太阳能电池模块及其制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明的实施方式涉及太阳能电池模块及其制造方法。
【背景技术】
[0002]太阳能电池通常包括由不同导电类型(例如，P型和η型)的半导体形成的基板和发射极区域，以及分别连接至基板和发射极区域的电极。ρ-η结形成在基板与发射极区域之间的界面处。
[0003]具体地，已经持续研宄和开发了其中电极不形成在硅基板的光接收表面上并且η型电极和P型电极仅形成在硅基板的另一表面上的太阳能电池，以便增加太阳能电池的效率。此外，已经持续研宄和开发了用于电连接各自具有以上所述的构造的多个太阳能电池的模块技术。
[0004]模块技术的示例通常包括用于使用金属互连器(interconnector)来电连接多个太阳能电池的方法以及用于使用上面预先形成有线的布线基板来电连接多个太阳能电池的方法。
【发明内容】
[0005]在一个方面中，提供了一种用于制造太阳能电池模块的方法，该方法包括:形成彼此平行设置在半导体基板的背面上的多个第一电极和多个第二电极的电池形成操作，在半导体基板的所述背面处针对多个太阳能电池中的每一个形成有Ρ-η结；以及搭接操作，该搭接操作包括执行热处理以使用导电粘合剂将第一导电线连接至包括在所述多个太阳能电池中的每一个中的所述多个第一电极并且使用所述导电粘合剂将第二导电线连接至包括在所述多个太阳能电池中的每一个中的所述多个第二电极的连接操作以及执行热处理并且将包括在一个太阳能电池中的所述第一导电线和包括在与所述一个太阳能电池相邻的其它太阳能电池中的所述第二导电线连接至互连器以形成串的可选的串形成操作中的至少一个，在所述串中所述多个太阳能电池在第一方向上串联连接，其中，包括所述连接操作和所述串形成操作中的至少一个的所述搭接操作包括各自具有不同的最高温度的至少两个热处理。
[0006]多个第一连接点可以被设置在所述多个第一电极和所述第一导电线彼此交叉或交叠的一部分中，并且多个第二连接点可以被设置在所述多个第二电极和所述第二导电线彼此交叉或交叠的一部分中。所述连接操作可以包括所述多个第一连接点和所述多个第二连接点在第一最高温度的热处理以及所述多个第一连接点和所述多个第二连接点在与所述第一最高温度不同的第二最高温度的热处理。
[0007]所述连接操作可以包括用于在所述第一最高温度对所述多个第一连接点的至少一部分和所述多个第二连接点的至少一部分热处理的临时附接处理，以及用于在高于所述第一最高温度的所述第二最高温度热处理包括所述多个第一连接点和所述多个第二连接点的所述至少一部分的所述第一连接点和所述第二连接点中的全部的主附接处理。
[0008]所述临时附接处理的所述第一最高温度可以是70°C至150°C，并且所述主附接处理的所述第二最高温度可以是在高于所述第一最高温度的温度范围内的140°C至400°C。
[0009]所述连接操作可以包括用于在所述第一最高温度对所述多个第一连接点的一部分和所述多个第二连接点的一部分热处理的高熔点热处理，以及用于在低于所述第一最高温度的所述第二最高温度对所述多个第一连接点和所述多个第二连接点当中的剩余的第一连接点和第二连接点热处理的低熔点热处理。
[0010]所述高熔点热处理的所述第一最高温度可以是150°C至400°C，并且所述低熔点热处理的所述第二最高温度可以是在低于所述第一最高温度的温度范围内的140°C至180。。。
[0011 ] 所述第一导电线和所述第二导电线可以被预先构图在绝缘构件上。在所述连接操作中，具有所述第一导电线和所述第二导电线的各个绝缘构件以及上面形成有所述多个第一电极和所述多个第二电极的各个半导体基板可以彼此连接以形成单独的集成型元件。
[0012]在所述连接操作中，绝缘层可以形成在所述第一电极与所述第二电极之间并且在所述第一导电线与所述第二导电线之间。
[0013]所述第一导电线和所述第二导电线中的每一个被形成为在所述第一方向上延伸的多个导电线或在所述第一方向上延伸的多个导电带。在所述连接操作中，形成为所述导电线或所述导电带的所述第一导电线和所述第二导电线可以分别连接至各个太阳能电池的所述多个第一电极和所述多个第二电极。
[0014]所述第一导电线和所述第二导电线中的每一个可以与两个相邻的太阳能电池的两个半导体基板交叠。所述两个相邻的太阳能电池可以彼此串联连接以在所述连接操作中形成所述串，并且可以省略所述串形成操作。
[0015]所述搭接操作可以包括所述连接操作和所述串形成操作。所述连接操作的所述热处理的最高温度可以与所述串形成操作的所述热处理的最高温度不同。
[0016]所述连接操作的所述热处理的所述最高温度可以是140°C至400°C。所述串形成操作的所述热处理的所述最高温度可以与在140°C至400°C的温度范围内的所述连接操作的所述热处理的所述最高温度不同。
[0017]例如，所述串形成操作的所述热处理的所述最高温度可以高于所述连接操作的所述热处理的所述最高温度。
[0018]更具体地，所述连接操作的所述热处理的所述最高温度可以是140°C至180°C，而所述串形成操作的所述热处理的所述最高温度可以是在高于所述连接操作的所述热处理的所述最高温度的温度范围内的150°C至300°C。
[0019]例如，所述串形成操作的所述热处理的所述最高温度是240°C至280°C。
[0020]所述串形成操作的所述热处理可以包括临时附接处理以及在比所述临时附接处理的最高温度高的最高温度执行的主附接处理。所述串形成操作的所述临时附接处理的所述最高温度可以是80°C至100°C，并且所述串形成操作的所述主附接处理的所述最高温度可以是170°C至190°C。
[0021]所述搭接操作还包括执行热处理并且将连接至设置于在所述第一方向上延伸的一个串的端部处的最后太阳能电池的所述第一导电线以及连接至设置于与所述一个串相邻并且在所述第一方向上延伸的其它串的端部处的最后太阳能电池的所述第二导电线连接至在与所述第一方向交叉的第二方向上延伸的汇流带以连接所述两个相邻串的串连接操作。所述串连接操作的所述热处理的最高温度可以与所述串形成操作的所述热处理的最高温度不同。
[0022]所述串连接操作的所述热处理的所述最高温度以及所述串形成操作的所述热处理的所述最高温度可以在140°C至400°C的温度范围内彼此不同。
[0023]在另一方面中，存在一种太阳能电池模块，该太阳能电池模块包括:多个太阳能电池，该多个太阳能电池各自包括半导体基板以及多个第一电极和多个第二电极，该多个第一电极和该多个第二电极形成在所述半导体基板的背面上并且彼此分开；以及多个导电线，该多个导电线连接至包括在所述多个太阳能电池中的一个太阳能电池中的所述多个第一电极以及包括在与所述一个太阳能电池相邻的其它太阳能电池中的所述多个第二电极，其中，所述多个导电线的纵向与所述多个第一电极和所述多个第二电极的纵向交叉。
[0024]导电粘合剂可以将所述多个导电线连接至所述一个太阳能电池的所述多个第一电极并且可以将所述多个导电线连接至所述其它太阳能电池的所述多个第二电极。
[0025]绝缘层可以被设置在所述多个导电线中的每一个与所述一个太阳能电池的所述多个第二电极中的每一个之间并且在所述多个导电线中的每一个与所述其它太阳能电池的所述多个第一电极中的每一个之间。
[0026]在所述半导体基板的所述背面处绝缘层的形成区域可以与所述导电粘合剂的形成区域不同。更具体地，在所述半导体基板的所述背面处所述绝缘层的所述形成区域可以大于所述导电粘合剂的所述形成区域。
[0027]在与所述多个第一电极和所述多个第二电极的所述纵向相同的方向上延伸的金属焊盘可以连接至所述一个太阳能电池与所述其它太阳能电池之间露出的所述多个导电线中的每一个的一部分。
[0028]所述多个导电线中的每一个可以使用具有在一个方向上延伸的条带形状的导电线或导电带。
【附图说明】
[0029]附图被包括以提供对本发明的进一步理解，并且被并入本说明书并构成本说明书的一部分，附图例示了本发明的实施方式，并且与本说明书一起用来说明本发明的原理。附图中:
[0030]图1至图5例示了根据本发明的一个示例实施方式制造的太阳能电池模块的第一示例；
[0031]图6和图7例示了根据本发明的一个示例实施方式制造的太阳能电池模块的第二示例；
[0032]图8至图14C例示了根据本发明的一个示例实施方式制造的太阳能电池模块的第三示例；
[0033]图15是示出了根据本发明的一个示例实施方式的用于制造太阳能电池模块的方法的流程图；
[0034]图16至图24例示了根据本发明的第一实施方式的用于制造太阳能电池模块的方法；
[0035]图25至图27例示了根据本发明的第二实施方式的用于制造太阳能电池模块的方法;
[0036]图28至图30例示了根据本发明的第三实施方式的用于制造太阳能电池模块的方法;
[0037]图31例示了根据本发明的第三实施方式的用于制造太阳能电池模块的方法的修改例；以及
[0038]图32例示了根据本发明的第四实施方式的用于制造太阳能电池模块的方法。
【具体实施方式】
[0039]现在将详细地参照本发明的实施方式，其示例被例示在附图中。然而，本发明可以按照许多不同的形式来具体实现，并且不应该被解释为限于本文阐述的实施方式。只要可能，相同的附图标记将在所有附图中用来指代相同或相似的部分。应当注意，如果确定了技术可能误导本发明的实施方式则将省略对已知技术的详细描述。
[0040]在以下描述中，“正面”可以是光直接入射的太阳能电池的一个表面，而“背面”可以是与光不直接入射或反射光可以入射的太阳能电池的一个表面相反的表面。
[0041]将参照图1至图32描述本发明的示例性实施方式。
[0042]将描述根据本发明的一个示例实施方式的太阳能电池模块的各种示例，并且然后将描述用于制造太阳能电池模块的方法的各种示例。
[0043]图1至图5例示了根据本发明的一个示例实施方式制造的太阳能电池模块的第一示例。
[0044]更具体地，图1示出了根据本发明的实施方式的太阳能电池模块的第一示例的背面的结构。图2是示出了应用于图1所示的太阳能电池模块的太阳能电池的示例的部份立体图。图3示出了图2所示的太阳能电池的第一电极和第二电极的背面图案。图4是沿着图1的线cxl-cxl截取的截面图。图5是通过串联连接图1和图4所示的多个太阳能电池而形成的串的截面图。
[0045]如图1所示，根据本发明的实施方式的太阳能电池模块的第一示例包括多个太阳能电池Cl和多个太阳能电池C2、连接至多个太阳能电池Cl和多个太阳能电池C2的多个第一导电线Pl和多个第二导电线P2、以及用于连接多个第一导电线Pl和多个第二导电线P2的互连器1C。
[0046]多个太阳能电池Cl和多个太阳能电池C2可以通过第一导电线Pl和第二导电线P2以及互连器IC在第一方向X上彼此串联连接，进而可以形成串。
[0047]在本文所公开的实施方式中，多个太阳能电池Cl和多个太阳能电池C2中的每一个可以包括半导体基板I1以及形成在半导体基板110的背面上的多个第一电极C141和多个第二电极C142。多个第一导电线Pl可以连接至多个第一电极C141，并且多个第二导电线P2可以连接至多个第二电极C142。
[0048]换句话说，各个太阳能电池可能必不可少地包括半导体基板110以及形成在半导体基板110的背面上并且彼此分开的多个第一电极C141和多个第二电极C142。
[0049]更具体地，如图2和图3所示，根据本发明的实施方式的太阳能电池的示例可以包括半导体基板110、防反射层130、多个发射极区域121、多个背面场区域172、多个第一电极C141和多个第二电极C142。
[0050]必要时或视需要，在本发明的实施方式中可以省略防反射层130和背面场区域172。在以下描述中，使用包括防反射层130和背面场区域172的太阳能电池作为示例来描述本发明的实施方式。
[0051]尽管不需要，但是半导体基板110可以是由第一导电类型(例如，η型)的硅形成的半导体基板。半导体基板110可以通过利用第一导电类型(例如，η型)的杂质掺杂由晶体硅材料形成的半导体晶片而形成。
[0052]多个发射极区域121可以在与半导体基板110的正面相反的背面内部彼此分开并且可以在与第一方向X交叉的第二方向I上延伸。多个发射极区域121可以包含与半导体基板110的第一导电类型(例如，η型)相反的第二导电类型(例如，P型)的杂质。
[0053]因此，ρ-η结可以由半导体基板110和发射极区域121形成。
[0054]多个背面场区域172可以被设置在半导体基板110的背面内部并且可以彼此分开。多个背面场区域172可以在与多个发射极区域121平行的第二方向7上延伸。因此，如图2和图3所示，多个发射极区域121和多个背面场区域172可以被交替地设置在半导体基板10的背面。
[0055]各个背面场区域172可以是利用与半导体基板110相同的导电类型的杂质比半导体基板110更重度地掺杂的区域(例如，η++型区域)。
[0056]为了清楚起见和便于阅读，在图1和图4中未示出发射极区域121和背面场区域172。
[0057]多个第一电极C141可以分别物理上且电连接至多个发射极区域121并且可以沿着发射极区域121形成在半导体基板110的背面上。
[0058]多个第二电极C142可以沿着多个背面场区域172形成在半导体基板110的背面上，并且可以通过多个背面场区域172物理上且电连接至半导体基板110。
[0059]如图3所示，多个第一电极C141可以在第二方向y上延伸并且可以在与第二方向y交叉的第一方向X上彼此分开。
[0060]此外，如图3所示，多个第二电极C142可以在第二方向y上延伸并且可以在与第二方向I交叉的第一方向X上彼此分开。
[0061]多个第一电极C141和多个第二电极C142可以彼此分开并且可以被交替地布置。
[0062]在本发明的实施方式中，多个第一电极C141和多个第二电极C142中的每一个的厚度TC与宽度WC之比可以是1: 200至1: 1500。例如，多个第一电极C141和多个第二电极C142中的每一个的厚度TC可以是0.2 μ m至I μ m，并且多个第一电极C141和多个第二电极C142中的每一个的宽度WC可以是200 μ m至300 μ m。
[0063]如上所述，当第一电极C141和第二电极C142中的每一个的厚度TC与宽度WC之比是1: 200至1: 1500时，可以使太阳能电池的制造成本最小化。
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