CN109564954A - 用于基于箔的太阳能电池金属化的激光技术 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了制造太阳能电池的方法，其包括金属化技术和所得太阳能电池。在某个实例中，半导体区域可以形成于基板中或基板上方。可以在半导体区域上方形成第一金属层。可以在金属层的第一区域上方施加激光以在金属层与半导体区域之间形成第一金属焊接，其中在第一区域上方施加激光包括以第一扫描速度施加激光。在第一区域上方施加激光之后，可以在金属层的第二区域上方施加激光，其中在第二区域上方施加激光包括以第二扫描速度施加激光。在第二区域上方施加激光之后，可以在金属层的第三区域上方施加激光以形成第二金属焊接，其中在第三区域上方施加激光包括以第三扫描速度施加激光。

Description

用于基于箔的太阳能电池金属化的激光技术
背景技术
光伏(PV)电池(常被称为太阳能电池)是用于将太阳辐射转化为电能的装置。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型掺杂区和n型掺杂区，从而在掺杂区域之间形成电压差。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。
提高太阳能电池效率的技术或提高制造太阳能电池效率的技术是普遍需要的。本公开的一些实施例允许通过提供制造太阳能电池结构的新工艺而提高太阳能电池的制造效率。
附图说明
图1示出根据本公开的一些实施例的流程图，该流程图列出对应于图3A-3C的太阳能电池的制造方法中的操作。
图2示出根据本公开的一些实施例的流程图，该流程图列出对应于图4和5的用于太阳能电池金属化的方法中的操作。
图3A、3B和3C示出了根据本公开的一些实施例太阳能电池的制造中各个阶段的剖视图。
图4示出了根据本公开的一些实施例的太阳能电池的一部分的顶视图。
图5示出根据一些实施例的示例性曲线图。
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“用作示例、实例或举例说明”。本文描述为示例性的任何实施方式未必理解为相比其他实施方式是优选的或有利的。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。
本说明书包括提及“一个实施例”或“某个实施例”。短语“在一个实施例中”或“在某个实施例中”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)中术语的定义和/或语境：
“包括”。该术语是开放式的。如在所附权利要求书中所用，该术语并不排除其他结构或步骤。
“配置为”。各个单元或部件可被描述或声明成“配置为”执行一项或多项任务。在此类语境下，“配置为”用于通过指示所述单元/部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，可以说是将所述单元/部件配置成即使当指定的单元/部件目前不在操作(例如，未开启/激活)时也可执行任务。详述某一单元/电路/部件“配置为”执行一项或多项任务明确地意在对该单元/部件而言不援用35U.S.C.§112第六段。
“第一”、“第二”等。如本文所用，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”金属焊接并不一定暗示该金属焊接是某一序列中的第一个金属焊接；相反，术语“第一”用于区分该金属焊接与另一金属焊接(例如“第二”金属焊接)。
“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”—以下描述是指元件或节点或结构特征被“耦接”在一起。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)，并且不一定是机械连接。
“阻止”—如本文所用，阻止用于描述减小影响或使影响降至最低。当部件或特征被描述为阻止行为、运动或条件时，它完全可以彻底地防止某种结果或后果或未来的状态。另外，“阻止”还可以指减少或减小可能会发生的某种后果、性能和/或效应。因此，当部件、元件或特征被称为阻止结果或状态时，它不一定完全防止或消除该结果或状态。
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”、“上方”和“下方”之类的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”之类的术语描述部件的某些部分在一致但任意的参照系内的取向和/或位置，通过参考描述所讨论的部件的文字和相关的附图可以清楚地了解所述取向和/或位置。此类术语可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。
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践本公开的实施例。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。
本文描述了基于箔的太阳能电池金属化的方法以及所得太阳能电池。在下面的描述中，阐述了诸如具体的工艺流程操作的许多具体细节，以便提供对本公开实施例的透彻理解。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践本公开的实施例。在其他实例中，没有详细地描述熟知的制造技术，诸如平版印刷和图案化技术，以避免不必要地使本公开的实施例难以理解。此外，应当理解在图中示出的多种实施例是例证性的展示并且未必按比例绘制。
本发明公开了制造太阳能电池的方法。在一个实施例中，制造太阳能电池的方法涉及在基板中或基板上方形成多个交替的N型半导体区域和P型半导体区域。所述方法还涉及使用激光技术将金属箔键合和/或粘附至所述交替的N型半导体区域和P型半导体区域。在某个实施例中，激光的扫描速度可以变化(例如，不恒定)以增加总扫描时间并在金属箔与交替的N型和P型半导体区域之间形成良好的电接触(例如，金属焊接)。
图1为根据本公开的一些实施例的流程图，该流程图列出对应于图3A-3C的太阳能电池的制造方法中的操作。在各种实施例中，图1的方法可包括与图示相比更多(或更少)的框。例如，在一些实施例中，需要在框104处形成金属晶种区域，其中，在某个实施例中，可以放置金属层(例如，金属箔)并将其直接键合至第一半导体区域和第二半导体区域。
图2为根据本公开的一些实施例的流程图，该流程图列出对应于图4和5的用于太阳能电池金属化的方法中的操作。
参考图3A和来自图1的流程图100的相应操作102，可以在基板中或基板上方形成半导体区域。在一个实施例中，第一半导体区域304和第二半导体区域306可形成于基板310的后表面303上。在某个实例中，第一半导体区域304和第二半导体区域306可以是形成于基板310中或基板310上方的多个交替的N型和P型半导体区域。特别地，在某个实施例中，基板310设置于第一半导体区域304和第二半导体区域306上方，第一半导体区域304和第二半导体区域306设置于薄介电层302上。在某个实施例中，薄介电层302可以是分别在第一半导体区域304和第二半导体区域306与基板310之间的介入材料。基板310可以具有与基板310的后表面303相对的前表面301，其中后表面303与前表面301相对。
在一个实施例中，基板310为单晶硅基板，诸如块体单晶N型掺杂硅基板。然而，应当理解，基板310可以是设置在整个太阳能电池基板上的层，诸如多晶硅层。在某个实施例中，薄介电层302为厚约2纳米或更小的隧穿氧化硅层。在一个此类实施例中，术语“隧穿介电层”是指非常薄的介电层，通过该介电层可实现电传导。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。在一个实施例中，隧穿介电层包括薄氧化硅层。
在某个实施例中，交替的第一半导体区域304和第二半导体区域306分别为成形的多晶硅区域，该多晶硅区域通过例如采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺形成。在一个实施例中，第一半导体区域和第二半导体区域是N型多晶硅区域和P型多晶硅区域。在一个此类实施例中，N型多晶硅发射极区域304掺有N型杂质，诸如磷。P型多晶硅发射极区域306掺有P型杂质，诸如硼。如图3A所示，交替的第一半导体区域304和第二半导体区域306可具有形成于两者之间的沟槽308，所述沟槽308部分延伸到基板310中。另外，在一个实施例中，在交替的第一半导体区304和第二半导体区域306上可形成抗反射涂层(BARC)材料或其他保护层(诸如，非晶硅层)309。在某个实施例中，保护层309包括氮化硅或氮化钛。
在某个实施例中，光接收表面305可以形成于基板310的前表面301上。在一个实施例中，光接收表面305是纹理化的光接收表面，如图3A所示。在一个实施例中，采用基于氢氧化物的湿式蚀刻剂对基板310的光接收表面305进行纹理化处理，并且也可对沟槽308表面进行纹理化处理，同样如图3A所示。应当理解，将光接收表面305纹理化的时间安排可以变化。例如，可在薄介电层302形成之前或之后进行纹理化处理。在某个实施例中，纹理化表面可为具有规则或不规则形状的表面，该表面用于散射入射光，从而减少从太阳能电池的光接收表面305反射离开的光量。再次参见图3A，附加实施例可包括在光接收表面305上形成钝化层和/或抗反射涂层(ARC)(共同示为层312)。应当理解，形成钝化层和/或ARC层的时间安排可以变化。
参见图3B并且现在参见流程图100的对应可选操作104，形成多个金属晶种材料区域314，从而分别在第一半导体区域304和第二半导体区域306中的每一个上形成金属晶种材料区域。金属晶种材料区域314与交替的第一半导体区域304和第二半导体区域306直接接触。
在一个实施例中，金属晶种区域314为铝区。在一个此类实施例中，铝区各自具有大约在0.1微米至20微米范围内的厚度，并且包含的铝含量大于约97％，硅含量大约在0-2％范围内。在其它实施例中，金属晶种区域314包含金属，该金属诸如但不限于镍、银、钴或钨。在某个实施例中，使用毯覆式沉积工艺从毯覆式金属晶种层形成金属晶种区域314。在该实施例中，毯覆式金属晶种层可在后续的蚀刻工艺诸如基于氢氧化物的湿式蚀刻工艺中图案化。在一些实施例中，金属晶种区域314可以是图案化的金属晶种区域。在某个实例中，可以通过沉积印刷工艺(例如，通过丝网印刷)和随后的固化工艺来形成图案化金属晶种区域。
参考图3B并且现在参考流程图100的对应操作106，可以在基板上方放置金属层。在某个实施例中，金属层318可为金属箔。在某个实施例中，金属层318为铝(Al)箔，其厚度大约在5至100微米范围内，优选地大约在20至100微米范围内。在一个实施例中，Al箔为包含铝和第二元素(诸如但不限于铜、锰、硅、镁、锌、锡、锂或它们的组合)的铝合金箔。在一个实施例中，Al箔为回火级(temper grade)箔，诸如但不限于F级(自由状态)、O级(全软)、H级(应变硬化)或T级(热处理)。在某个实施例中，金属层318可以直接放置在金属晶种区域314上方，如图所示。
在某个实施例中，可以在保护层(例如，BARC层)309中形成开口，以在金属化之前或金属化期间适配金属层318与交替的第一半导体区域304和第二半导体区域306的直接接触。例如，在某个实施例中，在金属化之前，在BARC层309中形成开口，例如，通过利用光刻和蚀刻工艺的激光烧蚀进行图案化。在另一个实施例中，可以通过BARC层309执行金属化以形成金属层318与多个交替的第一和第二半导体区域304和306的直接接触(例如，通过激光或其他点焊)，以有效地形成开口。
应当理解，根据一个实施例，可实施一种无晶种的方法。在这种方法中，没有形成金属晶种材料区域314，并且金属层318直接放置在第一半导体区域304和第二半导体区域306上方。例如，在一个实施例中，将金属层318直接放置在交替的N型多晶硅区域和P型多晶硅区域上方。在一个实施例中，可以在金属层318与第一半导体区域304和第二半导体区域306之间形成保护层309(例如，包括氮化硅或氮化钛，以及其他实例)，其中保护层309中的接触开口可以允许金属层318与第一半导体区域304和第二半导体区域306之间的电接触。
参考图3C和流程图100的对应操作108，金属层318键合至第一半导体区域和第二半导体区域。在某个实施例中，通过将金属层318的部分与金属晶种区域314中的每一个的对应部分直接耦接，将金属层318键合至第一半导体区域和第二半导体区域。在一个实施例中，将金属层318的部分与金属晶种区域314中每一个的对应部分直接耦接涉及在这些位置中的每一个处形成金属焊接320，如图3C所示。在某个实施例中，形成金属焊接320可包括执行金属化工艺(例如，焊接工艺)。在图2的流程图200中描述了示例性金属化工艺，其列出了对应于图4和5的用于太阳能电池金属化的方法中的操作。
在某个实施例中，激光器319可用于将金属层318键合至半导体区域304、306。在某个实例中，激光焊接工艺可用于将金属箔318键合至金属晶种区域314和/或半导体区域304、306。在某个实例中，图2的流程图200列出了将金属层318键合至半导体区域304、306的方法中的操作，如下面所详细讨论的。在某个实施例中，可以使用检流计在金属层318上方扫描激光。在一个实施例中，检流计可以用于定位激光的焦点。尽管如图3C所示示出了两个激光器319，但在某个实施例中，仅使用一个激光器。在一个实施例中，可以使用多个激光(例如，多于一个激光器)。在某个实施例中，激光器319可以是红外激光器(例如，具有1080纳米的波长)、绿色激光器(例如，具有532-1080纳米的波长)。在某个实施例中，对于脉冲激光，通量可以在100-500J/cm2的范围内，脉冲长度在0.1-1毫秒的范围内。
在某个实施例中，可以在金属层318上执行切槽工艺317以分离不同极性的金属接触区域。在某个实例中，可以在金属层318上执行激光切槽工艺以形成正金属接触区域和负金属接触区域，其中正金属接触区域和负金属接触区域分别耦接至第一半导体区域304和第二半导体区域306。在一些实施例中，掩模和蚀刻工艺可用于切槽和/或形成正金属接触区域和负金属接触区域。
在示例性工艺流程中，图2是根据一些实施例的列出对应于图4的用于太阳能电池金属化的方法中的操作的流程图200。在各种实施例中，图2的方法可包括与图示相比更多(或更少)的框。例如，在第三区域上方施加激光之后，可以在第四区域上方施加激光，其中以第四扫描速度在第四区域上方施加激光。
参考图4和来自图2的流程图200的对应操作202，可以在金属层418的第一区域411上方施加激光以形成第一金属焊接421。在某个实施例中，金属层可以是金属箔，并且基板可以是单晶硅基板，例如块状单晶N型掺杂硅基板，如上面所详细讨论的。在某个实施例中，在第一区域411上方施加激光以形成第一金属焊接421也可以在第一金属焊接421周围形成周围损伤区域409，如图所示。在某个实例中，周围损伤区域409可以是金属层418的部分熔化区域。在一个实例中，周围损伤区域409是金属箔的部分熔化区域。在某个实施例中，第一金属焊接421将金属层418键合至基板410中或基板410上方的至少一个半导体区域(例如，N型多晶区域或P型多晶区域)。在某个实施例中，第一金属焊接将金属层418电连接至基板410中或基板410上方的至少一个半导体区域。在某个实施例中，第一金属焊接421可以具有非圆形形状，如图所示。在某个实例中，第一金属焊接421可以具有椭圆形形状。在一些实施例中，第一金属焊接421可具有圆形形状。在一个实施例中，第一金属焊接421可以将金属层418键合至金属晶种区域。在某个实施例中，金属晶种区域可以设置在金属层418与半导体区域之间。在某个实施例中，可以以第一扫描速度在第一区域411上方施加激光。在某个实施例中，第一扫描速度至多为0.50m/s。在一些实施例中，扫描速度可以至多为0.75m/s。在某个实施例中，激光可以是连续波激光、脉冲激光或调制激光。
在某个实例中，对于脉冲激光，第一扫描速度可以配置为在第一区域411处施加来自脉冲激光的第一脉冲。在某个实例中，第一扫描速度可以实质上减慢(例如，大约0.5m/s)，以允许来自脉冲激光的脉冲发射在第一区域411处。
在一个实例中，对于调制激光，第一扫描速度可以配置为在第一区域处施加来自调制激光的接通状态的输出信号。在某个实施例中，输出信号可以是调制激光的输出(例如，激光输出信号)。在某个实施例中，调制激光可以是连续波(CW)激光，其中通过在接通和断开状态之间切换(例如，打开和关闭CW激光)来控制CW激光的输出。在某个实例中，第一扫描速度可以实质上减慢(例如，大约0.5m/s)，以在第一区域411处施加来自调制激光的接通状态的输出信号。
再次参考图4并参考来自图2的流程图200的对应操作204，在框202处，在第一区域411上方施加激光之后，在金属层518的第二区域413上方施加激光。在某个实施例中，在第二区域413上方施加激光形成金属层418上的第一损伤区域423。在某个实施例中，第一损伤区域423形成在第一金属焊接421和第二金属焊接425之间。在某个实例中，第一损伤区域423是金属层418的部分熔化区域。在一个实例中，第一损伤区域423是金属箔的部分熔化区域。在某个实施例中，可以以第二扫描速度在第二区域413上方施加激光。在某个实施例中，第二扫描速度比第一扫描速度快。在一个实施例中，第二扫描速度比第一扫描速度快至少十倍。在某个实施例中，第二扫描速度至少为5.00m/s。在一些实施例中，第二扫描速度可以至少为4.50m/s。
再次参考图4并参考来自图2的流程图200的相应操作206，在框204处，在第二区域413上方施加激光之后，在金属层418的第三区域415上方施加激光以形成第二金属焊接425。在某个实施例中，第二金属焊接425将金属层418电连接至基板410中或基板410上方的至少一个半导体区域。在某个实施例中，第二金属焊接425可以具有非圆形形状，如图所示。在某个实例中，第二金属焊接425可以具有椭圆形形状。在一些实施例中，金属焊接421可具有圆形形状。在一个实施例中，第二金属焊接425可以将金属层418键合至设置在金属层418与半导体区域之间的金属晶种区域。在某个实施例中，在第三区域415上方施加激光以形成第二金属焊接425也可以在第二金属焊接425周围形成周围损伤区域409，如图所示。在某个实例中，周围损伤区域419可以是金属层418的部分熔化区域。在一个实例中，周围损伤区域409是金属箔的部分熔化区域。在某个实施例中，可以以第三扫描速度在第三区域415上方施加激光。在某个实施例中，第三扫描速度至多为0.50m/s。在一些实施例中，扫描速度可以至多为0.75m/s。在某个实施例中，第三扫描速度与第一扫描速度(例如，0.50m/s)实质上相同。在某个实施例中，激光可以是连续波激光、脉冲激光或调制激光。
在某个实例中，对于脉冲激光，第三扫描速度可以配置为在第三区域415处施加来自脉冲激光的第二脉冲。在某个实例中，第三扫描速度可以实质上减慢(例如，大约0.5m/s)，以允许来自脉冲激光的脉冲发射在第三区域415处。
在一个实例中，对于调制激光，第三扫描速度可以配置为在第三区域415处施加来自调制激光的接通状态的输出信号。在某个实施例中，调制激光可以是连续波(CW)激光，其中通过在接通和断开状态之间切换(例如，打开和关闭CW激光)来控制CW激光的输出。在某个实例中，第三扫描速度可以实质上减慢(例如，大约0.5m/s)，以在第三区域415处施加来自调制激光的接通状态的输出信号。
再次参考图4，在框208处，在第三区域415上方施加激光之后，可以在金属层418的第四区域417上方施加激光。在某个实施例中，在第四区域417上方施加激光形成金属层418上的第二损伤区域427。在某个实施例中，第二损伤区域427形成在第一金属焊接425和第二金属焊接427之间。在某个实例中，第二损伤区域427是金属层418的部分熔化区域。在某个实施例中，可以以第四扫描速度在第四区域417上方施加激光。在某个实施例中，第四扫描速度至少为5.0m/s。在一些实施例中，第四扫描速度可以至少为4.50m/s。在某个实施例中，第四扫描速度比第一扫描速度或第三扫描速度快。在一个实施例中，第四扫描速度比第一扫描速度或第三扫描速度快至少十倍。在某个实施例中，第四扫描速度与第二扫描速度实质上相同。
再次参照图4，在第四区域417上方施加激光之后，可以在金属层418的第五区域419上方施加激光以形成第三金属焊接429。在某个实施例中，第三金属焊接429将金属层418电连接至基板410中或基板410上方的至少一个半导体区域。在某个实施例中，第三金属焊接429可以具有非圆形形状，如图所示。在某个实例中，第三金属焊接429可以具有椭圆形形状。在一些实施例中，第三金属焊接可具有圆形形状。在一个实施例中，第三金属焊接429可以将金属层418键合至设置在金属层418与半导体区域之间的金属晶种区域。在某个实施例中，在第五区域419上方施加激光以形成第三金属焊接429也可以在第三金属焊接429周围形成周围损伤区域409，如图所示。在某个实例中，周围损伤区域409是金属层418的部分熔化区域。在一个实例中，周围损伤区域409是金属箔的部分熔化区域。在某个实施例中，可以以第三扫描速度在第五区域419上方施加激光。在某个实施例中，第三扫描速度至多为0.50m/s。在一些实施例中，扫描速度可以至多为0.75m/s。在某个实施例中，第三扫描速度与第一扫描速度(例如，0.50m/s)实质上相同。在某个实施例中，多个扫描速度，例如，第一扫描速度、第二扫描速度、第三扫描速度、第四扫描速度、第五扫描速度等可用于形成多个金属焊接。
在某个实例中，对于脉冲激光，第五扫描速度可以配置为在第五区域419处施加来自脉冲激光的第三脉冲。在某个实例中，第五扫描速度可以实质上减慢(例如，大约0.5m/s)，以允许来自脉冲激光的脉冲发射在第五区域419处。
在一个实例中，对于调制激光，第三扫描速度可以配置为在第五区域419处施加来自调制激光的接通状态的输出信号。在某个实例中，第五扫描速度可以实质上减慢(例如，大约0.5m/s)，以在第五区域419处施加来自调制激光的接通状态的输出信号。
参照图5并对应于图4的太阳能电池的一部分，示出了根据一些实施例的图5所示的用于太阳能电池金属化的示例性扫描速度的曲线图500。
在某个实施例中，恒定扫描速度501可用于在金属层418上方扫描激光，以在金属层418与太阳能电池400的半导体区域之间形成金属焊接421、425、429。在某个实例中，可以使用0.5m/s的恒定扫描速度。在36米扫描距离(例如，在太阳能电池的硅基板表面上)上方以0.5m/s的恒定扫描速度，总扫描时间可以是72秒。作为制造要求，可能需要更快的扫描时间来增加太阳能电池制造工艺的总产量。因此，可能需要更快的扫描时间，例如快于72秒。已经观察到，仅增加恒定扫描速度501导致金属层与半导体区域之间的电接触不良。在某个实例中，在1.0m/s的扫描速度下使用重复率为500赫兹的脉冲激光可导致金属层与半导体区域之间的电接触不良(例如，焊接不良)。
在某个实施例中，与上述技术相反，激光的扫描速度可以在整个基板扫描中改变(例如，不恒定)。参照图4和5，在某个实施例中，在金属层418的第一区域411上方施加激光以形成第一金属焊接421，其中以第一扫描速度522施加激光。在某个实施例中，在金属层418的第一区域411上方施加激光之后，在金属层418的第二区域413上方施加激光，其中以第二扫描速度524施加激光。在某个实施例中，第二扫描速度524比第一扫描速度522快。在一个实施例中，第二扫描速度524比第一扫描速度522快至少十倍。在某个实施例中，在金属层418的第二区域413上方施加激光之后，在金属层418的第三区域415上方施加激光以形成第二金属焊接425，其中以第三扫描速度526施加激光。在某个实施例中，与使用恒定扫描速度501相比，第一扫描速度522、第二扫描速度524和第三扫描速度526的平均扫描速度507可以快至少两倍。在某个实例中，对于36米的扫描距离，平均扫描速度507可以是1.6m/s或2.7m/s。相反，为了在金属焊接处金属层与半导体区域之间获得良好的电接触，对于36米的扫描距离，可能需要0.5m/s的恒定扫描速度501。在某个实施例中，第一扫描速度可以是至多0.5m/s。在某个实施例中，第二扫描速度524可以是至少5.0m/s。在一些实施例中，第二扫描速度524可以是至少4.50m/s。在某个实施例中，扫描速度(例如，第一扫描速度、第二扫描速度、第三扫描速度或更多扫描速度)可以配置为允许以增加的平均扫描速度(例如，与恒定扫描速度相比)在金属层与半导体区域之间进行良好的电接触(例如，金属焊接)。在某个实例中，第一扫描速度和第三扫描速度522可以是0.5m/s，对于36米扫描路径，第二扫描速度524可以是5.0m/s，导致大约24秒的总扫描时间。在一个实例中，与恒定扫描速度相比，第二扫描速度524可以实质上比第一扫描速度522和第三扫描速度526快，以允许更快的平均扫描速度，同时在金属层和半导体区域之间形成良好的电接触。在某个实施例中，第一扫描速度522和第三扫描速度526可用于来自金属焊接421、425，并且第二扫描速度524可用于将激光从第一金属焊接421扫描到第二金属焊接425。应当理解，尽管公开了第一扫描速度、第二扫描速度和第三扫描速度，但是可以使用多个扫描速度，例如，第四扫描速度、第五扫描速度、第六扫描速度等。在某个实施例中，第三扫描速度526可以与第一扫描速度522实质上相同。在某个实施例中，第四扫描速度可以与第二扫描速度524实质上相同。在某个实施例中，第一扫描速度和第三扫描速度下的焊接速度可以是0.6m/s。在一些实施例中，对于36米的扫描距离，可以得到大约29.5秒的总处理时间。因此，在503处将扫描速度(例如以522、526)改变为在焊接期间较慢(例如，0.5m/s)，并且在524处，在焊接之间之间扫描更快(例如，5.0m/s)，可以导致与使用恒定扫描速度501相比，更快的总平均扫描速度507，而不损失所形成的金属焊接的电传导。
在某个实施例中，激光可以是连续波激光、脉冲激光或调制激光。在一个实施例中，可以使用检流计在基板(例如，硅基板和/或太阳能电池)上方扫描激光。
在某个实施例中，对于脉冲激光，第一扫描速度522可以配置为在第一区域411处施加来自脉冲激光的第一脉冲514。在某个实例中，第一扫描速度522可以实质上减慢(例如，大约0.5m/s)，以在第一区域411处施加来自脉冲激光的第一脉冲514。在某个实施例中，在第一区域411处施加来自脉冲激光的第一脉冲514可以形成第一金属焊接421。在某个实施例中，在第一区域411处施加来自脉冲激光的第一脉冲514之后，可以在金属层418的第二区域413上方扫描至少一个检流计反射镜，以定位从第一区域411到第三区域415的激光的焦点，其中可以以第二扫描速度524扫描至少一个检流计。在某个实施例中，第二扫描速度524可以比第一扫描速度522快。在一个实施例中，第二扫描速度524可以比第一扫描速度522快至少十倍。在某个实施例中，扫描可以包括在第二区域上方扫描至少两个检流计反射镜。在一个实施例中，扫描至少一个检流计反射镜可以包括在脉冲激光的第一脉冲和第二脉冲之间的持续时间内扫描至少一个检流计反射镜。在某个实施例中，在金属层418的第二区域413上方扫描至少一个检流计反射镜之后，可以在金属层418的第三区域415上方施加脉冲激光以形成第二金属焊接425，其中脉冲激光以第三扫描速度526施加。在某个实施例中，第三扫描速度526可以配置为在第三区域415处施加来自脉冲激光的第二脉冲518。在某个实施例中，在第三区域415处施加来自脉冲激光的第二脉冲518可以形成第二金属焊接425。在某个实施例中，多个扫描速度可以配置为施加多个脉冲以形成多个金属焊接。在某个实施例中，脉冲激光可以具有500赫兹的脉冲重复率。尽管在一些实施例中示出扫描速度522、526与激光脉冲514、518对准，但扫描速度不一定与所示的扫描速度曲线匹配。在某个示例中，可以在扫描速度522减速之前启动脉冲并且在扫描速度加速之前停止。
在一个实例中，对于调制激光，第一扫描速度522可以配置为在第一区域411处施加来自调制激光的接通状态的第一输出信号514。在某个实施例中，调制激光可以是连续波(CW)激光，其中通过在接通和断开状态之间切换(例如，打开和关闭CW激光)来控制CW激光的输出。在某个实例中，第一扫描速度522可以实质上减慢(例如，大约0.5m/s)，以在第一区域411处施加来自调制激光的接通状态的第一输出信号514。在某个实施例中，在第一区域411处施加来自调制激光的第一输出信号514可以形成第一金属焊接421。在某个实施例中，在第一区域411处施加来自调制激光的第一输出信号514之后，可以在金属层418的第二区域413上方扫描至少一个检流计反射镜，以定位来自第一区域411到第三区域415的激光的焦点，其中可以以第二扫描速度524扫描至少一个检流计反射镜。在某个实例中，第二扫描速度524可以显著增加(例如，大约5.00m/s)。在某个实施例中，第二扫描速度524可以比第一扫描速度522快。在一个实施例中，第二扫描速度524可以比第一扫描速度522快至少十倍。在某个实施例中，扫描可以包括在第二区域上方扫描至少两个检流计反射镜。在一个实施例中，扫描至少一个检流计反射镜可以包括在脉冲激光的第一脉冲和第二脉冲之间的持续时间内扫描至少一个检流计反射镜。在某个实施例中，在金属层418的第二区域413上方扫描至少一个检流计反射镜之后，第三扫描速度526可以配置为在金属层418的第三区域415处施加来自调制激光的接通状态的第三输出信号518以形成第二金属焊接425。在某个实例中，第三扫描速度526可以实质上减慢(例如，大约0.5m/s)，以在第三区域415处施加来自调制激光的接通状态的第三输出信号518。在某个实施例中，在第三区域415处施加来自调制激光的第三输出信号518可以形成第二金属焊接425。在某个实施例中，多个扫描速度可以配置为施加多个来自调制激光的输出信号以形成多个金属焊接。
在某个实施例中，与使用恒定扫描速度501相比，使用上述变化扫描速度技术503可以快3至5倍。
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。除非另有说明，否则本公开中所提供的特征的示例旨在为例证性的而非限制性的。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(或要求其优先权的申请)的审查过程期间针对任何此类特征组合提出新的权利要求。具体地，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，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枚举的特定形式组合。

Claims (34)

1.一种制造太阳能电池的方法，所述方法包括：
在基板中或基板上方形成半导体区域；
在所述半导体区域上方形成金属层；
在所述金属层的第一区域上方施加激光以形成第一金属焊接，其中在所述第一区域上方施加激光包括以第一扫描速度施加所述激光；
在所述第一区域上方施加所述激光之后，在所述金属层的第二区域上方施加所述激光，其中在所述第二区域上方施加所述激光包括以第二扫描速度施加激光；以及
在所述第二区域上方施加所述激光之后，在所述金属层的第三区域上方施加所述激光以形成第二金属焊接，其中在所述第三区域上方施加所述激光包括以第三扫描速度施加所述激光。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二扫描速度比所述第一扫描速度或所述第三扫描速度快。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二扫描速度比所述第一扫描速度或所述第三扫描速度快至少十倍。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第三扫描速度近似等于所述第一扫描速度。
5.根据权利要求1所述的方法，其中以第一扫描速度或第三扫描速度施加所述激光包括以至多0.50m/s的扫描速度施加激光。
6.根据权利要求1所述的方法，其中以第二扫描速度施加所述激光包括以至少5.00m/s的扫描速度施加激光。
7.根据权利要求1所述的方法，其中在所述半导体区域上方形成所述金属层包括将金属箔放置在所述半导体区域上方。
8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在所述金属层和所述半导体区域之间形成金属晶种区域。
9.根据权利要求8所述的方法，其中形成所述金属晶种区域包括形成铝基金属晶种区域。
10.根据权利要求8所述的方法，其中在所述金属层的所述第一区域上方施加所述激光以形成所述第一金属焊接包括在所述金属层与所述金属晶种区域之间形成第一金属焊接。
11.根据权利要求1所述的方法，其中以第一扫描速度在所述金属层的所述第一区域上方施加所述激光以形成所述第一金属焊接包括以第一扫描速度在所述金属层的第一区域上方施加激光以形成非圆形金属焊接。
12.根据权利要求1所述的方法，其中施加所述激光包括施加连续波(CW)激光。
13.一种制造太阳能电池的方法，所述方法包括：
在基板中或基板上方形成半导体区域；
在所述半导体区域上方形成金属层；
以第一扫描速度在所述金属层的第一区域上方施加脉冲激光以形成第一金属焊接，其中所述第一扫描速度配置为在所述第一区域处施加来自所述脉冲激光的第一脉冲；
在所述第一区域上方施加所述脉冲激光之后，以第二扫描速度扫描检流计反射镜；以及
在以所述第二扫描速度扫描检流计反射镜之后，以第三扫描速度在所述金属层的第三区域上方施加所述脉冲激光以形成第二金属焊接，其中所述第三扫描速度配置为在所述第三区域处施加来自所述脉冲激光的第二脉冲。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述第二扫描速度比所述第一扫描速度快。
15.根据权利要求13所述的方法，其中所述第二扫描速度比所述第一扫描速度或所述第三扫描速度快至少十倍。
16.根据权利要求13所述的方法，其中所述第三扫描速度近似等于所述第一扫描速度。
17.根据权利要求13所述的方法，其中以第一扫描速度或第三扫描速度施加所述脉冲激光包括以至多0.50m/s的扫描速度施加脉冲激光。
18.根据权利要求13所述的方法，其中以第二扫描速度扫描所述检流计反射镜包括以至少5.0m/s的扫描速度扫描检流计反射镜。
19.根据权利要求13所述的方法，其中以第一扫描速度在所述金属层的所述第一区域上方施加所述脉冲激光以形成所述第一金属焊接包括以第一扫描速度在所述金属层的第一区域上方施加脉冲激光以形成非圆形金属焊接。
20.一种制造太阳能电池的方法，所述方法包括：
在基板中或基板上方形成半导体区域；
在所述半导体区域上方形成金属层；
以第一扫描速度在所述金属层的第一区域上方施加调制激光以形成第一金属焊接，其中所述第一扫描速度配置为在所述第一区域处施加来自所述调制激光的接通状态的第一输出信号；
在以所述第一扫描速度施加所述调制激光之后，以第二扫描速度扫描检流计反射镜；以及
在以所述第二扫描速度扫描检流计反射镜之后，以第三扫描速度在所述金属层的第三区域上方施加所述调制激光以形成第二金属焊接，其中所述第三扫描速度配置为施加来自所述调制激光的接通状态的第二输出信号。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述第二扫描速度比所述第一扫描速度快。
22.根据权利要求20所述的方法，其中所述第二扫描速度比所述第一扫描速度或所述第三扫描速度快至少十倍。
23.根据权利要求20所述的方法，其中所述第三扫描速度近似等于所述第一扫描速度。
24.根据权利要求20所述的方法，其中以第一扫描速度或第三扫描速度施加所述调制激光包括以至多0.50m/s的扫描速度施加调制激光。
25.根据权利要求20所述的方法，其中以第二扫描速度扫描检流计反射镜包括以至少5.0m/s的扫描速度扫描检流计反射镜。
26.根据权利要求20所述的方法，其中以第一扫描速度在所述金属层的所述第一区域上方施加所述调制激光以形成所述第一金属焊接包括以第一扫描速度在所述金属层的第一区域上方施加调制激光以形成非圆形金属焊接。
27.一种太阳能电池，包括：
半导体区域，所述半导体区域设置在基板中或所述基板上方；
金属层，所述金属层在所述半导体区域上方；
第一非圆形金属焊接；
第二非圆形金属焊接；以及
所述金属层上的第一损伤区域，其中所述第一损伤区域位于所述第一非圆形金属焊接和所述第二非圆形金属焊接之间。
28.根据权利要求27所述的太阳能电池，其中所述半导体区域包括N型多晶区域或P型多晶区域。
29.根据权利要求27所述的太阳能电池，其中所述金属层包括金属箔。
30.根据权利要求27所述的太阳能电池，其中所述金属层包含铝。
31.根据权利要求27所述的太阳能电池，进一步包括设置在所述金属层与所述半导体区域之间的金属晶种区域。
32.根据权利要求31所述的太阳能电池，其中所述第一非圆形金属焊接和所述第二非圆形金属焊接将所述金属层电连接至所述金属晶种区域。
33.根据权利要求27所述的太阳能电池，其中所述第一非圆形金属焊接和所述第二非圆形金属焊接包括第一椭圆形金属焊接和第二椭圆形金属焊接。
34.根据权利要求27所述的太阳能电池，还包括：
第三非圆形金属焊接；以及
所述金属层上的第二损伤区域，其中所述第二损伤区域位于所述第二非圆形金属焊接和所述第三非圆形金属焊接之间。
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