本说明书涉及用于光伏电池、半导体晶片以及其它易碎器件和结构的保护性涂层。本说明书还涉及涂覆的光伏电池和半导体晶片。本说明书还涉及用于处理涂覆的光伏电池和半导体晶片的方法。
背景技术：
在本背景技术部分中描述的信息不被承认是现有技术。
光伏电池和其它电子器件可以包括诸如晶体硅晶片的半导体晶片。在电子器件中使用的半导体晶片可以相对薄。例如，在光伏应用中可以使用150-300微米厚的单晶硅晶片。在光伏应用中产业趋势正朝着甚至更薄的半导体晶片发展。晶体硅和其它半导体材料本质上是脆的并且半导体晶片的脆性随着厚度的减小而增大。晶体硅和其它半导体晶片(尤其是较薄的结构)的脆性，在生产光伏组件和包括半导体晶片的其它电子器件期间，可以引起不期望的高破损率和器件排斥(devicerejection)。因此，将会有利的是，在诸如光伏电池的相对薄的半导体晶片器件中提供减小的脆性和增加的稳固性(robustness)，同时保持光伏和/或电功能。
技术实现要素：
一种光伏电池，包括p-掺杂和n-掺杂硅晶片，沉积到硅晶片的前表面上的前接触(frontcontact)，沉积到与硅晶片的前表面相对的后表面上的后接触(backcontact)，以及沉积到光伏电池的前表面和/或后表面上的透明涂层。
一种用于处理光伏电池的方法，包括向光伏电池(其包括在硅晶片前表面上的前接触和在硅晶片后表面上的后接触)上沉积液体涂料组合物，，以及固化该液体涂料组合物以在光伏电池上形成透明涂层。
应理解在本说明书中公开和描述的本发明不限于在本发明内容中总结的方面。
附图说明
通过参考附图可以更好地理解本说明书中公开和描述的方法、系统和器件的各个方面，其中：
图1是具有图案化金属前接触的光伏电池的前表面的示意图(未按比例)；
图2是具有掩埋图案化金属前接触的光伏电池的一部分的透视图形式的示意图(未按比例)；
图3A-3D是光伏电池的侧面剖视图形式的示意图(未按比例)，该光伏电池包括p-掺杂和n-掺杂硅晶片，沉积到硅晶片的前表面上的前接触，沉积到与硅晶片的前表面相对的后表面上的后接触，以及沉积到光伏电池上的透明涂层，其中图3A示出了沉积到光伏电池的后表面上的透明涂层，图3B示出了沉积到光伏电池的前表面上的透明涂层，图3C示出了沉积到光伏电池的前和后表面上的透明涂层，并且图3D示出了沉积到光伏电池的前表面、后表面和边缘上的透明涂层。
图4A是电性互连串联在一串中的多个透明涂覆的光伏电池的侧面剖视图形式的示意图(未按比例)；图4B是在图4A中示出的成串的电性互连光伏电池的顶视图形式的示意图(未按比例)；以及
图5A和5B是包括多个透明涂覆的光伏电池的光伏组件的一部分的剖视图形式的示意图(未按比例)，其中图5A示出了具有沉积到光伏电池的后表面上的透明涂层的光伏电池，以及图5B示出了具有沉积到光伏电池的前表面上的透明涂层的光伏电池。
在考虑以下详细描述的根据本说明书的方法、系统和器件后，读者将会领会上述以及其它方面。
具体实施方式
在本说明书中描述的方法、系统和器件，在相对薄的半导体晶片结构中提供了减小的脆性和增加的稳固性而同时保持光伏和/或电功能。无机半导体材料通常包括单晶微结构(相对于多晶粒(multi-grain)晶体或非晶微结构)，该单晶微结构提供具有相对低的强度和断裂韧性的材料。在光伏电池或其它半导体晶片结构上的透明液体涂料组合物的沉积和固化提供了固体保护性涂层，该涂层增加了下面的晶片结构的强度和断裂韧性，由此，例如在生产光伏组件或其它电子器件期间，减小该结构的脆性并增加结构的稳固性。在本说明书中，与单晶硅本体(bulk)光伏电池和组件相关地描述了用于处理半导体晶片的方法以及相关的系统和器件。然而，应理解，所描述的方法、系统和器件不限于晶体硅本体光伏电池和组件。
应理解，如这里所使用的术语“定位”、“沉积”以及它们的语法变形指的是以与另一部件的空间关系放置所指代的部件，其中该部件可以以直接地物理接触放置或者间接地放置为彼此旁边并具有间隔部件或空间。因此，并且通过举例的方式，当第一部件被称为定位或沉积在第二部件上方，到第二部件上方或在第二部件之上时，应理解的是，第一部件可以但不是必须地与第二部件直接物理接触。术语“定位”和“沉积”可以互换使用，但是在各个方面中，“定位”及其语法变形可以指放置预先存在的部件，例如放置光伏电池或预成型片材，并且术语“沉积”及其语法变形可以指在原位形成部件，例如，使用化学或物理沉积技术施加液体涂层或以其它方式形成部件。
本体光伏电池的生产始于单晶半导体材料的生产。使用Czochralski工艺或变形(诸如Bridgman-Stockbarger技术)来生产诸如单晶硅(c-Si)的单晶半导体材料。例如，在Czochralski工艺中，在坩埚中熔化商业纯硅供给材料。可以将一定量的硼掺杂剂(或其它掺杂剂材料)添加至硅中以提供所得的具有正电位电定向(positivepotentialelectricalorientation)(p-掺杂)的硅锭。在密封的坩埚室中，硅籽晶从线缆或棒悬挂并慢慢地降低进入熔融的硅(任选地掺杂有硼或其它掺杂剂)中。
将籽晶浸入到熔融的硅中之后，使坩埚和籽晶以相反方向旋转并且熔融的硅融合到该籽晶上，匹配该籽的晶体结构。在旋转的同时慢慢地升起悬挂的线缆/棒并且硅的单晶在直径和长度上增加以形成锭，该锭具有大体圆形的截面并且由掺杂或未掺杂的硅材料的单晶组成。随着凝固的硅锭生长并且熔融的硅耗尽，坩埚上升以保持熔融池和生长锭的下端之间的接触。
在熔融的硅耗尽并且硅锭停止生长之后，在从密封的坩埚室移除之前慢慢地将该锭冷却。然后将固体的单晶硅锭切割成半导体晶片形状。切除该锭的顶部和底部部分以提供具有平行的顶部和底部表面和相对恒定的截面直径的圆柱形锭。然后，沿着锭的长度切割圆柱形锭的四个侧边以剪除四个圆形的部分，由此提供四个平的侧边以及具有圆角的方形截面形状，其可以随后经倒角或者以其它方式成形。然后将该方形锭语截面切割成单个硅晶片。
硅晶片的厚度(例如，对于光伏应用来说)可以是从50-1000微米的范围，或者纳入其中的任意子范围，例如100-500微米、100-300微米或150-300微米。然而，如上面所注意到的，硅晶片的脆性随着厚度减小而增加，并且因此较小的厚度可以在随后的生产步骤期间导致较高的破损率和器件排斥。为了增加单晶硅或其它半导体晶片的强度、韧性和稳固性，可以向晶片的一侧上沉积液体涂料组合物并固化以在晶片上形成保护性涂层。
可以在其它处理步骤之前或之后进行液体涂料组合物的沉积和固化以在诸如硅晶片的半导体晶片上形成保护性涂层。例如，在光伏应用中，可以对硅晶片进行各种处理步骤(在下面会描述步骤的实例)以形成光伏电池(可以将液体涂料组合物沉积至光伏电池上并且固化以形成保护性涂层)。
在将单晶硅锭切割成硅晶片之后，晶片的组成材料具有对于电荷载流子的光伏发电是必要的晶体结构和正电位定向(positiveelectricalpotentialorientation)(如果在生产晶体期间经硼或其它p掺杂剂p掺杂)。然而，包括p-掺杂硅晶片的硅晶片必须进行进一步的处理以提供对于电荷载流子的光伏发电所必须的额外特征。
可以(例如用碱性刻蚀溶液)化学抛光p-掺杂硅晶片以移除由锭切割操作所引起的任何表面损伤或其它缺陷。可以在第二刻蚀溶液中刻蚀p-掺杂硅晶片以使该硅晶片的至少前表面纹理化。正如在本说明书中所使用的，硅晶片或其它半导体晶片的“前表面”是指当制造成光伏电池或多电池组件时，将会向外地面向入射光的表面。为了使该硅晶片的至少前表面纹理化而刻蚀p-掺杂硅晶片可以在前表面上形成微观的、不规则的金字塔状图案，其增加了进入到硅晶片的前表面中的光吸收。例如，化学刻蚀溶液可以优先地沿着晶面刻蚀硅材料，其可以在经刻蚀的表面上形成微观的、不规则的金字塔状图案，这是因为硅的金刚石立方四面体晶体结构。
可以将诸如磷的n掺杂剂扩散进入先前p-掺杂硅晶片的前表面中以在硅晶片中产生n-掺杂近表面区域。可以在刻蚀前表面之后进行使n-掺杂剂扩散进入前表面中。使n-掺杂剂扩散进入到先前p-掺杂硅晶片的前表面中产生了掺杂剂的分子-水平的浸渍，这提供了具有负电位电定向(negativepotentialelectricalorientation)(n-掺杂)的近表面区域。在先前p-掺杂硅晶片的一个侧面上产生n-掺杂层提供了对于电荷载流子的光伏发电所必需的正-负(P/N)结。为了在硅晶片的前表面中形成近表面n-掺杂层而进行的n-掺杂剂的扩散可以包括在含磷气氛下将晶片加热至800-1000℃。
在扩散n-掺杂剂之后，可以向硅晶片的前表面上沉积诸如氮化硅涂层、二氧化硅涂层或二氧化钛涂层的抗反射涂层。抗反射涂层减小了入射光的反射，由此增加了光伏电池的效率。使用诸如低压化学气相沉积(LPCVD)或等离子体增强化学气相沉积(PECVD)的化学气相沉积技术，可以将诸如氮化硅的抗反射涂层沉积到硅晶片上。例如，通过在存在水蒸气的情况下加热硅晶片，可以沉积二氧化硅涂层。
在前表面被刻蚀、纹理化、用n-掺杂剂扩散和/或任选地用抗反射涂层涂覆之后，可以将前接触沉积到p掺杂硅晶片的前表面上。可以将后接触沉积到与硅晶片的前表面相对的后表面上。前和后接触提供了在作为光伏电池的操作中的半导体材料中以光伏方式产生的电荷载流子(电子和空穴)的收集和电传导。
沉积到硅晶片的前表面上的前接触应当允许足够的入射光通过进入半导体材料中以光伏方式产生电荷载流子。因此，该前接触应当是至少部分地对入射光透明和/或仅覆盖前表面的一部分。该前接触可以包括沉积到前表面上的透明导电氧化物层。合适的透明导电氧化物例如包括氧化铟锡、氟掺杂的氧化锡或掺杂的氧化锌。如果该前接触包括透明导电氧化物层，则该层可以与硅晶片的下面的n-掺杂区域直接地物理接触而没有介于中间的抗反射涂层。
可替换地，前接触可以包括图案化的金属接触，该图案化的金属接触包括丝网印刷的指状物(finger)和汇流条(bus-bar)的栅格状图案。例如，可以将金属糊料沉积到前表面上以形成经由垂直汇流条互连的平行指状物的栅格状阵列。例如参考图1，示出的光伏电池10的前表面包括经由垂直汇流条14互连的平行指状物12，形成图案化金属前接触。通过指状物12和汇流条14形成的前接触的栅格状图案提供了开放区16，通过该开放区16入射光可以通过进入到下面的半导体材料中。
可以在烧结操作中加热形成栅格状图案的金属糊料的沉积层，以消除来自沉积糊料的溶剂、粘合剂和/或其它助剂，由此将该材料固结和烧结成形成前接触的固体金属栅格。该金属糊料还可以包含切削剂。在包括诸如氮化硅涂层的抗反射涂层的光伏电池中，在烧结操作期间该切削剂可以使沉积的金属材料穿透抗反射涂层并且粘合至下面的硅材料。包括图案化金属接触的前接触可以包括铝、镍、钼、铜、银、金、它们的任意合金和/或它们的任意组合。
可替换地，前接触可以包括图案化金属接触，该接触包括掩埋的指状物和汇流条的栅格状图案。例如，使用激光切割或机械切割操作，可以在半导体晶片的前表面中形成平行和垂直的凹槽的栅格状阵列。在包括诸如氧化硅涂层的抗反射涂层的光伏电池中，切割凹槽可以穿透进入抗反射涂层之下以提供金属接触和硅材料之间的电接触。为了确保为凹槽衬底的硅材料是n-掺杂的，可以使该切割凹槽(其可以穿透进入到近表面n-掺杂区域之下以暴露p-掺杂硅材料)经受第二n-掺杂剂扩散操作。在任意第二n-掺杂剂扩散操作期间，可以通过下面的抗反射涂层(诸如二氧化硅)将n-掺杂剂扩散限定至该凹槽，该涂层阻挡n-掺杂剂渗入到下面的已经经n掺杂的硅材料中。可以在电镀操作中用金属材料填充该切割凹槽，在该操作中可以将金属电镀至凹槽中的n-掺杂硅的暴露区域上。包括掩埋的图案化金属接触的前接触可以包括铝、镍、钼、铜、银、金、它们的任意合金和/或它们的任意组合。
参考图2，例如，示出的光伏电池50的前表面55包括经由掩埋的垂直汇流条54互连的掩埋的平行指状物52，形成掩埋的图案化金属前接触。通过指状物52和汇流条54形成的掩埋的前接触的栅格状图案提供开放区56，通过该开放区56入射光可以通过进入到下面的半导体材料58中。
沉积到硅晶片的后表面(与前表面相对)上的后接触不需要对入射光透明。因此，后接触可以包含完全(或部分)地覆盖硅晶片的后表面的金属材料。可以将铝、镍、钼、铜、银、金、它们的任意合金和/或它们的任意组合的层沉积到后表面上。可以通过将金属糊料丝网印刷到后表面上并加热所沉积的糊料以将该材料固结和烧结成固体金属层来沉积该金属层。可替换地，后接触可以包含图案化金属接触，该金属接触包含丝网印刷或掩埋的指状物和汇流条的栅格状图案，如上关于前接触所述。
可以在硅晶片上进行附加操作以生产光伏电池，包括但不限于边缘隔离操作，在该操作中可以等离子体刻蚀、机械切割或以其它方式处理该晶片的边缘以将光伏电池的前表面(即在操作中面向入射光)与该电池的后表面隔离。在p-掺杂硅晶片上进行以形成n-掺杂区域、任选的抗反射涂层、前接触和后接触的操作生产功能性光伏电池。可以将可固化液体涂料组合物沉积到光伏电池上，该光伏电池包括硅晶片的前表面上的前接触和硅晶片的后表面上的后接触。可以固化所沉积的液体涂料组合物以在光伏电池上形成透明涂层。可以沉积并固化该液体涂料组合物以在光伏电池的后表面、前表面或后和前表面二者上形成透明涂层。可以沉积并固化该液体涂料组合物以在光伏电池的后表面、前表面和边缘上形成透明涂层。
参考图3A-3D，光伏电池100包括硅晶片110。硅晶片110包括p-掺杂区域111和n-掺杂区域112。可以在硅晶片110的前表面上沉积抗反射涂层120。还可以在硅晶片110的前表面上沉积前接触130。前接触130包括图案化金属接触，该图案化金属接触包括丝网印刷并烧结的指状物和汇流条的栅格状图案，该指状物和汇流条穿透抗反射涂层120，与硅晶片110的n-掺杂区域112电接触(尽管未示出，应理解，前接触130可以包括掩埋的图案化金属接触，或者可替换地，包括与n-掺杂区域112直接物理接触的透明导电氧化物的层而没有介于中间的抗反射层120)。可以在硅晶片110的后表面上沉积后接触140。该后接触140包括金属材料的层(尽管未示出，应理解，后接触140可以包括丝网印刷或掩埋的图案化金属接触)。
如图3A中所示，可以在光伏电池100的后表面上(在后接触140上)沉积固化的透明涂层150a。如图3B中所示，可以在光伏电池100的前表面上(在前接触130和抗反射涂层120上)沉积固化的透明涂层150b。如图3C中所示，可以在光伏电池100的后表面和前表面上沉积固化的透明涂层150c。如图3D中所示，可以在光伏电池100的后表面、前表面和边缘上沉积固化的透明涂层150d。尽管在图3A-3D中未示出，应理解，可以将沉积并固化到光伏电池100上的透明涂层150沉积和固化到光伏电池100的前表面101和边缘103上，或者到光伏电池110的后表面102和边缘103上。
在沉积液体涂料组合物之前，可以掩模至少前接触和/或后接触的一部分以防止固化的透明涂层完全覆盖电接触(前和/或后接触)并且提供用于电性互连多个(即，两个或更多个)透明涂覆的光伏电池的区域以生产光付组件，如下所述。例如，参考图1和2，可以(部分地或完全地)掩模汇流条14和54以使得汇流条不完全被所沉积和固化的透明涂层覆盖，由此提供用于被焊接或以其它方式结构性和电性附接至接触的线缆(wire)或其它电性互连的位置。
在光伏电池或其它半导体晶片器件上沉积并固化的透明涂层可以包括聚氨酯、聚脲、或聚(氨基甲酸酯-脲))或它们的组合。例如，可以由热固性聚氨酯涂料组合物沉积和固化该透明涂层，该组合物包含聚酯多元醇树脂和多异氰酸酯交联剂，其在环境条件下或者为了提高固化速率在升高的温度下固化。在另一方面，可以由热固性聚脲或聚(氨基甲酸酯-脲)涂料组合物沉积和固化该透明涂层，例如在Hensel等人在2014年9月12日提交的美国专利申请No.14/484,919中描述的组合物，通过引用将其并入本说明书中。
使用诸如喷涂、浸涂、辊式涂覆(rollcoating)、刷涂、辊涂(rollercoating)、幕涂、流涂和狭缝模涂覆(slotdiecoating)的涂料沉积操作，可以将透明涂层沉积到光伏电池或其它半导体晶片器件上。所沉积的透明涂料组合物的固化将依赖于组合物的化学性质(例如，热塑性、热固性、湿气可固化、辐射可固化、热可固化、环境可固化等等)。正如这里所使用的，术语“固化”和“固化性”是指液体涂料组合物从液态向固化态的进程，并且包括通过溶剂或载体蒸发的涂料组合物的物理干燥(例如热塑性涂料组合物)和/或在涂料组合物中组分的化学交联(例如热固性涂料组合物)。在这一点上，如这里所述的，术语“固化的”是指液体涂料组合物的条件，其中由液体涂料组合物形成的膜或层至少是固化为可接触的(set-to-touch)。在光伏电池或其它半导体晶片器件上沉积并固化的透明涂层可以包括厚度为1.0微米至100.0微米的干膜，或者纳入其中的任意子范围，例如5.0-100.0微米、5.0-50.0微米、5.0-25.0微米或者5.0-20.0微米。
在光伏电池或其它半导体晶片器件上沉积并固化的透明涂层的特征可在于多种性能。例如，固化的透明涂层可以表现出1-300％的伸长率，或者纳入其中的任意子范围，例如1-200％、1-100％、1-50％、10-300％、10-200％、10-100％、10-50％、100-300％、200-300％或150-250％。根据ASTMD2370-98(2010)可以测量固化的透明涂层的伸长率：ASTMD2370-98(2010)是用于有机涂层的拉伸特性的标准测试方法，通过引用将其并入本说明书中。该固化的透明涂层还可以表现出-50℃至+80℃的玻璃化转变温度，或者纳入其中的任意子范围，例如20℃至80℃、25℃至75℃、30℃至70℃、50℃至60℃、-25℃至25℃、-15℃至15℃或-10℃至10℃。根据ASTMD5026-06(2014)可以测量固化的透明涂层的玻璃化转变温度：ASTMD5026-06(2014)是用于塑料的标准测试方法：动态机械特性：在拉力下(intension)(在1Hz、3℃/分钟的加热速率、在TA仪器(美国特拉华州的纽卡斯尔)热分析系统上的0.1N的负载)。
透明涂覆的光伏电池或其它半导体晶片器件表现出的强度和韧性可以高于由非透明涂覆的相同的光伏电池或其它半导体晶片器件表现出的强度和韧性。
多个透明涂覆的光伏电池可以电性互连并进一步被处理以生产光伏组件。正如在本说明书中所使用的，术语“光伏电池”是指包括单个、单片半导体晶片的器件，而术语“光伏组件”是指包括多个电性互连的光伏电池的器件。
可以在串接(stringing)和焊接操作中电性互连多个透明涂覆的光伏电池。例如，可以将包括扁平金属带的长度的线缆焊接或以其它方式电性和结构性地附接至排列成线性阵列的多个光伏电池的前和/或后接触，由此电性和结构性地将多个光伏电池一起串接成一串。可以将线缆焊接或以其它方式电性和结构性地附接至呈上-下模式的串中的两个连续的光伏电池的前接触和后接触以电性互连串联的电池。
参考图4A和4B，可以用串中的线缆175结构性和电性地互连以线性阵列排列的多个透明涂覆的光伏电池170。可以以上-下-上模式排列线缆175以电性互连串联的光伏电池170。可以将线缆175焊接至光伏电池170a和170c的前接触的汇流条部分174。可以将线缆175焊接至光伏电池170b的后接触(未示出)。在图4A和4B中未示出透明涂层。如果透明涂层沉积在光伏电池170的前表面上，那么可以掩模前接触的汇流条部分174，如上所述，以防止固化的透明涂层完全覆盖该汇流条174，同时可以用透明涂层涂覆该前接触的指状物部分172。如果透明涂层沉积在光伏电池170的后表面上，那么可以掩模后接触的至少一部分以防止固化的透明涂层完全覆盖后接触并且提供用于将线缆175焊接或以其它方式附接至后接触的区域。如果透明涂层沉积在光伏电池170的前和后表面二者上，那么可以掩模前和后接触的至少一部分以防止固化的透明涂层完全覆盖前和后接触并且提供用于将线缆175焊接至接触的区域。
可以电性互连(串联或并联)多个串(每个串分别包括多个电性互连的透明涂覆光伏电池)以提供光伏电池矩阵(matrix)。例如，串可以包括10个如图所示串联电性互连的透明涂覆光伏电池，例如在图4A和4B中。例如，六个串可以相邻定位并且与汇流带(busribbon)电性互连，以提供总共60个电池的矩形光伏电池矩阵(10×6)。可以改变每个串的光伏电池的数量和每个矩阵的串的数量以提供包括特定总数量的电池的光伏组件。
包括多个电性互连的透明涂覆光伏电池的光伏电池串或矩阵可以集成到光伏组件中。密封剂材料可以定位于邻近于前透明物(transparency)，并且多个电性互连的光伏电池可以定位于邻近于前侧密封剂材料，其中光伏电池的前表面(和前接触)面向前侧密封剂材料和前透明物。附加的密封剂材料可以定位于邻近于与该前透明物相对的组件的背侧，以覆盖光伏电池的电性互连和后表面。附加的背侧密封剂材料可以与定位于前透明物和多个电性互连的光伏电池之间的前侧密封剂材料相同或不同。背板或背面涂层可以定位于邻近背侧密封剂材料。
如这里所使用的，术语“邻近”描述了层、涂层、膜、薄板、光伏电池和包括光伏组件的其它部件的相对位置，其中主体部件(subjectcomponent)可以是直接物理接触或者以介于中间的部件或空间而间接地定位于彼此旁边的。因此，并且通过举例的方式，其中第一部件被称为定位于邻近第二部件，应理解，第一部件可以但不是必须地与第二部件直接物理接触。
图5A示出了光伏组件200a，其包括前透明物202，定位于邻近于前透明物202的前侧密封剂材料204，以及定位于邻近于前侧密封剂材料204的多个光伏电池210(经由电性互连215连接)，其中光伏电池210的前表面(和前接触)面向该前侧密封剂材料204和该前透明物202。光伏电池210包括沉积并固化到光伏电池210的后表面上的透明涂层250a。光伏组件200a还包括附加的背侧密封剂材料206，其定位于邻近于与前透明物202相对的组件的背侧，覆盖了光伏电池210的电性互连215和后表面。定位于组件200a的背侧上的背侧密封剂材料206可以与定位于前透明物202和多个电性互连的光伏电池210之间的前侧密封剂材料204相同或不同。光伏组件200a还包括定位于邻近背侧密封剂材料206的背板或背面涂层208。
图5B示出了光伏组件200b，其包括前透明物202，定位于邻近于前透明物202的前侧密封剂材料204，以及定位于邻近于前侧密封剂材料204的多个光伏电池210(通过电性互连215连接)，其中光伏电池210的前表面(和前接触)面向该前侧密封剂材料204和该前透明物202。光伏电池210包括沉积并固化到光伏电池210的前表面上的透明涂层250b。光伏组件200b还包括附加的背侧密封剂材料206，其定位于邻近于与前透明物202相对的组件的背侧，覆盖了光伏电池210的电性互连215和后表面。背侧密封剂材料206可以与定位于前透明物202和多个电性互连的光伏电池210之间的前侧密封剂材料204相同或不同。光伏组件200b还包括定位于邻近背侧密封剂材料206的背板或背面涂层208。
尽管在图5A和5B中未示出，应理解，沉积并固化到光伏电池210上的透明涂层250可以被沉积并固化到光伏电池210的前表面和边缘上、到光伏电池210的后表面和边缘上、到光伏电池210的前和后表面二者上、或者到光伏电池210的前和后表面以及边缘上。
光伏组件的前透明物例如可以包括玻璃片材(例如硅酸盐玻璃)或者预成型的透明聚合物片材(例如聚酰亚胺片材或聚碳酸酯片材)。光伏组件的密封剂材料例如可以独立地包括乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、硅酮密封剂(例如，如在美国专利申请公开No.2011/0061724A1中描述的，通过引用将其并入本说明书中)，或者可固化的液体密封剂，例如基于可固化聚氨酯、聚脲或聚(氨基甲酸酯-脲)的涂料组合物，其可以沉积并固化以形成透明固体密封剂膜。例如可固化的液体密封剂可以包括热固性聚氨酯涂料组合物，该组合物包含在环境条件下或为了提高固化速率在升高的温度下固化的聚酯多元醇树脂和多异氰酸酯交联剂。
可固化的液体密封剂可以是透明或不透明的液体密封剂，其固化以形成透明或不透明的固体密封剂膜，条件是任何前侧密封剂膜是足够透明的以允许入射光通过进入到下面的光伏电池中(伴随着可忽略的衰减)或以其它方式足以用于光伏产生电荷载流子。光伏组件的背板例如可以包括玻璃片材、金属片材或箔，或聚合物片材，例如聚(氟乙烯)(PVF)片材、聚(四氟乙烯)(PTFE)片材、聚(乙烯-四氟乙烯)(PETFE)片材、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)片材、聚酯片材、聚硅氧烷片材或它们的任意组合。光伏组件的背面涂层例如可以包括沉积并固化的聚脲或聚(氨基甲酸酯-脲)膜。可以被沉积并固化以形成固体背面涂层的合适的可固化液体聚脲或聚(氨基甲酸酯-脲)涂料组合物包括例如在Hensel等在2014年9月12日提交的美国专利申请No.14/484,919中描述的那些，通过引用将其并入到本说明书中。
诸如EVA膜或片材的密封剂材料可以沉积到前透明物上和多个电性互连的光伏电池可以定位到密封剂材料上以形成组件，其中光伏电池的前表面(和前接触)面向该密封剂材料。诸如EVA膜或片材的附加的密封剂材料可以定位到与前透明物相对的组件的背侧上，至少部分地覆盖电性互连和光伏电池，其中电性互连和光伏电池位于两个密封剂材料(其可以是相同的或不同的)之间。诸如PVF膜的背板可以定位于背侧密封剂材料之上，由此完成光伏组件的预装配。可以层压该预装配以形成光伏组件，该预装配包括前透明物(例如玻璃片材)、前侧密封剂材料(例如EVA膜)、多个电性互连的光伏电池、背侧密封剂材料(例如EVA膜)以及背板(例如PVF膜)。可以通过将组件预装配放置在使用适形(compliant)的隔膜的真空层压设备中来进行组件预装配的层压，以在降低的压强和升高的温度条件下压缩组件预装配并合并和结合该密封剂材料，以生产层压的光伏组件。通过结合的密封剂材料，该层压操作有效地将光伏电池密封在前透明物和背板之间。
诸如可固化透明液体密封剂的密封剂材料可以沉积到前透明物上和多个电性互连的光伏电池可以以定位到密封剂材料上以形成组件，其中光伏电池的前表面(和前接触)面向该密封剂材料。任选地，诸如可固化液体密封剂的附加的密封剂材料可以沉积到与前透明物相对的组件的背侧上，至少部分地覆盖电性互连和光伏电池，其中电性互连和光伏电池位于两个密封剂材料(其可以是相同的或不同的)之间。如果可固化液体密封剂用作前侧和背侧密封剂材料，那么可以在背侧密封剂之前或同时固化该前侧液体密封剂。
除了背侧密封剂材料之外或代替背侧密封剂材料，可以将可固化液体背面涂料组合物(例如，可固化聚脲或聚(氨基甲酸酯-脲)涂料组合物)沉积到与前透明物相对的组件的背侧上(或沉积到预先沉积的背侧密封剂材料上，或电性互连、光伏电池和任意的下面的前侧密封剂材料上)。在沉积可固化液体背面涂料组合物之前，可以固化包含可固化液体密封剂的前侧和任意任选的背侧密封剂材料以形成固体密封剂膜。可以固化所沉积的液体背面涂料组合物以形成固体背面涂层，其通过结合的密封剂材料有效地将光伏电池密封在前透明物和背面涂层之间。
在生产光伏组件之后，可以将组件加框(frame)以提供安装和进一步保护以免受由于环境暴露或其它冲击导致的损伤，该光伏组件包括密封在介于前透明物和背板或背面涂层之间的密封剂材料中的多个电性互连的透明涂覆光伏电池。可以将接线盒提供至加框的光伏组件以使得实现多个组件之间和/或与其它电子系统的电连接，该其它电子系统例如是电网或在建筑物、校园或其它地方的局部配电系统。
在本说明书中描述的方法、系统和器件在相对薄的半导体晶片结构(例如光伏电池)中提供了降低的脆性和增加的稳固性，而同时保持光伏和/或电功能。例如沉积到半导体晶片或光伏电池上的透明涂层可以减少宏观和微观开裂的发生率，该开裂可以在将器件操作和处理进入到诸如光伏组件的功能系统中的期间发生。沉积到半导体晶片或光伏电池上的透明涂层还可以降低在诸如所部署的光伏组件(deployedphotovoltaicmodule)的系统中的热开裂与电接触和互连的腐蚀的发生率和严重程度。
因此，本说明书提供了光伏电池和用于处理光伏电池的方法的各个方面。例如，在第一方面，方面1，本说明书描述了用于处理光伏电池的方法，包括：向光伏电池上沉积液体涂料组合物，该光伏电池包括在硅晶片的前表面上的前接触以及在硅晶片的后表面上的后接触；以及固化该液体涂料组合物以在光伏电池上形成透明涂层。
在另一方面，方面2，本说明书描述了如在方面1中描述的用于处理光伏电池的方法，其中该透明涂层包括聚氨酯、聚脲、聚(氨基甲酸酯-脲)或它们的组合。
在另一方面，方面3，本说明书描述了如在方面1或方面2中描述的用于处理光伏电池的方法，其中透明涂覆的光伏电池表现出的强度和/或韧性高于由非透明涂覆的相同的光伏电池表现出的强度和/或韧性。
在另一方面，方面4，本说明书描述了如在方面1-3的任意项中描述的用于处理光伏电池的方法，其中透明涂层表现出-50℃至80℃的玻璃化转变温度。
在另一方面，方面5，本说明书描述了如在方面1-4的任意项中描述的用于处理光伏电池的方法，其中在环境温度下透明涂层表现出1％至300％的伸长率。
在另一方面，方面6，本说明书描述了如在方面1-5的任意项中描述的用于处理光伏电池的方法，其中透明涂层包括厚度为5.0至100.0微米的干膜。
在另一方面，方面7，本说明书描述了如在方面1-6的任意项中描述的用于处理光伏电池的方法，包括向光伏电池的前表面上沉积该液体涂料组合物。
在另一方面，方面8，本说明书描述了如在方面1-7的任意项中描述的用于处理光伏电池的方法，包括向光伏电池的后表面上沉积该液体涂料组合物。
在另一方面，方面9，本说明书描述了如在方面1-8的任意项中描述的用于处理光伏电池的方法，包括向光伏电池的前表面和后表面上沉积该液体涂料组合物。
在另一方面，方面10，本说明书描述了如在方面1-9的任意项中描述的用于处理光伏电池的方法，进一步包括在沉积该液体涂料组合物之前，掩模前接触或后接触的至少一部分。
在另一方面，方面11，本说明书描述了如在方面1-10的任意项中描述的用于处理光伏电池的方法，进一步包括使用包括以下的工艺提供光伏电池：刻蚀p-掺杂硅晶片以使硅晶片的前表面纹理化；将n-掺杂剂扩散进入到硅晶片的前表面中以在硅晶片中产生n-掺杂区域；向硅晶片的前表面上沉积前接触；以及向与硅晶片的前表面相对的后表面上沉积后接触。
在另一方面，方面12，本说明书描述了如在方面11中描述的用于处理光伏电池的方法，进一步包括在扩散n-掺杂剂之后并且在沉积前接触之前，向硅晶片的前表面上沉积氮化硅抗反射涂层。
在另一方面，方面13，本说明书描述了如在方面1-12的任意项中描述的用于处理光伏电池的方法，进一步包括电性互连多个透明涂覆的光伏电池。
在另一方面，方面14，本说明书描述了如在方面13中描述的用于处理光伏电池的方法，进一步包括：向前透明物上沉积密封剂材料；以及向密封剂材料上定位多个电性互连的光伏电池以形成组件，其中光伏电池定位为前接触面向密封剂材料。
在另一方面，方面15，本说明书描述了如在方面14中描述的用于处理光伏电池的方法，其中密封剂材料包括透明液体密封剂，并且进一步包括在定位光伏电池之后固化该透明液体密封剂。
在另一方面，方面16，本说明书描述了如在方面14中描述的用于处理光伏电池的方法，其中密封剂材料包括乙烯醋酸乙烯酯。
在另一方面，方面17，本说明书描述了如在方面14-16的任意项中描述的用于处理光伏电池的方法，进一步包括：向与前透明物相对的组件的背侧上沉积液体背面涂料组合物；以及固化液体背面涂料组合物以形成固体背面涂层。
在另一方面，方面18，本说明书描述了如在方面14或方面16中描述的用于处理光伏电池的方法，进一步包括：向与前透明物相对的组件的背侧上定位密封剂膜；在密封剂膜之上定位背板；以及层压前透明物、密封剂材料、光伏电池、密封剂膜以及背板以形成光伏组件。
在另一方面，方面19，本说明书描述了光伏电池，包括：p-掺杂和n-掺杂硅晶片；沉积到硅晶片的前表面上的前接触；沉积到与硅晶片的前表面相对的后表面上的后接触；以及沉积到光伏电池的前表面和/或后表面上的透明涂层。
在另一方面，方面20，本说明书描述了如在方面19中描述的光伏电池，其中透明涂层包括聚氨酯、聚脲、聚(氨基甲酸酯-脲)或它们的组合。
在另一方面，方面21，本说明书描述了如在方面19或方面20中描述的光伏电池，其中透明涂覆的光伏电池表现出的强度和/或韧性高于由非透明涂覆的相同的光伏电池表现出的强度和/或韧性。
在另一方面，方面22，本说明书描述了如在方面19-21的任意项中描述的光伏电池，其中透明涂层表现出-30℃至80℃的玻璃化转变温度。
在另一方面，方面23，本说明书描述了如在方面19-22的任意项中描述的光伏电池，其中在环境温度下透明涂层表现出1％至300％的伸长率。
在另一方面，方面24，本说明书描述了如在方面19-23的任意项中描述的光伏电池，其中透明涂层包括厚度为5.0至100.0微米的干膜。
在另一方面，方面25，本说明书描述了如在方面19-24的任意项中描述的光伏电池，其中透明涂层沉积到光伏电池的前表面上。
在另一方面，方面26，本说明书描述了如在方面19-25的任意项中描述的光伏电池，其中透明涂层沉积到光伏电池的后表面上。
在另一方面，方面27，本说明书描述了如在方面19-26的任意项中描述的光伏电池，其中透明涂层沉积到光伏电池的前表面和后表面上。
在另一方面，方面28，本说明书描述了光伏组件，其包括多个根据方面19-27的任意项的透明涂覆的光伏电池。
在本说明书中已经描述和图示了各个方面，以提供对所公开的光伏电池的功能、操作和执行、用于处理光伏电池的方法以及相关器件和工艺整体理解。应理解，在本说明书中描述和/或图示的各个方面可以与各种其它方面组合。这种修改和改变旨在包括在本说明书的范围之内。因此，权利要求可经修改以任意组合列举在本说明书中明确或固有地描述的或者以其它方式明确或固有地由本说明书支持的任意方面。此外，申请人保留修改权利要求以肯定地否认可能在现有技术中存在的方面的权利，即使在本说明书中没有明确地描述那些方面。因此，任何这种修改符合书面说明和充分性要求。在本说明书中公开和描述的方法、系统和器件可以包含这里描述的各个方面、由或者基本上由这里描述的各个方面所组成。
还有，在本说明书中列举的任何数值范围旨在包括纳入到所列举的范围之内的相同数值精度的所有子范围。例如，范围“1.0至10.0”旨在包括列举的最小值1.0(含)和列举的最大值10.0(包括端值)之间的所有子范围，即，具有等于或大于1.0的最小值以及等于或小于10.0的最大值，例如，2.4至7.6。因此，申请人保留修改本说明书，包括权利要求的权利，以明确列举纳入在这里所明确列举的范围之内的相同数值精度的任意子范围。所有这些范围旨在在本说明书中固有地描述，以使得明确列举任意这样的子范围的修改将符合书面描述和充分性要求。此外，在本说明书中描述的数值参数应当根据所报告的有效数字的数目并应用一般舍入技术来解释。还应理解，本说明书中描述的数值参数将必然具有用于确定参数数值的基础测量技术的固有可变性特征。
通过引用将这里所确定的任一专利、公开或其它公开材料整体地并入本说明书中，除非另有说明，但只到所并入的材料不与已有的说明、定义、陈述或在本说明书中明确阐述的其它公开材料相冲突的程度。因此，并且在一定程度上必要的是，如在本说明书中阐述的明确公开代替通过引用并入的任何冲突材料。被认为是通过引用并入到本说明书中，但是与已有定义、陈述或这里阐述的其它公开材料相冲突的任何材料或其部分，仅以这样的程度并入，在并入材料与已有公开材料之间没有冲突发生。申请人保留修改本说明书以明确列举通过引用并入此处的任何主题或或其部分的权利。
如在本说明书中所使用的语法冠词“一”、“一个”、“一种”和“该”旨在包括“至少一个”或“一个或多个”，除非另有说明。因而，在本说明书中所使用的冠词是指一个或多于一个(即指“至少一个”)的冠词的语法对象。通过举例的方式，“一部件”意思是一个或多个部件，并且因此，可能的话，可以预期多于一个的部件并且可以在所描述的方法、系统和器件的执行中利用或使用多于一个的部件。此外，使用单数名词包括复数，并且使用复数名词包括单数，除非使用的上下文另有规定。