[发明专利]形成光伏电池的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于形成光伏电池的方法，并且更具体地，涉及一种用于 形成光伏电池的包镀金属(métallisation)的方法。

背景技术

光伏电池的包镀金属通常通过丝网印刷来形成。通常用于形成包镀金属的 金属则为银。

通过丝网印刷的印刷方法的不足在于所形成的包镀金属具有高电阻率。

通过丝网印刷的印刷方法使用银基浆料。

在印刷之后，对银基浆料的沉积物进行热处理，使得该沉积物能够变得致 密，从而获得银的沉积层。在同质结光伏电池的情况下，该热处理在高温(例 如约800℃)下进行，而在该热处理之后，银的沉积层的电阻率约为固体银的 电阻率的两倍。在异质结光伏电池的情况下，该热处理约200℃的温度下进行， 而在该热处理之后，银的沉积层的电阻率约为固体银的电阻率的四至五倍。

为了降低在光伏电池上通过丝网印刷形成的包镀金属的电阻，可取的是增 加沉积在电池上的银的量。从而导致其中包镀金属由丝网印刷形成的光伏电池 的高制造成本。

尤其由于使用包括厚度非常小的金属箔(也称为“印版”)和高粘度的浆料， 丝网印刷方法能够形成窄的包镀金属。可获得尺寸小于50μm的图案。然而， 包镀金属的高电阻使得不能形成高性能的光伏电池。

此外，可通过电解沉积(电沉积)形成光伏电池的包镀金属来替代通过丝 网印刷形成光伏电池的包镀金属。

电解沉积方法的优点在于它们使得能够获得电阻率接近固体银的电阻率的 银的沉积层这一事实。从而对于获得同样电阻的包镀金属，通过电解沉积来沉 积的银的量显著地低于将通过丝网印刷沉积的银的量。与丝网印刷方法相比， 对于同质结电池，电解沉积方法能够沉积约少2倍的金属；对于异质结电池， 电解沉积方法能够沉积约少四至五倍的金属。

电解沉积方法的另一优点在于可由银以外的金属(例如铜)来制成包镀金 属这一事实。由于铜的电阻率接近银的电阻率，同时还较便宜，从而使得光伏 电池的制造成本的降低。

图5A为示意性示出了形成光伏电池的包镀金属的一个实例的俯视图。

被称为“指状部”的导电图案105形成彼此平行且以规则的间隔隔开的窄 线。被称为“母线(bus-bar)”的导电图案111形成比指状部105宽且垂直于指 状部105定向的线。母线111形成彼此平行且以规则的间隔隔开的线。光伏电 池暴露至光中使得在电池的所有暴露的区域中形成电荷。指状部105用来将这 些电荷从它们的产生处传输至母线。母线111是为了接收铜的条(或线)，该铜 的条(或线)通过焊接或粘接至母线，并且能够将电流从一个电池传输至另一 个电池，并且能够将这些电池连接在一起。从而，封装这些互连的电池以形成 光伏模块。

在异质结光伏电池的情况下，在形成包镀金属之前，预先在电池的正面上 形成光学透明的导电层。为了通过电解沉积形成这种电池的包镀金属，则可取 的是，对透明导电层的在其上不期望形成金属的区域进行保护。为此，在透明 导电层上，预先形成由绝缘材料制成的图案。

绝缘材料的图案可通过光刻法来形成。然而，这种方法是昂贵的并且因此 难以在制造光伏电池的方法中使用。

一种方案还为利用激光来形成绝缘材料。为此，形成完全覆盖光伏电池的 正面的绝缘层，然后利用激光来去除该绝缘层的多个部分以形成所需的图案。 然而，在为了能够在制造光伏电池的方法结束时保留绝缘层而选定光学透明的 绝缘层的情况下，由于要去除的层跟停止层一样是光学透明的，从而难以在不 损坏下面的透明导电层的情况下形成各个图案。在不透明的绝缘层的情况下， 尽管激光束被绝缘层部分吸收，但是仍然难以在不损坏下面的透明导电层的情 况下完全去除所需区域中的绝缘材料。

此外，电解沉积方法的不足在于所形成的包镀金属的低粘附性。

在同质结电池的情况下，用于提高包镀金属对构成光伏电池的半导电层的 叠层的各个面的粘附性的方案包括在形成包镀金属之前，形成例如由镍硅化物 制成的下粘附层。

但是，存在难以满足形成具有高粘附性的金属硅化物且同时避免短路的条 件的折中。

在异质结电池的情况下，在透明导电层上通过电解沉积所形成的包镀金属 的粘附性甚至低于它们在半导电层上形成的情况下的粘附性。此外，由于金属 硅化物在显著高于异质结电池能经受的温度下形成，所以难以形成由金属硅化 物制成的下粘附层。