[發明專利]光電設備通過光學涂層局部剝離而實現的精細線金屬敷鍍

有效

• 申請號: 201610015069.0
• 申請日: 2011-02-15
• 公開（公告）號: CN105609587B
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: O·舒爾茨-韋特曼;D·克拉夫茨;D·德賽斯特;A·特納
• 申請（專利權）人: 泰特拉桑有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0224
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 邵偉

本發明是申請日為2011年02月15日、申請號為201180002971.4(PCT/US2011/024857)的中國發明專利“光電設備通過光學涂層局部剝離而實現的精細線金屬敷鍍”的分案申請。

相關申請信息

本申請要求2010年9月3日申請的美國臨時專利申請序列號No.61/379,810的權益，該申請整體地通過參考結合于此。

本申請還涉及共同轉讓的于2009年4月21日在先申請的名稱為“High-Efficiency Solar Cell Structures and Methods of Manufacture”的申請號為61/171,194的美國臨時申請；以及共同轉讓的于2010年4月21日申請的、名稱為“High-Efficiency Solar Cell Structures and Methods of Manufacture”的申請號為PCT/US10/31869的國際專利申請。這些申請每個也整體地通過參考結合于此。本發明的所有方面可與上述申請的公開內容組合地使用。

技術領域

本發明涉及太陽能電池和其模塊。更具體地，本發明涉及用于增加電池效能的改進型太陽能電池結構和制造方法。

背景技術

太陽能電池通過將基本上無限的太陽能轉化為可用電能，從而給社會提供廣泛的益處。隨著其用途增多，某些經濟因素變得重要，比如大量的制造和效能(或效率)。

太陽輻射假定為優先照射太陽能電池的一個表面，通常稱之為前側。為了實現入射光子至電能的高能量轉化效率，硅基材內的光子有效吸收是很重要的。這能通過在前側上的良好的表面紋理和抗反射覆層、以及除了在基材自身之外的所有層內的低寄生性吸收來實現。而且，很重要的是，在電池的背面提供反射層，以改進內部光阱。太陽能電池高效率的另一重要參數是利用金屬電極對前表面的遮蔽。總之，優化的金屬柵格需要金屬結構的遮蔽和金屬結構的電阻之間的損失權衡。太陽能電池效能的這種優化要求格柵具有非常窄的指狀物，并且這些指狀物之間的距離很短，所述指狀物應當具有高的導電率。形成這種結構的一種實踐方法是本發明的主題。

太陽能電池的生產可使用例如絲網印刷技術，以在前表面上印刷電極。銀膏能印刷在氮化硅抗反射涂層上，并且在高溫過程中穿過涂層進行燒結。這是短暫的過程；然而，由于在印刷膏中使用了數個非金屬部件，這種方法的某些內在性質包括超過50μm(通常大約100μm)的相對寬的線寬和金屬柵格的相當低的線導電率。而且，燒結過程導致金屬膏成分滲透穿過抗反射層而進入基材(其中在基材中出現增加的重新組合)內。對于以下兩種情況均是如此，其中對前部結器件而言，pn結會由于空間電荷區域的不利滲透而嚴重受損，以及對背部結器件而言，前表面重新組合會增加并且顯著降低背部結發射器的集合效率。

發明內容

本發明克服了現有技術的缺點，并且提供了另外的優點，其在一個方面涉及一種將金屬柵格觸點和介電圖案形成到需要導電觸點的層上的方法，其包括在所述層上形成金屬膜；在金屬膜上形成抗蝕刻圖案；蝕刻金屬膜，進而使抗蝕刻圖案以及在抗蝕刻圖案之下的金屬柵格觸點圖案保持原樣，同時暴露所述層的其他部分；在抗蝕刻圖案和所述層的暴露部分上形成介電層；以及移除抗蝕刻圖案和在抗蝕刻圖案上方的介電部分，從而在需要導電觸點的層上留下大致共面的金屬柵格觸點和介電圖案。

需要導電觸點的層可以包括光電設備的一部分。金屬柵格觸點圖案可形成太陽能電池的前部和/背部觸點電極；并且介電層可以是太陽能電池的光學抗反射層或光學反射層。需要導電觸點的層可以是提供其自身鈍化作用的多功能層，以使得在介電層中基本上不需要鈍化。

在一個方面，抗蝕刻圖案能通過使用例如噴墨或絲網印刷而直寫和原位固化所述抗蝕刻圖案而形成。

激光可用來在介電層中選擇性地開孔，從而便于抗蝕刻圖案的所述移除；抗蝕刻圖案和介電層的原位熱處理可用來形成孔、裂紋和/或其他缺陷，從而便于抗蝕刻圖案的所述移除；抗蝕刻圖案可通過暴露至被吸收入抗蝕刻圖案材料內的液體而被“膨脹”，以實現圖案材料的體積和面積的增大，進而起作用來使穿過介電層的開口發生斷裂，從而便于抗蝕刻圖案的所述移除；和/或抗蝕刻圖案材料的體積膨脹，連同掩模材料和介電層的隨后剝離，一起被使用。

而且，通過本發明的技術可實現另外的特點和優點。本發明的其他實施例和方面在這里詳細描述，并且視為是所聲明發明的一部分。

附圖說明