TWI418042B - 矽晶體電池 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種矽晶體電池結構，特別是有關於具有介於射極及金屬電極間之導電層之矽晶體電池改良結構。
目前背接式太陽能電池是一種可降低正面金屬遮光，而具提昇光電流之功效的電池結構。但在此結構中，易因為金屬漿料穿燒穿射極而造成嚴重漏電流，使開路電壓與填充因子偏低，亦可能造成模組可靠性發生問題。
有鑑於習知技術之問題，本發明之目的就是在提供一種矽晶體電池以解決習知之問題，其特徵為具有介於射極及金屬電極間之導電層。
根據本發明之目的，提出一種矽晶體電池，其包含：一矽晶體、一射極、一導電層及一第一金屬電極。矽晶體具有至少一貫穿孔洞。射極係至少覆蓋矽晶體及孔洞中之表面；導電層係分別覆蓋孔洞中表面之射極及矽晶體頂面、底面外之射極之一部分；第一金屬電極係位於孔洞中，並至少與導電層電性連接。另外，此矽晶體電池更包含一抗反射層，其係覆蓋矽晶體頂面之射極及導電層。
承上所述，依本發明之矽晶體電池，其可具有一或多個下述優點：
(1)此矽晶體電池之導電層不僅可提高射極摻雜濃度，更具隔開第一金屬電極與射極之功能。
(2)此矽晶體電池之導電層不僅可提升填充因子與分流阻抗，更可增加與第一金屬電極及射極之附著力。
(3)此矽晶體電池可避免漏電流，並藉以提升電池之光電轉換效率。
100‧‧‧矽晶體
110‧‧‧射極
120‧‧‧導電層
130‧‧‧第一金屬電極
140‧‧‧抗反射層
150‧‧‧絕緣設計
160‧‧‧第二金屬電極
S1至S8‧‧‧矽晶體電池製備方法之步驟
第1圖係為本發明之矽晶體電池之第一實施例之剖面示意圖；第2圖係為本發明之矽晶體電池之第二實施例之剖面示意圖；以及第3圖係為本發明之矽晶體電池之第一實施例之製備方法之示意圖。
以下將參照相關圖式，說明依本發明之矽晶體電池之實施例，為使便於理解，下述實施例中之相同元件係以相同之符號標示來說明。
請參閱第1圖，其係為本發明之矽晶體電池之第一實施例之剖面示意圖。如第1圖所示，矽晶體電池係包含：一矽晶體100、一射極110、一導電層120及一第一金屬電極130。矽晶
體100具有至少一貫穿孔洞，射極110係覆蓋矽晶體100頂面、孔洞中之表面及底面之一部分，導電層120係覆蓋孔洞中表面之射極110及矽晶體100頂面、底面外之射極110之一部分；第一金屬電極130係位於孔洞中，並至少與導電層120電性連接，其用以導通電流。此導電層120與射極110具有相同的極性。另外矽晶體100底部更包含一第二金屬電極160；對P型矽晶體而言，第一金屬電極130係負極，第二金屬電極160係正極。
其中，導電層120之製作方法可以塗佈或噴灑等方式進行，此導電層120係掺雜5A或3A族元素，此元素可為磷或硼，其特性在於降低所接觸之射極110之片電阻，以及強化與射極110及第一金屬電極130間之附著力。另外，此矽晶體電池更包含一抗反射層140，其係覆蓋矽晶體100頂面之射極110及導電層120。此外，矽晶體100之底面之射極110更具有一絕緣設計150，此絕緣設計150設於第一金屬電極130及第二金屬電極160間。
上述之矽晶體係N型或P型之多晶體或單晶體，在此第一實施例中，此矽晶體電池結構為金屬裹覆型背接式太陽能電池，其用以避免電流分流。
請參閱第2圖，其係為本發明之矽晶體電池之第二實施例之剖面示意圖。如第2圖所示，矽晶體電池係包含：一矽晶體100、一射極110、一導電層120及一第一金屬電極130。矽晶體100具有至少一貫穿孔洞，射極110係覆蓋矽晶體100頂面
、孔洞中之表面及底面之一部分，導電層120係覆蓋孔洞中表面之射極110及矽晶體100底面外之射極110之一部分；第一金屬電極130係位於孔洞中，並至少與導電層120電性連接，其用以導通電流。此導電層120與射極110具有相同的極性。另外矽晶體100底部更包含一第二金屬電極160；對P型矽晶體而言，第一金屬電極130係負極，第二金屬電極160係正極。惟此第二實施例與第一實施例不同之處在於，第二實施例之第一金屬電極130位於孔洞之底端，第一實施例之第一金屬電極130於孔洞之頂端延伸至孔洞之底端。第一實施例之樣態即為金屬裹覆型背接式矽晶體電池，第二實施例之樣態即為射極裹覆型背接式矽晶體電池。
其中，導電層120之製作方法可以塗佈或噴灑等方式進行，此導電層120掺雜5A或3A族元素，此元素可為磷或硼，其特性在於降低所接觸之射極110之片電阻，以及強化與射極110及第一金屬電極130間之附著力。另外，此矽晶體電池更包含一抗反射層140，其係至少覆蓋矽晶體100頂面之射極110。此外，矽晶體100之底面之射極110更具有一絕緣設計150，此絕緣設計150設於第一金屬電極130及第二金屬電極160間。
請參閱第3圖，其係參照本發明之矽晶體電池之第一實施例之製備方法之示意圖。如第3圖所示，矽晶體電池之製備方法係包含下列步驟，：步驟S1：以雷射穿孔方式，將一矽晶體100貫穿，以形成至
少一孔洞；在此雷射穿孔方式僅為舉例性，而非為限制性者。
步驟S2：以化學品蝕刻矽晶體100，可同時清潔矽晶體100，並使得矽晶體100具有較粗糙之表面；步驟S3：將導電層120以塗佈方式，分別塗佈於矽晶體100孔洞之表面；步驟S4：形成射極110於矽晶體100頂面、底面及孔洞中之表面；步驟S5：製作抗反射層140，使其分別覆蓋於矽晶體100頂面之射極110及導電層120外；步驟S6：塗佈第一金屬電極130於矽晶體100孔洞中、頂面及底面之一部分，並塗佈第二金屬電極160於矽晶體100底面之另一部份；步驟S7：實施焠火高溫之製程於整個矽晶體電池，以高溫去除第一金屬電極130與導電層120間的抗反射層140，並使第一金屬電極130與導電層120電性連接；以及步驟S8：以雷射或蝕刻方式切開矽晶體100底面之射極110，以形成一絕緣設計150，此絕緣設計150設於第一金屬電極130及第二金屬電極160間。
依據以上八個步驟，以完成本發明之矽晶體電池。惟，此製備方法係針對第一實施例所指的金屬裹覆型背接式太陽能電
池之製備方法。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。
100‧‧‧矽晶體
110‧‧‧射極
120‧‧‧導電層
130‧‧‧第一金屬電極
140‧‧‧抗反射層
150‧‧‧絕緣設計
160‧‧‧第二金屬電極
Claims (9)
- 一種矽晶體電池，包含：一具有至少一貫穿孔洞之矽晶體；一射極，係至少覆蓋該矽晶體及該孔洞中之表面；一導電層，係至少覆蓋該孔洞中表面之該射極；以及一第一金屬電極，係位於該孔洞中，並至少與該導電層電性連接，其中，該矽晶體之一上表面之一區域被該導電層所覆蓋但不被該第一金屬電極所覆蓋。
- 如申請專利範圍第1項所述之矽晶體電池，更包含一抗反射層，係至少覆蓋該矽晶體頂面之該射極。
- 如申請專利範圍第1項所述之矽晶體電池，其中該些導電層係掺雜5A或3A族元素。
- 如申請專利範圍第1項所述之矽晶體電池，其中該矽晶體係N型或P型之多晶體或單晶體。
- 如申請專利範圍第1項所述之矽晶體電池，該矽晶體底部更包含一第二金屬電極。
- 如申請專利範圍第1項所述之矽晶體電池，其中該射極與該導電層具有相同極性。
- 如申請專利範圍第1項所述之矽晶體電池，其中該導電層位於該射極與該第一金屬電極之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之矽晶體電池，其中該導電層係摻雜5A或3A族元素且直接接觸該射極。
- 如申請專利範圍第1項所述之矽晶體電池，其中該矽晶體之 該上表面之另一區域被該導電層所覆蓋且被該第一金屬電極所覆蓋。
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