专利名称：一种制作硅晶磊晶层的方法及相关的晶硅基板结构的制作方法
一种制作娃晶晶晶层的方法及相关的晶娃基板结构方法
技术领域：
本发明属结晶硅半导体薄膜生长技术的领域。本案利用网板印刷技术，成功的在结晶硅基板表面生长ー层硅晶薄膜层，藉由本发明的制程技术，可以在硅晶基板的表面上调适此硅晶基板的表面特性；例如，掺杂的种类、含量，导电极性(P型或N型的导电极性)及结晶缺陷的控制…等，使分别适合于硅晶型太阳能电池、硅ニ极体、硅电晶体、硅闸流体…等硅晶半导体元器件的应用场合。本案实施的制程设备，为エ业化量产的标准设备，具有成本优势，方法亦极为简单可行，本案以硅晶型太阳能电池的制作为例，具体说明之。
背景技木随着储藏的原油逐渐枯竭，取代能源的发展已经是ー股潮流，其中核能发电虽然仍是主流，但是预计至西元2020年，全世界利用太阳能发电将达到IOOGWp的总发电能量的·布局，而发展将近60年的硅晶型太阳能电池，占有目前全部太阳能电池市场九成以上的市占率，基于硅乃是世界上最丰富的矿藏，约为地壳组成份的26%，以硅晶型太阳能电池现在拥有的量产化制程及规模，加上该产业能够逐一克服技术屏障，提高发电效率的驱势，预计硅晶型太阳能电池未来仍将扮演着太阳能发电的主要角色。目前大量制造的硅晶型太阳能电池产业，对于提高效率的方法都以能够符合所谓的Grid Parity的精神来实施，因此即便实验室已经证实可行的高效率结构，ー时也都无法进入生产线大量制造，但是这些提高效率的实验室论证，却仍是量产化硅晶型太阳能电池业界引为改善效率的指导方向，例如降低硅晶型太阳能电池背表面的电子固结速度(BSRV，Back Side Recombination Velocity,或者以Seff (cm/s)表示之)以提高效率即是一个明显的例证；现行量产化的硅晶型太阳能电池制程中，利用印刷技术将ー种由金属铝粉、玻璃微粒、有机物树脂、溶剂及各式添加物混炼成的导电铝浆披覆于硅晶基板背面，经过高温烧结而产生了铝背场(Al-BSF)，就是基于此实验室论证，将表面的电子固结速度降低，提高效率的ー种例证。然而此种铝背场(Al-BSF)经长年的实施，所能提供的BSRV值虽然已经大幅改善，但是一般仍高于400cm/s，而且对于制造大尺寸且日趋薄化的硅晶型太阳能电池，此铝背场容易造成晶片翘曲的问题十分严重，使得后续的模组生产容易压裂、破损，造成相当多的困扰。针对改善现阶段铝背场电子固结速度，D.S. Kim等人指出ー种利用高温硼(Boron)扩散制程的硼背场(B-BSF)可以改善此问题(J. Electrochem. Soc.，Volume157，Issue 6，pp. H684-H687 (2010))，其研究报告指出，效率高达19. 7%硅晶型太阳能电池是可行的，只是该实验的电池结构与现行量产的电池结构并不一致，需要利用黄光微影(PH0T0-LITH0GRAPHY)制程；正、背金属电极也不是一般已知的印刷制程可以制作的，在现行的硅晶型太阳能电池生产线难以立即采用此高温硼(Boron)扩散制程予以制作硼背场(B-BSF)应是十分明显的事实。另外根据Frank Huster 所言(2Oth European Photovoltaic Solar EnergyConference and Exhibition, Barcelona, 6-10June 2005 Pre-Print, 2A0. 2. I),招背场形成的过程，铝浆最終会在硅基板背表面上以铝硅共析合金(eutectic alloy)的金属形态固结，而大尺寸且日趋薄化的结晶硅基板与这层铝硅合金层基于热膨胀性质(CTE)的巨大差异，的确是造成电池片翘曲的主要原因。Frank Huster将翘曲的太阳能电池片经过-20°C _50°C的冷冻后，于室温下又会回复成平坦状态；此法值得进一步评估其引进量产制程的合适性，但是大部份的太阳能电池厂家都希望能有简易的解决办法，而不是増加制程的复杂性；导电铝浆供应厂家为此莫不伤透脑筋地调整配方希望达成客户的期望。另外，关于结晶硅太阳能电池降低成本的研究，方向几乎全部指向降低使用结晶硅原材料或开发替代性材料的各种措施。20年来德国、美国、日本等国家相关的研究中，较为可行的办法就是使用一种低成本称为冶金级娃(metallurgical grade Silicon)原料所制作的结晶硅基板来制作太阳能电池，或是使用硅原料极少的薄膜型硅晶太阳能电池。于较早时期，日本佳能公司(Canon Kabushiki Kaisha, Tokyo, JP)致カ于此方面的研究,有一系列的美国专利可供參考，其中US 6, 869, 863 Fabrication process of solar cell利用液相磊晶的技术在冶金级硅制成的基板制作硅晶太阳能电池，其效率值约为使用高纯度 硅晶基板的七成；近期(2010/7月)德国爱美科公司(MEC)于此种基板上使用气相磊晶技术生长三道磊晶层及一种复杂结构的反射膜，其报导给予ー个名称叫作”wafer等同”基板(“wafer equivalent” substrate),此基板利用エ业化标准制程制作出面积70cm2的娃晶太阳能电池，效率值更进ー步达到14. 7%的成果，几乎已经等同于目前的エ业量产硅晶太阳能电池的效率值。由以上两个例子可以理解，利用便宜的低纯度硅材料制成的硅晶基板，尚需经过ー种薄膜生长的制程，才能成功的提升硅晶太阳能电池的效率值，但是所谓的液相磊晶、气相磊晶技术，都不是硅晶太阳能电池现行的标准化制程，即便后者推出的”wafer等同”基板可以直接应用于硅晶太阳能电池的标准化制程，其价格是否能够等同于业者能够接受的程度将是个考验。关于现行晶硅太阳能电池的铝背场结构，一般都希望能够在所谓的共烧制程(co-firing)尽可能的长厚，甚至能够达到10 μ (微米)以上的厚度，但是受制于正面银导电衆的所谓烧穿Ρ/Ν结(P/N junction)的顾虑,共烧(co-firing)制程尖峰温度无法随意调高，例如，850°C以上的尖峰温度，加上或多或少忧虑电池片产生翘曲的问题，甚至背面的铝导电浆表面烧出铝珠、链条痕等外观问题，十分困扰，因此折衷之下，一般晶硅太阳能电池的铝背场厚度约为2. O μ (微米) 6. O μ (微米)。另外，现行晶硅太阳能电池背面的铝背场并非全表面(full area)的ー种结构，因为于制程上的安排，(供焊条焊接的)背银通常是先于铝浆予以印刷被覆的，目的是使得背银直接附着于晶硅电池的背表面上，相较于附着在铝浆上其附着力更为牢靠，于模组的焊条接合制程中，较容易焊接而且拉カ值较高之故。基于以上种种原因，本案揭露ー种创新的”wafer等同”基板产品，及其制造方法，能够提供厚度均一且大于6. O μ (微米)及表面高导电特性的全表面(full area)铝背场，同时也能避免电池片产生外观或翘曲等问题。该技术的实施，系利用网板印刷技木，于结晶硅基板的表面上涂布至少ー层金属铝浆料，随后通过高温快速烧结的制程，使得结晶硅基板于涂布区域生长出ー层硅晶薄膜层，此层硅薄膜层即等同于所谓的铝背场，所实施的办法是结晶硅太阳能电池的标准化制程，相关细节将在下一节中详加叙述。基于本案所揭露的实施办法，与结晶硅太阳能电池厂家现行生产制程吻合，这将是本案具有高可行性的强カ证明，系能符合Grid Parity的強力保证。本发明提供的晶硅太阳能电池制程解决方案包括制程步骤、參数、金属浆料配方及一种创新的结晶硅”wafer等同”基板结构。依照本案实施办法，将是能够以合理的制造成本达成提升结晶硅太阳能电池效率，降低成本及一井改善、解决电池片的外观、翘曲问题的一种创新技术、及ー种创新产品。对于具有一般结晶硅太阳能电池元器件制程、薄膜制程等经验或背景的相关人士，或许因为稍加调整本案所揭露的制程步骤、制程參数、配方内容或衍生自本案所揭露的制程步骤、制程參数、相关配方内容或利用本案的实施方法衍生的技木，或应用该技术于相关元器件的结构的全部或局部，都将视为本发明所欲揭露的专利范围的部份。
发明内容
本案的实施利用ー种已知的网板印刷技术，将ー种金属浆料均匀的涂布在结晶硅基板的至少ー个表面上，厚度范围为5. O μ (微米) 300. O μ (微米)，之后，此晶硅基板以
一种传送速度通过高温隧道窑，使得浆料与结晶硅产生反应，并于结晶硅基板上长出ー层硅晶薄膜层。金属浆料与结晶硅产生的反应，按照隧道窑各区预设的温度，以下列进程依序进行进程I 120°C 300°C时，将印制在晶硅基板上的浆料烘干、固结；进程2 3000C 600°C时，逸烧浆料中的有机物组成份；进程3 400°C 900°C时，浆料中的金属组成份开始融熔，硅晶也逐渐溶入金属液中、进程4 700°C 1000°C时，硅在金属液中达到饱和；进程5 降至室温，溶液中的硅因为过饱和而析出并在硅基板上长出ー层硅晶薄层(thin film)；最后，将硅基板上的金属层去除，结合原本的晶硅基板成为ー种”wafer等同”的硅晶基板。根据上述制程，匹配制程温度、传送速度、浆料配方及其印制厚度…等，可以制作具有厚度6. O μ (微米)以上的硅晶薄膜层的”wafer等同”娃晶基板；此基板的硅晶薄膜层具有半导体特性，表面的阻值(Resistivity)范围为O. 0001 Ω cm Ι.ΟΩαιι。表面形态微观为平滑的表面，其特征完全延伸自所使用的基板，例如晶体方向、结晶型态、外观…等；可以不必经过表面研磨、抛光处理，即可适用于晶硅太阳能电池的应用场合。通过ー种金属浆料配方的调制，本发明利用上述流程，可在阻值(Resistivity) O. 05 Ω . cm以上的P型硅晶基板上制作厚度至少6. O μ (微米)的P+型硅晶薄膜层，使其表面的阻值(Resistivity)范围为O. OOOl Ω · cm I. O Ω . cm。此P+型娃晶薄膜层可作为N+/P/P+晶硅太阳能电池结构的一种背场，可以替代现行的P/P+:A1铝背场。此外，通过另ー种金属衆料配方的调制，利用上述流程，本发明可在阻值(Resistivity)O. 05 Ω .cm以上的N型硅晶基板上制作厚度至少6. O μ (微米)的N+型硅晶薄膜层，使其表面的阻值(Resistivity)范围为O. OOOl Ω · cm O. 8 Ω · cm。此N.型娃晶薄膜层可作为P+/N/N.所谓背结背电极式(BJ BC)晶硅太阳能电池的一种正场，可以替代磷(POCl3)扩散所制作的N/N+:P 正场。金属浆料配方中的金属组成份的选择，主要系与硅晶能共溶的金属为选择要件，例如铝、铜、银、金、锡、镓、铟、铅…等纯金属；或合金，例如铝铜、铝镓、铝铟、铝锡、铝娃…等招合金或银合金、金合金、铜合金…等合金的微粒，或纯金属按比例相互混合的微粒等为之。金属浆料配方中，此金属组成份为主要的成份，于本发明中称为第一金属微粒，依照娃元素与金属的互溶平衡相图(phase diagram)或溶解度关系曲线图(solubilitycurve),予以决定娃晶薄膜层的成长尖峰温度(peak temperature)及隧道窑各区的温度设定。硅晶薄膜层的导电极性取决于金属浆料配方的掺杂(dopant)组成份抑或金属组成份，于本发明中称为第二金属微粒。一般晶硅半导体所习用的N型半导体掺杂(dopant)有神、磷、锑、碲、镉、硫、···等周期表五、六价的元素；P型半导体掺杂(dopant)有铍、镁、锶、·钡、锌、铝、铟、铋、镓、硼、砣…等周期表ニ、三价的元素。所以金属浆料配方的掺杂(dopant)组成份除了単独，或依ー种混合比例使用这些元素微粒外，亦可使用其氧化物、卤化物、有机金属化合物…等微粒或有机胶体的型态，使之均匀分散于浆料中，于硅晶薄膜层成长时溶于其中，分别生长半导体导电极性为P型或N型的硅晶薄膜层，而其电子或电洞浓度由薄膜层的里层至表面逐渐增加，通常表面的载子浓度(carrier concentration)可予以控制在 0. I X 1017cm_3 8. 0X102Qcm_3 的范围。金属浆料配方中的组成份，除了上述的组成份外，还有有机树脂、溶剂及各式的微量添加物，主要目的是控制浆料的黏着性(viscosity)以促进其印刷性，例如，透膜性、流变性，及滚炼(3-rollers mixing)后楽;料的均勻性,这些非金属组成份,本案统称其为助齐U，此助剂在高温时会烧失(burn out)，一般都以水及ニ氧化碳的气体形态脱离，但是也会有少许的碳或碳化物残留，对于导电性并无严重影响。针对电池片的外观、翘曲等问题，本发明于硅晶薄膜层成长后，表面经高温烧结的金属层会经过化学腐蚀处理，将之清除殆尽，完全不必顾虑电池片背铝的外观、或翘曲等问题。金属层处理后，最終露出一种低阻(例如
3.0Χ10_4Ω. cm)的娃晶薄膜的表层,此娃晶薄膜的表面形态,微观系平滑的表面,于晶娃太阳能电池的应用场合，不必经过表面研磨、抛光处理，即可适用。另外，此硅晶薄膜表层可以直接印刷背银导电浆，经共烧(co-firing)成为背面电极。对于某些晶硅太阳能电池结构，其正银需要更高的烧结温度时，例如，高于或等于835°C时，完全不必顾虑原先制程的背铝外观、或电池片翘曲等问题。另外，本案揭露的ー种创新结构(图3)，在电池背面增设对于红外线波段的光具有较高的反射率的ー种反射层，，例如Accuflect 的反射层，其反射率在波长范围700奈米 2，500奈米时，有95%以上全反射率的反射特性，可以增进电池的光电效率。
图1-1、P/P-sub./P+”wafer 等同”娃晶基板图1-2、表面粗化的P/P-sub. /P+” wafer等同”娃晶基板，图2、一种硅晶太阳能电池制作流程
图3、利用表面粗化的P/P-sub. /P+,,wafer等同”硅晶基板制作一种硅晶太阳能电池结构的图式主要元件符号说明I. 001 P 型硅晶基板(P-sub.)2. 010 P型硅晶薄膜层3. Oil P+硼背场(B:BSF)硅晶薄膜层4. 012表面粗化的P型硅晶薄膜层
5. 014 背面反射层(BSR, Back Side Reflector)6. 030 P/N 结(P/N junction)7. 040正面抗反射膜(ARC)8. 050背面银导线电极9. 060正面银导线电极
具体实施方式为了更具体说明本发明的实施内容，于本节利用实施例逐步阐明制程步骤、參数、或配方内容，但并不代表本发明仅适用于该例子的范围。实施例一、硼掺杂招衆(B-doped Al paste)配方；-配方组成份(％，重量百分比)I.第一金属微粒铝90· 00% 99. 99%2.第二金属微粒硼0. 01% 10. 00%合计(助剂未计入)100.0%3.助剂；适量，一般于浆料总重量中大约占有10. 0% 30. O %的重量百分比。-金属微粒规格※铝金属微粒纯度99. 9% 99. 9999%、粒径范围O. 01 μ (微米) 20. O μ (微米)的金属微粒※硼掺杂微粒纯度99. 9% 99. 9999%、粒径范围O. 01 μ (微米) 20. O μ (微米)的金属微粒(以上微粒以球型为惯用的型态，但并不局限于该外型型态的微粒。)-衆料黏度(viscosity):10 500PaS(布氏测试方法；Brookfield,#14, IOrpm, 25°C )实施例ニ、P/P-sub. /P+ ” wafer等同”硅晶基板的制程及结构本实施例以P型”wafer等同”硅晶基板为例，其主要制造流程及制程參数、设备依序说明如下；步骤ー硅基板化学腐蚀、清洗；其中；P型硅晶基板的阻值(Resistivity)规格为O. 05 Ω · cm以上，厚度80. O μ (微米) 250. O μ (微米)；步骤ニグ硅晶薄膜层成长；步骤细节含；-硅晶基板的两个表面中的任一表面，施以P型硼掺杂铝金属浆印刷涂布，
-高温隧道窑薄膜成长；而高温区的设置为上高下低(上部IR灯源至传动链条表面)的温度梯度分布，其尖峰温度(peak temperature)范围 300. CTC 980. CTC,-化学腐蚀，清洗(以去除表面固结的金属浆料)…等细节。长成的硅晶薄膜层其厚度范围为6. O μ (微米) 20. O μ(微米);表面阻值(Resistivity)范围为O. 0001 Ω · cm I. O Ω . cm ； 步骤三P型硅晶薄膜层成长；步骤细节含；-娃晶基板的两个表面中的另一表面，施以P型铟掺杂锡金属衆印刷涂布，-高温隧道窑薄膜成长；而高温区的设置为上高下低(上部IR灯源至传动链条表面)的温度梯度分布，其尖峰温度(peak temperature)范围 300. CTC 980. CTC,-化学腐蚀，清洗(以去除表面固结的金属浆料)…等细节。长成的硅晶薄膜层其厚度范围为6. O μ (微米) 20. O μ(微米)；表面的载子浓度(carrierconcentration)予以控制在范围为O. 5 X IO17 2. OXlO1W ；本实施例的产出称为P型”wafer等同”硅晶基板，能取代现行的硅晶太阳能基板，是ー种新创结构(图I)，具有如下特点I. P型娃晶基板的两个表面,各具有一全表面娃晶薄膜层；2.其中的ー个表面层，为表面低阻值(Resistivity)P+型硅晶薄膜层；其厚度范围 6·0μ (微米)—20. O μ (微米)，表面阻值(Resistivity)范围为 O. 0001 Ω · cm I. O Ω ·cm3.其中的另ー个表面，为P型掺杂硅晶薄膜层；其厚度范围6. O μ (微米) 20. O μ (微米);表面的载子浓度控制在范围O. 5 X IO17 2. O X 1018cm_3;P型” wafer等同”硅晶基板可适用于现行硅晶太阳能电池制程，更能在现有制程基础上制造更高效率的娃晶太阳能电池结构，例如SE (Selective Emitter)结构的娃晶太阳能电池，可为硅晶太阳能电池业者提供一种有效的解决方案。 实施例三、N/N-sub. /N+” wafer等同”娃晶基板的制程及结构本实施例以N型”wafer等同”硅晶基板为例，其主要制造流程及制程參数、设备依序说明如下；步骤ー硅基板化学腐蚀、清洗；其中；N型硅晶基板的阻值(Resistivity)规格为O. 05 Ω · cm以上，厚度80. O μ (微米) 250. O μ (微米)；步骤ニ -X硅晶薄膜层成长；步骤细节含；-娃晶基板的两个表面中的任一表面，施以N型砷掺杂银金属衆印刷涂布，-高温隧道窑薄膜成长；而高温区的设置为上高下低(上部IR灯源至传动链条表面)的温度梯度分布，其尖峰温度(peak temperature)范围 835. CTC 980. (TC,
-化学腐蚀，清洗(以去除表面固结的金属浆料)…等细节。长成的硅晶薄膜层其厚度范围为6. O μ (微米) 20. O μ(微米);表面阻值(Resistivity)范围为O. 0001 Ω · cm O. 8 Ω · cm ;步骤三N型硅晶薄膜层成长；步骤细节含；-娃晶基板的两个表面中的另一表面，施以铺掺杂锡金属衆印刷涂布，-高温隧道窑薄膜成长；而高温区的设置为上高下低(上部IR灯源至传动链条表面)的温度梯度分布，其尖峰温度(peak temperature)范围 300. CTC 980. CTC, -化学腐蚀，清洗(以去除表面固结的金属浆料)…等细节。长成的硅晶薄膜层其厚度范围为6. O μ (微米) 20. O μ(微米)；表面的载子浓度(carrierconcentration)予以控制在范围O. 5X IO17 2. OXlO1W ；本实施例的产出称为N型”wafer等同”硅晶基板，能取代现行的硅晶太阳能基板，系ー种新创结构，具有如下特点I. N型娃晶基板的两个表面中，各具有一全表面娃晶薄膜层；2.其中的ー个表面层，为表面低阻值(Resistivity)N+硅晶薄膜层；其厚度范围
6.O μ (微米) 20. O μ (微米)，表面阻值(Resi stivity)范围为 O. 0001 Ω · cm O. 8 Ω ·cm3.其中的另ー个表面，为N型掺杂硅晶薄膜层；其厚度范围6. O μ (微米) 20. O μ(微米);表面的载子浓度控制在范围O. 5 X IO17 2. O X 1018cm_3;N型” wafer等同”硅晶基板可以加速现行硅晶太阳能电池制程的更替，故使得具有更高效率潜力的N型硅晶太阳能电池更能提早成为下一波硅晶太阳能电池的主流。实施例四、一种硅晶太阳能电池制作流程；本实施例以P/P-sub. /P+,Vafer等同”娃晶基板，匹配现行晶硅太阳能电池量产流程的实施为例，制造N/P/P+结构的晶硅太阳能电池，其制造流程及细节依序说明如下；步骤ー娃基板化学腐蚀、清洗、表面粗化蚀刻(texture etching)等制程；其中；P型硅晶基板的阻值(Resistivity)规格为O. 05 Ω · cm以上，厚度80. O μ (微米) 250. O μ (微米)；步骤ニΡ/Ν·结(P/N junction)制作；步骤细节含；-磷酸(POCl3)蒸雾；-900°C 1000°C高温扩散 O. 5 I. 5 小时；-磷硅玻璃(PSG)化学清除、基板清洗…等细节。使其N层扩散层厚度约为O. I μ (微米) 1·0μ (微米)；表面阻值(Resistivity)范围为O. 0001 Ω · cm O. 0005 Ω · cm ;步骤三正面抗反射镀膜(ARC)；
以低温PECVD法沉积氮化硅薄膜，厚度范围约400nm(奈米) 800nm(奈米)，致密无针孔；步骤四背面反射层(BSR)制程ー种高介电浆料的涂布、烘干；其具有红外波长范围700奈米 2，500奈米，95%以上全反射率的反射特性，厚度范围约I. O μ (微米) 3，000. O μ (微米)。步骤五正面、背面银导线电极共烧制程；步骤细节含-背面P型焊接银浆印刷，干燥；
-正面N型银浆印刷；-高温隧道窑尖峰温度(peaktemperature) 730°C 830°C共烧(co-firing)…等细节；步骤六电池片周边Isolation (绝缘)处理、测试…等以上叙述可參考图2的流程步骤。本实施例所制造的太阳能电池结构有如下I. ー种全表面背场(full area BSF)的太阳能电池结构，背场厚度可以增至
6.O μ (微米) 20. O μ (微米)范围，2.具有低表面阻抗值，O. 0001 Ω · cm I. O Ω · cm的硼背场(B: BSF),3.背银焊接导线取代背铝导电层，成为太阳能电池的背面电极，4.具有背面450nm(奈米) 2500nm(奈米)反射率95%以上的反射层(BSR，BackSide Reflector),…等如图3的特点。由以上揭露的制程步骤细节，一般熟悉硅晶太阳能电池生产制程的相关人士，应该很容易就发现本发明的P/P-sub. /P+"wafer等同”硅晶基板是完全可以在现有制程及设备予以实施的。
权利要求
1. ー种制作硅晶磊晶层的方法，其特征在于，在晶硅基板表面形成掺杂硅晶薄膜的方法，包括 利用印刷制程将铝金属浆料印制在基板的表面上，再经过一道高温快烧的制程，浆料中的铝金属微粒在高温下融熔，例如800°C 1000°C，使得接触的基板表层的硅材料溶入金属液中，随后逐渐降温至室温，使得铝金属液中的硅发生过饱和现象而在硅基板上重新长出ー层硅晶薄膜，其厚度与设定的尖峰温度成正比，本发明以达到6.0μ (微米)以上的厚度为标准，其膜层的结构特征完全延伸自基板；基板上已经烧结固化的铝硅合金层利用ー种化学腐蚀的制程，予以完全清除，薄膜硅晶露出成为基板一种新的表面，其表面形态微观为平滑的表面，另外，此薄膜的半导体特性不同于原来的晶硅基板的特性， 其中各项规画要点如下 甲、晶娃基板； 晶硅基板，为结晶态单晶或多晶硅基板的通称，目前晶硅太阳能电池使用的最大尺寸为5寸单晶方片及6寸多晶方片，P型硅晶基板，阻值(Resistivity)规格O. 05 Ω . cm以上，其厚度120. O μ (微米) 220. O μ (微米) こ、金属浆料的配方；
2.根据权利要求I所述的制作硅晶磊晶层的方法，其特征在于，所述第一金属微粒，是与硅晶能共溶的金属微粒，除了铝以外，铜、银、金、镓、铟、铅、錫…等纯金属；或合金，例如铝铜、铝镓、铝铟、铝锡、铝硅…等铝合金，或银合金、金合金、铜合金…等合金的微粒，或纯金属按比例相互混合的微粒等皆宜作为第一金属微粒。
3.根据权利要求I所述方法制成的晶硅基板结构，其特征在于，具有P+(硼背场)层的P型娃晶基板； 使用如下金属掺杂浆料配方，组成份 (%，重量百分比) 1.第一金属(铝)微粒90.0% 99. 9%
4.根据权利要求I所述方法制成的晶硅基板结构，其特征在于，具有N+(神正场)层的N型娃晶基板； 使用如下掺杂金属浆料配方，组成份 (%，重量百分比) .1.第一金属(锡)微粒90.0% 99. 9%
5.一种晶硅基板结构，其特征在于，具有正面P硅晶薄层及背面P+(硼背场)层的P型娃晶基板； 其使用如下ニ种掺杂金属浆料配方， 之一(背面P+的金属浆料)；组成份 (%，重量百分比) 1.第一金属(铝)微粒90.0% 99. 9% 2.第二金属(硼)微粒O.1% 10. 0% 合计(助剂未计入)100. 0% 3.助剂适量，一般于浆料总重量中大约占有10.0% 30.0% 的重量百分比 之ニ(正面P的金属浆料);组成份 (%，重量百分比) 1.第一金属(锡)微粒95.O % 99. 95% 2.第二金属(铟)微粒O. 05% 5. 0% 合计(助剂未计入)100. 0% 3.助剂适量，一般于浆料总重量中大约占有10.0% 30.0% 的重量百分比 并且，按照实施例ニ的流程步骤，于硅晶基板上、下全表面分别生长ー层硅晶层；结构如P:In/P-sub./P+:B ； 其中； PlIn层规格 厚度范围(微米)6.0 20. O 表面型态平坦化或粗化两种选择 表面载子浓度范围(cnT3) :0. 5X IO17 2. OXlO18 PiIB层规格 厚度范围(微米)6.0 20. O 表面型态平坦化或粗化两种选择 表面阻值范围(Ω · cm) 0. 0001 I. O。
6.一种晶娃基板结构，其特征在于，ー种具有正面N娃晶薄层及正面N+(神正场)层的N型娃晶基板； 其使用如下ニ种掺杂金属浆料配方， 之一(正面N+的金属浆料);
7.根据权利要求3或权利要求5所属的晶硅基板结构，其特征在于，所述金属浆料配方中的第二金属微粒为P型掺杂元素(dopant)，除了硼、铟以外，周期表ニ、三价的元素，被、镁、锶、钡、锌、铝、铋、镓、砣…等皆宜作为第二金属微粒。使用时除了単独，或ー种以上按比例混合，使用这些元素微粒；亦可使用其氧化物、南化物、有机金属化合物…等微粒或有机胶体的型态。
8.根据权利要求4或权利要求6所属的晶硅基板结构，其特征在于，所述的金属浆料配方中的第二金属微粒为N型掺杂元素(dopant)，除了神、锑以外，周期表五、六价的元素；磷、碲、镉、硫、···等皆宜作为第二金属微粒。使用时除了単独，或ー种以上按比例混合，使用这些元素微粒；亦可使用其氧化物、南化物、有机金属化合物…等微粒或有机胶体的型态。
9.ー种利用权利要求5所述的硅晶基板所制造的一种硅晶太阳能电池结构，其特征在于 以实施例四的制作流程(參考图2)，其结构中P/N结的位置在硅晶基板的上层P型硅晶薄层的范围内，较为有利的实施措施，使P/N结的位置尽可能接近表面，例如0.3μ (微米) I. O μ (微米)的深度， 背面电极局部穿过背面反射层(BSR)并与背场表面衔接，电极的布局形状，以电流能够均匀分布及模组阶段焊条焊接方便、牢固为主要考虑。
10.实施例ニ的流程步骤的步骤ニ及步骤三予以合并实施的一种改进措施；是ー种共烧的步骤，于同一高温快烧条件下，基板的上、下表面同时生长硅晶薄膜；之后，再一起实施化学腐蚀，清洗，去除正、背表面固结的金属浆料。
全文摘要
一种制作硅晶磊晶层的方法，利用一种已知的网板印刷技术，将一种金属浆料均匀的涂布在晶硅基板的至少一个全表面上，并以一种传送速度通过高温隧道窑，使得浆料与结晶硅以一种液相磊晶的过程，在晶硅基板上长出一层硅晶磊晶薄膜；调节金属浆料配方中的掺杂元素的组成份，可以控制此硅晶层的导电极性为P型或N型半导体；利用此方法，本发明揭露一种具有掺杂磊晶层的晶硅基板。
文档编号H01L31/18GK102842640SQ20111016879
公开日2012年12月26日 申请日期2011年6月21日 优先权日2011年6月21日
发明者张嘉甫, 陈文泰 申请人:致嘉科技股份有限公司