具有背面多层抗反射镀膜的太阳能电池制造技术

本发明专利技术公开了一种太阳能电池，包含半导体基板，具有第一表面及第二表面；一掺杂发射极层，位于第一表面上；一正面抗反射镀膜，设于第一表面上；一正面电极，设于抗反射层上；一钝化层，设于第二表面；一第一背面抗反射镀膜，设于钝化层上；一第二背面抗反射镀膜，设于第一背面抗反射镀膜上；一第三背面抗反射镀膜，设于第二背面抗反射镀膜上；以及一背面电极，设于第三背面抗反射镀膜上，其中第一背面抗反射镀膜的折射率小于2.1，第二背面抗反射镀膜的折射率大于或等于2.1，且第二背面抗反射镀膜的折射率大于第三背面抗反射镀膜的折射率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能电池
，特别是涉及一种具有多层抗反射镀膜(anti-reflection coating，ARC)的钝化发射极背面电池(passivated emitter and rear cell，PERC)。
技术介绍
太阳能电池是通过入射光线照射半导体基板，在其PN接面处产生电子空穴对，在电子空穴对再结合之前，分别经由电池正面(或受光面)及背面电极收集，如此产生光电流。已知钝化发射极背面电池(PERC)是利用形成在太阳能电池背面的钝化层(通常是薄氧化铝层)来降低电子-空穴对的再结合(recombination)，并且可配合抗反射镀膜(ARC)将光线反射回太阳能电池中，以提升电池效率。目前所述
仍需要一种改良的抗反射镀膜结构，配合形成在太阳能电池背面的钝化层(passivation layer)，应用于钝化发射极背面电池，进一步产生更高的电池效率。
技术实现思路
为达上述目的，本专利技术提出一种太阳能电池，包含有一半导体基板，具有一第一表面以及一第二表面；一掺杂发射极层，位于所述第一表面上；至少一正面抗反射镀膜，设置于所述第一表面上；一正面电极，设置于所述抗反射层上，并穿透所述抗反射层与所述掺杂发射极层接触；一钝化层，设置于所述第二表面；一第一背面抗反射镀膜，设置于所述钝化层上；一第二背面抗反射镀膜，设置于所述第一背面抗反射镀膜上；一第三背面抗反射镀膜，设置于所述第二背面抗反射镀膜上；以及一背面电极，设置于所述第三背面抗反射镀膜上，其中所述第一背面抗反射镀膜的折射率小于2.1，而所述第二
背面抗反射镀膜的折射率大于或等于2.1，且所述第二背面抗反射镀膜的折射率大于所述第三背面抗反射镀膜的折射率。为让本专利技术的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特列举较佳实施方式，并配合所附图式，作详细说明如下。然而如下的较佳实施方式与图式仅供参考与说明用，并非用来对本专利技术加以限制。附图说明图1是依据本专利技术实施例所绘示的太阳能电池横断面结构示意图。图2是本专利技术太阳能电池的背面电极一实施例。图3是本专利技术太阳能电池的背面电极另一实施例。图4是本专利技术太阳能电池的背面电极另一实施例。具体实施方式请参阅图1，其为依据本专利技术实施例所绘示的太阳能电池横断面结构示意图。如图1所示，本专利技术太阳能电池1包含一半导体基板100，半导体基板100具有一第一表面100a以及一相对于第一表面100a的第二表面100b。根据本专利技术实施例，所述半导体基板100可以是N型或P型的单结晶硅基板或多结晶硅基板，但不限于此。第一表面100a以及一第二表面100b上可具有表面粗糙化处理后形成的凹凸结构。根据本专利技术实施例，所述第一表面100a上可另包含一N型或P型掺杂发射极层(emitter layer)22、一氧化层23，例如二氧化硅，以及至少一层正面抗反射镀膜24。根据本专利技术实施例，掺杂发射极层22与半导体基板100的电性相反。例如，所述半导体基板100是P型单结晶硅基板，掺杂发射极层22则为N型。掺杂发射极层22可以是一般掺杂发射极层或选择性掺杂发射极层(selective emitter layer)。氧化层23的厚度介于5至10纳米(nm)，优选为7纳米，可以提高单结晶硅基板表面钝化，减少电位诱发衰减(Potential Induced Degradation，PID)。在其他实施例中，半导体基板100为多结晶硅基板时，掺杂发射极层22可以不设置一氧化层23。根据本专利技术实施例，所述正面抗
反射镀膜24可以包含氮化硅，但不限于此。根据本专利技术实施例，所述第一表面100a上可另包含至少一正面电极30，例如，通过网版印刷(screen printing)方式，将导电材料设置于太阳能电池1的第一表面100a上，再经烧结而形成正面电极30。根据本专利技术实施例，所述正面电极30经烧结后，可穿透正面抗反射镀膜24，而与掺杂发射极层22接触，在其他实施例中，正面抗反射镀膜24为一种图案化的抗反射镀膜，导电材料可通过正面抗反射镀膜24的图案而与掺杂发射极层22接触，再经烧结而形成正面电极30，前述正面抗反射镀膜24的图案是指一穿透正面抗反射镀膜24的开口。根据本专利技术实施例，所述第二表面100b上包含一背面电极40以及一背面接触电极44。根据本专利技术实施例，背面电极40包含铝金属，背面接触电极44包含银、铝或其他导电金属，但不限于此。在背面电极40与半导体基板100之间设有一钝化层52，例如氧化铝(AlOx)层，厚度介于1至20纳米(nm)，折射率(n)介于1.6至1.7之间。根据本专利技术实施例，钝化层52包含有至少一第一开口以暴露出部分的所述第二表面100b，而所述含铝金属的背面电极40延伸至第一开口内，并于第一开口内形成铝硅合金层42，在铝硅合金层42与半导体基板100的交界处形成一区域背向表面电场(local back surface field，local BSF)43，前述第一开口可以是连续线状开口、虚线状开口或点状开口，但不限于此。本专利技术的主要技术特征在于背面电极40与钝化层52之间的多层抗反射镀膜结构60。根据本专利技术实施例，多层抗反射镀膜结构60包括一第一背面抗反射镀膜61、一第二背面抗反射镀膜62以及一第三背面抗反射镀膜63，其中第一背面抗反射镀膜61是直接形成在钝化层52上，并与钝化层52直接接触，第二背面抗反射镀膜62直接形成在第一背面抗反射镀膜61上，并与第一背面抗反射镀膜61直接接触，而第三背面抗反射镀膜63直接形成在第二背面抗反射镀膜62上，并与第二背面抗反射镀膜62直接接触。根据本专利技术实施例，背面电极40直接形成在第三背面抗反射镀膜63上，并与第三背面抗反射镀膜63直接接触。根据本专利技术实施例，第一背面抗反射镀膜61具有相对于前述第一开口的一第二开口，第二背面抗反射镀膜62具有一相对于前述第二开口的一第三开
口。背面电极40是通过所述第一开口、第二开口、第三开口与第四开口而与半导体基板100接触，并于第一开口内形成铝硅合金层42。根据本专利技术实施例，第一背面抗反射镀膜61的折射率小于第二背面抗反射镀膜62的折射率。举例来说，第一背面抗反射镀膜61可以是厚度介于20至70纳米的氮化硅(SiNx)层，折射率小于2.1，例如介于1.95至2.1之间，而第二背面抗反射镀膜62可以是厚度介于5至10纳米的氮化硅层，折射率大于或等于2.1，例如介于2.1至2.35之间。第三背面抗反射镀膜63可以是厚度约45至145纳米的氮化硅层，折射率须小于第二背面抗反射镀膜62，例如折射率小于2.1，优选为2.01。在前述多层抗反射镀膜结构60中，由于第二背面抗反射镀膜62的折射率大于第三背面抗反射镀膜63，因此部分由第一表面100a入射的光可在第二背面抗反射镀膜62与第三背面抗反射镀膜63的界面被反射，故可提高第一表面100a入射的光的利用率，同时为避免第二背面抗反射镀膜62吸收过多的光导致光利用率下降，第二背面抗反射镀膜62的厚度以介于5至10纳米为佳，例如5纳米﹑6纳米﹑7纳米﹑8纳米﹑9纳米或10纳米，较佳为7纳米。并且为了避免背面电极40穿透第三背面抗反射镀膜63而使第一背面抗反射镀膜61、第二背面抗反射镀膜62或钝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池，其特征在于，包括：一半导体基板，具有一第一表面以及一第二表面；一掺杂发射极层，位于所述第一表面上；至少一正面抗反射镀膜，设置于所述第一表面上；一正面电极，设置于所述正面抗反射镀膜上，并穿透所述抗反射层，与所述掺杂发射极层接触；一钝化层，设置于所述第二表面；一第一背面抗反射镀膜，设置于所述钝化层上；一第二背面抗反射镀膜，设置于所述第一背面抗反射镀膜上；一第三背面抗反射镀膜，设置于所述第二背面抗反射镀膜上；及一背面电极，设置于所述第三背面抗反射镀膜上，其中所述第一背面抗反射镀膜的折射率小于2.1，而所述第二背面抗反射镀膜的折射率大于或等于2.1，且所述第二背面抗反射镀膜的折射率大于所述第三背面抗反射镀膜的折射率。

【技术特征摘要】
2015.03.26 TW 1041097741.一种太阳能电池，其特征在于，包括：一半导体基板，具有一第一表面以及一第二表面；一掺杂发射极层，位于所述第一表面上；至少一正面抗反射镀膜，设置于所述第一表面上；一正面电极，设置于所述正面抗反射镀膜上，并穿透所述抗反射层，与所述掺杂发射极层接触；一钝化层，设置于所述第二表面；一第一背面抗反射镀膜，设置于所述钝化层上；一第二背面抗反射镀膜，设置于所述第一背面抗反射镀膜上；一第三背面抗反射镀膜，设置于所述第二背面抗反射镀膜上；及一背面电极，设置于所述第三背面抗反射镀膜上，其中所述第一背面抗反射镀膜的折射率小于2.1，而所述第二背面抗反射镀膜的折射率大于或等于2.1，且所述第二背面抗反射镀膜的折射率大于所述第三背面抗反射镀膜的折射率。2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述半导体基板具一第一电性，所述掺杂发射极层具有一第二电性，且所述第一电性相反于所述第二电性。3.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯诗翰，郭家邦，
申请(专利权)人：新日光能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71