TW201007967A - A process of forming a silicon solar cell - Google Patents

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201007967 ，- · 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於一種形成矽太陽能電池之一 p型紹背電極的 方法’即，一種形成矽太陽能電池的方法。 【先前技術】 一種習知之具有一 P型基部的太陽能電池結構具有一通 常在該電池之前側（「太陽」側）的負電極及一在後側的正 電極。已知落在半導體本體之一 ρ·η接面上的適當波長照 φ 射充當一外部能量源以產生電子-電洞對。存在於一 Ρ_η接 面的電位差促使電洞及電子在相反方向中橫跨該接面移 動，藉此引起一能夠輸送電力至一外部電路的電流之流 動。大多數太陽能電池係呈已被金屬化的石夕晶圓形式，即 設有導電之金屬觸點。 在石夕太陽能電池的形成過程中，鋁膏通常藉網版印刷於 該石夕晶圓之背側上並乾燥。然後該晶圓於高於鋁之熔點的 度燒烤以形成紹-石夕熔化物，之後’在冷卻相期間，形 ® 成摻雜銘的矽磊晶生長層。該層一般稱作背表面電場 (BSF)層’並有助於改善太陽能電池之能量轉換效率。 大多數當前被使用的產生電力的太陽能電池係矽太陽能 電池。量產中的製程流程一般著眼於實現最大的簡化及最 小的生產成本。特別係藉由使用一種諸如金屬膏的網版印 刷之方法而製作電極。 此生產方法之一實例參考圖1描述於下。圖1Α顯示一 ρ型 矽基板10。 140999.doc 201007967 在圖1B中，藉由磷（P)或類似物的熱擴散而形成逆導電 型的η型擴散層20。通常使用三氣氧磷（POCl3)作為氣態磷 擴散源；其他液體源為磷酸及類似物。在沒有任何特定修 改的情況下，該擴散層20被形成於該矽基板1〇之整個表面 上。該p-n接面形成處之該p型換雜物之濃度等於該η型摻 雜物之濃度；ρ-η接面靠近太陽側的習知電池之接面深度 在0.05與0.5 μιη之間。 在此擴散層形成之後，藉由酸諸如氫氟酸蝕刻而從剩餘 該等表面移除過量表面玻璃。 接著，藉由諸如濺鍍或例如LPCVD(低壓CVD)或PECVD (電漿增強CVD)之CVD(化學氣相沉積）的製程於該矽晶圓 之前侧η型擴散層20上形成厚度為〇.〇5與0.1 μπι之間之抗反 射塗層（ARC)30，如圖1D所示。 如圖1E所示’用於前電極的前側銀膏（前電極形成銀 膏）500經網版印刷於該抗反射塗層3〇上接著乾燥。此外， 接著於該基板之背側上網版印刷（或其他塗布方法）一背側 銀或銀/鋁膏70及一鋁膏60且隨後乾燥。通常而言，先在 該矽上網版印刷背側銀或銀/鋁膏成為備用於焊接互連串 (預焊接銅帶）的兩個平行條（匯流排）或矩形物（標籤），接著 於該等裸露區域中略與該後側銀或銀/鋁重疊地印刷該鋁 膏。在一些情況下，該銀或銀/鋁膏係於該鋁膏印刷之後 進行印刷。接著一般在一帶式爐中使該晶圓到達一在7〇〇 到900°C之範圍内的峰值溫度燒烤1至5分鐘。該等前及後 電極可被相繼燒烤或同時燒烤。 140999.doc 201007967 之後，如aiF料，來自該㈣㈣仙在燒烤過程中 溶解石夕，且接著在冷卻過程中形成從該石夕基底1〇蟲晶生長 的共熔層’形成一含有高濃度鋁摻雜劑的卩+層仂。此層通 常稱為背面電場（BSF)層且有助於改善該太陽能電池之電 量轉換效率。在此蟲晶生長層表面上通常存在有Μ層。 該鋁膏藉由燒烤從一乾燥狀態60轉變為一鋁背電極61。 該背侧銀或銀/m7G同時被燒烤，成為—銀或銀/銘背電 極71 ^在燒烤過程中，在該背側鋁及該背側銀或銀/鋁之 β 間的界面假設為合金狀態，且亦被電連接❹部分由於需要 形成一Ρ+層40，該鋁電極佔據該背電極的大部分面積。由 於不可能知接至一鋁電極，因此一銀或銀/鋁背電極藉由 預先焊接銅帶或類似物而形成於該背側之部分上（通常作 為2到6 mm寬之匯流排）作為用於互連太陽能電池的電極。 此外，該前側銀膏500在燒烤時燒結並穿透該抗反射層 30，並藉此可電接觸該n型層2〇。此類型之製程通常被稱 作「穿透燒烤」。此穿透燒烤狀態在圖1F之層501中顯而易 ❹見。 如上所述’該矽太陽能電池包括一抗反射塗層，其一般 藉由CVD製程，尤其係LpCVD製程塗布。現今之矽太陽能 電池的抗反射塗層一般為氮化矽（SiNx)層之形式。如果在 藉由CVD在該專石夕晶圓之前側上形成該氮化石夕抗反射塗層 的過程中不提供使用特殊背側覆蓋機構方面的特別努力， 將無法避免一些非需要的氮化矽亦沉積於該等矽晶圓之背 側。這些可視覺察覺的氮化矽過剩物具有沿著該等矽晶圓 140999.doc 201007967 之背側上之邊緣延伸的皺紋形式，且其覆蓋例如該等石夕晶 圓之背側之5%到20%的面積。此等氮化矽背側污染物不僅 減弱在燒烤後所得的在該矽晶圓之背側及該鋁背電極之間 的粘合，且與使用前述之特殊背側覆蓋而製造的矽太陽能 電池（即沒有氮化矽背側污染物的矽太陽能電池）相比，其 亦損害該最終矽太陽能電池的電性能（電場）。鑒於該石夕太 陽能電池的長使用壽命，在燒烤之後獲得的在該矽晶圓之 背側及該鋁背電極之間較好的粘合係重要的。 適用於矽太陽能電池之背側電極的製造且包括氧化鎂的 鋁膏已見於JP-A-2004152827中。 【發明内容】 現已發現^使用包括某種含鎂添加物的I呂膏製造石夕太陽 能電池之背側電極時，由在前側設有氮化矽抗反射塗層且 在背側受氮化矽過剩物污染之矽晶圓製成的矽太陽能電池 之電性能可被改善。此外，在燒烤後所得的在該矽晶圓之 背側及該鋁背電極之間的粘合亦可被改善。 因此，本發明關於一種製造一矽太陽能電池之方法其 包括如下步驟： η型區域及一 p_n接面的矽晶 ⑴在一具有一 P型區域 圓之背側上塗布一叙杳，日封 & 骨且該矽日日圓前側上設有氮化矽抗 反射層及在其背側受氮化矽污染及 (i〇燒烤具有該叙杳 貪之表面’猎以使該晶圓達到700到 900°C之一峰值溫度， 其中該鋁膏包括微粒狀鋁、至少一種選自由氧化鎂、在 140999.doc 201007967 步驟（π)燒烤後可形成氧化鎂之鎂化合物及其任意組合所 組成之群組的含㈣加物、及包括有機溶劑的有機媒介物 (有機介質）。 藉由本發明之方法獲得的矽太陽能電池與以相同條件但 使用不含鎂添加物之㈣製造时太陽能電池的區別在於 增強的電性能（電場）。此外，構成該等矽太陽能電池的鋁 背電極與該等矽晶圓之背側之間的的粘合可被改善。其優

點為在該料晶圓之前側上製造該氮化魏反射層時不需 使用任何特殊的背側覆蓋。 本發明亦關於一種改善矽太陽能電池之電性能（電場）之 方法，其包括如下步驟： (i’)提供-具有一 P型區域、一 n型區域及一 pn接面的矽 晶SI ’且㈣晶15前側上設有氮化魏反射層及在其背側 受氮化矽污染， (i)在該矽晶圓之背側上塗布一鋁膏，及 (11)燒烤具有該鋁膏之表面藉以使該晶圓達到7〇〇到 900°C之一峰值溫度， 其中該㈣包括微粒狀紹、至少—種選自由氧化鎮、在 步驟⑼之燒烤後可形成氧化鎂之鎂化合物及其任意組合 所組成之群組的含鎂添加物、及包財機溶劑的有機媒介 物。 【實施方式】 在本發明之方法的步驟（〇中，提供具有—p型區域、一 型區域及-Ρ·η接面且在其_具錢切抗反射塗層及 140999.doc 201007967 在其背側受氮化矽污染的矽晶圓，此等矽晶圓及其製造方 法為熟知本技藝者已知，且其無需反復解釋；因此參考 「本發明之先前技術」段落。該等矽晶圓可包括單晶或多 晶矽且其可具有一在例如100到250 cm2範圍内的面積及— 在例如180到3 00 μπι範圍内的厚度。 在本發明之方法的步驟⑴中，將鋁膏塗布於具有—ρ型 區域、一η型區域及一ρ_η接面且在其前側具有氮化矽抗反 射塗層及在其背側受氮化矽過剩物污染的矽晶圓之背側 使用於本發明之方法的步驟⑴中的鋁膏包括：微粒狀 鋁、至少一種選自由氧化鎂及/或在步驟（Η)之燒烤後可形 成氧化鎂之鎂化合物的含鎂添加物、有機媒介物及，在一 實施例十，亦包括一或多種玻璃炫料組合物。 該微粒狀銘可包括鋁或與一或多種其他金屬，例如， 鋅、錫、銀及鎂的鋁合金。在鋁合金的情況下，該鋁含量 為，例如，99.7到小於100 wt %。該微粒狀鋁可包括多種 形狀的銘顆粒，例如紹薄片、球面形铭粉、結節狀(不規 /狀）紹卷或其任意组合。在一個實施例中，微粒狀紹 為紹粉形式。該銘粉之平均顆粒尺寸$，例>，4到10 卿。基於鋁膏總組合物，該微粒狀鋁可以洲⑽% , 或在-實施例中’以_75 wt%的比率存在於該等銘膏 中。 在本說明及申請專利範圍中，使用用語「平均粒徑 處在 A , . 其應意為藉由雷射散射測定的平均粒徑（平均顆粒直 徑 140999.doc 201007967 d50) 〇 在本說明及巾請專利範时㈣平均粒徑的所有陳述都 關於在該鋁膏組合物中存在的相關材料之平均粒徑。 存在於該等銘膏令的微粒狀銘可伴隨有其他顆粒狀金 屬’例如銀或銀合金粉末。此等其他微粒狀金屬之比率 為，例如微粒狀鋁及微粒狀金屬總量之〇到1〇”.％。 該銘膏包括呈少-種選自由氧化鎂及/或在步驟⑼之燒 ，後可形成氧㈣之鎮化合物的相添加物。基㈣膏總 組合物，該等-種、兩種或更多種含鎮添加物可以相當於 〇，1工到5就％，或在一實施例中，相當於以則w改錢 總貝獻量的總比率存在。 在-實施例中’氧化鎂作為含鎂添加物包含於該銘膏 。在一其他實施例中’僅包括含鎂的添加物。該氧化鎮 可具有-在例如1〇 _〇师，或在_實施例中在4〇 nm到5 μηι之範圍内的平均粒徑。 =果包括氧化鎮本身，其必須不與可形成可視情況含於 中之4多種破璃熔料之構成份的氧化鎂混淆。 在步驟⑼之燒烤後可形成氧化鎂的該等鎂化合物可為 固體化合物’在其不溶解於該紹膏之有機媒介物中的情況 下，其可以微粒形式存在於該链膏中。在後者情況下其可 具有例如1〇η_1〇μΐη，或在-實施例令，為4“_5 μιη的平均粒徑。 :包含於該銘膏中之在步驟（ii)之燒烤後可形成氧化鎂 、化合物之實例包括某些熱可分解無機鎂化合物，亦即 140999.doc 201007967 在熱的作用下分解成氧化鎂及氣態分解產物的無機鎂化合 物°此等熱可分解無機鎂化合物之實例包含氫氧化鎂、碳 酸鎂及硝酸鎂》可包含於該鋁膏中之在步驟（ii)之燒烤後 可开> 成氧化鎮的鎂化合物之其他實例包括鎂有機化合 物。術語「鎂·有機化合物」意為分子中包括至少一個有 機基團之鎂化合物。舉例來說，在有大氣氧或空氣濕度存 在下，在於該鋁膏之製備、儲存及應用過程中普遍遭遇的 條件下’該等鎂-有機化合物係穩定或基本上穩定。在塗 佈條件下，特別係在將該鋁膏網版印刷至該矽晶圓的受氮 化石夕污染之背侧上時普遍遭遇的這些條件下，其亦成立。❹ 然而’在燒烤該鋁膏時，該鎂-有機化合物之有機部分將 被或將基本被移除，例如，燒除及/或碳化。在製備該等 紹膏時’該等鎂-有機化合物可直接添加或作為有機溶劑 中的溶液添加。在一實施例中，該等鎂-有機化合物包括 鎮-有機鹽化合物。合適的鎮-有機鹽化合物之實例特別包 含樹脂酸鎂（酸性樹脂特別係具有羧基之樹脂之鎂鹽）及羧 酸鎮（敌睃鎂鹽）’例如醋酸鎂、辛酸鎂、新癸酸鎂、油酸❹ 鎂及硬脂酸鎂。 在一實施例中’該鋁膏包括至少一種玻璃熔料組合物作 為無機枯結劑。該等玻璃熔料組合物可含有PbO ;在一實 施例中’該等玻璃熔料組合物可無鉛。該等玻璃熔料組合 物可包括於燒烤後經受再結晶或相分離並釋放一具有一軟 化·點低於原始軟化點的分離相之玻璃熔料的玻璃熔料组合 物。 140999.doc -10· 201007967 該等玻璃熔料組合物之（原始）軟化點（玻璃轉變溫度，藉 差熱分析儀DTA以10 K/分鐘的加熱率測定）可在325到 600°C的範圍内。 该等玻璃熔料展現藉由雷射散射測定的平均粒徑（平均 顆粒直徑）在例如2到20 μιη之範圍。在鋁膏包括玻璃熔料 的情況下，基於鋁膏總組合物，該（等）玻璃熔料含量可為 0.01到5 wt·% ’在一實施例中，為〇」到2 wt %，或在另一 實施例中，為〇_2到1.25 wt.%。 ❹ 些可用於該銘膏中的玻璃溶料在技術中係習知的。一 些實例包含硼矽酸鹽及鋁矽酸鹽玻璃。實例進一步包含氧 化物之組合，例如：可單獨或組合使用以形成玻璃粘結劑 的 B2〇3、Si〇2、Al2〇3、CdO、CaO、BaO、ZnO、Na20、

Li20、PbO、及 Zr02。 該等習知玻璃熔料可為硼矽酸鹽玻璃熔料，例如蝴石夕酸 鉛玻璃熔料、叙、鎘、鋇、鈣或其他驗土,矽酸鹽玻璃熔 料。該玻璃熔料的製備係熟知的’且舉例來說，包含將玻 ❹璃構成份共同熔化成該等構成份之氧化物形式及將此等熔 化組合物灌注於水中以形成該熔料。當然，該等批量成分 可為任何將在玻璃熔料製造之一般條件下產生所需氧化物 的化合物。舉例來說，氧化硼將從硼酸中獲取，二氧化梦 將從打火石中製取，氧化鋇將從碳酸鋇中製取，等等。 該玻璃可用水或惰性低粘度、低沸點有機液體於一球磨 機中研磨以降低該玻璃熔料之粒徑及獲得實質上均一尺寸 的玻璃熔料。然後其可於水或該有機液體中沉降以分離精 140999.doc •11· 201007967 細料’且含有該等精細料的上層液趙可被移除。亦可使用 其他分類方法。 該等玻璃可藉由習知玻璃製造技術製備，藉由以所需比 率昆。所需組分並加熱該混合物以形成熔化物。如本技術 、‘、、力…可進行至一峰值溫度並持續使該熔化物完全 成為液體且均質的時間。 該铭膏包括有機媒介物。可使用廣泛種類之惰性枯性材 料作為有機媒介物。該有機媒介物可為其中該等微粒狀構 成份（微粒狀叙、微粒狀且不可溶解的含鎂添加物'若需 要的玻璃溶料）可以一適當穩定度分散者。該有機媒介物 之該等性質’特別係流變性質可使得其對該紹膏組合物提 供良好塗佈性質，包含：不可溶固體的穩定分散、供塗布 特別係網版印刷的適當枯性及觸變性、石夕晶圓基板及膏狀 固體的適當可濕性、—良好的乾燥率及良好的燒烤性質。 使用於該銘膏中的有機媒介物可為非水性惰性液體。該有 機議可為有機溶劑或有機溶劑混合物；在一實施例 中β亥有機媒介物可為有機聚合物於有機溶劑中的溶液。 在二實施例中，用於此目的的該聚合物可為乙基纖維素。 可單獨使用或組合使用的聚合物之其他實例包含經乙基纖 維素、木松香、酚醛樹脂及低級醇之聚(甲基)丙烯酸酯。 合適的有機溶劑之實例包括醋醇及諸如α-松油醇或β-松油 醇的松烯或其與諸如煤油、鄰笨二甲酸二丁醋、二乙二醇 單丁醚、二乙二醇單丁醚醋酸酯、己二醇及高沸醇之其他 溶劑的混合物。此外’在銘膏塗布於該石夕晶圓背側之後促 140999.doc 201007967 進快速固化的揮發性有機溶劑可被包含於誃 中。可調配這些及其它溶劑的各 斑Λ 、介物 性要求。 ]的各種組合以獲得枯度及揮發 基於铭膏總組合物，該紹膏中的有機溶劑含量可在5到 25Wt.%，或在一實施例中，在_2〇wt.%的範圍内。 基於紹膏總組合物’該(等)有機聚合物可以。到20 …’或在-實施例中，為5mG wt.%範圍内的比 於該有機媒介物中。 參 該銘膏可包括-或多種有機添加物，例如表面活性劑、 增稠劑、流變改性劑及敎劑。該（等）有機添加物可騎 有機媒介物之—部分。然而，在製備該紹膏時亦可個別添 加該（等）有機添加物。基於鋁膏總組合物，該（等）有機添 加物可在例如0到10^.%範圍内的比率存在於該鋁膏中。… 該等鋁膏中有機媒介物的含量可依據於塗布該鋁膏之方 法及所用有機媒介物種類而異，且其可改變。在_實施例 中，基於鋁膏總組合物，其可為2〇到45 wt %，或者在^ 實施例中’其可在22到35 wt %的範圍内。2〇到45 % %的 數量包含有機溶劑、可能的有機聚合物及可能的有機添加 物。 在一實施例中，該鋁青包括 70到75 wt.%的微粒狀鋁， 總比率相當於〇_2到1 wt·%之鎂總貢獻量的含鎂添加物， 〇·2到1.25 wt·%的一或多種玻璃嫁料， 1〇到20 wt.%的一或多種有機溶劑， 140999.doc -13- 201007967 5到10wt_〇/〇的一或多種有機聚合物，及 〇到5 wt.%的一或多種有機添加物。 該鋁膏為粘性組合物，其可藉由將該微粒狀鋁、該（等） 含鎖添加物及該（等）視需要的玻璃熔料組合物與該有機媒 介物機械混合而製備。在一實施例中，該製造方法可使用 等效於傳統輥軋的動力混合分散技術；亦可使用輥軋或其 他混合技術。 該鋁膏可直接使用或可經稀釋，例如，藉由添加額外有 機溶劑而稀釋；因此，該鋁膏之所有其他組成物的重量百 分比可被降低。 在根據本發明之該方法的步驟⑴中鋁 爛之受氮切污染的背側上，即，塗布於該背：的二 或將不被其他貪侧金屬膏特別係、背側銀或銀/铭膏覆蓋的 該等表面部分。可以—例如15⑽㈣的㈣厚度 塗布。該銘膏塗布方法可為印刷，例#，矽膠片印刷，或 者在貫施例中，為網版印刷。該鋁膏當使用 8一純耐料計及14號轉子㈣_之轉子轉速及 在25C之溫度測量時，該紹膏之塗布枯度可為2〇到· Pa_s。 在該銘膏塗布至該矽晶厠 圓之又氮化矽污染的背側之後 其可經例如使該晶圓達到— 在1 〇〇到300 C範圍内的峰值 度1到100分鐘而乾燥。乾燥 早辟J藉由使用，例如，帶式、 轉式或固定式乾燥，姑^丨^ °特別係IR(紅外）帶式乾燥器而 灯0 140999.doc 201007967 在其被塗布後或，在—實施 後，該紹膏在根據本發明之方法的㈣在其被塗布並乾燥 成以㈣電極。燒烤可在例如使該梦；= 皮燒烤以形 _範圍：的峰值溫度1到5分鐘而進行。燒烤可藉： 用例如’単區或多區帶式爐，特別係 行。谱娃技认备!+ 帝式爐而執 :非氣存在下進行。在燒烤期間，包 有機材料及在可能的乾燥步财未被揮發之有 機部分的該有機物質可被移除，即燒除及 =聚ί:烤時被移除的有機物質包含有機溶劑， :有：聚合物、可能的有機添加物及可能的鎮-有機化合 =有機部分。在該銘膏包括於在步驟⑻燒烤後可形成 ^化鎮之鎂化合物的情況下，由該鎂化合物所提供的鎂在 燒烤後作為氧化錤保留或基本上作為氧化鎮保留。在銘膏 包括玻璃熔料的情況下，在燒烤時可能產生另一製程，即 燒結該玻璃溶料。燒烤可作為所謂的與其他已被塗布至該 石夕晶圓的金屬膏共同燒烤而執行，該等金屬膏即為已被塗 布以在該燒烤處理中在該晶圓之表面上形成前側及/或背 侧電極的前側及/或背侧金屬膏。一實施例包含前側銀膏 及背侧銀或背側銀/鋁膏。 接著，參考圖2,說明根據本發明之方法而製備的矽太 陽能電池之非限制性實例。 首先，製備矽晶圓基板1〇2。在該矽晶圓設有氮化矽抗 反射塗層（一般在靠近該表面具有p_n接面）的光接收側面 (別側表面）上，安置前侧電極（例如主要由銀構成之電 140999.doc -15* 201007967 極）104(圖2A)。在該石夕晶圓受氮化石夕污染的背側上，塗抹 銀或銀/銘導電膏（例如可從E I Du pont de Nemours &

Company購得之PV202或PV502或PV583或PV581)以形成匯 流排或標籤以便生成與設置於並聯電配置中的其他太陽能 電池的互連。在該矽晶圓之受氮化矽污染的背側上，包括 該（等）含鎂添加物並被用作該太陽能電池之一背側（或卩型 觸點）電極106的鋁膏藉由網版印刷使用能使之與上述之銀 或銀/鋁膏略重疊的圖形而塗抹，然後乾燥（圖2b)。該等金 屬膏之乾燥係於例如IR帶式乾燥器中使該晶圓達到1 〇〇到 300°C之間之峰值溫度進行1到10分鐘。此外，該鋁膏可具 有一 15到60 μιη的乾膜厚度，該銀或銀/鋁膏之厚度可為15 到30 μιη。此外，該鋁膏及該銀或銀/鋁膏之重疊部分可為 大約0.5到2.5 mm。 接著’所得基板於例如帶式爐中使該晶圓達到7〇0到 900 C的峰值溫度燒烤1到5分鐘，因而獲得所需石夕太陽能 電池（圖2D)。自铭膏形成一電極11〇，其中該紹膏已被燒 烤以移除該有機物質’在該鋁膏包括在燒烤後可形成氧化 鎂之鎂化合物的情況下，係形成氧化鎂，且在該鋁膏包括 玻璃熔料的情況下，係燒結該玻璃熔料。 如圖2D所示之使用該鋁膏獲得之矽太陽能電池在該矽基 板102之光接收面（表面）具有電極1〇4，在該背側具有主要 由鋁構成的鋁電極110及主要由銀或銀及鋁形成之銀或銀/ 鋁電極112(藉由燒烤銀或銀/鋁膏1〇8而形成）。 實例 140999.doc 16 201007967 (1)太陽能電池之製造 如下形成太陽能電池： ⑴在Si基板[面積為243 cm2厚度為200 μιη的多晶矽晶 圓、ρ型（硼）塊狀矽、具有以η型擴散之P0C13發射極、表 面由酸紋理化、SiNx抗反射層（ARC)藉由CVD塗布於該晶 圓之發射極上、該矽晶圓之背面面積的1 5%由一大約50 nm厚的矩形SiNx層覆蓋，該SiNx層藉由CVD人工塗布以 模擬SiNx污染物、在該前表面具有一20 μιη厚的銀電極（可 _ &E.I. Du Pont de Nemours & Company購得之PV145銀組合 物）]之背面，印刷Ag/Al膏（PV202，可從E.I. Du Pont de Nemours & Company購得之Ag/Al組合物）並乾燥為5 mm寬 的匯流排。然後，一用於太陽能電池之背面電極的鋁膏以 30 μιη的乾膜厚度網版印刷提供該鋁膜與該Ag/Al匯流排在 兩個邊緣重疊1 mm以確保電連續性。經網版印刷的鋁膏在 燒烤之前予以乾燥。 該等示例性鋁膏包括72 wt.%的空氣霧化鋁粉（平均粒徑 參 6 μιη)、26 wt.%的聚合物樹脂及有機溶劑之有機媒介物、 及0.5 wt.%的玻璃熔料。該等示例性鋁膏B至C(根據本發 明）包括氧化鎂（平均粒徑8 μιη)，而該對照實例A鋁膏（比較 例）不包括氧化鎂。 (ii)接著經印刷之該等晶圓以3000 mm/分鐘的帶速烘焙 於一 Centrotherm爐中，區域溫度界定為1區=450°C，2區 = 520°C，3區=570°C，且最終區域設為950°C，從而使該等 晶圓達到850°C的峰值溫度。燒烤後，該金屬化晶圓成為 140999.doc -17- 201007967 一種功能性光伏打裝置。 開始測量電性能及SiNx污染區域中的燒烤枯著。 (2)測試步驟 效率 根據上述方法形成的該等太陽能電池被置於—市售ιν 測試器（由EETS有限公司提供）以測量光轉換效率。該^ 測試器中的燈模擬一已知強度（大約1000 w/m2)的陽光並 對該電池之發射極照明。之後被印刷於該燒烤電池上的該 等金屬化物與四個電探針接觸。對電阻排列測定由該等太 陽能電池產生的光電流（Voc，開路電流電壓；Isc，短路電 流）以計算該1-V反應曲線。隨後自該I-V反應曲線導出填充 因數（FF)及效率（Eff)值。 燒烤粘著 為測量該等A1金屬化物的粘著強度，使用剝離試驗測定 自該燒烤晶圓之背面之受SiNx污染部分移除的材料量。為 此目的，施加一透明膠帶層然後剝離。表〗中的該等粘著 數字顯示該金屬膏粘著性隨該組合物中氧化鎂含量增加而 增加。 表1中提到的實例A到C說明該等鋁膏之電性質作為氧化 鎂含量相較於不含有氧化鎂之標準組合物（對照組）的函 數。表1中的數據確認使用根據實例C之鋁膏製成的該 等太陽能電池的電性能相比於由根據該對照實例A之鋁膏 製成的太陽能電池有明顯改良。該A1_BSF厚膜層與該電池 之背面之受SiNx污染區域的粘著顯示受到改善。 J40999.doc 18· 201007967 表1 *，在該矽晶圓背面受SiNx污染之部分上無粘著損失的 面積％ 實例 wt.% MgO wt.% 玻 璃熔料 Voc (mV) Isc (A) Eff(%) FF (%) 粘著 (面積％)* A (對照組） 0.0 0.5 589.9 6.4 9.7 63.9 65 B 0.2 0.5 604.6 7.3 13.5 67.7 85 C 1.0 0.5 605.4 7.7 14.1 70.2 95 【圖式簡單說明】 ® 圖1A到圖IF顯示一製程流程圖，該流程圖示例性說明 設有氮化矽抗反射塗層之矽晶圓的矽太陽能電池的製造。 圖2A到圖2D解釋本發明之矽太陽能電池之製造方法。 【主要元件符號說明】 10 P型矽基板 20 n型擴散層 30 SiNx抗反射塗層 40 P+層（背表面電場，BSF) 60 在背側上形成之鋁膏 61 鋁背電極（藉燒烤背側鋁膏所得） 70 在背側上形成之銀或銀/鋁膏 71 銀或銀/鋁背電極（藉由燒烤背側銀或銀/鋁膏 所得） 102 矽基板（在其前側設有氮化矽抗反射塗層且 背側受氮化矽污染之矽晶圓） 140999.doc -19- 201007967 104 光接收表面側電極 106 用於第一電極的膏組合物 108 用於第二電極的導電膏 110 第一電極 112 第二電極 500 在前側上形成之銀膏 501 銀前電極（藉燒烤前側銀膏所得) 140999.doc -20-

Claims (1)

1. 201007967 七、申請專利範園： ι_ -種製造矽太陽能電池之方法，其包括如下步驟·· ⑴在-具有-P型區域、一 n型區域及一 pn接面的發 晶圓之背側上塗布H該梦晶圓前側設有氮化石夕抗 反射層且在其背側受氮化矽污染，及 几 (ii)燒烤具有該紹膏之表面，藉以使該晶圓達到7 900°C之一峰值溫度， 至少一種選自由氧化鎂、 鎂之鎂化合物及其任意組 、及包括有機溶劑的有機

   其中該鋁膏包括微粒狀鋁、 在步驟（ii)之燒烤後可形成氧化 合所組成之群組的含鎂添加物 媒介物。 其包括如下步 一種改善矽太陽能電池之電性能之方法 驟： ⑺提供一考重具有- P型區域、一—區域及m接面 的石夕晶圓’並在其前側上設有氮切抗反射層且在其背 側受氮化矽污染， (1)在該矽晶圓之背側上塗布—鋁膏，及 (u)烘烤具有油膏之表面，藉以使該晶圓達到彻到 900°C之一峰值溫度， 少一種選自由氧化鎂、 之鎂化合物及其任意組 及包括有機溶劑的有機 其中該銘膏包括微粒狀铭、至 在步驟（π)之燒烤後可形成氧化鎂 合所組成之群組的含鎂添加物、 媒介物。 3·如請求項1或2之方法 其中基於鋁膏總組合物，該鋁膏 140999.doc 201007967 包括一或多種總比率為0.01到5 wt.%的玻璃熔料。 4.如請求項1或2之方法，其中基於鋁膏總組合物，該微粒 狀鋁係以50到80 wt.%的比率存在。 5·如請求項1或2之方法，其中基於鋁膏總組合物，該等一 種、兩種或更多種含鎮添加物係以總比例相當於0.1到5 wt.%之鎂總貢獻量存在。 6.如請求項丨或2之方法，其中該鋁膏僅包括一種含鎂添加 物，其為氧化鎂。 7_如請求項之方法，其中在步驟卩丨）之燒烤後可形成氧 化鎮的該等鎂化合物係選自氫氧化鎂、碳酸鎂、硝酸 鎮、樹脂酸鎂及羧酸鎂。 8_如凊求項丨或2之方法，其中該有機媒介物進一步包括有 機聚合物及/或有機添加物。 其中該鋁膏之塗布藉由印刷而執 9.如請求項1或2之方法， 行。 I 0.如玄奎 d? T5 1 上、~ ..

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