TW201225309A - Method of fabricating rear surface point contact of solar cells - Google Patents

Description

201225309 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 [0001] 本發明係有關一種太陽能電池的製造方法，特別有關太 陽能電池背面點接觸的製造方法。 [先前技術] Ο ❹ [0002] 近年來’由於油價高漲、全球暖化、化石能源的排放、 核廢料及新電廠場址選擇等問題，新型式的再生能源引 起世人高度重視。其中，直接將太陽能轉換成電能且無 污染的太陽能電池的研發已有長足的進展。 [0003] [0004] [0005] 099142375 現今廣泛使用的太陽能電池係於受光面附近成形有一γη 接面，且於大陽能電池吸收光能時會產生電子旋。常見 的電池設計，係在電池前後二側分別形成電拯。通常為 了供電於大電壓電器，該等電池係以串聯方 Μ \也性遠接 以增加電壓。 接 傳統的太陽能電池採用具有第一掺質的矽基板，/ 利用高溫熱擴散的處理，使基板表面上形成〜層二後再 二掺質的半導體’藉以形成不同型式的掺質的 面。例如，矽基板可為Ρ型基板，其表面上所 體為η型半導體，ρ型基板和型半導體之間存在一的半導 面。 Ρ π接 由於梦晶體在表面上㈣成如懸鍵（dangi 等晶格缺陷，《格軸易與太陽能電池產0nd) 合’_減少輸出_。因此，切基板的表=子結 進行氫純化，即形成—料儿a 般會 ρ办成一鈍化層，藉由鈍化層中 晶體中的缺陷及雜質作用 、虱與矽 表單編號A〇1〇1【作用’鈍化其電活性。 第3頁/共18頁 0992073584-0 201225309 _]太陽能電池之背光面通常會塗佈-層金屬膠。經燒結後 2屬谬會與背光面處的料成共晶結構。當太陽能電 '作用時，背光面的仙共晶結構會產生背面電場（哪 ):办電池㈣子的收集，並可回收未被吸收的光子 措此提升太陽能電池的轉換效率。 [0007]為了達到理想的鈍化效果，矽鋁此曰 ，、曰日層的厚度必須增加 ，習知技術提出在聽層上局部料，於燒結時使金屬 膠可以穿透純化層與魏板背面接㈣成局部背面電場 ，以提供較佳的鈍化效果。然而，局部開孔須透過化學 蝕刻製程，諸如使用_液或_膏、機械侧製程， 諸如使用雷射完成，費時費工。 闕有鑑於此，本發明人為改善並解決上述之缺失，乃特潛 心研究並配合學理H終於提出—種設計合理且有 效改善上述缺失之本發明。 【發明内容】 [0009] 本發明係有關一種太陽能電池背面點錢觸的製造方法， 無需在鈍化層上局部開孔，即可在觀結時使以點陣方式 塗佈含玻璃粉之金屬膠穿透鈍化層與半導體基材背面接 觸形成局部背面電場，緊密結合並導出電流。 [0010] 為達上述功效，本發明提供一種太陽能電池背面點接觸 的製造方法’包含以下步驟：提供一半導體基材；形成 一鈍化層於該半導體基材之一背面上；以點陣方式塗佈 含玻璃粉之第一金屬膠於該鈍化層上；塗佈未含玻璃粉 之第二金屬膠於該鈍化層及點陣狀的該第一金屬膠上； 及燒結該半導體基材’使得該第一金屬膠與該半導體基 099142375 表單編號 A0101 第 4 頁/共 18 頁 0992073584-0 201225309 [0011] [0012] [0013]Ο [0014] [0015] [0016]Ο [0017] [0018] 材形成共晶結構。 本發明之一實施例中，上述之太陽能電池背面點接觸的 製造方法，其中以點陣方式塗佈該第一金屬膠的步驟包 含：利用一網印塗佈製程。 本發明之一實施例中，上述之太陽能電池背面點接觸的 製造方法，其中塗佈該第二金屬膠的步驟包含：利用一 網印塗佈製程。 本發明之一實施例中，上述之太陽能電池背面點接觸的 製造方法，其中第一金屬膠中玻璃粉含量為0. Iwt%至 50wt% 。 本發明之一實施例中，上述之太陽能電池背面點接觸的 製造方法，其中該第一金屬膠為鋁膠或銀鋁膠。 本發明之一實施例中，上述之太陽能電池背面點接觸的 製造方法，其中該第二金屬膠為鋁膠或銀串膠。 本發明之一實施例中，上述之太陽能電池背面點接觸的 製造方法，其中燒結該半導體基材之步驟的燒結溫度為 500至900°C。 基於上述，本發明以點陣方式塗佈含玻璃粉之金屬膠於 鈍化層上，於燒結時含玻璃粉之金屬膠可穿透鈍化層與 半導體基材背面接觸形成局部背面電場，緊密結合並導 出電流。如此可提供良好的鈍化效果，進而提升太陽能 電池的轉換效率。 為了使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術内容並據 099142375 表單編號A0101 第5頁/共18頁 0992073584-0 201225309 [0019] [0020] [0021] [0022] 099142375 以實施，且根據本說明書所揭露之内容、申請專利範圍 及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關 之目'的及優點，因此將在實施方式中詳細敘述本發明之 詳細特徵以及優點。 【實施方式】 請參閱第一圖，第一圖係顯示根據本發明之實施例之太 陽能電池的立體圖。太陽能電池100包含半導體基材110 、掺質層120、抗反射層130、鈍化層140、第一金屬膠 150、第二金屬膠層160、背面匯流條170及正面匯流條 180。以下將詳細說明本發明之太陽能電池背面點接觸的 製造方法。 第二圖A至第二圖L為依照本發明之實施例之形成太陽能 電池之流程剖面示意圖。請參照第二圖A，在本實施例中 ，首先提供一半導體基材110，其具有一前表面ll〇a以及 一後表面110b。在本實施例中，半導體基材110主要是在 高純度的矽晶基板中，添加週期表第三族元素，例如硼 (B)、鎵（Ga)或銦（In)等，形成p型半導體基材。 接著，如第二圖B所示，以酸液將半導體基材110的前表 面110a與後表面110b餘刻成織狀結構（texture)。 接著，將對半導體基材110進行一磷擴散程序。在本實施 例中，對半導體基材110進行磷擴散程序的方式，是將半 導體基材110放置於一沈積腔室内，然後於半導體基材 110的表面沈積一含磷材料層，並且利用沈積程序的高溫 作用，使含磷材料層内的磷離子擴散至半導體基材110的 内部。 表單編號A0101 第6頁/共18頁 0992073584-0 201225309 ^ L〇〇23」具體s之，請參照第二圖c，將半導體基材1 1 0移至於一 沈積腔室内之後，即進行一沈積程序，在半導體基材110 的則表面110a上形成一磷矽玻螭層122a。當於進行上述 之沈積程序時，沈積腔室内的高溫會使磷矽玻璃層122a 内的碟離子擴散至半導體基材110的前表面110a的内部而 形成一摻雜層120亦即η層。半導體基材110與摻雜層120 間便形成一 Ρ η接面。 [0024] s 70成上述磷擴散程序後，移除半導體基材丨1()上的磷矽 玻璃層122a ’如第二圖D所示。 0 [〇〇25]接著，請參見第二圖E，在半導體基材U〇上的摻雜層 120上形成抗反射層130。抗反射層：3—例如可利用電漿 . 增強化學氣相沉積法（Plasma Enhanced Chemical

Vapor Deposition，PECVD)來形成，其材質包括氮化 矽、氧化矽、非晶矽或氧化鋁。抗反射層13〇可減少太陽 光的反射，以提高太陽光的吸收率。同時，抗反射層丨30 還兼具鈍化（passivation)的作用，以降低電池中電荷 〇 載子在半導體基材110表面上再結合損失。 [0026] 接著，請參見第二圖F，在半導體基材110後表面110b上 形成鈍化層140，其材質可為氮化矽、氧化矽、非晶矽或 氧化鋁。鈍化層140可降低表面載子再結合速率，提升開 路電壓。 [0027] 接著，請參見第二圖G，於鈍化層14〇上網印塗佈背面導 電膠145，例如銀膠或銀銘膠，形成背面匯流條（第一圖 元件符號170)。 099142375 表單編號A0101 第7頁/共18頁 0992073584-0 201225309 妾者，請參見第二圖Η，以點陣方式塗佈，例如利用網印 塗佈製程，塗佈含破璃粉之第一金屬卵〇於純化層140 其中第—金屬膠_破璃粉含量為G.lWtn50wt%。 該第一金屬膠為鋁膠或銀鋁膠。 [0029] 接者，請參見第二圖！，塗佈不含玻璃粉之第二金屬勝 160於純化層14G及點陣狀的第一金屬膠15〇之上，汾佈 製程例如網印塗佈製程。該第二金屬膠為_或銀轉 圆接者，凊參見第二圖於抗反射層㈣上網印塗佈正面 導電膠155，例如銀膝或銀_，形成正面匯流條（第一 圖元件符號180)及指又電極。 _] i述完成網印塗佈正面導轉155 '背㈣電膠145、第 -金屬膠150與第二金屬膠16G之後，皆進行一烘乾步驟 〇 闕接著，請參見第二《，綠該半導慮翁110。正面導 電膠155、背面導電膠i45、第一金聽15〇與第二金屬 膠160經過網印、烘乾之步驟，需要經過燒結處理。經過 快速燒結爐讓正面導電膠155穿透抗反射層13〇與半導體 基材11〇表面燒結，同時讓背面導電膠145與第一金屬膝 150及第二金屬膠16〇燒結，並且點陣狀的含玻璃粉之第 -金屬膠150會穿透鈍化層14〇與半導體基材11〇的背面 接觸，形成共晶結構165與局部背面電場（BSF)，而不 含玻璃粉之第二金屬膠則不會穿透鈍化層140與半導 體基材110接觸。燒結該半導體基材110的燒結溫度為 099142375 表單編號A0101 第8頁/共18頁 0992073584-0 201225309 500至900〇C。 [0033]接著’請參見第二圖[，進行雷射絕緣。以p型半導體基 材製作的太陽能電池正面為負極、背自為正極，為避免 正負兩極之間在半導體基材邊緣有短路之現象需要以 雷射光束沿半導體基材邊緣切割一道深度舰即接面的 凹槽190，如此電流才能正確導出。此步驟也可由電漿處 理或化學蝕刻製程進行。 [0034] ❹ 土；上返一…和,卞々巧塗佈含玻瑀粉之金屬膠於 純化層上，讀結時含破％㈣金·可料恳 半導體基材背面接觸形成局邹背面電場，緊密結人:與 出電流。如此可提供良好的，化效果，進而提升導 電池的轉換效率。 能 剛以上所述僅為本發明之較佳實施例，非用以限 之專利，其他運用本發明之專利精神之等 明 均應俱屬本發明之專利範圍β 匕’

【圖式簡單說明】 '*/ 剛帛―圖侧示減本發明之實㈣之 圖。 &的立體 [0037] 第二圖Α至第二圖L為依照本發明 電池之流程剖面示意圖。 之實施例之形成太陽能 【主要元件符號說明】 [0038] 100太陽能電池 半導體基材 11 前表面 099142375 表單坞號A0101 第9頁/共18頁 201225309 110b後表面 111 a前粗糙面 111b後粗糙面 120掺雜層 12 2a填矽玻璃層 130抗反射層 140鈍化層 145背面導電膠 150第一金屬膠 155正面導電膠 160第二金屬膠層 165共晶結構 170背面匯流條 180正面匯流條 190凹槽 099142375 表單編號A0101 第10頁/共18頁 0992073584-0

Claims (1)

1. 201225309 七、申請專利範圍： 1 . 一種太陽能電池背面點接觸的製造方法，包含以下步驟： 提供一半導體基材； 形成一鈍化層於該半導體基材之一背面上； 以點陣方式塗佈含玻璃粉之第一金屬膠於該純化層上； 塗佈未3玻璃粕之第二金屬膠於該純化層及點陣狀的該第 一金屬膠上；及 燒、該半導體基材，使得該第一金屬膠與該半導體基材形 成共晶結構。 2 .如申請專利範圍第丨項之太陽能電池背面點接觸的製造方 法，其中以點陣方式塗佈該第一金屬膠的步驟包含：利用 一網印塗佈製程。 ☆:广 ί 3 .如申請專利範圍第1項之太陽能電池背面點接觸的製造方 法，其中塗佈該第二金屬膠的步驟包含：利用一網印塗佈 製程。 4 .如申請專利範圍第1項之太陽能電池背面點接觸的製造方 Q 法’其中第一金屬膠中玻璃粉含量為0. lwt%至50 wt%。 .如申請專利範圍第1項之太陽能電池背面點接觸的製造方 法’其中該第一金屬膠為鋁膠或銀鋁膠。 0 •如申請專利範圍第1項之太陽能電池背面點接觸的製造方 法’其中該第二金屬膠為鋁膠或銀鋁膠。 y .如申請專利範圍第1項之太陽能電池背面點接觸的製造方 法’其中燒結該半導體基材之步驟的燒結溫度為5〇〇至 9〇〇t 〇 099142375 表單編號A0101 第11頁/共18頁 0992073584-0