專利名稱：具有雙接面的光伏打裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種光伏打(photovoltaic)裝置，且特別是有關(guān)于一種具有至少雙接面的光伏打裝置。
背景技術(shù)：
光伏打單元(photovoltaic cell)為一種固態(tài)裝置，并通過光生伏打效應(yīng)將陽光的能量轉(zhuǎn)換為電能。因此，光伏打單元的組件可用于制造光伏打模塊或太陽能板。近年來由于再生能源的需求不斷增加，使得光伏打單元的制造具有顯著的進(jìn)步。最常見的光伏打單元型式配置為大面積的p-n接面，并可由例如結(jié)晶硅或多晶硅等塊材所制成。圖5繪示傳統(tǒng)光伏打單元500的剖面示意圖。單一 p-n接面形成于N型半導(dǎo)體層 520以及P型半導(dǎo)體基板510之間。通常N型半導(dǎo)體層520是以N型摻雜物(dopant)利用離子布植或表面擴(kuò)散的方式，將N型摻雜物摻入基板510之前側(cè)所形成。空乏區(qū)或空間電荷區(qū)550形成于P型基板510與N型半導(dǎo)體層520的接面處。在未外加供應(yīng)電壓的情形下，當(dāng)空乏區(qū)中的內(nèi)建電場平衡了電子與空穴的擴(kuò)散現(xiàn)象時(shí)，達(dá)到了平衡狀態(tài)。金屬電極590形成于基板510的背側(cè)上，且金屬指狀電極570形成于N型半導(dǎo)體層 520的上。金屬電極590以及570皆透過導(dǎo)線連接至外部負(fù)載。當(dāng)陽光照射在基板510之前側(cè)的單一 P-n接面時(shí)，半導(dǎo)體中的電子可吸收光線，并被激發(fā)至傳導(dǎo)能帶，使電子能夠在半導(dǎo)體中自由移動(dòng)。在N型半導(dǎo)體層520中產(chǎn)生的自由電子，或者在單一 p-n接面的中被收集且被N型半導(dǎo)體層520所吸入的自由電子，其可穿過導(dǎo)線、為負(fù)載供電以及持續(xù)在導(dǎo)線上行進(jìn)，直到自由電子到達(dá)P型基板而與空穴再結(jié)合為止。因此，空穴則以相反方向行進(jìn)， 借此產(chǎn)生光電流。此單一接面光伏打單元往往具有較低的轉(zhuǎn)換效能，通常不超過18%。這是因?yàn)樯贁?shù)載子中，產(chǎn)生于P型中性區(qū)的電子或產(chǎn)生于N型中性區(qū)的空穴快速地再結(jié)合所導(dǎo)致。然而，只有當(dāng)光子在空乏區(qū)中被吸收，或者在電子或空穴的擴(kuò)散長度范圍內(nèi)的中性區(qū)被吸收的狀況下，才有助于光電流的產(chǎn)生。因此，迄今現(xiàn)有技術(shù)仍具有上述缺陷與不足之處需要解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提提供一種具有至少雙接面的光伏打裝置。在一實(shí)施方式中，該具有至少雙接面的光伏打裝置包含基板，上述基板具有第一表面以及相對(duì)的第二表面，其中基板具有第一摻雜型式。光伏打裝置也包含第一摻雜區(qū)，上述第一摻雜區(qū)位于基板的第一表面，其中第一摻雜區(qū)具有第二摻雜型式，且第二摻雜型式的極性與第一摻雜型式的極性實(shí)質(zhì)上相反。再者，光伏打裝置包含第二摻雜區(qū)，上述第二摻雜區(qū)位于第一摻雜區(qū)的一部份中， 并暴露出第一摻雜區(qū)的其它部份，其中第二摻雜區(qū)的極性與第一摻雜型式的極性實(shí)質(zhì)上相同。在一實(shí)施例中，第二摻雜區(qū)的摻雜濃度實(shí)質(zhì)上大于基板的摻雜濃度。
在一實(shí)施例中，第一摻雜區(qū)具有介于大約為1微米至3微米的深度(或稱為厚度)。第二摻雜區(qū)具有介于大約為0. 05微米至0. 5微米的深度(或稱為厚度)。在一實(shí)施例中，第二摻雜區(qū)的邊界與第一摻雜區(qū)的材質(zhì)以及基板的材質(zhì)接觸。另外，光伏打裝置包含第三摻雜區(qū)，上述第三摻雜區(qū)位于被暴露出第一摻雜區(qū)的其它部份中，其中第三摻雜區(qū)的極性與第二摻雜型式的極性實(shí)質(zhì)上相同，且第三摻雜區(qū)的摻雜濃度實(shí)質(zhì)上大于第一摻雜區(qū)的摻雜濃度。此外，光伏打裝置在第三摻雜區(qū)上也具有第一電極。在一實(shí)施例中，光伏打裝置更包含第四摻雜區(qū)，上述第四摻雜區(qū)位于基板的第二表面，且第二電極形成于第四摻雜區(qū)上。第四摻雜區(qū)的極性與第一摻雜型式的極性實(shí)質(zhì)上相同，且第四摻雜區(qū)的摻雜濃度實(shí)質(zhì)上大于第二摻雜區(qū)的摻雜濃度。光伏打裝置也包含第一介電層，上述第一介電層覆蓋于基板的第一表面上，其中第一介電層具有暴露出第一電極的第一開口。在另一實(shí)施方式中，光伏打裝置更包含第四摻雜區(qū)，上述第四摻雜區(qū)位于第二摻雜區(qū)的一部份中，并暴露出第二摻雜區(qū)的其它部份，且形成第二電極于第四摻雜區(qū)上，其中第四摻雜區(qū)的極性與第一摻雜型式的極性實(shí)質(zhì)上相同，且第四摻雜區(qū)的摻雜濃度實(shí)質(zhì)上大于第二摻雜區(qū)的摻雜濃度。光伏打裝置也可具有第一介電層以及第二介電層。上述第一介電層覆蓋于基板的第一表面上，第一介電層具有分別暴露出第一電極與第二電極的第一開口與第二開口。上述第二介電層覆蓋于基板的第二表面上。在一實(shí)施例中，第一摻雜型式為N型以及P型中的一者，第二摻雜型式為P型以及 N型中的另一者。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。


為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易懂，所附圖式的說明如下圖IA繪示依照本揭示內(nèi)容的一實(shí)施方式的一種光伏打裝置的俯視示意圖。圖IB繪示依照本揭示內(nèi)容的一實(shí)施方式的一種光伏打裝置的剖面示意圖。圖2A繪示依照本揭示內(nèi)容的一實(shí)施方式的一種光伏打模塊的俯視示意圖。圖2B繪示依照本揭示內(nèi)容的一實(shí)施方式的一種光伏打模塊的剖面示意圖。圖3A繪示依照本揭示內(nèi)容的一實(shí)施方式的一種光伏打裝置的俯視示意圖。圖;3B繪示依照本揭示內(nèi)容的一實(shí)施方式的一種光伏打裝置的剖面示意圖。圖4A繪示依照本揭示內(nèi)容的一實(shí)施方式的一種光伏打模塊的俯視示意圖。圖4B繪示依照本揭示內(nèi)容的一實(shí)施方式的一種光伏打模塊的剖面示意圖。圖5繪示具有單一 p-n接面的傳統(tǒng)光伏打裝置的剖面示意圖。其中，附圖標(biāo)記100,300 光伏打裝置200、400 光伏打模塊110,310 基板(P 型基板)
111,311 基板(P型基板)的第一表面112,312 基板(P型基板)的第二表面210,410,500 光伏打單元120,320 第一摻雜區(qū)(N型井)121,321 第一摻雜區(qū)(N型井)的未暴露出部份122,322 第一摻雜區(qū)(N型井)的暴露出部份130,330 第二摻雜區(qū)(P+型區(qū)域)131,331 第二摻雜區(qū)(P+型區(qū)域)的未暴露出部份132,332 第二摻雜區(qū)(P+型區(qū)域)的暴露出部份140、150、；340 介電層160,360 第三摻雜區(qū)(重?fù)诫sN+型區(qū)域)170、370:第一電極180,380 第四摻雜區(qū)(重?fù)诫sP++型區(qū)域)190、390:第二電極510 =P型半導(dǎo)體基板520 =N型半導(dǎo)體基板550 空乏區(qū)570、590:電極
具體實(shí)施例方式本揭示內(nèi)容現(xiàn)將于此后參照所附的圖式繪示進(jìn)行數(shù)個(gè)示范實(shí)施例并伴隨著文字描述進(jìn)一步說明本揭示內(nèi)容的原理。然而，本揭示內(nèi)容可以許多不同形式加以體現(xiàn)，而不應(yīng)被解讀成受限于在此所提出的實(shí)施例中。相反地，提供這些實(shí)施例，使得本揭露會(huì)更完善且完整，而可充分地將本揭示內(nèi)容的范圍表達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。相同的參考數(shù)字在各處標(biāo)示相同元素。于本文中涉及『在...之上』的描述，其可泛指一組件位于其它組件之上。上述組件可直接位于其它組件之上或可插入組件于上述組件與其它組件的中。相反地，當(dāng)一組件直接位于其它組件之上時(shí)，可泛指其中不具有插入元件。在此，術(shù)語『及/或』包含任何與一或多個(gè)相關(guān)元件的組合?？梢岳斫獾氖?，雖然術(shù)語『第一』、『第二』可被用于描述不同的元件、組成、范圍、層級(jí)及/或部份，這些元件、組成、范圍、層級(jí)及/或部份不應(yīng)受到術(shù)語限制。這些術(shù)語只用于與其它元件、組成、范圍、層級(jí)及/或部份作區(qū)別，因此，一第一元件、組成、范圍、層級(jí)及/或部份可被命名為一第二元件、組成、范圍、層級(jí)及/或部份，而不脫離本揭示內(nèi)容的范圍。本揭示內(nèi)容所使用的術(shù)語用以描述特定實(shí)施方式為目的，且不以此為限。于實(shí)施方式與申請(qǐng)專利范圍中，除非內(nèi)文中對(duì)于冠詞有所特別限定，否則『一』與『該』可泛指單一個(gè)或復(fù)數(shù)個(gè)。可以理解的是，本文中所使用的『包含』、『包括』、『具有』及相似詞匯，皆認(rèn)定為開放式連接詞。例如，『包含』表示元件、成分或步驟的組合中不排除請(qǐng)求項(xiàng)未記載的元件、成分或步驟。此外，相對(duì)性用語如『較低』或『最低』以及『較高』或『最高』，在此可用于描述圖式所示的一元件相對(duì)應(yīng)其它元件的關(guān)系?？闪私獾氖?，相對(duì)性用語除了如圖式所描述的方向外，還涵蓋了裝置的不同方向。例如，若在一圖式中的裝置為翻轉(zhuǎn)的，原先在其它元件的 『較低』側(cè)的元件方向則轉(zhuǎn)換為在其它元件的『較高』側(cè)。因此，范例用語所述的『較低』可涵蓋『較低』與『較高』兩種方向，而取決于圖式的特定方向。同樣地，若在一圖式中的裝置為翻轉(zhuǎn)的，原先在其它元件『的下』或『下面』的元件方向則轉(zhuǎn)換為在其它元件『之上』。因此，范例用語所述的『的下』或『下面』可涵蓋『的下』與『之上』兩種方向。除非，所有在此使用的術(shù)語(包含機(jī)械與科學(xué)的術(shù)語)與實(shí)施例所屬先前技術(shù)的通常知識(shí)有相同意思，如在常用字典的定義，除非在文中明確的定義，否則應(yīng)解釋為與相關(guān)技術(shù)有關(guān)的意思。關(guān)于本文中所使用的『約』、『大約』或『大致約』一般通常指數(shù)值的誤差或范圍于百分的二十以內(nèi)，較好地是于百分的十以內(nèi)，而更佳地則是于百分的五以內(nèi)。文中若無明確說明，其所提及的數(shù)值皆視作為近似值，即如『約』、『大約』或『大致約』所表示的誤差或范圍。本文中所使用的術(shù)語『電極』，為一種導(dǎo)電層或薄膜，包含單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)，上述單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)以一個(gè)或多個(gè)電性傳導(dǎo)材質(zhì)所形成。本揭示內(nèi)容中所揭露的實(shí)施例請(qǐng)一并參照所附的圖IA 圖4B。依據(jù)本揭示內(nèi)容的目的，以具體且廣泛地來說，本揭示內(nèi)容的一態(tài)樣關(guān)于一種具有雙接面的光伏打裝置。圖IA與圖IB分別繪示依照本揭示內(nèi)容的一實(shí)施方式的一種光伏打裝置100的俯視示意圖與剖面示意圖。光伏打裝置100包含基板110(例如P型基板)、第一摻雜區(qū) 120 (或稱為第一摻雜井，例如N型井)、第二摻雜區(qū)130 (或稱為第二摻雜井，例如P+型區(qū)域)、第三摻雜區(qū)160(例如重?fù)诫sN+型區(qū)域)以及第四摻雜區(qū)180(例如重?fù)诫sP++型區(qū)域)。必需注意的是，上述元件所代表的P或N是當(dāng)作范例來說明，仍需要查閱下列的描述。上述基板110具有第一表面111以及相對(duì)的第二表面112。第一摻雜區(qū)120形成于基板110的第一表面111。第二摻雜區(qū)130位于第一摻雜區(qū)120的一部份121中，使得第一摻雜區(qū)120的其它部份122暴露出。第三摻雜區(qū)160形成于第一摻雜區(qū)120的暴露出部份122中。第四摻雜區(qū)180位于第二摻雜區(qū)130的一部份131中，并暴露出第二摻雜區(qū) 130的其它部份132?；?10具有第一摻雜型式，其中第一摻雜型式具有極性。第一摻雜區(qū)120具有第二摻雜型式，其中第二摻雜型式具有極性。第二摻雜型式的極性與第一摻雜型式的極性實(shí)質(zhì)上相反。第二摻雜區(qū)130的極性與基板110的第一摻雜型式的極性實(shí)質(zhì)上相同。第三摻雜區(qū)160的極性與第一摻雜區(qū)120的第二摻雜型式的極性實(shí)質(zhì)上相同，且第三摻雜區(qū)160 的摻雜濃度實(shí)質(zhì)上大于第一摻雜區(qū)120的摻雜濃度。第四摻雜區(qū)180的極性與第二摻雜區(qū) 130的第一摻雜型式的極性實(shí)質(zhì)上相同，且第四摻雜區(qū)180的摻雜濃度實(shí)質(zhì)上大于第二摻雜區(qū)130的摻雜濃度。較佳地，第二摻雜區(qū)130的摻雜濃度實(shí)質(zhì)上大于基板110與第一摻雜區(qū)120兩者的摻雜濃度。最佳地，第三摻雜區(qū)160的摻雜濃度實(shí)質(zhì)上低于第四摻雜區(qū)180 的摻雜濃度。在一些實(shí)施例中，第三摻雜區(qū)160的摻雜濃度實(shí)質(zhì)上可與第二摻雜區(qū)130的摻雜濃度相等。在一實(shí)施例中，第一摻雜型式為N型以及P型中的一者，同時(shí)，第二摻雜型式為P 型以及N型中的另一者。換句話說，當(dāng)?shù)谝粨诫s型式為N型時(shí)，第二摻雜型式則為P型，或者當(dāng)?shù)谝粨诫s型式為P型時(shí)，第二摻雜型式則為N型。再者，光伏打裝置100也具有第一電極170以及第二電極190。第一電極170形成于第三摻雜區(qū)160上，且第二電極190形成于第四摻雜區(qū)180上。在此以一實(shí)施例并配合圖IA 圖2B的圖式，以詳盡敘述本揭示內(nèi)容。在圖IA 圖2B中，以第一摻雜型式為P型，同時(shí)第二摻雜型式為N型為范例來作說明。具體而言，光伏打裝置100包含P型基板110、N型井120以及P+型區(qū)域130。N型井120形成于P型基板110之前表面上。P+型區(qū)域130形成于N型井120上，使得N型井120的一部份122暴露出。光伏打裝置100更包含第一電極170以及第二電極190。第一電極170形成于N型井120的暴露出部份122，且第二電極190形成于P+型區(qū)域130上。P+型區(qū)域130為高濃度摻雜區(qū)域，其摻雜濃度高于P型基板110的摻雜濃度。在這樣的結(jié)構(gòu)中，光伏打裝置100具有兩個(gè)p-n接面，一個(gè)介于P型基板110與N 型井120之間，另一個(gè)介于N型井120與P+型區(qū)域130之間。相較于單一接面的光伏打裝置，光伏打裝置100的每單位表面積具有較大的空乏區(qū)，因此，入射光更容易被空乏區(qū)中的電子所吸收。在空乏區(qū)中所產(chǎn)生的自由電子通過空乏區(qū)中的內(nèi)建電場而于空乏區(qū)中與空穴分離，而使自由電子較不可能與空穴再結(jié)合。因此，相較于傳統(tǒng)單一接面光伏打裝置，光伏打裝置100可提供較高的轉(zhuǎn)換效率。在各個(gè)實(shí)施例中，P型基板110可包含輕度摻雜的半導(dǎo)體材料，例如，硅(Si)、鍺 (Ge)或復(fù)合式半導(dǎo)體。上述材料可為單晶體、多晶體或非晶體型式。在典型的制程中，單晶體或多晶體的硅晶圓是由塊狀硅晶錠經(jīng)由線鋸切割成薄片型式的晶圓，其深度(或稱為厚度)范圍大約為180微米至350微米。上述晶圓通常都為輕度P型摻雜。為了制造光伏打裝置100(例如光伏打單元)，在晶圓(例如P型基板110)之前側(cè)進(jìn)行N型摻雜物的表面擴(kuò)散或離子布植，以形成深度(或稱為厚度)范圍大約為1微米至3微米的N型井120。 在表面擴(kuò)散或離子布植程序中可使用光罩，使得具有特定幾何形狀與尺寸的N型井120能夠形成。典型的N型摻雜物包含第五族離子，例如，砷(As)離子或磷(P)離子。隨后，在N 型井120上面進(jìn)行P型摻雜物的表面擴(kuò)散或離子布植，以形成深度(或稱為厚度)范圍大約為0. 05微米至0. 5微米的P+型區(qū)域130。在第二次的表面擴(kuò)散或離子布植程序中可使用光罩，使得N型井120中的一部份122露出，并可在其上形成第一電極170。典型的P型摻雜物包含第三族離子，例如，硼(B)離子。通常P+型區(qū)域130的載子濃度比P型基板110 的載子濃度高。在光伏打裝置100中，光線可由P型基板110的前側(cè)或背側(cè)的任一端入射。為了避免光伏打裝置100的表面發(fā)生載子再結(jié)合，在P型基板110的背側(cè)形成第一介電層(或稱為第一保護(hù)層)150。第二介電層(或稱為第二保護(hù)層)140形成于P+型區(qū)域130、N型井120的暴露出部份122以及P型基板110的前側(cè)未覆蓋N型井120與P+型區(qū)域130的部份之上，使得第一電極170與第二電極190都能夠暴露出。典型的介電層140以及介電層150的材質(zhì)為單層或多層結(jié)構(gòu)，上述介電層140以及介電層150中的一者的材質(zhì)包含無機(jī)材質(zhì)(例如二氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)、氮氧化硅(SiON)、其它適當(dāng)材質(zhì)或其組合物)、有機(jī)材質(zhì)(例如聚亞酰胺(polyimide)、聚酯材料(poly ester)、甲基丙烯酸酯 (Methyl Methacrylate)、類鉆碳(diamond-like carbon, DLC)、氟化類鉆碳(fluorinated DLC)、氟化聚亞酰胺(fluorinated polyimides)、聚二對(duì)甲苯-N(parylene-N)、聚二對(duì)甲苯-F(parylene-F)、苯環(huán)丁烯(benzocyclobutanes)、伸芳基醚(arylene ethers)、聚四氟乙; 行生物(polytetrafluoroethylene derivatives)、石油環(huán)；^ (naphthalenes)、P華茨;I；希 (norbornenes)、聚亞酉先胺泡沫(foam of polyimides)、有機(jī)凝膠(organic xerogels)、多孔狀聚四氟乙烯(porous PTFE)、其它適當(dāng)材質(zhì)、或其上述組合物)、其它適當(dāng)材質(zhì)、或其上述組合物。在一實(shí)施例中，第一介電層150以及第二介電層140是通過硅基板在加熱爐中的氧化作用或氮化作用而形成。在另一實(shí)施例中，介電層140以及介電層150可包含二氧化鉿(Hf02)、氧化鋁(Al2O3)或其它介電材質(zhì)，上述介電材質(zhì)都可通過薄膜沉積技術(shù)形成，例如，化學(xué)氣相沉積(CVD)以及原子層沉積(ALD)。在一實(shí)施例中，于第二介電層140中制造開孔，以供后續(xù)形成第一電極170以及第二電極190。為了在第一電極170與N型井120之間形成良好的歐姆接觸，通過連續(xù)執(zhí)行微影、蝕刻、N型離子布植、移除光阻以及快速退火處理而活化離子等步驟，以產(chǎn)生重?fù)诫sN+ 型區(qū)域160于N型井120的暴露出部份122中。然后在重?fù)诫sN+型區(qū)域160上形成第一電極170。同樣地，以相同方式產(chǎn)生重?fù)诫sP++型區(qū)域180于P+型區(qū)域130中，使第二電極 190與P+型區(qū)域130之間形成良好的歐姆接觸。第一電極170與第二電極190中的一者為單層或多層結(jié)構(gòu)，其材質(zhì)包含透光性材質(zhì)(例如氧化銦錫(indium tin oxide)、氧化鋁鋅 (aluminum zinc oxide)、氧化銦鋒(indium zinc oxide)、給氧化物(hafnium oxide)、氧化鎘鈦(cadmium tin oxide)、氧化鍺鋅(germanium zinc oxide)、其它適當(dāng)材質(zhì)、或其上述任何組合物)、非透光性材質(zhì)(例如金(Au)、銀(Ag)、鋁(Al)、銅(Cu)、鈦(Ti)、鐵(Fe)、 鉬(Mo)、鎳(Ni)、鉭(Ta)、錫(Sn)、鉛(Pb).fL (V)、合金、上述氮化物、上述氧化物、上述氮氧化物、其它適當(dāng)材質(zhì)、或其上述任何組合物)、其它適當(dāng)材質(zhì)、或其上述任何組合物。圖2A與圖2B繪示依照本揭示內(nèi)容的另一實(shí)施方式的一種光伏打模塊200的俯視示意圖與剖面示意圖。其中，此實(shí)施例中是以特定元件使用P或N來說明，但不限于此，仍可依前述描述來改變，但仍需符合前述的本發(fā)明的設(shè)計(jì)要求。光伏打模塊200包含多個(gè)光伏打單元210，上述光伏打單元210在空間上配置成具有以行列型式排列的數(shù)組。每個(gè)光伏打單元210具有如圖IA以及圖IB所示的光伏打裝置100相似的結(jié)構(gòu)。在一實(shí)施例中，多個(gè)N型井120通過光罩的使用形成于P型基板110中。在一實(shí)施例中，每個(gè)N型井120可具有約1毫米的寬度。然后通過另一光罩形成多個(gè)長型的P+型區(qū)域130，且每個(gè)P+型區(qū)域130與N型井120的個(gè)別的列重迭。在一實(shí)施例中，多個(gè)光伏打單元210通過共享的第一電極170以及共享的第二電極190相互并接，如圖2A與圖2B所示。在另一實(shí)施例中，多個(gè)光伏打單元210可以串聯(lián)方式相互連接或以串聯(lián)與并聯(lián)的組合方式相互連接。第一介電層150形成于P型基板110的背側(cè)上。第二介電層140形成于P型基板110的前側(cè)的多個(gè)N型井120與多個(gè)P+型區(qū)域130之上，且暴露出第一電極 170與第二電極190。因此，光線可從P型基板110的前側(cè)或背側(cè)的任一端入射。值得注意的是，在另一實(shí)施例中，第一摻雜型式為N型，同時(shí)第二摻雜型式為P型。請(qǐng)參照?qǐng)D3A與圖3B，其繪示依照本揭示內(nèi)容的次一實(shí)施方式的一種光伏打裝置 300。相似于圖IA以及圖IB所示的光伏打裝置100，光伏打裝置300包含基板310(例如 P型基板)、第一摻雜區(qū)320 (或稱為第一摻雜井，例如N型井)、第二摻雜區(qū)330 (或稱為第二摻雜井，例如P+型區(qū)域)以及第三摻雜區(qū)360(例如重?fù)诫sN+型區(qū)域)。上述基板310具有第一表面311以及相對(duì)的第二表面312。第一摻雜區(qū)320形成于基板310的第一表面 311。第二摻雜區(qū)330形成于第一摻雜區(qū)320的一部份321中，并暴露出第一摻雜區(qū)320的其它部份322。第三摻雜區(qū)360形成于第一摻雜區(qū)320的暴露出部份322的中。然而，光伏打裝置300具有形成于基板310的第二表面312的第四摻雜區(qū)380(例如重?fù)诫sP++型區(qū)域)。必需注意的是，上述元件所代表的P或N是當(dāng)作范例來說明，仍需要查閱下列的描述。光伏打裝置300也具有形成于第三摻雜區(qū)360之上的第一電極370以及形成于第四摻雜區(qū)380之上的第二電極390。同樣地，基板310具有第一摻雜型式，其中第一摻雜型式具有極性。第一摻雜區(qū) 320具有第二摻雜型式，其中第二摻雜型式具有極性。第二摻雜型式的極性與第一摻雜型式的極性實(shí)質(zhì)上相反。第二摻雜區(qū)330的極性與基板310的第一摻雜型式的極性實(shí)質(zhì)上相同。第三摻雜區(qū)360的極性與第一摻雜區(qū)320的第二摻雜型式的極性實(shí)質(zhì)上相同，且第三摻雜區(qū)360的摻雜濃度實(shí)質(zhì)上大于第一摻雜區(qū)320的摻雜濃度。第四摻雜區(qū)380的極性與第二摻雜區(qū)330的第一摻雜型式的極性實(shí)質(zhì)上相同，且第四摻雜區(qū)380的摻雜濃度實(shí)質(zhì)上大于基板310的摻雜濃度。較佳地，第二摻雜區(qū)330的摻雜濃度實(shí)質(zhì)上大于基板310與第一摻雜區(qū)320兩者的摻雜濃度。在一實(shí)施例中，第二摻雜區(qū)330的摻雜濃度與第四摻雜區(qū) 380的摻雜濃度實(shí)質(zhì)上相等。在其它實(shí)施例中，第三摻雜區(qū)360的摻雜濃度可與第二摻雜區(qū) 330的摻雜濃度實(shí)質(zhì)上相等。在一實(shí)施例中，第一摻雜型式為N型以及P型中的一者，同時(shí)，第二摻雜型式為P 型以及N型中的另一者。換句話說，當(dāng)?shù)谝粨诫s型式為N型時(shí)，第二摻雜型式則為P型，或者是當(dāng)?shù)谝粨诫s型式為P型時(shí)，第二摻雜型式則為N型。在此將以數(shù)個(gè)實(shí)施例結(jié)合所附圖示對(duì)本揭示內(nèi)容進(jìn)行詳盡敘述。如圖3A 圖4B所示，在一實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝粨诫s型式對(duì)應(yīng)于P型時(shí)，第二摻雜型式則對(duì)應(yīng)于N型。具體而言，光伏打裝置300包含P型基板310、N型井320以及P+型區(qū)域 330。N型井320形成于P型基板310之前表面上。P+型區(qū)域330形成于N型井320之上， 使得N型井320的一部份322暴露出。光伏打裝置300更包含第一電極370以及第二電極 390。第一電極370形成于N型井320的暴露出部份322上。第二電極390形成于P型基板310的背側(cè)上。在第一電極370附近的重?fù)诫sN+型區(qū)域360使第一電極370與N型井 320之間形成歐姆接觸。同樣地，在第二電極390與P型基板310的背表面之間具有重?fù)诫s P++型區(qū)域380，可使第二電極390與P型基板310之間形成歐姆接觸。在一實(shí)施例中，第二電極390覆蓋整個(gè)P型基板310的背側(cè)。在另一實(shí)施例中，第二電極390以格狀圖案形成于P型基板310的背側(cè)上。在一實(shí)施例中，光伏打裝置300可更包含介電層(或稱為保護(hù)層)340。上述介電層340形成于P型基板310的前側(cè)的N型井320以及P+型區(qū)域330之上，并暴露出第一電極370。介電層340為單層或多層結(jié)構(gòu)，其材質(zhì)包含無機(jī)材質(zhì)(例如二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、其它適當(dāng)材質(zhì)、或其上述組合物)、有機(jī)材質(zhì)(例如聚亞酰胺、聚酯材料、甲基丙烯酸酯、類鉆碳、氟化類鉆碳、氟化聚亞酰胺、聚二對(duì)甲苯-N、聚二對(duì)甲苯-F、苯環(huán)丁烯、伸芳基醚、聚四氟乙烯衍生物、石油環(huán)烷、降莰烯、聚亞酰胺泡沫、有機(jī)凝膠、多孔狀聚四氟乙烯、 其它適當(dāng)材質(zhì)、或其上述組合物)其它適當(dāng)材質(zhì)、或其上述組合物。
在一實(shí)施例中，通過硅基板在加熱爐中的氧化作用或氮化作用，以形成介電層 340。在另一實(shí)施例中，介電層340可包含二氧化鉿、氧化鋁或其它介電材質(zhì)，并可通過薄膜沉積技術(shù)形成，例如，化學(xué)氣相沉積以及原子層沉積。第一電極370與第二電極390中的一者包含透光性材質(zhì)(例如氧化銦錫、氧化鋁鋅、氧化銦鋅、鉿氧化物、氧化鎘鈦、氧化鍺鋅、 其它適當(dāng)材質(zhì)或其任何組合物)、非透光性材質(zhì)(例如金、銀、鋁、銅、鈦、鐵、鉬、鎳、鉭、錫、 鉛、釩、合金、上述的氮化物、上述的氧化物、上述的氮氧化物、其它適當(dāng)材質(zhì)、或其任何組合物)、或其它適當(dāng)材質(zhì)、或其上述任何組合物。典型的第二電極390為非透光性材質(zhì)，所以光線是由P型基板310的前側(cè)入射。在另一實(shí)施例中，可透過在基板之前表面上形成P型井以及在P型井上形成N型井的方式，而由N型基板制造出光伏打裝置300。圖4A與圖4B繪示依照本揭示內(nèi)容的一實(shí)施方式的一種光伏打模塊400的俯視示意圖與剖面示意圖。其中，此實(shí)施例中是以特定元件使用P或N來說明，但不限于此，仍可依前述描述來改變，但仍需符合前述的本發(fā)明的設(shè)計(jì)要求。光伏打模塊400包含多個(gè)光伏打單元410，上述光伏打單元410在空間上配置成具有以行列型式排列的數(shù)組。每個(gè)光伏打單元410具有如圖3A以及圖;3B所示的光伏打裝置300相似的結(jié)構(gòu)。在一實(shí)施例中，多個(gè)N型井320通過光罩的使用形成于P型基板310中。在一實(shí)施例中，每個(gè)N型井320可具有約1毫米的寬度。然后通過另一光罩形成多個(gè)長型的P+型區(qū)域330，且每個(gè)P+型區(qū)域 330與N型井320的個(gè)別的列重迭。多個(gè)光伏打單元410通過共享的第一電極370以及共享的第二電極390相互并接，上述第一電極370形成于多個(gè)N型井320之上，上述第二電極 390形成于P型基板310的背側(cè)上。介電層340形成于P型基板310的前側(cè)的多個(gè)N型井 320與多個(gè)P+型區(qū)域330之上，且暴露出第一電極370。因此，光線可從P型基板310的前側(cè)入射。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種光伏打裝置，其特征在于，包含一基板，具有一第一表面以及一相對(duì)的第二表面，其中該基板具有一第一摻雜型式； 一第一摻雜區(qū)，位于該基板的該第一表面，其中該第一摻雜區(qū)具有一第二摻雜型式，且該第二摻雜型式的極性與該第一摻雜型式的極性相反；一第二摻雜區(qū)，位于該第一摻雜區(qū)的一部份中，并暴露出該第一摻雜區(qū)的其它部份，其中該第二摻雜區(qū)的極性與該第一摻雜型式的極性相同；一第三摻雜區(qū)，位于被暴露出該第一摻雜區(qū)的該其它部份中，其中該第三摻雜區(qū)的極性與該第二摻雜型式的極性相同，且該第三摻雜區(qū)的摻雜濃度大于該第一摻雜區(qū)的摻雜濃度；以及一第一電極，位于該第三摻雜區(qū)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏打裝置，其特征在于，該第二摻雜區(qū)的摻雜濃度大于該基板的摻雜濃度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏打裝置，其特征在于，更包含一第四摻雜區(qū)，位于該基板的該第二表面，其中該第四摻雜區(qū)的極性與該第一摻雜型式的極性相同，且該第四摻雜區(qū)的摻雜濃度大于該第二摻雜區(qū)的摻雜濃度；以及一第二電極，位于該第四摻雜區(qū)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光伏打裝置，其特征在于，更包含一第一介電層，覆蓋于該基板的該第一表面上，其中該第一介電層具有暴露出該第一電極的一第一開口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏打裝置，其特征在于，更包含一第四摻雜區(qū)，位于該第二摻雜區(qū)的一部份中，并暴露出該第二摻雜區(qū)的其它部份，其中該第四摻雜區(qū)的極性與該第一摻雜型式的極性相同，且該第四摻雜區(qū)的摻雜濃度大于該第二摻雜區(qū)的摻雜濃度；以及一第二電極，形成于該第四摻雜區(qū)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光伏打裝置，其特征在于，更包含 一第二介電層，覆蓋于該基板的該第二表面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光伏打裝置，其特征在于，更包含一第一介電層，覆蓋于該基板的該第一表面上，其中該第一介電層具有分別暴露出該第一電極與該第二電極的一第一開口與一第二開口。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光伏打裝置，其特征在于，更包含 一第二介電層，覆蓋于該基板的該第二表面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏打裝置，該第一摻雜型式為N型以及P型中的一者，該第二摻雜型式為P型以及N型中的另一者。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏打裝置，其特征在于，該第一摻雜區(qū)具有一深度，該深度介于大約為1微米至3微米。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏打裝置，其特征在于，該第二摻雜區(qū)具有一深度，該深度介于大約為0. 05微米至0. 5微米。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏打裝置，其特征在于，該第二摻雜區(qū)的一邊界與該第一摻雜區(qū)的材質(zhì)以及該基板的材質(zhì)接觸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光伏打裝置，包含基板、第一、第二與第三摻雜區(qū)。基板具有第一摻雜型式。基板的第一摻雜區(qū)具有第二摻雜型式。第二摻雜區(qū)在部份第一摻雜區(qū)中，并暴露出第一摻雜區(qū)的其它部份。第三摻雜區(qū)在第一摻雜區(qū)的暴露出部份中。第二摻雜型式與第一摻雜型式的極性實(shí)質(zhì)上相反。第二摻雜區(qū)與第一摻雜型式的極性實(shí)質(zhì)上相同，第二摻雜區(qū)的摻雜濃度實(shí)質(zhì)上大于基板的摻雜濃度。第三摻雜區(qū)與第二摻雜型式的極性實(shí)質(zhì)上相同，第三摻雜區(qū)的摻雜濃度實(shí)質(zhì)上大于第一摻雜區(qū)的摻雜濃度。第一摻雜型式為N型與P型中的一者，第二摻雜型式為P型與N型中的另一者。
文檔編號(hào)H01L31/0352GK102306677SQ20111028032
公開日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2011年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月1日
發(fā)明者林漢塗, 黃明政 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司