CN110168747B - 用于太阳能电池的导电线的金属化 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了制造太阳能电池的方法，以及用于将太阳能电池电耦合的系统。在一个实例中，所述用于制造太阳能的方法可以包括将导电线放置在线引导件中，其中导电线放置在具有第一掺杂区和第二掺杂区的第一半导体基板上方。所述方法可以包括将所述导电线对准所述第一掺杂区和所述第二掺杂区上方，其中所述线引导件使所述导电线实质上平行于所述第一掺杂区和所述第二掺杂区对准。所述方法可以包括将所述导电线键合至所述第一掺杂区和所述第二掺杂区。所述键合可以包括经由所述线引导件的辊或键合头向所述半导体基板施加机械力，其中所述线引导件阻止所述导电线在所述键合期间的侧向移动。

Description

用于太阳能电池的导电线的金属化
背景技术
光伏电池(常称为太阳能电池)是熟知的用于将太阳辐射直接转换为电能的装置。一般来讲，使用半导体加工技术在半导体基板的表面附近形成p-n结，从而在半导体晶片或基板上制造太阳能电池。照射在基板表面上并进入基板内的太阳辐射在基板块体中形成电子和空穴对。所述电子和空穴对迁移至基板中的p掺杂区和n掺杂区，从而在掺杂区之间产生电压差。将掺杂区连接至太阳能电池上的导电区，以将电流从电池引导至与其耦接的外部电路。
效率是太阳能电池的重要特性，因其直接与太阳能电池发电能力有关。同样，制备太阳能电池的效率直接与此类太阳能电池的成本效益有关。因此，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为根据一些实施例的流程图，该流程图列出用于太阳能电池的金属化方法和/或串接方法中的操作。
图2A、图2B和图2C示出了根据一些实施例的对应于图1的方法中的操作的用于太阳能电池的金属化方法中的各个阶段的视图。
图3为根据一些实施例的流程图，该流程图列出用于太阳能电池的另一金属化方法中的操作。
图4A和图4B示出了根据一些实施例的对应于图1的方法中的操作的用于太阳能电池的金属化方法中的各个阶段。
图5A和图5B示出了根据一些实施例的对应于图1的方法中的操作的用于太阳能电池的串接方法中的各个阶段。
图6示出了根据一些实施例的由图1-5的方法制造的示例性太阳能电池串。
图7A和图7B示出了根据一些实施例的由图1-5的方法制造的示例性太阳能电池。
图8A示出了根据一些实施例的用于将太阳能电池电耦合的系统的剖视图。
图8B示出了根据一些实施例的图8A的用于将太阳能电池电耦合的系统的平面图。
图8C示出了根据一些实施例的图8A的用于将太阳能电池电耦合的系统的另一平面图。
图9A示出了根据一些实施例的用于将太阳能电池电耦合的另一系统的剖视图。
图9B示出了根据一些实施例的图9A的用于将太阳能电池电耦合的系统的平面图。
图9C示出了根据一些实施例的图9A的用于将太阳能电池电耦合的系统的另一平面图。
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”太阳能电池并不一定暗示该太阳能电池是某一序列中的第一个太阳能电池；相反，术语“第一”用于区分该太阳能电池与另一个太阳能电池(例如，“第二”太阳能电池)。
“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“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。当组件或特征描述为阻止行为、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。
本文描述了太阳能电池的金属化和串接方法以及所得到的太阳能电池。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。
通常需要改进用于形成太阳能电池的导电触点的金属化方法。与一些金属化方法(例如，在太阳能电池上电镀导电触点)相比，其他技术可包括将导电箔和/或导电线键合到半导体基板(例如，硅基板)。此类方法可能需要将大量线装载和重新装载到键合工具中，这对于设置和工艺来说可能特别具有挑战性。本文所述的技术提供了用于在太阳能电池金属化和/或串接工艺中放置、对准和键合导电线和半导体基板的新方法和设备。本文通篇提供了各种实施例。
现在转到图1，提出了根据一些实施例的流程图100，该流程图列出用于太阳能电池金属化的方法中的操作。在各种实施例中，图1的方法可包括与图示相比额外的(或更少)的框。例如，在一些实施例中，可以将导电线对准并键合到单个半导体基板，例如，不需要执行框108和110。
图2A、图2B和图2C示出了根据一些实施例的对应于图1的方法中的操作的用于太阳能电池的金属化方法中的各个阶段的平面图。图2A、图2B和图2C还示出了根据一些实施例的用于将太阳能电池电耦合的系统200的平面图。下面描述了图1的方法中的步骤以及用于将图2A、图2B和图2C的太阳能电池电耦合的系统的部件。
参考图2A并且对应于流程图100的操作102，可以将导电线210置于线引导件232中的242。在某个实施例中，导电线210可包括导电材料(例如，诸如铜、铝的金属或另一合适的导电材料，具有或不具有诸如锡、银、镍或有机可焊性保护剂的涂层)。在一个实施例中，可以将导电线210从输送单元201展开，随后置于线引导件232中的242。在一个实施例中，还示出了键合单元234，其中键合单元234可以耦接到线引导件232。在一些实施例中，不需要将线引导件232耦接到键合单元234。在一些实施例中，框201相反可以代表另一线引导件，例如第二线引导件201，其中可以使用第二线引导件201将导电线210对准线引导件232，例如第一线引导件。在某个示例中，第二线引导件可包括从多个凹槽分配的线，其中凹槽允许导电线210对准第一线引导件232。在某个实施例中，键合单元234可以包括辊。在某个实施例中，辊可以将导电线210对准半导体基板220，并且线引导件232阻止导电线210在与辊的接触中发生侧向移动249。
参考图2B、图2C和操作104，根据一些实施例，可以将导电线210对准244半导体基板220上方。在一个实施例中，半导体基板220为太阳能电池。在某个实施例中，线引导件232可以包括多个管、凹槽或槽。在一个示例中，多个管、凹槽或槽可以允许导电线对准244半导体基板220上方。在某个实施例中，线引导件232可以将导电线210对准半导体基板220。在一个实施例中，线引导件232允许导电线210置于半导体基板220上方。在一些实施例中，线引导件232的部件可包括不锈钢或石墨。
参考图2B、图2C和操作106，根据一些实施例，可以将导电线210键合到半导体基板220。在某个实施例中，可以使用键合单元234来将导电线210键合到半导体基板220。在某个实施例中，键合单元234可包括激光焊接机、热压辊或超声波键合系统、以及其他键合系统。在某个实施例中，键合单元234可以将导电线210沿着键合路径247从第一位置243键合到第二位置245。在某个示例中，如图2A所示，可以将连续长度的导电线210从第一输送单元201置于242线引导件232中。在将导电线210置于线引导件232中之后，参考图2B，可以将导电线210置于线夹持单元203中，其中输送单元201和线夹持单元203两者可以将导电线在键合期间保持在适当位置。在将导电线210置于线夹持单元203中之后，可以将导电线210沿着键合路径247键合到半导体基板220。在某个实施例中，键合可以包括执行激光焊接工艺、热压工艺、超声波键合工艺以及其他键合工艺。在某个实施例中，线引导件232阻止导电线210在键合247期间的侧向移动249。在某个示例中，线引导件232可以阻止导电线210在键合工艺期间移动和/或阻止导电线在键合工艺期间的不对准。如图2B所示，在某个示例中，侧向移动249可以垂直于键合移动和/或路径247。在键合单元234包括辊的某个示例中，线引导件232可以阻止导电线210在键合工艺期间与键合单元234的辊的接触中发生侧向移动249。
图3示出了根据一些实施例的对应于图1的方法中的操作的各个阶段的剖视图。图3示出了根据一些实施例的用于将太阳能电池电耦合的系统300的剖视图。如图所示，图3的用于将太阳能电池电耦合的系统300具有与图2A、图2B和图2C的系统200的元件类似的附图标记，其中在所有附图中，类似的附图标记表示类似的元件。在某个实施例中，图3的系统300的结构实质上类似于图2A、图2B和图2C的系统200的结构，不同之处如下所述。除非下文另外指明，否则用来指图3中的部件的数字标记类似于用来指以上图2A、图2B和图2C中的部件或特征的数字标记，不同的是标号增加了100。因此，图2A、图2B和图2C的对应部分的描述同等地适用于图3的描述，不同之处如下所述。
参考图3和流程图100的对应操作102，可以将导电线310置于342线引导件332中。在某个实施例中，导电线310可包括导电材料(例如，诸如铜、铝的金属或另一合适的导电材料，具有或不具有诸如锡、银、镍或有机可焊性保护剂的涂层)。在某个实施例中，如图所示，线引导件332可包括管。在某个实施例中，导电线310的直径可以小于或等于管332的直径。在一个实施例中，线引导件332可包括管并且移除管的部分333(例如，半管)，其中半管可朝向对准点344延伸。
再次参考图3和对应操作104，可以将导电线310对准344第一半导体基板320的掺杂区321。在某个实施例中，如图所示，线引导件332可以使导电线310实质上平行于半导体基板320的掺杂区321对准344，以形成半导体基板320和导电线310的配对。在某个实施例中，掺杂区可为(例如，第一掺杂区、第二掺杂区)。在某个示例中，掺杂区可为P型掺杂区或N型掺杂区。在某个实施例中，可以将线引导件332以角度331对准344，以最小化导电线的线引导件332与键合单元(例如，辊334，如下所述)之间的无约束导电线310的长度。在一个实施例中，角度距半导体基板320为约12度。
参考图3和对应操作106，可以将导电线310键合到第一半导体基板320的掺杂区321。在某个实施例中，可以执行第一键合工艺以将导电线310键合到掺杂区321。在某个示例中，可以向第一半导体基板320施加机械力346，以将导电线310键合到掺杂区。在某个实施例中，可以向第一半导体基板320和导电线310的配对施加机械力346。在一些实施例中，可以将金属晶种层设置在掺杂区321上方。在某个实施例中，金属晶种层可以包括厚度在10纳米至10微米范围内的金属层，并且可以通过物理气相沉积工艺或热蒸发工艺沉积在半导体基板320上。在某个实施例中，如本文所述，键合到掺杂区321还可以包括在某个示例中键合到在掺杂区321上方形成的金属晶种层。
在一个实施例中，可以经由辊334施加机械力346。在某个实施例中，可以将辊334耦接到线引导件332。在某个实施例中，可以将辊334经由引导臂335连接到线引导件332。在某个实施例中，线引导件332阻止导电线在键合期间的侧向移动(例如，如图2B所示)。尽管使用了一种键合工艺，例如施加机械力，但执行第一键合工艺可以包括其他键合工艺(例如，焊接工艺、激光焊接工艺、热压工艺或超声波键合工艺、以及其他工艺)。
在另一实施例中，可以在第一键合工艺之后执行第二键合工艺348。在某个实施例中，第二键合工艺可以包括执行焊接工艺、激光焊接工艺、热压工艺或超声波焊接工艺，以及第一焊接工艺之后的其他工艺。在一些实施例中，第二键合工艺348是可选的，不需要包括在内。
再次参考图3，尽管示出了一根导电线310，但可以使用多根导电线，例如，如图2A、图2B和图2C所示。而且，尽管示出了一个掺杂区321，但可以使用多个掺杂区321，例如(例如，P型掺杂区和N型掺杂区)。在某个示例中，多个管可以允许导电线对准344半导体基板220的第一掺杂区和第二掺杂区(例如，P型掺杂区和N型掺杂区)上方。在一个示例中，导电线的直径可以小于或等于多个管的直径。
图3示出了根据一些实施例的用于将太阳能电池电耦合的系统300。在某个实施例中，用于将太阳能电池电耦合的系统300可包括辊334、线引导件332、键合板352和卡盘354。在一个实施例中，可以将导电线310置于342线引导件332中，其中线引导件332将导电线310对准344半导体基板354的掺杂区321。在一个实施例中，线引导件332允许导电线310置于342半导体基板320上方。在一个实施例中，线引导件332可以使导电线310实质上平行于半导体基板320的掺杂区321对准344，以形成半导体基板320和导电线310的配对。在某个实施例中，辊334可以将导电线310键合到半导体基板320的掺杂区321并且线引导件332阻止导电线310在与辊334的接触中发生侧向移动349。在某个实施例中，可以加热键合板352。在某个实施例中，可以将来自键合板的热量传递到辊334。在某个实施例中，可以加热辊334。在某个实施例中，可以将键合板352和/或辊334加热到范围为约300℃至550℃的温度。在某个实施例中，可以使用键合温度为约100℃至600℃的键合工艺。在一些实施例中，可在室温(例如，约20℃或更高)下执行超声波键合工艺。在某个实施例中，键合板352可以向辊334施加机械力，因此，辊334可以向半导体基板320施加机械力346。在一个实施例中，可以将辊334经由引导臂335连接到线引导件332。在某个实施例中，卡盘354可以接纳半导体基板320。在一些实施例中，半导体基板320为太阳能电池。在某个实施例中，半导体基板320包括掺杂区321(例如，P型掺杂区或N型掺杂区)。在某个示例中，可以将辊334加热到范围为约300℃至550℃的温度，以将导电线310键合到半导体基板320的掺杂区321。在一些实施例中，可以将金属晶种层设置在掺杂区321上方。在某个实施例中，金属晶种层可以包括厚度在10纳米至10微米范围内的金属层，并且可以通过物理气相沉积工艺或热蒸发工艺沉积在半导体基板320上。在某个实施例中，如本文所述，键合到掺杂区321还可以包括在某个示例中键合到在掺杂区321上方形成的金属晶种层。在一个实施例中，可以将导电线310置于线引导件232中，其中导电线310可以置于第一半导体基板320上方。在某个示例中，线引导件332可以为管，如图所示。在某个实施例中，如果线引导件包括管，则可以移除管332的至少一个端部的部分333(例如，在本文中称为“半管延伸部”)。在某个实施例中，半管延伸部可以阻止导电线310在键合期间的侧向移动。在一些实施例中，线引导件232的部件可包括不锈钢。在某个示例中，辊334为不锈钢辊。
图4A和图4B示出了根据一些实施例的对应于图1的方法中的操作的各个阶段的剖视图。图4A和图4B示出了根据一些实施例的用于将太阳能电池电耦合的系统400a,400b的剖视图。如图所示，图4A和图4B的用于将太阳能电池电耦合的系统400a,400b具有与图3的系统300的元件类似的附图标记，其中在所有附图中，类似的附图标记表示类似的元件。在某个实施例中，图4A和图4B的系统400a,400b的结构实质上类似于图3的系统300的结构，不同之处如下所述。除非下文另外指明，否则用来指图4A和图4B中的部件的数字标记类似于用来指以上图3中的部件或特征的数字标记，不同的是标号增加了100。因此，图3的对应部分的描述同样适用于图4A和图4B的描述，不同之处如下所述。
参考图4A、图4B和流程图100的对应操作102，可以将导电线410置于442线引导件432中。在某个实施例中，导电线410可包括导电材料。在某个实施例中，如图所示，线引导件432可包括管。在某个实施例中，导电线410的直径可以小于或等于管432的直径。
再次参考图4A、图4B和对应操作104，可以将导电线410对准444第一半导体基板420的掺杂区421。在某个实施例中，如图所示，线引导件432可以使导电线410实质上平行于半导体基板420的掺杂区421对准444，以形成半导体基板420和导电线410的配对。在某个示例中，掺杂区可为P型掺杂区或N型掺杂区。在某个实施例中，可以将线引导件432以角度431对准444，以最小化线引导件432与键合单元(例如，键合头437或辊434，如下所述)之间的无约束导电线410的长度。在一个实施例中，角度431距半导体基板320为约90度。在一些实施例中，角度可以小于90度。
参考图4A、系统400a和对应操作106，可以将导电线410键合到第一半导体基板420的掺杂区421。在某个实施例中，可以执行第一键合工艺以将导电线410键合到掺杂区421。在某个示例中，可以向第一半导体基板420施加机械力446，以将导电线410经由线引导件432的键合头437键合到掺杂区431。在某个实施例中，可以经由线引导件432的键合头437向第一半导体基板420和键合导电线410的配对施加机械力446。在一些实施例中，可以将金属晶种层设置在掺杂区421上方。在某个实施例中，金属晶种层可以包括厚度在10纳米至10微米范围内的金属层，并且可以通过物理气相沉积工艺或热蒸发工艺沉积在半导体基板420上。在某个实施例中，如本文所述，键合到掺杂区421还可以包括在某个示例中键合到在掺杂区421上方形成的金属晶种层。
参考图4B、系统400b和对应操作106，根据一些实施例，可以将导电线410键合到第一半导体基板420的掺杂区421。在某个实施例中，可以执行第一键合工艺以将导电线410键合到掺杂区421。在某个示例中，可以向第一半导体基板420施加机械力446，以将导电线410经由耦接到线引导件432的键合头437的辊434键合到掺杂区431。在某个实施例中，可以经由线引导件432的键合头437向第一半导体基板420和导电线410的配对施加机械力446。与图3相比，在某个实施例中，线引导件432可以从线引导件432在辊434上施加机械力，并且辊可以在半导体基板420上施加机械力446。与图3相比，不需要使用键合板352，其中使用线引导件432来在辊434上施加机械力446，因此，辊434可以向半导体基板420施加机械力446。在某个实施例中，可以加热辊434。在某个实施例中，可以将辊434加热到范围为约300℃至550℃的温度。在某个实施例中，可以使用键合温度范围为约100℃至600℃的键合工艺。在一些实施例中，可在室温(例如，约20℃或更高)下执行超声波键合工艺。在某个示例中，可以将辊434加热到范围为约300℃至550℃的温度，以将导电线410键合到半导体基板420的掺杂区421。在一些实施例中，可以将金属晶种层设置在掺杂区421上方。在某个实施例中，如本文所述，键合到掺杂区421还可以包括在某个示例中键合到在掺杂区421上方形成的金属晶种层。在某个实施例中，导电线432阻止导电线在键合期间的侧向移动(例如，如图2B所示)。在某个实施例中，键合446在一个示例中可以包括使用键合头437向第一半导体基板420施加超声振动446。
参考图4A和图4B，在另一实施例中，可以在第一键合工艺之后执行第二键合工艺448。尽管使用了一种键合工艺，例如施加机械力，但执行第一键合工艺可以包括其他键合工艺(例如，焊接工艺、激光焊接工艺、热压工艺或超声波键合工艺、以及其他工艺)。在某个实施例中，第二键合工艺可以包括执行焊接工艺、激光焊接工艺、热压工艺或超声波焊接工艺，以及第一焊接工艺之后的其他工艺。在一些实施例中，不需要执行第二键合工艺448。
尽管示出了一根导电线410，但可以使用多根导电线，例如，如图2A、图2B和图2C所示。而且，尽管示出了一个掺杂区421，但可以使用多个掺杂区(例如，P型掺杂区和N型掺杂区)。在某个实例中，多个管可以允许导电线对准444半导体基板420的第一掺杂区和第二掺杂区(例如，P型掺杂区和N型掺杂区)上方。在一个示例中，导电线的直径可以小于或等于多个管的直径。
图4A示出了根据一些实施例的用于将太阳能电池电耦合的系统400a。在某个实施例中，用于将太阳能电池电耦合的系统400a可包括线引导件432和卡盘454。在某个实施例中，线引导件432可包括键合头437。在某个实施例中，线引导件432可以经由键合头437向半导体基板420施加机械力446。
图4B示出了根据一些实施例的用于将太阳能电池400b电耦合的另一系统。在某个实施例中，用于将太阳能电池电耦合的系统400b可包括线引导件432和卡盘454。在某个实施例中，线引导件432可报考键合头437，其中辊434可以耦接到键合头437。在某个实施例中，线引导件432可以经由耦接到键合头437的辊434向半导体基板420施加机械力446。
参考图4A和图4B，在另一实施例中，用于将太阳能电池电耦合的系统400a,400b可以包括另一个键合单元，其中另一个键合单元可以用于执行第二键合工艺448，例如激光焊接机、热压辊或超声波键合单元、以及其他键合系统。在一些实施例中，不需要执行第二键合工艺448(例如，第二键合单元是可选的，不需要使用)。在某个实施例中，可以将系统400a,400b的线引导件432以角度431对准444，以最小化线引导件432与键合单元(例如，键合头437或辊434)之间的无约束导电线410的长度。在一个实施例中，角度431距半导体基板320为约90度。在一些实施例中，角度可以小于90度。在一些实施例中，线引导件432的部件可包括不锈钢或石墨。
图5A和图5B示出了根据一些实施例的对应于图1的方法中的操作的用于太阳能电池的金属化和串接方法中的各个阶段的平面图。图5A和图5B还示出了根据一些实施例的用于将太阳能电池500电耦合的系统的平面图。如图所示，图5A和图5B的用于将太阳能电池500电耦合的系统具有与图4A和图4B的系统400的元件类似的附图标记，其中在所有附图中，类似附图标记表示类似的元件。在某个实施例中，图5A和图5B的系统500的结构实质上类似于图4A和图4B的系统400的结构，不同之处如下所述。除非下文另外指明，否则用来指图5A和图5B中的部件的数字标记类似于用来指以上图4A和图4B中的部件或特征的数字标记，不同的是标号增加了100。因此，图4A和图4B的对应部分的描述同等地适用于图5A和图5B的描述，不同之处如下所述。
参考图5A、图5B和流程图100的对应操作104,108，根据一些实施例，导电线510可以对准544第一半导体基板520a和第二半导体基板520b上方。在一个实施例中，第一半导体基板520a和第二半导体基板530b为太阳能电池。在某个实施例中，线引导件532可以包括多个管、凹槽或槽。在某个示例中，多个管、凹槽或槽可以允许导电线对准544第一半导体基板520a和第二半导体基板420b上方。在某个实施例中，线引导件532可以使导电线510实质上上平行于第一半导体基板520a和第二半导体基板520b的掺杂区对准544，以形成半导体基板520和导电线510的配对，例如，参考图3、图4A和图4B。在某个实施例中，掺杂区(例如，第一掺杂区、第二掺杂区等)可以为P型掺杂区和/或N型掺杂区。
再次参考图5A、图5B和流程图100的操作106,110，根据一些实施例，可以使用键合单元534将导电线510键合到第一半导体基板520a和第二半导体基板520b。在某个实施例中，键合单元534可包括激光焊接机、热压辊或超声波键合系统、以及其他键合系统。在某个实施例中，可以使用键合单元534来将导电线510键合到第一半导体基板520a和第二半导体基板520b。
在某个实施例中，可以使用键合单元534来将第一半导体基板520a和第二半导体基板520b串接在一起。在某个示例中，串接可以包括将第一半导体基板520a经由导电线510电连接到第二半导体基板520b。在某个示例中，如图5A所描绘，可以将连续长度的导电线510从第一输送单元501置于线引导件532中。在将导电线510置于线引导件532中之后，可以将导电线510置于线夹持单元503中，其中输送单元501和线夹持单元503两者都可以将导电线在键合工艺期间保持在适当位置。在将导电线510置于线夹持单元503中之后，可以将导电线510沿着键合路径547键合到第一半导体基板520a和第二半导体基板520b。在某个实施例中，键合可以包括执行激光焊接工艺、热压工艺、超声波键合工艺以及其他键合工艺。在某个实施例中，线引导件532可以阻止导电线210在键合期间的侧向移动549。在某个示例中，线引导件532可以阻止导电线510在键合工艺期间移动和/或阻止导电线510在键合工艺期间的不对准。如图5A所示，在某个示例中，侧向移动549可以垂直于键合路径547。
在某个实施例中，可以使用键合单元534来将导电线520键合到第一半导体基板520a和第二半导体基板520b的掺杂区。在某个示例中，在某个实施例中，线引导件532可以使导电线510实质上平行于第一半导体基板520a和第二半导体基板520b的掺杂区对准544，以形成半导体基板520和导电线510的配对，例如，参考图3、图4A和图4B。在某个实施例中，掺杂区可为(例如，第一掺杂区、第二掺杂区等)。在某个实施例中，掺杂区(例如，第一掺杂区、第二掺杂区等)可为P型掺杂区或N型掺杂区。在某个实施例中，如图所示，可以使用图5A和图5B的方法来形成太阳能电池串505。在某个实施例中，图5A的框501相反可以代表另一线引导件，例如第二线引导件501，其中导电线510可以使用第二线引导件501对准线引导件532，例如第一线引导件。在一些实施例中，线引导件532的部件可包括不锈钢或石墨。
图6示出了根据一些实施例的由图1-5的方法制造的太阳能电池串605。在某个实施例中，太阳能电池串605可包括第一半导体基板620a和第二半导体基板620b。在一个实施例中，可以将导电线610键合到第一半导体基板620a和第二半导体基板620b的掺杂区。在一个实施例中，导电线610可以将第一半导体基板620a电连接(例如，串接)到第二半导体基板，如620b所示。在某个实施例中，第一半导体基板620a和第二半导体基板620b可以为太阳能电池。
图7A和图7B示出了根据一些实施例的由图1-5的方法制造的示例性半导体基板。在某个实施例中，半导体基板为太阳能电池720a,720b。在某个实施例中，太阳能电池720a,720b可具有硅基板725。在一些实施例中，可对硅基板进行清洗、抛光、平整化和/或薄化或以其他方式加工。在某个实施例中，半导体基板725可为单晶硅基板或多晶硅基板。在某个实施例中，硅基板可为N型硅基板或P型硅基板。在某个示例中，半导体基板可为单晶硅基板，诸如块体单晶N型掺杂硅基板。在某个实施例中，太阳能电池720a,720b可具有正面702和背面704，其中正面702与背面704相对。在一个实施例中，正面702可称为光接收表面702，并且背面704可称为背表面704。在某个实施例中，太阳能电池720a,720b可包括第一掺杂区721和第二掺杂区722。在某个实施例中，第一掺杂区可为P型掺杂区(例如，掺杂硼)，而第二掺杂区可为N型掺杂区(例如，掺杂磷)。在某个实施例中，太阳能电池720a,720b可在太阳能电池的正面702上包括抗反射涂层(ARC)728。在一些实施例中，太阳能电池720a,720b可在太阳能电池的背面704上包括背面抗反射涂层(BARC)726。
参考图7A，示出了根据一些实施例的由图1-5的方法制造的示例性背面接触太阳能电池。背面接触太阳能电池720a可以包括设置在太阳能电池720a的背面704上的第一掺杂区721和第二掺杂区722。在某个实施例中，可以将导电线711,712键合到背面704上的第一掺杂区721和第二掺杂区722。
参考图7B，示出了根据一些实施例的由图1-5的方法制造的示例性正面接触太阳能电池。正面接触太阳能电池720b可包括设置在太阳能电池720b的背面704上的第一掺杂区721。在某个示例中，可以将第二掺杂区722设置在太阳能电池720b的正面702上。尽管示出了第二掺杂区722的一个示例，但可以使用第二掺杂区722中的一个或多个。在某个实施例中，可以将导电线711,712键合到太阳能电池720b的正面和背面704上的第一掺杂区721和第二掺杂区722。
参考图7A和图7B，在一个实施例中，本文所述的方法可以应用于正面接触太阳能电池(例如，720b，图7B)和/或背面接触天阳能电池(例如，720a，图7A)。在某个示例中，可以将导电线710对准并键合到太阳能电池720a的正面702和背面704两者上的掺杂区721,722，如图7B所示。在一个示例中，可以将导电线710键合到另一太阳能电池720b的单面(例如，背面704)，如图7A所示。
图8A、图8B和图8C示出了根据一些实施例的用于将太阳能电池电耦合的示例性系统800。在某个实施例中，图1-5中所描述的方法可以与图8A、图8B和图8C的系统一起使用。如图所示，图8A、图8B和图8C的用于将太阳能电池电耦合的系统800具有与图5A和图5B的系统500的元件类似的附图标记，其中在所有附图中，类似的附图标记表示类似的元件。在某个实施例中，图8A、图8B和图8C的系统800的结构实质上类似于图5A和图5B的系统500的结构，不同之处如下所述。除非下文另外指明，否则用来指图8A、图8B和图8C中的部件的数字标记类似于用来指以上图5A和图5B中的部件或特征的数字标记，不同的是标号增加了300。因此，图5A和图5B的对应部分的描述同样适用于图8A、图8B和图8C的描述，不同之处如下所述。
参考图8A，示出了根据一些实施例的用于将太阳能电池电耦合的系统800的剖视图。在某个实施例中，用于将太阳能电池电耦合的系统800可包括辊834和第一线引导件832。在一个实施例中，可以将导电线810置于线引导件832中，其中线引导件832将导电线810对准半导体基板820的掺杂区。在某个示例中，半导体基板820为太阳能电池。在某个实施例中，掺杂区为P型掺杂区或N型掺杂区。在一个实施例中，线引导件832允许导电线810置于半导体基板820上方。在一个实施例中，线引导件832可以使导电线810实质上平行于半导体基板820的掺杂区对准，以形成半导体基板820和导电线810的配对(例如，参考图3和图4)。在某个实施例中，辊834可以将导电线810键合到半导体基板820的掺杂区。在某个实施例中，线引导件832可以阻止导电线810在与辊834的接触中发生侧向移动(例如，参见图2的249)。在某个实施例中，线引导件832可以使导电线810实质上平行于半导体基板820的掺杂区对准，以形成半导体基板820和导电线810的配对。在某个实施例中，可以使用线夹持单元803来接纳导电线810。在某个实施例中，线夹持单元803可以阻止导电线810在辊的凹槽处的移动和/或不对准(例如，在开始键合过程之前)。在一个实施例中，加热辊834。在某个实施例中，可以加热辊834。在某个实施例中，可以将辊834加热到范围为约300℃至550℃的温度。在某个实施例中，可以使用键合温度范围为约100℃至600℃的键合工艺。在一些实施例中，可在室温(例如，约20℃或更高)下执行超声波键合工艺。在某个示例中，可以将辊834加热到范围为约300℃至550℃的温度，以将导电线810键合到半导体基板820的掺杂区821。在某个实施例中，辊834可以向半导体基板820施加机械力以将导电线810键合到半导体基板820。
参考图8B，示出了根据一些实施例的图8A的用于将太阳能电池电耦合的系统800的平面图。在某个实施例中，如图所示，辊834可包括多个凹槽。在一个实施例中，线引导件832的第一部分860可包括多个凹槽。在某个实施例中，第一部分860的多个凹槽865可以接纳导电线810。在某个实施例中，线引导件803可以包括多个凹槽807。在某个实施例中，线夹持单元803的多个凹槽807可以接纳导电线810。
参考图8C，示出了根据一些实施例的图8A的用于将太阳能电池电耦合的系统800的下侧的平面图。在某个实施例中，如图所示，辊834可具有多个凹槽以接纳导电线810。在某个实施例中，线引导件832的第二部分862可以引导导电线810并且可以阻止导电线810在键合工艺期间移动和/或阻止导电线810在键合工艺期间的不对准。在某个实施例中，线引导件832的第一部分862的多个凹槽865可以将导电线810对准辊810。在一个实施例中，线引导件832的第一部分862的多个凹槽865、辊834的多个凹槽和线夹持单元803的多个凹槽807可以阻止导电线810在键合工艺期间的不对准和/或使导电线实质上平行于半导体基板820的掺杂区对准以形成半导体基板820和导电线810的配对。
图9A、图9B和图9C示出了根据一些实施例的用于将太阳能电池电耦合的另一示例性系统900。在某个实施例中，图1-5中所描述的方法可以与图9A、图9B和图9C的系统一起使用。如图所示，图9A、图9B和图9C的用于将太阳能电池电耦合的系统900具有与图8A、图8B和图8C的系统800的元件类似的附图标记，其中在所有附图中，类似的附图标记表示类似的元件。在某个实施例中，图9A、图9B和图9C的系统900的结构实质上类似于图8A、图8B和图8C的系统800的结构，不同之处如下所述。除非下文另外指明，否则用来指图9A、图9B和图9C中的部件的数字标记类似于用来指以上图8A、图8B和图8C中的部件或特征的数字标记，不同的是标号增加了100。因此，图8A、图8B和图8C的对应部分的描述同样适用于图9A、图9B和图9C的描述，不同之处如下所述。
参考图9A，示出了根据一些实施例的用于将太阳能电池电耦合的另一系统900的剖视图。在某个实施例中，用于将太阳能电池电耦合的系统900可包括辊934和第一线引导件932。在一个实施例中，可以将导电线910置于线引导件932中，其中线引导件932将导电线910对准半导体基板920的掺杂区。在某个示例中，半导体基板920为太阳能电池。在某个实施例中，掺杂区为P型掺杂区或N型掺杂区。在一个实施例中，线引导件932允许导电线910置于半导体基板920上方。在一个实施例中，线引导件932可以使导电线910实质上平行于半导体基板920的掺杂区对准，以形成半导体基板920和导电线910的配对(例如，参考图3和图4)。在某个实施例中，辊934可以将导电线910键合到半导体基板920的掺杂区。在某个实施例中，线引导件832可以阻止导电线910在与辊934的接触中发生侧向移动(例如，参见图2的249)。在某个实施例中，线引导件932可以使导电线910实质上平行于半导体基板920的掺杂区对准，以形成半导体基板920和导电线910的配对。在一个实施例中，加热辊934。在某个实施例中，可以加热辊934。在某个实施例中，可以将辊934加热到范围为约300℃至550℃的温度。在某个实施例中，可以使用键合温度范围为约100℃至600℃的键合工艺。在一些实施例中，可在室温(例如，约20℃或更高)下执行超声波键合工艺。在某个示例中，可以将辊934加热到范围为约300℃至550℃的温度，以将导电线910键合到半导体基板920的掺杂区921。在某个实施例中，辊934可以向半导体基板920施加机械力以将导电线910键合到半导体基板920。在某个实施例中，夹具964可以将辊934耦接到线引导件932。在某个实施例中，线引导件932可包括第一部分962和第二部分960。
参考图9B，示出了根据一些实施例的图9A的用于将太阳能电池电耦合的系统900的平面图。在一个实施例中，线引导件932的第一部分962为盖板。在某个示例中，可以将盖板962置于线引导件932的第二部分960上方。在某个实施例中，可以将夹具964耦接到第二部分960中的线引导件932。
参考图9C，示出了图9A的线引导件932的第一部分和第二部分的平面图。在某个实施例中，如图所示，第一部分962为盖板。在某个实施例中，盖板962可覆盖第二部分960。在某个实施例中，盖板可以阻止导电线910在键合工艺期间移动和/或阻止导电线910在键合工艺期间的不对准。在某个实施例中，图9A的线引导件932的第二部分960可包括多个槽965以接纳导电线910。在某个实施例中，盖板962可以约束导电线910以保持位于相应导电线910的槽(例如，多个槽)中。在某个实施例中，盖板962可以阻止导电线910移动到相邻的槽965。在一些实施例中，如本文所用，槽和/或多个槽可以称为凹槽和/或多个凹槽。在某个实施例中，多个槽965可以阻止导电线810在键合工艺期间的不对准和/或使导电线实质上平行于半导体基板920的掺杂区域对准，以形成半导体基板920和导电线910的配对。在某个实施例中，多个槽965阻止导电线在键合期间的侧向移动。
本发明描述了制造太阳能电池的方法，以及用于将太阳能电池电耦合的系统。在某个示例中，用于制造太阳能的方法可以包括将导电线置于线引导件中，其中所述布置将导电线置于具有第一掺杂区和第二掺杂区的第一半导体基板上方。该方法可以包括：将导电线对准第一掺杂区和第二掺杂区上方，其中线引导件使导电线基本平行于第一掺杂区和第二掺杂区对准；以及将导电线键合到第一掺杂区和第二掺杂区，其中线引导件阻止导电线在键合期间的侧向移动。
一种用于制造太阳能的方法可以包括将导电线置于线引导件中，其中所述布置将导电线置于具有第一掺杂区和第二掺杂区的第一半导体基板上方。该方法可以包括：将导电线对准第一掺杂区和第二掺杂区上方，其中线引导件使导电线实质上平行于第一掺杂区和第二掺杂区对准以形成半导体基板和导电线的配对；以及通过向第一半导体基板和导电线的配对施加机械力来将导电线键合到第一掺杂区和第二掺杂区，其中经由辊施加机械力，并且其中线引导件阻止导电线在键合期间的侧向移动。
另一种用于制造太阳能的方法可以包括将导电线置于线引导件中，其中所述布置将导电线置于具有第一掺杂区和第二掺杂区的第一半导体基板上方。该方法可以包括：将导电线对准第一掺杂区和第二掺杂区上方，其中线引导件使导电线实质上平行于第一掺杂区和第二掺杂区对准以形成半导体基板和导电线的配对；以及通过向第一半导体基板和导电线的配对施加机械力来将导电线键合到第一掺杂区和第二掺杂区，其中经由辊施加机械力，并且其中线引导件阻止导电线在键合期间的侧向移动。
一种用于将太阳能电池电耦合的系统可包括：线引导件，用于使导电线实质上平行于第一半导体基板的第一掺杂区和第二掺杂区对准；以及键合单元，用于将导电线键合到第一掺杂区和第二掺杂区，其中线引导件阻止导电线在与锟的接触中发生侧向移动。
另一种用于将太阳能电池电耦合的系统可包括：线引导件，用于使导电线实质上平行于第一半导体基板的第一掺杂区和第二掺杂区对准；以及辊，用于将导电线键合到第一掺杂区和第二掺杂区，其中线引导件阻止导电线在与锟的接触中发生侧向移动。
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 (20)

1.一种用于将太阳能电池电耦合的系统，所述系统包括：
线引导件，所述线引导件用于使导电线实质上平行于半导体基板的至少一个掺杂区对准；以及
所述线引导件的键合头，所述键合头用于将所述导电线键合至所述半导体基板的所述至少一个掺杂区，其中所述线引导件阻止所述导电线在与所述键合头的接触中发生侧向移动。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述线引导件以至多90度的角度对准半导体基板的所述至少一个掺杂区。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述线引导件包括多个凹槽以使导电线实质上平行于所述半导体基板的所述至少一个掺杂区对准。
4.根据权利要求3所述的系统，进一步包括设置在所述线引导件上方的盖板，其中所述盖板阻止所述导电线在所述多个凹槽中的移动。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述键合头配置为施加机械力以将所述导电线键合至所述半导体基板的所述至少一个掺杂区。
6.根据权利要求1所述的系统，进一步包括另一个线引导件以将所述导电线对准所述线引导件。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述线引导件包括多个槽。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述线引导件包含不锈钢或石墨。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述线引导件包括多个管。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述多个管包括具有半管延伸部的多个管。
11.一种用于将太阳能电池电耦合的系统，所述系统包括：
线引导件，所述线引导件用于使导电线实质上平行于半导体基板的至少一个掺杂区对准；以及
辊，所述辊耦接至所述线引导件的键合头，其中所述辊配置为将所述导电线键合至所述半导体基板的所述至少一个掺杂区，并且其中所述线引导件阻止所述导电线在与耦接至所述键合头的所述辊的接触中发生侧向移动。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述线引导件以至多90度的角度对准半导体基板的所述至少一个掺杂区。
13.根据权利要求11所述的系统，其中所述线引导件包括多个凹槽以使导电线实质上平行于所述半导体基板的所述至少一个掺杂区对准。
14.根据权利要求13所述的系统，进一步包括设置在所述线引导件上方的盖板，其中所述盖板阻止所述导电线在所述多个凹槽中的移动。
15.根据权利要求11所述的系统，其中所述辊为加热辊。
16.根据权利要求11所述的系统，进一步包括另一个线引导件以将所述导电线对准所述线引导件。
17.根据权利要求11所述的系统，其中所述线引导件包括多个槽。
18.根据权利要求11所述的系统，其中所述线引导件包含不锈钢或石墨。
19.根据权利要求11所述的系统，其中所述线引导件包括多个管。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述多个管包括具有半管延伸部的多个管。
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