CN103109374A - 用于标记太阳能电池的方法以及太阳能电池 - 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：提供太阳能电池基板（1）；选择识别图样以用于在太阳能电池的制造过程的处理步骤中识别太阳能电池基板（1）和/或用于在将太阳能电池组装为太阳能电池模块后追踪太阳能电池基板（1）；在太阳能电池基板（1）的表面（2）上形成蚀刻耐受层（3）；用蚀刻剂蚀刻太阳能电池基板（1）的表面（2），从而形成蚀刻耐受层（3）使得识别图样的形状中的表面（2）的图样区域（4）免受蚀刻剂。此外，本发明涉及一种太阳能电池。
Description
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涉及一种太阳能电池。为了能够在制造过程中和之后追踪太阳能电池，这种标记可能是必要的。
技术背景
通常，这种标记由印记（print）或刻痕（etch mark）组成，所述印记或刻痕包括在制造过程早期印刷或蚀刻于太阳能电池基板的表面上的数字或字母数字代码。其它图样，例如，条形码（bar code），只要适合于特异的识别所述基板可能也是有用的。这种标记图样需要足够的稳固使得其能够在用于制造太阳能电池的基板上进行的多个处理步骤中被保留。
印刷在基板表面上的图样经常有在蚀刻或焙烧的过程中被从所述基板表面擦除或在用于太阳能电池制造的必要沉积过程中被遮盖的危险。另一方面，通过例如激光划线将图样蚀刻或划线在基板表面上存在缺陷，该方法需要在基板表面雕刻深槽来获得显著的并且易于检测的图样。该过程伴随有使基板局部变薄到产生潜在的机械破碎点和/或电分流点的程度的危险。在极端情况下，所述蚀刻或划线可能意外的延伸至整个基板。
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，以及一种在制造过程中和之后允许太阳能电池的有效追踪的太阳能电池，并且将损伤的危险最小化。
在本发明中该目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10的特征的太阳能电池来实现。本发明的优选实施方式在从属权利要求中给出。
本发明基于通过用可识别的图样保护标记区域并将其余表面暴露于表面改变程序以标记太阳能电池的思想。因而，代替了改变识别标记的形状中的标记区域，在基板上保留了未改变的识别图样的形状中的图样区域。表面改变程序为在太阳能电池制造过程中必须在太阳能电池基板上进行的蚀刻程序。因此，没有为形成识别图样而进行额外的表面改变。
所述识别图样可以通过光（optical）或电-光（electro-optical）的方法进行检测。具体地，沿所述基板表面测量少数载流子（minority carrier）的寿命可以自动地显示出识别图样和/或允许找出图样区域。优选的，可以利用允许同时读取全部图样的光成像工艺，例如寿命绘图（lifetime mapping）或光致发光成像（photoluminescence）或电致发光（electroluminescence）成像。这可以包括扫描条形码组（barcodes）。这种读取识别图样的方法可以在太阳能电池的后续制造过程的任何时间进行。
在优选的实施方式中，蚀刻工艺包括损伤蚀刻步骤和/或纹理蚀刻（texture etching）步骤。纹理蚀刻工艺为凭借将太阳能电池的前表面(frontsurface)图样化来提高入射光的光吸收率并因此改善太阳能电池的效率的工艺。另一方面可进行损伤蚀刻工艺将来自基板制造的基板表面的损伤（例如锯损伤（saw damage））除去。在后者情况下，图样区域由于其更高总量的表面损伤（例如锯损伤）而可以被检测到，锯损伤留下了缺口化的或粗糙化的基板表面。在这个区域中的载流子复合率与损伤蚀刻区域的相比要高，并且寿命比损伤蚀刻的要短，特别是如果当表面将通过以下工序中的一种被钝化时。可选择的，为了从基板除去在先沉积的或生长的层可以进行蚀刻工艺。该工艺可以为干法蚀刻工艺或湿法蚀刻工艺，可能通过等离子体放电支持。
优选的实施方式可以包括，但不限于以下在太阳能电池基板上进行的工序的次序。
形成蚀刻耐受层，接着进行损伤蚀刻，并且随后进行纹理蚀刻；
进行损伤蚀刻，接着形成蚀刻耐受层，并且随后进行纹理蚀刻；
形成蚀刻耐受层，接着进行损伤蚀刻，完全不进行纹理蚀刻；或
形成蚀刻耐受层，接着进行纹理蚀刻，完全不进行损伤蚀刻。
在任何一种实施方式中，形成蚀刻耐受层既可以通过用蚀刻耐受材料覆盖整个表面区域并且随后将耐受层图样化进行，例如通过利用已知的光刻图形（lithographical）技术。可选择的，蚀刻耐受层也可以以图样化的形式沉积在基板的表面上，例如通过喷墨印刷或丝网印刷配方（screen printingdispensing）等。
识别图样可以表示字母数字代码或数字系统中的代码，例如二进制代码（binary code）。在进行蚀刻步骤之后，在表面上留下有识别图样形状的非蚀刻区域。该区域可以仍旧被蚀刻耐受能所覆盖，在这种情况下，保留的蚀刻耐受层可以在蚀刻步骤之后被除去或留在图样区域来增加图样的可读性（readability）。保留的蚀刻耐受层可以留在太阳能电池基板上，特别是如果蚀刻耐受层由可以经受以下工序的材料制成时。所述材料包括例如形成二氧化硅（silicon dioxide）的物质，例如旋压（spin-on）SiO2。然而，优选地，蚀刻耐受层在蚀刻步骤中基本上或完全从太阳能电池表面上除去。特别地，尽管以仅足够低的以避免对蚀刻耐受层下面的基板的任何进一步蚀刻的蚀刻率，但是，在蚀刻步骤中使用的蚀刻剂也可能影响抗蚀性。
在一种优选的实施方式中，损伤蚀刻步骤在除去蚀刻耐受层之前进行并且纹理蚀刻步骤在除去蚀刻耐受层之后进行。在这种情况下，在进行损伤蚀刻步骤时图样区域被蚀刻耐受层保护，因而会在图样区域上留下少量制造损伤。在损伤蚀刻步骤之后或损伤蚀刻步骤过程中，除去蚀刻耐受层并且图样区域被爆露于纹理蚀刻。在纹理蚀刻过程中，之前（有抗蚀性）的保护区也被纹理化，但是一些表面损伤将保留在表面中。因此，在这种情况下，识别图样作为有更高制造损伤密度的区域可以被检测到，并且可以通过寿命绘图（lifetime mappings）的方法被检测到。
在一种优选的实施方式中，通过蚀刻步骤，特别是纹理蚀刻步骤降低了太阳能电池基板的表面的反射率。因此，由于图样区域被蚀刻耐受层保护而避免了蚀刻，其将获得比基板其他表面更高的反射率。这可能有助于光学检测和读取识别图样。另外，或可选择的，太阳能电池基板表面的电荷载流子复合率（charge carrier recombination rate）可以通过蚀刻步骤特别是损伤蚀刻步骤降低。
在特别优选的实施方式中，表面的损伤蚀刻和纹理蚀刻在单一的蚀刻步骤中进行，即通过将纹理蚀刻步骤延长一定的时间和/或通过调整纹理蚀刻剂的其它参数，以使得纹理蚀刻步骤也除去大部分或全部的表面损伤并且降低表面上的复合率。
在优选的实施方式中，用于蚀刻步骤的蚀刻剂包括蚀刻液和/或蚀刻浆料。特别地，各向异性（anisotropic）蚀刻剂可以被用于此目的。
在一种优选的实施方式中，识别图样的形状中的图样区域位于由太阳能电池基板制造的太阳能电池的表面的活跃区域（active portion）中。基板的活跃区域为用于吸收入射光并将其转化为电流的表面区域。当使用传统标记技术时，如标签或激光划线图样，识别标记如果位于活跃区域可能影响光电活性。然而，如果图样区域与活跃区域的其他部分仅有表面质量差别，可能仅有微小的光电效率的损失，而仍旧允许识别图样的检测。
可选择的，识别图样的形状中的区域可以位于由太阳能电池基板制造的太阳能电池的表面的活跃区域之外，位于太阳能电池基板的周边区域（peripheral portion）。特别地，识别图样可以沿基板的边缘放置，该识别图样可以为半导体片。
具体实施方式
在以下的描述中将结合附图更为详细的解释本发明的实施方式的实施例，其中图1至图5显示了在根据优选实施方式标记方法过程中的不同阶段太阳能电池基板的截面图。
在标记过程中，首先提供了如图1所示的具有表面2的太阳能电池基板1。接着，如图2所示，基板1的表面2被蚀刻耐受层3覆盖。在进一步的步骤中，如图3所示，蚀刻耐受层3被图样化以使得蚀刻耐受层3的一部分保留在基板1的图样区域4上。保留的蚀刻耐受层3具有识别图样的形状，该识别图样代表在制造过程中或之后用于识别基板的识别代码。将蚀刻耐受层3图样化可以通过公知的光刻图形技术（通过喷墨或丝网印刷配方等等）进行。
在下一步中，基板1的表面2被蚀刻，导致了图4所示的表面结构图。其显示了没有被蚀刻耐受层3所保护的表面2的区域由于纹理蚀刻而被纹理化。然而，在其它实施方式中，蚀刻步骤可以包括缺陷蚀刻步骤。
在图4所示的情况中，图样区域4位于太阳能电池基板1的周边区域22，而活跃区域21没有蚀刻耐受层3。可选择的，识别图样可以至少部分形成于基板1的活跃区域21上。
最后，如图5所示，从表面2的图样区域4上除去蚀刻耐受层3的保留部分。这可以允许图样区域4在太阳能电池的进一步制造过程中也被利用，特别是如果图样区域4位于表面的活跃区域21中。在可选择的实施方式中，保留的蚀刻耐受层3可以留在基板1的表面2上，以提高检测识别图样的能力或简单的节省额外的蚀刻步骤。在其他实施方式中，设计蚀刻步骤以便在蚀刻步骤中从图样区域4上除去保留的蚀刻耐受层3，而不破坏图样区域4。
附图标记
1太阳能电池基板
2太阳能电池基板的表面
21活跃区域
22周边区域
3蚀刻耐受层
4图样区域
Claims (12)
1.一种用于标记太阳能电池的方法，该方法包括以下步骤：
提供太阳能电池基板（1）；
选择识别图样以用于在太阳能电池的制造过程的处理步骤中识别所述太阳能电池基板（1）和/或用于在将太阳能电池组装为太阳能电池模块后追踪所述太阳能电池基板（1）；
在所述太阳能电池基板（1）的表面（2）上形成蚀刻耐受层（3）；
用蚀刻剂蚀刻所述太阳能电池基板（1）的表面（2），从而形成蚀刻耐受层（3）使得所述识别图样的形状中的所述表面（2）的图样区域（4）免受所述蚀刻剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，蚀刻步骤包括损伤蚀刻步骤和/或纹理蚀刻步骤。
3.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，在蚀刻步骤之后从所述太阳能电池基板（1）的表面（2）除去所述蚀刻耐受层（3）。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在蚀刻步骤中从所述太阳能电池基板（1）的表面（2）基本上或全部除去所述蚀刻耐受层（3）。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，在除去所述蚀刻耐受层（3）之前进行损伤蚀刻步骤，在除去所述蚀刻耐受层（3）之后进行纹理蚀刻步骤。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在接下来的太阳能电池生产过程中和/或在已完成的太阳能电池和/或太阳能电池模块中，部分或全部的所述蚀刻耐受层（3）保留在所述太阳能电池基板（1）的表面（2）上。
7.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，通过蚀刻步骤降低所述太阳能电池基板（1）的表面（2）的反射率。
8.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，通过蚀刻步骤降低所述太阳能电池基板（1）的表面（2）的电荷载流子复合率。
9.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，所述蚀刻剂包括蚀刻液和/或蚀刻浆。
10.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，所述识别图样的形状中的图样区域（4）位于由所述太阳能电池基板（1）制成的太阳能电池的表面（2）的活跃区域（21）中。
11.根据权利要求1-9中的任意一项所述的方法，其特征在于，所述识别图样的形状中的区域位于由所述太阳能电池基板（1）制成的太阳能电池的表面（2）的活跃区域（21）之外，位于太阳能电池基板（1）的周边区域（22）。
12.一种太阳能电池，该太阳能电池包括具有损伤蚀刻化的表面（2）和/或纹理化的表面（2）的太阳能电池基板（1），所述纹理化的表面（2）的纹理通过用蚀刻剂的纹理蚀刻制造，所述损伤蚀刻化的表面（2）和/或纹理化的表面（2）包括在用于识别所述太阳能电池基板（1）的识别图样的形状中的具有低复合率的区域和/或没有纹理的区域。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130515 |