CN105990465A - 异质结硅晶太阳能电池及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种异质结硅晶太阳能电池及其制造方法，制造方法先提供一硅晶半导体基板，接着在硅晶半导体基板的第一表面的第一透明导电层与第二表面的第二透明导电层上分别形成一第一掩模与一第二掩模；接着通过蚀刻气体去除硅晶半导体基板的侧壁表面的第一透明导电层与第二透明导电层；再来以蚀刻剂去除硅晶半导体基板的侧壁表面的第一非晶半导体层、第二非晶半导体层、第一缓冲层与第二缓冲层；最后在第一表面的第一透明导电层与第二表面的第二透明导电层上形成至少一电极，以制造出异质结硅晶太阳能电池。
Description
技术领域
本发明有关于一种异质结硅晶太阳能电池及其制造方法，尤指一种蚀除硅晶半导体基板侧壁表面的非晶半导体层、本征非晶硅半导体层与透明导电层的异质结硅晶太阳能电池及其制造方法。
背景技术
请参阅图1，图1显示现有技术的异质结硅晶太阳能电池剖面示意图。如图1所示，一异质结硅晶太阳能电池PA100包含一太阳能电池本体PA1、一透明导电层PA2、一第一电极PA3以及一第二电极PA4。太阳能电池本体PA1包含一硅晶半导体基板PA11、一第一本征非晶半导体层PA12、一第一非晶半导体层PA13、一第二本征非晶半导体层PA14以及一第二非晶半导体层PA15。
第一本征非晶半导体层PA12与第二本征非晶半导体层PA14分别形成在硅晶半导体基板PA11的两面上，而第一非晶半导体层PA13与第二非晶半导体层PA15则分别形成在第一本征非晶半导体层PA12与第二本征非晶半导体层PA14上，最后透明导电层PA2再整个形成在第一非晶半导体层PA13与第二非晶半导体层PA15外围。而第一电极PA3与第二电极PA4是分别设置在透明导电层PA2的两侧，以用来收集电流。
其中，为了避免上下两侧的透明导电层PA2产生短路，通常会在透明导电层PA2的第一绝缘处PA21与第二绝缘处PA22利用激光切割的方式，使透明导电层PA2分割成两个部份，第一电极PA3与第二电极PA4便可分别收集载流子而降低漏电流的产生。
现有采用激光切割的方式将透明导电层PA2与硅晶半导体基板PA11整个切除来进行侧壁绝缘的方式，将减少太阳能电池有效面积，减少整体所产生的光电流，此外，第一非晶半导体层PA13也会因激光能量大的关系造成热裂化或破坏的问题，降低非晶半导体的钝化效果。而透过控制激光能量来移除透明导电层PA2的方式，一般仍会有残留的透明导电层PA2，造成仍会有部分的漏电流会流过，致使时有短路的情况发生，无法完全避免漏电，同时会损伤钝化层使Voc降低、破坏表面抗反射层的结构使Jsc降低，且侧壁的pn结(pn junction)会有大的复合电流，会降低伪填充因子(Pseudo FillFactor,PFF)，直接影响填充因子(Fill Factor,FF)，且激光移除透明导电层的方式属物理性移除，仍可能使硅晶半导体基板受损而有破片情形。因此在移除透明导电层以达到绝缘的同时，如何避免钝化层与硅晶半导体基板受损，一直是本领域技术人士欲解决的问题。
发明内容
本发明主要提供一种异质结硅晶太阳能电池及其制造方法，其主要采用蚀除硅晶半导体基板的侧壁表面的非晶半导体层、本征非晶硅半导体层与透明导电层，进而解决现有技术的问题。
基于上述目的，本发明所采用的主要技术手段提供一种异质结硅晶太阳能电池的制造方法，包含以下步骤：先提供一硅晶半导体基板，硅晶半导体基板具有一第一型掺杂，硅晶半导体基板的一第一表面与一侧壁表面具有一第一缓冲层、一第一非晶半导体层以及一第一透明导电层，第一非晶半导体层具有一第二型掺杂，并设置在第一缓冲层上，第一透明导电层设置在第一非晶半导体层上；硅晶半导体基板的一第二表面与侧壁表面具有一第二缓冲层、一第二非晶半导体层以及一第二透明导电层，第二非晶半导体层具有第一型掺杂与第二型掺杂中的一者，并设置在第二缓冲层上，第二透明导电层设置在第二非晶半导体层上；接着在第一表面的第一透明导电层与第二表面的第二透明导电层上分别形成一第一掩模与一第二掩模；然后以一第一蚀刻剂去除硅晶半导体基板的侧壁表面的第一透明导电层与第二透明导电层；接着以一第二蚀刻剂去除硅晶半导体基板的侧壁表面的第一非晶半导体层、第二非晶半导体层、第一缓冲层与第二缓冲层；最后在第一表面的第一透明导电层与第二表面的第二透明导电层上形成至少一电极。其中，第一缓冲层与第一非晶半导体层整合为一第一整合非晶半导体层，第二缓冲层与第二非晶半导体层整合为一第二整合非晶半导体层，第一表面的第一透明导电层以及第一整合非晶半导体层中的至少一者的边缘与硅晶半导体基板的侧壁表面具有一第一距离，第二表面的第二透明导电层以及第二整合非晶半导体层中的至少一者的边缘与硅晶半导体基板的侧壁表面具有一第二距离。
其中，上述异质结硅晶太阳能电池的制造方法的附属技术手段的较佳实施例中，第一步骤中先在硅晶半导体基板的第一表面与侧壁表面上形成第一缓冲层；接着在第一缓冲层表面上形成第一非晶半导体层，第一非晶半导体层与位在侧壁表面的第一缓冲层部分接触；然后在硅晶半导体基板的第二表面与侧壁表面上形成第二缓冲层，且第二缓冲层与位在侧壁表面的第一非晶半导体层部分接触；接着在第二缓冲层的表面上形成第二非晶半导体层，且第二非晶半导体层与位在侧壁表面的第一非晶半导体层部分接触；最后在第一表面与侧壁表面的第二型掺杂的第一非晶半导体层的上形成第一透明导电层，并在第二表面与侧壁表面的第一型掺杂的第二非晶半导体层上形成第二透明导电层。此外，第一蚀刻剂与所述第二蚀刻剂选自HCl、HF、H2C2O4、HNO3中的至少一者及其组合，电极为银、镍、铜与锡中的至少一者及其组合，第一距离与第二距离介于0至1mm之间。
其中，上述异质结硅晶太阳能电池的制造方法的附属技术手段的一较佳实施例中，形成电极的步骤中先在第一掩模与第二掩模上进行一图案化制程，使第一掩模与第二掩模分别形成至少一第一开口与至少一第二开口；接着在第一开口与第二开口进行一电镀制程，通过在第一开口与第二开口形成电极；最后移除第一掩模与第二掩模。此外，上述利用一第三蚀刻剂移除第一掩模与第二掩模，且第三蚀刻剂为KOH。
其中，上述异质结硅晶太阳能电池的制造方法的附属技术手段的其他实施例中，形成电极的步骤可先利用一第四蚀刻剂KOH移除第一掩模与第二掩模；再在第一表面的第一透明导电层与第二表面的第二透明导电层上进行一网印制程以形成电极。
另外，本发明所采用的主要技术手段还提供一种异质结硅晶太阳能电池，包含一硅晶半导体基板、一第一缓冲层、一第一非晶半导体层、一第一透明导电层、一第二缓冲层、一第二非晶半导体层、一第二透明导电层以及至少一电极。硅晶半导体基板具有一第一型掺杂，硅晶半导体基板具有一第一表面、一侧壁表面以及一第二表面，第一表面连结至侧壁表面，第二表面连结至侧壁表面。第一缓冲层设置在第一表面与侧壁表面，第一非晶半导体层设置在第一缓冲层上，并具有一第二型掺杂，第一透明导电层设置在第一非晶半导体层上，第二缓冲层设置在第二表面与侧壁表面上，第二非晶半导体层设置在第二缓冲层上，并具有第一型掺杂与第二型掺杂中的一者，第二透明导电层设置在第二非晶半导体层上，电极设置在第一透明导电层与第二透明导电层上。其中，第一缓冲层与第一非晶半导体层整合为一第一整合非晶半导体层，第二缓冲层与第二非晶半导体层整合为一第二整合非晶半导体层，第一表面的第一透明导电层以及第一整合非晶半导体层中的至少一者的边缘与硅晶半导体基板的侧壁表面具有一第一距离，第二表面的第二透明导电层以及第二整合非晶半导体层中的至少一者的边缘与硅晶半导体基板的侧壁表面具有一第二距离。
其中，上述异质结硅晶太阳能电池的附属技术手段的较佳实施例中，第一距离与第二距离介于0至2mm之间，第一距离与第二距离进一步介于0至0.5mm之间，更佳为介于0.2至0.3mm之间。
通过本发明所采用的异质结硅晶太阳能电池及其制造方法的主要技术手段后，由于是蚀除硅晶半导体基板的侧壁表面的非晶半导体层、本征非晶硅半导体层与透明导电层，因此可有效降低漏电流的产生，也不会使非晶半导体层劣化以维持较佳的钝化效果。
本发明所采用的具体实施例，将通过以下的实施例及附图作进一步的说明。
附图说明
图1显示现有技术的异质结硅晶太阳能电池剖面示意图；
图2显示本发明第一较佳实施例的异质结硅晶太阳能电池的制造方法的流程示意图；
图3至图3J显示本发明第一较佳实施例的异质结硅晶太阳能电池的剖面示意图；
图4显示本发明其他较佳实施例的第一缓冲层与第一非晶半导体层的剖面示意图；
图5显示本发明其他较佳实施例的第一缓冲层与第一非晶半导体层的剖面示意图；
图6显示本发明第二较佳实施例的异质结硅晶太阳能电池的制造方法的流程示意图；
图7与图7A显示本发明第二较佳实施例的异质结硅晶太阳能电池的剖面示意图；
图8显示本发明较佳实施例的异质结硅晶太阳能电池与现有技术激光移除透明导电层的异质结硅晶太阳能电池的第一实验结果示意图；
图9显示本发明较佳实施例的异质结硅晶太阳能电池与现有技术激光移除透明导电层的异质结硅晶太阳能电池的第二实验结果示意图；以及
图10显示本发明较佳实施例的异质结硅晶太阳能电池与现有技术激光移除透明导电层的异质结硅晶太阳能电池的第三实验结果示意图。
【符号说明】
PA100 异质结硅晶太阳能电池
PA1 太阳能电池本体
PA11 硅晶半导体基板
PA12 第一缓冲层
PA13 第一非晶半导体层
PA14 第二缓冲层
PA15 第二非晶半导体层
PA2 透明导电层
PA21 第一绝缘处
PA22 第二绝缘处
PA3 第一电极
PA4 第二电极
1、1b、1c 硅晶半导体基板
11 第一表面
12、12b、12c 侧壁表面
13 第二表面
2、2b、2c 第一缓冲层
3、3b、3c 第一非晶半导体层
4、4b、4c 第二缓冲层
5、5b、5c 第二非晶半导体层
6、6b、6d 第一透明导电层
6a、6c、6e 第二透明导电层
7 第一掩模
7a 第二掩模
71 第一开口
71a 第二开口
8、8a 电极
100 异质结硅晶太阳能电池
200 第一整合非晶半导体层
300 第二整合非晶半导体层
d1 第一距离
d2 第二距离
具体实施方式
由于本发明所提供的异质结硅晶太阳能电池及其制造方法，其组合实施方式不胜枚举，故在此不再一一赘述，仅列举二较佳实施例加以具体说明。
请一并参阅图2至图3J，图2显示本发明第一较佳实施例的异质结硅晶太阳能电池的制造方法的流程示意图，图3至图3J显示本发明第一较佳实施例的异质结硅晶太阳能电池的剖面示意图。如图所示，本发明第一较佳实施例的异质结硅晶太阳能电池的制造方法包含以下步骤：
步骤S101：在一硅晶半导体基板的一第一表面与一侧壁表面上形成一第一缓冲层；
步骤S102：在第一缓冲层表面上形成一第一非晶半导体层；
步骤S103：在硅晶半导体基板的一第二表面与侧壁表面上形成一第二缓冲层；
步骤S104：在第二缓冲层的表面上形成一第二非晶半导体层；
步骤S105：在第一非晶半导体层上形成一第一透明导电层，并在第二非晶半导体层上形成一第二透明导电层；
步骤S106：在第一表面的第一透明导电层与第二表面的第二透明导电层上分别形成一第一掩模与一第二掩模；
步骤S107：以一第一蚀刻剂去除侧壁表面的第一透明导电层与第二透明导电层；
步骤S108：以一第二蚀刻剂去除侧壁表面的第一非晶半导体层、第二非晶半导体层、第一缓冲层与第二缓冲层；
步骤S109：在第一掩模与第二掩模上进行一图案化制程，使第一掩模与第二掩模分别形成至少一第一开口与至少一第二开口；
步骤S110：在第一开口与第二开口进行一电镀制程，通过在第一开口与第二开口形成电极；以及
步骤S111：移除第一掩模与第二掩模。
前述步骤详细说明如下，首先执行步骤S101，在一硅晶半导体基板1的一第一表面11与一侧壁表面12上形成一第一缓冲层2，如图3所示，本实施例的第一缓冲层2覆盖全部的第一表面11与部分的侧壁表面12，而在此步骤的前也可包含制备硅晶半导体基板1的步骤，而此硅晶半导体基板1具有一第一型掺杂，例如可为n型掺杂的单晶硅(n-cSi)，且硅晶半导体基板1还具有一第二表面13，第一表面11与第二表面13彼此相对应，并分别连结在侧壁表面12，此外，在此需要一提的是，本发明较佳实施例中仅只有标示一个侧壁表面12，但实质上侧壁表面12也包含指图3中的左右二个侧面，但为了方便说明，因此仅标示在右侧的侧面，即此处的侧壁表面指硅晶半导体基板1的周围。另外，第一缓冲层2为一第二型掺杂的非晶硅层(n-aSi)，且可采用沉积的方式形成，掺杂浓度为1×1016原子/公分3，在其他实施例中，第一缓冲层2可以是由多层掺杂浓度不同的第二型掺杂的非晶硅层(n-aSi)组成，也可以是掺杂浓度具有梯度变化的第二型掺杂的非晶硅层(n-aSi)，掺杂浓度介于1×1014至1×1016原子/公分3之间，也可以是本征非晶硅层(i-aSi)，第一缓冲层2还可以是具有掺杂的氧化硅(SiOx)。
执行完步骤S101后，执行步骤S102在第一缓冲层2表面上形成一第一非晶半导体层3，其可采用沉积的方式，且在沉积过程中，如图3A所示，除了在第一缓冲层2表面外，硅晶半导体基板1的部分侧壁表面12上也会形成有第一非晶半导体层3。此外，在此需要一提的是，第一非晶半导体层3具有一第三型掺杂，亦即为p型掺杂的非晶硅(p-aSi)。
接着执行步骤S103在硅晶半导体基板1的一第二表面13与侧壁表面12上形成一第二缓冲层4，如图3B所示，第二缓冲层4可采用沉积的方式在第二表面13与侧壁表面12上形成，且第二缓冲层4与位在侧壁表面12的第一非晶半导体层3部分接触。此外，本实施例的第二缓冲层4为本征非晶硅层(i-aSi)，在其他实施例中可以是由多层掺杂浓度不同的非晶硅层或是具有掺杂的氧化硅层。
接着执行步骤S104在第二缓冲层4的表面上形成一第二非晶半导体层5，如图3C所示，第二非晶半导体层5可采用沉积的方式在第二缓冲层4的表面上形成，且第二非晶半导体层5与位在侧壁表面12的第一非晶半导体层3部分接触。此外，第二非晶半导体层5为第一型掺杂(n型)与第三型掺杂(p型)中的一者，而本发明较佳实施例中为第一型掺杂，亦即为n型掺杂的非晶硅(n-aSi)。
接着执行步骤S105在第一非晶半导体层3上形成一第一透明导电层6，并在第二非晶半导体层5上形成一第二透明导电层6a，如图3D所示，在第一非晶半导体层3与第二非晶半导体层5的表面上利用沉积的方式形成第一透明导电层6与第二透明导电层6a，使得第一透明导电层6与第二透明导电层6a彼此连结并围绕第一表面11、侧壁表面12与第二表面13，而第一透明导电层6与第二透明导电层6a即为透明导电氧化物(Transparent ConductingOxide,TCO)。
接着执行步骤S106在第一表面11的第一透明导电层6与第二表面13的第二透明导电层6a上分别形成一第一掩模7与一第二掩模7a，如图3E所示。
接着执行步骤S107以一第一蚀刻剂(图未示)去除侧壁表面12的第一透明导电层6与第二透明导电层6a，如图3F所示，第一蚀刻剂选自HCl、HF、H2C2O4、HNO3中的至少一者或其组合，在本实施例中第一蚀刻剂由DI(去离子水)、HCl、HNO3以50:45:5的体积比比例组成，第一蚀刻剂移除第一透明导电层6与第二透明导电层6a，部分第一透明导电层6与部分第二透明导电层6a上分别被一第一掩模7与一第二掩模7a覆盖，前述掩模可防止被覆盖的区域的透明导电层被第一蚀刻剂移除，因此未被掩模覆盖的第一表面11、第二表面13与侧壁表面的透明导电层第一透明导电层6与第二透明导电层6a会被第一蚀刻剂移除。
接着执行步骤S108以一第二蚀刻剂(图未示)去除侧壁表面12的第一非晶半导体层3、第二非晶半导体层5、第一缓冲层2与第二缓冲层4，如图3G所示，其同样采用HCl、HF、H2C2O4、HNO3中的至少一者或其组合的第二蚀刻剂透过前述掩模移除第一非晶半导体层3、第二非晶半导体层5、第一缓冲层2与第二缓冲层4，其中未被掩模覆盖的第一表面11、第二表面13与侧壁表面的第一非晶半导体层3、第二非晶半导体层5、第一缓冲层2与第二缓冲层4会被第二蚀刻剂移除。在其他实施例中，也可以利用第二蚀刻剂与掩模仅移除侧壁表面的第一非晶半导体层3、第二非晶半导体层5、第一缓冲层2与第二缓冲层4。
接着执行步骤S109在第一掩模7与第二掩模7a上进行一图案化制程，使第一掩模7与第二掩模7a分别形成至少一第一开口71与至少一第二开口71a(如图3H所示，图中仅各标示一个)，而此图案化制程为现有技术，因此不再赘述。
接着执行步骤S110在第一开口71与第二开口71a进行一电镀制程，通过在第一开口71与第二开口71a形成电极8、8a(如图3I所示，图中仅各标示一个)，而电极为银、镍、铜与锡中的至少一者，且此电镀制程为现有技术，因此不再赘述。
最后执行步骤S111移除第一掩模7与第二掩模7a，如图3J所示，经由一第三蚀刻剂移除第一掩模7与第二掩模7a，且第三蚀刻剂为包含KOH的蚀刻剂，例如重量百分浓度1％的KOH，但不限于此，应理解在其他实施例中亦可包含其他现有合适的蚀刻剂成份，在执行完步骤S111后，即形成本发明的异质结硅晶太阳能电池100。
此外，在此需要一提的是，第一缓冲层2以及第一非晶半导体层3整合为一第一整合非晶半导体层200，第二缓冲层4以及第二非晶半导体层5整合为一第二整合非晶半导体层300，第一表面11的第一透明导电层6与第一整合非晶半导体层200中的至少一者的边缘(如图3G至图3J中的左右二端的边缘)与硅晶半导体基板1的侧壁表面12具有一第一距离d1(仅标示于图3J)，第二表面13的第二透明导电层6a以及第二整合非晶半导体层300中的至少一者的边缘(如图3G至图3J中的左右二端的边缘)与硅晶半导体基板1的侧壁表面12具有一第二距离d2(仅标示于图3J)，且第一距离d1与第二距离d2介于0至2mm之间，例如0mm、0.05mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2.0mm等，但不限于此。且前述第一距离d1与第二距离d2可以是相等或相异。而上述第一透明导电层6、第一整合非晶半导体层200、第二透明导电层6a以及第二整合非晶半导体层300可由步骤S107与步骤S108中的一者来选择控制是何者需要在边缘留有第一距离d1与第二距离d2，并控制距离长度，可以缩短非晶半导体层、本征非晶硅半导体层与透明导电层与半导体基板的侧壁间的距离，且无需切除硅晶半导体基板即可达到绝缘效果，因此与现有技术相比确实能有效增加太阳能电池受光面积。
请参阅图4，图4显示本发明其他较佳实施例的第一缓冲层与第一非晶半导体层的剖面示意图，如图4所示，在此实施例中第一透明导电层6b与第二透明导电层6c与硅晶半导体基板1b的侧壁表面12b的边缘具有上述的距离(图未标示)，所述距离0.5mm，而第一缓冲层2b、第一非晶半导体层3b、第二缓冲层4b以及第二非晶半导体层5b与侧壁表面12b的边缘距离为0。
参阅图5，图5显示本发明其他较佳实施例的第一缓冲层与第一非晶半导体层的剖面示意图。如图5所示，在此实施例中第一透明导电层6d与第二透明导电层6e与硅晶半导体基板1c的侧壁表面12c的边缘未具有上述的距离，而第一缓冲层2c、第一非晶半导体层3c、第二缓冲层4c以及第二非晶半导体层5c都与侧壁表面12c的边缘具有距离(图未标示)。如图5所示，在本实施例中第一缓冲层2c、第一非晶半导体层3c、第二缓冲层4c以及第二非晶半导体层5c被蚀刻形成一凹陷状(recess)，因此各半导体层与侧壁表面12c的边缘的第一距离可随蚀刻条件不同而变化，在本实施例中第一距离介于0至0.5mm之间，即第一距离由0mm逐渐变化为0.5mm后，再由0.5mm变化为0mm。在其他实施例中，凹陷状结构至侧壁表面12c的边缘的第一距离亦可介于0.2至0.3mm之间。
请一并参阅图6至图7A，图6显示本发明第二较佳实施例的异质结硅晶太阳能电池的制造方法的流程示意图，图7与图7A显示本发明第二较佳实施例的异质结硅晶太阳能电池的剖面示意图，本发明第二较佳实施例的异质结硅晶太阳能电池的制造方法包含以下步骤：
步骤S201：在一硅晶半导体基板的一第一表面与一侧壁表面上形成一第一缓冲层；
步骤S202：在第一缓冲层表面上形成一第一非晶半导体层；
步骤S203：在硅晶半导体基板的一第二表面与侧壁表面上形成一第二缓冲层；
步骤S204：在第二缓冲层的表面上形成一第二非晶半导体层；
步骤S205：在第一非晶半导体层的上形成一第一透明导电层，并在第二非晶半导体层上形成一第二透明导电层；
步骤S206：在第一表面的第一透明导电层与第二表面的第二透明导电层上分别形成一第一掩模与一第二掩模；
步骤S207：以一第一蚀刻剂去除侧壁表面的第一透明导电层与第二透明导电层，其中第一蚀刻剂含有HCl与DI，且其比例为1:1；
步骤S208：以一第二蚀刻剂去除侧壁表面的第一非晶半导体层、第二非晶半导体层、第一缓冲层与第二缓冲层，其中第二蚀刻剂含有HNO3与HF，且其比例为100:1；
步骤S209：以重量百分浓度0.5％KOH为第四蚀刻剂移除第一掩模与第二掩模；以及
步骤S210：在第一表面的第一透明导电层与第二表面的第二透明导电层上进行一网印制程，通过形成电极。
其中，第二较佳实施例与第一较佳实施例不同的地方仅在形成电极8、8a的方式不同，亦即仅在步骤S209与步骤S210，在步骤S209中，如图7所示(请一并参阅图3H与图7)，可经由一第四蚀刻剂(图未示)移除第一掩模7与第二掩模7a，且第四蚀刻剂同样为KOH，而在步骤S210中，如图7A所示，则是采用网印制程来形成电极8、8a而不是用电镀的方式，进而制造出本发明较佳实施例的异质结硅晶太阳能电池100。
请一并参阅图8至图10，图8显示本发明较佳实施例的异质结硅晶太阳能电池与现有技术激光移除透明导电层的异质结硅晶太阳能电池的第一实验结果示意图，图9显示本发明较佳实施例的异质结硅晶太阳能电池与现有技术激光移除透明导电层的异质结硅晶太阳能电池的第二实验结果示意图，图10显示本发明较佳实施例的异质结硅晶太阳能电池与现有技术激光移除透明导电层的异质结硅晶太阳能电池的第三实验结果示意图。
如图所示，经实验结果可明显得知本发明较佳实施例无论是光电转换效率、伪填充因子(Pseudo Fill Factor,PFF)或是电阻都优于现有技术采用激光移除透明导电层所制造出的异质结硅晶太阳能电池(光电转换效率大、PFF大、电阻小)。
综合以上所述，在采用本发明所提供的异质结硅晶太阳能电池及其制造方法后，透过化学蚀刻的方式，在不破坏表面抗反射层与硅晶半导体基板的状况下移除硅晶半导体基板的侧壁表面的非晶半导体层、本征非晶硅半导体层与透明导电层，因此可有效降低漏电流的产生，并且避免了物理性处理可能造成破片的问题，并且可以在不影响绝缘表现下，使非晶半导体层、本征非晶硅半导体层与透明导电层与半导体基板的侧壁间的距离缩短，增加太阳能电池受光面积。
通过以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所公开的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排在本发明所欲申请的权利要求保护范围的范畴内。
Claims (15)
1.一种异质结硅晶太阳能电池的制造方法，包含以下步骤：
(a)提供一硅晶半导体基板，所述硅晶半导体基板具有第一型掺杂，所述硅晶半导体基板的一第一表面与一侧壁表面具有一第一缓冲层、一第一非晶半导体层以及一第一透明导电层，所述第一非晶半导体层具有一第二型掺杂，并设置在所述第一缓冲层上，所述第一透明导电层设置在所述第一非晶半导体层上；所述硅晶半导体基板的一第二表面与所述侧壁表面具有一第二缓冲层、一第二非晶半导体层以及一第二透明导电层，所述第二非晶半导体层具有所述第一型掺杂与所述第二型掺杂中的一者，并设置在所述第二缓冲层上，所述第二透明导电层设置在所述第二非晶半导体层上；
(b)在所述第一表面的所述第一透明导电层与所述第二表面的所述第二透明导电层上分别形成一第一掩模与一第二掩模；
(c)以一第一蚀刻剂去除所述硅晶半导体基板的所述侧壁表面的所述第一透明导电层与所述第二透明导电层；
(d)以一第二蚀刻剂去除所述硅晶半导体基板的所述侧壁表面的所述第一非晶半导体层、所述第二非晶半导体层、所述第一缓冲层与所述第二缓冲层；以及
(e)在所述第一表面的所述第一透明导电层与所述第二表面的所述第二透明导电层上形成至少一电极；
其中，所述第一缓冲层与所述第一非晶半导体层整合为一第一整合非晶半导体层，所述第二缓冲层与所述第二非晶半导体层整合为一第二整合非晶半导体层，所述第一表面的所述第一透明导电层以及所述第一整合非晶半导体层中的至少一者的边缘与所述硅晶半导体基板的所述侧壁表面具有一第一距离，所述第二表面的所述第二透明导电层以及所述第二整合非晶半导体层中的至少一者的边缘与所述硅晶半导体基板的所述侧壁表面具有一第二距离。
2.如权利要求1所述的异质结硅晶太阳能电池的制造方法，其中，所述步骤(a)之中还包含以下步骤：
(a0)在所述硅晶半导体基板的所述第一表面与所述侧壁表面上形成所述第一缓冲层；
(a1)在所述第一缓冲层表面上形成所述第一非晶半导体层，所述第一非晶半导体层与位在所述侧壁表面的所述第一缓冲层部分接触；
(a2)在所述硅晶半导体基板的所述第二表面与所述侧壁表面上形成所述第二缓冲层，且所述第二缓冲层与位在所述侧壁表面的所述第一非晶半导体层部分接触；
(a3)在所述第二缓冲层的表面上形成所述第二非晶半导体层，且所述第二非晶半导体层与位在所述侧壁表面的所述第一非晶半导体层部分接触；以及
(a4)在所述第一表面与所述侧壁表面的所述第一非晶半导体层的上形成所述第一透明导电层，并在所述第二表面与所述侧壁表面的所述第二非晶半导体层上形成所述第二透明导电层。
3.如权利要求1所述的异质结硅晶太阳能电池的制造方法，其中，所述第一蚀刻剂与所述第二蚀刻剂选自HCl、HF、H2C2O4、HNO3中的至少一者及其组合。
4.如权利要求1所述的异质结硅晶太阳能电池的制造方法，其中，所述电极为银、镍、铜与锡中的至少一者。
5.如权利要求1所述的异质结硅晶太阳能电池的制造方法，其中，所述步骤(e)中包含以下步骤：
(e0)在所述第一掩模与所述第二掩模上进行一图案化制程，使所述第一掩模与所述第二掩模分别形成至少一第一开口与至少一第二开口；
(e1)在所述第一开口与所述第二开口进行一电镀制程，通过在所述第一开口与所述第二开口形成所述电极；以及
(e2)移除所述第一掩模与所述第二掩模。
6.如权利要求5所述的异质结硅晶太阳能电池的制造方法，其中，所述步骤(e2)经由一第三蚀刻剂移除所述第一掩模与所述第二掩模，且所述第三蚀刻剂为KOH。
7.如权利要求1所述的异质结硅晶太阳能电池的制造方法，其中，所述步骤(e)中包含以下步骤：
(e3)移除所述第一掩模与所述第二掩模；以及
(e4)在所述第一表面的所述第一透明导电层与所述第二表面的所述第二透明导电层上进行一网印制程，以形成所述电极。
8.如权利要求7所述的异质结硅晶太阳能电池的制造方法，其中，所述步骤(e3)经由一第四蚀刻剂移除所述第一掩模与所述第二掩模，且所述第四蚀刻剂为KOH。
9.如权利要求1所述的异质结硅晶太阳能电池的制造方法，其中，所述第一距离与所述第二距离介于0至2mm之间。
10.如权利要求9所述的异质结硅晶太阳能电池的制造方法，其中，所述第一距离与所述第二距离介于0至0.5mm之间。
11.如权利要求10所述的异质结硅晶太阳能电池的制造方法，其中，所述第一距离与所述第二距离介于0.2至0.3mm之间。
12.一种异质结硅晶太阳能电池，包含：
一硅晶半导体基板，具有一第一型掺杂，所述硅晶半导体基板具有一第一表面、一侧壁表面以及一第二表面，所述第一表面连结于所述侧壁表面，所述第二表面连结于所述侧壁表面；
一第一缓冲层，设置在所述第一表面；
一第一非晶半导体层，设置在所述第一缓冲层上，并具有一第二型掺杂；
一第一透明导电层，设置在所述第一非晶半导体层上；
一第二缓冲层，设置在所述第二表面与所述侧壁表面上；
一第二非晶半导体层，设置在所述第二缓冲层上，并具有所述第一型掺杂与所述第二型掺杂中的一者；
一第二透明导电层，设置在所述第二非晶半导体层上；以及
至少一电极，设置在所述第一透明导电层与所述第二透明导电层上；
其中，所述第一缓冲层与所述第一非晶半导体层整合为一第一整合非晶半导体层，所述第二缓冲层与所述第二非晶半导体层整合为一第二整合非晶半导体层，所述第一表面的所述第一透明导电层以及所述第一整合非晶半导体层中的至少一者的边缘与所述硅晶半导体基板的所述侧壁表面具有一第一距离，所述第二表面的所述第二透明导电层以及所述第二整合非晶半导体层中的至少一者的边缘与所述硅晶半导体基板的所述侧壁表面具有一第二距离。
13.如权利要求12所述的异质结硅晶太阳能电池，其中，所述第一距离与所述第二距离介于0至2mm之间。
14.如权利要求13所述的异质结硅晶太阳能电池，其中，所述第一距离与所述第二距离介于0至0.5mm之间。
15.如权利要求14所述的异质结硅晶太阳能电池，其中，所述第一距离与所述第二距离介于0.2至0.3mm之间。
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