太阳能电池和太阳能电池模块的制作方法_4

文档序号:8363239阅读:来源:国知局
连接而形成单个一体型部件的太阳能电池可以通过将绝缘构件200的、其上沿第一方向X采用板电极形式形成的第一辅助电极P141和第二辅助电极P142的正面(如图14的(c)和(d)中所示)附接至半导体基板110的、其上沿第二方向y形成第一电极C141和第二电极C142的背面(如图14的(a)和(b)中所示)来形成。
[0196]如图14的(C)和⑷中所示,第一辅助电极P141和第二辅助电极P142可以被定位成沿着绝缘构件200的中部,沿与第一方向X平行的方向按距离GP2彼此分开。
[0197]更具体地,如图15所示,在其中在第一电极C141和第二电极C142交叠沿第一方向X延伸的第一辅助电极P141的部分中,将第一导电粘合剂CAl涂敷至第一电极C141并且将绝缘层IL涂敷至第二电极C142,并且在第一电极C141和第二电极C142交叠沿第一方向X延伸的第二辅助电极P142的部分中,将第一导电粘合剂CAl涂敷至第二电极C142并且将绝缘层IL涂敷至第一电极C141的状态下,可以将绝缘构件200附接至半导体基板110。
[0198]图15示出了该构造的平面,其中绝缘构件200附接至半导体基板110。
[0199]如图16A中所示,在第二辅助电极P142与第二电极C142之间的交叠部分中,第二电极C142可以经由第一导电粘合剂CAl电连接至第二辅助电极P142。而且,第二辅助电极P142可以经由绝缘层IL与第一电极C141绝缘。
[0200]如图16B中所不,在第一辅助电极P141与第一电极C141之间的交叠部分中,第一电极C141可以经由第一导电粘合剂CAl电连接至第一辅助电极P141。而且,第一辅助电极P141可以经由绝缘层IL与第二电极C142绝缘。
[0201]如图11至图16B所示,如果第一辅助电极P141和第二辅助电极P142中的每个被形成为板电极,则因为不需要精确对准处理,所以可以非常容易地执行对准处理。因此,可以进一步缩减太阳能电池的制造时间。
[0202]下面,对用于利用第一导电粘合剂CAl连接半导体基板110与绝缘构件200的方法进行描述。在下面的描述中,将通过连接一个半导体基板110与一个绝缘构件200而形成的单个一体型部件的第一实施方式用作示例。
[0203]图17至图19例示了用于连接图1所示太阳能电池模块中的半导体基板和绝缘构件以形成单个一体型部件的方法的第一实施方式。
[0204]在图17中,(a)示出了将第一导电粘合剂CAl涂敷至半导体基板110的第一电极C141与第二电极C142,并且(b)是沿图17的(a)的线17(b)_17(b)截取的截面图。
[0205]下面,对用于制造根据本发明该实施方式的、通过连接一个半导体基板110和一个绝缘构件200而形成为单个一体型部件的太阳能电池的方法进行描述。
[0206]如图17的(a)和(b)中所示,用于形成绝缘层IL的绝缘材料IL’可以涂敷在被定位成沿第一方向X彼此分开的第一电极C141与第二电极C142之间,并且可以将用于形成第一导电粘合剂CAl的多个第一导电连接材料CA1’构造成沿第一方向X在第一电极C141和第二电极C142的背面上彼此分开。然而,与此相反,第一导电连接材料CA1’未彼此分开并且可以连续涂敷至第一电极C141和第二电极C142的背面。
[0207]第一导电连接材料CA1’可以具有球形形状或者大头钉形状,并且可以包含Sn、Cu、Ag以及Bi中的至少一种。例如,第一导电连接材料CA1’可以由焊料球形成。
[0208]第一导电连接材料CA1’的直径RCA1’可以小于第一电极C141的宽度WC141或者第二电极C142的宽度WC142。例如,第一导电连接材料CA1’的直径RCAI’可以是第一电极C141的宽度WC141或者第二电极C142的宽度WC142的大约5%至95%。更具体地,第一导电连接材料CA1’的直径RCA1’可以大约为5μπι至ΙΟΟμπι。
[0209]第一导电连接材料CA1’的熔点可以低于绝缘构件200的熔点。例如,当第一导电连接材料CA1’的熔点可以大约为130°C至250°C时,绝缘构件200的熔点可以高于第一导电连接材料CA1’的熔点并且可以等于或高于大约300°C。
[0210]而且,涂敷在第一电极C141与第二电极C142之间的绝缘材料IL’可以是环氧树月旨。绝缘材料IL’的熔点可以等于或低于第一导电连接材料CA1’的熔点。
[0211]如图18所示,可以执行对准处理,以在半导体基板110的、其上形成有绝缘材料IL’和第一导电连接材料CA1’的背面上交叠第一电极C141和第一辅助电极P141并且交叠第二电极C142和第二辅助电极P142。接着,可以执行焊接处理,以将绝缘构件200的正面附接至半导体基板110的背面。
[0212]当在焊接处理中针对绝缘构件200执行大约130°C至250°C的热处理时,可以同时执行用于向绝缘构件200施加适当压力的加压处理。
[0213]该热处理可以通过向第一导电连接材料CA1’连续施加高温空气来执行或者可以在其中将半导体基板定位在施加上述温度的板上的状态下执行。
[0214]因此,如图19所示,当第一导电连接材料CA1’通过焊接处理较宽地分布在第一电极C141与第一辅助电极P141之间时,可以形成连接第一电极C141和第一辅助电极P141的第一导电粘合剂CAl。而且,第二电极C142与第二辅助电极P142可以按相同方式彼此连接。
[0215]绝缘材料IL’可以通过焊接处理填充在第一电极C141与第二电极C142之间的空间中,和第一辅助电极P141与第二辅助电极P142之间的空间中,以形成绝缘层IL。
[0216]上述方法可以最小化在将第一辅助电极P141与第二辅助电极P142形成在半导体基板110的背面上时该半导体基板110的热膨胀应力,并且可以增加半导体基板110的电极的厚度,以最小化电极的电阻。因此,可以进一步提高短路电流。
[0217]图20至图22例示了用于连接图1所示太阳能电池模块中的半导体基板和绝缘构件以形成单个一体型部件的方法的第二实施方式。
[0218]不同于上述方法,如图20所示,可以将导电粘合层PCA1+BIL用于形成第一导电粘合剂CA I。
[0219]更具体地,该导电粘合层PCA1+BIL可以通过在绝缘材料基部BIL中分布多个导电金属颗粒PCAl来获取。导电金属颗粒PCAl的尺寸(例如,直径RPCA1)可以小于第一电极C141与第二电极C142之间的距离和/或第一辅助电极P141与第二辅助电极P142之间的距离。例如,导电金属颗粒PCAl的直径RPCAl可以大约为第一电极C141与第二电极C142之间的距离DCE和/或第一辅助电极P141与第二辅助电极P142之间的距离的大约5%至50%。然而,本发明该实施方式不限于此。
[0220]如图20所示,该导电粘合层PCA1+BIL可以涂敷在形成在半导体基板110的背面上的第一电极C141和第二电极C142上。
[0221]接下来,如图21所示,可以执行对准处理,以使形成在绝缘构件200的正面上的第一辅助电极P141和第二辅助电极P142分别交叠第一电极C141和第二电极C142。接着,绝缘构件200可以通过适当压力和热附接至半导体基板110的背面。在这种情况下,加热的温度可以大约为130°C至250°C或者可以小于大约130°C。
[0222]因此,如图22所示,导电金属颗粒PCAl可以在第一电极C141与第一辅助电极P141之间的交叠部分和第二电极C142与第二辅助电极P142之间的交叠部分中彼此粘合,由此,形成第一导电粘合剂CA1。导电金属颗粒PCAl可以在非交叠部分中的绝缘材料基部BIL中彼此分开,由此,形成绝缘层IL。
[0223]至此,对每个半导体基板110与每个绝缘构件200之间的不同连接结构和用于连接每个半导体基板110与每个绝缘构件200的不同方法进行了描述。下面,对所述多个太阳能电池经由互连件IC的连接结构和连接方法进行描述。
[0224]图23A至图24示出了图1所示太阳能电池模块中的经由互连件的太阳能电池的连接结构的示例,其中每个都形成为单个一体型部件。
[0225]更具体地,图23A例示了电池串结构的第一实施方式,其中,形成为单个一体型部件的太阳能电池经由互连件连接,并且图23B例示了电池串结构的第二实施方式。图24示出了当从正面和背面查看时,经由互连件形成为单个一体型部件的太阳能电池的连接,其中,(a)对应于正面,并且(b)对应于背面。
[0226]根据本发明该实施方式的、应用至太阳能电池模块的第一太阳能电池Cell-a和第二太阳能电池Cell-b可以使用上述太阳能电池中的任一种。
[0227]因此,图23A和24所示第一太阳能电池Cell-a和第二太阳能电池Cell-b中的每个可以包括:半导体基板110、防反射层130、发射极区域121、背面场区域172、第一电极C141、第二电极C142、第一辅助电极P141、第二辅助电极P142、第一辅助电极焊盘PP141、第二辅助电极焊盘PP142以及绝缘构件200。
[0228]而且,第一辅助电极焊盘PP141和第二辅助电极焊盘PP142中的每个可以包括交叠半导体基板Il0的第一区和不交叠半导体基板110的第二区。
[0229]而且,若需要或希望的话,上述所有太阳能电池的所有结构都可应用。可以简单说明进一步的描述或者可以全部省略。
[0230]如上所述,根据本发明该实施方式的、应用至太阳能电池模块的第一太阳能电池Cell-a和第二太阳能电池Cell-b中的每个可以被形成为通过连接一个半导体基板110和一个绝缘构件200而形成的单个一体型部件。
[0231]因此,与其中将几个半导体基板110附接至一个绝缘构件200的太阳能电池的结构相比,即使一个太阳能电池在太阳能电池模块的制造处理中破裂或损坏,本发明该实施方式也可以仅更换该破裂或损坏太阳能电池。结果,可以进一步改进太阳能电池模块的加工产量。
[0232]而且,该太阳能电池模块可以容易形成,并且不限于前玻璃基板FG的尺寸。
[0233]第一太阳能电池Cell-a的绝缘构件200可以不交叠第二太阳能电池Cell_b的半导体基板110,并且第二太阳能电池Cell-b的绝缘构件200可以不交叠第一太阳能电池Cell-a的半导体基板110。
[0234]因此,包括在第一太阳能电池Cell-a中的第一辅助电极焊盘PP141与包括在第二太阳能电池Cell-b中的第二辅助电极焊盘PP142可以彼此分开。
[0235]如图23A中所示,第一太阳能电池Cell-a和第二太阳能电池Cell-b可以经由互连件IC彼此连接,以形成电池串。
[0236]S卩,互连件IC可以电连接第一太阳能电池Cell-a的第二辅助电极焊盘PP142与第二太阳能电池Cell-b的第一辅助电极焊盘PP141或者可以电连接第一太阳能电池Cell-a的第一辅助电极焊盘PP141与第二太阳能电池Cell-b的第二辅助电极焊盘PP142。
[0237]更具体地,第一太阳能电池Cell-a和第二太阳能电池Cell-b中的每个的绝缘构件200可以交叠互连件1C。第一互连件IC的一个端部可以交叠并且可以连接至形成在第一太阳能电池Cell-a的绝缘构件200的一个端部处的第一辅助电极焊盘PP141的区域当中的、该第一辅助电极焊盘PP141的露出至第一太阳能电池Ce 11 -a的半导体基板110的外部的第二区PP142-S2。而且,互连件IC的另一端部可以交叠并且可以连接至形成在第二太阳能电池Cell-b的绝缘构件200的一个端部处的第二辅助电极焊盘PP142的区域当中的、该第二辅助电极焊盘PP142的露出至第二太阳能电池Cell-b的半导体基板110的外部的第二区 PP141-S2。
[0238]在这种情况下,如图23A中所示,互连件IC和第一辅助电极焊盘PP141或者互连件IC和第二辅助电极焊盘PP142可以经由第二导电粘合剂CA2彼此电连接。互连件IC可以包含导电金属。例如,互连件IC可以包含Cu、Au、Ag以及Al中的至少一种。而且,第二导电粘合剂CA2可以由和第一导电粘合剂CAl相同的材料形成。
[0239]另选的是,如图23B中所示,互连件IC可以经由热和压力物理上接触并且可以电连接至第一辅助电极焊盘PP141或第二辅助电极焊盘PP142,并且不需要彼此分开的第二导电粘合剂CA2。
[0240]如图23A和图23B所示,互连件IC可以与第一太阳能电池Cell_a的半导体基板110或者第二太阳能电池Cell-b的半导体基板110彼此分开。然而,该构造不是绝对需要的。例如,互连件IC和半导体基板110可以彼此比彼此分开。
[0241]当互连件IC与半导体基板110彼此分开时,可以最小化半导体基板110的热膨胀应力。而且,太阳能电池模块的光学增益还可以经由互连件IC增加。下面,作为示例,利用其中互连件IC与半导体基板110彼此分开的结构,对本发明该实施方式进行描述。
[0242]如图23A至图24所示,当互连件IC与半导体基板110在根据本发明该实施方式的太阳能电池模块中彼此分开时,内部线路IC和第一太阳能电池Cell-a的半导体基板110可以按第一距离GSII彼此分开,并且内部线路IC和第二太阳能电池CelΙ-a的半导体基板110可以按第二距离GSI2彼此分开。
[0243]互连件IC可以交叠第一太阳能电池Cell-a的绝缘构件200和第二太阳能电池Cell-b的绝缘构件200。
[0244]因此,如图24的(a)中所示,当从正面查看第一太阳能电池Cell_a与第二太阳能电池cell-b时,互连件IC可以附接至第一太阳能电池Cell-a的绝缘构件200的正面和第二太阳能电池Cell-b的绝缘构件200的正面。而且,如图24的(b)中所示,当从背面查看第一太阳能电池Cell-a与第二太阳能电池cell-b时,互连件IC的两个端部可以部分地交叠第一太阳能电池Cell-a的绝缘构件200和第二太阳能电池Cell-b的绝缘构件200,并且可以部分地覆盖有它们。
[0245]如上所述,互连件IC不直接连接至第一太阳能电池Cell-a的半导体基板110和第二太阳能电池Cell-b的半导体基板110,并且是在与半导体基板110彼此分开的同时穿过绝缘构件200连接至第一太阳能电池Cell-a和第二太阳能电池Cell-b。因此,当将互连件IC连接至第一太阳能电池Cell-a和第二太阳能电池Cell_b时,不需要将热直接施加至半导体基板110。因此,可以最小化半导体基板110的热膨胀应力。
[0246]而且,因为第一太阳能电池Cell-a与第二太阳能电池cell_b之间的距离可以自由设置,所以可以免去针对根据本发明该实施方式的太阳能电池模块的尺寸限制。
[0247]而且,根据本发明该实施方式的太阳能电池模块可以反射穿过前玻璃基板FG在第一太阳能电池Cell-a的半导体基板110与第二太阳能电池Cell-b的半导体基板110之间入射的光,并且可以允许所反射光再次投射在第一太阳能电池Cell-a的半导体基板110与第二太阳能电池Cell-b的半导体基板110上,由此进一步增加光学增益。因此,可以进一步增加太阳能电池的效率。
[0248]互连件IC与第一太阳能电池Cell-a的半导体基板110之间的第一距离GSIl可以等于或不同于互连件IC与第二太阳能电池Cell-b的半导体基板110之间的第二距离GSI2。该第一距离GSIl和第二距离GSI2可以根据露出至半导体基板110的外部的第一辅助电极焊盘PP141的第二区PP141-S2的宽度或者露出至半导体基板110的外部的第二辅助电极焊盘PP142的第二区PP142-S2的宽度而自由设置。
[0249]图23A至图24示出了互连件IC连接至第一辅助电极焊盘PP141的正面和第二辅助电极焊盘PP142的正面,作为示例。然而,互连件IC可以连接至第一辅助电极焊盘PP141的背面和第二辅助电极焊盘PP142的背面。
[0250]图25示出了图1所示太阳能电池模块中的经由互连件的太阳能电池的连接结构的另示例,其中每个都形成为单个一体型部件;
[0251]如图25所示,互连件IC可以连接至第一辅助电极焊盘PP141的背面和第二辅助电极焊盘PP142的背面。
[0252]而且,应用至图1所示太阳能电池模块的太阳能电池可以使用该太阳能电池,其中,沿第一方向X,第一辅助电极焊盘PP141和第二辅助电极焊盘PP142中的每个的端部比绝缘构件200的端部进一步突出。
[0253]如上所述,当第一辅助电极焊盘PP141和第二辅助电极焊盘PP142中的每个的所述端部比绝缘构件200的所述端部进一步突出时,第一辅助电极焊盘PP141的背面和第二辅助电极焊盘PP142的背面可以露出至外部。因此,互连件IC可以连接至第一辅助电极焊盘PP141的背面和第二辅助电极焊盘PP142的背面。
[0254]在这种情况下,当互连件IC连接至第一辅助电极焊盘PP141的背面和第二辅助电极焊盘PP142的背面时,即使第二导电粘合剂CA2过宽地蔓延,也不因第二导电粘合剂CA2而产生第一辅助电极焊盘PP141与第二辅助电极P142之间的短路以及第二辅助电极焊盘与第一辅助电极P141之间的短路。因此,可
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