專利名稱：背接觸式太陽能電池模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明實施例大體而言有關(guān)于光電電池的制造。
背景技術(shù)：
太陽能電池是將太陽光直接轉(zhuǎn)換成電力的光電組件。每一個太陽能電池皆產(chǎn)生一 定量的電力，并且經(jīng)常拼裝成具有能傳輸預(yù)期量系統(tǒng)功率的尺寸的模塊。最常見的太陽能 電池材料是硅，其呈單晶或多晶基材形態(tài)，有時稱為晶圓。因為形成硅基太陽能電池以產(chǎn)生 電力的攤銷后成本高于利用傳統(tǒng)方法產(chǎn)生電力的成本，因此致力于降低制造太陽能電池的 成本。有多種方法能制造出太陽能電池的主動區(qū)及太陽能電池的載流金屬線或?qū)w。但 是，這些已知制造方法有若干問題。例如，形成工藝是復(fù)雜的多步驟工藝，其加重完成太陽 能電池所需的成本。因此，需要改良的方法與設(shè)備，其可用于在基材表面上形成主動區(qū)及載流區(qū)，以形 成太陽能電池。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明大體而言提供一種內(nèi)連接結(jié)構(gòu)互連結(jié)構(gòu)，其是用來將電氣連接具有一第一 太陽能電池基材的第一太陽能電池組件的多個一部分電氣連接至一第二太陽能電池組件， 該結(jié)構(gòu)包含一第一撓性內(nèi)連接結(jié)構(gòu)互連結(jié)構(gòu)，其具有一第一層、一第二層及隔離該第一層 及該第二層的介電材料，其中該第一層包含一或多個第一內(nèi)連接互連區(qū)，該些第一互連區(qū) 經(jīng)配置以接觸形成在該第一太陽能電池基材的基材表面上的一或多個第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)， 并且該第二層包含一或多個第二互連區(qū)，該些第二互連區(qū)經(jīng)配置以接觸形成在該基材表面 上的一或多個第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)，并且其中該第一太陽能電池基材擁有一 η型區(qū)，其與該 一或多個第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)交流，以及一 P型區(qū)，其與該一或多個第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)交流。本發(fā)明實施例也提供一種形成太陽能電池組件的方法，包含接收一撓性互連結(jié) 構(gòu)，其具有一第一層、一第二層及隔離該第一層及該第二層的介電材料，其中該第一層的一 部分及該第二層的一部分與該撓性互連結(jié)構(gòu)的第一表面接觸，以及將該撓性互連結(jié)構(gòu)設(shè)置 在一太陽能電池基材上，而使該第一層的該部分與設(shè)置在一太陽能電池基材上的一 η型區(qū) 電氣交流，并且該第二層的該部分與設(shè)置在一太陽能電池基材上的一P型區(qū)電氣交流。本發(fā)明實施例也提供一種形成太陽能電池組件的方法，包含在一圍封件 (enclosure)的一或多個側(cè)壁及一互連結(jié)構(gòu)之間形成一密閉區(qū)，其中該互連結(jié)構(gòu)內(nèi)包含一 第一層、一第二層、一介電材料設(shè)置在該第一層和該第二層之間，以及一第一孔和一第二 孔，每一個孔皆與該密閉區(qū)交流并且是穿透該互連結(jié)構(gòu)的一部分而形成；毗鄰該第一層設(shè) 置形成在一太陽能電池基材上的一第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)，并且毗鄰該第二層設(shè)置形成在該太 陽能電池基材上的一第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)，其中該第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)與形成在該太陽能電池 基材上的一 η型區(qū)電氣交流，而該第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)是與形成在該太陽能電池基材上的一P型區(qū)電氣交流；加熱該第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)、該第一層、該第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)及該第二層， 而使在該第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)和該第一層以及該第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)和該第二層之間形成接 合，以及在該加熱工藝期間促使該第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)緊靠該第一層，并且促使該第二導(dǎo)電 特征結(jié)構(gòu)緊靠該第二層。本發(fā)明實施例也提供一種形成太陽能電池組件的方法，包含形成一太陽能電池基 材，其具有一 η型區(qū)及一 ρ型區(qū)，該η型區(qū)及ρ型區(qū)形成適于將光轉(zhuǎn)換為電能的接合面的一 部分，其中該η型區(qū)與設(shè)置在該太陽能電池基材的一表面上的一第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電氣交 流，而該P型區(qū)與設(shè)置在該表面上的一第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電氣交流；在該第一導(dǎo)電特征結(jié) 構(gòu)及該第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)上沉積一第一順應(yīng)層，其中該第一順應(yīng)層擁有一第一孔及一第二 孔形成在其內(nèi)；在該第一孔及該第二孔內(nèi)沉積一導(dǎo)電材料，其中設(shè)置在該第一孔內(nèi)的導(dǎo)電 材料與該第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電氣交流，而設(shè)置在該第二孔內(nèi)的導(dǎo)電材料與該第二導(dǎo)電特征 結(jié)構(gòu)電氣交流；以及在該第一順應(yīng)層表面上設(shè)置一互連結(jié)構(gòu)，該互連結(jié)構(gòu)擁有一第一層、一 第二層、以及隔離該第一層及該第二層的介電材料，而使該第一層透過設(shè)置在該第一孔內(nèi) 的第一導(dǎo)電材料與該第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電氣交流，并且該第二層透過設(shè)置在該第二孔內(nèi)的 第一導(dǎo)電材料與該第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電氣交流。本發(fā)明實施例也提供數(shù)個互連的太陽能電池，包含一第一太陽能電池組件，其含 有一第一太陽能電池基材，該第一太陽能電池基材具有一 η型區(qū)及一 P型區(qū)，該η型區(qū)及P 型區(qū)是適于將光轉(zhuǎn)換為電能的接合面(或太陽能電池接合面)的一部分，其中該η型區(qū)與 設(shè)置在該第一太陽能電池基材表面上的一第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電氣交流，而該P型區(qū)是與設(shè) 置在該表面上的一第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電氣交流；以及一第一撓性互連結(jié)構(gòu)，其具有一第一 層、一第二層以及隔離該第一層和該第二層的介電材料，其中該第一層與形成在該第一太 陽能電池基材上的第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電氣交流，而該第二層與形成在該第一太陽能電池基 材上的第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電氣交流；以及一第二太陽能電池組件，其含有一第二太陽能電 池基材，該第二太陽能電池基材具有一 η型區(qū)及一 P型區(qū)，該η型區(qū)及P型區(qū)是適于將光轉(zhuǎn) 換為電能的太陽能電池接合面的一部分，其中該η型區(qū)與設(shè)置在該第二太陽能電池基材的 一表面上的一第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電氣交流，而該P型區(qū)與設(shè)置在該表面上的一第二導(dǎo)電特 征結(jié)構(gòu)電氣交流；以及一第二撓性互連結(jié)構(gòu)，其具有一第一層、一第二層以及隔離該第一層 和該第二層的介電材料，其中該第一層與形成在該第二太陽能電池基材上的第一導(dǎo)電特征 結(jié)構(gòu)電氣交流，而該第二層與形成在該第二太陽能電池基材上的第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電氣交 流，其中該第一撓性互連結(jié)構(gòu)內(nèi)的第一層是電氣連接至該第二撓性互連結(jié)構(gòu)的第一層或第 一層。本發(fā)明實施例也提供一種形成一太陽能電池陣列的方法，包含形成兩個或多個太 陽能電池組件，每一個電池組件皆包含一太陽能電池基材，該太陽能電池基材具有一 η型 區(qū)及一 P型區(qū)，該η型區(qū)及ρ型區(qū)是適于將光轉(zhuǎn)換為電能的太陽能電池接合面的一部分，其 中該η型區(qū)與設(shè)置在該太陽能電池基材表面上的第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電氣交流，而該ρ型區(qū) 與設(shè)置在該表面上的第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電氣交流；以及一撓性互連結(jié)構(gòu)，其具有一第一層、 一第二層以及隔離該第一層和該第二層的介電材料，其中該第一層與該第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu) 電氣交流，而該第二層與一第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電氣交流，以及使位于該兩個或多個太陽能 電池組件其中一者內(nèi)的撓性互連結(jié)構(gòu)中的第一層與該兩個或多個太陽能電池組件的另一電池組件內(nèi)的撓性互連結(jié)構(gòu)中的第一層或第二層接觸。本發(fā)明實施例也可提供一種形成太陽能電池組件的方法，包含形成一太陽能電池 基材，其具有一 η型區(qū)及一 ρ型區(qū)，該η型區(qū)及ρ型區(qū)是適于將光轉(zhuǎn)換為電能的太陽能電 池接合面的一部分，其中該η型區(qū)與設(shè)置在該太陽能電池基材表面上的第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu) 電氣交流，而該P型區(qū)與設(shè)置在該表面上的第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電氣交流；緊靠該太陽能電 池基材表面設(shè)置一互連結(jié)構(gòu)，其具有一第一層、穿透該第一層而形成的第一孔、一第二層、 穿透該第二層而形成的第二孔以及隔離該第一層和該第二層的介電材料，而使該第一層與 該第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電氣交流，并且該第二層與一第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電氣交流，以及在該 第一孔及該第二孔內(nèi)沉積一導(dǎo)電材料，而使該導(dǎo)電材料在該第一層和該第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu) 之間產(chǎn)生一第一導(dǎo)電路徑，并且在該第二層和該第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生一第二導(dǎo)電路 徑。本發(fā)明實施例也可提供一種形成一太陽能電池組件的方法，包含形成一太陽能電 池基材，其具有一 η型區(qū)及一 ρ型區(qū)，該η型區(qū)及ρ型區(qū)其是適于將光轉(zhuǎn)換為電能的太陽能 電池接合面的一部分，其中該η型區(qū)是與設(shè)置在該太陽能電池基材表面上的第一導(dǎo)電特征 結(jié)構(gòu)電氣交流，而該P型區(qū)是與設(shè)置在該表面上的第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電氣交流；在該第一 導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)的兩個或多個區(qū)上以及在該第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)的兩個或多個區(qū)上沉積一導(dǎo) 電材料，其中沉積在該第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)上的兩個或多個導(dǎo)電材料區(qū)的每一個區(qū)與沉積在 該第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)上的兩個或多個導(dǎo)電材料區(qū)的每一個區(qū)相隔至少一第一距離；以及在 沉積在該第一及第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)上的導(dǎo)電材料上設(shè)置一撓性互連結(jié)構(gòu)，該互連結(jié)構(gòu)其具 有一第一層、一第二層以及隔離該第一層和該第二層的介電材料，而使一電氣連接形成在 該第一層和該第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)以及該第二層和該第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)之間。


為了詳細(xì)暸解本發(fā)明的上述特征結(jié)構(gòu)，經(jīng)由參考數(shù)個實施例對本發(fā)明進行更具體 的描述，概述陳述如上，其中某些實施例在附圖中示出。圖1Α-1Β示出可與在此所述本發(fā)明一實施例并用的太陽能電池組件范例的概要 剖面圖。圖2示出根據(jù)本發(fā)明實施例的太陽能電池的概要剖面圖。圖3Α-;3Β概要示出根據(jù)本發(fā)明實施例的接合工藝不同階段期間的互連結(jié)構(gòu)及支 持硬件。圖4概要示出根據(jù)本發(fā)明實施例的互連結(jié)構(gòu)的平面圖。圖5Α概要示出根據(jù)本發(fā)明實施例的互連結(jié)構(gòu)的剖面等角視圖。圖5Β概要示出根據(jù)本發(fā)明實施例的互連結(jié)構(gòu)的平面圖。圖5C是根據(jù)本發(fā)明實施例的互連結(jié)構(gòu)的剖面等角圖。圖5D概要示出根據(jù)本發(fā)明實施例的太陽能電池電氣連接示意圖。圖5Ε是根據(jù)本發(fā)明實施例的互連結(jié)構(gòu)的剖面等角視圖。圖6Α概要示出根據(jù)本發(fā)明實施例的互連結(jié)構(gòu)的剖面等角視圖。圖6Β概要示出根據(jù)本發(fā)明實施例的圖6Α互連結(jié)構(gòu)在接合后的剖面圖。圖7概要示出根據(jù)本發(fā)明實施例的互連結(jié)構(gòu)的剖面等角視圖。
圖8示出根據(jù)本發(fā)明一實施例用來接合一太陽能電池基材與一互連結(jié)構(gòu)的方法 流程圖。圖9A-9B概要示出根據(jù)本發(fā)明實施例的接合工藝不同步驟期間的互連結(jié)構(gòu)及支 持硬件。圖10A-10B概要示出根據(jù)本發(fā)明實施例的接合工藝不同步驟期間的互連結(jié)構(gòu)及 支持硬件。圖IlA是根據(jù)本發(fā)明實施例的陣列或互連太陽能電池的側(cè)視圖。圖IlB概要示出根據(jù)本發(fā)明實施例的陣列或互連太陽能電池的電氣連接配置。圖IlC是根據(jù)本發(fā)明實施例的互連結(jié)構(gòu)的剖面等角視圖。圖IlD是根據(jù)本發(fā)明實施例的陣列或互連太陽能電池的側(cè)視圖。圖12A概要示出根據(jù)本發(fā)明實施例的互連結(jié)構(gòu)的平面圖。圖12B概要示出根據(jù)本發(fā)明實施例的互連結(jié)構(gòu)的側(cè)剖面等角視圖。圖13A-13N示出根據(jù)本發(fā)明一實施例在一工藝中的不同階段期間的太陽能電池 概要剖面圖。圖14示出根據(jù)本發(fā)明實施例金屬化太陽能電池的方法流程圖。圖15A概要示出根據(jù)本發(fā)明實施例形成在基材表面上的圖案化摻質(zhì)的平面圖。圖15B概要示出根據(jù)本發(fā)明實施例的圖15A所示基材表面的一部分特寫平面圖。圖16概要示出根據(jù)本發(fā)明實施例形成在基材表面上的圖案化絕緣材料的平面 圖。圖17概要示出根據(jù)本發(fā)明實施例的互連結(jié)構(gòu)的平面圖。為求簡明，盡可能使用相同的組件符號來表示圖式間共有的相同組件。預(yù)期到一 實施例的特征結(jié)構(gòu)可并入其它實施例而不需特別詳述。
具體實施例方式本發(fā)明實施例考慮利用一種新穎處理程序來形成太陽能電池組件的高效率太陽 能電池的形成方法。在一實施例中，該些方法包含使用一預(yù)制背板，其是與該金屬化太陽能 電池組件接合以形成一互連太陽能電池組件，其可輕易地電氣連接至用來接收所生成產(chǎn)生 的電力的外部零組件。典型的外部零組件可包含電力網(wǎng)柵(electrical power grid)、衛(wèi) 星、電子組件或其它類似的功率需求單元。特別能夠從本發(fā)明受惠的太陽能電池結(jié)構(gòu)(例 如圖1-7的基材110)包含所有背接觸式太陽能電池，例如正及負(fù)接觸兩者僅形成在該組件 后表面的太陽能電池。主動區(qū)可包含有機材料、單晶硅、多重結(jié)晶硅(multi-crystalline silicon)、多晶硅、鍺(Ge)、砷化鎵(GaAs)、碲化鎘(CcTTe)、硫化鎘(CdS)、硒化銅銦鎵 (CIGS)、硒化銦銅(Cdr^e2)、磷化銦鎵(GaInP2)，以及異質(zhì)接面電池，例如磷化銦鎵/砷化 鎵/鍺、硒化鋅/砷化鎵/鍺或可用來將日光轉(zhuǎn)換為電力的其它類似基材材料。在一實施 例中，希望使用的預(yù)制背板的撓性比其所附接的基材更佳，以使例如文中所述的該(等)互 連或附接工藝所產(chǎn)生的應(yīng)力量最小化。圖IA是一太陽能電池組件100的剖面?zhèn)纫晥D，其示出形成在該太陽能電池組件 100的表面102上的互連結(jié)構(gòu)160。在一范例中，如圖IA所示，該太陽能電池組件100是 一全背接觸式太陽能電池結(jié)構(gòu)，其中光線先在該太陽能電池組件100的前表面101側(cè)被接收。一般而言，位于所形成的太陽能電池組件100內(nèi)的互連結(jié)構(gòu)160含有由一導(dǎo)電特征結(jié) 構(gòu)162、163所構(gòu)成的圖案化陣列，其是經(jīng)電氣連接至該太陽能電池組件100的預(yù)期部分，并 且是經(jīng)設(shè)計成能以在該太陽能電池暴露在日光下時負(fù)承載所產(chǎn)生的電流。在一范例中，該 太陽能電池組件100包含一基材110、一介電層161(例如二氧化硅)、導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162和 163、及一抗反射層151。在此配置中，該些導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162、163是形成在設(shè)置在該表面 102上的介電層161上，并且各自每一者皆與形成在該基材110內(nèi)的主動區(qū)電氣交流。在一 實施例中，該介電層161是二氧化硅層，其厚度介于約50埃(人)和約3000埃之間。在一范 例中，該導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162與ρ型摻雜區(qū)141電氣接觸，而該導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)163是與η型摻 雜區(qū)142電氣接觸，兩摻雜區(qū)皆形成在該基材110內(nèi)，并用來形成該主動太陽能電池組件的 一部分。在一配置中，該抗反射層151包含一薄的鈍化/抗反射層152(例如氧化硅、氮化 硅層)。一般而言，該P型摻雜區(qū)141可包含一種選自硼(B)、鋁(Al)和鎵(Ga)所組成的 族群中的摻質(zhì)原子，而該η型摻雜區(qū)142包含一種選自磷(P)、砷(As)和銻(Sb)所組成的 族群中的摻質(zhì)原子。在另一配置中，該抗反射層151包含含有非晶硅(amorphous silicon, a-Si:H)的薄層153，或含有非晶碳化硅(a-SiC:H)及氮化硅(SiN)巧4堆棧的薄層153，其 是利用已知化學(xué)氣相沉積(PECVD)技術(shù)形成在該前表面101上。圖IB是一太陽能電池103的剖面?zhèn)纫晥D，其示出形成在一釘梢模塊 (pin-upmodule)型太陽能電池模塊(或稱PUM太陽能電池組件)上的互連結(jié)構(gòu)170。該PUM 型結(jié)構(gòu)通常含有數(shù)個孔175，該些孔穿透該基材110而形成，并且經(jīng)由該些導(dǎo)電梢178的使 用而作為頂部接觸結(jié)構(gòu)177至導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)173的互連介層洞。光線是透過形成在該太陽 能電池103前表面101上的頂部接觸結(jié)構(gòu)177被該太陽能電池103接收。一般而言，位于 形成的太陽能電池103內(nèi)的互連結(jié)構(gòu)170包含一由導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)172、173構(gòu)成的圖案化陣 列，其是形成在該基材110背側(cè)，以簡化連接至外部太陽能收集器零組件的電氣連接結(jié)構(gòu)。 在一范例中，該太陽能電池103包含一基材110，其含有ρ型基底區(qū)、介電層171、互連結(jié)構(gòu) 170、η型摻雜區(qū)179、透明導(dǎo)電氧化物(TCO)層176、以及抗反射層151(如上所述)。在此 配置中，該些導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)172、173是形成在設(shè)置在該表面102上的介電層171上方(例 如，與該介電層161類似)，并且每一個導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)皆與形成在該基材110內(nèi)的主動區(qū)的 一部分電氣交流。在一范例中，該導(dǎo)電特征172是與形成在該基材110的ρ型基底區(qū)內(nèi)的 P型摻雜區(qū)141電氣接觸，而該導(dǎo)電特征173則透過該些導(dǎo)電梢178、前接觸174及TCO層 176來與η型摻雜區(qū)179電氣接觸。一般而言，該ρ型摻雜區(qū)174可包含一選自硼(B)、鋁 (Al)及鎵(Ga)所組成的族群中的摻質(zhì)原子，而該η型摻雜區(qū)179則包含一選自磷(P)、砷 (As)、銻(Sb)所組成的族群中的摻質(zhì)原子。該太陽能電池組件100或太陽能電池103內(nèi)的圖案化金屬結(jié)構(gòu)，例如該些導(dǎo)電特 征結(jié)構(gòu)162、163、導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)172、173、導(dǎo)電梢(pin) 178及前接觸174通常是一種導(dǎo)電材 料，其可利用PVD、CVD、網(wǎng)印、電鍍、蒸鍍或其它類似沉積技術(shù)整合形成或沉積在該基材110 的一表面上。該些圖案化金屬結(jié)構(gòu)可包含一種金屬，例如鋁(Al)、銀(Ag)、銅(Cu)、錫(Sn)、 鎳(Ni)、鋅(Zn),It (Ti)、鉭(Ta)、或鉛(Pb)。在某些情況中，可用銅(Cu)來做為第二層， 或接續(xù)層，其是形成在一適當(dāng)?shù)淖枵蠈由?例如，鎢化鈦、鉭等)，阻障層避免銅材料擴散進 入該基材110非期望的區(qū)域內(nèi)。雖然圖IA和IB僅示出兩種類型的太陽能電池組件結(jié)構(gòu)， 但這些配置并不欲限制在此所述的本發(fā)明范圍，因為可使用其它配置而不會偏離在此所述的本發(fā)明的基本范圍。在一實施例中，該些導(dǎo)電特征162、163或?qū)щ娞卣?72、173是經(jīng)由圖案化毯覆一 沉積的導(dǎo)電層來形成，以電氣隔離該基材110的多個預(yù)期區(qū)域，以形成該互連結(jié)構(gòu)160或 170。在一實施例中，首先在該基材110的表面102上沉積一毯覆層，然后經(jīng)由除去部分毯覆 層來形成該些導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162、163或172、173或形成隔離通道(例如圖5A中的組件符 號180)，經(jīng)由一或多種激光剝離、微影圖案化及濕式或干燥蝕刻，或其它類似技術(shù)。一般而 言，預(yù)期形成或?qū)R該些隔離通道，而使分離且電氣隔離的連接結(jié)構(gòu)可被形成，以分開連接 該太陽能電池組件的所有P型區(qū)和所有η型區(qū)。可適于形成具有預(yù)期形成的互連結(jié)構(gòu)的太 陽能電池組件的太陽能電池形成工藝的范例在2008年12月19日提出申請的美國專利臨 時申請案第61/139,423號[代理人案號APPM 13437L03]、以及2008年12月10日提出申 請的美國專利臨時申請案第61/121，537號[代理人案號APPM 13438L02]中進一步描述， 兩者皆在此經(jīng)由引用方式將其全文并入本文中。在較已知形式的太陽能電池結(jié)構(gòu)中，例如圖1Α-1Β所示者，該些載流導(dǎo)電特征結(jié) 構(gòu)162、163或?qū)щ娞卣鹘Y(jié)構(gòu)172、173的每一者通常形成至一厚度D1,其擁有足夠低的串聯(lián) 電阻而容許所產(chǎn)生的電流高效傳輸至位于太陽能電池100或103外部的外部功率收集組 件。通常較已知形式的太陽能電池100、103的厚度D1約為50，000至約100，000埃(Α)。因 此，由于大部分PVD、CVD、電鍍或其它類似沉積工藝的一般最大沉積速率在10，000埃/分 鐘等級，故形成該些導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162、163或?qū)щ娞卣鹘Y(jié)構(gòu)172、173的工藝可能在5至10 分鐘。形成導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162、163或?qū)щ娞卣鹘Y(jié)構(gòu)172、173所需的長時間會沖擊該太陽能 電池制造工藝的擁有成本(CoO)及形成每一個太陽能電池組件的單位成本。此外，因為用 來形成該些導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)的典型沉積工藝一般是在中溫至高溫下執(zhí)行，并且基材110和用 來形成這些層的典型金屬元素之間的熱膨脹系數(shù)差異可能很大，在所形成的太陽能電池組 件中產(chǎn)生的內(nèi)在應(yīng)力(例如該沉積層內(nèi)的內(nèi)應(yīng)力)及外在應(yīng)力(例如熱不匹配所造成的應(yīng) 力)會致使基材變形，以及該基材110和所沉積金屬之間的電氣接觸劣化或變?yōu)殡姎獠贿B 接(例如，「斷路」)。因此，需要形成太陽能電池組件的改善方法，其可在較短時間、以降低 的總生產(chǎn)成本形成太陽能電池組件，并在所形成的太陽能電池組件內(nèi)有降低的總應(yīng)力。應(yīng) 注意到因內(nèi)應(yīng)力所產(chǎn)生的力的大小，進而造成基材的變形，成信是隨所沉積的導(dǎo)電特征結(jié) 構(gòu)162、163或172、173層的厚度而改變互連結(jié)構(gòu)圖2概要示出外部互連結(jié)構(gòu)220的一實施例，其可用來互連一太陽能電池200的 某些部分，經(jīng)由減少形成太陽能電池200內(nèi)的互連結(jié)構(gòu)160中的導(dǎo)電零組件所需的時間。在 一范例中，形成在該基材上的互連結(jié)構(gòu)類似于圖IA的組件符號160所示的結(jié)構(gòu)。如圖2所 示，該外部互連結(jié)構(gòu)220接合至該互連結(jié)構(gòu)160，因此形成該太陽能電池的至少一側(cè)上所有 期望的預(yù)期電氣互連，而產(chǎn)生一已連結(jié)的太陽能電池組件。一般而言，經(jīng)由容許在分開的平 行工藝中形成互連結(jié)構(gòu)220和互連結(jié)構(gòu)160，使用一外部互連結(jié)構(gòu)220可輔助改善該太陽能 電池形成處理程序的基材產(chǎn)量。使用一外部互連結(jié)構(gòu)220也可經(jīng)由降低需在基材表面上沉 積的導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162、163或?qū)щ娞卣鹘Y(jié)構(gòu)172、173的厚度，來輔助降低薄太陽能電池基 材內(nèi)產(chǎn)生的內(nèi)或外應(yīng)力。該些導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)在所形成的太陽能電池組件中所引發(fā)的應(yīng)力可 經(jīng)由降低其所需的沉積膜厚度來最小化，因而改善該太陽能電池形成工藝的基材產(chǎn)量和組件良率。此外，經(jīng)由最小化用來形成該些導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)(例如，組件符號162、163、172、173) 所需的層厚度，剝離或蝕穿用來形成導(dǎo)電圖案化區(qū)的該(些)沉積層所需的能量或化學(xué)品 用量會減少，因此最小化對該基材的可能傷害。更有甚者，因為所需的沉積金屬量比已知形 式結(jié)構(gòu)少很多，由于主要電流路徑是通過該外部互連結(jié)構(gòu)220的導(dǎo)電區(qū)的緣故，可用其它 更符合成本效益的圖案化技術(shù)，例如噴墨或網(wǎng)印，來屏蔽或直接沉積該些導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)。雖 然圖2及3A-;3B使用全背接觸式太陽能電池組件(例如圖1A)來闡釋本發(fā)明的各種不同實 施例，但此配置并不欲限制文中所述的本發(fā)明范圍。在一實施例中，該外部互連結(jié)構(gòu)220通常含有圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223，其是設(shè)置 在一基材222上、整合在基材222中、或與基材222接合。在一實施例中，基材222是一撓 性組件，其支撐該些圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223，并容許該外部互連結(jié)構(gòu)220在連結(jié)時符合形 成在該太陽能電池200上的互連結(jié)構(gòu)160的形狀。在一范例中，該基材222是由聚合物材 料構(gòu)成的順應(yīng)件，例如聚酰亞胺薄片或其它類似材料。一般而言，該外部互連結(jié)構(gòu)220是經(jīng) 設(shè)計以承載當(dāng)太陽能電池200暴露在日光下時所產(chǎn)生的大部分電流。在一實施例中，該些 導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162、163或?qū)щ娞卣鹘Y(jié)構(gòu)172、173是形成至一預(yù)期厚度D2，其通常比已知厚 度0工(圖1A-1B)要薄，以降低所形成的太陽能電池內(nèi)的應(yīng)力、減少材料成本、以及形成該些 導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162、163或172、173所需的時間。一般而言，在圖2所示配置中，在不使用厚 度為D3的圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223的情況下，形成在該太陽能電池200內(nèi)的導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu) 162、163或?qū)щ娞卣鹘Y(jié)構(gòu)172、173的串聯(lián)電阻會太高。在一實施例中，厚度D2加上厚度D3 等于已知形成結(jié)構(gòu)中的厚度Dp在一實施例中，該些導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162、163或?qū)щ娞卣鹘Y(jié) 構(gòu)172、173的厚度D2為約500埃至約50，000埃，而該些圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223的厚度 D3為約20，000埃至約500，000埃，以容許所產(chǎn)生的電流高效傳輸至位于所形成的太陽能電 池200外部的外部組件。在一范例中，該些導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162、163或?qū)щ娞卣鹘Y(jié)構(gòu)172、173 的厚度A是介于約50埃至約5，000埃之間。應(yīng)注意到，由所沉積的薄導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)以及 將外部互連結(jié)構(gòu)220接合至基材110而產(chǎn)生在所形成太陽能電池內(nèi)的應(yīng)力主要會在與表面 102平行的x-y平面上(圖2)，因此該外部互連結(jié)構(gòu)220在含有該χ-y方向的一平面上的 任何方向內(nèi)的總剛性可經(jīng)由控制其厚度、所使用的材料、或該結(jié)構(gòu)的幾何形狀(見圖5E)來 降低。在一范例中，該外部互連結(jié)構(gòu)220的幾何形狀經(jīng)配置而使其實質(zhì)上相對于該x-y平 面而言不平坦，例如經(jīng)由添加一特征結(jié)構(gòu)227(圖5E)，例如一撓性手風(fēng)琴形狀區(qū)、凸塊或可 降低該外部互連結(jié)構(gòu)在χ及/或y方向上的剛性的其它形狀特征結(jié)構(gòu)。相對于該x-y平面 而言不平坦的特征結(jié)構(gòu)227的添加可輔助改善彎曲剛性(即，垂直于該x-y平面供給的負(fù) 載)，因此降低該基材110彎曲的可能性。該些圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223通常是由一種導(dǎo)電材料形成，其可利用PVD、CVD、網(wǎng) 印、電鍍、蒸鍍或其它類似沉積技術(shù)來整合地形成或沉積在該基材222的一表面上。該些圖 案化金屬結(jié)構(gòu)221、223可包含一種金屬，例如鋁(Al)、銅(Cu)、銀(Ag) JM (Sn)JM (Ni)、鋅
(51)、金(Au)或鉛(Pb)。在一實施例中，該些圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223可由一種導(dǎo)電聚合 材料形成，例如導(dǎo)電環(huán)氧樹脂(epoxy)。在一實施例中，該些圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223的每 一者皆由薄金屬箔或片狀材料制成。在另一實施例中，該些圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223的各 自由金屬絲篩網(wǎng)狀材料制成(例如第12A-12B)。在一實施例中，該基材222是一印刷電路板材料，例如像聚四氟乙烯、FR-4、FR_1、CEM-UCEM-3或其它類似材料。在一實施例中，該基材222是一材料片，其可選自聚對苯二 甲酸乙二酯(polyethylene ter印hthalate，PET)、聚酰亞胺(polyimide)、尼龍、聚氯乙烯 (PVC)、或其它類似聚合或塑料材料所組成的族群中。在一范例中，該基材222包含一絕緣 材料，其與環(huán)氧樹脂層迭在一起，并且該些圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223是由銅箔材料制成。圖3A和:3B概要示出連接該外部互連結(jié)構(gòu)220和形成在基材110的一表面上的圖 案化金屬結(jié)構(gòu)221、223的工藝。如圖3A和B所示，經(jīng)由首先將該外部互連結(jié)構(gòu)220設(shè)置在 該互連結(jié)構(gòu)160上，然后施加足夠的熱「Q」以使該些圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223的導(dǎo)電部分 與該互連結(jié)構(gòu)160形成接合，而將形成在表面2 上的外部互連結(jié)構(gòu)220接合至該互連結(jié) 構(gòu)160。在一實施例中，在該些圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223的一表面或該互連結(jié)構(gòu)160之間 設(shè)置一焊料型材料，以在這些零組件之間形成一可靠的電氣接觸。在一實施例中，形成在該 外部互連結(jié)構(gòu)220和該互連結(jié)構(gòu)160之間的電氣互連包含在每一個圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、 223上的數(shù)個不連續(xù)的互連區(qū)，其形成與各自導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162、163上的毗鄰區(qū)域的電氣 連接。在該接合工藝期間，如圖3A所示者，該外部互連結(jié)構(gòu)220是經(jīng)設(shè)置在該太陽能電池 基材110上「PA」，因此當(dāng)該外部互連結(jié)構(gòu)220和該互連結(jié)構(gòu)160對準(zhǔn)時，其如預(yù)期地接合在 一起(圖3B)。在一實施例中，設(shè)置與該些圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223熱交流的加熱應(yīng)用裝置 四1，例如一加熱組件(例如焊鐵)，以使設(shè)置在該些圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223和該互連結(jié)構(gòu) 160之間接口處的導(dǎo)電材料231熔化，而在其間形成一電氣連接。在一配置中，是在施加熱 「Q」至該些接觸組件之前，將導(dǎo)電材料231沉積在該些圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223或該互連結(jié) 構(gòu)160的暴露表面上。在一實施例中，所沉積的導(dǎo)電材料231是一焊料型材料，其可包含一 金屬，例如錫(Sn)、銀(Ag)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鋅(Zn)、銦(In)、鉍(Bi)及/或鉛(Pb)。圖4是形成在該外部互連結(jié)構(gòu)220的表面2 上的叉合互連結(jié)構(gòu) (interdigitatedinterconnect structure) 229的一實施例的概要平面圖。在此配置中，該 叉合互連結(jié)構(gòu)2 擁有分開的圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223，其每一者皆形成為叉合指狀結(jié)構(gòu) 229A，分別連接至一太陽能電池組件的η型區(qū)及ρ型區(qū)。在一實施例中，如圖4所示，每一 個叉合指229Α連接至一第一匯流線(bus line) 2 或一第二匯流線225。在此配置中，每 一個匯流線224、225的尺寸皆經(jīng)訂制以在操作期間收集從與其連接的每一個叉合指229A 傳出的電流，并傳輸收集到的電流至位于所形成的太陽能組件外部的驅(qū)動外部負(fù)載「L」。圖5A-5C示出形成在該外部互連結(jié)構(gòu)220的表面2 上的陣列互連結(jié)構(gòu)230的一 實施例。該陣列互連結(jié)構(gòu)230經(jīng)配置為與形成在該基材表面上的該些導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)匹配， 例如形成在該基材110的一表面上的導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162、163。在一配置中，如圖5A所示，形 成在一外部互連結(jié)構(gòu)220上的該些圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223經(jīng)配置而使其可分別連接至該 基材110的表面102上的該些導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162、163。圖5B是示出形成在該外部互連結(jié)構(gòu) 220的表面2 上的電氣隔離的圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223的陣列平面圖。利用形成在該外 部互連結(jié)構(gòu)220內(nèi)的絕緣區(qū)232可使該些圖案化金屬結(jié)構(gòu)223與該(些)圖案化金屬結(jié)構(gòu) 221電氣隔離。參見圖5C，在一實施例中，該絕緣區(qū)232包含一部分的基材222，其經(jīng)配置以 電氣隔離該些圖案化金屬結(jié)構(gòu)221和223。在一實施例中，該絕緣區(qū)232僅是一個區(qū)域，其 在該些圖案化金屬結(jié)構(gòu)221和223之間形成一氣隙180(圖和6B)。在一范例中，該絕 緣區(qū)232是一環(huán)狀區(qū)，或間隙「G」，形成在外徑為Rl的圖案化金屬結(jié)構(gòu)223和內(nèi)徑為R2的 圖案化金屬結(jié)構(gòu)221之間。因此可將該間隙「G」定義為等于R2減R1。在一實施例中，該陣列互連結(jié)構(gòu)230內(nèi)的該些電氣隔離圖案化金屬結(jié)構(gòu)223陣列的最近相鄰距離(nearest neighbor distance)等于該些中心之間的間距「S」。在一范例中，該陣列互連結(jié)構(gòu)230的 半徑Rl是介于約125微米(μ m)至約1000微米之間，間隙「G」是介于約100微米至約1 毫米之間，而最近相鄰間距「S」小于或等于約2毫米。參見圖5A-5B，在一配置中，利用所形成且外部連接的太陽能電池500的傳導(dǎo)，所 產(chǎn)生的電流會通過該些導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)163至該圖案化金屬結(jié)構(gòu)223，而所產(chǎn)生的電流利用 該些導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162提供至該圖案化金屬結(jié)構(gòu)221的一部分電流會平行流經(jīng)該導(dǎo)電特征 結(jié)構(gòu)162和該圖案化金屬結(jié)構(gòu)221。在一范例中，如圖5D概要示出者，由照射該太陽能電池 500的光線「A」產(chǎn)生的電流「i」，在其分成流經(jīng)該圖案化金屬結(jié)構(gòu)221的電流「ij和流經(jīng) 該些導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162的電流「i2」之前，會先流經(jīng)該些導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)163、該圖案化金屬結(jié) 構(gòu)223、該外部負(fù)載「L」及一部分的圖案化金屬結(jié)構(gòu)221。該些分流「ij和「i2」然后由該 些導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162收集并回到所形成組件的ρ型側(cè)。在此配置中，通常希望最小化所需 的導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162厚度，以減少該太陽能電池形成工藝時間及擁有成本(CoO)，因此確保 所產(chǎn)生電流主要流經(jīng)該圖案化金屬結(jié)構(gòu)221，而非經(jīng)過該些導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162，或電流「i2」 大于電流「ij。通常希望最小化所需的導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162厚度，因為這會減少導(dǎo)電特征結(jié) 構(gòu)162的沉積材料消耗成本、資金設(shè)備成本、處理時間及/或太陽能電池生產(chǎn)空間。此外， 成信該外部互連結(jié)構(gòu)220可在不要求與形成太陽能電池組件所要求的相同處理控制(例如 熱預(yù)算、污染)環(huán)境下較便宜地制造出來，并容許使用不昂貴的制造工藝及材料，其可能與 典型太陽能電池形成工藝不兼容，例如退火、擴散或沉積步驟。在一實施例中，該陣列互連結(jié)構(gòu)230內(nèi)的該些電氣隔離的圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、 223陣列是形成為六方緊密堆積(HCP)陣列，其中每一個圖案化金屬結(jié)構(gòu)223皆有六個最 接近的相鄰者，其在該圖案化金屬結(jié)構(gòu)221范疇內(nèi)間隔一段等于間距「S」的距離(參閱圖 5B)。在另一實施例中，該些電氣隔離的圖案化金屬結(jié)構(gòu)223陣列形成一簡單的矩形陣列圖 案或在該圖案化金屬結(jié)構(gòu)221范疇內(nèi)具有某些短程有序或長程有序的其它陣列圖案。經(jīng)由 謹(jǐn)慎選擇該陣列互連結(jié)構(gòu)230內(nèi)該些圖案化金屬結(jié)構(gòu)221和223的預(yù)期圖案或間距，可最 佳化該太陽能電池電阻和太陽能電池效率。該些圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223所需的間距及表 面積通常取決于該基材110的總體電阻(bulk resistance)及用來形成該些圖案化金屬結(jié) 構(gòu)221、223和導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)(例如組件符號162、163)的金屬的導(dǎo)電性和厚度。一陣列互 連結(jié)構(gòu)230優(yōu)于已知叉合結(jié)構(gòu)(interdigitated structures)，因為該互連結(jié)構(gòu)230內(nèi)的 陣列圖案并不要求所產(chǎn)生的電流沿著一叉合互連結(jié)構(gòu)內(nèi)的每一個叉合指(例如指229A)的 長度方向流動，因此縮短電流流經(jīng)的電阻路徑(resistive path)。該電流在該陣列互連結(jié) 構(gòu)230內(nèi)流經(jīng)的路徑短于流經(jīng)一叉合結(jié)構(gòu)的路徑，因此改善該太陽能電池的收集效率。例 如，參見圖4和5A-5B，流經(jīng)該些指229A的電流必須在χ方向上流動，然后在電流被傳送至 該外部負(fù)載「L」之前流經(jīng)該些匯流線224、225，匯流線224、225是沿著y方向?qū)?zhǔn)，然而流 經(jīng)圖5A-5B所示的圖案化金屬結(jié)構(gòu)221和223的電流可依需要在χ方向和y方向上流動。 也應(yīng)注意到，該電流在一叉合互連結(jié)構(gòu)內(nèi)流經(jīng)該些金屬結(jié)構(gòu)的電流流動區(qū)(即表面積乘以 層厚度)受到該表面2 上的接觸區(qū)之間隔距離(spacing)的限制，接觸區(qū)是用來制造與 該基材的各個η型或ρ型區(qū)的可靠接觸。圖6Α和6Β示出該外部互連結(jié)構(gòu)220的另一種配置，其中該些導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)，例如導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162、163是借著互連該太陽能電池600的數(shù)個所形成連接區(qū)602 (圖6B)而 電氣連接至該些圖案化金屬結(jié)構(gòu)221和223。在一配置中，如圖6A所示，形成在一外部互連 結(jié)構(gòu)220上的該些圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223是經(jīng)配置而使其可分別連接至該基材110的表 面102上的導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162、163。在一實施例中，一焊料601陣列(圖6A)是以預(yù)期圖 案設(shè)置在該外部互連結(jié)構(gòu)220和該些導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162、163之間。該焊料601可包含一焊 料球，其是利用噴墨印刷工藝、手工置放工藝、網(wǎng)印工藝或其它類似工藝設(shè)置在外部互連結(jié) 構(gòu)220或該些導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162、163上。圖6B是示出一太陽能電池結(jié)構(gòu)的剖面?zhèn)纫晥D，其 中該外部互連結(jié)構(gòu)220和該些導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162、163是利用與圖3A-;3B所述者類似的工藝 經(jīng)由該些連接區(qū)602而接合在一起。在此配置中，位于該些連接區(qū)602內(nèi)的焊料601形成 導(dǎo)電路徑，該太陽能電池600所產(chǎn)生的電流可透過其間傳送至該外部負(fù)載「L」。該焊料601 可包含一種金屬，例如錫(Sn)、銀(Ag)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鋅(Zn) JB (In) (Bi)、及/或 鉛(Pb)。雖然圖6A-6B和7標(biāo)出一陣列互連結(jié)構(gòu)230以描述本發(fā)明各種實施例的某些，但 此配置并不欲限制在此所述的本發(fā)明的范圍。熟知技藝者會了解一接合的互連結(jié)構(gòu)也可形 成在導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162、163和配置成叉合圖案的圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223(圖4)之間。在 一叉合圖案型配置中，所形成的連接區(qū)602可沿著每一個指229A及/或匯流線224、225排 列成一線性陣列、交錯圖案或隨機圖案，以連接該些導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162、163和圖案化金屬 結(jié)構(gòu) 221、223。所形成具有不連續(xù)接合區(qū)或連接區(qū)602的太陽能電池600具備一些超越已知配置 的優(yōu)點，其中大部分的圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223是接合至該些導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162、163。在 一范例中，經(jīng)由容許該外部互連結(jié)構(gòu)200及/或基材110因為處理期間的應(yīng)力而變形，使得 在所形成太陽能電池600內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力相對于已知配置而言可被降低。因該外部互連結(jié)構(gòu) 220及/或基材110變形而紓緩的應(yīng)力因而可減少處理期間在任一個零組件內(nèi)或兩個零組 件之間產(chǎn)生外應(yīng)力或內(nèi)應(yīng)力的可能性，而將影響太陽能電池生產(chǎn)工藝的組件良率或平均太 陽能電池壽命。在一實施例中，預(yù)期訂制該外部互連結(jié)構(gòu)220剖面的尺寸，而使互連結(jié)構(gòu) 220主要在透過該些連接區(qū)602施加至其上的應(yīng)力下彎折或變形。因此，通常希望控制整體 厚度、層厚度、幾何形狀、及制造該些圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223和基材222的材料，以使電流 可高效率傳輸至該外部負(fù)載「L」，并且可減輕所形成太陽能電池內(nèi)預(yù)期的應(yīng)力量。在一配置 中，希望確保該些連接區(qū)602間隔至少一最小距離「P」(圖6B)。在一范例中，該最小距離 「P」是介于約0. 1毫米至約1毫米之間。在另一范例中，該最小距離「P」是大于約0. 1毫 米。在另一實施例中，是經(jīng)由將該些圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223和該些導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)點 焊、激光焊接或電子束焊接在一起來形成該些連接區(qū)602。在此配置中，可不需在該些圖案 化金屬結(jié)構(gòu)221、223和該些導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162、163之間添加焊料601以形成該些連接區(qū) 602。在此配置中，可依需要改變用于該些圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223或該些導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu) 162、163的材料選擇以在該些連接區(qū)602處形成可靠的電氣連接。在一范例中，在該些圖案 化金屬結(jié)構(gòu)221或223內(nèi)使用鋁(Al)或銅(Cu)材料。圖7標(biāo)出該外部互連結(jié)構(gòu)220的另一配置，其中所形成的連接區(qū)602是透過形成 在該些圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223的區(qū)域內(nèi)的孔605來形成。在此配置中，如圖7所示，是經(jīng)由輸送一導(dǎo)電材料606至該些孔605內(nèi)來形成該些連接區(qū)602，以使該些焊接區(qū)可形成在該 些圖案化金屬結(jié)構(gòu)221或223和該些導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162或163之間。在一實施例中，該導(dǎo) 電材料606可包含一導(dǎo)電黏合材料(例如填充銀粒子的環(huán)氧樹脂或硅氧樹脂)或一金屬合 金膏，例如焊接合金。接合工藝圖9A-9B是示出一太陽能電池形成工藝的不同階段的概要剖面圖，其中一外部互 連結(jié)構(gòu)220是經(jīng)接合至一形成在基材110上的互連結(jié)構(gòu)(例如組件符號160、170)。在一范 例中，如圖9A-9B所示，該處理程序是用來將該外部互連結(jié)構(gòu)220接合至一互連結(jié)構(gòu)160。 圖8的處理程序800對應(yīng)圖9A-9B所示的階段，其在此討論。圖8B是利用在處理程序800 中討論的步驟接合至該互連結(jié)構(gòu)160的外部互連結(jié)構(gòu)220的部分側(cè)面概要剖面圖。圖9A是一外部互連結(jié)構(gòu)220的部分側(cè)面概要剖面圖，在執(zhí)行該接合處理程序800 之前，將外部互連結(jié)構(gòu)220設(shè)置且對準(zhǔn)在一互連結(jié)構(gòu)(例如，互連結(jié)構(gòu)160)上方。該互連 結(jié)構(gòu)160可利用上述一或多種沉積及/或圖案化工藝形成在該基材110上。在該處理程序800的一實施例中，在接合該外部互連結(jié)構(gòu)220至該互連結(jié)構(gòu)160 之前，一導(dǎo)電材料913(可類似上述導(dǎo)電材料231、601或606)是在執(zhí)行該接合工藝之前設(shè) 置在該些圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223上。在一配置中，該導(dǎo)電材料913是利用網(wǎng)印、噴墨印 刷、焊接、或其它類似工藝設(shè)置在不連續(xù)的圖案化區(qū)內(nèi)，而非如圖所示般橫跨該些圖案化金 屬結(jié)構(gòu)221、223或該些導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162、163的表面。在方塊802，以及如圖8所示，該外部互連結(jié)構(gòu)220是設(shè)置在一支撐組件900的支 撐表面901上。在一實施例中，如圖9A所示，該支撐表面901擁有一或多個已知密封組件 (例如ο形環(huán)902)，適用于形成由該支撐組件900的一或多個側(cè)壁905和該外部互連結(jié)構(gòu) 220所形成的密封區(qū)911。在一實施例中，該密封區(qū)911經(jīng)配置，以當(dāng)利用泵910從該密封區(qū) 911除去空氣時，能支撐次大氣壓(sub-atmosphericpressure)或真空。在一實施例中，該 外部互連結(jié)構(gòu)220是利用一或多種機械手式裝置以自動化方式設(shè)置在該支撐表面901上。 在一實施例中，該外部互連結(jié)構(gòu)220是形成一卷筒狀(未示出)，且利用已知卷繞式自動化 設(shè)備展開并設(shè)置在該支撐表面901上。雖然圖9A僅概要示出該外部互連結(jié)構(gòu)220與該支 撐表面901接觸的部分，但此配置并不欲限制文中所述的發(fā)明的范圍，而僅欲輔助說明該 接合處理程序800的一實施例。熟知技藝者會了解該支撐組件900可經(jīng)配置以支撐一或多 個完整的外部互連結(jié)構(gòu)220，該些外部互連結(jié)構(gòu)220將被同時接合至一或多個完整的基材 110上，而不會偏離在此所述的發(fā)明的范圍。在方塊804，以及如圖8所示，該密封區(qū)911是經(jīng)排空以將該外部互連結(jié)構(gòu)220支 撐、抓取并保持在該支撐表面901上。在一實施例中，如圖9A所示，該密封區(qū)911的排空致 使位于該密封區(qū)911外部的空氣流經(jīng)形成在該外部互連結(jié)構(gòu)220內(nèi)的孔605并進入該密封 區(qū)911內(nèi)。當(dāng)在下一個步驟中將該兩組件結(jié)合在一起時，排空該密封區(qū)911因此容許大氣 壓推擠該些導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162、163緊靠其各自匹配的圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223。在方塊806，該些導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162、163和圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223是經(jīng)對準(zhǔn)并設(shè) 置成使其彼此接觸。該基材110和外部互連結(jié)構(gòu)220之間的對準(zhǔn)及接觸可利用每一個部件 上的特征結(jié)構(gòu)手動或以自動化方式執(zhí)行，以確保達成預(yù)期的定位及對準(zhǔn)。如上所述，該些導(dǎo) 電特征結(jié)構(gòu)162、163和圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223可利用該泵910在該密封區(qū)911內(nèi)產(chǎn)生的真空被推擠或真空「夾合」在一起。該基材110和外部互連結(jié)構(gòu)220之間的對準(zhǔn)及接觸可 利用一機械手式裝置執(zhí)行，機械手式裝置適于依照期望地設(shè)置該基材110緊靠該外部互連 結(jié)構(gòu)220。在方塊808，傳送熱量至該些導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162、163和圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223， 以使接合及電氣連接形成在這兩個組件之間。在一實施例中，利用容納在該支撐組件900 內(nèi)的加熱組件920施加熱至該些導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162、163和圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223，以使 該導(dǎo)電材料913熔化并在其間形成接合。在一實施例中，在方塊808期間執(zhí)行的至少一部 分工藝過程中在該密封區(qū)911內(nèi)維持真空，以確保該些導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162、163和該些圖案 化金屬結(jié)構(gòu)221、223之間形成良好接觸。該加熱組件920可以是已知電阻式加熱組件、IR 燈、或其它類似裝置，其可輸送預(yù)期量的熱以在該些導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162、163、圖案化金屬結(jié) 構(gòu)221、223及/或?qū)щ姴牧?13之間形成接合。在從該支撐表面901移除該些已接合的部 件并待冷卻之后，可形成一接合結(jié)構(gòu)(圖9B)。圖10A-10B是示出在方塊807執(zhí)行的工藝的不同階段的特寫概要剖面圖，其中在 該外部互連結(jié)構(gòu)220和基材110之間加入一介電材料。當(dāng)完成的太陽能電池組件正常使用 時，該介電材料通常是用來提供電氣隔離及/或與避免環(huán)境侵蝕的阻障。在一實施例中，在 執(zhí)行方塊808應(yīng)執(zhí)行的該(等)工藝之前，在該外部互連結(jié)構(gòu)220和基材110之間加入一介 電材料1015，以使在方塊808執(zhí)行的該些工藝期間加入的熱可提高所設(shè)置的介電材料1015 的密度或?qū)⑵溆不?。在方塊807執(zhí)行的該些步驟期間，在已使該外部互連結(jié)構(gòu)220和基材 110彼此接觸(方塊806)后，設(shè)置一介電材料輸送來源1011以輸送一介電材料至形成在 該外部互連結(jié)構(gòu)220和基材110之間的氣隙180。在一范例中，設(shè)置該介電材料輸送來源 1011以輸送該介電材料至形成在該外部互連結(jié)構(gòu)220內(nèi)的數(shù)個孔1010，孔1010經(jīng)設(shè)置而 與該外部互連結(jié)構(gòu)220至一互連結(jié)構(gòu)160之間的該些氣隙180(圖3B、5C和6B)流體交流。 接下來，如圖IOB所示，在該外部互連結(jié)構(gòu)220和互連結(jié)構(gòu)160之間設(shè)置該介電材料1015， 以實質(zhì)上填充該些氣隙180并將各別的導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162、163及圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223 彼此隔離。在一實施例中，該介電材料1015是聚合材料，例如硅氧樹脂(silicone)、環(huán)氧樹 脂(印oxy)或其它類似材料。其它互連結(jié)構(gòu)圖11A-11C示出太陽能電池1100的互連太陽能電池陣列1101的各種實施例，該 些太陽能電池接合在一起以形成一互連的太陽能電池陣列。如所示，該些太陽能電池組件 1100包含基材110和外部互連結(jié)構(gòu)220，其是用來輕易且低成本地將多個太陽能電池組件 1100互連在一起，以形成可用來產(chǎn)生電力的太陽能電池陣列1101。在此所述的配置可用經(jīng) 由減少生產(chǎn)及連接個別太陽能電池所需的時間而以較不昂貴的方式生產(chǎn)完整的模塊。在一 實施例中，該太陽能電池組件1100與組件符號200、500和600所述的結(jié)構(gòu)類似。圖IlA是 由多個太陽能電池組件1100構(gòu)成的太陽能電池陣列1101的側(cè)視圖，太陽能電池組件1100 以預(yù)期圖案連接以在暴露在日光下時產(chǎn)生預(yù)期電流和電壓。圖IlB標(biāo)出太陽能電池組件 (例如組件符號Iioo1Uioo2Uioo3……noon)的電氣互連的太陽能電池陣列noi的一實 施例的電路示意圖。在一范例中，串聯(lián)連接具有ν個太陽能電池組件1100的陣列以形成一 太陽能電池陣列1101，且其連接至一外部負(fù)載「L」，其中N是大于二的任意數(shù)量的太陽能電 池。
參見圖11A，在一實施例中，一太陽能電池組件1100的外部互連結(jié)構(gòu)220含有基 材連接區(qū)220A和外部連接區(qū)220B，外部連接區(qū)220B是用來將一太陽能電池組件1100連 接至其它太陽能電池組件1100或用來將該互連太陽能電池陣列1101連接至該外部負(fù)載 「U的其它外部線路(未示出)。該基材連接區(qū)220A通常是該外部互連結(jié)構(gòu)220擁有圖案 化金屬結(jié)構(gòu)221、223的該(等)區(qū)域，其是與該些導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)交流，例如上述的該些導(dǎo)電 特征結(jié)構(gòu)162、163。該外部互連結(jié)構(gòu)220的外部連接區(qū)220B部分通常包含具有線路組件 的區(qū)域，其是用來分別連接每一個圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223至毗鄰的太陽能電池組件1100 內(nèi)的導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)。在一實施例中，如圖IlC所示，該外部連接結(jié)構(gòu)220包含一第一金屬層 220D(例如圖2的圖案化金屬結(jié)構(gòu)221)，其與導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162電氣交流，以及一第二金屬 層220E(例如圖2的圖案化金屬結(jié)構(gòu)223)，其與該導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)163電氣交流。該第一金屬 層220D和第二金屬層220E每一者皆經(jīng)配置以在連接接口 220C和220F處匹配另一個太陽 能電池組件1100的互連特征結(jié)構(gòu)。在一范例中，擁有兩個串聯(lián)連接的太陽能電池(例如在 圖IlB中N = 2)，在第一太陽能電池組件IlOO1的第一互連結(jié)構(gòu)220i內(nèi)的第一金屬層220D 設(shè)置為與第二太陽能電池IlOO2的第二互連結(jié)構(gòu)2202內(nèi)的第二金屬層220E電氣交流，并且 該外部負(fù)載「L」是連接在第一互連結(jié)構(gòu)220i中的第二金屬層220E和第二互連結(jié)構(gòu)2202中 的第一金屬層220D之間。熟知技藝者會理解可用不同方案來并聯(lián)該些太陽能電池，但是， 在此情況中，每一個太陽能電池，例如該第一及第二太陽能電池組件IIOO1UIOO2內(nèi)的每一 個該第一金屬層220D和第二金屬層220E會被連接在一起。圖IlD是該太陽能電池陣列1101的一實施例的側(cè)視圖，其中多個基材110連接至 一外部互連結(jié)構(gòu)220，外部互連結(jié)構(gòu)220被形成用于簡易互連。在一實施例中，該外部互連 結(jié)構(gòu)220含有用來如預(yù)期般串聯(lián)及/或并聯(lián)連接每一個基材110所需的電氣連接。在一范 例中，如圖1ID所示，該外部互連結(jié)構(gòu)220中的互連金屬層的配置是經(jīng)設(shè)計用來連接至形成 在該太陽能電池陣列1101內(nèi)的每一個基材110上的所欲導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)。圖12A是一金屬絲篩網(wǎng)型圖案化金屬結(jié)構(gòu)221的平面圖，其可整合形成在一外部 互連結(jié)構(gòu)220內(nèi)，并用來承載來自一形成的太陽能電池組件的電流。一般而言，一外部互連 結(jié)構(gòu)220內(nèi)的一或多個圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223可由一導(dǎo)電金屬絲篩網(wǎng)型材料形成，其是 用來連接所形成太陽能電池組件的某些部分。在一范例中，如圖12A所示，一圖案化金屬結(jié) 構(gòu)221包含一或多個導(dǎo)電組件1221，例如含金屬線路材料，其經(jīng)編織或連接以形成接合至 一互連結(jié)構(gòu)160內(nèi)的一導(dǎo)電特征162表面的金屬絲篩網(wǎng)。一般而言，使用含有一金屬絲篩 網(wǎng)的外部互連結(jié)構(gòu)220，可經(jīng)由降低該外部互連結(jié)構(gòu)220內(nèi)的圖案化金屬結(jié)構(gòu)的剛性并容 許最小化在該基材表面上沉積的導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)的所需厚度，而有助于改善材料利用率、材 料成本、并減輕薄太陽能電池基材中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力或外應(yīng)力。在一實施例中，位于至少一個圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223內(nèi)的導(dǎo)電組件1221是利 用設(shè)置在該些導(dǎo)電組件1221和該導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)之間的焊料而接合至預(yù)期的導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu) (例如組件符號162、16；3)。在另一實施例中，該些導(dǎo)電組件1221的某些部分焊接至預(yù)期的 導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)，以在其間形成良好的電氣連接。在一范例中，該些導(dǎo)電組件1221是在多個 點1222處點焊至該導(dǎo)電層(圖12A)。通常希望由可兼容及/或可焊接的材料形成該些導(dǎo) 電組件1221和該(些)導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)。在一范例中，該些導(dǎo)電組件1221和該導(dǎo)電特征結(jié) 構(gòu)162兩者皆由，或涂覆以，鋁、銅、銀、鎳、錫、鉛、或鋅材料(或其合金)形成，其可輕易地在整個太陽能電池組件表面上的多個點1222處用激光束焊接在一起。圖12B示出太陽能電池200的側(cè)剖面圖，其含有各別由導(dǎo)電組件1221形成的圖案 化金屬結(jié)構(gòu)221、223，其分別連接至該些導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)162、163。熟知技藝者會理解在兩個 圖案化金屬結(jié)構(gòu)221和223皆由金屬絲篩網(wǎng)材料形成的情況中，金屬絲篩網(wǎng)層可分別配置 及對準(zhǔn)，以與每一個預(yù)期的導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)互連，而使其利用一絕緣材料層(例如聚合材料) 彼此電氣隔離。在一范例中，該絕緣材料層是該基材222的一部分，或是設(shè)置在每一個導(dǎo)電 組件1221 —部分上的分開材料。雖然圖12A-12B示出與圖2所示配置類似的全背接觸式 太陽能電池組件以說明本發(fā)明的多個不同實施例，但此配置并不欲限制在此所述的本發(fā)明 的范圍。第二選擇互連結(jié)構(gòu)及形成工藝圖13A-13N示出用來形成在表面102上具有一接觸結(jié)構(gòu)的太陽能電池1300組件 的處理程序不同階段期間的太陽能電池基材110概要剖面圖。圖14示出用來在該太陽能 電池1300上形成該(等)主動區(qū)及/或接觸結(jié)構(gòu)的工藝程序1400。圖14的程序?qū)?yīng)圖 13A-13N所示的階段，其在此討論。在方塊1402，并且如第13A圖所示，清潔該基材110表面以除去任何不要的材料 或粗糙處。在一實施例中，該清潔工藝可利用一批次式清潔工藝來執(zhí)行，其中該些基材是暴 露在一清潔液下?？墒褂靡粷袷角鍧嵐に噥砬鍧嵲撔┗?，其是經(jīng)噴灑、淹沒或浸泡在一清 潔液中。該清潔液可以是已知SCl清潔液、SC2清潔液、氫氟酸最后處理型清潔液、臭氧水 清潔液、氫氟酸(HF)及過氧化氫(H2O2)溶液、或其它適合且符合成本的清潔液。該清潔工 藝可在該基材上執(zhí)行約5秒至約600秒之間的時間，例如約30秒至約240秒，例如約120 秒。另一實施例，該濕式清潔工藝可包含一兩步驟式工藝，其中首先在該基材上執(zhí)行一切割 損傷去除步驟，然后執(zhí)行一第二預(yù)清潔步驟。在一實施例中，該切割損傷去除步驟包含將該 基材暴露在保持在約70°C的含有氫氧化鉀(KOH)的水溶液中一段預(yù)期時間。該預(yù)清潔溶液 及處理步驟可與上述清潔工藝相似。在方塊1406，如圖1 和14所示者，在形成在該基材110的表面1316上的數(shù)個隔 離區(qū)1318上沉積一第一摻質(zhì)材料1329。在一實施例中，該第一摻質(zhì)材料13 是利用網(wǎng)印、 噴墨印刷、橡膠印制(rubber stamping)或其它類似工藝以一預(yù)期圖案沉積或印刷。在一實 施例中，該第一摻質(zhì)材料13 是利用網(wǎng)印工藝沉積，由可從加州圣塔克拉拉的應(yīng)用材料公 司的子公司Baccini S. p. A取得的Softline 設(shè)備執(zhí)行。該第一摻質(zhì)材料13 起初可以 是液體、膏狀、或膠狀，其會在隨后處理步驟中用來形成一摻雜區(qū)。在某些情況中，在配置該 第一摻質(zhì)材料13 以形成該些隔離區(qū)1318之后，加熱該基材至一預(yù)期溫度，以確保該第一 摻質(zhì)材料13 會停留在該表面1316上，并使該摻質(zhì)材料13 硬化、致密化及/或形成與 該表面1316的接合。在一實施例中，該第一摻質(zhì)材料13 是設(shè)置在η型摻雜基材上的含 有η型摻質(zhì)的膠或膏。用于硅太陽能電池制造的典型η型摻質(zhì)是元素，例如磷(P)、砷(As) 或銻(Sb)。在一實施例中，該第一摻質(zhì)材料13 是含磷摻質(zhì)膏，其是沉積在該基材110的 表面1316上，并且該基材被加熱至介于約80至約500°C之間的溫度。在一實施例中，該第 一摻質(zhì)材料13 可包含選自磷硅玻璃前體、磷酸(H3PO4)、亞磷酸(H3PO3)、次磷酸(H3PO2)、 及/或其各種銨鹽所組成的族群中的材料。在一實施例中，該第一摻質(zhì)材料13 是含有磷 硅酸鹽材料的膠或膏，其磷對硅原子的原子比是介于0. 02至約0. 20之間。
圖15A示出該基材110的表面102的平面圖，在其上以一預(yù)期形狀及圖案形成含 該第一摻質(zhì)材料13 的隔離區(qū)1318。在一實施例中，如圖15A中所示，該些隔離區(qū)1318是 以矩形陣列形式設(shè)置在整個基材110的表面102上。在另一實施例中，該些隔離區(qū)1318可 以六方緊密排列圖案設(shè)置在整個基材110的表面102上。在任一配置中，希望確保所形成的 隔離區(qū)1318之間的最近相鄰距離及/或間距是均勻的。在一配置中，該些隔離區(qū)1318是 以預(yù)期形狀形成，以輔助確保在每一個隔離區(qū)1318之間達到預(yù)期密度及間距，以均勻地收 集在該基材110內(nèi)形成的載子。該些隔離區(qū)1318在整個基材110表面102上的對準(zhǔn)、間距 及形狀通常是重要的，以確保少數(shù)載子在被收集之前，隔離區(qū)1318由所形成接合區(qū)的各側(cè) (例如，P-N接合區(qū)、太陽能電池接合區(qū))需要行進的距離足夠短并且密度通常是均勻的，以 最大化該太陽能電池效率。在一范例中，如圖15A和15B所示，該些隔離區(qū)1318是以「星」 形圖案形成，具有一中央摻雜區(qū)1329A及數(shù)個摻雜指區(qū)13^B，其以預(yù)期圖案設(shè)置在整個表 面102上。在一實施例中，該中央摻雜區(qū)1329A是直徑小于約2毫米的圓形區(qū)。在另一實 施例中，該中央摻雜區(qū)1329A是直徑介于約0. 5至約2毫米之間的圓形區(qū)。在一實施例中， 該些隔離區(qū)1318擁有數(shù)個摻雜指區(qū)13^B，其連接至該中央摻雜區(qū)13^A，并且介于約600 至約1000微米之間且具有預(yù)期長度，例如長度介于0. 1毫米至約10毫米之間。在一范例 中，該些摻雜指區(qū)的寬度約800微米。在一范例中，位于毗鄰設(shè)置的隔離區(qū)1318內(nèi) 的該些摻雜指區(qū)1329B之間的最大距離13^C、1329D是介于約1毫米至約4毫米之間，較 佳地約3毫米。在方塊1408，并且如圖13C所示，一摻雜層1330是沉積在該太陽能電池1300的 表面102上。有利地用該摻雜層1330做為一蝕刻屏蔽，其最小化及/或避免該表面102在 隨后于方塊1412執(zhí)行的表面紋理化工藝期間遭受蝕刻，表面紋理化工藝是用來粗糙化該 對立表面101。一般而言，該摻雜層1330的蝕刻選擇性相對高于該對立表面101上暴露出 的材料，以避免材料在該紋理化工藝期間從該表面102上的各區(qū)流失。在一范例中，該對立 表面101上的材料相對于該摻雜層1330的蝕刻選擇性至少約100 1。在一實施例中，所 沉積的摻雜層1330是一含有非晶硅的層，其約50至約500埃厚，并含有ρ型摻質(zhì)，例如硼 (B)0在一實施例中，該摻雜層1330是一 PECVD(等離子體輔助化學(xué)氣相沉積)沉積的硼硅 玻璃層，其是形成在該太陽能電池1300的表面102上。在方塊1408執(zhí)行的工藝的一實施例中，在沉積含硼的摻雜層1330前，利用含有一 氣體的等離子體處理該太陽能電池1300的表面102，該氣體包含氫氣(H2)、氧氣(O2)、臭氧 (O3)或一氧化二氮(N2O)其中的至少一或多種氣體。該等離子體處理可輔助改善該摻雜層 1330對該表面102的附著性。若該摻雜材料13 含有任何殘余碳，可在沉積硼摻雜層1330 之前用一 RF等離子體處理來降低該表面102的表面上以及材料主體的碳濃度。在方塊1408執(zhí)行的工藝的一實施例中，所沉積的摻雜層1330是一摻雜的非晶硅 (a-Si)層，其形成在太陽能電池1300的表面102上。在一實施例中，摻雜的非晶硅(a_Si) 層是一非晶硅混合層(a_Si:H)，其以約200°C的溫度形成，以使從先前沉積的第一摻質(zhì)材 料13 上蒸發(fā)的該摻質(zhì)材料(例如磷(P))的蒸發(fā)量最小化。在一范例中，該摻雜層1330 是利用含有三甲基硼(B(CH3)3)、硅烷(SiH4)及氫氣(H2)的氣體混合物沉積。在一實施例 中，所沉積的摻雜層1330是一摻雜的非晶硅(a-Si)層，其厚度小于約500埃，并含有ρ型 摻質(zhì)，例如硼(B)。在一范例中，該摻雜的非晶硅(a-Si)層是在一 PECVD腔室內(nèi)形成，其在處理期間使用約20%的三甲基硼(TMB)對硅烷(SiH4)莫耳比，其在此范例中是等于原子 比，以形成約200埃厚的薄膜。在另一范例中，該摻雜的非晶硅(a-Si)層是在一 PECVD腔 室內(nèi)形成，其使用約10%的二硼烷(B2H6)對硅烷(SiH4)莫耳比，其在此范例中是等于0. 20 的原子比，來形成200埃厚的薄膜。咸信使用一摻雜的非晶硅膜優(yōu)于其它已知摻雜的氧化 硅，因為摻質(zhì)原子從一沉積的非晶硅膜擴散所需的活化能遠(yuǎn)低于從一摻雜的氧化物層擴散 所需的活化能。在方塊1408執(zhí)行的工藝的另一實施例中，所沉積的摻雜層1330是一摻雜的非晶 碳化硅(a-SiC)層，其是形成在該太陽能電池1300的表面1316上。在一實施例中，一非晶 碳化硅層是利用PECVD工藝在約< 400°C的溫度下形成，以使從先前沉積的第一摻質(zhì)材料 13 上蒸發(fā)的該摻質(zhì)材料(例如磷(P))蒸發(fā)量最小化。在一實施例中，利用PECVD工藝在 低于約200°C的溫度下形成一硼摻雜的非晶碳化硅層。在一范例中，該摻雜層1330是利用 含有三甲基硼(TMB或B (CH3) 3)、硅烷(SiH4)及氫氣(H2)的氣體混合物沉積而成。在方塊1410，如圖13C所示，在該摻雜層1330表面上沉積一覆蓋層1331。有利地 使用該覆蓋層1331來最小化該摻雜層1330或該第一摻質(zhì)材料13 內(nèi)所含摻質(zhì)原子在隨 后太陽能電池形成處理步驟期間遷移至非預(yù)期的基材區(qū)，例如該前表面101。在一實施例 中，該覆蓋層1331是一介電層，其是以足夠的密度及厚度形成，以最小化或避免設(shè)置在該 覆蓋層1331下方的該些層內(nèi)的摻質(zhì)原子遷移至該太陽能電池的其它區(qū)。在一范例中，該覆 蓋層1331包含一含有氧化硅、氮化硅或氧氮化硅的材料。在一實施例中，該覆蓋層1331是 大于約1000埃厚的二氧化硅層。在一實施例中，該覆蓋層1331是利用PECVD沉積工藝沉 積的二氧化硅層。該覆蓋層1331也可由能夠最小化及/或避免該表面102在隨后于方塊 1412執(zhí)行的紋理化工藝期間遭受蝕刻的材料所形成。在方塊1412，如圖13D和14所示者，在該基材110的對立表面101上執(zhí)行紋理化 工藝，以形成一紋理化表面1351。在一實施例中，該基材110的對立表面101是一太陽能 電池基材的前側(cè)101，其是適于在該太陽能電池形成之后接收日光。由于該摻雜層1330及 /或覆蓋層1331和該對立表面101上的暴露材料之間的高蝕刻選擇性，在紋理化具有ρ型 摻雜層1330的表面時通常偏好堿性硅濕式蝕刻化學(xué)。一例示紋理化工藝的范例在2009年 1月四號提出申請的美國專利暫時申請案第61/148，322號(代理人案號APPM/13323L02) 中進一步描述，其在此經(jīng)由引用其整體的方式并入本文中。在方塊1414，如圖13E和14所示者，加熱該基材至大于約800°C的溫度，以使該第 一摻質(zhì)材料13 內(nèi)的摻雜元素及該摻雜層1330內(nèi)含的摻雜元素擴散進入該基材110的表 面1316內(nèi)，以在該基材110內(nèi)分別形成一第一摻雜區(qū)1341和一第二摻雜區(qū)1342。因此，所 形成的第一摻雜區(qū)1341和第二摻雜區(qū)1342可用來形成一點接觸式太陽能電池的區(qū)域。在 一范例中，該第一摻質(zhì)材料13 含有η型摻質(zhì)，而該摻雜層1330含有ρ型摻質(zhì)，其在該基 材110內(nèi)分別形成一 η型區(qū)及一 ρ型區(qū)。在一實施例中，在氮氣(N2)、氧氣(O2)、氫氣(Η2)、 空氣或其組合物存在下加熱該基材至介于約800°C至約1300°C之間的溫度持續(xù)一段約1分 鐘至約120分鐘之間的時間。在一范例中，在一快速熱退火(RTA)腔室內(nèi)于富含氮氣(N2) 的環(huán)境中加熱該基材至約1000°C的溫度約5分鐘。參見圖15A，在執(zhí)行方塊1414內(nèi)的工藝 后，所形成的摻雜區(qū)通常會擁有與在方塊1406執(zhí)行的工藝期間設(shè)置在該表面102上的隔離 區(qū)1318的形狀和圖案匹配的形狀和圖案。在一范例中，如圖15A所示，該表面102含有40個η型區(qū)，每一者皆形成為「星」形，其與該第一摻質(zhì)材料13 的圖案匹配。在一實施例中， 利用該第一摻質(zhì)材料13 形成的第一摻雜區(qū)1341的圖案也被該第二摻雜區(qū)1342(例如ρ 型區(qū))圍繞，其在顯示圖15A中并標(biāo)志為場區(qū)13觀。接下來，在方塊1418，如圖13F和14所示者，在完成該紋理化工藝后于該基材110 上執(zhí)行清潔工藝以從該基材表面102上除去該些層，例如該摻雜層1330和該覆蓋層1331。 在一實施例中，可在該基材各區(qū)上執(zhí)行隨后的沉積程序之前，經(jīng)由以一清潔液潤濕該基材 來執(zhí)行該清潔工藝以清潔該基材表面。潤濕可利用噴灑、淹沒、浸泡或其它適合技術(shù)來完 成。該清潔液可以是SCl清潔液、SC2清潔液、氫氟酸最后處理型清潔液、臭氧水清潔液、氫 氟酸(HF)及過氧化氫(H2O2)溶液、或其它適合且符合成本的清潔液或其組合物。該清潔工 藝可在該基材上執(zhí)行約5秒至約600秒之間的時間，例如約30秒至約240秒，例如約120 秒。在方塊1420，如圖13G和14所示者，在該對立表面101的表面1351上形成一抗反 射層13M。在一實施例中，該抗反射層13M包含一薄的鈍化/抗反射層1353(例如氧化 硅、氮化硅層)。在另一實施例中，該抗反射層13M包含一薄的鈍化/抗反射層1353 (例如 氧化硅、氮化硅層)及一透明導(dǎo)電氧化物(TCO)層1352。在一實施例中，該鈍化/抗反射層 1353可包含一本質(zhì)非晶硅層(i-a-Si:H)及/或η型非晶硅層(η型a_Si:H)的堆棧，接著 是一透明導(dǎo)電氧化物(TCO)層及/或一 ARC層(例如氮化硅)，其可利用物理氣相沉積工 藝(PVD)或化學(xué)氣相沉積工藝沉積。所形成的堆棧通常經(jīng)過配置以產(chǎn)生一前表面場效應(yīng)， 以減少表面再結(jié)合并促進電子載子橫向傳輸至鄰近的該基材背側(cè)上的η+摻雜接觸。雖然圖13G示出含有一薄的鈍化/抗反射層1353及一 TCO層1352的抗反射層 1354，但此配置并不欲限制在此所述的本發(fā)明的范圍，而僅欲說明抗反射層13Μ的一范 例。會注意到在方塊1412和1420完成的該對立表面101的制備也可在執(zhí)行方塊1404的工 藝或該工藝程序1400中的其它步驟之前執(zhí)行，而不會背離在此所述的本發(fā)明的基本范圍。在方塊1422，如圖13Η所示，在表面102上形成一介電層1332，因此可在所形成的 太陽能電池1300內(nèi)形成的各個η型和ρ型區(qū)之間提供電氣隔離區(qū)。在一實施例中，該介電 層1332是氧化硅層，其可利用已知熱氧化工藝形成，例如爐管退火工藝、快速熱氧化工藝、 大氣壓或低壓CVD工藝、等離子體輔助CVD工藝、PVD工藝、或利用噴灑、旋涂、滾涂、網(wǎng)印、 或其它相似類型的沉積工藝施加。在一實施例中，該介電層1332是厚度介于約50埃至約 3000埃之間的二氧化硅層。在另一實施例中，該介電層是厚度小于約2000埃的二氧化硅 層。在一實施例中，該表面102是所形成太陽能電池組件的背側(cè)。應(yīng)注意到對于氧化硅型 介電層的形成的討論并不欲限制在此所述的本發(fā)明的范圍，因為該介電層1332也可利用 其它已知沉積工藝(例如PECVD)形成及/或由其它介電材料制成。在方塊1424，如圖131和14所示者，利用已知方法蝕刻該介電層1332的區(qū)域和任 何殘留的覆蓋層1331及/或摻雜層1330，以形成預(yù)期的暴露區(qū)1335圖案，其可用來形成該 基材表面上的背側(cè)接觸結(jié)構(gòu)1360。一般而言，形成在該介電層1332內(nèi)的圖案與下方η+和 P+摻雜區(qū)對齊，因此可在該太陽能電池1300內(nèi)形成預(yù)期的電氣連接。在一范例中，該蝕刻 圖案與圖16所示圖案相似，其與在先前步驟中形成的下方η+和ρ+摻雜區(qū)的一部分匹配并 對齊?？捎脕碓谠摫硞?cè)表面102上形成該圖案化暴露區(qū)1335的蝕刻工藝可包含但不限于 圖案化及干蝕刻技術(shù)、激光剝離技術(shù)、圖案化及濕式蝕刻技術(shù)、或可用來在該介電層1332、覆蓋層1331和摻雜層1330內(nèi)形成預(yù)期圖案的其它類似工藝。該些暴露區(qū)1335通常提供 可藉以形成電氣連接至該基材110的背側(cè)表面102的表面。可用來形成一或多個圖案化層 的蝕刻膠型干燥蝕刻工藝的范例在共同讓渡及共案審查的2008年11月19號提出申請的 美國專利申請案第12/274，023號[代理人案號APPM 12974. 02]中進一步描述，其在此經(jīng) 由引用其整體的方式并入本文中。在方塊1426，如圖13J和14所示者，在該基材110的表面102上沉積一導(dǎo)電層 1363。在一實施例中，所形成的導(dǎo)電層1363厚度是介于約500至約50，000埃(A)之間，并含 有金屬，例如鋁(Al)、銀(Ag)、錫(Sn)、鈷(Co)、銠(Rh)、鎳(Ni)、鋅(Zn)、鉛(Pb)、鈀(Pd)、 鉬(Mo)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、釩(V)、鎢(W)、或鉻(Cr)。但是，在某些情況中，可用銅(Cu)做 為第二層或接續(xù)層，其是形成在一適當(dāng)?shù)淖枵蠈由?例如，鎢化鈦、鉭等)。在一實施例中， 該導(dǎo)電層1363包含兩個層，其是經(jīng)由首先利用物理氣相沉積(PVD)工藝或蒸鍍工藝沉積一 鋁(Al)層1361，然后利用PVD沉積工藝沉積一銀(Ag)或錫(Sn)覆蓋層1362來形成。在方塊1428，如圖13K和14所示者，圖案化該導(dǎo)電層1363以電氣隔離該基材110 的預(yù)期區(qū)域，以形成一圖案化互連結(jié)構(gòu)1360。在一實施例中，利用一網(wǎng)印蝕刻膠來圖案化該 導(dǎo)電層1363，其是圖案化在該導(dǎo)電層1363的頂表面上，以經(jīng)由加熱該基材至一預(yù)期溫度來 蝕穿所形成的一或多層導(dǎo)電層1363?？捎脕砦g穿該導(dǎo)電層的蝕刻膠可從Merck KGaA公司 購得。在另一實施例中，該基材110的該些區(qū)域是經(jīng)由激光剝離、圖案化及濕式或干蝕刻、 或其它類似技術(shù)的一或多種在該導(dǎo)電層1363內(nèi)形成通道1371來電氣隔離。一般而言，希 望形成或?qū)?zhǔn)該些通道1371，而使得一分離或叉合的電氣連接結(jié)構(gòu)形成在該太陽能電池組 件的P型和η型區(qū)之間。在方塊1430，如圖13L和14所示，在該圖案化互連結(jié)構(gòu)1360的表面1364上沉積 一絕緣材料1391。圖16是其上設(shè)置有該絕緣材料1391的表面102的平面圖。應(yīng)注意到為 求清楚，并未示出所沉積的絕緣材料1391的下方結(jié)構(gòu)。在一實施例中，該絕緣材料1391是 以一圖案設(shè)置在該基材110的表面102上，該基材具有數(shù)個孔1395、1396，每一個孔皆在該 沉積工藝期間形成在該絕緣材料1391內(nèi)。在一實施例中，該些孔1395、1396的直徑是介于 約0. 1毫米至約1. 5毫米之間。在一實施例中，該些孔1395、1396是經(jīng)對準(zhǔn)并分別適于接 觸由該些隔離區(qū)1318(例如η型區(qū))和場區(qū)13 (例如ρ型區(qū))形成的摻雜圖案。在另一 實施例中，該些孔1395、1396額定小于在步驟1406(圖15A-15B)中形成的該些中央摻雜區(qū) 1329A.在一實施例中，該些孔1395、1396是與該圖案化互連結(jié)構(gòu)1360(方塊1似8)內(nèi)的導(dǎo) 電層1363的預(yù)期區(qū)域?qū)?zhǔn)，以使預(yù)期電氣連接可在隨后步驟中形成在該外部互連結(jié)構(gòu)220 和該圖案化互連結(jié)構(gòu)1360之間。在一實施例中，該絕緣材料1391是利用噴墨印刷、橡膠印 制、網(wǎng)印或其它類似工藝沉積或印刷成一預(yù)期圖案。在一實施例中，該絕緣材料1391是利 用可從加州圣塔克拉拉的應(yīng)用材料公司的子公司Baccini S. p. A取得的Softline 設(shè)備 內(nèi)執(zhí)行的網(wǎng)印工藝沉積。該絕緣材料1391可以是液體、膏狀、或膠狀型態(tài)的聚合材料，其是 用來在該圖案化互連結(jié)構(gòu)1360的表面1364的某些部分上形成一圖案化順應(yīng)及絕緣區(qū)。在 一實施例中，該絕緣材料1391是一環(huán)氧樹脂、硅氧樹脂或其它類似材料。在一實施例中，該 絕緣材料1391是一可紫外線硬化的硅氧樹脂材料。在某些情況中，在該表面1364上設(shè)置 該絕緣材料1391后，可將該絕緣材料1391暴露在熱、光(例如紫外光)或其它型態(tài)的能量 下，以確保該絕緣材料1391會硬化、致密化、及/或與該表面1364形成接合。
在方塊1432，如圖13M和14所示者，在形成在該絕緣材料1391內(nèi)的孔1395、1396 中沉積導(dǎo)電材料1392，而使導(dǎo)電路徑可在隨后步驟(第13N圖)中形成在該圖案化互連結(jié) 構(gòu)1360和該外部互連結(jié)構(gòu)220內(nèi)的圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223之間。在一實施例中，該導(dǎo)電 材料1392是利用噴墨印刷、橡膠印制、網(wǎng)印、或其它類似工藝沉積在該些孔1395、1396內(nèi)。 在一實施例中，該導(dǎo)電材料1392是利用網(wǎng)印工藝沉積，由可從加州圣塔克拉拉的應(yīng)用材料 公司的子公司Baccini S. p. A取得的Softline 設(shè)備執(zhí)行。該導(dǎo)電材料1392可以是液體、 膏狀、或膠狀型態(tài)的聚合材料，其是用來在該導(dǎo)電層1363的區(qū)域和該圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、 223之間形成一圖案化順應(yīng)及導(dǎo)電路徑。在一實施例中，該導(dǎo)電材料1392是一填充金屬的 環(huán)氧樹脂、硅氧樹脂或?qū)щ娦宰銐蚋叨蓚鲗?dǎo)太陽能電池1300產(chǎn)生的電力的其它類似材 料。在一范例中，該導(dǎo)電材料1392的電阻率是約7xl0_5奧姆公分或更低。為最小化由該導(dǎo) 電材料1392所形成的導(dǎo)電路徑的電阻，該絕緣材料1391及導(dǎo)電材料1392的厚度是低于約 50微米。在一范例中，該絕緣材料1391及導(dǎo)電材料1392的厚度是介于約15至約30微米 之間。在一實施例中，該導(dǎo)電材料1392是可熱硬化的含銀(Ag)硅氧材料或環(huán)氧樹脂材料。 在某些情況中，在該絕緣材料1391的該些孔1395、1396內(nèi)設(shè)置該導(dǎo)電材料1392之后，可將 機材110暴露在熱、光(例如紫外光)或其它型態(tài)的能量下，以確保該導(dǎo)電材料1392會硬 化、致密化、及/或與該圖案化互連結(jié)構(gòu)1360的表面1364上的材料形成接合。在方塊1434，輸送熱及壓力至該導(dǎo)電材料1392、絕緣材料1391及該外部互連結(jié)構(gòu) 220內(nèi)的圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223，以在該些金屬結(jié)構(gòu)221、223和設(shè)置在該些孔1395、1396 內(nèi)的導(dǎo)電材料1392的暴露部分間形成電氣連接。在此工藝期間，一接合也有利地形成在該 外部互連結(jié)構(gòu)220、該絕緣材料1391及該基材110的表面1364之間，以在該太陽能電池正 常使用時覆蓋并隔離該表面102而遠(yuǎn)離該外部環(huán)境中的腐蝕性元素。在一實施例中，利用 一加熱組件(未示出)施加熱，致使該導(dǎo)電材料1392在其分別的金屬結(jié)構(gòu)221、223之間形 成接合。該加熱組件可以是一已知電阻加熱組件UR燈、或其它類似裝置，其可輸送預(yù)期量 的熱以在該外部互連結(jié)構(gòu)220內(nèi)的該些金屬結(jié)構(gòu)221、223、該絕緣材料1391、導(dǎo)電材料1392 及基材110之間形成接合。圖17是形成在一外部互連結(jié)構(gòu)220內(nèi)的叉合互連結(jié)構(gòu)17 的一實施例的概要平 面圖，其是與形成在該基材110上的導(dǎo)電材料1392和絕緣材料1391對準(zhǔn)并接合。在此配 置中，該叉合互連結(jié)構(gòu)17 擁有分開的圖案化金屬結(jié)構(gòu)221、223，其擁有叉合指229A，每一 個叉合指229A皆獨立連接至與該太陽能電池組件的一區(qū)域(例如η型區(qū))連結(jié)的該些孔 1395以及與該太陽能電池組件的另一區(qū)域(例如ρ型區(qū))連結(jié)的該些孔1396。在一實施 例中，如圖17所示，每一個叉合指229Α可連接至一第一匯流線2Μ或是連接至一第二匯流 線225。在此配置中，每一個匯流線224、225的尺寸是經(jīng)訂制以在操作期間收集從其連接的 每一個叉合指229Α傳出的電流，并將收集到的電流傳輸至位于所形成太陽能電池1300外 部的驅(qū)動外部負(fù)載「L」。成信經(jīng)由使用一順應(yīng)絕緣材料1391及/或一順應(yīng)導(dǎo)電材料1392，可相對于已知 配置降低產(chǎn)生在所形成的太陽能電池1300內(nèi)的應(yīng)力，經(jīng)由容許該順應(yīng)絕緣材料1391及/ 或順應(yīng)導(dǎo)電材料1392因為該太陽能電池1300形成工藝期間產(chǎn)生的應(yīng)力而變形。因該絕緣 材料1391及/或?qū)щ姴牧?392變形導(dǎo)致應(yīng)力降低因此會減少處理期間產(chǎn)生的應(yīng)力，該應(yīng) 力會影響該太陽能電池生產(chǎn)工藝的組件良率或平均太陽能電池壽命的可能性。在一實施例中，預(yù)期訂制該順應(yīng)絕緣材料1391及/或順應(yīng)導(dǎo)電材料1392剖面的尺寸，而使其主要在透 過該基材110及/或該外部互連結(jié)構(gòu)220施加至其上的應(yīng)力下彎折或變形。因此，通常希 望控制該絕緣材料1391及/或?qū)щ姴牧?392的層厚度及材料性質(zhì)，因此可減輕所形成的 太陽能電池內(nèi)一預(yù)期量的應(yīng)力。在一實施例中，預(yù)期由彈性材料形成該絕緣材料1391和導(dǎo) 電材料1392，由于其低的彈性模數(shù)及高的伸長率。 雖然前述是針對本發(fā)明的實施例，但可設(shè)計出本發(fā)明的其它及進一步實施例而不 會偏離其基本范圍，并且其基本范圍是由權(quán)利要求書界定。
權(quán)利要求
1.一種撓性互連結(jié)構(gòu)，用來將一第一太陽能電池組件的多個部分電氣連接至一第二太 陽能電池組件，該撓性互連結(jié)構(gòu)包含一第一導(dǎo)電層；一第二導(dǎo)電層以及一介電材料，隔開該第一導(dǎo)電層及該第二導(dǎo)電層，其中該第一導(dǎo)電層包含一或多個第 一互連區(qū)，該些第一互連區(qū)配置成接觸形成在一太陽能電池基材的一基材表面上的一或多 個第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)，并且該第二導(dǎo)電層包含一或多個第二互連區(qū)，該些第二互連區(qū)配置 成接觸形成在該基材表面上的一或多個第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)，以及其中該太陽能電池基材具有一 η型區(qū)以及一 ρ型區(qū)，該η型區(qū)與該一或多個第一導(dǎo)電 特征結(jié)構(gòu)交流，且該P型區(qū)與該一或多個第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)交流。
2.如權(quán)利要求1所述的互連結(jié)構(gòu)，其中該撓性互連結(jié)構(gòu)內(nèi)的該第一導(dǎo)電層及該第二導(dǎo) 電層的厚度介于約20，000埃(人)和約500，000埃之間，且該一或多個第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)及 該一或多個第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)的厚度小于該第一導(dǎo)電層及該第二導(dǎo)電層的厚度。
3.如權(quán)利要求1所述的互連結(jié)構(gòu)，其中該太陽能電池基材在與該基材表面平行的方向 上具有比該第一撓性互連結(jié)構(gòu)更高的機械剛性。
4.如權(quán)利要求1所述的互連結(jié)構(gòu)，其中該撓性互連結(jié)構(gòu)內(nèi)的該第一和第二導(dǎo)電層，及 該些太陽能電池基材上的該一或多個第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)和該一或多個第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)， 適于形成一電路的一部分，該第一太陽能電池組件內(nèi)所產(chǎn)生的電流經(jīng)配置而流動通過該電 路，且該電路經(jīng)過該第一導(dǎo)電層或該第二導(dǎo)電層所形成的電阻，小于經(jīng)過該一或多個第一 導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)或該一或多個第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)的電阻。
5.一種形成一太陽能電池組件的方法，包含在一太陽能電池基材上設(shè)置一撓性互連結(jié)構(gòu)，使該撓性互連結(jié)構(gòu)的一第一導(dǎo)電層的一 部分與設(shè)置在一太陽能電池基材上的一 η型區(qū)電氣交流，且一第二導(dǎo)電層的一部分與設(shè)置 在該太陽能電池基材上的一P型區(qū)電氣交流，其中設(shè)置在該撓性互連結(jié)構(gòu)內(nèi)的一介電材料將該第一導(dǎo)電層與該第二導(dǎo)電層隔離開 來，且其中該第一導(dǎo)電層的該部分及該第二導(dǎo)電層的該部分與該撓性互連結(jié)構(gòu)的一第一表 面接觸。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中該η型區(qū)與設(shè)置在該太陽能電池基材的一表面上的 一第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電氣交流，且該P型區(qū)與設(shè)置在該表面上的一第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電氣 交流，且該方法更包含在該第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)的一區(qū)域以及該第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)的兩個或多個區(qū)域上設(shè)置 一導(dǎo)電材料，其中該導(dǎo)電材料的至少一部分是設(shè)置在該撓性互連結(jié)構(gòu)和該基材的該表面之 間，并且設(shè)置在該第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)上的該導(dǎo)電材料區(qū)域與設(shè)置在該第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)上 的該兩個或多個導(dǎo)電材料區(qū)域至少相距一第一距離。
7.一種形成一太陽能電池組件的方法，包含接收一太陽能電池基材，其具有一 η型區(qū)及一 P型區(qū)，該η型區(qū)及該P型區(qū)形成適于將 光轉(zhuǎn)換為電能的一接合面的一部分，其中該η型區(qū)與設(shè)置在該太陽能電池基材的一表面上 的一第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電氣交流，且該P型區(qū)與設(shè)置在該表面上的一第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電 氣交流；緊靠該太陽能電池基材的該表面設(shè)置一互連結(jié)構(gòu)，該互連結(jié)構(gòu)具有一第一層、穿透該 第一層而形成的一第一孔、一第二層、穿透該第二層而形成的一第二孔以及隔離該第一層 與該第二層的一介電材料，使該第一層與該第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電氣交流，且該第二層與該 第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電氣交流；以及在該第一孔及該第二孔內(nèi)沉積一導(dǎo)電材料，使該導(dǎo)電材料在該第一層和該第一導(dǎo)電特 征結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生一第一導(dǎo)電路徑，且在該第二層和該第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生一第二導(dǎo) 電路徑。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中該導(dǎo)電材料是選自錫(Sn)、銀(Ag)、鉛(Pb)及一導(dǎo) 電聚合物所組成的族群。
9.一種形成一太陽能電池組件的方法，包含在一圍封件的一或多個側(cè)壁及一互連結(jié)構(gòu)之間形成一密閉區(qū)，其中該互連結(jié)構(gòu)包含一第一層；一第一層；一介電材料，設(shè)置在該第一層和該第二層之間；以及一第一孔和一第二孔，每一孔皆與該密閉區(qū)交流且穿透該互連結(jié)構(gòu)的一部分而形成；毗鄰該第一層設(shè)置形成在一太陽能電池基材上的一第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)，并且毗鄰該第 二層設(shè)置形成在該太陽能電池基材上的一第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)，其中該第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)與 形成在該太陽能電池基材上的一 η型區(qū)電氣交流，且該第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)與形成在該太陽 能電池基材上的一 P型區(qū)電氣交流；加熱該第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)、該第一層、該第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)及該第二層，致使在該第一 導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)和該第一層之間以及該第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)和該第二層之間形成一接合；以及在該加熱工藝期間促使該第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)緊靠該第一層，并促使該第二導(dǎo)電特征結(jié) 構(gòu)緊靠該第二層。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中在該加熱工藝期間促使該第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)緊靠 該第一層，并促使該第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)緊靠該第二層的步驟，包含排空該密閉區(qū)，使得在 該密閉區(qū)內(nèi)以及該第一和第二孔內(nèi)形成一次大氣壓，以在該加熱工藝期間造成大氣壓推擠 該第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)緊靠該第一層，并推擠該第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)緊靠該第二層。
11.一種形成一太陽能電池組件的方法，包含形成一太陽能電池基材，其具有一 η型區(qū)及一 P型區(qū)，該η型區(qū)及P型區(qū)形成適于將光 轉(zhuǎn)換為電能的接合面的一部分，其中該η型區(qū)與設(shè)置在該太陽能電池基材的一表面上的一 第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電氣交流，且該P型區(qū)與設(shè)置在該表面上的一第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電氣交 流；在該第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)及該第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)上沉積一第一順應(yīng)層，其中該第一順應(yīng) 層具有一第一孔及一第二孔形成在其中；在該第一孔及該第二孔內(nèi)沉積一導(dǎo)電材料，其中設(shè)置在該第一孔內(nèi)的該導(dǎo)電材料與該 第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電氣交流，且設(shè)置在該第二孔內(nèi)的該導(dǎo)電材料與該第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電 氣交流；以及在該第一順應(yīng)層的一表面上設(shè)置一互連結(jié)構(gòu)，該互連結(jié)構(gòu)具有一第一層、一第二層以 及隔離該第一層和該第二層的一介電材料，使該第一層透過設(shè)置在該第一孔內(nèi)的該第一導(dǎo)電材料與該第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電氣交流，且該第二層透過設(shè)置在該第二孔內(nèi)的該第一導(dǎo)電 材料與該第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電氣交流。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中該第一導(dǎo)電材料包含選自錫(Sn)、銀(Ag)、鉛 (Pb)及一導(dǎo)電聚合物所組成的族群中的一金屬。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，更包含加熱該互連結(jié)構(gòu)以在該太陽能電池基材、該第 一順應(yīng)層及該互連結(jié)構(gòu)之間形成一接合。
14.一種數(shù)個互連的太陽能電池，包含一第一太陽能電池組件，包含一第一太陽能電池基材，其具有一 η型區(qū)及一 ρ型區(qū)，該η型區(qū)及ρ型區(qū)是適于將光轉(zhuǎn) 換為電能的接合面的一部分，其中該η型區(qū)與設(shè)置在該第一太陽能電池基材的一表面上的 一第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電氣連通，且該P型區(qū)與設(shè)置在該表面上的一第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電氣 交流；以及一第一撓性互連結(jié)構(gòu)，其具有一第一層、一第二層以及隔離該第一層和該第二層的一 介電材料，其中該第一層與形成在該第一太陽能電池基材上的該第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電氣交 流，且該第二層與形成在該第一太陽能電池基材上的一第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電氣交流；以及一第二太陽能電池組件，包含一第二太陽能電池基材，其具有一 η型區(qū)及一 ρ型區(qū)，該η型區(qū)及ρ型區(qū)是適于將光轉(zhuǎn) 換為電能的接合面的一部分，其中該η型區(qū)與設(shè)置在該第二太陽能電池基材的一表面上的 一第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電氣交流，且該P型區(qū)與設(shè)置在該表面上的一第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電氣 交流；以及一第二撓性互連結(jié)構(gòu)，其具有一第一層、一第二層以及隔離該第一層和該第二層的一 介電材料，其中該第一層與形成在該第二太陽能電池基材上的該第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電氣交 流，且該第二層與形成在該第二太陽能電池基材上的一第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)電氣交流，其中該第一撓性互連結(jié)構(gòu)內(nèi)的該第一層電氣連接至該第二撓性互連結(jié)構(gòu)的該第一層 或該第二層。
15.如權(quán)利要求14所述的數(shù)個互連的太陽能電池，其中設(shè)置在該第一太陽能電池基材 及第二太陽能電池基材的該表面上的該第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)和第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)的厚度介 于約20埃至約5000埃之間，且該第二撓性互連結(jié)構(gòu)和第二撓性互連結(jié)構(gòu)內(nèi)的該第一層及 第二層的厚度介于約20，000埃至約500，000埃之間。
16.如權(quán)利要求14所述的數(shù)個互連的太陽能電池，其中該第一及第二撓性互連結(jié)構(gòu)內(nèi) 的該第一和第二層，以及該第一和第二太陽能電池基材上的該第一導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)和該第二 導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)，形成一電路的一部分，該數(shù)個互連太陽能電池產(chǎn)生的電流經(jīng)配置而流動通 過該電路，且通過該第一層或該第二層所形成的該電路的電阻小于通過該第一導(dǎo)電特征結(jié) 構(gòu)或該第二導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)的電阻。
全文摘要
本發(fā)明實施例涉及利用一種新穎處理程序來形成太陽能電池組件的高效率太陽能電池形成方法。形成高效率太陽能電池的方法可包含使用一預(yù)制背板與該金屬化太陽能電池組件接合以形成互連的太陽能電池模塊。最有可能從本發(fā)明受惠的太陽能電池包含該些在電池后側(cè)上擁有正及負(fù)接觸兩者的單晶硅或多晶硅主動區(qū)者。
文檔編號H01L31/042GK102132423SQ200980134174
公開日2011年7月20日 申請日期2009年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月27日
發(fā)明者C·蓋伊, H·P·穆格卡, H-W·郭, K·P·威杰庫恩, R·米什拉, T·W·韋德曼 申請人:應(yīng)用材料股份有限公司