太阳能电池结构制造技术

本发明专利技术提供了一种太阳能电池结构，包括半导体基板以及钝化层。半导体基板包括高低起伏表面，高低起伏表面包括多个波峰以及多个波谷，其中各波峰具有第一曲率半径，各波谷具有第二曲率半径，且各第一曲率半径大于各第二曲率半径。钝化层顺应性地覆盖半导体基板的高低起伏表面，并与半导体基板相接触，其中位于波峰上的钝化层具有第一厚度，且位于波谷上的钝化层具有第二厚度。

【技术实现步骤摘要】
太阳能电池结构
本专利技术关于一种太阳能电池结构，尤指一种具有缓和的高低起伏表面的异质结太阳能电池结构。
技术介绍
太阳能是人类可以利用的最丰富的能源，而制造高效率的太阳能电池更是业界发展的重点项目之一。一般而言，太阳能电池芯片经过表面粗糙化过程(texture)后会形成多个金字塔结构，用以降低太阳光的表面反射。经过粗糙化所形成的金字塔结构具有尖锐的顶端，即相较于相邻金字塔结构的凹槽底部的曲率半径，金字塔结构的顶端的曲率半径较小，使得后续形成于具有金字塔结构的上表面上的膜层会有厚度不均匀的现象。在异质结太阳能电池(hetero-junctionsolarcell)中，由于经过粗糙化所形成之金字塔结构顶端的晶格结构存在一些缺陷，容易造成载流子复合的损失，因此一般会于太阳能电池芯片的上表面覆盖一钝化层，以减少晶格结构的缺陷。然而，因钝化层会吸收光线，且其导电性差，因此于太阳能电池芯片上的钝化层应越薄越好，以避免提高太阳能电池的阻抗。但是，由于金字塔结构的顶端的曲率半径较小，因此形成钝化层时，容易发生金字塔顶端没有形成钝化层或钝化层过薄，而相邻金字塔结构的凹槽底部的钝化层却过厚的情形，进而产生厚度不均匀的问题。如此一来，太阳能电池的转换效率会大幅下降，故如何制造出一种提高效能的太阳能电池结构是目前业界的首要之务。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种太阳能电池结构，以提高转换效率。为达上述之目的，本专利技术提供一种太阳能电池结构，包括半导体基板以及钝化层。半导体基板包括高低起伏表面，高低起伏表面包括多个波峰以及多个波谷，其中各波峰具有第一曲率半径，各波谷具有第二曲率半径，且各第一曲率半径大于各第二曲率半径。钝化层顺应性地覆盖半导体基板的高低起伏表面，并与半导体基板相接触，其中位于波峰上的钝化层具有第一厚度，且位于波谷上的钝化层具有第二厚度。为达上述目的，本专利技术还提供一种太阳能电池结构的制作方法，包括：提供半导体基板，半导体基板包括上表面以及下表面；对半导体基板之上表面进行各向异性蚀刻工艺(anisotropicetching)，以于上表面上形成粗糙表面(texturedsurface)；对粗糙表面进行各向同性蚀刻工艺(isotropicetching)，以形成高低起伏表面，高低起伏表面包括多个波峰以及多个波谷，其中各波峰具有第一曲率半径，各波谷具有第二曲率半径，且各第一曲率半径大于各第二曲率半径；以及于高低起伏表面上形成钝化层，其中位于波峰上的钝化层具有第一厚度，且位于波谷上的钝化层具有第二厚度。本专利技术的太阳能电池结构是在半导体基板的粗糙表面进行各向同性蚀刻工艺来形成波峰的曲率半径大于波谷的曲率半径的高低起伏表面，以减少太阳光的反射率，并使得钝化层可以均匀地于波峰以及波谷上形成，故可在降低钝化层整体的厚度的情况下，有效地发挥钝化的效果，以补偿半导体基板上的晶格缺陷，并提高其转换效率。再者，由于钝化层具有一定的阻抗，且会吸收光线，因此可通过降低钝化层的厚度来减少钝化层所产生的阻抗以及光线损耗，故可以有效提升太阳能电池的转换效率。附图说明图1为本专利技术一实施例的太阳能电池结构的制作方法的步骤流程图；图2至图6为本专利技术一实施例的太阳能电池结构的制作方法示意图，其中图6为本专利技术一实施例的太阳能电池结构的剖面示意图；图7为本专利技术另一实施例的太阳能电池结构的剖面示意图。1,2太阳能电池结构10半导体基板12,22,22示钝化层14,24,24示晶硅层16,26,26示意抗反射层E电极D1第一厚度D2第二厚度L下表面P,P’波峰R1第一曲率半径R2第二曲率半径R3第三曲率半径R4第四曲率半径S1,S2,S3,S4步骤T粗糙表面U上表面V,V2波谷W,WV高低起伏表面Y金字塔结构具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。请参考图1至图6。图1为本专利技术一实施例的太阳能电池结构的制作方法的步骤流程图，图2至图6为本专利技术一实施例的太阳能电池结构的制作方法示意图，其中图6为本专利技术一实施例的太阳能电池结构的剖面示意图。如图1所示，本专利技术提供一种太阳能电池结构的制作方法，包含下列步骤。步骤S1：提供半导体基板10，半导体基板10包括上表面U以及下表面L；步骤S2：对半导体基板10的上表面U进行各向异性蚀刻(anisotropicetching)工艺，以形成粗糙表面(texturedsurface)T；步骤S3：对粗糙表面T进行各向同性蚀刻(isotropicetching)工艺，以形成高低起伏表面W，高低起伏表面W包括多个波峰P以及多个波谷V，其中各波峰P具有第一曲率半径R1，各波谷V具有第二曲率半径R2，且各第一曲率半径R1大于各第二曲率半径R2；以及步骤S4：在高低起伏表面W上形成钝化层12，其中位于波峰P上的钝化层12具有第一厚度D1，且位于波谷V上的钝化层12具有第二厚度D2。具体来说，如图2所示，首先进行步骤S1，提供半导体基板10，其包括上表面U以及下表面L。在本实施例中，半导体基板10的材料可包括硅，举例来说，半导体基板10可包括具有第一导电类型的单晶硅基材、多晶硅基材或非晶硅基材，但不限于此。第一导电类型可例如为n型。接着，如图3所示，进行步骤S2，对半导体基板10的上表面U进行各向异性蚀刻工艺，以在上表面U上形成粗糙表面T。各向异性蚀刻工艺可例如为干式蚀刻，即通过电浆的解离，形成离子与物质表面进行化学反应，或是物理轰击等。粗糙表面T可包含多个金字塔结构Y。举例来说，此步骤S2所形成的金字塔结构Y顶端的曲率半径小于任两相邻金字塔结构Y之间凹槽底部的曲率半径。随后，如图4所示，进行步骤S3，对粗糙表面T进行各向同性蚀刻工艺，以钝化金字塔结构Y顶端的曲率半径，进而形成缓和的高低起伏表面W。因此，半导体基板10的粗糙表面T成为高低起伏表面W，且高低起伏表面W包括多个波峰P以及多个波谷V，其中各波峰P具有第一曲率半径R1，各波谷V具有第二曲率半径R2。在本实施例中，各向同性蚀刻工艺可包括利用氢氟酸(HF)/硝酸(HNO3)混合溶液、氢氟酸(HF)/过氧化氢(H2O2)混合溶液或氢氟酸(HF)/臭氧水(OzonatedWater)混合溶液的其中至少一者进行蚀刻，以改变粗糙表面T的曲率。由于各向同性蚀刻工艺对于金字塔结构Y具有较小的曲率半径的顶端有较大的蚀刻速率，故所形成的高低起伏表面W的各波峰P的第一曲率半径R1可大于各波谷V的第二曲率半径R2，进而钝化金字塔结构Y顶端的曲率半径。举例来说，高低起伏表面W的波峰P与波谷V可分别为圆弧型。在一变化实施例中，各向同性蚀刻工艺可包括依序交替进行一氧化工艺以及一蚀刻工艺至少一次。其中，氧化工艺会氧化含硅的半导体基板10，以在半导体基板10的上表面U形成氧化层，然后蚀刻工艺会移除氧化层，进而改变粗糙表面T的曲率。氧化工艺可包括利用硝酸(HNO3)、过氧化氢(H2O2)、臭氧水(OzonatedWater)或去离子水(DeionizedWater)的其中至少一者对半导体基板10进行氧化，蚀刻工艺可包括利用氢氟酸(HF)对所形成的氧化层进行蚀刻。接着，如图5所示，进行步骤S4，在高低起伏表面W上形成钝化层12，其中位于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池结构，其特征在于，包括：一半导体基板，包括一高低起伏表面，该高低起伏表面包括多个波峰以及多个波谷，其中各该波峰具有一第一曲率半径，各该波谷具有一第二曲率半径，且各该第一曲率半径大于各该第二曲率半径；以及一钝化层，顺应性地覆盖该半导体基板的该高低起伏表面，并与该半导体基板相接触，其中位于该等波峰上的该钝化层具有一第一厚度，且位于该等波谷上的该钝化层具有一第二厚度。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池结构，其特征在于，包括：一半导体基板，包括一高低起伏表面，该高低起伏表面包括多个波峰以及多个波谷，其中各该波峰具有一第一曲率半径，各该波谷具有一第二曲率半径，且各该第一曲率半径大于各该第二曲率半径；以及一钝化层，顺应性地覆盖该半导体基板的该高低起伏表面，并与该半导体基板相接触，其中位于该等波峰上的该钝化层具有一第一厚度，且位于该等波谷上的该钝化层具有一第二厚度。2.如权利要求1所述的太阳能电池结构，其特征在于，该第一厚度与该第二厚度之差值小于该第一厚度的50％。3.如权利要求1所述的太阳能电池结构，其特征在于，该钝化层的该第一厚度与该第二厚度介于1纳米至20纳米之间。4.如权利要求1所述的太阳能电池结构，其特征在于，该半导体基板包括硅，且该钝化层包括非晶硅、微晶硅或多晶硅。5.如权利要求1所述的太阳能电池结构，其特征在于，还包括一晶硅层以及一抗反射层，依序顺应性地覆盖于该钝化层上。6.如权利要求5所述的太阳能电池结构，其特征在于，该抗反射层包括透明导电材料。7.一种太阳能电池结构的制作方法，其特征在于，包括：提供一半导体基板，该半导体基板包括一上表面以及一下表面；对该半导体基板的该上表面进行一各向异性蚀刻工艺，以形成一粗糙表面；对该粗糙表面进行一各向同性蚀刻工艺，以形成一高低起伏表面，该高低起伏表面包括多个波峰以及多个波谷，其中各该波峰具有一第一曲率半径，各该波谷具有一第二曲率半径，且各该第一曲率半径大于各该第二曲率半径；以及于该高低起伏表面上形成一钝化层，其中位于该等波峰上的该钝化层具有一第一厚度，且位于该等波谷上的该...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹逸民，
申请(专利权)人：英属开曼群岛商精曜有限公司，
类型：发明
国别省市：开曼群岛,KY