光伏電池(常被稱為太陽能電池)是熟知的用于將太陽輻射直接轉(zhuǎn)換為電能的裝置。一般來講，使用半導(dǎo)體加工技術(shù)在基板的表面附近形成p-n結(jié)，從而在半導(dǎo)體晶片或基板上制造太陽能電池。照射在基板表面上并進(jìn)入基板內(nèi)的太陽輻射在基板塊體中形成電子和空穴對。電子和空穴對遷移至基板中的p摻雜區(qū)域和n摻雜區(qū)域，從而在摻雜區(qū)域之間產(chǎn)生電壓差。將摻雜區(qū)域連接至太陽能電池上的導(dǎo)電區(qū)域，以將電流從電池引導(dǎo)至外部電路。

效率是太陽能電池的重要特性，因其直接與太陽能電池發(fā)電能力有關(guān)。同樣，制備太陽能電池的效率直接與此類太陽能電池的成本效益有關(guān)。因此，提高太陽能電池效率的技術(shù)或提高制造太陽能電池效率的技術(shù)是普遍所需的。本公開的一些實(shí)施例允許通過提供制造太陽能電池結(jié)構(gòu)的新工藝而提高太陽能電池的制造效率。本公開的一些實(shí)施例允許通過提供新型太陽能電池結(jié)構(gòu)來提高太陽能電池效率。

附圖說明

圖1示出了根據(jù)一些實(shí)施例的示例性太陽能電池的一部分的橫截面圖，該太陽能電池具有形成在發(fā)射極區(qū)上的導(dǎo)電觸點(diǎn)，而該發(fā)射極區(qū)形成在基板上方。

圖2示出了根據(jù)一些實(shí)施例的示例性太陽能電池的一部分的橫截面圖，該太陽能電池具有形成在發(fā)射極區(qū)上的導(dǎo)電觸點(diǎn)，而該發(fā)射極區(qū)形成在基板內(nèi)。

圖3是根據(jù)一個實(shí)施例的流程圖，它示出了形成具有隨機(jī)焊縫陣列的導(dǎo)電觸點(diǎn)的示例性方法。

圖4A至圖4D示出了根據(jù)圖3的方法形成具有隨機(jī)焊縫陣列的導(dǎo)電觸點(diǎn)的橫截面圖。

圖5是根據(jù)一個實(shí)施例的流程圖，它示出了形成具有隨機(jī)焊縫陣列的導(dǎo)電觸點(diǎn)的示例性方法。

圖6A至圖6E示出了根據(jù)圖5的方法形成具有隨機(jī)焊縫陣列的導(dǎo)電觸點(diǎn)的橫截面圖。

圖7是根據(jù)一個實(shí)施例的流程圖，它示出了形成具有隨機(jī)焊縫陣列的導(dǎo)電觸點(diǎn)的示例性方法。

圖8A至圖8E示出了根據(jù)圖7的方法形成具有隨機(jī)焊縫陣列的導(dǎo)電觸點(diǎn)的橫截面圖。

圖9和圖10示出了根據(jù)各種實(shí)施例的分別在圖案化前和圖案化后的示例性太陽能電池后側(cè)的俯視圖。

圖11示出了根據(jù)各種實(shí)施例的太陽能電池的示例性接觸指的俯視圖。

具體實(shí)施方式

以下具體實(shí)施方式在本質(zhì)上只是說明性的，而并非意圖限制本申請的主題的實(shí)施例或此類實(shí)施例的用途。如本文所用，詞語“示例性”意指“用作實(shí)例、例子或舉例說明”。本文描述為示例性的任何實(shí)施未必理解為相比其他實(shí)施優(yōu)選的或有利的。此外，并不意圖受前述技術(shù)領(lǐng)域、

背景技術(shù)：
、

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
或以下具體實(shí)施方式中提出的任何明示或暗示的理論的約束。

本說明書包括提及“一個實(shí)施例”或“實(shí)施例”。短語“在一個實(shí)施例中”或“在實(shí)施例中”的出現(xiàn)不一定是指同一實(shí)施例。特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性可以任何與本公開一致的合適方式加以組合。

術(shù)語。以下段落提供存在于本公開(包括所附權(quán)利要求書)中的術(shù)語的定義和/或語境：

“包括”。該術(shù)語是開放式的。如在所附權(quán)利要求書中所用，該術(shù)語并不排除其他結(jié)構(gòu)或步驟。

“被構(gòu)造成”。各個單元或部件可被描述或聲明成“被構(gòu)造成”執(zhí)行一項(xiàng)或多項(xiàng)任務(wù)。在這樣的語境下，“被構(gòu)造成”用于通過指示該單元/部件包括在操作期間執(zhí)行一項(xiàng)或多項(xiàng)那些任務(wù)的結(jié)構(gòu)而暗示結(jié)構(gòu)。因此，即使當(dāng)指定的單元/部件目前不在操作(例如，未開啟/激活)時，也可將該單元/部件說成是被構(gòu)造成執(zhí)行任務(wù)。詳述某一單元/電路/部件“被構(gòu)造成”執(zhí)行一項(xiàng)或多項(xiàng)任務(wù)明確地意在對該單元/部件而言不援用35U.S.C.§112第六段。

“第一”、“第二”等。如本文所用的這些術(shù)語用作其之后的名詞的標(biāo)記，而并不暗示任何類型的順序(例如，空間、時間和邏輯等)。例如，提及太陽能電池的“第一”焊縫區(qū)并不一定暗示該焊縫區(qū)為某一序列中的第一個焊縫區(qū)；而是術(shù)語“第一”用于將此焊縫區(qū)與另一個焊縫區(qū)(例如，“第二”焊縫區(qū))相區(qū)分。

“基于”。如本文所用，該術(shù)語用于描述影響確定結(jié)果的一個或多個因素。該術(shù)語并不排除可影響確定結(jié)果的另外因素。也就是說，確定結(jié)果可以僅基于那些因素或至少部分地基于那些因素?？紤]短語“基于B確定A”。盡管B可以是影響A的確定結(jié)果的因素，但這樣的短語并不排除A的確定結(jié)果還基于C。在其他實(shí)例中，A可以僅基于B來確定。

“耦接”—以下描述是指元件或節(jié)點(diǎn)或結(jié)構(gòu)特征被“耦接”在一起。如本文所用，除非另外明確指明，否則“連接”意指一個元件/節(jié)點(diǎn)/特征直接或間接連接至另一個元件/節(jié)點(diǎn)/特征(或直接或間接與其連通)，并且不一定是機(jī)械連接。

“阻止”—如本文所用，阻止用于描述減小影響或使影響降至最低。當(dāng)組件或特征被描述為阻止行為、運(yùn)動或條件時，它可以完全防止某種結(jié)果或后果或未來的狀態(tài)。另外，“阻止”還可以指減少或減小可能會發(fā)生的某種后果、表現(xiàn)和/或效應(yīng)。因此，當(dāng)組件、元件或特征被稱為阻止結(jié)果或狀態(tài)時，它不一定完全防止或消除該結(jié)果或狀態(tài)。

此外，以下描述中還僅為了參考的目的使用了某些術(shù)語，因此這些術(shù)語并非意圖進(jìn)行限制。例如，諸如“上部”、“下部”、“上方”或“下方”之類的術(shù)語是指附圖中提供參考的方向。諸如“正面”、“背面”、“后面”、“側(cè)面”、“外側(cè)”和“內(nèi)側(cè)”之類的術(shù)語描述部件的某些部分在一致但任意的參照系內(nèi)的取向和/或位置，通過參考描述所討論的部件的文字和相關(guān)的附圖可以清楚地了解所述取向和/或位置。這樣的術(shù)語可包括上面具體提及的詞語、它們的衍生詞語以及類似意義的詞語。

雖然為了易于理解依據(jù)太陽能電池描述了本公開的很多內(nèi)容，但本發(fā)明所公開的技術(shù)和結(jié)構(gòu)同樣適用于其他半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)(例如，一般而言的硅晶片)。

本文描述了太陽能電池導(dǎo)電觸點(diǎn)以及形成太陽能電池導(dǎo)電觸點(diǎn)的方法。在下面的描述中，給出了許多具體細(xì)節(jié)，諸如具體的工藝流程操作，以便提供對本公開的實(shí)施例的透徹理解。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見的是，可在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施本公開的實(shí)施例。在其他情況中，沒有詳細(xì)地描述熟知的制造技術(shù)，諸如光刻技術(shù)，以避免不必要地使本公開的實(shí)施例難以理解。此外，應(yīng)當(dāng)理解在圖中示出的多種實(shí)施例是示例性的展示并且未必按比例繪制。

本說明書首先描述了示例性太陽能電池(例如，針對一個太陽光伏發(fā)電應(yīng)用或集中式光伏發(fā)電應(yīng)用)，該太陽能電池可包括所公開的具有隨機(jī)焊縫陣列的導(dǎo)電觸點(diǎn)，隨后描述了形成所公開的具有隨機(jī)焊縫陣列的導(dǎo)電觸點(diǎn)的示例性方法。本文通篇提供了各種例子。盡管為清楚起見本說明書集中于太陽能電池，但是所公開的結(jié)構(gòu)和/或技術(shù)也可同樣應(yīng)用于發(fā)光二極管(LED)。

在第一示例性太陽能電池中，使用導(dǎo)電箔制造用于太陽能電池的觸點(diǎn)，諸如背面觸點(diǎn)，所述太陽能電池具有形成在太陽能電池基板上方的發(fā)射極區(qū)。例如，圖1示出了根據(jù)本公開實(shí)施例的太陽能電池的一部分的橫截面圖，該太陽能電池具有形成在發(fā)射極區(qū)上的導(dǎo)電觸點(diǎn)，該發(fā)射極區(qū)形成在基板上方。

參見圖1，太陽能電池106a的一部分包括圖案化的電介質(zhì)194，該電介質(zhì)設(shè)置在n型摻雜多晶硅區(qū)190、p型摻雜多晶硅區(qū)192上方以及基板102的被溝槽198暴露的部分上。導(dǎo)電觸點(diǎn)設(shè)置在多個觸點(diǎn)開口中(這些觸點(diǎn)開口設(shè)置在電介質(zhì)194中)，并且耦接至n型摻雜多晶硅區(qū)190和p型摻雜多晶硅區(qū)192。

在一個實(shí)施例中，n型摻雜多晶硅區(qū)190和p型摻雜多晶硅區(qū)192可為太陽能電池106A提供發(fā)射極區(qū)。因此，在一個實(shí)施例中，導(dǎo)電觸點(diǎn)設(shè)置在發(fā)射極區(qū)上。在一個實(shí)施例中，導(dǎo)電觸點(diǎn)是背接觸式太陽能電池的背面觸點(diǎn)，并且位于太陽能電池的與太陽能電池106A的光接收表面相對的表面上。此外，在一個實(shí)施例中，發(fā)射極區(qū)域形成在薄電介質(zhì)層或隧道電介質(zhì)層196上。

在一些實(shí)施例中，如圖1所示，制造背接觸式太陽能電池可包括在基板102上形成薄電介質(zhì)層196。在一個實(shí)施例中，薄電介質(zhì)層由二氧化硅構(gòu)成并具有大約在5至50埃范圍內(nèi)的厚度。在一個實(shí)施例中，薄電介質(zhì)層用作隧道氧化層。在一個實(shí)施例中，基板為塊體單晶硅基板，諸如n型摻雜單晶硅基板。然而，在另一個實(shí)施例中，基板包括設(shè)置在整個太陽能電池基板上的多晶硅層。

溝槽198可形成于n型摻雜多晶硅(或非晶硅)區(qū)190與p型摻雜多晶硅區(qū)192之間。溝槽198的一些部分可被紋理化以具有紋理特征。電介質(zhì)194可形成于n型摻雜多晶硅區(qū)和p型摻雜多晶硅區(qū)上方，以及基板的被溝槽暴露的部分上方。在一個實(shí)施例中，電介質(zhì)194的下表面可與n型摻雜多晶硅區(qū)和p型摻雜多晶硅區(qū)以及基板102的被暴露部分適形地形成。在一個實(shí)施例中，電介質(zhì)194的上表面可是實(shí)質(zhì)上平坦的。在一個具體實(shí)施例中，介電層194為抗反射涂層(ARC)。

在電介質(zhì)194中可形成多個觸點(diǎn)開口。所述多個觸點(diǎn)開口可便于接觸n型摻雜多晶硅區(qū)和p型摻雜多晶硅區(qū)，諸如n型摻雜區(qū)190和p型摻雜區(qū)192。在各種實(shí)施例中，可通過激光燒蝕、化學(xué)刻蝕、機(jī)械技術(shù)或光刻形成觸點(diǎn)開口。在一個實(shí)施例中，通向n型摻雜多晶硅區(qū)的觸點(diǎn)開口具有與通向p型摻雜多晶硅區(qū)的觸點(diǎn)開口實(shí)質(zhì)上相同的高度。

為背接觸式太陽能電池形成觸點(diǎn)可包括：在多個觸點(diǎn)開口中形成導(dǎo)電觸點(diǎn)，并分別耦接至n型摻雜多晶硅區(qū)190和p型摻雜多晶硅區(qū)192。因此，在一個實(shí)施例中，導(dǎo)電觸點(diǎn)形成于塊體N型硅基板的與塊體N型硅基板的光接收表面相對的表面上或該表面上方。在一個具體實(shí)施例中，導(dǎo)電觸點(diǎn)形成于基板102表面上方的區(qū)域(190/192)上。

仍然參見圖1，導(dǎo)電觸點(diǎn)可包括導(dǎo)電箔，諸如導(dǎo)電箔182或186。在各種實(shí)施例中，導(dǎo)電箔可包含鋁、銅、錫、其他導(dǎo)電材料和/或它們的組合。在一些實(shí)施例中，如圖1所示，導(dǎo)電觸點(diǎn)還可包括位于導(dǎo)電箔182或186與相應(yīng)半導(dǎo)體區(qū)之間的一個或多個導(dǎo)電(金屬或其他)區(qū)，諸如圖1中的區(qū)180和184。例如，第一導(dǎo)電區(qū)180或184可包括(例如鋁、鋁/硅合金等)，該第一導(dǎo)電區(qū)可被印刷(例如印刷成預(yù)定圖案，諸如互相交叉的指狀物圖案)或毯式沉積(例如通過濺鍍、蒸鍍等)，在一些實(shí)施例中，該第一導(dǎo)電區(qū)隨后可與導(dǎo)電箔一起被圖案化。

在一些實(shí)施例中(未示出)，第二導(dǎo)電區(qū)還可用于導(dǎo)電觸點(diǎn)，所述第二導(dǎo)電區(qū)可是金屬間夾層或薄毯夾層，所述夾層可減小將箔焊接到導(dǎo)電區(qū)所需的電力。示例性第二導(dǎo)電區(qū)可包含鉭和/或錫或其他材料。在各種實(shí)施例中，可將第二導(dǎo)電區(qū)沉積到第一導(dǎo)電區(qū)上或沉積到箔，然后使電池與箔接觸。

在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電箔182和186可以是鋁(Al)箔，無論是作為純Al還是合金(例如Al/硅(Al/Si)合金箔)、錫、銅、錫和/或銅的合金或其他導(dǎo)電材料或合金。雖然大部分公開內(nèi)容描述了金屬箔和金屬導(dǎo)電區(qū)，但請注意，在一些實(shí)施例中，除了金屬箔和金屬導(dǎo)電區(qū)之外或作為代替，可類似地使用非金屬導(dǎo)電箔(例如，導(dǎo)電碳)和非金屬導(dǎo)電區(qū)。如本文所述，金屬箔可包含Al、Al-Si合金、錫、銅和/或銀，以及其他例子。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電箔可為小于5微米厚(例如，小于1微米)，而在其他實(shí)施例中，箔可為其他厚度(例如，15微米、25微米、37微米等)。在一些實(shí)施例中，箔的類型(例如，鋁、銅、錫等)可影響在太陽能電池中實(shí)現(xiàn)足夠的電流傳輸所需的箔厚度。此外，在箔和半導(dǎo)體材料之間具有一個或多個導(dǎo)電區(qū)的實(shí)施例中，相較于不具有那些導(dǎo)電區(qū)的實(shí)施例，箔可以更薄。

在各種實(shí)施例中，導(dǎo)電區(qū)180和184可由金屬糊劑(例如，包含金屬顆粒以及粘合劑以使得該糊劑可印刷的糊劑)形成、由金屬粉末(例如，無粘合劑的金屬顆粒、Al顆粒粉末、Al顆粒層和Cu顆粒層)形成、或由金屬糊劑和金屬粉末的組合形成。在一個使用金屬糊劑的實(shí)施例中，可通過將糊劑印刷(例如，絲網(wǎng)印刷、噴墨印刷等)到基板上來施加糊劑。糊劑可包含便于遞送糊劑的溶劑，還可包含其他元素，諸如粘合劑或玻璃粉。在各種實(shí)施例中，導(dǎo)電區(qū)可被毯式沉積，然后與導(dǎo)電箔一起被圖案化，反之，在其他實(shí)施例中，導(dǎo)電區(qū)可形成為特定圖案，諸如針對太陽能電池的指狀物圖案。毯式沉積導(dǎo)電區(qū)和預(yù)圖案化導(dǎo)電區(qū)的例子在本文中有所描述。

在各種實(shí)施例中，導(dǎo)電區(qū)180和184的金屬顆?？删哂写蠹s1至500微米的厚度。例如，對于金屬顆粒被印刷的實(shí)施例，印刷的金屬顆?？删哂写蠹s1至10微米的厚度。

在各種實(shí)施例中，金屬顆?？杀粺?在導(dǎo)電箔形成于整個導(dǎo)電區(qū)上之前和/或之后)，這也稱為燒結(jié)，使得金屬顆粒聚結(jié)在一起，這樣可以增強(qiáng)導(dǎo)電性并降低線路電阻，從而改善太陽能電池的性能。

雖然大部分描述內(nèi)容描述了使用導(dǎo)電箔來代替電鍍金屬，但在一些實(shí)施例中，可將額外金屬電鍍到導(dǎo)電箔182和186上。例如，可根據(jù)化學(xué)鍍或電解電鍍技術(shù)鍍覆鎳和/或銅。請注意，在一個實(shí)施例中，可例如在浸鋅過程中添加鋅，以使得能夠在鋁上電鍍。

在各種實(shí)施例中，所得的圖案化的導(dǎo)電箔和/或?qū)щ妳^(qū)可被統(tǒng)稱為接觸指。在一個實(shí)施例中，導(dǎo)電箔可通過焊縫區(qū)183和187耦接至導(dǎo)電區(qū)和/或半導(dǎo)體區(qū)?？筛鶕?jù)所公開的技術(shù)施加焊縫區(qū)，從而產(chǎn)生高密度隨機(jī)焊縫陣列。隨機(jī)陣列在本文中用于描述未緊密對準(zhǔn)的圖案化焊縫。例如，焊點(diǎn)可包括至少一個局部焊縫，諸如圖1中的焊縫183，并且還可包括完整焊縫，諸如焊縫187。又如，焊縫區(qū)可不對稱地布置在接觸指上，如圖9至圖11所示。又如，在一些實(shí)施例中，焊縫區(qū)可為不同尺寸(例如長度和深度等)。各種例子在所有圖中示出(例如圖4C、圖4D、圖6D、圖6E和圖9至圖11等中所示)。

在各種實(shí)施例中，損傷緩沖區(qū)160(還可稱為犧牲區(qū)或犧牲層)可設(shè)置在半導(dǎo)體區(qū)的對應(yīng)n型摻雜區(qū)和p型摻雜區(qū)之間。又如，損傷緩沖區(qū)160可為吸收性或反射性，這樣可抑制對溝槽198或基板102的損傷。例如，吸收性損傷緩沖區(qū)可以是被構(gòu)造成吸收激光能量的印刷聚合物。損傷緩沖區(qū)可以是發(fā)粘的、粘性的、紋理化的或以其他方式被構(gòu)造成向?qū)щ姴峁┮欢康母街裕杂兄谠诤附雍?或圖案化過程中將箔保持在原位。

在一些實(shí)施例中，太陽能電池106A可不包括一個或多個額外導(dǎo)電區(qū)180和184。相反，導(dǎo)電箔可直接耦接至太陽能電池的半導(dǎo)體區(qū)。

相似地，在一些實(shí)施例中，太陽能電池106A可不包括損傷緩沖區(qū)160。在本文中描述了不包括損傷緩沖區(qū)160的太陽能電池的各種例子。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖2，它示出了根據(jù)一個實(shí)施例的示例性太陽能電池的一部分的橫截面圖，該太陽能電池具有形成在發(fā)射極區(qū)上的導(dǎo)電觸點(diǎn)，該發(fā)射極區(qū)形成在基板中。例如，在該第二示例性電池中，可使用導(dǎo)電箔來為太陽能電池制造觸點(diǎn)，諸如背面觸點(diǎn)，該太陽能電池具有形成于太陽能電池的基板中的發(fā)射極區(qū)。

如圖2所示，太陽能電池106B的一部分包括圖案化的電介質(zhì)194，該電介質(zhì)設(shè)置在多個n型摻雜擴(kuò)散區(qū)190、p型摻雜擴(kuò)散區(qū)192上方以及基板102(諸如塊體晶體硅基板)的一些部分上。導(dǎo)電觸點(diǎn)設(shè)置在多個觸點(diǎn)開口中(這些觸點(diǎn)開口設(shè)置在電介質(zhì)194中)，并且耦接至n型摻雜擴(kuò)散區(qū)或p型摻雜擴(kuò)散區(qū)中對應(yīng)的一個。在一個實(shí)施例中，分別使用n型摻雜劑和p型摻雜劑來通過硅基板的摻雜區(qū)形成擴(kuò)散區(qū)190和擴(kuò)散區(qū)192。此外，在一個實(shí)施例中，n型摻雜擴(kuò)散區(qū)和p型摻雜擴(kuò)散區(qū)可為太陽能電池106B提供發(fā)射極區(qū)。因此，在一個實(shí)施例中，導(dǎo)電觸點(diǎn)設(shè)置在發(fā)射極區(qū)上。在一個實(shí)施例中，導(dǎo)電觸點(diǎn)是背接觸式太陽能電池的背面觸點(diǎn)，并且位于該太陽能電池的與光接收表面相對(諸如，與紋理化光接收表面相對)的表面上。

在一個實(shí)施例中，再次參見圖2并且類似于圖1的實(shí)施例，導(dǎo)電觸點(diǎn)可包括導(dǎo)電箔182或186，并且在一些實(shí)施例中，包括一個或多個額外導(dǎo)電區(qū)，諸如導(dǎo)電區(qū)180或184?？蓪?dǎo)電箔182和186隨機(jī)焊接至一個或多個導(dǎo)電區(qū)，或直接焊接至太陽能電池的半導(dǎo)體區(qū)并因此與太陽能電池106B的發(fā)射極區(qū)電接觸。圖1的導(dǎo)電觸點(diǎn)描述(包括箔、導(dǎo)電區(qū)和焊縫描述)同樣適用于圖2的導(dǎo)電觸點(diǎn)，但為了描述清楚起見而不再重復(fù)。

在一些實(shí)施例中，類似于參考太陽能電池106A的上述描述，太陽能電池106B可不包括一個或多個額外導(dǎo)電區(qū)180和184。相反，導(dǎo)電箔可被直接耦接至太陽能電池的半導(dǎo)體區(qū)。

相似地，在一些實(shí)施例中，太陽能電池106B可不包括損傷緩沖區(qū)160。在本文中描述了不包括損傷緩沖區(qū)160的太陽能電池的各種例子。

雖然本文描述了某些材料，但對于仍然在本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)質(zhì)和范圍內(nèi)的其他此類實(shí)施例，一些材料可易于被其他材料取代。例如，在一個實(shí)施例中，可使用不同材料的基板，諸如III-V族材料的基板，來代替硅基板。

請注意，在各種實(shí)施例中，無需在塊體基板上直接形成所形成的觸點(diǎn)，如圖2所述。例如，在一個實(shí)施例中，導(dǎo)電觸點(diǎn)(諸如上述那些)形成于在塊體基板上方(例如，在其背側(cè))形成的半導(dǎo)體區(qū)上，如針對圖1所述。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3，它是示出了根據(jù)一些實(shí)施例的用于形成導(dǎo)電觸點(diǎn)的方法的流程圖，所述導(dǎo)電觸點(diǎn)具有隨機(jī)焊縫陣列。在各種實(shí)施例中，圖3的方法可包括與圖示相比額外的(或更少的)框。

如300處所示，第一導(dǎo)電區(qū)可形成于半導(dǎo)體區(qū)上方。例如，在一個實(shí)施例中，第一導(dǎo)電區(qū)可形成為金屬的連續(xù)毯式沉積物。沉積技術(shù)可包括濺鍍、蒸鍍或以其他方式毯式沉積的導(dǎo)電材料。用于第一導(dǎo)電區(qū)的示例性導(dǎo)電材料包括鋁、錫、鎳、銅、銀、導(dǎo)電性碳、兩種或更多種金屬的合金，或其他導(dǎo)電材料。圖4A示出了圖3方法的框300的橫截面圖。如圖所示，第一導(dǎo)電區(qū)180作為毯式沉積物形成于半導(dǎo)體區(qū)190和192上方。

如本文所述，在一些實(shí)施例中，還可形成第二導(dǎo)電區(qū)，所述第二導(dǎo)電區(qū)可減少進(jìn)行框304中的焊接所需的電力。本文描述了示例性第二導(dǎo)電區(qū)。在一些實(shí)施例中，第二導(dǎo)電區(qū)可用于一些實(shí)施例中，其中，第一導(dǎo)電區(qū)不采用毯式沉積，而是被印刷或以其他方式預(yù)圖案化。

再次參見圖3，如302處所示，導(dǎo)電箔可形成在第一導(dǎo)電區(qū)(以及第二導(dǎo)電區(qū)，如果存在)上方。形成導(dǎo)電箔可包括裝配工藝(例如通過真空作用壓住，或通過機(jī)械力、加壓氣流、使用發(fā)粘的/粘性的損傷緩沖區(qū)等保持在原位)，其中，使導(dǎo)電箔針對焊點(diǎn)保持足夠接觸，以完成框304處的步驟，并還阻止箔在焊接到位前移動。圖4B示出了圖3方法的框302的橫截面圖。如圖所示，導(dǎo)電箔186形成在第一導(dǎo)電區(qū)180上方。

在圖3的304處，導(dǎo)電箔可焊接至第一導(dǎo)電區(qū)(以及第二導(dǎo)電區(qū)，如果存在)上。如本文所述，在一些實(shí)施例中，如果在導(dǎo)電箔和半導(dǎo)體區(qū)之間不存在導(dǎo)電區(qū)，則導(dǎo)電箔可直接焊接至半導(dǎo)體區(qū)。

在各種實(shí)施例中，可進(jìn)行304處的焊接，使得激光施加到導(dǎo)電箔的隨機(jī)位置上，以在導(dǎo)電箔和半導(dǎo)體區(qū)之間形成焊縫?？赏ㄟ^使用高速旋轉(zhuǎn)的多邊體或電流測定器來提供激光的這種隨機(jī)施加，可使用反射鏡將這種隨機(jī)施加的激光施加到固定的晶片上，或施加到移動通過工具的晶片上。

在一個實(shí)施例中，在高密度下進(jìn)行304處的焊接，以產(chǎn)生與使用精密對準(zhǔn)而非隨機(jī)對準(zhǔn)的技術(shù)相比更多的焊點(diǎn)。較高密度可為觸點(diǎn)提供足夠的連接性，即使在發(fā)生局部焊縫或未對準(zhǔn)焊縫的情況下也是如此。由于密度較高，激光的隨機(jī)施加可減輕由于較高密度產(chǎn)生的熱積累風(fēng)險，以及由于缺乏粘結(jié)而產(chǎn)生的串聯(lián)電阻損耗。另外，較高密度的觸點(diǎn)可為圖案化提供更多可能性。例如，較高密度可允許使用基于蝕刻的圖案化工藝，而不存在蝕刻第一導(dǎo)電區(qū)的巨大風(fēng)險。

在一個實(shí)施例中，以非常高的速度(諸如約100m/s，而標(biāo)準(zhǔn)激光掃描器的速度為12-15m/s)進(jìn)行304處的焊接。

在施加毯式第一導(dǎo)電區(qū)的實(shí)施例中，導(dǎo)電箔和第一導(dǎo)電區(qū)之間的焊接可發(fā)生在激光照射到的任何地方。然而，所公開的技術(shù)既允許此類未對準(zhǔn)的焊縫，又能抑制對電池的損傷并提高產(chǎn)能。

圖4C示出了圖3方法的框304的橫截面圖。如圖所示，導(dǎo)電箔186焊接至第一導(dǎo)電區(qū)180。注意，此類高速焊接工藝可導(dǎo)致焊接位置183和187的不對稱性以及長度和深度的失配。

再次參見圖3，可圖案化第一(和第二，如果存在)導(dǎo)電區(qū)和導(dǎo)電箔，如306處所示。圖案化箔和導(dǎo)電區(qū)可導(dǎo)致針對太陽能電池的接觸指(例如互相交叉的接觸指)的形成。激光施加的隨機(jī)性可產(chǎn)生局部焊縫，在局部焊縫中，焊縫與接觸指中一者的邊緣重疊。它還可導(dǎo)致焊縫的長度和深度等各不相同，以及遍布太陽能電池的焊縫的非對稱分布(例如，如在太陽能電池背側(cè)的俯視圖中所看到的，如圖9至圖11中所示)。

圖4D示出了圖3方法的框306的橫截面圖。如圖所示，可圖案化第一導(dǎo)電區(qū)180和導(dǎo)電箔186，從而產(chǎn)生分開的接觸指、一個n型指和一個p型指。

因?yàn)樵谑┘犹菏降谝粚?dǎo)電區(qū)的實(shí)施例中，焊接可發(fā)生在激光照射到的任何地方，所以在306處使用的圖案化工藝可以是不受焊接影響的獨(dú)立步驟。例如，在一個實(shí)施例中，圖案化技術(shù)可以是凹槽和蝕刻技術(shù)。在凹槽和蝕刻圖案化中，可在導(dǎo)電箔的與指狀物之間的分隔/隔離的預(yù)期位置相應(yīng)的位置處形成凹槽。在一個實(shí)施例中，對這些位置進(jìn)行激光或機(jī)械開槽可在這些位置中移除大部分厚度。因此，凹槽沒有完全切穿整個箔，而是留下一部分。接著施加化學(xué)蝕刻，其從凹槽移除剩余部分，從而將箔(以及箔與半導(dǎo)體區(qū)之間的任何導(dǎo)電區(qū))分離成指狀物圖案。

在另一個實(shí)施例中，圖案化技術(shù)可以是掩模、凹槽和蝕刻技術(shù)。例如，可在導(dǎo)電箔上，例如，跨導(dǎo)電箔的實(shí)質(zhì)上整個表面，施加未圖案化掩模(例如，未圖案化抗蝕劑、膜和PET板等)。然后，可圖案化掩模，無論是通過激光燒蝕、機(jī)械開槽或其他方式。在一個實(shí)施例中，還可對導(dǎo)電箔進(jìn)行圖案化或開槽，例如通過激光燒蝕進(jìn)行。接下來，應(yīng)用化學(xué)蝕刻并且剝?nèi)パ谀＃沟盟秒姵鼐哂懈綦x的導(dǎo)電觸點(diǎn)。

在一些實(shí)施例中，圖3的方法還可包括在半導(dǎo)體區(qū)的相鄰p型摻雜區(qū)和n型摻雜區(qū)之間的區(qū)域內(nèi)(例如，如圖1和圖2所示)在導(dǎo)電箔和基板之間(例如在導(dǎo)電箔和第一導(dǎo)電區(qū)之間或在第一導(dǎo)電區(qū)和基板之間)形成損傷緩沖區(qū)。在一些實(shí)施例中，損傷緩沖區(qū)可以是激光吸收區(qū)或激光反射區(qū)。在一個實(shí)施例中，損傷緩沖區(qū)可設(shè)置在溝槽中，如圖1所示。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖5，它是示出了根據(jù)一些實(shí)施例的用于形成導(dǎo)電觸點(diǎn)的方法的流程圖，所述導(dǎo)電觸點(diǎn)具有隨機(jī)焊縫陣列。在各種實(shí)施例中，圖5的方法可包括與圖示相比額外的(或更少的)框。例如，在一個實(shí)施例中，可省去在框502處形成第一導(dǎo)電區(qū)，并且第二導(dǎo)電區(qū)可代替第一導(dǎo)電區(qū)直接焊接至506處的摻雜區(qū)。此外，在一些實(shí)施例中，可結(jié)合圖5方法使用圖3方法的一個或多個框。

如500處所示，可形成損傷緩沖區(qū)，如圖6A的橫截面圖所示。如圖所示，損傷緩沖區(qū)160可形成于溝槽198中，n型摻雜區(qū)190和p型摻雜區(qū)192之間。在不具有溝槽的太陽能電池中，例如，在圖2的太陽能電池中，損傷緩沖區(qū)可形成于半導(dǎo)體區(qū)的相鄰p型摻雜區(qū)和n型摻雜區(qū)之間的區(qū)域，如圖2所示。在各種實(shí)施例中，損傷緩沖區(qū)可以是激光吸收區(qū)或激光反射區(qū)。在一個實(shí)施例中，可通過印刷聚合物來形成損傷緩沖區(qū)。

在502處，可形成第一導(dǎo)電區(qū)，如圖6B的橫截面圖所示。如圖所示，第一導(dǎo)電區(qū)作為圖案化第一導(dǎo)電區(qū)形成。例如，第一導(dǎo)電區(qū)可以是印刷的第一導(dǎo)電區(qū)，如本文所述。在另一個實(shí)施例中，第一導(dǎo)電區(qū)可作為毯式沉積物施加，然后進(jìn)行圖案化。

如圖5的504處所示，導(dǎo)電箔可形成于第一導(dǎo)電區(qū)上方。導(dǎo)電箔還可形成于損傷緩沖區(qū)和電介質(zhì)194上方，如圖6C的橫截面圖中的導(dǎo)電箔186所示。

如圖5的506處所示，導(dǎo)電箔可焊接至第一導(dǎo)電區(qū)，如圖6D的橫截面圖中的焊縫183和187所示。如焊縫187所示，激光可從不具有第一導(dǎo)電區(qū)的區(qū)域上方施加。由于不具有損傷緩沖區(qū)160，溝槽和硅104可被焊接激光損傷，從而損害太陽能電池的效率和壽命。但是通過使用損傷緩沖區(qū)，激光可被吸收或反射，使得硅不被損傷。盡管示出為焊縫187，但導(dǎo)電箔并非必需焊接至損傷緩沖區(qū)。相反，在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電箔可在焊接位置187處僅僅被扭曲或熔化，但不會附著到損傷緩沖區(qū)。

在圖5的508處，可對導(dǎo)電箔進(jìn)行圖案化。因?yàn)榈谝粚?dǎo)電區(qū)已經(jīng)圖案化，所以可使用多種圖案化技術(shù)，包括掩模和蝕刻；凹槽和蝕刻；掩模、凹槽和蝕刻，以及其他技術(shù)。圖6E示出了進(jìn)行508處圖案化之后的太陽能電池的一部分的橫截面圖。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖7，它是示出了根據(jù)一些實(shí)施例的用于形成導(dǎo)電觸點(diǎn)的方法的流程圖，所述導(dǎo)電觸點(diǎn)具有隨機(jī)焊縫陣列。在各種實(shí)施例中，圖7的方法可包括與圖示相比額外的(或更少的)框。例如，在一個實(shí)施例中，可在框700處形成導(dǎo)電箔之前形成導(dǎo)電區(qū)。此外，在一些實(shí)施例中，可結(jié)合圖7方法使用圖3和/或5的方法的一個或多個框。

如在700處所示，可在設(shè)置于基板中或基板上方的半導(dǎo)體區(qū)上方形成導(dǎo)電箔。如本文所述，導(dǎo)電箔可直接形成在半導(dǎo)體區(qū)上，或者一個或多個導(dǎo)電區(qū)可形成于導(dǎo)電箔和半導(dǎo)體區(qū)之間。圖8A示出了一個橫截面圖，其中形成圖案化的第一導(dǎo)電區(qū)，但如上所述，在一些實(shí)施例中，太陽能電池可不包括第一導(dǎo)電區(qū)。圖8B示出了圖7的框700的橫截面表示。如圖所示，導(dǎo)電箔186形成于半導(dǎo)體區(qū)上方(以及第一導(dǎo)電區(qū)上方)。

如圖7的702處所示，可在導(dǎo)電箔下方生成間隙，如圖8C中的間隙197所示?？筛鶕?jù)多種技術(shù)產(chǎn)生該間隙。例如，在一個實(shí)施例中，可在箔下方加壓空氣，以便形成間隙。在另一個實(shí)施例中，可從溝槽的表面吸走或拉開導(dǎo)電箔。在另一個實(shí)施例中，可在焊接前拉開箔，使得箔不會在凹入部中形成。如圖所示，間隙可存在于對應(yīng)于凹槽的位置上，但導(dǎo)電箔仍可在其他位置保持接觸(例如在704處的待焊接位置)。

在圖7的704處，導(dǎo)電箔可焊接至半導(dǎo)體區(qū)。圖8D示出了框704的橫截面表示。如在焊縫183處所示，導(dǎo)電箔分別通過第一導(dǎo)電區(qū)180和184焊接至半導(dǎo)體區(qū)190和192。如圖所示，激光試圖在位置187處進(jìn)行焊接，但是由于氣隙，所以存在足夠的熱隔離，使得不會產(chǎn)生焊縫，并且抑制了對硅的損傷。

如在706處所示，可圖案化導(dǎo)電箔(和任一導(dǎo)電區(qū))，例如本文所述。圖8E中示出了706處的圖案化后的太陽能電池的一部分的橫截面圖。需注意，在704處形成焊縫之后，加壓空氣或牽拉以形成間隙，然后釋放，使得在706處進(jìn)行圖案化時不再存在間隙。

在各種實(shí)施例中，諸如在導(dǎo)電箔和半導(dǎo)體區(qū)之間不存在導(dǎo)電區(qū)的實(shí)施例中，可減少激光使用的能量，使其適用于焊接但不損傷電池(例如小于1J/cm²的亞燒蝕能量密度)。例如，在一個實(shí)施例中，可使用較長脈沖長度，使得熱量足以形成焊縫。較長脈沖長度可提供熱隔離，以阻止硅的加熱和熱影響區(qū)(HAZ)。在其他實(shí)施例中，還可控制激光參數(shù)，并且可調(diào)整除了功率和脈沖長度外的其他參數(shù)，諸如脈沖數(shù)。

各種所公開的技術(shù)和結(jié)構(gòu)可提供很多優(yōu)勢。例如，通過允許在導(dǎo)電箔表面上的任何地方用激光進(jìn)行焊接，同時又抑制對硅的損傷，可放松對準(zhǔn)要求，從而導(dǎo)致產(chǎn)能提高(例如激光掃描器可采用約100m/s而非12-15m/s的速度移動)，以及復(fù)雜度降低且價格更便宜的工具(例如，減少高分辨率對準(zhǔn)相機(jī))。此外，在所公開技術(shù)中未對準(zhǔn)的焊點(diǎn)未必會產(chǎn)生對硅的損傷(以及縮短壽命和降低效率)或?qū)е麓?lián)電阻升高。

圖9和圖10分別示出了根據(jù)各種所公開技術(shù)的示例性太陽能電池在圖案化之前和圖案化之后的俯視圖。如圖9所示，太陽能電池900包括隨機(jī)焊縫陣列902。如圖所示，焊點(diǎn)非對稱地布置在導(dǎo)電箔上。圖10示出了圖案化后的太陽能電池1000上與圖9相同的焊點(diǎn)。圖案化使得一些焊點(diǎn)的一些部分與指狀物之間導(dǎo)電箔的一些部分一起被移除。其結(jié)果是，焊點(diǎn)中的一些是局部焊縫(諸如局部焊縫1004)并與指狀物的邊緣部分重疊(如指狀物1002的邊緣處的局部焊縫1004所示)。由于進(jìn)行激光焊接的速度，造成一些焊點(diǎn)的尺寸(例如長度、深度)各不相同，此點(diǎn)并未在圖9和圖10中示出。

圖11示出了根據(jù)各種實(shí)施例的太陽能電池的接觸指上示例性隨機(jī)焊縫陣列的俯視圖。接觸指1102示出了n型接觸指，而接觸指1104示出了p型接觸指。如圖所示，焊縫1106與接觸指1106部分地重疊，但是需注意，在圖案化工藝之后，邊緣重疊接觸指1106將被移除，如圖10所示。

盡管上面已經(jīng)描述了具體實(shí)施例，但即使相對于特定的特征僅描述了單個實(shí)施例，這些實(shí)施例也并非旨在限制本公開的范圍。在本公開中所提供的特征的例子旨在為說明性的而非限制性的，除非另有說明。以上描述旨在涵蓋將對本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的具有本公開的有益效果的那些替代形式、修改形式和等效形式。

本公開的范圍包括本文所(明示或暗示)公開的任何特征或特征組合，或其任何概括，不管其是否減輕本文所解決的任何或全部問題。因此，可以在本申請(或?qū)ζ湟髢?yōu)先權(quán)的申請)的審查過程期間對任何此類特征組合提出新的權(quán)利要求。具體地講，參考所附權(quán)利要求書，來自從屬權(quán)利要求的特征可與獨(dú)立權(quán)利要求的那些特征相結(jié)合，來自相應(yīng)的獨(dú)立權(quán)利要求的特征可以按任何適當(dāng)?shù)姆绞浇M合，而并非只是以所附權(quán)利要求中枚舉的特定形式組合。

在一個實(shí)施例中，太陽能電池包括基板。半導(dǎo)體區(qū)域設(shè)置在基板中或基板上方。接觸指通過多個焊縫區(qū)耦接至半導(dǎo)體區(qū)，其中多個焊縫區(qū)中的第一焊縫區(qū)是局部焊縫。

在一個實(shí)施例中，多個焊縫區(qū)非對稱地被布置在接觸指上。

在一個實(shí)施例中，多個焊縫區(qū)中的至少一個具有與多個焊縫區(qū)中的另一個不同的長度。

在一個實(shí)施例中，太陽能電池還包括耦接至接觸指和半導(dǎo)體區(qū)并位于接觸指與半導(dǎo)體區(qū)之間的第一導(dǎo)電區(qū)。

在一個實(shí)施例中，太陽能電池還包括耦接至接觸指和第一導(dǎo)電區(qū)并位于接觸指與第一導(dǎo)電區(qū)之間的第二導(dǎo)電區(qū)。

在一個實(shí)施例中，太陽能電池還包括設(shè)置在半導(dǎo)體區(qū)的對應(yīng)n型區(qū)和p型區(qū)之間的損傷緩沖區(qū)。

在一個實(shí)施例中，損傷緩沖區(qū)是被構(gòu)造成吸收激光能量的吸收區(qū)。

在一個實(shí)施例中，接觸指包括包含鋁的箔。

在一個實(shí)施例中，制造太陽能電池的方法包括在設(shè)置于基板內(nèi)或基板上方的半導(dǎo)體區(qū)上放置導(dǎo)電箔。該方法還包括對導(dǎo)電箔的隨機(jī)位置施加激光，以在導(dǎo)電箔和半導(dǎo)體區(qū)之間形成多個焊縫。

在一個實(shí)施例中，該方法還包括圖案化導(dǎo)電箔以形成用于太陽能電池的接觸指，其中焊縫中的至少一個與其中一個接觸指的邊緣重疊。

在一個實(shí)施例中，該方法還包括在所述放置導(dǎo)電箔之前，在半導(dǎo)體區(qū)上方形成第一導(dǎo)電區(qū)，其中所述施加激光包括施加激光以在導(dǎo)電箔和第一導(dǎo)電區(qū)之間形成多個焊縫。

在一個實(shí)施例中，該方法還包括在第一導(dǎo)電區(qū)上方形成第二導(dǎo)電區(qū)。

在一個實(shí)施例中，所述形成第一導(dǎo)電區(qū)包括遍布太陽能電池形成毯式第一導(dǎo)電區(qū)。

在一個實(shí)施例中，該方法還包括應(yīng)用凹槽和蝕刻技術(shù)以圖案化導(dǎo)電箔和第一導(dǎo)電區(qū)，以形成用于太陽能電池的接觸指。

在一個實(shí)施例中，該方法還包括在半導(dǎo)體區(qū)的相鄰p型摻雜區(qū)和n型摻雜區(qū)之間的區(qū)域處的導(dǎo)電箔和基板之間形成損傷緩沖區(qū)。

在一個實(shí)施例中，該方法還包括，在所述施加激光前，在導(dǎo)電箔和基板之間形成間隙。

在一個實(shí)施例中，太陽能電池包括基板。p型摻雜區(qū)和n型摻雜區(qū)設(shè)置在基板上方。隨機(jī)焊縫陣列將第一箔接觸指耦接至p型摻雜區(qū)，并且將第二箔接觸指耦接至n型摻雜區(qū)。

在一個實(shí)施例中，隨機(jī)焊縫陣列中的至少一個焊縫是局部焊縫。

在一個實(shí)施例中，太陽能電池還包括設(shè)置在p型摻雜區(qū)和n型摻雜區(qū)之間的溝槽中的吸收區(qū)。

在一個實(shí)施例中，太陽能電池還包括分別在第一箔接觸指和p型摻雜區(qū)之間以及在第二箔接觸指和n型摻雜區(qū)之間的第一導(dǎo)電區(qū)。