CN106340563B - 太阳能电池的制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种太阳能电池的制作方法，包含：形成一太阳能电池包含一光电转换层，具有一受光面和一非受光面、一前电极层设置在所述光电转换层的所述受光面、以及一背电极层设置在所述光电转换层的所述非受光面；利用一量测装置的一量测单元获得所述太阳能电池的多个电压电流特性值；利用所述量测装置的一分类单元根据所述多个电压电流特性值判定所述太阳能电池为一良品、一可修复品以及一不可修复品三者其中之一；以及将判定为所述可修复品的所述太阳能电池进行一射极边缘隔绝处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池的制作方法，特别是涉及一种能避免太阳能电池的射极层的面积减少的制作方法。
背景技术
请参照图1，其显示一种现有太阳能电池的制作流程图。首先在步骤S10中，提供一基板，所述基板可为P型的半导体基板或者是N型的半导体基板。接着进行步骤S11，在所述基板的一受光面形成一绒面结构(Texture)。之后进行步骤S12，利用一扩散工艺在所述基板的所述受光面形成一射极(emitter)层，进而使得所述太阳能电池形成一P-N接面。举例来说，当所述太阳能电池的基板选用P型的半导体基板时，可利用高温的磷扩散工艺在所述基板的所述受光面形成一均匀的N型射极层。然后，进行步骤S13，将所述太阳能电池的P-N接面进行射极边缘隔绝处理，用以去除形成在所述基板边缘和/或所述基板的一非受光面上的一非预期的P-N接面，以防止所述太阳能电池的边缘产生漏电流而造成所述受光面与所述非受光面之间短路，导致所述太阳能电池的光电转换效率降低。可选地，在进行所述射极边缘隔绝处理之后可在所述非受光面进一步形成一钝化层和/或在所述受光面形成一抗反射层。之后进行步骤S14，分别在所述太阳能电池的所述受光面形成一前电极层以及在所述太阳能电池的所述非受光面形成一背电极层。最后进行步骤S15，利用一量测装置检测所述太阳能电池的电压电流特性值是否符合包装出货的标准。
如图1所示，在现有的太阳能电池的制作方法中，所述太阳能电池在形成所述射极层之后必定会进行射极边缘隔绝处理。一般而言，可利用物理性的方式(例如激光切割或摩擦处理)和化学性的方式(例如湿蚀刻工艺或等离子处理)进行所述射极边缘隔绝处理。然而，不论采用何种方式，皆会造成所述太阳能电池的所述射极层的面积减少，因而降低所述太阳能电池的光电转换效率，并且无法利用额外的工艺来修复所述射极层的面积损耗。再者，可能会因为在所述太阳能电池施加所述射极边缘隔绝处理后导致所述太阳能电池的强度降低，因而造成所述太阳能电池的破片率提升。
有鉴于此，有必要提出一种改进的太阳能电池的制作方法，能有效避免所述太阳能电池在非必要的情况下被施加一道射极边缘隔绝处理，因而减少所述太阳能电池的射极层的面积以及降低所述太阳能电池的强度。
发明内容
为解决上述现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种太阳能电池的制作方法，利用量测所述太阳能电池所获得的多个电压电流特性值来判定是否将所述太阳能电池进行一射极边缘隔绝处理，因而避免非必要的情况下所述太阳能电池因为施加所述射极边缘隔绝处理所导致的光电转换效率和强度降低的问题。
为达成上述目的，本发明提供一种太阳能电池的制作方法，包含：形成一太阳能电池包含一光电转换层，具有一受光面和一非受光面、一前电极层设置在所述光电转换层的所述受光面、以及一背电极层设置在所述光电转换层的所述非受光面；利用一量测装置的一量测单元获得所述太阳能电池的多个电压电流特性值；利用所述量测装置的一分类单元根据所述多个电压电流特性值判定所述太阳能电池为一良品、一可修复品以及一不可修复品三者其中之一；以及将判定为所述可修复品的所述太阳能电池进行一射极边缘隔绝处理。
在本发明其中之一优选实施例中，在所述量测装置内预设一第一电压值及其相对应的一电流值区间，以及预设一第二电压值及其相对应的一第一电流限定值，所述分类单元根据所述预设第一电压值和所述预设第二电压值分别施加于所述太阳能电池时所获得的所述多个电压电流特性值判定所述太阳能电池为所述良品、所述可修复品以及所述不可修复品三者其中之一，其中当施加所述第一电压值于所述太阳能电池所获得的一第一工作电流值位于所述电流值区间之间以及施加所述第二电压值于所述太阳能电池所获得的一第二工作电流值高于所述第一电流限定值，所述量测装置的所述分类单元判定所述太阳能电池为所述可修复品。
在本发明其中之一优选实施例中，当施加所述第一电压值于所述太阳能电池所获得的所述第一工作电流值低于所述电流值区间，所述量测装置的所述分类单元判定所述太阳能电池为所述良品。
在本发明其中之一优选实施例中，当施加所述第一电压值于所述太阳能电池所获得的所述第一工作电流值高于所述电流值区间，所述量测装置的所述分类单元判定所述太阳能电池为所述不可修复品。
在本发明其中之一优选实施例中，当施加所述第一电压值于所述太阳能电池所获得的所述第一工作电流值位于所述电流值区间之间，以及施加所述第二电压值于所述太阳能电池所获得的所述第二工作电流值低于所述第一电流限定值，所述量测装置的所述分类单元判定所述太阳能电池为所述不可修复品。
在本发明其中之一优选实施例中，所述可修复品为边缘电性异常的太阳能电池，以及所述不可修复品为包含中心电性异常的太阳能电池。
在本发明其中之一优选实施例中，所述太阳能电池的制作方法还包括：利用一激光装置或一等离子装置对被判定为所述可修复品的所述太阳能电池进行所述射极边缘隔绝处理。
在本发明其中之一优选实施例中，所述量测装置的所述量测单元利用在所述太阳能电池施加多个反向偏压值以量测相对应的逆向工作电流值，进而获得所述多个电压电流特性值。
附图说明
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
图1显示一种太阳能电池的制作流程图；
图2显示一种根据本发明的优选实施例的太阳能电池的制作流程图；及
图3显示多个太阳能电池的电压电流特性曲线图。
具体实施方式
为了让本发明的上述及其他目的、特征、优点能更明显易懂，下文将特举本发明优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。
请参照图2，其显示一种根据本发明的优选实施例的太阳能电池的制作流程图。首先进行步骤S100，提供一基板，所述基板可为P型的半导体基板或者是N型的半导体基板，并且可选地在所述基板的一第一表面形成一绒面结构(Texture)。之后利用一扩散工艺在所述基板的所述第一表面形成一射极(emitter)层，使得所述太阳能电池形成一P-N接面。举例来说，当所述太阳能电池的基板选用P型的半导体基板时，可利用高温的磷扩散工艺在所述基板的所述第一表面形成一均匀的N型射极层。在所述太阳能电池中，所述基板与所述射极层作为所述太阳能电池的光电转换层，并且所述光电转换层的受光面为所述第一表面，且所述光电转换层还包含一非受光面相对于所述受光面。可选地，可在所述光电转换层的所述非受光面形成一钝化层和/或在所述受光面形成一抗反射层。之后分别在所述光电转换层的所述受光面形成一前电极层以及在所述光电转换层的所述非受光面形成一背电极层。
接着，进行步骤S110，利用一量测装置的一量测单元在所述太阳能电池施加多个反向偏压值以量测相对应的逆向工作电流值，进而获得所述太阳能电池的多个电压电流特性值。当在坐标上标示出所述太阳能电池的所述多个电压电流特性值并且将所述多个坐标点连成一线时，可获得每一相对应的电压电流特性曲线图(I-V curve)(如图3所示)。
当利用所述量测单元获得所述多个电压电流特性值后，进行步骤S120，利用所述量测装置的一分类单元根据所述多个电压电流特性值判定所述太阳能电池为一良品、一可修复品以及一不可修复品三者其中之一。更明确地说，所述量测装置内预设一第一电压值及其相对应的一电流值区间，以及预设一第二电压值及其相对应的一第一电流限定值，所述分类单元根据所述预设第一电压值和所述预设第二电压值分别施加于所述太阳能电池时所获得的所述多个电压电流特性值判定所述太阳能电池为所述良品、所述可修复品以及所述不可修复品三者其中之一。
请参照图3所示，其显示多个太阳能电池的电压电流特性曲线图A～D。在所述多个电压电流特性曲线图A～D的坐标中，横轴表示电压，纵轴表示电流。在所述横轴上所示的符号V1为所述第一电压值以及V2为所述第二电压值，以及在纵轴上所示的符号I1为所述第一电流限定值以及I2和I3分别为一第二电流限定值和一第三电流限定值，其中所述电流值区间是指所述第二电流限定值I2和所述第三电流限定值I3之间的电流值范围。应当注意的是，所述第一电压值V1、所述第二电压值V2、所述第一电流限定值I1、以及所述电流值区间I2～I3的实质数值是根据太阳能电池的产品规格而决定。举例来说，在一优选实施例中，所述第一电压值V1可为-12伏特、所述第二电压值V2可为-2到-10伏特之间的任一电压值、所述第一电流限定值I1可为0.5安培以及所述电流值区间I2～I3可为1至3安培或者是1.5至3安培。
如图3所示，当所述量测装置的所述量测单元获得所述太阳能电池的所述多个电压电流特性值(能在坐标上连成一电压电流特性曲线A)时，即施加所述第一电压值V1于所述太阳能电池所获得的一第一工作电流值低于所述电流值区间I2～I3，以及施加所述第二电压值V2于所述太阳能电池所获得的一第二工作电流值低于所述第一电流限定值I1时，所述量测装置的所述分类单元判定所述太阳能电池为所述良品。
当所述量测装置的所述分类单元判定所述太阳能电池为所述良品时，意旨所述太阳能电池不须进行额外的工艺即可包装出货。更详言的，上述额外的工艺特别是指一射极边缘隔绝处理。
如图3所示，当所述量测装置的所述量测单元获得所述太阳能电池的不同的所述多个电压电流特性值(能在坐标上连成一电压电流特性曲线B)时，即施加所述第一电压值V1于所述太阳能电池所获得的一第一工作电流值位于所述电流值区间I2～I3之间，以及施加所述第二电压值V2于所述太阳能电池所获得的一第二工作电流值高于所述第一电流限定值I1时，所述量测装置的所述分类单元判定所述太阳能电池为所述可修复品。
如同上述，当所述量测装置的所述量测单元获得所述太阳能电池的所述多个电压电流特性值(能在坐标上连成一电压电流特性曲线A)时，意旨施加反向偏压于所述太阳能电池时，所述太阳能电池所产生的逆向工作电流较低。也就是说，在所述太阳能电池的基板边缘和/或所述太阳能电池的所述非受光面上没有产生一非预期的P-N接面。然而，若所述太阳能电池的基板边缘和/或所述太阳能电池的所述非受光面上产生一非预期的P-N接面，使得所述太阳能电池的边缘产生漏电流而造成所述受光面与所述非受光面之间短路时，相当于所述太阳能电池的边缘具有一线性的电阻R。因此，量测所述太阳能电池所获得的电压电流特性曲线相当于将所述电压电流特性曲线A加上所述线性的电阻R，即获得如同所述电压电流特性曲线B的图形。故，当所述量测装置的所述量测单元获得所述太阳能电池的所述多个电压电流特性值(在坐标上连成一电压电流特性曲线B)并且所述量测装置的所述分类单元判定所述太阳能电池为所述可修复品时，表示所述太阳能电池的边缘部位发生电性异常现象，需接续进行步骤S130，利用一物理性的装置(例如激光切割装置)或一化学性的装置(例如等离子处理装置)对被判定为所述可修复品的所述太阳能电池进行一射极边缘隔绝处理，用以去除形成在所述太阳能电池的基板边缘和/或所述太阳能电池的所述非受光面上的一非预期的P-N接面，以防止所述太阳能电池的边缘产生漏电流而造成所述受光面与所述非受光面之间短路，因而降低所述太阳能电池的光电转换效率。
如图3所示，当所述量测装置的所述量测单元获得所述太阳能电池的不同的所述多个电压电流特性值(能在坐标上连成一电压电流特性曲线C)时，即施加所述第一电压值V1于所述太阳能电池所获得的一第一工作电流值位于所述电流值区间I2～I3之间，以及施加所述第二电压值V2于所述太阳能电池所获得的一第二工作电流值低于所述第一电流限定值I1时，所述量测装置的所述分类单元判定所述太阳能电池为所述不可修复品。以及，当所述量测装置的所述量测单元获得所述太阳能电池的不同的所述多个电压电流特性值(能在坐标上连成一电压电流特性曲线D)时，即施加所述第一电压值V1于所述太阳能电池所获得的一第一工作电流值高于所述电流值区间I2～I3，所述量测装置的所述分类单元亦判定所述太阳能电池为所述不可修复品。
当所述量测装置的所述分类单元判定所述太阳能电池为所述不可修复品时，表示所述太阳能电池的中心部位发生电性异常现象。一般而言，将所述太阳能电池进行射极边缘隔绝处理的目的是在于处理所述太阳能电池的边缘上的非预期的P-N接面的问题，进而降低所述太阳能电池的逆向工作电流。然而，经实验结果证实，即使将中心部位发生电性异常现象的太阳能电池进行射极边缘隔绝处理也无法改善其电性表现，即无法有效地降低所述太阳能电池的逆向工作电流。因此，为降低射极边缘隔绝处理装置的负载而不将此类型的太阳能电形进行额外的所述射极边缘隔绝处理，并且直接将此类型的太阳能电池进行报废处理或者是作为特殊产品包装出货。
综上所述，在本发明中，利用量测所述太阳能电池所获得的多个电压电流特性值来判定是否将所述太阳能电池进行一射极边缘隔绝处理，因而避免非必要的情况下所述太阳能电池因为施加所述射极边缘隔绝处理所导致的光电转换效率和强度降低的问题。
虽然本发明已用优选实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，本领域普通技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。
Claims (8)
1.一种太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述方法包含：
形成一太阳能电池包含一光电转换层，具有一受光面和一非受光面、一前电极层设置在所述光电转换层的所述受光面、以及一背电极层设置在所述光电转换层的所述非受光面；
利用一量测装置的一量测单元获得所述太阳能电池的多个电压电流特性值；
利用所述量测装置的一分类单元根据所述多个电压电流特性值判定所述太阳能电池为一良品、一可修复品以及一不可修复品三者其中之一；以及
将被判定为所述可修复品的所述太阳能电池进行一射极边缘隔绝处理。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述量测装置内预设一第一电压值及其相对应的一电流值区间，以及预设一第二电压值及其相对应的一第一电流限定值，所述分类单元根据所述预设第一电压值和所述预设第二电压值分别施加于所述太阳能电池时所获得的所述多个电压电流特性值判定所述太阳能电池为所述良品、所述可修复品以及所述不可修复品三者其中之一，其中当施加所述第一电压值于所述太阳能电池所获得的一第一工作电流值位于所述电流值区间之间以及施加所述第二电压值于所述太阳能电池所获得的一第二工作电流值高于所述第一电流限定值时，所述量测装置的所述分类单元判定所述太阳能电池为所述可修复品，以及其中所述第二电压值大于所述第一电压值，所述电流值区间是指一第二电流限定值和一第三电流限定值之间的电流值范围，以及所述第三电流限定值大于所述第二电流限定值，所述第二电流限定值大于所述第一电流限定值。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，当施加所述第一电压值于所述太阳能电池所获得的所述第一工作电流值低于所述电流值区间，所述量测装置的所述分类单元判定所述太阳能电池为所述良品，其中施加所述第二电压值于所述太阳能电池所获得的所述第二工作电流值低于所述第一电流限定值。
4.根据权利要求2所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，当施加所述第一电压值于所述太阳能电池所获得的所述第一工作电流值高于所述电流值区间，所述量测装置的所述分类单元判定所述太阳能电池为所述不可修复品。
5.根据权利要求2所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，当施加所述第一电压值于所述太阳能电池所获得的所述第一工作电流值位于所述电流值区间之间，以及施加所述第二电压值于所述太阳能电池所获得的所述第二工作电流值低于所述第一电流限定值，所述量测装置的所述分类单元判定所述太阳能电池为所述不可修复品。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述可修复品为边缘电性异常的太阳能电池，以及所述不可修复品为包含中心电性异常的太阳能电池。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述方法还包括：利用一激光装置或一等离子装置对被判定为所述可修复品的所述太阳能电池进行所述射极边缘隔绝处理。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述量测装置的所述量测单元利用在所述太阳能电池施加多个反向偏压值以量测相对应的逆向工作电流值，进而获得所述多个电压电流特性值。
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