TWI543391B - 太陽能電池及其製作方法 - Google Patents
太陽能電池及其製作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI543391B TWI543391B TW104111486A TW104111486A TWI543391B TW I543391 B TWI543391 B TW I543391B TW 104111486 A TW104111486 A TW 104111486A TW 104111486 A TW104111486 A TW 104111486A TW I543391 B TWI543391 B TW I543391B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- solar cell
- region
- semiconductor substrate
- light
- wavelength
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 22
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 38
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 35
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 28
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 13
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 claims description 8
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 7
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 6
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 claims description 4
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 3
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000007788 roughening Methods 0.000 claims description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 3
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 10
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 241000084978 Rena Species 0.000 description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 4
- QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N n-(2,4-dichloro-5-propan-2-yloxyphenyl)acetamide Chemical compound CC(C)OC1=CC(NC(C)=O)=C(Cl)C=C1Cl QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000005660 hydrophilic surface Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 230000005661 hydrophobic surface Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
- H01L31/02168—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells the coatings being antireflective or having enhancing optical properties for the solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0236—Special surface textures
- H01L31/02363—Special surface textures of the semiconductor body itself, e.g. textured active layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
- H01L31/068—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Weting (AREA)
Description
本發明係有關於太陽能電池技術領域，特別是有關一種背面具有高反射率區域而正面具有細蝕刻痕跡的高效率太陽能電池及其製作方法。
已知，太陽能電池係藉由入射光線照射半導體基板，在其PN接面處產生電子電洞對，在電子電洞對再結合之前，分別經由電池正面(或受光面)及背面電極收集，如此產生光電流。其中，入射光線穿透半導體基板，在背面有一定部份會反射，反射的光可讓電池進行二次吸收，形成電子電洞對，增加光電流。已知背面拋光結構可以增加正面入射光於背面的反射量。
目前，結晶矽太陽能電池的製作係在正面擴散後，形成PN接面，再利用化學蝕刻溶液蝕刻晶片背面及矽晶片邊緣，以達到絕緣與背面拋光的效果。這種利用化學溶液從矽晶片背面蝕刻的方式，在矽晶片正面的四個邊緣會形成所謂的「蝕刻痕跡(etch mark)」。
現行以化學蝕刻溶液蝕刻晶片背面及矽晶片邊緣的作法，通常是採用Schmid機台或RENA機台來進行，其中，Schmid機台是以水膜覆蓋正面，利用背面滾輪接觸式蝕刻，缺點是邊緣無法完整蝕刻(正面無明顯蝕刻痕跡)，使得絕緣性不佳，並聯電阻低，漏電流較高。RENA機台主要以背面浸泡蝕刻，缺點是若要達到背面拋光效果，必需提高蝕刻率，如此造成正面蝕刻嚴重(蝕刻痕跡過寬)，外觀不良且電池效率下降。
由此可知，該技術領域仍需要一種改良的電池製作方法，其能製作出具有高反射率區域(背面拋光)太陽能電池，同時能夠達到良好的絕緣效果以及電池效率。
因此，本發明的主要目的在提供一種改良的太陽能電池結構，其具有背面高反射率區域以及正面低反射區域與細蝕刻痕跡，能夠達到較高的電池效率。
根據本發明一實施例，本發明提供一種太陽能電池，包含有一半導體基板，具有一第一表面及一第二表面。第一表面具有一低反射率區域。蝕刻痕跡位於該第一表面的周圍，環繞著該低反射率區域，形成一封閉圖案，其中該蝕刻痕跡的平均寬度不大於2毫米(mm)。第二表面具有一高反射率區域，即拋光面。
根據本發明另一實施例，本發明提供一種太陽能電池，其中當以同波長的光照射時該高反射率區域與該低反射率區域時，該高反射率區域之反射率高於該低反射率區域。
根據本發明另一實施例，本發明提供一種太陽能電池的製作方法，包含有：提供一半導體基板，具有一第一表面以及一第二表面；進行一表面清潔與粗糙化處理，在該第一表面及該第二表面形成一粗糙表面結構；進行一背面拋光製程，拋光該第二表面上的該粗糙表面結構；在該背面拋光製程後，進行一擴散製程，於該半導體基板第一表面上形成一磷玻璃層及一摻雜層；以及進行一絕緣製程，將形成於該半導體基板第一表面的邊緣以及該第二表面的摻雜層蝕刻掉。
為讓本創作之上述目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施方式，並配合所附圖式，作詳細說明如下。然而如下之較佳實施方式與圖式僅供參考與說明用，並非用來對本創作加以限制者。
1‧‧‧太陽能電池
10‧‧‧低反射率區域
12‧‧‧蝕刻痕跡
20‧‧‧高反射率區域
21‧‧‧磷玻璃層
22‧‧‧摻雜射極層
24‧‧‧抗反射層
30‧‧‧正面接觸電極
40‧‧‧背面接觸電極
42‧‧‧背面表面電場
50‧‧‧背面接墊
100‧‧‧半導體基板
100a‧‧‧第一表面
100b‧‧‧第二表面
101a‧‧‧粗糙表面結構
101b‧‧‧粗糙表面結構
第1圖為依據本發明一實施例所繪示的太陽能電池的正面上視示意圖。
第2圖為沿著第1圖切線I-I’所繪示的剖面示意圖。
第3圖至第7圖係以剖面圖例示本發明一實施例太陽能電池的製造方法。
第8圖為高反射率區域之反射率與光波長的曲線圖。
第9圖為低反射率區域之反射率與光波長的曲線圖。
請參閱第1圖及第2圖，其中第1圖為依據本發明一實施例所繪示的太陽能電池正面上視示意圖，第2圖為沿著第1圖切線I-I’所繪示的剖面示意圖。
如第1圖及第2圖所示，本發明太陽能電池1包含一半導體基板100，具有一第一表面100a(也可稱為正面或受光面)以及一第二表面100b(也可稱為背面或反射面)。第一表面100a與第二表面100b為半導體基板100的相反兩面。根據本發明實施例，所述半導體基板100可以是N型或P型結晶矽基板，但不限於此。半導體基板100的第一表面100a上，可區隔出一低反射率區域(粗糙面)10以及一蝕刻痕跡12。第二表面100b，經拋光後形成高反射區域(拋光面)20。
根據本發明實施例，所述蝕刻痕跡12係位於第一表面100a的周圍，形成一環繞低反射率區域10的封閉圖案。根據本發明實施例，所述蝕刻痕跡12的平均寬度不大於2毫米(mm)。
從外觀上，可以用肉眼輕易分辨出低反射率區域10，蝕刻痕跡12以及高反射區域20。根據本發明實施例，低反射率區域10通常顯現出深灰色，蝕刻痕跡12通常顯現出焦黑色，而高反射區域20通常呈現淺灰色。以一相同波長的光照第一表面100a與第二表面100b時，由於第一表面100a具有低反射率區域10，而第二表面100b具有高反射率區域20，因此第一表面100a可反射的光少於第二表面100b。
如第2圖所示，根據本發明實施例，太陽能電池1的第一表面100a上可另包含一N型或P型摻雜射極層(emitter layer)22以及至少一抗反射層
(anti-reflection layer)24。根據本發明實施例，所述抗反射層24可以包含氮化矽、氧化矽或氮氧化矽，但不限於此。在其他實施例中，太陽能電池1的第一表面100a上可以依需要設置多層抗反射層，各抗反射層係選自氮化矽、氧化矽或氮氧化矽。
根據本發明實施例，太陽能電池1的第一表面100a上可另包含至少一正面接觸電極30，例如，以網印銀膠，再經燒結而成的電極。
根據本發明實施例，太陽能電池1的第二表面100b上可另包含一背面表面電場(back surface field，BSF)42以及一背面接觸電極40。根據本發明實施例，背面接觸電極40可以包含鋁金屬，但不限於此。根據本發明實施例，背面接觸電極40上可另包含至少一背面接墊50，例如，以網印銀膠，再經燒結而成的接墊。背面接墊50在圖中以虛線表示，通常可以是兩平行的帶狀不連續結構，但不限於此，在其他實施例中，背面接墊50可以為連續結構、部分連續結構等變化。
熟習該項技藝者應理解，第2圖中所例示結晶矽太陽能電池結構非用於限制本發明範疇，本發明之半導體基板可應用於其它類型太陽能電池結構，例如，背面鈍化結晶矽太陽能電池(Passivated emitter rear cell，PERC)或雙面太陽能電池(Bifacial solar cell)，當利用本發明之半導體基板製作背面鈍化結晶矽太陽能電池時，較佳地，以具有低反射區域10的第一表面100a作為受光面，具有高反射區域20的第二表面100b作為背光面，並於第二表面100b形成背面接觸電極40與局部背面表面電場(Local BSF)。
以下，將藉由第3圖至第7圖介紹製作本發明太陽能電池的方法。
首先，如第3圖所示，提供一半導體基板100，具有一第一表面100a(或受光面)以及一第二表面100b(或反射面)。根據本發明實施例，所述半導體基板100可以是N型或P型結晶矽基板。
接著，如第4圖所示，進行晶圓表面清潔與粗糙化處理，分別在第一表面100a及第二表面100b形成類似金字塔型的粗糙表面結構101a及
101b。此時，半導體基板100的第一表面100a以及第二表面100b均為疏水性表面(矽表面)。
如第5圖所示，接著進行一背面拋光(backside polish)製程，將第二表面100b的粗糙表面結構101b拋光，在第二表面100b形成一較平坦的表面。根據本發明實施例，所述背面拋光製程可以利用親水性蝕刻介質進行第二表面100b的拋光蝕刻，例如，將半導體基板100水平放置在複數滾輪上，藉由滾輪帶動親水性蝕刻介質，使其與第二表面100b接觸一預定時間並蝕刻一預定厚度。
根據本發明實施例，所述親水性蝕刻介質可以包含氫氟酸(HF)、硝酸(HNO3)及硫酸(H2SO4)。根據本發明實施例，所述預定時間例如可以介於80至360秒。根據本發明實施例，依據所述預定時間，所述預定厚度可以介於1.3微米(μm)至6微米之間。根據本發明實施例，所述背面拋光製程不會在半導體基板100的第一表面100a形成明顯的蝕刻痕跡。
然後，如第6圖所示，進行一擴散(diffusion)製程，至少在半導體基板100的第一表面100a形成一磷玻璃(PSG)層21及摻雜射極層22。根據本發明實施例，摻雜層22為N型摻雜。此時，由於半導體基板100上覆蓋有磷玻璃層21，故為親水性表面。
如第7圖所示，進行一絕緣(isolation)製程，將前面擴散製程中形成於半導體基板100邊緣以及第二表面100b的摻雜層蝕刻掉。根據本發明實施例，所述絕緣製程可以利用親水性蝕刻介質進行半導體基板100邊緣以及第二表面100b的蝕刻，例如，將半導體基板100水平放置在滾輪上，藉由滾輪帶動親水性蝕刻介質，使其與第二表面100b接觸一預定時間並蝕刻一預定厚度。
根據本發明實施例，所述親水性蝕刻介質可以包含氫氟酸(HF)、硝酸(HNO3)及硫酸(H2SO4)。根據本發明實施例，由於在進行絕緣製程時，半導體基板100上為親水性表面，故所述絕緣製程完成後會在半導體基板100
的第一表面100a形成一蝕刻痕跡12。承前所述，所述蝕刻痕跡12係位於第一表面100a的周圍，形成一環繞低反射率區域10的封閉圖案。根據本發明實施例，所述蝕刻痕跡12的平均寬度不大於2毫米。
在完成所述絕緣製程後，可以選擇繼續進行一鹼浴(alkaline bath)製程，將殘酸中和掉，利用例如氫氧化鉀(KOH)溶液沖洗半導體基板100。然後，可以繼續進行一氫氟酸蝕刻浴(HF bath)製程，將經過鹼浴製程處理過的半導體基板100浸泡在氫氟酸溶液中，以完全去除剩下的磷玻璃層21。
後續製程步驟包括於摻雜射極層22上形成至少一抗反射層，然後，利用網印技術於電池正、背面以金屬漿料網印出電極圖案，然後進行高溫燒結，形成電極，最後獲得如第2圖中所示結構。由於上述後段步驟皆為習知步驟，因此不再贅述。
利用本發明上述製程方法形成的太陽能電池，其背面具有高反射率(~33%@600nm)，並且正面具有寬度較窄的蝕刻痕跡(≦2毫米)，使得本發明的太陽能電池的效率提高0.15~0.17%，達到20.48%，故本發明可謂具有顯著的進步。
請參見第8圖，其為高反射率區域之反射率與光波長的曲線圖，其中曲線A~C是以經過背面拋光的太陽能電池為測量樣本，曲線D是以未經過背面拋光，如習知之RENA機台進行絕緣製程的太陽能電池為測量樣本。
更進一步說明，第8圖中的曲線A是以本發明太陽能電池為測試樣本，其製作流程如同第3圖至第7圖所示，曲線B的太陽能電池是在擴散製程後以RENA機台進行絕緣時，延長蝕刻時間進行背面拋光。曲線C的太陽能電池則是在擴散製程後以Schmid機台進行絕緣時，延長蝕刻時間進行背面拋光。
從太陽能電池背面反射率量測的結果可看出，相對於曲線B~D的比較例，本發明太陽能電池的高反射率區域可達到較高的反射率。從第8圖可整理出，本發明太陽能電池1的高反射率區域20對波長350奈米(nm)至450
奈米的光的反射率可介於30~70%，對波長450奈米至1050奈米的光的反射率可介於25~50%，例如，特別是在波長600奈米的光的反射率約33%，對波長1050奈米至1200奈米的光的反射率可介於30~70%。
請參見第9圖，第9圖中的曲線係對太陽能電池正面之低反射率區域10進行量測的結果，本發明太陽能電池1的低反射率區域10對波長350奈米(nm)至450奈米的光的反射率介於10~30%，對波長450奈米至1050奈米的光的反射率介於5~20%，對波長1050奈米至1200奈米的光的反射率介於10~60%，因此當以同波長的光照射高反射率區域20與低反射率區域10時，高反射率區域20之反射率高於低反射率區域10。
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。
1‧‧‧太陽能電池
10‧‧‧低反射率區域
12‧‧‧蝕刻痕跡
100‧‧‧半導體基板
100a‧‧‧第一表面
100b‧‧‧第二表面(高反射率區域)
Claims (20)
- 一種太陽能電池，包含有：一半導體基板，具有一第一表面及一相對於該第一表面的第二表面，其中該第一表面具有一粗糙區域，該第二表面為一拋光區域；以及一蝕刻痕跡，位於該半導體基板的該第一表面的周圍，環繞著該粗糙區域，形成一封閉圖案，其中該蝕刻痕跡的平均寬度不大於2毫米，其中當以同波長的光照射時該拋光區域與該粗糙區域時，該拋光區域之反射率高於該粗糙區域之反射率。
- 如申請專利範圍第1項所述的太陽能電池，其中該拋光區域對波長350奈米至450奈米的光的反射率介於30~70%。
- 如申請專利範圍第1項所述的太陽能電池，其中該拋光區域對波長450奈米至1050奈米的光的反射率介於25~50%。
- 如申請專利範圍第3項所述的太陽能電池，其中該拋光區域對波長600奈米的光的反射率為33%。
- 如申請專利範圍第1項所述的太陽能電池，其中該拋光區域對波長1050奈米至1200奈米的光的反射率介於30~70%。
- 如申請專利範圍第1項所述的太陽能電池，其中該粗糙區域對波長350奈米至450奈米的光的反射率介於10~30%。
- 如申請專利範圍第1項所述的太陽能電池，其中該粗糙區域對波長450奈米至1050奈米的光的反射率介於5~20%。
- 如申請專利範圍第1項所述的太陽能電池，其中該粗糙區域對波長1050奈米至1200奈米的光的反射率介於10~60%。
- 如申請專利範圍第1項所述的太陽能電池，其中該太陽能電池的該第一表面另包含一摻雜射極層以及至少一抗反射層。
- 如申請專利範圍第9項所述的太陽能電池，其中該抗反射層包含氮化矽、氮氧化矽或氧化矽。
- 如申請專利範圍第1項所述的太陽能電池，其中該太陽能電池的該第一表面另包含至少一正面接觸電極。
- 如申請專利範圍第1項所述的太陽能電池，其中該太陽能電池的該第二表面另包含一背面表面電場以及一背面接觸電極。
- 如申請專利範圍第1項所述的太陽能電池，其中該半導體基板包含一結晶矽基板。
- 一種太陽能電池的製作方法，包含有：提供一半導體基板，具有一第一表面以及一相對於該第一表面的第二表面；進行一表面清潔與粗糙化處理，分別在該第一表面及該第二表面形成一粗糙表面結構；進行一背面拋光製程，拋光該第二表面上的該粗糙表面結構，以於該第二表面上形成一拋光區域；在該背面拋光製程後，進行一擴散製程，於該半導體基板上形成一磷玻 璃層及一摻雜層；以及進行一絕緣製程，將形成於該半導體基板的邊緣以及該第二表面的摻雜層蝕刻掉，其中該絕緣製程會於該第一表面的周圍形成一蝕刻痕跡，為一環繞該第一表面的一粗糙區域的封閉圖案。
- 如申請專利範圍第14項所述的太陽能電池的製作方法，其中該背面拋光製程係利用一親水性蝕刻介質進行該第二表面的拋光。
- 如申請專利範圍第15項所述的太陽能電池的製作方法，其中該親水性蝕刻介質包含氫氟酸、硝酸及硫酸。
- 如申請專利範圍第15項所述的太陽能電池的製作方法，其中該背面拋光製程係將該半導體基板水平放置在複數滾輪上，藉由所述滾輪帶動該親水性蝕刻介質，使該親水性蝕刻介質與該第二表面接觸一預定時間並蝕刻一預定厚度。
- 如申請專利範圍第17項所述的太陽能電池的製作方法，其中該預定時間介於80至360秒，該預定厚度介於1.3微米至6微米之間。
- 如申請專利範圍第14項所述的太陽能電池的製作方法，其中該蝕刻痕跡的平均寬度不大於2毫米。
- 如申請專利範圍第14項所述的太陽能電池的製作方法，其中另包含以下步驟：於該第一表面的該摻雜層上形成至少一抗反射層；分別於該第一表面與該第二表面以金屬漿料網印出電極圖案；以及進行高溫燒結，形成電極。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW104111486A TWI543391B (zh) | 2015-04-09 | 2015-04-09 | 太陽能電池及其製作方法 |
| CN201510273690.2A CN106206785A (zh) | 2015-04-09 | 2015-05-26 | 太阳能电池及其制作方法 |
| US14/987,671 US20160300963A1 (en) | 2015-04-09 | 2016-01-04 | Solar cell and fabrication method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW104111486A TWI543391B (zh) | 2015-04-09 | 2015-04-09 | 太陽能電池及其製作方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWI543391B true TWI543391B (zh) | 2016-07-21 |
| TW201637228A TW201637228A (zh) | 2016-10-16 |
Family
ID=56997231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW104111486A TWI543391B (zh) | 2015-04-09 | 2015-04-09 | 太陽能電池及其製作方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20160300963A1 (zh) |
| CN (1) | CN106206785A (zh) |
| TW (1) | TWI543391B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106876496B (zh) * | 2017-03-03 | 2019-07-05 | 广东爱旭科技股份有限公司 | P型perc双面太阳能电池及其组件、系统和制备方法 |
| CN111834476B (zh) * | 2020-07-20 | 2022-08-23 | 晶澳（扬州）太阳能科技有限公司 | 一种太阳能电池及其制备方法 |
| TWI843236B (zh) * | 2022-10-18 | 2024-05-21 | 國立中正大學 | 具低反射表面膜與結構之基板，與半導體裝置 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6084175A (en) * | 1993-05-20 | 2000-07-04 | Amoco/Enron Solar | Front contact trenches for polycrystalline photovoltaic devices and semi-conductor devices with buried contacts |
| EP1461834A4 (en) * | 2001-11-29 | 2010-06-09 | Origin Energy Solar Pty Ltd | SEMICONDUCTOR texturing |
| JP5047186B2 (ja) * | 2006-09-27 | 2012-10-10 | 京セラ株式会社 | 太陽電池素子とその製造方法 |
| NL2003390C2 (en) * | 2009-08-25 | 2011-02-28 | Stichting Energie | Solar cell and method for manufacturing such a solar cell. |
| CN101777605A (zh) * | 2010-03-15 | 2010-07-14 | 山东力诺太阳能电力股份有限公司 | 一种晶体硅太阳能电池边缘刻蚀工艺 |
| CN202103059U (zh) * | 2011-06-09 | 2012-01-04 | 阳光大地（福建）新能源有限公司 | 一种太阳电池片 |
| CN102437240A (zh) * | 2011-12-02 | 2012-05-02 | 百力达太阳能股份有限公司 | 一种太阳能电池边缘刻蚀方法 |
| CN102560686B (zh) * | 2012-03-08 | 2014-11-19 | 英利能源（中国）有限公司 | 一种硅片的湿法刻蚀方法及太阳能电池生产方法 |
| CN104051564A (zh) * | 2013-03-14 | 2014-09-17 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 湿法刻蚀工艺、设备和太阳能电池及其制造方法 |
| CN104078527A (zh) * | 2013-03-25 | 2014-10-01 | 苏州晶洲装备科技有限公司 | 一种太阳能电池硅片背面及边缘扩散层的刻蚀方法 |
-
2015
- 2015-04-09 TW TW104111486A patent/TWI543391B/zh not_active IP Right Cessation
- 2015-05-26 CN CN201510273690.2A patent/CN106206785A/zh active Pending
-
2016
- 2016-01-04 US US14/987,671 patent/US20160300963A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106206785A (zh) | 2016-12-07 |
| TW201637228A (zh) | 2016-10-16 |
| US20160300963A1 (en) | 2016-10-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9034670B2 (en) | Solar cell and method for manufacturing such a solar cell | |
| JP4767110B2 (ja) | 太陽電池、および太陽電池の製造方法 | |
| KR20130112877A (ko) | 텍스쳐화된 앞면 및 그에 상응하는 태양전지를 가지는 태양전지의 제조방법 | |
| CN104037257B (zh) | 太阳能电池及其制造方法、单面抛光设备 | |
| JP5117770B2 (ja) | 太陽電池の製造方法 | |
| TWI455342B (zh) | Solar cell with selective emitter structure and manufacturing method thereof | |
| AU2006243111A1 (en) | Solar cell manufacturing method and solar cell | |
| CN102456771A (zh) | 硅晶片太阳能电池的制造方法 | |
| KR101093115B1 (ko) | 레이저를 이용한 텍스처링 방법과 이를 이용한 태양전지 제조방법 및 그에 의해 제조된 태양전지 | |
| KR20130023219A (ko) | 태양 전지 | |
| TWI543391B (zh) | 太陽能電池及其製作方法 | |
| KR20120039361A (ko) | 태양전지의 제조방법 | |
| US20150083183A1 (en) | Solar cell, manufacturing method for solar cell, and solar cell module | |
| JP2010520631A (ja) | 太陽電池の製造方法及びそれによって得られた太陽電池 | |
| CN113328012A (zh) | 降低复合速率的perc电池的制作方法和perc电池 | |
| TWI401810B (zh) | 太陽能電池 | |
| JP2014229826A (ja) | 太陽電池素子の製造方法および太陽電池素子 | |
| JP2011228529A (ja) | 太陽電池セル及びその製造方法 | |
| KR101153376B1 (ko) | 후면전극 태양전지 및 그 제조방법 | |
| JP2010118473A (ja) | 太陽電池セルおよびその製造方法 | |
| JP5430751B2 (ja) | 低反射基板の製造方法、および光起電力装置の製造方法 | |
| CN114628545A (zh) | 碱抛光perc电池制作工艺 | |
| JP2005136062A (ja) | 太陽電池の製造方法 | |
| CN112993079A (zh) | 光伏电池片的制备方法及光伏电池片 | |
| KR101161805B1 (ko) | 후면접합 태양전지 및 그 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |