[发明专利]太阳能电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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(Renewable energy)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(photovoltaic device)，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。

发明内容

本发明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。

本发明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。

本发明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。

在本发明的一实施例中，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(intrinsic layer)、N型半导体层堆叠形成的PIN结构。

在本发明的一实施例中，上述的透明导电层的材料包括金属氧化物。

在本发明的一实施例中，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。

本发明的一实施例中，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(screen printing)。

在本发明的一实施例中，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(Physical Vapor Deposition,PVD)或化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)。

在本发明的一实施例中，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。