TW201438265A - 具有貫穿襯底的通孔的多結太陽能電池 - Google Patents

具有貫穿襯底的通孔的多結太陽能電池 Download PDF

Info

Publication number
TW201438265A
TW201438265A TW103110010A TW103110010A TW201438265A TW 201438265 A TW201438265 A TW 201438265A TW 103110010 A TW103110010 A TW 103110010A TW 103110010 A TW103110010 A TW 103110010A TW 201438265 A TW201438265 A TW 201438265A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
substrate
region
metal
cap
solar cell
Prior art date
Application number
TW103110010A
Other languages
English (en)
Inventor
Onur Fidaner
Michael W Wiemer
Original Assignee
Solar Junction Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US13/856,573 external-priority patent/US20130263920A1/en
Application filed by Solar Junction Corp filed Critical Solar Junction Corp
Publication of TW201438265A publication Critical patent/TW201438265A/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/022441—Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells
    • H01L31/02245—Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells for metallisation wrap-through [MWT] type solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/068—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
    • H01L31/0687—Multiple junction or tandem solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/072—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type
    • H01L31/0725—Multiple junction or tandem solar cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/544—Solar cells from Group III-V materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

公開了多結太陽能電池以及用於製作多結太陽能電池的方法。公開了僅背接觸的多結太陽能電池，其中面對太陽的一側能夠耐受在太空中使用的環境。

Description

具有貫穿襯底的通孔的多結太陽能電池
本公開涉及多結太陽能電池以及用於製作多結太陽能電池的方法。更特別地，本公開涉及僅背接觸的多結太陽能電池以及用於製作這類太陽能電池的工藝流程，其中面對太陽的一側能夠耐受用於地球和太空使用的環境。
由於高的效率，因此常規的多結太陽能電池已經廣泛地用於地球和太空應用。多結太陽能電池包括多個串聯連接的二極體，在本領域中被稱為“結”，其通過在半導體襯底上層疊生長薄的外延區來獲得。層疊中的每個結優化為吸收太陽光譜的不同部分，從而改善太陽能轉化的效率。
常規的多結太陽能電池具有降低太陽能-電能轉換效率的特徵。例如，在太陽能電池正面上入射的太陽能的一部分由於金屬電極阻擋面對太陽側的一部分而不能被吸收。此外，所吸收的太陽能的一部分不能在電極處以電能的形式收集，這是因為在頂部結的發射極區中和在金屬柵格線中的橫向傳導過程中能量以熱的形式(例如，以電阻損耗的形式)耗散。對於大功率裝置，例如集中的光伏裝置或大面積太陽能電池，所耗散的熱還可能導致溫度明顯升高，從而進一步降低裝置的性能。一般在這些參數和其他參數之間有權衡。多結太陽能電池一般設計為在期望的條件下給出最佳的太陽能-電能轉換性能。期望的是改善多結太陽能電池裝置的效率。
多結太陽能電池可以在太空以及地球中使用。除了前述設計權衡之外，還要求常規的太空適用的多結太陽能電池表現出抗輻射性和與太陽能電池結合的金屬互連結構。抗輻射性限定為當暴露於包括電子和質子的電離輻射時裝置性能的最小降低。對於這些太空適用的多結太陽能電池，抗輻射性對於保持結和襯底的材料品質而使壽命延長非常重要。一般地，太空等級的防護玻璃用於提供抗輻射性。太空等級的防護玻璃可以由包括但不限於硼矽酸鹽玻璃的幾種材料製成。防護玻璃施加在電池上並附接到互連結構需要增加太空中所使用的太陽能電池的成本的特殊加工技術。因此，需要改善用於在太空中使用的多結太陽能電池的長期性能同時考慮成本效率的技術，具有這類防護罩和互連的太陽能電池的簡單製作有利於所述成本效率。
圖1A示出了一種典型(現有技術)的多結太陽能電池裝置100的橫截面圖。圖1A中所示的太陽能電池100由通過隧道結167和178連接的三個亞電池(結)106到108構成。會理解，圖1A僅為一種典型的多結太陽能電池的實例，並且這類太陽能電池可以包括任意數量的亞電池。圖1B為一種典型(現有技術)的多結太陽能電池的簡化圖。
參照圖1A，正面場(FSF)區4為在帽蝕刻之後面對太陽的視窗區。在FSF區4底下是形成二極體的頂p-n結106的發射極區102。相似的結107和108設置在頂p-n結下方，從而形成多結太陽能電池。頂電極包括通過帽區3與FSF區4接觸的柵格線2，其中所述帽區由根據金屬柵格線2的形狀圖案化的半導體材料構成。底電極為在太陽能電池的背面處與襯底5接觸的金屬區52。
在降低多結太陽能電池的效率的因素中，遮蔽損耗、發射極損耗和柵損耗與本發明有關。
遮蔽損耗：在典型的多結太陽能電池中，頂電極由金屬線的規則柵格構成。金屬柵格線2和帽區3阻擋陽光進入太陽能電池。對於帽區的寬度稍微大於金屬柵格線的寬度的太陽能電池來說，帽寬度x決定對於每一柵格線阻擋光的總寬度。參照圖1B，柵格線寬度x'一般通過加工常數xc與帽寬度x相關聯，使得x=x'+xc。因此，當遮蔽寬度x作為設計參數增加或降低時，金屬寬度x'也增加或降低相同的量。對於間隔距離y的柵格線，遮蔽損耗大約為x/y。因此，增加寬度x和/或減小間隔y增加遮蔽損耗。
發射極損耗：載流子由於陽光的吸收而跨過太陽能電池產生。參照圖1A，到達發射極102的光生載流子必須朝著柵格線2橫向移動，如由圖2B中箭頭28所示的。發射極102和FSF 4為薄的、摻雜的半導體區，並一起形成橫向傳導區132。穿過橫向傳導區132的載流子傳輸導致電阻性功率損耗，其取決於傳導區的薄層電阻率和載流子到達柵格線2必須移動的距離。因此，對於給定的薄層電阻率，柵格線間隔y越小，發射極損耗越小。
柵損耗：柵格線為金屬電阻器，當如箭頭27所示的電流朝母線22移動時導致電阻損耗。柵損耗由柵格線的橫截面積和長度以及柵格線的金屬電阻率確定。對於較大的電池來說，柵格線較長，導致與較小的電池相比[柵損耗]/[總損耗]的比率較大。
發射極損耗和柵損耗為電阻損耗(即，I2R損耗)。因此，當入射陽光的強度增加時，從太陽能電池提取的電流增加，並且因此I2R損耗甚至增加更多。例如，強度從500倍到1000倍，對於給定的電池設計，電阻損耗大約會變為四倍。
通過使用更多柵格線(因此減小y)或增加橫截面積(因此增加x)可以使柵損耗變得更小。因此，降低柵損耗(對於給定的加工參數)以增加遮蔽損耗為代價。在現有技術的太陽能電池中，需要降低柵損耗部分而不增加遮蔽損耗部分。
用於太空適用的多結太陽能電池的現有技術包括由太陽能電池、互連和防護玻璃構成的產品(也被稱為CIC)。在現有技術太陽能電池的製作中，將太空適用的防護玻璃施用於具有透明黏合劑的太陽能電池的正面，以保護太陽能電池免受太空中嚴酷的環境。用於將電能從電池傳導出的互連焊接到電池的正面和背面。需要一種穩健的為前端方法一部分的防護玻璃集成方法，使得電池可以在防護玻璃集成之後以晶片尺寸進行測試。
此外，太陽能電池頂電極和表面的設計影響可以在太陽能電池的頂部、周圍或底部上添加以保護其免受潛在的破壞性環境，例如太空中具有高輻射的環境影響的覆蓋材料或塗層。需要一種穩健的可以與太陽能電池製造的工藝流程一體化的防護玻璃集成方法。
貫穿襯底的通孔(TSV)，也被稱為貫穿晶片的通孔(TWV)為在半導體晶片的頂面和底面之間的電互連。TSV結構已經通常用於半導體裝置領域中各種各樣的應用。提供TSV結構的製作方法對於半導體裝置領域中的技術人員是已知的。例如，Chen等(Journal of Vacuum Science and Technology B, 第27卷, 第5期, “Cu-plated through-wafer vias for AlGaN/GaN high electron mobility transistors on Si’)公開了一種具有貫穿晶片的通孔的半導體裝置，其用於高遷移率電子傳輸裝置應用。
貫穿襯底的通孔結構也已經應用於太陽能電池裝置。在太陽能電池中使用TSV結構的目的之一是提供用於包裝需要的僅背接觸的太陽能電池。一些用於背接觸太陽能電池的方法已經由Van Kerschaver等(Progress in Photovoltaics: Research and Applications 2006; 14:107-123)概述。
Kinoshita等(US 2008/0276981 A1)公開了一種提供貫穿晶片的通孔的結構，使金屬與介電襯裡結合，所述介電襯裡將頂面上的柵格線連接到太陽能電池的背面。由Kinoshita所公開的結構提供一種僅背接觸的太陽能電池。然而，所公開的結構基本上不降低柵損耗，這是因為柵格線沿著電池的長度用於電流傳輸。
Dill等(US 4,838,952 A)公開了一種貫穿晶片的通孔結構，其將太陽能電池的發射極區連接到背面。由Dill等所公開的結構不適合於多結太陽能電池。多結太陽能電池包括多個具有各種摻雜模式的外延半導體層。因此，對於多結太陽能電池，不能在貫穿晶片的金屬區周圍使用單一摻雜類型以將其與金屬區穿過的半導體材料電隔離。
Guha等(US 8,115,097 B2)公開了一種用於光伏電池的無柵格線的接觸。由Guha等所公開的結構採用橫向絕緣的貫穿晶片的通孔，其將光伏電池的表面部分(即發射極)連接到背面。在貫穿晶片的通孔中的金屬的頂面和發射極區之間的接觸在襯底內，使得在貫穿晶片的通孔的頂部和太陽能電池的頂面之間有半導體區。Guha等的公開沒有教導貫穿晶片的通孔結構如何能夠集成到多結太陽能電池中，所述多結太陽能電池採用具有不同用途的多種薄半導體外延層。例如，在多結太陽能電池中需要在發射極102和金屬接觸2之間使用接觸區3和正面場4。
因此，需要通過降低柵損耗來增加多結太陽能電池的效率，同時防止太陽能電池在太空中使用期間劣化。
本發明示出了一種多結太陽能電池，其包括使用至少一個穿過太陽能電池的外延區和襯底形成的貫穿襯底的通孔以降低與金屬柵電阻相關聯的損耗的幾個實施方案。特別地，提供貫穿襯底的通孔，除了帽區之外，其與太陽能電池襯底電隔離，並與上覆太陽能電池襯底的外延區中的每一個電隔離。另外，貫穿襯底的通孔的橫截面尺寸設計為使遮蔽損耗最小化。本發明的多結太陽能電池還提供有成本效益的防護玻璃集成，其也明顯降低關於地球和太空使用的太陽能電池劣化。在襯底中所使用的半導體材料可以包括例如砷化鎵、矽和鍺。外延區可以包括一個或更多個晶格匹配或失配的亞電池，所述亞電池包括例如隧道結、正面場(FS)、發射極、耗盡區、基極和背面場。在這些亞電池中所使用的半導體材料可以包括但不限於磷化鎵銦、磷化銦、砷化鎵、砷化鎵鋁、砷化鎵銦、鍺和稀釋的氮化物化合物，如GaInNAsSb、GaInNAsBi、GaInNAsSbBi、GaNAsSb、GaNAsBi和GaNAsSbBi。對於三元和四元化合物半導體，可以使用各種各樣的合金比例。可以使帽區圖案化為使得它們包圍太陽能電池頂面上的通孔結構。因此，可以消除延伸跨過太陽能電池整個長度的柵格線，而且從多結太陽能電池的背面可接近電極。
在第一方面，提供多結太陽能電池裝置，所述裝置包括具有形成在外延區內的至少一個多結太陽能電池元件的導電半導體襯底，所述外延區在所述襯底上生長；形成在外延區頂部上的多個帽區；在襯底背面上形成的與多個帽區中的每一個對應的多個貫穿襯底的通孔頭；從多個帽區中的每一個到對應的貫穿襯底的通孔頭延伸穿過襯底的貫穿襯底的通孔；在貫穿襯底的通孔內並將多個帽區中的每一個電連接到對應的貫穿襯底的通孔頭的導電金屬；設置在貫穿襯底的通孔中的每一個的壁上的電絕緣襯裡，其使襯底和外延區與貫穿襯底的通孔內部的導電材料絕緣；設置在在多個貫穿襯底的通孔頭中的每一個直接上方的光學透明黏合劑材料上的光學覆蓋材料；和背金屬，其圖案化有背金屬圖案，與導電半導體襯底的背面歐姆接觸，並與貫穿襯底的通孔頭電隔離。
在第二方面，提供形成貫穿襯底的通孔頭的方法，所述方法包括：提供具有外延區和形成在外延區頂部上的多個帽區的襯底，所述外延區在所述襯底上生長；在多個帽區上沉積光刻膠區；從襯底的背面蝕刻多個貫穿襯底的通孔並將所述光刻膠區用作蝕刻停止層；在多個貫穿襯底的通孔中的每一個內沉積電絕緣襯裡；移除光刻膠區以暴露多個帽區；和在貫穿襯底的通孔內沉積金屬以連接多個帽區。
在協力廠商面，提供多結太陽能電池裝置，所述裝置包括具有背面的半絕緣半導體襯底；上覆半絕緣半導體襯底的外延區；在襯底和外延區之間的導電半導體區；形成在外延區內的至少一個多結太陽能電池元件，所述外延區在導電半導體區上生長；上覆外延區的帽區；從帽區延伸到襯底的背面的貫穿晶片的通孔；根據包括圍繞貫穿晶片的通孔的墊圈的帽圖案而成形的帽區；在貫穿晶片的通孔內並與帽圖案化的墊圈電連接的導電金屬；在貫穿晶片的通孔的壁上的電絕緣襯裡，其使貫穿晶片的通孔內部的導電金屬與至少外延區絕緣和導電半導體區絕緣；設置在在外延區頂部上形成的貫穿襯底的通孔頭直接上方的光學透明黏合劑材料上的光學覆蓋材料；和在襯底的背面上的背金屬，其與貫穿晶片的通孔中的導電金屬電接觸。
在第四方面，提供多結太陽能電池裝置，所述裝置包括具有形成在外延區內的至少一個多結太陽能電池元件的導電半導體襯底，所述外延區在所述襯底上生長；形成在外延區頂部上的多個帽區；從多個帽區延伸到襯底的背面的貫穿襯底的通孔；在貫穿襯底的通孔內並與多個帽區電連接的導電金屬；設置在貫穿襯底的通孔的壁上的電絕緣襯裡，其使襯底和外延區與貫穿晶片的通孔內部的導電材料絕緣；使貫穿襯底的通孔內的導電金屬與多個帽區電連接的貫穿襯底的通孔頭，從這之後都如此稱呼；形成在外延區頂部上直接結合在貫穿襯底的通孔頭上方的臨時載體襯底；和背金屬，其圖案化有背金屬圖案，與導電半導體襯底的背面歐姆接觸，並與貫穿襯底的通孔內的導電金屬電隔離。
在第六方面，提供形成多結太陽能電池裝置的方法，所述方法包括：提供具有形成在外延區內的至少一個多結太陽能電池元件和形成在外延區頂部上的多個帽區的導電半導體襯底，所述外延區在所述襯底上生長；將防護玻璃結合在襯底和多個帽區頂部；將襯底減薄；從襯底的背面蝕刻貫穿襯底的通孔；在襯底的背面形成圖案化的介電層；和在圖案化的帽區和與貫穿襯底的通孔內部的導電金屬接觸的背金屬接觸墊之間形成電連接，使得接觸墊不直接電連接到半導體襯底。
在第七方面，提供形成多結太陽能電池裝置的方法，所述方法包括：提供具有形成在外延區內的至少一個多結太陽能電池元件和形成在外延區頂部上的圖案化的帽區的導電半導體襯底，所述外延區在所述襯底上生長；將聚合物覆蓋物結合在襯底和圖案化的帽區頂部；將襯底減薄；從襯底的背面蝕刻貫穿襯底的通孔；在襯底的背面形成圖案化的介電層；形成多個背金屬接觸墊；並在圖案化的帽區和與貫穿襯底的通孔內部的導電金屬接觸的背金屬接觸墊之間形成電連接，使得接觸墊不直接電連接到半導體襯底。
在另一方面，公開多結太陽能電池，所述電池包括：具有形成在外延區內的至少一個多結太陽能電池元件的導電半導體襯底，所述外延區在所述襯底上生長；形成在外延區頂部上的環形帽區；從環形帽區延伸到襯底的背面的貫穿襯底的通孔；在貫穿襯底的通孔內並與環形帽區電連接的導電金屬；設置在貫穿襯底的通孔的壁上的電絕緣襯裡，其使襯底和外延區與貫穿晶片的通孔內部的導電材料絕緣；使貫穿襯底的通孔內的導電金屬與環形帽區電連接的貫穿襯底的通孔頭，從這之後都如此稱呼；和背金屬，圖案化有背金屬圖案，與導電半導體襯底的背面歐姆接觸，並與貫穿襯底的通孔內的導電金屬電隔離。
在另一方面，公開多結太陽能電池，所述電池包括：具有背面的半絕緣半導體襯底；上覆半絕緣半導體襯底的外延區；在襯底和外延區之間的導電半導體區；形成在外延區內的至少一個多結太陽能電池元件，所述外延區在導電半導體區上生長；上覆外延區的帽區；從帽區延伸到襯底的背面的貫穿晶片的通孔；根據包括圍繞貫穿晶片的通孔的墊圈的帽圖案而成形的帽區；在貫穿晶片的通孔內並與墊圈電連接的導電金屬；在貫穿晶片的通孔的壁上的電絕緣襯裡，其使貫穿晶片的通孔內部的導電金屬與至少一個外延區絕緣，並與導電半導體區絕緣；和在襯底的背面上的背金屬，其與貫穿晶片的通孔中的導電金屬電接觸。
在另一方面，公開了製作多結太陽能電池的方法，所述多結太陽能電池在工藝流程中併入光學覆蓋材料並具有貫穿襯底的通孔，例如在第一方面和第二方面中的那些。這類用於在多結太陽能電池中併入貫穿襯底的通孔的工藝流程是有效率並有成本效益的，並且使用光學防護玻璃作為背面加工期間的載體襯底。防護玻璃還設計為然後耐受用於太陽能電池使用的可靠性條件，在一些情況中，用於在太空中使用。特別地，工藝流程公開在已經加工過外延晶片的正面之後，貫穿襯底的通孔的背面蝕刻。
在以下描述中，參考形成本文一部分的附圖，其中在全文中相同的附圖標記表示相同的部分，並且在所述附圖中通過舉例說明來示出其中可以實踐本發明的具體實施方案。
2．．．柵格線
3．．．帽區
4．．．FSF區
5．．．襯底
21．．．環形帽區
22．．．母線
27、28．．．箭頭
45．．．外延區
52．．．金屬區
54．．．背金屬
55．．．間隔或間隙
60．．．通孔
61、64．．．絕緣層
62．．．通孔金屬
63．．．金屬區
65．．．金屬區
81．．．帽區
82．．．柵格線
91．．．光學覆蓋材料
92．．．平坦化光學膠
100．．．太陽能電池
102．．．發射極區
106、107、108．．．亞電池(結)
132．．．橫向傳導區
167、178．．．隧道結
701．．．襯底
702．．．外延層
703．．．介電材料
704．．．環形帽
705．．．通孔頭
706．．．平坦化黏合劑
707．．．光學覆蓋材料
708．．．通孔
709．．．絕緣襯裡
710．．．通孔金屬
711．．．背金屬
801．．．襯底
802．．．外延層
803．．．介電材料
813．．．介電材料部分
804．．．環形帽
805．．．通孔頭
806．．．平坦化黏合劑
807．．．光學覆蓋材料
808．．．通孔
809．．．絕緣襯裡
810．．．通孔金屬
812．．．圖案化的光刻膠
901．．．襯底
902．．．外延層
903．．．介電材料
904．．．環形帽
913．．．光刻膠
906．．．平坦化黏合劑
907．．．光學覆蓋材料
908．．．通孔
909．．．絕緣襯裡
910．．．通孔金屬
x．．．帽寬度
x'．．．柵格線寬度
xc．．．加工常數
y．．．間隔距離
本文中所描述的附圖僅用於舉例說明的目的。附圖不打算限制本公開的範圍。
圖1A為其中可以使用本發明的多結太陽能電池的橫截面圖。
圖1B為圖1A的簡化版本。
圖2A示出了具有柵格線2和母線22的一種典型的現有技術太陽能電池。
圖2B示出了柵損耗和發射極損耗發生的位置。
圖3A示出了本發明的一個具體實施方案。
圖3B示出了圖3A的俯視圖。
圖4A示出了本發明的一個具體實施方案。
圖4B示出了圖4A的俯視圖。
圖5A示出了本發明的一個具體實施方案。
圖5B示出了圖5A的俯視圖。
圖5C示出了圖5A的後側視圖。
圖6A示出了本發明的一個具體實施方案。
圖6B示出了圖6A的橫截面圖。
圖7A到7F圖示了用於本發明的一個具體實施方案的工藝流程。
圖8A到8F圖示了用於本發明的一個具體實施方案的工藝流程。
圖9A到9F圖示了用於本發明的一個具體實施方案的工藝流程。
現在更詳細地參考本公開的實施方案。儘管描述了本公開的特定實施方案，但是會理解其不打算將本公開的實施方案限制於所公開的實施方案。相反地，對本公開的實施方案的參考旨在包括替換、修改和等效物，其可以包括在如所附權利要求所限定的本公開的實施方案的精神和範圍內。
在本發明的一個實施方案中，由圖3A和3B所示，具有一個或更多個形成外延區的亞電池的太陽能電池具有在外延區45上方形成的環形帽區21。在環形帽21上方的金屬區63與環形帽歐姆接觸。在環形帽上方的金屬區63還被稱為“貫穿襯底的通孔頭”。圖3B示出了圖3A的太陽能電池的頂視圖。
在特定的實施方案中，相鄰的貫穿襯底的通孔之間的中心到中心的距離為約100 μm到約200 μm，約100 μm到約150 μm，約150 μm到約200 μm，並且在特定的實施方案中，約125 μm到約175 μm。在一些實施方案中，相鄰的貫穿襯底的通孔之間的中心到中心的距離為大約60 μm到最大1 mm或更大。通孔可以以適當的配置排布以優化太陽能電池的性能。
特定實施方案的一個目的是對於給定的電池尺寸，通過將通孔彼此更加遠離地放置以減少遮蔽損耗來減少太陽能電池中通孔的數目。本實施方案通過使用從通孔區延伸出的金屬線來保持發射極損耗足夠小，使得電流流過橫向傳導層的橫向距離基本上不增加。因為與典型的現有技術柵格線相比可以使金屬線更短，所以與其相關的電阻損耗會是最小的。金屬線可以遵照取決於多結太陽能電池設計要求的各種圖案。因為金屬線一般是短的，所以可以不必使用銀或其他高傳導性的金屬來製作金屬線。因此，本實施方案使得多結太陽能電池能夠不需要銀金屬化。不使用銀的金屬化對於生產和製造可以使有利的。例如，在用於製作不含銀的其他產品的生產設備組上一般不允許有銀。因此，有成本效益的從裝置中消除銀可以實現製造多結太陽能電池裝置的益處。
在一些實施方案中，如圖4A和4B所示，可以提供在太陽能電池的正面的窄的金屬柵格線82，其從貫穿襯底的通孔頭區沿著在外延區45之上的窄的帽區81延伸。貫穿襯底的通孔60從環形帽21延伸到襯底5的背面。在貫穿襯底的通孔60內的通孔金屬62在貫穿襯底的通孔的內部區中從環形帽延伸到襯底5的背面。在一些實施方案中，該通孔金屬可以包括金或銅。在一些實施方案中，通孔金屬不填滿整個通孔。圖4B為圖4A中所示的裝置的上表面的平面圖，並且包括覆蓋在貫穿通孔60和外延區45上方設置的窄的帽區81的窄的金屬柵格線82。
電絕緣層61內襯圍繞導電金屬的貫穿襯底的通孔的壁，從而使襯底5和外延區45與貫穿襯底的通孔內部的通孔金屬62電絕緣。在一些實施方案中，該絕緣層可以是電介質，例如二氧化矽或氮化矽。在其他實施方案中，絕緣層可以使聚合物。絕緣層61在通孔內部圖案化為使得通孔金屬62與貫穿襯底的通孔頭21歐姆接觸。在一些實施方案中，絕緣層，例如聚合物材料在通孔內部通過使用選擇性沉積的自身圖案化方法來圖案化。在一些實施方案中，如圖5A中所示，絕緣層61共形地覆蓋襯底的背面除了通孔的內部之外的部分64，使得在襯底的背面的絕緣層以背接觸圖案來圖案化，得到在背面上圖案化的絕緣層。在其他實施方案中，可以應用圖案化的背面上的絕緣層，並且獨立于通孔內部的絕緣層來圖案化。可以包括背接觸墊的背金屬54可以應用到除了襯底的背面上由圖案化的絕緣層64佔據的區之外的襯底的背面上，使得背金屬與襯底歐姆接觸。在一些實施方案中，如圖5A和5B所示，在圖案化的絕緣層64和背面金屬接觸54之間有間隔或間隙55。在一些實施方案中，背金屬可以包括金、鈦和鉑。
參照圖5A到5B，可以包括通孔接觸墊的通孔接觸金屬區65可以附接到在襯底的背面上的圖案化的絕緣層，使得通孔接觸金屬區與通孔金屬62直接電連接，而不直接電連接到半導體襯底5或背金屬54。在一些實施方案中，金屬區65可以包括金、鈦、鉑和銅。
在一些實施方案中，如圖5C中所示，在背面上的圖案化的絕緣層64和通孔接觸金屬區65圖案化為使得多個通孔金屬電連接。在一些實施方案中，通孔接觸金屬區62和背金屬以互補的圖案進行圖案化，從這以後被稱為相間錯雜的背接觸圖案。
在一些實施方案中，裝置不含銀金屬；即沿著帽的窄柵格線、通孔頭金屬、通孔金屬、通孔接觸金屬區和背金屬不含銀。
在一些實施方案中，帽區和通孔可以具有其他形狀因數，例如矩形、正方形或其他形狀，而不限於環形。這類形狀可以包括圍繞通孔孔的整個周界形成封閉的環、矩形或其他形狀的帽區。或者，這類帽區可以不圍繞通孔孔的整個周界。
在另一個實施方案中，貫穿襯底的通孔頭結構用具有光滑邊緣的光學透明材料來覆蓋。
在其他實施方案中，貫穿襯底的通孔頭形成平坦金屬區。
在其他實施方案中，通孔金屬直接連接到帽區，使得貫穿襯底的通孔頭和通孔金屬在一個單獨的加工步驟中形成。
參照圖6A和6B，在一些實施方案中，光學覆蓋材料91使用平坦化光學膠92永久地結合到太陽能電池的頂面，使得不能從太陽能電池的頂面獲得電連接。在一些實施方案中，該光學覆蓋材料91為太空級別的防護玻璃，其可以由各種太空級別材料製成，包括但不限於硼矽酸鹽玻璃。在一些實施方案中，光學防護玻璃可以包括圓頂形狀，並由聚合物材料製成。在一些實施方案中，該光學覆蓋材料在襯底減薄之前永久地以晶片尺寸結合，一種本領域技術人員熟知的方法，並且還在襯底減薄和後續加工步驟期間用作載體襯底。
在一些實施方案中，例如在圖6B中，載體襯底在襯底減薄之前臨時地以晶片尺寸結合，一種本領域技術人員熟知的方法，並且用於在後續加工步驟之間提供機械支撐。該臨時載體襯底從最終的多結裝置中移除，並且在加工期間作為用於外延層的機械支撐。在一些實施方案中，載體襯底可以是防護玻璃或其他材料。
在包含光學覆蓋材料的實施方案中，所示光學覆蓋材料可以是太空等級的防護玻璃，如圖7A到7F中所示，可以使用以下工藝模組用於有成本效益的工藝集成。
1.(圖7A)正面加工使用半導體加工技術來完成，以形成在太陽能電池正面上的環形帽區和貫穿襯底的通孔頭。帽區可以在該加工步驟中以圓盤形來圖案化。貫穿襯底的通孔頭可以在圓盤形帽區的上方平滑地應用。還可以在正面加工期間形成窄金屬柵格線。在一些實施方案中，可以在該加工步驟中應用防反射塗層。在該工藝模組的最後，獲得正面加工的晶片。
2.(圖7B)正面加工的晶片使用平坦化膠永久地結合到光學覆蓋材料。在一些實施方案中，光學覆蓋材料可以是太空等級的防護玻璃，其可以由硼矽酸鹽玻璃製成。
3.使襯底在結合到光學覆蓋材料之後減薄。在襯底減薄之後襯底的厚度範圍可以在0 μm和200 μm襯底之間的範圍。
4.(圖7C)襯底的背面利用光刻膠或可適用在貫穿晶片的通孔圖案中的掩模材料來圖案化。從襯底的背面蝕刻貫穿襯底的通孔，使得蝕刻在作為選擇性蝕刻停止層的貫穿襯底的通孔頭上停止。由於通孔蝕刻，形成環形帽區替代圓盤形帽區。在完成圖案化後移除圖案化的光刻膠。
5.(圖7D)應用絕緣襯裡。可以使用標準的沉積技術，包括但不限於等離子體增強的化學氣相沉積、原子層沉積和電嫁接來應用絕緣層。
6.使用標準的光刻技術，絕緣襯裡圖案化為使得暴露貫穿襯底的通孔頭。在背面的圖案化的絕緣層還可以在該步驟形成。
7.(圖7E)在通孔內部應用通孔金屬，使得其與貫穿襯底的通孔頭電連接。
8.(圖7F)應用通孔接觸金屬區和背金屬。在一些實施方案中，這兩種金屬可以在一個單獨的沉積步驟中應用。
圖7A到7F包括以下組件：襯底701、外延層702、介電材料703、環形帽704、貫穿襯底的通孔頭705、平坦化黏合劑706、光學覆蓋材料707、通孔708、絕緣襯裡709、通孔金屬710和背金屬711。
本文所述的工藝流程僅為一種實例，可以使用具有不同步驟的其他工藝流程來完成光學覆蓋材料集成的晶片水準加工，以實現貫穿襯底的通孔太陽能電池。使用這種集成工藝流程消除幾個步驟，並提供實質的成本節約。
在上述裝置的另一個實施方案中，如圖8A到8F所示，在正面加工步驟中，帽以環形圖案化，並且介電材料沉積在環形帽區的內部。在一些實施方案中，環形帽區內部的電介質可以是防反射塗層。應用貫穿襯底的通孔頭使得其與環形帽環的頂面和環形帽區內部的介電材料的頂面接觸。在通孔蝕刻步驟(圖8C)中，蝕刻在環形帽內部的電介質而不是貫穿襯底的通孔頭停止，其仲介電材料作為在貫穿襯底的通孔蝕刻期間的蝕刻停止層。在一個實施方案中，在絕緣襯裡應用步驟(圖8D)中，可以使用選擇性沉積技術，使得可以為聚合物的絕緣襯裡僅沉積在導電表面和半導電表面上，而不沉積在絕緣表面上，所述絕緣表面包括但不限於電介質(例如防反射層)和聚合物(例如光刻膠)。使用這種選擇性沉積技術，絕緣襯裡覆蓋通孔側壁和襯底的背面，但是不覆蓋在環形帽區內部的電介質上。在一些實施方案中，如圖8E中所示，光刻膠圖案可以在襯底的背面上使用，防止選擇性沉積的絕緣襯裡沉積在由光刻膠保護的背面部分上。在完成襯裡的沉積之後移除光刻膠。在一些實施方案中，可以使用電嫁接技術來選擇性地或非選擇地沉積絕緣襯裡。然後，在通孔金屬沉積之前移除帽區內部的電介質，在一些實施方案中這可以包括不蝕刻通孔側壁上的絕緣聚合物的電介質(例如防反射塗層)的選擇性濕法蝕刻。選擇性沉積技術可以允許獲得小的通孔直徑，並可以消除在加工期間額外的光刻法步驟。
圖8A到8F包括以下組件：襯底801、外延層802、介電材料803、通孔內部的介電材料部分813、環形帽804、貫穿襯底的通孔頭805、平坦化黏合劑806、光學覆蓋材料807、通孔808、絕緣襯裡809、通孔金屬810和圖案化的光刻膠812。
在上述裝置的另一個實施方案中，如圖9A到9F所示，貫穿襯底的通孔頭可以通過經由金屬沉積和貫穿襯底的通孔頭沉積的工藝流程來形成。在該工藝流程中，光刻膠區沉積在圓盤形帽區上(圖9A)。該光刻膠區用作從襯底的背面蝕刻貫穿襯底的通孔時的蝕刻停止層(圖9C)。然後，應用絕緣襯裡，並將其圖案化(圖9D)。因為光刻膠為絕緣體，所以還可以使用選擇性沉積技術。然後，可以使用標準的半導體加工步驟來移除光刻膠區，從而暴露環形帽區(圖9E)。最後，通孔金屬和貫穿襯底的通孔頭可以在一個單獨的沉積步驟中沉積，使得貫穿襯底的通孔頭與環形帽區歐姆接觸(圖9F)。
圖9A到9F包括以下組件：襯底901、外延層902、介電材料903、環形帽904、光刻膠913、平坦化黏合劑906、光學覆蓋材料907、通孔908、絕緣襯裡909和通孔金屬910
最後，應注意，有實施本文所公開的實施方案的替代方式。因此，認為本發明為說明性的和非限制性的。此外，權利要求不限於本文所給出的細節，並被賦予其完整的範圍及其等效物。
5．．．襯底
21．．．環形帽區
45．．．外延區
54．．．背金屬
61、64．．．絕緣層
62．．．通孔金屬
63．．．金屬區
65．．．金屬區

Claims (18)

  1. 一種多結太陽能電池裝置，所述多結太陽能電池裝置包括：
    具有形成于外延區內的至少一個多結太陽能電池元件的導電半導體襯底，所述外延區生長在所述襯底上；
    形成在所述外延區頂部上的多個帽區；
    形成在所述襯底背面上的與所述多個帽區中的每一個對應的多個貫穿襯底的通孔頭；
    從所述多個帽區中的每一個到對應的貫穿襯底的通孔頭延伸穿過所述襯底的貫穿襯底的通孔；
    在所述貫穿襯底的通孔內並將所述多個帽區中的每一個與所述對應的貫穿襯底的通孔頭電連接的導電金屬；
    設置在所述貫穿襯底的通孔中的每一個的壁上的電絕緣襯裡，其使所述襯底和所述外延區與所述貫穿襯底的通孔內部的所述導電金屬絕緣；
    設置在所述多個貫穿襯底的通孔頭中的每一個直接上方的光學透明黏合劑材料上的光學覆蓋材料；和
    背金屬，其圖案化有背金屬圖案，與所述導電半導體襯底的背面歐姆接觸，並與所述貫穿襯底的通孔頭電隔離。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的多結太陽能電池裝置，其包括：
    在所述襯底的背面上的圖案化的絕緣層；和
    在所述圖案化的絕緣層上的包括接觸墊的金屬區，使得所述金屬區與在所述貫穿襯底的通孔內部的導電金屬直接電接觸，而不直接電連接到所述半導體襯底或所述背金屬。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的多結太陽能電池裝置，其中所述接觸墊圖案化為形成圖案化的背接觸，使得多個接觸墊電互連。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的多結太陽能電池裝置，其中所述圖案化的背接觸和所述背金屬以互相交錯的背接觸圖案來圖案化。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的多結太陽能電池裝置，其包括沿著帽區從在所述裝置的頂面上的貫穿通孔區的暴露的金屬延伸的金屬柵格線。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的多結太陽能電池裝置，其中形成所述裝置的材料不含銀金屬。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的多結太陽能電池裝置，其中所述貫穿襯底的通孔頭包括設置在前端加工期間所限定的帽區上的平坦金屬區，使得通孔金屬通過所述平坦金屬區電連接到所述帽區。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的多結太陽能電池裝置，其中所述貫穿襯底的通孔頭包括：
    沉積在所述帽區上的金屬區；和
    被所述帽區圍繞的介電材料；其中所述介電材料在貫穿襯底的通孔的蝕刻期間作為蝕刻停止層，並在通孔金屬沉積之前移除。
  9. 一種形成貫穿襯底的通孔頭的方法，所述方法包括：
    提供具有外延區和多個帽區的襯底，所述外延區在所述襯底上生長，所述多個帽區在所述外延區頂部上形成；
    在所述多個帽區上沉積光刻膠區；
    從所述襯底的背面蝕刻多個貫穿襯底的通孔，並將所述光刻膠區用作蝕刻停止層；
    在所述多個貫穿襯底的通孔中的每一個內沉積電絕緣襯裡；
    移除所述光刻膠區以暴露所述多個帽區；和
    在所述貫穿襯底的通孔內沉積金屬以使所述多個帽區連接。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的方法，其中在襯底減薄步驟之前使光學覆蓋材料結合到頂面。
  11. 一種多結太陽能電池裝置，所述多結太陽能電池裝置包括：
    具有背面的半絕緣半導體襯底；
    上覆所述半絕緣半導體襯底的外延區；
    在所述襯底和所述外延區之間的導電半導體區；
    形成在所述外延區內的至少一個多結太陽能電池元件，所述外延區生長在所述導電半導體區上；
    上覆所述外延區的帽區；
    從所述帽區延伸到所述襯底的背面的貫穿晶片的通孔；
    所述帽區根據包括圍繞所述貫穿晶片的通孔的墊圈的帽圖案而成形；
    在所述貫穿晶片的通孔內並電連接到帽圖案化的墊圈的導電金屬；
    在所述貫穿晶片的通孔的壁上的電絕緣襯裡，其使所述貫穿晶片的通孔內部的導電金屬與至少所述外延區絕緣和與所述導電半導體區絕緣；
    設置在在所述外延區頂部上形成的所述貫穿襯底的通孔頭直接上方的光學透明黏合劑材料上的光學覆蓋材料；和
    在所述襯底的背面上與所述貫穿晶片的通孔中的導電材料電接觸的背金屬。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的多結太陽能電池裝置，其包括沿著帽區從貫穿通孔區的暴露的金屬延伸的金屬柵格線。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的多結太陽能電池裝置，其中形成所述裝置的材料不含銀金屬。
  14. 一種多結太陽能電池裝置，所述多結太陽能電池裝置包括：
    具有形成于外延區內的至少一個多結太陽能電池元件的導電半導體襯底，所述外延區生長在所述襯底上；
    形成在所述外延區頂部上的多個帽區；
    從所述多個帽區延伸到所述襯底的背面的貫穿襯底的通孔；
    在所述貫穿襯底的通孔內並電連接到所述多個帽區的導電金屬；
    設置在所述貫穿襯底的通孔的壁上的電絕緣襯裡，其使所述襯底和所述外延區與貫穿晶片的通孔內部的導電金屬絕緣；
     使在所述貫穿襯底的通孔內的導電金屬與所述多個帽區電連接的貫穿襯底的通孔頭，從這之後都被如此稱呼；
    直接結合在形成在所述外延區頂部上的所述貫穿襯底的通孔頭上方的臨時載體襯底；和
    背金屬，其圖案化有背金屬圖案，與所述導電半導體襯底的背面歐姆接觸，並與所述貫穿襯底的通孔內的導電金屬電隔離。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的多結太陽能電池裝置，其中所述貫穿襯底的通孔頭包括設置在前端加工期間所限定的帽區上的平坦金屬區，使得通孔金屬通過所述平坦金屬區電連接到所述帽區。
  16. 如申請專利範圍第14項所述的多結太陽能電池裝置，其中所述貫穿襯底的通孔頭包括：
    沉積在所述帽區上的金屬區；和
    被所述帽區圍繞的介電材料；其中所述介電材料在貫穿襯底的通孔蝕刻期間作為蝕刻停止層，並在通孔金屬沉積之前移除。
  17. 一種形成多結太陽能電池裝置的方法，所述方法包括：
    提供具有形成在外延區內的至少一個多結太陽能電池元件和形成在所述外延區頂部上的多個帽區的導電半導體襯底，所述外延區在所述襯底上生長；
    將防護玻璃結合在所述襯底和所述多個帽區的頂部上；
    將所述襯底減薄；
    從所述襯底的背面蝕刻貫穿襯底的通孔；
    在所述襯底的背面上形成圖案化的介電層；和
    利用所述貫穿襯底的通孔內部的導電金屬在圖案化的帽區和背金屬接觸墊之間形成電連接，使得所述接觸墊不直接電連接到所述半導體襯底。
  18. 一種形成多結太陽能電池裝置的方法，所述方法包括：
    提供具有形成在外延區內的至少一個多結太陽能電池元件和形成在所述外延區頂部上的圖案化的帽區的導電半導體襯底，所述外延區在所述襯底上生長；
    將聚合物覆蓋物結合在所述襯底和所述圖案化的帽區的頂部上；
    將所述襯底減薄；
    從所述襯底的背面蝕刻貫穿襯底的通孔；
    在所述襯底的背面上形成圖案化的介電層；
    形成多個背金屬接觸墊；和
    利用在所述貫穿襯底的通孔內部的導電金屬在所述圖案化的帽區和所述背金屬接觸墊之間形成電連接，使得所述接觸墊不直接電連接到所述半導體襯底。
TW103110010A 2013-03-15 2014-03-17 具有貫穿襯底的通孔的多結太陽能電池 TW201438265A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361794293P 2013-03-15 2013-03-15
US13/856,573 US20130263920A1 (en) 2012-04-06 2013-04-04 Multi-junction solar cells with through-via contacts

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201438265A true TW201438265A (zh) 2014-10-01

Family

ID=51537827

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103110010A TW201438265A (zh) 2013-03-15 2014-03-17 具有貫穿襯底的通孔的多結太陽能電池

Country Status (2)

Country Link
TW (1) TW201438265A (zh)
WO (1) WO2014144897A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104600135A (zh) * 2015-01-09 2015-05-06 天津三安光电有限公司 一种多结太阳电池芯片

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10090420B2 (en) * 2016-01-22 2018-10-02 Solar Junction Corporation Via etch method for back contact multijunction solar cells
US9680035B1 (en) * 2016-05-27 2017-06-13 Solar Junction Corporation Surface mount solar cell with integrated coverglass
GB2552097B (en) * 2016-05-27 2019-10-16 Solar Junction Corp Surface mount solar cell with integrated coverglass
CN110112230A (zh) * 2019-03-29 2019-08-09 无锡日托光伏科技有限公司 一种mwt太阳能电池的制备方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4838952A (en) 1988-04-29 1989-06-13 Spectrolab, Inc. Controlled reflectance solar cell
JP2008282926A (ja) 2007-05-09 2008-11-20 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池モジュール
US8115097B2 (en) 2009-11-19 2012-02-14 International Business Machines Corporation Grid-line-free contact for a photovoltaic cell
WO2012021750A1 (en) * 2010-08-11 2012-02-16 Crystal Solar, Inc. Mwt architecture for thin si solar cells

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104600135A (zh) * 2015-01-09 2015-05-06 天津三安光电有限公司 一种多结太阳电池芯片
CN104600135B (zh) * 2015-01-09 2016-08-17 天津三安光电有限公司 一种多结太阳电池芯片

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014144897A1 (en) 2014-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20140196779A1 (en) Multi-junction solar cells with through-substrate vias
US11398576B2 (en) Solar cell having a plurality of sub-cells coupled by a metallization structure
TWI511311B (zh) 具有貫穿通孔接觸的多接面太陽能電池
US20150206997A1 (en) Multi-junction solar cells with recessed through-substrate vias
US8263856B2 (en) Inverted metamorphic multijunction solar cells with back contacts
US9680035B1 (en) Surface mount solar cell with integrated coverglass
TWI485867B (zh) 以背面通孔接觸射極層之太陽能電池
US20060231130A1 (en) Solar cell with feedthrough via
US20150187966A1 (en) Mwt architecture for thin si solar cells
US20130220396A1 (en) Photovoltaic Device and Module with Improved Passivation and a Method of Manufacturing
KR102629257B1 (ko) 태양 전지용 1차원 금속화
US20120298175A1 (en) Solar panel module and method for manufacturing such a solar panel module
KR102376840B1 (ko) 인셀 바이패스 다이오드
TW201438265A (zh) 具有貫穿襯底的通孔的多結太陽能電池
US20170338361A1 (en) Flip-chip Multi-junction Solar Cell and Fabrication Method Thereof
US8912617B2 (en) Method for making semiconductor light detection devices
US20210273124A1 (en) Dual-depth via device and process for large back contact solar cells
WO2015138764A1 (en) Multi-junction solar cells with through-substrate vias
US8772079B2 (en) Backside contacting on thin layer photovoltaic cells
US11398575B2 (en) Back-contact thin film semiconductor device structures and methods for their production
CN107482074B (zh) 电池片内置二极管结构及其制造工艺、太阳能组件
KR101172619B1 (ko) Ａｉｎ 패시베이션막을 구비하는 실리콘 태양전지
KR20180115119A (ko) 태양전지의 제조 방법
JP2013502720A (ja) 太陽電池の分離用トレンチライン