CN102157580B - 太阳能电池及其制造方法 - Google Patents
太阳能电池及其制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102157580B CN102157580B CN201110051057.0A CN201110051057A CN102157580B CN 102157580 B CN102157580 B CN 102157580B CN 201110051057 A CN201110051057 A CN 201110051057A CN 102157580 B CN102157580 B CN 102157580B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- doped layer
- heavily doped
- semiconductor substrate
- solar cell
- concentration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 33
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 86
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 63
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 20
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 3
- WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 3-(oxolan-2-yl)propanoic acid Chemical compound OC(=O)CCC1CCCO1 WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 5-phenyl-2h-tetrazole Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=NNN=N1 MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 2
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052980 cadmium sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- HVMJUDPAXRRVQO-UHFFFAOYSA-N copper indium Chemical compound [Cu].[In] HVMJUDPAXRRVQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JAONJTDQXUSBGG-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dizinc;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].[Zn+2].[Zn+2] JAONJTDQXUSBGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XIMIGUBYDJDCKI-UHFFFAOYSA-N diselenium Chemical compound [Se]=[Se] XIMIGUBYDJDCKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 description 2
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明提供一种太阳能电池及其制造方法，包括一半导体基材、一重掺杂层、一淡掺杂层、一第一电极层以及一第二电极层。半导体基材具有一第一表面以及一第二表面。重掺杂层位于半导体基材内，且从半导体基材的第一表面往半导体基材之内部延伸一第一厚度。淡掺杂层位于半导体基材内，且从重掺杂层往半导体基材之内部延伸一第二厚度，其中重掺杂层的第一厚度小于淡掺杂层的第二厚度。第一电极层位于半导体基材的第一表面上。第二电极层位于半导体基材的第二表面上。本发明能提高太阳能电池的效能，并且能大幅缩减制造工艺时间与降低制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池，尤其涉及一种具有简单制造工艺的太阳能电池。
背景技术
硅基太阳能电池为业界常见的一种太阳能电池。硅基太阳能电池的原理是将高纯度的半导体材料(硅)加入掺质使其呈现不同的性质，以形成p型半导体及n型半导体，并将pn两型半导体相接合，如此即可形成一p-n结。当太阳光照射到一个p-n结构的半导体时，光子所提供的能量可能会把半导体中的电子激发出来产生电子-空穴对。借由分别于p型半导体及n型半导体上设置电极，使空穴往电场的方向移动并使电子则往相反的方向移动，如此即可构成太阳能电池。
一般来说，为了使设置于半导体上的电极与半导体之间具有较低的接触阻抗，会于电极与半导体之间形成一重掺杂区域。也就是说，在形成电极之前，先对半导体的部分表面进行掺杂，使得未来与电极接触的半导体表面具有较高的掺杂浓度，以提升半导体与电极之间的电性接触。然而，进行上述的局部掺杂必须使用具有特定形状的掩模，且由于必须将电极形成于具有较高掺杂浓度的部分半导体表面上，因此需使用诸如网板印刷工艺(screenprinter process)等工艺来形成电极。如此一来，导致太阳能电池具有较复杂的制造工艺以及较高的制造成本。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种太阳能电池，具有较佳的效能。
本发明提供一种太阳能电池的制造方法，具有简化的步骤。
本发明提出一种太阳能电池。太阳能电池包括一半导体基材、一重掺杂层、一淡掺杂层、一第一电极层以及一第二电极层。半导体基材具有一第一表面以及一第二表面。重掺杂层位于半导体基材内，且从半导体基材的第一表面往半导体基材的内部延伸一第一厚度。淡掺杂层位于半导体基材内，且从重掺杂层往半导体基材的内部延伸一第二厚度，其中重掺杂层的第一厚度小于淡掺杂层的第二厚度。第一电极层位于半导体基材的第一表面上。第二电极层位于半导体基材的第二表面上。
本发明另提出一种太阳能电池的制造方法。提供一半导体基材，其具有一第一表面以及一第二表面。进行一第一掺杂程序，以使第一掺杂程序的一掺杂源从半导体基材的第一表面往其内部扩散，以形成一淡掺杂层。进行一第二掺杂程序，以使第二掺杂程序的一掺杂源从淡掺杂层的表面往其内部扩散，以形成一重掺杂层。在重掺杂层上形成一第一电极层。于半导体基材的第二表面上形成一第二电极层。
基于上述，在本发明的太阳能电池中，半导体基材内配置有淡掺杂层与重掺杂层，其中重掺杂层配置于淡掺杂层上且与电极层的表面接触。由于重掺杂层具有较高的浓度，因此电极层与重掺杂层之间具有较低的接触阻抗。如此一来，电极层与重掺杂层具有良好的电性接触，进而提高太阳能电池的效能。另一方面，太阳能电池的制造方法具有简化的步骤，能大幅缩减制造工艺时间与降低制造成本。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1A至图1D是根据本发明一实施例的太阳能电池的制造方法的流程剖面示意图。
图2A示出在本实施例的太阳能电池的制造方法中，第一掺杂程序及第二掺杂程序的掺质的扩散温度与扩散时间的关系图。
图2B示出第一掺杂程序及第二掺杂程序的掺质的扩散深度与扩散浓度的曲线图。
上述附图中的附图标记说明如下：
100：太阳能电池
102：半导体基材
102a、102b：表面
108、110：淡掺杂层
120：重掺杂层
120a、120b：表面
130、140：电极层
C1、C2：浓度
d1、d2：深度
D1、D2：厚度
t1、t2、t3：时间
T1、T2、T3：温度
DP1、DP2：掺杂程序
DF1、DF2：扩散步骤
具体实施方式
图1A至图1D是根据本发明一实施例的太阳能电池的制造方法的流程剖面示意图。图2A示出在本实施例的太阳能电池的制造方法中，第一掺杂程序及第二掺杂程序的掺质的扩散温度与扩散时间的关系图，以及图2B示出第一掺杂程序及第二掺杂程序的掺质的扩散深度与扩散浓度的曲线图。请参照图1A，首先，提供一半导体基材102，其具有一第一表面102a以及一第二表面102b。在本实施例中，半导体基材102例如是掺杂有P型掺质的半导体材料。所述P型掺质可以是选自元素周期表中三族元素的群组，例如是硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)等等。另外，半导体基材102的材料可为硅、硫化镉(CdS)、铜铟镓二硒(CuInGaSe2，CIGS)、铜铟二硒(CuInSe2，CIS)、碲化镉(CdTe)、半导体有机材料(organic material)或上述材料堆叠的多层结构。上述的硅包括单晶硅(single crystal silicon)、多晶硅(polycrystal silicon)、非晶硅(amorphous silicon)或是微晶硅(microcrystal silicon)。第一表面102a例如是上表面，以及第二表面102b例如是下表面。
请同时参照图1B、图2A以及图2B，接着，进行一第一掺杂程序DP1，以使第一掺杂程序DP1的一掺杂源(未示出)从半导体基材102的第一表面102a往其内部扩散，以形成一淡掺杂层108。在本实施例中，第一掺杂程序DP1的掺杂源例如是N型掺杂源。所述N型掺杂源可以是选自元素周期表中的第五族元素，例如磷(P)、砷(As)或是锑(Sb)等等。在本实施例中，第一掺杂程序DP1例如是包括进行一第一扩散步骤DF1与进行一第二扩散步骤DF2。如图2A所示，在本实施例中，第一扩散步骤DF1的时间t1为50～70分钟，且温度T1为摄氏800～840度，第二扩散步骤DF2的时间t2为25～35分钟，且温度T2为摄氏850～880度。当然，虽然在本实施例中是以第一掺杂程序DP1包括第一扩散步骤DF1与第二扩散步骤DF2为例，但在另一实施例中，第一掺杂程序DP1也可以是仅包括一扩散步骤。
如图2B所示，在本实施例中，将半导体基材102的第一表面102a处视为掺质的扩散深度为0的位置，在第一掺杂程序DP1中，来自掺杂源的掺质例如是由半导体基材102的第一表面102a扩散至深度为d2的位置，且掺质浓度C1是从半导体基材102的第一表面102a往深度d2的位置逐渐递减，以形成淡掺杂层108。其中，掺质浓度C1例如是3E19(1/cm3)以下。换言之，淡掺杂层108的掺质浓度C1由淡掺杂层108之表面108a往其内部逐渐递减，且淡掺杂层108的掺质浓度C1例如是3E19(1/cm3)以下。
请同时参照图1C、图2A以及图2B，然后，进行一第二掺杂程序DP2，以使第二掺杂程序DP2的一掺杂源(未示出)从半导体基材102的第一表面102a往其内部扩散，以形成一重掺杂层120。其中，第二掺杂程序DP2的掺杂源与第一掺杂程序DP1的掺杂源为具有相同导电型态的掺杂源。在本实施例中，第二掺杂程序DP2的掺杂源例如是N型掺杂源。所述N型掺杂源可以是选自元素周期表中的第五族元素，例如磷(P)、砷(As)或是锑(Sb)等等。特别是，第二掺杂程序DP2的掺杂源与第一掺杂程序DP1的掺杂源可实质上为同一掺杂源。
如图2A所示，在本实施例中，第二掺杂程序DP2的时间t3为1～3分钟，且温度T3为摄氏880～900度。如图2B所示，在本实施例的第二掺杂程序DP2中，来自掺杂源的掺质例如是由半导体基材102的第一表面102a扩散至深度为d1的位置，且掺质浓度C2是从半导体基材102的第一表面102a往深度d1的位置逐渐递减，以形成重掺杂层120。换言之，在本实施例中，重掺杂层120例如是具有一上表面120a以及一下表面120b，且重掺杂层120的掺质浓度C2例如是从上表面120a往下表面120b逐渐递减。
在进行第一掺杂程序DP1与第二掺杂程序DP2之后，如图1B所示的淡掺杂层108实质上被区分成如图1C所示的堆叠的淡掺杂层110与重掺杂层120。在本实施例中，重掺杂层120例如是全面形成于淡掺杂层108之上。请参照图1C，在本实施例中，重掺杂层120例如是具有第一厚度D1，以及淡掺杂层110例如是具有第二厚度D2。其中，第一厚度D1实质上等于掺质的扩散深度d1，以及第二厚度D2实质上等于掺质的扩散深度d2与扩散深度d1相减的差值。在本实施例中，第一厚度D1例如是0.02～0.07微米，以及第二厚度D2例如是0.3～0.6微米。在本实施例中，淡掺杂层110的浓度例如是从重掺杂层120往半导体基材102逐渐递减。淡掺杂层110的浓度C1例如是3E19(1/cm3)以下。在本实施例中，重掺杂层120的下表面120b与淡掺杂层110接触，且重掺杂层120的浓度C2例如是从上表面120a往下表面120b逐渐递减。其中，重掺杂层120在上表面120a的浓度例如是9E19～6E20(1/cm3)，以及重掺杂层120在下表面120b的浓度例如是9E18～5E19(1/cm3)。换言之，重掺杂层120的浓度例如是从上表面120a往下表面120b呈梯度变化，以及淡掺杂层110的浓度例如是从重掺杂层120往半导体基材102的第二表面102b的方向呈梯度变化。
请参照图1D，接着，在重掺杂层120上形成一第一电极层130。在本实施例中，第一电极层130例如是包括多个指状电极。第一电极层130可为单层或多层结构，且其材料可包括金属材料(如铝、金、银、铜、钼、钛、钽等)或透明导电氧化物(transparent conductive oxide，TCO)。所述透明导电氧化物例如是氧化铝锌(AZO)、铟锌氧化物(IZO)、铟锡氧化物(ITO)、氧化锌(ZnO)、二氧化锡(SnO2)、氧化铟(In2O3)或是其他透明导电材质。第一电极层130的形成方法可以是溅镀法(sputtering)、金属有机化学气相沉积法(metal organicchemical vapor deposition，MOCVD)或蒸镀法(evaporation)，本发明并不加以限定。
然后，于半导体基材102的第二表面102b上形成一第二电极层140。第二电极层140的材料及形成方法可以参照第一电极层130的材质与形成方法，于此不赘述。在本实施例中，在进行形成第二电极层140的步骤后，太阳能电池100的制作大致完成。
在本实施例中，是以第一掺杂程序与第二掺杂程序来形成堆叠的淡掺杂层与重掺杂层，使得重掺杂层与淡掺杂层的浓度由上表面至下表面逐渐递减。特别是，如图2A所示，本实施例是借由调整掺杂程序中的扩散温度与时间来达到具有想要的轮廓的重掺杂层与淡掺杂层，使得重掺杂层在较薄的厚度下具有较高的浓度，以及淡掺杂层与重掺杂层的浓度由上表面至下表面逐渐递减。如此一来，设置于重掺杂层上的第一电极层与重掺杂层之间具有良好的电性接触，进而提高太阳能电池的效能。另一方面，由于第一掺杂程序与第二掺杂程序例如是全面性掺杂，因此可以避免掩模的使用。换言之，本实施例的太阳能电池的制造方法具有简单的步骤，以大幅缩减制造工艺时间与降低制造成本，且借由此制造方法所形成的太阳能电池具有较佳的效能。
接下来，将以图1D所示的太阳能电池100为例来说明本发明一实施例的太阳能电池，其中构件的材料或形成方法可以参照前文所述，于此不赘述。请参照图1D，在本实施例中，太阳能电池100包括一半导体基材102、一重掺杂层120、一淡掺杂层110、一第一电极层130以及一第二电极层140。半导体基材102具有一第一表面102a以及一第二表面102b。重掺杂层120位于半导体基材102内，且从半导体基材102的第一表面102a往半导体基材102的内部延伸一第一厚度D1。淡掺杂层110位于半导体基材102内，且从重掺杂层120往半导体基材102的内部延伸一第二厚度D2，其中重掺杂层120的第一厚度D1小于淡掺杂层110的第二厚度D2。第一电极层130位于半导体基材102的第一表面102a上。第二电极层140位于半导体基材102的第二表面102b上。
在本实施例中，重掺杂层120与淡掺杂层110例如是掺杂有相同导电型的掺质，以及半导体基材102与重掺杂层120及淡掺杂层110例如是掺杂有相反导电型的掺质。换言之，半导体基材102作为第一导电型半导体层，以及淡掺杂层110作为第二导电型半导体层。如此一来，半导体基材102与淡掺杂层110的接触面形成一p-n结。在本实施例中，半导体基材102例如是掺杂有P型掺质的半导体材料，以及重掺杂层120与淡掺杂层110例如是掺杂有N型掺质。
在本实施例中，重掺杂层120与淡掺杂层110形成于半导体基材102内。重掺杂层120的浓度例如是从上表面120a往下表面120b逐渐递减，其中上表面120a与第一电极层130接触，以及下表面120b与淡掺杂层110接触。其中，重掺杂层120在上表面120a的浓度例如是9E19～6E20(1/cm3)，以及重掺杂层120在下表面120b的浓度例如是9E18～5E19(1/cm3)。淡掺杂层110的浓度例如是从重掺杂层120往半导体基材102的第二表面102b的方向逐渐递减。淡掺杂层110的浓度例如是3E19(1/cm3)以下。换言之，重掺杂层120的浓度例如是从上表面120a往下表面120b呈梯度变化，以及淡掺杂层110的浓度例如是从重掺杂层120往半导体基材102的第二表面102b的方向呈梯度变化。重掺杂层120的第一厚度D1例如是0.02～0.07微米，且较佳为0.05微米。淡掺杂层110的第二厚度D2例如是0.3～0.6微米，且较佳为0.5微米。
在本实施例的太阳能电池中，半导体基材内配置有淡掺杂层与重掺杂层，其中重掺杂层配置于淡掺杂层上且与电极层的表面接触。由于重掺杂层具有较高的浓度，因此电极层与重掺杂层之间具有较低的接触阻抗。如此一来，第一电极层与重掺杂层之间具有良好的电性接触，进而提高太阳能电池的效能。
综上所述，本发明的半导体基材内配置有淡掺杂层与重掺杂层，其中电极层配置于重掺杂层上且与重掺杂层的表面接触。由于重掺杂层具有较高的浓度，因此电极层与重掺杂层之间具有较低的接触阻抗。如此一来，电极层与重掺杂层具有良好的电性接触，进而提高太阳能电池的效能。另一方面，本发明的太阳能电池的制造方法例如是借由设计掺杂程序中的扩散温度与时间来形成淡掺杂层与重掺杂层，使得淡掺杂层与重掺杂层具有想要的轮廓与浓度，因此太阳能电池的制造方法可借由现有的掺杂机台即可达成。此外，由于重掺杂层分布于半导体基材的整个表面，因此可以避免掩模的使用。换言之，太阳能电池的制造方法具有简化的步骤且与现有制造工艺相容，以大幅缩减制造工艺时间与降低制造成本。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定的范围为准。
Claims (16)
1.一种太阳能电池，包括：
一第一导电类型的半导体基材，其具有一第一表面以及一第二表面；
一第二导电类型的重掺杂层，位于该半导体基材内，且从该半导体基材的该第一表面往该半导体基材的内部延伸一第一厚度；
一第二导电类型的淡掺杂层，位于该半导体基材内，且从该重掺杂层往该半导体基材的内部延伸一第二厚度，其中该重掺杂层的该第一厚度小于该淡掺杂层的该第二厚度，且该重掺杂层全面形成于该淡掺杂层之上，并且该重掺杂层具有一上表面以及一下表面，该下表面与该淡掺杂层接触，且该重掺杂层的浓度是从该上表面往该下表面逐渐递减；
一第一电极层，位于该半导体基材的该第一表面上；以及
一第二电极层，位于该半导体基材的该第二表面上。
2.如权利要求1所述的太阳能电池，其中该重掺杂层在该上表面的浓度为9E19～6E20cm-3。
3.如权利要求1所述的太阳能电池，其中该重掺杂层在该下表面的浓度为9E18～5E19cm-3。
4.如权利要求1所述的太阳能电池，其中该重掺杂层的该第一厚度为0.02～0.07微米。
5.如权利要求1所述的太阳能电池，其中该淡掺杂层的该第二厚度为0.3～0.6微米。
6.如权利要求1所述的太阳能电池，其中该淡掺杂层的浓度是从该重掺杂层往半导体基材的内部逐渐递减。
7.如权利要求6所述的太阳能电池，其中该淡掺杂层的浓度为3E19cm-3以下。
8.一种太阳能电池的制造方法，包括：
提供一第一导电类型的半导体基材，其具有一第一表面以及一第二表面；
进行一第一掺杂程序，以使该第一掺杂程序的一第二导电类型的掺杂源从该半导体基材的该第一表面往其内部扩散，以形成一第二导电类型的淡掺杂层；
进行一第二掺杂程序，以使该第二掺杂程序的一第二导电类型的掺杂源从该淡掺杂层的表面往其内部扩散，以形成一第二导电类型的重掺杂层，其中该重掺杂层全面形成于该淡掺杂层之上，并且该重掺杂层具有一上表面以及一下表面，该下表面与该淡掺杂层接触，且该重掺杂层的浓度是从该上表面往该下表面逐渐递减；
在该重掺杂层上形成一第一电极层；以及
于该半导体基材的该第二表面上形成一第二电极层；
其中该重掺杂层的第一厚度小于该淡掺杂层的第二厚度。
9.如权利要求8所述的太阳能电池的制造方法，其中该第一掺杂程序包括：
进行一第一扩散步骤，其中该第一扩散步骤的时间为50～70分钟，且温度为摄氏800～840度；以及
进行一第二扩散步骤，其中该第二扩散步骤的时间为25～35分钟，且温度为摄氏850～880度。
10.如权利要求8所述的太阳能电池的制造方法，其中该第二掺杂程序的时间为1～3分钟，且温度为摄氏880～900度。
11.如权利要求8所述的太阳能电池的制造方法，其中该重掺杂层在该上表面的浓度为9E19～6E20cm-3。
12.如权利要求8所述的太阳能电池的制造方法，其中该重掺杂层在该下表面的浓度为9E18～5E19cm-3。
13.如权利要求8所述的太阳能电池的制造方法，其中该重掺杂层的厚度为0.02至0.07微米。
14.如权利要求8所述的太阳能电池的制造方法，其中该淡掺杂层的厚度为0.3～0.6微米。
15.如权利要求8所述的太阳能电池的制造方法，其中该淡掺杂层的浓度是从该重掺杂层往半导体基材逐渐递减。
16.如权利要求15所述的太阳能电池的制造方法，其中该淡掺杂层的浓度为3E19cm-3以下。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW099144824A TWI433336B (zh) | 2010-12-20 | 2010-12-20 | 太陽能電池及其製造方法 |
| TW099144824 | 2010-12-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102157580A CN102157580A (zh) | 2011-08-17 |
| CN102157580B true CN102157580B (zh) | 2014-04-02 |
Family
ID=44438910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201110051057.0A Active CN102157580B (zh) | 2010-12-20 | 2011-02-25 | 太阳能电池及其制造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102157580B (zh) |
| TW (1) | TWI433336B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI500170B (zh) * | 2011-11-22 | 2015-09-11 | Lu Chung Hsin | 製造摻雜Ｂｉ之IB-IIIA-VIA化合物之光吸收層的方法與包含其之太陽能電池 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5213628A (en) * | 1990-09-20 | 1993-05-25 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Photovoltaic device |
| DE4217428A1 (de) * | 1991-12-09 | 1993-06-17 | Deutsche Aerospace | Hochleistungs-solarzellenstruktur |
| CN101562207A (zh) * | 2008-04-14 | 2009-10-21 | 黄麟 | 晶体硅太阳能电池 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04245683A (ja) * | 1991-01-31 | 1992-09-02 | Tonen Corp | 太陽電池の製造方法 |
| US20070023081A1 (en) * | 2005-07-28 | 2007-02-01 | General Electric Company | Compositionally-graded photovoltaic device and fabrication method, and related articles |
| TW200945596A (en) * | 2008-04-16 | 2009-11-01 | Mosel Vitelic Inc | A method for making a solar cell with a selective emitter |
-
2010
- 2010-12-20 TW TW099144824A patent/TWI433336B/zh active
-
2011
- 2011-02-25 CN CN201110051057.0A patent/CN102157580B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5213628A (en) * | 1990-09-20 | 1993-05-25 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Photovoltaic device |
| DE4217428A1 (de) * | 1991-12-09 | 1993-06-17 | Deutsche Aerospace | Hochleistungs-solarzellenstruktur |
| CN101562207A (zh) * | 2008-04-14 | 2009-10-21 | 黄麟 | 晶体硅太阳能电池 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JP特开平4-245683A 1992.09.02 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102157580A (zh) | 2011-08-17 |
| TW201227996A (en) | 2012-07-01 |
| TWI433336B (zh) | 2014-04-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108604615B (zh) | 混合串联太阳能电池 | |
| US9508875B2 (en) | Solar cell and method for manufacturing the same | |
| US20170271622A1 (en) | High efficiency thin film tandem solar cells and other semiconductor devices | |
| CN103137767B (zh) | 全背电极异质结太阳能电池 | |
| CN102074593A (zh) | 太阳能电池 | |
| US20090056807A1 (en) | Solar cell and fabricating process thereof | |
| KR101867969B1 (ko) | 이종 접합 태양전지 | |
| JP2013510426A (ja) | 太陽電池及びその製造方法 | |
| KR101886818B1 (ko) | 이종 접합 실리콘 태양 전지의 제조 방법 | |
| TWM527159U (zh) | 異質接面太陽能電池結構 | |
| TWI424582B (zh) | 太陽能電池的製造方法 | |
| US9748419B2 (en) | Back contact design for solar cell, and method of fabricating same | |
| KR101428146B1 (ko) | 태양전지 모듈 및 이의 제조방법 | |
| CN102157580B (zh) | 太阳能电池及其制造方法 | |
| KR101210110B1 (ko) | 태양전지 및 이의 제조방법 | |
| TWI611591B (zh) | 形成緩衝層之方法 | |
| KR20150071553A (ko) | 전도성 산화물을 포함하는 확산방지막을 갖는 플렉서블 태양전지 | |
| KR20120009562A (ko) | 태양 전지 및 이의 제조 방법 | |
| KR20130061346A (ko) | 태양전지 및 그 제조방법 | |
| KR101971398B1 (ko) | 양면수광형 CdS/CdTe 박막태양전지 및 그 제조방법 | |
| KR101264367B1 (ko) | 투명 전도성 반사방지막을 갖는 광전 소자 | |
| CN108198871A (zh) | 异质接面太阳能电池及其制造方法 | |
| CN112951928B (zh) | 电极结构与太阳电池结构 | |
| KR101854236B1 (ko) | 태양전지 및 그 제조방법 | |
| CN103597613A (zh) | 太阳能电池及其制造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |