TWI540741B - 太陽能電池製造方法 - Google Patents

Description

太陽能電池製造方法 【0001】

本發明是有關於一種太陽能電池製造方法，特別是有關於一種將銅合金漿作為電極層之材質之太陽能電池製造方法。

【0002】

近來，世界各國逐漸重視替代能源的發展，其中，利用光電轉換技術將太陽能轉換為電能的太陽能電池係為研發重點之一。

【0003】

現有的太陽能電池，其電極層之材質大多係為銀，即為藉由銀漿印刷的方式於基板上形成電極層。

【0004】

惟，習知使用銀漿形成電極層之製造方式，將使得太陽能電池之整體製造成本大幅上升。因此，如何於太陽能電池之結構及其製程中予以改良，而使成本有效降低，實乃業界亟待解決的問題。

【0005】

有鑒於上述習知技藝之問題，本發明之目的就是在提供一種太陽能電池製造方法，以解決習知所待改善之問題。

【0006】

根據本發明之目的，提出一種太陽能電池製造方法，其包含下列步驟：提供基板。形成半導體層於基板上。形成抗反射層於半導體層上。形成電極層於基板相對半導體層之一面。形成鋁金屬層於基板相對半導體層之該面。藉由雷射製程於抗反射層上形成複數個溝槽。藉由印刷製程於複數個溝槽中形成接觸半導體層之銅合金電極層。

【0007】

較佳地，基板可為單晶矽基板、多晶矽基板或非晶矽基板。

【0008】

較佳地，抗反射層之材質可為氮化矽、氮氧化矽或二氧化矽。

【0009】

較佳地，電極層可藉由印刷銅合金漿或銀漿所形成。

【0010】

根據本發明之目的，再提出一種太陽能電池製造方法，其包含下列步驟：提供基板。形成半導體層於基板上。形成抗反射層於半導體層上。形成電極層於基板相對半導體層之一面。形成鋁金屬層於基板相對半導體層之該面。形成銀漿層於部分抗反射層上。藉由印刷製程於銀漿層上形成銅合金電極層。藉由燒結製程使銀漿層穿透抗反射層，並接觸半導體層。

【0011】

根據本發明之目的，又提出一種太陽能電池製造方法，其包含下列步驟：提供基板。形成半導體層於基板上。形成抗反射層於半導體層上。形成銅合金電極層於基板相對半導體層之一面。形成鋁金屬層於基板相對半導體層之該面。形成電極層於抗反射層上。

【0012】

較佳地，電極層可藉由印刷銅合金漿、銀漿或其組合所形成。

【0013】

承上所述，本發明之太陽能電池之製造方法可藉由銅合金漿印刷以取代習知的銀漿印刷而形成電極層，以達到大幅降低整體製造成本之目的，並且其所製成之太陽能電池之導電電阻可較習知太陽能電池低，轉換效率與習知太陽能電池相差無幾；此外，本發明係摒棄電鍍方式，而是以印刷方式使銅合金漿於基板上形成電極層，以避免環境污染的問題產生。

【0055】

11‧‧‧基板
12‧‧‧半導體層
13‧‧‧抗反射層
131‧‧‧溝槽
14‧‧‧電極層
15‧‧‧鋁金屬層
16‧‧‧銅合金電極層
17‧‧‧銀漿層
S11至S17、S31至S38、S51至S56‧‧‧步驟

【0014】

第1圖係為本發明之太陽能電池製造方法之第一流程圖。
第2A至2D圖係為本發明之太陽能電池製造方法之第一實施例之製造流程示意圖。
第3圖係為本發明之太陽能電池製造方法之第二流程圖。
第4A及4B圖係為本發明之太陽能電池製造方法之第二實施例之製造流程示意圖。
第5圖係為本發明之太陽能電池製造方法之第三流程圖。
第6圖係為本發明之太陽能電池製造方法之太陽能電池結構示意圖。

【0015】

為利 貴審查員瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合圖式，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍，合先敘明。

【0016】

請參閱第1圖，其係為本發明之太陽能電池製造方法之第一流程圖。如圖所示，本發明之太陽能電池製造方法包含下列步驟：

【0017】

在步驟S11中：提供基板。該基板可為單晶矽基板、多晶矽基板或非晶矽基板。

【0018】

在步驟S12中：形成半導體層於基板上。

【0019】

在步驟S13中：形成抗反射層於半導體層上。該抗反射層之材質可為氮化矽、氮氧化矽或二氧化矽。

【0020】

在步驟S14中：形成電極層於基板相對半導體層之一面。電極層可藉由印刷銅合金漿或銀漿所形成。

【0021】

在步驟S15中：形成鋁金屬層於基板相對半導體層之該面。

【0022】

在步驟S16中：藉由雷射製程於抗反射層上形成複數個溝槽。

【0023】

在步驟S17中：藉由印刷製程於複數個溝槽中形成接觸半導體層之銅合金電極層。

【0024】

請輔以參閱第2A至2D圖，其係為本發明之太陽能電池製造方法之第一實施例之製造流程示意圖。如第2A圖所示，首先，於基板11上形成半導體層12，及於半導體層12上形成抗反射層13；其中，半導體層12係藉由擴散製程形成於基板11上，並且其與基板11之間形成P-N接面，換言之，當基板11為P型半導體基板時，半導體層12便為N型半導體層；反之，若基板11為N型半導體基板時，半導體層12則為P型半導體層。

【0025】

而基板11之另一面將形成電極層14，即位於相對半導體層12之一面；且，另形成鋁金屬層15於基板11相對半導體層12之該面(如第2B圖)。

【0026】

接著，藉由雷射製程於抗反射層13形成複數個溝槽131(如第2C圖)；並且藉由精準對位之後之印刷製程，將銅合金漿印刷於複數個溝槽131之中，進而形成與半導體層12接觸之銅合金電極層16(如第2D圖)；換言之，為使銅合金電極層16可與半導體層12歐姆接觸(Ohm contact)，則必須經由雷射形成溝槽131，而銅合金電極層16便可穿過抗反射層13與半導體層12接觸。

【0027】

請參閱第3圖，其係為本發明之太陽能電池製造方法之第二流程圖。如圖所示，於本發明之第二實施例之中，該太陽能電池製造方法包含下列步驟：

【0028】

在步驟S31中：提供基板。該基板可為單晶矽基板、多晶矽基板或非晶矽基板。

【0029】

在步驟S32中：形成半導體層於基板上。

【0030】

在步驟S33中：形成抗反射層於半導體層上。該抗反射層之材質可為氮化矽、氮氧化矽或二氧化矽。

【0031】

在步驟S34中：形成電極層於基板相對半導體層之一面。該電極層可藉由印刷銅合金漿或銀漿所形成。

【0032】

在步驟S35中：形成鋁金屬層於基板相對半導體層之該面。

【0033】

在步驟S36中：形成銀漿層於部分抗反射層上。

【0034】

在步驟S37中：藉由印刷製程於銀漿層上形成銅合金電極層。

【0035】

在步驟S38中：藉由燒結製程使銀漿層穿透抗反射層，並接觸半導體層。

【0036】

由上述流程可知，第二實施例中所提出之太陽能電池製造方式，一開始如同第一實施例先於基板11上形成半導體層12及抗反射層13，並於基板11另一面形成電極層14及鋁金屬層15。

【0037】

再請參閱第4A及4B圖，係為本發明之太陽能電池製造方法之第二實施例之製造流程示意圖。如第4A圖所示，本發明於製造過程中係於部分抗反射層13上形成銀漿層17，再於銀漿層17上形成銅合金電極層16。

【0038】

如第4B圖所示，更進一步地，經由燒結製程，而使得銀漿層17(銀漿中含有玻璃粉)於燒結過程中穿透(燒穿)抗反射層13，而與半導體層12相接觸，進而使得銅合金電極層16藉由銀漿層17與半導體層12產生歐姆接觸(Ohm contact)。

【0039】

請參閱第5圖，其係為本發明之太陽能電池製造方法之第三流程圖，如圖所示，於第三實施例中，本發明之太陽能電池製造方法包含下列步驟：

【0040】

在步驟S51中：提供基板。該基板可為單晶矽基板、多晶矽基板或非晶矽基板。

【0041】

在步驟S52中：形成半導體層於基板上。

【0042】

在步驟S53中：形成抗反射層於半導體層上。該抗反射層之材質可為氮化矽、氮氧化矽或二氧化矽。

【0043】

在步驟S54中：形成銅合金電極層於基板相對半導體層之一面。

【0044】

在步驟S55中：形成鋁金屬層於基板相對半導體層之該面。

【0045】

在步驟S56中：形成電極層於抗反射層上。該電極層可藉由印刷銅合金漿、銀漿或其組合所形成。其中，若該電極層係由銅合金漿印刷而成，詳細形成流程請參照前述第一實施例或第二實施例，在此便不予以贅述。

【0046】

續言之，於第三實施例中，該太陽能電池之結構部分相似於第一實施例及第二實施例之太陽能電池，惟，如第6圖所示，其係藉由將銅合金漿印刷於基板11相對於半導體層12之一面上，以於基板11之另一面形成銅合金電極層16，而與前述之太陽能電池有所差異。

【0047】

接著，請參閱表1，其係為兩種不同比例之銅合金漿與習知銀漿所製成之太陽能電池之相關參數比較。

【0048】

表一

【0049】

【0050】

串聯電阻 轉換效率 元件絕緣能力 銅合金1 2.65 17.53% 219 銅合金2 2.74 17.32% 185 銀 2.74 17.72% 185 其中，需說明的是表一中之串聯電阻值是低為佳，轉換效率值則是高為佳，而元件絕緣能力值同樣高為佳；而如表一所示不同比例之銅合金1及銅合金2二組經測試之後，其相關參數除了轉換效率略低於習知使用銀的該組，其他參數皆不遜於習知太陽能電池。

【0051】

進而可知，本發明之太陽能電池之製造方法除了藉由銅合金漿印刷以取代習知的銀漿印刷而形成電極層，以達到大幅降低整體製造成本之目的之外。

【0052】

其以銅合金漿取代銀漿其所製成之太陽能電池之導電電阻可較習知太陽能電池低，元件絕緣能力也較習知太陽能電池高，轉換效率則與習知太陽能電池相差無幾；亦即，以銅合金漿取代銀漿其所製成之太陽能電池之性能不遜於習知太陽能電池，並且具有成本低之優點。

【0053】

此外，值得一提的是，本發明於運用銅合金漿方面係摒棄電鍍方式，而是以印刷方式使銅合金漿於基板上形成電極層，以避免環境污染的問題產生。

【0054】

綜觀上述，本發明之太陽能電池製造方法乃為習知技術所不能及者，確實已達到所欲增進之功效，且也非熟悉該項技藝者所易於思及，其所具之進步性、實用性，顯然已符合專利之申請要件，爰依法提出專利申請，懇請 貴局核准本件發明專利申請案，以勵創作，至感德便。

國內寄存資訊【請依寄存機構、日期、號碼順序註記】
無
國外寄存資訊【請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記】
無

無

S11至S17‧‧‧步驟

Claims (12)

1. 【第1項】

   一種太陽能電池製造方法，其包含下列步驟：
   提供一基板；
   形成一半導體層於該基板上；
   形成一抗反射層於該半導體層上；
   形成一電極層於該基板相對該半導體層之一面；
   形成一鋁金屬層於該基板相對該半導體層之該面；
   藉由雷射製程於該抗反射層上形成複數個溝槽；以及
   藉由印刷製程於該複數個溝槽中形成接觸該半導體層之一銅合金電極層。
2. 【第2項】

   如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池製造方法，其中該基板係為單晶矽基板、多晶矽基板或非晶矽基板。
3. 【第3項】

   如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池製造方法，其中該抗反射層之材質係為氮化矽、氮氧化矽或二氧化矽。
4. 【第4項】

   如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池製造方法，其中該電極層係藉由印刷銅合金漿或銀漿所形成。
5. 【第5項】

   一種太陽能電池製造方法，其包含下列步驟：
   提供一基板；
   形成一半導體層於該基板上；
   形成一抗反射層於該半導體層上；
   形成一電極層於該基板相對該半導體層之一面；
   形成一鋁金屬層於該基板相對該半導體層之該面；
   形成一銀漿層於部分該抗反射層上；
   藉由印刷製程於該銀漿層上形成一銅合金電極層；以及
   藉由燒結製程使該銀漿層穿透該抗反射層，並接觸該半導體層。
6. 【第6項】

   如申請專利範圍第5項所述之太陽能電池製造方法，其中該基板係為單晶矽基板、多晶矽基板或非晶矽基板。
7. 【第7項】

   如申請專利範圍第5項所述之太陽能電池製造方法，其中該抗反射層之材質係為氮化矽、氮氧化矽或二氧化矽。
8. 【第8項】

   如申請專利範圍第5項所述之太陽能電池製造方法，其中該電極層係藉由印刷銅合金漿或銀漿所形成。
9. 【第9項】

   一種太陽能電池製造方法，其包含下列步驟：
   提供一基板；
   形成一半導體層於該基板上；
   形成一抗反射層於該半導體層上；
   形成一銅合金電極層於該基板相對該半導體層之一面；
   形成一鋁金屬層於該基板相對該半導體層之該面；以及
   形成一電極層於該抗反射層上。
10. 【第10項】

    如申請專利範圍第9項所述之太陽能電池製造方法，其中該基板係為單晶矽基板、多晶矽基板或非晶矽基板。
11. 【第11項】

    如申請專利範圍第9項所述之太陽能電池製造方法，其中該抗反射層之材質係為氮化矽、氮氧化矽或二氧化矽。
12. 【第12項】

    如申請專利範圍第9項所述之太陽能電池製造方法，其中該電極層係藉由印刷銅合金漿、銀漿或其組合所形成。