TWI320235B - Emitter wrap-through back contact solar cells on thin silicon wafers - Google Patents

Description

1320235 Λ 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 對照參考相關申請案例 本申請案聲請美國專利臨時申請序號6〇/484，122，以，，射體全 、 裹覆背面接點式薄膜石夕Β曰曰圓太陽能電池(Emitter術卜勤喻 -,

Back Contact Solar Cells on Thin Silicon Wafers)”為名，建檔於 2003 年6月30日，之優先權利，而其詳述項目包含於此提供參考 本發明係涉及光電太陽能電池，其電力之產生係直接由光春 線，自然光線或是人造光線；而更明確地，係關於薄膜結晶基底 太陽能電池其利用射體全裹覆(EWT)方式者’其中一傳導通道係通 過該石夕晶圓而形成，藉由將射體裹覆通過薄膜結晶基底係為了以 電氣方式接觸到前側表面上之射體。 【先則技術】 現今使用中的光電太陽能電池係以結晶矽技術或者某一種薄 膜技術’例如非結晶矽、銅銦之介亞硒酸鹽、或鎘的蹄化物，為 鲁 基礎而發展。結晶矽具有某些優於薄膜技術之處。結晶矽之首要 優點包括能量轉換效率較高，以及於室外使用時之耐久性與可靠 性等。薄膜則受苦於其能量轉換效率較低，特別是當製成商用尺 . 寸大小時’另外也受困於當用於室外一段長時間其性能降低的問 題。由於此等基本問題限制，有超過85%的室外應用場合係使用 結晶梦。 5 1320235 現今光電能工⑽最先職術其太陽能電池係於—厚的，大 於3〇〇微求，結晶石夕晶圓片上製造。該晶圓片可以是單晶體或多 晶體的。現今廣泛使财社電池其設㈣具有1p/n接合 點成形於前侧表面(接收光線之表面），並於電池吸收光能時產生一·、 種電子流。普通常見的電池設計在其前側面具有—組電氣接點，， 而第二組電氣接點則位在該太陽能電池背側面。在一種典型的光 電模組裡，這些個綱太陽電池以㈣方式互相以電氣方法連接 以增加電壓。此-連接通常係藉錫焊方式將一條傳導帶由某一太籲 陽電池前側面焊至相鄰太陽電池之背面而成。 本發明使用一種不同的電池設計稱之為射體全裹覆(EWT)太 陽能電池。此種EWT電池是-系列稱為背面接點式電池設計中的 某種方式，所有該類電池係二組電氣接點皆位於其背面者。此等 方式於文件上皆有完整記載，且不只包括EWT，還包含金屬全裹 覆(MWT)、金屬繞覆(MWA) ’以及背面接合點設計等。與MWT及 MWA電池相比，EWT電池的獨特部分係其於前側面並無金屬物籲 貝覆盍，也就意謂沒有任何照射至電池的光線被阻擔。EWT電池 與背面接合點太陽能電池相比，其獨特方面是EWT電池於其前側 表面保有一種電流收集接合點，而具有高的電流收集效率。此等 優點’接著便導致電氣輸出增加。EWT電池係公佈揭示於美國專 _· 利號碼5,468,652’製作一種背面接點式太陽能電池之方法(Meth〇d of Making A Back Contacted Solar Cell)，專利權歸屬於詹姆斯吉 6 1320235 細複㈣者，其完整内容包含於此。各種不同背面接點式電 池之設計也已在許多技術刊物上 MWT、MWA ’以及EWL點式電池 之石夕晶圓片，大約300微米以上， 哥命特長而價錢昂貴的石夕材料。 吋_到。然而，所有以前的 式電池之設計皆用到標準厚度 而背面接合點式電池需要用到 除了美國專利5,468,652之外，另有兩個以詹姆斯吉先生伽) 為”同發明者之美國專利，其公佈揭示_背面接點式太

ssembly)。s亥一專利所公佈揭示的方法與相關事項可能被本發明 於此所公佈揭示者_到，因而包含於此作為參考。美國專利號 碼6,38七316，太陽能電池及其製作之程序(s〇lar⑽—pr觀s 〇f

Manufacturing the Same) ’公佈揭示另一種背面接點式電池設計， 但是係利用到MWT，其中的孔洞或通道之間隔相對較遠，而且於 其前側表面具有金屬接點以幫助傳導電流到達背側表面，還有其 中之孔洞係與金屬對齊成一直線。 一般普通的結晶石夕太陽能電池其前側及背側表面皆具有接點 者會有一些缺點。會需要厚的矽晶圓片以便為製造過程與合成應 力提供所需要的強度。一旦晶圓片做得比較薄，它們便無法容忍 1320235 由於鱗絲數產生錢量使得晶_背面場域(咖)之間的無 法密接’而BSF之典型者係於晶圓片背面上包含-種㉝合金。該 BSF之目的係降低標準構型太陽能電池背側表面上之再結合損失 (鈍化_)。細金屬必須是厚的卜般典型者大於3(>微^卜並、 且能覆蓋全區域以便達成所預猶麵電紐能。然而，㈣熱* 膨脹係數比石夕大10倍以上。其合成應力使得電池彎曲，其程度可 能隨晶圓厚度減少而呈指數形式升高，而戲劇性地明顯降低了製 造上的收益。使用厚的銘金屬層之另一可選替代純化作用技術，# 例如降低紹的厚度或是烘培溫度、使用蒸發薄膜金屬化、使用各 種不同介電姆(例如，熱力成長二氧切或是二氧化麵積層、

石夕的氮化物’等等）、使用半導體的異質接合點(例如非結晶石夕或是 聚合珍），或者使用一種摻配硼的碎質層，而取代鋁合金之背面場 域’如此並未相等抵消鋁層的鈍化作用，而且/或者是價錢昂貴而 難以操作，如此便減損使用薄晶圓片所獲得節省成本的好處。此 等缺點公佈揭示於，例如，施奈德及其他人(A Sdmeideretal)之” I 用於薄的網印多結晶矽太陽能電池之鋁質背面場域(A1 BSF for

Thin ScreenprintedMulticrystalline Si Solar Cells)”，其發表於 2001 年10月慕尼黑之第17屆歐洲光電太陽能源研討會(17thEur pv -、

Solar Energy Conf” Munich, October 2001)者，施奈德及其他人(a.

Schneider et al)之”具有鋁質背面場域薄的網印多結晶矽太陽能電 池之彎曲降低因數(B0W Reducing Factors For Thin Screenprinted 8 1320235

Mc-Si Solar Cells with A1BSF)”，其發表於2003年5月路易斯安那 州紐奥良之第29屆IEEE光電太陽能專家研討會(第336頁）(29th IEEE Photovoltaic Specialists Conference, New Orleans, LA, May 2003(p.336))者’以及杜林克斯及其他人(F. Duerinckxetal)之，，特 薄型多結晶石夕太陽能電池之改良式網印製程(Improved Screen

Printing Process For Very Thin Multiciystalline Silicon Solar Cells)，， 其發表於2004年巴黎之第19屆歐洲光電太陽能源研討會 (19thEPVSEC，2004, Paris)。 一般典型者矽晶圓太陽能電池之厚度，無論是背面接點式與 否，係超過300微米。所需求矽的數量是一般普通太陽能電池成 本的主要部份’而成為欲達到更廣泛使用光電能發電所要求需明 顯降低成本的一個障礙。雖然薄臈具有能降低原材料需求的理論 優勢’但由於半導體層的厚度一般典型者為〖·5微米的等級，它們 尚未能夠克服效率低、可靠性差及環境造成品質降級等問題。另 一可選替代之電池構造如描述於美國專利6，143,976者，遮光縮小 之太陽能電池及其生產方法(s〇lar Cdl碰Reduced如出啤— MethodofProdudngtheSame)’包含了一種”三晶體，，之晶圓設計， 其由於特殊之設計與内部晶體角度之指向，可能被贼相對較薄 之狀。然而，該公_示者僅限於特殊的三晶體晶圓設計，並且 需要特糾糊方法触^藉由需要—特定結晶指向，該必需 用到的BH格、’、。構即可;^繞而需要該背側表面明顯的純化作用。另 9 1320235 外公佈揭示者需要背面再結合速度公分/秒，其係非常困難 達成的。 因此在工業上便有需要於太陽能電池設計上利用到一種薄的 結晶晶圓，而該晶圓片之厚度小於300微米最好是厚度明顯小於 300微米者。 【發明内容】 本發明克服了先前技術上關於結晶晶圓厚度的限制，而仍保 留使用矽的所有優點。在某一優先實施例中，係提供某一 EWT光 電太陽能電池，其中的結晶矽晶圓之厚度小於大約3〇〇微米者， 較佳者小於大約200微米，更好的小於大約1⑻微米，而最好的 小於大約60微米者。帶有使用此處所提供較薄的結晶矽晶圓之 EWT電池結構者其能源轉換效率比較高，係因為沿著前側面上電 氣接點進人的光線沒有被鑛。該光雜有完全沒雜礙的路線 得以進入太陽能電池。另外，帶有在薄膜晶圓上之EWT電池結構 者其能源轉換效率比較高侧為在背側表面及前侧表面皆有電流 產生。因此’-個電池麵的原材料數量卿減少而且其能源轉 換效率增加。 本發明便這樣提供-種光電能或太陽能電;也，其解決了目前 光電能工業上最新技術領域的特定問題’那就是，厚的結晶石夕晶 圓之使用。本發明容許使用非常薄的結晶#晶圓’其結果造成非 常高的性能卻又大幅降減本。它同時也使得太陽能電池做成為 1320235 成品包的組裝明顯簡化。 本發明另外提供了在薄膜結晶晶圓上製造EWT電池的方 法。該製造EWT電池的製程經選用及設計為使光線不致通過晶 圓’即使是厚度非常低者，但是無需如在普通太陽能電池中可找 到的一層鋁的背面層。將EWT應用於薄晶圓上降低了原材料之消 耗量’也因此降低成本，同時和普通太陽能電池相比其性能也加 強了。此一較高的性能是薄膜晶圓與EWT設計的協同作用之結合 產生的直接成果。這樣—來，太陽能電池由於較低的晶圓厚度而 可以具有高性能與低成本，而且沒有關於鋁背面層的應力與破損 問題。 、 此一方法的附加利益就是EWT方法的缺點之一也由於薄膜 晶圓的使用而獲解決。EWT電池於其晶圓内有許多孔洞(參看圖 1)其-般典型者伽-種雷射方法所麻，或者具有以其他方式所 成形的通路，其方法包含但不限於梯度_驅動法例如熱力驅動及電 氣驅動者。執行此一過程的時間已經是EWT電池於標準晶圓上實 聲 現的一種障礙。藉由使用薄晶圓即可降低此過程處理時間。 本發明係一種射體全裹覆(EWT)太陽能電池包括了一種厚度 小於大約280微来之;5夕晶圓基底，其中該基底為多晶體的，或者 ， 包含但不限於該基底包括一種單晶體其晶體指向非屬（11〇)者。該 基底最好是包括受p_摻配之#質材料’而具有之厚度最好小於大 約200微来，再好的是小於大約刚微米，再更好的是小於大約 11 1320235 60微米，而最佳者是小於大約20微米者。該電池最好是包括至少 一個沉積於電池某一背側面之底部接點區域。該底部接點區域包 含背侧表面的面積小於大約50 %，再好的是小於大約4〇 %，再更 好的是小於大約25 %，又更好的是小於大約1〇%，而最佳者是小 於大約5 %。該底部接點區域可隨意任選地提供一點點鈍化作用或 不提供，並隨意任選地包含一種光學反射性比鋁高的物質，最好 是增加光的吸收性者。該底部接點區域最好包括銀或以鎳為替代 者。該底部接點區域最好包括一 P+層其係通過沉積於背面上的n+ 射體區域，以便接觸到基底層。 用於本發明太陽能電池的基底可隨意任選地包含一擴散帶 其長度小於大約300微米者，較好者小於大約2〇〇微米，而最佳 者小於大約108微米。該基底可隨意任選濃密地摻配一種型受 體，其最好是包含棚(b_)。帶有此一型式基底的電池其效率最 好能大於I5 % ’更好的是大於Π %左右。該基底層的厚度最好 是小於或等於賴散帶長度之半左右’而最好擁有—種具特定顯 著結構的前表面。 本發明之太電池包含有通道將基底之前側表面連接至背 側表面’其表面最好細-種餘所成形，其縣包含由雷射鑽 孔、乾式蝕刻、濕式蝕刻、機械式鑽孔，以及水噴射加工等所選 擇之操作過程。另-可_替代者，該通道可包括大體上為實= 斷面並且包含基底物質者’而最好由—種梯度·驅動製程所形汽成， 1320235 最好是熱遷移作用 該基底層之厚度。 。該通道的直徑可任意隨選為大約大於或等於 該底部接點區域優先由-種p_型受體，最好是领，之擴散作 用經過某-擴散屏障進域基絲而戦。_散屏障最好包括 一種介電物質而作用如-種糊狀物，或另可選用替代者如一齡 電物質藉由化學蒸氣沉澱及後續製作圖案式樣之法所沉積者。| 本發明另可選用替代者為-種EWT太陽能電池包括了厚度 小於大約280微米之石夕晶圓基底及其背側面，料該背侧面再^ 合速度係大於大約100公分/秒。 本發明同時也是一種太陽能電池，最好是EWT太陽能電 池，包括了一種半導體晶圓基底其厚度小於大約280微米者；其 中該基底具有一擴散帶長度小於大約300微米，而其中該太陽能 電池具有之效率大於大約15 %，更好的是大於大約17 0/〇。 本發明係一種製作太陽能電池的方法，該方法包含了以下步 驟：提供某一受p-掺配之石夕質基底其厚度小於大約28〇微米者； _ 將一種n+射體層沉積於該基底前側與背側表面之大部分區域上； 將前側表面上之n+射體層連接至背侧表面上之n+射體層；並且於 背侧面部分上沉積了一或更多底部接點區域。該基底層具有之厚 度最好小於大約200微米’再好的小於大約1〇〇微米，再更好的 -· 小於大約60微米，而最佳者是小於大約20微米者。該底部接點 區域包含背側面的面積小於大約50%，再好的小於大約4〇%，再 13 1320235 更好的小於大約25 %，又更好的小於大約l〇 %，而最佳者是小於 大約5 %。該沉積了一或更多底部接點區域之步驟最好包括增加該 基底層之光吸收性。該底部接點區域最好包含銀或以鎳為替代 者。該沉積了一或更多底部接點區域之步驟最好包括讓該底部接 點區域穿過沉積於背側表面上之n+射體層，最好包括了某一由包 括雷射鑽孔、蝕刻、鋁合金冶鍊、硼擴散作用、熱遷移作用、電 遷移作用、及或一種梯度-驅動過程之群組中所選出的製程。 用於本發明的基底可隨意任選地包含一種擴散帶其長度小 於大約2〇0微米者，而其最佳者小於大約1〇8微米。該基底層可 隨意任選地以-種p_型受體漠密地摻配之，最好包含了爛。帶有 此一型式基底㈣池最好其具有之鱗纽大約15%，更好的是 2大、力Π A 4基底層的厚度最好是小於或等於該擴散帶長度 之半左右。本方法最好包括—種讓前表面具有特定顯著結構的步 錢接之步驟祕包括將—或更多通道延伸通過該基底層， 最好包含了糊某-由雷射鑽孔、乾式刻、機械式 鑽孔U及水喷射加卫等群組中所選㈣過程。料通道最好包 含-獻體上為實心的斷面，並且包含基底物質，其中延伸一或 更夕通逞包括棚-種梯度娜製程，最好是熱遷移作用。此一 製程最好是包含以下步驟：將包含―餘解物的物攸積於前侧 表面上；將該物質炫化·监外 ’將違物貝通過基底層遷移至背側面。其 1320235 每個通道之外貌尺寸大小，包括但不限於直徑、長度、寬度或厚 度，係隨意任選地大約和該基底層之厚度相同。 該沉積了一或更多底部接點區域之步驟可隨意任選地包括以 下步驟：將一種包含p_型受體之擴散屏障，最好包括了硼，沉積 於細面被要求的區域上；將包含於擴散屏障内之p_逛受體擴散 進入該基底層。 本發明也是一種依據以上方法所製作的太陽能電池。 本發明之首要目標係提供一種EWT電池其利用一種薄的結 鲁 日日石夕貝基底者’其厚度小於大約280微米，最好小於大約2〇〇微 米，更好的小於大約微米，而最佳者小於大約6〇微米。 本發明另-目標係利用-種薄的結晶石夕質基底以提供一種效 率增加之EWT電池。 本發明還有另-目標係提供_膜晶圓太陽能電池其能不致受 熱應力而彎曲。 本發明再有另—目標係提供以薄的結_質基底製造而了 電池的方法，包括了製作孔洞或通道的改良方法，此等方法，$ _ 種私度上，係由該石夕質基底的薄度而實現。 本發明的主要優點係它降低了㈣圓之使用量，關此降低 了該裝置的成本。 _ 本發明的其他目標、優點以及_的事項，還有其他適用性 的範圍等’部分地將被提出於接下來的詳細說明上而與相關伴隨_ 15 1320235 之圖說結合；而有部分地將對於那些在接下來的檢查技術熟悉者 變得顯而易見，或者可能藉由實施本發明而學習到。本發明的目 標與優點可能以附錄專利申請範圍所特別指出的手段工具及其組 合而被實現與達到。 【實施方式】 出人意料地已經有驚人的發現到非常薄的結晶矽晶圓，其厚 度小於大約280微米’最好小於大約200微米，再好的小於大約 100微米，再更好的小於大約60微米，而最佳者是小於大約2〇 _ 微米者，可以被利用於一種EWT光電能太陽電池中。在這以前， 結晶矽晶圓的厚度受限於機械力學上的限制，主要係關於來自金 屬層的需求，例如鋁金屬背面層，所造成的翹曲與破損。其厚度 也因為當電池做得較薄時由於背側面上再結合作用的損失增加(石夕 材料内光產電荷載體的損失)使得效率降低而受到限制。因此迄今 為止，實際的最小晶圓厚度大約在280至300微米之間的等級。 藉由利用到-種射體全裹覆(EWT)設計以其所有隱含之優點，本發 # 明已經出人意料地發現到晶圓厚度可以大大明顯地降低，而沒^ 先則技術領域所遭遇之機械力學與實用上的問題。另外出人音料 地更已驚人地發現到由使用此較薄的結晶晶圓所產生之明顯實質 優點’其包括了额備電氣麟於厚度齡時得無限觀增加， 以及在可用物質與製造程序上的實質優點。 就用於整個規格說明與專利申請範圍者，射體全裹覆或稱 1320235 EWT電池意指一種太陽能電池，其具有一種受摻配之電流集極層 位在刖面無金屬的基底層之前側表面上，一種受摻配之電流集極 層位在背側表面某一部份上，以及傳導工具，或稱通道者，延伸 通過連接前側與背側表面上電流集極層的基底。該等通道可能包 含孔洞其可能以雷射鑽孔法產生者，或是餘刻孔洞而最好係已將 孔洞表面摻配者。該等通道另可選用替代者為實心者而最好由一 種梯度-驅動製程所形成，包括但不限於一種溶解物受熱遷移及電 遷移作用而通過基底者。該等通道可隨意任選地包括金屬或至少 有部分已金狀。該基底層最好包括—種結㈣晶圓，可能是單 結晶或錄晶’擁有錢有某-優先枝。軸如此處賴的Εψτ 電池主要係論及-種p_型基絲面上的n+射體層，此一名詞謝 電池可能包含任何其他構型而不在那裏受到限制。 流的指狀物 就用於整個規格說明與專财請範圍者，底部接點區域意指 一塊區域其鄰接於’或㈣隨選地包含了，基底之背側面該基底 並包括-種允許睛絲作魏_之_。底部接點區域可能 隨意任選地包括-種局部的背面場域，或稱咖者，最好包含了 -種經過濃㈣_麟ϋ纽梅鄭型基底而言， 该區域將是作。該底部任區域連接至某—金屬格柵或是攜載電 該EWT電 6,468,652 當中。

池構造先前已被麵於，譬如說，翻專利編號 已心被充分了解的是此—太陽能電池設計具有某 17 1320235 些在性能上及電池間容易連接方面的優點。 在這些晶圓上製造電池賴的製程提出了改進方法。美國專利編 號6,468,652公佈揭示了一些EWT電池的形式版本，以及一些製 ^ 作方法》各個製程順序與變動程度其揭示於美國專利編號 6,468,652者可能會被_在本發明中，蛛代了如此處揭示的一 種薄膜石夕晶圓。同樣地，揭示於美國專利編號6,468,652中每個形 式版本的EWT電池可能利用到本發明之薄膜矽晶圓製作之。即將 φ 被了解的是，n_财質基底可以用來取代p_縣底，即於電池内 各不同區域對傳導㈣進行相制之顛鑛作，如揭示於此處者。 本發明以現有相關技術解決了一些問題。首先，在一種標準 太陽能電池設計當中，矽原材料佔去總成本的重要部份。這是一 項主要4題因為光電能市場對於成本非常敏感，*且是因為製造 半導體用途的高純度⑦花費鶴。然而，普通社陽能電池設計 若疋其晶圓厚度減少到低於大約28〇微米時，那麼明顯而實質上籲 的性此降級便會發生。；^能量轉換為電能者比較少，_為有些 光線實際上是穿過晶圓片而未被吸收。更重要的是，當電池變得 較薄時該_©絲續能電池巾再結合損失的主要促朗素。 為了避免此事’通常會用—層紹加在太陽能電池整個背側表面 上，然後再以合金化進入矽之内而形成一種以鋁摻配之少型層。 此-受摻配層，為人所知之背面場域或稱為BSF者，即能防止光 1320235 線漏失並且增加太1%能電池的電氣輸出量。此一解決方式的問題 是該铭金屬層也在晶圓内產生機械應力與熱應力，這是由於石夕和 鋁的熱膨脹係數不同所致。當晶圓厚度減少時，此一衍生的應力 造成晶圓的彎曲及破損。如此一來，就需要一種製造薄的結晶矽 太陽能電池的實用方法只產生一點點應力而又保持高的效率。 顯不於圖1的EWT電池可以在ρ·型或n_型矽晶圓上製造之。 假設’譬如說，是使用p_型石夕’那麼就有一塊受濃密推配的n+區 域形成於，譬如藉由擴散作用，前側表面上、孔洞之中、以及背 側表面的n+區域上。剩下來㈣側表面部分為p•型。電氣接點於 疋便在背絲面這^健域上形成。以這獅設収會在p_型晶 圓與區域之間背部形成的p/n接合點處收集到額外的電流。: 此EWT電池的轉換效率一般典型的會遠高於使用链合金背側面 的普通電池。請注意軸圖丨描繪之通道其係以雷射鑽孔與推配 方式製作，但是通道可能以其他方法製作，例如侧法。在贿 電池另替代實施例中’實心通道可能利用梯度驅動方法製作， 包3但不限於熱遷移作用與電遷移侧，如以下更完整描述者。 ^ =WT*t蝴背側面具有—種/層能使背面載财集電作用。 取好疋，大讀力側面具有n+層以便使得由此層之電流收集量達 到最大減在EWT電池背側面僅只有限區域包含底部接點區 域；也就是需要鈍化翻的P·絲面者。尤其是…種應力-引發 的、全區域_合金層不再f要了。本發_某—優點就是底部 1320235 接點區域面積比先前技術所使用者大幅降低了。有許多方法用來 形成帶有圖案式樣的n+擴散層、將p-型表面鈍化，以及將背側面 上之負極和正極接點與電流收集格柵予以電氣絕緣者。某些優先 採用的方法係描述於美國專利編號5,468,652當中。即使有铭合金 用於形成底部接點區域及/或格柵中，該鋁合金所佔面積可能也大 大地降低(不超過大約25 %而最好小於5 %)，而這在間斷不連續 的式樣圖案中於太陽能電池内引發的應力將比較小。此一區域面

積的減少意謂熱應力減少程度足夠可以利用廉價的材料與製程產 生P_型區域，而即使對非常薄的晶圓仍然可免除其彎曲現象。此 外，許多實施例不需要!s合金的接合點或是會另外將應力引入薄 的矽質基底的製程。

除了消除彎曲現象之外，減少底部接點區域還有其他優點 其所知者為p_縣面必須予㈣#地缝讀翻最大效率。 就意，P··面上的金屬接點及純化作闕必須是高品質的而 才對是無缺者’其取得成本是昂貴的。底部接麵域愈大這 就愈重要。藉由降低此一區域面積，如同ewt電池的例子，則 好品質鈍化伽的需要性就可減少；而藉著將此_最小化， 何鈍化伽的需雜財大大地降低，或者缸免轉。這樣* 結果就是_製程步驟的減少而節省成本。另可選㈣代者，入 ，也可叹其鈍化作用效細外的性質作選擇。舉例而言，銀i 疋其他材料可以用作為接點而不使用合金_。銀具有較差的^ 20 1320235 ::一般不被接受作為鈍化作用層。然而，它比紹具有 曰门^、反射性，意味著電池内的光吸收性會增加，這對薄膜 而言非常重要’因為此電池與厚的電池相比其整塊載體 、較少。舉另一個例子，在底部接點區域使用錄是有利的， 係因=其细低溫力江製程的能力，_為它對p+及“石夕都

有非吊低的接觸阻力。如此藉著減少有效鈍化作用的需要性，具 有其他值得期待陳質之材料即可用上。請注意到即使該層已經 適當地鈍化，仍射以藉由減少其面積並增加_面上n+區域的 面翻㈣相讀率，這是因域縣電極雜增加的結果。

—區域面積減少的可能數祕號親㈣最小外貌尺寸大小 而疋舉例而e ’當使用網印過程時，底部接點區域可達到的尺 寸降低魏可能有實際上的聞。因此絲得雜朗一種方法 =通過η接合點的p_型基絲成局部接點。既卿樣，幾乎整個 月1J面都為η接合點所覆蓋，導致效率明顯地增加。該圖案結構 最好疋由雷射鑽孔法或由網印的光阻及蝴方法所形成，而該底 部接點區域及與關η+層的絕緣作用最好係由形成-種受ρ+摻配 的接合點所實行。财Ρ+摻輯接合點最好係她的合金所構 成藉由種ρ-型受體的擴散作用，包括但不限於爛元素其來 自於氣態的、印出的’或纺制刺者；或者藉由—種梯度驅動 製程例如熱遷移仙或電遷移侧。某-如此製雜描述於艾肯 布姆及其他人(D WK Eikelb〇〇m et aL)之，，用於建構金屬薄片上無 21 1320235 匯流排式射體全裹覆太陽能電池間互相連接之傳導性黏劑 (Conductive Adhesives for Interconnection of Busbarless Emitter Wrap-Through Solar Cells on a Structured Metal Foil)，，，其發表於 2001年l〇月22-26日德國慕尼黑之第17屆歐洲光電太陽能源研 时會論文集第 1547 頁(17thEur. PV Solar Energy Conf.，Munich， Germany，22-26 October 2001，p.1547)者，其包含於此處供作參 考。本發明之EWT電池最好係包括一種底部接點區域，其所佔背 侧面表面積少於50 %，較好者少於40 %，又更好者少於25 %， 又再更好者少於10 %，而最佳者少於5 %。 因為EWT電池於前側與背側表面都具有n+射體，其電池係以 整塊晶圓形成p-n接合點’讓晶圓變薄便大大明顯地縮短了其光產 載體於整個表面被收集所必須經過的平均距離。這就意謂以短擴 散長度的載體集電作用得以達成。由於少數載體擴散長度，或是 再結合作用生命期，是一個在電池能源轉換效率上的重要限制因 數，這就思謂便宜、低品質晶圓其具有短的再結合作用生命期者 可能被用上。在現有電池當中這一點不為人期望地降低了產生的 電流；但是在本發明的電池中其電流未受到影響，這是因為載體 可以於再結合作用發生前被收集電流。同樣地，應要優先使用， 譬如說，以一種ρ·型受體濃密摻配的基底物質，包括但不限於侧， 其將使得該電池能夠比使用一般基底物質的電池產生更高電壓。 然而’這樣的濃密摻配_地降低再結合作用生命期，例如在某 22 1320235 一實施例由大約30微秒減少至大約5微秒。 晶圓電池來說是可接受的，細，這是 、，明的薄膜 接點時間上的補麟''触達集電極 對於任何包含_晶_料導體光電 積對於體積之比例會增加，於某―厚度值，—= '池表面 合作用主導整祕結合制為止 =上之再結 , 心通科導體魏其於前侧 …“接a點後絲面有卜型接點者而言，這就意謂— 薄時’利用一種價格昂貴、經適當鈍化之ρ·型接點以試圖保 持效率就變得更重要。再者’晶圓愈薄，則該處愈不能整塊吸收 入射光線，而降低了電池效率。此二效應與該㈣晶圓的集電路 線較短互相競爭抗衡。到最後，鈍化作用到達臨界點，而表面再 結合作用與缺乏紐魏性麟最後制；·在效率對厚度的 曲線圖上會有-個尖峰黑卜也就是說，一旦厚度減少，效率會增 加-直到達最大值；紐當制比較薄的晶圓時效率就降低。對 普通太陽能電池其於前側與後侧表面具有電氣接點者而言，此尖 峰值一般典型者發生在晶圓厚度大於300微米者(參看，例如，杜 林克斯等人(Duerinckxetal.)，以上曾提到的，以及吐爾等人(CJJ Tool et al.)之”晶圓厚度對多結晶_矽太陽能電池性能之效應(Effect of Wafer Thickness On The Performance of Mc-Si Solar Cells)”，其發 表於2001年德國慕尼黑之第17屆歐洲光電太陽能源研討會暨展 覽 _ 文集第 40 頁（17thEur0pean Photovoltaic Solar Energy 23 1320235

Conference and Exhibition，Munich，Germany, 2001，ρ·40)者）。對一 般典型帶有平均鈍化作用的P_型材料而言，此一圖形點位置甚至 更高。 · 就EWT電池而言，即使其整體效率高於標準太陽能電池，在 以前的想法是其最大效率將會發生於大約相同的晶圓厚度上。然 而’已經意外地發現到，EWT電池不但是整體效率較高，而且EWT 電池最大效率係發生於其晶圓厚度遠低於通常的電池處。此事由 顯示於圖2的理論s·]·舁結果證明之，該圖顯示EWT電池與BSF 鲁 電池(也就是帶有鋁合金鈍化作用層的普通太陽能電池)其效率對 於厚度之關係曲線。 圖2a顯示電阻率1.2歐姆公分（〇hm*cm)左右及生命期微 秒(畔)的一整塊材料之計算所得效率^ 3〇微秒(μ5)生命期相當於 大約288微米(μτη)之擴散長度。所謂擴散長度是某一射出的^體 於經過再結合作用而消失前細物f #中移動的距離；因此它在 實質上相等於在太陽能電池内的收集長度。這些參數對於現今優 先採用的商用多晶體树料而言算是恰#的。使用此—材料其 背侧面的再結合速度值，其代表紹合金層被適當鈍化的—種量測 指標者，在現有BSF太陽能電池中大約是35〇〇公分/秒（_)， 如揭示於吐爾等人(Tool，etal.)所發表，以上舉出者。利用這些數 字’看到圖2a中的計算結果顯示該電池的效 ： 350微米某處已經達到尖峰值，而當用到較薄的晶圓時其效率值減 24 1320235 少了。然而，EWT電池的效率繼續上升到晶圓厚度115微米左右， ^疋勝過BSF電池的·項巨大優勢。 圖2b的情況相類似，不過其假設使用的基底材料具有〇 5歐 姆*公分左右的電阻率及5微秒的生命期，相當於只有大約1〇8微 米之擴散長度。這些參數對於價格低廉的太陽能·等級之材料而言 算是恰當的；該材料係以硼元素更濃密地摻配之，並且已受金屬 雜質污染。（一般典型者，低品質係指材料通常會有結晶上的缺陷 及雜質’而限制了擴散長度小於大約300微米’甚至小於大約2〇〇 φ 微米。而且’因為硼是最普遍而且難於去除石夕中雜質的物質之一， 它很可能將成為特定為太陽能工業所發展任何價格低廉等級矽材 料中的大多數成分。）鋁合金的接合點帶有摻配較濃密的基底者其 效率較差，係因為在接合點的摻配密度的步驟減低了。在12歐姆 *公分的矽當中具有35〇〇公分/秒背側面再結合速度的相同鋁合金 接合點，其在05歐姆*公分的矽當中之背側面再結合速度為 1〇,〇〇〇公分/秒。後面的值被用於圖2b的模擬計算上。請注意到當鲁 基底厚度減少至低於350微米時EWT的效率戲劇化地上升了。而 甚至在比使用良好品質矽材料者更薄的基底(大約55微米)時達到 尖峰。互相對照之下，BSF電池其低於350微米者在效率上仍然- /又有增力α這些出乎意料的結果證實了薄的EWT電池乃是由價格 低廉較差品質或是已被濃密摻雜的基底材料獲得高效率，超過 15%甚至超過17%，的唯一最佳選擇。 . 25 1320235 當考慮到擴散長度時，因為EWT電池在前側與背側表面皆具 有η射體’其值得期待者係選擇—種晶圓厚度大約是晶圓的擴散 長度之半者。然而，由於以上詳述的各項限制，並不會期待使用 低品質、低擴散長度的基底藉由將厚度減少至如此低的值就能保 持整體效率。不會預期當晶圓厚度減少，甚至到少於擴散長度之 半時效率就會真的增加。因此EWT電池在兩處表面之内在固有的 载體集电作用，逛有優先降低底部接點區域面積的策略(也因此降 低表面再結合作用及應力），以及優先使用銀作為接點材料(以增加 擊 光吸收性來補償使用較薄的基底造成在主體的光吸收性較少），為 使用薄膜晶圓提供了意料之外效率上的增加超過其競爭的電池構 型者，包括EWT電池帶有以價格昂貴方法例如摻配方式或微影技 術形成的底部接點區域者。 本發明電池的前側表面最好是經編織成特定結構者，這樣降 低光反射係數的損失而且，就像使用銀接點，增加了薄膜電池内 的光吸收性。本發明優先使用的多結晶矽晶圓之結構編織可以由 鲁 當今技術領域所知的任何手段達成之，包含但不限於使用一種硕 化的：氫氟酸：醋酸化學作用之酸性的組織結構姓刻法，乾性蝕 刻技術包括了使用虱氣((¾)或氟化硫(SF0)的活性離子韻刻法，機 械式構造編織（譬如使用菱形刀片），或者是氟化尸弓(XeF2)異向 性蝕刻法。帶有(1 00)表面定向的單結晶矽之結構編織很容易以， 例如，氫氧化鉀(KOH)或氫氧化納(NaOH)之鹼性溶液，或可能是 26 1320235 異丙醇達狀，如當今技術領域巾為人所熟知者。 在薄膜晶圓上之EWT結構的又另一優點為製程時間減少鱼 成本降低。EWT電池需要有許多的通道完全通過晶圓，而將前側 表面與後絲面連接起來。在某—實施_，有制產纽基底-. 内’而且有-受捧配之區域接著產生於這些孔洞之中以提供由前 侧表面至背面上魏接點之料性。EWT電池帶來的某一缺點是 為形成這魏洞所需要賴域理_。它_優先以雷射方式 形成為種相對慢的程序。然而，藉由將晶圓厚度從獅微米籲 右降低至此處所公佈揭示的厚度，例如少於大約2⑻微米，則 形成該等孔洞所需的能量也按照比例減少之。這樣減少了製程處 理時間也因此降低製造成本。它在晶圓内產生的熱應力也比較 少，導致本身孔洞内的表面品質也比較高。 ，其他衣权’攻今為止非用來製作光電能電池者，也可以用來 形成傳Vit路’ V有或沒有孔洞，通過該晶圓，—大部分是因為 圓如此之;|這樣種較薄晶圓的優點就是可以用來形成該* _ 通道的方法其範_較寬廣了。本發賴此包括這些額外的製程 ”方法使用厚的晶圓’如過去技術中所用到的，限制了製作電 池的選擇方式，但有的製程財法若是以薄的晶圓就魏可能。 、道孔洞之產生可此细’舉例而言但不限於，機械式齡以及 K嘴射加工法。化學飯刻(濕式或乾式)也是可用的。因為快速侧 私序般典型者是等向性的，某一通道孔洞的直徑大概和晶圓厚 27 1320235 度相同。對標準晶圓厚度來說，該通道孔洞將會太大了。然而， 對薄的晶圓來說，該孔洞尺寸大小是可接受的。 另一個如此製程’其不需要在基底產生孔洞也因此結果成為 ‘ 機械力學上較穩定的電池者’就是熱遷移作用。美國專利申請序 號10/606,487以”利用熱遷移作用產生傳導通道以製造背面接點式 石夕太陽能電池(Fabrication of Back-Contacted Silicon Solar Ceils

Using Thermomigration to Create Conductive Vias、，，為名、定構於 2003年6月26曰，其發明人等在此亦為共同發明人，其内容包含 鲁 於此提供參考如同完整提出於此處者。利用該熱遷移作用製程， 薄片、絲線，或是微小滴量的適當金屬液體即可在某熱梯度影塑 下移動通過一大塊半導體材料，於其尾部後方留下者包括再結晶 之實心主體材料，其摻配有液相物通過後所留下摻雜物質的固態 溶液。假如該液態金屬小滴包含(或者就是)一種具有與該基底極性 相反之摻雜物，熱遷移作用就能形成濃密摻配石夕物質之傳導管道 (通道）。當微細小液滴及平面區域這些區域的範圍尺寸足夠小時， 鲁 其熱遷移作用，又稱為溫度梯度或是熱梯度區域溶化(TGZM)作用 者’已被顯示為一種穩定的過程。 该TGZM過程首先由帕芳(Pfann)於1957年取得專利。請同時 參看克萊恩(H.E· Cline)及安東尼(T.R. Anthony)發表於應用物理期 刊(Journal of Applied Physics)第47卷第6期1976年6月出版的文 早。克萊恩與安東尼係以外加大約50°C/公分之熱梯度，量測到富 28 1320235 含鋁質的液態絲線及圓點/小液滴於1200°C以大約1毫米/小時之 速度遷移通過η-型矽質材料。在此一實驗中，該沉積於富含鋁質 的遷移小液滴後方之再結晶矽，被足夠強烈地摻雜一種鋁質的殘 餘固態溶液(ρ-摻雜物)，以將留在後方圓柱/圓筒形再結晶小液滴拖 曳尾之内部原來的η_型矽質母體/主體轉變成ρ_型矽。 熱遷移方式已被利用來製造太陽能電池内的ρ-η接合點。參 看，例如，歸屬於安東尼(Anthony)、以及其他人的美國專利 3,936,319 ;歸屬於華納(Warner)的美國專利4，190,852 ;以及歸屬於 φ 謙(Chaing)、以及其他人的美國專利4，173,496。然而，此一技術尚 未被完整地用來製造背面接點式太陽能電池，或是製造背面接點 式太陽能電池内之n_摻配傳導通道。 就EWT電池來說，其需要一種傳導通路通過晶圓，熱遷移作 用就疋一種產生該傳導通路的有效方法·。熱遷移作用可能藉由以 下程序達成，譬如說，在矽晶圓前側表面上以網印製出，，圓點”、 猶圓形物、線段或其他形態的金屬，然後以一種高_能量燈，例如 快速熱力處理其他崎之晶圓所使时，照職晶圓。其所施加 的熱S產生-種熱梯度橫跨過該晶圓的最厚之處，而驅使金屬通 過晶圓最厚的部分到達背面。如此—種傳導通路就形成了。此名 稱”熱遷移作用’，包含任何形式的梯度·驅動遷移程序，包括了照慣 例為人所知的熱遷移作用或電遷移侧。因為這些程序允許通道 之元成同時進仃，其通道成形作用可能比其财法如雷射鑽孔要 29 1320235 更快。 在某一梯度-驅動之運送過程中，例如熱遷移作用（或電遷移作 用），溫度(或電場)上之梯度決定運送/遷移該溶解物質的方向。在 、 石夕太陽能電池的製造巾，熱力梯度方向係典魏指向穿_卿 基底/晶圓最厚部分(亦即，以垂直於該矽質基底平面之方向）。如 此之熱力梯度可藉由加熱該基底某一侧而產生，而非加熱兩側(如 此將產生均勻的溫度）。 用於P·型石夕材料中之熱遷移作用金屬必需要摻配石夕成為η·型參 (例如〇,以便於在前與後表面的磷質擴散層之間形成一傳導通 道。適當的η-型摻雜物金屬之範例包括磷、坤與銻，及其結合物 或合金。這些摻雜物金屬被利用的方式可以是元素形式被 結合、製成合金’或是與某種财元素在姉低溫下構成共溶合 金相之載體金屬混合。合適的載體金屬之範例包括銀、麵、蘇、 鎂”、錫、銅，以及金’及其結合物或合金(譬如，銀/铭、 銀/錫）。另可擇-替代者，三元合金可能被制。舉例而言，銀_ _ 金-銻以及銀·錫-銻可能被用來摻雜矽成為…型。銀_紹_錄可能被用 來摻雜石夕成為η-型或ρ_型’依照熱梯度區域溶化作用(取的之處 理溫度與金屬小滴成份而定。—般說來，然而，該熱梯度區域溶 化(TGZM)製程應該在大於某溫度時實行之，該溫度係金屬間化合 物於半導體主體材料與摻雜物材料及/或載體金屬小滴材料之間形 成時的溫度。 30 1320235 本發明優先使用一種已知的熱遷移作用之實施例，其需要溶 解物，但並非基底，被熔化。該液態溶解物(例如，液滴、小液滴、 絲線)於是在#某-溫度梯度(亦即，熱梯度)時擴散經過該實心基 底。該過程之物理學牽涉到該實心主體在液滴前(較熱)表面產生^ 快速之__ ’ it狀液織(較冷)表面魏纽積處之溶解 物成為超飽和狀態。換句話說，小液滴(典型代表者，金屬)於實心 主體内部係朝由冷到熱的熱梯度方向遷移，係因該實心主體的原 子分解進入位於該小液滴熱端界面之液體内，擴散通過小液滴， 而沉積於該小液滴冷端界面上。由實心主體内分解的原子所形成 由小液滴熱端至冷端的熱通流導致該小液滴以相反方向遷移，那 就是，朝向該主體的熱端。對於金屬小液滴而言，該半導體基底 之炼化溫度必須在該半導體/金屬之合金共融溫度以上，以便讓熱 遷移作用得以進行。 熱遷移作用之穩態速度係與熱梯度及平均溫度成比例(透過石夕 在金屬溶劑中的擴散性與可溶性），而不是直接依晶圓厚度而定。 因此，對某一傳導通道熱遷移的時間預期至少隨著厚度作線性比 例減少。然而，當熱遷移作用之相關外貌尺寸大小與裝置設備厚 度大概相同或較大時，典型的熱遷移動力學就失效了。舉例而言， 在局部不同質處其中的矽-金屬反應發生得快多了釘樁作用，，）； 這在某些金屬-矽系統内，例如鋁-矽，早已為人得知。這樣一種不 同質反應可能非常快速地與對侧表面產生熱遷移作用金屬的小面 31 1320235 2接觸，也許是由於在該表_先·存在結晶學上的缺陷或不同質 、 該針樁作用，伴隨其對側表面變渥後的毛細管作用，可 =大大地加絲輕_。_這樣不_反應的深度係與可利 ^屬數篁成比例’此—效應只有當熱遷移作用金屬的相關外 貌尺寸與晶圓厚度同等級時才會發生。 遷移伽以―麵式的梯度_軸遷移触，其類似於熱 ^作用，可彻來推動金屬小液滴通過某—半導體物質。關於 4377Γ訊方面’請參看歸屬於安東尼(杨㈣的美國專利 嫌徂3。’其合併於此供作參考。在此製財，—㈣場梯度(電 曰〃驅動力量，為推動液態金屬小液滴通過某一半導體物質的 取厚部分，例如液態紹液滴通過石夕。 ^屬小滴、線條或其他結構最好是以熱遷移方式完全通過薄 2體材料’並重新顯露於對面側上。重新顯露之金屬小滴或 ς構可以被以’例如，機械拋光法去除之。另-供選擇替代 卜重新顯露之金料滴或其他結構可以被留在適當地方而不被 去除’其存留處讓它形成背面接點的—部分或全部。 以熱遷移或其他梯度·軸作㈣作之通如—優點是其比包 的通妨較⑽㈣電畔。熱遷移侧製作之傳導通道 =τ娜)電池内以擴散方式作成的孔洞相比，能提供較 並〜列％阻率’這是因為它是—種已經摻配過的實心圓柱體或 /、匕只心構造，而EWT電池僅有在其雷射鑽孔孔洞的壁面上有一 32 1320235 薄表面n+擴制。假如於熱遷移個之後其_移_金屬留在 適田的地方’其結果同樣產生更為低很多的接觸電阻。再者，假 - 如經熱遷移作用製作之通道係—種線條圖案樣式而不是孔洞、 由於射^内電流流動造成的損失會降低。同時，假如熱遷移通道 之樣式是-齡條圖案，則後表面上的熱遷移作用金屬可能留在 表社而作為η·型格柵之用。此一效應擴大了通道的低系列電阻 率^效果，無論以任何方法形成，其通道於使用較薄的晶圓時會 比較短1意謂可制的電壓在最大鱗處增加，是—項超^ 有才示準晶圓厚度的EWT電池之明顯優勢。 EWT電池技術從未於薄膜結晶石夕晶圓上應用或實施過。因此 可能的精密製造程序必然將要修正合適於薄膜晶騎用。在加工 程序步驟方面有許多種選擇’而某些步驟也有其確切的製程供選 擇。舉例而言，因為所有金屬化作用只有在電池背面發生，其製 造過程中由於網印而產生的應力便大幅減少。 … 在某-優先實施例中，有一種擴散屏障，最好是包括一種已 受摻配而包含ρ-型受體的介電質糊狀物，包括但不限觸、紹、· 献銦’其於翻散作用之前以任何預期希望的形態施用在該太 陽月b電池月面。此-屏障’其設計為阻礙鱗擴散作用者，可以利 用旋纺、網印’或方式產生。#磷擴散進人基絲產生受n+ .. 摻配區域時’介電質内的p_型受體最好是同時擴散進入基底，產 生P-型區域而節賓-個處理步驟。此一方法特別適合於使用薄膜. 33 1320235 矽晶圓者，而提供一種價格低廉的手段來製造小的底部接點區 域。另可選舉取代者，如同先前已討論者，小型P+接.點可以經由 背侧表面上的n+射體製作之。 為了得到期望的厚度，矽晶圓可能被切割成適當的厚度，大 約300微米，最好是大約2〇〇微米，再好的是大約1〇〇微米，再 更好的疋大約60微米，而最佳者大約2〇微米，以目前技術已知 的任何方法。在S —實關巾’制關普通常見輸開法。然 而，其他方法也可能被利用到。 雖然本發明已經特別就關於這些優先實施例作了詳細描述， 二他實知例可此可以達成相同結果。本發明之變動及修改對於熟 技*者顯彳于平淡無奇，而打算將所有這些修改及其相等部分 包含在附加的專财請要求範_。以上所提及财參考文獻、 申请案例、專觀發行.’還有姆應的應關之全部揭示内 容，在此被納入當作參考資料。 該等伴隨之圖說’係包含於規格說明㈣成為其巾一部分； 其以圖描述本發明之—或更多實_，並制其文字說明而供作 解釋本發明之原理。料圖說僅供贿本發明一或更多個優 先實施例為目的，並非解釋為限制本發明。於細說裡： 圖1係本發明-種EWT太陽能電池構造之剖面示意圖，係描 繪在帶有雷射鑽孔的p_型矽晶圓上所製造者。 圖仏係以圖解描繪出包含標準品質基底之EWT與受鋁鈍化 34 1320235 的背面％域(BSF)太％此電池其效率與晶圓厚度之曲線關係；而 圖2b係以圖解描繪出包含低品質基底之ewt與受銘-鈍化的 背面場域(BSF)太陽能電池其效率與晶圓厚度之曲線關係。 【圖式簡單說明】 【主要元件符號說明】

p-type Silicon p-型石夕 P Busbar P匯流排桿 N-Gridline N-格線 P-Gridline P_格線 Laser-drilled Holes 雷射方式鑽取之孔洞 Diffiised n+ Junction 擴散形成之n+接合點 Cell Thickness (microns) 電池厚度(微米） Efficiency (%) 效率(〇/〇)

35

Claims (1)

1. .1320235

   申讀章利範一 * —種射體全裹覆(EWT)太陽能電池，包括了一種矽晶圓基底 具有之厚度小於大約280微米並包括小於大約200微米的擴散寬 度者； 其中該厚度大約小於該擴散長度之一半，藉此提供了該太陽電池 之最高效率；其中上述之基底為多結晶的或是具有(n 〇)以外之晶 體定向者。 2. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中上述之基底 為多結晶的。 3. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中上述之基底 某一單晶體具有(1 1 〇)以外之晶體定向者。 4. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中上述之基底 包括受p-摻配之石夕。 參 5·如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中上述之基底 具有之厚度小於大約200微米。 6. 如申請專利範圍第5項所述之太陽能電池，其中上述之基底 具有之厚度小於大約100微米。 7. 如申請專利範圍第6項所述之太陽能電池，其中上述之基底 - 具有之厚度小於大約60微米。 36 1320235 8.如申請專利範圍第7項所述之太陽能電池，其中上述之基底 具有之厚度小於大約2〇微米。 - 9·如申請專利範圍第i項所述之太陽能電池，另外包括了至少. 一種底部接祕域配置於上述電池的背織面ρ 10. 如申請專利範圍第9項所述之太陽能電池，其中上述之底部 接點區域包含上述背條之表面__小於大約50 %。 11. 如申請專利範圍第1〇項所述之太陽能電池，其中上述之底# 部接點區域包含上述_面之表面面積叫】、於大約4〇%。 12. Μ請專利翻第11項所述之太陽能電池，其中上述之底 部接點區域包含上述背侧面之表面面積_小於大約加。 13. 如巾請專利範圍第12項所述之太陽能電池，其中上述之底 部接點區域包含上述背側面之表面面積比例小於大約10%。 14. 如申請專利範圍第13項所述之太陽能電池，其中上述之底# 部接點區域包含上述_面之表面面例小於大約5 %。 15·如申請專利範圍第9項所述之太陽能電池，其中上述之底部, 接點區域提供一點點鈍化作用或是沒有。 16·如申請專利範圍第9項所述之太陽能電池，其中上述之底部_ 接點區域包含的光反射係數比鋁較高。 - 37 1320235 ’其中上述之底 其中上述之底 17，如申請專利範圍第16項所述之太陽能電池 部接點區域增加基底的光吸收性。 18.如申請專利範圍第17項所述之太陽能電池 部接點區域包含了銀。 其中上述之底部 19·如申請專利範圍第9項所述之太陽能電池， 接點區域包含了鎳。

   2〇·如申請專利範圍第7項所述之太陽能電池，甘士 n 拉 T上述之底部 面的n+射體區 筏3區域包括一種P+層穿過一種配置於上述背側表 域係為了與基底接觸。 21·如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中上述之美底 包括一種擴散帶全長小於大約3〇〇微米者。 一

   22.如申請專利範圍第21項所述之太陽能電池，其中上述之基 底包括一種擴散帶全長小於大約200微米者。 23. 如申請專利範圍第22項所述之太陽能電池，其中上述之基 底包括一種擴散帶全長小於大約108微米者。 24. 、曲如申請專利範圍« 21項所述之太陽能電池，其中上述之基 底》辰密地摻配一種p_型受體。 其中上述之P- 25.如申請專利範圍第24項所述之太陽能電池 型受體包含了硼。 38 1320235 電池’其包含的效率 26.如申請專利範圍帛21項所述之太陽能 大於大約15 %。 項所述之纖電池，其包含的效率 27·如申請專利範圍第26 大於大約17%。 半左右 28.如申請專利範圍帛^項所述之太陽能電池，其令上述之基 底具有之厚度小於或等於上述之擴散長度的大約

   29.如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中上述之基底 具有一種織成特定結構的前表面。 30. 如申請專利範圍第！項所述之太陽能電池，其包含了通道將 上述之基底的前表面連接至上述之基底的後表面。 31. 如申請專利範圍第30項所述之太陽能電池，其中上述之通 道由某種製程形成，製程包括一種選自由雷射鑽孔、乾式蝕刻、 濕式蝕刻、機械鑽孔，以及水喷射加工所組成的群組之操作方式。 32·如申請專利範圍第30項所述之太陽能電池，其中上述之通 道包括一種大體上為實心之斷面並且包括基底材料。 33.如申請專利範圍第32項所述之太陽能電池，其中上述之通 道係由一種梯度_驅動過程所形成。 34.如申請專利範圍第33項所述之太陽能電池，其中上述之過 程包含熱遷移作用。 39 1320235 35.如申請專利範圍第34項所述之太陽能電池，其中上述通道 的直徑大概大於或等於上述之基底的厚度。 36·如申請專利範圍第9項所述之太陽能電池，其中上述之底部 接點區域储由—種P·型受體從擴散屏障擴散進人基底而形成 的。 如申請專利範圍帛％項所述之太陽能電池，其中上述之少 型受體包含了硼。 38. 如申請專利範圍第36項所述之太陽能電池，其中上述之擴 散屏障包含—種介電質材料其如_狀物應用之。 39. 如申請專利範_ %項所述之太陽能電池，其中上述之擴 散屏障包含-種介電質材料其以化學該沉積法及賴的式樣圖 案所沉積而成。 40. -種EWT太陽能電池’包括了 一種半導體晶圓基底具有之 厚度小於大約280微求以及小於大約朋微米的擴散寬度者； 其中該基底具有-種驗長度小於大約微米者； 其中該厚度是大削、於該擴散長度之—半，藉此提供了該太陽電 池之最高效率；而且其巾該太陽能電池具有之效率大於大約15 %。 41·如申明專利範圍第4〇項所述之太陽能電池，其中上述之電 池具有之效率大於大約17 %。 1320235 42. 一種製造太陽能電池之方法，該方法包含以下步驟： 提供一種受P-摻配之矽質基底其具有之厚度小於大約28〇微 米並具有小於大約2〇〇微米的擴散寬度； 藉提供-基底’其厚度小於縣底擴錄度之—半，藉此把該太 陽能電池之效率提升至最高； 將-種n+射體層配置於該基底的前侧表面與背侧表面之大 部分區域上； 將前側表面上的n+射體層連接到背側表面上的n+射體層；並 且 將一或更Μ部接祕域配置於#側表面部分上。 其中5亥基底具有的厚 ’其中該基底具有的厚 43·如申請專利範圍第42項所述之方法 度小於大約200微米。 44.如申請專利範圍第43項所述之方法 度小於大約100微米。 45 如申請翻_44賴叙妓，射雜底具 度小於大約60微米。 + 46.如申請專利範圍第45項所述之方法，其中該基底具有的厚 度小於大約20微米。 ”子 1320235 # ft亥底部接點區域 47.如申請專利範圍第42項所述之方法， 包含該背側面表面積之比例小於大約5〇%。 48*如申請專利範圍第47項所述之方法，1 包含該背側面表面積之比例小於大約卿。^部接點區域 49. 如申請專利範圍第48項所述之方法， 勹人—_北， /、甲垓底部接點區域 匕3该月側面表面積之比例小於大約25 %。 50. 如申請專利範圍» 49項所述之方法，其中 包含該背侧面表面積之比例小於大約1〇%。 -视、，占⑽ =入=請專利翻第5〇項所述之方法，其中麵部接點區域 已3該为側面表面積之比例小於大約5%。 ^如申請專利範圍帛42項所述之方法，其中配置一或更多底 部接點區域之步驟包含了增加基底的光吸收性。 53.如申請專利範圍第52項所述之方法，其中該__域 包含了銀。 54·如申請專利範圍第42項所述之方法，其中該底部接點區域 包含了鎳。 =如中請專利細第42項所述之方法，其中配置—或更多底 部接點區域之步驟包含了 _底部接祕域穿過—翻 側 表面上的η+_層。 ^ 42 1320235 如申請專利範圍帛55項所述之方法，其中將底部接點區域 穿過n+射體層之動作包括了 —種選自由雷射鑽孔、侧、銘合金 作用、幾散作用、熱遷移作用、電遷移作用、及/或某一梯度_ 驅動過程所組成群組的製程。 V如申請專利範圍f 42項所述之方法，其中該基底包括一種 擴散帶全長小於大約300微米者。 58. 如申請專利範圍帛57項所述之方法，其中該基底包括一種 擴散帶全長小於大約2〇〇微米者。 59. 如申請專利範圍第58項所述之方法，其中該基底包括一種 擴散帶全長小於大約108微米者。 讥如申請專利細第57項所述之方法，其中該基底濃密地摻 配一種p-型受體。 其中該p-型受體包含 61.如申請專利範圍第00項所述之方法 了蝴。 62.如申請專利範圍第 約 15 〇/〇 〇 57項所述之方法，其包含的效率大於大 其包含的效率大於大 63*如申請專利範圍第62項所述之方法 約 17 % 〇 64. 如申請專利範圍第 57項所叙方法，射職底具有之厚 43 1320235 度小於或等於該擴散長度的大約一半左右。 65. 如申請專利範圍第42項所述之方法，另外包括了將前表面 . 織成特定結構的步驟。 66. 如申請專利範圍第42項所述之方法，其中該連接步驟包括 延伸一或更多通道通過基底。 67. 如申請專利範圍第66項所述之方法，其中延伸一或更多通 道包括使用一種選自由雷射鑽孔、乾式蝕刻、濕式蝕刻、機械鑽 _ 孔，以及水噴射加工所組成群組的製程。 68. 如申請專利範圍第66項所述之方法，其中該通道包括一種 大體上為實心之斷面並且包括基底材料。 69. 如申晴專利範圍第68項所述之方法，其中延伸一或更多通 道包括利用一種梯度_驅動過程。 70. 如申請專利範圍第69項所述之方法，其中延伸一或更多通鲁 道包括利用熱遷移作用。 申月專利範圍第70項所述之方法，該方法包含以下步驟. 將包含一種溶解物的材料配置在前侧表面上； 將該柯料熔化 ;並且 將遠材料遷移通過基底而到達背側面。 、 44 1320235 項所述之妓，其中各麵道的外貌 72.如申請專利範圍第71 尺寸大概等於基底的厚度。 73.如申請專利範圍第％項所述之方法，其中配置—或更 部接點區域的方法包含以下步驟： _ 將s有種p-型讀之擴散屏障配置於背側面上預期之區 域； 。

   將該包含於擴散屏障之p_型受體擴散進入基底。 凡如申請專利範圍第71項所述之方法，其中該p_型受體包含 了硼。 75. 池0 種依據申請專利 42項所述製程所製作的太陽能電

   45 1320235 七、指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：第（1 )圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： p-type Silicon p-型矽 P Busbar P匯流排桿 N-Gridline N-格線 P-Gridline P_格線 Laser-drilled Holes 雷射方式鑽取之孔洞 Diffused n+ Junction 擴散形成之n+接合點 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式