送器1810包含滚轴(未绘示)和致动器(未绘示)，用以在基板运输表面2098上线性移动基板110。

经金属沉积腔室1828处理后，接着将基板110传送到基板卸载机1806A，在此其随后由传送机器人2094卸载至传送输送器1810，并由送出输送器1810从湿式处理腔室1812A传送到太阳能电池生产线1800上的其它处理模块和腔室供进一步处理。在一实施例中，利用另一检视构件2096检视基板卸载机1806A的基板110。基板卸载机1806A做为出口区，用以卸载基板110，且在湿式处理腔室1812A完成处理后，移开湿式处理腔室1812A的基板110。

图21为湿式处理腔室1812(图18A湿式处理腔室1812A-C)的一实施例的平面图，适于进行所述清洁处理程序。湿式处理腔室1812一般包含系统控制器2101、主框架2119和机器装置2115，其适于在配至于主框架2119内的数个处理腔室间传送基板。图21处理腔室(如组件符号2121-2132)的形状、方位和数量并不限定本发明所述的范围。

一般来说，系统控制器2101用来控制一或多个组件和湿式处理腔室1812施行的工艺。系统控制器2101通常用来协助湿式处理腔室1812的控制及自动化，且一般包括中央处理单元(CPU)(未绘示)、内存(未绘示)和支持电路(或I/O)(未绘示)，其组态类似上述控制器1901。

湿式处理腔室1812的一态样在于生产线接收“原始”未处理的基板及施行数个自动化工艺形成表面织构或清洁基板表面的能力。为将太阳能电池基板移到各处理站，一或多个机器人、输送器及/或其它自动化装置用来控制基板移动通过湿式处理腔室1812。在一实施例中，湿式处理腔室1812配置成使系统处理流程大致依循流动路径“P”，例如图21的路径P₁-P₁₃。一般来说，基板通过湿式处理腔室1812的整体移动是由一或多个机器装置2115或机器构件实施，其适于移动及定位基板而依据系统控制器2101送出的指令来接收基板或放置到一或多个处理腔室(如组件符号2121-2132)和站2120、2134。在一实施例中，机器装置2115包含机器人2115A且利用水平移动控制系统2115B(如滑轨、线性马达)沿着主框架2119全长移动及定位一或多个基板。在一实施例中，机器装置2115为传统机器装置，例如6轴机器人或水平关节型机器人(SCARA)，其耦接水平移动控制系统2115B，以依需求移动及定位各处理腔室2121-2123和站2120、2134内的基板。在一组态中，如图21所示，水平移动控制系统2115B定位在主框架2119的组件上方。

在一实施例中，机器装置2115适于一次传送湿式处理腔室1812的处理腔室2121-2123内一批或一盒待处理基板。在此组态中，机器装置2115自输入台架区站2120移开一批基板且依循传送路径P₁传送到处理腔室2121。在一实施例中，基板接触含酸或溶剂的溶液，藉以预洗基板表面。一旦站2121完成清洁工艺，机器装置2115接着依循传送路径P₂将基板传送到处理腔室2122，在此以去离子(DI)水进行浸泡及/或喷洒润洗步骤来移除任何留在基板表面的化学剂。完成润洗步骤后，机器装置2115接着依循传送路径P₃将基板传送到处理腔室2123。处理腔室2123进行处理步骤后，机器装置2115接着依循传送路径P₄将基板传送到处理腔室2124，在此以DI水进行浸泡及/或喷洒润洗步骤来移除任何留在基板表面的化学剂。处理腔室2124进行润洗步骤后，机器装置2115接着依循传送路径P₅将基板传送到处理腔室2125。在一组态中，如图21所示，处理腔室2125按尺寸制作以支托多批基板，如此一旦稳定地传送基板通过湿式处理腔室1812，即可提高处理腔室的利用率。故在湿式处理腔室1812的一些组态中，一或多个处理腔室按尺寸制作以平行处理多批基板，以免产生瓶颈及提高基板产量。在一实施例中，一批次包括5或多个基板，例如20或多个基板。处理腔室2125进行清洁工艺后，机器装置2115接着依循传送路径P₆将基板传送到处理腔室2126，在此以DI水进行润洗步骤来移除任何留在基板表面的化学剂。润洗基板后，机器装置2115接着依循传送路径P₇将基板传送到处理腔室2127，在此施行后蚀刻织构平滑工艺。完成后蚀刻织构平滑工艺后，机器装置2115接着依循传送路径P₈将基板传送到处理腔室2128，在此以DI水进行浸泡及/或喷洒润洗步骤来移除任何留在基板表面的化学剂。润洗基板后，机器装置2115接着依循传送路径P₉将基板传送到处理腔室2129，在此施行后清洁步骤。完成后清洁步骤后，机器装置2115接着依循传送路径P₁₀将基板传送到处理腔室2130，在此以DI水进行浸泡及/或喷洒润洗步骤来移除任何留在基板表面的化学剂。第一机器装置2115接着依循传送路径P₁₁将基板传送到处理腔室2131。在一实施例中，机器装置2115适于在处理腔室2129-2132之间多次传送基板，以连续反复进行上述处理步骤。一旦完成清洁工艺后，机器装置2115依循传送路径P₁₂将基板传送到处理腔室2132，在此施行润洗步骤。完成润洗步骤后，机器装置2115接着将基板移开处理腔室2132，并依循传送路径P₁₃传送到处理腔室2133进行干燥。然后，沿着路径P₁₄将基板传送到出口台架区站2134，在此接收基板表面供后续太阳能电池形成工艺处理。在一组态中，生产线1800上的传送输送器1810配置将基板传送到台架区站2120，以于湿式处理腔室1812中进行清洁工艺，随后并拾起台架区站2134的处理基板。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (15)

1.一种形成太阳能电池装置的设备，包含：

自动化构件，装配以接收待处理基板；

数个传送组件，各具耦接该自动化构件的基板支撑面；

第一沉积站，具有一网印屏蔽，其适于形成包含一第一掺质材料的一掺质材料于该基板的第一表面的数个区域上，该基板配置于该自动化构件中该传送组件的该基板支撑面上；

至少一个干燥腔室，其适于干燥该自动化构件中形成于配置在该传送组件的该基板支撑面的该基板上的该第一掺质材料；以及

第二沉积站，其适于形成介电层至该第一掺质材料和该基板的部分该第一表面上，其中该介电层包含该第一掺质材料的相反掺杂型态的第二掺质材料。

2.如权利要求1所述的设备，更包含：

电磁辐射源，定位于该自动化构件，适于朝该自动化构件中配置于该传送组件的该基板支撑面上的该基板表面发射电磁辐射。

3.如权利要求1所述的设备，更包含：

加热腔室，适于加热该基板达预定温度，促使该第一掺质材料和该第二掺质材料扩散进入该基板。

4.如权利要求1所述的设备，更包含：

第三沉积，适于形成导电材料至该基板的该第一表面，该基板配置于该自动化构件中该传送组件的该基板支撑面上。

5.如权利要求1所述的设备，更包含：

湿式处理腔室，装配以织构该基板的该第一表面或一第二表面，该基板配置于该自动化构件中该传送组件的该基板支撑面上。

6.一种形成太阳能电池装置的方法，包含以下步骤：

配置包含第一掺质的掺质材料至配置于自动化构件中的第一沉积站的基板的第一表面的数个区域上，其中该第一沉积站包含网印屏蔽和至少一个致动器，装配以定位该网印屏蔽；

形成介电层至该掺质材料和配置于该自动化构件中第二沉积站的该基板的部分该表面上，其中该介电层包含掺杂型态与该第一掺质相反的第二掺质；

在配置于该自动化构件的加热腔室中，加热该基板达预定温度，促使该第一掺质和该第二掺质扩散进入该基板的该第一表面；以及

在配置于该自动化构件的第三沉积站中，沉积导电层至该基板的该第一表面。

7.如权利要求6所述的方法，更包含以下步骤：

在加热该基板前，在配置于该自动化构件的该第二沉积站中，形成覆盖层于该介电层上。

8.如权利要求6所述的方法，更包含以下步骤：

在加热该基板前或后，在配置于该自动化构件的第一湿式处理腔室中，清洁该基板的该第一表面。

9.如权利要求6所述的方法，更包含以下步骤：

在配置于该自动化构件的第二湿式处理腔室中，织构该基板的该第一表面或第二表面。

10.如权利要求6或7所述的方法，更包含以下步骤：

在包含网印屏蔽的第四沉积腔室中，使用含有掺质元素的蚀刻材料来蚀刻该介电层或该覆盖层的一或多个区域，其中蚀刻后，源自该蚀刻材料的该掺质元素残留在该基板的露出表面；以及

加热该基板以及该掺质元素残留物达预定温度以促使掺质元素扩散进入该基板。

11.如权利要求10所述的方法，更包含以下步骤：

形成数个间隔物材料于具该第一掺质和该第二掺质的多个区域之间。

12.一种形成太阳能电池装置的方法，包含以下步骤：

配置介电材料至基板的第一表面的数个区域上；

配置第一掺质材料至该基板的该表面上；以及

配置第二掺质材料至该基板的该表面上，其中至少一部分的该第一掺质材料和该第二掺质材料彼此被该介电材料隔开。

13.如权利要求12所述的方法，更包含以下步骤：

加热该基板达预定温度，促使该第一掺质材料和该第二掺质材料扩散进入该基板的该第一表面。

14.如权利要求13所述的方法，更包含以下步骤：

移除该基板的该第一表面上所配置的该介电材料，同时织构该基板的第二表面。

15.如权利要求14所述的方法，更包含以下步骤：

形成介电层至该基板的该第一表面上；

蚀刻该介电层而形成数个区域，以露出该基板的一部分该第一表面；以及

形成一导电层至该介电层和该基板的该露出部分上。

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