[發明專利]太陽能電池及其制造方法

有效

• 申請號: 201310179816.0
• 申請日: 2013-05-15
• 公開（公告）號: CN104157726B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 高武羣;程立偉;蔣天福
• 申請（專利權）人: 茂迪股份有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0224
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司11283
• 代理人: 王崇

技術領域

本發明是有關于一種光電轉換元件及其制造方法，且特別是有關于一種太陽能電池及其制造方法。

背景技術

在石化能源短缺以及能源需求量與日俱增的情況下，再生能源(Renewable?energy)的開發成為當今非常重要的課題之一。再生能源泛指永續且無污染的天然能源，例如太陽能、風能、水利能、潮汐能或是生物能等，其中，太陽能的利用更是近幾年來在能源開發的研究上相當重要且受歡迎的一環。

太陽能電池是一種能量轉換的光電元件(photovoltaic?device)，其通過太陽光的照射，將光的能量轉換成電能。圖1是現有的一種太陽能電池的剖面示意圖。請參照圖1，太陽能電池100包括光電轉換層110、透明導電層120a、120b及電極層130a、130b。電極層130a、130b分別配置于光電轉換層110的第一表面S1與第二表面S2上，其中第一表面S1相對于第二表面S2，且透明導電層120a配置于光電轉換層110與電極層130a之間，而透明導電層120b配置于光電轉換層110與電極層130b之間。

一般而言，配置于光電轉換層110的受光面(指第一表面S1)上的電極層130a除了要能有效地收集載流子，還要盡量減少電極層130a遮蔽入射光的比例。因此，位于受光面的電極層130a一般會設計成具有特殊圖案的結構，例如是從匯流電極(busbar)延伸出多條很細的指狀(finger)電極。現有技術中欲形成所述電極圖案(指匯流電極與指狀電極)，通常是通過網版印刷將銀膠(未示出)涂布于透明導電層120a上。此外，需搭配共同燒結制程，以將銀膠固化成電極層130a。然而，共同燒結制程屬高溫制程(超過攝氏700度)，其容易損害太陽能電池100內的膜層，特別是異質結(Hetero-junction)硅基太陽能電池中的非晶硅半導體層。此外，電極層130a中指狀電極或匯流電極的寬度也會受限于高溫制程，而無法進一步地減縮，進而局限了太陽能電池的光電轉換效率。另一方面，倘若降低共同燒結制程的溫度，則會影響電極層130a的品質。所以，如何提升太陽能電池的可靠性(也即如何降低電極層的制程對于太陽能電池內的膜層的損害)，并進一步地提升太陽能電池的光電轉換效率，實為未來的趨勢。

發明內容

本發明提供一種太陽能電池的制造方法，其可制作出可靠性高且光電轉換效率佳的太陽能電池。

本發明提供一種太陽能電池，其具有高可靠性及良好的光電轉換效率。

本發明的一種太陽能電池的制造方法，包括以下步驟：提供光電轉換層。在光電轉換層相對的第一表面與第二表面上分別形成透明導電層。在各透明導電層上形成覆蓋層。在各覆蓋層上形成種子層。在各種子層上形成電極層，其中各覆蓋層的厚度介于50至850埃之間，而使得各電極層得以分別通過擴散至覆蓋層中的種子層而與對應的透明導電層電性連接。

在本發明的一實施例中，上述的光電轉換層是由P型半導體層及N型半導體層堆疊形成的PN結構，或由P型半導體層、本征層(intrinsic?layer)、N型半導體層堆疊形成的PIN結構。

在本發明的一實施例中，上述的透明導電層的材料包括金屬氧化物。

在本發明的一實施例中，上述的覆蓋層的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、硅鋁氧化物或上述至少二種材料的堆疊層。

本發明的一實施例中，上述的種子層的材料包括銀，且形成種子層的方法包括噴灑(spray)、涂布(inject)或網版印刷(screen?printing)。

在本發明的一實施例中，上述的各種子層為疊層結構，且種子層的材料還包括鎳、銅、鋁、鈷、鈦、或上述至少兩者的混合物、金屬硅化物(如硅化鎳、硅化鈷、硅化鈦等)或上述至少兩種材料的堆疊層，而形成種子層的方法還包括無電鍍(electroless)、電鍍(electroplating)、物理氣相沉積(Physical?Vapor?Deposition,PVD)或化學氣相沉積(Chemical?Vapor?Deposition,CVD)。

在本發明的一實施例中，上述的電極層包括第一電極層以及第二電極層。第一電極層覆蓋于種子層上，且第二電極層覆蓋于第一電極層上。第一電極層的材料包括導電金屬(如銀、鎳、銅、鋁、鈦、鈷或上述至少兩者的混合物)及金屬硅化物(如硅化鎳、硅化鈷或硅化鈦)，而第二電極層的材料包括錫、銀或鎳。