選擇性射極矽晶太陽電池的結構如圖一(b)所示，典型的矽晶太陽電池（圖一(a)）是以p-型矽晶半導體做為基材，然後以擴散雜質的方式在表面上形成n-型半導體層，此p-n型二極體可做為太陽光照射而分離產生的電子及電洞，在完成SiNx抗反射層後網印電極，並燒結電極，電極會燒穿SiNx抗反射層，而後與p-n型二極體形成導電接觸，照光後的電子擴散進入n-型半導體層（此n-型半導體層亦可稱為射極），然後電子可通過電極後而被收集。選擇性射極矽晶太陽電池與典型矽晶太陽電池的差異在於電極下方的n-型半導體層（射極）的雜質濃度高於表面非電極下方的雜質濃度（此濃度又比一般典型的矽晶太陽電池來得低且深度較淺）。表面非電極下方的雜質濃度低且深度較淺的優點是半導體對於短波長光的吸收係數較大，當太陽光入射於太陽電池表面時，短波長的光會在晶片表面附近被吸收。當太陽電池之p-n接合較淺時，在表面所產生的少數載子由於要行經較短的距離，於是能到達接合處的載子會增加。
圖一、選擇性射極矽晶太陽電池結構
選擇性射極矽晶太陽電池簡介
自1997年以來，選擇性射極矽晶太陽電池的概念已有十幾年的歷史，依其技術內涵可分為下列主要方式：(1)非電極表面之回蝕技術(Etch Back)：(2)以介電層做擴散阻障層(Dielectric Barrier)，接著以蝕刻膠(Etching Paste)或雷射開口，然後再以一次擴散或兩次擴散製作選擇性射極；(3)雷射摻雜(Laser Doping)選擇性射極技術；(4)網印磷膠或噴墨磷膠直接做選擇性擴散。以下就各項技術做一介紹。
1. 回蝕式之選擇性射極技術(Etch Back Selective Emitter)
非電極表面回蝕之選擇性射極技術流程與結構如圖二所示，左邊箭號部分為典型傳統的太陽電池製程流程，右邊箭號部分為選擇性射極技術的太陽電池製程流程，中間流程的差異在於完成n型雜質擴散後，會以網印或噴墨印刷方式先在預定為電極下方區域塗佈一層保護膠料或墨水，此膠料或墨水必須具備抗酸蝕與容易去除的特性，隨後的流程是將表面的n型雜質以蝕刻方式洗去一部分(Emitter Etch Back)，如圖二(b)所示，晶片表面紅色區域為n型雜質擴散後所形成，綠色部分為在預定電極區域塗上之保護膠，表面洗去上方n型雜質後，表面未被保護的區域還剩下部分較低的雜質濃度（黃色區域），在去除表面的保護膠或墨水後，原先被保護的預定電極區域表面n型雜質仍保持較高的濃度，後續的流程與一般的太陽電池流程一樣，但必須注意後面網印電極的部分，必須做對位的動作，以確保網印的電極剛好落在預定電極的區域（雜質濃度較高的區域）。
A. Dastgheib-Shirazi 等人(University of Konstanz)在2008年23rd Euro PVSEC 首先發表以網印保護膠回蝕方式製作選擇性射極矽晶太陽電池，所製作的5吋單晶矽晶太陽電池效率平均可達17.9%，相較於參考組絕對效率可增加0.3%。
3. 雷射摻雜選擇性射極太陽電池(Laser Doping Selective Emitter)
選擇性射極在電極下的高濃度雜質亦可用雷射摻雜的方式製作，其作法如圖七所示，在蝕刻完後的晶片表面上，以POCl3+ O2爐管擴散方式成長一層磷玻璃，磷玻璃下方同時亦擴散一層n-型雜質半導體層，利用脈衝雷射在預定電極的區域進行加熱，使磷玻璃內的磷原子可再擴散進入表面，而在此區域形成高濃度n-型雜質區，J.R.Kohler 等人在2009年24th Euro PVSEC發表以雷射摻雜方式製作選擇性射極太陽電池，其5吋單晶太陽電池，平均效率可達18%，相較於參考電池，其效率可增加0.5%。
圖七、雷射摻雜選擇性射極製作：(a)表面擴散一層PSG 磷玻璃；(b)在預定電極位置以脈衝雷射加熱擴散高濃度雜質
4. 網印磷膠或噴墨磷膠之選擇性射極太陽電池(P-paste Print or Inkjet Doping)
網印磷膠或噴墨磷膠之選擇性射極的製作流程，是在預定電極區域直接以網印或噴墨磷膠方式塗佈在晶片表面上，待磷膠乾燥後，以高溫爐管或紅外線高溫爐將表面的磷擴散進入晶片。在2004年GIT提出以磷膠網印方式製作選擇性射極，他們選用無Textured FZ晶片，磷膠選用Ferro公司的33-462磷膠，磷膠網印後擴散重摻雜阻值40 Ω/□和90~100 Ω/□輕摻雜阻值。選擇性射極平均光電流JSC 為34.34 mA/cm2，較參考組增加0.84 mA/cm2，以網印磷膠之選擇性射極太陽電池平均增加0.13%（參考組的片阻值為40 Ω/□） ……以上內容為重點摘錄，如欲詳細全文請見原文
作者：龍健華、林景熙、杜政勳、徐偉智、葉芳耀/工研院太電中心
★本文節錄自「工業材料雜誌281期」，更多資料請見：https://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=8543