專(zhuān)利名稱(chēng)：太陽(yáng)能電池的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種太陽(yáng)能電池的制造方法，目的在提供一種 制造太陽(yáng)能電池電極的制造方法，其藉由氣相沉積制程而不需 要任何光罩的微影、蝕刻制程。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今廣泛使用中的太陽(yáng)能電池其設(shè)計(jì)具有一種p/n接面成形于頂面 表面(接收光線(xiàn)的表面)附近，并于太陽(yáng)能電池吸收光能時(shí)產(chǎn)生電子 流。普通常見(jiàn)的太陽(yáng)能電池設(shè)計(jì)在其晶圓1的頂面11具有第 一組電氣接 點(diǎn)12，如圖l所示，而第二組電氣接點(diǎn)13則位在該晶圓1的底面14。在 一種典型的光電模塊里，這些個(gè)別的太陽(yáng)能電池以串聯(lián)方式互相作電 氣連接以增加電壓。此一連接通常藉錫焊法將一條傳導(dǎo)帶由某一太陽(yáng) 能電池頂面焊至相鄰太陽(yáng)能電池的底面而成。
而另種背面接點(diǎn)式硅太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)，如圖2所示，二組電氣接 點(diǎn)12、 13均設(shè)置于晶圓1的底面14;與傳統(tǒng)硅太陽(yáng)能電池相比較，背面 接點(diǎn)式硅太陽(yáng)能電池具有某些優(yōu)點(diǎn)。第 一優(yōu)點(diǎn)為背面接點(diǎn)式電池具有 較高的轉(zhuǎn)換效率，此由于降低或消除了接點(diǎn)遮蔽的損失(由接點(diǎn)格柵 反射出的太陽(yáng)光無(wú)法轉(zhuǎn)換成電力)。第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)為背面接點(diǎn)式電池要 組成電氣電路比較容易，也因此比較便宜，這是因?yàn)槎€(gè)極性接點(diǎn)都 在相同表面上。范例之一，與當(dāng)前的光電模塊組裝方式相比較，以背 面接點(diǎn)式電池能將光電模塊和太陽(yáng)能電池電路于單一步驟封裝完成， 而達(dá)成顯著的費(fèi)用節(jié)省效果。背面接點(diǎn)式電池最后一優(yōu)點(diǎn)是能提供較 均勻的外表而有較佳的美學(xué)效果。美學(xué)考慮對(duì)某些應(yīng)用例而言很重要， 例如建筑物-整體光電系統(tǒng)和汽車(chē)用光電活動(dòng)車(chē)頂蓋等。
而一般背面接點(diǎn)式電池的制造方法，于硅晶圓底面利用多次開(kāi)光 罩的微影蝕刻制程，將p+型(硼)、n+型(磷)區(qū)域以及電極網(wǎng)印于背面端，其包括有多次的制作光罩、曝光、顯影以及蝕刻等步驟，不僅步驟較 為繁雜，且光罩制程的成本較高，而網(wǎng)印后的熱擴(kuò)散處理制程所需溫
度約為600 800。C ，如此的高溫制程容易影響硅晶圓的品質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的即在提供一種太陽(yáng)能電池的制造方法，目的在 提供一種制造太陽(yáng)能電池接合及電極的制造方法，其藉由氣相沉積制 程而不需要任何光罩的微影、蝕刻制程。
具體而言，本發(fā)明中太陽(yáng)能電池的兩電極層設(shè)于晶圓的同 一側(cè)， 使另側(cè)入射的太陽(yáng)光不會(huì)被電極層遮蔽，以提升光電轉(zhuǎn)換效率，且各 電極層利用屏蔽層進(jìn)行氣相沉積制程成形，而不需要任何光罩的微影、 蝕刻制程，當(dāng)然也不需要高溫制程而破壞了晶圓的品質(zhì)。


圖l為習(xí)有太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為習(xí)有背面接點(diǎn)式太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3 圖9為本發(fā)明中太陽(yáng)能電池的制造方法流程示意圖。圖號(hào)說(shuō)明
晶圓l 頂面ll
第一組電氣接點(diǎn)12第二組電氣接點(diǎn)13
底面14晶圓21
微結(jié)構(gòu)2U第一鈍化層22
第二鈍化層23抗反射保護(hù)層24
第一電極層25第一電極接面251
第一金屬電極252第二電極層26
第二電極接面261第二金屬電極262
導(dǎo)線(xiàn)27絕緣層28
第一屏蔽層31第一開(kāi)口311
第二屏蔽層32第二開(kāi)口321第三屏蔽層33 第三開(kāi)口331
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的特點(diǎn)，可參閱本案圖式及實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明而獲得清楚 地了解。
本發(fā)明太陽(yáng)能電池的制造方法，該制造方法至少包含有下列步驟 步驟A、提供一晶圓21,如圖3所示，該晶圓21可以為n型單晶硅晶
圓；
步驟C1、設(shè)置第一、第二鈍化層22、 23，于晶圓21底面及頂面分 別設(shè)有第一、第二鈍化層22、 23，如圖4A所示，第一、第二鈍化層22、 23可以為超薄化，其厚度約為20 50A ,該第一鈍化層22可以為非晶硅 材質(zhì)或添加4參質(zhì)如^灰、氮、氧的硅材質(zhì)沉積于晶圓21底面，而該第二 鈍化層23可以為氧化硅或摻雜的非晶硅材質(zhì)沉積于晶圓21頂面；當(dāng)然， 亦可于步驟A與步驟C 1之間進(jìn)行步驟C2 ，該步驟C2于晶圓21頂面形成 凹凸?fàn)畹奈⒔Y(jié)構(gòu)211，如圖4B所示，而該微結(jié)構(gòu)211可藉由濕式蝕刻或 干式蝕刻制程成型，再進(jìn)行步驟C1設(shè)置第一、第二鈍化層22、 23，而 以下步-驟以圖4B為例。
步驟D、于該第二鈍化層23表面沉積有抗反射保護(hù)層24,如圖5所 示，當(dāng)然，該第二鈍化層23以及抗反射保護(hù)層24亦同樣形成凹凸?fàn)睿?該抗反射保護(hù)層24可以為氮化硅材質(zhì)。
步驟B、該晶圓一側(cè)進(jìn)行氣相沉積制程，該步驟B至少包含有
步驟B1、利用第一屏蔽層31進(jìn)行第一次氣相沉積，如圖6A所示， 該第 一屏蔽層31具有復(fù)數(shù)第 一開(kāi)口 311,藉由電漿輔助化學(xué)氣相沉積法 并以硼摻雜的濃度在1019-1021/cm3 ，使該晶圓21底面沉積有第 一電極接 面251(p+型接面)，而該第一電極接面251的厚度可在200-300A之間；
步驟B2、利用第二屏蔽層32進(jìn)行第二次氣相沉積，如圖6B所示， 該第二屏蔽層32具有復(fù)數(shù)第二開(kāi)口 321,藉由電漿輔助化學(xué)氣相沉積法 并以磷摻雜的濃度在1019-1021/cm3,使該第 一 電極接面251旁沉積有第 二電極接面261(n+型接面)，而該第二電極接面261的厚度在200-300A之間；其中，該第一、第二屏蔽層31、 32的開(kāi)口率決定第一、第二電 極接面251、 261的間距大小，請(qǐng)同時(shí)參閱圖6A、 B所示，該第一開(kāi)口311 的開(kāi)口率為A，亦即沉積后各第一電4 U妄面251長(zhǎng)度為A,而第二開(kāi)口 321的開(kāi)口率為B，亦即沉積后各第二電招J妄面261長(zhǎng)度為B,此時(shí)兩個(gè) 第一電極接面251間的距離扣除其間的第二電極接面261的長(zhǎng)度B，即為 第一、第二電才及接面251、 261的間距C的兩倍長(zhǎng)，故長(zhǎng)度或開(kāi)口率B越 大則間距C越小，反之，長(zhǎng)度或開(kāi)口率B越小則間距C越大；
步驟B3、利用第三屏蔽層33于該第一、第二電極接面251、 261上 方分別形成有第一、第二金屬電極252、 262，如圖7所示，該第三屏蔽 層33具有相對(duì)于各第一、第二電極接面251、 261的第三開(kāi)口331，其可 藉由氣相沉積、網(wǎng)印方式，或以不需屏蔽層的噴墨印刷方式，將銀、 鋁或銅的金屬材質(zhì)分別設(shè)置于第一、第二電極接面251、 261上方，使 該第一電極接面251上方形成有第一金屬電極252，構(gòu)成第一電極層25， 而該第二電極接面261上方形成有第二金屬電極262，并構(gòu)成第二電極 層26。
步驟E1、先將第一、第二電極層25、 26分別接上導(dǎo)線(xiàn)27,再于該 晶圓21底面上設(shè)置絕緣層28,如圖8所示，該絕緣層28可以為氧化硅或 氮化硅材質(zhì)以氣相沉積制程形成于晶圓21上，以將第一、第二電極層 25、 26覆蓋而使該導(dǎo)線(xiàn)27露出，以完成完整太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)；當(dāng)然， 亦可于步驟B3后進(jìn)行步驟E2，該步驟E2先于晶圓21上設(shè)置絕緣層28， 如圖9所示，以將第一、第二電極層25、 26部分覆蓋，而該第一、第二 電極層25、 26露出部分則再進(jìn)一步分別接上導(dǎo)線(xiàn)27，同樣可形成完整 太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)。
值得一提的是本發(fā)明應(yīng)用氣相沉積制程(例如電漿輔助化學(xué)氣相沉 積法)并包含有至少兩次氣相沉積，以于該晶圓底面沉積有第一、第二 電極層(可為接面部分的n+型及p+型接面及其上部的金屬電極)，其中本 發(fā)明相較于習(xí)有具有下列優(yōu)點(diǎn)
1、各電極層均設(shè)于晶圓底面，使晶圓頂面入射的太陽(yáng)光不會(huì)被電 極層遮避，以提升光電轉(zhuǎn)換效率。2、 本發(fā)明的制造方法不需要任何光罩的微影、蝕刻制程，僅需要
藉由屏蔽層(可以為金屬或高分子材質(zhì))以氣相沉積制程完成，可省去習(xí) 有多次開(kāi)光罩的成本，亦可省去曝光、顯影、蝕刻等步驟，當(dāng)然亦不 需要光阻、去光阻劑、顯影劑等對(duì)環(huán)境有害的化學(xué)藥劑的使用。
3、 本發(fā)明的氣相沉積制程的制程溫度小于400。C(約為20(TC),故 不需要高溫制程而破壞了晶圓的品質(zhì)。
4、 晶圓頂面及底面沉積有鈍化層，以降低結(jié)晶硅(晶圓)及非晶硅 (電極層)界面之間的缺陷，以提升太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率。
5、 該第一、第二電極層之間隔著一層鈍化層，使第一、第二電極 層之間形成PIN結(jié)構(gòu)，而產(chǎn)生內(nèi)建電場(chǎng)，有助于晶圓吸收太陽(yáng)光后產(chǎn)生 的電子、電洞對(duì)分離移動(dòng)到第一、第二電極層(n+型及p+型接面)上。
6、 該晶圓頂面所形成的凹凸?fàn)钗⒔Y(jié)構(gòu)，可增加光線(xiàn)的入射率，且 其表面所設(shè)置的抗反射保護(hù)層亦可降低反射率，以提升光電轉(zhuǎn)換效率。
本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點(diǎn)巳揭示如上，然而熟悉本項(xiàng)技術(shù)的 人士仍可能基于本發(fā)明的揭示而作各種不背離本案發(fā)明精神的替換及 修飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)不限于實(shí)施例所揭示者，而應(yīng)包括 各種不背離本發(fā)明的替換及修飾，并為以下的申請(qǐng)專(zhuān)利范圍所涵蓋。
權(quán)利要求
1、一種太陽(yáng)能電池的制造方法，該太陽(yáng)能電池至少包含有一晶圓以及極性相異的第一、第二電極層，其中，兩電極層的接面部分利用氣相沉積制程形成于該晶圓的同一側(cè)，且兩電極層間具有間距。
2、 如權(quán)利要求l所述太陽(yáng)能電池的制造方法，其中各電極層設(shè)于該晶圓的底面。
3、 如權(quán)利要求2所述太陽(yáng)能電池的制造方法，其中該晶 圓的頂面形成有凹凸?fàn)畹奈⒔Y(jié)構(gòu)，該微結(jié)構(gòu)表面進(jìn)一 步設(shè)有 一第二鈍化層。
4、 如權(quán)利要求3所述太陽(yáng)能電池的制造方法，其中該第 二鈍化層表面進(jìn)一步設(shè)有一抗反射保護(hù)層。
5、 如權(quán)利要求l所述太陽(yáng)能電池的制造方法，其中該第 一、第二電極層分別包含有復(fù)數(shù)第一、第二電極接面以及第 一、第二金屬電極，各金屬電極設(shè)置于各電極接面上方。
6、 如權(quán)利要求5所述太陽(yáng)能電池的制造方法，其中該第 一電扭J矣面以及第二電極接面間隔排列。
7、 如權(quán)利要求5所述太陽(yáng)能電池的制造方法，其中該氣 相沉積制程中包含有第一屏蔽層，該第一屏蔽層具有復(fù)數(shù)第 一開(kāi)口 ，將該第一屏蔽層放置于該晶圓一側(cè)進(jìn)行氣相沉積，使該晶圓相對(duì)于第一屏蔽層的各第一開(kāi)口沉積有第一電極 接面。
8、 如權(quán)利要求7所述太陽(yáng)能電池的制造方法，其中該晶 圓形成第一電極接面的同側(cè)，再利用具有復(fù)數(shù)第二開(kāi)口的第 二屏蔽層于第 一 電極接面旁沉積有第二電極接面。
9、 一種太陽(yáng)能電池的制造方法，該太陽(yáng)能電池至少包含有一晶圓，于該晶圓一側(cè)進(jìn)行至少兩次氣相沉積，以于晶 圓同一側(cè)形成極性相異的第一、第二電極層，而各氣相沉積 使用具有復(fù)數(shù)開(kāi)口的屏蔽層進(jìn)行沉積，各屏蔽層的開(kāi)口率決 定第一、第二電極層的間距大小。
10、 如權(quán)利要求9所述太陽(yáng)能電池的制造方法，其中該 第一、第二電極層分別包含有復(fù)數(shù)第一、第二電極接面以及 第一、第二金屬電極，各金屬電極設(shè)置于各電極接面上方， 該第 一 電極接面以及第二電極接面間隔排列。
11、 一種太陽(yáng)能電池的制造方法，至少包含有下列步驟A、 提供一晶圓；B、 該晶圓一側(cè)進(jìn)4亍氣相沉積制程，該氣相沉積制程至 少包含有兩次氣相沉積，以于該晶圓同一側(cè)沉積有第一、第 二電極層，且兩電極層間具有間距。
12、 如權(quán)利要求ll所述太陽(yáng)能電池的制造方法，其中該 晶圓為n型單晶硅晶圓。
13、 如權(quán)利要求ll所述太陽(yáng)能電池的制造方法，其中該 步驟A與步驟B之間進(jìn)一步包含有一步驟C1，該步驟C1為設(shè) 置第一、第二鈍化層，于晶圓底面及頂面分別設(shè)有第一、第 二鈍化層。
14、 如權(quán)利要求ll所述太陽(yáng)能電池的制造方法，其中該 步驟A與步驟B之間進(jìn)一步依序包含有一步驟C2、 Cl,該步 驟C2于晶圓頂面形成凹凸?fàn)畹奈⒔Y(jié)構(gòu)，該步驟C1為設(shè)置第 一、第二鈍化層，于晶圓底面及頂面的微結(jié)構(gòu)分別設(shè)有第一、 第二鈍化層。
15、 如權(quán)利要求13或14所述太陽(yáng)能電池的制造方法，其 中該步驟C1與步驟B之間進(jìn)一步包含有一步驟D,該步驟D于 該第二鈍化層表面沉積有抗反射保護(hù)層。
16、 如權(quán)利要求ll、 13或14所述太陽(yáng)能電池的制造方法， 其中該第一、第二電極層分別包含有復(fù)數(shù)第一、第二電極接 面以及第一、第二金屬電極，而步驟B至少包含有下列步驟Bl、利用第一屏蔽層進(jìn)行第一次氣相沉積，使該晶圓底 面沉積有第 一 電極接面；B2、利用第二屏蔽層進(jìn)行第二次氣相沉積，使該第一電 極接面旁沉積有第二電極接面；B3、于該第一、第二電極接面上方分別形成有第一、第 二金屬電極。
17、 如權(quán)利要求16所述太陽(yáng)能電池的制造方法，其中該 步驟B3可利用第三屏蔽層以氣相沉積、網(wǎng)印方式形成第一、 第二金屬電極。
18、 如權(quán)利要求16所述太陽(yáng)能電池的制造方法，其中 該步驟B3可利用噴墨印刷方式形成第一、第二金屬電極。
全文摘要
本發(fā)明太陽(yáng)能電池的制造方法，太陽(yáng)能電池的兩電極層設(shè)于晶圓的同一側(cè)，使另側(cè)入射的太陽(yáng)光不會(huì)被電極層遮蔽，以提升光電轉(zhuǎn)換效率，且各電極層利用屏蔽層進(jìn)行氣相沉積制程成型，而不需要任何光罩的微影、蝕刻制程，當(dāng)然也不需要高溫制程而破壞了晶圓的品質(zhì)。
文檔編號(hào)H01L31/18GK101626045SQ20081013269
公開(kāi)日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2008年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月10日
發(fā)明者何思樺, 徐文慶, 洪儒生 申請(qǐng)人:昆山中辰矽晶有限公司