具有差异性掺杂的太阳能电池的单次扩散制造方法技术

本发明专利技术涉及一种具有差异性掺杂的太阳能电池的单次扩散制造方法，该方法包含下列步骤：首先提供一基材，并在其上形成一掺杂浓度控制层。掺杂浓度控制层至少包含多个开口形成于其中。接着进行掺杂工艺，使得位于掺杂浓度控制层开口下方的基材，形成重掺杂区，并使基材的其它区域形成轻掺杂区。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种太阳能电池的制造方法，特别是关于一种。
技术介绍
由于科技的日益进步，太阳能电池的效率与普及率也日益的提升。现今广泛使用 中的太阳能电池其设计是具有一种p/n接面成形于前表面(接收光线的表面)附近，并在 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。 因此，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(Al)胶，以一网印机将一种预设图形印刷在晶片的两 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。 然而，在形成导电电极的区域，为了降低接触电阻， 一般而言，常需要具有较高的 掺杂浓度。然而，在形成射极(emitter)的区域为了提高短波长的频率响应，掺杂的浓度就 必须受到限制。如何能有效地平衡或选择两区域的掺杂浓度，将明显影响太阳能电池的转 换效率。
技术实现思路
鉴于上述的专利技术背景中，由于太阳能电池中形成电极的区域与形成射极的区域所 需的掺杂浓度并不相同。如何能有效地控制两区域的掺杂浓度，将可以使太阳能电池的效 率提高，且还可以使太阳能电池的普及率提升。 本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种单次扩散制造方法以制造具有差异性 掺杂的太阳能电池，不仅可在电极区域形成较高的掺杂浓度，并可在射极区域形成较低的 掺杂浓度，使得太阳能电池的效率更为提升，且由于仅需利用单次扩散制程，可以有效地降 低太阳能电池的制造成本。 为了实现上述目的，本专利技术提供一种具有差异性掺杂的太阳能电池的单次扩散制 造方法，包含下列步骤，首先提供一基材，并在其上形成一掺杂浓度控制层。而掺杂浓度控 制层至少包含多个开口形成于其中。接着掺杂基材，使得位于掺杂浓度控制层的这些开口 的下方的基材，形成重掺杂区，并使基材的其它区域形成轻掺杂区。 本专利技术的，接着还移除掺杂浓 度控制层以及形成一抗反射层于此基材上。然后，再形成一图案化的金属胶于抗反射层上， 并加热金属胶，使其形成一太阳能电池的金属电极。3 上述的掺杂较佳地为一磷离子掺杂，而掺杂后的基材上的重掺杂区的片电阻较佳 的约为10-500hm/sq.，而轻掺杂区的片电阻较佳的约大于500hm/sq.。较佳的，此太阳能电 池具有P型基材与n型离子掺杂区。此外，掺杂浓度控制层的厚度较佳的约为5-100nm，更 佳地约为10-50nm，最佳的为15_40nm。 因此，本专利技术的，仅需单一次 的掺杂工艺，即可在太阳能电池基材上形成所需的轻掺杂区域与重掺杂区域。所以，本专利技术 可以在太阳能电池所需的电极下方，形成高浓度的掺杂层，有效地降低接触电阻。还可以在 太阳能电池的射极区域，形成低浓度的掺杂层，有效地改善太阳能电池对短波长的频率响 应。因此，本专利技术的可以有效地改善太 阳能电池的开路电压(Voc)与短路电流(Isc)。附图说明 图1A-1E是本专利技术的的一较佳实施例的工艺流程示意图。主要组件符号说明 100 :基材140 :重掺杂区 IIO:掺杂浓度控制层 150:掺杂工艺 112 :开口 160:抗反射层 130 :轻掺杂区具体实施例方式本专利技术的，不仅可以在太阳能 电池的电极区域形成较高的掺杂浓度，并可在射极区域形成较低的掺杂浓度，使得太阳能 电池的效率更为提升。以下将以附图及详细说明清楚说明本专利技术的精神，如所属
中具有通常知识的人员，在了解本专利技术的较佳实施例后，当可由本专利技术所教示的技术，加以 改变及修饰，其并不脱离本专利技术的精神与范围。 图1A-1E是本专利技术的的一较 佳实施例的工艺流程示意图。首先参阅图1A，如图中所示，本专利技术的具有差异性掺杂的太阳 能电池是在一基材IOO形成一掺杂浓度控制层110，以控制后续掺杂工艺的离子浓度。此掺 杂浓度控制层110主要的目的在于使其上的开口 112处，在进行掺杂时，不会受到阻隔而产 生浓度较大的掺杂区。而在非开口处，亦即覆盖于基材100上的掺杂浓度控制层IIO，但非 位于开口 112下方的基材IOO，则将因为掺杂浓度控制层110的阻隔，使得掺杂的离子浓度 较低，然掺杂浓度控制层110并不完全阻隔离子的掺杂，故其将使得此部分的基材100具有 较低的离子掺杂浓度。 参阅图1C，经由掺杂工艺150后，基材100上将形成位于开口 112下方与邻近区域 的重掺杂区140，以及非位于开口 112下方与邻近区域的轻掺杂区130。然后再将掺杂浓度 控制层IIO去除，并形成抗反射层160，参阅图1D-1E。此时，基材100即可构成太阳能电池 所需的面板的初步结构，其可再利用后续的金属导电胶印刷工艺，例如是银导电胶或铝导 电胶印刷工艺，与加热工艺，以形成太阳能电池的电极，即可完成简易的太阳电池面板。4 其中，前述的掺杂工艺150，例如是进行磷离子(phosphorus ion)的掺杂，而基材100较佳地是p型基材，并利用高温热扩散处理，或离子植入等方法，在基材100的表面形成n型半导体层。此外，轻掺杂区130的掺杂浓度相对于重掺杂区140的掺杂浓度为低。 一般而言，重掺杂区140较佳地可测量而得其片电阻约为10-500hm/sq.。而轻掺杂区130较佳地则具有片电阻约大于500hm/sq.，但并不限定于此。当本案的轻掺杂区130的掺杂浓度相对于重掺杂区140的掺杂浓度为低时，即可在后续工艺形成太阳能电池后，产生较佳的转换效率与较低的接触电阻。 此外，掺杂浓度控制层IIO可以是任何足以使部分的掺杂离子穿透的材料，例如是氮化硅(silicon nitride)或氧化硅(silicon oxide)等材料来形成。 一般而言，掺杂浓度控制层110较佳地是控制在5-100nm之间，更佳地是控制在10-50nm之间，最佳地则是控制在15-40nm之间。因此，掺杂浓度控制层110可以在进行离子掺杂时，在开口 112的位置形成重掺杂区140，以在后续的制程，在其上形成太阳能电池所需的电极，并降低电极与重掺杂区140之间的接触电阻。而在其它掺杂浓度控制层110包覆的位置，则可形成轻掺杂区130，以构成太阳能电池所需的射极区域，进而有效地改善太阳能电池对短波长的频率响应。 其中，掺杂浓度控制层110可以利用印刷工艺将蚀刻胶转印于其上，然后加热蚀刻胶，使掺杂浓度控制层110形成所需的开口 112。此外，掺杂浓度控制层110亦可以利用一般的光学微影工艺进行所需的图案化。 另金属导电胶，例如是银胶或者是铝胶， 一般而言，是涂布在抗反射层160之上，并利用高温烧结工艺使其穿过抗反射层160与下方的重掺杂区140形成共晶结构，以形成太阳能电池所需的金属电极。 由上述的说明可知，本专利技术的仅需单一次的掺杂工艺，即可在太阳能电池所需的电极下方形成高浓度的掺杂层，有效地降低接触本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有差异性掺杂的太阳能电池的单次扩散制造方法，其特征在于，至少包含：提供一基材；形成一掺杂浓度控制层于该基材上，该掺杂浓度控制层至少包含多个开口形成于其中；以及掺杂该基材，使该基材位于该掺杂浓度控制层的该多个开口的下方形成重掺杂区，并使该基材的其它区域形成轻掺杂区。

【技术特征摘要】
一种具有差异性掺杂的太阳能电池的单次扩散制造方法，其特征在于，至少包含提供一基材；形成一掺杂浓度控制层于该基材上，该掺杂浓度控制层至少包含多个开口形成于其中；以及掺杂该基材，使该基材位于该掺杂浓度控制层的该多个开口的下方形成重掺杂区，并使该基材的其它区域形成轻掺杂区。2. 根据权利要求1所述的具有差异性掺杂的太阳能电池的单次扩散制造方法，其特征 在于，还包含移除该掺杂浓度控制层；以及 形成一抗反射层于该基材上。3. 根据权利要求2所述的具有差异性掺杂的太阳能电池的单次扩散制造方法，其特征 在于，还包含形成一图案化的金属胶于该抗反射层上；以及 加热该金属胶，使其形成一太阳能电池的金属电极。4. 根据权利要求1所述的具有差异性掺杂的太阳能电池的单次扩散制造方法，其特征 在于，所述的掺杂为一磷离子掺杂。5. 根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭明锦，黄志强，吴立国，康仁和，欧乃天，陈添赐，
申请(专利权)人：昱晶能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]