专利名称：具受光面电极的非线性设计的太阳能电池的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种太阳能电池，且特别是有关于一种太阳能电池受光面的结 构。
背景技术：
由于环保意识的抬头加上其它石化能源逐渐枯竭，开发安全的新能源就成为目前 最迫切的工作。能用于开发的新能源需同时具备两个要件新能源蕴藏丰富，不易枯竭；以 及新能源为安全、干净，不会威胁人类和破坏环境。而例如太阳能、风力、水力等的再生性能 源正好符合前述要件。此外，台湾缺乏能源资源，百分之九十以上的能源必须仰赖国外进 口，但台湾地处亚热带，阳光充足、日照量大，非常适合研究及发展太阳能，而且利用太阳能 发电更兼具节能与环保的优点。最直接将太阳能转换成能源的方式就是使用太阳能电池(solar cells)，又称为 光伏打组件(photovoltaic devices)。现今广泛使用中的太阳能电池其设计是具有一种 p/n接面成形于受光面(接收光线的表面)附近，并于电池吸收光能时产生电子流。普通常 见的电池设计在其前后二侧分别形成电极。然后，这些太阳能电池再以串联方式互相作电 气连接以增加电压。传统的太阳电池采用p型的基板，然后再利用高温热扩散的处理，使p型的基板上 形成一层薄薄的n型半导体。在进行扩散程序前，会将表面制成粗糙化的组织(Texturing) 结构，并加入抗反射层，以减少光的反射量。接着，进行网印程序，将制作完成的晶片，涂布 上银(Ag)胶及铝(A1)胶，以一网印机将一种预设图形印刷在晶圆的两面。然后，进行共同 烧结程序，将印刷有银胶及铝胶的晶片，共同通过高温烧结炉，使得银胶及铝胶可分别与晶 片的对应面产生共晶结构，而与晶片因此具有一定的欧姆接触(ohmic contact)。如此，便 可在晶片的表面接出导电电极，以完成一个简单的太阳电池面板。请参考图1，其绘示已知技术的太阳能电池10的剖面示意图。一般而言，为了降低 接触电阻，在形成电极18的区域需要具有较高的掺杂浓度。因此，会在基板10上形成浓度 不同的轻掺杂区14和重掺杂区16，而电极18则形成于重掺杂区16上。请参考图2A，其绘示如图1所绘示的已知技术的太阳能电池10的俯瞰图。在重掺 杂区16上形成电极18需要有较高的对位技术。如果采用传统的网板印刷的方式，因为对 位的准确度较低，容易产生重掺杂区16与电极18没有对齐的情况，如图2A所示。如此一 来，接触电阻无法获得有效的下降，导致效能下降。请参考图2B，其绘示另一种已知技术的太阳能电池10的俯瞰图。重掺杂区16的 宽度或面积加大。故，既使在对位准确度较低的情况下，电极18也可形成重掺杂区16上， 而不会突出于轻掺杂区14上。然而，此举却产生另一个问题。具体而言，在轻掺杂区14和基板12之间形成电子 (或载子)必须穿越重掺杂区16才能到达电极18。重掺杂区16对电子(或载子)的捕捉 能力较强，因此当电子(或载子)要穿越的重掺杂区16的长度越长，电子(或载子)的损耗就越大，对效能的影响就越大。有鉴于此，需要一种新的太阳能电池，其可兼顾较小的接触电阻和较小的重掺杂 区的要求，以提高太阳能电池的效能。
发明内容
本发明一目的在于提出一种太阳能电池，可减少因对位不准所引起的效能下降的 问题。为了实现上述目的，本发明提供一种太阳能电池，其具有一基板。基板的受光面上 设置有重掺杂区和轻掺杂区，轻掺杂区环绕且包围重掺杂区。其中，重掺杂区包含数个图案 单元，图案单元互相连接且排列于第一方向上，使得重掺杂区的边缘呈现连续且非直线状。 太阳能电池的电极设置于该受光面上。电极沿着第一方向且对齐重掺杂区而设置，并电性 连接重掺杂区。如前所述，重掺杂区具有如花边一般的边缘。因此，既使电极与重掺杂区对位没有 很准确，裸露于电极之外的重掺杂区面积也有限，对效能的影响便可获得有效的控制。本发明另一方面提供一种太阳能电池，其具有基板和电极。基板的受光面上设有 数个重掺杂区和轻掺杂区。其中，重掺杂区沿着第一方向间隔排列，且轻掺杂区环绕且包围 重掺杂区。电极电性连接重掺杂区，电极沿着第一方向且对齐重掺杂区而设置于受光面上。在本发明另一实施例中，设置于基板的受光面上的重掺杂区包含一直线和数个图 案单元。图案单元互相连接且排列于第一方向上，直线穿过每个图案单元且连接图案单元。 其中，直线的宽度小于图案单元的最大宽度。如此一来，重掺杂区的边缘会呈现连续且非直 线状。轻掺杂区设置于受光面，并且环绕包围重掺杂区。在本发明另一实施例中，基板的受光面上设置有数个第一重掺杂区和至少一第二 重掺杂区。第一重掺杂区为几何图形，沿着第一方向间隔排列。第二重掺杂区为一直线，且 连接第一重掺杂区。第二重掺杂区的宽度小于第一重掺杂区的最大宽度。轻掺杂区设置于 受光面，并且环绕包围第一和第二重掺杂区。在本发明的实施例中，相较于电极直线般的边缘，重掺杂区沿着第一方向上形成 类似花边的图案。因此，当电极与重掺杂区对位后，可能裸露于电极之外的重掺杂区面积有 限，对效能的影响也有限。
为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说 明如下图1是绘示已知的太阳能电池的剖面示意图；图2A是绘示已知的太阳能电池的俯瞰示意图；图2B是绘示已知的太阳能电池的俯瞰示意图；图3是绘示依照本发明一实施例的太阳能电池的剖面示意图；图4A是绘示依照本发明另一实施例的太阳能电池的俯瞰示意图；图4B是绘示如图4A所绘示的太阳能电池的俯瞰示意图；图5到图12分别绘示依照本发明另一实施例的太阳能电池的俯瞰示意图。
主要组件符号说明
10 太阳能电池12 基板
14 轻掺杂区16 重掺杂区
18 电极100 太阳能电池
110 基板112 受光面
120 重掺杂区122 图案单元
124 直线126 间隔
130 轻掺杂区140 电极
150 抗反射层400 第一方向
410 第二方向D 间距
L:长度W1 宽度
W2 最大宽度
具体实施例方式请参考图3，其绘示根据本发明一实施例的太阳能电池100的剖面示意图。太阳能 电池100具有基板110。基板110的材质可包含硅。在基板110的受光面112上可形成P/ N接面，以吸收光能并产生电子(或载子)。在本发明的实施例中，基板110掺杂有掺质，其 可为P型掺质或N型掺质。基板110的受光面112上设有轻掺杂区130。轻掺杂区130中所掺杂的掺质与基 板110中所掺杂的掺质不同。在一实施例中，基板110掺杂有P型掺质，轻掺杂区130掺杂 N型掺质。在另一实施例中，基板110掺杂N型掺质，轻掺杂区130掺杂P型掺质。如此一 来，在受光面112处便可形成P/N接面。太阳能电池100在基板110上还设有重掺杂区120。重掺杂区120设置在受光面 112上，位于轻掺杂区130中。换言之，轻掺杂区130环绕且包围重掺杂区120。重掺杂区 120中掺质的浓度大于轻掺杂区130的掺质浓度。重掺杂区120中所掺杂的掺质的种类与轻掺杂区130中的掺质的种类相同。换句 话说，当轻掺杂区130的掺质为N型掺质，重掺杂区120的掺质也是N型掺质。反之，当轻 掺杂区130的掺质为P型掺质，重掺杂区120的掺质也是P型掺质。其中，轻掺杂区130的 掺质与重掺杂区120的掺质可为相同的掺质，也可为不同的掺质。太阳能电池100的电极140设置于基板110上，且电性连接重掺杂区120。电极 140设置于受光面112上且对齐重掺杂区120。具体而言，可利用网板印刷在基板110的受光面112上涂布上金属胶，如银胶、铝 胶或银铝胶等。其中，金属胶是对齐着重掺杂区120涂布，使得金属胶可涂布在重掺杂区 120上。接着，可进行共同烧结程序，使得金属胶如银胶与基板110产生共晶结构，进而形成 电极140。由此可知，电极140会直接接触部分重掺杂区120。在本发明的实施例中，电极140 会直接接触部分重掺杂区120和部分轻掺杂区130。在本发明的实施例中，基板110的受光面112上具有一层抗反射层150。抗反射层 150位于轻掺杂区130上。
请同时参考图4A和图4B，其均绘示太阳能电池100的俯瞰示意图。其中，图4A绘 示有电极140的情况，图4B绘示没有电极140的情况。重掺杂区120包含数个图案单元122。图案单元122沿着第一方向400排列成一 列，且互相连接。如此一来，重掺杂区120沿着第一方向400的边缘将会形成连续且非直线 状的边缘。如前所述，电极140对齐重掺杂区120而设置于受光面112上。在本发明的实施 例中，电极140沿着第一方向400设置。换句话说，电极140的延伸方向约略平行于图案单 元122的排列方向。更具体来说，电极140的长边约略平行于图案单元122的排列方向。重掺杂区120的每个图案单元122具有最大宽度W2。其中，图案单元122的最大宽 度W2是指图案单元122沿着第二方向410上的线宽。第二方向410垂直于第一方向400。图案单元122的最大宽度W2与电极140的宽度W1可相同或不同。在本发明的实 施例中，图案单元122的最大宽度W2是大于电极140的宽度W1。在本发明另一实施例中， 图案单元122的最大宽度W2小于电极140的宽度W1。各个图案单元122的图案可为相同的图案，也可为不同的图案。在本发明的实施 例中，各个图案单元122的图案为相同的图案。请同时参考图4B、图5和图6，其绘示不同的实施例的太阳能电池100的俯瞰图。 图案单元122可为几何图案，如圆形、椭圆形、菱形或十字形等。举例来说，图案单元122可 为圆形，如图4B所示。图案单元122可为菱形，如图5所示。图案单元122可为十字形，如 图6所示。请同时参考图7和图8，其绘示本发明不同实施例的太阳能电池100的俯瞰图。重 掺杂区120包含直线124和图案单元122。图案单元122可为几何图案，如圆形、椭圆形、菱 形或十字形等。直线124连接各个图案单元122，且直线124的宽度小于每一图案单元122 的最大宽度。其中，直线124可穿过各个图案单元122的中心。如此一来，重掺杂区120的 边缘会呈现连续且非直线状，如同花边。请同时参考图9和图10，其绘示本发明不同实施例的太阳能电池100的俯瞰图。 在本发明的实施例中，太阳能电池100具有多个重掺杂区120。重掺杂区120沿着第一方向 400间隔排列。换句话说，每个重掺杂区120各包含一个图案单元122。如前所述，各个图案单元122的图案可为相同的图案，也可为不同的图案。在本发 明的实施例中，每一个重掺杂区120包含一个图案单元122，且各个重掺杂区120的图案均 相同。图案单元122可为几何图案，如圆形、椭圆形、菱形矩形或十字形等。举例来说，图 案单元122可为圆形，如图9所示。图案单元122可为矩形，如图10所示。任两个重掺杂区120之间具有一间隔126，间隔126的大小可为任意值。举例而 言，间隔126的间距D可大于1微米(micrometer，u m)且小于600微米。在本发明的实施 例中，间隔126的间距D可为重掺杂区120的长度L的正整数倍，如1倍、2倍或其它。重掺 杂区120的长度L是指重掺杂区120沿着第一方向400上的最大线宽。请同时参考图11和图12，其绘示本发明不同实施例的太阳能电池100的俯瞰图。 在本发明的实施例中，太阳能电池100上的重掺杂区120包含有图案单元122和直线124。 图案单元122沿着第一方向400间隔排列。直线124连接各个图案单元122，且直线124的宽度小于每一图案单元122的最大宽度。其中，直线124可穿过各个图案单元122的中心。由上述本发明各个实施例方式可知，相较于电极140直线般的边缘，重掺杂区120 沿着第一方向400上形成类似花边的图案。因此，当电极140与重掺杂区120对位重叠后， 既使两者对位没有很准确，可能裸露于电极140之外的重掺杂区120面积有限。由于当太阳能电池100产生的电子(或载子)穿过重掺杂区120时会有损耗，会 造成效能的降低。因此，若可将裸露于电极140之外的重掺杂区120面积加以限制，对效能 的影响便可获得有效的控制。虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术 的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范 围当以权利要求书所界定的范围为准。
权利要求
一种具受光面电极非线性设计的太阳能电池，其特征在于，至少包含一基板，包含一受光面；一重掺杂区，设置于该受光面，且包含多个图案单元互相连接且排列于一第一方向上，使得该重掺杂区的一边缘为连续且非直线状；一轻掺杂区，设置于该受光面，环绕且包围该重掺杂区；以及一电极，沿着该第一方向且对齐该重掺杂区设置于该受光面上，并电性连接该重掺杂区。
2.根据权利要求1所述的具受光面电极非线性设计的太阳能电池，其特征在于，该电 极直接接触部分该重掺杂区。
3.根据权利要求2所述的具受光面电极非线性设计的太阳能电池，其特征在于，该电 极直接接触部分该轻掺杂区。
4.根据权利要求1所述的具受光面电极非线性设计的太阳能电池，其特征在于，该些 图案单元为几何图形。
5.根据权利要求4所述的具受光面电极非线性设计的太阳能电池，其特征在于，该些 图案单元具有相同的图案。
6.根据权利要求1所述的具受光面电极非线性设计的太阳能电池，其特征在于，该重 掺杂区的掺质浓度大于该轻掺杂区的掺质浓度。
7.一种太阳能电池，其特征在于，至少包含 一基板，包含一受光面；多个重掺杂区，设置于该受光面，且沿着一第一方向间隔排列； 一轻掺杂区，设置于该受光面，环绕且包围该些重掺杂区；以及 一电极，沿着该第一方向且对齐该些重掺杂区而设置于该受光面上，该电极电性连接 该些重掺杂区。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池，其特征在于，该些重掺杂区具有相同的图案。
9.根据权利要求7所述的太阳能电池，其特征在于，每一该重掺杂区沿着该第一方向 具有一最大长度，且该些重掺杂区之间具有一间隔，该间隔为该最大长度的正整数倍。
10.根据权利要求7所述的太阳能电池，其特征在于，该些重掺杂区之间具有一间隔， 该间隔大于1微米且小于600微米。
11.一种太阳能电池，其特征在于，至少包含 一基板，包含一受光面；一重掺杂区，设置于该受光面，且包含一直线和多个图案单元，该些图案单元互相连 接且排列于一第一方向上，该直线的宽度小于该些图案单元的最大宽度且连接该些图案单 元，使得该重掺杂区的边缘呈连续且非直线状；以及一轻掺杂区，设置于该受光面，环绕且包围该重掺杂区。
12.—种太阳能电池，其特征在于，至少包含 一基板，包含一受光面；多个第一重掺杂区，设置于该受光面，且沿着一第一方向间隔排列，其中该些第一重掺 杂区为几何图形；至少一第二重掺杂区，设置于该受光面且连接该些第一重掺杂区，该第二重掺杂区为一直线，其中该第二重掺杂区的宽度小于该些第一重掺杂区的最大宽度；以及一轻掺杂区，设置于该受光面，环绕且包围该些第一重掺杂区和该第二重掺杂区 。
全文摘要
本发明涉及一种具有受光面电极的非线性设计的太阳能电池，其具有一基板。基板的受光面上设置有重掺杂区和轻掺杂区，轻掺杂区环绕且包围重掺杂区。其中，重掺杂区包含数个图案单元，图案单元互相连接且排列于第一方向上，使得重掺杂区的边缘呈现连续且非直线状。太阳能电池的电极设置于该受光面上。电极是沿着第一方向且对齐重掺杂区而设置，并电性连接重掺杂区。
文档编号H01L31/0352GK101853892SQ200910132638
公开日2010年10月6日 申请日期2009年3月30日 优先权日2009年3月30日
发明者林宏明, 欧乃天, 郭明锦, 陈添赐, 黄志强 申请人:昱晶能源科技股份有限公司