[發明專利]太陽能電池透明導電膜上實施電鍍制程的方法

在審

• 申請號: 201710095674.8
• 申請日: 2017-02-22
• 公開（公告）號: CN107403846A
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 蔡耿維;高武群;蔣天福;程立偉
• 申請（專利權）人: 茂迪股份有限公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/18
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司11283
• 代理人: 陳靜,嚴政

技術領域

本發明涉及太陽能電池領域，具體地，涉及一種實施電鍍制程的方法，更特別是有關于一種于透明導電膜上實施電鍍制程的方法，能夠用來形成太陽能電池的電極。此技術特點為利用兩階段屏蔽制作搭配電鍍制程的方式，可精確控制與定義出金屬電極結構圖形，該方式能有效避免制作過程中因蝕刻劑的橫向蝕刻而產生所謂的「底切」(undercut)現象，致使阻障層無法精確地蝕刻出所要的圖案，因此，最終形成的金屬電極結構亦不會受到蝕刻劑的侵蝕。

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)的開發成為近年來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、潮汐能或是生質能等，其中太陽能的開發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，而太陽能電池則是一種能夠將太陽能轉換為電能之裝置。

已知的硅晶太陽能電池主要包含有：用于將光能轉換成電能的基板，以及用于傳導電流的正面電極與背面電極。前述正面電極與背面電極在制造上可透過電鍍或網版印刷的方式來形成。

參照圖1，其顯示了一種常規的太陽能電池的結構。常規的太陽能電池包含有單晶或多晶的硅基板110，該硅基板110的摻雜類型可為N型。硅基板110具有受光面111以及相對于該受光面111的背面112。在受光面111及背面112上各形成有本質氫化非晶硅(i a-Si:H)層121及122。本質氫化非晶硅層121上形成有與硅基板110不同摻雜類型的P+氫化非晶硅層130作為射極，以形成p-n接面(p-n junction)。本質氫化非晶硅層122上形成有與硅基板110相同摻雜類型的N+氫化非晶硅層140作為背面電場(Back SurfaceField；BSF)。在P+氫化非晶硅層130與N+氫化非晶硅層140上各形成有透明導電膜151及152，例如是以氧化銦錫(Indium Tin Oxide；ITO)制成的透明導電膜。在透明導電膜151上形成有正面電極170，而在透明導電膜152上則形成有背面電極180。

參照圖2，其顯示上述圖1的太陽能電池的正面電極170的細部結構。若正面電極170是以電鍍方式形成，其能夠包含有阻障層(barrier layer)171、銅層172及保護層173。阻障層171是沉積在透明導電膜151上，用來防止銅層172的銅擴散至硅基板110。銅層172是電鍍在阻障層171上，而保護層173則形成在銅層172上，以防止銅層172氧化。

制作上述正面電極170的方法，是先以濺鍍或物理氣相沉積等方式在透明導電膜151上沉積一層連續的鎳層或鈦層，以供后續用來形成阻障層171。之后，在上述鎳層或鈦層上沉積圖案化的屏蔽，該屏蔽具有圖案化的開口，對應到銅層172在阻障層171上的位置。再來將屏蔽浸在酸性的含銅電鍍液，以于屏蔽開口內在鎳層或鈦層上電鍍形成銅層172。在銅層172形成之后，利用電鍍的方式在銅層172上形成錫層或銀層作為保護層173。接著利用堿性溶液移除屏蔽，讓鎳層或鈦層裸露出。而后利用蝕刻劑，例如是酸性蝕刻液或氧化劑對鎳層或鈦層進行蝕刻，以移除在銅層172正下方之外連續鎳層或鈦層的其它部分，也就是鎳層或鈦層裸露在銅層172下方之外的部分被移除，僅位于銅層172下方的部分得以保留，于是形成了正面電極170的阻障層171。

然而，上述為了形成阻障層171而對鎳層或鈦層蝕刻所使用的蝕刻劑也會接觸到早已形成的銅層172及保護層173而造成侵蝕，且鎳層或鈦層位于銅層172正下方的部分也會因為蝕刻劑的橫向蝕刻而產生所謂的「底切」(undercut)現象，致使阻障層171無法精確地形成所要的圖案。

有鑒于此，便有需要提出一種方案，以解決上述問題。

發明內容

本發明提供一種于太陽能電池透明導電膜上實施電鍍制程的方法。

第一方面，本發明提供了一種于太陽能電池透明導電膜上實施電鍍制程的方法，包括：于透明導電膜上形成阻障層；于該阻障層上形成第一屏蔽，其中該第一屏蔽局部覆蓋該阻障層；對該阻障層進行蝕刻，以移除未被該第一屏蔽覆蓋的部分，并殘留下被該第一屏蔽覆蓋的部分；移除該第一屏蔽，以裸露出該殘留的阻障層；于該透明導電膜上形成第二屏蔽，其中該第二屏蔽具有開口，裸露出該殘留的阻障層的至少一部分；于該開口中的阻障層上電鍍形成銅層；于該銅層上電鍍形成保護層；以及于該保護層形成后移除該第二屏蔽。