專利名稱：太陽能電池的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種光電裝置的制造方法，且特別是有關(guān)于一種太陽能電池的制造方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)太陽能電池的摻雜方式為采用擴散制程，將摻質(zhì)摻入基板之中以形成p-n接面，此p-n接面在受光情況下產(chǎn)生電子空穴對的移動，進而在基板中產(chǎn)生電流以達到光電轉(zhuǎn)換的目的。例如，若太陽能電池采用P型基板，在太陽能電池的擴散制程時，將P型基板置于高溫爐管中進行n型磷擴散程序，以對p型基板摻入n型摻質(zhì)。然而在高溫磷擴散制程中，會形成不必要的硅酸磷玻璃(Phospho-SilicateGlass, PSG),而且于擴散制程后，整個p型基板會被一層n型摻質(zhì)所包覆，此n型摻質(zhì)可能會造成太陽能電池正、負電極之間產(chǎn)生短路現(xiàn)象。為了清除基板表面不必要的硅酸磷玻璃與避免正、負電極之間發(fā)生短路現(xiàn)象，通常還需要透過磷玻璃去除(Phospho-Silicate Glass Etching, PGE)方式將磷玻璃去除，以及使用激光、等離子或化學(xué)蝕刻方式進行基板的邊緣隔絕(Edge Isolation)程序。由此可知，在太陽能電池的基板采用擴散制程摻入所需摻質(zhì)之后，尚需額外進行，例如磷玻璃去除以及基板邊緣隔絕等復(fù)雜程序。因此，傳統(tǒng)太陽能電池的摻雜方式的制程上仍有改進簡化的空間，并且成為一重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一目的在于提供一種太陽能電池制造的方法，以解決已知太陽能電池制程上較為復(fù)雜的問題。本發(fā)明的一實施方式是在提供一種太陽能電池的制造方法，包含步驟如下對基板的第一表面進行離子布植以形成第一摻雜層；對基板的第二表面進行離子布植以形成第二摻雜層；對基板、第一摻雜層與第二摻雜層所形成的結(jié)構(gòu)執(zhí)行退火程序，并通過退火程序形成第一鈍化層于第一摻雜層上與形成第二鈍化層于第二摻雜層上；于經(jīng)退火程序后所形成的第一鈍化層上形成第三鈍化層；于經(jīng)退火程序后所形成的第二鈍化層上形成第四鈍化層；以及分別于第三鈍化層與第四鈍化層上形成導(dǎo)電電極。依據(jù)本發(fā)明一實施例，還包含于進行離子布植之前，利用蝕刻方式將基板的第一表面與第二表面作粗糙化處理。依據(jù)本發(fā)明另一實施例，其中基板為p型基板，且第一表面是透過進行離子布植植入n型摻質(zhì)，第二表面是透過進行離子布植植入p+型摻質(zhì)。依據(jù)本發(fā)明又一實施例，其中基板為n型基板，且第一表面是透過進行離子布植植入p型摻質(zhì)，第二表面是透過進行離子布植植入n+型摻質(zhì)。依據(jù)本發(fā)明再一實施例，其中第三鈍化層與第四鈍化層是透過一化學(xué)氣相沉積方式形成。
本發(fā)明的另一實施方式是在提供一種太陽能電池的制造方法，包含步驟如下對基板的第一表面進行離子布植以形成第一摻雜層；對基板的第二表面進行離子布植以形成第二摻雜層；對基板、第一摻雜層與第二摻雜層所形成的結(jié)構(gòu)執(zhí)行退火程序，并通過退火程序形成第一鈍化層于第一摻雜層上與形成第二鈍化層于第二摻雜層上；于經(jīng)退火程序后所形成的第一鈍化層上形成第三鈍化層；以及分別于第三鈍化層與經(jīng)退火程序后所形成的第二鈍化層上形成導(dǎo)電電極。
依據(jù)本發(fā)明一實施例，還包含于進行離子布植之前，利用蝕刻方式將基板的第一表面作粗糙化處理。依據(jù)本發(fā)明另一實施例，其中基板為p型基板，且第一表面是透過進行離子布植植入n型摻質(zhì)，第二表面是透過進行離子布植植入p+型摻質(zhì)。依據(jù)本發(fā)明又一實施例，其中基板為n型基板，且第一表面是透過進行離子布植植入p型摻質(zhì)，第二表面是透過進行離子布植植入n+型摻質(zhì)。依據(jù)本發(fā)明再一實施例，其中第三鈍化層是透過一化學(xué)氣相沉積方式形成。應(yīng)用本發(fā)明的優(yōu)點是在利用離子布植方式植入所需雜質(zhì)，再經(jīng)由退火程序活化摻入雜質(zhì)后，即可完成太陽能電池基板摻雜制程。上述離子布植方式還可簡化在傳統(tǒng)太陽能電池基板摻雜制程中，例如，清除磷玻璃與基板邊緣隔絕的步驟，因而簡化了摻雜的制程，并于進行離子布植的退火程序與進行化學(xué)氣相沉積之后各自形成鈍化層，而能夠在較少的制程步驟下得到雙層鈍化層結(jié)構(gòu)，使得整個太陽能電池的制造過程得以簡化，進而加速生產(chǎn)流程。


為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、優(yōu)點與實施例能更明顯易懂，所附附圖的說明如下圖IA 圖II是繪示依照本發(fā)明一實施方式的太陽能電池制作流程的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是繪示依照本發(fā)明一實施方式的太陽能電池制造方法流程圖；圖3A 圖3H是繪示依照本發(fā)明另一實施方式的太陽能電池制作流程的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是繪示依照本發(fā)明另一實施方式的太陽能電池制造方法流程圖。主要組件符號說明110:基板310 :基板120 :第一表面320 :第一表面130 :第二表面330 :第二表面140 :第一摻雜層340 :第一摻雜層150 :第二摻雜層350 :第二摻雜層160 :第一鈍化層360 :第一鈍化層161 :第三鈍化層361 :第三鈍化層170 :第二鈍化層370 :第二鈍化層171 :第四鈍化層380 :第一電極
180:第一電極390:第二電極190:第二電極391 :背面層210 280 :步驟410 470 :步驟
具體實施例方式以下將以附圖及詳細敘述清楚說明本發(fā)明的精神，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在了解本發(fā)明的較佳實施例后，當(dāng)可由本發(fā)明所教示的技術(shù)，加以改變及修飾，其并不脫離本發(fā)明的精神與范圍。圖IA 圖II繪示依照本發(fā)明一實施方式的太陽能電池制作流程的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是繪示依照本發(fā)明一實施方式的太陽能電池制造方法流程圖。請同時參閱圖IA 圖II以及圖2。 在步驟210中，利用蝕刻方式將圖IA的基板110的第一表面120與第二表面130作粗糙化處理(Textured Process),而成為如圖IB所示結(jié)構(gòu)。上述第一表面120與第二表面130的粗糙化處理可為同時或是分開進行，更可根據(jù)實際應(yīng)用上的需求而只進行第一表面120或第二表面130的粗糙化處理。經(jīng)上述粗糙化處理之后，可通過光入射于此粗糙表面時產(chǎn)生散射與多重反射，以提供更長的光行進路徑，增加光子進入基板110的數(shù)目，進而形成更多的電子空穴。上述粗糙化處理的蝕刻方式可為濕式蝕刻法(Wet Etching)或干式蝕刻法(Dry Etching)。在步驟220中，對基板110的第一表面120進行離子布植以形成第一摻雜層140，請參閱圖1C。例如，當(dāng)基板110為P型材質(zhì)時，利用離子布植方式，將n型摻質(zhì)離子植入基板110的第一表面120，使得基板110在靠近第一表面120的部分形成n型的第一摻雜層140，而形成p-n接面于基板110與第一摻雜層140之間。同樣地，當(dāng)基板110為n型材質(zhì)時，利用離子布植方式，將P型摻質(zhì)離子植入基板110的第一表面120，使得基板110在靠近第一表面120的部分形成p型的第一摻雜層140，而形成p-n接面于基板110與第一摻雜層140之間。在步驟230中，對基板110的第二表面130進行離子布植以形成第二摻雜層150，請參閱圖1D。例如，當(dāng)基板110為p型材質(zhì)時，利用離子布植方式，將p+型摻質(zhì)離子植入基板110的第二表面130，使得基板110在靠近第二表面130的部分形成p+型的第二摻雜層150，而形成與步驟220中的p-n接面對稱的p-p+接面于基板110與第二摻雜層150之間。同樣地，當(dāng)基板110為n型材質(zhì)時，利用離子布植方式，將n+型摻質(zhì)離子植入基板110的第二表面130，使得基板110在靠近第二表面130的部分形成n+型的第二摻雜層150，而形成與步驟220中的p-n接面對稱的n-n+接面于基板110與第二摻雜層150之間。接著于步驟240中，對基板110、第一摻雜層140與第二摻雜層150所形成的結(jié)構(gòu)執(zhí)行退火程序。退火的方式可以是傳統(tǒng)爐管退火或是快速熱退火(Rapid ThermalAnnealing, RTA)，其可活化被植入的離子，修補離子布植所造成的布植損壞(亦稱為晶格脫序，Lattice Disorder)。因此,上述基板110、第一摻雜層140與第二摻雜層150所形成的結(jié)構(gòu)于執(zhí)行退火程序后，其摻雜離子即可活化而且摻雜離子的布植損壞得以被修補，而達成基板110摻雜的目的，并同時形成第一鈍化層160于第一摻雜層140上與形成第二鈍化層170于第二摻雜層150上，請參閱圖1E。其中，第一鈍化層160與第二鈍化層170為經(jīng)過上述退火程序后于第一摻雜層140與第二摻雜層150上所形成的氧化層(Oxide Layer)。
請參閱圖1F，在步驟250中，于經(jīng)退火程序后所形成的第一鈍化層160上形成第三鈍化層161，使得第一鈍化層160與第三鈍化層161形成雙層鈍化層結(jié)構(gòu)。上述第三鈍化層161可透過化學(xué)氣相沉積方式(例如以等離子輔助化學(xué)沉積方式)形成，且第三鈍化層161的材質(zhì)可為氮化物(Nitride)或是氧化物(Oxide)，上述鈍化層的形成可減少入射光由外界環(huán)境進入第一摻雜層140的反射，以 增加太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。請參閱圖1G，在步驟260中，于經(jīng)退火程序后所形成的第二鈍化層170上形成第四鈍化層171，使得第二鈍化層170與第四鈍化層171形成雙層鈍化層結(jié)構(gòu)。上述第四鈍化層171形成的方式與上述第三鈍化層161相同或類似，上述鈍化層的形成可減少入射光由外界環(huán)境進入第二摻雜層150的反射，以增加太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。在步驟270中，分別形成導(dǎo)電電極180和190于第三鈍化層161與第四鈍化層171上，請參閱圖1H。上述導(dǎo)電電極可利用如網(wǎng)版印刷(Screen Printing)或電鍍(Plating)方式形成。以網(wǎng)版印刷為例，其方式是將金屬膏(例如銀漿)透過具電路圖案(Pattern)的網(wǎng)版或金屬板印制于第三鈍化層161上，再經(jīng)過烘干程序?qū)⒔饘俑嘤不孕纬傻谝浑姌O180。接著，將金屬膏依上述方式印制于第四鈍化層171上，再經(jīng)過烘干程序?qū)⒔饘俑嘤不?，以形成第二電極190。如此便完成第一電極180與第二電極190兩種導(dǎo)電電極的印制。需注意的是，上述形成第一電極180和第二電極190的順序可以相互對調(diào)，并不以上述為限。步驟280接續(xù)上述導(dǎo)電電極180和190的制造，如圖II所示，于此步驟中透過高溫?zé)Y(jié)(Firing)程序，去除金屬膏的有機成分，而且讓第一電極180得以穿透第三鈍化層161與第一鈍化層160,并滲入第一摻雜層140的表層形成歐姆接觸(Ohmic Contact),同時第二電極190得以穿透第四鈍化層171與第二鈍化層170，并滲入第二摻雜層150的表層形成歐姆接觸，使得第一電極180與第二電極190得以將電子空穴所產(chǎn)生的電流導(dǎo)出，而完成雙面太陽能電池的制造程序。因此，上述雙面太陽能電池在不增加制造程序步驟下，使得太陽能電池的雙面同時具有雙層鈍化層結(jié)構(gòu)。圖3A 圖3H是繪示依照本發(fā)明另一實施方式的太陽能電池制作流程的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是繪示依照本發(fā)明另一實施方式的太陽能電池制造方法流程圖。請同時參閱圖3A 圖3H以及圖4。在步驟410中，利用蝕刻方式將圖3A的基板310的第一表面320作粗糙化處理，而成為如圖3B所示結(jié)構(gòu)。上述基板表面310的粗糙化處理還可根據(jù)實際應(yīng)用上的需求，同時或是分開進行第一表面320及(或)第二表面330的粗糙化處理，而不以上述為限。經(jīng)上述粗糙化處理之后，可通過光入射于此粗糙表面時產(chǎn)生散射與多重反射，以提供更長的光行進路徑，增加光子進入基板310的數(shù)目，進而形成更多的電子空穴。上述粗糙化處理的蝕刻方式可為濕式蝕刻法或干式蝕刻法。在步驟420中，對基板310的第一表面320進行離子布植以形成第一摻雜層340，請參閱圖3C。例如，當(dāng)基板310為p型材質(zhì)時，利用離子布植方式，將n型摻質(zhì)離子植入基板310的第一表面320，使得基板310在靠近第一表面320的部分形成n型的第一摻雜層340，而形成p-n接面于基板310與第一摻雜層340之間。同樣地，當(dāng)基板310為n型材質(zhì)時，利用離子布植方式，將P型摻質(zhì)離子植入基板310的第一表面320，使得基板310在靠近第一表面320的部分形成p型的第一摻雜層340，而形成p-n接面于基板310與第一摻雜層340之間。在步驟430中，對基板310的第二表面330進行離子布植以形成第二摻雜層350，請參閱圖3D。例如，當(dāng)基板310為p型材質(zhì)時，利用離子布植方式，將p+型摻質(zhì)離子植入基板310的第二表面330，使得基板310在靠近第二表面330的部分形成p+型的第二摻雜層350，而形成與步驟420中的p-n接面對稱的p-p+接面于基板310與第二摻雜層350之間。同樣地，當(dāng)基板310為n型材質(zhì)時，利用離子布植方式，將n+型摻質(zhì)離子植入基板310的第二表面330，使得基板310在靠近第二表面330的部分形成n+型的第二摻雜層350，而形成與步驟420中的p-n接面對稱的n-n+接面于基板310與第二摻雜層350之間。接著于步驟440中，對基板310、第一摻雜層340與第二摻雜層350所形成的結(jié)構(gòu)執(zhí)行退火程序。退火的方式可以是傳統(tǒng)爐管退火或是快速熱退火，其可活化被植入的離子， 修補離子布植所造成的布植損壞。因此，上述基板310、第一摻雜層340與第二摻雜層350所形成的結(jié)構(gòu)于執(zhí)行退火程序后，其摻雜離子即可活化而且摻雜離子的布植損壞得以被修補，而達成基板310摻雜的目的，并同時形成第一鈍化層360于第一摻雜層340上與形成第二鈍化層370于第二摻雜層350上，請參閱圖3E。其中，第一鈍化層360與第二鈍化層370為經(jīng)過上述退火程序后于第一摻雜層340與第二摻雜層350上所形成的氧化層。請參閱圖3F，在步驟450中，于經(jīng)退火程序后所形成的第一鈍化層360上形成第三鈍化層361，使得第一鈍化層360與第三鈍化層361形成雙層鈍化層結(jié)構(gòu)。上述第三鈍化層361可透過化學(xué)氣相沉積方式(例如以等離子輔助化學(xué)沉積方式)形成，且第三鈍化層361的材質(zhì)可為氮化物或是氧化物，上述鈍化層的形成可減少入射光由外界環(huán)境進入第一摻雜層340的反射，以增加太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。在步驟460中，分別形成導(dǎo)電電極380和390于第三鈍化層361與經(jīng)退火程序后所形成的第二鈍化層370上，請參閱圖3G。上述導(dǎo)電電極可利用如網(wǎng)版印刷或電鍍方式形成。以網(wǎng)版印刷為例，其方式是將金屬膏(例如銀漿)透過具電路圖案的網(wǎng)版或金屬板印制于第三鈍化層361上，再經(jīng)過烘干程序?qū)⒔饘俑嘤不孕纬傻谝浑姌O380。接著，將金屬膏依上述方式印制于第二鈍化層370上，再經(jīng)過烘干程序?qū)⒔饘俑嘤不?，以形成第二電極390。然后，再以金屬材質(zhì)(例如鋁漿)涂布于整個第二鈍化層370之上，再經(jīng)過烘干程序?qū)⒔饘俨馁|(zhì)硬化，以形成背面層391。如此便完成第一電極380與第二電極390兩種導(dǎo)電電極的印制。需注意的是，上述形成第一電極380和第二電極390的順序可以相互對調(diào)，并不以上述為限。步驟470接續(xù)上述導(dǎo)電電極380和390的制造，如圖3H所示，于此步驟中透過高溫?zé)Y(jié)程序，去除金屬膏的有機成分，而且讓第一電極380得以穿透第三鈍化層361與第一鈍化層360，并滲入第一摻雜層340的表層形成歐姆接觸，同時第二電極390得以穿透第二鈍化層370，并滲入第二摻雜層350的表層形成歐姆接觸，使得第一電極380與第二電極390得以將電子空穴所產(chǎn)生的電流導(dǎo)出，而完成太陽能電池的制造程序。因此，上述太陽能電池在不增加制造程序步驟下，使得太陽能電池具有雙層鈍化層結(jié)構(gòu)。上述步驟與

是用以揭露本發(fā)明的特征說明用，并未詳盡敘述與描繪出整個太陽能電池制造流程的細節(jié)部分，在本實施方式中所提及的步驟，除特別敘明其順序者夕卜，均可依實際需要調(diào)整其前后順序，甚至可同時或部分同時執(zhí)行，而不以上述為限。
綜上所述，應(yīng)用本發(fā)明具有簡化太陽能電池制程的優(yōu)點。本發(fā)明利用離子布植方式植入所需雜質(zhì)，再經(jīng)由退火程序活化摻入雜質(zhì)后，即可完成太陽能電池基板摻雜制程。上述離子布植方式更可簡化在傳統(tǒng)太陽能電池基板摻雜制程中，例如，清除磷玻璃與基板邊緣隔絕的步驟，因而簡化了摻雜的制程，并于進行離子布植的退火程序與進行化學(xué)氣相沉積之后各自形成鈍化層，而能夠在較少的制程步驟下得到雙層鈍化層結(jié)構(gòu)，使得整個太陽能電池的制造過程得以簡化，進而加速生產(chǎn)流程。 雖然本發(fā)明已以實施方式揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種太陽能電池的制造方法，其特征在于，包含 對一基板的一第一表面進行離子布植，以形成一第一摻雜層； 對該基板的一第二表面進行離子布植，以形成一第二摻雜層； 對該基板、該第一摻雜層與該第二摻雜層所形成的結(jié)構(gòu)執(zhí)行一退火程序，并通過該退火程序形成一第一鈍化層于該第一摻雜層上與形成一第二鈍化層于該第二摻雜層上；形成一第三鈍化層于經(jīng)該退火程序后所形成的該第一鈍化層上； 形成一第四鈍化層于經(jīng)該退火程序后所形成的該第二鈍化層上；以及 分別形成導(dǎo)電電極于該第三鈍化層與該第四鈍化層上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能電池的制造方法，其特征在于，還包含于進行離子布植之前，利用蝕刻方式將該基板的該第一表面與該第二表面作粗糙化處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能電池的制造方法，其特征在于，該基板為一P型基板，且該第一表面是透過進行離子布植植入n型摻質(zhì)，該第二表面是透過進行離子布植植入p+型摻質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能電池的制造方法，其特征在于，該基板為一n型基板，且該第一表面是透過進行離子布植植入P型摻質(zhì)，該第二表面是透過進行離子布植植入n+型摻質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能電池的制造方法，其特征在于，該第三鈍化層與該第四鈍化層是透過一化學(xué)氣相沉積方式形成。
6.一種太陽能電池的制造方法，其特征在于，包含 對一基板的一第一表面進行離子布植，以形成一第一摻雜層； 對該基板的一第二表面進行離子布植，以形成一第二摻雜層； 對該基板、該第一摻雜層與該第二摻雜層所形成的結(jié)構(gòu)執(zhí)行一退火程序，并通過該退火程序形成一第一鈍化層于該第一摻雜層上與形成一第二鈍化層于該第二摻雜層上；形成一第三鈍化層于經(jīng)該退火程序后所形成的該第一鈍化層上；以及分別形成導(dǎo)電電極于該第三鈍化層與經(jīng)該退火程序后所形成的該第二鈍化層上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能電池的制造方法，其特征在于，還包含于進行離子布植之前，利用蝕刻方式將該基板的該第一表面作粗糙化處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能電池的制造方法，其特征在于，該基板為一p型基板，且該第一表面是透過進行離子布植植入n型摻質(zhì)，該第二表面是透過進行離子布植植入p+型摻質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能電池的制造方法，其特征在于，該基板為一n型基板，且該第一表面是透過進行離子布植植入P型摻質(zhì)，該第二表面是透過進行離子布植植入P+型摻質(zhì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能電池的制造方法，其特征在于，該第三鈍化層是透過一化學(xué)氣相沉積方式形成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽能電池的制造方法，其步驟包含對基板的第一表面進行離子布植以形成第一摻雜層，接著對基板的第二表面進行離子布植以形成第二摻雜層，然后對基板、第一摻雜層與第二摻雜層所形成的結(jié)構(gòu)執(zhí)行退火程序，并通過退火程序形成第一鈍化層于該第一摻雜層上與形成第二鈍化層于該第二摻雜層上，于經(jīng)退火程序后所形成的第一鈍化層上形成第三鈍化層，再于經(jīng)退火程序后所形成的第二鈍化層上形成第四鈍化層，然后分別于第三鈍化層與第四鈍化層上形成導(dǎo)電電極。
文檔編號H01L31/18GK102651425SQ201110050999
公開日2012年8月29日 申請日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者蔡錦堂, 邱彥凱, 郭明錦, 陳添賜, 黃桂武 申請人:昱晶能源科技股份有限公司