專利名稱：用于標(biāo)記太陽能電池的方法以及太陽能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于標(biāo)記太陽能電池的方法以及涉及一種太陽能電池。為了能夠在制造過程中和之后追蹤太陽能電池，這種標(biāo)記可能是必要的。
背景技術(shù)：
通常,這種標(biāo)記由印記(print)或刻痕(etch mark)組成,所述印記或刻痕包括在制造過程早期印刷或蝕刻于太陽能電池基板的表面上的數(shù)字或字母數(shù)字代碼。其它圖樣，例如，條形碼(bar code),只要適合于特異的識別所述基板可能也是有用的。這種標(biāo)記圖樣需要足夠的穩(wěn)固使得其能夠在用于制造太陽能電池的基板上進(jìn)行的多個處理步驟中被保
&3甶O印刷在基板表面上的圖樣經(jīng)常有在蝕刻或焙燒的過程中被從所述基板表面擦除或在用于太陽能電池制造的必要沉積過程中被遮蓋的危險。另一方面，通過例如激光劃線將圖樣蝕刻或劃線在基板表面上存在缺陷，該方法需要在基板表面雕刻深槽來獲得顯著的并且易于檢測的圖樣。該過程伴隨有使基板局部變薄到產(chǎn)生潛在的機(jī)械破碎點和/或電分流點的程度的危險。在極端情況下，所述蝕刻或劃線可能意外的延伸至整個基板。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于標(biāo)記太陽能電池的方法，以及一種在制造過程中和之后允許太陽能電池的有效追蹤的太陽能電池，并且將損傷的危險最小化。在本發(fā)明中該目的通過提供具有權(quán)利要求1的特征的用于標(biāo)記太陽能電池的方法，以及具有權(quán)利要求10的特征的太陽能電池來實現(xiàn)。本發(fā)明的優(yōu)選實施方式在從屬權(quán)利要求中給出。本發(fā)明基于通過用可識別的圖樣保護(hù)標(biāo)記區(qū)域并將其余表面暴露于表面改變程序以標(biāo)記太陽能電池的思想。因而，代替了改變識別標(biāo)記的形狀中的標(biāo)記區(qū)域，在基板上保留了未改變的識別圖樣的形狀中的圖樣區(qū)域。表面改變程序為在太陽能電池制造過程中必須在太陽能電池基板上進(jìn)行的蝕刻程序。因此，沒有為形成識別圖樣而進(jìn)行額外的表面改變。所述識別圖樣可以通過光(optical)或電-光(electro-optical)的方法進(jìn)行檢測。具體地，沿所述基板表面測量少數(shù)載流子(minority carrier)的壽命可以自動地顯示出識別圖樣和/或允許找出圖樣區(qū)域。優(yōu)選的，可以利用允許同時讀取全部圖樣的光成像工藝，例如壽命繪圖(lifetime mapping)或光致發(fā)光成像(photoluminescence)或電致發(fā)光(electroluminescence)成像。這可以包括掃描條形碼組(barcodes)。這種讀取識別圖樣的方法可以在太陽能電池的后續(xù)制造過程的任何時間進(jìn)行。在優(yōu)選的實施方式中，蝕刻工藝包括損傷蝕刻步驟和/或紋理蝕刻(textureetching)步驟。紋理蝕刻工藝為憑借將太陽能電池的前表面(frontsurface)圖樣化來提高入射光的光吸收率并因此改善太陽能電池的效率的工藝。另一方面可進(jìn)行損傷蝕刻工藝將來自基板制造的基板表面的損傷(例如鋸損傷(saw damage))除去。在后者情況下，圖樣區(qū)域由于其更高總量的表面損傷(例如鋸損傷)而可以被檢測到，鋸損傷留下了缺口化的或粗糙化的基板表面。在這個區(qū)域中的載流子復(fù)合率與損傷蝕刻區(qū)域的相比要高，并且壽命比損傷蝕刻的要短，特別是如果當(dāng)表面將通過以下工序中的一種被鈍化時?？蛇x擇的，為了從基板除去在先沉積的或生長的層可以進(jìn)行蝕刻工藝。該工藝可以為干法蝕刻工藝或濕法蝕刻工藝，可能通過等離子體放電支持。優(yōu)選的實施方式可以包括，但不限于以下在太陽能電池基板上進(jìn)行的工序的次序。形成蝕刻耐受層，接著進(jìn)行損傷蝕刻，并且隨后進(jìn)行紋理蝕刻；進(jìn)行損傷蝕刻，接著形成蝕刻耐受層，并且隨后進(jìn)行紋理蝕刻；形成蝕刻耐受層，接著進(jìn)行損傷蝕刻，完全不進(jìn)行紋理蝕刻；或形成蝕刻耐受層，接著進(jìn)行紋理蝕刻，完全不進(jìn)行損傷蝕刻。在任何一種實施方式中，形成蝕刻耐受層既可以通過用蝕刻耐受材料覆蓋整個表面區(qū)域并且隨后將耐受層圖樣化進(jìn)行，例如通過利用已知的光刻圖形(Iithographical)技術(shù)?？蛇x擇的，蝕刻耐受層也可以以圖樣化的形式沉積在基板的表面上，例如通過噴墨印刷或絲網(wǎng)印刷配方(screen printingdispensing)等。識別圖樣可以表示字母數(shù)字代碼或數(shù)字系統(tǒng)中的代碼，例如二進(jìn)制代碼(binarycode)。在進(jìn)行蝕刻步驟之后，在表面上留下有識別圖樣形狀的非蝕刻區(qū)域。該區(qū)域可以仍舊被蝕刻耐受能所覆蓋，在這種情況下，保留的蝕刻耐受層可以在蝕刻步驟之后被除去或留在圖樣區(qū)域來增加圖樣的可讀性(readability)。保留的蝕刻耐受層可以留在太陽能電池基板上，特別是如果蝕刻耐受層由可以經(jīng)受以下工序的材料制成時。所述材料包括例如形成二氧化娃(silicon dioxide)的物質(zhì),例如旋壓(spin_on)Si02。然而,優(yōu)選地,蝕刻耐受層在蝕刻步驟中基本上或完全從太陽能電池表面上除去。特別地，盡管以僅足夠低的以避免對蝕刻耐受層下面的基板的任何進(jìn)一步蝕刻的蝕刻率，但是，在蝕刻步驟中使用的蝕刻劑也可能影響抗蝕性。在一種優(yōu)選的實施方式中，損傷蝕刻步驟在除去蝕刻耐受層之前進(jìn)行并且紋理蝕刻步驟在除去蝕刻耐受層之后進(jìn)行。在這種情況下，在進(jìn)行損傷蝕刻步驟時圖樣區(qū)域被蝕刻耐受層保護(hù)，因而會在圖樣區(qū)域上留下少量制造損傷。在損傷蝕刻步驟之后或損傷蝕刻步驟過程中，除去蝕刻耐受層并且圖樣區(qū)域被爆露于紋理蝕刻。在紋理蝕刻過程中，之前(有抗蝕性)的保護(hù)區(qū)也被紋理化，但是一些表面損傷將保留在表面中。因此，在這種情況下，識別圖樣作為有更高制造損傷密度的區(qū)域可以被檢測到，并且可以通過壽命繪圖(lifetime mappings)的方法被檢測到。在一種優(yōu)選的實施方式中，通過蝕刻步驟，特別是紋理蝕刻步驟降低了太陽能電池基板的表面的反射率。因此，由于圖樣區(qū)域被蝕刻耐受層保護(hù)而避免了蝕刻，其將獲得比基板其他表面更高的反射率。這可能有助于光學(xué)檢測和讀取識別圖樣。另外，或可選擇的，太陽能電池基板表面的電荷載流子復(fù)合率(charge carrier recombination rate)可以通過蝕刻步驟特別是損傷蝕刻步驟降低。在特別優(yōu)選的實施方式中，表面的損傷蝕刻和紋理蝕刻在單一的蝕刻步驟中進(jìn)行，即通過將紋理蝕刻步驟延長一定的時間和/或通過調(diào)整紋理蝕刻劑的其它參數(shù)，以使得紋理蝕刻步驟也除去大部分或全部的表面損傷并且降低表面上的復(fù)合率。在優(yōu)選的實施方式中，用于蝕刻步驟的蝕刻劑包括蝕刻液和/或蝕刻漿料。特別地，各向異性(anisotropic)蝕刻劑可以被用于此目的。在一種優(yōu)選的實施方式中，識別圖樣的形狀中的圖樣區(qū)域位于由太陽能電池基板制造的太陽能電池的表面的活躍區(qū)域(active portion)中。基板的活躍區(qū)域為用于吸收入射光并將其轉(zhuǎn)化為電流的表面區(qū)域。當(dāng)使用傳統(tǒng)標(biāo)記技術(shù)時，如標(biāo)簽或激光劃線圖樣，識別標(biāo)記如果位于活躍區(qū)域可能影響光電活性。然而，如果圖樣區(qū)域與活躍區(qū)域的其他部分僅有表面質(zhì)量差別，可能僅有微小的光電效率的損失，而仍舊允許識別圖樣的檢測?？蛇x擇的，識別圖樣的形狀中的區(qū)域可以位于由太陽能電池基板制造的太陽能電池的表面的活躍區(qū)域之外，位于太陽能電池基板的周邊區(qū)域(peripheral portion)。特別地，識別圖樣可以沿基板的邊緣放置，該識別圖樣可以為半導(dǎo)體片。
具體實施例方式在以下的描述中將結(jié)合附圖更為詳細(xì)的解釋本發(fā)明的實施方式的實施例，其中

圖1至圖5顯示了在根據(jù)優(yōu)選實施方式標(biāo)記方法過程中的不同階段太陽能電池基板的截面圖。在標(biāo)記過程中，首先提供了如圖1所示的具有表面2的太陽能電池基板I。接著，如圖2所示，基板I的表面2被蝕刻耐受層3覆蓋。在進(jìn)一步的步驟中，如圖3所示，蝕刻耐受層3被圖樣化以使得蝕刻耐受層3的一部分保留在基板I的圖樣區(qū)域4上。保留的蝕刻耐受層3具有識別圖樣的形狀，該識別圖樣代表在制造過程中或之后用于識別基板的識別代碼。將蝕刻耐受層3圖樣化可以通過公知的光刻圖形技術(shù)(通過噴墨或絲網(wǎng)印刷配方等等)進(jìn)行O在下一步中，基板I的表面2被蝕刻，導(dǎo)致了圖4所示的表面結(jié)構(gòu)圖。其顯示了沒有被蝕刻耐受層3所保護(hù)的表面2的區(qū)域由于紋理蝕刻而被紋理化。然而，在其它實施方式中，蝕刻步驟可以包括缺陷蝕刻步驟。在圖4所示的情況中，圖樣區(qū)域4位于太陽能電池基板I的周邊區(qū)域22，而活躍區(qū)域21沒有蝕刻耐受層3?？蛇x擇的，識別圖樣可以至少部分形成于基板I的活躍區(qū)域21上。最后，如圖5所示，從表面2的圖樣區(qū)域4上除去蝕刻耐受層3的保留部分。這可以允許圖樣區(qū)域4在太陽能電池的進(jìn)一步制造過程中也被利用，特別是如果圖樣區(qū)域4位于表面的活躍區(qū)域21中。在可選擇的實施方式中，保留的蝕刻耐受層3可以留在基板I的表面2上，以提高檢測識別圖樣的能力或簡單的節(jié)省額外的蝕刻步驟。在其他實施方式中，設(shè)計蝕刻步驟以便在蝕刻步驟中從圖樣區(qū)域4上除去保留的蝕刻耐受層3，而不破壞圖樣區(qū)域4。附圖標(biāo)記I太陽能電池基板2太陽能電池基板的表面21活躍區(qū)域22周邊區(qū)域
3蝕刻耐受層4圖樣區(qū)域
權(quán)利要求
1.一種用于標(biāo)記太陽能電池的方法，該方法包括以下步驟: 提供太陽能電池基板(I); 選擇識別圖樣以用于在太陽能電池的制造過程的處理步驟中識別所述太陽能電池基板(I)和/或用于在將太陽能電池組裝為太陽能電池模塊后追蹤所述太陽能電池基板(I); 在所述太陽能電池基板(I)的表面(2)上形成蝕刻耐受層(3)； 用蝕刻劑蝕刻所述太陽能電池基板(I)的表面(2 )，從而形成蝕刻耐受層(3 )使得所述識別圖樣的形狀中的所述表面(2)的圖樣區(qū)域(4)免受所述蝕刻劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，蝕刻步驟包括損傷蝕刻步驟和/或紋理蝕刻步驟。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項所述的方法，其特征在于，在蝕刻步驟之后從所述太陽能電池基板(I)的表面(2)除去所述蝕刻耐受層(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在蝕刻步驟中從所述太陽能電池基板(I)的表面(2 )基本上或全部除去所述蝕刻耐受層(3 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，在除去所述蝕刻耐受層(3)之前進(jìn)行損傷蝕刻步驟，在除去所述蝕刻耐受層(3)之后進(jìn)行紋理蝕刻步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在接下來的太陽能電池生產(chǎn)過程中和/或在已完成的太陽能電池和/或太陽能電池模塊中，部分或全部的所述蝕刻耐受層(3)保留在所述太陽能電池基板(I)的表面(2 )上。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項所述的方法，其特征在于，通過蝕刻步驟降低所述太陽能電池基板(I)的表面(2)的反射率。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項所述的方法，其特征在于，通過蝕刻步驟降低所述太陽能電池基板(I)的表面(2)的電荷載流子復(fù)合率。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項所述的方法，其特征在于，所述蝕刻劑包括蝕刻液和/或蝕刻漿。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項所述的方法，其特征在于，所述識別圖樣的形狀中的圖樣區(qū)域(4)位于由所述太陽能電池基板(I)制成的太陽能電池的表面(2)的活躍區(qū)域(21)中。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-9中的任意一項所述的方法，其特征在于，所述識別圖樣的形狀中的區(qū)域位于由所述太陽能電池基板(I)制成的太陽能電池的表面(2)的活躍區(qū)域(21)之夕卜，位于太陽能電池基板(I)的周邊區(qū)域(22)。
12.—種太陽能電池，該太陽能電池包括具有損傷蝕刻化的表面(2)和/或紋理化的表面(2)的太陽能電池基板(1)，所述紋理化的表面(2)的紋理通過用蝕刻劑的紋理蝕刻制造，所述損傷蝕刻化的表面(2)和/或紋理化的表面(2)包括在用于識別所述太陽能電池基板(I)的識別圖樣的形狀中的具有低復(fù)合率的區(qū)域和/或沒有紋理的區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于標(biāo)記太陽能電池的方法，該方法包括以下步驟提供太陽能電池基板(1)；選擇識別圖樣以用于在太陽能電池的制造過程的處理步驟中識別太陽能電池基板(1)和/或用于在將太陽能電池組裝為太陽能電池模塊后追蹤太陽能電池基板(1)；在太陽能電池基板(1)的表面(2)上形成蝕刻耐受層(3)；用蝕刻劑蝕刻太陽能電池基板(1)的表面(2)，從而形成蝕刻耐受層(3)使得識別圖樣的形狀中的表面(2)的圖樣區(qū)域(4)免受蝕刻劑。此外，本發(fā)明涉及一種太陽能電池。
文檔編號H01L23/544GK103109374SQ201080068212
公開日2013年5月15日 申請日期2010年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月26日
發(fā)明者M·赫魯斯卡, C·斯萬克斯科, M·舍夫, J·米勒, A·庫克斯 申請人:韓華Q.Cells 有限公司