发明名称 铝合金接点自动对准背面接触式矽太阳能电池之结构与制造方法
摘要 一种改良的太阳能电池设计及制造方法,此方法主要使用两种材料,n型掺杂矽及铝以形成p-n合金接点背面接触式太阳能电池。铝合金接点置于电池的背(未受照射)侧,因此结合铝中必需要之特性(铝作为掺杂剂,接触金属及光反射器)及背面接触式电池的优点。电池的设计及制造方法包含下列特征:表面上纹理,前及背表面中的少数载体镜,使用氧化层使保护表面,使用铝Al接点作为光反射器,进行防止由相邻n+及p+区产生逆向偏压的本质保护,及一改进的汇流排杆接点设计,适于使用表面安装技术而互连结电池。一种形成欧姆接点之改良方法其应用用于形成欧姆接点的自行对准技术。
申请公布号 TW318286 申请公布日期 1997.10.21
申请号 TW085108701 申请日期 1996.07.17
申请人 艾巴拉索拉股份有限公司 发明人 达奈尔.李欧.梅尔
分类号 H01L31/42 主分类号 H01L31/42
代理机构 代理人 林志刚 台北巿南京东路二段一二五号七楼;林敏生 台北巿南京东路二段一二五号七楼伟成第一大楼
主权项 1.一种接触式太阳能电池包含:第一导电型式之半导体厚层,其含前表面及背表面;在近该背面之该厚层中形成具反向导电型式的多个相间隔掺杂半导体区,且形成多个半导体接点;第一组间隔欧姆接点,其与多个间隔的掺杂半导体区相连接,且沿该背面放置;第二组欧姆接点,与位在第一组欧姆接点间之间隔中的该厚层之背面连接;以及绝缘机构,电隔离该第一组间隔欧姆接点与第二组间隔欧姆接点。2.如申请专利范围第1项之太阳能电池,其中该第一组欧姆接点之形式为大致上互相平行的导电条状体。3.如申请专利范围第2项之太阳能电池,其中该导电条状体之一端连接以形成一滙流排杆接点。4.如申请专利范围第1项之太阳能电池,其中该半导体厚层的厚度不大于该第一导电型式之少数载体的扩散长度。5.如申请专利范围第1项之太阳能电池,其中该厚层由n型矽形成。6.如申请专利范围第1项之太阳能电池,其中该n型矽为树枝状结晶网状矽。7.如申请专利范围第1项之太阳能电池,其中该第一组间隔欧姆接点包含该厚层半导体材料之合金,且第三群金属(Group Ⅲ metal)包含用于该多个间隔形成半导体区的受体掺杂剂。8.如申请专利范围第7项之太阳能电池,其中该第三群金属从铝、镓、铟中选出。9.如申请专利范围第1项之太阳能电池,其中该绝缘机构包含覆盖该第一组欧姆接点的绝缘层。10.如申请专利范围第1项之太阳能电池,更包含一在该前表面上的逆反射(anti-reflective)覆层。11.如申请专利范围第1项之太阳能电池,其中该厚层由n型矽形成,且该开始时对该前及背表面掺杂。12.如申请专利范围第1项之太阳能电池,其中该第二组欧姆接点守从银,铝,铜,钛及钯中选出的欧姆金属。13.如申请专利范围第1项之太阳能电池,其中该前及背表面中至少有一表面加上纹理,以增加在厚层中的光吸收能力。14.一种制造含自行对准之欧姆接点的背面接触式太阳能电池的方法,该方法包含下列步骤:(a)提供第一导电型之半导体厚层,该厚层具一前及背表面;(b)在靠近该背面的厚层中形成反向导电型之多个半导体扩散区;(c)使用欧姆接点金属材料在该背表面上形成第一组用于该扩散区的间隔欧姆接点;(d)从第一组欧姆接点间的空间电绝缘该第一组欧姆接点;以及(e)使用欧姆接触式金属材料在该间隔中的该背表面上形成第二组欧姆接点。15.如申请专利范围第14项之制造背面接触式太阳能电池的方法,其中应用n型矽执行所提供的步骤(a)。16.如申请专利范围第14项之制造背面接触式太阳能电池的方法,其中应用在前表面上具n+表面扩散层的n型矽执行所提供的步骤(a)。17.如申请专利范围第14项之制造背面接触式太阳能电池的方法,其中应用在前表面上具n+表面扩散层的n型矽执行所提供的步骤(a)。18.如申请专利范围第14项之制造背面接触式太阳能电池的方法,其中同时执行步骤(b)和(c)。19.如申请专利范围第14项之制造背面接触式太阳能电池的方法,其中同时执行步骤(b),(c),其方式为:将一含第III群金属的上图样层加到该厚度层的背面,至少加热该厚层的背面及相邻的内部区域,使得在该内部区域中的厚层材料及该上图样层形成合金,且使得合金可冷却,因此使用第三群金属作为受体形成该扩散区,且从遗留在背面上的冷却合金形成第一组接点。20.如申请专利范围第14项之制造背面接触式太阳能电池的方法,其中该上图样层包含第三群金属及厚层材料的混合物。21.如申请专利范围第20项之制造背面接触式太阳能电池的方法,其中该混合物包含铝及矽。22.如申请专利范围第19项之制造背面接触式太阳能电池的方法,其中上图样层包含层多个个别条状体。23.如申请专利范围第22项之制造背面接触式太阳能电池的方法,其中该间隔大致上互相平行。24.如申请专利范围第19项之制造背面接触式太阳能电池的方法,其中由幕印刷技术加上该打图样层。25.如申请专利范围第19项之制造背面接触式太阳能电池的方法,其中电绝缘之步骤(d)的执行方式为:在该第一组欧姆接点及其间的间隔形成一绝缘层,且视需要除去从该厚层之背面与该间隔相重叠的绝缘层部份,因此该绝缘层实质上只覆盖该第一组欧姆接点,且该间隔曝露出来。26.如申请专利范围第25项之制造背面接触式太阳能电池的方法,其中视需要移除的步骤包含蚀刻与该间隔重叠之该绝缘层部位的步骤。27.如申请专利范围第26项之制造背面接触式太阳能电池的方法,其中应用化学方法进行该蚀刻步骤。28.如申请专利范围第26项之制造背面接触式太阳能电池的方法,其中应用反应性离子蚀刻进行该蚀刻步骤。29.如申请专利范围第25项之制造背面接触式太阳能电池的方法,其中该视需要移除的步骤包含对与该间隔重叠之该绝缘层部位进行喷沙的步骤。30.如申请专利范围第25项之制造背面接触式太阳能电池的方法,其中该视需要移除的步骤包含对与该间隔重叠之该绝缘层部位进行研磨的步骤。31.如申请专利范围第24项之制造背面接触式太阳能电池的方法,更包含对该厚层之前及背表面中至少一表面加上纹理的步骤。32.如申请专利范围第14项之制造背面接触式太阳能电池的方法,更包含在该前表面上加上逆反射覆层的步骤。图示简单说明:第一图示本发明较佳实施例之树枝状结晶网状矽空位(blank)的截面;第二图示在用于正接触之铝沉积阶段中网的截面;第三图示热处理阶段中网之截面;第四A图示在形成铝氧化物之第一金属绝缘阶段期间网的截面图;第四B图为第四A图中网之背面部份的部份放大图;第五A图为从背面除去矽氧化物期间网的截面图;第五B图示第五A图中网之背面的放大图;第六A图为用于负接点之金属沉积期间网之截面图;第六B图示第六A图中背面之放大图;第七图为完成之电池的底部背面视图;第八图为具8个电池之基体的背侧面的平面图;第九图为第八图之基体上,电池之一的后表面之放大图;第十图为沿九之线10-10所视之剖面图;第十一图为一对正电极之一部份及其间区域的放大详细视图;以及第十二图为第九图之电池顶部之角落部位的放大详细视图。
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