[发明专利]具有共面背侧金属化物的太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池的生产，并且更具体地，涉及H型图案太阳能电池的背侧金属化物(metal1ization)的生产。

背景技术

图10是示出了示范性的传统H型图案接触太阳能电池40的简化图，所述H型图案接触太阳能电池40通过内光电效应将太阳光转化为电。在使用公知技术处理以包括n型掺杂上部区域41A和p型掺杂下部区域41B的半导体(例如，多晶硅)衬底41上形成太阳能电池40，使得在衬底41中形成pn结。在半导体衬底41的前侧表面42上沉积的是一系列平行的金属格线(指状物)44(如端视图所示)，所述金属格线44与n型区域41A电连接。在衬底41的背侧表面43上形成基本上固态导电层46，并且所述固态导电层46与p型区域41B电连接。抗反射涂层47典型地形成于衬底41的上表面42上。当来自太阳光束L1的光子通过上表面42进入衬底41、并且用比半导体带隙更大的能量撞击半导体材料原子时，太阳能电池40产生电，在价带中激发出电子(“-”)到导带，允许电子和相关联的空穴(“+”)在衬底41内流动。将n型区域41A和p型区域41B分离的pn结用于防止受激电子与空穴的复合，从而产生如图10所示的电势差，可以通过格线44和导电层46将所述电势差施加到负载。

图11(A)和11(B)是更加具体地分别示出了太阳能电池40的前侧和背侧接触图案的透视图。如图11(A)所示，前侧接触图案太阳能电池40由均设置在上表面42上的平行窄格线44的直线阵列以及一个或更多较宽收集线(汇流条(bus bar))45组成，所述汇流条45与格线44相垂直地延伸。格线44收集如上所述来自衬底41和汇流条45的电子(电流)，而汇流条45搜集来自格线44的电流。在光伏模块中，汇流条45成为金属带(ribbon)(未示出)所附接的点，典型地通过焊接，其中带用于将电池彼此电连接。如图11(B)所示，背侧接触图案太阳能电池40由设置在背侧表面43上的两个间隔开的焊料焊盘(solder pad)金属化结构48和基本上连续的背面场(BSF：back surfacefield)金属化层46组成。与在上表面42上形成的汇流条45类似，焊料焊盘金属化结构48作为金属带(未示出)所焊接的点，其中带用于将电池彼此电连接。

用于生产太阳能电池40的传统方法包括在单独的三个印刷步骤中将导体墨水丝网印刷到硅衬底41上：1)银(Ag)，用于前侧表面42上的格线44和汇流条45，2)银-铝(Ag-Al)，用于背侧表面(后表面)43上的焊料焊盘金属化结构，3)铝，用于背侧表面43上的BSF金属化物。为了在背侧表面43上形成焊接焊盘和BSF金属化层两者，丝网印刷第一AgAl墨水，并且在100-200℃下进行干燥，然后丝网印刷和干燥Al墨水。

图12是示出了在完成上述印刷工艺之后、在衬底41的背侧表面43上形成的示范性焊料焊盘金属化结构48和示范性BSF金属化层46的简化局部截面图(为了简单起见省略了前侧结构)。作为两步连续印刷方法的结果，对用于形成BSF金属化层46的Al墨水进行印刷，使得其与AgAl焊料焊盘金属化结构48重叠。为了确保在连续网版(screen)的对准对齐(alignment registration)容限内两个金属化物彼此接触，这种重叠是必须的。典型地，一个网版与下一个网版的对准约100微米，因此需要在焊料焊盘金属化结构48的相应的边缘部分48-1和48-2上形成具有约100微米宽度的重叠部分46-1和46-2，以便避免电接触中的间隙。