TWI409960B - 沉積太陽能電池之抗反射層的方法 - Google Patents

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Chen Yu Pai
Ming Chung Hsu
Fang Tsung Hsieh
Yu Chou Lee
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Description

沉積太陽能電池之抗反射層的方法
本發明係關於一種沉積太陽能電池之抗反射層的方法，尤其關於一種能夠均勻化抗反射層之膜厚的沉積太陽能電池之抗反射層的方法。
圖1顯示習知太陽能電池之剖面圖。如圖1所示，太陽能電池100包含有一矽晶基板110、一抗反射層120、一分離溝140及一電極結構130。矽晶基板110包含有互相連接之一N型區域111及一P型區域112。電極結構130包含有貫穿抗反射層120並電連接N型區域111的上電極131；以及電連接P型區域112的下電極132。
於太陽能電池模組端，要將多個太陽能電池組裝在一起時，會要求該些太陽能電池片之顏色的均一性。圖2顯示太陽光入射至具有不同膜厚之抗反射層情況的示意圖。一般而言，抗反射層120的厚度(d1)取決於入射光的波長(λ0 )，若滿足下列公式一與公式二則可將此特定波長(λ0 )的入射光完全吸收，請參照圖2之太陽光線L1。若抗反射層120的厚度值不同於d1時，則會使波長λ0 之入射光無法完全吸收產生反射，請參照圖2之太陽光線L2。因此抗反射層120的膜厚會影響太陽能電池片的顏色，當膜厚不均時則會影響顏色均一性。
圖3顯示將多個矽晶基板置於化學氣相沉積高溫爐管以形成抗反射層的示意圖。如圖3所示，形成抗反射層120的步驟是將多個矽晶基板110置於一化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition，CVD)高溫爐管20內，利用化學反應的方式，使反應氣體從進氣口230進入爐管20並從排氣口220排出，利用加熱器211~215分別對爐管20的反應室201~205加熱，使氣體在爐管20的反應室201~205內生成固態的生成物，並沉積在矽晶基板110的表面，而形成一薄膜。
抗反射層120的種類有很多種，一般為矽晶氮化矽層(silicon nitride，Si3 N4 )，而反應室201~205的室內溫度會形成矽晶氮化矽層的成長速度，進而影響膜厚。為了控制各反應室201~205中矽晶基板110之矽晶氮化矽層的膜厚，會輸入相同的溫度參數T，來控制加熱器211~215的加熱速度，使各反應室201~205的溫度保持均等。
本發明一實施例之目的在於提供一種達到均勻化膜厚效果的沉積太陽能電池之抗反射層的方法。
於一實施例中，一種沉積太陽能電池之抗反射層的方法其包含以下步驟。將多個太陽能電池矽晶基板，置於一化學氣相沉積高溫爐管中，其中化學氣相沉積高溫爐管包含一進氣口、一排氣口及多個互相連通的反應室，且每一反應室設有一加熱器。使多種反應氣體通過進氣口，流過該些反應室內，再從排氣口流出。利用多個相異的溫度參數來控制該些加熱器以對該些反應室加熱，使得該些反應氣體進行化學反應而於太陽能電池矽晶基板之一表面沉積一抗反射層。
於一實施例中，使多種反應氣體流過該些反應室內的步驟，包含使該些反應氣體，依序流過進氣口、一第一反應室、一第二反應室、一第三反應室、一第四反應室及一第五反應室、以及排氣口。利用多個相異的溫度參數來控制該些加熱器的步驟，包含以一第一溫度參數來控制第一反應室的加熱器，以一第二溫度參數來控制第二反應室的加熱器，以一第三溫度參數來控制第三反應室的加熱器，一第四溫度參數來控制第四反應室的加熱器，以一第五溫度參數來控制第五反應室的加熱器。且使第一溫度參數高於第三溫度參數且第五溫度參數高於第三溫度參數。此外，較佳的情況是第二溫度參數高於第三溫度參數且第四溫度參數高於第三溫度參數。
於一實施例中，抗反射層包含一非矽晶氮化矽(SiNx:H)層，而該些反應氣體包含矽甲烷、氫氣、氨氣及氮氣。
本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例並配合所附圖式，作詳細說明如下。
當發明人進行新產品的開發，嘗試使用非矽晶氮化矽(SiNx:H)作為抗反射層120時，發現所製得之太陽能電池100的顏色其均勻度不佳。因此推得使用相同溫度參數來控制反應室201~205之室內溫度的習知技術，其所形成的抗反射層120的膜厚均勻度，尚有改善的空間。
圖4顯示依本發明一實施例之沉積太陽能電池之抗反射層的方法的流程圖。圖5顯示依據本發明一實施例，將多個矽晶基板置於化學氣相沉積高溫爐管，以形成抗反射層的示意圖。
請參照圖4及圖5，依據本發明一實施例之沉積太陽能電池之抗反射層的方法，包含以下步驟。
步驟S02：將多個太陽能電池矽晶基板110，置於一化學氣相沉積高溫爐管20中，其中化學氣相沉積高溫爐管20包含一進氣口230、一排氣口220及多個互相連通的反應室201~205，且每一反應室201~205設有一加熱器211~215。
步驟S04：使多種反應氣體通過進氣口230，流過反應室201~205內，再從排氣口220流出。於本實施例中，使該些反應氣體，依序流過進氣口230、第一反應室201、一第二反應室202、一第三反應室203、一第四反應室204及一第五反應室205、以及排氣口220。第三反應室203位於爐管20中央，而第一反應室201靠近進氣口230，第五反應室205靠近排氣口220。
步驟S06：利用多個相異的溫度參數T1~T5來控制加熱器211~215以對反應室201~205加熱，使得該些反應氣體進行化學反應而於太陽能電池矽晶基板110之一表面沉積一抗反射層120。
於本實施例中，抗反射層120為非矽晶氮化矽(SiNx:H)，主要反應氣體為矽甲烷(SiH4(g) )、氫氣(H2 )、氨氣(NH3(g) )及氮氣(N2)。其反應式如下：
由上式可得知，反應室內的溫度會影響非矽晶氮化矽的生成速度，進而影響非矽晶氮化矽的膜厚。於本實施例之步驟S06中，分別以一第一溫度參數T1來控制第一反應室201的加熱器211，以一第二溫度參數T2來控制第二反應室202的加熱器212，以一第三溫度參數T3來控制第三反應室203的加熱器213，一第四溫度參數T4來控制第四反應室204的加熱器214，以一第五溫度參數T5來控制第五反應室205的加熱器215。並且使靠近進氣口230及排氣口220之反應室的溫度參數，高於位在爐管20中央之反應室的溫度參數。亦即第一溫度參數T1高於第三溫度參數T3且第五溫度參數T5高於第三溫度參數T3。於一實施例中，更使第二溫度參數T2高於第三溫度參數T3且第四溫度參數T4高於第三溫度參數T3。
發明人進行實驗，以相同溫度參數來控制反應室201~205的溫度時，膜厚差異為10nm(±5nm)，矽晶基板與矽晶基板間(wafer to wafer)的均勻度為5.43%。相較於此，以上述之相異溫度參數來控制反應室201~205的溫度時，膜厚差異為3nm(±1.5nm)，矽晶基板與矽晶基板間(wafer to wafer)的均勻度為1.5%。所得實驗結果，意外地發現使用相異溫度參數的製程，其膜厚均勻度優於使用相同溫度參數的製程。此外，應了解的是上述雖然以非矽晶氮化矽(SiNx:H)作為示例加以說明，但本發明不限於此，亦可以使用矽晶氮化矽作為抗反射層120。更具體而言，僅要是膜的生成速度與溫度相關的抗反射層，皆能夠適用本發明。
因此依據本實施例，能夠利用提高爐管內兩端的溫度參數，以加速SiNx(s)的生成，使得爐管20內兩端之太陽能電池矽晶基板110的抗反射層120厚度能夠更接近爐管20中央之抗反射層120厚度。
以下發明人更詳細說明本發明一實施例之原理。請參照圖4，反應氣體是由爐管20外部進入爐管20內部，因為爐管20外部之反應氣體的溫度較低，進入靠近進氣口230的反應室201時，會使反應室201之室內溫度降低。而當熱的反應氣體自反應室205從排氣口220排出時，會將熱排出而使反應室205溫度降低。因此爐管20兩端的反應室溫度會低於爐管20中央的反應室溫度。依據本發明一實施例，利用提高爐管內兩端的溫度參數，減少因反應氣體進入及排出爐管20時所造成的溫度變化，使得爐管20內兩端之太陽能電池矽晶基板110的抗反射層120厚度能夠更接近爐管20中央之抗反射層120厚度，而達到均勻化膜厚的效果。
此外，於一實施例中，由於反應室205中有效反應氣體的濃度會低於反應室201，因此可以使第五溫度參數T5高於第一溫度參數T1，以達到更進一步均勻化膜厚的效果。
綜上所述，傳統太陽能電池製程設備中，PECVD爐管20原本使用相同溫度參數，爐管20內的溫差會造成膜厚約有10nm(±5nm)的落差。透過新溫度參數的調整改善爐管20內溫度曲線，使抗反射層120的膜厚差異縮小至約3nm(±1.5nm)，而改善顏色的均一性。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。另外，本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。
100．．．太陽能電池
110．．．矽晶基板
111．．．N型區域
112．．．P型區域
115．．．加熱器
120．．．抗反射層
130．．．電極結構
131．．．上電極
132．．．下電極
140．．．分離溝
20．．．爐管
201．．．第一反應室
202．．．第二反應室
203．．．第三反應室
204．．．第四反應室
205．．．第五反應室
211~215．．．加熱器
220．．．排氣口
230．．．進氣口
圖1顯示習知太陽能電池之剖面圖。
圖2顯示太陽光入射至具有不同膜厚之抗反射層情況的示意圖。
圖3顯示依據習知技術，將多個矽晶基板置於化學氣相沉積高溫爐管以形成抗反射層的示意圖。
圖4顯示依本發明一實施例之沉積太陽能電池之抗反射層的方法的流程圖。
圖5顯示依據本發明一實施例，將多個矽晶基板置於化學氣相沉積高溫爐管以形成抗反射層的示意圖。
110．．．矽晶基板
20．．．爐管
201．．．第一反應室
202．．．第二反應室
203．．．第三反應室
204．．．第四反應室
205．．．第五反應室
211~215．．．加熱器
220．．．排氣口
230．．．進氣口

Claims (7)

  1. 一種沉積太陽能電池之抗反射層的方法，包含：將多個太陽能電池矽晶基板，置於一化學氣相沉積高溫爐管中，其中該化學氣相沉積高溫爐管包含一進氣口、一排氣口及多個互相連通的反應室，且每一反應室設有一加熱器；使多種反應氣體通過該進氣口，流過該些反應室的一第一反應室、一第二反應室及一第三反應室內，再從該排氣口流出；及利用多個相異的溫度參數來控制該些加熱器以對該些反應室加熱，使得該些反應氣體進行化學反應而於每一該太陽能電池矽晶基板之一表面沉積一抗反射層，其中該利用多個相異的溫度參數來控制該些加熱器的步驟，包含以一第一溫度參數來控制該第一反應室的加熱器，以一第二溫度參數來控制該第二反應室的加熱器，以一第三溫度參數來控制該第三反應室的加熱器，其中該第一溫度參數高於該第二溫度參數。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之沉積太陽能電池之抗反射層的方法，其中該第三溫度參數高於該第二溫度參數。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之沉積太陽能電池之抗反射層的方法，其中該第一溫度參數高於該第三溫度參數。
  4. 一種沉積太陽能電池之抗反射層的方法，包含：將多個太陽能電池矽晶基板，置於一化學氣相沉積高溫爐管 中，其中該化學氣相沉積高溫爐管包含一進氣口、一排氣口及多個互相連通的反應室，且每一反應室設有一加熱器；該使多種反應氣體流過該進氣口、該些反應室的一第一反應室、一第二反應室、一第三反應室、一第四反應室及一第五反應室、以及該排氣口；及利用多個相異的溫度參數來控制該些加熱器以對該些反應室加熱，使得該些反應氣體進行化學反應而於每一該太陽能電池矽晶基板之一表面沉積一抗反射層，其中該利用多個相異的溫度參數來控制該些加熱器的步驟，包含以一第一溫度參數來控制該第一反應室的加熱器，以一第二溫度參數來控制該第二反應室的加熱器，以一第三溫度參數來控制該第三反應室的加熱器，以一第四溫度參數來控制該第四反應室的加熱器，以一第五溫度參數來控制該第五反應室的加熱器，其中該第一溫度參數高於該第三溫度參數且該第五溫度參數高於該第三溫度參數。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之沉積太陽能電池之抗反射層的方法，其中該第二溫度參數高於該第三溫度參數且該第四溫度參數高於該第三溫度參數。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之沉積太陽能電池之抗反射層的方法，其中該第五溫度參數高於該第一溫度參數。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之沉積太陽能電池之抗反射層的方法，其中該抗反射層包含一非矽晶氮化矽(SiNx：H)層，而該 些反應氣體包含矽甲烷、氫氣、氨氣及氮氣。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200840070A (en) * 2007-03-29 2008-10-01 Applied Materials Inc Method and device for producing an anti-reflection or passivation layer for solar cells
TW200936801A (en) * 2008-02-26 2009-09-01 Shimadzu Corp Plasma film-forming method and plasma CVD device
TW200949990A (en) * 2008-03-25 2009-12-01 Applied Materials Inc Temperature measurement and control of wafer support in thermal processing chamber

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200840070A (en) * 2007-03-29 2008-10-01 Applied Materials Inc Method and device for producing an anti-reflection or passivation layer for solar cells
TW200936801A (en) * 2008-02-26 2009-09-01 Shimadzu Corp Plasma film-forming method and plasma CVD device
TW200949990A (en) * 2008-03-25 2009-12-01 Applied Materials Inc Temperature measurement and control of wafer support in thermal processing chamber

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