[发明专利]太阳能电池与其制造方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种太阳能电池与其制造方法，特别是有关于一种以阳极处理氧化铝(Anodic Aluminum Oxide；AAO)层来作为电池背面钝化层(Passivation Layer)的太阳能电池与其制造方法。

背景技术

近年来，由于环境污染的问题越来越严重，很多国家开始开发新的绿色能源来减少境污染的问题。太阳能电池可将太阳的光能转为电能，且这种转换不会产生任何污染性的物质，因此太阳能电池逐渐受到重视。

太阳能电池是利用半导体的光电效应直接吸收太阳光来发电。太阳能电池的发电原理是当太阳光照射在太阳能电池上时，太阳能电池会吸收太阳光能，而使太阳能电池的P型半导体与N型半导体分别产生电子与空穴，并使电子与空穴分离来形成电压降，进而产生电流。

由于硅晶体在表面易产生如悬键(Dangling Bond)等晶格缺陷，易使太阳能电池产生的电子空穴再结合，而减少输出的电量。因此，在硅基板的表面上一般会进行氢钝化。通过氢与硅晶体中的缺陷和杂质作用，钝化其电活性。现行科技中，氢钝化通常和氮化硅抗反射膜的制备同时进行。在利用等离子加强化学气相沉积(PECVD)工艺制备氮化硅抗反射膜时，储存在氮化硅层中的氢原子在烧结过程会扩散进入硅晶体中，达到钝化(Passivation)的作用，从而减少电子空穴再结合的问题。

太阳能电池的背面通常会涂布上一层铝胶，经烧结后，铝胶与基板的硅会形成共晶。当太阳能电池作用时，硅铝共晶会产生背面电场(Back Surface Field；BSF)，背面电场可吸引载子以增加载子的收集，以提升电池的电性效果。

为了增加载子的迁移率，铝膜的厚度亦需加厚。然而，当铝膜变厚时，由于硅与铝的热膨胀系数不同，硅基板易受热弯曲使得太阳能电池弯折受损。两相权衡之下，为了保全整体太阳能电池，只好限制铝膜的厚度，其整体效果便较不理想了。

为了解决上述问题，目前通常于背面铝层与基板间设一钝化层，并于钝化层上以激光蚀刻或黄光微影蚀刻技术定位出背面接触的孔洞，并于其上形成金属接触，从而形成区域背面电场(Local Back Surface Field；LBSF)，借以产生钝化效果，但是上述采用激光蚀刻或是黄光微影蚀刻技术却存在有价格昂贵与制作过程繁杂的问题，于工业量产上有成本过高且不易大量生产的问题。

发明内容

本发明的一方面目的是在提供一种太阳能电池与其制造方法，其具有较低的制造成本，且可有效降低背面再结合速率(Back Surface Recombination Velocity；BSRV)及可有效减缓电池高温烧结后的变形量。

根据本发明的一实施例，此太阳能电池结构包含半导体基板、射极层、阳极处理氧化铝(Anodic Aluminum Oxide；AAO)以及背面电极等。半导体基板具有相对的第一表面和第二表面。射极层形成于第一表面上，以形成PN接面(PN Junction)。阳极处理氧化铝层形成于第二表面上，可反射自第一表面入射的光线，其中阳极处理氧化铝层具有数个纳米级孔洞。背面电极形成于阳极处理氧化铝层上，其中背面电极的一部分是形成于纳米级孔洞中，以使背面电极与半导体基板间电性连接。

根据本发明的一实施例，在此太阳能电池的制造方法中，首先提供半导体基板，其中此半导体基板具有相对的第一表面和第二表面。然后，形成射极层于半导体基板的第一表面上，以形成PN接面。接着，以阳极氧化铝(Anodic Aluminum oxide)处理技术形成阳极处理氧化铝层于第二表面上，其中阳极处理氧化铝层具有数个纳米级孔洞。然后，形成背面电极于阳极处理氧化铝层上，其中背面电极的一部分是形成于纳米级孔洞中，以使背面电极与半导体基板电性连接。

本发明的太阳能电池与其制造方法，其具有较低的制造成本，且可有效降低背面再结合速率(Back Surface Recombination Velocity；BSRV)及可有效减缓电池高温烧结后的变形量。

附图说明

为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，上文特举一较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：

图1是绘示根据本发明一实施例的太阳能电池制造方法的流程示意图；

图2a至2f是绘示对应至制造方法的各步骤的太阳能电池的剖面结构示意图；

图3是绘示阳极处理氧化铝层的表面结构；

图4是绘示阳极处理氧化铝层形成步骤的流程示意图；