太阳能电池的制造方法
太阳能电池的制造方法
【专利摘要】一种太阳能电池的制造方法，包含：于一基板上形成一绝缘层，该绝缘层具有多个开口；于该绝缘层上且位于所述开口之间的位置形成多个第一电极部；进行热处理，使所述第一电极部穿过该绝缘层而与该基板连接；接着以电镀方式形成一第二电极部，该第二电极部连接所述第一电极部，并通过该绝缘层的所述开口而与该基板连接。另外，也可以先于未开孔的绝缘层上形成第一电极部，并在热处理之后再将该绝缘层开孔。本发明通过两种不同制程形成所述第一电极部与第二电极部，从而兼具低制造成本与电池层体间的结合力佳的优点。
【专利说明】太阳能电池的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种太阳能电池的制造方法，特别是涉及一种硅晶太阳能电池的制造方法。
【背景技术】
[0002]已知的硅晶太阳能电池结构，主要包含:一基板、一与该基板形成p-n接面的射极层、一位于该射极层上的抗反射层以及用于传导电流的一正面电极与一背面电极。其中，该抗反射层的材料例如氮化硅(SiNx)，可用于提升电池正面的入光量。该正面电极包括至少一汇流电极(bus bar electrode)及多个横向连接该汇流电极的指状电极(finger barelectrode)。在制作上,该汇流电极与所述指状电极可以通过网印金属衆料而形成,但随着金属浆料的价格不断升高，尤其是导电性较佳的银浆的价格昂贵，为了降低太阳能电池的生产成本，利用电镀方式形成电极，可免去使用昂贵的银浆，因此已成为许多电池制造厂的另一种选择。
[0003]而进行电镀前，必须先于该抗反射层的适当部位开孔，使该射极层的部分表面露出，且开孔形状相当于汇流电极的形状。后续以电镀方式制成该汇流电极，该汇流电极就可以通过开孔而直接接触该射极层表面，以形成电连接。
[0004]虽然电镀方法可降低生产成本，但尚有其它问题需要克服。因为电池制造完成后，必须另外以焊带导线(ribbon)焊接于电池的汇流电极上，以将多个电池串接形成电池模组。而利用电镀制作正面电极的最大问题在于，当焊带导线和汇流电极焊接之后，汇流电极和基板之间的附着力不佳，此附着力不佳的可能原因如下:在电镀前，该抗反射层开孔后仍有残留的氮化硅存在，此残留的氮化硅会阻碍该汇流电极的电镀金属(通常包含镍)与该射极层形成镍硅化合物(Ni Silicide)，造成一不均匀的镍硅化合物薄膜，因而降低了电镀形成的汇流电极和硅之间的附着力，再加上焊接焊带导线时，不可避免地会对电池各层体产生作用力或有其它影响，进而导致汇流电极与基板间的附着力更差，如此一来，该汇流电极容易自该基板上脱落。另一方面，该抗反射层开孔后，也可能因为该射极层表面外露，导致其表面氧化并形成氧化硅，该氧化硅的存在也会影响电镀金属与该射极层之间的附着结合力。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种可降低制造成本、层体间的结合力佳的太阳能电池的制造方法。
[0006]本发明太阳能电池的制造方法,包含:准备一个具有一个第一表面的基板。于该第一表面上形成一个绝缘层，该绝缘层具有多个开口，且该第一表面的对应于所述开口的部位露出。于该绝缘层上且位于所述开口之间的位置形成多个第一电极部。进行热处理，使所述第一电极部穿过该绝缘层而与该基板的第一表面连接。以电镀方式形成一个第二电极部，该第二电极部连接所述第一电极部并通过该绝缘层的所述开口而与该第一表面连接。[0007]本发明所述太阳能电池的制造方法，该第一表面为该基板的受光面；该绝缘层为抗反射层；所述第一电极部与该第二电极部共同形成一个汇流电极。
[0008]本发明所述太阳能电池的制造方法，还包含形成多个第三电极部的步骤，所述第三电极部互相平行且与该汇流电极连接，每一个第三电极部的宽度小于该汇流电极的宽度。
[0009]本发明所述太阳能电池的制造方法，所述第三电极部中的其中至少几个与该第二电极部以同样的制程形成。
[0010]本发明所述太阳能电池的制造方法，该汇流电极的任两相邻的第一电极部的间距大于该两相邻的第一电极部之间的开口的宽度。
[0011]本发明所述太阳能电池的制造方法，所述第一电极部利用网印方式形成于该绝缘层上。
[0012]本发明还提供另一种太阳能电池的制造方法，包含:准备一个具有一个第一表面的基板。于该第一表面上形成一个绝缘层。于该绝缘层上的局部部位形成多个第一电极部。进行热处理，使所述第一电极部穿过该绝缘层而与该基板的第一表面连接。于该绝缘层形成多个分别位于所述第一电极部之间的开口，使该基板的第一表面的对应于所述开口的部位露出。以电镀方式形成一个第二电极部，该第二电极部连接所述第一电极部并通过该绝缘层的所述开口而与该第一表面连接。
[0013]本发明的有益效果在于:通过两种不同的制程形成所述第一电极部与第二电极部，可解决单独使用电镀电极所产生与该基板间的附着力不佳的问题，另外可改善单独使用网印电极所造成的高成本问题。因此本发明兼具低制造成本与电池层体间的结合力佳的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是一太阳能电池的俯视示意图，显示本发明太阳能电池的制造方法的一第一较佳实施例所制造的电池；
[0015]图2是沿图1中A-A线所取的剖面示意图，但图2只示意图1的其中三个第一电极部；
[0016]图3是沿图1中B-B线所取的剖视示意图；
[0017]图4是该第一较佳实施例的步骤流程方块图；
[0018]图5是该第一较佳实施例的各步骤的流程示意图；
[0019]图6是一类似于图5的第4个流程的示意图，但图6中的第一电极部的宽度较小；
[0020]图7是本发明太阳能电池的制造方法的一第二较佳实施例的步骤流程方块图；
[0021]图8是该第二较佳实施例的各步骤的流程示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。
[0023]参阅图1、图2、图3，本发明制造方法的第一较佳实施例，用于制造一太阳能电池，该太阳能电池包含:一基板1、一绝缘层2、多个第一电极部3、二个第二电极部4以及多个第三电极部5。
[0024]本实施例的基板I为娃基板,并具有相反的一第一表面11与一第二表面12。该第一表面11为该基板I或该太阳能电池的受光面，该第二表面12为背面。实际上该基板I包括一基板本体以及一位于该基板本体的表面处的射极层。该基板本体与该射极层的导电性相反，其中一个为P型半导体，另一个为η型半导体，借此形成P-n接面。但由于该基板I的层体结构与层体数量非本发明的改良重点，在此不再详细说明。
[0025]该绝缘层2大致呈整面铺设地位于该基板I的第一表面11上，但该绝缘层2局部开孔而具有多个开口 21，所述开口 21排列成左右两列(即沿一第一方向排成两列)，每一列的开口 21呈现前后向间隔排列(即每一列的开口 21沿一第二方向间隔排列)。该绝缘层2的材料例如氮化硅(SiNx)，可作为抗反射层，以提升光线入射量，并且能钝化该基板I的表面，从而降低载流子表面复合速率(Surface Recombination Velocity,简称SRV)。
[0026]本实施例的所述第一电极部3与所述第二电极部4共同形成两个左右间隔且前后向延伸的汇流电极30，且这两个汇流电极30分别对应前述两列的所述开口 21的位置。具体来说，本实施例的每一汇流电极30包括多个前后间隔的第一电极部3以及一前后向延伸并叠置连接于所述第一电极部3上方的第二电极部4。每一汇流电极30的所述第一电极部3位于同一列的所述开口 21之间的位置，而每一汇流电极30的该第二电极部4连接所述第一电极部3，并通过该绝缘层2的所述开口 21而与该基板I的该第一表面11连接。于本实施例中，该太阳能电池的一射极层(图未示)设置于该第一表面11 (受光面)处，因此每一汇流电极30与该射极层连接。本实施例的每一第二电极部4都包括依序由下往上叠置的一镍导线41、一铜导线42与一锡导线43。其中，该锡导线43也可以使用银导线来取代。
[0027]需要说明的是，所述汇流电极30的数量不限于两个，也可以为一个或三个。
[0028]所述第三电极部5呈左右延伸地位于该绝缘层2上，所述第三电极部5互相平行且与所述汇流电极30连接，而且第三电极部5的长度方向与汇流电极30的长度方向垂直。所述第三电极部5就是一般所称的finger bar electrode,每一第三电极部5的宽度wl小于每一汇流电极30的宽度w2。
[0029]当然，该电池还具有一电连接该基板I的第二表面12(即背面)的背面电极(图未示)，该背面电极与所述第一电极部3、第二电极部4及第三电极部5配合将电池产生的电能传输到外部。但由于该背面电极非本发明的改良重点，所以不再说明。
[0030]参阅图1、图3、图4、图5，本实施例的太阳能电池的制造方法包含:
[0031](I)步骤61:准备具有该第一表面11的该基板1，该基板I已事先通过扩散制程形成P型与η型半导体，从而形成P-n接面，也因此于该基板I的表面处形成该太阳能电池的该射极层(图未示)。
[0032](2)步骤62:于该第一表面11上形成该绝缘层2，本步骤可利用物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)等方式，先于该第一表面11上形成连续完整的绝缘层2薄膜，再于预定形成所述汇流电极30的部位进行开孔制程，以形成该绝缘层2的所述开口 21，进而使该第一表面11的对应于所述开口 21的部位露出。其中，该开孔制程可以利用激光烧蚀的方式进行，但不限于此。需要说明的是，由于本实施例欲制作出两个汇流电极30，因此所述开口 21排成两列，当只制作一个汇流电极30时，就只需要制作一列开口 21。
[0033](3)步骤63:于该绝缘层2上且位于所述开口 21之间的位置形成所述第一电极部3。本实施例是配合具有适当网孔设计的网版，利用网印方式将金属导电浆料涂布于该绝缘层2上以形成第一电极部3。其中，该金属导电浆料例如银浆，但不限于此。
[0034](4)步骤64:进行热处理，本实施例的热处理为高温烧结(firing)。由于所述第一电极部3由金属浆料形成，在烧结过程中，所述第一电极部3的材料可以侵蚀该绝缘层2的SiNx材料，进而穿过该绝缘层2而连接该基板I的第一表面11，以和该射极层(图未示)形成电连接。
[0035](5)步骤65:接着以电镀方式在所述第一电极部3上方形成所述第二电极部4，所述第二电极部4 一方面连接于所述第一电极部3上方，另一方面有局部填充于所述绝缘层2的开口 21中，进而与该第一表面11连接。本实施例的每一个第二电极部4都包含镍、铜、锡三种材料，因此在电镀时是依序电镀该镍导线41、该铜导线42与该锡导线43。使用复合材料的优点在于:镍可直接接触该基板I的表面，镍与硅基板之间有较佳的附着性；铜具有良好的导电性；锡与后续焊接的焊带导线(ribbon)之间具有较佳的焊接结合力。另外，该锡导线43也可以使用银导线取代，因为银与焊带导线间的焊接结合力佳，同时银也具有优良导电性。由以上说明也可知，本实施例的所述第二电极部4的材质可以异于所述第一电极部3的材质。
[0036]参阅图1、图2、图3，本发明的方法，进一步还包含形成所述第三电极部5的步骤。所述第三电极部5可以利用网印方式形成，若所有的第三电极部5都选用与所述第一电极部3相同的材料，就可以通过一次网印同时制成第一电极部3与第三电极部5，当然，在高温烧结时，所述第三电极部5的材料也会穿过该绝缘层2而连接该基板I的第一表面U。制成所述第一电极部3与第三电极部5后，后续电镀所述第二电极部4时，也会同时于所述第三电极部5的上方电镀导电层，此时该电池的指状电极实际上是由第三电极部5与其上方的电镀层共同构成。在此情况下，由网印形成的下层部分可以先印得比较细以节省浆料，再通过上层的电镀层来补足指状电极整体的导电性。
[0037]另一方面，所述第三电极部5也可以利用电镀方式形成，若第三电极部5选用与第二电极部4相同的材料，则可以一次电镀完成。由于电镀材料不会蚀穿该绝缘层2，因此必须在步骤62中，同时在该绝缘层2的预定形成所述第三电极部5的部位进行开孔，以使电镀的第三电极部5可直接披覆连接在该基板I的第一表面11上。以电镀方式形成第三电极部5，可降低整体制程的浆料用量。
[0038]此外，所述第三电极部5也可以只有其中几个与所述第一电极部3以同样的制程形成，其它的第三电极部5以不同于第一电极部3的制程形成。类似地，所述第三电极部5也可以只有其中几个与所述第二电极部4以同样的制程形成，其它的第三电极部5以不同于第二电极部4的制程来形成。具体而言，所述第三电极部5的其中几个可以使用网印方式形成，其它则以电镀方式形成。
[0039]当然，该电池的制造方法中，还包含形成图未示出的背面电极的步骤，该背面电极可以使用网印或电镀方式形成。但由于该背面电极的制法非本发明的改良重点，所以不再说明。
[0040]参阅图5、图6,补充说明的是,在网印形成所述第一电极部3时,所述第一电极部3的浆料涂布宽度可以如图5的第4个流程图所示，约略与该绝缘层2的所述开口 21的边界对齐，但也可以如图6所示，所述第一电极部3的涂布宽度较小，使得每一汇流电极30中的任两相邻的第一电极部3的间距w3大于该两相邻的第一电极部3之间的开口 21的宽度w4。此设计的目的在于:避免浆料涂布范围过宽时，部分浆料会流入所述开口 21中，如此会造成分流现象(shunting effect),进而降低光电流并影响电池效能。
[0041]综上所述，本发明的汇流电极30通过两种制程形成，所述第一电极部3利用网印配合热处理而形成，与该基板I之间的结合力佳，可解决单独使用电镀电极所产生与该基板I间的附着力不佳的问题。而第二电极部4利用电镀方式形成，可以减少使用导电浆料以降低生产成本。因此本发明同时顾及制造成本与层体结合力的考量，本发明兼具制造成本低与层体结合力佳的优点。
[0042]参阅图2、图3、图7、图8，本发明太阳能电池的制造方法的第二较佳实施例，与该第一较佳实施例大致相同，不同的地方在于步骤顺序。本实施例是先于未开孔的绝缘层2上形成所述第一电极部3之后，再进行该绝缘层2的开孔制程。至于本实施例形成各层体的方式皆与该第一较佳实施例相同，因此其具体方式不再说明，以下只说明本实施例的步骤顺序。
[0043](I)步骤71:准备该具有该第一表面11的基板I。
[0044](2)步骤72:于该第一表面11上形成绝缘层2，此时该绝缘层2尚未开孔。
[0045](3)步骤73:于该绝缘层2上的局部部位形成所述第一电极部3。
[0046](4)步骤74:进行热处理，使所述第一电极部3通过其侵蚀能力而穿过该绝缘层
2,进而与该基板I的第一表面11连接。
[0047](5)步骤75:于该绝缘层2形成开口 21，且开口 21的形成位置分别位于所述第一电极部3之间，并因此使该基板I的第一表面11的对应于所述开口 21的部位露出。
[0048](6)步骤76:以电镀方式形成该第二电极部4，该第二电极部4连接所述第一电极部3，并通过该绝缘层2的所述开口 21而与该基板I的第一表面11连接。同样地，本实施例制成的第二电极部4可以包含一镍导线41、一铜导线42与一锡导线43，该锡导线43也可以使用银导线来取代。
[0049]本实施例进一步还包含形成多个第三电极部5的步骤。本实施例的第三电极部5同样可以使用网印或电镀方式形成。使用网印方式时，第三电极部5可以与第一电极部3一同网印并烧结，后续电镀所述第二电极部4时，也可以同时于所述第三电极部5上方电镀导电层。此作法的优点如同该第一较佳实施例所述，可将指状电极的下方网印的较细以节省浆料，再通过上层的电镀层来补足指状电极整体的导电性。
[0050]若使用电镀方式形成所述第三电极部5，则于上述的步骤75必须同时在该绝缘层2的预定形成所述第三电极部5的部位进行开孔，步骤76则可同时电镀形成第二电极部4与第三电极部5，使第三电极部5可直接披覆连接在该基板I的第一表面11上。
[0051 ] 本实施例可以制作出与该第一较佳实施例相同的电池结构，并达到相同的功效，在此不再说明。
【权利要求】
1.一种太阳能电池的制造方法，包含:准备一个具有一个第一表面的基板，其特征在于，该制造方法还包含:于该第一表面上形成一个绝缘层，该绝缘层具有多个开口，且该第一表面的对应于所述开口的部位露出；于该绝缘层上且位于所述开口之间的位置形成多个第一电极部；进行热处理，使所述第一电极部穿过该绝缘层而与该基板的第一表面连接；以电镀方式形成一个第二电极部，该第二电极部连接所述第一电极部并通过该绝缘层的所述开口而与该第一表面连接。
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，该第一表面为该基板的受光面；该绝缘层为抗反射层；所述第一电极部与该第二电极部共同形成一个汇流电极。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，该制造方法还包含形成多个第三电极部的步骤，所述第三电极部互相平行且与该汇流电极连接，每一个所述第三电极部的宽度小于该汇流电极的宽度。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述第三电极部中的至少一个与该第二电极部以同样的制程形成。
5.根据权利要求2所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，该汇流电极的任两相邻的第一电极部的间距大于该两相邻的第一电极部之间的开口的宽度。
6.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，所述第一电极部利用网印方式形成于该绝缘层上。
7.一种太阳能电池的制造方法，包含:准备一个具有一个第一表面的基板，其特征在于，该制造方法还包含:于该第一表面上形成一个绝缘层；于该绝缘层上的局部部位形成多个第一电极部；进行热处理，使所述第一电极部穿过该绝缘层而与该基板的第一表面连接；于该绝缘层形成多个分别位于所述第一电极部之间的开口，使该基板的第一表面的对应于所述开口的部位露出；以电镀方式形成一个第二电极部，该第二电极部连接所述第一电极部并通过该绝缘层的所述开口而与该第一表面连接。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，该第一表面为该基板的受光面；该绝缘层为抗反射层；所述第一电极部与该第二电极部共同形成一个汇流电极。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，该制造方法还包含形成多个第三电极部的步骤，所述第三电极部互相平行且与该汇流电极连接，每一个所述第三电极部的宽度小于该汇流电极的宽度。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述第三电极部中的至少一个与该第二电极部以同样的制程形成。
11.根据权利要求8所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，该汇流电极的任两相邻的第一电极部的间距大于该两相邻的第一电极部之间的开口的宽度。
12.根据权利要求7所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述第一电极部利用网印方式形成于该绝缘层上。
【文档编号】H01L31/18GK103681945SQ201210348222
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月18日 优先权日:2012年9月18日
【发明者】白玉磐 申请人:茂迪股份有限公司
【专利摘要】一种太阳能电池的制造方法，包含：于一基板上形成一绝缘层，该绝缘层具有多个开口；于该绝缘层上且位于所述开口之间的位置形成多个第一电极部；进行热处理，使所述第一电极部穿过该绝缘层而与该基板连接；接着以电镀方式形成一第二电极部，该第二电极部连接所述第一电极部，并通过该绝缘层的所述开口而与该基板连接。另外，也可以先于未开孔的绝缘层上形成第一电极部，并在热处理之后再将该绝缘层开孔。本发明通过两种不同制程形成所述第一电极部与第二电极部，从而兼具低制造成本与电池层体间的结合力佳的优点。
【专利说明】太阳能电池的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种太阳能电池的制造方法，特别是涉及一种硅晶太阳能电池的制造方法。
【背景技术】
[0002]已知的硅晶太阳能电池结构，主要包含:一基板、一与该基板形成p-n接面的射极层、一位于该射极层上的抗反射层以及用于传导电流的一正面电极与一背面电极。其中，该抗反射层的材料例如氮化硅(SiNx)，可用于提升电池正面的入光量。该正面电极包括至少一汇流电极(bus bar electrode)及多个横向连接该汇流电极的指状电极(finger barelectrode)。在制作上,该汇流电极与所述指状电极可以通过网印金属衆料而形成,但随着金属浆料的价格不断升高，尤其是导电性较佳的银浆的价格昂贵，为了降低太阳能电池的生产成本，利用电镀方式形成电极，可免去使用昂贵的银浆，因此已成为许多电池制造厂的另一种选择。
[0003]而进行电镀前，必须先于该抗反射层的适当部位开孔，使该射极层的部分表面露出，且开孔形状相当于汇流电极的形状。后续以电镀方式制成该汇流电极，该汇流电极就可以通过开孔而直接接触该射极层表面，以形成电连接。
[0004]虽然电镀方法可降低生产成本，但尚有其它问题需要克服。因为电池制造完成后，必须另外以焊带导线(ribbon)焊接于电池的汇流电极上，以将多个电池串接形成电池模组。而利用电镀制作正面电极的最大问题在于，当焊带导线和汇流电极焊接之后，汇流电极和基板之间的附着力不佳，此附着力不佳的可能原因如下:在电镀前，该抗反射层开孔后仍有残留的氮化硅存在，此残留的氮化硅会阻碍该汇流电极的电镀金属(通常包含镍)与该射极层形成镍硅化合物(Ni Silicide)，造成一不均匀的镍硅化合物薄膜，因而降低了电镀形成的汇流电极和硅之间的附着力，再加上焊接焊带导线时，不可避免地会对电池各层体产生作用力或有其它影响，进而导致汇流电极与基板间的附着力更差，如此一来，该汇流电极容易自该基板上脱落。另一方面，该抗反射层开孔后，也可能因为该射极层表面外露，导致其表面氧化并形成氧化硅，该氧化硅的存在也会影响电镀金属与该射极层之间的附着结合力。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种可降低制造成本、层体间的结合力佳的太阳能电池的制造方法。
[0006]本发明太阳能电池的制造方法,包含:准备一个具有一个第一表面的基板。于该第一表面上形成一个绝缘层，该绝缘层具有多个开口，且该第一表面的对应于所述开口的部位露出。于该绝缘层上且位于所述开口之间的位置形成多个第一电极部。进行热处理，使所述第一电极部穿过该绝缘层而与该基板的第一表面连接。以电镀方式形成一个第二电极部，该第二电极部连接所述第一电极部并通过该绝缘层的所述开口而与该第一表面连接。[0007]本发明所述太阳能电池的制造方法，该第一表面为该基板的受光面；该绝缘层为抗反射层；所述第一电极部与该第二电极部共同形成一个汇流电极。
[0008]本发明所述太阳能电池的制造方法，还包含形成多个第三电极部的步骤，所述第三电极部互相平行且与该汇流电极连接，每一个第三电极部的宽度小于该汇流电极的宽度。
[0009]本发明所述太阳能电池的制造方法，所述第三电极部中的其中至少几个与该第二电极部以同样的制程形成。
[0010]本发明所述太阳能电池的制造方法，该汇流电极的任两相邻的第一电极部的间距大于该两相邻的第一电极部之间的开口的宽度。
[0011]本发明所述太阳能电池的制造方法，所述第一电极部利用网印方式形成于该绝缘层上。
[0012]本发明还提供另一种太阳能电池的制造方法，包含:准备一个具有一个第一表面的基板。于该第一表面上形成一个绝缘层。于该绝缘层上的局部部位形成多个第一电极部。进行热处理，使所述第一电极部穿过该绝缘层而与该基板的第一表面连接。于该绝缘层形成多个分别位于所述第一电极部之间的开口，使该基板的第一表面的对应于所述开口的部位露出。以电镀方式形成一个第二电极部，该第二电极部连接所述第一电极部并通过该绝缘层的所述开口而与该第一表面连接。
[0013]本发明的有益效果在于:通过两种不同的制程形成所述第一电极部与第二电极部，可解决单独使用电镀电极所产生与该基板间的附着力不佳的问题，另外可改善单独使用网印电极所造成的高成本问题。因此本发明兼具低制造成本与电池层体间的结合力佳的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是一太阳能电池的俯视示意图，显示本发明太阳能电池的制造方法的一第一较佳实施例所制造的电池；
[0015]图2是沿图1中A-A线所取的剖面示意图，但图2只示意图1的其中三个第一电极部；
[0016]图3是沿图1中B-B线所取的剖视示意图；
[0017]图4是该第一较佳实施例的步骤流程方块图；
[0018]图5是该第一较佳实施例的各步骤的流程示意图；
[0019]图6是一类似于图5的第4个流程的示意图，但图6中的第一电极部的宽度较小；
[0020]图7是本发明太阳能电池的制造方法的一第二较佳实施例的步骤流程方块图；
[0021]图8是该第二较佳实施例的各步骤的流程示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。
[0023]参阅图1、图2、图3，本发明制造方法的第一较佳实施例，用于制造一太阳能电池，该太阳能电池包含:一基板1、一绝缘层2、多个第一电极部3、二个第二电极部4以及多个第三电极部5。
[0024]本实施例的基板I为娃基板,并具有相反的一第一表面11与一第二表面12。该第一表面11为该基板I或该太阳能电池的受光面，该第二表面12为背面。实际上该基板I包括一基板本体以及一位于该基板本体的表面处的射极层。该基板本体与该射极层的导电性相反，其中一个为P型半导体，另一个为η型半导体，借此形成P-n接面。但由于该基板I的层体结构与层体数量非本发明的改良重点，在此不再详细说明。
[0025]该绝缘层2大致呈整面铺设地位于该基板I的第一表面11上，但该绝缘层2局部开孔而具有多个开口 21，所述开口 21排列成左右两列(即沿一第一方向排成两列)，每一列的开口 21呈现前后向间隔排列(即每一列的开口 21沿一第二方向间隔排列)。该绝缘层2的材料例如氮化硅(SiNx)，可作为抗反射层，以提升光线入射量，并且能钝化该基板I的表面，从而降低载流子表面复合速率(Surface Recombination Velocity,简称SRV)。
[0026]本实施例的所述第一电极部3与所述第二电极部4共同形成两个左右间隔且前后向延伸的汇流电极30，且这两个汇流电极30分别对应前述两列的所述开口 21的位置。具体来说，本实施例的每一汇流电极30包括多个前后间隔的第一电极部3以及一前后向延伸并叠置连接于所述第一电极部3上方的第二电极部4。每一汇流电极30的所述第一电极部3位于同一列的所述开口 21之间的位置，而每一汇流电极30的该第二电极部4连接所述第一电极部3，并通过该绝缘层2的所述开口 21而与该基板I的该第一表面11连接。于本实施例中，该太阳能电池的一射极层(图未示)设置于该第一表面11 (受光面)处，因此每一汇流电极30与该射极层连接。本实施例的每一第二电极部4都包括依序由下往上叠置的一镍导线41、一铜导线42与一锡导线43。其中，该锡导线43也可以使用银导线来取代。
[0027]需要说明的是，所述汇流电极30的数量不限于两个，也可以为一个或三个。
[0028]所述第三电极部5呈左右延伸地位于该绝缘层2上，所述第三电极部5互相平行且与所述汇流电极30连接，而且第三电极部5的长度方向与汇流电极30的长度方向垂直。所述第三电极部5就是一般所称的finger bar electrode,每一第三电极部5的宽度wl小于每一汇流电极30的宽度w2。
[0029]当然，该电池还具有一电连接该基板I的第二表面12(即背面)的背面电极(图未示)，该背面电极与所述第一电极部3、第二电极部4及第三电极部5配合将电池产生的电能传输到外部。但由于该背面电极非本发明的改良重点，所以不再说明。
[0030]参阅图1、图3、图4、图5，本实施例的太阳能电池的制造方法包含:
[0031](I)步骤61:准备具有该第一表面11的该基板1，该基板I已事先通过扩散制程形成P型与η型半导体，从而形成P-n接面，也因此于该基板I的表面处形成该太阳能电池的该射极层(图未示)。
[0032](2)步骤62:于该第一表面11上形成该绝缘层2，本步骤可利用物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)等方式，先于该第一表面11上形成连续完整的绝缘层2薄膜，再于预定形成所述汇流电极30的部位进行开孔制程，以形成该绝缘层2的所述开口 21，进而使该第一表面11的对应于所述开口 21的部位露出。其中，该开孔制程可以利用激光烧蚀的方式进行，但不限于此。需要说明的是，由于本实施例欲制作出两个汇流电极30，因此所述开口 21排成两列，当只制作一个汇流电极30时，就只需要制作一列开口 21。
[0033](3)步骤63:于该绝缘层2上且位于所述开口 21之间的位置形成所述第一电极部3。本实施例是配合具有适当网孔设计的网版，利用网印方式将金属导电浆料涂布于该绝缘层2上以形成第一电极部3。其中，该金属导电浆料例如银浆，但不限于此。
[0034](4)步骤64:进行热处理，本实施例的热处理为高温烧结(firing)。由于所述第一电极部3由金属浆料形成，在烧结过程中，所述第一电极部3的材料可以侵蚀该绝缘层2的SiNx材料，进而穿过该绝缘层2而连接该基板I的第一表面11，以和该射极层(图未示)形成电连接。
[0035](5)步骤65:接着以电镀方式在所述第一电极部3上方形成所述第二电极部4，所述第二电极部4 一方面连接于所述第一电极部3上方，另一方面有局部填充于所述绝缘层2的开口 21中，进而与该第一表面11连接。本实施例的每一个第二电极部4都包含镍、铜、锡三种材料，因此在电镀时是依序电镀该镍导线41、该铜导线42与该锡导线43。使用复合材料的优点在于:镍可直接接触该基板I的表面，镍与硅基板之间有较佳的附着性；铜具有良好的导电性；锡与后续焊接的焊带导线(ribbon)之间具有较佳的焊接结合力。另外，该锡导线43也可以使用银导线取代，因为银与焊带导线间的焊接结合力佳，同时银也具有优良导电性。由以上说明也可知，本实施例的所述第二电极部4的材质可以异于所述第一电极部3的材质。
[0036]参阅图1、图2、图3，本发明的方法，进一步还包含形成所述第三电极部5的步骤。所述第三电极部5可以利用网印方式形成，若所有的第三电极部5都选用与所述第一电极部3相同的材料，就可以通过一次网印同时制成第一电极部3与第三电极部5，当然，在高温烧结时，所述第三电极部5的材料也会穿过该绝缘层2而连接该基板I的第一表面U。制成所述第一电极部3与第三电极部5后，后续电镀所述第二电极部4时，也会同时于所述第三电极部5的上方电镀导电层，此时该电池的指状电极实际上是由第三电极部5与其上方的电镀层共同构成。在此情况下，由网印形成的下层部分可以先印得比较细以节省浆料，再通过上层的电镀层来补足指状电极整体的导电性。
[0037]另一方面，所述第三电极部5也可以利用电镀方式形成，若第三电极部5选用与第二电极部4相同的材料，则可以一次电镀完成。由于电镀材料不会蚀穿该绝缘层2，因此必须在步骤62中，同时在该绝缘层2的预定形成所述第三电极部5的部位进行开孔，以使电镀的第三电极部5可直接披覆连接在该基板I的第一表面11上。以电镀方式形成第三电极部5，可降低整体制程的浆料用量。
[0038]此外，所述第三电极部5也可以只有其中几个与所述第一电极部3以同样的制程形成，其它的第三电极部5以不同于第一电极部3的制程形成。类似地，所述第三电极部5也可以只有其中几个与所述第二电极部4以同样的制程形成，其它的第三电极部5以不同于第二电极部4的制程来形成。具体而言，所述第三电极部5的其中几个可以使用网印方式形成，其它则以电镀方式形成。
[0039]当然，该电池的制造方法中，还包含形成图未示出的背面电极的步骤，该背面电极可以使用网印或电镀方式形成。但由于该背面电极的制法非本发明的改良重点，所以不再说明。
[0040]参阅图5、图6,补充说明的是,在网印形成所述第一电极部3时,所述第一电极部3的浆料涂布宽度可以如图5的第4个流程图所示，约略与该绝缘层2的所述开口 21的边界对齐，但也可以如图6所示，所述第一电极部3的涂布宽度较小，使得每一汇流电极30中的任两相邻的第一电极部3的间距w3大于该两相邻的第一电极部3之间的开口 21的宽度w4。此设计的目的在于:避免浆料涂布范围过宽时，部分浆料会流入所述开口 21中，如此会造成分流现象(shunting effect),进而降低光电流并影响电池效能。
[0041]综上所述，本发明的汇流电极30通过两种制程形成，所述第一电极部3利用网印配合热处理而形成，与该基板I之间的结合力佳，可解决单独使用电镀电极所产生与该基板I间的附着力不佳的问题。而第二电极部4利用电镀方式形成，可以减少使用导电浆料以降低生产成本。因此本发明同时顾及制造成本与层体结合力的考量，本发明兼具制造成本低与层体结合力佳的优点。
[0042]参阅图2、图3、图7、图8，本发明太阳能电池的制造方法的第二较佳实施例，与该第一较佳实施例大致相同，不同的地方在于步骤顺序。本实施例是先于未开孔的绝缘层2上形成所述第一电极部3之后，再进行该绝缘层2的开孔制程。至于本实施例形成各层体的方式皆与该第一较佳实施例相同，因此其具体方式不再说明，以下只说明本实施例的步骤顺序。
[0043](I)步骤71:准备该具有该第一表面11的基板I。
[0044](2)步骤72:于该第一表面11上形成绝缘层2，此时该绝缘层2尚未开孔。
[0045](3)步骤73:于该绝缘层2上的局部部位形成所述第一电极部3。
[0046](4)步骤74:进行热处理，使所述第一电极部3通过其侵蚀能力而穿过该绝缘层
2,进而与该基板I的第一表面11连接。
[0047](5)步骤75:于该绝缘层2形成开口 21，且开口 21的形成位置分别位于所述第一电极部3之间，并因此使该基板I的第一表面11的对应于所述开口 21的部位露出。
[0048](6)步骤76:以电镀方式形成该第二电极部4，该第二电极部4连接所述第一电极部3，并通过该绝缘层2的所述开口 21而与该基板I的第一表面11连接。同样地，本实施例制成的第二电极部4可以包含一镍导线41、一铜导线42与一锡导线43，该锡导线43也可以使用银导线来取代。
[0049]本实施例进一步还包含形成多个第三电极部5的步骤。本实施例的第三电极部5同样可以使用网印或电镀方式形成。使用网印方式时，第三电极部5可以与第一电极部3一同网印并烧结，后续电镀所述第二电极部4时，也可以同时于所述第三电极部5上方电镀导电层。此作法的优点如同该第一较佳实施例所述，可将指状电极的下方网印的较细以节省浆料，再通过上层的电镀层来补足指状电极整体的导电性。
[0050]若使用电镀方式形成所述第三电极部5，则于上述的步骤75必须同时在该绝缘层2的预定形成所述第三电极部5的部位进行开孔，步骤76则可同时电镀形成第二电极部4与第三电极部5，使第三电极部5可直接披覆连接在该基板I的第一表面11上。
[0051 ] 本实施例可以制作出与该第一较佳实施例相同的电池结构，并达到相同的功效，在此不再说明。
【权利要求】
1.一种太阳能电池的制造方法，包含:准备一个具有一个第一表面的基板，其特征在于，该制造方法还包含:于该第一表面上形成一个绝缘层，该绝缘层具有多个开口，且该第一表面的对应于所述开口的部位露出；于该绝缘层上且位于所述开口之间的位置形成多个第一电极部；进行热处理，使所述第一电极部穿过该绝缘层而与该基板的第一表面连接；以电镀方式形成一个第二电极部，该第二电极部连接所述第一电极部并通过该绝缘层的所述开口而与该第一表面连接。
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，该第一表面为该基板的受光面；该绝缘层为抗反射层；所述第一电极部与该第二电极部共同形成一个汇流电极。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，该制造方法还包含形成多个第三电极部的步骤，所述第三电极部互相平行且与该汇流电极连接，每一个所述第三电极部的宽度小于该汇流电极的宽度。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述第三电极部中的至少一个与该第二电极部以同样的制程形成。
5.根据权利要求2所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，该汇流电极的任两相邻的第一电极部的间距大于该两相邻的第一电极部之间的开口的宽度。
6.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，所述第一电极部利用网印方式形成于该绝缘层上。
7.一种太阳能电池的制造方法，包含:准备一个具有一个第一表面的基板，其特征在于，该制造方法还包含:于该第一表面上形成一个绝缘层；于该绝缘层上的局部部位形成多个第一电极部；进行热处理，使所述第一电极部穿过该绝缘层而与该基板的第一表面连接；于该绝缘层形成多个分别位于所述第一电极部之间的开口，使该基板的第一表面的对应于所述开口的部位露出；以电镀方式形成一个第二电极部，该第二电极部连接所述第一电极部并通过该绝缘层的所述开口而与该第一表面连接。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，该第一表面为该基板的受光面；该绝缘层为抗反射层；所述第一电极部与该第二电极部共同形成一个汇流电极。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，该制造方法还包含形成多个第三电极部的步骤，所述第三电极部互相平行且与该汇流电极连接，每一个所述第三电极部的宽度小于该汇流电极的宽度。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述第三电极部中的至少一个与该第二电极部以同样的制程形成。
11.根据权利要求8所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，该汇流电极的任两相邻的第一电极部的间距大于该两相邻的第一电极部之间的开口的宽度。
12.根据权利要求7所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述第一电极部利用网印方式形成于该绝缘层上。
【文档编号】H01L31/18GK103681945SQ201210348222
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月18日 优先权日:2012年9月18日
【发明者】白玉磐 申请人:茂迪股份有限公司
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