專利名稱：太陽能電池及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種太陽能電池及其制作方法，尤指一種具有選擇性射極(selectiveemitter)的交指背電極太陽能電池(interdigitated back electrode solar cell, IBCsolar cell)及其制作方法。
背景技術(shù)：
太陽能電池是一種可將太陽光能轉(zhuǎn)換成電能的光電轉(zhuǎn)換組件，在石油資源面臨枯竭的今日，可望成為最具發(fā)展?jié)摿Φ奶娲茉础Ｈ欢?，目前太陽能技術(shù)仍受限于高制作成本、工藝復(fù)雜與光電轉(zhuǎn)換效率不佳等問題，因此太陽能的發(fā)展仍待進一步的突破
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種太陽能電池及其制作方法，以提升光電轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明的一較佳實施例提供一種制作太陽能電池的方法，包括下列步驟。提供一基底，其中基底具有一第一表面與一第二表面，且第一表面相對于第二表面。形成一第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)于基底的第二表面上并暴露出基板的部份第二表面，以形成至少一第一遮蔽區(qū)與至少一第一暴露區(qū)。第一暴露區(qū)具有一第一尺寸。第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)包括相互堆棧的一第一介電層、一第一摻雜層與一第二介電層，第一摻雜層包括多個具有一第一摻雜類型的第一摻質(zhì)，第一摻雜層設(shè)置于第一介電層與第二介電層之間，第一介電層具有一缺口，且第一摻雜層經(jīng)由缺口與基底的第二表面接觸。形成且覆蓋一第二摻雜層于第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)與基底的第二表面上。第二摻雜層接觸第一暴露區(qū)所暴露出的第二表面，第二摻雜層包括多個具有一第二摻雜類型的第二摻質(zhì)，且第一摻雜類型相反于第二摻雜類型。進行一擴散工藝，將第一摻雜層的第一摻質(zhì)驅(qū)入基底的第二表面內(nèi)以于第一遮蔽區(qū)中形成一第一輕摻雜區(qū)與一第一重?fù)诫s區(qū)，以及將第二摻雜層的第二摻質(zhì)驅(qū)入基底的第二表面內(nèi)以于至少一部份第一暴露區(qū)中形成一第二重?fù)诫s區(qū)。移除部分的第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)以形成暴露出第一重?fù)诫s區(qū)的一第一接觸洞，以及移除部分的第二摻雜層以形成暴露出第二重?fù)诫s區(qū)的一第二接觸洞。于第一接觸洞內(nèi)形成一與第一重?fù)诫s區(qū)電性連接的第一電極，以及于第二接觸洞內(nèi)形成一與第二重?fù)诫s區(qū)電性連接的第二電極。其中，該第一輕摻雜區(qū)的一片電阻大體上大于80 Q / 口，該第一重?fù)诫s區(qū)的一片電阻大體上小于50 Q / □,且該第二重?fù)诫s區(qū)大體上小于50 Q / □。其中，另包括進行一粗糙化工藝，使該基底的該第一表面形成一粗糙化表面。其中，另包括于該基底的該第一表面形成一抗反射層。其中，該基底具有該第二摻雜類型或第一摻雜類型。其中，該第一介電層的厚度介于I納米至20納米之間，且該第二介電層的厚度大于100納米。其中，另包括于進行該擴散工藝之前，先于該第二摻雜層上形成一第三介電層。
其中，該第三介電層的厚度大于100納米。其中，另包括于形成該第二摻雜層之前，先形成一第四介電層于該第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)以及該基底的該第二表面上，其中該第四介電層包覆該第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)并遮蔽部份該第一暴露區(qū)以形成至少一第二遮蔽區(qū)及具有一第二尺寸的至少一第二暴露區(qū)，該第二摻雜層系接觸該第二暴露區(qū)所暴露出的該基板的該第二表面，且該第二尺寸小于該第一尺寸。其中，更包括進行該擴散工藝將該第二摻雜層的該等第二摻質(zhì)驅(qū)入該基底的該第二表面內(nèi)以于該第二遮蔽區(qū)內(nèi)形成一第二輕摻雜區(qū)，以及于該第二暴露區(qū)內(nèi)形成該第一重慘雜區(qū)。其中，該第四介電層的厚度介于I納米至20納米之間。其中，該第二輕摻雜區(qū)的一片電阻大于80Q/ 口。本發(fā)明的另一較佳實施例提供一種太陽能電池，包括一基底、一第一輕摻雜區(qū)、一 第一重?fù)诫s區(qū)、一第二重?fù)诫s區(qū)、一第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)、一第二摻雜層、一第一電極以及一第二電極?；拙哂幸坏谝槐砻媾c一第二表面，其中第一表面相對于第二表面，且第一表面系為一入光面。第一輕摻雜區(qū)位于基底內(nèi)并鄰近第二表面。第一重?fù)诫s區(qū)位于基底內(nèi)并鄰近第二表面，其中第一輕摻雜區(qū)與第一重?fù)诫s區(qū)具有一第一摻雜類型。第二重?fù)诫s區(qū)位于基底內(nèi)并鄰近第二表面，其中第二重?fù)诫s區(qū)具有一第二摻雜類型，且第一摻雜類型相反于第二摻雜類型。第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)設(shè)置于基底的第二表面且對應(yīng)于第一輕摻雜區(qū)并暴露出第一重?fù)诫s區(qū)與第二重?fù)诫s區(qū)，其中第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)包括相互堆棧的一第一介電層、一第一摻雜層與一第二介電層。第二摻雜層位于第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)與基底的第二表面上，其中第二摻雜層暴露出部份第一重?fù)诫s區(qū)以及部分的第二重?fù)诫s區(qū)。第一電極與第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)與第二摻雜層所暴露出的第一重?fù)诫s區(qū)電性連接。第二電極與第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)與第二摻雜層所暴露出的第二重?fù)诫s區(qū)電性連接。其中，該第一輕摻雜區(qū)的一片電阻大于80 Q / 口，該第一重?fù)诫s區(qū)的一片電阻小于50 Q / □,且該第二重?fù)诫s區(qū)小于50 Q / □。其中，該基底具有該第二摻雜類型或該第一摻雜類型。其中，該基底的該第一表面具有一粗糙化表面。其中，另包括一抗反射層，設(shè)置于該基底的該第一表面。其中，該第一介電層的厚度介于I納米至20納米之間，且該第二介電層的厚度大于100納米。其中，另包括一第三介電層，設(shè)置于該第二摻雜層上。其中，該第三介電層的厚度大于100納米。其中，另包括一第二輕摻雜區(qū)，位于該基底內(nèi)并鄰近該第二表面，其中該第二輕摻雜區(qū)具有該第二摻雜類型；以及一第四介電層，包覆該第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)并覆蓋該第二輕摻雜區(qū)。其中，該第四介電層的厚度介于I納米至20納米之間。其中，該第二輕摻雜區(qū)的一片電阻大于80 Q / 口。本發(fā)明的太陽能電池為具有選擇性射極結(jié)構(gòu)的交指背電極太陽能電池，其中電極與基底的重?fù)诫s區(qū)接觸，因此具有較低的接觸電阻，而未與電極接觸的輕摻雜區(qū)具有較低的飽和電流，因此可減少電子-空穴對的復(fù)合，同時并可增加對于紅外線的吸收，而可增加光電轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明的較佳實施例的太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率跟傳統(tǒng)的太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率比較后，大體上可再多提升0. 590). 6%。以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限定。


圖I至圖7繪示了 本發(fā)明的一第一較佳實施例的制作太陽能電池的方法示意圖。圖8至圖11繪示了本發(fā)明的一第二較佳實施例的制作太陽能電池的方法示意圖。圖12繪示了本發(fā)明的一比較實施例的太陽能電池的示意圖。其中，附圖標(biāo)記10 :基底101 ■ 第一表面102 :第二表面 12 :第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)121 :第一介電層 121A:缺口122:第一摻雜層 123:第二介電層12S :第一遮蔽區(qū) 12E ■ 第一暴露區(qū)14:第二摻雜層 16:第三介電層18L :第一輕摻雜區(qū)18H :第一重?fù)诫s區(qū)20H :第二重?fù)诫s區(qū)22 :抗反射層241 :第一接觸洞 242 :第二接觸洞261 :第一電極262 :第二電極30:太陽能電池 15:第四介電層12S’ 第二遮蔽區(qū)12E’ 第二暴露區(qū)20L:第二輕摻雜區(qū)40:太陽能電池50:太陽能電池
具體實施例方式為使本領(lǐng)域技術(shù)人員能更進一步了解本發(fā)明，下文特列舉本發(fā)明的較佳實施例，并配合所附圖式，詳細(xì)說明本發(fā)明的構(gòu)成內(nèi)容及所欲達(dá)成的功效。在文中使用例如”第一”與”第二”等敘述，僅用以區(qū)別不同的元件，并不對其產(chǎn)生順序有所限制。請參考圖I至圖7。圖I至圖7繪示了本發(fā)明的一第一較佳實施例的制作太陽能電池的方法示意圖。如圖I所示，首先提供一基底10?；?0可包括一硅基底例如單晶硅基底或多晶硅基底等等，且基底10的厚度例如約為50微米至300微米之間，但不以此為限?；?0可為其它各種類型的半導(dǎo)體基底。基底10具有一第一表面101與一第二表面102,其中第一表面101與第二表面102彼此相對,且第一表面101為入光面。隨后，可對基底10進行一切割損傷移除(saw damage remove, SDR)工藝,例如利用酸性溶液或堿性溶液清洗基底10，以去除切割對基底10造成的細(xì)微損傷。接著，形成一第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)12于基底10的第二表面102上并暴露出基板10的部分第二表面102，如圖7所示。在本實施例中，形成第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)12的方法如圖2至圖4所揭示的方法所示，但不以此為限。如圖2所示，首先，形成一第一介電層121于基底10的第二表面102上,并圖案化第一介電層121以使第一介電層121具有一缺口 121A,暴露出基板10的部分第二表面102。第一介電層121可為單層或多層結(jié)構(gòu)，且其材料可包括氧化硅、氮氧化硅、或氮化硅，但亦可為例如氧化鋁或其它有機或無機介電材料。另外，第一介電層121的厚度例如大體上可介于I納米至20納米之間，但不以此為限。第一介電層121可利用一化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝，例如一常壓化學(xué)氣相沉積(APCVD)工藝加以制作，并利用例如一蝕刻工藝進行圖案化，但不以此為限。第一介電層121亦可利用例如物理氣相沉積工藝、旋轉(zhuǎn)涂布工藝、噴墨印刷程制、網(wǎng)版印刷工藝等加以制作。如圖3所不，隨后，形成一第一摻雜層122于第一介電層121上及其所暴露出的基底10的第二表面102上，其中第一摻雜層122經(jīng)由第一介電層121的缺口 121A與基底10的第二表面102接觸。也就是說，第一摻雜層122除了會接觸缺口 121A中的第二表面102外，也會包覆住第一介電層121。第一摻雜層122包括多個具有一第一摻雜類型的第一摻質(zhì)(dopantor implant or diffuser)。例如在本實施例中，第一摻雜類型為p型，第一摻雜層122為 硼娃玻璃(BSG),且第一摻質(zhì)為硼,但不以此為限。接著,形成一第二介電層123于第一摻雜層122上。也就是說,第二介電層123覆蓋于第一摻雜層122上。第二介電層123的厚度例如大體上系大于100納米，但不以此為限。第二介電層123可為單層或多層結(jié)構(gòu)，且其材料包括氧化硅、氮氧化硅或氮化硅，但也可為例如氧化鋁或其它有機或無機介電材料。第二介電層123可利用一化學(xué)氣相沉積工藝,例如一常壓化學(xué)氣相沉積工藝加以制作,但不以此為限，例如物理氣相沉積工藝、旋轉(zhuǎn)涂布工藝、噴墨印刷工藝、網(wǎng)版印刷工藝等。如圖4，對第二介電層123、第一摻雜層122與第一介電層121進行圖案化,移除部分的第二介電層123、第一摻雜層122與第一介電層121以形成第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)12。圖案化第二介電層123、第一摻雜層122與第一介電層121的步驟可利用一蝕刻工藝加以實現(xiàn)，但不以此為限。于其它實施例中，圖案化第二介電層123、第一摻雜層122與第一介電層121的步驟皆可用網(wǎng)版印刷方式或噴墨方法形成，而不需要曝光顯影的步驟。第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)12暴露出基板10的部份第二表面102并覆蓋基板10的部份第二表面102，其中被第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)12的第二表面102形成至少一第一遮蔽區(qū)12S,而被第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)12所暴露出的第二表面102形成至少一第一暴露區(qū)12E，且第一暴露區(qū)12E具有一第一尺寸。必需說明的是，缺口 121A實質(zhì)上是位于第一遮蔽區(qū)12S內(nèi)。如圖5所示，形成且覆蓋一第二摻雜層14于第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)12與基底10的第二表面102上，其中第二摻雜層14接觸第一暴露區(qū)12E所暴露出的第二表面102。第二摻雜層14包括多個具有一第二摻雜類型的第二摻質(zhì)，且第一摻雜類型相反于第二摻雜類型。例如在本實施例中，第二摻雜類型為n型，第二摻雜層14為磷硅玻璃(PSG)，且第二摻質(zhì)為磷，但不以此為限。另外，可選擇性地于第二摻雜層14上形成一第三介電層16。第三介電層16可為單層或多層結(jié)構(gòu)，且其材料包括氧化硅、氮氧化硅、或氮化硅，但也可為例如氧化鋁或其它有機或無機介電材料。另外，第三介電層16的厚度例如大體上大于100納米，但不以此為限。第三介電層16可利用一化學(xué)氣相沉積工藝，例如一常壓化學(xué)氣相沉積工藝加以制作，但也可為其它適合的工藝加以制作，例如物理氣相沉積工藝、旋轉(zhuǎn)涂布工藝、噴墨印刷程制、網(wǎng)版印刷工藝等。第三介電層16用以為提供太陽能電池良好的絕緣性，避免太陽能電池因正負(fù)極的漏電流造成其效能表現(xiàn)不佳。因此，第三介電層16的材料、工藝與厚度的選擇應(yīng)以其絕緣效果作為主要考慮的一。此外，進行一粗糙化工藝，使基底10的第一表面101形成一粗糙化(textured)表面，以增加入光量。如圖6所不，隨后進行一擴散工藝，將第一摻雜層122的第一摻質(zhì)驅(qū)入基底10的第二表面102內(nèi)以于第一遮蔽區(qū)12S中形成具有第一摻雜類型的一第一輕摻雜區(qū)18L與一第一重?fù)诫s區(qū)18H，以及將第二摻雜層14的第二摻質(zhì)驅(qū)入基底10的第二表面102內(nèi)以于至少一部份的第一暴露區(qū)12E中形成具有第二摻雜類型的一第二重?fù)诫s區(qū)20H。這邊所說的擴散工藝是指基底10位于高溫環(huán)境中，將上述結(jié)構(gòu)中的第一摻質(zhì)及第二摻質(zhì)分別擴散進入基底10中所預(yù)定的區(qū)域。因此，此種擴散工藝又可稱為回火或退火工藝(temperingor annealing)。第一介電層121可減緩擴散速度而具有擴散阻障的作用，因此在擴散工藝中，對應(yīng)于第一介電層121的缺口 121A的基底10會形成第一重?fù)诫s區(qū)18H。也就是說,在擴散工藝中，較多的第一摻質(zhì)會進入沒有被第一介電層121所覆蓋的基底10內(nèi)，因而形成摻雜濃度較高的第一重?fù)诫s區(qū)18H。此外，在第一介電層121的擴散阻障效應(yīng)下，較少的第一摻質(zhì)會進入被第一介電層121所覆蓋的基底10內(nèi)，因而形成摻雜濃度較低的第一輕摻 雜區(qū)18L。舉例而言，在擴散工藝之后，第一重?fù)诫s區(qū)18H的表面摻雜濃度大體上較佳介于1019atom/cm3 1021atom/cm3之間，而第一輕摻雜區(qū)18L的表面摻雜濃度大體上較佳介于1018atom/cm3 1019atom/cm3之間，但不以此為限。第一重?fù)诫s區(qū)18H的片電阻或稱為方塊電阻(sheet resistance)大體上需小于50 Q/ □,而第一輕摻雜區(qū)18L的片電阻大體上需大于80Q/□,但不以此為限。在本實施例中，第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)12的第一介電層121的主要作用在于控制第一重?fù)诫s區(qū)18H的片電阻與第一輕摻雜區(qū)18L的片電阻，因此可選擇適當(dāng)?shù)牟牧吓c工藝制作第一介電層121，并調(diào)整第一介電層121的厚度，以確保于擴散工藝后第一重?fù)诫s區(qū)18H與第一輕摻雜區(qū)18L會具有預(yù)定的片電阻。另一方面，第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)12也具有擴散阻障的作用，因此在擴散工藝中，對應(yīng)于未被第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)12覆蓋的第一暴露區(qū)12E的基底10內(nèi)會形成第二重?fù)诫s區(qū)20H。也就是說，在擴散工藝中，第二摻質(zhì)會進入沒有被第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)12覆蓋的第一暴露區(qū)12E的基底10內(nèi)，因而形成摻雜濃度較高的第二重?fù)诫s區(qū)20H。第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)12的第二介電層123系用以避免第一摻雜層122與第二摻雜層14產(chǎn)生互相摻雜，因此在材料、工藝與厚度的選擇上應(yīng)以可達(dá)到避免第一摻雜層122與第二摻雜層14產(chǎn)生互相摻雜的效果作為考慮。藉由第二介電層123的設(shè)置，在擴散工藝中，不會有第二摻質(zhì)或是僅有數(shù)量/濃度可被忽略的第二摻質(zhì)會進入被第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)12所覆蓋的第一遮蔽區(qū)12S，也就是說，第二摻質(zhì)盡可能的不會進入第一重?fù)诫s區(qū)18H與第一輕摻雜區(qū)18L內(nèi)，因此第一重?fù)诫s區(qū)18H與第一輕摻雜區(qū)18L的摻雜濃度比較不會受到第二摻質(zhì)的影響而改變。舉例而言，在擴散工藝之后，第二重?fù)诫s區(qū)20H的表面摻雜濃度大體上較佳介于1019atom/cm3 1021atom/cm3之間，且第二重?fù)诫s區(qū)20H的片電阻大體上需小于50 Q / 口，但不以此為限。在本實施例中,第一輕摻雜區(qū)18L與第一重?fù)诫s區(qū)18H具有第一摻雜類型,第二重?fù)诫s區(qū)20H具有第二摻雜類型?；?0則可視太陽能電池的設(shè)計而為第一摻雜類型或第二摻雜類型。由上述可知，本實施例的制作太陽能電池的方法僅利用單一擴散工藝即可同時形成具有第一摻雜類型的第一輕摻雜區(qū)18L與第一重?fù)诫s區(qū)18H，以及具有第二摻雜類型的第二重?fù)诫s區(qū)20H。另外，于基底10的第一表面101形成一抗反射層22。在本實施例中，抗反射層22系以共形(conformal)方式形成于基板10的第一表面101上，因此抗反射層22也具有粗糙化表面?？狗瓷鋵?2可增加太陽能電池的入光量。抗反射層22可為單層或多層結(jié)構(gòu)，且其材料可為例如氮化硅、氧化硅、或氮氧化硅、或其它合適的材料，并可利用例如一電漿增強化學(xué)氣相沉積(PECVD)工藝形成，但不以此為限。如圖7所示，接著移除部分的第三介電層16與部分的第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)12以形成暴露出第一重?fù)诫s區(qū)18H的一第一接觸洞241，以及移除部分的第三介電層16與部分的第二摻雜層14以形成暴露出第二重?fù)诫s區(qū)20H的一第二接觸洞242。隨后，于第一接觸洞241內(nèi)形成與第一重?fù)诫s區(qū)18H電性連接的一第一電極(例如陽極)261，以及于第二接觸洞242內(nèi)形成與第二重?fù)诫s區(qū)20H電性連接的一第二電極(例如陰極)262，即制作出本實施例的太陽能電池30。第一電極261與第一重?fù)诫s區(qū)18H會形成選擇性射極結(jié)構(gòu)，而第二電極262與第二重?fù)诫s區(qū)20H也會形成選擇性射極結(jié)構(gòu)。第一電極261與第二電極262的材料可為例如金屬或合金，或其它適合的導(dǎo)電材料。本發(fā)明的太陽能電池及其制作方法并不以上述實施例為限。下文將依序介紹本發(fā) 明的其它較佳實施例的太陽能電池及其制作方法，且為了便于比較各實施例的相異處并簡化說明，在下文的各實施例中使用相同的符號標(biāo)注相同的組件，且主要針對各實施例的相異處進行說明，而不再對重復(fù)部分進行贅述。請參考圖8至圖11，并一并參考圖I至圖4。圖8至圖11繪示了本發(fā)明的一第二較佳實施例的制作太陽能電池的方法示意圖。本實施例的制作太陽能電池的方法系接續(xù)圖4的方法后進行。如圖8所示，于形成第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)12之后，形成一第四介電層15于第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)12以及基底10的第二表面102上，并圖案化第四介電層15以使得第四介電層15包覆第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)12并遮蔽部份的第一暴露區(qū)12E以形成至少一第二遮蔽區(qū)12S’及至少一第二暴露區(qū)12E’。第二暴露區(qū)12E’具有一第二尺寸，且第二暴露區(qū)12E’的第二尺寸實質(zhì)上小于第一暴露區(qū)12E的第一尺寸。也就是說，第二暴露區(qū)12E’系位于第一暴露區(qū)12E的內(nèi)。第四介電層15可為單層或多層結(jié)構(gòu)，且其材料包括氧化硅、氮氧化硅或氮化硅，但也可為例如氧化鋁或其它有機或無機介電材料。第二介電層123的厚度例如大體上系大于100納米，第四介電層15的厚度例如大體上可介于I納米至20納米之間，但不以此為限。第四介電層15可利用一化學(xué)氣相沉積工藝，例如一常壓化學(xué)氣相沉積工藝加以制作，但也可為其它適合的工藝加以制作，例如物理氣相沉積工藝、旋轉(zhuǎn)涂布工藝、噴墨印刷程制、網(wǎng)版印刷工藝等。如圖9所示，形成且覆蓋第二摻雜層14于第四介電層15與基底10的第二表面102上，其中第二摻雜層14接觸第二暴露區(qū)12E’所暴露出的基板10的第二表面102。接著，于第二摻雜層14上形成一第三介電層16。此外,進行一粗糙化工藝,使基底10的第一表面101形成一粗糙化表面，以增加入光量。如圖10所不，隨后進行一擴散工藝，將第一摻雜層122的第一摻質(zhì)驅(qū)入基底10的第二表面102內(nèi)以于第一遮蔽區(qū)12S中形成至少二個第一輕摻雜區(qū)18L與至少一個第一重?fù)诫s區(qū)18H、將第二摻雜層14的第二摻質(zhì)驅(qū)入基底10的第二表面102內(nèi)以于第二暴露區(qū)12E’中形成至少一個第二重?fù)诫s區(qū)20H，以及第二摻雜層14的第二摻質(zhì)驅(qū)入基底10的第二表面102內(nèi)以于第二暴露區(qū)12E’以外的第一暴露區(qū)12E內(nèi)形成至少二個第二輕摻雜區(qū)20L。較佳地，上述的重?fù)诫s區(qū)是位于上述二個輕雜區(qū)之間，但不限于此。此實施例對于擴散工藝的名稱說明可參閱前述的實施例。不同于第一較佳實施例的處在于，本實施例的第四介電層15覆蓋了部分的第一暴露區(qū)12，而第四介電層15也具有擴散阻障的作用，因此在擴散工藝中，對應(yīng)于第二暴露區(qū)12E’的基底10內(nèi)會形成摻雜濃度較高的第二重?fù)诫s區(qū)20H，而被第四介電層15所覆蓋的第二暴露區(qū)12E’以外的第一暴露區(qū)12E的基底10內(nèi)則會形成摻雜濃度較低的第二輕摻雜區(qū)20L。舉例而言，在擴散工藝之后，第一重?fù)诫s區(qū)18H的表面摻雜濃度大體上較佳介于1019atom/cm3 1021atom/cm3之間，第一輕摻雜區(qū)18L的表面摻雜濃度大體上較佳介于1018atom/cm3 1019atom/cm3之間，第二重?fù)诫s區(qū)20H的表面摻雜濃度大體上較佳介于1019atom/cm3 1021atom/cm3之間，且第二輕摻雜區(qū)20L的表面摻雜濃度大體上較佳介于1018atom/cm3"l019atom/cm3之間,但不以此為限。第一重?fù)诫s區(qū)18H的片電阻大體上需小于50 Q / □,第一輕摻雜區(qū)18L的片電阻大體上需大于80 Q / □,第二重?fù)诫s區(qū)20H的片電阻大體上需小于50 Q/ □，而第二輕摻雜區(qū)20L的片電阻大體上需大于80Q/ □，但不以此為限。在本實施例中，第四介電層15的主要作用在于控制第二重?fù)诫s區(qū)20H的片電阻與第二輕摻雜區(qū)20L的片電阻，因此可選擇適當(dāng)?shù)牟牧吓c工藝制作第四介電層15，并選擇適當(dāng)?shù)暮穸?，以確保于擴散工藝后第二重?fù)诫s區(qū)20H與第二輕摻雜 區(qū)20L會具有預(yù)定的片電阻。另外，于基底10的第一表面101形成一抗反射層22。由上述可知，本實施例的制作太陽能電池的方法僅利用單一擴散工藝即可同時形成具有第一摻雜類型的第一輕摻雜區(qū)18L與第一重?fù)诫s區(qū)18H，以及具有第二摻雜類型的第二重?fù)诫s區(qū)20H與第二輕摻雜區(qū)20L。如圖11所示，接著移除部分的第三介電層16、部分的第四介電層15與部分的第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)12以形成暴露出第一重?fù)诫s區(qū)18H的一第一接觸洞241，以及移除部分的第三介電層16、部分的第四介電層15與部分的第二摻雜層14以形成暴露出第二重?fù)诫s區(qū)20H的一第二接觸洞242。隨后，于第一接觸洞241內(nèi)形成與第一重?fù)诫s區(qū)18H電性連接的一第一電極261，以及于第二接觸洞242內(nèi)形成與第二重?fù)诫s區(qū)20H電性連接的一第二電極262，即制作出本實施例的太陽能電池40。請參考圖12。圖12繪示了本發(fā)明的一比較實施例的太陽能電池的示意圖。如圖12所示，本比較實施例的太陽能電池50未包括選擇性射極結(jié)構(gòu)，第一電極261系與第一輕摻雜區(qū)18L接觸，而第二電極262系與第二輕摻雜區(qū)20L接觸，因此具有較高的接觸電阻。本發(fā)明的太陽能電池系為具有選擇性射極結(jié)構(gòu)的交指背電極太陽能電池。由于第一電極261與第二電極262均設(shè)置于基底10的第二表面102,因此可增加基底10的第一表面101的入光量。此外，第一電極261系與具有重度摻雜的第一重?fù)诫s區(qū)18H接觸，且第二電極262系與具有重度摻雜的第二重?fù)诫s區(qū)20H接觸，因此具有較低的接觸電阻。另一方面，具有輕度摻雜的第一輕摻雜區(qū)18L與第二輕摻雜區(qū)20L具有較低的飽和電流，因此可減少電子-空穴對的復(fù)合(recombination),同時并可增加對于紅外線的吸收,而可增加光電轉(zhuǎn)換效率。相較于比較實施例的太陽能電池，本發(fā)明的較佳實施例的太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率大體上可再多提升約0. 59TO. 6%。另外，本發(fā)明的制作太陽能電池的方法利用圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)作為擴散阻障，僅需利用一道擴散工藝即可形成具有第一摻雜類型的第一輕摻雜區(qū)與第一重?fù)诫s區(qū)以及具有第二摻雜類型的第二輕摻雜區(qū)與第二重?fù)诫s區(qū)，因此可簡化工藝并節(jié)省成本。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù) 本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種制作太陽能電池的方法，其特征在于，包括 提供一基底，其中該基底具有一第一表面與一第二表面，且該第一表面相對于該第二表面； 形成一第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)于該基底的該第二表面上并暴露出該基板的部份該第二表面，以形成至少一第一遮蔽區(qū)與至少一第一暴露區(qū)，其中該第一暴露區(qū)具有一第一尺寸，該第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)包括相互堆棧的一第一介電層、一第一摻雜層與一第二介電層，該第一摻雜層包括多個具有一第一摻雜類型的第一摻質(zhì)，該第一摻雜層系設(shè)置于該第一介電層與該第二介電層之間，該第一介電層具有一缺口，且該第一摻雜層經(jīng)由該缺口與該基底的該第二表面接觸； 形成且覆蓋一第二摻雜層于該第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)與該基底的該第二表面上，其中該第二摻雜層接觸該第一暴露區(qū)所暴露出的該第二表面，該第二摻雜層包括多個具有一第二摻雜類型的第二摻質(zhì)，且該第一摻雜類型相反于該第二摻雜類型； 進行一擴散工藝，將該第一摻雜層的該等第一摻質(zhì)驅(qū)入該基底的該第二表面內(nèi)以于該第一遮蔽區(qū)中形成一第一輕摻雜區(qū)與一第一重?fù)诫s區(qū)，以及將該第二摻雜層的該等第二摻質(zhì)驅(qū)入該基底的該第二表面內(nèi)以于至少一部份該第一暴露區(qū)中形成一第二重?fù)诫s區(qū)； 移除部分的該第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)以形成暴露出該第一重?fù)诫s區(qū)的一第一接觸洞，以及移除部分的該第二摻雜層以形成暴露出該第二重?fù)诫s區(qū)的一第二接觸洞；以及 于該第一接觸洞內(nèi)形成一與該第一重?fù)诫s區(qū)電性連接的第一電極，以及于該第二接觸洞內(nèi)形成一與該第二重?fù)诫s區(qū)電性連接的第二電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制作太陽能電池的方法，其特征在于，該第一輕摻雜區(qū)的一片電阻大體上大于80 Ω / □,該第一重?fù)诫s區(qū)的一片電阻大體上小于50 Ω / □,且該第二重?fù)诫s區(qū)大體上小于50 Ω / □。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制作太陽能電池的方法，其特征在于，另包括進行一粗糙化工藝，使該基底的該第一表面形成一粗糙化表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制作太陽能電池的方法，其特征在于，另包括于該基底的該第一表面形成一抗反射層。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制作太陽能電池的方法，其特征在于，該基底具有該第二摻雜類型或第一摻雜類型。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制作太陽能電池的方法，其特征在于，該第一介電層的厚度介于I納米至20納米之間，且該第二介電層的厚度大于100納米。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制作太陽能電池的方法，其特征在于，另包括于進行該擴散工藝之前，先于該第二摻雜層上形成一第三介電層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制作太陽能電池的方法，其特征在于，該第三介電層的厚度大于100納米。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制作太陽能電池的方法，其特征在于，另包括于形成該第二摻雜層之前，先形成一第四介電層于該第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)以及該基底的該第二表面上，其中該第四介電層包覆該第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)并遮蔽部份該第一暴露區(qū)以形成至少一第二遮蔽區(qū)及具有一第二尺寸的至少一第二暴露區(qū)，該第二摻雜層系接觸該第二暴露區(qū)所暴露出的該基板的該第二表面，且該第二尺寸小于該第一尺寸。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制作太陽能電池的方法，其特征在于，更包括進行該擴散工藝將該第二摻雜層的該等第二摻質(zhì)驅(qū)入該基底的該第二表面內(nèi)以于該第二遮蔽區(qū)內(nèi)形成一第二輕摻雜區(qū)，以及于該第二暴露區(qū)內(nèi)形成該第一重?fù)诫s區(qū)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制作太陽能電池的方法，其特征在于，該第四介電層的厚度介于I納米至20納米之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制作太陽能電池的方法，其特征在于，該第二輕摻雜區(qū)的一片電阻大于80 Ω / □。
13.一種太陽能電池，其特征在于，包括 一基底，其中該基底具有一第一表面與一第二表面，該第一表面相對于該第二表面，且該第一表面系為一入光面； 一第一輕摻雜區(qū)，位于該基底內(nèi)并鄰近該第二表面； 一第一重?fù)诫s區(qū)，位于該基底內(nèi)并鄰近該第二表面，其中該第一輕摻雜區(qū)與該第一重?fù)诫s區(qū)具有一第一摻雜類型； 一第二重?fù)诫s區(qū)，位于該基底內(nèi)并鄰近該第二表面，其中該第二重?fù)诫s區(qū)具有一第二摻雜類型，且該第一摻雜類型相反于該第二摻雜類型； 一第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)，設(shè)置于該基底的該第二表面且對應(yīng)于該第一輕摻雜區(qū)并暴露出該第一重?fù)诫s區(qū)與該第二重?fù)诫s區(qū)，其中該第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)包括相互堆棧的一第一介電層、一第一摻雜層與一第二介電層； 一第二摻雜層，位于該第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)與該基底的該第二表面上，其中該第二摻雜層暴露出部份該第一重?fù)诫s區(qū)以及部分的該第二重?fù)诫s區(qū)； 一第一電極，與該第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)與該第二摻雜層所暴露出的該第一重?fù)诫s區(qū)電性連接；以及 一第二電極，與該第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)與該第二摻雜層所暴露出的該第二重?fù)诫s區(qū)電性連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的太陽能電池，其特征在于，該第一輕摻雜區(qū)的一片電阻大于80 Ω / □,該第一重?fù)诫s區(qū)的一片電阻小于50 Ω / □,且該第二重?fù)诫s區(qū)小于50 Ω / □。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的太陽能電池，其特征在于，該基底具有該第二摻雜類型或該第一摻雜類型。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的太陽能電池，其特征在于，該基底的該第一表面具有一粗糙化表面。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的太陽能電池，其特征在于，另包括一抗反射層，設(shè)置于該基底的該第一表面。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的太陽能電池，其特征在于，該第一介電層的厚度介于I納米至20納米之間，且該第二介電層的厚度大于100納米。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的太陽能電池，其特征在于，另包括一第三介電層，設(shè)置于該第二摻雜層上。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的太陽能電池，其特征在于，該第三介電層的厚度大于100納米。
21.根據(jù)權(quán)利要求13所述的太陽能電池，其特征在于，另包括一第二輕摻雜區(qū)，位于該基底內(nèi)并鄰近該第二表面，其中該第二輕摻雜區(qū)具有該第二摻雜類型；以及 一第四介電層，包覆該第一圖案化摻雜堆棧結(jié)構(gòu)并覆蓋該第二輕摻雜區(qū)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的太陽能電池，其特征在于，該第四介電層的厚度介于I納米至20納米之間。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的太陽能電池，其特征在于，該第二輕摻雜區(qū)的一片電阻大于 80 Ω / □。
全文摘要
本發(fā)明提供一種太陽能電池及其制作方法。太陽能電池的基底具有重?fù)诫s區(qū)與輕摻雜區(qū)。陽極與陰極均設(shè)置于基底的背面，因此，可增加基底的正面的入光量。陽極與陰極與重?fù)诫s區(qū)接觸而形成選擇性射極結(jié)構(gòu)，因此具有較低的接觸電阻。另外，未與電極接觸的輕摻雜區(qū)具有較低的飽和電流，因此，可減少電子-空穴對的復(fù)合，同時并可增加對于紅外線的吸收。本發(fā)明的太陽能電池為具有選擇性射極結(jié)構(gòu)的交指背電極太陽能電池，其中電極與基底的重?fù)诫s區(qū)接觸，因此具有較低的接觸電阻，而未與電極接觸的輕摻雜區(qū)具有較低的飽和電流，因此可減少電子-空穴對的復(fù)合，同時并可增加對于紅外線的吸收，而可增加光電轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號H01L31/18GK102800716SQ20121023640
公開日2012年11月28日 申請日期2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月9日
發(fā)明者陳芃, 梁碩瑋 申請人:友達(dá)光電股份有限公司