TWI601298B

TWI601298B - 光伏裝置

Info

Publication number: TWI601298B
Application number: TW106104515A
Authority: TW
Inventors: 黃明政; 程謙禮
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2017-02-10
Filing date: 2017-02-10
Publication date: 2017-10-01
Also published as: TW201830716A; CN106910787B; CN106910787A

Description

光伏裝置

本發明一般係關於一種光伏裝置，具體而言，本發明係關於一種提升轉換效率的多接面光伏裝置。

光伏電池(photovoltaic cell)係為一種固態裝置，並藉由光生伏打效應將陽光的能量轉換為電能。光伏電池一般是運用P型與N型半導體接合而形成P-N接面。當陽光照射到半導體(例如矽)時，會在P-N接面處產生電子與電洞對，所產生的電子將會受電場作用而移動至N型半導體處，電洞則移動至P型半導體處，因此便能在兩側累積電荷，藉以導線連接而產生光電流。

然而，少數載子中，產生於P型中性區的電子或產生於N型中性區的電洞會快速地再結合，使得光伏電池的轉換效能偏低，例如小於23%。

因此，如何提升光電流的轉換效率為光伏裝置的研發重點之一。

本發明之一目的在於提供一種光伏裝置，其藉由增加接面數目來提升光電流的轉換效率。

本發明之另一目的在於提供一種光伏裝置，其使電子、電洞在表面下移動距離較長形成”埋式通道”，以降低電子、電洞在表面的再結合率，進而提升產生的電壓。

於一實施例中，本發明提供一種光伏裝置，其包含基板、第一摻雜區、第二摻雜區、第三摻雜區、第一電極及第二電極。基板具有相對的第一側及第二側，基板具有第一摻雜型；第一摻雜區位於基板之第一側，第一摻雜區具有第二摻雜型，第二摻雜型之摻雜類型相反於第一摻雜型；第二摻雜區位於基板之第一側且與第一摻雜區部分重疊，第二摻雜區具有第一摻雜型，且第二摻雜區之摻雜濃度大於基板之摻雜濃度；第三摻雜區位於基板之第一側，第三摻雜區部分重疊第一摻雜區及部分重疊第二摻雜區，第三摻雜區具有第二摻雜型，且第三摻雜區之摻雜濃度大於第一摻雜區之摻雜濃度；第一電極設置基板之第一側上，第一電極電連接第三摻雜區；第二電極設置基板之第一側上，第二電極電連接第二摻雜區。

於一實施例，光伏裝置更包含第四摻雜區，位於基板之第一側且與第三摻雜區部分重疊，其中第四摻雜區部分重疊第一摻雜區及部分重疊第二摻雜區，第四摻雜區具有第一摻雜型，且第四摻雜區之摻雜濃度大於第二摻雜區之摻雜濃度。

於一實施例，第二摻雜區透過電連接第四摻雜區以電連接第二電極。

於另一實施例中，本發明提供一種光伏裝置，其包含基板、複數第一摻雜區、複數第二摻雜區、複數第三摻雜區、第一電極及第二電極。基板具有相對的第一側及第二側，基板具有第一摻雜型；複數第一摻雜區沿第一方向間隔設置於基板之第一側，各第一摻雜區具有第二摻雜型，第二摻雜型之摻雜類型相反於第一摻雜型；複數第二摻雜區沿第一方向間隔設置於基板之第一側，且各第二摻雜區部分重疊相鄰之第一摻雜區，第二摻雜區具有第一摻雜型，且第二摻雜區之摻雜濃度大於基板之摻雜濃度；複數第三摻雜區沿與第一方向相交之第二方向間隔設置於基板之第一側，各第三摻雜區橫越複數第一摻雜區及複數第二摻雜區，第三摻雜區具有第二摻雜型，且第三摻雜區之摻雜濃度大於第一摻雜區之摻雜濃度；第一電極設置於基板之第一側上，第一電極電連接各第三摻雜區及各第一摻雜區；第二電極設置基板之第一側上，第二電極電連接各第二摻雜區。

於一實施例，光伏裝置更包含複數第四摻雜區，沿第二方向間隔設置於基板之第一側，各第四摻雜區橫越複數第一摻雜區及複數第二摻雜區，且各第四摻雜區部分重疊相鄰之第三摻雜區，第四摻雜區具有第一摻雜型，且第四摻雜區之摻雜濃度大於第二摻雜區之摻雜濃度。

於一實施例，各第二摻雜區透過電連接對應的第四摻雜區以電連接第二電極。

於一實施例，第一電極包含複數第一接點部、複數第一線路及第一連接部。複數第一接點部分別位於複數第三摻雜區上且對應複數第一摻雜區；複數第一線路沿第一方向間隔設置且沿第二方向延伸，以分別連接同一行的複數第一接點部；第一連接部沿第一方向延伸且連接於複數第一線路部之同一端。

於一實施例，第二電極包含複數第二接點部、複數第二線路部及第二連接部。複數第二接點部分別位於複數第三摻雜區之間且對應複數第二摻雜區；複數第二線路部沿第一方向間隔設置且沿第二方向延伸，以分別連接同一行的複數第二接點部，複數第二線路部係與複數第一線路部交錯分離設置；第二連接部沿第一方向延伸且連接於複數第二線路部之同一端，第一連接部及第二連接部係位於基板之相對兩側。

於一實施例，光伏裝置更包含第五摻雜區，位於基板之第二側，其中第五摻雜區具有第一摻雜型，且第五摻雜區之摻雜濃度係大於基板之摻雜濃度。

於一實施例，基板之第二側具有紋理化結構，且紋理化結構包含複數峰部及複數谷部，各峰部與相鄰之谷部之間的距離為4~5微米。

於一實施例，光伏裝置更包含介電層，覆蓋於基板之第一側，且第一電極及第二電極係通過介電層分別電連接第三摻雜區及第二摻雜區。

於一實施例，第一摻雜區具有一深度，該深度係2微米。

於一實施例，第二摻雜區具有一深度，該深度係1微米。

於一實施例，第三摻雜區具有一深度，該深度係0.5微米。

於一實施例，第二摻雜區的摻雜濃度係為第一摻雜區的2~5倍。於一實施例，第三摻雜區的摻雜濃度係為第二摻雜區的2~5倍。

於一實施例，第一摻雜型係為N型及P型其中之一者，且第二摻雜型係為N型及P型其中之另一者。

1、2、3‧‧‧接面

10、10’、10”‧‧‧光伏裝置

100‧‧‧基板

101‧‧‧第一側

102‧‧‧第二側

104‧‧‧紋理化結構

106‧‧‧峰部

108‧‧‧谷部

110‧‧‧第一摻雜區

120‧‧‧第二摻雜區

130‧‧‧第三摻雜區

140‧‧‧第一電極

142‧‧‧第一接點部

144‧‧‧第一線路

146‧‧‧第一連接部

150‧‧‧第二電極

152‧‧‧第二接點部

154‧‧‧第二線路部

156‧‧‧第二連接部

160‧‧‧介電層

162、164‧‧‧孔洞

170‧‧‧第四摻雜區

180‧‧‧第五摻雜區

190‧‧‧鈍化層

P1~P4‧‧‧節距

圖1係本發明一實施例之光伏裝置之平面示意圖。

圖1A係沿圖1之切線AA之剖面示意圖。

圖2係本發明另一實施例之光伏裝置之平面示意圖。

圖2A~2D係分別沿圖2之切線AA、BB、CC及DD之剖面示意圖。

圖3係本發明另一實施例之光伏裝置之平面示意圖。

圖3A~3B係分別沿圖3之切線AA及BB之剖面示意圖。

圖4-1及圖4-2為圖3的平面分解圖。

圖5~圖8係圖3之光伏裝置之製作流程平面示意圖，其中圖5及圖5A係顯示複數第一摻雜區形成於基板中之平面示意圖及沿圖5之切線AA之剖面示意圖；圖6及圖6A係顯示複數第二摻雜區形成於基板中之平面示意圖及沿圖6之切線AA之剖面示意圖；圖7及圖7A~7B係顯示複數第三摻雜區形成於基板中之平面示意圖及分別沿圖7之切線AA、BB之剖面示意圖；圖8及圖8A~8B係顯示複數孔洞形成於介電層中之平面示意圖及分別沿圖8之切線AA之剖面示意圖。

圖9A及圖9B係對應圖3A~3B之變化實施例之剖面示意圖。

圖10~圖13係本發明另一實施例之光伏裝置之製作流程平面示意圖，其中圖10及圖10A~10D係顯示複數第四摻雜區形成於基板中之平面示意圖及分別沿圖10之切線AA、BB、CC及DD之剖面示意圖；圖11-1及圖11-2為圖10的平面分解圖；圖12及圖12A~12D係顯示複數電極形成於基板上之平面示意圖及分別沿圖12之切線AA、BB、CC及DD之剖面示意圖；圖13-1及圖13-2為圖12的平面分解圖。

圖14A~14D係對應圖12A~12D之變化實施例之剖面示意圖。

如圖1及圖1A所示，其中圖1A係沿圖1之切線AA之剖面示意圖，於一實施例，光伏裝置10包含基板100、第一摻雜區110、第二摻雜區120、第三摻雜區130、第一電極140及第二電極150。基板100具有相對的第一側101及第二側102，且基板100具有第一摻雜型。第一摻雜區110位於基板100之第一側101，且第一摻雜區110具有第二摻雜型，第二摻雜型之摻雜類型相反於第一摻雜型。第二摻雜區120位於基板100之第一側101且與第一摻雜區110部分重疊。第二摻雜區120具有第一摻雜型，且第二摻雜區120之摻雜濃度大於基板100之摻雜濃度。第三摻雜區130位於基板100之第一側101，且第三摻雜區130部分重疊第一摻雜區110及部分重疊第二摻雜區120。第三摻雜區130具有第二摻雜型，且第三摻雜區130之摻雜濃度大於第一摻雜區110之摻雜濃度。第一電極140設置基板100之第一側101上，且第一電極140電連接第三摻雜區130。第二電極150設置基板100之第一側101上，且第二電極150電連接第二摻雜區120。光伏裝置10更包含介電層160，其覆蓋於基板100之第一側101，且第一電極140及第二電極150係通過介電層160分別電連接第三摻雜區130及第二摻雜區120。本文所述，之上、之下、上、下等描述，僅用於說明位置關係，並不限定元件必須要直接連接。

除此之外，第一摻雜型可為N型及P型其中之一者，而第二摻雜型為N型及P型其中之另一者。舉例而言，於一實施例，基板100採用N型摻雜基板時，第一摻雜區110、第二摻雜區120及第三摻雜區130可分別為P型摻雜區、N+型摻雜區及P+型摻雜區。藉此，光伏裝置10可具有P+/N+/P/N之三個P-N接面1、2、3。於另一實施例，基板100採用P型摻雜基板時，第一摻雜區110、第二摻雜區120及第三摻雜區130可分別為N型摻雜區、P+型摻雜區及N+型摻雜區。藉此，光伏裝置10可具有N+/P+/N/P之三個P-N接面。

再者，於另一實施例，如圖2及圖2A~2D所示，其中圖2A~2D係分別沿圖2之切線AA、BB、CC及DD之剖面示意圖，光伏裝置10’更包含第四摻雜區170，其位於基板100之第一側101且與第三摻雜區130部分重疊。第四摻雜區170部分重疊第一摻雜區110及部分重疊第二摻雜區120。第四摻雜區170具有第一摻雜型，且第四摻雜區170之摻雜濃度大於第二摻雜區120之摻雜濃度。於本實施例中，第二摻雜區120透過電連接第四摻雜區170以電連接第二電極150。於一實施例，基板100採用N型摻雜基板時，第一摻雜區110、第二摻雜區120、第三摻雜區130及第四摻雜區170可分別為P型摻雜區、N+型摻雜區、P+型摻雜區及N++型摻雜區。藉此，光伏裝置10可具有N++/P+/N+/P/N之四個P-N接面。於另一實施例，基板100採用P型摻雜基板時，第一摻雜區110、第二摻雜區120、第三摻雜區130及第四摻雜區170可分別為N型摻雜區、P+型摻雜區、N+型摻雜區及P++型摻雜區。藉此，光伏裝置10可具有P++/N+/P+/N/P之四個P-N接面。

上述圖1及圖2之實施例係以單一多接面光伏單元為例，於後參考圖3，以多個類似圖1或圖2之光伏單元，詳細說明本發明具有多個多接面光伏單元之光伏裝置實施例的具體細節。如圖3、圖3A~3B及圖4-1~圖4~2所示，其中圖3係本發明另一實施例之光伏裝置之平面示意圖；圖3A~3B係分別沿圖3之切線AA及BB之剖面示意圖，且圖4-1及圖4-2為圖3的平面分解圖。亦即，圖4-1顯示具有第一摻雜區110、第二摻雜區120、第三摻雜區130的基板100，而圖4-2顯示第一電極140及第二電極150於基板100中的對應位置。於此實施例，光伏裝置10”包含基板100、複數第一摻雜區110、複數第二摻雜區120、複數第三摻雜區130、第一電極140及第二電極150。基板100具有相對的第一側101及第二側102，且基板100具有第一摻雜型。複數第一摻雜區110沿第一方向X間隔設置於基板100之第一側101，各第一摻雜區110具有第二摻雜型，且第二摻雜型之摻雜類型相反於第一摻雜型。複數第二摻雜區120沿第一方向X間隔設置於基板100之第一側101，且各第二摻雜區120部分重疊相鄰之第一摻雜區110。第二摻雜區120具有第一摻雜型，且第二摻雜區之摻雜濃度大於基板100之摻雜濃度。複數第三摻雜區130沿與第一方向X相交之第二方向Y間隔設置於基板100之第一側101，且各第三摻雜區130橫越複數第一摻雜區及複數第二摻雜區。第三摻雜區130具有第二摻雜型，且第三摻雜區130之摻雜濃度大於第一摻雜區之摻雜濃度。第一電極140設置於基板100之第一側101上，第一電極140電連接各第三摻雜區130及各第一摻雜區110。第二電極150設置基板100之第一側101上，第二電極150電連接各第二摻雜區120。於本實施例中，將以第一摻雜型為N型，且第二摻雜型為P型說明光伏裝置10”的具體細節，但不以此為限。於其他實施例，可依據實際應用，以類似方式形成第一摻雜型為P型且第二摻雜型為N型之光伏裝置。

於後，參考圖3及圖3A~3B並配合圖5~圖8，詳細說明圖3之光伏裝置之製作流程。如圖5及圖5A所示，其中圖5及圖5A係顯示複數第一摻雜區形成於基板中之平面示意圖及沿圖5之切線AA之剖面示意圖。舉例而言，基板100可為具有N型摻雜的任何合宜半導體基板，例如但不限於矽(Si)、鍺(Ge)或複合式半導體的多晶體、單晶體或非晶體形式的基板，且可藉由離子佈植或表面擴散將N型摻雜質植入半導體基板，以形成具有N型摻雜的基板100。典型的N型摻雜質包含第五族離子，例如，砷(As)離子或磷(P)離子。於此實施例，基板100的厚度大約為50微米至300微米，且摻雜濃度為1x10¹⁴至1x10¹⁶原子/立方公分(atoms/cm³)，較佳約1x10¹⁵atoms/cm³。

複數第一摻雜區110(如粗線所示區域)沿第一方向X間隔設置於基板100之第一側101，各第一摻雜區110具有摻雜類型相反於第一摻雜型的第二摻雜型。舉例而言，於本實施例中，第一摻雜區110為P型摻雜區，且較佳為條帶狀。於一實施例，可藉由光罩，在基板100的第一側101表面進行P型摻雜質的表面擴散或離子佈植，以在基板100之第一側101沿第一方向X形成複數彼此平行的P型摻雜區。典型的P型摻雜質包含第三族離子，例如硼(B)離子。於此實施例，複數P型摻雜區(即複數第一摻雜區110)的節距P1較佳為約2毫米(mm)且兩相鄰之P型摻雜區的間隙為約0.1mm，但不以此為限。第一摻雜區110的摻雜質濃度較佳大於基板100的摻雜濃度。於此實施例，各P型摻雜區的深度為1.5μm至2.5μm，較佳約2微米(μm)，且摻雜濃度為1x10¹⁸至3x10¹⁸atoms/cm³，較佳約2x10¹⁸atoms/cm³，但不以此為限。

如圖6及圖6A所示，其中圖6及圖6A係顯示複數第二摻雜區形成於基板中之平面示意圖及沿圖6之切線AA之剖面示意圖。複數第二摻雜區120(如粗線所示區域)沿第一方向X間隔設置於基板100之第一側101，且各第二摻雜區120部分重疊相鄰之第一摻雜區110，第二摻雜區120具有第一摻雜型，且第二摻雜區120之摻雜濃度大於基板100之摻雜濃度。舉例而言，於本實施例中，第二摻雜區120為N+型摻雜區，且較佳為條帶狀。於一實施例，可藉由光罩，在基板100的第一側101表面進行N型摻雜質的表面擴散或離子佈植，以在基板100之第一側101沿第一方向X形成複數彼此平行的N+ 型摻雜區。舉例而言，可藉由將形成第一摻雜區110的光罩偏移約1/2節距，使得N型摻雜質的表面擴散或離子佈植係在第一側101之部分P型摻雜區(即第一摻雜區110)以及與P型摻雜區相鄰的基板未摻雜部分進行。藉此，使得形成的複數N+型摻雜區各與相鄰的P型摻雜區(即第一摻雜區110)部分重疊，亦即N+型摻雜區之至少部分係位在相鄰的P型摻雜區中。亦即，複數第二摻雜區120及複數第一摻雜區110較佳係沿第一方向X交錯重疊設置，並沿第二方向Y延伸。於此實施例，複數N+型摻雜區(即第二摻雜區120)之節距P2較佳為約2mm且兩相鄰之N+型摻雜區的間隙為約0.1mm，但不以此為限。於此實施例，第二摻雜區120的深度較佳小於第一摻雜區110的深度，且第二摻雜區120的摻雜質濃度大於第一摻雜區110的摻雜濃度。第二摻雜區120的摻雜濃度較佳為第一摻雜區110的2~5倍。於一實施例，各N+型摻雜區的深度為0.8μm至1.2μm，較佳約1μm，且摻雜濃度為4x10¹⁸至6x10¹⁸atoms/cm³，較佳約5x10¹⁸atoms/cm³。

如圖7及圖7A~7B所示，其中圖7及圖7A~7B係顯示複數第三摻雜區形成於基板中之平面示意圖及分別沿圖7之切線AA、BB之剖面示意圖。複數第三摻雜區130(如粗線所示區域)沿與第一方向X相交之第二方向Y間隔設置於基板100之第一側101，且各第三摻雜區130橫越複數第一摻雜區110及複數第二摻雜區120。第三摻雜區130具有第二摻雜型，且第三摻雜區130之摻雜濃度大於第一摻雜區110之摻雜濃度。舉例而言，於本實施例中，第三摻雜區130為P+型摻雜區，且較佳為條帶狀。於一實施例，可藉由光罩，在基板100的第一側101表面進行P型摻雜質的表面擴散或離子佈植，以在基板100之第一側101沿第二方向Y形成複數彼此平行的P+型摻雜區。於此實施例，第二方向Y與第一方向X較佳為垂直，但不以此為限。於其他實施例，第二方向Y可與第一方向X夾有大於或小於90度的角度(例如30、45、或60度等)。於此實施例，可藉由將形成第一摻雜區110的光罩旋轉90度，使得P型摻雜質的表面擴散或離子佈植係在第一側101之部分P型摻雜區(即第一摻雜區110)及部分N+型摻雜區(即第二摻雜區120)進行。藉此，使得形成的複數P+型摻雜區各沿第一方向X延伸，以橫越交錯排列的P型摻雜區(即第一摻雜區110)及N+型摻雜區(即第二摻雜區120)，使得各P+型摻雜區部分位於P型摻雜區中且部分位於N+型摻雜區中。於此實施例，複數P+型摻雜區(即第三摻雜區130)之節距P3較佳為約2mm且兩相鄰之P+型摻雜區的間隙為約0.1mm，但不以此為限。於此實施例，第三摻雜區130的深度較佳小於第二摻雜區120的深度，且第三摻雜區130的摻雜質濃度大於第二摻雜區120的摻雜濃度。第三摻雜區130的摻雜濃度較佳為第二摻雜區120的2~5倍。於一實施例，各P+型摻雜區的深度為0.4μm至0.6μm，較佳約0.5μm，且摻雜濃度為7x10¹⁸至9x10¹⁸atoms/cm³，較佳約8x10¹⁸atoms/cm³。

如圖8及圖8A~8B所示，其中圖8及圖8A~8B係顯示複數孔洞形成於介電層中之平面示意圖及分別沿圖8之切線AA、BB之剖面示意圖。亦即，圖8係對應圖4-1所示基板100具有第一摻雜區110、第二摻雜區120、第三摻雜區130的結構。光伏裝置更包含介電層160，其覆蓋於基板100之第一側101表面，使得第一電極140及第二電極150係通過介電層160分別電連接第三摻雜區130及第二摻雜區120。介電層160可為單層或多層結構，且其材料可包含無機材料(例如：二氧化矽(SiO₂)、氮化矽(SiN)、氮氧化矽(SiON)、其他適當材料或其組合物)、有機材料(例如：聚亞醯胺(polyimide)、聚酯材料(poly ester)、甲基丙烯酸酯(Methyl Methacrylate)、類鑽碳(diamond-like carbon,DLC)、氟化類鑽碳(fluorinated DLC)、氟化聚亞醯胺(fluorinated polyimides)、聚二對甲苯-N(parylene-N)、聚二對甲苯-F(parylene-F)、苯環丁烯(benzocyclobutanes)、伸芳基醚(arylene ethers)、聚四氟乙烯衍生物(polytetrafluoroethylene derivatives)、石油環烷(naphthalenes)、降莰烯(norbornenes)、聚亞醯胺泡沫(foam of polyimides)、有機凝膠(organic xerogels)、多孔狀聚四氟乙烯(porous PTFE)、其他適當材料、或其上述組合物)、其他適當材料、或其上述組合物。於一實施例，介電層160可藉由矽基板在加熱爐中的氧化作用或氮化作用而形成，或薄膜沉積技術例如化學氣相沉積(CVD)以及原子層沉積(ALD)等所形成。於一實施例，介電層160為厚度50nm至90nm，較佳約72奈米(nm)的氮化矽層，且其覆蓋第一摻雜區110、第二摻雜區120及第三摻雜區130，或整個基板100的第一側101表面。

具體而言，可藉由微影、蝕刻等技術在介電層160對應第一電極140及第二電極150的接點部(例如第一接點部142及第二接點部152)的位置開設複數孔洞162、164(如粗線所示區域)，以露出孔洞162下方的第三摻雜區130及孔洞164下方第二摻雜區120，藉此使得後續形成的第一電極140電連接各第三摻雜區130及各第一摻雜區110，而第二電極150電連接各第二摻雜區120第二電極150，以完成如圖3及圖3A~3B所示的光伏裝置10”。

再者，參考圖3、圖4-1及圖4-2，並配合圖3A~3B的剖面示意圖，第一電極140及第二電極150較佳具有對應的梳齒結構(或稱指狀結構)。舉例而言，第一電極140包含複數第一接點部142、複數第一線路144 及第一連接部146。複數第一接點部142分別位於複數第三摻雜區130上且對應複數第一摻雜區110。複數第一線路144沿第一方向X間隔設置且沿第二方向Y延伸，以分別連接同一行的複數第一接點部142。第一連接部146沿第一方向X延伸且連接於複數第一線路部144之同一端。第二電極150包含複數第二接點部152、複數第二線路部154及第二連接部156。複數第二接點部152分別位於複數第三摻雜區130之間且對應複數第二摻雜區120。複數第二線路部154沿第一方向X間隔設置且沿第二方向Y延伸，以分別連接同一行的複數第二接點部152。複數第二線路部154較佳與複數第一線路部144沿第一方向X交錯分離設置。第二連接部156沿第一方向X延伸且連接於複數第二線路部154之同一端，且第一連接部146及第二連接部156較佳位於基板100之相對兩側。

於一實施例，第一電極140及第二電極150較佳同時形成，但不以此為限，於其他實施例，第一電極140及第二電極150可分開形成。具體而言，可藉由微影、蝕刻等技術在介電層160對應第一接點部142及第二接點部152的位置開設複數孔洞162、164，以露出孔洞162下方的第三摻雜區130及孔洞164下方第二摻雜區120(參見圖8及圖8A~8B)。接著可藉由沉積、電鍍、網印及圖案化(例如微影、蝕刻)等技術，形成圖案化導電層於介電層160上並填充複數孔洞162、164以電連接由孔洞162、164露出的第三摻雜區130及第二摻雜區120，藉此形成第一電極140之第一接點部142、第一線路部144、第一連接部146及第二電極150之第二接點部152、第二線路部154及第二連接部156。第一電極140及第二電極150可為單層或多層結構，且其材料可包含透光性材料(例如：氧化銦錫(indium tin oxide)、氧化鋁鋅 (aluminum zinc oxide)、氧化銦鋅(indium zinc oxide)、鉿氧化物(hafnium oxide)、氧化鎘鈦(cadmium tin oxide)、氧化鍺鋅(germanium zinc oxide)、其他適當材料、或其上述任何組合物)、非透光性材料(例如：金(Au)、銀(Ag)、鋁(Al)、銅(Cu)、鈦(Ti)、鐵(Fe)、鉬(Mo)、鎳(Ni)、鉭(Ta)、錫(Sn)、鉛(Pb)、釩(V)、合金、上述氮化物、上述氧化物、上述氮氧化物、其他適當材料、或其上述任何組合物)、其他適當材料、或其上述任何組合物。於一實施例，可藉由電鍍金屬或金屬組合(例如Ni、Al、Ni/Cu/Sn或Ni/Cu/Ag形成第一電極140及第二電極150，並藉由熱處理(例如回火(annealing))形成金屬矽化物(例如矽化鎳、矽化鋁等)。於另一實施例，可藉由網印銀膠形成第一電極140及第二電極150。

再者，如圖9A及圖9B所示，其中圖9A及圖9B係對應圖3A~3B之變化實施例之剖面示意圖。於另一實施例，基板100之第二側102具有紋理化結構104，且紋理化結構包含複數峰部106及複數谷部108，各峰部106與相鄰之谷部108之間的距離較佳為4~5微米，但不以此為限。具體而言，可藉由蝕刻技術在基板100之第二側102表面形成凹凸的粗糙化紋理結構，以增加入光面的表面積，亦即光線較佳由基板100之第二側102進入。舉例而言，藉由氫氧化鉀(KOH)蝕刻液濕蝕刻基板100之第二側102表面，以形成紋理化結構104。

再者，光伏裝置更包含第五摻雜區180，其位於基板100之第二側102。第五摻雜區180具有第一摻雜型，且第五摻雜區180之摻雜濃度係大於基板100之摻雜濃度。具體而言，於本實施例中，第五摻雜區180為N++型摻雜區，且較佳為實質遍及第二側102表面。於一實施例，可在基板100 的第二側102表面進行N型摻雜質的表面擴散或離子佈植，以在基板100之第二側102形成N++型摻雜區。於此實施例，N++型摻雜區的深度為0.3μm至0.7μm，較佳約0.5μm，且摻雜濃度為1x10¹⁸至1x10²⁰atoms/cm³，較佳約1x10¹⁹atoms/cm³。

此外，光伏裝置更包含鈍化層(passivation layer)190，其實質完全覆蓋於基板100之第二側102表面，以作為保護層。鈍化層190較佳係由介電材料所形成，因此上述介電層160的材料、製法亦適用於形成鈍化層190。於此實施例，鈍化層190為厚度50nm至90nm(較佳約72nm)的氮化矽層，但不以為限。

上述實施例中雖以三個P-N接面的光伏裝置說明，但接面的數目並不以三個為限。於其他實施例，可依據實際需求調整各摻雜區的摻雜濃度、摻雜深度及摻雜位置，使得光伏裝置可具有三個以上的P-N接面。如圖10、圖10A~10D及圖11-1~圖11-2所示，其中圖10及圖10A~10D係顯示複數第四摻雜區形成於基板中之平面示意圖及分別沿圖10之切線AA、BB、CC及DD之剖面示意圖，而圖11-1及圖11-2為圖10的平面分解圖以顯示各摻雜區的相對位置。亦即，圖11-1係顯示第一摻雜區110及第二摻雜區120於基板100中的對應位置，而圖11-2係顯示第三摻雜區130及第四摻雜區170於基板100中的對應位置。於此實施例，光伏裝置更包含複數第四摻雜區170，其沿第二方向Y間隔設置於基板100之第一側101。各第四摻雜區170橫越複數第一摻雜區110及複數第二摻雜區120，且各第四摻雜區170部分重疊相鄰之第三摻雜區130。第四摻雜區170具有第一摻雜型，且第四摻雜區170之摻雜濃度大於第二摻雜區120之摻雜濃度。

舉例而言，於本實施例中，第四摻雜區130為N++型摻雜區，且較佳為條帶狀。於一實施例，可藉由光罩，在基板100的第一側101表面進行N型摻雜質的表面擴散或離子佈植，以在基板100之第一側101沿第二方向Y形成複數彼此平行的N++型摻雜區。舉例而言，可在完成圖7之第三摻雜區130後，藉由將形成第三摻雜區130的光罩偏移1/2節距，使得N型摻雜質的表面擴散或離子佈植係在第一側101之部分P型摻雜區(即第一摻雜區110)、部分N+型摻雜區(即第二摻雜區120)以及部分P+型摻雜區(即第三摻雜區130)進行。藉此，使得形成的複數N++型摻雜區各沿第一方向X延伸，以橫越交錯排列的P型摻雜區(即第一摻雜區110)及N+型摻雜區(即第二摻雜區120)，且部分重疊P+型摻雜區(即第三摻雜區130)，使得各N++型摻雜區部分位於P型摻雜區中、部分位於N+型摻雜區中且部分位於P+型摻雜區中。亦即，複數第四摻雜區170及複數第三摻雜區130較佳係沿第二方向Y交錯重疊設置，並沿第一方向X延伸。於此實施例，複數N++型摻雜區(即第四摻雜區170)之節距P4較佳為約2mm且兩相鄰之N++型摻雜區的間隙為約0.1mm，但不以此為限。於此實施例，第四摻雜區170的深度較佳小於第三摻雜區130的深度，且第四摻雜區170的摻雜質濃度大於第三摻雜區130的摻雜濃度。第四摻雜區170的摻雜濃度較佳為第三摻雜區130的2~5倍。於一實施例，各N++型摻雜區的深度為0.15μm至0.25μm，較佳約0.2μm，且摻雜濃度為9x10¹⁸至2x10¹⁹atoms/cm³，較佳約1x10¹⁹atoms/cm³。

如圖12、圖12A~12D及圖13-1~圖13-2所示，其中圖12及圖12A~12D係顯示複數電極形成於基板上之平面示意圖及分別沿圖12之切線AA、BB、CC及DD之剖面示意圖，而圖13-1及圖13-2為圖12的平面分解圖以顯示各摻雜區的相對位置。亦即，圖13-1顯示第一摻雜區110、第二摻雜區120、第三摻雜區130、第四摻雜區170、孔洞162、164於基板100中的對應位置，而圖13-2顯示第一電極140及第二電極150於基板100中的對應位置。於一實施例，介電層160、第一電極140及第二電極150亦可以類似上述的製程形成於第四摻雜區170上。於本實施例中，各第二摻雜區120透過電連接對應的第四摻雜區170以電連接二電極150。具體而言，第一電極140之複數第一接點部142、複數第一線路144及第一連接部146與第二電極150之複數第二接點部152、複數第二線路部154及第二連接部156的位置可與圖3之實施例相同，然而第二電極150之複數第二接點部152係穿過介電層160電連接下方的第四摻雜區170並對應第二摻雜區120。

此外，類似於圖9A~9B，於另一實施例，圖14A~14D係對應圖12A~12D之變化實施例之剖面示意圖。如圖14A~14D所示，基板100之第二側102具有紋理化結構104、第五摻雜區180及鈍化層190。在此需注意，紋理化結構104、第五摻雜區180及鈍化層190的具體細節可參考圖9A~9B的說明，並可依據實際應用調整各峰部106與相鄰之谷部108之間的距離，第五摻雜區180的摻雜類型、摻雜濃度及摻雜深度，於此不再贅述。

相較於習知光伏裝置，本發明之光伏裝置具有三個以上的P-N接面，可具有較高的轉換效率。以圖3之三個P-N接面的光伏裝置為例，其轉換效率約為23.22%。再者，本發明之光伏裝置具有三個以上的P-N接面，可使電子、電洞在表面下移動距離較長，以降低電子、電洞在表面的再結合率，進而提升產生的電壓。以圖3之三個P-N接面的光伏裝置為例，其產生的電壓約為0.69V。

本發明已由上述實施例加以描述，然而上述實施例僅為例示目的而非用於限制。熟此技藝者當知在不悖離本發明精神下，於此特別說明的實施例可有例示實施例的其他修改。因此，本發明範疇亦涵蓋此類修改且僅由所附申請專利範圍限制。