太阳能电池及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有用于绝缘沟槽结构的太阳能电池及其制造方法，特别是一种异质接面硅晶太阳能元件及其制造方法。
【背景技术】
[0002]由于近年来对于环保的诉求，电力不再仅由火力、核能等主要发电源所提供，各类型的洁净能源亦纷纷受到重视，其中，相较于其他型态的能源而言，太阳能电池由于具有较高的发电效率与广泛的使用性。因此，各类型的太阳能电池技术仍持续不断的发展与突破。
[0003]于众多类型的太阳能电池中，串叠结构太阳能电池(Tandem structure solarcell)通过将多种不同能隙(Band gap)的材料相互叠合,使得光电转化效率可以最佳化，因此，其具有较高的光电转换效率。有别于传统的娃基太阳能电池(Silicon based solarcell),娃基异质接面太阳能电池(Heterojunct1n silicon crystalline solar cell)是在硅基板两面分别成长很薄的本质非晶硅半导体/P型半导体层(i/p layer)与本质非晶硅半导体/N型半导体层(i/n layer)，其具有结构单纯、高开路电压、适于薄基板以及低工艺温度等优点。
[0004]公知异质接面硅晶太阳能电池的制造流程概略如下:以电浆辅助化学气相沉积法(Plasma enhanced chemical vapor deposit1n, PECVD)在晶体娃半导体基板上成长厚度约小于10纳米的本质非晶娃半导体层(Intrinsic amorphous silicon semiconductorlayer),作为钝化(Passivat1n)用；接着,再于本质非晶娃半导体层上制作厚度约小于20纳米的非晶硅半导体层，其导电型态与晶体硅半导体基板相异，而可形成PN接面；最后，再以真空派镀法制作透明导电层(Transparent conductive layer),并且制作正面电极与背面电极，借此可以大致完成异质接面硅晶太阳能电池结构的制作。然而，于真空镀膜过程当中，制作于电池结构的上表面的镀膜会与制作于其下表面的镀膜于半导体基板的侧边处相互接触进而导致短路。因此，需要通过一绝缘工艺以保持正面电极不会与背面电极电连接。于公知技术中，于真空镀层工艺完成之后再以雷射光束于电池结构上形成沟槽，进而使短路的问题可以解决；然而，由于施用雷射时，其瞬间提供的高能量可能造成非晶硅半导体层发生微晶化，可能造成短路。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供一种太阳能电池，包含一晶体硅半导体基板、一本质非晶硅半导体层、一非晶娃半导体层以及一透明导电层。所述晶体娃半导体基板具有一第一型掺杂，且所述晶体硅半导体基板上设有一沟槽，形成一封闭图形，封闭图形内定义为一第一电极区域，图形外定义为一第二电极区域。本质非晶硅半导体层形成于晶体硅半导体基板上以及沟槽内。非晶硅半导体层具有一第二型掺杂且形成于本质非晶硅半导体层上以及沟槽内。透明导电层形成于该非晶硅半导体层上以及该沟槽内。即本质非晶硅半导体层、非晶硅半导体层与透明导电层依序形成于晶体硅半导体基板上以及沟槽内，而本发明的本质非晶硅半导体层、非晶硅半导体层与透明导电层于沟槽处会形成不连续的结构，并于第一与第二电极区域之间产生绝缘效果，其中该沟槽的深度大于该沟槽内的该本质非晶硅半导体层、该非晶硅半导体层与该透明导电层的厚度总和。
[0006]上述的太阳能电池，其中该沟槽的深度介于10至100微米的范围间。
[0007]上述的太阳能电池，其中该第一型掺杂为P型掺杂或N型掺杂。
[0008]上述的太阳能电池，其中该第二型掺杂为P型掺杂或N型掺杂。
[0009]上述的太阳能电池，其中该晶体硅半导体基板的至少一表面具有一粗化结构。
[0010]上述的太阳能电池，其中该沟槽的深度不小于该沟槽所在位置的该粗化结构的高度。
[0011]上述的太阳能电池，其中该沟槽包括一第一侧壁、一第二侧壁与一底部，该第一侧壁与该第二侧壁彼此相对，该第一侧壁与该底部定义一第一倾斜角，该第二侧壁与该底部定义一第二倾斜角。
[0012]上述的太阳能电池，其中该第一倾斜角的角度不大于90度，且该第二倾斜角的角度小于180度。
[0013]上述的太阳能电池，其中该第一倾斜角的角度大于90度，且该第二倾斜角的角度不大于90度。
[0014]另外，本发明更提供一种太阳能电池的制造方法，所述方法包含:提供一晶体硅半导体基板，其中所述晶体硅半导体基板具有一第一型掺杂；形成一沟槽于晶体硅半导体基板的第一表面上，其中所述沟槽形成一封闭图形，且封闭图形内定义为一第一电极区域，封闭图形外定义为一第二电极区域；形成一本质非晶硅半导体层于晶体硅半导体基板的第一表面上以及沟槽内；形成一非晶硅半导体层于本质非晶硅半导体层上以及沟槽内；以及形成一透明导电层于非晶硅半导体层上以及沟槽内，其中该沟槽的深度大于该沟槽内的该本质非晶硅半导体层、该非晶硅半导体层与该透明导电层的厚度总和。
[0015]上述的太阳能电池的制作方法，其中该沟槽的深度介于10至100微米的范围间。
[0016]上述的太阳能电池的制作方法，其中该第一型掺杂为P型掺杂或N型掺杂。
[0017]上述的太阳能电池的制作方法，其中该第二型掺杂为P型掺杂或N型掺杂。
[0018]上述的太阳能电池的制作方法，其中该晶体硅半导体基板的至少一表面进一步具有一粗化结构。
[0019]上述的太阳能电池的制作方法，其中该沟槽的深度不小于该沟槽所在位置的该粗化结构的高度。
[0020]上述的太阳能电池的制作方法，其中该沟槽包括一第一侧壁、一第二侧壁与一底部，该第一侧壁与该第二侧壁彼此相对，该第一侧壁与该底部定义一第一倾斜角，该第二侧壁与该底部定义一第二倾斜角。
[0021 ] 上述的太阳能电池的制作方法，其中该第一倾斜角的角度不大于90度，且该第二倾斜角的角度小于180度。
[0022]上述的太阳能电池的制作方法，其中该第一倾斜角的角度大于90度，且该第二倾斜角的角度不大于90度。
[0023]又,本发明提供一种太阳能电池,包含一晶体娃半导体基板，具有一第一型掺杂，该晶体硅半导体基板至少一表面设有一沟槽与一隔离结构，该沟槽与该隔离结构定义第一电极区域与第二电极区域，其中该第一电极区域与该第二电极区域至少通过该沟槽绝缘。本质非晶硅半导体层形成于晶体硅半导体基板上以及沟槽内。非晶硅半导体层具有一第二型掺杂且形成于本质非晶硅半导体层上以及沟槽内。透明导电层形成于该非晶硅半导体层上以及该沟槽内。即本质非晶硅半导体层、非晶硅半导体层与透明导电层依序形成于晶体硅半导体基板上以及沟槽内，而本发明的本质非晶硅半导体层、非晶硅半导体层与透明导电层于沟槽处会形成不连续的结构，并于第一与第二电极区域之间产生绝缘效果，其中该沟槽的深度大于该沟槽内的该本质非晶硅半导体层、该非晶硅半导体层与该透明导电层的厚度总和。
[0024]上述的太阳能电池，其中该第一电极区域与该第二电极区域之间通过该沟槽与该隔离结构绝缘。
[0025]上述的太阳能电池，其中该隔离结构为一开口或一断面。
[0026]根据本发明的太阳能电池，通过适当的雷射光束的参数，可以在晶体硅半导体基板上形成具有合适宽深比的沟槽，因而可以使第一电极区域与第二电极区域达成绝缘，避免太阳能元件发生短路的情形；另外，由于雷射光束只作用于晶体硅半导体基板，因此不会有非晶硅半导体层微晶化的情况。
【附图说明】
[0027]图1为本发明第一实施例的太阳能电池的平面示意图；
[0028]图2为沿第一图的线段AA的剖面示意图；
[0029]图3为本发明第一实施例的太阳能电池的局部放大剖面示意图(一)；
[0030]图4为本发明第一实施例的太阳能电池的局部放大剖面示意图(二)；
[0031]图5为本发明第一实施例的太阳能电池的局部放大剖面示意图(三)；
[0032]图6为本发明第一实施例的太阳能电池的局部放大剖面示意图(四)；
[0033]图7为本发明第二实施例的太阳能电池的制造方法流程图；
[0034]图8为本发明第三实施例的太阳能电池的表面不意图(一)；
[0035]图9为本发明第三实施例的太阳能电池的表面示意图(二)；
[0036]图10为本发明第三实施例的太阳能电池的表面示意图(三)。
[0037]其中，附图标