[发明专利]具有金属堆叠电极的太阳能电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明关于一种太阳能电池及其制造方法，特别是指一种具有金属堆叠电极的太阳能电池及其制造方法。

背景技术

近年来，由于石油危机与地球暖化等议题受到全人类的关注，在现有的能源科技发展中，主要都是以节能减碳与再生能源等技术作为研究的方向，而在再生能源的方面，最具有代表性的技术就是太阳能电池。

一般来说，太阳能电池的基本构造不外乎是在半导体中掺杂不同的元素来形成P型半导体与N型半导体，然后利用光电效应来吸收光线并产生电流。其中，为了将太阳能电池吸收光线所产生的电流导引出，通常会利用两电极耦接于P型半导体与N型半导体，以形成回路而将电流导引出。而为降低电流传递过程中发生的欧姆功率损失(ohmic power loss=I²R)，一般都需要厚度较厚的金属以降低电极阻抗(R)。

请参阅图1，图1为现有的太阳能电池示意图。如图所示，一太阳能电池PA100包含一太阳能电池基板PA1、多个绝缘层PA2以及多个电极PA3。太阳能电池基板PA1具有多个半导体掺杂区PA11，而这些半导体掺杂区PA11是以交错的方式掺杂有P型掺质与N型掺质，以使这些半导体掺杂区PA11形成交错排列的P型半导体与N型半导体。绝缘层PA2彼此相间地形成于太阳能电池基板PA1上，且上述多个半导体掺杂区PA11自多个绝缘层PA2之间露出。而多个电极PA3则是形成于绝缘层PA2所露出的半导体掺杂区PA11上；其中，电极PA3一般是由银浆所构成的至少一层的金属导电浆层，或者是在半导体掺杂区PA11上溅镀或蒸镀一层薄的纯金属层后(此层亦称为电镀种子层)，再以电镀的方式于上述溅镀或蒸镀所形成的纯金属种子层的上形成另一较厚的纯金属层(此法即一般现有seed and growth)。

承上所述，在半导体掺杂区PA11上形成金属导电浆层的制程主要是以印刷等涂布方式完成，虽然其制程较为简单且容易制作厚度较厚的金属，但由于金属导电浆层主要是由金属粉粒与高分子材料所组成，因此，金属导电浆层与半导体掺杂区PA11之间的接触电阻会很大，导致由金属导电浆层所构成的电极PA3会因接触电阻过大而影响到电流的导出；另外，当电极PA3是由纯金属材料所构成时，虽然纯金属材料与半导体掺杂区PA11之间的接触电阻较小，但采用此法仍需要以电镀方式制备超过30um的纯金属层，其制程耗时复杂且增加生产的成本。

由此，发明人认为实有必要开发出一种具有金属堆叠电极的太阳能电池及其制造方法，使其可有效的降低制造成本与材料成本。

发明内容

本发明所欲解决的技术问题与目的：

综观以上所述，由于在现有技术中，太阳能电池的电极主要是由金属浆或纯金属所构成，然而，当电极是由金属浆所构成时，虽然制程步骤较简单且容易制作厚度较厚的金属，但会因为金属浆与半导体掺杂区之间的接触电阻过大而损耗太阳能电池所产生的电力，而当电极是由纯金属制成时，虽然可以有效的降低电极与半导体掺杂区之间的接触电阻，但由于所使用的电镀制程繁琐耗时，因而增加了整个太阳能电池的制造成本。

为了解决上述问题，发明人研发出一种具有金属堆叠电极的太阳能电池及其制造方法，所述方法是在半导体掺杂区上形成一接触金属层，然后再将金属导电浆层形成于接触金属层上。

本发明解决问题的技术手段：

本发明为解决现有技术的问题所采用的技术方案是提供一种具有金属堆叠电极的太阳能电池的制造方法，应用于一太阳能电池基板，而太阳能电池的制造方法首先是制备太阳能电池基板，所述太阳能电池基板具有多个半导体掺杂区；然后在半导体掺杂区上形成一接触金属层；接着在接触金属层上形成金属导电浆层；其特征在于，接触金属层与金属导电浆层的堆叠形成多个金属堆叠电极。

根据上述技术方案，本发明的另一种实施方式是在接触金属层上形成金属导电浆层之后，还在金属导电浆层上形成金属导电浆接着层。在太阳能电池模块中，太阳能电池透过汇流带(Ribbon)以电焊(Solder)的方式形成电池串接，上述的金属导电浆接着层可以提高汇流带与太阳能电池间的连接附着力。

根据上述技术方案，本发明的另一种实施方式是在将接触金属层形成于半导体掺杂区上之前，还先在半导体掺杂区上形成多个绝缘层，而半导体掺杂区还分别于绝缘层与绝缘层之间曝露出。