用于改進鍍金屬層到硅的粘合的方法
【技術領域】
[0001] 所公開的技術涉及用于改進鍍金屬層（如鍍銅接觸）到硅的粘合的方法。該方法 可被有利地用于改進硅光伏電池的鍍金屬接觸的粘合。
【背景技術】
[0002] 鑒于將用于硅光伏電池的新概念和制造工藝實現在生產環境中，正在開發這些概 念和工藝。朝著工業生產的這樣的開發的示例是使用鍍敷工藝來形成金屬接觸，作為屏幕 印刷工藝的替換。
[0003] 使用鍍敷的典型的工藝流程（例如，用于硅光伏電池的前側金屬化）包括在整個 前表面上提供介電層，例如抗反射涂層，并隨后在局部移除抗反射涂層，由此在其中需要提 供金屬接觸的位置處暴露底層硅表面。局部移除抗反射涂層可例如通過激光消融來完成。 在抗反射涂層的局部移除之后，通過金屬鍍敷來形成前側金屬接觸以在暴露的硅區域中提 供前側金屬接觸。
[0004] 由于它們優良的接觸屬性，Ni層或鎳娃化物（nickelsilicide)層可例如被用于 形成良好接觸。
[0005] 鎳硅化物層可通過在硅表面上在抗反射涂層中創建的開口中提供薄鎳層（例如， 通過無電電鍍）且接著執行退火或燒結步驟以引起硅化（從而導致形成鎳硅合金（鎳硅化 物））來形成。在用于制造硅光伏電池的過程中，使用鎳硅化物層作為籽晶層在鎳硅化物層 上電鍍至少一個附加金屬層（諸如例如Cu層），來形成低阻抗前側金屬圖案。
[0006] 在用于制造硅光伏電池的替換過程中，首先在抗反射涂層中創建的開口中提供Ni 層，例如通過光生鍍覆，并且接著在Ni層上提供Cu層，例如通過電鍍。此后，執行燒結步驟 來將Ni層至少部分地轉換成鎳硅化物層。
[0007] 在具有鍍金屬接觸的這樣的過程中，實現不同金屬層之間以及金屬層與底層硅基 板之間的良好粘合是有挑戰性的。金屬層之間或金屬層與硅基板之間的不良粘合會造成金 屬層的剝落，從而造成電池效率的不可接受的降低。對于較窄金屬部件而言，金屬層剝落的 風險通常較高。例如，對于光伏電池的包括連接到至少一個較寬線（匯流條）的多個窄線 (指）的典型前側金屬網格，金屬剝落的問題對于窄指而言通常高于較寬匯流條。
[0008] 各單獨光伏電池通常在模塊中通過焊接到電池的匯流條的Cu帶狀線來電連接。 如果金屬堆疊（包括匯流條和焊接的帶狀線）與硅基板之間的粘合不良，則電接觸可降級 且模塊效率可降至故障水平。
【發明內容】
[0009] 一些發明方面涉及一種用于制造具有鍍金屬接觸的光伏電池的方法，其中與現有 方法相比，鍍金屬接觸的剝落風險被顯著地降低和/或其中焊接到匯流條的金屬帶狀線的 粘合被改進。
[0010] 在一個發明方面，該方法包括提供具有接觸圖案的鍍金屬接觸，所述接觸圖案包 括多個指和在所述多個指中的每一個指的自由端處的至少一個第一鎖定元件或錨定元件。 在指的自由端處提供第一鎖定元件的優點是指剝落的風險被顯著地降低。
[0011] 在一個發明方面，該方法包括：提供具有接觸圖案的鍍金屬接觸，所述接觸圖案包 括至少一個匯流條、連接到所述至少一個匯流條的多個指，以及在與所述至少一個匯流條 物理接觸的指端處（優選地在與所述至少一個匯流條物理接觸的每一個指端處）的至少一 個第二鎖定元件或錨定元件。提供這樣的第二鎖定元件的優點是改進焊接到所述至少一個 匯流條的帶狀線的粘合。
[0012] 在一個發明方面，該方法包括：提供具有接觸圖案的鍍金屬接觸，該接觸圖案包括 至少一個匯流條、連接到該至少一個匯流條的多個指、在該多個指中的每一個指的自由端 處的至少一個第一鎖定元件，以及在與該至少一個匯流條物理接觸的指端處的至少一個第 二鎖定元件。
[0013] 根據一發明方面的方法可有利地被用于提供光伏電池的前側金屬化圖案。一種制 造方法可例如包括：在硅基板的整個前表面上提供介電層，例如抗反射涂層；局部移除該 抗反射涂層，從而暴露根據本公開的接觸圖案需要提供金屬接觸的位置處的底層硅表面； 以及通過金屬鍍敷以形成前側金屬接觸在被暴露的硅區域中提供前側金屬接觸。
[0014] -些發明方面涉及具有鍍金屬接觸的光伏電池，其中與現有光伏電池相比，鍍金 屬接觸的剝落風險被顯著地降低和/或其中焊接到匯流條的金屬帶狀線的粘合被改進。
[0015] 在一個發明方面，該光伏電池具有帶接觸圖案的鍍金屬接觸，該接觸圖案包括多 個指和在該多個指中的每一個指的自由端處的至少一個第一鎖定元件或錨定元件。
[0016] 在一個發明方面，該光伏電池具有帶接觸圖案的鍍金屬接觸，該接觸圖案包括至 少一個匯流條、連接到該至少一個匯流條的多個指，以及與該至少一個匯流條物理接觸的 指端處的至少一個第二鎖定元件或銷定元件。
[0017] 在一個發明方面，該光伏電池具有帶接觸圖案的鍍金屬接觸，該接觸圖案包括至 少一個匯流條、連接到該至少一個匯流條的多個指、在該多個指中的每一個指的自由端處 的至少一個第一鎖定元件，以及與該至少一個匯流條物理接觸的指端處的至少一個第二鎖 定元件。
[0018] 第一鎖定元件可以是造成指與該指的自由端處的底層硅之間的接觸面積的局部 增加的任何元件或部件。第一鎖定元件可通過在自由指端處局部增加指寬來提供，或者它 可以是具有線形、正方形、矩形、多邊形、圓形或橢圓形或者任何其他合適的形狀的元件，該 元件在自由指端處提供。
[0019] 第二鎖定元件可以是造成指與同匯流條接觸的該指的一端處的底層硅之間的接 觸面積的局部增加的任何元件或部件。第二鎖定元件可通過在與匯流條接觸的指端處局部 增加指寬來提供，或者它可以是具有線形、正方形、矩形、多邊形、圓形或橢圓形或者任何其 他合適的形狀的元件，該元件在與匯流條接觸的指端處提供。
[0020] 已經在上文中描述了本發明各方面的某些目標及優點。當然，應理解，不一定所有 此類目的或優點都可根據本公開的任何特定實施例實現。因此，例如，本領域的技術人員將 認識到本公開可按實現或優化本文所教導的一個優勢或一組優勢的方式來具體化或執行， 而不一定要同時實現本文可能教導或提出的其他目的或優勢。此外，可理解的是這個概述 僅僅是示例且并不意在限制本公開的內容。關于組織和操作方法兩者的本公開，連同其特 征和優點一起，通過結合附圖而閱讀參考以下詳細描述可被最好地理解。
【附圖說明】
[0021] 圖1示出光伏電池的典型前側金屬化圖案的示例。
[0022] 圖2示出根據一個發明方面的前側金屬化圖案的示例。
[0023] 圖3示出根據本公開的各發明方面的第一鎖定元件的示例。
[0024] 圖4示出根據一個發明方面的前側金屬化圖案的示例。
[0025] 圖5示出根據本公開的各發明方面的第二鎖定元件的示例。
[0026] 圖6示出了圖2的細節，在特定指線上進行了放大。
[0027] 在不同附圖中，相同參考標記指示相同或相似元件。
[0028] 優選實施例的詳細描述
[0029] 在以下詳細描述中，闡述眾多特定細節以提供對本公開以及其可如何在特定實施 方式中實施的透徹理解。然而，將理解，本公開在沒有這些特定細節的情況下也可以實施。 在其它情形中，眾所周知的方法、程序和技術并未進行詳細描述以免混淆本公開。雖然將針 對特定實施方式并參考特定附圖描述本公開，但本公開不限于此。本文中所包括和描述的 附圖是示意性的且不限制本公開的范圍。還應注意，在附圖中，出于說明目的，一些元件的 大小可能被放大，因此未按比例繪制。
[0030] 此外，說明書中的術語第一、第二和第三等用于區別類似的元件，而不一定用于描 述時間、空間、排列或任何其他方式的先后順序。應理解，如此使用的術語在適當情況下是 可互換的，且本文中所描述的本公開的實施例能以不同于本文所描述或示出的其它順序操 作。
[0031] 另外，說明書中的術語頂部、底部、之上、之下等等用于描述性目的，而非必然地用 于描述相對位置。應理解，如此使用的術語在適當情況下是可互換的，且本文中所描述的本 公開的實施例能以不同于本文所描述或示出的其它取向操作。
[0032] 應注意，術語"包括"不應當被解釋為受限于下文中列出的含義；它不排除其它元 件或步驟。因此它應當被解讀為指定所述特征、整數、步驟或部件如所述及的存在，但不排 除一個或多個其它特征、整數、步驟或部件或其群組的存在或添加。因此，措辭"包括裝置A 和B的設備"的范圍不應當局限于僅由組件A和B構成的設備。
[0033] 在本公開的上下文中，光伏電池的前表面或前側是適于被定向面向光源并由此用 于接收照明的表面或側面。在雙面光伏電池的情況下，兩個表面都適于接收照射光。在這 種情況下，前表面或前側是適于接收光或照明的最大部分的表面或側面。光伏電池的背表 面、背側、后表面或后側是與前表面相對的表面或側面。基板的前側是該基板的與光伏電池 的前側相對應的側面，而基板的后側或背側對應于光伏電池的背側。
[0034] 在本公開的上下文中，指是相對窄的導線，例如具有在約10微米與150微米之間 的范圍內的寬度，各個指通常分布在電池區上并且收集來自底層半導體的（光生）電流。各 個指可將光生電流傳送到至少一個匯流條。在優選實施例中，指線由可平行的各側面縱向 側壁來限定。在某些實施例中，側面縱向側壁可以形成錐形結構。該錐形結構可具有相對 窄的端部和相對寬的端部。相對窄的端部可被定向遠離匯流條，即它可與指線的自由端相 對應。
[0035] 匯流條是比指顯著更寬（例如，具有在約Imm和3mm之間的范圍內的寬度）的金 屬化區域，并且匯流條被用于從各個指收集（光生）電流并用于將電池焊接到電池互連材 料（例如，互連帶狀線）。在本公開的上下文中，指的自由端指的是指（線）的沒有與匯流 條直接物理接觸的端部。在另一視角中，自由端可被看做指向離開匯流條的端部或遠離相 應匯流條的端部。
[0036] 可以注意到，在本公開的上下文中，指線和匯流條通常同時產生，通過例如單個金 屬化（鍍敷）過程。因而，它們通常被形成在單個金屬化層中，且被稱為這樣的金屬化層的 不同且非重疊的部分。
[0037] 在匯流條上提供互連帶狀線的過程對本領域技術人員而言是