用于增强太阳能电池金属化的无电镀电导率的方法
【专利说明】用于増强太阳能电池金属化的无电镀电导率的方法
[0001]相关专利申请的交叉引用
[0002]本申请要求2012年12月10日提交的美国临时申请N0.61/956，175和2013年3月15日提交的美国临时申请N0.61/794，499的权益，所述临时申请的全部内容据此以引用方式并入本文。
技术领域
[0003]本文所述主题的实施例总体上涉及太阳能电池。更具体地讲，本主题的实施例涉及太阳能电池结构和制造过程。
【背景技术】
[0004]太阳能电池是众所周知的用于将太阳辐射转换成电能的装置。其可使用半导体加工技术制造在半导体晶片上。太阳能电池包含P型和N型扩散区。冲击在太阳能电池上的太阳辐射产生迀移到扩散区的电子和空穴，从而在这些扩散区之间形成电压差。在背面接触式太阳能电池中，扩散区以及耦合到其的金属接触指均位于太阳能电池的背面上。这些接触指允许外部电路耦合到太阳能电池并且由该太阳能电池供电。
[0005]用于改善触点形成并且在制造期间将金属镀覆到太阳能电池的技术十分有益，因为这些技术是标准太阳能电池制造过程的固有部分。此类改进技术可减少制造操作并且提高整体输出产率，从而因较少处理而缩短太阳能电池整体制造时间并提高可用产品产率。
【附图说明】
[0006]结合以下附图考虑时，可通过参考【具体实施方式】和权利要求得到对本主题的更完整理解，其中在所有这些附图中，相似参照编号指代类似元件。
[0007]图1-图6是根据标准太阳能电池制造过程的太阳能电池的剖面示图；
[0008]图7-图10是沿单个金属接触指和多个金属接触指的电导率的模型的图示；
[0009]图11-图18是根据用于形成太阳能电池的接触区的方法制造的太阳能电池的剖面示图；
[0010]图19-图23是根据用于形成太阳能电池的接触区的另一种方法制造的太阳能电池的剖面示图；
[0011]图24和图25是根据用于形成太阳能电池的接触区的又一种方法制造的太阳能电池的剖面示图；
[0012]图26和图27是根据用于形成太阳能电池的接触区的方法制造的太阳能电池的剖面示图；
[0013]图28和图29是根据用于形成太阳能电池的接触区的另一种方法制造的太阳能电池的剖面示图；
[0014]图30-图37是根据用于形成太阳能电池的接触区的方法，用于形成太阳能电池的接触区的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0015]以下详细描述本质上仅为示例性，并且并非意图限制本主题的实施例或这些实施例的应用和使用。如本文所用，词语“示例性”意思是“充当例子、示例或图解”。本文中描述为示例性的任一实施未必被理解为比其他实施优选或有利。此外，并非意图受到前述技术领域、【背景技术】、
【发明内容】
或以下【具体实施方式】中提出的任一所表达或所暗示理论的约束。
[0016]另外，阐述众多具体细节(例如具体过程流程操作)以便提供对本方法及其实施例的透彻理解。所属领域的技术人员将显而易见，可在没有这些具体细节的情况下实践本方法及其实施例。在其他情况中，对于一些熟知的制造技术(例如平版印刷、蚀刻和镀覆技术)未作详细描述，以免不必要地使所述方法及其实施例变得难以理解。此外，应当理解，图中所示的各种实施例为示例性表示并且未必按比例绘制。
[0017]本发明公开了一种用于形成太阳能电池的接触区的方法。该方法包括提供太阳能电池，该太阳能电池具有被构造为在正常操作期间面向太阳的正面以及与该正面相反的背面。该方法还包括:在太阳能电池的基板之上沉积由第一金属组成的浆料；固化该浆料以形成第一金属层；在第一金属层上以无电镀方式镀覆第二金属层；以及在第二金属层上以电解方式镀覆第三金属层，其中第二金属层将第一金属层电耦合到第三金属层。在一个实施例中，在基板之上沉积浆料的步骤包括在该基板之上的多晶硅区上沉积浆料。在另一个实施例中，沉积浆料的步骤包括沉积铝浆料。在又一个实施例中，沉积铝浆料的步骤包括沉积厚度为至少0.5微米的铝浆料。在另一个实施例中，第二金属层包含适于抑制金属从第三金属层扩散到基板中的阻挡金属。在另一个实施例中，以无电镀方式镀覆第二金属层的步骤包括以无电镀方式镀覆金属，所述金属诸如但不限于镍、金、银、铑、铬、锌、锡或镉。在又一个实施例中，以无电镀方式镀覆第二金属层的步骤包括以无电镀方式镀覆厚度为至少0.1微米的金属层。在另一个实施例中，以电解方式镀覆第三金属层的步骤包括以电解方式镀覆金属，所述金属诸如但不限于铜、锡、铝、银、金、铬、铁、镍、锌、钌、钯或铂。
[0018]本发明公开了另一种用于形成太阳能电池的接触区的方法。该方法包括提供太阳能电池，该太阳能电池具有被构造为在正常操作期间面向太阳的正面以及与该正面相反的背面。该方法还包括:在太阳能电池的基板之上沉积由第一金属组成的浆料；固化该浆料以形成第一金属层；在第一金属层上以无电镀方式镀覆第二金属层；以及在第二金属层上以电解方式镀覆第三金属层，其中第二金属层将第一金属层电耦合到第三金属层。在一个实施例中，该方法还包括在第三金属层上以电解方式镀覆第四金属层。在另一个实施例中，以电解方式镀覆第四金属层的步骤包括以电解方式镀覆金属，所述金属诸如但不限于铜、锡、招、银、金、络、铁、镍、锌、1了、钯或铀。
[0019]本发明公开了另一种用于形成太阳能电池的接触区的方法。该方法包括提供太阳能电池，该太阳能电池具有被构造为在正常操作期间面向太阳的正面以及与该正面相反的背面。该方法还包括:在太阳能电池的基板之上以交叉图案沉积铝浆料；固化该铝浆料以形成铝层；在铝层上以无电镀方式镀覆厚度为至少0.1微米的第二金属层；在第二金属层上以电解方式镀覆第三金属层，其中第二金属层将铝层电耦合到第三金属层；以及在第三金属层上以电解方式镀覆第四金属层。在一个实施例中，沉积铝浆料的步骤包括沉积厚度为至少0.5微米的铝浆料。在另一个实施例中，第二金属层包含适于抑制金属从第三金属层扩散到基板中的阻挡金属。在又一个实施例中，在基板之上沉积铝浆料的步骤包括在基板之上的多晶硅区上沉积铝浆料。在另一个实施例中，沉积铝浆料的步骤包括使用如下方法进行沉积，所述方法诸如但不限于丝网印刷、旋转涂布或喷墨印刷。在一个实施例中，以电解方式镀覆第三金属层和第四金属层的步骤包括以电解方式镀覆金属，所述金属诸如但不限于铜、锡、招、银、金、络、铁、镍、锌、舒、钯或铀。
[0020]本发明公开了一种用于形成太阳能电池的接触区的方法。该方法包括提供太阳能电池，该太阳能电池具有被构造为在正常操作期间面向太阳的正面以及与该正面相反的背面。该方法还包括:在太阳能电池的基板之上以交叉图案沉积厚度为至少0.5微米的铝浆料；热固化该铝浆料以形成铝层；以及在第一金属层上以无电镀方式镀覆包含厚度为至少0.1微米的阻挡金属的第二金属层，其中该阻挡金属适于抑制金属扩散到基板中。该方法还包括:在第二金属层上以电解方式镀覆第三金属层，其中第二金属层将铝层电耦合到第三金属层；以及在第三金属层上以电解方式镀覆第四金属层。在一个实施例中，在基板之上沉积铝浆料的步骤包括在基板之上的多晶硅区上沉积铝浆料。在另一个实施例中，在太阳能电池上沉积铝浆料的步骤包括使用如下方法在太阳能电池上沉积铝浆料，所述方法诸如但不限于丝网印刷、旋转涂布或喷墨印刷。在又一个实施例中，提供太阳能电池的步骤包括提供如下太阳能电池，所述太阳能电池诸如但不限于背面接触式太阳能电池、正面接触式太阳能电池、单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池、薄膜硅太阳能电池、铜铟镓砸(CIGS)太阳能电池和碲化镉太阳能电池。
[0021]图1-6示出用于形成太阳能电池100的接触区的标准过程中的操作。参见图1，该标准过程可包括提供太阳能电池100，太阳能电池100具有被构造为在正常操作期间面向太阳的正面104以及与正面104相反的背面102。该太阳能电池可还包括基板或硅基板110、第一掺杂区112和第二掺杂区114，以及位于两个掺杂区112，114上的接触区126，其中接触区126可使用标准蚀刻技术形成。所提供的太阳能电池100还可具有沉积在正面104上的纹理化区124上的抗反射层(ARC) 120。所提供的太阳能电池100还可具有沉积在背面102上的背面抗反射层(BARC) 122。在图2中，该标准过程还可