太陽能電池及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種太陽能電池及其制作方法。此方法包括以下步驟：提供太陽能電池基板；以及在太陽能電池基板的相對二個表面上形成正面電極與背面電極。正面電極的形成方法是先進行噴涂處理，以在太陽能電池基板上形成第一金屬種子層；然后，在第一金屬種子層上形成第二金屬種子層；之后，在第二金屬種子層上形成銅層。
【專利說明】太陽能電池及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種光電元件及其制作方法，且特別是有關(guān)于一種太陽能電池及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于石化能源短缺，人們對環(huán)保重要性的認知提高，因此人們近年來不斷地積極研發(fā)替代能源與再生能源的相關(guān)技術(shù)，希望可以減少目前人類對于石化能源的依賴程度以及使用石化能源時對環(huán)境帶來的影響。在眾多的替代能源與再生能源的技術(shù)中，以太陽能電池最受矚目。主要是因為太陽能電池可直接將太陽能轉(zhuǎn)換成電能，且發(fā)電過程中不會產(chǎn)生二氧化碳或氮化物等物質(zhì)，因此不會造成環(huán)境污染的問題。
[0003]在一般的太陽能電池的制程中，通常是利用網(wǎng)版印刷(screen printing)的方式將銀膠涂布在基板上且接著進行高溫固化處理來形成電極。然而，在進行網(wǎng)版印刷的過程中往往需要耗費大量的銀膠。由于銀具有較高的價格，因此上述的方法增加了太陽能電池的生產(chǎn)成本。此外，為了提高太陽能電池的效率，以上述方式形成的銀電極必須具有較細的尺寸。然而，在高溫固化處理的過程中，往往導(dǎo)致細的銀電極斷線或改變形狀，因而降低了可靠度。另外，利用網(wǎng)版印刷所形成的銀電極通常為具有孔洞(porous)的結(jié)構(gòu)，其導(dǎo)致了電阻的提高，因而影響太陽能電池的效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種太陽能電池及其制作方法。
[0005]本發(fā)明提供一種太陽能電池，其具有較佳的效率與較低的生產(chǎn)成本。
[0006]本發(fā)明另提供一種太陽能電池的制作方法，其可制作具有較佳的效率與較低的生產(chǎn)成本的太陽能電池。
[0007]本發(fā)明提出一種太陽能電池，其包括太陽能電池基板、正面電極以及背面電極。正面電極與背面電極分別配置在太陽能電池基板的相對二個表面上。正面電極包括第一金屬種子層、第二金屬種子層以及銅層。第一金屬種子層配置在太陽能電池基板上。第二金屬種子層配置在第一金屬種子層上。銅層配置在第二金屬種子層上。
[0008]依照本發(fā)明實施例所述的太陽能電池，上述的第一金屬種子層的材料例如為銀、鎳、鈦、鋁、鈷或其混合物。
[0009]依照本發(fā)明實施例所述的太陽能電池，上述的第一金屬種子層的厚度例如介于
0.1微米至10微米之間。
[0010]依照本發(fā)明實施例所述的太陽能電池，上述的第二金屬種子層的材料例如鎳或鈀。
[0011]依照本發(fā)明實施例所述的太陽能電池，上述的第二金屬種子層的厚度例如介于
0.05微米至10微米之間。
[0012]依照本發(fā)明實施例所述的太陽能電池，上述的銅層的厚度例如介于I微米至20微米之間。
[0013]依照本發(fā)明實施例所述的太陽能電池，還包括包覆正面電極的第一覆蓋層。
[0014]依照本發(fā)明實施例所述的太陽能電池，上述的第一覆蓋層的材料例如為鎳、銀或錫。
[0015]依照本發(fā)明實施例所述的太陽能電池，上述的背面電極的結(jié)構(gòu)例如與正面電極的結(jié)構(gòu)相同。
[0016]依照本發(fā)明實施例所述的太陽能電池，還包括包覆背面電極的第二覆蓋層。
[0017]依照本發(fā)明實施例所述的太陽能電池，上述的第二覆蓋層的材料例如為鎳、銀或錫。
[0018]本發(fā)明另提出一種太陽能電池的制作方法，此方法包括以下步驟:提供太陽能電池基板；以及在太陽能電池基板的相對二個表面上形成正面電極與背面電極。正面電極的形成方法是先進行噴涂(spray)處理，以在太陽能電池基板上形成第一金屬種子層。然后，在第一金屬種子層上形成第二金屬種子層。之后，在第二金屬種子層上形成銅層。
[0019]依照本發(fā)明實施例所述的太陽能電池的制作方法，上述的第一金屬種子層的材料例如為銀、鎳、鈦、招、鈷或其混合物。
[0020]依照本發(fā)明實施例所述的太陽能電池的制作方法，上述的第一金屬種子層的厚度例如介于0.1微米至10微米之間。
[0021]依照本發(fā)明實施例所述的太陽能電池的制作方法，上述的第二種子層的形成方法例如為電鍍、化學(xué)鍍或選擇性化學(xué)氣相沉積。
[0022]依照本發(fā)明實施例所述的太陽能電池的制作方法，上述的第二種子層的材料例如為鎳或鈕。
[0023]依照本發(fā)明實施例所述的太陽能電池的制作方法，上述的第二種子層的厚度例如介于0.05微米至10微米之間。
[0024]依照本發(fā)明實施例所述的太陽能電池的制作方法，上述的銅層的形成方法例如為電鍍、化學(xué)鍍或選擇性化學(xué)氣相沉積。
[0025]依照本發(fā)明實施例所述的太陽能電池的制作方法，上述的銅層的厚度例如介于I微米至20微米之間。
[0026]依照本發(fā)明實施例所述的太陽能電池的制作方法，上述在形成銅層之后，還包括形成包覆正面電極的第一覆蓋層。
[0027]依照本發(fā)明實施例所述的太陽能電池的制作方法，上述的第一覆蓋層的形成方法例如為電鍍或化學(xué)鍍。
[0028]依照本發(fā)明實施例所述的太陽能電池的制作方法，上述的背面電極的形成方法例如與正面電極的形成方法相同。
[0029]依照本發(fā)明實施例所述的太陽能電池的制作方法，上述在形成背面電極之后，還包括形成包覆背面電極的第二覆蓋層。
[0030]依照本發(fā)明實施例所述的太陽能電池的制作方法，上述的第二覆蓋層的形成方法例如為電鍍或化學(xué)鍍。
[0031]基于上述，本發(fā)明利用噴涂的方式來形成電極中的金屬種子層，因此相較于網(wǎng)版印刷來形成電極的方式可以有效地降低生產(chǎn)成本。此外，本發(fā)明的電極中具有銅層，因此可以有效地降低電極的電阻以提高太陽能電池的效率，且降低太陽能電池的生產(chǎn)成本。
[0032]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1A至圖1D為依照本發(fā)明第一實施例所示出的太陽能電池的制作流程剖面示意圖；
[0034]圖2A至圖2D為依照本發(fā)明第二實施例所示出的太陽能電池的制作流程剖面示意圖。
[0035]附圖標(biāo)記說明:
[0036]10、20:太陽能電池；
[0037]100、200:太陽能電池基板；
[0038]102、202:硅基板；
[0039]102a、202a:正面；
[0040]102b、202b:背面；
[0041]104:射極；
[0042]106:抗反射層；
[0043]108:第一金屬種子層；
[0044]110:接點；
[0045]112:第二金屬種子層；
[0046]114:銅層；
[0047]116:正面電極；
[0048]118:第一覆蓋層；
[0049]120:背面電極；
[0050]122:第二覆蓋層；
[0051]204:第一非晶層；
[0052]206:第一透明導(dǎo)電氧化物層；
[0053]208:第二非晶層；
[0054]210:第二透明導(dǎo)電氧化物層。
【具體實施方式】
[0055]圖1A至圖1D為依照本發(fā)明第一實施例所示出的太陽能電池的制作流程剖面示意圖。首先，請參照圖1A，提供太陽能電池基板100。在本實施例中，太陽能電池基板100包括硅基板102與射極104。硅基板102具有正面102a與背面102b。射極104配置在正面102a上。此外，太陽能電池基板100上還可以形成有抗反射層106，其位于射極104上。射極104以及抗反射層106的形成方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，在此不另行說明。此外，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，娃基板102可具有紋理化(textured)表面(未示出)。
[0056]然后，請參照圖1B，進行噴涂處理，以在抗反射層106上形成第一金屬種子層108。第一金屬種子層108的材料例如為銀、鎳、鈦、鋁、鈷或其混合物。第一金屬種子層108的厚度例如介于0.1微米至10微米之間。在本實施例中，由于利用噴涂處理來涂布第一金屬種子層108，因此可以有效地降低第一金屬種子層108的材料的使用量，進而可以降低生產(chǎn)成本。此外，噴涂處理可以直接將所需的圖案形成在抗反射層106上而不需額外地使用罩幕或進行圖案化處理，因此也降低了制程困難度。在形成第一金屬種子層108之后，進行熱處理，使第一金屬種子層108中的部分金屬擴散至抗反射層106與射極104中以形成接點110,并固化第一金屬種子層108。
[0057]接著，請參照圖1C，在第一金屬種子層108上形成第二金屬種子層112。第二金屬種子層112的材料例如為鎳或鈀。第二金屬種子層112的厚度介于0.05微米至10微米之間。第二種子層112的形成方法包括電鍍、化學(xué)鍍(或稱為無電鍍(electroless plating))或選擇性化學(xué)氣相沉積。第二金屬種子層112用以作為后續(xù)形成銅層時的種子層。然后，在第二金屬種子層112上形成銅層114。銅層114的厚度例如介于I微米至20微米之間。銅層114的形成方法包括電鍍、化學(xué)鍍或選擇性化學(xué)氣相沉積。在本實施例中，銅層114、第二金屬種子層112以及第一金屬種子層108構(gòu)成太陽能電池中的正面電極116。此外，銅層114為正面電極116的主要部分，使得正面電極116可以具有較低的電阻，即具有較佳的導(dǎo)電率，因此可以有效地提高太陽能電池的效率。再者，由于銅具有較低的價格(與銀相比)，因此以銅層114為主要部分的正面電極116也降低了太陽能電池的生產(chǎn)成本。而后，形成包覆正面電極116的第一覆蓋層118。第一覆蓋層118的材料例如為鎳、銀或錫。第一覆蓋層118的形成方法例如為電鍍或化學(xué)鍍。第一覆蓋層118用以避免銅層114與外界環(huán)境接觸而產(chǎn)生氧化。此外，在將多個太陽能電池連接以形成太陽能電池模組的過程中，第一覆蓋層118可增加正面電極116與用以連接多個正面電極116的匯流排(bus bar)之間的附著力。
[0058]之后，請參照圖1D，在硅基板102的背面102b上形成背面電極120，以完成太陽能電池10的制作。在本實施例中，背面電極120與正面電極116具有相同的結(jié)構(gòu)以及相同的形成方法。舉例來說，在背面102b上依序形成第一金屬種子層108、第二金屬種子層112以及銅層114，以構(gòu)成背面電極120。然后，形成包覆背面電極120的第二覆蓋層122。第二覆蓋層122的材料、形成方法以及功用與第一覆蓋層118相同，在此不另行說明。
[0059]在太陽能電池10中，背面電極120與正面電極166具有相同的結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明并不限于此。在其他實施例中，背面電極也可以具有本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的背面電極結(jié)構(gòu)。
[0060]圖2A至圖2D為依照本發(fā)明第二實施例所示出的太陽能電池的制作流程剖面示意圖。在本實施例中，與第一實施例相同的元件將以相同的標(biāo)號表示。首先，請參照圖2A，提供太陽能電池基板200。在本實施例中，太陽能電池基板200包括硅基板202、第一非晶層(amorphous layer) 204、第一透明導(dǎo)電氧化物層206、第二非晶層208以及第二透明導(dǎo)電氧化物層210。硅基板202具有正面202a與背面202b。第一非晶層204配置在正面202a上。第一透明導(dǎo)電氧化物層206配置在第一非晶層204上。第二非晶層208配置在背面202b上。第二透明導(dǎo)電氧化物層210配置在第二非晶層208上。第一非晶層204、第一透明導(dǎo)電氧化物層206、第二非晶層208以及第二透明導(dǎo)電氧化物層210的形成方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，在此不另行說明。此外，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，硅基板202可具有紋理化表面(未示出)。
[0061]然后，請參照圖2B，進行噴涂處理，以在第一透明導(dǎo)電氧化物層206上形成第一金屬種子層108。與第一實施例相同，由于利用噴涂處理來涂布第一金屬種子層108，因此可以有效地降低第一金屬種子層108的材料的使用量，進而可以降低生產(chǎn)成本。此外，噴涂處理可以直接將所需的圖案形成在第一透明導(dǎo)電氧化物層206上而不需額外地使用罩幕或進行圖案化處理，因此也降低了制程困難度。
[0062]接著，請參照圖2C，使用如同圖1C所述的方法，依序在第一金屬種子層108上形成第二金屬種子層112以及銅層114。在本實施例中，銅層114、第二金屬種子層112以及第一金屬種子層108構(gòu)成太陽能電池中的正面電極116。此外,銅層114為正面電極116的主要部分，使得正面電極116可以具有較低的電阻，即具有較佳的導(dǎo)電率，因此可以有效地提高太陽能電池的效率。再者，由于銅具有較低的價格(與銀相比)，因此以銅層114為主要部分的正面電極116也降低了太陽能電池的生產(chǎn)成本。而后，形成包覆正面電極116的第一覆蓋層118。
[0063]之后，請參照圖2D，在第二透明導(dǎo)電氧化物層210上形成背面電極120，以完成太陽能電池20的制作。在本實施例中，背面電極120與正面電極116具有相同的結(jié)構(gòu)以及相同的形成方法。舉例來說，在第二透明導(dǎo)電氧化物層210上依序形成第一金屬種子層108、第二金屬種子層112以及銅層114，以構(gòu)成背面電極120。然后，形成包覆背面電極120的第二覆蓋層122。
[0064]在本實施例中，正面電極116的形成先于背面電極120的形成，但本發(fā)明并不限于此。在其他實施例中，也可以是背面電極120先于正面電極116的形成?；蛘?，當(dāng)正面電極116的材料與背面電極120的材料完全相同時，也可以同時形成正面電極116與背面電極120。
[0065]此外，在太陽能電池20中，背面電極120與正面電極116具有相同的結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明并不限于此。在其他實施例中，背面電極也可以具有本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的背面電極結(jié)構(gòu)。
[0066]最后應(yīng)說明的是:以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能電池，其特征在于，包括: 太陽能電池基板； 正面電極，配置在所述太陽能電池基板上，所述正面電極包括: 第一金屬種子層，配置在所述太陽能電池基板上； 第二金屬種子層，配置在所述第一金屬種子層上；以及 銅層，配置在所述第二金屬種子層上；以及 背面電極，配置在所述太陽能電池基板上，其中所述正面電極與所述背面電極分別配置在所述太陽能電池基板的相對二個表面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述第一金屬種子層的材料包括銀、鎳、鈦、鋁、鈷或其混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述第一金屬種子層的厚度介于0.1微米至10微米之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述第二金屬種子層的材料包括鎳或鈕。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的 太陽能電池，其特征在于，所述第二金屬種子層的厚度介于0.05微米至10微米之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述銅層的厚度介于I微米至20微米之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，還包括第一覆蓋層，包覆所述正面電極。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽能電池，其特征在于，所述第一覆蓋層的材料包括鎳、銀或錫。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述背面電極的結(jié)構(gòu)與所述正面電極的結(jié)構(gòu)相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的太陽能電池，其特征在于，還包括第二覆蓋層，包覆所述背面電極。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的太陽能電池，其特征在于，所述第二覆蓋層的材料包括鎳、銀或錫。
12.—種太陽能電池的制作方法，其特征在于，包括: 提供太陽能電池基板； 在所述太陽能電池基板上形成正面電極，所述正面電極的形成方法包括: 進行噴涂處理，以在所述太陽能電池基板上形成第一金屬種子層； 在所述第一金屬種子層上形成第二金屬種子層；以及 在所述第二金屬種子層上形成銅層；以及 在所述太陽能電池基板上形成背面電極，其中所述正面電極與所述背面電極分別形成在所述太陽能電池基板的相對二個表面上。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的太陽能電池的制作方法，其特征在于，所述第一金屬種子層的材料包括銀、鎳、鈦、招、鈷或其混合物。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的太陽能電池的制作方法，其特征在于，所述第一金屬種子層的厚度介于0.1微米至10微米之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的太陽能電池的制作方法，其特征在于，所述第二種子層的形成方法包括電鍍、化學(xué)鍍或選擇性化學(xué)氣相沉積。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的太陽能電池的制作方法，其特征在于，所述第二種子層的材料包括鎳或鈕。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的太陽能電池的制作方法，其特征在于，所述第二種子層的厚度介于0.05微米至10微米之間。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的太陽能電池的制作方法，其特征在于，所述銅層的形成方法包括電鍍、化學(xué)鍍或選擇性化學(xué)氣相沉積。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的太陽能電池的制作方法，其特征在于，所述銅層的厚度介于I微米至20微米之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的太陽能電池的制作方法，其特征在于，在形成所述銅層之后，還包括形成包覆所述正面電極的第一覆蓋層。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的太陽能電池的制作方法，其特征在于，所述第一覆蓋層的形成方法包括電鍍或化學(xué)鍍。
22.根據(jù)權(quán)利要求12所述的太陽能電池的制作方法，其特征在于，所述背面電極的形成方法與所述正面電極的形成方法相同。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的太陽能電池的制作方法，其特征在于，在形成所述背面電極之后，還包括形成包覆所述背面電極的第二覆蓋層。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的太陽能電池的制作方法，其特征在于，所述第二覆蓋層的形成方法包括電鍍或化學(xué)鍍。
【文檔編號】H01L31/18GK103794659SQ201210435216
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月5日
【發(fā)明者】高武羣, 程立偉, 蔣天福, 劉政男, 鄭惠芳 申請人:聯(lián)景光電股份有限公司