CN103038890A - 用于标记太阳能电池的方法及太阳能电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于标记太阳能电池的方法，该方法包括以下步骤：提供太阳能电池基底（1）；选择识别标记（7）以用于太阳能电池的制造过程的处理步骤期间识别所述太阳能电池基底（1）；以及形成穿过所述基底的多个通孔（2），其中所述多个通孔（2）的至少一部分被用来作为用于太阳能电池的发射极穿孔卷绕或者金属穿孔卷绕孔，以使所述识别标记由从所述多个通孔（2）中选择的一个或多个标记通孔（21）的几何特性来代表，本发明还涉及一种太阳能电池。

Description

用于标记太阳能电池的方法及太阳能电池
技术领域
本发明涉及一种用于标记太阳能电池的方法以及一种太阳能电池。为了在制造过程期间和之后能够跟踪太阳能电池，做标记是必要的。
背景技术
通常，这种标记由印记或者刻痕组成，该印记或者刻痕包括在制造过程早期印制或蚀刻于太阳能电池基底的表面的数字或者字母数字码。其他图案如条形码，只要适合于唯一地识别该基底则同样是有用的。该标记图案需要足够的坚固从而可以经历在用于生产太阳能电池的基底上执行的许多处理步骤之后还存在。
印制或者蚀刻于基底的表面的图案经常面临在蚀刻处理期间从表面擦掉或者在用于太阳能电池制造的必要沉积处理期间被覆盖的危险。另一方面，所有这类标记方法还具有除了太阳能电池制造步骤之外的需要补充标记步骤的缺陷。该额外的步骤增加了用于生产太阳能电池的制造时间和成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于标记太阳能电池的方法和在制造过程期间允许太阳能电池的有效跟踪的太阳能电池，同时将成本和制造时间降到最低。此外，在太阳能电池上的产生的标记是可靠的。
通过提供具有权利要求1的特征的用于标记太阳能电池的方法以及具有权利要求11的特征的太阳能电池，在本发明中实现了这一目的。本发明的优选实施方式是从属权利要求的主题。
本发明是基于一种概念，该概念是使用对于太阳能电池的功能的必要结构并且在制造过程期间或之后以可用于识别太阳能电池的修改的方式修改该结构。对于这种结构，建议使用在基底中形成的通孔来形成发射极穿孔卷绕（EWT）或者金属穿孔卷绕（MWT）太阳能电池。
在制造EWT或者MWT太阳能电池期间，首先提供了太阳能电池基底，例如半导体晶片。使用钻孔处理，多个通孔或者开口在所述基底中形成，每个所述通孔或者开口沿着所述基底的整个厚度延伸。该钻孔可以经由蚀刻方法或者可替换地经由激光钻孔被执行。在接下来的制造步骤期间，在形成EWT或者MWT太阳能电池的处理期间所述通孔被填充和/或其内壁被金属或者掺杂源材料覆盖。在使用掺杂源材料的情况中，在下面的步骤中，该掺杂物被打入孔内壁的半导体来形成发射机层。
增加了这种普遍处理后，至少一些通孔被用于标记太阳能电池基底。换句话说，虽然多个通孔的所有通孔或者至少一部分通孔在后来的制造过程期间作为太阳能电池的EWT或者MWT孔使用，但是通孔中的一些通孔通过选择他们的几何特性以使其代表识别标记来用于标记目的。识别标记可以事先被选择以在太阳能电池的制造过程期间或之后的处理步骤期间识别太阳能电池基底。
一些或者所有的标记通孔还可以作为EWT或者MWT孔。可替换地，标记通孔和非标记通孔的集合可以互相排斥。此外，通孔可以是各种形状，不必一定需要具有圆形或者椭圆形横截面，即便该形状有容易生产的优势。
由于代表识别标记的标记通孔的几何特性可以是合适的大小、形状、彼此之间或者相对于基底的位置，或者是在制造太阳能电池的每个制造步骤期间或者之间，亦或者是制造太阳能电池之后能够容易地读取的任何其他几何特性，如在将太阳能电池装配至太阳能电池模块之前、期间或之后，所以经由通孔的几何特性的代表具有识别标记可以经由光学手段容易地读出的优点，该光学手段如通过从太阳能电池基底的表面反射激光束。
为了在接下来以EWT或者MWT目的使用通孔，多个通孔的基本上所有通孔或者一部分通孔的内壁可以被填充或者被覆盖金属或掺杂源材料。将基本上所有通孔的内壁填充或者覆盖意味着不仅所述非标记通孔而且标记通孔被填充或者使其内壁被覆盖。以这种方式，标记通孔还可以充当EWT或者MWT通孔。
识别标记可以优选地被选择以包括具有一个或多个数字的字母数字码，同时多个通孔以识别标记的每个数字由一个或多个标记通孔的几何特性代表的方式形成的。所述字母数字码可以包括二进制码，其中每个比特由所述一个或多个标记通孔的几何特性代表。其他数字系统以及包括数字、字母或者其他符号的系统同样适用。
在非常有用的实施方式中，代表识别标记的标记通孔的几何特性包括相对于非标记通孔的一个或多个标记通孔的几何特性的偏差或者变化。例如，标记通孔可以具有区别于其他非标记通孔的形状或者大小。
在形成通孔期间，至少一个非标记通孔置于两个标记通孔之间被有利地保证。以这种方式，通过与毗邻的非标记通孔相比较，在标记通孔的几何特性中的区别可以被可靠地检测到。
通孔可以沿着基底的表面以规则图案形成，如正方形，矩形，射线形，椭圆形，螺旋形或任何其他适合的图案。在这种情况下，几何特性优选地包括由通孔形成的规则图案中一个或多个标记通孔相对于非标记通孔的位移。
在一个实施方式中，穿过基底的通孔形成包括线性行通孔的规则图案，其中几何特性包括沿着垂直于或者平行于线性行的行方向的位移方向的位移。换句话说，标记通孔可以平行于或者沿着线性行的行方向进行位移。可替换地，标记通孔可以垂直于行方向进行位移或者置于线性行之外。在使用二进制码系统的情况下，单个位移的通孔可以代表“1”，同时非位移的通孔代表“0”。可替换地，位移的数量或距离可以代表三进制、八进制、十二进制、十六进制或一些其他合适的系统中的数字。
为了将读出错误最小化，在一个优选实施方式中的通孔形成矩形或者正方形矩形图案，其中几何特性包括一个或多个标记通孔行相对于非标记通孔行的位移。根据基底的方位，行或者列可以进行位移。在任何一种情况下，位移可以沿着位移的行的行方向或者垂直于该方向进行。在如上所述的一个或多个标记通孔进行位移的情况下，一行的位移可以指示二进制码中的“1”。
在可替换的实施方式中，标记通孔位于太阳能电池基底的与非标记通孔分离的标记通孔区域中。该标记通孔区域可以位于基底表面的边缘或者角络附近。通过这种方式，由标记通孔代表的识别标记可以通过让读出设备指向所述区域而容易地读出。虽然本实施方式不具备避免分离标记区域的优点，但仍然存在以下优点：由于标记通孔与非标记通孔是在相同的制造步骤期间形成的，所以不需要任何额外的处理步骤来执行标记。此外，标记通孔可以具有与非标记通孔相同的EWT或者MWT功能。
该可替换的实施方式实际上还可以与其他上述实施方式结合。也就是说，标记通孔可以位于非标记通孔之中，也可以将标记通孔放置在与非标记通孔分离的区域。
在所述可替换的实施方式中，可以优选地执行通过边缘隔离将太阳能电池基底的标记通孔与非标记通孔分离的步骤。通过这种方式，标记通孔区域位于与边缘隔离的区域之外。隔离边缘可以通过激光边缘隔离来执行。
附图说明
本发明实施方式的一些示例将在下面参照所附示意图的说明中详细地进行说明，其中：
图1描述了具有通孔的规则正方形图案的太阳能电池基底的俯视图；
图2显示了具有包括标记通孔行的通孔图案的太阳能电池基底；
图3显示了具有包括标记线性行的通孔图案的太阳能电池基底；
图4显示了具有包括标记线性列的通孔图案的太阳能电池基底；
图5显示了具有与非标记通孔分离的标记通孔区域的太阳能电池基底；以及
图6显示了具有通过边缘隔离与非标记通孔分离的标记通孔区域的太阳能基底。
具体实施方式
图1中示意性地示出了发射极穿孔卷绕（EWT）或者金属穿孔卷绕（MWT）太阳能电池的基底1。基底1包括通孔2，该通孔2将被金属和/或半导体材料填充，来将在太阳能电池正面的电极引导到背面，从而允许该太阳能电池只能在一个面接触。在这里显示的实施方式中，通孔2形成了规则正方形图案。图1中描述的通孔2远大于其实际尺寸。实际上，通孔2相比于基底1的尺寸要小很多。
此外，应当注意的是，图1到图6中显示的孔的数量可以不同于实际生产的太阳能电池的孔的数量。特别地，图中显示的MWT太阳能电池中通孔的数量通常较低，而图中显示的EWT太阳能电池中通孔的数量通常较高。
图2显示了具有与图1中类似的通孔图案的太阳能电池基底1。图2中的通孔2包括标记通孔21的列，该标记通孔21的列从图1中描述的他们的“正常”位置位移特定的距离，同时他们的非标记相对物（非标记通孔22）未进行位移。在图2中的基底1上方，显示的二进制数作为示例性的识别标记7，该二进制数由标记通孔21代表。在本实施方式中，每列标记通孔21代表识别标记7中的二进制数“1”。非标记通孔22同样可以视为标记通孔，代表二进制数“0”。然而，从本申请的意义上说，非位移通孔被称为非标记通孔22。
对比图2，图3中的识别标记7由单行通孔2代表，于此定义为标记线性行3。当在毗邻于标记线性行3的更深一层的线性行4中，通孔2沿着行的方向等距离地排列，标记线性行3包括标记通孔21，标记通孔21沿着行方向位移，并且每个位移的标记通孔21代表识别标记7中的“1”。
图4显示了具有通孔2图案的太阳能电池基底，其中识别标记7由标记线性列5代表。由于显示的通孔2图案是正方形图案，所以行和列之间没有特别的区别。图4中的标记线性列5和图3中的标记线性行3的区别是标记线性列5中的标记通孔21不是沿着或者平行于列方向进行位移，而是垂直于列方向进行位移。换句话说，他们相对于毗邻的更深一层线性列6进行位移。标记线性列5的通孔2的投影在沿着列的方向保持等距离。
换句话说，标记通孔21位移所沿着的位移方向在图3中为平行于标记线性行3的行方向，而在图4中为垂直于标记线性列5的列方向。然而，如前面所述，应当注意的是图3的行方向和图4的列方向是等同的。
由标记通孔21代表识别标记7的可选方式在图5和图6中被描述。在图5中，太阳能电池基底1包括多个位于与非标记通孔22分离的标记通孔区域8中的标记通孔21，未标记通孔22按如图1所示的正方形图案排列。标记通孔区域8中的标记通孔21以二维矩阵排列，从而能够包含大量信息。例如可以将其排列为普通矩阵条形码。可选地，标记通孔21可以以其他方式排列，诸如线性行或者圆形图案。
图6显示了具有与图5相同排列方式的标记通孔21和非标记通孔22的太阳能电池基底1。然而，太阳能电池基底1的标记通孔区域8通过边缘隔离9与非标记通孔22分离，该边缘隔离9沿着基底1的表面包围非标记通孔22。边缘隔离9可以经由激光源获得。
应该注意的是，虽然在图1到图6中显示的示例中仅通过调整标记通孔21的位置来代表识别标记7，但是标记通孔21的其它物理特性可以同样或者替代性地适于代表识别标记7。例如，标记通孔21的大小可以小于和/或大于非标记通孔22的大小。另外或者可选地变化标记通孔21的位置或大小，改变他们的形状同样是可能的。
参考数字：
1    基底
2    通孔
21   标记通孔
22   非标记通孔
3    标记线性行
4    更深一层线性行
5    标记线性列
6    更深一层线性列。
7    识别标记
8    标记通孔区域
9    边缘隔离

Claims (11)

1.一种用于标记太阳能电池的方法，该方法包括以下步骤：
提供太阳能电池基底（1）；
选择识别标记（7）以用于在太阳能电池的制造过程的处理步骤期间识别所述太阳能电池基底（1）；以及
形成穿过所述基底的多个通孔（2），其中所述多个通孔（2）的至少一部分被用来作为用于太阳能电池的发射极穿孔卷绕或者金属穿孔卷绕孔，以使所述识别标记由从所述多个通孔（2）中选择的一个或多个标记通孔（21）的几何特性来代表。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：将所述多个通孔（2）的基本上所有通孔或者一部分通孔的内部用金属或者掺杂源材料填充或者覆盖。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述识别标记被选择以包括具有一个或多个数字的字母数字码，并且所述多个通孔以以下方式形成：所述识别标记的每个数字由一个或多个所述标记通孔的几何特性代表。
4.根据上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，代表所述识别标记的所述标记通孔的几何特性包括所述一个或多个标记通孔相对于非标记通孔的几何特性的偏差。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在形成所述通孔期间，至少一个非标记通孔被置于两个标记通孔之间。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述几何特性包括由所述通孔形成的规则图案中一个或多个标记通孔相对于非标记通孔的位移。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通孔形成包括线性行通孔的规则图案，其中所述几何特性包括沿着位移方向的位移，该位移方向垂直于或平行于所述线性行的行方向。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述通孔形成矩形或者正方形图案，其中所述几何特性包括一行或多行标记通孔相对于非标记通孔行的位移。
9.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述标记通孔位于所述太阳能电池基底的与非标记通孔分离的标记通孔区域中。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：通过边缘隔离将所述太阳能电池基底的所述标记通孔区域与非标记通孔分离。
11.一种太阳能电池，该太阳能电池包括太阳能电池基底和穿过所述太阳能电池基底形成的多个通孔的规则图案，其中所述多个通孔的一部分是发射极穿孔卷绕或者金属穿孔卷绕孔，其特征在于，所述多个通孔包括具有几何特性的至少一个或多个标记通孔，该几何特性代表识别所述太阳能电池基底的识别标记。
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