[發(fā)明專利]太陽(yáng)能電池與其制造方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110041337.3
• 申請(qǐng)日: 2011-02-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102646729A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐偉程;林景穎;杜慶豪;林綱正
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 茂迪股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L31/04
• 分類號(hào): H01L31/04;H01L31/0216;H01L31/0224;H01L31/18
• 代理公司: 北京律誠(chéng)同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 陳紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是有關(guān)于一種太陽(yáng)能電池與其制造方法，特別是有關(guān)于一種以陽(yáng)極處理氧化鋁(Anodic?Aluminum?Oxide；AAO)層來(lái)作為電池背面鈍化層(Passivation?Layer)的太陽(yáng)能電池與其制造方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，由于環(huán)境污染的問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，很多國(guó)家開(kāi)始開(kāi)發(fā)新的綠色能源來(lái)減少境污染的問(wèn)題。太陽(yáng)能電池可將太陽(yáng)的光能轉(zhuǎn)為電能，且這種轉(zhuǎn)換不會(huì)產(chǎn)生任何污染性的物質(zhì)，因此太陽(yáng)能電池逐漸受到重視。

太陽(yáng)能電池是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)直接吸收太陽(yáng)光來(lái)發(fā)電。太陽(yáng)能電池的發(fā)電原理是當(dāng)太陽(yáng)光照射在太陽(yáng)能電池上時(shí)，太陽(yáng)能電池會(huì)吸收太陽(yáng)光能，而使太陽(yáng)能電池的P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體分別產(chǎn)生電子與空穴，并使電子與空穴分離來(lái)形成電壓降，進(jìn)而產(chǎn)生電流。

由于硅晶體在表面易產(chǎn)生如懸鍵(Dangling?Bond)等晶格缺陷，易使太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電子空穴再結(jié)合，而減少輸出的電量。因此，在硅基板的表面上一般會(huì)進(jìn)行氫鈍化。通過(guò)氫與硅晶體中的缺陷和雜質(zhì)作用，鈍化其電活性。現(xiàn)行科技中，氫鈍化通常和氮化硅抗反射膜的制備同時(shí)進(jìn)行。在利用等離子加強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)工藝制備氮化硅抗反射膜時(shí)，儲(chǔ)存在氮化硅層中的氫原子在燒結(jié)過(guò)程會(huì)擴(kuò)散進(jìn)入硅晶體中，達(dá)到鈍化(Passivation)的作用，從而減少電子空穴再結(jié)合的問(wèn)題。

太陽(yáng)能電池的背面通常會(huì)涂布上一層鋁膠，經(jīng)燒結(jié)后，鋁膠與基板的硅會(huì)形成共晶。當(dāng)太陽(yáng)能電池作用時(shí)，硅鋁共晶會(huì)產(chǎn)生背面電場(chǎng)(Back?Surface?Field；BSF)，背面電場(chǎng)可吸引載子以增加載子的收集，以提升電池的電性效果。

為了增加載子的遷移率，鋁膜的厚度亦需加厚。然而，當(dāng)鋁膜變厚時(shí)，由于硅與鋁的熱膨脹系數(shù)不同，硅基板易受熱彎曲使得太陽(yáng)能電池彎折受損。兩相權(quán)衡之下，為了保全整體太陽(yáng)能電池，只好限制鋁膜的厚度，其整體效果便較不理想了。

為了解決上述問(wèn)題，目前通常于背面鋁層與基板間設(shè)一鈍化層，并于鈍化層上以激光蝕刻或黃光微影蝕刻技術(shù)定位出背面接觸的孔洞，并于其上形成金屬接觸，從而形成區(qū)域背面電場(chǎng)(Local?Back?Surface?Field；LBSF)，借以產(chǎn)生鈍化效果，但是上述采用激光蝕刻或是黃光微影蝕刻技術(shù)卻存在有價(jià)格昂貴與制作過(guò)程繁雜的問(wèn)題，于工業(yè)量產(chǎn)上有成本過(guò)高且不易大量生產(chǎn)的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一方面目的是在提供一種太陽(yáng)能電池與其制造方法，其具有較低的制造成本，且可有效降低背面再結(jié)合速率(Back?Surface?Recombination?Velocity；BSRV)及可有效減緩電池高溫?zé)Y(jié)后的變形量。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，此太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)包含半導(dǎo)體基板、射極層、陽(yáng)極處理氧化鋁(Anodic?Aluminum?Oxide；AAO)以及背面電極等。半導(dǎo)體基板具有相對(duì)的第一表面和第二表面。射極層形成于第一表面上，以形成PN接面(PN?Junction)。陽(yáng)極處理氧化鋁層形成于第二表面上，可反射自第一表面入射的光線，其中陽(yáng)極處理氧化鋁層具有數(shù)個(gè)納米級(jí)孔洞。背面電極形成于陽(yáng)極處理氧化鋁層上，其中背面電極的一部分是形成于納米級(jí)孔洞中，以使背面電極與半導(dǎo)體基板間電性連接。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，在此太陽(yáng)能電池的制造方法中，首先提供半導(dǎo)體基板，其中此半導(dǎo)體基板具有相對(duì)的第一表面和第二表面。然后，形成射極層于半導(dǎo)體基板的第一表面上，以形成PN接面。接著，以陽(yáng)極氧化鋁(Anodic?Aluminum?oxide)處理技術(shù)形成陽(yáng)極處理氧化鋁層于第二表面上，其中陽(yáng)極處理氧化鋁層具有數(shù)個(gè)納米級(jí)孔洞。然后，形成背面電極于陽(yáng)極處理氧化鋁層上，其中背面電極的一部分是形成于納米級(jí)孔洞中，以使背面電極與半導(dǎo)體基板電性連接。

本發(fā)明的太陽(yáng)能電池與其制造方法，其具有較低的制造成本，且可有效降低背面再結(jié)合速率(Back?Surface?Recombination?Velocity；BSRV)及可有效減緩電池高溫?zé)Y(jié)后的變形量。

附圖說(shuō)明

為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，上文特舉一較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下：

圖1是繪示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的太陽(yáng)能電池制造方法的流程示意圖；

圖2a至2f是繪示對(duì)應(yīng)至制造方法的各步驟的太陽(yáng)能電池的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是繪示陽(yáng)極處理氧化鋁層的表面結(jié)構(gòu)；

圖4是繪示陽(yáng)極處理氧化鋁層形成步驟的流程示意圖；