用于提高效率的太陽能電池接觸指和焊盤布置的制作方法
【專利說明】用于提高效率的太陽能電池接觸指和焊盤布置
[0001]本申請是基于申請日為2008年I月9日、申請號為200880007713.3 (國際申請號為PCT/US2008/000335)、發明創造名稱為“用于提高效率的太陽能電池接觸指和焊盤布置”的中國專利申請的分案申請。
技術領域
[0002]本發明總地涉及太陽能電池，并且更具體地但不是唯一地涉及太陽能電池互連結構。
【背景技術】
[0003]太陽能電池是用于將太陽輻射轉換為電能的公知設備。其可以采用半導體制造技術在半導體晶片上被制造。一般而言，可以通過在硅襯底上形成P型和N型的擴散區域來制造太陽能電池。碰撞到太陽能電池上的太陽輻射產生迀移到擴散區域的電子和空穴，從而在擴散區域之間產生電壓差。在背面結(backside junct1n)太陽能電池中，擴散區域和與其耦合的金屬接觸指均在太陽能電池的背面上。接觸指允許將外部電路耦合至太陽能電池并由該太陽能電池供電。
[0004]效率是太陽能電池的重要特性，因為其直接關系到太陽能電池產生電力的能力。因此，用于提高太陽能電池的效率的技術通常是期望的。本發明提供了改進的太陽能電池接觸指和焊盤布置，其與常規太陽能電池相比具有更高的效率。
【發明內容】
[0005]在一個實施例中，太陽能電池包括電連接至太陽能電池的N型擴散區域的負極性金屬接觸指和電連接至太陽能電池的P型擴散區域的正極性金屬接觸指。N型和P型擴散區域都在太陽能電池的背面上。太陽能電池包括在正常工作期間面向太陽的前面。負極性和正極性金屬接觸指可以是叉指型。為了提高太陽輻射的收集，金屬接觸指可以被布置為指向并共同覆蓋焊盤的周邊的一部分。例如，負極性金屬接觸指可以被布置為指向并共同覆蓋焊盤的兩側或三側。
[0006]通過閱讀包括附圖和權利要求的全部公開內容，本發明的這些和其他特征對于本領域的普通技術人員而言將是顯而易見的。
【附圖說明】
[0007]圖1示出示例常規太陽能電池的背面；
[0008]圖2示出圖1的太陽能電池的左下方的放大圖；
[0009]圖3示意性示出具有端部的金屬接觸指，其中端部被定向為指向示例太陽能電池的邊緣部分；
[0010]圖4示意性示出根據本發明的實施例的太陽能電池接觸布置；
[0011]圖5示出根據本發明的實施例的太陽能電池的背面圖；
[0012]圖6示出圖5的太陽能電池的負極性邊緣部分的放大圖；
[0013]圖7示出圖5的太陽能電池的正極性邊緣部分的放大圖；
[0014]圖8示出根據本發明的實施例的圖5的太陽能電池的橫截面圖；
[0015]圖9示出的圖示意了與按照圖1的太陽能電池布置的具有金屬接觸指和焊盤的太陽能電池相比較的按照圖5的太陽能電池布置的具有金屬接觸指和焊盤的太陽能電池的效率。
[0016]在不同的圖中使用相同的附圖標記表示相同或相似的部件。
【具體實施方式】
[0017]在本公開內容中，提供諸如結構和方法的示例的多個具體細節來提供對本發明實施例的全面理解。但是本領域內的普通技術人員可以認識到，無需該具體細節中的一個或者多個也可以實現本發明。在其他情況中，公知的細節沒有示出或者描述，以避免使本發明的方面模糊。
[0018]圖1示出示例常規太陽能電池100的背面。該太陽能電池100包括多個焊盤102 (即102-1，102-2，...)和在每一邊緣部分上的匯流條101 (即101-1，101-2，...)。已用虛線大體標記出焊盤102和匯流條101。在圖1中，焊盤102-1，102-2和102-3在太陽能電池100的負極性邊緣部分上，同時焊盤102-4，102-5和102-6在正極性邊緣部分上。焊盤102提供在其上接附有將太陽能電池100電連接至另一個太陽能電池的互連導線的表面。匯流條101將特定極性的金屬接觸指電連接至它們的在特定邊緣部分上的最近的相應焊盤102。
[0019]圖2示出圖1的太陽能電池100的左下方的放大圖。圖2還標記了金屬接觸指201和202。金屬接觸指201將太陽能電池100的P型擴散區域電連接至在正極性邊緣部分上的焊盤102和匯流條101。金屬接觸指202將太陽能電池100的N型擴散區域電連接至在負極性邊緣部分上的焊盤102和匯流條101。僅標記一個金屬接觸指201和金屬接觸指202以避免使附圖混亂。
[0020]如在圖1和圖2中表明，金屬接觸指201和202被布置成使它們指向太陽能電池100的邊緣部分。為了在由金屬接觸指和匯流條101所傳送的電流之間保持一致的電流密度，匯流條101被布置為占用增加的較大面積，因此太陽能電池100的匯流條101為斜錐形。參照圖3對該設計特征做進一步解釋。
[0021]圖3示意性示出具有取向為朝向邊緣部分306的端部的金屬接觸指303和304。在圖3的例子中，金屬接觸指303電連接至匯流條301，該匯流條301又端接至焊盤(未示出)。金屬接觸指304電連接至太陽能電池的其他邊緣部分(未示出)上的焊盤。每一金屬接觸指303的寬度為“W”。為了保持一致的電流密度，匯流條301為斜錐形以具有如從邊緣部分306所測量的增加的寬度。在圖3中，匯流條301從左到右的寬度為從W到4W(即W的4倍)。
[0022]盡管太陽能電池100是高效的，但發明人發現在被匯流條101所占用的太陽能電池100的區域上太陽輻射收集非常少。發明人還發現可以通過在之前被匯流條101所占用的面積上的叉指型金屬接觸指來增加太陽能電池的效率。這樣做的一種方式是確定金屬接觸指的方向以使它們的端部指向并共同覆蓋焊盤的大部分的周邊。現從圖4開始描述本發明的實施例。
[0023]圖4示意性示出根據本發明的實施例的太陽能電池接觸布置。在圖4的例子中，金屬接觸指413和414為叉指型，金屬接觸指413電連接至在太陽能電池的背面上的N型擴散區域，金屬接觸指414電連接至在太陽能電池的背面上的P型擴散區域。金屬接觸指414電連接至與邊緣416相對的太陽能電池的其他面上的焊盤(未示出)。在圖4的例子中每一金屬接觸指413的寬度為“W”。為了便于示意，一些金屬接觸指413的端部大體由虛線418所定界。
[0024]金屬接觸指413可以被布置成它們的端部指向焊盤410。更具體地，在圖4的例子中，金屬接觸指413結束在焊盤410的周邊417上。這去掉了主要有單極性接觸的匯流條，使用一種正極性和負極性接觸叉指的匯流條。換另一種方式說，已消除了常規匯流條以便利用更多的太陽能電池的表面以用于太陽輻射的收集。
[0025]在圖4的例子中，金屬接觸指413被布置成它們的端部圍繞矩形焊盤410的三個偵牝這相當于圍繞圖4中的周邊417的約75%。優選地，金屬接觸指413的端部被布置成使得它們指向并盡可能多地圍繞周邊417或圍繞焊盤410的至少50%。可以理解，焊盤410不一定必須為矩形。例如，在圓形焊盤的情況下，金屬接觸指413的端部被構造成指向并圍繞焊盤的周邊在180°范圍、90°范圍等內。每一金屬接觸指413優選地端接在焊盤410的周邊上。然而，出于優化目的，兩個金屬接觸指可以結束在同一接觸指上，該同一接觸指又直接結束在焊盤410上。
[0026]圖5示出根據本發明的實施例的太陽能電池500的背面圖。該太陽能電池500包括在太陽能電池的相對邊緣上的多個焊盤405 (即405-1，405-2，...)。用虛線總的標記焊盤405。圖5中，焊盤405-1，405-2和405-3在太陽能電池500的負極性邊緣部分上，同時焊盤405-4，405-5和405-6在正極性邊緣部分上。焊盤405提供在其上接附有將太陽能電池500電連接至另一個太陽能電池的互連導線的表面。金屬接觸指404將太陽能電池500的P型擴散區域電連接在正極性邊緣部分上的焊盤405。金屬接觸指403將太陽能電池500的N型擴散區域電連接在負極性邊緣部分上的焊盤405。焊盤405可以僅連接至相同極性的金屬接觸指。為了清楚，僅標記一些金屬接觸指403和404。
[0027]圖6示出圖5的太陽能電池500的負極性邊緣部分的放大圖，該負極性邊緣部分在圖5的底部。如從圖5和6中表明，采用之前參照圖4所描述的原理安排金屬接觸指403和404以及焊盤405。例如，金屬接觸指403被布置成使它們的端部定向為指向并且圍繞焊盤405的周邊，覆蓋焊盤405-1的75% (三側)及焊盤405-2和405-3的50% (兩側)。注意，之前在圖1的太陽能電池100中被匯流條101-1和101-2所占用的地方現已被叉指型金屬接觸指403和404所占用，金屬接觸指通向焊盤405-1。
[0028]在圖6的例子中，一些成對的金屬接觸指403結合或分流到一起以共用電連接至焊盤405并且端接在焊盤405上的接觸指。優選地，三個或更少的金屬接觸指可以一起連接至單一金屬接觸指，該單一金屬接觸指延伸到焊盤405并且端接在焊盤405