TWI404224B - 太陽能電池之製造方法 - Google Patents

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Description

太陽能電池之製造方法
本發明係關於一種太陽能電池之製造方法，尤其關於一種利用硬質光罩配合反應性離子蝕刻來形成導線的太陽能電池的製造方法。
傳統的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。由於需要透過燒結的程序才能使導線的材料穿透抗反射層，所以製程時間長且耗費相當多的能源。
因為這些導線的材料是穿透抗反射層而電連接至矽基板上，所以其電連接效果不是非常理想，也就是接觸電阻值無法有效被降低。
本發明之一個目的係提供一種可降低接觸電阻值的太陽能電池之製造方法。
一種太陽能電池之製造方法，包含以下步驟：提供一矽基板組件，其包含一矽基板及形成於矽基板上之一抗反射層，矽基板包含一第一型矽層及一第二型矽層，抗反射層位於第二型矽層上；置放一第一硬質光罩於抗反射層上，第一硬質光罩具有一第一圖案以露出部分之抗反射層；對露出之部分之抗反射層蝕刻，以於抗反射層中形成複數個第一溝槽；移除第一硬質光罩；以及於此等第一溝槽中形成複數條第一金屬導線。
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之製造方法的流程圖。圖2至9顯示對應於依據本發明之太陽能電池之製造方法的各個步驟的結構圖。
本發明之太陽能電池之製造方法包含以下步驟。首先，於步驟S1，提供一矽基板組件10，矽基板組件10包含一矽基板11及形成於矽基板11上之一抗反射層12，矽基板11包含一第一型矽層11A及一第二型矽層11B，抗反射層12位於第二型矽層11B上。抗反射層12之材料係為氮化矽(SiNx)。
於一例子中，第一型矽層11A係為P型矽層，而第二型矽層11B係為N型矽層。
然後，於步驟S2，置放一第一硬質光罩20於抗反射層12上，第一硬質光罩20具有一第一圖案21以露出部分之抗反射層12，如圖2所示。露出之部分之抗反射層可以藉由譬如反應性離子蝕刻而受到蝕刻。反應性離子蝕刻係利用碳氟化合物(CxFy)而達成。
接著，於步驟S3，對露出之部分之抗反射層12蝕刻，以於抗反射層12中形成複數個第一溝槽12A，如圖3所示。
然後，於步驟S4，移除第一硬質光罩20，如圖4所示。
接著，於步驟S5，於此等第一溝槽12A中形成複數條第一金屬導線30，如圖5所示。第一金屬導線30可以藉由譬如電鍍法而形成。
值得注意的是，在步驟S5以後，可以對矽基板組件10、抗反射層12及此等第一金屬導線30退火，藉以提高太陽能電池的特性。
然後，如圖6所示，第一型矽層11A係由P型矽層11A1及P+型矽層11A2所構成，而P+型矽層11A2較P型矽層11A1遠離抗反射層12。值得注意的是，P型矽層11A1及P+型矽層11A2可以在任何時間點形成，譬如在圖2的狀況以前就已經形成了。然後，於矽基板11之遠離抗反射層12之一背面形成一介電層40。
接著，置放一第二硬質光罩50於介電層40之一背面，第二硬質光罩50具有一第二圖案51以露出部分之介電層40。
然後，如圖7所示，對露出之部分之介電層40蝕刻，以於介電層40中形成複數個第二溝槽42。
接著，如圖8所示，移除第二硬質光罩50；然後，如圖9所示，於此等第二溝槽42中形成複數條第二金屬導線60，同時於介電層40之背面形成一反射層70。此等第二金屬導線60係藉由電鍍法而形成。
介電層40的材料係為氮化矽(SiNx)或二氧化矽(SiO2 )。因此，介電層40及抗反射層12的材料都有可能是氮化矽(SiNx)。露出之部分之抗反射層12及露出之部分之介電層40係藉由反應性離子蝕刻而受到蝕刻。反應性離子蝕刻係利用碳氟化合物(CxFy)而達成。
前述之硬質光罩可以是碳纖板，其可以重複被使用，因而沒有廢料及浪費製造成本的問題。亦即，在利用此硬質光罩形成一個太陽能電池的金屬導線以後，可以再度利用此硬質光罩以形成另一太陽能電池的金屬導線。另一方面，抗反射層的圖案化可以利用硬質光罩來輕易達成，而不需要使用雷射光源。此外，所形成的金屬導線是直接與矽基板接觸，因此可以有效降低接觸電阻，提升太陽能電池的效率。值得注意的是，太陽能電池的正面的縱向及橫向的金屬導線都可以是利用本發明的方法所形成。再者，太陽能電池的正面及背面的金屬導線可以藉由本發明的方法而同時形成，使得製造流程更為簡化。
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-S5．．．方法步驟
10．．．矽基板組件
11．．．矽基板
11A．．．第一型矽層
11A1．．．P型矽層
11A2．．．P+型矽層
11B．．．第二型矽層
12．．．抗反射層
12A．．．第一溝槽
20．．．第一硬質光罩
21．．．第一圖案
30．．．第一金屬導線
40．．．介電層
42．．．第二溝槽
50．．．第二硬質光罩
51．．．第二圖案
60．．．二金屬導線
70．．．反射層
圖1顯示依據本發明之太陽能電池之製造方法的流程圖。
圖2至9顯示對應於依據本發明之太陽能電池之製造方法的各個步驟的結構圖。
S1-S5．．．方法步驟

Claims (15)

  1. 一種太陽能電池之製造方法，包含以下步驟：提供一矽基板組件，該矽基板組件包含一矽基板及形成於該矽基板上之一抗反射層，該矽基板包含一第一型矽層及一第二型矽層，該抗反射層位於該第二型矽層上；置放一第一硬質光罩於該抗反射層上，該第一硬質光罩具有一第一圖案以露出部分之該抗反射層；對露出之部分之該抗反射層蝕刻，以於該抗反射層中形成複數個第一溝槽；移除該第一硬質光罩；於該等第一溝槽中形成一個太陽能電池的複數條第一金屬導線；以及利用該第一硬質光罩，並重複上述步驟，以形成另一太陽能電池的複數條第一金屬導線。
  2. 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：對該矽基板組件、該抗反射層及該等第一金屬導線退火。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池之製造方法，其中該等第一金屬導線係藉由電鍍法而形成。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池之製造方法，其中該抗反射層之材料係為氮化矽(SiNx)。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池之製造方法，其中該第一型矽層係為P型矽層，該第二型矽層 係為N型矽層。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之太陽能電池之製造方法，其中該第一型矽層係由一P型矽層及一P+型矽層所構成，該P+型矽層較該P型矽層遠離該抗反射層。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池之製造方法，其中露出之部分之該抗反射層係藉由反應性離子蝕刻而受到蝕刻。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之太陽能電池之製造方法，其中該反應性離子蝕刻係利用碳氟化合物(CxFy)而達成。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池之製造方法，更包含以下步驟：於該矽基板之遠離該抗反射層之一背面形成一介電層；置放一第二硬質光罩於該介電層之一背面，該第二硬質光罩具有一第二圖案以露出部分之該介電層；對露出之部分之該介電層蝕刻，以於該介電層中形成複數個第二溝槽；以及移除該第二硬質光罩；於該等第二溝槽中形成複數條第二金屬導線，同時於該介電層之該背面形成一反射層。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之太陽能電池之製造方法，其中該介電層的材料係為氮化矽(SiNx)。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之太陽能電池之製造方法，其中該介電層及該抗反射層的材料係為氮化矽 (SiNx)。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之太陽能電池之製造方法，其中該介電層的材料係為二氧化矽(SiO2 )。
  13. 如申請專利範圍第9項所述之太陽能電池之製造方法，其中該等第二金屬導線係藉由電鍍法而形成。
  14. 如申請專利範圍第9項所述之太陽能電池之製造方法，其中露出之部分之該抗反射層及露出之部分之該介電層係藉由反應性離子蝕刻而受到蝕刻。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之太陽能電池之製造方法，其中該反應性離子蝕刻係利用碳氟化合物(CxFy)而達成。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW448506B (en) * 1999-02-25 2001-08-01 Nippon Electric Co Manufacturing method of semiconductor device
US20040157444A1 (en) * 2003-02-10 2004-08-12 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Photoresist intensive patterning and processing
TW200830567A (en) * 2006-11-20 2008-07-16 Lg Chemical Ltd Solar cell and method for manufacturing the same
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