[发明专利]太阳能电池结构

说明书

技术领域

本发明关于一种太阳能电池结构，尤指一种具有缓和的高低起伏表面的异质结太阳能电池结构。

背景技术

太阳能是人类可以利用的最丰富的能源，而制造高效率的太阳能电池更是业界发展的重点项目之一。一般而言，太阳能电池芯片经过表面粗糙化过程(texture)后会形成多个金字塔结构，用以降低太阳光的表面反射。经过粗糙化所形成的金字塔结构具有尖锐的顶端，即相较于相邻金字塔结构的凹槽底部的曲率半径，金字塔结构的顶端的曲率半径较小，使得后续形成于具有金字塔结构的上表面上的膜层会有厚度不均匀的现象。

在异质结太阳能电池(hetero-junction solar cell)中，由于经过粗糙化所形成之金字塔结构顶端的晶格结构存在一些缺陷，容易造成载流子复合的损失，因此一般会于太阳能电池芯片的上表面覆盖一钝化层，以减少晶格结构的缺陷。然而，因钝化层会吸收光线，且其导电性差，因此于太阳能电池芯片上的钝化层应越薄越好，以避免提高太阳能电池的阻抗。但是，由于金字塔结构的顶端的曲率半径较小，因此形成钝化层时，容易发生金字塔顶端没有形成钝化层或钝化层过薄，而相邻金字塔结构的凹槽底部的钝化层却过厚的情形，进而产生厚度不均匀的问题。如此一来，太阳能电池的转换效率会大幅下降，故如何制造出一种提高效能的太阳能电池结构是目前业界的首要之务。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种太阳能电池结构，以提高转换效率。

为达上述之目的，本发明提供一种太阳能电池结构，包括半导体基板以及钝化层。半导体基板包括高低起伏表面，高低起伏表面包括多个波峰以及多个波谷，其中各波峰具有第一曲率半径，各波谷具有第二曲率半径，且各第一曲率半径大于各第二曲率半径。钝化层顺应性地覆盖半导体基板的高低起伏表面，并与半导体基板相接触，其中位于波峰上的钝化层具有第一厚度，且位于波谷上的钝化层具有第二厚度。

为达上述目的，本发明还提供一种太阳能电池结构的制作方法，包括：提供半导体基板，半导体基板包括上表面以及下表面；对半导体基板之上表面进行各向异性蚀刻工艺(anisotropic etching)，以于上表面上形成粗糙表面(textured surface)；对粗糙表面进行各向同性蚀刻工艺(isotropic etching)，以形成高低起伏表面，高低起伏表面包括多个波峰以及多个波谷，其中各波峰具有第一曲率半径，各波谷具有第二曲率半径，且各第一曲率半径大于各第二曲率半径；以及于高低起伏表面上形成钝化层，其中位于波峰上的钝化层具有第一厚度，且位于波谷上的钝化层具有第二厚度。

本发明的太阳能电池结构是在半导体基板的粗糙表面进行各向同性蚀刻工艺来形成波峰的曲率半径大于波谷的曲率半径的高低起伏表面，以减少太阳光的反射率，并使得钝化层可以均匀地于波峰以及波谷上形成，故可在降低钝化层整体的厚度的情况下，有效地发挥钝化的效果，以补偿半导体基板上的晶格缺陷，并提高其转换效率。再者，由于钝化层具有一定的阻抗，且会吸收光线，因此可通过降低钝化层的厚度来减少钝化层所产生的阻抗以及光线损耗，故可以有效提升太阳能电池的转换效率。

附图说明

图1为本发明一实施例的太阳能电池结构的制作方法的步骤流程图；

图2至图6为本发明一实施例的太阳能电池结构的制作方法示意图，其中图6为本发明一实施例的太阳能电池结构的剖面示意图；

图7为本发明另一实施例的太阳能电池结构的剖面示意图。

1,2太阳能电池结构 10半导体基板

12,22,22 示钝化层 14,24,24示晶硅层

16,26,26 示意抗反射层 E 电极

D1 第一厚度 D2第二厚度

L下表面 P,P’波峰

R1 第一曲率半径 R2第二曲率半径

R3 第三曲率半径 R4第四曲率半径

S1,S2,S3,S4步骤 T 粗糙表面

U上表面 V,V2波谷

W,WV 高低起伏表面 Y 金字塔结构

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。