[发明专利]具有背面钝化结构的太阳能电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池及其制造方法，特别涉及一种具有背面钝化结构的太阳能电池及其制造方法。

背景技术

由于环保意识的增强加上其它石化能源逐渐枯竭，开发安全的新能源就成为目前最迫切的工作。能用于开发的新能源需要同时具备两个要件：新能源蕴藏丰富，不易枯竭；以及新能源为安全、干净，不会威胁人类及破坏环境。然而，例如太阳能、风力、水力等的再生性能源正好符合前述要件。此外，台湾缺乏能源资源，百分之九十以上的能源必须仰赖国外进口，然而，台湾地处亚热带，阳光充足、日照量大，非常适合研究及发展太阳能，而且利用太阳能发电更兼具节能与环保的优点。

最直接将太阳能转换成能源的方式就是使用太阳能电池(solar cells)，又称为光伏组件(photovoltaic devices)。现今广泛使用中的太阳能电池其构造基本上是利用P型与N型半导体结合而成的，并在电池吸收光能时产生电子流。普通常见的电池设计在其前后二侧分别形成电极。然后，这些太阳能电池再以串联方式彼此电连接以增加电压。

举例而言，美国专利申请(2011/0120552A1)公开了一种太阳能电池，请参阅图1A至图1C，图1A至图1C是示出根据现有技术的一种太阳能电池的制作流程图。现有的太阳能电池主要是在基板200的背光面上形成钝化层210，接着通过激光烧蚀、等离子体蚀刻或蚀刻膏的方式在钝化层210上蚀刻出凹槽220，使后续涂布的银胶230可以接触到基板200的背光面，由此将基板200产生的电流导出。接着，在钝化层210上形成铝胶240，并通过烧结的方式形成太阳能电池。

然而，在前述的美国专利申请(2011/0120552A1)中，当银胶230与基板200的背光面接触时，因在太阳能电池烧结工艺的温度限制下，银与基板的硅两者之间无法形成良好的合金结构，使得此处的接口性质会导致太阳能电池的表面复合速率(SRV：Surface Recombination velocity)上升。换言之，由于光电转换效应中所产生的电子与空穴的结合速率上升，进而导致光电转换效率的下降。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有背面钝化结构的太阳能电池及其制造方法，以解决太阳能电池的光电转换效率的下降问题。

因此，为达到上述目的，根据本发明的具有背面钝化结构的太阳能电池，包括基板、钝化层、第一金属电极及第二金属电极。其中，基板具有背光面，并且基板的材料可以是单晶硅或多晶硅。而基板的受光面可设置有p-n结及抗反射层。

另外，钝化层形成在基板的背光面上，并且钝化层具有第一区域及第二区域。钝化层的材料可以包含氧化硅、氮化硅、氧化铝或三氧化二铝。其中，可以例如利用化学气相沉积(CVD)工艺、湿式氧化(Wet Oxide)工艺、干式氧化(Dry Oxide)工艺或等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺在基板的背光面上形成钝化层。

续言之，钝化层的表面具有至少一个通孔，通孔自钝化层的表面贯通至基板的背光面。制作通孔的目的在于使后续的第二金属电极可以通过通孔接触到基板，因此就可以形成将电流导出的通路。其中，通孔可以通过干式蚀刻工艺或湿式蚀刻工艺来制作。

另外，本发明的具有背面钝化结构的太阳能电池中，第一金属电极形成在钝化层的第一区域上。第一金属电极例如由银胶构成。这里要特别提到的是，所选用的银胶需要属于不能或是很少与钝化层反应的种类。具体而言，所选用的银胶包括银颗粒、有机媒介物以及氧化锑。

此外，前述的第二金属电极形成在钝化层的第二区域上，并且第二金属电极充填于通孔中。其中，第二金属电极可以例如由铝胶制成。

换言之，本发明的具背面钝化结构的太阳能电池的特点在于，除了少了一道在钝化层上蚀刻出凹槽的工艺外，本发明的具由背面钝化结构的太阳能电池的光电转换效率高于美国专利前案(2011/0120552A1)所公开的太阳能电池。

此外，本发明还提出一种具有背面钝化结构的太阳能电池的制造方法。首先，提供具有背光面的基板。其中，基板的材料可以是单晶硅或多晶硅。而基板的受光面可设置有p-n结及抗反射层。

接着，在背光面上形成钝化层，并且钝化层具有第一区域及第二区域。钝化层的材料可以例如是氧化硅或是氮化硅。其中，可以例如利用化学气相沉积(CVD)工艺、湿式氧化(Wet Oxide)工艺、干式氧化(Dry Oxide)工艺或等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺在基板的背光面上形成钝化层。