在倒置的和晶片结合的太阳能电池中的分流器处理的制作方法
【技术领域】
[0001]太阳能电池是一种能够通过光电效应将太阳光转换成电能的装置。太阳能电池，诸如多结太阳能电池，可以具有一个或多个p-n结，其有时被称为子电池。这些结可以串联连接以形成多结太阳能电池，但也可以使用其他的电气配置来连接，诸如并联，或串联和并联连接的组合。
【背景技术】
[0002]由于对关于污染、能源安全以及其他能源的有限供应的关注，对于太阳能电池的兴趣也不断增加。这种兴趣已经用于陆地和太空应用两者中。在太空应用中，太阳能电池已被使用了多年，更高效率的太阳能电池的开发允许增加有效载荷能力。在陆地应用中，太阳光转换成电能的较高的太阳能电池效率导致对于给定的电功率输出需要更小的电池面积，因此每瓦成本更低并且成本效益更高。
[0003]然而，太阳能电池的制造工艺很容易引入各种缺陷到太阳能电池的结构诸如多结堆和衬底之间的界面中，这可能使电池不适于运行。该缺陷可以通过各种工艺控制措施减少到一定程度，这增加了大量成本并且延误了太阳能电池的制造。已发现(如果发现并处理)一些缺陷可能仍然在太阳能电池内但是不影响这些太阳能电池的性能。
【发明内容】
[0004]提供了用于处理在太阳能电池衬底上的分流器的方法。这些方法可以被集成到整个太阳能电池的制造工艺中。在一些实施方案中，一种方法包括检测在接近金属化栅格图案的太阳能电池表面上的分流器。例如，该分流器可与金属栅格图案或一些较大的区域(诸如，围绕金属栅格图案的偏移区)重叠。检测可以包括在暴露用于抗反射层的光刻胶之后或在暴露用于金属化栅格的光刻胶之后，进行太阳能电池衬底的光学检查。该方法可以继续进行暴露设置在太阳能电池衬底的表面上的光刻胶部分。暴露部分可以至少覆盖分流器和金属化栅格图案的重叠区。在一些实施方案中，暴露部分横跨在分流器和金属化栅格图案的总线部分之间延伸的金属化栅格图案部分切开(cut)。这样，当形成金属化栅格时，至少金属化栅格的总线部分与分流器电分隔。
[0005]还提供了倒置的和直接晶片键合的太阳能电池。在一些实施方案中，电池包括具有非活性处理件(handle)或活性电池衬底中的一个的衬底。该电池还包括设置在衬底上的多结堆。可以使用各种合适的技术将堆键合到衬底中，并且该堆还可能包括分流器缺陷。多结太阳能电池还包括设置在该堆上的金属化栅格，以便该堆被设置在金属化栅格和衬底之间。分流器可以通过在分流器和在分流器上方延伸的金属化栅格部分之间延伸的抗反射层从金属化栅格的至少总线部分断开。在一些实施方案中，分流器可以通过不在分流器上方延伸的金属化栅格从总线部分断开。在这两种情况下，分流器不仅从金属化栅格的总线部分断开，而且它还从整个金属化栅格断开。在一些实施方案中，分流器可以通过与从金属化栅格的总线部分断开的分流器接触的金属化栅格部分从该总线部分断开。换言之，分流器可以接触并被连接到金属化栅格部分，但该部分本身从总线部分断开。在一些实施方案中，多个分流器可以被连接到从总线断开的金属化栅格的相同部分。这样，可以对金属化栅格实施仅一个修改以处理多个分流器缺陷。
[0006]还提供用于处理在太阳能电池衬底上的分流器的装置。在一些实施方案中，一种装置包括检测单元，其经配置以检测在接近金属化栅格图案的太阳能电池衬底上的分流器。该装置还包括暴露单元，其经配置以暴露在衬底的表面上设置的光刻胶部分。暴露的光刻胶部分至少覆盖分流器和金属化栅格图案的重叠区域，或横跨在分流器和金属化栅格图案的总线部分之间延伸的金属化栅格图案的部分切开。此外，该检测单元经配置以将太阳能电池衬底上的分流器的位置传达到暴露单元上。
[0007]参照附图在下面进一步描述这些和其他实施方案。
【附图说明】
[0008]图1A是根据一些实施方案说明电池的各种部件的倒置的和晶片键合的太阳能电池的示意性剖视图。
[0009]图1B是根据一些实施方案说明金属化栅格组件的倒置的和晶片键合的太阳能电池的示意性顶视图。
[0010]图2是根据一些实施方案与用于制造倒置的和晶片键合的太阳能电池的方法对应的工艺流程图，该电池包含处理这个电池的衬底的分流器。
[0011]图3是根据一些实施方案与用于处理在太阳能电池衬底上的分流器的方法对应的工艺流程图。
[0012]图4A是根据图3所示的操作处理分流器之后的太阳能电池衬底的示意性顶视图。
[0013]图4B是根据一些实施方案的太阳能电池的示意性剖面图，该太阳能电池包括太阳能电池衬底和如图4A所示处理过的分流器。
[0014]图5是根据一些实施方案的与用于处理太阳能电池衬底上的分流器的另一方法对应的工艺流程图。
[0015]图6A是根据图5所示的操作处理分流器之后，太阳能电池衬底的示意性顶视图。
[0016]图6B是根据一些实施方案的太阳能电池的示意性剖面图，该太阳能电池包括太阳能电池衬底和如图6A所示的处理过的分流器。
[0017]图6C是根据图5所示的操作处理分流器之后，另一个太阳能电池衬底的示意性顶视图。
[0018]图6D根据一些实施方案的太阳能电池的第一示意性剖面图，该太阳能电池包括如图6C所示的衬底和处理过的分流器。
[0019]图6E是根据一些实施方案的太阳能电池的第二示意性剖面图，该太阳能电池包括如图6C所示的衬底和处理过的分流器。
[0020]图7是根据一些实施方案的用于处理在太阳能电池衬底上的分流器的装置的示意图。
[0021]图8是说明根据一些实施方案的用于处理在太阳能电池衬底上的分流器的数据处理系统的框图。
【具体实施方式】
[0022]在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便提供所呈现概念的彻底理解。可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实现所呈现的概念。在其他情况下，公知的处理操作尚未被详细描述，以至于需要模糊所描述的概念。虽然将结合具体实施方案描述一些概念，但应理解的是这些实施方案并不旨在用于限制。
[0023]引言
[0024]许多高效率的太空和陆地太阳能电池技术包括倒置变质(IMM)和直接键合电池。这些电池相对于更传统的多结器件倒置生长。例如，在操作配置中的还可以被称为光面层的顶层首先生长，所述顶层与生长衬底晶格匹配。顶层的一个示例可以包括磷化铟镓(GalnP)，其具有约1.SeV的带隙，并且其可以在砷化镓衬底上(GaAs)生长。随后附加层被沉积到顶层上，诸如具有约1.4eV的带隙的砷化镓(GaAs)层或最低限度地不匹配的镓砷化铟(GalnAs)层。附加层还可以包括透明磷化铟镓(GalnP)层和具有约1.0eV的带隙的变质的砷化铟镓(InGaAs)。在生长衬底上形成的所有这些层可以被称为堆。这仅是被提供以便更好理解下面描述的各种特征的倒置的太阳能电池的一个示例。生长的这种方向有助于防止穿透位错使其中产生大部分功率的更高的带隙电池退化。在倒置的太阳能电池制造期间，将新的衬底键合到堆，并且去除生长衬底。在从它的生长取向到它的运行取向的这些操作期间，这些堆快速翻转。
[0025]然而，外延生长可能导致当使用晶片键合和衬底去除工艺时，使得形成各种异质结构(foreign structure)。这些异质结构会导致堆内的短路，特别是当经受金属化栅格的电位时，这导致了电池性能的退化。因此，这些异质结构可以被称为分流器。分流器的来源可以是各种各样的，诸如外延生长缺陷或处理过的表面和/或处理环境的污染。以往的各种尝试集中在预防电池中分流器的形成。但是，如果有可能的话，彻底清除分流是困难并且非常昂贵的。这些之前的尝试被证明是不一致和不可靠的，并且分流连续出现在电池的顶层的表面上。
[0026]提供了用于处理在各种太阳能电池衬底上的分流的方法和系统。所使用的方法可以被称为斑点爆震(spot knocking)。它减少了分流器对电池性能的影响，并提高了制造产量。不是丢弃包括一个或多个分流器的电池，而是修改电池结构以减少这些分流器对电池性能的影响。该方法是基于局部光刻胶暴露技术，其防止金属栅格线路接触分流器或至少将这些分流器与金属化栅格线路的总线部分电分离。这种技术取决于以下事实，当将金属化的栅格电位施加到这些分流器时，分流器主要是电活性的。当完成用于处理分流器的方法之后，太阳能电池衬底可能会继续下去制造工艺。太阳能电池的性能被保持，即使紧接着结合和生长衬底去除操作可以存在一个或多个分流器。
[0027]具体而言，在接近金属化栅格图案的衬底上所检测的分流器从所述栅格的至少总线部分电断开。就本申请而言，当这两个部件的这种相对位置会影响电池的性能时，分流器被认为是接近金属化栅格。换言之，当两个部件之间的电阻小于某个允许的阈值时，分流器被认为是接近金属化栅格。例如，金属化栅格可以在分流器上方延伸并碰触到分流器。然而，在一些实施方案中，即使金属化栅格没有在分流器上方延伸并且没有碰触到分流器，它也可被视为是接近的。此外，当考虑分流器和金属栅格图案的接近时，金属化栅格的制造期间各种允许公差应予以考虑。根据上述情况，本领域技术人员将理解在本说明书中使用了接近的考虑。
[0028]可通过修改绝缘的抗反射层的图案，修