專利名稱：太陽能電池的電極的制造方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光電元件的制造方法與裝置，且特別涉及一種太陽能電池的電極的制造方法與裝置。
背景技術(shù)：
太陽能是一種具有永不耗盡且無污染的能源，在解決目前石化能源所面臨的污染與短缺的問題時，一直是最受矚目的焦點。太陽能電池(solar cell)可直接將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，而成為目前相當重要的研究課題。
硅基太陽能電池為業(yè)界常見的一種太陽能電池。硅基太陽能電池的原理是將高純度的半導(dǎo)體材料(硅)加入一些摻雜物質(zhì)使其呈現(xiàn)不同的性質(zhì)，以形成P型半導(dǎo)體及n型半導(dǎo)體，并將Pn兩型半導(dǎo)體相接合，如此即可形成一 p_n接面。而p-n接面是由帶正電的施體離子與帶負電的受體離子所組成，在所述正、負離子所在的區(qū)域內(nèi)，存在著一個內(nèi)建電位(built-in potential)。此內(nèi)建電位可驅(qū)趕在此區(qū)域中的可移動載子,故此區(qū)域稱之為空乏區(qū)(depletion region)。當太陽光照射到一個p_n結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體時,光子所提供的能量可能會把半導(dǎo)體中的電子激發(fā)出來，產(chǎn)生電子-空穴對，電子與空穴均會受到內(nèi)建電位的影響，空穴往電場的方向移動，而電子則往相反的方向移動。如果以導(dǎo)線將此太陽能電池與一負載(load)連接起來,形成一個回路(loop)就會有電流流過負載,這就是太陽能電池發(fā)電的原理。如果要對太陽能電池進行改良，最好是從提升其光電轉(zhuǎn)換效率著手。目前業(yè)界提出一種稱為選擇性射極太陽能電池。此種選擇性射極太陽能電池，藉由在太陽能電池的前表面的金屬接點(電極)下方的形成濃摻雜區(qū)(選擇性射極)，以提升太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。在選擇性射極太陽能電池的制作中，使用雷射摻雜處理配合網(wǎng)印處理來形成選擇性射極以及金屬接點(電極)。然而，在進行了雷射摻雜處理之后，于基材上的雷射摻雜區(qū)與其他非雷射摻雜區(qū)的面并沒有明顯差異，因此在進行后續(xù)網(wǎng)印處理時，難以進行對準而無法使金屬接點正確地形成在雷射摻雜區(qū)上。而且，若在其他處理中形成對準標記，又會因?qū)蕵擞浥c雷射摻雜區(qū)間的相對位移而使網(wǎng)印的金屬接點有所誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種太陽能電池的電極的制造方法與裝置，可以避免對準標記與雷射摻雜區(qū)(選擇性射極)之間的相對位移，進而減少后續(xù)網(wǎng)印處理的誤差。本發(fā)明提出一種太陽能電池的電極的制造方法，具有下列步驟。進行雷射摻雜處理，以于基材上形成選擇性射極。進行雷射標記處理，以于基材表面形成對準標記，其中在同一處理腔室進行雷射摻雜處理與雷射標記處理。根據(jù)對準標記，進行電極網(wǎng)印處理，于選擇性射極上形成電極。在本發(fā)明的一實施例中，在進行雷射標記處理之前進行雷射摻雜處理。在本發(fā)明的一實施例中，在進行雷射標記處理之后進行雷射摻雜處理。
在本發(fā)明的一實施例中，同時進行雷射標記處理與雷射摻雜處理。在本發(fā)明的一實施例中，于基材的周邊區(qū)域形成對準標記。在本發(fā)明的一實施例中，于選擇性射極上形成對準標記。本發(fā)明提出一種太陽能電池的電極的制造裝置，具有處理腔室、雷射光發(fā)射裝置及控制裝置。雷射光發(fā)射裝置設(shè)置在處理腔室內(nèi)?？刂蒲b置連接雷射光發(fā)射裝置，以控制雷射光發(fā)射裝置在處理腔室進行雷射摻雜處理與雷射標記處理。在本發(fā)明的一實施例中，上述的控制裝置控制雷射光發(fā)射裝置先進行雷射標記處 理之后，再進行雷射摻雜處理。在本發(fā)明的一實施例中，上述的控制裝置控制雷射光發(fā)射裝置先進行雷射摻雜處理之后，再進行雷射標記處理。在本發(fā)明的一實施例中，上述的控制裝置控制雷射光發(fā)射裝置同時進行雷射標記處理與雷射摻雜處理。在本發(fā)明的一實施例中，上述雷射光發(fā)射裝置進行雷射摻雜處理，以于基材上形成選擇性射極。而且，雷射光發(fā)射裝置進行雷射標記處理，以于基材上形成對準標記。在本發(fā)明的一實施例中，上述的雷射光發(fā)射裝置進行雷射標記處理，以于基材的周邊區(qū)域形成對準標記。在本發(fā)明的一實施例中，上述的雷射光發(fā)射裝置進行雷射標記處理，以于選擇性射極上形成對準標記。在本發(fā)明的一實施例中，上述的雷射光發(fā)射裝置具有摻雜雷射元件及標記雷射元件。摻雜雷射元件用以發(fā)出摻雜雷射光，以進行雷射摻雜處理。標記雷射元件用以發(fā)出標記雷射光，以進行雷射標記處理?；谏鲜?，本發(fā)明的太陽能電池的電極的制造方法與裝置，可以避免對準標記與雷射摻雜區(qū)(選擇性射極)之間的相對位移，進而減少后續(xù)網(wǎng)印處理的誤差。而且，將對準標記形成在雷射摻雜區(qū)上，由于不會增加太陽能電池的表面遮光區(qū)，因此不會降低太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。此外，本發(fā)明的太陽能電池的電極的制造方法簡單，具有高制程良率。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下。


圖I為本發(fā)明一實施例的一種太陽能電池的電極的制造裝置。圖2為本發(fā)明一實施例的一種太陽能電池的電極的制造剖面圖。圖3A為本發(fā)明一實施例的一種太陽能電池的上視圖。圖3B為本發(fā)明另一實施例的一種太陽能電池的上視圖。圖4A至圖4D為本發(fā)明一實施例的一種太陽能電池的電極的制造方法。主要元件符號說明100 :制造裝置102 :處理腔室104 :雷射光發(fā)射裝置
106 :控制裝置108 :摻雜雷射元件110:標記雷射元件112、200:基材114、210:對準標記
116、208 :選擇性射極202 :金字塔結(jié)構(gòu)204:淡摻雜層206 :摻質(zhì)材料層212 :抗反射層214、216:電極
具體實施例方式圖I為本發(fā)明一實施例的一種太陽能電池的電極的制造裝置。圖2為本發(fā)明一實施例的一種太陽能電池的電極的制造剖面圖。圖3A為本發(fā)明一實施例的一種太陽能電池的上視圖。圖3B為本發(fā)明另一實施例的一種太陽能電池的上視圖。請參照圖1，本發(fā)明的太陽能電池的電極的制造裝置100具備有處理腔室102、雷射光(laser beam)發(fā)射裝置104及控制裝置106。處理腔室102用于處理基材112。在處理腔室102中例如具有承載臺(未顯示)，基材112放置在承載臺上。雷射光發(fā)射裝置104設(shè)置在處理腔室102內(nèi)。雷射光發(fā)射裝置104例如設(shè)置有至少一個雷射元件。在本實施例中，雷射光發(fā)射裝置104例如具有兩個雷射元件，即摻雜雷射元件108以及標記雷射元件110。請參照圖I及圖2，摻雜雷射元件108用以發(fā)出摻雜雷射光，以進行雷射摻雜處理，以于基材112上形成選擇性射極116 (濃摻雜區(qū))。標記雷射元件110用以發(fā)出標記雷射光，以進行雷射標記處理，以于基材112上形成對準標記114。在一實施例中，對準標記114形成于基材112的周邊區(qū)域。在本發(fā)明中，周邊區(qū)域是指基材112未形成有選擇性射極116的區(qū)域。如圖3A所示，對準標記114形成于基材112的角落區(qū)域。當然，對準標記114也可以形成在基材112上不需要使用到的任意位置。在另一實施例中，對準標記114形成于選擇性射極116上。如圖3B所示，對準標記114形成在選擇性射極116的交錯位置上。當然，對準標記114也可以形成在選擇性射極116的任意位置上。藉由將對準標記114形成在選擇性射極116上，由于不會增加太陽能電池的表面遮光區(qū)，因此不會降低太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。雷射光發(fā)射裝置104也可以具有一個雷射元件或多于兩個的雷射元件。當雷射光發(fā)射裝置104只具有一個雷射元件時，此雷射元件用于進行雷射摻雜處理與雷射標記處理。控制裝置106連接雷射光發(fā)射裝置104，以控制雷射光發(fā)射裝置104在處理腔室102進行雷射摻雜處理與雷射標記處理?？刂蒲b置106例如是電腦等?？刂蒲b置106控制雷射光發(fā)射裝置104先進行雷射標記處理之后，再進行雷射摻雜處理；控制裝置106控制雷射光發(fā)射裝置104先進行雷射摻雜處理之后，再進行雷射標記處理；或者控制裝置106控制雷射光發(fā)射裝置104同時進行雷射標記處理與雷射摻雜處理。在上述的太陽能電池的電極的制造裝置中，雷射光發(fā)射裝置具有發(fā)出摻雜雷射光及標記雷射光的作用。在同一個反應(yīng)腔室中，利用控制裝置控制雷射光發(fā)射裝置，而以同一個雷射元件或者不同的雷射元件進行對準標記以及雷射摻雜區(qū)(選擇性射極)的制作，因此可以避免對準標記與雷射摻雜區(qū)(選擇性射極)之間的相對位移，而可以減少后續(xù)網(wǎng)印處理的誤差。
圖4A至圖4D為本發(fā)明一實施例的一種太陽能電池的電極的制造方法。在下述說明中，當?shù)谝粚?dǎo)電型為n型時，則第二導(dǎo)電型為p型；當?shù)诙?dǎo)電型為n型時，則第一導(dǎo)電型為P型。P型基材及P型摻雜層等表示摻雜有周期表第三族元素，例如硼(B)、鎵(Ga)、銦(In)等等。n型基材及n型摻雜層表示摻雜有周期表第五族元素，例如磷(P)、砷(As)、銻(Sb)等等。請參照圖4A，提供基材200。基材200例如是第一導(dǎo)電型基材。然后，于基材200的表面形成金字塔結(jié)構(gòu)202。金字塔結(jié)構(gòu)202的形成方法例如是進行非等向性蝕刻處理。然后，于基材200的表面形成第二導(dǎo)電型淡摻雜層204。第二導(dǎo)電型淡摻雜層204的形成方法例如是熱擴散法。然后，于第二導(dǎo)電型淡摻雜層204上形成一層第二導(dǎo)電型摻質(zhì)材料層206。當?shù)谝粚?dǎo)電型為p型，第二導(dǎo)電型為n型時，將p型硅基材放置在含周期表含磷氣體(例如三氯化磷、氮氣與氧氣的混合氣體)中進行熱處理，而形成n型淡摻雜層204。n型摻質(zhì)材料層206的材質(zhì)例如是磷硅玻璃(PSG)。當?shù)谝粚?dǎo)電型為n型，第二導(dǎo)電型為p型時，將n型硅基材放置在含硼的混合氣體中進行熱處理，而形成P型淡摻雜層204。p型摻質(zhì)材料層206的材質(zhì)例如是硼硅玻璃(BSG)。請參照圖4B，進行雷射摻雜處理，以于基材200上形成選擇性射極208 (濃摻雜區(qū))，并進行雷射標記處理，以于基材200表面形成對準標記210。雷射摻雜處理與雷射標記處理是在同一處理腔室進行。雷射摻雜處理是藉由提供雷射光束于第二導(dǎo)電型摻質(zhì)材料層206上,而將第二導(dǎo)電型摻質(zhì)材料層206內(nèi)的第二導(dǎo)電型摻質(zhì)擴散到第二導(dǎo)電型淡摻雜層204中，而形成選擇性射極208 (第二導(dǎo)電型濃摻雜區(qū))。雷射標記處理藉由提供雷射光束以移除部分磷硅玻璃206以及部分基材200而形成對準標記210。在本發(fā)明中，可以在進行雷射標記處理之前進行雷射摻雜處理、在進行雷射標記處理之后進行雷射摻雜處理、或者同時進行雷射標記處理與雷射摻雜處理。對準標記210形成于基材200的周邊區(qū)域，例如對準標記210可以形成在基材200的對角區(qū)域。在另一實施例中，對準標記210形成于選擇性射極208上，例如對準標記210可以形成在最外側(cè)的選擇性射極208上。請參照圖4C，移除第二導(dǎo)電型摻質(zhì)材料層206并移除基材200側(cè)壁的第二導(dǎo)電型淡摻雜層204。于基材200的表面形成抗反射層212?？狗瓷鋵?12的形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法?？狗瓷鋵?12的材質(zhì)例如是氮氧化硅、氮化硅等。請參照圖4D，在基材200的表面形成電極214，在基材200的背面形成電極216。電極214只位于選擇性射極208 (第二導(dǎo)電型濃摻雜區(qū))上。電極214的形成步驟例如是根據(jù)對準標記210，進行電極網(wǎng)印處理，于選擇性射極上形成銀導(dǎo)電膠薄膜，然后進行燒結(jié)處理，使電極214與選擇性射極208 (第二導(dǎo)電型濃摻雜區(qū))電性連接。電極216位于基材200的背面。電極216的形成步驟例如是進行電極網(wǎng)印處理后，于基材200的整個背面形成鋁導(dǎo)電膠薄膜，然后進行燒結(jié)處理。在上述太陽能電池的電極的制造方法中，于同一個反應(yīng)腔室中進行雷射摻雜處理及雷射標記處理，因此可以避免對準標記與雷射摻雜區(qū)(選擇性射極)之間的相對位移，進而減少后續(xù)網(wǎng)印處理的誤差。綜上所述，本發(fā)明的太陽能電池的電極的制造方法及裝置，可以避免對準標記與雷射摻雜區(qū)(選擇性射極)之間的相對位移，進而減少后續(xù)網(wǎng)印處理的誤差。而且，將對準標記形成在雷射摻雜區(qū)上，由于不會增加太陽能電池的表面遮光區(qū)域，因此不會降低太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。此外，本發(fā)明的太陽能電池的電極的制造方法簡單，具有高制程良 率。雖然本發(fā)明已以實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員，當可作些許的更動與潤飾，而脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種太陽能電池的電極的制造方法，其特征在于，包括 進行雷射摻雜處理，以于基材上形成選擇性射極； 進行雷射標記處理，以于所述基材表面形成對準標記，其中在同一處理腔室進行所述雷射摻雜處理與所述雷射標記處理；以及 根據(jù)所述對準標記，進行電極網(wǎng)印處理，于所述選擇性射極上形成電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能電池的電極的制造方法，其特征在于在進行所述雷射標記處理之前進行所述雷射摻雜處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能電池的電極的制造方法，其特征在于在進行所述雷射標記處理之后進行所述雷射摻雜處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能電池的電極的制造方法，其特征在于同時進行所述雷射標記處理與所述雷射摻雜處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能電池的電極的制造方法，其特征在于在所述基材的周邊區(qū)域形成所述對準標記。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能電池的電極的制造方法，其特征在于在所述選擇性射極上形成所述對準標記。
7.一種太陽能電池的電極的制造裝置，其特征在于，包括 處理腔室； 雷射光發(fā)射裝置，設(shè)置在所述處理腔室內(nèi)；以及 控制裝置，連接所述雷射光發(fā)射裝置，以控制所述雷射光發(fā)射裝置在所述處理腔室進行雷射摻雜處理與雷射標記處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽能電池的電極的制造裝置，其特征在于所述控制裝置控制所述雷射光發(fā)射裝置先進行所述雷射標記處理之后，再進行所述雷射摻雜處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽能電池的電極的制造裝置，其特征在于所述控制裝置控制所述雷射光發(fā)射裝置先進行所述雷射摻雜處理之后，再進行所述雷射標記處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽能電池的電極的制造裝置，其特征在于所述控制裝置控制所述雷射光發(fā)射裝置同時進行所述雷射標記處理與所述雷射摻雜處理。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽能電池的電極的制造裝置，其特征在于所述雷射光發(fā)射裝置進行所述雷射摻雜處理，以于基材上形成選擇性射極；以及 所述雷射光發(fā)射裝置進行所述雷射標記處理，以于所述基材上形成對準標記。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的太陽能電池的電極的制造裝置，其特征在于所述雷射光發(fā)射裝置進行所述雷射標記處理，以于所述基材的周邊區(qū)域形成所述對準標記。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的太陽能電池的電極的制造裝置，其特征在于所述雷射光發(fā)射裝置進行所述雷射標記處理，以于所述選擇性射極上形成所述對準標記。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽能電池的電極的制造裝置，其特征在于所述雷射光發(fā)射裝置包括 摻雜雷射元件，發(fā)出摻雜雷射光以進行所述雷射摻雜處理；以及 標記雷射元件，發(fā)出標記雷射光以進行所述雷射標記處理。
全文摘要
一種太陽能電池的電極的制造方法與裝置，其中該方法具有下列步驟。進行雷射摻雜處理，以于基材上形成選擇性射極。進行雷射標記處理，以于基材表面形成對準標記，其中在同一處理腔室進行雷射摻雜處理與雷射標記處理。根據(jù)對準標記，進行電極網(wǎng)印處理，于選擇性射極上形成電極。此方法可以避免對準標記與雷射摻雜區(qū)(選擇性射極)之間產(chǎn)生相對位移，進而減少后續(xù)網(wǎng)印處理的誤差。本發(fā)明可以避免對準標記與雷射摻雜區(qū)(選擇性射極)之間的相對位移，進而減少后續(xù)網(wǎng)印處理的誤差。
文檔編號H01L31/18GK102779894SQ20111012220
公開日2012年11月14日 申請日期2011年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月12日
發(fā)明者黃博聲 申請人:聯(lián)景光電股份有限公司