[發明專利]襯底組件、組裝工藝和組裝裝置

無效

• 申請號: 200780051339.2
• 申請日: 2007-02-15
• 公開（公告）號: CN101636848A
• 公開（公告）日: 2010-01-27
• 發明（設計）人: V·A·埃弗雷特;A·W·布萊克斯
• 申請（專利權）人: 澳大利亞國立大學
• 主分類號: H01L31/042
• 分類號: H01L31/042;H01L31/05;G01R31/26
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司
• 代理人: 程 偉

技術領域

本發明涉及一種襯底組件、組裝工藝以及組裝裝置，特別涉及一 種用于光伏器件的電互連的細長半導體襯底組件，以及形成這種組件 的工藝和裝置。

背景技術

在本說明書中，術語“細長襯底”和“細長太陽能電池”分別指通常為 平行六面體形式且具有高的縱橫比(即其長度顯著大于其寬度，通常 為幾十至幾百倍)的襯底或太陽能電池。此外，細長襯底或太陽能電 池的厚度通常比其寬度小四至一百倍。細長太陽能電池的長度和寬度 是太陽能電池的活動“表面”的尺寸，因此其共同限定了用于產生能量 的最大可用活動表面積，而太陽能電池的長度和厚度是電池的光學非 活動表面或“邊緣”的尺寸，太陽能電池的寬度和厚度是電池的光學非 活動表面或“邊緣”的尺寸。典型的細長太陽能電池的長度為 10-120mm，寬度為0.5-5mm，厚度為15-400微米。

可以通過例如S.Scheibenstock、S.Keller、P.Fath、G.Willeke和 E.Bucher發表于Solar?Energy?Materials?&?Solar?Cells?Vol.65(2001)的第 179-184頁的“High?Vo(High?Voltage)Cell?Concept”(“Scheibenstock”) 和國際專利申請公開號WO?02/45143(“專利申請”)中描述的 工藝來制造細長襯底和太陽能電池。后一篇文獻描述了通過單個的標 準硅晶片制造大量薄的(通常小于150μm)細長硅襯底的工藝，以使 其總的可用表面積大于原始的硅晶片的表面積。根據sliver專利申請中 描述的工藝形成的細長襯底在此被稱作“細片(sliver)襯底”，而通過 任何其他工藝形成的細長襯底在此被稱作“厚板(plank)襯底”。專利申請還描述了在細片襯底上形成太陽能電池的工藝，所產生的被 處理過的襯底也稱作“細片太陽能電池”。但是，在本說明書中，詞語“細 片”通常指可能包括或不包括一個或多個太陽能電池的細片襯底。詞語 “sliver”是澳大利亞注冊號為933476的Origin?Energy?Solar?Pty?Ltd有限 公司的注冊商標。

通常，細長太陽能電池可以是利用任何必要的太陽能電池制造工 藝形成在細長襯底上的單晶太陽能電池或多晶太陽能電池。優選地， 通過形成一系列穿過硅晶片的平行設置的細長開口或槽以限定對應系 列的平行設置的細長襯底并且通過晶片的剩余周邊部分將二者結合在 一起來批量形成細長襯底，被結合在一起的硅晶片和細長襯底共同被 稱作晶片架。

太陽能電池可以在其與晶片架保持結合時形成在細長襯底上，然 后與晶片架彼此分離以提供一套單獨的細長太陽能電池。其中形成有 細長太陽能電池的細長硅片易碎且需要小心處理，特別是在從晶片架 上分離的工藝中和隨后的加工工藝中。此外，由于與大面積的傳統的 (即非細長的晶片規格的)太陽能電池相比，每個細長電池的面積和 尺寸較小，因此包括細長電池的太陽能電池模塊對于每個模塊都需要 大量單獨的電池(例如高達幾百或更高數量級的電池)。因此，需要可 靠、低成本的處理、組裝和安裝工藝，以使細長襯底和太陽能電池在 經濟上具有可行性。

現有的利用細長太陽能電池來形成光伏器件的方法被局限在一定 范圍內。所遇到的一個困難是需要在相對較大的面積上精確布置并精 確地電互連相對大量的細長電池。

傳統的太陽能電池模塊，特別是包括整個單晶或多晶硅晶片的模 塊，通常在每平方米的模塊面積內包含大約60至70個單面(即只提 供一個用于產生能量的活動表面)晶片電池。這種模塊內的電子連接 數達到200的數量級，或者每個電池大約4個。

相反，每個細長太陽能電池的電子連接數可能只略高于大約每個 電池六或八個，但是由于每個細長電池的面積只是傳統電池的面積的 一小部分，因此在包含細長太陽能電池的太陽能電池模塊內的電子連 接數可以在每平方米模塊面積2,000至20,000或更高的范圍內。僅從 這方面考慮，顯然為了在包含細長太陽能電池的太陽能電池模塊中便 宜且可靠地建立電互連，需要非傳統的方法。