具有多层的导电箔及形成该导电箔的方法
【专利摘要】本发明的实施例大体上系关于用于光电模块的具有多层的导电箔及形成该些导电箔的方法。导电箔通常包括具有一或更多金属层的铝箔层，其中安置在该铝箔层上的接触电阻减少。耐蚀材料及介电材料通常安置于金属层的上表面上。导电箔可在建构光电模块之前形成于载体之上，随后该些导电箔可在该光电模块建构期间作为导电箔组合件应用于光电模块。形成导电箔的方法通常包括以下步骤：黏着铝箔至载体，自铝箔表面移除原生氧化物及溅射金属至铝箔上。介电材料及耐蚀材料可随后被涂覆于溅射金属的上表面。
【专利说明】具有多层的导电箔及形成该导电箔的方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施例大体上关于用于制造具有后触点电池的光电模块的导电箔及生产该些导电箔的方法。
【背景技术】
[0002]太阳能电池是将日光转换成电力的光电装置。每一太阳能电池产生特定量的电力，且每一太阳能电池通常平铺成互连太阳能电池的阵列，该些互连太阳能电池经尺寸调整以传递所要量的产生的电力。产生的电力藉由导电电路自太阳能电池传送至接线盒，该导电电路耦接至太阳能电池的后触点。导电电路通常是由铜形成，铜是相对昂贵的材料，且因此该导电电路代表了制造阵列的总成本的相当大一部分。阵列生产成本增加导致藉由阵列生产的每千瓦小时的成本增加。
[0003]因此，需要用于光电模块的较低成本的导电箔及生产该些导电箔的方法。
【发明内容】
[0004]本发明的实施例大体上关于用于光电模块的具有多层的导电箔及形成该些导电箔的方法。导电箔通常包括具有一或更多金属层的层铝箔，其中安置在该铝箔层上的接触电阻减少。耐蚀材料及介电材料通常安置于金属层的上表面上。导电箔可在建构光电模块之前形成于载体之上，随后该些导电箔可在光电模块建构期间作为导电箔组合件应用于光电模块。形成导电箔的方法通常包括以下步骤:黏着铝箔至载体，自铝箔表面移除原生氧化物及溅射金属至铝箔上。介电材料及耐蚀材料可随后被涂覆于溅射金属的上表面。
[0005]在一个实施例中，导电箔组合件包含:载体，该载体包含聚酯；黏着剂，该黏着剂安置于载体的一个表面上；及导电箔，该导电箔安置于黏着剂上。导电箔包含:铝箔，该铝箔与黏着剂接触；铜层，该铜层安置于铝箔之上；及耐蚀材料，该耐蚀材料安置于铜层上。
[0006]在另一实施例中，导电箔组合件包含:载体及安置于载体的一个表面上的黏着剂。导电箔系安置于黏着剂上。导电箔包含:铝箔，该铝箔与黏着剂接触；第一金属层，该第一金属层安置于铝箔之上；及耐蚀材料，该耐蚀材料安置于第一金属层上。
[0007]在另一实施例中，形成导电箔组合件的方法包含黏着铝箔至载体。铝箔及载体随后定位于溅射腔室内并被馈送滚轮及拉紧滚轮支撑。铝箔的表面曝露于离子气体以自该表面移除原生氧化物，且随后溅射金属至铝箔的表面。涂覆介电材料至溅射金属的表面上，该介电材料具有穿过该介电材料的开口，且随后涂覆耐蚀材料至由穿过介电材料的开口界定的区域中的溅射金属。
[0008]在另一实施例中，光电模块包含第一载体及导电箔组合件，该导电箔组合件黏着至第一载体的表面。导电箔组合件包含:第二载体及黏着至该二载体的铝箔。第一金属层安置于招箔之上，且耐蚀材料安置于第一金属层上。介电材料被安置于第一金属层之上，该介电材料具有穿过该介电材料的开口。光电模块还包括安置于介电材料之上的封装材料。封装材料具有穿过该封装材料的开口，该些开口相邻于穿过介电材料的开口定位。导电黏着剂安置于穿过该介电材料的开口内及穿过该封装材料的开口内。导电黏着剂与第一金属层电气接触。多个太阳能电池定位于封装材料上并与导电黏着剂接触。多个太阳能电池经由导电黏着剂电气耦接至第一金属层。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]因此，可以详细理解本发明的上述特征结构的方式，即上文简要概述的本发明的更特定描述可参照实施例进行，该些实施例中的一些实施例图标于附图中。然而，应注意，附图仅图示本发明的典型实施例，且因此不欲将该些附图视为本发明的范围的限制，因为本发明可允许其它同等有效的实施例。
[0010]图1是根据本发明的一个实施例的光电模块的局部截面的俯视图。
[0011]图2是沿图1的剖面线2-2的光电模块的剖面图。
[0012]图3A是根据本发明的一个实施例的导电箔组合件的俯视图。
[0013]图3B是沿图3A所示的剖面线3B-3B的导电箔组合件的剖视图。
[0014]图4是根据本发明的一个实施例图示用于形成光电模块的方法的流程图。
[0015]为了促进理解，在可能情况下已使用相同附图标记以指定为诸图所共享的相同组件。预期一个实施例的组件及特征结构可有利地并入其它实施例中而无需进一步叙述。
【具体实施方式】
[0016]本发明的实施例大体上关于用于光电模块的具有多层的导电箔及形成该些导电箔的方法。导电箔通常包括具有一或更多金属层的铝箔层，其中安置在该铝箔层上的接触电阻减少。耐蚀材料及介电材料通常安置于金属层的上表面上。导电箔可在建构光电模块之前形成于载体之上，随后该些导电箔可在光电模块建构期间作为导电箔组合件应用于光电模块。形成导电箔的方法通常包括以下步骤:黏着铝箔至载体，自铝箔表面移除原生氧化物及溅射金属至铝箔上。介电材料及耐蚀材料可随后被涂覆于溅射金属的上表面。
[0017]图1是根据本发明的一个实施例的光电模块100的局部截面的俯视图。光电模块100是自光电模块100的光接收侧查看，并且光电模块100被图示为按从上至下的方式移除光电模块100的各层以图不光电模块100的组件。光电模块100图不安置于载体102的顶表面上的互连太阳能电池Iio的阵列。光电模块100包括载体102、多个导电箔104、介电材料106、封装材料108及多个太阳能电池110。载体102包括黏着于底部铝薄片的聚合材料的顶部薄片，该聚合材料诸如聚酯、聚氟乙烯、聚乙烯对苯二酸盐、聚乙烯萘、MYLARu、KAPTONk.或TEDLARu。聚合材料通常具有自约100微米至约200微米的范围内的厚度，而铝层通常具有约9微米至约50微米的厚度。载体102的铝层定位于光电模块100的后表面以充当湿气及蒸气阻障。
[0018]多个导电箔104定位于载体102的前表面，并且多个导电箔104黏着至载体102的聚合材料。导电箔104是挠性导电金属带，该些导电金属带经尺寸调整以具有电气耦接至该些导电金属带的所要数目的太阳能电池110。导电箔104通常为具有预定形状、配置或形成于导电箔内的电路图案的图案化导电箔。图1中所示的导电箔104各自经尺寸调整以具有三个耦接至该导电箔104的太阳能电池110，诸如后触点太阳能电池。然而，预期每一导电箔104的尺寸可经调整以容纳多于三个太阳能电池110。导电箔104藉由间隙112彼此间隔开以在导电箔104之间提供电气隔离。导电箔104中的每一者包括多个沟槽114，该些沟槽114于导电箔104中形成，以实体且电气分离每一导电箔104的各部分。在一些设置中，如图1所图示，载体102可具有多个圆柱带105，该多个圆柱带安置及/或黏着于载体之上。圆柱带105通常包含多个导电箔104或导电区域，该些导电区域藉由沟槽114在一个方向(例如Y轴方向)上彼此分离并藉由间隙112在另一方向(例如X轴方向)上与其它圆柱带105分离。在一个配置中，在圆柱带105内分离导电箔104的沟槽114中的每一者是以交错图案形成，其中沟槽114或分离沟槽是非平直的、非直线的及/或具有波形图案，如图1及图3所示。因此，相邻定位的导电箔104中的每一者可具有指状区域104A，该些指状区域104A藉由沟槽114实体上及电气上与彼此分离。分离沟槽114可藉由移除固态导电箔材料部分而形成，举例而言，藉由利用自动冲压机、摩擦锯、激光划线装置或其它类似切割技术。在一个配置中，导电箔104中的每一者是以分离形成工艺形成，且随后以间隔开的关系定位于载体102上以便沟槽114将每一导电箔104电气分离。
[0019]太阳能电池110中的每一者定位于沟槽114中的一者上，且太阳能电池110中的每一者被置放成与导电箔104的指状区域104A电气接触。太阳能电池110的具有第一电极性的后触点(例如η型区域)经定位以在沟槽114的一侧上与导电箔104的指状区域104Α电气接触，而相同太阳能电池110的具有相反电极性的后触点(例如P型区域)经定位以在沟槽114的相对侧上与导电箔104的指状区域104Α电气接触。因此，当导电箔104被用于具有多个串联的太阳能电池的光电模块中时，导电箔104的指状区域104Α被用以连接在相邻太阳能电池中形成的具有相反掺杂剂类型的区域。在一个实例中，每一含有导电箔104的圆柱带105被用以串联互连太阳能电池110的阵列，诸如安置于光电模块100中的圆柱带105上的四个太阳能电池列中的一列中的四个太阳能电池110。安置于光电模块100中的太阳能电池110可由基板形成，该些基板含有以下材料:诸如单晶硅、多结晶硅、多晶硅、锗(Ge)、砷化镓(GaAs)、碲化镉(CdTe)、硫化镉(CsS)、铜铟镓硒(CIGS)、铜铟硒(CuInSe2)、磷化铟镓(GaInP2)，及异质接面电池，诸如GaInP/GaAs/Ge、ZnSe/GaAs/Ge或用以将日光转换成电力的其它类似基板材料。由太阳能电池110中的每一者产生的电流经过太阳能电池110及导电箔104流至母线116A及母线116B，该导电箔104经由串联连接耦接至太阳能电池110。随后电流经由母线116A、116B自光电模块100提取，该些母线116A、116B经由开口117连接至接线盒(未图示)，该开口 117穿过载体102安置。应注意，定位于光电模块100的边缘附近的导电箔104具有比定位于光电模块100内部的导电箔104长的长度。定位于边缘附近的导电箔104具有更长的长度以便接触母线116A，该些母线116A比母线116B更远离于导电箔104定位(母线116B与定位于光电模块100的内部附近的导电箔104接触)。在一些配置中，如图1所示，导电箔104的圆柱带105中至少两者横跨载体102表面(例如X-Y平面)在一个或更多方向上具有不均匀长度。在一个实例中，如图1所示，Y轴方向上的最外面的圆柱带105长于中间两个圆柱带105。如上所述，圆柱带105的这种配置将允许电气耦接至最外面的圆柱带105的母线116A载运电流至接线盒开口 117而不接触其它圆柱带105 (例如中间的圆柱带105)，并允许电气耦接至内部圆柱带105的母线116B载运电流至接线盒开口 117而不接触母线116A。
[0020]诸如丙烯酸酯或甲基丙烯酸脂的介电材料106安置于每一导电箔104的上表面上。介电材料106并不安置于如图1所示的间隙112、沟槽114中或载体102的上表面上。然而，在一些实施例中，预期介电材料106可安置于间隙112或沟槽114中。介电材料106在所要位置于导电箔104与定位于导电箔104上的太阳能电池110之间提供电气隔离。介电材料106包括穿过介电材料106形成的多个开口 118以允许导电黏着剂120安置于该多个开口 118中。导电黏着剂120可为含金属的膏状物，且导电黏着剂120经定位以在太阳能电池110的后触点与导电箔104之间形成电气连接。耐蚀材料(未图示)被安置于在导电箔104的上表面上的导电黏着剂120的下方。耐蚀材料可为诸如有机三唑的有机可焊性防腐(OSP)材料，该耐蚀材料防止导电箔104的上表面的锈蚀、腐蚀或氧化以允许稳定结合形成至该上表面。
[0021]诸如乙烯醋酸乙烯酯(EVA)的封装材料108安置于介电材料106上。封装材料108用以占据光电模块100之内的空间以防止形成湿气可能聚集的间隙；发生湿气聚集将非所要地降低光电模块100的可靠性。封装材料108包括穿过封装材料108形成的开口。穿过封装材料108形成的开口 122与穿过介电材料106形成的开口 118对准。开口 118及开口 122的对准允许导电黏着剂120与太阳能电池110接触，该些太阳能电池110定位于封装材料108的上表面上。
[0022]虽然图1的光电模块100包括四个导电箔104，预期任何数目的导电箔可应用于载体102的表面。预期导电箔104的数目或耦接至每一导电箔104的太阳能电池110的数目可以根据光电模块100中要包含的太阳能电池110的所需数目而调整。在一个实例中，具有1.7米长度及I米宽度的光电模块包括六个导电箔，每一导电箔具有约16厘米的宽度及约1.6米的长度。
[0023]图2是沿图1的剖面线2-2的光电模块100的剖面图。图2图示定位于封装材料108上并藉由导电黏着剂120电气连接至导电箔104的太阳能电池110。导电箔104定位于载体102上并且导电箔104藉由载体102支撑。载体102包括藉由诸如压敏黏着剂的黏着剂234黏着至聚合材料232的铝层230。导电箔104藉由黏着剂254黏着至载体252。可由聚合材料形成的载体252在将导电箔104整合至光电模块中之前支撑导电箔104。载体252藉由诸如压敏黏着剂的黏着剂236黏着至载体102的上表面。
[0024]导电箔104包括由至少两种不同金属形成的多个导电层。导电箔104包括铝箔层238及诸如铜的金属层240，该金属层240安置于铝箔238的上表面上。铝箔238由1145铝(铝业协会指定)形成，并且铝箔238具有自约25微米至约100微米的范围内的厚度，例如，约75微米的厚度。金属层240通常具有小于铝箔238厚度的厚度。举例而言，当金属层240是铜时，金属层240可具有自约500埃至约2500埃的范围内的厚度，诸如约1000埃的厚度。金属层240安置于铝箔238上以降低安置于导电箔104上表面上的导电材料的接触电阻。应相信，铝箔238负责载运光电模块内大部分电流。归因于铝相较于铜的降低的导电性，导电箔104的厚度通常大于完全由铜形成的导电箔的厚度(例如，约50微米)。相较于钝铜导电箔的导电箔104的增加的厚度补偿铝的降低的导电性。
[0025]包括由不同金属形成的多个层(例如铝箔238及金属层240)的导电箔104可用比完全由铜形成的导电箔更低的成本生产。铜相较于铝相对较昂贵，因此，藉由由铝形成大部分导电箔104，可降低导电箔104的成本。由于使用铝箔238的导电箔104的材料成本的降低使光电模块100 (如图1所示)的制造成本得以降低。因此藉由光电模块100生产的能量的每千瓦小时成本亦得以降低。[0026]金属层240定位于铝箔238的上表面以降低与导电黏着剂120或耐蚀材料242的接触电阻(当利用银离子浸入时，如下文所论述)。金属层240藉由覆盖铝箔238的上表面来降低导电箔104与耐蚀材料242或导电黏着剂120之间的接触电阻。藉由覆盖铝箔238的上表面，金属层240防止铝箔238的氧化。在光电制造期间由于大气暴露可形成氧化铝，该氧化铝具有比铝更大的电阻。因此，若耐蚀材料242或导电黏着剂120安置成与氧化铝接触，则该光电模块将在氧化铝界面处经受增加的接触电阻，因此降低器件效能。然而应用金属层240防止了铝箔238的上表面的氧化，从而产生使用铝作为导体的能力。
[0027]此外，金属层240不仅降低光电模块内的接触电阻，且金属层240亦改良太阳能电池110与导电箔104的黏着性。诸如导电黏着剂120的金属膏状物不充分地黏着至铝，诸如铝箔238。导电黏着剂的较差黏着性降低光电模块的可靠性。然而，藉由将金属层240应用于铝箔238的上表面，可在该导电箔及导电黏着剂120之间形成可靠结合。因此，即使当使用成本较低材料用于诸如铝箔的导电箔104时，亦可维持光电模块的可靠性。
[0028]为了避免金属层240的氧化、锈蚀或腐蚀，诸如有机三唑(例如，苯三唑)的耐蚀材料242被涂覆于导电箔104的金属层240的上表面。耐蚀材料242是以穿过介电材料106的开口界定的图案涂覆，并且耐蚀材料242涂覆至金属层240的任何其它曝露部分上。通常不必将耐蚀材料242涂覆至金属层240的整个表面，因为藉由导电黏着剂120至导电箔104的电气连接仅将在穿过介电材料106的开口界定的区域内制造。然而，在一些实施例中，预期耐蚀材料242可能安置于导电箔104的整个表面上。
[0029]应注意，耐蚀材料242可能会或可能不会在导电箔104的上表面上形成实际的实体层，例如，当利用液体耐蚀材料时。然而，为了解释的目的，本文的实施例将描述为导电箔104接触的导电黏着剂120 (除了在使用银作为耐蚀材料的实施例中之外)；然而应理解在导电黏着剂120与导电箔104之间可能存在几埃厚的耐蚀材料242。在图2中所示的耐蚀材料层242仅意谓表示耐蚀材料的涂覆，并不意欲表示在所有情况下的实体层的存在。
[0030]除有机三唑的外，预期使用其它耐蚀材料。举例而言，耐蚀材料242可为购自Enthone, Inc的ENTEKk⑶56。在替代性实施例中，耐蚀材料242可为诸如银层、锡层或镍层的金属层，该金属层具有约0.1微米至约1.5微米的厚度。在金属层被用作耐蚀材料242的实施例中，耐蚀材料242将成为导电黏着剂120与导电箔104之间的实体层。在一个实施例中，耐蚀成品(ACF)材料可选自称为有机可焊性保存剂(OSP)材料或浸银表面处理材料的所需接触加强材料分类之一。在另一实例中，ACF材料包含浸银材料，该浸银材料包含银(Ag)且在导电箔104的表面上具有在约0.1ym与约1.5 μ m之间的厚度，诸如0.4μπι的厚度。在另一实例中，耐蚀材料242包含含银层，该含银层由电化学沉积工艺、无电镀沉积工艺、物理气相沉积(PVD)工艺、化学气相沉积(CVD)工艺或其它类似沉积技术形成。
[0031]图3Α是根据本发明的一个实施例的导电箔组合件350的俯视图。导电箔组合件350是可在与光电模块组装站不同的位置处预先组装的组合件，并且导电箔组合件350可在光电模块组装处理期间应用于该光电模块。导电箔组合件350包括具有沟槽114的导电箔104，导电箔104耦接至载体252。载体252由诸如PET的聚合材料形成，并且载体252具有在自约10微米至约125微米的范围内的厚度。载体252类似于导电箔104而成形，并且载体252具有大于导电箔104的宽度。例如，导电箔104可具有约16厘米的宽度，而载体可具有约18厘米的宽度。载体252藉由黏着剂254 (如图3Β所示)黏着至导电箔104，该黏着剂254诸如购自Spencer，MA的Flexcon的例如FLEXMARf PM500 (透明)的压
敏黏着剂。希望黏着剂254在定位于载体252与导电箔104之间时经历低逸气。图3A中所示的载体252经尺寸调整以容纳三个太阳能电池于该载体252上。
[0032]图3B是沿图3A中所示的剖面线3B-3B的导电箔组合件350的剖视图。导电箔组合件350包括安置于导电箔104的上表面上的介电材料106。介电材料106具有穿过该介电材料106形成的开口 118。开口 118界定一图案，耐蚀材料242以该图案涂覆至导电箔104的上表面。耐蚀材料242防止在位于铝箔238上的金属层240上形成氧化层。因此，在预先组装结构内导电箔组合件350包括光电模块的许多子组件。光电模块组装时间藉由利用包含于导电箔组合件350内的预先组装子组件而减少，因为导电箔组合件350可在单一工艺步骤内定位于光电模块中。
[0033]图4是根据本发明的一个实施例图示用于形成光电模块的方法的流程图460。流程图460被分成步骤462及步骤464。在步骤462中，形成一个或更多个导电箔组合件。在步骤464中，使用在步骤462中形成的一个或更多个导电箔组合件组装光电模块。
[0034]步骤462通常发生于滚动条式工艺并且步骤462被分成多个子步骤。步骤462的子步骤是以连续滚动条式工艺来执行的。步骤462开始于子步骤466，其中第一载体材料的卷筒定位于馈送滚轮及拉紧卷筒之上。第一载体材料的卷筒可具有约100米的长度。在子步骤468中，诸如压敏黏着剂的黏着剂以预定图案滚筒印刷于第一载体材料的上表面上。预定图案对应于随后黏着至第一载体材料的上表面的铝箔的形状。在子步骤470中，将一片铝箔黏着至第一载体材料。储存于馈送滚轮上的铝箔经展开且安置于位于第一载体材料上的黏着剂上。第一载体材料及该第一载体材料上的铝箔经过一组滚轮，该组滚轮经调适成施加足够压力于第一载体材料及铝箔以活化定位于该第一载体材料与该铝箔之间的压敏黏着剂。压敏黏着剂的活化将铝箔结合至第一载体材料的上表面。
[0035]在子步骤472中，在将铝箔黏着至第一载体材料之后，铝箔及第一载体材料被定位于处理腔室内并曝露于诸如氩气等离子体的由惰性气体形成的等离子体中。如在腹板涂布设备中已知，处理腔室可在该处理腔室的侧面具有开口以容纳穿过该处理腔室的铝箔及载体材料的卷筒。等离子体藉由空心阳极或线性离子源而产生。当利用空心阳极时，定位在空心阳极及铝箔之下的滚轮用直流电负向偏压。当使用线性离子源时，利用约IOOOeV的离子束能。等离子体接触铝箔的上表面以蚀刻铝箔的上表面且自该上表面移除原生氧化物。一般而言，铝箔在蚀刻处理期间不经偏压。因此，不过度蚀刻铝箔而非所要地移除金属铝箔。确切而言，等离子体蚀刻通常仅自铝箔的表面移除原生氧化物。归因于原生氧化物的降低的导电性及随后安置于铝箔的上表面上的导电层的相应增加的接触电阻，铝箔的表面上的原生氧化物是非所要的。因此，为改良最终光电模块的效能，需要自铝箔移除原生氧化物。
[0036]在子步骤474中，在蚀刻铝箔的表面且未将铝箔曝露至含氧环境中(以防止另一原生氧化层的形成)之后，诸如铜层的金属层被涂覆至铝箔的上表面。金属层在溅射腔室中沉积于铝箔上，该溅射腔室经调适以容纳第一载体材料及铝箔的卷筒，该第一载体材料及铝箔的卷筒穿过并且定位于溅射腔室的处理区域内部。金属层密封铝箔的表面，并且金属层防止在铝箔上形成原生氧化物表面。此外，金属层提供用于增加随后涂覆于金属层上的导电黏着剂的结合强度的表面，因为导电黏着剂通常不充分黏合至铝箔(导致最终器件的可靠性问题)。金属层藉由使用诸如氩气的非反应溅射气体将材料自金属靶材溅射至铝箔表面来涂覆至铝箔。溅射至铝箔表面上的金属的厚度通常根据被溅射的金属而变化。例如，当溅射铜至铝箔表面上时，铜可被溅射至自约500埃至约2500埃的范围内的厚度。
[0037]在溅射处理期间，铝箔及第一载体材料定位于处理腔室内部。空心阳极或线性离子源用以将金属自靶材溅射至铝箔的上表面上。使用空心阳极或线性离子源而非射频(radio frequency;RF)源以便RF电流不会非所要地沿着铝箔耦接至滚动条式处理系统的其它位置。因为步骤462中形成的导电箔组合件是使用连续滚动条式工艺生产，所以在处理期间，铝箔及第一载体材料穿过溅射腔室上游及下游的多个处理站。沿着铝箔将RF电流耦接至上游或下游处理位置可由于提供RF电流至非所要位置而导致危险处理条件。因此，需要在溅射腔室内提供足够的RF电流返回路径以避免将RF电流耦接至滚动条式处理系统中的非所要位置。
[0038]在铝箔的上表面形成金属层之后，在子步骤476中，介电材料印刷于安置于铝箔上的金属层的上表面上。介电材料藉由网版印刷或滚筒涂布以具有穿过该介电材料的开口的图案而涂覆于铝箔的大体整个表面。若介电材料要求固化，则介电材料在涂覆于金属层的上表面之后被固化。适当的固化工艺通常取决于介电材料的成分，并且适当的固化工艺可包括远紫外光固化或热固化连同其它固化工艺。在将介电材料安置于金属层上之后，载体向下游移动，介电材料相邻于网版印刷装置定位，该网版印刷装置经调适成涂覆耐蚀材料。在子步骤478中，耐蚀材料被涂覆于包括由穿过介电材料的开口界定的图案的金属层的暴露部分。耐蚀材料是液体材料，该液体材料防止金属层的暴露部分的侵蚀、锈蚀或氧化。在滚动条式工艺期间，耐蚀材料藉由将铝箔及该铝箔上的层安置于耐蚀材料浴中而涂覆。一系列滚轮经定位以引导铝箔及该铝箔上的层穿过该材料浴。
[0039]在子步骤480中，在涂覆耐蚀材料之后，具有铝箔、金属层、金属层上的介电材料及耐蚀材料的第一载体材料被相邻于冲压机中的模座定位。冲压机藉由致动器制动，且模座形成穿过介电层、金属层及铝箔的多个沟槽。较佳地，冲压机经调整以便模座不切断第一载体材料。因为第一载体材料未被模座切断，所以导电箔的分离区段(藉由由模座形成的沟槽分离)在一片均匀第一载体材料上保持支撑，而并非被切断成为各别区段。
[0040]在子步骤482中，第一载体材料的卷筒及该卷筒上的沟槽化导电箔利用刀片切断成为具有预定长度的区段，从而形成多个导电箔组合件。导电箔组合件的长度可基于需要定位在导电箔组合件上的太阳能电池的数目而选择。例如，导电箔组合件的长度可经选择在导电箔组合件上容纳约十个太阳能电池。随后导电箔组合件由机器人抓取并堆栈于储存单元内，诸如用于形成光电模块的仓匣。
[0041]在子步骤482中将卷筒分段的一益处为该些区段可被切断成为多个长度。当形成不同尺寸的光电模块时或当形成包括具有不同长度的多个导电箔的光电模块时，卷筒的分段尤其有利。例如，光电模块可包括不同长度的导电箔，以促进与定位于该光电模块上的汇流带的连接。在一个实例中，光电模块在光电模块的外边缘上具有导电箔，该些导电箔相较于位于外部导电箔内部的导电箔离各别相应的汇流带间隔更远。在此实例中，可能希望接近光电模块的外边缘的导电箔的长度大于内部导电箔的长度，以促进与相邻于导电箔定位的汇流带接触。
[0042]步骤464被分成多个子步骤，用于利用在步骤462中形成的导电箔组合件形成光电模块。在步骤464的子步骤484中，第二载体材料定位于支撑件上，该第二载体材料经尺寸调整以容纳预定数目的太阳能电池。支撑件包括多个开口，该多个开口在该支撑件的表面中形成，可经由该多个开口施加真空吸力以帮助保持第二载体材料在所要位置。在子步骤486中，一个或更多个导电箔组合件被定位于第二载体材料上。导电箔组合件利用机器人以预定的图案被定位于第二载体材料上。机器人自导电箔组合件的仓匣抓取导电箔组合件，同时黏着剂例如藉由滚轮涂覆或网版印刷被涂覆至第二载体材料的上表面上。然后，机器人将导电箔组合件的第二载体材料安置于网版印刷黏着剂上。若多个导电箔将被涂覆于第二载体材料的上表面上，则随后重复子步骤486。
[0043]在置放导电箔于第二载体材料上之后，在子步骤488中，母线在第二载体材料之上定位成与导电箔中的每一者电气接触。母线利用机器人置放于第二载体材料上，且随后导电黏着剂被涂覆于导电箔中的每一者以形成电气连接。此外，一开口相邻于母线穿过第二载体材料形成，以便母线可穿过第二载体材料安置以允许自光电模块的前表面至后表面的电气连接。在子步骤490中，置放母线之后，利用机器人将一片封装材料定位于介电材料之上，介电材料安置于导电箔上。该片封装材料包括穿过该片封装材料中的开口，该些开口与穿过介电材料的开口对准。
[0044]在子步骤492中，导电黏着剂被网版印刷在介电材料及封装材料的开口中的导电箔上。导电黏着剂在导电箔与随后定位在该些导电箔上的太阳能电池的后触点之间形成电气连接。在子步骤494中，多个太阳能电池定位于该片封装材料之上且与导电黏着剂电气接触。太阳能电池利用具有真空夹持器的机器人定位于封装材料之上。机器人自太阳能电池堆栈中抓取太阳能电池，并且该机器人将太阳能电池置放于光电模块上的预定位置。重复该处理直至所要数目的太阳能电池已定位于光电模块上。
[0045]在子步骤496中，第二层封装材料定位于光电模块中的太阳能电池上。第二层是一片封装材料，且该第二层利用机器人定位。第二层封装材料可能由与第一层封装材料类似的材料形成，并且该第二层封装材料大体上覆盖整个光电模块。第二层封装材料防止在光电模块内形成非所要的气穴，并且提供在太阳能电池与随后置放在该些太阳能电池之上的玻璃片之间的分离及热膨胀系数适应性。在子步骤498中，透明玻璃片藉由机器人定位于第二层封装材料之上。随后，当压力被施加于玻璃片的上表面以分层光电模块时，光电模块经受例如约155°C的加热。
[0046]流程图460图不形成光电模块的一个实施例；然而，预期形成光电模块的其它实施例。在另一实施例中，步骤462及步骤464的子步骤并不发生于连续滚动条式工艺中。确切而言，子步骤466至子步骤470发生于第一工艺位置；子步骤472至子步骤474发生于第二工艺位置；子步骤476至子步骤482发生于第三工艺位置；子步骤484至子步骤486发生于第四工艺位置，且子步骤488至子步骤498发生于第五工艺位置。在此实施例中，在每一工艺位置中，载体滚轮(及在载体滚轮上的层)定位于新的馈送滚轮/拉紧滚轮或支撑件上。此外，在此实施例中，在子步骤486之后，穿过载体以容纳母线的开口可形成于第四工艺位置处。在另一实施例中，预期步骤462及步骤464可以平面工艺来执行，例如在不利用馈送滚轮及拉紧滚轮的情况下执行。
[0047]在另一实施例中，子步骤468包括网版印刷或喷涂黏着剂至载体的上表面。在另一实施例中，预期子步骤466至子步骤482中的每一子步骤发生于真空罩内而不在各子步骤之间破坏真空。在另一实施例中，等离子体用以在子步骤472中自铝箔表面移除原生氧化物，该等离子体可由氩气之外的气体形成，该些气体包括氖气及氙气。用以形成等离子体的气体不必为惰性气体，确切而言，可使用任何相对于铝箔为化学上惰性的气体。此外,预期该等离子体亦可包括氢。在又一实施例中，子步骤474中涂覆的金属层或者可藉由化学气相淀积、原子层沉积、无电镀沉积、电化学电镀或分子束磊晶涂覆。此外，在子步骤474中沉积的金属层可能是一或更多黄金层、锡层、银层、钼层、钛层、镍层、钒层、铬层、铝层或铜层。举例而言，分离的镍层或镍钒合金层可在用于互连时安置于铝箔与铜层之间以增加铜与铝箔的黏着性，或增强铜与铝箔的可焊性。黏着层通常具有自约10奈米至约100奈米的范围内的厚度。
[0048]在另一实施例中，子步骤476中涂覆的介电材料可藉由橡皮压印或滚筒涂布被安置于金属层的上表面上。在又一实施例中，预期在子步骤478期间涂覆的耐蚀材料亦可藉由滚筒涂布而非浴中的浸溃涂布涂覆。或者，预期耐蚀材料可为诸如银的金属，银可藉由浸银或音波熔接涂覆。在另一实施例中，预期在子步骤488中导电箔可被焊接至母线，尤其当镍用于铝箔与安置在铝箔上的金属层之间的介层。在又一实施例中，预期在子步骤490及子步骤496中定位于光电模块内的封装材料可网版印刷或滚筒涂布于介电材料上。此外，预期在被定位于光电模块内时，于子步骤490中定位的该片封装材料可缺少穿过封装材料的开口。在此实施例中，当封装材料安置于介电材料之上时，激光随后可用以形成穿过该片封装材料的开口。
[0049]在另一实施例中，预期利用RF功率产生的等离子体可用于子步骤472及子步骤474中。在此实施例中，子步骤480在子步骤474之前发生，或者铝箔在子步骤474之前被分成所要长度的铝箔片。在此实施例中，将RF电流耦接至滚动条式处理系统中的非所要位置(例如，溅射腔室的上游或下游)的可能性得以降低，因为铝箔是不连续膜(由于形成于铝箔中的沟槽或铝箔分离成个体铝箔件)。然而，预期当子步骤480在子步骤474之前发生时，溅射可桥接沟槽或在沟槽上沉积，从而连接铝箔的分离部分。若沟槽藉由溅射金属被桥接，则预期可在子步骤474之后第二次执行子步骤480。在另一实施例中，预期子步骤480在子步骤474之后但在子步骤476之前发生。在此实施例中，介电材料可安置于由冲压机形成的沟槽内部。
[0050]在另一实施例中，子步骤472可藉由自铝表面化学蚀刻移除原生氧化铝且如例如在锌酸盐工艺内沉积锌金属保护层而完成。藉由将金属层电镀于铝基板上，此涂布之后紧接着子步骤474。电镀金属在界面处于不存在氧化物的情况下形成良好冶金键。电镀金属可为0.25微米至2.5微米厚度的铜，较佳是I微米厚度的铜，该电镀金属利用例如含氰化物浴的铜电镀工艺。或者，诸如镍(Ni)或锡(Sn)的其它金属可在铜沉积之前被涂覆。氧化物移除及电镀工艺可以垂直或水平方式进行。该工艺较佳地以连续滚动条式方式进行，但或者可在各片材料上执行。
[0051]虽然本文的实施例通常描述利用1145铝箔形成光电模块，但是亦预期利用铝的其它组合物。例如，具有铜或其它金属的合金可用以在当前操作流程期间最小化结构内的电子迁移。此外，预期可利用除了压敏黏着剂之外的黏着剂。举例而言，预期可利用温度硬化黏着剂或压力下的温度固化黏着剂或紫外线硬化黏着剂。此外，虽然本文的实施例通常描述用于光电模块的导电箔，预期本文所述的导电箔还可用于除光电之外的其它应用。举例而言，预期本文所述的导电箔可用于挠性电路应用或电池应用及其它电子应用中。
[0052]本发明的益处包括减少了光电模块的制造成本。由于利用铜的较便宜替代物铝箔，用于光电模块的导电箔具有更加低的制造成本。由于涂覆于铝箔的上表面的铜涂层，导电箔具有对导电黏着剂的降低的接触电阻及增加的结合亲合力。导电箔亦减少光电模块组装时间，因为导电箔可在光电模块建构之前于导电箔组合件上形成。导电箔组合件可以储存于仓匣内，并在单个工艺步骤内整合至光电模块。
[0053]尽管上文针对本发明的实施例，但可在不脱离本发明的基本范围的情况下设计本发明的其它及进一步实施例，且本发明的范围藉由以下权利要求来决定。
【权利要求】
1.一种用于互连光电器件的基板，包含: 第一载体，所述第一载体包含第一聚合材料； 第二载体，所述第二载体包含第二聚合材料； 第一黏着剂，所述第一黏着剂安置于所述第一载体与所述第二载体之间； 第二黏着剂，所述第二黏着剂安置于所述第二载体的一个表面上；以及 导电箔，所述导电箔安置于所述第二黏着剂上，所述导电箔包含: 铝箔，所述铝箔与所述黏着剂接触；以及 第一金属层，所述第一金属层安置于所述招箔之上。
2.如权利要求1所述的基板，其特征在于，所述导电箔进一步包含多个圆柱带，所述多个圆柱带藉由间隙彼此电气隔离，且每一圆柱带包含藉由沟槽分离的多个导电区域。
3.如权利要求2所述的基板，其特征在于，所述多个圆柱带各自具有长度，且所述多个圆柱带中的至少两者的长度的大小是不同的。
4.如权利要求2所述的基板，其特征在于，进一步包含多个母线，其特征在于，所述多个母线中的至少一者电气耦接至所述多个圆柱带中的至少一者。
5.如权利要求1所述的基板，其特征在于，所述导电箔包含多个导电区域，所述多个导电区域各自藉由非平直沟槽与相邻的导电区域电气分离。
6.如权利要求1所述的基板，其特征在于，所述导电箔进一步包含耐蚀材料，所述耐蚀材料安置于所述第一金属层上。
7.如权利要求6所述的基板，其特征在于，所述耐蚀材料包含有机三唑。
8.如权利要求6所述的基板，其特征在于，所述第一金属层包含铜，且所述耐蚀材料包含第二金属层，所述第二金属层包含锡(Sn)、银(Ag)及镍(Ni)。
9.如权利要求6所述的基板，其特征在于，进一步包含介电材料，所述介电材料具有穿过所述介电材料的开口，所述介电材料安置于所述第一金属层上，其中所述耐蚀材料安置于所述第一金属层上，且在第一金属层上由穿过所述介电材料的所述开口所界定的区域内。
10.如权利要求1所述的基板，其特征在于，所述第二聚合材料包含聚酯。
11.如权利要求1所述的基板，其特征在于，所述导电箔进一步包含第二金属层，所述第二金属层安置在所述第一金属层与所述铝箔之间，其中所述第二金属层包含镍、钒、钛、铬或以上各者的组合。
12.如权利要求1所述的基板，其特征在于，所述第一金属层包含锡、银、金、钼、钛、铜、镍、钥;、铬或以上各者的组合。
13.如权利要求1所述的基板，其特征在于，所述第一载体层包含材料，所述材料选自由以下各者组成的群组:聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氟乙烯(PVF)、聚酯、聚乙烯萘、MYLAR、KAPTON、TEDLAR 及聚乙烯。
14.如权利要求1所述的基板，其特征在于，进一步包含封装材料层，所述封装材料层安置于导电箔之上，所述导电箔包含乙烯醋酸乙烯酯(EVA)。
15.一种用于互连光电器件的基板，包含: 第一载体，所述第一载体包含第一聚合材料； 第二载体，所述第二载体包含第二聚合材料；第一黏着剂，所述第一黏着剂安置于所述第一载体与所述第二载体之间； 第二黏着剂，所述第二黏着剂安置于所述第二载体的一个表面上；以及导电箔，所述导电箔安置于所述第二黏着剂上并形成电路的部分，所述电路用以互连两个或两个以上后触点太阳能电池，所述导电箔包含: 铝箔，所述铝箔与所述黏着剂接触；以及 第一金属层，所述第一金属层安置于所述招箔之上。
16.如权利要求15所述的基板，其特征在于，所述导电箔进一步包含多个圆柱带，所述多个圆柱带藉由间隙彼此电气隔离，其中所述多个圆柱带各自具有长度，且所述多个圆柱带中的至少两者的长度的大小是不同的。
17.如权利要求15所述的基板，其特征在于，所述导电箔进一步包含多个导电区域，所述多个导电区域各自藉由非平直沟槽与相邻的导电区域电气分离。
18.如权利要求17所述的基板，其特征在于，进一步包含多个母线，其中所述多个母线中的至少一者电气耦接至所述多个导电区域的至少一者。
19.如权利要求15所述的基板，其特征在于，所述导电箔进一步包含耐蚀材料，所述耐蚀材料安置于所述第一金属层上。
20.如权利要求19所述的基板，其特征在于，所述第一金属层包含铜，且所述耐蚀材料包含第二金属层，所述第二金属层包含锡(Sn)、银(Ag)或镍(Ni)。
21.如权利要求15所述的基板，其特征在于，所述第一金属层包含锡、银、金、钼、钛、铜、镍、钥;、铬或以上各者的组合。
22.一种用于互连光电器件的基板，包含: 第一载体，所述第一载体包含第一聚合材料； 第二载体，所述第二载体包含第二聚合材料； 第一黏着剂，所述第一黏着剂安置于所述第一载体与所述第二载体之间； 第二黏着剂，所述第二黏着剂安置于所述第二载体的一个表面上；以及导电箔，所述导电箔安置于所述第二黏着剂上并形成电路的部分，所述电路用以互连两个或两个以上后触点太阳能电池，所述导电箔包含: 铝箔，所述铝箔与所述黏着剂接触，其特征在于，所述铝箔包含多个导电区域，所述多个导电区域各自藉由非平直沟槽与相邻的导电区域电气分离；以及铜层，所述铜层安置于所述多个导电区域的至少一部分之上。
23.如权利要求22所述的基板，其特征在于，所述导电箔进一步包含多个圆柱带，所述多个圆柱带藉由间隙彼此电气隔离，其中所述多个圆柱带各自具有长度，且所述多个圆柱带中的至少两者的长度的大小是不同的。
24.如权利要求22所述的基板，其特征在于，所述导电箔进一步包含耐蚀材料，所述耐蚀材料安置于所述铜层上，且其中所述耐蚀材料进一步包含金属层，所述金属层包含锡(Sn)、银(Ag)或镍(Ni) ο
25.如权利要求22所述的基板，其特征在于，所述第一载体层包含材料，所述材料选自由以下各者组成的群组:聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氟乙烯(PVF)、聚酯、聚乙烯萘、MYLAR、KAPTON、TEDLAR 及聚乙烯。
26.一种形成导电箔组合件的方法，包含以下步骤:黏着铝箔至载体； 定位所述铝箔及所述载体于腔室中，所述铝箔及所述载体由馈送滚轮及拉紧滚轮支撑； 曝露所述铝箔的表面至离子气体以自所述表面移除原生氧化物； 形成金属层于所述铝箔的所述表面之上； 涂覆介电材料至所形成金属的表面，所述介电材料具有穿过所述介电材料的开口 ；及 在由穿过所述介电材料的所述开口所界定的区域内涂覆耐蚀材料至经形成的所述金属层。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，进一步包含以下步骤:在所述铝箔及经形成的所述金属层中形成多个沟槽。
28.如权利要求26所述的方法，其特征在于，经形成的所述金属层包含铜。
29.如权利要求26所述的方法，其特征在于，形成所述金属层的步骤包含以下步骤:溅射金属，所述金属选自由以下各者组成的群组:金、锡、铜、银及钛。
【文档编号】H05K3/20GK103493608SQ201280019449
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2012年3月14日 优先权日:2011年3月18日
【发明者】J·特勒, W·博滕伯格, B·J·墨菲, D·H·米金 申请人:应用材料公司