施例的太陽能電池的制備方法進(jìn)行說明。
[0042] 參照圖1及圖2a,在準(zhǔn)備第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體基板的步驟S1中,準(zhǔn)備具有大致平坦 的第一面(下表面)111和作為其相反面的大致平坦的第二面(上表面)112的第一導(dǎo)電型 半導(dǎo)體基板110。例如,半導(dǎo)體基板110可W為P型娃半導(dǎo)體基板。目P,半導(dǎo)體基板110可 W為在娃半導(dǎo)體基板滲雜如元素周期表第13族的元素棚炬)或嫁(Ga)的雜質(zhì)的P型娃半 導(dǎo)體基板。
[0043] 在附圖中,兩條平行的虛線表示半導(dǎo)體基板110中被省略的區(qū)域,而虛線的外側(cè) 區(qū)域表示半導(dǎo)體基板110的邊緣區(qū)域119。
[0044] 參照圖1及圖化,在對光刻膠進(jìn)行圖案化的步驟S2中,在半導(dǎo)體基板110的第二 面112涂敷預(yù)定厚度的光刻膠120,并通過通常的光刻過程對光刻膠120進(jìn)行圖案化。其 中,隨后在半導(dǎo)體基板110的與光刻膠120相對應(yīng)的區(qū)域中形成微米線113,并且隨后在不 與光刻膠120相對應(yīng)的區(qū)域中形成多個納米線114。此外,在該種對光刻膠120進(jìn)行圖案 化的步驟S2之后,可W在半導(dǎo)體基板110的第一面111上形成預(yù)定厚度的保護(hù)層121。該 種保護(hù)層121可W為通常的絕緣層、金屬層及其等同物中的任一個。當(dāng)然,優(yōu)選地,保護(hù)層 121只要是不與下述濕式蝕刻溶液發(fā)生反應(yīng)的材料,就不受限制。
[0045] 并且,該種光刻膠120的平面可W為棋盤形態(tài)或矩陣形態(tài)。目P,在半導(dǎo)體基板110 的四個邊緣區(qū)域119的內(nèi)側(cè),W多個棋盤形態(tài)或矩陣形態(tài)形成上述光刻膠120。只是,為了 有助于對本發(fā)明的理解,附圖只示出了兩個被圖案化的光刻膠120。
[0046] 參照圖1及圖2c,雖然W下將會詳細(xì)說明,但在無電解蝕刻步驟S3中,通過將半導(dǎo) 體基板110在預(yù)定濃度的濕式蝕刻溶液中浸潰預(yù)定時間,在與未形成有光刻膠120的區(qū)域 相對應(yīng)的半導(dǎo)體基板110的第二面112中形成多個納米線114。如上所述,在與形成有光刻 膠120的區(qū)域相對應(yīng)的半導(dǎo)體基板110的第二面112中形成微米線113。因此,在半導(dǎo)體基 板110的第二面112中形成多個微米線113W及多個納米線114。其中,微米線113意味著 其寬度為微米級,納米線114意味著其寬度為納米級。
[0047] 更具體地,微米線113的寬度可W在約1ym至約3ym的范圍內(nèi),其高度可W在約 3ym至約5ym的范圍內(nèi)。并且,納米線114的寬度可W在約1皿至約100皿的范圍內(nèi),其 高度可W在約1ym至約3ym的范圍內(nèi)。然而,該種數(shù)值僅為助于對本發(fā)明的理解的實例, 能夠通過光刻膠120的設(shè)計或調(diào)整濕式蝕刻溶液的濃度及浸潰時間來改變。
[0048] 并且,在無電解蝕刻步驟S3之后,從半導(dǎo)體基板110去除光刻膠120及保護(hù)層 121。當(dāng)然,根據(jù)情況,保護(hù)層121可在滲雜過程之后被去除。
[0049] 并且,由于光刻膠120的平面形態(tài)為棋盤形態(tài)或矩陣形態(tài),因此,微米線113的平 面形態(tài)也為棋盤形態(tài)或矩陣形態(tài)。換言之,微米線113的平面形態(tài)為多個橫向線和多個縱 向線相互交叉的形態(tài)。
[0化日]參照圖1及圖2d,在滲雜第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的步驟S4中,通過在微米線113及納米 線114滲雜第二導(dǎo)電型雜質(zhì),在半導(dǎo)體基板110中形成第二導(dǎo)電型雜質(zhì)滲雜區(qū)域115。良P, 在半導(dǎo)體基板110形成PN接合區(qū)域。例如,諸如元素周期表的15族元素磯(P)、神(As)或 鋪(Sb)的雜質(zhì)可滲雜于微米線113及納米線114。并且,由于滲雜深度可W為約0.5ym, 因而在微米線113中形成福射狀(Radial)形態(tài)的PN接合區(qū)域,整個納米線114基本上成 為N區(qū)域。
[CK)5U因此,該種納米線114并不作為PN接合區(qū)域,而是通過在太陽能電池上增加光入 射的路徑來產(chǎn)生諸如光子囚禁效應(yīng)的量子效應(yīng),由此增加太陽能電池的效率。
[0052] 另一方面,在利用含有磯(P)的化合物來進(jìn)行滲雜過程的情況下,可在半導(dǎo)體基 板110的表面上形成磯娃酸玻璃(PSG) 116,并且PSG116可W在下一過程中去除。當(dāng)然,在 磯(巧離子直接注入半導(dǎo)體基板110中的情況下,無需上述去除磯娃酸玻璃的過程。
[0化3] 參照圖1及圖2e,在去除磯娃酸玻璃的步驟S5中,借助于通常的蝕刻溶液來去除 包圍半導(dǎo)體基板110的整個表面(上表面、下表面及側(cè)面)的磯娃酸玻璃116。
[0化4] 參照圖1及圖2f,在發(fā)射極蝕刻步驟S6中,半導(dǎo)體基板110的整個表面(上表面、 下表面及側(cè)面)被蝕刻至預(yù)定厚度。尤其,因為形成于半導(dǎo)體基板110的下表面及側(cè)面處 的PN接合區(qū)域通過蝕刻被去除,所W在太陽能電池的工作過程中泄露電流最小化。
[0055] 像該樣,半導(dǎo)體基板110的下表面僅存在例如第一導(dǎo)電型區(qū)域(P型區(qū)域),而在半 導(dǎo)體基板110的上表面存在第二導(dǎo)電型區(qū)域(N型區(qū)域)。
[0化6] 參照圖1及圖2g,在形成第一電極的步驟S7中,在半導(dǎo)體基板110的第一面111上形成第一電極117。例如,將選自侶及其等同物中的一種絲網(wǎng)印刷在半導(dǎo)體基板110的第 一面111上,從而形成第一電極117。其中,第一電極117表示集電極。
[0化7] 參照圖1及圖化,在形成第二電極的步驟S8中,在形成于半導(dǎo)體基板110的第二 面112上的微米線113的表面上形成第二電極118。更準(zhǔn)確地,在形成于微米線113上的第 二導(dǎo)電型雜質(zhì)滲雜區(qū)域115的表面上形成第二電極118。例如,將選自銀及其等同物中的一 個絲網(wǎng)印刷在第二導(dǎo)電型雜質(zhì)滲雜區(qū)域115的表面上,從而形成第二電極118。其中,第二 電極118表示發(fā)射極。
[005引像該樣,本發(fā)明的太陽能電池100包括;第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體基板110 ;多個微米線 113,其W棋盤形態(tài)或矩陣形態(tài)形成于半導(dǎo)體基板110的上表面上;第二導(dǎo)電型雜質(zhì)滲雜區(qū) 域115,其W在微米線113的表面滲雜第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的方式形成;多個納米線114,其形成 于微米線113的外側(cè);第一電極117,其形成于半導(dǎo)體基板110的下表面上;W及第二電極 118,其形成于第二導(dǎo)電型雜質(zhì)滲雜區(qū)域115的表面上。
[0化9] 因此,在本發(fā)明的太陽能電池100中,微米線113W棋盤形態(tài)或矩陣形態(tài)形成于一 個半導(dǎo)體基板110上,而并非平板形態(tài)的福射狀形態(tài)的PN接合區(qū)域形成在微米線113中。 由此,隨著PN接合區(qū)域的面積增加,太陽能電池的效率得到提高。并且,在微米線113的周 圍形成多個納米線114。因為納米線114增加入射光的路徑W產(chǎn)生諸如光子囚禁效應(yīng)的量 子效應(yīng),所W納米線114可進(jìn)一步提高太陽能電池的效率。
[0060] 圖3為依次示出本發(fā)明一實施例的太陽能電池的制備方法中的無電解蝕刻方法 的流程圖。
[0061] 如圖3所示,無電解蝕刻方法包括第一浸潰步驟S21、第二浸潰步驟S22及第=浸 潰步驟S23。
[0062] 圖4a至圖4c為依次示出本發(fā)明一實施例的太陽能電池的制備方法中的無電解蝕 刻方法的部分剖視圖。W下,一同參照圖3來對無電解蝕刻方法進(jìn)行說明。
[0063] 參照圖3及圖4a,在第一浸潰步驟S21中,因為半導(dǎo)體基板110浸潰在硝酸銀 (AgN〇3)溶液及氨氣酸化巧溶液的混合溶液中,所W多個銀粒子123W物理方式與光刻膠 120及半導(dǎo)體基板110的第二面112相結(jié)合。其中,硝酸銀溶液的濃度為約5mM至約15mM, 氨氣酸溶液的濃度為約2mM至約8mM。并且,可W通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)該種溶液的濃度及半導(dǎo)體 基板110的浸潰時間,適當(dāng)?shù)乜刂菩纬捎诎雽?dǎo)體基板110的第二面112上的銀粒子123的 量。
[0064] 參照圖3及圖4b,在第二浸潰步驟S22中,因為如上所述的結(jié)合有銀粒子123的半 導(dǎo)體基板110浸潰在過氧化氨化2〇2)溶液及氨氣酸溶液的混合溶液中,所W在半導(dǎo)體基板 110的第二面112中形成多個納米線114。其中,光刻膠120不與過氧化氨化2〇2)溶液及氨 氣酸溶液的混合溶液發(fā)生反應(yīng)。
[0065] 并且,其中,過氧化氨溶液和氨氣酸溶液的濃度可分別為約2mM至約8mM。并且,該 種浸潰可執(zhí)行大約1分鐘至大約12分鐘。例如,觀察到,在半導(dǎo)體基板110浸潰在上述混 合溶液中約2分鐘時,形成了深度為約2. 5ym的納米線114,當(dāng)半導(dǎo)體基板110浸潰在上述 混合溶液中約6分鐘時,形成了深度為約5ym的納米線114,并且當(dāng)半導(dǎo)體基板110浸潰在 上述混合溶液中約10分鐘時,形成了深度為約7. 5ym的納米線114。
[0066] 雖然,在上述銀粒子123和半導(dǎo)體基板110的接觸區(qū)域中相對較快地進(jìn)行蝕刻的 現(xiàn)象在進(jìn)行進(jìn)一步研究時變得清楚,但本發(fā)明人認(rèn)