CN117203778A - 使电导管变黑的方法 - Google Patents

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V·穆拉利
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C·奇萨玛特
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Abstract

一种方法包括提供芯模，所述芯模具有电铸于所述芯模中的电导管。使所述电导管的第二侧在位于所述芯模中时变黑以在所述电导管上形成黑色层。将所述芯模在平整夹具中对齐，使得所述芯模是基本上平整的。所述芯模在整个所述方法中保持平整并且与所述平整夹具具有固定关系。控制激光的射束朝向所述黑色层。所述射束具有激光参数，所述激光参数包括功率输出、频率和标记速度，并且通过设置所述功率输出和所述标记速度然后确定所述频率来选择。所述射束去除所述黑色层的多个部分。所述多个部分中的每个已去除部分具有等于黑色层厚度的厚度和9mm2到18mm2的部分面积。

Description

使电导管变黑的方法
相关申请
本申请要求在2021年2月22日提出申请并且标题为“使电导管变黑的方法”的美国非临时专利申请第17/249,143号的优先权；所述美国非临时专利申请的内容全部特此以引用的方式并入。
发明背景
太阳能电池是将光子转换成电能的装置。由电池产生的电能经由耦合到半导体材料的电接触件收集，并且经由与模块中的其他光伏电池的互连件来选择路线。太阳能电池的“标准电池”模型具有半导体材料，所述半导体材料用于吸收进入的太阳能并将其转换成电能，放置在抗反射涂布(ARC)层下方和金属背片上方。电接触件通常被制成到具有透火膏的半导体表面，所述透火膏是经过加热以使得膏扩散穿过ARC层并接触电池的表面的金属膏。膏通常被图案化成一组指状物和汇流条，然后将利用条带将所述组的指状物和汇流条焊接到其他电池以形成模块。另一类型的太阳能电池具有半导体材料，所述半导体材料夹置于透明导电氧化物层(TCO)之间，然后用最后导电膏层涂布透明导电氧化物层，最后导电膏层也被配置成指状物/汇流条图案。
数个太阳能电池可连接在一起以形成太阳能电池电路。太阳能电池的这种链接可重复以串联连接数个太阳能电池以增大太阳能电池电路的输出电压。模块的向光侧的电接触件和互连件通常是金属材料，所述金属材料与其所附接到的太阳能电池相比可以是有光泽的、反光的并且具有高颜色对比度，因此是人眼可见的。电接触件和互连件通常由银组成，银很昂贵并且其外观仅限于银色或浅灰色。因此，模块可能不美观并且减损特定应用，从而限制在屋顶(例如，太阳能屋顶板)上、在汽车、货车或户外结构上的太阳能电池的可能外观。在一些应用中，太阳能模块的存在需要不可侦测，例如在军事行动中。举例来说，可收集太阳能并将其用于发电机、蓄电池组或穿戴式技术，但是模块需要隐匿且对敌人不可见以不泄漏用户的位置。
发明内容
公开了一种使光伏电池的金属电导管变黑的方法。所述方法包括提供芯模，所述芯模具有电铸于所述芯模中的电导管。所述电导管具有条带，所述条带在所述芯模的外表面层上形成为预成形图案。所述条带具有与所述芯模的所述外表面层相邻的第一侧和与所述第一侧相对的第二侧。使所述电导管的所述第二侧在处于所述芯模中时变黑以在所述电导管上形成黑色层。所述黑色层具有黑色层厚度。将所述芯模在平整夹具中对齐，使得所述芯模是基本上平整的。所述芯模在整个所述方法中保持平整并且与所述平整夹具具有固定关系。控制激光的射束朝向所述黑色层。所述射束由包括功率输出、频率和标记速度的激光参数表征。通过设置所述功率输出和所述标记速度然后确定所述频率来选择所述激光参数，使得所述射束去除所述黑色层的多个部分。所述激光的所述射束去除所述电导管的所述条带上的所述黑色层的多个部分。所述多个部分中的每个已去除部分具有等于所述黑色层厚度的厚度和9mm2到18mm2的部分面积。所述激光参数包括在10瓦特到25瓦特的范围中的所述功率输出、在100毫米/秒到2000毫米/秒的范围中的所述标记速度和在100赫兹到10,000赫兹的范围中的所述频率。
公开了一种使光伏电池的电铸电导管变黑的方法。所述方法包括使所述电铸电导管的第二侧在处于芯模中时变黑以在所述电导管上形成黑色层。所述电导管具有条带，所述条带在所述芯模的外表面层上形成为预成形图案。所述条带具有与所述芯模的所述外表面层相邻的第一侧和与所述第一侧相对的第二侧。所述黑色层具有黑色层厚度。控制激光的射束朝向所述芯模中的所述电导管的所述黑色层。将所述芯模在平整夹具中对齐，使得所述芯模是基本上平整的。所述芯模在整个所述方法中保持平整并且与所述平整夹具具有固定关系。所述射束由包括功率输出、频率和标记速度的激光参数表征。通过设置所述功率输出和所述标记速度然后确定所述频率来选择所述激光参数，使得所述射束去除所述黑色层的多个部分。所述激光的所述射束去除所述电导管的所述条带上的所述黑色层的多个部分。所述多个部分中的每个已去除部分具有等于所述黑色层厚度的厚度和9mm2到18mm2的部分面积。
附图说明
本文描述的本发明的各方面和实施方案中的每一个可单独使用或彼此组合。现在将参考附图来描述所述方面和实施方案。
根据一些实施方案，图1描绘了电铸芯模的一部分的透视图。
根据一些实施方案，图2A到图2C描绘了生产独立电铸金属制品时的阶段的横截面图。
根据一些实施方案，图3示出了金属制品的俯视图。
根据一些实施方案，图4A到图4C是电池到电池互连件的特写图。
根据一些实施方案，图5图解说明从一个光伏电池的前侧延伸且耦合到相邻光伏电池的背侧的电池到电池互连件的俯视图。
根据一些实施方案，图6是使光伏电池的金属电导管变黑的方法的流程图。
根据一些实施方案，图7A是电铸金属制品的俯视图。
根据一些实施方案，图7B是变黑的电铸金属制品的俯视图。
根据一些实施方案，图8是用于去除变黑区域的各部分的设备的透视图。
图9A示出了在变黑金属制品的俯视图上的刻写场内的消融区段。
根据一些实施方案，图9B示出了处于平整夹具上的芯模的前表面的一部分。
根据一些实施方案，图9C描绘了处于平整夹具上的芯模的背表面的一部分。
根据一些实施方案，图10A示出了变黑的金属制品的俯视图上的刻写场。
根据一些实施方案，图10B示出了处于平整夹具上的芯模的前表面的一部分。
根据一些实施方案，图10C描绘了处于平整夹具上的芯模的背表面的一部分。
根据一些实施方案，图11A到图11D示出了金属条带上的黑色层的多个已去除部分。
根据一些实施方案，图12是激光参数的设置的表。
根据一些实施方案，图13和图14是使光伏电池的金属电导管变黑的方法的流程图。
具体实施方式
太阳能电池的金属化照惯例是用电池表面上的网印银膏和电池到电池互连件来达成，电池到电池互连件利用涂布有焊料的条带。本公开的金属制品被制造于电铸芯模中，并且在电铸过程中形成，所述电铸过程生成为太阳能电池或其他半导体装置定制的图案化金属层。举例来说，包括电导管(例如电池到电池互连件)的金属制品可镀覆或涂布有变黑材料以形成黑色层。在一些实施方案中，变黑包括在室温下在电铸电导管上沉积锡-镍合金，锡-镍合金黏附到电铸材料并且不再需要晶种层且不使用腐蚀化学品。
金属制品具有黑色层或“变黑”表面，所述黑色层或“变黑”表面极大地改良太阳能模块的美学外观，而不会对产品的效率造成负面影响。术语“变黑”在本公开中应当用于描述将黑色层添加到金属制品，变黑将通常意指与上面安装有金属制品的太阳能电池类似的暗色或黑色。然而，本发明实施方案也可用于在金属制品上形成其他颜色。
一旦电导管的外表面已变黑，则可执行变黑材料的一部分的去除过程以例如暴露出原始的下方电铸材料以用作电接触件并且用于机械接合到另一个太阳能电池。在一些实施方案中，电导管的外表面上的黑色层的去除可通过消融电导管的外表面的特定区域的激光消融来进行。在一些实施方案中，去除过程可使用基于掩模的过程以经由蚀刻过程选择性地去除黑色层的一部分。
激光消融是使用高度聚焦的射束通过将材料辐射到其蒸发点而从表面去除材料的过程。通过设置激光参数来控制激光射束，以使得射束的短脉冲如此快速地去除材料，以致于周围材料吸收非常少的热，如此防止基底材料的热畸变。去除的材料量取决于激光参数的设置。举例来说，射束的聚焦度越高，激光在消融期间越高效。不聚焦的射束无法生成消融所需的高能量。通常，激光参数和刻写场依据应用来决定，原因在于大的刻写场与激光射束光斑大小、聚焦度和均匀性控制之间存在折中。因此，必须将激光参数优化，使得聚焦激光射束，并且光斑大小足够小以在能够覆盖足够的消融区域的同时消融材料。消融大区域的时间量与消融非常小区域的时间量相比可以是漫长的，因此当消融大区域时对工件造成热损坏的风险较大。
在本公开中，变黑的电铸金属制品在处于芯模中时被消融。在整个方法中，使用平整夹具使芯模保持完全平整并且与平整夹具具有固定关系。这样能够更好地聚焦射束，因此以正确深度执行消融。通过设置功率输出和标记速度然后确定频率来选择激光参数的独特组合，使得射束去除黑色层的多个部分。在一些实施方案中，所述设置仅能够去除在变黑期间沉积的黑色层厚度。来自射束的热快速地分散，使得未达到电铸材料的临界温度。在变黑时具有薄的均匀施加的黑色层能够基于独特的激光参数(例如功率输出、频率和标记速度)以正确深度进行消融，而不会导致下方材料的热畸变。
在一些实施方案中，平整夹具和激光参数的独特组合将刻写场优化。刻写场是在单次运行中在不移动工件的情况下激光射束可消融的最大视野。消融区段是发生实际消融的区域且位于刻写场内。在单次运行中在不移动工件的情况下消融所需区域或一个以上区域提高了方法的效率。
在作为美国专利第8,916,038号发布并以引用方式并入本文中的Babayan等人的美国专利申请第13/798,123号中，半导体(例如光伏电池)的电导管被制作成电铸独立金属制品。金属制品与太阳能电池分开生产并且可包括可作为一体件稳定地转移并且容易对齐于半导体装置的多个元件，例如指状物和汇流条。金属制品的元件在电铸过程中彼此一体地形成。金属制品制造于电铸芯模中，所述金属制品生成为太阳能电池或其他半导体装置定制的图案化金属层。金属制品可取代为电池金属化、电池到电池互连和模块制作而进行的传统汇流条金属化和条带串接。将光伏电池的金属化层生产为可在处理步骤之间稳定地转移的独立部件的能力提供材料成本和制造上的各种优点。
图1描绘了根据美国专利第8,916,038号的一些实施方案的电铸芯模100的一部分的透视图。芯模100可由导电材料(例如不锈钢、铜、阳极化铝、钛或钼、镍、镍-铁合金(例如因钢)、铜或这些金属的任何组合)制成，并且可被设计成具有足以允许高镀覆电流和实现高通量的面积。芯模100具有外表面105，外表面105具有包括图案元素110和112的预成形图案并且可针对将被生产的电导管元件的所需形状进行定制。在这个实施方案中，图案元素110和112是具有矩形横截面的凹槽或沟渠，但是在其他实施方案中，图案元素110和112可具有其他横截面形状。图案元素110和112被描绘为形成网格型图案的交叉节段，其中在这个实施方案中数组平行线彼此垂直地相交。
图案元素110具有高度‘H’和宽度‘W’，其中高度对宽度比定义高宽比。通过使用芯模100中的图案元素110和112形成金属制品，电铸金属零件可针对光伏应用进行定制。举例来说，高宽比可视需要介于约0.01与约10之间，以满足太阳能电池的阴影约束。
图案元素的高宽比以及横截面形状和纵向布局可进行设计以满足所需规格，例如电流容量、串联电阻、阴影损失和电池布局。可使用任何电铸过程。举例来说，金属制品可通过电铸过程形成。特别地，因为电铸通常是等向性过程，所以利用图案芯模来约束电铸以定制零件的形状是将效率最大化的显著改良。此外，尽管某些横截面形状在被放置在半导体表面上时可能并不稳定，但是可经由使用芯模生产的定制图案允许例如互联线的特征为这些导管提供稳定性。在一些实施方案中，例如，预成形图案可被配置成具有交叉线的连续网格。这种配置不仅为形成网格的多个电铸元件提供机械稳定性，而且由于电流在更多导管上扩散而实现低串联电阻。网格型结构也可提高电池的稳健性。举例来说，如果网格的某一部分断开或无功能，则电流可由于网格图案的存在而在断开的区域周围流动。
根据一些实施方案，图2A到图2C是在使用芯模生产金属层件时的阶段的简化横截面图，如美国专利第8,916,038号中所公开。在图2A中，提供具有图案元素110和115的芯模102。芯模102经受电铸过程，其中电铸元件150、152和154形成于图案元素110和115内，如图2B所示。电铸元件150、152和154可仅为例如铜，或为铜合金。在其他实施方案中，可首先将镍层镀覆到芯模102上，接着镀覆铜，使得镍提供阻障来抵挡对已完成半导体装置的铜污染。可视情况将额外镍层镀覆在电铸元件的顶部之上以包封铜，如图2B中的电铸元件150上的镍层160所描绘。在其他实施方案中，可视需要使用各种金属在图案元素110和115内镀覆多个层，以达成将生产的金属制品的必要性质。
在图2C中，电铸元件150、152和154作为独立金属制品180而从芯模102去除。注意，图2A到图2C说明三种不同类型的电铸元件150、152和154。在各种实施方案中，芯模102内的电铸元件可全部是相同类型，或可具有电铸图案的不同组合。金属制品180可包括交叉元件190，例如将由图1的相交部件图案元素112形成。交叉元件190可辅助将金属制品180制成为一体的独立件，使得可在保持个别电铸元件150、152和154彼此对齐的同时容易将金属制品180转移到其他处理步骤。在从图2C中的芯模102去除金属制品180之后，芯模102可再次用于生产额外零件。
尽管一些实施方案应当关于电铸进行描述，但是本发明金属制品可替代地通过其他方法(例如，例如通过使用激光或喷水来蚀刻、冲压、电线装配或机械加工)来形成。
根据适用于光伏电池的各种特征的一些实施方案，图3示出了本公开的金属制品400的俯视图。半导体基板402以短划线示出以说明金属制品在光伏电池上的放置，其中金属制品400在此被配置成网格以用于电池的前侧。然而，本文描述的特征可适用于光伏电池的背侧的电导管。在本公开中，在形成半导体装置或光伏电池时提及的半导体材料可包括非晶硅、晶体硅或适合用于光伏电池中的任何其他半导体材料。金属制品也可应用于除光伏电池之外的其他类型的半导体装置。半导体基板402在图3中示出为具有修圆拐角的单晶电池，也被称为伪正方形形状。在其他实施方案中，半导体基板可为具有完全正方形形状的多晶体。
金属制品400包括具有多个电铸元件的第一区456，所述多个电铸元件被配置成用作光伏电池的光入射表面的电导管。电池到电池互连件440可与第一区456成为一体。在图3的这个实施方案中，例如通过焊接，将金属制品400的第一区456中的网格线410(在图3中在水平方向上)和节段420(在图3中在竖直方向上)电耦合到半导体基板402，以收集电流并将电流递送到互连元件或电池到电池互连件440。网格线410可垂直于第一区456的边缘。电池到电池互连件440是电导管并且实现太阳能模块的电池到电池连接以形成太阳能阵列。与所有电导管皆使用银的电池相比，利用例如铜的金属来制造金属制品400降低成本，并且也可由于导电性得到改良而使电池效率提高。
在图3的实施方案中，网格线410具有波纹型图案，如在标记为D的圆圈中所突出展示。此外，节段420具有波纹型图案。在电池到电池互连件440附近，可存在额外水平区段430。额外水平区段430提供额外载流能力。在其他实施方案中，网格线410和节段420可为线性的或为波纹型图案与线性的组合。电池到电池互连件440在金属制品400的边缘附近并且可与第一区456成为一体。电池到电池互连件440被配置成延伸超出第一区456的光入射表面并且将金属制品400直接耦合到相邻光伏电池。
根据一些实施方案，图4A和图4B是电池到电池互连件的特写图。在一些实施方案中，金属条带470的长度471为至少34毫米，金属条带470的宽度472为至少4毫米，并且金属条带470的厚度(未示出)为30微米到100微米。电池到电池互连件440包括多个电铸附属物460。每个附属物460具有耦合到第一区456的边缘464的第一端462和与第一端462相对并且远离边缘464的第二端466。即，第二端466耦合到电池到电池互连件440的金属条带470。附属物460彼此间隔开。通过使相邻附属物460间隔开(即，不结合在一起)，由于每个附属物的独立挠曲和热可膨胀性，应力释放得到改良。在一些实施方案中，每个附属物460横越第一区456的边缘464与金属条带470之间的非垂直路径。附属物460的图案形成由电池到电池互连件440的原平面内的弯曲表面组成的沙漏或保龄球瓶形状的外形，其中几乎不存在甚至完全不存在尖锐或笔直的边缘或角度。举例来说，附属物可彼此嵌套。
图4C示出了可用于提高金属制品的耐用性和可制造性的另一特征，其中电池到电池互连件440具有一个或多个链构件(link)474。每个链构件474具有耦合到第一区456的边缘464的第一链构件端和与第一链构件端相对并且远离第一区456的边缘464的第二链构件端。第二链构件端耦合到电池到电池互连件440的金属条带470。链构件474是线性的并且垂直于第一区456的边缘。在一些实施方案中，每个链构件474具有颈部476，颈部476是渐缩的并且宽度比链构件474的宽度窄，以提供链构件474的指定断开点。在一些实施方案中，电池到电池互连件440可具有一个或多个纵横杆478，所述纵横杆延伸跨越附属物460并将一个附属物460连接到相邻附属物460。
也被称为电导管的电池到电池互连件440被配置成延伸超出光入射表面并且将金属制品400直接耦合到相邻光伏电池。根据一些实施方案，图5图解说明从一个光伏电池的前侧延伸并耦合到相邻光伏电池的背侧的电池到电池互连件440的俯视图。举例来说，在一些实施方案中，金属制品400的金属条带470与电池到电池互连件440成为一体并且耦合到所述多个电铸附属物460的第二端466。金属条带470被配置成耦合到相邻光伏电池的背侧。电池到电池互连件440的金属条带470用作相邻电池的背部的焊料垫，而附属物460用作太阳能电池之间的电导管。如图3所示，电池到电池互连件440的宽度432可为至少4mm，例如4到7mm、5到10mm或6到8mm。
电池到电池互连件440的长度可近似于光伏电池的边缘长度(例如多晶电池的整个边缘)或单晶电池的拐角之间的长度。在另一个实施方案中，电池到电池互连件440可横跨光伏电池的第一区456的边缘的至少四分之一。在另外的实施方案中，电池到电池互连件440可横跨光伏电池的近似边缘长度的非连续部分。在另外的实施方案中，电池到电池互连件440可横跨光伏电池的边缘整个长度或光伏电池的部分边缘长度的非连续部分或连续部分。金属条带470横跨光伏电池的整个长度。在另一个实施方案中，金属条带470可横跨电池到电池互连件440的长度。
电池到电池互连件440可具有可不同于金属制品400的其余部分的高度，即厚度。电池到电池互连件440的厚度可包括与所述多个电铸元件的高度不同的高度。在一些实施方案中，例如，电池到电池互连件440可具有30微米到100微米的厚度，而网格线410可具有70微米到200微米(例如100微米到150微米)的厚度或高度。因为电池到电池互连件440提供模块中的电池之间的机械连接以及电连接，所以高度可被定制成特定厚度以满足规定的挠曲测试要求。
一旦金属制品400形成于电铸芯模100上，所述多个电铸元件被互连，使得金属制品400在与芯模100分离时形成一体的独立件。在将金属制品400与芯模100分离之前，在金属制品400处于芯模100上时，为了美观考虑或额外功能，可期望在金属制品400上形成黑色层。举例来说，在金属制品400处于芯模100上时，可使金属制品400的所述多个电铸元件的一侧变黑。在变黑之后，可必须去除黑色层的一部分以暴露出下方的电铸材料，以提供电接触并且用于机械接合到相邻光伏电池的背侧。
根据一些实施方案，图6是使光伏电池的金属电导管变黑的方法600的流程图。在步骤602处，提供芯模100，芯模100具有电铸于所述芯模中的电导管。电铸电导管可为金属制品400的零件。电铸电导管也被称为金属制品400的电池到电池互连件440。电池到电池互连件440具有金属条带470，金属条带470在芯模100的外表面层上形成为预成形图案。金属条带470具有与芯模100的外表面层相邻的第一侧和与所述第一侧相对的第二侧。在一些实施方案中，金属条带470具有至少34毫米的长度、至少4毫米的宽度和30微米到100微米的厚度。
在步骤604处，使电池到电池互连件440的第二侧(包括金属条带470)在处于芯模中时变黑以在电池到电池互连件440上形成黑色层。由于芯模包括金属制品400，因此金属制品400也变黑。这样在电池到电池互连件440的第二侧和金属制品400的第二侧上形成黑色层。电池到电池互连件440的第一侧和金属制品400的第一侧不变黑，原因在于第一侧与芯模100的外表面层相邻。变黑可通过镀覆(例如使用电解过程或无电镀过程)来进行。变黑可使用金属或合金，例如黑色镍、黑色铬、黑色锌、锡-镍合金或锡-钴合金。变黑的化学方案决定电导管上的颜色修整并且可加以调整以产生所需颜色。在一些实施方案中，由变黑所致的黑色层可被感知为黑色、藏青色、褐色、绿色/灰色或深灰色。
在一些实施方案中，包括电池到电池互连件440的电铸金属制品400包括铜。通常为了使铜表面变黑，先在铜层上镀覆晶种层(例如镍层)，再施加黑色镍以实现变黑效果。这样做是因为黑色镍不能良好地黏附到一些金属(例如铜层)，因此通过镀覆镍晶种层，可将黑色镍黏附到镍层而非铜层。具有镍晶种层也提高了黑色镍层的黑度的均匀性和颜色。其他黑色镍镀覆过程可需要在高温下进行镀覆和/或可使用高度腐蚀性化学品来导致变黑，这样可能损坏工件。本公开消除了这些问题，因为在一些实施方案中，变黑包括在黏附到电铸材料的电铸电导管上沉积锡-镍合金，从而消除了对晶种层的需要。另外，可在室温下施加锡-镍合金，而无需使用强酸或碱性溶液。此项技术中已知的黑色镍-镀覆过程通常需要可能损坏工件的高温镀覆和/或高度腐蚀性化学品。在本公开中，溶液的变黑化学品在镀覆过程期间必须不损坏金属制品400或芯模100。
在变黑期间形成的黑色层具有黑色层厚度。黑色层厚度在0.4微米到1.5微米之间。为了均匀地镀覆所需黑色层厚度，镀覆电流被调节到在0.5A/dm2到4A/dm2之间并且可在工件的不同区域中有所变化以达成均匀厚度。这是一个临界参数，因为电流太大或太小都会影响黑色层的均匀性、黑色层的表面颜色和/或表面平滑度。根据一些实施方案，图7A是电铸金属制品400的俯视图，并且根据一些实施方案，图7B是变黑的电铸金属制品400的俯视图。
在变黑之后，可必须去除金属制品400上(或更具体地，电导管的金属条带470上)的黑色层的一部分或多个部分，以提供电接触件和接合表面以供耦合到相邻光伏电池的背侧。通常，在金属制品400与相邻光伏电池之间使用焊料以将表面耦合在一起。焊料在黑色层上的润湿性可能不好，从而导致可焊性和黏合性不良。为了克服可焊性问题，溶液中的一种用以去除黑色层的部分以暴露出具有良好可焊性的下方金属，因此为耦合提供较好的电接触。可通过激光来执行去除，使得激光射束可选择性地去除金属制品400的金属条带470上的黑色层的一部分或多个部分。如本文所用，术语“去除”和“消融”用于意指去除或破坏黑色层。举例来说，激光射束辐射材料，例如黑色层，其中材料是通过吸收的激光能量来加热，然后蒸发或升华。因此，材料被去除或破坏。在另一个实例中，蚀刻剂导致化学反应并“带走”材料，因此材料被去除或破坏。
根据一些实施方案，图8是用于去除变黑区域的部分的设备的透视图。参考图6，在步骤606处，在设备801的平整夹具802中将具有金属制品400的芯模100对齐，使得芯模100是基本上平整的或处于二维位置中。芯模100在整个方法中保持平整并且与平整夹具802具有固定关系，所述方法有益地实现在比传统方法大的区域上执行激光消融。平整夹具802被配置成将芯模100定位于与从激光810发射的射束垂直的平面中的水平位置中。圆圈803表示工件上的射束。平整夹具802包括基底板804、侧支撑件806和横支撑件808。在实践中，芯模100定位于侧支撑件806和横支撑件808的顶表面上，因此芯模100是基本上平整的。侧支撑件806和横支撑件808可沿着长度具有边沿、凹槽或凹痕以辅助对齐。通过支撑芯模100，侧支撑件806和横支撑件808使芯模100能够为基本上平整的。横支撑件808防止芯模100的中心下凹或翘曲。芯模在+/-500微米内相对于平整夹具保持平整。
在一些实施方案中，芯模100包括已制造于芯模100中的一个或多个电铸金属制品400，并且单个芯模100安装在平整夹具802上。在其他实施方案中，两个或更多个芯模100可同时安装在平整夹具802上，使得两个或更多个芯模100由侧支撑件806和横支撑件808的顶表面支撑，因此两个或更多个芯模100是基本上平整的。在一些实施方案中，激光810位于基底板804、芯模100和金属制品400上方。屏蔽件811可部分地封围平整夹具802和激光810。在一些实施方案中，屏蔽件可具有960毫米×600毫米×700毫米的尺寸。
在整个方法中，多个托架(例如托架812a、812b、812c和812d)辅助对齐平整夹具802上的芯模100并且将芯模100固持在原位。这样使芯模100在整个方法中能够保持平整并且与平整夹具802具有固定关系。举例来说，芯模100被定位成接触一个或多个托架812a、812b、812c和812d。由于芯模100是基本上稳健的，因此芯模100在处于侧支撑件806和横支撑件808的顶表面上时通常是水平的和基本上平整的。托架812a到812d包括调整机构以在芯模100处于侧支撑件806和横支撑件808上时控制芯模100的角度，以调平芯模100。这可视需要手动地调整或通过机械工具调整，以达成芯模100的水平度。在一些情况下，平整夹具802的支腿814或基底板804可被垫起，因此芯模100是基本上平整的。使芯模100在整个方法中平整并且与平整夹具802具有固定关系有助于在消融期间使激光810的射束在比传统方法大的区域之上聚焦在工件上。射束的聚焦越好，激光在消融期间越高效。不聚焦的射束无法生成消融所需的高能量。
在步骤608处，控制激光810的射束朝向金属条带470和金属制品400上的黑色层。激光810的射束由激光参数表征。激光参数包括功率输出、频率和标记速度。通过设置标记速度和功率输出然后确定频率来选择激光参数，使得射束去除黑色层的多个部分。激光810的功率输出是吸收到工件中的能量的量。频率是每秒钟来自激光射束的光的脉冲数，例如以赫兹为单位。标记速度是激光810的射束的行进速度，所述行进速度描述了射束的移动。举例来说，快速标记速度导致工件短时间地暴露于激光810的射束，而低标记速度导致工件较长时间地暴露于激光810的射束。
激光参数是相关的，因为这些激光参数的组合决定热生成、传导、冷却、相互作用时间和材料去除。激光参数的设置对于在不损坏金属制品400、电池到电池互连件440、金属条带470或芯模100的情况下达成消融至关重要。激光810可为固态红外线镱激光。在一些实施方案中，其他激光可基于其性质、能力和性能来使用。不同类型的激光将需要其自己的方案/优化设置。举例来说，可使用微秒/奈秒/飞秒脉冲激光，但是每种类型将需要功率输出、标记速度和频率组合的不同设置。可首先选择激光810的功率输出，因为其对射束在工件中的穿透深度有影响。标记速度和频率的组合确定给定部分的激光810脉冲的射束的重复次数。单个区域中的更多脉冲重复使得工件中的沟渠越深或所去除的材料厚度越大。当标记速度太低时，射束可能过度加热工件并且由于去除了多于所需量的材料而导致损坏，而当标记速度太高时，射束无法去除足够的所需量的材料，例如黑色层。
使标记速度设置与频率设置协调。举例来说，低频率可生成“点状”材料去除，而较高频率允许“线状”去除。当标记速度被调整到高值时，频率与标记速度成正比并且也被设置成高值。这样将确保每个部分的长度和面积有足够的射束脉冲。提高标记速度使制造效率提高，因为可在较短时间量内完成更多的消融工件。频率与热穿透深度成反比，热穿透深度是由激光加热的热边界的深度，并且影响加热消融深度。因此，以较高频率消融到相同深度可需要较高功率。如果频率太高以使标记速度提高以形成连续的消融线，则功率输出对于消融过程而言可能不足。制造速度与消融质量之间的折中只能由通过镀覆实现的均匀薄黑色层厚度和本公开的优于传统技术的激光参数来解决。如此，黑色层厚度的均匀性或具有一致的黑色层厚度允许在消融黑色层的部分而不损坏下方金属制品的同时针对高标记速度将频率优化。
激光参数被设置成将激光810的性能优化以达成所需结果。激光810具有在10瓦特到25瓦特的范围中的功率输出和在10微米到100微米之间的射束大小(参考圆圈803)。标记速度可在100毫米/秒到2000毫米/秒的范围中，而频率可在100赫兹到10,000赫兹的范围中。
在步骤610处，通过例如激光消融来去除电导管或金属制品400的金属条带470上的黑色层的多个部分。所述多个部分中的每个已去除部分具有等于黑色层厚度的厚度，使得在去除期间，仅黑色层被去除并且金属制品400或芯模100没有损坏。所述多个部分中的每个已去除部分具有9mm2到18mm2的部分面积。
对金属制品400(包括电池到电池互连件440和金属条带470)的损坏可包括对形成金属制品400的下方电铸材料造成的热畸变、毁损或材料去除。损坏金属制品400的任何部分可能因导致电流流动中断而影响太阳能模块的性能并且使性能劣化。此外，损坏金属制品400的任何部分可能影响模块的美观并且减损特定应用。
类似地，对芯模100的损坏可包括对芯模100的任何表面造成的热畸变、毁损或材料去除。芯模100被设计成再次用于制造金属制品400。与直接对太阳能电池执行电镀的当前技术相比，再次使用芯模100提供显著的成本降低。与需要图案化且然后对半导体装置进行镀覆的技术相比，具有可再使用的芯模100使处理步骤减少并且节约成本。
期望在不必重新定位工件即再次消融同一工件的情况下完成对工件的消融。刻写场是激光810的射束在单次运行中在不移动工件的情况下可消融的最大视野。消融区段是消融发生的区段并且位于刻写场内。刻写场可根据所需的消融区段进行优化。为了在单次运行中在不必重新定位工件的情况下完成对工件的消融，当所需消融区段大时，刻写场也必须大。当刻写场小时，消融区段同样是小的，因为消融区段包括在刻写场中。在另一种情景中，大的刻写区域中存在多个小的消融区段。不得不在多次运行中重新定位工件然后消融同一工件使制造时间增加，这使得成本提高而效率降低。
较大刻写场比较小刻写场更具挑战性，因为激光射束例如从最左到最右移动到刻写场的极远端，射束的聚焦可能变化，从而导致已消融表面发生变化。在一些实施方案中，工件的一些区域可具有不同的脉冲率。根据一些实施方案，图9A示出了变黑金属制品400的俯视图上的刻写场内的消融区段。在一些实施方案中，基于激光参数中的一些参数的给定激光810的刻写场可为200毫米×200毫米。图9A所示的金属制品400可具有140毫米×165毫米的总尺寸。在一些实施方案中，金属制品400可具有在35毫米到210毫米的范围中的宽度和在40毫米到250毫米的范围中的长度的尺寸。对金属条带470的部分执行所需消融，因此金属条带470的那些部分适应200毫米×200毫米的刻写场。在这个实例中，金属制品400的消融区段900(以虚线示出)可为150毫米×9毫米。标记为W的框指示刻写场。
多个金属制品400可已形成于芯模100上并变黑。根据一些实施方案，图9B示出了处于平整夹具802上的芯模100的前表面的一部分。在这个实例中，金属制品400a位于芯模100的前表面上并且金属制品400b(图9C中示出)位于芯模100的背表面上。芯模100与一个或多个托架812a、812b、812c和812d对齐。在一些实施方案中，两个或更多个金属制品400可处于芯模100的前表面上并且两个或更多个金属制品400可处于芯模100的背表面上。
在这种配置中，金属制品400a和400b的金属条带470a和470b中的每一个分别处于芯模100中以供消融以去除黑色层的部分，以提供供耦合到相邻光伏电池的背侧的电接触件和机械接合表面。每个金属制品400a和400b的大小可为大约100毫米×165毫米。当存在两个或更多个金属制品400时，可在芯模100中将金属制品400间隔开。刻写场W为200毫米×200毫米并且仅包括一个金属条带470a。在这个实例中，用于这种配置的消融区段900a(以虚线示出)为95毫米×9毫米(图9A中亦示出)，因此在单次运行中仅对一个金属条带470a执行消融过程，因为仅金属条带470a适合200毫米×200毫米的刻写场W。芯模100被重新定位成对芯模100上的位于刻写场W外的任何其他金属条带470执行消融。芯模100的重新定位可手动地或通过机械工具(例如传送带或机器人放置臂)来进行。在一些实施方案中，消融可在传送带在移动中的同时执行。
举例来说，利用托架812a到812d中的一个或多个在平整夹具802上将芯模100对齐。金属条带470a朝向激光810面朝上。在消融区段900a(以虚线示出)内对金属条带470a执行消融，因为金属条带落在刻写场W内。当芯模100的前表面上存在一个以上金属制品时，例如通过在水平面中滑动或旋转芯模100来重新定位芯模100。在一些实施方案中，芯模100可在水平面中移动10厘米到100厘米，在水平面中旋转约180度，或其组合。利用托架812a到812d中的一个或多个在平整夹具802中将芯模100对齐，并且在消融区段900内消融下一个金属条带470。在对芯模100的前表面上的金属条带470的消融完成之后，需要再次重新定位芯模100(例如将芯模100翻转)，使得芯模100的背表面面朝激光810。换句话说，芯模100在垂直面中旋转180度，使得芯模100上的金属制品400b的金属条带470b面向激光810。
根据一些实施方案，图9C描绘了处于平整夹具802上的芯模100的背表面的一部分。在这个实例中，金属制品400b位于芯模100的背表面上(图9B示出了具有金属制品400a的芯模100的前表面)。在利用一个或多个托架812a到812d将芯模对齐之后，在消融区段900b(以虚线示出)内对金属条带470b执行消融。在一些实施方案中，当一个以上金属制品400处于芯模100的背表面上时，例如在水平面中滑动或旋转芯模100来重新定位芯模100，如本文所述。利用一个或多个托架812a到812d在平整夹具802中将芯模100对齐并且在消融区段900内消融其他金属条带470。
根据一些实施方案，图10A示出了两个变黑金属制品的俯视图上的刻写场。示出了彼此大小相同的两个半尺寸变黑金属制品401a和401b。半尺寸变黑金属制品401a可小于变黑金属制品400，如图9A所示。在一些实施方案中，半尺寸变黑金属制品401a可为大约140毫米×80毫米。如本文所述，基于激光参数中的一些激光参数的激光810的刻写场可为200毫米×200毫米，使得这个实例的消融区段901(以虚线示出)可为150毫米×90毫米，因此在刻写场中包括半尺寸变黑金属制品401a和401b的两个金属条带470a和470b。标记为W的框指示刻写场。平整夹具802和激光参数的不同设置实现消融区段901，使得可在一次运行中在无需重新定位芯模100(例如工件)的情况下对两个金属条带470a和470b执行激光消融过程，因此使制造效率提高。
根据一些实施方案，图10B示出了处于平整夹具802上的芯模100的前表面的一部分。在这个实例中，两个金属制品401a和401b位于芯模100的前表面上，并且两个金属制品401c和401d(图10C中示出)位于芯模100的背表面上，同一个芯模100上总共有四个金属制品401a到401d。举例来说，利用一个或多个托架812a到812d在平整夹具802上将芯模100对齐，并且金属条带470a和470b朝向激光810面朝上。由于金属条带470a和470b包括在消融区段901a(由虚线指示)中并且刻写场W为200毫米×200毫米，因此在一次运行中对第一金属条带470a和第二金属条带470b执行消融。当额外金属制品400也处于于芯模100的前表面上时，并且如参考图9B所述，例如在水平面中滑动或旋转芯模100来重新定位芯模100。利用一个或多个托架812a到812d在平整夹具802中将芯模100对齐，并且在消融区段901内消融其他金属制品400的其他金属条带470。在对芯模100的前表面上的所有金属条带470的消融完成之后，需要再次重新定位芯模100(例如将芯模100翻转或使芯模100在垂直面中旋转180度)，使得芯模100的背表面(包括金属条带470)面朝激光810。
根据一些实施方案,图10C描绘了处于平整夹具802上的芯模100的背表面的一部分。在这个实例中，两个金属制品401c和401d位于芯模100的背表面上(图9B示出了具有金属制品401a和401b的芯模100的前表面)。在利用一个或多个托架812a到812d将芯模对齐之后，在消融区段901b内对金属条带470c和470d执行消融。当额外金属制品401也处于芯模100的背表面上时，例如在水平面中滑动或旋转芯模100将芯模100重新定位，如本文所述。利用一个或多个托架812a到812d在平整夹具802中将芯模100对齐，并且消融在消融区段901内的额外金属条带470。
根据一些实施方案，图11A到图11D示出了金属条带470上的黑色层的已去除的多个部分1100。多个部分1100提供用于将金属制品400(或401)耦合到相邻光伏电池的电接触点。在一些实施方案中，根据应用，多个部分1100中可能有6到15个部分已去除。在消融期间，激光射束可一次消融一个部分，再消融下一部分。部分的数目和大小取决于应用，使得金属制品400(或401)牢固地耦合到光伏电池。
根据一些实施方案，图11A示出了金属条带470上的已去除黑色层的多个部分1100。在这个实例中，所图解说明的黑色层的已去除的多个部分1100是八个部分。图11B描绘了图11A的框A中的电池到电池互连件440的区段的特写图。示出了电池到电池互连件440、金属条带470、附属物460和链构件474的剖面。多个部分1100中的每个部分1100a、1100b……1100n彼此间隔开并且彼此在大小上有变化。激光参数可被设置成形成部分的不同图案和大小并达成仅去除在变黑过程期间沉积的黑色层的恰当厚度。已去除的黑色层的厚度等于在变黑过程期间镀覆或沉积的黑色层的厚度。
图11C图解说明图11B的金属条带470的多个部分1100的剖面的特写图。在一些实施方案中，多个部分1100中的每个部分可具有5mm2到20mm2的面积并且大小为例如3毫米×3毫米、3毫米×6毫米或4毫米×5毫米。在一些实施方案中，多个部分1100中的每个部分可具有8mm2到700mm2的面积并且大小为例如3毫米×3毫米、4.5毫米×53毫米或5毫米×140毫米。在这个实例中，示出了多个部分中的部分1100a和1100b。部分1100a具有9mm2的面积并且为3毫米×3毫米。部分1100b具有18mm2的面积并且为3毫米×6毫米。根据一些实施方案，图11D示出了金属制品400上的变黑金属条带470的多个部分1100。在这个实例中，多个部分1100中的每个部分1100a、1100b……1100n彼此间隔开并且彼此的大小大致相同。
如本文所公开，在一些实施方案中，已去除的黑色层的厚度在0.4微米到1.5微米之间，并且等于在变黑过程期间镀覆或沉积的黑色层的厚度。通过仅去除在变黑过程期间沉积的黑色层的厚度，金属制品400(或401)在去除黑色层期间不被激光射束损坏。另外，芯模100在去除黑色层期间不被激光射束损坏，使得芯模100可再次用于制造。
根据一些实施方案，图12是激光参数的设置的表。行包括组合数目1202、频率1204、标记速度1206和功率输出1208。每个组合A、B、C、D和E限定标记速度和频率设置，从而以线状方式充分地消融黑色层，而非点状去除，消融在特定功率输出下在不损坏工件的情况下发生。举例来说，在组合E中，功率输出在16瓦特到20瓦特的范围中，标记速度在1450毫米/秒到1550毫米/秒的范围中，并且频率在1900赫兹到2100赫兹的范围中。更具体地，功率输出在16瓦特到20瓦特的范围中，标记速度为1500毫米/秒，并且频率为2000赫兹。在另一个实例中，在组合C中，功率输出在16瓦特到20瓦特的范围中，标记速度在950毫米/秒到1250毫米/秒的范围中，并且频率在950赫兹到1250赫兹的范围中。更具体地，功率输出在16瓦特到20瓦特的范围中，标记速度为1000毫米/秒，并且频率为1000赫兹。注意，参数设置的一个以上组合可产生所需结果。当对组合A到组合E进行比较时，在相同的功率输出下，当标记速度提高时，频率增大。
如图12所示的激光参数的独特设置仅能够去除在变黑期间沉积的黑色层厚度并且在去除期间不损坏金属制品和芯模。举例来说，激光810的射束以其经过专门调谐的注量率(跨越工件移动的功率/面积)来轰击金属制品400的黑色层和下方电铸材料。由于定制的激光参数，变黑的电铸材料吸收射束的能量并且能够使热快速地消散，因此顶层或黑色层被蒸发。一旦黑色层已去除，射束即可直接轰击电铸材料。例如铜的电铸材料是导电的并且进一步增强热快速地扩散和消散。因此，不会损坏电铸材料并且仅去除黑色层厚度。换句话说，就组合A到E而言，由于电铸材料的导电性质，因此来自射束的热被快速地分散，并且不能达到导致电铸材料热畸变的临界温度。因此，不会损坏电铸材料。
激光参数的独特设置在消融期间防止形成可损坏工件的“热点”。如本文所公开，已去除的黑色层的多个部分各自具有在5mm2到20mm2的范围中的面积。这个大尺寸面积通常不能通过消融来去除，因为当消融大尺寸区域时，难以控制热量、激光射束形状和聚焦的均匀性和激光射束的时序。举例来说，大尺寸面积可暴露于来自射束的较长持续时间脉冲，从而导致热积聚于被称为热点的正在去除中的部分中。当工件的厚度小时，这个现象可被放大。如本文所公开，电池到电池互连件440的金属条带470的厚度可具有30微米到100微米的厚度。热点的产生可导致下方电铸材料达到临界温度并且导致电铸材料(例如金属条带470)热畸变或损坏。
在一些实施方案中，可通过蚀刻过程来去除黑色层以提供电池到电池互连件440的电接触件和机械接合表面以供耦合到相邻光伏电池的背侧。在蚀刻过程中，工件的多个部分可受抗蚀刻的掩模材料保护而不被蚀刻，而不受掩模保护的工件的其他部分被蚀刻。通常，蚀刻剂为与工件的不受部分发生反应的液体溶剂、腐蚀剂或酸。反应可导致金属表面上的材料去除。在一些实施方案中，将蚀刻剂施加到变黑金属条带470的未遮掩部分或金属条带470上的黑色层的第一多个部分。
在一些实施方案中，可通过掩模过程来去除金属制品400的金属条带470上的黑色层的多个部分以提供接触表面以供耦合到相邻光伏电池的背侧。根据一些实施方案，图13是使光伏电池的金属电导管变黑的方法1300的流程图。在图6的步骤604中的变黑之后，在步骤1306处，在金属制品400处于芯模中时，在金属制品400的金属条带470的第二多个部分上的黑色层上施加被称为掩模的材料。掩模可黏附到和/或覆盖黑色层的第二多个部分。第一多个部分与第二多个部分彼此不同。在步骤1308处，去除金属制品400的金属条带470上的黑色层的第一多个部分以暴露出金属制品400的下方电铸材料。因此，第一多个部分上的黑色层厚度为零。在去除金属条带470上的黑色层的第一多个部分之后，不会损坏金属条带470、金属制品400或芯模100。损坏可包括下方电铸材料或芯模100的畸变或毁损。
在步骤1310处，从黑色层的第二多个部分去除掩模。在去除掩模之后，黑色层的第二多个部分不因掩模而损坏或去除。黑色层的第二多个部分的损坏可包括黑色层的畸变、毁损或材料去除。黑色层的第二多个部分具有等于在变黑期间形成的黑色层厚度的黑色层厚度，例如第二多个部分的黑色层厚度在去除期间不改变。
基于腐蚀性质来选择蚀刻剂，使得仅去除黑色层而不损坏金属条带470、芯模100或掩模。举例来说，使用在并不有害地蚀刻金属制品400的下方电铸材料的情况下有害地蚀刻黑色层的蚀刻剂来去除黑色层的第一多个部分(未遮掩部分)中的黑色层。换句话说，通过蚀刻剂来蚀刻黑色层的第一多个部分中的黑色层，速率比蚀刻剂可蚀刻下方电铸材料或掩模的速率基本上更快。在一些实施方案中，蚀刻剂可在20秒到180秒内去除第一多个部分的黑色层厚度。选择蚀刻剂以仅去除在变黑期间形成的黑色层厚度。在一些实施方案中，在变黑时沉积的黑色层具有在0.4微米到1.5微米之间的黑色层厚度。在一些实施方案中，蚀刻剂包括镍剥除剂、锡剥除剂或其组合。
在一些实施方案中，掩模材料是廉价的材料，所述材料与金属条带470的黑色层黏附或黏结，从而形成掩模层。在对黑色层的第二多个部分施加掩模时需要十分谨慎，使得所需部分被掩模完全覆盖以防止过蚀刻或欠蚀刻，并且使得蚀刻剂无法渗透到掩模下且不损坏金属制品400或芯模100。在与本公开相关的实验运行中，尝试各种掩模材料，例如硝化纤维、油墨、耐化学带、光阻剂和紫外线可固化树脂。在一些实施方案中，掩模材料可包括紫外线可固化树脂，例如紫外线可固化丙烯酸聚氨酯。在去除金属制品400的金属条带470上的黑色层的第一多个部分以暴露出金属制品400的下方电铸材料之后，从黑色层的第二多个部分去除掩模。可通过溶剂、剥离、刮削或压力来去除掩模。
根据一些实施方案，图14是使光伏电池的金属电导管变黑的方法1400的流程图。在一些实施方案中，在图6的步骤602中的提供之后，在步骤1404处，在金属制品400的金属条带470的第一多个部分上的黑色层上施加掩模。在步骤1406处，使电池到电池互连件440的第二侧(包括金属条带470)在处于芯模中时变黑以在电池到电池互连件440上形成黑色层。由于使用了掩模，因此金属制品400的金属条带470的第一多个部分或被遮掩部分被覆盖且受保护而不受变黑影响并且不变黑。因此，第一多个部分的黑色层厚度为零。在一些实施方案中，在变黑时沉积在第二多个部分上的黑色层具有在0.4微米到1.5微米之间的黑色层厚度。在步骤1408处，从黑色层的第一多个部分去除掩模。在去除掩模之后，第一多个部分因掩模而不被损坏或去除。
方法1300和1400在去除黑色层时使用掩模过程来形成电接触件和表面以供耦合到相邻光伏电池的背侧。去除黑色层以形成电接触表面的另一选项可以是通过光刻来形成高分辨率掩模。光刻是多步骤、复杂并且非常昂贵的技术。高花费是由于机器成本和需要使用无尘室。此外，光刻通常限于小面积。如本文所述，方法1300和1400是能够去除大材料面积(例如多个部分1100中的可具有5mm2到20mm2的面积的每个部分)的简单且廉价的技术。
虽然已经关于本发明的具体实施方案详细地描述说明书，但是将了解，本领域技术人员在理解前述内容后可容易设想出这些实施方案的更改形式、变化形式和等效形式。在不背离于随附权利要求中确切陈述的本发明的范围的情况下，对本发明的这些和其他修改和变化可由本领域技术人员来实践。此外，本领域技术人员将了解，前述描述仅为举例说明，而不旨在限制本发明。

Claims (20)

1.一种使光伏电池的金属电导管变黑的方法，所述方法包括：
提供芯模，所述芯模具有电铸于所述芯模中的电导管，所述电导管具有条带，所述条带在所述芯模的外表面层上形成为预成形图案，所述条带具有与所述芯模的所述外表面层相邻的第一侧和与所述第一侧相对的第二侧；
使所述电导管的所述第二侧在处于所述芯模中时变黑以在所述电导管上形成黑色层，所述黑色层具有黑色层厚度；
将所述芯模在平整夹具中对齐，使得所述芯模是基本上平整的，其中所述芯模在整个所述方法中保持平整并且与所述平整夹具具有固定关系；
控制激光的射束朝向所述黑色层，所述射束由包括功率输出、频率和标记速度的激光参数表征，其中通过设置所述功率输出和所述标记速度然后确定所述频率来选择所述激光参数，使得所述射束去除所述黑色层的多个部分；
通过所述激光的所述射束去除所述电导管的所述条带上的所述黑色层的多个部分，所述多个部分中的每个已去除部分具有等于所述黑色层厚度的厚度和9mm2到18mm2的部分面积；
其中所述激光参数包括：
在10瓦特到25瓦特的范围中的所述功率输出；
在100毫米/秒到2000毫米/秒的范围中的所述标记速度；以及
在100赫兹到10,000赫兹的范围中的所述频率。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述变黑包括沉积锡-镍合金。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述芯模在+/-500微米内保持相对于所述平整夹具平整。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述黑色层的已去除的所述多个部分包括至少六个部分。
5.如权利要求1所述的方法，其中刻写场区域包括所述黑色层的已去除的所述多个部分，并且在200毫米×200毫米的范围中。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述黑色层具有0.4微米到1.5微米的黑色层厚度。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述条带具有至少90毫米的长度、至少5毫米的宽度和80微米到100微米的厚度。
8.如权利要求1所述的方法，其中在所述去除期间，所述电导管和所述芯模不被所述激光的所述射束损坏。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述激光的所述射束的直径为10微米到1000微米。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述功率输出在16瓦特到20瓦特的范围中，所述标记速度在1450毫米/秒到1550毫米/秒的范围中，并且所述频率在1900赫兹到2100赫兹的范围中。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述功率输出在16瓦特到20瓦特的范围中，所述标记速度在950毫米/秒到1250毫米/秒的范围中，并且所述频率在950赫兹到1250赫兹的范围中。
12.一种使光伏电池的电铸电导管变黑的方法，所述方法包括：
使所述电铸电导管的第二侧在处于芯模中时变黑以在所述电导管上形成黑色层，所述电导管具有条带，所述条带在所述芯模的外表面层上形成为预成形图案，所述条带具有与所述芯模的所述外表面层相邻的第一侧和与所述第一侧相对的第二侧，其中所述黑色层具有黑色层厚度；
控制激光的射束朝向所述芯模中的所述电导管的所述黑色层，将所述芯模在平整夹具中对齐，使得所述芯模是基本上平整的，其中：
所述芯模在整个所述方法中保持平整并且与所述平整夹具具有固定关系；
所述射束由包括功率输出、频率和标记速度的激光参数表征，其中通过设置所述功率输出和所述标记速度然后确定所述频率来选择所述激光参数，使得所述射束去除所述黑色层的多个部分；
通过所述激光的所述射束去除所述电导管的所述条带上的所述黑色层的多个部分，所述多个部分中的每个已去除部分具有等于所述黑色层厚度的厚度和9mm2到18mm2的部分面积。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述激光参数包括：
在10瓦特到25瓦特的范围中的所述功率输出；
在100毫米/秒到2000毫米/秒的范围中的所述标记速度；以及
在100赫兹到10,000赫兹的范围中的所述频率。
14.如权利要求12所述的方法，其中所述变黑包括沉积锡-镍合金。
15.如权利要求12所述的方法，其中所述芯模在+/-500微米内保持相对于所述平整夹具平整。
16.如权利要求12所述的方法，其中刻写场区域包括所述黑色层的已去除的所述多个部分，并且在200毫米×200毫米的范围中。
17.如权利要求12所述的方法，其中所述黑色层具有0.4微米到1.5微米的黑色层厚度。
18.如权利要求12所述的方法，其中在所述去除期间，所述电导管和所述芯模不被所述激光的所述射束损坏。
19.如权利要求12所述的方法，其中所述功率输出在16瓦特到20瓦特的范围中，所述标记速度在1450毫米/秒到1550毫米/秒的范围中，并且所述频率在1900赫兹到2100赫兹的范围中。
20.如权利要求12所述的方法，其中所述功率输出在16瓦特到20瓦特的范围中，所述标记速度在950毫米/秒到1250毫米/秒的范围中，并且所述频率在950赫兹到1250赫兹的范围中。
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