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太阳能电池互连件

阅读：1032发布：2020-11-16

IPRDB可以提供太阳能电池互连件专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种太阳能电池，所述太阳能电池可以包括导电箔，所述导电箔具有耦接到所述太阳能电池的半导体区的具有第一屈服强度的第一部分。所述太阳能电池可以经由互连结构与另一太阳能电池互连，所述互连结构包括所述导电箔的第二部分，其中所述互连结构具有大于所述第一屈服强度的第二屈服强度。，下面是太阳能电池互连件专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种光伏(PV)模块，包括：

第一太阳能电池，所述第一太阳能电池包括第一导电箔，所述第一导电箔具有第一部分和第二部分，所述第一部分具有第一屈服强度，其中所述第一部分被设置在所述第一太阳能电池的半导体区上方并且耦接到所述第一太阳能电池的所述半导体区，并且其中所述第二部分延伸超过所述第一太阳能电池的边缘；以及互连结构，所述互连结构耦接到第二太阳能电池，其中所述互连结构包括所述第二部分并且具有大于所述第一屈服强度的第二屈服强度。

2.根据权利要求1所述的光伏模块，还包括：

第二太阳能电池，所述第二太阳能电池包括第二导电箔，所述第二导电箔具有第三部分和第四部分，其中所述第三部分被设置在所述第二太阳能电池的半导体区上方并且耦接到所述第二太阳能电池的所述半导体区，并且其中所述互连结构包括所述第一导电箔的所述第二部分，所述第一导电箔的所述第二部分耦接到所述第二导电箔的所述第四部分。

3.根据权利要求2所述的光伏模块，其中，所述互连结构还包括耦接到所述第二部分和所述第四部分的额外材料，其中所述额外材料、所述第二部分和所述第四部分共同具有所述第二屈服强度。

4.根据权利要求3所述的光伏模块，其中，所述额外材料被设置在所述第一太阳能电池和所述第二太阳能电池之间，以在所述第一太阳能电池和所述第二太阳能电池之间提供间距。

5.根据权利要求3所述的光伏模块，其中，所述额外材料经由一个或多个焊缝耦接到所述第二部分和所述第四部分。

6.根据权利要求3所述的光伏模块，其中，所述第一导电箔和所述第二导电箔包括铝，并且其中所述额外材料包括比所述第一导电箔和所述第二导电箔的铝具有更高屈服强度的铝。

7.根据权利要求3所述的光伏模块，其中，所述额外材料包括应力缓减特征。

8.根据权利要求3所述的光伏模块，其中，所述额外材料缠绕在所述第二部分和所述第四部分的至少一部分周围。

9.根据权利要求1所述的光伏模块，其中，所述第一导电箔具有小于或等于50微米的厚度。

10.根据权利要求1所述的光伏模块，其中，所述第二部分延伸超过所述第一太阳能电池的所述边缘小于2mm。

11.一种组装光伏(PV)模块的方法，所述方法包括：

将第一导电箔的第一部分耦接到设置在第一基板中或上方的第一半导体区；

将第二导电箔的第一部分耦接到设置在第二基板中或上方的第二半导体区；以及将所述第一导电箔的第二部分耦接到所述第二导电箔的第二部分，以形成互连结构，所述互连结构比所述第一导电箔的所述第一部分和所述第二导电箔的所述第一部分具有更高的屈服强度。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括将互连材料耦接到所述第一导电箔的所述第二部分和所述第二导电箔的所述第二部分，以形成具有更高屈服强度的所述互连结构。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，耦接所述互连材料包括将所述互连材料焊接到所述第一导电箔的所述第二部分和所述第二导电箔的所述第二部分。

14.根据权利要求12所述的方法，还包括放置所述互连材料以在所述第一基板和所述第二基板之间形成间隙。

15.根据权利要求11所述的方法，还包括将双回火技术应用于所述第一导电箔，以形成具有不同屈服强度的所述第一区域和所述第二区域。

16.根据权利要求11所述的方法，其中，将所述第一导电箔的所述第一部分耦接到所述第一半导体区包括执行热接合技术，还包括：在执行所述热结合技术期间冷却所述第一导电箔的所述第二部分，以使所述第一导电箔的所述第二部分比所述第一导电箔的所述第一部分具有更高的屈服强度。

17.一种光伏(PV)模块，包括：

第一太阳能电池和第二太阳能电池，所述太阳能电池中的每个包括：基板，

半导体区，所述半导体区设置在所述基板中或上方，以及

导电箔，所述导电箔具有第一部分，所述第一部分设置在所述半导体区上方并且耦接到所述半导体区且具有第一屈服强度，以及互连件，所述互连件具有高于所述第一屈服强度的第二屈服强度，其中所述互连件包括所述第一太阳能电池的所述导电箔的第二部分，所述第一太阳能电池的所述导电箔的所述第二部分耦接到所述第二太阳能电池的所述导电箔的第二部分。

18.根据权利要求17所述的光伏模块，其中，所述互连件还包括耦接到所述导电箔的所述第二部分的额外材料。

19.根据权利要求18所述的光伏模块，其中，所述额外材料被成形为为所述互连件提供应力缓减。

20.根据权利要求17所述的光伏模块，其中，所述导电箔包括铝。

说明书全文

太阳能电池互连件

背景技术

[0001] 光伏电池(常被称为太阳能电池)是熟知的用于将太阳辐射直接转换为电能的装置。一般来讲，使用半导体加工技术在半导体基板的表面附近形成p-n结，从而在半导体晶片或基板上制造太阳能电池。照射在基板表面上并进入基板内的太阳辐射在基板本体中形成电子和空穴对。电子和空穴对迁移至基板中的p掺杂区和n掺杂区，从而在掺杂区之间产生电压差。将掺杂区连接至太阳能电池上的导电区域，以将电流从电池引导至外部电路。

[0002] 太阳能电池可以串联地互连在一起以提供太阳能电池串，太阳能电池串又可以串联连接以形成模块。在一些情况下，将太阳能电池互连可能具有挑战性。

附图说明

[0003] 图1A和图2A示出了根据一些实施例的示例性太阳能电池的一部分的横截面图，该太阳能电池具有形成在发射极区上的导电触点，发射极区形成在基板上方。

[0004] 图1B和图2B示出了根据一些实施例的示例性太阳能电池的一部分的横截面图，该太阳能电池具有形成在发射极区上的导电触点，发射极区形成在基板中。

[0005] 图3至图6示出了根据一些实施例的各种示例性太阳能电池互连件的横截面图。

[0006] 图7和图8示出了根据一些实施例的各种示例性太阳能电池互连件的俯视图。

[0007] 图9的流程图示出了根据一些实施例的互连太阳能电池的示例性方法。

[0008] 图10的流程图示出了根据一些实施例的形成具有不同屈服强度的导电箔区域的示例性方法。

[0009] 图11至图13示出了根据一些实施例的用于形成具有不同屈服强度的导电箔区域的示例性序列的横截面图。

具体实施方式

[0010] 以下具体实施方式在本质上只是说明性的，而并非意图限制本申请的主题的实施例或此类实施例的用途。如本文所用，词语“示例性”意指“用作实例、例子或举例说明”。本文描述为示例性的任何实施未必理解为相比其他实施优选的或有利的。此外，并不意图受前述技术领域、背景技术、发明内容或以下具体实施方式中提出的任何明示或暗示的理论的约束。

[0011] 本说明书包括提及“一个实施例”或“实施例”。短语“在一个实施例中”或“在实施例中”的出现不一定是指同一实施例。特定的特征、结构或特性可以任何与本公开一致的合适方式加以组合。

[0012] 术语。以下段落提供存在于本公开(包括所附权利要求书)中的术语的定义和/或语境：

[0013] “包括”。该术语是开放式的。如在所附权利要求书中所用，该术语并不排除其他结构或步骤。

[0014] “被配置为”。各个单元或部件可被描述或声明成“被配置为”执行一项或多项任务。在这样的语境下，“被配置为”用于通过指示该单元/部件包括在操作期间执行一项或多项那些任务的结构而暗示结构。因此，即使当指定的单元/部件目前不在操作(例如，未开启/激活)时，也可将该单元/部件说成是被配置为执行任务。详述某一单元/电路/部件“被配置为”执行一项或多项任务明确地意在对该单元/部件而言不援用35U.S.C.§112第六段。

[0015] “第一”、“第二”等。如本文所用的这些术语用作其之后的名词的标记，而并不暗示任何类型的顺序(例如，空间、时间和逻辑等)。例如，提及导电箔的“第一”部分并不一定暗示此部分是某一序列中的第一个部分；相反，术语“第一”用于区分该部分与另一部分(例如，“第二”部分)。

[0016] “基于”。如本文所用，该术语用于描述影响确定结果的一个或多个因素。该术语并不排除可影响确定结果的另外因素。也就是说，确定结果可以仅基于那些因素或至少部分地基于那些因素。考虑短语“基于B确定A”。尽管B可以是影响A的确定结果的因素，但这样的短语并不排除A的确定结果还基于C。在其他实例中，A可以仅基于B来确定。

[0017] “耦接”-以下描述是指元件或节点或结构特征被“耦接”在一起。如本文所用，除非另外明确指明，否则“耦接”意指一个元件/节点/特征直接或间接连接至另一个元件/节点/特征(或直接或间接与其连通)，并且不一定是机械连接。

[0018] “阻止”-如本文所用，阻止用于描述减小影响或使影响降至最低。当组件或特征被描述为阻止行为、运动或条件时，它可以完全防止某种结果或后果或未来的状态。另外，“阻止”还可以指减少或减小可能会发生的某种后果、表现和/或效应。因此，当组件、元件或特征被称为阻止结果或状态时，它不一定完全防止或消除该结果或状态。

[0019] 此外，以下描述中还仅为了参考的目的使用了某些术语，因此这些术语并非意图进行限制。例如，诸如“上部”、“下部”、“上方”和“下方”之类的术语是指附图中提供参考的方向。诸如“正面”、“背面”、“后面”、“侧面”、“外侧”和“内侧”之类的术语描述部件的某些部分在一致但任意的参照系内的取向和/或位置，通过参考描述所讨论的部件的文字和相关的附图可以清楚地了解所述取向和/或位置。这样的术语可包括上面具体提及的词语、它们的衍生词语以及类似意义的词语。

[0020] 虽然本文所述的许多例子是背接触式太阳能电池，但其技术和结构也同样适用于其他(例如，前接触式)太阳能电池。此外，虽然为了易于理解依据太阳能电池描述了本公开的很多内容，但本发明所公开的技术和结构同样适用于其他半导体结构(例如，通常而言的硅晶片)。

[0021] 本文描述了太阳能电池互连件和形成太阳能电池互连件的方法。在下面的描述中，给出了许多具体细节，诸如具体的工艺流程操作，以便提供对本公开的实施例的透彻理解。对本领域的技术人员将显而易见的是，可在没有这些具体细节的情况下实施本公开的实施例。在其他情况中，没有详细地描述熟知的制造技术，诸如光刻技术，以避免不必要地使本公开的实施例难以理解。此外，应当理解在图中示出的多种实施例是示例性的展示并且未必按比例绘制。

[0022] 本说明书首先描述可用本发明所公开的互连件互连的示例性太阳能电池，随后更详细地说明了互连结构的各种实施例。本说明书还包括用于形成互连结构的示例性方法的描述。本文通篇提供了各种例子。

[0023] 在第一示例性太阳能电池中，使用导电箔制造用于太阳能电池的触点，诸如背面触点，所述太阳能电池具有形成在太阳能电池基板上方的发射极区。例如，图1A示出了根据本公开实施例的太阳能电池的一部分的横截面图，该太阳能电池具有形成在发射极区上的导电触点，发射极区形成在基板上方。在各种实施例中，导电箔还用于形成互连结构，该互连结构具有比导电触点的导电箔更高的屈服强度，如以下更详细地描述的。

[0024] 在将导电箔耦接到太阳能电池和耦接到相邻电池的互连导电箔方面存在一些挑战。例如，可能发生棘轮效应，这可能降低太阳能电池和模块的可靠性和寿命。棘轮效应是金属塑性变形的一种形式，其特征在于箔的非平面畸变，这可能导致现场的可靠性问题。又如，晶片拱起可能由于材料之间(例如，硅和金属之间)的热应力失配而发生，并且可能导致加工(例如，对准)和处理时的困难。金属的屈服应力与对棘轮效应和拱起二者的影响之间的关系是相反的。例如，高屈服应力金属可以有利于棘轮效应，但对拱起不利。对于低屈服应力金属，情况则相反。本发明所公开的结构和技术可以抑制晶片拱起和棘轮效应，并且改善所得太阳能电池和模块的寿命和性能。

[0025] 参见图1A，太阳能电池100A的一部分包括图案化的电介质层224，该电介质层设置在多个n型掺杂多晶硅区220、多个p型掺杂多晶硅区222上方以及基板200的被沟槽216暴露的部分上。导电触点228设置在多个触点开口中(这些触点开口设置在电介质层224中)，并且耦接至多个n型掺杂多晶硅区220和多个p型掺杂多晶硅区222。

[0026] 在一个实施例中，多个n型掺杂多晶硅区220和多个p型掺杂多晶硅区222可为太阳能电池100A提供发射极区。因此，在一个实施例中，导电触点228设置在发射极区上。在一个实施例中，导电触点228是背接触式太阳能电池的背部触点，并且位于该太阳能电池的与太阳能电池100A的光接收表面(在图1A中，以201指示的方向)相对的表面上。此外，在一个实施例中，发射极区域形成在薄电介质层或隧道电介质层202上。

[0027] 在一些实施例中，如图1A所示，制造背接触式太阳能电池可包括在基板上形成薄电介质层202。在一个实施例中，薄电介质层由二氧化硅构成并具有大约在5至50埃范围内的厚度。在一个实施例中，薄电介质层用作隧道氧化层。在一个实施例中，基板为本体单晶硅基板，诸如n型掺杂单晶硅基板。然而，在另一个实施例中，基板包括设置在整个太阳能电池基板上的多晶硅层。

[0028] 沟槽216可形成于n型掺杂多晶硅(或非晶硅)区220与p型掺杂多晶硅区222之间。沟槽216的一些部分可被纹理化以具有纹理特征。电介质层224可形成于多个n型掺杂多晶硅区220、多个p型掺杂多晶硅区222以及基板200的被沟槽216暴露的部分上方。在一个实施例中，电介质层224的下表面可与多个n型掺杂多晶硅区220、多个p型掺杂多晶硅区222以及基板200的暴露部分适形地形成，而电介质层224的上表面基本上是平的。在一个具体实施例中，介电层224为抗反射涂层(ARC)。

[0029] 可在电介质层224中形成多个触点开口。所述多个触点开口可便于接触多个n型掺杂多晶硅区220和多个p型掺杂多晶硅区222。在一个实施例中，通过激光烧蚀形成多个触点开口。在一个实施例中，通向n型掺杂多晶硅区220的触点开口具有与通向p型掺杂多晶硅区222的触点开口基本相同的高度。

[0030] 为背接触式太阳能电池形成触点可包括在多个触点开口226中形成导电触点228，并耦接至多个n型掺杂多晶硅区220和多个p型掺杂多晶硅区222。因此，在一个实施例中，导电触点228形成于本体N型硅基板200的与本体N型硅基板200的光接收表面201相对的表面上或该表面上方。在一个具体实施例中，导电触点形成于基板200表面上方的区域(222/220)上。

[0031] 仍然参见图1A，导电触点228可包括导电箔134。在各种实施例中，导电箔可为铝、铜、其他导电材料和/或它们的组合。在一些实施例中，如图1A所示，导电触点228还可包括位于导电箔134与相应半导体区之间的一个或多个导电(金属或其他)区，诸如图1A中的区130和132。例如，第一导电区130可包含例如铝、铝/硅合金等，其可被印刷或毯式沉积(例如，溅镀、蒸镀等)。

[0032] 在一个实施例中，导电箔134以及一个或多个导电区130和132可被焊接、热压或以其他方式耦接到太阳能电池的半导体区，并且因此与太阳能电池100A的发射极区电接触。如本文所述，在一些实施例中，如图1A和图1B所示，一个或多个导电区(例如，溅镀、蒸镀或印刷的铝、镍、铜等)可存在于导电箔与发射极区之间。本文中使用热压导电箔来指代已经在能够发生塑性变形的温度下加热并且已经用足够的力施加机械压力以使得箔能够较容易地粘附到发射极区和/或导电区的导电箔。

[0033] 在一些实施例中，导电箔134可为铝(Al)箔，无论是纯铝还是合金(例如，铝/硅(Al/Si)合金箔)。在一个实施例中，导电箔134还可包含非铝金属。这种非铝金属可与铝颗粒联合使用或代替铝颗粒使用。虽然大部分公开内容描述了金属箔和金属导电区，但请注意，在一些实施例中，除了金属箔和金属导电区之外或作为代替，可类似地使用非金属导电箔(例如，导电碳)和非金属导电区。如本文所述，金属箔可包含铝、铝/硅合金、锡、铜和/或银，以及其他例子。在一些实施例中，导电箔可为小于5微米厚(例如，小于1微米)，而在其他实施例中，箔可为其他厚度(例如，15微米、25微米、37微米、小于50微米等)。在一些实施例中，箔的类型(例如，铝、铜、锡等)可影响在太阳能电池中实现足够的电流传输所需的箔厚度。此外，在具有一个或多个额外导电区130和132的实施例中，箔可以比没有那些额外导电区的实施例薄。

[0034] 此外，在各种实施例中，导电箔的类型和/或厚度可以影响导电箔的耦接到太阳能电池的部分的屈服强度，以及导电箔的悬于太阳能电池边缘之上并且属于互连结构的部分的屈服强度。

[0035] 在各种实施例中，导电区130和132可由金属糊剂(例如，包含金属颗粒以及粘合剂以使得该糊剂可印刷的糊剂)形成、由金属粉末(例如，无粘合剂的金属颗粒、铝颗粒粉末、铝颗粒层和Cu颗粒层)形成、或由金属糊剂和金属粉末的组合形成。在一个使用金属糊剂的实施例中，可通过将糊剂印刷(例如，丝网印刷、喷墨印刷等)到基板上来施加糊剂。糊剂可包含便于递送糊剂的溶剂，还可包含其他元素，诸如粘合剂或玻璃粉。

[0036] 在各种实施例中，金属颗粒可被烧制(在将导电箔和导电区耦接在一起之前和/或之后)，这也称为烧结，使得金属颗粒聚结在一起，这样可以增强导电性并降低线路电阻，从而改善太阳能电池的性能。但是，烧制或接合工艺产生的热也会降低导电箔的屈服强度，这可能由于棘轮效应而降低太阳能模块的可靠性和寿命。因此，本文所公开的技术和结构可以为太阳能电池上方的导电箔提供足够低的屈服强度以抑制拱起，同时还为互连结构的箔提供足够高的屈服强度以便抑制棘轮效应。

[0037] 现在转到图1B，它示出了根据一个实施例的示例性太阳能电池的一部分的横截面图，该太阳能电池具有形成在发射极区上的导电触点，发射极区形成在基板中。例如，在该第二示例性电池中并且类似于图1A的示例，可使用导电箔来为太阳能电池制造触点，诸如背面触点，该太阳能电池具有形成于太阳能电池的基板中的发射极区。

[0038] 如图1B所示，太阳能电池100B的一部分包括图案化的电介质层124，该电介质层设置在多个n型掺杂扩散区120、多个p型掺杂扩散区122上方以及基板100(诸如本体晶体硅基板)的一些部分上。导电触点128设置在多个触点开口中(这些触点开口设置在电介质层124中)，并且耦接至多个n型掺杂扩散区120和多个p型掺杂扩散区122。在一个实施例中，分别使用n型掺杂剂和p型掺杂剂来通过硅基板的掺杂区形成扩散区120和扩散区122。此外，在一个实施例中，多个n型掺杂扩散区120和多个p型掺杂扩散区122可为太阳能电池100B提供发射极区。因此，在一个实施例中，导电触点128设置在发射极区上。在一个实施例中，导电触点128是背接触式太阳能电池的背部触点，并且位于该太阳能电池的与光接收表面相对(诸如，与纹理化光接收表面101相对)的表面上，如图1B所示。

[0039] 在一个实施例中，再次参见图1B并且类似于图1A，导电触点128可包括导电箔134，并且在一些实施例中，包括一个或多个额外导电区，诸如导电区130和132。导电箔134和一个或多个导电区可被耦接(例如焊接、热压或以其他方式)到太阳能电池的半导体区和/或位于箔与半导体区之间的一个或多个导电区，并且因此与太阳能电池100A的发射极区电接触。图1A的导电触点描述同样适用于图1B的导电触点，但为了清楚描述起见而不再重复。

[0040] 现在转到图2A，所示太阳能电池包括与图1A的太阳能电池相同的特征结构，不同的是图2A的示例性太阳能电池不包括一个或多个额外导电区(图1A的区130和132)。相反，导电箔134被直接接合到太阳能电池的半导体区。

[0041] 类似地，图2B所示的太阳能电池包括与图1B的太阳能电池相同的特征结构，不同的是图2B的示例性太阳能电池不包括一个或多个额外导电区(图1B的区130和132)。相反，导电箔134被直接接合到太阳能电池的半导体区。

[0042] 虽然本文描述了某些材料，但对于仍然在本发明实施例的实质和范围内的其他此类实施例，一些材料可易于被其他材料取代。例如，在一个实施例中，可使用不同材料的基板，诸如III-V族材料的基板，来代替硅基板。

[0043] 请注意，在各种实施例中，无需在本体基板上直接形成所形成的触点，如图1B和图2B所述。例如，在一个实施例中，导电触点(诸如上述那些)形成于在本体基板上方(例如，在其背侧上)所形成的半导体区上，如关于图1A和图2A所述。

[0044] 在各种实施例中，图1A至图1B和图2A至2B的太阳能电池的导电箔包括悬空区(例如，突出部)，该悬空区延伸超过电池边缘并且可以耦接到相邻电池的悬空区以便使这两个电池互连在一起。在一些实施例中，特定太阳能电池的悬空部分可以延伸超过其边缘小于2mm。

[0045] 现在转到图3至图8，示出了被构造为抑制棘轮效应和晶片拱起的太阳能电池互连结构的各种示例。

[0046] 图3示出了经由互连结构耦接在一起的两个太阳能电池，即太阳能电池300a和300b。在图示示例中，导电箔的部分302a耦接到太阳能电池300a，另一导电箔的部分302b耦接到太阳能电池300b。互连结构可以包括导电箔的悬空部分304a和304b。如图所示，悬空部分304a和304b可以经由一个或多个接头306耦接，接头可以经由激光或电焊、锡焊或一些其他技术形成。在各种实施例中，导电箔的设置在太阳能电池上方并耦接到太阳能电池的部分具有比互连结构的屈服应力低的屈服应力。因此，导电箔的包括较低屈服应力金属从而有助于抑制晶片拱起的部分，是耦接到晶片的那部分。并且该箔的用于形成互连结构的部分可以为屈服应力更高的金属，从而可抑制棘轮效应。因此，这种箔可以同时抑制晶片拱起和棘轮效应。形成双回火导电箔的一个示例性技术在图10至图13中绘出。

[0047] 图4示出了另一示例性互连结构。与图3类似，导电箔的部分402a耦接到太阳能电池400a，另一导电箔的部分402b耦接到太阳能电池400b。与图3相比，图4的互连结构包括耦接到悬空部分404a和404b并且在这两个悬空部分之间的额外材料408。在一个实施例中，额外材料408可以是使得互连结构的总屈服强度高到足以抑制棘轮效应的材料。在一个实施例中，导电箔(包括设置在太阳能电池上方并且耦接到太阳能电池的部分以及悬空部分)具有较低的屈服强度以抑制拱起。然而，此额外材料可以具有足够高的屈服强度，使得当添加到悬空部分的屈服强度较低的箔时，总体互连结构具有足够高的屈服强度以抑制棘轮效应。

[0048] 在额外材料408位于悬空突出部之间的各种实施例中，如图4所示，额外材料408是导电材料。它可以是与悬空突出部相同的材料(例如，软铝悬空突出部和硬铝额外材料)或不同的材料。

[0049] 图5示出了用于使太阳能电池互连的另一示例性互连结构。此互连结构类似于图4的互连结构，不同的是额外材料508不在悬空部分504a和504b之间。相反，在图5的示例中，额外材料508被设置在太阳能电池500a和500b之间，这可以在太阳能电池之间提供和/或保持一致的间距或间隙。对于背接触太阳能电池，额外材料508位于互连结构的向阳侧，并且可从太阳能模块的向阳侧看到。因此，在一个实施例中，额外材料508可以具有颜色或以其他方式制造，使得从模块的正面观察，互连结构的可见部分的颜色与太阳能电池相似并因此混合在其中。

[0050] 在一些实施例中，额外材料508可以是导电材料，或者在一些情况下，它可以是非导电材料，只要额外材料508可以耦接(例如，焊接、锡焊、缠绕、系绕等)到悬空突出部，并且只要互连结构整体具有足够的屈服强度来抑制棘轮效应。

[0051] 还存在各种其他示例。例如，在一个实施例中，与额外材料在悬空突出部的正面上或在悬空突出部之间不同，额外材料可以在悬空突出部的背面上。在另一个实施例中，额外材料可以缠绕在悬空突出部周围，然后被耦接到悬空突出部以形成互连结构。

[0052] 在图4和图5的示例中，额外材料被示为相对于太阳能电池成非零角度。在一些实施例中，额外材料可以被耦接，使得互连结构略微偏离太阳能电池的平面，这可导致互连结构的应力消除，从而进一步抑制棘轮效应。还存在互连结构应力消除的其他示例。在图6中示出了一个这样的示例。如图6所示，额外材料608包括弯曲(例如，c形弯曲)，使得额外材料被分别地耦接到每个悬空突出部。这种互连结构可以改善应力消除并进一步抑制棘轮效应。虽然所示的额外材料显示双轴弯曲，但是在一些实施例中，弯曲可以是三轴弯曲。

[0053] 互连结构的额外材料可以具有各种形状。互连结构可以为简单的带状物、沟道形状(例如，用于增加刚度)、蝴蝶结形状(为了模块菱形区域中的美观和连接)。额外材料可以具有其他材料或特性以改变接头或可靠性。这样的材料或特性包括用于防腐的涂层(例如，金属、氧化物或氮化物)或用于耦接到箔的涂层(例如，额外材料上的焊料涂层)，用于粘附到模块材料(例如，密封剂)或悬空部分(例如，焊料材料涂层)的粘附特性，或者用于不同的膨胀和收缩特性的多个层。

[0054] 图7和图8示出了根据各种实施例的示例性互连太阳能电池。为了便于说明，太阳能电池700和710上的金属未被示为经过图案化(例如，指状物图案)。如图所示，太阳能电池700和710经由太阳能电池拐角处的多个互连结构720互连。最右边的虚线示出了从左侧太阳能电池的导电箔悬空的突出部的边缘，最左边的虚线示出了从右侧太阳能电池的导电箔悬空的突出部的边缘。在一些实施例中，接头730可以是焊缝、焊接接头或一些其他联接件，并且可以是重叠的悬空突出部耦接在一起的位置。

[0055] 如图8的示例所示，与在太阳能电池的各自拐角处将太阳能电池互连不同，利用多个互连接头830在太阳能电池的重叠悬空边缘820处将太阳能电池连接。在一个实施例中，互连接头830中的一个或多个可以对应于额外材料的单独片，诸如单独的硬箔片。或者，在一个实施例中，额外材料的连续片可以在重叠边缘之上、之间或之下，并且在互连接头830的位置处耦接到重叠的突出边缘。然而，在一些实施例中，例如在图3的实施例中，没有使用额外材料。在这样的实施例中，接头730和接头830可以仅仅是一个悬空箔耦接到另一个悬空箔的区域。

[0056] 在一个实施例中，可以在互连结构已经形成之后将一个或多个应力消除特征添加到互连结构。例如，在一个实施例中，可以在互连结构中形成一个或多个消除切口以进一步消除应力。

[0057] 现在转到图9，该图示出了根据一些实施例的用于形成太阳能电池互连区的方法的流程图。在各种实施例中，图9的方法可包括与图示相比额外的(或更少的)框。例如，在一些实施例中，可以不执行如框908处所示的将互连材料耦接到悬空突出部。

[0058] 如在902处所示，导电箔的一部分可被耦接到太阳能电池。例如，在一个实施例中，导电箔的设置在太阳能电池上方的一部分可以耦接到太阳能电池的半导体区。耦接可以通过激光或热焊接、锡焊、热压以及其他技术来实现。

[0059] 如在904处所示，另一导电箔的一部分可被耦接到另一太阳能电池。类似于在框902处的描述，在一个实施例中，该另一导电箔的设置在该另一太阳能电池上方的一部分可以耦接到该另一太阳能电池的半导体区。与框902的情况一样，耦接可以通过激光或热焊接、锡焊、热压以及其他技术来实现。在各种实施例中，框902和904可以顺序地执行或者可以在基本上相同的时间被处理。

[0060] 在906处，导电箔的其他部分可以耦接在一起以形成互连结构。在一个实施例中，这些其他部分是延伸超过太阳能电池边缘的悬空部分。在图3至图8中示出了各种示例。悬空部分可以至少部分地重叠，并且重叠区域可以被焊接、锡焊或以其他方式耦接在一起，使得电池电气地且机械地互连在一起。

[0061] 在一些实施例中，箔的悬空部分可以具有比箔的设置在太阳能电池上并且耦接到太阳能电池的部分更高的屈服强度，使得可以抑制晶片拱起和棘轮效应。在一个实施例中，箔可以被制造或修改为经过双回火，使得悬空部分是硬箔并且太阳能电池部分是软箔。图10至图13示出了修改要被双回火的箔的一个示例性实施例。

[0062] 然而，在一些实施例中，可以将额外材料耦接到悬空箔部分以形成具有较高屈服强度的互连件，如在908处所示。例如，在一个实施例中，可将额外材料放置在悬空箔部分之间或在悬空箔部分的正面或背面上，并且可将额外材料以及两种悬空箔部分耦接在一起以共同形成互连件。作为一个简单示例，悬空部分可以是与箔的太阳能电池部分相同的较低屈服强度的软箔，但是额外材料可以具有足够高的屈服强度，以使整个互连结构具有足够高的屈服强度，从而抑制棘轮效应。

[0063] 在一个实施例中，在框906和框908处的两种悬空部分的耦接以及额外材料的耦接可以基本上同时执行，或者可以先执行框906，也可以先执行框908。例如，可以先将额外材料焊接到其中一种悬空部分，然后可将另一种悬空部分焊接到已经焊接的悬空部分和额外材料。另外存在其他变型形式。

[0064] 在一些实施例中，额外材料是导电的，而在其他实施例中，额外材料可以不导电或者可以不像箔那样导电。在这样的实施例中，悬空部分可以彼此直接接触，而额外材料不在悬空部分之间。在这样的实施例中，额外材料可以提供机械完整性并且允许足够的屈服强度以抑制棘轮效应，但是不一定可以依赖额外材料将电流从一个电池运送到另一个电池。

[0065] 现在转到图10，它是示出了根据一些实施例的用于形成双回火导电箔的方法的流程图。在各种实施例中，图10的方法可包括与图示相比额外的(或更少的)框。

[0066] 如在1002处所示，可以执行热接合技术以将导电箔的一部分耦接到太阳能电池。类似于图9的框902和框904，在一个实施例中，导电箔的设置在太阳能电池上方的一部分可以耦接到太阳能电池的半导体区。热接合技术包括热压接合和加热焊接。对于热压接合，导电箔可以被加热到高于200摄氏度的温度，并且可以在至少1psi的压力下施加机械力(例如，经由平板、辊等)。

[0067] 在一个实施例中，在图10的方法中使用的导电箔是在应用热接合技术之前具有高屈服强度的硬箔。一个示例性的硬箔是7020系列铝箔，但是也可以使用其他硬度的铝箔或其他非铝箔。

[0068] 如在1004处所示，导电箔的第二部分(其可以是对应于延伸超过太阳能电池边缘的悬空部分的部分)可以在框1002的热接合技术期间被冷却。方框1002和方框1004的结果是，原始的硬且较高屈服强度的导电箔在耦接到太阳能电池时，在太阳能电池上方的部分被软化并且被修改成较低屈服强度的箔，以抑制晶片拱起，但在箔的悬空部分中基本上保持其硬度，以防止一旦互连而发生棘轮效应。

[0069] 夹住悬空部分以冷却它们可能较困难，特别是当悬空部分可能仅延伸超过太阳能电池边缘2mm或更少时。在一个实施例中，在双回火工艺期间可存在较大的悬空部分，然后可在箔已回火之后修剪此悬空部分。例如，在双回火工艺期间，悬空部分可以延伸超过晶片边缘约10mm，使得悬空部分足够使夹具夹住悬空部分。在双回火工艺之后，可以将悬空部分修剪成小长度(例如，2mm长、1mm等)。

[0070] 图11至图13示出了示例性双回火技术的各部分的横截面图。如图11所示，晶片1102可以位于表面1100，例如晶片卡盘上。在一个实施例中，表面1100可在工艺期间被加热以有助于箔接合到太阳能电池。可将硬箔1104放置在晶片1102上(例如，在用于背接触太阳能电池的晶片的背面上)，并且经由夹具1106a和1106b夹紧。未示出的是，箔可以被压制、抽真空或以其他方式机械地保持在适当位置并充分张紧。

[0071] 图12示出了热接合1108被施加到箔的在太阳能电池上方的部分。与此同时，可将夹具1106a和1106b冷却(例如，空气冷却、水冷却或冷却剂冷却等)，使得热接合1108产生的热量不足以传递到箔的悬空部分以降低悬空部分的屈服强度。

[0072] 相反，如图13所示，所得的箔包括设置在太阳能电池1102上方并且接合到该太阳能电池的较低屈服强度部分1110，以及较高屈服强度悬空部分1112a和1112b，每个悬空部分可以耦接到相应的相邻太阳能电池的悬空部分以使电池电互连，但也足够硬以抑制棘轮效应。在一个实施例中，互连结构可以仅仅为耦接在一起的较高屈服强度悬空部分，或者它还可以包括如本文所述的额外材料。

[0073] 尽管上面已经描述了具体实施例，但即使相对于特定的特征仅描述了单个实施例，这些实施例也并非旨在限制本公开的范围。在本公开中所提供的特征的例子旨在为说明性的而非限制性的，除非另有说明。以上描述旨在涵盖将对本领域的技术人员显而易见的具有本公开的有益效果的那些替代形式、修改形式和等效形式。

[0074] 本公开的范围包括本文所(明示或暗示)公开的任何特征或特征组合，或其任何概括，不管其是否减轻本文所解决的任何或全部问题。因此，可以在本申请(或对其要求优先权的申请)的审查过程期间对任何此类特征组合提出新的权利要求。具体地讲，参考所附权利要求书，来自从属权利要求的特征可与独立权利要求的那些特征相结合，来自相应的独立权利要求的特征可以按任何适当的方式组合，而并非只是以所附权利要求中枚举的特定形式组合。

[0075] 在一个实施例中，一种光伏(PV)模块包括第一太阳能电池，第一太阳能电池包括第一导电箔，第一导电箔具有第一部分和第二部分，第一部分具有第一屈服强度，其中第一部分被设置在第一太阳能电池的半导体区上方并且耦接到第一太阳能电池的半导体区，并且其中第二部分延伸超过第一太阳能电池的边缘。该光伏模块还包括耦接到第二太阳能电池的互连结构，其中互连结构包括第二部分并且具有大于第一屈服强度的第二屈服强度。

[0076] 在一个实施例中，该光伏模块还包括第二太阳能电池，第二太阳能电池包括具有第三部分和第四部分的第二导电箔，其中第三部分设置在第二太阳能电池的半导体区上方并且耦接到第二太阳能电池的半导体区，并且其中互连结构包括第一导电箔的第二部分，该第二部分耦接到第二导电箔的第四部分。

[0077] 在一个实施例中，互连结构还包括耦接到所述第二部分和第四部分的额外材料，其中额外材料、第二部分和第四部分共同具有第二屈服强度。

[0078] 在一个实施例中，额外材料设置在第一太阳能电池和第二太阳能电池之间，以在第一太阳能电池和第二太阳能电池之间提供间距。

[0079] 在一个实施例中，额外材料经由一个或多个焊缝耦接到所述第二部分和第四部分。

[0080] 在一个实施例中，第一导电箔和第二导电箔包括铝，并且额外材料包括屈服强度比第一导电箔和第二导电箔的铝更高的铝。

[0081] 在一个实施例中，额外材料包括应力消除特征。

[0082] 在一个实施例中，额外材料缠绕在所述第二部分和第四部分的至少一部分周围。

[0083] 在一个实施例中，第一导电箔具有小于或等于50微米的厚度。

[0084] 在一个实施例中，第二部分延伸超过第一太阳能电池边缘小于2mm。

[0085] 在一个实施例中，一种组装光伏(PV)模块的方法包括：将第一导电箔的第一部分耦接到设置在第一基板中或第一基板上方的第一半导体区，将第二导电箔的第一部分耦接到设置在第二基板中或第二基板上方的第二半导体区，以及将第一导电箔的第二部分耦接到第二导电箔的第二部分，以形成具有比第一导电箔的第一部分和第二导电箔的第一部分更高的屈服强度的互连结构。

[0086] 在一个实施例中，该方法还包括将互连材料耦接到第一导电箔的第二部分和第二导电箔的第二部分，以形成具有更高屈服强度的互连结构。

[0087] 在一个实施例中，耦接互连材料包括将互连材料焊接到第一导电箔的第二部分和第二导电箔的第二部分。

[0088] 在一个实施例中，该方法还包括放置互连材料以在第一基板和第二基板之间形成间隙。

[0089] 在一个实施例中，该方法还包括将双回火技术应用于第一导电箔，以形成具有不同屈服强度的第一区域和第二区域。

[0090] 在一个实施例中，所述将第一导电箔的第一部分耦接到第一半导体区包括执行热接合技术，并且该方法还包括在所述执行热接合技术期间冷却第一导电箔的第二部分，以使第一导电箔的第二部分具有比第一导电箔的第一部分更高的屈服强度。

[0091] 在一个实施例中，一种光伏(PV)模块包括第一太阳能电池和第二太阳能电池。每个太阳能电池包括：基板；设置在基板中或上方的半导体区；导电箔，其具有设置在半导体区上方并且耦接到半导体区的具有第一屈服强度的第一部分；以及互连件，该互连件具有高于第一屈服强度的第二屈服强度，其中该互连件包括第一太阳能电池的导电箔的第二部分，该第二部分耦接到第二太阳能电池的导电箔的第二部分。

[0092] 在一个实施例中，该互连件还包括耦接到导电箔的第二部分的额外材料。

[0093] 在一个实施例中，额外材料被成形为为该互连件提供应力消除。

[0094] 在一个实施例中，导电箔包括铝。

标题	发布/更新时间	阅读量
太阳能电池-专利编号CN110476257A	2020-05-12	498
太阳能系统-专利编号CN109855313A	2020-05-12	1039
太阳能系统-专利编号CN104364587B	2020-05-13	597
太阳能板-专利编号CN103247705A	2020-05-11	806
太阳能罐-专利编号CN102227597A	2020-05-11	660
太阳能面板-专利编号CN108604612A	2020-05-13	504
太阳能路灯-专利编号CN106764893B	2020-05-13	685
太阳能炉-专利编号CN105276831A	2020-05-11	220
太阳能板-专利编号CN102117853A	2020-05-11	168
太阳能面板-专利编号CN110634979A	2020-05-12	865

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