TWI675491B - 太陽能電池導電性能之提升 - Google Patents

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Abstract

用於形成太陽能電池上之接觸區之方法與結構被呈現。太陽能電池可具有於正常操作期間面對太陽之前側以及相對於前側之後側與矽基板。矽基板可包含至少一摻雜區域，而介電層形成於摻雜區上。太陽能電池還可於接觸區間包含穿過第一介電層並位於摻雜區上之例如化學電鍍金屬接觸之第一金屬接觸。太陽能電池可包含形成或沉積於第一金屬接觸上之例如鋁之印刷金屬。太陽能電池可包含具有第一金屬接觸與第一印刷金屬之第一金屬層。太陽能電池可包含形成於第一金屬層上之例如電解電鍍金屬層之第二金屬層。

Description

太陽能電池導電性能之提升
相關申請案之交互參照
此申請案主張於2013年3月15日提出之美國臨時申請案第61/800188號之效益，其標題為「用於太陽能電池之導電性能增強之方法與結構(METHODS AND STRUCTURES FOR CONDUCTIVITY ENHANCEMENT OF SOLAR CELLS)」，其所有內容包含於文中作為參考。
光伏打(photovoltaic,PV)電池，一般被知悉為太陽能電池，是廣為所知用於將太陽輻射轉換到電能之裝置。大體上，衝射(impinging)於太陽能電池之基板之表面上並進入太陽能電池之基板之太陽輻射產生電子與電洞對於基板之基體中。電子與電洞對遷移至基板之p摻雜與n摻雜區，藉此產生摻雜區間之電壓差。摻雜區連接到太陽能電池上之導電區以從電池導通電流到外部電路。當PV電池結合於例如PV模組之陣列中時，從所有PV電池所收集之電能可以串聯及並聯配置組合以用於特定電壓及電流供電。
用於接觸形成之所揭露之技術與結構可減少製造操作並提高整體輸出產量、降低整體太陽能電池製造時間並提高可用的產品產量。
基於上述目的，本發明提供一種用於形成太陽能電池上之接觸區之方法，太陽能電池具有正常操作期間面對太陽之前側以及相對於前側之後側，方法包含：形成穿過第一介電層並位於太陽能電池之一矽基板上之至少一接觸開口，矽基板具有至少一摻雜區；化學電鍍位於至少一接觸開口上之第一金屬接觸；形成第一金屬糊劑於第一金屬接觸上；固化第一金屬糊劑以形成第一金屬層；加熱第一金屬接觸、第一金屬層與矽基板；以及電解電鍍第二金屬層於第一金屬層上，其中第一金屬接觸與第一金屬層電耦合第二金屬層於至少一摻雜區；其中形成第一金屬糊劑包含沉積具有至少0.5微米之厚度之鋁糊劑。
較佳地，形成至少一接觸開口包含執行選自由濕蝕刻與一雷射消融所組成之群組中之方法。
較佳地，化學電鍍第一金屬接觸包含化學電鍍選自由鎳、金、銀、銠、鉻、鋅、錫與鎘所所成之群組中之金屬。
較佳地，形成第一金屬糊劑包含網版印刷第一金屬糊劑。
較佳地，加熱第一金屬接觸、第一金屬層與矽基板包含退火第一金屬接觸、第一金屬層與矽基板。
較佳地，退火之溫度為至少550℃。
較佳地，電解電鍍第二金屬層包含電解電鍍選自由銅、錫、鋁、銀、金、鉻、鐵、鎳、鋅、釕、鈀與鉑所組成之群組中之金屬。
基於上述目的，本發明提供一種用於形成太陽能電池上之接觸區之方法，太陽能電池具有正常操作期間面對太陽之前側以及相對 於前側之後側，方法包含：形成穿過位於太陽能電池之矽基板上之第一介電層之至少一接觸開口，矽基板具有至少一摻雜區；化學電鍍至少一鎳接觸於至少一接觸開口上；沉積鋁糊劑於至少一接觸開口上；固化鋁糊劑以形成鋁層；退火至少一鎳接觸、鋁層與矽基板到至少550℃之溫度；以及電解電鍍第二金屬層於鋁層上，其中至少一鎳接觸與鋁層電耦合第二金屬層於至少一摻雜區；其中沉積鋁糊劑包含沉積具有至少0.5微米之厚度之鋁糊劑。
較佳地，其中形成穿過第一介電層之至少一接觸開口包含執行選自由濕蝕刻與雷射消融所組成之群組中之方法。
較佳地，其中形成第一金屬糊劑包含網版印刷第一金屬糊劑。
較佳地，其中電解電鍍第二金屬層包含電解電鍍選自由銅、錫、鋁、銀、金、鉻、鐵、鎳、鋅、釕、鈀與鉑所組成之群組中之金屬。
較佳地，其進一步包含電解電鍍第三金屬層於第二金屬層上，其中至少一鎳接觸、鋁層與第一金屬層係電耦合第三金屬層於至少一摻雜區。
基於上述目的，本發明提供一種太陽能電池，其具有正常操作期間面對太陽之前側以及相對於前側之後側，太陽能電池包含：接觸開口，其通過第一介電層並位於太陽能電池之矽基板上，矽基板具有至少一摻雜區；鎳接觸，其形成於至少一接觸開口上；第一金屬糊劑，其形成於鎳接觸上；第一金屬層，其形成於鎳接觸上，其中第一金屬層 電連接於鎳接觸；以及形成第二金屬層於第一金屬層上，其中鎳接觸與第一金屬層電耦合第二金屬層於至少一摻雜區；其中第一金屬糊劑包含具有至少0.5微米之厚度之鋁糊劑。
較佳地，形成第一金屬層包含例如鋁之印刷金屬。
較佳地，鋁包含至少0.5微米之厚度。
較佳地，第二金屬層包含選自由銅、錫、鋁、銀、金、鉻、鐵、鎳、鋅、釕、鈀與鉑所組成之群組之電解電鍍金屬。
較佳地，太陽能電池進一步包含第三金屬層形成於第二金屬層上。
較佳地，第三金屬層包含選自由銅、錫、鋁、銀、金、鉻、鐵、鎳、鋅、釕、鈀與鉑所組成之群組之電解電鍍金屬。
100、200、300、400‧‧‧太陽能電池
102、202、302‧‧‧前側
104、204、304、404‧‧‧後側
110、210、310、410‧‧‧矽基板
112、212、412‧‧‧第一摻雜區
114、214、414‧‧‧第二摻雜區
120、220‧‧‧紋理區
122、222、322、424‧‧‧第一介電層
124、224、324、422‧‧‧第二介電層
130、230、330、430‧‧‧第一金屬層
138‧‧‧接觸位置
150‧‧‧金屬層
170、270‧‧‧第一母線區
172、272‧‧‧第二母線區
180‧‧‧化學電鍍設置
182、292‧‧‧支架
184、294‧‧‧固定件
186、296‧‧‧電鍍槽
188‧‧‧化學電鍍介質
226‧‧‧接觸區
232‧‧‧第一金屬糊劑
234‧‧‧複合基質
240、340、440‧‧‧第一金屬接觸
242‧‧‧電連接
250、350、450‧‧‧第二金屬層
252、352、452‧‧‧第三金屬層
254‧‧‧陽極
256‧‧‧配線
260‧‧‧加熱
290‧‧‧電解電鍍設置
298‧‧‧電解電鍍介質
308‧‧‧通道氧化物區
312‧‧‧第一摻雜多晶矽區
314‧‧‧第二摻雜多晶矽區
320、420‧‧‧紋理化表面
328‧‧‧溝道區
501、502、503、504、505、506、507、511、512、513、514、515、516、517、521、522、523、524、525、526、527、528‧‧‧步驟
2、3、7、8、10、11、14、15‧‧‧剖面線
第1圖示出根據一些實施例之範例太陽能電池之示意性平面圖。
第2圖與第3圖示出根據一些實施例之範例太陽能電池之剖面圖。
第4圖至第12圖示出根據一些實施例之形成太陽能電池上之接觸區之各種操作之剖面圖。
第13圖示出根據一些實施例之另一個範例太陽能電池之示意性平面圖。
第14圖至第17圖示出根據一些實施例之各種範例太陽能電池之剖面圖。
第18圖至第20圖示出根據一些實施例之用於形成太陽能電池之接觸區之各種範例方法之流程表示圖。
以下詳細描述在本質上僅為說明性且不意於限制本申請之主體之實施例或此種實施例之使用。如文中所使用的，詞彙「例示性」意味著「作為一個範例、例子或說明」。任何文中所述為例示性之實施例不需要被詮釋為對其他實施例而言是較佳的或具優勢的。更進一步，並非受呈現於先前技術(preceding technical field)、背景(background)、簡略摘要(brief summary)或下列實施方式(following detailed description)之表達或意指所限制的意圖。
本說明書包含參照「一實施例(one embodiment)」或「實施例(an embodiment)」。短語「在一實施例中(in one embodiment)」或「在實施例中(in an embodiment)」之出現不必然指稱相同實施例。特定特徵、結構或特性可與本揭露一致地以任何適合的方式結合。
術語。下面段落提供用於在本揭露(包含所附申請專利範圍)中可發現之詞彙之定義以及/或內文：「包含(comprising)」。此詞彙為開放式的。當使用於所附申請專利範圍中時，此詞彙不排除額外特徵或步驟。
「配置為(configured to)」。各種單元或部件可被描述或主張為「配置為(configured to)」執行一或多件任務。在此種內文中，「配置為(configured to)」用於藉由指出單元/部件包含在操作期間執行此類一或多件任務之結構而暗示結構。如此一來，即使是在特定單元/部 件目前不為操作狀態(例如，不啟動/活動)時，單元/部件還是可稱為配置為執行任務。敘述單元/電路/部件「配置為(configured to)」執行一或多件任務係明白地非旨在援引35 U.S.C §112第6段於此類單元/部件。
「第一(first)」、「第二(second)」等。當使用於文中時，此類詞彙用於標記先行名詞，且不暗示為任何種類的順序(例如，空間、時間、邏輯等)。舉例來說，參照為「第一(first)」之介電質並不必然意味該介電質於序列中為第一個介電質；而是此詞彙「第一(first)」用於從另一個介電質(例如，「第二(second)」介電質)區分該介電質。
「基於(based on)」。當使用於文中時，此辭彙用於描述影響決定之一或多個因素。此詞彙並不排除可能會影響決定之額外因素。也就是說，決定可僅基於這些因素或是至少部分地基於這些因素。考慮短語「基於B決定A(determine A based on B)」。雖然B可為影響A之決定之因素，此短語並不排除還能基於C來決定A。在其他例子中，A可僅基於B而決定。
「耦合(coupled)」。下列描述指稱元件或節點或特徵「耦合(coupled)」在一起。當使用於文中時，除非明白地另有敘述，「耦合(coupled)」意味著一個元件/節點/特徵直接地或間接地結合(或直接地或間接地連通)於另一個元件/節點/特徵，且不需要地為機械式地。
此外，某些術語還可僅為了參考的目的而用於以下描述中，且因此不意在於限制。舉例來說，例如「較上方的(upper)」、「較下方的(lower)」、「在上(above)」以及「在下(below)」的詞彙指稱圖式中的方向以作出參考。例如「前(front)」、「後(back)、「後方(rear)」、 「側邊(side)」、「外側的(outboard)」以及「內側的(inboard)」之詞彙一致地描述部件之部分之定向及/或位置，但參考之任意框架係藉由參考討論中描述部件之內文與相關圖式而變得清楚。此類術語可包含於上方特定地提到的字眼、相關衍生字以及類似意味的字眼。
「層(layer)」。當用於文中時，層可為連續區，或是層可具有孔洞或間隙使其為不連續的。
如以下所述，太陽能電池可具有矽基板。在第一與第二摻雜區形成前，矽基板可被清潔、拋光、平坦化及/或輕薄化或是經過其他製程。在實施例中，矽基板可為多晶矽(polysilicon)或是多晶矽(multi-crystalline silicon)。
如文中所述，太陽能電池可包含第一與第二摻雜區。在實施例中，第一與第二摻雜區可藉由熱製程而生成。在一些實施例中，第一與第二摻雜區可藉由用習知摻雜製程沉積摻雜物在矽基板中而形成。第一與第二摻雜區皆可包含摻雜材料但並不限於如硼之正型摻雜物與如磷之負型摻雜物。雖然第一與第二摻雜區兩者被描述為通過熱製程而生成，但與此處所描述或所敘述之任何其他形成、沉積或生成製程操作，各層或基板使用任何適合的製程形成。舉例來說，化學氣相沉積(chemical vapor deposition,CVD)製程、低壓CVD(low-pressure CVD,LPCVD)、常壓CVD(atmospheric pressure CVD,APCVD)、電漿增強CVD(plasma-enhanced CVD,PECVD)、熱生成、濺鍍以及任何其他說明形成中所使用之預定技術。因此且類似地，第一與第二摻雜區可藉由沉積技術、濺鍍或例如噴墨印刷或網版印刷之印刷技術而形成於矽基板 上。在實施例中，氧化層可沉積於第一與第二摻雜區上而作為對於兩區域之保護屏障。
如下所述，太陽能電池可包含形成於摻雜區上之介電層，並形成穿過介電層的接觸開口。在實施例中，接觸開口藉由包含濕蝕刻與消融技術(例如雷射消融等)之任意數量的光刻製程而形成。
如文中所使用的，太陽能電池可包含矽基板上之紋理化表面，其中介電層可形成於紋理化表面上。紋理化表面可為具有用於散射入射光並降低從太陽能電池之表面所反射回去之光量之規則或不規則形狀的表面之一表面。在實施例中，介電層可為形成於太陽能電池之前側或後側上之防反射塗層(anti-reflective coating,ARC)或後防反射塗層(back anti-reflective coating,BARC)。在實施例中，介電層能為氮化矽。
如下所述，太陽能電池可為，但不限於，後接觸太陽能電池、前接觸太陽能電池、單晶矽太陽能電池、多晶矽太陽能電池與無晶矽太陽能電池。
在以下描述中，數種例如特定操作之特定細節被說明，以提供本揭露之實施例之完全的了解。將對本領域中具有通常知識者顯而易見的是，本揭露之實施例可不需要這些特定細節而實行。在其他例子中，眾所周知之技術不詳細描述以避免不必要地模糊本揭露之實施例。
本說明書先描述可包含所揭露之接觸區之範例太陽能電池，接續為用於形成所揭露接觸區之範例方法之描述。接觸區之各種實施例之更詳細解釋被完全地提供。
現在轉到第1圖，範例太陽能電池100之示意性俯視圖被示出。顯示太陽能電池相對於前側之後側104，如下面的第2圖中所示。太陽能電池可包含矽基板110。太陽能電池還可包含形成於矽基板110上之金屬層150。金屬層150可包含第一與第二母線區170及172。剖面線2及3被顯示。第2圖表示通過剖面線2之太陽能電池100之剖面圖。第3圖表示通過剖面線3之太陽能電池100之剖面圖。
參閱第2圖，第1圖之太陽能電池之剖面圖被顯示。如顯示的，太陽能電池可包含於正常操作期間面對太陽之前側102以及相對於前側102之後側104。太陽能電池可包含矽基板110與第一與第二摻雜區112及114。太陽能電池還可包含第一介電層122。太陽能電池還可包含穿過第一介電層122形成之接觸區。太陽能電池可包含第一金屬層130。在一些實施例中，第一金屬層可藉由印刷技術(例如，網版印刷)而形成。在實施例中，第一金屬層130可包含金屬粒子，其中金屬粒子可形成於在接觸位置138接觸第一與第二摻雜區112及114之接觸區上。在實施例中，第一金屬層130可通過例如網版印刷之印刷製程而形成。在實施例中，第一金屬層可為印刷金屬。紋理區120可形成於矽基板110上，其中紋理區120提供額外的光吸收。第二介電層124可形成於紋理區上。如所顯示的，於不同摻雜區上之接觸區是分開的。
第3圖示出第1圖之太陽能電池之另一剖面圖。如所顯示的，第一金屬層130與第二金屬層150可連續地設置於第二摻雜區114上。雖然未顯示，第一與第二金屬層130及150還可連續地設置於第一摻雜區112上。
上面的第1圖至第3圖顯示一些範例太陽能電池接觸區。例如上面所示之第一金屬層130之印刷金屬之孔隙率可能提高太陽能電池之接觸電阻率。提高之接觸電阻率可對太陽能電池之電荷載體之壽命是有害的，並降低整體太陽能電池表現。低接觸電阻率是必需的以最大化太陽能電池之電流。第4圖至第12圖示出相對應於用於形成太陽能電池上之接觸區之一或多種方法之步驟之各種結構。一或多種方法導向為克服上面所討論之限制。細節與實施例於下面討論。
請轉參閱第4圖，用於形成太陽能電池200之接觸區之方法中之步驟被顯示。方法可包含提供具有於正常操作期間面向太陽之前側202以及相對於前側202之後側204之太陽能電池200。太陽能電池200可包含矽基板210與第一及第二摻雜區212及214。太陽能電池還可包含第一介電層222。太陽能電池還可包含穿過第一介電層222而形成的接觸區226。紋理區220可形成於矽基板210上。第二介電層224可形成於紋理區上。
請參閱第5圖，用於形成太陽能電池200之接觸區之方法中之步驟被顯示。方法可包含提供化學電鍍設置180。化學電鍍設置180可包含浸潤於電鍍槽186中之化學電鍍介質188中之太陽能電池200。太陽能電池200可藉由支架182與複數個固定件184而懸掛。自催化反應(例如，化學電鍍)可於化學電鍍介質188中引起，以沉積金屬於第4圖之接觸區226上而形成第一金屬接觸240。在實施例中，方法可包含化學電鍍選自由鎳、金、銀、銠、鉻、鋅、錫與鎘構成之群組之金屬。在實施例中，方法可包含化學鎳電鍍以電鍍鎳到第4圖之接觸區226。
第6圖示出第5圖之範例太陽能電池之示意性平面圖。太陽能電池200之後側204被顯示。矽基板210與形成於矽基板210上之第一金屬接觸240被示出。第一及第二摻雜區212及214也被顯示。在實施例中，第一及第二摻雜區可形成如所示之交指(interdigitated)圖案。第一金屬接觸240可包含第一及第二母線區270及272。剖面線7及8被顯示。第7圖表示穿過剖面線7之第5圖之太陽能電池之剖面圖。第8圖表示穿過剖面線8之第5圖之太陽能電池之剖面圖。
請參閱第7圖，第6圖之太陽能電池之剖面圖被顯示。如所示的，太陽能電池200可包含形成於第一及第二摻雜區212及214上之第一金屬接觸240。如顯示的，形成於不同摻雜區上之第一金屬接觸240被分離(例如，不連續的或是不連接的)。
第8圖示出第6圖之太陽能電池之另一個剖面圖。如所示的，第8圖表示穿過剖面線8之太陽能電池之剖面圖。如所示的，第一金屬接觸240可被分離(例如，不連續的或是不連接的)以形成點接觸。在實施例中，點接觸提供低接觸電阻率。在一些實施例中，點接觸可降低用於第一金屬接觸240之形成之成本(例如，相較於第1圖至第3圖中所見之線接觸，較少的材料被需求於製造點，故點接觸相對於線接觸具有較少的面積)。
第9圖示出於第一金屬糊劑232之形成後第5圖至第8圖之範例太陽能電池之示意性平面圖。第一金屬糊劑232可形成於所示之交指圖案中。剖面線10及11也被顯示。第10圖表示穿過剖面線10之太陽能電池200之剖面圖。第11圖表示穿過剖面線11之太陽能電池200之剖面圖。
請參閱第10圖，根據一些實施例，用於形成太陽能電池之接觸區之方法中另一步驟被顯示。方法可包含形成具有印刷金屬或金屬粒子之第一金屬糊劑232於第一金屬接觸240上。在實施例中，印刷金屬可為鋁。在實施例中，第一金屬糊劑232可為鋁糊劑。在一些實施例中，印刷金屬可為鋁粒子。在實施例中，第一金屬糊劑可藉由印刷技術而沉積。在一些實施例中，第一金屬糊劑可藉由噴墨印刷或網版印刷而沉積。在實施例中，金屬糊劑包含沉積鋁糊劑。在實施例中，第一金屬糊劑(例如，鋁糊劑)可形成為至少0.5微米之厚度。
第11圖示出用於形成太陽能電池之接觸區之方法之又一步驟。方法可包含加熱260第一金屬糊劑232，其中加熱移除了可保持印刷金屬如分布所需在一起之複合基質234。在實施例中，固化加熱260而使第一金屬糊劑232形成第一金屬層230，其中第一金屬層230可包含印刷金屬或金屬粒子。在又一實施例中，第一金屬接觸可被退火。在又一實施例中，方法包含使用至少等於550℃之退火溫度。
請參閱第12圖，用於形成太陽能電池之接觸區之方法中之又一步驟被顯示。方法可包含提供包含浸潤於電鍍槽296之電解電鍍介質298中之太陽能電池之電解電鍍設置290。方法可包含藉由類似於上述的支架292與複數個固定件294懸掛太陽能電池200。方法可包含提供藉由線路或配線256而連接於外部電源供應之陽極254。方法可包含引介由耦合於外部電源供應之陽極254所提供之電流於電解電鍍介質298中，引介電流可允許介質中的電子流並進一步允許，例如，但不限於，銅、錫、鋁、銀、金、鉻、鐵、鎳、鋅、釕、鈀及鉑之金屬之電解電鍍。在實施 例中，方法可包含執行電解電鍍製程以形成第二金屬層250於太陽能電池200之第一金屬層230上。在實施例中，方法還可包含使用相同電解電鍍設置290與以上所提之方法而電解電鍍第三金屬層到第二金屬層250上。
第13圖示出在第4圖至第12圖之方法後之太陽能電池之示意平面圖。如所示的，第二金屬層250可形成於交指圖案中。剖面線14及15也被顯示。第14圖表示穿過剖面線14之太陽能電池200之剖面圖。第15圖表示穿過剖面線15之太陽能電池200之剖面圖。
請參閱第14圖，第13圖之太陽能電池之剖面圖被顯示。如所示的，太陽能電池200可包含形成於第一及第二摻雜區212及214上之第一金屬接觸240。在實施例中，第一金屬接觸240電連接242於第一及第二摻雜區212及214。如上所述，第一金屬層230可形成於第一金屬接觸240上。第二金屬層250可形成於第一金屬層230上。在實施例中，第三金屬層252可形成於第二金屬層250上。在一些實施例中，第三金屬層252不需形成。如所示的，第一金屬接觸240可分離(例如，不物理地或電性地連接，非連續)於不同接觸開口及/或摻雜區之間。
第15圖示出第13圖之太陽能電池之剖面圖。如所示的，第一金屬接觸240可分離(例如，不物理地或電性地連接，非連續)於不同接觸開口及/或摻雜區之間。在實施例中，第一金屬接觸形成點接觸。如所示的，第一、第二及第三金屬層230、250及252可為連續的，例如電連接接觸開口、摻雜區及/或金屬接觸240。在一些實施例中，至少兩個接觸開口、摻雜區及/或金屬接觸240可電性連接。在一些實施例中，第三金屬層252不需形成。
第16圖示出根據一些實施例之另一種太陽能電池300。如所示的，太陽能電池300可包含於正常操作期間面向太陽之前側302與相對於前側302之後側304。太陽能電池300可包含具有第一及第二摻雜多晶矽區312及314之矽基板310。在實施例中，第一及第二摻雜多晶矽區312及314可藉由熱製程而生成。在一些實施例中，通道氧化物區308可形成於第一及第二摻雜多晶矽區與矽基板310間。第一及第二摻雜多晶矽區312及314皆可包含摻雜材料但並不限於如硼之正型摻雜物與如磷之負型摻雜物。第一介電層322可形成於第一及第二摻雜多晶矽區312及314上。太陽能電池300還可包含用於額外光吸收之紋理化表面320以及形成於紋理化表面320上之第二介電層324。在實施例中，第一及第二介電區可包含氮化矽。在實施例中，溝道區328可分離接觸區。在實施例中，溝道區328分離不同極性之接觸區。在一些實施例中，溝道區可為了自太陽能電池之後側之額外光吸收而如所示地紋理化。
在實施例中，形成於太陽能電池300上之接觸區可包含第一金屬接觸340、第一金屬層330、第二金屬層350以及第三金屬層352。在實施例中，第一金屬接觸340可形成於第一及第二摻雜多晶矽區312及314上。在實施例中，第一金屬接觸可藉由化學電鍍而形成。在實施例中，第一金屬接觸340形成點接觸。第一金屬層330可形成於第一金屬接觸340上。在實施例中，第一金屬層可藉由沉積並固化具有印刷金屬之第一金屬糊劑而形成。在一些實施例中，印刷金屬可為鋁。第二金屬層350可形成於第一金屬層330上。第三金屬層352可形成於第二金屬層350 上。在實施例中，第二及第三金屬層350及352可藉由電解電鍍而形成。在一些實施例中，第三金屬層352不需形成。
在實施例中，第15圖中所示之太陽能電池可為後接觸太陽能電池。雖然特定前接觸太陽能電池結構被顯示，但存在各種其他前接觸太陽能電池結構，其中以上所述之方法可被應用且不限於以上結構與其中所提到的方法。
請參閱第17圖，根據一些實施例之前接觸太陽能電池400被示出。如所示的，太陽能電池400可包含於正常操作期間面向太陽之前側402與相對於前側402之後側404。太陽能電池400可包含具有第一及第二摻雜區412及414之矽基板410。在實施例中，第一及第二摻雜多晶矽區412及414可藉由熱製程而生成。在一些實施例中，通道氧化物區408可形成於第一及第二摻雜區412及414與矽基板410間。第一及第二摻雜區412及414可各包含摻雜材料但不限於如硼之正型摻雜物與如磷之負型摻雜物。第一介電層424可形成於第一摻雜區412上。第二介電層422可形成於第二摻雜區414上。太陽能電池400還可包含用於額外光吸收之紋理化表面420與形成於紋理化表面420上之第二介電層424。在實施例中，第一及第二介電區可包含氮化矽。
在實施例中，形成於太陽能電池400上之接觸區可包含第一金屬接觸440、第一金屬層430、第二金屬層450與第三金屬層452。在實施例中，第一金屬接觸440可形成於第一及第二摻雜區412及414上。在實施例中，第一金屬接觸440可藉由化學電鍍而形成。在實施例中，第一金屬接觸440可為點接觸。第一金屬層430可形成於第一金屬接觸440 上。在實施例中，第一金屬層430可藉由沉積並固化具有印刷金屬之第一金屬糊劑而形成。在一些實施例中，印刷金屬可為鋁。第二金屬層450可形成於第一金屬層430上。第三金屬層452可形成於第二金屬層450上。在實施例中，第二及第三金屬層450及452可藉由電解電鍍而形成。在一些實施例中，第三金屬層452不需形成。
雖然特定前接觸太陽能電池結構被顯示，但仍存在其他各種前接觸太陽能電池結構，其中以上所述之方法可被應用且不限於以上結構與其中所提到的方法。
第18圖示出用於形成太陽能電池上之接觸區之範例方法之實施例之流程圖。
在501，方法能包含提供具有於正常操作期間面向太陽之前側、相對於前側之後側以及矽基板之太陽能電池。
在502，至少一接觸開口可穿過太陽能電池之矽基板上之第一介電層而形成，其中矽基板可包含至少一摻雜區。
在503，第一金屬接觸可化學電鍍於矽基板之至少一摻雜區上之至少一接觸開口中。
在504，第一金屬糊劑可沉積於至少一接觸開口上，其中第一金屬糊劑電連接於第一金屬接觸。在實施例中，第一金屬糊劑可藉由網版印刷而形成。
在505，第一金屬糊劑可固化而形成第一金屬層。
在506，第一金屬接觸、第一金屬層與矽基板可被加熱。
在507，第二金屬層可形成於第一金屬層上，其中第一金屬接觸與第一金屬層電耦合第二金屬層於至少一摻雜區。
請參閱第19圖，顯示示出用於形成太陽能電池上之接觸區之另一個範例方法之流程圖。
在511，方法可包含提供具有於正常操作期間面向太陽之前側、相對於前側之後側以及矽基板之太陽能電池。
在512，至少一接觸開口可穿過太陽能電池之矽基板上之第一介電層而形成，矽基板具有至少一摻雜區。在實施例中，第一金屬糊劑可藉由網版印刷而形成。
在513，至少一鎳接觸可化學電鍍於矽基板之至少一摻雜區上之至少一接觸開口中。
在514，鋁糊劑可沉積於至少一接觸開口上(above)或之上(over)，其中鋁糊劑電耦合於至少一接觸開口。
在515，鋁糊劑可固化以形成鋁層。
在516，至少一鎳接觸、鋁層與矽基板可退火於至少550℃之溫度。
在517，第二金屬層可電解電鍍於鋁層上，其中至少一鎳接觸與鋁層電耦合第二金屬層於至少一摻雜區。
第20圖示出用於形成太陽能電池上之接觸區之又一範例方法。
在521，提供具有於正常操作期間面對太陽之前側、相對於前側之後側以及矽基板之太陽能電池。
在522，至少一摻雜多晶矽區可形成於矽基板上(above)或之上(over)。
在523，至少一接觸開口穿過於至少一摻雜多晶矽區上(above)或之上(over)之第一介電層，其中至少一摻雜多晶矽區形成於第一介電層與矽基板間。在實施例中，第一金屬糊劑可藉由網版印刷而形成。
在524，至少一鎳接觸可化學電鍍於矽基板之至少一摻雜多晶矽區上(above)或之上(over)之至少一接觸開口中。
在525，鋁糊劑可形成於至少一接觸開口上，其中鋁糊劑接觸至少一鎳接觸並電耦合於至少一接觸開口。
在526，鋁糊劑可固化以形成鋁層。
在527，至少一鎳接觸、鋁層以及矽基板可退火於至少550℃之溫度。
在528，第二金屬層可電解電鍍於鋁層上，其中至少一鎳接觸與鋁層電耦合第二金屬層於至少一摻雜多晶矽區。
雖然特定實施例已被描述於上，但這些實施例並不意於限制本揭露之範疇，即使僅相關於特定特徵之單個實施例被描述。提供於本揭露中之特徵之範例意為說明性的而非限制性的，除非另有敘述。以上描述意於涵蓋此領域中具有通常知識者將明明瞭之具有本揭露之好處之替換物、修改以及等效物。
本揭露之範疇包含文中所揭露之任意特徵或特徵之結合(明示地或暗示地)，或是其任何推廣，而不論其是否減少任何或所有文中 所解決之問題。因此，於本申請(或是對其主張優先權之申請)之審查期間新的申請專利範圍可制定為任意此類特徵之結合。具體地，參閱後附之申請專利範圍，來自附屬項之特徵可與獨立項之特徵結合且來自個別獨立項之特徵可用任何適合的方式結合而不僅是於後附申請專利範圍中所列舉之特定結合。

Claims (14)

  1. 一種用於形成太陽能電池上之接觸區之方法，該太陽能電池具有正常操作期間面對太陽之一前側以及相對於該前側之一後側，該方法包含：形成穿過一第一介電層並位於該太陽能電池之一矽基板上之至少一接觸開口，該矽基板具有至少一摻雜區；化學電鍍位於該至少一接觸開口上之一第一金屬接觸；形成一第一金屬糊劑於該第一金屬接觸上；固化該第一金屬糊劑以形成一第一金屬層；加熱該第一金屬接觸、該第一金屬層與該矽基板；電解電鍍一第二金屬層於該第一金屬層上，其中該第一金屬接觸與該第一金屬層電耦合該第二金屬層於該至少一摻雜區；以及在電解電鍍該第二金屬層於該第一金屬層上之後，電解電鍍一第三金屬層於該第二金屬層上，其中形成該第一金屬糊劑包含沉積具有至少0.5微米之厚度之一鋁糊劑，其中加熱溫度為至少550℃。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中形成該至少一接觸開口包含執行選自由一濕蝕刻與一雷射消融所組成之群組中之方法。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中化學電鍍該第一金屬 接觸包含化學電鍍選自由鎳、金、銀、銠、鉻、鋅、錫與鎘所所成之群組中之金屬。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中形成該第一金屬糊劑包含網版印刷該第一金屬糊劑。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中加熱該第一金屬接觸、該第一金屬層與該矽基板包含退火該第一金屬接觸、該第一金屬層與該矽基板。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中電解電鍍該第二金屬層包含電解電鍍選自由銅、錫、鋁、銀、金、鉻、鐵、鎳、鋅、釕、鈀與鉑所組成之群組中之金屬。
  7. 一種用於形成太陽能電池上之接觸區之方法，該太陽能電池具有正常操作期間面對太陽之一前側以及相對於該前側之一後側，該方法包含：形成穿過位於該太陽能電池之一矽基板上之一第一介電層之至少一接觸開口，該矽基板具有至少一摻雜區；化學電鍍至少一鎳接觸於該至少一接觸開口上；沉積一鋁糊劑於該至少一接觸開口上；固化該鋁糊劑以形成一鋁層；退火該至少一鎳接觸、該鋁層與該矽基板到至少550℃之溫度；電解電鍍一第二金屬層於該鋁層上，其中該至少一鎳接觸與該鋁層電耦合該第二金屬層於該至少一摻雜區；以及在電解電鍍該第二金屬層於該鋁層上之後，電解電鍍一第三金 屬層於該第二金屬層上，其中沉積該鋁糊劑包含沉積具有至少0.5微米之厚度之該鋁糊劑。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中形成穿過該第一介電層之該至少一接觸開口包含執行選自由一濕蝕刻與一雷射消融所組成之群組中之方法。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中形成該第一金屬糊劑包含網版印刷該第一金屬糊劑。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中電解電鍍該第二金屬層包含電解電鍍選自由銅、錫、鋁、銀、金、鉻、鐵、鎳、鋅、釕、鈀與鉑所組成之群組中之金屬。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該至少一鎳接觸、該鋁層與該第一金屬層係電耦合該第三金屬層於該至少一摻雜區。
  12. 一種太陽能電池，其具有正常操作期間面對太陽之一前側以及相對於該前側之一後側，該太陽能電池包含：一接觸開口，其通過一第一介電層並位於該太陽能電池之一矽基板上，該矽基板具有至少一摻雜區；一鎳接觸，其形成於該至少一接觸開口上；一第一金屬層，其形成於該鎳接觸上，其中該第一金屬層電連接於該鎳接觸，該鎳接觸、該第一金屬層及該矽基板被退火到至少550℃之溫度；包含一第一電解電鍍屬金屬之一第二金屬層於該第一金屬層上， 其中該鎳接觸與該第一金屬層電耦合該第二金屬層於該至少一摻雜區，且該第一金屬層包含具有至少0.5微米之厚度之為鋁之一印刷金屬；以及包含一第二電解電鍍金屬之一第三金屬層形成於該第二金屬層上。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之太陽能電池，其中該第一電解電鍍屬金屬包含選自由銅、錫、鋁、銀、金、鉻、鐵、鎳、鋅、釕、鈀與鉑所組成之群組之電解電鍍金屬。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之太陽能電池，其中該第二電解電鍍金屬包含選自由銅、錫、鋁、銀、金、鉻、鐵、鎳、鋅、釕、鈀與鉑所組成之群組之電解電鍍金屬。
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