[go: up one dir, main page]

CN102132423A - 背接触式太阳能电池模块 - Google Patents

背接触式太阳能电池模块 Download PDF

Info

Publication number
CN102132423A
CN102132423A CN200980134174.4A CN200980134174A CN102132423A CN 102132423 A CN102132423 A CN 102132423A CN 200980134174 A CN200980134174 A CN 200980134174A CN 102132423 A CN102132423 A CN 102132423A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
conductive
solar cell
conductive feature
type region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN200980134174.4A
Other languages
English (en)
Inventor
T·W·韦德曼
C·盖伊
H-W·郭
R·米什拉
K·P·威杰库恩
H·P·穆格卡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Applied Materials Inc
Original Assignee
Applied Materials Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Applied Materials Inc filed Critical Applied Materials Inc
Publication of CN102132423A publication Critical patent/CN102132423A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/20—Electrodes
    • H10F77/206—Electrodes for devices having potential barriers
    • H10F77/211—Electrodes for devices having potential barriers for photovoltaic cells
    • H10F77/219—Arrangements for electrodes of back-contact photovoltaic cells
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F10/00—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells
    • H10F10/10—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells having potential barriers
    • H10F10/14—Photovoltaic cells having only PN homojunction potential barriers
    • H10F10/146—Back-junction photovoltaic cells, e.g. having interdigitated base-emitter regions on the back side
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
    • H10F19/90—Structures for connecting between photovoltaic cells, e.g. interconnections or insulating spacers
    • H10F19/902—Structures for connecting between photovoltaic cells, e.g. interconnections or insulating spacers for series or parallel connection of photovoltaic cells
    • H10F19/908—Structures for connecting between photovoltaic cells, e.g. interconnections or insulating spacers for series or parallel connection of photovoltaic cells for back-contact photovoltaic cells
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/20—Electrodes
    • H10F77/206—Electrodes for devices having potential barriers
    • H10F77/211—Electrodes for devices having potential barriers for photovoltaic cells
    • H10F77/219—Arrangements for electrodes of back-contact photovoltaic cells
    • H10F77/223—Arrangements for electrodes of back-contact photovoltaic cells for metallisation wrap-through [MWT] photovoltaic cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明实施例涉及利用一种新颖处理程序来形成太阳能电池组件的高效率太阳能电池形成方法。形成高效率太阳能电池的方法可包含使用一预制背板与该金属化太阳能电池组件接合以形成互连的太阳能电池模块。最有可能从本发明受惠的太阳能电池包含该些在电池后侧上拥有正及负接触两者的单晶硅或多晶硅主动区者。

Description

背接触式太阳能电池模块
技术领域
本发明实施例大体而言有关于光电电池的制造。
背景技术
太阳能电池是将太阳光直接转换成电力的光电组件。每一个太阳能电池皆产生一定量的电力，并且经常拼装成具有能传输预期量系统功率的尺寸的模块。最常见的太阳能电池材料是硅，其呈单晶或多晶基材形态，有时称为晶圆。因为形成硅基太阳能电池以产生电力的摊销后成本高于利用传统方法产生电力的成本，因此致力于降低制造太阳能电池的成本。
有多种方法能制造出太阳能电池的主动区及太阳能电池的载流金属线或导体。但是，这些已知制造方法有若干问题。例如，形成工艺是复杂的多步骤工艺，其加重完成太阳能电池所需的成本。
因此，需要改良的方法与设备，其可用于在基材表面上形成主动区及载流区，以形成太阳能电池。
发明内容
本发明大体而言提供一种内连接结构互连结构，其是用来将电气连接具有一第一太阳能电池基材的第一太阳能电池组件的多个一部分电气连接至一第二太阳能电池组件，该结构包含一第一挠性内连接结构互连结构，其具有一第一层、一第二层及隔离该第一层及该第二层的介电材料，其中该第一层包含一或多个第一内连接互连区，该些第一互连区经配置以接触形成在该第一太阳能电池基材的基材表面上的一或多个第一导电特征结构，并且该第二层包含一或多个第二互连区，该些第二互连区经配置以接触形成在该基材表面上的一或多个第二导电特征结构，并且其中该第一太阳能电池基材拥有一n型区，其与该一或多个第一导电特征结构交流，以及一p型区，其与该一或多个第二导电特征结构交流。
本发明实施例也提供一种形成太阳能电池组件的方法，包含接收一挠性互连结构，其具有一第一层、一第二层及隔离该第一层及该第二层的介电材料，其中该第一层的一部分及该第二层的一部分与该挠性互连结构的第一表面接触，以及将该挠性互连结构设置在一太阳能电池基材上，而使该第一层的该部分与设置在一太阳能电池基材上的一n型区电气交流，并且该第二层的该部分与设置在一太阳能电池基材上的一p型区电气交流。
本发明实施例也提供一种形成太阳能电池组件的方法，包含在一围封件(enclosure)的一或多个侧壁及一互连结构之间形成一密闭区，其中该互连结构内包含一第一层、一第二层、一介电材料设置在该第一层和该第二层之间，以及一第一孔和一第二孔，每一个孔皆与该密闭区交流并且是穿透该互连结构的一部分而形成；毗邻该第一层设置形成在一太阳能电池基材上的一第一导电特征结构，并且毗邻该第二层设置形成在该太阳能电池基材上的一第二导电特征结构，其中该第一导电特征结构与形成在该太阳能电池基材上的一n型区电气交流，而该第二导电特征结构是与形成在该太阳能电池基材上的一p型区电气交流；加热该第一导电特征结构、该第一层、该第二导电特征结构及该第二层，而使在该第一导电特征结构和该第一层以及该第二导电特征结构和该第二层之间形成接合，以及在该加热工艺期间促使该第一导电特征结构紧靠该第一层，并且促使该第二导电特征结构紧靠该第二层。
本发明实施例也提供一种形成太阳能电池组件的方法，包含形成一太阳能电池基材，其具有一n型区及一p型区，该n型区及p型区形成适于将光转换为电能的接合面的一部分，其中该n型区与设置在该太阳能电池基材的一表面上的一第一导电特征结构电气交流，而该p型区与设置在该表面上的一第二导电特征结构电气交流；在该第一导电特征结构及该第二导电特征结构上沉积一第一顺应层，其中该第一顺应层拥有一第一孔及一第二孔形成在其内；在该第一孔及该第二孔内沉积一导电材料，其中设置在该第一孔内的导电材料与该第一导电特征结构电气交流，而设置在该第二孔内的导电材料与该第二导电特征结构电气交流；以及在该第一顺应层表面上设置一互连结构，该互连结构拥有一第一层、一第二层、以及隔离该第一层及该第二层的介电材料，而使该第一层透过设置在该第一孔内的第一导电材料与该第一导电特征结构电气交流，并且该第二层透过设置在该第二孔内的第一导电材料与该第二导电特征结构电气交流。
本发明实施例也提供数个互连的太阳能电池，包含：一第一太阳能电池组件，其含有一第一太阳能电池基材，该第一太阳能电池基材具有一n型区及一p型区，该n型区及p型区是适于将光转换为电能的接合面(或太阳能电池接合面)的一部分，其中该n型区与设置在该第一太阳能电池基材表面上的一第一导电特征结构电气交流，而该p型区是与设置在该表面上的一第二导电特征结构电气交流；以及一第一挠性互连结构，其具有一第一层、一第二层以及隔离该第一层和该第二层的介电材料，其中该第一层与形成在该第一太阳能电池基材上的第一导电特征结构电气交流，而该第二层与形成在该第一太阳能电池基材上的第二导电特征结构电气交流；以及一第二太阳能电池组件，其含有一第二太阳能电池基材，该第二太阳能电池基材具有一n型区及一p型区，该n型区及p型区是适于将光转换为电能的太阳能电池接合面的一部分，其中该n型区与设置在该第二太阳能电池基材的一表面上的一第一导电特征结构电气交流，而该p型区与设置在该表面上的一第二导电特征结构电气交流；以及一第二挠性互连结构，其具有一第一层、一第二层以及隔离该第一层和该第二层的介电材料，其中该第一层与形成在该第二太阳能电池基材上的第一导电特征结构电气交流，而该第二层与形成在该第二太阳能电池基材上的第二导电特征结构电气交流，其中该第一挠性互连结构内的第一层是电气连接至该第二挠性互连结构的第一层或第二层。
本发明实施例也提供一种形成一太阳能电池阵列的方法，包含形成两个或多个太阳能电池组件，每一个电池组件皆包含一太阳能电池基材，该太阳能电池基材具有一n型区及一p型区，该n型区及p型区是适于将光转换为电能的太阳能电池接合面的一部分，其中该n型区与设置在该太阳能电池基材表面上的第一导电特征结构电气交流，而该p型区与设置在该表面上的第二导电特征结构电气交流；以及一挠性互连结构，其具有一第一层、一第二层以及隔离该第一层和该第二层的介电材料，其中该第一层与该第一导电特征结构电气交流，而该第二层与一第二导电特征结构电气交流，以及使位于该两个或多个太阳能电池组件其中一者内的挠性互连结构中的第一层与该两个或多个太阳能电池组件的另一电池组件内的挠性互连结构中的第一层或第二层接触。
本发明实施例也可提供一种形成太阳能电池组件的方法，包含形成一太阳能电池基材，其具有一n型区及一p型区，该n型区及p型区是适于将光转换为电能的太阳能电池接合面的一部分，其中该n型区与设置在该太阳能电池基材表面上的第一导电特征结构电气交流，而该p型区与设置在该表面上的第二导电特征结构电气交流；紧靠该太阳能电池基材表面设置一互连结构，其具有一第一层、穿透该第一层而形成的第一孔、一第二层、穿透该第二层而形成的第二孔以及隔离该第一层和该第二层的介电材料，而使该第一层与该第一导电特征结构电气交流，并且该第二层与一第二导电特征结构电气交流，以及在该第一孔及该第二孔内沉积一导电材料，而使该导电材料在该第一层和该第一导电特征结构之间产生一第一导电路径，并且在该第二层和该第二导电特征结构之间产生一第二导电路径。
本发明实施例也可提供一种形成一太阳能电池组件的方法，包含形成一太阳能电池基材，其具有一n型区及一p型区，该n型区及p型区其是适于将光转换为电能的太阳能电池接合面的一部分，其中该n型区是与设置在该太阳能电池基材表面上的第一导电特征结构电气交流，而该p型区是与设置在该表面上的第二导电特征结构电气交流；在该第一导电特征结构的两个或多个区上以及在该第二导电特征结构的两个或多个区上沉积一导电材料，其中沉积在该第一导电特征结构上的两个或多个导电材料区的每一个区与沉积在该第二导电特征结构上的两个或多个导电材料区的每一个区相隔至少一第一距离；以及在沉积在该第一及第二导电特征结构上的导电材料上设置一挠性互连结构，该互连结构其具有一第一层、一第二层以及隔离该第一层和该第二层的介电材料，而使一电气连接形成在该第一层和该第一导电特征结构以及该第二层和该第二导电特征结构之间。
附图说明
为了详细暸解本发明的上述特征结构，经由参考数个实施例对本发明进行更具体的描述，概述陈述如上，其中某些实施例在附图中示出。
图1A-1B示出可与在此所述本发明一实施例并用的太阳能电池组件范例的概要剖面图。
图2示出根据本发明实施例的太阳能电池的概要剖面图。
图3A-3B概要示出根据本发明实施例的接合工艺不同阶段期间的互连结构及支持硬件。
图4概要示出根据本发明实施例的互连结构的平面图。
图5A概要示出根据本发明实施例的互连结构的剖面等角视图。
图5B概要示出根据本发明实施例的互连结构的平面图。
图5C是根据本发明实施例的互连结构的剖面等角图。
图5D概要示出根据本发明实施例的太阳能电池电气连接示意图。
图5E是根据本发明实施例的互连结构的剖面等角视图。
图6A概要示出根据本发明实施例的互连结构的剖面等角视图。
图6B概要示出根据本发明实施例的图6A互连结构在接合后的剖面图。
图7概要示出根据本发明实施例的互连结构的剖面等角视图。
图8示出根据本发明一实施例用来接合一太阳能电池基材与一互连结构的方法流程图。
图9A-9B概要示出根据本发明实施例的接合工艺不同步骤期间的互连结构及支持硬件。
图10A-10B概要示出根据本发明实施例的接合工艺不同步骤期间的互连结构及支持硬件。
图11A是根据本发明实施例的阵列或互连太阳能电池的侧视图。
图11B概要示出根据本发明实施例的阵列或互连太阳能电池的电气连接配置。
图11C是根据本发明实施例的互连结构的剖面等角视图。
图11D是根据本发明实施例的阵列或互连太阳能电池的侧视图。
图12A概要示出根据本发明实施例的互连结构的平面图。
图12B概要示出根据本发明实施例的互连结构的侧剖面等角视图。
图13A-13N示出根据本发明一实施例在一工艺中的不同阶段期间的太阳能电池概要剖面图。
图14示出根据本发明实施例金属化太阳能电池的方法流程图。
图15A概要示出根据本发明实施例形成在基材表面上的图案化掺质的平面图。
图15B概要示出根据本发明实施例的图15A所示基材表面的一部分特写平面图。
图16概要示出根据本发明实施例形成在基材表面上的图案化绝缘材料的平面图。
图17概要示出根据本发明实施例的互连结构的平面图。
为求简明，尽可能使用相同的组件符号来表示图式间共有的相同组件。预期到一实施例的特征结构可并入其它实施例而不需特别详述。
具体实施方式
本发明实施例考虑利用一种新颖处理程序来形成太阳能电池组件的高效率太阳能电池的形成方法。在一实施例中，该些方法包含使用一预制背板，其是与该金属化太阳能电池组件接合以形成一互连太阳能电池组件，其可轻易地电气连接至用来接收所生成产生的电力的外部零组件。典型的外部零组件可包含电力网栅(electrical power grid)、卫星、电子组件或其它类似的功率需求单元。特别能够从本发明受惠的太阳能电池结构(例如图1-7的基材110)包含所有背接触式太阳能电池，例如正及负接触两者仅形成在该组件后表面的太阳能电池。主动区可包含有机材料、单晶硅、多重结晶硅(multi-crystalline silicon)、多晶硅、锗(Ge)、砷化镓(GaAs)、碲化镉(CdTe)、硫化镉(CdS)、硒化铜铟镓(CIGS)、硒化铟铜(CuInSe2)、磷化铟镓(GaInP2)，以及异质接面电池，例如磷化铟镓/砷化镓/锗、硒化锌/砷化镓/锗或可用来将日光转换为电力的其它类似基材材料。在一实施例中，希望使用的预制背板的挠性比其所附接的基材更佳，以使例如文中所述的该(等)互连或附接工艺所产生的应力量最小化。
图1A是一太阳能电池组件100的剖面侧视图，其示出形成在该太阳能电池组件100的表面102上的互连结构160。在一范例中，如图1A所示，该太阳能电池组件100是一全背接触式太阳能电池结构，其中光线先在该太阳能电池组件100的前表面101侧被接收。一般而言，位于所形成的太阳能电池组件100内的互连结构160含有由一导电特征结构162、163所构成的图案化阵列，其是经电气连接至该太阳能电池组件100的预期部分，并且是经设计成能以在该太阳能电池暴露在日光下时负承载所产生的电流。在一范例中，该太阳能电池组件100包含一基材110、一介电层161(例如二氧化硅)、导电特征结构162和163、及一抗反射层151。在此配置中，该些导电特征结构162、163是形成在设置在该表面102上的介电层161上，并且各自每一者皆与形成在该基材110内的主动区电气交流。在一实施例中，该介电层161是二氧化硅层，其厚度介于约50埃
Figure BPA00001327707000071
和约3000埃之间。在一范例中，该导电特征结构162与p型掺杂区141电气接触，而该导电特征结构163是与n型掺杂区142电气接触，两掺杂区皆形成在该基材110内，并用来形成该主动太阳能电池组件的一部分。在一配置中，该抗反射层151包含一薄的钝化/抗反射层152(例如氧化硅、氮化硅层)。一般而言，该p型掺杂区141可包含一种选自硼(B)、铝(Al)和镓(Ga)所组成的族群中的掺质原子，而该n型掺杂区142包含一种选自磷(P)、砷(As)和锑(Sb)所组成的族群中的掺质原子。在另一配置中，该抗反射层151包含含有非晶硅(amorphous silicon，a-Si:H)的薄层153，或含有非晶碳化硅(a-SiC:H)及氮化硅(SiN)154堆栈的薄层153，其是利用已知化学气相沉积(PECVD)技术形成在该前表面101上。
图1B是一太阳能电池103的剖面侧视图，其示出形成在一钉梢模块(pin-upmodule)型太阳能电池模块(或称PUM太阳能电池组件)上的互连结构170。该PUM型结构通常含有数个孔175，该些孔穿透该基材110而形成，并且经由该些导电梢178的使用而作为顶部接触结构177至导电特征结构173的互连介层洞。光线是透过形成在该太阳能电池103前表面101上的顶部接触结构177被该太阳能电池103接收。一般而言，位于形成的太阳能电池103内的互连结构170包含一由导电特征结构172、173构成的图案化阵列，其是形成在该基材110背侧，以简化连接至外部太阳能收集器零组件的电气连接结构。在一范例中，该太阳能电池103包含一基材110，其含有p型基底区、介电层171、互连结构170、n型掺杂区179、透明导电氧化物(TCO)层176、以及抗反射层151(如上所述)。在此配置中，该些导电特征结构172、173是形成在设置在该表面102上的介电层171上方(例如，与该介电层161类似)，并且每一个导电特征结构皆与形成在该基材110内的主动区的一部分电气交流。在一范例中，该导电特征172是与形成在该基材110的p型基底区内的p型掺杂区141电气接触，而该导电特征173则透过该些导电梢178、前接触174及TCO层176来与n型掺杂区179电气接触。一般而言，该p型掺杂区174可包含一选自硼(B)、铝(Al)及镓(Ga)所组成的族群中的掺质原子，而该n型掺杂区179则包含一选自磷(P)、砷(As)、锑(Sb)所组成的族群中的掺质原子。
该太阳能电池组件100或太阳能电池103内的图案化金属结构，例如该些导电特征结构162、163、导电特征结构172、173、导电梢(pin)178及前接触174通常是一种导电材料，其可利用PVD、CVD、网印、电镀、蒸镀或其它类似沉积技术整合形成或沉积在该基材110的一表面上。该些图案化金属结构可包含一种金属，例如铝(Al)、银(Ag)、铜(Cu)、锡(Sn)、镍(Ni)、锌(Zn)、钛(Ti)、钽(Ta)、或铅(Pb)。在某些情况中，可用铜(Cu)来做为第二层，或接续层，其是形成在一适当的阻障层上(例如，钨化钛、钽等)，阻障层避免铜材料扩散进入该基材110非期望的区域内。虽然图1A和1B仅示出两种类型的太阳能电池组件结构，但这些配置并不欲限制在此所述的本发明范围，因为可使用其它配置而不会偏离在此所述的本发明的基本范围。
在一实施例中，该些导电特征162、163或导电特征172、173是经由图案化毯覆一沉积的导电层来形成，以电气隔离该基材110的多个预期区域，以形成该互连结构160或170。在一实施例中，首先在该基材110的表面102上沉积一毯覆层，然后经由除去部分毯覆层来形成该些导电特征结构162、163或172、173或形成隔离通道(例如图5A中的组件符号180)，经由一或多种激光剥离、微影图案化及湿式或干燥蚀刻，或其它类似技术。一般而言，预期形成或对齐该些隔离通道，而使分离且电气隔离的连接结构可被形成，以分开连接该太阳能电池组件的所有p型区和所有n型区。可适于形成具有预期形成的互连结构的太阳能电池组件的太阳能电池形成工艺的范例在2008年12月19日提出申请的美国专利临时申请案第61/139,423号[代理人案号APPM 13437L03]、以及2008年12月10日提出申请的美国专利临时申请案第61/121,537号[代理人案号APPM 13438L02]中进一步描述，两者皆在此经由引用方式将其全文并入本文中。
在较已知形式的太阳能电池结构中，例如图1A-1B所示者，该些载流导电特征结构162、163或导电特征结构172、173的每一者通常形成至一厚度D1，其拥有足够低的串联电阻而容许所产生的电流高效传输至位于太阳能电池100或103外部的外部功率收集组件。通常较已知形式的太阳能电池100、103的厚度D1约为50,000至约100,000埃
Figure BPA00001327707000091
因此，由于大部分PVD、CVD、电镀或其它类似沉积工艺的一般最大沉积速率在10,000埃/分钟等级，故形成该些导电特征结构162、163或导电特征结构172、173的工艺可能在5至10分钟。形成导电特征结构162、163或导电特征结构172、173所需的长时间会冲击该太阳能电池制造工艺的拥有成本(CoO)及形成每一个太阳能电池组件的单位成本。此外，因为用来形成该些导电特征结构的典型沉积工艺一般是在中温至高温下执行，并且基材110和用来形成这些层的典型金属元素之间的热膨胀系数差异可能很大，在所形成的太阳能电池组件中产生的内在应力(例如该沉积层内的内应力)及外在应力(例如热不匹配所造成的应力)会致使基材变形，以及该基材110和所沉积金属之间的电气接触劣化或变为电气不连接(例如，「断路」)。因此，需要形成太阳能电池组件的改善方法，其可在较短时间、以降低的总生产成本形成太阳能电池组件，并在所形成的太阳能电池组件内有降低的总应力。应注意到因内应力所产生的力的大小，进而造成基材的变形，成信是随所沉积的导电特征结构162、163或172、173层的厚度而改变
互连结构
图2概要示出外部互连结构220的一实施例，其可用来互连一太阳能电池200的某些部分，经由减少形成太阳能电池200内的互连结构160中的导电零组件所需的时间。在一范例中，形成在该基材上的互连结构类似于图1A的组件符号160所示的结构。如图2所示，该外部互连结构220接合至该互连结构160，因此形成该太阳能电池的至少一侧上所有期望的预期电气互连，而产生一已连结的太阳能电池组件。一般而言，经由容许在分开的平行工艺中形成互连结构220和互连结构160，使用一外部互连结构220可辅助改善该太阳能电池形成处理程序的基材产量。使用一外部互连结构220也可经由降低需在基材表面上沉积的导电特征结构162、163或导电特征结构172、173的厚度，来辅助降低薄太阳能电池基材内产生的内或外应力。该些导电特征结构在所形成的太阳能电池组件中所引发的应力可经由降低其所需的沉积膜厚度来最小化，因而改善该太阳能电池形成工艺的基材产量和组件良率。此外，经由最小化用来形成该些导电特征结构(例如，组件符号162、163、172、173)所需的层厚度，剥离或蚀穿用来形成导电图案化区的该(些)沉积层所需的能量或化学品用量会减少，因此最小化对该基材的可能伤害。更有甚者，因为所需的沉积金属量比已知形式结构少很多，由于主要电流路径是通过该外部互连结构220的导电区的缘故，可用其它更符合成本效益的图案化技术，例如喷墨或网印，来屏蔽或直接沉积该些导电特征结构。虽然图2及3A-3B使用全背接触式太阳能电池组件(例如图1A)来阐释本发明的各种不同实施例，但此配置并不欲限制文中所述的本发明范围。
在一实施例中，该外部互连结构220通常含有图案化金属结构221、223，其是设置在一基材222上、整合在基材222中、或与基材222接合。在一实施例中，基材222是一挠性组件，其支撑该些图案化金属结构221、223，并容许该外部互连结构220在连结时符合形成在该太阳能电池200上的互连结构160的形状。在一范例中，该基材222是由聚合物材料构成的顺应件，例如聚酰亚胺薄片或其它类似材料。一般而言，该外部互连结构220是经设计以承载当太阳能电池200暴露在日光下时所产生的大部分电流。在一实施例中，该些导电特征结构162、163或导电特征结构172、173是形成至一预期厚度D2，其通常比已知厚度D1(图1A-1B)要薄，以降低所形成的太阳能电池内的应力、减少材料成本、以及形成该些导电特征结构162、163或172、173所需的时间。一般而言，在图2所示配置中，在不使用厚度为D3的图案化金属结构221、223的情况下，形成在该太阳能电池200内的导电特征结构162、163或导电特征结构172、173的串联电阻会太高。在一实施例中，厚度D2加上厚度D3等于已知形成结构中的厚度D1。在一实施例中，该些导电特征结构162、163或导电特征结构172、173的厚度D2为约500埃至约50,000埃，而该些图案化金属结构221、223的厚度D3为约20,000埃至约500,000埃，以容许所产生的电流高效传输至位于所形成的太阳能电池200外部的外部组件。在一范例中，该些导电特征结构162、163或导电特征结构172、173的厚度D2是介于约50埃至约5,000埃之间。应注意到，由所沉积的薄导电特征结构以及将外部互连结构220接合至基材110而产生在所形成太阳能电池内的应力主要会在与表面102平行的x-y平面上(图2)，因此该外部互连结构220在含有该x-y方向的一平面上的任何方向内的总刚性可经由控制其厚度、所使用的材料、或该结构的几何形状(见图5E)来降低。在一范例中，该外部互连结构220的几何形状经配置而使其实质上相对于该x-y平面而言不平坦，例如经由添加一特征结构227(图5E)，例如一挠性手风琴形状区、凸块或可降低该外部互连结构在x及/或y方向上的刚性的其它形状特征结构。相对于该x-y平面而言不平坦的特征结构227的添加可辅助改善弯曲刚性(即，垂直于该x-y平面供给的负载)，因此降低该基材110弯曲的可能性。
该些图案化金属结构221、223通常是由一种导电材料形成，其可利用PVD、CVD、网印、电镀、蒸镀或其它类似沉积技术来整合地形成或沉积在该基材222的一表面上。该些图案化金属结构221、223可包含一种金属，例如铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、锡(Sn)、镍(Ni)、锌(Zn)、金(Au)或铅(Pb)。在一实施例中，该些图案化金属结构221、223可由一种导电聚合材料形成，例如导电环氧树脂(epoxy)。在一实施例中，该些图案化金属结构221、223的每一者皆由薄金属箔或片状材料制成。在另一实施例中，该些图案化金属结构221、223的各自由金属丝筛网状材料制成(例如第12A-12B)。
在一实施例中，该基材222是一印刷电路板材料，例如像聚四氟乙烯、FR-4、FR-1、CEM-1、CEM-3或其它类似材料。在一实施例中，该基材222是一材料片，其可选自聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚酰亚胺(polyimide)、尼龙、聚氯乙烯(PVC)、或其它类似聚合或塑料材料所组成的族群中。在一范例中，该基材222包含一绝缘材料，其与环氧树脂层迭在一起，并且该些图案化金属结构221、223是由铜箔材料制成。
图3A和3B概要示出连接该外部互连结构220和形成在基材110的一表面上的图案化金属结构221、223的工艺。如图3A和B所示，经由首先将该外部互连结构220设置在该互连结构160上，然后施加足够的热「Q」以使该些图案化金属结构221、223的导电部分与该互连结构160形成接合，而将形成在表面228上的外部互连结构220接合至该互连结构160。在一实施例中，在该些图案化金属结构221、223的一表面或该互连结构160之间设置一焊料型材料，以在这些零组件之间形成一可靠的电气接触。在一实施例中，形成在该外部互连结构220和该互连结构160之间的电气互连包含在每一个图案化金属结构221、223上的数个不连续的互连区，其形成与各自导电特征结构162、163上的毗邻区域的电气连接。在该接合工艺期间，如图3A所示者，该外部互连结构220是经设置在该太阳能电池基材110上「PA」，因此当该外部互连结构220和该互连结构160对准时，其如预期地接合在一起(图3B)。在一实施例中，设置与该些图案化金属结构221、223热交流的加热应用装置291，例如一加热组件(例如焊铁)，以使设置在该些图案化金属结构221、223和该互连结构160之间接口处的导电材料231熔化，而在其间形成一电气连接。在一配置中，是在施加热「Q」至该些接触组件之前，将导电材料231沉积在该些图案化金属结构221、223或该互连结构160的暴露表面上。在一实施例中，所沉积的导电材料231是一焊料型材料，其可包含一金属，例如锡(Sn)、银(Ag)、铜(Cu)、镍(Ni)、锌(Zn)、铟(In)、铋(Bi)及/或铅(Pb)。
图4是形成在该外部互连结构220的表面228上的叉合互连结构(interdigitatedinterconnect structure)229的一实施例的概要平面图。在此配置中，该叉合互连结构229拥有分开的图案化金属结构221、223，其每一者皆形成为叉合指状结构229A，分别连接至一太阳能电池组件的n型区及p型区。在一实施例中，如图4所示，每一个叉合指229A连接至一第一汇流线(bus line)224或一第二汇流线225。在此配置中，每一个汇流线224、225的尺寸皆经订制以在操作期间收集从与其连接的每一个叉合指229A传出的电流，并传输收集到的电流至位于所形成的太阳能组件外部的驱动外部负载「L」。
图5A-5C示出形成在该外部互连结构220的表面228上的阵列互连结构230的一实施例。该阵列互连结构230经配置为与形成在该基材表面上的该些导电特征结构匹配，例如形成在该基材110的一表面上的导电特征结构162、163。在一配置中，如图5A所示，形成在一外部互连结构220上的该些图案化金属结构221、223经配置而使其可分别连接至该基材110的表面102上的该些导电特征结构162、163。图5B是示出形成在该外部互连结构220的表面228上的电气隔离的图案化金属结构221、223的阵列平面图。利用形成在该外部互连结构220内的绝缘区232可使该些图案化金属结构223与该(些)图案化金属结构221电气隔离。参见图5C，在一实施例中，该绝缘区232包含一部分的基材222，其经配置以电气隔离该些图案化金属结构221和223。在一实施例中，该绝缘区232仅是一个区域，其在该些图案化金属结构221和223之间形成一气隙180(图3B和6B)。在一范例中，该绝缘区232是一环状区，或间隙「G」，形成在外径为R1的图案化金属结构223和内径为R2的图案化金属结构221之间。因此可将该间隙「G」定义为等于R2减R1。在一实施例中，该阵列互连结构230内的该些电气隔离图案化金属结构223阵列的最近相邻距离(nearest neighbor distance)等于该些中心之间的间距「S」。在一范例中，该阵列互连结构230的半径R1是介于约125微米(μm)至约1000微米之间，间隙「G」是介于约100微米至约1毫米之间，而最近相邻间距「S」小于或等于约2毫米。
参见图5A-5B，在一配置中，利用所形成且外部连接的太阳能电池500的传导，所产生的电流会通过该些导电特征结构163至该图案化金属结构223，而所产生的电流利用该些导电特征结构162提供至该图案化金属结构221的一部分电流会平行流经该导电特征结构162和该图案化金属结构221。在一范例中，如图5D概要示出者，由照射该太阳能电池500的光线「A」产生的电流「i」，在其分成流经该图案化金属结构221的电流「i1」和流经该些导电特征结构162的电流「i2」之前，会先流经该些导电特征结构163、该图案化金属结构223、该外部负载「L」及一部分的图案化金属结构221。该些分流「i1」和「i2」然后由该些导电特征结构162收集并回到所形成组件的p型侧。在此配置中，通常希望最小化所需的导电特征结构162厚度，以减少该太阳能电池形成工艺时间及拥有成本(CoO)，因此确保所产生电流主要流经该图案化金属结构221，而非经过该些导电特征结构162，或电流「i2」大于电流「i1」。通常希望最小化所需的导电特征结构162厚度，因为这会减少导电特征结构162的沉积材料消耗成本、资金设备成本、处理时间及/或太阳能电池生产空间。此外，成信该外部互连结构220可在不要求与形成太阳能电池组件所要求的相同处理控制(例如热预算、污染)环境下较便宜地制造出来，并容许使用不昂贵的制造工艺及材料，其可能与典型太阳能电池形成工艺不兼容，例如退火、扩散或沉积步骤。
在一实施例中，该阵列互连结构230内的该些电气隔离的图案化金属结构221、223阵列是形成为六方紧密堆积(HCP)阵列，其中每一个图案化金属结构223皆有六个最接近的相邻者，其在该图案化金属结构221范畴内间隔一段等于间距「S 」的距离(参阅图5B)。在另一实施例中，该些电气隔离的图案化金属结构223阵列形成一简单的矩形阵列图案或在该图案化金属结构221范畴内具有某些短程有序或长程有序的其它阵列图案。经由谨慎选择该阵列互连结构230内该些图案化金属结构221和223的预期图案或间距，可最佳化该太阳能电池电阻和太阳能电池效率。该些图案化金属结构221、223所需的间距及表面积通常取决于该基材110的总体电阻(bulk resistance)及用来形成该些图案化金属结构221、223和导电特征结构(例如组件符号162、163)的金属的导电性和厚度。一阵列互连结构230优于已知叉合结构(interdigitated structures)，因为该互连结构230内的阵列图案并不要求所产生的电流沿着一叉合互连结构内的每一个叉合指(例如指229A)的长度方向流动，因此缩短电流流经的电阻路径(resistive path)。该电流在该阵列互连结构230内流经的路径短于流经一叉合结构的路径，因此改善该太阳能电池的收集效率。例如，参见图4和5A-5B，流经该些指229A的电流必须在x方向上流动，然后在电流被传送至该外部负载「L」之前流经该些汇流线224、225，汇流线224、225是沿着y方向对准，然而流经图5A-5B所示的图案化金属结构221和223的电流可依需要在x方向和y方向上流动。也应注意到，该电流在一叉合互连结构内流经该些金属结构的电流流动区(即表面积乘以层厚度)受到该表面228上的接触区之间隔距离(spacing)的限制，接触区是用来制造与该基材的各个n型或p型区的可靠接触。
图6A和6B示出该外部互连结构220的另一种配置，其中该些导电特征结构，例如导电特征结构162、163是借着互连该太阳能电池600的数个所形成连接区602(图6B)而电气连接至该些图案化金属结构221和223。在一配置中，如图6A所示，形成在一外部互连结构220上的该些图案化金属结构221、223是经配置而使其可分别连接至该基材110的表面102上的导电特征结构162、163。在一实施例中，一焊料601阵列(图6A)是以预期图案设置在该外部互连结构220和该些导电特征结构162、163之间。该焊料601可包含一焊料球，其是利用喷墨印刷工艺、手工置放工艺、网印工艺或其它类似工艺设置在外部互连结构220或该些导电特征结构162、163上。图6B是示出一太阳能电池结构的剖面侧视图，其中该外部互连结构220和该些导电特征结构162、163是利用与图3A-3B所述者类似的工艺经由该些连接区602而接合在一起。在此配置中，位于该些连接区602内的焊料601形成导电路径，该太阳能电池600所产生的电流可透过其间传送至该外部负载「L」。该焊料601可包含一种金属，例如锡(Sn)、银(Ag)、铜(Cu)、镍(Ni)、锌(Zn)、铟(In)、铋(Bi)、及/或铅(Pb)。
虽然图6A-6B和7标出一阵列互连结构230以描述本发明各种实施例的某些，但此配置并不欲限制在此所述的本发明的范围。熟知技艺者会了解一接合的互连结构也可形成在导电特征结构162、163和配置成叉合图案的图案化金属结构221、223(图4)之间。在一叉合图案型配置中，所形成的连接区602可沿着每一个指229A及/或汇流线224、225排列成一线性阵列、交错图案或随机图案，以连接该些导电特征结构162、163和图案化金属结构221、223。
所形成具有不连续接合区或连接区602的太阳能电池600具备一些超越已知配置的优点，其中大部分的图案化金属结构221、223是接合至该些导电特征结构162、163。在一范例中，经由容许该外部互连结构200及/或基材110因为处理期间的应力而变形，使得在所形成太阳能电池600内产生的应力相对于已知配置而言可被降低。因该外部互连结构220及/或基材110变形而纾缓的应力因而可减少处理期间在任一个零组件内或两个零组件之间产生外应力或内应力的可能性，而将影响太阳能电池生产工艺的组件良率或平均太阳能电池寿命。在一实施例中，预期订制该外部互连结构220剖面的尺寸，而使互连结构220主要在透过该些连接区602施加至其上的应力下弯折或变形。因此，通常希望控制整体厚度、层厚度、几何形状、及制造该些图案化金属结构221、223和基材222的材料，以使电流可高效率传输至该外部负载「L」，并且可减轻所形成太阳能电池内预期的应力量。在一配置中，希望确保该些连接区602间隔至少一最小距离「P」(图6B)。在一范例中，该最小距离「P」是介于约0.1毫米至约1毫米之间。在另一范例中，该最小距离「P」是大于约0.1毫米。
在另一实施例中，是经由将该些图案化金属结构221、223和该些导电特征结构点焊、激光焊接或电子束焊接在一起来形成该些连接区602。在此配置中，可不需在该些图案化金属结构221、223和该些导电特征结构162、163之间添加焊料601以形成该些连接区602。在此配置中，可依需要改变用于该些图案化金属结构221、223或该些导电特征结构162、163的材料选择以在该些连接区602处形成可靠的电气连接。在一范例中，在该些图案化金属结构221或223内使用铝(Al)或铜(Cu)材料。
图7标出该外部互连结构220的另一配置，其中所形成的连接区602是透过形成在该些图案化金属结构221、223的区域内的孔605来形成。在此配置中，如图7所示，是经由输送一导电材料606至该些孔605内来形成该些连接区602，以使该些焊接区可形成在该些图案化金属结构221或223和该些导电特征结构162或163之间。在一实施例中，该导电材料606可包含一导电黏合材料(例如填充银粒子的环氧树脂或硅氧树脂)或一金属合金膏，例如焊接合金。
接合工艺
图9A-9B是示出一太阳能电池形成工艺的不同阶段的概要剖面图，其中一外部互连结构220是经接合至一形成在基材110上的互连结构(例如组件符号160、170)。在一范例中，如图9A-9B所示，该处理程序是用来将该外部互连结构220接合至一互连结构160。图8的处理程序800对应图9A-9B所示的阶段，其在此讨论。图8B是利用在处理程序800中讨论的步骤接合至该互连结构160的外部互连结构220的部分侧面概要剖面图。
图9A是一外部互连结构220的部分侧面概要剖面图，在执行该接合处理程序800之前，将外部互连结构220设置且对准在一互连结构(例如，互连结构160)上方。该互连结构160可利用上述一或多种沉积及/或图案化工艺形成在该基材110上。
在该处理程序800的一实施例中，在接合该外部互连结构220至该互连结构160之前，一导电材料913(可类似上述导电材料231、601或606)是在执行该接合工艺之前设置在该些图案化金属结构221、223上。在一配置中，该导电材料913是利用网印、喷墨印刷、焊接、或其它类似工艺设置在不连续的图案化区内，而非如图所示般横跨该些图案化金属结构221、223或该些导电特征结构162、163的表面。
在方块802，以及如图8所示，该外部互连结构220是设置在一支撑组件900的支撑表面901上。在一实施例中，如图9A所示，该支撑表面901拥有一或多个已知密封组件(例如o形环902)，适用于形成由该支撑组件900的一或多个侧壁905和该外部互连结构220所形成的密封区911。在一实施例中，该密封区911经配置，以当利用泵910从该密封区911除去空气时，能支撑次大气压(sub-atmosphericpressure)或真空。在一实施例中，该外部互连结构220是利用一或多种机械手式装置以自动化方式设置在该支撑表面901上。在一实施例中，该外部互连结构220是形成一卷筒状(未示出)，且利用已知卷绕式自动化设备展开并设置在该支撑表面901上。虽然图9A仅概要示出该外部互连结构220与该支撑表面901接触的部分，但此配置并不欲限制文中所述的发明的范围，而仅欲辅助说明该接合处理程序800的一实施例。熟知技艺者会了解该支撑组件900可经配置以支撑一或多个完整的外部互连结构220，该些外部互连结构220将被同时接合至一或多个完整的基材110上，而不会偏离在此所述的发明的范围。
在方块804，以及如图8所示，该密封区911是经排空以将该外部互连结构220支撑、抓取并保持在该支撑表面901上。在一实施例中，如图9A所示，该密封区911的排空致使位于该密封区911外部的空气流经形成在该外部互连结构220内的孔605并进入该密封区911内。当在下一个步骤中将该两组件结合在一起时，排空该密封区911因此容许大气压推挤该些导电特征结构162、163紧靠其各自匹配的图案化金属结构221、223。
在方块806，该些导电特征结构162、163和图案化金属结构221、223是经对准并设置成使其彼此接触。该基材110和外部互连结构220之间的对准及接触可利用每一个部件上的特征结构手动或以自动化方式执行，以确保达成预期的定位及对准。如上所述，该些导电特征结构162、163和图案化金属结构221、223可利用该泵910在该密封区911内产生的真空被推挤或真空「夹合」在一起。该基材110和外部互连结构220之间的对准及接触可利用一机械手式装置执行，机械手式装置适于依照期望地设置该基材110紧靠该外部互连结构220。
在方块808，传送热量至该些导电特征结构162、163和图案化金属结构221、223，以使接合及电气连接形成在这两个组件之间。在一实施例中，利用容纳在该支撑组件900内的加热组件920施加热至该些导电特征结构162、163和图案化金属结构221、223，以使该导电材料913熔化并在其间形成接合。在一实施例中，在方块808期间执行的至少一部分工艺过程中在该密封区911内维持真空，以确保该些导电特征结构162、163和该些图案化金属结构221、223之间形成良好接触。该加热组件920可以是已知电阻式加热组件、IR灯、或其它类似装置，其可输送预期量的热以在该些导电特征结构162、163、图案化金属结构221、223及/或导电材料913之间形成接合。在从该支撑表面901移除该些已接合的部件并待冷却之后，可形成一接合结构(图9B)。
图10A-10B是示出在方块807执行的工艺的不同阶段的特写概要剖面图，其中在该外部互连结构220和基材110之间加入一介电材料。当完成的太阳能电池组件正常使用时，该介电材料通常是用来提供电气隔离及/或与避免环境侵蚀的阻障。在一实施例中，在执行方块808应执行的该(等)工艺之前，在该外部互连结构220和基材110之间加入一介电材料1015，以使在方块808执行的该些工艺期间加入的热可提高所设置的介电材料1015的密度或将其硬化。在方块807执行的该些步骤期间，在已使该外部互连结构220和基材110彼此接触(方块806)后，设置一介电材料输送来源1011以输送一介电材料至形成在该外部互连结构220和基材110之间的气隙180。在一范例中，设置该介电材料输送来源1011以输送该介电材料至形成在该外部互连结构220内的数个孔1010，孔1010经设置而与该外部互连结构220至一互连结构160之间的该些气隙180(图3B、5C和6B)流体交流。接下来，如图10B所示，在该外部互连结构220和互连结构160之间设置该介电材料1015，以实质上填充该些气隙180并将各别的导电特征结构162、163及图案化金属结构221、223彼此隔离。在一实施例中，该介电材料1015是聚合材料，例如硅氧树脂(silicone)、环氧树脂(epoxy)或其它类似材料。
其它互连结构
图11A-11C示出太阳能电池1100的互连太阳能电池阵列1101的各种实施例，该些太阳能电池接合在一起以形成一互连的太阳能电池阵列。如所示，该些太阳能电池组件1100包含基材110和外部互连结构220，其是用来轻易且低成本地将多个太阳能电池组件1100互连在一起，以形成可用来产生电力的太阳能电池阵列1101。在此所述的配置可用经由减少生产及连接个别太阳能电池所需的时间而以较不昂贵的方式生产完整的模块。在一实施例中，该太阳能电池组件1100与组件符号200、500和600所述的结构类似。图11A是由多个太阳能电池组件1100构成的太阳能电池阵列1101的侧视图，太阳能电池组件1100以预期图案连接以在暴露在日光下时产生预期电流和电压。图11B标出太阳能电池组件(例如组件符号11001、11002、11003.....1100n)的电气互连的太阳能电池阵列1101的一实施例的电路示意图。在一范例中，串联连接具有N个太阳能电池组件1100的阵列以形成一太阳能电池阵列1101，且其连接至一外部负载「L」，其中N是大于二的任意数量的太阳能电池。
参见图11A，在一实施例中，一太阳能电池组件1100的外部互连结构220含有基材连接区220A和外部连接区220B，外部连接区220B是用来将一太阳能电池组件1100连接至其它太阳能电池组件1100或用来将该互连太阳能电池阵列1101连接至该外部负载「L」的其它外部线路(未示出)。该基材连接区220A通常是该外部互连结构220拥有图案化金属结构221、223的该(等)区域，其是与该些导电特征结构交流，例如上述的该些导电特征结构162、163。该外部互连结构220的外部连接区220B部分通常包含具有线路组件的区域，其是用来分别连接每一个图案化金属结构221、223至毗邻的太阳能电池组件1100内的导电特征结构。在一实施例中，如图11C所示，该外部连接结构220包含一第一金属层220D(例如图2的图案化金属结构221)，其与导电特征结构162电气交流，以及一第二金属层220E(例如图2的图案化金属结构223)，其与该导电特征结构163电气交流。该第一金属层220D和第二金属层220E每一者皆经配置以在连接接口220C和220F处匹配另一个太阳能电池组件1100的互连特征结构。在一范例中，拥有两个串联连接的太阳能电池(例如在图11B中N＝2)，在第一太阳能电池组件11001的第一互连结构2201内的第一金属层220D设置为与第二太阳能电池11002的第二互连结构2202内的第二金属层220E电气交流，并且该外部负载「L」是连接在第一互连结构2201中的第二金属层220E和第二互连结构2202中的第一金属层220D之间。熟知技艺者会理解可用不同方案来并联该些太阳能电池，但是，在此情况中，每一个太阳能电池，例如该第一及第二太阳能电池组件11001、11002内的每一个该第一金属层220D和第二金属层220E会被连接在一起。
图11D是该太阳能电池阵列1101的一实施例的侧视图，其中多个基材110连接至一外部互连结构220，外部互连结构220被形成用于简易互连。在一实施例中，该外部互连结构220含有用来如预期般串联及/或并联连接每一个基材110所需的电气连接。在一范例中，如图11D所示，该外部互连结构220中的互连金属层的配置是经设计用来连接至形成在该太阳能电池阵列1101内的每一个基材110上的所欲导电特征结构。
图12A是一金属丝筛网型图案化金属结构221的平面图，其可整合形成在一外部互连结构220内，并用来承载来自一形成的太阳能电池组件的电流。一般而言，一外部互连结构220内的一或多个图案化金属结构221、223可由一导电金属丝筛网型材料形成，其是用来连接所形成太阳能电池组件的某些部分。在一范例中，如图12A所示，一图案化金属结构221包含一或多个导电组件1221，例如含金属线路材料，其经编织或连接以形成接合至一互连结构160内的一导电特征162表面的金属丝筛网。一般而言，使用含有一金属丝筛网的外部互连结构220，可经由降低该外部互连结构220内的图案化金属结构的刚性并容许最小化在该基材表面上沉积的导电特征结构的所需厚度，而有助于改善材料利用率、材料成本、并减轻薄太阳能电池基材中产生的内应力或外应力。
在一实施例中，位于至少一个图案化金属结构221、223内的导电组件1221是利用设置在该些导电组件1221和该导电特征结构之间的焊料而接合至预期的导电特征结构(例如组件符号162、163)。在另一实施例中，该些导电组件1221的某些部分焊接至预期的导电特征结构，以在其间形成良好的电气连接。在一范例中，该些导电组件1221是在多个点1222处点焊至该导电层(图12A)。通常希望由可兼容及/或可焊接的材料形成该些导电组件1221和该(些)导电特征结构。在一范例中，该些导电组件1221和该导电特征结构162两者皆由，或涂覆以，铝、铜、银、镍、锡、铅、或锌材料(或其合金)形成，其可轻易地在整个太阳能电池组件表面上的多个点1222处用激光束焊接在一起。
图12B示出太阳能电池200的侧剖面图，其含有各别由导电组件1221形成的图案化金属结构221、223，其分别连接至该些导电特征结构162、163。熟知技艺者会理解在两个图案化金属结构221和223皆由金属丝筛网材料形成的情况中，金属丝筛网层可分别配置及对准，以与每一个预期的导电特征结构互连，而使其利用一绝缘材料层(例如聚合材料)彼此电气隔离。在一范例中，该绝缘材料层是该基材222的一部分，或是设置在每一个导电组件1221一部分上的分开材料。虽然图12A-12B示出与图2所示配置类似的全背接触式太阳能电池组件以说明本发明的多个不同实施例，但此配置并不欲限制在此所述的本发明的范围。
第二选择互连结构及形成工艺
图13A-13N示出用来形成在表面102上具有一接触结构的太阳能电池1300组件的处理程序不同阶段期间的太阳能电池基材110概要剖面图。图14示出用来在该太阳能电池1300上形成该(等)主动区及/或接触结构的工艺程序1400。图14的程序对应图13A-13N所示的阶段，其在此讨论。
在方块1402，并且如第13A图所示，清洁该基材110表面以除去任何不要的材料或粗糙处。在一实施例中，该清洁工艺可利用一批次式清洁工艺来执行，其中该些基材是暴露在一清洁液下。可使用一湿式清洁工艺来清洁该些基材，其是经喷洒、淹没或浸泡在一清洁液中。该清洁液可以是已知SC1清洁液、SC2清洁液、氢氟酸最后处理型清洁液、臭氧水清洁液、氢氟酸(HF)及过氧化氢(H2O2)溶液、或其它适合且符合成本的清洁液。该清洁工艺可在该基材上执行约5秒至约600秒之间的时间，例如约30秒至约240秒，例如约120秒。另一实施例，该湿式清洁工艺可包含一两步骤式工艺，其中首先在该基材上执行一切割损伤去除步骤，然后执行一第二预清洁步骤。在一实施例中，该切割损伤去除步骤包含将该基材暴露在保持在约70℃的含有氢氧化钾(KOH)的水溶液中一段预期时间。该预清洁溶液及处理步骤可与上述清洁工艺相似。
在方块1406，如图13B和14所示者，在形成在该基材110的表面1316上的数个隔离区1318上沉积一第一掺质材料1329。在一实施例中，该第一掺质材料1329是利用网印、喷墨印刷、橡胶印制(rubber stamping)或其它类似工艺以一预期图案沉积或印刷。在一实施例中，该第一掺质材料1329是利用网印工艺沉积，由可从加州圣塔克拉拉的应用材料公司的子公司Baccini S.p.A取得的SoftlineTM设备执行。该第一掺质材料1329起初可以是液体、膏状、或胶状，其会在随后处理步骤中用来形成一掺杂区。在某些情况中，在配置该第一掺质材料1329以形成该些隔离区1318之后，加热该基材至一预期温度，以确保该第一掺质材料1329会停留在该表面1316上，并使该掺质材料1329硬化、致密化及/或形成与该表面1316的接合。在一实施例中，该第一掺质材料1329是设置在n型掺杂基材上的含有n型掺质的胶或膏。用于硅太阳能电池制造的典型n型掺质是元素，例如磷(P)、砷(As)或锑(Sb)。在一实施例中，该第一掺质材料1329是含磷掺质膏，其是沉积在该基材110的表面1316上，并且该基材被加热至介于约80至约500℃之间的温度。在一实施例中，该第一掺质材料1329可包含选自磷硅玻璃前体、磷酸(H3PO4)、亚磷酸(H3PO3)、次磷酸(H3PO2)、及/或其各种铵盐所组成的族群中的材料。在一实施例中，该第一掺质材料1329是含有磷硅酸盐材料的胶或膏，其磷对硅原子的原子比是介于0.02至约0.20之间。
图15A示出该基材110的表面102的平面图，在其上以一预期形状及图案形成含该第一掺质材料1329的隔离区1318。在一实施例中，如图15A中所示，该些隔离区1318是以矩形阵列形式设置在整个基材110的表面102上。在另一实施例中，该些隔离区1318可以六方紧密排列图案设置在整个基材110的表面102上。在任一配置中，希望确保所形成的隔离区1318之间的最近相邻距离及/或间距是均匀的。在一配置中，该些隔离区1318是以预期形状形成，以辅助确保在每一个隔离区1318之间达到预期密度及间距，以均匀地收集在该基材110内形成的载子。该些隔离区1318在整个基材110表面102上的对准、间距及形状通常是重要的，以确保少数载子在被收集之前，隔离区1318由所形成接合区的各侧(例如，P-N接合区、太阳能电池接合区)需要行进的距离足够短并且密度通常是均匀的，以最大化该太阳能电池效率。在一范例中，如图15A和15B所示，该些隔离区1318是以「星」形图案形成，具有一中央掺杂区1329A及数个掺杂指区1329B，其以预期图案设置在整个表面102上。在一实施例中，该中央掺杂区1329A是直径小于约2毫米的圆形区。在另一实施例中，该中央掺杂区1329A是直径介于约0.5至约2毫米之间的圆形区。在一实施例中，该些隔离区1318拥有数个掺杂指区1329B，其连接至该中央掺杂区1329A，并且介于约600至约1000微米之间且具有预期长度，例如长度介于0.1毫米至约10毫米之间。在一范例中，该些掺杂指区1329B的宽度约800微米。在一范例中，位于毗邻设置的隔离区1318内的该些掺杂指区1329B之间的最大距离1329C、1329D是介于约1毫米至约4毫米之间，较佳地约3毫米。
在方块1408，并且如图13C所示，一掺杂层1330是沉积在该太阳能电池1300的表面102上。有利地用该掺杂层1330做为一蚀刻屏蔽，其最小化及/或避免该表面102在随后于方块1412执行的表面纹理化工艺期间遭受蚀刻，表面纹理化工艺是用来粗糙化该对立表面101。一般而言，该掺杂层1330的蚀刻选择性相对高于该对立表面101上暴露出的材料，以避免材料在该纹理化工艺期间从该表面102上的各区流失。在一范例中，该对立表面101上的材料相对于该掺杂层1330的蚀刻选择性至少约100∶1。在一实施例中，所沉积的掺杂层1330是一含有非晶硅的层，其约50至约500埃厚，并含有p型掺质，例如硼(B)。在一实施例中，该掺杂层1330是一PECVD(等离子体辅助化学气相沉积)沉积的硼硅玻璃层，其是形成在该太阳能电池1300的表面102上。
在方块1408执行的工艺的一实施例中，在沉积含硼的掺杂层1330前，利用含有一气体的等离子体处理该太阳能电池1300的表面102，该气体包含氢气(H2)、氧气(O2)、臭氧(O3)或一氧化二氮(N2O)其中的至少一或多种气体。该等离子体处理可辅助改善该掺杂层1330对该表面102的附着性。若该掺杂材料1329含有任何残余碳，可在沉积硼掺杂层1330之前用一RF等离子体处理来降低该表面102的表面上以及材料主体的碳浓度。
在方块1408执行的工艺的一实施例中，所沉积的掺杂层1330是一掺杂的非晶硅(a-Si)层，其形成在太阳能电池1300的表面102上。在一实施例中，掺杂的非晶硅(a-Si)层是一非晶硅混合层(a-Si:H)，其以约200℃的温度形成，以使从先前沉积的第一掺质材料1329上蒸发的该掺质材料(例如磷(P))的蒸发量最小化。在一范例中，该掺杂层1330是利用含有三甲基硼(B(CH3)3)、硅烷(SiH4)及氢气(H2)的气体混合物沉积。在一实施例中，所沉积的掺杂层1330是一掺杂的非晶硅(a-Si)层，其厚度小于约500埃，并含有p型掺质，例如硼(B)。在一范例中，该掺杂的非晶硅(a-Si)层是在一PECVD腔室内形成，其在处理期间使用约20％的三甲基硼(TMB)对硅烷(SiH4)莫耳比，其在此范例中是等于原子比，以形成约200埃厚的薄膜。在另一范例中，该掺杂的非晶硅(a-Si)层是在一PECVD腔室内形成，其使用约10％的二硼烷(B2H6)对硅烷(SiH4)莫耳比，其在此范例中是等于0.20的原子比，来形成200埃厚的薄膜。咸信使用一掺杂的非晶硅膜优于其它已知掺杂的氧化硅，因为掺质原子从一沉积的非晶硅膜扩散所需的活化能远低于从一掺杂的氧化物层扩散所需的活化能。
在方块1408执行的工艺的另一实施例中，所沉积的掺杂层1330是一掺杂的非晶碳化硅(a-SiC)层，其是形成在该太阳能电池1300的表面1316上。在一实施例中，一非晶碳化硅层是利用PECVD工艺在约＜400℃的温度下形成，以使从先前沉积的第一掺质材料1329上蒸发的该掺质材料(例如磷(P))蒸发量最小化。在一实施例中，利用PECVD工艺在低于约200℃的温度下形成一硼掺杂的非晶碳化硅层。在一范例中，该掺杂层1330是利用含有三甲基硼(TMB或B(CH3)3)、硅烷(SiH4)及氢气(H2)的气体混合物沉积而成。
在方块1410，如图13C所示，在该掺杂层1330表面上沉积一覆盖层1331。有利地使用该覆盖层1331来最小化该掺杂层1330或该第一掺质材料1329内所含掺质原子在随后太阳能电池形成处理步骤期间迁移至非预期的基材区，例如该前表面101。在一实施例中，该覆盖层1331是一介电层，其是以足够的密度及厚度形成，以最小化或避免设置在该覆盖层1331下方的该些层内的掺质原子迁移至该太阳能电池的其它区。在一范例中，该覆盖层1331包含一含有氧化硅、氮化硅或氧氮化硅的材料。在一实施例中，该覆盖层1331是大于约1000埃厚的二氧化硅层。在一实施例中，该覆盖层1331是利用PECVD沉积工艺沉积的二氧化硅层。该覆盖层1331也可由能够最小化及/或避免该表面102在随后于方块1412执行的纹理化工艺期间遭受蚀刻的材料所形成。
在方块1412，如图13D和14所示者，在该基材110的对立表面101上执行纹理化工艺，以形成一纹理化表面1351。在一实施例中，该基材110的对立表面101是一太阳能电池基材的前侧101，其是适于在该太阳能电池形成之后接收日光。由于该掺杂层1330及/或覆盖层1331和该对立表面101上的暴露材料之间的高蚀刻选择性，在纹理化具有p型掺杂层1330的表面时通常偏好碱性硅湿式蚀刻化学。一例示纹理化工艺的范例在2009年1月29号提出申请的美国专利暂时申请案第61/148,322号(代理人案号APPM/13323L02)中进一步描述，其在此经由引用其整体的方式并入本文中。
在方块1414，如图13E和14所示者，加热该基材至大于约800℃的温度，以使该第一掺质材料1329内的掺杂元素及该掺杂层1330内含的掺杂元素扩散进入该基材110的表面1316内，以在该基材110内分别形成一第一掺杂区1341和一第二掺杂区1342。因此，所形成的第一掺杂区1341和第二掺杂区1342可用来形成一点接触式太阳能电池的区域。在一范例中，该第一掺质材料1329含有n型掺质，而该掺杂层1330含有p型掺质，其在该基材110内分别形成一n型区及一p型区。在一实施例中，在氮气(N2)、氧气(O2)、氢气(H2)、空气或其组合物存在下加热该基材至介于约800℃至约1300℃之间的温度持续一段约1分钟至约120分钟之间的时间。在一范例中，在一快速热退火(RTA)腔室内于富含氮气(N2)的环境中加热该基材至约1000℃的温度约5分钟。参见图15A，在执行方块1414内的工艺后，所形成的掺杂区通常会拥有与在方块1406执行的工艺期间设置在该表面102上的隔离区1318的形状和图案匹配的形状和图案。在一范例中，如图15A所示，该表面102含有40个n型区，每一者皆形成为「星」形，其与该第一掺质材料1329的图案匹配。在一实施例中，利用该第一掺质材料1329形成的第一掺杂区1341的图案也被该第二掺杂区1342(例如p型区)围绕，其在显示图15A中并标志为场区1328。
接下来，在方块1418，如图13F和14所示者，在完成该纹理化工艺后于该基材110上执行清洁工艺以从该基材表面102上除去该些层，例如该掺杂层1330和该覆盖层1331。在一实施例中，可在该基材各区上执行随后的沉积程序之前，经由以一清洁液润湿该基材来执行该清洁工艺以清洁该基材表面。润湿可利用喷洒、淹没、浸泡或其它适合技术来完成。该清洁液可以是SC1清洁液、SC2清洁液、氢氟酸最后处理型清洁液、臭氧水清洁液、氢氟酸(HF)及过氧化氢(H2O2)溶液、或其它适合且符合成本的清洁液或其组合物。该清洁工艺可在该基材上执行约5秒至约600秒之间的时间，例如约30秒至约240秒，例如约120秒。
在方块1420，如图13G和14所示者，在该对立表面101的表面1351上形成一抗反射层1354。在一实施例中，该抗反射层1354包含一薄的钝化/抗反射层1353(例如氧化硅、氮化硅层)。在另一实施例中，该抗反射层1354包含一薄的钝化/抗反射层1353(例如氧化硅、氮化硅层)及一透明导电氧化物(TCO)层1352。在一实施例中，该钝化/抗反射层1353可包含一本质非晶硅层(i-a-Si:H)及/或n型非晶硅层(n型a-Si:H)的堆栈，接着是一透明导电氧化物(TCO)层及/或一ARC层(例如氮化硅)，其可利用物理气相沉积工艺(PVD)或化学气相沉积工艺沉积。所形成的堆栈通常经过配置以产生一前表面场效应，以减少表面再结合并促进电子载子横向传输至邻近的该基材背侧上的n+掺杂接触。
虽然图13G示出含有一薄的钝化/抗反射层1353及一TCO层1352的抗反射层1354，但此配置并不欲限制在此所述的本发明的范围，而仅欲说明抗反射层1354的一范例。会注意到在方块1412和1420完成的该对立表面101的制备也可在执行方块1404的工艺或该工艺程序1400中的其它步骤之前执行，而不会背离在此所述的本发明的基本范围。
在方块1422，如图13H所示，在表面102上形成一介电层1332，因此可在所形成的太阳能电池1300内形成的各个n型和p型区之间提供电气隔离区。在一实施例中，该介电层1332是氧化硅层，其可利用已知热氧化工艺形成，例如炉管退火工艺、快速热氧化工艺、大气压或低压CVD工艺、等离子体辅助CVD工艺、PVD工艺、或利用喷洒、旋涂、滚涂、网印、或其它相似类型的沉积工艺施加。在一实施例中，该介电层1332是厚度介于约50埃至约3000埃之间的二氧化硅层。在另一实施例中，该介电层是厚度小于约2000埃的二氧化硅层。在一实施例中，该表面102是所形成太阳能电池组件的背侧。应注意到对于氧化硅型介电层的形成的讨论并不欲限制在此所述的本发明的范围，因为该介电层1332也可利用其它已知沉积工艺(例如PECVD)形成及/或由其它介电材料制成。
在方块1424，如图13I和14所示者，利用已知方法蚀刻该介电层1332的区域和任何残留的覆盖层1331及/或掺杂层1330，以形成预期的暴露区1335图案，其可用来形成该基材表面上的背侧接触结构1360。一般而言，形成在该介电层1332内的图案与下方n+和p+掺杂区对齐，因此可在该太阳能电池1300内形成预期的电气连接。在一范例中，该蚀刻图案与图16所示图案相似，其与在先前步骤中形成的下方n+和p+掺杂区的一部分匹配并对齐。可用来在该背侧表面102上形成该图案化暴露区1335的蚀刻工艺可包含但不限于图案化及干蚀刻技术、激光剥离技术、图案化及湿式蚀刻技术、或可用来在该介电层1332、覆盖层1331和掺杂层1330内形成预期图案的其它类似工艺。该些暴露区1335通常提供可藉以形成电气连接至该基材110的背侧表面102的表面。可用来形成一或多个图案化层的蚀刻胶型干燥蚀刻工艺的范例在共同让渡及共案审查的2008年11月19号提出申请的美国专利申请案第12/274,023号[代理人案号APPM 12974.02]中进一步描述，其在此经由引用其整体的方式并入本文中。
在方块1426，如图13J和14所示者，在该基材110的表面102上沉积一导电层1363。在一实施例中，所形成的导电层1363厚度是介于约500至约50,000埃
Figure BPA00001327707000271
之间，并含有金属，例如铝(Al)、银(Ag)、锡(Sn)、钴(Co)、铑(Rh)、镍(Ni)、锌(Zn)、铅(Pb)、钯(Pd)、钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、钒(V)、钨(W)、或铬(Cr)。但是，在某些情况中，可用铜(Cu)做为第二层或接续层，其是形成在一适当的阻障层上(例如，钨化钛、钽等)。在一实施例中，该导电层1363包含两个层，其是经由首先利用物理气相沉积(PVD)工艺或蒸镀工艺沉积一铝(Al)层1361，然后利用PVD沉积工艺沉积一银(Ag)或锡(Sn)覆盖层1362来形成。
在方块1428，如图13K和14所示者，图案化该导电层1363以电气隔离该基材110的预期区域，以形成一图案化互连结构1360。在一实施例中，利用一网印蚀刻胶来图案化该导电层1363，其是图案化在该导电层1363的顶表面上，以经由加热该基材至一预期温度来蚀穿所形成的一或多层导电层1363。可用来蚀穿该导电层的蚀刻胶可从Merck KGaA公司购得。在另一实施例中，该基材110的该些区域是经由激光剥离、图案化及湿式或干蚀刻、或其它类似技术的一或多种在该导电层1363内形成通道1371来电气隔离。一般而言，希望形成或对准该些通道1371，而使得一分离或叉合的电气连接结构形成在该太阳能电池组件的p型和n型区之间。
在方块1430，如图13L和14所示，在该图案化互连结构1360的表面1364上沉积一绝缘材料1391。图16是其上设置有该绝缘材料1391的表面102的平面图。应注意到为求清楚，并未示出所沉积的绝缘材料1391的下方结构。在一实施例中，该绝缘材料1391是以一图案设置在该基材110的表面102上，该基材具有数个孔1395、1396，每一个孔皆在该沉积工艺期间形成在该绝缘材料1391内。在一实施例中，该些孔1395、1396的直径是介于约0.1毫米至约1.5毫米之间。在一实施例中，该些孔1395、1396是经对准并分别适于接触由该些隔离区1318(例如n型区)和场区1328(例如p型区)形成的掺杂图案。在另一实施例中，该些孔1395、1396额定小于在步骤1406(图15A-15B)中形成的该些中央掺杂区1329A。在一实施例中，该些孔1395、1396是与该图案化互连结构1360(方块1428)内的导电层1363的预期区域对准，以使预期电气连接可在随后步骤中形成在该外部互连结构220和该图案化互连结构1360之间。在一实施例中，该绝缘材料1391是利用喷墨印刷、橡胶印制、网印或其它类似工艺沉积或印刷成一预期图案。在一实施例中，该绝缘材料1391是利用可从加州圣塔克拉拉的应用材料公司的子公司Baccini S.p.A取得的SoftlineTM设备内执行的网印工艺沉积。该绝缘材料1391可以是液体、膏状、或胶状型态的聚合材料，其是用来在该图案化互连结构1360的表面1364的某些部分上形成一图案化顺应及绝缘区。在一实施例中，该绝缘材料1391是一环氧树脂、硅氧树脂或其它类似材料。在一实施例中，该绝缘材料1391是一可紫外线硬化的硅氧树脂材料。在某些情况中，在该表面1364上设置该绝缘材料1391后，可将该绝缘材料1391暴露在热、光(例如紫外光)或其它型态的能量下，以确保该绝缘材料1391会硬化、致密化、及/或与该表面1364形成接合。
在方块1432，如图13M和14所示者，在形成在该绝缘材料1391内的孔1395、1396中沉积导电材料1392，而使导电路径可在随后步骤(第13N图)中形成在该图案化互连结构1360和该外部互连结构220内的图案化金属结构221、223之间。在一实施例中，该导电材料1392是利用喷墨印刷、橡胶印制、网印、或其它类似工艺沉积在该些孔1395、1396内。在一实施例中，该导电材料1392是利用网印工艺沉积，由可从加州圣塔克拉拉的应用材料公司的子公司Baccini S.p.A取得的SoftlineTM设备执行。该导电材料1392可以是液体、膏状、或胶状型态的聚合材料，其是用来在该导电层1363的区域和该图案化金属结构221、223之间形成一图案化顺应及导电路径。在一实施例中，该导电材料1392是一填充金属的环氧树脂、硅氧树脂或导电性足够高而可传导太阳能电池1300产生的电力的其它类似材料。在一范例中，该导电材料1392的电阻率是约7x10-5奥姆公分或更低。为最小化由该导电材料1392所形成的导电路径的电阻，该绝缘材料1391及导电材料1392的厚度是低于约50微米。在一范例中，该绝缘材料1391及导电材料1392的厚度是介于约15至约30微米之间。在一实施例中，该导电材料1392是可热硬化的含银(Ag)硅氧材料或环氧树脂材料。在某些情况中，在该绝缘材料1391的该些孔1395、1396内设置该导电材料1392之后，可将机材110暴露在热、光(例如紫外光)或其它型态的能量下，以确保该导电材料1392会硬化、致密化、及/或与该图案化互连结构1360的表面1364上的材料形成接合。
在方块1434，输送热及压力至该导电材料1392、绝缘材料1391及该外部互连结构220内的图案化金属结构221、223，以在该些金属结构221、223和设置在该些孔1395、1396内的导电材料1392的暴露部分间形成电气连接。在此工艺期间，一接合也有利地形成在该外部互连结构220、该绝缘材料1391及该基材110的表面1364之间，以在该太阳能电池正常使用时覆盖并隔离该表面102而远离该外部环境中的腐蚀性元素。在一实施例中，利用一加热组件(未示出)施加热，致使该导电材料1392在其分别的金属结构221、223之间形成接合。该加热组件可以是一已知电阻加热组件、IR灯、或其它类似装置，其可输送预期量的热以在该外部互连结构220内的该些金属结构221、223、该绝缘材料1391、导电材料1392及基材110之间形成接合。
图17是形成在一外部互连结构220内的叉合互连结构1729的一实施例的概要平面图，其是与形成在该基材110上的导电材料1392和绝缘材料1391对准并接合。在此配置中，该叉合互连结构1729拥有分开的图案化金属结构221、223，其拥有叉合指229A，每一个叉合指229A皆独立连接至与该太阳能电池组件的一区域(例如n型区)连结的该些孔1395以及与该太阳能电池组件的另一区域(例如p型区)连结的该些孔1396。在一实施例中，如图17所示，每一个叉合指229A可连接至一第一汇流线224或是连接至一第二汇流线225。在此配置中，每一个汇流线224、225的尺寸是经订制以在操作期间收集从其连接的每一个叉合指229A传出的电流，并将收集到的电流传输至位于所形成太阳能电池1300外部的驱动外部负载「L」。
成信经由使用一顺应绝缘材料1391及/或一顺应导电材料1392，可相对于已知配置降低产生在所形成的太阳能电池1300内的应力，经由容许该顺应绝缘材料1391及/或顺应导电材料1392因为该太阳能电池1300形成工艺期间产生的应力而变形。因该绝缘材料1391及/或导电材料1392变形导致应力降低因此会减少处理期间产生的应力，该应力会影响该太阳能电池生产工艺的组件良率或平均太阳能电池寿命的可能性。在一实施例中，预期订制该顺应绝缘材料1391及/或顺应导电材料1392剖面的尺寸，而使其主要在透过该基材110及/或该外部互连结构220施加至其上的应力下弯折或变形。因此，通常希望控制该绝缘材料1391及/或导电材料1392的层厚度及材料性质，因此可减轻所形成的太阳能电池内一预期量的应力。在一实施例中，预期由弹性材料形成该绝缘材料1391和导电材料1392，由于其低的弹性模数及高的伸长率。
虽然前述是针对本发明的实施例，但可设计出本发明的其它及进一步实施例而不会偏离其基本范围，并且其基本范围是由权利要求书界定。

Claims (16)

1.一种挠性互连结构，用来将一第一太阳能电池组件的多个部分电气连接至一第二太阳能电池组件，该挠性互连结构包含：
一第一导电层；
一第二导电层：以及
一介电材料，隔开该第一导电层及该第二导电层，其中该第一导电层包含一或多个第一互连区，该些第一互连区配置成接触形成在一太阳能电池基材的一基材表面上的一或多个第一导电特征结构，并且该第二导电层包含一或多个第二互连区，该些第二互连区配置成接触形成在该基材表面上的一或多个第二导电特征结构，以及
其中该太阳能电池基材具有一n型区以及一p型区，该n型区与该一或多个第一导电特征结构交流，且该p型区与该一或多个第二导电特征结构交流。
2.如权利要求1所述的互连结构，其中该挠性互连结构内的该第一导电层及该第二导电层的厚度介于约20,000埃
Figure FPA00001327706900011
和约500,000埃之间，且该一或多个第一导电特征结构及该一或多个第二导电特征结构的厚度小于该第一导电层及该第二导电层的厚度。
3.如权利要求1所述的互连结构，其中该太阳能电池基材在与该基材表面平行的方向上具有比该第一挠性互连结构更高的机械刚性。
4.如权利要求1所述的互连结构，其中该挠性互连结构内的该第一和第二导电层，及该些太阳能电池基材上的该一或多个第一导电特征结构和该一或多个第二导电特征结构，适于形成一电路的一部分，该第一太阳能电池组件内所产生的电流经配置而流动通过该电路，且该电路经过该第一导电层或该第二导电层所形成的电阻，小于经过该一或多个第一导电特征结构或该一或多个第二导电特征结构的电阻。
5.一种形成一太阳能电池组件的方法，包含：
在一太阳能电池基材上设置一挠性互连结构，使该挠性互连结构的一第一导电层的一部分与设置在一太阳能电池基材上的一n型区电气交流，且一第二导电层的一部分与设置在该太阳能电池基材上的一p型区电气交流，
其中设置在该挠性互连结构内的一介电材料将该第一导电层与该第二导电层隔离开来，且其中该第一导电层的该部分及该第二导电层的该部分与该挠性互连结构的一第一表面接触。
6.如权利要求5所述的方法，其中该n型区与设置在该太阳能电池基材的一表面上的一第一导电特征结构电气交流，且该p型区与设置在该表面上的一第二导电特征结构电气交流，且该方法更包含：
在该第一导电特征结构的一区域以及该第二导电特征结构的两个或多个区域上设置一导电材料，其中该导电材料的至少一部分是设置在该挠性互连结构和该基材的该表面之间，并且设置在该第一导电特征结构上的该导电材料区域与设置在该第二导电特征结构上的该两个或多个导电材料区域至少相距一第一距离。
7.一种形成一太阳能电池组件的方法，包含：
接收一太阳能电池基材，其具有一n型区及一p型区，该n型区及该p型区形成适于将光转换为电能的一接合面的一部分，其中该n型区与设置在该太阳能电池基材的一表面上的一第一导电特征结构电气交流，且该p型区与设置在该表面上的一第二导电特征结构电气交流；
紧靠该太阳能电池基材的该表面设置一互连结构，该互连结构具有一第一层、穿透该第一层而形成的一第一孔、一第二层、穿透该第二层而形成的一第二孔以及隔离该第一层与该第二层的一介电材料，使该第一层与该第一导电特征结构电气交流，且该第二层与该第二导电特征结构电气交流；以及
在该第一孔及该第二孔内沉积一导电材料，使该导电材料在该第一层和该第一导电特征结构之间产生一第一导电路径，且在该第二层和该第二导电特征结构之间产生一第二导电路径。
8.如权利要求7所述的方法，其中该导电材料是选自锡(Sn)、银(Ag)、铅(Pb)及一导电聚合物所组成的族群。
9.一种形成一太阳能电池组件的方法，包含：
在一围封件的一或多个侧壁及一互连结构之间形成一密闭区，其中该互连结构包含：
一第一层；
一第二层；
一介电材料，设置在该第一层和该第二层之间；以及
一第一孔和一第二孔，每一孔皆与该密闭区交流且穿透该互连结构的一部分而形成；
毗邻该第一层设置形成在一太阳能电池基材上的一第一导电特征结构，并且毗邻该第二层设置形成在该太阳能电池基材上的一第二导电特征结构，其中该第一导电特征结构与形成在该太阳能电池基材上的一n型区电气交流，且该第二导电特征结构与形成在该太阳能电池基材上的一p型区电气交流；
加热该第一导电特征结构、该第一层、该第二导电特征结构及该第二层，致使在该第一导电特征结构和该第一层之间以及该第二导电特征结构和该第二层之间形成一接合；以及
在该加热工艺期间促使该第一导电特征结构紧靠该第一层，并促使该第二导电特征结构紧靠该第二层。
10.如权利要求9所述的方法，其中在该加热工艺期间促使该第一导电特征结构紧靠该第一层，并促使该第二导电特征结构紧靠该第二层的步骤，包含：排空该密闭区，使得在该密闭区内以及该第一和第二孔内形成一次大气压，以在该加热工艺期间造成大气压推挤该第一导电特征结构紧靠该第一层，并推挤该第二导电特征结构紧靠该第二层。
11.一种形成一太阳能电池组件的方法，包含：
形成一太阳能电池基材，其具有一n型区及一p型区，该n型区及p型区形成适于将光转换为电能的接合面的一部分，其中该n型区与设置在该太阳能电池基材的一表面上的一第一导电特征结构电气交流，且该p型区与设置在该表面上的一第二导电特征结构电气交流；
在该第一导电特征结构及该第二导电特征结构上沉积一第一顺应层，其中该第一顺应层具有一第一孔及一第二孔形成在其中；
在该第一孔及该第二孔内沉积一导电材料，其中设置在该第一孔内的该导电材料与该第一导电特征结构电气交流，且设置在该第二孔内的该导电材料与该第二导电特征结构电气交流；以及
在该第一顺应层的一表面上设置一互连结构，该互连结构具有一第一层、一第二层以及隔离该第一层和该第二层的一介电材料，使该第一层透过设置在该第一孔内的该第一导电材料与该第一导电特征结构电气交流，且该第二层透过设置在该第二孔内的该第一导电材料与该第二导电特征结构电气交流。
12.如权利要求11所述的方法，其中该第一导电材料包含选自锡(Sn)、银(Ag)、铅(Pb)及一导电聚合物所组成的族群中的一金属。
13.如权利要求11所述的方法，更包含加热该互连结构以在该太阳能电池基材、该第一顺应层及该互连结构之间形成一接合。
14.一种数个互连的太阳能电池，包含：
一第一太阳能电池组件，包含：
一第一太阳能电池基材，其具有一n型区及一p型区，该n型区及p型区是适于将光转换为电能的接合面的一部分，其中该n型区与设置在该第一太阳能电池基材的一表面上的一第一导电特征结构电气连通，且该p型区与设置在该表面上的一第二导电特征结构电气交流；以及
一第一挠性互连结构，其具有一第一层、一第二层以及隔离该第一层和该第二层的一介电材料，其中该第一层与形成在该第一太阳能电池基材上的该第一导电特征结构电气交流，且该第二层与形成在该第一太阳能电池基材上的一第二导电特征结构电气交流；以及
一第二太阳能电池组件，包含：
一第二太阳能电池基材，其具有一n型区及一p型区，该n型区及p型区是适于将光转换为电能的接合面的一部分，其中该n型区与设置在该第二太阳能电池基材的一表面上的一第一导电特征结构电气交流，且该p型区与设置在该表面上的一第二导电特征结构电气交流；以及
一第二挠性互连结构，其具有一第一层、一第二层以及隔离该第一层和该第二层的一介电材料，其中该第一层与形成在该第二太阳能电池基材上的该第一导电特征结构电气交流，且该第二层与形成在该第二太阳能电池基材上的一第二导电特征结构电气交流，
其中该第一挠性互连结构内的该第一层电气连接至该第二挠性互连结构的该第一层或该第二层。
15.如权利要求14所述的数个互连的太阳能电池，其中设置在该第一太阳能电池基材及第二太阳能电池基材的该表面上的该第一导电特征结构和第二导电特征结构的厚度介于约20埃至约5000埃之间，且该第二挠性互连结构和第二挠性互连结构内的该第一层及第二层的厚度介于约20,000埃至约500,000埃之间。
16.如权利要求14所述的数个互连的太阳能电池，其中该第一及第二挠性互连结构内的该第一和第二层，以及该第一和第二太阳能电池基材上的该第一导电特征结构和该第二导电特征结构，形成一电路的一部分，该数个互连太阳能电池产生的电流经配置而流动通过该电路，且通过该第一层或该第二层所形成的该电路的电阻小于通过该第一导电特征结构或该第二导电特征结构的电阻。
CN200980134174.4A 2008-08-27 2009-08-27 背接触式太阳能电池模块 Pending CN102132423A (zh)

Applications Claiming Priority (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US9237908P 2008-08-27 2008-08-27
US61/092,379 2008-08-27
US10502908P 2008-10-13 2008-10-13
US61/105,029 2008-10-13
US13942308P 2008-12-19 2008-12-19
US61/139,423 2008-12-19
US15867509P 2009-03-09 2009-03-09
US61/158,675 2009-03-09
US18472009P 2009-06-05 2009-06-05
US61/184,720 2009-06-05
PCT/US2009/055218 WO2010025269A1 (en) 2008-08-27 2009-08-27 Back contact solar cell modules

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102132423A true CN102132423A (zh) 2011-07-20

Family

ID=41721928

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200980134174.4A Pending CN102132423A (zh) 2008-08-27 2009-08-27 背接触式太阳能电池模块

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20100051085A1 (zh)
EP (1) EP2329530A4 (zh)
JP (1) JP2012501551A (zh)
CN (1) CN102132423A (zh)
TW (1) TW201027773A (zh)
WO (1) WO2010025269A1 (zh)

Cited By (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102403405A (zh) * 2011-11-22 2012-04-04 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 背接触硅太阳能电池的制备方法
CN102403407A (zh) * 2011-11-22 2012-04-04 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 背接触式光伏电池的制备方法
CN102403404A (zh) * 2011-11-22 2012-04-04 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种背接触式光伏电池的制备方法
CN102403406A (zh) * 2011-11-22 2012-04-04 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种背接触硅太阳能电池的制备方法
CN102709359A (zh) * 2012-05-08 2012-10-03 常州天合光能有限公司 太阳能电池组件复合式导电背板及其制备和使用方法
CN102751361A (zh) * 2012-07-25 2012-10-24 合肥海润光伏科技有限公司 背接触太阳能电池串及其制作方法
CN103988283A (zh) * 2011-10-31 2014-08-13 凯文·迈克尔·科克利 用于后接触式太阳能电池的相互交叉箔互连件
CN105074938A (zh) * 2013-01-31 2015-11-18 新南创新私人有限公司 太阳能电池敷金属和互连方法
CN105122463A (zh) * 2013-02-12 2015-12-02 索莱克赛尔公司 使用体晶片的单片岛型背接触背结太阳能电池
CN105474412A (zh) * 2013-09-27 2016-04-06 太阳能公司 使用金属箔将太阳能电池金属化
CN105845754A (zh) * 2016-04-14 2016-08-10 泰州中来光电科技有限公司 一种太阳能电池模组及其制备方法和组件、系统
CN105874612A (zh) * 2013-07-30 2016-08-17 索莱克赛尔公司 用于太阳能电池的层压背板
CN106024983A (zh) * 2016-07-11 2016-10-12 上海大族新能源科技有限公司 太阳电池及其制作方法
CN106415852A (zh) * 2014-05-30 2017-02-15 太阳能公司 免对准的太阳能电池金属化
CN107611210A (zh) * 2017-08-31 2018-01-19 王晓东 一种高效率光电转换太阳能电池组
CN107634108A (zh) * 2012-04-17 2018-01-26 环球太阳能公司 积体薄膜太阳能晶胞电池的互连
CN107851683A (zh) * 2015-09-25 2018-03-27 道达尔销售服务公司 用于半导体器件的金属化的导电条带基掩模
CN108470115A (zh) * 2014-03-28 2018-08-31 太阳能公司 太阳能电池的箔基金属化
CN110473939A (zh) * 2019-08-15 2019-11-19 江苏日托光伏科技股份有限公司 一种背接触大尺寸电池组件透明柔性导电芯板及其制备方法
US10566474B2 (en) 2013-12-20 2020-02-18 Sunpower Corporation Single-step metal bond and contact formation for solar cells
US10593825B2 (en) 2016-05-13 2020-03-17 Sunpower Corporation Roll-to-roll metallization of solar cells
US10672924B2 (en) 2015-10-29 2020-06-02 Sunpower Corporation Laser foil trim approaches for foil-based metallization for solar cells
US10700222B2 (en) 2014-03-28 2020-06-30 Sunpower Corporation Metallization of solar cells
US10727369B2 (en) 2016-09-30 2020-07-28 Sunpower Corporation Conductive foil based metallization of solar cells
US10879413B2 (en) 2013-12-20 2020-12-29 Sunpower Corporation Contacts for solar cells
US10971638B2 (en) 2016-07-01 2021-04-06 Sunpower Corporation Laser techniques for foil-based metallization of solar cells
US11276785B2 (en) 2018-04-06 2022-03-15 Sunpower Corporation Laser assisted metallization process for solar cell fabrication
US11362234B2 (en) 2018-04-06 2022-06-14 Sunpower Corporation Local patterning and metallization of semiconductor structures using a laser beam
US11362220B2 (en) 2018-04-06 2022-06-14 Sunpower Corporation Local metallization for semiconductor substrates using a laser beam
US11374137B2 (en) 2014-12-19 2022-06-28 Sunpower Corporation Laser beam shaping for foil-based metallization of solar cells
US11424373B2 (en) 2016-04-01 2022-08-23 Sunpower Corporation Thermocompression bonding approaches for foil-based metallization of non-metal surfaces of solar cells
US11646387B2 (en) 2018-04-06 2023-05-09 Maxeon Solar Pte. Ltd. Laser assisted metallization process for solar cell circuit formation
US11664472B2 (en) 2018-04-06 2023-05-30 Maxeon Solar Pte. Ltd. Laser assisted metallization process for solar cell stringing
US11894472B2 (en) 2015-06-26 2024-02-06 Maxeon Solar Pte. Ltd. Leave-in etch mask for foil-based metallization of solar cells
US11908958B2 (en) 2016-12-30 2024-02-20 Maxeon Solar Pte. Ltd. Metallization structures for solar cells
US11979976B2 (en) 2017-07-13 2024-05-07 Cellink Corporation Methods of forming interconnect circuits
US12009438B2 (en) 2014-09-18 2024-06-11 Maxeon Solar Pte. Ltd. Foil trim approaches for foil-based metallization of solar cells
US12080811B2 (en) 2012-12-21 2024-09-03 Maxeon Solar Pte. Ltd. Metal-foil-assisted fabrication of thin-silicon solar cell

Families Citing this family (74)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120225515A1 (en) * 2004-11-30 2012-09-06 Solexel, Inc. Laser doping techniques for high-efficiency crystalline semiconductor solar cells
US9508886B2 (en) 2007-10-06 2016-11-29 Solexel, Inc. Method for making a crystalline silicon solar cell substrate utilizing flat top laser beam
US8637340B2 (en) 2004-11-30 2014-01-28 Solexel, Inc. Patterning of silicon oxide layers using pulsed laser ablation
US8399331B2 (en) 2007-10-06 2013-03-19 Solexel Laser processing for high-efficiency thin crystalline silicon solar cell fabrication
US9455362B2 (en) 2007-10-06 2016-09-27 Solexel, Inc. Laser irradiation aluminum doping for monocrystalline silicon substrates
WO2010009297A2 (en) * 2008-07-16 2010-01-21 Applied Materials, Inc. Hybrid heterojunction solar cell fabrication using a doping layer mask
WO2010068331A1 (en) 2008-12-10 2010-06-17 Applied Materials, Inc. Enhanced vision system for screen printing pattern alignment
EP2293351B1 (en) * 2009-09-07 2017-04-12 Lg Electronics Inc. Solar cell
US8119901B2 (en) 2009-11-03 2012-02-21 Lg Electronics Inc. Solar cell module having a conductive pattern part
US9337360B1 (en) 2009-11-16 2016-05-10 Solar Junction Corporation Non-alloyed contacts for III-V based solar cells
CN102782869B (zh) 2009-12-09 2013-12-25 速力斯公司 背结背触点三维薄太阳能电池及其制造方法
EP2362431B1 (en) * 2010-02-25 2018-01-10 Saint-Augustin Canada Electric Inc. Solar cell assembly
US9214586B2 (en) 2010-04-30 2015-12-15 Solar Junction Corporation Semiconductor solar cell package
KR20140015247A (ko) 2010-08-05 2014-02-06 솔렉셀, 인크. 태양전지용 백플레인 보강 및 상호연결부
JP5445419B2 (ja) * 2010-09-27 2014-03-19 三洋電機株式会社 太陽電池モジュール及びその製造方法
JP5140133B2 (ja) 2010-10-29 2013-02-06 シャープ株式会社 配線シート付き太陽電池セルの製造方法、太陽電池モジュールの製造方法、配線シート付き太陽電池セルおよび太陽電池モジュール
TWI497737B (zh) * 2010-12-02 2015-08-21 Au Optronics Corp 太陽能電池及其製造方法
US8492253B2 (en) * 2010-12-02 2013-07-23 Sunpower Corporation Method of forming contacts for a back-contact solar cell
US8962988B2 (en) * 2011-02-03 2015-02-24 Solar Junction Corporation Integrated semiconductor solar cell package
WO2012158215A1 (en) * 2011-03-18 2012-11-22 Applied Materials, Inc. Process for forming flexible substrates having patterned contact areas
WO2012135052A1 (en) * 2011-03-25 2012-10-04 Kevin Michael Coakley Foil-based interconnect for rear-contact solar cells
GB2491209B (en) * 2011-05-27 2013-08-21 Renewable Energy Corp Asa Solar cell and method for producing same
DE102011104159A1 (de) * 2011-06-14 2012-12-20 Institut Für Solarenergieforschung Gmbh Verfahren zum elektrischen verbinden mehrerer solarzellen und photovoltaikmodul
US8628996B2 (en) * 2011-06-15 2014-01-14 International Business Machines Corporation Uniformly distributed self-assembled cone-shaped pillars for high efficiency solar cells
TWI542028B (zh) * 2011-08-05 2016-07-11 愛美科公司 相異摻雜區之圖案的形成方法
US20150171230A1 (en) * 2011-08-09 2015-06-18 Solexel, Inc. Fabrication methods for back contact solar cells
US9490376B2 (en) * 2011-09-29 2016-11-08 Lg Electronics Inc. Solar cell module
MY168146A (en) * 2011-11-20 2018-10-11 Solexel Inc Smart photovoltaic cells and modules
US9583651B2 (en) 2011-12-26 2017-02-28 Solexel, Inc. Systems and methods for enhanced light trapping in solar cells
PL2618381T3 (pl) * 2012-01-18 2014-10-31 Eppstein Tech Gmbh Układ zespolony do zastosowania fotowoltaicznego ze stroną tylną z folii metalowej
US8859322B2 (en) 2012-03-19 2014-10-14 Rec Solar Pte. Ltd. Cell and module processing of semiconductor wafers for back-contacted solar photovoltaic module
AU2013237911A1 (en) * 2012-03-28 2014-11-13 Solexel, Inc. Back contact solar cells using aluminum-based alloy metallization
WO2013149081A1 (en) * 2012-03-28 2013-10-03 Solexel, Inc. End point detection for back contact solar cell laser via drilling
ES2533574T3 (es) * 2012-05-04 2015-04-13 Sol Invictus Energy Materiales tejidos híbridos útiles en la producción de células solares de contacto posterior
US9227259B2 (en) 2012-08-22 2016-01-05 International Business Machines Corporation Increasing the efficiency of solar cells by transfer of solder
NL2009382C2 (en) * 2012-08-29 2014-03-18 M4Si B V Method for manufacturing a solar cell and solar cell obtained therewith.
US20140076382A1 (en) * 2012-09-20 2014-03-20 E I Du Pont De Nemours And Company Photovoltaic module and process for manufacture thereof
US20140076374A1 (en) * 2012-09-20 2014-03-20 E I Du Pont De Nemours And Company Concatenation of interconnected polymer sockets for back-contact photovoltaic cells
US9219171B2 (en) * 2012-10-16 2015-12-22 Solexel, Inc. Systems and methods for monolithically integrated bypass switches in photovoltaic solar cells and modules
US9515217B2 (en) * 2012-11-05 2016-12-06 Solexel, Inc. Monolithically isled back contact back junction solar cells
US9379258B2 (en) * 2012-11-05 2016-06-28 Solexel, Inc. Fabrication methods for monolithically isled back contact back junction solar cells
US20140166093A1 (en) * 2012-12-18 2014-06-19 Paul Loscutoff Solar cell emitter region fabrication using n-type doped silicon nano-particles
FI124969B (fi) * 2013-03-05 2015-04-15 Cencorp Oyj Aurinkokennomoduulin kokoonpano
BR112015023559A2 (pt) 2013-03-15 2017-07-18 Mtpv Power Corp método e estrutura para dispositivos multi-célula sem isolamento físico
JP6342386B2 (ja) * 2013-04-01 2018-06-13 シャープ株式会社 光電変換装置
ITVI20130117A1 (it) * 2013-04-24 2014-10-25 Ebfoil S R L Back-contact back-sheet per moduli fotovoltaici con contatto elettrico passante
CN103346202B (zh) * 2013-05-30 2016-06-01 南京日托光伏科技有限公司 一种基于玻璃导电背板的太阳能电池组件及其制造方法
JP6141223B2 (ja) 2013-06-14 2017-06-07 三菱電機株式会社 受光素子モジュールおよびその製造方法
US10553738B2 (en) * 2013-08-21 2020-02-04 Sunpower Corporation Interconnection of solar cells in a solar cell module
DE102013219564A1 (de) * 2013-09-27 2015-04-02 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum Herstellen einer photovoltaischen Solarzelle mit einem Heteroübergang
KR102124520B1 (ko) * 2013-10-29 2020-06-18 엘지전자 주식회사 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법
US9196758B2 (en) 2013-12-20 2015-11-24 Sunpower Corporation Solar cell emitter region fabrication with differentiated p-type and n-type region architectures
CN103811591B (zh) * 2014-02-27 2016-10-05 友达光电股份有限公司 背接触式太阳能电池的制作方法
NL2012554B1 (en) * 2014-04-02 2016-02-15 Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland Back side contact layer for PV module with by-pass configuration.
US9570638B2 (en) * 2014-07-15 2017-02-14 Natcore Technology, Inc. Laser-transferred IBC solar cells
CN104282788B (zh) * 2014-09-28 2017-03-22 苏州中来光伏新材股份有限公司 无主栅、高效率背接触太阳能电池模块、组件及制备工艺
KR20160045502A (ko) * 2014-10-17 2016-04-27 주식회사 에스에너지 후면 전극형 태양전지 모듈 및 그 제조방법
US20160163901A1 (en) * 2014-12-08 2016-06-09 Benjamin Ian Hsia Laser stop layer for foil-based metallization of solar cells
CN104576778B (zh) * 2015-01-05 2017-08-08 苏州中来光伏新材股份有限公司 无主栅高效率背接触太阳能电池、组件及其制备工艺
US9997651B2 (en) * 2015-02-19 2018-06-12 Sunpower Corporation Damage buffer for solar cell metallization
KR102501463B1 (ko) * 2015-05-21 2023-02-20 삼성전자주식회사 이차원 물질을 사용한 플렉서블 인터커넥트 레이어를 포함하는 유연소자
JP2017017219A (ja) * 2015-07-02 2017-01-19 株式会社アルバック 太陽電池
WO2017008120A1 (en) * 2015-07-14 2017-01-19 Newsouth Innovations Pty Limited A method for forming a contacting structure to a back contact solar cell
WO2017056082A1 (en) * 2015-10-02 2017-04-06 Solarpaint Ltd. Electrode arrangement and method of production thereof
US10418933B2 (en) 2015-12-08 2019-09-17 Alta Devices, Inc. Versatile flexible circuit interconnection for flexible solar cells
US10090420B2 (en) 2016-01-22 2018-10-02 Solar Junction Corporation Via etch method for back contact multijunction solar cells
US10054503B2 (en) * 2016-03-11 2018-08-21 Microsoft Technology Licensing, Llc Force sensor
US9680035B1 (en) 2016-05-27 2017-06-13 Solar Junction Corporation Surface mount solar cell with integrated coverglass
WO2019050158A1 (ko) * 2017-09-11 2019-03-14 엘지전자 주식회사 화합물 태양전지 모듈 및 그 제조 방법
US10462901B1 (en) 2018-07-26 2019-10-29 International Business Machines Corporation Implementing embedded wire repair for PCB constructs
EP3671866A1 (en) * 2018-12-18 2020-06-24 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Photovoltaic product and method of manufacturing the same
US11978815B2 (en) 2018-12-27 2024-05-07 Solarpaint Ltd. Flexible photovoltaic cell, and methods and systems of producing it
CN113451429B (zh) * 2021-06-30 2023-05-12 安徽华晟新能源科技有限公司 一种异质结太阳能电池及其制备方法
IL310935A (en) * 2021-08-19 2024-04-01 Solarpaint Ltd Improved flexible solar panels and photovoltaic devices, and methods and systems for their manufacture

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5394194A (en) * 1977-01-28 1978-08-17 Toshiba Corp Substrate for photoelectric transducer
US4478879A (en) * 1983-02-10 1984-10-23 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Screen printed interdigitated back contact solar cell
JPS6482595A (en) * 1987-09-25 1989-03-28 Meiko Electronics Co Ltd Printed wiring board
USH665H (en) * 1987-10-19 1989-08-01 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Resistive field shields for high voltage devices
US5698451A (en) * 1988-06-10 1997-12-16 Mobil Solar Energy Corporation Method of fabricating contacts for solar cells
JPH0251282A (ja) * 1988-08-12 1990-02-21 Sharp Corp 光電変換装置
US4927770A (en) * 1988-11-14 1990-05-22 Electric Power Research Inst. Corp. Of District Of Columbia Method of fabricating back surface point contact solar cells
US5011782A (en) * 1989-03-31 1991-04-30 Electric Power Research Institute Method of making passivated antireflective coating for photovoltaic cell
US5053083A (en) * 1989-05-08 1991-10-01 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Bilevel contact solar cells
US5030295A (en) * 1990-02-12 1991-07-09 Electric Power Research Institut Radiation resistant passivation of silicon solar cells
US5057439A (en) * 1990-02-12 1991-10-15 Electric Power Research Institute Method of fabricating polysilicon emitters for solar cells
US5705828A (en) * 1991-08-10 1998-01-06 Sanyo Electric Co., Ltd. Photovoltaic device
JP3203078B2 (ja) * 1992-12-09 2001-08-27 三洋電機株式会社 光起電力素子
JPH10117004A (ja) * 1996-10-09 1998-05-06 Toyota Motor Corp 集光型太陽電池素子
US5998297A (en) * 1996-10-23 1999-12-07 Texas Instruments Incorporated Method of etching copper or copper-doped aluminum
US5972732A (en) * 1997-12-19 1999-10-26 Sandia Corporation Method of monolithic module assembly
JPH11243224A (ja) * 1997-12-26 1999-09-07 Canon Inc 光起電力素子モジュール及びその製造方法並びに非接触処理方法
JP3672436B2 (ja) * 1998-05-19 2005-07-20 シャープ株式会社 太陽電池セルの製造方法
DE20002827U1 (de) * 2000-02-17 2000-05-04 Röhm GmbH, 64293 Darmstadt Photovoltaik-Element
AUPR174800A0 (en) * 2000-11-29 2000-12-21 Australian National University, The Semiconductor processing
US6803514B2 (en) * 2001-03-23 2004-10-12 Canon Kabushiki Kaisha Mounting structure and mounting method of a photovoltaic element, mounting substrate for mounting a semiconductor element thereon and method for mounting a semiconductor element on said mounting substrate
JP3963380B2 (ja) * 2002-08-26 2007-08-22 松下電器産業株式会社 半導体装置の製造方法
JP2004193350A (ja) * 2002-12-11 2004-07-08 Sharp Corp 太陽電池セルおよびその製造方法
US7170001B2 (en) * 2003-06-26 2007-01-30 Advent Solar, Inc. Fabrication of back-contacted silicon solar cells using thermomigration to create conductive vias
US7649141B2 (en) * 2003-06-30 2010-01-19 Advent Solar, Inc. Emitter wrap-through back contact solar cells on thin silicon wafers
US7199395B2 (en) * 2003-09-24 2007-04-03 Sanyo Electric Co., Ltd. Photovoltaic cell and method of fabricating the same
US6998288B1 (en) * 2003-10-03 2006-02-14 Sunpower Corporation Use of doped silicon dioxide in the fabrication of solar cells
JP2005136318A (ja) * 2003-10-31 2005-05-26 Shin Etsu Polymer Co Ltd フレキシブル配線基板およびその製造方法
US20050172996A1 (en) * 2004-02-05 2005-08-11 Advent Solar, Inc. Contact fabrication of emitter wrap-through back contact silicon solar cells
US7144751B2 (en) * 2004-02-05 2006-12-05 Advent Solar, Inc. Back-contact solar cells and methods for fabrication
US7335555B2 (en) * 2004-02-05 2008-02-26 Advent Solar, Inc. Buried-contact solar cells with self-doping contacts
US20060060238A1 (en) * 2004-02-05 2006-03-23 Advent Solar, Inc. Process and fabrication methods for emitter wrap through back contact solar cells
US7390961B2 (en) * 2004-06-04 2008-06-24 Sunpower Corporation Interconnection of solar cells in a solar cell module
DE102004050269A1 (de) * 2004-10-14 2006-04-20 Institut Für Solarenergieforschung Gmbh Verfahren zur Kontakttrennung elektrisch leitfähiger Schichten auf rückkontaktierten Solarzellen und Solarzelle
US7375378B2 (en) * 2005-05-12 2008-05-20 General Electric Company Surface passivated photovoltaic devices
TW200718300A (en) * 2005-08-29 2007-05-01 Innovex Inc Polyester flex circuit constructions and fabrication methods for ink-resistant flex circuits used in ink jet printing
US7718888B2 (en) * 2005-12-30 2010-05-18 Sunpower Corporation Solar cell having polymer heterojunction contacts
CH696344A5 (fr) * 2006-02-22 2007-04-30 Ses Soc En Solaire Sa Film support et procédé de couplage de cellules photovoltaïques.
US7737357B2 (en) * 2006-05-04 2010-06-15 Sunpower Corporation Solar cell having doped semiconductor heterojunction contacts
US20080216887A1 (en) * 2006-12-22 2008-09-11 Advent Solar, Inc. Interconnect Technologies for Back Contact Solar Cells and Modules
JPWO2008090718A1 (ja) * 2007-01-25 2010-05-13 シャープ株式会社 太陽電池セル、太陽電池アレイおよび太陽電池モジュール
JP2009043842A (ja) * 2007-08-07 2009-02-26 Sharp Corp 太陽電池モジュール
JP5252472B2 (ja) * 2007-09-28 2013-07-31 シャープ株式会社 太陽電池、太陽電池の製造方法、太陽電池モジュールの製造方法および太陽電池モジュール
US20090126786A1 (en) * 2007-11-13 2009-05-21 Advent Solar, Inc. Selective Emitter and Texture Processes for Back Contact Solar Cells
KR20110008284A (ko) * 2008-04-29 2011-01-26 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 모놀리식 모듈 어셈블리 기술들을 이용하여 제조된 광전지 모듈들

Cited By (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103988283A (zh) * 2011-10-31 2014-08-13 凯文·迈克尔·科克利 用于后接触式太阳能电池的相互交叉箔互连件
US10383207B2 (en) 2011-10-31 2019-08-13 Cellink Corporation Interdigitated foil interconnect for rear-contact solar cells
CN102403406B (zh) * 2011-11-22 2013-12-04 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种背接触硅太阳能电池的制备方法
CN102403406A (zh) * 2011-11-22 2012-04-04 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种背接触硅太阳能电池的制备方法
CN102403405A (zh) * 2011-11-22 2012-04-04 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 背接触硅太阳能电池的制备方法
CN102403405B (zh) * 2011-11-22 2014-05-14 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 背接触硅太阳能电池的制备方法
CN102403404A (zh) * 2011-11-22 2012-04-04 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种背接触式光伏电池的制备方法
CN102403407A (zh) * 2011-11-22 2012-04-04 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 背接触式光伏电池的制备方法
CN107634108B (zh) * 2012-04-17 2019-12-13 环球太阳能公司 积体薄膜太阳能晶胞电池的互连
CN107634108A (zh) * 2012-04-17 2018-01-26 环球太阳能公司 积体薄膜太阳能晶胞电池的互连
CN102709359A (zh) * 2012-05-08 2012-10-03 常州天合光能有限公司 太阳能电池组件复合式导电背板及其制备和使用方法
CN102709359B (zh) * 2012-05-08 2014-11-26 常州天合光能有限公司 太阳能电池组件复合式导电背板及其制备和使用方法
CN102751361A (zh) * 2012-07-25 2012-10-24 合肥海润光伏科技有限公司 背接触太阳能电池串及其制作方法
US12080811B2 (en) 2012-12-21 2024-09-03 Maxeon Solar Pte. Ltd. Metal-foil-assisted fabrication of thin-silicon solar cell
US9508884B2 (en) 2013-01-31 2016-11-29 Newsouth Innovations Pty Limited Solar cell metallisation and interconnection method
CN110004472A (zh) * 2013-01-31 2019-07-12 新南创新私人有限公司 在太阳能电池上形成接触结构的方法
CN105074938A (zh) * 2013-01-31 2015-11-18 新南创新私人有限公司 太阳能电池敷金属和互连方法
CN105122463A (zh) * 2013-02-12 2015-12-02 索莱克赛尔公司 使用体晶片的单片岛型背接触背结太阳能电池
CN105874612A (zh) * 2013-07-30 2016-08-17 索莱克赛尔公司 用于太阳能电池的层压背板
CN105474412A (zh) * 2013-09-27 2016-04-06 太阳能公司 使用金属箔将太阳能电池金属化
CN105474412B (zh) * 2013-09-27 2018-01-02 太阳能公司 使用金属箔将太阳能电池金属化
CN108039380B (zh) * 2013-09-27 2020-07-10 太阳能公司 使用金属箔将太阳能电池金属化
CN108039380A (zh) * 2013-09-27 2018-05-15 太阳能公司 使用金属箔将太阳能电池金属化
US10930804B2 (en) 2013-09-27 2021-02-23 Sunpower Corporation Metallization of solar cells using metal foils
US10566474B2 (en) 2013-12-20 2020-02-18 Sunpower Corporation Single-step metal bond and contact formation for solar cells
US11784264B2 (en) 2013-12-20 2023-10-10 Maxeon Solar Pte. Ltd. Single-step metal bond and contact formation for solar cells
US11616159B2 (en) 2013-12-20 2023-03-28 Sunpower Corporation Contacts for solar cells
US10879413B2 (en) 2013-12-20 2020-12-29 Sunpower Corporation Contacts for solar cells
US12230727B2 (en) 2013-12-20 2025-02-18 Maxeon Solar Pte. Ltd. Contacts for solar cells
US11081601B2 (en) 2013-12-20 2021-08-03 Sunpower Corporation Single-step metal bond and contact formation for solar cells
US12408476B2 (en) 2014-03-28 2025-09-02 Maxeon Solar Pte. Ltd. Foil-based metallization of solar cells
US10615296B2 (en) 2014-03-28 2020-04-07 Sunpower Corporation Foil-based metallization of solar cells
CN108470115A (zh) * 2014-03-28 2018-08-31 太阳能公司 太阳能电池的箔基金属化
US10700222B2 (en) 2014-03-28 2020-06-30 Sunpower Corporation Metallization of solar cells
US11967657B2 (en) 2014-03-28 2024-04-23 Maxeon Solar Pte. Ltd. Foil-based metallization of solar cells
CN106415852A (zh) * 2014-05-30 2017-02-15 太阳能公司 免对准的太阳能电池金属化
US12009438B2 (en) 2014-09-18 2024-06-11 Maxeon Solar Pte. Ltd. Foil trim approaches for foil-based metallization of solar cells
US11374137B2 (en) 2014-12-19 2022-06-28 Sunpower Corporation Laser beam shaping for foil-based metallization of solar cells
US11817512B2 (en) 2014-12-19 2023-11-14 Maxeon Solar Pte. Ltd. Laser beam shaping for foil-based metallization of solar cells
US11894472B2 (en) 2015-06-26 2024-02-06 Maxeon Solar Pte. Ltd. Leave-in etch mask for foil-based metallization of solar cells
CN107851683A (zh) * 2015-09-25 2018-03-27 道达尔销售服务公司 用于半导体器件的金属化的导电条带基掩模
US10672924B2 (en) 2015-10-29 2020-06-02 Sunpower Corporation Laser foil trim approaches for foil-based metallization for solar cells
US11424373B2 (en) 2016-04-01 2022-08-23 Sunpower Corporation Thermocompression bonding approaches for foil-based metallization of non-metal surfaces of solar cells
US12199201B2 (en) 2016-04-01 2025-01-14 Maxeon Solar Pte. Ltd. Thermocompression bonding approaches for foil-based metallization of non-metal surfaces of solar cells
CN105845754A (zh) * 2016-04-14 2016-08-10 泰州中来光电科技有限公司 一种太阳能电池模组及其制备方法和组件、系统
US12159955B2 (en) 2016-05-13 2024-12-03 Maxeon Solar Pte. Ltd. Roll-to-roll metallization of solar cells
US11101401B2 (en) 2016-05-13 2021-08-24 Sunpower Corporation Roll-to-roll metallization of solar cells
US10593825B2 (en) 2016-05-13 2020-03-17 Sunpower Corporation Roll-to-roll metallization of solar cells
US10971638B2 (en) 2016-07-01 2021-04-06 Sunpower Corporation Laser techniques for foil-based metallization of solar cells
CN106024983B (zh) * 2016-07-11 2019-04-16 上海大族新能源科技有限公司 太阳电池及其制作方法
CN106024983A (zh) * 2016-07-11 2016-10-12 上海大族新能源科技有限公司 太阳电池及其制作方法
US10727369B2 (en) 2016-09-30 2020-07-28 Sunpower Corporation Conductive foil based metallization of solar cells
US11908958B2 (en) 2016-12-30 2024-02-20 Maxeon Solar Pte. Ltd. Metallization structures for solar cells
US11979976B2 (en) 2017-07-13 2024-05-07 Cellink Corporation Methods of forming interconnect circuits
US12035459B2 (en) 2017-07-13 2024-07-09 Cellink Corporation Methods of forming flexible interconnect circuits
CN107611210A (zh) * 2017-08-31 2018-01-19 王晓东 一种高效率光电转换太阳能电池组
US11984517B2 (en) 2018-04-06 2024-05-14 Maxeon Solar Pte. Ltd. Local metallization for semiconductor substrates using a laser beam
US11646387B2 (en) 2018-04-06 2023-05-09 Maxeon Solar Pte. Ltd. Laser assisted metallization process for solar cell circuit formation
US11664472B2 (en) 2018-04-06 2023-05-30 Maxeon Solar Pte. Ltd. Laser assisted metallization process for solar cell stringing
US12080815B2 (en) 2018-04-06 2024-09-03 Maxeon Solar Pte. Ltd. Laser assisted metallization process for solar cell stringing
US11362220B2 (en) 2018-04-06 2022-06-14 Sunpower Corporation Local metallization for semiconductor substrates using a laser beam
US11362234B2 (en) 2018-04-06 2022-06-14 Sunpower Corporation Local patterning and metallization of semiconductor structures using a laser beam
US11682737B2 (en) 2018-04-06 2023-06-20 Maxeon Solar Pte. Ltd. Laser assisted metallization process for solar cell fabrication
US11276785B2 (en) 2018-04-06 2022-03-15 Sunpower Corporation Laser assisted metallization process for solar cell fabrication
CN110473939A (zh) * 2019-08-15 2019-11-19 江苏日托光伏科技股份有限公司 一种背接触大尺寸电池组件透明柔性导电芯板及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010025269A1 (en) 2010-03-04
EP2329530A4 (en) 2013-03-20
US20100051085A1 (en) 2010-03-04
EP2329530A1 (en) 2011-06-08
TW201027773A (en) 2010-07-16
JP2012501551A (ja) 2012-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102132423A (zh) 背接触式太阳能电池模块
CN104272475B (zh) 背接触太阳能光伏模块用半导体晶片的电池和模块加工
US7888168B2 (en) Solar cell contact formation process using a patterned etchant material
US7825329B2 (en) Thin film solar cell manufacturing and integration
US20090139568A1 (en) Crystalline Solar Cell Metallization Methods
US20150187966A1 (en) Mwt architecture for thin si solar cells
US20160013335A1 (en) Active backplane for thin silicon solar cells
US20130183796A1 (en) Methods of manufacturing solar cell devices
WO2010009297A2 (en) Hybrid heterojunction solar cell fabrication using a doping layer mask
JP2016512394A (ja) 半導体のための自立型金属物品
JP2012516566A (ja) 二個の太陽電池のバックコンタクト及び相互接続
TWI662716B (zh) 太陽能電池之阻障金屬膏
WO2013119341A1 (en) Methods of manufacturing back surface field and metallized contacts on a solar cell device
JP2014103259A (ja) 太陽電池、太陽電池モジュールおよびその製造方法
JP6785775B2 (ja) 光電変換素子、それを備えた太陽電池モジュールおよび太陽光発電システム
US20120222736A1 (en) Front contact solar cell manufacture using metal paste metallization
CN216084904U (zh) 一种多主栅背接触异质结太阳电池
KR20100069354A (ko) 박막형 태양전지와 그의 제조 방법 및 제조 시스템
US20120118369A1 (en) Solar cell architecture having a plurality of vias with shaped foil via interior
US11575053B2 (en) Photovoltaic device and solar cell module including same
JP6792709B2 (ja) 光電変換装置、それを備える太陽電池ストリングおよびそれらのいずれかを備える太陽電池モジュール
JPWO2016072415A1 (ja) 光電変換素子

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C53 Correction of patent of invention or patent application
CB02 Change of applicant information

Address after: American California

Applicant after: Applied Materials Inc.

Address before: American California

Applicant before: Applied Materials Inc.

C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20110720