TW201523909A - 用於製造太陽能電池裝置背側觸點的方法和太陽能電池裝置 - Google Patents

用於製造太陽能電池裝置背側觸點的方法和太陽能電池裝置 Download PDF

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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

本發明公開了製造太陽能電池裝置背側觸點的方法和太陽能電池裝置。根據一方面,提供了一種用於製造太陽能電池的背側觸點的方法。該方法包括以下步驟:提供晶片和一或更多個穿過該晶片的通孔,該晶片具有背側和前側;從背側用第一膠漿填充通孔;以及從背側將第二膠漿沉積在該填充物上。根據另一方面,提供了一種太陽能電池裝置。該太陽能電池裝置包括晶片和背側觸點,其中該晶片具有背側和前側。該背側觸點包括:一或更多個通孔,該通孔穿過該晶片;一或更多個通孔的填充物,該填充物由第一膠漿構成;以及位於晶片背側的背側突出部,該背側突出部在填充物上且由第二膠漿構成。第一膠漿的銀重量含量可能比第二膠漿的銀重量含量高。

Description

用於製造太陽能電池裝置背側觸點的方法和太陽能電池裝置
本公開的實施例涉及一種用於製造太陽能電池裝置觸點的方法,具體地說,是用於製造背側接觸式太陽能電池裝置(具體地說,是金屬穿孔式(Metal Wrap Through;MWT)太陽能電池裝置)的背側上的前側觸點的方法。此外,本公開的實施例涉及一種太陽能電池裝置,該太陽能電池裝置包括至少一個觸點,具體地說,該觸點是位於太陽能電池(具體地說,是MWT太陽能電池裝置)的背側上的前側觸點。
太陽能電池裝置是光伏(PV)裝置,該等裝置將陽光轉變成電能。典型的太陽能電池裝置(在本文中還可以僅稱為「太陽能電池」或「電池」)包含基板(在本文中還可以稱為「晶片」)。該晶片通常由矽製成。該晶片中可能形成有一或更多個p-n結或p-i-n結。每一p-n結具有p型區域和n型區域。當該p-n結暴露於陽光時,該陽光經由PV效應轉變為電能。通常將大量的太陽能電池裝配到一起,以形成面板(或同 意義地,模組)。面板是安裝在例如屋頂或類似地方上。
太陽能電池一般是由矽基板形成,該矽基板可以是單晶矽基板或多晶矽基板。該矽基板可在前側上具有n型矽薄層,而在背側上形成有p型區域。或者,該矽基板可在前側上具有p型矽薄層,而在背側上形成有n型區域(所謂的「n型晶片」)。可以進一步地設置附加層,該等附加層諸如在前側上的抗反射層或者在背側上的反射層。
本公開具體地說目的是背側接觸式太陽能電池,即在背側上接觸的太陽能電池。製造背側接觸式太陽能電池的方法之一包括金屬穿孔式(Metal Wrap Through;MWT)技術,在該技術中不僅背側觸點是印刷在背側上,而且用於前側區域的觸點(具體地說,匯流排)也位於背側表面上。然而,收集結或指狀件仍可能位於該太陽能電池的前側上。在本文中,該前側上的印刷圖案也可以稱為「前側圖案」。
因此在該前側上由收集結或指狀件收集的電流經由通孔傳導到該背側,該等通孔橫向地延伸穿過晶片。隨後經由一或更多個匯流排收集電流,該匯流排位於太陽能電池的背側表面上。如此可以減少由於被前側金屬化柵格遮暗的區域而造成的損失,因為匯流排位於該太陽能電池的非光照側上。
圖1將圖示包括晶片1的太陽能電池的一部分,該晶片1具有通孔2。所圖示的太陽能電池倚靠在太陽能電池的前側3上。該通孔2定位為使得通孔2通向導電指狀件5,該導電指狀件5位於該太陽能電池的前側3上。為了使該太陽能電池 的前側3與背側4電接觸,用導電性材料填充該通孔以形成填充物10。值得注意的是,填充物10通常不僅充滿通孔,而是還超出該通孔的直徑,因此另外地形成突出部(tabbing)。
用於製造如所描述的背側接觸式太陽能電池的觸點的材料成本很高。此外,仍然可以改良已知觸點的導電性,以獲得對太陽能電池的綜合性能改良。
鑒於上述情形,本公開提供以下內容。
根據一方面,提供了一種用於製造太陽能電池中的背側觸點的方法。該方法包括:提供晶片,該晶片具有背側、前側,和穿過該晶片的一或更多個通孔;從背側用第一膠漿填充通孔;以及從背側將第二膠漿沉積在該填充物上。
根據另一方面,提供了一種太陽能電池裝置。該太陽能電池裝置包括具有背側和前側的晶片;以及背側觸點。該背側觸點包括:一或更多個通孔,該通孔穿過該晶片;一或更多個通孔的填充物,該填充物由第一膠漿構成;以及位於晶片背側的背側突出部,該背側突出部在填充物上且由第二膠漿構成。
根據特定實施例,第一膠漿的銀重量含量可能比第二膠漿的銀重量含量高。
根據從屬申請專利範圍、說明書以及該等附圖,進一步實施方式、方面、細節以及優點將更顯而易見。
1‧‧‧晶片
2‧‧‧通孔
3‧‧‧前側
4‧‧‧背側
5‧‧‧指狀件/導電層
6‧‧‧附加導電層
7‧‧‧填充物
8‧‧‧突出部
10‧‧‧填充物
12‧‧‧背側接觸墊
13‧‧‧空隙
18‧‧‧環狀突出部
20‧‧‧背層
25‧‧‧絕緣層
27‧‧‧箭頭
28‧‧‧箭頭
29‧‧‧厚度
30‧‧‧厚度
90‧‧‧步驟
92‧‧‧步驟
94‧‧‧步驟
95‧‧‧剖面
100‧‧‧步驟
102‧‧‧步驟
103‧‧‧步驟
104‧‧‧步驟
因此,可詳細瞭解本公開的以上詳述特徵結構,以 上簡略概述的本公開的更特定描述可參照實施方式獲得。以下描述與本公開的實施例相關的附圖:圖1圖示根據已知的MWT技術製造的太陽能電池裝置的部分的示意性剖面圖;圖2圖示根據本公開的各實施例的太陽能電池裝置的部分的示意性剖面圖;圖3圖示根據本公開的各實施例的太陽能電池裝置的部分的示意性剖面圖;圖4圖示根據本公開的各實施例的太陽能電池裝置的部分的示意性剖面圖;圖5圖示根據本公開的各實施例的太陽能電池裝置的部分的示意性剖面圖;圖6示意性地圖示用於根據已知的MWT技術進行太陽能電池觸點製造的工藝;圖7示意性地圖示根據如本文所描述的各實施例用於太陽能電池觸點製造的工藝;圖8圖示根據本文描述的實施例在製造填充物之後的晶片背側的示意性俯視圖;圖9圖示根據本文描述的實施例在另外製造突出部之後的晶片背側的示意性俯視圖;圖10圖示根據本文描述的實施例在另外製造酸沼墊(bog pads)之後的晶片背側的示意性俯視圖;圖11圖示根據本文描述的實施例在另外製造酸沼墊和絕緣層之後的晶片背側的示意性俯視圖; 圖12圖示根據本公開的各實施例的太陽能電池裝置的一部分的示意性剖面圖;圖13圖示根據本公開的各實施例的太陽能電池裝置的一部分的示意性剖面圖;以及圖14圖示在圖13中圖示的實施例的部分的俯視圖。
現將詳細提及本發明的各種實施例,其中該等實施例的一或更多個實例圖示於諸圖中。在以下附圖的描述中,相同附圖標記代表相同元件。在本公開中,僅描述了關於各個實施例的差異。各實例以解釋說明本發明的方式提供,而並非旨在限制本發明。此外,圖示或者描述為一個實施例的部分的特徵結構可用於其它實施例,或者與其他實施例結合以用於產生更進一步的實施例。該描述旨在包括此類修改和變更。
本公開提出填充晶片的通孔,以使用MWT技術製造觸點,如下所述。首先,從晶片背側將第一膠漿填充到通孔中。由此產生通孔的填充物。如本文所理解的,可以經由下列填充技術來進行填充:諸如印刷、蒸發、電鍍、化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)、濺射等等。僅僅為了說明而不是任何意義的限制,下文基於以印刷作為填充技術而解釋。也可以使用其他的填充技術。此外,如本文所理解的,膠漿通常是指導電性膠,該導電性膠適合於沉積以形成電觸點。
根據典型實施例,填充物並非僅僅填充該通孔,而 是超出該通孔。因此該填充物可以在晶片背側表面之上超出通孔,在本文中應稱為「在垂直方向」(即,垂直於晶片表面的方向)上超出通孔。該填充物可以另外或替代地在水準方向(本文中,該方向應被理解為平行於晶片背側的方向)超出通孔。
隨後,將第二膠漿沉積在該填充物上。該第二膠漿的沉積會在該晶片上形成所謂的「突出部」。又,可以經由下列沉積技術來進行沉積:諸如印刷、蒸發、電鍍、化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)、濺射等等。僅僅為了說明而不是在任何意義上的限制,下文基於以印刷作為沉積技術而解釋。也可以使用其他的沉積技術。
根據各實施例,該突出部完全地遮蓋該填充物。根據特別地參考圖13和圖14所更詳細說明的其他實施例,該突出部可以設置為環形,該環形的部分遮蓋該填充物。在任何情況下,突出部沉積為使得該突出部接觸該填充物。
根據典型性實施例,與第二膠漿相比,第一膠漿含有更高水準的銀含量。
特別地,該第一膠漿的銀含量可以是按重量計75%或更多。根據一些實施例,該第一膠漿的銀含量可以是按重量計85%或更多。
在其它實施例中,該第一膠漿中的一些銀可以用一或更多種別的過渡金屬(諸如,鎳)替代。換句話說,該第一膠漿的銀含量可以是例如按重量計65%或更多,並且按重量計10%的膠漿可以是一或更多種其他的過渡金屬,諸如鎳。又 ,該第二膠漿可以是按重量計至少75%的銀和按重量計至少10%的其他過渡金屬的混合物。通常,該第一膠漿中除銀以外的其他過渡金屬不是貴金屬。
與第一膠漿的銀含量相比,第二膠漿可包括減少的銀含量。第二膠漿的銀含量通常是按重量計至多65%,或者甚至是按重量計少於60%。根據各實施例,該第二膠漿的銀含量可以是少於30%。在一些實施例中,第二膠漿的銀含量按重量計在10%以下。此外第二膠漿可包括一或更多種其他過渡金屬。
第二膠漿通常沉積在該填充物頂上。在本文中使用第二膠漿沉積的層應稱為突出部。如本文所理解的,該突出部通常在晶片表面上超出填充物的表面積。在典型性實施例中,該突出部配置為與設置在太陽電池模組中的電觸點連接。
該突出部也可以構成匯流排的部分。如本文所理解的,匯流排從大量指狀件收集電流,並且匯流排提供對外部連接(諸如太陽電池模組連接)的接觸。因此,該匯流排(如本文所描述的,該突出部可以是匯流排的部分)允許電流從太陽能電池的前側流到(例如)太陽能電池至太陽電池模組觸點的接頭。
本公開的實施例涉及背側觸點的形成。換句話說,如本文所說明的填充物和突出部的沉積是特別地從背側進行。此舉比前側印刷有利,因為如描述地從背側處理會導致前側覆蓋有更少的阻光材料,從而使得前側表面積增加,該前 側表面積的增加可以促進電能產生。
圖2應示範性地圖示根據本文描述的實施例的太陽能電池裝置的一部分。根據圖2,晶片1包括通孔2。根據各實施例,每個晶片具有至少3x3個通孔。通孔的數量可能是至多5x5個。根據各實施例,該等通孔設置在陣列中。為了可理解性,在下文中僅基於一個通孔來說明觸點沉積。
當根據本文描述主題的方法開始時,該等通孔可能已經設置在晶片中。或者,可以包括諸如通過利用鐳射的鑽孔步驟,以在晶片1中產生通孔2。
如圖2所示的通孔2充滿導電性材料,以產生在晶片前側3(即前側3上的前側觸點5)與晶片背側4之間的接觸路徑。該前側觸點說明性地圖示為產生於單印刷步驟中,並且該前側觸點在本文中可以稱為「指狀件」。如先前所說明的,根據本公開的各方面,該太陽能電池前側3上的指狀件5應連接到該背側4上的匯流排。可以在背側觸點形成之前或之後沉積前側觸點。不限於任何實施例,前側觸點5還可以用二次印刷工藝(double-printing process)形成。
為了填充通孔2,使用第一膠漿以產生通孔2中的填充物7。該第一膠漿通常不僅填充到該通孔中,還可能會超出該通孔。在本文中,使用第一膠漿在背側表面上沉積超出通孔的部分可稱為「過量填充物(filling excess)」。特別地,術語「填充物」可理解為包括通孔內的第一膠漿和過量的填充物(如果有)。
如在此於下文更詳細說明的,通常在該階段尚未印 刷前側觸點(諸如指狀件5)。更確切地說,晶片可能尚不包含前側上的導電塗層。
通常經由從前側施加吸力及同時將第一膠漿塗敷到背側來形成填充物7,其中晶片放置在前側上。由此,第一膠漿被吸入穿過通孔,從而形成該填充物。因此第一膠漿應該具有合適的粘性和高導電性兩者。根據本發明的各實施例,第一膠漿中含有的過渡金屬(特別是銀)的含量因而是按重量計75%或更多。根據一些實施例,第一膠漿中含有的過渡金屬(特別是銀)的含量因而甚至是按重量計大於85%或90%。通常,並且不限於任何實施例,該膠漿中剩餘的部分可能是溶劑、粘合劑、玻璃料等等。也有可能剩餘的部分含有鋁,但是根據其他實施例第一膠漿不含鋁。
根據其他實施例,第一膠漿中含有的銀含量是按重量計65%或更多,並且第一膠漿中按重量計至少5%或者甚至至少10%是別的過渡金屬,諸如鎳。該其他過渡金屬通常不是貴金屬。
根據本公開的各實施例,將第二膠漿塗敷到填充物上,從而形成突出部8。該突出部通常完全遮蓋該填充物7。此外,根據各實施例,在水準方向中,該突出部的大小超過該填充物。此舉也在圖2中示例性地圖示,其中該突出部具有環狀面,該環狀面實質上大於該填充物的環狀面。
特別地,在背側上,該突出部表面可以是該填充物表面的至少兩倍大。例如,如圖2中的箭頭27所圖示的,填充物上端(即,晶片背側)的填充物的直徑可以是300μm或更 大。另外或替代地,如圖2中的箭頭28所圖示的,填充物7上面的過量填充物的直徑可以是800μm或更小。該通孔的直徑可以是至少50μm,以及另外或替代地小於250μm。在各實施例中,該過量填充物的直徑是至少100μm,該直徑大於該通孔的直徑。本文中的術語,元件的「直徑」指的是該元件的所有可能點之間的最大距離。在元件是圓形的情況下,該術語「直徑」由此對應於該圓形半徑的兩倍。根據各方面,填充物上端可以是圓形的,但是會包含實際上出現的與理想圓形的常見偏差。
此外,例如如圖2中的箭頭28所圖示的,該突出部的直徑可以是2.5mm或更大。另外或替代地,如圖2中的箭頭28所圖示的,該突出部8的直徑可以是小於8mm,或者甚至小於5mm。根據各方面,突出部可以是圓形的,但是會包含實際上出現的與理想圓形的常見偏差。根據各實施例,該突出部具有孔(諸如在突出部是環形的情況下)。
相應地,有可能突出部的直徑比該過量填充物的直徑大5倍至15倍。明顯地,在該等實施例中,用於突出部的材料量實質上多於用於填充物的材料量。
此外,根據本公開的各方面,該晶片1的背側7上的過量填充物的厚度是該突出部8的厚度的1.3倍以上,或者甚至1.5倍以上。該過量填充物的「厚度」應指代超過該背側平面的填充物部分,並且應理解為該填充物的表面與該晶片的背側平面之間的最大直接距離,並且該過量填充物的「厚度」在圖2中示例性地圖示且由附圖標記29表示。該突出部的「厚 度」應理解為該突出部的表面與該晶片的背側平面之間的最大直接距離減去該過量填充物的厚度。該突出部的「厚度」在圖2中示例性地圖示,並且該突出部的「厚度」用附圖標記30表示。
根據本公開,第二膠漿中使用的銀含量至多是65%。第二膠漿的剩餘部分可包括例如鋁。該膠漿可以進一步包含其他成分,諸如溶劑、粘合劑、玻璃料等等。
根據不限於本文描述的任何圖式的各實施例,每個太陽能電池裝置中設置有至少九個突出部,特別地至少16個突出部。該太陽能電池裝置上的大量突出部8提供到前側的各種觸點。為了收集來自大量突出部的各個電流,所有突出部之間的連接可以設置為允許傳導產生的電能。此舉將參照圖5和圖12更詳細地說明。
根據如本文所描述的各實施例,用於沉積填充物的膠漿不同於用於沉積突出部的膠漿。經由使用不同的膠漿,特別地經由針對突出部使用具有更少銀的膠漿,可以實質上減少總材料成本,同時仍然提供具有足夠接觸面積的突出部8和高品質的填充物7。因此認為附加沉積步驟的缺陷沒有所使用膠漿的成本降低,以及雙層設置的進一步益處重要。
此外,對沉積填充物和沉積突出部的粘性要求實質上不同。例如,產生填充物可能需要比產生突出部更高的粘性。
圖3圖示根據本文描述的實施例的太陽能電池裝置的一部分的另一實施例。與圖2的示意圖的差異是二次印刷的 前觸點。如圖3中圖示的各實施例中的前觸點包含導電層5和附加導電層6,該附加導電層6位於層5頂上。由此層5和6形成所謂的指狀件,該指狀件位於晶片的前側3上。二次印刷的前觸點與如本文所描述的針對填充物和突出部使用的兩種不同膠漿的組合允許在有利的生產成本下獲得太陽能電池的高性能。
圖4圖示根據本文描述的實施例的太陽能電池裝置的一部分的實施例。除了已經在圖2和圖3描述的元件以外,圖4的實施例還包含背層20。該背層可包括鋁。通常,該背層包含60%或者更多的鋁。該背層可以另外包含溶劑、粘合劑、玻璃化材料等等。
通常,該背層遮蓋該太陽能電池裝置的大部分背側。該背層應該反射未被該太陽能電池裝置的摻雜區域吸收的入射輻射。該背層通常與太陽能電池裝置的背側電接觸。該背層通常與前側觸點電氣隔離。因此,如圖4所圖示的,該背層20與突出部8和填充物7電氣隔離。電連接通常將會導致短路。因此,根據各實施例,如圖4的實施例所另外圖示的,該突出部8可由氣隙13圍繞(用空氣作為隔離物),該空隙13將突出部前側的電位與背層上出現的背側電位隔離開。
該背層通常是在與產生突出部8的印刷步驟分開的步驟中產生的。在該情況下,該背層20通常是由與用於該突出部8的膠漿不同的膠漿製成。根據其他實施例,可以在與突出部相同的印刷步驟中印刷背層,從而可以使用相同的膠漿。
設置為圍繞突出部的空隙13可以充滿絕緣體,以便將電池的背側電位與前側電位隔離。特別地,所論述的背層和背層組成物的設置不限於圖4的實施例,而是可以用於本文描述的任何實施例,諸如參照圖2所說明的實施例。
圖5圖示根據本文描述的實施例的太陽能電池裝置的一部分的又一實施例。除了已經參照圖2到圖4的示意圖描述的元件之外,圖5的實施例另外包含絕緣層25,該絕緣層25位於背層20的頂上。該絕緣層可以遮蓋太陽能電池裝置的整個背層。或者,該絕緣層可以遮蓋背層20的僅部分。如圖5中所圖示的絕緣層25提供與太陽能電池裝置的背側電位的絕緣。為了收集來自大量突出部的各個電流,一些或所有突出部之間的連接可以設置在隔離物上方,從而允許傳導所產生的電力。該連接可以是外部的(即,不成為太陽能電池裝置的部分)連接線路,或者是沉積在該絕緣層和突出部頂上的層(未圖示)。
圖6描述發明人熟知的MWT電池製造工藝。在方塊90中,經由印刷膠漿來填充通孔2。因此,在該技術中產生另外作為突出部的填充物10(圖1)。在方塊92中,諸如經由印刷鋁來印刷背層。隨後翻轉該晶片以放置在該背側上。在方塊94中,進行前側印刷。
圖7描述根據本公開的各實施例的處理。在方塊100中,例如經由印刷(諸如經由印刷含有按重量計75%或更多銀的第一膠漿)來如本文所描述地填充通孔2。在此階段該填充物通常不包含突出部。
然後,在方塊102中使用第二膠漿執行另一印刷,第二膠漿包含按重量計更少的銀,例如按重量計60%或更少的銀。由此,將突出部印刷在填充物的頂上。根據各實施例,該突出部完全地遮蓋該填充物。特別地,根據各實施例,通常在水準方向和/或垂直方向中,該突出部超出該填充物。
在方塊103中,可以諸如經由印刷鋁來印刷背層。隨後可以翻轉晶片。在方塊104中,諸如經由單次印刷或二次印刷指狀件來進行前側印刷。
特別地,經由印刷進行如本文所描述的突出部沉積和填充物沉積中的至少一個,優選進行本文所描述的突出部沉積和填充物沉積兩者。
圖1到圖5、圖12和圖13圖示了晶片的橫剖面圖,而圖8到圖11圖示了根據本文描述的實施例在印刷工藝期間從晶片背側的俯視圖。
在圖8的說明性實施例中,該晶片具有通孔2。例如,經由鐳射光束可以使該通孔2穿透晶片。如圖所示,該等通孔可以按照等距離圖案來設置。通孔的一般數量是3x3、4x4(如圖8中所圖示的),或5x5個。根據本公開的各方面,用第一膠漿填充該等通孔,從而形成填充物7。
然後,如圖9中所說明的,將突出部8印刷在填充物7頂上。如圖所示,根據可以與本文描述的所有其他實施例結合的各實施例,該突出部可以位於填充物中心。在任何情況下,突出部通常印刷為與填充物直接接觸。
在參照圖10所說明的實施例中,除了突出部8以外, 還沉積(諸如印刷)用於太陽能電池背側模組連接的背側接觸墊12。背側接觸墊可具有在2mm和4mm之間的直徑,諸如3mm的直徑。有可能該背側接觸墊是用與突出部印刷相同的印刷工藝印刷的。與用於該突出部的膠漿(即第二膠漿)相同的膠漿可以用於印刷背側接觸墊,特別地用於背側接觸墊12的膠漿可以含有按重量計小於65%的銀,視情況按重量計35%或甚至更少的銀。
如先前特別參照圖7所說明的,隨後可以印刷背層,該印刷通常經由印刷薄鋁層來進行。圖11圖示包含背層20的各實施例。除突出部8和圍繞突出部8的空隙13之外,背層20通常完全地遮蓋晶片。可以用絕緣層填充空隙13。特別地,背層20可以完全地遮蓋背側接觸墊12。或者,背層20可以遮蓋背側接觸墊至少達到如此的程度:在背側接觸墊12和背層20之間形成電連接。
除了背層20之外,在圖11中示例性描述的該等實施例還包含絕緣層25。如所圖示的,絕緣層通常不是沉積在整個晶片上。通常,該絕緣層25設置在至少兩個相鄰的突出部8之間。該絕緣層經由例如設置在絕緣層25、突出部8和空隙13頂上的電連接來允許與突出部8的容易接觸。
在進行如到目前為止所描述的沉積之後,隨後可以例如使用翻轉器鰭狀肢來翻轉晶片,以產生前側圖案,諸如如參照圖2所說明地用單次印刷工藝產生指狀件5,或者如參照圖3到圖5所說明地用二次印刷工藝產生前側指狀件5、6。
部分概述先前的實施例,本公開具體包括以下一或 更多個步驟。諸如經由印刷將一或更多個背側接觸墊沉積在背側上;諸如經由印刷將背層沉積在背側上;諸如經由印刷將一或更多個匯流排沉積在背側上;將絕緣層沉積在背側上;翻轉基板;在前側上單次印刷指狀件;以及在前側上二次印刷指狀件。
本公開允許以降低的成本生產背側接觸式太陽能電池的觸點。特別地,如本公開所提供的、用MWT技術生產的前側觸點消耗較少的銀。此外與此同時,所提供的觸點(包括如先前所說明的填充物和突出部)的導電性可以增加。此舉將參照圖12中描繪的附圖來說明,圖12表示根據本文描述的實施例的太陽能電池的部分的橫截面圖。
如本文所公開的沉積工藝提供在前側圖案(諸如指狀件5)和背側匯流排之間的接觸。為了獲得太陽能電池的高性能,特別地該接觸的電阻係數應當盡可能地小。
雖然,對於電阻率,該膠漿材料具有重要的作用,但電流流過的電路徑的剖面大小對於電阻率也具有重要的作用。但是,在為電流流動提供足夠寬的路徑和另一方面避免大量使用原料(特別是昂貴的原料,諸如銀)之間需達到平衡。
電流在電池前側和背側之間的路徑上必須克服的阻礙之一是填充物(如本文所說明的實施例中的填充物7)和前側圖案(諸如指狀件5)之間的接觸面積。如圖12中示例性圖示且用附圖標記90表示的填充物與前側圖案之間的接觸面積尤其是確定觸點的電阻率的要素。
經由應用本公開,有可能使用與用於製造突出部的膠漿不同的膠漿來製造填充物。如此允許最佳化第一膠漿(尤其是針對粘性而言),以最大化接觸面積90。特別地,根據一些實施例,用於填充物7的第一膠漿具有按重量計75%或更多的銀含量,在一些實施例中第一膠漿具有按重量計90%和更多的銀含量,雖然銀很昂貴。但是,使用此種膠漿是最佳化如圖12所圖示的接觸面積90的一種可能方法,換句話說,有一種可能是此種膠漿允許在到太陽能電池前側指狀件的接觸側對通孔的填充物的最佳化。
如所論述的,在本公開的各實施例中,可以使用按重量計至少65%的銀,和按重量計至少5%、至少10%或甚至至少15%的另一過渡材料(諸如鎳)的混合物。
電路徑的另一限制通常是靠近晶片背側上通孔的邊緣。該電流路徑的剖面大小有助於該觸點的電阻係數。該路徑通常有具有最小面積的剖面。此剖面在圖12中示意性地圖示並且用附圖標記95表示。根據本文描述的實施例,該路徑具有在5μm和50μm之間的剖面。
根據本公開,將由第二膠漿構成的突出部沉積在填充物上。可以與第一膠漿無關地選擇第二膠漿。在各實施例中,第二膠漿的銀含量小於第一膠漿的銀含量。特別地,可以最佳化以達成以可接受的成本提供觸點的足夠導電性的要求。通常並且不限於任何實施例,第二膠漿的銀含量比第一膠漿的銀含量按重量計小至少15%或至少25%,或者甚至至少35%。
因此,在本公開的各實施例中,用於突出部的第二膠漿含有按重量計至多65%的銀,在一些實施例中按重量計小於60%,或者甚至按重量計35%及更少的銀。使用具有減少量的銀的膠漿比具有較高量的銀的膠漿便宜。使用如所論述的膠漿允許印刷足夠量的第二膠漿(即,用於突出部的膠漿),以減少突出部的電阻率,尤其是在觸點的剖面95的位置處。
根據本公開的各實施例,晶片背側上的通孔填充物超出晶片的背側表平面。晶片的背側表平面將指代背側平面,不論背側的特定位置處是否存在通孔。在本文中,該背側表平面也可以簡稱為「背側平面」。
按絕對價值計算,過量填充物通常具有至少15微米的厚度(即,在垂直方向上)。在水準方向填充物的擴展可以是超出通孔直徑至少10微米,或者甚至至少20微米。
相對來說,過量填充物的過量厚度可以大於該填充物上突出部的厚度。特別地,該過量填充物的過量厚度可以是該填充物上的突出部厚度的至少1.3倍或者甚至至少1.5倍。
提供過量填充物厚度與填充物上突出部厚度相比的此種關係通常導致在背側上的通孔拐角處有足夠的導電性材料。換句話說,剖面95可以從而設計為足夠大,同時沒有對第二膠漿的整體材料浪費。值得注意的是,通孔拐角處的剖面95可能與導電性相關。然而,遠離背側上填充物的中心處,電流以較大的面積分佈於突出部中,因此不需要突出部的外部區域具有可比擬的厚度。在典型性實施例中,突出部的 沉積厚度實質上是均勻的,主要包含在實際應用中發生的+/-15%的偏差。
根據本文描述的實施例,第二膠漿沉積為環形。該形狀在本文中也稱為圈狀。此種形狀的剖面圖在圖13和圖14的實施例中示例性地圖示。
圖13圖示該沉積的剖面圖。除第二膠漿的沉積形狀之外,該沉積工藝和該晶片可具有先前參照所論述的其他實施例論述的元件和特徵結構。
第二膠漿可沉積為環狀突出部18。特別地,在此種情況下,在使用第一膠漿的沉積中心上不會形成使用第二膠漿的沉積。通常,因此在使用第一膠漿沉積的層(即,填充物7)的第一膠漿層中心區域不會被遮蓋,特別是在通孔2上的區域中。環狀突出部18的內環範圍的典型直徑可能類似於該通孔的直徑。在此處「類似於」應被理解為等同於+/- 20%的偏差。根據各實施例,該內環範圍的典型直徑可能在80μm和300μm之間的範圍內。
圖14圖示在圖13中圖示的太陽能電池的部分的背側俯視圖。該圖高亮度顯示所沉積的突出部的環形。
儘管上述內容是針對本發明的實施例,但可在不脫離本發明的基本範圍的情況下設計本發明的其他和進一步實施例,且本發明的範圍是由所附權利要求書來確定。
1‧‧‧晶片
2‧‧‧通孔
3‧‧‧前側
4‧‧‧背側
5‧‧‧指狀件/導電層
6‧‧‧附加導電層
7‧‧‧填充物
8‧‧‧突出部

Claims (16)

  1. 一種用於製造太陽能電池中的背側觸點的方法,包括以下步驟:a.提供一晶片,該晶片包括一背側、一前側和穿過該晶片的至少一個通孔;b.從該背側用一第一膠漿填充該通孔;以及c.從該背側將一第二膠漿沉積在該填充物上。
  2. 如請求項1所述之方法,其中該第一膠漿包括的過渡金屬含量比該第二膠漿中的過渡金屬含量高,其特徵在於,該第一膠漿優選包括:按重量計至少75%的一過渡金屬,其中該過渡金屬優選是銀;或者按重量計至少75%的一混合物,該混合物由銀和一另一種過渡金屬構成,該另一種過渡金屬的含量優選按重量計不超過該第一膠漿的15%。
  3. 如請求項1或2所述之方法,其中該第二膠漿包括按重量計至多65%、優選按重量計至多60%、甚至更優選按重量計至多35%的一過渡金屬,諸如銀。
  4. 如請求項1或2中任一項所述之方法,其中該第一膠漿包括:按重量計至少85%的一過渡金屬,其中該過渡金屬優選是 銀;或者按重量計至少85%的一混合物,該混合物由銀和另一種過渡金屬構成,該另一種過渡金屬的含量優選按重量計不超過該第一膠漿的15%。
  5. 如請求項1或2中任一項所述之方法,其中填充該通孔的步驟進一步包括:將第一膠漿沉積在該晶片背側上,以在該晶片的背側表面上形成一過量填充物,該過量填充物的一過量厚度優選是至少10微米。
  6. 如請求項5所述之方法,其中沉積該第二膠漿以形成一突出部,其中該過量填充物的該過量厚度大於該突出部厚度,其中該過量填充物的該過量厚度優選是該突出部厚度的至少1.3倍、優選至少1.5倍。
  7. 如請求項1或2中任一項所述之方法,其中沉積該第二膠漿以形成一突出部,該突出部較好地是環狀的。
  8. 如請求項1或2中任一項所述之方法,進一步包括以下一或更多個步驟:‧將一或更多個背側接觸墊沉積在該背側上;‧將一背層沉積在該背側上;‧將一或更多個匯流排沉積在該背側上;‧將一絕緣層沉積在該背側上; ‧翻轉該基板;‧將一前側圖案單次印刷在該前側上;以及‧將一前側圖案二次印刷在該前側上。
  9. 如請求項8所述之方法,其中在與沉積該第二膠漿相同的沉積步驟中進行背側上一或多個背層的沉積。
  10. 一種太陽能電池裝置,包括:一晶片,該晶片包括一背側和一前側;一背側觸點,該背側觸點包括:至少一個通孔,該通孔穿過該晶片;至少一個通孔的一填充物,該填充物由第一膠漿構成;以及位於晶片背側的一背側突出部,該背側突出部在該填充物上且由一第二膠漿構成。
  11. 如請求項10所述之太陽能電池裝置,其中該第一膠漿包括的銀含量比第二膠漿中的銀含量高,其特徵在於,該第一膠漿包括:按重量計至少75%的一過渡金屬,其中該過渡金屬優選是銀;或者按重量計至少75%的一混合物,該混合物由銀和一另一種過渡金屬構成,其中該另一種過渡金屬的含量優選按重量計不超過該第一膠漿的15%。
  12. 如請求項10或11所述之太陽能電池裝置,其中該第二膠漿包括按重量計至多65%、優選按重量計至多60%、甚至更優選按重量計至多35%的諸如銀之類的一過渡金屬。
  13. 如請求項10或11中任一項所述之太陽能電池裝置,其中該第一膠漿包括:按重量計至少85%的一過渡金屬,其中該過渡金屬優選是銀;或者按重量計至少85%的一混合物,該混合物由銀和一另一種過渡金屬構成,該另一種過渡金屬的含量優選按重量計不超過該第一膠漿的15%。
  14. 如請求項10到11中任一項所述之太陽能電池裝置,其中該突出部是環狀的。
  15. 如請求項10到11中任一項所述之太陽能電池,其中該晶片背側上的該填充物超出該晶片的背側表平面,從而形成一過量填充物,其中該過量填充物優選具有至少15微米的一過量厚度。
  16. 如請求項15所述之太陽能電池裝置,其中沉積該第二膠漿以形成一突出部,其中該過量填充物的該過量厚度大於該突出部厚度,其中該過量填充物的該過量厚度優選是該突出 部厚度的至少1.3倍,甚至更優選是至少1.5倍。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI573283B (zh) * 2016-03-03 2017-03-01 上銀光電股份有限公司 太陽能板模組

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2863441A1 (en) * 2013-10-21 2015-04-22 Applied Materials Italia S.R.L. Method for producing a backside contact in a solar cell device and solar cell device
JP6238803B2 (ja) * 2014-03-20 2017-11-29 シャープ株式会社 光電変換素子
CN104701417B (zh) * 2015-03-10 2016-10-19 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种用于背接触太阳能电池的印刷方法
DE102015104236B4 (de) * 2015-03-20 2021-11-18 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Photovoltaische Solarzelle
CN113035998A (zh) * 2021-02-08 2021-06-25 江苏日托光伏科技股份有限公司 一种mwt电池正负电极点丝网印刷方式

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI492392B (zh) * 2010-08-27 2015-07-11 Ind Tech Res Inst 半導體元件模組封裝結構及其串接方式
IT1403828B1 (it) * 2010-12-02 2013-10-31 Applied Materials Italia Srl Procedimento per la stampa di un substrato
US20120244702A1 (en) * 2011-03-22 2012-09-27 Applied Materials Italia S.R.L. Method for printing a substrate
CN102738301A (zh) * 2012-06-15 2012-10-17 上海中智光纤通讯有限公司 一种晶体硅太阳能电池正面电极的形成方法
EP2863441A1 (en) * 2013-10-21 2015-04-22 Applied Materials Italia S.R.L. Method for producing a backside contact in a solar cell device and solar cell device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI573283B (zh) * 2016-03-03 2017-03-01 上銀光電股份有限公司 太陽能板模組

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