[發明專利]太陽能電池標記方法和太陽能電池

有效

• 申請號: 200780007131.0
• 申請日: 2007-02-28
• 公開（公告）號: CN101395724A
• 公開（公告）日: 2009-03-25
• 發明（設計）人: 裘格·慕勒;托拉夫·帕特拉夫
• 申請（專利權）人: Q－細胞公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L23/544
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司
• 代理人: 許 靜

技術領域

本發明涉及一種太陽能電池標記方法和太陽能電池。

背景技術

EP1089346A2中公布了一種太陽能電池標記方法，為了生產出具有一個活躍區域的太陽能電池，首先準備一塊帶有一個基底面的基底，隨即利用激光照射在基底表面內制出至少一個凹坑。數量為至少一個的凹坑構成了用來標記太陽能電池的標記，凹坑的制造在執行太陽能電池制造過程之前、或在此過程中完成。但這種太陽能電池標記方法是專為所謂的“薄膜太陽能模塊”的應用而優化設計的。薄膜太陽能模塊包括若干個串聯為一個整體的薄膜太陽能電池。這些薄膜太陽能電池被沉積到一塊玻璃板結構的基底上。為了使通過激光照射而刻入的標記不會對薄膜太陽能電池的功能方式造成損害，標記被定位在玻璃板的邊緣區域內，該區域在太陽能模塊的電流生成中不會起到作用。

但由于這些邊緣區域在太陽能電池的電流生成中不起作用，因此應當盡可能將其設計得很小。

發明內容

本發明所需解決的任務在于，提供一種簡單的太陽能電池標記工藝，該方法能夠使在電流生成中不起作用的邊緣區域得以最小化。

本發明中含有如下創新設計：基底被設計為帶有一個晶片表面的半導體晶片結構；標記被定位在晶片表面上，且位于由半導體晶片構成的太陽能電池的活躍區域內。

由于被用來作為基底的是半導體晶片，基底表面生成的太陽能電池活躍區域被最大化，直至抵達基底邊緣。生產半導體晶片太陽能電池時所采用的不同于薄膜太陽能模塊的流程步驟，使標記在太陽能電池活躍區域內的定位成為可能，此時標記的形式為一種被裝入晶片表面的、通過激光照射而生成的凹坑。

在生產半導體晶片太陽能電池的過程中，無論標記是在流程的哪一階段被裝入晶片表面，均可以通過讀取標記而對生產過程進行不同行程距離的回溯跟蹤。

可作為半導體晶片的有多晶或單晶材料，尤其是天然硅，但同樣也可使用鍺和其他眾所周知的半導體材料。采用一種通過“String?Ribbon”工藝而制造出的半導體晶片也是可行的。

標記的讀取首選從太陽能電池的制造流程的末端進行，但在流程的單個步驟之間也可進行。也同樣可以在對太陽能電池再加工(例如制造太陽能模塊)的過程中進行。排列在太陽能模塊中的太陽能電池，其活躍區域具有一種定位方向，因此射入的光線可以盡可能好地抵達這些區域。同時確保實現了以下的附加效應，即：通過憑借光學視頻發生器工作的讀取裝置，可以使每個太陽能模塊中的太陽能電池的標記被輕易讀出。這使得在整個產品壽命期間對太陽能模塊中的太陽能電池進行長時跟蹤成為可能。

這種方法同時針對兩種情形，其一是在一個半導體晶片上僅制造出一個單獨的太陽能電池，其二是在一個半導體晶片上制造出多個太陽能電池。在制造出多個太陽能電池的情況下可以生成一個或多個標記。

生成數量為至少一個的凹坑時，其深度最好能達到以下程度，即：所形成的標記在整個生產流程完成之后也可通過一臺光電子讀取裝置讀出。由此，通過同一個凹坑，可以對半導體晶片太陽能電池的整個生產過程加以跟蹤。例如，制造時的流程步驟可以是通過層沉積方法將材料涂裝到晶片表面，也可以通過蝕刻的形式，將材料從晶片表面去除。對凹坑深度的選擇取決于厚度(沉積與蝕刻時的層厚度)和材料變化的各向同性，同時還須考慮到所應用的激光裝置方面的要求。

此工藝有一種特別有利的子方案，在生成至少一個凹坑之后安排一個蝕刻步驟，使晶片表面處在凹坑范圍內的、受到能量引入影響的區域被完全去除。在生成凹坑時，晶片表面區域內半導體材料的微結構會受到能量引入的影響，這一點特別會對太陽能電池的一個重要功能因素——載流子的壽命造成影響。通過將受到能量引入影響的晶片表面區域去除的方式，可以避免因激光照射的能量引入而對太陽能電池造成損害。

用以去除受能量引入影響的區域的蝕刻步驟首選為如下設計：對凹坑范圍內的晶片表面采用高于外部的蝕刻率。這樣會進一步加強晶片表面內凹坑的特征。

通過濕法化學拋光或干蝕、尤其是離子蝕刻方法來完成蝕刻步驟是有利的方式。在此可應用諸多加工工藝(例如微系統技術中常見的加工工藝)來實現對晶片表面有控制的加工。

制造工藝的一個特別有利的子方案具有如下設計：通過蝕刻步驟，加裝了標記的晶片表面被另外加以組織化。通過組織化與去除受能量引入影響的區域二者的兩相結合，可使此制造工藝的應用更為經濟。

此工藝的首選設計形式具有如下特點，即：通過激光除離方法生成深度大于8μm、首選大于12μm的凹坑，其中尤其以介于15μm至30μm之間為佳。