CN104518050A - 太阳能电池的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种太阳能电池的制造方法。此制造方法包含提供具有抗反射层的半导体基板；形成金属电极材料于抗反射层上，以形成第一电极图案；烧结第一电极图案；移除于烧结第一电极图案中于金属电极材料的表面形成的氧化层；以及形成电镀层于经移除氧化层的金属电极材料上，以形成太阳能电池的正面电极。
Description
技术领域
本发明是关于一种太阳能电池的制造方法，特别是关于太阳能电池的电极的制造方法。
背景技术
一般的太阳能电池包含半导体基板、抗反射层及指状电极图案。其中抗反射层是位于半导体基板上，且指状电极图案是位于抗反射层上。
在一般太阳能电池的制造方法中，首先于半导体基板的抗反射层上，利用金属电极材料形成指状电极图案。接着，烧结指状电极图案的金属电极材料，使金属电极材料固化贴附于抗反射层上。
然而，在烧结步骤中，金属电极材料的表面会氧化形成不必要的氧化层。由于此氧化层具有较高的片电阻值(sheet resistance，Rs)，使得太阳能电池的电性传导不佳，造成电能的损耗。因此，目前亟需一种新的太阳能电池的制造方法，以解决传统太阳能电池的制造方法所产生的缺失。
发明内容
本发明是提供一种太阳能电池的制造方法，用以解决传统太阳能电池的制造方法的缺失，且有效降低太阳能电池的片电阻值。
本发明的一方面在于提供一种太阳能电池的制造方法。此制造方法包含提供半导体基板，其具有迎光面及相对于迎光面的背光面，其中迎光面上具有抗反射层。形成金属电极材料于抗反射层上，以形成第一电极图案。烧结第一电极图案。移除于烧结第一电极图案中于金属电极材料的表面形成的氧化层。形成电镀层于经移除氧化层的金属电极材料上，以形成太阳能电池的正面电极。
根据本发明的一实施例，上述制造方法还包含形成第二电极图案于半导体基板的背光面上，以及烧结第二电极图案，形成太阳能电池的背面电极。
根据本发明的一实施例，上述形成金属电极材料于抗反射层是通过网印法。
根据本发明的一实施例，上述第一电极图案包含多个汇流电极及多个指状电极。
根据本发明的一实施例，上述第一电极图案的材料是选自由钛、钴、钨、铂、铪、钽、钼、铬、钯、金、银、铝及其合金所组成的群组。
根据本发明的一实施例，上述第一电极图案的材料为一银胶。
根据本发明的一实施例，上述抗反射层的材料为氮化硅(SiNx)。
根据本发明的一实施例，上述氧化层为氧化银。
根据本发明的一实施例，上述移除氧化层的方法包含利用一逆电流制程溶解氧化层，以暴露出未氧化的金属电极材料。
根据本发明的一实施例，上述制造方法还包含利用逆电流制程移除在第一电极图案周围的至少一残余的金属电极材料。
根据本发明的一实施例，上述电镀层的材料是与第一电极图案相同。
附图说明
图1是根据本发明的一实施例所绘示的太阳能电池的制造流程图；
图2A～2E是根据本发明的一实施例所绘示的太阳能电池的制造剖面图；
图3是根据本发明的一实施例所绘示的电镀步骤示意图；
图4是根据本发明的一实施例所绘示的逆电流步骤示意图；
图5A为一般电极图案的显微剖面影像，而图5B为本发明的一实施例的电极图案的显微剖面影像；以及
图6A为一般电极图案的显微俯视影像，而图6B为本发明的一实施例的电极图案的显微俯视影像。
具体实施方式
接着以实施例并配合附图以详细说明本发明，在附图或描述中，相似或相同的部分是使用相同的符号或编号。在附图中，实施例的形状或厚度可能扩大，以简化或方便标示，而附图中元件的部分将以文字描述。可了解的是，未绘示或未描述的元件可为熟悉该项技艺者所知的各种样式。
本文所使用的术语仅是用于描述特定实施例的目的且不意欲限制本发明。如本文所使用，单数形式“一”(a、an)及“该”(the)意欲亦包括复数形式，除非本文另有清楚地指示。应进一步了解，当在本说明书中使用时，术语“包含”(comprises及/或comprising)指定存在所述的特征、整数、步骤、运作、元件及/或组份，但并不排除存在或添加一或多个其它特征、整数、步骤、运作、元件、组份及/或其群组。本文参照为本发明的理想化实施例(及中间结构)的示意性说明的横截面说明来描述本发明的实施例。如此，吾人将预期偏离这些说明的形状的由于(例如)制造技术及/或容差的改变。因此，不应将本发明的实施例理解为限于本文所说明的特定区域形状，而将包括起因于(例如)制造的形状改变，且这些图中所说明的区域本质上为示意性的，且其形状不意欲说明设备的区域的实际形状且不意欲限制本发明的范畴。
图1是根据本发明的实施例所绘示的太阳能电池的制造流程图。在图1中，步骤110～150是根据本发明的实施例说明制造太阳能电池的诸多步骤。
在步骤110中，提供半导体基板。半导体基板具有迎光面及相对于迎光面的背光面，其中迎光面上具有抗反射层。在步骤120中，形成金属电极材料于抗反射层上，以形成第一电极图案。在本发明的一实施例中，第一电极图案包含多个汇流电极及多个指状电极，且第一电极图案的材料是选自由钛、钴、钨、铂、铪、钽、钼、铬、钯、金、银、铝及其合金所组成的群组。在本发明的另一实施例中，第一电极图案的材料为一银胶，且抗反射层的材料为氮化硅(SiNx)。
接着烧结第一电极图案，如步骤130所述。在本发明的一实施例中，上述制造方法还包含形成第二电极图案于半导体基板的背光面上，以及烧结第二电极图案，形成太阳能电池的背面电极。在本发明的另一实施例中，形成金属电极材料于抗反射层是通过网印法。
在步骤140中，移除于烧结第一电极图案中于金属电极材料的表面形成的氧化层，其中氧化层为氧化银。在本发明的一实施例中，移除氧化层的方法包含利用逆电流制程溶解氧化层，以暴露出未氧化的金属电极材料。在本发明的另一实施例中，利用逆电流制程还可移除在第一电极图案周围的至少一残余的金属电极材料。
在步骤150中，形成电镀层于经移除氧化层的金属电极材料上，以形成太阳能电池的正面电极。在本发明的一实施例中，上述电镀层的材料是与第一电极图案相同。
图2A～2E是根据本发明的一实施例所绘示的太阳能电池的制造剖面图。图2A～2E分别配合图1的步骤110～150的诸多步骤，以表现太阳能电池的诸多制造阶段。
在图2A中，提供半导体基板210。半导体基板210具有迎光面212及背光面214，其中迎光面212是与背光面214相对。且抗反射层220是位于半导体基板210的迎光面212上。在本发明的一实施例中，抗反射层220的材料为氮化硅(SiNx)。
在图2B中，形成金属电极材料于抗反射层220上，以形成第一电极图案230a。第一电极图案230a还穿过抗反射层220，接触于半导体基板210。在本发明的一实施例中，第一电极图案230a包含多个汇流电极及多个指状电极，且第一电极图案230a的材料是选自由钛、钴、钨、铂、铪、钽、钼、铬、钯、金、银、铝及其合金所组成的群组。在本发明的另一实施例中，第一电极图案230a的材料为一银胶。
在图2C中，烧结图2B中的第一电极图案230a，形成第一电极图案230b。在此烧结过程中，第一电极图案230b的金属电极材料的表面上会氧化形成一氧化层231，其中氧化层231为氧化银。在本发明的一实施例中，上述制造方法还包含形成第二电极图案于半导体基板的背光面上，以及烧结第二电极图案，形成太阳能电池的背面电极。在本发明的另一实施例中，形成金属电极材料于抗反射层是通过网印法。
在图2D中，移除图2B中金属电极材料的表面上的氧化层231，以暴露出未氧化的金属电极材料，形成第一电极图案230c。在本发明的一实施例中，移除氧化层231的方法包含利用逆电流制程溶解氧化层231。在本发明的另一实施例中，利用逆电流制程还可移除在第一电极图案周围的至少一残余的金属电极材料。
在图2E中，形成电镀层于经移除氧化层的金属电极材料上，以形成太阳能电池的正面电极230d。在本发明的一实施例中，上述电镀层的材料是与第一电极图案230a相同。
图3是根据本发明的一实施例所绘示的电镀步骤示意图。图3是配合图2E及图1的步骤150的形成电镀层的步骤。
在图3中，电镀槽310内盛装有电镀溶液320。电镀金属件330及待镀件340皆浸于电镀溶液320的内，且位于电镀溶液320的液面的下。在本发明的一实施例中，电镀金属件330为银金属棒或银金属板，待镀件340包含图2D中的第一电极图案230c，以及电镀溶液320为含有银离子的电镀溶液。
当电镀金属件330及待镀件340分别连接于直流电源350的阳极(+)及阴极(-)时，电镀金属件330会氧化产生金属离子；而待镀件340则会还原沉积电镀层。在此实施例中，金属离子为银离子(Ag+)；且电镀层为银金属(Ag)层。
图4是根据本发明的一实施例所绘示的逆电流步骤示意图。图4是配合图2D及图1的步骤140的移除氧化层的步骤。
图4的组成与图3类似。电镀槽310内盛装有电镀溶液320。电镀金属件330及待镀件340皆浸于电镀溶液320之内，且位于电镀溶液320的液面之下。在本发明的一实施例中，电镀金属件330为银金属棒或银金属板，及电镀溶液320为含有银离子(Ag+)的电镀溶液。
然而，图4与图3的不同之处在于，图4的待镀件340包含图2C中的第一电极图案230b，且图4的电极连接方式与图3相反，即产生前述的逆电流。当电镀金属件330及待镀件340分别连接于直流电源350的阴极(-)及阳极(+)时，待镀件340上的氧化层会溶解于电镀溶液320中；而电镀金属件330则会还原沉积金属层。在此实施例中，逆电流是用以溶解第一电极图案上的氧化层，同时可移除在第一电极图案周围残余的金属电极材料。
图5A为一般电极图案的显微剖面影像，而图5B为本发明的一实施例的电极图案的显微剖面影像。
由图5A可见，一般电极图案依序具有金属电极材料层510a、氧化层520a及电镀层530a。而本发明的一实施例的电极图案具有金属电极材料层510b及电镀层530b，如图5B所示。请参考表1，由于氧化层具有较高的片电阻值(sheet resistance，Rs)，使得太阳能电池的电流值(Isc)值偏低且片电阻值偏高。因此本发明的一实施例利用逆电流制程，移除金属电极材料层上的氧化层，使电镀层与金属电极材料层直接接触，以提升电流值，且降低电极图案的片电阻值。
表1
在表1中，相较于一般电极图案，本发明的一实施例所提供的电极图案电镀后的电流值变化较少，且片电阻值具有较明显的下降。
在本发明的一实施例中，逆电流制程可用以移除在第一电极图案周围残余的金属电极材料。由于在网印第一电极图案时，会将少许的银浆喷溅到第一电极图案的二侧，因此利用逆电流制程可将第一电极图案的二侧的残余的金属电极材料溶解，以减少太阳能电池表面的光遮蔽率，且提高太阳能电池的光电转换效率。
图6A为一般电极图案的显微俯视影像；而图6B为本发明的一实施例的电极图案的显微俯视影像。在图6A中，第一电极图案610a的二侧具有许多残余的金属电极材料620a。在本发明的实施例中，利用逆电流制程不但可以移除第一电极图案610b中的氧化层提升电流值，亦可移除位于第一电极图案610b二侧的残余的金属电极材料620b，如图6B所示。
比较图6A及图6B可见，图6A的第一电极图案610a二侧具有许多残余的金属电极材料620a；而图6B的第一电极图案610b二侧的残余的金属电极材料620b明显较少。
虽然本发明的实施例已揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种太阳能电池的制造方法，其特征在于，包含：
提供一半导体基板，该半导体基板具有一迎光面及相对于该迎光面的一背光面，其中该迎光面上具有一抗反射层；
形成一金属电极材料于该抗反射层上，以形成一第一电极图案；
烧结该第一电极图案；
移除于烧结该第一电极图案中于该金属电极材料的表面形成的一氧化层；以及
形成一电镀层于经移除该氧化层的该金属电极材料上，以形成该太阳能电池的一正面电极。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，还包含形成一第二电极图案于该半导体基板的该背光面上，以及烧结该第二电极图案，以形成该太阳能电池的一背面电极。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，形成该金属电极材料于该抗反射层是通过一网印法。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，该第一电极图案包含多个汇流电极及多个指状电极。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，该第一电极图案的材料是选自由钛、钴、钨、铂、铪、钽、钼、铬、钯、金、银、铝及其合金所组成的群组。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，该第一电极图案的材料为一银胶。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，该氧化层为氧化银。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，移除该氧化层的方法包含利用一逆电流制程溶解该氧化层，以暴露出未氧化的该金属电极材料。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，还包含利用该逆电流制程移除在该第一电极图案周围的至少一残余的该金属电极材料。
10.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，该电镀层的材料与该第一电极图案相同。
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2013
- 2013-09-30 CN CN201310460259.XA patent/CN104518050A/zh active Pending
Patent Citations (3)
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