TWI383510B - 具有複合矽基板之太陽能電池之製造方法 - Google Patents

Description

具有複合矽基板之太陽能電池之製造方法

本發明係關於一種太陽能電池及其製造方法，尤其關於一種具有複合矽基板之太陽能電池及其製造方法。

太陽能電池是一種能量轉換的光電元件，它是經由太陽光照射後，把光的能量轉換成電能，此種光電元件稱為太陽能電池(Solar Cell)。

傳統的太陽能電池的製造方式，是先提供一矽基板，然後在矽基板上進行化學氣相沈積(譬如是PECVD)以形成抗反射層，然後進行網印以及燒結(co-fire)，以將手指狀的電極形成於抗反射層上。為了在矽基板上形成光電轉換結構，一般是採用P型矽基板，然後對此矽基板摻入N型雜質(譬如是磷)以形成PN介面。

依據目前的技術，N型雜質的摻雜區的厚度大約在0.35微米左右，而矽基板的厚度大約是200微米。因此，N型雜質的摻雜區的厚度只佔了整個矽基板相當小的比例，這表示矽基板的厚度可以再縮小。然而，適合目前的太陽能電池的製程所用的矽基板的厚度，頂多降到190微米，若矽基板的厚度降至180微米以下，將使矽基板的強度不夠而容易破裂，因而降低產能、浪費成本。

因此，如何提供一種具有高強度且低成本的複合矽基板之太陽能電池及其製造方法，實為本案所欲解決之問題。

因此，本發明之一個目的係提供一種具有複合矽基板之太陽能電池及其製造方法，藉以提高太陽能電池的強度與生產良率並降低成本。

為達上述目的，本發明提供一種具有複合矽基板之太陽能電池，其包含一金屬載板、一矽基板、一抗反射層及一正面電極層。矽基板接合至金屬載板之一正面上。矽基板之一結構強度低於金屬載板之一結構強度。矽基板中形成有一光電轉換結構，用以將光能轉換成電能。抗反射層位於矽基板上。正面電極層位於抗反射層上。

本發明亦提供一種太陽能電池之製造方法，包含以下步驟：提供一金屬載板；將一矽基板接合至金屬載板之一正面，其中矽基板之一結構強度低於金屬載板之一結構強度；於矽基板中形成一光電轉換結構，光電轉換結構用以將光能轉換成電能；於矽基板上形成一抗反射層；及於抗反射層上形成一正面電極層。

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顯示依據本發明較佳實施例之太陽能電池之剖面示意圖。如圖1所示，依據本發明較佳實施例之太陽能電池包含一金屬載板20、一矽基板30、一抗反射層40及一正面電極層50。

金屬載板20之材料係選自於由鋁、鎳、銅所組成的 群組。於本實施例中，金屬載板20係為一鋁板。矽基板30接合至金屬載板20上。矽基板30可以透過一導電黏膠70接合至金屬載板20。矽基板30之一結構強度低於金屬載板20之一結構強度。矽基板30中形成有一光電轉換結構32，用以將光能轉換成電能。矽基板30與金屬載板20構成一複合矽基板。

於本實施例中，金屬載板20之厚度大於矽基板30之厚度。矽基板30包含一P型摻雜層32P及一N型摻雜層32N以構成光電轉換結構32。

抗反射層40位於矽基板30上，並直接接觸該矽基板。抗反射層40係由氮化矽所組成。正面電極層50位於抗反射層40上。

此外，本實施例之太陽能電池可以更包含一背面接點60，其位於金屬載板20之一背面20B上。背面接點60與正面電極層50係由銀所形成。

在製造本發明之太陽能電池時，可以將純度較高但厚度較薄的矽基板30接合至結構強度較高且厚度較厚的金屬載板20，藉以利用金屬載板20來補強矽基板30之強度不足的缺憾。此外，由於高純度的矽基板30的價格較高，而金屬載板20的價格較低，所以可以儘量將矽基板30的厚度降低，藉以降低整個太陽能電池的成本。因此，依據本發明的太陽能電池，矽基板30之厚度可以小於180微米或甚至小於160微米。

圖2至6顯示對應至依據本發明較佳實施例之太陽能電池之製造方法之各步驟之剖面示意圖。

首先，如圖2與3所示，將一矽基板30接合至一金屬載板20之一正面20F，其中矽基板30之一結構強度低於金屬載板20之一結構強度。詳細步驟將說明如下。首先，塗敷一導電膠70至矽基板30或金屬載板20之正面20F，如圖2所示。導電膠70直接接觸金屬載板20之正面20F及矽基板30。接著，將矽基板30與金屬載板20之正面20F壓合而黏接在一起，如圖3所示。

在將矽基板30接合至金屬載板20之正面20F後，於矽基板30中形成一光電轉換結構32，光電轉換結構32用以將光能轉換成電能，如圖4所示。

然後，於矽基板30上形成一抗反射層40，如圖5所示。

接著，於抗反射層40上形成一正面電極層50，如圖6所示。

值得注意的是，上述的製造步驟可以作適當的調整，於此不予以特別限制。

此外，前述太陽能電池之製造方法可以更包含以下步驟：形成一背面接點60於金屬載板20之一背面20B上，如圖1所示。

由於本發明之太陽能電池的構造及特徵已經詳細說明於上，故於此不再重複描述。

藉由本發明之太陽能電池，可以將純度較高但厚度較薄的矽基板30接合至結構強度較高且厚度較厚的金屬載板20，藉以利用金屬載板20來補強矽基板30之強度不足的缺憾。此外，由於高純度的矽基板30的價格較高， 金屬載板20的價格較低，所以可以儘量將矽基板30的厚度降低，藉以降低整個太陽能電池的成本、提高太陽能電池的強度並提高生產良率。此外，金屬載板可以直接當作背面金屬層使用，因而可以省略習知技術之形成背面金屬層的步驟。

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。

20‧‧‧金屬載板

20B‧‧‧背面

20F‧‧‧正面

30‧‧‧矽基板

32‧‧‧光電轉換結構

32N‧‧‧N型摻雜層

32P‧‧‧P型摻雜層

40‧‧‧抗反射層

50‧‧‧正面電極層

60‧‧‧背面接點

70‧‧‧導電膠

圖1顯示依據本發明較佳實施例之太陽能電池之剖面示意圖。

圖2至6顯示對應至依據本發明較佳實施例之太陽能電池之製造方法之各步驟之剖面示意圖。

20‧‧‧金屬載板

20B‧‧‧背面

20F‧‧‧正面

30‧‧‧矽基板

32‧‧‧光電轉換結構

32N‧‧‧N型摻雜層

32P‧‧‧P型摻雜層

40‧‧‧抗反射層

50‧‧‧正面電極層

60‧‧‧背面接點

70‧‧‧導電膠

Claims (10)

1. 一種太陽能電池之製造方法，依序包含以下步驟(a)至(d)：(a)利用一導電膠將一矽基板接合至一金屬載板之一正面，該導電膠直接接觸該金屬載板之該正面及該矽基板，該矽基板之一結構強度低於該金屬載板之一結構強度；(b)於該矽基板中形成一光電轉換結構，該光電轉換結構用以將光能轉換成電能；(c)於該矽基板上形成一抗反射層，該抗反射層直接接觸該矽基板；及(d)於該抗反射層上形成一正面電極層。
2. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池之製造方法，其中該金屬載板之一厚度大於該矽基板之一厚度。
3. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池之製造方法，其中該矽基板包含一P型摻雜層及一N型摻雜層。
4. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池之製造方法，其中該矽基板之一厚度小於180微米。
5. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池之製造方法，其中該矽基板之一厚度小於160微米。
6. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池之製造方法，其中該金屬載板之材料係選自於由鋁、鎳、銅所組成的群組。
7. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池之製造方法，更包含以下步驟： 形成一背面接點於該金屬載板之一背面上。
8. 如申請專利範圍第7項所述之太陽能電池之製造方法，其中該背面接點與該正面電極層係由銀所形成。
9. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池之製造方法，其中該抗反射層係由氮化矽所組成。
10. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池之製造方法，其中將該矽基板接合至該金屬載板之該正面之步驟包含以下子步驟：塗敷該導電膠至該矽基板或該金屬載板之該正面；及將該矽基板與該金屬載板之該正面壓合而黏接在一起。