[發明專利]用于制造光伏器件的系統及方法

無效

• 申請號: 200680043927.7
• 申請日: 2006-09-21
• 公開（公告）號: CN101313409A
• 公開（公告）日: 2008-11-26
• 發明（設計）人: 湯姆·拉斯特
• 申請（專利權）人: 湯姆·拉斯特
• 主分類號: H01L31/00
• 分類號: H01L31/00
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 柳春雷

關聯申請

本申請要求于2005年9月23日遞交的美國臨時專利申請號60/720,084以及于2005年10月13日遞交的美國臨時專利申請號60/726,520的優先權，通過引用將以上兩文獻之內容均包含于本說明書中。

技術領域

本發明涉及光伏器件以及用于制造并裝配該器件的方法。

背景技術

光伏器件是通常用于將太陽能輻射轉換為電能的半導體器件。目前，因為太陽能光伏系統的較高成本，尚未在供電應用領域廣泛使用這些系統。高成本部分歸咎于通常用在這些器件中的純單晶硅的相對較高成本。在制造這些器件時會大量地浪費這種硅，由此增大了材料成本。此外，對于很多應用領域而言，光伏處理本身的成本并非很低。已經研究了硅的替代材料，但已經發現要么制造低效能的器件，要么制造的成本較高?，F有太陽能電池面板也通常利用機械進行裝配以將大量電池(cell)在襯底上精確定位，這會非常昂貴并極耗時間。這些電池的長度在處理期間也會導致收縮(jam)、聚集(cluster)以及破損(break)等問題。

發明內容

提供根據本發明的各種實施例的系統及方法以制造并裝配各種光伏器件。在一個上述實施例中，通過將掩膜層沉積在大致平坦的晶體材料(例如硅、鍺以及砷化鎵)件上來形成光伏電池。對所述晶體材料件進行蝕刻以在所述晶體材料中形成多個大致平行的槽。所述槽形成多個大致平坦條，每一個條均大致從所述晶體材料件的一邊沿所述條的方向向所述晶體材料件的另一邊延伸。各個條的寬度均大致與所述晶體材料件的厚度相同。所述條可從所述晶體材料件分離；并且被切片以形成多個大致矩形電池。

每一個條均可具有層，其具有與所述各個條的塊摻雜相反的摻雜?？梢允褂煤线m的處理，例如POCl₃擴散來形成層。在各個矩形電池的頂表面及底表面上，或在電池的側面上可形成觸點。在一個實施例中，在各個矩形電池的第一側形成第一組觸點并在第二側形成第二組觸點。對各組觸點的數量及位置其中至少一者進行選擇以提供正確的觸點連接，而無論所述各個電池相對于連接器件的取向如何。

所述掩膜層可包括用于形成平行槽的非矩形圖案區域。所述掩膜層還可包括用于形成所述選擇的槽的圖案區域，使得形成的條使用所述晶體材料件的表面的至少80％。在一個實施例中，可對所述多個條進行切片以形成具有約20∶1或更小邊緣比。各個條的表面上還可沉積抗反射涂料，或者對各個條的至少一個表面進行紋理處理。

可將每一個切片電池布置在諸如導電襯底、低溫襯底及/或柔性襯底的襯底上。然后可在一個實施例中沉積額外層以形成多結器件。襯底上的電池的至少一部分可利用并聯、串聯、并聯-串聯以及串聯-并聯連接來進行連接。

在一個實施例中，通過上述方法形成的光伏電池包括矩形晶體管芯，其具有形成二極管的至少兩個相反摻雜區域。所述管芯可具有約2mm或更小的寬度，約40mm或更小的長度，以及約100μm或更小的厚度。該電池還包括成對觸點，其布置在所述晶體管芯的相對邊緣，例如在所述管芯的頂邊緣及底邊緣其中一者上或者被布置在所述管芯的相對側邊緣上。所述成對觸點可以是所述晶體管芯的第一邊緣上的第一組觸點以及所述晶體管芯的第二邊緣上的第二組觸點中的一部分，所述第一邊緣與所述第二邊緣相對，由此允許所述晶體管芯被布置在位于任意取向的大致共面光伏電池的陣列中。

在一個實施例中，所述矩形晶體管芯大致呈方形。所述管芯由大致平坦<1，1，0>取向硅件形成?？稍谒鼍w管芯的至少一個表面上沉積抗反射涂料，并且/或者至少一個表面被紋理處理。

例如，可以使用上述電池形成一種太陽能電池模組，其包括襯底，其具有容納部陣列；以及位于所述容納部陣列內的多個矩形光伏電池。每一個光伏電池均可具有約2mm或更小的寬度，約40mm或更小的長度，以及約100μm或更小的厚度。每一個光伏電池還可具有位于所述光伏電池兩個相對邊緣上的觸點。該模組還包括互連結構布線，其將所述多個矩形光伏電池的觸點電連接。所述觸點例如可被布置在每一個光伏電池的頂部及底部上或者相對側邊緣上。所述觸點可包括第一側邊緣上的至少一個第一觸點以及第二邊緣上的至少一個第二觸點，所述第一及第二觸點被布置在不同邊緣位置，使得所述第一及第二觸點中每一者均與所述互連結構布線中希望的線相連，而無論所述各個容納部中所述光伏電池的取向如何。