用于光伏太陽能電池和模塊中的單片集成旁路開關(guān)的系統(tǒng)和方法相關(guān)申請的交叉引用本申請要求2012年10月16日提交的臨時專利申請61/714,723的權(quán)益，所述臨時專利申請?zhí)卮艘砸玫姆绞秸w并入。發(fā)明領(lǐng)域本公開總體涉及太陽能光伏(PV)電池和模塊領(lǐng)域，并且更具體來說涉及嵌入在模塊疊層中以用于分布式集成陰影管理、從而增強光伏(PV)太陽能電池和模塊中的功率和能量采集的單片集成旁路開關(guān)(MIBS)。背景晶體硅光伏(PV)模塊目前(自2012年起)所占比例高于整個全球PV年需求市場和累計全球裝機PV容量的近似85％。晶體硅PV的制造工藝是基于對晶體硅太陽能電池的使用，以由直拉(CZ)硅錠或鑄造硅磚制成的單晶硅或多晶硅晶片開始。基于非晶體硅的薄膜PV模塊(例如像CdTe、CIGS、有機和無定形硅PV模塊)可為低成本制造工藝提供可能性，但是相較于主流晶體硅PV模塊(對于商業(yè)晶體硅模塊而言，提供近似14％一直到約20％的典型范圍內(nèi)、并且大多數(shù)情況下約14％到17％的范圍內(nèi)的模塊效率)，通常為商業(yè)薄膜PV模塊提供低得多的轉(zhuǎn)換效率(STC模塊效率在個位數(shù)一直到約14％的范圍內(nèi))，并且相較于得到確認的晶體硅太陽能PV模塊，提供未證實的現(xiàn)場可靠性的長期跟蹤記錄。相較于各種其它PV技術(shù)，前沿晶體硅PV模塊提供較高的總體能量轉(zhuǎn)換性能、長期現(xiàn)場可靠性、無毒性和壽命周期可持續(xù)性。此外，最近的進展和進步已經(jīng)使晶體硅PV模塊的總制造成本處于或低于近似$0.65至$0.80/Wp。擊穿單晶硅技術(shù)—如基于使用可再用晶體硅模板、薄(例如，晶體硅吸收體厚度為近似10μm一直到約100μm，并且通?！?0μm)外延硅、使用底板附件/疊層的薄硅支撐件和多孔硅剝離技術(shù)所制造的高效薄膜單晶硅太陽能電池—在大規(guī)模生產(chǎn)時提供高效率(在標準試驗條件或STC下太陽能電池和/或模塊效率為至少20％)和遠遠低于$0.50/Wp的PV模塊制造成本的前景。圖1A是示出典型的太陽能電池如晶體硅太陽能電池或化合物半導體如GaAs太陽能電池的等效電路的示意圖。太陽能電池可以被表示為電流源，所述電流源產(chǎn)生顯示為IL或還被稱為短路電流Isc(在太陽能電池基極和發(fā)射極端子電氣短路時流動的電流)的光生或光誘導的電流，所述電流源與二極管并聯(lián)、還與寄生分流電阻并聯(lián)并且與寄生串聯(lián)電阻串聯(lián)。由電流源產(chǎn)生的電流取決于太陽能電池上的太陽光照射功率強度的水平。不合需要的暗電流ID由太陽能電池中的復合損失產(chǎn)生。太陽能電池的端子斷開或未連接到任何負載時，跨太陽能電池兩端的電壓被稱為Voc或開路電壓?，F(xiàn)實的太陽能電池等效電路還包括有窮串聯(lián)電阻Rs和有窮分流電阻RSH，如圖1A和圖1B的電路示意圖中所示。在理想的太陽能電池中，串聯(lián)電阻RS為零(即，無串聯(lián)電阻歐姆功率損耗)并且分流電阻RSH是無窮的(無分流電阻功率耗散損耗)。然而，在實際和現(xiàn)實的太陽能電池中，有窮(非零)串聯(lián)電阻歸因于以下事實：太陽能電池在其半導體吸收層和金屬化結(jié)構(gòu)中具有寄生串聯(lián)電阻部件(即，太陽能電池不是完美的導電體)。在太陽能電池操作期間，此類寄生電阻部件、包括半導體層電阻和金屬化電阻造成一些歐姆損耗和功率耗散(并且因此，占空因數(shù)降級)。有窮(非無窮)分流電阻由從一個端子到另一個端子的電流的不合需要泄漏引起，所述不合需要泄漏歸因于不利影響如基于區(qū)域的和邊緣誘導的(包括但不限于不完全邊緣隔離)分流缺陷以及太陽能電池中的其它非理想因素。此外，理想太陽能電池將具有為零的串聯(lián)電阻和具有無窮電阻值的分流電阻。圖2A同樣是示出太陽能電池的等效電路模型的示意圖，其示出電流源、光生電流和暗電流(但未示出寄生串聯(lián)電阻部件和分流電阻部件)，并且圖2B是示出太陽能電池如晶體硅太陽能電池在電池上有和沒有太陽光照射的情況下的典型電流電壓(IV)特性的對應定性電流電壓(IV)曲線圖。IL和ID分別是太陽能電池的所需有效光生電流和不合需要的暗電流。用于光伏(PV)模塊中的太陽能電池基本上是光電二極管—它們通過半導體吸收體中的光生載流子(通常為電子和空穴)直接將到達它們的光接收表面處的太陽光轉(zhuǎn)換成電功率。在具有多個太陽能電池的模塊中，任何被遮蔽電池不能與層壓在同一PV模塊內(nèi)的未被遮蔽電池產(chǎn)生相同量的電功率(或電流)。因為層壓在典型PV模塊中的所有電池通常串聯(lián)連接成串，所以功率的差異還導致通過電池的光生電流的差異(被遮蔽電池對比未被遮蔽電池)。如果嘗試驅(qū)動串聯(lián)連接的未被遮蔽電池的較高電流通過同樣與所述未被遮蔽電池串聯(lián)連接的被遮蔽(或部分被遮蔽)電池，那么被遮蔽電池(或部分被遮蔽電池)的電壓實際上變?yōu)樨撝?即，被遮蔽電池有效地變成反向偏壓)。在此反向偏壓條件下，被遮蔽電池消耗或耗散大量功率而不是產(chǎn)生功率。由被遮蔽或部分被遮蔽電池消耗和耗散的功率將導致電池變熱，從而在模塊內(nèi)被遮蔽電池所定位的地方產(chǎn)生局部熱點，并且最終可能導致永久性電池和模塊故障，因此在現(xiàn)場產(chǎn)生主要的可靠性故障問題(除非實施保護性措施)。標準(即，通常為包括60個太陽能電池的PV模塊)晶體硅PV模塊通常在PV模塊內(nèi)被連線成三個20-電池(或在72-電池模塊的情況下為24個電池或在96-電池模塊的情況下為32個電池)串聯(lián)連接串，其中具有20個電池的每一串由放置在內(nèi)部接線盒中的外部旁路二極管(通常為pn結(jié)二極管或肖特基二極管)保護。具有20個電池的這些串在接線盒內(nèi)彼此電氣串聯(lián)連接以形成最終的PV模塊組件電氣互連并且提供模塊的輸出電引線，從而通常構(gòu)成串聯(lián)連接的太陽能電池。只要PV模塊在其表面上接收相對均勻的太陽光輻射并且無電池被遮蔽，那么模塊內(nèi)的電池將產(chǎn)生基本上等量的功率(和電流)，其中對于大多數(shù)晶體硅PV模塊，電池最大功率電壓或Vmp大約近似～0.5V到0.6V。因此，對于使用晶體硅電池的包括三個20-電池串聯(lián)連接子串的60-電池PV模塊，跨具有串聯(lián)連接的20個電池的每一串兩端的最大功率電壓或Vmp將近似約為10V到12V。在均勻的模塊照射條件下，每個外部旁路二極管跨其端子兩端將具有約-10V到-12V的反向偏壓(例如，當模塊在其最大功率點或MPP下操作時)，并且旁路二極管保持處于反向偏置截止狀態(tài)(因此，位于接線盒中的反向偏置外部旁路二極管將不會對模塊功率輸出造成影響)。在20-電池串中的一個太陽能電池被部分或完全遮蔽的情況下，所述太陽能電池與未被遮蔽電池相比產(chǎn)生較少的電功率(和更小的電流)。因為串中的電池通常電氣串聯(lián)連接，所以被遮蔽電池實際上變?yōu)榉聪蚱珘翰⑶议_始耗散電功率，并且因此將會在反向偏壓被遮蔽電池的位置處造成局部熱點而不是產(chǎn)生功率。除非采取適當?shù)念A防措施，否則被遮蔽電池的功率耗散和所產(chǎn)生的局部變熱可能由于潛在的災難性故障(如反向偏壓被遮蔽電池的故障、電池到電池電氣互連的故障和/或模塊層壓材料如模塊密封劑和/或底片的故障)而造成較差的電池和模塊可靠性，并且由于裝機PV系統(tǒng)中的過度變熱或熱點而造成潛在的火災危險。晶體硅模塊常常使用外部旁路二極管，以便消除以上提及的由太陽能電池的部分或完全遮蔽引起的熱點效應，并且防止歸因于電池反向偏壓變熱所產(chǎn)生的潛在的電池和模塊可靠性故障和安全危險。如果到達PV模塊中的PV電池表面處的太陽光不夠均勻(例如，由于一個或多個太陽能電池的完全或甚至部分遮蔽)，那么由被遮蔽電池的反向偏壓引起的此類熱點現(xiàn)象可能永久地損壞受影響的PV電池并且甚至引起火災危險。旁路二極管(整流器)常常被放置在PV模塊內(nèi)的太陽能電池子串兩端，在具有三個20-電池子串的標準60-電池晶體硅太陽能模塊中，通常每具有20個太陽能電池的子串有一個外部旁路二極管(所述配置在具有三個24-電池子串的72-電池晶體硅太陽能模塊中可以為每具有24個太陽能電池的子串有一個外部旁路二極管；許多其它配置有可能用于具有任何數(shù)目的太陽能電池的模塊)?？绱?lián)連接的電池串兩端具有外部旁路二極管的這種連接配置防止了模塊中的反向偏壓熱點并且允許PV模塊在其整個壽命期間在各種實際生活遮蔽或部分遮蔽或污染條件下非?？煽康夭僮?。在不存在電池遮蔽的情況下，串中的每個電池用作與子串中的其它電池具有相對匹配的電流值的電流源，其中子串中的外部旁路二極管與模塊中的子串的總電壓反向偏置(例如，在晶體硅PV模塊中，串聯(lián)的20個電池跨旁路二極管兩端產(chǎn)生近似約10V到12V反向偏壓)。在子串中的電池被遮蔽的情況下，被遮蔽電池被反向偏壓，從而使用于包括被遮蔽電池的子串的旁路二極管導通，進而允許來自未被遮蔽子串中的良好太陽能電池的電流流過與具有被遮蔽電池的子串相關(guān)聯(lián)的外部旁路二極管。雖然外部旁路二極管(標準主流60-電池晶體硅PV模塊接線盒中通常包括三個外部旁路二極管)在電池被遮蔽的情況下保護PV模塊和電池，但是旁路二極管實際上還可因遮蔽損失而造成裝機PV系統(tǒng)的功率采集和能量產(chǎn)量的顯著損失。圖3A和圖3B是代表性60-電池晶體硅太陽能模塊的圖，太陽能模塊具有串聯(lián)連接的三個20-電池子串2(每個子串中具有串聯(lián)連接的20個電池)和在模塊中的任何電池被遮蔽或過度部分被遮蔽期間(圖3A示出單電池遮蔽，被遮蔽電池6，并且圖3B示出多電池部分遮蔽情況，部分被遮蔽行8)保護電池的三個外部旁路二極管4。作為實例，圖3A示出在底部行中具有1個被遮蔽電池的60-電池模塊(一個20-電池子串受甚至單電池遮蔽影響)，并且圖3B示出在底部行中具有6個部分被遮蔽電池的60-電池模塊(三個20-電池子串都受遮蔽影響)。如果子串中的一個或多個電池被遮蔽(或部分被遮蔽到顯著遮蔽程度)(如圖3A中所示)，那么用于具有被遮蔽電池的子串的外部旁路二極管被啟動并且對整個子串分流，由此既通過防止熱點保護了被遮蔽電池又使有效模塊功率輸出降低了約1/3(如果三個子串中的僅一個受太陽能電池遮蔽影響)。如果每子串有至少一個電池被遮蔽(如圖3B中所示)，那么所有三個旁路二極管都被啟動并且對整個模塊分流，由此防止了在三個20-電池子串中的每一個中存在至少一個被遮蔽或部分被遮蔽電池時從模塊提取任何功率。作為實例，典型的現(xiàn)有技術(shù)外部PV模塊接線盒可容納60-電池晶體硅太陽能模塊中的三個外部旁路二極管。外部接線盒和相關(guān)的外部旁路二極管構(gòu)成整個PV模塊材料清單(BOM)成本的一部分，并且可占PV模塊BOM成本的約10％(或約5％至15％)(即，以不包括太陽能電池成本的PV模塊BOM成本的百分比計)。此外，外部接線盒還可能是裝機PV系統(tǒng)中的現(xiàn)場可靠性故障和火災危險的來源。雖然大多數(shù)當前晶體硅PV模塊主要使用外部接線盒，其中外部旁路二極管放置在接線盒中，但是已存在具有前接觸電池的PV模塊的一些實例，其在模塊層壓工藝期間將三個旁路二極管直接放置并層壓在PV模塊組件內(nèi)，但與前接觸太陽能電池分開(然而，每前接觸電池的20-電池子串仍然使用一個旁路二極管)。此實例仍然具有外部旁路二極管的局限性，即，即使當單個電池被遮蔽時，旁路二極管也對在子串內(nèi)具有被遮蔽電池的整個電池子串分流，由此降低了裝機PV系統(tǒng)的功率采集和能量產(chǎn)量能力。最小化串聯(lián)模塊串中的模塊被遮蔽的可靠性故障影響的一種已知現(xiàn)有技術(shù)方法在于跨串聯(lián)連接的模塊兩端使用旁路二極管，如圖4A和圖4B連同圖5中所描繪的示例性電路示意性示出。此配置實際上與在每個模塊接線盒內(nèi)具有外部旁路二極管的模塊相同。圖4A示出串聯(lián)連接太陽能PV模塊串的未被遮蔽電流通路，并且圖4B示出同一串聯(lián)連接太陽能PV模塊串，其中一個模塊被遮蔽并且跨被遮蔽模塊兩端的相關(guān)聯(lián)的旁路二極管對所述模塊分流并且為串聯(lián)串提供替代旁路電流通路。圖5是具有多個串聯(lián)連接的太陽能電池的示意性電路模型圖，其中外部旁路二極管用于模塊子串或串(每個太陽能電池以其等效電路圖示出，包括電流源、整流二極管以及寄生串聯(lián)電阻元件和并聯(lián)電阻元件)。如果串聯(lián)連接串中無電池被遮蔽，那么旁路二極管保持處于反向偏置狀態(tài)并且太陽能電池串正常操作，從而完全致力于太陽能模塊發(fā)電。如果任何電池部分或完全被遮蔽，那么被遮蔽電池(因此串聯(lián)連接串中的所有太陽能電池)被反向偏壓并且外部旁路二極管因此正向偏置，因此消除了熱點、可靠性故障和/或?qū)Ρ徽诒坞姵氐膿p壞的可能性。換句話說，當PV模塊的至少一部分被遮蔽時，其旁路二極管被正向偏置并且傳導電流，從而防止模塊串聯(lián)串中出現(xiàn)性能衰退和可靠性問題。旁路二極管將整個被遮蔽模塊(或具有至少一個被遮蔽電池的子串)的電壓保持到較小的負電壓(例如，-0.5V到0.7V)，從而限制模塊串陣列輸出的總功率降低。圖6是示出典型晶體太陽能電池在具有和不具有旁路二極管情況下的電流-電壓(I-V)特性的曲線圖(實例以pn結(jié)旁路二極管示出；對于肖特基二極管，實際電壓降將會更小)。旁路二極管將施加到被遮蔽太陽能電池兩端的最大反向偏壓限制到不超過旁路二極管的導通正向偏壓(例如，對于肖特基和pn結(jié)旁路二極管，分別位于約0.3V-0.5V之間以及約0.6V-0.7V之間)。圖7是示出與圖4和圖5的晶體硅PV模塊類似的晶體硅PV模塊代表性實例的圖，其中在60-電池模塊內(nèi)每20-電池子串具有一個被遮蔽(或部分被遮蔽)電池(如被遮蔽電池10，共有三個電池被遮蔽，如此代表性實例中所示)，其中因為所有三個20-電池子串均由其外部旁路二極管分流以保護被遮蔽電池，三個20-電池子串中的三個被遮蔽電池導致消除了由整個太陽能PV模塊提供的電功率。使用每20-電池子串一個外部旁路二極管的布置，三個20-電池子串中具有三個被遮蔽電池的結(jié)果在于：從PV模塊提取的電功率基本上降為零，即使僅3/60的模塊(或60個電池中的3個)受遮蔽影響。此外，這種類型的具有外部旁路二極管的現(xiàn)有技術(shù)PV模塊布置可導致現(xiàn)場、尤其是在最易受模塊遮蔽和/或受污染條件影響的設(shè)施中的裝機PV系統(tǒng)的顯著能量產(chǎn)量降低和功率采集損少。在具有多個模塊串的晶體硅PV系統(tǒng)設(shè)施中，模塊遮蔽影響和其對功率采集和能量產(chǎn)量的不利影響可能比以上所示的具有單個模塊串聯(lián)串的實例大得多。在具有串聯(lián)連接模塊串的多個并聯(lián)串的太陽能PV系統(tǒng)中，并聯(lián)串必須與彼此產(chǎn)生近似相同的電壓(即，并聯(lián)串的電壓必須密切匹配，否則將存在顯著的功率損耗)。因此，使所有并聯(lián)連接的模塊串在近似相同的電壓下操作的電氣約束不允許被遮蔽串在沒有顯著的裝機PV陣列功率損耗的情況下非常靈活地啟動其旁路二極管。因此，在基本上所有情況下，PV模塊上影響即使一個串內(nèi)的一個電池的遮蔽或甚至部分遮蔽也可能實際上切斷由整個串產(chǎn)生的功率。作為代表性實例，考慮一個未被遮蔽PV模塊串和被遮蔽的一個PV模塊串(如上文前一實例中所描述)。最大功率點跟蹤(MPPT)能力將允許從第一PV模塊串產(chǎn)生滿功率并且從第二PV模塊串產(chǎn)生滿功率的70％。以此方式，兩個串達到相同電壓(對于具有串聯(lián)連接模塊的并聯(lián)連接串，來自并聯(lián)串的電流在相同模塊串電壓下是可加的)。因此，在這個實例中并使用具有集中式MPPT的集中式DC到AC逆變器，由PV模塊陣列產(chǎn)生的功率在沒有任何模塊遮蔽的情況下將為最大可能功率的85％。這表示PV系統(tǒng)有15％的功率損耗。圖8和圖9是示出已知PV系統(tǒng)設(shè)施的兩個實例的圖。圖8示出現(xiàn)有技術(shù)PV模塊(例如，每個具有50W輸出)的3x6陣列的實例，其中旁路二極管被連接以產(chǎn)生600VDC、900WPV輸出。圖9示出具有外部模塊旁路二極管的3個PV模塊和阻塞二極管連同充電電池的串聯(lián)連接。在常規(guī)晶體太陽能PV模塊中，串聯(lián)和并聯(lián)連接的模塊串通常可使用外部旁路(并且在電池充電電路的情況下還可使用阻塞二極管)。然而，類似于前述實例，由于早前概述的問題或性能約束，這些代表性現(xiàn)有技術(shù)PV模塊設(shè)施遭受裝機PV系統(tǒng)的電功率采集限制和降低的能量產(chǎn)量。現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)方式的另一個代表性實例是與主要用于聚光PV(或CPV)應用的前接觸(太陽能電池正面上的發(fā)射極接觸指狀物和母線)鍺襯底上化合物半導體(III-V)多結(jié)太陽能電池一起使用的單片化合物半導體旁路二極管。圖10是示出此現(xiàn)有技術(shù)單片旁路二極管的實例的圖，其中使用起始鍺襯底上的化合物多結(jié)太陽能電池層(以便為多結(jié)太陽能電池層的生長提供相對緊密的晶格匹配)制造前接觸多結(jié)化合物半導體CPV太陽能電池。此現(xiàn)有技術(shù)實例示出在還用于制造用于CPV應用的前接觸化合物半導體多結(jié)太陽能電池的同一起始鍺(Ge)晶片上用作所謂的旁路二極管。在這個實例中，肖特基旁路二極管和化合物半導體(在此現(xiàn)有技術(shù)情況下為砷化鎵及其三元III-V合金)多結(jié)太陽能電池均位于太陽能電池的同一面(頂面)上(其中電接觸位于太陽能電池光明面和與光明面相反的背面兩者上)，并且具有不同的材料層堆疊(即，用于肖特基二極管的沉積和處理的材料堆疊與用于多結(jié)太陽能電池的沉積和處理的材料堆疊完全相同)，從而使太陽能電池制造工藝更加復雜(由于用于肖特基二極管裝置的增加的制造工藝步驟和額外材料層)且昂貴(因此，此類實施方案僅針對其中CPV電池相當昂貴、遠比晶體硅太陽能電池以及其它非CPV太陽能電池昂貴的CPV應用來演示)。此現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)方式的另一個限制和潛在制造產(chǎn)量和復雜性問題在于：多結(jié)太陽能電池和肖特基二極管的材料堆疊厚度或高度是不同的。這表示實現(xiàn)單片金屬化接觸和使太陽能電池和肖特基二極管互連的進一步挑戰(zhàn)和增加的工藝復雜性。由于此現(xiàn)有技術(shù)單片肖特基旁路二極管與昂貴多結(jié)太陽能電池位于同一昂貴鍺襯底上，所以由于增加的工藝步驟而實質(zhì)上進一步增加了整體工藝復雜性并且增加了此現(xiàn)有技術(shù)多結(jié)太陽能電池實施方案的制造成本，同時由于將肖特基旁路二極管與電池的有效光明面集成在同一面上(以及旁路二極管與相對小的有效CPV多結(jié)電池面積的相對面積比相當大的事實)，導致有效太陽能電池和太陽能模塊(和裝機CPV系統(tǒng))效率損少或損失。與前發(fā)射極接觸化合物半導體多結(jié)太陽能電池一起在鍺襯底上制成的此單片旁路肖特基二極管實質(zhì)上在太陽能電池和旁路二極管中需要不同的材料層堆疊，因此，實質(zhì)上使整個單片太陽能電池和肖特基二極管工藝復雜化，增加太陽能電池制造工藝步驟的數(shù)目并且提高其總制造成本。雖然在CPV太陽能電池中，由于所使用的相當高的集中度，制造太陽能電池的此類由于增加的工藝步驟而顯著增加的工藝復雜性以及成本增加是可接受的，但是在非高度集中的CPV太陽能電池如在晶體硅太陽能電池中不是經(jīng)濟可行的或?qū)嵱玫?。圖11是示出已知的單片旁路二極管與多結(jié)化合物半導體CPV電池的實例的圖。圖10中所示的現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)的單片肖特基旁路二極管的所有約束和限制(包括工藝復雜性和成本)還適用于圖11中所示的單片旁路二極管。此現(xiàn)有技術(shù)實例示出與化合物半導體多結(jié)(具有用于多層結(jié)構(gòu)的三元GaAs合金的組合)太陽能電池在同一鍺(Ge)襯底上用作單片旁路二極管的pn結(jié)二極管(替代肖特基二極管)。在這個實例中，pn結(jié)旁路二極管和化合物半導體多結(jié)太陽能電池兩者均位于太陽能電池的同一面(頂面)上，并且具有不同的材料堆疊(因此，工藝和材料層相對于彼此并不協(xié)調(diào))，從而使太陽能電池制造工藝更加復雜且昂貴(因此，此類實施方案僅針對其中CPV多結(jié)太陽能電池遠比非CPV單結(jié)太陽能電池昂貴的CPV應用來演示)。在這個現(xiàn)有技術(shù)實例中，由于pn結(jié)旁路二極管與太陽能電池單片集成在同一昂貴鍺襯底上(用于相對晶格匹配的III-V二元和三元化合物半導體層的隨后生長)，進一步增加了整體制造工藝復雜性和成本，同時由于將旁路二極管與電池的有效光明面集成在同一面上，并且由于CPV太陽能電池和相關(guān)聯(lián)的pn結(jié)二極管中所使用的材料堆疊結(jié)構(gòu)不同，導致有效太陽能電池和太陽能模塊(和裝機PV系統(tǒng))效率損少。此外，這種將旁路pn結(jié)二極管單片集成在前接觸化合物半導體多結(jié)CPV太陽能電池上在太陽能電池和旁路二極管中需要不同的材料層堆疊，因此實質(zhì)上使整個單片太陽能電池結(jié)構(gòu)及其制造工藝復雜化，增加太陽能電池制造工藝步驟的數(shù)目并且提高其制造成本。雖然制造太陽能電池的此類顯著增加的工藝復雜性和成本增加在用于CPV系統(tǒng)的昂貴且復雜的CPV太陽能電池中是可接受的，但是在非CPV(非高度集中的PV)太陽能電池如在更廣泛使用的晶體硅太陽能電池和模塊中不是經(jīng)濟上可行的。一般來說，雖然對于高度集中的CPV應用而言，如圖所示的現(xiàn)有技術(shù)的在昂貴鍺襯底上將旁路二極管(肖特基二極管或pn結(jié)二極管)單片集成在昂貴多結(jié)前接觸太陽能電池上是所述特定應用可接受的(盡管完全不是低成本解決方案)，而不管材料堆疊和工藝步驟之間的額外工藝步驟和協(xié)調(diào)不足、額外制造成本以及增加的與太陽能電池單片集成的制造工藝復雜性，但是針對昂貴起始襯底上的昂貴化合物半導體多結(jié)太陽能電池(具有昂貴MOCVD生長多結(jié)化合物半導體材料堆疊)所演示的現(xiàn)有技術(shù)方法對于主流平板(非集中的或低度至中度集中的)低成本太陽能PV電池和模塊而言太過復雜、昂貴且不可接受。另外，如前所述，因為旁路二極管的單片集成的現(xiàn)有技術(shù)方法消耗了相當大的面積部分(除此之外由昂貴太陽能電池使用)，所以減小了太陽光吸收的有效面積并且因此由于太陽光吸收面積的損失而降低了有效電池效率。在單片旁路二極管與昂貴化合物半導體多結(jié)太陽能電池位于昂貴鍺襯底上的現(xiàn)有技術(shù)演示中，太陽能電池和旁路二極管的金屬化和接觸位于裝置和襯底的兩面、包括襯底的光明面和背面上，從而使太陽能電池和旁路二極管的整體單片互連更復雜且昂貴。發(fā)明概述因此，已出現(xiàn)了對以下高效太陽能電池的需要，所述高效太陽能電池包括但不限于：高效晶體硅太陽能電池、以及任何晶體半導體(使用硅和/或其它半導體材料，如基于砷化鎵的材料)太陽能電池如包括底板的太陽能電池和/或高效背接觸太陽能電池，所述高效太陽能電池具有與每個太陽能電池單片集成的旁路開關(guān)，所述旁路開關(guān)基于大致上協(xié)調(diào)的制造工藝流程提供裝機PV系統(tǒng)的分布式陰影管理、增加的能量和功率采集以及能量產(chǎn)量提高、以及太陽能電池和PV模塊保護，并且由于電池層級旁路開關(guān)的這種單片集成而不會增加太陽能電池制造工藝復雜性和成本。根據(jù)所公開主題，提供具有至少一個單片集成的電池上電子旁路開關(guān)(MIBS)的背接觸太陽能電池，所述背接觸太陽能電池大致上消除或減少了與先前發(fā)展的太陽能光伏電池和模塊相關(guān)聯(lián)的缺點和能量產(chǎn)量采集限制，以及已知的單片和非單片旁路二極管實現(xiàn)方式的限制和缺點。根據(jù)所公開主題的一方面，提供背接觸太陽能電池，所述背接觸太陽能電池具有單片集成的電池上功率電子器件，更確切地每太陽能電池有至少一個單片旁路開關(guān)，如肖特基二極管(包括但不限于超級勢壘肖特基二極管)或pn結(jié)二極管或基于晶體管的開關(guān)。背接觸太陽能電池由半導體吸收襯底(例如，由外延生長形成或來自直拉晶片或來自鑄造多晶晶片的晶體硅吸收體)以及底板構(gòu)成，所述半導體吸收襯底具有光捕獲正面和與光捕獲正面相反的背面。在雙面太陽能電池的情況下，背面也可充當?shù)诙獠东@表面。第一指叉型金屬化圖案(稱為M1的第一金屬化層)定位在半導體襯底的背面上，并且薄底板片材或材料層(例如由電絕緣剛性或柔性材料制成)被附接(例如層壓)到并支撐半導體襯底的背面。用于圖案化M1的形成方法包括但不限于：合適的金屬堆疊(例如，包括Al、NiV)的物理氣相沉積(PVD)和圖案化(激光燒蝕或掩膜濕法或干法蝕刻圖案化)或通過合適的金屬膏(如合適的鋁或鋁硅合金膏)的直接印刷(如絲網(wǎng)印刷或漏版印刷或噴墨印刷)。第二指叉型金屬化圖案(稱為M2的第二太陽能電池金屬化層)設(shè)置在底板上(并且通過除預先指定的通孔之外的底板與M1電隔離并分開，導電通孔插塞通過預先指定的通孔互連M1和M2層)，并且通過穿過底板的導電通孔的圖案化陣列在指明位置處電互連到第一指叉型金屬化圖案(因此產(chǎn)生圖案化兩層金屬化結(jié)構(gòu))。至少一個單片集成的電池上電子部件如電子旁路開關(guān)(例如，肖特基二極管或旁路二極管或晶體管開關(guān))與制造太陽能電池同時并且使用用于制造太陽能電池的基本上相同的工藝步驟被單片制造在用于制造太陽能電池的同一半導體襯底內(nèi)，并且作為具有所需極性的并聯(lián)旁路開關(guān)(例如，包括但不限于整流肖特基二極管或pn結(jié)二極管)使用圖案化太陽能電池金屬化結(jié)構(gòu)(M1和/或M2)來電互連到太陽能電池端子(例如，太陽能電池基極和發(fā)射極端子)。根據(jù)本文所提供的描述將明白所公開主題的這些和其它方面以及額外的新穎特征。本

技術(shù)實現(xiàn)要素：
的意圖并非為所主張主題的全面描述，而是提供對本主題的某些功能性和實施方案的綜述。本領(lǐng)域技術(shù)人員將在查閱以下圖式和詳述之后明白此處所提供的其它系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點。例如，雖然本發(fā)明的代表性實施方案針對用于使用具有指叉型(或指叉型背接觸：IBC)金屬化結(jié)構(gòu)的薄單晶硅吸收體的背接觸/背結(jié)太陽能電池來呈現(xiàn)和描述，但是應理解的是，本發(fā)明的單片集成旁路開關(guān)實施方案(各種結(jié)構(gòu)和工藝方法)和概念可應用于其它太陽能電池吸收材料和用任何合適的半導體吸收材料制成的其它太陽能電池結(jié)構(gòu)，包括但不限于：具有前結(jié)/背接觸(和非指叉型圖案化互連)的那些(具有包括其它半導體材料如GaAs、GaN等的晶體硅或結(jié)構(gòu))；具有前發(fā)射極接觸和背面基極接觸兩者的太陽能電池(具有包括其它半導體材料如GaAs、GaN等的晶體硅或結(jié)構(gòu))；由單晶硅之外的材料制成的太陽能電池；使用比此處所述的那些厚的半導體吸收層的太陽能電池；金屬化穿孔卷繞(MWT)太陽能電池；PERC和PERL太陽能電池；硅異質(zhì)結(jié)(SHJ)太陽能電池等。這意圖在于包括在本說明書內(nèi)的所有此類額外的系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點都是在任何權(quán)利要求的范圍內(nèi)。附圖簡述結(jié)合附圖(各個尺寸不按比例示出)根據(jù)以下陳述的詳細描述，所公開主題的特征、性質(zhì)和優(yōu)點可變得更明白，在附圖中，相同參考數(shù)字指示相同特征，并且其中：圖1A和圖1B是示出太陽能PV電池的等效電路圖的電路示意圖，包括電流源、具有電池暗電流的整流二極管、寄生有窮串聯(lián)電阻和寄生有窮分流電阻；圖2A是示出理想太陽能電池的簡化等效電路模型的示意圖(未示出寄生串聯(lián)電阻或分流電阻)，并且圖2B是示出太陽能電池在黑暗條件和有太陽光照射條件兩種情況下的電流電壓(IV)特性的對應I-V曲線圖；圖3A和圖3B是典型的60-電池晶體硅太陽能模塊的代表圖，其中實例分別以一個被遮蔽電池(3A)和若干被部分遮蔽電池(3B)示出；圖4A是示出串聯(lián)連接的太陽能模塊串的未被遮蔽電流通路的圖，并且圖4B是示出同一串聯(lián)連接的太陽能模塊串的圖，其中一個模塊被遮蔽并且外部旁路二極管為串聯(lián)連接的模塊串提供替代旁路電流通路；圖5是用于包括多個串聯(lián)連接的太陽能電池的模塊子串的外部旁路二極管的示意圖，其中太陽能電池以其等效電路圖示出；圖6是示出晶體太陽能電池在具有和不具有保護旁路二極管情況下的電流電壓(I-V)特性的曲線圖；圖7是示出代表性現(xiàn)有技術(shù)60-電池晶體硅PV模塊的實例的圖，其中在串聯(lián)連接的太陽能電池的三個不同的20-電池子串上具有三個被遮蔽電池(其中3個外部旁路二極管未示出—每20-電池串聯(lián)連接的子串1個外部旁路二極管)；圖8和圖9是示出代表性現(xiàn)有技術(shù)PV系統(tǒng)設(shè)施的兩個實例的圖，所述PV系統(tǒng)設(shè)施包括以并聯(lián)和串聯(lián)模塊互連方式(圖8示出具有旁路模塊中的外部二極管)以及全部串聯(lián)模塊互連方式(圖9示出具有外部模塊旁路二極管)布置的PV模塊陣列；圖10和圖11是示出通過昂貴化合物半導體生長工藝在昂貴鍺襯底上產(chǎn)生的化合物半導體(基于GaAs的)旁路二極管(肖特基二極管或pn結(jié)二極管)與昂貴多結(jié)化合物半導體集中器PV(CPV)太陽能電池的現(xiàn)有技術(shù)單片集成的圖；基于Ge和GaAs的多結(jié)太陽能電池材料堆疊和制造工藝流程與旁路二極管材料堆疊和制造工藝流程不同并且不協(xié)調(diào)，因此由于添加旁路二極管而造成顯著的額外工藝復雜性和制造成本(在這個演示中，在裝置的正面和背面兩者上形成電池和旁路二極管金屬化)；圖12是突出顯示使用外延硅生長的薄晶體硅、背接觸/背結(jié)晶體硅太陽能電池制造工藝的關(guān)鍵工藝步驟的代表性工藝流程(針對本發(fā)明的一個實施方案，此太陽能電池利用具有兩層金屬化的底板技術(shù))。實施方案可適用于使用此類型的工藝流程以及許多其它電池制造工藝流程的太陽能電池，包括但不限于根據(jù)起始單晶晶片(例如，直拉或CZ)或多晶晶片(來自鑄造晶體磚)或外延生長襯底或其它襯底制造方法制造的太陽能電池；圖13是示出本發(fā)明的分布式單元陰影管理系統(tǒng)實施方案的示意圖，其中每太陽能電池(太陽能電池以其等效電路圖示出)有一個內(nèi)部(嵌入式)單片制造旁路開關(guān)(即，肖特基二極管或pn結(jié)二極管或另一種半導體開關(guān)如晶體管開關(guān))；本發(fā)明的實施方案可每電池使用一個內(nèi)部單片旁路二極管或每多個太陽能電池使用一個內(nèi)部單片旁路二極管或每單個太陽能電池使用多個內(nèi)部單片旁路二極管(這里所描述的實施方案針對每太陽能電池單個單片旁路二極管給出，但是要理解，本發(fā)明的設(shè)計、工藝和概念也可適用于其它以上提及的布置)；圖14是示出單片集成旁路開關(guān)(MIBS)太陽能電池實施方案的光明面視圖的圖，所述實施方案使用全周邊閉環(huán)周緣(周邊)MIBS旁路二極管，其中由溝槽隔離區(qū)域使二極管襯底與主太陽能電池襯底區(qū)域分開且電隔離(此類單片配置可通過底板實現(xiàn))；圖15是示出MIBS太陽能電池實施方案的光明面視圖的圖，其中多個全周邊閉環(huán)MIBS旁路二極管圍繞共享連續(xù)底板的多個太陽能電池小塊或島(實例示出為NxN陣列的小塊或島，其中N是整數(shù)；可使用其它NxM陣列的小塊或島，其中N和M是不同的整數(shù))，從而單片形成太陽能電池—使用溝槽隔離區(qū)域、使用小塊/島和相關(guān)的MIBS旁路二極管之間共享的連續(xù)底板來電隔離所有MIBS區(qū)域和太陽能電池小塊或島；圖16是示出MIBS裝置與背接觸/背結(jié)太陽能電池實施方案(均共享連續(xù)底板的MIBS和相關(guān)聯(lián)的太陽能電池)的頂視圖的示意圖，所述MIBS裝置具有全周邊閉環(huán)(周緣形狀)連續(xù)pn結(jié)二極管，其包括具有相反n型和p型半導體摻雜極性的區(qū)域；圖17是示出與背接觸/背結(jié)太陽能電池實施方案相關(guān)聯(lián)的多個MIBS裝置的頂視圖的圖，所述MIBS裝置具有使用定位在太陽能電池的周邊邊緣周圍和附近的多個pn結(jié)二極管島的替代幾何MIBS二極管圖案，其中多個MIBS島和太陽能電池共享連續(xù)底板；圖18A和圖18B是單片共享連續(xù)底板上的MIBS周邊周緣二極管和太陽能電池在使用針對太陽能電池和MIBS裝置兩者協(xié)調(diào)的工藝流程的太陽能電池(和并發(fā)MIBS)裝置工藝的不同階段的橫截面示意圖；圖19A和圖19B是詳述背接觸背結(jié)太陽能電池的MIBS周緣二極管(圖19A中的pn結(jié)二極管MIBS或圖19B中的肖特基二極管MIBS)太陽能電池實施方案在完成形成具有單片集成陰影管理的MIBS使能的背接觸/背結(jié)太陽能電池的制造工藝之后的橫截面示意圖；圖20A和圖20B(圖20B是圖20A的一部分的展開圖)是示出MIBS(使用肖特基二極管或pn結(jié)二極管)的第一層金屬化圖案(M1)實施方案的頂視圖的示意圖，所述實施方案例如使用相對高導電性的鋁(或另一種合適的金屬或金屬合金)金屬化(例如，通過PVD、隨后進行圖案化、鋁或鋁硅合金或另一種合適的金屬膏的直接絲網(wǎng)印刷形成；或通過另一種合適的M1形成方法形成)；圖21是具有周邊MIBS周緣二極管(使用pn結(jié)或肖特基二極管)的指叉背接觸(IBC)/背結(jié)太陽能電池的背面(選項1)；本圖示出第二層金屬(金屬2或M2指狀物和母線)圖案連同多個導電通孔插塞的示意圖，所述導電通孔插塞在指明區(qū)域處將圖案化M2層互連到圖案化金屬1(M1)層，從而完成太陽能電池以及MIBS周緣電互連(太陽能電池和MIBS周緣二極管尺寸未按比例示出)。M2指狀物圖案可與M1指狀物圖案大體上正交或垂直，并且M2指狀物的數(shù)目實質(zhì)上可小于M1指狀物的數(shù)目，即，M1圖案是細間距圖案并且M2圖案是粗間距圖案；圖22是具有周邊MIBS周緣二極管(使用pn結(jié)或肖特基二極管)的指叉背接觸(IBC)/背結(jié)太陽能電池的背面(選項2)；本圖示出第二層金屬(金屬2或M2)圖案連同導電通孔插塞，所述導電通孔插塞將圖案化M2互連到圖案化金屬1(M1)，從而完成電池以及MIBS周緣電互連(太陽能電池和MIBS周緣二極管尺寸未按比例示出)。M2指狀物圖案可與M1指狀物圖案大體上正交或垂直，并且M2指狀物的數(shù)目實質(zhì)上可小于M1指狀物的數(shù)目，即，M1圖案是細間距圖案并且M2圖案是粗間距圖案；；圖23A到圖23L是示出相對MIBS二極管和太陽能電池幾何布置的各種代表性實施方案的平面(頂面)圖的示意圖(這些實例以全正方形太陽能電池示出；相同的一般設(shè)計可用于使用其它襯底幾何結(jié)構(gòu)如準正方形電池襯底的太陽能電池形狀)。這些示意圖中的尺寸未按實際比例示出。為總太陽能電池加MIBS面積的一部分的MIBS面積被選擇為相對較小(以便使被分配給MIBS的不發(fā)電面積部分最小化)，例如，小于太陽能電池面積的約1％；圖24到圖31是用于制造背接觸/背結(jié)單晶硅太陽能電池和相關(guān)聯(lián)MIBS裝置的若干代表性太陽能電池制造工藝流程實施方案(這些代表性實施方案以用于所得太陽能電池的薄外延生長硅襯底示出；本發(fā)明的MIBS結(jié)構(gòu)和方法可以與其它太陽能電池結(jié)合使用，例如包括但不限于使用由線鋸從直拉或CZ錠制造的起始單晶硅晶片或由線鋸從鑄造多晶硅鑄磚制造的起始多晶硅晶片制成的背接觸太陽能電池)；圖32是示出MIBS背接觸/背結(jié)太陽能電池實施方案的平面(頂面)圖的示意圖，其中MIBS周緣二極管被形成為分段式pn結(jié)二極管；圖33A和圖33B(圖33B是圖33A的一部分的展開圖)是示出利用分段式pn結(jié)二極管結(jié)構(gòu)制成的代表性MIBS周緣二極管的太陽能電池第一層金屬化圖案(金屬1或M1)實施方案的頂部示意圖的示意圖；以及圖34A和圖34B(圖34B是圖34A的一部分的展開圖)是示出使用pn結(jié)二極管MIBS或肖特基二極管MIBS的太陽能電池的僅第一層金屬化(M1層)和MIBS/太陽能電池互連圖案(M1)的平面(頂面)圖的圖。詳述以下描述并非以限制意義進行，而是出于描述本公開的一般原理的目的進行。本公開的范圍應參考權(quán)利要求書來確定。本公開的示例性實施方案在附圖中示出，相同數(shù)字用于指代各個附圖的相同和對應部分。而且雖然參考特定實施方案(如使用單晶硅襯底、單晶硅(如外延硅)太陽能電池吸收層和其它所述的制造材料的背接觸太陽能電池)描述本公開，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可無需過度實驗地將本文所討論的原理應用于基于不同襯底類型和/或太陽能電池結(jié)構(gòu)和/或整體太陽能電池制造方法的其它太陽能電池(包括使用直拉(CZ)單晶硅或鑄造多晶硅起始晶片制成的背接觸太陽能電池(因此，太陽能電池襯底無需外延硅沉積)，其它背接觸太陽能電池(如MWT背接觸太陽能電池)，使用外延硅吸收體或直拉(CZ)硅起始晶片或鑄造多晶硅起始晶片制成的前接觸太陽能電池)、其它制造材料(包括除了晶體硅之外的各種半導體材料(如晶體砷化鎵、氮化鎵、鍺等))、技術(shù)領(lǐng)域和/或?qū)嵤┓桨?。此外，起始半導體層的摻雜物濃度/分布(例如p型或n型)被稱為本底摻雜。因此，雖然針對指叉型背接觸(即，IBC)晶體(單晶或多晶)硅太陽能電池來描述本文的實施方案，但是應理解，所公開的發(fā)明方面可適用于更廣泛范圍的太陽能電池架構(gòu)(例如，金屬穿孔卷繞或MWT背接觸太陽能電池、前接觸太陽能電池、雙面太陽能電池等)和材料(例如，除晶體硅之外，GaAs、Ge等)。如上所述，已知的晶體硅(或其它基于電池的)PV系統(tǒng)中的在存在遮蔽時提供可靠模塊操作的現(xiàn)有技術(shù)太陽能電池保護和太陽能模塊陰影引起的熱點預防解決方案常常是基于利用以下之一或其組合：分開或離散旁路二極管，在PV模塊中最常見地是每一串聯(lián)連接的太陽能電池子串(例如，在60-電池或72-電池PV模塊中，每子串分別有20個或24個電池)有一個外部離散旁路二極管(通常被放置且電連線在光伏模塊接線盒中)(通常每晶體硅PV模塊有三個外部旁路二極管被放置在外部模塊接線盒中，以便為模塊中的所有太陽能電池提供陰影引起的熱點保護)；此外，可使用連接到PV模塊的外部微逆變器(DC到AC)或可替代地DC到DC轉(zhuǎn)換器在模塊層級提供最大功率點跟蹤(MPPT)；和/或在被封裝在模塊內(nèi)的電池之間使用所謂的可編程互連技術(shù)，以便增加基于電池的PV模塊的能量產(chǎn)量。雖然現(xiàn)有技術(shù)旁路二極管用于保護被遮蔽電池、預防熱點并且防止由于熱點和被遮蔽(或被部分遮蔽)的反向偏壓電池造成的模塊故障，但是由于存在模塊遮蔽或污染時的模塊功率提取損失，現(xiàn)有技術(shù)旁路二極管還可在現(xiàn)實現(xiàn)場操作中導致顯著的能量采集降級或能量產(chǎn)量減小(在指定現(xiàn)場操作持續(xù)時間(如以年為基礎(chǔ))內(nèi)，每KWp裝機PV模塊所采集的能量，以kWh為單位)。例如，假定標準60-電池PV模塊設(shè)計，單個被遮蔽電池可造成約1/3(或33.33％)的模塊功率的損失(接線盒中的現(xiàn)有技術(shù)外部旁路二極管將繞過含有被遮蔽電池的整個20-電池子串，以便防止電池的反向偏壓)，而在現(xiàn)場的正常無遮蔽模塊操作條件期間，單個電池通常僅占總模塊功率的約1/60(對于典型的60-電池PV模塊而言)。類似地，在具有三個被遮蔽電池的情況下并且假定60-電池PV模塊中每20-電池子串有一個被遮蔽電池(圖7中示出其實例)，所有三個外部旁路二極管被啟動并且從模塊提取的功率降為零(或模塊功率的100％損失)，而在正常無遮蔽操作條件期間這三個被遮蔽電池僅占模塊功率的3/60(或1/20)。相比之下，本文所公開的本發(fā)明的分布式單片陰影管理解決方案使用單片集成旁路開關(guān)(MIBS)提供具有增加的PV模塊功率采集的智能PV電池和智能PV模塊并且增加能量產(chǎn)量，所述單片集成旁路開關(guān)可以與每個太陽能電池同時制造并且單片集成(因此消除了對具有外部離散旁路二極管的外部接線盒的需要)，而在制造太陽能電池時基本上不會遞增地增加制造成本。本文所公開的MIBS結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)方法還被設(shè)計用于增加整體太陽能電池模塊可靠性并且延長操作壽命以及其它相關(guān)聯(lián)的益處。另外，所公開系統(tǒng)和方法實現(xiàn)智能PV電池和智能PV模塊，它們能夠集成額外的分布式電池層級(單元)功率電子器件，從而提供引人注目的PV系統(tǒng)成本和平準化電力成本(LCOE)降低(支持<$1/W裝機PV系統(tǒng)成本)以及就能量產(chǎn)量而言的性能改進(實現(xiàn)小于約$0.10/kWh并且甚至小于約$0.06/kWh平準化電力成本或LCOE，這取決于PV安裝地點和操作條件的特性)。本發(fā)明的實施方案的重要應用包括用于以下各項的電池和模塊：住宅屋頂、住宅和商業(yè)建筑物中的光伏建筑一體化(BIPV)、商業(yè)屋頂、地面安裝型公共事業(yè)規(guī)模的發(fā)電廠、汽車、便攜式電子設(shè)備、便攜式和可運送發(fā)電應用以及其它專業(yè)應用。如前所述，晶體硅光伏(PV)模塊目前所占比例高于整個全球PV市場的近似85％。這些晶體硅PV模塊的硅晶片材料成本目前構(gòu)成總晶體硅PV模塊制造成本的近似30％到50％。圖12是突出顯示基于外延硅/多孔硅的薄晶體硅背接觸/背結(jié)(也稱為指叉型背接觸或IBC)太陽能電池制造工藝的關(guān)鍵工藝步驟的代表性工藝流程，所述制造工藝顯著減少了硅使用并且消除了若干傳統(tǒng)制造步驟，從而創(chuàng)造低成本、高效率、背結(jié)/背接觸單晶電池。具體來說，此工藝流程使用可再用模板和多孔硅的釋放層上的外延硅沉積來生產(chǎn)具有用于智能電池和智能模塊的層壓底板(所述底板可以是附接到太陽能電池背面，并實現(xiàn)具有電池上M1和底板上M2金屬化的兩層金屬化結(jié)構(gòu)的相對較薄(如厚度為約50微米到200微米)、薄柔性或剛性電絕緣片材)的高效太陽能電池。在本發(fā)明中，智能電池被描述為具有與其相關(guān)聯(lián)的至少一個單片旁路開關(guān)的太陽能電池。本文所述的智能電池包括單片集成旁路開關(guān)(MIBS)，所述MIBS在太陽能電池工藝期間使用協(xié)調(diào)的制造工藝流程同時制造(即，MIBS裝置與太陽能電池同時制造并且使用用于太陽能電池的相同制造工藝步驟來制造，從而基本上不會增加增量制造成本)。雖然此處的代表性工藝流程(如圖13中概述的工藝流程)是基于外延硅和多孔硅剝離工藝以形成太陽能電池半導體吸收層來示出，但是本發(fā)明的實施方案還完全適用于使用底板支撐片材、甚至無需使用多孔硅或外延硅工藝(例如，通過使用用來制造太陽能電池的起始半導體晶片)的任何晶體半導體太陽能電池(包括由單晶直拉-CZ-硅起始晶片或單晶浮區(qū)-FZ-硅起始晶片或鑄造多晶起始晶片或GaAs晶片或由起始線鋸晶片或由具有不同半導體材料的外延生長層形成的另一種半導體材料制成的那些太陽能電池)。底板支撐片材可以是具有匹配半導體襯底的熱膨脹系數(shù)(CTE)的相對良好熱膨脹系數(shù)的薄柔性片材，例如為合適的預浸材料(如使用織造芳族聚酸胺纖維和合適樹脂的組合制成的預浸材料)的50微米到250微米厚的片材。可替代地，在背接觸/背結(jié)(或也稱為IBC)太陽能電池的情況下，底板材料可以由其它合適的柔性(例如，聚合物或塑料)或剛性電絕緣材料制成。底板可以是連續(xù)片材，所述連續(xù)片材被永久地附接或?qū)訅旱桨雽w襯底并且提供若干重要功能，包括：(i)為薄(例如，厚度為幾微米一直到超過100微米)半導體襯底提供支撐；(ii)在使用柔性底板結(jié)合薄(例如，小于100微米)半導體吸收體的情況下允許制造可彎曲/柔性太陽能電池；(iii)允許制造雙層太陽能電池(和MIBS)金屬化結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生顯著的架構(gòu)和性能益處；(iv)允許在半導體層與用作可靠單片支撐層的連續(xù)底板中形成溝槽隔離區(qū)域；并且(v)允許形成不具有母線的電池上金屬涂層(第一層金屬或M1)，因此消除太陽能電池的電陰影損失；以及(vi)允許形成具有相對粗的(因此，容易制造)金屬化間距(與M1相比)并且具有用于PV模塊中的電池到電池互連的最終太陽能電池母線的底板上金屬涂層(第二層金或M2)。圖12中所示的代表性工藝流程以通常由p型(如重摻硼單晶硅晶片)制成的可再用晶體(單晶或多晶)硅模板開始，多孔硅的犧牲層形成到所述硅模板中(例如通過在存在穿過晶片的電流時以HF/IPA或HF/乙酸濕化學法進行表面改性方法來進行電化學蝕刻工藝)。多孔硅層可具有至少兩種不同孔隙率：較高孔隙率埋層(用作隨后的剝離釋放層)和較低孔隙率表層(用作隨后的外延種層)。在形成犧牲多孔硅層之后(其用作高質(zhì)量外延種層以及隨后的分開/剝離(或釋放)層)，形成相對薄的原位摻雜晶體硅層(例如層厚度在幾微米一直到約100微米范圍內(nèi)，或更具體來說在幾微米一直到約70微米的范圍內(nèi))，其也稱為外延硅生長。原位摻雜晶體硅層可例如通過使用化學氣相沉積或CVD工藝的大氣壓外延(也稱為APCVD)在包括合適的硅源氣體如三氯硅烷或TCS和氫(加合適的摻雜源如磷化氫或PH3)的工藝環(huán)境中形成。外延層可以由n型摻雜形成，以便制造較高效太陽能電池(與p型硅相比，n型襯底提供較高少數(shù)載流子壽命并且不會遭受B-O配對缺陷，所述配對缺陷導致使用p型硅襯底制成的太陽能電池中的光致衰退)。在完成大部分太陽能電池工藝步驟(例如，背面摻雜的發(fā)射極和基極區(qū)域、后鈍化結(jié)構(gòu)、后基極和發(fā)射極接觸以及具有細間距指叉型指狀物的圖案化電池上無母線M1金屬化層，所述金屬化層由合適的金屬化材料如鋁或鋁硅合金制成)之后，可將相對便宜的底板層(如具有匹配硅的CTE的相對接近的CTE的50微米到250微米厚的柔性預浸材料層)粘結(jié)或?qū)訅旱奖⊥庋庸鑼右杂糜谟谰秒姵刂魏图庸滩⑶以试S太陽能電池的兩層電池金屬化架構(gòu)。底板材料可由薄(例如，約50微米到250微米)的、柔性的(或如果需要，剛性的)且電絕緣材料片材制成，所述材料片材如通常用于應用如印刷電路板的便宜的柔性預浸材料(具有匹配半導體襯底如芳族聚酰胺纖維的CTE的相對接近的CTE)，所述材料滿足太陽能電池和PV模塊的工藝集成和可靠性要求。除了預浸材料，其它合適的聚合物或塑料材料可用作太陽能電池和MIBS底板材料(柔性或半柔性或剛性的)。隨后沿機械弱化的犧牲多孔硅層將工藝已完成大部分(進行了圖案化M1層工藝并且與連續(xù)底板片材層壓)的背接觸、背結(jié)底板加固的大面積(例如，為至少125mmx125mm或更大的太陽能電池面積、如為至少156mmx156mm全正方形或準正方形格式的尺寸)太陽能電池從可再用模板分開并剝離(例如通過機械釋放-MR-工藝)，而模板可以再使用很多次(例如，至少幾次，并且在一些實例中至少數(shù)十次)，以進一步最小化總太陽能電池和PV模塊制造成本。隨后可首先在從模板釋放之后暴露的太陽能電池光明面上執(zhí)行最后的后期電池工藝(包括完成光明面紋理化、鈍化和抗反射涂層或ARC沉積，然后是完成通孔插塞和第二層金屬化或M2)。光明面工藝可包括：例如，完成正面紋理化(例如，使用堿性或酸性濕化學)和表面鈍化和抗反射涂層(ARC)沉積(例如，使用包含由PECVD或ALD和PECVD形成的SiNxHy或SiOwHz/SiNxHy或Al2O3/SiNxHy的鈍化和ARC層或?qū)佣询B)工藝。可使用利用起始CZ或FZ或多晶硅晶片(代替使用可再用襯底上的多孔硅和外延生長)的工藝來制造上述IBC電池(將不需要圖12左側(cè)所示的前3個塊或步驟，并且替代地使用起始晶體硅晶片進行如圖12中的前三個步驟的右側(cè)所示的太陽能電池制造工藝)。本申請的MIBS實現(xiàn)方法和設(shè)計可整合到所公開的太陽能電池制造工藝流程(以及許多其它晶體硅太陽能電池工藝流程，包括但不限于使用線鋸起始晶片或外延生長的太陽能電池襯底的那些)中，而不會顯著改變或添加制造工藝步驟或手段，并且因此不會顯著增加制造太陽能電池的成本。在一個實施方案中，背結(jié)/背接觸(或IBC)電池設(shè)計結(jié)合底板實現(xiàn)的兩層互連和底板實現(xiàn)的太陽能電池支撐的組合提供在電池層級實現(xiàn)單片集成旁路開關(guān)(MIBS)的使能太陽能電池架構(gòu)，因此消除了結(jié)合模塊接線盒或結(jié)合每個電池使用離散部件(如離散二極管)的需要。除了用作永久性結(jié)構(gòu)支撐/加固并且提供用于高效晶體半導體太陽能電池的底板實現(xiàn)的低成本/高導電性(例如，使用鋁和/或銅和/或它們的合金或其它合適的高導電性金屬化材料)互連之外，這些底板技術(shù)還允許與每個太陽能電池的有效MIBS集成，而不會顯著危急太陽能電池功率(因為MIBS面積是太陽能電池面積的很小部分)并且具有可忽略的或無總太陽能電池制造成本增加。本發(fā)明的實施方案通過消除現(xiàn)有技術(shù)離散旁路二極管的可靠性顧慮和部件成本(還消除了將離散部件焊接或附接到太陽能電池或模塊接線盒的需要)來使得使用MIBS的非常經(jīng)濟且可靠的集成陰影管理解決方案成為可能。所述實施方案還提供類似于太陽能電池自身可靠性的極好可靠性(這歸因于MIBS和太陽能電池的單片集成和它們使用協(xié)調(diào)的制造工藝和材料的事實)。底板材料可以是合適材料(例如柔性材料如預浸片材或聚合物或塑料材料)的薄(例如，約50微米到250微米厚；也可以比這個范圍更薄或更厚)片材，所述材料具有匹配半導體襯底的熱膨脹系數(shù)(CTE)的足夠接近的CTE，以便避免在薄半導體(例如，晶體硅)層上產(chǎn)生過熱引起的CTE失配應力。此外，底板材料應滿足后期電池制造工藝的工藝集成要求，具體地包括太陽能電池正面的濕法蝕刻/紋理化期間的耐化學性和隨后的正面(單層或多層)鈍化和ARC層的PECVD沉積期間的足夠的熱穩(wěn)定性。附接到薄半導體襯底的電絕緣底板材料片材還應滿足隨后的模塊級層壓工藝熱預算和長期現(xiàn)場操作穩(wěn)定性要求。雖然各種合適的聚合物(如塑料、含氟聚合物、預浸材料等)和合適的非聚合物材料(如玻璃、陶瓷等)可用作底板材料(柔性或剛性底板)，但是底板材料選擇取決于許多考慮因素，包括但不限于：成本、太陽能電池工藝集成的容易性、長期可靠性、熱穩(wěn)定性、柔性、韌性等。底板的良好材料選擇是包含纖維和樹脂的合適組合的預浸材料。預浸片材用于許多應用如列印電路板(PCB)的構(gòu)建塊并且可由合適樹脂和熱膨脹系數(shù)或CTE降低的纖維(如芳族聚酰胺纖維)或顆粒的組合制成。底板材料片材可以是便宜的、低CTE(通常CTE<10ppm/℃，或在一些實例中CTE<5ppm/℃，因為半導體材料如晶體硅具有大約3ppm/℃的相對低的CTE值)、薄(通常在約50微米到250微米范圍內(nèi)，并且在一些實例中在約50微米到100微米的更小范圍內(nèi)，以便降低底板片材成本并且加強底板層壓的太陽能電池的柔性)預浸片材，所述預浸片材對濕法蝕刻/紋理化化學品(如堿性或酸性紋理化化學成分)具有相對化學耐受性并且在高達至少約180℃(或甚至一直到高約400℃-450℃)的溫度下為相對熱穩(wěn)定的。在使用模板上的多孔硅上的外延硅沉積制成的晶體硅太陽能電池的情況下，可在通過圖案化M1金屬化層(太陽能電池背面上的第一層金屬)完成太陽能電池制造工藝之后，在電池半導體襯底仍然位于模板上(即，在太陽能電池襯底剝離工藝之前)時使用真空熱層壓機將預浸片材附接到太陽能電池襯底背面?？商娲?，在使用起始CZ單晶或FZ單晶或鑄造多晶晶片(并且不使用模板上的多孔硅上的外延硅沉積)制成的晶體硅太陽能電池的情況下，可在通過圖案化M1金屬化層(太陽能電池背面上的第一層金屬)完成太陽能電池制造工藝之后并且在完成后期工藝步驟(如光明面紋理化、鈍化和ARC以及穿過底板的導電通孔插塞和形成于底板上的第二層金屬化層或M2)之前，將預浸片材附接到太陽能電池晶片背面。在施加熱量(例如，溫度高達約200℃到300℃)和壓力(例如，壓力高達幾大氣壓到約20大氣壓)的組合后，薄預浸片材被永久地層壓或附接到工藝已部分完成的背接觸太陽能電池的背面。在使用模板上的多孔硅上的外延硅沉積制成的晶體硅太陽能電池的情況下，通過例如使用脈沖激光劃線手段在太陽能電池的周邊周圍(靠近基于一些預先指定的無管芯區(qū)的模板邊緣)限定剝離釋放周邊邊界，并且隨后使用機械釋放或剝離工藝將底板層壓的太陽能電池襯底從可再用模板分開并剝離。隨后可根據(jù)最終指定的太陽能電池尺寸圍繞邊緣任選地激光修整所釋放的底板附接的太陽能電池，以便制備最終的筆直太陽能電池周邊邊緣?？商娲兀谑褂闷鹗糃Z單晶或FZ單晶或鑄造多晶晶片(并且不使用模板上的多孔硅上的外延硅沉積)制成的晶體硅太陽能電池的情況下，無釋放工藝并且任選的后層壓激光修整工藝可用來移除從太陽能電池(和MIBS)的有效邊緣延伸的任何過量預浸材料。隨后的工藝步驟(在外延電池的情況下或在基于CZ/FZ/多晶硅晶片的電池的情況下)可包括：(i)在太陽能電池光明面上完成正面紋理化和鈍化/ARC工藝；(ii)在電池背面(其是太陽能電池底板)上完成太陽能電池高導電性金屬化(第二層金屬化或M2可與相關(guān)聯(lián)的M1-M2導電插塞結(jié)合形成，其中金屬化材料包括鋁和/或銅和/或它們的合金或其它合適的金屬材料)。使用圖案化M2層在層壓的太陽能電池底板上形成包括與太陽能電池發(fā)射極和基極極性(指狀物和母線)的互連的高導電性金屬化(例如，包含與銀相比相當便宜的鋁和/或銅，以減少總太陽能電池材料和制造成本)。在本發(fā)明的背接觸太陽能電池和MIBS實施方案中，本文所述的太陽能電池設(shè)計和制造工藝具有兩個金屬化層(電池上的M1或第一金屬化層和底板上的M2或第二金屬化層)，所述金屬化層由電絕緣底板層分開并且通過導電性通孔插塞根據(jù)預先指定的通孔圖案互連，所述通孔插塞基于預定互連布置使圖案化的M2和M1金屬化區(qū)域互連。就使用本發(fā)明的實施方案的IBC電池而言，M1圖案可以是指叉型基極和發(fā)射極金屬化指狀物的相對細間距圖案(在M1上無任何母線，以便消除電陰影衰退對太陽能電池效率的影響)，而M2圖案可以是指叉型基極和發(fā)射極金屬化指狀物的相對粗間距圖案，其中M2指狀物與M1指狀物大體上正交或垂直，并且M2指狀物計數(shù)大致上小于M1指狀物計數(shù)(例如，小了約5到50倍)。在底板層壓工藝之前，通過例如使用相對薄(具有約幾分之一微米一直到約20微米的厚度；通常為由PVD形成的較薄層和由絲網(wǎng)印刷形成的較厚層)層的絲網(wǎng)印刷層或等離子體濺射(PVD)的鋁(或鋁硅合金)材料層直接在電池背面(M1金屬化層)上形成太陽能電池基極和發(fā)射極接觸金屬化圖案。在底板附接或?qū)訅汗に囍霸谔柲茈姵睾竺婊虮趁嫔闲纬傻拇说谝唤饘倩瘜?本文稱為M1)限定太陽能電池接觸金屬化圖案，如限定IBC電池的基極區(qū)域和發(fā)射極區(qū)域的細間距(例如，近似約0.5毫米一直到幾毫米的基極和發(fā)射極金屬化指狀物間距)指叉型背接觸(IBC)M1導體指狀物。在一些實例中，圖案化M1層不具有任何太陽能電池母線，以便消除與太陽能電池金屬化母線相關(guān)聯(lián)的任何不利電陰影損失。M1層(也稱為太陽能電池接觸金屬化)提取太陽能電池電流和電壓(或太陽能電池電功率)并且將太陽能電池電功率傳輸?shù)皆诘装灞砻嫔系腗1之后形成(并且通過層壓或附接的底板片材與圖案化M1層物理分開)的第二相對較高導電性太陽能電池金屬化層(level)/層(本文稱為M2)。在接著形成圖案化M1層將底板片材附接或?qū)訅旱教柲茈姵乇趁嬷?，并且外延硅太陽能電池的情況下在隨后將底板支撐的太陽能電池從模板拆離之后(如果在CZ或FZ單晶硅晶片上或在鑄造多晶硅晶片上制造太陽能電池，不適用)，并且在完成正面紋理化和鈍化和ARC形成制造工藝之后，穿過底板片材形成通孔(著落在圖案化的M1層上的指明墊上的孔)并且在底板上形成相對較高片材電導層M2(例如，使用包括鋁和/或銅的相對便宜的高導電性金屬或金屬合金)。通孔(在一些實例中，在連續(xù)底板區(qū)域內(nèi)多達數(shù)百或數(shù)千通孔)被鉆入到底板中(例如，通過脈沖激光鉆孔工藝)。這些通孔著落在圖案化M1指狀物(太陽能電池基極和發(fā)射極金屬指狀物)的預先指定的區(qū)域上，以用于隨后的通過形成于這些通孔中的導電插塞進行的圖案化M2與M1層之間的電互連。隨后，形成圖案化較高導電性金屬化層M2(例如通過等離子體濺射、電化學沉積或電鍍、將金屬箔附接到底板或其組合—使用M2材料，例如包括鋁和/或銅的相對便宜且高導電性的導電體)。對于在M1上具有細間距IBC指狀物(例如，每IBC太陽能電池數(shù)百個M1金屬指狀物)的指叉型背接觸(IBC)太陽能電池而言，圖案化M2層可以被設(shè)計并且制造成使得其導體指狀物與M1大體上正交或垂直—即，M2基極和發(fā)射極指狀物被制成與M1基極和發(fā)射極指狀物基本上垂直。M2指狀物在基極與發(fā)射極極性之間交替并且連接到形成為M2層的一部分的相應基極和發(fā)射極母線。因為M2相對于M1的這種正交變換，M2層與M1層相比可具有少得多的IBC指狀物(例如，M2指狀物與M1指狀物相比為少了約5到50倍)。因此，與M1層相比，M2層可具有帶有寬得多的M2IBC指狀物的更粗糙圖案。例如，M2指狀物的平均寬度可以是若干毫米到超過1厘米，而M1指狀物的平均寬度可以是數(shù)百微米一直到超過1毫米。太陽能電池母線可以定位在M2層上而非定位在M1層上，以便消除與太陽能電池上的母線相關(guān)聯(lián)的電陰影損失。而且，因為基極和發(fā)射極互連和母線均可定位在太陽能電池背面底板上的M2層上，可在底板上對太陽能電池的基極端子和發(fā)射極端子兩者提供電接入。圖案化M2層還形成導電通孔插塞(例如，使用用于圖案化M2層指狀物和母線的同一沉積金屬層)。使用MIBS的智能單元陰影影響抑制(ISIS)或集成陰影管理。通常，由于PV模塊內(nèi)的太陽能電池的串聯(lián)布線和互連，PV模塊光吸收面上的少量遮擋可能造成大的輸出損失。當考慮到包括以電串聯(lián)和并聯(lián)布置連接的PV模塊陣列的裝機PV系統(tǒng)時同樣如此。由于電池和模塊遮蔽(部分或完全遮蔽)所造成的功率采集能力損失的實例包括下列項。例如，確定以下內(nèi)容的一項已經(jīng)發(fā)表的研究：PV模塊表面積的0.15％、2.6％和11.1％上的遮擋可分別造成3.7％、16.7％和36.5％的輸出功率損失，因此在甚至部分遮蔽的情況下也顯著降低裝機PV系統(tǒng)能量產(chǎn)量。如前所述，當一個被遮住電池的電流由于所述電池的部分或完全遮蔽而下降時，被遮蔽電池可拉低串或子串中串聯(lián)連線的所有其它電池的電流，或可替代地被遮蔽太陽能電池可由未被遮蔽電池所產(chǎn)生的較大電流反向偏壓，從而在被遮蔽電池區(qū)域處造成熱點和可靠性問題，除非在PV模塊的設(shè)計和構(gòu)建中采取校正行動。本文所公開的基于MIBS的ISIS或陰影管理設(shè)計單片集成旁路開關(guān)(pn結(jié)二極管或肖特基二極管—或可替代地另一種半導體開關(guān)，如合適的晶體管開關(guān))以允許電力任何被遮住或被遮蔽電池周圍的電力自動重選路徑(或繞過)以對串聯(lián)串和PV模塊具有最小影響—從而使PV模塊的發(fā)電能力和PV模塊的總能量產(chǎn)量輸出最大化—而無需顯著地改變太陽能電池制造工藝流程(因此是所謂的協(xié)調(diào)的工藝流程)并且對總太陽能電池制造成本具有可忽略的或零增加。本發(fā)明所述的基于MIBS的ISIS或陰影管理結(jié)構(gòu)和方法通過顯著緩解來自與PV模塊內(nèi)的失配電流相關(guān)聯(lián)的熱量耗散的任何熱引起的應力；所述結(jié)構(gòu)和方法還消除了對具有外部旁路二極管的模塊接線盒的需要并且消除了對任何離散旁路開關(guān)部件的需要，由此減小了所得智能PV模塊的每瓦特成本；并且所述結(jié)構(gòu)和方法還消除了與將離散旁路二極管部件安裝和焊接在太陽能電池上相關(guān)聯(lián)的熱應力和機械應力。使用與太陽能電池單片集成的旁路開關(guān)(MIBS)的智能單元陰影影響抑制(ISIS)或陰影管理解決方案：以下部分描述本發(fā)明的各種陰影管理MIBS實現(xiàn)實施方案。作為代表性實例，關(guān)于對用于所公開的分布式單元陰影管理(ISIS)系統(tǒng)、在分布式開關(guān)中沒有顯著功率耗散損耗的MIBS導通電阻的選擇的考慮因素和標準包括但不限于：-單元旁路開關(guān)具有小的導通狀態(tài)電壓降，在一些實例中遠小于正向偏置二極管的電壓降。例如，假定Vmp＝575Mv(最大功率點電壓)并且Imp＝9.00A(最大功率點電流)(對應于近似Voc＝660mV的開路電壓和約ISC＝9.75A的短路電流)，50mV的導通狀態(tài)電壓會造成0.45W的導通狀態(tài)功率耗散，所述功率耗散小于二極管的功率耗散的約10％(此計算不包括與開關(guān)串聯(lián)電阻R串聯(lián)相關(guān)聯(lián)的任何損耗)。-單元旁路開關(guān)具有很小的導通狀態(tài)串聯(lián)電阻以使導通狀態(tài)開關(guān)功率耗散最小化，如導通狀態(tài)開關(guān)R串聯(lián)小于或等于10mΩ(例如，R串聯(lián)＝5mΩ，開關(guān)的歐姆功率耗散＝0.405W)。-MIBS可使用具有～0.2V到～0.5V的導通狀態(tài)或正向偏壓的低正向偏壓肖特基二極管，或可替代地具有～0.6V到～0.7V的導通狀態(tài)正向偏壓的pn結(jié)二極管。與pn結(jié)二極管相比，使用最佳肖特基二極管可在MIBS開關(guān)由于電池遮蔽而啟動時造成較低的功率耗散?？墒褂镁哂幸韵鹿δ苄缘腗IBS結(jié)構(gòu)：-MIBS由于電池遮蔽而導通(MIBS二極管正向偏置)時的低功率耗散。例如，由于其歐姆損耗造成的MIBS功率耗散可以被限制到大約不大于平均電池發(fā)電量，并且在一些實例中被限制到平均太陽能電池發(fā)電量的一部分。例如，對于5Wp(瓦峰值)太陽能電池而言，MIBS裝置設(shè)計(如肖特基二極管或pn結(jié)二極管)可在以下情況時將太陽能電池串聯(lián)連接串中的被遮蔽電池中的功率耗散限制到不超過約2W一直到約5W：全電池串電流通過被遮蔽電池MIBS裝置(由于肖特基二極管與pn結(jié)二極管相比較低的正向偏壓，與pn結(jié)MIBS相比利用肖特基二極管MIBS有更低的功率耗散)。MIBS二極管被設(shè)計用于提供很低的導通電阻，以便在MIBS裝置啟動時使MIBS功率耗散最小化。-以下情況時的MIBS裝置中的相對低的反向漏電流：太陽能電池MIBS截止(反向偏置)或電池未被遮蔽并且在正常的未被遮蔽條件下操作。例如，MIBS裝置可以被設(shè)計成使得其反向漏電流實質(zhì)上低于太陽能電池光生電流的1％或甚至低于0.1％。圖13是示出在PV模塊內(nèi)每太陽能電池使用一個低功率耗散MIBS裝置(例如，包括肖特基二極管或pn結(jié)二極管的每個MIBS裝置)的分布式單元陰影管理(智能單元陰影影響抑制—ISIS)的示意性電路圖。與每多電池子串布置有一個旁路二極管(如在60-電池模塊中每20-電池子串布置使用一個旁路二極管時，如在現(xiàn)有技術(shù)配置中)相比，這種分布式MIBS(使用pn結(jié)二極管或肖特基二極管作為MIBS裝置)布置消除了對外部接線盒旁路二極管以及任何離散電池上二極管部件(因此，需要將離散二極管焊接或?qū)щ娬澈蟿└浇拥教柲茈姵兀瑥亩鴮е聺撛诘默F(xiàn)場的可靠性問題)的需要，并且提高了PV設(shè)施中的模塊的整體能量產(chǎn)量性能。如圖所示，因為每太陽能電池使用一個MIBS(整流二極管如肖特基二極管或pn結(jié)二極管)，整個模塊可以被連線為具有模塊內(nèi)的所有太陽能電池、例如電串聯(lián)連接的所有太陽能電池的單個串(例如，對于60-電池模塊，具有串聯(lián)連接的60個電池的一個串)?？商娲兀Q于模塊電流和電壓要求，模塊中的太陽能電池可以串聯(lián)/并聯(lián)互連布置的任何組合連線。因此，使用本文所公開的基于MIBS的ISIS或陰影管理架構(gòu)和制造方法確實簡化了模塊制造工藝并且降低了模塊材料清單(BOM)成本，同時提供了高功率輸出性能和現(xiàn)場可靠性。用于PV模塊中分布式陰影管理的單片集成旁路開關(guān)(MIBS)。本文描述具有單片集成陰影管理解決方案、從而消除了對外部旁路開關(guān)和離散旁路開關(guān)部件的需要的智能太陽能電池的各種實例。例如并且除其它益處之外，MIBS結(jié)構(gòu)和方法提供以下優(yōu)點：-單片集成旁路開關(guān)(MIBS)可在每個電池上實施，而對電池制造成本具有基本上零增量制造成本(即，因為MIBS與每個太陽能電池一起實現(xiàn)，每電池的制造成本具有可忽略的或零增加)。-與包括PV模塊接線盒中的外部離散旁路二極管的傳統(tǒng)PV模塊相比，MIBS使能的太陽能電池直接在電池層級提供分布式陰影管理，以獲得PV模塊中的增強的能量產(chǎn)量和增強的能量采集。-在多個制造實施方案(包括本文所述的那些)中，制造MIBS使能的太陽能電池可基本上不添加額外的電池/模塊制造成本，并且在提供在模塊的環(huán)境遮蔽和/或污染的現(xiàn)實現(xiàn)場條件下(例如，在住宅屋頂PV設(shè)施上)操作的PV模塊的顯著增強的能量采集和較高能量產(chǎn)量的同時，可引發(fā)可忽略的電池效率/功率損少。-利用MIBS的本發(fā)明的單片集成解決方案和工藝是針對具有附接或?qū)訅旱牡装逯渭南鄬Ρ?例如，半導體吸收體或襯底厚度在幾微米一直到超過100微米的厚度范圍內(nèi))的半導體(例如，薄外延硅襯底或薄晶體硅晶片)太陽能電池來提供，基本上不改變太陽能電池工藝流程(因此是協(xié)調(diào)的制造工藝流程)，基本上不增加太陽能電池工藝復雜性并且基本上不增加太陽能電池工藝成本。此外，本文所述的MIBS實施方案可與太陽能電池本身使用相同的材料堆疊層(半導體、電介質(zhì)和金屬層)—因此可使用用于太陽能電池制造的相同工藝手段同時并且以協(xié)調(diào)的方式來執(zhí)行太陽能電池和與太陽能電池相關(guān)聯(lián)的MIBS裝置的制造工藝。-提供了用于使用pn結(jié)二極管或金屬電極肖特基二極管的MIBS電池的示例性單片集成解決方案，所述解決方案消除了對離散旁路開關(guān)部件和它們到太陽能電池的附接的需要。-提供了低成本和可靠的集成陰影管理解決方案，所述解決方案消除了離散二極管部件的可靠性顧慮和部件成本(并且還消除了對將離散開關(guān)部件焊接或通過導電粘合劑附接到太陽能電池的需要)。-因為所公開的MIBS方法和結(jié)構(gòu)與太陽能電池利用相同材料，它們具有與太陽能電池本身相同的極好的長期可靠性。MIBS及其相關(guān)聯(lián)的太陽能電池根據(jù)需要使用太陽能電池金屬化結(jié)構(gòu)、例如M1層和/或M2層來互連。-因為不存在附接到太陽能電池的離散焊接的旁路二極管部件并且周邊MIBS裝置可充當太陽能電池的微裂紋防護罩或防護裝置，所公開的MIBS方法和結(jié)構(gòu)還可允許減輕薄半導體微裂紋(微裂紋產(chǎn)生和/或蔓延)。例如，MIBS太陽能電池的關(guān)鍵屬性和益處包括但不限于：-一般來說，本文所公開的MIBS實施方案可以應用于各種基于電池的PV模塊，并且特別是晶體半導體太陽能電池，包括薄(例如，約1μm一直到約100μm厚或甚至更厚的半導體吸收體)晶體半導體(例如，硅和砷化鎵)太陽能電池。-本文所公開的MIBS實施方案提供用于產(chǎn)生相對薄的晶體半導體(如薄晶體硅)太陽能電池(其中每個太陽能電池上具有至少一個相對低功率耗散單片集成旁路開關(guān)(MIBS))的結(jié)構(gòu)和制造方法，所述結(jié)構(gòu)和制造方法在由多個MIBS使能的太陽能電池制成的PV模塊中提供可靠的電池層級陰影管理。-本文所公開的結(jié)構(gòu)和方法是針對使用薄(例如，約1微米一直到約100微米或甚至更厚)外延硅剝離工藝制造的或可替代地使用起始晶體硅晶片(CZ或FZ或多晶硅晶片)制造的并且包括層壓或附接的底板支撐件的高效背接觸/背結(jié)(也稱為IBC)太陽能電池來描述。然而，所公開主題的結(jié)構(gòu)和方法還可適用于不同于晶體硅的半導體吸收材料(例如，砷化鎵、鍺、氮化鎵等)以及其它太陽能電池設(shè)計(例如，前接觸電池或其它背接觸非IBC電池)制成的太陽能電池。-本文所公開的MIBS太陽能電池實施方案可以通過薄(半導體電池吸收體厚度小于約200微米并且在一些實例中小于約100微米)半導體吸收體和太陽能電池背面上的永久層壓或附接的連續(xù)底板支撐層的組合來制造和實現(xiàn)。-MIBS太陽能電池可在太陽能電池的周邊周緣上具有單片集成旁路開關(guān)(pn結(jié)二極管或肖特基二極管)，所述開關(guān)在太陽能電池制造工藝流程期間形成而不會對電池制造工藝增加任何可感知的增量成本并且不會危急電池功率輸出，因為MIBS裝置面積消耗僅為有效太陽能電池面積的相對小的一部分(例如，MIBS面積可被選擇成小于太陽能電池面積的約1％，并且甚至小于百分之一的一部分，例如約0.1％一直到1％)。-對于多邊形太陽能電池而言，周邊周緣(邊緣定位的)旁路開關(guān)二極管可以被形成在多邊形面中的任一個上或多個多邊形面上或沿所有多邊形面連續(xù)地被形成。對于相對常見的正方形太陽能電池格式(例如，具有156mmx156mm、210mmx210mm的典型尺寸，或任何其它需要的太陽能電池尺寸，例如電池面積在小于約100cm2到超過1,000cm2范圍內(nèi)的太陽能電池)而言，周邊周緣二極管(pn結(jié)二極管或肖特基二極管)可以被形成在太陽能電池周邊的至少一部分上(在至少一面或拐角或一面的至少一部分或一個拐角的一部分、或其組合上)，或被形成為連續(xù)閉環(huán)(或連續(xù)分段式閉環(huán))全周邊周緣，所述全周邊周緣在太陽能電池的周邊周圍環(huán)繞整個太陽能電池，從而形成由小得多的區(qū)域島周緣封閉的較大太陽能電池島區(qū)域，兩者均被支撐在連續(xù)底板上(如圖14中所示)。-MIBS旁路二極管和太陽能電池共享同一共用連續(xù)底板，并且使用在電池制造工藝期間執(zhí)行的溝槽隔離工藝將它們的半導體層(例如，外延硅或由CZ或FZ或多晶體晶片制成的半導體襯底)與彼此完全隔離，例如通過使用貫穿半導體的脈沖激光劃線來形成裝置隔離溝槽。隔離溝槽可穿透半導體層(例如，薄外延Si)的整個厚度并且在電絕緣底板上停止。溝槽隔離的寬度取決于用于隔離劃線的激光束(例如，納秒脈沖激光束)的性質(zhì)以及半導體層厚度，并且半導體層厚度可以是在例如約1微米一直到約100微米甚至更大的范圍內(nèi)(可形成較窄的溝槽，以便減小面積相關(guān)的損失)。一般而言，較窄的溝槽隔離寬度可以是有利的。實際上，溝槽隔離寬度可以是大約數(shù)十微米?？商娲兀瑴喜鄹綦x區(qū)域可以通過使用不同于脈沖激光劃線的技術(shù)來形成，例如通過機械分割或超聲波劃線或另一種方法來形成。合適的溝槽隔離形成工藝如脈沖激光劃線或切割工藝選擇性地切穿半導體層，并且在切穿半導體襯底的厚度之后有效地在底板片材上停止而不會顯著地移除底板材料(因此，維持了連續(xù)底板片材的完整性)。此外，使用共享的制造工藝流程與太陽能電池同時制造的單片集成旁路開關(guān)(MIBS)除其它之外可提供以下優(yōu)點：-可制造集成旁路開關(guān)而對太陽能電池或PV模塊添加可忽略或基本上零增量制造成本。-消除了對將離散旁路開關(guān)附接到太陽能電池或太陽能電池底板的需要。-解決了將離散部件如離散二極管附接(例如，焊接)到太陽能電池并且永久地將此類電池與所附接的離散部件層壓在太陽能模塊中的潛在可靠性顧慮。-因為不存在離散部件凸起，維持了太陽能電池與單片集成旁路開關(guān)的整體平面性；并且消除了對使用較厚模塊密封材料(如EVA或聚烯烴)以適應離散部件形貌和凸起的需要。-消除了離散旁路開關(guān)(例如，二極管或晶體管)和/或具有外部旁路二極管的外部接線盒的成本。-消除了在太陽能電池上進行離散旁路開關(guān)部件組裝工藝(例如，部件焊接)的成本。與太陽能電池本身相比，MIBS太陽能電池可具有實質(zhì)上相同的可靠性，因為MIBS結(jié)構(gòu)可以由相同的太陽能電池材料和工藝(半導體襯底、電介質(zhì)、金屬化和底板材料)制成并且與太陽能電池單片集成。因為未危急太陽能電池和PV模塊的整體可靠性(由于使用穩(wěn)健的單片旁路二極管代替被焊接到電池的離散部件)，這使銀行可貼現(xiàn)性問題和顧慮最小化。單片集成旁路開關(guān)(MIBS)可以是pn結(jié)二極管，如在太陽能電池島周圍的周緣pn結(jié)二極管?？商娲兀琈IBS可以是金屬接觸肖特基二極管(與pn結(jié)二極管相比，其通?？商峁┹^小的正向偏壓)，如在太陽能電池島周圍的由例如n型硅上的鋁或鋁硅合金肖特基接觸制成的周緣肖特基二極管。如果利用周緣二極管設(shè)計，那么單片集成旁路開關(guān)(MIBS)周緣還可在制造太陽能電池期間和/或之后提供減輕或消除太陽能電池中的微裂紋的產(chǎn)生和/或蔓延的額外益處。這歸因于以下事實：通過溝槽隔離區(qū)域與太陽能電池島分開的MIBS周緣還可充當防止邊緣引起和邊緣蔓延的微裂紋的護罩或防護裝置。本文所述的太陽能電池實施方案實現(xiàn)具有與電池永久附接的(例如，層壓的)底板和與電池集成的MIBS裝置的智能太陽能電池和智能太陽能模塊，如背接觸太陽能電池，包括背接觸/背結(jié)IBC電池。圖14是示出使用全周邊閉環(huán)周緣MIBS旁路二極管20的MIBS太陽能電池實施方案的示意圖，所述MIBS旁路二極管20通過全周邊激光劃線隔離溝槽22與太陽能電池島24分開。MIBS旁路二極管20和太陽能電池島24被附接到共用且共享的背面底板(未示出)，并且由共用的原始連續(xù)且隨后被劃分的太陽能電池半導體襯底(來自起始半導體晶片或襯底)形成。隔離溝槽可通過劃線方法、例如通過脈沖激光劃線、等離子體劃線或機械分割穿過太陽能電池襯底24到定位在電池背面上的底板來形成。圖14示出具有閉環(huán)全周邊周緣二極管(pn結(jié)二極管或肖特基二極管)的MIBS使能的太陽能電池的光明面(也稱為正面或頂面)視圖。如在此實施方案中所示，太陽能電池24是全正方形電池并且可具有例如像156mm乘156mm的尺寸，盡管也可以使用其它太陽能電池形狀和尺寸。太陽能電池24可以是薄半導體(例如來自起始CZ或FZ或多晶晶片的薄外延硅或薄晶體硅)背接觸背結(jié)太陽能電池。全周邊周緣二極管22可具有十微米到約一千微米范圍內(nèi)的寬度，例如100微米到500微米范圍內(nèi)的二極管寬度。將周緣旁路二極管與太陽能電池分開并隔離的全周邊貫穿硅的溝槽可具有例如幾微米一直到約100微米的近似范圍內(nèi)的隔離寬度(可能甚至為大于約100微米的寬度，盡管不太希望使用更大寬度)，所述隔離寬度取決于激光束直徑和半導體層厚度。由納秒(ns)脈沖激光劃線形成的典型溝槽隔離寬度可以是約20微米一直到約100微米，盡管溝槽隔離寬度可以更小。雖然脈沖激光燒蝕或劃線是形成溝槽隔離區(qū)域的有效且已證實的方法，但是應注意的是，也可以使用其它非機械和機械劃線技術(shù)替代脈沖激光劃線來形成用于所以MIBS太陽能電池實施方案的溝槽隔離區(qū)域。替代非激光方法包括等離子體劃線、超聲或聲學鉆進/劃線、噴水鉆進/劃線或能夠以足夠的特殊分辨率(即，相對窄的溝槽隔離寬度)選擇性地對半導體襯底(吸收體)層進行切割或劃線的其它合適的機械分割或劃線方法。術(shù)語單片集成電路用來描述被制造到一片半導體材料層(也稱為半導體襯底)上的多個半導體裝置和對應電互連。因此，通常在一片或一層薄的連續(xù)半導體材料如晶體硅上制造單片集成電路。本文所述的集成太陽能電池和旁路開關(guān)結(jié)構(gòu)是單片半導體集成電路，因為集成太陽能電池和旁路開關(guān)(MIBS)裝置均在一片半導體襯底層(來自起始半導體晶片或通過外延沉積形成的生長半導體層)上被形成/制造。此外，附接到半導體襯底層背面的連續(xù)底板的組合使得根據(jù)所公開主題的單片集成太陽能電池和旁路開關(guān)(或單片集成旁路開關(guān)MIBS)實施方案成為可能。圖15是示出具有多個全周邊閉環(huán)MIBS旁路二極管例如MIBS旁路二極管26的MIBS太陽能電池實施方案的光明面視圖的示意圖，其中所述旁路二極管26的半導體襯底通過全周邊隔離溝槽27與電池30a半導體襯底電隔離，通過全周邊激光劃線(或如上所述的另一種合適的劃線方法)溝槽如電池隔離溝槽(切穿半導體襯底并且著落或終止在共享的連續(xù)底板片材上的溝槽)28與多個太陽能電池(或共享連續(xù)底板并共享M1和M2金屬化層的太陽能電池島—也稱為iCellTM)30a-30p隔離，以便基于都定位在共用的連續(xù)底板上的多個電池島或片塊形成小型電池陣列(包括多個小型電池或較小的電池島—也稱為iCellTM的太陽能電池)，所述多個電池島或片塊共享共用的(并且在一些實施方案中為連續(xù)的)共享底板并且由共用的原始連續(xù)且隨后被劃分的太陽能電池半導體襯底(通過溝槽隔離圖案執(zhí)行劃分)形成。圖15示出MIBS使能的太陽能電池的光明面示意圖，所述太陽能電池包括位于共享的連續(xù)永久性附接底板片材和單個原始半導體襯底(來自起始CZ或FZ或多晶晶片或如利用外延沉積生長)上的多個小型電池和全周邊閉環(huán)周緣二極管)。每個小型電池島30a-30p可具有全周邊隔離溝槽(著落或終止在共享的連續(xù)底板片材上的貫穿半導體劃線或切割區(qū)域)和全周邊MIBS周緣二極管(如用于電池30a的MIBS旁路二極管26和周邊隔離溝槽27)—因此每個小型電池具有對應MIBS周緣二極管，或換句話說每小型電池可能存在至少一個MIBS周緣二極管，所有區(qū)域都共享用于iCellTM的同一共享的連續(xù)底板。在一些實例中，全周邊溝槽隔離間隙(例如，27)和MIBS裝置(例如，26)的總面積被制成是相關(guān)聯(lián)的小型電池(例如，30a)的總面積的相對小的一部分(小于約幾個百分點并且具體地小于約1％)。這是確保使分配給非光生太陽能電池區(qū)域的面積最小化以獲得最大的有效總面積太陽能電池和PV模塊效率的設(shè)計規(guī)則。在iCellTM配置中共享共用的連續(xù)底板片材的小型電池可以通過電池金屬化圖案設(shè)計來電串聯(lián)連接，雖然小型電池的其它電互連如并聯(lián)或串聯(lián)和并聯(lián)的組合也是可能且實際的。這些互連通過整個iCellTMM1和M2金屬化層形成。作為代表性實例，圖15示出在共享的連續(xù)底板上制成iCellTM的相等大小和形狀的小型電池的4x4陣列，并且每個小型電池具有對應全周邊閉環(huán)周緣二極管(肖特基二極管或pn結(jié)二極管)。具有多個小型電池和相關(guān)聯(lián)的MIBS裝置的半導體區(qū)域均來自單個原始連續(xù)半導體襯底(來自起始半導體晶片或通過如外延生長的沉積方法生長)，隨后被分割以通過溝槽隔離區(qū)域在各個裝置襯底之間形成電隔離。一般而言，這種架構(gòu)可使用NxN小型電池陣列和對應全周邊閉環(huán)周緣二極管，其中N是等于或大于二的整數(shù)，以便形成小型電池陣列。而且，雖然圖15示出用于全正方形太陽能電池的對稱NxN小型電池陣列，但是小型電池設(shè)計可具有NxM小型電池不對稱陣列。小型電池可以是正方形(當N＝M、用于正方形主電池時)或矩形(當N不等于M和/或主電池是矩形而不是正方形時)或各種其它幾何形狀如多邊形如六邊形。此外，包括主電池或iCellTM(主電池是指小型電池陣列，所述小型電池共享共用的連續(xù)底板片材并且均來源于同一原始太陽能電池半導體襯底(來自起始線鋸晶片或通過如外延生長的沉積方法生長)，所述半導體襯底隨后通過溝槽隔離區(qū)域被劃分成小型電池區(qū)域)的小型電池可任選地具有大致上相等面積，盡管這不是所需要的。小型電池陣列中的小型電池可以使用由合適的切割或劃線技術(shù)如激光劃線或等離子體劃線(或噴水劃線或超聲劃線等)形成的溝槽隔離來與彼此電隔離。此外，每個小型電池半導體襯底使用溝槽隔離間隙與其對應相鄰全周邊閉環(huán)MIBS二極管半導體襯底電隔離，雖然所述襯底共享同一連續(xù)電絕緣底板。太陽能電池上的所有溝槽隔離區(qū)域可以在電池制造工藝流程過程中的同一制造工藝步驟、例如單個工藝步驟如脈沖激光劃線工藝步驟期間形成。MIBS二極管可以是用作MIBS裝置或陰影管理開關(guān)的pn結(jié)二極管。產(chǎn)生MIBS使能的太陽能電池的pn結(jié)MIBS二極管制造工藝除其它之外可具有以下屬性和益處：-在一些太陽能電池工藝設(shè)計、如具有如本發(fā)明中所述的底板使能的兩層金屬化結(jié)構(gòu)的IBC太陽能電池中，對實現(xiàn)MIBS的主要太陽能電池制造工藝流程基本上不存在改變或增加的工藝步驟/手段(例如，假定背結(jié)/背接觸晶體硅太陽能電池制造使用外延硅和多孔硅/剝離工藝結(jié)合可再用晶體硅模板或使用來自起始CZ/FZ單晶硅晶片的硅襯底或來自起始鑄造多晶硅晶片的硅襯底，并且使用太陽能電池與MIBS裝置之間共享的電絕緣連續(xù)底板)。因此，連同太陽能電池一起實現(xiàn)MIBS基本上不存在增加的制造成本。-在利用晶體半導體吸收層如由外延剝離電池工藝形成或來自起始晶體(CZ單晶或FZ單晶或鑄造多晶晶片)的半導體襯底層的背接觸/背結(jié)(或IBC)太陽能電池設(shè)計中，在完成涉及背接觸、背結(jié)電池工藝步驟的大部分(背面摻雜基極區(qū)域和發(fā)射極區(qū)域、背面鈍化、基極和發(fā)射極接觸開口和圖案化M1金屬化層)的電池工藝之后，可執(zhí)行以下工藝(作為各種可能的工藝流程的實例來提供—IBC工藝流程的許多變體和實施方案是可能的并且并非所有都包括在本發(fā)明中并且在本發(fā)明中得到明確描述)：(i)將底板片材附接或?qū)訅旱教柲茈姵乇趁妫?ii)在使用可再用模板上的多孔硅上的外延生長硅層的情況下：預釋放半導體襯底(即，薄外延硅襯底)的溝槽隔離劃線(例如，使用納秒脈沖激光劃線手段或可替代地使用另一種劃線手段如等離子體劃線或機械分割劃線)，以限定外延硅剝離釋放邊界(注意，當在CZ單晶晶片或FZ單晶晶片或鑄造多晶晶片上而不使用可再用模板上的外延硅生長制造太陽能電池和MIBS時，不需要這個步驟)；(iii)在使用可再用模板上的多孔硅上的外延生長硅層的情況下：機械剝離釋放底板支撐的電池并且將其從可再用晶體硅模板拆離(注意：當在CZ單晶晶片或FZ單晶晶片或鑄造多晶晶片上而不使用可再用模板上的外延硅生長制造太陽能電池和MIBS時，不需要這個步驟)；(iv)任選地對底板層壓的電池進行激光修整(例如，使用納秒或微秒或皮秒脈沖激光源)以便進行精確修整并且建立最終所需要的太陽能電池結(jié)合其相關(guān)聯(lián)MIBS的精確尺寸；(v)在太陽能電池的光明面上進行納秒脈沖激光劃線(或等離子體劃線或機械分割劃線或噴水劃線或另一種合適的劃線技術(shù))，以形成溝槽隔離區(qū)域并且限定內(nèi)部太陽能電池半導體島和周邊周緣二極管半導體區(qū)域，此步驟將MIBS區(qū)域提供并限定成使得其半導體區(qū)域通過溝槽隔離(溝槽間隙)區(qū)域與太陽能電池半導體區(qū)域電隔離；(vi)以及，隨后根據(jù)需要進行電池光明面任選濕法蝕刻(例如，以使硅襯底變薄，如果需要的話)、紋理化和紋理化后表面清潔，接著是額外的電池工藝步驟如PECVD光明面鈍化和抗反射涂層沉積，以及最后完成后面電池金屬化、包括貫穿底板以對圖案化M1層的預先指定區(qū)域提供接入的通孔，和形成圖案化第二層金屬化(或圖案化M2)和導電通孔插塞(例如，通過M2金屬根據(jù)導電通孔插塞的預先指定的圖案滲透穿過互連圖案化M2和圖案化M1的鉆進通孔來形成)。在上述代表性工藝流程中并且在使用可再用模板上的多孔硅上的外延生長硅層以獲得太陽能電池和其相關(guān)聯(lián)MIBS的情況下，溝槽隔離劃線工藝和手段可任選地與用于對底板層壓的太陽能電池和MIBS襯底進行預釋放溝槽劃線和/或釋放后精確修整的工藝和手段相同。-可(例如，使用納秒脈沖激光源)執(zhí)行激光劃線(或能夠形成穿過半導體襯底層的整個厚度、以可忽略地移除或切入底板片材并且不會危急連續(xù)底板片材的完整性的方式終止并著落在底板片材上的相對狹窄溝槽的任何合適的劃線或切割工藝)溝槽隔離工藝，以在薄半導體襯底層內(nèi)形成完整的貫穿半導體(例如，在基于硅的太陽能電池和MIBS的情況下為貫穿硅)溝槽區(qū)域，所述溝槽區(qū)域穿過半導體層(例如，外延硅或來自起始晶體硅晶片的硅襯底)的整個厚度并且以極少地或可忽略地移除底板材料的方式大致上停止在底板處—由此形成MIBS二極管的電隔離半導體周緣區(qū)域(例如，當形成n型IBC電池時為n型晶體硅)和太陽能電池的半導體島區(qū)域，從而呈現(xiàn)n型基極(因此，n型半導體電池和MIBS襯底層)和p+發(fā)射極太陽能電池(其為背接觸/背結(jié)或IBC太陽能電池的共同摻雜類型)。如果需要的話，半導體襯底可以是p型硅層(因此為太陽能電池的p型基極)，并且電池背面上的摻雜場發(fā)射極區(qū)域可以是n+摻雜(例如，磷或砷摻雜)結(jié)區(qū)域。pn結(jié)MIBS二極管圖案可以是許多可能的圖案設(shè)計之一。例如，在一個MIBS二極管圖案中，周邊周緣二極管p+發(fā)射極區(qū)域(與IBC太陽能電池摻雜發(fā)射極區(qū)域同時形成)可以是夾在n型基極區(qū)域(n型半導體還在太陽能電池島內(nèi)用作太陽能電池的基極)之間(或由其環(huán)繞)的連續(xù)閉環(huán)帶，這個圖案在圖16中示出(尺寸并未按比例示出)。圖16是示出具有全周邊閉環(huán)連續(xù)pn結(jié)二極管的MIBS背接觸/背結(jié)(即，IBC)太陽能電池實施方案的頂視圖的示意圖(此處未按比例示出MIBS周緣二極管寬度和其它相對電池尺寸)。這個代表性實施方案使用n型半導體層(即，IBC太陽能電池的n型基極)來描述。然而，類似結(jié)構(gòu)可使用p型半導體層(即，IBC太陽能電池的p型基極)來制成。太陽能電池島40(例如，具有n型基極的IBC太陽能電池)由使太陽能電池半導體襯底40與MIBS周緣半導體襯底區(qū)域隔離的全周邊溝槽隔離區(qū)域36環(huán)繞，MIBS周緣半導體襯底區(qū)域包括n型(例如，磷或砷摻雜)區(qū)域38和p+摻雜(例如，硼或鎵摻雜)表面區(qū)域34(內(nèi)部n摻雜區(qū)域38和外部n摻雜區(qū)域32環(huán)繞或夾著p+摻雜區(qū)域34)；并且n摻雜襯底區(qū)域還位于p+摻雜區(qū)域下面，并且外部n摻雜區(qū)域32與彼此電連通并且在p+摻雜表面區(qū)域34的側(cè)邊和下面環(huán)繞p+摻雜表面區(qū)域34，從而形成MIBS裝置的pn結(jié)二極管)，所有區(qū)域都共享共用的連續(xù)底板并且由共用的原始連續(xù)且隨后使用溝槽隔離間隙劃分的太陽能電池半導體襯底形成。圖16示出全周邊MIBS周緣二極管的p+摻雜硅襯底(充當太陽能電池的場發(fā)射極結(jié)和pn結(jié)二極管的p+區(qū)域)區(qū)域和n摻雜硅襯底(太陽能電池島40中的n摻雜襯底區(qū)域還充當太陽能電池基極區(qū)域)區(qū)域，所述全周邊MIBS周緣二極管與太陽能電池40被附接或?qū)訅旱酵还灿玫倪B續(xù)底板片材或襯底。在具有n型基極和p+發(fā)射極的IBC太陽能電池的這個代表性實例中，太陽能電池本身具有n型硅太陽能電池基極和p+摻雜硅太陽能電池發(fā)射極結(jié)區(qū)域。在肖特基二極管而不是pn結(jié)二極管用作MIBS的情況下，MIBS周緣區(qū)域中的p+摻雜區(qū)域34可以用通向n型硅的鋁或鋁硅合金肖特基接觸來替換(因此稍后情景中的MIBS區(qū)域中不存在p+摻雜，以便允許形成Al/n型硅肖特基接觸)。在一些實例中，與pn結(jié)二極管相比，肖特基接觸整流器可提供優(yōu)秀的MIBS裝置，因為與pn結(jié)二極管相比，肖特基二極管可被制成具有更小正向偏壓(例如，與pn結(jié)二極管的約0.6V到0.8V相比，肖特基二極管的約0.2V到0.5V)，因此，與pn結(jié)MIBS相比，肖特基二極管MIBS具有更小功率耗散。圖16示出摻雜MIBSpn結(jié)二極管區(qū)域：形成p+n結(jié)二極管的p+摻雜二極管區(qū)域34以及夾著或環(huán)繞或包封p+摻雜閉環(huán)帶的環(huán)繞的n型硅區(qū)域32和38。使用協(xié)調(diào)并且同時的MIBS和太陽能電池制造工藝流程，MIBSpn結(jié)二極管的p+摻雜區(qū)域可與主太陽能電池的p+發(fā)射極(在具有雙摻雜選擇性發(fā)射極和摻雜發(fā)射極接觸區(qū)域的太陽能電池的情況下，為場發(fā)射極或p+摻雜發(fā)射極接觸區(qū)域)在背接觸/背結(jié)(即，IBC)太陽能電池制造工藝流程期間使用作為太陽能電池基極區(qū)域的原位摻雜n型外延硅或不依賴外延的n型起始晶片(例如，CZ或FZ單晶晶片或鑄造多晶晶片)一起并且同時形成。類似地，既在太陽能電池用作其基極區(qū)域(在具有n型基極的IBC太陽能電池的情況下)又用于太陽能電池的相關(guān)聯(lián)MIBS的n型硅區(qū)域是太陽能電池的n型半導體基極(例如，在使用可再用模板上的多孔硅上的外延生長硅的情況下，在原位摻雜外延硅沉積工藝期間形成)。用于MIBS二極管的輕摻雜或n型區(qū)域的導電(例如，因M1層而成為金屬的)歐姆接觸的n+摻雜區(qū)域也可與用于太陽能電池的n型基極區(qū)域的導電(例如，因M1層而成為金屬的)歐姆接觸的稱為n+摻雜基極接觸區(qū)域的更重摻雜區(qū)域一起并且同時形成。因此，MIBSpn結(jié)二極管裝置層和制造工藝步驟與沒有MIBS的太陽能電池本身的那些基本上協(xié)調(diào)并且相同，因此對于MIBS二極管實現(xiàn)連同太陽能電池制造可能僅存在可忽略的或基本上無增加的制造成本。全周邊p+摻雜區(qū)域34(由n型襯底區(qū)域包封并環(huán)繞)可占溝槽隔離的周緣半導體襯底表面積的一部分到大部分(例如，約5％到約95％，并且更具體地約20％到約80％)，并且可以通過內(nèi)部n型區(qū)域38和外部n型區(qū)域32(內(nèi)部n型區(qū)域和外部n型區(qū)域基本上是n型襯底區(qū)域)與溝槽隔離的周緣二極管的邊緣和MIBS的側(cè)壁邊緣分開，以保持p+n結(jié)邊緣和耗盡區(qū)域邊緣遠離MIBS周緣pn結(jié)二極管邊緣或側(cè)壁(以便防止反向漏電流的衰退或增加并且防止pn結(jié)二極管的擊穿電壓的衰退或減小)。p+摻雜區(qū)域(與太陽能電池發(fā)射極同時形成)形成MIBSpn結(jié)周緣二極管以用于部分或完全遮蔽情況下的集成電池層級陰影管理和太陽能電池的反向偏壓保護?？杀３諱IBSp+n結(jié)二極管及其相關(guān)耗盡區(qū)域邊緣遠離(凹入)周緣二極管的鈍化邊緣(隔離溝槽36處的內(nèi)邊界和形成周緣二極管的側(cè)壁邊緣的外邊界)，以便確保良好旁路二極管性能以及相關(guān)的低反向漏電流和高反向擊穿電壓。還可在形成太陽能電池光明面鈍化和ARC層的同時并且使用用于形成太陽能電池光明面鈍化和ARC層的相同鈍化和ARC工藝來鈍化溝槽隔離的MIBS周緣pn結(jié)二極管的邊緣，形成太陽能電池光明面鈍化和ARC層是例如通過等離子體增強的化學氣相沉積或PECVD工藝來沉積氫化氮化硅或氫化氮化硅和下伏鈍化層的組合，所述下伏鈍化層包含無定形硅或無定形氧化硅或無定形氮氧化硅或無定形碳氧化硅或二氧化硅或氧化鋁或其組合。作為實例，假定周緣(包括內(nèi)部n型區(qū)域38、外部n型區(qū)域32和p+摻雜區(qū)域34)半導體(例如，晶體硅)總寬度為例如約400微米，那么p+摻雜區(qū)域可具有約300微米的寬度并且與每個側(cè)壁邊緣分開約50微米(換句話說，內(nèi)部n型區(qū)域38、外部n型區(qū)域32各自具有約50微米的寬度)?？商娲夭⑶易鳛榱硪粋€實例，假定周緣(包括內(nèi)部n型區(qū)域38、外部n型區(qū)域32和p+摻雜區(qū)域34)半導體(例如，晶體硅)總寬度為例如約600微米，那么p+摻雜區(qū)域可具有約200微米的寬度并且與每個側(cè)壁邊緣分開約200微米(換句話說，內(nèi)部n型區(qū)域38、外部n型區(qū)域32各自具有約200微米的寬度)。根據(jù)所公開主題，更小和更大的其它絕對和相對尺寸是可能的。而且，雖然圖16的MIBS二極管實施方案在這里被示出為閉環(huán)全周邊周緣pn結(jié)二極管，但是MIBS的許多其它實施方案是可能的，包括但不限于：非閉環(huán)溝槽隔離的MIBS周緣二極管、群聚在太陽能電池的邊緣附近或邊緣處的溝槽隔離的MIBS二極管島(在圖17中示出)、分布遍及太陽能電池區(qū)域的溝槽隔離的MIBS二極管島等?？商娲?，并且參考圖16所示的結(jié)構(gòu)描述，MIBS周緣二極管可具有全周邊閉環(huán)連續(xù)肖特基二極管而不是如上所述并且在圖16中示出的pn結(jié)二極管(MIBS周緣二極管寬度和其它相對電池尺寸未按比例示出)。在肖特基二極管MIBS實施方案中，形成圖16的p+n結(jié)二極管的p+二極管區(qū)域34可替代地不被形成并且用輕摻雜n型硅(其可以與用于太陽能電池n型基極或太陽能電池n型硅襯底本身的n型硅相同)來替換，所述輕摻雜n型硅用于形成合適的肖特基勢壘接觸，例如鋁/n型Si肖特基勢壘接觸閉環(huán)帶，其中鋁肖特基勢壘接觸基本上所具有的整體結(jié)構(gòu)與如圖16中所示并且由n型硅襯底區(qū)域環(huán)繞或包封并且夾著的p+二極管區(qū)域34的結(jié)構(gòu)相同。在使用可再用模板上的多孔硅上的外延生長硅層的情況下，用于隨后的鋁肖特基勢壘接觸的MIBS二極管的n型硅區(qū)域可以與主太陽能電池的n型外延基極在背接觸/背結(jié)太陽能電池制造工藝流程期間使用原位摻雜n型外延硅沉積一起并且同時形成以作為太陽能電池基極區(qū)域。類似地并且在使用可再用模板上的多孔硅上的外延生長硅層的情況下，n型硅區(qū)域(既用于太陽能電池基極又用于MIBS肖特基二極管的非肖特基/歐姆接觸區(qū)域)可以是在外延硅沉積工藝期間形成的太陽能電池的同一原位摻雜外延基極?？商娲?，在使用起始晶體硅晶片(如CZ單晶或FZ單晶或鑄造多晶晶片)替代外延硅沉積的情況下，來自起始晶體硅晶片的n型硅襯底既充當用于隨后的鋁肖特基勢壘接觸形成的MIBS二極管n型區(qū)域又用作主太陽能電池的n型基極區(qū)域。在任一種情況(使用n型晶體起始晶片而無需外延，或使用n型外延硅生長)下，提供用于MIBS肖特基二極管的低電阻歐姆接觸的n型區(qū)域(定位在肖特基接觸(如鋁/n型硅肖特基接觸帶)的至少一面或兩個面上，因此夾著或環(huán)繞金屬(例如，鋁)肖特基接觸帶，并且與鋁肖特基勢壘接觸的邊緣間隔開以防止分流或增加的反向漏電流)的重摻雜區(qū)域的n+摻雜區(qū)域(例如，更重摻雜區(qū)域—摻雜有n型摻雜劑如磷)也可與用于太陽能電池的n型基極區(qū)域的低電阻歐姆接觸的n+摻雜區(qū)域一起形成。因此，如同MIBSpn結(jié)二極管，MIBS肖特基勢壘二極管裝置層和制造工藝步驟與不具有MIBS的太陽能電池的那些基本上協(xié)調(diào)并且相同，因此對MIBS肖特基勢壘二極管實現(xiàn)方式增加可忽略的或零增量制造成本。MIBS裝置的全周邊鋁/n型硅肖特基勢壘接觸區(qū)域可占溝槽隔離的周邊周緣表面積的一小部分(低至幾個百分點)一直到大部分(例如，大到約95％)，并且在一些實例中可以通過內(nèi)部n型區(qū)域和外部n型區(qū)域(環(huán)繞肖特基勢壘接觸區(qū)域的鈍化且n+接觸的n型區(qū)域)與溝槽隔離的周緣二極管的邊緣和所述結(jié)構(gòu)的側(cè)壁邊緣間隔開并分開，以便保持肖特基勢壘(例如，鋁/n型硅)肖特基接觸邊緣和半導體耗盡區(qū)域邊緣遠離鈍化MIBS周緣二極管邊緣或側(cè)壁(以便防止肖特基勢壘二極管特性、如反向偏置電流和反向擊穿電壓以及正向偏置特性的衰退)。鋁/n型硅肖特基接觸區(qū)域形成用于電池層級陰影管理和反向偏置保護的MIBS肖特基周緣二極管。通過重摻雜n+接觸區(qū)域進行的與輕摻雜n型區(qū)域的肖特基勢壘金屬(例如，鋁或鋁硅合金)接觸以及與環(huán)繞的n型區(qū)域的歐姆金屬(例如，鋁或鋁硅合金)接觸可使用與圖案化M1相同的金屬層并且在形成太陽能電池的圖案化M1層的同時并使用用于形成太陽能電池的圖案化M1層的相同工藝來形成在MIBS裝置上?？赏ㄟ^內(nèi)部n型硅區(qū)域和外部n型硅區(qū)域(未由肖特基勢壘金屬覆蓋的環(huán)繞的n型區(qū)域)邊界保持MIBS裝置肖特基勢壘接觸如鋁/n型硅或鋁硅合金/n型硅肖特基勢壘接觸遠離周緣二極管的鈍化邊緣，以便確保良好旁路二極管性能特性，包括正向偏置特性和反向偏置特性。溝槽隔離的MIBS周緣肖特基二極管的邊緣還可在沉積太陽能電池光明面鈍化和ARC層的同時被鈍化，沉積是例如通過PECVD(用于沉積單個或多個鈍化層和ARC層)工藝或原子層沉積或ALD(例如，用于沉積氧化鋁鈍化層)和PECVD(用于沉積氫化氮化硅鈍化層/ARC層)工藝的組合進行。用于太陽能電池光明面的相同鈍化和ARC工藝以及薄膜也在MIBS正面(與圖案化M1面相反的一面)上形成鈍化。圖17是示出具有替代MIBS二極管幾何圖案的MIBS背接觸/背結(jié)(或IBC)太陽能電池實施方案的頂視圖的示意圖，替代MIBS二極管幾何圖案使用與太陽能電池相關(guān)聯(lián)的多個pn結(jié)二極管島。重要地，并且如先前關(guān)于圖16所述，這個實施方案還可利用肖特基勢壘二極管MIBS替代pn結(jié)二極管MIBS。圖17的MIBS二極管太陽能電池包括太陽能電池50和群聚在太陽能電池的周邊邊緣周圍和附近的多個分段式或分開的MIBS二極管島48(MIBS二極管尺寸未按比例示出)，并且所有MIBS島和太陽能電池襯底共享共用的連續(xù)底板并且由共用的原始連續(xù)且隨后被溝槽隔離劃分的太陽能電池半導體襯底(如前所述，由起始硅晶片形成或通過外延硅剝離工藝形成)形成。雖然這個代表性實施方案示出太陽能電池50和群聚在太陽能電池的周邊邊緣周圍和附近的多個分段式或分開的MIBS二極管島48，但是應理解，替代實施方案和設(shè)計可使用根據(jù)任何所需圖案分布遍及整個太陽能電池襯底區(qū)域(并且不僅僅是群聚在太陽能電池的周邊邊緣周圍和附近的多個分段式或分開的MIBS二極管島48。在具有n型半導體(基極)層的IBC電池的情況下，MIBS二極管島48是由p+摻雜結(jié)區(qū)域46(與太陽能電池p+場發(fā)射極和/或發(fā)射極接觸擴散區(qū)域同時形成形成的pn結(jié)MIBS二極管島，并且MIBS二極管島48同樣可以可替代地是肖特基二極管島(包括通向n型硅的合適的肖特基勢壘金屬接觸如鋁或鋁硅合金接觸)，p+摻雜結(jié)區(qū)域46由n摻雜(輕n摻雜)硅區(qū)域44(其可以與用作太陽能電池的基極區(qū)域的原始n型半導體襯底相同)環(huán)繞并包封，并且MIBS半導體襯底通過全周邊隔離溝槽42與太陽能電池50襯底電隔離，所述全周邊隔離溝槽42著落并終止在共享的連續(xù)電絕緣底板片材或襯底上。MIBS裝置的多個pn結(jié)二極管島可以制成任何幾何形狀，例如包括但不限于：方形或圓形或矩形或其它多邊形形狀，并且具有例如在小于約100微米一直到約數(shù)百微米的范圍內(nèi)并且可大至幾毫米的側(cè)邊尺寸。溝槽隔離的MIBS二極管島的數(shù)目可以在至少兩個到數(shù)十個或甚至幾百個MIBS島范圍內(nèi)。MIBS島可以根據(jù)任何所需分布圖案分布遍及太陽能電池襯底(包括但不限于：遍及太陽能電池襯底區(qū)域或群聚在太陽能電池的邊緣周圍和附近的統(tǒng)一矩形分布圖案或任何其它所需分布圖案)。所有MIBS二極管島48具有溝槽隔離邊緣，以用于使MIBS二極管硅島與太陽能電池硅襯底區(qū)域(所有區(qū)域都共享同一連續(xù)電絕緣底板片材或襯底)適當電隔離。如圖17(針對MIBS與n型基極/襯底IBC太陽能電池所述的實例)中所示，MIBS島中的每一個的p+摻雜結(jié)區(qū)域可以通過n摻雜區(qū)域44(其可以與作為太陽能電池n型基極區(qū)域的n型硅襯底材料層相同并且與來自起始晶片的原始n型硅襯底層或生長n型外延層相同)與溝槽隔離的MIBS二極管的邊緣間隔開并分開。p+摻雜區(qū)域(與太陽能電池p+場發(fā)射極和/或p+發(fā)射極接觸擴散區(qū)域同時形成并且使用用于其形成的相同工藝來形成，后者針對利用選擇性發(fā)射極工藝的IBC)同時形成每個MIBS島中的pn結(jié)二極管。形成于MIBS島中的p+n結(jié)可以與MIBSpn結(jié)二極管的鈍化邊緣間隔開并且保持遠離鈍化邊緣(以便保持半導體pn結(jié)耗盡層邊緣遠離邊緣并且實現(xiàn)最佳的pn結(jié)二極管正向偏置和反向偏置特性，而無任何邊緣引起的降級)。MIBS二極管島的邊緣(以及前表面區(qū)域)在沉積太陽能電池光明面鈍化和ARC層的同時被鈍化，沉積是例如通過PECVD鈍化工藝(或PECVD和另一種工藝如ALD的組合，如果需要的話)進行。作為代表性實例，假定MIBS二極管島側(cè)邊尺寸為例如約500微米，p+摻雜區(qū)域46可具有約400微米的側(cè)邊尺寸，與每個側(cè)壁邊緣分開約50微米(換句話說，鄰近p+摻雜區(qū)域的n摻雜區(qū)域44的寬度為約50微米)，雖然其它尺寸和布置也是可能的。可替代地，并且作為眾多可能性中的另一種代表性實例，假定MIBS二極管島側(cè)邊尺寸為例如約600微米，p+摻雜區(qū)域46可具有約200微米的側(cè)邊尺寸，與每個側(cè)壁邊緣分開約200微米(換句話說，鄰近p+摻雜區(qū)域的n摻雜區(qū)域44的寬度為約200微米)圖18A和圖18B是共享的連續(xù)底板襯底(被永久地層壓或附接到原始半導體襯底，太陽能電池及其相關(guān)聯(lián)的MIBS裝置由原始半導體襯底形成)上的MIBS周緣二極管和太陽能電池在太陽能電池和MIBS工藝的不同階段的橫截面圖。如在其它附圖中，在這些附圖中，MIBS邊緣二極管和太陽能電池相對尺寸未按比例示出。這個代表性實例示出溝槽隔離(例如，脈沖激光切割或劃線穿過半導體襯底)工藝之前或之后的底板層壓的太陽能電池半導體襯底，所述溝槽隔離工藝用于限定并且分開周邊(如全周邊周緣)MIBS二極管硅襯底區(qū)域和太陽能電池硅襯底區(qū)域(兩者均由來自起始硅晶片的同一原始硅襯底或外延硅剝離工藝形成)。在使用外延硅剝離工藝制造的背接觸/背結(jié)太陽能電池的情況下，在通過完成圖案化M1金屬化層完成背接觸/背結(jié)太陽能電池工藝之后并且在完成底板層壓和從可再用模板外延剝離并拆離太陽能電池之后，通過從光明面劃線穿過硅襯底來執(zhí)行溝槽隔離工藝。可替代地，在使用晶體硅(例如，CZ單晶或FZ單晶或鑄造多晶)晶片制造的背接觸/背結(jié)太陽能電池的情況下，在通過完成圖案化M1金屬化層完成背接觸/背結(jié)太陽能電池工藝之后并且于在太陽能電池背面上完成底板層壓工藝之后，通過從光明面劃線穿過硅襯底來執(zhí)行溝槽隔離工藝。圖18A是示出被附接或?qū)訅旱奖辰佑|/背結(jié)(IBC)太陽能電池60的相對薄的(例如，在約50微米到250微米的厚度范圍內(nèi))底板片材(如合適的芳族聚酰胺纖維預浸材料)62的橫截面圖，太陽能電池60在太陽能電池襯底制造之后包括薄(例如，從約一微米一直到約200微米，并且更具體地在小于約100微米的厚度范圍內(nèi))硅襯底，例如具有約5微米到80微米范圍內(nèi)的半導體襯底厚度的外延硅層、或具有約50微米到200微米范圍內(nèi)的層壓后硅襯底厚度的硅晶片(CZ單晶或FZ單晶或鑄造多晶硅晶片)(未示出太陽能電池結(jié)構(gòu)性細節(jié))。如圖所示，外延硅層具有n型本底摻雜。在用于太陽能電池的外延硅剝離工藝的情況下，薄硅襯底制造步驟可包括通過完成圖案化M1金屬化層進行模板上背接觸/背結(jié)電池工藝、底板層壓以及從可再用硅模板外延硅剝離釋放并分開(當使用起始硅晶片替代外延剝離硅襯底時，工藝中不使用剝離釋放和分開)。圖18A示出形成溝槽隔離區(qū)域(例如，通過脈沖激光劃線形成)之前的背接觸/背結(jié)電池，溝槽隔離區(qū)域?qū)IBS周緣二極管襯底進行限定并電隔離或劃分并且充當MIBS周緣二極管隔離邊界。薄底板片材62可以是柔性電絕緣預浸片材，其具有約50微米到200微米范圍內(nèi)的厚度，并且具有匹配硅襯底的相當接近的CTE(例如，通過使用合適的芳族聚酰胺纖維/樹脂預浸材料)。薄底板片材62被層壓(例如，通過熱/真空/壓力層壓)到背接觸/背結(jié)太陽能電池60的后面，并且充當由太陽能電池和MIBS周緣二極管共享的共用的連續(xù)底板襯底。底板保持共享底板的集成太陽能電池和MIBS裝置以及圖案化M1和M2層的整體結(jié)構(gòu)完整性。圖18B是示出被附接到其在圖18A中的連續(xù)底板片材62的太陽能電池60在形成溝槽隔離區(qū)域64(例如，通過脈沖激光劃線或另一種合適的方法)之后的橫截面圖，溝槽隔離區(qū)域64用于限定并且隔離MIBS周緣二極管66和太陽能電池島68。溝槽隔離工藝切穿半導體襯底層的整個厚度，從而形成溝槽隔離窄間隙(例如，具有幾微米一直到數(shù)百微米的寬度、并且更具體地具有<100微米溝槽寬度的溝槽)，而沒有顯著地挖入連續(xù)底板片材中(這取決于底板片材的厚度，對于溝槽隔離工藝存在一定余量，即移除幾微米到約數(shù)十微米暴露的溝槽區(qū)域中的底板材料，在一些實例中移除相對少量底板材料片材或不移除底板材料片材)。例如，太陽能電池島68可具有約156mmx156mm或約210mmx210mm范圍內(nèi)的正方形(或準正方形)側(cè)邊尺寸(可選擇用于太陽能電池的其它尺寸，以提供僅幾cm2到數(shù)百cm2并且甚至超過1000cm2寬范圍內(nèi)的太陽能電池面積)。溝槽隔離區(qū)域64可具有幾微米一直到約100微米(或甚至更大)范圍內(nèi)的寬度。脈沖激光開槽能夠形成具有近似約20微米到60微米(因此，出于太陽能電池與MIBS裝置之間的溝槽隔離的重要目的浪費很少硅襯底)的相對窄寬度(所述寬度為合乎需要的)的溝槽隔離區(qū)域。MIBS周緣二極管區(qū)域66可以是具有約200微米到600微米(更小或更大寬度也是可能的)范圍內(nèi)的寬度的全周邊周緣二極管，并且可以是pn結(jié)二極管或肖特基勢壘二極管旁路開關(guān)。在一些實例中，全周邊周緣二極管的總寬度被選擇成盡可能小，以便使MIBS裝置面積為太陽能電池總面積的相對小的一部分(以便最大化太陽能電池和所得太陽能PV模塊的總面積效率)。整個太陽能電池和MIBS制造工藝(如絲網(wǎng)印刷、激光燒蝕等)的分辨能力確定最小化全周邊周緣MIBS裝置的可實現(xiàn)寬度的能力。圖19A和圖19B是詳述位于共享的連續(xù)底板62上的圖18B中所示的背接觸/背結(jié)太陽能電池的MIBS周緣或全周邊二極管太陽能電池實施方案在完成形成MIBS使能的背接觸/背結(jié)IBC太陽能電池的制造工藝之后的橫截面圖，所述制造工藝包括太陽能電池(和MIBS裝置)的紋理化表面上的正面鈍化和ARC涂布，在太陽能電池中顯示為鈍化/ARC涂層70并且在MIBS裝置中顯示為鈍化/ARC涂層72。這里未示出太陽能電池和MIBS結(jié)構(gòu)細節(jié)，如圖案化M1和M2金屬化層。圖19A示出使用pn結(jié)周邊周緣二極管旁路開關(guān)的MIBS實現(xiàn)方式。溝槽隔離的MIBS周緣pn結(jié)二極管區(qū)域72包括n摻雜(例如，磷摻雜)區(qū)域和p+摻雜(例如，重硼摻雜)區(qū)域并且用作pn結(jié)二極管旁路開關(guān)。MIBS周緣pn結(jié)二極管區(qū)域72可以是全周邊周緣二極管，其具有例如約200微米到600微米范圍內(nèi)的寬度(更小或更大的尺寸也是可能的，如前所述)。MIBS周緣二極管和太陽能電池相對尺寸未按比例示出。在一個制造實施方案中，圖19A示出在完成MIBS使能的背接觸/背結(jié)(IBC)太陽能電池的制造工藝之后的底板層壓(或底板附接)的MIBS使能的太陽能電池，完成所述制造工藝包括通過圖案化第一層金屬化或M1(例如由絲網(wǎng)印刷制或PVD鋁或鋁硅合金或包括鎳的另一種合適的金屬等制成)完成背接觸/背結(jié)電池工藝，底板層壓，從晶體硅可再用模板外延硅剝離釋放并分開(如果使用外延硅剝離工藝形成襯底的話—當使用起始晶體硅晶片時，這種工藝不適用)，形成限定MIBS周緣二極管邊界的溝槽隔離區(qū)域(例如，通過脈沖激光劃線或切割)，任選的硅蝕刻、紋理化和紋理化后清潔，鈍化和ARC沉積(例如，通過PECVD或ALD和PECVD的組合)，以及在底板上制造最后的圖案化第二層金屬或M2(連同導電通孔插塞)。如圖19A中可以看出，用于形成太陽能電池的p+發(fā)射極區(qū)域(場發(fā)射極區(qū)域和/或重摻雜發(fā)射極接觸區(qū)域)的工藝也可用于形成用于MIBSpn結(jié)形成的p+結(jié)摻雜。由例如鋁或鋁合金(如具有某種硅添加物的鋁)制成的圖案化M1金屬(未示出)不僅提供太陽能電池的接觸金屬化或第一層金屬化，而且產(chǎn)生用于MIBSpn結(jié)二極管的金屬化接觸(通過n+摻雜接觸窗通向p+區(qū)域和n-型襯底區(qū)域)。MIBSpn結(jié)二極管的n摻雜硅區(qū)域由還充當太陽能電池的基極區(qū)域的同一n型硅襯底(例如，當使用起始n型晶體硅晶片而無需外延時來自n型硅晶片，或當使用外延硅剝離工藝形成太陽能電池和MIBS襯底時來自由外延沉積形成的原位摻雜n型晶體硅層)形成—襯底本體區(qū)域摻雜也可稱為襯底的本底摻雜。圖案化M1和M2金屬化結(jié)構(gòu)完成所需的單片太陽能電池和MIBSpn結(jié)二極管電互連，并且還確保MIBS二極管端子被適當?shù)鼗ミB到相應太陽能電池基極端子和發(fā)射極端子，以便提供電池層級集成陰影管理和連續(xù)的抵抗遮蔽的太陽能電池保護。如圖19A中可以看出，MIBSpn結(jié)二極管的側(cè)壁邊緣和頂面也使用用于鈍化太陽能電池的光明面和邊緣(鈍化/ARC涂層70)的相同鈍化層和工藝來鈍化。圖19A未示出太陽能電池和MIBS結(jié)構(gòu)的一些細節(jié)，如圖案化M1和M2金屬化、后面鈍化層、M1接觸孔、穿過底板的M1-M2通孔以及MIBS裝置結(jié)構(gòu)中用于n型襯底M1連接的n+摻雜接觸窗。圖19B示出使用周邊肖特基周緣二極管旁路開關(guān)的MIBS實現(xiàn)方式。隔離的肖特基周緣二極管旁路開關(guān)區(qū)域74包括n摻雜區(qū)域以及內(nèi)部n+區(qū)域和外部n+區(qū)域并且用作肖特基二極管旁路開關(guān)。肖特基周緣二極管旁路開關(guān)區(qū)域74可以是具有200微米到600微米范圍內(nèi)的寬度(這個尺寸可以被選擇成大于或小于這個范圍)的全周邊周緣二極管。在一個制造實施方案中，圖19B示出在完成MIBS使能的背接觸/背結(jié)太陽能電池的制造工藝之后的底板層壓或底板附接的MIBS使能的太陽能電池，完成所述制造工藝包括通過圖案化第一層金屬化或M1(例如由合適的導電體如鋁或鋁硅合金制成，所述導電體可充當重摻雜硅上的有效歐姆接觸以及輕摻雜硅上的有效肖特基勢壘接觸)完成背接觸/背結(jié)電池工藝，底板層壓，當使用外延剝離硅襯底時從晶體硅可再用模板外延硅剝離釋放并分開(當使用起始晶體硅晶片替代外延剝離襯底時，這種工藝不適用或不需要)，形成限定MIBS周緣肖特基二極管邊界的溝槽隔離(例如，通過脈沖激光劃線或切割)，任選的硅薄化蝕刻、紋理化和紋理化后清潔，形成鈍化和ARC(例如，通過PECVD或PECVD與另一種工藝如ALD的組合)，以及在底板上制造最后的圖案化第二層金屬或M2(連同導電M1-M2通孔插塞)。如圖19B中可以看出，還用作太陽能電池的基極區(qū)域的n型硅襯底(例如，當使用外延剝離工藝時通過原位摻雜外延沉積形成，或當不使用外延剝離工藝時來自起始n型晶體硅晶片)也用作MIBS肖特基二極管的n型硅襯底區(qū)域。由例如鋁或合適的鋁合金(如具有某種硅添加物的鋁)制成的M1金屬(未示出)不僅制造太陽能電池的M1歐姆接觸金屬化(對于太陽能電池的基極區(qū)域，通過n+摻雜接觸開口，并且對于發(fā)射極接觸區(qū)域，通過p+摻雜接觸開口)，而且產(chǎn)生MIBS肖特基二極管的金屬化接觸(輕摻雜n型硅襯底區(qū)域上的非歐姆肖特基勢壘接觸和通過重摻雜n+摻雜區(qū)域通向n型硅的歐姆接觸)。MIBS二極管的輕摻雜n型硅襯底區(qū)域來自用于太陽能電池并且充當其基極區(qū)域的同一n型襯底(例如，當使用外延硅剝離工藝時，所述n型襯底可通過原位摻雜n型外延硅沉積形成，或當不使用外延硅剝離工藝時來自起始n型晶體硅晶片)。用于與n型硅襯底的MIBS肖特基二極管歐姆接觸的n型硅區(qū)域的重摻雜n+擴散摻雜可在產(chǎn)生太陽能電池的重摻雜n+摻雜基極接觸區(qū)域的同時并且使用也用于產(chǎn)生太陽能電池的重摻雜n+摻雜基極接觸區(qū)域的相同工藝來形成(為隨后的圖案化M1金屬化作準備)。圖案化M1和M2金屬化層結(jié)構(gòu)的組合完成太陽能電池和MIBS肖特基二極管電互連，并且確保MIBS二極管端子被適當?shù)剡B接到太陽能電池端子，以便提供電池層級集成陰影管理和太陽能電池保護。如圖19B中可以看出，MIBS肖特基二極管的側(cè)壁邊緣和頂面也使用用于形成太陽能電池的光明面和邊緣上的鈍化和ARC層(標注為鈍化/ARC涂層70)的相同鈍化和ARC層和工藝來鈍化。此外，圖19B未示出太陽能電池結(jié)構(gòu)的一些結(jié)構(gòu)細節(jié)，包括但不限于圖案化M1和M2金屬化層。本文所公開的MIBS實施方案采用溝槽隔離結(jié)合共享的底板襯底來建立MIBS與太陽能電池的半導體襯底區(qū)域之間的劃分和電隔離。產(chǎn)生溝槽隔離區(qū)域的一種方法是脈沖(如納秒脈沖)激光劃線。以下是對使用如用于先前所述的全周邊MIBS周緣二極管或pn結(jié)或肖特基二極管的激光劃線工藝形成溝槽隔離區(qū)域的關(guān)鍵考慮因素和激光屬性的概述，所述溝槽隔離區(qū)域?qū)IBS二極管襯底區(qū)域與太陽能電池襯底區(qū)域劃分并電隔離：-用于溝槽隔離形成的脈沖激光劃線可使用處于劃線和切穿硅所普遍使用的并且已證實的合適波長(例如，以相對良好的選擇性燒蝕半導體層以相對于底板材料切穿半導體襯底層的綠色或紅外線波長或另一種合適的波長)的納秒脈沖激光源。激光源可具有平頂(也稱為高帽)或非平頂(例如，高斯)激光束輪廓。有可能使用以下脈沖激光源波長，所述脈沖激光源波長在硅中是高吸收性的，但是可部分或完全傳輸穿過底板(因此，在完成貫穿半導體層的激光切割并且光束到達底板片材之后，切穿半導體層而不會顯著移除底板材料)。例如，可使用納秒脈沖IR或綠色激光束，其可有效切穿硅襯底層并且部分傳輸穿過底板材料(因此，在溝槽隔離切割期間移除少到可忽略量的底板材料)。-可選擇納秒脈沖激光源的脈沖激光束直徑和其它性質(zhì)，使得隔離劃線寬度在幾微米一直到數(shù)十微米的范圍內(nèi)，因為遠大于約100微米的寬度將會過大并且導致寶貴硅襯底區(qū)域的不必要浪費以及太陽能電池和模塊的總面積效率的一定程度的降低。因此，與高度所期望的太陽能電池面積相比，最小化溝槽隔離區(qū)域是有益的。實際上，納秒脈沖激光切割可產(chǎn)生具有約20微米一直到約60微米期望范圍內(nèi)的寬度的溝槽隔離區(qū)域。例如，對于156mmx156mm太陽能電池，就溝槽隔離區(qū)域作為電池面積的一小部分而言，30微米的溝槽隔離寬度對應于0.077％的面積比。與太陽能電池面積相比，這表示相當可忽略的面積，換句話說，這個小比例提供太陽能電池面積的可忽略浪費并且確?？偯娣e太陽能電池和模塊效率的可忽略損失。-在如本文所述的背接觸/背結(jié)太陽能電池制造工藝中，當使用起始晶體硅晶片制造太陽能電池和相關(guān)聯(lián)的MIBS裝置時，可在底板層壓工藝之后(并且在使用外延硅剝離工藝制造的太陽能電池和MIBS的情況下，在完成底板層壓工藝和隨后從可再用模板剝離釋放被層壓電池之后，并且在對太陽能電池進行脈沖激光修整之后或之前)立即執(zhí)行形成溝槽隔離的納秒(ns)脈沖激光劃線或切割。在使用外延硅剝離工藝制造的太陽能電池和MIBS的情況下，溝槽隔離劃線或切割工藝可任選地使用用于對外延硅層進行預釋放劃線以限定剝離釋放邊界和/或用于被層壓太陽能電池的釋放后修整的同一脈沖激光手段和源。因此，為了形成溝槽隔離區(qū)域，不需要額外的激光工藝手段。-形成溝槽隔離的納秒(ns)脈沖激光劃線還可用于將完全隔離的MIBS周緣二極管區(qū)域限定在隔離的太陽能電池島外部，所述太陽能電池島由所述周緣環(huán)繞并限定?？商娲?，ns脈沖激光劃線工藝可形成其它設(shè)計的MIBS二極管，如呈多個MIBS二極管島設(shè)計以及許多其它可能的MIBS圖案設(shè)計的MIBS二極管。-脈沖激光劃線可用于(從光明面)切穿薄(如小于200微米，并且更具體地小于100微米)硅襯底層并且大致上停止在底板材料片材上。如果期望和/或需要的話，簡單的實時原位激光劃線工藝端點確定(如使用反射率監(jiān)測)可用于工藝控制和終點確定，以便在實現(xiàn)完整貫穿半導體層激光切割的同時最小化對底板片材進行的挖槽或材料移除。-在剩余的太陽能電池制造工藝步驟期間，隨后可濕法蝕刻(例如，作為太陽能電池光明面濕法蝕刻/紋理化工藝的一部分)、紋理化后清潔并且鈍化(通過鈍化和ARC層的沉積)太陽能電池和MIBS周緣二極管區(qū)域的側(cè)壁。以下參照利用pn結(jié)二極管作為MIBS裝置實現(xiàn)方式的太陽能電池描述關(guān)鍵的工藝流程屬性。-太陽能電池工藝流程對于MIBS裝置實現(xiàn)方式而言可保持基本上不變并且是協(xié)調(diào)的(因此為可忽略到零增加的增量制造成本)，其中與每個太陽能電池一起實現(xiàn)MIBSpn結(jié)二極管不需要額外的制造工藝手段。-可在光明面或正面上執(zhí)行限定全周邊MIBS周緣二極管區(qū)域和太陽能電池島(或用于MIBS二極管布置的任何其它設(shè)計)的溝槽隔離工藝，例如在通過圖案化M1層完成電池工藝和將底板層壓到硅襯底之后(并且在由外延硅剝離工藝制成的太陽能電池的情況下，在外延襯底釋放工藝之后)執(zhí)行，并且在由外延硅剝離工藝制成的太陽能電池的情況下，所述溝槽隔離工藝可使用作為釋放手段的一部分用于預釋放硅劃線的同一脈沖激光源。溝槽隔離激光劃線完全地對硅襯底層進行劃線，并且大致上停止在底板上、移除了極少或可忽略的底板材料。-可利用形成太陽能電池p+摻雜場發(fā)射極(或在利用選擇性發(fā)射極工藝的IBC電池工藝的情況下的太陽能電池p+摻雜發(fā)射極接觸區(qū)域，包括用于場發(fā)射極和用于發(fā)射極接觸區(qū)域的兩種不同發(fā)射極重摻雜區(qū)域)的相同工藝步驟同時形成MIBSpn結(jié)二極管p+摻雜結(jié)區(qū)域。MIBSpn結(jié)二極管n摻雜區(qū)域可以與用作太陽能電池襯底和基極區(qū)域的起始n型晶體硅晶片相同(或在由外延硅剝離工藝制成的太陽能電池的情況下，與原位摻雜外延太陽能電池基極區(qū)域相同)。例如，用于制造背結(jié)/背接觸太陽能電池的相同太陽能電池發(fā)射極和基極摻雜工藝(如具有APCVD、激光燒蝕和熱工藝)還可用于同時形成所需的p+/n周緣二極管裝置結(jié)構(gòu)并且無增加的增量工藝成本。-可設(shè)計金屬-1(M1)和金屬-2(M2)導電體圖案，使得MIBSpn結(jié)二極管的p+摻雜電極連接到太陽能電池的n型基極，并且MIBS二極管的n型襯底區(qū)域歐姆接觸(通過與太陽能電池n+摻雜基極接觸區(qū)域一起形成的n+摻雜接觸區(qū)域)電極連接到太陽能電池的p+發(fā)射極?？梢苑植际礁袷皆O(shè)計這些適當形成的連接，以便每當MIBS二極管由于太陽能電池遮蔽而啟動并且繞過太陽能電池時最小化不合乎需要的電流擁擠和局部熱點。-可在第二層金屬M2圖案(其可形成在底板的暴露表面上，換句話說形成在與太陽能電池光明面相反的平面上)上形成電池母線(基極和發(fā)射極母線)和指叉型基極和發(fā)射極指狀物的最終粗間距圖案。圖案化M2還單片完成太陽能電池與其MIBS裝置的互連。M1圖案僅具有細間距指叉型基極和發(fā)射極指狀物而不具有母線，以便消除歸因于母線的電遮蔽。在以下部分中，描述使用pn結(jié)二極管MIBS實現(xiàn)實施方案的所需的MIBS二極管面積。為了示例性目的，這個實例針對156mmx156mm太陽能電池描述。最小的MIBS旁路二極管面積由如以下考慮因素控制：二極管的最大容許正向偏置(導通狀態(tài))電阻—或換句話說，當MIBS二極管由于太陽能電池遮蔽而啟動并且正向偏置時的電阻。假定n型襯底區(qū)域(太陽能電池基極)具有約3x1015cm-3的磷摻雜，這對應于約1.60Ω.cm的n型襯底(或n型基極區(qū)域)電阻率。而且，進一步假定相對薄的晶體硅基極區(qū)域厚度為約40μm(微米)，可如下計算三個不同水平的容許串聯(lián)電阻值(不包括接觸電阻)所需的MIBS旁路二極管面積(作為粗略指南，這個實例被提供為非常近似的數(shù)量級計算)：對于最大容許串聯(lián)電阻Rs＝0.010Ω(對于5W電池，最大功率耗散R.I2＝1W)：-面積＝(1.6Ω.cmx40x10-4cm)/0.01Ω＝0.64cm2(MIBS裝置面積是太陽能電池面積的～0.26％)-156mmx156mm電池的周緣寬度：0.64/(15.6x4)＝0.010cm＝0.10mm或100微米對于最大容許串聯(lián)電阻Rs＝0.005Ω(對于5W電池，最大功率耗散R.I2＝0.5W)：-面積＝(1.6Ω.cmx40x10-4cm)/0.005Ω＝1.28cm2(MIBS裝置面積是太陽能電池面積的～0.52％)-156mmx156mm電池的周緣寬度：1.28/(15.6x4)＝0.020cm＝0.20mm或200微米對于最大容許串聯(lián)電阻Rs＝0.002Ω(對于5W電池，最大功率耗散R.I2＝0.1W)：-面積＝(1.6Ω.cmx40x10-4cm)/0.002Ω＝3.20cm2(MIBS裝置面積是太陽能電池面積的～1.30％)-156mmx156mm電池的周緣寬度：3.20/(15.6x4)＝0.050cm＝0.50mm或500微米基于以上近似計算，對于156mmx156mm太陽能電池，約100μm到500μm范圍內(nèi)的MIBS周緣二極管寬度是合理的(就限制導通電阻引起的功率耗散、同時維持相對小的MIBS與太陽能電池面積比而言)，其中周緣二極管面積近似為太陽能電池面積的～0.26％到～1.3％。圖20A是示出具有周邊MIBS周緣pn結(jié)二極管的背接觸/背結(jié)(IBC)太陽能電池(如圖16中所示)的例如使用鋁或鋁硅合金金屬化(或另一種合適的金屬或金屬合金材料)的第一層金屬化圖案(M1)實施方案(在將連續(xù)底板層壓到半導體襯底之前，形成在電池和MIBS背面表面上的圖案化M1金屬層)的平面圖的示意圖。圖20B是出于描述性目的提供的圖20A的展開選擇視圖。圖20A和圖20B示出形成為圖案化M1層(例如，鋁或鋁硅合金)指叉型基極和發(fā)射極金屬指狀物96，以及形成MIBSpn結(jié)二極管p和n接觸的鋁(或鋁硅或另一種合適的導電體)金屬化接觸的無母線指叉型太陽能電池基極和發(fā)射極金屬。溝槽隔離區(qū)域86將太陽能電池半導體襯底與MIBS旁路二極管半導體襯底區(qū)域劃分并電隔離。鋁(或鋁硅合金或另一種合適的金屬)接觸金屬定位在太陽能電池的n摻雜區(qū)域上、顯示為基極金屬化指狀物88，并且還定位在MIBS旁路二極管的n摻雜區(qū)域92上、顯示為n摻雜區(qū)域金屬化接觸82(通過n+摻雜接觸擴散區(qū)域形成鋁或鋁硅合金歐姆接觸)。鋁或鋁硅合金接觸金屬定位在太陽能電池的p+摻雜區(qū)域上、顯示為發(fā)射極金屬化指狀物90)上，并且還定位在MIBS旁路二極管的p+摻雜區(qū)域94上、顯示為p+摻雜區(qū)域金屬化接觸84(通過摻雜p+接觸擴散區(qū)域)。圖案化M1鋁或鋁硅合金金屬化層可通過鋁或鋁合金膏層的圖案化絲網(wǎng)印刷形成，或通過鋁或鋁合金(如鋁硅)的物理氣相沉積(PVD)之后進行圖案化工藝(如激光燒蝕)形成。鋁或鋁硅合金層(M1層)的厚度對于通過PVD形成的M1鋁而言可以在1微米的一小部分一直到約幾微米范圍內(nèi)，并且對于通過鋁或鋁硅合金膏的絲網(wǎng)印刷形成的鋁或鋁硅合金而言可以在幾微米一直到約數(shù)十微米(例如，約20微米)范圍內(nèi)?？商娲?，在背接觸背結(jié)(IBC)太陽能電池的周邊MIBS周緣肖特基二極管MIBS實現(xiàn)實施方案中，第一層金屬化(M1)圖案(例如鋁或鋁硅合金金屬化)可與圖20A和圖20B中所示的相同。在如參考圖20B所述的周邊MIBS周緣肖特基二極管MIBS實現(xiàn)方式中，電池包括無母線指叉型太陽能電池基極和發(fā)射極金屬(例如，鋁或鋁硅合金)歐姆指狀物96，以及形成輕摻雜n型硅上的MIBS二極管非歐姆肖特基勢壘接觸和重摻雜n+硅上的歐姆接觸(后者用于通向n型襯底的歐姆接觸)的鋁或鋁硅金屬化接觸。作為圖案化M1的一部分，鋁(或鋁硅合金)接觸金屬定位在形成于太陽能電池的n型襯底區(qū)域上的重摻雜n+區(qū)域上或定位成與所述n+區(qū)域重疊、顯示為基極金屬化歐姆指狀物88，并且還定位在形成于MIBS肖特基旁路二極管的n型襯底區(qū)域上的n+摻雜歐姆接觸區(qū)域92上、顯示為n摻雜區(qū)域金屬化接觸82(接觸n摻雜硅襯底的重摻雜n+接觸擴散區(qū)域)。鋁或鋁硅接觸金屬(作為圖案化M1層的一部分)還定位在太陽能電池的重p+摻雜區(qū)域上、顯示為發(fā)射極金屬化歐姆指狀物90(通過p+摻雜接觸擴散區(qū)域)。作為圖案化M1的一部分，鋁或鋁硅肖特基勢壘接觸金屬84還直接定位在MIBS旁路二極管的輕摻雜n型襯底區(qū)域94上，例如僅定位在n型表面上，以便形成整流器的肖特基勢壘區(qū)域。圖案化M1鋁或鋁硅合金(或另一種合適的材料)金屬化層可通過鋁或鋁硅(或另一種合適的導電材料)膏層的圖案化絲網(wǎng)印刷形成，或通過鋁或鋁硅(或另一種合適的導電材料)的物理氣相沉積(PVD)之后進行圖案化工藝(如激光燒蝕)形成。鋁層的厚度對于通過PVD形成的M1鋁或鋁硅合金而言可以在在1微米的一小部分一直到幾微米范圍內(nèi)，并且對于通過對應膏的絲網(wǎng)印刷形成的鋁或鋁硅而言可以在幾微米一直到約數(shù)十微米(例如，一直到約20微米)范圍內(nèi)。背接觸/背結(jié)IBC太陽能電池和相關(guān)聯(lián)的MIBS二極管被金屬化并互連以形成完整的太陽能電池。示例性金屬化使用結(jié)合并且由太陽能電池和MIBS共享的底板實現(xiàn)的兩層金屬化結(jié)構(gòu)，其具有第一層接觸金屬化圖案(M1)和第二層最終圖案化金屬化層(M2)，M1由例如鋁或合適的鋁合金(如具有少量百分比硅的鋁)制成、在底板附接/層壓之前形成，M2由例如較厚的高導電性導電體(包括鋁和/或銅或其組合)制成并且任選地具有額外層如勢壘層和/或頂部焊料層。M1與M2之間的層間連接可使用在形成圖案化M2層之前穿過在底板層中鉆出或形成的通孔的導電通孔插塞來形成，其中底板充當電絕緣層間電介質(zhì)層。上述兩層單片太陽能電池和MIBS金屬化結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵屬性如下：-第一層金屬M1(例如在底板附接和層壓之前形成于太陽能電池背面上)可以是由PVD(等離子體濺射蒸發(fā)、離子束沉積等)鋁(或鋁合金)或絲網(wǎng)印刷鋁(或鋁合金)膏制成的圖案化鋁層(和/或包含鋁的合金，如Al和Si)。-圖案化M1充當接觸金屬化并且在太陽能電池上形成指叉型基極和發(fā)射極金屬化線(在一些實施方案中，在M1上不存在母線，以便消除或最小化與母線相關(guān)聯(lián)的電遮蔽)。-在一些實施方案中，圖案化指叉型M1金屬化指狀物不會延伸超出太陽能電池島以在下面與溝槽隔離區(qū)域重疊并且不會延伸到MIBS周緣二極管區(qū)域。使用圖案化M2層和導電通孔插塞進行太陽能電池與其相關(guān)聯(lián)MIBS裝置之間的電互連，所述導電通孔插塞根據(jù)預先指定的互連設(shè)計形成圖案化M1與M2層之間的圖案化互連。-在用于MIBS的全周邊周緣二極管設(shè)計的情況下，M1鋁或鋁合金金屬化層可被設(shè)計以形成三個同心的全周邊連續(xù)鋁金屬化環(huán)(對于正方形電池，顯示為正方形環(huán))，以便電歐姆接觸MIBS周緣二極管的p+摻雜結(jié)區(qū)域以及內(nèi)部和外部n摻雜襯底區(qū)域(通過n+摻雜接觸擴散區(qū)域)。-可使用利用相對便宜的低電阻率導電體材料(包括銅和/或鋁(或其組合))的絲網(wǎng)印刷和/或PVD(如用于例如包括鋁的金屬化的等離子體濺射和/或熱蒸發(fā)和/或電子束蒸發(fā))和/或電化學沉積或電鍍(例如，用于包括銅的金屬化)或其它金屬化工藝(或其組合)來形成M2金屬層。-圖案化M2金屬可以被圖案化在通過多個導電通孔插塞連接到指叉型電池上M1指狀物的大體上正交的指叉型指狀物中。在這種設(shè)計中，太陽能電池的較粗間距的M2指狀物相對于太陽能電池的指叉型較細間距的M1指狀物的正交布置允許M2指狀物的數(shù)目顯著小于M1指狀物的數(shù)目。例如，太陽能電池可具有在底板層壓之前直接形成于電池上的數(shù)百個M1指狀物，而在底板層壓之后所形成的M2指狀物的數(shù)目通?？梢员萂1指狀物的數(shù)目小近似5倍到約50倍。-圖案化M2金屬還可將MIBSpn結(jié)二極管的重p+摻雜和n型襯底接觸M1金屬化分別連接到太陽能電池的基極母線和發(fā)射極母線?？商娲兀谑褂眯ぬ鼗鶆輭径O管用于MIBS的情況下，圖案化M2金屬還可將MIBS肖特基二極管的肖特基勢壘接觸(例如，輕摻雜n型硅上的鋁或鋁硅合金非歐姆肖特基接觸)和n型歐姆接觸M1金屬化分別連接到太陽能電池的基極母線和發(fā)射極母線。此外，重要的是要注意，雖然已結(jié)合使用薄晶體硅吸收層和連續(xù)底板的背接觸/背結(jié)晶體硅太陽能電池解釋本文所述的實施方案，但是應理解的是，所公開主題的方面可由本領(lǐng)域技術(shù)人員應用于其它太陽能電池和模塊實現(xiàn)方式，包括但不限于：非IBC背接觸太陽能電池(包括但不限于MWT太陽能電池)；前接觸太陽能電池和對應的PV模塊；非晶體硅太陽能電池和模塊，如由晶體GaAs、GaN、Ge和/或其它元素和化合物半導體制成的那些；以及各種基于晶片的太陽能電池，包括由晶體半導體晶片(如CZ單晶硅晶片、FZ單晶硅晶片和鑄造多晶硅晶片)制成的背接觸/前結(jié)、背接觸/背結(jié)和前接觸太陽能電池。然而，如前所述，背接觸電池的使用在某些方面可為有利的，如MIBS實現(xiàn)方式可應用于背接觸電池而不會顯著影響最終的模塊制造。此外，電池的背面上的發(fā)射極和基極互連引線兩者的可用性可進一步簡化用于增強的能量采集以及額外的電池層級監(jiān)測和控制功能的電池上電子器件的整體實現(xiàn)方式。圖21是具有周邊MIBS周緣二極管(例如pn結(jié)二極管或肖特基勢壘二極管)的背接觸/背結(jié)太陽能電池的背面的示意圖，示出第二層金屬化圖案(M2)實施方案。在這種設(shè)計中，圖案化M2定位在共享的電絕緣底板上并且通過底板片材與M1層實體分開。圖案化M2層包括：基極母線104，其連接到MIBSpn結(jié)二極管的p+摻雜區(qū)域M1歐姆接觸金屬(例如還形成為圖案化M2金屬化層的一部分的圖20B中的p+摻雜區(qū)域金屬化接觸84)；發(fā)射極母線102，其連接到MIBSpn結(jié)二極管n摻雜襯底區(qū)域M1金屬歐姆接觸(例如圖20B中的n摻雜區(qū)域金屬化接觸82)；導電通孔插塞100，其根據(jù)預先指定的圖案(每個M2基極指狀物通過導電通孔插塞來連接到所有M1基極指狀物，并且每個M2發(fā)射極指狀物通過導電通孔插塞來連接到所有M1發(fā)射極指狀物)將M2指狀物互連到M1指狀物；以及發(fā)射極指叉型指狀物112和基極指叉型指狀物106。圖21示出相對于M1指狀物以大體上正交或垂直取向覆蓋在圖案化M1層(這幅圖中未示出)上的圖案化M2層，圖案化M1層可以是例如包括無母線指叉型太陽能電池基極和發(fā)射極金屬指狀物以及形成MIBS二極管歐姆接觸的鋁(或鋁硅合金)金屬化接觸的圖案化M1層，如圖20A中所示的M1層。MIBS周緣二極管(pn結(jié)二極管或肖特基勢壘二極管)和太陽能電池以及相關(guān)金屬化尺寸未按相對比例示出?？赏ㄟ^以下方式形成多個導電通孔插塞100：鉆出穿過底板并且著落在預期M1區(qū)域(而不刺穿焊盤墊上的M1層)的通孔，并且隨后通過M2金屬化工藝形成將M2金屬化的所需部分互連到M1金屬化層的指定部分的導電通孔插塞(即，M2發(fā)射極指狀物通過導電通孔插塞連接到M1發(fā)射極指狀物以及通向MIBSn型襯底的M1接觸；M2基極指狀物通過導電通孔插塞連接到M1基極指狀物以及通向pn結(jié)二極管的p+區(qū)域或通向肖特基勢壘二極管的肖特基勢壘M1金屬區(qū)域的M1接觸)。通過導電通孔插塞連接的圖20A中所示的M1圖案和圖21中所示的M2圖案的組合完成了整個太陽能電池和相關(guān)聯(lián)MIBS裝置金屬化以及MIBS端子到太陽能電池端子的單片分布式互連，所述互連隨后可用于形成電池層級的單片集成陰影管理互連。出于電極性區(qū)域別的目的，圖21以兩種灰色調(diào)示出M2層。M2圖案的深灰色部分包括太陽能電池基極母線104，其連接到下伏M1金屬化區(qū)域的MIBS周緣pn結(jié)二極管p+摻雜區(qū)域(或如果使用肖特基二極管用于MIBS的話，則連接到肖特基二極管鋁/n型硅肖特基接觸)。如這個代表性實施方案中所示，通過位于太陽能電池襯底的三個側(cè)邊上的導電通孔插塞進行用于MIBS到太陽能電池互連的M2-M1互連，所述導電通孔插塞在基極母線104以及M2的左側(cè)邊和右側(cè)邊上的兩個垂直基極母線指狀物108內(nèi)(每個側(cè)邊上一個指狀物)。這種結(jié)構(gòu)在太陽能電池的基極與MIBSpn結(jié)二極管的pn結(jié)二極管p+端子(或MIBS肖特基二極管的鋁(或鋁硅)/n型硅肖特基勢壘接觸端子)之間形成分布式互連。M2內(nèi)部上的顯示為連接到基極母線104的垂直指狀物的指叉型基極指狀物106通過導電通孔插塞連接到下伏M1指叉型基極指狀物(未示出)。使用M2圖案相對于圖20A中所示的M1圖案的正交變換，M2基極指狀物的數(shù)目與M1基極指狀物的數(shù)目相比可以顯著減小，通常減小了近似5倍到約50倍。M2圖案的淺灰色部分包括太陽能電池發(fā)射極母線102，其連接到形成為下伏M1金屬化區(qū)域一部分的MIBS周緣pn結(jié)二極管n型硅襯底歐姆接觸或MIBS周緣肖特基勢壘二極管n型硅歐姆接觸(通過用于n型硅歐姆接觸的n+摻雜接觸擴散)。如圖所示，通過太陽能電池的三個側(cè)邊上的導電通孔插塞進行互連，所述導電通孔插塞在發(fā)射極母線102以及左側(cè)邊和右側(cè)邊上的四個發(fā)射極母線指狀物110內(nèi)(每個側(cè)邊上兩個指狀物)。這種結(jié)構(gòu)在太陽能電池的發(fā)射極與MIBSpn結(jié)二極管或MIBS肖特基勢壘二極管的n型硅襯底(通過用于歐姆接觸的n+接觸擴散)端子之間形成分布式互連。M2內(nèi)部上的顯示為連接到發(fā)射極母線的發(fā)射極指叉型指狀物112通過導電通孔插塞連接到下伏M1指叉型發(fā)射極指狀物。此外，通過使用M2圖案相對于M1圖案的正交變換，M2發(fā)射極指狀物的數(shù)目與M1發(fā)射極指狀物的數(shù)目相比可以顯著減小，通常減小了近似5倍到約50倍。由于M2圖案正交變換，M2圖案(例如，指狀物)可比M1指狀物圖案具有大得多的最小尺寸(或平均指狀物寬度)。例如，與圖案化M1層上的指叉型太陽能電池基極和發(fā)射極指狀物相比，M2上的指叉型太陽能電池基極和發(fā)射極指狀物以及母線具有寬得多的金屬指狀物，并且還可具有大得多的指狀物間間距。在這種配置中，最窄的M2指狀物是用于MIBS周緣二極管端子與太陽能電池端子之間的M2-M1互連(通過導電通孔插塞連接)的側(cè)邊指狀物(基極母線指狀物108和發(fā)射極母線指狀物110)。在這種配置中，通過從M2到M1的導電通孔插塞在太陽能電池和MIBS的三個側(cè)邊上形成太陽能電池到MIBS裝置連接。圖22是具有周邊MIBS周緣二極管(例如pn結(jié)二極管或肖特基勢壘二極管)的背接觸/背結(jié)太陽能電池的背面的示意圖，示出替代的第二層金屬化圖案(M2)實施方案。圖案化M2定位在共享的電絕緣連續(xù)底板上并且通過層壓的底板與M1層實體分開。圖案化M2包括：基極母線124，其連接到MIBSpn結(jié)二極管p+摻雜區(qū)域M1金屬(例如圖20B中的p+摻雜區(qū)域金屬化接觸84)；發(fā)射極母線122，其連接到MIBS二極管n摻雜襯底區(qū)域M1金屬歐姆接觸(例如圖20B中的n摻雜區(qū)域金屬化接觸82)；導電通孔插塞120，其將M2連接到M1；以及指叉型發(fā)射極指狀物128(通過導電通孔插塞連接到M1指叉型發(fā)射極指狀物)和指叉型基極指狀物126(通過導電通孔插塞連接到M1指叉型基極指狀物)。圖22示出覆蓋在圖案化M1層(下伏M1層未示出)上的圖案化M2層，圖案化M1層可以是例如像圖20A中所示的包括無母線指叉型太陽能電池基極和發(fā)射極金屬指狀物以及形成MIBS二極管金屬化歐姆接觸的鋁或鋁硅合金金屬化接觸的圖案化M1層。MIBS周緣二極管(pn結(jié)二極管或肖特基勢壘二極管)和太陽能電池以及相關(guān)金屬化尺寸未按相對比例示出。多個導電通孔插塞120將M2金屬化的所需部分連接到M1金屬化層的指定部分，并且可以通過鉆出穿過底板直至預期M1區(qū)域的通孔、隨后在M2金屬化期間形成導電通孔插塞來形成。通過導電通孔插塞連接的圖20A中所示的M1圖案和圖22中所示的M2圖案的組合完成了整個太陽能電池和MIBS裝置金屬化以及MIBS端子到太陽能電池端子的單片分布式互連，這隨后可用于形成電池層級的單片集成陰影管理互連。出于電極性區(qū)域別的目的，圖22以兩種不同灰色調(diào)示出M2。M2圖案的深灰色部分包括太陽能電池基極母線124，其通過太陽能電池的兩個側(cè)邊(一個側(cè)邊是母線側(cè)邊)上的導電通孔插塞連接到下伏M1金屬化區(qū)域的MIBS周緣pn結(jié)二極管p+摻雜區(qū)域(或如果使用肖特基勢壘二極管用于MIBS的話，則連接到肖特基勢壘二極管鋁/n型硅肖特基接觸)，導電通孔插塞在基極母線以及顯示為M2的左側(cè)邊上的垂直指狀物的基極母線指狀物130內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)在太陽能電池的基極區(qū)域與MIBSpn結(jié)二極管的p+端子(或MIBS肖特基勢壘二極管的鋁/n型硅肖特基接觸端子)之間形成分布式互連。M2內(nèi)部上的顯示為垂直指狀物的指叉型基極指狀物126通過導電通孔插塞連接到基極母線并且還連接到下伏M1指叉型基極指狀物。M2圖案相對于M1圖案的正交變換允許M2基極指狀物的數(shù)目與M1基極指狀物的數(shù)目相比顯著減小，通常減小了近似5倍到約50倍。M2圖案的淺灰色部分包括太陽能電池發(fā)射極母線122，其連接到形成為下伏圖案化M1金屬化區(qū)域一部分的MIBS周緣pn結(jié)二極管n型硅襯底歐姆接觸(通過通向n+摻雜區(qū)域的歐姆接觸)或MIBS周緣肖特基勢壘二極管n型硅襯底歐姆接觸(通過用于n型硅歐姆接觸的n+接觸擴散)(M2-M1連接通過在太陽能電池的兩個側(cè)邊上的導電通孔插塞形成，所述導電通孔插塞在發(fā)射極母線以及M2的右側(cè)邊上的垂直發(fā)射極母線指狀物132內(nèi))。這種結(jié)構(gòu)在太陽能電池的發(fā)射極與MIBSpn結(jié)二極管或MIBS肖特基勢壘二極管的n型硅襯底(通過用于歐姆接觸的n+接觸擴散)端子之間形成分布式互連。M2內(nèi)部上的顯示為垂直指狀物的指叉型發(fā)射極指狀物128通過導電通孔插塞連接到發(fā)射極母線并且還連下伏M1指叉型發(fā)射極指狀物。此外，通過使用M2圖案相對于M1圖案的正交變換，M2發(fā)射極指狀物的數(shù)目與M1發(fā)射極指狀物的數(shù)目可以顯著減小，通常減小了近似5倍到約50倍。由于M2圖案正交變換，M2圖案(例如，指叉型指狀物)可比M1圖案(或M1平均指狀物寬度)具有大得多的最小尺寸(或平均指狀物寬度)。例如，與形成于M1層上的指叉型太陽能電池基極和發(fā)射極指狀物相比，M2上的指叉型基極指狀物126、指叉型發(fā)射極指狀物128和母線可具有寬得多的金屬指狀物或線，并且還可具有大得多的指狀物間間距。在這種配置中，最窄的M2指狀物可以是用于MIBS周緣二極管端子與太陽能電池端子之間通過導電通孔插塞進行的M2-M1互連)的兩個側(cè)邊指狀物(垂直基極母線指狀物130和垂直發(fā)射極母線指狀物132)。在這種配置中，在太陽能電池和MIBS的兩個側(cè)邊上形成太陽能電池到MIBS裝置電互連(通過從M2到M1的導電通孔插塞連接)。這種配置允許太陽能電池和MIBS側(cè)邊(換句話說，兩個側(cè)邊不用于主太陽能電池母線)上的較寬指狀物：垂直基極母線指狀物130和垂直發(fā)射極母線指狀物132形成太陽能電池與MIBS裝置之間的分布式互連。本文所述的MIBS裝置利用肖特基勢壘二極管或pn結(jié)二極管。如果肖特基勢壘二極管用作MIBS，那么可使用定位在MIBS硅襯底區(qū)域中的輕摻雜n型硅上作為肖特基接觸的鋁金屬電極或具有一些硅含量的鋁。與肖特基勢壘二極管MIBS實施方案相關(guān)的關(guān)鍵屬性和描述包括：-MIBS肖特基勢壘二極管可通過在半導體表面上(如在硅上)形成兩個金屬接觸(來自同一M1層)來制成。可形成于半導體襯底的重摻雜區(qū)域上的一個金屬接觸是歐姆接觸(例如，通過放置在n型襯底的指明區(qū)域上的n+摻雜區(qū)域形成)，并且另一個接觸形成于半導體襯底的輕摻雜n型區(qū)域上并且形成提供二極管整流電性質(zhì)的金屬與n型半導體肖特基勢壘(非歐姆)接觸。同一金屬(M1圖案)可用于MIBS肖特基二極管的肖特基勢壘(非歐姆)接觸和n型襯底歐姆接觸(后者通過n型襯底上的n+摻雜區(qū)域形成)兩者，這對于太陽能電池制造具有極小或沒有額外的制造成本。-如果n型硅用于半導體襯底(如用于如本文所述的晶體硅背接觸/背結(jié)電池的太陽能電池基極區(qū)域)，那么鋁或具有某些硅含量的鋁合金可用作肖特基勢壘金屬。這些材料提供極好的肖特基勢壘二極管性能性質(zhì)并且與太陽能電池工藝流程和材料兼容。鋁具有小于n型硅功函數(shù)的功函數(shù)并且在輕摻雜n型硅上形成良好的肖特基勢壘，其中輕摻雜硅表面由還用作太陽能電池基極和吸收體的n型硅襯底層提供。鋁或具有某些硅含量的鋁合金還可用作肖特基二極管的另一個端子的n+摻雜硅上的歐姆接觸(即，通過n+摻雜區(qū)域形成與n型硅襯底的歐姆接觸)。-就高性能肖特基勢壘二極管而言，不論對于前接觸還是背接觸太陽能電池，相較于p型硅襯底，可使用n型硅襯底。n型硅襯底的使用還對制造沒有任何本體光引起的衰退(通常通過p型硅晶片來觀察)的高效太陽能電池有利。-對n摻雜硅上的鋁肖特基勢壘接觸金屬電極(也稱為肖特基接觸)施加正電勢產(chǎn)生跨硅層兩端的較小電勢降，因此減小了電子從輕摻雜n型硅襯底注入到鋁肖特基接觸電極的勢壘高度。因此，更多電子將朝向金屬擴散而不是擴散到硅中，并且凈電流將流過結(jié)。這是肖特基勢壘二極管的正向偏置或?qū)顟B(tài)。這種正向偏置狀況是在遮蔽情況下為太陽能電池提供保護的MIBS狀態(tài)。-當對肖特基鋁金屬電極施加負電壓(或反向偏壓)時，跨勢壘兩端的電勢上升，從而增加了耗盡層寬度并且抑制了電子從n型硅襯底注入到金屬電極中。所得的電勢勢壘限制流到金屬電極的電子并且產(chǎn)生可忽略的電流(MIBS肖特基二極管的截止狀態(tài)—這種反向偏置狀況表示無太陽能電池遮蔽時的MIBS狀態(tài))。用作MIBS，鋁半導體肖特基接觸結(jié)可提供極好的整流性質(zhì)。雖然大電流可在正向偏置(導通狀態(tài))下存在，可忽略電流在反向偏置(截止狀態(tài))時流動，但是兩者都是MIBS的所需性質(zhì)。-在一些實例中，相較于MIBS實現(xiàn)方式中的pn結(jié)二極管，可使用肖特基勢壘二極管。肖特基勢壘二極管與pn結(jié)二極管相比具有較小的導通狀態(tài)正向偏壓(例如，肖特基二極管近似為～0.2V到0.5V對比pn結(jié)二極管為～0.6V到0.8V)，從而當肖特基勢壘二極管用作MIBS時(當太陽能電池被遮蔽時，MIBS裝置導通以保護太陽能電池)，由MIBS裝置產(chǎn)生較低功率耗散。肖特基勢壘二極管相較于pn結(jié)二極管的較小功率耗散是相當有利的并且使肖特基勢壘二極管成為MIBS裝置的優(yōu)良選擇。-MIBS周緣肖特基二極管MIBS實現(xiàn)方式可使用相對輕摻雜n型硅襯底作為主摻雜二極管區(qū)域。在使用外延硅剝離太陽能電池工藝與外延生長n型基極的太陽能電池襯底制造工藝和背接觸/背結(jié)太陽能電池設(shè)計中，MIBS二極管的n型硅區(qū)域可由作為外延n摻雜硅(或太陽能電池的基極區(qū)域)的同一襯底形成，并且MIBS二極管的n型硅區(qū)域和外延n摻雜硅在電池工藝期間使用溝槽隔離來與彼此電隔離。在這種情況下，用于肖特基鋁接觸的區(qū)域具有與太陽能電池基極摻雜(例如，近似為3x1015cm-3的磷摻雜，同時取決于太陽能電池設(shè)計要求，所述摻雜可大于或小于這個量)相同的輕n型摻雜，而不具有重摻雜n+基極接觸擴散區(qū)域。也可使用作為圖案化M1金屬化層的一部分的鋁(或具有某些硅含量的鋁合金)通過形成于n型襯底(肖特基二極管的第二端子)的指明區(qū)域上的n+摻雜(重摻雜磷)歐姆接觸區(qū)域形成與n型硅襯底的歐姆接觸。-通過使用與n型硅襯底區(qū)域通過重摻雜n+摻雜接觸擴散區(qū)域進行的鋁歐姆接觸形成MIBS肖特基勢壘二極管的歐姆接觸(這使用同樣形成用于背結(jié)/背接觸太陽能電池的基極歐姆接觸的n+摻雜區(qū)域的相同工藝并且在相同工藝期間形成)。-用于形成鋁(或鋁硅)與n型硅肖特基接觸和鋁(或鋁硅)與n+硅(和n型硅)歐姆接觸的鋁(或Al/Si合金)層可以是用于形成太陽能電池中的指叉型基極和發(fā)射極接觸金屬化的同一金屬-1(M1)鋁(和/或鋁硅)層。例如，所述層可以是與硅進行高質(zhì)量電歐姆(和肖特基)接觸的具有某些硅含量(防止結(jié)穿刺或鋁穿刺到硅中的幾個百分點的硅)的高導電性鋁層。可使用鋁(或鋁合金)膏或鋁(或鋁合金)墨(同樣，例如，具有防止結(jié)穿刺的硅含量百分比)的絲網(wǎng)印刷、漏版印刷、氣溶膠噴射印刷或噴墨印刷、之后進行膏或墨的熱固化來形成圖案化M1鋁層?？商娲?，金屬1(M1)可由另一種合適的方法、例如如等離子體濺射、熱或電子束蒸發(fā)、離子束沉積的沉積方法或另一種毯式沉積方法、之后進行M1圖案化(例如，通過激光燒蝕或濕法蝕刻圖案化)來形成。M1鋁或鋁合金層的厚度可取決于鋁層的電阻率。通常，如物理氣相沉積或PVD(例如，等離子體濺射或熱蒸發(fā)或電子束蒸發(fā))技術(shù)沉積出具有近本體導電性(例如，～3μΩ.cm的電阻率)的鋁層，因此M1鋁層的所需厚度可以在約100nm一直到2000nm的近似范圍內(nèi)(由于M1-M2兩層金屬化架構(gòu)，將不需要更厚的M1金屬)。另一方面，由鋁或鋁合金膏或墨形成M1通常產(chǎn)生較低的所得金屬導電性(遠小于本體鋁的導電性)，如～30μΩ.cm到～200μΩ.cm范圍內(nèi)的材料電阻率。因此，如果由膏或墨產(chǎn)生M1，那么將需要更厚的金屬層(例如，約1微米一直到約20微米厚度范圍內(nèi)的絲網(wǎng)印刷M1)。圖23A到圖23L是示出相關(guān)MIBS二極管和太陽能電池幾何布置的各種代表性實施方案的平面圖的示意圖，所述實施方案針對MIBS與全正方形太陽能電池來示出。太陽能電池和MIBS尺寸未按實際或相對比例示出。如在圖23的代表性實施方案中可看出，MIBS二極管總面積(包括任何相關(guān)聯(lián)溝槽隔離的面積)可遠小于太陽能電池面積(MIBS和溝槽隔離總面積與太陽能電池面積的分數(shù)被選擇為<1％，并且常常不大于約0.3％)。當然，可利用更大的面積比(其具有降低總面積電池和模塊效率的不合需要的后果)。。圖23A示出如本文先前所述的全周邊閉環(huán)周緣MIBS設(shè)計，其包括由全周邊MIBS周緣二極管144環(huán)繞的太陽能電池島140，全周邊MIBS周緣二極管144由全周邊溝槽隔離區(qū)域142劃分并電分開。而且，雖然這種設(shè)計可具有某些益處，但是也可使用無窮數(shù)目的其它MIBS太陽能電池設(shè)計可能性。例如，圖23B、圖23C和圖23F示出非全周邊MIBS二極管設(shè)計的實例，其中MIBS二極管可被制成為位于正方形太陽能電池的1個、2個或3個側(cè)邊上的非閉環(huán)周緣二極管(與形成于正方形太陽能電池的所有4個側(cè)邊上的全周邊MIBS二極管形成對比)。圖23B示出具有位于一個側(cè)邊上的MIBS周緣二極管的太陽能電池，其包括太陽能電池區(qū)域146、溝槽隔離區(qū)域148以及由溝槽隔離區(qū)域148劃分并電分開的非全周邊MIBS周緣二極管150。圖23C示出具有位于兩個側(cè)邊上的MIBS周緣二極管的太陽能電池，其包括太陽能電池區(qū)域152、溝槽隔離區(qū)域154以及由溝槽隔離區(qū)域154劃分并電分開的非全周邊MIBS周緣二極管156。圖23F示出具有位于三個側(cè)邊上的MIBS周緣二極管的太陽能電池，其包括太陽能電池區(qū)域170、溝槽隔離區(qū)域172以及由溝槽隔離區(qū)域172劃分并電分開的非全周邊MIBS周緣二極管174。作為另一個實施方案，圖23D示出被配置為太陽能電池區(qū)域內(nèi)的單個島的MIBS，其包括在太陽能電池區(qū)域158內(nèi)由閉環(huán)溝槽隔離區(qū)域160限定并電隔離/劃分的島狀MIBS二極管162。(圖23D示出位于太陽能電池中心周緣的MIBS島的實例，盡管所述島可定位在太陽能電池區(qū)域中的任何地方)。MIBS島可以呈任何幾何形狀(圖23D和圖23E示出呈矩形的MIBS二極管島；可使用其它多邊形或其它幾何形狀)。圖23E示出呈多個離散MIBS島(其可通過M1和M2金屬化圖案電互連)形式的MIBS實現(xiàn)方式，其包括在太陽能電池區(qū)域164內(nèi)由閉環(huán)溝槽隔離區(qū)域166限定并電隔離/劃分的多個島狀MIBS二極管168。在圖23G所示的另一個實施方案中，MIBS裝置可以定位在太陽能電池的拐角中。圖23G包括在太陽能電池區(qū)域176的一個拐角中由溝槽隔離區(qū)域178限定并電隔離的拐角MIBS二極管180。雖然圖23G示出三角形拐角MIBS，但是拐角MIBS的形狀可以是任何幾何形狀(例如，正方形、矩形等)。此外，拐角MIBS裝置的數(shù)目可以不只一個，例如，如圖23H中所示的兩個拐角MIBS裝置、三個拐角MIBS裝置或如圖23I中所示的四個拐角MIBS裝置。圖23H示出包括多個拐角MIBS二極管186的配置，拐角MIBS二極管186在太陽能電池區(qū)域182的兩個拐角中由溝槽隔離區(qū)域184限定并電隔離/劃分。圖23I示出包括多個拐角MIBS二極管192的配置，拐角MIBS二極管192在太陽能電池區(qū)域188的四個拐角中由溝槽隔離區(qū)域190限定并電隔離/劃分。在圖23J所示的另一個實施方案中，MIBS裝置可以形成為從太陽能電池的一個拐角延伸到相對對角的對角線帶。圖23J示出包括窄對角線帶狀MIBS二極管198的配置，窄對角線帶狀MIBS二極管198由從太陽能電池區(qū)域194的一個拐角延伸到相對拐角的溝槽隔離區(qū)域196限定并電隔離/劃分?？商娲?，MIBS裝置可以是在太陽能電池的兩個相對側(cè)邊之間延伸的單條帶(如圖23K所示)或在太陽能電池的兩個相對側(cè)邊之間延伸的多條帶(如圖23L所示)。圖23K示出包括邊到邊帶狀MIBS二極管204的配置，邊到邊帶狀MIBS二極管204由溝槽隔離區(qū)域202限定并電隔離/劃分，并且在太陽能電池區(qū)域200的中心并從一個側(cè)邊到相對側(cè)邊被定位。圖23J示出包括多個邊到邊帶狀MIBS二極管210的另一種配置，邊到邊帶狀MIBS二極管210由從太陽能電池區(qū)域206的一個側(cè)邊到相對側(cè)邊的溝槽隔離區(qū)域208限定并電隔離/劃分。圖23中所示的代表性結(jié)構(gòu)僅僅是關(guān)于太陽能電池的本質(zhì)上無窮數(shù)目的可能MIBS幾何設(shè)計中的MIBS幾何設(shè)計的幾個實例。而且，雖然這里針對全正方形太陽能電池來示出實例，但是應理解的是，所公開主題的各種概念和實施方案可應用于制成為具有任何幾何形狀(包括但不限于準正方形、矩形、六邊形、其它多邊形、圓形等)的太陽能電池。圖24到圖31是使用薄外延硅剝離和可再用晶體硅模板制造背接觸/背結(jié)單晶硅太陽能電池和相關(guān)聯(lián)MIBS裝置(pn結(jié)二極管或肖特基勢壘二極管)的各種代表性工藝流程實施方案。而且，雖然以下太陽能電池和MIBS制造工藝流程被提供為具有底板和兩層金屬化(電池上M1和底板上M2)的薄(例如，小于100微米)外延硅背結(jié)/背接觸太陽能電池的實例，但是應理解的是，本文所公開的設(shè)計、概念和各種實施方案可擴展到并應用到與各種其它太陽能電池設(shè)計和技術(shù)集成的MIBS，其它太陽能電池包括但不限于：在由本體單晶硅錠或鑄造多晶磚或多晶條帶形成的晶體硅晶片(如使用漿料或金剛石線鋸、氫離子灌注和剝落、金屬應力引起的剝落等獲得的晶體硅晶片)上制造的晶體硅太陽能電池；使用n型硅晶片的標準厚度CZ或FZ單晶硅晶片前接觸同質(zhì)結(jié)和異質(zhì)結(jié)太陽能電池；由硅之外的半導體材料(如砷化鎵、氮化鎵等)制成的前接觸或背接觸太陽能電池；以及使用單個金屬化層或使用兩個或更多個金屬層的多層金屬化的各種金屬化方案。工藝流程示出的是，MIBS裝置(在本文中描述為pn結(jié)二極管或肖特基勢壘二極管)可以在增加可忽略到零的工藝復雜性、制造工藝手段或MIBS相關(guān)的增量制造成本的同時與高效背接觸/背結(jié)底板層壓的太陽能電池單片集成?；旧纤斜疚乃_的實施方案利用與可能已用于太陽能電池制造相同的用于MIBS實現(xiàn)方式的材料層和工藝。圖24是用于制造具有pn結(jié)二極管MIBS實現(xiàn)方式的外延硅太陽能電池的代表性工藝流程實施方案。圖24的工藝流程示出使用制造工藝制造高效背接觸/背結(jié)太陽能電池連同其相關(guān)聯(lián)MIBSpn結(jié)二極管的選項，所述制造工藝利用兩次APCVDBSG工藝(稱為雙BSG選擇性發(fā)射極工藝)來形成選擇性發(fā)射極區(qū)域的重摻雜p+場發(fā)射極和更重摻雜p++摻雜歐姆接觸(所有p+和p++區(qū)域都摻雜硼)區(qū)域。太陽能電池和MIBS共用襯底由形成既充當外延種層又充當剝離釋放層的犧牲多孔硅(手段1)之后可再用晶體硅模板上的n型硅的外延沉積形成。原位摻雜外延層(由手段2形成)具有背接觸/背結(jié)太陽能電池的n型襯底和基極區(qū)域所需的n型摻雜(n型摻雜還用于MIBSpn結(jié)二極管n型襯底)。隨后在外延層由模板支撐時執(zhí)行背接觸/背結(jié)電池工藝(通過圖案化M1層進行的電池工藝)的大部分。這些工藝步驟可使用鋁或鋁硅合金膏的APCVD(大氣壓力化學氣相沉積)、脈沖激光燒蝕、爐內(nèi)熱工藝以及絲網(wǎng)印刷和固化(通過圖24中的手段11進行)的組合以獲得圖案化M1來完成通過M1金屬化層形成進行的背結(jié)/背接觸太陽能電池工藝步驟。在太陽能電池被支撐在可再用晶體硅模板上時執(zhí)行這些工藝。然后，將底板永久地附接并層壓到模板上的太陽能電池的背面(手段12)。隨后(在手段13中)，通過激光劃線以限定釋放邊界、機械剝離釋放和任選的所剝離太陽能電池的激光修整來從可再用模板剝離并拆離太陽能電池(和其相關(guān)聯(lián)MIBS)。通過例如使用還用于執(zhí)行硅的預釋放劃線和/或太陽能電池和MIBS周邊邊界的釋放后修整的同一脈沖激光源或手段從所拆離底板層壓的太陽能電池的光明面進行劃線，來形成用于劃分并電隔離MIBS襯底區(qū)域的溝槽隔離區(qū)域。隨后，完成剩余的后期太陽能電池(和MIBS)工藝步驟(手段14到18)。這些步驟包括：光明面紋理化和紋理化后濕法清潔(紋理化后濕法清潔還可清潔激光劃線的隔離溝槽并且移除溝槽隔離區(qū)域中的任何激光產(chǎn)生的損壞)、PECVD光明面鈍化7ARC(其還鈍化MIBS前表面和側(cè)壁/邊緣)、和最終的底板上的高導電性圖案化M2金屬化和導電通孔(例如通過使用絲網(wǎng)印刷、PVD和/或電鍍中的一種或其適當組合)。在圖24的工藝流程中，與太陽能電池一起實現(xiàn)MIBS不需要任何額外的制造工藝手段或工藝步驟。使用在釋放之前用于劃線和/或在釋放之后用于修整太陽能電池的相同手段或激光源來形成溝槽隔離區(qū)域。因此，對于MIBS太陽能電池實現(xiàn)方式存在可忽略到零增量成本。圖24的工藝流程作為代表性實例來提供，但這種工藝流程的許多其它變體有可能制造太陽能電池和相關(guān)聯(lián)MIBS而不會增加制造工藝復雜性或成本。雖然圖24中的工藝流程針對使用外延硅剝離襯底形成制成的太陽能電池和MIBS示出并描述，但是可使用類似工藝流程在起始晶體硅晶片上制成太陽能電池和相關(guān)聯(lián)MIBS裝置而無需外延硅剝離襯底形成。這可通過使用起始FZ或CZ或鑄造線鋸晶體硅晶片來完成(因此，消除了手段1和2)。在這種情況下，將不存在剝離釋放，并且手段13處所示的工藝步驟將形成溝槽隔離區(qū)域。圖24中所示的所有其它工藝步驟將與針對外延硅剝離工藝所示的相同。此外，n型外延硅層(或在使用CZ或FZ或多晶晶片替代外延硅襯底的情況下的n型晶體硅晶片)充當用于太陽能電池和MIBS裝置兩者的單片襯底。這種n型層充當太陽能電池的吸收襯底和基極以及MIBSpn結(jié)二極管的n型襯底區(qū)域。形成p+場發(fā)射極和p++摻雜發(fā)射極接觸區(qū)域的發(fā)射極工藝還形成pn結(jié)二極管的MIBSp+(和/或p++)區(qū)域。形成n+重摻雜區(qū)域的APCVDPSG輔助工藝既用于太陽能電池基極歐姆接觸區(qū)域又用于通向pn結(jié)二極管的n型襯底區(qū)域的MIBS歐姆接觸。太陽能電池M1-M2金屬化與MIBSpn結(jié)二極管進行接觸，并且完成MIBSpn結(jié)二極管作為集成陰影管理旁路開關(guān)與太陽能電池的單片互連。圖25是使用單(替代雙)APCVDBSG制造具有MIBSpn結(jié)二極管、無選擇性發(fā)射極的外延硅太陽能電池的工藝流程實施方案。這個工藝流程示出使用以下工藝流程高效背接觸/背結(jié)太陽能電池和相關(guān)聯(lián)MIBSpn結(jié)二極管的制造選項，所述工藝流程利用一次APCVDBSG工藝形成重硼摻雜p+發(fā)射極(稱為雙BSG選擇性發(fā)射極)。此外，n型外延硅層充當用于太陽能電池和MIBS裝置兩者的單片襯底。此n型層充當太陽能電池的吸收體和基極區(qū)域以及MIBSpn結(jié)二極管的n型襯底區(qū)域。形成p+場發(fā)射極區(qū)域的發(fā)射極工藝還形成MIBSpn結(jié)二極管的MIBSp+區(qū)域。形成n+重摻雜區(qū)域的APCVDPSG輔助工藝既用于太陽能電池基極歐姆接觸區(qū)域又用于通向pn結(jié)二極管的n型襯底區(qū)域的MIBS歐姆接觸。太陽能電池M1-M2金屬化用于與MIBSpn結(jié)二極管進行接觸，并且完成MIBSpn結(jié)二極管作為集成陰影管理旁路開關(guān)與太陽能電池的單片互連。雖然圖25中的工藝流程針對使用外延硅剝離襯底形成制成的太陽能電池和MIBS示出并描述，但是可使用類似工藝流程在起始晶體硅晶片上制成太陽能電池和相關(guān)聯(lián)MIBS裝置而無需外延硅剝離襯底形成。這可通過使用起始FZ或CZ或鑄造線鋸晶體硅晶片來完成(因此，消除了手段1和2)。在這種情況下，將不存在剝離釋放，并且手段11處所示的工藝步驟將形成溝槽隔離區(qū)域。圖25中所示的所有其它工藝步驟將與針對外延硅剝離工藝所示的相同。圖26到圖31是用于制造具有用作MIBS裝置的肖特基勢壘二極管的太陽能電池的工藝流程實施方案。所公開工藝流程的方面可以結(jié)合和/或擴展到用于根據(jù)所公開主題的MIBS太陽能電池實現(xiàn)方式的各種其它工藝技術(shù)。圖26是用于制造具有MIBS鋁/n型硅肖特基勢壘二極管的外延太陽能電池(具有選擇性發(fā)射極的太陽能電池)的工藝流程。圖26的工藝流程示出制造高效背接觸/背結(jié)太陽能電池連同其相關(guān)聯(lián)MIBS肖特基勢壘二極管的選項，所述工藝流程利用兩次APCVDBSG工藝來形成選擇性發(fā)射極區(qū)域的重摻雜p+場發(fā)射極和更重摻雜p++摻雜發(fā)射極歐姆接觸(所有p+和p++區(qū)域都摻雜硼)區(qū)域(稱為雙BSG選擇性發(fā)射極)。太陽能電池和MIBS共用襯底由形成充當外延種層和剝離釋放層兩者的犧牲多孔硅層(手段1)之后可再用晶體硅模板上的n型硅的外延沉積形成。原位摻雜外延層(通過手段2形成)具有所需的用于背接觸/背結(jié)太陽能電池的基極的n型摻雜(所述n型摻雜還用于MIBS肖特基勢壘二極管襯底)。背接觸/背結(jié)電池工藝的大部分可在外延層由模板支撐時執(zhí)行。這些工藝步驟可使用鋁膏的APCVD(大氣壓力化學氣相沉積)、脈沖激光燒蝕、爐內(nèi)熱工藝以及絲網(wǎng)印刷和固化(通過圖26中的手段12)的組合來完成通過M1金屬化層進行的背結(jié)背接觸太陽能電池工藝步驟。所有這些工藝在太陽能電池被支撐在可再用硅模板上時執(zhí)行。為實現(xiàn)MIBS肖特基勢壘二極管的制造，對流程添加一個特定工藝手段(手段8)，以便緊接在APCVDPSG/USG工藝之后并且在爐內(nèi)退火工藝之前對PSG/UGS層執(zhí)行皮秒脈沖(或飛秒脈沖或納秒脈沖)激光燒蝕。這單個添加的工藝步驟和手段允許隨后在圖案化M1工藝期間制造肖特基接觸(鋁或鋁硅與n型硅接觸)。然后，將底板永久地附接并層壓到模板上的太陽能電池的背面(手段13)。隨后(在手段14中)，將太陽能電池(和其相關(guān)聯(lián)MIBS)從可再用模板剝離并拆離(通過激光劃線以限定釋放邊界、機械剝離釋放和所剝離太陽能電池的激光修整)，并且通過例如使用用于執(zhí)行硅的預釋放劃線和/或太陽能電池和MIBS周邊邊界的釋放后修整的同一脈沖激光源或手段從所拆離底板層壓的太陽能電池的光明面劃線，來形成限定并電隔離MIBS區(qū)域的溝槽隔離區(qū)域。隨后，完成剩余的后期太陽能電池(和MIBS)工藝步驟(手段15到19)，包括：光明面紋理化和紋理化后濕法清潔(紋理化后濕法清潔還可清潔激光劃線的隔離溝槽)、PECVD光明面鈍化和ARC沉積(其還可鈍化MIBS前表面和側(cè)壁/邊緣)以及最終的底板上的高導電性M2金屬化(使用絲網(wǎng)印刷、PVD和/或電鍍中的一種或其適當組合)。圖26的MIBS肖特基二極管太陽能電池實現(xiàn)方式僅需要一個額外的制造工藝手段(手段8)來執(zhí)行一個額外的工藝步驟(緊接在APCVDPSG/USG工藝之后的PSG/USG燒蝕)。使用在釋放之前用于劃線和/或在釋放之后用于修整太陽能電池的相同手段或激光源來形成溝槽隔離區(qū)域。因此，使用圖26的代表性制造工藝流程實現(xiàn)這種MIBS肖特基二極管實現(xiàn)方式連同太陽能電池存在相當小的增量成本。雖然圖26的工藝流程針對使用外延硅剝離襯底形成制成的太陽能電池和MIBS示出并描述，但是可使用類似工藝流程在起始晶體硅晶片上制成太陽能電池和相關(guān)聯(lián)MIBS裝置而無需外延硅剝離襯底形成。這可通過使用起始FZ或CZ或鑄造線鋸晶體硅晶片來完成(因此，消除了手段1和2)。在這種情況下，將不存在剝離釋放，并且手段14處所示的工藝步驟將形成溝槽隔離區(qū)域。圖26中所示的所有其它工藝步驟將與針對外延硅剝離工藝的相同。圖26的工藝流程作為代表性實例來示出，并且這種工藝流程的許多其它變體有可能制造太陽能電池和其相關(guān)聯(lián)MIBS的組合而不會增加制造工藝復雜性或顯著的成本增加。此外，n型外延硅層(或在使用晶片替代外延硅剝離工藝的情況下的n型硅晶片)充當用于太陽能電池和MIBS裝置兩者的單片襯底。此n型硅襯底層充當太陽能電池的吸收體和基極以及MIBS肖特基勢壘二極管的n型襯底區(qū)域(包括M1鋁與n型硅肖特基接觸)。形成n+重摻雜區(qū)域的APCVDPSG輔助工藝既可用于太陽能電池基極歐姆接觸又可用于通向MIBS肖特基二極管的n型區(qū)域的MIBS歐姆接觸。太陽能電池M1-M2金屬化與MIBS肖特基勢壘二極管進行接觸，并且完成MIBS肖特基勢壘二極管作為集成陰影管理旁路開關(guān)與太陽能電池的單片互連。圖26的工藝流程示出的是，MIBS裝置(在這種情況下為肖特基勢壘二極管)可以與高效背接觸/背結(jié)底板層壓的太陽能電池單片集成，而不會增加任何額外材料或材料層、具有僅一個增加的簡單工藝步驟(手段8)并且具有相當小的MIBS相關(guān)的增量制造成本。圖26的實施方案可使用與已用于太陽能電池制造相同的用于MIBS實現(xiàn)方式的材料層和工藝。圖27示出用于具有MIBS鋁/n型硅肖特基勢壘二極管的外延太陽能電池(不具有發(fā)射極的太陽能電池)的代表性制造工藝流程。這個工藝流程示出使用以下工藝流程制造高效背接觸/背結(jié)太陽能電池連同其相關(guān)聯(lián)MIBS肖特基勢壘二極管的選項，所述工藝流程利用一次APCVDBSG工藝形成重摻雜p+發(fā)射極(所謂的單BSG發(fā)射極—無選擇性發(fā)射極)。除了在這個流程中使用單BSG替代先前流程(圖26)中所述的雙BSG之外，圖26和圖27的工藝流程相當。雖然圖27中的工藝流程針對使用外延硅剝離襯底形成制成的太陽能電池和MIBS示出并描述，但是可使用類似工藝流程在起始晶體硅晶片上制成太陽能電池和相關(guān)聯(lián)MIBS裝置而無需外延硅剝離襯底形成。這可通過使用起始FZ或CZ或鑄造線鋸晶體硅晶片來完成(因此，消除了手段1和2)。在這種情況下，將不存在剝離釋放，并且手段12處所示的工藝步驟將形成溝槽隔離區(qū)域。圖27中所示的所有其它工藝步驟將與針對外延硅剝離工藝的相同。圖28示出用于具有MIBS鋁/n型硅肖特基二極管的外延太陽能電池(不具有選擇性發(fā)射極工藝的太陽能電池)的另一種代表性制造工藝流程。這個工藝流程示出使用以下工藝流程制造高效背接觸/背結(jié)太陽能電池和其相關(guān)聯(lián)MIBS肖特基勢壘二極管的選項，所述工藝流程利用一次APCVDBSG工藝形成重摻雜p+發(fā)射極(所謂的單BSG非選擇性發(fā)射極)。在這個實施方案中，為了實現(xiàn)MIBS肖特基勢壘二極管的制造，對流程添加一個特定工藝手段(手段5；APCVDUSG或無摻雜氧化物)，以便沉積無摻雜氧化物層來保護n型硅區(qū)域，n型硅區(qū)域隨后將用于MIBS肖特基接觸(使用M1鋁或鋁硅合金)。此添加的手段5還可通過使得太陽能電池n+摻雜區(qū)域能夠與p+發(fā)射極區(qū)域分開(從而通過形成分開的結(jié)來防止鄰接的結(jié))來用于太陽能電池工藝流程。隨后用于開出基極和發(fā)射極接觸的皮秒脈沖(或飛秒脈沖或納秒脈沖)激光燒蝕手段(手段9)還用于開出MIBS肖特基接觸的n型硅區(qū)域。這個單個添加的工藝步驟和手段(手段5)允許隨后在圖案化M1工藝期間制造肖特基接觸(鋁與n型硅接觸)。如實現(xiàn)MIBS肖特基勢壘二極管的這個工藝流程中所示，在此實施方案中，與太陽能電池一起實現(xiàn)MIBS僅需要一個額外的制造工藝手段(手段5)來執(zhí)行僅1個額外的工藝步驟(兩個激光燒蝕工藝步驟之間的APCVDUSG)。雖然圖28中的工藝流程針對使用外延硅剝離襯底形成制成的太陽能電池和MIBS示出并描述，但是可使用類似工藝流程在起始晶體硅晶片上制成太陽能電池和相關(guān)聯(lián)MIBS裝置而無需外延硅剝離襯底形成。這可通過使用起始FZ或CZ或鑄造線鋸晶體硅晶片來完成(因此，消除了手段1和2)。在這種情況下，將不存在剝離釋放，并且手段13處所示的工藝步驟將形成溝槽隔離區(qū)域。圖28中所示的所有其它工藝步驟將與針對外延硅剝離工藝的相同。圖29示出用于具有MIBS鋁/n型硅肖特基勢壘二極管的外延太陽能電池(具有選擇性發(fā)射極的太陽能電池)的另一個代表性制造工藝流程。這個工藝流程示出使用以下工藝流程制造高效背接觸/背結(jié)太陽能電池連同其相關(guān)聯(lián)MIBS肖特基勢壘二極管的選項，所述工藝流程利用兩次APCVDBSG工藝來形成用于選擇性發(fā)射極區(qū)域的重摻雜p+場發(fā)射極和更重摻雜p++摻雜發(fā)射極歐姆接觸(所有p+和p++區(qū)域都摻雜硼)區(qū)域(稱為雙BSG選擇性發(fā)射極工藝)。為了實現(xiàn)MIBS肖特基勢壘二極管的制造，在現(xiàn)有太陽能電池制造手段(手段9用于開出基極和發(fā)射極接觸孔并且暴露n型硅肖特基接觸窗)中執(zhí)行一個特定額外的工藝，以便對n+硅層執(zhí)行皮秒脈沖(或飛秒脈沖)激光燒蝕，從而形成用于與M1形成MIBS肖特基接觸的暴露的輕摻雜n型硅區(qū)域。這個單個添加的工藝步驟(所述工藝步驟可在不添加任何專門制造手段的情況下通過將額外的激光燒蝕源添加到手段9來完成)允許隨后在圖案化M1形成工藝期間制造肖特基接觸(鋁與n型硅接觸)。如實現(xiàn)MIBS肖特基勢壘二極管的此工藝流程中所示，在此實施方案中，與太陽能電池一起實現(xiàn)MIBS僅需要一個額外的工藝步驟(所述工藝步驟可以在現(xiàn)有接觸燒蝕手段—手段9中完成，以執(zhí)行n+硅燒蝕從而形成暴露的輕摻雜n型硅區(qū)域)。上述工藝流程示出的是，MIBS裝置(在這種情況下為肖特基勢壘二極管)可以與高效背接觸/背結(jié)底板層壓的太陽能電池單片并且簡單地集成，而不會增加任何額外材料或材料層、并且具有僅一個增加的工藝步驟(在還用于形成基極和發(fā)射極接觸開口的共享的太陽能電池制造手段9中執(zhí)行)、并且具有相當小的MIBS相關(guān)的增量制造成本。雖然圖29中的工藝流程針對使用外延硅剝離襯底形成制成的太陽能電池和MIBS示出并描述，但是可使用類似工藝流程在起始晶體硅晶片上制成太陽能電池和相關(guān)聯(lián)MIBS裝置而無需外延硅剝離襯底形成。這可通過使用起始FZ或CZ或鑄造線鋸晶體硅晶片來完成(因此，消除了手段1和2)。在這種情況下，將不存在剝離釋放，并且手段13處所示的工藝步驟將形成溝槽隔離區(qū)域。圖29中所示的所有其它工藝步驟將與針對外延硅剝離工藝的相同。圖30示出用于具有MIBS鋁/n型硅肖特基勢壘二極管的外延太陽能電池(具有非選擇性發(fā)射極的太陽能電池)的另一個代表性制造工藝流程。這個工藝流程示出使用以下工藝流程制造高效背接觸/背結(jié)太陽能電池連同其相關(guān)聯(lián)MIBS肖特基勢壘二極管的選項，所述工藝流程利用一次APCVDBSG工藝形成重摻雜p+發(fā)射極區(qū)域(所謂的單BSG非選擇性發(fā)射極)。為了實現(xiàn)MIBS肖特基勢壘二極管的制造，在現(xiàn)有太陽能電池制造手段(還用于開出基極和發(fā)射極接觸孔的手段7)中執(zhí)行一個特定額外的工藝，以便對n+硅層執(zhí)行皮秒脈沖(或飛秒脈沖或納秒脈沖)激光燒蝕，從而形成用于與圖案化M1形成MIBS肖特基接觸的暴露的輕摻雜n型硅區(qū)域。這個單個添加的工藝步驟(所述工藝步驟可在不添加任何專門制造手段的情況下完成)允許隨后在圖案化M1形成工藝期間形成肖特基接觸(鋁與n型硅接觸)。如實現(xiàn)MIBS肖特基勢壘二極管的此工藝流程中所示，在此實施方案中，與太陽能電池一起實現(xiàn)MIBS僅需要一個額外的工藝步驟(所述工藝步驟可以在現(xiàn)有接觸燒蝕手段—手段7中完成，以執(zhí)行n+硅燒蝕從而形成暴露的輕摻雜n型硅區(qū)域)。上述工藝流程示出的是，MIBS裝置(在這種情況下為肖特基勢壘二極管)可以與高效背接觸/背結(jié)底板層壓的太陽能電池單片并且簡單地集成，而不會增加任何額外材料或材料層、并且具有僅一個增加的工藝步驟(在還用于形成基極和發(fā)射極接觸開口的共享的太陽能電池制造手段7中執(zhí)行)、并且具有相當小的MIBS相關(guān)的增量制造成本。雖然圖30中的工藝流程針對使用外延硅剝離襯底形成制成的太陽能電池和MIBS示出并描述，但是可使用類似工藝流程在起始晶體硅晶片上制成太陽能電池和相關(guān)聯(lián)MIBS裝置而無需外延硅剝離襯底形成。這可通過使用起始FZ或CZ或鑄造線鋸晶體硅晶片來完成(因此，消除了手段1和2)。在這種情況下，將不存在剝離釋放，并且手段11處所示的工藝步驟將形成溝槽隔離區(qū)域。圖30中所示的所有其它工藝步驟將與針對外延硅剝離工藝的相同。圖31示出用于具有MIBS鋁/n型硅肖特基勢壘二極管的外延太陽能電池(具有原位摻雜外延p++/p+發(fā)射極的太陽能電池)的另一個代表性制造工藝流程。這個工藝流程示出使用以下工藝流程制造高效背接觸/背結(jié)太陽能電池連同其相關(guān)聯(lián)MIBS肖特基勢壘二極管的選項，所述工藝流程利用原位p++/p+發(fā)射極的外延沉積(在形成n型基極區(qū)域之后在外延硅工藝結(jié)束時沉積)。這個原位發(fā)射極工藝消除了對APCVDBSG發(fā)射極摻雜的需要(因為在外延硅工藝期間已經(jīng)原位形成發(fā)射極結(jié))。使用利用手段6對p++/p+原位形成的發(fā)射極硅進行激光燒蝕形成的n型硅開口執(zhí)行肖特基勢壘二極管制造，手段6是還用于使用氧化物激光燒蝕開出基極和發(fā)射極接觸開口并且還使用納秒脈沖激光退火進行接觸后退火的同一工藝手段。這使得能夠在MIBS襯底區(qū)域上形成M1(鋁)與n型硅肖特基接觸。太陽能電池和MIBS共用襯底由硅的外延沉積形成：初始地是基極區(qū)域的n型硅摻雜(對于外延硅層厚度的大部分)，并且隨后是p+摻雜外延發(fā)射極薄層，之后是p++摻雜發(fā)射極接觸層薄層。在形成既充當外延種層又充當剝離釋放層的犧牲多孔硅(手段1)之后，在可再用晶體硅模板上形成原位摻雜(基極和發(fā)射極)外延層。原位摻雜外延層(通過手段2形成)具有所需的用于背接觸/背結(jié)太陽能電池的基極的n型基極摻雜(所述n型基極摻雜還用于MIBS肖特基勢壘二極管襯底)以及用于太陽能電池發(fā)射極區(qū)域的p++/p+摻雜。隨后在外延層由模板支撐時執(zhí)行背接觸/背結(jié)電池工藝(通過圖案化M1層進行的工藝)的大部分。這些工藝步驟可使用鋁膏的APCVD(大氣壓力化學氣相沉積)、脈沖激光燒蝕和退火、以及絲網(wǎng)印刷和固化(通過圖31中的手段8)的組合來完成通過M1金屬化層進行的背結(jié)/背接觸太陽能電池工藝步驟。在太陽能電池被支撐在可再用硅模板上時可執(zhí)行所有這些工藝。為了實現(xiàn)MIBS肖特基勢壘二極管的制造，在現(xiàn)有太陽能電池制造手段(還用于開出基極和發(fā)射極接觸孔的手段6)中執(zhí)行一個特定額外的工藝，以便對p++/p+硅層執(zhí)行皮秒脈沖(或飛秒脈沖或納秒脈沖)激光燒蝕，從而形成用于與圖案化M1形成MIBS肖特基接觸的暴露的輕摻雜n型硅區(qū)域。這個單個添加的工藝步驟(所述工藝步驟可在不添加任何專門制造手段的情況下完成)允許隨后在M1工藝期間制造肖特基接觸(鋁與n型硅接觸)。然后，將底板永久地附接并層壓到模板上的太陽能電池的背面(手段9)。隨后(在手段10中)，將太陽能電池(和其相關(guān)聯(lián)MIBS)從可再用模板剝離并拆離(通過激光劃線以限定釋放邊界、機械剝離釋放和所剝離太陽能電池的激光修整)，并且通過在一些實施例中使用還用于執(zhí)行硅的預釋放劃線和/或太陽能電池和MIBS周邊邊界的釋放后修整的同一脈沖激光源或手段從所拆離底板層壓的太陽能電池的光明面劃線，來形成劃分并電隔離MIBS區(qū)域的溝槽隔離區(qū)域。隨后，完成剩余的后期太陽能電池(和MIBS)工藝步驟(手段11到15)，包括：光明面紋理化和紋理化后濕法清潔(所述紋理化后濕法清潔還清潔激光劃線的隔離溝槽)、PECVD光明面鈍化和ARC形成(其還可鈍化MIBS前表面和側(cè)壁/邊緣)以及最終的底板上的高導電性M2金屬化和導電通孔插塞(使用絲網(wǎng)印刷、PVD和/或電鍍中的一種或其適當組合)。如實現(xiàn)MIBS肖特基勢壘二極管的此工藝流程中所示，在此實施方案中，與太陽能電池一起實現(xiàn)MIBS僅需要一個額外的工藝步驟(所述工藝步驟可以在現(xiàn)有接觸燒蝕手段—手段6中完成，以執(zhí)行p++/p+硅燒蝕從而形成暴露的輕摻雜n型硅區(qū)域)。實際上使用在釋放之前用于劃線和/或在釋放之后用于修整太陽能電池的相同手段或激光源來形成溝槽隔離區(qū)域。因此，使用這個特定的代表性制造工藝流程實現(xiàn)本發(fā)明的MIBS肖特基二極管實施方案連同太陽能電池基本上存在相當小的增量成本。這個工藝流程作為代表性實例來示出，并且這種工藝流程的許多其它變體是可能的，以便制造太陽能電池及其相關(guān)聯(lián)MIBS裝置的組合而不會增加制造工藝復雜性或成本。此外，n型外延硅層充當用于太陽能電池和MIBS裝置兩者的單片襯底。此n型硅襯底層充當太陽能電池的吸收體和基極以及MIBS肖特基勢壘二極管的n型襯底區(qū)域(包括M1鋁與n型硅肖特基接觸)。形成n+重摻雜區(qū)域的APCVDPSG輔助工藝既用于太陽能電池基極歐姆接觸又用于與MIBS肖特基勢壘二極管的n型襯底區(qū)域的MIBS歐姆接觸。太陽能電池M1-M2金屬化還用于與MIBS肖特基勢壘二極管進行接觸，并且完成MIBS肖特基勢壘二極管作為集成陰影管理旁路開關(guān)與太陽能電池的單片互連。上述工藝流程示出的是，MIBS裝置(在這種情況下為肖特基勢壘二極管)可以與高效背接觸/背結(jié)底板層壓的太陽能電池單片并且簡單地集成，而不會增加任何額外材料或材料層、并且具有僅一個增加的工藝步驟(所述工藝步驟可在還用于形成基極和發(fā)射極接觸開口的共享的太陽能電池制造手段6中執(zhí)行)、并且具有相當小的或可忽略的MIBS相關(guān)的增量制造成本。本發(fā)明的實施方案使用與已用于太陽能電池相同的用于MIBS實現(xiàn)方式的材料層和工藝。以上提及的代表性工藝流程示出本發(fā)明的若干實施方案，所述實施方案使用單片制造工藝實現(xiàn)肖特基勢壘二極管或pn結(jié)二極管MIBS裝置與太陽能電池的，而對主要太陽能電池工藝流程具有可忽略或小的成本增加。周邊MIBS二極管可具有夾在n型區(qū)域之間的連續(xù)閉環(huán)p+摻雜結(jié)(如圖16中可見)或分散在MIBS硅周緣的n型硅區(qū)域中的分段式p+摻雜島(如圖32中可見)。分段式p+摻雜島可允許M2略微從單片集成太陽能電池和MIBS襯底的外邊緣凹入。而且，雖然圖32中示出一個分段式島設(shè)計，但是其它分段式設(shè)計也是可能的。圖32是示出在MIBSn型硅襯底區(qū)域內(nèi)具有多個分段式pn結(jié)區(qū)域或?qū)У腗IBS背接觸/背結(jié)太陽能電池實施方案的平面圖的示意圖(示出在M1金屬化之前的情況)。太陽能電池島220由溝槽隔離區(qū)域226環(huán)繞，溝槽隔離區(qū)域226使太陽能電池220與MIBS周緣區(qū)域劃分并隔離，所述MIBS周緣區(qū)域包括n摻雜區(qū)域222和pn結(jié)島區(qū)域224，所有區(qū)域都共享共用的連續(xù)底板并且由共用的原始連續(xù)并且隨后被劃分的太陽能電池半導體襯底形成。在這種結(jié)構(gòu)中，通過全周邊閉環(huán)溝槽隔離使太陽能電池島220與全周邊周緣pn結(jié)二極管劃分并隔離。圖32中所示的用于MIBSpn結(jié)二極管的相同設(shè)計還可應用于肖特基勢壘二極管，其中島區(qū)域226是M1鋁與n型硅肖特基接觸區(qū)域。圖33A是示出在MIBSn型硅襯底區(qū)域內(nèi)使用多個分段式pn結(jié)區(qū)域或島的代表性MIBS周緣二極管的第一層金屬化圖案(M1)的平面圖的圖(示出在M1金屬化之后的情況連同代表性M1圖案)，如圖32中所示的。圖33B是出于描述性目的提供的圖33A的展開選擇圖。MIBS周緣二極管和太陽能電池尺寸未按比例示出。此特定實例示出使用全周邊閉環(huán)溝槽隔離與全周邊周緣pn結(jié)二極管劃分并隔離的主太陽能電池島。這種設(shè)計允許網(wǎng)格型M1圖案與MIBS裝置的n型硅襯底區(qū)域進行歐姆接觸(因此，允許用于MIBS裝置與太陽能電池的M2-M1互連的其它M2設(shè)計替代方案)。以上所示的用于MIBSpn結(jié)二極管的相同設(shè)計還可應用于肖特基勢壘二極管(其中周緣島是M1鋁與n型硅肖特基接觸區(qū)域)。圖33A和圖33B示出無母線指叉型太陽能電池基極和發(fā)射極金屬(M1)(例如鋁)指狀物235以及形成MIBS二極管p+和n型襯底歐姆接觸的鋁金屬化接觸。溝槽隔離區(qū)域244使太陽能電池與MIBS旁路二極管區(qū)域劃分并隔離。鋁接觸金屬定位在太陽能電池的n摻雜區(qū)域上、顯示為基極金屬化指狀物236，并且還定位在MIBS旁路二極管的n摻雜區(qū)域230上、顯示為n摻雜區(qū)域金屬化接觸234(通過n+接觸擴散區(qū)域進行歐姆接觸)。鋁接觸金屬定位在太陽能電池的p+摻雜區(qū)域上、顯示為發(fā)射極金屬化指狀物238，并且還定位在MIBS旁路二極管的p+摻雜區(qū)域232上、顯示為p+摻雜區(qū)域金屬化接觸242(通過p+接觸擴散區(qū)域進行接觸)。圖案化M1鋁金屬化層可通過鋁或鋁合金膏層的絲網(wǎng)印刷形成或通過鋁或鋁硅合金的物理氣相沉積(PVD)之后進行圖案化工藝來形成。鋁層的厚度對于通過PVD形成的M1鋁而言可以在1微米的一小部分一直到幾微米的范圍內(nèi)，并且對于通過鋁膏的絲網(wǎng)印刷形成的鋁而言可以在幾微米一直到數(shù)十微米(例如，約20微米)范圍內(nèi)。對于Al/n-Si肖特基勢壘二極管MIBS，用于肖特基接觸的n型硅上的鋁接觸可以是由純鋁或具有某些硅添加物的鋁合金制成的膏，以便減輕或消除鋁穿刺到硅中的可能性(相同膏用于太陽能電池M1單次印刷或疊層印刷)。任選地，可通過若干技術(shù)之一來抑制或減輕MIBSpn結(jié)二極管中的任何太陽能光生效應，所述技術(shù)包括對太陽能電池光明面上的MIBS二極管周緣進行線端激光照射以降低鈍化并且顯著增加MIBS周緣二極管的前表面復合速率(FSRV)?？商娲兀捎煤线m的便宜黑色光阻滯墨水涂布MIBS二極管周緣表面，此類光阻滯墨水可通過噴墨或絲網(wǎng)印刷來涂覆?？商娲?，可使用以下M1圖案設(shè)計，所述M1圖案設(shè)計最大化pn結(jié)接觸的M1金屬接觸區(qū)域覆蓋率，并且因此增加MIBS裝置中(而不是太陽能電池中)的金屬接觸復合損失。以上所述的金屬化結(jié)構(gòu)具有以兩層金屬化方案使用M1和M2層兩者的組合的太陽能電池和MIBS二極管(例如，pn結(jié)二極管或肖特基勢壘二極管)的金屬化和互連。在另一種金屬化結(jié)構(gòu)中，M1層處發(fā)生MIBS的完全金屬化，并且M2僅用于太陽能電池的最終高導電性金屬化。這種方法在MIBSpn結(jié)或肖特基二極管與小型電池的陣列或平鋪的小型電池電池陣列集成從而形成主電池(由串聯(lián)連接的小型電池或溝槽隔離磚制成的主電池)(如圖15中所示)時特別吸引人。M1層處的MIBS的完全金屬化還可用于不具有平鋪電池的太陽能電池。僅M1MIBS金屬化和MIBS二極管(pn結(jié)二極管或肖特基勢壘二極管)與相關(guān)聯(lián)太陽能電池的互連允許：(i)M2僅專用于通過著落在太陽能電池的指叉型M1指狀物上的導電M2-M1通孔插塞進行的太陽能電池金屬化和互連；(ii)消除著落在MIBS二極管金屬化區(qū)域上的M2-M1通孔插塞；(iii)使M2相對于整個MIBS集成太陽能電池周邊邊緣凹入并偏移，這對于某些M2金屬化工藝如當使用鍍銅進行的單側(cè)M2鍍銅手段時可能有吸引力。圖34A是示出具有周邊MIBS周緣pn結(jié)二極管的背接觸/背結(jié)太陽能電池(如圖16中所示)的僅第一層金屬化和MIBS/太陽能電池互連圖案(M1)的平面圖的圖。在圖34A的結(jié)構(gòu)中，第一層金屬(M1金屬化圖案)用于僅使用M1來完全互連太陽能電池和相關(guān)聯(lián)MIBpn結(jié)二極管，并且因此可利用專門用于最終太陽能電池金屬化的任何額外的金屬化層(如形成在底板上的M2金屬化層)，在此情況下，導電M2-M1通孔插塞僅著落在太陽能電池的指叉型發(fā)射極和基極M1指狀物上并且連接到所述指狀物。圖34B是出于描述性目的提供的圖34A的展開選擇圖。圖34A和圖34B的結(jié)構(gòu)包括指叉型太陽能電池基極和發(fā)射極金屬(M1)(例如鋁或鋁硅合金)指叉型指狀物250以及形成MIBS二極管p+和n型襯底歐姆接觸的鋁金屬化接觸。溝槽隔離區(qū)域260使太陽能電池與MIBS旁路二極管區(qū)域劃分并隔離。鋁或鋁硅合金接觸金屬定位在太陽能電池的n摻雜區(qū)域上、顯示為基極金屬化指狀物256，并且還定位在MIBS旁路二極管的n摻雜區(qū)域252上、顯示為n摻雜區(qū)域金屬化接觸264(通過n+接觸擴散區(qū)域進行接觸)。鋁接觸金屬定位在太陽能電池的p+摻雜區(qū)域上、顯示為發(fā)射極金屬化指狀物258，并且還定位在MIBS旁路二極管的p+摻雜區(qū)域254上、顯示為p+摻雜區(qū)域金屬化接觸262(通過p+接觸擴散區(qū)域進行接觸)。類似地，圖34A和圖34B可用于針對在n型硅肖特基勢壘二極管上使用鋁的全周邊周緣二極管示出僅第一層金屬化和MIBS/太陽能電池互連圖案(M1)。如上，在這種情況下，第一層金屬(M1金屬化圖案)用于僅使用M1來完全互連太陽能電池和相關(guān)聯(lián)MIB肖特基勢壘二極管，并且因此任何額外的金屬化層(如底板上的M2金屬化層)可專門用于最終太陽能電池金屬化，在此情況下，導電M2-M1通孔插塞僅著落在太陽能電池的指叉型發(fā)射極和基極M1指狀物上并且連接到所述指狀物。在如參考圖34A和圖34B所述的針對在n型硅肖特基勢壘二極管上使用鋁的全周邊周緣二極管的實現(xiàn)方式的僅第一層金屬化和MIBS/太陽能電池互連圖案(M1)中，電池包括無母線指叉型太陽能電池基極和發(fā)射極金屬(鋁)歐姆指狀物250以及形成MIBS二極管肖特基和歐姆接觸的鋁金屬化接觸。鋁接觸金屬定位在太陽能電池的n摻雜區(qū)域上、顯示為基極金屬化歐姆指狀物256，并且還定位在MIBS肖特基旁路二極管的歐姆接觸n摻雜區(qū)域252上、顯示為n摻雜區(qū)域金屬化歐姆接觸264(接觸n摻雜硅的n+接觸擴散區(qū)域)。鋁接觸金屬定位在太陽能電池的p+摻雜區(qū)域上、顯示為發(fā)射極金屬化歐姆指狀物258(通過p+接觸擴散區(qū)域)。鋁肖特基接觸金屬262定位在MIBS旁路二極管的輕摻雜n型區(qū)域254上，例如僅定位在n型表面上。雖然本文已結(jié)合使用由多孔硅犧牲和外延硅剝離工藝形成的薄(小于200μm厚度并且薄如小于100μm厚度)晶體硅吸收層以及相關(guān)聯(lián)的連續(xù)底板的背接觸背結(jié)晶體硅太陽能電池描述MIBS實施方案，但是應理解的是，根據(jù)所公開主題的MIBS實施方案可應用于其它太陽能電池和PV模塊實現(xiàn)方式，包括但不限于以下各項：-由通過無切口薄硅剝落技術(shù)(如質(zhì)子或氫離子灌注和剝落、金屬應力引起的薄硅剝落)制造的晶體硅或由漿料或金剛石線鋸制成的任何厚度的晶體硅晶片制成的太陽能電池襯底和所得太陽能電池。-使用其它晶體半導體材料如晶體砷化鎵、氮化鎵、鍺、碳化硅、其它化合物半導體等制成的太陽能電池。-非IBC背接觸太陽能電池(包括但不限于MWT太陽能電池)。-前接觸太陽能電池和包括此類前接觸電池的PV模塊。-由使用線鋸和其它切片技術(shù)制成的晶體半導體晶片(如CZ或FZ單晶硅晶片或鑄造多晶硅晶片)制成的基于晶片的太陽能電池，包括背接觸/背結(jié)和前接觸太陽能電池兩者，其中太陽能電池晶片附接到底板。因為可以實現(xiàn)MIBS實施方案而不會不利地影響最終的模塊組件，所以背接觸/背結(jié)電池在一些應用中可以是有利的。對于各種MIBS實施方案，電池(例如，使用被支撐在底板上的背接觸/背結(jié)(IBC)太陽能電池如薄晶體半導體)的背面上的發(fā)射極和基極互連引線兩者的可用性是有利的。此外，本文所公開的太陽能電池實施方案可以用各種材料封裝為電池模塊，如剛性玻璃覆蓋的模塊或不具有玻璃罩蓋的柔性的輕量光伏模塊疊層。提供示例性實施方安的前述描述以使得本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠制造或使用所要求的主題。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易明白對這些實施方案的各種修改，并且本文定義的一般原理可以在不使用創(chuàng)新能力的情況下應用于其它實施方案。因此，所要求的主題不意圖局限于本文所示的實施方案，而是根據(jù)與本文所公開的原理和新穎特征一致的最寬廣范圍。