太阳能电池及其制造方法、与太阳能电池模块与流程

本发明是有关于一种光电转换装置，且特别是有关于一种太阳能电池及其制造方法、与太阳能电池模块。

背景技术：

为了提升太阳能电池模块产品的价格优势、满足客户的产品需求、及配合政府政策，太阳能电池模块厂商莫不致力于开发高效太阳能电池模块产品。目前高效率p型太阳能电池模块天生有电池封装成模块损失(celltomoduleloss)较高的缺点，导致p型太阳能电池模块的实际发电功率远低于电池的初始设计。因此，增加太阳能电池模块的输出瓦数以及降低电池封装成模块损失已成为发展高效太阳能电池模块的重要课题。

除了改善太阳能电池的效率，以及使用高穿透率的上板、下板与封装材料外，目前提出在导电焊带上制作微结构而形成光捕捉导电焊带(lightcapturingribbon，lcr)的技术、以及在导电焊带贴附光重新定向膜(lightredirectingfilm，lrf)的技术。这两种光捕捉技术利用导电焊带本身的微结构或贴附在导电焊带上的微结构，将射向导电焊带的光源有效全反射于太阳能电池上，借此提升太阳能电池的光吸收率，进而提升太阳能电池模块的输出瓦数。

然而，这两种导电焊带的材料成本高，且配合这两种导电焊带的使用需新添购串焊机，导致生产成本增加。此外，光捕捉导电焊带的表面电镀银，因此需先在太阳能电池的汇流电极上涂布低温的导电胶，光捕捉导电焊带才能与汇流电极连接，如此也会导致制程成本的增加。另外，光重新定向膜贴附于导电焊带上会导致整个导电焊带结构的应力增加，于热循环(thermalcycle)后，太阳能电池模块容易产生指状电极(finger)断线等问题。

技术实现要素：

因此，本发明的一目的就是在提供一种太阳能电池及其制造方法、与太阳能电池模块，其中太阳能电池的指状电极包含粗糙顶面，且粗糙顶面包含数个条状结构。指状电极的条状结构可将射向指状电极的光有效全反射于太阳能电池内，因此可在兼顾太阳能电池模块的可靠度与降低制程成本的情况下，有效提升太阳能电池的光吸收率，进而可增加太阳能电池模块的输出瓦数。

根据本发明的上述目的，提出一种太阳能电池。此太阳能电池包含基板、射极层、钝化层、至少一汇流电极、多个指状电极、以及背面电极。基板具有正面与背面。射极层位于正面处。钝化层配置于射极层上。汇流电极配置于基板的正面处。指状电极配置于基板的正面处并分别与汇流电极连接，其中每个指状电极包含粗糙顶面、及两倾斜侧面，此两倾斜侧面分别与粗糙顶面相接，粗糙顶面包含数个条状结构，条状结构沿着所在的指状电极的宽度方向间隔配置，每个条状结构沿着所在的指状电极的长度方向延伸。背面电极配置于基板的背面处。

依据本发明的一实施例，上述的每个条状结构沿着指状电极的长度方向平行延伸或接近平行延伸。

依据本发明的一实施例，上述的每个条状结构延伸到指状电极远离汇流电极的一端处。

依据本发明的一实施例，上述的条状结构包含多个第一条状结构和多个第二条状结构，这些第一条状结构与第二条状结构以接近平行指状电极的长度方向间隔配置。

依据本发明的一实施例，上述的每个指状电极的底面与粗糙顶面以及两倾斜侧面之间概呈梯形状。

依据本发明的一实施例，上述的指状电极远离汇流电极的末端被一连接电极连接，连接电极上配置有多个突出的长条结构，这些长条结构间隔配置且沿连接电极的长度方向延伸。

依据本发明的一实施例，上述的每个条状结构包含至少一侧面，且此至少一侧面的倾斜角度为约20.9度至约30度。

依据本发明的一实施例，上述的每个条状结构包含至少一弧形侧面。

根据本发明的上述目的，另提出一种太阳能电池模块。此太阳能电池模块包含上板、下板、上述的太阳能电池、第一封装层、以及第二封装层。太阳能电池设于上板与下板之间。第一封装层设于上板与太阳能电池之间，以结合上板与太阳能电池。第二封装层设于下板与太阳能电池之间，以结合下板与太阳能电池。

根据本发明的上述目的，更提出一种太阳能电池的制造方法。在此方法中，提供基板，其中基板具有正面与背面。形成射极层于正面处。形成钝化层于射极层上。形成至少一汇流电极于基板的正面处。形成多个指状电极于基板的正面处并分别与前述至少一汇流电极连接，其中每个指状电极包含粗糙顶面、以及两倾斜侧面，此两倾斜侧面分别与粗糙顶面相接，此粗糙顶面包含多个条状结构，条状结构沿着所在的指状电极的宽度方向间隔配置，每个条状结构沿着所在的指状电极的长度方向延伸。形成背面电极于基板的背面处。

依据本发明的一实施例，形成上述的指状电极包含形成多个指状电极材料层于基板的正面处、以及对每个指状电极材料层的顶面进行粗糙化处理。

依据本发明的一实施例，形成上述的指状电极还包含于粗糙化处理后，对这些指状电极材料层进行烘干处理。

依据本发明的一实施例，形成上述的指状电极还包含于形成指状电极材料层于基板的正面处与进行粗糙化处理之间，对指状电极材料层进行烘干处理。

依据本发明的一实施例，上述的每个条状结构沿着指状电极的长度方向平行延伸或接近平行延伸。

依据本发明的一实施例，上述的每个条状结构延伸到指状电极远离汇流电极的一端处。

依据本发明的一实施例，上述的条状结构包含多个第一条状结构和多个第二条状结构，这些第一条状结构与第二条状结构以接近平行指状电极的长度方向间隔配置。

依据本发明的一实施例，上述的每个指状电极的底面与粗糙顶面以及两倾斜侧面之间概呈梯形状。

依据本发明的一实施例，上述的指状电极远离汇流电极的末端被一连接电极连接，此连接电极上配置有多个突出的长条结构，这些长条结构间隔配置且沿连接电极的长度方向延伸。

依据本发明的一实施例，上述的每个条状结构包含至少一侧面，且此至少一侧面的倾斜角度为20.9度至30度。

依据本发明的一实施例，上述的每个条状结构包含至少一弧形侧面。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、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是绘示依照本发明的一实施方式的一种太阳能电池模块的剖面示意图；

图2是绘示依照本发明的一实施方式的一种太阳能电池的上视示意图；

图3是绘示沿着图2的aa剖面线剖切所获得的太阳能电池的局部放大剖面示意图；

图4是绘示依照本发明的一实施方式的一种太阳能电池的局部放大立体示意图；

图5是绘示依照本发明的一实施方式的一种太阳能电池模块的局部放大剖面示意图；

图6是绘示依照本发明的一实施方式的一种太阳能电池的局部放大立体示意图；

图7是绘示依照本发明的另一实施方式的一种太阳能电池的局部放大立体示意图；以及

图8是绘示依照本发明的一实施方式的一种太阳能电池的制造流程图。

具体实施方式

请参照图1，其是绘示依照本发明的一实施方式的一种太阳能电池模块的剖面示意图。在一些实施例中，太阳能电池模块100主要可包含太阳能电池110、上板120、下板130、第一封装层140、以及第二封装层150。如图1所示，在太阳能电池模块100中，太阳能电池110设置在上板120与下板130之间。第一封装层140设于上板120与太阳能电池110之间，以结合上板120与太阳能电池110。第二封装层150则设于下板130与太阳能电池110之间，以结合下板130与太阳能电池110。举例而言，通过高温压合的程序，第一封装层140和第二封装层150于熔融态时可将太阳能电池110分别与上板120和下板130结合。

在太阳能电池模块100为单面入光型且为正面入光时，上板120为透明板，例如玻璃板。此时，第一封装层140也为透明结构，下板130与第二封装层150可为透明结构或非透明结构。而在太阳能电池模块100为单面入光型且为背面入光时，下板130为透明背板，例如玻璃板。此时，第二封装层150也为透明结构，上板120与第一封装层140可为透明结构或非透明结构。在太阳能电池模块100为双面入光型时，上板120与下板130均为透明板，例如玻璃板。此时，第一封装层140与第二封装层150均为透明结构。第一封装层140与第二封装层150实施上可采用eva材质。

请参照图2至图4，其中图2是绘示依照本发明的一实施方式的一种太阳能电池模块的上视图，图3是绘示沿着图2的aa剖面线剖切所获得的太阳能电池的局部放大剖面图，图4是绘示图2的太阳能电池的局部放大立体示意图。在一些实施例中，太阳能电池110主要包含基板112、射极层113、钝化层115、至少一汇流电极114、数个指状电极116、以及背面电极117。基板112的材料可例如为硅等半导体材料。基板112包含彼此相对的正面112a与背面112b。基板112可为第一导电型或第二导电型基板，其中第一导电型可例如为p型，而第二导电型可为n型。

如图3所示，射极层113位于基板112的正面112a处。射极层113可全面性地设于基板112内且靠近正面112a的位置。射极层113可为基板112内的一掺杂层，且导电型不同于基板112。举例而言，当基板112的电性为n型时，射极层113可为p型掺杂层，例如硼(b)、铝(al)、镓(ga)、铟(in)或铊(tl)掺杂层。钝化层115可覆盖在基板112的正面112a上并接触射极层113，以钝化正面112a。在一些例子中，钝化层115的材质可为氧化硅、氮化硅或氧化铝，且第一钝化层115可为单层结构或多层堆迭结构。

在图2所示的实施例中，太阳能电池110包含三个汇流电极114穿过钝化层115而排列且配置在基板112的正面112a处。指状电极116同样穿过钝化层115而配置在基板112的正面112a处，其中这些指状电极116分别与这三个汇流电极114连接。这些指状电极116分别自这三个汇流电极114延伸散布在基板112的正面112a处，以将电流传递至汇流电极114。在一些双面入光型太阳能电池的例子中，基板112的背面112b亦如同正面112a的配置而设有至少一汇流电极与数个指状电极。

如图3所示，每个指状电极116包含粗糙顶面116t与两倾斜侧面116s，这两个倾斜侧面116s分别与粗糙顶面116t相接。在一些例子中，每个指状电极116的底面116b与粗糙顶面116t以及两倾斜侧面116s之间概呈梯形状。粗糙顶面116t包含数个条状结构118。在图3所示的实施例中，粗糙顶面116t包含二个条状结构118，且这二个条状结构118沿着指状电极116的宽度方向116w紧邻配置。在其他例子中，条状结构118彼此间可间隔配置而具有间距，非紧邻设置。在一些示范例子中，每个条状结构118包含至少一侧面118s，且侧面118s的倾斜角度θ为约20.9度至约30度。条状结构118的侧面118s可为平面、凸弧面、或凹弧面。

请参照图4，这些条状结构118沿着所在的指状电极116的长度方向116l延伸。在一些示范例子中，条状结构118沿着指状电极116的长度方向116l平行延伸或接近平行延伸。在另一些例子中，条状结构118的延伸方向没有平行指状电极116的长度方向116l。在一些特定例子中，部分的条状结构118的延伸方向与指状电极116的长度方向116l平行，另一部分的条状结构118的延伸方向没有平行指状电极116的长度方向116l。如图4所示，每个条状结构118延伸到指状电极116远离汇流电极114的一端116e处。背面电极117则配置在基板112的背面112b处。

请参照图5，其是绘示依照本发明的一实施方式的一种太阳能电池模块的局部放大剖面示意图。在一些实施例中，上板120为玻璃板，第一封装层140的折射率实质相同于上板120的折射率。此时，上板120的上表面与空气间的全反射临界角度约为41.8度，指状电极116上的条状结构118的侧面118s的倾斜角度θ需大于约20.9度。借此，朝指状电极116的条状结构118入射的光160被条状结构118反射后，射向上板120的上表面的光160会被全反射回基板112中，故可提升太阳能电池110的光吸收率，进而可增加100太阳能电池模块的输出瓦数。由于条状结构118是设置在指状电极116上，因此可省下采用光捕捉导电焊带与贴附有光重新定位膜的导电焊带所增加的成本，并避免因热应力所造成的断线问题。

请参照同时参照图2与图6，其中图6是绘示依照本发明的一实施方式的一种太阳能电池的局部放大立体示意图。指状电极116远离汇流电极114的末端可被一连接电极111连接。在一些例子中，如图6所示，连接电极111上可配置有数个突出的长条结构111a。这些长条结构111a可紧邻配置，或者彼此间可间隔配置而具有间距。长条结构111a可沿连接电极111的长度方向111l延伸。

请参照图7，其是绘示依照本发明的另一实施方式的一种太阳能电池的局部放大立体示意图。在此实施方式中，每个指状电极116a的粗糙顶面116t亦包含数个条状结构，其中这些条状结构中至少包含数个第一条状结构118a和数个第二条状结构118b。这些第一条状结构118a与第二条状结构118b以平行或接近平行于指状电极116a的长度方向116l间隔配置。

请一并参照图8、以及图2至图4，其中图8是绘示依照本发明的一实施方式的一种太阳能电池的制造流程图。在一些实施例中，制造太阳能电池110时，可先进行步骤200，以提供基板112。再进行步骤210，以例如对基板112的正面112a进行掺杂制程的方式，而在正面112a上形成射极层113。此射极层113延伸覆盖在整个正面112a上，实务上，射极层113设于基板112内且靠近正面112a的位置。接下来，可进行步骤220，以利用例如沉积技术形成钝化层115覆盖在基板112的正面112a上并接触射极层113，借以钝化正面112a。

接着，形成至少一汇流电极114与多个指状电极116于基板112的正面112a上。在一些示范例子中，形成汇流电极114与指状电极116时，可先进行步骤230，以利用例如网印方式形成至少一汇流电极材料层与多个指状电极材料层于基板112的正面112a上。汇流电极材料层与指状电极材料层的材料可为金属浆料。接着，进行步骤240，对每个指状电极材料层的顶面进行粗糙化处理。可利用例如压印方式进行此粗糙化处理。对指状电极材料层的顶面进行粗糙化处理时，若构成指状电极材料层的浆料太软，可于压印前先对指状电极材料层进行烘干处理，以稍微定型指状电极材料层，再压印指状电极材料层。若构成指状电极材料层的浆料较为黏稠，则可于压印后再对指状电极材料层进行烘干处理。举例而言，烘干处理的制程温度可例如为约200℃。

然后，可进行步骤250，以对汇流电极材料层与指状电极材料层进行烧结制程，而分别形成汇流电极114与指状电极116穿过钝化层115而与射极层113接触。指状电极116分别与汇流电极114连接，且分别自汇流电极114延伸散布在基板112的正面112a处，而可将电流传递至汇流电极114。指状电极材料层的顶面经粗糙化处理并经烧结后所形成的指状电极116包含粗糙顶面116t、以及分别与粗糙顶面116t相接的两倾斜侧面116s。粗糙顶面116t包含一或多个条状结构118。在多个条状结构118的例子中，这些条状结构118可沿着指状电极116的宽度方向116w紧邻设置，或者彼此间具有间距而非紧邻设置。举例而言，每个条状结构118包含至少一侧面118s，且侧面118s的倾斜角度θ可为约20.9度至约30度。条状结构118的侧面118s可为平面、凸弧面、或凹弧面。

条状结构118的延伸方向可与指状电极116的长度方向116l平行或接近平行；或者可不平行指状电极116的长度方向116l；或者有部分的条状结构的延伸方向平行指状电极116的长度方向116l，部分的条状结构的延伸方向没有平行指状电极116的长度方向116l。

在一些实施例中，可利用精密机械加工、微雕刻、雷射雕刻、或微加工方式来进行指状电极116的粗糙化处理。采用这些方式来进行粗糙化处理时，可在汇流电极材料层与指状电极材料层完成烧结制程后，再对烧结后的指状电极材料层进行粗糙化处理。在一些例子中，可利用电镀方式形成汇流电极材料层与指状电极材料层。然后，再利用例如压印方式对指状电极材料层进行粗糙化处理。

然后，进行步骤260，以利用例如沉积或印刷方式，形成背面电极117于基板112的背面112b处，而大致完成太阳能电池110的制作。

由上述的实施方式可知，本发明的一优点就是因为本发明的太阳能电池的指状电极包含粗糙顶面，且粗糙顶面包含数个条状结构。指状电极的条状结构可将射向指状电极的光有效全反射于太阳能电池内，因此可在兼顾太阳能电池模块的可靠度与降低制程成本的情况下，有效提升太阳能电池的光吸收率，进而可增加太阳能电池模块的输出瓦数。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何在此技术领域中具有通常知识者，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视所附的权利要求书所界定的范围为准。