專利名稱：背面接觸硅太陽能電池方法及含背面接觸的硅太陽能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能電池領(lǐng)域，特別涉及ー種背面接觸硅太陽能電池的方法以及包括這種背面接觸的硅太陽能電池。
背景技術(shù)：
典型地，硅被用作太陽能電池的基本材料。硅太陽能電池的制造中，開始點(diǎn)是結(jié)晶硅芯片，其中P_n結(jié)是利用摻雜而形成。為了配置p_n結(jié)，因此過 程通常是使用P-摻雜硅基材、并形成n-摻雜發(fā)射層。然后p-n結(jié)的兩端典型地經(jīng)由硅芯片的前面與背面而接觸。在背面接觸的框架中，為了防止重組損失，所稱的“后表面場”被配置在硅芯片背面上。為了這個目的，鋁層典型地被沉積在硅芯片背面上，覆蓋整個表面，然后鋁層經(jīng)過燒結(jié)過程，以將邊緣表面處的鋁層與硅芯片表面地融合，以及將鋁混合至硅芯片成為合金。在太陽能電池操作期間，所得到的高度P-摻雜硅表面層用作后表面場，所述后表面場驅(qū)動利用擴(kuò)散回硅芯片而達(dá)到背面的少數(shù)電流載體，因而避免重組損失。為了節(jié)省成本，將鋁導(dǎo)入硅芯片優(yōu)選地以絲網(wǎng)印刷方法執(zhí)行，其中鋁糊被沉積在硅芯片背面，且在干燥后在700至900°C固化到硅芯片中，以配置后表面場。然而，在硅芯片背面上絲網(wǎng)印刷燒結(jié)的鋁層的問題是，只有非常有限程度的適于焊接接觸的連接器可連接太陽能電池，尤其是焊接線。為了達(dá)成太陽能電池技術(shù)上可使用的性能，通常串聯(lián)連接多個太陽能電池以形成太陽能模塊。在太陽能電池的串聯(lián)連接中，太陽能電池的前面接觸利用接觸連接器(例如典型地焊接線)被焊接至下一個太陽能電池的背面接觸，以形成所謂的電池串。然而，這種絲網(wǎng)印刷燒結(jié)鋁層及接觸連接器之間的焊接連接是極度不穩(wěn)定的，主要是由于鋁層結(jié)合失敗的可能性高。為了接觸硅芯片背面，通常在硅芯片背面提供無鋁接觸區(qū)。包含數(shù)毫米寬的這些接觸區(qū)被提供接觸連接器可焊接到的含銀絲網(wǎng)印刷金屬化層。在本文中，銀絲網(wǎng)印刷通常在鋁絲網(wǎng)印刷之前進(jìn)行，而兩個絲網(wǎng)印刷表面輕微地重迭。然而，由于銀是相對昂貴的資源，希望這種額外的銀接觸變?yōu)槎嘤嗟?。作為銀制背面連接的替代方式，專利EP 2003699A2建議沉積絲網(wǎng)印刷鋁層在硅芯片背面的整個表面上，然后固化，以形成邊緣表面處的后表面場。隨后，適于焊接的另ー層材料，較佳是鈦，被沉積在整個表面上、或絲網(wǎng)印刷燒結(jié)鋁層的部份區(qū)域中。這個第二層以逐點(diǎn)方式，通過發(fā)聲機(jī)械福射(acoustic-mechanical irradiation)、表面融合(superficial fusing)或熱噴涂與下方的鋁層形成合金，造成接觸連接器(特別是焊接線)可被焊接到的傳導(dǎo)接觸區(qū)。然而，超聲波負(fù)載以及表面融合、或是熱噴涂分別地給予將被合金的焊接粒子高動能，這可能造成對硅芯片表面的損害，因此造成太陽能電池電性能的退化。為了將適合焊接的材料與絲網(wǎng)印刷燒結(jié)鋁層形成合金，只有非常小的方法自由度可用，其將被確實(shí)地觀察以防止負(fù)面影響太陽能電池參數(shù)的危險
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于背面接觸硅太陽能電池的便宜且容易可行的方法，以及具有結(jié)構(gòu)簡單與容易執(zhí)行的背面接觸的硅太陽能電池。此目的是由根據(jù)權(quán)利要求I的方法、根據(jù)權(quán)利要求9或16的硅太陽能電池、以及根據(jù)權(quán)利要求19的硅太陽能電池模塊解決。較佳實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中指出。根據(jù)本發(fā)明，背面接觸硅太陽能電池的方法涉及將鋁沉積在預(yù)處理硅太陽能電池本體的背面表面上，在背面表面上存在無鋁區(qū)域。接著，適于焊接的無銀層被沉積在硅太陽能電池本體的背面表面上，所述硅太陽能電池本體的背面表面以非接觸方式提供給鋁，適于焊接的無銀層至少覆蓋背面表面上的無鋁區(qū)域。在根據(jù)本發(fā)明硅太陽能電池的例子中，至少用于形成電接觸 的第一接觸區(qū)域被配置在硅基板上，第一接觸區(qū)域包括適于在絲網(wǎng)印刷鋁層中進(jìn)行焊接的無銀層，以及用于形成機(jī)械接觸的第二接觸區(qū)域，第二接觸區(qū)域包括適于在硅基板的無鋁區(qū)域中進(jìn)行焊接的無銀層。在本文中第一接觸區(qū)域的面積優(yōu)選地比第二接觸區(qū)域的面積大十倍。通過使多余的銀作為背面接觸材料，可降低太陽能電池的制造成本。再者，適于以非接觸方式(優(yōu)選地以濺射、化學(xué)氣相沉積、熱噴涂、電漿噴涂或電流沉積)在鋁絲網(wǎng)印刷層中進(jìn)行焊接的無銀材料的沉積防止芯片表面的損害及對太陽能電池參數(shù)的任何沖擊。當(dāng)沉積適于以非接觸方式焊接的無銀材料時，與絲網(wǎng)印刷方法相反，表面上沒有機(jī)械壓力，因此降低了芯片斷裂的危險。此外，在非接觸沉積期間，只給予將被沉積的粒子少量動能，因而防止對于太陽能電池表面的損害。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，介電層被沉積在鋁下方的預(yù)處理硅太陽能電池本體的背面上，所述介電層由氮化硅、氧化硅、碳化硅、非晶硅或氧化鋁或這些化合物之一或其組合組成。通過這種額外的介電層，可能在娃芯片的邊緣區(qū)域處形成改良的后表面場(back-surfacefield)，也因此抑制可能的少數(shù)載體重組損失。為了背面接觸硅太陽能電池本體，優(yōu)選地，鋁從以絲網(wǎng)印刷方式沉積的鋁層被驅(qū)動進(jìn)入介電層，并通過介電層進(jìn)入位于下方的硅基板，留下鋁層中的無鋁區(qū)域。例如通過加熱硅太陽能電池本體、或僅以逐點(diǎn)方式，例如通過激光加熱，鋁層可因此擴(kuò)散進(jìn)入硅基板遍及整個表面。在本文中，硅太陽能電池優(yōu)選地以這樣的方式配置，S卩，使形成為絲網(wǎng)印刷鋁層中的場(fields)的無鋁區(qū)域具有10至100 的厚度，適于焊接的無銀覆蓋層具有10至IOOnm的厚度。以這種背面接觸的配置方式，可以降低硅太陽能電池本體背面上無鋁場(aluminium-free fields)的大小,且與傳統(tǒng)娃接觸相比較,可實(shí)現(xiàn)放大的招層、以及放大的后表面場，其造成太陽能電池的改進(jìn)鈍態(tài)。與絲網(wǎng)印刷鋁層相比，相對薄的適于焊接的無銀層提供了適于焊接的層與絲網(wǎng)印刷鋁層之間瞬時區(qū)域中的接觸連接器平滑地支撐在絲網(wǎng)印刷鋁層上，從而提供良好的電接觸。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，在以適于焊接的無銀材料填充的硅太陽能電池本體的背面上的無鋁區(qū)域是以線狀的方式配置，具有少于1_的寬度，優(yōu)選的是少于0. 5mm的寬度。此寬度足以利用接觸連接器形成堅(jiān)硬的機(jī)械連接，以此方式硅太陽能電池在本文的硅模塊中串聯(lián)連接。此外，電連接可經(jīng)由絲網(wǎng)印刷燒結(jié)鋁層而實(shí)施。接觸連接器至太陽能電池背面的機(jī)械連接可因此從電連接去耦合，從而使接觸墊的尺寸減少。以適于焊接的無銀材料覆蓋的無鋁區(qū)域優(yōu)選地在硅太陽能電池本體的背面表面上以行進(jìn)行設(shè)置，使得接觸連接器可延伸超過此數(shù)組的行，并被焊接至此，因此達(dá)到接觸連接器的良好機(jī)械固定。鎳、釩、鎳釩、銅、鈦及鋅優(yōu)選地作為適于焊接的無銀材料，提供與接觸連接器的良好連接，特別是與銅線的良好連接。


本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖1-8所示為制造具有背面接觸的硅太陽能電池的第一方法 的各步驟的硅太陽能電池本體的剖面示意圖；圖9所示為由圖1-8所示的第一方法制造的包含背面連接的硅太陽能電池的后視圖；圖10所示包括兩個串聯(lián)連接的硅太陽能電池的太陽能模塊的剖面圖；圖11-13所示為制造具有背面接觸的硅太陽能電池的第二方法的各步驟的硅太陽能電池本體的剖面示意圖；圖14-17所示為制造具有背面接觸的硅太陽能電池的第三方法的各步驟的硅太陽能電池本體的剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，結(jié)合示意圖1-8來解釋用于制造具有背面接觸的硅太陽能電池的方法的便宜而簡單方式的可能配置，所述背面接觸包括后表面場。圖9顯示具有用于背面接觸的接觸場(contact fields)的可能配直的娃太陽能電池的后視圖。圖10顯不具有兩個串聯(lián)連接的太陽能電池的太陽能模塊的剖面圖。圖11-13及圖14-17分別顯示用于制造硅太陽能電池的方法的另兩種可能配置，所述硅太陽能電池具有包含后表面場的便宜且可簡單配置的背面接觸。所有圖式僅為示意性描繪且未依比例繪制。在根據(jù)本發(fā)明的硅太陽能電池上配置背面接觸的方法中，使用半導(dǎo)體領(lǐng)域及太陽能技術(shù)的已知方法。此外，使用半導(dǎo)體及太陽能技術(shù)領(lǐng)域常用的材料。另外，應(yīng)注意所描述的太陽能電池或者太陽能模塊可分別包含所示出的那些以外的另外的結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)組件。以相同方式，所敘述的那些方法步驟外的另外的方法步驟可在制造期間實(shí)施，以分別地完成太陽能電池或者太陽能模塊的制造。制造太陽能電池的起始點(diǎn)是硅芯片10。為了制造硅芯片，高度純化的硅被融化并被固化。依據(jù)結(jié)晶化方法，產(chǎn)生具有一個結(jié)晶方向的單晶硅或者具有不同結(jié)晶方向的多晶硅。硅包括基本摻雜，特別是諸如硼的P-型基本摻雜，基本摻雜在融化及固化過程中被引入。單晶硅或者多晶硅為塊狀或者為棒狀，優(yōu)選地以線切割(wire-sawing)方法被切成方盤，也被稱為芯片。所述芯片典型地具有100至210_的邊緣長度及100至300 ii m的厚度。圖I所示為表面具有切割損害的切割硅芯片10的剖面圖。為了移除切割損害，對硅芯片進(jìn)行表面刻蝕，形成表面結(jié)構(gòu)12。當(dāng)使用特別適用于單晶硅或多晶硅的合適刻蝕溶液時，在硅芯片表面產(chǎn)生隨機(jī)的表面結(jié)構(gòu)，例如錐形，如圖2所示的剖面圖。硅太陽能電池本體10上的表面結(jié)構(gòu)12，可減少光輻射期間的吸收損失。在刻蝕過程之后，在硅芯片10中形成p-n結(jié)14。為達(dá)到該目的，在以p_摻雜物預(yù)摻雜的娃太陽能電池本體10的表面區(qū)域?qū)雗-摻雜物。為了 n-摻雜所述娃芯片,優(yōu)選磷擴(kuò)散進(jìn)入硅芯片達(dá)到0. 5至I y m的深度。為了導(dǎo)入磷，例如，在高溫下將硅芯片放入磷環(huán)境中。與p-摻娃基板材料相反，高度n-摻雜的娃層為負(fù)傳導(dǎo)且充當(dāng)n-發(fā)射層。在操作期間，形成在硅太陽能電池本體中的P-n結(jié)14提供了由光輻射產(chǎn)生的電荷載體的分離。如圖2所示的剖面圖，當(dāng)形成p-n結(jié)14時，硅典型地完全被磷摻雜。為了防止太陽能電池中的短路，在邊緣與在背面摻雜的磷被刻蝕掉。圖4所示為所形成的硅芯片10，其在前面上有n-發(fā)射層14。在下一歩，抗反射層16 (通常是氮化硅)被沉積在 硅發(fā)射層14上，該層的厚度共計接近80nm。圖5所示為沉積抗反射層16之后的娃芯片10。用抗反射層16將硅芯片表面退火之后，進(jìn)行在硅太陽能電池本體10中結(jié)14的接觸。在此，典型地首先形成前面接觸18。為了保持接觸墊造成的遮蔽效應(yīng)盡可能的低，前面接觸優(yōu)選地為手指型。前面接觸18—般使用銀，通常以絲網(wǎng)印刷方法沉積。圖6顯示沉積前面接觸之后的硅芯片10的剖面圖，所述前面接觸的形狀為銀接觸指18。接著，形成硅芯片的背面接觸。為了這個目的，以絲網(wǎng)印刷方式在硅太陽能電池本體的背面上沉積鋁糊，從而形成10至100 i! m的層厚度。印刷優(yōu)選地通過刮泥板進(jìn)行，利用刮泥板將鋁糊推開到印刷模板上。在印刷模板中，優(yōu)選地具有線狀延伸的場域因此被覆蓋。場域的寬度小于Imm,優(yōu)選地小于0. 5mm。場域的長度共計I至3mm,優(yōu)選地為2mm。場域優(yōu)選地以行進(jìn)行設(shè)置，其中在15. 6cm X 15. 6cm大小的標(biāo)準(zhǔn)太陽能電池中，例如三行縱向排列的場域是以每行7個場域進(jìn)行配置。在沉積絲網(wǎng)印刷鋁層20時，硅太陽能電池本體的背面上因此產(chǎn)生規(guī)則設(shè)置的無鋁場域22。圖7顯示在包含三行無鋁場域22的鋁層20進(jìn)行絲網(wǎng)印刷后，娃芯片10的首I]面圖。接著，硅芯片在連續(xù)爐中以最大溫度700至900°C加熱I至30秒。用這種燒結(jié)方法，在硅芯片的表面區(qū)域中形成鋁摻雜層，所述硅芯片是高度P型傳導(dǎo)且充當(dāng)操作太陽能電池期間的背面場域，所述背面場域?qū)⑸贁?shù)電流載體驅(qū)動回到硅太陽能電池本體，因此減少太陽能電池背面上的重組損失。在下一歩，以非接觸方式在絲網(wǎng)印刷燒結(jié)鋁層20上沉積適于焊接的無銀材料。在本文中，優(yōu)選地使用鎳釩、鎳、銅、鈦或鋅作為適于焊接的無銀材料，特別是使用具有5%釩含量的鎳釩。從而，以硅太陽能電池本體的背面表面上至少無鋁場域22被覆蓋的這種方式沉積適于焊接的無銀材料。然而，適于焊接的無銀材料也可沉積在整個表面上，因而額外地覆蓋整個絲網(wǎng)印刷鋁層20。在本文中，適于焊接的無銀材料層的厚度為10至lOOnm，借此填充硅芯片背面上的無鋁場域22。為了以非接觸方式沉積適于焊接的無銀材料，使用濺射過程；然而，也有能使用CVD過程、電流沉積、電漿噴涂或熱噴涂以用非接觸方式沉積適于焊接的無銀層。圖8為沉積適于焊接的無銀層24之后的硅芯片10的剖面圖，所述圖式顯示只有無鋁場域被填充的實(shí)施例。圖9顯示硅太陽能電池本體10的背面的對應(yīng)頂部視圖，其中三行場域24的各配置具有一行7個場域，這些場域以適于焊接的無銀材料填充。與使用銀接觸相比，通過使用適于焊接的無銀材料可節(jié)省材料成本。此外，在絲網(wǎng)印刷中首先沉積鋁層、接著將它燒結(jié)、之后以非接觸方式僅將適于焊接的無銀材料沉積為薄層的過程，讓接觸場域的大小減少至最小，例如，減少至2mm X 0. 5mm的場域大小，因此達(dá)到大表面積的鋁覆蓋，使得實(shí)質(zhì)上延伸超過整個硅太陽能電池背面的背表面場域可被形成，其使重組損失最小化。通過沉積以與鋁層相比時為薄膜層的形式的適于焊接的無銀材料，可能在整個表面上沉積該薄膜層、或只覆蓋無鋁區(qū)域且接著以實(shí)質(zhì)上連續(xù)的方式延伸跨越場域的方式設(shè)置連接背面所需的接觸連接器，特別是銅制焊線。然后可利用在包含適于焊接的無銀材料的場域區(qū)域中焊接，以機(jī)械方式緊緊地連接接觸連接器，然后電接觸經(jīng)由接觸場域以及經(jīng)由絲網(wǎng)印刷燒結(jié)鋁層而實(shí)現(xiàn)，接觸連接器在電接觸上延伸。以此方式，可能將接觸的機(jī)械連接從電連接去耦合，因而允許背面接觸為任何需要的配置，特別是為了能夠最理想地連接太陽能模塊中的硅太陽能電池。 當(dāng)制造太陽能模塊時，因?yàn)閱蝹€太陽能電池的電壓較低，通常將其串連連接，太陽能電池的前面接觸通過接觸連接器電連接至下ー個太陽能電池的背面接觸。包含用銅線30串連連接的兩個太陽能電池10的電池串如圖10所示。背面接觸的創(chuàng)造性配置允許具有良好電傳導(dǎo)性及抵抗機(jī)械壓カ的接觸。任何需要的接觸配置均可取代圖10所示的接觸配置，從而通過焊接至以適于焊接的無銀材料覆蓋的無鋁場域，進(jìn)行太陽能電池的背面上的接觸連接器的連接。圖11-13示意性地顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于在硅太陽能電池上形成背面接觸的方法的第二實(shí)施例；在以下內(nèi)容中，只解釋與圖I至圖8顯示的方法不同的過程步驟，故圖11至13對相同的層使用相同的附圖標(biāo)記。因此，圖1-6所示的硅太陽能電池本體的處理以相同方式用于第二方法中。在此例子中，硅太陽能電池本體10在其前面包括抗反射層16，前面接觸以銀接觸手指18的形狀依次配置在抗反射層16上。在進(jìn)行背面接觸之前，在硅太陽能電池本體10的背面上沉積具有優(yōu)選地10至IOOnm厚度的介電層119。因此,介電層119優(yōu)選地為氮化娃、氧化娃、碳化硅、非晶硅和氧化鋁中之一或其組合。介電層119提供高質(zhì)量的表面磨光并減少硅芯片背面上的重組損失。圖11所示沉積介電層119之后的硅太陽能電池本體的剖面圖。與圖7所示的過程相似，然后形成具有10至IOOnm層厚度的絲網(wǎng)印刷鋁層120。從而，印刷優(yōu)選地利用刮泥板進(jìn)行，利用刮泥板將鋁糊推開到印刷模板上，以在硅太陽能電池本體的背面上沉積鋁糊。印刷模板優(yōu)選地包括具有線狀延伸的場域，場域的寬度小于1mm，優(yōu)選地約為0. 05mm。場域的長度為I至3nm，優(yōu)選地為2nm。場域優(yōu)選地為串連連接，因此造成硅太陽能電池本體的背面上規(guī)則設(shè)置的無鋁場域122。圖11所示為具有絲網(wǎng)印刷鋁層120的硅芯片的剖面圖，該硅芯片包含三行無硅的場域122。在下一歩，鋁從絲網(wǎng)印刷鋁層120擴(kuò)散通過介電層119進(jìn)入硅基板10的表面區(qū)域。為了這個目的，優(yōu)選地以連續(xù)爐將硅太陽能電池本體加熱至700至900°C的溫度保持I至30秒。所得到的燒結(jié)方法在介電層119及下方的硅基板10中產(chǎn)生鋁摻雜區(qū)域121。介電層119的無鋁區(qū)段保持在硅太陽能電池本體的背面上的無鋁區(qū)域122下方，介于鋁摻雜區(qū)域121之間。圖13所示為該步驟的硅太陽能電池本體的剖面圖。然后，以非接觸方式在絲網(wǎng)印刷燒結(jié)鋁層120上沉積適于焊接的無銀材料。在此，優(yōu)選地使用鎳釩、鎳、銅、鈦或鋅作為適于焊接的無銀材料，特別是使用具有5%釩含量的鎳釩。如圖13中的剖面圖所示，以至少覆蓋硅太陽能電池本體10的背面表面上的無鋁場域122的這種方式沉積適于焊接的無銀材料124 ;然而，優(yōu)選的是實(shí)施整個表面上的沉積。適于焊接的無銀材料的層厚度優(yōu)選為10至lOOnm，覆蓋硅背面上的無鋁場域122。本文中優(yōu)選使用濺射、CVD、電流沉積、電漿噴涂或熱噴涂而進(jìn)行適于焊接的無銀層的沉積。圖13所示為沉積適于焊接的無銀層124之后的硅太陽能電池本體10的剖面圖。頂部視圖依序?qū)?yīng)于圖9中顯示的硅太陽能電池本體的背面頂部視圖。上述實(shí)施例通過額外介電層119改進(jìn)背表面場域，從而使重組損失進(jìn)ー步減少。圖14至17顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于形成硅太陽能電池的背面接觸的方法的第三實(shí)施例。形成前面接觸時，所使用的過程類似于結(jié)合 圖I至8所示的方法。類似于結(jié)合圖11至13所示的第二實(shí)施例，在第三實(shí)施例的情況中，如圖14的剖面圖所示，在硅太陽能電池本體的背面上沉積介電層219。因此，層厚度介于10至IOOnm之間，其中優(yōu)選地分別使用氮化硅、氧化硅、碳化硅、^ _晶硅和氧化鋁中的ー種或其組合。在下ー個方法步驟中，如圖15所描繪，再次優(yōu)選地利用絲網(wǎng)印刷來沉積10至IOOnm的鋁層220，從而保持無鋁場域222。然而，與結(jié)合圖11至13所顯示的第二實(shí)施例相反，不是加熱整個絲網(wǎng)印刷鋁層220以接觸硅基板，而是以逐點(diǎn)方式表面地融合鋁層，例如利用激光加熱，以將鋁擴(kuò)散通過介電層219進(jìn)入硅基板10。圖16描繪了硅太陽能電池本體10的剖面圖，所述硅太陽能電池本體10包括絲網(wǎng)印刷鋁層220的背面上的介電層219，從而鋁接觸位置221從絲網(wǎng)印刷鋁層突出并延伸通過介電層219進(jìn)入硅太陽能電池本體10。在結(jié)束用于背面接觸的方法步驟中，以非接觸方式在絲網(wǎng)印刷燒結(jié)鋁層220上沉積適于焊接的無銀材料，適于焊接的無銀材料優(yōu)選地以10至IOOnm的厚度覆蓋硅芯片背面上的無鋁場域222。因此，以非接觸方式沉積適于焊接的無銀材料的過程及材料的選擇分別對應(yīng)于結(jié)合圖1-8或圖11-13所顯示的過程。由于額外的介電層，上述實(shí)施例的硅太陽能電池本體背面上具有高質(zhì)量的表面磨光，從而大大地抑制不需要的少數(shù)載體重組，逐點(diǎn)沉積鋁在形成背表面場域區(qū)域的同時，提供硅太陽能電池本體的良好接觸。雖然本發(fā)明已通過優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)地描繪及敘述，本發(fā)明不限于所揭露的實(shí)施例范例，且本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠不超出本發(fā)明保護(hù)的范圍而衍生變化。
權(quán)利要求
1.一種用于接觸硅太陽能電池的方法，包括下列步驟 提供具有前面及背面的預(yù)處理硅基板； 在所述預(yù)處理硅基板的所述背面上沉積鋁，其中無鋁區(qū)域保持在所述背面；以及 沉積適于在所述硅基板的所述背面上焊接的無銀層，使得適于焊接的所述無銀層至少覆蓋所述背面上的所述無鋁區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，在沉積鋁之前，在所述預(yù)處理硅基板的所述背面上沉積介電層，所述介電層包含以下化合物至少其中之一氮化硅、氧化硅、碳化硅、非晶硅、氧化鋁。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，在所述預(yù)處理硅基板的所述背面上沉積包括下列步驟 在所述預(yù)處理硅基板的所述背面上絲網(wǎng)印刷鋁層，其中所述無鋁區(qū)域保持在所述背面；以及 加熱所述鋁層以使鋁擴(kuò)散進(jìn)入所述預(yù)處理硅基板。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中加熱所述鋁層遍及整個表面進(jìn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，加熱所述鋁層以逐點(diǎn)方式進(jìn)行，優(yōu)選以激光加熱進(jìn)行，以在所述鋁層及所述預(yù)處理硅基板之間產(chǎn)生點(diǎn)狀電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5任一項(xiàng)所述的方法，其中適于焊接的所述無銀層是沉積遍及被提供有所述鋁層的所述預(yù)處理硅基板的所述背面的整個表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6任一項(xiàng)所述的方法，其中適于焊接的所述無銀層是由鎳釩、鎳、銅、鈦或鋅組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7任一項(xiàng)所述的方法，其中適于焊接的所述無銀層是利用濺射、化學(xué)氣相沉積、電漿噴涂、熱噴涂或電流沉積以非接觸方式沉積。
9.一種具有至少一接觸的硅太陽能電池，包含 預(yù)處理硅基板，具有前面及背面； 鋁層，位于所述預(yù)處理硅基板的所述背面上，所述鋁層包含以數(shù)組形式設(shè)置的無鋁區(qū)域；以及 適于焊接的無銀層，所述適于焊接的無銀層至少覆蓋所述背面上的所述無鋁區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的硅太陽能電池，其中介電層被提供在所述鋁層下方的所述預(yù)處理硅基板的所述背面上，所述介電層包含以下化合物至少其中之一氮化硅、氧化硅、碳化硅、非晶硅、氧化鋁。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的硅太陽能電池，其中在所述鋁層及所述預(yù)處理硅基板之間提供點(diǎn)狀電連接，優(yōu)選的是鋁接觸點(diǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11任一項(xiàng)所述的硅太陽能電池，所述鋁層包含10至100μ m的厚度，所述適于焊接的無銀層具有10至IOOnm的厚度。
13.根據(jù)權(quán)利要求9至12任一項(xiàng)所述的硅太陽能電池，所述無鋁區(qū)域的數(shù)組是以行排列。
14.根據(jù)權(quán)利要求9至13任一項(xiàng)所述的硅太陽能電池，所述無鋁區(qū)域的數(shù)組具有小于Imm的寬度，特別是小于O. 5mm。
15.根據(jù)權(quán)利要求9至14任一項(xiàng)所述的硅太陽能電池，所述適于焊接的無銀層是由鎳鑰;、鎳、銅、鈦或鋅組成。
16.—種娃太陽能電池,包括 預(yù)處理硅基板，具有前面、背面以及用于連接其它太陽能電池的接觸區(qū)域； 至少一第一接觸區(qū)，用于在所述預(yù)處理硅基板的所述背面上形成電連接，所述第一接觸區(qū)域包含適于在鋁層中進(jìn)行焊接的無銀層；以及 至少一第二接觸區(qū)，用于在所述預(yù)處理硅基板的所述背面上形成機(jī)械連接，所述第二接觸區(qū)包含適于在所述硅基板的無鋁區(qū)域中進(jìn)行焊接的無銀層。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的硅太陽能電池，所述預(yù)處理硅基板包含位于所述鋁層下方的介電層。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的硅太陽能電池，其中所述第一接觸區(qū)的面積比所述第二接觸區(qū)的面積大至少十倍。
19.一種硅太陽能模塊，至少包含根據(jù)權(quán)利要求9至18任一項(xiàng)所述的第一硅太陽能電池及第二硅太陽能電池，所述硅太陽能電池被串聯(lián)連接，其中所述第一硅太陽能電池的前面接觸由至少一接觸連接器連接至所述第二硅太陽能電池的背面接觸，所述接觸連接器分別被焊接至所述適于在所述硅太陽能電池的本體的所述背面表面上的至少一無鋁區(qū)域的區(qū)域中進(jìn)行焊接的所述無銀層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于背面接觸硅太陽能電池的方法以及含此背面接觸的硅太陽能電池。該方法包括當(dāng)背面接觸硅太陽能電池時，鋁被沉積在預(yù)處理硅太陽能電池本體的背面表面上，其中無鋁區(qū)域保持在所述背面表面上。接著，適于焊接的無銀層被沉積在所述硅太陽能電池本體的所述背面表面上，所述無銀層以非接觸方式提供給鋁，所述適于焊接的所述無銀層至少覆蓋所述背面表面上的所述無鋁區(qū)域。
文檔編號H01L31/0224GK102769067SQ20121013867
公開日2012年11月7日 申請日期2012年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月5日
發(fā)明者克利斯汀·史克雷格爾, 哈洛·韓, 威藍(lán)·碧斯, 托爾斯坦·韋柏, 馬汀·庫哲 申請人:太陽能界先趨有限公司