TW202010143A - 太陽能電池及其製造方法 - Google Patents

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TW202010143A
TW202010143A TW107128048A TW107128048A TW202010143A TW 202010143 A TW202010143 A TW 202010143A TW 107128048 A TW107128048 A TW 107128048A TW 107128048 A TW107128048 A TW 107128048A TW 202010143 A TW202010143 A TW 202010143A
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李岳霖
林明秀
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茂迪股份有限公司
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Abstract

一種太陽能電池之製造方法，包括：準備一晶體矽基板，其具有相對之一第一表面及一第二表面；將該第一表面之一第一區域與一溶液接觸而在該第一區域上散布多個金粒子以形成一導電接觸結構，其中該溶液的成分包含一氯金化合物及一表面處理劑，且該表面處理劑可去除該第一區域的氧化矽；以及以一第一直接電鍍製程形成一第一金屬層於該第一區域上，使該第一金屬層包覆該第一區域上的該些金粒子。

Description

太陽能電池及其製造方法
本發明是有關於一種太陽能電池及其製造方法，且特別是有關於一種太陽能電池之製造方法，其利用浸金(immersion gold)製程製作直接電鍍製程的導電接觸結構。
在目前晶體矽太陽能電池的金屬化製程中，通常是以網版印刷金屬漿料，搭配高溫燒結來形成正背面金屬接觸。然而，網印金屬漿料的材料價格較高，近期業者期望以電鍍金屬電極技術來取而代之。因為矽基板表面不是良好導體，在進行電鍍製程時，需先形成一導電接觸結構(例如一金屬層)於矽基板表面上，之後才可用探針接觸該導電接觸結構而外加偏壓。目前該導電接觸結構可以物理氣相沉積(PVD)，例如：濺鍍(Sputter)或蒸鍍(Evaporation)等方式來製作完成，但PVD真空設備的投資成本很高；另外，亦有採取無電鍍(electroless plating)製程形成金屬層(例如鎳層)作為導電接觸結構者，然而無電鍍製程所需的處理液種類眾多(包含活化處理液、敏化處理液、還原劑及PH調整劑等)，所需的製程溫度亦高於室溫，在原料製備、製程控制的複雜度較高；另外，無電鍍製程所形成的鎳層還包含來自還原劑中的硼、磷或其他摻雜物，即無電鍍鎳實際上是鎳磷合金或鎳硼合金，其電阻值較純鎳層高而較不利於外加偏壓，且硼、磷等摻雜成分可能會進入晶體矽基板中而影響太陽能電池之特性。
因此，便有需要一種太陽能電池及其製造方法，能克服上述問題。
本發明之一目的是提供一種太陽能電池之製造方 法，其利用浸金製程製作直接電鍍製程的導電接觸結構。
依據上述之目的，本發明提供一種太陽能電池之製造方法，包括：準備一晶體矽基板，其具有相對之一第一表面及一第二表面；將該第一表面之一第一區域與一溶液接觸而在該第一區域上散布多個金粒子以形成一導電接觸結構，其中該溶液的成分包含一氯金化合物及一表面處理劑，且該表面處理劑可去除該第一區域的氧化矽；以及以一第一直接電鍍製程形成一第一金屬層於該第一區域上，使該第一金屬層包覆該第一區域上的該些金粒子。
本發明主要的優勢為：一、浸金製程、直接電鍍製程及順向偏壓電鍍製程皆為濕式製程而不需真空設備，可降低設備投資；二、浸金製程可在室溫(約20~~35℃)進行，不需要升降溫程序，可簡化製程；三、浸金製程所需處理液種類少，溶液製備相對簡單，溶液控管較易；四、相較於網印製程(銀金屬)，本發明所形成的電極結構，其貴金屬使用量較低。五、可以達成選擇性沈積金粒子，即金粒子於鈍化層開口所露出的晶體矽基材表面上沈積，不會沈積於鈍化層(成分例如氮化矽、氧化矽或氧化鋁等)表面上，可直接形成圖案化之導電接觸結構，其後續即可直接形成圖案化電極。
1‧‧‧太陽能電池
1’‧‧‧太陽能電池
1”‧‧‧太陽能電池
1'''‧‧‧太陽能電池
10‧‧‧晶體矽基板
10’‧‧‧晶體矽基板
10”‧‧‧晶體矽基板
101‧‧‧第一表面
1011‧‧‧第一區域
102‧‧‧第二表面
1021‧‧‧第二區域
11‧‧‧基材
12‧‧‧表面電場層
12’‧‧‧表面電場層
12”‧‧‧表面電場層
13‧‧‧射極層
13’‧‧‧射極層
13”‧‧‧射極層
14‧‧‧抗反射層
141‧‧‧貫穿孔
15‧‧‧鈍化層
151‧‧‧貫穿孔
16‧‧‧背面電極
16’‧‧‧背面電極
16”‧‧‧第一電極
160‧‧‧金粒子
160’‧‧‧金粒子
160”‧‧‧金粒子
161‧‧‧第一金屬層
161’‧‧‧第一金屬層
161”‧‧‧第一金屬層
162‧‧‧第一上金屬層
162’‧‧‧第一上金屬層
162”‧‧‧第一上金屬層
170‧‧‧金粒子
170’‧‧‧金粒子
170”‧‧‧金粒子
17‧‧‧正面電極
17’‧‧‧正面電極
17”‧‧‧第二電極
171‧‧‧第二金屬層
171’‧‧‧第二金屬層
171”‧‧‧第二金屬層
172‧‧‧第二上金屬層
172’‧‧‧第二上金屬層
172”‧‧‧第二上金屬層
18a‧‧‧第一鎳化矽層
18a’‧‧‧第一鎳化矽層
18a”‧‧‧第一鎳化矽層
18b‧‧‧第一金化矽層
18b’‧‧‧第一金化矽層
18b”‧‧‧第一金化矽層
19a‧‧‧第二鎳化矽層
19a’‧‧‧第二鎳化矽層
19a”‧‧‧第二鎳化矽層
19b‧‧‧第二金化矽層
19b’‧‧‧第二金化矽層
19b”‧‧‧第二金化矽層
8‧‧‧夾持治具
8’‧‧‧夾持治具
9‧‧‧溶液
S110~S160‧‧‧步驟
S210~S250‧‧‧步驟
圖1，為本發明之第一實施例之太陽能電池的製造方法流程圖。
圖2，其為本發明之一實施例之第一種類型之晶體矽基板之剖面示意圖。
圖3，其為本發明之另一實施例之第二種類型之晶體矽基板之剖面示意圖。
圖4，其為本發明之又一實施例之第三種類型之晶體矽基板之 剖面示意圖。
圖5，為本發明之第一實施例之太陽能電池的製造方法之剖面示意圖，其顯示浸金製程。
圖6為本發明之第一實施例之太陽能電池之製造方法之剖面示意圖，其顯示散布多個金粒子。
圖7為本發明之第一實施例之太陽能電池之製造方法之剖面示意圖，其顯示形成一第一金屬層。
圖8為本發明之第一實施例之太陽能電池之製造方法之剖面示意圖，其顯示形成一第一上金屬層。
圖9為本發明之另一實施例之太陽能電池之製造方法之剖面示意圖，其顯示完成多個金粒子、一第一金屬層及一第一上金屬層。
圖10為本發明之又一實施例之太陽能電池之製造方法之剖面示意圖，其顯示完成多個金粒子、一金屬層及一上金屬層。
圖11為本發明之第一實施例之太陽能電池之製造方法之剖面示意圖，其顯示形成一第二金屬層及一第二上金屬層。
圖12為本發明之另一實施例之太陽能電池之製造方法之剖面示意圖，其顯示形成一第二金屬層及一第二上金屬層。
圖13為本發明之第一實施例之太陽能電池之製造方法之剖面示意圖，其顯示退火後之太陽能電池。
圖14為本發明之另一實施例之太陽能電池之製造方法之剖面示意圖，其顯示退火後之太陽能電池。
圖15為本發明之又一實施例之太陽能電池之製造方法之剖面示意圖，其顯示退火後之太陽能電池。
圖16，為本發明之第二實施例之太陽能電池的製造方法流程圖。
圖17，為本發明之第二實施例之太陽能電池的製造方法之剖 面示意圖，其顯示浸金製程。
圖18為本發明之第二實施例之太陽能電池之製造方法之剖面示意圖，其顯示散布多個金粒子。
圖19為本發明之第二實施例之太陽能電池之製造方法之剖面示意圖，其顯示形成一第一金屬層及一第二金屬層。
圖20為本發明之第二實施例之太陽能電池之製造方法之剖面示意圖，其顯示形成一第一上金屬層及一第二上金屬層。
圖21為本發明之第二實施例之太陽能電池之製造方法之剖面示意圖，其顯示退火後之太陽能電池。
為讓本發明之上述目的、特徵及特點能更明顯易懂，茲配合圖式將本發明相關實施例詳細說明如下。
請參考圖1，其為本發明之第一實施例之太陽能電池的製造方法流程圖。該太陽能電池之製造方法包括下列步驟：在步驟S110中，準備一晶體矽基板，其具有相對之一第一表面(亦即背面)及一第二表面(亦即正面)。請參考圖2，在本實施例中，該晶體矽基板10包括一基材11、一射極層13及一表面電場層12。舉例，該基材11可為n型導電性，該射極層13可為p型摻雜區，且該表面電場層12可為n型摻雜區。
在本實施例中，該晶體矽基板10為第一種類型，該射極層13為一正面射極層，其位於該基材11內靠近該第二表面102處：且該表面電場層12為一背面電場層，其位於該基材11內靠近該第一表面101處，如圖2所示。
在另一實施例中，該晶體矽基板10’為第二種類型，該射極層13’為一背面射極層，其位於該基材11內靠近該第一表面101處：且該表面電場層12為一正面電場層，其位於該基材11內靠近該第二表面102處，如圖3所示。
另外，該晶體矽基板10、10’更包括一抗反射層14 及一鈍化層15。該抗反射層14設置在該第二表面102，且該鈍化層15設置在該第一表面101。該抗反射層14及該鈍化層15分別形成有多個貫穿孔141、151，用以露出該射極層13、13’或該表面電場層12、12’之局部。例如，該些貫穿孔141、151是以雷射開槽方式定義該晶體矽基板10之第二表面102及第一表面101的待鍍區域，即該第一表面101之第一區域1011以及該第二表面102之第二區域1021(如圖2及圖3所示)。
請參考圖4，在又一實施例中，該晶體矽基板10”為第三種類型，亦即該太陽能電池為一背接觸式(back contact)太陽能電池。該晶體矽基板10”包括一表面電場層12”及一射極層13”，皆位於該晶體矽基板10”之第一表面101(亦即非受光面)。該晶體矽基板10更包括一抗反射層14及該鈍化層15，該抗反射層14設置在該第二表面102。該鈍化層15分別形成有多個貫穿孔151，用以露出該射極層13”及該表面電場層12”之至少局部。例如，該些貫穿孔151是以雷射開槽方式定義該晶體矽基板10”之第一表面101的待鍍區域，即該第一表面101之第一區域1011，本實施例中的該第一區域1011有部分為該表面電場層12”之至少局部，有部分為該射極層13”之至少局部。
請參考圖5及圖2，在步驟S120中，將該第一表面101之第一區域1011與一溶液9接觸，而在該第一區域1011上散布多個金粒子160以形成一導電接觸結構。步驟S120即為一種浸金製程，例如可藉由一夾持治具8將該晶體矽基板10、10’或10”浸入該浸金製程之溶液9中而使該第一表面101之該第一區域1011與該溶液9接觸，該浸金製程之溶液9用以提供金離子而沉積為金粒子。
請參考圖6，在本實施例中，就第一種類型之晶體矽基板10而言，該晶體矽基板10的該第一表面101上覆蓋有一第一絕緣層(亦即該鈍化層15)，該第一絕緣層具有一開口(亦即該些貫穿孔151)而使該第一區域1011露出。再者，以該第一絕緣層 (亦即該鈍化層15)為阻擋層，使該第一表面101僅有該第一區域1011與該浸金製程之溶液接觸，並沉積為金粒子160在該第一區域1011上。
該浸金製程之溶液的成分包含一氯金化合物及一表面處理劑。該氯金化合物可選自氯化金(AuCl3或AuCl4 -)、氯金酸(HAuCl4)、氯金酸鉀(KAuCl4)及氯金酸鈉(NaAuCl4)所構成之群組的其中至少一者。該表面處理劑可為氫氟酸(HF)或緩衝式氧化物蝕刻劑(buffered oxide etchant；BOE)用以去除該第一區域1011的氧化矽。
舉例，該浸金製程之鍍液其主成分包括氯化金(AuCl3或AuCl4 -)/氫氟酸(HF)/水(H2O)，是以氯化金(Au濃度約50~90ppm)/氫氟酸(49%HF)/水(H2O)之體積混合比例10：1：100作為該溶液。該浸金製程溶液可在室溫(例如約20~35℃)下進行，複數個奈米至數十奈米大小的金粒子(Au nanoparticle)將吸附於雷射開槽之矽基表面。隨著浸泡時間不同，該些金粒子可能會聚積成為島狀金(Au island)結構、金集群(Au cluster)、局部金膜(Local Au film)、或全面金薄膜(Full Au film)其中之一或組合。該氯金化合物為氯化金，可提供金離子沉積為金粒子。該表面處理劑為氫氟酸(HF)，可蝕刻矽基板表面氧化層，並防止氧化層再形成。上述浸金製程之原理涉及伽凡尼置換反應(galvanic displacement reaction)，其化學反應式如下：
Figure 107128048-A0101-12-0006-1
若氯化金(Au濃度約50~90ppm)/氫氟酸(49%HF)之容積混合比例100：1所形成之溶液，則該溶液之最大Au濃度為50~90ppm。若氯化金(Au濃度約50~90ppm)/氫氟酸(49%HF)/水(H2O)之容積混合比例10：1：100所形成之溶液，則該溶液之Au濃度大致為5~9ppm。若Au濃度低於5~9ppm這個濃度，則可能使該些金粒子沉積的密度過低，導致表面電阻過高而不適合作為直 接電鍍製程(Direct plating process)的導電接觸結構。
在步驟S130中，以一第一直接電鍍製程形成一第一金屬層(例如鎳金屬)於該第一區域上，使該第一金屬層包覆該第一區域上的該些金粒子(即該導電接觸結構)。舉例，請參考圖7，就第一種類型之晶體矽基板10而言，本步驟S130之直接電鍍製程是指，將該晶體矽基板10之第一表面101之第一區域1011(即待鍍區域)浸入電鍍製程的相關處理液(含有第一金屬之離子)，然後藉由多個電鍍探針(plating probe)(圖未示)直接接觸該待鍍區域上的導電接觸結構，以外加偏壓而將該第一金屬層161電鍍形成該待鍍區域上，該第一金屬層161包覆該第一區域1011上的該些金粒子160。
在步驟S140中，以一第二直接電鍍製程形成一第一上金屬層(例如銅金屬)於該第一金屬層161(例如鎳金屬)上。請參考圖8，本步驟S140之直接電鍍製程之一種可能實施方式，以夾持治具(圖未示)夾持第一種類型之晶體矽基板10而將待鍍該第一上金屬層162的區域浸入電鍍製程的相關處理液(含有第一上金屬之離子)，然後藉由將多個電鍍探針(圖未示)直接接觸該第一金屬層161以外加偏壓而將該第一上金屬層162電鍍形成於該第一金屬層161上。該些金粒子160(即該導電接觸結構)、該第一金屬層161及該第一上金屬層162組合成一背面電極16。
請參考圖9，就第二種類型之晶體矽基板10’而言，步驟S120之浸金製程、步驟S130之第一直接電鍍製程及步驟S140之第二直接電鍍製程也可完成多個金粒子160’(即導電接觸結構)、一第一金屬層161’(例如鎳金屬)及一第一上金屬層162’(例如銅金屬)，並組合成一背面電極16’。
請參考圖10，就第三種類型之晶體矽基板10”而言，步驟S120之浸金製程、步驟S130之第一直接電鍍製程及步驟S140之第二直接電鍍製程也可完成多個金粒子160”、170”、一金屬層161”、171”(例如鎳金屬)及一上金屬層162”、172”(例 如銅金屬)，並分別組合成第一電極16”及第二電極17”，第一電極16”及第二電極17”分別和貫穿孔151露出的表面電場層12”及射極層13”相連。。
在步驟S150中，先形成一第二金屬層於該第二區域上，再形成一第二上金屬層於該第二金屬層上。若第二區域的電性為p型時，可先以一第一順向偏壓電鍍製程(forward bias plating process)形成一第二金屬層於該第二區域上，然後再以一第二順向偏壓電鍍製程形成一第二上金屬層於該第二金屬層上。舉例，請參考圖11，本步驟之第一次順向偏壓電鍍製程是指，將該晶體矽基板10之第二表面102之第二區域1021(即待鍍區域)浸入電鍍製程的相關處理液(含有第二金屬之離子)，然後藉由將一電源之陰極電性接觸該第一上金屬層162而提供順向偏壓將該第二金屬層171電鍍形成於該第二區域1021上；且本步驟之第二次順向偏壓電鍍製程是指，將待鍍該第二上金屬層172的區域浸入電鍍製程的相關處理液(含有第二上金屬之離子)，然後藉由將一電源(圖未示)之陰極電性接觸該第一上金屬層162而提供順向偏壓將該第二上金屬層172電鍍形成於該第二金屬層171上。
若第二區域的電性為n型時，無法使用順向偏壓電鍍製程形成該第二金屬層，請參考圖12，可利用步驟S120之浸金製程、步驟S130之第一直接電鍍製程及步驟S140之第二直接電鍍製程，以完成多個金粒子170’、一第二金屬層171’(例如鎳金屬)及一第二上金屬層172’(例如銅金屬)，並組合成該正面電極17’。
需說明的是，圖4所示的背接觸太陽能電池來說，只需要步驟S120、S130及S140即可同時完成分別與射極層及表面電場層對應連接之電極結構，並不需要進行步驟S150。
在步驟S160中，進行一退火製程，使該射極層或該表面電場層與該第一或第二金屬層之間形成有鎳化矽層(Nickel silicide layer)，以及該射極層或/及該表面電場層與該些金粒子之 間形成有金化矽層(Gold silicide layer)，如此以完成該太陽能電池。鎳矽化物為NiXSiY，其中X>0及Y>0,X+Y=1；以及，金矽化物為AuxSiy，其中x>0及y>0,x+y=1。舉例，請參考圖13，就第一種類型之晶體矽基板10而言，退火製程的條件可為：溫度：250℃-600℃，時間：3-10分(min)。退火製程可利用高溫爐管(furnace)或快速熱退火(Rapid Thermal Annealing,RTA)的方式，使該表面電場層12與該第一金屬層161及該些金粒子160之間形成有一第一鎳化矽層18a及一第一金化矽層18b，且該射極層13與該第二金屬層171及該些金粒子170之間形成有一第二鎳化矽層19a，如此以完成該太陽能電池1。該第一及第二鎳化矽層18a、19a及第一金化矽層18b為鎳及金透過高溫退火的方式與其下之矽所形成的金屬合金層，主要有兩個好處，其一是也可使歐姆接觸特性獲得提升，其二是可作為銅的擴散阻擋層，避免銅原子擴散至矽基板而形成載子複合中心。
就退火後之該太陽能電池1之背面電極16的結構而言，該太陽能電池包括多個金粒子160，散布於該第一表面101之一第一區域1011上；一第一金屬層161，包覆該第一區域1011上的該些金粒子160；以及一第一上金屬層162，設置於該第一金屬層161上；其中該表面電場層12與該第一金屬層161之間設置有一第一鎳化矽層18a，且該表面電場層12與該些金粒子160之間設置有一第一金化矽層18b。
請參考圖14，就第二種類型之晶體矽基板10’而言，步驟S160之退火製程除了使該射極層13’與該第一金屬層161’及該些金粒子160’之間形成有一第一鎳化矽層18a’及一第一金化矽層18b’，該表面電場層12’也與該第二金屬層171’及該些金粒子170’之間形成有一第二鎳化矽層19a’及一第二金化矽層19b’，如此以完成該太陽能電池1’。
請參考圖15，就第三種類型之晶體矽基板10”而言，步驟S160之退火製程除了使該射極層13”與該金屬層161” 及該些金粒子160”之間形成有一第一鎳化矽層18a”及一第一金化矽層18b”，該表面電場層也與該金屬層171”及該些金粒子170”之間形成有一第二鎳化矽層19a”及一第二金化矽層19b”，如此以完成該太陽能電池1”。
本發明主要的優勢為：一、浸金製程、直接電鍍製程及順向偏壓電鍍製程皆是濕式製程而不需真空設備，可降低設備投資；二、浸金製程可在室溫(約20~35℃)進行，不需要升降溫程序，可簡化製程；三、浸金製程所需處理液種類少，溶液製備、控管較易；四、相較於網印製程(銀金屬)，本發明形成的電極層之貴金屬使用量較低；五、可以達成選擇性沈積金粒子，即金粒子於鈍化層開口所露出的晶體矽基材表面上沈積，不會沈積於鈍化層(成分例如氮化矽、氧化矽或氧化鋁等)表面上，可直接形成圖案化之導電接觸結構，其後續即可直接形成圖案化之電極。
請參考圖16，其為本發明之第二實施例之太陽能電池之製造方法流程圖。該太陽能電池之製造方法包括下列步驟：在步驟S210中，準備一晶體矽基板，其具有相對之一第一表面(亦即背面)及一第二表面(亦即正面)。請再參考圖2，該晶體矽基板10包括一基材11、一射極層13及一表面電場層12。該基材11可為n型導電性，該射極層13可為p型摻雜區，且該表面電場層12可為n型摻雜區。該射極層13為一正面射極層，其位於該基材11內靠近該第二表面102處：且該表面電場層12為一背面電場層，其位於該基材11內靠近該第一表面101處。
另外，該晶體矽基板10更包括一抗反射層14及一鈍化層15。該抗反射層14設置在該第二表面102，且該鈍化層15設置在該第一表面101。該抗反射層14及該鈍化層15分別形成有多個貫穿孔141、151，用以露出該射極層13或該表面電場層12之至少局部。例如，該些貫穿孔141、151是以雷射開槽方式定義該晶體矽基板10之第二表面102及第一表面101的待鍍區 域，即該第一表面101之第一區域1011以及該第二表面102之第二區域1021(如圖2所示)。
請參考圖17及圖2，在步驟S220中，將該第一表面101之一第一區域1011與一溶液9接觸而在該第一區域1011上散布多個金粒子160以形成一導電接觸結構；以及，將該第二表面102之一第二區域1021與該溶液9接觸而在該第二區域1021上散布多個金粒子170以形成另一導電接觸結構。步驟S220即為一種浸金製程，例如可藉由一夾持治具8’，將該第一表面101之該第一區域1011與該浸金製程之溶液9接觸的方式；以及，將該第二表面102之一第二區域1021與該浸金製程之溶液9接觸的方式為將該晶體矽基板10浸入該浸金製程之溶液9中，該浸金製程之溶液9用以提供金離子而沉積為金粒子。進一步來說，以圖17的方式，可同時在該晶體矽基板10兩個主表面(即該第一及第二表面101、102)的電極待鍍區域上形成導電接觸結構(該多個金粒子160、170)
請參考圖18，在本實施例中，該晶體矽基板10的該第一表面101上覆蓋有一第一絕緣層(亦即該鈍化層15)，該第一絕緣層具有一開口(亦即該些貫穿孔151)而使該第一區域1011露出；該晶體矽基板的該第二表面102上覆蓋有一第二絕緣層(亦即該抗反射層14)，該第二絕緣層具有開口(亦即該些貫穿孔141)而使該第二區域1021露出。再者，以該第一絕緣層(亦即該鈍化層15)為阻擋層，使該第一表面101之第一區域1011及該第二表面102之第二區域1021可同時該浸金製程之溶液接觸。將該第一表面101之該第一區域1011及該第二表面102之第二區域1021與該浸金製程之溶液接觸的方式為將該晶體矽基板10浸入該浸金製程之溶液中。
該浸金製程之溶液的成分包含一氯金化合物及一表面處理劑。該氯金化合物可選自氯化金(AuCl3或AuCl4 -)、氯金酸(HAuCl4)、氯金酸鉀(KAuCl4)及氯金酸鈉(NaAuCl4)所構成之群組 的其中至少一者。該表面處理劑可為氫氟酸(HF)或緩衝式氧化物蝕刻劑(buffered oxide etchant；BOE)用以去除該第一區域1011及該第二區域1021的氧化矽。
請參考圖19，在步驟S230中，以一第一直接電鍍製程形成一第一金屬層161(例如鎳金屬)於該第一區域1011上，使該第一金屬層161包覆該第一區域1011上的該些金粒子160；以及，以該第一直接電鍍製程形成一第二金屬層171於該第二區域1021上，使該第二金屬層171包覆該第二區域1021上的該些金粒子170。舉例，本步驟S230之直接電鍍製程是指，將該晶體矽基板10之第一表面101之第一區域1011(即待鍍區域)浸入電鍍製程的相關處理液(含有第一金屬之離子)，將該晶體矽基板10之第二表面102之第二區域1021(即待鍍區域)浸入電鍍製程的相關處理液(含有第二金屬之離子)，然後藉由多個電鍍探針(plating probe)(圖未示)直接接觸該待鍍區域上的導電接觸結構(即該些金粒子160、170)而將該第一金屬層161及該第二金屬層171分別電鍍形成該些待鍍區域上。再者，當第一金屬離子和第二金屬離子相同時，該第一區域1011和該第二區域1021可同時浸入同一處理液中，即該第一金屬層161及該第二金屬層171可同時形成。
請參考圖20，在步驟S240中，以一第二直接電鍍製程形成一第一上金屬層162(例如銅金屬)於該第一金屬層161(例如鎳金屬)上；以及，以該第二直接電鍍製程形成一第二上金屬層172於該第二金屬層171上。該些金粒子160、該第一金屬層161及該第一上金屬層162組合成一背面電極16，且該些金粒子170、該第二金屬層171及該第二上金屬層172組合成一正面電極17。本步驟S240之直接電鍍製程是指，將待鍍該第一上金屬層162的區域浸入電鍍製程的相關處理液(含有第一上金屬之離子)，將待鍍該第二上金屬層172的區域浸入電鍍製程的相關處理液(含有第二上金屬之離子)，然後藉由將多個電鍍探針(plating probe)(圖未示)分別直接接觸該第一金屬層161及該第二金屬層171而將該第一 上金屬層162及該第二上金屬層172分別電鍍形成於該第一金屬層161及該第二金屬層171上。再者，當第一上金屬離子和第二上金屬離子相同時，該晶體矽基板10之兩表面可同時浸入同一處理液中，即該第一上金屬層162及該第二上金屬層172可同時形成。
請參考圖21，在步驟S250中，進行一退火製程，使該表面電場層12與該第一金屬層161之間形成有鎳化矽層，該射極層13與該第二金屬層171之間形成有鎳化矽層，以及該射極層13及該表面電場層12與該些金粒子170、160之間形成有金化矽層，如此以完成該太陽能電池。本步驟S250之退火製程使該表面電場層12與該第一金屬層161及該些金粒子160之間形成有一第一鎳化矽層18a及一第一金化矽層18b，且該射極層13與該第二金屬層171及該些金粒子170之間形成有一第二鎳化矽層19a及一第二金化矽層19b，如此以完成太陽能電池1'''。該第一及第二鎳化矽層18a、19a及第一及第二金化矽層18a、19b為鎳及金透過高溫退火的方式與其下之矽所形成的金屬合金層，主要有兩個好處，其一是也可使歐姆接觸特性獲得提升，其二是可作為銅的擴散阻擋層，避免銅原子擴散至矽基板而形成載子複合中心。
本發明第二實施例除了具有前述第一實施例的優勢外，並且，基於同時於太陽能電池的正背雙面皆吸附上金粒子，再搭配雙面電鍍技術，可進一步減少金屬化製程步驟。
綜上所述，乃僅記載本發明為呈現解決問題所採用的技術手段之較佳實施方式或實施例而已，並非用來限定本發明專利實施之範圍。即凡與本發明專利申請範圍文義相符，或依本發明專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。
S110~S160‧‧‧步驟

Claims (12)

  1. 一種太陽能電池之製造方法，包括：步驟A：準備一晶體矽基板，其具有相對之一第一表面及一第二表面；步驟B：將該第一表面之一第一區域與一溶液接觸而在該第一區域上散布多個金粒子以形成一導電接觸結構，其中該溶液的成分包含一氯金化合物及一表面處理劑，且該表面處理劑可去除該第一區域的氧化矽；以及步驟C：以一第一直接電鍍製程形成一第一金屬層於該第一區域上，使該第一金屬層包覆該第一區域上的該些金粒子。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池的製造方法，其中該晶體矽基板的該第一表面上覆蓋有一第一絕緣層，該第一絕緣層具有一開口而使該第一區域露出。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之太陽能電池之製造方法，其中於步驟B中，以該第一絕緣層為阻擋層，使該第一表面僅有該第一區域與該溶液接觸。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之太陽能電池之製造方法，其中將該第一表面之該第一區域與該溶液接觸的方式為將該晶體矽基板浸入該溶液中。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池之製造方法，其中於步驟B中，將該第二表面之一第二區域與該溶液接觸而在該第二區域上散布多個金粒子以形成另一導電接觸結構。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之太陽能電池之製造方法，其中於步驟B中，將該晶體矽基板浸入該溶液中而使該第一區域及該第二區域同時與該溶液接觸。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之太陽能電池之製造方法，其中該晶體矽基板的該第一表面上覆蓋有一第一絕緣層，該第一絕緣層具有開口而使該第一區域露出，該晶體矽基板的該第二表面 上覆蓋有一第二絕緣層，該第二絕緣層具有開口而使該第二區域露出。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之太陽能電池之製造方法，其中於步驟C中，先以該第一直接電鍍製程形成一第二金屬層於該第二區域上，使該第二金屬層包覆該第二區域上的該些金粒子；以及，於步驟C之後，再以該第二直接電鍍製程形成一第二上金屬層於該第二金屬層上。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池之製造方法，其中於步驟C之後：以一第二直接電鍍製程形成一第一上金屬層於該第一金屬層上。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之太陽能電池之製造方法，其中於步驟C之後，先以一第一順向偏壓電鍍製程形成一第二金屬層於該第二區域上，然後再以一第二順向偏壓電鍍製程形成一第二上金屬層於該第二金屬層上。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池之製造方法，其中該溶液之溫度維持在約20~35℃。
  12. 一種太陽能電池，包括：一晶體矽基板，具有相對之一第一表面及一第二表面，並包括一表面電場層，其靠近該第一表面處；多個金粒子，散布於該第一表面之一第一區域上，以形成一導電接觸結構；一金屬層，包覆該第一區域上的該些金粒子；以及一上金屬層，設置於該金屬層上；其中該表面電場層與該金屬層之間設置有一鎳化矽層，且該表面電場層與該些金粒子之間設置有一金化矽層。
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