具有改进连线的可升级的光伏电池和太阳能电池板

摘要

本发明公开了一种用于制造大的可升级PV电池和太阳能模块/太阳能电池板的方法和装置。该方法包括设计用于若干个PV电池的PV电池连线方案并在大尺寸硅薄板上图案化多个特征。若干个大规模硅薄板中每个上具有若干个PV电池，这些薄板可以固定到连线面上从而直接制造成太阳能电池/太阳能电池板。然后对太阳能模块上的每个PV电池进行分离。本发明的方法大大降低了太阳能模块/太阳能电池板的制造成本和PV组件的成本。

权利要求

1.一种制造太阳能电池板组件的方法，包括：将多个衬底接合到连线面上以形成太阳能模块组件，其中每个所述衬底设计为分离成多个光伏电池；

在将所述多个衬底接合到所述连线面之后，将所述太阳能模块组件上各个单独的所述光伏电池分离；和在所述多个衬底的正面和背面上形成多个触点。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述多个衬底接合到所述连线面上以形成所述太阳能模块组件包括：在位于所述多个衬底上的所述连线面与接合焊盘之间进行电接合。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述连线面与所述接合焊盘之间进行的所述电接合步骤是通过从下列项构成的组中选择的技术来进行的：含铅焊接、无铅焊接、环氧树脂粘合、热退火、超声退火以及它们的组合。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述接合步骤包括将保护膜接合到所述连线面的背面。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述连线面包括导体图案，并且将所述多个衬底接合到所述连线面上的步骤还包括：将所述多个衬底布置在所述连线面上使所述多个衬底与所述导体图案对准。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，对所述多个衬底进行布置的步骤还包括：为所述衬底中的每一者预先指定多个虚拟光伏电池。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述多个衬底上形成电流收集金属连线。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，在不切割所述连线面的情况下对所述太阳能模块组件上的各个单独光伏电池进行分离。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述太阳能模块组件与一个或多个保护膜接合。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述保护膜包括Tedlar。

11.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述太阳能模块组件与一个或多个粘合剂层进行接合并用太阳能级别的覆盖玻璃覆盖所述太阳能模块组件。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述多个衬底接合到所述连线面上的步骤包括使用包括乙烯/醋酸乙烯共聚物的粘合剂层。

13.一种太阳能模块组件，包括：

连线面，其上接合有多个衬底；和

多个光伏电池，其形成于所述多个衬底中每一者上，其中，在每个所述衬底上分离和隔离所述多个光伏电池之前，所述多个衬底被接合到所述连线面上。

14.根据权利要求13所述的太阳能模块组件，还包括：所述连线面上的导体图案，用于在所述多个光伏电池之间传导电流。

15.根据权利要求14所述的太阳能模块组件，其中，所述多个衬底布置在所述连线面上，与用于所述多个衬底上的所述多个光伏电池的所述导体图案对准。

16.根据权利要求13所述的太阳能模块组件，还包括：多个触点，形成于所述多个衬底上。

17.一种制造太阳能模块组件的方法，包括：将多个衬底接合到包括导体图案的连线面上，其中每个衬底设计为分离成多个光伏电池；

在所述连线面上布置所述多个衬底，使所述多个衬底与用于所述多个光伏电池的所述导体图案对准以形成所述太阳能模块组件；和在将所述多个衬底接合到所述连线面上之后，对所述太阳能模块组件上各个单独的所述光伏电池进行分离。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，布置所述多个衬底还包括：为所述多个衬底中的每一者预先指定多个虚拟光伏电池。

19.根据权利要求17所述的方法，还包括在所述多个衬底上形成多个触点。

20.一种制造太阳能模块组件的方法，包括：在多个衬底上图案化多个特征；

在所述多个衬底上形成多个触点；

在所述多个衬底上形成电流收集金属连线；

将所述多个衬底接合到连线面，以形成所述太阳能模块组件，其中每个衬底设计为分离成多个光伏电池；和在将所述多个衬底接合到所述连线面上之后，对所述太阳能模块组件上各个单独的所述光伏电池进行分离。

21.根据权利要求20所述的方法，还包括将所述太阳能模块组件与一个或多个保护膜接合。

22.根据权利要求20所述的方法，还包括将所述太阳能模块组件与一个或多个粘合剂层接合并用太阳能级别的覆盖玻璃覆盖所述太阳能模块组件。

说明书

具有改进连线的可升级的光伏电池和太阳能电池板

技术领域

[0001] 本发明的实施例大体上涉及光伏电池/太阳能电池和太阳能电池板制造。 背景技术

[0002] 光伏(PV)电池或太阳能电池是将太阳光转换成直流(DC)功率的材料结(material junction)器件。结产生光电压，而器件的面积和其他参数决定了可用电流。实际的太阳能电池板在面积方面受到大小调整，以发送所需的功率量并优化其他应用参数。太阳能电池板是通过将若干个太阳能电池拼在一起产生的，这些太阳能电池的尺寸受到多个制造约束的优化以使制造成本尽可能低。所用的单独太阳能电池数目也是在电池板的工作电压和电流(I)之间进行折衷而确定的，因为连线(wiring)会产生电阻(R)并因此造成
2
由PL＝I·R给出的功率损耗(PL)。

[0003] PV系统的一种示例包括独立系统，所述独立系统大体上产生功率供直接使用或用于本地储存装置。另一种PV系统由适当的功率转换设备连接到传统的公共电网，以产生与传统的公共电网相容的交流(AC)电。总的来说，PV系统能够产生许多用途所用的功率，这些用途例如远程陆地应用、导航辅助的电池充电、通信设备、以及消费电子器件(例如计算器、手表、收音机等)。

[0004] 通常的PV电池包括p型硅晶片或薄片，所述晶片或薄片通常厚度小于0.3mm，并在顶部具有n型硅薄层，从而形成p-n结来产生电场。在暴露于太阳光(由来自光子的能量组成)时，PV电池的p-n结产生成对的自由电子和空穴。p-n结的电场将自由电子和空穴分开，产生了电压。从n侧到p侧的电路使得在PV电池连接到电负载时，电子能够流动。功率是电压乘以电流所得的乘积，电流是电子和空穴复合时产生的。优化过的太 阳能电池通常意味着以最低的成本来产生最大的功率。

[0005] 取决于最终应用情况，可以考虑各种其他参数。例如，在形成p-n结之后，PV电池的一个或两个表面可以涂敷有适当的电介质。电介质层用于使表面复合最小化，并在正面提供了抗反射涂层以减小光子的反射损失。PV电池的底部通常涂敷有支撑金属(back metal)，提供了用于良好导电的触点以及高反射性。PV电池的正面(即面向太阳那侧)覆盖有面积最小化的金属触点网格，用于传输电流并使由于经过硅层的电阻而造成的电流损失最小化。触点网格对太阳光或光子造成一些阻挡是不可避免但可以尽量减小的。带有导电金属线图案的金属网格被用来收集电流。最终步骤是玻璃盖板，盖板保护PV电池并提供结构增强作用。

[0006] 目前，太阳能电池和PV电池板是通过下述方式制造的：首先用许多小的硅薄片或晶片作为材料单元，并在将它们组装成根据各种触点方案或连线方案的PV模块和太阳能电池板之前，将其处理成单独的光伏电池。这些硅薄片通常是被锯切开的p型硼掺杂硅薄片，并被预先切割成将要使用的尺寸和大小(例如10cm×10cm，或者21cm×21cm)。最初，它们的尺寸是由可用的单晶硅尺寸得到的，但是铸造多晶硅和板条(castmulti-crystalline silicon and ribbon)技术的应用已经在形成电池所用薄板尺寸的选择方面以及制造优化方面带来了更多的自由度。

[0007] 切割(锯切)或形成板条的操作会给预先切割的硅薄片表面留下损害，对硅薄片的两个表面都执行一个或多个刻蚀处理，从而从每个表面刻蚀去约10到20微米的厚度并在这些表面上提供表面纹路。接下来，通过热扩散或快速热扩散来形成n型掺杂的硅，例如通过穿透到多达最大约0.5微米深度的磷扩散来进行。然后，通过喷砂、等离子体刻蚀或激光切割，在硅薄片的边缘处执行p-n结隔离。另外，用由电介质材料(例如二氧化硅、二氧化钛、或氮化硅)制成的抗反射涂层的沉积层覆盖硅衬底的正面，该沉积层也可以作为对表面复合的阻挡。目前，氮化硅是优选的主要电介质膜。

[0008] 通常，随后在PV电池工业中使用丝网印刷厚膜技术，来将金属材料(例如银等)的导电胶分层成为期望的图案，并将金属材料层沉积到硅薄 片/衬底的表面以形成金属触点手指或连线通道。可以使用其他的薄膜技术用于形成触点或处理电极。经常在高温下把形成为触点的沉积金属层进行焙烧或烧结，从而形成与下方的硅材料直接接触的良好导体，并制成单一的PV电池。

[0009] 太阳能电池是通过下述方式形成的：将布置成阵列并接合到保护膜和载体玻璃上的若干个单独的PV电池拼在一起以产生太阳能电池板，所述太阳能电池板为了所需的功率输出而进行适当的尺寸调整并进行连线，以得到期望的工作电压和电流。目前，可以使用许多不同的连线/互连方案来进行触点的图案化以及电流收集；例如，既使用正面连线又使用背面连线的方案、使用正面电流收集而将所有触点都放到背面的方案、以及其他的连线方案。正面通常表示面向太阳的那侧。

[0010] 图1A-图1E图示了PV电池所用的基本PV模块制造处理。大体上，如图1A所示，在完成单一的PV电池110之后，将金属片104焊接到PV电池表面上的母线102。如图1B所示，可以对每个电池用两个或更多个金属片104来将PV电池110上的金属触点或金属手指108进行连线，从而在这些PV电池110之间提供互连线路并能够进行散热。无论尺寸如何，单一的PV电池通常产生约0.5-0.6伏特的DC电流。

[0011] 在图1C中，将串连或并联电路中的若干个PV电池110互连成PV模块，以产生更高的电压、电流和功率电平。各个PV电池110连成串106或模块120的互连连线是通过用各种连线方案将金属片104和辅助片焊接和连线到一起来进行的。一种常见结构使用约36个相连的PV电池来得到约15伏特的最大值，这与主要应用场合相容并适于12伏特的电池充电。

[0012] 如图1D和图1E所示，PV模块120通常堆叠有例如乙烯/醋酸乙烯共聚物(EVA)薄片122的密封剂材料，并覆盖有正面玻璃板140和背面板130。PV模块120还可以密封在保护性叠层或挡板中。也可以将若干个PV模块120组装成预先连线的电池板150或阵列160。在模块构造期间对有源PV器件的保护直接影响到最终PV系统的性能和寿命。 [0013] PV模块或太阳能电池板常常是通过人工组装、连线和焊接来完成的。对于布线(tabbing)、层叠和固化当然有机器，但是需要进一步提高 自动化水平。此外，制造工艺造成了制造空间对于处理较大单元的连线组件而言相对不足。目前，用于制造出装机(installed)PV系统的整个制造处理非常昂贵。

[0014] 因此，需要提高制造工艺的可升级性(scalability)并寻找各种方式来降低制造成本。

发明内容

[0015] 本发明的各个方面提供了一种方法，用于大量制造具有改进连线的多个光伏电池和太阳能模块。在一个方面，提供了一种用于制造太阳能模块组件的方法，包括将一个或多个衬底接合到连线面上以形成太阳能模块组件，其中，每个衬底被设计为分离成多个光伏电池。该方法还包括：在将一个或多个衬底接合到太阳能模块组件上之后，将各个单独尺寸的太阳能电池从太阳能模块组件上接合的一个或多个衬底进行分离。

[0016] 在另一个方面，提供了一种太阳能模块组件，它包括连线面和多个光伏电池，连线面上接合有一个或多个衬底，这些光伏电池位于这一个或多个衬底中的每一者上。在每个衬底上将多个光伏电池进行分离和隔离之前，将一个或多个衬底接合到连线面上。 [0017] 在另一个方面，一种用于制造太阳能模块组件的方法包括：将一个或多个衬底接合到具有导体图案的连线面上，将所述一个或多个衬底布置在连线面上，使所述一个或多个衬底与用于多个光伏电池的导体图案对准以形成太阳能模块组件，并在太阳能模块组件上分离各个单独的光伏电池。每个衬底是为了制造多个光伏电池而预先指定的。接合包括将一个或多个衬底上的特征(例如过孔)电连接到连线面以及用于机械支撑的粘合剂接合。

[0018] 在另一个方面，一种用于制造太阳能模块组件的方法包括：在一个或多个衬底上图案化多个特征、在所述一个或多个衬底的正面或背面上形成多个触点、在所述一个或多个衬底上形成电流收集所用的金属连线、将所述一个或多个衬底接合到连线面上以形成太阳能模块组件、以及对太阳能模块组件上各个单独的光伏电池进行分离，其中每个衬底被设计为制造多 个光伏电池。

附图说明

[0019] 为了能够更详细地理解本发明的上述特征，通过参考实施例可以对上文简述的本发明有更具体的说明，附图中图示了这些实施例中的一些。但是应当注意，附图只是图示了本发明的典型实施例，因此不应认为对其范围的限制，因为本发明可以采用其他等效实施方式。

[0020] 图1A-图1E图示了一种现有技术的制造处理，该处理从单独的PV电池开始并组装成经过连线的PV模块、电池板和阵列。

[0021] 图2是图示了包括本发明一种实施例的示例性方法的处理流程图。 [0022] 图3图示了示例性衬底的一种实施例，该衬底被用于在其上制造多个PV电池。 [0023] 图4图示了根据本发明的一种实施例，布置在一种示例性连线面上的图3所示示例性衬底。

[0024] 图5图示了根据本发明的一种实施例，带有电流传导连线图案的示例性连线面的一侧。

具体实施方式

[0025] 本发明提供的方法和设备将若干个PV电池直接制造成经过尺寸调整的太阳能模块或太阳能电池板。本发明的一种实施例包括使用大尺寸/规模的衬底，使得随后在处理中可以在其上处理和隔离两个或更多个PV电池。单独PV电池的尺寸范围例如可以从约10cm×10cm至21cm×21cm，例如为15.6cm×15.6cm。不过，也可以有利地使用更小或更大的尺寸/大小。相比之下，现有技术的方法在将处理过的PV电池单独组装成太阳能模块或太阳能电池板之前，通常用一个硅衬底来处理成单一的PV电池。

[0026] 本发明的衬底可以是适用于PV电池和太阳能模块制造的任何衬底类型，例如单晶硅、多晶硅、无定形硅、硅板条薄片、碲化镉、砷化镓等。衬底的形状可以各种各样，不限于方形、矩形、圆形、椭圆形等。每个衬底可以包括由适用于太阳能电池制造的半导体材料产生的单一的p-n结、 双结、三结、隧道结、p-i-n结、或任何其他类型的p-n结。例如，可以用磷扩散来在p型硼掺杂的硅衬底薄片上产生p-n结。

[0027] 图2图示的处理流程图图示了本发明的一种示例性方法200。方法200包括，在步骤210，在用于两个或更多个PV电池的大规模衬底上对多个特征进行图案化。合适的特征包括过孔、触点、触点窗口、沟槽等。可以通过任何合适的图案化技术来对所述多个特征进行图案化，这些技术包括但不限于干法刻蚀、湿法刻蚀、激光钻孔、化学机械射流刻蚀、以及它们的组合。授权给Bachrach等人并转让给Applied Materials，Inc.的题为“Method and Apparatus for Chemical Mechanical Jet Etching ofSemiconductor Structures”的美国专利No.6,699,356中描述了化学机械射流刻蚀的一种示例，该专利通过引用而在不与本申请相抵触的程度上合并在本申请中。根据情况，在对全尺寸的衬底上的特征进行图案化之前，对要在全尺寸衬底上进行处理的多个PV电池以虚拟方式设计PV电池连线方案。连线方案的虚拟设计可以指导如何将这些PV电池制造成太阳能电池板、以及如何用PV电池之间的连线来对通过PV电池的触点连接而流向连线背面的电流进行收集。 [0028] 在步骤220，在衬底上沉积附加的层。例如，可以在衬底的正面和/或背面沉积一个或多个钝化层或抗反射涂层。可以使用各种抗反射涂层材料，包括各种适于暴露在太阳辐射流之下PV电池的电介质材料(例如氮化硅、氧化钛、无定形碳材料等)。抗反射涂层材料的吸收系数应当尽可能小，但也可以改变。在一种示例中，可以将厚度约70nm至约80nm的氮化硅层沉积到衬底的正面和背面以及过孔壁，并将其作为阻挡层、密封层和/或抗反射层来设置。根据情况，可以沉积额外的抗反射涂层，用于更好的折射率匹配，例如作为第二正面电介质抗反射涂层来沉积。

[0029] 在步骤230，通过成熟的半导体处理方法，在衬底的正面和/或背面形成触点(例如电极、触点窗口、连线通道等)，从而可以形成合适的半导体触点。例如，可以在衬底上形成用于PV电池正面和背面触点，并可以形成将正面和背面触点连接于一起的各种过孔以收集电流和导电。或者，也可以使用全背面触点的方式来收集电流和导电，留下PV电池的正面以 进行光吸收并提高性能。

[0030] 在步骤240，可以用合适的连线金属化技术在衬底的正面或背面形成电流收集连线。常常使用银，但是铝或铜的连线具有成本和性能方面的优势，并可以容易地结合到这里所述的工艺中。

[0031] 作为一种示例，图3图示了本发明的一种示例性衬底处理，包括本发明的衬底300，衬底300经过虚拟设计，以便处理成一个或多个PV电池310，并具有一个或多个过孔
302以使衬底300正面收集到的电流通向背面。衬底300的虚拟设计还可以包括在连线背面上形成的导电焊盘的不同位置。焊盘用于在特征(例如一个或多个过孔302)之间提供电连接。另外，对于位于衬底300 面或背面的每个虚拟PV电池310，带有虚拟PV电池310的衬底300还包括一个或多个触点或电流收集连线304，从而在形成各个PV电池310之前，以虚拟方式设计电流收集连线304。另外，每个PV电池310还可以用虚拟方式设计成一个或多个子电池306。衬底300由虚拟的PV电池310和子电池306组成，使得在实际形成各个PV电池310时，它们经过了优化以产生最大的功率。

[0032] 在图3的示例中，衬底300可以具有约400mm×500mm的尺寸，以包括总共20个虚拟PV电池，每个虚拟PV电池具有约100mm×100mm的尺寸。作为另一种示例，衬底300可以具有约200mm×200mm的尺寸，以包括总共4个虚拟PV电池，每个虚拟PV电池具有约100mm×100mm的尺寸。作为再一个示例，衬底300可以具有约600mm×600mm的尺寸，以包括总共16个虚拟PV电池，每个虚拟PV电池具有约150mm×150mm的尺寸。本发明的一种实施例提供了衬底300上一个或多个过孔302的图案化，该衬底已被升级到更大尺寸，以在形成各个PV电池310之前，容纳两个或更多个PV电池310和子电池306。

[0033] 再参考图2，在步骤250，根据针对实验室或工业的不同应用情况，执行不同类型PV电池所需的额外金属化和膜沉积。可能希望将各种类型的PV电池制造成太阳能电池板，这些PV电池包括：薄膜硅电池、钝化发射区背面局部扩散(PERL)电池、钝化发射区背面全扩散(PERT)电池、区域熔化再结晶(ZMR)电池、表面纹路及用背面反射器增强吸收 (STAR)电池等。例如，在某些情况下，可以视情况在衬底背面上执行金属化处理，以沉积高反射性材料。这样，衬底容易被制造成太阳能模块或太阳能电池板。

[0034] 在步骤260，如上所述由本发明的一个或多个步骤处理过的一个或多个衬底可以被布置在制造太阳能模块/电池板所用的连线背面上，例如通过将一个或多个本发明的衬底拼在连线面上来进行。连线面可以是适用于PV模块制造的任何绝缘连线背面，例如具有合适绝缘性能和阻挡性能的塑料膜上的金属箔或厚金属膜。通常，可以将各种经过尺寸升级的硅薄板一起拼成各种尺寸的太阳能电池板和太阳能模块。例如，尺寸为1200mm×1200mm的太阳能模块可以通过将十二(12)个尺寸为400mm×500mm的硅衬底拼到连线面上而形成；或者也可以将六十(60)个尺寸为200mm×200mm的硅衬底拼在一起。每个硅衬底可以包括首先经过虚拟设计的、期望数目的PV电池和子电池。

[0035] 另外，连线背面可以在其上包括适当的导体图案，用于以最小的电阻损耗在PV电池之间传导电流。背面导体图案被设计成与对本发明的衬底连线方案和单独PV电池的虚拟设计匹配。在连线背面上形成金属导体层或对其进行图案化产生了所需的连线。连线图案反映了每个最终PV电池所需的连接情况。根据设计情况以及对最终太阳能电池板的使用意图，连线导体图案包括任何合适地并联-串连的组织/互连方式，以获得规定的工作电压和电流。

[0036] 图4示出了一种示例，并图示了将根据本发明的实施例处理过的一个或多个衬底300布置在连线面400的一侧，从而可以随后在各个衬底300上制造PV电池310。图4中以虚拟方式示出了一个衬底300上的PV电池310，因为此时尚未在衬底上形成各个PV电池
310。根据本发明的实施例，可以将所述一个或多个衬底300布置成与位于连线面400正面和/或背面的导体图案对准或匹配。例如，如图5所示，可以对连线面400的背面进行连线/互连以进行电流收集。

[0037] 在图5中，导体图案例如可以包括多个金属片510和母线540，它们是在将衬底300布置在连线面400上之前、之后或同时制造在连线面400 上的。另外，本发明的一种示例性连线方案可以包括这样的连线面400的导体图案：该图案在连线面400上制造有一个或多个负输出引线520以及一个或多个正输出引线530。如图5所示，这些输出引线在连线面400边缘上的位置经过优化，例如，可以在单一电池板中使用多于一组电压输出。这种总体方案允许在单一PV电池板上形成各种尺寸可升级和各种数目的PV电池，以降低连线电阻并提供各种电流输出，优选地提供更大的电流输出。所述一个或多个衬底中每一者上所述多个PV电池、子电池的位置需要与导体图案对准和匹配，以使连线电阻最小化并优化输出电压。

[0038] 再参考图2，在步骤270，可以将所述一个或多个衬底(例如本发明的大尺寸硅薄片)接合到连线背面以形成太阳能模块组件。另外，还在连线面与PV电池的特征之间形成电连接。例如，可以用位于硅薄片/衬底上用于过孔和PV电池的特征的焊盘来接合到连线面。

[0039] 将所述一个或多个衬底接合到连线面可以通过适当的技术来执行，这些技术包括但不限于半导体封装中公知的含铅(Pb)或无铅焊接、环氧树脂粘合、热退火、超声退火等。在步骤280，可以将太阳能电池板组件接合到额外的保护膜以增加机械强度和稳定性。一种示例性保护膜是DuPontTM Tedlar PVF(聚氟乙烯)。可以将保护膜接合到连线背面的背侧，以保护其上的导体图案和电输出引线不受环境腐蚀或其他破坏，同时使总体结构重量减轻。

[0040] 在步骤290，在不对连线面进行切割的情况下将太阳能电池板组件上的各个PV电池分离或隔离开。本发明的一个方面提供了在将PV电池接合到连线面之后对这些PV电池进行隔离，允许对PV电池的制造处理进行任何期望的升级，从而大大减少制造成本和电池组件成本。

[0041] 本发明的一种可替换实施例提供了在某些应用中需要更小太阳能电池板尺寸时的灵活方案，在该实施例中，可以将太阳能电池板制造成大尺寸以减小制造成本，并可以将连线面切割成所需尺寸，以进一步连线和制造成各种所需尺寸的PV模块。 [0042] 在太阳能电池板组件上隔离各个PV电池之后，可以对输出引线进行进一步连接以便测试，并可以使用一种或多种太阳能级别的粘合剂将太阳 能电池板组件接合到适当的太阳能级别覆盖玻璃上以进行机械支撑。例如，可以使用乙烯/醋酸乙烯共聚物(EVA)粘合剂来将太阳能电池板组件连接到适当的太阳能电池板支撑件(例如玻璃)以使太阳光能够经过。另外，太阳能电池板组件的边缘可能需要适当密封，以使太阳能电池板能够容易地安装并实现环境方面的保护。此外，本发明的一种重要实施例由于在连线背面上以可升级方式制造大量PV电池，而给互连的连线背面提供了大电流处理能力。在另一种实施例中，当电流收集连线位于连线背面的背面时，不需要厚的正面导体或正面触点，该方案使得可以对正面的有源孔径(active aperture)为使太阳光收集最大化而进行优化。本发明的各种特征确保了通过用连线图案或电流传导图案使功率因电阻造成的损失最小化，而获得了所需的工作电压和输出电流；这些特征包括：将大的硅薄片分离成空气隔离的PV电池、将整个太阳能电池板组件分离成适当尺寸的PV电池、以及电流收集所用的背面连线/导体图案等。此外，本发明的一个优点是，在硅衬底上制造可升级PV电池是与自动化PV模块/电池板制造相容的，从而可以提供更为方便有效的方式来处理大量制造问题。 [0043] 在工作中，一种示例性的可升级PV电池和太阳能电池板制造方案可以包括400mm×500mm的大硅薄片，可以用正面电流收集和背面触点、连线的方式将这样的薄板处理成约20个光伏电池。通过用上述低电阻接合和连接技术将这些大硅薄片拼装并接合到互连背面上而将硅薄片封装成太阳能电池板。互连背面为制造PV电池所用的若干个PV电池和背面触点提供了与硅薄片的隔离图案对准的串并联连线图案。

[0044] 授权给Bachrach等人并转让给Applied Materials，Inc.的题为“Apparatus and Method for Forming a Silicon Film across the Surface of aGlass Substrate”的美国专利No.6,818,529描述了将若干个PV电池拼装在大尺寸衬底上的一种示例，该专利通过引用而在不与本申请相抵触的程度上合并在本申请中。另外，下列表I-表IV列出了对各种尺寸的硅薄片的示例性拼装及其所得的输出功率(以瓦为单位)，这些硅薄片包括制造太阳能电池板所用的大量PV电池。

[0045] 表I.使用各种可升级尺寸的硅薄片的太阳能电池板堆叠示例及其所得的输出功率(以瓦为单位)

[0046]

[0047] 表II.使用150mm×150mm硅薄片的各种尺寸太阳能模块拼装示例及其所得的输出功率(以瓦为单位)

[0048]

[0049] 表III.使用200mm×200mm硅薄板的各种尺寸太阳能模块拼装示例及其所得的输出功率(以瓦为单位)

[0050]

[0051] 表IV.使用400mm×500mm硅薄板的各种尺寸太阳能模块拼装示例及其所得的输出功率(以瓦为单位)

[0052]

[0053] 尽管上文针对的是本发明的实施例，但在不脱离其基本范围的情况下可以导出本发明的其他和进一步的实施例，本发明的范围由权利要求来确定。