CN103426964A - 太阳能电池及其模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能电池，包含：硅半导体基板、复合多功能保护膜、多个正面电极与多个背面电极。其中，硅半导体基板具有粗糙化的一第一表面，第一表面下配置一掺杂层，掺杂层的深度介于200纳米(nm)至1000纳米(nm)之间，掺杂层的表面掺杂浓度介于1×1019至5×1020原子/公分3之间。复合多功能保护膜，设置于掺杂层之上，复合多功能保护膜具有多膜层，以减少一入射光的反射率，这些膜层最接近掺杂层的一层，其膜层厚度小于40纳米(nm)。多个正面电极，穿透复合多功能保护膜而设置于掺杂层上。多个背面电极，设置于硅半导体基板一第二表面。

Description

太阳能电池及其模块
技术领域
本发明关于一种电池，特别是关于一种太阳能电池及其模块。
背景技术
由于石化能源短缺，人们对环保重要性的认知提高，因此人们近年来不断地积极研发替代能源与再生能源的相关技术，希望可以减少目前人类对于石化能源的依赖程度以及使用石化能源时对环境带来的影响。在众多的替代能源与再生能源的技术中，以太阳能电池(solar cell)最受瞩目。主要是因为太阳能电池可直接将太阳能转换成电能，且发电过程中不会产生二氧化碳或氮化物等有害物质，不会对环境造成污染。
一般而言，现有硅晶太阳能电池通常是于半导体基板的表面利用扩散(diffusion)或离子注入(ion implantation)方式来掺杂反态杂质(counter-doping)以形成掺杂层并制作电极。当光线由外侧照射至硅晶太阳能电池时，掺杂层因受光子激发而产生自由电子-电洞对，并借由P-N介面所形成的内电场使电子与电洞分离，且分别往两端移动，而产生电能的形态，此时若外加负载电路或电子装置，便可提供电能而使电路或装置进行驱动。
太阳能电池依据材料的不同，而有硅(单晶硅、多晶硅、非晶硅)、III-V化合物半导体(GaAs、GaP、InP等)，II-VI化合物半导体(CdS、CdSe、CdTe等)，及有机半导体等太阳能电池。目前，以硅为材料的单晶硅与多晶硅为太阳能电池的主流，而非晶硅则可应用于薄膜太阳能电池。运用不同材料来制作太阳能电池，会因为其材料特性而有差异而导致工艺或者与其搭配的运用材料之间的特性、电池结构(分层结构)等不同。
以单晶硅或多晶硅为基材的太阳能电池，其硅以一均匀原始掺杂的晶片作为基板，再借由使该基板接近表面的区域以一扩散工艺相反于基板的掺杂而扩散掺杂。举例而言，以原始晶片为P型掺杂，将其一面以磷(P)扩散工艺进行N型掺杂，再以硼或铝进行另一面P+的掺杂。由于N型掺杂的部分为受光面，因此，通常其表面会再形成抗反射层(Anti-reflection coating,ARC)以增加入射光的强度。不过，由于N型掺杂(发射极)与抗反射层之间的介面存在着电子电洞在此表面复合的问题，亦即，掺杂浓度越高(例如，掺杂浓度>1021原子/cm3)，其表面复合速度越高，其会导致短路电流(Short circuit current,Isc)与开路电压(Open circuit voltage,Voc)的降低，进而造成太阳能电池的光电转换效率降低。此外，N型掺杂与电极之间的介面，若N型掺杂浓度低(例如，掺杂浓度<1019原子/cm3)则可能导致高接触电阻(Contact resistance,Rc)，这也会升高整个元件的串联电阻(Series resistance,Rs)而导致太阳能电池的效率降低。
掺杂浓度高会导致开路电压与短路电流低的原因在于，因掺杂浓度高的介面所形成复合中心(Recombination center)较多，而使得照光产生的自由电子、电洞在这些再结合中心被消除，亦即，表面复合速度(Surface recombinationvelocity,SRV)高。并且在正面电极(Front electrode)与掺杂层之间的接触表面会有较多的悬浮键(Dangling bond)，如此自由电子、电洞容易在靠近掺杂层与正面电极的接触表面处产生表面再结合，而降低硅晶太阳能电池的光电转换效率。
由于以上的特性，一般的硅基太阳能电池设计倾向于降低受光面的掺杂浓度以提高短路电流，而设法于电极的部分提高其掺杂浓度以降低其接触电阻，如此即可达到最佳的太阳能电池的特性。这种发展方向导引出选择性发射极的设计理念，请参考图1，其为以选择性发射极为设计理念的太阳能电池的剖面分层示意图，其依序为：正面电极40、抗反射层32、抗反射层31、轻掺杂层20、重掺杂层22、硅半导体基板10(P型半导体基板)、P+掺杂层50、背面电极层60、背面电极62。由图1可发现，在正面电极40的下方，制作高掺杂浓度(例如，大于1×1021原子/cm3)的N++区，亦即，重掺杂层22，以达到降低接触电阻(R↓)的目的。而其他受光照射区，则制作低掺杂浓度(例如，1×1019原子/cm3)的N区，亦即，轻掺杂层20。而N型掺杂的工艺，一般采用扩散(Diffusion)工艺，其运用浓度较高的磷(蒸气或液态)，并借由控制温度与扩散时间来达到预期的掺杂浓度。一般而言，低掺杂运用较低浓度的磷来进行掺杂，而高掺杂则运用较高浓度的磷来进行掺杂。而在扩散的工艺中，较高浓度的磷掺杂，会得到扩散深度较深的效果，如图1的重掺杂层22，例如，大于1微米(um)；而较低浓度的磷掺杂，会得到扩散深度较浅的结果，例如，小于0.2微米(um)，如图1的浅掺杂层20。
而此种选择性发射极的制作方法，由于必须以扩散工艺制作出两种不同浓度、深度的发射极，此外，选择性发射极的准确度(相对位置与深度等)也必须加以控制，因此，工艺较为复杂，且成本也较高。
此外，由于以硅为材料的光吸收系数α于光波长λ小于400纳米(nm)时，会变得很大(>105cm-1)，也就是说蓝光在入射进硅表面后就会快速被吸收，因此，一般的考量会让浅介面(例如，前述的N型介面)深度小于0.3微米(um)。这也恰好符合于低浓度掺杂出低深度的扩散特性。
此种于硅晶太阳能电池上设计选择性发射极的太阳能电池，可达到提高光照面所产生的电流，并降低电极区的接触电阻，进而使硅基太阳能电池达到最高的效率。因而，已成为硅晶太阳能电池设计的主流。
不过，这种发展趋势仍必须面临太阳能电池模块化与商品化的挑战。举例而言，在图1的选择性发射极的太阳能电池中，浅掺杂层20的深度小于0.2微米(um)。此点恰好符合太阳能电池于短波长、浅深度时的较高的光吸收，应可让太阳能电池发挥最好的效能。不过，这点却会在将太阳能电池模块化后产生变异。亦即，在太阳能电池模块制作时，会于太阳能电池上以一层玻璃层与中介层进行封装，中介层覆盖于太阳能电池的上下方，且中介层一般采用EVA制作。EVA为乙烯－醋酸乙烯共聚物的缩写，其为经过加热挤压成型的产品。EVA在常温时无粘性，易于裁切分割操作。使用EVA为封装材料的其一主要原因为其高透光性，但此种高分子聚合物，对短波段（蓝光波段）吸收系数依旧很高。故封装过后的太阳能电池模块，由于玻璃层与EVA对短波段会有吸收的特性，易将一些短波长的光吸收(例如＜400纳米(nm)的光波段)，而造成实际上的太阳能电池模块的效率比原太阳能电池的效率低的结果，即电池至模块损失(Cell to Module loss，CTM)，其CTM值约在3～6%。这代表一件事情，浅介面设计的太阳能电池，虽然在电池端会得到较高的电流，但是这些高电流许多是来自于短波段的贡献。于是，将太阳能电池使用到模块端时，这些原本可提升光电效率短波段，许多都被玻璃或是EVA吸收掉。这种设计除非在封装模块时将玻璃或是EVA的材料加以改善，否则此种增加蓝光吸收的太阳能电池设计(blue response)，较高的CTM对模块端的发电效率来讲，是不适当的设计。
请参考图2，其为另一现有技术美国专利US8,148,194的具有扩散层的太阳能电池剖面示意图，该太阳能电池具有一导电型的硅基板1，且该基板表面具有一相反导电型的掺杂层1a。该前案通过浓度为1×1017原子/公分3磷掺杂于该基板表面形成深度0.2至0.5um的扩散层，借此在硅基板表面形成一相反导电型的掺杂层1a，且该相反导电型的掺杂层1a具有60至300欧姆/每平方的片电阻。一厚度约850埃的抗反射薄膜2则被形成于该相反导电型的掺杂层上方。
虽然，美国专利US8,148,194公开了一种表面设有相反导电型的掺杂层与抗反射薄膜的半导体基板，但该前案并未公开通过特定的掺杂浓度、掺杂厚度与特定的抗反射薄膜的组合以降低电池至模块损失CTM并提高太阳能电池效率的技术特征。
因此，如何提供一种太阳能电池，除了可减少掺杂层介面间的表面再结合，并让电极与掺杂层的接触电阻得到适当的值，进而达到适当的太阳能电池光电转换效率，同时，可降低生产成本，且能使CTM损失达到最小，已成为太阳能制造产业的重要课题。
发明内容
鉴于以上现有技术的问题，本发明提供一种太阳能电池，包含：硅半导体基板、复合多功能保护膜、多个正面电极与多个背面电极，意即所述太阳能电池至少包含两个正面电极与两个背面电极。其中，硅半导体基板具有粗糙化的一第一表面，第一表面下配置一掺杂层，其中掺杂层具有与硅半导体基板相反极性的掺杂，掺杂层的深度介于200纳米(nm)至1,000纳米(nm)之间，掺杂层的表面掺杂浓度介于1×1019至5×1020原子/公分3之间。复合多功能保护膜，设置于掺杂层之上，复合多功能保护膜具有多膜层(至少两层)，以减少一入射光的反射率，这些膜层最接近掺杂层的一层，其膜层厚度小于40纳米(nm)。多个正面电极，穿透复合多功能保护膜而设置于掺杂层上。多个背面电极，设置于硅半导体基板一第二表面。
本发明的一实施例中，所述掺杂层的深度介于400纳米至800纳米之间，且所述掺杂层的表面掺杂浓度介于1×1020至5×1020原子/公分3之间。
本发明的一实施例中，所述掺杂层的深度介于400纳米至1000纳米之间，且所述掺杂层的表面掺杂浓度介于5×1019至5×1020原子/公分3之间。
本发明的一实施例中，所述掺杂层的深度介于300纳米至900纳米之间，且所述掺杂层的表面掺杂浓度介于5×1019至4×1020原子/公分3之间。
本发明的一实施例中，形成于所述正面电极处的所述掺杂层与非形成于所述正面电极处的所述掺杂层具有相同的深度与表面掺杂浓度。
本发明的一实施例中，所述硅半导体基板为单晶硅半导体基板或多晶硅半导体基板。
本发明更提供一种太阳能电池模块，包含：多个太阳能电池、玻璃层、中介层、背板与固定框。其中，太阳能电池彼此串联及/或并联，每个太阳能电池具有一受光面，每个太阳能电池包含：硅半导体基板、复合多功能保护膜、多个正面电极与多个背面电极。其中，硅半导体基板具有粗糙化的一第一表面，第一表面下配置一掺杂层，其中掺杂层具有与硅半导体基板相反极性的掺杂，所述掺杂层的深度自所述第一表面算起介于200纳米(nm)至1000纳米(nm)之间，掺杂层的表面掺杂浓度介于1×1019至5×1020原子/公分3之间。复合多功能保护膜，设置于掺杂层之上而构成受光面，复合多功能保护膜具有多膜层，以减少一入射光的反射率，这些膜层最接近掺杂层的一层，其膜层厚度小于40纳米(nm)。多个正面电极，穿透复合多功能保护膜而设置于掺杂层上。多个背面电极，设置于硅半导体基板一第二表面。二中介层分别配置于太阳能电池的上方及下方而封装太阳能电池。玻璃层罩盖于太阳能电池的受光面上的中介层。背板罩盖于太阳能电池下方的中介层。固定框配置于太阳能电池的周围，与玻璃层、背板结合而构成保护太阳能电池的框架。
本发明的一实施例中，所述掺杂层的深度介于400纳米至800纳米之间，且所述掺杂层的表面掺杂浓度介于1×1020至5×1020原子/公分3之间。
本发明的一实施例中，所述掺杂层的深度介于400纳米至1000纳米之间，且所述掺杂层的表面掺杂浓度介于5×1019至5×1020原子/公分3之间。
本发明的一实施例中，所述掺杂层的深度介于300纳米至900纳米之间，且所述掺杂层的表面掺杂浓度介于5×1019至4×1020原子/公分3之间。
本发明的一实施例中，形成于所述正面电极处的所述掺杂层与非形成于所述正面电极处的所述掺杂层具有相同的深度与表面掺杂浓度。
本发明的一实施例中，所述硅半导体基板为单晶硅半导体基板或多晶硅半导体基板。
运用本发明的太阳能电池，可减少太阳能电池的掺杂层的介面间的表面再结合，并让电极与掺杂层的接触电阻得到适当的值，进而达到适当的太阳能电池光电转换效率，同时，可降低生产成本，且能使CTM损失达到最小，已成为太阳能制造产业的重要课题。
以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所公开的内容、申请专利范围及附图，任何本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。
附图说明
图1为现有技术的选择性发射极的太阳能电池剖面示意图；
图2为另一现有技术的具有扩散层的太阳能电池剖面示意图；
图3为本发明的单一发射极掺杂层太阳能电池剖面示意图；
图4为现有技术与本发明相比较的表面掺杂浓度、表面掺杂深度与开路电压(Voc)、短路电流(Isc)、串联电阻(Rs)、填充因子(FF,Fill Factor)、电池至模块损失(CTM)的对照图；
图5为本发明的太阳能电池模块剖面示意图。
其中，附图标记：
1 导电型的硅基板                2 抗反射薄膜
3 背面电极                      4 正面电极
1a 相反导电型的掺杂层           1c 粗糙化结构
10 硅半导体基板                 20 轻掺杂层
22 重掺杂层                     24 掺杂层
31 抗反射层                     32 抗反射层
40 正面电极                     50 P+掺杂层
60 背面电极层                   62 背面电极
100 太阳能电池                  111、112 中介层
120 玻璃层                      130 背板
140 固定框                      201 第一区
202 第二区                      203 第三区
204 第四区
具体实施方式
为了达到降低生产成本，且使CTM损失最小，让太阳能电池模块的整体效率最高，本发明运用控制适当的掺杂层的浓度与深度，来实现最佳化的太阳能电池效能。
首先，以往着重于太阳能的PN介面能有效地吸收短波长的设计思维，而着眼于将掺杂浓度调整到较低的表面浓度，例如，5x1018原子/公分3，相应地，以制作出来的较浅的发射极深度，例如，小于0.2微米(um)；再以较高的掺杂浓度制作电极接触区的部分(亦即，选择性发射极)，例如，大于5x1020原子/公分3，并制作出来的较深的发射极，例如，深于1微米(um)。此种设计思维凸显技术人员的偏见，认为以此方法设计出来的硅基太阳能电池，可展现最佳的效率。
本发明突破此种偏见，采用适中的掺杂浓度，例如，掺杂层的表面掺杂浓度介于1×1019至5×1020原子/公分3之间，而适中的掺杂层深度，例如，介于200纳米(nm)至1000纳米(nm)之间，而制作出单一掺杂发射极。目的在于取得最适的太阳能发电效率，而能达到CTM损失最低的效果，进而在整体太阳能电池模块的效能与生产成本上取得优势。说明如下：
请参考图3，本发明的单一发射极掺杂层太阳能电池的剖面结构示意图，图3中各结构的比例关系，为了方便显示及说明，故可能与实际结构的比例不符，于此仅作为参考而非为限制性者。其包括：硅半导体基板10、正面电极40、抗反射层32、抗反射层31、掺杂层24、硅半导体基板10(P型半导体基板)、P+掺杂层50、背面电极层60、背面电极62等。其中，硅半导体基板10具有粗糙化的一第一表面，该粗糙化的第一表面下配置一掺杂层24，掺杂层24的深度介于200纳米(nm)至1000纳米(nm)之间，且掺杂层24的表面掺杂浓度介于1×1019至5×1020原子/公分3之间。其中，抗反射层32、抗反射层31组成了复合多功能保护膜，而此复合多功能保护膜设置于掺杂层24之上。复合多功能保护膜具有多膜层，可减少入射光的反射率，这些膜层最接近掺杂层24的一层，其膜层厚度小于40纳米(nm)，否则在光学抗反射层上，过厚的氧化硅夹在氧化氮与硅之间会无法有效降低反射率。正面电极40，穿透复合多功能保护膜而设置于掺杂层24上。背面电极62，则设置于硅半导体基板10的第二表面，亦即，其背面。背面电极62则形成于背面电极层60之间。
其中，硅半导体基板10可为光电转换基板，硅半导体基板10更可为单晶硅基板、多晶硅基板等。于本实施例中，硅半导体基板10为P型半导体基板；在另一实施例中，或N型半导体基板。本实施例的硅半导体基板10具有第一表面(正面)为光入射表面，而第二表面(背面)为背光表面。
掺杂层24是通过硅半导体基板10的表面掺杂反态杂质所形成，掺杂方式可利用扩散或离子注入方式进行。当硅半导体基板10为P型半导体基板时，则反态掺杂为N型掺杂元素，例如但不限于磷、砷、锑、铋、或其任二者(含)以上的组合。当硅半导体基板10为N型半导体基板时，则反态掺杂为P型掺杂元素，例如但不限于硼、铝、镓、铟、铊、或其任二者(含)以上的组合。
硅半导体基板10的第一表面即为掺杂层24的表面，掺杂层24的底面则构成P-N介面(Junction)而形成载子空乏区(depletion region)。载子空乏区提供内建电场，将产生的自由电子送往N极，电洞送往P极。因此产生了电流，此时只要外加电路将两端连接即可利用太阳能电池所产生的电力。
此外，本实施例的掺杂层24更具有一表面掺杂浓度及一深度d。其中，表面掺杂浓度指掺杂层24的表面的掺杂元素浓度。于本实施例中，将磷元素(N型半导体材料)掺杂入P型之硅半导体基板10内，以形成N型掺杂层24，其表面掺杂浓度指磷元素于掺杂层24的表面浓度，此表面掺杂浓度范围介于1×1019至5×1020原子/公分3之间。而掺杂层24的深度d范围则介于200纳米(nm)至1000纳米(nm)之间。亦即，形成于正面电极处的掺杂层与非形成于正面电极处的掺杂层具有相同的深度与表面掺杂浓度。
在另一实施例中，掺杂层的深度介于400纳米(nm)至800纳米(nm)之间，且掺杂层的表面掺杂浓度介于1×1020至5×1020原子/公分3之间。
在又一实施例中，掺杂层的深度介于400纳米(nm)至1000纳米(nm)之间，且掺杂层的表面掺杂浓度介于5×1019至5×1020原子/公分3之间。
在另一实施例中，掺杂层的深度介于300纳米(nm)至900纳米(nm)之间，且掺杂层的表面掺杂浓度介于5×1019至4×1020原子/公分3之间。
本实施例的太阳能电池借由将掺杂层24的表面掺杂浓度高于现有技术的表面掺杂浓度，而可得到适当的接触电阻，并得到适当的短路电流。此外，适当的掺杂层24的深度，可降低CTM损失，使后续制作的太阳能电池模块实现最佳化。
复合多功能保护膜设置于掺杂层24之上，亦即复合多功能保护膜设置于硅半导体基板10的表面(光入射表面)。复合多功能保护膜具有多膜层，本实施例以复合多功能保护膜具有抗反射层32、抗反射层31为例，然其非限制性，本领域技术人员当知，复合多功能保护膜依据实际需求可由更多膜层构成。需注意的是，本实施例的抗反射层31具有一膜层厚度t，其小于40纳米(nm)。
本实施例的抗反射层32可设计为具有保护的功能，而抗反射层31则可设计为具有钝化的功能，可降低太阳能电池表面的载子复合速度，达到提高光电转换效率的作用。抗反射层32、抗反射层31在适当厚度组合下，也可具有抗反射的效用、钝化硅表面，同时还可保护太阳能电池，达到防刮伤、防湿气等功效。
由于空气与硅的折射率(refractive index)差异甚大，使得光线通过空气与硅的介面时会有明显光线反射情形，对于单晶硅而言，正常照光下于硅表面的光反射率约为30～35%。通过抗反射层32、抗反射层31的组合作为光学抗反射层，能够降低光线的反射率。更详细来说，当抗反射层32、抗反射层31的材料具备介于空气与硅的折射率，并且在适当的厚度下，利用光学破坏性干涉的原理，可有效地降低入射光反射的反射率，增加进入太阳能电池的入光量，进而提高光电转换效率。
本实施例的抗反射层32的材质例如为氮化硅(SiNx)，而抗反射层31的材质例如为氧化硅(SiO2)或氧化铝(Al2O3)，然其非可用以限制本发明。抗反射层31的材质也可为其他可对硅表面进行抗反射的材质，而抗反射层32的材质也可为其他可进行钝化的材质。
为了达成上述目的，在本实施例中该抗反射层31厚度应小于40纳米(nm)，使该复合多功能保护膜具有好的钝化特性，若该抗反射层31太厚则该复合多功能保护膜具有低光穿透率。通过选择具有较低折射率的抗反射层31与较高折射率的抗反射层32可进一步改善该复合多功能保护膜的钝化特性与光穿透率，其中该抗反射层31的折射率低于该抗反射层32。
正面电极40可采用如银胶制作的电极，而背面电极层60则可采用含铝材料制作的电极层，并采用银胶制作为背面电极62。此外，正面电极40可由多汇流电极(bus bar electrode)及多指状电极(finger electrode)配置连接于汇流电极两侧所构成。因此，当太阳能电池将吸收的光线转变为电子或电洞时，指状电极可用于将太阳能电池所产生的电子或电洞汇集至相连接的汇流电极，最后再借由汇流电极与外部负载的连接，以将经过光电转换反应所产生的电子或电洞聚集并传递至外界。
由于本发明的太阳能电池，相较于现有技术的光入射面的浅介面设计理念，采用光入射面为较深介面的设计理念，因此，掺杂层24提供较低的发射极片电阻导致较高的填充因子(Fill Factor,FF)与较低的短路电流(Isc)。因此，本发明的太阳能电池在制作为太阳能电池模块后，可达到较低的CTM功效。
请参考图4，其为表面掺杂浓度、表面掺杂深度与开路电压(Voc)、短路电流(Isc)、串联电阻(Rs)、填充因子(Fill Factor,FF)、电池至模块损失(CTM)的对照图。在图4中，第一区201代表了较高的表面掺杂浓度与较浅的表面掺杂深度，第二区202代表了较高的表面掺杂浓度与较深的表面掺杂深度，第三区203代表了较低的表面掺杂浓度与较浅的表面掺杂深度，第四区204代表了较低的表面掺杂浓度与较深的表面掺杂深度。在第一区201中，由于表面掺杂浓度较高且表面掺杂深度较浅，会得到开路电压(Voc)低、短路电流(Isc)低、串联电阻(Rs)高、填充因子(FF)低、电池至模块损失(CTM)高的结果。在第二区202中，由于表面掺杂浓度较高且表面掺杂深度较深，会得到开路电压(Voc)低、短路电流(Isc)低、串联电阻(Rs)高、填充因子(FF)高、电池至模块损失(CTM)低的结果。在第三区203中，由于表面掺杂浓度较低且表面掺杂深度较浅，会得到开路电压(Voc)高、短路电流(Isc)高、串联电阻(Rs)高、填充因子(FF)低、电池至模块损失(CTM)高的结果。在第四区204中，由于表面掺杂浓度较低且表面掺杂深度较深，会得到开路电压(Voc)高、短路电流(Isc)高、串联电阻(Rs)低、填充因子(FF)高、电池至模块损失(CTM)低的结果。现有技术的太阳能电池设计，多落在第二区与第三区，而本发明的太阳能电池设计，则落在第四区。因此，最终的太阳能电池模块的总合发电效率，本发明将会优于现有技术的浅介面太阳能电池设计或选择性发射极太阳能电池设计。因此，本发明更公开了太阳能电池模块，请参考图5，其运用本发明图3的太阳能电池的剖面示意图。本发明的太阳能电池模块采用多个太阳能电池100进行串联及/或并联，并借由中介层111、112配置于太阳能电池100的上方及下方而封装太阳能电池100。中介层111、112可采用EVA材料。再以玻璃层120罩盖于太阳能电池100的受光面上的中介层111。且以背板130罩盖于太阳能电池100下方的中介层112。最后，运用固定框140配置于太阳能电池100的周围，固定框140与玻璃层120、背板130结合而构成保护太阳能电池100的框架。固定框140可采用铝框。
运用本发明的太阳能电池，其于实验室的整体效能，当掺杂层的深度介于200纳米(nm)至1000纳米(nm)之间，且掺杂层的表面掺杂浓度介于1×1019至5×1020原子/公分3之间时，发电效率可达19.4%，其CTM约1.5%。
当掺杂层的深度介于400纳米(nm)至800纳米(nm)之间，且掺杂层的表面掺杂浓度介于1×1020至5×1020原子/公分3之间时，发电效率可达19.5%，其CTM约2.0%。
当掺杂层的深度介于400纳米(nm)至1000纳米(nm)之间，且掺杂层的表面掺杂浓度介于5×1019至5×1020原子/公分3之间时，发电效率可达19.4%，其CTM约1.5%。
当掺杂层的深度介于300纳米(nm)至900纳米(nm)之间，且掺杂层的表面掺杂浓度介于5×1019至4×1020原子/公分3之间时，发电效率可达19.2%，其CTM约1.2%。
由以上数据可知，运用本发明确实可达到降低CTM的具体功能，其为现有技术所无法预期的功效，并且，由于工艺相对简单(远较选择性发射极设计简单)，可充分降低生产成本。
以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于后附的申请专利范围中。
虽然本发明的技术内容已经以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域的一般技术人员，在不脱离本发明的精神所作些许的变更与修饰，皆应涵盖于本发明的范畴内，因此本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (12)

1.一种太阳能电池，其特征在于，包含：
硅半导体基板，具有粗糙化的第一表面，所述第一表面下配置掺杂层，其中所述掺杂层具有与所述硅半导体基板相反极性的掺杂，且所述掺杂层的深度介于200纳米至1000纳米之间，所述掺杂层的表面掺杂浓度介于1×1019至5×1020原子/公分3之间；
复合多功能保护膜，设置于所述掺杂层之上，所述复合多功能保护膜具有多膜层，以减少入射光的反射率，所述膜层最接近所述掺杂层的一层，其膜层厚度小于40纳米；
多个正面电极，穿透所述复合多功能保护膜而设置于所述掺杂层上；及
多个背面电极，设置于所述硅半导体基板第二表面。
2.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述掺杂层的深度介于400纳米至800纳米之间，且所述掺杂层的表面掺杂浓度介于1×1020至5×1020原子/公分3之间。
3.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述掺杂层的深度介于400纳米至1000纳米之间，且所述掺杂层的表面掺杂浓度介于5×1019至5×1020原子/公分3之间。
4.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述掺杂层的深度介于300纳米至900纳米之间，且所述掺杂层的表面掺杂浓度介于5×1019至4×1020原子/公分3之间。
5.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，形成于所述正面电极处的所述掺杂层与非形成于所述正面电极处的所述掺杂层具有相同的深度与表面掺杂浓度。
6.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述硅半导体基板为单晶硅半导体基板或多晶硅半导体基板。
7.一种太阳能电池模块，其特征在于，包含：
多个太阳能电池，所述太阳能电池彼此串联及/或并联，每个所述太阳能电池具有受光面，每个所述太阳能电池包含：
硅半导体基板，具有粗糙化的第一表面，所述第一表面下配置掺杂层，其中所述掺杂层具有与所述硅半导体基板相反极性的掺杂，且所述掺杂层的深度介于200纳米至1000纳米之间，所述掺杂层的表面掺杂浓度介于1×1019至5×1020原子/公分3之间；
复合多功能保护膜，设置于所述掺杂层之上而构成所述受光面，所述复合多功能保护膜具有多膜层，以减少入射光的反射率，所述膜层最接近所述掺杂层的一层，其膜层厚度小于40纳米；
多个正面电极，穿透所述复合多功能保护膜而设置于所述掺杂层上；及
多个背面电极，设置于所述硅半导体基板第二表面；二中介层，分别配置于所述太阳能电池的上方及下方而封装所述太阳能电池；玻璃层，罩盖于所述太阳能电池的所述受光面上的所述中介层；背板，罩盖于所述太阳能电池下方的所述中介层；及固定框，配置于所述太阳能电池的周围，与所述玻璃层、所述背板结合而构成保护所述太阳能电池的框架。
8.如权利要求7所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述掺杂层的深度介于400纳米至800纳米之间，且所述掺杂层的表面掺杂浓度介于1×1020至5×1020原子/公分3之间。
9.如权利要求7所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述掺杂层的深度介于400纳米至1000纳米之间，且所述掺杂层的表面掺杂浓度介于5×1019至5×1020原子/公分3之间。
10.如权利要求7所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述掺杂层的深度介于300纳米至900纳米之间，且所述掺杂层的表面掺杂浓度介于5×1019至4×1020原子/公分3之间。
11.如权利要求7所述的太阳能电池模块，其特征在于，形成于所述正面电极处的所述掺杂层与非形成于所述正面电极处的所述掺杂层具有相同的深度与表面掺杂浓度。
12.如权利要求7所述的太阳能电池，其特征在于，所述硅半导体基板为单晶硅半导体基板或多晶硅半导体基板。
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