处理太阳能电池装置中的不一致的方法和由此形成的装置与流程

文档序号:15740596发布日期:2018-10-23 22:13阅读:200来源:国知局

本公开涉及在包括不一致(inconsistency)的半导体衬底上进行太阳能电池布线的方法,以及涉及通过该方法形成的装置。



背景技术:

大多数太阳能电池包含用于收集由太阳能电池装置产生的电流的正面布线/明线布线(front wiring)。明线布线被配置成具有终止到母线(bus bar)中的长、薄金属网格线(grid line)。母线收集来自网格线的大量电流且将其携载到接触区。上面形成有布线的太阳能电池表面中的不一致由于金属布线与半导体层中的不一致重叠而可引起低电池性能。举例来说,不一致可引起短路和/或使布线的电阻增大到所不希望的级别。图1示出形成于半导体衬底10上的太阳能电池装置8的示例。如图2所示,半导体衬底10包含包括锗或硅的支撑衬底10a、III/V单晶装置层10b(例如,GaAs和/或InGaP)和明线布线12。半导体衬底10如所指示可具有不一致14和16。不一致14在半导体衬底10上,但不接触明线布线12,且因此将对性能具有小的影响或没有影响。然而,不一致16在网格线下方且因此可能潜在地降低太阳能电池性能。接触明线布线12的任何部分的不一致可潜在地降低性能,所述不一致包含定位于母线18、接触区20或网格线22下方的不一致。

图2示出具有不一致14、16a和16b的半导体衬底10上的明线布线12。不一致可具有各种类型且由各种原因造成。一种类型的不一致16a呈粒子的形式,所述粒子例如以下粒子:已在太阳能电池材料的沉积期间落下,从而形成可潜在地增大上面形成有任何布线的电阻的高的非平面表面特征。另一不一致16b可能以在半导体衬底中呈现为孔的无生长区的形式出现,其可能潜在地增大电阻和/或引起装置的有源区(active region)之间的电短路,由此降低装置性能。

已知用于制造太阳能电池装置的明线金属布线的各种方法。一种常见方法采用剥离(lift-off)技术来图案化金属线。此过程包含在半导体衬底上形成图案化聚合物剥离掩模。使用所属领域熟知的技术图案化剥离掩模以形成所需太阳能电池布线配置。图案化剥离掩模具有间隙,从而暴露衬底的下方部分。根据例如蒸发等定向过程使金属层毯式沉积于图案化剥离掩模以及半导体衬底的暴露区域上。接着将装置浸泡在溶剂中,该溶剂“剥离”图案化剥离掩模和上覆金属层,同时使未形成于剥离掩模上的金属留在半导体衬底上以形成布线。在用于制造明线布线的另一常规方法中,通过电解(在本文中也被称为电镀)将金属选择性地沉积于衬底的通过图案化掩模暴露的区域中,而不是沉积于图案化掩模自身上。接着可移除图案化掩模且选择性沉积的金属保留作为导电布线。

用于形成明线布线的其它已知过程包含首先使用任何合适的过程、例如通过蒸发或电镀来毯式沉积金属层,且接着使用熟知的光刻技术来图案化金属层。此类光刻技术可包含沉积和显影(develop)光刻胶层以在金属层上形成图案化光刻胶。接着可通过使用熟知的蚀刻过程移除金属的不受图案化光刻胶保护的区域来图案化金属层。在蚀刻之后,接着移除图案化光刻胶以使图案化金属布线留在衬底上。

上文针对在太阳能电池上形成明线布线所描述的过程包含光刻胶图案的形成。如所属领域熟知的,形成这种光刻胶图案大体上涉及使光刻胶通过光掩模暴露于辐射。此类光掩模需要过多的制造时间和费用,且被反复地用于形成基本上相同的光刻胶图案以批量生产数千或数百万相同的太阳能电池装置。因为光掩模不容易被修改,所以无法轻易地修改光刻胶图案以针对个别装置制造不同的明线布线图案。

可允许基于特定半导体衬底的不一致修改太阳能电池和其它膜上的明线布线的过程在所属领域中将会是前进的宝贵步骤。



技术实现要素:

本公开涉及处理太阳能电池装置的方法。所述方法包括检测其中形成有太阳能电池有源区的半导体衬底的表面处的至少一个不一致。基于至少一个不一致的位置确定沉积图案。根据沉积图案将材料选择性地沉积于衬底上。

本公开还涉及太阳能电池装置。太阳能电池装置包括其中形成有太阳能电池有源区的半导体衬底的表面处的至少一个不一致。导电线被配置成避免至少一个不一致。

本公开进一步涉及太阳能电池装置。太阳能电池装置包括其中形成有太阳能电池有源区的半导体衬底的表面处的至少一个不一致。明线布线在半导体衬底的表面上以用于收集由太阳能电池装置产生的电流。明线布线包括定位于至少一个不一致中的一个或更多个上方的导电线。太阳能电池装置进一步包括使导电线与一个或更多个不一致分离的图案化绝缘层。

应理解,前文大体描述以及以下详细描述仅是示例性和解释性的且并不限制如所要求的本教导内容。

附图说明

并入在本说明书中且构成本说明书的一部分的附图说明本教导内容的方面,且与描述一起用来解释本教导内容的原理。

图1示出在太阳能电池装置上实施的一种常规布线方案的俯视图。

图2说明包含形成于不一致上方的布线的一种示例性常规太阳能电池装置的横截面视图。

图3示出根据本公开的一种处理太阳能电池装置的方法的示例过程流程。

图4示出根据本公开的一种示例沉积图案的俯视图,其中初始布线方案已被修改,从而使得导电线避免了不一致。

图5A示出根据本公开的这种图案化掩模的一个示例的横截面视图,该图案化掩模覆盖不一致,从而使得随后沉积的导电线邻近于不一致沉积但不接触不一致。

图5B示出根据本公开的这种图案化掩模的一个示例的横截面视图,该图案化掩模覆盖不一致,从而使得随后沉积的导电线邻近于不一致沉积但不接触不一致。

图6A、图6B和图6C说明根据本公开的一种使用掩模的选择性沉积来图案化金属层的方法的示例。

图7A和图7B说明根据本公开的一种用于将绝缘材料选择性地沉积于不一致上的过程。

图8说明根据本公开的一种包括定位于不一致上方的图案化绝缘层的太阳能电池装置的横截面视图。

图9说明根据本公开的一种设备的示意图,该设备包括用于选择性沉积的集成在与用于检测不一致的检验装置相同的扫描头上的打印头。

应注意,已简化且绘制图的一些细节以促进理解而非维持严格的结构准确度、细节和比例。

具体实施方式

现在将详细参考本教导内容,在附图中说明该教导内容的示例。在附图中,已贯穿全文使用相似参考标号来标明相同元件。在以下描述中,参考形成该描述的一部分且其中借助于说明示出实践本教导内容的特定示例的附图。因此,以下描述仅为示例性的。

如上文所描述,使用可包含表面不一致的半导体衬底形成太阳能电池。本公开涉及一种处理太阳能电池装置的方法,其可改善与在不一致上形成导电布线相关联的某些问题。使用该方法,定位半导体装置上的不一致。接着形成导电布线以避免不一致。替代形成布线以避免不一致或除形成布线以避免不一致之外,绝缘层可用于在形成布线之前包封和/或填充不一致,由此使布线与不一致分离。所公开的方法可通过太阳能电池上的布线考虑到改进的电流采集,潜在地改进装置产量和/或通过修改和/或调整太阳能电池装置上的布线实现太阳能电池的增大的输出功率。

图3示出方法的一个示例过程流程。如在图3的过程元素30处所指示,所述方法包括检测和确定至少一个不一致在其中形成有太阳能电池有源区的半导体衬底的表面处的位置。如本文中所使用的术语“不一致”意味着任何表面缺陷、非平面表面特征或其它表面不规则性,其可能在上面形成明线布线12时引起短路和/或与不存在不一致时布线的电阻相比而增大明线布线12的电阻。上文关于图2论述了此类不一致的示例。用于检测和定位不一致的技术和设备在所属领域中是熟知的且在下文更详细地论述。如在过程元素32处,基于不一致的位置确定沉积图案。如在过程元素34处,接着可采用选择性沉积技术以根据所确定的沉积图案将材料选择性地沉积于衬底上。

参考图4和图5,半导体衬底10可包括适合于太阳能电池装置制造的任何半导体材料。举例来说,半导体衬底可包含支撑衬底10a,所述支撑衬底10a包括单晶锗或单晶硅。例如GaAs和/或InGaP等一个或更多个III/V单晶材料外延生长于支撑衬底10a上。III/V材料可包含多个层,例如:包括例如InGaP的III/V单晶装置层10b,其中形成顶部太阳能电池;和包括例如GaAs的III/V单晶帽层10c,其可减小接触电阻和表面复合,如所属领域中所熟知。半导体衬底10可掺杂有一个或更多个n型或p型掺杂剂以形成太阳能电池的至少一个有源区,该至少一个有源区可包括如所属领域中所熟知的p-n结。示例性有源区64a和64b在图5中示出,但可采用任何合适类型或数目的有源区。

参考图4,针对不一致14、16扫描上面有待实施布线方案的半导体衬底10。可扫描半导体衬底10的全部或一部分。如果在扫描半导体衬底时发现不一致,则确定不一致在半导体衬底10上的位置。检测半导体衬底的表面处的不一致可使用任何合适的不一致检测系统来实行。不一致检测系统可供用于扫描和定位半导体衬底上的不一致。合适的检测系统的示例包含ICOS WI-2280序列、坎德拉CSxx(Candela CSxx)和CS9920序列、塞夫斯坎(Surfscan)序列,其中的全部由加利福尼亚州苗必达市的KLA科磊(KLA Tencor)公司制成。另一示例是由新泽西州佛兰德斯的鲁道夫技术有限公司(Rudolph Technologies Inc.)制成的AWXTM序列。

合适的检测系统可利用反射光、透射光、光致发光、电致发光或其组合来检测不一致。对于光致发光,从太阳能电池装置的顶部电池发出的光可潜在地用于检测不一致。举例来说,GaAs帽层可吸收用于激励InGaP装置层的光且将吸收激励材料的光致发光。GaAs帽可相对薄地制成,例如约5nm到约200nm,以实现光致发光检验。

在不一致检测期间还可采用差分干涉对比度显微法,也被称为Nomarski干涉对比度或Nomarski显微法,以增大对比度。差分干涉对比度显微法采用光学显微镜,其中偏光器被布置成对样本的高度改变具有增大的灵敏度,这增大不一致的对比度和可见性,如所属领域中所熟知。

参考图3的过程元素32,基于不一致的位置确定沉积图案可以可选地包括提供太阳能电池装置的初始布线方案。一般来说,初始布线方案可包括用于形成正制造的太阳能电池装置的布线的任何所需图案。作为一个示例,初始布线方案可包括用于将明线布线12沉积于太阳能电池装置8上的图案,如图1所示。出于本公开的目的,初始布线方案可以任何合适的方式提供,例如用于出于选择性地沉积材料以在太阳能电池装置8上形成明线布线12的所需图案的目的而引导打印设备的一组相容的软件指令。鉴于本公开,所属领域的技术人员将轻易地能够提供合适的初始布线方案。

使用如在过程元素30期间确定的不一致的已知位置,接着可确定在半导体衬底10上实施初始布线方案的一部分是否将产生上覆于不一致的导电线24,例如图1中的不一致16的情况。在确定实施初始布线方案的一部分将产生上覆于不一致的导电线24的情况下,接着可对初始布线方案作出修改,该修改避免不一致。如本文中所论述,避免不一致可减小短路风险和或避免明线布线的所不希望的电阻增大,由此潜在地实现由太阳能电池上的布线进行的改进的电流采集、太阳能电池的改进的装置产量和/或增大的输出功率。

图4示出一种示例沉积图案,其中用于图1的明线布线12的初始布线方案已被修改,从而使得导电线24避免不一致16。在此示例中,修改的布线方案包括导电线24,该导电线24避开不一致,从而使得导电线24邻近于不一致定位但不定位于该不一致上方。在定位导电线以避免不一致的上下文中的术语“邻近于”在本文中被定义为将使导电线避免不一致、同时不重叠邻近导电线的任何距离。举例来说,导电线可定位成使得在其与不一致最接近的点处,其与不一致相隔0.001微米到5微米距离、例如0.01微米到2微米定位。可对初始布线方案的可定位于不一致上的任何部分作出修改,该任何部分例如母线18、接触区20或网格线22,其中的全部在本文中可被称为导电线24。虽然可如上文所描述地确定沉积图案,但是可采用任何其它合适的技术以用于确定避免不一致的沉积图案。

在确定沉积图案之后,任何合适的选择性沉积技术可用于使用沉积图案作为引导而将材料沉积于半导体衬底上。如本文中所使用的术语“上”并不需要直接物理接触且因此在半导体衬底与形成于半导体衬底上的沉积图案之间允许介入层。此外,在本文中采用术语“上”来描述层之间的关系的任何时候都涵盖直接物理接触作为可能的选项。术语“直接在…上”被定义为意味着进行直接物理接触。

作为选择性沉积材料的一个示例,以所确定的沉积图案将导电布线自身选择性地沉积于半导体衬底10上。可替代地,掩模图案可选择性地沉积且用于以所需沉积图案形成导电线。

在选择性地沉积布线的情况下,可采用用于选择性地沉积导电线的任何合适的常规或稍后发展的方法。举例来说,可使用喷墨打印头来选择性地沉积导电墨以形成导电线,如所属领域中所熟知。已知用于选择性地沉积各种导电材料的另外其它技术,该各种导电材料包含可能是干燥的、在糊状物中的、悬浮于液体中或为液体的微米级或纳米级材料。

所得导电线可包括可选择性沉积的任何合适的导电材料,例如选自铝、金、银、铜和镍中的一个或更多个金属。此处术语“包括”的使用意味着包含适合于太阳能电池的明线布线的纯的或基本上纯的材料,例如所列出的金属或这些材料中的任一个的合金(例如,铝合金、金合金、银合金或铜合金),以及多层金属结构。适合于太阳能电池布线的这些金属的合金的示例在所属领域中是熟知的。这些金属和其合金实现明线布线的低电阻和/或与衬底的良好粘合,如所属领域中所熟知。用于导电线24的多层结构的一个示例可包括相对薄的粘合层,其包括很好地粘合到衬底的导电材料,例如镍或镍合金层。粘合层的厚度可例如是0.01微米到1微米。更厚的金属导电材料,例如铝、金、银、铜或这些材料中的任一个的合金,可沉积于粘合层上。更厚的金属层形成导电线24的体积且其厚度可例如是1微米到100微米。此类粘合层提供导电线24与半导体衬底10的改进的粘合。多层导电线24还可以可选地包含一个或更多个额外层,例如用以防止可能潜在地降低导电线的金属的混合的扩散阻挡层、在金属/半导体结处的用以提供导电线与半导体衬底之间的低电阻接触的接触层、以及在导电线的顶部上的用以通过限制氧化和/或控制粗糙度而促进与外部导体的连接的罩盖层。粘合层、扩散层、接触层和罩盖层在所属领域中被熟知为以供导电线使用。在一个特定示例中,导电线24可包含:在半导体衬底/导电线界面处的包括镍的第一层,其为相对薄的(例如,0.01微米到1微米,如0.1微米)且充当接触层、扩散阻挡层和粘合层;镍层上的导电层,其可包括例如相对厚的(例如,1微米到100微米,如6微米)铝、铜或银;和导电层上的罩盖层,该罩盖层包括与导电层相比可能是相对薄的(例如,0.01微米到1微米,如0.1微米)例如金。本公开中所描述的导电线中的任一个可包括此段落中所阐述的导电材料中的任一个,且可以可选地包含选自粘合层、扩散层、接触层和罩盖层的一个或更多个层。

参考图5A,选择性地沉积材料的另一示例包括将接着用于形成明线布线12的图案化掩模50以所需图案选择性地沉积于半导体衬底10上。可采用任何合适类型的选择性沉积的掩模作为图案化掩模50。用于选择性地沉积此类掩模的技术在所属领域中是熟知的。图案化掩模50可包括任何合适的聚合物材料,例如聚酰胺、聚酰亚胺或光刻胶。可使用例如喷墨打印等打印过程沉积图案化掩模50,其以一图案将该掩模材料选择性地沉积于半导体衬底10上。图5示出采用图案化掩模50的剥离过程的一个示例,该图案化掩模50覆盖一个或更多个不一致,例如不一致16,从而使得随后沉积的导电线24邻近于不一致沉积但不接触该不一致。接着将金属层52沉积于图案化掩模50上方和下方衬底的不受图案化掩模50保护的区域两者上。可在于半导体衬底10上形成金属层52之前形成可选粘合层(未示出),如上文详细描述。接着通过从半导体衬底移除图案化掩模50连同上面形成的金属层52的部分来形成导电线24。未沉积于图案化掩模50上的金属层52的部分以及如果沉积,可选粘合层作为图案化布线保留,其包含导电线24。

图5B说明类似于上文所描述的剥离过程的一种替代过程,例外之处在于金属层52不沉积于整个图案化掩模50上方,而是相反地仅选择性地沉积于半导体衬底10的不受图案化掩模50保护的部分上或周围。在此过程中,在图5A的剥离过程中可如上文所描述地选择性地沉积图案化掩模50,从而使得掩模覆盖一个或更多个不一致,例如不一致16。在形成图案化掩模50之后,可使用例如电镀过程等任何合适的选择性沉积技术或通过使用例如喷墨类型打印机选择性地打印金属墨来沉积金属层52。如上文所描述,还示出可选粘合层53,且可通过任何合适的选择性沉积技术来沉积可选粘合层53,该选择性沉积技术可与用于选择性地沉积金属层52的过程相同或不同。电镀过程潜在地能够仅在衬底的不受图案化掩模50保护的区域中形成金属层52和可选粘合层53。另一方面,金属墨打印过程可将金属层52和可选粘合层53沉积于衬底的不受图案化掩模50保护的区域中,且可选地沉积于图案化掩模50的包围不受保护的区域的部分上。接着可移除图案化掩模50连同上面可能已形成的任何金属层52和可选粘合层53。因此,图案化掩模可用于控制通过例如电解或金属墨沉积过程等选择性沉积过程沉积的金属网格的尺寸。在移除图案化掩模50之后,金属层52和可选粘合层53在半导体衬底10上的剩余部分形成导电线24。以此方式,导电线24可围绕半导体衬底10上的任何不一致布设。如上文所论述,避免不一致可减小短路风险和/或避免布线的所不希望的电阻增大,由此潜在地实现由太阳能电池上的布线进行的改进的电流采集、太阳能电池的改进的装置产量和/或增大的输出功率。

由图6A到图6C说明的过程是通过选择性地沉积掩模来图案化金属层52的方法的又一示例。作为过程的部分,将光刻胶层60毯式沉积于半导体衬底10上方,如图6A所示。接着将图案化辐射掩模62选择性地沉积于光刻胶层60上方。如下文所描述,图案化辐射掩模62可用于使光刻胶层60的部分选择性地暴露于辐射,且因此可代替光刻过程中的常规光掩模。然而,不同于常规光掩模,图案化辐射掩模62可针对制造的每一装置而变化。因此,可以独特沉积图案来选择性地沉积图案化辐射掩模62,该独特沉积图案产生避免不一致16的布线配置,如图6C所示。

在此方法和本文中所公开的用于沉积布线图案的其它方法中的任一个中,不一致仅在其超出由工程化建立的公差时成问题,如所属领域的普通技术人员之一将理解。因此,举例来说,本公开的过程可以可选地包含确定所检测的不一致是在公差内且因此不大可能引起布线问题,还是在公差外且因此是短路或增大的电阻的潜在地原因,如本文中所描述。如果确定不一致在公差内,则没有理由调整沉积图案以避免不一致且可形成与不一致接触的布线图案。另一方面,如果不一致在所建立的公差外,则可使用本文所描述的过程中的任一个来避免不一致。

在选择性地沉积图案化辐射掩模62之后,接着使光刻胶层60的不受图案化辐射掩模62保护的区域暴露于辐射,如由图6A中的箭头所说明,以形成潜伏光刻胶图案60a。接着使用化学处理来显影光刻胶层60,从而形成光刻胶图案60b,如图6B中所说明。可采用用于沉积和显影光刻胶掩模的任何合适的常规或稍后发展的技术。

接着可使用常规或稍后发展的蚀刻技术来蚀刻金属层52的不受光刻胶图案60b保护的部分以提供包括导电线24的布线配置。如本文中所描述,导电线24可被图案化成以便邻近于不一致16但不接触不一致16。在一个替代过程中,可采用选择性沉积的图案化辐射掩模62以图案化用于本文中关于图5A和图5B所描述的过程的图案化掩模50。在本文中关于图6A、图6B和图6C所描述的过程中,还可在于半导体衬底10上形成金属层52之前形成可选粘合层,如上文详细描述。

返回参考图6A,图案化辐射掩模62可包括可选择性地沉积且可有效地阻挡用于暴露光刻胶层60的辐射的任何材料。举例来说,图案化辐射掩模62可包括可阻挡用于暴露光刻胶层60的辐射的黑色墨或其它颜色的墨。

在另一示例中,如被称为过程元素32和34(图3)的确定沉积图案和选择性地沉积材料的过程元素可分别包括:确定有待形成于不一致16上的绝缘材料的沉积图案以及接着将绝缘层70选择性地沉积于不一致16上。这种示例在图7A、图7B和图8中说明。通过将绝缘层70沉积于不一致16上,可使该不一致适合于在上面形成布线,而不会实质上降低装置性能。可采用可选择性沉积的任何合适的绝缘材料。作为一个示例,绝缘层可包括选自电绝缘聚合物和氧化物陶瓷中的至少一种材料,该材料能够使不一致与明线布线电绝缘。此外,可以任何合适的方式沉积绝缘层70。举例来说,可采用例如用于喷墨技术的打印头72以选择性地沉积绝缘材料。可沉积绝缘层70以覆盖整个不一致,由此包封不一致16以防止与随后形成于上面的导电线物理接触。可替代地,仅不一致16的上面有待形成随后沉积的导电线的一部分可由绝缘层70覆盖。采用如此处所描述的绝缘层70是用于避免明线布线与不一致接触的另一方法,其可减小短路风险和/或避免布线的所不希望的电阻增大,由此潜在地实现由太阳能电池上的布线进行的改进的电流采集、改进的装置产量和/或太阳能电池的增大的输出功率。

在沉积绝缘层70以包封不一致之后,可以可选地实行上文所描述的用于形成导电线24的过程中的任一个。导电线24可例如在上文关于图5A或图5B所描述的过程中围绕不一致布设,其可进一步减小与在不存在不一致时的电阻相比由不一致所致的任何非平面表面形态将增大明线布线的电阻的风险。

可替代地,可在形成图案化光刻胶掩模51(图7A所示)作为用于形成导电线24的剥离过程的部分之前或之后沉积绝缘层70。可使用常规光掩模以所需图案形成图案化光刻胶掩模51以暴露光刻胶层,从而使得不一致16不被图案化光刻胶掩模51覆盖,如图7A所示。接着毯式沉积金属层52,如上文在图5A中所描述,之后移除光刻胶和金属层52形成于上面的部分以形成导电线24,如图7B所示。在此剥离过程中,即使金属层形成于不一致上方,绝缘层70也可减小或防止否则可能由直接在不一致16上形成导电线24所致的对装置的不希望的影响。在结合图7A、图7B和图8所描述的过程中,可形成可选粘合层作为形成导电线24的部分,如上文详细描述。

可使用用于检测不一致的设备和用于选择性沉积材料的单独设备来实行本文中所描述的过程。这种过程可包含扫描半导体衬底以定位不一致。接着在完成半导体衬底的整个扫描过程之后,采用单独设备来基于不一致的位置而选择性地沉积材料。

可替代地,单个设备可用于检测不一致和选择性沉积两者。这种设备的一个示例在图9中说明,图9示出用于选择性沉积的集成于与用于检测不一致的检验装置92相同的扫描头90上的打印头72。使用相同设备用于检测不一致和将材料选择性地沉积于半导体衬底10上可存在优点。举例来说,图9所示的集成布置可潜在地改进打印头72沉积材料的精确度和/或准确度以便避免或包封不一致,该不一致可潜在地具有约微米或甚至纳米的大小。

此公开还涉及太阳能电池装置,其示例在图4和图6C中所说明。太阳能电池装置包括其中形成有太阳能电池有源区的半导体衬底10的表面处的至少一个不一致。不一致16可以是任何类型的不一致,包含本文中所描述的不一致中的任一个。导电线24被配置成避免不一致。如本文中所定义的词组“被配置成避免不一致”或“被配置成避免至少一个不一致”意味着导电线24的路径偏离导电线的线性路径或偏离金属化物的整体规则图案以便避免不一致,否则将会使导电线变得接触不一致。如图1的常规示例所示,太阳能电池装置8的明线布线12大体上以规则图案形成,该规则图案可包含例如规则地隔开的网格线22,但还可采用具有线性或非线性网格线的其它规则图案。参考图4,在本公开的装置的一个示例中,导电线(例如,网格线或母线)包括基本上线性的主要部分24a(例如,其具有延伸其长度50%或多于50%的线性纵向轴线)。导电线24进一步包括微小部分24b,其中如果导电线将保持基本上线性(例如,继续遵循主要纵向轴线)时将会使导电线24的微小部分24b与不一致16相交。微小部分24b偏离主要部分24a的基本上线性路径(例如,导电线偏离,从而使得其不再沿主要部分24a的纵向轴线定位)以便避免不一致16。这允许导电线的微小部分邻近于不一致定位但不定位于该不一致上方,如例如图4所示。导电线24可包括适合于太阳能电池布线的任何金属或导电材料,包含金属或本文中所描述的其它导电材料中的任一个。导电线24可包括可选粘合层,同样如本文中所描述。

此公开还涉及如例如图8所示的太阳能电池装置。太阳能电池装置包括其中形成有太阳能电池有源区的半导体衬底10的表面处的不一致14、16a和16b中的至少一个。图案化绝缘层70a、70b定位于一个或更多个不一致16a和16b上方。在一示例中,绝缘层仅形成于不一致上方且可选地不一致周围的离散区域中。绝缘层70可以是太阳能电池装置的永久部分。在其中不一致16b是半导体衬底10中的孔的一个示例中,图案化绝缘层70b至少部分地填充孔。在其中不一致16a是粒子的另一示例中,图案化绝缘层70a包封粒子。在另一示例中,绝缘层70可仅在衬底的上方将形成导电线24且具有不一致的区域上形成或基本上仅在该区域上形成,例如在不一致与母线、接触区或网格线之间。如此处所使用的术语“基本上仅在...上”被定义为意味着绝缘层以不超过金属化的宽度尺寸Wm的50%的量在绝缘层所定位的点处从金属化物延伸出侧向距离Do(图7B)。图8中所说明的导电线24可包括适合于太阳能电池布线的任何金属或导电材料,包含本文中所描述的金属或其它导电材料中的任一个。导电线24可包括可选粘合层,同样如本文中所描述。

此外,本公开包括根据以下实施例的示例:

实施例1.一种处理太阳能电池装置的方法,所述方法包括:

检测其中形成有太阳能电池有源区的半导体衬底的表面处的至少一个不一致;基于所述至少一个不一致的位置确定沉积图案;和根据所述沉积图案将材料选择性地沉积于所述衬底上。

实施例2.根据实施例1所述的方法,其中基于所述至少一个不一致的所述位置确定沉积图案包括:提供所述太阳能电池装置的初始布线方案;确定实施所述初始布线方案的第一部分将产生上覆于所述不一致的导电线;和确定避免所述至少一个不一致的修改的布线方案。

实施例3.根据实施例1所述的方法,其中选择性地沉积所述材料包括选择性地沉积被配置成避免所述至少一个不一致的导电线,所述导电线在所述太阳能电池装置上形成明线布线的一部分。

实施例4.根据实施例3所述的方法,其中所述导电线包括选自铝、金、银、铜和镍的一个或更多个金属。

实施例5.根据实施例1所述的方法,其中选择性地沉积所述材料包括选择性地沉积图案化掩模。

实施例6.根据实施例5所述的方法,进一步包括将导电线沉积于所述衬底的不受所述图案化掩模保护的区域上,所述导电线通过电镀被选择性地沉积。

实施例7.根据实施例5所述的方法,进一步包括将导电线沉积于所述衬底的不受所述图案化掩模保护的区域上,所述导电线通过金属墨沉积过程被选择性地沉积,其中所述图案化掩模控制所述导电线的尺寸。

实施例8.根据实施例5所述的方法,其中所述图案化掩模覆盖所述至少一个不一致。

实施例9.根据实施例8所述的方法,进一步包括将金属层沉积于所述图案化掩模上方以及接着从所述半导体衬底移除所述图案化掩模以图案化所述金属层。

实施例10.根据实施例1所述的方法,进一步包括将光刻胶层沉积于所述半导体衬底上方,其中选择性地沉积所述材料包括将图案化辐射掩模选择性地沉积于所述光刻胶层上方。

实施例11.根据实施例10所述的方法,进一步包括使所述光刻胶层和所述图案化辐射掩模暴露于辐射以及显影所述光刻胶层以形成光刻胶图案。

实施例12.根据实施例1所述的方法,其中选择性地沉积所述材料包括将绝缘层选择性地沉积于所述至少一个不一致上方。

实施例13.根据实施例12所述的方法,其中所述绝缘层包括选自电绝缘聚合物和氧化物陶瓷中的至少一种材料。

实施例14.根据实施例1所述的方法,其中使用单个设备实行检测所述至少一个不一致和将所述材料选择性地沉积于所述衬底上两者。

实施例15.一种太阳能电池装置,包括:在其中形成有太阳能电池有源区的半导体衬底的表面处的至少一个不一致;和被配置成避免所述至少一个不一致的导电线。

实施例16.根据实施例15所述的太阳能电池装置,其中所述导电线包括基本上线性的主要部分和偏离基本上线性以便避免所述至少一个不一致的微小部分。

实施例17.一种太阳能电池装置,包括:在其中形成有太阳能电池有源区的半导体衬底的表面处的至少一个不一致;在所述半导体衬底的所述表面上的用于收集由所述太阳能电池装置产生的电流的明线布线,所述明线布线包括定位于所述至少一个不一致中的一个或更多个上方的导电线;和使所述导电线与所述一个或更多个不一致分离的图案化绝缘层。

实施例18.根据实施例17所述的太阳能电池装置,其中所述绝缘层仅在所述一个或更多个不一致上方的且可选地所述一个或更多个不一致周围的离散区域中形成。

实施例19.根据实施例17所述的太阳能电池装置,其中所述一个或更多个不一致包括所述半导体衬底中的孔,并且所述图案化绝缘层至少部分地填充所述孔。

实施例20.根据实施例17所述的太阳能电池装置,其中所述一个或更多个不一致包括粒子。

尽管阐述本公开的广泛范围的数值范围和参数是近似值,但特定示例中所阐述的数值是尽可能精确报告的。然而,任何数值固有地含有某些由其各别测试测量值中所发现的标准差必然造成的误差。此外,本文中所公开的所有范围应理解为涵盖其中所包含的任何和所有子范围。

虽然已关于一个或更多个实施方案说明本教导内容,但是可在不脱离所附权利要求书的精神和范围的情况下对所说明的示例作出更改和/或修改。另外,虽然可能已关于若干实施方案中的仅一个公开本教导内容的特定特征,但是可如可对于任何给定或特定功能需要和有利地将此类特征与其它实施方案的一个或更多个其它特征组合。此外,就详细描述和权利要求书中使用术语“包含(including/includes)”、“具有(having/has)”、“带有”或其变化形式的程度而言,此类术语意在以类似于术语“包括(comprising)”的方式是包含性的。此外,在本文中的论述和权利要求书中,术语“约”指示可稍微变更所列出的值,只要更改不会导致过程或结构对于本文中所描述的既定目的不符合即可。最后,“示例性”指示描述用作示例而非暗示其是理想的。

应了解,可将上文所公开和其它的特征和功能的变型或其替代方案组合成许多其它不同系统或应用。其中各种目前未预见到或未预期的替代方案、修改、变化或改进可随后由所属领域中的技术人员来作出,且其也意在由随附权利要求书涵盖。

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