TW201041172A - Manufacturing method of the solar cell - Google Patents

Description

201041172 、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及太陽電池的萝 太陽電池的製造製程中，通特別涉及在 射光的表面織構化製程，適于在文：：：有效捕捉入 •^丁在批垔生産中使用， 並提高生産效率的太陽電池的製造方法。 【先前技術】 通常，太陽電池是吸收光能後産生電荷(空穴、 電子）’並將此電荷（空穴、電子）分離及收集後向外 提供電能的裝置。即，太陽電池通過由外部引進的 光，在太陽電池的半導體内形成電子—空穴對 (Ecletron Hole Pair)。在這種電子_空穴對中，電 子在ρη接面所産生的電場作用下向n型半導體處移 動，而空穴則向p型半導體處移動，從而生産電力。 針對這種太陽電池，作爲提高效率的一種方 法，可采用基板表面的織構化（surface texturing) 方法來最大限度地吸收光線。這種基板表面的織構 化通常采用照片平版印刷（ph〇t〇l i thography)製 程。 爲暸實現基板表面的織構化，目前使用的照片 平版印刷製程（S10 0)如圖9所示，在經過清洗的基 板上塗敷光刻膠（S101)後，烘烤所述光刻膠 (S103)，之後在紫外線下曝光（S105)後硬烤光刻膠 3 201041172 (S107)，並包括顯影（si〇9)、餘刻（gin)及去除光 刻膠（S113)等製程。 ” 。這種照片平版印刷製程在基板的表面織構化過 矛玉中衣造製私|、生産成本大，因此難以在批量 生産中應用。 【發明内容】 本發明是爲暸解決上述問題而提出的。本發明 的目的是提供-種通過使用可應用在批量生産中的 基板表面的織構化製程，來縮短製造製程，並節省 生産成本’從而可進行批量生產的太陽電池的製造 爲達到上述目的，本發明提出以下技術方案。 二發：：太陽電池製造方法包括以下步騾··清洗基 ’在d完基板後’對基板進行表面織構化；對 基板進行表面織構化後，對基板摻入雜質並使之擴 散；對基板摻人雜質並使之擴散後，在基板上塗i =射，;在基板上塗敷完抗反射膜後，形成金屬 在形成金屬電極後，使邊緣電極(edge 牛紐路，其中’對基板進行表面織構化的 步驟包括以下步驟··用壓印製程在基板上堡印預定 形狀的陰罩；在基板上壓印陰罩後，蝕 刻完基板後，去除陰罩。 土板，蝕 201041172 ’、中’用i印製程在基板上墨印陰罩的步驟可 使用具有圖案並时陰罩液的印模，對基板進行墨 印。 而且，用壓印製程在基板上壓印陰罩的步驟可 在土板面上塗敷陰罩液後，使之與具有圖案的印 • 模接觸而形成具有預定圖案的陰罩。 壓印出的陰罩可爲格子狀。 〇 壓印出的陰罩可由彼此間相隔預定距離的多個 圓形結構組成。 所述陰罩的直徑或線寬可爲0.05# m - 2# m。 所述陰罩可由光刻膠製成。 所述陰罩可由電子束抗蝕劑製成。 所述印模可爲平板或報輪。 〇 所述基板可由結晶矽製成。 本發明在太陽電池的製造過程中，通過壓印 (imprint)製程實現表面織構化（Surface texturing process)，從而縮短製程，節省製造成 本，便于批量生産。 【實施方式】 下面參照附圖詳細說明本發明的優選實施例。 5 201041172 圖1是太陽電池的製造方法流程圖，用來說明 本發明實施例。 本發明實施例所提供的太陽電池製造方法包括 步驟：清洗基板（S1);對基板進行表面織構化 (surface texturing)(S3);對基板摻入雜質並使之 擴散（S5);塗敷抗反射膜（S7);形成金屬電極（S9); 使邊緣電極短路（S11)。 本發明實施例中的基板（substrate)優選使用 結晶矽。但是本發明的實施例中基板並不限于使用 結晶矽，根據情況可以應用用于薄膜形矽太陽電池 中的基板。 其中’對基板進行表面織構化（surface texturing)的步驟（S3)包括以下步驟：壓印陰罩 (Mask imprint)(S31);蝕刻步驟（S33)及去除陰罩 步驟（S35)。 壓印陰罩的步驟（S31，以下簡稱“壓印步驟’，） 疋在基板上壓印出由光刻膠（photo resist)或電子 束抗兹劑（electron beam resist)形成的具有預定 圖案的陰罩。 圖2是用圖面來表示壓印步驟（S31)的示意 圖。下面參照圖2 ’詳細說明本發明實施例所提供 的壓印步驟（S31)。 201041172 首先在印极M。上形成預定ϋ案Pa。這種圖 案Pa可以是具有預定間隔、並突出的格子狀等圖 案。當然’本發明的實施例將印模M。上的圖案& 構成格子狀是爲暸使由格子狀陰罩Ma(如圖6所示） 钱刻後的基板G表面具有倒金字％ lp(inve^ pyramids，如圖7所示）結構。 基板表面如此具有倒金字塔結構，可以減少表 面反射損失，並能捕捉光線，從而提高吸光率。但 疋，本發明的貫施例並不限于印模圖案具有格子 狀，從而形成這種倒金字塔結構。而印模上的圖案 可以是圓形或四角形突起相隔預定距離地布置的形 狀，從而在進行蝕刻後，在基板上形成正金字塔 (pyrami ds)結構或者凹凸結構。 此時，印模Mo可釆用軟性透明或半透明合成樹 脂製造，例如可以采用水性氨基曱酸乙酯材料或者 PDMS(P〇ly Dimethylsiloxane，聚二甲基矽氧烷） 專材料。尤其疋，PDMS材料被告知爲可以獲得穩定 的粘合力，成型及加工性能優秀，並可獲得令人滿 意的耐久性等性能，因此其可在本發明的實施例中 作爲印模材料來使用。 在具有這種圖案的平板狀印模Mo —面上枯上 溶融狀陰罩Ma液（如圖2中（a)所示）。之後將印 模Mo移到基板g處，並把粘在印模M〇的圖案pa上 7 201041172 的陰罩Ma液緊貼在基板G上（如圖2中㈤所示）。 然後把印模M。從基板開’陰罩.液就印刷在 基板G上（如圖2中（c)所示）。 此時，陰罩Ma可以是格子狀，或者由彼此間具 有預定距離的多個圓形結構構成。這種陰罩此的直 徑或線寬最好爲u5/zm_2㈣。若陰罩Ma的直徑 :線寬超出上述範圍，完成表面織構化後，會使聚 光效率減半。 方面，在壓印步驟中使用的裝置如圖3戶) 不:包含：安放基板G的底座1;設置在底座^ 方^開預定距離處的印模M〇;及可固定所述印模此 並使之上下移動的多個夾具h。 這種可完成壓印步驟的裝置可通過把印模M( G上=動ΐ使之緊貼在基板°上，或著使之從基柄 幵&種裝置並不限于本發明實施例所提供的 不例，而可以采用多種結構裝置。 ^上述_步驟（S31)後，賴刻 (如圖2中的⑷部分)。此時在-的ΓΡ成杨部（unde^)，從Μ陰罩底面 來進3置上也會形絲刻。在難以通過濕法钱刻 織構：：：時，可釆用幹法崎進行表面 構化。f木用電漿，注入氟化氣體來實現表面織 201041172 亚且’在完成蝕刻步驟（S33)後去除陰罩（S35) (如圖2中（e)部分所示）。 去除陰罩（S35)後，對基板摻入雜質並使之擴 月史（S5 )之後進行抗反射膜塗敷（抓^i c^oal^ng)步驟（S7)。其中所述抗反射膜是設置在太 陽電池表面上的、用來減少光反射的薄臈。這種抗 反射膜可通過濺射設備或者化學蒸鍍（PECVD， plasma enhanced chemical vapor deposition)設 備濺射或化學蒸鍍SiNx來形成。 在完成抗反射膜塗敷步驟（S7)後形成金屬電 極（S9 )。金屬電極可通過絲網印刷在太陽電池的前 後表面上形成。 在形成金屬電極（S9 )後，執行邊緣電極短路 步驟（sii)。在太陽電池的製造過程中，若形成pn 接面，雜質就可擴散在所述電池的前後表面及側面 上。而且在未塗有金屬的部分中會産生漏電，因此 需要分離ρη接面。 如上所述，本發明的實施例在基板的表面織構 化步驟中，和現有的照片平版印刷製程相比，可顯 著減少製程數量，因此可節省製造成本，提高生産 效率，還能便于批量生産。 圖4和圖5是用來說明本發明另一實施例的示 201041172 &—表示基板上形成陰罩的另一種方法。雖然， 月Ά f &例所不出的是在印模此上钻上陰罩❿ 液並將其緊貼在基板上來進行印刷的示例，但在 本發明的另—實施例中，可在基板的-面上塗敷光 =等陰罩Ma液，並用設有圖案pa的印模施加壓 來形成陰罩Ma (如圖5所示）。 此時、，和前述實施例相比，印模M 〇優選設有陰 』圖案攻種本發明的另一實施例可以體現本發明 可具有多種形式的實施方式。 一，圖8是本發明的又一種實施例的示冑圖，其表 不采用1¾筒K狀印模來在基板上料陰罩。下面僅 說明這-實施例與前述實施例間的區別。前述實施 對基板進行表面織構化的步驟中，釆用平板 P松形成陰罩’但本發明的又—實施例在形成陰 用的是輥筒狀印模輕筒狀印模外周面 a犬叹有圖案’而在所述圖案上粘上陰罩液後使之 疑轉的同時在基板上印刷陰罩。 讀本發明的另-實施例可以體現 Γ各種方法來實現印刷，因此具有多種形式的實施 【圖式簡單說明】 圖1是本發明的太陽電池製造方法流程圖，用 10 201041172 來說明本發明實施例。 圖2是按順序表示表面 texturing process)的示意圖 施例。 、織構化製程（Surface ’用來說明本發明實 Ο :3是在本發明實施例所提供的表面織構化製 釦令所使用裝置的簡要示意圖。 圖4和圖5是用來說明本發明另一實施例的示 思、圖。 立圖6是在一個表面上印有格子狀陰罩的基板示 忍圖，用來說明本發明實施例。 一土圖7疋圖6中基板上已完成表面織構化狀態的 八心'圖，用來說明本發明的實施例。 圖8是在基板上壓印陰罩的另一實施例的示意 圖。 圖9是傳統的太陽電池製造方法流程圖。 Ο 【主要元件符號說明】 Pa圖案 Ma 陰罩 M〇印模 C 基板 H 失具 1 底座 Ip 金字塔 11

Claims (1)

1. 201041172 七、申請專利範圍： 1、一種太陽電池的製造方法，包括步驟： 清洗基板； 在清洗完基板後’對基板進行表面織構化； 完成基板表面的織構化後，對基板摻入雜質並使 擴散， ' 對基板摻入雜質並使之擴散後，在基板上塗敷抗 射膜； 在基板上塗敷元抗反射膜後，形成金屬電極；及 在製作完金屬電極後’使邊緣電極短路， 其中’對基板進行表面織構化的步驟包括步驟： 用壓印製程在基板上壓印預定形狀的陰罩； 在基板上壓印陰罩後，蝕刻基板； 蝕刻完基板後，去除陰罩。 法 2、 申請專利範圍第1項所述之太陽電池的製造方 其中，用壓印製程在基板上壓印陰罩的步驟是，用 /、有圖案並粘有陰罩液的印模，對基板進行壓印。 3、 申請專利範圍第1項所述之太陽電池的製造方 ’其中，用壓印製程在基板上壓印陰罩的步驟^， = =液後，使之與具有圖案的印模接觸 叫办成具有預定圖案的陰罩。 4、 申料利範圍帛i項所述之太陽電池的製造方 法，其中，壓印出的陰罩爲格子狀。 、去Γ/ΐ專利範圍第1項所述之太陽電池的製造方 圓形結L成印出的陰罩由彼此間相隔預定距離的多個 的範圍第4項或第5項所述之太陽電池 -2am。/ ，、中，所述陰罩的直徑或線寬爲0.05/zm 7、申凊專利範圍第1項所述之太陽電池的製造方 201041172 法’其中，所述陰罩由光刻膠製成。 法，i、中申I專mv//述之太陽電池的製造方 ，、中，所述陰罩由電子束抗飯劑製成。 9、申請專利範圍第2項或第3 g , 的製造方法’其中’所述料Λ平電 法，i0中申圍第1項所述之太陽“的製造方 法，其中，所述基板由結晶矽製成。

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