用于太陽能模塊的鍍覆電接觸件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于制造包括硅太陽能電池的陣列的太陽能模塊的各個單獨的硅太陽能電池之間的電接觸件的鍍覆方法。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能模塊是用于把陽光轉(zhuǎn)換成電能的器件，并且包括單獨的太陽能電池的一維陣列或二維陣列，例如IX1、6x 12或8x 12太陽能電池的陣列。太陽能模塊的總體尺寸例如是 0.8x1.6m 或者 1x1.6m。
[0003]基于硅的太陽能電池包括硅單晶電池(“太陽能硅晶片”)、多晶硅電池和無定形硅電池。
[0004]這樣的太陽能電池(2)被安放到支持基板(5)上，基板例如是玻璃板(6)與密封劑(7 )的夾層，所述密封劑(7 )比如是在太陽能模塊(I)的使用期間朝向陽光的乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(EVA)的箔片或者硅酮薄板。各個單獨的太陽能電池(2)之間存在水平間隔
(3)。通過在太陽能電池(2)上以及其間附著電線、夾箝(clamp)或其組合(4)使得各個單獨的太陽能電池的相應的P型和N型擴散區(qū)段發(fā)生電接觸(圖1)。
[0005]已經(jīng)知道用于使太陽能電池彼此電接觸的不同策略:將已經(jīng)在一側(cè)或全部兩側(cè)附著有布線部分的太陽能電池(2 )安放到支持基板(5 )上，并且將電線和/或夾箝(4)焊接或膠粘到太陽能電池(2)上的接觸區(qū)域(8)上，從而橋接附著到太陽能模塊(I)的基板的兩個太陽能電池(2)之間的水平間隔(3)。在US 2012/0160294 Al中公開了一種通過夾箝(4)連接太陽能電池的方法。焊接到兩個硅電池的接觸區(qū)域上并且橋接附著到支持基板(5)的所述兩個太陽能電池之間的水平間隔(3)的電線和/或夾箝(4)的機械穩(wěn)定性并不總是足夠的。
[0006]這例如在圖2中示出:在至少兩個太陽能電池(2)和(2’)被安放到密封劑(7)上面(圖2a)或者被部分地嵌入到密封劑(7)中(圖2b)的情況中，會導致與支持基板(5)和密封劑(7)相對的所述至少兩個太陽能電池(2)和(2’)的表面之間的高度差(9)。在太陽能電池(2)和(2’)的邊緣與密封劑(7)的表面之間的區(qū)段中彎曲兩個太陽能電池(2)和(2’)之間的布線和/或夾箝(4)，以便機械支持所述布線(4)(圖2c )。所述彎曲的布線部分(10 )的內(nèi)部應力增大，并且相應地降低了太陽能模塊(I)的后來使用中的可靠性，例如其中例如50° C的大溫度差會促使在彎曲布線部分(10)中形成裂縫(11)(圖2d)。
[0007]此外，在太陽能模塊(I)的制造或后來使用期間，通過(導電)粘合劑形成的太陽能電池(I)與布線和/或夾箝(4)之間的焊接接點或接點也是太陽能模塊(I)的一個故障來源。
[0008]文獻GB I 553 025 Al公開了一種用于在各個單獨的太陽能電池上制造布線的方法，其中在硅晶片中形成溝槽并且相繼地用鋁填充。所述鋁布線與形成在硅晶片中的溝槽的側(cè)壁直接接觸。相應地，這樣的方法不適用于在各個單獨的硅太陽能電池之間形成銅和/或銅合金布線，這是因為硅和銅擴散到彼此之中，并且從而會以不可接受的方式改動太陽能硅材料的固有屬性。
[0009]文獻WO 2006/093023 Al公開了一種用于從各個單獨的硅晶片制造微芯片的雙金屬鑲嵌(dual damascene)鍍覆方法。
[0010]文獻EP 0710991 Al公開了一種用于把一組太陽能電池元件與彼此靠近設置的多個太陽能電池元件的背面上的金屬箔構(gòu)件連接的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的
本發(fā)明的目的是提供一種用于在太陽能模塊中的硅太陽能電池之間制造由銅或銅合金制成的電接觸件的方法，其中這樣的電接觸件的機械穩(wěn)定性和可靠性得到提高。此外，必須避免由銅或銅合金制成的電接觸件與硅太陽能電池的側(cè)壁的直接接觸。
[0012]發(fā)明的概括
這一目的是通過一種用于制造太陽能模塊上的電接觸件的鍍覆方法而解決的，所述方法包括依照以下順序的步驟:
(i )提供安放到支持基板上的娃太陽能電池的陣列，各個娃太陽能電池彼此分開一定水平間隔，并且具有在每一個硅太陽能電池上包括至少一個接觸區(qū)域的暴露表面；
(ii)將鍍覆抗阻劑沉積到所述硅太陽能電池陣列的暴露表面以及硅太陽能電池之間的水平間隔上；
(iii)在鍍覆抗阻劑中形成開口，并且從而暴露出每一個硅太陽能電池上的所述至少一個接觸區(qū)域以及硅太陽能電池之間的水平間隔的至少一部分；
(iv)在鍍覆抗阻劑以及步驟(iii)中形成的開口上面形成導電種子層；
(v)在導電種子層上面形成銅或銅合金層；以及
(vi)對銅或銅合金層和導電種子層的那些各個部分進行回蝕，該回蝕足以從鍍覆抗阻劑去除銅或銅合金層和導電種子層全部二者，從而留下在步驟(iii)中形成的開口中的銅或銅合金層，并且由此形成硅太陽能電池之間的布線以及電線加固柱(wirereinforcement pillar)。
[0013]通過根據(jù)本發(fā)明的鍍覆方法制造的太陽能模塊包括硅太陽能電池之間的銅或銅合金布線部分，銅或銅合金布線部分具有布線加固柱并且橋接所述硅太陽能電池之間的水平間隔。所述布線部分為太陽能模塊的每一個硅太陽能電池提供電接觸件，并且具有足夠的機械穩(wěn)定性和可靠性。不需要焊接接點和/或粘合劑來把太陽能電池之間的布線與每一個太陽能電池上的接觸區(qū)域連接。根據(jù)本發(fā)明的方法省略了銅或銅合金布線部分與布線加固柱和硅太陽能電池之間的直接接觸。相應地，硅與銅或銅合金之間的不合期望的擴散得到了抑制。
【附圖說明】
[0014]圖1示出了太陽能模塊的頂視圖(現(xiàn)有技術(shù))，太陽能模塊包括硅太陽能電池的二維陣列、硅太陽能電池之間的水平間隔和硅太陽能電池上的導線、以及硅太陽能電池之間的布線。
[0015]圖2示出了太陽能模塊的剖面(現(xiàn)有技術(shù))，太陽能模塊具有兩個硅太陽能電池、所述兩個硅太陽能電池之間的水平間隔、以及橋接所述水平間隔的所述兩個硅太陽能電池之間的布線。
[0016]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的用于制造太陽能模塊上的硅太陽能電池上的導線以及硅太陽能電池之間的布線的方法。
[0017]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的用于制造太陽能模塊上的硅太陽能電池上的導線以及硅太陽能電池之間的布線的方法的另一個可選步驟。
【具體實施方式】
[0018]本發(fā)明提供一種用于通過鍍覆(優(yōu)選地是電鍍)形成硅太陽能電池之間的圖案化銅或銅合金層的方法。所述方法特別適合于在包括至少兩個硅太陽能電池的太陽能模塊上制作導線。后面更加詳細地描述所述方法。
[0019]這里示出的附圖僅僅是為了對處理進行說明。附圖不是按比例繪制的，也就是說他們并不反映太陽能模塊的實際規(guī)格或特征。相似的附圖標記在描述中始終指代相似的元件。
[0020]提供包括安放在支持基板(104)上的至少兩個硅太陽能電池(102)和(102’)的太陽能模塊(101)(圖3a)。支持基板(104)可以包括玻璃板或塑料材料(105)以及密封劑
(106)。所述密封劑最常見的是由乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(EVA)或硅酮材料制成的薄板。
[0021]包括柔性硅太陽能電池(102)的太陽能模塊(101)的支持基板(104)可以包括例如適當?shù)木酆衔锊牧现惖娜嵝圆牧弦蕴娲ＡО?105 )。
[0022]硅太陽能電池(102 )例如是單晶硅太陽能電池(太陽能硅晶片)和多晶硅太陽能電池、薄膜娃太陽能電池(例如無定形娃太陽能電池)或者任何其他柔性太陽能模塊設計。
[0023]最為優(yōu)選的是，硅太陽能電池(102)是基于硅的背面接觸電池，其中各個單獨電池上以及其間的所有布線都附著到硅太陽能電池(102)的背面。
[0024]所述至少兩個硅太陽能電池(102)和(102’)在與朝向基板(104)的硅太陽能電池側(cè)相對的硅太陽能電池側(cè)上包括至少一個接觸區(qū)域(107)。
[0025]水平間隔(103)將安放在支持基板(104)上的至少兩個硅太陽能電池(102)和(102’)分開。水平間隔(103)優(yōu)選地可以具有處于0.5到25mm范圍內(nèi)的寬度，更優(yōu)選的是從I到20mm。
[0026]在根據(jù)本發(fā)明的方法中可以使用不同類型的接觸區(qū)域(107)。接觸區(qū)域(107)在這里被定義成在后來的處理步驟中在其上經(jīng)受(一個或多個)銅或銅合金層的沉積的硅太陽能電池(102)表面的一部分。相應地，接觸區(qū)域(107)提供可鍍表面并且抑制硅太陽能電池與通過根據(jù)本