TWI492403B - 太陽能電池及其製造方法與太陽能電池模組 - Google Patents

Description

太陽能電池及其製造方法與太陽能電池模組

本發明是有關於一種光電轉換裝置，且特別是有關於一種太陽能電池及其製造方法與太陽能電池模組。

請一併參照第1圖與第2圖，其係分別繪示一般指叉狀背接觸之太陽能電池(Interdigitated Back Contact Solar Cell；IBC Solar Cell)之局部剖面圖與製作流程圖。一般指叉狀背接觸之太陽能電池100主要包含N型基板102、N⁺ 型正面表面電場(FSF)層110、鈍化層112、N⁺⁺ 型摻雜區114、P⁺ 型摻雜區116、鈍化層118、N型電極120與P型電極122。

製作太陽能電池100時，通常先如步驟150所述，提供N型基板102。N型基板102具有正面104與背面106，其中正面104與背面106分別位於N型基板102之相對二側。正面104一般為太陽能電池100之受光面，且其上設有粗糙結構108，以增加入光量。

接下來，如步驟152所述，對N型基板102之背面106的預設區域進行P型雜質的摻雜與擴散步驟，藉以在N型基板102內之局部區域且鄰近背面106處形成P⁺ 型摻雜 區116。接著，如步驟154所述，對N型基板102之背面106的另一預設區域進行N型雜質的摻雜與擴散步驟，藉以在N型基板102內之局部區域且鄰近背面106處形成N⁺⁺ 型摻雜區114。在N型基板102內，為避免N⁺⁺ 型摻雜區114與P⁺ 型摻雜區116因交互擴散而互相影響，P⁺ 型摻雜區116與N⁺⁺ 型摻雜區114彼此分離。

隨後，進行N⁺ 型正面表面電場層110的製作。先如步驟156所述，於N型基板102之背面106上覆蓋一層阻擋層(未繪示)，以在後續進行N型雜質的摻雜處理時，阻擋N型雜質進入N型基板102之背面106。接下來，如步驟158所述，對N型基板102之正面104全面性地進行N型雜質的摻雜與擴散處理，藉以在N型基板102內且鄰近正面104處形成N⁺ 型正面表面電場層110。

N⁺ 型正面表面電場層110形成後，如步驟160所述，移除N型基板102之背面106上的阻擋層，以及在N型雜質的摻雜與擴散處理期間可能生長在N型基板102之正面104上的矽玻璃層，例如磷矽玻璃(PSG)。接下來，如步驟162所述，利用沉積方式形成鈍化層112覆蓋在N型基板102之正面104處的N⁺ 型正面表面電場層110上，以鈍化N型基板102之正面104。

接著，如步驟164所述，利用沉積方式形成鈍化層118覆蓋在N型基板102之背面106上，並覆蓋住N型基板102之背面106處的P⁺ 型摻雜區116與N⁺⁺ 型摻雜區114上，以鈍化N型基板102之背面106。然後，如步驟166 所述，分別形成N型電極120與P型電極122於N⁺⁺ 型摻雜區114與P⁺ 型摻雜區116上，並使N型電極120與P型電極122穿過鈍化層118而分別與N⁺⁺ 型摻雜區114與P⁺ 型摻雜區116接觸。

然而，這樣的太陽能電池100製程需進行多次的雜質摻雜與擴散步驟，不僅製程時間冗長，而且製程所需之熱預算高，製程成本高。

因此，本發明之一態樣就是在提供一種太陽能電池及其製造方法與太陽能電池模組，其無需額外做太陽能電池之正面表面電場(FSF)層的擴散製程，故不僅可簡化太陽能電池之製程，縮短製程時間，降低製程成本。

本發明之另一態樣是在提供一種太陽能電池及其製造方法與太陽能電池模組，由於其製作太陽能電池之正面表面電場層時，無需額外進行摻雜擴散製程，因此可避免摻雜製程在基板正面產生缺陷，而可提高太陽能電池之短路電流(Isc)，進而可提升太陽能電池之光電轉換效率。

本發明之又一態樣是在提供一種太陽能電池及其製造方法與太陽能電池模組，其太陽能電池之正面表面電場層的摻質濃度可較傳統製程所形成之正面表面電場層的摻質濃度低，因此對光生載子之補抓能力較差，而可有效降低光生載子的耗損，進而可提升太陽能電池之光電轉換效率。

根據本發明之上述目的，提出一種太陽能電池。此 太陽能電池包含一基板、一第一鈍化層、一正面摻雜區、一第一摻雜區、一第二摻雜區、一第一電極以及一第二電極。基板具有正面以及與此正面相對之背面，其中基板為第一導電型。第一鈍化層位於正面上，其中此第一鈍化層具有複數個第一雜質，這些第一雜質為第一導電型。正面摻雜區位於基板內且靠近正面的第一鈍化層。此正面摻雜區具有複數個第二雜質，這些第二雜質為第一導電型，且前述之第一雜質與第二雜質為相同材質。這些第二雜質於基板中的平均摻雜濃度小於第一雜質於第一鈍化層中的平均摻雜濃度。第一摻雜區為第二導電型，且位於背面。第二摻雜區為第一導電型，且位於背面。第一電極位於背面並連接第一摻雜區。第二電極位於背面並連接第二摻雜區。

依據本發明之一實施例，上述之第一鈍化層的厚度為3nm~10nm。

依據本發明之另一實施例，上述之太陽能電池更包含一未摻雜介電層位於第一鈍化層上。

依據本發明之又一實施例，上述之未摻雜介電層與第一鈍化層之總厚度為70nm~90nm。

依據本發明之再一實施例，上述之第一鈍化層之材質為選自於由氧化矽(SiO_x )、氮氧化矽(SiO_x N_y )、氮化矽(SiN_x )、碳化矽(SiC)與非晶矽(a-Si)所組成之一群組。

根據本發明之上述目的，另提出一種太陽能電池模組。此太陽能電池模組包含一上板、一下板、一如上述之太陽能電池以及至少一封裝材料層。太陽能電池設於上板 與下板之間。至少一封裝材料層位於上板與下板之間，將太陽能電池與上板和下板結合。

根據本發明之上述目的，又提出一種太陽能電池之製造方法，包含下列步驟。提供一基板，其中此基板為第一導電型，且具有正面以及與此正面相對之背面。形成一第一摻雜區於背面上，其中此第一摻雜區為第二導電型。形成一第一鈍化層於正面上，其中此第一鈍化層具有複數個雜質，這些雜質為第一導電型。以一高溫製程形成一第二摻雜區於背面上，其中第二摻雜區為第一導電型，且透過此高溫製程使前述之雜質的一部分從正面進入基板內靠近第一鈍化層處以形成一正面摻雜區。形成一第一電極與一第二電極於背面，其中第一電極與第二電極分別接觸第一摻雜區與第二摻雜區。

依據本發明之一實施例，上述之太陽能電池之製造方法更包含形成一未摻雜介電層於第一鈍化層上。

依據本發明之再一實施例，上述之第一鈍化層之材質為選自於由氧化矽、氮氧化矽、氮化矽、碳化矽與非晶矽所組成之一群組。

根據本發明之上述目的，再提出一種太陽能電池之製造方法，包含下列步驟。提供一基板，其中基板為第一導電型，且具有正面以及與此正面相對之背面。形成一第一摻雜區於背面上，其中此第一摻雜區為第二導電型。形成一第二摻雜區於背面上，其中此第二摻雜區為第一導電型。形成一第一鈍化層於正面上，其中此第一鈍化層具有 複數個雜質，這些雜質為第一導電型。進行一高溫製程，使前述之雜質的一部分從正面進入基板內靠近第一鈍化層處，以形成一正面摻雜區。形成一第一電極與一第二電極於背面，其中第一電極與第二電極分別接觸第一摻雜區與第二摻雜區。

依據本發明之一實施例，上述太陽能電池之製造方法更包含形成一未摻雜介電層於第一鈍化層上。

依據本發明之另一實施例，上述之第一鈍化層之材質為選自於由氧化矽、氮氧化矽、氮化矽、碳化矽與非晶矽所組成之一群組。

依據本發明之又一實施例，上述之高溫製程之溫度為800℃~900℃。

100‧‧‧太陽能電池

102‧‧‧N型基板

104‧‧‧正面

106‧‧‧背面

108‧‧‧粗糙結構

110‧‧‧N⁺ 型正面表面電場層

112‧‧‧鈍化層

114‧‧‧N⁺⁺ 型摻雜區

116‧‧‧P⁺ 型摻雜區

118‧‧‧鈍化層

120‧‧‧N型電極

122‧‧‧P型電極

150‧‧‧步驟

152‧‧‧步驟

154‧‧‧步驟

156‧‧‧步驟

158‧‧‧步驟

160‧‧‧步驟

162‧‧‧步驟

164‧‧‧步驟

166‧‧‧步驟

200‧‧‧太陽能電池模組

202‧‧‧太陽能電池

202a‧‧‧太陽能電池

204‧‧‧上板

206‧‧‧下板

208‧‧‧封裝材料層

210‧‧‧封裝材料層

212‧‧‧基板

214‧‧‧正面

216‧‧‧背面

218‧‧‧粗糙結構

220‧‧‧正面摻雜區

222‧‧‧第一鈍化層

222a‧‧‧第一鈍化層

224‧‧‧第一摻雜區

226‧‧‧第二摻雜區

228‧‧‧第二鈍化層

230‧‧‧第一開孔

232‧‧‧第二開孔

234‧‧‧第一電極

236‧‧‧第二電極

238‧‧‧未摻雜介電層

300‧‧‧步驟

302‧‧‧步驟

304‧‧‧步驟

306‧‧‧步驟

308‧‧‧步驟

310‧‧‧步驟

320‧‧‧步驟

322‧‧‧步驟

324‧‧‧步驟

326‧‧‧步驟

328‧‧‧步驟

330‧‧‧步驟

332‧‧‧步驟

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖係繪示一般指叉狀背接觸之太陽能電池之局部剖面圖。

第2圖係繪示一般指叉狀背接觸之太陽能電池之製作流程圖。

第3圖係繪示依照本發明之一實施方式的一種太陽能電池模組的剖面示意圖。

第4圖係繪示依照本發明之一實施方式的一種太陽能電池的局部剖面圖。

第5圖係繪示依照本發明之另一實施方式的一種太陽能電池的局部剖面圖。

第6圖係繪示依照本發明之一實施方式的一種太陽能電池的製作流程圖。

第7圖係繪示依照本發明之另一實施方式的一種太陽能電池的製作流程圖。

請參照第3圖，其係繪示依照本發明之一實施方式的一種太陽能電池模組的剖面示意圖。在本實施方式中，太陽能電池模組200主要包含一上板204、一下板206、一太陽能電池202、以及一個或多個封裝材料層，例如乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)之封裝材料層208與210。

如第3圖所示，在太陽能電池模組200中，太陽能電池202設於下板206上，且設於上板204之下。因此，上板204設於下板206之上，且太陽能電池202設於下板206與上板204之間。另外，二層封裝材料層208與210則分別設置在上板204與太陽能電池202、以及下板206與太陽能電池202之間。藉由高溫壓合的程序，封裝材料層208和210於熔融態時可供將太陽能電池202與下板206和上板204結合。

請參照第4圖，其係繪示依照本發明之一實施方式的一種太陽能電池的局部剖面圖。在一些實施例中，太陽能電池202主要可包含基板212、第一鈍化層222、正面摻雜區220、至少一第一摻雜區224、至少一第二摻雜區226、 至少一第一電極234與至少一第二電極236。

基板212具有正面214與背面216。正面214與背面216分別位於基板212之相對二側，因此背面216與正面214相對。此外，基板212的正面214與背面216之間並無貫穿之設計。基板212可為第一導電型。在一些實施例中，基板212之材料可為半導體材料，例如矽。在一示範例子中，可對基板212之正面214進行粗化處理，而使基板212之正面214具有粗糙結構218，例如單晶晶片之金字塔形貌之粗糙結構，藉此增進太陽能電池202對於入射光的吸收效率。

第一鈍化層222位於基板212之正面214上。在一些實施例中，第一鈍化層222更可具有抗反射功能，以避免入射光反射，藉此提升太陽能電池202之光入射效率。第一鈍化層222中可具有許多第一雜質，其中這些第一雜質可為第一導電型。在本發明中，第一導電型不同於第二導電型。在一些實施例中，第一導電型與第二導電型之一者可為P型，另一者則可為N型。在一示範例子中，第一導電型為N型，第二導電型為P型。在另一些實施例中，第一鈍化層222可不具有雜質，亦即第一鈍化層222可為一未摻雜層。第一鈍化層222之材質可例如選自於由氧化矽、氮氧化矽、氮化矽、碳化矽與非晶矽所組成之一群組，於實施上，第一鈍化層222之材質較佳地可為氮化矽。且第一鈍化層222之厚度可例如為3nm~10nm，較佳地第一鈍化層222之厚度為5nm。

正面摻雜區220可全面性地設於基板212內且靠近正面214的第一鈍化層222處，以提供太陽能電池202之正面表面電場。正面摻雜區220具有許多第二雜質，其中這些第二雜質與第一雜質同為第一導電型。在本實施方式中，第一鈍化層222內之第一雜質與正面摻雜區220內之第二雜質為相同材質。此外，第二雜質在基板212中的平均摻雜濃度小於第一雜質在第一鈍化層222中的平均摻雜濃度。也就是說，第一鈍化層222內之第一雜質的平均濃度大於基板212之正面摻雜區220內之第二雜質的平均濃度。在一些實施例中，正面摻雜區220中之第一雜質的濃度可為5e-18。

至少一第一摻雜區224位於基板212內，且靠近基板212之背面216。第一摻雜區224具有第二導電型。此外，至少一第二摻雜區226同樣位於基板212內，也靠近基板212之背面216。第二摻雜區226具有第一導電型。此外，第二摻雜區226靠近第一摻雜區224。但第一摻雜區224與相鄰之第二摻雜區226之間具有間隔分開第一摻雜區224與第二摻雜區226，藉以避免第一摻雜區224與相鄰之第二摻雜區226因交互擴散而互相影響。

至少一第一電極234位於基板212之背面216上，且對應第一摻雜區224設置，並連接第一摻雜區224。另一方面，至少一第二電極236同樣位於基板212之背面216上，但對應第二摻雜區226設置，而連接第二摻雜區226。在一些實施例中，如第4圖所示，太陽能電池202更可選 擇性地包含第二鈍化層228。此第二鈍化層228設於基板212之背面216，且覆蓋在第一摻雜區224與第二摻雜區226上。第二鈍化層228可為一層或多層的複層結構。第二鈍化層228可鈍化基板212之背面216，達到提升太陽能電池202之短路電流與開路電壓的效果，進而可提升太陽能電池202之光電轉換效率。在一些實施例中，第二鈍化層228亦可作為抗反射塗(ARC)層，以利入射光從基板212之背面216進入太陽能電池202中。第二鈍化層228之材質可例如選自於由氧化矽、氮氧化矽、氮化矽、碳化矽與非晶矽所組成之一群組。

此外，第二鈍化層228具有至少一第一開孔230、以及至少一第二開孔232。第一開孔230對應於第一摻雜區224設置，亦即這些第一開孔230設置在第二鈍化層228中並暴露出部分之第一摻雜區224。另一方面，第二開孔232則對應於第二摻雜區226設置，亦即第二開孔232設置在第二鈍化層228中並暴露出部分之第二摻雜區226。第一電極234穿過第二鈍化層228的第一開孔230而連接第一摻雜區224，而第二電極236則穿過第二鈍化層228的第二開孔232而連接第二摻雜區226。

在一示範實施例中，基板212為N型，第一鈍化層222為N⁺ 型，正面摻雜區220為N⁺ 型，第一摻雜區224為P⁺ 型，第二摻雜區226為N⁺⁺ 型。藉由正面摻雜區220所提供的電位能，可驅使在基板212之正面214附近所形成之電洞與電子分別往背面216之第一摻雜區224與第二摻雜 區226移動。

請參照第5圖，其係繪示依照本發明之另一實施方式的一種太陽能電池的局部剖面圖。在本實施方式中，太陽能電池202a之結構大致上與上述實施方式之太陽能電池202的結構相同，二者之差異主要在於除了第一鈍化層222a外，太陽能電池202a之基板212的正面214上更包含一未摻雜介電層238。在太陽能電池202a中，未摻雜介電層238位於第一鈍化層222a上。

未摻雜介電層238與第一鈍化層222a可共同作為太陽能電池202a之基板212之正面214的鈍化結構。相同於第一鈍化層222，第一鈍化層222a中具有許多第一導電型的第一雜質。此外，同樣可選自於由氧化矽、氮氧化矽、氮化矽、碳化矽與非晶矽所組成之一群組，於實施上，當未摻雜介電層238之材質為氮化矽時，第一鈍化層222a之材質為氧化矽可有較佳之效果。在一些實施例中，未摻雜介電層238與第一鈍化層222a之總厚度可約與太陽能電池202之第一鈍化層222的厚度相等，且未摻雜介電層238較第一鈍化層222a厚，於實施上，未摻雜介電層238與第一鈍化層222a之總厚度可為70nm~90nm，較佳地可為80nm。且其中第一鈍化層222a之厚度可為3nm~10nm，較佳地可為5nm，而未摻雜介電層238之厚度可為67nm~80nm，較佳地可為75nm。藉由設計第一鈍化層222a在未摻雜介電層238與第一鈍化層222a所構成之鈍化結構中的厚度比例，可在兼顧鈍化效果的情況下，降低第一鈍 化層222a下方之正面摻雜區220中的第二雜質濃度。如此一來，可降低太陽能電池202a之光生載子的耗損，進而可提升太陽能電池202a之光電轉換效率。

請一併參照第4圖與第6圖，其中第6圖係繪示依照本發明之一實施方式的一種太陽能電池的製作流程圖。在本實施方式中，製作太陽能電池時，例如上述實施方式之太陽能電池202時，可如步驟300所述，先提供基板212。在一些實施例中，於提供基板212後，可對基板212之正面214進行粗化處理，而使基板212之正面214具有粗糙結構218，例如單晶晶片之金字塔形貌之粗糙結構，藉此增進太陽能電池202對於入射光的吸收效率。在另一些實施例中，可同時對基板212之正面214與背面216進行粗化處理，而使基板212之背面216也具有如同正面214之粗糙結構218。

接下來，如步驟302所述，形成至少一第一摻雜區224於基板212之背面216上。在一些實施例中，形成第一摻雜區224時，可先形成阻擋層(未繪示)覆蓋在基板212之正面214與背面216上，再利用例如雷射剝蝕(laser ablating)或蝕刻膠(etching paste)處理等方式移除部分之阻擋層，以在阻擋層上定義出第一摻雜區224之範圍，即移除基板212之背面216欲進行第二導電型雜質摻雜的區域上的阻擋層，而暴露出欲進行第二導電型雜質摻雜的背面216區域。在一些例子中，移除基板212之背面216欲進行第二導電型雜質摻雜的區域上的阻擋層後，可根據製程需 求，而選擇性地利用例如氫氧化鉀(KOH)來進行背面216之暴露區域的表面處理，以使背面216之暴露區域的表面平整化。然後，以經定義後之阻擋層為遮罩，對背面216之暴露區域進行第二導電型雜質的摻雜與擴散，而在基板212內靠近背面216處形成第一摻雜區224。在一些實施例中，第一摻雜區224所具有之第二導電型為P⁺ 型，且所採用之第二導電型雜質為硼。第一摻雜區224形成後，第一摻雜區224表面可能會有硼矽玻璃(BSG)層產生，故此時可先移除第一摻雜區224表面上的硼矽玻璃層，並同時移除剩餘之阻擋層。

接著，如步驟304所述，利用例如電漿輔助化學氣相沉積(PECVD)方式，形成第一鈍化層222於基板212之正面214上，以鈍化基板212之正面214。在一些實施例中，在製作第一鈍化層222時，可同時導入第一導電型雜質，而使所形成之第一鈍化層222具有許多第一導電型雜質。在一例子中，第一鈍化層222所具有之第一導電型為N型，且所採用之第一導電型雜質包含磷。在另一些實施例中，在製作第一鈍化層222時，可不導入雜質，而使第一鈍化層222為一未摻雜層。

接下來，如步驟306所述，可先利用高溫製程形成至少一第二摻雜區226於基板212之背面216上。在一些實施例中，形成第二摻雜區226時，可先形成阻擋層(未繪示)覆蓋在基板212之背面216上，再利用例如雷射剝蝕方式移除部分之阻擋層，以在阻擋層上定義出第二摻雜區226 之範圍，即移除基板212之背面216欲進行第一導電型雜質摻雜的區域上的阻擋層，而暴露出欲進行第一導電型雜質摻雜的背面216區域。在一些例子中，移除基板212之背面216欲進行第一導電型雜質摻雜的區域上的阻擋層後，可根據製程需求，同樣可選擇性地利用例如氫氧化鉀來進行背面216之暴露區域的表面處理，以使背面216之暴露區域的表面平整化。然後，以經定義後之阻擋層為遮罩，對背面216之暴露區域進行第一導電型雜質的摻雜與擴散，而在基板212內靠近背面216處形成第二摻雜區226。第二摻雜區226可提供背面表面電場(BSF)。

在步驟306中，形成第二摻雜區226時所採用之高溫製程可例如為爐管熱製程，且高溫製程之溫度可例如為800℃~900℃，較佳地為850℃。此外，透過形成第二摻雜區226時的此一高溫製程，更可驅使第一鈍化層222中之第一導電型雜質從基板212之正面214進入基板212內，而在基板212內靠近第一鈍化層222處形成正面摻雜區220。由於正面摻雜區220內之雜質係第一鈍化層222內之第一導電型雜質所驅入，因此正面摻雜區220內之雜質的材質與第一鈍化層222內之雜質相同，且正面摻雜區220內之雜質與第一鈍化層222內之雜質同為第一導電型。而且，第一鈍化層222內之雜質的平均濃度會大於基板212之正面摻雜區220內之雜質的平均濃度。

藉由在形成第二摻雜區226之高溫製程期間，同時將第一鈍化層222內之雜質從基板212之正面214驅入基 板212內來形成正面摻雜區220，可將太陽能電池202之正面摻雜區220的擴散製程與第二摻雜區226之高溫製程整合，因而無需額外做太陽能電池202之正面摻雜區220的擴散製程。因此，可大幅簡化太陽能電池之製程，而可縮短製程時間，降低製程成本。此外，由於正面摻雜區220內之雜質是由第一鈍化層222在高溫製程中所驅入，無需額外進行正面摻雜區220之摻雜擴散製程，因此可避免摻雜製程在基板212之正面214產生缺陷，而可提高太陽能電池202之短路電流，進而可提升太陽能電池202之光電轉換效率。而且，由於正面摻雜區220之雜質係利用將第一鈍化層222之雜質驅入所得，因此正面摻雜區220的摻質濃度可較傳統製程所形成之正面表面電場層的摻質濃度低。故，正面摻雜區220對光生載子之補抓能力較差，而可有效降低光生載子的耗損，進而可提升太陽能電池202之光電轉換效率。

在此請同時參照第5圖，製作太陽能電池202a時，可於基板212之正面214上依序形成第一鈍化層222a與未摻雜介電層238後，再形成第二摻雜區226。而可透過形成第二摻雜區226之高溫製程，將第一鈍化層222a之雜質經由基板212之正面214驅入基板212內，而在基板212內靠近正面214處形成正面摻雜區220。

在一些實施例中，第二摻雜區226所具有之第一導電型為N⁺⁺ 型，且所採用之第二導電型雜質為磷。而第二摻雜區226形成後，第二摻雜區226表面可能會有磷矽玻璃 層產生，故此時可先移除第二摻雜區226表面上的磷矽玻璃層，同時移除剩餘之阻擋層。

在一些實施例中，完成第二摻雜區226與正面摻雜區220後，可如步驟310所述，直接形成至少一第一電極234與至少一第二電極236於基板212之背面216上，而大致完成太陽能電池202的製作。第一電極234對應第一摻雜區224設置，且與第一摻雜區224接觸。另一方面，第二電極236對應第二摻雜區226設置，且與第二摻雜區226接觸。

在另一些實施例中，完成第二摻雜區226與正面摻雜區220後，可先如步驟308所述，而根據產品需求，先形成第二鈍化層228於基板212之背面216上，以鈍化基板212之背面216。而且，第二鈍化層228覆蓋在第一摻雜區224與第二摻雜區226上。接著，再如同步驟310所述，形成至少一第一電極234與至少一第二電極236於基板212之背面216上，而大致完成太陽能電池202的製作。

在這種實施例的一些例子中，利用鍍膜方式形成第一電極234與第二電極236時，可先利用例如微影與蝕刻技術，在第二鈍化層228中形成貫穿第二鈍化層228之至少一第一開孔230與至少一第二開孔232。其中，第一開孔230與第二開孔232分別對應於第一摻雜區224與第二摻雜區226設置，亦即第一開孔230設置在第二鈍化層228中並暴露出部分之第一摻雜區224，而第二開孔232設置在第二鈍化層228中並暴露出部分之第二摻雜區226。第一開孔 230和第二開孔232分別為後續形成之第一電極234和第二電極236與第一摻雜區224和第二摻雜區226之接觸開孔，而在第一開孔230和第二開孔232分別為線狀開孔時，此第一開孔230和第二開孔232之數量則分別與第一摻雜區224和第二摻雜區226之數量相對應。當然第一開孔230和第二開孔232分別皆為複數個點狀開孔時，則第一摻雜區224和第二摻雜區226分別會對應數量為複數個的第一開孔230和第二開孔232。形成第一開孔230與第二開孔232後，可利用微影、沉積與蝕刻技術，或者沉積與浮離(lift-off)技術，形成第一電極234和第二電極236分別穿過第二鈍化層228的第一開孔230和第二開孔232，而分別與第一摻雜區224和第二摻雜區226連接。

在這種實施例的另一些例子中，利用網版印刷方式來製作第一電極234與第二電極236時，則可先不在第二鈍化層228中定義出第一開孔230和第二開孔232，而是先在基板212之背面216之第一摻雜區224上之第一電極234所欲設置之處、以及第二摻雜區226上之第二電極236所欲設置之處，印刷上金屬材質之漿料。製作第一電極234與第二電極236所使用之金屬材質漿料可例如為銀漿、鋁漿或銀鋁漿等，此可依需要而相互搭配調整。接著，可透過溫度為八~九百度的燒結製程，讓這些第一電極234以及第二電極236之金屬漿料分別穿透過第二鈍化層228，而分別在第一摻雜區224和第二摻雜區226上的第二鈍化層228中形成第一開孔230與第二開孔232，並分別與第一摻 雜區224和第二摻雜區226連接，藉此完成第一電極234與第二電極236的設置。當然，上述是選用具有燒穿鈍化層能力之金屬漿料來實施。另一方式則是選用不具燒穿鈍化層能力之金屬漿料來實施，此法得先以雷射分別在第二鈍化層228上對應第一摻雜區224和第二摻雜區226之位置處進行鈍化層之局部移除開孔，之後再將金屬漿料透過網版印刷印上去即可，此法可更減少開孔之線寬，相對地可增加整體背面之鈍化面積，有利於電性之提昇。

請一併參照第4圖與第7圖，其中第7圖係繪示依照本發明之另一實施方式的一種太陽能電池的製作流程圖。在本實施方式中，製作太陽能電池時，例如上述實施方式之太陽能電池202時，可如步驟320所述，先提供基板212。在一些實施例中，於提供基板212後，同樣可對基板212之正面214進行粗化處理，而使基板212之正面214具有粗糙結構218，例如單晶晶片之金字塔形貌之粗糙結構，藉此增進太陽能電池202對於入射光的吸收效率。在另一些實施例中，可同時對基板212之正面214與背面216進行粗化處理，而使基板212之背面216也具有如同正面214之粗糙結構218。

接下來，如步驟322所述，形成至少一第一摻雜區224於基板212之背面216上。在一些實施例中，形成第一摻雜區224時，同樣可先形成阻擋層(未繪示)覆蓋在基板212之正面214與背面216上，再利用例如雷射剝蝕方式移除部分之阻擋層，以移除基板212之背面216欲進行第二 導電型雜質摻雜的區域上的阻擋層，而暴露出欲進行第二導電型雜質摻雜的背面216區域。在一些例子中，移除基板212之背面216上之部分阻擋層後，可根據製程需求，而選擇性地利用例如氫氧化鉀來進行背面216之暴露區域的表面處理，以使背面216之暴露區域的表面平整化。然後，以經定義後之阻擋層為遮罩，對背面216之暴露區域進行第二導電型雜質的摻雜與擴散，而在基板212內靠近背面216處形成第一摻雜區224。在一些實施例中，第一摻雜區224所具有之第二導電型為P⁺ 型，且所採用之第二導電型雜質為硼。第一摻雜區224形成後，第一摻雜區224表面可能會有硼矽玻璃層產生，故此時可先移除第一摻雜區224表面上的硼矽玻璃層，並同時移除剩餘之阻擋層。

接著，如步驟324所述，可利用高溫製程形成至少一第二摻雜區226於基板212之背面216上。在一些實施例中，形成第二摻雜區226時，可先形成阻擋層(未繪示)覆蓋在基板212之背面216上，再利用例如雷射剝蝕方式移除部分之阻擋層，以移除基板212之背面216欲進行第一導電型雜質摻雜的區域上的阻擋層，而暴露出欲進行第一導電型雜質摻雜的背面216區域。在一些例子中，移除基板212之背面216上之部分阻擋層後，可根據製程需求，同樣可選擇性地利用例如氫氧化鉀來進行背面216之暴露區域的表面處理，以使背面216之暴露區域的表面平整化。然後，以經定義後之阻擋層為遮罩，對背面216之暴露區域進行第一導電型雜質的摻雜與擴散，而在基板212內靠 近背面216處形成第二摻雜區226。第二摻雜區226可提供背面表面電場。

在步驟324中，形成第二摻雜區226時所採用之高溫製程可例如為爐管熱製程，且高溫製程之溫度可例如為800℃~900℃，較佳地為850℃。在一些實施例中，第二摻雜區226所具有之第一導電型為N⁺⁺ 型，且所採用之第二導電型雜質為磷。而第二摻雜區226形成後，第二摻雜區226表面可能會有磷矽玻璃層產生，故此時可先移除第二摻雜區226表面上的磷矽玻璃層，同時移除剩餘之阻擋層。

接著，如步驟326所述，利用例如電漿輔助化學氣相沉積方式，形成第一鈍化層222於基板212之正面214上，以鈍化基板212之正面214。在一些實施例中，在製作第一鈍化層222時，可同時導入第一導電型雜質，而使所形成之第一鈍化層222具有許多第一導電型雜質。在一例子中，第一鈍化層222所具有之第一導電型為N型，且所採用之第一導電型雜質包含磷。在另一些實施例中，在製作第一鈍化層222時，可不導入雜質，而使第一鈍化層222為一未摻雜層。

隨後，如步驟328所述，進行一非爐管擴散之高溫製程，藉以驅使第一鈍化層222中之第一導電型雜質從基板212之正面214進入基板212內，而在基板212內靠近第一鈍化層222處形成正面摻雜區220。此高溫製程可例如為高溫退火製程。在一些實施例中，此高溫製程之溫度可例如為800℃~900℃，較佳地為850℃。由於正面摻雜區 220內之雜質係第一鈍化層222內之第一導電型雜質所驅入，因此正面摻雜區220內之雜質的材質與第一鈍化層222內之雜質相同，且正面摻雜區220內之雜質與第一鈍化層222內之雜質同為第一導電型。而且，第一鈍化層222內之雜質的平均濃度會大於基板212之正面摻雜區220內之雜質的平均濃度。

利用在第一鈍化層222形成後所進行之高溫製程，可同時將第一鈍化層222內之雜質從基板212之正面214驅入基板212內來形成正面摻雜區220，因而無需額外做太陽能電池202之正面摻雜區220的摻雜擴散製程。因此，可大幅簡化太陽能電池之製程，而可縮短製程時間，更可減少製程熱預算，降低製程成本。同樣地，由於正面摻雜區220內之雜質是由第一鈍化層222在高溫製程中所驅入，無需額外進行正面摻雜區220之摻雜擴散製程，因此可避免摻雜製程在基板212之正面214產生缺陷，而可提高太陽能電池202之短路電流，進而可提升太陽能電池202之光電轉換效率。

在一些實施例中，完成正面摻雜區220後，可如步驟332所述，直接形成至少一第一電極234與至少一第二電極236於基板212之背面216上，而大致完成太陽能電池202的製作。第一電極234對應第一摻雜區224設置，且與第一摻雜區224接觸。另一方面，第二電極236對應第二摻雜區226設置，且與第二摻雜區226接觸。

在另一些實施例中，完成正面摻雜區220後，可先 如步驟330所述，而根據產品需求，先形成第二鈍化層228於基板212之背面216上，以鈍化基板212之背面216。第二鈍化層228覆蓋在第一摻雜區224與第二摻雜區226上。接著，再如同步驟332所述，形成至少一第一電極234與至少一第二電極236於基板212之背面216上，而大致完成太陽能電池202的製作。

在這種實施例的一些例子中，利用鍍膜方式形成第一電極234與第二電極236時，可先利用例如微影與蝕刻技術，在第二鈍化層228中形成貫穿第二鈍化層228之至少一第一開孔230與至少一第二開孔232。其中，第一開孔230與第二開孔232分別對應於第一摻雜區224與第二摻雜區226設置，亦即第一開孔230與第二開孔232分別暴露出部分之第一摻雜區224與部分之第二摻雜區226。而在第一開孔230和第二開孔232分別為線狀開孔時，第一開孔230和第二開孔232之數量則分別與第一摻雜區224和第二摻雜區226之數量相對應。當然第一開孔230和第二開孔232分別皆為複數個點狀開孔時，則第一摻雜區224和第二摻雜區226分別會對應數量為複數個的第一開孔230和第二開孔232。形成第一開孔230與第二開孔232後，可利用微影、沉積與蝕刻技術，或者沉積與浮離技術，形成第一電極234和第二電極236分別穿過第二鈍化層228的第一開孔230和第二開孔232，而分別與第一摻雜區224和第二摻雜區226連接。

在這種實施例的另一些例子中，利用網版印刷方式 來製作第一電極234與第二電極236時，則可先不在第二鈍化層228中定義出第一開孔230和第二開孔232，而是先在基板212之背面216之第一摻雜區224上之第一電極234所欲設置之處、以及第二摻雜區226上之第二電極236所欲設置之處，印刷上金屬材質之漿料。此金屬材質漿料可例如為銀漿、鋁漿或銀鋁漿等，其中此金屬材質漿料可依需要而相互搭配調整。接著，可透過溫度為八~九百度的燒結製程，讓這些第一電極234以及第二電極236之金屬漿料分別穿透過第二鈍化層228，而分別在第一摻雜區224和第二摻雜區226上的第二鈍化層228中形成第一開孔230與第二開孔232，並分別與第一摻雜區224和第二摻雜區226連接，藉此完成第一電極234與第二電極236的設置。當然，上述是選用具有燒穿鈍化層能力之金屬漿料來實施。另一方式則是選用不具燒穿鈍化層能力之金屬漿料來實施，此法得先以來雷射分別在第二鈍化層228上對應第一摻雜區224和第二摻雜區226之位置處進行鈍化層之局部移除開孔，之後再將金屬漿料透過網版印刷印上去即可，此法可更減少開孔之線寬，相對地可增加整體背面之鈍化面積，有利於電性之提昇。

此外，本發明中所提及之鈍化層與介電層若為氧化矽時，可視需求而選用不同之製程作法，例如電漿輔助化學氣相沉積(PECVD)、摻雜之旋塗玻璃法(Spin on Glass；SOG)、熱氧化法(Thermal Oxidation)或矽的硝酸氧化法(Nitric Acid Oxidation of Silicon；NAOS)等。

由上述之實施方式可知，本發明之一優點就是因為無需額外做太陽能電池之正面表面電場層的擴散製程，因此不僅可簡化太陽能電池之製程，縮短製程時間，更可減少製程熱預算，降低製程成本。

由上述之實施方式可知，本發明之另一優點就是因為製作太陽能電池之正面表面電場層時，無需額外進行摻雜擴散製程，因此可避免摻雜製程在基板正面產生缺陷，而可提高太陽能電池之短路電流，進而可提升太陽能電池之光電轉換效率。

由上述之實施方式可知，本發明之又一優點就是因為太陽能電池之正面表面電場層的摻質濃度可較傳統製程所形成之正面表面電場層的摻質濃度低，因此對光生載子之補抓能力較差，而可有效降低光生載子的耗損，進而可提升太陽能電池之光電轉換效率。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何在此技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，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。

300‧‧‧步驟

302‧‧‧步驟

304‧‧‧步驟

306‧‧‧步驟

308‧‧‧步驟

310‧‧‧步驟

Claims (13)

1. 一種太陽能電池，包含：一基板，具有一正面以及與該正面相對之一背面，其中該基板為一第一導電型；一第一鈍化層，位於該正面上，其中該第一鈍化層具有複數個第一雜質，該複數個第一雜質為該第一導電型；一正面摻雜區，位於該基板內且靠近該正面的該第一鈍化層，其中該正面摻雜區具有複數個第二雜質，該複數個第二雜質為該第一導電型，該複數個第一雜質與該複數個第二雜質為相同材質，其中該複數個第二雜質於該基板中的平均摻雜濃度小於該複數個第一雜質於該第一鈍化層中的平均摻雜濃度；一第一摻雜區，為一第二導電型，且位於該背面；一第二摻雜區，為該第一導電型，且位於該背面；一第一電極，位於該背面並連接該第一摻雜區；以及一第二電極，位於該背面並連接該第二摻雜區。
2. 如請求項1所述之太陽能電池，其中該第一鈍化層的厚度為3nm~10nm。
3. 如請求項1所述之太陽能電池，更包含一未摻雜介電層位於該第一鈍化層上。
4. 如請求項3所述之太陽能電池，其中該未摻雜介電層與該第一鈍化層之總厚度為70nm~90nm。
5. 如請求項1所述之太陽能電池，其中該第一鈍化層之材質為選自於由氧化矽、氮氧化矽、氮化矽、碳化矽與非晶矽所組成之一群組。
6. 一種太陽能電池模組，包含： 一上板；一下板；一如請求項1~5中之任一項之太陽能電池，設於該上板與該下板之間；以及至少一封裝材料層，位於該上板與該下板之間，將該太陽能電池與該上板和該下板結合。
7. 一種太陽能電池之製造方法，包含：提供一基板，其中該基板為一第一導電型，且具有一正面以及與該正面相對之一背面；形成一第一摻雜區於該背面上，其中該第一摻雜區為一第二導電型；形成一第一鈍化層於該正面上，其中該第一鈍化層具有複數個雜質，該複數個雜質為該第一導電型；以一高溫製程形成一第二摻雜區於該背面上，其中該第二摻雜區為該第一導電型，且透過該高溫製程使該複數個雜質的一部分從該正面進入該基板內靠近該第一鈍化層處以形成一正面摻雜區；以及形成一第一電極與一第二電極於該背面，其中該第一電極與該第二電極分別接觸該第一摻雜區與該第二摻雜區。
8. 如請求項7所述之太陽能電池之製造方法，更包含形成一未摻雜介電層於該第一鈍化層上。
9. 如請求項7所述之太陽能電池之製造方法，其中該第一鈍化層之材質為選自於由氧化矽、氮氧化矽、氮化矽、碳化矽與非晶矽所組成之一群組。
10. 一種太陽能電池之製造方法，包含：提供一基板，其中該基板為一第一導電型，且具有一正 面以及與該正面相對之一背面；形成一第一摻雜區於該背面上，其中該第一摻雜區為一第二導電型；形成一第二摻雜區於該背面上，其中該第二摻雜區為該第一導電型；形成一第一鈍化層於該正面上，其中該第一鈍化層具有複數個雜質，該複數個雜質為該第一導電型；進行一高溫製程，使該複數個雜質的一部分從該正面進入該基板內靠近該第一鈍化層處，以形成一正面摻雜區；以及形成一第一電極與一第二電極於該背面，其中該第一電極與該第二電極分別接觸該第一摻雜區與該第二摻雜區。
11. 如請求項10所述之太陽能電池之製造方法，更包含形成一未摻雜介電層於該第一鈍化層上。
12. 如請求項10所述之太陽能電池之製造方法，其中該第一鈍化層之材質為選自於由氧化矽、氮氧化矽、氮化矽、碳化矽與非晶矽所組成之一群組。
13. 如請求項10所述之太陽能電池之製造方法，其中該高溫製程之溫度為800℃~900℃。