[发明专利]太阳能电池电极及其制程

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池电极及其制程。

背景技术

使用太阳能电池来获得能源，相较于其他的能源，例如石化能源、核能、水利等，是目前认为较环保的方式。尤其是在原油的价格持续飙高的时候，更显得太阳能发电的许多优点。再者，原油总有用尽的一天，而太阳能发电，相对于原油而言是取之不尽，用之不竭的能源。因此目前各国政府，研究单位与许多的私人企业都将许多的研究资源投入在太阳能产业上。

太阳能电池是一种可以将能量转换的光电元件，其基本构造是运用P型与N型半导体接合而成的。半导体最基本的材料是「硅或锗或是两种元素以上的化合物如砷化镓等」，它是不导电的，但如果在半导体中掺入不同的杂质，就可以做成P型与N型半导体，再利用n-型和p-型半导体接触，形成p-n接面(junction)。在接面附近，电子会从浓度高的n型区扩散至浓度低的p型区，而相对地，空穴会从浓度高的p型区扩散至浓度低的n型区。如此一来，在接面附近的区域，其电中性便会被打破。n-型区在接面附近会有施体正离子裸露而产生正电荷区，而p型区在接面附近会有受体负离子裸露而产生负电荷区。n型区正电荷区和p-型区负电荷区就总称为空间电荷区(space charge region)。因为施体正离子和受体负离子都是固定于晶格中，因此n-型区正电荷区和p型区负电荷区就会形成一个内建(built-in)电场，这空间电荷区的内建电场其方向是从n-型区指向p型区。如果入射光子在空间电荷区被吸收产生电子-空穴对，电子会因为内建电场的影响而向n型区漂移(drift)，而相对地，空穴会因为内建电场的影响而向p-型区漂移。也就是说，入射光子在空间电荷区被吸收产生电子和空穴，因为内建电场的影响而产生从n型区向p型区的漂移电流，就是所谓的光电流(photocurrent)。太阳能电池中的光电流，其流向是从n-型区向p-型区，这对p-n二极体而言，这刚好是反向偏压(reverse bias)的电流方向。

太阳能电池中，p-n接面区的空间电荷区的内建电场的功用就是使入射光子被吸收产生电子-空穴对在复合(recombination)前被分开，而产生光电流。光电流再经由p-n二极体的金属接触(metal contact)传输至负载，这也就是太阳能电池的基本工作原理。

发明内容

鉴于上述的发明背景中，为了符合产业利益的需求，本发明提供一种太阳能电池电极及其制程，其可以避免用于电连接太阳能电池电极与导电元件的锡渗透至太阳能电池的接触电极。

据此，本发明揭露一种太阳能电池电极，藉由一连接结构电性连接至一导电元件，其包含一阻障层(barrier layer)，位于一接触电极(contact electrode)上，以避免连接结构垂直(substantially vertically)渗透至接触电极及半导体内。

根据本发明的一个实施方式，更可包含位于该阻障层与该接触电极之间的一母线。

根据本发明的一个实施方式，还可包含位于该连接结构与该阻障层之间的一母线。

本发明亦提供一种太阳能电池，其所包含的太阳能电池电极，藉由一连接结构电性连接至一导电元件，其包含一阻障层(barrier layer)，位于一接触电极(contact electrode)上，其中该导电元件包含指插式结构或可挠式片状结构。

本发明揭露另一种太阳能电池电极，藉由一连接结构电性连接至一导电元件，其包含一具有至少一孔洞(opening)的介电(dielectric)结构，位于一接触电极上，其中连接结构配置于这些孔洞内，以避免水平(substantially horizontally)渗透至接触电极。

根据本发明的一个实施方式，更包含一阻障层，位于所述孔洞内，并配置于该连接结构与该接触电极之间。

根据本发明的一个实施方式，更包含位于该连接结构与该阻障层之间的一母线。

根据本发明的一个实施方式，更包含位于该阻障层与该接触电极之间的一母线，其中该母线位于所述孔洞内的该接触电极上，或是该介电结构与所述孔洞内的该阻障层皆位于该母线上。

本发明亦提供一种太阳能电池，其所包含的太阳能电池电极，藉由一连接结构电性连接至一导电元件，其包含一具有至少一孔洞(opening)的介电(dielectric)结构，位于一接触电极上，其中连接结构配置于这些孔洞内，其中的该导电元件包含指插式结构或可挠式片状结构。