[发明专利]用于光伏电池的无栅线接触

说明书

技术领域

本发明通常涉及只从多结光伏电池的背侧提供电接触以便增大光伏电池的有效面积的结构和制造所述结构的方法。

背景技术

光伏电池是利用光伏效应(photovoltaic effect)把光直接转换成电的装置。光伏电池组件用于制造太阳能板、太阳能模组或光伏阵列。通过在半导体材料中形成大面积的p-n结，可形成光伏电池。

在光伏电池中的p-n结周围，形成空间电荷区。如果被空间电荷区中的半导体材料吸收的话，那么撞击空间电荷区的光子产生至少一个电子-空穴对。电子和空穴沿相反方向扩散，从而在p掺杂材料的本体部分中累积正电荷，而在n掺杂材料的本体部分中累积负电荷。

常规光伏电池被配置成在电池的一侧形成p掺杂区，而在电池的另一侧形成n掺杂区。例如，电池的前侧可以是p掺杂区，而电池的背面可以是n掺杂区，或者反过来。从所述前侧进行与光伏电池的一个节点的第一电接触，而从所述背面进行与光伏电池的另一个节点的第二电接触。由于在前侧的电接触需要用导线连接在一起，因此在常规光伏电池的前侧设置金属线的一维阵列。这样的金属线被称为光伏电池上的“栅线”。

不过，这种栅线会遮住光伏电池的前侧的相当大部分，从而降低光伏电池的有效面积。此外，在前侧上的栅线的宽度不能超过阈值宽度，以限制光伏电池的有效面积的减小。从而，在光伏电池的前侧上的栅线的电阻相当大，并且由于工作期间栅线的电阻加热，光伏电池的效率被降低。

于是，现有技术中存在解决上述问题的需要。

发明内容

在本发明的一个实施例中，提供不采用前侧上的配线结构的光伏电池。前侧上不存在配线结构可增大光伏电池的有效面积。与光伏电池的前侧的电接触由导电贯穿衬底通孔的阵列和位于光伏电池的前侧的导电块的阵列(该导电块的阵列是可选的)形成。介电内衬提供每个导电贯穿衬底通孔和光伏电池的半导体材料的电绝缘。在光伏电池的背侧上的介电层被图案化，以覆盖包括所有导电贯穿衬底通孔的连续区域，同时露出光伏电池背侧的一部分。在光伏电池的背面上沉积导电材料层，然后使之图案化，从而形成电连接导电贯穿衬底通孔的第一导电配线结构和提供到光伏电池的背侧的电连接的第二导电配线结构。

按照本发明的一个方面，提供一种光伏电池结构。所述光伏电池结构包含衬底、至少一个侧向绝缘的贯穿衬底接触结构、第一连续金属配线结构和第二连续金属配线结构。所述衬底包含在用电磁辐射照射时在所述衬底的正面和背面之间产生非零电位的光伏材料。所述至少一个侧向绝缘的贯穿衬底接触结构被嵌入衬底中。所述至少一个侧向绝缘的贯穿衬底接触结构中的每一个都包含介电内衬和导电贯穿衬底通孔，所述导电贯穿衬底通孔导电连接到位于正面的衬底的表面部分，并与背面电绝缘。第一连续金属配线结构和背面间隔开，并与所述至少一个侧向绝缘的贯穿衬底接触结构中的至少一个导电贯穿衬底通孔接触。第二连续金属配线结构与衬底的背面接触。在第一和第二连续金属配线结构之间提供非零电位。

按照本发明的另一个方面，提供一种形成光伏电池结构的方法。在衬底的背面上形成介电层，所述衬底包含在用电磁辐射照射时在所述衬底的正面和背面之间产生非零电位的光伏材料。在所述衬底中形成至少一个贯穿衬底沟道。通过填充所述至少一个贯穿衬底沟道，在所述衬底中形成至少一个侧向绝缘的贯穿衬底接触结构。在所述至少一个侧向绝缘的贯穿衬底接触结构中的至少一个导电贯穿衬底通孔上形成第一连续金属配线结构。利用所述介电层把所述第一连续金属配线结构和所述背面间隔开。在所述衬底的所述背面上直接形成第二连续金属配线结构。

附图说明

带后缀“A”的附图是顶视图。图1-3和带后缀“B”的附图是垂直剖视图。带有数字标号和后缀“A”的附图中的B-B′平面是带有相同数字标号和后缀“B”的附图的垂直剖视图的平面。

现在参考如在以下附图中图解说明的优选实施例，仅仅作为例子来说明本发明：

图1-3和4A-9B是在按照本发明的第一实施例的制造过程的各个阶段的第一示例性光伏电池结构的视图；

图10A-12B是在按照本发明的第二实施例的制造过程的各个阶段的第二示例性光伏电池结构的视图；

图13A-14B是在按照本发明的第三实施例的制造过程的各个阶段的第二示例性光伏电池结构的视图；和

图15A和15B是按照本发明的第四实施例的第四示例性光伏电池结构的视图。

具体实施方式