鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池及其制造方法，其包括P型硅片、N型摻雜層、正面介電層、正面電極、背面介電層、第一背面電極以及第二背面電極。P型硅片在背面上具有主柵線區(qū)域以及除主柵線區(qū)域以外的其他區(qū)域。背面介電層具有位于主柵線區(qū)域的第一開口圖案以及位于其他區(qū)域的第二開口圖案，其中第一開口圖案與第二開口圖案暴露出P型硅片，且背面介電層的第一開口圖案不同于第二開口圖案。
【專利說明】鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是有關(guān)于一種太陽能電池，且特別是有關(guān)于一種鈍化發(fā)射極背電極硅晶太 陽能電池及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 太陽能電池是一種能量轉(zhuǎn)換的光伏元件（photovoltaicdevice)。典型的太陽能 電池基本的結(jié)構(gòu)可分為基板、P-N二極管、抗反射層以及金屬電極四個(gè)主要部分。簡單來 說，太陽能電池的工作原理是P-N二極管將太陽光能轉(zhuǎn)換成電子空穴對，再經(jīng)正、負(fù)電極傳 導(dǎo)出電能。
[0003] 在現(xiàn)有技術(shù)中，提出一種具有高效率的鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池 (passivatedemitterrearcontactsolarcell,以下簡稱PERC)，其主要是在基板的背 面上形成介電層，在介電層局部移除形成開口，并在背面介電層上網(wǎng)印鋁漿及銀漿，最后經(jīng) 高溫共燒制程形成鋁電極與銀電極來作為背面電極。然而，在鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽 能電池的制程中，基板背面須經(jīng)一單面拋光制程使基板的背面表面平滑，使得介電層附著 在基板的背面以發(fā)揮延長載子存活時(shí)間的效果。但如此一來，當(dāng)將多個(gè)硅晶太陽能電池以 焊條與背面銀電極相互連接形成硅晶光伏組件時(shí)，因前述背面拋光制程而存在背面銀電極 與基板之間及背面銀電極與介電層之間附著力不足的問題，而使光伏組件面臨可靠度下 降、良率低下的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池及其制造方法，由此可以增強(qiáng) 鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池在后續(xù)組件制程中背面銀電極與焊條之間以及背面銀 電極與基板之間的附著力，避免鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池串接成鈍化發(fā)射極背電 極硅晶光伏組件時(shí)自背面銀電極處脫落，增加光伏組件的可靠度與良率。
[0005] 本發(fā)明提出一種鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池，其包括P型硅片、N型摻雜 層、正面介電層、正面電極、背面介電層、第一背面電極以及第二背面電極。P型硅片具有受 光面與背面，并且背面上具有主柵線區(qū)域以及除主柵線區(qū)域以外的其他區(qū)域。N型摻雜層、 正面介電層及正面電極位于P型硅片的受光面上。背面介電層位于P型硅片的背面上，并 且背面介電層具有位于主柵線區(qū)域的第一開口圖案以及位于其他區(qū)域的第二開口圖案，其 中第一開口圖案與第二開口圖案暴露出P型硅片。第一背面電極位于背面介電層上，并填 入第一開口圖案內(nèi)。第二背面電極位于背面介電層上，并填入第二開口圖案內(nèi)。值得注意 的是，背面介電層的第一開口圖案不同于第二開口圖案。
[0006] 本發(fā)明另提出一種鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池的制造方法，其包括下列步 驟。首先，提供P型硅片，其具有受光面與背面，其中P型硅片在背面上具有主柵線區(qū)域以及 除主柵線區(qū)域以外的其他區(qū)域。接著，在P型硅片的受光面上形成N型摻雜層，并在N型摻 雜層上形成正面介電層。然后，在P型硅片的背面上形成背面介電層，以使背面介電層的位 于主柵線區(qū)域形成第一開口圖案，并在背面介電層的位于其他區(qū)域形成第二開口圖案。值 得注意的是，第一開口圖案不同于第二開口圖案，并且第一開口圖案與第二開口圖案暴露 出P型硅片。之后，在正面介電層上形成正面電極，在背面介電層上形成第一背面電極，以 使第一背面電極填入第一開口圖案內(nèi)，并在背面介電層上形成第二背面電極，以使第二背 面電極填入第二開口圖案內(nèi)。最后，經(jīng)由高溫共燒制程完成鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能 電池的制造。
[0007] 在本發(fā)明的實(shí)施例中，第一開口圖案包括彼此獨(dú)立的多個(gè)第一子圖案，且第二開 口圖案包括彼此獨(dú)立的多個(gè)第二子圖案。
[0008] 在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的第一子圖案的第一寬度不同于第二子圖案的第二寬 度。
[0009] 在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的第一子圖案與第二子圖案分別為條狀圖案。
[0010] 在本發(fā)明的實(shí)施例中，其中任兩相鄰第一子圖案之間的第一間距不同于任兩相鄰 第二子圖案之間的第二間距。舉例而言，第一間距例如小于第二間距。
[0011] 在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的第一子圖案在主柵線區(qū)域中例如是呈現(xiàn)虛線的分布 形態(tài)，上述的第二子圖案在上述的其他區(qū)域中例如是呈現(xiàn)實(shí)線的分布形態(tài)，且第一子圖案 在主柵線區(qū)域中所占的比例例如是小于第二子圖案在其他區(qū)域中所占的比例。
[0012] 在本發(fā)明的實(shí)施例中，例如是第一子圖案的形狀不同于第二子圖案。
[0013] 在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的第一子圖案與第二子圖案可以分別是線、點(diǎn)、線段或 其組合。
[0014] 在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池可進(jìn)一步包括與 第一背面電極連接的焊條。
[0015] 在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的p型硅片包括硼摻雜或鎵摻雜的硅片。
[0016] 在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的背面介電層中的第一開口圖案與第二開口圖案的總 面積相對于背面的面積的比率為〇. 5%至15%之間。
[0017] 在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的背面介電層圖案例如為Alx0y、Si02、SixNy、SixNyHz、 SixOyNz或SiC組合的單層或多層結(jié)構(gòu)。
[0018] 在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的正面介電層例如為Si02、SixNy、SixNyHz、Six0yNz*SiC 組合的單層或多層結(jié)構(gòu)。
[0019] 在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的N型摻雜層對應(yīng)于正面電極的區(qū)域可為高濃度摻雜 V族元素（例如：磷（P)、砷（As))，且其表面電阻例如為小于或等于70ohm/sq.。
[0020] 在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的N型摻雜層對應(yīng)于除了正面電極以外的區(qū)域可為低 濃度摻雜V族兀素（例如：磷（P)、砷（As))，且其表面電阻例如為大于70ohm/sq.。
[0021] 在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的N型摻雜層可以是對應(yīng)于正面電極以外的區(qū)域的一 部分為高濃度摻雜V族元素（例如：磷（P)、砷（As))。
[0022] 本發(fā)明再提出一種鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池，其包括P型硅片、N型摻雜 層、正面介電層、正面電極、背面介電層、第一背面電極以及第二背面電極。P型硅片具有受 光面與背面，并且背面上具有主柵線區(qū)域以及除主柵線區(qū)域以外的其他區(qū)域。N型摻雜層、 正面介電層及正面電極位于P型硅片的受光面上。背面介電層位于P型硅片的背面上，背 面介電層在位于主柵線區(qū)域的圖案不同于背面介電層在位于其他區(qū)域的圖案。第一背面電 極位于背面介電層上。第二背面電極位于背面介電層上，并填入背面介電層的位于所述其 他區(qū)域圖案內(nèi)。
[0023] 在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的背面介電層在位于主柵線區(qū)域?yàn)槿娓采wP型硅 片，而背面介電層在位于其他區(qū)域具有開口圖案。
[0024] 本發(fā)明提出一種光伏組件，其包括多個(gè)如上述的鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電 池以及焊條，其中焊條電性連接在兩相鄰鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池之間。
[0025] 在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的正面電極、第一背面電極以及第二背面電極是經(jīng)由 高溫共燒制程而形成。
[0026] 在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述的高溫共燒制程的最高溫度大于600°C。
[0027] 基于上述，通過將背面介電層的位于主柵線區(qū)域的圖案以及位于其他區(qū)域的圖案 設(shè)計(jì)為不相同，可以有效增強(qiáng)鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池在后續(xù)組件制程中背面銀 電極與焊條之間以及背面銀電極與基板之間的附著力，避免鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能 電池串接成鈍化發(fā)射極背電極硅晶光伏組件時(shí)自背面銀電極處脫落，增加光伏組件的可靠 度與良率。
[0028] 為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳 細(xì)說明如下。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029] 圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施例的一種鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池的立體示 意圖；
[0030] 圖2是沿著圖1中的A-A'剖面的示意圖；
[0031] 圖3是本發(fā)明的第一實(shí)施例的一種鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池的背面上 視圖；
[0032] 圖4A是圖3中太陽能電池背面上視圖在B部分的第一實(shí)施例的局部放大圖；
[0033] 圖4B是圖3中的太陽能電池背面上視圖在B部分的第二實(shí)施例的局部放大圖；
[0034] 圖4C是圖3中的太陽能電池背面上視圖在B部分的第三實(shí)施例的局部放大圖；
[0035] 圖4D是圖3中的太陽能電池背面上視圖在B部分的第四實(shí)施例的局部放大圖；
[0036] 圖5A至圖5C是本發(fā)明的第一實(shí)施例的一種鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池的 制造方法的示意圖；
[0037] 圖6是本發(fā)明第一實(shí)施例的光伏組件示意圖。
[0038] 附圖標(biāo)記說明：
[0039]10 :光伏組件；
[0040] 100 :太陽能電池；
[0041]110 :P型硅片；
[0042] 120:N型摻雜層；
[0043] 130:正面介電層；
[0044] 140:正面電極組成物；
[0045] 140a:正面電極；
[0046] 150、250、350、450:背面介電層；
[0047] 152、252、352:第一開口圖案；
[0048] 154、254、354、454:第二開口圖案；
[0049] 152a、252a、352a:第一子圖案；
[0050] 154a、254a、354a、454a:第二子圖案；
[0051] 160:第一背面電極組成物；
[0052] 160a:第一背面電極；
[0053] 170:第二背面電極組成物；
[0054] 170a:第二背面電極；
[0055] 180:焊條；
[0056] Pl :第一間距；
[0057]P2 :第二間距；
[0058]Rl :主柵線區(qū)域；
[0059]R2 :其他區(qū)域；
[0060]Sl:受光面；
[0061]S2 :背面；
[0062]Wl :第一寬度；
[0063]W2 :第二寬度。

【具體實(shí)施方式】
[0064] 圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施例的一種鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池的立體示 意圖。鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池以下簡稱為"太陽能電池"。圖2是沿著圖1中的 A-A'剖面的不意圖。
[0065] 請參照圖1及圖2,本實(shí)施例的太陽能電池100包括P型硅片110、N型摻雜層120、 正面介電層130、正面電極140a、背面介電層150、第一背面電極160a以及第二背面電極 170a。詳言之，P型硅片110具有彼此相對的受光面Sl及背面S2,自P型硅片110的受光 面Sl上起依序包括N型摻雜層120、正面介電層130以及正面電極140a。在P型硅片110 的背面S2上有背面介電層150,第一背面電極160a以及第二背面電極170a，并且背面介電 層150具有第一開口圖案152以及第二開口圖案154。
[0066] 如圖1所示，在本實(shí)施例中，P型硅片110的受光面Sl上具有例如粗糙表面、金字 塔型（pyramidtexturing)或倒金字塔型（inverted-pyramidtexturing)的結(jié)構(gòu)，以降低 太陽光或光線進(jìn)入太陽能電池100時(shí)的反射率，由此增加太陽光的利用率。
[0067] 在本實(shí)施例中，N型摻雜層120位于P型硅片110的受光面Sl上，并且正面介電 層130位于N型摻雜層120上。正面電極140a位于正面介電層130上。
[0068] 如圖1與圖2所示，背面介電層150位于P型硅片110的背面S2上，且本實(shí)施例的 背面介電層150是以單層結(jié)構(gòu)為例，在其他實(shí)施例中，背面介電層150也可以是多層結(jié)構(gòu)， 在太陽能電池100中，當(dāng)太陽光照射P型硅片110時(shí)，P型硅片110的內(nèi)部會同時(shí)產(chǎn)生電子 空穴對（載子），并且電子與空穴分別經(jīng)正負(fù)極而產(chǎn)生電流。在本發(fā)明的鈍化發(fā)射極背電極 硅晶太陽能電池中，所產(chǎn)生的載子可因背面介電層的保護(hù)而避免再結(jié)合（recombined)，進(jìn) 而延長載子的存活率。特別的是，背面介電層150在不同的區(qū)域具有不同的圖案。
[0069] 圖3是本發(fā)明的第一實(shí)施例的一種鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池的背面上 視圖。請參照圖3,可將P型硅片110的背面S2劃分成主柵線區(qū)域Rl以及除主柵線區(qū)域Rl 以外的其他區(qū)域R2,其中主柵線區(qū)域Rl乃為太陽能電池100中預(yù)定形成主柵線（bus-bar) 的區(qū)域。在本實(shí)施例中，P型硅片110的背面S2劃分成三條互相平行主柵線區(qū)域R1，在其 他實(shí)施例中，也可視情況調(diào)整為兩個(gè)或多個(gè)。此外，主柵線區(qū)域Rl在P型硅片110的背面 S2上的其他位置也可視產(chǎn)品需求進(jìn)行調(diào)整。本發(fā)明通過使背面介電層150在主柵線區(qū)域 Rl的圖案不同于背面介電層150在除主柵線區(qū)域Rl以外的其他區(qū)域R2的圖案，由此可以 使太陽能電池100在串接成形成光伏組件時(shí)有效地增加太陽能電池的背面銀電極與焊條 之間的附著力、太陽能電池的背面銀電極與P型硅片110之間的附著力，進(jìn)而提升光伏組件 的可靠度與良率。下文將對背面介電層150詳加說明。
[0070] 此外，請參照圖1與圖2,第一背面電極160a以及第二背面電極170a位于背面介 電層150上，并且第二背面電極170a與第一背面電極160a電性連接。具體而言，在本實(shí)施 例中，來自第二背面電極170a的載子匯集至第一背面電極160a，而第一背面電極160a再將 所匯集的載子所產(chǎn)生的電流向外傳導(dǎo)。換言之，本實(shí)施例的第一背面電極160a作為匯流電 極（bus-barelectrode)，而第二背面電極170a則作為手指電極（fingerelectrode)。
[0071] 進(jìn)一步而言，在本實(shí)施例中，當(dāng)多個(gè)太陽能電池100串接時(shí)，太陽能電池100還可 包括焊條180,使得焊條180與作為匯流電極的第一背面電極160a連接，以進(jìn)一步將收集至 太陽能電池100的匯流電極的第一背面電極160a的電流向外傳導(dǎo)。
[0072] 值得注意的是，本發(fā)明的太陽能電池有目的地將背面劃分成主柵線區(qū)域以及 除主柵線區(qū)域以外的其他區(qū)域，使背面介電層在主柵線區(qū)域的圖案以及在其他區(qū)域的 圖案不同，通過背面介電層在不同區(qū)域具有不同圖案分布的技術(shù)手段，使得后續(xù)制程中 與背面銀電極連接的焊條得以通過背面在不同區(qū)域間因不同圖案所形成的不同的形態(tài) (morphology)分布來增加背面銀電極對P型硅片及對焊條的附著力。詳言之，使背面介電 層在不同區(qū)域具有不同圖案的實(shí)施方式，可以改變圖案的寬度、數(shù)量、分布密度、圖形等，以 下將分別舉例詳加說明：
[0073] [第一實(shí)施例]
[0074] 圖4A是圖3中的太陽能電池背面上視圖在B部分的第一實(shí)施例的局部放大圖。請 參照一并參照圖1、圖2以及圖4A，在本實(shí)施例中，使背面介電層150在主柵線區(qū)域Rl的圖 案不同于背面介電層150在除主柵線區(qū)域Rl以外的其他區(qū)域R2的圖案的態(tài)樣，例如是改 變圖案的寬度。
[0075] 請一并參照圖1、圖2以及圖4A，詳細(xì)而言，背面介電層150位于P型硅片110的背 面S2上，并且背面介電層150具有位于主柵線區(qū)域Rl的第一開口圖案152以及位于其他 區(qū)域R2的第二開口圖案154,第一開口圖案152與第二開口圖案154暴露出P型硅片110。 此外，第一背面電極160a位于背面介電層150上，并填入第一開口圖案152內(nèi)。第二背面 電極170a位于背面介電層150上，并填入第二開口圖案154內(nèi)。
[0076] 請參照圖4A，在本實(shí)施例中，位于主柵線區(qū)域Rl的第一開口圖案152的寬度不同 于位于其他區(qū)域R2的第二開口圖案154。詳言之，在背面局部放大的區(qū)域中，如本案4A所 示，第一開口圖案152包括彼此獨(dú)立的兩個(gè)第一子圖案152a，而第二開口圖案154包括彼 此獨(dú)立的四個(gè)第二子圖案154a，其中這些第一子圖案152a與這些第二子圖案154a大體上 互相平行。值得注意的是，在本實(shí)施例中，第一子圖案152a與第二子圖案154a皆為條狀圖 案，在其他實(shí)施例中，第一子圖案152a與第二子圖案154a的圖形也可以是線、點(diǎn)、線段或其 組合，本發(fā)明并不以此為限。
[0077] 此外，如圖4A所示，第一子圖案152a的第一寬度Wl與第二子圖案154a的第二寬 度W2不同，具體而言例如是第一子圖案152a的第一寬度Wl大于第二子圖案154a的第二寬 度W2,當(dāng)然在其他實(shí)施例中也可以使第一子圖案152a的第一寬度Wl小于第二子圖案154a 的第二寬度W2,同樣可以達(dá)到增加附著力的效果，詳見后文的實(shí)施例。
[0078] 進(jìn)一步而言,在第一實(shí)施例中，通過調(diào)整第一子圖案152a的第一寬度Wl,使其與 第二子圖案154a的第二寬度W2不同的具體態(tài)樣，由此實(shí)現(xiàn)背面介電層150位于主柵線區(qū) 域Rl的第一開口圖案152不同于位于其他區(qū)域R2的第二開口圖案154的技術(shù)手段。如此 一來，通過將背面介電層150的位于主柵線區(qū)域Rl的第一開口圖案152與位于其他區(qū)域R2 的第二開口圖案154具有不同的形態(tài)分布，可以有效增強(qiáng)鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電 池在后續(xù)組件制程中第一背面電極160a與焊條180之間以及第一背面電極160a與P型硅 片110之間的附著力，避免太陽能電池100串接成光伏組件10時(shí)自第一背面電極160a處 脫落，在使太陽能電池的效率維持一定的前提下，并進(jìn)一步增加光伏組件的可靠度與良率。
[0079] 值得一提的是，背面介電層150的第一開口圖案152與第二開口圖案154的總面 積相對于背面S2的面積的比率較佳為0. 5%至15%之間，由此可以使太陽能電池發(fā)揮最佳 的效率。
[0080] 當(dāng)然，除了上述第一實(shí)施例之外，也可以其它方式來實(shí)現(xiàn)背面介電層位于主柵線 區(qū)域的圖案不同于其位于其他區(qū)域的圖案的技術(shù)手段。當(dāng)然，設(shè)計(jì)者也可依據(jù)產(chǎn)品實(shí)際需 求而以第一實(shí)施例的改變寬度并用下述實(shí)施例的部分或全部技術(shù)，以更進(jìn)一步增強(qiáng)背面銀 電極與焊條之間以及背面銀電極與硅片之間的附著力。也或者，設(shè)計(jì)者也可僅選用下述實(shí) 施例中的任一種技術(shù)，即可發(fā)揮增強(qiáng)附著力，提高光伏組件可靠率以及良率的效果。
[0081][第二實(shí)施例]
[0082] 圖4B是圖3中的太陽能電池背面上視圖在B部分的第二實(shí)施例的局部放大圖。
[0083] 本實(shí)施例的背面介電層250與第一實(shí)施例的背面介電層150類似，惟不同之處在 于本實(shí)施例的背面介電層250是通過改變第一開口圖案252的分布密度（即數(shù)量)來實(shí)現(xiàn)背 面介電層位于主柵線區(qū)域的圖案不同于其位于其他區(qū)域的圖案的技術(shù)手段。
[0084] 具體而言，在本實(shí)施例中，在與第一實(shí)施例的主柵線區(qū)域Rl相同的范圍內(nèi)，以增 加第一開口圖案252的數(shù)量但不改變寬度來代替第一實(shí)施例中增加第一開口圖案252寬度 的作法。詳言之，本實(shí)施例的第一開口圖案252包括彼此獨(dú)立的四個(gè)第一子圖案252a，而第 二開口圖案254包括彼此獨(dú)立的四個(gè)第二子圖案254a，其中這些第一子圖案252a與第二子 圖案254a分別為條狀圖案且彼此大體上互相平行。
[0085] 此外，在本發(fā)明中，也可以視需求調(diào)整第一子圖案252a與第二子圖案254a的數(shù) 量，本發(fā)明并不以此為限，只要可使第一子圖案252a與第二子圖案254a的分布密度不同， 即達(dá)到增強(qiáng)鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池在后續(xù)組件制程中第一背面電極與焊條以 及第一背面電極與P型硅片之間的附著力的效果。
[0086] 更具體而言，如圖4B所示，本實(shí)施例中任兩相鄰第一子圖案252a之間的第一間距 Pl例如是小于任兩相鄰第二子圖案254a之間的第二間距P2,當(dāng)然在其他實(shí)施例中也可以 使第一間距Pl大于第二間距P2,同樣可以達(dá)到增加附著力的效果。
[0087] 換言之，在本發(fā)明之第二實(shí)施例中，是通過任兩相鄰第一子圖案252a之間的第一 間距Pl不同于任兩相鄰第二子圖案254a之間的第二間距P2,由此實(shí)現(xiàn)背面介電層250的 位于主柵線區(qū)域Rl的第一開口圖案252不同于位于其他區(qū)域R2的第二開口圖案254的技 術(shù)手段。如此一來，可以有效增強(qiáng)鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池在后續(xù)組件制程中第 一背面電極與焊條以及第一背面電極與P型硅片之間的附著力，避免太陽能電池串接成光 伏組件時(shí)自第一背面電極處脫落，在使太陽能電池的效率維持一定的前提下，并進(jìn)一步增 加光伏組件的可靠度與良率。
[0088] 值得一提的是，雖然在本實(shí)施例的背面介電層250中，是以單獨(dú)采用改變第一開 口圖案的數(shù)量的方式來進(jìn)行說明，但設(shè)計(jì)者也可視產(chǎn)品需求而并用前述實(shí)施例的改變第一 開口圖案的寬度的方式來發(fā)揮增強(qiáng)附著力的效果，提高光伏組件可靠率以及良率的效果， 本發(fā)明不以此為限。
[0089][第三實(shí)施例]
[0090]圖4C是圖3中的太陽能電池背面上視圖在B部分的第三實(shí)施例的局部放大圖。[0091] 本實(shí)施例的背面介電層350與第一實(shí)施例的背面介電層150類似，惟不同之處在 于本實(shí)施例的背面介電層350是通過改變第一開口圖案352的圖形來實(shí)現(xiàn)背面介電層位于 主柵線區(qū)域的圖案不同于其位于其他區(qū)域的圖案的技術(shù)手段。
[0092] 具體而言，在與第一實(shí)施例的主柵線區(qū)域Rl相同的范圍內(nèi)，以改變第一開口圖案 352的形狀但不改變寬度以及數(shù)量的方式來代替第一實(shí)施例中增加第一開口圖案152寬度 的作法。詳言之，本實(shí)施例的第一開口圖案352包括多個(gè)呈線段狀的第一子圖案352a，且第 二開口圖案354包括彼此獨(dú)立呈條狀的四個(gè)第二子圖案354a。巨觀來看，本實(shí)施例的呈線 段狀的第一子圖案352a在主柵線區(qū)域Rl中呈現(xiàn)如兩條虛線的條狀圖案的分布形態(tài)，而第 二子圖案354a在其他區(qū)域R2中呈現(xiàn)四條如實(shí)線的條狀圖案的分布形態(tài)。
[0093] 值得一提的是，本實(shí)施例的第一子圖案352a在主柵線區(qū)域Rl中所占的比例小于 第二子圖案354a在其他區(qū)域R2中所占的比例，由此可使背面S2的背面介電層150的總面 積增加，即延長載子存活時(shí)間的效果增加，進(jìn)而增加太陽能電池的效率。
[0094] 換言之，在本發(fā)明的第三實(shí)施例中，是通過調(diào)整第一子圖案352a的形狀與第二子 圖案354a的形狀不同，以實(shí)現(xiàn)背面介電層350位于主柵線區(qū)域Rl的第一開口圖案352不 同于位于其他區(qū)域R2的第二開口圖案354,由此可維持第一背面電極與焊條以及第一背面 電極與P型硅片之間的附著力，也即在維持光伏組件的可靠度及良率的前提下，進(jìn)一步增 加太陽能電池的效率。
[0095] 值得一提的是，雖然在本實(shí)施例的背面介電層350中，是以單獨(dú)采用改變第一開 口圖案的圖形的方式來進(jìn)行說明，但設(shè)計(jì)者也可視產(chǎn)品需求而并用前述實(shí)施例的改變第一 開口圖案的寬度、分布數(shù)量、間距等方式來發(fā)揮增強(qiáng)附著力，提高光伏組件可靠率以及良率 的效果，本發(fā)明不以此為限。
[0096][第四實(shí)施例]
[0097] 圖4D是圖3中的太陽能電池背面上視圖在B部分的第四實(shí)施例的局部放大圖。
[0098] 本實(shí)施例的背面介電層450在位于主柵線區(qū)域Rl為全面覆蓋P型硅片。具體而 言，背面介電層450在位于主柵線區(qū)域Rl不具有開口。相對于此，背面介電層450在位于 其他區(qū)域R2的第二開口圖案454,例如是前述實(shí)施例的第二開口圖案454。具體來說，第二 開口圖案454包括多個(gè)呈圓形的第二子圖案454a。這些第二子圖案454a在宏觀上在其他 區(qū)域R2中呈現(xiàn)出多條分別由多個(gè)點(diǎn)所構(gòu)成的直線彼此并排的分布形態(tài)。
[0099] 換言之，在本發(fā)明的第三實(shí)施例中，通過使主柵線區(qū)域Rl中的背面介電層450不 具有開口，并使位于其他區(qū)域R2的第二開口圖案454第二子圖案454a呈圓形，因此，如同 上述實(shí)施例，可由此可使背面的背面介電層的總面積增加，即延長載子存活時(shí)間的效果增 力口，進(jìn)而增加太陽能電池的效率。
[0100] 值得一提的是，雖然在本實(shí)施例的背面介電層450中，是使主柵線區(qū)域Rl中的背 面介電層450不具有開口并用改變第二開口圖案的圖形的方式來進(jìn)行說明，但設(shè)計(jì)者也可 視產(chǎn)品需求而并用前述實(shí)施例的改變第二開口圖案的寬度、分布數(shù)量、間距、圖形等方式來 提高太陽能電池的效率，本發(fā)明不以此為限。
[0101] 以下以前述第一實(shí)施例為例進(jìn)一步說明本發(fā)明的硅晶太陽能電池的制造方法。
[0102] 圖5A至圖5C是本發(fā)明的第一實(shí)施例的一種鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池的 制造方法的示意圖。
[0103] 請參照圖5A。首先，提供P型硅片110,其具有受光面Sl與背面S2。P型硅片110 在背面S2上具有主柵線區(qū)域Rl以及除主柵線區(qū)域Rl以外的其他區(qū)域R2(如圖3所示）。此 外，P型娃片110例如是硼摻雜或鎵摻雜的娃片。接著，以例如熱擴(kuò)散（thermaldiffusion) 或離子植入法（ionimplantation)在P型硅片110的受光面SI進(jìn)行N型摻雜（例如磷摻 雜或砷摻雜等V族元素），以在受光面Sl上形成N型摻雜層120。
[0104] 然后，以例如化學(xué)氣相沉積法（ChemicalVaporDeposition,CVD)或等離子增強(qiáng) 式化學(xué)氣相沉積法（PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition,PECVD)在受光面SI 的N型摻雜層120上形成正面介電層130,其中正面介電層130例如是Si02、SixNy、SixNyHz、 SixOyNz或SiC組合的單層或多層結(jié)構(gòu)。
[0105] 接著，以化學(xué)氣相沉積法或等離子增強(qiáng)式化學(xué)氣相沉積法在P型硅片110的背面 S2形成背面介電層150,其中背面介電層150例如是Alx0y、Si02、Si具、SixNyHz、SixOyNz或 SiC組合的單層或多層結(jié)構(gòu)。
[0106] 接下來，請參照圖5B，接著對背面介電層150進(jìn)行圖案化，以在背面介電層150的 位于主柵線區(qū)域Rl形成第一開口圖案152,并在背面介電層150的位于其他區(qū)域R2形成第 二開口圖案154,其中第一開口圖案152與第二開口圖案154暴露出P型硅片110。值得注 意的是，對背面介電層150進(jìn)行圖案化的方法包括蝕刻膠法（etchingpastemethod)、激光 蝕刻法（laser-etchingmethod)、微影蝕刻法（photolithographymethod)等方法。
[0107] 然后，請參照圖5C，在正面介電層130上形成正面電極組成物140,舉例而言，例如 是網(wǎng)印一正面電極組成物140,其中正面電極組成物140例如是銀漿。
[0108] 接著，將第一背面電極組成物160以及第二背面電極組成物170分別網(wǎng)印在第一 開口圖案152內(nèi)以及第二開口圖案154內(nèi)。第一背面電極組成物160例如是銀漿，并且第 二背面電極組成物170例如是鋁漿。
[0109] 接著，對已形成有正面電極組成物140、第一背面電極組成物160以及第二背面 電極組成物170的上述結(jié)構(gòu)進(jìn)行高溫共燒制程，以分別形成正面電極140a、第一背面電極 160a以及第二背面電極170a。值得注意的是，高溫共燒制程的最高溫度大于600°C。
[0110] 接著，將焊條180焊接在第一背面電極160a上，由此焊條180與第一背面電極 160a以及第二背面電極170a互相接觸。構(gòu)成前述圖1、圖2所示的太陽能電池100的結(jié)構(gòu)。
[0111] 值得注意的是，N型摻雜層120對應(yīng)在正面電極140a的區(qū)域可以是高濃度磷摻雜， 且其表面電阻為小于或等于70〇hm/sq.。又，N型摻雜層120對應(yīng)于除了正面電極140a以 外的區(qū)域可以是低濃度磷摻雜，且其表面電阻為大于70ohm/Sq.。此外，N型摻雜層120對 應(yīng)于正面電極140a以外的區(qū)域的一部分也可以是高濃度磷摻雜。
[0112] 圖6是本發(fā)明第一實(shí)施例的光伏組件示意圖。光伏組件10可包括多個(gè)太陽能電 池100以及焊條180,其中焊條180電性連接在兩相鄰的太陽能電池100之間。具體而言， 焊條180的兩端分別連結(jié)太陽能電池100的電極與另一個(gè)太陽能電池100的電極。如此一 來,焊條180便可收集來自電極的電流，并將電流傳導(dǎo)到另一個(gè)太陽能電池100。
[0113] 〈太陽能電池評價(jià)〉
[0114] 在以下實(shí)例中，對鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池來進(jìn)行評價(jià)，其結(jié)果如表1 及表2所示。
[0115] -實(shí)例 1-
[0116] 導(dǎo)電漿A是由銀粉（50?60wt. %)、酯醇（40?50wt. %)、樹脂（1?IOwt. %)及玻 璃粉A(1?IOwt. %)所組成，其結(jié)果如表1所示。
[0117] -實(shí)例 2-
[0118] 導(dǎo)電漿B是由銀粉（50?60wt. %)、酯醇（40?50wt. %)、樹脂（1?IOwt. %)及玻 璃粉B(1?IOwt. %)所組成，其結(jié)果如表2所示。
[0119] [評價(jià)方式]
[0120] -效率-
[0121] 使用太陽電池效率量測機(jī)臺，針對不同實(shí)施例的鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電 池進(jìn)行電池效率評估。太陽電池效率量測機(jī)臺為endeas所制造的QuickSun-120CA型太陽 電池效率量測機(jī)。
[0122] -拉力測試-
[0123] 將焊條（Ribbon)(鍍錫銅帶，其鍍錫成份比例為Sn/Pb/Ag=62%/36%/2%)于60°C下 預(yù)熱，再以溫度約為360°C的焊槍將焊條焊接在背面電極上（如圖1所示）。接著，以相對 于基板的反方向（180度）進(jìn)行拉力測試，測量將焊條與表面電極分離所需的拉力，其中拉 力機(jī)的移動(dòng)速度為20mm/sec，且拉力越高代表附著力越高。
[0124] [評價(jià)結(jié)果]
[0125] 表1及表2分別不出以導(dǎo)電楽A與導(dǎo)電楽B作為第一背面電極，并以上述第一實(shí) 施例為基礎(chǔ)，測量改變背面介電層在主柵線區(qū)域的蝕刻面積（即第一開口圖案面積以及第 二開口圖案面積）比率（%)對太陽能電池的效率以及拉力的影響。
[0126] 請參看表1以及表2,背面介電層在主柵線區(qū)域的蝕刻面積比率（%)大于1%時(shí)，不 論背面介電層在主柵線區(qū)域中的第一開口圖案的面積是大于、小于或等于其他區(qū)域中的第 二開口圖案的面積，正規(guī)化拉力皆大于1(正規(guī)化拉力的分母為一般太陽能電池拉力的最 低要求）。這說明了通過將背面介電層的位于主柵線區(qū)域的第一開口圖案以及位于其他區(qū) 域的第二開口圖案設(shè)計(jì)為不相同，可以符合光伏組件可靠率以及良率的效果。又當(dāng)背面介 電層在主柵線區(qū)域的蝕刻面積（即第一開口圖案的面積）比率（%)增加時(shí)，太陽能電池的效 率雖稍微降低但仍能維持一定的水準(zhǔn)，而拉力卻大幅地提升，代表第一背面電極與背面介 電層之間以及第一背面電極與P型硅片之間的附著面積增加，以提升光伏組件可靠率以及 良率的效果。因此可依據(jù)對拉力的需求不同，在不嚴(yán)重影響電池效率之下，調(diào)整主柵線區(qū)域 的第一開口圖案比率。
[0127] 此外，使用導(dǎo)電漿B的拉力結(jié)果比導(dǎo)電漿A高，表示導(dǎo)電漿B與與背面介電層之間 以及導(dǎo)電漿B與P型硅片之間有較好的附著力。
[0128] 表1導(dǎo)電漿A

【權(quán)利要求】
1. 一種鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池，其特征在于，包括： 一 P型硅片，其具有一受光面與一背面，所述P型硅片在所述背面上具有一主柵線區(qū)域 以及除所述主柵線區(qū)域以外的其他區(qū)域； 一 N型摻雜層，位于所述P型硅片的所述受光面上； 一正面介電層，位于所述N型摻雜層上； 一正面電極，位于所述正面介電層上； 一背面介電層，位于所述P型硅片的所述背面上，所述背面介電層具有位于所述主柵 線區(qū)域的一第一開口圖案以及位于所述其他區(qū)域的一第二開口圖案，其中所述第一開口圖 案與所述第二開口圖案暴露出所述P型硅片，且所述背面介電層的所述第一開口圖案不同 于所述第二開口圖案； 一第一背面電極，位于所述背面介電層上，并填入所述第一開口圖案內(nèi)；以及 一第二背面電極，位于所述背面介電層上，并填入所述第二開口圖案內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池，其特征在于，所述第一 開口圖案包括彼此獨(dú)立的多個(gè)第一子圖案，且所述第二開口圖案包括彼此獨(dú)立的多個(gè)第二 子圖案。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池，其特征在于，所述第一 子圖案的第一寬度不同于所述第二子圖案的第二寬度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池，其特征在于，所述第一 子圖案與所述第二子圖案分別為條狀圖案。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池，其特征在于，任兩相鄰 所述第一子圖案之間的第一間距不同于任兩相鄰所述第二子圖案之間的第二間距。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池，其特征在于，第一間距 小于第二間距。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池，其特征在于，所述第一 子圖案在所述主柵線區(qū)域中呈現(xiàn)虛線的分布形態(tài)，所述第二子圖案在其他區(qū)域中呈現(xiàn)實(shí)線 的分布形態(tài)，且所述第一子圖案在所述主柵線區(qū)域中所占的比例小于所述第二子圖案在其 他區(qū)域中所占的比例。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池，其特征在于，所述第一 子圖案的形狀不同于所述第二子圖案。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池，其特征在于，所述第一 子圖案與所述第二子圖案分別是線、點(diǎn)、線段或其組合。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池，還包括一焊條，其特征 在于，所述焊條與所述第一背面電極連接。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池，其特征在于，所述P型 硅片包括硼摻雜或鎵摻雜的硅片。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池，其特征在于，所述背面 介電層中所述第一開口圖案與所述第二開口圖案的總面積相對于所述背面的面積的比率 為0. 5%至15%之間。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池，其特征在于，所述背面 介電層為AlxOy、Si02、SixN y、SixNyHz、SisO yNz或SiC組合的單層或多層結(jié)構(gòu)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池，其特征在于，所述正面 介電層為Si02、SixNy或SixN yHz、SixOyNz或SiC組合的單層或多層結(jié)構(gòu)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池，其特征在于，所述N型 摻雜層對應(yīng)于所述正面電極的區(qū)域?yàn)楦邼舛攘讚诫s，且其表面電阻為小于或等于70ohm/ sq.。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池，其特征在于，所述N型 摻雜層對應(yīng)于除了所述正面電極以外的區(qū)域?yàn)榈蜐舛攘讚诫s，且其表面電阻為大于70ohm/ sq.。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池，其特征在于，所述N型 摻雜層對應(yīng)于所述正面電極以外的區(qū)域的一部分為高濃度磷摻雜。
18. -種鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池，其特征在于，包括： 一 P型硅片，其具有一受光面與一背面，所述P型硅片在所述背面上具有一主柵線區(qū)域 以及除所述主柵線區(qū)域以外的其他區(qū)域； 一 N型摻雜層，位于所述P型硅片的所述受光面上； 一正面介電層，位于所述N型摻雜層上； 一正面電極，位于所述正面介電層上； 一背面介電層，位于所述P型硅片的所述背面上，所述背面介電層在位于所述主柵線 區(qū)域的圖案不同于所述背面介電層在位于所述其他區(qū)域的圖案； 一第一背面電極，位于所述背面介電層上；以及 一第二背面電極，位于所述背面介電層上，并填入所述背面介電層的位于所述其他區(qū) 域的圖案內(nèi)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池，其特征在于，所述背 面介電層在位于所述主柵線區(qū)域?yàn)槿娓采w所述P型硅片，而所述背面介電層在位于所述 其他區(qū)域具有開口圖案。
20. -種光伏組件，其特征在于，包括： 如權(quán)利要求1至19任一項(xiàng)所述的鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池；以及 焊條，電性連接于兩相鄰所述鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池之間。
21. -種鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池的制造方法，其特征在于，包括： 提供一 P型硅片，其具有一受光面與一背面，所述P型硅片在所述背面上具有一主柵線 區(qū)域以及除所述主柵線區(qū)域以外的其他區(qū)域； 在所述P型硅片的所述受光面上形成一 N型摻雜層； 在所述N型摻雜層上形成一正面介電層； 在所述正面介電層上形成一正面電極； 在所述P型硅片的所述背面上形成一背面介電層，以在所述背面介電層的位于所述主 柵線區(qū)域形成一第一開口圖案，并在所述背面介電層的位于所述其他區(qū)域形成一第二開口 圖案，其中所述第一開口圖案與所述第二開口圖案暴露出所述P型硅片，且所述背面介電 層的所述第一開口圖案不同于所述第二開口圖案； 在所述背面介電層上形成一第一背面電極，以使所述第一背面電極填入所述第一開口 圖案內(nèi)；以及 在所述背面介電層上形成一第二背面電極，以使所述第二背面電極填入所述第二開口 圖案內(nèi)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池的制造方法，其特征在 于，所述第一開口圖案包括彼此獨(dú)立的多個(gè)第一子圖案，且所述第二開口圖案包括彼此獨(dú) 立的多個(gè)第二子圖案。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池的制造方法，其特征在 于，所述第一子圖案的第一寬度不同于所述第二子圖案的第二寬度。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池的制造方法，其特征在 于，所述第一子圖案與所述第二子圖案分別為條狀圖案。
25. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池的制造方法，其特征在 于，任兩相鄰所述第一子圖案之間的第一間距不同于任兩相鄰所述第二子圖案之間的第二 間距。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池的制造方法，其特征在 于，第一間距小于第二間距。
27. 根據(jù)權(quán)利要求22項(xiàng)所述的鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池的制造方法，其特征 在于，所述第一子圖案在所述主柵線區(qū)域中呈現(xiàn)虛線的分布形態(tài)，所述第二子圖案在其他 區(qū)域中呈現(xiàn)實(shí)線的分布形態(tài)，且所述第一子圖案在所述主柵線區(qū)域中所占的比例小于所述 第二子圖案在其他區(qū)域中所占的比例。
28. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池的制造方法，其特征在 于，所述第一子圖案的形狀不同于所述第二子圖案。
29. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池的制造方法，其特征在 于，所述第一子圖案與所述第二子圖案分別是線、點(diǎn)、線段或其組合。
30. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池的制造方法，其特征在 于，所述背面介電層中所述第一開口圖案與所述第二開口圖案的總面積相對于所述背面的 面積的比率為0. 5%至15%之間。
31. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的鈍化發(fā)射極背電極硅晶太陽能電池的制造方法，其特征在 于，還包括在所述第一背面電極上形成一焊條。
【文檔編號】H01L31/18GK104425634SQ201310728746
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月9日
【發(fā)明者】鄭丞良, 周益欽, 劉珈蕓, 王品勝, 吳邦豪 申請人:友晁能源材料股份有限公司