CN105144398A - 太阳能电池的导电性提升 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于在太阳能电池上形成接触区的方法和结构。所述太阳能电池可具有在正常工作期间朝向太阳的正面、与所述正面相背对的背面以及硅基板。所述硅基板可包括至少一个掺杂区,在所述掺杂区上方形成介质层。在通过第一介质层的接触区内以及所述掺杂区上,所述太阳能电池也可包括第一金属触点,诸如无电镀金属触点。所述太阳能电池可包括印制金属,诸如在所述第一金属触点上形成或沉积的铝。所述太阳能电池可包括具有第一金属触点和所述第一印制金属的第一金属层。所述太阳能电池可包括第二金属层,诸如形成于所述第一金属层上的电镀的金属层。

Description

太阳能电池的导电性提升
相关专利申请的交叉引用
本申请要求于2013年3月15日提交的名称为“METHODSANDSTRUCTURESFORCONDUCTIVITYENHANCEMENTOFSOLARCELLS”(用于提升太阳能电池导电性的方法和结构)的美国临时申请No.61/800,188的权益,其全部内容据此以引用方式并入。
背景技术
光伏(PV)电池(常被称为太阳能电池)是熟知的用于将太阳辐射转换为电能的装置。一般来讲,照射在太阳能电池基板表面上并进入基板内的太阳辐射在基板主体中形成电子和空穴对。电子和空穴对迁移至基板中的p掺杂区和n掺杂区,从而在掺杂区之间形成电压差。将掺杂区连接到太阳能电池上的导电区,以将电流从电池引导至外部电路。当将PV电池组合在诸如PV模块的阵列中时,从所有的PV电池收集的电能可以按串联和并联布置加以组合,以提供具有某一电压和电流的电源。
用于触点形成的所公开的技术和结构可减少制造操作并提高整体输出产率,从而缩短整体太阳能电池制造时间并提高可用产品产率。
附图说明
图1根据一些实施例示出示例太阳能电池的示意性平面图。
图2和图3根据一些实施例示出示例太阳能电池的剖视图。
图4至图12根据一些实施例示出在太阳能电池上形成接触区中的各种操作的剖视图。
图13根据一些实施例示出另一个示例太阳能电池的示意性平面图。
图14至图17根据一些实施例示出各种示例太阳能电池的剖视图。
图18至图20根据一些实施例示出用于形成太阳能电池的接触区的各种示例方法的流程示意图。
具体实施方式
以下具体实施方式在本质上只是说明性的,而并非意图限制本申请的主题的实施例或此类实施例的用途。如本文所用,词语“示例性”意指“作为例子、实例或举例说明”。本文作为示例而描述的任何实施方式并不一定要被理解为优于或胜过其他实施方式。此外,并不意图受前述技术领域、背景技术、发明内容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/或背景:
“包含”。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”。各种单元或组件可被描述或主张成“被配置为”执行一项或多项任务。在这样的背景下,“被配置为”用于通过指示该单元/组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/组件目前不在操作(例如,未开启/激活)时,也可将该单元/组件说成是被配置为执行任务。详述某一单元/电路/组件“被配置为”执行一项或多项任务明确地意在对该单元/组件而言不援用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”电介质并不一定暗示该电介质是某一序列中的第一种电介质;相反,术语“第一”用于区分该电介质与另一电介质(例如“第二”电介质)。
“基于”。如本文所用,该术语用于描述影响确定结果的一个或多个因素。该术语并不排除可影响确定结果的另外因素。也就是说,确定结果可以仅基于那些因素或至少部分地基于那些因素。考虑短语“基于B确定A”。尽管B可以是影响A的确定结果的因素,但这样的短语并不排除A的确定结果还基于C。在其他实例中,A可以仅基于B来确定。
“耦接”-以下描述是指“耦接”在一起的元件或节点或特征。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/特征直接或间接连接至另一个元件/节点/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”、“上面”或“下面”等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”等术语描述在一致但任意的参照系内组件的某些部分的取向和/或位置,通过参考描述所讨论部件的文字和相关的附图可以清楚地了解这些取向和/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。
“层”。如本文所用,层可为连续区,或者层可具有孔或间隙,使得其为非连续。
如下文所述,太阳能电池可具有硅基板。在形成第一和第二掺杂区之前,硅基板可被清洁、抛光、平面化和/或减薄或以其他方式处理。在一个实施例中,硅基板可以是多晶硅或多结晶硅。
如本文所述,太阳能电池可包括第一和第二掺杂区。在一个实施例中,第一和第二掺杂区可通过热过程而生长。在一些实施例中,第一和第二掺杂区可通过常规掺杂方法在硅基板中沉积掺杂剂而形成。第一和第二掺杂区可各自包含掺杂材料,但不限定于P型掺杂剂(诸如硼)和N型掺杂剂(诸如磷)。尽管第一和第二掺杂区均被描述为通过热过程而生长,但是与这里描述或叙述的任何其他形成、沉积或生长过程操作一样,每个层或每种物质都是用任何合适的方法形成的。例如,凡是述及形成的地方,均可使用化学气相沉积(CVD)方法、低压CVD(LPCVD)、常压CVD(APCVD)、等离子体增强CVD(PECVD)、热生长、溅射以及任何其他所需的技术。因此,并且类似地,第一和第二掺杂区可通过沉积技术、溅射或印刷方法(诸如喷墨印刷或丝网印刷)在硅基板上形成。在一个实施例中,可在第一和第二掺杂区上方沉积氧化物层,其充当这两个区的保护阻挡层。
如下文所述,太阳能电池可包括在掺杂区上方形成的介质层并形成通过介质层的接触开口。在一个实施例中,接触开口通过任意数目的包括湿法刻蚀和烧蚀技术(例如激光烧蚀等)的平板印刷工艺形成。
如本文所用,太阳能电池可包括在硅基板上的纹理化表面,其中介质层可在纹理化表面上方形成。纹理化表面可以为具有规则或不规则形状的表面,其用于散射入射光、减少从太阳能电池表面反射回的光量。在一个实施例中,介质层可为在太阳能电池的正面或背面上形成的抗反射涂层(ARC)或背面抗反射涂层(BARC)。在一个实施例中,介质层可为氮化硅。
如下文所述,太阳能电池可为但不限于背接触式太阳能电池、前接触式太阳能电池、单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池以及非晶硅太阳能电池。
在以下描述中,给出了许多具体细节,诸如具体的操作,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。在其他实例中,没有详细地描述熟知的技术,以避免不必要地使本公开的实施例难以理解。
本说明书首先描述可包括所公开的接触区的示例太阳能电池,随后描述用于形成所公开的接触区的示例方法。在全文中提供对接触区的各种实施例的更详细的阐释。
现在转到图1,示出了示例太阳能电池100的示意性平面图。如下面的图2中所述,示出了与正面相对的太阳能电池的背面104。太阳能电池可包括硅基板110。太阳能电池还可包括在硅基板110上形成的金属层150。金属层150可包括第一母线区170和第二母线区172。示出了横截面线2、3。图2表示跨横截面线2的太阳能电池100的剖视图。图3表示跨横截面线3的太阳能电池100的剖视图。
参照图2,示出了图1的太阳能电池的剖视图。如所示,太阳能电池可包括在正常工作期间朝向太阳的正面102和与正面102相背对的背面104。太阳能电池可包括硅基板110和第一掺杂区112、第二掺杂区114。太阳能电池还可包括第一介质层122。太阳能电池还可包括通过第一介质层122形成的接触区。太阳能电池可包括第一金属层130。在一些实施例中,第一金属层可通过印刷技术(例如丝网印刷)形成。在一个实施例中,第一金属层130可包括金属颗粒,其中金属颗粒可在和第一掺杂区112和第二掺杂区114在接触位置138上接触的接触区上形成。在一个实施例中,第一金属层130可通过印刷工艺诸如通过丝网印刷形成。在一个实施例中,第一金属层可为印制金属。可在硅基板110上形成纹理化区120,其中纹理化区120提供额外的光吸收。在纹理化区上可形成第二介质层124。如所示,不同掺杂区上方的接触区是分离的。
图3示出了图1的太阳能电池的另一个剖视图。如所示,第一金属层130和第二金属层150可连续设置在第二掺杂区114上。尽管未示出,第一金属层130和第二金属层150也可连续设置在第一掺杂区112上。
以上的图1至图3示出了一些示例太阳能电池接触区。印制金属的孔隙度,诸如以上所示的第一金属层130的孔隙度,可增大太阳能电池的接触电阻。接触电阻增大可能对太阳能电池的电荷载流子的寿命有害,从而降低整体太阳能电池性能。要最大化太阳能电池的电流,需要较低的接触电阻。图4至图12示出了用于在太阳能电池上形成接触区的一种或多种方法的步骤对应的各种结构。一种或多种方法旨在克服上述限制。在下面讨论细节和实施例。
转到图4,这里示出了用于形成太阳能电池200的接触区的方法中的步骤。该方法可包括提供具有在正常操作期间面向太阳的正面202和与正面202相背对的背面204的太阳能电池200。太阳能电池200可包括硅基板210和第一掺杂区212和第二掺杂区214。太阳能电池还可包括第一介质层222。太阳能电池还可包括通过第一介质层222形成的接触区226。可在硅基板210上形成纹理化区220。在纹理化区上可形成第二介质层224。
参照图5,这里示出了用于形成太阳能电池200的接触区的方法中的步骤。该方法可包括提供无电镀结构180。无电镀结构180可包括在电镀槽186中浸入无电镀介质188的太阳能电池200。太阳能电池200可通过支架182以及多个夹具184悬挂。在无电镀介质188中可引起自动催化反应(例如无电镀)以在图4的形成第一金属触点240的接触区226上沉积金属240。在一个实施例中,该方法可包括对金属240进行无电镀,该金属选自镍、金、银、铑、铬、锌、锡和镉。在一个实施例中,该方法可包括无电镀镍,将镍镀至图4的接触区226。
图6示出图5的示例太阳能电池的示意性平面图。示出了太阳能电池200的背面204。所示出的为硅基板210、在硅基板210上形成的第一金属触点240。还示出了第一掺杂区212和第二掺杂区214。在一个实施例中,可如所示以交叉图案形成第一和第二掺杂区。第一金属触点240可包括第一母线区270和第二母线区272。示出了横截面线7、8。图7表示跨横截面线7的图5的太阳能电池的剖视图。图8表示跨横截面线8的图5的太阳能电池200的剖视图。
参照图7,示出了图6的太阳能电池的剖视图。如所示,太阳能电池200可包括在第一掺杂区212和第二掺杂区214上方形成的第一金属触点240。如所示,在不同掺杂区上方形成的第一金属触点240是分离的(例如非连续或未连接)。
图8示出了图6的太阳能电池的另一个剖视图。如上所述,图8表示跨横截面线8的太阳能电池的剖视图。如所示,第一金属触点240可以是分离的(例如非连续或未连接),形成点接触。在一个实施例中,点接触提供低接触电阻。在一些实施例中,点接触可降低形成第一金属触点240的成本(例如与图1至图3中所示的线接触相比制造点所需的材料更少,点接触具有比线接触更小的面积)。
图9示出了形成了第一金属糊剂232后图5至图8的示例太阳能电池的示意性平面图。可如所示以交叉图案形成第一金属糊剂232。还示出了横截面线10、11。图10表示跨横截面线10的太阳能电池200的剖视图。图11表示跨横截面线11的太阳能电池200的剖视图。
参照图10,这里示出了根据一些实施例用于形成太阳能电池的接触区的方法中的另一个步骤。该方法可包括形成在第一金属触点240上方具有印制金属或金属颗粒的第一金属糊剂232。在一个实施例中,印制金属可为铝。在一个实施例中,第一金属糊剂232可为铝糊剂。在一些实施例中,印制金属可为铝颗粒。在一个实施例中,第一金属糊剂可通过印刷技术沉积。在一些实施例中,第一金属糊剂可通过喷墨印刷或丝网印刷沉积。在一个实施例中,金属糊剂包括沉积铝糊剂。在一个实施例中,可形成厚度为至少0.5微米的第一金属糊剂(例如铝糊剂)。
图11示出用于形成太阳能电池的接触区的方法中的再一个步骤。该方法可包括加热260第一金属糊剂232,其中加热可去除粘性基质234,该粘性基质可根据需要将印制金属固定到一起以用于分配。在一个实施例中,固化260从第一金属糊剂232形成第一金属层230,其中第一金属层230可包括印制金属或金属颗粒。在再一个实施例中,可将第一金属触点退火。在再一个实施例中,该方法包括使用至少等于550℃的退火温度。
参照图12,这里示出了用于形成太阳能电池的接触区的方法中的又一个步骤。该方法可包括提供电镀结构290,该电镀结构包括在电镀槽296中浸入电镀介质298的太阳能电池。该方法可包括通过与上述相似的支架292和多个夹具294悬挂太阳能电池。该方法可包括提供通过线材或互连器材256与外部电源连接的阳极254。该方法还包括由与外部电源耦接的阳极254在电镀介质298内部诱导电流,这可允许有介质内的电子流动,还允许发生金属的电镀,所述金属诸如但不限于铜、锡、铝、银、金、铬、铁、镍、锌、钌、钯或铂。在一个实施例中,该方法可包括执行电镀工艺以在太阳能电池200的第一金属层230上形成第二金属层250。在一个实施例中,该方法还可包括使用相同的电镀结构290和上面所述的方法将第三金属层电镀至第二金属层250。
图13示出了图4至图12的方法后太阳能电池的示意性平面图。如所示,可以交叉图案形成第二金属层金属250。还示出了横截面线14、15。图14表示跨线14的太阳能电池200的剖视图。图15表示跨线15的太阳能电池200的剖视图。
参照图14,示出了图13的太阳能电池的剖视图。如所示,太阳能电池200可包括在第一掺杂区212和第二掺杂区214上方形成的第一金属触点240。在一个实施例中,第一金属触点240与第一掺杂区212和第二掺杂区214电连接242。如上所述,可在第一金属触点240上方形成第一金属层230。可在第一金属层230上方形成第二金属层250。在一个实施例中,可在第二金属层250上方形成第三金属层252。在一些实施例中,无需形成第三金属层252。如所示,第一金属触点240在不同接触开口和/或掺杂区之间可以是分离的(例如未物理或电连接、非连续)。
图15示出了图13的太阳能电池的剖视图。如所示,第一金属触点240在不同接触开口和/或掺杂区之间可以是分离的(例如未物理或电连接、非连续)。在一个实施例中,第一金属触点形成点接触。如所示,第一金属层230、第二金属层250和第三金属层252可为连续,例如电连接接触开口、掺杂区和/或金属触点240。在一些实施例中,至少两个接触开口、掺杂区和/或金属触点240可为电连接。在一些实施例中,无需形成第三金属层252。
图16示出了根据一些实施例的另一个太阳能电池300。如所示,太阳能电池300可包括在正常工作期间朝向太阳的正面302和与正面302相背对的背面304。太阳能电池300可包括具有第一掺杂多晶硅区312和第二掺杂多晶硅区314的硅基板310。在一个实施例中,第一掺杂多晶硅区312和第二掺杂多晶硅区314可通过热过程而生长。在一些实施例中,可在第一和第二掺杂多晶硅区和硅基板310之间形成隧道氧化物区308。第一掺杂多晶硅区312和第二掺杂多晶硅区314可各自包含掺杂材料,但不限定于P型掺杂剂(诸如硼)和N型掺杂剂(诸如磷)。第一介质层322可在第一掺杂多晶硅区312和第二掺杂多晶硅区314上方形成。太阳能电池300还可包括用于吸收额外的光的纹理化表面320和在纹理化表面320上方形成的第二介质层324。在一个实施例中,第一和第二电介质区可包含氮化硅。在一个实施例中,沟槽区328可为单独的接触区。在一个实施例中,沟槽区328分离不同极性的接触区。在一些实施例中,如所示沟槽区可为纹理化,以在太阳能电池的背面实现额外的光吸收。
在一个实施例中,在太阳能电池300上形成的接触区可包括第一金属触点340、第一金属层330、第二金属层350和第三金属层352。在一个实施例中,可在第一掺杂区312和第二掺杂区314上方形成第一金属触点340。在一个实施例中,第一金属触点可通过无电镀形成。在一个实施例中,第一金属触点340形成点接触。可在第一金属触点340上方形成第一金属层330。在一个实施例中,可通过沉积和固化具有印制金属的第一金属糊剂来形成第一金属层。在一些实施例中,印制金属可为铝。可在第一金属层330上方形成第二金属层350。可在第二金属层350上方形成第三金属层352。在一个实施例中,可通过电镀形成第二金属层350和第三金属层352。在一些实施例中,无需形成第三金属层352。
在一个实施例中,图15中所示的太阳能电池可为背面接触式太阳能电池。尽管示出了特定正面接触太阳能电池结构,仍然存在各种其他正面接触太阳能电池结构,其中以上所述方法适用并且在其中不限于以上所述的结构和方法。
参照图17,示出了根据一些实施例的正面接触太阳能电池400。如所示,太阳能电池400可包括在正常工作期间朝向太阳的正面402和与正面402相背对的背面404。太阳能电池400可包括具有第一掺杂区412和第二掺杂区414的硅基板310。在一个实施例中,第一掺杂多晶硅区412和第二掺杂多晶硅区414可通过热过程而生长。在一些实施例中,可在第一掺杂区412和第二掺杂区414和硅基板410之间形成隧道氧化物区408。第一掺杂区412和第二掺杂区414可各自包含掺杂材料,但不限定于P型掺杂剂(诸如硼)和N型掺杂剂(诸如磷)。第一介质层424可在第一掺杂区412上形成。第二介质层422可在第二掺杂区414上形成。太阳能电池400还可包括用于吸收额外的光的纹理化表面420和在纹理化表面420上方形成的第二介质层424。在一个实施例中,第一和第二电介质区可包含氮化硅。
在一个实施例中,在太阳能电池400上形成的接触区可包括第一金属触点440、第一金属层430、第二金属层450和第三金属层452。在一个实施例中,可在第一掺杂区412和第二掺杂区414上方形成第一金属触点340。在一个实施例中,第一金属触点440可通过无电镀形成。在一个实施例中,第一金属触点440可为点接触。可在第一金属触点440上方形成第一金属层430。在一个实施例中,可通过沉积和固化具有印制金属的第一金属糊剂来形成第一金属层430。在一些实施例中,印制金属可为铝。可在第一金属层430上方形成第二金属层450。可在第二金属层450上方形成第三金属层452。在一个实施例中,可通过电镀形成第二金属层450和第三金属层452。在一些实施例中,无需形成第三金属层452。
尽管示出了特定正面接触太阳能电池结构,仍然存在各种其他正面接触太阳能电池结构,其中以上所述方法适用并且在其中不限于以上所述的结构和方法。
图18示出流程图,该流程图示出用于在太阳能电池上形成接触区的示例方法的实施例。
在501,方法可包括提供具有在正常操作期间面向太阳的正面、与正面相背对的背面以及硅基板的太阳能电池。
在502,至少一个接触开口可通过太阳能电池的硅基板上方的第一介质层形成,其中硅基板可包括至少一个掺杂区。
在503,可在硅基板的至少一个掺杂区上的至少一个接触开口内无电镀第一金属触点。
在504,第一金属糊剂可沉积在至少一个接触开口上方,其中第一金属糊剂和第一金属触点电连接。在一个实施例中,第一金属糊剂可通过丝网印刷形成。
在505,可固化第一金属糊剂以形成第一金属层。
在506,可加热第一金属触点、第一金属层和硅基板。
在507,可在第一金属层上形成第二金属层,其中第一金属触点和第一金属层将第二金属层电耦接到至少一个掺杂区。
参照图19,流程图示出了用于形成太阳能电池上的接触区的另一个示例方法。
在511,方法可包括提供具有在正常操作期间面向太阳的正面、与正面相背对的背面以及硅基板的太阳能电池。
在512,至少一个接触开口可通过太阳能电池的硅基板上方的第一介质层形成,该硅基板具有至少一个掺杂区。在一个实施例中,第一金属糊剂可通过丝网印刷形成。
在513,可在硅基板的至少一个掺杂区上方的至少一个接触开口内无电镀至少一个镍触点。
在514,可将铝糊剂沉积在至少一个接触开口上方或上面,其中铝糊剂电耦接到至少一个接触开口。
在515,可固化铝糊剂以形成铝层。
在516,至少一个镍触点、铝层和硅基板可退火至至少550℃的温度。
在517,可在铝层上电镀第二金属层,其中至少一个镍触点以及铝层将第二金属层电耦接至至少一个掺杂区。
图20示出用于在太阳能电池上形成接触区的再一个示例方法。
在521,具有在正常工作期间朝向太阳的正面、与正面相背对的背面以及硅基板的太阳能电池。
在522,可在硅基板上方或上面形成至少一个掺杂多晶硅区。
在523,至少一个接触开口通过第一介质层在至少一个掺杂多晶硅区上方或上面,其中至少一个掺杂多晶硅区在第一介质层和硅基板之间形成。在一个实施例中,第一金属糊剂可通过丝网印刷形成。
在524,可在硅基板的至少一个掺杂多晶硅区上方或上面的至少一个接触开口内无电镀至少一个镍触点。
在525,可在至少一个接触开口上方形成铝糊剂,其中铝糊剂接触至少一个镍触点并且电耦接至少一个接触开口。
在526,可固化铝糊剂以形成铝层。
在527,至少一个镍触点、铝层和硅基板可退火至至少550℃的温度。
在528,可在铝层上电镀第二金属层,其中至少一个镍触点以及铝层将第二金属层电耦接至至少一个多晶硅掺杂区。
尽管上面已经描述了具体实施例,但即使相对于特定的特征仅描述了单个实施例,这些实施例也并非旨在限制本公开的范围。在本公开中所提供的特征的例子除非另有说明否则旨在为说明性的而非限制性的。以上描述旨在涵盖将对本领域的技术人员显而易见的具有本公开的有益效果的那些替代形式、修改形式和等效形式。
本公开的范围包括本文所公开的任何特征或特征组合(明示或暗示),或其任何概括,不管它是否减轻本文所解决的任何或全部问题。因此,可以在本申请(或对其要求优先权的申请)的审查过程期间对任何此类特征组合提出新的权利要求。具体地讲,参考所附权利要求书,来自从属权利要求的特征可与独立权利要求的那些特征相结合,以及来自相应的独立权利要求的特征可以按任何适当的方式组合,而并非只是以所附权利要求中所枚举的特定的组合。

Claims (20)

1.一种用于在太阳能电池上形成接触区的方法,所述太阳能电池具有在正常操作期间面向太阳的正面和与所述正面相背对的背面,所述方法包括:
形成通过第一介质层并在所述太阳能电池的硅基板上方的至少一个接触开口,所述硅基板具有至少一个掺杂区;
在至少一个接触开口上方无电镀第一金属触点;
在所述第一金属触点上方形成第一金属糊剂;
固化所述第一金属糊剂以形成第一金属层;
加热所述第一金属触点、第一金属层以及所述硅基板;以及
在所述第一金属层上电镀第二金属层,其中所述第一金属触点以及第一金属层将所述第二金属层电耦接至至少一个掺杂区。
2.根据权利要求1所述的方法,其中形成至少一个接触开口包括执行选自湿法刻蚀和激光烧蚀的方法。
3.根据权利要求1所述的方法,其中无电镀所述第一金属触点包括无电镀选自镍、金、银、铑、铬、锌、锡和镉的金属。
4.根据权利要求1所述的方法,其中形成所述第一金属糊剂包括丝网印刷所述第一金属糊剂。
5.根据权利要求1所述的方法,其中所述形成第一金属糊剂包括沉积铝糊剂。
6.根据权利要求5所述的方法,其中沉积所述铝糊剂包括沉积具有至少0.5微米的厚度的铝糊剂。
7.根据权利要求1所述的方法,其中加热所述第一金属触点、第一金属层和所述硅基板包括将所述第一金属触点、第一金属层和所述硅基板退火。
8.根据权利要求7所述的方法,其中退火温度为至少550℃。
9.根据权利要求1所述的方法,其中电镀所述第二金属层包括电镀选自铜、锡、铝、银、金、铬、铁、镍、锌、钌、钯和铂的金属。
10.一种用于在太阳能电池上形成接触区的方法,所述太阳能电池具有在正常操作期间面向太阳的正面和与所述正面相背对的背面,所述方法包括:
在所述太阳能电池的硅基板上方形成通过第一介质层的至少一个接触开口,所述硅基板具有至少一个掺杂区;
在至少一个接触开口上方无电镀至少一个镍触点;
在至少一个接触开口上方沉积铝糊剂;
固化所述铝糊剂以形成铝层;
将至少一个镍触点、铝层和所述硅基板退火至至少550℃的温度;以及
在所述铝层上电镀第二金属层,其中所述至少一个镍触点和铝层将所述第二金属层电耦接至至少一个掺杂区。
11.根据权利要求10所述的方法,其中形成通过所述第一介质层的至少一个接触开口包括执行选自湿法刻蚀和激光烧蚀的方法。
12.根据权利要求10所述的方法,其中形成所述第一金属糊剂包括丝网印刷所述第一金属糊剂。
13.根据权利要求10所述的方法,其中电镀所述第二金属层包括电镀选自铜、锡、铝、银、金、铬、铁、镍、锌、钌、钯和铂的金属。
14.根据权利要求10所述的方法,还包括在所述第二金属层上电镀第三金属层,其中所述至少一个镍触点、铝层以及第一金属层将所述第三金属层电耦接至至少一个掺杂区。
15.一种太阳能电池,具有在正常操作期间面向太阳的正面和与所述正面相背对的背面,所述太阳能电池包括:
通过第一介质层并在所述太阳能电池的硅基板上方的接触开口,所述硅基板具有至少一个掺杂区;
在所述至少一个接触开口上方形成的镍触点;
在所述镍触点上方形成的第一金属层,其中所述第一金属层电连接至所述镍触点;以及
在所述第一金属层上形成第二金属层,其中所述镍触点和第一金属层将所述第二金属层电耦接至至少一个掺杂区。
16.根据权利要求15所述的太阳能电池,其中形成所述第一金属层包括印制诸如铝的金属。
17.根据权利要求16所述的太阳能电池,其中所述铝的厚度为至少0.5微米。
18.根据权利要求15所述的太阳能电池,其中所述第二金属层包含选自铜、锡、铝、银、金、铬、铁、镍、锌、钌、钯和铂的电镀金属。
19.根据权利要求15所述的太阳能电池,还包括在所述第二金属层上方形成的第三金属层。
20.根据权利要求19所述的太阳能电池,其中所述第三金属层包含选自铜、锡、铝、银、金、铬、铁、镍、锌、钌、钯和铂的电镀金属。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9293624B2 (en) * 2012-12-10 2016-03-22 Sunpower Corporation Methods for electroless plating of a solar cell metallization layer
WO2016072415A1 (ja) * 2014-11-07 2016-05-12 シャープ株式会社 光電変換素子
US9520507B2 (en) * 2014-12-22 2016-12-13 Sunpower Corporation Solar cells with improved lifetime, passivation and/or efficiency
WO2016114371A1 (ja) * 2015-01-16 2016-07-21 シャープ株式会社 光電変換素子、それを備えた太陽電池モジュールおよび太陽光発電システム
JP6701170B2 (ja) * 2015-03-13 2020-05-27 シャープ株式会社 光電変換素子及び光電変換モジュール
US9871150B1 (en) * 2016-07-01 2018-01-16 Sunpower Corporation Protective region for metallization of solar cells
CN106252423B (zh) * 2016-08-15 2017-12-29 国网山西省电力公司大同供电公司 一种新型光伏电池及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080210301A1 (en) * 2003-04-10 2008-09-04 Sunpower Corporation Metal contact structure for solar cell and method of manufacture
US20110114179A1 (en) * 2008-05-30 2011-05-19 Yasushi Funakoshi Solar battery, method for manufacturing solar battery, and solar cell module
EP2479802A1 (en) * 2009-09-15 2012-07-25 Sharp Kabushiki Kaisha Solar cell module and method for manufacturing same
KR101198870B1 (ko) * 2011-11-07 2012-11-07 엘지전자 주식회사 태양 전지 및 그 제조 방법

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5426675A (en) * 1977-07-29 1979-02-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacture for semiconductor device
JPS5929474A (ja) * 1982-08-11 1984-02-16 Toshiba Corp 太陽電池
JPS60140882A (ja) * 1983-12-28 1985-07-25 Hitachi Ltd 半導体製造用ペ−スト材料
US5011565A (en) * 1989-12-06 1991-04-30 Mobil Solar Energy Corporation Dotted contact solar cell and method of making same
US5468652A (en) 1993-07-14 1995-11-21 Sandia Corporation Method of making a back contacted solar cell
EP1182709A1 (en) 2000-08-14 2002-02-27 IPU, Instituttet For Produktudvikling A process for depositing metal contacts on a buried grid solar cell and a solar cell obtained by the process
US7339110B1 (en) 2003-04-10 2008-03-04 Sunpower Corporation Solar cell and method of manufacture
US20060060238A1 (en) * 2004-02-05 2006-03-23 Advent Solar, Inc. Process and fabrication methods for emitter wrap through back contact solar cells
US7468485B1 (en) 2005-08-11 2008-12-23 Sunpower Corporation Back side contact solar cell with doped polysilicon regions
CN101305454B (zh) 2005-11-07 2010-05-19 应用材料股份有限公司 形成光致电压接点和连线的方法
GB2442254A (en) 2006-09-29 2008-04-02 Renewable Energy Corp Asa Back contacted solar cell
US7704352B2 (en) 2006-12-01 2010-04-27 Applied Materials, Inc. High-aspect ratio anode and apparatus for high-speed electroplating on a solar cell substrate
WO2009067475A1 (en) * 2007-11-19 2009-05-28 Applied Materials, Inc. Crystalline solar cell metallization methods
JP2009135338A (ja) 2007-11-30 2009-06-18 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池及び太陽電池の製造方法
US7833808B2 (en) * 2008-03-24 2010-11-16 Palo Alto Research Center Incorporated Methods for forming multiple-layer electrode structures for silicon photovoltaic cells
US9150966B2 (en) * 2008-11-14 2015-10-06 Palo Alto Research Center Incorporated Solar cell metallization using inline electroless plating
JP5449849B2 (ja) * 2009-04-30 2014-03-19 シャープ株式会社 太陽電池およびその製造方法
US8779280B2 (en) * 2009-08-18 2014-07-15 Lg Electronics Inc. Solar cell and method of manufacturing the same
CN101764180A (zh) 2009-12-31 2010-06-30 中山大学 一种局域前表面场n型太阳电池的制作方法
US20110195542A1 (en) 2010-02-05 2011-08-11 E-Chem Enterprise Corp. Method of providing solar cell electrode by electroless plating and an activator used therein
US20110192316A1 (en) * 2010-02-05 2011-08-11 E-Chem Enterprise Corp. Electroless plating solution for providing solar cell electrode
KR20120026813A (ko) * 2010-09-10 2012-03-20 삼성전기주식회사 도전성 전극 구조물의 형성 방법 및 이를 포함하는 태양 전지의 제조 방법, 그리고 상기 태양 전지의 제조 방법에 의해 제조된 태양 전지
JP5349523B2 (ja) * 2011-03-31 2013-11-20 三菱電機株式会社 太陽電池の製造方法
US9263601B2 (en) * 2012-12-21 2016-02-16 Sunpower Corporation Enhanced adhesion of seed layer for solar cell conductive contact

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080210301A1 (en) * 2003-04-10 2008-09-04 Sunpower Corporation Metal contact structure for solar cell and method of manufacture
US20110114179A1 (en) * 2008-05-30 2011-05-19 Yasushi Funakoshi Solar battery, method for manufacturing solar battery, and solar cell module
EP2479802A1 (en) * 2009-09-15 2012-07-25 Sharp Kabushiki Kaisha Solar cell module and method for manufacturing same
KR101198870B1 (ko) * 2011-11-07 2012-11-07 엘지전자 주식회사 태양 전지 및 그 제조 방법

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