[发明专利]太阳能电池和其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池和其生产方法。本发明特别涉及带有特定的点接触结构的太阳能电池，用于将在例如铝膏的金属膏上的太阳能电池互连，以及其生产方法。 

背景技术

现今的硅太阳能电池，绝大多数包含后侧含铝膏和含银膏的印制和烧制金属化。在后侧上的含银膏区域是必需的，用于以镀锡铜带进行常规焊锡将多个太阳能电池互连。然而，这会有多个问题。出于成本考虑并为了提高太阳能电池的效率，最好是避免太阳能电池后侧上的银膏区域，并尽力在后侧上整个面积的铝膏均金属化。此外，为了提高太阳能电池的效率，在后侧金属化和硅表面之间插入钝化的介电层是有利的。这里的一个挑战是，要在介电层上实现足够强的金属层粘合力。使用了银膏区域（所谓用于焊锡的母线区域），粘合是通过银膏穿透介电层而实现，并因而产生与硅晶片足够强的粘合力。 

发明内容

本发明的目的为提供在带有介电质钝化的太阳能电池的半导体晶片/介电层/金属层之间的粘合力够强的太阳能电池，用于使金属层有可能直接互连，以及其生产方法。 

如本发明所述，此目的通过如权利要求1所述的太阳能电池，以及如权利要求9所述的太阳能电池生产方法而得以实现。 

本发明的有利结构已在从属权利要求中指定。 

本发明涉及太阳能电池，其包含半导体晶片，布置在该半导体晶片中的至少一个介电层，布置在该介电层上的金属层，以及布置在该介电层上的接触结构，使得该接触结构提供在该金属层和该半导体晶片之间的电连接。该接触结构带有至少一个具最小维度的第一结构和至少一个具最大维度的第二结构。该最小维度和该最大维度沿着该半导体晶片的某表面被限定。因此，结构的最小维度为该结构沿着半导体晶片的该 表面的最小维度，而该结构的最大维度为该结构沿着半导体晶片的该表面的最大维度。根据定义，圆形结构的最小维度和最大维度是相同的。如本发明所述，该第一结构的最小维度大于该第二结构的最大维度。 

本发明提出了在太阳能电池的介电钝化层中的接触结构，其提供在带有介电质钝化的太阳能电池的半导体晶片/介电层/金属层之间的强粘合力，用于使该金属层有可能直接互连。在这种情况下，可避免在太阳能电池中使用银，并因而可节省成本。该太阳能电池的效率高于常规的太阳能电池。 

该半导体晶片优选为硅晶片。介电层的一个例子为氧化铝或氮化硅层。该金属层例如为铝层。 

该接触结构以不同维度的第一结构和第二结构组合而构成。该第一结构的最小维度大于该第二结构的最大维度。结果，与彼此相比，该金属层和该半导体晶片有较大面积和较小面积的连接点，结果，可按照太阳能电池的大小和在太阳能电池的特定位置的粘合要求提供在太阳能电池的较大和较小面积上起到粘合力作用的点接触结构。将第二结构布置成在第一结构之间带有小面积粘合力给予了例如，与若并无第二结构的太阳能电池在这区域完全没有粘合力（即若亦无将第一结构布置在这区域中）相比的额外的粘合力，或者，与若并无第二结构的太阳能电池在这区域亦带有第一结构相比，较为省料。与如本发明所述的太阳能电池相比，仅带有第二区域而无第一区域的太阳能电池，在半导体晶片/介电层/金属层之间的粘合力较差。通过将在太阳能电池中的第一和第二结构组合，可实现最佳的粘合力。 

在太阳能电池的一个优选实施例中，该第一结构的最小维度以毫米为单位范围，而该第二结构的最大维度则以微米为单位范围。选择该第一结构的最小维度以毫米为单位范围，而该第二结构的最大维度则以微米为单位范围，使在介电层中布置不同大小的结构，和产生在半导体晶片/介电层/金属层之间带有高粘合力的太阳能电池变得有可能。除了提供大面积的粘合区域外，小面积的粘合区域额外地提高了粘合能力，而不会消除介电层和其特性。 

毫米范围优选包含0.1至10mm，更优选为1至7mm，再更优选为3至5mm。微米范围优选包含10至70μm，更优选为20至60μm，再更优选为30至55μm。带有这些大小次序的结构的组合提供实现了在半导体晶片/介电层/金属层之间有良好粘合力的点接触结构。 

在一个优选实施例中，太阳能电池包含作为第一结构的铝-硅低共晶（eutectic）和/或作为第二结构的硅-金属触点或激光烧制触点（LFC）。该铝-硅低共晶构成坚固且稳定的结构。金属层（在此情况下为铝层）和半导体晶片（在此情况下为硅晶片）的粘性连接提高了在铝层和硅晶片之间的粘合能力。激光烧制触点的好处是，可毫无问题地以小维度生产所述触点，并就在该处产生在金属（例如铝）和晶片（例如硅晶片）之间的连接，并因而改善在金属层和晶片之间的粘合力。