硅晶太陽能電池結構制造技術

本發明專利技術公開了一種硅晶太陽能電池結構，包括硅晶基板、位于硅晶基板的表面內的磷擴散摻雜層、位于硅晶基板的表面上的鈍化層、介于鈍化層與硅晶基板內的磷擴散摻雜層之間的含磷氧化層、以及位于硅晶基板的表面并穿過鈍化層與含磷氧化層的電極。

【技術實現步驟摘要】
硅晶太陽能電池結構
本專利技術是有關于一種太陽能電池結構，且特別是有關于一種硅晶太陽能電池結構。
技術介紹
近年來因環境污染而導致的全球氣候溫度異常，因此永續潔凈的能源需求問題迅速受到全球各國高度重視。其中太陽能無疑是最大無碳能源的供給來源，而太陽能電池為一種可直接將太陽光能轉換為電能的光電轉換元件。根據EPIA于全球太陽能電池市占率統計，娃晶(Crystalline Silicon)太陽能電池占最大比例。傳統的硅晶太陽能電池的制造方法至少有以下8道程序，請見圖1。首先第I道程序是晶片100的表面織化(texture)工藝，通常對于單晶硅晶片進行堿蝕刻，對于多晶硅晶片則是以酸蝕刻的方式來進行;第2道程序是晶片清洗，晶片清洗主要是把表面織化工藝后，殘留在晶片100表面IOOa的物質給去除掉；再來第3道程序就是進行磷擴散，磷擴散主要是在p-type晶片100形成n_type發射極102,形成PN接面二極管,其工藝通常是在晶片100表面IOOa沉積一層P2O5層再進行高溫氧化熱擴散，進而形成含磷氧化物層104 (此層包含P2O5層與SiO2:P);接下來第4道程序的工藝為背面IOOb拋平，使用的手段主要為酸蝕刻的方式，目的是避免制作完的電池發生短路的現象；再來第5道程序是進行磷擴散后的含磷氧化物層104去除，這是因為傳統認為這含磷氧化物層104含有P2O5層，會造成載流子容易在此層復合，對于100表面鈍化是有極大的損害，所以通常以含氟化氫的液體來去除；接下來第6道程序是進行PECVD正面SiNx抗反射膜106鍍膜制作，目的是減少光學反射，增加光被太陽能電池吸收。最后就是進行電極制作，主要是先進行第7道程序，以網印正背面電極108與110，最后的第8道程序是進行電池燒結，得到背面場(BSF，Back-Side Field)層112，完成電池制作。這8個工藝已是目前電池制造廠商的標準工藝程序，很難被取代，但如果可以在不影響效率下，節省工藝步驟，那將是硅晶太陽能電池的一大進步。
技術實現思路
本專利技術提供一種硅晶太陽能電池結構，能通過簡化工藝而降低成本并提升太陽能電池的效率。本專利技術又提供一種硅晶太陽能電池結構，可改善太陽能電池的光電效應。本專利技術的硅晶太陽能電池結構包括硅晶基板、位于硅晶基板的表面內的磷擴散摻雜層、位于娃晶基板的表面上的鈍化層、介于鈍化層與娃晶基板內的磷擴散摻雜層之間的含磷氧化層、以及位于硅晶基板的表面并穿過鈍化層與含磷氧化層的電極，而使電極與硅晶基板內的磷擴散摻磷層接觸。在本專利技術的一實施例中，上述的含磷氧化層包括與所述鈍化層接觸的P2O5層、以及與硅晶基板的所述正面接觸的SiO2=P層。在本專利技術的一實施例中，上述的含磷氧化層與鈍化層的總厚度例如在50nm至200nm之間。在本專利技術的一實施例中，上述的含磷氧化層的厚度例如在5nm至40nm之間。在本專利技術的一實施例中，上述的娃晶基板為P型基板，則上述表面為娃晶基板的正面、上述電極為正面電極，且上述鈍化層同時作為抗反射層。而且，上述的硅晶太陽能電池結構還包括位于硅晶基板的背面上的背面電極。在本專利技術的一實施例中，上述的娃晶基板為N型基板,則上述表面為娃晶基板的背面，且上述電極為背面電極。而且，上述的硅晶太陽能電池結構還包括抗反射層、正面發射極和正面電極，其中抗反射層位于硅晶基板的正面上、正面發射極位于硅晶基板的正面內、正面電極位于硅晶基板的正面上并穿過抗反射層，而與正面發射極接觸。本專利技術的又一硅晶太陽能電池結構包括硅晶基板、位于硅晶基板的正面上的抗反射層、介于硅晶基板的正面與抗反射層之間的含磷氧化層、第一接觸電極、以及第二接觸電極。所述硅晶基板的正面具有正面場(FSF)層，而硅晶基板的背面具有互相分離的背面場(BSF)層與發射極層。第一接觸電極是位于硅晶基板的背面與所述發射極層接觸，第二接觸電極則是位于硅晶基板的背面與背面場層接觸。在本專利技術的又一實施例中，上述的含磷氧化層包括與所述抗反射層接觸的P2O5層、以及與硅晶基板的所述正面接觸的Si02:p層。在本專利技術的又一實施例中，上述的含磷氧化層與抗反射層的總厚度例如在50nm至200nm之間。在本專利技術的又一實施例中，上述的含磷氧化層的厚度例如在5nm至40nm之間。在本專利技術的又一實施例中，上述的硅晶基板的正面為織構化表面。在本專利技術的又一實施例中，上述的硅晶太陽能電池結構還包括覆蓋于硅晶基板的背面上的鈍化層。在本專利技術的又一實施例中，上述的鈍化層為氮化硅層、SiO2層、TiO2層、MgF2層或其組合。基于上述，本專利技術的硅晶太陽能電池結構除了能維持光電特性，還可降低生產成本。另外，具含磷氧化物層的硅晶太陽能電池結構還可降低表面載流子復合，進而提升電池效率。另外，具含磷氧化物層的硅晶太陽能電池結構還可降低元件的接面電阻，進而提升電池效率。【附圖說明】圖1是現有的一種硅晶太陽能電池的制造流程剖面圖。圖2A是依照本專利技術的第一實施例的一種硅晶太陽能電池結構的剖面示意圖。圖2B是圖2A的局部放大圖。圖3是依照本專利技術的第二實施例的一種硅晶太陽能電池結構的剖面示意圖。圖4是依照本專利技術的第三實施例的一種硅晶太陽能電池結構的剖面示意圖。圖5是依照本專利技術的第四實施例的一種硅晶太陽能電池結構的剖面示意圖。圖6是實驗例一的含磷氧化層與氮化硅的厚度變化與電流密度的關系曲線圖。圖7是實驗例一的含磷氧化層與氮化硅的厚度變化與電流密度的關系曲線圖。圖8A和圖8B分別是實驗例二的樣品示意圖。圖9是實驗例二的擴散工藝溫度與少數載流子生命周期的關系曲線圖。其中，附圖標記:20、30、40、50:硅晶太陽能電池結構100:晶片100a、200a:表面102:n-type 發射極104、204、304、404、504:含磷氧化層106:SiNx 抗反射膜108、306、412:正面電極110、310、406:背面電極112、512:背面場(BSF)層200、300、400、500:硅晶基板 202、402、516:鈍化層206、308、410:磷擴散摻雜層 208 =P2O5 層210:Si02:P 層300a、400b、500a:正面100b、300b、400a、500b:背面 302、409、502:抗反射層312:p+區314:重摻雜區408:正面發射極506:第一接觸電極508:第二接觸電極510:正面場(FSF)層514:發射極層【具體實施方式】為讓本專利技術的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附附圖作詳細說明如下。文中參照隨附 附圖來描述本專利技術，附圖中顯示的是實施例，但是本專利技術還可以有多種形式來實踐，且不應將其解釋為限于本文所述的實施例。在附圖中，為明確起見可能將各層以及區域的尺寸以及相對尺寸作夸張的描繪。在下文中，當稱一元件或層是“位于另一元件或層上”時，其可直接位于另一元件或層上或可存在中間元件或層。此外，當稱一元件“與另一元件或層接觸”時，兩者間不存在中間元件或層。文中所用的諸如“在…下”、“在…上”及其類似用語的空間相對用語，來描述圖中所說明的元件或層與另一元件或層的關系。這樣的空間相對用語應包括使用中或操作中的元件，且包括除圖中所描繪的方位以外的不同方位。舉例來說，若將附圖中的元件翻轉，則被描述為位于其他本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種硅晶太陽能電池結構，其特征在于，包括硅晶基板；磷擴散摻雜層，位于該硅晶基板的表面內;鈍化層，位于該硅晶基板的該表面上；含磷氧化層，介于該硅晶基板內的該磷擴散摻雜層與該鈍化層之間；以及電極，位于該硅晶基板的該表面并穿過該鈍化層與該含磷氧化層，而使該電極與該硅晶基板內的該磷擴散摻磷層接觸。

【技術特征摘要】
2013.02.08 TW 1021051631.一種硅晶太陽能電池結構，其特征在于，包括 娃晶基板； 磷擴散摻雜層，位于該娃晶基板的表面內； 鈍化層，位于該娃晶基板的該表面上； 含磷氧化層，介于該硅晶基板內的該磷擴散摻雜層與該鈍化層之間；以及電極，位于該硅晶基板的該表面并穿過該鈍化層與該含磷氧化層，而使該電極與該硅晶基板內的該磷擴散摻磷層接觸。2.如權利要求1所述的硅晶太陽能電池結構，其特征在于，該含磷氧化層包括: P2O5層，與該鈍化層接觸；以及 SiO2 = P層，與該硅晶基板內的該磷擴散摻雜層接觸。3.如權利要求1所述的硅晶太陽能電池結構，其特征在于，該含磷氧化層與該鈍化層的總厚度在50nm至200nm之間。4.如權利要求1所述的硅晶太陽能電池結構，其特征在于，該含磷氧化層的厚度在5nm至40nm之間。5.如權利要求1所述的硅晶太陽能電池結構，其特征在于，該硅晶基板為P型基板，則該表面為該硅晶基板的正面、該電極為正面電極，且該鈍化層同時作為抗反射層。6.如權利要求5所述的硅晶太陽能電池結構，其特征在于，還包括背面電極，位于該硅晶基板的背面上。7.如權利要求1所述的硅晶太陽能電池結構，其特征在于，該硅晶基板為N型基板，則該表面為該硅晶基板的背面且該電極為背面電極。8.如權利要求7所述的硅晶太陽能電池結構，其特征在于，還包括: 抗...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳德清，李立宇，杜政勛，陳秉群，
申請(專利權)人：財團法人工業技術研究院，
類型：發明
國別省市：中國臺灣;71