[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

TW201332122A - 光伏打電池及其形成方法 - Google Patents

光伏打電池及其形成方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201332122A
TW201332122A TW101147239A TW101147239A TW201332122A TW 201332122 A TW201332122 A TW 201332122A TW 101147239 A TW101147239 A TW 101147239A TW 101147239 A TW101147239 A TW 101147239A TW 201332122 A TW201332122 A TW 201332122A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
fingers
bus bar
metal
doped region
base substrate
Prior art date
Application number
TW101147239A
Other languages
English (en)
Inventor
Guy Damien Serge Beaucarne
Joerg Horzel
Nicholas E Powell
Loic Tous
Donald Adriaan Wood
Adriana Petkova Zambova
Original Assignee
Dow Corning
Imec
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dow Corning, Imec filed Critical Dow Corning
Publication of TW201332122A publication Critical patent/TW201332122A/zh

Links

Classifications

    • H01L31/02167—
    • H01L31/0201—
    • H01L31/022425—
    • H01L31/022433—
    • H01L31/0512—
    • H01L31/18—
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

本發明係關於一種包括基礎基板之光伏打(PV)電池，該基礎基板包括矽且包括上摻雜區。塗覆層係置於該上摻雜區上且具有外表面。指狀物係置於該塗覆層中。各指狀物具有與該上摻雜區電接觸之下部，及向外延伸穿過該外表面之上部。各指狀物包括第一金屬。匯流條係與該上摻雜區間隔開，其與該匯流條不存在實體接觸。該匯流條係與該等指狀物之上部電接觸。該匯流條包括第二金屬及不同於第一及第二金屬之第三金屬。該第三金屬具有不超過約300℃之熔融溫度。本發明亦提供一種形成該PV電池之方法。

Description

光伏打電池及其形成方法
本發明大體上係關於一種光伏打(PV)電池及形成該PV電池之方法。
相關申請案之交叉參考
本申請案主張2011年12月13日申請之美國臨時專利申請案序號61/569,992之權利，該案之全文以引用的方式併入本文中。
前表面金屬化係光伏打(PV)電池之重要態樣，其允許收集電荷載子，並將其傳送至匯流條。金屬化大體上係呈柵極之形式，其包括與較寬匯流條連接之由導電材料組成之窄線或「指狀物」。將(例如)互聯條焊接至匯流條，以將多個PV電池連接在一起(例如呈串聯)。通常，利用包括因優越導電性而作為主要組分之銀(Ag)之糊膏形成柵極。遺憾的是，此金屬化佔絕大部分總製造成本，因其依賴PV電池之指狀物及匯流條中所存在之Ag。正因如此，仍有提供經改良之PV電池及形成其之方法之機會。
本發明提供一種光伏打(PV)電池。該PV電池包括基礎基板，其包括矽且包括上摻雜區。塗覆層係置於該基礎基板之上摻雜區上且具有外表面。將複數個彼此間隔開之指狀物置於該塗覆層中。各指狀物具有與該基礎基板之上摻雜區電接觸之下部。各指狀物亦具有與該下部相對之上部， 向外延伸穿過該塗覆層之外表面。各指狀物具有第一金屬，其係以多數量存在於各指狀物中。匯流條係與該基礎基板之上摻雜區間隔開。該基礎基板之上摻雜區不與該匯流條實體接觸。該匯流條係與該等指狀物之上部電接觸。該匯流條包括以多數量存在於該匯流條中之第二金屬。該匯流條進一步包括不同於該等指狀物之第一金屬及該匯流條之第二金屬之第三金屬。該第三金屬具有不超過約300℃之熔化熔融溫度。該基礎基板之上摻雜區係經由該等指狀物與該匯流條電連接電連通。
本發明亦提供一種形成本發明PV電池之方法。該方法包括將組成物塗佈至指狀物上部之至少一部分上以形成層之步驟。基礎基板之上摻雜區不與由該組成物形成之層實體接觸。第二金屬係以多數量存在於該組成物中。該組成物中亦存在第三金屬。該方法進一步包括將該層加熱至不高於約300℃之溫度以形成匯流條之步驟。基礎基板之上摻雜區係經由該等指狀物與該匯流條電連通。可使用本發明PV電池將多種不同波長之光轉化為電力。
可輕易瞭解本發明，係因當結合附圖參考以下詳細描述時可更佳地理解本發明。
參考圖，其中，在若干視圖中，相同數字表示相同部分，20大體上顯示光伏打(PV)電池之一實施例。PV電池20可用於將諸多不同波長之光轉化為電力。正因如此，可將PV電池20用於各種應用中。例如，可將複數個PV電池20 用於太陽能電池模組(未顯示)。可將太陽能電池模組用於各種位置，以及各種應用中，諸如住宅、商業或工業應用中。例如，太陽能電池模組可用於發電，可將其用於驅動電氣裝置(例如燈及電動機)，或者可將太陽能電池模組用於為物體遮蔽陽光(例如，為停在安置於停車位上之太陽能電池模組下之汽車提供遮蔽)。PV電池20並不限於任何特定類型之用途。該等圖並非依比例繪製。正因如此，PV電池20之特定組件可比所繪製的更大或更小。
參考圖1，PV電池20係以具圓角之正方形組態顯示，即偽正方形。雖然顯示該組態，但可將PV電池20組態為各種形狀。例如，PV電池20可為帶隅角之長方形、帶圓角或彎角之長方形、環形等。PV電池20並不限於任何特定形狀。PV電池20可呈各種尺寸，諸如4乘4平方英寸(10.2乘10.2 cm)、5乘5平方英寸(12.7乘12.7 cm)、6乘6平方英寸(15.2乘15.2 cm)等。PV電池20並不限於任何特定尺寸。
參考圖2，PV電池20包括基礎基板22。基礎基板22包括矽。矽在此項技術中亦可稱為半導體材料。可利用各種類型之矽，諸如單晶矽、多晶矽、非晶矽或其組合。在特定實施例中，基礎基板22包括結晶矽，例如單晶矽。PV電池20在此項技術中通常稱為晶圓型PV電池20。晶圓係矽之薄片，其通常係由單晶或多晶矽錠機械切割而形成。或者，晶圓係由鑄造矽、磊晶起離技術、由矽熔體拉出矽片等方法形成。
基礎基板22大體上為平坦，但亦可為非平坦。基礎基板 22可包括紋理化表面24。紋理化表面24可用於降低PV電池20之反射率。紋理化表面24可具有各種組態，諸如錐形、倒錐形、不規則錐形、各向同性等。圖5說明紋理化之一實例。可藉由各種方法使基礎基板22紋理化。例如，可利用蝕刻溶液使基礎基板22紋理化。PV電池20並不限於任何特定類型之紋理化製程。基礎基板22(例如晶圓)可具有各種厚度，諸如平均約1至約1000、約75至約750、約75至約300、約100至約300、或約150至約200 μm厚。
通常將基礎基板22分為p-型或n-型矽基板(基於摻雜)。基礎基板22包括上(或前側)摻雜區26，其通常為向/面陽側。上摻雜區26在此項技術中亦可稱為表面射極層或主動半導體層。在特定實施例中，基礎基板22之上摻雜區26為n-型摻雜區26(例如n+射極層)，以使基礎基板22之剩餘部分大體上為p-型。在其他實施例中，基礎基板22之上摻雜區26為p-型摻雜區26(例如p+射極層)，以使基礎基板22之剩餘部分大體上為n-型。上摻雜區26可具有各種厚度，諸如平均約0.1至約5、約0.3至約3、或約0.4 μm厚。上摻雜區26可經施塗以增大指狀物36(下文所述)下之摻雜，如以「選擇性射極」技術。
參考圖3，基礎基板22通常包括與上摻雜區26相對之下摻雜區28。下摻雜區28在此項技術中亦可稱為背面電場(BSF)。通常，該等摻雜區中一者(例如上摻雜區26)為n-型，而另一摻雜區(例如下摻雜區28)為p-型。亦可使用相對排列，即，上摻雜區26為p-型，而下摻雜區28為n-型。相反摻雜區26、28相接之此等組態在此項技術中稱為p-n 接面(J)，且若存在至少一陽性(p)區及一陰性(n)區，則可用於光激發電荷分離。具體言之，當不同摻雜的兩個區域相鄰時，其間所界定之邊界在此項技術中通常稱為接面。當摻雜之極性相反時，則接面(J)通常稱為p-n接面(J)。當摻雜僅係濃度不同時，可將「邊界」稱為界面，諸如相似區域間之界面，例如p及p+區。大體上如圖所示，可選擇此等接面(J)，取決於基礎基板22中所採用之摻雜類型。PV電池20並不限於接面(J)之任何特定數量或位置。例如，PV電池20可在前部或後部僅包括一接面(J)。
可利用各種摻雜劑及摻雜方法來形成基礎基板22之摻雜區26、28。例如，可利用擴散爐來形成n-型摻雜區26、28及所得n-p(或「p-n」)接面(J)。適宜氣體之一實例為磷醯氯(POCl3)。除磷之外或替代磷，亦可使用砷來形成n-型區26、28。可使用週期表之V族元素中至少一者(例如硼或鎵)來形成p-型區26、28。PV電池20並不限於任何特定類型之摻雜劑或摻雜方法。
可以各種濃度摻雜基礎基板22。例如，可以不同摻雜劑濃度摻雜基礎基板22，以達到約0.5至約10、約0.75至約3、或約1 Ω˙cm(Ω.cm)之電阻率。可以不同摻雜劑濃度摻雜上摻雜區26，以達到約50至約150、或約75至約125、或約100 Ω/□(Ω每平方)之薄片電阻率。一般而言，較高之摻雜濃度可導致較高之開路電壓(Voc)及較低電阻，但較高之摻雜濃度亦可導致電荷重組，耗盡電池性能，且在晶體中引入缺陷區。
通常，電極30係置於下摻雜區28上，與上摻雜區26相 對。電極30可覆蓋整個下摻雜區28或僅覆蓋其一部分。若為後者，通常使用鈍化層(未顯示)(例如一層SiNx)來保護下摻雜區28之暴露部分，但該電極30與直接實體接觸及電接觸之該下摻雜區28部分之間不使用鈍化層。電極30可採用層、具有局部接觸之層、或包括指狀物及匯流條之接觸柵極之形式。適宜組態之實例包括p-型基本組態、n-型基本組態、PERC或PERL型組態、雙面BSF型組態、本征薄層異質接面(HIT)組態等。PV電池20並不限於任何特定類型之電極30或電極組態。下文詳細描述其中一些實施例及其他實施例。
在下摻雜區28為p-型之實施例中，電極30通常包括週期表III族元素中至少一者，例如鋁(Al)。Al可用作p-型摻雜劑。例如，可將Al糊膏塗佈至基礎基板22，接著燒製，以形成電極30，同時亦形成下部p+-型摻雜區28。可藉由各種方法施加Al糊膏，諸如藉由絲網印刷製程。下文描述其他適宜方法。
如圖2及3最佳所示，塗覆層32係置於上摻雜區26上。塗覆層32可用於例如藉由降低PV電池20之反射率，以及藉由表面鈍化及體鈍化大體上改良晶圓壽命而提升PV電池20之陽光吸收作用。塗覆層32具有與上摻雜區26相對之外表面34。塗覆層32在此項技術中亦可稱為介電鈍化層或抗反射塗覆(ARC)層。
塗覆層32可由各種材料形成。在特定實施例中，塗覆層32包括SiOx、ZnS、MgFx、SiNx、SiCNx、AlOx、TiO2、透 明導電氧化物(TCO)或其組合。適宜TCO之實例包括經摻雜之金屬氧化物，諸如摻錫之氧化銦(ITO)、摻鋁之氧化鋅(AZO)、摻銦之氧化鎘、摻氟之氧化錫(FTO)或其組合。在特定實施例中，塗覆層32包括SiNx。採用SiNx係有益的，因其表面鈍化性質極佳。氮化矽亦可用於防止載子在PV電池20之表面重組。
塗覆層32可由二或更多個子層形成(未顯示)，故亦可將塗覆層32稱為堆疊。此等子層可包括底部ARC(B-ARC)層及/或頂部ARC(T-ARC)層。此等子層亦可稱為介電層，且由相同或不同材料形成。例如，可存在二或更多個SiNx之子層；SiNx之子層及AlOx之子層；等。
塗覆層32可藉由各種方法形成。例如，可藉由電漿增強型化學氣相沈積(PECVD)法形成塗覆層32。在塗覆層32包括SiNx之實施例中，可在PECVD爐中使用矽烷、氨氣及/或其他前軀體，以形成塗覆層32。塗覆層32可具有各種厚度，諸如平均約10至約150、約50至約90、或約70 nm厚。可藉由塗料及基礎基板22之折射率確定足夠厚度。PV電池20並不限於任何特定類型之塗佈方法。
複數個指狀物36係彼此間隔開，並置於塗覆層32中。各指狀物36具有與基礎基板22之上摻雜區26電接觸之下部38。實際電接觸之下部38可能相當小，諸如指狀物36尖/端。各指狀物36亦具有與下部38相對之向外延伸穿過塗覆層32之外表面34之上部40。使指狀物36通常以柵格模式佈置，如圖1及4最佳所示。通常，指狀物36係經佈置以使指 狀物36相對窄，但厚度足以盡可能減小電阻損耗。指狀物36之取向及數量可有所不同。
如圖5所示，在特定實施例中，指狀物36向下延伸，進入基礎基板22中。此等組態在此項技術中可稱為「埋入式接觸電池」。可藉由雷射使溝槽形成於基礎基板22中，以使PV電池20在此項技術中可稱為雷射帶槽埋入式柵極(LGBG)PV電池20。通常，此等PV電池20包括圍繞該等溝槽之局部「選擇性射極」層42，諸如n++射極層。除雷射之外，亦可使用其他方法來形成溝槽，諸如切割、蝕刻等。
指狀物36可具有各種寬度，諸如平均約10至約200、約70至約150、約90至約120、或約100 μm寬。指狀物36可彼此間隔各種距離，諸如，平均間隔約1至約5、約2至約4、或約2.5 mm。指狀物36可具有各種厚度，諸如平均約5至約50、約5至約25、或約10至約20 μm厚。
各指狀物36包括第一金屬，其係以多數量存在於各指狀物36中。第一金屬可包括各種類型之金屬。在特定實施例中，第一金屬包括銀(Ag)。在其他實施例中，第一金屬包括銅(Cu)。所謂「多數量」，其一般意指第一金屬為指狀物36之主要組分，以使其存在量超過亦可存在於指狀物36中之任何其他組分。在特定實施例中，各基於指狀物36之總重，第一金屬(例如Ag)之此多數量大體上係高於約35重量%、高於約45重量%、或高於約50重量%(wt%)。
指狀物36可藉由各種方法形成。適宜方法包括濺鍍；氣 相沉積；剝離或補綴塗佈；噴墨印刷、絲網印刷、凹版印刷、凸版印刷、熱敏印刷、分散或轉移印刷；衝壓；電鍍；無電電鍍；或其組合。通常將一類方法稱為蝕刻/燒製製程，在下文中進行了描述並在圖6中作說明。下文進一步描述用於形成指狀物36之適宜組成物。
在特定實施例中，指狀物36係藉由電鍍製程(而非蝕刻/燒製製程)形成。在此等實施例中，指狀物36大體上包括電鍍或堆疊結構(未顯示)。例如，指狀物36可包括下列層中二或更多者：鎳(Ni)、Ag、Cu、及/或錫(Sn)。該等層可呈各種順序，但Cu層(若存在)不與基礎基板22之上摻雜區26直接實體接觸。通常，包括Ag或除Cu外之金屬(例如Ni)之晶種層係與上摻雜區26接觸。在特定實施例中，晶種層包括矽化鎳。接著將後續層置於該晶種層上，以形成指狀物36。當指狀物36包括Cu時，將諸如Sn或Ag之鈍化層置於該Cu層上以防止氧化。在特定實施例中，指狀物36之下部38包括Ni，指狀物36之上部40包括Sn，而將Cu置於Ni與Sn之間。以此方式，則Cu受到Ni、Sn及周圍鈍化層32之保護，免於氧化。此等層可以各種方法形成，諸如氣溶膠印刷及燒製；電化學沉積；等。下文描述一種方法，並在圖7中說明。PV電池20並不限制於任何特定類型之形成指狀物36之方法。
匯流條44係與基礎基板22之上摻雜區26間隔開。如圖1及4所示，PV電池20大體上具有兩個匯流條44。在特定實施例中，PV電池20可具有超過兩個匯流條44(未顯示)，諸 如三個匯流條44、四個匯流條44、六個匯流條44等。各匯流條44係與指狀物36之上部40電接觸。匯流條44可用於收集來自指狀物36之電流，該等指狀物36收集了來自上摻雜區26之電流。如圖4最佳所示，各匯流條44係置於塗覆層32之外表面34上以及各指狀物36周圍，以提供與指狀物36之上部40之親密實體及電接觸。通常，匯流條44橫截指狀物36。換言之，匯流條44可相對於指狀物36呈各種角度，包括垂直。實際實體/電接觸之上部40可能較小，諸如僅為指狀物36尖/端。此等接觸將匯流條44置於直接運載來自指狀物36之電流之位置。指狀物36本身係與基礎基板22之上摻雜區26親密實體及電接觸。
匯流條44可具有各種寬度，諸如平均約0.5至約10、約1至約5、或約2 mm寬。匯流條44可具有各種厚度，諸如平均約0.1至約500、約10至約250、約30至約100、或約30至約50 μm厚。匯流條44可間隔各種距離。通常，將匯流條44分隔開，以將指狀物36之長度分割成~相等區域，例如如圖1所示。
匯流條44包括第二金屬，其係以多數量存在於匯流條44中。「第二」係用以將匯流條44之金屬與指狀物36之「第一」金屬區分開，而並不暗示數量或順序。第二金屬可包括各種金屬。在特定實施例中，匯流條44之第二金屬係與指狀物36之第一金屬相同。例如，第一及第二金屬皆為Cu。在其他實施例中，匯流條44之第二金屬係不同於指狀物36之第一金屬。在此等實施例中，第一金屬通常包括 Ag，而第二金屬通常包括Cu。在其他實施例中，第二金屬包括Ag。所謂「多數量」，其大體上意指第二金屬為匯流條44之主要組分，以使其存在量高於亦可存在於匯流條44中之任何其他組分。在特定實施例中，各基於匯流條44之總重，第二金屬(例如Cu)之此多數量大體上係高於約25 wt%、高於約30 wt%、高於約35 wt%、或高於約40 wt%。
匯流條44一般亦包括第三金屬。第三金屬係不同於指狀物36之第一金屬。第三金屬亦與匯流條44之第二金屬不同。通常，金屬為不同元素，而非僅僅係相同金屬之不同氧化態。「第三」係用以將匯流條44之金屬與指狀物36之「第一」金屬區分開，而並不暗示數量或順序。第三金屬係在低於第一及第二金屬之熔融溫度之溫度下熔融。通常，第三金屬具有不超過約300℃、不超過約275℃或不超過約250℃之熔融溫度。如下文進一步所描述，此等溫度對在低溫下形成匯流條44係有益的。
在特定實施例中，第三金屬包括焊料。焊料可包括各種金屬或其合金。其中一種金屬通常為Sn、鉛、鉍、鎘、鋅、鎵、銦、碲、汞、鉈、銻、Ag、硒及/或此等金屬之二或更多者之合金。在特定實施例中，焊料包括Sn合金，諸如共熔合金，例如Sn63/Pb37。在特定實施例中，焊料粉末包括兩種不同合金，諸如Sn合金及Ag合金，或者超過兩種不同合金。第三金屬可以各種量存在於匯流條44中，通常係以少於第二金屬之量。如下文進一步所述，匯流條44除第二及第三金屬之外，通常還包括至少一種聚合物。
如圖4最佳所述，基礎基板22之上摻雜區26與匯流條44不存在(直接)實體接觸。具體言之，塗覆層32在匯流條44與上摻雜區26之間充當「障壁」。不受任何特定理論之約束或限制，據信，匯流條44與上摻雜區26之實體分離因至少兩個原因而有益。第一，此分離防止第二金屬(例如Cu)擴散至上摻雜區26中。據信，防止此擴散可防止上摻雜區26(例如p-n接面(J))免於被匯流條44之第二金屬分流。第二，據信此實體分離可減少在金屬與矽界面上之少數載子重組。據信，藉由減少金屬/矽界面面積，可大體上減少因重組而引起之損耗，並大體上改良開路電壓(Voc)及短路電流密度(Jsc)。此面積因塗覆層32置於大部分匯流條44與上摻雜區26之間而減少，且指狀物36係唯一與基礎基板22之上摻雜區26接觸之金屬組件。下文現將馬上描述PV電池20之其他實施例。
圖10之PV電池20與圖1類似，但其包括不連續指狀物36。匯流條44係置於指狀物36間所界定之間隙47上。間隙47可具有各種寬度，但匯流條44係與指狀物36電接觸。指狀物36可主要包括一種金屬(例如Ag)，而匯流條44主要包括另一種金屬(例如Cu)。藉由間隙47，可降低製造成本(諸如藉由減少所採用之總Ag量)，及/或可積極影響黏附。
圖11之PV電池20與圖10類似，但其進一步包括置於指狀物36a上之輔助指狀物36b。輔助指狀物36b可包括與匯流條44相同之材料(例如Cu)，或不同之材料。輔助指狀物36b與匯流條44可係分離(例如一者位於另一者上)或整 體。藉由採用輔助指狀物36b，可減小指狀物36a(例如銀指狀物)之尺寸，此可降低製造成本及/或改良黏附。
圖12之PV電池20包括指狀物36、匯流條44a及置於該等指狀物36及匯流條44a上之輔助匯流條襯墊44b。指狀物36與匯流條44a可係分離或整體。指狀物36及匯流條44a可包括相同的多數金屬(例如Ag)，或互不相同。匯流條襯墊44b可包括Cu或另一種金屬，例如當由本發明組成物形成時。藉由採用匯流條襯墊44b，可減少匯流條44a(例如Ag匯流條)之尺寸。
圖13之PV電池20與圖10及12類似，但其包括一對匯流條44a及置於該等匯流條44a上之輔助匯流條44b。指狀物36與匯流條44a可係分離或整體。指狀物36及匯流條44a可包括相同的多數金屬(例如Ag)，或互不相同。輔助匯流條44b可包括Cu或另一種金屬。藉由採用輔助匯流條44b，可減少匯流條44a之尺寸。
圖14及15之PV電池20與圖10類似，但其包括具有替代間隙47之襯墊之指狀物36。附襯墊之指狀物36可有助於改良與匯流條44之電接觸、黏附，同時減少Ag之使用量及降低製造成本。圖15之指狀物36具有中空襯墊，即內部間隙47，其可降低製造成本，並積極影響黏附。可將匯流條44之一部分置於中空附襯墊之指狀物36之間隙47中。
圖16之PV電池20與圖10類似，但其包括不連續指狀物36a及位於其上之輔助指狀物36b。不連續指狀物36a可具有各種形狀，諸如長方形、正方形、點或其組合。可以另 一種方式電鍍、印刷或形成此等指狀物36a。複數個間隙47係由不連續指狀物36a界定。輔助指狀物36b與匯流條44可係分離或整體。藉由採用不連續指狀物36a及輔助指狀物36b，可降低製造成本。不連續指狀物36a通常與射極26接觸，而輔助指狀物36b與匯流條44運載電流。
本發明亦提供一種形成PV電池20之方法。該方法包括將一種組成物塗佈至指狀物36之上部40以形成層44"之步驟。如本文所用，引號(")大體上表示各組件之不同狀態，諸如固化前、燒結前等。如上文所述，組成物可以各種方法塗佈。在特定實施例中，將組成物印刷在指狀物36之上部40之至少一部分上以形成層44"。可採用各種類型之沉積方法，諸如網或模板印刷，或其他方法，諸如氣溶膠印刷、噴墨印刷、凹版印刷或膠版印刷。在特定實施例中，將組成物直接絲網印刷至塗覆層32之多個部分及指狀物36之上部40上。
如圖6及7所示，基礎基板22之上摻雜區26與層44"不存在(直接)實體接觸。可將組成物塗佈至塗覆層32及各指狀物36周圍，以使指狀物36之上部40與層44"直接實體及電接觸。
如上文所述，用以形成層44"(最終為匯流條44)之組成物包括以多數量存在於該組成物中之第二金屬。此等量係如上所述。通常，第二金屬為Cu。組成物亦包括第三金屬。通常，第三金屬為焊料，例如Sn63Pb37。組成物通常不含可蝕刻覆蓋層(例如燒結玻璃)之組分，以使覆蓋片不 被該組成物蝕刻。
各種類型之Cu糊膏可用作組成物，以形成層44"。在特定實施例中，組成物包括作為第二金屬之銅粉，以及作為第三金屬之焊粉。焊粉在低於銅粉之熔融溫度之溫度下熔融。組成物進一步包括聚合物，或可聚合產生聚合物之單體。聚合物通常為熱固性樹脂，諸如環氧樹脂、丙烯酸系樹脂、矽酮、聚胺基甲酸酯、或其組合。組成物可進一步包括聚合物之交聯劑及/或用於促進聚合物交聯之觸媒。交聯劑可選自羧化聚合物、二聚物脂肪酸及三聚物脂肪酸。組成物亦可包括一種調節流變性之溶劑。亦可包括其他添加劑，諸如二羧酸及/或單羧酸、黏著促進劑、消泡劑、填充劑等。Craig之美國專利第7,022,266號，及Craig等人之美國專利第6,971,163號中揭示可用作組成物之適宜Cu糊膏及其組分之其他實例，二專利之全文以引用的方式併入本文中，但不包括與本發明之基本範圍相矛盾之內容。
該方法進一步包括將層44"加熱至不超過約300℃之溫度，以形成匯流條44之步驟。圖6及7中藉由垂直波浪線表示加熱。通常將層44"加熱至約150℃至約300℃、約175℃至約275℃、約200℃至約250℃、或約225℃之溫度。在特定實施例中，在約250℃或更低溫度下加熱層44"，以形成匯流條44。此等溫度通常燒結層44"中之第三金屬(例如焊料)，但並不燒結層44"中之第二金屬(例如Cu)，以形成匯流條44。此加熱在此項技術中亦可稱為回焊或燒結。
參考圖8，據信，焊料48"之顆粒在加熱層44"期間燒結並塗佈Cu 46顆粒，以形成匯流條44。同樣在此期間，聚合物45"可能失去揮發性及交聯成最終固化態45。此塗層使經焊料塗佈之Cu 46得以運載PV電池20之電流，且亦可防止Cu 46氧化。由於溫度較低，故Cu 46在加熱期間大體上並不燒結，基於其具有約1000℃之熔融溫度。此加熱步驟之低溫大體上允許使用溫度敏感之基礎基板22，例如非晶矽。
可將層44"加熱各種時間段，以形成匯流條44。通常，僅將層44"加熱形成匯流條44所需之時間段。可經由常規實驗確定此等時間。可使用惰性氣體，例如氮氣(N2)蒙氣來防止Cu 46在焊料48"塗佈前提前氧化。不必要地對匯流條44過度加熱較長時間段可能損傷上摻雜區26或PV電池20之其他組件，包括匯流條44。
參考圖6，在一實施例中，在形成匯流條44前，該方法包括將塗料組成物塗佈至基礎基板22之上摻雜區26，以形成塗覆層32之步驟。塗料組成物可包括各種組分，諸如彼等適於形成上述塗覆層32之組分。塗料組成物可藉由各種方法塗佈，如上所介紹。例如，可採用PECVD製程。在塗覆層32包括SiNx之實施例中，可在PECVD爐中使用矽烷、氨氣及/或其他前驅物，以形成塗覆層32。
該方法進一步包括將金屬組成物塗佈至指狀物圖案中對應形成指狀物36之塗覆層32之多個部分之步驟。如圖6所示，塗佈後，各指狀物圖案36"具有與塗覆層32接觸之下 部38"及與塗覆層32間隔開之上部40"。如上所述，金屬組成物可以各種方法塗佈。在特定實施例中，將金屬組成物印刷至塗覆層32之多個部分，以形成指狀物圖案36"。可採用各種印刷方法，諸如絲網印刷、模板印刷、氣溶膠印刷、噴墨印刷、凹版印刷、或膠版印刷。在特定實施例中，將金屬組成物直接絲網印刷至塗覆層32上以形成指狀物圖案36"。在其他實施例中，將金屬組成物電化學地沉積於塗覆層32之多個部分上，以形成指狀物圖案36"。上文描述其他適宜方法。
金屬組成物包括以多數量存在於該金屬組成物中之第一金屬。此等量係如上所述。通常，第一金屬為Ag。金屬組成物通常包括一或多種蝕刻塗覆層32之組分。此等組分通常包括燒結鉛玻璃。除鉛玻璃外或替代鉛玻璃，還可使用其他組分，諸如無鉛或低鉛玻璃。
可將各種燒結Ag糊膏用作金屬組成物。此等糊膏通常包括有機載子。高溫處理或「燒製」後，有機載子燒盡，並從整體組成物中移除。將Ag顆粒分散在整個載子中。可包括一種溶劑來調整糊膏之流變性。燒結的糊膏包括玻璃粉，其大體上包括PbO、B2O3及SiO2。該方法並不限於任何特定的燒結Ag糊膏，只要該糊膏可在高溫下蝕刻穿過覆蓋片，如下所述。適宜的燒結Ag糊膏之實例可自Ferro(Mayfield Heights,OH)及Heraeus Materials Technology,LLC(West Conshohocken,PA)購得。
該方法進一步包括加熱指狀物圖案36"，以形成指狀物 36之步驟。通常將指狀物圖案36"加熱至約250℃至約1000℃、約500℃至約900℃、或約720℃之溫度。此等溫度大體上燒結指狀物圖案36"中之第一金屬，以形成指狀物36。該加熱步驟之溫度相對於用以形成匯流條44之加熱步驟大體上要高得多。此外，玻璃粉使指狀物圖案36"蝕刻穿過塗覆層32，且在冷卻後，相分離。此使指狀物36與基礎基板22之上摻雜區26直接電接觸。此加熱在此項技術中亦可稱為燒製。
可將指狀物圖案36"加熱各種時間長度，以蝕刻穿過塗覆層32。通常，僅將指狀物圖案36"加熱使指狀物36均勻接觸上摻雜區26所需之時間段。可由常規實驗確定此等時間。不必要地將指狀物36過度加熱較長時間段可能損傷上摻雜區26或PV電池20之其他組件。加熱指狀物圖案36"，以便其可蝕刻穿過塗覆層32後，該方法進一步包括將組成物塗佈至指狀物36之上部40之至少一部分，以形成如上所述之層44"之步驟。
參考圖7，在另一實施例中，指狀物36係以與以上實施例所述之不同方式形成。塗覆層32可如上所述形成。形成塗覆層32後，在其中形成孔52。孔52可藉由各種方法形成，諸如雷射消融、化學蝕刻、物理蝕刻等。此蝕刻不同於上述指狀物36「蝕刻」。接著在該等孔52中形成指狀物36。此等指狀物36大體上為如上所述之電鍍指狀物36。可藉由將各種金屬沉積於孔52中形成指狀物36。可使用各種方法，指狀物36之各層可使用不同方法。可使用電化學電 鍍方法以在孔52中形成層。通常，此等方法不需要單獨的如上所述之加熱/燒製步驟。形成指狀物36後，該方法進一步包括將組成物塗佈至該等指狀物36之上部40之至少一部分，以形成如上所述之層44"之步驟。
匯流條44可直接焊接，可將其用於將多個PV電池20互聯在一起，諸如藉由將條帶或互連接合至PV電池20之匯流條44。換言之，在直接焊接前，通常無需自匯流條44移除之頂覆層、保護層或最外層。此降低製造時間、複雜性及成本。例如，可直接將互聯50焊接至匯流條44，而無需採取額外步驟。在特定實施例中，除此之外可為額外助熔步驟。一般而言，若焊料可在處理後濕潤表面上，則可對表面直接焊接。例如，若可直接將導線焊接至基板(在商業可接受時間範圍內及通常使用所施加之助熔劑)、利用鍍錫焊鐵將焊料層放置在匯流條上、或者簡單地加熱該基板並見到焊料濕潤電極表面，則該材料可直接焊。在不可焊系統之情況中，甚至在施加助熔劑及充分加熱後，焊料仍不潤濕表面，且無法製造焊接點。藉由使用匯流條44及互聯，可有效收集來自指狀物36之電流。如上所介紹，可將PV電池20用於各種應用中。
參考圖9，互聯50係置於匯流條44上。在特定實施例中，可將互聯50直接焊接至PV電池20之匯流條44。在其他實施例中，可在匯流條44與互聯50之間使用額外焊料(未顯示)。可利用助熔構件幫助焊接，諸如助熔筆或助熔床。互聯50本身亦可包括助熔劑，諸如Sn或Sn合金及助熔 劑。互聯50可由各種材料形成，諸如Cu、Sn等。可使用此種互聯50來連接一系列PV電池20。例如，PV電池模組(未顯示)可包括複數個PV電池20。互聯50，例如，互聯帶，大體上係與PV電池20之匯流條44實體接觸，以將PV電池20串聯電連接。互聯50在此項技術中亦可稱為互連。PV模組亦可包括其他組件，諸如提供強度及穩定性之接著層、基板、覆板及/或其他材料。在眾多應用中，PV電池20係經封裝，以提供對環境因素(諸如風及雨)之額外保護。
利用本發明組成物來形成一或多種結構/組件(諸如由本發明組成物所形成之導體、電極及/或匯流條)之各種PV電池20之其他實施例係描述在與本申請案同時申請之正在審查之台灣申請案第＿＿＿號(代理檔案號DC11370 PSP1；071038.01092)中，該案所揭示內容之全文以引用的方式併入本文中，但不包括與本發明之基本範圍相矛盾之內容。
在上文實施例及本文所述之其他實施例中，本發明組成物大體上包括：金屬粉末；焊粉，其具有低於該金屬粉末之熔融溫度之熔融溫度；聚合物；不同於用於助熔金屬粉末及使聚合物交聯之聚合物之羧基化聚合物；用於助熔金屬粉末之二羧酸；以及用於助熔金屬粉末之單羧酸。該組成物可視情況進一步包括添加劑，諸如溶劑及/或黏著促進劑。
金屬粉末可包括銅，而焊粉可具有不超過約300℃之熔融溫度。焊粉可包括錫-鉍(SnBi)合金、錫-銀(SnAg)合金、或其組合中至少一者。在特定實施例中，焊粉包括至 少一種錫(Sn)合金，及不超過0.5重量%(wt%)之汞、鎘及/或鉻；及/或鉛。
在各種實施例中，各基於組成物之總重，金屬及焊粉總共係以約50至約95 wt%之量存在；金屬粉末係以約35至約85 wt%之量存在；及/或焊粉係以約25至約75 wt%之任何量存在。
聚合物可包括環氧樹脂，而羧基化聚合物可包括丙烯酸系聚合物，諸如苯乙烯-丙烯酸系共聚物。在各種實施例中，各基於組成物之總重，聚合物及羧基化聚合物總共係以約2.5至約10 wt%之量存在；聚合物係以約0.5至約5 wt%之量存在；及/或羧基化聚合物係以約1至約7.5 wt%之量存在。在特定實施例中，聚合物與羧基化聚合物之重量比為約1：1至約1：3(聚合物：羧基化聚合物)。
二羧酸可為十二烷二酸(DDDA)，而單羧酸可為新癸酸。在各種實施例中，各基於組成物之總重，二羧酸之存在量為約0.05至約1 wt%；及/或單羧酸之存在量為約0.25至約1.25 wt%。參考正在審查之申請案可瞭解此等組成物之其他態樣。
說明PV電池20及本發明方法之下列實例意欲說明而非限制本發明。下表1至3中顯示用以形成組成物之各組分之量及類型，其中除非另有說明，否則所有數值皆係以各自組成物之總重之wt%表示。
第二金屬1為銅粉末，可自日本Mitsui Mining & Smelting Co.購得。
第二金屬2為習知銀粉，可自Ferro購得。
第三金屬1為Sn42/Bi58合金，其具有約221℃之熔融溫度，可自Indium Corporation of America購得。
第三金屬2為Sn63/Pb37合金，其具有約183℃之熔融溫度。
第三金屬3為Sn96.5/Ag3.5合金，其具有約221℃之熔融溫度，可自Indium Corporation of America購得。
聚合物1為固體環氧樹脂，其包括表氯醇與雙酚A之反應產物，且具有500-560 g/eq之環氧當量(EEW)，可自Dow Chemical(Midland,MI)購得。
聚合物2為矽酮，可自Dow Corning Corp.(Midland,MI)購得。
聚合物3為低分子量苯乙烯-丙烯酸系共聚物，其具有約238之酸值，呈固體形式，可自BASF Corp.(Florham Park,NJ)購得。
聚合物4為聚胺基甲酸酯樹脂，可自BASF Corp.購得。
添加劑1為單萜醇，可自Sigma Aldrich(Chicago,IL)購得。
添加劑2為二溴化苯乙烯，可自Sigma Aldrich購得。
添加劑3為十二烷二酸，可自Sigma Aldrich購得。
添加劑4為丙二醇，可自Sigma Aldrich購得。
添加劑5為新癸酸，可自Hexion Specialty Chemicals(Carpentersville,IL)購得。
添加劑6為苯甲醇，可自Sigma Aldrich購得。
添加劑7為鈦酸酯黏著促進劑，可自Kenrich Petrochemicals Co.購得。
添加劑8為矽烷黏著促進劑，其包括2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷，可自Dow Corning Corp.購得。
添加劑9為丁基卡必醇，可自Dow Chemical購得。
製備一系列5英寸(12.7 cm)單晶矽電池(晶圓)，以接受Ag及Cu糊膏施塗。製備根據以上實例之糊膏。利用1 wt%丁基卡必醇稀釋各種糊膏，以改良印刷流變性。利用獲自Sefar之匯流條絲網(具有12.7 μm乳液厚度之不鏽鋼網325或165網格(PEF2))及22°或45°旋轉該網格，將各種糊膏印刷於晶圓上，以形成Cu匯流條。印刷係藉由AMI篩網印刷機將~0.68 kg下壓力施加至載物台上之200 μm空白晶圓實施。印刷速度設定在3至5英寸/秒之間，採用來回印刷模式。印刷該等晶圓及使其等穿過BTU Pyramax N2回焊爐。
確定Cu匯流條在濕熱(DH；85℃，85%相對濕度)熟化條件下之耐久性。使用矽上之Cu匯流條之未封裝印刷物來監控Cu體電阻率(ρ)。亦利用TLM法，使用接觸電阻率(ρc)來監控互聯/Cu匯流條之品質。實例5中，對DH曝露1000小時後，發現Cu匯流條相對於Ag匯流條未劣化。
利用閃點測定器(PSS 10 II)測量電流-電壓(I-V)。與對照Ag匯流條相比，根據實例5之Cu匯流條顯示有所增加之Voc及Jsc。具體言之，包括Cu匯流條之電池相對於包括Ag匯流條之電池顯示出顯著改良之Voc及Jsc。Voc及Jsc之增加大體上分別對應0.6%及2.59%之相對增加。據信，此增加歸因於金屬/矽接觸面積之減少，如上所述。
製備另一批具有後接觸襯墊之絲網印刷之Al BSF晶圓。該等晶圓包括前Ag及前Cu印刷物，皆具有後Ag匯流條。利用根據上述實例5之Cu糊膏印刷Cu匯流條。將該等電池人工地互聯，並在封裝前測試。可利用典型工業互聯，互 聯該等電池。在此等實施例中，在390℃下，利用焊烙鐵及助熔劑，手動互聯。測量前柵極電阻、I-V及Suns Voc，以確定該等電池及金屬化之品質。圖17至19中顯示測量結果。該批次顯示改良之Voc及Jsc，再次歸因於金屬/矽接觸面積之減少。
參考圖20，描繪指出對照及本發明PV電池之效率百分比之方框圖，而圖21指出Jsc，及圖22指出實例之Voc。具體言之，測量關於樣品之IV數據。Ag實例為149-1至-15，而Cu F實例為149-A至-S。顯示平均值。對照及本發明實例與先前實例圖中所描述者相同。數據清楚顯示，使用本發明之Cu匯流條對電池性能具有明顯改良。據信此改良來自透過減小金屬/矽介面面積及降低之高溫火燒Ag金屬化點而達成之重組減少。
圖23係指出本發明之互聯匯流條之橫截面光學顯微照片。具體言之，將Cu匯流條印刷在SiNx鈍化層之頂部及Ag指狀物之頂部上及隨後互聯。橫截面顯示本發明組成物各組分。顯示出結合至互聯/匯流條及匯流條/指狀物之直接焊接，以及Cu匯流條與基板間之黏附接觸。
圖24係指出對照及本發明PV電池實例在濕熱熟化後之Jsc之線圖。圖25係指出對照及本發明PV電池在濕熱熟化後之Voc之線圖，而圖26係指出對照及本發明PV電池實例在濕熱熟化後之薄片電阻率(rs)之線圖。由此等圖可清楚顯示Cu糊膏在腐蝕性條件下不發生性能劣化。
上文所描述值中之一或多者可變化達±5%、±10%、 ±15%、±20%、±25%等，條件係該變化維持在本發明範圍內。可自與所有其他成員彼此獨立之各Markush組成員獲得預期外的結果。各成員可保持獨立及/或組合及在附接申請專利範圍之範圍內為具體實施例提供充分支持。本文明確涵蓋獨立技術方案及單及多從屬之附屬技術方案之所有組合的主要內容。公開內容呈說明性，包含描繪性而非限制性用詞。參照以上教義可對公開內容實施許多修改及變化，且公開內容可以不同於本文中所具體描述的方式實現。
20‧‧‧PV電池
22‧‧‧基礎基板
24‧‧‧紋理化表面
26‧‧‧上摻雜區
30‧‧‧電極
32‧‧‧塗覆層
34‧‧‧外表面
36‧‧‧指狀物
36"‧‧‧指狀物圖案
36a‧‧‧不連續指狀物
36b‧‧‧輔助指狀物
38‧‧‧下部
38"‧‧‧下部
40‧‧‧上部
40"‧‧‧上部
42‧‧‧局部「選擇性射極」層
44‧‧‧匯流條
44"‧‧‧層
44a‧‧‧匯流條
44b‧‧‧匯流條襯墊
45‧‧‧最終固化態
45"‧‧‧聚合物
46‧‧‧Cu
47‧‧‧間隙
48"‧‧‧焊料
50‧‧‧互聯
52‧‧‧孔
圖1為PV電池之一實施例之正視圖，其包括基礎基板、塗覆層、指狀物及一對匯流條；圖2為沿著圖1之線2-2之部分橫截面側視圖，其說明該基礎基板之上摻雜區、塗覆層、指狀物及其中一匯流條；圖3為PV電池之一實施例之橫截面側視圖，其說明基礎基板之上下摻雜區、塗覆層、指狀物、匯流條及電極；圖4為PV電池之一實施例之部分橫截面透視圖，其說明基礎基板之上摻雜區、塗覆層、指狀物及一對匯流條；圖5為PV電池之另一實施例之部分橫截面透視圖，其說明基礎基板之上摻雜區、紋理化表面、塗覆層及一對延伸至該基礎基板內之指狀物；圖6為一流程圖，其說明形成PV電池之方法之一實施例之步驟；圖7為一流程圖，其說明形成PV電池之另一實施例之方 法之另一實施例之步驟；圖8為說明聚合物固化及用於形成PV電池之匯流條之組成物之焊料流之示意圖；圖9為PV電池之另一實施例之部分橫截面透視圖，其說明基礎基板之上摻雜區、塗覆層、指狀物、一對匯流條及一對互聯條，其中一互聯條係置於匯流條中一者上；圖10為PV電池之一實施例之正視示意圖，其包括鈍化層、不連續指狀物及匯流條；圖11為PV電池之一實施例之正視示意圖，其包括鈍化層、不連續指狀物、輔助指狀物及匯流條；圖12為PV電池之一實施例之正視示意圖，其包括鈍化層、指狀物、匯流條及輔助匯流條襯墊；圖13為PV電池之一實施例之正視示意圖，其包括鈍化層、指狀物、一對匯流條及輔助匯流條；圖14為PV電池之一實施例之正視示意圖，其包括鈍化層、具有襯墊之指狀物及匯流條；圖15為PV電池之一實施例之正視示意圖，其包括鈍化層、具有中空襯墊之指狀物及匯流條；圖16為PV電池之一實施例之正視示意圖，其包括鈍化層、不連續指狀物、輔助指狀物及匯流條；圖17為說明對照及本發明實例之短路電流密度(Jsc)之方框圖；圖18為說明對照及本發明實例之開路電壓(Voc)之方框圖； 圖19為說明對照及本發明實例之電池效率(NCell)之方框圖；圖20為說明對照及本發明實例之效率百分比之方框圖；圖21為說明對照及本發明實例之Jsc之另一方框圖；圖22為說明對照及本發明實例之Voc之另一方框圖；圖23為說明本發明之互聯匯流條、指狀物及鈍化層之橫截面光學顯微照片(轉化成繪畫形式)；圖24為說明對照及本發明實例在濕熱熟化後之Jsc之線狀圖；圖25為說明對照及本發明實例在濕熱熟化後之Voc之線狀圖；及圖26為說明對照及本發明實例在濕熱熟化後之薄片電阻率(rs)之線狀圖。
20‧‧‧PV電池
22‧‧‧基礎基板
32‧‧‧塗覆層
36‧‧‧指狀物
44‧‧‧匯流條

Claims (20)

  1. 一種光伏打電池，其包括：基礎基板，其包括矽且包括上摻雜區；塗覆層，其係置於該基礎基板之該上摻雜區上，且具有外表面；複數個指狀物，其等彼此間隔開且置於該塗覆層中，且各該等指狀物具有與該基礎基板之該上摻雜區電接觸之下部，及與該下部相對之向外延伸穿過該塗覆層之該外表面之上部，且各該等指狀物包括以多數量存在於各該等指狀物之第一金屬；及匯流條，其與該基礎基板之該上摻雜區間隔開，以使該基礎基板之該上摻雜區與該匯流條不存在實體接觸，該匯流條與該等指狀物之該等上部電接觸，且包括以多數量存在於該匯流條中之第二金屬；其中該匯流條進一步包括不同於該等指狀物之該第一金屬及該匯流條之該第二金屬之第三金屬，該第三金屬具有不超過約300℃之熔融溫度；及其中該基礎基板之該上摻雜區係經由該等指狀物與該匯流條電連通。
  2. 一種光伏打電池，其包括：基礎基板，其包括矽且包括上摻雜區；塗覆層，其係置於該基礎基板之該上摻雜區上，且具有外表面；複數個指狀物，其等彼此間隔開，且置於該塗覆層 中，且各該等指狀物具有與該基礎基板之該上摻雜區電接觸之下部，及與該下部相對之向外延伸穿過該塗覆層之該外表面之上部，且各該等指狀物包括以多數量存在於各該等指狀物之第一金屬；及匯流條，其與該基礎基板之該上摻雜區間隔開，以使該基礎基板之該上摻雜區與該匯流條不存在實體接觸，該匯流條與該等指狀物之該等上部電接觸，且包括以多數量存在於該匯流條中之第二金屬；其中該匯流條係於不超過約300℃之溫度下由包括該第二金屬且使該匯流條能在該溫度下形成之組成物形成；及其中該基礎基板之該上摻雜區係經由該等指狀物與該匯流條電連通。
  3. 一種光伏打電池，其包括：基礎基板，其包括矽且包括上摻雜區；塗覆層，其係置於該基礎基板之該上摻雜區上，且具有外表面；複數個指狀物，其等置於該塗覆層中，且各該等指狀物具有與該基礎基板之該上摻雜區電接觸之下部，及與該下部相對之向外延伸穿過該塗覆層之該外表面之上部，且各該等指狀物包括以多數量存在於各該等指狀物之第一金屬；及匯流條，其與該基礎基板之該上摻雜區間隔開，以使該基礎基板之該上摻雜區與該匯流條不存在實體接觸， 該匯流條與該等指狀物之該等上部電接觸，且包括以多數量存在於該匯流條中之第二金屬；其中該等指狀物之該第一金屬係不同於該匯流條之該第二金屬。
  4. 如請求項1至3中任一項之光伏打電池，其中該基礎基板進一步包括與該上摻雜區相對之下摻雜區。
  5. 如請求項1至3中任一項之光伏打電池，其中該匯流條係置於該塗覆層之該外表面上及各該等指狀物周圍，以使該等指狀物之該等上部與置於該匯流條與該基礎基板之該上摻雜區之間之該塗覆層實體及電接觸。
  6. 如請求項1至3中任一項之光伏打電池，其中該基礎基板之該上摻雜區為n-型摻雜區或p-型摻雜區。
  7. 如請求項1至3中任一項之光伏打電池，其中該塗覆層包括SiOx、ZnS、MgFx、SiNx、SiCNx、AlOx、TiO2、透明導電氧化物(TCO)、或其組合。
  8. 如請求項1至3中任一項之光伏打電池，其中該等指狀物之該第一金屬包括銀或銅，該匯流條之該第二金屬包括銅或銀，而該匯流條之該第三金屬包括焊料。
  9. 一種光伏打電池，其包括：基礎基板，其包括矽且包括：選自n-型摻雜區或p-型摻雜區之上摻雜區，及與該上摻雜區相對之下摻雜區；塗覆層，其置於該基礎基板之該上摻雜區上，且具有外表面，該塗覆層包括SiOx、ZnS、MgFx、SiNx、 SiCNx、AlOx、TiO2、透明導電氧化物(TCO)、或其組合；複數個指狀物，其等彼此間隔開，且置於該塗覆層中，且各該等指狀物具有與該基礎基板之該上摻雜區電接觸之下部，及與該下部相對之向外延伸穿過該塗覆層之該外表面之上部，且各該等指狀物包括以多數量存在於各該等指狀物之銀或銅；及匯流條，其與該基礎基板之該上摻雜區間隔開，以使該上摻雜區與該匯流條不存在實體接觸，該匯流條與該等指狀物之該等上部電接觸，且包括以多數量存在於該匯流條中之銅，及焊料。
  10. 如請求項1至3或9中任一項之光伏打電池，其中該等指狀物之該第一金屬為銀，而該匯流條之該第二金屬為銅。
  11. 如請求項1至3或9中任一項之光伏打電池，其中該焊料包括錫合金。
  12. 如請求項1至3或9中任一項之光伏打電池，其中該匯流條係由組成物形成，該組成物包括：作為該第二金屬之銅粉，作為該第三金屬之焊粉，其係在低於該銅粉之溫度下熔融，及聚合物。
  13. 如請求項1至3或9中任一項之光伏打電池，其中該匯流條係可直接焊接。
  14. 如請求項1至3或9中任一項之光伏打電池，其進一步包括複數個置於該等複數個指狀物上並與其等電接觸之輔助指狀物，各該等輔助指狀物包括以多數量存在於各該等輔助指狀物中之銀或銅，且其中該等輔助指狀物係不同於該等複數個指狀物。
  15. 如請求項1至3或9中任一項之光伏打電池，其進一步包括置於該匯流條上並與其電接觸之輔助匯流條，且其中該輔助匯流條係不同於該匯流條。
  16. 一種包括如請求項1至3或9中任一項之複數個該等光伏打電池之光伏打電池模組，其進一步包括至少一與該等光伏打電池之該等匯流條實體接觸之條帶，以致於該等光伏打電池係經由該條帶彼此電連通。
  17. 一種形成光伏打電池之方法，該光伏打電池包括基礎基板，該基礎基板包括矽且包括上摻雜區；置於該上摻雜區之塗覆層；複數個指狀物，該等指狀物彼此間隔開且置於該塗覆層中，並與該基礎基板之該上摻雜區電接觸；且包括以多數量存在於各該等指狀物中之第一金屬，及匯流條，該匯流條與該上摻雜區間隔開，並與該等指狀物電接觸；該方法包括以下步驟：將包含以多數量存在於該組成物之第二金屬及第三金屬之組成物塗佈至該等指狀物之該等上部之至少一部分以形成層，以使該基礎基板之該上摻雜區與該層不存在實體接觸；及將該層加熱至不超過約300℃之溫度，以形成匯流 條；其中該匯流條之該第三金屬係不同於該等指狀物之該第一金屬及該組成物之該第二金屬；及其中該基礎基板之該上摻雜區係經由該等指狀物與該匯流條電連通。
  18. 如請求項17之方法，其中該等指狀物之該第一金屬包括銀或銅，該組成物之該第二金屬包括銅或銀，而該組成物之該第三金屬包括焊料。
  19. 如請求項17或18之方法，其中將塗佈該組成物進一步界定為將該組成物印刷至該等指狀物之上部以界定該匯流條。
  20. 如請求項17之方法，其中該組成物包括：作為該第二金屬之銅粉，作為該第三金屬之焊粉，其係在低於該銅粉之熔融溫度之溫度下熔融，及聚合物。
TW101147239A 2011-12-13 2012-12-13 光伏打電池及其形成方法 TW201332122A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161569992P 2011-12-13 2011-12-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201332122A true TW201332122A (zh) 2013-08-01

Family

ID=47501472

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101147239A TW201332122A (zh) 2011-12-13 2012-12-13 光伏打電池及其形成方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20140332072A1 (zh)
EP (1) EP2791979B1 (zh)
JP (1) JP2015506108A (zh)
CN (1) CN104321883A (zh)
TW (1) TW201332122A (zh)
WO (1) WO2013090562A2 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI625931B (zh) * 2016-07-04 2018-06-01 Mitsubishi Electric Corp 太陽電池單元之評價用基板以及太陽電池單元之評價方法
TWI637528B (zh) * 2016-07-14 2018-10-01 日商亞特比目股份有限公司 太陽電池及太陽電池之製造方法
TWI703738B (zh) * 2019-05-14 2020-09-01 友達光電股份有限公司 太陽能電池
TWI777959B (zh) * 2016-06-10 2022-09-21 日商信越化學工業股份有限公司 太陽電池及其製造方法

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8969122B2 (en) 2011-06-14 2015-03-03 International Business Machines Corporation Processes for uniform metal semiconductor alloy formation for front side contact metallization and photovoltaic device formed therefrom
JP6050661B2 (ja) * 2012-11-21 2016-12-21 長州産業株式会社 光発電装置の製造方法
US20140166099A1 (en) * 2012-12-14 2014-06-19 Sunedison, Inc. Crystalline photovoltaic cells and methods of manufacturing
CN104854176B (zh) 2012-12-20 2017-06-06 道康宁公司 可固化有机硅组合物、导电有机硅粘合剂、制备及使用它们的方法以及包含它们的电气装置
US8936709B2 (en) 2013-03-13 2015-01-20 Gtat Corporation Adaptable free-standing metallic article for semiconductors
US8916038B2 (en) 2013-03-13 2014-12-23 Gtat Corporation Free-standing metallic article for semiconductors
US9428680B2 (en) 2013-03-14 2016-08-30 Dow Corning Corporation Conductive silicone materials and uses
KR102250406B1 (ko) 2013-03-14 2021-05-12 다우 실리콘즈 코포레이션 경화성 실리콘 조성물, 전기 전도성 실리콘 접착제, 이의 제조 및 사용 방법, 및 이를 포함하는 전기 디바이스
USD765024S1 (en) * 2013-12-11 2016-08-30 Solaero Technologies Corp. Solar cell
USD765590S1 (en) * 2013-12-11 2016-09-06 Solaero Technologies Corp. Solar cell
US9054238B1 (en) 2014-02-26 2015-06-09 Gtat Corporation Semiconductor with silver patterns having pattern segments
CN106133917B (zh) * 2014-03-27 2018-08-14 京瓷株式会社 太阳能电池及使用该太阳能电池的太阳能电池模块
JP6139602B2 (ja) * 2014-06-26 2017-05-31 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド 太陽電池モジュール
ES2946663T3 (es) * 2014-07-07 2023-07-24 Shangrao Jinko Solar Tech Development Co Ltd Módulo de celda solar
US9722104B2 (en) * 2014-11-28 2017-08-01 Lg Electronics Inc. Solar cell and method for manufacturing the same
JP6697773B2 (ja) * 2015-04-27 2020-05-27 国立研究開発法人産業技術総合研究所 太陽電池の電極構造及びその形成方法
US20180212072A1 (en) * 2015-09-25 2018-07-26 Mitsubishi Electric Corporation Manufacturing method for solar cell and solar cell
WO2017056371A1 (ja) * 2015-09-30 2017-04-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 太陽電池モジュールおよび太陽電池セルの製造方法
JP6506404B2 (ja) * 2015-10-16 2019-04-24 三菱電機株式会社 太陽電池モジュール、太陽電池モジュールの製造方法
CN106876496B (zh) * 2017-03-03 2019-07-05 广东爱旭科技股份有限公司 P型perc双面太阳能电池及其组件、系统和制备方法
CN111261731A (zh) * 2020-03-27 2020-06-09 宇泽(江西)半导体有限公司 一种埋栅晶体硅光伏电池及其制作方法
EP3971993A1 (en) * 2020-09-16 2022-03-23 Jbao Technology Ltd. Manufacturing method for back structure of double-sided p-type sollar cell
JP2021022735A (ja) * 2020-09-21 2021-02-18 アートビーム株式会社 太陽電池および太陽電池の製造方法
CN112563347A (zh) * 2020-12-25 2021-03-26 通威太阳能（成都）有限公司 Perc太阳能电池选择性发射极、perc太阳能电池及其制作方法
CN117790596A (zh) 2021-08-27 2024-03-29 晶科能源股份有限公司 光伏电池片、电池组件及制备工艺
CN116031314A (zh) * 2023-02-14 2023-04-28 浙江晶科能源有限公司 光伏电池及光伏组件

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5376403A (en) * 1990-02-09 1994-12-27 Capote; Miguel A. Electrically conductive compositions and methods for the preparation and use thereof
CA2087707A1 (en) * 1991-06-11 1992-12-12 Fritz Wald Solar cell and method of making same
US5268039A (en) * 1991-09-13 1993-12-07 United Solar Systems Corporation Photovoltaic device including shunt preventing layer and method for the deposition thereof
US7022266B1 (en) 1996-08-16 2006-04-04 Dow Corning Corporation Printable compositions, and their application to dielectric surfaces used in the manufacture of printed circuit boards
WO1999054372A1 (en) 1998-04-22 1999-10-28 Multicore Solders Limited Adhesive and encapsulating material with fluxing properties
CN1241039A (zh) * 1998-06-11 2000-01-12 佳能株式会社 光伏元件及其制备方法
JP2003347564A (ja) * 2002-05-28 2003-12-05 Kyocera Corp 光電変換装置
JP4206264B2 (ja) * 2002-12-19 2009-01-07 京セラ株式会社 光電変換装置の製造方法
JP2007103473A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池装置および太陽電池モジュール
JP4684075B2 (ja) * 2005-10-14 2011-05-18 シャープ株式会社 太陽電池、太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュール
US20070235077A1 (en) * 2006-03-27 2007-10-11 Kyocera Corporation Solar Cell Module and Manufacturing Process Thereof
JP2008205137A (ja) * 2007-02-19 2008-09-04 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池及び太陽電池モジュール
JP2011503910A (ja) * 2007-11-19 2011-01-27 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド パターン付きエッチング剤を用いた太陽電池コンタクト形成プロセス
KR20120032463A (ko) * 2009-04-02 2012-04-05 오르멧 서키츠 인코퍼레이티드 혼합된 합금 충전재를 함유하는 전도성 조성물
KR101225497B1 (ko) * 2009-11-05 2013-01-23 (주)덕산테코피아 도전성 접착제와 그 제조 방법 및 이를 포함하는 전자 장치
EP2325848B1 (en) * 2009-11-11 2017-07-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Conductive paste and solar cell
US8697476B2 (en) * 2010-04-30 2014-04-15 E I Du Pont De Nemours And Company Processes and compositions for forming photovoltaic devices with base metal buss bars
JP5789544B2 (ja) * 2011-03-02 2015-10-07 韓國電子通信研究院Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ 伝導性組成物並びにこれを含むシリコン太陽電池及びその製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI777959B (zh) * 2016-06-10 2022-09-21 日商信越化學工業股份有限公司 太陽電池及其製造方法
TWI625931B (zh) * 2016-07-04 2018-06-01 Mitsubishi Electric Corp 太陽電池單元之評價用基板以及太陽電池單元之評價方法
TWI637528B (zh) * 2016-07-14 2018-10-01 日商亞特比目股份有限公司 太陽電池及太陽電池之製造方法
TWI703738B (zh) * 2019-05-14 2020-09-01 友達光電股份有限公司 太陽能電池

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015506108A (ja) 2015-02-26
WO2013090562A2 (en) 2013-06-20
CN104321883A (zh) 2015-01-28
EP2791979A2 (en) 2014-10-22
US20140332072A1 (en) 2014-11-13
WO2013090562A3 (en) 2014-01-03
EP2791979B1 (en) 2020-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2791979B1 (en) Photovoltaic cell and method of forming the same
EP2791946B1 (en) Composition and conductor formed therefrom
TW201342642A (zh) 光伏打電池及其形成方法
US9502590B2 (en) Photovoltaic devices with electroplated metal grids
TWI643351B (zh) 太陽能電池金屬化及互連方法
US9608140B2 (en) Solar cell and solar cell module
EP3437144B1 (en) Solar cell panel
JP4948876B2 (ja) 太陽電池素子用導電性ペースト及びそれを用いた太陽電池素子の製造方法。
JP5127207B2 (ja) 太陽電池素子、及びそれを用いた太陽電池モジュール
WO2012075394A1 (en) Nanoparticle inks for solar cells
US20120279563A1 (en) Solderable interconnect apparatus for interconnecting solar cells
US20120037224A1 (en) Solar battery cell and method of manufacturing the same
CN103201855A (zh) 具有选择前面场的后面结太阳能电池
JP2007134387A (ja) 光電変換素子およびその電極形成方法
WO2017091068A1 (en) Enhanced metallization of silicon solar cells
CN101478009B (zh) 一种背接触式太阳能电池及其制作方法