太阳能电池接触结构的制作方法_4

文档序号:8262542阅读:来源:国知局
(中心到中心),在约400 μ m至约1500 μ m的范围内的相邻的接触开口的垂直距离414(中心到中心)。接触开口 202可以布置成矩形形式,例如,方形,如实施方式400G所示,或者布置成变形的矩形形式,例如,变形的方形,如实施方式400H所示,或者它们的组合。具有交叉形状的接触开口可以布置成使得相对于太阳能电池晶片衬底208的边缘形成在约0.5mm至约2.0mm的范围内的距离。点状、椭圆或圆环形式的接触开口 202可以以周期性或非周期性方式分布或图案化,例如按统计规律分布。在一个实施方式中,点状、圆形、椭圆形或圆环形式的接触开口 202可以形成在彭罗斯拼图(Penrose tiling)的交叉点处。
[0056]接触开口布置的接触开口 202可以分离,例如,如实施方式400G、400M所示,或者可以连接上,例如,如实施方式400K、200A所示。
[0057]为了在太阳能电池的后侧形成上述冗余的接触开口布置,可以将普通的PERC接触开口工艺修改成用激光以一定角度(例如,45°交叉剖面线布置)切割接触开口线202。可以优化线间距以减少电阻损耗,使后侧钝化和工具功能最大化。上述接触开口和/或接触开口布置由于它们的取向、重复和/或周期性(因此它们的机械张力场)与主裂纹扩展方向(太阳能电池晶片衬底208的{111}方向)偏离,所以可以抑制在太阳能电池晶片衬底208的线形裂纹扩展。因为主裂纹扩展方向在这些太阳能电池中与焊盘的延伸部以及接触开口线202平行,所以可以增加薄太阳能电池和准单晶PERC太阳能电池的稳定性。非周期性接触开口布置和/或接触开口 202,例如,彭罗斯拼图或统计形式和布置,可以各向异性地分散机械张力。另外,相对于太阳能电池晶片衬底的平表面的晶向成角度地延伸的周期性接触开口布置和/或接触开口 202也可以各向异性地分散机械张力。裂纹402在具有上述接触结构的太阳能电池中只会在{111}方向上扩展很短的距离,直到裂纹到达接触开口 202的横向张力场。横向张力场会引导裂纹偏离其扩展方向并且可以阻止其进一步扩展。具有广泛覆盖太阳能电池的侧边的区域的非周期性接触开口布置,例如,彭罗斯拼图形状的布置,可以在太阳能电池的平区域中各向异性地分散机械张力。因此,这些接触开口布置可以不含可能与太阳能电池的裂纹扩展方向有关的线形张力线或周期性重复的张力点。因此会阻碍裂纹402沿着应力峰值在敷金属中扩展,或者沿着太阳能电池晶片衬底的主裂纹扩展方向扩展。这种扩展会要求改变裂纹扩展的进程。因此,减小了裂纹扩展,并且增强了太阳能电池的稳定性。
[0058]在各种实施方式中,接触开口 202和/或接触开口布置形成为使得结构的数量减小到允许裂纹在太阳能电池晶片衬底208中无阻碍地扩展。这些结构可以具有周期性地重复结构,可以具有锐角,或者可以具有与例如主裂纹扩展方向(硅中的{111}方向)之类的晶向平行的连续接触开口线。这可以通过使金属化结构的对称性相对于太阳能电池晶片衬底的晶体对称性偏离来实现。
[0059]在各种实施方式中,描述了能增强太阳能电池和太阳能电池模块的稳定性的接触结构。
[0060]在各种实施方式中,太阳能电池可以包括:由硅制成的太阳能电池晶片衬底,硅的主要成分是具有与一个晶片边缘的{111}晶面平行的单晶结构;电介质层,其设置在太阳能电池晶片衬底上方;多个接触开口,其延伸穿过电介质层到达太阳能电池晶片衬底;多个金属触点,其形成在多个接触开口中;和金属层,其设置在电介质层上方;其中金属层通过多个金属触点电气连接至太阳能电池晶片衬底;其中多个接触开口的至少一个接触开口与{111]晶面不平行地延伸。
[0061]在各种实施方式中,电介质层可以设置在太阳能电池晶片衬底的后侧上,例如,作为太阳能电池晶片衬底接触结构的后侧的一部分。在各种实施方式中,电介质层可以设置在太阳能电池晶片衬底的前侧上,例如,作为太阳能电池晶片衬底接触结构的前侧的一部分。
[0062]在各种实施方式中,太阳能电池晶片衬底可以包括单晶硅衬底和准单晶硅衬底中的至少一种。在各种实施方式中,太阳能电池晶片衬底可以包括以下材料的一种或者由其形成:铟、镓、砷、磷、硼、碳。
[0063]在各种实施方式中,太阳能电池晶片衬底可以包括{100}、{110}或{111}晶向。太阳能电池晶片衬底的平表面的晶向可以是{100}、{110}或{111}。
[0064]在各种实施方式中,多个接触开口中的至少一个接触开口可以相对于太阳能电池晶片衬底的边缘成角度地延伸,例如,相对于太阳能电池晶片衬底的平表面的晶向或者相对于太阳能电池晶片衬底的裂纹扩展方向成角度地延伸。在各种实施方式中,多个接触开口中的至少两个接触开口可以彼此相对成角度地延伸和/或相对于太阳能电池晶片衬底的边缘成角度地延伸。太阳能电池晶片衬底中裂纹的扩展方向是在太阳能电池晶片衬底内的方向,通过沿着该方向形成裂纹可以释放衬底的机械应力或张力。硅的主扩展方向是{111}方向。延伸可以与多个接触开口的接触开口具有相同的取向类型和/或形式。
[0065]在各种实施方式中,多个接触开口的至少一个接触开口可以形成接触线。在各种实施方式中,多个接触开口中的至少一个接触开口可以形成连续的、间断的或虚线式的接触线。接触线可以相对于太阳能电池晶片衬底的边缘和/或{111}晶面成约45°的角度延伸。接触线可以至少一个具有选自以下线形中的线形的线部分:波浪线形、圆形线形和多边形线形。接触线可以与整个金属化层(例如,整个后侧敷金属)亦或接触开口顶部上方的薄金属线(带)成对。在各种实施方式中,至少一个接触开口可以在钝化层或太阳能电池衬底中形成为非周期性结构,例如,类似于曲折形状、分形体形状或随机形状。
[0066]在各种实施方式中,多个接触开口中的至少一个接触开口可以在太阳能电池晶片衬底的边缘之前停止。这可以减少裂纹进入太阳能电池晶片衬底的几率。在各种实施方式中,大部分接触开口可以在太阳能电池晶片衬底的边缘之前停止。
[0067]在各种实施方式中,多个接触开口中的至少一个接触开口被沟槽结构包围。沟槽结构可以防止从接触开口形成烧结金属的珠状物,因此可以增强太阳能电池的稳定性。沟槽结构可以形成为凹槽、沟道、凹道、孔或框架形激光线。沟槽结构可以形成为合并结构,使得烧结的金属不会形成相对于钝化层或沟槽包围层的表面水平暴露的珠状物。在一个实施方式中,多个接触开口可以被单个沟槽结构包围。单个沟槽结构可以合并两个或更多个接触开口的端部。在一个实施方式中,沟槽结构可以形成为框架状的接触开口结构。在一个实施方式中,大多数接触开口可以被框架状的开口结构包围。
[0068]在各种实施方式中,金属层可以覆盖所述多个接触开口中的多个接触开口。在各种实施方式中,金属层延伸超过大多数接触开口。
[0069]在各种实施方式中,太阳能电池可以包括:由具有晶向的硅制成的太阳能电池晶片衬底;电介质层,其设置在太阳能电池晶片衬底上方;多个接触开口,其延伸穿过电介质层到达太阳能电池晶片衬底;多个金属触点,其形成在多个接触开口中;和金属层,其设置在电介质层上方;其中金属层通过多个金属触点电气连接至太阳能电池晶片衬底;其中多个接触开口布置成使得它们形成相对于所述晶向成角度地延伸的接触开口布置。
[0070]在各种实施方式中,这种布置可以与{111}晶面不平行地延伸。
[0071]在各种实施方式中,电介质层可以设置在太阳能电池晶片衬底的后侧上,例如,作为太阳能电池晶片衬底接触结构的背面的一部分。在各种实施方式中,电介质层可以设置在太阳能电池晶片衬底的前侧上,例如,作为太阳能电池晶片衬底接触结构的前侧的一部分。
[0072]在各种实施方式中,太阳能电池晶片衬底可以包括单晶硅衬底和准单晶硅衬底中的至少一种。在各种实施方式中,太阳能电池晶片衬底可以包括以下材料中的一种或者由其形成:铟、镓、砷、磷、硼、碳。
[0073]在各种实施方式中,太阳能电池晶片衬底可以包括{100}、{110}或{111
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