TWI579572B - 太陽能電池的製作方法 - Google Patents
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Description
本發明是關於一種太陽能電池的製作方法，特別是關於一種能避免太陽能電池之射極層的面積減少的製作方法。
請參照第1圖，其顯示一種傳統的太陽能電池的製作流程圖。首先在步驟S10中，提供一基板，該基板可為P型的半導體基板或者是N型的半導體基板。接著進行步驟S11，在該基板的一受光面形成一絨面結構(Texture)。之後進行步驟S12，利用一擴散製程在該基板之該受光面形成一射極(emitter)層，進而使得該太陽能電池形成一P-N接面。舉例來說，當該太陽能電池的基板係選用P型的半導體基板時，可利用高溫的磷擴散製程在該基板的該受光面形成一均勻的N型射極層。然後，進行步驟S13，將該太陽能電池的P-N接面進行射極邊緣隔絕處理，用以去除形成在該基板邊緣和/或該基板之一非受光面上之一非預期的P-N接面，以防止該太陽能電池的邊緣產生漏電流而造成該受光面與該非受光面之間短路，導致該太陽能電池的光電轉換效率降低。可選地，在進行該射極邊緣隔絕處理之後可在該非受光面進一步形成一鈍化層和/或在該受光面形成一抗反射層。之後進行步驟S14，分別在該太陽能電池的該受光面形成一前電極層以及在該太陽能電池的該非受光面形成一背電極層。最後進行步驟S15，利用一量測裝置檢測
該太陽能電池之電壓電流特性值是否符合包裝出貨的標準。
如第1圖所示，在傳統的太陽能電池的製作方法中，該太陽能電池在形成該射極層之後必定會進行射極邊緣隔絕處理。一般而言，可利用物理性的方式(例如雷射切割或摩擦處理)和化學性的方式(例如濕蝕刻製程或電漿處理)進行該射極邊緣隔絕處理。然而，不論採用何種方式，皆會造成該太陽能電池的該射極層的面積減少，因而降低該太陽能電池的光電轉換效率，並且無法利用額外的製程來修復該射極層的面積損耗。再者，可能會因為在該太陽能電池施加該射極邊緣隔絕處理後導致該太陽能電池的強度降低，因而造成該太陽能電池的破片率提升。
有鑑於此，有必要提出一種改進的太陽能電池的製作方法，能有效避免該太陽能電池在非必要的情況下被施加一道射極邊緣隔絕處理，因而減少該太陽能電池的射極層的面積以及降低該太陽能電池的強度。
為解決上述習知技術之問題，本發明之目的在於提供一種太陽能電池的製作方法，利用量測該太陽能電池所獲得的複數個電壓電流特性值來判斷是否將該太陽能電池進行一射極邊緣隔絕處理，因而避免非必要的情況下該太陽能電池因為施加該射極邊緣隔絕處理所導致的光電轉換效率和強度降低的問題。
為達成上述目的，本發明提供一種太陽能電池的製作方法，包含：形成一太陽能電池包含一光電轉換層，具有一受光面和一非受光面、一前電極層設置在該光電轉換層之該受光面、以及一背電極層設置在該光電轉換層之該非受光面；利用一量測裝置之一量測單元獲得該太陽能電池
之複數個電壓電流特性值；利用該量測裝置之一分類單元根據該複數個電壓電流特性值判斷該太陽能電池為一良品、一可修復品以及一不可修復品三者其中之一；以及將判斷為該可修復品的該太陽能電池進行一射極邊緣隔絕處理。
於本發明其中之一較佳實施例當中，在該量測裝置內預設一第一電壓值及其相對應的一電流值區間，以及預設一第二電壓值及其相對應的一第一電流限定值，該分類單元根據該預設第一電壓值和該預設第二電壓值分別施加於該太陽能電池時所獲得的該複數個電壓電流特性值判斷該太陽能電池為該良品、該可修復品以及該不可修復品三者其中之一，其中當施加該第一電壓值於該太陽能電池所獲得的一第一工作電流值位於該電流值區間之間以及施加該第二電壓值於該太陽能電池所獲得的一第二工作電流值高於該第一電流限定值，該量測裝置之該分類單元判斷該太陽能電池為該可修復品。
於本發明其中之一較佳實施例當中，當施加該第一電壓值於該太陽能電池所獲得的該第一工作電流值低於該電流值區間，該量測裝置之該分類單元判斷該太陽能電池為該良品。
於本發明其中之一較佳實施例當中，當施加該第一電壓值於該太陽能電池所獲得的該第一工作電流值高於該電流值區間，該量測裝置之該分類單元判斷該太陽能電池為該不可修復品。
於本發明其中之一較佳實施例當中，當施加該第一電壓值於該太陽能電池所獲得的該第一工作電流值位於該電流值區間之間，以及施加該第二電壓值於該太陽能電池所獲得的該第二工作電流值低於該第一電
流限定值，該量測裝置之該分類單元判斷該太陽能電池為該不可修復品。
於本發明其中之一較佳實施例當中，該可修復品為邊緣電性異常的太陽能電池，以及該不可修復品為包含中心電性異常的太陽能電池。
於本發明其中之一較佳實施例當中，該太陽能電池的製作方法進一步包括：利用一雷射裝置或一電漿裝置對被判斷為該可修復品的該太陽能電池進行該射極邊緣隔絕處理。
於本發明其中之一較佳實施例當中，該量測裝置之該量測單元利用在該太陽能電池施加複數個反向偏壓值以量測相對應的逆向工作電流值，進而獲得該複數個電壓電流特性值。
S10~S15、S100~S130‧‧‧步驟
A~D‧‧‧電壓電流特性曲線
R‧‧‧電阻
V1‧‧‧第一電壓值
V2‧‧‧第二電壓值
I1‧‧‧第一電流限定值
I2‧‧‧第二電流限定值
I3‧‧‧第三電流限定值
I2~I3‧‧‧電流值區間
第1圖顯示一種太陽能電池的製作流程圖。
第2圖顯示一種根據本發明之較佳實施例之太陽能電池的製作流程圖。
第3圖顯示複數個太陽能電池之電壓電流特性曲線圖。
為了讓本發明之上述及其他目的、特徵、優點能更明顯易懂，下文將特舉本發明較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
請參照第2圖，其顯示一種根據本發明之較佳實施例之太陽能電池的製作流程圖。首先進行步驟S100，提供一基板，該基板可為P型的半導體基板或者是N型的半導體基板，並且可選地在該基板的一第一表面形成一絨面結構(Texture)。之後利用一擴散製程在該基板之該第一表面形成一射極(emitter)層，使得該太陽能電池形成一P-N接面。舉例來說，當該太陽
能電池的基板係選用P型的半導體基板時，可利用高溫的磷擴散製程在該基板的該第一表面形成一均勻的N型射極層。在該太陽能電池中，該基板與該射極層係作為該太陽能電池的光電轉換層，並且該光電轉換層的受光面為該第一表面，且該光電轉換層還包含一非受光面相對於該受光面。可選地，可在該光電轉換層的該非受光面形成一鈍化層和/或在該受光面形成一抗反射層。之後分別在該光電轉換層的該受光面形成一前電極層以及在該光電轉換層的該非受光面形成一背電極層。
接著，進行步驟S110，利用一量測裝置之一量測單元在該太陽能電池施加複數個反向偏壓值以量測相對應的逆向工作電流值，進而獲得該太陽能電池之複數個電壓電流特性值。當在座標上標示出該太陽能電池之該複數個電壓電流特性值並且將該等座標點連成一線時，可獲得每一相對應的電壓電流特性曲線圖(I-V curve)(如第3圖所示)。
當利用該量測單元獲得該複數個電壓電流特性值後，進行步驟S120，利用該量測裝置之一分類單元根據該複數個電壓電流特性值判斷該太陽能電池為一良品、一可修復品以及一不可修復品三者其中之一。更明確地說，該量測裝置內預設一第一電壓值及其相對應的一電流值區間，以及預設一第二電壓值及其相對應的一第一電流限定值，該分類單元根據該預設第一電壓值和該預設第二電壓值分別施加於該太陽能電池時所獲得的該複數個電壓電流特性值判斷該太陽能電池為該良品、該可修復品以及該不可修復品三者其中之一。
請參照第3圖所示，其顯示複數個太陽能電池之電壓電流特性曲線圖A~D。在該複數個電壓電流特性曲線圖A~D的座標中，橫軸表示
電壓，縱軸表示電流。在該橫軸上所示的符號V1為該第一電壓值以及V2為該第二電壓值，以及在縱軸上所示的符號I1為該第一電流限定值以及I2和I3分別為一第二電流限定值和一第三電流限定值，其中該電流值區間係指該第二電流限定值I2和該第三電流限定值I3之間的電流值範圍。應當注意的是，該第一電壓值V1、該第二電壓值V2、該第一電流限定值I1、以及該電流值區間I2~I3的實質數值係根據太陽能電池的產品規格而決定。舉例來說，在一較佳實施例中，該第一電壓值V1可為-12伏特、該第二電壓值V2可為-2到-10伏特之間的任一電壓值、該第一電流限定值I1可為0.5安培以及該電流值區間I2~I3可為1至3安培或者是1.5至3安培。
如第3圖所示，當該量測裝置的該量測單元獲得該太陽能電池的該複數個電壓電流特性值(能在座標上連成一電壓電流特性曲線A)時，即施加該第一電壓值V1於該太陽能電池所獲得的一第一工作電流值低於該電流值區間I2~I3，以及施加該第二電壓值V2於該太陽能電池所獲得的一第二工作電流值低於該第一電流限定值I1時，該量測裝置之該分類單元判斷該太陽能電池為該良品。
當該量測裝置之該分類單元判斷該太陽能電池為該良品時，意旨該太陽能電池不須進行額外的製程即可包裝出貨。更詳言之，上述額外的製程特別是指一射極邊緣隔絕處理。
如第3圖所示，當該量測裝置的該量測單元獲得該太陽能電池的不同的該複數個電壓電流特性值(能在座標上連成一電壓電流特性曲線B)時，即施加該第一電壓值V1於該太陽能電池所獲得的一第一工作電流值位於該電流值區間I2~I3之間，以及施加該第二電壓值V2於該太陽能電池所
獲得的一第二工作電流值高於該第一電流限定值I1時，該量測裝置之該分類單元判斷該太陽能電池為該可修復品。
如同上述，當該量測裝置的該量測單元獲得該太陽能電池的該複數個電壓電流特性值(能在座標上連成一電壓電流特性曲線A)時，意旨施加反向偏壓於該太陽能電池時，該太陽能電池所產生的逆向工作電流較低。也就是說，在該太陽能電池的基板邊緣和/或該太陽能電池的該非受光面上沒有產生一非預期的P-N接面。然而，若該太陽能電池的基板邊緣和/或該太陽能電池的該非受光面上產生一非預期的P-N接面，使得該太陽能電池的邊緣產生漏電流而造成該受光面與該非受光面之間短路時，相當於該太陽能電池的邊緣具有一線性的電阻R。因此，量測該太陽能電池所獲得的電壓電流特性曲線相當於將該電壓電流特性曲線A加上該線性的電阻R，即獲得如同該電壓電流特性曲線B之圖形。故，當該量測裝置的該量測單元獲得該太陽能電池的該複數個電壓電流特性值(在座標上連成一電壓電流特性曲線B)並且該量測裝置之該分類單元判斷該太陽能電池為該可修復品時，表示該太陽能電池的邊緣部位發生電性異常現象，需接續進行步驟S130，利用一物理性的裝置(例如雷射切割裝置)或一化學性的裝置(例如電漿處理裝置)對被判斷為該可修復品的該太陽能電池進行一射極邊緣隔絕處理，用以去除形成在該太陽能電池的基板邊緣和/或該太陽能電池的該非受光面上之一非預期的P-N接面，以防止該太陽能電池的邊緣產生漏電流而造成該受光面與該非受光面之間短路，因而降低該太陽能電池的光電轉換效率。
如第3圖所示，當該量測裝置的該量測單元獲得該太陽能電池的不同的該複數個電壓電流特性值(能在座標上連成一電壓電流特性曲線
C)時，即施加該第一電壓值V1於該太陽能電池所獲得的一第一工作電流值位於該電流值區間I2~I3之間，以及施加該第二電壓值V2於該太陽能電池所獲得的一第二工作電流值低於該第一電流限定值I1時，該量測裝置之該分類單元判斷該太陽能電池為該不可修復品。以及，當該量測裝置的該量測單元獲得該太陽能電池的不同的該複數個電壓電流特性值(能在座標上連成一電壓電流特性曲線D)時，即施加該第一電壓值V1於該太陽能電池所獲得的一第一工作電流值高於該電流值區間I2~I3，該量測裝置之該分類單元亦判斷該太陽能電池為該不可修復品。
當該量測裝置之該分類單元判斷該太陽能電池為該不可修復品時，表示該太陽能電池的中心部位發生電性異常現象。一般而言，將該太陽能電池進行射極邊緣隔絕處理的目的是在於處理該太陽能電池的邊緣上之非預期的P-N接面的問題，進而降低該太陽能電池的逆向工作電流。然而，經實驗結果證實，即使將中心部位發生電性異常現象的太陽能電池進行射極邊緣隔絕處理也無法改善其電性表現，即無法有效地降低該太陽能電池的逆向工作電流。因此，為降低射極邊緣隔絕處理裝置的負載而不將此類型的太陽能電形進行額外的該射極邊緣隔絕處理，並且直接將此類型的太陽能電池進行報廢處理或者是作為特殊產品包裝出貨。
綜上所述，在本發明中，利用量測該太陽能電池所獲得的複數個電壓電流特性值來判斷是否將該太陽能電池進行一射極邊緣隔絕處理，因而避免非必要的情況下該太陽能電池因為施加該射極邊緣隔絕處理所導致的光電轉換效率和強度降低的問題。
雖然本發明已用較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本
發明，本發明所屬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。
S100~S130‧‧‧步驟
Claims (8)
- 一種太陽能電池的製作方法，包含：形成一太陽能電池包含一光電轉換層，具有一受光面和一非受光面、一前電極層設置在該光電轉換層之該受光面、以及一背電極層設置在該光電轉換層之該非受光面；利用一量測裝置之一量測單元獲得該太陽能電池之複數個電壓電流特性值；利用該量測裝置之一分類單元根據該複數個電壓電流特性值判斷該太陽能電池為一良品、一可修復品以及一不可修復品三者其中之一；以及將被判斷為該可修復品的該太陽能電池進行一射極邊緣隔絕處理。
- 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池的製作方法，其中該量測裝置內預設一第一電壓值及其相對應的一電流值區間，以及預設一第二電壓值及其相對應的一第一電流限定值，該分類單元根據該預設第一電壓值和該預設第二電壓值分別施加於該太陽能電池時所獲得的該複數個電壓電流特性值判斷該太陽能電池為該良品、該可修復品以及該不可修復品三者其中之一，其中當施加該第一電壓值於該太陽能電池所獲得的一第一工作電流值位於該電流值區間之間以及施加該第二電壓值於該太陽能電池所獲得的一第二工作電流值高於該第一電流限定值時，該量測裝置之該分類單元判斷該太陽能電池為該可修復品。
- 如申請專利範圍第2項所述之太陽能電池的製作方法，其中當施加該第一電壓值於該太陽能電池所獲得的該第一工作電流值低於該電流值區 間，該量測裝置之該分類單元判斷該太陽能電池為該良品。
- 如申請專利範圍第2項所述之太陽能電池的製作方法，其中當施加該第一電壓值於該太陽能電池所獲得的該第一工作電流值高於該電流值區間，該量測裝置之該分類單元判斷該太陽能電池為該不可修復品。
- 如申請專利範圍第2項所述之太陽能電池的製作方法，其中當施加該第一電壓值於該太陽能電池所獲得的該第一工作電流值位於該電流值區間之間，以及施加該第二電壓值於該太陽能電池所獲得的該第二工作電流值低於該第一電流限定值，該量測裝置之該分類單元判斷該太陽能電池為該不可修復品。
- 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池的製作方法，其中該可修復品為邊緣電性異常的太陽能電池，以及該不可修復品為包含中心電性異常的太陽能電池。
- 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池的製作方法，進一步包括：利用一雷射裝置或一電漿裝置對被判斷為該可修復品的該太陽能電池進行該射極邊緣隔絕處理。
- 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池的製作方法，其中該量測裝置之該量測單元利用在該太陽能電池施加複數個反向偏壓值以量測相對應的逆向工作電流值，進而獲得該複數個電壓電流特性值。
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