TWI489641B - 太陽能電池及其製作方法 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種太陽能電池及其製作方法，尤指一種具有高光電轉換效率之太陽能電池及其製作方法。
現金人類使用的能源主要來自於石油，但由於地球的石油資源有限，因此近年來對於替代能源的需求與日俱增，而在各式替代能源中，太陽能已成為目前最具發展潛力的綠色能源。
然而，受限於高製作成本、製程複雜與光電轉換效率不佳等問題，太陽能電池的發展仍待進一步的突破。光電轉換效率不佳的原因包括：設在太陽能電池前側的金屬電極會遮擋部分入射光線，以及摻雜元件的少數載子容易發生複合(recombination)等。因此，如何製作出具有高光電轉換效率的太陽能電池，而使太陽能取代現行高污染與高風險的能源實為當前能源產業最主要的發展方向之一。
本發明之目的之一在於提供一種太陽能電池及其製作方法，藉由太陽能電池中各摻雜元件與絕緣層相對位置之設計，可以提高太陽能電池的光電轉換效率。
本發明揭露一種太陽能電池，其包括一半導體基底、一摻雜層、一摻雜多晶矽層、一摻雜區、一絕緣層、至少一第一電極以及至少一第二電極。半導體基底具有第一表面與第二表面，其中第二表面具有第一區與第二區，且半導體基底具有一第一摻雜類型。摻雜層位於半導體基底之第一表面，並具有該第一摻雜類型。摻雜多晶矽層設置於半導體基底之第二表面上的第一區內，且暴露出半導體基底之第二表面的第二區。摻雜區設置於半導體基底之第二表面的第二區中，其中，摻雜多晶矽層與摻雜區之其中一者具有一第二摻雜類型，而摻雜多晶矽層與摻雜區之其中另一者具有該第一摻雜類型，且第二摻雜類型相反於第一摻雜類型。絕緣層覆蓋了摻雜多晶矽層與摻雜區之表面，且具有至少一第一開口暴露出部分摻雜多晶矽層以及至少一第二開口暴露出部分摻雜區。第一電極係設置於絕緣層表面，且經由第一開口連接於摻雜多晶矽層，而第二電極亦設置於絕緣層表面，且經由第二開口連接於摻雜區。
本發明另揭露一種製作太陽能電池之方法，包括下列步驟。首先提供一半導體基底，其具有第一表面與第二表面，其中第二表面具有第一區與第二區，且半導體基底具有一第一摻雜類型。於半導體基底之第二表面的第一區上形成一摻雜多晶矽層，其暴露出半導體基底之第二表面的第二區。於暴露出之半導體基底之部分第二表面的第二區中形成至少一摻雜區，其中摻雜多晶矽層與摻雜區之其中一者具有一第二摻雜類型，而摻雜多晶矽層與摻雜區其中之另一者
具有該第一摻雜類型，且第二摻雜類型相反於第一摻雜類型。然後形成一絕緣層，覆蓋摻雜多晶矽層與摻雜區表面，絕緣層具有至少一第一開口暴露出部分摻雜多晶矽層以及至少一第二開口暴露出部分摻雜區。然後於絕緣層表面形成一金屬層，其包括至少一第一電極與一第二電極，其中第一電極經由絕緣層之第一開口而與摻雜多晶矽層相接觸，而第二電極經由絕緣層之第二開口而與摻雜區相接觸。於半導體基底之第一表面形成一摻雜層覆蓋第一表面上，其中摻雜層具有該第一摻雜類型。
由於本發明太陽能電池之摻雜多晶矽層係作為射極或背表面電場，藉由其多晶矽與半導體基底所形成的接面可以減少載子複合問題，進而提高光電轉換效率。
為使熟習本發明所屬技術領域之一般技藝者能更進一步了解本發明，下文特列舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，詳細說明本發明的構成內容及所欲達成之功效。
請參考第1圖，第1圖為本發明太陽能電池之第一實施例的剖面示意圖。本實施例中，本發明太陽能電池10係為指叉式背接觸(interdigitated back contact，IBC)太陽能電池，其包括一半導體基底12、一摻雜層14、一摻雜多晶矽層16、一摻雜區32、一絕緣層20、至少一第一電極22以及至少一第二電極24。其中，半導體基
底12具有第一表面12a與第二表面12b，第一表面12a為受光面(light-receiving side)，可視為太陽能電池10的前側(front side)，而第二表面12b係相對於第一表面12a而設於半導體基底12之另一側，可視為太陽能電池10的背側(rear side)。也就是說，上述二側位於半導體基底12的不同側且是相反側。第二表面12b定義有第一區26與第二區28，如第1圖所示，第一區26與第二區28的圖案大體上係由左而右互相交錯設置為範例，但不限於此。於其它實施例中，第一區26與第二區28也可分佔半導體基底第二表面12b的左右二半邊或具有其它合適的設置方式。摻雜層14係位於半導體基底12的第一表面12a，且摻雜層14與半導體基底12具有相同極性的第一摻雜類型，摻雜層14的摻雜濃度較佳高於半導體基底12的摻雜濃度，例如半導體基底12為輕摻雜，而摻雜層14為重摻雜，但不以此為限。摻雜多晶矽層16係設於半導體基底12之第二表面12b上的第一區26內，暴露出半導體基底12之第二表面12b的第二區28，而摻雜區32係設於半導體基底12之第二表面12b的第二區28之中。如第1圖所示，摻雜多晶矽層16係位於第二表面12b上，而摻雜區32大體上係位於半導體基底12之第二表面12b以下，例如，摻雜區32係設於第二表面12b以下的半導體基底12中。摻雜多晶矽層16與摻雜區32係由左而右兩者交錯間隔設置為範例。摻雜多晶矽層16與摻雜區32兩者其中之一具有第一摻雜類型，而摻雜多晶矽層16與摻雜區32其中之另一者具有第二摻雜類型，且第二摻雜類型相反於第一摻雜類型，摻雜多晶矽層16與摻雜區32較佳皆具有重摻雜濃度。絕緣層20係設於半導體基底12之第二表
面12b上，具有至少一第一開口34(圖中顯示三個第一開口34作為說明)與至少一第二開口36(圖中顯示二個第二開口36作為說明)，分別暴露出部分摻雜多晶矽層16與部分摻雜區32。第一電極22設於絕緣層20的表面，藉由第一開口34而與摻雜多晶矽層16接觸，而第二電極24亦設於絕緣層20的表面，藉由第二開口36而與摻雜區32接觸。此外，第一電極22與第二電極24彼此互不相連接，兩者其中之一係用來作為太陽能電池10的正極，而另一者用來作為太陽能電池10的負極。因此，太陽能電池10的正負電極皆位於電池的背側，亦即相反於受光側第一表面12a的第二表面12b上。
在較佳實施例中，絕緣層20係為複合絕緣層，包括至少一第一絕緣層38與一第二絕緣層40，其中，第一絕緣層38覆蓋於摻雜多晶矽層16表面，且具有至少一第一次開口42與至少一第二次開口44，第一次開口42暴露出部分摻雜多晶矽層16，而第二次開口44暴露出摻雜區32。第二絕緣層40覆蓋了第一絕緣層38與部份摻雜區32，且具有至少一第三次開口46與至少一第四次開口48。其中，第三次開口46對應於第一次開口42，第四次開口48對應於第二次開口48，因此，第三次開口46暴露出部分摻雜多晶矽層16，而第四次開口48暴露出部分摻雜區32。由第1圖可知，第一絕緣層38之第一次開口42與第二絕緣層40之第三次開口46構成了絕緣層20之第一開口34，而第一絕緣層38之第二次開口44與第二絕緣層40之第四次開口48構成了絕緣層20之第二開口36。舉例而言，本
實施例中第一絕緣層38與第二絕緣層40包含不同的材料，較佳地，第一絕緣層38所包含固定氧化電荷(或稱為固定氧化層電荷或氧化層固定電荷，fixed oxide charge)之極性相反於第二絕緣層40所包含固定氧化電荷之極性，更佳地，第一絕緣層38之固定氧化電荷的極性係與摻雜多晶矽層16的摻雜極性相反，而第二絕緣層40之固定氧化電荷的極性係與摻雜區32的摻雜極性相反，藉此，第一絕緣層38與第二絕緣層40可分別對摻雜多晶矽層16和摻雜區32中的少數載子提供場效應鈍化(field effect passivation)功能，避免少數載子之複合，但不限於此。在本實施例中，可藉由選擇第一絕緣層38與第二絕緣層40的材料來決定第一絕緣層38與第二絕緣層40之固定氧化電荷的極性。舉例而言，欲使第一絕緣層38及第二絕緣層40之其中一者帶有正型固定氧化電荷(positive fixed oxide charge)時，可使用矽氧化物(SiOx
)、氮矽化物(SiNx
)、氮氧化矽(SiON)、氧化釔(YOx
)、其它合適的材料、或上述至少二者之組合來製作，另一方面，則可使用氧化鋁(AlOx
)、氮化鋁(AlNx
)、氮氧化鋁(aluminum oxynitride,AlON)、氟化鋁(aluminum fluoride,AlFx
)、氧化鉿(hafnium oxide,HfOx
)、氮摻雜的氧化鉿(nitrogen-doped HfOx
)、其它合適的材料、或上述至少二者之組合來製作第一絕緣層38及第二絕緣層40其中之另一者，以使其帶有負型固定氧化電荷(negative fixed oxide charge)，但不以此為限。
本實施例之半導體基底12、摻雜層14、摻雜多晶矽層16、摻雜區32之摻雜類型的極性以及第一絕緣層38與第二絕緣層40之固定
氧化電荷的極性舉例說明如下。例如，在本發明之較佳實施例中，半導體基底12為N型摻雜，摻雜層14為N+
型摻雜，摻雜多晶矽層16為P+
型摻雜，而摻雜區32為N+
型摻雜(下文介紹本發明太陽能電池10製作方法之第一實施例亦以此設計為例來說明，如第1圖所示)。為了讓第一絕緣層38與第二絕緣層40能提供場效應鈍化功能，因此第一絕緣層38配合摻雜多晶矽層16之摻雜類型而包含負型固定氧化電荷，而第二絕緣層40配合摻雜區32之摻雜類型而包含正型固定氧化電荷。在較佳實施例中，太陽能電池10另可選擇性包括一氧化層18，設置於半導體基底12之第二表面12b的第一區26中，位於半導體基底12之第二區28、摻雜多晶矽層16與半導體基底12之間，當作穿隧氧化層(tunnel oxide layer)使用。一般而言，氧化層18具有夠薄的厚度，以增加電子直接穿隧過氧化層18的機率，進而增加光電轉換效率。氧化層18的厚度可能為約5到20埃(Angstroms,A)。在某些實施例，氧化層18的厚度為約10埃。較佳地，氧化層18厚度為約15埃。由於P+
型摻雜之摻雜多晶矽層16、穿隧氧化層18與N型摻雜之半導體基底12，提供了類似異質接面(heterojunction)之結構，能大幅降低飽和電流，因此能有效地提高光電轉換效率。此外，因為摻雜層14與摻雜區32的摻雜類型之極性相同於半導體基底12，因此摻雜層14係作為前表面電場(front side field，FSF)元件，摻雜區32係作為背表面電場(back side field，BSF)元件，而具有P+
型摻雜的摻雜多晶矽層16係做為太陽能電池10的射極(emitter)。
在本發明的另一較佳實施例中，半導體基底12為P型摻雜，摻雜層14為P+
型摻雜，摻雜多晶矽層16為N+
型摻雜，而摻雜區32為P+
型摻雜，且第一絕緣層38包含正型固定氧化電荷，而第二絕緣層40包含負型固定氧化電荷，此時摻雜多晶矽層16係做為太陽能電池10的射極(emitter)，且因為半導體基底12與摻雜多晶矽層16之間具有PN接面而同樣能使太陽能電池10有良好的光電轉換效率。此外，在其他實施例中，也可以設計半導體基底12為N型摻雜，摻雜層14為N+
型摻雜，摻雜多晶矽層16為N+
型摻雜，摻雜區32為P+
型摻雜，第一絕緣層38包含正型固定氧化電荷，而第二絕緣層40包含負型固定氧化電荷，則摻雜多晶矽層16當作背表面電場(BSF)、摻雜區32為射極(emitter)以及摻雜層14當作前表面電場(FSF)；或者，在又一其他實施例中，半導體基底12為P型摻雜，摻雜層14為P+
型摻雜，摻雜多晶矽層16為P+
型摻雜，而摻雜區32為N+
型摻雜，第一絕緣層38包含負型固定氧化電荷，而第二絕緣層40包含正型固定氧化電荷，則摻雜多晶矽層16當作背表面電場(BSF)、摻雜區32為射極(emitter)以及摻雜層14當作前表面電場(FSF)。然而，本發明中各摻雜元件的摻雜類型和第一絕緣層38與第二絕緣層40的固定氧化電荷極性之間的對應關係並不以上述實施例為限。
此外，本實施例之太陽能電池10可選擇性地包括一抗反射(antireflection coating,ARC)層30設在摻雜層14之表面上，但不以此為限。此外，抗反射層可為單層或多層結構，其材料包含氮化
矽、氧化矽、氮氧化矽、氧化鋅、氧化鈦、銦錫氧化物(ITO)、氧化銦、氧化鉍(bismuth oxide)、氧化錫(stannic oxide)、氧化鋯(zirconium oxide)，氧化鉿(hafnium oxide)、氧化銻(antimony oxide)、氧化釓(gadolinium oxide)、其它合適的材料、或上述至少二種之混合物。再者，為了增加入光量，半導體基底12與摻雜層14之接面可選擇性地具有粗糙化(textured)處理，例如使第一表面12a具有粗糙化結構12c，以進一步提高光電轉換效率，但不以此為限。
下文將介紹本發明太陽能電池之第一實施例的製作方法，為了簡化說明，在以下實施例中使用相同的符號來標注相同的元件，不再對重覆部分進行贅述。請參考第2圖至第7圖，第2圖至第7圖為本發明太陽能電池之製作方法的第一實施例的流程示意圖。請參考第2圖，首先提供一半導體基底12，其可為結晶性(crystalline)半導體基底或多晶性(polycrystalline)半導體基底。半導體基底12的厚度舉例為約50微米至約300微米。半導體基底12較佳為具有第一摻雜類型之基底，本實施例中，半導體基底12舉例為N摻雜基底。可選擇性對半導體基底12進行清洗並移除切割損傷層。接著，可選擇性地在半導體基底12的第二表面12b形成薄氧化層18作為穿隧氧化層，厚度範圍為約5埃(angstrom)至20埃，較佳地約為15埃，氧化層18舉例可包含矽氧化物材料，藉由臭氧氧化製程或高溫氧化製程而形成，但不以此為限。然後，在氧化層18表面形成摻雜多晶矽層16，厚度為約50至500奈米，但不限於此。摻雜多晶矽層16可具有第一摻雜類型或第二摻雜類型，較佳地，摻雜
多晶矽層16具有第二摻雜類型，其極性相反於半導體基底12的第一摻雜類型，例如摻雜多晶矽層16具有P+
型摻雜，較佳摻雜濃度之範圍為約1019
至1021
原子/平方公分(atom/cm2
)，但不限於此。製作摻雜多晶矽層16的方式舉例如下：可先以化學氣相沈積法(chemical vapor deposition，CVD)在氧化層18表面形成多晶矽層，然後再進行離子佈植製程，因本實施例之摻雜多晶矽層16具有P+
型摻雜，因此可包含P型摻雜物，例如硼或硼化合物，但不以此為限。摻雜多晶矽層16的其他形成方法舉例如以低壓化學氣相沈積(low pressure chemical vapor deposition，LPCVD)直接形成具有P+
型摻雜之摻雜多晶矽層16，或是先形成非晶矽層，再經由雷射退火等方式使非晶矽層再結晶形成多晶矽層，然後再進行離子佈植製程，摻雜多晶矽層16的形成方法不限於前文所述。
接著，選擇性地在摻雜多晶矽層16的表面形成第一絕緣層38，為了使第一絕緣層38對摻雜多晶矽層16中的少數載子具有場效應鈍化效果，因此，當摻雜多晶矽層16具有P+
型摻雜為範例時，本實施例之第一絕緣層38較佳包含負型固定氧化電荷，而第一絕緣層38的材料可選用上述實施例所述的材料，本實施例以氧化鋁為範例，例如三氧化二鋁，但不以此為限。當以摻雜多晶矽層16具有N+
型摻雜為範例時，本實施例之第一絕緣層38較佳包含正型固定氧化電荷，而第一絕緣層38的材料可選用上述所述的材料，本實施例以矽氧化物為範例，例如SiO2，但不以此為限。第一絕緣層38之厚度範圍可為約20至400奈米，但不限於此。在本發明之其他實
施例中，也可選擇忽略製作第一絕緣層38。
然後請參考第3圖，進行圖案化氧化層18、摻雜多晶矽層16以及第一絕緣層38的步驟。此圖案化製程舉例可先利用網版印刷遮罩(screen printing mask)50或者是光阻遮罩在第一絕緣層38表面定義出欲保留之第一絕緣層38的部份，亦即半導體基底12之第二表面12b之第一區26，暴露出第二表面12b之第二區28內的第一絕緣層38。其中，光阻遮罩的形成方法可為曝光顯影方法或噴墨塗佈方法。然後再如第4圖所示，移除被網版印刷遮罩50或光阻遮罩暴露之部分第一絕緣層38、摻雜多晶矽層16與氧化層18。此移除方法舉例為濕蝕刻或乾蝕刻製程，較佳為濕蝕刻製程，例如以氫氟酸(HF)與硝酸(HNO3
)之混合液進行移除。此外，此移除步驟可以一次完成，或分多次完成，例如在不同蝕刻製程中分次依序移除部分第一絕緣層38、部分摻雜多晶矽層16以及部分氧化層18，但不以此為限。圖案化第一絕緣層38、摻雜多晶矽層16與氧化層18之步驟亦可利用雷射方式來完成，但不以此為限。因此，剩下之第一絕緣層38、摻雜多晶矽層16與氧化層18係位於半導體基底12之第二表面12b上的第一區26之內，暴露出半導體基底12之第二表面12b的第二區28，其中第二表面12b的第二區28可具有複數個點狀(dot)、條狀(strip)圖案或其它合適的圖案。由第4圖可知，在此圖案化製程之後，剩下的氧化層18係設置於半導體基底12之第二表面12b的第一區26與摻雜多晶矽層16之間。值得注意的是，在移除暴露出的氧化層18後，仍可繼續移除暴露出的第二表面12b
之第二區28表面的部份半導體基底12，使第二區28內的半導體基底12中形成凹槽，凹槽的深度範圍為約0至10微米，但不以此為限。本實施例係以凹槽深度為約0微米來舉例說明，亦即圖案化製程係在移除第二區28中的氧化層18即停止，而不額外於半導體基底12中形成凹槽。
接著，請參考第5圖，移除網版印刷遮罩50後，在暴露出的半導體基底12之第二表面12b的第二區28內形成摻雜區32，本實施例之摻雜區32具有第一摻雜類型，例如具有N+
型摻雜，其極性相反於摻雜多晶矽層16的摻雜極性。形成摻雜區32的方法舉例如下：由於第一絕緣層38具有第二次開口44暴露第二表面12b的第二區28，因此可利用第一絕緣層38當作離子佈植遮罩，先對半導體基底12之第二表面12b進行離子佈植，再用回火或熱擴散方式形成摻雜區32，或直接利用熱擴散方式使摻雜物擴散進入第二區28之半導體基底12中，或直接利用離子淋浴摻雜(ion shower doping)方式使摻雜物進入第二區28之半導體基底12中，但不限於此。此外，N+
型摻雜物可為例如磷、砷、銻或上述材料之化合物，但不以此為限。摻雜區32的深度舉例為約0.5至1微米，摻雜濃度舉例為1019
至1021
atom/cm2
，但不以此為限。
然後，請參考第6圖，在半導體基底12的第二面12b一側全面形成第二絕緣層40，覆蓋第一絕緣層38與摻雜區32。為了使第二絕緣層40對摻雜區32中的少數載子具有場效應鈍化效果，本實施
例之第二絕緣層40所選用的固定氧化電荷的極性，需要與摻雜多晶矽層16極性及摻雜區32極性做搭配。舉例而言：當摻雜多晶矽層16具有P+
型摻雜，摻雜區32具有N+
摻雜，且第一絕緣層38選用包含負型固定氧化電荷之材料為範例時，第二絕緣層40較佳包含正型固定氧化電荷，第二絕緣層40的材料可選用如上所述的材料，例如矽氧化物或氮矽化物，但不以此為限。當摻雜多晶矽層16具有N+
型摻雜，摻雜區32具有P+
摻雜，且第一絕緣層38選用包含正型固定氧化電荷之材料為範例時，第二絕緣層40較佳包含負型固定氧化電荷，第二絕緣層40的材料可選用如上所述的材料，例如氧化鋁，但不以此為限。第二絕緣層40之厚度範圍可為約20至400奈米，但不限於此。接著，對第二絕緣層40和第一絕緣層38進行圖案化製程，移除部分第二絕緣層40和部分第一絕緣層38，使第一絕緣層38具有第一次開口42，第二絕緣層40具有第三次開口46和第四次開口48，暴露出部分摻雜多晶矽層16與部分摻雜區32。此圖案化製程可利用網版印刷遮罩先於第二絕緣層40定義出第三次開口46和第四次開口48的位置，再利用蝕刻製程分次或依次地移除部分第二絕緣層40和第一絕緣層38，在其他實施例中，也可利用微影暨蝕刻製程(或稱為光阻遮罩)來進行此圖案化製程，但不以此為限。如第6圖所示，第三次開口46對應於第一次開口42，兩者構成了絕緣層20的第一開口34，暴露出部分摻雜多晶矽層16，而第四次開口48對應於第二次開口44，兩者構成了絕緣層20的第二開口36，暴露出部分摻雜區32。在其他實施例中，也可先於第一絕緣層38中形成第一次開口42，再形成第二絕緣層40，然後圖案
化第二絕緣層40以於第二絕緣層40中形成第三次開口46和第四次開口48。
請參考第7圖，在半導體基底12的第二面12b一側全面形成金屬層52，其材料可為各式導電性佳之金屬，例如鋁、銀、鉑、金、銅或上述材料之合金，或是其它合適的材料，但不以此為限。接著，對金屬層52進行圖案化製程，移除部分金屬層52以形成至少一第一電極22與至少一第二電極24，第一電極22與第二電極24分別藉由絕緣層20的第一開口34與第二開口36而連接於摻雜多晶矽層16與摻雜區32。再者，第一電極22與第二電極24的形成方法亦可使用塗佈導電膠方法，導電膠的導電材料包含鋁、銀、鎳、銅或上述材料之合金，或是其它合適的材料，但不以此為限。其中塗佈導電膠的方法包含網印方法、噴墨方法或其它合適的方法。第一電極22與第二電極24之厚度、面積與圖案可視需求加以調整，並不限於第7圖所繪示者。
請再參考第1圖，之後，可選擇性地對半導體12的第一表面12a進行粗糙化處理，然後在第一表面12a形成摻雜層14，其具有第一摻雜類型，相同於半導體基底12之摻雜類型的極性，例如摻雜層14為重摻雜之N+
型摻雜，其形成方法可例如前述之摻雜區32，包括如使用外部離子擴散的方式將摻雜物擴散進半導體基底12的第一表面12a中，但不以此為限，此外，形成摻雜層14所使用的摻雜物可選用類似摻雜區32之摻雜物，相同部分不再贅述。在其他實施
例中，摻雜層14也可為另外於半導體基底12之第一表面12a形成的摻雜層，例如為摻雜之非晶矽層、結晶層或多晶矽層，但不以此為限。最後，可選擇性地在摻雜層14上全面形成一抗反射層30，覆蓋半導體基底12的第一表面12a，其中抗反射層30可為單層或多層結構，且其材料可選用上述第1圖中抗反射層30的材料。藉此，完成本發明太陽能電池10主要結構的製作。
值得注意的是，本發明太陽能電池中各摻雜元件的摻雜類型與第一、第二絕緣層的固定氧化電荷極性並不限於第1圖所示者，不同的摻雜類型係選用不同的摻雜物，不同極性之固定氧化電荷亦選用不同之氧化材料來製作絕緣層，如前文所舉例，因此不再贅述。此外，雖然在上述本實施例中是先製作完太陽能電池背側之元件，才製作前側之元件，但在其他實施例中，亦可先製作太陽能電池前側的元件，例如摻雜層與抗反射層，之後再製作太陽能電池背側之元件，例如氧化層、摻雜多晶矽層、摻雜區、絕緣層、第一電極與第二電極等。此外，又在其他實施例中，並不限定必須先做完太陽能電池前側或背側的元件才製作另一側的元件，半導體基底第一表面與第二表面上的各元件可穿插製作，並不限定先後製作順序。
本發明之製作太陽能電池之方法並不以上述實施例為限。下文將繼續介紹本發明太陽能電池及其製作方法之其它實施例，且為了便於比較各實施例之相異處並簡化說明，下文中使用相同的符號標注相同的元件，且主要針對各實施例之相異處進行說明，而不再對重
覆部分進行贅述。
請參考第8圖，第8圖為本發明太陽能電池之第二實施例的結構剖面示意圖。與第一實施例不同的是，本實施例之太陽能電池10只有一層絕緣層20，其具有第一開口34暴露出部分摻雜多晶矽層16以及第二開口36暴露出部分摻雜區32，使得第一電極22與第二電極24可分別經由第一開口34與第二開口36而與摻雜多晶矽層16和摻雜區32相接觸。為了使絕緣層20具有鈍化層的功能，可以依需要來選用不同的材料來製作絕緣層20，例如，若希望改善P+
型摻雜多晶矽層16的飽和電流，且N+
型摻雜區32為範例時，可以選用使絕緣層20具有負型固定氧化電荷的材料，若希望改善N+
型摻雜區32的飽和電流，且P+
型摻雜多晶矽層16為範例時，則可以選用使絕緣層20具有正型固定氧化電荷的材料。另外，若摻雜多晶矽層16具有N+
型摻雜，搭配的摻雜區32具有P+
型摻雜為範例時，希望改善摻雜多晶矽層16具有N+
型摻雜的飽合電流，則可以選用使絕緣層20具有正型固定氧化電荷的材料，若希望改善的是摻雜區32具有P+
型摻雜的飽和電流，則可以選用使絕緣層20具有負型固定氧化電荷的材料。所選用的正型或負型固定氧化電荷的材料可再查看第1圖中所述，不再贅述。本實施例之太陽能電池10的製作方法與前一實施例相類似，唯製程中省略第一絕緣層之製作，在形成摻雜多晶矽層16後就對摻雜多晶矽層16和氧化層18進行圖案化製程，暴露出第二區28中的半導體基底12，並在形成摻雜區32之後，形成絕緣層20，再圖案化絕緣層20以形成第一開口34與第二開口
36，其中，絕緣層20的厚度舉例可為約20至500奈米，各元件的詳細製作方法不在此贅述。
請參考第9圖至第13圖，第9圖至第13圖為本發明太陽能電池製作方法之第三實施例的製程示意圖，其中第13圖顯示了本發明太陽能電池之第三實施例的結構剖面示意圖。如第9圖所示，在本實施例中，係先對半導體基底12的第一表面12a進行粗糙化處理，使第一表面12a具有粗糙化結構12c，然後再進行第二表面12b上元件的製作。類似於第一實施例中第2圖至第3圖中所顯示的製程，依序在半導體基底12的第二表面12b形成氧化層18、摻雜多晶矽層16與第一絕緣層38，然後圖案化氧化層18、摻雜多晶矽層16與第一絕緣層38，例如以網版印刷遮罩50當作蝕刻遮罩，對暴露之氧化層18、摻雜多晶矽層16、第一絕緣層38與半導體基底12之第二表面12的第二區28進行蝕刻，如第10圖所示，此蝕刻製程係在移除氧化層18後，繼續向下蝕刻半導體基底12的第二表面12b，以在第二表面12b的第二區28中形成凹槽54，凹槽54的深度舉例為大於0微米至約10微米。然後，進行一熱回火製程。
接著，請參考第11圖，在半導體基底12的第二面12b選擇性地形成一非晶矽層56，其較佳為一本徵非晶矽層，然後再於本徵非晶矽層56上形成一摻雜非晶矽層58，非晶矽層56與摻雜非晶矽層58係覆蓋半導體基底12的第二面12b，並填入凹槽54中。本徵非晶矽層56與摻雜非晶矽層58的形成方法舉例如利用CVD方法先沈
積非晶矽層，然後再以如離子佈植、熱擴散、離子淋浴摻雜等方式形成摻雜非晶矽層58，但不限於此。摻雜非晶矽層58之摻雜類型的極性必須和摻雜多晶矽層16之摻雜類型的極性相反，且摻雜非晶矽層58與摻雜多晶矽層16其中一者之摻雜類型的極性與半導體基底12的摻雜類型之極性相同。非晶矽層56的厚度可為約10奈米以下，較佳為約5奈米，而摻雜非晶矽層58之厚度可為約2至20奈米，較佳為約10奈米，與例而言，摻雜非晶矽層58厚度較佳為非晶矽層56厚度的兩倍或大於兩倍，但不限於此。
然後請參考第12圖，移除部分摻雜非晶矽層58，例如將凹槽54外的部分摻雜非晶矽層58移除，使剩下的摻雜非晶矽層58形成摻雜區32。移除部分摻雜非晶矽層58的方法例如包括利用雷射消熔(ablation)，或是以網版印刷遮罩或微影製程並配合乾蝕刻製程等，但不以此為限。在較佳實施例中，摻雜區32的摻雜類型與半導體基底12的摻雜類型具有相同的極性，而摻雜區32的摻雜類型與摻雜多晶矽層16的極性相反。舉例而言，若半導體基底12具有N型摻雜，摻雜多晶矽層16具有P+
型摻雜，且摻雜區32的極性要與摻雜多晶矽層16的極性相反，並要與半導體基底12極性相同，則摻雜區32具有N+
型摻雜。若半導體基底12具有P型摻雜，摻雜多晶矽層16具有N+
型摻雜，且摻雜區32的極性要與摻雜多晶矽層16的極性相反，並與半導體基底12極性相同，則摻雜區32具有P+
型摻雜。摻雜區32係作為太陽能電池10的BSF元件，此時，本徵非晶矽層56的存在能使摻雜區32提供較優良的BSF效果。因此，
本實施例與第一實施例之其中一個主要不同處，在於本實施例的太陽能電池10另包括了非晶矽層56，設置於第一絕緣層38與第二絕緣層40之間、摻雜多晶矽層16之側邊與第二絕緣層40之間、以及摻雜區32與半導體基底12之間。
請參考第13圖，之後如前述之第一實施例，可依序在半導體基底12的第二表面12b形成圖案化的第二絕緣層40以及第一電極22與第二電極24，並於半導體基底12的第一表面12a形成摻雜層14與抗反射層30，其中摻雜層14較佳與半導體基底12有相同的摻雜類型之極性，以作為FSF元件。藉此，即完成了本發明太陽能電池10的主要元件之製作。本實施例中各主要元件的製作方法、材料與膜層厚度類似於第一實施例，可參閱第一實施例的描述，在此不再贅述。
請參考第14圖，第14圖為本發明太陽能電池之第四實施例的結構剖面示意圖。與第三實施例不同的是，本實施例之太陽能電池10只有一層絕緣層20，其具有第一開口34暴露出部分摻雜多晶矽層16以及第二開口36暴露出部分摻雜區32，因此第一電極22與第二電極24可分別經由第一開口34與第二開口36而與摻雜多晶矽層16和摻雜區32相接觸。類似地，為了使絕緣層20具有鈍化層的功能，可以依需要而選用不同的材料以製作絕緣層20，例如，若希望改善P+
型摻雜多晶矽層16的飽和電流，且N+
型摻雜區32為範例時，可以選用使絕緣層20具有負型固定氧化電荷的材料，若希望改
善N+
型摻雜區32的飽和電流，且P+
型摻雜多晶矽層16為範例時，則可以選用使絕緣層20具有正型固定氧化電荷的材料，。另外，若摻雜多晶矽層16具有N+
型摻雜，搭配的摻雜區32具有P+
型摻雜為範例時，希望改善摻雜多晶矽層16具有N+
型摻雜的飽合電流，則可以選用使絕緣層20具有正型固定氧化電荷的材料，若希望改善的是摻雜區32具有P+
型摻雜的飽和電流，則可以選用絕緣層20具有負型固定氧化電荷的材料。所選用的正型或負型固定氧化電荷的材料可再查看第1圖所述，不再贅述。本實施例之太陽能電池10的製作方法與第三實施例相類似，唯製程中省略第一絕緣層之製作，在形成摻雜多晶矽層16後就對摻雜多晶矽層16和氧化層18進行圖案化製程，暴露出第二區28中的半導體基底12，再依序製作非晶矽層56與摻雜非晶矽層58，圖案化摻雜非晶矽層58以形成摻雜區32，然後形成絕緣層20，再對絕緣層20進行圖案化，形成第一開口34與第二開口36，其中，絕緣層20的厚度舉例可為約20至500奈米，各元件的詳細製作方法不在此贅述。
值得注意的是，本發明第三實施例至第五實施例太陽能電池中的各摻雜元件的摻雜類型與第一、第二絕緣層之固定氧化電荷對應關係並不限於一種，可參考第一實施例之敘述而具有多種對應設計。較佳地，半導體基底與摻雜層具有相同的摻雜類型，而摻雜多晶矽層和摻雜區之其中一者和半導體基底的摻雜類型之極性相同，且摻雜多晶矽層和摻雜區之其中另一者具有相反的摻雜類型極性，更佳地，摻雜多晶矽層的摻雜類型之極性相反於半導體基底的摻雜類型
之極性，且第一絕緣層包含的固定氧化電荷之極性相反於摻雜多晶矽層，而第二絕緣層包含的固定氧化電荷之極性相反於摻雜區，並依此選用不同的材料來製作第一與第二絕緣層，但不以此為限。若只有一層絕緣層，則可依需要設計絕緣層所帶有的固定氧化電荷之極性相反於欲提供場效應鈍化效果的摻雜元件之極性，但不以此為限。關於摻雜類型所選用的摻雜物、絕緣層的材料以及太陽能電池中前、背側元件的製作順序請參考第一實施例中的相關敘述。
由於本發明太陽能電池的正、負極皆設置於半導體基底之第二表面，亦即相反於受光面之背側，所以能提高入射光量。在較佳實施例中，太陽能電池的前側與背側分別設有FSF與BSF元件，且以摻雜多晶矽層當作射極，可以大幅提高光線轉換效率。再者，在摻雜多晶矽層和摻雜區表面設置了複數層絕緣層，例如設置兩層帶有相反固定氧化電荷之絕緣層，可以分別對摻雜多晶矽層和摻雜區提供場效應鈍化效果，減少複合電流之發生。因此，根據本發明太陽能電池之結構和製作方法，可以大幅提升太陽能電池的整體光電轉換效率。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
10‧‧‧太陽能電池
12‧‧‧半導體基底
12a‧‧‧第一表面
12b‧‧‧第二表面
12c‧‧‧粗糙化結構
14‧‧‧摻雜層
16‧‧‧摻雜多晶矽層
18‧‧‧氧化層
20‧‧‧絕緣層
22‧‧‧第一電極
24‧‧‧第二電極
26‧‧‧第一區
28‧‧‧第二區
30‧‧‧抗反射層
32‧‧‧摻雜區
34‧‧‧第一開口
36‧‧‧第二開口
38‧‧‧第一絕緣層
40‧‧‧第二絕緣層
42‧‧‧第一次開口
44‧‧‧第二次開口
46‧‧‧第三次開口
48‧‧‧第四次開口
50‧‧‧網版印刷遮罩
52‧‧‧金屬層
54‧‧‧凹槽
56‧‧‧非晶矽層
58‧‧‧摻雜非晶矽層
第1圖至第7圖為本發明太陽能電池之製作方法的第一實施例的
流程示意圖。
第8圖為本發明太陽能電池之第二實施例的結構剖面示意圖。
第9圖至第13圖為本發明太陽能電池製作方法之第三實施例的製程示意圖。
第14圖為本發明太陽能電池之第四實施例的結構剖面示意圖。
10‧‧‧太陽能電池
12‧‧‧半導體基底
12a‧‧‧第一表面
12b‧‧‧第二表面
12c‧‧‧粗糙化結構
14‧‧‧摻雜層
16‧‧‧摻雜多晶矽層
18‧‧‧氧化層
20‧‧‧絕緣層
22‧‧‧第一電極
24‧‧‧第二電極
26‧‧‧第一區
28‧‧‧第二區
30‧‧‧抗反射層
32‧‧‧摻雜區
34‧‧‧第一開口
36‧‧‧第二開口
38‧‧‧第一絕緣層
40‧‧‧第二絕緣層
42‧‧‧第一次開口
44‧‧‧第二次開口
46‧‧‧第三次開口
48‧‧‧第四次開口
Claims (21)
- 一種太陽能電池，包括：一半導體基底，具有一第一表面與一第二表面，其中該半導體基底具有一第一摻雜類型，該第二表面具有一第一區與一第二區；一摻雜層，位於該半導體基底之該第一表面，其具有該第一摻雜類型；一摻雜多晶矽層，設置於該半導體基底之該第二表面的該第一區上，且暴露出該半導體基底之該第二表面的該第二區；一摻雜區，設置於該半導體基底之該第二表面的該第二區中，其中該摻雜多晶矽層與該摻雜區其中一者具有一第二摻雜類型，而該摻雜多晶矽層與該摻雜區其中另一者具有該第一摻雜類型，且該第二摻雜類型相反於該第一摻雜類型；一絕緣層覆蓋該摻雜多晶矽層與該摻雜區表面，並具有至少一第一開口暴露出部分該摻雜多晶矽層與至少一第二開口暴露出部分該摻雜區，該絕緣層包括一第一絕緣層與一第二絕緣層，且該第一絕緣層與該第二絕緣層所包含之材料不相同；至少一第一電極，設置於該絕緣層表面，並經由該第一開口連接於該摻雜多晶矽層；以及至少一第二電極，設置於該絕緣層表面，並經由該第二開口連接於該摻雜區。
- 如請求項1所述之太陽能電池，其中該絕緣層包括： 該第一絕緣層，設置於該摻雜多晶矽層表面上，並具有一第一次開口，以暴露出部分該摻雜多晶矽層與一第二次開口以暴露出部分該摻雜區；以及該第二絕緣層，覆蓋該第一絕緣層與該摻雜區，並具有一第三次開口對應於該第一次開口，以暴露出部分該摻雜多晶矽層與一第四次開口對應於該第二次開口，以暴露出部分該摻雜區；其中該第一次開口與該第二次開口構成該第一開口，且該第三次開口與該第四次開口構成該第二開口。
- 如請求項2所述之太陽能電池，其中該第一絕緣層包含固定氧化電荷(fixed oxide charge)之極性相反於該第二絕緣層包含固定氧化電荷之極性。
- 如請求項3所述之太陽能電池，其中當該摻雜區具有該第一摻雜類型且該摻雜多晶矽層具有該第二摻雜類型時，該第一絕緣層所具有之固定氧化電荷之極性相反於該第二摻雜類型之極性，而該第二絕緣層所具有之固定氧化電荷之極性相反於該第一摻雜類型。
- 如請求項3所述之太陽能電池，其中當該摻雜多晶矽層具有該第一摻雜類型且該摻雜區具有該第二摻雜類型時，該第一絕緣層所具有之固定氧化電荷之極性相反於該第一摻雜類型之極性，而該 第二絕緣層所具有之固定氧化電荷之極性相反於該第二摻雜類型。
- 如請求項2所述之太陽能電池，其另包括一非晶矽層，設置於該第一絕緣層與該第二絕緣層之間、該摻雜多晶矽層之側邊與該第二絕緣層之間以及該摻雜區與該半導體基底之間。
- 如請求項1所述之太陽能電池，其中該半導體基底之該第二表面的該第二區中更包含至少一凹槽，且該摻雜區係設置於該凹槽中。
- 如請求項7所述之太陽能電池，其另包括一非晶矽層，設置於該該摻雜多晶矽層與該絕緣層之間以及該摻雜區與該半導體基底之間。
- 如請求項1所述之太陽能電池，另包括一氧化層(oxide layer)，設置於該半導體基底之該第二表面的該第二區與該摻雜多晶矽層之間。
- 如請求項1所述之太陽能電池，另包括一抗反射(anti-reflection coating,ARC)層設於該摻雜層之表面上。
- 一種製作太陽能電池之方法，包括： 提供一半導體基底，其具有一第一表面與一第二表面，其中該第二表面具有一第一區與一第二區，且該半導體基底具有一第一摻雜類型；於該半導體基底之該第二表面的該第一區上形成一摻雜多晶矽層，且暴露出該半導體基底之該第二表面的該第二區；於暴露出之該半導體基底之部分該第二表面的該第二區中形成至少一摻雜區，其中該摻雜多晶矽層與該摻雜區其中一者具有一第二摻雜類型，而該摻雜多晶矽層與該摻雜區其中另一者具有該第一摻雜類型，且該第二摻雜類型相反於該第一摻雜類型；形成一絕緣層，覆蓋該摻雜多晶矽層與該摻雜區表面，該絕緣層具有有至少一第一開口暴露出部分該摻雜多晶矽層與至少一第二開口暴露出部分該摻雜區，該絕緣層包括一第一絕緣層與一第二絕緣層，且該第一絕緣層與該第二絕緣層所包含的材料不相同；於該圖案化之絕緣層表面形成一金屬層，該金屬層包括：至少一第一電極，經由該第一開口而與該摻雜多晶矽層相接觸；以及至少一第二電極，經由該第二開口而與該摻雜區相接觸；以及於該半導體基底之該第一表面形成一摻雜層覆蓋該第一表面上，其中該摻雜層具有該第一摻雜類型。
- 如請求項11所述之製作太陽能電池之方法，另包括在形成該摻雜多晶矽層之前，先形成一氧化層設置於該半導體基底之該第二表面的該第二區與該摻雜多晶矽層之間。
- 如請求項11所述之製作太陽能電池之方法，其中形成該絕緣層覆蓋該摻雜多晶矽層與該摻雜區表面，並具有該第一開口暴露出部分該摻雜多晶矽層與該第二開口暴露出部分該摻雜區的步驟包括：形成該第一絕緣層，設置於該摻雜多晶矽層表面上，並具有一第一次開口，以暴露出部分該摻雜多晶矽層與一第二次開口以暴露出部分該摻雜區；以及形成該第二絕緣層，覆蓋該第一絕緣層與該摻雜區，並具有一第三次開口對應於該第一次開口，以暴露出部分該摻雜多晶矽層與一第四次開口對應於該第二次開口，以暴露出部分該摻雜區；其中該第一次開口與該第二次開口構成該第一開口，且該第三次開口與該第四次開口構成該第二開口。
- 如請求項13所述之製作太陽能電池之方法，其中該第一絕緣層包含固定氧化電荷之極性相反於該第二絕緣層包含固定氧化電荷之極性。
- 如請求項14所述之製作太陽能電池之方法，其中當該摻雜區具 有該第一摻雜類型且該摻雜多晶矽層具有該第二摻雜類型時，該第一絕緣層所具有之固定氧化電荷之極性相反於該第二摻雜類型之極性，而該第二絕緣層所具有之固定氧化電荷之極性相反於該第一摻雜類型。
- 如請求項14所述之太陽能電池之製造方法，其中當該摻雜多晶矽層具有該第一摻雜類型且該摻雜區具有該第二摻雜類型時，該第一絕緣層所具有之固定氧化電荷之極性相反於該第一摻雜類型之極性，而該第二絕緣層所具有之固定氧化電荷之極性相反於該第二摻雜類型。
- 如請求項13所述之製作太陽能電池之方法，其另包括在形成該摻雜區之前，先形成一非晶矽層，設置於該第一絕緣層與該第二絕緣層之間、該摻雜多晶矽層之側邊與該第二絕緣層之間以及該摻雜區與該半導體基底之間。
- 如請求項11所述之製作太陽能電池之方法，更包含形成一凹槽於該半導體基底之該第二表面的該第二區中，且該摻雜區係形成於該凹槽中。
- 如請求項18所述之製作太陽能電池之方法，其另包括在形成該摻雜區之前，先形成一非晶矽層，設置於該摻雜多晶矽層與該絕緣層之間以及該摻雜區與該半導體基底之間。
- 如請求項11所述之製作太陽能電池之方法，其中該摻雜區係為一摻雜非晶矽層。
- 如請求項11所述之製作太陽能電池之方法，另包括在該半導體基底之該第二表面形成一抗反射層，覆蓋該摻雜層。
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| TWI492401B (zh) * | 2013-04-02 | 2015-07-11 | Motech Ind Inc | 太陽能電池、其製造方法及其模組 |
| KR101997922B1 (ko) * | 2013-04-18 | 2019-07-08 | 엘지전자 주식회사 | 태양전지 및 이의 제조 방법 |
| WO2014179368A1 (en) * | 2013-04-29 | 2014-11-06 | Solexel, Inc. | Damage free laser patterning of transparent layers for forming doped regions on a solar cell substrate |
| KR20140135881A (ko) * | 2013-05-16 | 2014-11-27 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지 및 이의 제조 방법 |
| TWI496303B (zh) * | 2013-06-11 | 2015-08-11 | Motech Ind Inc | 太陽能電池及其製造方法與太陽能電池模組 |
| DE102013219599A1 (de) * | 2013-09-27 | 2015-04-16 | International Solar Energy Research Center Konstanz E.V. | Verfahren zum Herstellen einer Kontaktstruktur einer Fotovoltaikzelle und Fotovoltaikzelle |
| WO2015084896A1 (en) * | 2013-12-02 | 2015-06-11 | Solexel, Inc. | Passivated contacts for back contact back junction solar cells |
| US20150236175A1 (en) * | 2013-12-02 | 2015-08-20 | Solexel, Inc. | Amorphous silicon passivated contacts for back contact back junction solar cells |
| KR20160134650A (ko) * | 2014-01-13 | 2016-11-23 | 솔렉셀, 인크. | 배면 접촉 솔라 셀을 위한 불연속적인 에미터 및 베이스 아일랜드 |
| CN103746008A (zh) * | 2014-01-23 | 2014-04-23 | 通用光伏能源(烟台)有限公司 | 一种太阳能电池用减反射层及其制备工艺 |
| CN103811591B (zh) * | 2014-02-27 | 2016-10-05 | 友达光电股份有限公司 | 背接触式太阳能电池的制作方法 |
| KR101661807B1 (ko) | 2014-07-28 | 2016-09-30 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지 및 그 제조 방법 |
| US9837576B2 (en) * | 2014-09-19 | 2017-12-05 | Sunpower Corporation | Solar cell emitter region fabrication with differentiated P-type and N-type architectures and incorporating dotted diffusion |
| JP6744820B2 (ja) * | 2014-10-31 | 2020-08-19 | シャープ株式会社 | 光電変換素子、それを備えた太陽電池モジュールおよび太陽光発電システム |
| WO2016143698A1 (ja) * | 2015-03-11 | 2016-09-15 | シャープ株式会社 | 光電変換素子 |
| WO2016149174A1 (en) * | 2015-03-13 | 2016-09-22 | Natcore Technology, Inc. | Laser processed back contact heterojunction solar cells |
| US9559245B2 (en) * | 2015-03-23 | 2017-01-31 | Sunpower Corporation | Blister-free polycrystalline silicon for solar cells |
| WO2016152022A1 (ja) * | 2015-03-24 | 2016-09-29 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 太陽電池セルの製造方法 |
| US11355657B2 (en) * | 2015-03-27 | 2022-06-07 | Sunpower Corporation | Metallization of solar cells with differentiated p-type and n-type region architectures |
| WO2016158226A1 (ja) * | 2015-03-31 | 2016-10-06 | 株式会社カネカ | 太陽電池及びその製造方法 |
| CN105185849B (zh) * | 2015-07-14 | 2017-09-15 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 一种背接触太阳能电池及其制备方法 |
| DE102015113542B4 (de) * | 2015-08-17 | 2018-08-16 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zum Ausbilden einer Schicht mit hoher Lichttransmission und/oder niedriger Lichtreflexion |
| US10217878B2 (en) | 2016-04-01 | 2019-02-26 | Sunpower Corporation | Tri-layer semiconductor stacks for patterning features on solar cells |
| US10593644B2 (en) | 2016-07-29 | 2020-03-17 | Industrial Technology Research Institute | Apparatus for assembling devices |
| TWI652832B (zh) | 2016-08-12 | 2019-03-01 | 英穩達科技股份有限公司 | ｎ型雙面太陽能電池 |
| US10629758B2 (en) * | 2016-09-30 | 2020-04-21 | Sunpower Corporation | Solar cells with differentiated P-type and N-type region architectures |
| JP6971769B2 (ja) * | 2016-10-18 | 2021-11-24 | 京セラ株式会社 | 太陽電池素子 |
| TWI580058B (zh) | 2016-10-26 | 2017-04-21 | 財團法人工業技術研究院 | 太陽能電池 |
| US20200279968A1 (en) | 2017-09-22 | 2020-09-03 | Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno | Interdigitated back-contacted solar cell with p-type conductivity |
| TWI667797B (zh) * | 2017-12-12 | 2019-08-01 | 友達光電股份有限公司 | 太陽能電池 |
| CN108389928B (zh) * | 2018-03-30 | 2020-08-25 | 顺德中山大学太阳能研究院 | 太阳能电池及其制备方法 |
| CN108470778A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-08-31 | 顺德中山大学太阳能研究院 | 太阳能电池钝化膜与背面钝化太阳能电池及其制备方法 |
| CN110556435A (zh) * | 2018-05-15 | 2019-12-10 | 深圳市科纳能薄膜科技有限公司 | 一种太阳能电池制作方法及太阳能电池 |
| DE112019004905T5 (de) * | 2018-09-28 | 2021-06-02 | Sunpower Corporation | Solarzellen mit Hybridarchitekturen einschließlich unterscheidbarer p- und n- Regionen |
| CN111834470A (zh) * | 2019-03-26 | 2020-10-27 | 福建金石能源有限公司 | 一种交叉网状电接触的背接触异质结电池及组件制作方法 |
| US11824126B2 (en) * | 2019-12-10 | 2023-11-21 | Maxeon Solar Pte. Ltd. | Aligned metallization for solar cells |
| CN111244230B (zh) * | 2020-03-26 | 2022-07-12 | 泰州中来光电科技有限公司 | 一种钝化金属接触的背结太阳能电池的制备方法 |
| DE102020111997A1 (de) * | 2020-05-04 | 2021-11-04 | EnPV GmbH | Rückseitenkontaktierte Solarzelle |
| CN114613865A (zh) * | 2020-11-25 | 2022-06-10 | 嘉兴阿特斯技术研究院有限公司 | 太阳能电池及其制备方法 |
| DE102020132245A1 (de) * | 2020-12-04 | 2022-06-09 | EnPV GmbH | Rückseitenkontaktierte Solarzelle und Herstellung einer solchen |
| CN113130702B (zh) * | 2021-03-08 | 2022-06-24 | 浙江爱旭太阳能科技有限公司 | 一种背接触式太阳能电池及其制备方法 |
| CN113299769A (zh) * | 2021-06-04 | 2021-08-24 | 浙江爱旭太阳能科技有限公司 | 一种选择性接触区域掩埋型太阳能电池及其背面接触结构 |
| CN114256381B (zh) * | 2021-11-08 | 2024-01-16 | 西安隆基乐叶光伏科技有限公司 | N型TopCon电池片及其制备方法 |
| CN116072739B (zh) * | 2022-08-05 | 2023-10-27 | 浙江晶科能源有限公司 | 太阳能电池及太阳能电池的制备方法、光伏组件 |
| CN117712199A (zh) | 2022-09-08 | 2024-03-15 | 浙江晶科能源有限公司 | 太阳能电池及光伏组件 |
| CN117238987A (zh) | 2022-09-08 | 2023-12-15 | 浙江晶科能源有限公司 | 太阳能电池及光伏组件 |
| CN115207137B (zh) * | 2022-09-16 | 2023-02-17 | 金阳(泉州)新能源科技有限公司 | 一种联合钝化背接触电池及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7339110B1 (en) * | 2003-04-10 | 2008-03-04 | Sunpower Corporation | Solar cell and method of manufacture |
| TW201019482A (en) * | 2008-04-09 | 2010-05-16 | Applied Materials Inc | Simplified back contact for polysilicon emitter solar cells |
| KR101159276B1 (ko) * | 2009-05-29 | 2012-06-22 | 주식회사 효성 | 후면접합 구조의 태양전지 및 그 제조방법 |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4315097A (en) * | 1980-10-27 | 1982-02-09 | Mcdonnell Douglas Corporation | Back contacted MIS photovoltaic cell |
| US4927770A (en) * | 1988-11-14 | 1990-05-22 | Electric Power Research Inst. Corp. Of District Of Columbia | Method of fabricating back surface point contact solar cells |
| DE10045249A1 (de) * | 2000-09-13 | 2002-04-04 | Siemens Ag | Photovoltaisches Bauelement und Verfahren zum Herstellen des Bauelements |
| US7468485B1 (en) * | 2005-08-11 | 2008-12-23 | Sunpower Corporation | Back side contact solar cell with doped polysilicon regions |
| US7737357B2 (en) | 2006-05-04 | 2010-06-15 | Sunpower Corporation | Solar cell having doped semiconductor heterojunction contacts |
| JP4767110B2 (ja) * | 2006-06-30 | 2011-09-07 | シャープ株式会社 | 太陽電池、および太陽電池の製造方法 |
| WO2008065918A1 (fr) * | 2006-12-01 | 2008-06-05 | Sharp Kabushiki Kaisha | Cellule solaire et son procédé de fabrication |
| WO2009052511A2 (en) | 2007-10-18 | 2009-04-23 | Belano Holdings, Ltd. | Mono-silicon solar cells |
| EP2239788A4 (en) | 2008-01-30 | 2017-07-12 | Kyocera Corporation | Solar battery element and solar battery element manufacturing method |
| WO2010029887A1 (ja) * | 2008-09-12 | 2010-03-18 | シャープ株式会社 | 光電変換装置 |
| US20100108130A1 (en) * | 2008-10-31 | 2010-05-06 | Crystal Solar, Inc. | Thin Interdigitated backside contact solar cell and manufacturing process thereof |
| GB0820684D0 (en) * | 2008-11-12 | 2008-12-17 | Silicon Cpv Plc | Photovoltaic solar cells |
| JP5461028B2 (ja) * | 2009-02-26 | 2014-04-02 | 三洋電機株式会社 | 太陽電池 |
| CN102725858B (zh) * | 2010-01-26 | 2015-12-09 | 三洋电机株式会社 | 太阳能电池及其制造方法 |
| JP5487449B2 (ja) * | 2010-07-28 | 2014-05-07 | 学校法人明治大学 | 太陽電池 |
| US8486746B2 (en) * | 2011-03-29 | 2013-07-16 | Sunpower Corporation | Thin silicon solar cell and method of manufacture |
| CN102185030B (zh) * | 2011-04-13 | 2013-08-21 | 山东力诺太阳能电力股份有限公司 | 基于n型硅片的背接触式hit太阳能电池制备方法 |
| US8507298B2 (en) * | 2011-12-02 | 2013-08-13 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Patterned implant of a dielectric layer |
| CN102623517B (zh) * | 2012-04-11 | 2013-05-01 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 一种背接触型晶体硅太阳能电池及其制作方法 |
| US8642378B1 (en) * | 2012-12-18 | 2014-02-04 | International Business Machines Corporation | Field-effect inter-digitated back contact photovoltaic device |
-
2012
- 2012-10-10 CN CN201210381952.3A patent/CN102856328B/zh active Active
- 2012-10-26 EP EP12886416.2A patent/EP2908340A4/en not_active Withdrawn
- 2012-10-26 JP JP2015535954A patent/JP2015531550A/ja active Pending
- 2012-10-26 WO PCT/CN2012/083615 patent/WO2014056268A1/zh active Application Filing
- 2012-12-17 TW TW101147885A patent/TWI489641B/zh active
-
2013
- 2013-04-10 US US13/859,751 patent/US9024177B2/en active Active
-
2014
- 2014-11-19 US US14/548,241 patent/US9082908B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7339110B1 (en) * | 2003-04-10 | 2008-03-04 | Sunpower Corporation | Solar cell and method of manufacture |
| TW201019482A (en) * | 2008-04-09 | 2010-05-16 | Applied Materials Inc | Simplified back contact for polysilicon emitter solar cells |
| KR101159276B1 (ko) * | 2009-05-29 | 2012-06-22 | 주식회사 효성 | 후면접합 구조의 태양전지 및 그 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20140096821A1 (en) | 2014-04-10 |
| US20150075610A1 (en) | 2015-03-19 |
| CN102856328A (zh) | 2013-01-02 |
| US9082908B2 (en) | 2015-07-14 |
| US9024177B2 (en) | 2015-05-05 |
| EP2908340A4 (en) | 2016-11-23 |
| EP2908340A1 (en) | 2015-08-19 |
| WO2014056268A1 (zh) | 2014-04-17 |
| CN102856328B (zh) | 2015-06-10 |
| TW201415650A (zh) | 2014-04-16 |
| JP2015531550A (ja) | 2015-11-02 |
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