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TWI706575B - 光伏組列 - Google Patents

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TWI706575B
TWI706575B TW108147231A TW108147231A TWI706575B TW I706575 B TWI706575 B TW I706575B TW 108147231 A TW108147231 A TW 108147231A TW 108147231 A TW108147231 A TW 108147231A TW I706575 B TWI706575 B TW I706575B
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conductive foil
conductive
foil
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湯馬斯 Ｐ 帕斯
凱柏爾 哈利
大衛 弗雷德里克 喬爾 卡夫雷克
理察漢莫頓 希沃
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美商太陽電子公司
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Abstract

本發明揭露一種光伏組列，包含第一太陽能電池、第二太陽能電池以及一或多個接合點。第一太陽能電池包含第一導電箔，第一導電箔係單層之材料，且具有耦接至第一太陽能電池之背側之半導體區之第一部分，以及延伸出第一太陽能電池之邊緣之第二部分。第二太陽能電池包含第二導電箔，第二導電箔係單層之材料，且具有耦接至第二太陽能電池之背側之半導體區之第一部分，以及延伸出第二太陽能電池之邊緣之第二部分。一或多個接合點係耦接第一導電箔之第二部分及第二導電箔之第二部分。

Description

光伏組列
本發明係關於一種光伏模組及其組裝方法，特別係有關於一種利用太陽能電池互聯件將太陽能電池相互聯結之光伏模組。
光伏電池，俗稱為太陽能電池，為習知用以將太陽輻射直接轉化為電能的裝置。通常，太陽能電池係使用半導體加工技術來形成接近基板表面的p-n接面以製造於半導體晶圓或基板上。撞擊在基板表面上，並進入基板之太陽輻射，在塊狀基板中產生電子和電洞對。電子和電洞對遷移至基板中之p摻雜區和n摻雜區，從而於摻雜區之間產生電壓差。摻雜區連接到太陽能電池上的導電區，以將電流自電池的電流導至外部電路。
太陽能電池可以串聯互聯在一起，以提供太陽能電池組列(string)，太陽能電池組列可依序串聯連接以形成模組。在一些情況下，互聯太陽能電池可能很難。
根據本發明之一態樣，提供一種光伏組列，包含第一太陽能電池、第二太陽能電池以及一或多個接合點。第一太陽能電池包含第一導電箔，第一導電箔係單層之材料，且具有耦接至第一太陽能電池之背側之半導體區之第一部分，以及延伸出第一太陽能電池之邊緣之第二部分。第二太陽能電池包含第二導電箔，第二導電箔係單層之材料，且具有耦接至第二太陽能電池之背 側之半導體區之第一部分，以及延伸出第二太陽能電池之邊緣之第二部分。一或多個接合點係耦接第一導電箔之第二部分及第二導電箔之第二部分。
根據本發明之另一態樣，提供一種光伏組列，包含第一太陽能電池、第二太陽能電池以及一或多個接合點。第一太陽能電池包含第一導電箔，第一導電箔係單層之材料，且具有耦接至第一太陽能電池之側之半導體區之第一部分，以及延伸出第一太陽能電池之邊緣之第二部分。第二太陽能電池包含第二導電箔，第二導電箔係單層之材料，且具有耦接至第二太陽能電池之側之半導體區之第一部分，以及延伸出第二太陽能電池之邊緣之第二部分。一或多個接合點係耦接第一導電箔之第二部分及第二導電箔之第二部分。
根據本發明之又一態樣，提供光伏組列，包含第一太陽能電池、第二太陽能電池以及互聯結構。第一太陽能電池包含第一導電箔，第一導電箔係單層之材料，且具有耦接至第一太陽能電池之背側之半導體區之第一部分，以及延伸出第一太陽能電池之邊緣之第二部分。第二太陽能電池包含第二導電箔，第二導電箔係單層之材料，且具有耦接至第二太陽能電池之背側之半導體區之第一部分，以及延伸出第二太陽能電池之邊緣之第二部分。互聯結構包含第一導電箔之第二部分以及第二導電箔之第二部分，其中一或多個接合點耦接第一導電箔之第二部分及第二導電箔之第二部分。
100A、100B、300a、300b、400a、400b、500a、500b、700、710:太陽能電池
100、200:基板
101、201:光接收面
120:n-型摻雜擴散區
122:p-型摻雜擴散區
124、224:介電層
128、228:導電接點
130、132:導電區
134:導電箔
202:薄介電質層
216:溝槽
220:n-型摻雜多晶矽區
222:p-型摻雜多晶矽區
302a、302b、402a、402b:導電箔的部分
304a、304b、404a、404b、504a、504b、1112a、1112b:突出部分
306、730、830:接合點
408、508、608:附加材料
720:互聯結構
820:突出邊緣
902、904、906、908、1002、1004:方塊
1102:晶圓
1104:箔
1106a、1106b:夾具
1108:熱接合
1100:表面
1110:較低屈服強度部分
第1A圖和第2A圖係為根據一些實施例描繪具有導電接點形成於在基板上形成之射極區上的範例太陽能電池的一部分之剖視圖。
第1B圖和第2B圖係為根據一些實施例描繪具有導電接點形成於在基板中形成之射極區上的範例太陽能電池的一部分之剖視圖。
第3圖至第6圖係為根據一些實施例描繪各種範例太陽能電池互聯結構的剖視圖。
第7圖和第8圖係為根據一些實施例描繪各種範例太陽能電池互聯結構的俯視圖。
第9圖係為根據一些實施例描繪互聯太陽能電池的範例方法的流程圖。
第10圖係為根據一些實施例描繪形成具有不同屈服強度之導電箔區的範例方法的流程圖。
第11圖至第13圖係為根據一些實施例描繪形成具有不同屈服強度之導電箔區的範例順序的剖視圖。
以下詳細描述僅為說明性質，且不意圖限制本申請標的之實施例或此些實施例之用途。如用於本文中，用語「例示性(exemplary)」表示「用作為一範例、例示或說明(serving as an example,instance,or illustration)」。於本文中描述以作為例示性之任何實施方式不必然被解釋為優於或勝過其他實施方式。此外，不意圖受在前面的技術領域、背景、摘要或下面的詳細描述中給出之明示或暗示的任何理論約束。
本說明書包含提到「一個實施例(one embodiment)」或「一個實施例(an embodiment)」。「在一個實施例中(in one embodiment)」「在一實施例中(in an embodiment)」之短語的出現不必然表示同一實施例。特定特徵、結構、或特性可以與本揭露一致之任何適當的方式組合。
術語(以下段落提供本公開(包含所附之申請專利範圍)中找到的用語之定義及其語境)：
「包含(Comprising)」：此術語是開放式的。用於後附的申請專利範圍中時，此術語不排除額外的結構或步驟。
「配置以(Configured to)」：多種單元或部件可被描述或申明為「配置以」執行一任務或多個任務。在這樣的內文中，「配置以」被使用以藉由指明該單元/部件包含在操作期間執行這些任務的結構來意味著結構。如此，即便當特定的單元/部件目前不被操作(例如，不開啟/活化)，單元/部件亦可被說是被配置以執行任務。
「第一」、「第二」等：當用於本文中，這些用語被用作為其所前綴的名詞之標記，且不暗示任何種類的順序(例如，空間、時間、邏輯等)。舉例來說，當被稱為導電箔的「第一」部分不必然暗指此傳導部分是在順序上的第一個部分；反而，用語「第一」是被用以將此部分與另一部分作區別(例如，「第二」部分)。
「基於(Based On)」：當用於本文中，此用語是用以描述影響判定的一個或多個因素。此用語不排除可能影響判定的其他因素。亦即，判定可以是單獨地基於那些因素或至少一部分地基於那些因素。考慮片語「基於B來判定A」。雖然B可為影響A的判定的因素，此種片語不排除A的判定也基於C。在其他情況中，A可單獨基於B來判定。
「耦接(Coupled)」：以下描述指稱元件或節點特徵被「耦接」在一起。當用於本文時，除非另有明確說明，「耦接」表示一個元件/節點/特徵直 接或間接接合點到另一個元件/節點/特徵(或直接或間接地與另一個元件/節點/特徵聯通)，且不必然為機械上的接合點。
「抑制(Inhibit)」：當用於本文中，抑制被用以描述效果的減少或最小化。當一個組件或功能被描述為抑制一動作、作動或情況時，其可能完全阻止其結果或後果或未來狀態。另外，「抑制(Inhibit)」也可以表示可能發生的結果、性能和/或效力的減少或減輕。因此，當一個組件、元件、或特徵被稱為抑制一結果或狀態時，其不需要完全防止或消除該結果或狀態。
此外，一些術語也可僅為了參照之目的而被用在以下描述中，且因此不旨在為限制。舉例來說，術語諸如「上部(upper)」、「下部(lower)」、「以上(above)」、以及「以下(below)」表示所參照的圖式中的方向。術語諸如「前(front)」、「後(back)」、「後方(rear)」、「側(side)」、「外側(outboard)」、及「內側(inboard)」描述在一致但任意的參考框架中的部件的部份的定向及/或位置，參考框架藉由參考描述討論部件之文本和相關聯的圖式而變得清楚。此種術語可包含以上具體提到的字詞、其衍生、和具有相似意涵的字詞。
儘管本文所描述的許多範例是背接觸式太陽能電池，該技術和結構也等同地應用至其他(例如，前接觸式)太陽能電池。此外，儘管本揭露為了便於理解大多以太陽能電池的用語來描述，揭露的技術和結構等同地應用至其他半導體結構(例如，通常是矽晶圓)。
本文揭露太陽能電池互聯結構以及形成太陽能電池互聯結構的方法。在下列描述中，闡述許多具體的細節，諸如具體的製程流程工序，以提供對本揭露實施例的通透了解。將對所屬領域具有通常知識者顯而易見的是，本揭露的實施例可無這些具體細節地執行。在其他例示中，不詳細地描述已知的製造技術(諸如微影技術)，以避免不必要模糊本發明的實施例。此外，被理解的是，圖式中顯示的各種實施例為描述性地表現且不必然按比例繪製。
本說明書中首先描述可與所揭露之互聯結構相互聯結之範例太陽能電池，然後描述互聯結構之各種實施例的更詳細解釋。說明書接著包含形成互聯結構之範例方法之敘述。通篇提供各種範例。
在第一範例太陽能電池中，導電箔被用以製造用於具有形成於太陽能電池基板上之射極區之太陽能電池的接點(如背側接點)。例如，第1A圖係為根據本揭露實施例，描繪具有導電接點形成於在基板上形成之射極區上的太陽能電池的一部分之剖視圖。在各種實施例中，導電箔也用於形成互聯結構，互聯結構具有比導電接點的導電箔更高之屈服強度，如在下面更詳細描述的。
將導電箔耦接至太陽能電池及相鄰電池之互聯導電箔存在一些困難。作為一範例，可能發生可減少太陽能電池及模組之可靠性及使用壽命之棘輪化(ratcheting)。棘輪化是金屬的塑性變形形式，其特徵為箔的非平面變形，其可導致領域中之可靠性問題。作為另一範例，可能因為材料之間(例如，矽和金屬之間)的熱應力不匹配而發生晶圓彎曲，並且可引起製造(例如，對準)和處理的麻煩。金屬的屈服應力和在棘輪化和彎曲兩者上的衝擊之間的關係是相反的。例如，高屈服應力的金屬可有利於棘輪化，但不利於彎曲。對於低屈服應力金屬而言則為相反。揭露的結構和技術可抑制晶片彎曲和棘輪化，並導致改進所得的太陽能電池和組件的使用壽命及性能。
參考第1A圖，太陽能電池100A的一部分包含設置於複數個n-型摻雜多晶矽區220、複數個p-型摻雜多晶矽區222上方且在藉由溝槽216暴露之基板200的部分上的圖案化的介電層224。導電接點228被設置在於介電層224中設置之複數個接觸開口中並耦接到複數個n-型摻雜多晶矽區220及複數個p-型摻雜多晶矽區222。
於一實施例中，複數個n-型摻雜多晶矽區220及複數個p-型摻雜多晶矽區222可提供太陽能電池100A的射極區。因此，在一實施例中，導電 接點228被設置在射極區上。在一實施例中，導電接點228是背接觸式太陽能電池的背接點，並位於在與太陽能電池100A的光接收表面相對之太陽能電池表面(方向在圖1A中提供為201)的表面上。此外，在一實施例中，射極區係形成在薄的或者薄介電質層202上。
在一些實施例中，如第1A圖所示，製造背接觸式太陽能電池可包含在基板上形成薄介電質層202。在一實施例中，薄介電層係由二氧化矽組成且具有約5-50Å範圍內的厚度。在一實施例中，薄介電層以穿隧氧化層實施。在一實施例中，基板是塊狀單晶矽基板，如n-型摻雜單晶矽基板。然而，在另一實施例中，基板包含設置在整個太陽能電池基板上的多晶矽層。
溝槽216可形成於n-型摻雜多晶矽(或非晶矽)區220及p-型摻雜多晶矽區222之間。溝槽216的一部分可以被紋理化以有紋理化特徵。介電層224可形成於複數個n-型摻雜多晶矽區220、複數個p-型摻雜多晶矽區222、以及藉由溝槽216暴露之基板200的部分上。在一實施例中，介電層224的下表面可形成為與複數個n-型摻雜多晶矽區220、複數個p-型摻雜多晶矽區222、以及基板200的暴露部分共形，同時介電層224的上表面為實質上平坦的。於特定實施例中，介電層224為抗反射塗佈(ARC)層。
複數個接觸開口可形成於介電層224中。複數個接觸開口可暴露複數個n-型摻雜多晶矽區220及複數個p-型摻雜多晶矽區222。在一實施例中，複數個接觸開口係由雷射剝蝕形成。在一實施例中，n-型摻雜多晶矽區220的接觸開口與及p-型摻雜多晶矽區222的接觸開口具有實質上相同之高度。
形成背接觸式太陽能電池的接點可包含將導電接點228形成於複數個接觸開口226中，並耦接到複數個n-型摻雜多晶矽區220及複數個p-型摻雜多晶矽區222。因此，在一實施例中，導電接點228係形成在與塊狀N-型 矽基板200之光接收表面201相對之塊狀N-型矽基板200的表面上或上方。在一特定實施例中，導電接點係形成在基板200之表面上之區(220/222)上。
仍然參照第1A圖，導電接點228可包含導電箔134。在各種實施例中，導電箔可以是鋁、銅、其它導電材料、和/或其組合。在一些實施例中，如第1A圖所示，導電接點228在導電箔134和各半導體區之間還可以包含一個或多個導電(金屬或其它的)區，如在第1A圖中之區130和132。例如，第一導電區130可包含(例如，鋁、鋁/矽合金等)，其可以被印刷或者覆蓋沉積(blanket deposited)(例如，濺射、蒸發等)。
在一實施例中，導電箔134和一或多個導電區130和132可被焊接、熱壓、或以其他方式耦接到太陽能電池的半導體區，並因此與太陽能電池100A的射極區電接觸。如本文所述，在一些實施例中，如第1A圖和第1B圖所示，一或多個導電區(例如，濺射、蒸發、或印刷鋁、鎳、銅等)可存在於導電箔和射極區之間。在本文中使用熱壓縮導電箔以表示已以可發生塑性變形的溫度加熱導電箔並以足夠的力施加機械壓力於導電箔，使箔可容易地附著到射極區和/或導電區。
在一些實施例中，導電箔134可以是鋁(Al)箔，無論是純Al或合金(例如，Al/矽(Al/Si)的合金箔)。在一實施例中，導電箔134也可以包含非Al金屬。這樣的非Al金屬可以與Al粒子組合使用或代替Al粒子使用。雖然揭露大部分描述金屬箔和金屬導電區，但注意在一些實施例中，除了金屬箔及金屬導電區外，可類似地應用非金屬導電箔(例如，導電性碳)和非金屬導電區或以非金屬導電箔(例如，導電性碳)和非金屬導電區代替金屬箔及金屬導電區。如本文所述，在其他範例中，金屬箔可以包含Al、Al-Si合金、錫、銅、和/或銀。在一些實施例中，導電箔可以小於5微米厚(例如，小於1微米)，而在其他實施例中，箔可以是其它的厚度(例如，15微米、25微米、37微米、小於50微米等)。 在一些實施例中，箔的種類(例如，鋁、銅、錫等)可以影響實現跨越太陽能電池的足夠的電流傳輸所需箔的厚度。此外，在具有一或多個其他導電區130和132的實施例中，箔可以比在不具有這些其他導電區實施例中的箔更薄。
此外，在各種實施例中，導電箔的種類和/或厚度可影響耦接到太陽能電池的導電箔部分和突出於太陽能邊緣且為互聯結構的一部分之導電箔部分的屈服強度。
在各種實施例中，導電區130和132可以由金屬膏(例如，包含金屬顆粒以及一種黏合劑的膏劑，使得所述膏劑是可印刷的)、由金屬粉末(例如，沒有黏合劑的金屬粒子、鋁粒子的粉末、一層Al粒子和一層Cu粒子)、或由金屬膏和金屬粉末的結合而形成。在使用金屬膏的一實施例中，膏劑可以通過印刷(例如，網板印刷、噴墨印刷等)以將膏劑塗佈在基板上。膏劑可包含用於容易遞送膏劑的溶劑，並且還可以包含其它成分，例如黏合劑或玻璃料。
在各種實施例，金屬顆粒可以被燒結(fired)(在導電箔和導電區被耦接在一起之前和/或之後)，也被稱為燒結(sintering)，以將金屬粒子聚結在一起，其可提高導電性並降低線電阻，從而提高太陽能電池的性能。但是來自燒結或接合點製程加熱也可降低導電箔的屈服強度，其可因為棘輪化而減少太陽能電池模組的可靠性和使用壽命。因此，本文揭露的技術和結構可提供足夠低的屈服強度予太陽能電池上之導電箔，以抑制彎曲，但也提供互聯結構的箔足夠高的屈服強度以抑制棘輪化。
現在轉向第1B圖，為根據一實施例描繪具有導電接點形成於在基板中形成之射極區上的範例太陽能電池的一部分之剖視圖。例如，在此第二例示性電池中且類似於第1A圖的範例，導電箔可以被用以製造接點，如背側接點，其用於具有形成在太陽能電池的基板中之射極區的太陽能電池。
如第1B圖所示，太陽能電池100B的一部分包含設置於複數個n-型摻雜擴散區120、複數個p-型摻雜擴散區122上方且在基板100(像是塊狀結晶矽基板)的部分上的圖案化的介電層124。導電接點128被設置在於介電質層124中設置的複數個接觸開口中，並耦接至複數個n-型摻雜擴散區120及複數個p-型摻雜擴散區122。在一實施例中，擴散區120和122藉由分別以n-型摻質和p-型摻質摻雜矽基板的區而形成。此外，在一實施例中，複數個n-型摻雜擴散區120及複數個p-型摻雜擴散區122可提供太陽能電池100B的射極區。因此，在一實施例中，導電接點128被設置在射極區上。在一實施例中，導電接點128是背接觸式太陽能電池的背接點且位於相對於光接收表面之太陽能電池的表面，如相對於紋理化光接收面101，如在第1B圖中所繪示的。
在一實施例中，再次參照第1B圖且類似於第1A圖，導電接點128可包含導電箔134且於一些實施例中，可包含一或多個其他導電區，像是導電區130及132。導電箔134及一或多個導電區可耦接(例如，焊接、熱壓、或以其他方式)至太陽能電池的半導體區和/或箔及半導體區間之一或多個導電區，並因此與太陽能電池100A的射極區電接觸。第1A圖的導電接點的描述可等同地應用於第1B圖的導電接點，而為了敘述的清楚不再重複。
現在轉向第2A圖，除了第2A圖的範例太陽能電池不包含一或多個其他導電區(第1A圖的區130及132)以外，繪示的太陽能電池包含與第1A圖的太陽能電池相同的特徵。相反地，導電箔134被直接接合點到太陽能電池的半導體區。
類似地，除了第2B圖的範例太陽能電池不包含一或多個其他導電區(第1B圖的區130及132)以外，第2B圖繪示的太陽能電池包含與第1B圖的太陽能電池相同的特徵。相反地，導電箔134被直接接合點到太陽能電池的半導體區。
儘管在本文中描述了某些材料，一些材料可以輕易以其他材料取代，而其他此種實施例仍在本揭露實施例的精神和範圍之內。例如，在一實施例中，可以使用不同材料的基板(諸如III-V族材料基板)代替矽基板。
需要注意的是，在各種實施例中，所形成的接點不必直接形成在塊狀基板上，如在第1B圖及第2B圖中所繪示的。例如，在一實施例中，導電接點，例如上述的那些導電接點被形成在於塊狀基板上形成之半導體區(例如，在塊狀基板的背側)上，如第1A圖及第2A圖所繪示的。
在各種實施例中，第1A圖至第1B圖和第2A圖至第2B圖的太陽能電池的導電箔包含一個突出區(例如，翼片)，突出區延伸超過太陽能電池的邊緣，並且可以被耦接到相鄰太陽能電池的突出區以將兩個太陽能電池互聯在一起。在一些實施例中，一特定太陽能電池單元的突出區可延伸超過其邊緣小於2mm。
現在轉向第3圖至第8圖，其繪示設置以抑制棘輪化和晶圓彎曲之太陽能電池互聯結構的各種範例。
第3圖是經由互聯結構耦接在一起的兩個太陽能電池(太陽能電池300a以及300b)。在繪示的範例中，導電箔的部分302a被耦接到太陽能電池300a而另一導電箔的部分302b被耦接到太陽能電池300b。互聯結構可包含導電箔的突出部分304a和304b。如所示，突出部分304a和304b可經由一或多個接合點306耦接，接合點306可通過雷射或電焊接、烙焊、或一些其它技術形成。在各種實施例中，設置於太陽能電池上並耦接至太陽能電池的導電箔部分具有較互聯結構之屈服應力低之屈服應力。因此，包含可抑制晶圓彎曲之較低屈服應力金屬的導電箔部分，是耦接至晶圓的部分。且被用以形成互聯結構的箔的部分可為可抑制棘輪化之較高屈服應力金屬。因此，此種箔可抑制晶圓的彎曲 和棘輪化。第10圖至第13圖繪示形成雙回火(dual tempered)導電箔的一個範例技術。
第4圖繪示互聯結構的另一範例。類似於第3圖，導電箔的部分402a耦接到太陽能電池400a而另一導電箔的部分402b被耦接到太陽能電池400b。與第3圖相比，第4圖的互聯結構包含耦接至突出部分404a及404b並在突出部分404a及404b之間的附加材料408。在一實施例中，附加材料408可為使所述互聯結構的屈服強度集體高到足以抑制棘輪化的材料。在一實施例中，包含設置在太陽能電池上並耦接至太陽能電池之部分及突出部分的導電箔，具有較低的屈服強度，以抑制彎曲。然而，附加材料可具有足夠高的屈服強度，使得當加至突出部分之較低屈服強度箔時，互聯結構集體具有足夠高的屈服強度以抑制棘輪化。
在附加材料408被置於的突出翼片之間之各種實施例中，如第4圖中，附加材料408是導電材料。其可以是與突出翼片相同或不同的材料(例如，軟鋁突出翼片和硬鋁附加材料)。
第5圖繪示用於互聯太陽能電池的另一範例互聯結構。除了附加材料508不於突出部分504a和504b之間以外，互聯結構類似於第4圖的互聯結構。相反地，在第5圖的範例中，附加材料508被設置於太陽能電池500a和500b之間，其可提供和/或維持一致的間距或間隙於太陽能電池之間。對於背接觸式太陽能電池，附加材料508位於互聯結構的向陽側，且從太陽能電池模組的向陽側可為可見的。因此，在一實施例中，附加材料508可被著色或以其他方式，使得互聯結構的可見部分(當從模組的前面觀察時)與太陽能電池為類似的顏色而因此融為一體。
在一些實施例中，附加材料508可以是導電材料或在某些情況下，其可以是非導電材料，只要附加材料508可被耦接(例如，焊接、烙焊、纏繞、綑綁等)至突出翼片，且只要互聯結構集體具有足夠的屈服強度以抑制棘輪化。
也存在各種其它實施例。例如，在一實施例中，代替在突出翼片的前側上或突出翼片之間的附加材料，附加材料可在突出翼片的背側上。在另一實施例中，附加材料可以纏繞突出翼片，然後耦接到突出翼片以形成互聯結構。
在第4圖和第5圖的範例中，附加材料被示為在相對於太陽能電池的非零角度。在一些實施例中，可以耦接附加材料，使得互聯結構略微從太陽能電池的平面偏離，這可能會導致互聯結構的應力釋放，從而進一步抑制棘輪化。也存在應力釋放互聯結構的其他範例。一個此種範例被描繪於第6圖中。如第6圖所示，附加材料608包含彎曲部(例如，C形彎曲部)，使得附加材料獨立地耦接到每個突出翼片。此種互聯結構可導致應力釋放的提高並進一步抑制棘輪化。雖然所示之附加材料顯示兩軸彎曲，在一些實施例中，彎曲部可以是三軸彎曲。
互聯結構的附加材料可以是各種形狀。的互聯結構可以是簡單的帶狀、通道狀(例如，為了額外的剛度)、領結狀(為了美觀和在模組的菱形區(diamond areas)的連接)。附加材料可以具有其它材料或特性以修飾接合或可靠性。此種材料或特性包含用於腐蝕保護(例如，金屬、氧化物、或氮化物)或用於線圈的耦接(例如，附加材料上的焊料塗層)的塗層、用於黏附到模組的材料(例如，封裝體)或突出部分的黏接特性(例如，焊料材料塗層)、或用於不同膨脹和收縮特性的多個層。
第7圖和第8圖根據各種實施例繪示互聯太陽能電池範例。為了便於說明，太陽能電池700和710上的金屬不繪示為圖案化(例如，手指圖案)。 如所示，太陽能電池700和710經由在太陽能電池角落的複數個互聯結構720相互聯接。最右側的虛線繪示來自左側太陽能電池的導電箔之突出翼片的邊緣，而最左側的虛線繪示來自右側太陽能電池的導電箔之突出翼片的邊緣。在一些實施例中，接合點730可以是焊接接合點、烙焊接合點，或者一些其它耦接點，並且可以在重疊的突出翼片耦接在一起的位置。
如於第8圖所示的範例中，代替在各別角落互聯的太陽能電池，太陽能電池在重疊太陽能電池的突出邊緣820與複數個互聯接合點處連接。在一實施例中，一或多個互聯接合點830可對應於單獨塊的附加材料，如單獨塊的硬箔。或者，在一實施例中，為連續件的附加材料可在重疊邊緣上、之間、或下並在互聯接合點830之位置耦接至重疊突出邊緣。然而，在一些實施例中，如在第3圖的實施例中，未使用附加材料。在此種實施例中，接合點730和830可簡單地為其中一個突出箔耦接到另一個的區域。
在一實施例中，在互聯結構形成之後可添加一或多個應力釋放特徵到互聯結構。例如，在一實施例中，一或多個釋放切口可以形成在互聯結構中以進一步釋放壓力。
現在轉到第9圖，根據一些實施例描繪示出太陽能電池互聯區的形成方法的流程圖。在各種實施例中，第9圖的方法可包含比示出的多(或更少的)方塊。例如，在一些實施例中，可不執行耦接互聯材料至突出翼片(如在方塊908中所示)。
如在方塊902中所示的，導電箔的一部分可耦接到太陽能電池。例如，在一實施例中，設置在太陽能電池上的導電箔的部分可被耦接到太陽能電池的半導體區。耦接可以通過雷射或熱焊接、烙焊、熱壓、以及其他技術來實現。
如在方塊904中所示的，另一導電箔的一部分可被耦接到另一太陽能電池。類似在方塊902中的描述，在一實施例中，設置在其他太陽能電池上的其他導電箔的一部分可以耦接到其他太陽能電池的半導體區。與方塊902的情況相同，耦接可以通過雷射或熱焊接、烙焊、熱壓、以及其他技術來實現在各種實施例中，方塊902和904可依序執行或者可在基本上相同的時間處理。
在方塊906中，導電箔的其他部分可耦接在一起以形成互聯結構。在一個實施例中，其它部分是延伸超過太陽能電池邊緣的突出部分。第3圖至第8圖中描繪各種範例。突出部分可至少部分地重疊，且重疊區可被焊接、烙焊、熱壓、或以其他技術耦接在一起，使得太陽能電池電性和機械性地互聯在一起。
在一些實施例中，箔的突出部分可具有比設置在太陽能電池上並耦接至太陽能電池的箔更高的屈服強度，從而可抑制晶圓彎曲和棘輪化。在一實施例中，箔可被製造或修飾為雙回火，使得突出部分是硬箔而太陽能電池部的軟箔。第10圖至第13圖繪示一範例實施例或將箔修飾雙回火。
然而，在一些實施例中，如方塊908所示，附加材料可以耦接到突出箔部分，以形成具有較高屈服強度之互聯結構。例如，在一實施例中，附加材料可放置在懸垂之間箔片部分或上的懸垂箔片部分的前或後側和附加材料，並且突出箔部分之間或在突出箔部分的前側或背側及附加材料上，且突出箔部分皆可耦接在一起以集體形成互聯結構。作為一個簡單的範例，突出部分可以是相同的較低屈服強度，軟箔作為箔的太陽能電池部分，但附加材料可具有足夠高的屈服強度，以使整個互聯結構具有足夠高的屈服強度以抑制棘輪化。
在一實施例中，可基本上同時執行在方塊906及908中之二突出部908的耦接和附加材料的耦接，或者方塊906可以先執行，或者方塊908可以 先執行。作為一範例，附加材料可以先被焊接到突出部分中的其一，然後其他突出部分可被焊接到已焊接的突出部分和附加材料。也存在其它變型。
在一些實施例中，附加材料是導電的，而在其他實施例中，附加材料可不導電或可不如箔導電。在此種實施例中，突出部分可以直接接觸另一突出部分而無附加材料於突出部分之間。在此種實施例中，附加材料可以提供機械完整性，並允許足夠的屈服強度以抑制棘輪化但在從一個太陽能電池攜帶電流到另一個時可能不可靠。
現在轉向第10圖，根據一些實施例描繪顯示形成雙回火導電箔的方法的流程圖。在各種實施例中，第10圖的方法可包含比所示更多(或更少)方塊。
如在方塊1002所示，可執行熱接合技術以耦接導電箔的一部分至太陽能電池。類似於第9圖的方塊902和904，在一實施例中，設置在太陽能電池上的導電箔的一部分可被耦接到太陽能電池的半導體區。熱接合技術包含熱壓接合及加熱焊接。對於熱壓接合，導電箔可被加熱到高於攝氏200度的溫度且機械力(例如，經由板、輥等)可以至少1psi的壓力施加。
在一實施例中，用於第10圖的方法中的導電箔是在施加熱接合技術之前為具有高屈服強度的硬箔。硬箔的一範例是7020系列鋁箔但可使用其他硬度的Al箔或其它非Al箔。
如在方塊1004中所示，導電箔的第二部分(其可為對應於延伸超過的太陽能電池的邊緣的突出部分)可在方塊1002的熱接合技術期間被冷卻。方塊結1002和1004的結果在太陽能電池上的部分中，原始硬、較高屈服強度的導電箔被軟化並被修飾為較低屈服強度箔，其就這樣被耦接到太陽能電池，以抑制晶圓彎曲但基本上保持其在箔的突出部分的硬度以抑制一旦互聯之棘輪化。
夾緊突出部分以將其冷卻可能很困難，特別是當突出部分可僅延伸超過太陽能電池的邊緣2mm或以下。在一實施例中，在雙回火製程期間可存在較大的突出部分，且在箔片回火後，突出部分可接著被修整。例如，在雙回火製程期間，突出部分可延伸超過晶圓的邊緣約10mm，使得突出部分足以使夾具夾持突出部分。雙回火製程之後，突出部分可以接著被修整成小長度(例如，長2mm、1mm時等)。
第11圖至第13圖繪示範例雙回火技術的的一部分之剖視圖。如第11圖所示，晶圓1102可位於表面1100(如一個晶圓卡盤上)。在一實施例中，表面1100可在製程期間加熱，以幫助將箔黏合到太陽能電池。硬箔1104可放置在晶圓1102上(例如，在背接觸式太陽能電池的晶圓背側)，並通過夾具1106a和1106b夾緊。沒有示出，箔可以加壓、抽真空、或以其它方式被機械性地維持於定位並充分保持繃緊。
第12圖繪示被提供於太陽能電池上之箔部分之熱接合1108。與此同時，可冷卻夾具1106a和1106b(例如，空氣冷卻、水或冷卻劑冷卻等)，使得來自熱接合點1108的熱不足以傳送到箔的突出部分，以降低突出部分的屈服強度。
相反地，如在第13圖中所示的，得到的箔包含設置在太陽能電池1102上並結合到太陽能電池1102之較低屈服強度部分1110和較高屈服伸強度的突出部分1112a和1112b，突出部分1112a和1112b可以各耦接到個別相鄰太陽能電池的突出部分，以電性互聯的該些太陽能電池，但亦足夠剛硬以抑制棘輪化。在一實施例中，互聯結構可以簡單地與較高屈服強度的突出部分耦接在一起，或者其也可以包含如本文所述的附加材料。
雖然於上已描述了具體實施例，此些實施例不意圖限制本揭露之範圍，縱然對於特定特徵僅描述單一實施例。除非有另外敘述，揭露中提供之 特徵範例係意圖為說明而不為限制。以上描述意圖涵蓋對於具有本揭露利益之領域中具有通常知識者而言為顯而易見的替代、修飾及等效物。
本揭露的範疇包含在本文中所揭露的任何特徵或特徵的組合(明示地或隱含地)，或者其任何概括，而不論其是否減輕了本文中所處理的任何問題或所有問題。因此，在本申請(或其聲明優先權的申請案)的審查期間，可制定新的申請專利範圍成任何這樣的特徵組合。特別是，參照所附的申請專利範圍，來自附屬項的特徵可與獨立項的特徵組合，而來自各獨立項的特徵可以任何適當的方式組合，且不僅為所附的申請專利範圍中所列舉的特定組合。
300a、300b:太陽能電池
302a、302b:導電箔的部分
304a、304b:突出部分
306:接合點

Claims (11)

  1. 一種光伏(PV)組列，包含：一第一太陽能電池，其包含一第一導電箔，該第一導電箔係為一單層之材料，且具有耦接至該第一太陽能電池之一背側之一半導體區之一第一部分，以及延伸出該第一太陽能電池之一邊緣之一第二部分；一第二太陽能電池，其包含一第二導電箔，該第二導電箔係為一單層之材料，且具有耦接至該第二太陽能電池之一背側之一半導體區之一第一部分，以及延伸出該第二太陽能電池之一邊緣之一第二部分；以及一或多個接合點，耦接該第一導電箔之該第二部分及該第二導電箔之該第二部分。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光伏組列，其中該第一導電箔具有小於50微米的厚度。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之光伏組列，其中該第一太陽能電池的該第二部分延伸超過該第一太陽能電池的該邊緣小於2毫米。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之光伏組列，其中該第一導電箔包含鋁。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之光伏組列，進一步包含：一間隙，位於該第一太陽能電池以及該第二太陽能電池之間。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之光伏組列，其中該一或多個接合點包含選自於由一焊接區、一烙焊區以及一熱壓區所組成之群組中之一區域。
  7. 一種光伏(PV)組列，包含：一第一太陽能電池，其包含一第一導電箔，該第一導電箔係為一單層之材料，且具有耦接至該第一太陽能電池之一背側之一半導體區之一第一部分，以及延伸出該第一太陽能電池之一邊緣之一第二部分；一第二太陽能電池，其包含一第二導電箔，該第二導電箔係為一單層之材料，且具有耦接至該第二太陽能電池之一背側之一半導體區之一第一部分，以及延伸出該第二太陽能電池之一邊緣之一第二部分；以及一互聯結構，包含該第一導電箔之該第二部分以及該第二導電箔之該第二部分，其中一或多個接合點耦接該第一導電箔之該第二部分及該第二導電箔之該第二部分。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之光伏組列，其中該第一導電箔具有小於50微米的厚度。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之光伏組列，其中該第一導電箔包含鋁。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之光伏組列，進一步包含：一間隙，位於該第一太陽能電池以及該第二太陽能電池之間。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之光伏組列，其中該一或多個接合點包含該第一導電箔之該第二部分以及該第二導電箔之該第二部分之一區域，且該區域係選自於由一焊接區、一烙焊區以及一熱壓區所組成之群組中。
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