專利名稱:用于太陽能電池的金屬化的系統(tǒng)和太陽能電池陣列的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及太陽能電池，具體來說涉及但不限于太陽能電池的制造工藝和結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
太陽能電池是公知的用于將太陽輻射轉(zhuǎn)換為電能的裝置。薄片電池(sliver cell)是由單晶硅薄片制成的太陽能電池。當(dāng)前可獲得的薄片電池是通過微加工貫穿硅晶片厚度的窄槽而制造。在從晶片切割所得的長(zhǎng)條(即，薄片)上制造太陽能電池。這與其他太陽能電池設(shè)計(jì)相比較，允許薄片電池使用較少的娃制造。可以從澳大利亞的Origin Energy獲得薄片電池。
本公開涉及用于背接觸薄片電池和其他太陽能電池的金屬化的方法和設(shè)備。
實(shí)用新型內(nèi)容

在一個(gè)實(shí)施例中，將聚合物膜片形式的覆層(superstrate)用作太陽能電池金屬化期間的傳送器。太陽能電池的背面附著到聚合物膜片。形成通過聚合物膜片的接觸孔，以暴露太陽能電池的摻雜區(qū)。在接觸孔中形成金屬，從而電連接到太陽能電池的暴露的摻雜區(qū)。電鍍金屬以形成太陽能電池的金屬接觸。隨后，太陽能電池與其他金屬化的并且由相同聚合物膜片支撐的太陽能電池分離，從而形成太陽能電池串或單個(gè)太陽能電池。
—種用于太陽能電池的金屬化的系統(tǒng)包括從第一輥展開并卷到第二輥上的聚合物膜片；多個(gè)太陽能電池，其背面附著到聚合物膜片上，聚合物膜片在太陽能電池金屬化期間用作傳送器，其中所述用于太陽能電池的金屬化的系統(tǒng)用于形成穿過聚合物膜片的太陽能電池的金屬接觸。
在所述用于太陽能電池的金屬化的系統(tǒng)中，每個(gè)太陽能電池包括一個(gè)硅晶片薄片，并且具有沿著晶片的厚度的正面表面。
通過完整閱讀本公開(包括附圖和權(quán)利要求
)，本發(fā)明的這些和其他特征對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言將顯而易見。


圖1至圖9示出了對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制造太陽能電池的方法進(jìn)行示例說明的截面視圖。
圖10示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例被加工成薄片電池的晶片的俯視圖。
圖11和圖12示出了對(duì)根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的制造太陽能電池的方法進(jìn)行示例說明的截面視圖。[0013]圖13示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于太陽能電池的金屬化工藝。
圖14示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在圖13的工藝中太陽能電池附著到聚合物膜片的處理模塊。
圖15示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在圖13的工藝中形成太陽能電池的通過聚合物膜片的接觸孔的處理模塊。
圖16示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在圖13的工藝中將金屬沉積在太陽能電池的接觸孔中的處理模塊。
圖17示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在圖13的工藝中在聚合物膜片上形成用于電鍍工藝的掩模的處理模塊。
圖18示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在圖13的工藝中電鍍金屬的處理模塊。
圖19示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的太陽能電池陣列。
不同附圖中所使用的相同或相似的參考標(biāo)記表示相同或相似的構(gòu)件。附圖不按比例繪制。
具體實(shí)施方式
在本公開中，提供了許多具體細(xì)節(jié)(諸如材料示例、工藝步驟、和結(jié)構(gòu))，以提供對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的全面理解。但是，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可以在不包括這些具體細(xì)節(jié)中的一個(gè)或多個(gè)的情況下來實(shí)踐本發(fā)明。在其他一些情況下，為了避免模糊本發(fā)明的方面，因此沒有示出和描述公知的細(xì)節(jié)。例如，為了清楚起見，省略了對(duì)本發(fā)明的理解不必要的掩模步驟和其他工藝步驟。
圖1至圖9示出了對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制造太陽能電池的方法進(jìn)行示例說明的截面視圖。由于涉及到尺寸，因此本公開中的圖1至圖9以及其他附圖都不按比例繪制。如下文中更清楚描述的，所得到的太陽能電池是背接觸薄片電池，其中用于將外部電路電耦合至太陽能電池的摻雜區(qū)的金屬接觸處在薄片的背面上。薄片的正面與背面相反。正面也被稱為“陽面”，這是因?yàn)槠浔慌渲脼樵谡２僮髌陂g面向太陽從而收集太陽輻射。
參照?qǐng)D1，制備N型單晶硅晶片101，以用于通過損傷蝕刻步驟加工成背接觸薄片電池。在該示例中，晶片101處于晶片的形式，由于晶片供貨商使用鋸加工來從其坯料(ingot)上切下晶片101，因此其通常具有損傷的表面。從晶片供貨商得到時(shí)，晶片101可以為約100至200微米厚。在一個(gè)實(shí)施例中，損傷蝕刻步驟涉及使用包括氫氧化鉀的濕法蝕刻處理從晶片101的每側(cè)移除約10至20微米。損傷蝕刻步驟還可以包括清洗晶片101以消除金屬污染。晶片101的相對(duì)平面?zhèn)缺粯?biāo)記為102和103。晶片101的厚度被標(biāo)記為160。如下文中更清楚描述的，薄片電池的正面包括沿著晶片101的厚度的表面，其用作太陽能電池基板。
在圖2中，在圖1的樣品中形成偏移溝槽120和121?？梢酝ㄟ^任意適當(dāng)?shù)奈g刻處理來形成偏移溝槽。在晶片101的蝕刻期間，可以遮蔽晶片側(cè)103，以形成溝槽120。其后，在晶片101的蝕刻期間，可以遮蔽晶片側(cè)102，以形成溝槽121。在圖2的示例中，溝槽120和121不貫穿晶片101的厚度。溝槽120和121在晶片101的厚度內(nèi)停止，以在每個(gè)溝槽中創(chuàng)建階梯底表面。溝槽120和121還包括沿著晶片101的厚度的壁表面。通過使晶片101的相對(duì)側(cè)的溝槽120和121偏移，分離晶片101的部分，并且使每個(gè)部分具有階梯底表面。尺寸161和162之比依據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)來選擇。例如，尺寸161可以是晶片厚度的三分之二(2/3)，而尺寸162可以是晶片厚度的三分之一(1/3)。
在典型的薄片電池加工中，通過切割或蝕刻直接穿過硅晶片厚度的溝槽來制成垂直片。但是，由于需要遮蔽，該方法使得很難在所得到的壁表面上形成選擇性擴(kuò)散。通過使溝槽120和121偏移，在溝槽側(cè)壁上形成薄膜的視線處理變得可行。這有利地允許薄片電池容易被制造，極大地增大了薄片電池作為可再生能源而變得更有競(jìng)爭(zhēng)力的可能性。
在圖3中，在晶片101的晶片側(cè)102的暴露表面上形成摻雜的二氧化硅層104形式的N型摻雜源。在一個(gè)實(shí)施例中，二氧化硅層104摻雜有磷?？梢允褂弥T如常壓化學(xué)汽相沉積(APCVD)之類的視線沉積處理來將二氧化硅層104沉積為約1000至4000埃的厚度，優(yōu)選地約為2400埃。
在替代實(shí)施例中，代替在晶片101的暴露表面上形成二氧化硅層104，在晶片101 的晶片側(cè)102的暴露表面上沉積第一摻雜的二氧化娃層。第一摻雜的二氧化娃層可以沉積為約200至600埃的厚度，優(yōu)選地約為400埃。然后，將第一未摻雜的二氧化硅層直接沉積到第一摻雜的二氧化硅層的頂面上，沉積為約2000至4000埃的厚度，優(yōu)選地約為2000埃。在執(zhí)行化學(xué)蝕刻以對(duì)所得到的薄片太陽能電池的陽面表面進(jìn)行紋理化的情況下，第一未摻雜的氧化物層用作封蓋層。
溝槽120的底表面使得二氧化硅層104停止沉積在晶片101的相對(duì)晶片側(cè)103的表面上。如圖4中所示，這允許摻雜的二氧化硅層105形式的P型摻雜劑源形成在晶片側(cè)103的暴露表面上。在一個(gè)實(shí)施例中，二氧化硅層105摻雜有硼。溝槽121的底表面使得二氧化硅層105停止沉積在相對(duì)側(cè)102的表面上。這極大地簡(jiǎn)化了形成摻雜劑源所需的遮蔽步驟?？梢允褂弥T如APCVD之類的視線沉積處理來將二氧化硅層105沉積為約1000至4000埃的厚度，優(yōu)選地約為2400埃。代替形成單二氧化硅層105，可以在晶片側(cè)103的暴露表面上形成頂部由第二較厚的未摻雜的二氧化硅層(作為封蓋層)覆蓋的第一薄摻雜的二氧化硅層。
使用視線沉積處理有利地允許在P型和N型區(qū)之間的角落處形成連續(xù)的或中斷的溝槽。這種溝槽允許在具有相對(duì)較低反向擊穿電壓的同時(shí)具有提高的效率。
在圖5中，形成始終貫穿晶片101厚度的對(duì)準(zhǔn)垂直溝槽122，以創(chuàng)建晶片薄片130卿，130-1，130-2, 130-3，…)?？梢酝ㄟ^適當(dāng)?shù)奈g刻處理(包括通過激光蝕刻和化學(xué)蝕刻)來形成對(duì)準(zhǔn)垂直溝槽122?？梢詧?zhí)行選擇性蝕刻來將特定晶格面保留為最終暴露的陽面。此時(shí)，每個(gè)晶片薄片130仍然附著到晶片上。這在圖10中示意性地示出，其中晶片101的俯視圖被示出為頂部為晶片側(cè)102。將被用作薄片的背面的偏移溝槽120和121的垂直壁表面垂直于頁面。處理期間，薄片130可以保持附著到晶片101的一端，直到它們與晶片101物理分離以進(jìn)行金屬化為止。
垂直于圖10的頁面的溝槽122的壁表面用作所得到的雙面薄片電池的主太陽輻射收集表面。溝槽122的壁表面將被配置為在正常操作期間面向太陽。不同于將晶片的平面?zhèn)扔米髦魈栞椛涫占砻娴膫鹘y(tǒng)太陽能電池，薄片電池使用沿著晶片厚度的壁表面作為主收集表面。這有利地增大了可以從晶片獲得的收集表面的量。
在圖6中，對(duì)溝槽122的壁表面進(jìn)行紋理化以提高太陽輻射的收集。標(biāo)記為紋理化表面123的紋理化壁表面在正常操作期間面向太陽。但是，應(yīng)該注意，所得到的薄片電池是雙面的，即從薄片電池的兩側(cè)收集太陽輻射。紋理化表面123也被稱為薄片電池的“正面”或“陽面”。與正面相反的面被稱為背面。在一個(gè)實(shí)施例中，鑒于效率和美觀的原因，到薄片電池的摻雜區(qū)的所有金屬接觸都在背面上?？梢酝ㄟ^等離子體蝕刻來形成紋理化表面
123?？商鎿Q地，紋理化表面123可以包括使用具有Z字形圖案的掩模蝕刻的微結(jié)構(gòu)。
在圖7中，形成正面域126以及摻雜區(qū)124和125?？梢砸允箞D6的樣品經(jīng)歷高溫的熱驅(qū)進(jìn)(thermal drive-1n)步驟形成正面域126以及摻雜區(qū)124和125。例如,可以在包括磷環(huán)境的熔爐中加熱圖6的樣品。熔爐中的磷通過薄片的正面擴(kuò)散以形成N型正面域126。熱驅(qū)進(jìn)還使N型摻雜劑從摻雜的二氧化硅1 24中擴(kuò)散到晶片101，從而形成N型摻雜區(qū)124。類似地，熱驅(qū)進(jìn)步驟使P型摻雜劑從摻雜的二氧化硅125中擴(kuò)散到晶片101以形成P型摻雜區(qū)125。假設(shè)該示例中晶片101為N型硅晶片，則N型摻雜區(qū)124和P型摻雜區(qū)125分別形成所得到的薄片電池的基極和發(fā)射極。發(fā)射極收集少數(shù)載流子，而基極收集薄片電池中的多數(shù)載流子。在N型硅晶片101的情況下，電子為多數(shù)載流子并且被收集在摻雜區(qū)124中，而空穴為少數(shù)載流子并且被收集在摻雜區(qū)125中。
在圖8中，在圖7的樣品表面上形成氮化硅層107形式的抗反射涂層(ARC)和防潮層。如圖8中所示，氮化硅層107覆蓋了每個(gè)晶片薄片130的所有表面。氮化硅層107例如通過PECVD可以被形成為約400至700埃的厚度，優(yōu)選地約為500埃。
圖8中，薄片130可以保持附著到晶片101的一端(參見圖10)。為了進(jìn)行金屬化，每個(gè)薄片130可以通過例如激光或機(jī)械劃線而與晶片101的剩余部分物理分離。這允許在所得到的薄片電池的背面上容易地形成金屬接觸。
圖9示出了與晶片101的剩余部分物理分離后的薄片130。在貫穿氮化硅層107和二氧化硅層104的接觸孔中形成金屬接觸114，以與N型摻雜區(qū)124電接觸。類似地，在貫穿氮化硅層107和二氧化硅層105的接觸孔中形成金屬接觸115，以與P型摻雜區(qū)125電接觸。金屬接觸114和115可以包括叉指型金屬接觸，并且形成在薄片130的背面上。不包括電耦合到正面摻雜區(qū)的金屬接觸有利地允許太陽輻射具有到薄片電池正面的清晰路徑。所有的背接觸設(shè)計(jì)還改進(jìn)了薄片電池的美觀性，其在住宅應(yīng)用中為重要特征。金屬接觸114和115可以耦合到接收薄片電池所產(chǎn)生的電流的外部電路。
不同于傳統(tǒng)太陽能電池的結(jié)構(gòu)，圖9的改進(jìn)了的薄片電池具有這樣的太陽能電池基板，其中正面包括沿著硅晶片的厚度的表面，而不是沿著硅晶片平面的表面。當(dāng)多個(gè)改進(jìn)的薄片電池彼此相鄰地布置并且其陽面朝向同一平面時(shí)，與傳統(tǒng)太陽能電池的等效陽面面積相比，具有更大的p-n結(jié)界面面積。該改進(jìn)的薄片電池結(jié)構(gòu)也不同于使用正面接觸和背面接觸的傳統(tǒng)薄片電池朝向。傳統(tǒng)的薄片電池朝向會(huì)在電池的陽面上引入陰影，或者在薄片電池的縱向端子處具有接觸，從而使電荷載流子從主體中心到接觸行進(jìn)較長(zhǎng)的距離，這將導(dǎo)致較低的效率。改進(jìn)的薄片電池可以具有約Imm的寬度、約IOmm的長(zhǎng)度、和約50微米的高度。改進(jìn)的薄片電池允許更有效地使用晶片，這不同于具有來自晶片平面?zhèn)鹊倪B續(xù)正面的傳統(tǒng)太陽能電池。
上述薄片電池在晶片101中具有摻雜區(qū)124和125 (即，基極和發(fā)射極)。可替換地，還可以使用形成在晶片101外部的摻雜區(qū)來制造薄片電池。摻雜區(qū)可以處在晶片101上所形成的材料層中。其它處理步驟與圖1至圖9中的一樣。例如，圖11可以從圖2得到。在圖11中，在晶片101的表面上形成薄氧化物層201。氧化物層201可以包括在晶片101的表面上熱生長(zhǎng)為小于等于40埃(例如，5至40埃之間，優(yōu)選為10埃)厚度的二氧化硅。其后，在氧化物層201上形成多晶硅層202。在該階段未摻雜的多晶硅層202提供其中將要形成摻雜區(qū)的材料層。從圖11開始，如圖4至圖9中考慮每個(gè)薄片130上存在氧化物層201和多晶硅層202而繼續(xù)處理。
通常來說，如前所述，可以使用通過未摻雜的封蓋層覆蓋的具有P型摻雜或N型摻雜層的兩層工藝來代替單獨(dú)P型或N型摻雜層。
參照?qǐng)D12，隨后的熱驅(qū)進(jìn)導(dǎo)致N型摻雜劑從摻雜劑源124、P型摻雜劑從摻雜劑源125擴(kuò)散到多晶硅層202。多晶硅層202中擴(kuò)散了 N型摻雜劑的部分產(chǎn)生(并從而被標(biāo)記為)N型摻雜區(qū)224。多晶硅層202中擴(kuò)散了 P型摻雜劑的部分產(chǎn)生(并從而被標(biāo)記為)P型摻雜區(qū)225。在晶片101包括N型硅晶片的該示例中，N型摻雜區(qū)224和P型摻雜區(qū)225分別為薄片電池的基極和發(fā)射極。不同于圖9的薄片電池，圖12的薄片電池的基極和發(fā)射極處在晶片101的外部。在圖12的示例中，基極和發(fā)射極形成在多晶硅層202中。
仍然參照?qǐng)D12，在貫穿氮化硅層107和二氧化硅層104的接觸孔中形成金屬接觸指114，以與N型摻雜區(qū)224電接觸。類似地，在貫穿氮化硅層107和二氧化硅層105的接觸孔中形成金屬接觸115，以與P型摻雜區(qū)225電接觸。金屬接觸114和115可以包括叉指型金屬接觸，并且形成在薄片130的背面上。
在本公開的另一方面中，在金屬化期間，使用太陽能電池附著到覆層(諸如聚合物膜片)的工藝來形成背接觸太陽能電池的金屬接觸?，F(xiàn)在使用薄片電池作為示例，以圖13開始說明該改進(jìn)的金屬化工藝。應(yīng)該注意的是，該改進(jìn)的金屬化工藝可以被用來對(duì)普通太陽能電池進(jìn)行金屬化。
圖13示例性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于太陽能電池的金屬化過程300。金屬化過程300是用于形成電連接到太陽能電池的摻雜區(qū)的金屬接觸的過程。在圖13的示例中，過程300包括五個(gè)處理模塊，即處理模塊301、302、303、304、和305。在該示例中順序執(zhí)行處理模塊301至305。但是，如可以理解的那樣，過程300的處理模塊的數(shù)量以及其執(zhí)行的順序可以根據(jù)具體的處理或要金屬化的太陽能電池而變化。
在處理模塊301中，薄片130(參見圖9)正面向上附著到包括聚合物膜片310的覆層上。為了清楚起見，圖13中僅標(biāo)記出一個(gè)薄片130。例如，聚合物膜310可以包括聚酰亞胺(polyimide)?？紤]到薄片130的相對(duì)較小尺寸，過程300可以為輥筒式(roll-to-roll)過程，諸如用于金屬柱結(jié)合的那些。即，隨著薄片130經(jīng)歷從處理模塊301到處理模塊305的處理，聚合物膜310可以從輥306展開并且卷到輥307上。因此，在金屬化處理期間，可以有利地將聚合物膜310用作傳送器。這對(duì)大量制造薄片電池是特別有利的，這是因?yàn)楸∑姵氐南鄬?duì)較小尺寸使得它們?cè)诖罅拷饘倩陂g很難操作和傳送。
可以針對(duì)包括用于光陷阱的白反射器、防潮層、粘結(jié)、以及視覺/美觀(即，作為遮掩帶)的各種目的來選擇或配置聚合物膜310。優(yōu)選地，聚合物膜310對(duì)金屬化處理期間使用的化學(xué)物質(zhì)和材料具有抵抗作用(例如，抗氫氟酸或抗電鍍)。
圖14至圖18分別示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理模塊301至305的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。圖13至圖18不按比例繪制。為了清楚起見，圖14至圖18中僅示出了一個(gè)薄片130。實(shí)踐中，如圖13中所示，在多個(gè)薄片130被支撐在同一聚合物膜片310上的同時(shí)處理多個(gè)薄片130?？梢栽诮饘倩蠡蛘咴诮饘倩蟮闹圃觳襟E之后分離薄片130。
圖14示出了處理模塊301中的薄片130。薄片130位于聚合物膜片310上，從而正面上的紋理化表面123面向上。薄片130的背面可以使用熱軋制處理(heat rollingprocess)來結(jié)合至聚合物膜310。在圖14的示例中，背面上氮化硅層107的表面使用有機(jī)粘結(jié)劑結(jié)合至聚合物膜310。如可以理解的那樣，薄片130的整個(gè)背面表面不必都與聚合物膜310—致。在隨后的處理模塊中，將形成穿過氮化硅層107、二氧化硅層104、和二氧化硅層105的金屬接觸，以與N型摻雜區(qū)124和P型摻雜區(qū)125電連接。如圖9中所示，薄片130具有硅晶片101的薄片作為基板。在薄片130的正面上形成正面域126。
圖15示出了處理模塊301之后的處理模塊302中的薄片130。在圖15的示例中，形成穿過聚合物膜310、氮化硅107、和二氧化硅層104的接觸孔314，以暴露N型摻雜區(qū) 124。類似地，形成穿過聚合物膜310、氮化硅107、和二氧化硅層105的接觸孔315，以暴露P型摻雜區(qū)125。例如，可以通過激光蝕刻來形成接觸孔314和315。
可替換地，可以使用聚合物膜310作為蝕刻氮化硅107以及二氧化硅層104和105以形成接觸孔314和315的掩模層。例如，可以使用激光來對(duì)聚合物膜310進(jìn)行圖案化以暴露薄片130背面上將要形成接觸孔314和315的區(qū)域。然后，可以使用濕法或干法蝕刻處理來對(duì)氮化硅107以及二氧化硅層104和105進(jìn)行蝕刻，并在基板101上停止。
圖16示出了處理模塊302之后的處理模塊303中的薄片130。在圖16的示例中，分別在接觸孔314和315中形成金屬364和365。例如，可以通過濺射來形成金屬364和365。金屬364和365中的每一個(gè)可以為單層或者多層金屬堆疊。在一個(gè)實(shí)施例中，金屬364和365中的每一個(gè)包括一個(gè)金屬堆疊，該金屬堆疊包括直接處在基板101之上的第一招層、直接處在第一鋁層之上的第二鈦-鎢層(用作阻擋層)、以及直接處在第二鈦-鎢層之上的第三銅層。第三銅層用作隨后在處理模塊305中電鍍銅的種子層。
圖17示出了處理模塊303之后的處理模塊304中的薄片130。在圖17的示例中，在聚合物膜310上形成掩模350。掩模350在處理模塊305中電鍍金屬364和365期間保護(hù)聚合物膜310的部分。掩模350可以包括抗蝕劑材料，并且可以使用光刻技術(shù)來形成?？商鎿Q地，掩模350可以包括有機(jī)材料，其通過噴墨印刷的方式形成在聚合物膜310上。
圖18示出了處理模塊304之后的處理模塊305中的薄片130。處理模塊305電鍍種子層以增強(qiáng)金屬的導(dǎo)電性。在圖18的示例中，金屬364和365被重新標(biāo)記為金屬接觸354和355以指示電鍍。在金屬364和365的頂部部分包括銅種子層的實(shí)施例中，處理模塊304包括銅電鍍處理，以形成金屬接觸354和355。在一個(gè)實(shí)施例中，金屬接觸354和355包括叉指型金屬接觸。根據(jù)需要，可以在電鍍之后進(jìn)行回蝕處理(etch back process)，以進(jìn)一步對(duì)金屬接觸354和355進(jìn)行圖案化。在電鍍或回蝕處理之后移除掩模350。
代替在處理模塊304中形成掩模350來在處理模塊305中執(zhí)行電鍍處理，可以使用激光蝕刻處理來代替，以在電鍍處理之后形成叉指型金屬接觸。即，模塊305中的電鍍處理可以在沒有掩模的情況下執(zhí)行。在電鍍處理之后，可以使用激光蝕刻處理來選擇性地對(duì)金屬接觸354和355進(jìn)行圖案化。
形成金屬接觸354和355之后，可以使用適當(dāng)?shù)那懈罴夹g(shù)(例如，使用激光)來使薄片130與其他薄片分離。其后，可以在薄片130上執(zhí)行電測(cè)試。薄片130中聚合物膜310的剩余部分用作薄片電池的電介質(zhì)層。[0055]可以對(duì)變化尺寸的太陽能電池(從薄片電池到全尺寸或四分之一尺寸的晶片太陽能電池)采用上述使用覆層進(jìn)行金屬化的技術(shù)。使用覆層進(jìn)行金屬化允許對(duì)相對(duì)較小的太陽能電池(例如，薄片電池)進(jìn)行大量的金屬化，并且一般來說允許較高的生產(chǎn)率。如以下參照?qǐng)D19所描述的那樣，覆層還為太陽能電池串提供了改進(jìn)的機(jī)械支撐。
圖19示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的太陽能電池陣列401。太陽能電池陣列401包括太陽能電池串，其在圖19的示例中為一連串的薄片130。如可以理解的那樣，太陽能電池陣列401可以具有非薄片電池的太陽能電池串。特別地，太陽能電池陣列401可以利用全尺寸或四分之一尺寸的晶片太陽能電池。
在圖19的示例中，互連402使薄片130串聯(lián)電連接。更具體地，互連402將一個(gè)薄片130的金屬接觸355電連接至另一個(gè)薄片130的金屬接觸354以形成串聯(lián)連接。太陽 能電池陣列401的太陽能電池串的末端(參見402-1和402-2)可以連接到從一連串的薄片130中提取電流的外部電路。該示例中用作覆層的聚合物片310在太陽能電池陣列401中為連續(xù)的(即，未切割的)，以對(duì)模塊中的太陽能電池提供機(jī)械支撐。聚合物片310有利地允許在不必使用焊盤的情況下形成太陽能電池串，使用焊盤會(huì)增大生產(chǎn)成本以及附帶影響效率。此外，聚合物膜片310允許不必在太陽能電池之間直接焊接來使一連串的太陽能電池形成在一起。
已經(jīng)公開了用于太陽能電池的金屬化的方法和設(shè)備。盡管已經(jīng)提供了本發(fā)明的具體實(shí)施例，但是應(yīng)該理解的是，這些實(shí)施例僅用于說明的目的而非限制性的。閱讀本公開之后，許多其他實(shí)施例對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言都將是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種用于太陽能電池的金屬化的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括從第一輥展開并卷到第二輥上的聚合物膜片；多個(gè)太陽能電池，其背面附著到聚合物膜片上，聚合物膜片在太陽能電池金屬化期間用作傳送器；其中所述用于太陽能電池的金屬化的系統(tǒng)用于形成穿過聚合物膜片的太陽能電池的金屬接觸。
2.如權(quán)利要求
1所述的系統(tǒng)，其中所述聚合物膜是聚酰亞胺。
3.如權(quán)利要求
1所述的系統(tǒng)，其中每個(gè)太陽能電池包括一個(gè)硅晶片薄片，并且具有沿著晶片的厚度的正面表面。
4.如權(quán)利要求
1所述的系統(tǒng)，其中在對(duì)太陽能電池進(jìn)行電鍍以形成金屬接觸期間，聚合物膜片支撐太陽能電池。
5.如權(quán)利要求
1所述的系統(tǒng)，其中在對(duì)太陽能電池進(jìn)行蝕刻以在太陽能電池中形成接觸孔期間，聚合物膜片支撐太陽能電池。
6.如權(quán)利要求
5所述的系統(tǒng)，其中在接觸孔中形成金屬期間，聚合物膜片支撐太陽能電池。
7.如權(quán)利要求
1所述的系統(tǒng)，其中在太陽能電池的背面上形成掩模期間，聚合物膜片支撐太陽能電池。
8.一種太陽能電池陣列，包括連續(xù)的覆層；串聯(lián)連接的太陽能電池串，太陽能電池串中的每個(gè)太陽能電池具有穿過連續(xù)的覆層形成的金屬接觸；以及多個(gè)互連，其連接相鄰太陽能電池的金屬接觸以串聯(lián)連接太陽能電池串。
9.如權(quán)利要求
8所述的太陽能電池陣列，其中所述太陽能電池串包括薄片電池。
10.如權(quán)利要求
8所述的太陽能電池陣列，其中所述覆層包括聚合物膜。
11.如權(quán)利要求
8所述的太陽能電池陣列，其中所述太陽能電池串包括背接觸太陽能電池。
專利摘要
使用諸如聚合物膜片(310)之類的覆層來作為太陽能電池(130)金屬化期間的傳送器。太陽能電池(130)的背面附著到聚合物膜片(310)。形成穿過聚合物膜片(310)的接觸孔，以暴露太陽能電池(130)的摻雜區(qū)。在接觸孔中形成金屬，以電連接到太陽能電池(130)的暴露的摻雜區(qū)。電鍍金屬以形成太陽能電池(130)的金屬接觸(354，355)。隨后，太陽能電池(130)與由同一聚合物膜片(310)支撐而金屬化的其他太陽能電池分離，以形成太陽能電池串或單個(gè)太陽能電池。
文檔編號(hào)H01L31/00GKCN202855744SQ201090001046
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2010年5月25日
發(fā)明者彼得·約翰·卡曾斯 申請(qǐng)人:太陽能公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan