太阳能电池模块的制作方法_5

文档序号:9507440阅读:来源:国知局
的多个第二焊盘140e’和第二焊盘140a’。
[0293]第二焊盘140e’和第二焊盘140a’的数量可以等于或大于6,并且可以等于或小于收集电极1151的数量。
[0294]第二焊盘140e’和第二焊盘140a’可以包括各自具有不同尺寸的辅助焊盘140a’’和延伸焊盘140e’。更具体地,延伸焊盘140e’的尺寸可以大于辅助焊盘140a’的尺寸。因此,延伸焊盘140e’的宽度或长度可以大于辅助焊盘140a’的宽度或长度。
[0295]延伸焊盘140e’可以被设置为沿着多个太阳能电池中的每一个中的布线构件125的纵向更靠近半导体基板15的后表面的端部而不是辅助焊盘140a’。
[0296]例如,延伸焊盘140e’可以沿着各个太阳能电池的半导体基板15的后表面上的布线构件125的纵向设置在与布线构件125交叉的第二电极1150中的收集电极1151当中的最外侧。
[0297]因此,延伸焊盘140e’可以沿着布线构件125的纵向分别形成在半导体基板15的上侧和下侧(即,两个最外侧)处。多个辅助焊盘140a’可以形成在延伸焊盘140e’之间。然而,延伸焊盘140e’不限于此,并且可以改变。例如,多个延伸焊盘140e’可以沿着布线构件125的纵向形成在半导体基板15的上侧和下侧(即,两个最外侧)中的每一个处。
[0298]当第二电极1150按照与第一电极1130相同的方式包括延伸焊盘140e’和辅助焊盘140a’时,多个第一焊盘140e和第一焊盘140a的宽度、长度或数量中的至少一个可以不同于多个第二焊盘140e’和第二焊盘140a’的宽度、长度或数量中的至少一个。
[0299]例如,形成在半导体基板15的前表面上的第一焊盘140e和第一焊盘140a的数量大于形成在半导体基板15的后表面上的第二焊盘140e’和第二焊盘140a’的数量,并且第一焊盘140e和第一焊盘140a中的每一个的尺寸可以小于第二焊盘140e’和第二焊盘140a’中的每一个的尺寸。此外,形成在半导体基板15的后表面上的收集电极1151的宽度可以大于形成在半导体基板15的前表面上的收集电极1131的宽度。
[0300]此外,延伸焊盘140e’的宽度可以大于布线构件125的宽度,并且可以小于2.5mm。延伸焊盘140e’的长度可以大于第一电极1130的宽度,并且可以小于30mm。
[0301]例如,第二电极1150的第二焊盘140e’和第二焊盘140a’的宽度可以为0.25mm至2.5mm,第二焊盘140e’和第二焊盘140a’的长度可以长于第一焊盘140e和第一焊盘140a的长度。例如,延伸焊盘140e’的长度可以为大约0.6mm至12mm,优选地,为大约5.5mm至7.5mm,并且辅助焊盘140a’的长度可以为大约0.2mm至3mm,优选地,为大约0.6mm至
1.2mm。
[0302]由于光被入射到半导体基板15的前表面上,所以如果半导体基板15的前表面的第一焊盘的尺寸如同在半导体基板15的后表面的第二焊盘中一样增加,则半导体基板15的前表面的阴影区域可以增加。由于阴影区域的增加,入射到半导体基板15的前表面的光的量可以减少。因此,本发明的实施方式可以减小焊盘的尺寸,并且可以增加焊盘的数量,以便补偿连接强度的降低。
[0303]优选的但并非必需的,半导体基板15的前表面和后表面的延伸焊盘和辅助焊盘的宽度等于或大于布线构件的宽度,并且等于或小于它的5倍。
[0304]在下文中,参照图42至图45描述了本发明的实施方式,其中包括传统结构的太阳能电池的太阳能电池模块包括反射器。图42是太阳能电池模块的立体图。图43是沿着图42的线A-A截取的横截面图。图44是沿着图42的线B-B截取的横截面图。图45示出了图42所示的太阳能电池模块的布线构件。
[0305]如图42至图45所示,根据本发明的实施方式的太阳能电池模块利用各自具有薄的厚度的多个布线构件125连接彼此相邻设置的多个太阳能电池。布线构件125电连接到形成在两个相邻太阳能电池的第一太阳能电池Cl的前表面上的第一电极113,并且电连接到形成在与第一太阳能电池Cl相邻的第二太阳能电池C2的后表面上的第二电极115。
[0306]太阳能电池具有薄的厚度的矩形形状以及倾斜边缘或圆角边缘。太阳能电池具有大约156_长、156mm宽以及150 μ m至200 μ m的厚度的尺寸。
[0307]第一电极113形成在半导体基板111的入射有光的前表面上,并且通过第一焊盘140连接到布线构件125。第一电极113收集与半导体基板111的导电类型相反的导电类型的载流子。例如,如果半导体基板111是P型半导体基板,则第一电极113可以收集电子。
[0308]半导体基板111形成p-n结,并且是包含第一导电类型的杂质的η型或ρ型半导体基板。
[0309]具有类似于第一电极113的形状的第二电极115形成在半导体基板111的后表面上,并且通过第二焊盘160连接到布线构件125。第二电极115收集与第一电极113的导电类型相反的导电类型的载流子。
[0310]下面将详细描述第一电极1130和第二电极1150。
[0311]背面场区域154被设置在半导体基板111和第二电极1150之间。背面场区域154是比半导体基板111更严重地掺杂有与半导体基板相同的导电类型的杂质的区域,并且局部地形成在对应于第二电极1150的位置。
[0312]如果半导体基板111是η型的,则与半导体基板111相同的导电类型的背面场区域154可以是η型的。在这种情况下,可以通过将磷(P)(作为杂质的示例)注入到半导体基板111的后表面来形成背面场区域154。优选地,可以通过经由离子注入法将杂质注入到半导体基板111的后表面来局部地形成背面场区域154。
[0313]势皇由半导体基板111的杂质浓度和背面场区域154的杂质浓度之间的差形成,并且防止或减少与半导体基板111相同的导电类型的载流子移动到半导体基板111的后表面。因此,背面场区域154可以防止不同导电类型的载流子在半导体基板111的表面处和表面附近的复合和/或消失。
[0314]在本发明的实施方式中,背面场区域154不形成在半导体基板111的整个后表面处,而是形成在电极中的一些。然而,背面场区域154可以形成在半导体基板11的整个后表面处。
[0315]具有上述构造的太阳能电池通过布线构件125彼此连接。
[0316]如图45的(A)所示,布线构件125可以具有圆形横截面的线形状。图45的(B)示出布线构件125的横截面。
[0317]如图45所示,布线构件125具有涂布层125a以薄的厚度(例如,大约12 μπι或更小)涂覆在核心层125b上的结构。布线构件125的整个厚度为250 μπι至550 μπι。
[0318]核心层125b由具有良好导电性的金属材料形成,例如N1、Cu、Ag和Al。涂布层125a由Pb、Sn、或具有由Snln、SnB1、SnPb、SnCuAg和SnCu表示的化学式的金属材料形成,并且包括焊料。因此,涂布层125a可以被焊接。
[0319]当两个相邻的太阳能电池利用布线构件125彼此连接时,在半导体基板的尺寸为156mm长和156mm宽时,可以使用10至15个布线构件125。布线构件125的数量可以根据半导体基板的尺寸、电极的宽度、厚度、间距等而变化。
[0320]到目前为止,本发明的实施方式描述了具有圆形横截面的线形状的布线构件125。然而,布线构件125的横截面可以具有包括矩形和椭圆形的各种形状。
[0321]布线构件125通过经由第一焊盘140将布线构件125的一侧连接到第一太阳能电池Cl的第一电极1130并且经由第二焊盘160将布线构件125的另一侧连接到第二太阳能电池C2的第二电极1150来电连接两个相邻的第一太阳能电池Cl和第二太阳能电池C2。用于将电极连接到布线构件的优选方法使用用于熔化和结合材料或导电粘合剂的焊接,在导电粘合剂中,导电粒子被包括在具有粘附性的合成树脂中。
[0322]在本发明的实施方式中,第一焊盘140和第二焊盘160被设置在第一电极1130和布线构件125的交叉处以及第二电极1150和布线构件125的交叉处。第一焊盘140和第二焊盘160增加了第一电极1130和布线构件125的交叉处的面积以及第二电极1150和布线构件125的交叉处的面积。因此,当布线构件125连接到第一电极1130和第二电极1150时,第一焊盘140和第二焊盘160减小了接触电阻,并且提高了电极113和电极115与布线构件125之间的连接强度。
[0323]作为焊接方法的示例,布线构件125被设置在两个相邻的太阳能电池中的每一个的前表面和后表面二者上,并且被设置为与两个相邻的太阳能电池中的每一个的第一电极113和第二电极115相对。在这种状态下,布线构件125的涂布层125a在等于或高于熔化温度的温度被加热数秒钟。结果,当涂布层125a被熔化和冷却时,布线构件125附接到第一电极113和第二电极115。
[0324]在本发明的实施方式中,反射器170被设置在相邻的太阳能电池之间。相邻的太阳能电池在布线构件125的纵向上彼此分隔开预定距离,并且空隙IA存在于相邻的太阳能电池之间。反射器170被设置在空隙IA中,并且将入射到空隙IA上的光散射。因此,反射器170导致光将被入射到相邻的太阳能电池上。
[0325]下面参照图46详细描述具有上述构造的太阳能电池模块的第一电极1130。
[0326]如图46所示,第一电极1130包括收集电极1131和连接电极1133。
[0327]收集电极1131具有预定的宽度并且在一个方向(例如,与布线构件125的纵向交叉的方向)上延伸。收集电极1131彼此平行地设置,并且形成条纹布置。收集电极1131具有35 μπι至100 μπι的宽度,收集电极1131之间的间距Pf为1.2mm至2.2mm。收集电极1131可以使用其它值。例如,可以根据各种变量来调节收集电极1131的宽度和间距。
[0328]连接电极1133具有预定的宽度,并且在与收集电极1131交叉的方向(S卩,与布线构件125的纵向相同的方向)上延伸。连接电极1133电连接和物理连接收集电极1131。
[0329]连接电极1133的宽度基本上等于或大于收集电极1131的宽度,并且小于第一焊盘140的宽度。例如,连接电极1133的宽度可以为30 μπι至120 μπι。连接电极1133之间的间距Bdf可以为5mm至23mm,并且可以小于收集电极1131之间的间距Pf的10倍。
[0330]另选地,连接电极1133的宽度可以大于收集电极1131的宽度,并且可以等于或小于第一焊盘140的水平宽度wfh。
[0331]因为具有上述构造的连接电极1133并不是必不可少的,所以第一电极1130可以仅包括收集电极1131而不包括连接电极1133。如果省略了连接电极1133,则光的入射面积可以增加,并且可以降低制造成本。
[0332]第一焊盘140选择性地形成在收集电极1131和连接电极1133的交叉处。第一焊盘140的垂直宽度wfv大于收集电极1131的宽度,并且小于30mm。第一焊盘140的水平宽度wfh大于连接电极1133的宽度,并且小于2.5mm。例如,第一焊盘140的水平宽度wfh可以为0.25mm至2.5臟。
[0333]优选的但并非必需的,第一焊盘140分别形成在收集电极1131和连接电极1133的所有交叉处。然而,考虑到制造的成本、效率等,第一焊盘140可以基于一个连接电极1133形成在收集电极1131的每两行。图46示出了第一焊盘140沿着连接电极1133的纵向形成在收集电极1131的每2*η行的交叉处,其中η为自然数。
[0334]因此,当形成12个连接电极1133和100个收集电极1131时,第一焊盘140的总数为50*12。
[0335]可以利用丝网印刷法同时形成收集电极1131、连接电极1133以及第一焊盘140。在这种情况下,收集电极1131、连接电极1133以及第一焊盘140可以由相同的材料(例如,银(Ag))形成。如果必要或需要,可以独立地形成组件。
[0336]布线构件125被直接设置在连接电极1133上,并且在与连接电极1133平行的方向上延伸。因此,布线构件125被设置为与连接电极1133相对。布线构件125的宽度Da为250 μ m至500 μ m,并且小于第一焊盘140的水平宽度wfh。
[0337]因为在布线构件125被设置在连接电极1133上的状态下布线构件125被焊接,所以布线构件125连接到连接电极1133以及第一焊盘140。因此,电极和布线构件之间的接触电阻可以降低,并且太阳能电池的效率可以增加。布线构件的连接强度可以增加。
[0338]下面参照图47详细描述第二电极1150。
[0339]如图47所示,第二电极1150按照与第一电极1130相同的方式包括收集电极1151和连接电极1153。在下面的描述中,第一电极1130的收集电极1131和连接电极1133分别被称为前收集电极1131和前连接电极1133,并且第二电极1150的收集电极1151和连接电极1153分别被称为后收集电极1151与后连接电极1153,使得第一电极113和第二电极115彼此不会混淆。
[0340]后收集电极1151具有预定的宽度并且在一个方向(例如,与布线构件125的纵向交叉的方向)上延伸,从而具有带状。后收集电极1151被彼此平行地设置,并且形成条纹布置。
[0341]按照与前收集电极1131相同的方式,后收集电极1151具有35 μπι至120 μπι的宽度,并且后收集电极1151之间的间距Pb为1.2mm至2.2mm。优选地,后收集电极1151的宽度可以大于前收集电极1131的宽度,或者后收集电极1151的间距Pb可以小于前收集电极1131的间距。
[0342]如上所述,后收集电极1151可以被构造为比前收集电极1131厚。
[0343]半导体基板的前表面的串联电阻为大约120Q/sq至140 Ω/sq,半导体基板的后表面的串联电阻为大约20 Ω/sq至40 Ω/sq,并且小于半导体基板的前表面的串联电阻。因此,形成在半导体基板的前表面上的焊盘的数量大于形成在半导体基板的后表面上的焊盘的数量,以便增加前收集电极1131与布线构件125的接触面积。结果,前收集电极1131的间距大于后收集电极1151的间距Pb,并且后收集电极1151的数量可以大于前收集电极1131的数量。
[0344]图47示出了前收集电极1131的宽度等于后收集电极1151的宽度,作为示例。
[0345]后连接电极1153具有预定的宽度并且在与后收集电极1151交叉的方向(S卩,与布线构件125的纵向相同的方向)上延伸。后连接电极1153电连接和物理连接后收集电极 1151。
[0346]后连接电极1153可以按照与后收集电极1151相同的方式具有35 μπι至120 μπι的宽度,并且后连接电极1153之间的间距Bdb可以为9mm至13mm。
[0347]另选地,后连接电极1153的宽度可以大于后收集电极1151的宽度,并且可以等于或小于第二焊盘160的水平宽度wbh。
[0348]由于具有上述构造的后连接电极1153不是必不可少的,所以第二电极1150可以仅包括后收集电极1151而不包括后连接电极1153。如果省略了后连接电极1153,则光的入射面积可以增加,并且可以降低制造成本。
[0349]第二焊盘160选择性地形成在后收集电极1151与后连接电极1153的交叉处,进而第二电极1150可以通过第二焊盘160连接到布线构件125。在本发明的实施方式中,第二焊盘160的尺寸大于第一焊盘140的尺寸。例如,第二焊盘160的宽度可以为0.25mm至
2.5mm,第二焊盘160的长度可以为0.1mm到12mm。
[0350]在本发明的实施方式中,第二焊盘160的数量小于第一焊盘140的数量。图46和图47示出了第二焊盘160的数量是第一焊盘140的数量的一半,作为示例。本发明的实施方式描述了第一焊盘140的尺寸和数量二者不同于第二焊盘160的尺寸和数量,作为示例。然而,在第一焊盘140的数量与第二焊盘160的数量相同的状态下,第一焊盘140的尺寸可以不同于第二焊盘160的尺寸。另选地,在第一焊盘140的尺寸与第二焊盘160的尺寸相同的状态下,第一焊盘140的数量可以不同于第二焊盘160的数量。
[0351]如图47所示,与第二电极1150的后收集电极1151对应地,局部形成背面场区域154。背面场区域154是比半导体基板111更严重地掺杂有与半导体基板111的导电类型相同的杂质的区域。例如,如果半导体基板111的杂质浓度为1*1016原子/cm3,则背面场区域154的杂质浓度可以为2*1020原子/cm3。
[0352]在本发明的实施方式中,由于与后收集电极1151对应地局部形成背面场区域154,所以背面场区域154按照与后收集电极1151相同的方式彼此间隔开预定距离。因此,背面场区域154完全具有条纹布置。
[0353]如上所述,利用作为重掺杂区域的背面场区域154,在半导体基板111的后表面上形成后收集电极1151,作为接口。因此,半导体基板111的后表面的串联电阻为20 Ω/sq至40 Ω /sq,半导体基板的前表面的串联电阻为大约120 Ω /sq至140 Ω /sq,并且比后表面的串联电阻大大约三倍。
[0354]这表明
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