本實用新型涉及一種太陽能電池及其模組，特別是涉及一種多晶硅太陽能電池及其模組。

背景技術(shù)：

已知的硅晶太陽能電池的硅晶片(wafer)基板，是通過切割硅晶塊(brick)以得到數(shù)片薄片狀晶片?，F(xiàn)有將晶塊切割出晶片的方式，是利用一切晶機臺的切割線網(wǎng)，配合砂漿(slurry)噴灑于該線網(wǎng)上，切晶制程的切削力主要來自于該砂漿，再通過該線網(wǎng)將砂漿導(dǎo)入，以將該硅晶塊切成一片一片的硅晶片，此方式以下簡稱砂漿切割技術(shù)。后來發(fā)展出另一種切割方式，為鉆石線切割(diamond wire saw)技術(shù)，是利用鉆石線進行切割，此相對于砂漿切割技術(shù)較為環(huán)保、產(chǎn)出效率高且成本低，因此鉆石線切割技術(shù)的發(fā)展有其重要性。但無論是砂漿切割或鉆石線切割后，都會導(dǎo)致晶片表面損傷(saw damage)，所以一般在太陽能電池制程中，會利用濕蝕刻(wet etching)方式先清洗晶片，例如將晶片浸泡于硝酸、氫氟酸的化學(xué)液槽體中，一方面可去除上述因切割造成的損傷，一方面可以使晶片表面粗糙化(texture)，利用粗糙結(jié)構(gòu)可減少入射光反射，以提升入射光量。

其中，砂漿切割技術(shù)得到的晶片，可以與一般的濕蝕刻制程搭配，由此得到粗糙化后的晶片，其表面粗糙程度足夠。參閱圖1、2，分別是利用砂漿切割得到的晶片101與晶片101進行濕蝕刻后的SEM照片，顯示晶片101在進行濕蝕刻后表面有許多凹凸結(jié)構(gòu)。在制造成本的考量下，一般仍會希望將鉆石線切割得到的晶片搭配一般的濕蝕刻制程來制造太陽能電池，然而申請人發(fā)現(xiàn)，若以鉆石線切割得到的晶片搭配一般的濕蝕刻制程，雖可去除晶片的切割損傷，但晶片表面的粗糙化程度并不足夠，無法有效降低入射光的反射。參閱圖3，是利用鉆石線切割并且濕蝕刻后的晶片SEM照片，顯示晶片102表面有顆粒狀103，但顆粒狀103構(gòu)成平臺，導(dǎo)致晶片102表面粗糙度不足。

也就是說，砂漿切割技術(shù)搭配現(xiàn)有的濕蝕刻制程，能確實達到晶片表面粗糙化效果。但對于鉆石線切割技術(shù)而言，若是一成不變地套用現(xiàn)有的濕蝕刻制程，反而不利于晶片粗糙化。因此，針對鉆石線切割技術(shù)切割出的晶片，如何有效提升其表面粗糙度，為一重要課題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種能增加基板受光面粗糙度、提升入光量與轉(zhuǎn)換效率的太陽能電池及其模組。

本實用新型的太陽能電池，包含一個基板、一個抗反射層、一個正面電極與一個背面電極。該基板為多晶硅基板，并具有相對的一個受光面與一個背面，以及一個位于該受光面的射極層，該受光面具有一個線痕區(qū)及一個粒狀區(qū)，該線痕區(qū)具有數(shù)個彼此間隔且大致沿一個第一方向延伸的線痕，該粒狀區(qū)具有數(shù)個大致沿該第一方向排列的顆粒狀痕。該抗反射層位于該射極層上。該正面電極位于該受光面。該背面電極位于該背面。

本實用新型所述的太陽能電池，該基板還包括兩個沿該第一方向間隔排列的第一側(cè)邊，以及兩個間隔相對并連接所述第一側(cè)邊的第二側(cè)邊，每一個線痕自所述第一側(cè)邊中的其中一個朝另一個延伸。

本實用新型所述的太陽能電池，該正面電極包括至少一個匯流電極，以及數(shù)個連接該匯流電極的指狀電極，每一個線痕的延伸方向與所述指狀電極的延伸方向相同。

本實用新型所述的太陽能電池，該正面電極包括至少一個匯流電極，以及數(shù)個連接該匯流電極的指狀電極，每一個線痕的延伸方向與所述指狀電極的延伸方向不同。

本實用新型所述的太陽能電池，還包含一個位于該基板的該背面的背電場層。

本實用新型的太陽能電池模組，包含相對設(shè)置的一個第一板材與一個第二板材、至少一個如上述且設(shè)置于該第一板材與該第二板材間的太陽能電池，及一個位于該第一板材與該第二板材之間，并接觸該太陽能電池的封裝材。

本實用新型的有益效果在于：通過該受光面具有該線痕區(qū)與該粒狀區(qū)，該線痕區(qū)的所述線痕與該粒狀區(qū)的所述顆粒狀痕，能增加該受光面的表面粗糙度，減少入射光反射，進而提升入光量與光電轉(zhuǎn)換效率。

附圖說明

本實用新型的其他的特征及功效，將于參照圖式的實施方式中清楚地呈現(xiàn)，其中：

圖1是一掃描式電子顯微鏡(SEM)拍下的照片，顯示利用砂漿切割技術(shù)得到的一晶片的局部表面型態(tài)；

圖2是一SEM照片，顯示利用砂漿切割且進行濕蝕刻后的晶片局部表面；

圖3是一SEM照片，顯示利用鉆石線切割并且經(jīng)一般的濕蝕刻制程后的晶片局部表面；

圖4是本實用新型太陽能電池模組的一實施例的一示意圖；

圖5是該實施例的一太陽能電池的正面示意圖；

圖6是沿圖5的A-A線所取的剖視圖；

圖7是該太陽能電池的一基板的一受光面局部示意圖，顯示該受光面的一線痕區(qū)與一粒狀區(qū)；

圖8是一流程示意圖，顯示制造本實施例的太陽能電池的過程；

圖9是一SEM照片，顯示利用鉆石線切割技術(shù)得到本實施例的該基板的受光面局部表面型態(tài)；

圖10是一SEM照片，顯示本實施例該基板進行粗糙化后的受光面局部表面型態(tài)；

圖11是一SEM照片，顯示本實施例該基板的受光面形成一抗反射層后的局部表面型態(tài)。

具體實施方式

參閱圖4、5，本實用新型太陽能電池模組的一實施例，包含上下相對設(shè)置的一第一板材1與一第二板材2、數(shù)個陣列式排列于該第一板材1與該第二板材2間的太陽能電池3、至少一位于該第一板材1及該第二板材2間并接觸所述太陽能電池3的封裝材4，以及數(shù)條用于串接所述太陽能電池3的焊帶導(dǎo)線(ribbon)5。

該第一板材1與該第二板材2在實施上沒有特殊限制，可以使用玻璃或塑膠板材，而且位于電池受光面的一側(cè)的板材必須為可透光。該封裝材4的材質(zhì)例如可透光的乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)，或其他可用于太陽能電池模組封裝的相關(guān)材料。

本實施例的所述太陽能電池3的結(jié)構(gòu)可以相同，以下僅以其中一個為例進行說明。當(dāng)然，在一模組中的所述電池的結(jié)構(gòu)不以相同為絕對必要。

參閱圖5、6、7，該太陽能電池3包含一基板31、一抗反射層32、一背電場層33、一正面電極34與一背面電極35。

該基板31為多晶硅基板，并具有相對的一受光面311與一背面312、兩個第一側(cè)邊313、兩個第二側(cè)邊314，以及一位于該受光面311的射極層315。所述第一側(cè)邊313沿一第一方向91間隔排列，并且皆沿一不同于該第一方向91的第二方向92延伸。所述第二側(cè)邊314沿該第二方向92間隔排列，并且沿該第一方向91延伸且連接所述第一側(cè)邊313。在本實施例中，該第一方向91垂直該第二方向92。

該受光面311具有一線痕區(qū)316及一粒狀區(qū)317，該線痕區(qū)316具有數(shù)個彼此間隔且大致沿該第一方向91延伸的線痕318，每一線痕318自所述第一側(cè)邊313中的其中一個朝另一個延伸。該粒狀區(qū)317散落分布成數(shù)個區(qū)域，每一區(qū)域中具有數(shù)個大致沿該第一方向91排列的顆粒狀痕319。所述線痕318大致沿該第一方向91延伸，是指線痕318平行或幾乎平行該第一方向91，而且每一線痕318即使有局部線段略微彎曲或非平順，其整體仍大致沿該第一方向91延伸。所述顆粒狀痕319大致沿該第一方向91排列，是指所述顆粒狀痕319整體的排列趨勢大致上有沿該第一方向91排列的規(guī)律性，即使有部分排列略微不規(guī)則，但仍不影響其整體的規(guī)律性。實際實施時，該線痕區(qū)316與該粒狀區(qū)317的區(qū)域可以有局部重疊，也可以不重疊。此外，本實施例的線痕318延伸方向與該基板31的所述第二側(cè)邊314延伸方向大致平行，但此僅為本實施例的舉例，實施上不以此為限。

該基板31與該射極層315的其中一個為n型半導(dǎo)體，另一個為p型半導(dǎo)體，進而形成p-n接面。本實施例是以p型的多晶硅基板31與n型的射極層315為例。該抗反射層32位于該射極層315上，其材料例如氮化硅(SiN_x)，可用于降低光反射以提高入光量。

該背電場層(back surface field)33位于該基板31的該背面312，其為載子濃度大于該p型基板31的p型半導(dǎo)體層(一般又稱為p+層)。利用該背電場層33的電場作用阻擋電子朝該基板31的背面312方向移動，使電子被收集于該射極層315，因此通過該背電場層33能提升載子收集效率及轉(zhuǎn)換效率。

該正面電極34位于該受光面311，并包括數(shù)個沿該第一方向91間隔排列且皆沿該第二方向92延伸的匯流電極341，以及數(shù)個連接所述匯流電極341且皆沿該第一方向91延伸的指狀電極342。所述匯流電極341穿過該抗反射層32而接觸該射極層315。在本實施例中，所述指狀電極342的延伸方向與每一線痕318的延伸方向相同，但于實施時不以相同為絕對必要，因為線痕318的延伸方向也可以不同于指狀電極342的延伸方向。

該背面電極35位于該基板31的該背面312上，用于與該正面電極34配合傳輸該電池轉(zhuǎn)換的電能。

參閱圖7～10，本實用新型的電池制作時，首先準備該基板31，該基板31是利用鉆石線切割(diamond wire saw)技術(shù)得到，如圖9所示，該基板31表面有許多因為切割而產(chǎn)生并且大致沿相同方向延伸的線痕。接著利用例如濕蝕刻或化學(xué)研磨蝕刻方式，對該基板31進行表面處理，以去除該基板31因鉆石線切割所造成的損傷(saw damage)，并借此能使該基板31表面粗糙化。其中通過控制蝕刻制程，使該基板31的該受光面311形成該線痕區(qū)316與該粒狀區(qū)317，如圖10所示，即為經(jīng)由本蝕刻粗糙化步驟所得到的該基板31的受光面311的局部表面型態(tài)。本步驟的特色在于，改變一般的濕蝕刻制程，避免過度洗去圖9中的線痕，本實用新型的圖10相對于背景技術(shù)的圖3而言，可減少圖3中的平臺狀顆粒，而是以較多的線痕與顆粒狀痕取代，從而提高粗糙度。具體而言，本蝕刻粗糙化步驟為了減緩蝕刻效率，可通過減少蝕刻時間、降低蝕刻溫度、降低化學(xué)蝕刻劑濃度、添加抑制劑，或使用化學(xué)研磨方式進行蝕刻，一方面能去除該基板31的切割損傷、缺陷，另一方面使該基板31的受光面311形成所述線痕318與所述顆粒狀痕319，因而具有一定的粗糙度，能有效降低入射光的反射量，從而提升入光量。

參閱圖6、8，接著于該基板31進行例如磷擴散制程以形成該射極層315。再利用例如PECVD的真空鍍膜方式，于該受光面311上披覆介電材料，進而形成該抗反射層32。如圖11所示，為該基板31形成該抗反射層32后的局部表面型態(tài)，同樣可看到明顯的線痕318與顆粒狀痕319。

繼續(xù)參閱圖6、8，接著形成該正面電極34與該背面電極35，先利用網(wǎng)印方式將金屬導(dǎo)電漿料71、72涂布于該受光面311的抗反射層32上與該背面312上，再進行燒結(jié)(Firing)制程，使金屬導(dǎo)電漿料71、72固化而形成該正面電極34與該背面電極35。在燒結(jié)制程的高溫下，該正面電極34的匯流電極341材料能燒穿(fire through)該抗反射層32而接觸該射極層315，該基板31的背面312處的導(dǎo)電漿料能與該基板31材料反應(yīng)，進而形成以Al-Si合金為主要材料的該背電場層33，如此就完成制成該太陽能電池3。

需要說明的是，本實用新型此種具有該線痕區(qū)316與粒狀區(qū)317的基板31，不限于應(yīng)用在本實施例所述的電池結(jié)構(gòu)，例如，Passivated Emitter and Rear Contact(PERC)太陽能電池，或者其他種結(jié)構(gòu)的電池，也可以適用。

綜上所述，通過該基板31的受光面311具有該線痕區(qū)316與該粒狀區(qū)317，該線痕區(qū)316的所述線痕318與該粒狀區(qū)317的所述顆粒狀痕319，能增加該受光面311的表面粗糙度，減少入射光反射，進而提升入光量與光電轉(zhuǎn)換效率。本實用新型的基板31可由鉆石線切割技術(shù)搭配適當(dāng)?shù)臐裎g刻或化學(xué)研磨方式蝕刻而得，對于晶片基板31大量量產(chǎn)的生產(chǎn)效率可以有效提升，并能降低切割晶片成本，對于太陽能電池產(chǎn)業(yè)有非常大的助益。