太阳能电池的前面电极的形成方法
【专利摘要】本发明的太阳能电池的前面电极的形成方法，在太阳能电池的半导体层的前面形成前面电极，其特征在于，包括：电极形成步骤，在所述半导体层的前面印刷电极溶液；和电极固化步骤，固化所述电极溶液，从而使经过所述电极形成步骤在所述半导体层上印刷的所述电极溶液成为所述前面电极，所述电极溶液为用于接合所述半导体层和所述金属的粘合剂和用于形成所述前面电极的金属混合而成的物质，在所述电极形成步骤中，利用一次以上的电流体动力学（EHD,Electrohydrodynamic）喷墨方式（Ink?Jetting?Type），通过所施加的电源对所述电极溶液赋予电荷，并且通过静电力从喷嘴喷射带有电荷的所述电极溶液。
【专利说明】太阳能电池的前面电极的形成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种太阳能电池的前面电极的形成方法，更为详细地涉及一种如下的太阳能电池的前面电极的形成方法:在蚀刻抗反射膜的步骤中印刷蚀刻溶液，或者在印刷用于形成前面电极的电极溶液或导电性溶液时，通过电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type)印刷溶液,从而缩小在太阳能电池的半导体层上印刷的前面电极的宽度，从而能够提供高纵横比的前面电极，并且能够增加向太阳能电池入射的光量。
【背景技术】
[0002]最近为了应对国际石油价格的持续上涨和化石燃料的枯竭，对发掘替代能源资源的必要性日益增加。同时，随着用于防止地球温暖化的气候条约的生效，我国也被要求出台为了履行后京都议定书国际条约规定的消除大气污染以及二氧化碳的减排等的政府方面的对策。
[0003]在替代能源资源中，太阳光为相当于地球上的人类使用的总能源的10，000倍的分量，在地球上最为丰富并且不会产生公害的洁净的能源资源。利用这种太阳光为能源的应用技术的研究开发将成为解决国家当前面临的能源以及环境问题的有力的方案。因此目前对太阳能电池的研究开发蓬勃开展。
[0004]太阳能电池为利用光生伏打效应(Photovoltaic Effect)将光能源改变为电能源的装置，具有无公害、资源的无限性、半永久性寿命等优点，并且即使刨除环境问题，有望成为最终能够解决人类的能源问题的能源资源。
[0005]太阳能电池根据其组成物质可分为硅太阳能电池、薄膜太阳能电池、染料敏化太阳能电池以及有机高分子太阳能电池等。其中结晶硅太阳能电池在全世界太阳能电池的总生产量中占大部分比重，并且光电转化率高于其它电池，而且不断地开发出降低制造成本的技术，因此可以称之为最为普及的太阳能电池。
[0006]图1为示意地图示普通太阳能电池结构的图，参照图1，太阳能电池在硅基板的前面形成n型半导体层并在后面形成p型半导体层而包含pn接合界面，从而形成有半导体层
S。在半导体层S的前面涂覆有用于最小化向太阳能电池入射的光的反射的抗反射膜AR，并且设置有前面电极FE并使得前面电极FE与半导体层S接触。并且在半导体层S的后面设置有后面电极BE。
[0007]这样，太阳能电池通过入射的光而生成电荷(空穴、电子)，所生成的电荷通过前面电极FE和后面电极BE被分离收集而生成电能。这时，当增大向太阳能电池入射的光的量时，所生成的电能增加，因此，为了增大向太阳能电池入射的光的量，需要加大隔开设置的前面电极FE间的间隔。在此，为了加大前面电极FE间的间隔，考虑一种缩小前面电极FE的电极宽度w的方案。
[0008]然而，就以往技术的太阳能电池而言，前面电极为通过如丝网印刷等接触式印刷方法印刷具有30000cp至150000cp的粘度的电极溶液而形成的，因此降低前面电极的电极宽度W具有局限性。
[0009]并且，通过前面电极移动的电荷的量与前面电极的剖面积(电极宽度w和电极高度h的乘积)成正比，因此，当在与以往相同的电极高度h下仅缩小电极宽度w时，会产生电阻增加的问题。
[0010]并且，随着太阳能电池的半导体层不断地薄型化，若使用如丝网印刷等接触式印刷方法，在工序的执行过程中会产生有半导体层破损的问题，因此需要一种通过喷嘴喷射墨水的喷墨等非接触式印刷方法。
[0011]并且，在压电方式的喷墨或者热电方式的喷墨中喷射的电极溶液的最大粘度为大约30cP左右，因此当印刷所述粘度(30000CP至150000CP)的电极溶液时会存在局限性。
[0012]并且，在以往的喷墨方法中，尽管在电极溶液中包含的固体颗粒的大小为纳米级，也会存在如喷嘴堵塞等问题。在此为了防止喷嘴的堵塞，可扩大喷嘴的直径，但在以往的喷墨装置中若扩大喷嘴的直径，就会很难实现所希望的微细的电极宽度W。
【发明内容】
[0013]因此本发明是为了解决所述的以往问题而提出的，其目的是提供一种太阳能电池的前面电极的形成方法，该方法缩小前面电极的电极宽度，并且加大相邻的前面电极之间的间隔，从而能够增加向太阳能电池入射的光量。
[0014]并且，本发明的目的是提供一种太阳能电池的前面电极的形成方法，该方法通过缩小电极宽度来增加电极高度，从而能够保持或者增加通过前面电极移动的电荷的量，并且能够降低在前面电极中产生的电阻。
[0015]并且，本发明的目的是提供一种太阳能电池的前面电极的形成方法，该方法在照样使用具有30000cp至150000cp粘度的电极溶液的情况下能够防止半导体层的破损。
[0016]并且，本发明的目的是提供一种太阳能电池的前面电极的形成方法，该方法在通过喷墨来印刷电极溶液时，能够防止喷嘴的堵塞现象。
[0017]并且，本发明的目的是提供一种太阳能电池的前面电极的形成方法，该方法能够实现所希望的微细的电极宽度。
[0018]由此，本发明的目的是提供一种太阳能电池的前面电极的形成方法，该方法能够形成高纵横比的前面电极。
[0019]本发明的所述目的通过本发明的太阳能电池的前面电极的形成方法而实现，该方法在太阳能电池的半导体层的前面形成前面电极，其特征在于，包括:电极形成步骤，在所述半导体层的前面印刷电极溶液；和电极固化步骤，固化所述电极溶液，从而使经过所述电极形成步骤在所述半导体层上印刷的所述电极溶液成为所述前面电极，所述电极溶液为用于接合所述半导体层和所述金属的粘合剂和用于形成所述前面电极的金属混合而成的物质，在所述电极形成步骤中，利用一次以上的电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type),通过所施加的电源对所述电极溶液赋予电荷,并且通过静电力从喷嘴喷射带有电荷的所述电极溶液。
[0020]在此，优选进一步包括表面处理步骤，在所述半导体层的前面涂覆抗反射膜，从而防止入射光的反射损失。
[0021]并且，所述目的通过本发明的太阳能电池的前面电极的形成方法而实现，该方法在半导体层的前面涂覆有抗反射膜的太阳能电池上形成前面电极，其特征在于，包括:蚀刻步骤，在所述抗反射膜上印刷蚀刻溶液；电极形成步骤，在所述抗反射膜经过所述蚀刻步骤而被蚀刻的部位上印刷电极溶液；和电极固化步骤，固化所述电极溶液，从而使通过所述电极固化步骤印刷于所述抗反射膜的蚀刻部位上的所述电极溶液成为所述前面电极，所述电极溶液为用于接合所述半导体层和所述金属的粘合剂和用于形成所述前面电极的金属混合而成的物质，在所述蚀刻步骤和所述电极形成步骤中，利用一次以上的电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type),通过所施加的电源对所述蚀刻溶液和所述电极溶液分别赋予电荷，并且通过静电力从各喷嘴喷射带有电荷的所述蚀刻溶液和所述电极溶液。
[0022]并且，所述目的通过本发明的太阳能电池的前面电极的形成方法而实现，该方法在半导体层的前面涂覆有抗反射膜的太阳能电池上形成前面电极，其特征在于，包括:蚀刻步骤，通过利用激光或者等离子体的干式蚀刻方法蚀刻所述抗射膜；电极形成步骤，在所述抗反射膜经过所述蚀刻步骤而被蚀刻的部位上印刷电极溶液；和电极固化步骤，固化所述电极溶液，从而使在所述抗反射膜经过所述电极形成步骤而被蚀刻的部位上印刷的所述电极溶液成为所述前面电极，所述电极溶液为用于接合所述半导体层和所述金属的粘合剂和用于形成所述前面电极的金属混合而成的物质，在所述电极形成步骤中，利用一次以上的电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type),通过所施加的电源对所述电极溶液赋予电荷，并且通过静电力从喷嘴喷射带有电荷的所述电极溶液。
[0023]并且，所述目的通过本发明的太阳能电池的前面电极的形成方法而实现，该方法在半导体层的前面涂覆有抗反射膜的太阳能电池上形成前面电极，其特征在于，包括:疏水层层压步骤，在所述抗反射膜上涂覆疏水性(hydrophobic)物质而形成疏水层；蚀刻步骤，在所述疏水层上印刷蚀刻溶液；疏水层去除步骤，对所述疏水层进行加热，从而去除所述疏水层并使得经过所述蚀刻步骤而被印刷的蚀刻溶液蚀刻所述抗反射膜；电极形成步骤，在所述抗反射膜经过所述疏水层去除步骤而被蚀刻的部位上印刷电极溶液；和电极固化步骤，固化所述电极溶液，从而使在所述抗反射膜经过所述电极形成步骤而被蚀刻的部位上印刷的所述电极溶液成为所述前面电极，所述电极溶液为用于接合所述半导体层和所述金属的粘合剂和用于形成所述前面电极的金属混合而成的物质，在所述蚀刻步骤和所述电极形成步骤中，利用一次以上的电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(InkJetting Type)，通过所施加的电源对所述蚀刻溶液和所述电极溶液分别赋予电荷，并且通过静电力从各喷嘴喷射带有电荷的所述蚀刻溶液和所述电极溶液。
[0024]并且，所述目的通过本发明的太阳能电池的前面电极的形成方法而实现，该方法在半导体层的前面涂覆有抗反射膜的太阳能电池上形成前面电极，其特征在于，包括:电极形成步骤，在所述抗反射膜上印刷混合有蚀刻溶液和电极溶液的导电性溶液；和电极固化步骤，固化所述导电性溶液，从而使经过所述电极形成步骤而被印刷在所述抗反射膜上的所述导电性溶液成为所述前面电极，所述电极溶液为用于接合所述半导体层和所述金属的粘合剂和用于形成所述前面电极的金属混合而成的物质，在所述电极形成步骤中，利用一次以上的电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type),通过所施加的电源对所述导电性溶液赋予电荷，并且通过静电力从喷嘴喷射带有电荷的所述导电性溶液。[0025]并且，所述目的通过本发明的太阳能电池的前面电极的形成方法而实现，该方法在半导体层的前面涂覆有抗反射膜的太阳能电池上形成前面电极，其特征在于，包括:疏水层层压步骤，在所述抗反射膜上涂覆疏水性(hydrophobic)物质而形成疏水层；电极形成步骤，在所述疏水层上印刷混合有蚀刻溶液和电极溶液的导电性溶液；疏水层去除步骤，对所述疏水层进行加热，从而去除所述疏水层并使得所述导电性溶液与所述抗反射膜接触；和电极固化步骤，固化所述导电性溶液，从而使经过所述疏水层去除步骤而与所述抗反射膜的上面接触的所述导电性溶液成为所述前面电极，所述电极溶液为用于接合所述半导体层和所述金属的粘合剂和用于形成所述前面电极的金属混合而成的物质，在所述电极形成步骤中，利用一次以上的电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(InkJetting Type)，通过所施加的电源对所述导电性溶液赋予电荷，并且通过静电力从喷嘴喷射带有电荷的所述导电性溶液。
[0026]并且，所述目的通过本发明的太阳能电池的前面电极的形成方法而实现，该方法在半导体层的前面涂覆有抗反射膜的太阳能电池上形成前面电极，其特征在于，包括:蚀刻步骤，在所述抗反射膜上印刷蚀刻溶液；和辅助电极形成步骤，利用形成所述前面电极的金属，对所述抗反射膜经过所述蚀刻步骤而被蚀刻的部位实施一次以上的电镀，在所述蚀刻步骤中，利用一次以上的电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(InkJetting Type)，通过所施加的电源对所述蚀刻溶液赋予电荷，并且通过静电力从喷嘴喷射带有电荷的所述蚀刻溶液。
[0027]并且，所述目的通过本发明的太阳能电池的前面电极的形成方法而实现，该方法在半导体层的前面涂覆有抗反射膜的太阳能电池上形成前面电极，其特征在于，包括:疏水层层压步骤，在所述抗反射膜上涂覆疏水性(hydrophobic)物质而形成疏水层；蚀刻步骤，在所述疏水层上印刷蚀刻溶液；疏水层去除步骤，对所述疏水层进行加热，从而去除所述疏水层并使得经过所述蚀刻步骤而被印刷的蚀刻溶液蚀刻所述抗反射膜；和辅助电极形成步骤，通过一次以上的电镀方法，在所述抗反射膜经过所述疏水层去除步骤而被蚀刻的部位上形成所述前面电极，所述电极溶液为用于接合所述半导体层和所述金属的粘合剂和用于形成所述前面电极的金属混合而成的物质，在所述蚀刻步骤中，利用一次以上的电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type),通过所施加的电源对所述蚀刻溶液赋予电荷，并且通过静电力从喷嘴喷射带有电荷的所述蚀刻溶液。
[0028]在此，优选进一步包括辅助电极形成步骤，利用形成所述前面电极的金属，对所述抗反射膜的蚀刻部位实施一次以上的电镀。
[0029]在此，优选进一步包括辅助电极形成步骤，利用形成所述前面电极的金属，对导电性溶液经过所述电极固化步骤而被固化的部位实施一次以上的电镀。
[0030]在此，优选进一步包括制绒步骤，蚀刻所述半导体层的前面，从而在所述半导体层的前面形成有凹凸。
[0031]根据本发明提供一种太阳能电池的前面电极的形成方法，该方法通过缩小前面电极的电极宽度，并且加大相邻前面电极之间的间隔，从而能够增加向太阳能电池入射的光量。
[0032]并且，提供一种太阳能电池的前面电极的形成方法，该方法随着缩小电极宽度而增加电极高度，从而能够保持或者增加通过前面电极移动的电荷量，并且能够降低在前面电极中产生的电阻。
[0033]并且，提供一种太阳能电池的前面电极的形成方法，该方法能够使用具有IOOcp至150000cp粘度的电极溶液,并且能够防止半导体层的破损。
[0034]并且，提供一种太阳能电池的前面电极的形成方法，该方法在通过喷墨方式印刷电极溶液时，能够防止喷嘴的堵塞现象。
[0035]并且，提供一种太阳能电池的前面电极的形成方法，该方法能够实现所希望的微细的电极宽度。
[0036]并且，提供一种太阳能电池的前面电极的形成方法，该方法能够根据印刷的溶液，减少与溶液之间的接触面积，并且能够提高电极宽度的缩小。
[0037]并且，提供一种太阳能电池的前面电极的形成方法，该方法通过反复的工序，能够容易地调节电极高度。
[0038]并且，提供一种太阳能电池的前面电极的形成方法，该方法能够提高前面电极的形成精度，并且能够确保前面电极的高纵横比。
[0039]并且，提供一种太阳能电池的前面电极的形成方法，该方法通过电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type)喷射具有 IOOcP 以上粘度的溶液，从而能够应用丝网印刷的优点和以往的压电或者热电喷墨的全部优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0040]图1是示意地图示普通的太阳能电池结构的图。
[0041]图2是用于说明根据本发明的一实施例在太阳能电池上形成前面电极的第一种方法的顺序图。
[0042]图3和图4是用于说明根据本发明的一实施例在太阳能电池上形成前面电极的第二种方法和第三种方法的顺序图。
[0043]图5是根据本发明的一实施例在太阳能电池上形成前面电极的第二种方法的工艺流程图。
[0044]图6是根据本发明的一实施例在太阳能电池上形成前面电极的第三种方法的工艺流程图。
[0045]图7是用于说明根据本发明的一实施例在太阳能电池上形成前面电极的第四种方法和第五种方法的顺序图。
[0046]图8是用于说明根据本发明的一实施例在太阳能电池上形成前面电极的第六种方法和第七种方法的顺序图。
[0047]图9是根据本发明的一实施例在太阳能电池上形成前面电极的第六种方法的工艺流程图。
[0048]图10是根据本发明的第一实施例在太阳能电池上形成前面电极的第七种方法的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0049]在进行说明之前需要强调的是，在多个实施例中，对于具有相同结构的构件使用相同的附图标记，并在第一实施例中进行代表性的说明，在其他实施例中说明的是与第一实施例不同的结构。
[0050]下面，参照附图详细说明本发明的一实施例的太阳能电池的前面电极的形成方法。
[0051]如图1所示，太阳能电池形成有半导体层S，半导体层S为通过在硅基板的前面形成n型半导体层并在后面形成p型半导体层而包含pn接合界面而形成的。在半导体层S的前面涂覆用于最大限度地减少向太阳能电池入射的光的反射的抗反射膜AR后，设置前面电极FE，所述前面电极FE与半导体层S接触。在半导体层S的后面设置有后面电极BE。
[0052]如此一来，太阳能电池通过入射的光而生成电荷(空穴、电子)，并且所生成的电荷通过前面电极FE和后面电极BE而被分离及收集，从而生成电能。
[0053]本发明的主要特征如下:
[0054]第一、在半导体层S上印刷蚀刻溶液El或者电极溶液E2或者导电性溶液E3时，要经过一次以上的反复工序，并利用电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type)，通过所施加的电源对相应的溶液赋予电荷，并通过静电力从喷嘴N喷射出带有电荷的溶液，并且印刷到半导体层S上。
[0055]第二、在抗反射膜AR已被涂覆于半导体层S上的情况下，电极溶液E2必须经过蚀刻步骤后进行印刷。
[0056]本发明的一实施例的太阳能电池的前面电极的形成方法为用于在太阳能电池的半导体层S上形成前面电极FE的方法，可分为如下的七种方法。
[0057]第一种方法为在半导体层S上直接印刷电极溶液E2，并且使印刷的电极溶液E2固化，由此在太阳能电池上形成前面电极FE的方法。
[0058]在此，电极溶液E2的粘度可为大约IOOcP至150000cP，并可形成为膏状(paste)。并且，电极溶液E2为用于形成前面电极FE的金属和用于将陶瓷(半导体层S)和金属接合的粘合剂混合而成的物质。在本发明的一实施例中作为粘合剂使用玻璃粉(glass frit),并且作为用于形成前面电极FE的金属一般使用银(Ag)，但在这里并不限制粘合剂或者金属的种类。
[0059]图2是用于说明根据本发明的一实施例在太阳能电池上形成前面电极的第一种方法的顺序图。
[0060]参照图2，在太阳能电池上形成前面电极FE的第一种方法包括半导体形成步骤S1、电极形成步骤S7和电极固化步骤S8。
[0061]在半导体形成步骤SI中形成半导体层S，从而通过入射的光而生成电荷(空穴、电子)。在半导体形成步骤SI中，在硅基板的前面形成n型半导体层并在后面形成P型半导体层而包含Pn结合界面，从而形成半导体层S。如此一来，前面的n型半导体层作为发射器(emitter)起作用。
[0062]电极形成步骤S7为用于形成能够使在半导体层S中生成的电荷(空穴、电子)移动的前面电极FE的步骤。在电极形成步骤S7中，在经过半导体形成步骤SI而形成的半导体层S的前面印刷电极溶液E2。电极溶液E2经过后述的电极固化步骤S8而形成前面电极FE，因此需要考虑所要形成的前面电极FE的图案，并进行印刷。电极形成步骤S7优选考虑所要形成的前面电极FE的电极高度h而反复进行一次以上。
[0063]本发明的特征是，在电极形成步骤S7中，为了印刷电极溶液E2，利用电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type),通过所施加的电源对电极溶液E2赋予电荷，并通过静电力从喷嘴N喷射带有电荷的电极溶液E2。在此，电极溶液E2即使具有大约IOOOcp至150000cp的粘度，通过电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type),也能够在不堵塞喷嘴N的情况下畅通喷射。在本发明的一实施例中喷射具有20000cp以上的粘度的电极溶液E2。这种电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type)能够使从喷嘴N喷射的液滴的大小小于喷嘴N的直径。从而在从喷嘴N喷射上述电极溶液E2时，由于能够根据所施加的电源调节所喷射的电极溶液E2的液滴大小，因此能够考虑所要形成的前面电极FE的电极宽度w来设置所希望的电极宽度W。
[0064]在电极固化步骤S8中，使得经过电极形成步骤S7而在半导体层S上印刷的电极溶液E2固化。在电极溶液E2中用于形成前面电极FE的金属中的银(Ag)的固化温度为大约200度(°C)，在粘合剂中的玻璃粉(glass frit)的固化温度为大约700度(°C)。因此在电极固化步骤S8中优选以700度(°C)以上的温度加热半导体层S的前面。
[0065]当印刷的电极溶液E2在电极固化步骤S8中固化时，在半导体层S的前面形成前面电极FE。电极固化步骤S8可配合考虑所要形成的前面电极FE的高度h而反复的电极形成步骤S7，反复进行一次以上。
[0066]在太阳能电池上形成前面电极FE的第一种方法中，可进一步包括表面处理步骤S3和制绒(texturing)步骤S2中的至少一种。
[0067]在表面处理步骤S3中，为了防止向太阳能电池入射的光的反射，并且防止所入射的光的损失，在半导体层S的前面涂覆有抗反射膜AR。在此，抗反射膜AR可涂覆在半导体层S的前面，从而覆盖在半导体层S上层压的前面电极FE。并且，可以仅涂覆在形成于半导体层S上的前面电极FE之间。在表面处理步骤S3中形成的抗反射膜AR —般可使用氮化硅。
[0068]在制绒步骤S2中，在上述半导体形成步骤SI中形成的半导体层S的前面形成凹凸。当经过制绒步骤S2在半导体层S的前面形成有凹凸时，能够提高对入射光的光吸收率，并且能够促进在半导体层S中的电荷(空穴、电子)生成。并且半导体层S的前面成为超亲水性(hydrophilic),从而在表面处理步骤S3中能够加强半导体层S和抗反射膜AR之间的粘合强度。
[0069]第二种方法为在半导体层S上形成有抗反射膜AR的状态下，通过蚀刻溶液El蚀刻抗反射膜AR后，在抗反射膜AR中已被蚀刻的部位上印刷电极溶液E2，并且使印刷的电极溶液E2固化而在太阳能电池上形成前面电极FE的方法。
[0070]在此，蚀刻溶液El只要是能够去除与之接触的抗反射膜AR的物质即可使用。并且，电极溶液E2的粘度可为大约IOOcP至150000cP，并以膏(paste)状形成。并且，电极溶液E2为用于形成前面电极FE的金属和用于接合陶瓷(半导体层S)和金属的粘合剂混合而成的物质。在本发明的一实施例中，作为粘合剂使用玻璃粉(glass frit)，并且作为用于形成前面电极FE的金属一般使用银(Ag)，但在这里并不限制粘合剂或者金属的种类。
[0071]图3和图4是用于说明根据本发明的一实施例，在太阳能电池上形成前面电极的第二种方法和第三种方法的顺序图，图5是根据本发明的一实施例，在太阳能电池上形成前面电极的第二种方法的工艺流程图。[0072]参照图3至图5，在太阳能电池上形成前面电极FE的第二种方法包括半导体形成步骤S1、表面处理步骤S3、蚀刻步骤S5、电极形成步骤S7和电极固化步骤S8。
[0073]在半导体形成步骤SI中形成半导体层S，从而通过入射的光而生成电荷(空穴、电子)。在半导体形成步骤SI中，在硅基板的前面形成n型半导体层并在后面形成p型半导体层而包括Pn结合界面，从而形成半导体层S。如此一来，前面的n型半导体层作为发射器(emitter)起作用。
[0074]在表面处理步骤S3中，为了防止向太阳能电池入射的光的反射，并且防止入射的光的损失，在半导体层S的前面涂覆抗反射膜AR。在此，在半导体层S的前面涂覆抗反射膜AR。在表面处理步骤S3中形成的抗反射膜AR—般可使用氮化硅。
[0075]在蚀刻步骤S5中，如图5的(a)所示在抗反射膜AR上印刷蚀刻溶液El。如此一来，如图5的(b)所示，与蚀刻蚀刻溶液El接触的部分的抗反射膜AR被蚀刻而形成用于形成前面电极FE的图案。蚀刻步骤S5可以考虑抗反射膜AR的厚度或者所要形成的前面电极FE的电极宽度w而反复进行一次以上。
[0076]本发明的特征是，在蚀刻步骤S5中为了印刷蚀刻溶液E1，利用电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type),通过所施加的电源对蚀刻溶液El赋予电荷，并且通过静电力从喷嘴N喷射带有电荷的蚀刻溶液E1。蚀刻溶液El具有大约IOOcp以上或者大约300cp以上的粘度，并且通过电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type)喷射。这种电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type)能够使得从喷嘴N中喷射的液滴的大小小于喷嘴N的直径。从而在从喷嘴N喷射所述的蚀刻溶液时，由于能够根据所施加的电源而调节喷射的蚀刻溶液El的液滴大小，因此能够考虑所要形成的前面电极FE的电极宽度w而在所希望的部位上蚀刻抗反射膜AR。
[0077]电极形成步骤S7为用于形成能够使在半导体层S中生成的电荷(空穴、电子)移动的前面电极FE的步骤。在本发明的电极形成步骤S7中，如图5的(c)所示，在经过蚀刻步骤S5而蚀刻抗反射膜AR的部位上印刷电极溶液E2。由于电极溶液E2经过后述的电极固化步骤S8而形成前面电极FE，因此需要考虑所要形成的前面电极FE的图案而进行印刷。电极形成步骤S7优选考虑所要形成的前面电极FE的电极高度h而反复进行一次以上。
[0078]本发明的特征是，在电极形成步骤S7中为了印刷电极溶液E2，利用电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type),通过所施加的电源对电极溶液E2赋予电荷，并且通过静电力从喷嘴N喷射带有电荷的电极溶液E2。在此，电极溶液E2即使具有大约IOOOcp至150000cp的粘度，通过电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type),也能够在不堵塞喷嘴N的情况下畅通喷射。在本发明的一实施例中喷射具有20000cp以上粘度的电极溶液E2。这种电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type)能够使从喷嘴N喷射的液滴的大小小于喷嘴N的直径。从而在从喷嘴N喷射所述电极溶液E2时，由于能够根据所施加的电源而调节喷射的电极溶液E2的液滴大小，因此能够考虑所要形成的前面电极FE的电极宽度w而设置所希望的电极宽度W。
[0079]在第二种方法中，当所述的蚀刻步骤S5中通过利用激光或者等离子体的干式蚀刻方法蚀刻抗反射膜AR时，在电极形成步骤S7中必须利用电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type)。
[0080]在电极固化步骤S8中，使得经过电极形成步骤S7而被印刷于抗反射膜AR中蚀刻部位上的电极溶液E2固化。在电极溶液E2中用于形成前面电极FE的金属中的银(Ag)的固化温度为大约200度(0C )，在粘合剂中的玻璃粉(glass frit)的固化温度为大约700度(0C)0从而在电极固化步骤S8中优选以700度(°C)以上的温度加热半导体层S的前面。尤其在本发明的一实施例中，粘合剂中的玻璃粉(glass frit)可在固化过程中与作为抗反射膜AR使用的氮化硅产生氧化反应，从而能够获得蚀刻抗反射膜AR的效果。
[0081]当印刷的电极溶液E2在电极固化步骤S8中固化时，如图5的(e)所示，在半导体层S的前面形成前面电极FE。电极固化步骤S8可配合考虑所要形成的前面电极FE的高度h而反复的电极形成步骤S7，反复进行一次以上。
[0082]在太阳能电池上形成前面电极FE的第二种方法中，可进一步包括制绒步骤S2和辅助电极形成步骤S7-1中的至少一个步骤。
[0083]在制绒步骤S2中，在所述的半导体形成步骤SI中形成的半导体层S的前面形成凹凸。当经过制绒步骤S2在半导体层S的前面形成有凹凸时，能够提高对入射光的光吸收率，并且能够促进在半导体层S中的电荷(空穴、电子)生成。并且半导体层S的前面成为超亲水性(hydrophilic),从而在表面处理步骤S3中能够加强半导体层S和抗反射膜AR之间的粘合强度。
[0084]辅助电极形成步骤S7-1为用于形成能够使在半导体层S中生成的电荷(空穴、电子)移动的前面电极FE的步骤。如图3所示，在辅助电极形成步骤S7-1中可在抗反射膜AR经过蚀刻步骤S5而被蚀刻的部位上通过电镀方法镀敷用于形成前面电极FE的金属。并且，如图4所示，在辅助电极形成步骤S7-1中，可在抗反射膜AR的蚀刻部位上经过电极固化步骤S8而固化的电极溶液E2上通过电镀方法镀敷用于形成前面电极FE的金属。辅助电极形成步骤S7-1优选考虑所要形成的前面电极FE的电极高度h而反复进行一次以上。
[0085]通过辅助电极形成步骤S7-1形成的前面电极FE不包括在电极溶液E2中混合的粘合剂，因此能够提高前面电极FE的纯度而提高电导率。
[0086]第三种方法如下:在半导体层S上形成有抗反射膜AR的状态下，在抗反射膜AR上涂覆疏水层HP后，在疏水层HP上印刷蚀刻溶液E1。并且，去除疏水层HP的同时使得蚀刻溶液El蚀刻抗反射膜AR，并且在抗反射膜AR的蚀刻部位上印刷电极溶液E2，并使印刷的电极溶液E2固化而在太阳能电池上形成前面电极FE。
[0087]在此，形成疏水层HP的物质可为由一元或者二元醇脂肪酸酯构成的有机化合物，并且可使用含有烷基链(alkyl chain)的石蜡(wax)。并且蚀刻溶液El只要是能够去除与之接触的抗反射膜AR的物质即可使用。并且电极溶液E2的粘度可为大约IOOcP至150000cP，并以膏(paste)状形成。并且，电极溶液E2为用于形成前面电极FE的金属和用于接合陶瓷(半导体层S)和金属的粘合剂混合而成的物质。在本发明的一实施例中作为粘合剂使用玻璃粉(glass frit),并且作为用于形成前面电极FE的金属一般使用银(Ag),但在这里并不限制粘合剂或者金属的种类。
[0088]图3和图4是用于说明根据本发明的一实施例在太阳能电池上形成前面电极的第二种方法和第三种方法的顺序图，图6是根据本发明的第一实施例在太阳能电池上形成前面电极的第三种方法的工艺流程图。[0089]参照图3、图4和图6，在太阳能电池上形成前面电极FE的第三种方法包括半导体形成步骤S1、表面处理步骤S3、疏水层层压步骤S4、蚀刻步骤S5、疏水层去除步骤S6、电极形成步骤S7和电极固化步骤S8。
[0090]在半导体形成步骤SI中，形成半导体层S，从而通过入射的光而生成电荷(空穴、电子)。在本发明的半导体形成步骤SI中，在硅基板的前面形成n型半导体层并在后面形成P型半导体层而包含Pn接合界面，从而形成半导体层S。如此一来，前面的n型半导体层作为发射器(emitter)起作用。
[0091]在表面处理步骤S3中，为了防止向太阳能电池入射的光的反射，并且为了防止入射光的损失而在半导体层S的前面涂覆抗反射膜AR。在此，可在半导体层S的前面涂覆抗反射膜AR。在表面处理步骤S3中形成的抗反射膜AR —般可使用氮化硅。
[0092]在疏水层层压步骤S4中，如图6的(a)所示在抗反射膜AR上涂覆疏水性(hydrophobic)物质而形成疏水层HP。经过疏水层层压步骤S4而在抗反射膜AR上形成的疏水层HP优选具有在低温(低于用于使电极溶液固化的温度)下气化，并且在水溶性(易于在水中溶解)或者油性溶剂中不溶解的性质。疏水层层压步骤S4可通过对疏水性物质进行加热，并且将经过加热的疏水性物质向抗反射膜AR喷射的方式进行。
[0093]在蚀刻步骤S5中，如图6的(b)所示在疏水层HP上印刷蚀刻溶液E1。如此一来，能够缩小亲水性(hidrophilic)蚀刻溶液El和疏水层HP之间的接触面积。当缩小这种接触面积时，能够缩小抗反射膜AR的蚀刻宽度，并且随着缩小抗反射膜AR的蚀刻宽度，也能够缩小在抗反射膜AR的蚀刻部位上形成的前面电极FE的电极宽度W，从而能够增加向太阳能电池入射的光量。
[0094]本发明的特征是，在蚀刻步骤S5中为了印刷蚀刻溶液E1，利用电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type),通过所施加的电源对蚀刻溶液El赋予电荷，并且通过静电力从喷嘴N喷射带有电荷的蚀刻溶液E1。蚀刻溶液El具有大约IOOcp以上或者大约300cp以上的粘度，并且通过电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type)在不堵塞喷嘴N的情况下畅通喷射。这种电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type)能够使从喷嘴N中喷射的液滴的大小小于喷嘴N的直径。从而在从喷嘴N喷射所述的蚀刻溶液时，由于能够根据所施加的电源调节喷射的蚀刻溶液El的液滴大小，因此能够考虑所要形成的前面电极FE的电极宽度W，在所希望的部位上蚀刻抗反射膜AR。
[0095]在疏水层去除步骤S6中对疏水层HP进行加热。在疏水层去除步骤S6中，当对疏水层HP进行加热时，如图6的(c)所示，通过加热热量而去除疏水层HP，并且经过蚀刻步骤S5而印刷的蚀刻溶液El蚀刻抗反射膜AR，从而形成用于形成前面电极FE的图案。在此，考虑到抗反射膜AR的厚度或者所要形成的前面电极FE的电极宽度W，在去除疏水层HP后的抗反射膜AR的蚀刻部位上可进一步印刷蚀刻溶液El。在疏水层去除步骤S6中对疏水层HP的加热温度优选低于用于形成后述的前面电极F的金属的固化温度或者电极溶液E2的固化温度。
[0096]电极形成步骤S7为用于形成能够使在半导体层S中生成的电荷(空穴、电子)移动的前面电极FE的步骤。在电极形成步骤S7中，如图6的(d)所示在经过疏水层去除步骤S6而蚀刻抗反射膜AR的部位上印刷电极溶液E2。由于电极溶液E2经过后述的电极固化步骤S8而形成前面电极FE，因此需要考虑所要形成的前面电极FE的图案而进行印刷。在电极形成步骤S7中，优选考虑所要形成的前面电极FE的电极高度h而反复进行一次以上。
[0097]本发明的特征是，在电极形成步骤S7中为了印刷电极溶液E2，利用电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type),通过所施加的电源对电极溶液E2赋予电荷，并且通过静电力从喷嘴N喷射带有电荷的电极溶液E2。在此，电极溶液E2即使具有大约IOOOcp至150000cp的粘度，通过电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type),也能在不堵塞喷嘴N的情况下畅通喷射。在本发明的一实施例中喷射具有20000cp以上粘度的电极溶液E2。这种电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type)能够使从喷嘴N中喷射的液滴的大小小于喷嘴N的直径。从而在从喷嘴N喷射所述电极溶液E2时，由于能够根据所施加的电源而调节喷射的电极溶液E2的液滴大小，因此能够考虑所要形成的前面电极FE的电极幅w而设置所希望的电极幅W。
[0098]在电极固化步骤S8中，使得经过电极形成步骤S7而被印刷于抗反射膜AR中蚀刻部位上的电极溶液E2固化。在电极溶液E2中用于形成前面电极FE的金属中银(Ag)的固化温度为大约200度(°C)，在粘合剂中玻璃粉(glass frit)的固化温度为大约700度(°C)。从而在电极固化步骤S8中如图6的(e)所示优选以700度(°C)以上的温度加热半导体层S的前面。尤其在本发明的一实施例中，粘合剂中的玻璃粉(glass frit)在固化过程中与作为抗反射膜AR使用的氮化硅产生氧化反应，从而能够获得蚀刻抗反射膜AR的效果。
[0099]当印刷的电极溶液E2在电极固化步骤S8中固化时，如图6的(f)所示，在半导体层S的前面形成有前面电极FE。电极固化步骤S8可配合考虑所要形成的前面电极FE的高度h而反复的电极形成步骤S7，反复进行一次以上。
[0100]在太阳能电池上形成前面电极FE的第三种方法中，可进一步包括制绒步骤S2和辅助电极形成步骤S7-1中的至少一种。
[0101]在制绒步骤S2中，在所述的半导体形成步骤SI中形成的半导体层S的前面形成有凹凸。当经过制绒步骤S2在半导体层S的前面形成有凹凸时，能够提高对入射光的光吸收率，并且能够促进在半导体层S中的电荷(空穴、电子)生成。并且半导体层S的前面成为超亲水性(hydrophilic),从而能够在表面处理步骤S3中加强半导体层S和抗反射膜AR之间的粘合强度。
[0102]辅助电极形成步骤S7-1为用于形成能够使在半导体层S中生成的电荷(空穴、电子)移动的前面电极FE的步骤。如图3所示，在辅助电极形成步骤S7-1中可在抗反射膜AR经过疏水层去除步骤S6而被蚀刻的部位上通过电镀方法镀敷用于形成前面电极FE的金属。并且，如图4所示，在辅助电极形成步骤S7-1中，可在抗反射膜AR的蚀刻部位上经过电极固化步骤S8而固化的电极溶液E2上通过电镀方法镀敷用于形成前面电极FE的金属。辅助电极形成步骤S7-1优选考虑所要形成的前面电极FE的电极高度h而反复进行一次以上。
[0103]通过辅助电极形成步骤S7-1形成的前面电极FE由于不包含在电极溶液E2中混合的粘合剂，因此能够提高前面电极FE的纯度，从而能够提高电导率。
[0104]第四种方法为在半导体层S上形成有抗反射膜AR的状态下，通过蚀刻溶液El蚀刻抗反射膜AR后，在抗反射膜AR的蚀刻部位上镀敷用于形成前面电极FE的金属，从而在太阳能电池上形成前面电极FE的方法。
[0105]在此，蚀刻溶液El只要是能够去除与之接触的抗反射膜AR的物质即可使用。并且用于形成前面电极FE的金属一般使用银(Ag)，但在这里并不限制粘合剂或者金属的种类。
[0106]图7是用于说明根据本发明的第一实施例在太阳能电池上形成前面电极的第四种方法和第五种方法的顺序图。
[0107]参照图7，在太阳能电池上形成前面电极FE的第四种方法包括半导体形成步骤S1、表面处理步骤S3、蚀刻步骤S5和辅助电极形成步骤S7-1。
[0108]在半导体形成步骤SI中形成半导体层S，从而通过入射的光而生成电荷(空穴、电子)。在半导体形成步骤SI中，在硅基板的前面形成n型半导体层并在后面形成P型半导体层而包含Pn接合界面，从而形成半导体层S。如此一来，前面的n型半导体层作为发射器(emitter)起作用。
[0109]在表面处理步骤S3中，为了防止向太阳能电池入射的光的反射，并且防止入射的光的损失，在半导体层S的前面涂覆抗反射膜AR。在此，在半导体层S的前面涂覆抗反射膜AR。作为在表面处理步骤S3中形成的抗反射膜AR—般可使用氮化硅。
[0110]在蚀刻步骤S5中，如图5的(a)所示在抗反射膜AR上印刷蚀刻溶液E1。如此一来，如图5的(b)所示与蚀刻溶液El接触的部分的抗反射膜AR被蚀刻而形成用于形成前面电极FE的图案。蚀刻步骤S5可以考虑抗反射膜AR的厚度或者所要形成的前面电极FE的电极宽度w而反复进行一次以上。
[0111]本发明的特征是，在蚀刻步骤S5中为了印刷蚀刻溶液E1，利用电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type),通过所施加的电源对蚀刻溶液El赋予电荷，并且通过静电力从喷嘴N喷射带有电荷的蚀刻溶液E1。蚀刻溶液El为具有大约IOOcp以上或者大约300cp以上的粘度，并且通过电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type)喷射，从而在不堵塞喷嘴N的情况下畅通喷射。这种电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(InkJettingType)能够使从喷嘴N喷射的液滴的大小小于喷嘴N的直径。从而，在从喷嘴N喷射所述的蚀刻溶液时，由于能够根据所施加的电源而调节喷射的蚀刻溶液El的液滴大小，因此能够考虑所要形成的前面电极FE的电极宽度W，在所希望的部位上蚀刻抗反射膜AR。
[0112]辅助电极形成步骤S7-1为用于形成能够使在半导体层S中生成的电荷(空穴、电子)移动的前面电极FE的步骤。在辅助电极形成步骤S7-1中可在抗反射膜AR经过疏水层去除步骤S6而被蚀刻的部位上通过电镀方法镀敷用于形成前面电极FE的金属。辅助电极形成步骤S7-1优选考虑所要形成的前面电极FE的电极高度h而反复进行一次以上。
[0113]通过辅助电极形成步骤S7-1形成的前面电极FE由于不包括在电极溶液E2中混合的粘合剂，因此能够提高前面电极FE的纯度，从而能够提高电导率。
[0114]在太阳能电池上形成前面电极FE的第四种方法可进一步包括制绒步骤S2。
[0115]在制绒步骤S2中，在所述的半导体形成步骤SI中形成的半导体层S的前面形成凹凸。当经过制绒步骤S2在半导体层S的前面形成有凹凸时，能够提高对入射光的光吸收率，并且能够促进在半导体层S中的电荷(空穴、电子)生成。并且半导体层S的前面成为超亲水性(hydrophilic),从而在表面处理步骤S3中能够加强半导体层S和抗反射膜AR之间的粘合强度。[0116]第五种方法如下:在半导体层S上形成有抗反射膜AR的状态下，在抗反射膜AR上涂覆疏水层HP后，在疏水层HP上印刷蚀刻溶液E1。并且去除疏水层HP，同时使所印刷的蚀刻溶液El蚀刻抗反射膜AR，并且在用于形成前面电极FE的金属镀敷在抗反射膜AR的蚀刻部位上，从而在太阳能电池上形成前面电极FE。
[0117]在此，形成疏水层HP的物质可为由一元或者二元醇脂肪酸酯构成的有机化合物。并且可使用含有烷基链(alkyl chain)的石蜡(wax)。并且，蚀刻溶液El只要是能够去除与之接触的抗反射膜AR的物质即可使用。并且，用于形成前面电极FE的金属一般使用银(Ag)，但在这里并不限制粘合剂或者金属的种类。
[0118]图7是用于说明根据本发明的一实施例在太阳能电池上形成前面电极的第四种方法和第五种方法的顺序图。
[0119]参照图7，在太阳能电池上形成前面电极FE的第五种方法包括半导体形成步骤S1、表面处理步骤S3、疏水层层压步骤S4、蚀刻步骤S5、疏水层去除步骤S6和辅助电极形成步骤S7-1。
[0120]在半导体形成步骤SI中形成半导体层S，从而通过入射的光而生成电荷(空穴、电子)。在半导体形成步骤SI中，在硅基板的前面形成n型半导体层并在后面形成P型半导体层而包含Pn接合界面，从而形成半导体层S。从而，前面的n型半导体层作为发射器(emitter)起作用。
[0121]在表面处理步骤S3中，为了防止向太阳能电池入射的光的反射，并且防止入射的光的损失，在半导体层S的前面涂覆抗反射膜AR。在此，可在半导体层S的前面涂覆抗反射膜AR。作为在表面处理步骤S3中形成的抗反射膜AR —般可使用氮化硅。
[0122]在疏水层层压步骤S4中，如图6的(a)所示在抗反射膜AR上涂覆疏水性(hydrophobic)物质而形成疏水层HP。经过疏水层层压步骤S4在抗反射膜AR上形成的疏水层HP优选具有在低温下气化，并且在水溶性(易于在水中溶解)或者油性溶剂中不溶解的性质。疏水层层压步骤S4通过对疏水性物质进行加热，并且将经过加热的疏水性物质向抗反射膜AR上喷射的方式进行。
[0123]在蚀刻步骤S5中，如图6的(b)所示在疏水层HP上印刷蚀刻溶液E1。如此一来，能够缩小亲水性(hidrophilic)蚀刻溶液El和疏水层HP之间的接触面积。当缩小这种接触面积时，能够缩小抗反射膜AR的蚀刻宽度，并且随着缩小抗反射膜AR的蚀刻宽度，也能够缩小在抗反射膜AR的蚀刻部位上形成的前面电极FE的电极宽度W，从而能够增加向太阳能电池入射的光量。
[0124]本发明的特征是，在蚀刻步骤S5中，为了印刷蚀刻溶液E1，利用电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type),通过所施加的电源对蚀刻溶液El赋予电荷，并且通过静电力从喷嘴N喷射带有电荷的蚀刻溶液E1。蚀刻溶液El具有大约IOOcp以上或者大约300cp以上的粘度，并且通过电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type),在不堵塞喷嘴N的情况下畅通喷射。这种电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type)能够使从喷嘴N喷射的液滴的大小小于喷嘴N的直径。从而在从喷嘴N喷射所述的蚀刻溶液时，由于能够根据所施加的电源调节所喷射的蚀刻溶液El的液滴大小，因此能够考虑所要形成的前面电极FE的电极宽度W，在所希望的部位上蚀刻抗反射膜AR。[0125]在疏水层去除步骤S6中对疏水层HP进行加热。在疏水层去除步骤S6中，当对疏水层HP进行加热时，如图6的(c)所示，通过所加热的热量而去除疏水层HP，并且经过蚀刻步骤S5而印刷的蚀刻溶液El蚀刻抗反射膜AR而形成用于形成前面电极FE的图案。在此，考虑到抗反射膜AR的厚度或者所要形成的前面电极FE的电极宽度W，在去除疏水层HP的蚀刻抗反射膜AR的部位上可进一步印刷蚀刻溶液El。在疏水层去除步骤S6中对疏水层HP的加热温度优选低于用于形成后述的前面电极F的金属的固化温度或者电极溶液E2的固化温度。
[0126]辅助电极形成步骤S7-1为用于形成能够使在半导体层S中生成的电荷(空穴、电子)移动的前面电极FE的步骤。在辅助电极形成步骤S7-1中可在抗反射膜AR经过疏水层去除步骤S6而被蚀刻的部位上通过电镀方法镀敷用于形成前面电极FE的金属。辅助电极形成步骤S7-1优选考虑所要形成的前面电极FE的电极高度h而反复进行一次以上。
[0127]通过辅助电极形成步骤S7-1形成的前面电极FE由于不包含在电极溶液E2中混合的粘合剂，因此能够提高前面电极FE的纯度，从而能够提高电导率。
[0128]在太阳能电池上形成前面电极FE的第五种方法可进一步包括制绒步骤S2。
[0129]在制绒步骤S2中，在所述的半导体形成步骤SI中形成的半导体层S的前面形成凹凸。当经过制绒步骤S2在半导体层S的前面形成有凹凸时，能够提高对入射光的光吸收率，并且能够促进在半导体层S中的电荷(空穴、电子)生成。并且半导体层S的前面成为超亲水性(hydrophilic),从而在表面处理步骤S3中能够加强半导体层S和抗反射膜AR之间的粘合强度。
[0130]第六种方法如下:在半导体层S上形成有抗反射膜AR的状态下，在抗反射膜AR上直接印刷混合有蚀刻溶液El和电极溶液E2的导电性溶液E3，并且使混合在被印刷的导电性溶液E3中的蚀刻溶液El蚀刻抗反射膜AR，使混合在被印刷的导电性溶液E3中的电极溶液E2在抗反射膜AR的蚀刻部位上固化，从而在太阳能电池上形成前面电极FE。
[0131]在此，在导电性溶液E3中混合的蚀刻溶液El只要是能够去除与之接触的抗反射膜AR的物质即可使用。并且，电极溶液E2的粘度可为大约IOOcP至150000cP，并以膏(paste)状形成。并且，在导电性溶液E3中混合的电极溶液E2为用于形成前面电极FE的金属和用于将陶瓷(半导体层S)和金属接合的粘合剂混合而成的物质。在本发明的一实施例中，作为粘合剂使用玻璃粉(glass frit)，并且作为用于形成前面电极FE的金属一般使用银(Ag)，但在这里并不限制粘合剂或者金属的种类。
[0132]图8是用于说明根据本发明的一实施例在太阳能电池上形成前面电极的第六种方法和第七种方法的顺序图，图9是根据本发明的一实施例在太阳能电池上形成前面电极的第六种方法的工艺流程图。
[0133]参照图8和图9，在太阳能电池上形成前面电极FE的第六种方法包括半导体形成步骤S1、表面处理步骤S3、电极形成步骤S7和电极固化步骤S8。
[0134]在半导体形成步骤SI中形成半导体层S，从而通过入射的光而形成电荷(空穴、电子)。在半导体形成步骤SI中，在硅基板的前面形成n型半导体层并在后面形成p型半导体层而包含Pn接合界面，从而形成半导体层S。从而，前面的n型半导体层作为发射器(emitter)起作用。
[0135]在表面处理步骤S3中，为了防止向太阳能电池入射的光的反射，并且防止入射的光的损失，在半导体层S的前面涂覆抗反射膜AR。在此，可在半导体层S的前面涂覆抗反射膜AR。作为在表面处理步骤S3中形成的抗反射膜AR —般可使用氮化硅。
[0136]电极形成步骤S7为用于形成能够使在半导体层S中生成的电荷(空穴、电子)移动的前面电极FE的步骤。在电极形成步骤S7中，如图9的(a)所示在经过表面处理步骤S3而形成有抗反射膜AR的部位上，按照前面电极FE的图案形状而印刷混合有蚀刻溶液El和电极溶液E2的导电性溶液E3。由于导电性溶液E3经过后述的电极固化步骤S8而形成前面电极FE，因此需要考虑所要形成的前面电极FE的图案而进行印刷。在电极形成步骤S7中，优选考虑所要形成的前面电极FE的电极高度h，反复记性一次以上。
[0137]本发明的特征是，在电极形成步骤S7中为了印刷导电性溶液E3，利用电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type),通过所施加的电源对导电性溶液E3赋予电荷，并且通过静电力从喷嘴N喷射带有电荷的导电性溶液E3。在此，电极溶液E2即使具有大约lOOOcp至150000cp的粘度，通过电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type),也能在不堵塞喷嘴N的情况下畅通喷射。在本发明的一实施例中喷射具有20000cp以上粘度的电极溶液E2。这种电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type)能够使从喷嘴N喷射的液滴的大小小于喷嘴N的直径。从而在从喷嘴N喷射所述导电性溶液E3时，由于能够根据施加的电源调节所喷射的导电性溶液E3的液滴大小，因此能够考虑所要形成的前面电极FE的电极宽度W，设置所希望的电极宽度W。
[0138]在电极固化步骤S8中，使得经过电极形成步骤S7在抗反射膜AR上印刷的导电性溶液E3固化。在导电性溶液E3中混合的电极溶液E2中用于形成前面电极FE的金属中银(Ag)的固化温度为大约200度(°C)，在粘合剂中玻璃粉(glass frit)的固化温度为大约700度(°C)。从而在电极固化步骤S8中，如图9的(a)所示优选以700度(°C)以上的温度加热半导体层S的前面。如此一来，使得在导电性溶液E3中混合的蚀刻溶液El蚀刻抗反射膜AR，并且在蚀刻部位上使得在导电性溶液E3中混合的电极溶液E2固化。尤其在本发明的一实施例中，粘合剂中的玻璃粉(glass frit)在固化过程中与作为抗反射膜AR使用的氮化硅产生氧化反应，从而能够获得蚀刻抗反射膜AR的效果。
[0139]在电极固化步骤S8中，当印刷的导电性溶液E3固化时，如图9的(C)所示，在半导体层S的前面形成有前面电极FE。电极固化步骤S8可配合考虑所要形成的前面电极FE的高度h而反复的电极形成步骤S7,反复进行一次以上。
[0140]在太阳能电池上形成前面电极FE的第六种方法可进一步包括制绒步骤S2和辅助电极形成步骤S7-1中的至少一个步骤。
[0141]在制绒步骤S2中，在所述的半导体形成步骤SI中形成的半导体层S的前面形成凹凸。当经过制绒步骤S2在半导体层S的前面形成有凹凸时，能够提高对入射光的光吸收率，并且能够促进在半导体层S中的电荷(空穴、电子)生成。并且半导体层S的前面成为超亲水性(hydrophiIic),从而能够在表面处理步骤S3中加强半导体层S和抗反射膜AR之间的粘合强度。
[0142]辅助电极形成步骤S7-1为用于形成能够使在半导体层S中生成的电荷(空穴、电子)移动的前面电极FE的步骤。在辅助电极形成步骤S7-1中，可在抗反射膜AR的蚀刻部位上经过电极固化步骤S8而固化的电极溶液E2上通过电镀方法镀敷用于形成前面电极FE的金属。辅助电极形成步骤S7-1优选考虑所要形成的前面电极FE的电极高度h而反复进行一次以上。
[0143]通过辅助电极形成步骤S7-1形成的前面电极FE由于不包含在电极溶液E2中混合的粘合剂，因此能够提高前面电极FE的纯度，从而能够提高电导率。
[0144]第七种方法如下:在半导体层S上形成有抗反射膜AR的状态下，在抗反射膜AR上涂覆疏水层HP后，在疏水层HP上印刷混合有蚀刻溶液El和电极溶液E2的导电性溶液E3。并且去除疏水层HP，使得在导电性溶液E3中混合的蚀刻溶液El蚀刻抗反射膜AR，使得在导电性溶液E3中混合的电极溶液E2在抗反射膜AR的蚀刻部位上固化，从而在太阳能电池上形成前面电极FE。
[0145]在此，形成疏水层HP的物质可为由一元或者二元醇脂肪酸酯构成的有机化合物，并且可使用含有烧基链(alkyl chain)的石腊(wax)。并且在导电性溶液E3中混合的蚀刻溶液El只要是能够去除与之接触的抗反射膜AR的物质即可使用。并且，导电性溶液E3的粘度可为大约IOOcP至150000cP，并以膏(paste)状形成。并且，在导电性溶液E3中混合的电极溶液E2为用于形成前面电极FE的金属和用于接合陶瓷(半导体层S)和金属的粘合剂混合而成的物质。在本发明的一实施例中作为粘合剂使用玻璃粉(glass frit),并且作为用于形成前面电极FE的金属一般使用银(Ag)，但在这里并不限制粘合剂或者金属的种类。
[0146]图8是用于说明根据本发明的第一实施例在太阳能电池上形成前面电极的第六种方法和第七种方法的顺序图，图10是根据本发明的第一实施例在太阳能电池上形成前面电极的第七种方法的工艺流程图。
[0147]参照图8和图10，在太阳能电池上形成前面电极FE的第七种方法包括半导体形成步骤S1、表面处理步骤S3、疏水层层压步骤S4、电极形成步骤S7、疏水层去除步骤S6和电极固化步骤S8。
[0148]在半导体形成步骤SI中形成半导体层S，从而通过入射的光而生成电荷(空穴、电子)。在半导体形成步骤SI中，在硅基板的前面形成n型半导体层并在后面形成p型半导体层而包含Pn接合界面，从而形成半导体层S。从而，前面的n型半导体层作为发射器(emitter)起作用。
[0149]在表面处理步骤S3中，为了防止向太阳能电池入射的光的反射，并且防止入射的光的损失，在半导体层S的前面涂覆抗反射膜AR。在此，可在半导体层S的前面涂覆抗反射膜AR。作为在表面处理步骤S3中形成的抗反射膜AR —般可使用氮化硅。
[0150]在疏水层层压步骤S4中，如图10的(a)所示在抗反射膜AR上涂覆疏水性(hydrophobic)物质而形成疏水层HP。经过疏水层层压步骤S4在抗反射膜AR上形成的疏水层HP优选具有在低温下气化，并且在水溶性(易于在水中溶解)或者油性溶剂中不溶解的性质。疏水层层压步骤S4通过对疏水性物质进行加热，并且将经过加热的疏水性物质向抗反射膜AR上喷射的方式进行。
[0151]电极形成步骤S7为用于形成能够使在半导体层S中生成的电荷(空穴、电子)移动的前面电极FE。在电极形成步骤中，如图10的(b)所示，在经过疏水层层压步骤S4而形成有疏水层HP的部位上按照前面电极FE的图案形状印刷混合有蚀刻溶液El和电极溶液E2的导电性溶液E3。如此一来，能够缩小亲水性(hidrophilic)导电性溶液E3和疏水层HP之间的接触面积。当缩小这种接触面积时，能够缩小抗反射膜AR的蚀刻宽度，并且随着缩小抗反射膜AR的蚀刻宽度，能够缩小在抗反射膜AR的蚀刻部位上形成的前面电极FE的电极宽度w，从而能够增加向太阳能电池入射的光量。
[0152]导电性溶液E3由于经过后述的电极固化步骤S8而形成前面电极FE，因此需要考虑所要形成的前面电极FE的图案而进行印刷。电极形成步骤S7优选考虑所要形成的前面电极FE的电极高度h，反复进行一次以上。
[0153]本发明的特征是，在电极形成步骤S7中为了印刷导电性溶液E3，利用电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type),通过所施加的电源对导电性溶液E3赋予电荷，并且通过静电力从喷嘴N喷射带有电荷的导电性溶液E3。在此，电极溶液E2即使具有大约lOOOcp至150000cp的粘度，通过电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type),也能在不堵塞喷嘴N的情况下畅通喷射。在本发明的实施例中喷射具有20000cp以上粘度的电极溶液E2。这种电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type)能够使从喷嘴N喷射的液滴的大小小于喷嘴N的直径。从而在从喷嘴N喷射所述导电性溶液E3时，由于能够根据所施加的电源来调节所喷射的导电性溶液E3的液滴大小，因此能够考虑所要形成的前面电极FE的电极宽度W，设置所希望的电极宽度W。
[0154]在疏水层去除步骤S6中对疏水层HP进行加热。在疏水层去除步骤S6中，当对疏水层HP进行加热时，通过加热的热量而去除疏水层HP，并且经过电极形成步骤而印刷的导电性溶液E3与抗反射膜AR接触。在疏水层去除步骤S6中对疏水层HP的加热温度优选低于用于形成后述的前面电极F的金属的固化温度或者电极溶液E2的固化温度。
[0155]在电极固化步骤S8中，使得经过疏水层去除步骤S6而与抗反射膜AR接触的导电性溶液E3固化。在导电性溶液E3中混合的电极溶液E2中，用于形成前面电极FE的金属中的银(Ag)的固化温度为大约200度(°C)，在粘合剂中玻璃粉(glass frit)的固化温度为大约700度(°C)。从而在电极固化步骤S8中，如图10的(c)所示优选以700度(°C)以上的温度加热半导体层S的前面。如此一来，在导电性溶液E3中混合的蚀刻溶液El蚀刻抗反射膜AR，并且在蚀刻部位上使得混合在导电性溶液E3中的电极溶液E2固化。尤其在本发明的第一实施例中，粘合剂中的玻璃粉(glass frit)在固化过程中与作为抗反射膜AR使用的氮化硅产生氧化反应，从而能够获得蚀刻抗反射膜AR的效果。
[0156]在电极固化步骤S8中，当印刷的导电性溶液E3固化时，如图10的(d)所示，在半导体层S的前面形成有前面电极FE。电极固化步骤S8可配合考虑所要形成的前面电极FE的高度h而反复的电极形成步骤S7,反复进行一次以上。
[0157]在此，通过以700度(°C)以上的温度加热半导体层S的前面，在一个温度条件下能够同时进行疏水层去除步骤和电极固化步骤。
[0158]在太阳能电池上形成前面电极FE的第七种方法可进一步包括制绒步骤S2和辅助电极形成步骤S7-1中的至少一个步骤。
[0159]在制绒步骤S2中，在所述的半导体形成步骤SI中形成的半导体层S的前面形成凹凸。当经过制绒步骤S2在半导体层S的前面形成有凹凸时，能够提高对入射光的光吸收率，并且能够促进在半导体层S中的电荷(空穴、电子)生成。并且半导体层S的前面成为超亲水性(hydrophi I ic),从而能够在表面处理步骤S3中加强半导体层S和抗反射膜AR之间的粘合强度。
[0160]辅助电极形成步骤S7-1为用于形成能够使在半导体层S中生成的电荷(空穴、电子)移动的前面电极FE的步骤。在辅助电极形成步骤S7-1中，可在抗反射膜AR的蚀刻部位上经过电极固化步骤S8而固化的电极溶液E2上通过电镀方法镀敷用于形成前面电极FE的金属。辅助电极形成步骤S7-1优选考虑所要形成的前面电极FE的电极高度h而反复进行一次以上。
[0161]通过辅助电极形成步骤S7-1形成的前面电极FE由于不包含在电极溶液E2中混合的粘合剂，因此能够提高前面电极FE的纯度，从而能够提高电导率。
[0162]本发明的保护范围并不限于上述实施例，在所附的权利要求书的范围内可实现为多种形式的实施例。在不脱离权利要求书所要求保护的本发明精神的范围内，本发明所属【技术领域】的技术人员均能变形的各种范围也应属于本发明的保护范围。
[0163]产业上的应用可行性
[0164]本发明提供一种太阳能电池的前面电极的形成方法，该方法缩小前面电极的电极宽度，并且加大相邻前面电极之间的间隔，从而能够增加向太阳能电池入射的光量，并且随着缩小电极宽度而增加电极高度，能够保持或者增加通过前面电极移动的电荷量，并且能够降低在前面电极中产生的电阻。
【权利要求】
1.一种太阳能电池的前面电极的形成方法，在太阳能电池的半导体层的前面形成前面电极，其特征在于，包括: 电极形成步骤，在所述半导体层的前面印刷电极溶液；和 电极固化步骤，固化所述电极溶液，从而使经过所述电极形成步骤在所述半导体层上印刷的所述电极溶液成为所述前面电极， 所述电极溶液为用于接合所述半导体层和所述金属的粘合剂和用于形成所述前面电极的金属混合而成的物质， 在所述电极形成步骤中，利用一次以上的电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type),通过所施加的电源对所述电极溶液赋予电荷，并且通过静电力从喷嘴喷射带有电荷的所述电极溶液。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池的前面电极的形成方法，其特征在于，进一步包括: 表面处理步骤，在所述半导体层的前面涂覆抗反射膜，以防止入射光的反射损失。
3.一种太阳能电池的前面电极的形成方法，在半导体层的前面涂覆有抗反射膜的太阳能电池上形成前面电极，其特征在于，包括: 蚀刻步骤，在所述抗反射膜上印刷蚀刻溶液； 电极形成步骤，在所述抗反射膜经过所述蚀刻步骤而被蚀刻的部位上印刷电极溶液；和` 电极固化步骤，固化所述电极溶液，从而使通过所述电极固化步骤印刷于所述抗反射膜的蚀刻部位上的所述电极溶液成为所述前面电极， 所述电极溶液为用于接合所述半导体层和所述金属的粘合剂和用于形成所述前面电极的金属混合而成的物质， 在所述蚀刻步骤和所述电极形成步骤中，利用一次以上的电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type),通过所施加的电源对所述蚀刻溶液和所述电极溶液分别赋予电荷，并且通过静电力从各喷嘴喷射带有电荷的所述蚀刻溶液和所述电极溶液。
4.一种太阳能电池的前面电极的形成方法，在半导体层的前面涂覆有抗反射膜的太阳能电池上形成前面电极，其特征在于，包括: 蚀刻步骤，通过利用激光或者等离子体的干式蚀刻方法蚀刻所述抗反射膜； 电极形成步骤，在所述抗反射膜经过所述蚀刻步骤而被蚀刻的部位上印刷电极溶液；和 电极固化步骤，固化所述电极溶液，从而使在所述抗反射膜经过所述电极形成步骤而被蚀刻的部位上印刷的所述电极溶液成为所述前面电极， 所述电极溶液为用于接合所述半导体层和所述金属的粘合剂和用于形成所述前面电极的金属混合而成的物质， 在所述电极形成步骤中，利用一次以上的电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type),通过所施加的电源对所述电极溶液赋予电荷，并且通过静电力从喷嘴喷射带有电荷的所述电极溶液。
5.一种太阳能电池的前面电极的形成方法，在半导体层的前面涂覆有抗反射膜的太阳能电池上形成前面电极，其特征在于，包括: 疏水层层压步骤，在所述抗反射膜上涂覆疏水性(hydrophobic)物质而形成疏水层； 蚀刻步骤，在所述疏水层上印刷蚀刻溶液； 疏水层去除步骤，对所述疏水层进行加热，从而去除所述疏水层并使得经过所述蚀刻步骤而印刷的蚀刻溶液蚀刻所述抗反射膜； 电极形成步骤，在所述抗反射膜经过所述疏水层去除步骤而被蚀刻的部位上印刷电极溶液；和 电极固化步骤，固化所述电极溶液，从而使在所述抗反射膜经过所述电极形成步骤而被蚀刻的部位上印刷的所述电极溶液成为所述前面电极， 所述电极溶液为用于接合所述半导体层和所述金属的粘合剂和用于形成所述前面电极的金属混合而成的物质， 在所述蚀刻步骤和所述电极形成步骤中，利用一次以上的电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type),通过所施加的电源对所述蚀刻溶液和所述电极溶液分别赋予电荷，并且通过静电力从各喷嘴喷射带有电荷的所述蚀刻溶液和所述电极溶液。
6.一种太阳能电池的前面电极的形成方法，在半导体层的前面涂覆有抗反射膜的太阳能电池上形成前面电极，其特征在于，包括: 电极形成步骤，在所述抗反射膜上印刷混合有蚀刻溶液和电极溶液的导电性溶液；和电极固化步骤，固化所述导电性溶液，从而使经过所述电极形成步骤而在所述抗反射膜上印刷的所述导电性溶液成为所述前面电极， 所述电极溶液为用于接合所述半导体层和所述金属的粘合剂和用于形成所述前面电极的金属混合而成的物质， 在所述电极形成步骤中，利用一次以上的电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type),通过所施加的电源对所述导电性溶液赋予电荷，并且通过静电力从喷嘴喷射带有电荷的所述导电性溶液。
7.一种太阳能电池的前面电极的形成方法，在半导体层的前面涂覆有抗反射膜的太阳能电池上形成前面电极，其特征在于，包括: 疏水层层压步骤，在所述抗反射膜上涂覆疏水性(hydrophobic)物质而形成疏水层； 电极形成步骤，在所述疏水层上印刷混合有蚀刻溶液和电极溶液的导电性溶液； 疏水层去除步骤，对所述疏水层进行加热，从而去除所述疏水层并使得所述导电性溶液与所述抗反射膜接触；和 电极固化步骤，固化所述导电性溶液，从而使经过所述疏水层去除步骤而与所述抗反射膜的上面接触的所述导电性溶液成为所述前面电极， 所述电极溶液为用于接合所述半导体层和所述金属的粘合剂和用于形成所述前面电极的金属混合而成的物质， 在所述电极形成步骤中，利用一次以上的电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type),通过所施加的电源对所述导电性溶液赋予电荷,并且通过静电力从喷嘴喷射带有电荷的所述导电性溶液。
8.一种太阳能电池的前面电极的形成方法，在半导体层的前面涂覆有抗反射膜的太阳能电池上形成前面电极，其特征在于，包括: 蚀刻步骤，在所述抗反射膜上印刷蚀刻溶液；和 辅助电极形成步骤，利用形成所述前面电极的金属，对所述抗反射膜经过所述蚀刻步骤而被蚀刻的部位实施一次以上的电镀， 在所述蚀刻步骤中，利用一次以上的电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type)，通过所施加的电源对所述蚀刻溶液赋予电荷，并且通过静电力从喷嘴喷射带有电荷的所述蚀刻溶液。
9.一种太阳能电池的前面电极的形成方法，在半导体层的前面涂覆有抗反射膜的太阳能电池上形成前面电极，其特征在于，包括: 疏水层层压步骤，在所述抗反射膜上涂覆疏水性(hydrophobic)物质而形成疏水层； 蚀刻步骤，在所述疏水层上印刷蚀刻溶液； 疏水层去除步骤，对所述疏水层进行加热，从而去除所述疏水层并使得经过所述蚀刻步骤而被印刷的蚀刻溶液蚀刻所述抗反射膜；和 辅助电极形成步骤，通过一次以上的电镀方法，在所述抗反射膜经过所述疏水层去除步骤而被蚀刻的部位上形成所述前面电极， 所述电极溶液为用于接合所述半导体层和所述金属的粘合剂和用于形成所述前面电极的金属混合而成的物质 ， 在所述蚀刻步骤中，利用一次以上的电流体动力学(EHD, Electrohydrodynamic)喷墨方式(Ink Jetting Type)，通过所施加的电源对所述蚀刻溶液赋予电荷，并且通过静电力从喷嘴喷射带有电荷的所述蚀刻溶液。
10.根据权利要求3至5中的任一项所述的太阳能电池的前面电极的形成方法，其特征在于，进一步包括: 辅助电极形成步骤，利用形成所述前面电极的金属，对所述抗反射膜的蚀刻部位实施一次以上的电镀。
11.根据权利要求3至7中的任一项所述的太阳能电池的前面电极的形成方法，其特征在于，进一步包括: 辅助电极形成步骤，利用形成所述前面电极的金属，对导电性溶液经过所述电极固化步骤而被固化的部位实施一次以上的电镀。
12.根据权利要求1至9中的任一项所述的太阳能电池的前面电极的形成方法，其特征在于，进一步包括: 制绒步骤，蚀刻所述半导体层的前面，从而在所述半导体层的前面形成有凹凸。
【文档编号】H01L31/18GK103493221SQ201280016674
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2012年4月26日 优先权日:2011年4月26日
【发明者】边渡泳 申请人:昂杰特有限公司