太阳能电池及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种太阳能电池及其制造方法，该太阳能电池包括一半导体基底、一第一掺杂半导体层、一绝缘层、一第二掺杂半导体层以及一第一电极层。半导体基底具有第一掺杂型式。第一掺杂半导体层设置于半导体基底上，且第一掺杂半导体层包含一掺杂接触区。绝缘层设置于第一掺杂半导体层上且暴露出掺杂接触区。第二掺杂半导体层设置于绝缘层与掺杂接触区上。第一掺杂半导体层、掺杂接触区与第二掺杂半导体层具有第二掺杂型式，且第二掺杂半导体层的掺杂浓度实质上介于掺杂接触区的掺杂浓度与第一掺杂半导体层的掺杂浓度之间。第一电极层对应于掺杂接触区。本发明专利技术的太阳能电池及其制作方法，可提升太阳能电池的光电转换效率。

Solar cell and manufacturing method thereof

The invention discloses a solar battery and its manufacturing method, the solar cell includes a semiconductor substrate, a first semiconductor layer, an insulating layer, a second doped semiconductor layer and a first electrode layer. The semiconductor substrate has a first doped mode. The first doped semiconductor layer is disposed on the semiconductor substrate, and the first doped semiconductor layer contains a doped contact area. An insulating layer is disposed on the first doped semiconductor layer and exposes the doped contact area. The second doped semiconductor layer is disposed on the insulating layer and the doped contact area. The first doped semiconductor layer, doped contact region and a second doped semiconductor layer has a second doping type and doping concentration between second doped semiconductor layer doping concentration substantially between doped contact region and doping concentration of the first semiconductor layer. The first electrode layer corresponds to the doped contact area. The solar cell of the invention and the manufacturing method thereof can improve the photoelectric conversion efficiency of the solar cell.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，尤其涉及一种具有高光电转换效率及对于短波长可见光具备高吸收率的。
技术介绍
现今人类使用的能源主要来自于石油资源，但由于地球石油资源有限，因此近年来对于替代能源的需求与日俱增，而在各式替代能源中又以太阳能最具发展潜力。然而现有太阳能电池受限于对于短波长可见光的吸收率不佳、接口缺陷 (interface trap density,Dit)过多与接触电阻过大的因素，而使得光电转换效率无法进一步提升，严重影响了太阳能电池的发展。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种，已提升太阳能电池的光电转换效率。本专利技术的一较佳实施例提供一种太阳能电池，包括一半导体基底、一第一掺杂半导体层、一绝缘层、一第二掺杂半导体层以及一第一电极层。半导体基底具有一第一表面与一第二表面，且半导体基底具有一第一掺杂型式。第一掺杂半导体层设置于半导体基底的第一表面，其中第一掺杂半导体层包含至少一掺杂接触区，第一掺杂半导体层与掺杂接触区具有一与第一掺杂型式相反的第二掺杂型式，且掺杂接触区的一掺杂浓度实质上高于第一杂半导体层的一掺杂浓度。绝缘层设置于第一掺杂半导体层上，其中绝缘层具有至少一开口，暴露出掺杂接触区。第二掺杂半导体层设置于绝缘层与掺杂接触区上，其中第二掺杂半导体层具有第二掺杂型式，第二掺杂半导体层的一掺杂浓度实质上介于掺杂接触区的掺杂浓度与第一掺杂半导体层的掺杂浓度之间。第一电极层设置于第二掺杂半导体层上，且第一电极层对应于掺杂接触区。其中，该第一掺杂半导体层的材料与该掺杂接触区的材料包括结晶硅。其中，该第二掺杂半导体层包括一第一区域与一第二区域，该第一区域对应于该第一掺杂半导体层的该掺杂接触区，该第二区域对应于该绝缘层，且该第一区域内的该第二掺杂半导体层与该第二区域内的该第二掺杂半导体层具有不同的晶粒尺寸。其中，该第二掺杂半导体层包括一第一区域与一第二区域，该第一区域对应于该第一掺杂半导体层的该掺杂接触区，该第二区域对应于该绝缘层，且该第一区域内的该第二掺杂半导体层与该第二区域内的该第二掺杂半导体层具有不同的晶格型态。其中，该第二掺杂半导体层对于波长介于400纳米至700纳米的可见光的吸收率介于20%至100%之间。其中，另包括一保护层，设置于该第二掺杂半导体层与该第一电极层之间。其中，该保护层具有至少一开口暴露出该第一电极层。其中，另包括一第二电极层，设置于该半导体基底的该第二表面。本专利技术的另一较佳实施例提供一种制作太阳能电池的方法，包括下列步骤。提供一具有一第一掺杂型式的半导体基底。于半导体基底的一第一表面形成一第一掺杂半导体层，且第一掺杂半导体层具有一与第一掺杂型式相反的第二掺杂型式。于第一掺杂半导体层上形成一绝缘层，且绝缘层具有至少一开口部分暴露出第一掺杂半导体层。于绝缘层及绝缘层的开口暴露出的第一掺杂半导体层上形成一第二掺杂半导体层，其中第二掺杂半导体层具有第二掺杂型式，且第二掺杂半导体层的一掺杂浓度高于第一掺杂半导体层的一掺杂浓度。进行一退火工艺，将第二掺杂半导体层的掺质向下扩散以于绝缘层的开口暴露出的第一掺杂半导体层内形成至少一掺杂接触区，其中掺杂接触区具有第二掺杂型式，掺杂接触区的一掺杂浓度实质上高于第一掺杂半导体层的一掺杂浓度以及掺杂接触区的掺杂浓度实质上高于第二掺杂半导体层的掺杂浓度。于第二掺杂半导体层上形成一对应于掺杂接触区的第一电极层。其中，该第一掺杂半导体层的材料与该掺杂接触区的材料包括结晶硅。其中，于进行该退火工艺之前，该第二掺杂半导体层的材料包括非晶硅。其中，于进行该退火工艺之后，该第二掺杂半导体层形成一第一区域与一第二区域，该第一区域对应于该第一掺杂半导体层的该掺杂接触区，该第二区域对应于该绝缘层， 且该第一区域内的该第二掺杂半导体层与该第二区域内的该第二掺杂半导体层具有不同的晶粒尺寸。其中，于进行该退火工艺之后，该第二掺杂半导体层形成一第一区域与一第二区域，该第一区域对应于该第一掺杂半导体层的该掺杂接触区，该第二区域对应于该绝缘层， 且该第一区域内的该第二掺杂半导体层与该第二区域内的该第二掺杂半导体层具有不同的晶格型态。其中，该第二掺杂半导体层对于波长介于400内米至700内米的可见光的吸收率介于20%至100%之间。其中，另包括于该第二掺杂半导体层及该第一电极之间形成一保护层。其中，该保护层具有至少一开口暴露出该第一电极层。其中，另包括于该半导体基底的一第二表面形成一第二电极层。本专利技术的，可提升太阳能电池的光电转换效率。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。附图说明图1绘示了本专利技术的第一较佳实施例的太阳能电池的示意图。图2绘示了本专利技术的第二较佳实施例的太阳能电池的示意图。图3绘示了本专利技术的第三较佳实施例的太阳能电池的示意图。图4至图8绘示了本专利技术的一较佳实施例的制作太阳能电池的方法示意图。图9绘示了太阳光的频谱以及结晶硅与非晶硅的吸收率与波长的关系图。其中，附图标记10 太阳能电池12 半导体基底121 第一表面122 第二表面14 第一掺杂半导体层 16 绝缘层181 第一区域20:第一电极层24:第二电极层28 保护层 16A:开口18 第二掺杂半导体层 182 第二区域22 掺杂接触区26 背面表面电场结构 28A 开口 40 太阳能电池50 太阳能电池具体实施例方式为使本领域技术人员能更进一步了解本专利技术，下文特列举本专利技术的较佳实施例， 并配合所附图式，详细说明本专利技术的构成内容及所欲达成的功效。请参考图1。图1绘示了本专利技术的第一较佳实施例的太阳能电池的示意图。如图 1所示，本实施例的太阳能电池10包括一半导体基底12、一第一掺杂半导体层14、一绝缘层 16、一第二掺杂半导体层18，以及一第一电极层20。半导体基底12具有一第一表面121与一第二表面122，且半导体基底12具有一第一掺杂型式。半导体基底12可为一结晶硅基底， 例如一单晶硅基底或一多晶硅基底，但不以此为限。第一掺杂半导体层14设置于半导体基底12的第一表面121，且第一掺杂半导体层14包含至少一掺杂接触区22。第一掺杂半导体层14与掺杂接触区22与半导体基底12具有相同的结晶型态，换言之，其材料也为结晶硅，例如单晶硅或多晶硅。第一掺杂半导体层14与掺杂接触区22具有一与第一掺杂型式相反的第二掺杂型式，借此半导体基底12与第一掺杂半导体层14可形成一 PN接面而产生空乏区。掺杂接触区22的掺杂浓度实质上高于第一杂半导体层14的掺杂浓度。在本实施例中，第一掺杂型式可为例如P型掺杂型式，而第二掺杂型式可为N型掺杂型式，但不以此为限。例如第一掺杂型式也可为例如N型掺杂型式，而第二掺杂型式可为P型掺杂型式。绝缘层16设置于第一掺杂半导体层14上，且绝缘层16具有至少一开口 16A暴露出掺杂接触区22。绝缘层16具有保护作用，可抑制位于绝缘层16下方的第一掺杂半导体层14与半导体基底12之间产生缺陷，进而减少电子-空穴对的复合。绝缘层16可为单层或多层结构， 且其材料可选择性地包括至少一种材料，例如无机材料(例如一氮化硅层、氧化硅、氮氧化硅、金属氧化物、或其它合适的材料)、有机材料(例如聚亚酰胺类(polyimide ；PI)、聚丙烯酸脂类(Poly-methacrylat本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种太阳能电池，其特征在于，包括：一半导体基底，具有一第一表面与一第二表面，其中该半导体基底具有一第一掺杂型式；一第一掺杂半导体层，设置于该半导体基底的该第一表面，其中该第一掺杂半导体层包含至少一掺杂接触区，该第一掺杂半导体层与该掺杂接触区具有一与该第一掺杂型式相反的第二掺杂型式，且该掺杂接触区的一掺杂浓度高于该第一杂半导体层的一掺杂浓度；一绝缘层，设置于该第一掺杂半导体层上，其中该绝缘层具有至少一开口，暴露出该掺杂接触区；一第二掺杂半导体层，设置于该绝缘层与该掺杂接触区上，其中该第二掺杂半导体层具有该第二掺杂型式，该第二掺杂半导体层的一掺杂浓度介于该掺杂接触区的该掺杂浓度与该第一掺杂半导体层的该掺杂浓度之间；以及一第一电极层，设置于该第二掺杂半导体层上，且该第一电极层对应于该掺杂接触区。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：胡雁程，李欣峯，吴振诚，
申请(专利权)人：友达光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71