TW201403841A - 射極穿透式太陽能電池及其製備方法 - Google Patents
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Abstract
本發明揭櫫射極穿透式太陽能電池及其製備方法。根據本發明的太陽能電池具有的結構，可盡量減少漏電流的產生，並竭力降低能量轉換效率的測量誤差。而且，根據本發明的太陽能電池的製備方法，可以很容易地確認電極的對準狀態，因此，得以提供更加提升的生產率。
Description
本發明關於具有射極穿透式結構的背接觸型太陽能電池，及其製備方法。
一般來說，太陽能電池分別具有位於半導體基板前方和後方的電極，前電極即位於前側上。由於其為光的接收面，前電極的存在即會減小光接收區域的面積。為了解決受光面積減少的這個問題，於是提出了背接型(back-contact)太陽能電池。
背接型太陽能電池根據其結構，分為射極穿透式(Emitter Wrap Through，射極穿透式)背電極太陽能電池、金屬穿透式(Metallization Wrap Through,MWT)背電極太陽能電池與金屬繞邊式(Metallization Wrap Around,MWA)背電極太陽能電池，和類似者。
第1圖繪示一般射極穿透式太陽能電池的後側(即，與正常操作期間面對太陽的前側相反的一側)的部分放大圖。根據第1圖，具有不同的導電型的基極電極(15)和射極電極(25)，兩者都位於射極穿透式太陽能電池的後側，而射極電極(25)形成在位於基板後側的溝渠中，用作為p-n接面的分離之用。也就是，一般的射極穿透式太陽能電池具有：基極電極(15)和射極電極(25)兩者之間有高度差的結構，(例如，基底電極會比射極電極還要高約10至30微米的結構)。
此時，當均勻的壓力施加到電池的後側，射極穿透式太陽能電池的能量轉換效率的測量誤差可以被最小化。但由於射極穿透式太陽能電池的
結構屬性(特別是，基極電極(15)和射極電極(25)兩者之間的高度差)，會產生非均勻的接觸壓力，從而產生能量轉換效率測量的大誤差。
在常見的射極穿透式太陽能電池的基極電極和射極電極的製備過程中，是由印刷的方式或將各電極的形成材料塗佈在基板上的相應區域上，來形成基極電極和射極電極。但在印刷或塗佈的過程中，對準狀態(alignment state)的精準確認(exact confirmation)有其限制，也就是確認各電極是否形成在所需的確切位置上。
此外，由於射極穿透式太陽能電池的結構屬性，儘管p-n接面會分離，但是由於基極電極和射極電極之間的距離並不大，所以還是會發生漏電。
本發明的一個目的是提供一種射極穿透式太陽能電池，其具有的結構中，基極電極和射極電極被更有效的分離以減少漏電流的產生，與最小化能量轉換效率的測量誤差。
本發明的另一個目的是提供一種方法，用於製備射極穿透式的太陽能電池，以更簡化的方式來確認基極電極和射極電極的對準狀態。
根據一個實施例，提供一種射極穿透式太陽能電池，包括：第一導電型的半導體基板，其具有正常操作期間面對太陽的前側、和與前側相對的後側，其中第一溝渠和第二溝渠實際上分離、並形成在後側上，又形成有經由第二溝渠穿透半導體基板之至少一通孔，第一導電型的基極電極形成在第一溝渠的內部，和第二導電型的射極電極形成在第二溝渠和通孔的內部。
第一溝渠和第二溝渠實際上彼此分離，並相互交替指狀突出。
半導體基板為p型摻雜的矽晶片，而半導體基板的前側是處理成不平坦的結構。
第一溝渠和第二溝渠分別獨立地形成在基板的後側，而具有200
至700微米的寬度，與20至60微米的深度。
通孔的直徑為25至100微米。
根據本發明另一個實施例，提供一種射極穿透式太陽能電池的製備方法，包括：製備在正常操作期間，具有面對太陽的前側、和相對前側的後側的第一導電型半導體基板；形成第一溝渠和第二溝渠，兩者實際上位在半導體基板的後側上彼此分離，並形成至少一個通孔，其經由第二溝渠穿透半導體基板；形成具有第二導電型的射極電極，其分別位在半導體基板的前側上位在第二溝渠和通孔的內部上；在半導體基板的後側上與第一溝渠的底部形成護層，與半導體基板的前側上形成抗反射層；在第一溝渠的內部形成第一導電型的基極電極，以及在第二溝渠和通孔內形成第二導電型的射極電極。
第一溝渠和第二溝渠由雷射刻槽所形成，並相互交替成指狀突出。
通孔由雷射鑽孔、濕蝕刻法、乾蝕刻法、機械鑽孔、水柱切削(water jet machining)、或其組合而形成。
根據本發明射極穿透式太陽能電池具有的結構，其中的基極電極和射極電極被更有效的分離以減少漏電流的產生，以及能竭力減低能量轉換效率測量誤差。根據本發明的太陽能電池的製備方法，可以很容易地確認電極的對準狀態，從而進一步提高生產效率。
(100)‧‧‧半導體基板
(10)‧‧‧第一溝渠
(15)‧‧‧基極電極
(20)‧‧‧第二溝渠
(25)‧‧‧射極電極
(30)‧‧‧通孔
(40)‧‧‧射極層
(50)‧‧‧蝕刻抗蝕劑
(60)‧‧‧護層
(65)‧‧‧抗反射層
第1圖繪示一般射極穿透式太陽能電池後側的部分放大圖。
第2a圖和第2b圖與第3a圖和第3b圖，(a)是立體圖而(b)是平面視圖，分別繪出根據本發明的一個實施例的射極穿透式太陽能電池的後側的部
分放大圖。
第4圖繪示包括在根據本發明的一個實施例的射極穿透式太陽能電池的半導體基板的橫截面的一部分放大圖。
第5圖繪示根據一個實施例的太陽能電池的製備方法的處理流程圖。
在下文中，根據本發明的實施例，對射極穿透式太陽能電池及其製備的方法進行說明。
除非另有說明，否則在整個說明書中，技術用語是用來稱呼具體的實施例，並無意限制本發明。
此外，除非另有明確的相反含義，單數形式包括複數形式。
另外，術語“包括”特定了性質、區域、整數、步驟、操作、元素或成分，但又不排除另外其他的性質、區域、整數、步驟、操作、元素或成分。
如本文所用，“形成於內部”的表達方式是指被填充的狀態，以便佔據由任何結構所形成空間的一部分或是全部。例如，第一導電型的基極電極形成在第一溝渠的內側，是表示如第2a圖所示，形成基極電極(15)來佔據第一溝渠(10)的一部分的情況，或是如第3a圖所示，形成基極電極(15)來佔據第一溝渠(10)的整體的情況。
如本文所述，包括序數的用語，例如“第一”或“第二”等等，可以用來解釋各種構成要素，而並不用來限制此構成要素。此用語僅用於區分一個構成要素與另一個構成要素。例如，第一結構元件可被命名為第二結構元件，並且類似地，第二結構元件可命名為第一結構元件，並不悖離本發明的權利範圍。
在下文中將詳細闡釋本發明的實施例，使得本領域中具有普通知識者可以很容易的實行。然而，本發明可以以各種形式來加以特定，而不限
定於實施例。
本案發明人在對射極穿透式太陽能電池的研究期間證實，因為一般的射極穿透式太陽能電池的結構中，形成在基板後側上的基極電極和射極電極之間具有高度差，又由於電極隔離不足，可能產生能量轉換效率測量的大誤差。又在製造過程中，對準狀態的精準確認有其限制。
因此，在為解決上述問題而進行反覆研究後，本案發明人認定，如果第一溝渠(10)和第二溝渠(20)以實際上分離的形式形成在基板的後面，又基極電極和射極電極分別形成在第一溝渠和第二溝渠的內部，可以消除基板後側的曲線，以盡量減少能量轉換效率的測量誤差，而且電極可以更有效地隔離，從而盡量地減少漏電流的產生。還證實，當各個電極形成在各個溝渠的內部時，可以在製備過程中用肉眼精確判定每個電極的對準狀態。
根據本發明的一個實施例，提供一種射極穿透式太陽能電池，包括：第一導電型的半導體基板(100)，其具有正常操作期間面對太陽的前側、和與前側相對的後側，其中第一溝渠(10)和第二溝渠(20)形成在後側上而實際上分離，並形成有經由第二溝渠穿透半導體基板之至少一通孔；以及形成在第一溝渠(10)內部的第一導電型的基極電極(15)，和形成在第二溝渠(20)和通孔(30)內部的第二導電型的射極電極。
在下文中，將參照第2a圖到第5圖說明根據本發明的射極穿透式太陽能電池。
根據本發明的射極穿透式太陽能電池，包括第一導電型的半導體基板(100)。
半導體基板(100)具有在正常操作期間，面對太陽的前側、以及與前側相對的後側，厚度可以是150至220微米。然而，厚度要考慮太陽能電池所需的機械性質、在基板中形成的溝渠深度等來確定，並不限定於上述
的範圍內。
此外，半導體基板(100)具有第一導電型，此第一導電類型為p型或n型，而如下所述的第二導電型是指與所述第一導電型相反的導電型。作為非限制性的實例，半導體基板(100)可以是p型摻雜的矽晶片，此外，也可應用與本發明有關之技術領域所中常見的。
半導體基板(100)的前側是在正常操作期間，面對太陽的一側，其可以被處理過而有不平坦的結構，以提高對入射光的吸收率。不平坦結構可以具有各種形式，包括規則的倒金字塔的形式(regular inverted pyramid pattern)。
同時，半導體基板(100)的後側則與前側相對，而可以將第一溝渠(10)和第二溝渠(20)形成在後側上、同時又實際上彼此分離，並形成有經由第二溝渠而穿透半導體基板之至少一通孔(30)。另外，可以將第一導電型的基極電極(15)形成在第一溝渠(10)的內部，並且將第二導電型的射極電極(25)形成在第二溝渠(20)與通孔(30)的內部。
即，根據本發明的射極穿透式太陽能電池具有的結構中，第一溝渠(10)和第二溝渠(20)形成在一基板的後側上、而同時又實際上彼此分離，而基極電極(15)和射極電極(25)分別在其內部形成，不像先前的射極穿透式太陽能電池，其中一個溝渠形成在基板的後側，而射極電極形成在其內部，如第1圖所示。
藉此，在根據本發明的射極穿透式太陽能電池中，基極電極(15)和射極電極(25)實際上彼此分離，又能被每個溝渠更有效地分隔，從而極盡減少在太陽能電池的操作其間漏電流的產生。還有，不同於以往的射極穿透式太陽能電池，因為基極電極(15)和射極電極(25)之間沒有高度差(即，可消除基板後側的曲線)，能極盡減少能量轉換效率的測量誤差。
還有，基極電極(15)和射極電極(25)形成在每個溝渠的內側，每個電極的對準狀態在製備過程中可被準確地用肉眼判別，從而實現了太陽
能電池生產性的提高。
根據本發明，第一溝渠(10)和第二溝渠(20)形成在基板的後側上，又實際上彼此分離，而沒有特別形式的限制。然而，根據本發明，第一溝渠(10)和第二溝渠(20)成相互交替的指狀突出，而有利於改進太陽能電池的效率。
第一溝渠(10)和第二溝渠(20)可以是以寬度為200微米至700微米，深度為20至60微米，而分別獨立地形成在基板的後側。此處，考慮到形成在每個溝渠內電極的寬度和深度，電極隔離的效果，基板的厚度等，每個溝渠的深度和寬度可以變成不同，而不限定於上述範圍內。
同時，形成在半導體基板(100)中的至少一個通孔(30)，可以經由第二溝渠(20)穿透基板。
通孔(30)的功能，用於將射極電極(25)與位在基板的前側上射極層(40)電連接，並如第4圖所示，經由第二溝渠(20)穿透基板。
因為在製備太陽能電池的過程中，可能會減少射極電極(25)的分離，並在基板的前側上最大化光接收部分的面積，通孔(30)可以具有常見的直線形狀，較佳者，通孔的朝向半導體基板的前側橫截面積是分段式(stepwise)的或是連續式(continuous)的變小。
通孔(30)的直徑可以是25到100微米，較佳者30到90微米，更佳者30到80微米。考慮到射極電極(25)填入過程的效率、基板的前側上光接收部分的面積等等，將通孔(30)的直徑控制在上述範圍內可以是有利的。
同時，根據本發明的射極穿透式太陽能電池，包括形成在第一溝渠(10)內側、第一導電型的基極電極(15)，和形成在第二溝渠(20)以及通孔(30)內側、第二導電型的射極電極(25)。
在本發明中，基極電極(15)形成在第一溝渠(10)內的表達方式是指，形成來佔據由第一溝渠(10)所形成的空間整體的一部分的情況。
也就是，如第2a圖和第2b圖所示，形成基極電極(15)來佔據由第一溝渠(10)所形成的空間的一部分，較佳者與第一溝渠(10)的深度相同的高度。或者，如第3a圖和第3b圖所示，形成基極電極(15)來佔據由第一溝渠(10)所形成的整體空間，較佳者與第一溝渠(10)的深度相同的高度。類似地，射極電極(25)可能佔據由第二溝渠(20)和通孔(30)所形成空間的一部分或是全部。
然而，根據本發明，為了生產效率之故，每個電極較佳可具有如第2a圖和第2b圖所示的形式。還有，第2a圖和第2b圖或是第3a圖和第3b圖中，用於說明本發明的一個實施例，每個電極和基板之間空白處的空間，誇大了每個電極完全填入每個溝渠的樣式，但是根據本發明的射極穿透式太陽能電池，並不限於在附圖中所繪示的例子。
根據本發明的射極穿透式太陽能電池，因為基極電極(15)和射極電極(25)形成在每個溝渠內，電極隔離的效果是優良的，從而極盡減少漏電流的產生，電極之間沒有高度差，又能極盡減少能量轉換效率的測量誤差。
基極電極(15)可以是第一導電型的，而與基板的導電性是相同的，較佳為p-型，而射極電極(25)可以是第二導電型的，而與基板的導電性是不同的(15)，較佳為n型。
進一步較佳的是，基極電極(15)和射極電極(25)成相互交替的指狀突出，類似於形成在基板的後側上的溝渠的結構，藉此每個電極可以具有魚骨的形式，其中，多個指狀電極連接到一個母線(bus bar)電極。
同時，根據本發明的另一個實施例，提供一種用於製備射極穿透式太陽能電池的方法，包括：製備第一導電型半導體基板(100)，其具有在正常操作期間面對太陽的前側、和與前側相對前側的後側；形成第一溝渠(10)和第二溝渠(20)，兩者位在後側上又實際上
彼此分離，並形成至少一個通孔(30)，其經由第二溝渠穿透半導體基板；形成具有第二導電型的射極層(40)，其分別位在基板的前側上、位在第二溝渠的內部和位在通孔的內部(30)；在基板的後側上、與第一溝渠(10)的底部形成護層(60)，和在基板的前側上形成抗反射層(65)；在第一溝渠(10)的內部形成第一導電型的基極電極(15)，以及在第二溝渠(20)和通孔(30)內形成第二導電型的射極電極(25)。
前側在下文中，根據上述實施例參照第5圖，說明射極穿透式太陽能電池的製備方法。
首先，請參照第5a圖所示，製備半導體基板(100)。半導體基板(100)具有在正常操作期間，面對太陽的前側、以及與前側相對的後側，厚度可以是150至220微米。然而，半導體基板的厚度要考慮太陽能電池所需的機械性質，在基板中形成的溝渠深度等來確定，並不限定於上述的範圍內。
半導體基板(100)具有第一導電型，作為非限制性的實例，半導體基板(100)可以是p型摻雜的矽晶片，此外，可應用與本發明有關之技術領域所中常見的。
雖然在圖第5a圖中未繪示出，半導體基板(100)的前側可以被處理過而有不平坦的結構，而如第2a圖所示。不平坦結構可以具有各種形式，包括規則的倒金字塔的形式。
此等處理是用來減少太陽光在基板前側上的反射，並且可經由，如反應性離子蝕刻等等，的濕蝕刻法或乾蝕刻法來製造。作為一個非限制性的例子，進行濕蝕刻時可以使用的蝕刻劑組合物，其包括選自氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化銨、四(羥甲基)銨，四(羥乙基)銨所構成的群組中的至少一種鹼性化合物。
蝕刻劑組合物可包括沸點為100℃或更高的環狀化合物，較佳者150℃~400℃。環狀化合物的量，基於組合物的總重量計，可以是0.1至50
重量%，較佳者2~30重量%，更佳者為2~10重量%。環狀化合物可以改善結晶矽表面的潤濕性，以防止鹼性化合物的過刻蝕，它也可以作為迅速擺脫蝕刻的和溶解的氫氣泡(dropping etched and dissolved hydrogen bubbles)之用，以防止產生氣泡附著(bubble stick)。
如第5(b)圖，進行形成實際上彼此分離而位在基板的後側上的第一溝渠(10)和第二溝渠(20)的步驟，以及形成至少一個經由第二溝渠而穿透半導體基板的至少一通孔(30)的步驟。
形成第一溝渠(10)和第二溝渠(20)的方式，可以是與本發明有關之技術領域所中常見的，較佳可以是透過雷射成槽，刻劃出(grooving)位在基板(100)後側上的槽線(grid line)。
根據本發明，可以形成實際上彼此分離而不連通的第一溝渠(10)和第二溝渠(20)，其形狀沒有特別的限制，但可以成相互交替的指狀突出，而有利於改進太陽能電池的效率。
第一溝渠(10)和第二溝渠(20)可以是以寬度為200至700微米，而深度為20至60微米、分別獨立地形成在基板的後側。此處，考慮到形成在每個溝渠內電極的寬度和深度，電極隔離的效果，基板的厚度等，每個溝渠的深度和寬度可以多樣地改變，而不限定於上述範圍內。
可以形成至少一個通孔(30)，經由第二溝渠(20)穿透基板。通孔(30)的形成，可以使用雷射鑽孔、濕蝕刻法、乾蝕刻法、機械鑽孔、水柱切削(water jet machining)，或其組合。就過程的效率和準確性的改進方面而言，雷射鑽孔可以是有利。
作為一個非限制性的例子，如果使用雷射鑽孔，較佳者雷射具有足夠的強度，以便每0.5到5毫秒形成一個孔，可使用Nd：YAG的雷射。通孔(30)的直徑可控制在25~100微米，較佳者30~90微米，更佳者30~80微米。
這樣的話，如果使用雷射來形成第一溝渠(10)、第二溝渠(20)
和通孔(30)，可能會對基板產生熱損傷，在這種情況下，可以進一步進行損害移除蝕刻。作為一個非限制性的例子，此過程被用於去除在基板的表面上粗糙的損傷區域，可以使用蝕刻劑組合物來進行，其包括在70~100℃的溫度下以鹼性化合物進行1至10分鐘。
隨後，進行分別在基板的前側、第二溝渠(20)的內側和通孔(30)的內側上形成第二導電型的射極層(40)的步驟。
此步驟形成位於基板(100)前側上、以及位於射極電極(25)形成在所要的區域上的射極層(40)。根據本發明，可以按照第5c圖至第5f圖的順序進行。
第5(c)圖繪示出了在基板的周圍上形成第二導電型的射極層(40)的過程，其中，可以以在包括第二導電型雜質的氣體的存在下通過熱處理半導體基板(100)進行此方法，或者使用固態源通過或噴上含有第二導電型雜質的擴散源。
例如，第二導電型的雜質，即為，氣相三氯氧磷，五氧化二磷，磷化氫，或其混合物，與惰性氣體的載氣混合，供應，而半導體基板(100)以800~900℃加熱10~60分鐘。就太陽能電池的效率而言，第二導電型的射極層(40)的片電阻為20~60Ω/sq是有利的。
第5d圖所繪示的方式為形成蝕刻抗蝕劑(50)以去除形成在基板(100)後側上的射極層。其中，所述的蝕刻抗蝕劑(50)可形成在基板(100)的前側上、第二溝渠(20)的內側、與通孔(30)的內側。用於形成蝕刻抗蝕劑(50)的組合物沒有特別的限定，只要它是在所述半導體基板的蝕刻過程中是物理上和化學上穩定的。
可以經由如噴墨印刷、遮罩、模板印刷、網印等的印刷方法，塗佈抗蝕劑組合物形成蝕刻抗蝕劑(50)，而抗蝕劑組合物不應超過槽線的槽寬(即第二溝渠的寬度)。
第5e圖繪示選擇性地去除沒有形成蝕刻抗蝕劑面上的射極層
(40)。其中，控制蝕刻時間之類者可以蝕刻至射極層的深度以移除之。
第5f圖繪示除去的蝕刻抗蝕劑的過程，可以經由本發明所屬的技術領域中常規的方法進行。在除去蝕刻抗蝕劑的過程之後，可再進行使用氨水、過氧化氫或其混合物，清洗基板的步驟。
如前所述，射極層(40)可以形成在基板(100)的前側，和射極電極(25)所要形成的區域，如第5c圖至第5f圖所繪示的順序。然而，上述的過程只不過是根據本發明的一個實施例的順序和方法而已，可應用各種過程來達成如第5f圖所示的狀態。
隨後，如第5g圖中所繪示，進行護層(60)形成在基板的後側上與第一溝渠(10)的底部、以及在基板的前側上形成的抗反射層(65)的步驟。
護層(60)有助於降低在基板的後側上光生載子的損失，與減少由於分流電流(shunt currents)引起的電損耗。抗反射層(65)是介電層，其形成在位於基板的前面上的射極層(40)上，其功能可以防止入射至太陽能電池單元內側的光散失到太陽能電池的外側，與功能可以鈍化位在基板的前側上、作為電子捕陷位址的表面缺陷。
護層(60)和抗反射層(65)的功能可以是單一材料或多種不同材料，抗反射層(65)可以是單層薄膜或多層薄膜。
作為非限制性實施例，護層(60)和抗反射層(65)可獨立地為單層薄膜或多層薄膜，包括選自由半導體氧化物、半導體氮化物、含氮的半導體氧化物、含氧的半導體氮化物、氫氧化鋁、氟化鎂、硫化鋅、氟化鎂、二氧化鈦與二氧化鈰所成的群組中的至少一個。
護層(60)和抗反射層(65)可分別經由一般採用的半導體程序的薄膜形成方法，例如，可以經由物理氣相沉積(PVD)，化學氣相沉積(CVD)，電漿增強化學氣相沉積(PECVD)，熱蒸發等等類似者，或者可以使用墨水或糊膏的一般印刷程序來形成。
隨後，如第5h圖中所繪示，進行形成位於第一溝渠(10)內、第一導電型的基極電極(15)的步驟，和形成位於第二溝渠(20)的內側和通路孔(30)的內側、第二導電型的射極電極(25)。
特別是，根據本發明用於製備射極穿透式太陽能電池的方法，由於各電極形成在各溝渠的內部中，每個電極的對準狀態可用肉眼精確地檢測，從而提供增加了的生產性。
根據本發明，基極電極(15)可以是p型的，而與基板的導電類型是相同的，射極電極(25)的導電類型可以是相反的n型。
用於形成基極電極(15)和射極電極(25)的組合物可以是本發明所屬的技術領域中常用的，沒有特別的限制。然而，較佳的是，基底電極(15)可以使用以鋁為基礎的組合物來形成，而射極電極(25)可以使用以銀為基礎的組合物來形成。每個電極可以經由在相應的區域上印刷組合物來形成。
這裡，形成基極電極(15)來佔據由第一溝渠(10)所形成的空間的一部分，如第2a圖和第2b圖中所繪示，或者佔據由第一溝渠(10)所形成的整體空間。同樣地，射極電極(25)可能會佔用由第二溝渠(20)和通孔(30)所形成的空間的一部分或是全部。
經由上述方法所形成、基極電極(15)和射極電極(25)成相互交替的指狀突出，類似於形成在基板的後側上的溝渠的結構，藉此每個電極可以具有魚骨的形式，其中，多個指狀電極連接到一個母線電極。
在下文中，提供較佳實施例以便完整地理解本發明。然而，這些實施例僅用於說明本發明，本發明並不因此而限定。
實施例：射極穿透式太陽能電池的製備
使用雷射鑽孔機械(Nd：YAG雷射)，將具有深度約為180微米、直徑為約80微米的多個通孔(30)，形成在p型摻雜的矽晶片上(厚度為180
微米左右)。隨後，形成寬度約600微米和深度約60微米左右的第一溝渠(10)，和寬度約400微米與深度約60微米的第二溝渠(20)，而得到橫截面如第5b圖所繪示的基材。
經由在850℃左右的溫度下、與三氯氧磷氣體氛圍下熱處理基板約30分鐘，形成片電阻約50Ω/sq的射極層(40)。
隨後，如第5d圖所繪示，經由網印法將蝕刻抗蝕劑(50)印刷在基板上，再將基板浸漬在含有硝酸和氫氟酸的組合物中約3分鐘，以除去形成在基板後側上的射極層，如第5e圖所繪示。然後，將基板浸漬在含醇類，如甲醇和乙醇等的一種有機溶劑中約1小時，以除去蝕刻抗蝕劑。
隨後，使用電漿增強化學氣相沉積(PECVD)，在基板的兩側上形成厚度為約80奈米nm的矽氮化物膜，而得到如第5g圖所繪示的基板(使用SiH4和NH3的混合氣體，沉積時間約200秒)。
然後，將鋁系的漿料以寬度約400微米印刷在基板的第一溝渠內，來形成基極電極(15)；將銀系的漿料以寬度約200微米印刷在通孔和第二溝渠內，以形成射極電極(25)，從而製備射極穿透式太陽能電池。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
(100)‧‧‧半導體基板
(10)‧‧‧第一溝渠
(15)‧‧‧基極電極
(20)‧‧‧第二溝渠
(25)‧‧‧射極電極
(30)‧‧‧通孔
Claims (14)
- 一種射極穿透式(emitter wrap-through)太陽能電池，包括：一第一導電型的半導體基板，其具有正常操作期間面對太陽的一前側、和與該前側相對的一後側，其中一第一溝渠和一第二溝渠實際上分離而形成在該後側上，並形成有至少一通孔(via-hole)經由該第二溝渠該穿透半導體基板；以及該第一導電型的一基極電極，形成在該第一溝渠內側，和一第二導電型的一射極電極，形成在該第二溝渠和該通孔的內部。
- 如請求項1的射極穿透式太陽能電池，其中該第一溝渠和該第二溝渠實際上彼此分離，並成相互交替的指狀突出。
- 如請求項1的射極穿透式太陽能電池，其中該半導體基板為p型摻雜的矽晶片。
- 如請求項1的射極穿透式太陽能電池，其中該半導體基板的該前側是處理成一種不平坦的結構。
- 如請求項1的射極穿透式太陽能電池，其中該半導體基板的厚度為150至220微米。
- 如請求項1的射極穿透式太陽能電池，其中該第一溝渠和第二溝渠分別獨立地形成在該基板的該後側，而具有200至700微米的寬度，與20至60微米的深度。
- 如請求項1的射極穿透式太陽能電池，其中該通孔的直徑為25至100微 米。
- 如請求項1的射極穿透式太陽能電池，其中該基底電極佔據整個由該第一溝渠所形成的空間，而該射極電極佔據整個由該第二溝渠和該通孔所形成的空間。
- 一種射極穿透式太陽能電池的製備方法，包括：製備具有在正常操作期間，面對太陽的一前側、和相對該前側的一後側的一第一導電型半導體基板；形成一第一溝渠和一第二溝渠，兩者實際上位在該半導體基板的該後側上又彼此分離，並形成至少一個通孔，其經由該第二溝渠該穿透半導體基板；分別形成位在該半導體基板的該前側上、具有一第二導電型的一射極電極，其位在該第二溝渠和該通孔的內部上；在該半導體基板的該後側上與該第一溝渠的底部形成一護層，與該半導體基板的該前側上形成一抗反射層；以及在該第一溝渠的該內側形成該第一導電型的一基極電極，以及在該第二溝渠和該通孔內形成該第二導電型的該射極電極。
- 如請求項9的方法，其中該第一溝渠和該第二溝渠由雷射刻槽所形成。
- 如請求項1的方法，其中該第一溝渠和該第二溝渠實際上彼此分離，並成相互交替的指狀突出。
- 如請求項9的方法，其中該第一溝渠和第二溝渠分別獨立地形成在該基板的該後側，而具有200至700微米的寬度，與20至60微米的深度。
- 如請求項9的方法，其中該通孔由雷射鑽孔、濕蝕刻法、乾蝕刻法、機 械鑽孔、水柱切削(water jet machining)或其組合而形成。
- 如請求項9的方法，其中該基底電極佔據整個由該第一溝渠所形成的空間，而該射極電極佔據整個由該第二溝渠和該通孔所形成的空間。
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