[发明专利]具有绕通连接的光伏电池

说明书

已知的绕通连接的光伏电池具有在其后表面上的两极的输出端子，其中一个端子通过所述绕通连接耦合到前表面。本发明的太阳能电池通过在所述后表面上形成发射极层进行制造。电极材料被施加在所述后表面上的相互分离的第一区和第二区中。所述第一区中的电极材料与所述发射极接触。所述第二区覆盖孔的周围，以提供所述后表面上的连接。所述第二区中的电极材料位于所述发射极上，并且所述第二区周围的发射极通过沟道中断。在所述前表面上，另一区的电极材料施加在所述孔上。如果必要，那么所述后表面上的第二区中的电极材料施加在支撑表面上，所述支撑表面基本上与所述第一区下方横向流经发射极层的电流电隔离。

技术领域

本发明涉及光伏电池（例如太阳能电池）和一种制造该光伏电池的方法。

背景技术

已知的光伏电池包括半导体本体，其中光激发自由电荷载流子，这样会产生该电池的输出端子之间的电压以及流经该电池的输出端子的电流。该半导体本体是扁平薄板，其具有较大直径和其前表面与后表面之间的很小的厚度。在基本上整个前表面和后表面的范围内分布的电极提供了与端子的低电阻连接。在多个光伏电池中，端子还可以连同其所连接的电极一起被提供在前表面和后表面上。然而，还已知的是，将端子都提供在相同表面上，通常在后表面上，也就是，在使用期间转离太阳（或其他光源）的表面。通过以从一表面延伸到另一表面的导体材料填充的孔（也称为通孔）的形式的金属绕通（MWT）连接使得在相同表面的端子成为可能。

MWT连接的使用具有的问题在于会产生短路，短路会导致穿过端子的输出电路的损耗甚至损坏。因为MWT连接是针对光伏电池最早的提议，所以该问题已经导致多种用于避免短路的建议。尽管对光伏电池中的MWT的短路问题的解决方案有长久期盼的需求，但是这些解决方案在附加的工艺和所需的精度方面仍然相当复杂。

一种制造具有MWT连接的光伏电池的方法从Florian Clement等人的，题为“PilotLine processing of screen printed cs-Si MWT solar cells exceeding17%efficiency（丝网印刷的效率超过17%的铯硅MWT太阳能电池的导频线路工艺）”，发表于2009年费城第34届IEEE光伏专家会议，第223-227页的文献可知。在该方法中，起始点是具有通孔的半导体基底，通孔穿过该基底。通过对表面进行掺杂来实现结。在后表面上，产生背面场（BSF）层以提供到衬底的接触及衬底的钝化。P触点也可印在后表面上，其用于实现电池端子中的一个。以电极网格图形的形式将导体膏剂印在电池的前表面，该导体膏剂溢出通孔。为了提供从另一端子到前部的连接，首先将一部分导体膏剂印在通孔的位置处、通孔位置周围及通孔内。在烧制步骤中加热该导体膏剂，由此形成电极。可从后表面耦合出P触点与烧制的导电膏剂之间的该电池的输出电压。

类似于所有采用MWT技术来制造光伏电池的方法，该方法需要额外的措施来阻止由通孔带来的短路问题。在电池中可能的短路问题可包括通孔壁中的无意识的电流路径，以及由于发射极层的局部缺陷和电池特征的校准引起的电流。

由Clement等人提出的方法这样解决这些问题：在通孔中提供发射极层，并且在区域的后面局部地将通孔位置与前触点结合在前表面与后表面中（例如由激光切割）的切割的沟道进行合并。在靠近电池的边缘的前表面上提供沟道，以阻止边缘周围的前表面上的电流。此外，在本地发射极区中的后表面上切割沟道，使得对背部上的与通孔接触的导电膏剂的区域进行环绕。当导电膏剂的区域被精确校准，并且沟道被正确地定位以将（前接触的）导电膏剂区与BSF分开时，这可放置短路。孔壁上的发射极层的可靠的应用要求限制了可用于施加发射极的工艺的选择。由于工艺限制，需要复杂的措施来将该技术施加到n型半导体本体上。