CN102376818A - 太阳能电池的选择性发射极的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种太阳能电池的选择性发射极的制造方法，其是在一半导体基板上进行掺杂，并形成一高掺杂层及一低掺杂层，再利用一遮盖层形成一遮盖区域及一开放区域，该遮盖层以网版印刷的方式形成，接着对该高掺杂层进行蚀刻，使该开放区域留下低掺杂层，从而达到太阳能电池选择式发射极的制造。此外，本发明的遮盖层是利用网版印刷的方式形成，其制程成本较低，可以有效降低选择式太阳能电池的制造成本。

Description

太阳能电池的选择性发射极的制造方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池制造方法，尤其涉及一种太阳能电池的选择性发射极的制造方法。
背景技术
全世界陷入能源短缺的状况中，世界各国不断的加快研发替代能源的脚步，太阳能电池由于无污染且取之不尽的特色更是受到瞩目。参照图1A～1F，首先提供一P型半导体基板1，并于其上进行表面蚀刻，使该P型半导体基板1的表面具有凹凸不平的纹理以减少光线反射的可能。接着掺杂N型半导体材质于该P型半导体基板1上形成一发射极层2(emitter)，此时，该发射极层2上会形成一磷硅玻璃层3(Phosphorous Silicate Glass，PSG)，接着必须移除该磷硅玻璃层3，并且沉积一抗反射层4(Anti-reflection Coating，ARC)以减少光线入射时的反射，之后，分别设置一第一导电层5及一第二导电层6，该第一导电层5穿过该抗反射层4表面与该发射极层2连接，该第二导电层6设置于该P型半导体基板1相对该抗反射层4的表面，最后进行烧结(co-firing)及测试，由此完成太阳能电池的制程。而如果发射极层2的浓度高的话，可以有效降低该第一导电层5与该P型半导体基板1之间的奥姆阻抗(OhmicResistance)，增加导电的效率。但是，高浓度的发射极层2容易造成电子电洞的再结合(Recombination)，反而造成发电效率的降低，因此必须选择适当浓度的发射极层2以避免高奥姆阻抗及电子电洞再结合率的上升。
因此，选择性发射极的太阳能电池便是一个有效的解决方法，如中国台湾专利公开第200945596号，其揭露了一种具有选择性发射极的太阳能电池制造方法，其于一硅基板上利用湿蚀刻方式使位于该硅基板上的一发射极层具有一高掺杂部分及一低掺杂部分，该高掺杂部分连接有一导电电极，由此降低奥姆阻抗，增加电传导的能力。而未连接该导电电极的部分则为一低掺杂部分，用以降低电子电洞的再结合率。而太阳能电池的制造成本是主要考虑因素之一，若能减少一道制程或者能降低任一道制程的制作成本，便能有效降低太阳能电池的整体制造成本。
发明内容
本发明的主要目的在于提供另一选择性发射极太阳能电池的制作方法。
为达上述目的，本发明提供一种太阳能电池的选择性发射极的制造方法，其包括有下列步骤：
S1：提供一半导体基板，其具有一正表面及一背表面；
S1A：进行表面蚀刻，其是先洗净该半导体基板，再利用一蚀刻液对该半导体基板的正表面及背表面进行表面蚀刻，增加该半导体基板的表面粗糙度以降低光线入射时的反射；
S2：对该半导体基板进行掺杂，一掺杂区域形成于该半导体基板的正表面上，该掺杂区域包含有一远离该半导体基板形成的高掺杂层及一与该半导体基板连接的低掺杂层，且一硅玻璃层形成于该高掺杂层的远离该低掺杂层的表面；
S3：设置一遮盖层于该硅玻璃层上，该遮盖层于该硅玻璃层上形成一遮盖区域及一开放区域；
S4：对该硅玻璃层进行蚀刻，利用一酸蚀刻液对该开放区域下的该硅玻璃层进行蚀刻；
S5：去除该遮盖层，蚀刻去除该遮盖层，留下该遮盖区域下的该硅玻璃层；
S6：对该高掺杂层进行蚀刻，利用该蚀刻液对该开放区域下的该高掺杂层进行蚀刻并留下该低掺杂层；及
S7：去除该遮盖区域下的该硅玻璃层，利用该酸蚀刻液对剩下的该硅玻璃层进行蚀刻去除。
由上述说明可知，相对于已知技术，本发明具有下列特点：提供一种太阳能电池选择式发射极的制造方法，其利用该遮盖层及该硅玻璃层的遮盖将该掺杂区域蚀刻出一高掺杂层及一低掺杂层，由此实现太阳能电池选择性发射极的制造。
附图说明
图1A～1F是已知技术一较佳实施例的制程说明示意图。
图2是本发明一较佳实施例的步骤流程示意图。
图3A～3G是本发明一较佳实施例的选择性发射极的制程说明示意图。
图4A～4C是本发明一较佳实施例的后续制程说明示意图。
具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容，现就配合图式说明如下：
参照图2、图3A～3G及图4A～4C所示，图2为本发明一较佳实施例的步骤流程示意图，图3A～3G为本发明一较佳实施例的选择性发射极的制程说明示意图，图4A～4C为本发明一较佳实施例的后续制程说明示意图，如图所示：本发明为一种太阳能电池的选择性发射极的制造方法，其包括下列步骤：
S1：提供一半导体基板10，其具有一正表面11及一背表面12，于本实施例中，该半导体基板10为一P型基板材质；
S1A：进行表面蚀刻，其先洗净该半导体基板10，再利用一蚀刻液对该半导体基板10的正表面11及背表面12进行表面蚀刻，增加该半导体基板10的表面粗糙度以降低光线入射时的反射，而在所有图式中，因为表面蚀刻的粗糙纹理非常细微，因此在所有图式中皆未绘示；
S2：对该半导体基板10进行掺杂，如图3B所示，一掺杂区域20形成于该半导体基板10的正表面11上，该掺杂区域20包含有一远离该半导体基板10形成的高掺杂层21及一与该半导体基板10连接的低掺杂层22，且一硅玻璃层30形成于该高掺杂层21远离该低掺杂层22的表面，需特别说明的是，该掺杂区域20利用磷进行掺杂，该正表面11因为磷的掺杂具有较高浓度形成该高掺杂层21，随着深入该半导体基板10的内部，掺杂浓度会随之降低，因而形成该低掺杂层22，其中该高掺杂层21在每立方厘米的掺杂浓度介于1×1018至5×1020之间，该低掺杂层22在每立方厘米的掺杂浓度介于1×1015至5×1018之间，且该硅玻璃层30的材质为一磷硅玻璃；
S3：设置一遮盖层40于该硅玻璃层30上，如图3C所示，该遮盖层40于该硅玻璃层30上形成一遮盖区域41及一开放区域42，并且该遮盖层40以网版印刷的方式设置在该硅玻璃层30上，且该遮盖层40的材质为树脂或其它抗蚀刻物；
S4：对该硅玻璃层30进行蚀刻，如图3D所示，利用一酸蚀刻液对该开放区域42下的该硅玻璃层30进行蚀刻，其中该酸蚀刻液为一氢氟酸蚀刻液；
S5：去除该遮盖层40，如图3E所示，蚀刻去除该遮盖层40，留下该遮盖区域41下的该硅玻璃层30，由于该遮盖层40为一树脂材质，因此利用一有机蚀刻液对该遮盖层40进行蚀刻；
S6：对该高掺杂层21进行蚀刻，如图3F所示，利用该蚀刻液对该开放区域42下的该高掺杂层21进行蚀刻并留下该低掺杂层22；及
S7：去除该遮盖区域41下的该硅玻璃层30，如图3G所示，利用该酸蚀刻液对剩下的该硅玻璃层30进行蚀刻去除。
S8：设置一抗反射层50，如图4A所示，其设置在完成蚀刻后的该掺杂区域20表面，详细的说明，是与蚀刻后的该高掺杂层21及该低掺杂层22表面连接，增加光线进入该半导体基板10的可能，其中该抗反射层50的材质选自于由氮化硅、氧化硅、二氧化钛、氧化锌、氧化锡及二氧化镁所组成的群组；及
S9：设置一正面导电层60及一背面导电层70，如图4B及4C所示，该正面导电层60穿透该抗反射层50与该高掺杂层21连接，而该背面导电层70设置在该半导体基板10的背表面12，在本实施例中，该正面导电层60与该背面导电层的材质都为银，增加导电的效率。除此之外，一背面电场层71(Back Surface Field，BSF)也设置在该半导体的背表面12，且该背面电场层71的两面分别与该半导体背表面12及该背面导电层70连接，其于该半导体背表面12形成一电场之外，也可将由该正表面11入射并经过该半导体基板10的光线反射，供该半导体基板10再次利用转换为电力。
综上所述，由于本发明提供一种太阳能电池选择式发射极的制造方法，其利用该遮盖层40及该硅玻璃层30的遮盖将该掺杂区域20蚀刻出一高掺杂层21及一低掺杂层22，从而实现太阳能电池选择式发射极的制造。此外，本发明的遮盖层40是利用网版印刷的方式形成，其制程成本较低，可以有效降低选择式太阳能电池的制造成本。
以上已对本发明进行详细说明，然而，以上所述内容，仅为本发明的一较佳实施例而已，不能限定本发明实施的范围。即凡根据本发明申请范围所作的均等变化与修饰等，都应仍属本发明的专利涵盖范围内。

Claims (10)

1.一种太阳能电池的选择性发射极的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括下列步骤：
S1：提供一半导体基板(10)，其具有一正表面(11)及一背表面(12)；
S1A：进行表面蚀刻，先洗净所述半导体基板(10)，再利用一蚀刻液对所述半导体基板(10)的正表面(11)及背表面(12)进行表面蚀刻，增加所述半导体基板(10)的表面粗糙度以降低光线入射时的反射；
S2：对所述半导体基板(10)进行掺杂，一掺杂区域(20)形成于所述半导体基板(10)的正表面(11)上，所述掺杂区域(20)包含有一远离所述半导体基板(10)形成的高掺杂层(21)及一与所述半导体基板(10)连接的低掺杂层(22)，且一硅玻璃层(30)形成于所述高掺杂层(21)的远离所述低掺杂层(22)的表面；
S3：设置一遮盖层(40)于所述硅玻璃层(30)上，所述遮盖层(40)于所述硅玻璃层(30)上形成一遮盖区域(41)及一开放区域(42)；
S4：对所述硅玻璃层(30)进行蚀刻，利用一酸蚀刻液对所述开放区域(42)下的所述硅玻璃层(30)进行蚀刻；
S5：去除所述遮盖层(40)，蚀刻去除所述遮盖层(40)，留下所述遮盖区域(41)下的所述硅玻璃层(30)；
S6：对所述高掺杂层(21)进行蚀刻，利用所述蚀刻液对所述开放区域(42)下的所述高掺杂层(21)进行蚀刻并留下所述低掺杂层(22)；及
S7：去除所述遮盖区域(41)下的所述硅玻璃层(30)，利用所述酸蚀刻液对剩下的所述硅玻璃层(30)进行蚀刻去除。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池的选择性发射极的制造方法，其特征在于，所述制造方法还具有一步骤S8：设置一抗反射层(50)，其设置在完成蚀刻后的所述掺杂区域(20)的表面，增加光线进入所述半导体基板(10)的可能。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池的选择性发射极的制造方法，其特征在于，所述抗反射层(50)的材质选自于由氮化硅、氧化硅、二氧化钛、氧化锌、氧化锡及二氧化镁所组成的群组。
4.根据权利要求2所述的太阳能电池的选择性发射极的制造方法，其特征在于，所述制造方法还具有一步骤S9：设置一正面导电层(60)及一背面导电层(70)，所述正面导电层(60)穿透所述抗反射层(50)与所述高掺杂层(21)连接，而所述背面导电层(70)设置在所述半导体基板(10)的背表面(12)。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池的选择性发射极的制造方法，其特征在于，一背面电场层(71)设置在所述半导体基板的背表面(12)，且所述背面电场层(71)的两面分别与所述半导体基板的背表面(12)及所述背面导电层(70)连接。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池的选择性发射极的制造方法，其特征在于，所述酸蚀刻液为一氢氟酸蚀刻液。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池的选择性发射极的制造方法，其特征在于，所述步骤S3中的所述遮盖层(40)以网版印刷的方式设置在所述硅玻璃层(30)上，且所述遮盖层(40)的材质为树脂。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池的选择性发射极的制造方法，其特征在于，利用一有机蚀刻液对所述遮盖层(40)进行蚀刻。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池的选择性发射极的制造方法，其特征在于，所述半导体基板(10)为一P型基板材质，所述掺杂区域(20)是利用磷进行掺杂，且所述硅玻璃层(30)的材质为一磷硅玻璃。
10.根据权利要求1所述的太阳能电池的选择性发射极的制造方法，其特征在于，所述高掺杂层(21)在每立方厘米的掺杂个数介于1×1018至5×1020之间，所述低掺杂层(22)在每立方厘米的掺杂个数介于1×1015至5×1018之间。
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