[發(fā)明專利]光伏電池及其形成方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280069627.1
• 申請(qǐng)日: 2012-12-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104321883A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蓋伊·達(dá)米恩·瑟奇·博卡恩;約爾格·霍爾澤爾;尼古拉斯·E·鮑威爾;盧瓦克·圖斯;唐納德·阿德里安·伍德;阿德里安娜·佩特科娃·贊姆博娃
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 道康寧公司;校際微電子中心
• 主分類號(hào): H01L31/0224
• 分類號(hào): H01L31/0224;H01B1/22
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 張瑞;鄭霞

相關(guān)專利申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2011年12月13日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.61/569,992的權(quán)益，該臨時(shí)專利申請(qǐng)以引用方式整體并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明整體涉及光伏(PV)電池以及形成PV電池的方法。

背景技術(shù)

前表面金屬化是光伏(PV)電池的重要方面，其允許收集電荷載流子并將其傳輸?shù)絽R流條。金屬化通常是柵格形式，其包括連接至較寬匯流條的導(dǎo)電材料的窄線或“指狀物”。將連接片(tabbing)，如互聯(lián)條焊接至匯流條以將多個(gè)PV電池連接在一起(如串聯(lián))。通常，柵格使用漿料形成，該漿料包括由于其優(yōu)異導(dǎo)電性而作為主要組分的銀(Ag)。遺憾的是，由于依賴于存在于PV電池的指狀物和匯流條二者中的Ag，該金屬化占據(jù)了大部分總制造成本。因此，仍有機(jī)會(huì)提供改善的PV電池及其形成方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供光伏(PV)電池。PV電池包括包含硅的底部基板，并且包括上摻雜區(qū)。涂層設(shè)置于底部基板的上摻雜區(qū)上，并且具有外表面。多個(gè)彼此間隔開(kāi)的指狀物設(shè)置于涂層中。每個(gè)指狀物具有與底部基板的上摻雜區(qū)電接觸的下部。每個(gè)指狀物還具有與下部相對(duì)的上部，所述上部通過(guò)涂層的外表面向外延伸。每個(gè)指狀物包含第一金屬，其大量存在于每個(gè)指狀物中。匯流條與底部基板的上摻雜區(qū)間隔開(kāi)。底部基板的上摻雜區(qū)不與匯流條物理接觸。匯流條與指狀物的上部電接觸。匯流條包含大量存在于匯流條中的第二金屬。匯流條還包含不同于指狀物的第一金屬和匯流條的第二金屬的第三金屬。第三金屬具有不超過(guò)約300℃的熔融溫度。底部基板的上摻雜區(qū)通過(guò)指狀物與匯流條電連通。

本發(fā)明還提供形成本發(fā)明的PV電池的方法。該方法包括將組合物施加于指狀物上部的至少一部分以形成層的步驟。底部基板的上摻雜區(qū)不與由組合物形成的層物理接觸。第二金屬大量存在于該組合物中。第三金屬也存在于該組合物中。該方法還包括將層加熱至不超過(guò)約300℃的溫度以形成匯流條的步驟。底部基板的上摻雜區(qū)通過(guò)指狀物與匯流條電連通。本發(fā)明的PV電池可用于將多種不同波長(zhǎng)的光轉(zhuǎn)化為電。

附圖說(shuō)明

參考下文的“具體實(shí)施方式”并結(jié)合附圖可更好地理解本發(fā)明，從而更容易地認(rèn)識(shí)本發(fā)明，附圖中：

圖1是PV電池實(shí)施例的前視圖，該電池包括底部基板、涂層、指狀物和一對(duì)匯流條；

圖2是沿圖1的線2-2截取的局部剖面?zhèn)纫晥D，其示出了底部基板的上摻雜區(qū)、涂層、指狀物和一個(gè)匯流條；

圖3是PV電池實(shí)施例的剖面?zhèn)纫晥D，其示出了底部基板的上和下?lián)诫s區(qū)、涂層、指狀物、匯流條和電極；

圖4是PV電池實(shí)施例的局部剖面透視圖，其示出了底部基板的上摻雜區(qū)、涂層、指狀物和一對(duì)匯流條；

圖5是PV電池的另一個(gè)實(shí)施例的局部剖面透視圖，其示出了底部基板的上摻雜區(qū)、紋理化表面、涂層和一對(duì)延伸進(jìn)入底部基板的指狀物；

圖6是示出形成PV電池的方法的實(shí)施例步驟的流程圖；

圖7是示出形成另一個(gè)PV電池實(shí)施例的方法的另一個(gè)實(shí)施例步驟的流程圖；

圖8是示出用于形成PV電池匯流條的組合物的聚合物固化和焊料流的圖示；

圖9是另一個(gè)PV電池實(shí)施例的局部剖面透視圖，其示出了底部基板的上摻雜區(qū)、涂層、指狀物、一對(duì)匯流條和一對(duì)互聯(lián)條，其中一個(gè)互聯(lián)條設(shè)置于一個(gè)匯流條上；

圖10是PV電池實(shí)施例的示意性前視圖，其包括鈍化層、不連續(xù)指狀物和匯流條；

圖11是PV電池實(shí)施例的示意性前視圖，其包括鈍化層、不連續(xù)指狀物、補(bǔ)充指狀物和匯流條；

圖12是PV電池實(shí)施例的示意性前視圖，其包括鈍化層、指狀物、匯流條和補(bǔ)充匯流條墊；

圖13是PV電池實(shí)施例的示意性前視圖，其包括鈍化層、指狀物、一對(duì)匯流條和補(bǔ)充匯流條；

圖14是PV電池實(shí)施例的示意性前視圖，其包括鈍化層、具有墊的指狀物和匯流條；

圖15是PV電池實(shí)施例的示意性前視圖，其包括鈍化層、具有中空墊的指狀物和匯流條；

圖16是PV電池實(shí)施例的示意性前視圖，其包括鈍化層、不連續(xù)指狀物、補(bǔ)充指狀物和匯流條；

圖17是示出比較例和本發(fā)明例子的短路電流密度(J_sc)的盒圖。

圖18是示出比較例和本發(fā)明例子的開(kāi)路電壓(V_oc)的盒圖；

圖19是示出比較例和本發(fā)明例子的電池效率(NCell)的盒圖；

圖20是示出比較例和本發(fā)明例子的效率百分比的盒圖；