TWI690088B - 嵌入式旁路二極體 - Google Patents

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Abstract

太陽能電池可包括嵌入式旁路二極體。在一實施例中，太陽能電池可包括設置在基板的第一部分中或之上的主動區域，以及設置在基板的第二部分中或之上的旁路二極體。基板的第一部分和第二部分可以凹槽物理性地分隔。金屬化結構可將主動區域耦接至旁路二極體。

Description

嵌入式旁路二極體
本申請主張於2014年5月29日遞交之美國臨時申請案62/004,808，Harley等人之發明名稱為「用於多二極體太陽能電池的嵌入式旁路二極體」的效益，其全部內容於此併入本文中做為參考。
本發明關於一種嵌入式旁路二極體及包含其的太陽能電池。
光伏電池，一般稱為太陽能電池，是用於太陽能輻射對電能的直接轉換的裝置。一般地，太陽能電池是使用半導體製程技術形成靠近基板的表面的P-N接面以製造在半導體晶片或基板上。太陽能輻射撞擊在基板表面上，且進入基板，以創造電子和電洞對於基板塊材內。電子和電洞對移動至基板中的p摻雜區域和n摻雜區域，因而於摻雜區域之間產生電壓差動。摻雜區域連接至在太陽能電池上的導電區域以從電池引導電流到耦接其的外部電路。
根據本發明之一態樣，提供一種太陽能電池，其包含：太陽能電池的基板；設置在基板的第一部分中或上之主動區域；設置在基板的第二部分中或上之旁路二極體，其中基板的第一部分和第二部分是以第一凹槽物理上分隔；將主動區域耦接至旁路二極體之金屬化結構。
根據本發明之另一態樣，提供一種用於太陽能電池的旁路二極體，其包含：設置在太陽能電池的基板的第一部分中或上之P-N接面，其中P-N接面透過金屬化結構耦接至設置在基板的第二部分中或上的摻雜區域，以及其中基板的第一部分和第二部分以第一凹槽隔開，其中第一凹槽暴露金屬化結構的一部分。
根據本發明之又一態樣，提供一種包含上述旁路二極體的太陽能電池。
根據本發明之再一態樣，提供一種製造用於太陽能電池的旁路二極體的方法，其包含：形成P-N接面在半導體基板的第一部分之上；形成金屬化結構在半導體基板的第一表面之上以將P-N接面耦接至設置在半導體基板的第二部分中或上的摻雜區域；以及分離半導體基板的第一部分與第二部分。
102、802:基板
102a:第一部分
102b:第二部分
104、108:p-型摻雜區域
106、110:n-型摻雜區域
112、114、116:接觸區域
120:緩衝材料
500、600、700:主動部分
502、602、702:旁路二極體
504、604:刻劃
704、706:刻劃線
800:太陽能電池
804:金屬化結構
902、904、906:步驟
第1圖根據各種實施例，描述在基板分離以形成旁路二極體之前的太陽能電池的一部分的剖面圖。
第2圖根據各種實施例，描述在基板分離以形成旁路二極體之後的太陽能電池的一部分的剖面圖。
第3圖根據各種實施例，描述具有使用以分離基板之緩衝器的旁路二極體的太陽能電池的一部分的剖面圖。
第4圖根據多種實施例，描述用於太陽能電池的旁路二極體的俯視平面圖。
第5至7圖根據各種實施例，描述旁路二極體排列和尺寸的各種實例。
第8圖(a)-(c)根據各種實施例，描述用於分離太陽能基板的各種實例途徑。
第9圖是根據各種實施例，描述用於形成旁路二極體的實例方法的流程圖。
下列詳細的描述僅為描述性質且不旨在限制申請標的實施例或這些實施例的應用和用途。如本文所使用的，字詞「示例性」表示「作為一個實例、範例、或說明」。任何本文中作為示例性描述的實施方式不必然被解釋為優選於或優於其他實施方式。此外，不意圖被任何明示或暗示於目前技術領域、背景知識、發明內容或下列詳細描述中的理論束縛。
此說明書包括參考「一個實施例」或「一實施例」。「在一個實施例中」或「在一實施例中」這些片語的出現不必然指稱相同的實施例。特定的特徵、結構、或特性可以任何與本發明一致的合適方法來結合。
術語。以下段落針對在本發明(包括附加的申請專利範圍)中找到 的術語提供定義及/或含意。
「包含」：此術語是開放式的。用於後附的申請專利範圍中時，此術語不排除額外的結構或步驟。
「配置以(Configured to)」：多種單元或部件可被描述或申明為「配置以」執行一任務或多個任務。在這樣的內文中，「配置以」被使用以藉由指明該單元/部件包括在操作期間執行這些任務的結構來意味著結構。如此，單元/部件可被說是被配置以執行任務，即便當特定的單元/部件目前不被操作(例如，不開啟/活化)。
「第一」、「第二」等：用於本文中時，這些術語被用作為針其所前綴之名詞的標記，且不暗示任何類型的順序(例如，空間、時間、合乎邏輯等)。舉例來說，稱為「第一」太陽能電池不必要暗指此太陽能電池是序列中的第一個太陽能電池；反而是術語「第一」被用以從另一個太陽能電池(例如，「第二」太陽能電池)區分此太陽能電池。
「耦接」：以下描述指稱元件或節點特徵被「耦接」在一起。當用於本文時，除非示例性另有描述，「耦接」表示一個元件/節點/特徵直接或間接接合到另一個元件/節點/特徵(或直接或間接地與另一個元件/節點/特徵聯通)，且不必然為機械上的接合。
此外，特定的術語也可僅為了參照之目的而被用在以下描述中，且如此不旨在為限制。舉例來說，術語諸如「上部」、「下部」、「以上」、以及「以下」表示其所參照的圖式中的方向。術語諸如「前」、「後」、「後方」、「側」、「外側的」、「內側的」描述在一致但任意的參考框架中的部件的部份的定向及/或位置，參考框架藉由參考描述討論部件之文本和相關聯的圖式而變得清楚。此種術語可包括以上具體提到的字詞、其衍生、和具有相似意涵的字詞。
在本文中描述旁路二極體和形成旁路二極體的方法。在下列描述中，闡述了多種特定的細節，諸如特定製程流程工序，以提供對本發明的實施例的通透了解。對所屬領域具有通常知識者顯而易見的是，本發明的實施例可無這些具體細節地執行。在其他範例中，已知的製造技術，諸如太陽能射極區製造技術，不詳細描述以避免不必要地模糊本發明的實施例。此外，被理解的是，圖式中呈現之各種實施例係為描述性表示而不需按比例繪製。
太陽能電池的遮蔽普遍發生於所屬領域中，遮蔽來自內建的遮蔽物體，諸如桿(pole)或太陽能樹(tree)、及/或來自聚積在模組上的掉落或弄髒之碎 片。遮蔽部分太陽能電池可導致二極體變成反向偏壓，其可使太陽能電池消散能量而非產生能量，且可造成太陽能電池的加熱。此降低系統的性能，可導致電池故障，且如果產生熱點的話，也可能造成潛在的可靠性風險。此問題的一個解決方案是插入旁路二極體到太陽能模組的分線盒之內的電路中，如此一來若一個電池或一群電池發生反向偏壓，旁路二極體被活化且含有受損的電池的串列從電路中掉落。針對每模組具有3個(12-18電池)串列的模組，這表示單一電池遮蔽事件將造成能量的1/3從面板損失。此外，二極體的成本不低廉，且需要考慮材料和每瓦特整體成本的模組平衡。串列層級的保護並不完美，且一些熱點可能無法開啟串列層級二極體，且可仍存在可靠性風險。更甚者，在這樣的實施方式中，仍需要熱點掃瞄且遮蔽容忍度很差。遮蔽也可造成其中許多屋頂具有內建遮蔽的住宅應用中的明顯缺失，且在集中的光伏(PV)應用中也是。在各種實施例中，集成電池層級旁路二極體可被實行以提供較佳解決方案。在一些實施例中，金屬化可被用為使太陽能電池晶圓的第一部分，其也可被稱為主動電池部分，從該太陽能電池晶片的旁路二極體部分分離，以使相反極性分流以形成旁路二極體之處理方法。
現在轉向第1和2圖，分別顯示在基板分離以形成旁路二極體之前，或之後的太陽能電池的一部分的剖面圖。
在各種實施例中，太陽能電池包括基板，諸如基板102。在一實施例中，半導體基板可為，諸如從N型單晶基板所製造的塊狀單晶矽基板部分。 在一個這樣的實施例中，摻雜區域可包括一個或多個N+區域(例如，磷或砷摻雜區域)以及一個或多個P+區域(例如，硼摻雜區域)形成在基板本身內。在其他實施例中，每個矽部分包括一個或多個多晶矽N+區域以及一個或多個多晶矽P+區域形成在矽基板之上。如第1至3圖所顯示的，太陽能電池包括有設置在基板102之上的p-型摻雜區域104和108以及n-型摻雜區域106和110的基板102。在一些實 施例中，電介質(未顯示)可被設置在基板102和摻雜區域104、106、108和110之間。
在一個實施例中，太陽能電池可包括具有接觸區域112、114以及116的金屬化結構。接觸區域可為金屬接觸區域以在正常操作期間從太陽能電池發送電流到外部電路並分流旁路二極體到太陽能電池的主動部分，使得當太陽能電池變成反向偏壓(例如，由於遮蔽情況)時，旁路二極體可被配置為主動。在多種實施例中，太陽能電池金屬(例如金屬化結構)可被圖案化以形成接觸區域112、114、及116以促進這樣的電流發送和分流。
在各種實施例中，金屬化結構可為鍍金屬、印刷金屬、汽化金屬、及/或箔(例如，導電箔，諸如有著或沒有額外的晶種層的鋁箔)、及其類似物等。 在一個這樣的實施例中，在使用相對厚(例如，大於大約25微米)之背墊金屬的情況下，可考量到一些針對部分雷射剝蝕進金屬的容許誤差且仍提供足夠的機械完整性以耦接太陽能電池的主動部分到旁路二極體。然而，若使用薄金屬化結構(例如，小於25微米)，剝蝕可能需要被暫停而沒有金屬化結構的任何刻劃，或金屬將需要被強化，以維持通過可靠性測試所需的金屬的電和物理完整性。金屬化結構可藉由電鍍、印刷，通過使用接合程序(例如，在箔的情況中)來製作，或可藉由沉積、平版印刷、以及蝕刻方法來製作。
如第2圖所顯示的，太陽能電池的基板102已經被分離成從第二部分102b物理性分開的基板的第一部分102a，而第二部分102b也可被稱為基板的旁路二極體部分。在一個實施例中，第一部分102a可使用在以下更細部地描述之雷射剝蝕或藉由機械地刻劃該基板，而從旁路二極體部分102b分離。在物理性分開的半導體基板部分之間的凹槽或間隙可暴露金屬化結構的一部分及/或摻雜區域的一部分。
如所描述的，金屬化結構的接觸區域114可電力地及機械地耦接太陽能電池的主動部分到旁路二極體。舉例來說，接觸區域114的金屬可電性耦接設置在第一部分102a以上的N型摻雜區域106至設置在第二部分102b以上的P型摻雜區域。當在本文使用時，包括第一部分102a及其相應摻雜區域(例如，摻雜區域104和106)的太陽能電池部分被稱為太陽能電池的主動區域。如本文所使用的，包括第二部分102b和其相應的摻雜區域(例如，摻雜區域108和110)的太陽能電池部分被稱為太陽能電池的旁路二極體。注意的是整體金屬化結構也可電性地且機械性地耦接主動部分的各別的N摻雜區域至彼此，以及主動部分的各別的P摻雜區域至彼此。
如本文所描述的，旁路二極體可包括設置在基板中或以上的P-N接面。P-N接面可以非晶矽、多晶矽、金屬及/或矽形成。舉例來說，如第1至3圖中所顯示的，旁路二極體的P-N接面可為P型多晶矽/N型多晶矽對接接面(沒有分開摻雜區域的溝槽)或垂直的P+/N+多晶矽接面。如其他實例，旁路二極體的P-N接面可從矽基板本身中的P+和N+摻雜區域、從金屬/矽接面(例如，肖特基(Shottky))、從多晶矽/矽接面，或從非晶矽/矽接面形成。
如所顯示的，旁路二極體的P-N接面可透過金屬化結構(例如，接觸區域114)，耦接到設置在相應於主動區域的基板的部分中或以上(在第1至3圖中的實例中為以上)的摻雜區域。
在一些實施例中，如所示，基板的刻劃也可刻劃一個或多個摻雜區域(例如，N型摻雜區域106和P型摻雜區域108)的至少一部分，雖然其在其他的實施例中是非必要的。在一些實施例中，也可刻劃接觸區域114的部分。
在一些實施例中，舉例而言，為了抑制在基板或晶圓分離製程期間金屬的損害，可使用緩衝材料作為用於分離製程的後擋，以保護金屬化結構免於被直接刻劃。第3圖描述使用緩衝材料作為用於旁路二極體分離的後擋的太 陽能電池的部分的剖面圖。在一個實施例中，緩衝材料120可在金屬化結構被形成之前，形成在摻雜區域106和108上。因此，當發生基板的分離時，雷射或機械性刻劃擊中緩衝材料120而非刻劃走一些金屬化結構(例如，接觸區域114)。藉由保持金屬化結構的完整，可保存機械性和電性的完整性。
緩衝材料實例包括聚合或其他金屬或非金屬材料，諸如聚亞醯胺。聚合物可被整體地沉積且接著圖案化或可例如，藉由印刷，而僅被沉積在想要的區域。在其他實施例中，此種緩衝材料可包括電介質材料諸如，但不限於，二氧化矽(SiO2)、氮化矽(SiN)或矽氮氧化物(SiON)。在一個這樣的實施例中，電介質材料可使用沉積技術來形成，沉積技術諸如但不限於，低壓化學氣相沉積(LPCVD)、電漿輔助化學氣相沉積(PECVD)、高密度電漿化學氣相沉積(HDPCVD)或物理氣相沉積(PVD)。
在一些實施例中，在基板部分102a和102b之間所形成的凹槽或間隙可以設置在基板的部分102a和102b之間的凹槽中之密封材料或其他材料，例如，乙烯-乙烯醇(ethylene vinyl alcohol，EVA)、聚烯烴填充。當應用在一實施例中時，密封材料可具有足夠地低的黏性或高熔流以確保密封材料流進薄的凹槽中。在一實施例中，利用密封材料的凹槽填充透過矽/金屬/聚合物組成物的形成用以增進系統的機械強度。在一些實施例中，在分離被執行之後，凹槽可被鈍化，或保持原樣(left as is)。
在一實施例中，本文描述的金屬化架構被用以保持和提供電池以及其各別的旁路二極體的機械性完整性，且允許在旁路二極體和電池的主動區域之間的基板的物理性分離。且分離基板可使旁路二極體能夠在反向偏壓條件中作用。
現在轉向第4圖，根據一個實施例，顯示來自太陽能電池中實例旁路二極體之金屬化結構側的俯視平面圖。如所顯示的，在刻劃線以上(如虛線 所示，因為其來自於金屬化結構的相反側)的是旁路二極體P-N接面，且在刻劃線以下是太陽能電池的主動區域的P-N接面。P是耦接至N且N是耦接至P以分流旁路二極體到太陽能電池的P-N接面(二極體)。因為旁路二極體的基板是從太陽能電池的主動部分中分離，如以虛線所示的，描述的配置可操作為在電池內的旁路二極體。
第5至7圖描述旁路二極體排列和尺寸的各種實例，根據各種實施例。在第5圖中，旁路二極體502被顯示為藉由刻劃線504(其對應於被分開的基板部分處)而從太陽能電池的主動部分500隔開。相似地，在第6圖中，旁路二極體602被顯示為透過刻劃線604從太陽能電池的主動部分600隔開。在一些實施例中，旁路二極體可形成在太陽能電池的角落，舉例來說，在第5和6圖中的偽角(pseudo corner)中，其中該角落不為直角，因為電流可更難以從這些位置收集。 因為旁路二極體區域在太陽能電池的正常操作期間不產生電流，從電流難以收集的位置挑選旁路二極體的位置可為有利的。
此外，針對集中的光伏應用，旁路二極體可被形成在太陽能電池的邊緣，其在太陽能電池的操作期間入射較少的直接光。藉由在邊緣形成旁路二極體，太陽能電池較高產能的區域(例如，中心)被使用作為主動區域且較少產能的區域可被犧牲以使用作為旁路二極體。
第7圖描述另一個旁路二極體配置實例。如所顯示的，旁路二極體702通過多條刻劃線，刻劃線704和706，而從太陽能電池的主動部分700隔開，其形成第一凹槽和第二凹槽以將基板的主動部分從基板的旁路二極體部分隔開。
在各種實施例中，旁路二極體的尺寸可取決於數種因素，諸如應用方式(例如，集中式或單太陽光伏)、太陽能電池的尺寸、電池的效能、期望的熱散逸(例如，是否實行散熱器或其他熱消耗以散逸來自旁路二極體區域的熱)、 以及其他類似因素等。在一個實施例中，第7圖的太陽能電池實例是單一太陽應用方式，在其中可預期旁路二極體的較小熱衝擊。因此，旁路二極體可佔用較小的面積，利用其只位在太陽能電池的角落之一(在此實例是偽角)，而其他角落可以用作為主動區域的部分。
第5和6圖的實例可在製造效能上提供一些優點。舉例來說，考慮到其中第5和6圖的的太陽能電池在被切成四分電池之前，原是相同較大太陽能電池的一部分之情況。在這樣的情況中，在較大的太陽能電池被分切之前，旁路二極體502和602可以本來為以刻劃504和604為單一刻劃的部分的單一刻劃線形成單一旁路二極體。在實例中更進一步，在切分較大的電池之前，可進行基板的另一個單一刻劃以分離基板的另一個部分且在較大的太陽能電池的相反側上形成另一個較大的旁路二極體。較大的太陽能電池可接著被切成四分電池，其每一個四分之一電池具有其本身個別的旁路二極體且相應的旁路二極體在基板中被分離，如本文所描述的。
沒有在第5至7圖中描述的是，太陽能電池金屬可被圖案化以分流旁路二極體及主動區域二極體，如此使得旁路二極體可被配置以於太陽能電池變成反向偏壓(即，在遮蔽情況)時開啟。
在各種實施例中，揭露的具有在電池內的旁路二極體之太陽能電池的串列可在光伏模組或光伏疊片中一起使用。
作為分離太陽能電池基板以形成旁路二極體的代表實例，第8圖(a)-(c)描述各種用於分離基板的示範途徑。參考第8圖，太陽能電池800包括矽基板802以及在矽基板的背側上的金屬化結構804。為了容易理解而不描繪摻雜區域。
參考第8圖(a)，描述刻劃加斷裂方案，其中(i)基板被部分地刻劃(例如，大約70%的深度)然後接著(ii)沿著斷裂處折斷到金屬化結構停止。參考第8 圖(b)，這裡僅描述刻劃方案，其中矽的雷射剝蝕停在金屬化結構的金屬上(或部分進入金屬化結構)。參考第8圖(c)，描述刻劃加緩衝材料方案，其中矽的雷射剝蝕執行穿透矽的整體深度且停在與金屬化結構的金屬區隔的緩衝材料上(或部分地進入該緩衝材料)。在任何這些情況中，雷射參數可被配置以達成所揭露的刻劃。舉例來說，選項包括具有清潔程序、較低重組、分流透過融化的摻雜區域的較低風險、以及較窄的刻劃寬度的微微秒雷射剝蝕。另一個選項包括具有較寬的刻劃線以及較高的輸出卻有增加的重組以及增加碎片的可能性的奈米秒或更長的雷射。
現在轉向第9圖，顯示的是根據一些實施例描述用於形成旁路二極體的實例方法的流程圖。在各種實施例中，第9圖的方法可包括比所描述的方塊額外(或更少)方塊。
如在步驟902所顯示的，P-N接面可被形成在半導體基板的第一部分之上。如本文所描述的，P-N接面可以多種材料，諸如非晶矽、多晶矽、金屬及/或矽形成。舉例來說，旁路二極體可以P型多晶矽以及N型多晶矽(例如，藉由形成對接接面而沒有像第1至3圖所示的溝槽)形成。如其他實例，接面可包括P型矽和N型矽、或金屬和矽(例如，Shottky二極體)、或多晶矽和矽、或非晶矽和矽、以及其他類似實例等。
在一些實施例中，旁路二極體P-N接面的形成可發生在被使用以形成主動部分的P-N接面(以及個別的N型摻雜區域與P型摻雜區域)的相同製程(例如，摻雜等)中。
在步驟904，金屬化結構可被形成在基板的第一表面之上以耦接P-N接面到設置在基板的第二部分中或之上的摻雜區域。在一實施例中，在半導體基板的第一表面上形成金屬化結構可包括在設置在半導體基板之上或其內的摻雜區域上形成金屬化結構。形成金屬化結構也可包括圖案化金屬化結構成指 圖案(例如，相互交叉的指圖案)以及以分流旁路二極體到太陽能電池。如本文所描述的，金屬化結構可為金屬箔、印刷金屬、鍍金屬、金屬堆疊、或其一些組合。金屬的圖案化可藉由雷射圖案化、遮罩和蝕刻、以及其他圖樣化實例來執行。在任何情況中，在實施例中，金屬化結構被形成以具有足以連接太陽能電池的主動部分到旁路二極體部分的機械特性。
如在步驟906描述的，基板的第一部分可從第二部分分離。在一實施例中，半導體基板可從金屬化結構的相反表面被刻劃。刻劃可從該相反表面停止在金屬化結構的暴露部分上。
在一實施例中，刻劃可經由金屬化結構的金屬停止。然而，在其他實施例中，可使用損害緩衝材料以保護金屬化結構的金屬。在一個這樣的實施例中，損害緩衝材料可為聚合物材料，如以上所描述的。在另一個實施例中，損害緩衝材料可為迥異於金屬化結構的金屬的金屬。
在一個實施例中，刻劃可以雷射執行。然而，要被理解的是可執行機械刻劃製程而非執行雷射刻劃製程，或機械刻劃製程可與雷射刻劃製程結合執行。舉例來說，在特定的實施例中，執行部分雷射刻劃，接著以深度控制斷裂或鋸切。
在一實施例中，刻劃可以多種方向執行。舉例來說，如顯示於第7圖中的實例，多條刻劃線可以於多個方向刻劃來形成。在一個這樣的實例中，多個方向可近乎於彼此垂直。
舉例而言，為了製造的效率，在各種實施例中，較大的太陽能電池可被切成較小的電池(例如，如關於第5和6圖中所描述的)。在一些這些實施例中，當較大的太陽能電池被切分時，用於較大太陽能電池的基板的單一刻劃可造成多個旁路二極體。舉第5和6圖的太陽能電池當實例，考慮到在該情況中，在電池被切分之前，第5圖的太陽能電池的右側被連接至第6圖的太陽能電池的 左側。進一步，考慮為原本較大的太陽能電池的部分的其他兩個被切分的太陽能電池，這樣第5和6圖的太陽能電池與其他兩個被切分的太陽能電池各為較大電池的四分之一電池。在一個實施例中，用於旁路二極體的基板的刻劃可以兩條刻劃線執行。作為一個簡易的實例，當從自上而下的角度看，矽基板的頂部和底部邊緣可從中心部分被分離(例如，藉由本文描述的刻劃技術)，以及相應的P-N接面可被形成在相應於旁路二極體的頂部和底部(在刻劃之前)部分之上以及在中心部分中。
在各種實施例中，可執行額外的刻劃以實際將太陽能電池切開。 這樣的額外刻劃(例如，雷射或機械的)可與本文所描述的實質上相同，除了太陽能電池本意要被切開位置之外，分離發生不僅僅是在基板上也通過金屬化結構發生以造成全面的分隔。
在一些實施例中，在刻劃半導體基板之前或之後，半導體基板的光接收表面可被紋理化。在一個這樣的實施例中，首先執行基板的部分開槽，且接著在矽蝕刻製程(如，紋理化)的期間移除任何損害。然而，在其他實施例中，可執行刻劃且接著執行後續的濕式蝕刻。在任何情況下，在一實施例中，太陽能電池的光接收表面的紋理化可涉及使用氫氧系的蝕刻製程紋理化。應當被理解的是經紋理化的表面可為用於散射入射光、減少太陽能電池的光接收表面的反射掉光的量的具有規則或不規則形狀表面的表面。額外的實施例可包括在光接收表面上之鈍化層或抗反射塗層的形成。
整體來說，雖然特定材料被具體地描述於上，一些材料可輕易地以其他材料取代，而其他此些實施例仍保持在本發明的實施例的精神和範疇內。舉例來說，在一實施例中，可使用不同的材料基板，諸如III-V族材料基板而非矽基板。在另一個實施例中，使用多晶矽或多結晶矽基板。此外，應當理 解的是，其中N+型和P+型區域是被具體地描述，其他實施例被預期包括交換之導電型，例如，分別為P+和N+型區域。
本文所描述之實施例的一個或多個效益或優點可包括藉由併入旁路二極體的形成作為電池製造程序的部分來簡化製造程序，其可在模組層級移除額外的旁路二極體組裝步驟。此外，所揭露的技術可在個別電池層級提供保護，相較於在多個電池之間分享單一旁路二極體的情況，其可更可靠地保護電池。此外，針對較大太陽能電池被切分的應用方式中，刻劃基板以形成旁路二極體可為切分製程的部分且不會對該製程添加太多，如果有的話，額外的成本。
雖然以上已經描述具體的實施例，這些實施例不旨在限制本發明的範疇，即使當關於特定特徵只描述一個單一實施例時。提供在本發明中的特徵的實例是旨在描述非限制，除非另有說明。以上的描述旨在涵蓋這些對具有本發明的效益的所屬領域中具有通常知識者顯而易見的替換、修飾、以及均等物。
本發明的範疇包括本文揭露的任何特徵或特徵的組合(不論明示或暗示)，或任何其概括，不論其減輕任何或全部本文指出的問題與否。因此，新的申請專利範圍可在本發明(或其聲明優先權的本發明)的申請期間制定成特徵的任何組合。尤其是，參考附錄的發明申請專利範圍，來自附屬請求項中的特徵可與獨立請求項中的特徵結合，且分別來自個別獨立請求項中的特徵可以任何合適的方式結合且不僅僅是列舉在附錄的發明申請專利範圍中的具體組合。
902、904、906:步驟

Claims (18)

  1. 一種太陽能電池，其包含：該太陽能電池的一基板，具有一第一導電型；一主動區域，設置在該基板的一第一部分中或之上；一旁路二極體，設置在該基板的一第二部分中或之上，其中該基板的該第一部分和該第二部分是以一第一凹槽物理上分隔；以及一金屬化結構，在該基板之一第一表面上方將至少一部分之該主動區域耦接至至少一部分之該旁路二極體，其中該第一凹槽係透過該基板上相對於包含該主動區域與該旁路二極體之該第一表面之一表面而形成於該基板中。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中該旁路二極體包含包括P型摻雜多晶矽以及N型摻雜多晶矽的一P-N接面。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中該基板係為一N型摻雜基板，且其中該旁路二極體包含包括設置在該N型摻雜基板中的一P型摻雜區域的一P-N接面。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中該旁路二極體是位在該太陽能電池的一邊緣。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中該基板的該第一部分和該第二部分係以該第一凹槽和一第二凹槽物理性地隔開，其中該第二凹槽係透過該基板上相對於包含該主動區域與該旁路二極體之該第一表面之該表面而形成於該基板中。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中該金屬化結構 分別將該主動區域的N型摻雜區域彼此耦接以及將該主動區域的P型摻雜區域彼此耦接。
  7. 一種用於一太陽能電池的旁路二極體，該旁路二極體包含：該太陽能電池的一基板，具有一第一導電型；一第一P-N接面，設置在該太陽能電池的該基板的一第一部分中或之上，其中該第一P-N接面之至少一部分係在該基板之一第一表面上方透過一金屬化結構耦接至設置在該基板的一第二部分中或之上的一第二P-N接面之至少一部分，以及其中該基板的該第一部分和該第二部分以一第一凹槽隔開，其中該第一凹槽係透過該基板上相對於包含該第一P-N接面與該第二P-N接面之該第一表面之一表面而形成於該基板中。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之旁路二極體，其中該基板的該第一部分和該第二部分以一第二凹槽隔開，其中該第二凹槽係透過該基板上相對於包含該第一P-N接面與該第二P-N接面之該第一表面之該表面而形成於該基板中。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之旁路二極體，其中該第一P-N接面包含設置在該基板的該第一部分之上的對接之P型和N型多晶矽區域。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之旁路二極體，其中該基板是N型摻雜基板，其中該第一P-N接面包含設置在該N型摻雜基板中的一P型摻雜區域。
  11. 一種包含如申請專利範圍第7項所述之旁路二極體的太陽能電池。
  12. 一種製造用於太陽能電池的旁路二極體的方法，其包含：提供一半導體基板，該半導體基板具有一第一導電型；形成一第一P-N接面在該半導體基板的一第一部分之上；形成一金屬化結構在至少一部分之該第一P-N接面上以及至少一部分之一第二P-N接面上，該第二P-N接面係設置在該半導體基板的一第二部分中或之上，以於該半導體基板的一第一表面上方將該第一P-N接面耦接至該第二PN-接面；以及接著物理地分離該半導體基板的該第一部分與該第二部分，藉此將該第二部分形成一電池內旁路二極體，其中該分離步驟係包含係透過該基板上相對於包含該第一P-N接面與該第二P-N接面之該第一表面之一表面而形成一凹槽於該半導體基板中。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該物理地分離步驟包含在一第一方向和一第二方向刻劃該半導體基板。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該物理地分離步驟包含以雷射刻劃。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中形成該第一P-N接面在該第一部分之上包含形成對接之P型和N型多晶矽區域。
  16. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其進一步包含以形成該第一P-N接面相同的一個或多個製程工序的部分，在該半導體基板的該第二部分中或之上形成該第二P-N接面。
  17. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中形成該金屬化結構包含鍍金屬和印刷金屬。
  18. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其進一步包含切分該太 陽能電池以形成各具有包含該第一P-N接面的部分的一個別旁路二極體的兩個子電池。
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