TWM497851U - 太陽能電池 - Google Patents
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Description
本創作係關於太陽能電池的領域,特別是關於一種設置有背面匯流電極的太陽能電池。
隨著消耗性能源日益枯竭,太陽能等替代能源的開發早已成為重要之發展方向。太陽能電池(photovoltaic cell)的工作原理係利用太陽光之輻射能源與半導體材料作用來產生電能。
太陽能電池的主要材料包括有半導體材料,如單晶矽、多晶矽、非晶矽之矽基板或III-V族化合物之半導體材料等,以及用來作為電極之導電膠,例如,銀膠或鋁膠等,其中銀膠主要用於形成太陽能電池的正面和背面電極,且背面電極結構通常還有數道鋁膠,設在半導體基板上。
然而,為了進一步增加太陽能電池的光電轉換效率,仍有必要對背面電極結構作進一步的改善。
有鑑於此,本創作係提出一種太陽能電池,以增加太陽能電池的光電轉換效率。
根據本創作之一實施例,係提供一種太陽能電池,包括半導體基板、背面匯流電極、金屬層以及共晶合金層。其中背面匯流電極會設置於半
導體基板的背面上,金屬層係設置於半導體基板以及背面匯流電極之間,共晶合金層係完整分佈在半導體基板之全部背面且直接接觸金屬層。
為讓本創作之上述目的、特徵及優點能更明顯易懂,下文特舉較佳實施方式,並配合所附圖式,作詳細說明如下。然而如下之較佳實施方式與圖式僅供參考與說明用,並非用來對本創作加以限制者。
1‧‧‧太陽能電池
101‧‧‧半導體基板
101a‧‧‧受光正面
101b‧‧‧背面
105‧‧‧表面摻雜區
107‧‧‧保護介電層
109、109a、109b‧‧‧正面匯流電極
111‧‧‧背面匯流電極
112‧‧‧共晶合金層
119‧‧‧金屬層
第1圖是本創作實施例之太陽能電池結構。
於下文中,係加以陳述本創作之太陽能電池結構,俾使本技術領域中具有通常技術者可據以實施本創作。該些具體實施方式可參考相對應的圖式,俾使該些圖式構成實施方式之一部分。雖然本創作之實施例揭露如下,然而其並非用以限定本創作,任何熟習此技藝者,在不脫離本創作之精神和範疇內,當可作些許之更動與潤飾。
第1圖是本創作實施例之太陽能電池結構。根據本創作之一實施例,太陽能電池1包括半導體基板101、背面匯流電極111、金屬層119以及共晶合金層112。其中,背面匯流電極111會設置於半導體基板101的背面101b上,且不會接觸到半導體基板101。金屬層119係設置於半導體基板101以及背面匯流電極111之間,共晶合金層112,例如鋁矽化物,係設置在半導體基板101的背面101b且直接接觸金屬層119。
較佳而言,共晶合金層112係完整地分佈在半導體基板101之背面101b。其中,共晶合金層112可以在相鄰的半導體基板101內產生背面電
場(back surface field,BSF),此背面電場可排斥半導體基板101內的少數載子,因而降低了少數載子在半導體基板101表面復合的機率。
本創作的一特徵在於,共晶合金層112係完整地分佈在半導體基板101之全部背面101b,因此相對應產生的背面電場亦可以完整地分佈在相鄰的半導體基板101內,致使在半導體基板101內產生的少數載子不易在半導體基板101之背面101b產生復合,因而可以增進太陽能電池1的光電轉換效率,且較佳來說光電轉換效率的增幅可達0.05%至0.2%。
除上述部件之外,太陽能電池1另可包括表面摻雜區105、匯流電極109a、109b、保護介電層107。其中表面摻雜區105係設置於半導體基板101之受光正面101a,匯流電極109係設置於受光正面101a上,保護介電層107係設置在匯流電極109和表面摻雜區105之間。
以下配合圖式詳細說明製作本創作太陽能電池之製作方法。雖然本創作以實施例揭露如下,然其並非用以限定本創作,任何熟習此技藝者,在不脫離本創作之精神和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,因此本創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準,且為了不致使本創作之精神晦澀難懂,部分習知製程步驟的細節將不在此揭露。
參照第1圖,在製程初始階段,提供一具有一第一導電型,例如P型,的半導體基板101,且半導體基板101包含有一受光正面101a以及一背面101b,受光正面101a係用以接收輻射來源,例如,太陽光或其他可供半導體層吸收之電磁波段。其中,半導體基板101可為單晶矽晶圓、多晶矽晶圓或其他習知的半導體基材。接著,由於矽晶圓是由矽鑄錠(ingot)經由線鋸切片而成,因此,必須進行一傳統之濕蝕刻製程,以去除位於半導體基板101
表面之線鋸缺陷。接著,對半導體基板101之受光正面101a以及一背面101b進行傳統之表面粗糙化(texture)程序,以降低輻射源在受光正面101a的反射現象。
接著,利用一擴散爐提供三氯氧磷(phosphorus chloride oxide,POCl3
)氣體,於受光正面101a以及背面101b形成一表面摻雜區105,其具有第二導電型,例如N型。後續利用氫氟酸(hydrofluoric acid,HF)或其他功能相似的濕式蝕刻方法,去除位於半導體基板101表面之磷玻璃(phosphosilicate glass,PSG)(圖未示),以降低表面載子複合中心濃度。
接著,形成一保護介電層107,例如氧化矽、氮化矽、氧化鋁或二氧化鈦,覆蓋於表面摻雜區105上。形成保護介電層107的製程可包括化學氣相沉積(chemical vapor deposition,CVD)、低壓化學蒸氣沉積(low pressure CVD,LPCVD)、電漿增強化學氣相沉積(plasma enhanced CVD,PECVD)、噴塗熱解、旋轉塗佈或是其他在此領域中習知的技術。
之後,於半導體基板101背面101b形成金屬層119;於受光正面101a上形成正面匯流電極109。上述形成金屬層119及正面匯流電極109的方式可包括網印、噴墨印刷、印花轉印(decal transfer)、電鍍(plating)、無電鍍(electroless plating)、蒸鍍(evaporation),但不限於此。金屬層119的組成包括低阻值的金屬,且較佳包括鋁。之後,可施行一熱處理,使金屬層119和半導體基板101內的矽產生一共晶合金層(eutectic alloy)112,並同時於正面匯流電極109與表面摻雜區105之間形成歐姆接觸(Ohmic contact)。
之後,於背面101b上形成背面匯流電極111,其形成方法包括網印或是其它方法,例如噴墨印刷、印花轉印(decal transfer)、電鍍(plating)、
無電鍍(electroless plating),但不限於此。其中,匯流電極111之成分可包括銀、銅、鎳或其他低阻值之金屬化合物。之後,再選擇性地再進行低溫燒結製程,以將流動性的漿料燒結成固態的匯流電極111。
1‧‧‧太陽能電池
101‧‧‧半導體基板
101a‧‧‧受光正面
101b‧‧‧背面
105‧‧‧表面摻雜區
107‧‧‧保護介電層
109、109a、109b‧‧‧正面匯流電極
111‧‧‧背面匯流電極
112‧‧‧共晶合金層
119‧‧‧金屬層
Claims (6)
- 一種太陽能電池,包括:一半導體基板,包含有一受光正面以及一背面;一背面匯流電極,設置於該背面上;一金屬層,設置於該半導體基板以及該背面匯流電極之間;以及一共晶合金層,完整地分佈在該半導體基板之該背面,且直接接觸該金屬層。
- 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池,其中該金屬層會完整覆蓋住該背面。
- 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池,其中該共晶合金層的成份包括鋁矽化物。
- 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池,其中該太陽能電池另包括:一表面摻雜區,設置於該半導體基板之該受光正面;以及一正面匯流電極,設置於該受光正面上。
- 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池,該太陽能電池另包括一保護介電層,覆蓋於該受光正面上。
- 如申請專利範圍第5項所述之太陽能電池,其中該保護介電層包含有氧化矽、氮化矽、氧化鋁或二氧化鈦。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW103222658U TWM497851U (zh) | 2014-12-22 | 2014-12-22 | 太陽能電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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TW103222658U TWM497851U (zh) | 2014-12-22 | 2014-12-22 | 太陽能電池 |
Publications (1)
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TWM497851U true TWM497851U (zh) | 2015-03-21 |
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ID=53188361
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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TW103222658U TWM497851U (zh) | 2014-12-22 | 2014-12-22 | 太陽能電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
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TW (1) | TWM497851U (zh) |
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2014
- 2014-12-22 TW TW103222658U patent/TWM497851U/zh unknown
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