TW201234621A - Edge isolation by lift-off - Google Patents
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Description
201234621 六t發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於結晶矽基光伏打裝置，特別是一種避 免一太陽能電池的一前側導電透明薄膜（FTCF )以及一背 側導電薄膜（BCF )產生電性短路的方法。 【先前技術】 -剝離技術係爲習知且運用在半導體工業之技術。 -藉由雷射剝離之邊緣隔離係運用在太陽能電池的異 質接面處（如Sanyo之美國專利案US005935344A) -藉由一個實體的遮罩來防止導電薄膜沉積在太陽能 電池的邊緣係爲習知的技術，且被運用於實施邊緣隔離。 【發明內容】 本發明提供一種新穎的電性隔離方法，用於電性隔離 —異質接面之太陽能電池的一前側以及一後側。於沉積前 側導電透明薄膜（FTCF)及/或背側導電薄膜（BCF)之 前，一窄線塗層係被沉積在電池的邊緣以用來取代對在太 陽能電池邊緣（如Sanyo之美國專利案US005935344A) 的FTCF或BCF進行雷射鑽孔，或是取代避免FTCF及/或 BCF被沉積在電池的邊緣。緊接在沉積FTCF及BCF之後 ，該窄線塗層即被移除（例如以一剝離技術），而該窄線 塗層所曾佔有的區域即產生了 一個位於該前側透明導電膜 以及該背側導電膜之間的一個電性絕緣體。 201234621 步驟： 1. 在沉積FTCF及/或BCF之前，於電池邊緣或非常接 近電池邊緣的上側及/或下側，塗佈一窄線塗層。不同的 塗層以及不同的塗佈技術係可被應用以形成一細線。很重 要的是，塗層材料會有一些釋放氣體的現象，但不會對接 下來的沉積步驟造成負面的影響。再者，該些塗層材料必 須是可被溶解的（請見步驟3)。例如，有機光阻劑即可 被用做爲塗層。噴墨印刷法·、網印法、模板印刷法或噴塗 法係可被用於作爲塗佈的技術。 2. 沉積該前側導電透明薄膜以及該背側導電薄膜在該 異質接面的太陽能電池上。該些窄線塗層的細線即被這些 薄膜的至少一者所覆蓋》 3. 以濕式或乾式蝕刻法移除該些窄線塗層的細線。則 在這些窄線塗層上的FTCF及/或BCF即在此步驟被移除 ，而原先被這些窄線塗層的細線所佔據的區域則形成了在 兩個導電薄膜之間的中斷區。該中斷區即可避免該前側透 明導電薄膜以及該背側導電薄膜之間產生短路。若該窄線 塗層係爲有機光阻劑，則可以溶劑來移除該光阻。對於具 水溶性的光阻而言，則可運用水來作爲移除媒介。 上述三步驟所揭露的製程一般被稱爲剝離技術（丨ift· off )，而本發明的範疇即在運用剝離技術以實施在異質接 面上的邊緣隔離。
S 201234621 優點 本技術並不若雷射剝離製程一般，會對晶圓（載子再 結合區域）、非晶層或是多晶層造成損傷。此外，本技術 更具有一個額外的優點在於，當接觸帶貼附到該電池上時 ，不會有分流的情況產生》 當在非常靠近電池的邊緣或是直接在電池邊緣上實施 剝離技術時，相較於利用實體遮罩的技術，運用本技術所 獲得的前側以及背側導電薄膜可以具有較大的表面。增加 導電區域即可增加電池的輸出。此即爲本發明相較於實體 遮罩所具有的優點。 【實施方式】 在沉積導電薄膜之前，一窄線塗層係被沿著電池的邊 緣沉積，該塗層的圖樣是非常接近晶圓的邊緣抑或是直接 在晶圓邊緣的上方。此窄線塗層必須是未被中斷的，且該 塗層必須是不與沉積導電薄膜起反應，也必須是容易藉由 剝離製程所移除。有機光阻劑即可被用做爲該塗層。噴墨 印刷法、網印法、模板印刷法、噴塗法或刷塗法係可被用 於作爲塗佈的技術。 導電薄膜係可被沉積在電池的一側、兩側或僅僅只在 電池的邊緣。 該電池上的窄線塗層係藉由一去除溶液被移除，該溶 液可以是溶劑，或者對於水溶性的塗層來說是水。實施此 製程步驟時，電池可以被浸入去除溶液中或是將去除溶液 s 201234621 噴塗在電池上，則除了原先該些光阻所佔的區域沒有被該 些導電薄膜所覆蓋之外，其餘的導電薄膜皆會留在兩側上 。該些區域即電性地隔絕了前側透明導電薄膜（FTCF )以 及背側導電薄膜（BCF )。這樣的中斷即可避免異質接面 太陽能電池的前側以及後側產生短路，使得電池的效能更 好。 第la圖係爲標準異質接面太陽能電池的剖視圖，其 中在基板1 1的一側上形成有一鈍化層以及一經摻雜之非 晶或多晶層1 3，然而有另一非晶或多晶層1 3形成於另外 一側上。 第1 b圖，一連續的窄線塗層1 5係沿著太陽能電池的 邊緣被沉積在太陽能電池的其中一側上。距離1 4係僅可 能的小，以維持導電薄膜1 7盡可能的大。 第lc圖，兩導電薄膜17以及19係被沉積在該太陽 能電池的每一側上》對於該太陽能電池的前側（太陽能電 池的被照面）來說，一透明的導電氧化物通常被用做爲導 電薄膜的材料。至於背側，該薄膜則並不必要是透明的。 該導電薄膜1 7以及1 9係可分別爲側導電透明薄膜（FTCF )以及背側導電薄膜（BCF )，反之亦可。 第1d圖，藉由移除該塗層即會使該導電薄膜17在原 先塗層的位置上留下一個中斷16，因此大部分的導電薄膜 17即與導電薄膜19電性隔離。 第2a圖係爲標準異質接面太陽能電池的剖視圖，其 中在基板1 1的一側上形成有一鈍化層以及一經摻雜之非 -8 -
S 201234621 晶或多晶層13，然而有另一非晶或多晶層13形成 一側上。 第2 b圖，一連續的窄線塗層1 5係沿著太陽能 邊緣被沉積在太陽能電池的兩側上。距離14係僅 小以維持導電薄膜1 7以及1 9盡可能的大。 第2c圖’兩導電薄膜17以及19係被沉積在 能電池的每一側上。對於該太陽能電池的前側.（太 池的被照面）來說，一透明的導電氧化物通常被用 電薄膜的材料。至於背側，該薄膜則並不必要是透 該導電薄膜1 7以及1 9係可分別爲側導電透明薄膜 )以及背側導電薄膜（BCF )，反之亦可。 第2d圖，藉由移除該塗層即會使該導電薄膜] 19在原先塗層的位置上留下一個中斷16，因此大 導電薄膜17即與導電薄膜19電性隔離。 第3 a圖係爲標準異質接面太陽能電池的剖視 中在基板Π的一側上形成有一鈍化層以及—經摻 晶或多晶層1 3 ’然而有另一非晶或多晶層1 3形成 —側上。 第3b圖’ 一連續的窄線塗層1 5係被沉積在太 池的邊緣上。 第3 C圖，兩導電薄膜1 7以及1 9係被沉積在 能電池的每〜側上。對於該太陽能電池的前側（太 池的被照面）來說透明的導電氧化物通常被用 電薄膜的材料。至於背側’該薄膜則並不必要是透 於另外 電池的 可能的 該太陽 陽能電 做爲導 明的。 (FTCF 7以及 部分的 圖’其 雜之非 於另外 陽能電 該太陽 陽能電 做爲導 明的。 201234621 該導電薄膜1 7以及1 9係可分別爲側導電透明薄膜（FTCF )以及背側導電薄膜（BCF )，反之亦可。 第3d圖，藉由移除該塗層即會使該導電薄膜17以及 19在原先塗層的位置上留下一個中斷16，因此導電薄膜 1 7即與導電薄膜1 9電性隔離。 第4圖係爲俯視圖，表示藉由剝離技術實施邊緣隔離 之最終太陽能電池的範例。在此例中係於該異質接面太能 電池的前側上實施剝離技術，該前側透明導電薄膜46係 在電池邊緣47被中斷。 【圖式簡單說明】 第1 a_ 1 d圖爲剖面側視圖，表示在異質接面太能電池 的製造過程中，藉由塗佈及剝離技術在異質接面太能電池 的其中一側上實施邊緣隔離之步驟。 第2 a-2d圖爲剖面側視圖，表示在異質接面太能電池 的製造過程中，藉由塗佈及剝離技術在異質接面太能電池 的兩側上實施邊緣隔離之步驟。 第3a-3d圖爲剖面側視圖，表示在異質接面太能電池 的製造過程中，藉由塗佈及剝離技術在異質接面太能電池 的晶圓邊緣上實施邊緣隔離之步驟。 第4圖係爲俯視圖，表示藉由塗佈及剝離技術施做邊 緣隔離之最終太陽能電池的範例，在此例中係於該異質接 面太能電池的前側上實施塗佈及剝離技術。
-10- S 201234621 【主要元件符號說明】 1 1 :基板 1 3 :非晶或多晶層 14 :距離 1 5 :窄線塗層 1 6 :中斷 17、19 :導電薄膜 46 :前側透明導電薄膜 47 :電池邊緣
Claims (1)
- 201234621 七、申請專利範圍： 1·一種邊緣隔離的方法，用於邊緣隔離沉積於一太陽 能電池之前及/或背側之導體層，該方法包含下列步驟： 於該太陽能電池之前及/或背側沉積該些導體層的步 驟之前，製造一太陽能電池裝置： 沿著該太陽能電池的一側的邊緣或兩側的邊緣，或該 太陽能電池之邊緣，沉積/施加一窄線塗層； 於該太陽能電池之前及/或背側沉積該些導體層；以 及 以濕式或乾式製程步驟來移除該窄線塗層。 2 .如申請專利範圍第1項之方法，其中係以噴墨印刷 法或網印法於該太陽能電池之邊緣施加該塗層。 3.如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中從一側或 兩側上的晶圓邊緣一直到該太陽能電池之邊緣施加小於一 公釐之該塗層（1 5)。-12-
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