CN106206785A - 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 PDFInfo
- Publication number
- CN106206785A CN106206785A CN201510273690.2A CN201510273690A CN106206785A CN 106206785 A CN106206785 A CN 106206785A CN 201510273690 A CN201510273690 A CN 201510273690A CN 106206785 A CN106206785 A CN 106206785A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solaode
- reflectivity regions
- nanometers
- reflectance
- etching
- 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
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 claims abstract description 46
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 44
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 36
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 9
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 7
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 230000005661 hydrophobic surface Effects 0.000 claims description 3
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 3
- 238000007788 roughening Methods 0.000 claims description 3
- 239000001117 sulphuric acid Substances 0.000 claims description 3
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 claims description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910003978 SiClx Inorganic materials 0.000 claims description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 11
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241000084978 Rena Species 0.000 description 4
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 2
- 230000005660 hydrophilic surface Effects 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 101001073212 Arabidopsis thaliana Peroxidase 33 Proteins 0.000 description 1
- 101001123325 Homo sapiens Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-beta Proteins 0.000 description 1
- 102100028961 Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-beta Human genes 0.000 description 1
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- JOXCDOKKASTCHR-UHFFFAOYSA-N [Si](O)(O)(O)O.[P] Chemical compound [Si](O)(O)(O)O.[P] JOXCDOKKASTCHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000005360 phosphosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical group N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor 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
- H01L31/04—Semiconductor 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
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor 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
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
- H01L31/02168—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells the coatings being antireflective or having enhancing optical properties for the solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor 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
- H01L31/02—Details
- H01L31/0236—Special surface textures
- H01L31/02363—Special surface textures of the semiconductor body itself, e.g. textured active layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor 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
- H01L31/04—Semiconductor 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
- H01L31/06—Semiconductor 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier
- H01L31/068—Semiconductor 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor 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
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/1804—Processes 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 System
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
本发明公开了一种太阳能电池及其制作方法，其中太阳能电池包含有一半导体基板，具有一第一表面及一第二表面。第一表面具有一低反射率区域以及一蚀刻痕迹，其中蚀刻痕迹位于第一表面的周围，环绕着低反射率区域，形成一封闭图案，其中蚀刻痕迹的平均宽度小于或等于2毫米。第二表面为高反射率表面。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种背面具有高反射率区域而正面具有细蚀刻痕迹的高效率太阳能电池及其制作方法。
背景技术
目前，太阳能电池是通过入射光线照射半导体基板，在其PN接面处产生电子空穴对，在电子空穴对再结合之前，分别经由电池正面(或受光面)及背面电极收集，如此产生光电流。其中，入射光线穿透半导体基板，在背面有一定部份会反射，反射的光可让电池进行二次吸收，形成电子空穴对，增加光电流。已知背面抛光结构可以增加正面入射光于背面的反射量。
目前，结晶硅太阳能电池的制作是在正面扩散后，形成PN接面，再利用化学蚀刻溶液蚀刻芯片背面及硅芯片边缘，以达到隔离与背面抛光的效果。这种利用化学溶液从硅芯片背面蚀刻的方式，在硅芯片正面的四个边缘会形成所谓的“蚀刻痕迹(etch mark)”。
现行以化学蚀刻溶液蚀刻芯片背面及硅芯片边缘的作法，通常是采用Schmid机台或RENA机台来进行，其中，Schmid机台是以水膜覆盖正面，利用背面滚轮接触式蚀刻，缺点是边缘无法完整蚀刻(正面无明显蚀刻痕迹)，使得隔离性不佳，并联电阻低，漏电流较高。RENA机台主要以背面浸泡蚀刻，缺点是若要达到背面抛光效果，必需提高蚀刻率，如此造成正面蚀刻严重(蚀刻痕迹过宽)，外观不良且电池效率下降。
由此可知，本技术领域仍需要一种改良的电池制作方法，其能制作出具有高反射率区域(背面抛光)太阳能电池，同时能够达到良好的隔离效果以及电池效率，并且解决蚀刻痕迹过宽问题。
发明内容
本发明的主要目的在提供一种改良的太阳能电池结构，其具有背面高反射率区域以及正面低反射区域与细蚀刻痕迹，能够达到较高的电池效率。
根据本发明一实施例，本发明提供一种太阳能电池，包含有一半导体基板，具有一第一表面及一第二表面。第一表面具有一低反射率区域。蚀刻痕迹位于所述第一表面的周围，环绕着所述低反射率区域，形成一封闭图案，其中所述蚀刻痕迹的平均宽度小于或等于2毫米(mm)。第二表面具有一高反射率区域，即抛光面。
根据本发明另一实施例，本发明提供一种太阳能电池，其中当以同波长的光照射时该高反射率区域与所述低反射率区域时，所述高反射率区域的反射率高于所述低反射率区域。
根据本发明另一实施例，本发明提供一种太阳能电池的制作方法，包含有：提供一半导体基板，具有一第一表面以及一第二表面；进行一表面清洁与粗糙化处理，在所述第一表面及所述第二表面形成一粗糙表面结构；进行一背面抛光工艺，抛光所述第二表面上的所述粗糙表面结构；在所述背面抛光工艺后，进行一扩散工艺，于所述半导体基板第一表面上形成一磷硅酸盐玻璃层及一掺杂层；以及进行一隔离工艺，将形成于所述半导体基板第一表面的边缘以及所述第二表面的掺杂层蚀刻掉。
为让本创作的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举优选实施方式，并配合所附图式，作详细说明如下。然而如下的优选实施方式与图式仅供参考与说明用，并非用来对本创作加以限制。
附图说明
图1为依据本发明一实施例所绘示的太阳能电池的俯视示意图。
图2为沿着图1切线I-I’所绘示的剖面示意图。
图3至图7是以剖面图例示本发明一实施例太阳能电池的制造方法。
图8为高反射率区域的反射率与光波长的曲线图。
图9为低反射率区域的反射率与光波长的曲线图。
具体实施方式
请参阅图1及图2，其中图1为依据本发明一实施例所绘示的太阳能电池俯视示意图，图2为沿着图1切线I-I’所绘示的剖面示意图。
如图1及图2所示，本发明太阳能电池1包含一半导体基板100，具有一第一表面100a(也可称为正面或受光面)以及一第二表面100b(也可称为背面或反射面)。第一表面100a与第二表面100b为半导体基板100的相对的两面。根据本发明实施例，所述半导体基板100可以是N型或P型结晶硅基板，但不限于此。半导体基板100的第一表面100a上，可分隔出一低反射率区域(粗糙面)10以及一蚀刻痕迹12。第二表面100b，经抛光后形成高反射区域(抛光面)20。
根据本发明实施例，所述蚀刻痕迹12是位于第一表面100a的周围，形成一环绕低反射率区域10的封闭图案。根据本发明实施例，所述蚀刻痕迹12的平均宽度不大于2毫米(mm)。
从外观上，可以用肉眼轻易分辨出低反射率区域10，蚀刻痕迹12以及高反射区域20。根据本发明实施例，低反射率区域10通常显现出深灰色，蚀刻痕迹12通常显现出焦黑色，而高反射区域20通常呈现浅灰色。以一相同波长的光照第一表面100a与第二表面100b时，由于第一表面100a具有低反射率区域10，而第二表面100b具有高反射率区域20，因此第一表面100a可反射的光少于第二表面100b。
如图2所示，根据本发明实施例，太阳能电池1的第一表面100a上可另包含一N型或P型掺杂发射极层(emitter layer)22以及至少一抗反射层(anti-reflection layer)24。根据本发明实施例，所述抗反射层24可以包含氮化硅、氧化硅或氮氧化硅，但不限于此。在其他实施例中，太阳能电池1的第一表面100a上可以依需要设置多层抗反射层，各抗反射层是选自氮化硅、氧化硅或氮氧化硅。
根据本发明实施例，太阳能电池1的第一表面100a上可另包含至少一正面接触电极30，例如，以网印银胶，再经烧结而成的电极。
根据本发明实施例，太阳能电池1的第二表面100b上可另包含一背面表面电场(back surface field，BSF)42以及一背面接触电极40。根据本发明实施例，背面接触电极40可以包含铝金属，但不限于此。根据本发明实施例，背面接触电极40上可另包含至少一背面接垫50，例如，以网印银胶，再经烧结而成的接垫。背面接垫50在图中以虚线表示，通常可以是两平行的带状不连续结构，但不限于此，在其他实施例中，背面接垫50可以为连续结构、部分连续结构等变化。
本领域的技术人员应理解，图2中所例示结晶硅太阳能电池结构并非用于限制本发明范畴，本发明的半导体基板可应用于其它类型太阳能电池结构，例如，背面钝化发射极太阳能电池(Passivated emitter rear cell，PERC)或双面太阳能电池(Bifacial solar cell)，当利用本发明的半导体基板制作背面钝化发射极太阳能电池时，优选地，以具有低反射区域10的第一表面100a作为受光面，具有高反射区域20的第二表面100b作为背光面，并于第二表面100b形成背面接触电极40与局部背面表面电场(Local BSF)。
以下，将通过图3至图7介绍制作本发明太阳能电池的方法。
首先，如图3所示，提供一半导体基板100，具有一第一表面100a(或受光面)以及一第二表面100b(或反射面)。根据本发明实施例，所述半导体基板100可以是N型或P型结晶硅基板。
接着，如图4所示，进行晶圆表面清洁与粗糙化处理，分别在第一表面100a及第二表面100b形成类似金字塔型的粗糙表面结构101a及101b。此时，半导体基板100的第一表面100a以及第二表面100b均为疏水性表面(硅表面)，疏水性表面在后续工艺中，能够不受亲水蚀刻介质的移除或蚀刻的效果而起到表面保护的功效。
如图5所示，接着进行一背面抛光(backside polish)工艺，将第二表面100b的粗糙表面结构101b抛光，在第二表面100b形成一较平坦的表面。根据本发明实施例，所述背面抛光工艺可以利用亲水性蚀刻介质进行第二表面100b的抛光蚀刻，例如，将半导体基板100水平放置在复数滚轮上，通过滚轮带动亲水性蚀刻介质，使其与第二表面100b接触一预定时间并蚀刻一预定厚度。
根据本发明实施例，所述亲水性蚀刻介质可以包含氢氟酸(HF)、硝酸(HNO3)及硫酸(H2SO4)。根据本发明实施例，所述预定时间例如可以介于80至360秒。根据本发明实施例，依据所述预定时间，所述预定厚度可以介于1.3微米(μm)至6微米之间。根据本发明实施例，所述背面抛光工艺不会在半导体基板100的第一表面100a形成明显的蚀刻痕迹。
然后，如图6所示，进行一扩散(diffusion)工艺，至少在半导体基板100的第一表面100a形成一磷玻璃(PSG)层21及掺杂发射极层22。根据本发明实施例，掺杂层22为N型掺杂。此时，由于半导体基板100上覆盖有磷硅酸盐玻璃层21，故为亲水性表面。
如图7所示，进行一隔离(isolation)工艺，将前面扩散工艺中形成于半导体基板100边缘以及第二表面100b的掺杂层蚀刻掉。根据本发明实施例，所述隔离工艺可以利用亲水性蚀刻介质进行半导体基板100边缘以及第二表面100b的蚀刻，例如，将半导体基板100水平放置在滚轮上，通过滚轮带动亲水性蚀刻介质，使其与第二表面100b接触一预定时间并蚀刻一预定厚度。
根据本发明实施例，所述亲水性蚀刻介质可以包含氢氟酸(HF)、硝酸(HNO3)及硫酸(H2SO4)。根据本发明实施例，由于在进行隔离工艺时，半导体基板100上为亲水性表面，故所述隔离工艺完成后会在半导体基板100的第一表面100a形成一蚀刻痕迹12。如同前文所述，所述蚀刻痕迹12是位于第一表面100a的周围，形成一环绕低反射率区域10的封闭图案。根据本发明实施例，所述蚀刻痕迹12的平均宽度不大于2毫米。
在完成所述隔离工艺后，可以选择继续进行一碱浴(alkaline bath)工艺，将残酸中和掉，利用例如氢氧化钾(KOH)溶液冲洗半导体基板100。然后，可以继续进行一氢氟酸蚀刻浴(HF bath)工艺，将经过碱浴工艺处理过的半导体基板100浸泡在氢氟酸溶液中，以完全去除剩下的磷硅酸盐玻璃层21。
后续工艺步骤包括于掺杂发射极层22上形成至少一抗反射层，然后，利用网印技术于电池正、背面以金属浆料网印出电极图案，然后进行高温烧结，形成电极，最后获得如图2中所示结构。由于上述后段步骤皆为公知步骤，因此不再赘述。
利用本发明上述工艺方法形成的太阳能电池，其背面具有高反射率(～33％@600nm)，并且正面具有宽度较窄的蚀刻痕迹(≦2毫米)，使得本发明的太阳能电池的效率提高0.15～0.17％，达到20.48％，故本发明可谓具有显著的进步。
请参见图8，其为高反射率区域的反射率与光波长的曲线图，其中曲线A～C是以经过背面抛光的太阳能电池为测量样本，曲线D是以未经过背面抛光，如公知的RENA机台进行隔离工艺的太阳能电池为测量样本。
更进一步说明，图8中的曲线A是以本发明太阳能电池为测试样本，其制作流程如同图3至图7所示，曲线B的太阳能电池是在扩散工艺后以RENA机台进行隔离时，延长蚀刻时间进行背面抛光。曲线C的太阳能电池则是在扩散工艺后以Schmid机台进行隔离时，延长蚀刻时间进行背面抛光。
从太阳能电池背面反射率量测的结果可看出，相对于曲线B～D的比较例，本发明太阳能电池的高反射率区域可达到较高的反射率。从图8可整理出，本发明太阳能电池1的高反射率区域20对波长350纳米(nm)至450纳米的光的反射率可介于30～70％，对波长450纳米至1050纳米的光的反射率可介于25～50％，例如，特别是在波长600纳米的光的反射率约33％，对波长1050纳米至1200纳米的光的反射率可介于30～70％。
请参见图9，图9中的曲线是对太阳能电池正面之低反射率区域10进行量测的结果，本发明太阳能电池1的低反射率区域10对波长350纳米(nm)至450纳米的光的反射率介于10～30％，对波长450纳米至1050纳米的光的反射率介于5～20％，对波长1050纳米至1200纳米的光的反射率介于10～60％，因此当以同波长的光照射高反射率区域20与低反射率区域10时，高反射率区域20的反射率高于低反射率区域10。因此，通过本发明所述的工艺方法，能制作出具有高反射率区域(背面抛光)的太阳能电池，同时能够达到良好的隔离效果以及电池效率，并且解决蚀刻痕迹过宽问题。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (21)
1.一种太阳能电池，其特征在于，包括：
一半导体基板，具有一第一表面及一第二表面，其中所述第一表面具有一低反射率区域，所述第二表面为一高反射率区域；以及
一蚀刻痕迹，位于所述半导体基板的所述第一表面的周围，环绕着所述低反射率区域，形成一封闭图案，其中所述蚀刻痕迹的平均宽度小于或等于2毫米，其中当以同波长的光照射所述高反射率区域与所述低反射率区域时，所述高反射率区域的反射率高于所述低反射率区域。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述高反射率区域对波长为350纳米至450纳米的光的反射率介于30～70％。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述高反射率区域对波长为450纳米至1050纳米的光的反射率介于25～50％。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池，其特征在于，所述高反射率区域对波长为600纳米的光的反射率为33％。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述高反射率区域对波长为1050纳米至1200纳米的光的反射率介于30～70％。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述低反射率区域对波长为350纳米至450纳米的光的反射率介于10～30％。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述低反射率区域对波长为450纳米至1050纳米的光的反射率介于5～20％。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述低反射率区域对波长为1050纳米至1200纳米的光的反射率介于10～60％。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池的所述第一表面另包含一掺杂发射极层以及至少一抗反射层。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池，其特征在于，所述抗反射层包含氮化硅、氮氧化硅或氧化硅。
11.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池的所述第一表面另包含至少一正面接触电极。
12.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池的所述第二表面另包含一背面表面电场以及一背面接触电极。
13.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一表面更包含一疏水性的粗糙表面结构。
14.一种太阳能电池的制作方法，其特征在于，包括：
提供一半导体基板，具有一第一表面以及一第二表面，所述第一表面具有一低反射率区域；
进行一表面清洁与粗糙化处理，在所述第一表面及所述第二表面形成一粗糙表面结构；
进行一背面抛光工艺，抛光所述第二表面上的所述粗糙表面结构，于所述第二表面上形成一高反射率区域；
在所述背面抛光工艺后，进行一扩散工艺，于所述半导体基板上形成一磷玻璃层及一掺杂层；以及
进行一绝缘工艺，将形成于所述半导体基板的边缘以及所述第二表面的掺杂层蚀刻掉而形成一蚀刻痕迹，且所述蚀刻痕迹是位于所述第一表面的周围，环绕所述低反射率区域，形成一封闭图案。
15.根据权利要求14所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述背面抛光工艺是利用一亲水性蚀刻介质进行所述第二表面的抛光。
16.根据权利要求15所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述亲水性蚀刻介质包含氢氟酸、硝酸及硫酸。
17.根据权利要求15所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述背面抛光工艺是将所述半导体基板水平放置在多个滚轮上，通过所述滚轮带动所述亲水性蚀刻介质，使所述亲水性蚀刻介质与所述第二表面接触一预定时间并蚀刻一预定厚度。
18.根据权利要求17所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述预定时间介于80至360秒，所述预定厚度介于1.3微米至6微米间。
19.根据权利要求14所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述蚀刻痕迹的平均宽度小于或等于2毫米。
20.根据权利要求14所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，另包含以下步骤：
于所述第一表面的所述掺杂层上形成至少一抗反射层；
分别于所述第一表面与所述第二表面以金属浆料网印出电极图案；以及
进行高温烧结，形成电极。
21.根据权利要求14所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述粗糙表面结构是疏水性表面。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW104111486 | 2015-04-09 | ||
| TW104111486A TWI543391B (zh) | 2015-04-09 | 2015-04-09 | 太陽能電池及其製作方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106206785A true CN106206785A (zh) | 2016-12-07 |
Family
ID=56997231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510273690.2A Pending CN106206785A (zh) | 2015-04-09 | 2015-05-26 | 太阳能电池及其制作方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20160300963A1 (zh) |
| CN (1) | CN106206785A (zh) |
| TW (1) | TWI543391B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106876496B (zh) * | 2017-03-03 | 2019-07-05 | 广东爱旭科技股份有限公司 | P型perc双面太阳能电池及其组件、系统和制备方法 |
| CN111834476B (zh) * | 2020-07-20 | 2022-08-23 | 晶澳（扬州）太阳能科技有限公司 | 一种太阳能电池及其制备方法 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6084175A (en) * | 1993-05-20 | 2000-07-04 | Amoco/Enron Solar | Front contact trenches for polycrystalline photovoltaic devices and semi-conductor devices with buried contacts |
| US20050104163A1 (en) * | 2001-11-29 | 2005-05-19 | Weber Klaus J. | Semiconductor texturing process |
| US20100037946A1 (en) * | 2006-09-27 | 2010-02-18 | Kyocera Corporation | Solar Cell Element and Method for Manufacturing Solar Cell Element |
| CN101777605A (zh) * | 2010-03-15 | 2010-07-14 | 山东力诺太阳能电力股份有限公司 | 一种晶体硅太阳能电池边缘刻蚀工艺 |
| CN202103059U (zh) * | 2011-06-09 | 2012-01-04 | 阳光大地（福建）新能源有限公司 | 一种太阳电池片 |
| CN102437240A (zh) * | 2011-12-02 | 2012-05-02 | 百力达太阳能股份有限公司 | 一种太阳能电池边缘刻蚀方法 |
| CN102484168A (zh) * | 2009-08-25 | 2012-05-30 | 荷兰能源研究中心基金会 | 太阳电池及制造太阳电池的方法 |
| CN102560686A (zh) * | 2012-03-08 | 2012-07-11 | 英利能源（中国）有限公司 | 一种硅片的湿法刻蚀方法及太阳能电池生产方法 |
| CN104051564A (zh) * | 2013-03-14 | 2014-09-17 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 湿法刻蚀工艺、设备和太阳能电池及其制造方法 |
| CN104078527A (zh) * | 2013-03-25 | 2014-10-01 | 苏州晶洲装备科技有限公司 | 一种太阳能电池硅片背面及边缘扩散层的刻蚀方法 |
-
2015
- 2015-04-09 TW TW104111486A patent/TWI543391B/zh not_active IP Right Cessation
- 2015-05-26 CN CN201510273690.2A patent/CN106206785A/zh active Pending
-
2016
- 2016-01-04 US US14/987,671 patent/US20160300963A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6084175A (en) * | 1993-05-20 | 2000-07-04 | Amoco/Enron Solar | Front contact trenches for polycrystalline photovoltaic devices and semi-conductor devices with buried contacts |
| US20050104163A1 (en) * | 2001-11-29 | 2005-05-19 | Weber Klaus J. | Semiconductor texturing process |
| US20100037946A1 (en) * | 2006-09-27 | 2010-02-18 | Kyocera Corporation | Solar Cell Element and Method for Manufacturing Solar Cell Element |
| CN102484168A (zh) * | 2009-08-25 | 2012-05-30 | 荷兰能源研究中心基金会 | 太阳电池及制造太阳电池的方法 |
| CN101777605A (zh) * | 2010-03-15 | 2010-07-14 | 山东力诺太阳能电力股份有限公司 | 一种晶体硅太阳能电池边缘刻蚀工艺 |
| CN202103059U (zh) * | 2011-06-09 | 2012-01-04 | 阳光大地（福建）新能源有限公司 | 一种太阳电池片 |
| CN102437240A (zh) * | 2011-12-02 | 2012-05-02 | 百力达太阳能股份有限公司 | 一种太阳能电池边缘刻蚀方法 |
| CN102560686A (zh) * | 2012-03-08 | 2012-07-11 | 英利能源（中国）有限公司 | 一种硅片的湿法刻蚀方法及太阳能电池生产方法 |
| CN104051564A (zh) * | 2013-03-14 | 2014-09-17 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 湿法刻蚀工艺、设备和太阳能电池及其制造方法 |
| CN104078527A (zh) * | 2013-03-25 | 2014-10-01 | 苏州晶洲装备科技有限公司 | 一种太阳能电池硅片背面及边缘扩散层的刻蚀方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20160300963A1 (en) | 2016-10-13 |
| TWI543391B (zh) | 2016-07-21 |
| TW201637228A (zh) | 2016-10-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104195645B (zh) | 用于刻蚀太阳能电池硅片的酸性制绒液、制绒方法、太阳能电池片及其制作方法 | |
| Zhao et al. | A 19.8% efficient honeycomb multicrystalline silicon solar cell with improved light trapping | |
| US8298850B2 (en) | Bifacial solar cells with overlaid back grid surface | |
| CN109888061A (zh) | 一种碱抛光高效perc电池及其制备工艺 | |
| EP2471110B1 (en) | Solar cell and method for manufacturing such a solar cell | |
| WO2017004958A1 (zh) | 一种局部背接触太阳能电池的制备方法 | |
| WO2009157079A1 (ja) | 太陽電池セルおよびその製造方法 | |
| CN113345970A (zh) | 一种p型背接触式晶硅太阳能电池、制备方法及电池组件 | |
| CN102456771A (zh) | 硅晶片太阳能电池的制造方法 | |
| KR20130112877A (ko) | 텍스쳐화된 앞면 및 그에 상응하는 태양전지를 가지는 태양전지의 제조방법 | |
| CN110010721A (zh) | 一种基于se的碱抛光高效perc电池工艺 | |
| CN102270688A (zh) | 一种太阳能电池 | |
| CN110854240A (zh) | Perc电池及其制备方法 | |
| TW201432925A (zh) | 矽晶太陽能電池結構 | |
| CN103354954B (zh) | 制作具有正面纹理和平滑背面表面的硅太阳能电池的方法 | |
| CN110534595A (zh) | 一种perc双面太阳能电池及其制备方法 | |
| CN203812893U (zh) | 一种n型背结太阳能电池 | |
| TWI401810B (zh) | 太陽能電池 | |
| CA2679685A1 (en) | Method for the manufacture of a solar cell and the resulting solar cell | |
| CN106206785A (zh) | 太阳能电池及其制作方法 | |
| CN110098284A (zh) | 一种n型选择性发射极太阳能电池及其制造方法 | |
| JPH05315628A (ja) | 光電変換装置の製造方法 | |
| CN104362209B (zh) | 一种背面抛光晶硅太阳能电池及其制备工艺 | |
| CN103258918A (zh) | 硅片的制绒方法、太阳能电池片及其制作方法 | |
| CN109698246A (zh) | Perc太阳电池及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20161207 |