太陽能電池的制造方法技術

一種太陽能電池的制造方法，包含：步驟A：利用干式蝕刻方式蝕刻一第一導電型基板，使其一入光面成為高低起伏狀，且該入光面還形成一個等離子破壞層；步驟B：氧化該等離子破壞層以轉(zhuǎn)變成一個氧化層；步驟C：利用濕式蝕刻方式移除該氧化層；步驟D：熱擴散處理以形成一個第二導電型射極層。通過該氧化制程將該等離子破壞層氧化，使本發(fā)明專利技術在熱擴散處理前可以省略已知方法中的KOH蝕刻步驟，并且只需要一次的濕式蝕刻即可移除該氧化層，大幅縮短制程時間、提升產(chǎn)能，可兼顧量產(chǎn)的可行性及太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及一種，特別是涉及一種以反應式離子蝕刻(RIE)技術進行表面粗糙化后的制程改良的。
技術介紹
一般硅晶太陽能電池的制程，是將一塊P型的硅基板進行熱擴散(thermaldiffusion)處理,使該基板表面形成一個η型的射極層,進而形成p-η接面。但研究發(fā)現(xiàn)當該電池的入光面為上下凹凸的粗糙表面時，能降低光線反射，提升光線入射到電池內(nèi)部的比例，并提升轉(zhuǎn)換效率。因此目前有一種改良制程，是在擴散制程之前利用反應式離子蝕刻(Reactive Ion Etching,簡稱RIE)方式,蝕刻基板表面而形成粗糙表面。參閱圖1，雖然RIE制程能蝕刻基板11而達到基板11表面凹凸的需求，但此制程·中的帶電粒子(等離子)也會因此與基板11材料反應，使基板11表面形成一等離子破壞層12，該等離子破壞層12的存在將增加載流子的再結(jié)合率(Recombination)，因而會降低太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，所以在RIE制程之后，必需再通過濕式蝕刻方式移除該等離子破壞層12，由于等離子破壞層12的材料是以硅(Si)、硅的氧化物(SiOx)為主，通常必需進行兩次蝕刻才能移除，分別是以氫氟酸(HF)蝕刻液蝕刻SiOx,以及以氫氧化鉀(KOH)蝕刻液蝕刻Si。當該等離子破壞層12移除后，再進行熱擴散處理以形成p-n接面。而上述制程的缺點在于使用KOH蝕刻Si時，由于Si本身的特性所致，在蝕刻時的溫度及KOH濃度都要精準控制，才能將預定厚度的Si移除，但是關于Si的厚度與蝕刻溫度、濃度之間的控制，并不容易掌控。此外，進行濕式蝕刻時，要先將基板11移到充滿KOH溶液的蝕刻槽中蝕刻，接著再將基板11移到另一個充滿HF溶液的蝕刻槽蝕刻，由于將基板11移到蝕刻槽需要耗費時間，更何況上述制程是在兩個不同的蝕刻槽中進行兩次濕式蝕亥IJ，所以移動基板11所耗費的時間將增為兩倍，因此其制程時間長、生產(chǎn)效率低，不利于工業(yè)量產(chǎn)。而且上述為進行KOH與HF的蝕刻，需采用兩部蝕刻設備才能進行，如此機臺設備的成本會大幅增加，將造成量產(chǎn)上成本控制的問題，兩部設備于廠區(qū)生產(chǎn)線上還產(chǎn)生占據(jù)較多空間的問題。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的在于提供一種縮短制程時間，并且能兼顧電池轉(zhuǎn)換效率及量產(chǎn)需求的。從而可降低設備采購的成本以及避免占據(jù)過多廠區(qū)生產(chǎn)線空間的問題。本專利技術，包含步驟A :利用干式蝕刻方式蝕刻一第一導電型基板,使該第一導電型基板的一入光面成為高低起伏狀，且該入光面還形成一個等離子破壞層；步驟B :氧化該等離子破壞層，使該等離子破壞層轉(zhuǎn)變成一個氧化層；步驟C :利用濕式蝕刻方式移除該氧化層；步驟D :對該第一導電型基板進行熱擴散處理，使該第一導電型基板的入光面形成一個第二導電型射極層，以完成制作該太陽能電池的半成品 '及步驟E :在該太陽能電池的半成品上形成電極。本專利技術所述的方法，步驟B的氧化溫度為300°C 500°C。本專利技術所述的方法，該氧化層的厚度為5納米 10納米。本專利技術所述的方法，步驟B的氧化時間為I分鐘 25分鐘。本專利技術所述的方法，步驟A的干式蝕刻利用反應式離子蝕刻方式。 本專利技術所述的方法，該氧化層的材料包含硅的氧化物，步驟C濕式蝕刻的蝕刻液為氫氟酸溶液。本專利技術所述的方法，還包含一個位于步驟D之后的步驟F，在該第二導電型射極層上形成一個抗反射層，步驟E在該抗反射層的表面及該第一導電型基板的表面形成所述電極。本專利技術所述的方法，步驟D的熱擴散處理還會使該第一導電型基板的一個側(cè)面形成一個半導體層，接著再利用濕式蝕刻方式移除該半導體層。本專利技術所述的方法，用于移除該半導體層的蝕刻液為氫氟酸溶液。所述第一導電型基板及該第二導電型射極層的主要載流子不須限制，只要能形成P-n接面即可，因此當該第一導電型基板為P型半導體時，該第二導電型射極層為η型半導體；當該第一導電型基板為η型半導體時，該第二導電型射極層為P型半導體。所述用于氧化該等離子破壞層的氧化溫度為300°C 500°C，氧化時間為I 25分鐘，使所形成的氧化層厚度為5納米(nm) 10納米。其中，氧化溫度必需限定下限值，是因為當溫度太低時，由于溫度不足，無法使反應氣體分子產(chǎn)生足夠的移動動能，將導致該反應氣體無法與該等離子破壞層充分反應而氧化；而氧化溫度在500°C內(nèi)就能達到充分氧化效果，不需再將溫度升高，因為再提高溫度也只是造成能源浪費。另外，由于該氧化制程是接續(xù)該步驟A的干式蝕刻而進行，而且兩步驟是在同一個真空腔體中進行，腔體溫度大致都維持在300°C 500°C，因此氧化溫度不須再額外改變，制作上相當方便。本專利技術對于氧化時間的限定，也是為了使該等離子破壞層能充分反應氧化，需要說明的是，該等離子破壞層的氧化速率隨著氧化時間的增加將逐漸變慢，因此在初期的氧化時間內(nèi)能發(fā)揮最高的氧化效率，氧化時間不需要太長。本專利技術的有益效果在于通過在RIE制程后進行氧化制程，將等離子破壞層氧化成氧化層，使本專利技術在熱擴散處理前可以省略KOH蝕刻步驟，并且只需要一次的濕式蝕刻即可移除該氧化層，大幅降低制程時間、提升產(chǎn)能，可兼顧量產(chǎn)的可行性及太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。附圖說明圖I是一種已知太陽能電池的部分結(jié)構的示意圖；圖2是一示意圖，顯示本專利技術的較佳實施例所制造出的太陽能電池；圖3是該較佳實施例各步驟進行時的示意圖；圖4是該較佳實施例的步驟流程方塊圖。具體實施例方式下面結(jié)合附圖及實施例對本專利技術進行詳細說明。參閱圖2，本專利技術制造方法的較佳實施例，用于制造一太陽能電池，所述太陽能電池包括一第一導電型基板2、一個位于該第一導電型基板2的一入光面21上的第二導電型射極層4、一個位于該第二導電型射極層4上的抗反射層5以及二個分別位于該第一導電型基板2的下表面及抗反射層5的表面的電極6,所述電極6用于將電池產(chǎn)生的電能傳輸?shù)酵獠俊㈤唸D3、圖4，本專利技術包含(I)進行步驟71 :準備該第一導電型基板2，本實施例為P型半導體硅(Si)基板。(2)進行步驟72 :利用干式蝕刻方式蝕刻該第一導電型基板2的表面，本實施例 是使用反應式離子蝕刻(Reactive Ion Etching,簡稱RIE)方式,其具體方法是在一個RIE設備的真空腔體中，腔體溫度約為300°C 500°C，并通入SF6、Cl2及O2混合氣體作為反應氣體，使第一導電型基板2的入光面21形成高低起伏狀，也就是形成凹凸狀的粗糙微結(jié)構(Texturing) 0而且因為該第一導電型基板2的表面會與等離子產(chǎn)生反應，因此該入光面21上還會形成一個等離子破壞層3，該等離子破壞層3材料主要為硅(Si)及硅的氧化物(SiOx)。(3)進行步驟73 :將前述SF6及Cl2的氣流源關閉，在真空腔體中只通入O2氣體，O2在腔體中被激發(fā)成為氧等離子并持續(xù)與該等離子破壞層3反應，進而將該等離子破壞層3氧化而轉(zhuǎn)變成為一個氧化層3’，其材料主要為SiOx。在此氧化過程中，該腔體溫度也就是氧化溫度約為300°C 500°C，本實施例的氧化時間為5分鐘，但不限于此，所形成的氧化層3’厚度為5納米(nm) 10納米。(4)進行步驟74 :利用濕式蝕刻方式移除該氧化層3’，使該第一導電型基板2的入光面21露出。本實施例使用氫氟酸(HF)等溶液作為蝕刻液，對于該氧化層3’的SiOxM料有良好的蝕刻效果。(5)進行步驟75 本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種太陽能電池的制造方法，包含：步驟A：利用干式蝕刻方式蝕刻一個第一導電型基板，使該第一導電型基板的一個入光面成為高低起伏狀，且該入光面還形成一個等離子破壞層；其特征在于，該太陽能電池的制造方法還包含下列步驟：步驟B：氧化該等離子破壞層，使該等離子破壞層轉(zhuǎn)變成一個氧化層；步驟C：利用濕式蝕刻方式移除該氧化層；步驟D：對該第一導電型基板進行熱擴散處理，使該第一導電型基板的入光面形成一個第二導電型射極層，以完成制作該太陽能電池的半成品；步驟E：在該太陽能電池的半成品上形成電極。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：陳文華，
申請(專利權)人：茂迪股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：