用于太阳能模块的镀覆电接触件的制作方法_2

文档序号:9204392阅读:来源:国知局
发明的方法形成的由铜或铜合金制成的电接触件之间的不合期望的相互扩散。
[0027]第一种类型的接触区域(107)是单晶太阳能硅晶片和多晶硅太阳能电池的表面或者所述表面的某些部分,其特别由掺杂硅组成。举例来说,通过无电镀覆到高度掺杂的硅表面上可以实现镍合金层(比如镍磷合金层)的沉积。
[0028]第二种类型的适当的接触区域(107)是例如铝层之类的薄金属层,其可以通过例如物理气相沉积之类的气相沉积方法或者通过无电镀覆到硅太阳能电池(102)上而被沉积。接触区域(107)还可以是多于一个单独的金属和金属合金层的多层层叠,金属和金属合金层比如是附着到硅太阳能电池(102)上的铝层,随后是例如钨钽合金层或镍(合金)层之类的屏障层,附着在其上的是作为接触区域(107)的最外层的铜层。通过屏障层将包括铜的接触区域(107)与硅太阳能电池(102)的表面分开,以便防止铜与硅区域之间的不合期望的相互扩散。
[0029]第三种类型的适当的接触区域(107)是抑制硅太阳能电池(102)与导电种子层(111)和/或铜或铜合金层(112)之间的不合期望的原子扩散的屏障层。这样的屏障层可以通过无电镀覆或者例如物理气相沉积之类的气相沉积方法被沉积到硅太阳能电池(102)上。适合作为屏障层的材料例如有:镍、镍合金(比如镍磷合金、镍硼合金、镍钨磷合金和镍钼磷合金)、钴、钴合金(比如钴钨磷合金和钴钼磷合金)、铬、钛、钽、钨、银、金、钯以及多层所述材料。
[0030]第四种类型的适当的接触区域(107)是透明导电氧化物,比如掺铟氧化锡和掺铝氧化锌,其可以通过气相沉积方法或者湿法化学沉积方法来沉积。
[0031]接触区域(107)可以完全覆盖硅太阳能电池(102)的表面,或者在硅太阳能电池
(102)的表面上形成图案。在图3中示出了硅太阳能电池(102)和(102’)的一侧上的图案化接触区域(107)。
[0032]现在参照图3b:将镀覆抗阻剂层(108)沉积到至少两个硅太阳能电池(102)和(102’)、接触区域(107)和密封剂(106)的暴露表面上。
[0033]镀覆抗阻剂层(108)可以以液体抗阻剂材料的形式通过例如浸涂、淋涂、喷涂、辊涂或旋涂而被附着。可印刷抗阻剂材料可以例如通过丝网印刷来沉积。可以将干膜抗阻剂材料层压到至少两个硅太阳能电池(102)和(102’)、接触区域(107)和密封剂(106)的表面上。所有这样的抗阻剂沉积方法在本领域内都是已知的。
[0034]在使用另一种沉积方法来形成镀覆抗阻剂层(108)的情况下,可以应用其他图案化手段,比如光构建(photo structuring)、等离子腐蚀以及激光消融。所有这些方法在本领域内都是已知的。
[0035]在下一步骤中形成镀覆抗阻剂层(108)中的至少两种类型的开口(图3c):
a、在至少两个硅太阳能电池(102)和(102’)之间的水平间隔(103)中形成第一开口
(109)以用于布线加固柱(114);以及
b、通过暴露出所述接触区域(107)的至少一部分来形成第二开口(110)以用于至少两个硅太阳能电池(102)和(102’)之间的布线(113)。可以通过激光钻孔从单一镀覆抗阻剂层(108)制造第一开口(109)和第二开口(110)。
[0036]还可以通过压纹从单一镀覆抗阻剂层(108)形成第一开口(109)和第二开口(HO)。
[0037]可以通过丝网印刷、光构建或压纹以及随后至少部分地硬化图案化的第一镀覆抗阻剂层(108a)来在第一镀覆抗阻剂层(108a)中形成第一开口( 109)。随后可以通过在被沉积到图案化和至少部分地硬化的第一镀覆抗阻剂层(108a)上的第二镀覆抗阻剂层(108b)中进行丝网印刷、光构建或压纹来形成第二开口(110)。针对所采用的构建方法调节沉积期间镀覆抗阻剂材料的粘度,这是本领域内的常见过程。
[0038]用于镀覆抗阻剂层(108)的材料必须承受在步骤(iv)中应用的镀覆操作,这在通过无电镀覆来沉积导电种子层(111)的情况下可以包括利用酸性和碱性液体和/或氧化化学品来进行处理。通过例如化学气相沉积或物理气相沉积之类的其他方法进行的导电种子层(111)的沉积并不需要对于酸性和碱性液体和/或氧化化学品的此类抵抗力。相应地,在通过例如化学气相沉积或物理气相沉积之类的方法来沉积导电种子层(111)的情况下,镀覆抗阻剂层(108)的材料也可以是例如乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(EVA)或硅酮材料之类的密封剂材料。
[0039]从例如液体抗阻剂、可(丝网)印刷抗阻剂和干膜抗阻剂之类的材料当中选择镀覆抗阻剂层(108)。
[0040]用于镀覆抗阻剂层(108)的适当聚合物例如是以下各项当中的一项或更多项:丙烯酸酯、乙烯/丙烯酸乙酯共聚物(EEAC)、乙烯/甲基丙烯酸酯共聚物(EMA)、乙烯/丙烯酸共聚物(EAA)、乙烯/丙烯酸丁酯共聚物(EBA)、聚甲基戊烯(PMP)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)0在通过无电镀覆来沉积导电种子层(111)的情况下,这样的材料是特别优选的。
[0041]用于镀覆抗阻剂层(108)的更加优选的聚合物材料是从由丙烯酸酯和聚甲基戊烯组成的组当中选择的。
[0042]用于镀覆抗阻剂层(108)的最为优选的聚合物材料是其重量平均分子量MwS20000到200000g/mol的丙烯酸酯,更加优选的是从25000到150000g/mol,并且最为优选的是从30000到100000g/mol。根据ISOl 1357-1测量的所述聚合物的Tg (玻璃温度)优选地处在20到130° C的范围内,更加优选的是从30到120° C,并且最为优选的是从40到
110。 Co
[0043]过高的分子量将导致在所选溶剂中的可溶性降低。如果分子量过低,则对于生产溶液(酸性、碱性、氧化)的敏感性趋向于不足。Tg也不可以过低,因为在这种情况下在处理化学品的升高的温度下对于基板的敏感性不足。
[0044]可选的是,可以将填充物合并到镀覆抗阻剂层(108)的聚合材料中。适当的填充物优选地从由以下各项组成的组当中选择:硼酸铝、氧化铝、三水合氧化铝、无烟煤、锑酸钠、五氧化二锑、三氧化锑、磷灰石、绿坡缕石、偏硼酸钡、硫酸钡、硫酸锶、钛酸钡、膨润土、氧化铍、氮化硼、碳酸钙、氢氧化钙、硫酸钙、炭黑、粘土、方英石、硅藻土、白云石、铁酸盐、长石、玻璃珠、石墨、水合硅酸钙、氧化铁、高岭土、锌钡白、氧化镁、云母、二硫化钼、珍珠岩、聚合填充物(例如PTFE、PE、聚酰亚胺)、浮岩、叶蜡石、橡胶颗粒、煅制氧化硅、熔融氧化硅、沉淀氧化硅、海泡石、石英、砂、板岩粉、滑石、二氧化钛、蛭石、木肩、硅灰石、沸石、硼酸锌、氧化锌、锡酸锌、硫化锌、芳纶纤维、碳纤维、纤维素纤维、玻璃纤维及其混合物。
[0045]更加优选的是,用于镀覆抗阻剂层(108)的可选的填充物材料是从由以下各项组成的一组当中选择的:熔融氧化硅、煅制氧化硅、沉淀氧化硅、白云石、高岭土、滑石、碳酸钙、云母、长石、蛭石以及浮岩。
[0046]最为优选的是,用于镀覆抗阻剂层(108)的可选的填充物材料是从由以下各项组成的一组当中选择的:高岭土、滑石、云母以及长石。
[0047]在去除溶剂之后,总体的第一抗阻剂材料配制物中的可选填充物的数量处于I到70wt.-% (重量百分比)的范围内,更加优选的是2到65wt.-%,最为优选的是3到60wt.-%。
[0048]取决于配制抗阻剂材料所采用的溶剂,必须调节烤箱温度和干燥时间(抗阻剂材料的硬化)。干燥涂层的最终硬度是重要的。根据Koenig对硬度的度量优选地应当处于20s到200s的范围内,更加优选的是40s到180s,最为优选的是60s到160s。
[0049]现在参照图3d:将导电种子层(111)沉积到通过第二开口(110)暴露出的接触区域(107)的至少一部分上,沉积到图案化的镀覆抗阻剂层(108)的外表面上以及沉积到通过第一开口(109)暴露出的密封剂(106)的那些部分上。
[0050]需要导电种子层(111)来发起将金属或金属合金层(112)电镀到第一开口( 109 )、第二开口(110)中,电镀到接触区域(107)的至少一部分上,电镀在图案化的镀覆抗阻剂层
(108)以及通过第一开口(109)暴露出的密封剂(106)的那些部分上面。
[0051]由于导电种子层(111)覆盖镀覆抗阻剂层(108)的整个表面、第一开口( 109)和第二开口(110),因此在铜或
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