TW201248870A - Solar cell - Google Patents

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201248870 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及-種太陽能電池，該太陽能電池具有帶正面觸 點和背半導體基底，其中，背©觸點具有由第一導 電材料構成的或含有第—導電材料的、帶留空部的層，在所 述留空部内佈置有焊點（焊盤），所述焊點由第二導電材料構 成或含有第二導電材料，該第二導電材料在與第一導電材料 的接觸區内形成金屬間化合物，其中，佈置在至少兩個留空 4内的焊點與沿直線分佈的連接II，分別在每個焊盤的焊區 内連接，並且，連接器距層一定距離地延伸經過焊點的焊接 邊沿。 【先前技術】 在製造本發明涉及的晶體矽太陽能電池時，通常經鋸割的 Si晶片藉助刻蝕浴來進行紋理結構化。隨後能與標準技術 相應地將磷滲入晶片的一面，以便構成卯結。為此在製造 時在正面上施加磷矽玻璃’所述磷矽玻璃用作為擴散過程的 P源並且然後被蝕去。然後藉助導電膏進行金屬化。 在空穴導電的晶片上為η層的照射面上，也就是朝向太陽 的面上’為構成正面柵極施加二至三個或多個匯流排以及單 個約100 μπι寬的、也稱為指的集流體。這一點通過絲網印 刷、指寫（Fingerschreiben)、電鍍沉積、或火焰噴塗/等離子 喷塗進行。絲網印刷技術很大程度上也用於其中將含有玻璃 101112442 3 201248870 的Ag導電膏印上、乾燥並且然後在約800 °C中燒結。 在背面上，也就是背對照射或太陽的面上，通常作為背面 觸點施加大面積的紹層。當紐在約_。⑽溫度中退火時， 石夕基底在㉝層㈣基底之間的介面场化並與域成合 金。冷卻時，㈣雜_層在晶片的、也就是基底的靠近 =的背面上外延生長地_。同時，在靠近_的面上凝固 富石夕的A1層’並且，在冷卻過程結束時，在高摻雜紹的層 與富矽的層之間凝固Al-Si共晶體。 石夕内的尚A1摻雜緊鄰背面觸點地感生出電場，即，所謂 的背面場，該電場使p區内的少數載流子也就是電子遠離 背面觸點’並且，與歐魄背面觸點上的複合起反作用。因 此，提供了防止少數載流子複合的、背面的良好的純化作 用，從而，可以達到太陽能電池的高效率。 為執行所需的電接觸，通常接觸導體軌道或焊點通過絲網 印刷、移印或其他適用的印刷方法直接施加在基底表面上， 並且在其上釺焊上鐘錫細自帶。也標稱為焊盤的相應焊點的 尺寸處於10至20mmx6至8mm之間，並且，典型地具有矩 形或橢圓形狀。 含有玻璃成分的導電膏的絲網印刷或移印廣泛使用。所述 含有玻璃成分的導電膏首先被印刷，然後在200。(3至3〇〇°c 中乾燥，並且最後在570°C以上的溫度中燒結或製成合金。 用於製造如下背面觸點太陽能電池的方法由 101112442 4 201248870 US-A-2〇08/01 〇5297得知，該背面觸點太陽能電池具有銘層 和這些鋁層的空隙記憶體在的Ag_焊盤。據那裡介紹，在鋁 層與Ag-焊盤之間有針對性地印刷的重疊區内，三種金屬， 即A1、Ag和Si配合作用。由此，由於三種成分不同的熱膨 脹而產生機械應力，從而使得在重疊區内印 銀刺落。為避免這種缺點，應該使用帶有倒：= 的Ag-焊盤，通過倒圓的和倒棱的角，降低在角處出現的機 械應力峰值。但與此相關的措施的實際實驗表明，沒有在所 要求的程度上降低频應力♦值，從”存麵焊盤的損 壞，由此還有相應的具有焊盤的太陽能電池魏失效的危 險。

由HU) 2009 026 027公知一種晶片太陽能電池，复 中，為避免晶片斷裂危險’背面電極結構中的中斷式匯流排 如下方式地構成’即，與中斷式匯流排和背面層相應地: 不發生重疊。因為生產技術上不能確保，在中斷式的匯 的縱向上觀察，焊盤僅能在背面層空隙内部引入，1 議’焊盤在有待焊上的連接器方向上與相鄰:層:持::： 結束，但是其中首要地，輯_僅切盤的邊沿與層 沿之間構成，Μ隙不必延伸直到半導體基底㈣面= 區域内空隙的寬度優選應該小於4〇〇μιη。 /Q 湖初379的域是具有帶狀_排的太陽 池’這些®流排在與太陽能電池背面區㈣在重^ 101112442 5 201248870 外部具有更小的厚度。 跟-厕/〇2_57在背面具有帶留空部的帶狀匯流排。 按照US-A-2003/祕i i 5的發光二極體，具有_ f㈣ 體連接的焊盤電極、和-個半透明的電極。前者是周邊結構 化的。 【發明内容】 本發明的目的在於’如此地改進開項所述類型的太陽能電 池’使得無論為了構成背面觸點使用了不同的材料，也就是 由於彼此不__脹錄，不發辑導縣底，也就是晶 =，的損壞’但㈣確保連接器與焊點，也就是焊盤之間可 罪的材料鎖合(stoffschliissige)連接。 % 5¾ 她…… 蠘:連接器與焊點細 物之樣觸合地連接；和/或，連接_經過 =至至少三個相對於直線橫向地分佈的焊接邊沿，其 中，所述至少三個谭接邊沿具有由連接器覆 接器寬度㈣2.5倍，較佳為3倍的長度。 夕疋連 本發明尤其如下地設置，即， 4目交的篦一，毐έ各π 烊接邊沿是焊盤與直線 邊緣區與各個由連接器覆蓋的二特別疋焊盤的每個第 直_接二:::預:邊:保持 此外，第一邊緣區應該至少在痒區内具有如下幾何 101112442 201248870 ==佈不同於靠近的層邊沿，也就是特別是由職 成的者面層的、連接器延伸經過的邊沿。 焊接邊沿是如下邊緣，沿該邊緣連接器材料鎖合地盘匯流 排的區段連接。連接器通常在其縱向上觀察在區段的整個長 度上與該區段連接，從而使得被連接器覆蓋的區段 是焊接邊沿。焊接邊沿也相對於連接器的縱向方向橫向地或 垂直地分佈。 此外，依據本發明的教導利用發明人的如下認識，即，藉 助金相方糾現的，對$面觸點的相鄰的層與焊盤之間的重 疊區内出現高的機械應力起決定性作用的是材料(也就是^ 與可焊接的接觸材料）之間的合金化過程，而不是如 US-A-2G_105297中所介紹的那樣是材料Ag、A1#D以的 碰頭。 燒結時’#呂和銀在焊盤的重疊區内製成合金。首先，紹溶 化，然後流動财孔的^層結構内。原位觀察表明，通過 液態紹流出形成約lmm至2mm寬的合金帶。該合金帶依 據相圖在冷卻後凝固為金屬間化合物(ζ·相，Μ目），該金屬 間化合物減含有元素的A1、Ag和可㈣Si雜分。在此， 條帶的寬度依賴於A1和Ag的組分含量，也歧說，也依 賴於銀的層厚和孔隙度。因此，相應地設計a(焊盤的第一邊 緣區的邊沿與連接器的靠近的邊沿的距離）的數值，因為， 這些地帶也可以變寬或變窄。 101112442 201248870 ;原因不犯毫無問題地將Ag觸點直接印刷在銘 上，而在燒結期間不形成上逑類型的金屬間化合物。 本來意義增透區的重疊區，向晶片施加高的機械應 j用顯錄曼光譜分析剛量到最高350廳。對出現的 應力的一種可能的解釋9， & Al-Ag合金遠不如元素的層那麼 可延展。此外需要考慮的是，整個過程在幾秒内結束，從而 尚在Ai/Ag合金的合金形成期間，就實施冷卻過程。因此， 可能出現平行於重4地帶定向的細微裂紋 。但是，如果相應 預張緊的區域承受機械負载、假設焊接的連接器在該部位上 結束、或在溫度週期内電池上由於彎曲出現機械應力的話， 額外地還由底部出現應力裂紋。 研九表月，焊接的銅連接器兩個端部處可能出現通過拉應 力產生的細微裂紋，並通過形狀和方向明確地指出其產生原 因。這一點藉助於示出太陽能電池12之背面觸點1()的圖1 和2進行說明，該太陽能電池具有在背面覆蓋太陽能電池 12的和由紹構成的或含有铭的、帶留空部μ的層a，這些 留空部由較佳地具有矩形形狀的焊盤16佔據。就此而言， 这疋預先公知的結構的、也就是按照現有技術的太陽能電池 的背面。 如果將成列地佈置的焊盤16與銅連接器18、2()材料鎖合 地連接(圖2)，那麼可以確定，分別在焊接的端部處，也就 是在相對於連接器18、2Q之縱向方向橫向的材料鎖合的連 101112442 201248870 接處，產生彎曲的、相對於出現的機械拉力橫向地分佈的裂 紋。因為焊接後當冷卻時銅連接器18、2〇比矽更強烈地收 縮，所以，隨著變薄的晶片更多地觀察到這種裂紋形成。在 更為處在内部的焊盤上，也偶爾出現類似的拉應力裂紋。 但，這些裂紋在如下情況下特別強烈地出現，即，焊接伸 進重疊區内，也就是，連接器的拉應力與由金屬間合金產生 的應力疊加。 基於依據本發明的教導避免了與此相關的缺點。所以，獲 得機械上的減負，旅且，由此裂紋形成還由以下方式得以避 免，即，由連接器產生的機械拉力分配到更長的線上，並且， 由此產生較小的應力。如果應力例如分配到1G個焊接邊沿 上，那麼每鱗減沿的應力減少到原來的㈣。這樣導致 材料的較小負載。 依據本發明，特別是如下地設置，即，限定第—邊緣區之 焊接邊沿至少在焊區内，_於靠近的層邊沿地遵循凸起的 和/或凹進的弧形區段。特別是如下地設置，即，焊盤由彼 此過渡的透鏡形的或在俯視圖中橢圓形的區段組成，所述區 段之縱軸線沿由連接器預先給定的錢分佈，其中，第二邊 緣區之各個邊沿具轉難為㈣地分佈㈣的v形幾何 在邊沿區域内’連接器與焊盤之間的接觸區， 二 因形幾何形狀的谭盤相比，明顯擴大，並且， 由此明顯減少可能出現的應力。 101112442 201248870 通過焊接邊沿區域内銀焊盤的、與常規下-狀相應的倒®，可以將機械拉力傳遞產生的裂紋形 如下方式地製造Ag-焊盤倒圓形狀，即，〇線上在此， 的或含有㈣層接觸。拉應力與接觸其不與由铭構成 低。 沒長的比例相應地降 此外，為將電流由平面層（如A1層）弓 盤)内所需的、厚盤與層之間的接觸線到焊盤(如Ag•焊 到如下 * 這些區域中焊接後對所焊接的連接器不 °°埤，在 _ , .θ ^ . 座生機械應力。通過 減少焊盤中的和背面層的接觸，雖_觸電阻可能略有辦 加，但接觸線長度的優化可以使與此相财能出現的缺喊 小化。 在改進方案中如下地設置，即’焊盤在其各個第一邊緣區 内關聯於相_背面層具有凹進地分佈的弧形幾何形狀及 /或，在其各㈣—邊緣_具有凸起地分佈的轉幾何形 狀(分別關聯於相鄰的或保持間隔地分佈的背面層區域地觀 察）。 焊盤在俯視圖中也可以具有矩形幾何形狀，其中，第二邊 緣區之各個邊沿和靠近的、層的邊沿，分別具有凹進地分佈 的弧形幾何形狀。 為減少拉應力，按照另一種設計方案如下地規定，即，焊 盤在其焊區内具有矩形、圓形或橢圓形的留空部，所述留空 部至少區域式地在焊接了連接器的情況下由所述連接器覆 101112442 10 201248870 蓋，其中，特別是圓形留空部完全地由連接器覆f， 、 i 及/或， 以其縱軸線相對於連接器之縱軸線橫向地分佈的概圓带 空部較佳為僅區域式地、也就是不完全地由連接器覆蓋 尤其如下地設置’即’佈置在留空部内的焊般，至小在 空部之由連接器覆蓋的區域内’由至少兩個彼此保持間隔: 區段所組成，其中，每個區段應該具有兩個焊接邊沿。:彼 此保持間隔的區段出發的、彼此靠近的焊接邊沿，也可、/ 此過渡，從而，使得區段之焊接邊沿在本來的意義上是連貫 焊接邊沿的區段。 貝 此外，在改進方案中，所述區段彼此完全保持間隔地，也 就是，彼此分開地佈置在留空部内。換句話說，至少兩個， 較佳兩個以上的帶狀焊區.分佈在留空部内部，其中，帶狀焊 區彼此保㈣隔地佈置。保持間隔的烊區因此本身形成焊 點。此外’處於外側的帶狀焊區與由連接器覆蓋的層邊沿保 持間隔地分佈。 裂紋之產生特別是由如下方式受到阻止或減少，即，在如 下區域内>肖除重疊地帶，在這些區域中連接器與焊盤之間進 行直接的材料鎖合的連接，也就是，在連接器延伸經過的、 焊盤的邊緣區或焊接邊沿區内，也就是在相對於產生金屬間 化合物的第二邊緣區橫向地分佈的第一邊緣區内。因此，依 據本發明’特別是如下地設置，即，在第—邊緣區内，焊盤 的與包圍該焊盤邊沿的層之彼此靠近的邊沿之間保持間 101112442 201248870 隔，也就是，構成應該至少處於〇. 5 m m至lM 〇 in m之間範圍 内的空隙。 焊接邊沿與層邊沿之間的間隔保持，可以通過專門的印刷 設計獲得。 匕卜由#盤的、依據本發明建議的幾何形狀开》成如下優 點，在導電銀或含有銀的材制作第土導電材料的情況下， 銀的材料節省得以進行’纽降低依據本㈣構成的太陽能 電池的製造成本。 此外，本發明如下地設置，即，其中連接器與焊盤材料鎖 合地連接的焊區與其中形成金屬間化合物（合金）的區域，也 就是，關聯於連接器地，在焊盤平行於該連接器分佈的邊緣 區内的區域，保持間隔地分佈。在此，尤其如下地設置，即， 知區與各個縱緣，也就是與焊盤之各個第二邊緣區具有 0.5 mmSa£2mm 的、特別是 〇 5mmSaSlmm 的距離。 依據本發明的、避免裂紋形成的教導，相應地也可以在正 面觸點上應用。因此，本發明還設置一種包括帶正面觸點和 背面觸點的半導體基底的太陽能電池，其中，正面觸點由較 佳為彼此平行地分佈的接觸指、和由至少一個相對於所述接 觸指橫向地分佈的匯流排所組成，與該匯流排連接的連接器 沿該匯流排分佈，並且，其特徵在於：匯流排由具有焊接邊 沿的區段組成，連接器延伸經過所述區段。 與公知的結構不同地，匯流排在太陽能電池之區域内形成 101112442 12 201248870 使為Ϊ:、如下地設置’即，區段如下方式地構成，即， 乂為 >兩個接觸指、特別是恰好兩 匯流排之形成至少兩個焊接邊沿的區段相連接。 本發明尤其如下地# 产排的dm广 連接至少兩個接觸指的、匯 抓排的仏，在俯視圖中具有用於形成四個焊接邊沿的環形 或者空心矩形的幾何形狀。 補充地或備選地，本發 明如下地设置，即，匯流排由兩個 在…縱向上刀佈的帶狀區段組成，所述匯流排之帶狀區段在 才曰P之區域内刀另在寬度上擴展，並且，較佳為連續地過渡 成指部的各個縱緣。 在匯流排之縱向上看’匯流排也可以由多個彼此保持間隔 的區段所組成，其中，每個區段具有至少兩個橫焊接邊沿， 也就是相對於匯流排之縱向延伸橫向地分佈的焊接邊沿。形 成一種具有縱邊和橫邊的導體的幾何形狀。 不依賴於此地，匯流排應以如下方式劃分成區段，即，給 最多五個接觸指、較佳為兩個接觸指，分別配屬至少兩個至 少區段式地沿指部延伸的焊接邊沿。 依據本發明，與電池連接器材料鎖合地連接的、在正面分 佈的匯流排，如下方式地劃分成區段或區域，即，形成多個 101112442 13 201248870 不是必須強制地相對於匯流排的縱向方向橫向地分佈的焊 接邊沿。匯流排之縱向方向在此穿過連接器之縱向延伸地、 沿匯流排地預先給定。 焊接邊沿本身不是必須強制性地只能相對於匯流排橫向 地、也就是沿接觸指地、或者平行於接觸指地分佈。確切地 說，段匯流排的區段的、相對於接觸指傾斜地分佈的區域， 也可以形成焊接邊沿，特別是在匯流排在接觸指的區域内擴 展、並且，匯流排之縱緣與接觸指連續地過渡成彼此，也就 是形成匯流排區段的、凹進地分佈的、作為焊接邊沿的縱緣 的情況下。 本發明的其他細節、優點和特徵不僅由申請專利範圍，由 該申請專利範圍得知的特徵(本身和/或組合的）給出，而且由 後面的對附圖中的實施例的說明給出。 【實施方式】 圖3至12示出晶體矽太陽能電池的背面截取示意圖，該 太陽能電池由帶有pn結的p型矽基底構成，並且，該太陽 能電池之正面觸點係以具有匯流排和指狀集流體的正面柵 極之形式構成。各個背面觸點通過燒結具有留空部的鋁層和 留空部内引入的焊點或焊盤形成，所述焊點或焊盤可以由銀 構成或可以含有銀。 如果將背面層稱為鋁層，那麼也可以使用其他的、如選自 組群：In、Ga、B、或它們的混合物的材料。就此而言，在呂 101112442 14 201248870 應作為同義詞理解。這對於可以通過另外的合適的 料替換的銀而言’師適用，而不偏離本發明。 材 為消_材料^於與焊盤材料鎖合 成裂紋，與對附圖的說明相應地在空隙内引人特殊2 = 盤，其中:連接器與焊盤連接的焊區與在由; 烊盤構成的背面觸點的退火及 ’艮 持間隔地分佈；或者，^中構成的合金，保 的區域内連接。==在焊盤叫 部件配有相_元件^的_+’原則上相同的 =原理示圖示出太陽能電池背面之截 有由鋁構成的帶留空部的背面声 ”具 佈置由銀構成的焊點戋焊盤/ "空部中成列地 材料鎖合地連接。 M便㈣32與連接器％ 域 =的材料鎖合的連接而產生的裂紋形成，依縣=: 〇又置即，連接器36僅與谭盤32在金屬間化人 、 34之外’材料鎖合地連接。該區域在圖3中藉由:區， 線並以元件符號35標註。 9父又陰影 =間化合物不再存在的區域，也就是連接 接的區域’如此前介紹的那樣可《由電㈣量： 顯槭照片來檢測。因此，可丢 里及 101112442 看出金屬間化合物的區域在哪 15 201248870 裡結束。制上，在這種相互㈣中可㈣定，在紹不再出 現的區域内，由於此原因金屬間化合物也不再存在，從而， 從該區域開始，可以進行連接^ §〇 〇 丁逆钱益36與焊盤32之間的材料鎖 合地連接，以避免不希望的裂紋形成。 圖4示出太陽能電池背面之戴取示意圖，其中，在背面声 如紹層剛中同樣地構成有多個留空部脱，圖中示出所^ 留空部中的-個。多個相應的留空部1()2在此同樣沿如下直 線佈置’連接器1 〇4沿該直線延伸，該連接器與沿直線分佈 的焊點106材料鎖合地連接。焊點以下標稱為焊盤。連接器 104可以是鍍錫的細銅帶。 ° 如圖4所示’焊盤在連接器1G4之縱向上以其焊接邊 沿108、110之與留空部102靠近的層邊沿112、114保持間 隔地分佈。焊接邊沿108、no限定了焊盤1〇6之所謂的第 一邊緣區，連接器104延伸經過該邊緣區。換句話說，原則 上延伸直到矽基底的空隙116、118,在邊沿1〇8、112和11〇、 114之間分佈。 此外’連接器104由此還有焊盤1〇6的、由該連接器覆蓋 的焊區122,與各個縱向邊緣區或第二邊緣區124、126保 持間隔地分佈，在該縱向邊緣區或第二邊緣區内，焊盤1〇6 與鋁層100接觸，或需要時在邊緣侧重疊該鋁層。附圖中， 在製圖上從焊盤106之中心區突顯出的相應縱向邊緣區 124、126，係由金屬間化合物，也就是鋁和矽的合金構成。 101112442 16 201248870 焊盤106之焊區122由此還有連接器1〇4與該區域124126 保持間隔地为佈。連接器1 〇4之靠近的縱緣 128、130 與邊 緣區124、126(也就是鋁-矽合金）之靠近的端部之間的距 離，在附圖中以a標§主，並且處於〇.5mm到5mm之間。 各個空隙116、118之寬度以b標註’並且，應該處於〇 5mm 到10mm之間，連接器1〇4之各個縱緣pg、130與焊盤1〇6 之邊緣區124、126之間的距離。 按照圖4的實施例，焊盤1〇6之焊接邊沿1〇8、11〇平行 於留空部118之層邊沿112、114而分佈。由此，雖然消除 了 Ag/Al合金區之機械負載，但，在拉力作用於連接器 的情況下’焊盤106内建立高的應力’這種高應力導致基底 内出現裂紋。為了將可能出現的拉力傳遞到更長的線上而由 此降低應力’焊盤106具有至少一個如下留空部1 ，連接 器104延伸經過該留空部，從而’該連接器覆蓋四個焊接邊 沿’由此拉力被傳遞到更長的線上。相應的焊接邊沿以元件 符號 108、110、111、113 標註。 圖5示出焊盤132’該焊盤係由與鋁層1〇〇接觸或重疊於 該鋁層分佈的、中間的矩形中心區134、和由端側之呈部分 圓形的區段136、138組合成。因此’限定區段136、I% 之焊接邊沿HO、142(連接器104延伸經過此等焊接邊沿， 並且，由這些焊接邊沿開始連接器104與焊盤132之焊區 122材料鎖合地連接）幾何形狀上如下方式地構成，即，形 101112442 17 201248870 成凸起地分佈的弧形。焊接邊沿14〇、142之總長度由於其 ά何形狀如下方式地選擇，即，焊接邊沿14G、142的、由 連接器104覆蓋的長度，相當於連接器104寬度B的至少 2.5倍，較佳為至少3倍，雖然這一點在製圖中不是必須能 看出來。 不依賴於此，連接器104同樣與第一或縱緣區124、126 保持間隔地分佈，在這些第一或縱緣區124、126中構成鋁 與矽之間的合金。 特別是，藉助圖5的實施例還可以看出，並未偏離本發明 的疋，連接器104僅覆蓋焊盤132之兩個焊接邊沿14〇、 142，只要連接器1〇4與焊盤132在金屬間化合物之外，也 就是在縱緣區124、126之外材料鎖合地連接。 按照圖6的實施例，焊盤144在俯視圖中具有「狗骨頭形 狀」，其中，連接器104延伸經過的焊接邊沿具有凹進地分 佈的弧形。相應的焊接邊沿以元件符號146、148標註。焊 盤144的、與焊接邊沿146、148相鄰的側區段凸起地弧形 分佈，並且，向直線地分佈的第二邊緣區124、126過渡。 焊接邊沿146、148區段之長度關聯於連接器1 的寬度B 地同樣如下方式地設計，即，前者相當於連接器1〇4之寬度 B的至少2.5倍，較佳為至少3倍。 按照圖7的實施例，焊盤154由兩個彼此過渡的透鏡形 的、或在俯視圖中橢圓形的區段156、158組成，所述區段 101112442 201248870 在其沿連接器1 〇 4之縱軸線延伸的邊緣區内直線地分佈。在 这些區域内構成合金，從而相應的邊緣區以元件符號、 126標註。 通過區段156、158的重疊，形成由連接器1〇4覆蓋的端 側的焊接邊沿160、162,所述焊接邊沿在*視圖中具有帶 ' 凸起地分佈的邊的V形。 圖8的實施例示出如下焊盤164之幾何形狀，該焊盤具有 矩形形狀，並且，除了由連接器1〇4覆蓋的第二邊緣區外， 基本上填滿留空部102。在這些區域内，焊盤164，也就是 其第一邊緣區，即，焊接邊沿166、168具有凹進的弧形分 佈，該分佈之關聯於由連接器104覆蓋的區域之總長度，相 當於寬度B的至少2.5倍，較佳為至少3倍。 為了在連接器104之區域内擴大焊盤164與背面層1〇〇 的距離’該背面層在其靠近焊盤164之焊接邊沿166、ι68 的邊緣區内，同樣如下方式地構成，即，其分別形成凸起的 弧形的層邊沿170、172。因此’連接器1〇4覆蓋如下空隙， 該空隙在俯視圖中具有橢圓形幾何形狀。 為達到進一步降低可能通過連接器104作用於焊盤174 的拉力，圖9的實施例如下地設置，即，焊盤174具有留空 部176、178，所述留空部例如在俯視圖中具有圓形或橢圓 形的幾何形狀。限定留空部176、178之焊接邊沿，在附圖 中虛線地示出。具有橢圓形幾何形狀的留空部178之縱抽 101112442 19 201248870 線，在此相對於連接器1〇4之縱軸線橫向地分佈。此外，由 附圖可以看出，焊盤174與圖5的實施例相應地由矩形的中 間區& 134、和呈部分圓形的端部區段136、138組合而成， 其中’端部區段136、138之焊接邊沿140、142與留空部 102之罪近的層邊沿，保持間隔地分佈，如附圖所示。 知盤174之第二邊緣區124、126或縱緣區與連接器1 〇4 之縱邊沿或邊緣128、130保持間隔地分佈。 此外’從附圖中看出，圓形留空部176完全地由連接器 104所覆蓋’並且，橢圓形留空部ι78在中心區内由連接器 104所覆蓋。 圖和11示出焊盤180、182的其他實施方式。在此， 依據圖10的烊盤180由彼此保持間隔地的帶狀區段184、 180、188、190所組成，從而，使得連接器1〇4因此覆蓋總 計八個焊接邊沿 194、196、198、200、202、204、206、208。 由此’出現的拉力如下方式地分佈》即’避免裂紋形成，並 使得焊盤180或其條帶184、186、188、190不發生鬆脫。 在圖11的實施例中，焊盤182具有三個矩形留空部210、 212、214,從而，連接器1〇4同樣覆蓋未詳細標註的八個焊 接邊沿。 不依賴於此，焊盤180、182分別以其最外側的焊接邊沿 194、208，與由連接器1〇4所覆蓋的層邊沿216、218保持 間隔。 101112442 20 201248870 β V、此相關的幾何形狀形成的優點是，與鋁層100良好 的導電接觸。 t卜通過焊盤180、182的相應構成(如此前介紹的依據 本教月的蟬盤巾那樣)形成的優點是，所使用的焊盤材料的 里…a去的佈置方案相比有所減少。在銀作為焊盤材料使用 的情況下’這一點特別有利。 圖12不出焊盤250、252之其他較佳實施方式，所述焊盤 由在周圍形成橢圓形幾何形狀的、彼此保持間隔地分佈的條 帶，、且成歲條條帶例如以254、256、258或260、262標註。 所述條帶相對於連接器1〇4橫向地或垂直地分佈 。金屬間化 合物區域藉由m標註。該區域藉由焊盤帶與㈣接觸而 形成未刀佈在金屬間化合物區域内的橋式區段或條帶 256、258、26G、262 ’分別具有兩個焊接邊沿，從而，與依 據本發明的教導相應地，在拉力作用於連接器刚的情況 下，進行力分配。此外，連接器104在圖12之左側圖示中， 經過即將過渡成焊盤25〇、252的具有金屬間化合物的邊緣 區的帶狀區段254的、焊盤内側分佈的焊接邊沿挪之上而 分佈。在圖12右侧圖示的實施例中，與此相反，桿盤252 之全部的、並且垂直於連接器刚的縱軸線分佈的帶狀區段 260、262’在它們由連接器1G4所覆蓋的區域内，與象徵金 屬間化合物的擴圓264保持間隔。 焊盤或焊點的較佳尺寸如下： 101112442 21 201248870 焊盤之長度：5mm至10mm 焊盤之寬度：5mm 各自第二邊緣區之長度：5mm至8mm 被連接器所覆蓋的區域内焊盤與鋁層之間的空隙之最小 寬度：0.5mm 焊盤之厚度：l〇pm至15μιη 焊盤之面積：盡可能小，以節省Ag 合金區之寬度：0.1mm至約2mm。 應藉助圖13至16介紹太陽能電池之與依據本發明教導相 符的正面觸點。在此，原則上為相同的部件使用相同的元件 符號。 以公知的方式在太陽能電池的正面上佈置有基本上彼此 平行地分佈的所謂接觸指300、302、304、306。接觸指300、 302、304、306可以在其端部處彼此間連接，以便使得在接 觸指應中斷的區域内也可以存在電流。相對於接觸指3〇〇、 302、304、306之縱向延伸橫向地，匯流排3〇7、311以公 知的方式分佈，這些匯流排依據本發明由彼此成列的區段組 成’所述區段依據圖13藉由填色的方塊308、31〇或312、 314、或依據圖14藉由未填色的矩形如方塊gw、318戍 320、322表示。與匯流排307、311材料鎖合地連接的連接 器324、326,分別延伸經過匯流排307、3u或其區段^⑽、 310、312、314、316、318、320、 322。然後，藉由連接器 101112442 22 201248870 324、326 ’進行太陽能電池的佈線。 如由圖13和14中所看到的那樣，每個匯流排不是連貫地 構成，而是由經由連接器324、326導電地連接的區段308、 310、312、314、316、318、320、322 所組成。在此，每個 區段 308、310、312、314、316、318、320、322 經過至少 兩個接觸指300、302、304、306而延伸。 因此，按照圖13的實施例，每個連接器324、326、對每 對接觸指300、302或304、306來說，覆蓋兩個焊接邊沿， 結果是，拉力得以分配，並且，使得裂紋形成的危險不發生。 各個區段308、310、312、314之焊接邊沿例如在區段308 處以元件符號328、330標註。 在區段316、318、320、322以空心矩形的形式構成時， 提供另外兩個焊接邊沿，從而’對每對接觸指300、302或 304、306來說，總計四個焊接邊沿由各自的連接器324、326 所覆蓋，從而提高拉力分配。區段(在區段316的實施例中） 之相應的焊接邊沿以元件符號332、334、336、338標註。 如果在圖13和14的實施例中各個區段308、310、312、 314、316、318、320、322在俯視圖中具有矩形幾何形狀， 那麼，同樣可以是其他的幾何形狀，特別是，圓形或橢圓形 幾何形狀。 此外，匯流排之區段也可以覆蓋兩個以上的接觸指3〇〇、 302、304、306，從而’可以相應減少焊接邊沿的數量。 101112442 23 201248870 如果按照圖13和14的實施例的匯流排307、311劃分成 單個區段，那麼，依據本發明的教導，即使在匯流排連貫構 成的情況下也被實現，只要提供額外的焊接邊沿。這一點藉 助圖14和15示出。 依據圖 15 ’ 接觸指 400、402、404、406、408、410 由匯 流排412、414所連接，但，在與所述接觸指4〇〇、4〇2、4〇4、 406、408、410之接觸區内寬度適量地擴展，如圖15中的 細部示圖所示。該細部示圖示出接觸指408與匯流排414 之間的交點418。可以看出，在重疊區中或交點418中，匯 流排414擴展，從而，在交點418中形成總計四個焊接邊沿 420、422、424、426，它們相對於匯流排414之縱向428 傾斜地分佈。在此’匯流排414形成縱緣的焊接邊沿420、 422、424、426應該連續地過渡成接觸指408之未詳細標註 的縱緣。 在圖16的實施例中，匯流排430、432垂直於接觸指400、 402、404、406、408、410地分佈，所述匯流排構成為雙帶， 也就是說，每個匯流排430、432由兩個彼此平行分佈的帶 狀或線形區段434、436或438、440組成。由此，形成帶有 四個縱向焊接邊沿的匯流排430、432，如圖16中的細部示 圖所示。在此方面，匯流排430、432之區段434、436、438、 440各自形成焊接邊沿的縱緣可以連續地過渡成接觸指 400、402、404、406、408、410之各個縱緣，這一點正如 101112442 24 201248870 藉助圖15所示。 如果，按照圖16的實施例，焊接邊沿在連接器之縱向上， 也就是拉力方向上分佈，那麼，在其他實施例中設置相對於 縱向方向橫向的、或垂直的分佈。也可以是如圖15所示的 混合形式，也就是說，焊接邊沿可以相對於縱向方向橫向 地、相對於縱向方向傾斜地、並沿縱向方向至少區段式地分 佈。 【圖式簡單說明】 圖1示出按照現有技術的、無連接器的太陽能電池之背面 視.圖。 圖2示出具有連接器的、依據圖1的太陽能電池。 圖3示出具有與焊盤連接的連接器的太陽能電池之截取 示意圖。 圖4示出具有背面觸點的第二實施方式的太陽能電池之 截取示意圖。 圖5示出具有背面觸點的第三實施方式的太陽能電池之 截取示意圖。 圖6示出具有背面觸點的第四實施方式的太陽能電池之 截取示意圖。 圖7示出具有背面觸點的第五實施方式的太陽能電池之 截取示意圖。 圖8示出具有背面觸點的第六實施方式的太陽能電池之 101112442 25 201248870 截取示意圖。 圖9示出具有背面觸點的第七實施方式的太陽能電池之 截取示意圖。 圖10示出具有背面觸點的第八實施方式的太陽能電池之 截取示意圖。 圖11示出具有背面觸點的第九實施方式的太陽能電池之 截取示意圖。 圖12示出具有背面觸點的第十實施方式的太陽能電池之 截取示意圖。 圖13示出正面觸點之俯視圖。 圖14示出正面觸點之另一實施方式。 圖15示出正面觸點之第三實施方式。 圖16示出正面觸點之第四實施方式。 【主要元件符號說明】 10 背面觸點 12 太陽能電池 13 (鋁、帶留空部）層 14 留空部 16 焊盤 18 (銅）連接器 20 (銅）連接器 30 (鋁、帶留空部）層 101112442 26 201248870 32 焊點；焊盤 34 (金屬間化合物）區域 35 (金屬間化合物）區域 36 連接器 100 (背面）層；（鋁、帶留空部)層 102 留空部 104 連接器 106 焊點；焊盤 107 留空部 108 (第一）焊接邊沿 110 (第一）焊接邊沿 111 (第一）焊接邊沿 112 層邊沿 113 (第一）焊接邊沿 114 焊接邊沿；層邊沿 116 空隙 118 空隙；留空部；焊點 122 焊區 124 (第二)邊緣區；區域； (第一）縱緣區 126 (第二)邊緣區；區域； (第一）縱緣區 101112442 27 201248870 128 (縱）邊沿；（縱）邊緣；縱緣 130 (縱)邊沿；（縱）邊緣；縱緣 132 焊點；焊盤 134 (矩形）中心區 136 (部分圓形）區段；（端部）區段 138 (部分圓形）區段；（端部）區段 140 (第一）焊接邊沿 142 (第一）焊接邊沿 144 焊點；焊盤 146 (第一）焊接邊沿 148 (第一）焊接邊沿 154 焊點；焊盤 156 (橢圓形）區段 158 (擴圓形）區段 160 (第一）焊接邊沿 162 (第一）焊接邊沿 164 焊點；焊盤 166 (第一）焊接邊沿 168 (第一）焊接邊沿 170 層邊沿 172 層邊沿 174 焊點；焊盤 101112442 28 201248870 176 留空部 178 留空部 180 焊點；焊盤 182 焊點；焊盤 184 (帶狀）區段； 條帶 186 (帶狀）區段； 條帶 188 (帶狀）區段； 條帶 190 (帶狀）區段； 條帶 192 (第一）焊接邊沿 194 焊接邊沿 196 焊接邊沿 198 焊接邊沿 200 焊接邊沿 202 焊接邊沿 204 焊接邊沿 206 焊接邊沿 208 (第一）焊接邊沿 210 留空部 212 留空部 214 留空部 216 層邊沿 218 層邊沿 101112442 29 201248870 250 焊點；焊盤 252 焊點；焊盤 254 條帶；帶狀區段 256 條帶 258 條帶 260 條帶；帶狀區段 262 條帶；帶狀區段 264 (金屬間化合物)橢圓 266 焊接邊沿 300 接觸指 302 接觸指 304 接觸指 306 接觸指 307 匯流排 308 (方塊）區段 310 (方塊）區段 311 匯流排 312 (方塊）區段 314 (方塊）區段 316 (方塊）區段 318 (方塊）區段 320 (方塊）區段 101112442 201248870 322 (方塊）區段 324 連接器 326 連接器 328 焊接邊沿 330 焊接邊沿 332 焊接邊沿 334 焊接邊沿 336 焊接邊沿 338 焊接邊沿 400 接觸指 402 接觸指 404 接觸指 406 .接觸指 408 接觸指 410 接觸指 412 匯流排 414 匯流排 418 (接觸指、匯流排）交點；重疊區 420 焊接邊沿 422 焊接邊沿 424 焊接邊沿 426 焊接邊沿 101112442 31 201248870 428 (匯流排）縱向 430 匯流排 432 匯流排 434 (帶狀、線形）區段 436 (帶狀、線形）區段 438 (帶狀、線形）區段 440 (帶狀、線形）區段 a 距離 b 寬度；距離 B (連接器）寬度 101112442

Claims (1)

1. 201248870 七、申請專利範圍： 1·一種太陽能電池，此太陽能電池具有帶正面觸點和背面 觸點的半導體基底，其中，所述背面觸點具有由第一導電材 料構成的或含有第一導電材料的、帶留空部（102)的層（30、 1〇〇)，在所述留空部内佈置有焊點（焊盤)(32、106、132、144、 154、164、174、180、182)，所述焊點係由第二導電材料構 成或含有所述第二導電材料，所述第二導電材料在與所述第 一導電材料的接觸區内形成金屬間化合物，其中，佈置在至 少兩個留空部内的焊點與沿直線分佈的連接器（36、1〇4)在 每個焊盤的各自的焊區（122)内連接，並且，所述連接器距 所述層一定距離地延伸經過所述焊點的焊接邊沿（1〇8、 110、11卜 113、114、142、146、148、160、162、166、168、 192、194、196、198、202、204、206、208)， 其特徵在於： 連接器（36)與焊點(32)僅在所述金屬間化合物之外材料鎖 合地連接，及/或，連接器（104)延伸經過所述焊點之相對於 所述直線橫向地分佈的至少三個焊接邊沿（108、11〇、η 1、 113、114、142、146、148、160、162、166、168、192、194、 196、198、202、204、206、208)，其中，所述至少三個焊 接邊沿（108、110、m、113、114、142、146、148、160、 162、166、168、192、194、196、198、202、204、206、208) 具有由連接器（104)所覆蓋的、至少是連接器（104)之寬度B 101112442 33 201248870 的2.5倍的長度。 2. 如申請專利範圍第1項之太陽能電池，其中，該第一導 電材料係由鋁構成或含有鋁，及/或，該第二導電材料是銀 或含有銀。 3. 如申請專利範圍第1項之太陽能電池，其中，第一焊接 邊沿（108、110、111、113、140、142、146、148、160、162、 166、168、192、208)是該焊點（106、132、144、154、164、 174、180、182)之與所述直線相交的第一邊緣區，此第一邊 緣區係與該層（100)或與所述層之由連接器（1〇4)所覆蓋的層 邊沿（112、114、170、172、216、218)保持間隔地分佈。 4. 如申請專利範圍第3項之太陽能電池，其中，該焊點 (106、132、144、154、164、174、180、182)之每個第一邊 緣區係與各個由連接器（104)所覆蓋的層邊沿（112、114、 170、172、216、218)保持間隔地分佈。 5. 如申請專利範圍第1項之太陽能電池，其中，佈置在該 留空部（102)内的焊點（180、182)至少在該留空部（102)之由 連接器（104)所覆蓋的區域内，由至少兩個彼此保持間隔的 區段（184、186、188、190)組成。 6. 如申請專利範圍第5項之太陽能電池，其中，該焊點（118) 之母個彼此保持間隔地的區段（184、186、188、190)具有兩 個焊接邊沿（192、194、196、198、202、204、206、208)。 7. 如申請專利範圍第5或6項之太陽能電池，其中，該焊 101112442 34 201248870 點（180)之諸區段（184、186、188、190)係彼此分開地佈置在 留空部（102)内。 8·如申請專利範圍第3項之太陽能電池，其中，限定該第 一邊緣區之焊接邊沿（140、142、146、148、166、168)至少 在該焊區（122)内關聯於靠近的層邊沿（112、114、170、172) 而遵循凸起形的和/或凹進形的弧形區段。 9. 如申請專利範圍第1項之太陽能電池，其中，該焊點（154) 係由兩個彼此過渡的透鏡形的、或在俯視圖中呈橢圓形的區 段（156、158)所組成，而所述區段之縱軸線係沿所述直線分 佈，其中，第一邊緣區之焊接邊沿（160、162)具有帶優選彎 曲地分佈的邊的V形幾何形狀。 10. 如申請專利範圍第丨項之太陽能電池，其中，該焊點 (164)在俯視圖中具有矩形幾何形狀’其中，第一邊緣區之 各個焊接邊沿（166、168)具有凹進地分佈的弧形幾何形狀， 並且，靠近的層邊沿（170、172)分別具有凹進地分佈的弧形 幾何形狀。 11. 如申請專利範圍帛丨項之太陽能電池其中，該焊點 (174)在其焊區（122)内具有至少—個圓形或橢圓形的留空部 (107、176、178) ’而所述圓形或橢圓形的留空部在焊上了 連接器（1G4)的情況下’至少區域式地由連接器所覆蓋。 12. 如申请專利範圍第u項之太陽能電池，其中，該圓形 的留空部(176)完全由連接器所覆蓋，及/或，以其縱軸線相 101112442 35 201248870 對於連接即叫之縱轴線橫向地分佈的該_形的留空部 (178)較佳為僅區域錢由連接^所覆蓋。 13. 如申睛專觀圍第3項之太陽能電池，其中，該焊盤 (174)之第一邊緣區之焊接邊沿⑽、u〇)，與該層，)之 靠近的層邊沿⑴2、114)之間的最小距離5為防卿⑺，特 別是 500pm：$bSl0min。 14. 如申請專利範圍第！項之太陽能電池，其中，該連接 器⑽與該焊點(32)之_材料鎖合連接的邊緣區與 金屬間化合物（35)之間的最小距離&為5〇〇μιη，特別是，L 500μιη9仝2mm。 101112442 36