專利名稱：太陽能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能電池，且特別涉及一種太陽能電池的制作方法。
背景技術(shù)：
太陽能電池，特別是硅太陽能電池，作為一種可再生環(huán)保能源越來越受到人們的重視。目前，為了提高電池效率，硅太陽能電池通常是對硅芯片表面進(jìn)行制絨，以形成絨面結(jié)構(gòu)來減少入射光在硅芯片表面的反射，進(jìn)而增加光利用率。工業(yè)生產(chǎn)中，對硅芯片表面進(jìn)行制絨主要是采用化學(xué)腐蝕法，由于硅芯片的各向異性，化學(xué)蝕刻溶液對硅芯片在不同晶體取向上具有不同腐蝕速率，因此可在硅芯片表面腐蝕出金字塔形狀的表面形貌。當(dāng)硅芯片的上下表面同時(shí)制作絨面結(jié)構(gòu)時(shí)，即是硅芯片的雙面制絨。當(dāng)僅在硅芯片的一個(gè)表面制作絨面結(jié)構(gòu)時(shí)，即是硅芯片的單面制絨。雖然單面制絨僅需要在硅芯片的一個(gè)表面制作絨面結(jié)構(gòu)，但是目前單面制絨的工序相當(dāng)繁雜，導(dǎo)致采用單面制絨的硅太陽能電池生產(chǎn)效率較低，制作成本增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種太陽能電池的制作方法，以簡化制作工藝，提高生產(chǎn)效率。本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明提出一種太陽能電池的制作方法包括以下步驟。首先，提供第一型半導(dǎo)體基板，其具有相對的第一表面以及第二表面。然后，形成第一金屬層，覆蓋第二表面。接著， 對第一表面進(jìn)行制絨，以形成制絨表面。之后，在制絨表面形成第二型半導(dǎo)體層，以于第一型半導(dǎo)體基板與第二型半導(dǎo)體層之間形成電性異質(zhì)接面。隨后，在第二型半導(dǎo)體層上形成前電極，電性連接至第二型半導(dǎo)體層。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，對上述第一表面進(jìn)行制絨采用濕式蝕刻法。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，上述濕式蝕刻法的蝕刻溶液為酸性蝕刻液或堿性蝕刻液。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，上述第一金屬層的材質(zhì)包括鎳(Ni)，金(Au)，銀 (Ag),鈦(Ti)，鈀(Pd)，鋁鈦銀(Al-Ti-Ag)合金，銀鋁(Ag-Al)合金，鈦鎳銅(Ti-Ni-Cu) 合金或鈦鈀銀(Ti-Pd-Ag)合金，或上述各材質(zhì)的迭層結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，上述太陽能電池制作方法更包括在對第一表面進(jìn)行制
絨后移除第一金屬層，以及形成第二金屬層覆蓋第二表面。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，移除上述第一金屬層的方法包括等離子蝕刻法 (plasma etching)、化學(xué)腐蝕法或機(jī)械研磨法(mechanical polishing)。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，形成上述第一金屬層，前電極以及第二金屬層的方法包括網(wǎng)板印刷法(screen printing)，濺鍍法(sputtering)，或等離子體化學(xué)氣相沉積法 (plasma chemical vapor deposition, PCVD)0
在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，形成上述第一金屬層的方法包括網(wǎng)板印刷法(screen printing)，濺鍍法(sputtering)，或等離子體化學(xué)氣相沉積法(plasma chemical vapor deposition, PCVD)。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，上述第二金屬層的材質(zhì)包括鎳(Ni)，金(Au)，銀 (Ag),鈦(Ti)，鈀(Pd)，鋁鈦銀(Al-Ti-Ag)合金，銀鋁(Ag-Al)合金，鈦鎳銅(Ti-Ni-Cu) 合金或鈦鈀銀(Ti-Pd-Ag)合金，或上述各材質(zhì)的迭層結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，上述第一型半導(dǎo)體基板為P型硅晶圓，而在制絨表面形成第二型半導(dǎo)體層包括以下步驟。首先由制絨表面進(jìn)行磷擴(kuò)散(diffusion)進(jìn)入該P(yáng)型硅晶圓，以于P型硅晶圓上形成N型硅層以及位于N型硅層上的磷硅玻璃層 (phosphosilicate glass，PSG)，其中，N型硅層為第二型半導(dǎo)體層。然后，去除磷硅玻璃層。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，上述太陽能電池制作方法更包括在對第一表面進(jìn)行制絨后移除第一金屬層，以及形成第二金屬層覆蓋第二表面的步驟。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，上述去除磷硅玻璃層的步驟與移除第一金屬層的步驟同時(shí)進(jìn)行。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，上述太陽能電池制作方法更包括形成抗反射層的步驟，抗反射層覆蓋第二型半導(dǎo)體層，且暴露出前電極。本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的太陽能電池的制作方法中，在對第一型半導(dǎo)體基板的第一表面進(jìn)行制絨以形成制絨表面之前，先在第一型半導(dǎo)體基板的第二表面形成第一金屬層，覆蓋第二表面。第一金屬層可在后續(xù)第一型半導(dǎo)體基板的第一表面的制絨過程中起到保護(hù)第一型半導(dǎo)體基板的第二表面的作用，有利于完成第一型半導(dǎo)體基板的單面制絨。同時(shí)，第一金屬層還可直接用作太陽能電池的背電極使用。也就是說，可作為背電極的第一金屬層在第一型半導(dǎo)體基板的第一表面進(jìn)行制絨之前形成以兼具保護(hù)第一型半導(dǎo)體基板的第二表面的功能，無需額外的保護(hù)層工序，有利于簡化太陽能電池的制作工藝，進(jìn)而提高太陽能電池的生產(chǎn)效率。




102 120 135
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖IA至圖IE是本發(fā)明一實(shí)施例的太陽能電池的制作方法的流程示意圖。 圖2A至圖2F是本發(fā)明另一實(shí)施例的太陽能電池的制作方法的流程示意圖,
100 第一型半導(dǎo)體基板第二表面 第一金屬層 電性異性接面
150 抗反射層
101 第-103 制絨表面
130 第一型半導(dǎo)體層 140 前電極 160 第二金屬層。
具體實(shí)施例方式
圖IA至圖IE是本發(fā)明第一實(shí)施例的太陽能電池的制作方法的流程示意圖。請參照圖1A，首先，提供第一型半導(dǎo)體基板100。第一型半導(dǎo)體基板100具有相對的第一表面 101以及第二表面102。本實(shí)施例中，第一型半導(dǎo)體基板100例如是P型硅晶圓(siliconwafer)。當(dāng)然，第一型半導(dǎo)體基板100也可為N型硅晶圓。請參照圖1B，然后，在第一型半導(dǎo)體基板100的第二表面102形成第一金屬層120，覆蓋第二表面102。形成第一金屬層120的方法例如是網(wǎng)板印刷法(screen printing)，濺鍍法(sputtering)，或等離子體化學(xué)氣相沉積法(plasma chemical vapor deposition, PCVD)，或其它合適的方法。第一金屬層120材質(zhì)例如是鎳(Ni)，金(Au)，銀 (Ag),鈦(Ti)，鈀(Pd)，鋁鈦銀(Al-Ti-Ag)合金，銀鋁(Ag-Al)合金，鈦鎳銅(Ti-Ni-Cu) 合金或鈦鈀銀(Ti-Pd-Ag)合金，或上述各材質(zhì)的迭層結(jié)構(gòu)，或其它合適的材質(zhì)。需要注意的是，第一金屬層120在材質(zhì)的選擇上需要考慮到第一金屬層120在后續(xù)的步驟中不會被破壞，以有效的起到保護(hù)第二表面102的作用，同時(shí)用作太陽能電池的背電極。請參照圖1C，接著，對第一型半導(dǎo)體基板100的第一表面101進(jìn)行制絨，以形成制絨表面103。本實(shí)施例中，對第一型半導(dǎo)體基板100的第一表面101進(jìn)行制絨是采用例如濕式蝕刻法。濕式蝕刻法的蝕刻溶液可為酸性蝕刻液或堿性蝕刻液。酸性蝕刻液例如是包括硝酸(HNO3)與氫氟酸(HF)，堿性蝕刻液例如是包括氫氧化鉀(KOH)或氫氧化鈉(NaOH)。請參照圖1D，之后，在制絨表面103上形成第二型半導(dǎo)體層130。本實(shí)施例中，第二型半導(dǎo)體層130例如為N型硅層。當(dāng)然，可以理解當(dāng)?shù)谝恍桶雽?dǎo)體基板100為N型硅晶圓， 第二型半導(dǎo)體層130應(yīng)為P型硅層。換句話說，第一型半導(dǎo)體基板100與第二型半導(dǎo)體層 130具有相反的電性，以使得在制絨表面103上形成第二型半導(dǎo)體層130后，在第一型半導(dǎo)體基板100與第二型半導(dǎo)體層130之間形成電性異質(zhì)接面135例如P-N接面。本實(shí)施例中， 在制絨表面形成第二型半導(dǎo)體層130(N型硅層)包括以下步驟。首先，由制絨表面103進(jìn)行 N型摻雜例如磷擴(kuò)散(diffusion)，以使N型摻雜例如磷進(jìn)入第一型半導(dǎo)體基板100，并于第一型半導(dǎo)體基板100的制絨表面103上形成第二型半導(dǎo)體層130。在形成第二型半導(dǎo)體層 130同時(shí)還會形成副產(chǎn)物，即位于第二型半導(dǎo)體層130上的磷硅玻璃層(phosphosilicate glass,PSG)(圖未示)。因此，需要執(zhí)行去除磷硅玻璃層的步驟。磷硅玻璃層的去除例如可采用等離子蝕刻法(plasma etching)去除或化學(xué)腐蝕法去除，當(dāng)然也可采用其它合適的方法?；瘜W(xué)腐蝕法例如是采用氫氟酸(HF)。請參照圖1E，隨后，在第二型半導(dǎo)體層130上形成前電極140，電性連接至第二型半導(dǎo)體層130。前電極140的形成方法例如是包括網(wǎng)板印刷法(screen printing)，濺鍍法 (sputtering),(plasma chemical vapor deposition, PCVD) ，或其它合適的方法。本實(shí)施例中，在形成前電極140之間選擇性的形成抗反射層150?？狗瓷鋵?50位于第二型半導(dǎo)體層130上方，并露出部分第二型半導(dǎo)體層130的表面，以使得前電極140可電性連接至第二型半導(dǎo)體層130。換句話說，電性連接至第二型半導(dǎo)體層130 的前電極140由抗反射層150暴露出來?？狗瓷鋵?50可采用微影蝕刻等方法形成，在此不予詳述。圖2A至圖2F是本發(fā)明第二實(shí)施例的太陽能電池的制作方法的流程示意圖。請參照圖2A至圖2C，第二實(shí)施例的太陽能電池的制作方法從開始到制絨步驟，與第一實(shí)施例的太陽能電池的制作方法相同，請參照第一實(shí)施例，在此不予詳述。第二實(shí)施例的太陽能電池的制作方法與第一實(shí)施例的太陽能電池的制作方法不同在于制絨步驟之后，以下將詳細(xì)說明。請參照圖2D，對第一型半導(dǎo)體基板100的第一表面101進(jìn)行制絨之后，移除第一金
5屬層120，以暴露出第一型半導(dǎo)體基板100的第二表面102。移除第一金屬層120的方法例如為等離子蝕刻法(plasma etching)、化學(xué)腐蝕法或機(jī)械研磨法(mechanical polishing) ，或其它合適的方法?；瘜W(xué)腐蝕法例如是采用氫氟酸(HF)。請參照圖2E，在制絨表面103上形成第二型半導(dǎo)體層130。本實(shí)施例中，第二型半導(dǎo)體層130例如為N型硅層，以在第一型半導(dǎo)體基板100與第二型半導(dǎo)體層130之間形成電性異質(zhì)接面135例如P-N接面。本實(shí)施例中，在制絨表面形成第二型半導(dǎo)體層130 (N型硅層)包括以下步驟。首先，由制絨表面103進(jìn)行N型摻雜例如磷擴(kuò)散(diffusion)，以使 N型摻雜例如磷進(jìn)入第一型半導(dǎo)體基板100，并于第一型半導(dǎo)體基板100的制絨表面103上形成第二型半導(dǎo)體層130。在形成第二型半導(dǎo)體層130同時(shí)還會形成副產(chǎn)物，即位于第二型半導(dǎo)體層130上的磷硅玻璃層(phosphosilicate glass, PSG)(圖未示)。因此，需要執(zhí)行去除磷硅玻璃層的步驟。去除磷硅玻璃層方法例如為等離子蝕刻法(Plasma etching)或化學(xué)腐蝕法，或其它合適的方法。值得一提的是，前述移除第一金屬層120的步驟也可在形成第二型半導(dǎo)體層130之后與去除磷硅玻璃層的步驟同時(shí)進(jìn)行，以進(jìn)一步簡化工藝。例如， 可采用化學(xué)腐蝕法，利用氫氟酸(HF)蝕刻同時(shí)將第一金屬層120與磷硅玻璃層去除。請參照圖2F，在第一型半導(dǎo)體基板100的第二表面制作第二金屬層160用作背電極，在第二型半導(dǎo)體層130上形成電性連接至第二型半導(dǎo)體層130的前電極140。前電極 140以及第二金屬層160的形成方法例如是包括網(wǎng)板印刷法(screen printing)，濺鍍法 (sputtering),(plasma chemical vapor deposition, PCVD) ，或其它合適的方法。第二金屬層160材質(zhì)例如是鎳(Ni)，金(Au)，銀(Ag)，鈦(Ti)， 鈀(Pd)，鋁鈦銀(Al-Ti-Ag)合金，銀鋁(Ag-Al)合金，鈦鎳銅(Ti-Ni-Cu)合金或鈦鈀銀 (Ti-Pd-Ag)合金，或上述各材質(zhì)的迭層結(jié)構(gòu)，或其它合適的材質(zhì)。此外，本實(shí)施例中，在形成前電極140之前仍可選擇性的形成抗反射層150。綜上所述，本發(fā)明的太陽能電池的制作方法中，在對第一型半導(dǎo)體基板的第一表面進(jìn)行制絨以形成制絨表面之前，先在第一型半導(dǎo)體基板的第二表面形成第一金屬層，覆蓋第二表面。第一金屬層可在后續(xù)第一型半導(dǎo)體基板的第一表面的制絨過程中起到保護(hù)第一型半導(dǎo)體基板的第二表面的作用，有利于完成第一型半導(dǎo)體基板的單面制絨。同時(shí)，第一金屬層還可直接用作太陽能電池的背電極使用。也就是說，可作為背電極的第一金屬層在第一型半導(dǎo)體基板的第一表面進(jìn)行制絨之前形成以兼具保護(hù)第一型半導(dǎo)體基板的第二表面的功能，無需額外的保護(hù)層工序，有利于簡化太陽能電池的制作工藝，進(jìn)而提高太陽能電池的生產(chǎn)效率。
權(quán)利要求
1.一種太陽能電池的制作方法，其特征是，其包括提供第一型半導(dǎo)體基板，其具有相對的第一表面以及第二表面；形成第一金屬層，覆蓋該第二表面；對該第一表面進(jìn)行制絨，以形成制絨表面；在該制絨表面形成第二型半導(dǎo)體層，以于該第一型半導(dǎo)體基板與該第二型半導(dǎo)體層之間形成電性異質(zhì)接面；以及在該第二型半導(dǎo)體層上形成前電極，電性連接至該第二型半導(dǎo)體層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池的制作方法，其特征是，對該第一表面進(jìn)行制絨采用濕式蝕刻法。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能電池的制作方法，其特征是，該濕式蝕刻法的蝕刻溶液為酸性蝕刻液或堿性蝕刻液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池的制作方法，其特征是，該第一金屬層的材質(zhì)包括鎳，金，銀，鈦，鈀，鋁鈦銀合金，銀鋁合金，鈦鎳銅合金或鈦鈀銀合金，或上述各材質(zhì)的迭層結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池的制作方法，其特征是，更包括在對該第一表面進(jìn)行制絨后移除該第一金屬層，以及形成第二金屬層覆蓋該第二表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽能電池的制作方法，其特征是，移除該第一金屬層的方法包括等離子蝕刻法、化學(xué)腐蝕法或機(jī)械研磨法。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽能電池的制作方法，其特征是，形成該第一金屬層，該前電極以及該第二金屬層的方法包括網(wǎng)板印刷法，濺鍍法，或等離子體化學(xué)氣相沉積法。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池的制作方法，其特征是，形成該第一金屬層的方法包括網(wǎng)板印刷法，濺鍍法，或等離子體化學(xué)氣相沉積法。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽能電池的制作方法，其特征是，該第二金屬層的材質(zhì)包括鎳，金，銀，鈦，鈀，鋁鈦銀合金，銀鋁合金，鈦鎳銅合金或鈦鈀銀合金，或上述各材質(zhì)的迭層結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池的制作方法，其特征是，該第一型半導(dǎo)體基板為 P型硅晶圓，在該制絨表面形成該第二型半導(dǎo)體層包括由該制絨表面進(jìn)行磷擴(kuò)散進(jìn)入該P(yáng)型硅晶圓，以于該P(yáng)型硅晶圓上形成N型硅層以及位于該N型硅層上的磷硅玻璃層，該N型硅層為該第二型半導(dǎo)體層；以及去除該磷硅玻璃層。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的太陽能電池的制作方法，其特征是，更包括在對該第一表面進(jìn)行制絨后移除該第一金屬層，以及形成第二金屬層覆蓋該第二表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的太陽能電池的制作方法，其特征是，去除該磷硅玻璃層的步驟與移除該第一金屬層的步驟同時(shí)進(jìn)行。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池的制作方法，其特征是，更包括形成抗反射層， 覆蓋該第二型半導(dǎo)體層，且暴露出該前電極。
全文摘要
一種太陽能電池的制作方法包括以下步驟。首先，提供第一型半導(dǎo)體基板，其具有相對的第一表面以及第二表面。然后，形成第一金屬層，覆蓋第二表面。接著，對第一表面進(jìn)行制絨，以形成制絨表面。之后，在該制絨表面形成第二型半導(dǎo)體層，以于第一型半導(dǎo)體基板與第二型半導(dǎo)體層之間形成電性異質(zhì)接面。隨后，在第二型半導(dǎo)體層上形成前電極，電性連接至第二型半導(dǎo)體層。此太陽能電池的制作方法有利于簡化工藝，提高生產(chǎn)效率。
文檔編號H01L31/18GK102231412SQ201110204348
公開日2011年11月2日 申請日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者何玄政, 吳振誠, 胡雁程, 賴良星, 陳人杰 申請人:友達(dá)光電股份有限公司