JP2015528645A - A method for improving the adhesion of plated metal layers to silicon. - Google Patents

A method for improving the adhesion of plated metal layers to silicon. Download PDF

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Abstract

太陽電池を作製するための方法が記載され、この方法は、複数のフィンガーと、複数のフィンガーのそれぞれの自由端部における少なくとも1つの第1の固定要素と、を含むコンタクトパターンを有するめっき金属コンタクトを形成する工程を含む。更には関連する太陽電池である。A method for making a solar cell is described, the method comprising a plated metal contact having a contact pattern that includes a plurality of fingers and at least one first securing element at a free end of each of the plurality of fingers. Forming a step. Furthermore, it is a related solar cell.

Description

本開示は、技術的に、めっきCuコンタクトのようなめっき金属層のシリコンへの接着を改良する方法に関する。この方法は、シリコン太陽電池のめっき金属コンタクトの接着を改良するために有利に使用できる。   The present disclosure is technically related to a method of improving the adhesion of plated metal layers, such as plated Cu contacts, to silicon. This method can be advantageously used to improve the adhesion of plated metal contacts in silicon solar cells.

新しいコンセプトと製造プロセスが、製造環境でのそれらのコンセプトとプロセスの改良を考慮して、シリコン太陽電池のために開発される。工業製品についてのそのような開発の例は、スクリーン印刷プロセスの代替えとして、金属コンタクトの形成のためにめっきプロセスを用いることである。   New concepts and manufacturing processes are developed for silicon solar cells, taking into account those concepts and process improvements in the manufacturing environment. An example of such development for industrial products is the use of a plating process for the formation of metal contacts as an alternative to the screen printing process.

例えばシリコン太陽電池の表側のメタライゼーションのようなめっきを用いる典型的なプロセスフローは、表面全体の上に、例えば反射防止コーティングのような誘電体層を形成する工程と、続いて、反射防止コーティングを部分的に除去し、これにより金属コンタクトを形成する必要のある位置に下層のシリコン表面を露出させる工程を含む。反射防止コーティングを部分的に除去する工程は、例えばレーザー除去(laser ablation)により行っても良い。反射防止コーティングの部分的除去の後、表側の金属コンタクトは、表側の金属コンタクトを形成するための金属めっきにより、露出したシリコン領域中に形成される。   For example, a typical process flow using plating such as frontside metallization of a silicon solar cell consists of forming a dielectric layer, such as an antireflective coating, over the entire surface, followed by an antireflective coating. And partially exposing the underlying silicon surface at locations where metal contacts need to be formed. The step of partially removing the antireflection coating may be performed, for example, by laser ablation. After partial removal of the antireflective coating, a front metal contact is formed in the exposed silicon region by metal plating to form the front metal contact.

それらの優秀なコンタクト特性により、Ni層またはニッケルシリサイド層が、例えば良好なコンタクトを形成するために使用される。   Due to their excellent contact properties, Ni layers or nickel silicide layers are used, for example, to form good contacts.

ニッケルシリサイド層は、反射防止コーティング中に形成された開口部中のシリコン表面上に、(例えば無電解めっきにより)薄いニッケル層を形成することにより形成され、続いて、シリサイド化を誘起するためのアニール工程またはシンタリング工程が行われ、この結果、ニッケル−シリコン合金(ニッケルシリサイド)が形成される。シリコン太陽電池を作製するためのプロセスでは、ニッケルシリサイド層の上に、少なくとも1つの追加の金属層(例えばCu層)が、シード層としてニッケルシリサイド層を用いて電解めっきされ、低抵抗の表側金属パターンを形成する。   The nickel silicide layer is formed by forming a thin nickel layer (eg, by electroless plating) on the silicon surface in the opening formed in the antireflective coating, followed by silicidation. An annealing process or a sintering process is performed, and as a result, a nickel-silicon alloy (nickel silicide) is formed. In a process for making a silicon solar cell, on a nickel silicide layer, at least one additional metal layer (eg, a Cu layer) is electroplated using a nickel silicide layer as a seed layer to provide a low resistance front metal. Form a pattern.

シリコン太陽電池を製造するための代わりのプロセスでは、反射防止コーティング中に形成された開口部中に、例えば光誘起めっきにより、Ni層が最初に形成され、次に、例えば電解めっきによりNi層の上にCu層が形成される。その後、シンタリング工程が行われて、Ni層が少なくとも部分的にニッケルシリサイド層に変えられる。   In an alternative process for manufacturing silicon solar cells, a Ni layer is first formed in the openings formed in the antireflective coating, for example by photoinduced plating, and then the Ni layer is formed by, for example, electrolytic plating. A Cu layer is formed on top. Thereafter, a sintering process is performed to change the Ni layer into a nickel silicide layer at least partially.

めっきされた金属コンタクトを用いたそのようなプロセスでは、異なる金属層の間、および金属層と下層のシリコン基板との間で、良好な結合を達成することが課題である。金属層の間、または金属層とシリコン基板との間の弱い接着は、金属層の剥離となり、太陽電池効率(cell efficiency)の容認できない低下を招く。金属層の剥離のリスクは、一般には狭い金属形状でより高くなる。例えば、少なくとも1つのより広いライン(バスバー)に接続された複数の狭いライン(フィンガー)を含む典型的な太陽電池の表側金属グリッドでは、金属剥離の問題は、より広いバスバーに対してより、狭いフィンガーに対してより高くなる。   In such a process using plated metal contacts, the challenge is to achieve a good bond between the different metal layers and between the metal layer and the underlying silicon substrate. Weak adhesion between the metal layers or between the metal layer and the silicon substrate results in delamination of the metal layer, leading to an unacceptable decrease in solar cell efficiency. The risk of delamination of the metal layer is generally higher with narrow metal shapes. For example, in a typical solar cell front metal grid that includes a plurality of narrow lines (fingers) connected to at least one wider line (busbar), the metal stripping problem is narrower than for a wider busbar. Higher than finger.

個々の太陽電池は、一般には、セルのバスバーに半田付けされたCuリボンの手段により、モジュール中に電気的に接続される。(バスバーと半田付けされたリボンを含む)金属スタックと、シリコン基板との間の接着が弱い場合、金属コンタクトは劣化し、モジュール効率も故障レベルまで落ちる。   The individual solar cells are typically electrically connected into the module by means of Cu ribbons soldered to the cell bus bars. If the bond between the metal stack (including the busbar and soldered ribbon) and the silicon substrate is weak, the metal contacts will degrade and the module efficiency will also drop to failure levels.

所定の発明の形態は、現状の方法に比較して、めっき金属コンタクトの剥離のリスクを本質的に低減し、および/またはバスバーに半田付けされた金属リボンの接着を改良した、めっき金属コンタクトを有する太陽電池の製造方法に関する。   Certain embodiments of the invention provide a plated metal contact that substantially reduces the risk of stripping of the plated metal contact and / or improves the adhesion of the metal ribbon soldered to the bus bar as compared to current methods. The present invention relates to a method for manufacturing a solar cell.

1つの発明の形態では、この方法は、複数のフィンガーと、複数のフィンガーのそれぞれの自由端部に、少なくとも1つの第1の固定要素(pinning element)または固着要素(anchoring element)を含む、コンタクトパターンを有するめっき金属コンタクトを提供する工程を含む。フィンガー剥離のリスクを実質的に低減することが、フィンガーの自由端部に第1の固定要素を提供する工程の優位点である。   In one aspect of the invention, the method includes a plurality of fingers and at least one first pinning element or anchoring element at each free end of the plurality of fingers. Providing a plated metal contact having a pattern. It is an advantage of the process of providing a first securing element at the free end of the finger to substantially reduce the risk of finger peeling.

1つの発明の形態では、この方法は、少なくとも1つのバスバーと、少なくとも1つのバスバーに接続された複数のフィンガー、および少なくとも1つのバスバーに物理的に接続するフィンガーの端部の、好適には少なくとも1つのバスバーに物理的に接続するそれぞれのフィンガーの端部の、少なくとも1つの第2の固定要素または固着要素と、を含むコンタクトパターンを有するめっき金属コンタクトを提供する工程を含む。それが、少なくとも1つのバスバーに対して半田付けされたリボンの接着を改良することが、そのような第2の固定要素を形成する工程の優位点である。   In one aspect of the invention, the method preferably comprises at least one bus bar, a plurality of fingers connected to the at least one bus bar, and at least one end of the finger physically connected to the bus bar. Providing a plated metal contact having a contact pattern including at least one second securing element or anchoring element at the end of each finger that physically connects to one bus bar. It is an advantage of the process of forming such a second fastening element that it improves the adhesion of the ribbon soldered to at least one bus bar.

1つの発明の形態では、この方法は、少なくとも1つのバスバー、少なくとも1つのバスバーに接続された複数のフィンガー、複数のフィンガーのそれぞれの自由端部の少なくとも1つの第1の固定要素、および少なくとも1つのバスバーに物理的に接続されたフィンガーの端部の少なくとも1つの第2の固定要素、を含むコンタクトパターンを有するめっき金属コンタクトを提供する工程を含む。   In one aspect of the invention, the method includes at least one bus bar, a plurality of fingers connected to the at least one bus bar, at least one first securing element at each free end of the plurality of fingers, and at least one Providing a plated metal contact having a contact pattern including at least one second securing element at the end of the finger physically connected to one bus bar.

本発明の形態にかかる方法は、太陽電池の表側のメタライゼーションパターンを形成するために、有利に使用することができる。製造方法は、シリコン基板の全表面の上に、例えば反射防止コーティングのような誘電体層を形成する工程と、反射防止コーティングを部分的に除去し、これにより本開示のコンタクトパターンに従って金属コンタクトが形成される必要がある位置で、下層のシリコン表面を露出させる工程と、表側の金属コンタクトを形成するための金属めっきにより、露出したシリコン領域に表側の金属コンタクトを形成する工程と、を含んでも良い。   The method according to embodiments of the present invention can be advantageously used to form a metallization pattern on the front side of a solar cell. The manufacturing method includes forming a dielectric layer, such as an anti-reflective coating, over the entire surface of the silicon substrate, and partially removing the anti-reflective coating, whereby the metal contact is formed according to the contact pattern of the present disclosure. A step of exposing a lower silicon surface at a position where it needs to be formed, and a step of forming a front side metal contact in an exposed silicon region by metal plating for forming a front side metal contact. good.

所定の発明の形態は、現状の方法に比較して、めっき金属コンタクトの剥離のリスクを本質的に低減し、および/またはバスバーに半田付けされた金属リボンの接着を改良した、めっき金属コンタクトを有する太陽電池の製造方法に関する。   Certain embodiments of the invention provide a plated metal contact that substantially reduces the risk of stripping of the plated metal contact and / or improves the adhesion of the metal ribbon soldered to the bus bar as compared to current methods. The present invention relates to a method for manufacturing a solar cell.

1つの発明の形態では、太陽電池は、複数のフィンガーと、複数のフィンガーのそれぞれの端部の、少なくとも1つの第1の固定要素または固着要素と、を含むコンタクトパターンを有するめっき金属コンタクトを有する。   In one aspect of the invention, a solar cell has a plated metal contact having a contact pattern that includes a plurality of fingers and at least one first securing element or anchoring element at each end of the plurality of fingers. .

1つの発明の形態では、太陽電池は、少なくとも1つのバスバー、少なくとも1つのバスバーに接続された複数のフィンガー、および少なくとも1つのバスバーと物理的に接続したフィンガーの端部の、少なくとも1つの第2の固定要素または固着要素、を含むコンタクトパターンを有するめっき金属コンタクトを有する。   In one aspect of the invention, the solar cell includes at least one second of at least one bus bar, a plurality of fingers connected to the at least one bus bar, and an end of the finger physically connected to the at least one bus bar. A plated metal contact having a contact pattern including a fixed element or a fixed element.

1つの発明の形態では、太陽電池は、少なくとも1つのバスバー、少なくとも1つのバスバーと接続された複数のフィンガー、複数のフィンガーのそれぞれの自由端部の少なくとも1つの第1の固定要素、および少なくとも1つのバスバーに物理的に接続されたフィンガーの端部の少なくとも1つの第2の固定要素、を含むコンタクトパターンを有するめっき金属コンタクトを有する。   In one aspect of the invention, the solar cell includes at least one bus bar, a plurality of fingers connected to the at least one bus bar, at least one first securing element at each free end of the plurality of fingers, and at least one A plated metal contact having a contact pattern including at least one second securing element at the end of the finger physically connected to one bus bar.

第1の固定要素は、フィンガーの自由端部で、フィンガーと下層のシリコンとの間のコンタクト面積の部分的な増加に繋がる要素または形状である。第1の固定要素は、フィンガーの自由端部でフィンガーの幅を部分的に増加させることにより提供され、またはそれは、線形、正方形、矩形、多角形、円形、または楕円形、または他の好適な形状を有し、フィンガーの自由端部に形成された要素でも良い。   The first anchoring element is an element or shape that leads to a partial increase in contact area between the finger and the underlying silicon at the free end of the finger. The first securing element is provided by partially increasing the width of the finger at the free end of the finger, or it is linear, square, rectangular, polygonal, circular, or elliptical, or other suitable It may be an element having a shape and formed at the free end of the finger.

第2の固定要素は、バスバーと接続するフィンガーの端部で、フィンガーと下層のシリコンとの間のコンタクト面積の部分的な増加に繋がるいずれかの要素または形状でも良い。第2の固定要素は、バスバーと接続したフィンガーの自由端部でフィンガーの幅を部分的に増加させることにより提供され、またはそれは、線形、正方形、矩形、多角形、円形、または楕円形、または他の好適な形状を有し、バスバーと接続したフィンガーの自由端部に形成された要素でも良い。   The second anchoring element may be any element or shape that leads to a partial increase in contact area between the finger and the underlying silicon at the end of the finger connecting to the bus bar. The second securing element is provided by partially increasing the width of the finger at the free end of the finger connected to the busbar, or it is linear, square, rectangular, polygonal, circular, or oval, or It may be an element formed at the free end of a finger having another suitable shape and connected to the bus bar.

様々な発明の形態の所定の目的と長所が、上に記載された。もちろん、本開示のいずれかの特定の具体例に関して、そのような目的または長所の全てが達成される必要が無いことが理解されるであろう。このように、例えば、ここで教示された1つの長所または長所のグループを達成または最適化する方法で、ここで教示または示唆された他の目的や長所を達成する必要無しに、本開示が具体化または実施されることを、当業者は理解する。更に、この概要は、単に例示であり、本開示の範囲を限定することを意図しないことが理解される。本開示は、組織および操作の方法の双方について、その特徴および長所と共に、添付の図面と共に読んだ場合に、以下の詳細な説明を参照することにより、最も理解されるであろう。   Certain objectives and advantages of various inventive aspects have been described above. Of course, it will be understood that not all such objectives or advantages need be achieved with respect to any particular embodiment of the present disclosure. Thus, for example, in a manner that achieves or optimizes one advantage or group of advantages taught herein, the disclosure may be embodied without the need to achieve other objectives or advantages taught or suggested herein. Those skilled in the art will understand that the Further, it is understood that this summary is merely an example and is not intended to limit the scope of the present disclosure. The present disclosure will be best understood by reference to the following detailed description of both the organization and method of operation, together with its features and advantages, when read in conjunction with the accompanying drawings.

太陽電池の典型的な表側のメタライゼーションパターンの例を示す。An example of a typical front side metallization pattern of a solar cell is shown. 1つの発明の形態にかかる表側のメタライゼーションの例を示す。2 shows an example of front side metallization according to one aspect of the invention. 本開示の発明の形態にかかる第1の固定要素の例を示す。The example of the 1st fixing element concerning the form of invention of this indication is shown. 1つの発明の形態にかかる表側のメタライゼーションの例を示す。2 shows an example of front side metallization according to one aspect of the invention. 本開示の発明の形態にかかる第2の固定要素の例を示す。The example of the 2nd fixing element concerning the form of invention of this indication is shown. 特定のフィンガーラインを拡大した、図2の詳細を示す。FIG. 3 shows details of FIG. 2 with an enlarged specific finger line.

異なる図面において、同一の参照符号は、同一または類似の要素を示す。   In the different drawings, the same reference signs refer to the same or analogous elements.

以下の詳細な説明において、多くの特定の細部が、本開示の全体の理解、およびそれらが特定の具体例でどのように実施されるかを提供するために説明される。しかしながら、本開示は、それらの特定の細部無しに実施できることが理解されるであろう。他の例では、公知の方法、手順、および技術は、本開示の理解を不明確にしないために、詳細には示されていない。一方、本発明は、特定の具体例に関して、特定の図面を参照しながら記載されるが、本開示はこれに限定されない。ここに含まれ、記載された図面は、模式的であり、本開示の範囲を限定するものではない。また、図面において、いくつかの要素の大きさは誇張され、それゆえに記載目的で縮尺通りではない。   In the following detailed description, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of the present disclosure and how they are implemented in specific embodiments. However, it will be understood that the present disclosure may be practiced without these specific details. In other instances, well-known methods, procedures, and techniques have not been shown in detail in order not to obscure an understanding of this disclosure. While the invention will be described with respect to particular embodiments and with reference to certain drawings but the disclosure is not limited thereto. The drawings included and described herein are schematic and are not limiting the scope of the disclosure. Also, in the drawings, the size of some of the elements is exaggerated and therefore not drawn on scale for illustrative purposes.

更に、開示中の、第1、第2、第3等の用語は、類似の要素の間で区別するために使用され、一時的、空間的に、順序または他の方法により順番を記載する必要はない。そのように使用される用語は、適当な状況下で入替え可能であり、ここに記載された本開示の具体例は、ここに記載や図示された順序とは異なる順序によっても操作できることを理解すべきである。   In addition, the first, second, third, etc. terms in the disclosure are used to distinguish between similar elements and need to be listed in order, temporally, spatially, in order or otherwise. There is no. It is understood that the terms so used are interchangeable under appropriate circumstances, and that the embodiments of the present disclosure described herein can be operated in a different order than the order described or illustrated herein. Should.

また、開示中の、上、下、上に、下に等の用語は、開示目的のために使用され、相対的な位置を示すものではない。そのように使用される用語は、適当な状況下で入替え可能であり、ここに記載された本開示の具体例は、ここに開示や図示されたものと異なる位置でも操作できることを理解すべきである。   In addition, terms such as “up”, “down”, “up”, and “down” in the disclosure are used for the purpose of disclosure and do not indicate relative positions. It is to be understood that the terminology so used is interchangeable under appropriate circumstances, and that the embodiments of the present disclosure described herein can be operated at different locations than those disclosed or illustrated herein. is there.

なお、「含む(comprising)」の用語は、それ以降に列記される手段に限定して解釈すべきではなく、他の要素や工程を排除しない。このように、言及された特徴、数字、工程、または成分は、その通りに解釈され、1またはそれ以上の他の特徴、数字、工程、または成分、またはこれらの組み合わせの存在または追加を排除してはならない。このように、「手段AおよびBを含むデバイス」の表現の範囲は、構成要素AとBのみを含むデバイスに限定されるべきではない。   It should be noted that the term “comprising” should not be construed as limited to the means listed thereafter, and does not exclude other elements or steps. Thus, features, numbers, steps, or ingredients referred to are construed accordingly and exclude the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, or ingredients, or combinations thereof. must not. Thus, the scope of the expression “a device including means A and B” should not be limited to devices including only components A and B.

本開示の文脈では、太陽電池の表面または表側は、光に向かって配置し、これにより照明を受けるように適用される面または側である。両面の太陽電池の場合、双方の面が作用する光を受けるように適用される。そのような場合、表面または表側は、光または照明の最も大きな割合を受けるために適用される面または側である。太陽電池の背面、背側、裏面または裏側は、表面に対向する面または側である。基板の表側は、太陽電池の表側に対応する基板の側であり、基板の裏側または背側は、太陽電池の背側に対応する。   In the context of the present disclosure, the surface or front side of a solar cell is the surface or side that is placed towards the light and thereby adapted to receive illumination. In the case of a double-sided solar cell, it is applied so as to receive light on which both sides act. In such cases, the surface or front side is the surface or side that is applied to receive the greatest proportion of light or illumination. The back surface, back side, back surface, or back side of the solar cell is a surface or side that faces the surface. The front side of the substrate is the side of the substrate corresponding to the front side of the solar cell, and the back side or back side of the substrate corresponds to the back side of the solar cell.

本開示の文脈では、フィンガーは、例えば、約10マイクロメータから150マイクロメータの幅を有するような、比較的狭い導電性ラインであり、それらは一般にはセル領域の上に分配され、下層の半導体から(光生成された)電流を集める。フィンガーは、光生成電流を、少なくとも1つのバスバーに運搬できる。好適な具体例では、フィンガーラインは、平行な、側壁の長手方向のサイドウォールにより規定される。特定の具体例では、側壁の長手方向のサイドウォールは、テーパー(傾斜)構造を形成しても良い。テーパー構造は、比較的狭く、比較的広い端部を有しても良い。比較的狭い端部は、バスバーから遠くに向かい、即ち、フィンガー線の自由端部に対応しても良い。   In the context of the present disclosure, the fingers are relatively narrow conductive lines, for example having a width of about 10 to 150 micrometers, which are generally distributed over the cell region and the underlying semiconductor Collect the (photogenerated) current from The fingers can carry photogenerated current to at least one bus bar. In a preferred embodiment, the finger lines are defined by parallel, sidewall longitudinal sidewalls. In certain embodiments, the sidewalls in the longitudinal direction of the sidewalls may form a tapered (tilted) structure. The tapered structure may be relatively narrow and have a relatively wide end. The relatively narrow end may go away from the bus bar, i.e. correspond to the free end of the finger line.

バスバーは、本質的にフィンガーより広い(例えば、約1mmから3mmの範囲の幅を有する)メタライズ領域であり、フィンガーからの(光生成)電流を集め、セルをセル相互接続材料(例えば相互接続リボン)に半田付けするために使用される。本開示の文脈では、フィンガーの自由端は、バスバーと直接物理的に接続しないフィンガー(ライン)の端をいう。他の見地では、自由端は、バスバーから遠くを指す端として、またはそれぞれのバスバーから離れた端として見られる。   A busbar is a metallized region that is essentially wider than a finger (eg, having a width in the range of about 1 mm to 3 mm), collects (photogenerated) current from the finger, and makes the cell a cell interconnect material (eg, an interconnect ribbon). Used to solder). In the context of this disclosure, the free end of a finger refers to the end of the finger (line) that is not directly physically connected to the bus bar. In other aspects, the free ends are viewed as the ends pointing away from the bus bars or as the ends away from the respective bus bars.

本開示の文脈では、フィンガーラインとバスバーとは、一般には、例えば1つのメタライゼーション(めっき)プロセスの手段で、同時に形成される。それらは、このように、一般には1つのメタライズ層中に形成され、そのようなメタライズ層の、異なった、重ならない部分として言及される。   In the context of this disclosure, finger lines and bus bars are generally formed simultaneously, for example by means of one metallization (plating) process. They are thus generally formed in one metallized layer and are referred to as different, non-overlapping parts of such a metallized layer.

バスバーの上に相互接続リボンを形成するプロセスは、当業者に知られている。リボンは、一般には、その両側を覆う錫鉛半田を含む銅ストリップを含む。このプロセスは、例えば、
フラックスをバスバーに適用して、その表面を洗浄する工程と、
バスバーの上にリボンを配置する工程と、
例えば半田ごてを用いて、例えば325℃の温度で、下層の金属パターンにリボンを半田する工程と、を含む。例えば、半田する工程は、バスバーに沿って、好ましくはスポット間が等しい距離を有するように、それぞれが例えば約1cmの長さの半田された(例えば5つの)スポットのセットを提供することにより行うことができる。
Processes for forming interconnect ribbons on bus bars are known to those skilled in the art. Ribbons typically include a copper strip containing tin-lead solder that covers both sides of the ribbon. This process is, for example,
Applying flux to the bus bar and cleaning the surface;
Placing a ribbon on the bus bar;
For example, using a soldering iron and soldering the ribbon to the underlying metal pattern at a temperature of 325 ° C., for example. For example, the soldering step is performed by providing a set of soldered (eg, five) spots each along the bus bar, preferably about 1 cm long, for example, so that the spots have equal distances. be able to.

本開示は、更に、シリコン太陽電池の表側のコンタクトが、金属めっきの手段により形成された例を示す。しかしながら、本開示はこれに限定されるものではない。本開示の発明の形態にかかる方法は、例えば、両面電池のようなシリコン太陽電池の裏側のコンタクトを形成するために、または、例えば、インターディジテイテッドバックコンタクト電池のようなバックコンタクト電池の裏側のコンタクトを形成するために、使用できる。   The present disclosure further shows an example in which the contact on the front side of the silicon solar cell is formed by means of metal plating. However, the present disclosure is not limited to this. The method according to embodiments of the present disclosure can be used to form contacts on the back side of a silicon solar cell, such as a double-sided battery, or on the back side of a back contact cell, such as an interdigitated back contact cell Can be used to form contacts.

例えばCuめっきのような金属めっきによりフロントコンタクトが形成されるシリコン太陽電池作製プロセスにおいて、パターニングされためっき金属層とシリコン基板との間で良好な接着を達成することが課題である。金属パターンとシリコン基板との間の貧弱な接着は、金属パターンの剥離になり、太陽電池効率の許容できない低下となる。太陽電池の一般的なフロントコンタクトパターンは、複数の比較的狭い金属ライン(フィンガー)を含み、それぞれのフィンガーは、例えば図1に示すように、少なくとも1つのより広い金属ラインに電気的に接続される。代わりに、フロントコンタクトパターンは、バスバー無し(busbar-free)でも良く、狭い金属フィンガーは、導電性接着剤を介して相互接続リボンに電気的に接続されても良い。金属パターンの剥離のリスクは、一般に、狭い金属フィンガーほど、より高くなる。これは、狭い金属フィンガーほど、金属とシリコンのコンタクト面積が相対的に小さくなるに関連する。より狭いライン、例えば(化学的性質および/または堆積速度に関連して)Cuのような金属中で増加する応力を有する、より厚いめっき層、およびより長い金属ラインで、剥離のリスクが増加する。それゆえに、例えば太陽電池で、金属剥離の問題は、より広いバスバーより、狭いフィンガーにおいて高くなるだろう。   For example, in a silicon solar cell manufacturing process in which a front contact is formed by metal plating such as Cu plating, it is a problem to achieve good adhesion between a patterned plated metal layer and a silicon substrate. Poor adhesion between the metal pattern and the silicon substrate results in peeling of the metal pattern, resulting in an unacceptable reduction in solar cell efficiency. A typical front contact pattern for solar cells includes a plurality of relatively narrow metal lines (fingers), each finger being electrically connected to at least one wider metal line, for example as shown in FIG. The Alternatively, the front contact pattern may be busbar-free and the narrow metal fingers may be electrically connected to the interconnect ribbon via a conductive adhesive. The risk of metal pattern stripping is generally higher for narrow metal fingers. This is related to the fact that the narrower metal fingers have a relatively smaller metal-silicon contact area. Narrower lines, such as thicker plating layers with increasing stress in metals such as Cu (in relation to chemistry and / or deposition rate), and longer metal lines increase the risk of delamination . Therefore, for example in solar cells, the problem of metal stripping will be higher at narrow fingers than at wider bus bars.

1つの発明の形態では、本開示は、現存の方法に比べてパターニングした金属コンタクトの剥離のリスクを低減した、および/または現存の方法に比べてバスバーに半田付けされた金属リボンの接着が改良された、めっき金属コンタクトを有する太陽電池の作製方法を提供する。   In one form of the invention, the present disclosure reduces the risk of delamination of patterned metal contacts compared to existing methods and / or improves the adhesion of metal ribbons soldered to busbars compared to existing methods. A method for producing a solar cell having a plated metal contact is provided.

本開示は、更に、めっき金属層が、シリコン太陽電池の表側のメタライゼーションパターンの一部である具体例について記載される。しかしながら、本開示はこれに限定されるものではなく、この方法は、例えば両面太陽電池またはバックコンタクト太陽電池の裏側メタライゼーションの一部であるめっき金属層のような、他の応用にも使用できる。   The present disclosure is further described for specific examples in which the plated metal layer is part of a metallization pattern on the front side of a silicon solar cell. However, the present disclosure is not so limited and the method can be used for other applications, such as, for example, a plated metal layer that is part of the backside metallization of a double sided solar cell or a back contact solar cell. .

図1は、太陽電池の表側のメタライゼーションパターンの例を示す。示された例では、メタライゼーションパターンは、2つのバスバー100と、複数のフィンガー101、102、103を含む。しかしながら、本開示は、これに限定されるものではなく、当業者に知られた他の適したメタライゼーションパターンを用いることもできる。図1に示された例では、それぞれのフィンガー101、102、103は、フィンガー端部12において、少なくとも1つのバスバー100に接続される。フィンガー101、103は、自由端部11と、バスバー100に接続された反対端部12を有する。フィンガー102は、バスバー100に接続された双方の端部12を有する。   FIG. 1 shows an example of a metallization pattern on the front side of a solar cell. In the example shown, the metallization pattern includes two bus bars 100 and a plurality of fingers 101, 102, 103. However, the present disclosure is not limited to this, and other suitable metallization patterns known to those skilled in the art can be used. In the example shown in FIG. 1, each finger 101, 102, 103 is connected to at least one bus bar 100 at the finger end 12. The fingers 101, 103 have a free end 11 and an opposite end 12 connected to the bus bar 100. The finger 102 has both ends 12 connected to the bus bar 100.

1つの具体例にかかる方法は、太陽電池のメタライゼーションパターンのフィンガーの自由端部11で、第1の固定要素または固着要素を提供する工程を含んでも良い。そのような第1の固定要素をフィンガーの自由端部に提供することで、実質的に剥離のリスクが低減することが、驚くべきことに見出された。この方法は、バスバー100に物理的に接続した第2の固定要素または固着要素を、フィンガー端部12に形成する工程を含んでも良い。そのような第2の固定要素を形成することで、バスバーに半田付けされたリボンの接着を改良できることが、驚くべきことに見出された。   A method according to one embodiment may include providing a first anchoring element or anchoring element at the free end 11 of the finger of the metallization pattern of the solar cell. It has been surprisingly found that providing such a first anchoring element at the free end of the finger substantially reduces the risk of delamination. The method may include the step of forming a second anchoring element or anchoring element physically connected to the bus bar 100 at the finger end 12. It has been surprisingly found that forming such a second fastening element can improve the adhesion of the ribbon soldered to the bus bar.

1つの発明の形態では、本開示は、複数の金属フィンガーを含むめっき金属コンタクトを有するパターンを有し、金属パターンは、更に、複数の金属フィンガーの自由端部において、例えば固定ラインまたは固着ラインのような第1の固定要素または固着要素を含む太陽電池を提供する。   In one aspect of the invention, the present disclosure has a pattern having a plated metal contact that includes a plurality of metal fingers, the metal pattern further including, for example, a fixed line or a fixed line at a free end of the plurality of metal fingers. A solar cell comprising such a first anchoring element or anchoring element is provided.

1つの発明の形態では、本開示は、複数のフィンガーと少なくとも1つのバスバーを含むめっき金属コンタクトパターンを有し、金属コンタクトパターンは、更に、フィンガー端部でバスバーに物理的に接続された第2の固定要素または固着要素を含む太陽電池を提供する。   In one aspect of the invention, the present disclosure has a plated metal contact pattern including a plurality of fingers and at least one bus bar, the metal contact pattern further comprising a second physically connected to the bus bar at the finger ends. A solar cell comprising a fixing element or an anchoring element is provided.

めっきされたフロントコンタクトを有するシリコン太陽電池を作製する方法では、一般に、反射防止コーティングが最初に表面上に形成され、次に、金属コンタクトを形成する必要のある場所で、レーザー切断の手段により部分的に除去される。レーザー開口部の幅は一般に約5マイクロメータから50マイクロメータの範囲であり、例えばコンタクトフィンガーが形成される位置では約10マイクロメータのオーダーである。次に、金属めっきの手段により、一般に約5マイクロメータから35マイクロメータの範囲、例えば約10マイクロメータのオーダーのめっき金属層の膜厚を有する金属コンタクトが、開口部中に形成される。例えば、10マイクロメータのレーザー開口と、10マイクロメータの金属膜厚を用いた場合、約10マイクロメータのみがシリコンと接続する、(横方向のオーバーラップにより)約30マイクロメータの幅の一般的なめっきライン(フィンガー)となる。残った部分は、反射防止コーティング上にめっきされるが、ここでは接着は非常に貧弱であり、即ち、可能のシリコン基板へのフィンガーラインの接着よりもずっと貧弱である。   In a method of making a silicon solar cell with a plated front contact, generally an anti-reflective coating is first formed on the surface and then partially by means of laser cutting where a metal contact needs to be formed. Removed. The width of the laser aperture is generally in the range of about 5 to 50 micrometers, for example on the order of about 10 micrometers at the location where the contact fingers are formed. Next, metal contacts having a plating metal layer thickness in the range of about 5 micrometers to 35 micrometers, for example about 10 micrometers, are formed in the opening by means of metal plating. For example, using a 10 micrometer laser aperture and a 10 micrometer metal film thickness, only about 10 micrometers connect to silicon, with a typical width of about 30 micrometers (due to lateral overlap) Plating line (finger). The remaining part is plated on the anti-reflective coating, but here the adhesion is very poor, i.e. much worse than the possible adhesion of the finger lines to the silicon substrate.

フィンガー接着を改良するために使用される1つのアプローチは、より広いレーザーラインを形成することであるが、これは影の損失(shading loss)の増加に繋がる。代わりにめっき膜厚を減らせるが、フィンガー伝導性の低下の欠点を有する。   One approach used to improve finger adhesion is to form wider laser lines, which leads to increased shading loss. Instead, the plating thickness can be reduced, but has the disadvantage of reduced finger conductivity.

本開示にかかる方法では、影の損失のみを増加を制限し、フィンガー伝導性を減らすことなく、フィンガー接着が改良される。   In the method according to the present disclosure, finger adhesion is improved without limiting the increase in shadow loss only and reducing finger conductivity.

本開示の方法では、第1の固定要素または固着要素は、複数のフィンガーのそれぞれの自由端部に形成される。これは実質的にフィンガー接着を改良し、実質的に剥離を減らすために十分であることが驚くべきこと見出された。   In the method of the present disclosure, a first securing element or anchoring element is formed at the free end of each of the plurality of fingers. It has been surprisingly found that this is sufficient to substantially improve finger adhesion and substantially reduce peeling.

1つの形態では、第1の固定要素は、フィンガー端部11において、フィンガー101、103の幅を部分的に増やすことができる。例えば、フィンガーの幅FWを部分的に増やす工程は、約2倍から5倍、例えば約3倍に、フィンガーの幅を増加する工程を含み、増加した幅はPWと呼ばれる。しかしながら、本開示はこれに限定されるものではない。フィンガーの幅は、フィンガー端部の縁から測定した場合に、フィンガー長FLの約5%から50%の範囲、例えばフィンガー長の約10%から30%にある長さPLを超えて増加することができるが、本開示はこれに限定されるものでは無い。自由端部11においてフィンガー幅を部分的に増やすことにより形成された第1の固定要素21を有する表側のメタライゼーションパターンの例を、図2および図6に模式的に示す。図6は、図2の細部を示す。   In one form, the first securing element can partially increase the width of the fingers 101, 103 at the finger end 11. For example, partially increasing the finger width FW includes increasing the finger width from about 2 to 5 times, such as about 3 times, and the increased width is referred to as PW. However, the present disclosure is not limited to this. The width of the finger, when measured from the edge of the finger end, increases beyond a length PL in the range of about 5% to 50% of the finger length FL, eg about 10% to 30% of the finger length. However, the present disclosure is not limited to this. An example of a front side metallization pattern having a first fixing element 21 formed by partially increasing the finger width at the free end 11 is schematically shown in FIGS. FIG. 6 shows the details of FIG.

本開示の形態にかかる第1の固定要素を有するフィンガーを用いた場合に、一定の幅で固定要素の無い、一般的な先端技術のフィンガーと比較して、改良された結果を示すためにスコッチテープ剥離テストが行われた。それらのスコッチテープ剥離試験は、中央バスバーの両側に18のフィンガーラインを含むセルの上で行われた。スコッチテープは、バスバーの各セルの端から端まで延びるように(バスバー自身のいずれの部分も覆わないように)、フィンガーに平行に提供され、これによりそれぞれの18のフィンガーを覆う。続いて、スコッチテープが除去された(剥がされた)。次に、プロセスにより基板から剥がされたフィンガーラインの数が数えられた。プロセスは、バスバーの左側と右側で繰り返された。これは、先端技術のフィンガーラインを含む2つの太陽電池と、フィンガーラインの自由端部においてのみ固定要素が形成された本発明の具体例にかかるフィンガーラインを含む2つの太陽電池とに対して繰り返された。更に4つの太陽電池で同様に行った。表1に結果を示す。下層のシリコン基板へのめっきされた金属フィンガーラインの接着が明らかに改良されたことは、当業者にとって明らかである。これは、先端技術と、本発明の具体例との間で、剥離されたフィンガーラインの平均数が大きく異なることによっても、定量的に支持される。   In order to show improved results when using a finger having a first anchoring element according to the form of the present disclosure, compared to a common advanced technology finger with a fixed width and no anchoring element A tape peel test was performed. These Scotch tape peel tests were performed on cells containing 18 finger lines on either side of the central bus bar. Scotch tape is provided parallel to the fingers so as to extend from end to end of each cell of the bus bar (so as not to cover any part of the bus bar itself), thereby covering each 18 finger. Subsequently, the scotch tape was removed (peeled). Next, the number of finger lines peeled from the substrate by the process was counted. The process was repeated on the left and right sides of the bus bar. This is repeated for two solar cells including a state-of-the-art finger line and two solar cells including a finger line according to an embodiment of the invention in which a fixing element is formed only at the free end of the finger line. It was. Furthermore, it carried out similarly with four solar cells. Table 1 shows the results. It will be apparent to those skilled in the art that the adhesion of the plated metal finger lines to the underlying silicon substrate has been clearly improved. This is also supported quantitatively by the large difference in the average number of peeled finger lines between the state of the art and embodiments of the present invention.

Figure 2015528645
表1:比較結果
Figure 2015528645
Table 1: Comparison results

図6は更に、フィンガーラインが平行な長手方向のサイドウォールにより好適には規定されることを示す。部分Iと呼ばれるフィンガー101の第1部分では、フィンガー幅PWはより大きく、平行なサイドウォール211のセットにより規定される。バスバーまたはリボンに直接隣接し、物理的に接続し、部分IIと呼ばれる第2部分では、FWを備えたフィンガーは、比較的小さく、平行なサイドウォール1011のセットにより囲まれている。遷移部分は、図示するようにステップタイプである。代わりに、遷移部分はより漸次的でも良い。遷移部分は、次に、例えば、フィンガーの幅が幅FWから幅PLまで漸次的に変化する、遷移領域に対応する遷移構造を含んでも良い。   FIG. 6 further shows that the finger lines are preferably defined by parallel longitudinal sidewalls. In the first part of the finger 101, called part I, the finger width PW is larger and is defined by a set of parallel sidewalls 211. In a second part, directly adjacent to and physically connected to the busbar or ribbon, referred to as part II, the fingers with FW are relatively small and are surrounded by a set of parallel sidewalls 1011. The transition part is a step type as shown. Alternatively, the transition portion may be more gradual. The transition portion may then include a transition structure corresponding to the transition region, for example, where the finger width gradually changes from the width FW to the width PL.

更に、フィンガーラインの第1部分Iと第2部分IIの一方または双方は、テーパー構造を有することもできる。例えば、第2部分IIはテーパーで、それぞれのテーパー構造のより狭い側は、バスバーから遠い方を指しても、またはバスバーから遠いところにあっても良い。   Furthermore, one or both of the first part I and the second part II of the finger line may have a tapered structure. For example, the second portion II is tapered, and the narrower side of each tapered structure may point away from the bus bar or far from the bus bar.

他の形態では、第1の固定要素は、線形、正方形、矩形、多角形、円形、または楕円形、または他の好適な形状を有する要素を含んでも良く、この要素は自由フィンガー端部11に形成される。例が図3に模式的に示され、異なる第1の固定要素21を有するフィンガー端部を示す。第1の固定要素21は固定ラインであり、固定ラインの長手方向は(図2に示したようなフィンガー幅の部分的な増加に対応する)フィンガーの長手方向に平行であっても良く、または固定ラインの長手方向がフィンガーの長手方向に実質的に垂直またはフィンガーの長手方向に対して好適な角度であっても良い。本開示にかかる第1の固定要素を形成することは、影の損失を大きくは増やさず、またはフィンガー伝導性を減らしつつ、フィンガーの接着を実質的に改良することが優位点である。   In other forms, the first securing element may include an element having a linear, square, rectangular, polygonal, circular, or elliptical shape, or other suitable shape, which element is at the free finger end 11. It is formed. An example is shown schematically in FIG. 3 and shows a finger end having a different first securing element 21. The first fastening element 21 is a fastening line, and the longitudinal direction of the fastening line may be parallel to the longitudinal direction of the fingers (corresponding to a partial increase in finger width as shown in FIG. 2), or The longitudinal direction of the fixing line may be substantially perpendicular to the longitudinal direction of the fingers or may be at a suitable angle with respect to the longitudinal direction of the fingers. Forming the first anchoring element according to the present disclosure is advantageous in that it substantially improves finger adhesion while not significantly increasing shadow losses or reducing finger conductivity.

更に一般的には、フィンガーの自由端部11のフィンガーと下層のシリコンとの間のコンタクト面積の部分的な増加に繋がるいずれかの要素または形状が、第1の固定要素21として使用されても良い。   More generally, any element or shape that leads to a partial increase in contact area between the finger at the free end 11 of the finger and the underlying silicon may be used as the first securing element 21. good.

本開示にかかる方法では、第2の固定要素または固着要素は、フィンガー端部において、少なくとも1つのバスバーと物理的に接続するように形成されても良い。バスバー側のそのような第2の固定要素は、バスバーに半田付けされたリボンの接着を改良する。この改良は、固定要素への半田の流れが、増加した半田コンタクト面積となり、これにより良い接着になる、リボン半田プロセスに関連しても良い。   In the method according to the present disclosure, the second fixing element or the fixing element may be formed to be physically connected to at least one bus bar at the finger end. Such a second fastening element on the bus bar side improves the adhesion of the ribbon soldered to the bus bar. This improvement may be related to the ribbon solder process, where the solder flow to the fixation element results in increased solder contact area and thereby better adhesion.

1つの形態では、第2の固定要素は、バスバーと物理的に接続して、フィンガー端部12において、フィンガー101、102、103の幅を部分的に増やすことにより形成しても良い。例えば、フィンガーの幅を部分的に増やす工程は、約2倍から5倍に、例えば約3倍に、フィンガー幅を増やす工程を含む。しかしながら、本開示はこれに限定されない。フィンガーの幅は、約5%から50%までの範囲の長さ、例えば約10%と30%の間の長さを超えて増加しても良いが、本発明はこれに限定されない。フィンガー端部12においてフィンガー幅を部分的に増やすことにより形成された第2の固定要素22を有する表側のメタライゼーションパターンの例が、図4に模式的に示される。   In one form, the second securing element may be formed by physically connecting to the bus bar and partially increasing the width of the fingers 101, 102, 103 at the finger ends 12. For example, partially increasing the finger width includes increasing the finger width from about 2 to 5 times, such as about 3 times. However, the present disclosure is not limited to this. The width of the fingers may increase beyond a length in the range of about 5% to 50%, for example between about 10% and 30%, but the invention is not so limited. An example of a front side metallization pattern having a second fastening element 22 formed by partially increasing the finger width at the finger end 12 is schematically shown in FIG.

他の具体例では、第2の固定要素は、線形、正方形、矩形、多角形、円形、または楕円形、または他の好適な形状を有する要素を含み、この要素はバスバー100の隣のフィンガー端部12に形成されても良い。例が図5に模式的に示され、異なる第2の固定要素22を有する、バスバー100に接続されたフィンガー端部12を示す。第2の固定要素22は、固定ラインであり、固定ラインの長手方向は、(図4に示すように、フィンガー幅の部分的な増加に対応する)フィンガーの長手方向に平行でも良く、または固定ラインの長手方向は、フィンガーの長手方向に実質的に垂直またはフィンガーの長手方向に対して好適な角度であっても良い。本開示にかかる第2の固定要素を形成することは、影の損失を大きくは増やさず、またはフィンガー伝導性を減らしつつ、フィンガーの接着を実質的に改良することが優位点である。   In other embodiments, the second securing element includes an element having a linear, square, rectangular, polygonal, circular, or elliptical shape, or other suitable shape, which element is adjacent to the finger end of the bus bar 100. It may be formed in the portion 12. An example is shown schematically in FIG. 5 and shows a finger end 12 connected to the bus bar 100 having a different second securing element 22. The second fastening element 22 is a fastening line, the longitudinal direction of the fastening line may be parallel to the longitudinal direction of the fingers (corresponding to a partial increase in finger width, as shown in FIG. 4) or fixed. The longitudinal direction of the line may be substantially perpendicular to the longitudinal direction of the fingers or at a suitable angle with respect to the longitudinal direction of the fingers. Forming the second anchoring element according to the present disclosure has the advantage of substantially improving finger adhesion while not significantly increasing shadow losses or reducing finger conductivity.

更に一般的には、バスバー100に物理的に接続したフィンガーの端部12において、フィンガーと下層のシリコンとの間のコンタクト面積の部分的な増加に繋がるいずれの要素または形状が、第2の固定要素22として使用されても良い。   More generally, at the end 12 of the finger physically connected to the bus bar 100, any element or shape that leads to a partial increase in contact area between the finger and the underlying silicon is the second fixed. It may be used as element 22.

バスバーの近傍のみのより広い固定ラインの変形は、バスバーから全フィンガーラインの長さの約2分の1まで、より広いラインが広がる。これは、(例えば、コンタクトにおいて、シリコンのより低い表面ドーピングレベルのためのような)より高い特定のコンタクト抵抗を有し、一方で同じ太陽電池効率を維持するために使用されるメタライゼーションスキームを可能にし、およびシリコンへの全体の接続面積を増加し、最小抵抗電力損失を、より低い値にするように最適な銅の膜厚を調整し、これにより必要なめっき時間を少なくする優位点を有する。   A wider fixed line deformation only in the vicinity of the bus bar will extend the wider line from the bus bar to about one-half of the length of the entire finger line. This has a metallization scheme that is used to maintain the same solar cell efficiency while having a higher specific contact resistance (such as for the lower surface doping level of silicon in the contact). The advantages of enabling and increasing the overall connection area to silicon and adjusting the optimal copper film thickness to lower the minimum resistance power loss, thereby reducing the required plating time Have.

本開示の具体例にかかる方法は、自由端部に第1の固定要素を含み、バスバーと接続するフィンガーの端部に第2の固定要素を含むメタライゼーションパターンを形成する工程を含んでも良い。   A method according to embodiments of the present disclosure may include forming a metallization pattern including a first securing element at a free end and a second securing element at an end of a finger connected to the bus bar.

先の記載は、本開示の所定の具体例を詳述する。しかしながら、当然のことながら、先の記載が如何に詳しくテキスト中に述べられても、本開示は多くの方法で実施できる。なお、本開示の所定の特徴または形態を記載する場合の、特定の用語の使用は、その用語が関連する開示の特徴または形態のいずれかの特別な特徴を含むように、その用語がここで再定義されることを暗示するものととるべきでは無い。   The foregoing description details certain specific examples of the disclosure. However, it will be appreciated that the present disclosure can be implemented in many ways, no matter how detailed the foregoing is set forth in the text. It should be noted that the use of a particular term when describing a given feature or form of the present disclosure includes the particular feature of any of the disclosed features or forms to which the term pertains here. It should not be taken to imply being redefined.

上記詳細な記載は、様々な形態に適用された本発明の新規な特徴を示し、記載し、そして指摘するが、記載されたデバイスまたはプロセスの形態および細部における多くの省略、代替え、および変化が、本発明の精神から逸脱することなく、当業者により行われることが理解されるであろう。   Although the above detailed description shows, describes, and points out novel features of the present invention that have been applied in various forms, there are many omissions, substitutions, and changes in the form and detail of the described device or process. It will be understood that this can be done by those skilled in the art without departing from the spirit of the invention.

Claims (14)

複数のフィンガーと、複数のフィンガーのそれぞれの自由端部における少なくとも1つの第1の固定要素と、を含むコンタクトパターンを有するめっき金属コンタクトを形成する工程を含む、太陽電池の製造方法。   A method of manufacturing a solar cell, comprising: forming a plated metal contact having a contact pattern including a plurality of fingers and at least one first fixing element at a free end of each of the plurality of fingers. 少なくとも1つのバスバー、少なくとも1つのバスバーに接続された複数のフィンガー、および少なくとも1つのバスバーに物理的に接続されたフィンガー端部における、少なくとも1つの第2の固定要素と、を含むコンタクトパターンを有するめっき金属コンタクトを形成する工程を含む、請求項1にかかる方法。   Having a contact pattern including at least one bus bar, a plurality of fingers connected to the at least one bus bar, and at least one second securing element at a finger end physically connected to the at least one bus bar. The method according to claim 1, comprising the step of forming a plated metal contact. 少なくとも1つのバスバーに物理的に接続されたそれぞれのフィンガー端部に、第2の固定要素を形成する工程を含む、請求項2にかかる方法。   3. The method according to claim 2, comprising forming a second securing element at each finger end physically connected to at least one bus bar. 更に、少なくとも1つのコンタクトパターンにリボンを半田付けする工程を含む、請求項1〜3のいずれかにかかる方法。   The method according to claim 1, further comprising the step of soldering the ribbon to at least one contact pattern. 更に、シリコン基板の全体の表面の上に誘電体層を形成する工程と、
誘電体層を部分的に除去して、これにより、請求項1〜4のいずれかにかかるコンタクトパターンに従って金属コンタクトが形成される必要のある部分において、下層のシリコン表面を露出させる工程と、
金属めっきにより露出したシリコン領域に金属コンタクトを形成して、表側の金属コンタクトを形成する工程と、を含む、請求項1〜4のいずれかにかかる方法。
And forming a dielectric layer on the entire surface of the silicon substrate;
Partially removing the dielectric layer, thereby exposing the underlying silicon surface in a portion where a metal contact needs to be formed according to the contact pattern of any of claims 1 to 4;
Forming a metal contact in a silicon region exposed by metal plating to form a front metal contact.
複数のフィンガーと、複数のフィンガーのそれぞれの自由端部における、少なくとも1つの第1の固定要素または固着要素と、を含むコンタクトパターンを有するめっき金属コンタクトを含む、太陽電池。   A solar cell comprising a plated metal contact having a contact pattern comprising a plurality of fingers and at least one first securing element or anchoring element at a free end of each of the plurality of fingers. 少なくとも1つのバスバー、少なくとも1つのバスバーに接続された複数のフィンガー、および少なくとも1つのバスバーに物理的に接続されたフィンガー端部における、少なくとも1つの第2の固定要素または固着要素と、を含むコンタクトパターンを有するめっき金属コンタクトを含む、請求項6にかかる太陽電池。   A contact including at least one bus bar, a plurality of fingers connected to the at least one bus bar, and at least one second securing or securing element at a finger end physically connected to the at least one bus bar The solar cell according to claim 6, comprising a plated metal contact having a pattern. 少なくとも1つのバスバーと物理的に接続されたそれぞれのフィンガー端部に、第2の固定要素を含む、請求項7にかかる太陽電池。   8. A solar cell according to claim 7, comprising a second fastening element at each finger end physically connected to at least one bus bar. 更に、フィンガーの下の基板を含み、第1の固定要素は、それぞれのフィンガーと、フィンガーの自由端部の下の基板との間のコンタクト面積を部分的に増加させる形状である、請求項6〜8のいずれかにかかる太陽電池。   The method further comprises a substrate under the fingers, wherein the first securing element is shaped to partially increase the contact area between each finger and the substrate under the free end of the fingers. A solar cell according to any one of? 第1の固定要素は、自由フィンガー端部で、フィンガーの幅の部分的な増加により具体化され、またはフィンガーの幅の部分的な増加を含む、請求項9にかかる太陽電池。   10. The solar cell according to claim 9, wherein the first securing element is embodied at the free finger end by a partial increase in finger width or comprises a partial increase in finger width. 更に、フィンガーの下の基板を含み、第2の固定要素は、バスバーに接続されたフィンガーの端部で、それぞれのフィンガーと基板との間のコンタクト面積を部分的に増加させる形状である、請求項6〜10のいずれかにかかる太陽電池。   Further, including a substrate under the fingers, the second securing element is shaped to partially increase the contact area between each finger and the substrate at the end of the finger connected to the bus bar. Item 10. A solar cell according to any one of Items 6 to 10. 第2の固定要素は、バスバーに接続されたフィンガーの端部で、フィンガーの幅の部分的な増加により具体化され、またはフィンガーの幅の部分的な増加を含む、請求項6〜11のいずれかにかかる太陽電池。   The second securing element is embodied by a partial increase in the width of the finger at the end of the finger connected to the bus bar or comprises a partial increase in the width of the finger. Crab solar cell. 自由フィンガー端部またはバスバーに接続されたフィンガーの端部で、フィンガーの幅が、フィンガー長さの5%から50%の範囲の長さに渡って増加する、請求項6〜12のいずれかに記載の太陽電池。   13. The finger width increases at a free finger end or finger end connected to a bus bar over a length ranging from 5% to 50% of the finger length. The solar cell described. 第1および/または第2の固定要素は、線形、正方形、矩形、多角形、円形、または楕円形である、請求項6〜13のいずれかにかかる太陽電池。   The solar cell according to any one of claims 6 to 13, wherein the first and / or second fixing element is linear, square, rectangular, polygonal, circular or elliptical.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3324445A1 (en) * 2016-11-17 2018-05-23 LG Electronics Inc. Solar cell and solar cell panel including the same
WO2018207312A1 (en) * 2017-05-11 2018-11-15 三菱電機株式会社 Solar cell and method for manufacturing solar cell
JPWO2017168474A1 (en) * 2016-03-30 2019-01-31 パナソニックIpマネジメント株式会社 Solar cell, solar cell module, and method for manufacturing solar cell
WO2024048332A1 (en) * 2022-09-02 2024-03-07 京セラ株式会社 Solar cell element and solar cell module

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8969122B2 (en) * 2011-06-14 2015-03-03 International Business Machines Corporation Processes for uniform metal semiconductor alloy formation for front side contact metallization and photovoltaic device formed therefrom
CN106914671A (en) * 2017-03-13 2017-07-04 南京日托光伏科技股份有限公司 A kind of MWT photovoltaic modulies draw welding method
EP3569769B1 (en) 2018-05-18 2021-08-11 BAUER Spezialtiefbau GmbH Foundation pile
CN110335905A (en) * 2019-08-20 2019-10-15 通威太阳能(安徽)有限公司 A kind of structure and its method improving double-side cell back up

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01503743A (en) * 1987-07-08 1989-12-14 モービル・ソラー・エナージー・コーポレーション Method for manufacturing solar cells with silicon nitride coating
JP2006324504A (en) * 2005-05-19 2006-11-30 Shin Etsu Handotai Co Ltd Solar cell
WO2009122977A1 (en) * 2008-03-31 2009-10-08 シャープ株式会社 Solar cell, solar cell string and solar cell module

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3492167A (en) * 1966-08-26 1970-01-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Photovoltaic cell and method of making the same
JP3323573B2 (en) * 1992-03-31 2002-09-09 キヤノン株式会社 Solar cell module and method of manufacturing the same
JPH06283736A (en) * 1993-03-29 1994-10-07 Sharp Corp Solar cell
JP2004266023A (en) * 2003-02-28 2004-09-24 Sharp Corp Solar battery and method of manufacturing the same
JP2005136148A (en) * 2003-10-30 2005-05-26 Kyocera Corp Solar cell device and method of manufacturing the same
JP2009272405A (en) * 2008-05-02 2009-11-19 Mitsubishi Electric Corp Solar battery element and manufacturing method therefor
CN101447531A (en) * 2008-12-22 2009-06-03 上海晶澳太阳能光伏科技有限公司 Preparation method for front electrode of solar cell
TWM387372U (en) * 2010-03-29 2010-08-21 Neo Solar Power Corp Electrode structure of solar cell
WO2011162406A1 (en) * 2010-06-25 2011-12-29 京セラ株式会社 Solar cell element, process for producing same, and solar cell module
JP2012054442A (en) * 2010-09-02 2012-03-15 Shin Etsu Chem Co Ltd Method of manufacturing solar cell and screen plate making process for use therein

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01503743A (en) * 1987-07-08 1989-12-14 モービル・ソラー・エナージー・コーポレーション Method for manufacturing solar cells with silicon nitride coating
JP2006324504A (en) * 2005-05-19 2006-11-30 Shin Etsu Handotai Co Ltd Solar cell
WO2009122977A1 (en) * 2008-03-31 2009-10-08 シャープ株式会社 Solar cell, solar cell string and solar cell module

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2017168474A1 (en) * 2016-03-30 2019-01-31 パナソニックIpマネジメント株式会社 Solar cell, solar cell module, and method for manufacturing solar cell
EP3324445A1 (en) * 2016-11-17 2018-05-23 LG Electronics Inc. Solar cell and solar cell panel including the same
WO2018207312A1 (en) * 2017-05-11 2018-11-15 三菱電機株式会社 Solar cell and method for manufacturing solar cell
WO2024048332A1 (en) * 2022-09-02 2024-03-07 京セラ株式会社 Solar cell element and solar cell module

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Publication number Publication date
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