CN102856436A - 太阳能电池及其制作方法 - Google Patents

太阳能电池及其制作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102856436A
CN102856436A CN2012103267176A CN201210326717A CN102856436A CN 102856436 A CN102856436 A CN 102856436A CN 2012103267176 A CN2012103267176 A CN 2012103267176A CN 201210326717 A CN201210326717 A CN 201210326717A CN 102856436 A CN102856436 A CN 102856436A
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
doped region
heavily doped
solar cell
light doping
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.)
Pending
Application number
CN2012103267176A
Other languages
English (en)
Inventor
赖良星
吕智成
陈人杰
吴振诚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AU Optronics Corp
Original Assignee
AU Optronics Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AU Optronics Corp filed Critical AU Optronics Corp
Priority to CN2012103267176A priority Critical patent/CN102856436A/zh
Priority to PCT/CN2012/081884 priority patent/WO2014036763A1/zh
Priority to TW101145357A priority patent/TW201411861A/zh
Publication of CN102856436A publication Critical patent/CN102856436A/zh
Priority to US13/961,886 priority patent/US20140060629A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0256Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0236Special surface textures
    • H01L31/02363Special surface textures of the semiconductor body itself, e.g. textured active layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0236Special surface textures
    • H01L31/02366Special surface textures of the substrate or of a layer on the substrate, e.g. textured ITO/glass substrate or superstrate, textured polymer layer on glass substrate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/068Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547Monocrystalline silicon PV cells
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

一种太阳能电池及其制造方法,该太阳能电池包括一基底、一第一轻掺杂区、一第二轻掺杂区、一第二重轻掺杂区、一第一电极以及一第二电极。第一轻掺杂区位于基底的一第一表面内,其中第一轻掺杂区具有一第一掺杂类型。第二轻掺杂区与第二重轻掺杂区位于基底的一第二表面内,其中第二轻掺杂区与第二重掺杂区具有一第二掺杂类型,且第一掺杂类型不同于第二掺杂类型。第一电极位于基底的第一表面上。第二电极位于基底的第二表面上。本发明的太阳能电池的背表面电场结构具有两种掺杂浓度,可有效提升光电转换效率。

Description

太阳能电池及其制作方法
技术领域
本发明关于一种太阳能电池及其制作方法,尤指一种具有选择性背表面电场结构(selective back surface field,selective BSF)的太阳能电池及其制作方法。
背景技术
太阳能电池是一种可将太阳光能转换成电能的光电转换元件,在石油资源面临枯竭的今日,可望成为最具发展潜力的替代能源。然而,目前太阳能技术仍受限于高制作成本、工艺复杂与光电转换效率不佳等问题,因此太阳能的发展仍待进一步的突破。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有高光电转换效率的太阳能电池及其制作方法。
本发明的一较佳实施例提供一种制作太阳能电池的方法,包括下列步骤。提供一基底,其具有一第一表面与一第二表面,且第一表面相对于第二表面。于基底的第一表面内形成一具有第一掺杂类型的第一轻掺杂区。于基底的第二表面内形成一第二轻掺杂区以及一第二重掺杂区,其中第二轻掺杂区与第二重掺杂区具有一第二掺杂类型,且第一掺杂类型不同于第二掺杂类型。于基底的第一表面上形成一第一电极。于基底的第二表面上形成一第二电极。
其中,该基底具有该第二掺杂类型。
其中,该第二轻掺杂区位于该基底的一部分的该第二表面内,该第二重掺杂区位于该基底的另一部分的该第二表面内,且该第二电极与该第二轻掺杂区以及该第二重掺杂区接触并电性连接。
其中,形成该第二轻掺杂区的步骤包括利用一第一屏蔽进行一第一离子布植工艺,以于未被该第一屏蔽所阻挡的该基底内形成该第二轻掺杂区;以及形成该第二重掺杂区的步骤包括利用一第二屏蔽进行一第二离子布植工艺,以于未被该第二屏蔽所阻挡的该基底内形成该第二重掺杂区。
其中,形成该第二轻掺杂区与该第二重掺杂区的步骤包括:于该基底的该第二表面内全面性地形成一重掺杂区;于该基底的该第二表面上形成一图案化屏蔽层,其中该图案化屏蔽层覆盖部分的该基底的该第二表面且暴露出部分的该重掺杂区;移除该图案化屏蔽层所暴露出的部分的该重掺杂区以形成该第二轻掺杂区;以及移除该图案化屏蔽层,以暴露出被该图案化屏蔽层所覆盖的该重掺杂区,其成为该第二重掺杂区。
其中,该第二轻掺杂区位于该基底的该第二表面内,该第二重掺杂区位于该第二轻掺杂区上,且该第二电极与该第二重掺杂区接触并电性连接。
其中,另包括进行一粗糙化工艺,使该基底的该第一表面形成一粗糙化表面。
其中,另包括于该基底的该第一表面形成一抗反射层。
其中,另包括于该基底的该第一表面形成一第一重掺杂区,其中该第一重掺杂区具有该第一掺杂类型,该第一电极形成于该第一重掺杂区上,且该第一电极与该第一重掺杂区接触并电性连接。
本发明的另一较佳实施例提供一种太阳能电池,包括一基底、一第一轻掺杂区、一第二轻掺杂区、一第二重轻掺杂区、一第一电极以及一第二电极。基底具有一第一表面与一第二表面,第一表面相对于第二表面,且第一表面系为一入光面。第一轻掺杂区位于基底的第一表面内,其中第一轻掺杂区具有一第一掺杂类型。第二轻掺杂区与第二重轻掺杂区位于基底的第二表面内,其中第二轻掺杂区与第二重掺杂区具有一第二掺杂类型,且第一掺杂类型不同于第二掺杂类型。第一电极位于基底的第一表面上。第二电极位于基底的第二表面上。
其中,该基底具有该第二掺杂类型。
其中,该第二轻掺杂区位于该基底的一部分的该第二表面内,该第二重掺杂区位于该基底的另一部分的该第二表面内,且该第二电极与该第二轻掺杂区以及该第二重掺杂区接触并电性连接。
其中,该第二轻掺杂区位于该基底的该第二表面内,该第二重掺杂区位于该第二轻掺杂区上,且该第二电极与该第二重掺杂区接触并电性连接。
其中,该基底的该第一表面具有一粗糙化表面。
其中,另包括一抗反射层,设置于该基底的该第一表面上。
其中,另包括一第一重掺杂区,位于该基底的该第一表面内,其中该第一重掺杂区具有一第一掺杂类型,该第一电极形成于该第一重掺杂区上,且该第一电极与该第一重掺杂区接触并电性连接。
本发明的太阳能电池的背表面电场结构具有两种掺杂浓度,可有效提升光电转换效率。
附图说明
图1至图6绘示了本发明的第一较佳实施例的制作太阳能电池的方法示意图。
图7至图10绘示了本发明的第一较佳实施例的变化实施例的制作太阳能电池的方法示意图。
图11绘示了本发明的第一较佳实施例与对照实施例的太阳能电池的开路电压的比较图。
图12绘示了本发明的第一较佳实施例与对照实施例的太阳能电池的光电转换效率的比较图。
图13绘示了本发明的第二较佳实施例的太阳能电池的示意图。
图14绘示了本发明的第三较佳实施例的太阳能电池的示意图。
图15绘示了本发明的第四较佳实施例的太阳能电池的示意图。
其中,附图标记:
10:基底                        101:第一表面
102:第二表面                   12L:第一轻掺杂区
14L:第二轻掺杂区               14H:第二重掺杂区
161:第一屏蔽                   171:第一离子布植工艺
162:第二屏蔽                   172:第二离子布植工艺
18:抗反射层                    201:第一电极
202:第二电极                   30:太阳能电池
14:重掺杂区                    15:图案化屏蔽层
30’:太阳能电池                40:太阳能电池
12H:第一重掺杂区               50:太阳能电池
60:太阳能电池                  103:边缘
具体实施方式
为使熟习本发明本领域技术人员能更进一步了解本发明,下文特列举本发明的较佳实施例,并配合所附图式,详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。
请参考图1至图6。图1至图6绘示了本发明的第一较佳实施例的制作太阳能电池的方法示意图。如图1所示,首先提供基底10。基底10可包括硅基底例如单晶硅基底、多晶硅基底、微晶硅基底或奈米晶硅基底,但不以此为限而可为其它各种类型的半导体基底。基底10具有第一表面101与第二表面102,其中第一表面101与第二表面102彼此相对,且第一表面101为入光面。随后,可对基底10进行切割损伤移除(saw damage remove,SDR)工艺,例如利用酸性溶液或碱性溶液清洗基底10,以去除切割对基底10造成的细微损伤。
如图2所示,接着可进行粗糙化工艺,使基底10的第一表面101及/或第二表面102形成粗糙化表面,以增加入光量。粗糙化工艺可利用湿式蚀刻工艺或干式蚀刻工艺加以形成。粗糙化表面是由多个微结构例如金字塔结构所形成,且各微结构的高度大体上可介于0.1微米-0.15微米之间,但不以此为限。此外,于基底10的第一表面101内形成第一轻掺杂区12L,其中第一轻掺杂区12L具有第一掺杂类型,而基底10具有第二掺杂类型。第一掺杂类型与第二掺杂类型为不同的掺杂类型,例如第一掺杂类型可为n型,而第二掺杂类型可为p型,但不以此为限。第一轻掺杂区12L的掺杂浓度大体上介于1*1019atom/cm3-1*1021atom/cm3之间,例如2*1020atom/cm3,但不以此为限。第一轻掺杂区12L的片电阻大体上介于80Ω/□(Ω/square)-120Ω/□(Ω/square)之间,例如90Ω/□(Ω/square),但不以此为限。在本实施例中,第一轻掺杂区12L可利用扩散工艺加以制作。举例而言,若第一掺杂类型为n型,则可选用磷、砷、锑或上述材料的化合物作为掺杂质进行扩散工艺;若第一掺杂类型为p型,则可选用硼或硼化合物作为掺杂质进行扩散工艺。于扩散工艺后,可进行晶边绝缘(edge isolation)工艺,以移除于扩散工艺中于基底10的第一表面101与第二表面102之间的边缘103产生的掺杂层,以确保基底10的第一表面101与第二表面102之间的电性隔离。晶边绝缘工艺可为例如激光切割工艺、干式蚀刻工艺或湿式蚀刻工艺。第一轻掺杂区12L并不限于利用扩散工艺加以制作,在变化实施例中,第一轻掺杂区12L亦可利用离子布植工艺加以制作。
接着于基底10的第二表面102内形成具有第二掺杂类型的第二轻掺杂区14L以及第二重掺杂区14H。在本实施例中,第二轻掺杂区14L位于基底10的一部分的第二表面102内,而第二重掺杂区14H位于基底10的另一部分的第二表面102内。也就是说,在垂直投影方向上,第二轻掺杂区14L与第二重掺杂区14H并未重迭。在本实施例中,于基底10的第二表面102内形成第二轻掺杂区14L以及第二重掺杂区14H的方法如下所示。如图3所示,利用第一屏蔽161进行第一离子布植工艺171,以于未被第一屏蔽161所阻挡的基底10的部分第二表面102内形成第二轻掺杂区14L。如图4所示,利用第二屏蔽162进行第二离子布植工艺172,以于未被第二屏蔽162所阻挡的基底10的部分第二表面102内形成第二重掺杂区14H。在本实施例中,第二轻掺杂区14L的掺杂浓度大体上介于1*1017atom/cm3-5*1018atom/cm3之间,例如3*1018atom/cm3,而第二重掺杂区14H的掺杂浓度大体上介于5*1018atom/cm3-1*1019atom/cm3之间,例如6*1018atom/cm3,但不以此为限。第二轻掺杂区14L的片电阻大体上介于50Ω/□(Ω/square)-80Ω/□(Ω/square)之间,例如60Ω/□(Ω/square),而第二重掺杂区14H的片电阻大体上介于20Ω/□(Ω/square)-50Ω/□(Ω/square)之间,例如30Ω/□(Ω/square),但不以此为限。此外,第二轻掺杂区14L以及第二重掺杂区14H的形成顺序可以交换。在本实施例中,第二轻掺杂区14L与第二重掺杂区14H构成了图案化背表面电场结构(patterned back surface field,patterned BSF),且第二轻掺杂区14L与第二重掺杂区14H的面积比大体上可介于例如1:1至20:1之间,但不以此为限。
如图5所示,随后可于基底10的第一表面101形成抗反射层18。在本实施例中,抗反射层18系以共形(conformal)方式形成于基板10的第一表面101上,因此抗反射层18亦具有粗糙化表面。抗反射层18可增加太阳能电池的入光量。抗反射层18可为单层或多层结构,且其材料可为例如氮化硅、氧化硅或氮氧化硅、或其它合适的材料,并可利用例如电浆增强化学气相沉积(PECVD)工艺形成,但不以此为限。接着于基底10的第一表面101上形成第一电极201,以及于基底10的第二表面102上形成第二电极202,其中第二电极202同时与第二轻掺杂区14L以及第二重掺杂区14H接触。第一电极201可为单层或多层结构且系作为太阳能电池的指状(finger)电极,而其材料可为高导电性材料,例如银(Ag),但不以此为限而可为其它高导电性材料,例如:金、铝、铜、锡等等。第二电极202可为单层或多层结构且系作为太阳能电池的背电极,而其材料可为高导电性材料,例如银,但不以此为限而可为其它高导电性材料,例如:金、铝、铜、锡等等。在本实施例中,第一电极201与第二电极202较佳地可分别利用印刷工艺加以形成,且第一电极201与第二电极202的材料可为导电浆料,例如含银浆料或含铝浆料,但不以此为限。
如图6所示,接着,进行烧结(sintering)工艺,使第一电极201穿过抗反射层18而与第一轻掺杂区12L接触并电性连接,以完成本实施例的太阳能电池30。
本发明的太阳能电池及其制作方法并不以上述实施例为限。下文将依序介绍本发明的其它较佳实施例的太阳能电池及其制作方法,且为了便于比较各实施例的相异处并简化说明,在下文的实施例中使用相同的符号标注相同的元件,且主要针对各实施例的相异处进行说明,而不再对重复部分进行赘述。
请参考图7至图10,并一并参考图1与图2。图7至图10绘示了本发明的第一较佳实施例的变化实施例的制作太阳能电池的方法示意图。本变化实施例的制作太阳能电池的方法系接续图2的方法后进行。本变化实施例的形成第二轻掺杂区14L与第二重掺杂区14H的步骤与第一较佳实施例有所不同。如图7所示,于基底10的第二表面102内全面性地形成重掺杂区14,其中重掺杂区14具有第二掺杂类型。重掺杂区14可利用例如扩散工艺或离子布植工艺加以形成。如图8所示,接着于基底10的第二表面102上形成图案化屏蔽层15,其中图案化屏蔽层15覆盖部分的基底10的第二表面102且暴露出部分的基底10的第二表面102,精确地说,图案化屏蔽层15暴露出部分的重掺杂区14。图案化屏蔽层15可利用例如喷墨工艺形成于基底10的第二表面102,但不以此为限。图案化屏蔽层15的材料可为例如石腊,但不以此为限。接着,可以对基底10进行热处理,例如退火工艺。由于图案化屏蔽层15具有较高的热传导系数,因此在热处理过程中,被图案化屏蔽层15所阻挡的重掺杂区14内的掺杂质会向基底10的内部扩散而使得位于图案化屏蔽层15下方的重掺杂区14的深度会略大于未被图案化屏蔽层15所阻挡的重掺杂区14的深度。如图9所示,随后,移除图案化屏蔽层15所暴露出的部分的重掺杂区14以形成第二轻掺杂区14L。移除部分的重掺杂区14的步骤可为湿式蚀刻工艺,例如利用酸液浸泡基底10以移除图案化屏蔽层15所暴露出的部分的重掺杂区14而形成第二轻掺杂区14L,或是干式蚀刻工艺,例如进行反应离子蚀刻(RIE)工艺,以移除图案化屏蔽层15所暴露出的部分的重掺杂区14而形成第二轻掺杂区14L,但不以此为限。如图10所示,接着移除图案化屏蔽层15,以暴露出被图案化屏蔽层15所覆盖的重掺杂区14。重掺杂区14具有重度掺杂,由于图案化屏蔽层15所暴露出的重掺杂区14内的部分掺杂质被移除,因此其掺杂浓度会小于重掺杂区14原本的掺杂浓度而形成第二轻掺杂区14L,而图案化屏蔽层15所覆盖的重掺杂区14会维持原本的掺杂浓度,因此形成第二重掺杂区14H。随后,于基底10的第一表面101形成抗反射层18。接着,于基底10的第一表面101上形成第一电极201,以及于基底10的第二表面102上形成第二电极202。之后,进行烧结工艺,使第一电极201穿过抗反射层18而与第一轻掺杂区12L接触并电性连接,以完成本变化实施例的太阳能电池30’。
请参考图11与图12,并一并参考图6。图11绘示了本发明的第一较佳实施例与对照实施例的太阳能电池的开路电压(open circuit voltage,Voc)的比较图,而图12绘示了本发明的第一较佳实施例与对照实施例的太阳能电池的光电转换效率的比较图。上述太阳能电池的开路电压与光电转换效率是在表1所列出的条件下进行模拟所获得的结果:
表1
  本实施例   对照实施例
  表面再结合速度(cm/s)   106   106
  基板内的电子-空穴对的生命周期(μs)   100   100
  基底的掺杂浓度(atom/cm3)   7.2*1015   7.2*1015
  第一轻掺杂区的掺杂浓度(atom/cm3)   2*1020   2*1020
  第二轻掺杂区的掺杂浓度(atom/cm3)   3*1018   3*1018
  第二重掺杂区的掺杂浓度(atom/cm3)   6*1018   NA
  第二轻掺杂区的片电阻(Ω/□)(或是Ω/square)   30   30
  第二重掺杂区的片电阻(Ω/□)(或是Ω/square)   15   NA
  第二轻掺杂区与第二重掺杂区的面积比   1:1   NA
本实施例的太阳能电池具有轻度掺杂与重度掺杂两种掺杂浓度的图案化背表面电场结构,而对照实施例的太阳能电池仅具有单一掺杂浓度的背表面电场结构。如图11所示,本实施例的太阳能电池的开路电压约为0.6285V,而对照实施例的太阳能电池的开路电压约为0.6275V。如图12所示,本实施例的太阳能电池的光电转换效率约为19.8%,而对照实施例的太阳能电池的光电转换效率约为19.74%。由上述模拟结果可知,本实施例的太阳能电池的图案化背表面电场结构,确实可有效提升太阳能电池的开路电压与光电转换效率。
请参考图13。图13绘示了本发明的第二较佳实施例的太阳能电池的示意图。如图13所示,不同于第一较佳实施例,本实施例的太阳能电池40另包括第一重掺杂区12H,位于基底10的第一表面101内。第一重掺杂区12H具有第一掺杂类型,且其掺杂浓度高于第一轻掺杂区12L。此外,第一电极201系形成于第一重掺杂区12H上,且第一电极201系与第一重掺杂区12H接触并电性连接而构成选择性射极(selective emitter)结构。在本实施例中,第一轻掺杂区12L与第一重掺杂区12H的形成方式可利用离子布植工艺搭配屏蔽加以实现,亦即类似于第一较佳实施例中所述的第二轻掺杂区14L与第二重掺杂区14H的形成方式。或者,在变化实施例中,第一轻掺杂区12L与第一重掺杂区12H的形成方式可利用扩散工艺或离子布植工艺并搭配蚀刻工艺加以实现,亦即,类似第一较佳实施例的变化实施例中所述的第二轻掺杂区14L与第二重掺杂区14H的形成方式。
请参考图14。图14绘示了本发明的第三较佳实施例的太阳能电池的示意图。如图14所示,不同于第一较佳实施例,在本实施例的太阳能电池50中,第二轻掺杂区14L位于基底10的第二表面102内,第二重掺杂区14H位于第二轻掺杂区14L上,且第二电极202与第二重掺杂区14H接触并电性连接。第二轻掺杂区14L与第二重掺杂区14H可依序利用扩散工艺或离子布植工艺加以形成,但不以此为限。另外,第二轻掺杂区14L与第二重掺杂区14H的位置可以互换。
请参考图15。图15绘示了本发明的第四较佳实施例的太阳能电池的示意图。如图15所示,不同于第二较佳实施例,在本实施例的太阳能电池60中,第二轻掺杂区14L位于基底10的第二表面102内,第二重掺杂区14H位于第二轻掺杂区14L上,且第二电极202系与第二重掺杂区14H接触并电性连接。第二轻掺杂区14L与第二重掺杂区14H可依序利用扩散工艺或离子布植工艺加以形成,但不以此为限。另外,第二轻掺杂区14L与第二重掺杂区14H的位置可以互换。
综上所述,本发明的太阳能电池的背表面电场结构由第二轻掺杂区与第二重掺杂区所构成。第二轻掺杂区具有较低的饱和电流,因此可减少电子-空穴对的再结合(recombination)。此外,第二轻掺杂区亦可提高短波长响应(blueresponse),因此可增加闭路电流。另一方面,第二重掺杂区具有重度掺杂,因此其与第二电极之间具有较低的接触电阻,可增加填充系数。此外,第二重掺杂区可以增加费米能差(Fermi level difference),因此可增加开路电压,进而增加光电转换效率。经过仿真结果显示,本发明的太阳能电池的背表面电场结构具有两种掺杂浓度,确实可有效提升光电转换效率。
当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (16)

1.一种制作太阳能电池的方法,其特征在于,包括:
提供一基底,其中该基底具有一第一表面与一第二表面,且该第一表面相对于该第二表面;
于该基底的该第一表面内形成一第一轻掺杂区,其中该第一轻掺杂区具有一第一掺杂类型;
于该基底的该第二表面内形成一第二轻掺杂区以及一第二重掺杂区,其中该第二轻掺杂区与该第二重掺杂区具有一第二掺杂类型,且该第一掺杂类型不同于该第二掺杂类型;
于该基底的该第一表面上形成一第一电极;以及
于该基底的该第二表面上形成一第二电极。
2.根据权利要求1所述的制作太阳能电池的方法,其特征在于,该基底具有该第二掺杂类型。
3.根据权利要求1所述的制作太阳能电池的方法,其特征在于,该第二轻掺杂区位于该基底的一部分的该第二表面内,该第二重掺杂区位于该基底的另一部分的该第二表面内,且该第二电极与该第二轻掺杂区以及该第二重掺杂区接触并电性连接。
4.根据权利要求3所述的制作太阳能电池的方法,其特征在于,
形成该第二轻掺杂区的步骤包括:
利用一第一屏蔽进行一第一离子布植工艺,以于未被该第一屏蔽所阻挡的该基底内形成该第二轻掺杂区;以及
形成该第二重掺杂区的步骤包括:
利用一第二屏蔽进行一第二离子布植工艺,以于未被该第二屏蔽所阻挡的该基底内形成该第二重掺杂区。
5.根据权利要求3所述的制作太阳能电池的方法,其特征在于,形成该第二轻掺杂区与该第二重掺杂区的步骤包括:
于该基底的该第二表面内全面性地形成一重掺杂区;
于该基底的该第二表面上形成一图案化屏蔽层,其中该图案化屏蔽层覆盖部分的该基底的该第二表面且暴露出部分的该重掺杂区;
移除该图案化屏蔽层所暴露出的部分的该重掺杂区以形成该第二轻掺杂区;以及
移除该图案化屏蔽层,以暴露出被该图案化屏蔽层所覆盖的该重掺杂区,其成为该第二重掺杂区。
6.根据权利要求1所述的制作太阳能电池的方法,其特征在于,该第二轻掺杂区位于该基底的该第二表面内,该第二重掺杂区位于该第二轻掺杂区上,且该第二电极与该第二重掺杂区接触并电性连接。
7.根据权利要求1所述的制作太阳能电池的方法,其特征在于,另包括进行一粗糙化工艺,使该基底的该第一表面形成一粗糙化表面。
8.根据权利要求1所述的制作太阳能电池的方法,其特征在于,另包括于该基底的该第一表面形成一抗反射层。
9.根据权利要求1所述的制作太阳能电池的方法,其特征在于,另包括于该基底的该第一表面形成一第一重掺杂区,其中该第一重掺杂区具有该第一掺杂类型,该第一电极形成于该第一重掺杂区上,且该第一电极与该第一重掺杂区接触并电性连接。
10.一种太阳能电池,其特征在于,包括:
一基底,其中该基底具有一第一表面与一第二表面,该第一表面相对于该第二表面,且该第一表面为一入光面;
一第一轻掺杂区,位于该基底的该第一表面内,其中该第一轻掺杂区具有一第一掺杂类型;
一第二轻掺杂区,位于该基底的该第二表面内;
一第二重轻掺杂区,位于该基底的该第二表面内,其中该第二轻掺杂区与该第二重掺杂区具有一第二掺杂类型,且该第一掺杂类型不同于该第二掺杂类型;
一第一电极,位于该基底的该第一表面上;以及
一第二电极,位于该基底的该第二表面上。
11.根据权利要求10所述的太阳能电池,其特征在于,该基底具有该第二掺杂类型。
12.根据权利要求10所述的太阳能电池,其特征在于,该第二轻掺杂区位于该基底的一部分的该第二表面内,该第二重掺杂区位于该基底的另一部分的该第二表面内,且该第二电极与该第二轻掺杂区以及该第二重掺杂区接触并电性连接。
13.根据权利要求10所述的太阳能电池,其特征在于,该第二轻掺杂区位于该基底的该第二表面内,该第二重掺杂区位于该第二轻掺杂区上,且该第二电极与该第二重掺杂区接触并电性连接。
14.根据权利要求10所述的太阳能电池,其特征在于,该基底的该第一表面具有一粗糙化表面。
15.根据权利要求10所述的太阳能电池,其特征在于,另包括一抗反射层,设置于该基底的该第一表面上。
16.根据权利要求10所述的太阳能电池,其特征在于,另包括一第一重掺杂区,位于该基底的该第一表面内,其中该第一重掺杂区具有一第一掺杂类型,该第一电极形成于该第一重掺杂区上,且该第一电极与该第一重掺杂区接触并电性连接。
CN2012103267176A 2012-09-05 2012-09-05 太阳能电池及其制作方法 Pending CN102856436A (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012103267176A CN102856436A (zh) 2012-09-05 2012-09-05 太阳能电池及其制作方法
PCT/CN2012/081884 WO2014036763A1 (zh) 2012-09-05 2012-09-25 太阳能电池及其制作方法
TW101145357A TW201411861A (zh) 2012-09-05 2012-12-03 太陽能電池及其製作方法
US13/961,886 US20140060629A1 (en) 2012-09-05 2013-08-08 Solar cell and method for fabricating the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012103267176A CN102856436A (zh) 2012-09-05 2012-09-05 太阳能电池及其制作方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102856436A true CN102856436A (zh) 2013-01-02

Family

ID=47402830

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012103267176A Pending CN102856436A (zh) 2012-09-05 2012-09-05 太阳能电池及其制作方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20140060629A1 (zh)
CN (1) CN102856436A (zh)
TW (1) TW201411861A (zh)
WO (1) WO2014036763A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106887473A (zh) * 2015-12-16 2017-06-23 茂迪股份有限公司 太阳能电池及其制造方法
CN109888058A (zh) * 2019-03-04 2019-06-14 浙江正泰太阳能科技有限公司 一种太阳能电池及其制造方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013218351A1 (de) * 2013-09-13 2015-03-19 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle
JP6494414B2 (ja) * 2015-05-18 2019-04-03 信越化学工業株式会社 太陽電池セルの製造方法
JP6392717B2 (ja) * 2015-09-02 2018-09-19 信越化学工業株式会社 太陽電池セルの製造方法
TWI688109B (zh) * 2018-10-26 2020-03-11 財團法人工業技術研究院 太陽能電池

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101820009A (zh) * 2009-12-25 2010-09-01 欧贝黎新能源科技股份有限公司 一种选择性发射极晶体硅太阳电池及其制备方法
JP2011129867A (ja) * 2009-11-17 2011-06-30 Shirakuseru Kk ボロン拡散層を有するシリコン太陽電池セル及びその製造方法
CN202189800U (zh) * 2011-05-24 2012-04-11 上海神舟新能源发展有限公司 一种选择性发射极的晶体硅太阳能电池
WO2012077797A1 (ja) * 2010-12-10 2012-06-14 帝人株式会社 半導体積層体、半導体デバイス、及びそれらの製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0851511A1 (en) * 1996-12-24 1998-07-01 IMEC vzw Semiconductor device with two selectively diffused regions
JP2004193337A (ja) * 2002-12-11 2004-07-08 Sharp Corp 太陽電池の電極形成方法およびその方法により製造される太陽電池
EP2362425A1 (en) * 2010-02-26 2011-08-31 Excico Group NV A method for forming a selective contact
US8110431B2 (en) * 2010-06-03 2012-02-07 Suniva, Inc. Ion implanted selective emitter solar cells with in situ surface passivation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011129867A (ja) * 2009-11-17 2011-06-30 Shirakuseru Kk ボロン拡散層を有するシリコン太陽電池セル及びその製造方法
CN101820009A (zh) * 2009-12-25 2010-09-01 欧贝黎新能源科技股份有限公司 一种选择性发射极晶体硅太阳电池及其制备方法
WO2012077797A1 (ja) * 2010-12-10 2012-06-14 帝人株式会社 半導体積層体、半導体デバイス、及びそれらの製造方法
CN202189800U (zh) * 2011-05-24 2012-04-11 上海神舟新能源发展有限公司 一种选择性发射极的晶体硅太阳能电池

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106887473A (zh) * 2015-12-16 2017-06-23 茂迪股份有限公司 太阳能电池及其制造方法
CN109888058A (zh) * 2019-03-04 2019-06-14 浙江正泰太阳能科技有限公司 一种太阳能电池及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW201411861A (zh) 2014-03-16
US20140060629A1 (en) 2014-03-06
WO2014036763A1 (zh) 2014-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102856436A (zh) 太阳能电池及其制作方法
CN102856328B (zh) 太阳能电池及其制作方法
CN103329280B (zh) 太阳能电池和太阳能电池模件
CN103474482B (zh) 太阳能电池及其制造方法
US20100147378A1 (en) Solar cell and method of manufacturing the same
CN102800716B (zh) 太阳能电池及其制作方法
CN106463548B (zh) 太阳能电池元件以及太阳能电池模块
US20170133545A1 (en) Passivated contacts for photovoltaic cells
CN104137269A (zh) 光电变换装置及其制造方法、光电变换模块
KR20100014007A (ko) 태양전지 및 그의 제조방법
JP2013506272A (ja) 組合せ的スクリーニングにおいて用いられる結晶シリコン太陽電池の構築方法
KR20130092494A (ko) 태양 전지의 제조 방법 및 태양 전지
WO2014196860A2 (en) Photovoltaic cell and method for manufacturing such a photovoltaic cell
CN116525697A (zh) 一种背接触式太阳能电池及其制备方法
KR102132740B1 (ko) 태양 전지 및 이의 제조 방법
US7927910B2 (en) Manufacturing method of solar cell
CN105990465A (zh) 异质结硅晶太阳能电池及其制造方法
CN104112795A (zh) 一种硅异质结太阳能电池的制作方法
CN109411565A (zh) 太阳能电池片及其制备方法、光伏组件
CN109950354A (zh) 一种同质-异质结太阳能电池及其制备方法
US20140004652A1 (en) Method of fabricating solar cell
US20120164779A1 (en) Method of fabricating a differential doped solar cell
US20120012176A1 (en) Solar cell and method of manufacturing the same
WO2014016931A1 (ja) 太陽電池及びその製造方法
JP6405292B2 (ja) 太陽電池の製造方法及び太陽電池

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130102