TW201037846A - Method for producing a contact, a contact and solar cell comprising a contact - Google Patents

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201037846 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於製造石夕太陽能電池背面之接點的方法。 本發明亦關於以此方法製造的接點和包含此接點的太陽 能電池。 【先前技術】 D 肖1]減每能篁單位的生產成本為太陽能電池產業的主要 目標。有三種方式可達成此目標。其一為減少生產成本， 另一為提高產品效率，第三為同時並行二者。 *提高太陽能電池效率的方式為使其能捕捉更多光。在 標準多晶矽太陽能電池中，太陽能電池的整個背部一般 覆蓋金屬（通常為鋁）。此構造的缺點為鋁/矽界面的鋁鈍 化性質很差，導致過多電荷載子復合而降低電流收集效 率。 〇 製造局部背部接點可避免上述實施太陽能電池完全金 屬化背面的缺點。此容許接點間的區域覆蓋鈍化層，進 而提高電流收集效率。 、此外局部背部接點還容許製造背部接觸太陽能電 池，其能避免遮蔽前側金屬接點。背側接點需隔開p_si 接點和n-Si接點。 為達上述所有目的，製造局部接點需要圖案化，且已 知背部接點電池設計大多需施予及㈣昂#的遮罩或使 4 201037846 用昂責的金屬隔開技術，因此製造昂貴。 本發明試圖藉著提供結構化矽表面來克服上述挑戰， 其中所有非矽表面變成接點隔開區域，而矽表面 金屬導體的基礎。 為 專利申請案W02008/039078A2描述具成本效益製造 背部接點矽太陽能電池的方法。在此方法中，鋁背部接 點塗舖在整個背面，隨後以適當方法隔開接點。 專利申請案W〇2〇06/U0〇48A1描述採用由矽碳底層 之無定形矽和無定形氮化矽頂層組成之鈍化層結構的方 法。 【發明内容】 根據本發明，提出製造用於矽太陽能電池之接點的方 法，其中方法包含塗鋪具交替p型與11型導電性之摻雜 區的石夕基板、或具P型或n型導電性的矽基板。方法包 Q 含下列步驟： a) >儿積純化層至石夕基板上； b) 提供至少一接點位置； ¢)提供圖案化裸露矽表面； d) 非選擇性沉積金屬層； e) 退火處理結構而形成金屬石夕化物； 0在步驟e)後，選擇性移除過量金屬； g)塗鋪金屬至矽化物上，以形成至少一接點。 5 201037846 根據本發明，提出一種接點於含石夕基板之太陽能電池 月面纟上塗舖純化層，且在待形成接點的區域部分移 除另外，接點包含設於石夕基板上或内的_化物區。 本發月之主要目的為提出具成本效益之處理太陽能電 池背面的方法，藉以製造至少一接點。 本發月之目的可由下述說明書、後附申請專利範圍和 所附圖式提及之特徵達成。 0 纟發月係關於利用澄式化學#刻步驟完成低溫石夕化物 形成及可此的接點間隙’以製造背部接點至太陽能電池 背面的方法。 本發明之方法採用設於太陽能電池背側的背部接點， 其亦具有前側接點、或其採用所有接點位置皆製作在背 側的太陽能電池。 本發明採用任何矽晶圓或薄膜當作吸收材料。吸收材 料於此將稱為，’基板，，。基板包括晶圓或單晶、微晶與多 © 晶矽薄層或臈、和任何已知且可想見的p與η摻雜區構 造。此包括以下構造’但不以此為限： _其中在η型矽（Si)的接點位於前側並以另一方法接 觸，在P型Si的接點位於太陽能電池背侧並以本發明所 述方法製造；或 -其中在P型Si的接點位於前側並以另一方法接觸， 在η型Si的接點位於太陽能電池背側並以本發明所述方 法製造；或 其中在η型Si的接點和在p型Si的接點均位於太 6 201037846 陽能電池背部並以本發明所述方法製造。 「正面」代表太陽能電池直接曝照太陽光的表面。「背 面」為正面的對側。「背部接點」意指接觸太陽能電池的 電接點’其位於太陽能電池背面。 「背部接觸太陽能電池」意指所有接點位置皆設於太 陽能電池背面。 「 p摻雜區」意指基板表面區域，其中造成正電載子 數量變多的摻雜材料添加到表面底下一定距離内的石夕材 料，進而形成表層具p型導電性的基板區域八n摻雜區_ _才曰基板表面區域，其中造成負電載子（移動電子）數量 、多的摻雜材料添加到表面底下一定距離内的石夕材料， 進而形成表層具！！型導電性的基板區域。 「正面接觸太陽能電池」意指太陽能電池具有設於正 面和背面的接點。 摻雜區可以下列任何製程或製程組合製作： _使摻雜材料從基板表面内擴散（i 表面底下一定距離内的基板； ^儿積適當摻雜之無定形矽、微晶 晶梦，「谪杳 ln~ciiffusi〇n)到基板

微晶石夕、奈米晶矽或結 至 lxl〇21cm-3 ; -利用加速摻質物種 以適當溫度進行熱處超 表示摻質濃度可隨厚度變化且值 化且值為 進行為擊來佈植摻f## :而電性活化石夕材料中的 、然後 中的摻質物 石夕材料 代表任何含矽材料， ，經適當熱處理後，其 7 201037846 矽化物。此包含結晶矽、無定 。矽材料可包括0-40原子％的 將與沉積金屬層形成金屬 形矽、微晶>5夕和奈米晶矽 氫。 接點位置」於 區域。此區域位於 型矽材料》 此意指基板表面待接觸太陽能電池的 η摻雜區、p摻雜區、n型矽材料或p

❹ 提供接點位置」表示處理結構使接點位置與待沉積 金=層間，僅接點位置頂部留有特料。重點在於不論 先前步驟如何，接點位置應只留有矽材料。 「矽化物」代表具有矽和更多正電元素的化合物。這 些元素一般例如為鎳、纪、鈦、銀、金、銘、銅、嫣、 釩、鉻。 裸露石夕表面」表示接觸周遭的矽材料。 「結構」代表處於任何處理步驟的裝置。 用於背部接觸太陽能電池的基板應具有至少一 ρ型和 n 5L導電性區域於其背側，但一般有數個具交替導電性 且呈叉合圖案的摻雜區。 本發明提出不論在應用本文所述方法前的正面處理如 何，用以製造太陽能電池之至少一背部接點的方法。本 發明更關於背部接點和包括背部接點的太陽能電池。 圖式顯示太陽能電池的正面面對頁面底部’背面面向 頁面頂部。圖式乃概要繪示，而非按比例繪製。在圖式 中，圖式顯示通常設於背部接觸太陽能電池的接點位 置。所附圖式顯示本發明之實施例。 201037846 【實施方式】 更詳細地說，本發明係關於製造用於石夕太陽能電池背 面之至少-接點的方法。方法包含塗舖具摻雜區的矽基 板2、接著沉積鈍化層3至碎基板2上（如帛^圖所示 在本文中，鈍化層3意指單-鈍化層或鈍化層堆叠結構。 以本發明方法製造的背部接點結構i包含沉積在矽基 〇 & 2上之鈍化層鈍化層3較佳包含氫化無定形砂 (.H)層4和氫化無定形氮化石夕層5。 /儿積鈍化層3後’藉由處理結構使接點位置與待沉積 金屬間只留切材料’以提供接點位置。此-般包含移 除位於定義成接點位置的任何非矽材料，例如 a SiNx.H。般來說，此步驟將構成開口 7的圖案供接 點形成。 至少一開口 7位於待製造至少一接點處。形成至少一 © 開口 7後’利用非選擇性方法，沉積金屬層8至結構1 非選擇性金屬沉積方法包含濺射或蒸錢，並且意指金 屬沉積在所有裸露表面。也可以非選擇性方式進行電鍍。 沉積金屬層8後，結構丨經退火處理（溫度處理卜矽 化物的形成溫度一般為⑽至55(rc，較佳為⑽至 500 C，更佳為275。(：至450°C，歷時5-60秒，此視使用 金屬而疋熱處理可包含隨時間線性或非線性變化的溫 201037846 度分布。溫度處理步驟例如由快速熱退火達成。 開口 7中的金屬層8與矽材料反應形成矽化物區9。 非石夕化物金屬可利用本發明所述實施例1之選擇性蝕刻 移除。石夕化物區9經電鍍或無電電鍍，以降低接點的電 阻。電鍵金屬例如為銅。 本發明亦提出一種太陽能電池，其包含根據本發明方 法製造的背部接點結構。 ❹ 純化層3的作用為藉由加強表面鈍化而增強矽結構的 電流收集性質。就一些應用而言，期提高背面反射率， 同時鈍化層3不單只做為通過矽基板2之光的最理想背 部反射器。在此例中，反射層6放置在鈍化層3的頂部， 並用以提高光子返回矽結構的背面反射率，進而增強矽 結構1的電流產生性質’如實施例2、3、4及5所述。 圖式顯示製造二接點的方法。然應強調此方法包含製 造一或多個接點。 © 纟本發明之第一實施例中，包含無定形矽底層和氮化 矽頂層的鈍化層3先沉積在矽基板2上。 接著，移除區域Α的氮化石夕層5而於至少—特定換雜 區13上方區域的氮化石夕層5中形成至少一開口 7,以提 供接點位置。在此製程中，如第lb圖所示，至少_開口 7内底下的無定形石夕層4亦部分或全部移除。如此 供接點位置。此外，亦同時提供圖案化裸露碎表面 除至；一 口 7内之無定形矽層4可以與移除至少 口 7内之氮化矽層5相同的步驟或以個別 2 10 201037846 後’如第lc圖所示，金Μ恳。、 隹屬層8沉積在鈍化層3上且至 填充至少一開口 7。填充音社„ 死意扎開口 7露出的矽全部或大 多被金屬8覆蓋。接著，如笛 , 有如第ld囷所示，矽結構1經適 當退火處理（溫度處理），以於 )以於金屬8接觸矽材料的區域 形成金屬料物9。然後，如第u圖所示，藉由選㈣ 餘刻金屬來移除未形成石夕化物9的金屬8而隔開接點。 鈍化層3-般包含氫化無定料（a_si:H)層或氫化無定 ❹ 〇 形氮化矽（a-SiNx:H)層。在；g：仙杳,,丄 ^隹具他實施例中，鈍化層3包含 a-Si:H層4和a-SiNx:I^5。在另一實施例中，純化们 包含a-Si:H層、a-SiNx:H層和a_Si:H層（從矽基板往上 算起）。本發明不限於這些材料。 在製造背部接點之方法的第二實施例中，如第2a圖所 示，圖案化反射層6沉積在具至少一開口 7的鈍化層3 上，開口 7界定待形成接點的位置。如第2b圖所示，開 口 7露出的鈍化層3全或大多被移除，此將詳述於後。 在區域A中，至少一開口 7内接觸周遭的整個氮化矽層 5和整個無定形矽層4已經移除。如此可形成接點位置。 此外，亦同時提供圖案化裸露矽表面。下一步驟涉及非 選擇性沉積金屬層8。接著，結構1經退火處理而於矽 基板2表面上或底下設置至少一開口 7處形成矽化物區 9 °然後，藉由選擇性蝕刻金屬來移除未形成矽化物9的 金屬而隔開接點，此如第2c圖所示。一般來說，碎化物 區9可塗鋪更具導電性的金屬，以增厚接點1〇而降低電 阻，此如第2d圖所示。 201037846 第3a圖繪示製造至少一背部接點之方法的第三實施 例’其依反射層6定義的圖案移除a_siNx:ii層5。第3b 圖顯示矽結構，其中金屬層依反射層6定羲的圖案塗鋪 覆蓋反射層6及填充開口 7〇第3c圖繪示同樣的矽結構， 其經退火步驟處理而形成矽化物9。第3(1圖顯示移除未 形成矽化物之金屬8後的矽結構。第3e圖緣示下一步 驟’其已塗鋪金屬形成接點連接矽化物區。 Ο Ο 第4a圖繪示製造至少一背部接點之方法的第四實施 例，其中鈍化層3包含a-Si:H層4,其上沉積 層5’其上沉積心8丨汨層n。第仆圖顯示同樣的矽結構 1，其已移除開口 7内的至少部分鈍化層3，藉以移除 a-Si:H層11和心8丨队:11層5，並於開口 7中留下至少部 刀a-Si.H層4，此將說明於後。如此可提供接點位置。 此步驟通常利用雷射剝離或喷墨蝕刻完成。第补圖顯示 同樣的結構，其已塗鋪反射層至心以汨層u上而至少覆 蓋未製作開口 7的區域。藉此提供圖案化裸露矽表面。 第4d圖顯示沉積金屬層至少填充開口 7後的結構卜第 抖圖顯示同樣的結構i ’其經退火步驟處理而於金屬層 8接觸的區域形成碎化物9。第4f圖顯示同樣的 結構1’其-般利用選擇性钱刻移除未形成石夕化物9的 金屬8°接著，金屬塗鋪於耗物9而形成接點1〇。 第5a圖％示製造至少一背部接點之方法的第五實施 例’其中鈍化層3包含a_Si:H層4°純化層3上沉積具 待形成至少-接點之至少一開口 7的圖案化反射層6, 12 201037846 因而提供圖案化裸露矽表面。結構丨上沉積金屬層8(第 5b圖）’並且經後續溫度處理使金屬層8與裸露矽表面反 應形成至少一矽化物區9(第5c囷）。然後’如第5d圖所 示’選擇性蝕刻移除未反應金屬8，以留下完好的矽化 物區。最後’金屬10沉積在至少一石夕化物區9上。 本發明之實施例 這些實施例論及只處理太陽能電池背側’並假設已充 分處理前侧。本發明之方法不限於此假設，且尚涵蓋在 0 依本發明處理背側後處理前側、或同時或在本發明所述 步驟之間完成前側處理步驟的情況。 實施例提及製造一個以上的接點，但本發明之方法涉 及製造至少一接點。 第一實施例 本發明之第一方法實施例的出發點為矽基板2 一般包 括具摻雜區13的背面且前侧已充分處理。摻雜區n可 Q 具相同導電性類型、或具交替p型與η型導電性。摻雜 區13的摻雜濃度可與基板相同或不同。矽結構丨可由單 晶矽晶圓、多晶矽晶圓或矽基薄膜製得。背面可為平坦 或遭織構’例如使用溼式化學劑或電漿處理。 背面例如先接觸硫酸（ΗβΟ4)與過氧化氫（Η2〇2)之混合 物、氣化氫（HC1)、Η2〇2與水（出0)之混合物、或氨水 (ΝΗ4〇Η)、Η2〇2與仏〇之混合物、然後進行氧化物移除 (如使用稀釋氫氟酸（HF))而加以清潔。 純化層3塗鋪在矽基板2的背面。如專利 13 201037846 W02006/110048A1 所述 〜_ 一 σ叫丨。热疋形石夕 (a-Si:H)層4和氫化無定形氮化矽（a_SiNx:Hw 5。鈍化層 可利用電漿辅助化學氣相沉積（PECVD)或其他適合的沉 積技術塗鋪’例如熱線CVD(HWCVD)、膨脹熱電漿 (ETP)、電子迴旋共振（ECR)、濺射或類似技術。結構此 時如第la圖所示。

鈍化層3的作用為加強；g夕基板2之表面和塊體的帶電 載子傳輸性質，進而增強其電流收集能力。a_ShH層4 的厚度一般為5-200奈米（nm)，較佳為1〇_6〇nm<5aSiNx:H 層的厚度為10-150nm ’較佳為20-100nm。 在下一步驟中，至少一開口 7形成於鈍化層3中並對 準換雜區13’以構成後續待形成接點的區域。此如第lb 圖所示開口，，意指至少a_SiNx:H層5被移除，a_Si:H 層4則被移除或至少部分保持完好。第1 b圖繪示至少部 分a-Si:H層4保持完好的方法。 此程序設立在包含開口 7的區域提供接點位置。 鈍化層3中的至少一開口 7可以下列技術製造，但不 以此為限： -噴墨蝕刻； -雷射剝離； -塗鋪圖案化蝕刻遮罩、蝕刻（使用溼式化學劑或電漿 蝕刻）鈍化層3、然後移除遮罩； -網印蝕刻。 形成至少一開口 7後，如第lc圖所示，非選擇性沉積 14 201037846 金屬層8，使金屬至少填充至少一開口 7。金屬層8例如 以蒸鍍或濺射塗鋪，但不以此為限。 適合蒸鍍及後續形成矽化物的金屬包括鎳、鈀、鈦、 銀、金、鋁、銅、鎢、釩、鉻或這些金屬的任何組何物。 用於背側矽化物形成的相關金屬為鎳。矽化物形成期 間最好為單矽化物（NiSi)，因其合金有矽化鎳最小電阻。 為此’製程需最佳化使矽與矽化物間有最小接觸電阻。 0 塗鋪金屬層8後’結構1經適當退火步驟處理，以助 於在金屬層8接觸矽材料處形成矽化物9(第1(1圖）。至 少一開口 7内的金屬與矽材料反應形成至少一矽化物區 9。矽化物的形成溫度一般為i75°c至55〇〇c，較佳為225。〇 至500°C ’更佳為275°C至450°C，歷時5-60秒，此視使 用金屬而定。熱處理可包含隨時間線性或非線性變化的 溫度分布》溫度處理步驟例如由快速熱退火達成。 在塗鋪金屬層8前，退火處理鈍化層4、5是有益的， Ο 因最佳化鈍化層3及形成矽化物9所需的退火溫度和時 間可能不匹配。 若本發明之方法施行於正面接觸太陽能電池的背側， 則不需隔開接點。 但若本發明之方法應用到背部接觸電池的背側，則通 常會有一個以上的接點，故需隔開接點（如第U圖所 示）。移除未反應形成矽化物9之金屬8的相關方法為利 用選擇性蝕刻、使用蝕刻矽化物9的速度遠比金屬8慢 的蝕刻液。此例如可藉由接觸硝酸（HNO3)、或hn〇3與 15 201037846 HC1之混合物達成。 或者，接點可利用雷射剝離、網印飯刻或喷墨银刻隔 開。 隨後，藉由電鍍或無電電鍍增厚接點，以形成電阻較 小的大接點1 〇。 第二實施例 本發明之第二方法實施例的出發點為矽基板2 一般包 0 &具乂替p型與β導電性之摻雜區的背面且前側已充 刀處理。矽結構可由單晶矽晶圓、多晶矽晶圓或矽基薄 膜製得。背面可為平坦或遭織構，例如使用渔式化學劑 或電漿處理。 背面例如先接觸仏8〇4與Η2〇2之混合物、HO、η2〇2 與AO之混合物、或ΝΗ4〇η、Η2〇2與Η"之混合物、 然後進行氧化物移除（如使用稀釋HF)而加以清潔。 純化層3塗鋪在矽基板2的背面。如專利 ❹ W〇2〇〇6/U0048A1所述’鈍化層3包含氫化無定形石夕 (a-Si:H)層4和氫化無定形氮化矽（心“队:⑴層卜鈍化層 可利用電漿輔助化學氣相沉積（pECVD)或其他適合的沉 積技術塗鋪，例如熱線CVD(HWCVD)、膨脹熱電漿 (ETP)、電子迴旋共振（ECR)、濺射或類似技術。 鈍化層3的作用為加強矽基板2之表面和塊體的帶電 載子傳輸性質，進而增強其電流收集能力。a_Si:H層4 的厚度一般為5-20〇nm，較佳為1〇-6〇nm。a_SiNx:H層的 厚度為10-15〇nm，較佳為2〇_1〇〇nm。各層厚度可個別調 201037846 整’以最佳化背部反射率’同時維持純化性質。 鈍化層3的頂部通常利用噴墨塗鋪圖案化反射層6, 並於反射層6中留下至少一開口 7,其對準至少一接點 位置13,此如第2a圖所示。或者，反射層6塗鋪覆蓋 大部分或全部的鈍化層3’接著移除部分反射層6而定 義至少一開口 7。此二方法為均等且可以「塗鋪具至少 一開口 7之反射樹脂層6」一語涵蓋。

反射層6的材料包含樹脂，其更包含反射增強添加 劑。在此實施例中，反射層的目的為： -定義鈍化層之開口 7的圖案； 虽忭純化層的保護遮罩 •在後續蝕刻步驟中 _確保增強未被矽基板2吸收之光子的背部反射率。 反射層6内的開口 7界定供鈍化層3開向矽基板2的 圖案。鈍化層3以適當溶液蝕刻’其移除所有或部分鈍 化層3’即&-_』層5和心沿層4(如第2b圖所朴 適當溶液可為稀釋、濃縮或缓衝HF溶液、或稀釋或 濃縮氫氧化卸（随)溶液、或稀釋或濃縮氫氧化納⑽〇h) 溶液、或包含HF、HN〇3與乙酸（CH3C〇〇H)之混合物、 或其組合物’但不以此為限。得到開口的方法選擇並不 重要。重要特徵在錢化層3必須局部移除而露出底下 的石夕材料。如此可提供接點位置。 敵開反射層6定義之圖案中的純化層3後，利用適當 方法塗鋪金屬層8至反射層6的頂部及填充鈍化層^ 的開口 7’使金屬層8接觸矽基板2。 17 201037846 此方法可選用金屬蒸鍍、濺射或無電電鍍，其將完全 覆蓋矽基板2的背側，即非選擇性沉積金屬層8。適合 蒸鍍及後續形成矽化物的金屬包括鎳、鈀、鈦、銀、金、 鋁、銅、鎢、釩、鉻或這些金屬的任何組何物。 用於背側矽化物形成的相關金屬為鎳。矽化物形成期 間最好為單矽化物（NiSi)，因其合金有矽化鎳最小電阻。 為此，製程需最佳化使矽與矽化物間有最小接觸電阻。 〇 矽化物的形成溫度一般為175。(：至55〇。(：，較佳為225。〇 至500 C ’更佳為275°C至450°C，歷時5-60秒，此視使 用金屬而定。熱處理可包含隨時間線性或非線性變化的 溫度分布。溫度處理步驟例如由快速熱退火達成。 塗鋪金屬層8後’結構1經適當退火步驟處理，以助 於在金屬層8接觸至少一開口 7内的裸露矽表面處形成 石夕化物9。矽化物的形成溫度一般為i75。〇至55(rc，較 佳為225。(：至50(TC ’更佳為275°C至450°C，歷時5_6〇 〇 秒，此視使用金屬而定。熱處理可包含隨時間線性或非 線性變化的溫度分布。溫度處理步驟例如由快速熱退火 達成。 在塗鋪反射層前退火處理鈍化層4、5是有益的，因最 佳化鈍化層3及形成矽化物9所需的退火溫度和時間可 能不匹配。 如實施例1和第2c圖所示’未形成矽化物的金屬可利 用選擇性触刻移除^ 隨後’藉由電鍍或無電電鍍增厚接點，以形成電阻較 201037846 小的大接點1〇(第2d圖）。 第三實施例 第3a至3e圖繪示根據本發 喚也 I月之第二方法實施例。 第一步驟與第二實施例的第_ 罘步驟相同。本方法始於 石夕基板2，其一般包括具交替 ^ ^ 瞀15型與η型導電性之摻雜 區的背面且前側已充分處理。 /、结構可由單晶矽晶圓、 多晶石夕晶圓或石夕基薄膜製得。背面可為平坦或遭織構，

例如使用座式化學劑或電黎處理。背側通常以與第一實 施例相同的方式清潔。 。純化層3之堆 其上為氫化無定 沉積方式與第一 矽基板2上塗鋪鈍化層3之堆疊結構 疊結構包含氫化無定形矽（a_Si:H)層4， 形氮化矽（a-SiNx:H)層^各層4、5的 實施例相同。 鈍化層心5的作用為加強石夕基板2之表面和塊體的帶 電載子傳輸性質，進而增強其電流收集能力。a_si:H層 © 4的厚度一般為5~2〇〇nm，較佳為i0_60nm。a_SiNx:H層 的厚度為10-15〇nm，較佳為2〇_1〇〇nm。各層厚度可個別 調整’以最佳化背部反射率，同時維持鈍化性質。 下一步驟是以與第一實施例相同的方式塗鋪圖案化反 射層6至層5上。反射層6通常利用喷墨沉積，並於反 射層6中留下至少一開口 7，其對準接點位置13。或者， 反射層6塗鋪覆蓋大部分或全部的鈍化層5，接著移除 部分反射層6而定義具開口 7的圖案。這些方法為均等 且可以「塗鋪具圖案定義之至少一開口 7的反射樹脂層 201037846 6」一語涵蓋。 反射層6的材料包含樹脂，其更包含反射增強添加 劑°塗鋪反射樹脂的目的為： -定義鈍化層之開口7的圖案； •在後續蝕刻步驟中’當作鈍化層的保護遮罩； _確保增強未被矽基板2吸收之光子的背部反射率。 反射層6内的開口 7界定圖案以露出鈍化層5。 ❹ 第3&圖顯示下—步驟，其移除未被反射層6覆蓋的部 分a-SiNx:H層5，且留下至少部分保持完好的aSi:H層 4。此一般是藉由接觸稀釋hf溶液來達成。 第3b圖顯示下一步驟，其非選擇性塗鋪金屬層8至反 射層6的頂部，且沉積金屬經由反射樹脂層6定義的開 口 7 接觸 a-Si:H 層 4。 金屬的塗鋪方式與第一實施例相同。適合金屬也和第 一實施例的適合金屬相同。 Q 塗铺金屬層8後’結構1經適當退火步驟處理，以助 於在金屬層8接觸至少一開口 7内的裸露石夕表面處形成 矽化物9(第3c圖）。矽化物的形成溫度一般為175。〇至 550°C ’ 較佳為 225°C 至 500°C，更佳為 275°C 至 450°C， 歷時5-60秒，此視使用金屬而定。熱處理可包含隨時間 線性或非線性變化的溫度分布。溫度處理步驟例如由快 速熱退火達成。 在此實施例中，形成矽化物的溫度通常比第二實施例 低’因結晶矽變成矽化物需要較高溫度。此將造成矽化 20 201037846 物形成主要止於a-Si:Η/石夕基板2之界面<5此如第圖 所示。 在塗舖反射樹脂層前，退火處理鈍化層4、5是有益 的’因最佳化鈍化層3及形成矽化物9所需的退火溫度 和時間可能不匹配。 若本發明之方法施行於不需隔開接點的前側接觸太陽 能電池背側，則不需另進行處理步驟。 0 但若本發明之方法應用到背侧接觸電池的背側，則通 常會有一個以上的接點，故需隔開接點（如第3e圖所 不）。移除未反應形成矽化物9之金屬8的相關方法為利 用選擇性蝕刻，其只移除殘留金屬8。此例如可藉由接 觸HN〇3、或hn〇3與HC1之混合物達成。 或者，接點可利用雷射剝離、網印蝕刻或喷墨蝕刻隔 開。 隨後’藉由電鍍或無電電鍍增厚接點，以形成電阻較 〇 小的大接點1〇(第3f圖）。 第四實施例 第4a至4f圖繪示根據本發明之第四方法實施例。 本方法始於基板2具有鈍化層3沉積其上。在本發明 之實施例中，鈍化層3包含底部無定形矽層4，其上沉 積無定形氮化矽層5，其上沉積無定形矽層11〇此鈍化 堆疊結構如第4a圖所示。 鈍化層可以本發明第一實施例之上述技術塗鋪。 接著，至少移除頂部無定形矽層n和無定形氮化矽層 21 201037846 5,以於至少部分無定形矽層4保持完好處留下開口 第4b圖顯示移除步驟，並續示至少一開口 7對準至，丨、一 接點位置13，參見第4b圖。 移除步驟可包含採行噴墨餘刻、網印蝕刻、雷射剝離、 塗鋪微影遮罩’然後蝕刻及移除遮罩、或其他適當技術。 反射層6塗鋪在殘留鈍化層3頂部上後續不欲形成矽 化物的區域，此繪示於第4c圖。 ❹ 完成最後二步驟的順序並不重要。反射層6也可完全 覆蓋所有鈍化層3,在下一步驟中，移除反射層、頂部 a-ShH層和a-SiN:H層，以形成開口 7。移除上述材料層 例如可利用雷射剝離達成。 第4d圖顯示下一步驟，其非選擇性塗鋪金屬層8及至 少填充未被反射樹脂層6覆蓋的區域。金屬層例如以蒸 鍍、濺射或其他適當技術塗鋪。 適合蒸鍍及後續形成矽化物的金屬包括錦、把、鈦、 〇 銀、金、鋁、銅、鎢、釩、鉻或這些金屬的任何組合。 本發明不限於選用這些金屬，其當可應用到使用任何 材料形成馬導電性碎化物或碎合金至p型與n型梦上。 塗鋪金屬層8後，結構1經適當退火步驟處理，以助 於在金屬層8接觸至少一開口 7内的裸露矽表面處形成 矽化物9(第4e圖）。矽化物的形成溫度一般為175。〇至 550°C，較佳為225eC至500t，更佳為之”艺至45〇〇c， 歷時5-60秒，此視使用金屬而定。熱處理可包含隨時間 線性或非線性變化的溫度分布。溫度處理步驟例如由快 22 201037846 速熱退火達成。此製程在金屬接觸無定形矽層4或Π的 區域形成夕化物9。 故反射層ό上的金屬不會形成矽化物。 在所形成之接點需隔開的情況下，例如用於背部接觸 太陽能電池，未形成矽化物的金屬可例如利用上述實施 例1的選擇性蝕刻移除。

就做為兩側接觸太陽能電池之背部接點的應用而言， 電池亦接觸電池前側，故不需移除未形成矽化物的金屬。 隨後，藉由電鍍或無電電鍍增厚接點，以形成電阻較 小的大接點1 0。 第五實施例 第5a-5e圖繪示本發明之第五實施例。 本方法始於基板2具有鈍化層3沉積其上。在本發明 之實施例中，鈍化層3包含無定形矽（a_Si:H)層4。 鈍化層3的頂部通常利用嘴墨塗鋪圖案化反射層6, 並於反射層6中留下至少一開口 7,其對準至少一接點 位置13 〇此如第5a圖所示。或者，反射層6塗鋪覆蓋 大部分或全部的鈍化層3，接著移除部分反射層6而定 義至少一開口 7。此二方法為均等且可以「塗鋪具至少 一開口 7之反射樹脂層6」一語涵蓋。 在此步驟後，如第5b圖所示，利用蒸鍍或減射，非選 擇性塗鋪金屬層至整個結構1上》 ' 適合蒸鍍及後續形成矽化物的金屬包括鎳、鈀、鈦、 銀、金、鋁、銅、㉟、釩、鉻或這些金屬的任何組何物。 23 201037846 塗鋪金屬層8後，結構i經適當退火步驟處理，以助 於在金屬層8接觸至少—開口 7内的裸露碎表面處形成 矽化物9(第5c圖）。矽化物的形成溫度—般為⑽至 55〇°C^,^ 225〇c^ 500〇c,^,i4 275〇c^45〇〇c> 歷時5-60秒’此視使用金屬而定。熱處理可包含隨時間 線性或非線性變化的溫度分布。溫度處理步驟例如由快 速熱退火達成。如第5c圖所示，此製程在金屬接觸無定 形矽層4的區域形成矽化物9。

❹ 故反射層6上的金屬不會形成矽化物。 在形成接點需隔開的情況下，例如用於背部接觸太陽 能電池，未形成矽化物的金屬例如利用上述實施例丨的 選擇性蝕刻移除（參見第5d圖）。 就做為兩侧接觸太陽能電池之背部接點的應用而士， 電池亦接觸電池前側，故不需移除未形成矽化物的金屬。 隨後’藉由電鍍或無電電鍍增厚接點，以形成電阻較 小的大接點10(參見第5e圖）。 【圖式簡單說明】 本發明將參照所附圖式詳細說明，其顯示本發明之實 施例，其中： 第1 a-f圖繪示本發明之第一方法實施例的截面； 第2a-d圖繪示本發明之第二方法實施例的截面； 第3a-e圖繪示本發明之第三方法實施例的截面； 24 201037846 第4a-g圖繪示本發明之第四方法實施例的截面； 第5a-e圖繪示本發明之第五方法實施例的截面。 【主要元件符號說明】 〇 1 結構 2 基板 3 鈍化層 4、 11 矽層 5 氮化矽層 6 反射層 7 開口 8 金屬（層） 9 矽化物（區） 10 接點/金屬 13 摻雜區/接點位置 A 區域 25

Claims (1)

1. 201037846 七、申請專利範圍： I 一種提供具至少一接點之一結構（1)於一太陽能電池 之一背面上的方法，該太陽能電池包含一矽基板（2)、至 少一摻雜區（13)，其中該方法包含下列步驟： a) 沉積一鈍化層（3)至該矽基板（2)之一背面上； b) 提供至少一接點位置； c) 提供一圖案化裸露矽表面； 0 d)非選擇性沉積一金屬層; e) 退火處理該結構（丨）而形成一金屬矽化物（9); f) 在該步驟e)後，移除一過量金屬（8);以及 g) 塗鋪一金屬至該矽化物（9)上，以形成至少—接點 (10)。 ’ 2.如申請專利範圍帛1項所述之方法，其中該步驟b) 和該步驟c)係同時完成。

   3.如申請專利範圍第1 @ 固弟1項所述之方法，其中該步驟 係在該步驟b)之前進行。 4.如申請專利範圍第1 罘項所述之方法，其中該步驟b) 更包含沉積具至少一開口（7) W)之一反射層（6)，然後在該至 少一開口（7)中提供該接點位置。 26 201037846 5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該步驟c) 更包含沉積一反射層（6)至該鈍化層（3)上。 6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之方法，其 中該步驟a)包含沉積一氫化無定形矽（a_si:H)層（4)。 7. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之方法，其 0 中該步驟a)包含沉積一氫化無定形矽（a_Si:H)層（4)，接 著沉積一氫化無定形氮化矽（a_SiNx:H)層（5)至該a Si:H 層（4)的一頂部上。 8‘如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之方法，其 中該步驟a)包含沉積一氫化無定形矽（a_Si:H)層（4)，接 著沉積一氫化無定形氮化矽（a_siNx:H)層（5)至該a Si:H 層（4)的一頂部上，然後沉積一 aSi:H層至該 O a-SiNx:H層（5)的一頂部上。 9.如申凊專利範圍第4或5項所述之方法，其中該反射 層（6)為一反射樹脂層。 •如申請專利範圍第4或5項所述之方法，其中該反 射層（6)為一反射加強聚合物或一反射加強環氧化物。 U.如中請專利圍第4、5、9及1G項中任-項所述之 27 9 201037846 方法，其中該反射層（6)係以噴墨或噴塗沉積 任—項所述之方法 為錄。 12.如申請專利範圍第1至η項中 其中該步驟d)中該金屬層（8)的金屬 所述之方法 13.如申請專利範圍第1至12項中任一巧 其中該步驟d)係以蒸鍍或濺射塗鋪—金屬 〇 14. -種用於一太陽能電池之—背面的接點⑽，包含一 矽基板(2)、沉積於該矽基板(2)上之一無定形矽層⑺、 具有至少一開口（7)且沉積於該無定形矽層（3)上之—反 射層⑹，在該至少一開口⑺中留有一矽化物(9)，並有 一附加金屬覆蓋該矽化物（9)。 15. —種包含一背面的太陽能電池，該背面包含一接 〇 點，其特徵在於，該接點（ίο)係利用如申請專利範圍第i 至13項中任一項所述之方法設於該太陽能電池的該背 面0 16. —種包含一背面的太陽能電池，該背面包含如申請 專利範圍第14項所述之一接點。 一種提供具至少一接點之一結構（1)於一太陽能電池 之一背面上的方法，該太陽能電池包含具至少一掺雜區 28 201037846 (13)的一矽基板（2)，其中該方法包含下列步驟： a) 沉積一鈍化層（3)至該矽基板（2)上； b) 提供至少一接點位置； c) 提供一圖案化裸露矽表面； d) 非選擇性沉積一金屬層（8); e) 退火處理該結構（丨）而形成一金屬矽化物（9);以及 0塗舖一金屬至該矽化物（9)上，以形成至少一接點 (10)。 〇 I8·如申凊專利範圍第17項所述之方法，其中該步驟b) 和該步驟c)係同時完成。 .如申％專利範圍第17項所述之方法，其中該步驟c) 係在該步驟b)之前進行。 〇 如申吻專利範圍第i 7項所述之方法，其中該步驟b) 更包含沉積具至少-開口⑺之-反射層⑻，然後在該至 少-開口⑺中提供—接點位置。 21.如申請專利範圍第17項所述之方法，其中該步驟c) 包含沉積—反射層（6)至該鈍化層（3)上。 22. 法， 如申請專利範圍第 其中該步驟a)包含 17至19項中任一項所述之方 沉積一氫化無定形矽（a_Si:H)層 29 201037846

   23. 如申請專利範圍第17至ι9項中任一項所述之方 法，其中該步驟a)包含沉積一氫化無定形矽（aSi:H)層 (4) ’接著沉積一氫化無定形氮化矽（a SiNx:H)層至該 a-Si:H層（4)的一頂部上。 24. 如申請專利範圍第I?至19項中任一項所述之方 法’其中該步驟a)包含沉積一氫化無定形石夕 (4) ’接著沉積一氫化無定形氮化矽（a SiNx:H)層至該 a-Si:H層（4)的一頂部上，然後沉積一 a_Si:H層（11)至該 a-SiNx:H層（5)的一頂部上。 25. 如申請專利範圍第2〇至22項中任一項所述之方 法’其中該反射層（6)為一反射樹脂層。 26. 如申請專利範圍第2〇至22項中任一項所述之方 法’其中該反射層（6)為一反射加強聚合物或一反射加強 環氧化物。 27·如申請專利範圍第20、21、25及26項中任一項所 述之方法’其中該反射層（6)係以喷墨或喷堂沉積。 28.如申請專利範圍第17至27項中任一項所述之方 30 201037846 法，其中該步驟d)中該金屬層（8)的金屬為鎳。 29·如申請專利範圍第17至28項中任一項所述之方 法，其中該步驟f)係以電鍍或無電電鍍塗鋪一金屬。 3 0. —種包含一背面的太陽能電池’該背面包含—接 點，其特徵在於，該接點（丨0)係利用如申請專利範圍第 17至29項中任一項所述之一方法設於該太陽能電池的

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