双面型太阳能电池结构的制造方法与流程

本发明涉及一种电池结构的制造方法，特别是涉及一种双面型太阳能电池结构的制造方法。

背景技术：

在现有技术中，当制造双面型太阳能电池结构时，先于双面型太阳能电池结构的上表面(upperside)形成抗反射涂层(anti-reflectioncoating,arc)后，再于所述双面型太阳能电池结构的背面(rearside)进行n+型区域扩散的程序，其中所述扩散程序是使用氧氯化磷(phosphorusoxychloride,pocl3)作为液体磷扩散源，并且所述抗反射涂层(arc)的材质例如是氮化硅(siliconnitride,sinx)。然而，磷酸对于一部分的氮化硅(sinx)具有较高的蚀刻率，并且所述蚀刻率随着制造过程温度的上升更为明显。所以在双面型太阳能电池结构的背面进行n+型区域扩散的程序后，于双面型太阳能电池结构的上表面的抗反射涂层(arc)中形成许针孔(pinholes)，因而造成双面型太阳能电池结构表面的缺陷。

此外，由于需要在双面型太阳能电池的制作过程中利用湿式化学蚀刻步骤、雷射绝缘步骤或是现有的制造过程步骤等方法进行电性绝缘程序(electricalisolationprocedure)。然而，所述各种电性绝缘方法需要至少一额外的双面型太阳能电池的制造过程步骤，故，所述额外的制造过程步骤将会无法避免地增加制造过程的成本以及降低产品的良率。

因此需要提出一种新式的双面型太阳能电池结构的制造方法，以解决所述之问题。

技术实现要素：

本发明的一目的在于提供一种双面型太阳能电池结构的制造方法，通过一牺牲层(sacrificefilm)保护半导体基材的第一抗反射涂层(arc)以及两相对侧边部，以避免磷酸的作用，使得在所述第一抗反射涂层(arc)上不会形成针孔或是缺陷。

本发明的另一目的在于提供一种双面型太阳能电池结构的制造方法，通过在半导体基材的两相对侧边部上同时形成所述第一抗反射涂层(arc)，以电性绝缘p+型区域与n+型区域，其中p定义为正型(positive)离子，n定义为负型(negative)离子。

为达成所述目的，本发明的一实施例中双面型太阳能电池结构的制造方法，包括下列步骤：在一半导体基材的一第一表面上进行一硼扩散的制造过程步骤，以形成p+型区域，并且在所述p+型区域上形成硼硅玻璃层；移除所述p+型区域上的所述硼硅玻璃层，以曝露所述p+型区域；在所述p+型区域上形成第一抗反射层；在所述第一抗反射层上形成牺牲层；在所述半导体基材的第二表面上进行磷扩散的制造过程步骤，以形成n+型区域并且在所述n+型区域形成磷硅玻璃层；移除在所述n+型区域上的所述磷硅玻璃层以曝露所述n+型区域，并且移除在所述第一抗反射层上的所述牺牲层；以及在所述n+型区域上形成第二抗反射层。

优选地，在所述半导体基材的所述第一表面上进行所述硼扩散的制造过程步骤，以形成所述p+型区域，并且在所述p+型区域上形成所述硼硅玻璃层的步骤之前，还包括下列步骤：在所述半导体基材上进行一碱性蚀刻步骤，以分别于所述半导体基材的所述第一表面以及所述第二表面，以形成纹理结构组织；以及在所述半导体基材的所述第二表面上形成一阻隔层。

优选地，所述阻隔层的材质是选自有机材料或是无机材料两者其中之一，所述有机材料的形成方法是选自化学气相沉积法、网版印刷法、喷墨印刷法以及旋涂法其中任意一种，并且所述无机材料的形成方法是选自化学气相沉积法、网版印刷法、喷墨印刷法以及旋涂法其中任意一种。

优选地，所述第一抗反射层是为单层结构以及多层结构其中一种，所述单层结构的材质是选自氧化硅、氮氧化硅、氧化铝以及氮化硅所组成的族群，所述多层结构是选自氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、氮化硅以及其组合的族群。

优选地，在所述半导体基材的所述第二表面上进行所述磷扩散的制造过程步骤，以形成所述n+型区域并且在所述n+型区域形成所述磷硅玻璃层的步骤中，所述牺牲层用以保护所述第一抗反射层，以避免所述第一抗反射层受到酸性蚀刻。

优选地，所述牺牲层是选自氧化硅以及氮氧化硅所组成的族群。

优选地，所述牺牲层的厚度介于10至200纳米之间。

优选地，是以氢氟酸移除所述磷硅玻璃层以及牺牲层。

优选地，所述第二抗反射层为单层结构以及多层结构其中一种，所述单层结构的材质是选自氧化硅、氮氧化硅、氧化铝以及氮化硅所组成的族群，所述多层结构是选自氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、氮化硅以及其组合的族群。

优选地，所述半导体基材包括具有p+型或是n+型的不纯物掺杂材质。

优选地，所述p+型区域以及所述n+型区域是利用扩散制造过程步骤、具有退火步骤的离子布值制造过程步骤、以及前驱物退火制造过程步骤中任一种步骤所形成。

优选地，所述前驱物退火制造过程步骤包括旋涂法、网版印刷法、喷墨印刷法、以及常压化学气相沉积法其中任意一种。

优选地，在所述n+型区域上形成所述第二抗反射层以产生双面型太阳能电池结构的步骤之后，还包括在所述第一抗反射层中形成至少一第一电极以电性连接所述p+型区域，并且在所述第二抗反射层中形成至少一第二电极以电性连接所述n+型区域。

优选地，在所述p+型区域上形成所述第一抗反射层的步骤中，还包括在所述p+型区域的一表面上形成所述第一抗反射层，以及在所述半导体基材的两相对侧边部形成所述第一抗反射层。

优选地，在所述第一抗反射层上形成所述牺牲层中，还包括在所述第一抗反射层的一表面上形成所述牺牲层，以及在所述半导体基材的两相对侧边部形成所述牺牲层。

优选地，所述第一抗反射层、所述牺牲层以及所述第二抗反射层是以化学气相沉积法形成，所述化学气相沉积法是选自于电浆辅助化学气相沈积法、低压化学气相沈积法、以及常压化学气相沉积法所组成的族群。

本发明的另一实施例中双面型太阳能电池结构的制造方法，包括下列步骤：在一半导体基材的上表面进行硼扩散的制造过程步骤，以形成p+型区域；在所述p+型区域上形成第一抗反射层；在所述半导体基材的下表面进行磷扩散的制造过程步骤，以形成n+型区域；在所述n+型区域上形成第二抗反射层，其中所述第一抗反射层以及所述第二抗反射层中任意一者的材质是选自氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、氮化硅以及其组合的族群；以及在所述第一抗反射层中形成至少一第一电极以电性连接所述p+型区域，并且在所述第二抗反射层中形成至少一第二电极以电性连接所述n+型区域。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍：

图1绘示本发明实施例中双面型太阳能电池结构的制造方法的流程图。

图2a绘示本发明实施例中对应于图1的步骤s100中具有纹理(texturestructures)的半导体基材的剖视图。

图2b绘示本发明实施例中对应于图1的步骤s102中具有阻隔层(blockinglayer)的半导体基材的剖视图。

图2c绘示本发明实施例中对应于图1的步骤s104中具有p+型区域的半导体基材的剖视图。

图2d绘示本发明实施例中对应于图1的步骤s106中移除所述阻隔层的半导体基材的剖视图。

图2e绘示本发明实施例中对应于图1的步骤s108中在p+型区域形成第一抗反射层的半导体基材的剖视图。

图2f绘示本发明实施例中对应于图1的步骤s110中在第一抗反射层形成牺牲层的半导体基材的剖视图。

图2g绘示本发明实施例中对应于图1的步骤s112中具有n+型区域以及其上的磷硅玻璃层(phosphorussiliconglass,psg)的半导体基材的剖视图。

图2h绘示本发明实施例中对应于图1的步骤s114中移除所述磷硅玻璃层(psg)以及所述牺牲层的半导体基材的剖视图。

图2i绘示本发明实施例中对应于图1的步骤s116中在n+型区域形成第二抗反射层的半导体基材的剖视图。

图2j绘示本发明实施例中对应于图1的步骤s118中在金属化制造过程中复数第一电极以及复数电极的半导体基材的剖视图。

具体实施方式

请参照附图，其中相同的附图标记代表相同的组件或是相似的组件，本发明的原理是以实施在适当的运算环境中来举例说明。以下的说明是基于所例示的本发明具体实施例，其不应被视为限制本发明未在此详述的其它具体实施例。

参考图1以及图2a-2j，图1绘示本发明实施例中双面型太阳能电池结构的制造方法的流程图，图2a-2j绘示本发明实施例中对应于图1的双面型太阳能电池结构的制造过程方法的步骤流程剖视图。

参考图2a，其绘示本发明实施例中对应于图1的步骤s100中具有纹理(texturestructures)202的半导体基材200的剖视图。蚀刻所述半导体基材200，以分别于所述半导体基材200的两相对表面(如上表面(uppersurface)206以及下表面(lowersurface)204)形成所述纹理202的结构。在一实施例中，在半导体基材200上进行一碱性蚀刻(alkalineetching)，以分别于所述半导体基材200的上表面(uppersurface)206以及下表面(lowersurface)204形成所述纹理202的结构组织。所述半导体基材200例如是硅基材，但不限于此。

参考图2b，其绘示本发明实施例中对应于图1的步骤s102中具有阻隔层(blockinglayer)208的半导体基材200的剖视图。在半导体基材200的下表面204上形成阻隔层208。所述阻隔层208的材质是选自有机材料或是无机材料两者其中的一，其中所述有机材料的形成方法是选自化学气相沉积法(chemicalvapordeposition,cvd)、网版印刷法(screenprinting)、喷墨印刷法(inkjetprinting)以及旋涂法(spincoating)其中任意一种，并且所述无机材料是选自氧化硅(sio2)、氮氧化硅(sionx)以及氮化硅(sinx)所组成的族群，所述无机材料的形成方法是选自化学气相沉积法、网版印刷法、喷墨印刷法以及旋涂法其中任意一种。

参考图2c绘示本发明实施例中对应于图1的步骤s104中具有p+型区域210(例如是中度掺杂区域(mediumdopingregion))的半导体基材200的剖视图。在半导体基材200的上表面206进行硼扩散(borondiffusion)的制造过程步骤以形成p+型区域210，并且在p+型区域210上形成硼硅玻璃层(boronsiliconglass,bsg)212。在一优选实施例中，所述阻隔层208用以保护在半导体基材200的下表面204，以避免在硼扩散步骤中受到损害。在一实施例中，p+型区域210例如是p++型区域(高度掺杂区域(heavydopingregion))，所述p++型区域包括具有硼掺质不纯物原子的p型硅基材，或是p+型区域210包括具有硼掺质不纯物原子的n型硅基材。在一实施例中，半导体基材200包括具有p+型或是n+型的不纯物掺杂材质，当进行硼扩散(borondiffusion)步骤时，p+型区域210可为p++型区域(高度掺杂区域(heavydopingregion))，所述p++型区域包括具有硼掺质不纯物的p型硅基材，或是p+型区域210包括具有硼掺质不纯物的n型硅基材。p+型区域210以及n+型区域218(例如是中度掺杂区域(mediumdopingregion))是利用扩散制造过程步骤、具有退火步骤的离子布值(ion-implantation)制造过程步骤、以及前驱物退火制造过程步骤(precursor-annealingprocess)中任一种步骤所形成，其中所述前驱物退火制造过程步骤包括旋涂法、网版印刷法、喷墨印刷法、以及常压化学气相沉积法(atmosphericpressurechemicalvapordeposition,apcvd)法其中任意一种。

参考图2d绘示本发明实施例中对应于图1的步骤s106中，移除(strip)所述阻隔层208的半导体基材200的剖视图。移除所述p+型区域210上的硼硅玻璃层(bsg)212以及半导体基材200的下表面204的阻隔层208，并且曝露p+型区域210。在一实施例中，以氢氟酸(hydrofluoricacid,hf)移除硼硅玻璃层(bsg)212以及阻隔层208。

参考图2e绘示本发明实施例中对应于图1的步骤s108中，在p+型区域210形成第一抗反射层214a的半导体基材200的剖视图。在一优选实施例中，在步骤s106移除所述p+型区域210上的硼硅玻璃层(bsg)212以及半导体基材200的下表面204的阻隔层208并且曝露p+型区域210的后，沿着一水平方向221a，以于p+型区域210的表面上形成第一抗反射层214a，所述第一抗反射层214a是为单层结构或是多层结构，其中所述单层结构的材质是选自氧化硅、氮氧化硅、氧化铝以及氮化硅所组成的族群，所述多层结构是选自氧化硅(sio2)、氮氧化硅(sionx)、氧化铝、氮化硅(sinx)以及其组合的族群。在一优选实施例中，所述第一抗反射层214a沿着水平方向221a形成于p+型区域210的表面，并且第一抗反射层214a沿着垂直方向221b形成于半导体基材200的两相对侧边部(sideportions)217。换句话说，所述第一抗反射层214a形成于p+型区域210上并且延伸覆盖(extendedtocover)半导体基材200，以电性绝缘p+型区域210与n+型区域218(如图2g所示)，以减少双面型太阳能电池结构的逆电流(reversecurrent)。

参考图2f绘示本发明实施例中对应于图1的步骤s110中，在第一抗反射层214a上形成牺牲层216的半导体基材200的剖视图。牺牲层216例如是氧化硅(sio2)以及氮氧化硅(sionx)，在一实施例中，沿着所述水平方向221a，在第一抗反射层214a上形成牺牲层216的表面上形成牺牲层216，以保护第一抗反射层214a，以避免磷扩散(phosphorusdiffusion)造成酸性蚀刻液(acidetching)219的腐蚀(如图2f至2g所示)；同时，还进一步于所述半导体基材200沿着所述垂直方向221b的两相对侧边部217形成所述牺牲层216。换句话说，所述牺牲层216延伸覆盖于第一抗反射层214a、半导体基材200、p+型区域210以及两相对侧边部217，以保护所述第一抗反射层214a，以避免在步骤s110的后续制造过程造成磷扩散的损害(damage)或是缺陷(defects)，在一实施例中，牺牲层216的厚度介于10至200纳米(nanometer)之间，优选为介于30至50纳米之间，但不限于此。

参考图2g，其绘示本发明实施例中对应于图1的步骤s112中具有n+型区域218以及其上的磷硅玻璃层(phosphorussiliconglass,psg)220的半导体基材200之剖视图。在所述半导体基材200的下表面204进行磷扩散的制造过程步骤，以形成n+型区域218以及所述n+型区域218上的磷硅玻璃层(psg)220。在一实施例中，n+型区域218例如是n++型区域(高度掺杂区域(heavydopingregion))，所述n++型区域包括具有磷掺质不纯物原子的n型硅基材，或是n+型区域218包括具有硼掺质不纯物原子的p型硅基材。在一实施例中，半导体基材200使用具有p+型或是n+型的不纯物掺杂材料。

参考图2h，其绘示本发明实施例中对应于图1的步骤s114中，移除所述磷硅玻璃层(psg)220以及所述牺牲层216的半导体基材200的剖视图。同时移除在n+型区域218上的磷硅玻璃层(psg)220以及在第一抗反射层214a上的牺牲层216，以曝露出n+型区域218。在一实施例中，以氢氟酸(hf)移除磷硅玻璃层(psg)220以及牺牲层216。

参考图2i，其绘示本发明实施例中对应于图1的步骤s116中，在n+型区域218形成第二抗反射层214b的半导体基材200的剖视图。在n+型区域218形成第二抗反射层214b，所述第二抗反射层214b是为单层结构或是多层结构，其中所述单层结构的材质是选自氧化硅、氮氧化硅、氧化铝以及氮化硅所组成的族群，所述多层结构是选自氧化硅(sio2)、氮氧化硅(sionx)、氧化铝、氮化硅(sinx)以及其组合的族群。

参考图2j，其绘示本发明实施例中对应于图1的步骤s118中在金属化制造过程中复数第一电极222a以及复数第二电极222b的半导体基材200的剖视图。在第一抗反射层214a中形成复数第一电极222a以电性连接所述p+型区域210，并且第二抗反射层214b中形成复数第二电极222b以电性连接所述n+型区域218。

在本发明的一实施例中，第一抗反射层214a、牺牲层216以及第二抗反射层214b是以化学气相沉积法(cvd)形成，所述化学气相沉积法(cvd)是选自于电浆辅助化学气相沈积法(plasma-enhancedchemicalvapordeposition,pecvd)、低压化学气相沈积法(lowpressurechemicalvapordeposition,lpcvd)、以及常压化学气相沉积法(apcvd)所组成的族群。

本发明的双面型太阳能电池结构的制造方法，通过一牺牲层保护一半导体基材的第一抗反射涂层(arc)以及两相对侧边部，以避免磷酸的作用，使得在所述半导体基材的第一抗反射涂层(arc)上以及两相对侧边部不会形成针孔或是缺陷。此外，通过在半导体基材的两相对侧边部上同时形成所述第一抗反射涂层(arc)，以电性绝缘p+型区域与n+型区域。

以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求的保护范围内。