CN203491272U - 背接触电极太阳能电池 - Google Patents

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Abstract

本实用新型揭露一种背接触电极太阳能电池，其至少包含基极扩散区域、复数个射极扩散区域、复数个基极接触点与复数个射极接触点。每个射极扩散区为一块状结构，且被基极扩散区域包围。复数个基极接触点设置于基极扩散区域上，位于所述复数个射极扩散区域间。每个射极接触点设置于每个射极扩散区域的中央位置。

Description

背接触电极太阳能电池
技术领域
本实用新型是关于一种太阳能电池，特别是一种可以缩短载子收集路径的背接触电极太阳能电池。
背景技术
由于背接触电极结构的太阳能电池的转换效率可超过20%，现今大多数的厂商都极力发展背接触电极结构的太阳能电池。因为原本放置于上表面的电极都移到下表面上，可以减少电极遮蔽上表面的面积，提升太阳电池光电转换效率。
图1显示传统背接触电极太阳能电池的剖面图。如图1所示，传统的背接触电极太阳能电池10主要包含硅晶圆102、基极扩散区域104与射极扩散区域106。在基极扩散区域104与射极扩散区域106上分别具有基极接触点1042与射极接触点1062，基极电极108透过基极接触点1042电性连接基极扩散区域104，因此可以将在基极扩散区域104所收集到的多数电荷载子(电子)藉由基极电极108传递到外部电路。同理，透过射极电极109透过射极接触点1062电性连接射极扩散区域106，也可以将在射极扩散区域106所收集到的少数电荷载子(电洞)藉由射极电极109传递到外部电路。
然而，在背接触电极太阳能电池10中，载子的产生大部分都发生在太阳能电池10的正面，多数载子或少数载子都必须从产生点行进到背面，再由基极扩散区域104或射极扩散区域106收集。载子行进的路径在此称为载子路径，缩短载子被收集的行进路径可以减小少数电荷载子的复合损失或是多数电荷载子的横向流动而导致的串联电阻的损失，进而提升太阳能电池的转换效率。由此可知，载子被收集的行进路径为决定此背接触电极太阳能电池10的特性的重要因素。
因此存在一种需求设计背接触电极太阳能电池的结构，可缩短载子被收集的行径路径，提升太阳能电池的性能。
实用新型内容
本实用新型的目的在提出一种背接触电极太阳能电池的结构，让收集载子的行径路径缩短，提升太阳能电池的性能。
根据上述目的，在此揭露一种背接触电极太阳能电池，至少包含一基极扩散区域，形成有复数个开口；复数个射极扩散区域，每一所述复数个射极扩散区为一块状结构，位于所述基极扩散区域的所述复数个开口中，且被所述基极扩散区域包围；复数个基极接触点设置于所述基极扩散区域上，且位于所述复数个射极扩散区域间；以及复数个射极接触点，每一所述复数个射极接触点设置于每一所述复数个射极扩散区域的中央位置。
本实用新型的另一目的在提出一种背接触电极太阳能电池的结构，加速多数载子或少数载子的传递，减小少数电荷载子的复合损失或是多数电荷载子的横向流动而导致的串联电阻的损失，进而提升太阳能电池的转换效率。
根据上述目的，在此揭露一种背接触电极太阳能电池，至少包含一硅晶圆；一基极扩散区域，设置于所述硅晶圆的背面上，且形成有复数个开口；复数个射极扩散区域，设置于所述硅晶圆的背面，分别位于所述基极扩散区域的所述复数个开口中，每一所述复数个射极扩散区为一块状结构，且被所述基极扩散区域包围；一绝缘层，设置于所述基极扩散区域与所述复数个射极扩散区域上；复数个基极接触点，设置于所述基极扩散区域上，且位于所述复数个射极扩散区域间；以及复数个射极接触点，每一所述复数个射极接触点设置于每一所述复数个射极扩散区域的中央位置。
附图说明
图1是传统背接触电极太阳能电池的剖面图；
图2A是本实用新型实施例的背接触电极太阳能电池的平面图；
图2B是本实用新型实施例的背接触电极太阳能电池设置电极的示意图；
图2C、图2D与图2E是本实用新型不同实施例的射极扩散区域的平面图；及
图3是本实用新型实施例的背接触电极太阳能电池的立体剖面图。
具体实施方式
为了能够更加详尽的了解本实用新型的特点与技术内容，请参阅以下所述的说明及附图，然而所附图示仅供参考说明用，而非用来对本实用新型加以限制。
图2A显示本实用新型实施例的背接触电极太阳能电池的平面图。如图2A所示，此背接触电极太阳能电池20主要包含硅晶圆202、基极扩散区域204与多个射极扩散区域206。基极扩散区域204与多个射极扩散区域206均设置于硅晶圆202的背面，每个射极扩散区域206为一块状结构，基极扩散区域204环绕着射极扩散区域206的块状结构。在此实施例中，射极扩散区域206排列成复数列，且相邻两列中的射极扩散区域206彼此对齐。另外，在基极扩散区域204与射极扩散区域206上分别具有多个基极接触点2042与多个射极接触点2062。多个基极接触点2042设置基极扩散区域204上，每个基极接触点2042的设置位置较佳为邻近每个射极扩散区域206的角落，以获得较大的制程对准空间。但是在不同实施例中，且制程控制能力范围内，每个基极接触点2042的设置位置可以是在基极扩散区域204的任何位置，在此并不局限，且为了接触阻值的优化，基极接触点2042并不局限于正圆形或长方形等设计。而每个射极接触点2062则设置于每个射极扩散区域206的块状结构的图形内，通常为图形的中央位置，每两个射极接触点2062间的间距相等。但是在不同实施例中，为了接触阻值的优化，射极接触点2062也可以是复数个圆形接触点或长方形等图案。仅以图2A为例来说，在本实用新型的一个实施例中，于硅晶圆202的一个400umX400um单元上，每个射极扩散区域206为宽度350um的类方型图案块状结构，于方形图案四个角落稍微内缩以释放较大的基极扩散区域空间来安排基极接触点2042，这个角落位置的基极扩散区域204约为宽度 140um的小方型。而两个射极扩散区域206间的最小基极扩散区域204的宽度为50um，基极接触点2042与多个射极接触点2062的宽度则分别为60um与80um。另外，在此需要说明的是，基极扩散区域204、射极扩散区域206、基极接触点2042与射极接触点2062可以藉由沉积、涂布、光罩、雷射或蚀刻等半导体制程来完成，而此半导体制程为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。
依旧参阅图2A，如图2A所示，A载子与B载子位于背接触电极上。A载子是少数电荷载子，而在A载子的上下左右的方向都可到达射极扩散区域206，A载子就可以选择最短路径到达射极扩散区域206。B载子为多数电荷载子，同样在B载子的上下左右皆有基极扩散区域204，B载子就可以选择最短的路径到达基极扩散区域204。藉由本实用新型的背接触电极太阳能电池的结构，无论是多数电荷载子或少数电荷载子都可以找到最佳路径到达基极扩散区域204或射极扩散区域206。相较于传统的背接触电极太阳能电池，只能在左右或上下两个方向去寻找最佳路径，本实用新型的背接触电极太阳能电池的载子传递效率更高。
图2B显示本实用新型实施例的背接触电极太阳能电池设置电极的示意图。如图2B所示，在完成基极扩散区域204、射极扩散区域206、基极接触点2042与射极接触点2062等组件的设置后，为了让所收集到的多数载子可以从基极扩散区域204传递到外部电路，在基极接触点2042上方设置基极电极208。此基极电极208为长条状，且透过每个基极接触点2042，基极电极208可以与基极扩散区域204电性连接。最后基极电极208再与外部电路电性连接，即可将基极扩散区域204所收集到的多数电荷载子(电子)传递到外部电路。相同地，在射极接触点2062上方设置射极电极209，射极电极209也为长条状，透过射极接触点2062，射极电极209可以与射极扩散区域206电性连接，因此可以将射极扩散区域206所收集到的少数电荷载子(电洞)传递到外部电路。然而在不同实施例中，可以在基极接触点2042与射极接触点2062上先填充导电金属材料，再于基极接触点2042与射极接触点2062上分别设置基极电极208与射极电极209。或者基极电极208与射极电极209为接脚(pin)状结构，可以透过接脚从基极接触点2042与射极接触点2062直接与基极扩散区域204和射极扩散区域206电性连接，在此并不局限。另外，基极电极208与射极电极209彼此间为平行，且在基极电极208与射极扩散区域206及射极电极209间为绝缘层，以防止基极电极208与射极电极209电性接触。
另外，在不同实施例中，射极扩散区域206的排列方式或形状或可以不同于图2A所示。举例来说，在图2C的实施例中，所有射极扩散区域206为圆形，且相邻两列的射极扩散区域206可以为交错的方式排列，基极电极208则为锯齿线条形状排列。而在图2D的实施例中，射极扩散区域206为六角形，而基极电极208分布在两个射极扩散区域206间，且基极电极208同样为锯齿线条形状排列。另外，在不同实施例中，如图2E所示，射极扩散区域206也可以为三角形，而射极电极209则以锯齿线条形状排列。上述的实施例，说明本实用新型的射极扩散区域206在不同实施例中可以不同形状的方式呈现，且基极电极208并非都为长条状排列，同样可以让多数电荷载子或少数电荷载子找到最佳路径到达基极扩散区域204或射极扩散区域206。
图3为本实用新型实施例的背接触电极太阳能电池的立体剖面图。如图3所示，图3的太阳能电池30为背部向上，其底层为硅晶圆301，而在硅晶圆301上方为基极扩散区域302，且基极扩散区域302形成有复数个开口(未图示)。然后，在每个开口上设置射极扩散区域303，而在基极扩散区域302与射极扩散区域303上方则为绝缘层304。在绝缘层304上挖开许多个穿孔而形成多个接触点305，在绝缘层304上暴露基极扩散区域302的接触点305为基极接触点3052，在绝缘层304上暴露射极扩散区域303上方的接触点305为射极接触点3054。接着，在基极接触点3052上方设置长条状的基极电极306，射极接触点3054上方设置长条状的射极电极307。由图中可以明显看出，因为绝缘层304的存在，让基极电极306与射极电极307不会与底层射极扩散区域303以及基极扩散区域302作电性接触。透过上述的太阳能电池的设计，让多数载子或少数载子可以找到最短的路径到达基极扩散区域302或射极扩散区域303，加速多数载子或少数载子的传递，减小少数电荷载子的复合损失或是多数电荷载子的横向流动而导致的串联电阻的损失，进而提升太阳能电池的转换效率。
以上所述仅是本实用新型的优选实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (17)

1.一种背接触电极太阳能电池，其特征在于，所述背接触电极太阳能电池包含：
一基极扩散区域，形成有复数个开口；
复数个射极扩散区域，每一所述复数个射极扩散区为一块状结构，位于所述基极扩散区域的所述复数个开口中，且被所述基极扩散区域包围；
复数个基极接触点设置于所述基极扩散区域上，且位于所述复数个射极扩散区域间；以及
复数个射极接触点，每一所述复数个射极接触点设置于每一所述复数个射极扩散区域的中央位置。
2.根据权利要求1所述的背接触电极太阳能电池，其特征在于，所述基极扩散区域、所述射极扩散区域、所述基极接触点与所述射极接触点设置于所述背接触电极太阳能电池的背面。
3.根据权利要求1所述的背接触电极太阳能电池，其特征在于，更包含复数个基极电极与复数个射极电极，每一所述复数个基极电极透过所述复数个基极接触点电性连接所述基极扩散区域，每一所述复数个射极电极透过所述复数个射极接触点电性连接所述复数个射极接触点。
4.根据权利要求3所述的背接触电极太阳能电池，其特征在于，所述复数个基极电极与所述复数个射极电极彼此为电性绝缘。
5.根据权利要求1所述的背接触电极太阳能电池，其特征在于，所述基极扩散区域用于接收多数电荷载子，所述复数个射极扩散区域用于接收少数电荷载子。
6.根据权利要求1所述的背接触电极太阳能电池，其特征在于，最近相邻两个所述复数个基极接触点间的间距为等距，最近相邻两个所述复数个射极接触点间的间距为等距。
7.根据权利要求1所述的背接触电极太阳能电池，其特征在于，每一所述复数个基极接触点位于邻近每一所述复数个射极扩散区域外的一角落。
8.根据权利要求1所述的背接触电极太阳能电池，其特征在于，所述复数个射极扩散区域排列成复数列，相邻两列的所述复数个射极扩散区域为交错排列。
9.根据权利要求1所述的背接触电极太阳能电池，其特征在于，所述复数个射极扩散区域排列成复数列，相邻两列的所述复数个射极扩散区域为彼此对齐。
10.一种背接触电极太阳能电池，其特征在于，所述背接触电极太阳能电池包含：
一硅晶圆；
一基极扩散区域，设置于所述硅晶圆的背面上，且形成有复数个开口；
复数个射极扩散区域，设置于所述硅晶圆的背面，分别位于所述基极扩散区域的所述复数个开口中，每一所述复数个射极扩散区为一块状结构，且被所述基极扩散区域包围；
一绝缘层，设置于所述基极扩散区域与所述复数个射极扩散区域上；
复数个基极接触点，设置于所述基极扩散区域上，且位于所述复数个射极扩散区域间；以及
复数个射极接触点，每一所述复数个射极接触点设置于每一所述复数个射极扩散区域的中央位置。
11.根据权利要求10所述的背接触电极太阳能电池，其特征在于，更包含复数个基极电极与复数个射极电极，每一所述复数个基极电极透过所述复数个基极接触点电性连接所述基极扩散区域，每一所述复数个射极电极透过所述复数个射极接触点电性连接所述复数个射极接触点。
12.根据权利要求11所述的背接触电极太阳能电池，其特征在于，所述复数个基极电极与所述复数个射极电极彼此为电性绝缘。
13.根据权利要求10所述的背接触电极太阳能电池，其特征在于，所述基极扩散区域用于接收多数电荷载子，所述复数个射极扩散区域用于接收少数电荷载子。
14.根据权利要求10所述的背接触电极太阳能电池，其特征在于，最近相邻两个所述复数个基极接触点间的间距为等距，最近相邻两个所述复数个射极接触点间的间距为等距。
15.根据权利要求10所述的背接触电极太阳能电池，其特征在于，每一所述复数个基极接触点位于邻近每一所述复数个射极扩散区域外的一角落。
16.根据权利要求10所述的背接触电极太阳能电池，其特征在于，所述复数个射极扩散区域中，相邻两列的所述复数个射极扩散区域为交错排列。
17.根据权利要求10所述的背接触电极太阳能电池，其特征在于，所述复数个射极扩散区域排列成复数列，相邻两列的所述复数个射极扩散区域为彼此对齐。
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CN108258084A (zh) * 2018-01-26 2018-07-06 扬州乾照光电有限公司 一种柔性薄膜太阳能电池及其制作方法

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