太阳能电池的箔基金属化制造技术

本发明专利技术描述了太阳能电池的箔基金属化的方法以及所得太阳能电池。在一个示例中，太阳能电池包括基板。多个交替的N型半导体区域和P型半导体区域设置在基板中或基板上方。在所述多个交替的N型半导体区域和P型半导体区域上方设置有导电触点结构。该导电触点结构包括多个金属晶种材料区域，使得所述交替的N型半导体区域和P型半导体区域中的每个区域上均设置有金属晶种材料区域。在所述多个金属晶种材料区域上设置有金属箔，该金属箔具有阳极化部分，所述阳极化部分隔离所述金属箔中与所述交替的N型半导体区域和P型半导体区域相对应的金属区域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开的实施例涉及可再生能源领域，具体地讲，包括太阳能电池的箔基金属化的方法以及所得太阳能电池。
技术介绍
光伏电池(常被称为太阳能电池)是熟知的用于将太阳辐射直接转换为电能的装置。一般来讲，使用半导体加工技术在基板的表面附近形成p-n结，从而在半导体晶片或基板上制造太阳能电池。照射在基板表面上并进入基板内的太阳辐射在基板块体中形成电子和空穴对。电子和空穴对迁移至基板中的p掺杂区域和n掺杂区域，从而使掺杂区域之间生成电压差。将掺杂区连接至太阳能电池上的导电区，以将电流从电池引导至与其耦接的外部电路。效率是太阳能电池的重要特性，因其直接与太阳能电池发电能力有关。同样，制备太阳能电池的效率直接与此类太阳能电池的成本效益有关。因此，提高太阳能电池效率的技术或提高制造太阳能电池效率的技术是普遍所需的。本公开的一些实施例允许通过提供制造太阳能电池结构的新工艺而提高太阳能电池的制造效率。本公开的一些实施例允许通过提供新型太阳能电池结构来提高太阳能电池效率。附图说明图1A至图1E示出根据本公开的一个实施例采用箔基金属化的太阳能电池制造中各个阶段的剖视图，其中：图1A示出太阳能电池制造中在发射极区域上形成可选的金属晶种区域之后的一个阶段，所述发射极区域在太阳能电池基板背表面的一部分上方形成；图1B示出可选地形成保护层之后的图1A结构；图1C示出金属箔粘附至其背表面之后的图1B结构；图1D示出在金属箔中形成激光凹槽之后的图1C结构；以及图1E示出对金属箔的暴露表面进行阳极化处理之后的图1D结构。图2为根据本公开的一个实施例的流程图，该流程图列出与图1A至图1E相对应的太阳能电池的制造方法中的操作。图3A至图3C示出根据本公开的另一个实施例采用箔基金属化的太阳能电池制造中各个阶段的剖视图，其中：图3A示出太阳能电池制造中涉及将阳极化金属箔放置在可选的金属晶种区域上方的一个阶段，所述金属晶种区域在太阳能电池基板背表面的一部分上方形成的发射极区域上形成；图3B示出将阳极化金属箔焊接至其背表面之后的图3A结构；以及图3C示出在阳极化金属箔中形成激光凹槽之后的图3B结构。图4为根据本公开的一个实施例的流程图，该流程图列出与图3A至图3C相对应的太阳能电池的制造方法中的操作。图5示出根据本公开的另一个实施例采用基于阳极化箔的金属化的另一种太阳能电池的制造中各个阶段的剖视图。图6A示出根据本公开的一个实施例的太阳能电池的一部分的剖视图，该太阳能电池具有在形成于基板中的发射极区域上形成的基于箔的触点结构。图6B示出根据本公开的一个实施例的太阳能电池的一部分的剖视图，该太阳能电池具有在形成于基板中的发射极区域上形成的基于阳极化箔的触点结构。具体实施方式以下具体实施方式本质上只是示例性的，并非意图限制所述主题的实施例或此类实施例的应用和用途。如本文所用，词语“示例性”意指“用作例子、实例或举例说明”。本文描述为示例性的任何实施未必理解为相比其他实施优选的或有利的。此外，并不意图受前述
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技术介绍
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技术实现思路
或以下具体实施方式中提出的任何明示或暗示的理论的约束。本说明书包括对“一个实施例”或“实施例”的提及。短语“在一个实施例中”或“在实施例中”的出现不一定是指同一实施例。特定的特征、结构或特性可以任何与本公开一致的合适方式加以组合。术语。以下段落提供存在于本公开(包括所附权利要求书)中的术语的定义和/或语境：“包括”。该术语是开放式的。如在所附权利要求书中所用，该术语并不排除另外的结构或步骤。“被配置为”。各种单元或部件可被描述或主张成“被配置为”执行一项或多项任务。在这样的语境下，“被配置为”用于通过指示该单元/部件包括在操作期间执行一项或多项那些任务的结构而暗示结构。因此，即使当指定的单元/部件目前不在操作(例如，未开启/激活)时，也可将该单元/部件说成是被配置为执行任务。详述某一单元/电路/部件“被配置为”执行一项或多项任务明确地意在对该单元/部件而言不援用35U.S.C.§112第六段。如本文所用的“第一”、“第二”等这些术语用作其之后的名词的标记，而并不暗示任何类型的顺序(例如，空间、时间和逻辑等)。例如，提及“第一”太阳能电池并不一定暗示该太阳能电池为某一序列中的第一个太阳能电池；相反，术语“第一”用于区分该太阳能电池与另一个太阳能电池(例如，“第二”太阳能电池)。“耦接”–以下描述是指元件或节点或结构特征被“耦接”在一起。如本文所用，除非另外明确指明，否则“耦接”意指一个元件/节点/结构特征直接或间接连接至另一个元件/节点/结构特征(或直接或间接与其连通)，并且不一定是机械耦接。此外，以下描述中还仅为了参考的目的使用了某些术语，因此这些术语并非意图进行限制。例如，诸如“上部”、“下部”、“上方”或“下方”之类的术语是指附图中提供参考的方向。诸如“正面”、“背面”、“后面”、“侧面”、“外侧”和“内侧”之类的术语描述部件的某些部分在一致但任意的参照系内的取向和/或位置，通过参考描述所讨论的部件的文字和相关的附图可以清楚地了解所述取向和/或位置。这样的术语可以包括上面具体提及的词语、它们的衍生词语以及类似意义的词语。本文描述了太阳能电池的箔基金属化的方法以及所得太阳能电池。在下面的描述中，给出了许多具体细节，诸如具体的工艺流程操作，以便提供对本公开的实施例的透彻理解。对本领域的技术人员将显而易见的是可在没有这些具体细节的情况下实施本公开的实施例。在其他情况中，没有详细地描述熟知的制造技术，诸如平版印刷和图案化技术，以避免不必要地使本公开的实施例难以理解。此外，应当理解在图中示出的多种实施例是示例性的展示并且未必按比例绘制。本文公开了制造太阳能电池的方法。在一个实施例中，制造太阳能电池的方法涉及在基板中或基板上方形成多个交替的N型半导体区域和P型半导体区域。该方法还涉及将金属箔粘附至所述交替的N型半导体区域和P型半导体区域。该方法还涉及在与交替的N型半导体区域和P型半导体区域之间的位置相对应的区域上激光烧蚀穿过金属箔的仅一部分。该方法还涉及在激光烧蚀之后对剩余金属箔进行阳极化处理，以隔离该剩余金属箔中与交替的N型半导体区域和P型半导体区域相对应的区域。在另一个实施例中，制造太阳能电池的方法涉及在基板中或基板上方形成多个交替的N型半导体区域和P型半导体区域。该方法还涉及将阳极化金属箔粘附至所述交替的N型半导体区域和P型半导体区域，该阳极化金属箔具有阳极化顶部表面和阳极化底部表面，所述阳极化顶部表面和阳极化底部表面之间具有金属部分。将阳极化金属箔粘附至交替的N型半导体区域和P型半导体区域涉及穿透阳极化金属箔的阳极化底部表面的区域。所述方法还涉及在与交替的N型半导体区域和P型半导体区域之间的位置相对应的区域上激光烧蚀穿过阳极化金属箔的阳极化顶部表面和金属部分。激光烧蚀终止于阳极化金属箔的阳极化底部表面，以隔离与交替的N型半导体区域和P型半导体区域对应的剩余金属箔的区域。本文还公开了太阳能电池。在一个实施例中，太阳能电池包括基板。多个交替的N型半导体区域和P型半导体区域设置在基板中或基板上方。在所述多个交替的N型半导体区域和P型半导体区域上方设置有导电触点结构。该导电触点结构包括多个金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造太阳能电池的方法，所述方法包括：在基板中或基板上方形成多个交替的N型半导体区域和P型半导体区域；粘附金属箔至所述交替的N型半导体区域和P型半导体区域；在与所述交替的N型半导体区域和P型半导体区域之间的位置相对应的区域上激光烧蚀穿过所述金属箔的仅一部分；以及在所述激光烧蚀之后，隔离与所述交替的N型半导体区域和P型半导体区域相对应的剩余金属箔的区域。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.28 US 14/229,7161.一种制造太阳能电池的方法，所述方法包括：在基板中或基板上方形成多个交替的N型半导体区域和P型半导体区域；粘附金属箔至所述交替的N型半导体区域和P型半导体区域；在与所述交替的N型半导体区域和P型半导体区域之间的位置相对应的区域上激光烧蚀穿过所述金属箔的仅一部分；以及在所述激光烧蚀之后，隔离与所述交替的N型半导体区域和P型半导体区域相对应的剩余金属箔的区域。2.根据权利要求1所述的方法，其中隔离所述剩余金属箔的区域包括对所述剩余金属箔进行阳极化处理。3.根据权利要求1所述的方法，其中隔离所述剩余金属箔的区域包括蚀刻所述剩余金属箔。4.根据权利要求1所述的方法，还包括：在粘附所述金属箔之前，形成多个金属晶种材料区域以在所述交替的N型半导体区域和P型半导体区域中的每一个上形成金属晶种材料区域，其中粘附所述金属箔至所述交替的N型半导体区域和P型半导体区域包括粘附所述金属箔至所述多个金属晶种材料区域。5.根据权利要求4所述的方法，还包括：在粘附所述金属箔至所述多个金属晶种材料区域之前，在所述多个金属晶种材料区域上形成绝缘层，其中粘附所述金属箔至所述多个金属晶种材料区域包括穿透所述绝缘层的区域。6.根据权利要求4所述的方法，其中粘附所述金属箔至所述多个金属晶种材料区域包括使用选自由激光焊接工艺、热压缩工艺和超声波粘合工艺所构成的组中的技术。7.根据权利要求4所述的方法，其中形成所述多个金属晶种材料区域包括形成铝区域，每个铝区域的厚度大约在0.3至20微米范围内，并且包含的铝含量大于约97％、硅含量大约在0至2％范围内，其中粘附所述金属箔包括粘附厚度大约在5至100微米范围内的铝箔，并且其中隔离所述剩余金属箔的区域包括通过使所述铝箔的暴露表面氧化至大约1至20微米范围内的深度来对所述铝箔进行阳极化处理。8.根据权利要求1所述的方法，其中激光烧蚀穿过所述金属箔的仅所述部分包括激光烧蚀所述金属箔的所述金属箔总厚度的大约80％至99％范围内的厚度。9.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述多个交替的N型半导体区域和P型半导体区域包括在形成于所述基板上方的多晶硅层中形成所述交替的N型半导体区域和P型半导体区域，所述方法还包括：在每个所述交替的N型半导体区域和P型半导体区域之间形成沟槽，所述沟槽部分延伸到所述基板中。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述基板为单晶硅基板，并且其中形成所述多个交替的N型半导体区域和P型半导体区域包括在所述单晶硅基板中形成所述交替的N型半导体区域和P型半导体区域。11.根据权利要求1所述的方法，还包括：在激光烧蚀之前，在所述金属箔的至少一部分上形成掩模层。12.一种制造太阳能电池的方法，所述方法包括：在基板中或基板上方形成多个交替的N型半导体区域和P型半导体区域；粘附阳极化金属箔至所述交替的N型半导体区域和P型半导体区域，所述阳极化金属箔具有阳极化顶部表面和阳极化底部表面，所述阳极化顶部表面和所述阳极化底部表面之间具有金属部分，其中粘附所述阳极化金属箔至所述交替的N型半导体区域和...

【专利技术属性】
技术研发人员：加布里埃尔·哈利，金泰锡，理查德·汉密尔顿·休厄尔，迈克尔·莫尔斯，大卫·D·史密斯，马蒂厄·穆尔斯，延斯德克·莫施纳，
申请(专利权)人：太阳能公司，道达尔销售服务公司，
类型：发明
国别省市：美国;US