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TWI398005B - 具有網印局部後部表面場的高品質後部接觸之形成 - Google Patents

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TWI398005B
TWI398005B TW097116860A TW97116860A TWI398005B TW I398005 B TWI398005 B TW I398005B TW 097116860 A TW097116860 A TW 097116860A TW 97116860 A TW97116860 A TW 97116860A TW I398005 B TWI398005 B TW I398005B
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Vichai Meemongkolkiat
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Georgia Tech Res Inst
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Description

具有網印局部後部表面場的高品質後部接觸之形成
本發明一般而言係關於矽太陽能電池。更特定言之，本發明係關於提供後面表面鈍化及光學限制特性之後部或後面接觸之形成。
太陽能電池係將光能轉換成電能之裝置。該些裝置還經常稱為光伏打(PV)電池。太陽能電池係由各式各樣半導體來製成。一常見半導體材料係結晶矽。
太陽能電池具有三個主要元件：(1)一半導體；(2)一半導體接面；及(3)傳導性接觸。諸如矽之半導體可能係摻雜n型或p型。若彼此接觸地形成一n型矽與p型矽，則其在太陽能電池內相遇的區域係一半導體接面。該半導體會吸收光。來自光之能量可傳送至在一矽層內的一原子之價電子，從而允許該價電子逃離其束縛狀態，留下一電洞。該些光產生電子及電洞係由相關聯於該p－n接面之電場來加以分離。傳導性接觸允許電流從太陽能電池流動至一外部電路。
圖1顯示一先前技術太陽能電池之基本元件。該等太陽能電池可製造於一矽晶圓上。太陽能電池5包含一p型矽基底10、一n型矽射極20、底部傳導性接觸40及一頂部傳導性接觸50。p型矽基底10與n型矽射極20接觸在一起以形成接面。n型矽20係耦合至頂部傳導性接觸50。p型矽10係耦合至底部傳導性接觸40。頂部傳導性接觸50與底部傳導性 接觸40係耦合至一負載75以向其供電。
包含銀的頂部傳導性接觸50("前部接觸")使電流能夠流入太陽能電池5內。然而，因為銀不完全透光，頂部傳導性接觸50不會覆蓋在電池5之整個面上。因而，頂部傳導性接觸50具有一柵格圖案以允許光進入太陽能電池5內。電子從頂部傳導性接觸50流動，並流過負載75，之後經由底部傳導性接觸40與電洞結合。
底部傳導性接觸40("後面接觸"或"後部接觸")通常包含鋁矽共熔物。此傳導性接觸40一般覆蓋p型矽10之整個底部以便最大化傳導。鋁係在完全超過577攝氏度之鋁矽共熔溫度的大約750攝氏度高溫下與矽合金化。此合金化反應在該基底之底部建立一重摻雜p型區域並在該處引起一較強電場。此電場抵制該等光產生電子在該背部接觸處與電洞重組，使得可在p－n接面處更有效率地收集其。
在矽與一傳導性接觸之間的介面一般係具有較高重組的一區域。例如，橫跨整個後部表面之一鋁後部表面場之後部表面重組速率可能係每秒500公分或更多。較高後部表面重組速率會降低電池效率。
已用於在後部接觸處減少重組之方法係在矽晶圓之後面表面上形成一二氧化矽介電層。此介電層改良鈍化，但會建立其他問題，諸如如何從該介電層至矽產生開口，以及最佳化各視窗之大小及間距。此外，該介電層不會在接觸形成期間保護矽晶圓免於鋁矽合金化，此可能會使矽晶圓 變形。薄膜矽晶圓尤其易受變形影響。用於在後部表面處減少重組之先前技術解決方案無法充分地解決其他難題，諸如防止薄膜矽變形、決定介電開口之大小及間距、清潔該等介電開口及在介電開口處形成高品質後部表面場。
本文所提出之解決方案包含一種太陽能電池結構，其具有一介電鈍化層與一後面接觸，該後面接觸具有局部鋁後部表面場。提供一種形成後面接觸之程序。在一具體實施例中，一介電層係形成於一薄結晶晶圓之後面表面上，該薄結晶晶圓具有一n區域與一p區域。一開口係藉由網印一蝕刻膏，隨後進行一第一熱處理來製於該介電層內。一氫氟酸溶液可用以移除該蝕刻膏所留下的任何殘餘物。該後面接觸係藉由在整個後部表面上網印一接觸膏，隨後進行一第二熱處理來形成。該接觸膏包含鋁與從1至12原子百分比的矽。在該接觸膏內存在矽飽和在該第二熱處理期間鋁對矽之急需，並在該等局部開口處提供一高品質後部表面場接觸。在鋁內很少或不使用玻璃料有助於避免明顯的鋁刺穿該介電層，從而劣化裝置效能。
前述係一概述，因而必然包含細節之簡化、概括及省略；因此，習知此項技術者應瞭解，該概述僅係解說性且不希望其以任何形式為限制性。在下面所提出之非限制性詳細說明中將會明白僅由申請專利定義之本發明之其他態樣、創新特徵及優點。
在下列詳細說明中，提出諸多特定細節以便提供本發明 之一詳盡理解。然而，習知此項技術者應明白，可在沒有該些特定細節之情況下實施本發明。在其他實例中，熟知技術、流程、元件及電路不曾作詳細說明，以免混淆本發明。
圖2描述一用於形成一高品質後面接觸之流程圖，該高品質後面接觸保護矽晶圓在合金化程序期間不受損壞並提供一局部後部表面場。期望一局部後部表面場(BSF)，因為其有助於減少太陽能電池後部表面處的電子重組。在太陽能電池具有一高品質局部BSF之情況下，太陽能電池之效率由此而增加。
在操作200中，在一矽晶圓上形成一p型或n型層。該矽晶圓可能係結晶的。該矽晶圓可能具有一從200至250微米之厚度。對於另一具體實施例，該矽晶圓可能具有一從50至500微米之厚度。橫跨該矽晶圓之整個後部表面之鋁矽合金化可能會使薄矽晶圓變形。因而，不是在矽晶圓上直接形成整個區域接觸，而是在操作210中在該矽晶圓之前部及後部側上生長阻障及介電層。可併發或同時生長該等介電層。對於本發明之一具體實施例，該等介電層係二氧化矽。對於本發明之另一具體實施例，該等介電層可能係氧化鋁。
二氧化矽可透過一旋塗程序來形成以在各側上獲得一從1000至5000埃之厚度。在該旋塗程序期間，液體形式的介電質係沈積在旋轉晶圓上。該旋塗前驅物可能係一二氧化矽凝膠。二氧化矽凝膠係在名稱"20B"下由Filmtronics,Inc. 公司市售。在該旋塗程序之後，在從150至250攝氏度的一溫度下乾燥該晶圓持續10與20分鐘之間。二氧化矽可在一習知管爐內在從875至925攝氏度的一溫度下在氧環境中固化。該旋塗程序實現形成一更厚、更均勻的二氧化矽層從而使該介電質成為用於單側擴散的一擴散遮罩。
或者，二氧化矽可經由一化學汽相沈積程序或電漿增強化學汽相沈積(PECVD)程序來形成。此類程序可在從300至500攝氏度的一溫度下使用矽烷及氧作為前驅物持續10至20分鐘。一反應室可用以控制用於此程序之該等反應物。
在操作215中，在該晶圓之該等前部及後部側上形成一阻障層。該阻障層可能包含氮化矽，其具有從100至700埃的一厚度。可使用PEVCD來形成該氮化矽層。矽烷及氨可能分別係矽及氮化物之PECVD前驅物。或者，可在一適當反應室內使用一低壓化學汽相沈積程序來形成該氮化矽層。在該前部表面上的該阻障層提供一抗反射塗層以幫助吸收光。該等阻障層還保護該等介電層。在該後部表面上沒有該阻障層之情況下，該後部表面介電層可能會受到鋁刺穿及透過空氣之雜質的影響。而且，在沒有該等阻障層之情況下，該等介電層由於在燒製該等網印接觸期間的高溫而更易受損壞。
在操作220中，至少一開口係形成於該矽晶圓之後面側上的該等介電及阻障層內。若形成複數個開口，則該等開口可橫跨該矽晶圓表面均勻地分佈。對於本發明之一具體 實施例，該開口係藉由施加一太陽能蝕刻膏至該阻障層來製作。一範例性太陽能蝕刻膏係由Merck&Co.,Inc.公司製造名為"Solar Etch AX M1"的太陽能蝕刻膏。該太陽能蝕刻膏還可用以製作至該部前表面介電層的開口。該蝕刻膏可包含磷酸、氫氟酸、氟化銨或氟化氫銨。在操作220中所形成之該等開口可能成點或線狀。
該膏應僅施加至該介電層中需要開口之區域。該膏可使用一網印機器來施加。至該基板的該等開口之最佳大小與間距係晶圓之電阻率的一函數。諸如智慧型整合系統裝置模擬(Device Simulations for Smart Integrated Systems；DESSIS)之電腦程式可用以決定該等開口之最佳大小及間距。DESSIS基於多個參數來計算最佳間距，該等參數包括接觸類型(點或線)、接觸大小(75微米或150微米)及橫向BSF(存在或缺失)。模擬域係導出自可週期性延伸以表示完整結構之最小單位電池。為了簡化模擬問題，可定義前部接觸參數，使前部接觸均勻分佈。在此方案下，單位電池之大小係由該DESSIS模擬中的後部接觸幾何形狀來加以控制。
用於一線接觸之模擬域係顯示於圖3A中。圖3A之模擬域包含一p型矽300、一n型矽310、一介電層320、一第一傳導性接觸330、一第二傳導性接觸360及一局部BSF 370。p型矽300係耦合至n型矽310、介電層320及局部BSF 370。局部BSF370係耦合至第二傳導性接觸360。n型矽310係耦合至第一傳導性接觸330。
類似地，用於一點接觸之一模擬域係顯示於圖3B中。圖3B之模擬域包含一p型矽300、一n型矽310、一介電層320、一第一傳導性接觸330、一第二傳導性接觸360及一局部BSF 370。p型矽300係耦合至n型矽310、介電層320及局部BSF 370。局部BSF 370係耦合至第二傳導性接觸360。n型矽310係耦合至第一傳導性接觸330。
可設定該等光學產生參數以在一紋理化矽表面上呈現一均勻光入射，該紋理化矽表面具有一54.7度之小面角度、一指數2.0之抗反射層及一75奈米之厚度。入射光還可降低大約8.5百分比以說明實際裝置中一前部接觸之遮蔽。內部前部表面反射可設定至92百分比。後部表面反射可設定至85百分比。
該射極輪廓可能係具有一每立方公分1.14x1020 之表面處峰值n型摻雜濃度以及一0.3微米之接面深度的一高斯(Gaussian)輪廓，其對應於具有大約每平方80歐姆之一薄片電阻的一射極。或者，一射極薄片電阻可從每平方70至90歐姆變化。
在該後部接觸處的局部BSF可定義以具有一每立方公分1×1019 之恆定p型摻雜濃度與一1.47微米之厚度。此在一2.0歐姆－公分基板上在接觸處導致大約每秒300公分的一有效表面重組速率。為了模擬橫向BSF，該BSF層可橫向延伸至接觸邊緣外的至少1.3微米。為了模擬無橫向BSF，該BSF層可定義以僅覆蓋接觸區域。
其他參數設定可能包括一從50至200微米的電池厚度、 一從1.5至2.5歐姆－公分之電阻率、一從每秒50,000至70,000公分之前部表面重組速率、一從每秒40至60公分之介電質處後部表面重組速率及一零歐姆－平方公分之接觸電阻。使用該些參數，圖4中顯示一DESSIS輸出圖表，其描述太陽能電池效率取決於用於具有一75微米寬度之接觸的接觸間距，而圖4B中顯示一圖表，其描述太陽能電池效率取決於用於具有一150微米寬度之接觸的接觸間距。
在施加該蝕刻膏之後，在從300至380攝氏度的一溫度下曝露該蝕刻膏於一熱源下持續30至45秒。耦合該太陽能蝕刻膏之熱源溶解在該膏下面的阻障層與介電層，從而留下至該基板的一開口。一氫氟酸溶液可用以在該開口內或其周圍移除任一所得殘餘物。
對於本發明之另一具體實施例，在該介電層內的該等開口可使用一雷射或一機械劃線器來製成。該等開口可覆蓋1至10百分比的後面表面區域。該介電層在操作220之後仍留在該後面表面之剩餘部分上。
在操作230中，一後面接觸層係施加有一鋁膏，其包含從1至12原子百分比的矽。對於本發明之一具體實施例，該鋁膏可能係產品號：AL53－090、AL53－110、AL53－120、AL53－130、AL53－131或AL5540，其均由Ferro Corporation公司市售。對於本發明之另一具體實施例，該鋁膏可能係由DuPont Corporation、Cermet Materials,Inc.、Chimet Chemicals、Cixi Lvhuan Healthy Products、Daejoo Electronic Materials、Exojet Electronic、Hamilton Precision Metals,Inc.、Metalor Technologies、PEMCO Corporation、Shanghai Daejoo、Young Solar或Zhonglian Solar Technology製造的市售鋁膏。該鋁膏可包含散佈於一有機媒劑內的精細鋁顆粒。該有機媒劑可進一步包含一黏結劑(例如乙基纖維素或甲基纖維素)與一溶劑(例如松油醇或卡必醇)。矽含量係添加至該鋁膏，使得所得"接觸膏"包含從1至12原子百分比的矽。
圖5A至5D顯示在該鋁膏內的矽含量改良局部BSF之形成。一BSF之品質係由該BSF區域之均勻度及厚度來定義。圖5A至5D係來自一掃描電子顯微鏡之斷面圖。圖5A係由一燒結鋁膏所形成之一局部BSF。圖5B係由一無燒結鋁膏所形成之一局部BSF。圖5C係由一具有7原子百分比矽之無燒結鋁膏所形成之一局部BSF。圖5D係由一具有12原子百分比矽之無燒結鋁膏所形成之一局部BSF。從圖5A至5D顯然，具有從1至12原子百分比矽之鋁膏比不具有任何矽含量之鋁膏產生更高品質的BSF。一局部BSF可能有助於獲得一較佳歐姆接觸，尤其係在具有高電阻率之一基板上。
而且，該局部BSF有助於最小化在金屬介面處的高重組效應。橫跨整個後面表面之一鋁BSF之後部表面重組速率係大約每秒500公分。對比之下，具有由一12百分比矽鋁膏所形成之局部鋁BSF的一介電後部鈍化減少後部表面重組速率至每秒125公分或更少。
可使用一網印機器來施加具有鋁及矽之接觸膏。對於本 發明之一具體實施例，該接觸膏係無燒結的。對於本發明之另一具體實施例，該接觸膏係低燒結的。無燒結或低燒結鋁不會蝕刻或干擾該介電層。
下一步應用一熱處理至該接觸膏。在操作240中，熱係"傾斜上升"至一從700至900攝氏度之溫度。至峰值溫度之傾斜上升時間係從1至5秒。矽在大於共熔溫度的一溫度下溶解至鋁內，從而形成一熔化的鋁矽合金。較快傾斜上升時間有助於形成一更均勻BSF。一旦到達該峰值溫度，在操作250便維持該溫度持續三秒或更少時間。例如，可從1秒至3秒維持該峰值溫度。因為雜質擴散至接面之機會更少，維持該峰值溫度持續此較短時間週期有助於防止接面洩漏電流。
最後，在操作260中，溫度係"傾斜下降"至400攝氏度或更少。該傾斜下降時間係從3至6秒鐘。此較快傾斜下降時間可透過一強制冷卻來獲得。例如，從該熱源高速移除晶圓的一風扇或一驅動帶可用以快速傾斜下降該溫度至40攝氏度或更少。
較快傾斜下降提供用於在塊狀區域內的鈍化。在本發明之一具體實施例中，該阻障層可能包含從每立方公分4x1021 至7x1022 個原子的一氫濃度。氫可由該等PECVD前驅物來併入該氮化矽層內。在該熱處理期間，因而可使氫與該阻障層分離。該等氫原子可接著藉由附著至在該矽內的缺陷來幫助在矽晶圓之塊狀區域內的鈍化。
在鋁內的矽溶解度係與該合金之溫度成比例。因此，在 冷卻期間，在該合金內的矽百分比會減少。過多矽會從該金屬中排出並重新磊晶生長於矽液體介面處。該重新生長層依據在固化溫度下鋁在矽內的有限固體溶解度來與鋁摻雜。因此，該重新生長層變成一p＋BSF層。
若使用純鋁而非鋁矽組合，則鋁在高溫下急需矽。由此，在該等開口中排出矽至矽表面上會降低。此會劣化後面表面鈍化之品質並降低電池效能。
耦合具有矽之鋁後面接觸的介電層還用以改良絕對電池效率。絕對電池效率係由一太陽能電池將進入光轉換成能量之能力來測量。一全部區域鋁共熔後部接觸具有大約60百分比的一後部表面反射率。後部表面反射係由後部表面反射回至矽內之入射光之百分比來定義。此發明所揭示之後部接觸產生大於85百分比的一後部表面反射率。耦合至該鋁矽後面接觸之介電將電池效率改良1至2百分比。
在該接觸膏內的1至12原子百分比矽添加劑用以使鋁飽和矽。因為鋁具有一矽濃度，故在冷卻期間更多矽會從該金屬排出至開口。所排出矽具有一鋁濃度並重新磊晶生長在矽液體介面處，從而形成一p＋BSF層。實驗室測試(其結果描述於圖5A至5D中)已顯示使用該矽添加劑，可獲得從6至15微米的一局部BSF深度。
後面接觸傳統上係直接施加至矽晶圓之整個後部表面上。若將矽添加至鋁膏並施加至基板之整個後部表面，則將會觀察到一BSF層厚度減少，因為更少的矽將會從矽基板溶解。因而，添加矽至該鋁膏與習知概念相反。然而， 本發明者已曝露，添加矽至該鋁膏會針對一局部開口幾何形狀增加BSF深度。在該鋁膏內缺少矽之情況下，遠離該等開口之鋁層需要大於12原子百分比矽以在冷卻期間保持均衡。此減少可用於在該等開口內重新生長之矽數量，從而產生更薄的局部BSF。添加矽至該鋁膏滿足在鋁中對矽之急需。因此，在該等開口內在該熔化鋁矽合金中的大多數矽可用於重新生長，從而產生更厚的局部BSF。
除了改良BSF外，具有矽之接觸膏可能有助於防止鋁刺穿。矽在鋁內的溶解度隨著溫度增加而上升。隨著矽擴散至鋁內，鋁將會進而填充離開矽所建立之空洞。若鋁滲透矽晶圓之p－n或p＋－p接面，則將會導致一更低效能。
如上所論述，因為該接觸膏具有從1至12原子百分比的矽，故該鋁將已經飽和矽原子。因而，防止來自基板之矽原子在熱處理期間擴散至該鋁層內。藉此避免鋁刺穿，由於不會由於離開矽而在基板內建立任何空洞。
圖6A至6D描述在製程中各階段用於一矽晶圓之一具體實施例之斷面圖。圖6A描述具有耦合至一擴散層610之一摻雜基板600的一矽晶圓。
在圖6B中，一介電層620係耦合至摻雜基板600。此外，一介電層630係耦合至擴散層610。此介電層620可能係二氧化矽。介電層620可由上述旋塗程序來形成。
圖6C描述一耦合至介電層620之介電層640與一耦合至介電層630之阻障層650。該等阻障層640及650可能包含由PEVCD所形成之氮化矽。該等阻障層640及650提供對該等 介電層之保護。而且，阻障層650可提供一抗反射塗層至太陽能電池之前部表面。
圖6D描述在介電層620與阻障層640內的一開口625。還可於介電層630與阻障層650內形成一開口635。對於本發明之一具體實施例，開口625與開口635可藉由施加一太陽能蝕刻膏至該介電層並接著應用一熱處理至該介電層來形成。該熱處理可能涉及從300至380攝氏度的一溫度。該熱處理溶解在該膏下面的介電層，在介電層805內形成至矽810的一開口，如圖8所示。圖8描述具有至矽810的開口之介電層805之一底部平面圖。對於本發明之另一具體實施例，開口625與開口635可由一雷射來形成。對於本發明之另一具體實施例，開口625與開口635可由一機械劃線器來形成。
開口625可係一點或一線之形式。圖7A顯示以一點圖案具有至矽的開口725之一阻障層740之一底部平面圖。點開口可能具有一矩形或圓形。圖7B顯示以一線圖案具有至矽的開口725之一阻障層740之一底部平面圖。
圖6E描述一後面接觸660，其係經由開口625耦合至介電層620、阻障層640及摻雜基板600。此後面接觸可包含具有從1至12原子百分比矽的鋁。添加矽在鋁內提供用於具有一從6至15微米之深度的一高品質BSF 670。
在前述規格書中，已參考本發明之特定範例性具體實施例說明本發明。然而，顯然可對其進行各種修改及變更而不脫離隨附申請專利範圍所提出之本發明之更廣泛精神及 範疇。據此，在一說明性而非一限制性意義上看待本規格書及附圖。
5‧‧‧太陽能電池
10‧‧‧p型矽基底
20‧‧‧n型矽射極
40‧‧‧底部傳導性接觸
50‧‧‧頂部傳導性接觸
75‧‧‧負載
300‧‧‧p型矽
310‧‧‧n型矽
320‧‧‧介電層
330‧‧‧第一傳導性接觸
360‧‧‧第二傳導性接觸
370‧‧‧局部BSF
600‧‧‧摻雜基板
610‧‧‧擴散層
620‧‧‧介電層
625‧‧‧開口
630‧‧‧介電層
635‧‧‧開口
640‧‧‧介電層
650‧‧‧阻障層
660‧‧‧後面接觸
670‧‧‧高品質BSF
725‧‧‧開口
740‧‧‧阻障層
805‧‧‧介電層
810‧‧‧矽
圖1係一先前技術太陽能電池之一斷面圖。
圖2係一用於形成具有局部後部表面場之一後部接觸之程序之一具體實施例的一流程圖。
圖3A係用於一線後部接觸之一DESSIS模擬域。
圖3B係用於一點後部接觸之一DESSIS模擬域。
圖4A係顯示對於具有75微米寬度之接觸間距對效率的一DESSIS輸出圖表。
圖4B係顯示對於具有150微米寬度之接觸間距對效率的一DESSIS輸出圖表。
圖5A至5D係對於不同鋁接觸膏來自局部後部表面場之電子顯微鏡斷面圖。
圖6A至6E係在後部接觸製程之各階段用於一矽晶圓之一具體實施例之斷面圖。
圖7A係用於具有一點圖案之至矽視窗開口之一具體實施例之一底部平面圖。
圖7B係用於具有一線圖案之至矽視窗開口之一具體實施例之一底部平面圖。
圖8係來自使用一網印蝕刻膏所曝露之一介電層之一開口之一電子顯微鏡俯視圖。
600‧‧‧摻雜基板
610‧‧‧擴散層
620‧‧‧介電層
630‧‧‧介電層
635‧‧‧開口
640‧‧‧介電層
650‧‧‧阻障層
660‧‧‧後面接觸
670‧‧‧高品質BSF

Claims (35)

  1. 一種太陽能電池，其包含：具有小於200微米之一厚度之一薄結晶矽晶圓，其包含耦合至一n區域的一p區域；一第一介電層，其係耦合至該矽晶圓之後面表面；一第一阻障層，其係耦合至該第一介電層以保護該介電層，其中該第一阻障層與該第一介電層定義至該矽晶圓的至少一開口；一後部接觸，其係耦合至該矽晶圓、該第一介電層及該第一阻障層以傳導電荷，其中該後部接觸包含具有從1至12原子百分比的矽元素之鋁及矽合金；以及具有從6至15微米之一厚度之至少一後部表面場，其透過在該第一阻障層與該第一介電層中之該至少一開口而形成在該矽晶圓與該後部接觸之介面處。
  2. 如請求項1之太陽能電池，其中該後部接觸具有至少85百分比的一後部表面反射率。
  3. 如請求項1之太陽能電池，其中該後部接觸具有每秒125公分或更少的一後部表面重組速率。
  4. 如請求項1之太陽能電池，其中該鋁係無燒結鋁。
  5. 如請求項1之太陽能電池，其中該鋁係低燒結鋁。
  6. 如請求項1之太陽能電池，其中該第一介電層具有從1000至5000埃的一厚度。
  7. 如請求項1之太陽能電池，其中該第一介電層包含二氧化矽。
  8. 如請求項1之太陽能電池，其中該第一阻障層具有從100至700埃的一厚度。
  9. 如請求項1之太陽能電池，其中該第一阻障層包含氮化矽。
  10. 如請求項1之太陽能電池，其進一步包含：一第二介電層，其係耦合至該矽晶圓之前部表面以鈍化該前部表面。
  11. 如請求項10之太陽能電池，其進一步包含：一第二阻障層，其係耦合至該第二介電層以提供一抗反射塗層。
  12. 一種太陽能電池裝置，其包含：具有200微米或更少之一厚度之一薄矽晶圓，其包含耦合至一n區域的一p區域；一第一介電層，其係耦合至該矽晶圓之後面表面；一阻障層，其係耦合至該第一介電層以保護該介電層，其中該阻障層與該介電層定義至該矽晶圓的至少一第一開口；以及一後部接觸，其係經由該至少一第一開口耦合至該阻障層、該第一介電層及該矽晶圓，其中該後部接觸包含具有從1至12原子百分比的矽元素的鋁。
  13. 如請求項12之太陽能電池裝置，其進一步包含：一第二介電層，其係耦合至該矽晶圓之前部表面以鈍化該矽晶圓。
  14. 如請求項12之太陽能電池裝置，其中至該矽晶圓的該至 少第一開口係成一點狀。
  15. 如請求項12之太陽能電池裝置，其中至該矽晶圓的該至少第一開口係成一線狀。
  16. 如請求項12之太陽能電池裝置，其中該背部接觸具有至少85百分比的一後部表面反射率。
  17. 一種用以形成一太陽能電池之方法，其包含：在一薄矽晶圓之一摻雜基板上形成一擴散層，其中該矽晶圓具有一前部表面與一後部表面；使用一旋塗程序在該矽晶圓之至少該後部表面上形成一介電層；在該介電層上形成一阻障層；移除該阻障層與該後部表面介電層之一部分以形成至該基板的一開口；應用具有從1至12原子百分比的矽元素之一鋁膏至該開口與該矽晶圓之該後部表面；以及應用一熱處理至該鋁膏，其中該鋁膏係加熱至從700至900攝氏度之一峰值溫度。
  18. 如請求項17之方法，其中該矽晶圓係一結晶矽晶圓。
  19. 如請求項17之方法，其中該矽晶圓具有從50至500微米的一厚度。
  20. 如請求項17之方法，其中該移除該後部表面介電層之該部分係藉由網印一蝕刻膏並應用一熱處理至該蝕刻膏來執行。
  21. 如請求項20之方法，其中應用至該蝕刻膏之該熱處理係 在從300至380攝氏度的一溫度下。
  22. 如請求項21之方法，其中應用至該蝕刻膏之該熱處理係持續30與45秒之間。
  23. 如請求項17之方法，其中該後部表面介電層之一部分係藉由一雷射來加以移除。
  24. 如請求項17之方法，其中該鋁膏係無燒結的。
  25. 如請求項17之方法，其中該鋁膏係低燒結的。
  26. 如請求項17之方法，其中至該鋁膏的該熱處理具有從1至5秒的一傾斜上升時間。
  27. 如請求項26之方法，其中至該鋁膏的該熱處理係維持在從1至3秒的峰值溫度下。
  28. 如請求項27之方法，其中至該鋁膏的該熱處理具有從3至6秒的一傾斜下降時間以在該基板內實現氫鈍化。
  29. 如請求項17之方法，其中該鋁膏係藉由一網印機器來施加。
  30. 如請求項17之方法，其中該介電層係二氧化矽。
  31. 如請求項17之方法，其中該阻障層係氮化矽。
  32. 如請求項17之方法，其中該阻障層係藉由一電漿增強化學汽相沈積程序來形成。
  33. 如請求項20之方法，其進一步包含：使用智慧型整合系統裝置模擬(DESSIS)來決定至該介電層之表面區域之部分的蝕刻膏施加。
  34. 如請求項33之方法，其進一步包含：輸入參數至DESSIS內以用於決定蝕刻膏施加，其中該 等參數包含一射極薄片電阻、一電池厚度、一電阻率、一前部表面重組速率、一介電質處後部表面重組速率及一接觸電阻。
  35. 如請求項34之方法，其中該射極薄片電阻係從每平方70至90歐姆，該電池厚度係從90至200微米，該電阻率係從1.5至2.5歐姆-公分，該前部表面重組速率係從每秒50,000至70,000公分，該介電質後部表面重組速率係從40至60公分，而該接觸電阻係零歐姆-平方公分。
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