光伏電池及其形成方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種包括底部基板的光伏(PV)電池，所述底部基板包含硅并且包括上摻雜區(qū)。涂層設(shè)置于所述上摻雜區(qū)上，并且具有外表面。指狀物設(shè)置于所述涂層中。每個(gè)指狀物具有與所述上摻雜區(qū)電接觸的下部，和通過所述外表面向外延伸的上部。每個(gè)指狀物包含第一金屬。匯流條與所述上摻雜區(qū)間隔開，所述上摻雜區(qū)不與所述匯流條物理接觸。所述匯流條與所述指狀物的所述上部電接觸。所述匯流條包含第二金屬和不同于所述第一金屬和第二金屬的第三金屬。所述第三金屬具有不超過約300℃的熔融溫度。本發(fā)明還提供一種形成所述PV電池的方法。
【專利說明】光伏電池及其形成方法
[0001] 相關(guān)專利申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求2011年12月13日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No. 61/569, 992的權(quán)益， 該臨時(shí)專利申請(qǐng)以引用方式整體并入本文。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本發(fā)明整體涉及光伏（PV)電池以及形成PV電池的方法。

【背景技術(shù)】
[0004] 前表面金屬化是光伏（PV)電池的重要方面，其允許收集電荷載流子并將其傳輸 到匯流條。金屬化通常是柵格形式，其包括連接至較寬匯流條的導(dǎo)電材料的窄線或"指狀 物"。將連接片（tabbing),如互聯(lián)條焊接至匯流條以將多個(gè)PV電池連接在一起（如串聯(lián)）。 通常，柵格使用漿料形成，該漿料包括由于其優(yōu)異導(dǎo)電性而作為主要組分的銀（Ag)。遺憾的 是，由于依賴于存在于PV電池的指狀物和匯流條二者中的Ag，該金屬化占據(jù)了大部分總制 造成本。因此，仍有機(jī)會(huì)提供改善的PV電池及其形成方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供光伏（PV)電池。PV電池包括包含硅的底部基板，并且包括上摻雜區(qū)。 涂層設(shè)置于底部基板的上摻雜區(qū)上，并且具有外表面。多個(gè)彼此間隔開的指狀物設(shè)置于涂 層中。每個(gè)指狀物具有與底部基板的上摻雜區(qū)電接觸的下部。每個(gè)指狀物還具有與下部相 對(duì)的上部，所述上部通過涂層的外表面向外延伸。每個(gè)指狀物包含第一金屬，其大量存在于 每個(gè)指狀物中。匯流條與底部基板的上摻雜區(qū)間隔開。底部基板的上摻雜區(qū)不與匯流條物 理接觸。匯流條與指狀物的上部電接觸。匯流條包含大量存在于匯流條中的第二金屬。匯 流條還包含不同于指狀物的第一金屬和匯流條的第二金屬的第三金屬。第三金屬具有不超 過約300°C的熔融溫度。底部基板的上摻雜區(qū)通過指狀物與匯流條電連通。
[0006] 本發(fā)明還提供形成本發(fā)明的PV電池的方法。該方法包括將組合物施加于指狀物 上部的至少一部分以形成層的步驟。底部基板的上摻雜區(qū)不與由組合物形成的層物理接 觸。第二金屬大量存在于該組合物中。第三金屬也存在于該組合物中。該方法還包括將層 加熱至不超過約300°C的溫度以形成匯流條的步驟。底部基板的上摻雜區(qū)通過指狀物與匯 流條電連通。本發(fā)明的PV電池可用于將多種不同波長(zhǎng)的光轉(zhuǎn)化為電。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007] 參考下文的"【具體實(shí)施方式】"并結(jié)合附圖可更好地理解本發(fā)明，從而更容易地認(rèn)識(shí) 本發(fā)明，附圖中：
[0008] 圖1是PV電池實(shí)施例的前視圖，該電池包括底部基板、涂層、指狀物和一對(duì)匯流 條；
[0009] 圖2是沿圖1的線2-2截取的局部剖面?zhèn)纫晥D，其示出了底部基板的上摻雜區(qū)、涂 層、指狀物和一個(gè)匯流條；
[0010] 圖3是PV電池實(shí)施例的剖面?zhèn)纫晥D，其示出了底部基板的上和下?lián)诫s區(qū)、涂層、指 狀物、匯流條和電極；
[0011] 圖4是PV電池實(shí)施例的局部剖面透視圖，其示出了底部基板的上摻雜區(qū)、涂層、指 狀物和一對(duì)匯流條；
[0012] 圖5是PV電池的另一個(gè)實(shí)施例的局部剖面透視圖，其示出了底部基板的上摻雜 區(qū)、紋理化表面、涂層和一對(duì)延伸進(jìn)入底部基板的指狀物；
[0013] 圖6是示出形成PV電池的方法的實(shí)施例步驟的流程圖；
[0014] 圖7是示出形成另一個(gè)PV電池實(shí)施例的方法的另一個(gè)實(shí)施例步驟的流程圖；
[0015] 圖8是示出用于形成PV電池匯流條的組合物的聚合物固化和焊料流的圖示；
[0016] 圖9是另一個(gè)PV電池實(shí)施例的局部剖面透視圖，其示出了底部基板的上摻雜區(qū)、 涂層、指狀物、一對(duì)匯流條和一對(duì)互聯(lián)條，其中一個(gè)互聯(lián)條設(shè)置于一個(gè)匯流條上；
[0017] 圖10是PV電池實(shí)施例的示意性前視圖，其包括鈍化層、不連續(xù)指狀物和匯流條；
[0018] 圖11是PV電池實(shí)施例的示意性前視圖，其包括鈍化層、不連續(xù)指狀物、補(bǔ)充指狀 物和匯流條；
[0019] 圖12是PV電池實(shí)施例的示意性前視圖，其包括鈍化層、指狀物、匯流條和補(bǔ)充匯 流條墊；
[0020] 圖13是PV電池實(shí)施例的示意性前視圖，其包括鈍化層、指狀物、一對(duì)匯流條和補(bǔ) 充匯流條；
[0021] 圖14是PV電池實(shí)施例的示意性前視圖，其包括鈍化層、具有墊的指狀物和匯流 條；
[0022] 圖15是PV電池實(shí)施例的示意性前視圖，其包括鈍化層、具有中空墊的指狀物和匯 流條；
[0023] 圖16是PV電池實(shí)施例的示意性前視圖，其包括鈍化層、不連續(xù)指狀物、補(bǔ)充指狀 物和匯流條；
[0024] 圖17是示出比較例和本發(fā)明例子的短路電流密度（Js。）的盒圖。
[0025] 圖18是示出比較例和本發(fā)明例子的開路電壓（V。。）的盒圖；
[0026] 圖19是示出比較例和本發(fā)明例子的電池效率（NCell)的盒圖；
[0027] 圖20是示出比較例和本發(fā)明例子的效率百分比的盒圖；
[0028] 圖21是示出比較例和本發(fā)明例子的Js。的另一個(gè)盒圖；
[0029] 圖22是示出比較例和本發(fā)明例子的V。。的另一個(gè)盒圖；
[0030] 圖23是示出本發(fā)明的連接匯流條、指狀物和鈍化層的剖面光學(xué)顯微照片（轉(zhuǎn)化為 繪制圖的形式）；
[0031] 圖24是示出濕熱老化后比較例和本發(fā)明例子的Js。的線圖；
[0032] 圖25是示出濕熱老化后比較例和本發(fā)明例子的V。。的線圖；并且
[0033] 圖26是示出濕熱老化后比較例和本發(fā)明例子的薄層電阻率（rs)的線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0034] 參見附圖，其中在所有幾個(gè)視圖中，相同的標(biāo)號(hào)表示相同的部件，光伏（PV)電池 實(shí)施例通常以20示出。PV電池20用于將多種不同波長(zhǎng)的光轉(zhuǎn)化為電。因此，PV電池20 可用于多種應(yīng)用。例如，多個(gè)PV電池20可用于太陽能模塊（未示出）。太陽能模塊可用于 多個(gè)位置以及多種應(yīng)用，例如用于住宅、商業(yè)或工業(yè)應(yīng)用。例如，太陽能模塊可用于發(fā)電，其 可用于為電氣設(shè)備（如燈和電動(dòng)機(jī)）供電，或太陽能模塊可用于為物體遮擋太陽光（如為 停放在太陽能模塊下的汽車遮擋太陽光，所述太陽能模塊設(shè)置于停車位上）。PV電池20不 限于任何具體類型的用途。附圖未按比例繪制。因此，PV電池20的某些部件可大于或小 于圖中所示。
[0035] 參見圖1，PV電池20以具有圓角的正方形構(gòu)型示出，即偽正方形。當(dāng)示出該構(gòu)型 時(shí)，PV電池20可構(gòu)造為各種形狀。例如，PV電池20可為具有拐角的矩形、具有圓角或彎角 的矩形、圓形等。PV電池20不限于任何具體形狀。PV電池20可具有各種尺寸，例如4X4英 寸（10. 2X10. 2cm)正方形、5X5 英寸（12. 7X12. 7cm)正方形、6X6 英寸（15. 2X15. 2cm) 正方形等。PV電池20不限于任何具體尺寸。
[0036] 參見圖2,PV電池20包括底部基板22。底部基板22包含硅。硅在本領(lǐng)域中也稱 為半導(dǎo)體材料?？墒褂酶鞣N類型的硅，例如單晶硅、多晶硅、非晶硅或它們的組合。在某些 實(shí)施例中，底部基板22包含晶體硅，如單晶硅。PV電池20在本領(lǐng)域中通常稱為晶片型PV 電池20。晶片為硅的薄片，所述薄片通常通過從單晶或多晶硅錠中機(jī)械鋸出晶片而形成。 或者，晶片可通過澆鑄硅、通過外延層剝離技術(shù)、通過從硅熔體直拉硅片等形成。
[0037] 底部基板22通常為平面的，但也可為非平面的。底部基板22可包括紋理化表面 24。紋理化表面24用于降低PV電池20的反射率。紋理化表面24可具有各種構(gòu)型，例如 錐體、倒錐體、隨機(jī)錐體、等方體等。紋理化的例子在圖5中示出。紋理化可通過各種方法 賦予底部基板22。例如，蝕刻溶液可用于紋理化底部基板22。PV電池20不限于任何具體 類型的紋理化工藝。底部基板22 (如晶片）可具有各種厚度，例如從約1至約1000、約75 至約750、約75至約300、約100至約300或約150至約200,通常用iim作厚度單位。
[0038] 底部基板22通常分為p-型或n-型硅基板（基于摻雜）。底部基板22包括上（或 前側(cè)）摻雜區(qū)26,其通常為向上/面向陽光側(cè)。上摻雜區(qū)26在本領(lǐng)域中也可稱為面發(fā)射 極或有源半導(dǎo)體層。在某些實(shí)施例中，底部基板22的上摻雜區(qū)26是n-型摻雜區(qū)26 (如n+ 發(fā)射極層），使得底部基板22的其余部分通常為p-型。在其他實(shí)施例中，底部基板22的上 摻雜區(qū)26為p-型摻雜區(qū)26 (如p+發(fā)射極層），使得底部基板22的其余部分通常為n-型。 上摻雜區(qū)26可以具有各種厚度，例如從約0. 1至約5、約0. 3至約3或約0. 4,通常用iim 作厚度單位?？墒┘由蠐诫s區(qū)26以使得例如在"選擇性發(fā)射極"技術(shù)中指狀物36下的摻 雜（如下所述）增加。
[0039] 參見圖3,底部基板22通常包括與上摻雜區(qū)26相對(duì)的下?lián)诫s區(qū)28。下?lián)诫s區(qū)28 在本領(lǐng)域中也可稱為背表面場(chǎng)（BSF)。通常，一個(gè)摻雜區(qū)，如上摻雜區(qū)26是n-型，另一個(gè) 摻雜區(qū)，如下?lián)诫s區(qū)28是p-型。也可使用相反的構(gòu)造，即上摻雜區(qū)26是p-型，下?lián)诫s區(qū) 28是n-型。此類相反摻雜區(qū)26, 28交接的構(gòu)造在本領(lǐng)域中稱為p-n結(jié)（J)，用于光激發(fā)電 荷分離，前提條件是存在至少一個(gè)陽極（P)區(qū)和一個(gè)陰極（n)區(qū)。具體地講，當(dāng)兩個(gè)不同摻 雜區(qū)相鄰時(shí)，其間限定的邊界在本領(lǐng)域中通常稱為結(jié)。當(dāng)摻雜的極性相對(duì)時(shí)，則結(jié)（J)通常 稱為p-n結(jié)（J)。當(dāng)摻雜僅僅具有不同的濃度時(shí)，"邊界"可稱為界面，例如類似區(qū)之間的界 面，如P和P+區(qū)之間的界面。通常如附圖所示，此類結(jié)（J)可以是任選的，取決于底部基板 22中所用的摻雜類型。PV電池20不限于結(jié)（J)的任何具體數(shù)量或位置。例如，PV電池20 可以僅包括僅一個(gè)前面或后面的結(jié)（J)。
[0040] 各種類型的摻雜劑和摻雜方法可用于形成底部基板22的摻雜區(qū)26, 28。例如，擴(kuò) 散爐可用于形成n-型摻雜區(qū)26, 28以及所得的n-p(或"p-n"）結(jié)（J)。合適氣體的例子 為磷酰氯（P〇Cl3)。除磷之外或替代磷，也可使用砷形成n-型區(qū)26, 28。周期表V族元素 的至少一者，如硼或鎵可用于形成P-型區(qū)26, 28。PV電池20不限于任何具體類型的摻雜 劑或摻雜過程。
[0041] 底部基板22的摻雜可以各種濃度進(jìn)行。例如，底部基板22可以不同的摻雜劑濃 度摻雜，以實(shí)現(xiàn)從約〇. 5至約10、約0. 75至約3或約1Q?_(Q.cm)的電阻率。上摻雜區(qū) 26可以不同的摻雜劑濃度摻雜，以實(shí)現(xiàn)從約50至約150、或約75至約125或約100 方塊）的薄層電阻率。一般來講，較高摻雜濃度可導(dǎo)致較高開路電壓（V。。）和較低電阻，但 較高摻雜濃度也可導(dǎo)致電荷復(fù)合耗盡電池性能，并且在晶體中引入缺陷區(qū)。
[0042] 通常，存在設(shè)置于與上摻雜區(qū)26相對(duì)的下?lián)诫s區(qū)28上的電極30。電極30可覆蓋 整個(gè)下?lián)诫s區(qū)28或僅覆蓋其一部分。如果后者，通常為鈍化層（未示出），如SiNx層用于 保護(hù)下?lián)诫s區(qū)28的暴露部分，但鈍化層不用于電極30和下?lián)诫s區(qū)28的部分之間直接物理 接觸和電接觸。電極30可采取層的形式，所述層為具有局部接觸的層，或包括指狀物和匯 流條的接觸柵格。合適構(gòu)型的例子包括P-型底部構(gòu)型、n-型底部構(gòu)型、PERC或PERL型構(gòu) 型、雙面BSF型構(gòu)型、具有本征薄層（HIT)的異質(zhì)結(jié)構(gòu)型等。PV電池20不限于任何具體類 型的電極30或電極構(gòu)型。這些實(shí)施例的一些以及其他實(shí)施例在下文詳細(xì)描述。
[0043] 在下?lián)诫s區(qū)28為p-型的實(shí)施例中，電極30通常包含周期表III族元素的至少一 者，如鋁（Al)。A1可用作p-型摻雜劑。例如，可將鋁漿施加于底部基板22,然后焙燒形成 電極30,同時(shí)還形成下p+-型摻雜區(qū)28。鋁漿可通過各種方法，例如通過絲網(wǎng)印刷工藝施 力口。其他合適的方法在下文有所描述。
[0044] 如圖2和3中清楚示出，涂層32設(shè)置在上摻雜區(qū)26上。涂層32用于增加PV電 池20的太陽光吸收，如通過降低PV電池20的反射率，以及通常通過表面和本體鈍化增加 晶片壽命。涂層32具有與上摻雜區(qū)26相對(duì)的外表面34。涂層32在本領(lǐng)域中也可稱為介 電鈍化層或抗反射涂層（ARC)。
[0045] 涂層32可由各種材料形成。在某些實(shí)施例中，涂層32包含SiOx、ZnS、MgFx、SiNx、 31〇隊(duì)、410!￡、1102、透明導(dǎo)電氧化物〇'0))或它們的組合。合適的丁0)例子包括摻雜金屬氧 化物，例如摻錫氧化銦（IT0)、摻鋁氧化鋅（AZ0)、摻銦氧化鎘、摻氟氧化錫（FT0)或它們的 組合。在某些實(shí)施例中，涂層32包含SiNx。由于其優(yōu)異的表面鈍化性質(zhì)，SiNx的利用是有 用的。氮化硅也用于防止PV電池20表面的載流子復(fù)合。
[0046] 涂層32可由兩個(gè)或更多個(gè)子層（未示出）形成，使得涂層32也可稱為層疊件。此 類子層可包括底部ARC(B-ARC)層和/或頂部ARC(T-ARC)層。此類子層也可稱為介電層， 并且由相同或不同的材料形成。例如，可存在兩個(gè)或更多個(gè)SiNx子層；SiNx子層和A10x子 層;等等。
[0047] 涂層32可通過各種方法形成。例如，涂層32可使用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積 (PECVD)工藝形成。在其中涂層32包含SiNx的實(shí)施例中，硅烷、氨和/或其他前體可用于 PECVD爐，以形成涂層32。涂層32可以具有各種厚度，例如從約10至約150、約50至約90 或約70,通常用nm作厚度單位。足夠的厚度可通過涂層材料和底部基板22的折射率確定。PV電池20不限于任何具體類型的涂覆工藝。
[0048] 多個(gè)指狀物36彼此間隔開，并且設(shè)置在涂層32中。每個(gè)指狀物36具有與底部基 板22的上摻雜區(qū)26電接觸的下部38。實(shí)際電接觸的下部38可以相當(dāng)小，例如指狀物36 尖端/末端。每個(gè)指狀物36還具有與下部38相對(duì)的上部40,所述上部通過涂層32的外表 面34向外延伸。指狀物36通常設(shè)置成柵格圖案，如圖1和4中清楚地示出。通常，指狀物 36設(shè)置成使得指狀物36相對(duì)較窄，同時(shí)足夠厚以使電阻損失最小化。指狀物36的取向和 數(shù)量可變化。
[0049] 如圖5中所示，在某些實(shí)施例中，指狀物36向下延伸進(jìn)入底部基板22。此類構(gòu)型 在本領(lǐng)域中可稱為"埋柵電池"?？赏ㄟ^激光在底部基板22中形成溝槽，使得PV電池20在 本領(lǐng)域中可稱為激光刻槽埋柵（LGBG)PV電池20。通常，此類PV電池20包括圍繞溝槽的局 部"選擇性發(fā)射極"層42,例如n++發(fā)射極層。除激光之外，其他方法也可用于形成溝槽，例 如鋸切、蝕刻等。
[0050] 指狀物36可以具有各種寬度，例如從約10至約200、約70至約150、約90至約 120或約100,通常用iim作寬度單位。指狀物36可以各種距離彼此間隔開，例如從約1至 約5、約2至約4或約2. 5,通常用_作間隔單位。指狀物36可以具有各種厚度，例如從約 5至約50、約5至約25或約10至約20,通常用iim作厚度單位。
[0051] 每個(gè)指狀物36包含第一金屬，其大量存在于每個(gè)指狀物36中。第一金屬可包括 各種類型的金屬。在某些實(shí)施例中，第一金屬包括銀（Ag)。在其他實(shí)施例中，第一金屬包括 銅（Cu)。所謂"大量"，通常意指第一金屬是指狀物36的主要組分，使得其存在量大于也可 存在于指狀物36中的任何其他組分。在某些實(shí)施例中，此類大量的第一金屬如Ag各自基 于指狀物36的總重量計(jì)，通常大于約35、大于約45或大于約50重量％ (wt% )。
[0052] 指狀物36可通過各種方法形成。合適的方法包括濺射；氣相沉積；條狀或塊狀涂 層；噴墨印刷、絲網(wǎng)印刷、凹版印刷、凸版印刷、熱敏印刷、分配或轉(zhuǎn)印；壓印；電鍍；無電鍍； 或它們的組合。一種通常稱為蝕刻/焙燒工藝的方法類型在下文有所描述并且在圖6中示 出。合適的形成指狀物36的組合物在下文進(jìn)一步描述。
[0053] 在某些實(shí)施例中，指狀物36通過電鍍工藝（而不是蝕刻/焙燒工藝）形成。在這 些實(shí)施例中，指狀物36通常包括電鍍或?qū)盈B式結(jié)構(gòu)（未示出）。例如，指狀物36可包括如 下層中的兩者或多者：鎳（Ni)、Ag、Cu和/或錫（Sn)。層可為各種順序，前提條件是Cu層 (如果存在）不直接物理接觸底部基板22的上摻雜區(qū)26。通常，包含Ag或除Cu之外的金 屬如Ni的種子層接觸上摻雜區(qū)26。在某些實(shí)施例中，種子層包含硅化鎳。然后，后續(xù)層設(shè) 置在種子層上，形成指狀物36。當(dāng)指狀物36包括Cu時(shí)，鈍化層例如Sn或Ag設(shè)置在Cu層 上，以防止氧化。在某些實(shí)施例中，指狀物36的下部38包含Ni，指狀物36的上部40包含 Sn，并且Cu設(shè)置于Ni和Sn之間。這樣，Ni、Sn以及周圍涂層32保護(hù)Cu不被氧化。此類 層可通過各種方法形成，例如氣溶膠印刷和焙燒；電化學(xué)沉積；等。一個(gè)方法在下文有所描 述并且在圖7中示出。PV電池20不限于形成指狀物36的任何具體類型的工藝。
[0054] 匯流條44與底部基板22的上摻雜區(qū)26間隔開。如圖1和4中所示，PV電池20通 常具有兩個(gè)匯流條44。在某些實(shí)施例中，PV電池20可具有多于兩個(gè)匯流條44 (未示出）， 例如三個(gè)匯流條44、四個(gè)匯流條44、六個(gè)匯流條44等。每個(gè)匯流條44與指狀物36的上部 40電接觸。匯流條44用于收集來自指狀物36的電流，所述指狀物已收集來自上摻雜區(qū)26 的電流。如圖4中清楚地示出，每個(gè)匯流條44設(shè)置于涂層32的外表面34上并且圍繞每個(gè) 指狀物36,以提供與指狀物36的上部40的緊密物理接觸和電接觸。通常，匯流條44橫跨 指狀物36。換句話講，匯流條44可相對(duì)于指狀物36成各種角度，包括垂直。實(shí)際物理接觸 /電接觸的上部40可以很小，例如僅指狀物36的尖端/末端。此類接觸將匯流條44置于 承載直接來自指狀物36的電流的位置。指狀物36本身與底部基板22的上摻雜區(qū)26緊密 物理接觸和電接觸。
[0055]匯流條44可具有各種寬度，例如從約0. 5至約10、約1至約5或約2,通常用mm作 寬度單位。匯流條44可以具有各種厚度，例如從約0. 1至約500、約10至約250、約30至 約100或約30至約50,通常用作厚度單位。匯流條44可以各種距離間隔開。通常，匯 流條44的間隔將指狀物36的長(zhǎng)度分為大約相等的區(qū)，如圖1中所示。
[0056]匯流條44包含第二金屬，其大量存在于匯流條44中。"第二"用于區(qū)分匯流條44 的金屬與指狀物36的"第一"金屬，并且不意指數(shù)量或順序。第二金屬可包括各種類型的 金屬。在某些實(shí)施例中，匯流條44的第二金屬與指狀物36的第一金屬相同。例如，第一和 第二金屬均可以是Cu。在其他實(shí)施例中，匯流條44的第二金屬不同于指狀物36的第一金 屬。在這些實(shí)施例中，第一金屬通常包含Ag，并且第二金屬通常包含Cu。在其他實(shí)施例中， 第二金屬包含Ag。所謂"大量"，通常意指第二金屬是匯流條44的主要組分，使得其存在量 大于任何其他可能也存在于匯流條44中的組分。在某些實(shí)施例中，此類大量的第二金屬如 Cu各自基于匯流條44的總重量計(jì)，通常大于約25、大于約30、大于約35或大于約40wt%。
[0057] 匯流條44通常還包含第三金屬。第三金屬不同于指狀物36的第一金屬。第三金 屬也不同于匯流條44的第二金屬。通常，金屬是不同的元素，而非僅僅相同金屬的不同氧 化狀態(tài)。"第三"用于區(qū)分匯流條44的金屬與指狀物36的"第一"金屬，并且不意指數(shù)量或 順序。第三金屬在低于第一金屬和第二金屬熔融溫度的溫度下熔融。通常，第三金屬具有 不超過約300、不超過約275或不超過約250°C的熔融溫度。此類溫度用于在低溫下形成匯 流條44,如下文進(jìn)一步描述。
[0058] 在某些實(shí)施例中，第三金屬包括焊料。焊料可包含各種金屬或其合金。這些金屬 中的一種通常為錫、鉛、鉍、鎘、鋅、鎵、銦、碲、汞、鉈、銻、銀、硒和/或兩種或更多種這些金 屬的合金。在某些實(shí)施例中，焊料包含Sn合金，例如低共熔合金如Sn63/Pb37。在某些實(shí)施 例中，焊料粉包含兩種不同的合金，例如Sn合金和Ag合金，或者超過兩種不同的合金。第 三金屬可以各種含量，通常以小于第二金屬的量存在于匯流條44中。除第二和第三金屬之 夕卜，匯流條44通常包含至少一種聚合物，如下面進(jìn)一步描述。
[0059] 如圖4中清楚地示出，底部基板22的上摻雜區(qū)26不與匯流條44(直接）物理接 觸。具體地講，涂層32用作匯流條44和上摻雜區(qū)26之間的"屏障"。不受任何具體理論 的束縛或限制，據(jù)信出于至少兩個(gè)原因，匯流條44和上摻雜區(qū)26的物理分離是有益的。第 一，此類分離防止第二金屬如Cu擴(kuò)散進(jìn)入上摻雜區(qū)26。據(jù)信防止此類擴(kuò)散防止了上摻雜 區(qū)26如p-n結(jié)（J)被匯流條44的第二金屬分流。第二，據(jù)信此類物理分離減少了金屬和 硅界面處的少量載流子復(fù)合。據(jù)信通過減少金屬/硅界面的面積，通常減少了由于復(fù)合導(dǎo) 致的損失，而且開路電壓（V。。）和短路電流密度（Js。）通常也增加。由于涂層32設(shè)置于多個(gè) 匯流條44和上摻雜區(qū)26之間，該面積減少，指狀物36是僅有的與底部基板22的上摻雜區(qū) 26接觸的金屬組分。PV電池20的另外實(shí)施例將馬上在下文描述。
[0060] 圖10的PV電池20類似于圖1的，但包括不連續(xù)指狀物36。匯流條44設(shè)置于在 指狀物36之間限定的間隙47上。該間隙47可具有各種寬度，前提條件是匯流條44與指 狀物36電接觸。指狀物36可包含大量的一種金屬如Ag，而匯流條44則包含另一種金屬如 Cu。由于具有間隙47,可減少制造成本（例如通過減少所用的Ag的總量），和/或可對(duì)粘 附產(chǎn)生正面影響。
[0061] 圖11的PV電池20類似于圖10的，但還包括設(shè)置于指狀物36a上的補(bǔ)充指狀物 36b。補(bǔ)充指狀物36b可包含與匯流條44相同的材料如Cu，或不同的材料。補(bǔ)充指狀物36b 和匯流條44可以是分離的（如一個(gè)位于另一個(gè)之上）或一體的。通過使用補(bǔ)充指狀物36b， 可減小指狀物36a(如Ag指狀物）的尺寸，從而可減少制造成本和/或提高粘附。
[0062] 圖12的PV電池20包括指狀物36、匯流條44a以及設(shè)置于指狀物36和匯流條44a 上的補(bǔ)充匯流條墊44b。指狀物36和匯流條44a可以是分離的或一體的。指狀物36和匯 流條44a可包含相同的多數(shù)金屬如Ag，或彼此不同。匯流條墊44b可包含Cu或另一種金 屬，如在由本發(fā)明組合物形成時(shí)。通過利用匯流條墊44b，可減小匯流條44a(如Ag匯流條） 的尺寸。
[0063] 圖13的PV電池20類似于圖10和12的，但包括一對(duì)匯流條44a和設(shè)置于匯流條 44a上的補(bǔ)充匯流條44b。指狀物36和匯流條44a可以是分離的或一體的。指狀物36和 匯流條44a可包含相同的多數(shù)金屬如Ag，或彼此不同。補(bǔ)充匯流條44b可包含Cu或另一種 金屬。通過利用補(bǔ)充匯流條44b，可減小匯流條44a的尺寸。
[0064] 圖14和15的PV電池20類似于圖10的，但包括具有代替間隙47的墊的指狀物 36。帶墊指狀物36可幫助改善與匯流條44的電接觸、粘附，同時(shí)減少所用的Ag的量并且 降低制造成本。圖15的指狀物36具有中空墊，即內(nèi)部間隙47,其可減少制造成本，并且對(duì) 粘附產(chǎn)生正面影響。匯流條44的一部分可設(shè)置于中空帶墊指狀物36的間隙47中。
[0065] 圖16的PV電池20類似于圖10的，但包括不連續(xù)指狀物36a，其上設(shè)置有補(bǔ)充指 狀物36b。不連續(xù)指狀物36a可為各種形狀，例如矩形、正方形、點(diǎn)或它們的組合?？蓪?duì)此類 指狀物36a進(jìn)行電鍍、印刷或以另一種方式形成。多個(gè)間隙47由不連續(xù)指狀物36a限定。 補(bǔ)充指狀物36b和匯流條44可以是分離的或一體的。通過利用不連續(xù)指狀物36a和補(bǔ)充 指狀物36b，可降低制造成本。不連續(xù)指狀物36a通常接觸發(fā)射極26,而補(bǔ)充指狀物36b和 匯流條44承載電流。
[0066] 本發(fā)明還提供形成PV電池20的方法。該方法包括將組合物施加于指狀物36的 上部40以形成層44"的步驟。如本文所用，引號(hào)（"）通常表示相應(yīng)組分的不同狀態(tài)，例如 在固化前，在燒結(jié)前等。組合物可通過各種方法施加，如上所述。在某些實(shí)施例中，組合物 印刷于指狀物36的上部40的至少一部分上，以形成層44"?？衫酶鞣N類型的沉積方法， 例如通過絲網(wǎng)或模版或其他方法印刷，例如氣溶膠、噴墨、凹版或膠版印刷。在某些實(shí)施例 中，組合物直接絲網(wǎng)印刷在涂層32的部分和指狀物36的上部40上。
[0067]如圖6和7中所示，底部基板22的上摻雜區(qū)26不與層44"（直接）物理接觸。該 組合物可施加于涂層32并且圍繞每個(gè)指狀物36,以使得指狀物36的上部40與層44"直接 物理接觸和電接觸。
[0068] 如上所述，用于形成層44"（最終為匯流條44)的組合物包含大量存在于組合物中 的第二金屬。此類含量如上所述。通常，第二金屬是Cu。組合物還包含第三金屬。通常，第 三金屬是焊料，如Sn63Pb37。組合物通常不含能夠蝕刻到覆蓋層中的組分，如燒結(jié)玻璃，使 得覆蓋片不被組合物蝕刻。
[0069] 各種類型的銅漿可用作組合物以形成層44"。在某些實(shí)施例中，組合物包含作為 第二金屬的銅粉，以及作為第三金屬的焊料粉。焊料粉在低于銅粉熔融溫度的溫度下熔 融。組合物還包含聚合物，或可聚合產(chǎn)生聚合物的單體。聚合物通常是熱固性樹脂，例如 環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、硅樹脂、聚氨酯或它們的組合。組合物還可包含聚合物的交聯(lián)劑和 /或促進(jìn)聚合物交聯(lián)的催化劑。交聯(lián)劑可選自羧化聚合物、二聚脂肪酸和三聚脂肪酸。組 合物也可包括調(diào)節(jié)流變性的溶劑。也可包括其他添加劑，例如二羧酸和/或單羧酸、增粘 齊U、消泡劑、填料等。用作組合物的合適銅漿及其組分的另外例子在授予Craig的美國(guó)專利 No. 7, 022, 266和授予Craig等人的美國(guó)專利No. 6, 971，163中有所公開，兩個(gè)專利在它們不 與本發(fā)明的一般范圍沖突的范圍內(nèi)全文均以引用方式并入本文。
[0070] 該方法還包括將層44"加熱至不超過約300°C的溫度以形成匯流條44的步驟。加 熱在圖6和7中以垂直波浪線表示。層44"通常加熱至從約150至約300、約175至約275、 約200至約250或約225°C的溫度。在某些實(shí)施例中，層44"在約250°C或更低溫度下加熱， 以形成匯流條44。此類溫度通常燒結(jié)層44"中的第三金屬（如焊料），但不燒結(jié)層44"中 的第二金屬（如Cu)，以形成匯流條44。此類加熱在本領(lǐng)域中也可稱為回流或燒結(jié)。
[0071] 參見圖8,據(jù)信焊料48"粒子燒結(jié)，并且在層44"的加熱期間涂覆Cu46粒子，以形 成匯流條44。同時(shí)在此期間，聚合物45"可喪失揮發(fā)性，并且交聯(lián)成最終固化狀態(tài)45。此 類涂覆使得涂覆Cu46的焊料能夠承載PV電池20的電流，并且也可防止Cu46的氧化。由 于溫度較低，Cu46基于其具有約1000°C的熔融溫度，通常在加熱期間不燒結(jié)。該加熱步驟 的低溫通常允許使用溫敏底部基板22,如非晶硅。
[0072] 層44"可加熱不同量的時(shí)間，以形成匯流條44。通常，層44"僅加熱匯流條44形 成所需的時(shí)間段。此類時(shí)間可通過常規(guī)實(shí)驗(yàn)確定。惰性氣體如氮?dú)猓∟2)覆蓋層可用于防 止涂覆焊料48"之前Cu46的過早氧化。不必要地對(duì)匯流條44長(zhǎng)時(shí)間過度加熱可損壞PV 電池20的上摻雜區(qū)26或其他組件，包括匯流條44。
[0073] 參見圖6,在一個(gè)實(shí)施例中，在形成匯流條44之前，該方法包括將涂層組合物施加 于底部基板22的上摻雜區(qū)26以形成涂層32的步驟。涂層組合物可包含各種組分，例如 適于形成上述涂層32的那些。涂層組合物可通過各種方法施加，如上所述。例如，可使用 PECVD工藝。在其中涂層32包含SiNx的實(shí)施例中，硅烷、氨和/或其他前體可用于PECVD 爐，以形成涂層32。
[0074] 該方法還包括將金屬組合物以對(duì)應(yīng)于要形成的指狀物36的指狀物圖案施加于涂 層32的部分的步驟。如圖6中所示，每個(gè)指狀物圖案36"具有與涂層32接觸的其下部38" 以及施加后與涂層32間隔開的其上部40"。金屬組合物可通過各種方法施加，如上所述。 在某些實(shí)施例中，金屬組合物印刷于涂層32的部分上，以形成指狀物圖案36"?？墒褂酶鞣N 類型的印刷方法，例如絲網(wǎng)、模版、氣溶膠、噴墨、凹版或膠版印刷。在某些實(shí)施例中，金屬組 合物直接絲網(wǎng)印刷于涂層32上，以形成指狀物圖案36"。在其他實(shí)施例中，金屬組合物電化 學(xué)沉積于涂層32的部分上，以形成指狀物圖案36"。其他合適的方法在上文有所描述。
[0075] 金屬組合物包含大量存在于金屬組合物中的第一金屬。此類含量如上所述。通常， 第一金屬是Ag。金屬組合物通常包括蝕刻到涂層32中的一種或多種組分。此類組分通常 包括燒結(jié)的含鉛玻璃。除含鉛玻璃之外或替代含鉛玻璃，也可使用其他組分，例如無鉛或低 鉛玻璃。
[0076] 各種類型的燒結(jié)銀漿可用作金屬組合物。此類漿料通常包括有機(jī)載體。在高 溫加工或"焙燒"下，有機(jī)載體被燒掉并從本體組合物中移除。Ag粒子分散于整個(gè)載體 中?？砂ㄈ軇┮哉{(diào)節(jié)漿料的流變性。燒結(jié)漿料包括玻璃料，其通常包含Pb0、B203和 Si02。該方法不限于任何具體的燒結(jié)銀漿，前提條件是該漿料可通過覆蓋片在高溫下蝕 亥IJ，如下所述。合適的燒結(jié)銀漿的例子可從俄亥俄州梅菲爾德高地福祿公司（Ferroof MayfieldHeights, 0H)和賓夕法尼亞州西康舍霍肯賀利氏材料技術(shù)有限責(zé)任公司（Heraeus MaterialsTechnology,LLCofWestConshohocken,PA)商購(gòu)獲得。
[0077] 該方法還包括加熱指狀物圖案36"以形成指狀物36的步驟。指狀物圖案36"通 常加熱至從約250至約1000、從約500至約900或約720°C的溫度。此類溫度通常以指狀 物圖案36"燒結(jié)第一金屬，以形成指狀物36。該加熱步驟通常在相對(duì)于用于形成匯流條44 的加熱步驟更高的溫度下進(jìn)行。此外，玻璃料允許指狀物圖案36"通過涂層32在冷卻、相 分離時(shí)蝕刻。這允許指狀物36直接電接觸底部基板22的上摻雜區(qū)26。此類加熱在本領(lǐng)域 中也可稱為焙燒。
[0078] 指狀物圖案36"可加熱不同量的時(shí)間以通過涂層32蝕刻。通常，指狀物圖案36" 僅加熱指狀物36均勻接觸上摻雜區(qū)26所需的時(shí)間段。此類時(shí)間可通過常規(guī)實(shí)驗(yàn)確定。不 必要地對(duì)指狀物36長(zhǎng)時(shí)間過度加熱可損壞PV電池20的上摻雜區(qū)26或其他組件。在加熱 指狀物圖案36"使得它們可通過涂層32蝕刻后，該方法還包括將組合物施加于指狀物36 的上部40的至少一部分以形成層44"的步驟，如上所述。
[0079] 參見圖7，在其他實(shí)施例中，指狀物44以與上述實(shí)施例所述不同的方式形成。涂層 32可以如上所述形成。在形成涂層32后，在其中形成孔52?？?2可通過各種方法形成， 例如激光燒蝕、化學(xué)蝕刻、物理蝕刻等。此類蝕刻不同于上述指狀物36"蝕刻"。然后指狀 物36在孔52中形成。這些指狀物36通常為上述電鍍指狀物36。指狀物36可通過將各種 金屬沉積于孔52中而形成。可使用各種工藝，并且不同的工藝可用于指狀物36的每個(gè)層。 電化學(xué)鍍層工藝可用于形成孔52中的層。通常，此類工藝不需要上述單獨(dú)的加熱/焙燒步 驟。在形成指狀物36后，該方法還包括將組合物施加于指狀物36的上部40的至少一部分 以形成層44"的步驟，如上所述。
[0080] 匯流條44是可直接焊接的，其可用于將多個(gè)PV電池20連接在一起，例如將互聯(lián) 帶或互連件附接到PV電池20的匯流條44。換句話講，通常不存在需要在直接焊接于其上 之前從匯流條44移除的頂涂層、保護(hù)層或最外層。這減少了制造時(shí)間、復(fù)雜性和成本。例 如，連接片50可直接焊接至匯流條44,無需采取附加步驟。在某些實(shí)施例中，除此之外可添 加助熔步驟。通常，如果焊料可在加工后在表面上潤(rùn)濕，則表面是可直接焊接的。例如，如 果可將線直接焊接至基板（在商業(yè)上合理的時(shí)間范圍內(nèi)并且通常使用施加的助焊劑），可 使用鍍錫焊鐵將焊料層置于匯流條上，或僅加熱基板并查看潤(rùn)濕電極表面的焊料，則材料 將為可直接焊接的。在非可焊接系統(tǒng)的情況下，即使在施加助焊劑和大規(guī)模加熱后，焊料也 不潤(rùn)濕表面，并且無焊點(diǎn)可形成。通過使用匯流條44和連接片，可有效收集來自指狀物36 的電流。如上所述，PV電池20可用于各種應(yīng)用。
[0081] 參見圖9，連接片50設(shè)置于匯流條44上。在某些實(shí)施例中，連接片50可直接焊接 至PV電池20的匯流條44。在其他實(shí)施例中，另外的焊料（未示出）可用于匯流條44和連 接片50之間。助焊裝置可用于幫助焊接，例如助焊筆或助焊床。連接片50本身也可包括 助焊劑，例如Sn或Sn合金和助焊劑。連接片50可由各種材料形成，例如Cu、Sn等。此類 連接片50可用于連接一系列PV電池20。例如，PV電池模塊（未示出）可包括多個(gè)PV電 池20。連接片50,如互聯(lián)帶通常與PV電池20的匯流條44物理接觸，以便串聯(lián)電連接PV 電池20。連接片50在本領(lǐng)域中也可稱為互連件。PV模塊也可包括其他組件，例如接合層、 基板、覆板和/或提供強(qiáng)度和穩(wěn)定性的另外材料。在多個(gè)應(yīng)用中，對(duì)PV電池20進(jìn)行封裝以 提供額外的保護(hù)，使其免受環(huán)境因素（例如風(fēng)雨）的侵害。
[0082] 各種類型PV電池20的另外實(shí)施例利用本發(fā)明的組合物形成一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)/組 件，例如導(dǎo)體、電極和/或由本發(fā)明組合物形成的匯流條，這些實(shí)施例在與本專利申請(qǐng)同時(shí) 提交、共同待審的PCT專利申請(qǐng)No._(代理人案卷號(hào)DC11370PSP1 ;071038. 01091)中 有所描述，其全部公開內(nèi)容在其不與本發(fā)明的一般范圍沖突的范圍內(nèi)以引用方式并入。
[0083] 在上述實(shí)施例和本文所述的其他實(shí)施例中，本發(fā)明組合物通常包含：金屬粉；焊 料粉，其具有比金屬粉的熔融溫度低的熔融溫度；聚合物；羧化聚合物，其不同于用于金屬 粉助焊和聚合物交聯(lián)的聚合物；二羧酸，其用于金屬粉助焊；以及單羧酸，其用于金屬粉助 焊。該組合物任選地還可包含添加劑，例如溶劑和/或增粘劑。
[0084] 金屬粉可包含銅，并且焊料粉可具有不超過約300°C的熔融溫度。焊料粉可包含 錫-鉍（SnBi)合金、錫-銀（SnAg)合金或它們的組合中的至少一種。在具體實(shí)施例中，焊 料粉包含如下錫（Sn)合金中的至少一種，并且不超過0.5重量％ (wt%):汞、鎘和/或鉻； 和/或鉛。
[0085] 在各種實(shí)施例中，金屬和焊料粉共同以從約50至約95wt%的量存在；金屬粉以從 約35至約85wt%的量存在；和/或焊料粉以從約25至約75wt%的任何量存在；各自基于 組合物的總重量計(jì)。
[0086] 聚合物可包含環(huán)氧樹脂，并且羧化聚合物可包含丙烯酸聚合物，例如苯乙烯-丙 烯酸共聚物。在各種實(shí)施例中，聚合物和羧化聚合物共同以從約2. 5至約10wt%的量存在； 聚合物以從約〇. 5至約5wt%的量存在；和/或羧化聚合物以從約1至約7. 5wt%的量存 在；各自基于組合物的總重量計(jì)。在某些實(shí)施例中，聚合物和羧化聚合物的重量比為從約 1:1至約1:3 (聚合物：羧化聚合物）。
[0087] 二羧酸可以是十二烷二酸（DDDA)，并且單羧酸可以是新癸酸。在各種實(shí)施例中，二 羧酸以從約〇. 05至約lwt%的量存在；和/或單羧酸以從約0. 25至約1. 25wt%的量存在； 各自基于組合物的總重量計(jì)。這些組合物的另外方面可參考共同待審的專利申請(qǐng)理解。
[0088] 以下說明PV電池20和本發(fā)明方法的實(shí)例是旨在說明而非限制本發(fā)明。每個(gè)用于 形成組合物的組分的量和類型在下表1至3中示出，除非另外指明，否則所有值基于各自組 合物的總重量計(jì),單位為wt%。
[0089]表 1
[0090]

【權(quán)利要求】
1. 一種光伏電池，其包括： 底部基板，其包含硅并且包括上摻雜區(qū)； 涂層，其設(shè)置于所述底部基板的所述上摻雜區(qū)上并且具有外表面； 多個(gè)彼此間隔開并且設(shè)置于所述涂層中的指狀物，并且每個(gè)所述指狀物具有與所述底 部基板的所述上摻雜區(qū)電接觸的下部，和與所述下部相對(duì)的上部，所述上部通過所述涂層 的所述外表面向外延伸，其中每個(gè)所述指狀物包含大量存在于每個(gè)所述指狀物中的第一金 屬；以及 匯流條，其與所述底部基板的所述上摻雜區(qū)間隔開，使得所述底部基板的所述上摻雜 區(qū)不與所述匯流條物理接觸，其中所述匯流條與所述指狀物的所述上部電接觸，并且包含 大量存在于所述匯流條中的第二金屬； 其中所述匯流條還包含不同于所述指狀物的所述第一金屬和所述匯流條的所述第二 金屬的第三金屬，其中所述第三金屬具有不超過約300°c的熔融溫度；并且 其中所述底部基板的所述上摻雜區(qū)通過所述指狀物與所述匯流條電連通。
2. -種光伏電池，其包括： 底部基板，其包含硅并且包括上摻雜區(qū)； 涂層，其設(shè)置于所述底部基板的所述上摻雜區(qū)上并且具有外表面； 多個(gè)彼此間隔開并且設(shè)置于所述涂層中的指狀物，并且每個(gè)所述指狀物具有與所述底 部基板的所述上摻雜區(qū)電接觸的下部，和與所述下部相對(duì)的上部，所述上部通過所述涂層 的所述外表面向外延伸，其中每個(gè)所述指狀物包含大量存在于每個(gè)所述指狀物中的第一金 屬；并且 匯流條，其與所述底部基板的所述上摻雜區(qū)間隔開，使得所述底部基板的所述上摻雜 區(qū)不與所述匯流條物理接觸，其中所述匯流條與所述指狀物的所述上部電接觸，并且包含 大量存在于所述匯流條中的第二金屬； 其中所述匯流條在不超過約300°C的溫度下由包含所述第二金屬的組合物形成，并且 使所述匯流條能夠在所述溫度下形成；并且 其中所述底部基板的所述上摻雜區(qū)通過所述指狀物與所述匯流條電連通。
3. -種光伏電池，其包括： 底部基板，其包含硅并且包括上摻雜區(qū)； 涂層，其設(shè)置于所述底部基板的所述上摻雜區(qū)上并且具有外表面； 多個(gè)設(shè)置于所述涂層中的指狀物，并且每個(gè)所述指狀物具有與所述底部基板的所述上 摻雜區(qū)電接觸的下部，和與所述下部相對(duì)的上部，所述上部通過所述涂層的所述外表面向 外延伸，其中每個(gè)所述指狀物包含大量存在于每個(gè)所述指狀物中的第一金屬；并且 匯流條，其與所述底部基板的所述上摻雜區(qū)間隔開，使得所述底部基板的所述上摻雜 區(qū)不與所述匯流條物理接觸，其中所述匯流條與所述指狀物的所述上部電接觸，并且包含 大量存在于所述匯流條中的第二金屬； 其中所述指狀物的所述第一金屬不同于所述匯流條的所述第二金屬。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光伏電池，其中所述底部基板還包括與所述上摻 雜區(qū)相對(duì)的下?lián)诫s區(qū)。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光伏電池，其中所述匯流條設(shè)置于所述涂層的所 述外表面上并且圍繞每個(gè)所述指狀物，以與所述指狀物的所述上部物理接觸和電接觸，其 中所述涂層設(shè)置于所述匯流條和所述底部基板的所述上摻雜區(qū)之間。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光伏電池，其中所述底部基板的所述上摻雜區(qū)是 η-型摻雜區(qū)或P-型摻雜區(qū)。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光伏電池，其中所述涂層包含SiOx、ZnS、MgFx、 SiNx、SiCNx、A10x、Ti02、透明導(dǎo)電氧化物（TCO)或它們的組合。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光伏電池，其中所述指狀物的所述第一金屬包括 銀或銅，所述匯流條的所述第二金屬包括銅或銀，并且所述匯流條的所述第三金屬包括焊 料。
9. 一種光伏電池，其包括： 底部基板，其包含硅并且包括： 選自η-型摻雜區(qū)或P-型摻雜區(qū)的上摻雜區(qū)，以及 與所述上摻雜區(qū)相對(duì)的下?lián)诫s區(qū)； 設(shè)置于所述底部基板的所述上摻雜區(qū)上并且具有外表面的涂層，其中所述涂層包含 Si0x、ZnS、MgFx、SiNx、SiCNx、A10 x、Ti02、透明導(dǎo)電氧化物（TCO)或它們的組合； 多個(gè)彼此間隔開并且設(shè)置于所述涂層中的指狀物，并且每個(gè)所述指狀物具有與所述 底部基板的所述上摻雜區(qū)電接觸的下部，和與所述下部相對(duì)的上部，所述上部通過所述涂 層的所述外表面向外延伸，其中每個(gè)所述指狀物包含大量存在于每個(gè)所述指狀物中的銀或 銅；以及 匯流條，其與所述底部基板的所述上摻雜區(qū)間隔開，使得所述上摻雜區(qū)不與所述匯流 條物理接觸，其中所述匯流條與所述指狀物的所述上部電接觸，并且包含大量存在于所述 匯流條中的銅以及焊料。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光伏電池，其中所述指狀物的所述第一金屬是 銀，并且所述匯流條的所述第二金屬是銅。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光伏電池，其中所述焊料包含錫合金。
12. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光伏電池，其中所述匯流條由組合物形成，所述 組合物包含： 作為所述第二金屬的銅粉， 作為所述第三金屬的焊料粉，其在低于所述銅粉的溫度下熔融，以及 聚合物。
13. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光伏電池，其中所述匯流條可直接焊接。
14. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光伏電池，還包括多個(gè)補(bǔ)充指狀物，所述補(bǔ)充指 狀物設(shè)置于所述多個(gè)指狀物上并且與所述多個(gè)指狀物電接觸，其中每個(gè)所述補(bǔ)充指狀物包 含大量存在于每個(gè)所述補(bǔ)充指狀物中的銀或銅，并且其中所述補(bǔ)充指狀物不同于所述多個(gè) 指狀物。
15. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光伏電池，還包括補(bǔ)充匯流條，所述補(bǔ)充匯流條 設(shè)置于所述匯流條上并且與所述匯流條電接觸，并且其中所述補(bǔ)充匯流條不同于所述匯流 條。
16. -種光伏電池模塊，其包括多個(gè)根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光伏電池，并且 還包括至少一個(gè)與所述光伏電池的所述匯流條物理接觸的互聯(lián)帶，使得所述光伏電池通過 所述互聯(lián)帶彼此電連通。
17. -種形成光伏電池的方法，所述光伏電池包括包含硅并且包括上摻雜區(qū)的底部基 板，設(shè)置于所述上摻雜區(qū)上的涂層，彼此間隔開并且設(shè)置于所述涂層中并且與所述底部基 板的所述上摻雜區(qū)電接觸并且包含大量存在于每個(gè)指狀物中的第一金屬的多個(gè)指狀物，以 及與所述上摻雜區(qū)間隔開并且與所述指狀物電接觸的匯流條，所述方法包括如下步驟： 將組合物施加于所述指狀物的所述上部的至少一部分以形成層，使得所述底部基板的 所述上摻雜區(qū)不與所述層物理接觸，所述組合物包含大量存在于所述組合物中的第二金屬 以及第三金屬；以及 加熱所述層至不超過約300°C的溫度，以形成所述匯流條； 其中所述匯流條的所述第三金屬不同于所述指狀物的所述第一金屬和所述組合物的 所述第二金屬；并且 其中所述底部基板的所述上摻雜區(qū)通過所述指狀物與所述匯流條電連通。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述指狀物的所述第一金屬包括銀或銅，所述 組合物的所述第二金屬包括銅或銀，并且所述組合物的所述第三金屬包括焊料。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的方法，其中施加所述組合物還定義為將所述組合物印 刷于所述指狀物的所述上部，以限定所述匯流條。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17至19中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述組合物包含： 作為所述第二金屬的銅粉， 作為所述第三金屬的焊料粉，其在低于所述銅粉熔融溫度的溫度下熔融，以及 聚合物。
【文檔編號(hào)】H01B1/22GK104321883SQ201280069627
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月13日
【發(fā)明者】蓋伊·達(dá)米恩·瑟奇·博卡恩, 約爾格·霍爾澤爾, 尼古拉斯·E·鮑威爾, 盧瓦克·圖斯, 唐納德·阿德里安·伍德, 阿德里安娜·佩特科娃·贊姆博娃 申請(qǐng)人:道康寧公司, 校際微電子中心