TWI381539B - 具有背面介電層之太陽能電池的製造方法 - Google Patents

Description

具有背面介電層之太陽能電池的製造方法

本發明係關於一種太陽能電池的製造方法，且特別是有關於一種具有背面介電層之太陽能電池的製造方法。

太陽是一切生命的根源，人類的生存不能沒有太陽。目前，雖然石油、煤礦等化石能源尚無立即耗盡的危機，但是因人類過度使用化石能源而排放的二氧化碳卻造成溫室效應，成為地球溫度持續升高的元兇。此外，近年來原油價格持續上漲，屢創新高，尋找替代能源已成為當務之急。

替代性能源如風力、水力、地熱、生質柴油及太陽能電池，都是相當受矚目的綠色能源，其中尤以太陽能電池因理論效率較高且技術發展較成熟，最被看好。

太陽能電池是利用材料的光電效應，把太陽光能直接轉換成電能的元件。光線照在物質內部而產生導電載子增加的現象，稱為光電效應。對半導體物質而言，當照射光線的能量大於其能隙時，就會在內部產生自由的電子一電洞載子對。但是這些電子與電洞對會很快地再結合或被半導體內許多復合中心捕捉而消逝。

這時，若能施加內部電場，就可在載子對尚未消逝前迅速把它們引出。這一內部電場可藉由p型半導體及n型半導體的接合，而在界面處產生。太陽能電池就是利用這內建電場，有效取出電流而獲致電力。因此，在太陽能電池中，電子與電洞的再結合率是影響太陽能電池的效率的一個重要因子。

太陽能電池的正面與背面必須形成有導線，以收集電荷來產生電能。這些導線通常是藉由網印的程序印刷於太陽能電池的正面及背面，然後透過燒結的方式，使這些導線能電連接到太陽能電池的矽基板。

另一種方式是藉由黃光製程來蝕刻出背面的溝槽，然後沈積金屬導體材料於溝槽上。這種方式也因為製程時間長而無法有效被採用。

因此，本發明之一個目的係提供一種具有背面介電層之太陽能電池的製造方法，其能降低電子與電洞的再結合率，以提供光電轉換效率。

為達上述目的，本發明提供一種具有背面介電層之太陽能電池的製造方法，包含以下步驟：提供一電池本體，電池本體包含一基板，基板具有一正面、一背面、靠近正面之一N型矽層及靠近背面之一P型矽層；於電池本體之背面形成一背面介電層；於背面介電層上塗上一第一膠成一預定圖案，第一膠包含鋁成分及玻璃成分；乾燥第一膠；於第一膠及背面介電層上塗上一第二膠，第二膠包含銀成分；以及燒結第二膠及第一膠，使第一膠及第二膠之至少一者貫穿背面介電層而電連接至基板，並使玻璃成分侵入至背面介電層，更於基板之背面形成一P+矽層，以降低電池本體之電子與電洞的再結合率。

為讓本發明之上述內容能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

圖1顯示依據本發明之太陽能電池的製造方法之流程圖。圖2至6顯示依據本發明第一實施例之太陽能電池的製造方法之各步驟的對應結構的示意圖。

如圖1至6所示，本實施例之太陽能電池的製造方法包含以下步驟：首先，於步驟S1，提供一電池本體10。如圖2所示，電池本體10包含一基板11。基板11係為一矽基板。基板11具有一正面11F、一背面11B、靠近正面11F之一N型矽層11N及靠近背面11B之一P型矽層11P。

接著，於步驟S2，於電池本體10之背面11B形成一背面介電層20，如圖3所示。背面介電層20之材料可以包含氮化矽。

然後，於步驟S3，於背面介電層20上塗上一第一膠30成一預定圖案，如圖4所示，第一膠30包含鋁成分及玻璃成分。預定圖案可以包含一網狀構造，如圖9所示，這跟傳統的太陽能電池的背面及正面的圖案完全不同。

接著，於步驟S4，譬如採用烘烤的方式來乾燥第一膠30，以利後續程序之進行。

然後，於步驟S5，於第一膠30及背面介電層20上塗上一第二膠40，如圖5所示，第二膠40包含銀成分。

接著，於步驟S6，燒結第二膠40及第一膠30，使第一膠30及第二膠40之一者或兩者貫穿背面介電層20而電連接至基板11，並使玻璃成分侵入至背面介電層20，更於基板11之背面11B形成一P+矽層，同時形成背面反射(BSR)結構及背面電場(BSF)結構，以降低電池本體10之電子與電洞的再結合率(recombination rate)。

值得注意的是，電池本體10可以更包含一抗反射層12及複數條導線13。抗反射層12之材料包含氮化矽。亦即，電池本體的正面及背面都具有一氮化矽層。或者，背面介電層20之材料包含氧化矽。

抗反射層12係位於基板11之正面11F上。各導線13係部分位於抗反射層12上，且部分貫穿抗反射層12而電連接至N型矽層11N。

圖7至8顯示依據本發明第二實施例之太陽能電池的製造方法之部分步驟的對應結構的示意圖。圖7對應於圖2，而圖8對應於圖5。本實施例係與第一實施例類似，不同之處在於所提供的電池本體10'僅是由基板11所組成。基板11具有正面11F、背面11B、N型矽層11N及P型矽層11P。於此情況下，抗反射層12及複數條導線13可以於後續步驟形成。

藉由本發明之上述實施例，利用玻璃成分侵入至背面介電層20、P+矽層、背面反射(BSR)結構及背面電場(BSF)結構，可以降低電池本體10之電子與電洞的再結合率。藉此提高太陽能電池的光電轉換效率。

在較佳實施例之詳細說明中所提出之具體實施例僅用以方便說明本發明之技術內容，而非將本發明狹義地限制於上述實施例，在不超出本發明之精神及以下申請專利範圍之情況，所做之種種變化實施，皆屬於本發明之範圍。

S1-S6．．．方法步驟

10、10'．．．電池本體

11．．．基板

11B．．．背面

11F．．．正面

11N．．．N型矽層

11P．．．P型矽層

12．．．抗反射層

13．．．導線

20．．．背面介電層

30．．．第一膠

40．．．第二膠

圖1顯示依據本發明之太陽能電池的製造方法之流程圖。

圖2至6顯示依據本發明第一實施例之太陽能電池的製造方法之各步驟的對應結構的示意圖。

圖7至8顯示依據本發明第二實施例之太陽能電池的製造方法之部分步驟的對應結構的示意圖。

圖9顯示包含一網狀構造之預定圖案之示意圖。

S1-S6．．．方法步驟

Claims (8)

1. 一種具有背面介電層之太陽能電池的製造方法，包含以下步驟：提供一電池本體，該電池本體包含一基板，該基板具有一正面、一背面、靠近該正面之一N型矽層及靠近該背面之一P型矽層；於該電池本體之該背面形成一背面介電層；於該背面介電層上塗上一第一膠成一預定圖案，該第一膠包含鋁成分及玻璃成分；乾燥該第一膠；於該第一膠及該背面介電層上塗上一第二膠，該第二膠包含銀成分；以及燒結該第二膠及該第一膠，使該第一膠及該第二膠之至少一者貫穿該背面介電層而電連接至該基板，並使該玻璃成分侵入至該背面介電層，更於該基板之該背面形成一P+矽層，以降低該電池本體之電子與電洞的再結合率(recombination rate)。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具有背面介電層之太陽能電池的製造方法，其中該電池本體更包含：一抗反射層，位於該基板之該正面上。
3. 如申請專利範圍第2項所述之具有背面介電層之太陽能電池的製造方法，其中該電池本體更包含：複數條導線，部分位於該抗反射層上，且部分貫穿該抗反射層而電連接至該N型矽層。
4. 如申請專利範圍第2項所述之具有背面介電層之太陽能電池的製造方法，其中該抗反射層之材料包含氮化矽。
5. 如申請專利範圍第2項所述之具有背面介電層之太陽能電池的製造方法，其中該抗反射層及該背面介電層之材料各包含氮化矽。
6. 如申請專利範圍第1項所述之具有背面介電層之太陽能電池的製造方法，其中該背面介電層之材料包含氮化矽。
7. 如申請專利範圍第1項所述之具有背面介電層之太陽能電池的製造方法，其中該背面介電層之材料包含氧化矽。
8. 如申請專利範圍第1項所述之具有背面介電層之太陽能電池的製造方法，其中該預定圖案包含一網狀構造。