TW201034225A - Method of fabricating a solar cell - Google Patents

Description

201034225 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種太陽能電池面板之製作方法，且 特別是有關於一種太陽能電池面板之背面電極的製作方 法。 【先前技術】 目前太陽能電池的製作通常於製作其背面電極時，可 ❹ 如美國專利第6982218號所示，其製程步驟為對一半導體 晶圓之背面（即背光面）沈積·一純化層（passivation layer )， 再形成一鋁金屬層於純化層上，最後利用雷射燒結技術之 雷射光束對金屬層透過依據有預定圖形（如線條、線性或 點狀圖形）的網格進行照射，使得金屬層受熱產生熔融現 象’而通過純化層與晶圓產生共晶結構’以形成預期圖形 的背面電極，也同時完成晶圓背面的鈍化處理 (passivation)，藉此降低背面複合載子的速率。 〇 然而，取得雷射燒結配備及使用雷射燒結配備進行燒 結工作的成本相當昂貴，加上使用雷射光束對金屬層進行 雷射燒結工作時，亦有產生對晶圓造成破壞的風險。如此 一來，若能提供另種技術方法，既可降低取得成本，又可 維持使用雷射燒結技術原有的效果，便成為業界亟欲改良 的課題。 【發明内容】 有鑑於此，本發明之一目的在提供一種太陽能電池面 4 201034225 * 板的製作方法，藉以取代雷射繞結技術，可大幅降低製作 成本’達成晶圓背面的純化處理，又可維持使用雷射燒結 技術原有降低背面複合載子速率及增強長波段頻率響應的 效果。 本發明之另一目的在提供一種太陽能電池面板的製作 方法，降低對晶圓造成破壞的風險。 根據本發明之上述目的’提出一種太陽能電池面板的 製作方法，其中之步驟包括提供一半導體晶圓基板，半導 ❹ 體晶圓基板之一迎光面上依序具有一發射極層及一抗反射 層，及一背光面上具有一氧化層，於是依據一預定圖形塗 佈一蝕刻膠於該氧化層上，使得蝕刻膠於氧化層上產生一 深至半導體晶圓基板之背光面之凹陷部，接著，形成一金 屬層於氧化層上，尤其將金屬層填滿此凹陷部，再將此未 完成之太陽能電池面板加熱至一第一溫度，使得此凹陷部 中之金屬層與半導體晶圓基板產生共晶結構，而成為一背 面電極。 e 【實施方式】 本發明以下於此說明書中所敘述之一第一特徵的結揭 覆蓋或位於一第二特徵的卜 、丄t 一# 竹戳的上方，廷可能包含了此第一和第 一特徵為直接接觸的實丨 -射…w〜 例但可能也包含了此第-和第 一特徵之間插入額外特徵的實施例，即表示此第一和第一 特徵並非直接接觸。 衣丁㈣和第一 供i陽能電池面板的製作方法’以下為損 供實施例之製作步驟，以進一步闡明本案之技術特徵： 201034225 ' 步驟（201)提供一半導體晶圓基板11 (即P_type層 orN-type層），半導體晶圓基板11之兩對應面分別具有一 用以面對外來光線之迎光面111，及一背對迎光面Hi之背 光面112，其中半導體晶圓基板11可為一單晶矽晶圓 (monocrystalline )或多晶石夕晶圓（multicrystalline)。 步驟（202)將半導體晶圓基板11之迎光面nl及背 光面112上分別形成一第一氧化層121及一第二氧化層 122 ’其中第二氧化層122的形成可視為一鈍化層，使得半 參 導體晶圓基板11之背光面112具有達成純化處理 (passivation)的效果。此些氧化層的形成可藉由濕式氧化 (Wet Oxidation )、乾式氧化（Dryt Oxidation )及電漿辅助 化學沉積（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition， PECVD)等方式所製成。 步驟（203)利用濕化學技術（Wet-Chemical)去除半 導體晶圓基板11之迎光面111上之第一氧化層121。 步驟（204)對半導體晶圓基板11之迎光面111上進 φ 行擴散製程（diffusion)，其中形成一發射極層13( emitter， 即與半導體晶圓基板11相反的P-type層或N-type層）， 例如：氮化層（N+ layer)於半導體晶圓基板11之迎光面 111上，且再利用鱗玻璃移除（Phospho-Silicate Glass etching ’ PGE)的技術去除發射極層13上之一層矽酸磷玻 璃（Phospho-Silicate Glass，PSG)。 步驟（205)形成一抗反射層14於發射極層13上，其 中抗反射層14，例如可以電漿輔助化學沉積（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)形成於發 201034225 射極層13上’且抗反射層14之材質可例如為氮化物 (nitride )或氧化物（0Xide)。 步驟（ 206)透過一具有預定圖形之網格，將一蝕刻膠 15塗佈至第二氧化層122上，使得蝕刻膠15隨預定圖形 的輪廓朝半導體晶圓基板11之迎光面Π1進行餘刻，直到 第二氧化層122上形成一 /多個凹陷部（或破孔）i5i為止， 此凹陷部151穿過第二氧化層122而顯露出半導體晶圓基 板11之背光面112’其中，蚀刻膠15的成分為氟化氫錄 參（Ammonium hydrogen difluoride)以及蟻酸（F0rmic acid)等，蝕刻膠15係可以對應氧化層材質及厚度之時 間範圍（例如20〜60秒）進行钱刻，且此網格為可抗侵 蝕的材質。 當然凹陷部151形成後，可以清水（DI water )清洗未 完成之太陽能電池面板10之凹陷部151及其鄰近位置上殘 餘之膠料。 步驟（207 )利用網印方式，依據另一預定圖形印刷一 ❹銀膠至抗反射層14上，並將此未完成之太陽能電池面板 10通過一快速燒結爐進行一溫度（約7〇〇度〜900度）之 燒結程序以接受之加熱，使得另一預定圖形之銀膠可穿透 抗反射層14，並與半導體晶圓基板11之迎光面in產生 共晶結構，形成矽化銀的合金161，而成為太陽能電池面 板10之正面電極16。 步驟（208)利用濺鍵（sputtering )、蒸鑛（Evaporation ) 或沈積（deposition)的方式，於第二氧化層122上形成一 金屬層17且金屬層17係以大面積地布滿或全部地布滿於 201034225 第二氧化層122上’尤其將金屬層17填滿此凹陷部151， 且金屬層17可以例如為含有鋁、鈦或銅等的金屬。 步驟(209)再將此未完成之太陽能電池面板丨〇接受退 火/回火（anneal)或高速加熱的處理(Rapid thermal processing, RTP)，藉由另一溫度（約350〜400度）之加 熱，使得此凹陷部151中之金屬層17與半導體晶圓基板 11產生共晶結構，形成矽化物金屬的合金171’而成為太 陽能電池面板10之背面電極。 步驟（210)對發射極層13進行邊緣隔絕(edge isolation) 處理，使發射極層13對外絕緣。 如此，太陽能電池面板1〇便町完成背面電極，而不需 使用高成本的雷射燒結技術，仍<達成晶圓背面的鈍化處 理（passivation)’又可降低背面複合載子速率的效果及增 強長波段頻率響應。 在此值得一提的是’步驟（207)中對抗反射層14上 之銀膠進行燒結之程序亦可先烘乾銀膠後，再與步驟(2〇9) 時之未完成之太陽能電池面板10共同進行加熱。 雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非甩 以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在 不脫離本發明之精神和範圍内，當可作各種之更動與潤 ，，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍i斤界 定者為準。 【圖式簡單說明】 為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例 201034225 能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下： 第1圖係繪示依照本發明較佳實施例所示之流程圖。 第2A-2I圖係繪示第1圖所表示之流程之結構示意圖。 【主要元件符號說明】 14 :抗反射層 15 :蝕刻膠 151 :凹陷部 16 :正面電極 161、171 :合金 17 :金屬層 步驟：201-210 10 :太陽能電池面板 11 :半導體晶圓基板 111 :迎光面 112 :背光面 121 :第一氧化層 122 :第二氧化層 13 :發射極層

Claims (1)

1. 201034225 七、申請專利範圍·· 1. -種太陽能電池面板的製作方法 具有面半板二該半導_基板上 極層及-:反射層’該背光面:具有-發射 上產生一凹陷部； 该蝕刻膠於該氧化層 陷部形=__氧化層上’且該金屬層填滿該凹 〇心=:池面板’使該凹陷部中之該金屬層 背面板產生共晶結構，該金屬層並形成一 μ2廢Γ請專利範圍第1項所述之製作方法，其中該 氧化層為一純化層。 範圍第1項所述之製作方法，其中提 供1+導體曰曰圓基板之步驟時，其詳細步驟為. 個氧化層於該半導體晶圓基板之 面及該背光面上； μ Hr濕化學技術絲該半導體晶®基板於該迎光 面上的該氧化層； 利用、擴散製程’形成該發射極層於該半導體晶圓 基板之該迎光面上；以及 ^!!=電漿輔助化學沉積方式，形成該抗反射層於 該發射極層上。 201034225 氧化專利範圍第3項所叙製作方法，其中該 學沉積方式所製成。电果稀助亿 如申請專利範圍第1項所述之製作方法，其中塗 膠於該氧化層上之步驟中，更包括搭配—具有 形之網格，將該蝕刻膠塗佈至該氧化，盆 ❿=部深至該半導體晶圓基板之該背光面，並顯露出 u半導體晶圓基板之該背光面。 * 中請專利範圍第5項所述之製作方法，其中該 指包括氟化氫銨以及蟻酸，係以2 時 圍進行飯刻該氧化層。 叫的時間範 7.如申請專利範圍第1項所述之製 ❹一減鑛、一蒸鑛或-沈積的方式，形:於: 其中該 ，其中該 ，其中加 金製作方法 項所述之製作方法 項所述之製作方法 9. 如申請專利範圍第8 金屬層含有鋁、鈦或銅。 10. 如申請專利範圍第1 201034225 第一溫度範 熱該太陽能電池面板之步碌中，更藉$ 圍’對該太陽能電池面板進行退火處 11.如申請專利範圍第10項所述之製作 立 該塗佈該㈣料該氧㈣上之 法’其中 該氧化層上之步驟間，更包括：4成該金屬層於 式’印刷-銀膠至該抗反射層上； ❹ 溫度範圍 =電過:快速燒結爐進行-第二 及 …、其中該第一咖度鬲於該第一溫度；以 生共播、：抗反射層 ’並與該半導體晶圓基板產 而形成該太陽能電池面板之一正面電極。 ⑩ 12