用于太阳能电池串接的激光辅助金属化工艺制造技术

本发明专利技术描述了使用激光束对半导体基板进行的金属化以及所得的结构，例如微电子装置、半导体基板和/或太阳能电池、太阳能电池电路、太阳能电池串和太阳能电池阵列。太阳能电池串可包括多个太阳能电池。所述多个太阳能电池可包括基板以及设置在所述基板之中或之上的多个半导体区。多个导电接触结构电连接至所述多个半导体区。每个导电接触结构均包括局部沉积的金属部分，所述局部沉积的金属部分设置为与所述半导体区中的对应一者接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于太阳能电池串接的激光辅助金属化工艺相关申请的交叉引用本专利申请要求早前于2018年11月29日提交的美国临时专利申请系列第62/773,172号、于2018年11月29日提交的美国临时专利申请系列第62/773,168号、于2018年11月29日提交的美国临时专利申请系列第62/773,148号以及于2018年4月6日提交的美国临时专利申请系列第62/654,198号的优先权和权益，这些临时专利申请中的每篇全文据此以引用方式并入本文。本专利申请还要求早前于2019年4月5日提交的名称为“LocalMetallizationforSemiconductorSubstratesusingaLaserBeam”(使用激光束对半导体基板进行局部金属化)的美国临时专利申请系列第16/376,802号(代理人案卷号131815-244461_P270，SunPower参考编号S2040US)的优先权和权益，其据此全文以引用方式并入本文。
本公开的实施例属于可再生能源或半导体加工领域，并且特别地包括使用激光束对半导体基板的金属化以及所得的结构。
技术介绍
光伏电池(常称为太阳能电池)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。所述电子和空穴对迁移至基板中的p掺杂区和n掺杂区，从而在掺杂区之间产生电压差。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。电转换效率是太阳能电池的重要特性，因其直接与太阳能电池的发电能力有关；更高的效率为最终客户提供了附加价值；并且在其他所有条件相同的情况下，更高的效率也降低了每瓦特的制造成本。同样，简化的制造方法提供了通过降低生产单位成本来降低制造成本的机会。因此，提高太阳能电池效率的技术和简化太阳能电池的制造的技术是普遍需要的。附图说明图1A至图1F示出制造太阳能电池串的方法中的操作的侧视图。图2示出了用于构造太阳能电池的示例性工作流程。图3A和图3B示出制造太阳能电池串的方法中的操作的侧视图。图4示出制造太阳能电池串的方法中的操作的侧视图。图5示出多太阳能电池串的侧视图。图6示出太阳能电池串的操作的侧视图。图7示出太阳能电池串的操作的侧视图。图8A和图8B示出制造太阳能电池串的方法中的操作的侧视图。图9示出多太阳能电池串的侧视图。图10A和图10B示出制造太阳能电池串的方法中的操作的侧视图。图11示出制造太阳能电池串的方法的侧视图。图12示出制造太阳能电池串的方法的侧视图。图13为太阳能电池串的平面图。图14A至图14D示出制造太阳能电池的方法中的各种操作的剖视图。图15A至图15C示出太阳能电池的剖视图。图16示出太阳能电池的剖视图。图17A至图17E示出使用本文所述的方法、方式或设备制造的示例性基板。图18A至图18C示出制造太阳能电池串的方法中的操作的侧视图。图19A至图19B示出太阳能电池的金属带的示例性互连的侧视图。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“用作实例、例子或举例说明”。本文描述为示例性的任何实施方式未必相比于其他实施方式是优选的或有利的。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。短语“一个实施例”或“某个实施例”的提及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进行组合。术语。以下段落提供存在于本公开(包含所附权利要求书)中术语的定义和/或语境：“区域”或“部分”描述具有可定义特性但不一定有固定边界的物体或材料的离散区域、体积、部分或位置。“包括”是一个开放式术语，不排除其他结构或步骤。“构造为”通过指示诸如单元或部件之类的装置来表示结构，包括在运作期间执行一项或多项任务的结构，并且这种结构构造为即使该装置当前未在运行(例如，未开启/未激活)也会执行该任务。“构造为”执行一项或多项任务的装置明确地意在不会援用35U.S.C.§112(f)或第六段的方法或步骤与功能解释。“第一”、“第二”等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意指此类太阳能电池是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”是指除非另外明确说明，否则元件、特征、结构或节点与或可与另一元件/节点/特征直接或间接连接或连通，并且不必直接机械连接在一起。“阻止”表示减少、减小、最小化或有效地或实际上消除某些事物，诸如完全避免结果、后果或未来状态。“暴露于激光束”描述使材料经受入射激光处理的过程，并且可与“经受激光”、“经激光处理”及其他类似短语互换使用。“掺杂区”、“半导体区”及类似术语描述置于基板中、基板上、基板上方或基板之上的半导体区。此类区域可具有N型导电性或P型导电性，并且掺杂浓度可以变化。此类区域可以指多个区域，诸如第一掺杂区、第二掺杂区、第一半导体区、第二半导体区等。这些区域可由在基板上或作为基板本身的一部分的多晶硅形成。“薄介电层”、“隧穿介电层”、“介电层”、“薄介电材料”或中间层/材料是指基板和另一半导体层之间、或者基板上或基板中的掺杂区或半导体区之间的半导体区上的材料。在某个实施例中，薄介电层可为隧穿氧化物或氮化物层，其具有大约2纳米或更小的厚度。薄介电层可指非常薄的介电层，通过该介电层可实现导电。传导可由于量子隧穿和/或通过介电层中的薄点直接物理连接的较小区域的存在而造成。示例性材料包括氧化硅、二氧化硅、氮化硅及其他介电材料。“中间层”或“绝缘层”描述提供电绝缘、钝化并且抑制光反射率的层。中间层可为若干层，例如中间层叠堆。在一些语境下，中间层可与隧穿介电层互换，而在其他语境下，中间层为掩模层或“抗反射涂层”(ARC层)。示例性材料包括氮化硅、硅氧氮化物、氧化硅(SiOx)、二氧化硅、氧化铝、非晶硅、多晶硅、氧化钼、氧化钨、氧化铟锡、氧化锡、氧化钒、氧化钛、碳化硅和其他材料以及它们的组合。在某个实例中，中间层可包含可用作防潮层的材料。另外，例如，绝缘材料可为太阳能电池的钝化层。在某个实例中，中间层可为介电双层，诸如具有高氢含量的氧化硅(SiOx)、氧化铝(Al2O3)介电双层。“局部沉积金属”和“金属沉积”用于描述通过使金属源暴露于激光而形成金属区域，该激光将金属源中的金属形成和/或沉积至基板的一部分上。该过程不限于任何特定的金属沉积理论或机理。在某个实例中，局部沉积金属可在金属箔暴露本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电连接两个太阳能电池的方法，包括：/n提供第一太阳能电池，所述第一太阳能电池具有正面和背面；/n将金属箔定位在所述第一太阳能电池的所述背面的至少一部分之上；/n使所述金属箔在所述第一太阳能电池的所述背面之上的一个或多个位置中暴露于激光束，以形成一个或多个导电接触结构，所述一个或多个导电接触结构将所述金属箔电连接至所述第一太阳能电池的所述背面；/n提供第二太阳能电池，所述第二太阳能电池具有正面和背面；/n将所述金属箔定位在所述第二太阳能电池的一部分之上；以及/n使所述金属箔在所述第二太阳能电池的所述部分之上的一个或多个位置中暴露于激光束，以形成一个或多个导电接触结构，所述一个或多个导电接触结构将所述金属箔电连接至所述第二太阳能电池。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180406 US 62/654,198;20181129 US 62/773,172;20181.一种电连接两个太阳能电池的方法，包括：
提供第一太阳能电池，所述第一太阳能电池具有正面和背面；
将金属箔定位在所述第一太阳能电池的所述背面的至少一部分之上；
使所述金属箔在所述第一太阳能电池的所述背面之上的一个或多个位置中暴露于激光束，以形成一个或多个导电接触结构，所述一个或多个导电接触结构将所述金属箔电连接至所述第一太阳能电池的所述背面；
提供第二太阳能电池，所述第二太阳能电池具有正面和背面；
将所述金属箔定位在所述第二太阳能电池的一部分之上；以及
使所述金属箔在所述第二太阳能电池的所述部分之上的一个或多个位置中暴露于激光束，以形成一个或多个导电接触结构，所述一个或多个导电接触结构将所述金属箔电连接至所述第二太阳能电池。


2.根据权利要求1所述的方法，其中每个导电接触结构均包括局部沉积的金属部分。


3.根据权利要求1所述的方法，其中所述将所述金属箔定位在所述第二太阳能电池的一部分之上包括将所述金属箔定位在所述第二太阳能电池的正面的一部分之上。


4.根据权利要求3所述的方法，还包括弯曲所述第一太阳能电池和所述第二太阳能电池之间的所述金属箔。


5.根据权利要求1所述的方法，其中所述将所述金属箔定位在所述第二太阳能电池的一部分之上包括将所述金属箔定位在所述第二太阳能电池的背面的一部分之上。


6.根据权利要求1所述的方法，还包括将第三太阳能电池电连接至所述第一太阳能电池或所述第二太阳能电池。


7.根据权利要求1所述的方法，其中所述太阳能电池包括P型和N型掺杂区。


8.根据权利要求1所述的方法，还包括将遮盖材料定位在所述太阳能电池之间的所述金属箔的一部分之上。


9.根据权利要求8所述的方法，其中所述遮盖材料包括遮盖带或所述金属箔的阳极氧化。


10.根据权利要求1所述的方法，还...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕珮玄，本杰明·I·夏，戴维·阿龙·伦道夫·巴尔克豪泽，刘易斯·C·阿布拉，乔治·G·科雷奥斯，马尔科·鲁滨逊，保罗·W·洛斯科托夫，瑞恩·里根，大卫·大川，塔米尔·兰斯，蒂埃里·恩古延，
申请(专利权)人：太阳能公司，
类型：发明
国别省市：美国;US