具钝化层的太阳能电池及其制程方法_3

文档序号:8545287阅读:来源:国知局
池200的一厚度T。
[0069] 图3为依据本发明实施例的一种太阳能电池的侧视图。
[0070] 请参阅图3,各该PN接面结构200a亦包含一P-型扩散掺杂层215,该P-型扩散 掺杂层215配置并连接于该P型扩散掺杂层212及该N型扩散掺杂层213之间,该P-型扩 散掺杂层215具有一P-型端面215a,且该P-型端面215a亦由该钝化层230所覆盖,借此 减少减少载子的复合机率。在本实施例中,该P-型扩散掺杂层215的一掺杂浓度介于1014 原子/立方公分至1〇18原子/立方公分之间。
[0071] 图4为依据本发明实施例的一种太阳能电池的侧视图。
[0072] 请参阅图4,各该PN接面结构200a亦包含一N-型扩散掺杂层216,该N-型扩散 掺杂层216配置并连接于该P型扩散掺杂层212及该N型扩散掺杂层213之间,该N-型扩 散掺杂层216具有一N-型端面216a,且该N-型端面216a亦由该钝化层230所覆盖,借此 减少减少载子的复合机率。在本实施例中,该N-型扩散掺杂层216的一掺杂浓度介于1014 原子/立方公分至1〇18原子/立方公分之间。
[0073] 图5为依据本发明实施例的一种太阳能电池的侧视图。
[0074] 请参阅图5,该具钝化层的太阳能电池100亦包含一反射层260,该抗反射层260 覆盖部份该钝化层230以减少表面反射,且该抗反射层260是可透光的。在本实施例中, 该抗反射层260是由一电衆增强型化学器相沉积(PlasmaEnhancedChemicalVapor Deposition,PECVD)制程所形成。在本实施例中,构成该抗反射层260的介电材料选自氮 化娃(Si3N4)与二氧化娃(Si02)。在本实施例中,该抗反射层260的一厚度介于10nm至80 nm之间。
[0075] 图6为依据本发明实施例的一种太阳能电池的制程方法的流程图。
[0076] 请参阅图6,依据本发明的一实施例,一种太阳能电池的制程方法的流程图,该方 法包含提供一垂直多接面电池的一操作602,且该方法将接续形成一钝化层于该垂直多接 面电池的一操作604。依据图6的制程方法的流程图的不同操作的太阳能电池的细部图将 如下所揭示。
[0077] 图7a与图7b为依据图6的制程方法,在不同制程下,太阳能电池的细部图。
[0078] 请参阅图7a,依据图6的制程方法,在提供一垂直多接面电池700的一操作602的 制程下,太阳能电池的细部图,该垂直多接面电池700包含多个PN接面结构700a及多个电 极层740。该PN接面结构700a彼此相互间隔。该PN接面结构700a由硅(Si)所组成,且 该其硅纯度介于4N至11N之间。在本实施例中,该PN接面结构700a选自砷化镓、锗、磷化 铟镓及其混和物等之一或者任何材料或者可吸收光并产生电子电洞对或激子的化合物。各 该PN接面结构700a包含一光接收表面710a、一P+型扩散掺杂层711、一P型扩散掺杂层 712、一N型扩散掺杂层713与一N+型散掺杂层714,该P+型扩散掺杂层711具有一P+型 端面711a,该P型扩散掺杂层712连接至该P+型扩散掺杂层711并具有一P型端面712a, 该N型扩散掺杂层713连接至该P型扩散掺杂层712并具有一N型端面713a,以及该N+型 扩散掺杂层714连接至该N型扩散掺杂层713并具有一N+型端面714a。在本实施例中,该 光接收表面710a包含该P+型端面711a、该P型端面712a、该N型端面713a与该N+型端 面714a。此外,该垂直多接面电池700亦包含一第一端面720、与该第一端面720相反的一 第二端面721、以及分别配置于该第一端面720与该第二端面721的至少两导电电极750。
[0079] 各该电极层740配置并连接于两邻近PN接面结构700a之间,且各该电极层740具 有一显露面741及由该显露面741所形成的一凹槽S。在本实施例中,该PN接面结构700a 与该电极层740通过热制程所接合,且该热制程的制程温度介于400°C至800°C之间,以确 保该电极层740确实形成共晶接合。该电极层740可改善该PN接面结构700a之间的接合 强度。
[0080] 请参阅图7b,依据图6的制程方法,在形成一钝化层于该垂直多接面电池的一操 作604的制程下,太阳能电池的细部图。一钝化层730形成于该垂直多接面电池700,用以 覆盖该P+扩散掺杂层711的该P+型端面711a、该P扩散掺杂层712的该P型端面712a、 该N扩散掺杂层713的该N型端面713a、该N+扩散掺杂层714的该N+型端面714a、以及 该电极层740的该显露面741,借此减少载子的复合机率并增强内建电场的强度。在本实施 例中,该钝化层730可形成于该垂直多接面电池700的两端,且该光接收表面710a可位于 该垂直多接面电池700的任一端。在本实施例中,该钝化层730借由原子层沉积(Atomic layerdeposition,ALD)制程而形成,且该钝化层730是可透光的。在本实施例中,该钝化 层730是借由电衆原子层沉积(PlasmaAtomiclayerdeposition,PALD)制程而形成,且 该钝化层730是可透光并选自氧化铪、氧化镧、二氧化硅、二氧化钛、氧化锌、氧化锆、氧化 铝、氧化钽、氧化铟、二氧化锡、氧化铟锡、氧化铁、五氧化二银、氧化镁、氧化铒、氮化鹤、氮 化铪、氮化锆、氮化铝以及氮化钛等之一。
[0081] 需注意的是,由于不适当的原子层沉积速率将导致该钝化层730形成不均匀的厚 度及表面缺陷,故必须妥善控制该原子层沉积速率。因此,一适当的原子层沉积速率是大于 或等于0.03nm/s,且该最佳的原子层沉积速率是0.1nm/s。此外,该最佳原子层沉积温度 是介于100°C至350°C之间。
[0082] 在本实施例中,该导电电极750、该第一端面720与该第二端面721是由该钝化层 730所覆盖,借此减少载子的复合机率。在本实施例中,该电极层740的该凹槽S是由该钝 化层730加以填充,借改善该钝化层730及该电极层740的一接合强度。
[0083] 图8为依据本发明实施例的一种太阳能电池的制程方法的流程图。图9为依据本 发明实施例的一种在太阳能电池的表面形成一抗反射层的细部图。
[0084] 请参阅图8与图9,在本实施例中,该方法包含形成一抗反射层760以覆盖部份该 钝化层730并减少表面反射的一操作606。在本实施例中,该抗反射层760由一电浆增强 型化学气相沉积(PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition,PECVD)制程所形成。在 本实施例中,该抗反射层760是可透光的,且构成该抗反射层760的介电材料选自氮化硅 (Si3N4)与二氧化娃(Si02)。在本实施例中,该抗反射层760的一厚度是介于10nm至80 nm之间。
[0085] 请参阅第1表,有/无该钝化层730的太阳能电池的光学效率比较表,于300倍 太阳光照射下(1太阳光=0.09W/cm2),无该钝化层730的太阳能电池具有一开路电压 (Voc) 30. 03 伏特、一短路电流(Isc)O. 11 安培、一填充因子(FillFactor,FF) 0.67、以及 一光学转换效率(n) 6. 55%。而形成钝化层730并覆盖于该P+型端面711a、该P型端面 712a、该N型端面713a、该N+型端面714a、以及显露层741将改善太阳能电池的该短路电 流(18(3)为0.31认,并改善太阳能电池的该光电转换效率(1〇为22.67%。
[0086] 第 1 表
【主权项】
1. 一种太阳能电池,其特征在于,包含: 一垂直多接面电池,其具有多个PN接面结构及多个电极层,其中,该PN接面结构彼此 相互间隔,且各PN接面结构包含一 P+型扩散掺杂层、一P型扩散掺杂层、一N型扩散掺杂 层与一 N+型扩散掺杂层,其中该P+型扩散掺杂层具有一 P+型端面,且该P型扩散掺杂层 连接至该P+型端面并具有一 P型端面,该N型扩散掺杂层连接至该P型扩散掺杂层并具有 一 N型端面,及该N+型扩散掺杂层连接至该N型扩散掺杂层并具有一 N+型端面,且各电极 层配置并连接于两邻近PN接面结构之间,其具有一显露面;以及 一钝化层,其覆盖于该P+型扩散掺杂层的该P+型端面、该P型扩散掺杂层的该P型端 面
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