太阳能电池是利用P-N结半导体器件中的少数载流子产生电动势的装 置，而少数载流子由阳光激励。单晶硅、多晶硅、非晶硅或化合物半导体 可用来制造太阳能电池。
单晶硅具有最高的能量转换效率。但因单晶硅较昂贵，多晶硅已被普 遍使用。近来，薄膜太阳能电池已被普遍使用，因为通过将非晶硅或化合 物半导体沉积在相对较便宜的如玻璃或塑胶基底等基底上，薄膜太阳能电 池可以便宜地制造。
在下文中，参考图1、图2到图6，描述根据相关技术的晶体硅太阳能 电池的制造方法。
图1是一流程图，示出了根据相关技术的晶体硅太阳能电池的过程。 图2到图6示出了根据相关技术的晶体硅制造步骤中的截面图。
参考图1、图2，在步骤ST11，制备晶体硅基底10。接着，在切割过 程期间可能造成的损坏部分通过使用酸或碱来做湿式蚀刻而移除。这里， 基底10可以是P型，也可使用N型基底。
在步骤ST12，执行基底10表面的织构化过程，以增加光的吸收。在 织构化过程期间，多个精细不均匀图案形成在基底10的表面上。不均匀图 案较希望是角锥形状。通常，织构化过程可通过使用酸或碱做湿式蚀刻而 执行。
参考图1、图3，在步骤ST13，N型掺杂物在P型基底10中扩散，以 在织构化过程后形成P-N结结构。热扩散方法已被普遍使用。在热扩散方 法中，将P型基底10设置在高温的扩散炉中，并供应包括如POCl3或PH3 的N型掺杂物的气体。接着，N型掺杂物扩散进入P型基底10，且N+掺 杂层12形成为如图3所示。
在步骤ST13，扩散过程在超过摄氏800度的高温中执行，而如PSG(磷 硅玻璃)的残余产物可能会因高温而形成在基底10的表面上。另外，因PSG 会屏蔽太阳能电池的电流，因此利用蚀刻剂移除PSG，以增加太阳能电池 的效率。
因此在步骤ST114中，移除PSG。
或者，若包括硼(B)的P型掺杂物在N型基底中扩散，则可能形成 BSG(硼硅玻璃)。BSG也会降低电池的效率，因此应以相同于移除PSG的 方法移除BSG。
同时，在步骤ST13的扩散过程期间，N+掺杂层12也形成在基底10 的边缘上。漏电流通过基底10边缘上的掺杂层12而产生在前、背侧电极 之间。
因此，参考图1、图4，在步骤ST15，为了改善太阳能电池的效率， 便移除基底10边缘上的N+掺杂层12。此可称为边缘隔离过程。
更具体而言，位于基底10边缘上的N+掺杂层12能以激光切割，或通 过湿式蚀刻或干式蚀刻来蚀刻。边缘隔离过程可在测试完整太阳能电池之 前执行。
参考图1、图5，在步骤ST16，抗反射膜14形成在N+掺杂层12上。 抗反射膜14可用氮化硅(SiNx)形成。SiNx层不但会增加吸收阳光，也可作 为表面钝化层及氢钝化层。SiNx层用等离子增强化学气相沉积(PECVD)方 法形成。SiNx层可用溅镀方法形成。
参考图1、图6，在步骤ST17，在形成SiNx的抗反射膜14之后，使用 导电性材料分别在基底10的前、背侧表面上形成电极。为了此目的，通过 丝网印刷方法将包括铝(Al)或银(Ag)的导电胶施加在基底10的前、背侧表 面上，以形成预定图案。接着，在高温的炉中执行基底10的烧结过程。
如图6所示，烧结导电胶，且前侧电极18及背侧电极16分别形成在 基底10的前、背侧表面上。
特别地，若Al胶施加在P型基底10的背侧表面上并烧结，Al会在烧 结期间扩散进入N+掺杂层12，且P+层13会形成。若P+层形成在P型基 底10的背侧表面上，则在基底10的背侧表面上会感应出背侧表面电场。
背侧表面电场产生电子，而电子在P型基底10中被阳光激励后，移动 到背侧电极16，接着移动到前侧电极18，不会消失，而增加到光电流中， 并增加太阳能电池的效率。
在形成电极之后，在步骤ST18，测试太阳能电池的效率，并根据测试 结果来分类。在测试之前，可执行切割或蚀刻基底10边缘部分的边缘隔离 过程，以消除太阳能电池边缘的漏电流。之后，通过连接多个完整太阳能 电池的模块化过程制造出太阳能电池模块。

技术问题
但上述太阳能电池的过程会有以下几个问题。
首先，在步骤ST12的织构化过程期间普遍使用湿式蚀刻方法，而因为 多晶硅基底的蚀刻率会因晶面而具有数十倍至数百倍的差异，均匀的表面 粗糙度是很难获得的。
此外，在步骤ST13的形成P-N结的扩散过程中，因为有如PSG或BSG 等残余产物形成，因此需要额外的移除残余产物过程。
再者，在步骤ST13的扩散过程中，导电层形成在基底10的边缘上， 因此有必要执行边缘隔离过程，以防止漏电流在前侧电极与背侧电极之间 感应。
PSG或BSG的移除过程及边缘隔离过程限制了改善太阳能电池的产 量。
同时，想要将太阳能电池的制造系统设计为集成式系统或连续性联机 系统并不容易，因为织构化过程通常通过湿式蚀刻方法执行，且扩散过程 在高温的炉中执行。
再者，为了将基底送进扩散炉而在高温中执行扩散过程，将基底传送 到石英制成的基底支座。因此，产量会因传送时间而降低。
再者，热扩散过程在高温中长时间执行，以得到足够的结深。因此， 产量受到负面影响，且很难控制结深。
技术方案
因此，本发明是太阳能电池的制造方法，简化过程，并增加产量，以 及减少制造成本。
本发明的另一个目的是提供太阳能电池的制造设备与系统，该制造设 备与系统被设计为集成结构或联机结构，以增加产量，减少系统的底面积。
以下详细描述本发明的额外特征与优点，可从说明书中了解，或通过 实施本发明而了解。说明书与权利要求以及附图明确指出本发明中的结构， 使本发明的目的与其他优点更为清楚并达成。
为了达到通过实施例宽阔地描述的本发明这些及其他优点，晶体硅太 阳能电池的制造方法包括以下步骤：制备晶体硅基底；使用等离子将所述 基底织构化，以形成用来增加光的吸收的不均匀图案；使用等离子在所述 基底中掺杂离子，以形成P-N结的掺杂层；加热所述基底，以激活所述掺 杂离子；在所述掺杂层上形成抗反射膜；及分别在所述基底的前、背侧表 面上形成前侧电极与背侧电极。
在另一个方案中，一种晶体硅太阳能电池的制造设备包含：腔室，该 腔室具有反应空间并包括接地的腔室盖；基底支座，该基底支座位于所述 腔室中；气体分配板，该气体分配板设置在所述腔室盖下方，并包括多个 注入孔；气体供应管线，该气体供应管线穿过所述腔室盖，并将来源气体 供应到所述气体分配板；及RF电源，该RF电源连接到所述基底支座，其 中在所述腔室中，装载在所述基底支座上的基底被织构化，以在所述基底 的表面上形成不均匀图案，接着通过使用等离子以离子持续掺杂所述基底， 以形成P-N结。
在另一个方案中，一种晶体硅太阳能电池的制造系统包含：传送腔室， 该传送腔室包括基底传送装置；织构化腔室，该织构化腔室连接到所述传 送腔室，并使用等离子来将基底织构化，以形成不均匀图案；等离子体离 子掺杂腔室，该等离子体离子掺杂腔室连接到所述传送腔室，并通过等离 子以离子掺杂所述织构化基底，以形成P-N结；及载锁腔室，该载锁腔室 连接到所述传送腔室，并交错地在真空与大气压力状态中，以将所述基底 送进与送出。
在另一个方案中，一种晶体硅太阳能电池的制造系统包含：装载腔室， 用来送入基底而交错地在真空与大气压力状态中；织构化腔室，该织构化 腔室连接到所述装载腔室，并使用等离子将所述基底织构化，以在所述基 底的表面上形成不均匀图案；等离子体离子掺杂腔室，该等离子体离子掺 杂腔室连接到所述织构化腔室，并使用等离子以离子掺杂所述织构化基底， 以形成P-N结；及卸载腔室，该卸载腔室连接到所述等离子体离子掺杂腔 室，并用来送出所述基底而交错地在真空与大气压力状态中。
应该了解到上述一般性的描述以及以下的详细说明是作为例子与解释 用途，而为权利请求中的本发明提供进一步说明。
有利效果
根据本发明，制造晶体硅太阳能电池时，织构化过程及离子掺杂过程 可在同一个腔室内执行，或在后续安排的不同腔室内执行。因此，太阳能 电池制造系统的底面积会减少，而制造成本会降低。
此外，因为使用等离子执行织构化过程，不管晶体硅的晶面，能得到 均匀表面粗糙度，且增加织构化过程的再现性。
再者，使用等离子在相对低的温度中执行离子掺杂过程，而不会有如 PSG或BSG等残余产物存在。因此，不需要移除残余产物的步骤，且产量 大幅提升。
再者，因为基底因离子一般垂直入射而掺杂，可省略边缘隔离过程。 因此，产量大幅提升。
此外，用干式蚀刻方法执行织构化过程，取代了相关技术中的湿式蚀 刻方法，不须昂贵的蚀刻剂。因此，可降低制造成本。
所属技术领域的专业人员会了解到，在不偏离本发明的精神或范围的 情况下，可对本发明修改及变化。因此，若这些修改及变化在权利要求与 其均等者的范围内，将会被本发明涵盖。

在此引入的附图使本发明更容易被理解，并且引入的附图是本说明书 的一部分。附图示出了本发明的实施例，与说明书共同解释本发明的原理。
图1是一流程图，示出了根据相关技术的晶体硅太阳能电池的制造过 程。
图2至图6是示出了在根据相关技术的晶体硅太阳能电池的制造步骤 中的截面视图。
图7是一流程图，示出了根据本发明示例性实施例的晶体硅太阳能电 池的制造过程。
图8至图13是示出了在根据本发明示例性实施例的晶体硅太阳能电池 的制造步骤中的截面视图。
图14是示出了根据本发明的织构化用的RIE设备的视图。
图15是示出了根据本发明的等离子体离子掺杂设备的视图。
图16是示出了根据本发明示例性实施例的太阳能电池的制造系统的视 图。
图17是示出了根据本发明另一实施例的太阳能电池的制造系统的视 图。

现在详细参考较佳示例性实施例，在附图中示出了其例子。
参考图7、图8至图13，下文描述了根据本发明的晶体硅太阳能电池 的制造方法。
图7是一流程图，示出了根据本发明示例性实施例的晶体硅太阳能电 池的制造过程。图8至图13是示出了在根据本发明示例性实施例的晶体硅 太阳能电池的制造步骤中的截面视图。
参考图7、图8，在步骤ST110，制备晶体硅基底100。接着，在切割 过程期间可能造成的损害使用酸或碱的湿式蚀刻来移除。这里，基底100 可以是P型，也可使用N型基底。
参考图7、图9，在步骤ST120，执行对基底100的表面的织构化的过 程，以增加光的吸收。本发明与相关技术不同之处在于，基底100的表面 通过使用等离子的反应离子蚀刻(RIE)来织构化。
图14是示出了根据本发明的织构化用的RIE设备的视图。在图14中， RIE设备200包括：腔室210，其具有反应空间；基底支座220，其位于腔 室210中；气体分配板230，其设置在腔室盖212的下方，并与腔室盖212 分开；及气体供应管线250，其穿过腔室盖212，并将来源气体供应到气体 分配板230。气体分配板230可连接到腔室盖212的下部。
基底支座220及气体分配板230较希望用阳极化铝形成。排气口214 设置在腔室210的下部，以排出剩余气体，并维持真空压力。
腔室盖212接地，其电连接到气体分配板230。基底支座220连接到用 来提供RF功率的RF电源260。阻抗匹配单元262使RF电源260与基底 支座220之间的阻抗相匹配。
为了在RIE设备200中执行织构化过程，P型基底100被送入腔室210， 并装载在基底支座220上。
这里，基底100可直接位于基底支座220上。为了增加产量，腔室210 中可送入上面放有多个基底100的托盘(未示出)而如此执行过程。此时，腔 室210中可设置用来设置托盘的装置(未示出)。
接着，通过排气口214做真空泵浦而形成过程压力。例如Cl2、SF6、 O2等一或多种蚀刻气体通过气体分配板230而注入基底支座220的上部。 例如，13.56MHz的RF功率从RF电源260施加到基底支座220。
当将RF功率施加到基底支座220时，在基底支座220与接地腔室盖 212之间感应出RF电场。通过RF电场而加速的电子撞击中性气体，而形 成了具有离子、电子、自由基的混合物的等离子体。
这里，离子通过RF电场而加速，并且撞击基底100的表面。因此，基 底100表面被织构化。
在使用RIE设备200来织构化的过程中，虽然晶体硅基底具有各种晶 面，但在晶体硅基底的表面上可以得到均匀表面粗糙度。因此，织构化过 程的再现性便相当地增加。
另一方面，在RIE设备200中织构化基底100之前，可在与RIE设备 200相同的腔室中执行移除基底100表面损坏部分的过程。
参考图7、图10，在步骤ST130，N型掺杂物在P型基底10中扩散， 以在织构化过程之后形成P-N结结构。虽然热扩散方法已在相关技术中被 普便使用，本发明使用的是使用等离子的离子掺杂方法。
图15是示出了根据本发明的等离子体离子掺杂设备的视图。在图15 中，等离子体离子掺杂设备300包括：腔室310，其具有反应空间；基底支 座320，其位于腔室310中；气体分配板330，其设置在腔室盖340的下方， 并与腔室盖340分开，腔室盖340用来密封住腔室310的上部；气体供应 管线350，其穿过腔室盖340，并将气体供应到气体分配板330。
有益的是，基底支座320及气体分配板330用阳极化铝形成。排气口 314设置在腔室310的下部，以排出剩余气体，并维持真空压力。
腔室盖340接地，其还电连接到气体分配板330。基底支座320连接到 用来供应RF功率的RF电源360。
特别较希望的是，基底支座320还连接到DC电源370，以增加通过 RF电源产生的离子入射能量，以及改善掺杂效率。
此时有益的是，将高通滤波器(HPF)362设置在RF电源360与基底支 座320之间，以防止DC电源的效应影响RF电源360。此外较希望的是， 将低通滤波器(LPF)372设置在DC电源370与基底支座320之间，以防止 RF电源的效应影响DC电源370。
阻抗匹配单元(未示出)使RF电源360与基底支座320之间的阻抗相匹 配。
为了在等离子体离子掺杂设备300中执行离子掺杂过程，将P型基底 100送入腔室310并装载在基底支座320上。
这里，基底100可以直接位于基底支座320上。为了增加产量，腔室 210中可送入上面放有多个基底100的托盘(未示出)而如此执行过程。此时， 腔室310中可设置用来设置托盘的装置(未示出)。
接着，通过排气口314做真空泵浦而形成过程压力。包括作为N型掺 杂物的磷(P)的气体通过气体分配板330注入基底支座320的上部。例如， 包括P的气体可以是氢化磷(PH3)。此外，可使用氩(Ar)气。或者，若使用N 型基底时，可注入包括作为P型掺杂物的硼(B)的气体。
例如，13.56MHz的RF功率及DC电力同时从RF电源360及DC电 源370施加在基底支座320。RF功率的频率不限于前述的值，也能施加其 他使用常用频率的RF功率。
当将RF功率施加到基底支座320时，在基底支座320及接地腔室盖 330之间会感应出RF电场，并且形成等离子。此时，等离子中的P+离子通 过RF电场加速，并射入基底100的表面。因此，在P型基底100上执行离 子掺杂。
这里，从DC电源370施加到基底支座320的DC电力增加了通过RF 功率产生的离子入射能量，并改善了掺杂效率。
在上述等离子体离子掺杂方法中，因为能够通过调整气体流率或RF功 率来相对准确地控制掺杂浓度或P-N结深，因此能执行比热扩散方法更精 准、再现性更高的过程。
再者，等离子体离子掺杂在相对较低的温度中执行，而不会产生热扩 散过程中的PSG或BSG残余产物。因此，便不需要移除残余产物的步骤， 等离子体离子掺杂方法对产量有帮助。
再者，与热扩散方法不同的是，基底100的边缘上没有N+掺杂层，因 为离子垂直入射的基底100表面有掺杂。因此，不需要防止漏电流的边缘 隔离过程，而可增加产量。
同时，图15的等离子体离子掺杂设备300具有与图14的织构化设备 200相似的结构。因此，有可能后续在图15的等离子体离子掺杂设备中执 行织构化过程与等离子体离子掺杂过程。
事实上，因为通常13.56MHz的RF功率分别施加到织构化设备200 与等离子体离子掺杂设备300的基底支座220与320，织构化过程与等离子 体离子掺杂过程能后续在图15的等离子体离子掺杂设备中执行。
为了达到此目的，DC电源370在织构化过程期间可以是关闭的，且 DC电源370在等离子体离子掺杂过程期间可以是开启的。
此外，因为上述过程中供应穿过气体供应管线350的气体是不同的， 因此需要额外的气体供应管线，而且有必要在过程之间维持足够的排气时 间来防止气体混合。
参考图7、图11，在步骤ST140，在根据上述方法使用等离子做离子掺 杂P型基底100之后，执行激活过程，并且在预定温度中加热基底100。
在激活过程中，掺杂离子通过供应额外能量到基底100而激活，使掺 杂离子与硅(Si)结合。掺杂离子在没有激活过程时可作为杂质。
此外，通过激活过程，预先加热基底100可得到一必要效果，以在稍 后使用PECVD方法沉积抗反射膜。
希望激活过程在额外激活腔室中执行，所述额外激活腔室包括诸如灯 加热器等光学热装置，或包括里面有如电阻线圈等加热器的基底支座。加 热温度与时间可根据掺杂材料与激活程度而改变。
参考图7、图12，在步骤ST150，在执行P型基底100的离子掺杂及 通过上述过程预先加热基底100之后，抗反射膜120形成在N+掺杂层110 上。抗反射膜120可以是通过PECVD方法沉积的氮化硅(SiNx)层。
参考图7、图13，在步骤ST160，在形成SiNx的抗反射膜120之后， 使用导电性材料将电极分别形成在基底100的前、背侧表面上。为了达成 此目的，通过丝网印刷方法，将包括铝(Al)及银(Ag)的导电胶施加在基底100 的前、背侧表面上，以形成预定图案。接着，在高温的炉中执行基底100 的烧结过程。
导电胶烧结，而前侧电极18与背侧电极16分别形成在基底10的前、 背侧表面上。
例如，当将Al胶施加在P型基底100的背侧表面上并烧结时，Al在烧 结期间扩散进入基底100，且形成P+层150。因此，在基底100的背侧表面 感应出背侧表面电场。背侧表面电场具有与上述相同的功能。
参考图7，在步骤ST170，在形成电极之后，测试太阳能电池的效率， 并根据测试结果分类。接着，通过连接多个完整太阳能电池的模块化过程 来制造太阳能电池。
同时，为了根据本发明示例性实施例制造晶体硅太阳能电池，可以根 据产量与底面积(footprint)而有效率地架设各个过程设备。
如上所述，织构化过程有可能在等离子体离子掺杂设备300中执行。 但因为各过程的过程条件不同，对上述过程结合是有限制的。
因此重要的是，在设计太阳能电池的制造系统时，须使基底在过程间 的传送时间最小化，并使整体底面积减少。
本发明的实施方式
图16是示出了根据本发明示例性实施例的太阳能电池制造系统的视 图。在图16中，太阳能电池制造系统包括用来传送基底的传送腔室510， 还包括连接到传送腔室510的对应侧部分的载锁腔室520、织构化腔室530、 等离子体离子掺杂腔室540、激活腔室550、及抗反射膜沉积腔室560。
在传送腔室510与各腔室520、530、540、550、560之间设置一开槽 阀，以选择性地打通一闸道。
在根据本发明的太阳能电池制造方法中，在预定真空压力中使用等离 子来执行织构化过程、离子掺杂过程及抗反射膜沉积过程。
因此，织构化腔室530、等离子体离子掺杂腔室540及抗反射膜沉积腔 室560连接到传送腔室510，而传送腔室510中总是真空，使传送基底或真 空泵浦的时间大幅减少。
激活腔室550不仅加热基底来供应激活能量给在等离子体离子掺杂腔 室540中掺杂的离子，还在沉积抗反射膜之前预先加热基底。
为了连续的过程，激活腔室550较有助益地设置在等离子体离子掺杂 腔室540与抗反射膜沉积腔室560之间。
基底从外界传入及/或传出载锁腔室520。因此，载锁腔室520交错地 在真空与大气压力状态中。
传送机器人512架设在传送腔室510中，用来传送基底。当基底从外 界进入载锁腔室520时，传送机器人512将基底从载锁腔室520传送进入 织构化腔室530，在织构化过程后传送进入等离子体离子掺杂腔室540，在 等离子体离子掺杂过程后传送进入激活腔室550，在激活过程后传送进入抗 反射膜沉积腔室560，以及在沉积抗反射膜沉积后传送进入载锁腔室520。
图16示出的太阳能电池制造系统是个例子。可以只有载锁腔室520、 织构化腔室530及等离子体离子掺杂腔室540连接到传送腔室510，而激活 腔室550及抗反射膜沉积腔室560可以省略。此外，为了增进交换基底的 效率，可以架设二个以上的载锁腔室520。
再者，除了织构化腔室530、等离子体离子掺杂腔室540、激活腔室550 及抗反射膜沉积腔室560之外，一个用来形成电极的接触孔或施加电极胶 的过程腔室可以连接到传送腔室510的侧部。
同时，基底传送可由传送机器人512使用携载多个基底的物件或托盘 (未示出)来执行。
在使用托盘时，托盘可以依序传送进入载锁腔室、织构化腔室、等离 子体离子掺杂腔室、激活腔室及抗反射膜沉积腔室。
基底或托盘可用传送机器人传送。传送机器人传送基底或托盘，或将 其升起；或是基底或托盘可由联机方法使用滚轮或线性马达来传送。若是 后者，则各腔室中可架设上述装置。
图17是示出了根据本发明另一实施例的太阳能电池制造系统的视图。 在图17的太阳能电池制造系统中，基底或托盘用联机方法传送。
更特定地，图17的太阳能电池制造系统包括：装载腔室570，其用来 从外界将基底或托盘传送进入系统；及卸载腔室580，其用来将基底或托盘 传送出系统。织构化腔室530、等离子体离子掺杂腔室540、激活腔室550 及抗反射膜沉积腔室560依照过程顺序架设在装载腔室570与卸载腔室580 之间。
上述腔室的功能与图16中的相同，而在此省略各功能的解释。
在将基底或包括多个基底的托盘从外界供应到装载腔室570中之后， 基底或托盘可依序经过织构化腔室530、等离子体离子掺杂腔室540、激活 腔室550及抗反射膜沉积腔室560并被处理，且基底或托盘可经过卸载腔 室580送出。
这里，可以只有织构化腔室530及等离子体离子掺杂腔室540架设在 装载腔室570与卸载腔室580之间，而激活腔室550及抗反射膜沉积腔室 560可分开架设。
使用联机方法的传送装置，如滚轮或线性马达，架设在各腔室中，以 将基底或托盘传送到隔壁腔室中。
此外，在两个腔室之间架设开槽阀，以选择性地打通一闸道。
在太阳能电池联机制造系统中，昂贵的传送机器人可以省略，使系统 成本降低。因为太阳能电池联机制造系统可以架设在直线空间中，而直线 空间难以架设群集型系统，因此空间可有效利用。
在本发明中，通过在P型基底中掺杂N型掺杂物来制造太阳能电池。 或者，通过在N型基底中掺杂P型掺杂物来制造太阳能电池。