太陽能電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是提供一種太陽能電池的制作方法，其步驟包含提供一半導體基板，此半導體基板上具有一迎光面及一背光面，而迎光面上具有一抗反射層。接著，網印多個第一電極圖案于抗反射層上，并燒結第一電極圖案。然后，蝕刻部分第一電極，以減少第一電極的寬度，再電鍍與第一電極相同材料于第一電極上，以形成太陽能電池的正面電極。
【專利說明】太陽能電池的制作方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明是有關于一種太陽能電池的制作方法，特別是有關于一種太陽能電池的正面電極的制作方法。

【背景技術】
[0002]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。其中，太陽能電池(solar cell)可直接將太陽能轉換為電能，是目前相當重要的研究課題。
[0003]典型的太陽能電池最基本的結構可分為由基板與P-N 二極管所組成的半導體基板，且半導體基板具有迎光面及背光面，迎光面具有抗反射層，并且半導體基板的迎光面及背光面分別具有正面電極與背面電極，以供外界連線。太陽能電池的正面電極的設計為提升太陽電池效率的重要技術之一。
[0004]目前業(yè)界常用的正面電極制作方法，其一利用太陽能電池半成品，在氮化硅上進行雷射開孔，以直接在硅上電鍍。另一種利用太陽能電池成品，在正面電極的銀膠上直接進行電鍍，請參照圖1A至圖1C，其是繪示依照已知的太陽能電池的制作流程的剖面結構示意圖。如圖1A所不,其是繪不一半導體基板110,具有一迎光面112和背光面114,其中迎光面112上具有一抗反射層120 ;接著，如圖1B所示，以網印方式將銀膠印刷于抗反射層上形成第一電極圖案130a，并燒結進行固化；然后，如圖1C所示，以電鍍補充第一電極圖案130a的導電性。然而，這種方法在銀膠印刷和燒結的過程中，會有部分銀膠132濺到電極的外，如圖1B所示，倘若不先清除這些濺出來的銀膠132，電鍍時會使濺出來的銀膠132與第一電極圖案130a連接在一起，如圖1C所示，而形成很大的擴線(正面電極130b)，使得太陽能電池的收光面積減少，大幅降低其光電轉換效能，也違反了原先使用電鍍制作細線寬電極的目的。
[0005]有鑒于此，目前極需要一種太陽能電池的制作方法，將上述缺失加以摒除，即為本案所欲解決的技術困難點所在，期能提供一種電鍍后保持細線的目的，以減少遮光面積的太陽能電池，符合業(yè)界的需求。


【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的主要目的是提供一種太陽能電池的制作方法，其步驟包含提供一半導體基板，此半導體基板上具有一迎光面及一背光面，而迎光面上具有一抗反射層。接著，網印多個第一電極圖案于抗反射層上，并燒結第一電極圖案。然后，蝕刻至少部分第一電極圖案，以減少第一電極圖案的寬度，再電鍍與第一電極圖案相同的材料于此第一電極圖案上，以形成太陽能電池的正面電極。
[0007]根據本發(fā)明一實施例，形成第一電極圖案的步驟還包含形成第二電極圖案于半導體基板的背光面上，且第二電極圖案經燒結步驟后形成太陽能電池的背面電極。
[0008]根據本發(fā)明一實施例，第一電極圖案包含多個匯流電極以及多個指狀電極，且經蝕刻步驟后，指狀電極的寬度變小。
[0009]根據本發(fā)明另一實施例，第一電極圖案的材料是選自至少一由鈦金屬、鈷金屬、鎢金屬、鉬金屬、鉿金屬、鉭金屬、鑰金屬、鉻金屬、IE金屬、金金屬、銀金屬及招金屬所組成的群組。
[0010]根據本發(fā)明又一實施例，蝕刻步驟是以一濕蝕刻方法，包含使用一蝕刻溶液為NH40H/H202、Ce (NO3) 2> HN03、3HC1/H202 或 KI/I2。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、優(yōu)點與實施例能更明顯易懂，所附附圖的說明如下:
[0012]圖1A至圖1C是繪示依據已知的太陽能電池的制作流程的剖面結構示意圖；
[0013]圖2是繪示依據本發(fā)明一實施方式的太陽能電池的制作方法的流程圖；
[0014]圖3Α至圖3D是繪示依據本發(fā)明一實施方式的太陽能電池的制作流程的剖面結構示意圖；
[0015]圖4Α至圖4C是繪示依據本發(fā)明一實施方式的太陽能電池的指狀電極的電子顯微鏡圖片。

【具體實施方式】
[0016]為了使本發(fā)明的敘述更加詳盡與完備，下文針對了本發(fā)明的實施方式與具體實施例提出了說明性的描述；但這并非實施或運用本發(fā)明具體實施例的唯一形式。實施方式中涵蓋了多個具體實施例的特征以及用以建構與操作這些具體實施例的方法步驟與其順序。然而，亦可利用其他具體實施例來達成相同或均等的功能與步驟順序。
[0017]在以下描述中，將詳細敘述許多特定細節(jié)以使讀者能夠充分理解以下的實施例。然而，可在無此等特定細節(jié)的情況下實踐本發(fā)明的實施例。在其他情況下，為簡化附圖，熟知的結構與裝置僅示意性地繪示于圖中。
[0018]本發(fā)明的太陽能電池的制作方法，請參照圖2，其是繪示依據本發(fā)明一實施方式的太陽能電池的制作方法的流程圖，用以進一步闡明本案的技術特征；并可同時參照圖3Α至圖3D，其是繪示依據上述實施方式的太陽能電池制作流程的剖面結構示意圖。
[0019]步驟210為提供一半導體基板，如圖3Α所不,此半導體基板310上具有一用以面對外來光線的迎光面312，及一背對迎光面的背光面314，其中半導體基板310可包括一 P型摻雜層及一 N型摻雜層，P型摻雜層與N型摻雜層相堆疊，且本發(fā)明的半導體基板并不限于單晶娃晶圓(monocrystalline)或多晶娃晶圓(multicrystalline)。
[0020]此外，如圖3A所示，迎光面上具有一抗反射層320，可通過等離子輔助化學氣象沉積法(Plasma Enhenced Chemical Vapor Deposit1n ；PECVD)形成；抗反射層的材料可氮化物(nitride)或氧化物(oxide),例如為氮化娃。
[0021]步驟220為網印多個第一電極圖案330a于抗反射層320上，如圖3B所示，此步驟是利用網印方式，依據一預定圖形印刷第一電極圖案至抗反射層上。上述的第一電極圖案包含多個指狀電極(finger electrode)及多個匯流電極(bus bar electrode),且多條平行排列的指狀電極與匯流電極交錯。其中匯流電極的粗細程度大于指狀電極，指狀電極用以將光能轉換出的電流導出，匯流電極則進一步收集由指狀電極導出的電流并匯出至外部負載(未繪不)。
[0022]在步驟220中，第一電極圖案的材料是選自至少一由鈦金屬、鈷金屬、鎢金屬、鉬金屬、鉿金屬、鉭金屬、鑰金屬、鉻金屬、IE金屬、金金屬、銀金屬及招金屬所組成的群組，然而，本發(fā)明并不限于上述的金屬種類。在一實施方式中，其是使用銀膠作為第一電極圖案的材料，下述步驟是以銀膠為例說明本發(fā)明的技術特征。
[0023]步驟230為燒結第一電極圖案330a，此步驟是將上述未完成的太陽能電池面板通過一燒結爐進行一適當溫度的燒結程序，燒結溫度為約400度至1000度，使得銀膠穿透抗反射層與半導體基板的迎光面產生共晶結構，形成硅化銀的合金。
[0024]在另一實施方式中，步驟220還包含形成一第二電極圖案于半導體基板的背光面上，此第二電極圖案經步驟230的燒結步驟后形成太陽能電池的背面電極。上述的第二電極圖案的材料可為鋁、鈦或銅等金屬。然而，有關于第二電極圖案的形成的相關技術，在此并不受限。
[0025]步驟240為蝕刻部分第一電極圖案330a，以減少第一電極圖案的寬度，如圖3C所示的第一電極圖案330b。此步驟是由于銀膠印刷和燒結的過程中，會有部分銀膠332(第一電極圖案的材料)濺到第一電極圖案330a的周圍部分，如圖3B所示，倘若不清除這些濺出來的銀膠332，會造成后續(xù)電鍍步驟后形成很大的擴線。因此，在進行電鍍步驟之前，先對抗反射層上的銀膠進行蝕刻，用以去除濺出來的銀膠，同時可以縮減指狀電極的寬度，使得太陽能電池的受光面積增加。
[0026]在步驟240中，其中蝕刻步驟是以一濕蝕刻方法，其包含使用一蝕刻溶液為NH4OH/H2O2Xe (N03)2、HN03、3HC1/H202或KI/I2。然而，蝕刻溶液的種類并不限于此，其是因第一電極圖案的材料選擇適當的蝕刻溶液。在一實施方式中，第一電極圖案的材料為銀膠，蝕刻步驟是使用HNO3作為蝕刻溶液。在另一實施方式中，蝕刻步驟是使用濃度為10%至30%的HNO3作為蝕刻溶液，蝕刻時間為30秒至5分鐘。
[0027]步驟250為電鍍與第一電極圖案330b相同的材料于第一電極圖案330b上，以形成太陽能電池的正面電極330c，如圖3D所示。相較于圖1C，由圖3D可明顯看出太陽能電池的第一電極圖案經過蝕刻，可得到較細的正面電極330c，以及更大的受光面積。根據本發(fā)明的一實施例，此由第一電極圖案330b形成的正面電極330c是由銀金屬構成。
[0028]以下列舉數個實施例以更詳盡闡述本發(fā)明的方法，然其僅為例示說明的用，并非用以限定本發(fā)明，本發(fā)明的保護范圍當以后附的申請專利范圍所界定者為準。
[0029]比較例I
[0030]首先，提供一半導體基板，其迎光面上具有一抗反射層，其材料為氮化硅。接著，網印銀膠于抗反射層，用以作為正面電極，其包含多個匯流電極以及多個指狀電極，并形成背面電極于背光面上，其中背面電極的材料為鋁膠和銀鋁膠。然后燒結電極，燒結步驟是一分階段升溫的過程，在此比較例中，燒結溫度是由475°C、580°C、585°C、590°C、595°C、675°C至970°C的階段升溫。燒結電極后進行一前值測試，結果如下列表一。接著，電鍍銀于正面電極。比較例I的不經蝕刻步驟的太陽能電池的基本參數測試結果請參考下列表一。
[0031]實施例1
[0032]首先，提供一半導體基板，其迎光面上具有一抗反射層，其材料為氮化硅。接著，網印銀膠于抗反射層，用以作為正面電極，其包含多個匯流電極以及多個指狀電極，并形成背面電極于背光面上，其中背面電極的材料為鋁膠和銀鋁膠。然后燒結電極，燒結步驟是一分階段升溫的過程，在此實施例中，燒結溫度是由475°C、580°C、585°C、590°C、595°C、675°C至970°C的階段升溫。燒結電極后進行一前值測試，前值是表示進行蝕刻前的基本參數測試，前值測試結果如下列表一。燒結步驟后，以濃度為25%的硝酸溶液(HN03)蝕刻銀膠，將濺在電極周圍的銀膠去除，再以銀電鍍正面電極。實施例1的經蝕刻后的太陽能電池的基本參數測試結果請參考下列表一。
[0033]表一
[0034]

【權利要求】
1.一種太陽能電池的制作方法，其特征在于，包含: (a)提供一半導體基板，其中該半導體基板上具有一迎光面及一背光面，且該迎光面上具有一抗反射層； (b)網印多個第一電極圖案于該抗反射層上； (c)燒結該些第一電極圖案； (d)蝕刻至少部分該些第一電極圖案，以減少該些第一電極圖案的寬度；以及 (e)電鍍與該些第一電極圖案相同的材料于該些第一電極圖案上，以形成該太陽能電池的正面電極。
2.根據權利要求1所述的太陽能電池的制作方法，其特征在于，步驟(b)還包含形成一第二電極圖案于該半導體基板的背光面上，且該第二電極圖案經步驟(c)的燒結步驟后形成該太陽能電池的背面電極。
3.根據權利要求1所述的太陽能電池的制作方法，其特征在于，該第一電極圖案包含多個匯流電極以及多個指狀電極，且經步驟(d)的蝕刻步驟后，該些指狀電極的寬度變小。
4.根據權利要求1所述的太陽能電池的制作方法，其特征在于，該第一電極圖案的材料是選自至少一由鈦金屬、鈷金屬、鶴金屬、鉬金屬、鉿金屬、鉭金屬、鑰金屬、鉻金屬、IE金屬、金金屬、銀金屬及鋁金屬所組成的群組。
5.根據權利要求1所述的太陽能電池的制作方法，其特征在于，該第一電極圖案的材料為銀膠。
6.根據權利要求1所述的太陽能電池的制作方法，其特征在于，該抗反射層的材料為氮化硅。
7.根據權利要求1所述的太陽能電池的制作方法，其特征在于，該蝕刻步驟是以一濕蝕刻方法。
8.根據權利要求1所述的太陽能電池的制作方法，其特征在于，該蝕刻步驟包含使用一蝕刻溶液為 NH40H/H202、Ce (NO3) 2> HN03、3HC1/H202 或 KI/I2。
9.根據權利要求1所述的太陽能電池的制作方法，其特征在于，該第一電極圖案的材料為銀膠，是使用HNO3作為蝕刻溶液。
10.根據權利要求1所述的太陽能電池的制作方法，其特征在于，該蝕刻步驟是使用濃度10%至30%的HNO3作為蝕刻溶液，且蝕刻時間為30秒至5分鐘。
【文檔編號】H01L31/18GK104167461SQ201310183555
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年5月17日 優(yōu)先權日:2013年5月17日
【發(fā)明者】陳易聰, 顏賢成, 吳家宏, 洪光輝, 柯震宇, 陳玄芳, 歐乃天, 黃桂武, 童智圣 申請人:昱晶能源科技股份有限公司