[發明專利]包括背接觸電池的光伏模塊的制造方法

無效

• 申請號: 201080054360.X
• 申請日: 2010-11-29
• 公開（公告）號: CN102804405A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: K·拜爾特
• 申請（專利權）人: IMEC公司
• 主分類號: H01L31/05
• 分類號: H01L31/05;H01L31/0224;H01L31/042;H01L31/048;H01L31/068
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 姬利永

技術領域

本發明涉及一種光伏模塊，尤其涉及一種包括薄的背接觸光伏電池的光伏模塊，例如，厚度小于180微米，以及制造這種光伏模塊的方法。

背景技術

業界需要降低晶體硅光伏電池和模塊成本，同時需要更高的能量轉換效率。

晶體硅光伏模塊成本的最重要部分可以歸結于所使用硅襯底的成本，使用較薄的晶體硅襯底可以使模塊的成本降低。對于較薄的襯底(例如厚度小于180微米的襯底，例如下至5微米)，需要合適的制造工藝，因為與較厚電池相比，薄襯底更易損壞。損壞例如可以是由熱應力、機械應力或熱-機械的應力引起。在薄襯底處理期間，例如下至5微米厚度的襯底，翹曲變形可以超過處理和工藝設備所允許的最大水平。翹曲例如可以是因為金屬化工藝導致的。其例如可以由所沉積層的內建內應力和/或由所用材料(例如硅襯底和金屬層)之間的不同TCE(熱膨脹系數)導致的熱應力所引起。損壞和翹曲都可以實質上影響制造工藝的成品率以及光伏電池和模塊的成本。

致使光伏電池和模塊成本降低的另一方面在于增加在同一機器運行中處理的硅襯底的數量，因為當處理面積增加時單位面積的工藝成本降低。這個方面具有上限，因為在更大面積上保持均勻會變得愈加困難。

為實現更高的能量轉換效率，背接觸光伏電池，即具有位于電池背側的導電電極的光伏電池，會更加利于使用，因為這種類型的電池與具有前側接觸的電池相比沒有陰影損耗或實質上較少的陰影損耗。

已經提出了一些用于制造包括背接觸光伏電池的光伏模塊的方法。例如，US2008/0236655和US5,972,732中提供了一種包括多個互連墊和電導體的背板。背接觸光伏電池的導電接觸與這些互連墊對齊設置。這些方法具有一些缺點，因為其需要連續制造并且對齊若干金屬化層，這意味著巨大的成本和在使用中的失效風險。而且，在薄的背接觸太陽能電池的情況下，考慮到襯底的脆性，在接觸工藝期間光伏電池所經歷的熱應力和機械應力是關鍵。光伏電池的金屬接觸之間的中間接觸材料(例如焊料或導電粘結劑)和背板上的導體可能是高局部應力的來源。

專利申請US2008/0160661揭示了一種利用層轉移技術來形成光伏電池結構的方法，其中在將材料層(薄片)耦合到光學透明襯底之后，通過受控切割將其從半導體襯底移除，其中光伏電池從該轉移層制得。該方法包括提供多個單晶硅薄片；在通常的工藝卡盤上支撐這多個薄片；在多個被支撐薄片的每一個上形成一個或多個光伏區；將多個薄片的每一個耦合至光學板；并且在多個薄片的每一個上形成一個或多個接觸區。該方法具有所給定的光伏模塊中的所有薄片能夠被同時處理的優點，從而改善產出并且降低制造模塊的成本。該方法例如可以用于形成包括薄的背接觸光伏電池的光伏模塊。

發明內容

本發明的目的是提供一種包括多個光伏電池的良好光伏模塊。

上述目的通過根據本發明的方法和器件來完成。

本發明的一方面涉及一種制造光伏模塊的方法，例如，包括背接觸光伏電池(例如硅背接觸光伏電池)的光伏模塊，其中與現有技術中的方法相比，工藝步驟的數量得到減少。減少工藝步驟的數量可以致使成本降低和產出增加。本發明的方法可以用于制造包括薄的背接觸光伏電池的光伏模塊，與現有技術方案相比具有減小的翹曲和/或損壞的風險。本發明的實施例中，多個光伏電池的背側處理在模塊級下進行并且單個金屬化工藝用于形成電池的金屬接觸和用于互連模塊內的電池。

一種根據本發明實施例的制造光伏模塊的方法包括：提供具有前側的多個光伏襯底(例如具有經處理的前側的襯底)；將多個光伏襯底附加到透明載體上，其中光伏襯底的前側朝向載體；以及對多個光伏襯底進行背側處理以形成光伏電池，其中背側處理包括單個金屬化工藝，用于在多個光伏電池背側處形成到n型區和p型區的電接觸以及用于互連光伏模塊內的光伏電池。

在本發明的實施例中，襯底可以是硅襯底，例如薄的硅襯底(例如薄于180微米、薄于150微米、薄于100微米、薄于80微米、薄于60微米、薄于50微米、或薄于40微米、下至5微米)。光伏電池可以是背接觸光伏電池。

用于在多個光伏電池背側處形成到n型區和p型區的電接觸以及用于互連光伏電池的單個金屬化工藝(或合并金屬化步驟)可以包括形成圖案化籽層和進行鍍金屬步驟?？蛇x的，合并金屬化步驟可以包括使用低溫固化的金屬膏的絲網印刷步驟。在特定實施例中，可以提供應力釋放結構用于減小或限制光伏電池之間的金屬互連中的應力。

根據一個方面的方法進一步包括封裝多個光伏電池。