TW201501331A - 太陽能電池 - Google Patents

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Abstract

本發明係為一種太陽能電池，包含：半導體基板、抗反射層、鈍化層、背面電極與背面匯流排電極。半導體基板具有一第一表面與一第二表面。抗反射層設置於第一表面。該背面電極為連續彎折線形電極或為覆蓋於太陽能電池背面的整面電極，其中連續彎折線形電極或整面電極可透過一連續彎折線形窗口與該半導體基板連接，或者該連續彎折線形電極亦可直接穿過該鈍化層與半導體基板連接。即，該太陽能電池至少包含一連續彎折線形窗口或一連續彎折線形電極。

Description

太陽能電池
本發明係關於為一種太陽能電池，特別是關於一種太陽能電池。
太陽能電池在全球暖化危機的持續發展下，其重要性日益提高。而太陽能電池中，以矽為基板的太陽能電池，仍為目前成本最具競爭力且商用之發電效率最高者，因而，其為目前市場中的主流。
一般的矽基太陽能電池的基本架構，由上往下為抗反射層、半導體基板與背面金屬電極等。其中，在抗反射層當中，會燒結形成正面金屬電極與匯流排電極，而在背面金屬電極上，則會形成匯流排電極。藉由匯流排電極，不同的太陽能電池之間即可連接而為太陽能電池模組。
如何能達到更佳的發電效率，一直是太陽能電池技術開發的重點。除了在正面的抗反射層的設計外，背面電極的相關設計也相當重要。例如，於太陽能電池背面設置鈍化層，以降低表面複合速率。不過，設置鈍化層後，必須要將鈍化層開孔以便背面電極易於形成於半導體基板之背面或者透過將背面電極燒結而穿透鈍化層而連接至半 導體基板之背面，方能形成適當的導電結構。
例如，中華民國專利第M422758號專利，其揭露了一種太陽能電池及其背面電極結構，其揭露了以不同的開孔方式(雷射或蝕刻)，讓導電材料(例如，鋁膠)易於透過穿透鈍化層的開孔與基板導接，並可降低導電材料的使用量，進而降低成本。該案揭露了不同的開孔方式，例如，線條狀、虛線狀、斜線條紋狀、圓點狀或孔狀等。而設置於同一直線的開孔可以為連續或不連續。
不同方式的開孔設計，仍須搭配實務上易於生產以及與匯流排之間的導電關聯性。例如，如果以點狀...等不連續的方式設計開孔，若沒有連接到匯流排的部分，將會形成浮接，而形成無效的背面電極配置。此外，若以線性的配置來說，以雷射製作開孔時，會有開孔不易的問題，而導致雷射開孔速度過慢，生產速度降低，進而降低生產效率，提高生產成本。
有鑑如此，在背面電極的設計上，如何設計出恰當的背面電極結構是極為重要的，藉由結合背面鈍化層的設計結構，進而達到易於生產、降低生產成本，且同時達到提高太陽能電池效率，實為目前太陽能電池技術發展所要解決的問題。
鑒於以上習知技術的問題，本發明提供一種太 陽能電池，包含：半導體基板、鈍化層、背面電極與背面匯流排電極。半導體基板具有一第一表面與一第二表面。鈍化層設置於第二表面，鈍化層具有至少一連續彎折線形窗口。背面電極，配置於該鈍化層上並覆蓋該連續彎折線形窗口，並經由該連續彎折線形窗口連接該半導體基板。背面匯流排電極連接該背面電極。
本發明更提供一種太陽能電池，包含：半導體基板、鈍化層、至少一連續彎折線形電極與多個背面匯流排電極。其中，半導體基板，具有一第一表面與一第二表面。鈍化層設置於第二表面。至少一連續彎折線形電極配置於鈍化層並穿透鈍化層而連接半導體基板之第二表面。背面匯流排電極連接至少一連續彎折線形電極。
本發明之太陽能電池，具有易於生產、降低生產成本，且同時達到提高太陽能電池效率的具體功效。
以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者瞭解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。
1、2‧‧‧區塊
10‧‧‧N型摻雜層
20‧‧‧半導體基板
30‧‧‧抗反射層
40‧‧‧正面電極
50‧‧‧鈍化層
130、131、132、133‧‧‧連續彎折線形窗口
140、141、142、143‧‧‧連續彎折線形電極
138、148、158、168、178、188、198A、198B、208A、208B、218、228、238A、238B、248A、248B‧‧‧連接處
139A、139B‧‧‧端點
149A、149B‧‧‧端點
150、150A、150B、151、152、153‧‧‧連續彎折線形窗口
160、160A、160B、161、162、163‧‧‧連續彎折線形電極
159A、159B、159C、159C‧‧‧端點
169A、169B、169C、169D‧‧‧端點
170‧‧‧連續彎折線形窗口
180‧‧‧連續彎折線形電極
179A、179B‧‧‧端點
189A、189B‧‧‧端點
190A、190B‧‧‧連續彎折線形窗口
200A、200B‧‧‧連續彎折線形電極
199A、199B、199C、199D‧‧‧端點
209A、209B、209A、209B‧‧‧端點
210‧‧‧連續彎折線形窗口
220‧‧‧連續彎折線形電極
219A、219B‧‧‧端點
229A、229B‧‧‧端點
230A、230B‧‧‧連續彎折線形窗口
240A、240B‧‧‧連續彎折線形電極
239A、239B、239C、239D‧‧‧端點
249A、249B、249C、249D‧‧‧端點
301、302、303‧‧‧背面匯流排電極
第1A~1E圖係為本發明之太陽能電池之一實施例底面 示意圖，分別為配置連續彎折線形窗口、連續彎折線形電極與匯流排之示意圖；第2A~2C圖係為第1A圖、第1B圖之本發明實施例中，沿A-A剖面於區塊1之剖面圖示意圖；第3A~3E圖係為本發明之太陽能電池之另一實施例底面示意圖，分別為配置連續彎折線形窗口、連續彎折線形電極與匯流排之示意圖；第4A~4C圖係為第3A圖、第3B圖之本發明實施例中，沿B-B剖面於區塊2之剖面圖示意圖；第5A~5D圖係為本發明之太陽能電池之又一實施例底面示意圖，分別為配置連續彎折線形窗口、連續彎折線形電極與匯流排之示意圖；第6A~6D圖係為本發明之太陽能電池之再一實施例底面示意圖，分別為配置連續彎折線形窗口、連續彎折線形電極與匯流排之示意圖；第7A~7D圖係為本發明之太陽能電池之另一實施例底面示意圖，分別為配置連續彎折線形窗口、連續彎折線形電極與匯流排之示意圖；第8A~8D圖係為本發明之太陽能電池之再一實施例底面示意圖，分別為配置連續彎折線形窗口、連續彎折線形電極與匯流排之示意圖；第9A~9D圖係為本發明之太陽能電池之另一實施例 底面示意圖，分別為配置連續彎折線形窗口、連續彎折線形電極與匯流排之示意圖；第10A~10D圖係為本發明之太陽能電池之另一實施例底面示意圖，分別為配置連續彎折線形窗口、連續彎折線形電極與匯流排之示意圖；第11A~11D圖係為本發明之太陽能電池之另一實施例底面示意圖，分別為配置連續彎折線形窗口、連續彎折線形電極與匯流排之示意圖；第12A~12B圖係為第1B圖之本發明實施例中，沿A-A剖面於區塊1之剖面圖示意圖，其為採用共燒結法直接配置連續彎折線形電極之實施例，不預先配置連續彎折線形窗口；第13A~13B圖係為連續彎折線形窗口實施例中，直線的部分係採用”虛線”配置的兩實施例；及第14A~14C圖係為連續彎折線形窗口實施例中，每個連續彎折線形窗口的兩個端點位於側邊的中央，並彼此連接的實施例。
請參考第2A圖，本發明之太陽能電池正面電極結構一實施例之示意圖；請同步參考第2B圖，係第2A圖之本發明之太陽能電池正面電極結構之局部區域2之放大示意圖。本發明之太陽能電池正面電極結構，包含有： 複數個匯流排電極120(本實施例係為3個匯流排電極120)、與複數個指狀電極110。其中，匯流排電極120間隔配置於基板100上。實質上，第2A圖的實施例中，太陽能電池正面電極結構包括了三組匯流排電極網3、4、5，這三組匯流排電極網3、4、5彼此隔離配置於基板100上。而每個匯流排電極網包括：一個匯流排電極120；複數個指狀電極110，間隔配置於該匯流排電極120之兩側。
為了達到易於生產、降低生產成本，且同時達到提高太陽能電池效率的目的，本發明提供一種太陽能電池之設計，運用連續彎折線形電極的背面電極設計，可以雷射切割法進行快速切割，進而提高生產速度與良率，進而降低生產成本並同步提高太陽能電池效率。相同的連續彎折線形電極的背面電極設計，亦可同步採用燒結法將導電材料燒結至半導體基板上，同樣可達到降低成本與提高太陽能電池效率之目的。
接下來，將列舉數個實施例來說明本發明之創作。
請參考第1A~1C圖，其為本發明之太陽能電池之一實施例底面示意圖，分別為配置連續彎折線形窗口、連續彎折線形電極與匯流排之示意圖。請同步參考第2A、2B圖，其為第1A圖、第1B圖之本發明實施例中，沿A-A剖面於區塊1之剖面圖示意圖。
在第1A、2A圖中，連續彎折線形窗口130配置於半導體基板20(本實施例中為P型)的第二表面的鈍化層50當中，亦即，半導體基板20的背面。半導體基板20的第一表面配置有N型摻雜層10，其上再配置抗反射層30，而正面電極40一般藉由燒結法穿透抗反射層30而與N型摻雜層10電連接。鈍化層50上的連續彎折線形窗口130可採用雷射切割或者蝕刻法進行開窗。
當採用雷射切割法進行開窗時，由於連續彎折線形窗口130採取的連續彎折之設計，且連續彎折線形窗口130的各條直線之間彼此平行且其連接處138可以是弧形，或者彎角。因此，可讓雷射切割設備易於操作，且不用反覆開啟，而造成對雷射切割設備的損害，更可提高切割的速度，縮短雷射切割的時間，且對於半導體基板20可能因雷射切割過程所產生的損傷也可大幅降低。
此外，在第1A圖中，連續彎折線形窗口130包含兩個端點139A與139B，且端點139A與139B位於半導體基板20之第二表面的對角。在此實施例中，由於直線數目為奇數，因此，會形成連續彎折線形窗口130的兩個端點139A與139B配置於對角的實施例。如此，設計於對角的端點139A與139B可讓雷射切割設備易於進行定位。
請參考第1B、2B圖，當形成連續彎折線形窗口130後，進行導電材料(例如，鋁膠)的配置，即可配置 為連續彎折線形電極140，其同樣具有兩個端點149A與149B。連續彎折線形電極140的配置方法為所屬技術領域中具有通常知識者可輕易達成，因此，不再贅述。重點在於，本實施例透過將導電材料以塗佈或印刷方式配置於連續彎折線形窗口130上方，且其面積可約略等於或大於連續彎折線形窗口130之面積，讓形成連續彎折線形電極140所需的導電材料量盡可能地少，進而達到節省材料成本的目的。同樣地，連續彎折線形電極140的各條直線之間彼此連接處148可以是弧形，或者彎角。
請參考第1C圖，背面匯流排電極301、302、303與連續彎折線形電極140連接，本實施例中係先行配置連續彎折線形電極140於鈍化層50上後，再將背面匯流排電極301、302與303配置於連續彎折線形電極140上。於其他實施例，可先行配置背面匯流排電極301、302與303於鈍化層50上後，再將連續彎折線形電極140配置於背面匯流排電極301、302與303上，爾後所提之連續彎折線形電極與背面匯流排電極的連接方式皆如上所述，將不再贅述。如此，正面電極40與N型摻雜層10、半導體基板20、連續彎折線形電極140、背面匯流排電極301、302與303之間即形成一導通路徑。
此外，連續彎折線形窗口130具有第一寬度W1，其介於10um至300um之間。而連續彎折線形電極140 曝露於鈍化層50外的部分具有第二寬度W2，第二寬度W2可小於、等於或大於第一寬度W1，但以大於或等於第一寬度W1為較佳。該鈍化層50具有第一深度H1，其介於5nm至300nm之間，且該連續彎折線形電極140凸出於鈍化層50的部分之高度H2介於5um至40um之間。在本實施例中，第一寬度W1為40um，第二寬度W2為400 um，第一深度H1為200nm，凸出高度H2為20um。
接著，請參考第1D圖，其為將第1C圖的背面匯流排電極301、302與303轉90度後的實施例。此實施例同樣可達到本發明的結構性功效。
請參考第1E圖，其為以整面之背面電極141取代連續彎折線形電極140而覆蓋住連續彎折線形窗口130的實施例。同時請參考第2C圖，運用此實施例，可達到以連續彎折線形窗口130易於製作，同時，背面電極141易於製作的優點。同樣地，背面匯流排電極301、302與303同樣可轉90度配置，如第1D圖的實施例。
接著，請參考第3A~3E圖，其為本發明之太陽能電池之另一實施例底面示意圖，分別為配置連續彎折線形窗口、連續彎折線形電極與匯流排之示意圖。請同步參考第4A、4B圖，其為第3A圖、第3B圖之本發明實施例中，沿B-B剖面於區塊2之剖面圖示意圖。
在第3A、4A圖中，連續彎折線形窗口150配 置於半導體基板20(本實施例為P型)的第二表面的鈍化層50當中，亦即，半導體基板20的背面。半導體基板20的第一表面配置有N型摻雜層10，其上再配置抗反射層30，而正面電極40一般藉由燒結法穿透抗反射層30而與N型摻雜層10電連接。鈍化層50上的連續彎折線形窗口150可採用雷射切割或者蝕刻法進行開窗。在此實施例中，連續彎折線形窗口150係由複數條線形窗口構成，其與背面匯流排電極301、302與303以介於0~90度之間之夾角彼此連接而成。
當採用雷射切割法進行開窗時，由於連續彎折線形窗口150採取的連續彎折之設計，且連續彎折線形窗口150的各條線形窗口之間彼此連接處158可以是弧形或者彎角，因此，可讓雷射發射設備易於操作，且不用反覆開啟，而造成對雷射切割設備的損害，更可提高切割的速度，縮短雷射切割的時間。更甚者，由於不用進行雷射切割設備的開開關關，因此，對於半導體基板20可能因雷射切割過程所產生的損傷也可大幅降低。
此外，在第3A圖中，連續彎折線形窗口150包含兩個端點159A、159B，且端點159A、159B位於半導體基板20之第二表面的對角。在此實施例中，由於線形窗口數目為奇數，因此，會形成連續彎折線形窗口150的兩個端點159A、159B配置於對角的實施例。如此，設計於 對角的端點159A、159B可讓雷射切割設備易於進行定位。
請參考第3B、4B圖，當連續彎折線形窗口150配置好後，進行導電材料(例如，鋁膠)的配置，即可配置為連續彎折線形電極160，其同樣具有兩個端點169A、169B。連續彎折線形電極160的配置方法為所屬技術領域中具有通常知識者可輕易達成，因此，不再贅述。重點在於，本發明透過將導電材料僅配置於連續彎折線形窗口150上方，且其面積可小於、等於或大於連續彎折線形窗口150之面積，在本實施例中，讓形成連續彎折線形電極160所需的導電材料量盡可能地少，進而達到節省材料成本的目的。同樣地，連續彎折線形電極160的各條線形電極之間彼此連接處168可以是弧形，或者彎角。
此外，請比較第2B、4B圖，第2B圖的實施例係為多條於背面匯流排電極310、302與303的線形電極彼此連接而成(兩者正交)，而第4B圖的實施例為多條非與背面匯流排電極310、302與303正交的直線彼此連接而成，兩者的夾角介於0~90度之間。因此，與背面匯流排電極310、302與303正交的多條線形電極的間距可以安排為等距，如前一實施例之第2B圖所示，連續彎折線形電極140之間的間距相同；就其他的實施例而言，亦可安排為不等距，而與背面匯流排電極310、302與303不正交的多條線形電極的間距則會於不同的部位間距不同，如本實施 例之第4B圖所示，連續彎折線形電極160之間的間距不相同。在本實施例中，連續彎折線形窗口150的寬度為40um，連續彎折線形電極160的寬度為45 um，鈍化層50的厚度為150nm，連續彎折線形電極160突出於鈍化層50表面的高度為15um，故本案由背面視之，前述該連續彎折線形電極140曝露於鈍化層50外的面積至少大於該連續彎折線形電極窗口面積的5%。
請參考第3C圖，背面匯流排電極301、302、303連接連續彎折線形電極160。如此，正面電極40與N型摻雜層10、半導體基板20、彎折線形電極160、背面匯流排電極301、302與303之間即形成一導通路徑。
接著，請參考第3D圖，其為將第3C圖的背面匯流排電極301、302與303轉90度後的實施例。此實施例同樣可達到本發明的結構性功效。
請參考第3E圖，其為以整面之背面電極161取代連續彎折線形電極160而覆蓋住連續彎折線形窗口150的實施例。同時請參考第4C圖，運用此實施例，可達到以連續彎折線形窗口150易於製作，同時，背面電極161易於製作的優點。
第1A~2B圖的實施例與第3A~4B圖的實施例，均為採用一個連續彎折線形窗口與電極(連續彎折電極或整面之背面電極)的設計。就另一實施例而言，亦可採用 多個連續彎折線形窗口與電極的設計。請參考以下數個實施例之說明。
請參考第5A~5D圖，其為本發明之太陽能電池之一實施例底面示意圖，分別為配置連續彎折線形窗口、連續彎折線形電極與匯流排之示意圖。
在第5A圖中，本發明之太陽能電池具有三個連續彎折線形窗口131、132與133，均配置於半導體基板20(N型或P型)的第二表面的鈍化層50當中，亦即，半導體基板20的背面。在此實施例中，連續彎折線形窗口131、132與133係由複數條垂直於背面匯流排電極301、302與303之線形窗口(奇數)彼此連接而成，即該些線形窗口與該些背面匯流排電極之間具有一90度之夾角，參考第5C圖，並且，連續彎折線形窗口131、132與133均包含兩個位於對角的端點139A、139B。
請參考第5B圖，連續彎折線形電極141、142與143同樣為3個，連續彎折線形電極141、142與143與背面匯流排電極301、302與303係為一對一配置，並且，連續彎折線形電極141、142與143均包含兩個位於對角的端點149A、149B。同樣地，連續彎折線形電極141、142與143的各條線形電極之間彼此連接處可以是弧形，或者彎角。
接著，請參考第5D圖，其為將第5C圖的背 面匯流排電極301、302與303轉90度後的實施例。此實施例同樣可達到本發明的結構性功效。在本實施例中，連續彎折線形窗口131-133的寬度皆為80um，連續彎折線形電極141-143的寬度皆為85 um，鈍化層50的厚度為100nm，連續彎折線形電極141-143突出於鈍化層50表面的高度為20um。因此前述該連續彎折線形電極140曝露於鈍化層50外的面積至少大於該連續彎折線形電極窗口面積的5%。在其他實施例中，連續彎折線形窗口131、132與133的寬度可分別為不同寬度，對應之連續彎折線形電極141、142與143的寬度亦分別為不同寬度。
同樣地，運用如第3A圖的結構，也可設計出非正交型之多個連續彎折線形電極之結構。
請參考第6A~6D圖，其為本發明之太陽能電池之一實施例底面示意圖，分別為配置連續彎折線形窗口、連續彎折線形電極與匯流排之示意圖。
在第6A圖中，本發明之太陽能電池具有三個連續彎折線形窗口151、152與153，連續彎折線形窗口151、152與153彼此係一預定間隔平行配置於半導體基板20(N型或P型)的第二表面的鈍化層50當中，亦即，半導體基板20的背面，該預定間隔係指一個使兩連續彎折線形窗口不相互連接之距離。在此實施例中，連續彎折線形窗口151、152與153係由複數條與背面匯流排電極301、302 與303形成介於0~90度之間之夾角之線形窗口(奇數)彼此連接而成，參考第6C圖，並且，連續彎折線形窗口151、152與153均包含兩個位於對角的端點159A與159B。
請參考第6B圖，本發明之太陽能電池具有三個連續彎折線形電極161、162與163，該連續彎折線形電極161、162與163係與背面匯流排電極301、302與303以一對一方式對應配置，並且，連續彎折線形電極161、162與163均包含兩個位於對角的端點169A、169B。同樣地，連續彎折線形電極161、162與163的各條線形電極之間彼此連接處可以是弧形，或者彎角。
接著，請參考第6D圖，其為將第6C圖的背面匯流排電極301、302與303轉90度後的實施例。此實施例同樣可達到本發明的結構性功效。
與背面匯流排電極正交或非正交的線形電極所連接的連續彎折線形電極的結構設計，除了可全部採用正交或全部採用非正交，亦可採用混合的方式，也就是，包含了與背面匯流排電極正交或非正交的線形電極所連接而成的連續彎折線形電極。請參考以下的實施例。
請參考第7A~7D圖，其為本發明之太陽能電池之一實施例底面示意圖，分別為配置連續彎折線形窗口、連續彎折線形電極與匯流排之示意圖。
在第7A圖中，連續彎折線形窗口170配置於 半導體基板20(分別為N型或P型)的第二表面的鈍化層50當中，亦即，半導體基板20的背面。在此實施例中，連續彎折線形窗口170係由多條與背面匯流排電極301、302與303之正交之線形窗口175以及與多條背面匯流排電極301、302與303非正交之線形窗口176彼此連接而成，且該線形窗口175與176兩者總數為奇數。參考第7C圖，並且，連續彎折線形窗口170均包含兩個位於對角的端點179A、179B，且連續彎折線形窗口180的各條正交與非正交線形窗口之間彼此連接處178可以是弧形，或者彎角。
請參考第7B圖，連續彎折線形電極180與背面匯流排電極301、302與303連接，並且，連續彎折線形電極180包含兩個位於對角的端點189A、189B。同樣地，連續彎折線形電極180的各條正交與非正交線形電極之間彼此連接處188亦為弧形。
接著，請參考第7D圖，其為將第7C圖的背面匯流排電極301、302與303轉90度後的實施例。此實施例同樣可達到本發明的結構性功效。
除了以上的實施例外，亦可採用對稱或不對稱且交錯之一對彎折線形窗口/電極的設計。
請參考第8A~8D圖，其為本發明之太陽能電池之再一實施例底面示意圖，分別為配置連續彎折線形窗口、連續彎折線形電極與匯流排之示意圖。
在第8A圖中，一對連續彎折線形窗口150A與150B配置於半導體基板20(為N型或P型)的第二表面的鈍化層50當中，亦即，半導體基板20的背面。在此實施例中，連續彎折線形窗口150A與150B係各別由多條與背面匯流排電極301、302與303之非正交之線形窗口(奇數)彼此連接而成，參考第8C圖，並且，連續彎折線形窗口150A與150B均包含兩個位於對角的端點159A與159B、159C與159D，且連續彎折線形窗口160A與160B的各條非正交線形窗口之間彼此連接處可以是弧形，或者彎角。
請參考第8B圖，並且，連續彎折線形電極160A與160B各包含兩個位於對角的端點169A與169B、169C與169D。同樣地，連續彎折線形電極160A與160B的各條非正交線形電極之間彼此連接處可以是弧形，或者彎角。
接著，請參考第8C圖與第8D圖，該連續彎折線形電極160A與160B係電性連接至背面匯流排電極301、302與303；第8D圖為將第8C圖的背面匯流排電極301、302與303轉90度後的實施例。此實施例同樣可達到本發明的結構性功效。
在此實施例中，位於四個角落的端點可讓連續彎折線形窗口與電極製作過程容易對位，而提高準確度與 良率。
在對稱且交錯之一對連續彎折線形窗口與電極的設計上，最少的線形窗口與線形電極數可為2條，亦即，2條以上的線形窗口與線形電極所構成的架構，均為可能的實施方式。
請參考第9A~9D圖，其為本發明之太陽能電池之又一實施例底面示意圖，分別為配置連續彎折線形窗口、連續彎折線形電極與匯流排之示意圖。
在第9A圖中，一對連續彎折線形窗口190A與190B配置於半導體基板20(N型或P型)的第二表面的鈍化層50當中，亦即，半導體基板20的背面。在此實施例中，連續彎折線形窗口190A與190B係各別由2條與背面匯流排電極301、302與303之非正交之線形窗口彼此連接而成，參考第9C圖，並且，連續彎折線形窗口190A與190B均包含兩個位於同側的端點199A與199D、199B與199C，且連續彎折線形窗口200A與200B的各條非正交線形窗口之間彼此連接處可以是弧形，或者彎角。
請參考第9B圖，連續彎折線形電極200A與200B與背面匯流排電極301、302與303連接，並且，連續彎折線形電極200A與200B各包含兩個位於同側的端點209A與209D、209B與209C。同樣地，連續彎折線形電極200A與200B的各條非正交線形電極之間彼此連接處可 以是弧形，或者彎角。
接著，請參考第9D圖，其為將第9C圖的背面匯流排電極301、302與303轉90度後的實施例。此實施例同樣可達到本發明的結構性功效。
在此實施例中，位於四個角落的端點可讓連續彎折線形窗口/電極製作過程容易對位，而提高準確度與良率。
第9A~9D圖的實施例，說明了端點位於同側的設計。此設計係為線形窗口與線形電極數為偶數的實施例。就其他的實施例而言，亦可採用多條的線形窗口與線形電極連接而使其數目為偶數的設計，進而使端點位於同側。
請參考第10A~10D圖，其為本發明之太陽能電池之又一實施例底面示意圖，分別為配置連續彎折線形窗口、連續彎折線形電極與匯流排之示意圖。
在第10A圖中，一對連續彎折線形窗口210配置於半導體基板20(N型或P型)的第二表面的鈍化層50當中，亦即，半導體基板20的背面。在此實施例中，連續彎折線形窗口210係各別由多條與背面匯流排電極301、302與303之非正交之線形窗口(偶數)彼此連接而成，參考第10C圖，並且，連續彎折線形窗口210包含兩個位於同側的端點219A、219B，且連續彎折線形窗口210的各條非 正交線形窗口之間彼此連接處218可以是弧形，或者彎角。
請參考第10B圖，連續彎折線形電極220與背面匯流排電極301、302與303連接，並且，連續彎折線形電極220包含兩個位於同側的端點229A、229B。同樣地，連續彎折線形電極220的各條非正交線形電極之間彼此連接處228可以是弧形，或者彎角。
接著，請參考第10D圖，其為將第10C圖的背面匯流排電極301、302與303轉90度後的實施例。此實施例同樣可達到本發明的結構性功效。
在此實施例中，位於同側端點可讓連續彎折線形窗口/電極製作過程容易對位，而提高準確度與良率。
依據前述的設計理念，本發明亦可提供線數為偶數，且彼此對稱、非對稱的彼此連接結構，或者彼此交錯的一或多對連續彎折線形窗口與電極之結構。
請參考第11A~11D圖，其為本發明之太陽能電池之又一實施例底面示意圖，分別為配置連續彎折線形窗口、連續彎折線形電極與匯流排之示意圖。
在第11A圖中，一對連續彎折線形窗口230A與230B配置於半導體基板20(N型或P型)的第二表面的鈍化層50當中，亦即，半導體基板20的背面。在此實施例中，連續彎折線形窗口230A與230B係各別由多條與背面匯流排電極301、302與303之非正交之線形窗口(偶數)彼 此連接而成，參考第11C圖，並且，連續彎折線形窗口230A與230B包含兩個位於同側的端點239A與239B、239C與239D，且各連續彎折線形窗口230A與230B的各條非正交線形窗口之間彼此連接處238A與238B可以是弧形，或者彎角。
請參考第11B圖，連續彎折線形電極240A與240B與背面匯流排電極301、302與303連接，並且，各連續彎折線形電極240A與240B包含兩個位於同側的端點249A與249B、249C與249D。同樣地，連續彎折線形電極240A與240B的各條非正交線形電極之間彼此連接處248A與248B可以是弧形，或者彎角。
接著，請參考第11D圖，其為將第11C圖的背面匯流排電極301、302與303轉90度後的實施例。此實施例同樣可達到本發明的結構性功效。
此實施例係由一對連續彎折線形窗口與電極構成之結構，並且，每個連續彎折線形窗口與電極係由兩條對稱的線形結構連接而成。每條線形窗口與電極係與背面匯流排電極呈45度夾角。就其他的實施例而言，亦可採用彼此不對稱的線形窗口與電極所連接，其可與背面匯流排電極呈0~90的夾角。
在此實施例中，位於同側端點可讓連續彎折線形窗口/電極製作過程容易對位，而提高準確度與良率。
總結以上的實施例，連續彎折線形窗口與電極之結構係由多條與背面匯流排電極呈正交或非正交或其組合之直線彼此連接而成，亦即直線與背面匯流排電極的夾角可介於0~90度之間。並且，連續彎折線形窗口與電極具有兩個端點，端點可位於同側或對角。而連續彎折線形窗口與電極之直線彼此連接處可以是弧形，或者彎角。
此外，連續彎折線形電極曝露於外之面積至少大於連續彎折線形電極窗口5%之面積。其中該連續彎折線形窗口具有第一寬度W1，其介於10um至300um之間。而連續彎折線形電極曝露於外的部分具有第二寬度W2，第二寬度W2係大於第一寬度W1。鈍化層具有第一深度，其介於5nm至300nm之間。連續彎折線形電極凸出於鈍化層的部分之高度介於5um至40um之間。此外，連續彎折線形窗口與電極之線數介於2至300之間。
再者，除了前述的以雷射切割或蝕刻法來製作連續彎折線形窗口後，再製作連續彎折線形電極的實施例外，亦可採用燒結法來製作連續彎折線形電極。
請參考第12A~12B圖，其為第1B圖之本發明實施例中，沿A-A剖面於區塊1之剖面圖示意圖，其為採用共燒結法直接配置連續彎折線形電極之實施例，不預先配置連續彎折線形窗口。在第12A圖中，連續彎折線形窗口130係為虛擬的窗口，其位置即為預備製作連續彎折線 形電極之處。在第12B圖中，運用燒結法將導電材料燒結至連續彎折線形窗口130之虛擬窗口處，即可形成第1B圖的結構。
運用燒結法，連續彎折線形電極140配置於鈍化層50並穿透鈍化層50而連接半導體基板20之該第二表面。其具有一寬度W，該寬度W介於10um至300um之間。而鈍化層50具有第一深度H1，介於5nm至300nm之間。連續彎折線形電極140凸出於鈍化層50的部分之高度介於5um至40um之間，於本實施例中，寬度W為50 um，該第一深度H1為100nm。
在前述實施例中，連續彎折線形窗口或連續彎折線形電極，係採用連續(continuous)、彎折且線形彼此連接的發明概念來設計窗口(於鈍化層上)或電極。此一線形的概念，可以實線或虛線實施之，前述之實施例係為實線的實施例。請參考第13A~13B圖係為連續彎折線形窗口實施例中，線形窗口與線形電極的部分係採用”虛線”配置的兩實施例，其分別對應了第1A圖、第3A圖的實施例。在第13A圖的實施例中，連續彎折線形窗口250的每條”直線”是以”虛線的方式製作，其同樣有兩個端點259A、259B，且有彎折處258。在第13B圖的實施例中，連續彎折線形窗口270的每條”直線”是以”虛線的方式製作，其同樣有兩個端點279A、279B，且有彎折處278。
因此，本發明的“線形”，實質上是包括“虛線”與“實線”的概念。此外，此處的線形概念，就其他的實施例而言，亦可以採用非直線的線形，例如，弧狀線、波浪狀線、齒狀線等來構成連續彎折線形窗口或連續彎折線形電極。由於此為本技術領域具有通常知識者可以具以實施，於此不多加贅述。
在以上的窗口為”虛線”的實施例中，覆蓋於其上的連續彎折線形電極，仍然要採用彼此連接的方式為佳，或者，採用整面的背面電極。
此外，以上的實施例，揭露了每個連續彎折線形窗口/電極的兩個端點係位於同側或者對角。就其他的實施例而言，其亦可設計將每個連續彎折線形窗口/電極的兩個端點配置於基板側邊的的中央處。請參考第14A~14B圖的實施例，其係為連續彎折線形窗口實施例中，每個連續彎折線形窗口的兩個端點位於側邊的中央。在第14A圖的實施例中，連續彎折線形窗口290的兩個端點299A、299B係為於基板側邊的中央，且有彎折處298。在第14B圖的實施例中，連續彎折線形窗口310的兩個端點319A、319B係為於基板側邊的中央，且有彎折處318。
可以發現，第14A、14B圖的實施例，連續彎折線形窗口290、310實質上為兩個對稱的窗口形狀。當此一對稱的窗口形狀共同製作於單一基板上時，就可形成兩 個窗口的端點相互連接的狀況。請參考第14C圖的實施例，其為連續彎折線形窗口290、310的端點彼此連接的實施例，其中，端點299A、319A彼此連接，而端點299B、319B彼此連接。就此最終端點彼此連接的實施例而言，亦可稱之為沒有端點的實施例。
因此，實質上，每個連續彎折線形窗口或電極可包含兩個端點，且兩個端點位於半導體基板之該第二表面之同一側、對角、側邊之中央或互相連接。就其他的實施例而言，該兩個端點亦可位於非前述的其他位置，例如，位於側邊的1/3、1/4、1/5...。
同樣地，覆蓋於其上的背面電極，可以採用覆蓋於其上的連續彎折線形電極或者整面的背面電極。
以上所列舉的實施例與圖式係為背面電極配置於鈍化層與背面匯流排電極之間的實施例，就其他的實施例而言，背面匯流排電極亦可配置於鈍化層與背面電極之間。此類將背面匯流排電極配置於鈍化層與背面電極之間的實施例，可運用於第1A圖~第14C圖的各個實施例，由於其與將背面電極配置於鈍化層與背面匯流排電極之間的實施例差異僅在於結構上的差異，此為本技術領域具有通常知識者可於掌握本發明前述的實施例後據以實施，因此，不多加贅述。
雖然本發明之較佳實施例揭露如上所述，然其 並非用以限定本發明，任何熟習本發明之技術領域者，再不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
1‧‧‧區塊
20‧‧‧半導體基板
50‧‧‧鈍化層
130‧‧‧連續彎折線形窗口
138‧‧‧連接處
139A、139B‧‧‧端點

Claims (29)

  1. 一種太陽能電池，包含：一半導體基板，具有一第一表面與一第二表面；一鈍化層，設置於該第二表面，該鈍化層具有至少一連續彎折線形窗口；至少一背面電極，該背面電極經由該連續彎折線形窗口連接該半導體基板；以及至少一個背面匯流排電極，該背面匯流排電極以電性連接該背面電極；其中該背面電極係配置於該鈍化層與該背面匯流排電極之間，或該背面匯流排電極係配置於該鈍化層與該背面電極之間。
  2. 如請求項1所述之太陽能電池，其中該連續彎折線形窗口包含兩個端點，且該兩個端點位於該半導體基板之該第二表面之同一側、對角、側邊之中央或互相連接。
  3. 如請求項1所述之太陽能電池，其中該至少一連續彎折線形窗口包含至少兩連續彎折線形窗口，且不同的該連續彎折線形窗口的兩個端點位於該半導體基板之該第二表面之同一側、對角或互相連接。
  4. 如請求項3所述之太陽能電池，其中該連續彎折線形窗口係交錯配置或以一預定間隔平行配置。
  5. 如請求項1、2、3或4所述之太陽能電池，其中該連續彎折 線形窗口係由複數條線形窗口彼此連接而成，且該線形窗口與該背面匯流排電極之間具有一介於0~90度之夾角。
  6. 如請求項5所述之太陽能電池，其中該連續彎折線形窗口之該些線形窗口彼此連接處係為弧形或彎角。
  7. 如請求項5所述之太陽能電池，其中每個該連續彎折線形窗口之線形窗口數目介於2至300之間。
  8. 如請求項1、2、3或4所述之太陽能電池，其中該連續彎折線形窗口係對應至少一個該背面匯流排電極。
  9. 如請求項1、2、3或4所述之太陽能電池，其中該背面電極係為至少一連續彎折線形電極，該連續彎折線形電極係對應配置於一該連續彎折線形窗口上。
  10. 如請求項1、2、3或4所述之太陽能電池，其中該背面電極係為一配置於該鈍化層上之整面電極。
  11. 如請求項3或4所述之太陽能電池，其中該背面電極更包含至少兩連續彎折線形電極，各該連續彎折線形電極係分別對應配置於一該連續彎折線形窗口上。
  12. 如請求項9所述之太陽能電池，其中該連續彎折線形電極曝露於外之面積至少大於該連續彎折線形電極窗口5%之面積。
  13. 如請求項11所述之太陽能電池，其中該連續彎折線形電極曝露於外之面積至少大於該連續彎折線形電極窗口5%之面積。
  14. 如請求項1所述之太陽能電池，其中該連續彎折線形窗口具有一第一寬度，該第一寬度係介於10um至300um之間。
  15. 如請求項12所述之太陽能電池，其中該連續彎折線形電極曝露於外的部分具有一第二寬度，該第二寬度係大於該第一寬度。
  16. 如請求項13所述之太陽能電池，其中該連續彎折線形電極曝露於外的部分具有一第二寬度，該第二寬度係大於該第一寬度。
  17. 如請求項1所述之太陽能電池，其中該鈍化層具有一第一深度，該第一深度係介於5nm至300nm之間。
  18. 如請求項9所述之太陽能電池，其中該連續彎折線形電極凸出於該鈍化層的部分之高度介於5um至40um之間。
  19. 一種太陽能電池，包含：一半導體基板，具有一第一表面與一第二表面；一抗反射層，設置於該第一表面；一鈍化層，設置於該第二表面；至少一連續彎折線形電極，配置於該鈍化層並穿透該鈍化層而連接該半導體基板之該第二表面；及至少一背面匯流排電極，連接至少一該連續彎折線形電極。
  20. 如請求項19所述之太陽能電池，其中該連續彎折線形電極包含兩個端點，且該兩個端點位於該半導體基板之該第 二表面之同一側、對角、側邊之中央或相互連接。
  21. 如請求項19所述之太陽能電池，其中該至少一連續彎折線形電極包含至少兩連續彎折線形電極，且不同的該連續彎折線形電極的兩個端點位於該半導體基板之該第二表面之同一側、對角或互相連接。
  22. 如請求項21所述之太陽能電池，其中該連續彎折線形電極係交錯配置或以一預定間隔平行配置。
  23. 如請求項19、20、21或22項所述之太陽能電池，其中該連續彎折線形電極係由複數條線形電極彼此連接而成，且該線形電極與該背面匯流排電極之間具有一介於0~90度之夾角。
  24. 如請求項23所述之太陽能電池，其中該連續彎折線形電極之該些直線彼此連接處係為弧形或彎角。
  25. 如請求項23所述之太陽能電池，其中每個該彎折線形電極之直線數目介於2至300之間。
  26. 如請求項19、20、21或22項所述之太陽能電池，其中一個該連續彎折線形電極係對應至少一個該背面匯流排電極。
  27. 如請求項19、20、21或22項所述之太陽能電池，其中該連續彎折線形電極曝露於外的部分具有一寬度，該寬度介於10um至300um之間。
  28. 如請求項19、20、21或22項所述之太陽能電池，其中該 鈍化層具有一第一深度，該第一深度係介於5nm至300nm之間。
  29. 如請求項19、20、21或22項所述之太陽能電池，其中該連續彎折線形電極凸出於該鈍化層的部分之高度介於5um至40um之間。
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