用于改进薄膜太阳能电池互连的系统和方法

专利名称：用于改进薄膜太阳能电池互连的系统和方法
技术领域：
本发明涉及光电设备，更具体地涉及用于在薄膜光电设备中改进互连
(interconnect)的系统和方法。
背景技术：
薄膜太阳能模块提供一种有吸引力的方式在具有合理效率的条件下降低 成本。这些模块由多种材料制成，这些材料包括非晶硅锗、铜铟镓硒(CIGS) 和碲化镉。太阳能模块的通用特征是在诸如玻璃板的大面积绝缘体上的沉积。
这些模块的另一个通用特征是使用划线器(scribe)和互连以将大面积沉 积层分为一些单元和/或子单元。图1示出了以这种方式分割的典型的模块的 俯视图。如图1所示，模块100分为多个单元102 (即长条)，其通过互连104 串联(例如，在该图中，以水平方向电连接在一起)。使用划线器和导体在模 块中形成互连，以下将进行更详细的说明。然而，应该注意到模块100的长度 L可以是l米或更长。同时，通常几乎覆盖模块整个长度L的互连宽度，典型 地在700-100(Hmi左右，并且单元的宽度(即长条)通常约为lcm。熟悉本领 域的技术人员应该理解，图1为典型模块的简化图，并且模块还包括图1中未 示出的其它无源和有源元件，诸如电极和终端。
将模块分为单元有几个原因， 一个主要原因是产生的串联互连提供高电压 输出(相当于单个单元电压和)，同时减小了电流(相当于单个单元的电流)， 并且低电流减小了用于这些单元中的相对高阻抗的透明传导的串联效果。更具 体地，通过Ohm定律，P=IV=I2R (P二电流I流过阻抗R时消耗的功率)， 从而电流平方的减小，减小了串联电阻之间的功率损失。
图2A-F示出了传统互连工艺流程的示例。这些流程用于由诸如CIGS的 材料制成的模块，图2A-F从图1中横跨互连线104的透视横截面图示出了用 于显著扩大图1的106部分的工艺流程。
在图2A的第一步骤中，诸如钼的传导金属202利用真空溅射系统沉积在诸如玻璃204的衬底上。图2B中的第二歩骤，横跨模块(如上面所提到的， 该切割长度可以大于1米)在线形切口 206内对金属202激光划线。如图2C 所示，随后沉积CIGS半导体层208。如图2D所示，第二划线210平行第一 划线，将CIGS层隔离为几个独立的单元。如图2E所示，随后沉积透明导电 氧化物(TCO) 212;在一个示例中，TCO由ZnO组成。最后，如图2F所示， 进行第三划线以形成串联连接216，其中来自层212的沉积的ZnO将一个单元 218的顶部连接到下一个单元220的底部。
在其它单元设计中，诸如使用非晶硅的那些，逆序沉积这些层。图3A-F 示出了用于这种设计的传统工艺的一个示例。通常该工艺使用相同数量的划 线，但TCO和金属的沉积顺序相反。具体地，在图3A中，TCO层302首先 沉积在玻璃304上。接F来，在图3B中，横跨模块(如上面所提到的，该切 割长度可以大于1米)在线形切口 306中对TCO层302激光划线。如图3C 所示，随后沉积半导体层308 (例如非晶硅)。如图3D所示，平行于第一划 线306的第二划线310将半导体层隔离为独立的单元。如图3E所示，随后沉 积诸如铝的金属层312以形成背面接触。最后，如图3F所示，在金属层312 中进行第三划线314，其形成串联连接316，其中来自层312的Al将一个单元 318连接到另一个单元320。
图4中示意性示出了图2和3中的传统工艺流程。如图4所示，有三个真 空沉积402、 406、 410，每一个分别经过划线步骤404、 408和412。传统工艺 和诸如上面所提到的那些模块具有一些缺点。参考K. Bred等人"A Detailed
Study of Monolithic Contacts and Electrical Losses in a Large-area Thin-film
Module (大面积薄膜模块中的单块接触和电气损失的详细研究)"Prog. Photovolt.Res.Appl., Vol. 13, pp. 297-310 (2005)。
参见图3F，工艺中产生的模块互连的宽度W相当大——可以达到lmm。 这促使使用较宽单元来保持可接受的有源区的比率和，并最小化TCO中的电 阻损耗，以及更厚的TCO层。这增加了通过TCO的光学传输损耗，引起模块 效率损失约10%。己经做了大量尝试来减小这些连接的宽度，诸如在T. M. Walsh等人的"Novel Method for the Interconnection of Thin-Film Silicon Solar
Cells on Glass(用于在玻璃上薄膜硅太阳能电池连接的新方法)"第31届IEEE 光电专家会议的会议记录，2005年1月3-7， 1229-32页。然而，这些尝试都
5不令人满意，因为，例如，(1)它们依赖于多条划线，其必须彼此对准(由 于在长距离的划线中由于配准误差，这很难做到)以及(2)它们没有抑制寄 生电阻，将在下面描述。
模块互连中的另一个问题是在整个半导体的有源层，它们含有寄生反向电 阻器，其大大降级了电池的性能。更具体地，如图5所示，这些寄生电阻允许
分路电流502流回有源层，通过互连减速主电流504的流动。这促使使用宽划 线来增加寄生电路元件的长度——从而增加寄生电路元件的电阻(因此，减小 分路电流)。宽划线还导致需要上面讨论的较宽的单元。
对于传统工艺流程本身，三种不同的划线步骤是污染(dirty)工艺，留有 残渣和颗粒。这将导致划线器边缘附近的损坏，还减小产生模块的效率。此外， 真空和空气之间的多次传输将进一步污染产生的模块，并由于需要多个负载互 锁而增加整个工艺的费用。此外，在有源层的沉积期间空气暴露将降低产生的 模块的性能。
尽管与薄膜太阳能电池模块和它们的工艺技术非常不同，其它类型的太阳 能电池能够使用独立工艺用于沉积层并在电池之间形成互连。例如，美国专利 No. 4,278,473中讲授成功形成在半绝缘GaAs衬底上含有太阳能电池的基部和 定部区域的外延层，并随后使用含有具有掩膜的平版印刷术的IC制造步骤在 电池之间形成互连。然而，涉及IC制造和具有掩膜的平版印刷术的技术不适 用于薄膜模块，其在一侧上通常大于10cm。此外，这些技术对于薄膜太阳能 电池不易于扩展，因为GaAs太阳能电池不具有金属接触层(例如，图2中与 202和212对应的层，在图3中与302和312对应的层)。
因此，应该需要克服传统在薄膜光电设备中形成互连方法中的这些缺点。 本发明目的在于此。

发明内容
本发明提供一种在光电模块中形成互连的系统和方法。
根据一个方面，本发明的一种方法包括在所有有源层沉积之后，利用独立
切割工艺形成模块互连。从而将整个工艺简化为一系列互连歩骤之后的一系列
真空步骤，并大大改进了模块质量和产量。
根据另一方面，本发明的一种方法包括绝缘体的自对准沉积，由于不需要自对准从而简化了工艺，由于不需要对准误差所需的宽度，从而减小用于互连 的面积。
根据另一方面，本发明的一种方法形成互连的方法包括划线工艺，其产生 更窄的互连，将大大推进电池的效率，并允许具有更窄的电池尺寸。
根据另一方面，本发明的互连包括绝缘体层，其大大减小流过有源层的分 路电流，从而大大提高了模块效率。
本发明的一些实施方式中，一种形成用于薄膜太阳能电池的互连的方法包
括沉积电池的一堆(stack)有源层和导电层，其中以独立工艺序列进行所述沉
积歩骤，并形成所述互连。
本发明的其它实施方式中，用于薄膜太阳能电池的形成互连的系统包括划 线器和沉积系统，其中所述沉积系统以独立真空工艺沉积电池的一堆有源层和 导体层。
本发明的又一实施方式中，在薄膜太阳能电池的模块中，至少一个单元在 衬底上包括含有至少一个有源层和顶部导体层的堆，该单元具有与堆的所有层 相邻的壁并延伸到衬底的表面，与相邻的一个单元互连，该互连包括衬底表面 上的传导凸缘，其连接到邻近的单元上，并通过孔隙沿衬底的壁设置，以及连 接孔隙的导体，该孔隙在顶部导电层和传导边缘之间形成电连接。
根据本发明的可选实施方式， 一种用于为薄膜太阳能电池形成互连的方 法，包括在电池的底部导电层上沉积有源层，利用成型的激光束穿过层构成切 口 ，从而切口的第一部分穿过所述底部传导层，而所述切口的第二部分则不然， 其露出连接到相邻单元的传导凸缘。


这些和本发明的其它方面和特征，对于熟悉本领域的技术人员通过研究本
发明的具体实施方式
的描述并结合附图，将显而易见，其中
图1示出了通过互连分隔的薄膜光电电池的传统模块的俯视图； 图2A-F示出了在薄膜光电电池之间形成互连的传统工艺； 图3A-F示出了在薄膜光电电池之间形成互连的传统工艺；
图4示出了传统工艺流程的方框图5示出了在通过传统工艺形成的具有互连的模块中的分路电流问题；图6A-E示出了根据本发明的实施方式形成互连的方法；
图7示出了根据本发明实施方式形成互连的可选方法；
图8示出了根据本发明实施方式的整个工艺流程的方框图9示出了根据本发明工厂制造光电模块的方框图。
图10示出了根据本发明的互连形成方法能够减小的分路电流；
图IIA-F示出了根据本发明第一可选实施方式形成互连的方法；
图12A-C示出了根据本发明的第二可选实施方式形成互连的方法。
具体实施例方式
现在，参照附图详细描述本发明，附图为本发明提供说明性示例，从而熟 悉本领域的技术人员能够实现本发明。显然，以下的附图和示例并不意欲将本 发明的范围限定在单一实施方式，也可以应用其它实施方式替换所述一些或所 有元素。此外，本发明的一些元素可以部分地或全部地利用己知的元件来实现， 在此只描述对于理解本发明所必须的那些已知元件的部分，为了不混淆本发 明，将省略对已知元件的其它部分的详细描述。在本发明的说明书中，示出单
一元件的实施方式并不作为限制；更确切地，除在此明确陈述，则本发明意在 包含多个含有相同元件的其它实施方式。此外，说明书或权利要求中的任何术 语，除明确表述之外，申请人没有意欲表示不一般的或特殊的意义。此外，本 发明包括在此说明中所参考的已知元件的现有和未来已知的等同物。
图6A-E示出了根据本发明能够改进薄膜光电设备的改进工艺顺序。 在图6A的第一步骤中，整个导体和半导体堆602-606沉积在衬底608上， 其在一些实施方式中可以是诸如玻璃的绝缘体，在其它实施方式中可以是具有 沉积的绝缘体的金属箔。在一个实施方式中，层602是诸如钼的金属或为诸如 ZnO的TCO，层604是诸如CIGS的半导体，层606是诸如ZnO的TCO。在 一些实施方式中，整个堆大约为2-3mm厚。在其它实施方式中，诸如钯的非 常薄的金属的层进一步沉积在堆的顶部。该层只能够为几埃厚，从而它们可以 充分透明，然而，仍然具有足够的厚度从而能辅助顶层接触到互连，如下面所 述。应该注意到，在堆中有其它层，诸如在CIGS层和TCO层之间，用于提 高光电电池堆的电气性能(例如，中间CdS层形成异质结用于载流子限制， 以及iZnO层提供更高的阻抗层，其减小CIGS中缺点的影响)，熟悉本领域
8的技术人员应该理解在学习本公开之后可以做出多种选择。
可以在单个真空沉积系统进行堆沉积，诸如群组化工具或直列式涂料器。 由于堆中的三个或更多层中所有的层不需要插入传统方法中的划线步骤的条 件性按序沉积，只需要系统的一个负载互锁传输。应该注意到其它步骤，诸如 可以在真空系统中进行热退火或灯退火，这些步骤可以在不同的压强下在可控 的周围环境中进行，由于真空系统通常包括闸门阀以隔离独立的腔室。
在图6B中所示的下一步骤，对底部导体602进行划线610。如图6C所示， 使用较小的切口进行第二划线612以产生暴露的导体凸缘614。这些划线610 和612都可以使用激光或机械划线器或二者的组合进行。在可选实施方式中， 两个划线可以同时进行。
在同时进行这些划线的一个实施方式中，使用具有偏斜密集分布(profile) 的激光束，其中左侧的激光束比右侧的更密集(参见附图的方向)。这使得左 侧切口深度大于右侧，形成凸缘614。在另一实施方式中，两个激光源连接到 单个光纤上。 一个为红外源，诸如波长为1064nm的Nd:YAG，例如，其穿透 该堆，这是因为红外源光子能量低于半导体的带隙。优选地穿过导体602切割。 第二为短波源，例如为两倍于Nd:YAG和532 nm，其切割穿过半导体604 (例 如CIGS)但没有穿过导体602。第二切口的宽度为20到50lam。在第26届IEEE 光学专家会议的会议记录，29 Sept. - 3 Oct 1997, pp. 491-494， I. Matulionis等 人"Wavelength and Pulse Duration Effects in Laser Scribing of Thin Films (薄膜 的激光划线中波长和脉冲的持续影响)"中描述了用于各种薄膜材料的激光技 术的一些示例，可用于本发明的该步骤。
在其它实施方式中，在样本上一个激光从上面发光另一个激光从下面发 光。上面的光束宽于下面的光束以形成凸缘614。在另一实施方式中，使用机 械划线从顶部切割有源层604和606，使用激光从底部切割导体602，通过玻 璃608发光。
如图6D所示，划线之后，绝缘体616沉积在一个壁上。在优选的实施方 式中，使用随后的自对准方法沉积绝缘体616。使用任何数量的已知方法，诸 如喷墨、喷镀或滚筒，将诸如聚酰亚胺或光刻胶的感光聚合体施加到整个模块。 所用的一些适合的聚酰亚胺是来自AZ电子材料的PIMEI^聚酰亚胺。聚合体 穿过玻璃从后侧露出，在凹槽中执行自对准曝光(exposure)(即，导体层602阻止除了凹槽中的部分之外的所有光刻胶的曝光)。接下来洗相(develop) 聚合体，只在左壁留下一涂层(相对于附图中所示的方向)，左壁穿过凹槽露 出。在另一实施方式中，使用喷墨进行沉积。在其它情况下，没有自对准。然 而，如果喷墨头相对于激光束固定，则喷墨可以对切口自对准。例如，夹具可 以夹持光纤和喷墨，从而喷墨相对于从光纤发出的激光束保持恒定间隔。
最后，如图6E所示，导体618沉积在绝缘体616上，以将左侧单元连的 顶部接到右侧单元622的底部。从而在单元620和622之间具有串行连接。导 体618可以以多种方式中的任何一种方式沉积。在一种方法中，在上述的绝缘 体沉积工艺中，使用诸如Ni或Pd导体的薄的导体层，通过例如无电镀沉积涂 覆感光聚合体。在曝光和洗相之后，留下一传导表面，其可以是使用诸如无电 镀沉积电镀而成。在另一实施方式中，洗相聚合体之后，利用诸如CdS或ZnS 的基本透明(例如，50- 100 A厚)的光电导体，使用诸如无电镀沉积涂覆。 随后，光穿过后面发光，同时在厚导体的表面上进行电镀。当光电导体基部导 电时，进行电镀，从而在整个绝缘体上形成厚金属带。可任意腐蚀掉多余的光 电导体。在另一实施方式中，构图之后，聚合体为粘的，并使用诸如Ni或Cu 优质金属喷粉喷射。留下导电沉淀物粘附在构图的聚合体上，从而形成基部用 于无电镀沉积。在一些情况下，使用薄的导体涂覆TCO层608，该导体不接 受无电镀涂层，但能改进对于电铍导体的接触阻抗。在另一实施方式中，使用 喷墨将诸如Ru04的催化剂沉积在绝缘体616，并施加无电镀涂层。
在这些沉积方法中的任何一种方法中，可以使用绝缘体和导体材料涂覆整 个切口的长度(例如，在模块中的切口长度L)以形成互连。在另一实施方式 中，只涂覆某些部分。例如，如图7所示,其可以看作图6E中示出的堆的俯 视图(在附图中将模块方向L水平旋转)，绝缘体616部分以平行于切口延长 线的离散形状沉积，导体部分618以垂直于切口延长线的形状沉积在绝缘体部 分616。在一个示例中，这些形状约为20x50mm并间隔约200mm。
本发明的一个好处在于工艺上的简化。如上面所述，传统工艺在大气压强 划线之后进行三个循环真空沉积。因此，衬底必须进入真空并返回大气压强三 次。这增加了工艺成本，并且，在有源层完全沉积之前，从真空/通风口循环 以及暴露到大气压过程中，产生了潜在的污染。例如，在半导体沉积之前第一 导体层由于暴露到空气中而产生残渣。此外，划线为污染性(dirty)工艺，其
10留有颗粒和残渣，将导致有源层的缺点。
利用本发明，如图8所示，整个有源层沉积在单个真空工艺802中，从大 气到真空到大气仅有一次转换。此外，在有源层沉积之后，在独立工艺804 中执行切割，从而来自划线的残渣和碎片将不影响半导体层。
图9示出了根据本发明执行改进工艺流程的工程的一个示例图。
如图9所示，工厂900包括一工具对，其包括沉积系统902和划线及连接 系统904。可以通过改进的系统实现沉积系统902，其能够处理第8代衬底(即 2160mmx2460mm类)，诸如由加里福尼亚州的圣克拉拉的AKT公司提供的 AKT-40K系统，其可以改进并适用于本发明的原理。例如，当现有ATK系统 具有环形中心传递室并最多具有五个工艺腔室时，该系统具有线性传递室以及 8个或更多工艺腔室。每一个工艺腔室在其入口具有独立阀，从而其能够独立 于其它腔室，控制适宜的气压和气体混合物。选择腔室以平衡工艺流程。例如， Mo的PVD沉积为相对快的工艺，因此只提供一个腔室(然而也可以使用两 个腔室在不停止工艺流程的条件下进行维护或直接更换)。假设一个CIGS沉 积花费的时间是一个Mo沉积花费时间的三倍，提供3个CIGS腔室来平衡流。 为每一个层提供额外的腔室。系统具有入口和出口负载互锁(laodlock)，在 传送室中的轨迹上使用一个或多个传递机械手使得衬底的流从左侧流到右侧。
在根据本发明的一些实施方式用于堆沉积的系统902的一个示例中，系统 902包括腔室906用于分别沉积堆的各个层。如图9所示，有独立腔室用于诸 如钼的金属和诸如CIGS的半导体以及诸如ZnO的TCO层的导体层，也可以 根据需要包括诸如退火、硒化和CdS沉积的其它工艺腔室。熟悉本领域的技 术人员应该理解，每一层的腔室的数量粗略地反应每一层需要沉积适当厚度所 需的时间。
根据上面所讨论的适用于本发明的实施方式，也可以使用传统激光和/或 机械划线、聚合体应用和移除工具、无电镀、喷墨和其它类型的导体沉积工具、 用于感光层曝光的灯来实现划线和连接系统904。
如图9所示，划线系统904和沉积系统卯2与线性轨迹908连接，该线性 轨迹自动将衬底从沉积系统卯2传送到划线系统904。
在划线系统904中，在一些实施方式中，需要扫描划线、绝缘体和/或与 模块衬底相关的导体沉积系统。在一个实施方式中，模块衬底安装在载物台
li(stage)上，并能够移动。在另一实施方式中，衬底轴向垂直于划线方向移动，并将划线器安装在线性驱动器上，并轴向垂直于划线方向移动。在一个可选的实施方式中，可以使用多于一个相同的线性驱动器从而增加产量，例如，其中至少一个用于划线，并且至少一个用于沉积。为了形成划线切口，在一些层沉积实施方式中(例如，那些使用喷墨沉积的实施方式)，需要沿衬底扫描切割和沉积工具。在一个示例中，激光输出为光纤耦合，并且光纤的端部固定在线性驱动器上，该线性驱动器沿衬底移动激光束。在另一示例中，几个线性驱动器并行运行。在另一示例中，感光聚合体敷料器(喷墨、喷射或滚筒)安装在同一个驱动器上，以在形成切口之后施加感光聚合体。在另一示例中，固定激光束，同样，固定喷墨机、喷射器和滚筒，并且移动衬底。在一些实施方式中，线性驱动器是指线性马达或导螺杆，其扫描头部，例如，该头部含有光纤输出用于沿衬底的激光或喷墨器。
本发明的其它好处为互连比传统工艺的互连窄。传统互连为0.05到0.1 cm宽；新工艺使得切口互连宽度(图6和7中的尺寸)减小到0.01到0.2 cm，约为传统宽度的20%。部分是可行的，这是因为绝缘体616移除了通过半导体层604的寄生反向电阻器(因此阻止产生分路电流1004)，如图10所示，部分地是因为在单个工艺中形成切口，从而大量长划线不需要彼此对准。
在几种方法中能够提高效率，本发明的实施方式为不同的结果可以结合不同方法。例如，浪费的约7-10%传统面积能够减小到约1.5-2%。通过更窄的模块单元甚至能获得更大的好处，例如，缩小为原有的1/3。这减小了TCO中的阻抗损耗，并允许使用更薄的TCO。需要较宽单元的较厚的TCO吸收约10%的入射光；在本发明中，将减小到小于5%。
现今， 一个典型的模块中，基线薄膜模块具有12.8%的效率。然而，PSPICE计算公开了通过本发明获得的效率改进。例如，较小宽度的互连线将面积浪费从8%减小到2%，通过有源区的增加提高效率。除去分路电阻器(通过改进的绝缘体)将效率从12.8%增加到15%,即使在互连面积浪费占8%时。模块中的独立单元也能更窄，减小TCO串联电阻的损耗。单元宽度减小为原有的1/3，并且去除分路电阻，将效率从12.8%增加到17%，使得本发明的薄膜模块与单个晶体模块相比具有竞争力。
上面所提出的本发明的实施方式包括堆的所有层能够以单独工艺顺序沉积的优点，该单独工艺顺序在任何负载和互锁转换时都不间断。然而，对于本发明的所有实施方式，此方面并不是必要的。更具体地，根据类似于上面所描述的优点，本发明的其它实施方式大大改进划线宽度和单元面积比。
例如，图11A-F示出了根据本发明的可选实施方式的改进薄膜光电设备中
的改进的工艺序列。如图11A所示，导体层1102首先沉积在诸如玻璃1104的衬底上。接下来，在图11B中，穿过导体层1102进行划线1106。随后，在图11C中，沉积诸如CIGS的半导体层1108。图IID示出的下一步描述了本实施方式的流程中重要并且新颖的步骤。更具体地，成型的激光束用于平行于划线1106切割得到切口 1112，切口 1112的一侧(附图方向中的左侧)穿过导体一直切割到下面的绝缘体，在另一侧仅切割到导体层1102。该成型的射束形成绝缘凹槽1114，以及形成导电凸缘1110。可选地，也可以靠着切口 1112的左壁沉积其它绝缘材料。
接下来在图11E中，沉积诸如TCO的顶部导体层1116，其部分填充切口1112，从而形成到传导凸缘1110的电连接。最后，在图11F，第三划线1118平行于切口1112，该划线穿过半导体层1108切割，并分隔单元。
根据本发明的一些方面，如果使用激光(相对于现有技术常用的机械划线)形成切口 1112，随后从玻璃1104熔化的绝缘材料将沉积在左壁上(附图中的方向)。从而形成绝缘残渣(未示出)，不管怎样，残渣将降低导体层1116与侧壁接触的能力，从而减小反向分路泄漏。如果泄漏减小，随后可以具有更窄的互连，使用宽互连的一个主要原因是延长通过反向分路电流的路径，该反向分路电流必须流经该路径，从而增加路径的阻抗。
图12A到12C中示出了图IIA到11F中示出的可选工艺。在该实施方式中，如图12A所示，在前述工艺中，在衬底1204上可以形成导体层1202，划线1206和半导体层1208。然而，不同地，除传导凸缘1210之外，图12B中的划线1212利用以一定角度入射的激光束平行于划线1206，形成内曲侧壁1216。正如在前面实施方式中，在划线1212的左壁上没有绝缘体。然而，绝缘衬底1204的冲蚀(ablation)将在该壁上沉积涂层。因此，如图12C所示，如果利用PVD工艺沉积诸如TCO的导体层1218，例如，可能会在内曲壁1216上防止沉积，在TCO涂层中产生缺口，该缺口消除了对第三划线的需要，从而进一步改进互连宽度和单元面积比。在一些情况下，侧壁涂层具有充分地电
13阻性，不需要划线1206，从而减小对单个划线的互连。
应该注意到，诸如上述的角度切割将结合其它实施方式使用，例如，控制侧壁角度，从而更易于使用绝缘或绝缘加金属涂覆。
尽管本发明已经参考其中修选实施方式进行了具体说明。但对于本领域的技术人员来说，在不偏离本发明精神或范围的情况下，显然可以进行各种改进和变型。因此，本发明实施方式意欲覆盖所有落入在本发明的所附权利要求书范围内的改进和变型。
权利要求
1、一种用于为薄膜太阳能电池形成互连的方法，其特征在于，该方法包括沉积一堆电池的有源层和导体层，其中所述沉积步骤以独立工艺序列进行；以及形成所述互连。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述形成步骤包括在所述堆中形成多于一个切口 ，所述切口中的至少一个切口穿过所述堆切割到下面的 绝缘体。
3、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述形成步骤包括紧邻穿 过所述有源层的切口中的至少一个切口切割另一个切口 ，并且在所述下面的绝 缘体上露出所述传导凸缘。
4、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，激光用于形成所述切口中 的至少一个切口。
5、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，机械划线用于所述切口中 的至少一个切口。
6、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述形成步骤还包括在切 口区域中沉积导体之后沉积绝缘体。
7、 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述形成步骤还包括在所 述切口区域沉积导体之后沉积绝缘体。
8、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述形成步骤包括利用喷 墨工艺形成所述互连的至少一个层。
9、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述堆的顶部沉积附加 层以提高所述互连的接触阻抗。
10、 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述绝缘体为感光材料。
11、 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述绝缘体为感光材料。
12、 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，以自对准方式，穿过其 上沉积所述堆的衬底露出所述绝缘体。
13、 根据权利要求ll所述的方法，其特征在于，以自对准方式，穿过其上沉积所述堆的衬底露出所述绝缘体。
14、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工艺序列在真空中。
15、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述互连形成步骤包括在 工艺中沉积导体层，所述工艺为独立的独立工艺序列，用于沉积所述有源层。
16、 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述独立沉积的导体层 是不透明的。
17、 根据权利要求16所述的方法，其特征在于，将所述导体层镀在光电 导体上。
18、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述形成歩骤包括穿过所 述堆形成切口，所述切口的第一部分完全地穿过所述堆到下面的绝缘体，所述 切口的第二部分穿过所述有源层并在所述F"面绝缘体上形成传导凸缘。
19、 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通过激光形成的切口 使得冲蚀所述下层绝缘体，以在所述单元的侧壁上提供绝缘涂层，所述侧壁邻 近所述有源层的至少一部分。
20、 根据权利要求18所述的方法，其特征在于，通过激光形成所述切口 并使得冲蚀所述下层绝缘体，以在所述单元的侧壁上提供绝缘涂层，所述侧壁 邻近所述有源层的至少-部分。
全文摘要
本发明提供一种改进薄膜太阳能电池互连的系统和方法。在光电电池模块中，形成模块互连的一种方法包括所有有源层沉积之后的独立切割工艺。从而将整个工艺简化为一套互连步骤之后的一套真空步骤，并且可以大大增加模块质量和产量。根据另一方面，形成方法的互连包括绝缘体的自对准沉积。由于不需要自对准从而简化了工艺。根据另一方面，形成互连的方法包括划线工艺，其产生更窄的互连，将大大推进电池的效率，并允许具有更窄的电池尺寸。根据另一方面，互连包括绝缘体层，其大大减小流过有源层的分路电流，从而大大提高了电池效率。
文档编号H02N6/00GK101496273SQ200680039328
公开日2009年7月29日 申请日期2006年10月6日 优先权日2005年10月7日
发明者大卫·伊格尔沙姆, 皮特·G·博登 申请人:应用材料股份有限公司