權(quán)利要求書： 1.一種太陽能電池，包括：

基板，所述基板具有背表面和相對的光接收表面；

多個交替的N型半導(dǎo)體區(qū)域和P型半導(dǎo)體區(qū)域，所述多個交替的N型半導(dǎo)體區(qū)域和P型半導(dǎo)體區(qū)域設(shè)置在所述基板的所述背表面中或所述背表面之上，并且沿第一方向平行以形成所述太陽能電池的發(fā)射極區(qū)的一維布局；

設(shè)置在所述多個交替的N型半導(dǎo)體區(qū)域和P型半導(dǎo)體區(qū)域上的導(dǎo)電觸點結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)電觸點結(jié)構(gòu)包括對應(yīng)于所述多個交替的N型半導(dǎo)體區(qū)域和P型半導(dǎo)體區(qū)域的多條金屬線，所述多條金屬線沿所述第一方向平行以形成所述太陽能電池的所述金屬化層的一維布局，其中，所述多條金屬線彼此不相連；以及互連結(jié)構(gòu)，其包括覆蓋所述基板的成角度的拐角的部分，其中，所述多條金屬線之中的一部分金屬線沿所述基板的成角度的拐角布置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中所述多條金屬線中的每條以交錯的方式終止于所述基板的第一端部和第二端部。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中所述多條金屬線中的每條以平行的方式終止于所述基板的第一端部和第二端部。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中所述導(dǎo)電觸點結(jié)構(gòu)還包括設(shè)置在所述多個交替的N型半導(dǎo)體區(qū)域和P型半導(dǎo)體區(qū)域與所述多條金屬線之間的金屬晶種層。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中所述基板為單晶硅基板，并且其中所述多個交替的N型半導(dǎo)體區(qū)域和P型半導(dǎo)體區(qū)域為形成于所述硅基板中的多個N型擴(kuò)散區(qū)和P型擴(kuò)散區(qū)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中所述多個交替的N型半導(dǎo)體區(qū)域和P型半導(dǎo)體區(qū)域為形成于所述基板的所述背表面之上的多個N型多晶硅區(qū)和P型多晶硅區(qū)。

7.一種光伏組件，包括：

第一太陽能電池和第二太陽能電池，所述第一太陽能電池和所述第二太陽能電池中的每個包括：

基板，所述基板具有背表面和相對的光接收表面；

多個交替的N型半導(dǎo)體區(qū)域和P型半導(dǎo)體區(qū)域，所述多個交替的N型半導(dǎo)體區(qū)域和P型半導(dǎo)體區(qū)域設(shè)置在所述基板的所述背表面中或所述背表面之上，并且沿第一方向平行以形成所述太陽能電池的發(fā)射極區(qū)的一維布局；以及設(shè)置在所述多個交替的N型半導(dǎo)體區(qū)域和P型半導(dǎo)體區(qū)域上的導(dǎo)電觸點結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)電觸點結(jié)構(gòu)包括對應(yīng)于所述多個交替的N型半導(dǎo)體區(qū)域和P型半導(dǎo)體區(qū)域的多條金屬線，所述多條金屬線沿所述第一方向平行以形成所述太陽能電池的所述金屬化層的一維布局，其中所述多條金屬線中的每條以交錯的方式終止于所述基板的第一端部和第二端部，所述多條金屬線彼此不相連；以及

互連結(jié)構(gòu)，所述互連結(jié)構(gòu)將所述第一太陽能電池和所述第二太陽能電池電耦合到所述第一太陽能電池的所述基板的所述第二端部和所述第二太陽能電池的所述基板的所述第一端部之間，所述互連結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述第一太陽能電池的所述多條金屬線中的交替的第一金屬線之上并且與其電接觸，但是不設(shè)置在所述第一太陽能電池的所述多條金屬線中的交替的第二金屬線之上，并且所述互連結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述第二太陽能電池的所述多條金屬線中的交替的第一金屬線之上并且與其電接觸，但是不設(shè)置在所述第二太陽能電池的所述多條金屬線中的交替的第二金屬線之上，所述互連結(jié)構(gòu)包括覆蓋所述基板的成角度的拐角的部分，

其中，所述多條金屬線之中的一部分金屬線沿所述基板的成角度的拐角布置。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光伏組件，其中所述互連結(jié)構(gòu)包括一個或多個形成于其中的應(yīng)力消除切口。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光伏組件，其中從所述光接收表面的角度來看，所述互連結(jié)構(gòu)暴露在所述第一太陽能電池和所述第二太陽能電池之間的部分被遮蓋層覆蓋。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光伏組件，其中所述互連結(jié)構(gòu)鍵合到所述第一太陽能電池的所述多條金屬線中的所述交替的第一金屬線中的每條，并且鍵合到所述第二太陽能電池的所述多條金屬線中的所述交替的第一金屬線中的每條。

11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光伏組件，其中所述第一太陽能電池和所述第二太陽能電池中的每個的所述導(dǎo)電觸點結(jié)構(gòu)還包括設(shè)置在所述多個交替的N型半導(dǎo)體區(qū)域和P型半導(dǎo)體區(qū)域與所述多條金屬線之間的金屬晶種層。

12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光伏組件，其中對于所述第一太陽能電池和所述第二太陽能電池中的每個，所述基板為單晶硅基板，并且所述多個交替的N型半導(dǎo)體區(qū)域和P型半導(dǎo)體區(qū)域為形成于所述硅基板中的多個N型擴(kuò)散區(qū)和P型擴(kuò)散區(qū)。

13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光伏組件，其中對于所述第一太陽能電池和所述第二太陽能電池中的每個，所述多個交替的N型半導(dǎo)體區(qū)域和P型半導(dǎo)體區(qū)域為形成于所述基板的所述背表面之上的多個N型多晶硅區(qū)和P型多晶硅區(qū)。

14.一種光伏組件，包括：

第一太陽能電池和第二太陽能電池，所述第一太陽能電池和所述第二太陽能電池中的每個包括：

基板，所述基板具有背表面和相對的光接收表面；

多個交替的N型半導(dǎo)體區(qū)域和P型半導(dǎo)體區(qū)域，所述多個交替的N型半導(dǎo)體區(qū)域和P型半導(dǎo)體區(qū)域設(shè)置在所述基板的所述背表面中或所述背表面之上，并且沿第一方向平行以形成所述太陽能電池的發(fā)射極區(qū)的一維布局；以及設(shè)置在所述多個交替的N型半導(dǎo)體區(qū)域和P型半導(dǎo)體區(qū)域上的導(dǎo)電觸點結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)電觸點結(jié)構(gòu)包括對應(yīng)于所述多個交替的N型半導(dǎo)體區(qū)域和P型半導(dǎo)體區(qū)域的多條金屬線，所述多條金屬線沿所述第一方向平行以形成所述太陽能電池的所述金屬化層的一維布局，其中所述多條金屬線中的每條以平行的方式終止于所述基板的第一端部和第二端部，所述多條金屬線彼此不相連；以及

互連結(jié)構(gòu)，所述互連結(jié)構(gòu)將所述第一太陽能電池和所述第二太陽能電池電耦合到所述第一太陽能電池的所述基板的所述第二端部和所述第二太陽能電池的所述基板的所述第一端部之間，所述互連結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述第一太陽能電池和所述第二太陽能電池中的每個的所述多條金屬線中的交替的第一金屬線之上并且與其電接觸，并且所述互連結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述第一太陽能電池和所述第二太陽能電池中的每個的所述多條金屬線中的交替的第二金屬線之上但不與其電接觸，所述互連結(jié)構(gòu)包括覆蓋所述基板的成角度的拐角的部分，其中，所述多條金屬線之中的一部分金屬線沿所述基板的成角度的拐角布置。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光伏組件，其中絕緣層阻止所述互連結(jié)構(gòu)與所述第一太陽能電池和所述第二太陽能電池中的每個的所述多條金屬線中的交替的第二金屬線發(fā)生電接觸。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光伏組件，其中從所述光接收表面的角度來看，所述互連結(jié)構(gòu)暴露在所述第一太陽能電池和所述第二太陽能電池之間的部分被所述絕緣層遮蓋。

17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光伏組件，其中所述互連結(jié)構(gòu)包括一個或多個形成于其中的應(yīng)力消除切口。

18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光伏組件，其中所述互連結(jié)構(gòu)鍵合到所述第一太陽能電池和所述第二太陽能電池中的每個的所述多條金屬線中的所述交替的第一金屬線中的每條。

19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光伏組件，其中所述第一太陽能電池和所述第二太陽能電池中的每個的所述導(dǎo)電觸點結(jié)構(gòu)還包括設(shè)置在所述多個交替的N型半導(dǎo)體區(qū)域和P型半導(dǎo)體區(qū)域與所述多條金屬線之間的金屬晶種層。

20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光伏組件，其中對于所述第一太陽能電池和所述第二太陽能電池中的每個，所述基板為單晶硅基板，并且所述多個交替的N型半導(dǎo)體區(qū)域和P型半導(dǎo)體區(qū)域為形成于所述硅基板中的多個N型擴(kuò)散區(qū)和P型擴(kuò)散區(qū)。

21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光伏組件，其中對于所述第一太陽能電池和所述第二太陽能電池中的每個，所述多個交替的N型半導(dǎo)體區(qū)域和P型半導(dǎo)體區(qū)域為形成于所述基板的所述背表面之上的多個N型多晶硅區(qū)和P型多晶硅區(qū)。

說明書： 太陽能電池的一維金屬化技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本公開的實施例涉及可再生能源領(lǐng)域，具體地講，包括用于制造太陽能電池的一維金屬化的方法以及所得的太陽能電池。

背景技術(shù)[0002] 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)在半導(dǎo)體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。所述電子和空穴對遷移至基板中的p摻雜區(qū)和n摻雜區(qū)，從而在摻雜區(qū)之

間產(chǎn)生電壓差。將摻雜區(qū)連接至太陽能電池上的導(dǎo)電區(qū)，以將電流從電池引導(dǎo)至與其耦接

的外部電路。

[0003] 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)是普遍需要的。本公開的一些實施例允許通過提供

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[0004] 圖1A示出了根據(jù)本公開的一個實施例的太陽能電池的背側(cè)的平面圖。[0005] 圖1B示出了根據(jù)本公開的另一個實施例的另一太陽能電池的背側(cè)的平面圖。[0006] 圖2示出了根據(jù)本公開的一個實施例基于圖1A中所示類型的太陽能電池的光伏組件的平面圖及對應(yīng)的剖視圖。

[0007] 圖3示出了根據(jù)本公開的另一個實施例基于圖1A中所示類型的太陽能電池的光伏組件的平面圖及對應(yīng)的剖視圖。

[0008] 圖4示出了根據(jù)本公開的一個實施例基于圖1B中所示類型的太陽能電池的光伏組件的平面圖及對應(yīng)的剖視圖。

[0009] 圖5A示出了根據(jù)本公開的一個實施例的圖3中所示類型的光伏組件的光接收表面的平面圖。

[0010] 圖5B示出了根據(jù)本公開的一個實施例的圖4中所示類型的光伏組件的光接收表面的平面圖。

具體實施方式[0011] 以下具體實施方式本質(zhì)上只是示例性，并非意圖限制所述主題的實施例或此類實施例的應(yīng)用和用途。如本文所用，詞語“示例性”意指“用作示例、實例或舉例說明”。本文描

述為示例性的任何實施方式未必理解為相比其它實施方式是優(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)、發(fā)明內(nèi)容或以下具體實施方式中提出的任何明示或暗示

的理論的約束。

[0012] 本說明書包括提及“一個實施例”或“實施例”。短語“在一個實施例中”或“在實施例中”的出現(xiàn)不一定是指同一實施例。特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性可以與本公開一致的任何合

適方式加以組合。

[0013] 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)中術(shù)語的定義和/或語境：

[0014] “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)語并不排除其它結(jié)構(gòu)或步驟。

[0015] “配置為”。各種單元或部件可被描述或聲明成“配置為”執(zhí)行一項或多項任務(wù)。在此類語境下，“配置為”用于通過指示所述單元/部件包括在操作期間執(zhí)行一項或多項那些

任務(wù)的結(jié)構(gòu)而暗示結(jié)構(gòu)。因此，可以說是將所述單元/部件配置成即使當(dāng)指定的單元/部件

目前不在操作(例如，未開啟/激活)時也可執(zhí)行任務(wù)。詳述某一單元/電路/部件“配置為”執(zhí)

行一項或多項任務(wù)明確地意在對該單元/部件而言不援引35U.S.C.§112第六段。

[0016] “第一”、“第二”等。如本文所用，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“第一”太陽能電池并不一定暗示

該太陽能電池為某一序列中的第一個太陽能電池；相反，術(shù)語“第一”用于區(qū)分該太陽能電

池與另一個太陽能電池(例如，“第二”太陽能電池)。

[0017] “耦接”–以下描述是指元件或節(jié)點或結(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“耦接”意指一個元件/節(jié)點/特征直接或間接連接至另一個元件/節(jié)點/

特征(或直接或間接與其連通)，并且不一定是機(jī)械連接。

[0018] 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”和“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。

[0019] “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，它完全可以徹底地防止某種結(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、性能和/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)。

[0020] 本文描述了用于制造太陽能電池的一維金屬化的方法以及所得的太陽能電池。在下面的描述中，給出了許多具體細(xì)節(jié)，諸如具體的糊劑組合物和工藝流程操作，以便提供對

本公開的實施例的透徹理解。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)的情況下實踐本公開的實施例。在其它情況中，沒有詳細(xì)地描述熟知的制造技術(shù)，諸如平

版印刷和圖案化技術(shù)，以避免不必要地使本公開的實施例難以理解。此外，應(yīng)當(dāng)理解在圖中

示出的多種實施例是示例性的展示并且未必按比例繪制。

[0021] 本發(fā)明公開了太陽能電池。在一個實施例中，太陽能電池包括具有背表面和相對的光接收表面的基板。多個交替的N型和P型半導(dǎo)體區(qū)域設(shè)置在基板的背表面中或背表面之

上，并且沿第一方向平行以形成太陽能電池的發(fā)射極區(qū)的一維布局。導(dǎo)電觸點結(jié)構(gòu)設(shè)置在

所述多個交替的N型和P型半導(dǎo)體區(qū)域上。導(dǎo)電觸點結(jié)構(gòu)包括對應(yīng)于所述多個交替的N型和P

型半導(dǎo)體區(qū)域的多條金屬線。所述多條金屬線沿所述第一方向平行以形成太陽能電池的金

屬化層的一維布局。

[0022] 本發(fā)明還公開了光伏組件。在一個實施例中，光伏組件包括第一太陽能電池和第二太陽能電池。第一太陽能電池和第二太陽能電池中的每個包括具有背表面和相對的光接

收表面的基板。第一太陽能電池和第二太陽能電池中的每個還包括多個交替的N型和P型半

導(dǎo)體區(qū)域，所述多個交替的N型和P型半導(dǎo)體區(qū)域設(shè)置在基板的背表面中或背表面之上，并

且沿所述第一方向平行以形成太陽能電池的發(fā)射極區(qū)的一維布局。第一太陽能電池和第二

太陽能電池中的每個還包括設(shè)置在所述多個交替的N型和P型半導(dǎo)體區(qū)域上的導(dǎo)電觸點結(jié)

構(gòu)，該導(dǎo)電觸點結(jié)構(gòu)包括對應(yīng)于所述多個交替的N型和P型半導(dǎo)體區(qū)域的多條金屬線，所述

多條金屬線沿所述第一方向平行以形成太陽能電池的金屬化層的一維布局。所述多條金屬

線中的每條以交錯的方式終止于基板的第一端部和第二端部。光伏組件還包括互連結(jié)構(gòu)，

該互連結(jié)構(gòu)將第一太陽能電池和第二太陽能電池電耦合到第一太陽能電池的基板的第二

端部和第二太陽能電池的基板的第一端部之間。互連結(jié)構(gòu)設(shè)置在第一太陽能電池的多條金

屬線中的交替的第一金屬線之上并且與其電接觸。然而，互連結(jié)構(gòu)不設(shè)置在第一太陽能電

池的多條金屬線中的交替的第二金屬線之上?；ミB結(jié)構(gòu)還設(shè)置在第二太陽能電池的多條金

屬線中的交替的第一金屬線之上并且與其電接觸。然而，互連結(jié)構(gòu)不設(shè)置在第二太陽能電

池的多條金屬線中的交替的第二金屬線之上。

[0023] 在另一個實施例中，光伏組件包括第一太陽能電池和第二太陽能電池。第一太陽能電池和第二太陽能電池中的每個包括具有背表面和相對的光接收表面的基板。第一太陽

能電池和第二太陽能電池中的每個還包括多個交替的N型和P型半導(dǎo)體區(qū)域，所述多個交替

的N型和P型半導(dǎo)體區(qū)域設(shè)置在基板的背表面中或背表面之上，并且沿所述第一方向平行以

形成太陽能電池的發(fā)射極區(qū)的一維布局。第一太陽能電池和第二太陽能電池中的每個包括

設(shè)置在所述多個交替的N型和P型半導(dǎo)體區(qū)域上的導(dǎo)電觸點結(jié)構(gòu)。導(dǎo)電觸點結(jié)構(gòu)包括對應(yīng)于

所述多個交替的N型和P型半導(dǎo)體區(qū)域的多條金屬線，所述多條金屬線沿所述第一方向平行

以形成太陽能電池的金屬化層的一維布局。所述多條金屬線中的每條以平行的方式終止于

基板的第一端部和第二端部。光伏組件還包括互連結(jié)構(gòu)，該互連結(jié)構(gòu)將第一太陽能電池和

第二太陽能電池電耦合到第一太陽能電池的基板的第二端部和第二太陽能電池的基板的

第一端部之間?；ミB結(jié)構(gòu)設(shè)置在第一太陽能電池和第二太陽能電池中的每個的多條金屬線

中的交替的第一金屬線之上并且與其電接觸?；ミB結(jié)構(gòu)還設(shè)置在第一太陽能電池和第二太

陽能電池中的每個的多條金屬線中的交替的第二金屬線之上，但是不與其電接觸。

[0024] 本文所述的一個或多個實施例涉及一維電池金屬化和互連結(jié)構(gòu)。在一個實施例中，電池上金屬化圖案包括在電池邊緣不連接在一起的多條平行線。此類圖案可以被稱為

“無總線且無焊點的”或“一維的”。在一個實施例中，當(dāng)實施此類圖案時，可消除與電池的焊

點和總線區(qū)域相關(guān)聯(lián)的光電流收集損失。這樣可導(dǎo)致電池轉(zhuǎn)化效率的提高。此外，在一個實

施例中，由于其設(shè)計精巧簡潔，一維指狀電極圖案使用于發(fā)射極形成和電池上金屬化的特

定的經(jīng)濟(jì)有效且高通量的圖案化方法成為可能?？捎纱双@益的具體實施包括基于通過離子

注入進(jìn)行原位圖案化的那些。下文更詳細(xì)地描述了電池互連設(shè)計。此類一維電池上金屬化

可能提高效率、節(jié)約成本并改善可靠性。

[0025] 為提供語境，為實現(xiàn)最高的電池轉(zhuǎn)換效率，必須最大程度減小損耗機(jī)制。本文所述的一個或多個實施例涉及通過將匯流條功能轉(zhuǎn)移至互連結(jié)構(gòu)而最大程度減小由匯流條和

焊點引起的光電流收集損失的方法?；ミB焊點分布在所有指狀電極上，使得每個焊點實際

上與單個指狀電極的寬度相同。此類布置減小或完全消除了與目前先進(jìn)的太陽能電池構(gòu)造

相關(guān)聯(lián)的電池性能的損失。

[0026] 為進(jìn)一步提供語境，用于使一維發(fā)射極金屬化的目前先進(jìn)的方法包括與限定電池上的焊點和匯流條的二維圖案化鍍覆掩模相結(jié)合，在鍍覆晶種層下印刷圖案化聚酰亞胺

層。聚酰亞胺層可避免位于相背對的極性發(fā)射極上的匯流條和焊點的缺點。然而，尚不清楚

基于聚酰亞胺的方法(例如，以聚酰亞胺作為層間電介質(zhì))是否必然與新一代金屬鍵合方法

(例如，基于熱壓鍵合(TCB)和/或激光焊接的鍵合方法)兼容。TCB中所用的高溫(例如，約

450攝氏度)可能顯著降低聚酰亞胺的性能并產(chǎn)生無法接受的排氣現(xiàn)象。此外，由聚酰亞胺

引入的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可能妨礙在TCB過程中向金屬箔和下層晶片之間施加均勻的鍵合壓力。對

于激光焊接，盡管可能不需要直接在聚酰亞胺層頂部激光焊接金屬箔，但是由聚酰亞胺層

引入的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可能帶來額外的挑戰(zhàn)。而且，如果能夠使用互連匯流條避免聚酰亞胺印刷

操作，則整個加工流程都可以得到簡化。

[0027] 根據(jù)本公開的一個或多個實施例，在發(fā)射極形成中實施一維指狀電極圖案。此類一維指狀電極圖案可能是優(yōu)選的，因為該布置可利用基于離子注入的固定掩模/移動晶片

圖案化方案。應(yīng)當(dāng)理解，一維指狀電極圖案可能是通過離子注入法實現(xiàn)有效圖案化的唯一

途徑。因此，本文所述的電池架構(gòu)涉及與一維發(fā)射極兼容的電池金屬化和互連件制造方法。

[0028] 另外的實施例包括使用一維指狀電極圖案作為優(yōu)選方法進(jìn)行激光圖案化操作，諸如金屬化圖案。例如，一維指狀電極圖案可通過多個分束器和一維掃描儀系統(tǒng)來實現(xiàn)更高

的通量。一維指狀電極圖案可以被實現(xiàn)為能夠在蝕刻過程中采用基于環(huán)氧樹脂掩模去除的

制造方法。而且，通過提供大量分散的鍵合點，任何單個鍵合點的故障對電池性能和電流分

布的影響可達(dá)到最小化。相比之下，在基于每種極性三個鍵合點的目前先進(jìn)的互連方法中，

單個鍵合點的故障將導(dǎo)致電池中電流發(fā)生顯著的再分布并且可能導(dǎo)致熱點和電池故障。

[0029] 作為一維電池上金屬化圖案的示例，圖1A和圖1B示出根據(jù)本公開的實施例的太陽能電池的背側(cè)的平面圖。

[0030] 參見圖1A和圖1B，太陽能電池100A或太陽能電池100B分別包括具有背表面104和相對的光接收表面(未示出)的基板102。多個交替的N型和P型半導(dǎo)體區(qū)域106設(shè)置在基板

102的背表面104中或背表面104之上并且沿第一方向150平行以形成太陽能電池100A或太

陽能電池100B的發(fā)射極區(qū)的一維布局。多個交替的N型和P型半導(dǎo)體區(qū)域在本文中可以被稱

為具有交替極性的指狀電極。導(dǎo)電觸點結(jié)構(gòu)108設(shè)置在多個交替的N型和P型半導(dǎo)體區(qū)域106

上。導(dǎo)電觸點結(jié)構(gòu)108包括對應(yīng)于所述多個交替的N型和P型半導(dǎo)體區(qū)域106的多條金屬線

(導(dǎo)電觸點結(jié)構(gòu)108和多個交替的N型和P型半導(dǎo)體區(qū)域106在圖1A和圖1B中共同示為線106/

108)。多條金屬線108沿第一方向150平行以形成太陽能電池100A或太陽能電池100B的金屬

化層的一維布局。

[0031] 僅參見圖1A,在一個實施例中，多條金屬線108中的每條以交錯的方式終止于基板102的第一端部120和第二端部122。僅參見圖1B,在另一個實施例中，多條金屬線108中的每

條以平行的方式終止于基板102的第一端部124和第二端部126。

[0032] 在一個實施例中，再次參見圖1A和圖1B，導(dǎo)電觸點結(jié)構(gòu)108還包括設(shè)置在多個交替的N型和P型半導(dǎo)體區(qū)域106與多條金屬線108之間的金屬晶種層。在一個實施例中，基板102

為單晶硅基板，并且多個交替的N型和P型半導(dǎo)體區(qū)域106為形成于硅基板102中的多個N型

擴(kuò)散區(qū)和P型擴(kuò)散區(qū)。然而，在另一個實施例中，多個交替的N型和P型半導(dǎo)體區(qū)域106為形成

于基板102的背表面104之上的多個N型多晶硅區(qū)和P型多晶硅區(qū)(例如，隨著多晶硅發(fā)射極

區(qū)形成于基板102的背表面104上所形成的介電層上)。

[0033] 再次參見圖1A，在一個實施例中，交錯布置提供了略有縮短的一種極性(例如，N型或P型)的指狀電極。如下文結(jié)合圖2和圖3所詳述，可實施圖1A所示的這種布置，使得一種極

性的指狀電極不延伸到其上形成的疊置互連件的下方。在一個具體實施例中，如下文所詳

述，第二極性的指狀電極在距基板102邊緣約1毫米處停止，從而在遮蓋層的邊緣形成間隙。

再次參見圖1B，在一個實施例中，平行終止布置可適用于其它光伏架構(gòu)，如下文結(jié)合圖4所

詳述。

[0034] 在圖1A所示類型的太陽能電池的第一具體實施中，并且如下文結(jié)合圖2所詳述，電池互連幾何結(jié)構(gòu)可稱為不含層間電介質(zhì)的，即“不含ILD的”。在電池的每一側(cè)，一種極性的

指狀電極略有縮短，使其不延伸到疊置互連件的下方。由于必須需要縮短指狀電極，因此金

屬1(M1；例如，晶種層)和金屬2(M2；例如，箔或電鍍導(dǎo)電層)圖案化可能比較復(fù)雜。疊置互連

件(M3；例如，疊置鋁或銅片等)在電池的整個寬度方向上延伸，并且鍵合到具有相同極性的

每個指狀電極?；ミB件的相對側(cè)鍵合到下一個電池上具有相反極性的每個指狀電極。通過

使互連件分別鍵合到每個指狀電極，可省略電池上匯流或焊點。應(yīng)當(dāng)理解，此類方法可需要

互連件(M3)和電池上金屬化M2之間的鍵合點具有高準(zhǔn)確度。具體來講，鍵合點必須與M2指

狀電極對準(zhǔn)。在一個實施例中，使用激光焊接實現(xiàn)此類水平的準(zhǔn)確度。然而，相比于其它方

法，互連件本身的布置準(zhǔn)確度有所放寬，因為互連件上不存在必須與M2指狀電極對準(zhǔn)的ILD

圖案。在一個實施例中，此類方法依靠底部抗反射涂層(BARC)和物理間隙來隔離M3與具有

相反極性的發(fā)射極(假定發(fā)射極與晶片的邊緣連續(xù))。在一個此類實施例中，該方法是可行

的，因為M3未滲入任何下層針孔中。

[0035] 作為示例，圖2示出了根據(jù)本公開的一個實施例基于圖1A中所示類型的太陽能電池的光伏組件的平面圖及對應(yīng)的剖視圖。參見圖2，光伏組件200包括第一太陽能電池202和

第二太陽能電池204。第一太陽能電池202和第二太陽能電池204中的每個包括具有背表面

207和相對的光接收表面208的基板206。第一太陽能電池202和第二太陽能電池204中的每

個還包括多個交替的N型和P型半導(dǎo)體區(qū)域210，所述多個交替的N型和P型半導(dǎo)體區(qū)域210設(shè)

置在基板206的背表面207中或背表面207之上并且沿第一方向250平行以形成太陽能電池

202或太陽能電池204的發(fā)射極區(qū)的一維布局。第一太陽能電池202和第二太陽能電池204中

的每個還包括設(shè)置在多個交替的N型和P型半導(dǎo)體區(qū)域210上的導(dǎo)電觸點結(jié)構(gòu)。導(dǎo)電觸點結(jié)

構(gòu)包括對應(yīng)于多個交替的N型和P型半導(dǎo)體區(qū)域210的多條金屬線212，所述多條金屬線212

沿第一方向250平行以形成太陽能電池的金屬化層的一維布局。多條金屬線212中的每條以

交錯的方式終止于基板206的第一端部214和第二端部216。

[0036] 光伏組件200還包括互連結(jié)構(gòu)220，該互連結(jié)構(gòu)220將第一太陽能電池202和第二太陽能電池204電耦合到第一太陽能電池204的基板206的第二端部216和第二太陽能電池204

的基板206的第一端部214之間?；ミB結(jié)構(gòu)220設(shè)置在第一太陽能電池202的多條金屬線212

中的交替的第一金屬線之上并且與其電接觸。然而，互連結(jié)構(gòu)不設(shè)置在第一太陽能電池202

的多條金屬線212中的交替的第二金屬線之上。互連結(jié)構(gòu)220還設(shè)置在第二太陽能電池204

的多條金屬線212中的交替的第一金屬線之上并且與其電接觸。然而，互連結(jié)構(gòu)220不設(shè)置

在第二太陽能電池204的多條金屬線212中的交替的第二金屬線之上。

[0037] 如圖2所示，在一個實施例中，互連結(jié)構(gòu)220包括形成于其中的一個或多個應(yīng)力消除切口222。同樣如圖2所示，在一個實施例中，互連結(jié)構(gòu)220鍵合(例如，焊合、焊接、連接、膠

合)到第一太陽能電池202的多條金屬線212中的交替的第一金屬線中的每條并且鍵合到第

二太陽能電池204的多條金屬線212中的交替的第一金屬線中的每條(例如，如鍵合點224所

示)。

[0038] 在圖1A所示類型的太陽能電池的第二具體實施中，并且如下文結(jié)合圖3所詳述，電池互連幾何結(jié)構(gòu)可稱為“不含ILD”且被遮蓋的。作為示例，圖3示出了根據(jù)本公開的另一個

實施例基于圖1A中所示類型的太陽能電池的光伏組件的平面圖及對應(yīng)的剖視圖。

[0039] 參見圖3，光伏組件300包括第一太陽能電池302和第二太陽能電池304。第一太陽能電池302和第二太陽能電池304中的每個包括具有背表面307和相對的光接收表面308的

基板306。第一太陽能電池302和第二太陽能電池304中的每個還包括多個交替的N型和P型

半導(dǎo)體區(qū)域310，所述多個交替的N型和P型半導(dǎo)體區(qū)域310設(shè)置在基板306的背表面307中或

背表面307之上并且沿第一方向350平行以形成太陽能電池302或太陽能電池304的發(fā)射極

區(qū)的一維布局。第一太陽能電池302和第二太陽能電池304中的每個還包括設(shè)置在多個交替

的N型和P型半導(dǎo)體區(qū)域310上的導(dǎo)電觸點結(jié)構(gòu)。導(dǎo)電觸點結(jié)構(gòu)包括對應(yīng)于多個交替的N型和

P型半導(dǎo)體區(qū)域310的多條金屬線312，所述多條金屬線312沿第一方向350平行以形成太陽

能電池的金屬化層的一維布局。多條金屬線312中的每條以交錯的方式終止于基板306的第

一端部314和第二端部316。

[0040] 光伏組件300還包括互連結(jié)構(gòu)320，該互連結(jié)構(gòu)320將第一太陽能電池302和第二太陽能電池304電耦合到第一太陽能電池304的基板306的第二端部316和第二太陽能電池304

的基板306的第一端部314之間。互連結(jié)構(gòu)320設(shè)置在第一太陽能電池302的多條金屬線312

中的交替的第一金屬線之上并且與其電接觸。然而，互連結(jié)構(gòu)不設(shè)置在第一太陽能電池302

的多條金屬線312中的交替的第二金屬線之上?；ミB結(jié)構(gòu)320還設(shè)置在第二太陽能電池304

的多條金屬線312中的交替的第一金屬線之上并且與其電接觸。然而，互連結(jié)構(gòu)320不設(shè)置

在第二太陽能電池304的多條金屬線312中的交替的第二金屬線之上。在一個實施例中，從

光接收表面308的角度來看，暴露在第一太陽能電池302和第二太陽能電池304之間的互連

結(jié)構(gòu)320的部分被遮蓋層399覆蓋。遮蓋層399可以為匹配電池和黑色底片顏色的黑色聚合

物材料，為成品模塊提供均勻的黑色外觀。另選地，可使用白色底片和白色遮蓋層以在電池

周圍形成均勻的白色外觀。

[0041] 如圖3所示，在一個實施例中，互連結(jié)構(gòu)320包括形成于其中的一個或多個應(yīng)力消除切口322。同樣如圖3所示，在一個實施例中，互連結(jié)構(gòu)320鍵合(例如，焊合、焊接、連接、膠

合)到第一太陽能電池302的多條金屬線312中的交替的第一金屬線中的每條并且鍵合到第

二太陽能電池304的多條金屬線312中的交替的第一金屬線中的每條(例如，如鍵合點324所

示)。

[0042] 在圖1B所示類型的太陽能電池的具體實施中，并且如下文結(jié)合圖4所詳述，電池互連幾何結(jié)構(gòu)可稱為具有層間電介質(zhì)(“具有ILD”)的電池互連幾何結(jié)構(gòu)。在此類方法中，多個

太陽能電池諸如圖1B所示的太陽能電池通過電池互連件耦接到一起，其中指狀電極可根據(jù)

需要向遠(yuǎn)處延伸至基板邊緣。應(yīng)當(dāng)理解，盡管在基板的極限邊緣處可能存在由發(fā)射極或

BARC覆蓋率所施加的限制，但是互連件沿電池的整個寬度延伸，并且鍵合到具有相同極性

的每個指狀電極?；ミB件的相對側(cè)鍵合到下一個電池上具有相反極性的每個指狀電極。通

過使互連件分別鍵合到每個指狀電極，可省略電池上匯流或焊點。在一個實施例中，M3互連

件被制造成使得圖案化絕緣層防止短路。絕緣體層的顏色也可被設(shè)置為使得互連突片從模

塊正面不可見，從而發(fā)揮雙重作用。還應(yīng)當(dāng)理解，此類方法可需要互連件(M3)和電池上M2之

間的鍵合點具有高準(zhǔn)確度，其中鍵合點必須與M2指狀電極對準(zhǔn)。此類水平的準(zhǔn)確度可使用

激光焊接來實現(xiàn)。在一個實施例中，在鍵合過程中以足夠高的準(zhǔn)確度放置和保持互連件，使

得互連件上暴露的鍵合區(qū)域與指狀電極對齊?；ミB件上的鍵合點可能需要壓制(鑄造)，使

得它們能夠與電池上的M2層緊密接觸。然而，對此類方法的需求可能取決于鍵合方法彌合

間隙或裝入間隙中的能力。

[0043] 作為示例，圖4示出了根據(jù)本公開的一個實施例基于圖1B中所示類型的太陽能電池的光伏組件的平面圖及對應(yīng)的剖視圖。參見圖4，光伏組件400包括第一太陽能電池402和

第二太陽能電池404。第一太陽能電池402和第二太陽能電池404中的每個包括具有背表面

407和相對的光接收表面408的基板406。第一太陽能電池402和第二太陽能電池404中的每

個還包括多個交替的N型和P型半導(dǎo)體區(qū)域410，所述多個交替的N型和P型半導(dǎo)體區(qū)域410設(shè)

置在基板406的背表面407中或背表面407之上并且沿第一方向450平行以形成太陽能電池

402或太陽能電池404的發(fā)射極區(qū)的一維布局。第一太陽能電池402和第二太陽能電池404中

的每個包括設(shè)置在多個交替的N型和P型半導(dǎo)體區(qū)域410上的導(dǎo)電觸點結(jié)構(gòu)。導(dǎo)電觸點結(jié)構(gòu)

包括對應(yīng)于多個交替的N型和P型半導(dǎo)體區(qū)域410的多條金屬線412，所述多條金屬線412沿

第一方向450平行以形成太陽能電池402或太陽能電池404的金屬化層的一維布局。多條金

屬線412中的每條以平行的方式終止于基板的第一端部414和第二端部416。

[0044] 光伏組件400還包括互連結(jié)構(gòu)420，該互連結(jié)構(gòu)420將第一太陽能電池402和第二太陽能電池404電耦合到第一太陽能電池402的基板406的第二端部416和第二太陽能電池404

的基板406的第一端部414之間。互連結(jié)構(gòu)420設(shè)置在第一太陽能電池402和第二太陽能電池

404中的每個的多條金屬線412中的交替的第一金屬線之上并且與其電接觸。互連結(jié)構(gòu)420

還設(shè)置在第一太陽能電池402和第二太陽能電池404中的每個的多條金屬線412中的交替的

第二金屬線之上，但是不與其電接觸。

[0045] 再次參見圖4，在一個實施例中，絕緣層499阻止互連結(jié)構(gòu)420與第一太陽能電池402和第二太陽能電池404中的每個的多條金屬線412中的交替的第二金屬線發(fā)生電接觸。

在一個特定的此類實施例中，從光接收表面408的角度來看，暴露在第一太陽能電池402和

第二太陽能電池404之間的互連結(jié)構(gòu)420的部分被絕緣層499覆蓋，如圖4所示。在一個實施

例中，互連結(jié)構(gòu)420包括形成于其中的一個或多個應(yīng)力消除切口422。在一個實施例中，互連

結(jié)構(gòu)420鍵合(例如，焊合、焊接、連接、膠合)到第一太陽能電池402和第二太陽能電池404中

的每個的多條金屬線412中的交替的第一金屬線中的每條(例如，如鍵合點424所示)。

[0046] 應(yīng)當(dāng)理解，從光伏模塊的光接收表面來觀察時，互連結(jié)構(gòu)的外觀可根據(jù)具體實施不同而改變。在第一示例中，圖5A示出了根據(jù)本公開的一個實施例的圖3中所示類型的光伏

組件的光接收表面的平面圖。參見圖5A，互連結(jié)構(gòu)500包括用于鍵合到相鄰太陽能電池的金

屬互連部分502。絕緣層和/或遮蓋層504遮蓋了相鄰太陽能電池之間暴露的互連結(jié)構(gòu)500的

部分。

[0047] 在第二示例中，圖5B示出了根據(jù)本公開的一個實施例的圖4中所示類型的光伏組件的光接收表面的平面圖。參見圖5B，互連結(jié)構(gòu)550包括用于鍵合到相鄰太陽能電池的金屬

互連部分552。絕緣層和/或遮蓋層554遮蓋了相鄰太陽能電池之間暴露的互連結(jié)構(gòu)550的部

分。

[0048] 在一個實施例中，本文所述的交替的N型和P型半導(dǎo)體區(qū)域由多晶硅形成。在一個這樣的實施例中，N型多晶硅發(fā)射極區(qū)摻有N型雜質(zhì)，諸如磷。P型多晶硅發(fā)射極區(qū)摻有P型雜

質(zhì)，諸如硼。交替的N型和P型半導(dǎo)體區(qū)域可具有形成于兩者之間的溝槽，該溝槽部分地延伸

到基板中。另外，在一個實施例中，雖然未示出，但在交替的N型和P型半導(dǎo)體區(qū)域上可形成

底部抗反射涂層(BARC)材料或其它保護(hù)層(諸如，非晶硅層)。交替的N型和P型半導(dǎo)體區(qū)域

可形成于薄隧穿介電層上，該薄隧穿介電層形成于基板的背表面上。

[0049] 在一個實施例中，本文所述的太陽能電池的光接收表面可以為紋理化光接收表面。在一個實施例中，采用基于氫氧化物的濕法蝕刻劑來使基板的光接收表面紋理化。在一

個實施例中，紋理化表面可為具有規(guī)則或不規(guī)則形狀表面的表面，該表面用于散射入射光，

從而減少從太陽能電池的光接收表面反射離開的光量。另外的實施方案可包括在光接收表

面上形成鈍化和/或抗反射涂層(ARC)。

[0050] 在一個實施例中，M1層(如果包括)為多個金屬晶種材料區(qū)。在一個特定的此類實施例中，金屬晶種材料區(qū)為鋁區(qū)，每個鋁區(qū)具有在約0.3微米至20微米范圍內(nèi)的厚度，并且

由含量高于約97％的鋁和含量約在0?2％范圍內(nèi)的硅構(gòu)成。

[0051] 在一個實施例中，本文所述的M2層為通過電鍍或化學(xué)鍍形成的導(dǎo)電層。在另一個實施例中，本文所述的M2層為金屬箔層。在一個此類實施例中，金屬箔為具有在約5?100微

米范圍內(nèi)的厚度并且優(yōu)選地具有在約30?100微米范圍內(nèi)的厚度的鋁(Al)箔。在一個實施例

中，Al箔為包含鋁和第二元素(諸如但不限于銅、錳、硅、鎂、鋅、錫、鋰或它們的組合)的鋁合

金箔。在一個實施例中，Al箔為回火級箔，諸如但不限于F級(自由狀態(tài))、O級(全軟)、H級(應(yīng)

變硬化)或T級(熱處理)。在另一個實施例中，使用銅箔或支撐在載體上的銅層“金屬箔”。在

一些實施例中，保護(hù)層諸如鋅酸鹽層被包括在金屬箔的一側(cè)或兩側(cè)。

[0052] 雖然參考上述實施例具體描述了某些材料，但是在此類實施例中，可用其它材料來容易地取代其中的一些材料，這些實施例仍然在本公開實施例的精神和范圍內(nèi)。例如，在

一個實施例中，可使用不同材料的基板，諸如III?族材料的基板，來代替硅基板。另外，雖

然主要提及背接觸太陽能電池布置，但應(yīng)當(dāng)理解，本文所述的方法也可應(yīng)用于前接觸電極

太陽能電池。在其它實施例中，上述方法可適用于太陽能電池以外的制造。例如，發(fā)光二極

管(LED)的制造可受益于本文所述的方法。

[0053] 因此，本發(fā)明公開了用于制造太陽能電池的一維金屬化的方法以及所得的太陽能電池。

[0054] 盡管上面已經(jīng)描述了具體實施例，但即使相對于特定的特征僅描述了單個實施例，這些實施例也并非旨在限制本公開的范圍。除非另有說明，否則本公開中所提供的特征

的示例旨在為示例性的而非限制性的。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。

[0055] 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(或要求其優(yōu)先權(quán)

的申請)的審查過程期間針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立權(quán)利要求的那些特征相結(jié)合，來自相應(yīng)的獨

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。