CN102651407B - 太阳电池、太阳电池模块以及制备太阳电池的方法 - Google Patents
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Abstract
在多个实施例中，提供了一种太阳电池。所述太阳电池包括用第一掺杂类型的掺杂剂掺杂的基础区域；用第二掺杂类型的掺杂剂掺杂的发射极区域，所述第二掺杂类型与所述第一掺杂类型相反；在发射极区域内的与发射极区域相比具有增大的第二掺杂类型掺杂浓度的多个区域；以及多个分离的金属焊垫，每个焊垫至少部分地布置在具有增大的掺杂浓度的区域上。
Description
技术领域
本申请涉及太阳电池、太阳电池模块以及生产太阳电池的方法的多种实施例。
背景技术
太阳电池通常包括具有前侧和后侧的衬底，其中导电的接触结构沉积在两侧的至少一侧上。接触结构通常具有至少100μm的宽度，而其厚度只有大约10μm到15μm。接触结构的更大的宽度会由于其增加的阴影(shading)而导致效率程度的降低，而接触结构宽度的降低也具有缺点，会导致接触结构的线电阻增加的结果。而且，各个接触结构的电流会在叫做汇流条的地方汇合，引起前侧表面的另外的阴影。
除了由于阴影引起的降低的性能，通常由含银的丝网印刷油墨生产的接触结构也构成了太阳电池的生产成本中主要的部分。
太阳电池的互连通常通过电池连接器实现，例如以接触导线或者接触带的形式，其被焊接在太阳电池的汇流条上。全部的电流通过接触导线或者接触带引导。为了将电阻的损失降到最低，这些接触导线或者接触带需要一定的总的横截面积。这会在前侧由于阴影导致损失。
为了实现优化的太阳电池模块，应当以联合的方式对太阳电池的接触结构以及接触导线或者接触带的数量和大小进行优化。
在这种情况下，对于互相平行延伸的多个(数量n＞10)并且薄的(直径d＜250μm)的接触导线或者接触带，存在最佳方式。
用于连接太阳电池的方法记载在DE10239845C1中。
用于增加太阳电池的性能的另外的方法是使用选择性的发射器。用于生产这种选择性的发射器的各种传统的方法都具有缺点，造成必须使用复杂的方式使所得到的金属敷层(meatallization)对准，以使金属敷层精确地金属化在低阻抗区域(例如FhGISESynova-LCP/磷酸激光束控制)。
发明内容
所提供的太阳电池具有各种不同的实施方式。该太阳电池可包括用第一掺杂类型的掺杂剂掺杂的基础区域；用第二掺杂类型的掺杂剂掺杂的发射极区域，第二掺杂类型与第一掺杂类型相反；在发射极区域的与发射极区域相比具有增加的第二掺杂类型掺杂浓度的多个区域；以及，多个金属焊垫(solderingpad)，每个焊垫至少部分地布置在具有增加的掺杂剂浓度的区域。
附图说明
在附图中，不同视图中的相似的附图标记一般指代相同的部分。附图不一定是按比例的，相反，附图所表现的重点通常在于要说明本发明的原理。在下文中，参考以下附图描述本发明的多个实施例，其中：
图1示出了流程图，其中根据多个实施例说明了制备太阳电池的方法；
图2示出了流程图，其中根据多个实施例说明了制备太阳电池的方法；
图3示出了根据多个实施例说明的太阳电池的顶视图；
图4示出了根据多个实施例说明的太阳电池的顶视图；
图5示出了图3中的太阳电池沉积了电池连接器的顶视图；
图6示出了流程图，其中根据多个实施例说明了制备太阳电池的方法；
图7示出了根据多个实施例的发射区的顶视图；
图8示出了根据多个实施例的发射区的顶视图；
图9示出了根据多个实施例的发射区的顶视图；以及
图10示出了根据多个实施例的图3的太阳电池的截面图。
具体实施方式
下文中涉及附图的详细记载，以说明的方式，示出了本发明在其中实施的特定细节和实施例。
这里使用的词“示例性的”意思是“作为示例、例子或者例证”。这里作为“示例性地”记载的任何实施例或者设计都不是必须被解释为比其它的实施例或者设计更好的或者更有利的。
这里的关于将沉积材料形成在一侧或者一个表面“上”而使用的词“上”意思是沉积的材料可以是“直接地”，例如与暗示的侧或者表面直接接触地形成。这里的关于将沉积材料形成在一侧或者一个表面“上”而使用的词“上”意思是沉积的材料可以是“非直接地”形成在暗示的侧或者表面，一个或者多个层可布置在暗示的侧或者表面与沉积的材料之间。
在多个实施例中，术语“太阳电池”中的“太阳”应被理解为是这样的器件：利用所谓的光伏效应，将来自于例如阳光的主要是可见光的辐射(例如，至少所述从大约300nm到大约1150nm的可见波长范围的可见光的至少一部分；请注意，紫外(UV)辐射和/或红外(IR)辐射也可以额外地被转换)，直接地转换为电能。
在多个实施例中，太阳电池模块应被理解为包括多个太阳电池(其相互串联和/或并联)的电连接器件，可选择地具有抗天气保护部件(例如玻璃)、嵌入件以及框架结构。
在多个实施例中，通过局部前侧接触(例如通过焊垫形成的)可明显地为太阳电池提供可选择的发射区以及降低的阴影。
在多个实施例中，通过省略通常提供的叫做汇流条的部件并且通过减少(例如以金属敷层线的形式)导电接触结构的截面，能够减少阴影。由此，在使用例如含金属的、例如含银的丝网印刷膏来制备接触结构的情况下，还能够减少了丝网印刷的成本。
多个实施例允许进一步地减少使用金属膏，进而减少由阴影引起的能量损失以及用于制备太阳电池以及随之的太阳电池模块的工艺成本。
在多个实施例中，所提供的太阳电池包括在其前侧(也叫做光照侧)的可选择的发射极，该发射极用于接收太阳电池的金属敷层的网，并且用于收集带电的载流子(由太阳电池产生的)。另外，由通过焊垫图案来制备电接触，所述焊垫图案例如由丝网印刷膏形成，例如不通过金属敷层线互相连接。
因此，一方面，可以节约金属膏，例如银膏；另一方面，可以明显地降低工艺成本，减少太阳电池的阴影。
另外，可通过线或者带将薄的焊垫(下文中也叫做垫)连接在一起。
多个实施例的另外的优点可在相对简单的工艺控制中看到。与现在通常使用的金属指针状物相比，垫结构明显地较宽，使得例如利用标准的丝网印刷技术与可选择的发射极的结合，能够省略现有技术中必须的复杂的对准。
根据多个实施例，在制备太阳电池的过程中，首先要提供衬底。
衬底可包括光伏层，或者由光伏层组成。或者，至少一个光伏层布置在衬底上。光伏层可包括半导体材料(例如，硅)，化合物半导体材料(III-V族化合物半导体材料(例如，GaAs))，II-VI族化合物半导体材料(例如，CdTe)，I-III-V族化合物半导体材料(例如，铜-铟-二硫化物))，或者由上述半导体材料组成。又或者，光伏层可包括有机材料或者由有机材料组成。在多个示例性的实施例中，硅可包括单晶硅、多晶硅、无定形和/或微晶硅，或者由单晶硅、多晶硅、无定形和/或微晶硅组成。在多个实施例中，光伏层可包括半导体结结构或者由半导体结结构组成，半导体结结构例如是pn结结构，pin结结构，肖特基结结构，或者类似物。衬底和/或光伏层可通过由第一导电类型基础掺杂来提供。
在多个实施例中，太阳电池衬底的基础掺杂可包括在大约1013cm-3至1018cm-3范围内，例如1014cm-3至1017cm-3范围内，再例如1015cm-3至2*1016cm-3范围内的掺杂浓度(例如，第一导电类型的掺杂，例如使用硼(B)的掺杂)。
太阳电池衬底可通过太阳电池晶片生产，例如可具有：圆的形状，例如圆形或者椭圆形；或者，多边形，例如正方形。然而在多个实施例中，太阳电池模块的太阳电池也可以具有非正方形的形状。因此，太阳电池模块的太阳电池的形成例如可通过将一个或者多太阳电池(也以它们的形式作为标准太阳电池)分离(例如切割)进而隔开来获得多个非正方形的或者正方形的太阳电池。因此，在多个实施例中，可以提供一装置以调整标准太阳电池中的接触结构；作为示例，能够额外提供后侧的横向结构。
在多个实施例中，太阳电池可具有如下尺寸：大约10cm到大约50cm范围内的宽度，大约10cm到大约50cm范围内的长度，以及大约100μm到大约300μm范围内的厚度。
图1示出了流程图100，其中根据多个实施例说明了制备太阳电池的方法。
在步骤102，在光伏层中形成基础区域，对于该基础区域，例如用第一掺杂类型(也叫做第一导电类型)的掺杂剂掺杂，例如用p-掺杂类型的掺杂剂掺杂，例如用周期表中第III主族的的掺杂剂掺杂，例如用硼(B)掺杂。
而且，在步骤104，形成发射区，用第二掺杂类型(也叫做第二导电类型)的掺杂剂掺杂，第二导电类型与第一导电类型相反，对于该发射极区域，例如用n-型的掺杂剂掺杂，例如用周期表中第V主族的掺杂剂掺杂，例如用磷(P)掺杂。
而且，在步骤106，形成与发射极区域相比具有增加的第二导电类型掺杂剂浓度的多个区域。说明性地，在多个实施例中，具有增加的掺杂剂浓度的多个区域代表选择性的发射极的结构。
在多个实施例中，抗反射层(例如包括氮化硅或者由氮化硅组成)可以任选地沉积于发射区的暴露的上表面。
而且，在步骤108，形成多个金属的焊垫，每一个焊垫至少部分地布置在具有增加的掺杂剂浓度的区域(例如首先沉积在抗反射层上，然后通过透烧(through-firing)工艺来实现金属的焊垫与具有增加的掺杂剂浓度的区域的物理接触)。
在多个实施例中，具有增加的掺杂剂浓度的区域可用合适的掺杂剂掺杂，例如磷。在多个实施例中，第二导电类型可以是p-导电类型，第一导电类型可以是n-导电类型。或者，在多个实施例中，第二导电类型可以是n-导电类型，第一导电类型可以是p-导电类型。
在多个实施例中，具有增加的掺杂剂浓度的区域可用掺杂剂高度掺杂，通过用第二导电类型掺杂，表面掺杂浓度在大约1018cm-3至大约1022cm-3的范围内，例如掺杂浓度在大约1019cm-3至大约1022cm-3的范围内，例如掺杂浓度在大约1020cm-3至大约2*1021cm-3的范围内。在具有第二导电类型的高度掺杂区域的薄层电阻可在大约10欧姆/sq到大约80欧姆/sq的范围内，例如在大约30欧姆/sq到大约60欧姆/sq的范围内，例如大约35欧姆/sq到大约40欧姆/sq的范围内。
而且，在多个实施例中，其它表面区域可用掺杂剂轻度掺杂，通过用第二导电类型掺杂，表面掺杂浓度在大约1018cm-3至大约2*1021cm-3的范围内，例如掺杂浓度在大约1019cm-3至大约1021cm-3的范围内，例如掺杂浓度在大约5*1019cm-3至大约5*1020cm-3的范围内。在具有第二导电类型的轻度掺杂区域的薄层电阻可在大约60欧姆/sq到大约300欧姆/sq的范围内，例如在大约70欧姆/sq到大约200欧姆/sq的范围内，例如大约80欧姆/sq到大约120欧姆/sq的范围内。因此，说明性地，通过这样操作，至少在光伏层的前侧形成选择性的发射极。
在多个实施例中，形成选择性的发射极的过程可限制在太阳电池衬底的前侧或者也可在太阳电池衬底的后侧掺杂。
图2示出了流程图200，其中图示了根据多个实施例的制备太阳电池的方法。
在步骤202，可优选以公知的那样的方式对具有光伏层的衬底进行纹理化(texturing)(例如通过在碱性溶液中的各向异性刻蚀或者通过在酸性溶液中的刻蚀，或者通过向太阳电池衬底内锯出V形沟槽)，并且可例如利用含有掺杂剂(例如磷)的的乳液来施加所谓的发射极扩散，所述乳液沉积在光伏层的(裸露的)前侧面。在多个实施例中发射极扩散在加热炉内实施，例如在连续退火加热炉中。在多个实施例中，掺杂剂的扩散深度可以在大约0.1μm到大约1μm的范围内，例如在大约0.3μm到大约0.5μm的范围内。在多个实施例中，可在管式炉内提供扩散，以处理轻度掺杂的区域。扩散可在从大约700℃到大约1000℃的范围内实施，例如从大约750℃到大约950℃的范围内，例如从大约800℃到大约900℃的范围内，持续的时间周期例如在从大约3分钟到大约120分钟的范围内，例如在从大约10分钟到大约60分钟的范围内，例如在从大约15分钟到大约45分钟的范围内。
然后，在204，固化的乳液的材料(例如磷硅酸盐玻璃(PSG))就可被移除，并且实施边缘绝缘(例如通过一侧刻蚀)。
然后，在步骤206，形成多个低阻抗区域，例如通过LCP工艺(LCP：激光化学工艺：引导激光束穿过含有磷酸的水柱)。应当指出的是，在多个实施例中，可以使用用于制备低阻区域(分别地标示选择性的发射极的结构)的任何其它传统的方法。其意义取决于，与记载的实施例相比，所使用的形成选择性的发射极的工艺改变了工艺步骤的顺序。因此，记载的工艺步骤不应当以限制的方式理解，在可替代的实施例中，还提供了其它的工艺顺序。
随后，在步骤208，在光伏层的发射极一侧的裸露的表面上沉积抗反射涂层，该抗反射涂层例如由氮化硅制成或者由任何适于此目的的任意的材料(例如通过CVD工艺，例如通过等离子体加强(PE)CVD工艺(PE-CVD)，或者通过PVD方法，比如通过溅射)制成。因此，能够部分地修复和再次钝化因激光工艺所损坏的表面。
在另外的实施例中，提供了在沉积抗反射层之后实施LCP激光步骤来形成选择性的发射极。在这种情况下，液体引导的激光束局部地在抗反射层上开口，然后通过LCP工艺在形成的开口上实施额外的扩散。
随后，在步骤210，通过经济的丝网印刷工艺步骤沉积前侧金属敷层和后侧金属敷层。前侧金属敷层可包括(焊)垫结构或者由(焊)垫结构组成，这些结构互相不连通。一种膏用于前侧的垫的印刷，其烧透(firesthrough)抗反射涂层材料(例如氮化硅)。在前述的在沉积抗反射层之后使用LCP步骤的例子中，一种膏，例如金属膏也可以选择使用，其不烧透反射层。
在高温步骤，在多个实施例中，在步骤212，在金属敷层和硅之间建立电接触。如果必要，也将通过丝网印刷制备太阳电池的后侧金属敷层，并且两个接触在一个接触烧制步骤中形成(例如在一个烧制步骤中，其中同时烧透前侧金属敷层和后侧金属敷层)。
图3示出了根据本发明的多个实施例中太阳电池300的顶视图。如图3所示，太阳电池包括基础区域(未示出)，其例如由硅制成，用第一导电类型的掺杂剂轻度掺杂，如上文所述。而且，太阳电池包括发射极区域302，其例如由硅制成，例如用第二导电类型的掺杂剂掺杂，如上文所述。第二导电类型与第一导电类型相反。而且，在发射极区域302还提供了多个区域304，与发射极区域相比，所述多个区域304具有增大的第二导电类型掺杂浓度。这些区域在下文中也被称作是选择性的发射极区域304。在多个实施例中，在发射极区域内的具有增大的掺杂浓度的所述多个区域304可包括多个线型的区域304，例如其相互平行排列。而且，还提供了多个金属的焊垫306，每个焊垫306至少部分地布置在(直接地)具有增加的掺杂浓度的区域304上，也就是说，与具有增加的掺杂浓度的区域304物理接触。
在多个实施例中，焊垫306例如以金属垫306的形式实现，这些金属垫306没有金属性地互相接触。选择垫的宽度以使在印刷工艺之后焊垫306部分地覆盖低阻抗的区域(即，选择性的发射极304)，例如只布置在发射极区域302内的低阻抗区域，而不在高阻抗的轻度掺杂区域。这说明性地表明：多个焊垫306中没有一个焊垫306包括与多个焊垫306中的另外一个焊垫306的金属接触。
在多个实施例中，焊垫306包括任意的形式。焊垫306可具有矩形、正方形、标准圆形或者椭圆形。在多个实施例中，焊垫306可具有在大约0.1mm到大约2mm范围内的宽度以及在大约0.1mm到大约2mm范围内的长度。在标准圆形形式中，焊垫306可具有在大约0.1mm到大约2mm范围内的直径。
在多个实施例中，焊垫306在选择性的发射极304的线的方向上的维度小于在与该方向垂直的方向上的维度，例如远小于，例如小2到5个系数。这使得焊垫306较容易与选择性的发射极结构304对齐。
在多个实施例中，多个重度掺杂区域的线(例如互相平行)形成选择性的发射极。作为示例，太阳电池上的重度掺杂线形区域的数量可在从大约20到大约200的范围内，例如从大约50到大约120的范围内，例如从大约60到大约100的范围内，例如大约80个。重度掺杂的线形区域可布置成互相具有横向距离，例如最小7mm，例如最小5mm，例如最小3.5mm，例如最小3.0mm，例如最小2.5mm，例如最小2.0mm，例如最小1.6mm，例如最小1.4mm，例如最小1.2mm，例如最小1.0mm，例如最小0.7mm。
在多个实施例中，焊垫306可由金属或者金属合金形成，可包括或者由例如下列材料组成：银、铜、铝、镍、锡、钛、钯、钽、金、铂、或者这些材料的任意的组合或者合金。在多个实施例中，焊垫306可包括银或镍或者由银或镍组成。而且，焊垫306可包括不同金属的堆叠或者由不同金属的堆叠组成，例如，在钛上的镍，在钛上的银，在镍上的银，或者例如由钛-钯-银形成的层叠，或者其上布置有铜的钛或者镍(在这种情况下二者用作扩散阻挡层)的堆叠。
应当指出，在上述的实施例中，基础区域例如是p-掺杂的，发射极区域以及选择性的发射极是n-掺杂的。然而，还提供了另外的实施例，其中基础区域例如是n-掺杂的，发射极区域以及选择性的发射极是p-掺杂的。在这样的实施例中，焊垫306可包括铝或镍或者由铝或镍组成，优选焊材沉积在铝上(或者，焊材可沉积在电池接触器上，所述电池接触器被沉积并且随后焊接)。
在多个实施例中，提供了电池接触器(例如图4中的电池接触器402)用之于多个太阳电池的电连接(例如串联和/或并联)，例如以接触线402或者接触带402的形式。用于实现电连接两个太阳电池300的接触线402或者接触带402可与位于相应的两个相邻的太阳电池中的第一太阳电池的前侧的焊垫306相连接，并且与相应的两个相邻的太阳电池中的第二太阳电池的后侧的基础接触点相连接。接触线402或者接触带402构造成收集并且传输由相应太阳电池300的光伏层产生的电能。
接触线402或者接触带402可包括导电材料或者由导电材料组成，例如金属的导电材料。在多个实施例中，接触线402或者接触带402可包括或者由一种或者多种金属材料组成，例如来自于下列金属中的一个或者多个：Cu、Al、Au、Pt、Ag、Pb、Sn、Fe、Ni、Co、Zn、Ti、Mo、W和/或Bi。在多个实施例中，接触线402或者接触带402可包括金属或者由金属组成，该金属选自由下列金属组成的组：Cu、Au、Ag、Pb和Sn。在多个实施例中接触线402或者接触带402可原则上包括任意的截面形状，例如圆的(例如标准圆的)形状，椭圆形状，三角形，矩形(例如正方形)，或者任何其它的任意的合适的多边形。接触线402或者接触带402可包括金属，例如镍、铜、铝和/或银或者其它合适的金属，或者金属合金，例如黄铜。而且，接触线402或者接触带402可使用金属或者金属合金涂覆，例如使用银、Sn和/或镍和/或钎焊层，该钎焊层包括或者由例如下列材料组成：Sn、SnPb、SnCu、SnCuAg、SnPbAg、SnBi。在多个实施例中，多个接触线402或者接触带402可布置在相应的太阳电池300上，接触线402或者接触带402的数量例如为从大约5个到大约60个的范围，例如为从大约10个到大约50个的范围，例如为从大约20个到大约40个的范围，例如为大约30个。在多个实施例中，接触线402或者接触带402可与焊垫306焊接。为了改善接触线402或者接触带402与焊垫306(也叫做接触垫306)的接合，可通过流体焊接的方法对焊垫306预焊。
在多个实施例中，这些焊垫306中的至少一部分可在发射极区域内的具有增大的掺杂浓度的区域304中的多个但不是全部上延伸。
图5示出了根据多个实施例的太阳电池500的顶视图。根据图5的太阳电池500与根据图3的太阳电池300非常相似。为此，仅仅仔细解释了两个太阳电池之间的一些不同。关于其它的附图标记，已经用来描述图3中的太阳电池300。
在图5的太阳电池500中，焊垫502布置成其较长的维度与低阻抗的发射极区域304的延伸方向交叉。由此，能够进一步简化焊垫502相对于高掺杂的发射极区域304的定位。
图6示出了流程图600，其中图示了根据多个实施例的制备太阳电池的方法。
在步骤602，可优选以公知的那样的方式对具有光伏层的衬底进行纹理化(例如通过在碱性溶液中的各向异性刻蚀或者通过在酸性溶液中的刻蚀，或者通过向太阳电池衬底内锯出V形沟槽)，并且可例如利用含有掺杂剂(例如磷)的乳液施加所谓的发射极扩散，所述乳液沉积在光伏层的(裸露的)前侧面。在多个实施例中在加热炉内实施发射极扩散，例如在连续退火加热炉中。在多个实施例中，掺杂剂的扩散深度可以在大约0.1μm到大约1μm的范围内，例如在大约0.3μm到大约0.5μm的范围内。在多个实施例中，可在管式炉内提供扩散，以处理轻度掺杂的区域。扩散可在从大约700℃到大约1000℃的温度范围内实施，例如从大约750℃到大约950℃的范围内，例如从大约800℃到大约900℃的范围内，持续的时间周期例如在从大约3分钟到大约120分钟的范围内，例如在从大约10分钟到大约60分钟的范围内，例如在从大约15分钟到大约45分钟的范围内。
然后，在步骤604，在发射极扩散之后例如利用局部退火步骤，形成多个低阻抗的区域。利用对含有掺杂剂的层(例如磷硅酸盐玻璃(PSG))的激光处理，更多的磷可局部地被引入到半导体层中，表面电阻可被局部地减小。
然后，在步骤606，移除含有掺杂剂层的材料(例如磷硅酸盐玻璃(PSG))，并且实施边缘绝缘(例如通过一侧刻蚀)。
随后，在步骤608，在光伏层的发射极一侧的裸露的表面上沉积抗反射层，该抗反射层例如由氮化硅或者任何任意的适于此的材料制成(例如通过CVD工艺，例如通过等离子体加强(PE)CVD工艺(PE-CVD)，或者通过PVD方法，比如通过溅射)。由此，可部分地修复和再次钝化因激光工艺所损坏的表面。
随后，在步骤610，利用例如经济的丝网印刷工艺步骤，沉积前侧金属敷层和后侧金属敷层。前侧金属敷层可包括(焊的)垫结构或者由(焊的)垫结构组成，这些结构互相不连通。一种膏用于印刷前侧的垫，该膏烧透抗反射涂层材料(例如氮化硅)。
对于高温步骤，在多个实施例中，在步骤612，在金属敷层和硅之间建立电接触。如果可以，也利用丝网印刷制备太阳电池的后侧金属敷层，两种接触可在一个接触烧制步骤中形成(例如在一个烧制步骤中，其中同时烧透前侧金属敷层和后侧金属敷层)。
在移除磷硅酸盐玻璃之前，选择性的发射极结构清楚地形成在图6所示的实施例中。
在这种情况下，可使用前侧膏用于印刷焊垫306，其烧透氮化硅。在这种情况下，有利的是：选择足够小的焊垫306，使得只有低阻抗的发射极区域304被(物理)接触，而轻度掺杂的发射极区域302没有被接触。
图7示出了根据多个实施例的太阳电池700的顶视图。如图7所示(在放大的区域706中更清楚可见)，在多个实施例中，在例如较重度掺杂的区域702(即，低阻抗的区域702，其形成选择性的发射极)的辐射结构中提供了线形的较重度掺杂的区域702，该线形的较重度掺杂的区域702例如被引入轻度掺杂的区域712(也叫做高阻抗区域712)。在这些实施例中，可以减少所提供的焊垫(图7中未示出)的数量。这使得通过沿着列708和行710布置焊垫306成为可能，所述布置使相邻列的焊垫彼此偏移一行。因此，在这些实施例中，说明性地，焊垫306沿着一行只布置在相应行710的重度掺杂区域304与相应列708的重度掺杂区域相交的每隔一个的交叉点上。通过这种方法，就出现了例如偏菱形或者对角线形的焊垫图案(可选择地，具有额外的星形的重度掺杂区域，这些星形的重度掺杂区域使焊垫306互相连接)。
能够看到这些实施例的另外优点：通过重复地在交叉点704进行处理，在重度掺杂区域702的接触点(也叫做触及点或者接触区域)704形成特别低阻抗的发射极。因此，这样形成的接触电阻将特别低。
图8示出了图7中的发射极区域702的交叉点802，其上应当沉积焊垫306。图8中的实施例的一种特殊的实施示出在图9中。在图9的实施例中，接触点902、904、906-发射极区域内的低阻抗区域的交叉点902、904、906-以目标的方式被加宽。线(也就是线形的重度掺杂区域702)不是在一点而是在一个区域汇聚，例如汇聚在多个接触点902、904、906，例如汇聚在三个接触点902、904、906。
下面的表格示出了具有线形低阻抗发射极区域的156mm×156mm规格的太阳电池的实施例可能实现的参数：
应当指出，由于各个部件的不同的材料和尺寸，参数可能与表中示出的参数有明显不同。
图10示出了根据多个实施例的图3的太阳电池300的截面图。图10示出了具有基础区域1004和发射极区域302的光伏层1002，其中在区域302，形成重度掺杂的区域304(也叫做选择性的发射极304)。而且，图10示出了多个焊垫306以及焊在其上的电池连接器402。而且，还示出了后侧金属敷层1006。
在多个实施例中，提供了一种太阳电池。太阳电池可包括用第一掺杂类型的掺杂剂掺杂的基础区域；用第二掺杂类型的掺杂剂掺杂的发射极区域，第二掺杂类型与第一掺杂类型相反；在发射极区域内的与发射极区域相比具有增大的第二掺杂类型掺杂浓度的多个区域；以及，多个金属焊垫，其中每个焊垫至少部分地布置在具有增大的掺杂浓度的区域上。
在多个实施例中，多个金属焊垫中的至少一个金属焊垫可与至少一个其它的金属焊垫没有金属的接触。在多个实施例中，在发射极区域中的具有增大的掺杂浓度的多个区域可包括多个线形的区域。在多个实施例中，在发射极区域中的具有增大的掺杂浓度的多个区域可包括在大约30Ω/sq到大约80Ω/sq范围内的薄层电阻。在多个实施例中，发射极区域可包括在大约80Ω/sq到大约200Ω/sq范围内的薄层电阻。在多个实施例中，多个或者多样的分离的焊垫可分别沿着发射极区域内的具有增大的掺杂浓度的区域布置。在多个实施例中，焊垫中的至少一些可在在发射极区域内的具有增大的掺杂浓度的区域中的多个但不是全部上延伸。在多个实施例中，焊垫具有大于其宽度的长度；并且这些焊垫布置成使它们的长度方向均大体上与焊垫各自所接触的在发射极区域内的具有增大的掺杂浓度的区域的长度方向垂直。在多个实施例中，焊垫布置成列和行，并且布置成使相邻列的焊垫相互偏移一行。在多个实施例中，发射极区域内的具有增大的掺杂浓度的区域中的至少一部分布置成使发射极区域内的具有增大的掺杂浓度的区域中的至少两个在接触点互相接触；其中焊垫的至少一部分布置成位于各自的接触点上。
在多个实施例中，提供了太阳电池模块。太阳电池模块可包括多个太阳电池。每个太阳电池可包括用第一掺杂类型掺杂的基础区域；用第二掺杂类型掺杂的发射极区域，第二掺杂类型与第一掺杂类型相反；在发射极区域内的与发射极区域相比具有增大的第二掺杂类型掺杂浓度的多个区域；以及多个分离的金属焊垫，这些金属焊垫均沿着在发射极区域内的具有增大的掺杂浓度的区域布置，其中每个焊垫至少部分地布置在具有增大的掺杂浓度的区域上；其中至少一部分的相邻太阳电池通过电池连接器互相连接。
在多个实施例中，提供了一种制造太阳电池的方法。所述方法包括形成用第一掺杂类型的掺杂剂掺杂的基础区域；形成用第二掺杂类型的掺杂剂掺杂的发射极区域，第二掺杂类型与第一掺杂类型相反；在发射极区域内形成与发射极区域相比具有增大的第二掺杂类型掺杂浓度的多个区域；以及形成多个分离的金属焊垫，这些焊垫均沿着发射极区域内的具有增大的掺杂浓度的区域布置，并且每个焊垫至少部分地布置在具有增大的掺杂浓度的区域上，使得太阳电池被制造。
虽然本发明参考特定的实施例特别地被示出和描述，应当理解本领域技术人员可在形式和细节上做出改变而不偏离本发明的权利要求所限定的宗旨和范围。因此本发明的范围由权利要求来限定，其包括权利要求的等价物的意义和范围内的所有的改变。
Claims (9)
1.一种太阳电池，包括：
用第一掺杂类型的掺杂剂掺杂的基础区域；
用第二掺杂类型的掺杂剂掺杂的发射极区域，所述第二掺杂类型与所述第一掺杂类型相反；
在发射极区域内的与发射极区域相比具有增大的第二掺杂类型掺杂浓度的多个线形的区域；以及
多个分离的金属焊垫，这些焊垫均沿着在发射极区域内的具有增大的掺杂浓度的多个线形的区域的其中一个线形的区域布置，并且所述多个分离的金属焊垫的每个焊垫至少部分地布置在具有增大的掺杂浓度的所述多个线形的区域的所述其中一个区域上，其中所述多个分离的金属焊垫形成该太阳电池的局部前侧接触；以及
所述多个分离的金属焊垫中的至少一个金属焊垫与所述多个分离的金属焊垫中的至少一个其它的金属焊垫没有金属的连接，其中具有增大的掺杂浓度的所述多个线形的区域的所述其中一个线形的区域从所述多个分离的金属焊垫中的所述至少一个金属焊垫延伸到所述多个分离的金属焊垫中的所述至少一个其它的金属焊垫；以及
其中具有增大的掺杂浓度的所述多个线形的区域的所述其中一个线形的区域被抗反射层覆盖；
其中在烧制过程中在所述多个分离的金属焊垫下面透烧所述抗反射层，从而在所述多个分离的金属焊垫与具有增加的掺杂剂浓度的所述多个线形的区域的所述其中一个线形的区域的一部分之间形成局部导电接触。
2.如权利要求1所述的太阳电池，其中，所述发射极区域内的具有增大的掺杂浓度的所述多个线形的区域包括在30Ω/sq到80Ω/sq范围内的薄层电阻。
3.如权利要求1所述的太阳电池，其中，所述发射极区域包括在80Ω/sq到200Ω/sq范围内的薄层电阻。
4.如权利要求1所述的太阳电池，其中，所述焊垫中的至少一些在在发射极区域内的具有增大的掺杂浓度的线形的区域中的多个但不是全部上延伸。
5.如权利要求1所述的太阳电池，其中，这些焊垫均具有大于宽度的长度，并且，这些焊垫布置成使它们的长度方向均与焊垫各自所触接的在发射极区域内具有增大的掺杂浓度的线形的区域的长度方向垂直。
6.如权利要求1所述的太阳电池，其中，这些焊垫布置成列和行，并且布置成使相邻列的焊垫相互偏移一行。
7.如权利要求1所述的太阳电池，其中，发射极区域内的具有增大的掺杂浓度的这些线形的区域中的至少一部分布置成使发射极区域内的具有增大的掺杂浓度的这些线形的区域中的至少两个在接触点互相接触；并且，
其中，这些焊垫中的至少一部分布置在各自的接触点上。
8.一种太阳电池模块，包括：
多个太阳电池，每个太阳电池包括：
用第一掺杂类型的掺杂剂掺杂的基础区域；
用第二掺杂类型的掺杂剂掺杂的发射极区域，所述第二掺杂类型与所述第一掺杂类型相反；
在发射极区域内的与发射极区域相比具有增大的第二掺杂类型掺杂浓度的多个线形的区域；以及
多个分离的金属焊垫，这些焊垫均沿着发射极区域内的具有增大的掺杂浓度的多个线形的区域的其中一个线形的区域布置，并且所述多个分离的金属焊垫的每个焊垫至少部分地直接布置在具有增大的掺杂浓度的所述多个线形的区域的所述其中一个线形的区域上并且与该线形的区域物理接触，其中所述多个分离的金属焊垫形成该太阳电池的局部前侧接触；以及
其中，所述多个分离的金属焊垫中的至少一个金属焊垫与所述多个分离的金属焊垫中的至少一个其它的金属焊垫没有金属的连接，其中具有增大的掺杂浓度的所述多个线形的区域的所述其中一个线形的区域从所述多个分离的金属焊垫中的所述至少一个金属焊垫延伸到所述多个分离的金属焊垫中的所述至少一个其它的金属焊垫；以及
其中具有增大的掺杂浓度的所述多个线形的区域的所述其中一个线形的区域被抗反射层覆盖；
其中在烧制过程中在所述多个分离的金属焊垫下面透烧所述抗反射层，从而在所述多个分离的金属焊垫与具有增加的掺杂剂浓度的所述多个线形的区域的所述其中一个线形的区域的一部分之间形成局部导电接触；
其中，至少一部分的相邻太阳电池通过电池连接器互相电连接。
9.一种制造太阳电池的方法，所述方法包括：
形成用第一掺杂类型的掺杂剂掺杂的基础区域；
形成用第二掺杂类型的掺杂剂掺杂的发射极区域，所述第二掺杂类型与所述第一掺杂类型相反；
在发射极区域内形成与发射极区域相比具有增大的第二掺杂类型掺杂浓度的多个线形的区域；以及
形成多个分离的金属焊垫，这些焊垫均沿着发射极区域内的具有增大的掺杂浓度的多个线形的区域的其中一个线形的区域布置，并且所述多个分离的金属焊垫的每个焊垫至少部分地布置在具有增大的掺杂浓度的所述多个线形的区域的所述其中一个线形的区域上，其中所述多个分离的金属焊垫形成该太阳电池的局部前侧接触，并且其中所述多个分离的金属焊垫中的至少一个金属焊垫与所述多个分离的金属焊垫中的至少一个其它的金属焊垫没有金属的连接，其中具有增大的掺杂浓度的所述多个线形的区域的所述其中一个线形的区域从所述多个分离的金属焊垫中的所述至少一个金属焊垫延伸到所述多个分离的金属焊垫中的所述至少一个其它的金属焊垫；以及
其中具有增大的掺杂浓度的所述多个线形的区域的所述其中一个线形的区域被抗反射层覆盖；
其中形成所述多个分离的金属焊垫包括在所述多个分离的金属焊垫下面透烧所述抗反射层，从而在所述多个分离的金属焊垫与具有增加的掺杂剂浓度的所述多个线形的区域的所述其中一个线形的区域的一部分之间形成局部导电接触，使得太阳电池被制造。
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