TWI668876B - 太陽能電池及其製造方法 - Google Patents

太陽能電池及其製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI668876B
TWI668876B TW107129725A TW107129725A TWI668876B TW I668876 B TWI668876 B TW I668876B TW 107129725 A TW107129725 A TW 107129725A TW 107129725 A TW107129725 A TW 107129725A TW I668876 B TWI668876 B TW I668876B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
type semiconductor
microelectrode
solar cell
column
junction
Prior art date
Application number
TW107129725A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201914041A (zh
Inventor
柯作同
Original Assignee
柯作同
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 柯作同 filed Critical 柯作同
Publication of TW201914041A publication Critical patent/TW201914041A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI668876B publication Critical patent/TWI668876B/zh

Links

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
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/022433—Particular geometry of the grid contacts
    • 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
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for 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
    • H01L31/0248—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 characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0352—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
    • H01L31/035272—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/035281—Shape of the body
    • 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
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (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)

Abstract

本發明提供一種太陽能電池，太陽能電池包括一N型半導體、一P型半導體、一頂部電極及一底部電極。其中， P型半導體緊密結合N型半導體，P型半導體及N型半導體之間形成一個PN接面，且P型半導體包括至少一個深溝槽。頂部電極是連接於N型半導體，而底部電極連接於該P型半導體，底部電極包括至少一微型電極柱，且微型電極柱嵌入於該深溝槽內，並與P型半導體形成導電連接。當該P型半導體的一擴散長度為T時，PN接面與該微型電極柱的上方端的距離不大於1/2T。”

Description

太陽能電池及其製造方法
本發明為一種太陽能電池及其製造方法，特別是指一種具有微型電極柱的太陽能電池及其製造方法，該微型電極柱的頂端靠近該太陽能電池的P/N接面，且該微型電極柱的頂端距離P/N接面最多不超過擴散長度的一半。
請參閱圖1及圖2，圖1所繪示為現今的太陽能電池10的立體圖，圖2所繪示為現今的太陽能電池10 的剖視示意圖。太陽電池(solar cell)是以半導體製程的製作方式而產生，其發電原理是將太陽光照射在太陽電池上，使太陽電池吸收太陽光能透過圖1中的P型半導體11及N型半導體12使其產生電子(負極)及電洞(正極)，再經由跨越PN界面13的電場，把電子從P型半導體11吸到N型半導體12，然後經由導線14傳輸至負載。更詳細來說，太陽能電池10吸收太陽光能後，P型半導體11中被太陽光所激活的自由電子8必須漂移到PN接面13且進入N型半導體。之後，自由電子8經由頂部電極12A傳導至外部負載。之後，自由電子8被傳送底部電極11A，再經由底部電極11A返回到P型半導體11。這樣一來，便形成了電流。 上述中，由於較厚的P型半導體11會導致自由電子8須通過高電阻的漫長路徑，且自由電子8也會與P型半導體11的電洞重新結合(自由電子8消失)，所以大量的自由電子8將無法漂移到PN接面13。舉例來說，在圖2中具有一虛擬線15，虛擬線15是位於PN接面13正下方，且虛擬線15與PN接面13的距離為自由電子8於 P型半導體11中的擴散長度。其中，在虛擬線15上方的自由電子8在統計學上具有更高的機率漂移到PN接面13。反之，在虛擬線15之下方所產生的自由電子8要漂移到PN接面13的機會幾乎是不可能的，這是因為自由電子要能夠漂移超過擴散長度以上，而還能夠保持自由，不被重新結合吸收的概率接近於零，所以大多數被太陽光所激發的自由電子無法發揮作用，太陽電池所吸收的能量，多半都因此被浪費掉了。也因為如此，太陽能電池10的光電轉換效率偏低，通常只能達到為20%的光電轉換效率。 因此，如何解決自由電子8的消失與P型半導體11中過長的電阻路徑與提高太陽能電池的光電轉換效率，便是值得本領域具有通常知識者去思量的挑戰。
本發明之目的在於提供一太陽能電池，該太陽能電池能減少自由電子的消失與縮短自由電子所經過電阻路徑。並且，該太陽能電池具有較高的光電轉換效率。 本發明提供一種太陽能電池，太陽能電池包括一N型半導體、一P型半導體、一頂部電極及一底部電極。其中， P型半導體緊密結合N型半導體，P型半導體及N型半導體之間形成一個PN接面，且P型半導體包括至少一個深溝槽。頂部電極是連接於N型半導體，而底部電極連接於該P型半導體，底部電極包括至少一微型電極柱，且微型電極柱嵌入於該深溝槽內，微型電極柱並與P型半導體形成導電連接。其中，當該P型半導體的一擴散長度為T時，PN接面與該微型電極柱的上方端的距離不大於1/2T。”。 本發明提供一種太陽能電池包括一N型半導體、一P型半導體、一頂部電極及一底部電極。P型半導體緊密結合N型半導體，P型半導體及N型半導體之間形成一個PN接面，且N型半導體包括至少一個深溝槽。頂部電極連接於N型半導體，頂部電極包括至少一微型電極柱，且微型電極柱嵌入於深溝槽內。底部電極連接於P型半導體。其中，當該N型半導體的一擴散長度為T時，PN接面與該微型電極柱的上方端的距離不大於1/2T。”。 在上述之太陽能電池，其中微型電極柱為一中空結構，且該微型電極柱的外部表面緊密貼合該深溝槽，並與P型半導體形成導電連接。 在上述之太陽能電池，其中深溝槽的兩側邊呈互相平行或深溝槽的兩側邊的延伸線形成一銳角。 在上述之太陽能電池，其中微型電極柱的橫截面為長矩形、正方形、菱形、圓形、橢圓形、多邊形、或波浪狀。 在上述之太陽能電池，其中兩個相鄰的微型電極柱之間的理想距離為所使用晶圓的擴散長度或是小於擴散長度，也就是等於T，或者是小於T。 本發明提供一種太陽能電池的製造方法，該製造方法包括下列步驟： 提供一N型半導體接合一P型半導體的其中一面，且該P型半導體及該N型半導體之間形成一個PN接面； 提供一氧化層貼合該P型半導體的另一面； 提供多個光阻層覆蓋於該氧化層； 蝕刻該未被該光阻層所覆蓋的該氧化層； 移除該光阻層； 蝕刻未被該氧化層所覆蓋的該P型半導體，以形成至少一個深溝槽； 移除該氧化層； 提供一底部電極連接於該P型半導體； 其中，該底部電極包括至少一個微型電極柱，且該微型電極柱嵌入於該深溝槽內，微型電極柱並與P型半導體形成導電連接；其中，當該P型半導體的一擴散長度為T時，該PN接面與該微型電極柱的上方端的距離不大於1/2T。 在上述之太陽能電池的製造方法，其中微型電極柱可為一中空結構，且該微型電極柱的外部表面緊密貼合該深溝槽。 在上述之太陽能電池的製造方法，其中兩個相鄰的微型電極柱之間的理想距離為所使用晶圓的擴散長度，也就是等於T，或者是T以下。 為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
請參閱圖3A及圖3B，圖3A所繪示為本實施例之太陽能電池20的立體圖，圖3B所繪示為本實施例之太陽能電池20的剖視圖。太陽能電池20包括一N型半導體22、一P型半導體21、一頂部電極26及一底部電極27， P型半導體21緊密結合N型半導體22，P型半導體21及N型半導體22之間形成一個PN接面23，且P型半導體21包括至少一個深溝槽210(請參閱圖3C，圖3C所繪示為P型半導體的深溝槽210的示意圖)。此外，頂部電極26是連接於N型半導體22，而底部電極27是連接於P型半導體21。另外，底部電極27包括至少一微型電極柱271(圖3A及圖3B是以3個微型電極柱271作為範例)，且微型電極柱271是嵌入於深溝槽210內。其中，當P型半導體21的一擴散長度為T時，該PN接面與該微型電極柱的上方端的距離不大於1/2T。舉例來說，當P型半導體21的一擴散長度為100um時，PN接面23與微型電極柱271的上方端的距離會小於或等於50um，也就是小於或等於一半的該擴散長度。這樣一來，當太陽能電池20吸收太陽光能後，P型半導體21會被太陽光所激活產生自由電子8。其中，較靠近PN接面23的自由電子8能輕易的漂移到PN接面23，而與PN接面23距離較遠的自由電子8也能經由微型電極柱271傳導至微型電極柱271的上方端。詳細來說，微型電極柱271可視為自由電子8的一傳導橋梁，原本與PN接面23距離較遠的自由電子8會被微型電極柱271所吸收。之後，被吸收的自由電子8沿著微型電極柱271此路徑到達微型電極柱271的上方端(該上方端位於PN接面23距離須不大於此案例的50um，或是不大於擴散長度的一半)。接著，被吸收的自由電子8從微型電極柱271的上方端離開至較靠近PN接面23的區域。因此，與PN接面23距離較遠的自由電子8便無須通過高電阻的漫長路徑，且自由電子8也不容易與P型半導體21的電洞重新結合(自由電子8會先被微型電極柱271所吸收)。 在上述中，太陽能電池20的PN接面23與微型電極柱271的上方端的距離還須不大於該擴散長度的一半，這是因為距離不大於該擴散長度一半的情形下，太陽能電池20的光電轉換效率才會有顯著的提升(超過30%)，詳細說明如下： 請參閱圖3D，圖3D所繪示為不同高度的微型電極柱271所產生的光電轉換效率的對照圖表，申請人使用多個不同高度的微型電極柱271的太陽能電池(越高的微型電極柱271的PN接面23與微型電極柱271上方端的距離越短)，並計算太陽能電池的光電轉換效率，最終結果如圖3D的對照圖表。經由圖3D的對照圖表能得知，當晶圓厚度為180um時(N型半導體的厚度為1um，P型半導體的厚度為179um，晶圓的擴散長度：100um)時，PN接面23與微型電極柱271上方端的距離為0.25um的太陽能電池的光電轉換效率為38%，距離為5um的光電轉換效率為36%，距離為50 um的光電轉換效率為33%。然而，當PN接面23與微型電極柱271上方端的距離超過50um時，太陽能電池的光電轉換效率皆低於30%，例如：距離為75 um的光電轉換效率為23%，距離為95 um的光電轉換效率為22%，距離為100 um的光電轉換效率為21%。因此，當PN接面23與微型電極柱271上方端的距離不大於50 um時，也就是該距離不大於一半的該擴散長度時，太陽能電池才具有顯著的光電轉換效率。也因為如此，相較於傳統的太陽能電池10(其光電轉換效率通常只能達到為20%)，本實施例之太陽能電池20具有極佳的能源轉換效率(光電轉換效率能達到為30%以上)。 另外，當太陽能電池20具有多個微型電極柱271時，兩個相鄰的微型電極柱271之間的距離以不大於該擴散長度最為理想。舉例來說，當N型半導體22結合P型半導體21的厚度為為180um時(晶圓厚度為180um時，晶圓的擴散長度是100um)，兩個相鄰的微型電極柱271之間的距離不大於100um，也就是小於或等於1倍的擴散長度。這樣一來，自由電子8有很高的機會在100um的擴散長度內到達兩相鄰的微型電極柱271的其中一個，所以自由電子8不會與電洞結而消失。 請參閱圖3E，圖3E所繪示為底部電極27只有單一個微型電極柱271的示意圖。在上述的圖3A及圖3B中的太陽能電池20是以三個微型電極柱271作為範例。然而，本領域通常知識者能得知，太陽能電池20也能只具有一個微型電極柱271，同樣能達到傳導自由電子8的功效。 請參閱圖4A、圖4B及圖4C，圖4A、圖4B及圖4C所繪示為微型電極柱271各種橫截面的形狀的示意圖。在圖4A中，微型電極柱271的橫截面的形狀為任何多邊形，例如為長矩形、菱形、正方形或六邊形；在圖4B中，微型電極柱271的橫截面的形狀例如為圓形或橢圓形；在圖4C中，微型電極柱271的橫截面的形狀例如為波浪狀。在上述中，雖然微型電極柱271的橫截面具有多樣化的不同態樣。然而，只要PN接面23與微型電極柱271上方端的距離不大於該擴散長度的一半時，不同態樣的微型電極柱271都幫助自由電子8漂移到PN接面。 請參閱圖5A，圖5A所繪示為另一實施例之太陽能電池30的剖視圖，太陽能電池30是經由太陽能電池20所轉化而來，其主要差異在於太陽能電池30的微型電極柱371為一中空結構，微型電極柱371的外部表面是緊密貼合於深溝槽210，且微型電極柱371的上方端與PN接面23之間的距離同樣不超過該擴散長度的一半。如此一來，中空結構的微型電極柱371同樣能作為自由電子8的傳導橋梁，幫助更多的自由電子8漂移到PN接面。此外，由於微型電極柱371成為一中空結構，所以太陽能電池30的底部電極37便可只使用少量的金屬材料，大大降低本發明的製作成本。 請參閱圖5B，圖5B所繪示為再一實施例之太陽能電池40的剖視圖，太陽能電池40也是由太陽能電池20轉變而來。其中，太陽能電池40的PN接面會與微型電極柱471的上方端保持一相對應的距離。詳細來說，當微型電極柱471的上方端呈現出一圓弧狀的態樣時，太陽能電池40的PN接面43是等距離偏移該上方端，也就是說PN接面43已成為該上方端的一偏移曲面。這樣一來，微型電極柱471的上方端的兩側部位會更接近於PN接面43，所以當自由電子8從該上方端的兩側部位離開後，自由電子8可輕易的漂移至PN接面。 請參閱圖5C，圖5C所繪示為又一實施例之太陽能電池50的剖視圖，太陽能電池50是由太陽能電池20所轉變而來，兩者差異在於太陽能電池50的深溝槽510的兩側邊的延伸線511會形成一銳角θ。這樣一來，略具有斜度的深溝槽510可幫助導電材料的沉積(沉積後的導電材料會形成微型電極柱271)。 請參閱圖6，圖6所繪示為再一實施例之太陽能電池60的剖視圖，太陽能電池60也是由太陽能電池20所轉換而來，主要是互換P型半導體21與N型半導體22的技術特徵，詳細的太陽能電池60的技術特徵如下： 太陽能電池60包括一N型半導體62、一P型半導體61、一頂部電極66及一底部電極67， P型半導體61緊密結合N型半導體62，P型半導體61及N型半導體62之間形成一個PN接面63，且N型半導體62包括至少一個深溝槽610。此外，頂部電極66是連接於N型半導體62，而底部電極67是連接於P型半導體61。另外，頂部電極66包括至少一微型電極柱671(圖6是以3個微型電極柱671作為範例)，且微型電極柱671是嵌入於深溝槽610內。其中，當N型半導體62的一擴散長度為T時，PN接面63與微型電極柱671的上方端的距離不大於1/2T。， 也就是PN接面63與微型電極柱671的上方端的距離不大於該擴散長度的一半。同理，微型電極柱671可視為自由電子8的一傳導橋梁，原本與PN接面63距離較遠的自由電子8會被微型電極柱671所吸收。之後，被吸收的自由電子8沿著微型電極柱671此路徑到達微型電極柱671的上方端。接著，被吸收的自由電子8從微型電極柱671的上方端離開，此階段的自由電子8已很靠近PN接面63。因此，原本與PN接面63距離較遠的自由電子8便無須通過高電阻的漫長路徑，本實施例之太陽能電池60會具有極佳的光電轉換效率。上述中，當太陽能電池60具有多個微型電極柱671時，兩個相鄰的微型電極柱671之間的距離同樣不大於該擴散長度時，才能確保底部的自由電子8能抵達微型電極柱671。 此外，太陽能電池20的製造方法包括如下： 首先，提供一N型半導體22接合一P型半導體21的其中一面，且P型半導體21及N型半導體22之間是形成一個PN接面23。之後，請參閱圖7A，提供一氧化層71貼合P型半導體21的另一面。之後，請參閱圖7B，提供多個光阻層72覆蓋於氧化層71。之後，請參閱圖7C，將未被光阻層72所覆蓋的氧化層71進行蝕刻。之後，請參閱圖7D，移除光阻層72。之後，請參閱圖7E，蝕刻該未被該氧化層71所覆蓋的該P型半導體21，以形成至少一個深溝槽210。之後，請參閱圖7F，移除氧化層71。之後，請參閱圖7G，提供一底部電極27連接於P型半導體，且底部電極27包括至少一個微型電極柱271，微型電極柱271是嵌入於深溝槽210內(每一個微型電極柱271是相對應一個深溝槽210，且微型電極柱271可經由導電材料逐步沉積於深溝槽210所形成)。之後，請參閱圖7H，提供一頂部電極26連接於N型半導體22。並且，當P型半導體21的一擴散長度為T時，PN接面23與微型電極柱271的上方端的距離不大於1/2T。經由上述步驟便能初步完成本實施例之太陽能電池20。 另外，在該導電材料沉積形成微型電極柱271之前，可先在深溝槽210的表面沉積一層導電的阻擋層(Barrier Layer )，該阻擋層例如為氮化鈦(TiN) 或是鎢化鈦(TiW)，以保護後續的該導電材料不會擴散進入P 型半導體內。此外，若使用鋁做為該導電材料，可以在該導電材料中先加入微量的矽，鋁中微量的矽能避免鋁擴散進入晶片中，造成損害的發生。如此一來，便可不使用阻擋層，省下很大的製作成本。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何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，當可作些許之更動與潤飾，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。
8‧‧‧自由電子
10‧‧‧傳統的太陽能電池
11‧‧‧P型半導體
11A‧‧‧底部電極
12‧‧‧N型半導體
12A‧‧‧頂部電極
13‧‧‧PN接面
14‧‧‧導線
20、30、40、50、60‧‧‧太陽能電池
21、61‧‧‧P型半導體
210、610‧‧‧深溝槽
22、62‧‧‧N型半導體
23、43‧‧‧PN接面
15‧‧‧虛擬線
26、66‧‧‧頂部電極
27、67‧‧‧底部電極
271、371、471、671‧‧‧微型電極柱
71‧‧‧氧化層
72‧‧‧光阻層
θ‧‧‧銳角
圖1所繪示為現今的太陽能電池10的立體圖。 圖2所繪示為現今的太陽能電池10 的剖視示意圖。 圖3A所繪示為本實施例之太陽能電池20的立體圖。 圖3B所繪示為本實施例之太陽能電池20的剖視圖。 圖3C所繪示為P型半導體的深溝槽210的示意圖。 圖3D所繪示為不同高度的微型電極柱271所產生的光電轉換效率的對照圖表。 圖3E所繪示為底部電極27只有單一個微型電極柱271的示意圖。 圖4A、圖4B及圖4C所繪示為微型電極柱271各種橫截面的形狀的示意圖。 圖5A所繪示為另一實施例之太陽能電池30的剖視圖。 圖5B所繪示為再一實施例之太陽能電池40的剖視圖。 圖5C所繪示為又一實施例之太陽能電池50的剖視圖。 圖6所繪示為再一實施例之太陽能電池60的剖視圖。 圖7A~圖7H所繪示為太陽能電池20的製造方法的各個步驟的示意圖。

Claims (10)

  1. 一種太陽能電池，包括： 一N型半導體； 一P型半導體，該P型半導體緊密結合該N型半導體，該P型半導體及該N型半導體之間形成一個PN接面，且該P型半導體包括至少一個深溝槽； 一頂部電極，該頂部電極連接於該N型半導體； 一底部電極，該底部電極連接於該P型半導體，該底部電極包括至少一微型電極柱，且該微型電極柱嵌入於該深溝槽內； 其中，當該P型半導體的一擴散長度為T時，該PN接面與該微型電極柱的上方端的距離不大於1/2T。
  2. 一種太陽能電池，包括： 一N型半導體； 一P型半導體，該P型半導體緊密結合該N型半導體，該P型半導體及該N型半導體之間形成一個PN接面，且該N型半導體包括至少一個深溝槽； 一頂部電極，該頂部電極連接於該N型半導體，該頂部電極包括至少一微型電極柱，且該微型電極柱嵌入於該深溝槽內； 一底部電極，該底部電極連接於該P型半導體； 其中，當該N型半導體的一擴散長度為T時，該PN接面與該微型電極柱的上方端的距離不大於1/2T。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之太陽能電池，其中該微型電極柱為一中空結構，且該微型電極柱的外部表面緊密貼合該深溝槽，並與該P型半導體形成導電連接。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之太陽能電池，其中該深溝槽的兩側邊的延伸線形成一銳角。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之太陽能電池，其中該微型電極柱的橫截面為長矩形、正方形、菱形、圓形、多邊形、橢圓形或波浪狀。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之太陽能電池，其中兩個相鄰的該微型電極柱之間的距離不大於T。
  7. 一種太陽能電池的製造方法，包括： 提供一N型半導體接合一P型半導體的其中一面，且該P型半導體及該N型半導體之間形成一個PN接面； 提供一氧化層貼合該P型半導體的另一面； 提供多個光阻層覆蓋於該氧化層； 蝕刻該未被該光阻層所覆蓋的該氧化層； 移除該光阻層； 蝕刻未被該氧化層所覆蓋的該P型半導體，以形成至少一個深溝槽； 移除該氧化層； 提供一底部電極連接於該P型半導體； 其中，該底部電極包括至少一個微型電極柱，且該微型電極柱嵌入於該深溝槽內；其中，當該P型半導體的一擴散長度為T時，該PN接面與該微型電極柱的上方端的距離不大於1/2T。
  8. 如申請專利範圍第7項之太陽能電池的製造方法，其中該微型電極柱為一中空結構，且該微型電極柱的外部表面緊密貼合該深溝槽，且該微型電極柱並與該P型半導體形成導電連接。
  9. 如申請專利範圍第7項之太陽能電池的製造方法，其中兩個相鄰的該微型電極柱之間的距離不大於擴散長度T。
  10. 如申請專利範圍第7項之太陽能電池的製造方法，其中該深溝槽的兩側邊的延伸線形成一銳角。
TW107129725A 2017-08-29 2018-08-27 太陽能電池及其製造方法 TWI668876B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW106129292 2017-08-29
??106129292 2017-08-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201914041A TW201914041A (zh) 2019-04-01
TWI668876B true TWI668876B (zh) 2019-08-11

Family

ID=64861012

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107129725A TWI668876B (zh) 2017-08-29 2018-08-27 太陽能電池及其製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20190067506A1 (zh)
CN (1) CN109119496A (zh)
TW (1) TWI668876B (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080092955A1 (en) * 2006-10-16 2008-04-24 Sharp Laboratories Of America, Inc. Solar cell structures using porous column TiO2 films deposited by CVD
EP2546887A1 (en) * 2010-03-12 2013-01-16 Sharp Kabushiki Kaisha Optical power generation element and multi-junction thin film solar cell

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2846097A1 (de) * 1978-10-23 1980-04-24 Rudolf Dipl Phys Dr Hezel Solarzelle mit verbessertem wirkungsgrad aus einer halbleiteranordnung
DE4416549C2 (de) * 1994-05-10 1996-09-12 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle
CN101330002A (zh) * 2007-06-20 2008-12-24 中国科学院半导体研究所 用于氮化物外延生长的图形蓝宝石衬底的制作方法
GB0820684D0 (en) * 2008-11-12 2008-12-17 Silicon Cpv Plc Photovoltaic solar cells
US20110048518A1 (en) * 2009-08-26 2011-03-03 Molecular Imprints, Inc. Nanostructured thin film inorganic solar cells
US20110056548A1 (en) * 2009-09-09 2011-03-10 Li-Karn Wang Wafer-Based Solar Cell with Deeply Etched Structure

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080092955A1 (en) * 2006-10-16 2008-04-24 Sharp Laboratories Of America, Inc. Solar cell structures using porous column TiO2 films deposited by CVD
EP2546887A1 (en) * 2010-03-12 2013-01-16 Sharp Kabushiki Kaisha Optical power generation element and multi-junction thin film solar cell

Also Published As

Publication number Publication date
CN109119496A (zh) 2019-01-01
TW201914041A (zh) 2019-04-01
US20190067506A1 (en) 2019-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5111063B2 (ja) 光電変換素子及びその製造方法
JP6328606B2 (ja) 背面接触型太陽光発電モジュールの半導体ウエハのセル及びモジュール処理
JP3201088U (ja) 太陽電池
KR20180012868A (ko) 태양 전지용 1차원 금속화
CN108369973B (zh) 用于基于箔的太阳能电池金属化的含金属的热扩散阻挡层
TW201438265A (zh) 具有貫穿襯底的通孔的多結太陽能電池
CN108110099B (zh) 一种led芯片及其制作方法
TWI668876B (zh) 太陽能電池及其製造方法
JP2017509168A (ja) 基板貫通ビアを備える多接合太陽電池
JP6770947B2 (ja) 光電変換素子
CN208706669U (zh) 一种太阳能电池和太阳能组件
JP3190982U (ja) 改良した背面構造を有する太陽電池
JP2016111084A (ja) 半導体装置とその製造方法
JP2016066709A (ja) 太陽電池
WO2014131140A1 (zh) 太阳能电池及其制作方法
JP6762304B2 (ja) 光電変換素子
TWI626755B (zh) 單面受光之太陽能電池及其製造方法與太陽能電池模組
TWI619260B (zh) ｎ型背面射極型雙面太陽能電池
KR20190041989A (ko) 태양 전지 제조 방법 및 태양 전지
TWI481060B (zh) 太陽能電池的製作方法
TWI523247B (zh) 太陽能電池及其模組
JP6906195B2 (ja) 太陽電池
JP5552249B2 (ja) ３端子サイリスタ
KR101976753B1 (ko) 태양 전지 제조 방법 및 태양 전지
JP2016143721A (ja) 光電変換素子および光電変換素子の製造方法