太阳能电池及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种太阳能电池及其制造方法，其中制造方法包括以下步骤：提供光电转换层。在光电转换层相对的第一表面与第二表面上分别形成透明导电层。在各透明导电层上形成覆盖层。在各覆盖层上形成种子层。在各种子层上形成电极层，其中各覆盖层的厚度介于50至850埃之间，而使得各电极层得以分别通过扩散至覆盖层中的种子层而与对应的透明导电层电性连接。

【技术实现步骤摘要】
太阳能电池及其制造方法
本专利技术是有关于一种光电转换元件及其制造方法，且特别是有关于一种太阳能电池及其制造方法。
技术介绍
在石化能源短缺以及能源需求量与日俱增的情况下，再生能源(Renewableenergy)的开发成为当今非常重要的课题之一。再生能源泛指永续且无污染的天然能源，例如太阳能、风能、水利能、潮汐能或是生物能等，其中，太阳能的利用更是近几年来在能源开发的研究上相当重要且受欢迎的一环。太阳能电池是一种能量转换的光电元件(photovoltaicdevice)，其通过太阳光的照射，将光的能量转换成电能。图1是现有的一种太阳能电池的剖面示意图。请参照图1，太阳能电池100包括光电转换层110、透明导电层120a、120b及电极层130a、130b。电极层130a、130b分别配置于光电转换层110的第一表面S1与第二表面S2上，其中第一表面S1相对于第二表面S2，且透明导电层120a配置于光电转换层110与电极层130a之间，而透明导电层120b配置于光电转换层110与电极层130b之间。一般而言，配置于光电转换层110的受光面(指第一表面S1)上的电极层130a除了要能有效地收集载流子，还要尽量减少电极层130a遮蔽入射光的比例。因此，位于受光面的电极层130a一般会设计成具有特殊图案的结构，例如是从汇流电极(busbar)延伸出多条很细的指状(finger)电极。现有技术中欲形成所述电极图案(指汇流电极与指状电极)，通常是通过网版印刷将银胶(未示出)涂布于透明导电层120a上。此外，需搭配共同烧结制程，以将银胶固化成电极层130a。然而，共同烧结制程属高温制程(超过摄氏700度)，其容易损害太阳能电池100内的膜层，特别是异质结(Hetero-junction)硅基太阳能电池中的非晶硅半导体层。此外，电极层130a中指状电极或汇流电极的宽度也会受限于高温制程，而无法进一步地减缩，进而局限了太阳能电池的光电转换效率。另一方面，倘若降低共同烧结制程的温度，则会影响电极层130a的品质。所以，如何提升太阳能电池的可靠性(也即如何降低电极层的制程对于太阳能电池内的膜层的损害)，并进一步地提升太阳能电池的光电转换效率，实为未来的趋势。
技术实现思路
本专利技术提供一种太阳能电池的制造方法，其可制作出可靠性高且光电转换效率佳的太阳能电池。本专利技术提供一种太阳能电池，其具有高可靠性及良好的光电转换效率。本专利技术的一种太阳能电池的制造方法，包括以下步骤：提供光电转换层。在光电转换层相对的第一表面与第二表面上分别形成透明导电层。在各透明导电层上形成覆盖层。在各覆盖层上形成种子层。在各种子层上形成电极层，其中各覆盖层的厚度介于50至850埃之间，而使得各电极层得以分别通过扩散至覆盖层中的种子层而与对应的透明导电层电性连接。在本专利技术的一实施例中，上述的光电转换层是由P型半导体层及N型半导体层堆叠形成的PN结构，或由P型半导体层、本征层(intrinsiclayer)、N型半导体层堆叠形成的PIN结构。在本专利技术的一实施例中，上述的透明导电层的材料包括金属氧化物。在本专利技术的一实施例中，上述的覆盖层的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、硅铝氧化物或上述至少二种材料的堆叠层。本专利技术的一实施例中，上述的种子层的材料包括银，且形成种子层的方法包括喷洒(spray)、涂布(inject)或网版印刷(screenprinting)。在本专利技术的一实施例中，上述的各种子层为叠层结构，且种子层的材料还包括镍、铜、铝、钴、钛、或上述至少两者的混合物、金属硅化物(如硅化镍、硅化钴、硅化钛等)或上述至少两种材料的堆叠层，而形成种子层的方法还包括无电镀(electroless)、电镀(electroplating)、物理气相沉积(PhysicalVaporDeposition,PVD)或化学气相沉积(ChemicalVaporDeposition,CVD)。在本专利技术的一实施例中，上述的电极层包括第一电极层以及第二电极层。第一电极层覆盖于种子层上，且第二电极层覆盖于第一电极层上。第一电极层的材料包括导电金属(如银、镍、铜、铝、钛、钴或上述至少两者的混合物)及金属硅化物(如硅化镍、硅化钴或硅化钛)，而第二电极层的材料包括锡、银或镍。本专利技术的一种太阳能电池，包括光电转换层、透明导电层、覆盖层、种子层、电极层、另一透明导电层、另一覆盖层、另一种子层以及另一电极层。透明导电层配置于光电转换层的第一表面上。覆盖层配置于透明导电层上，其中覆盖层的厚度介于50至850埃之间。种子层配置于透明导电层上，且种子层与透明导电层电性连接。电极层配置于种子层上。另一透明导电层配置于光电转换层的第二表面上，其中第一表面与第二表面彼此相对。另一覆盖层配置于另一透明导电层上，其中另一覆盖层的厚度介于50至850埃之间。另一种子层配置于另一透明导电层上，且与另一透明导电层电性连接。另一电极层配置于另一种子层上。在本专利技术的一实施例中，上述的光电转换层是由P型半导体层及N型半导体层堆叠形成的PN结构，或由P型半导体层、本征层、N型半导体层堆叠形成的PIN结构。在本专利技术的一实施例中，上述的透明导电层以及另一透明导电层的材料包括金属氧化物。在本专利技术的一实施例中，上述的覆盖层以及另一覆盖层的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、硅铝氧化物或上述至少二种材料的堆叠层。在本专利技术的一实施例中，上述的种子层以及另一种子层的材料包括银。在本专利技术的一实施例中，上述的种子层以及另一种子层分别为叠层结构，且种子层以及另一种子层的材料还包括银以外的导电金属(如镍、铜、铝、钴、钛或上述至少两者的混合物)及金属硅化物(如硅化镍、硅化钴、硅化钛)或上述至少两种材料的堆叠层。在本专利技术的一实施例中，上述的电极层包括第一电极层以及第二电极层。第一电极层覆盖于种子层上，且第二电极层覆盖于第一电极层上。第一电极层的材料包括银、镍、铜、铝、钴、钛或上述至少两者的混合物、金属硅化物(如硅化镍、硅化钴或硅化钛)，而第二电极层的材料包括锡、银或镍。基于上述，本专利技术在透明导电层上形成覆盖层及种子层，藉以使电极层的材料选择性地成长于种子层上。如此，本专利技术可通过种子层的图案设计去调变电极图案(指电极层的汇流电极与指状电极)，而可以不用通过网版印刷及共同烧结制程去形成电极图案。因此，可避免因共同烧结制程而对太阳能电池造成损害，进而使太阳能电池具有高可靠性。此外，本专利技术可通过种子层的设置，增加电极层与透明导电层的附着力(adhesion)，并降低电极层与透明导电层的接触阻值，进而使太阳能电池具有良好的光电转换效率。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。附图说明图1是现有的一种太阳能电池的剖面示意图；图2A至图2F是本专利技术一实施例的一种太阳能电池的制作流程的剖面示意图。附图标记说明：100、200：太阳能电池；110、210：光电转换层；120a、120b、220A、220B：透明导电层；130a、130b、250A、250B：电极层；212：硅基材；214A、214B：钝化层；216A：第一型半导体层；216B：第二型半导体层；230A、230B：覆盖层；240A、240B：种子层；242、246本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池的制造方法，其特征在于，包括：提供一光电转换层；在该光电转换层相对的一第一表面与一第二表面上分别形成一透明导电层；在各该透明导电层上形成一覆盖层；在各该覆盖层上形成一种子层；以及在各该种子层上形成一电极层，其中各该覆盖层的厚度介于50至850埃之间，而使得各该电极层分别通过扩散至该覆盖层中的该种子层而与对应的该透明导电层电性连接。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池的制造方法，其特征在于，包括：提供一光电转换层；在该光电转换层相对的一第一表面与一第二表面上分别形成一透明导电层；在各该透明导电层上形成一覆盖层，各该覆盖层的材料是选自于由氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、硅铝氧化物所组成的群组的其中一种或上述至少二种材料的堆叠层；在各该覆盖层上形成一种子层；以及在各该种子层上形成一电极层，其中各该覆盖层的厚度介于50至850埃之间，而使得各该电极层分别通过扩散至该覆盖层中的该种子层而与对应的该透明导电层电性连接。2.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，该光电转换层是由P型半导体层及N型半导体层堆叠形成的PN结构，或由P型半导体层、本征层、N型半导体层堆叠形成的PIN结构。3.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，该透明导电层的材料包括金属氧化物。4.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，该覆盖层的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、硅铝氧化物或上述至少二种材料的堆叠层。5.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，该种子层的材料包括银，且形成该种子层的方法包括喷洒、喷射或网版印刷。6.根据权利要求5所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，各该种子层为一叠层结构，且该种子层的材料还包括镍、铝、钴、钛、或上述至少两者的混合物，或者该种子层的材料还包括硅化镍、硅化钴、硅化钛或上述至少两种材料的堆叠层，且形成该种子层的方法还包括无电镀、电镀、物理气相沉积或化学气相沉积。7.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，该电极层包括一第一电极层以及一第二电极层，该第一电极层覆盖于该种子层上，且该第二电极层覆盖于该第一电极层上，该第一电极层的材料包括银、镍、铜、铝、钛、钴或上述至少两者的混合物、硅化镍、硅化钴或硅化钛，而该第二电极层的材料包括锡、银或镍。8.一种太阳能电池，其特征在于，包括：一光电转换层；一透明导电层，配置于该光电转换层的一第一表面上；一覆盖层，配置于该...

【专利技术属性】
技术研发人员：高武羣，程立伟，蒋天福，
申请(专利权)人：联景光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71