[發明專利]垂直多接面太陽能電池的制作方法

無效

• 申請號: 201110041981.0
• 申請日: 2011-02-18
• 公開（公告）號: CN102646749A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 沙特貝那德L
• 申請（專利權）人: 美環光能股份有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明

技術領域

本發明有關于一種太陽能電池的制作方法，特別有關于一種多接面太陽能電池的制作方法。

背景技術

現今全球面臨使用化石燃料所帶來的環境污染使地球暖化加劇，再加上石油等化石燃料逐漸枯竭而供應吃緊，能源價格屢創歷史新高的情況下，因此，各國無不積極尋求替代性能源，其中太陽能電池為新興的替代性能源的中扮演相當重要的角色。

于各種太陽能電池中，聚光型太陽能電池因為能在極高聚光比例下產生極大功率輸出而廣受注意。相當多工作多數聚焦于開發用于高強度的硅聚光型太陽能電池。然而，當在嘗試克服聚光型太陽能電池的串聯電阻問題時遇到極大的困難，也就是聚光型太陽能電池中的高串聯電阻造成電壓極大損失。因此，一般多接面太陽能電池技術被提出且來解決上述的問題。然而，上揭的聚光型太陽能電池在可接受的串聯電阻下僅能使用不高于250個太陽聚光設計。此種設計復雜度及相關成本阻礙聚光型太陽能電池技術的實質發展，而促進像薄膜太陽能電池技術等替代技術的發展。

多接面太陽能電池技術大致不同于一般單接面太陽能電池。多接面太陽能電池技術相對于其它技術提供至少兩個優點：(1)較低制造成本為理所當然；(2)可以在高聚光強度下運作的可能性。例如：由于在2500個太陽聚光下，多接面太陽能電池的電流密度通常接近70A/cm²，該電流密度對基于其它技術的多數太陽能電池大致有害的一個準位。然而，以2500個太陽聚光運作，串聯電阻在多接面電池設計中并不成問題，甚至在聚光強度高于一般常識的一數量級時亦不成問題，即便在經濟上不可行的設計。

參照美國專利公告號第4,516,314、4,409,422、4,332,973號，其主要揭示一種具有多接面的太陽能電池，藉此方法可以提高電池輸出電壓。然而該案中揭露其半導體基板的接合乃利用鋁箔貼合，礙于貼合時黏著劑的使用，將降低半導體基板的接合后的機械接合強度與接面間均勻的電流密度。

此外，參照中國臺灣專利公開號第201013951號，其標題為”具有已處理表面的光伏打電池及相關應用”，其主要揭示一種經由表面處理的多接面太陽能電池，藉此表面結構及一圖案化的介電質材料減輕光生載流子的再結合損失的光伏打電池及制作。然而該案中揭露其圖案化的介電質材料制作卻添加其制作復雜度提高成本，且并未詳細揭示其制作步驟及參數等。

為了要解決上述的問題，本發明的多接面太陽能電池制作方法可提供該多接面太陽能電池所需的機械接合強度與均勻的電流密度，使其于單位面積下達到低成本高功率輸出的功效。

發明內容

本發明提供一種垂直多接面太陽能電池制作方法。在一態樣中，為降低再結合損失，以減小金屬觸點與主動光伏打(Photo-Valtaic，PV)組件之間的接觸的電介質材料圖案來涂布該主動PV組件中的擴散摻雜層。可利用各種圖案，且可以一種或多種電介質來涂布該PV組件的一個或多個表面。可通過經圖案化的PV組件或單元電池來產生垂直多接面(Vertical?Mutijunction?Junction，VMJ)太陽能電池。經圖案化的PV組件可增加VMJ太陽能電池的串聯電阻，且圖案化該PV組件中的一個或多個表面可給用于產生VMJ太陽能電池的一制作添加復雜度；此外，降低擴散摻雜層處的載流子損失可增加太陽能電池的效率且從而提供超過增加的制造復雜度的PV運作優點。亦提供實現基于半導體的PV電池的制作的一系統。

可在任一類光伏打電池(例如，太陽能電池、熱光伏打電池或通過光子的雷射源激發的電池)中利用本文所述態樣或特征及相關聯優點，例如降低光生載流子的再結合損失。另外，亦可將本發明的態樣實施于其它類能量轉換電池(例如，β伏打電池(betavoltaic?cell))中。

本發明經由垂直多接面(VMJ)電池的光接收表面上的一紋理化來減輕該垂直多接面(VMJ)電池中的體再結合損失。該等紋理可呈腔形凹槽(如「V」形剖面組態、「U」形剖面組態及諸如此類)的形式，其中包括此種剖面組態的一平面大致垂直于堆棧形成VMJ的單元電池的方向。在一個態樣中，包括大致重復剖面(例如，使凹槽在其上延伸的一方向成剖面)的一平面大致垂直于堆棧該等單元電池的方向。此一配置促進將折射光引導離開VMJ的p+及n+擴散摻雜區，同時在一減小的體積中產生所需載流子。相應地，入射光可在包括該剖面組態且大致垂直于堆棧該等單元電池的該方向的平面中折射。