[发明专利]包括电气触点的器件及其制造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及包括导电表面和电流能够通过的电气触点的器件。本发明也涉及生产这种器件的方法。该方法用于太阳能电池电气触点制造特别有利。

背景技术

光伏太阳能电池具有极高的电流密度，在垂直于太阳辐照的方向上每单位面积的电流是在10到50Aa/cm²的范围。这样的器件在图1中以横截面图图解说明。生成的光电流通常通过导电前层1收集和运输，导电前层1诸如是高度掺杂的硅区、薄透明金属层、或透明导电氧化物如：SnO2，ITO，ZnO，InO:H(氧化铟)或其组合物。最终电流被称为指形件或网格触点2的更导电的接触线(contact line)收集。图5示出设置在光伏太阳能电池前侧的典型金属网格图案。母线3通常与高度导电金属丝(string)接触(焊接、熔接或用导电胶接触)，从而汲取电流，该电流在光学活性区之上(即，没有被接触网覆盖)均匀产生，并被薄指形件或网格触点2收集。这些网格触点通常是用导电浆料如含银浆料的丝网印刷沉积的。

如果丝网印刷的触点仅是通过丝网印刷或相关技术(如，模版印刷)使用单次印刷或双次印刷实现的，则它们倾向于是宽触点(70-120μm)，因而遮蔽太阳能电池并形成光损耗，通常4-11％的太阳能电池表面被反射材料覆盖(表示没有光子可被收集的区域)。而且，丝网印刷浆料(通常是具有无机和有机组分的Ag片)的体积电阻率显著高于一种相应散块材料。在Ag情形中，在高温(700-900℃)固化的浆料的电阻率比块Ag的电阻率高2-3倍，且在低温(150-300℃)固化的浆料情形中，高7-10倍。这个低导电率可导致光伏太阳能电池的接触指中的强电损耗。为了补偿低导电率，必须印刷厚指形件(通常几十微米)。缺点是其仍然是不足的并还产生电损耗，此外，需要使用大量丝网印刷浆料，而这是昂贵的组分。

如图2所示，限制光学损耗、电气损耗两者和节省材料的一种可能性是通过丝网印刷或其他技术，将较薄的种子线4上沉积在导电前层1上，且随后通过镀覆工艺(化学镀或电镀)增强电气接触，通常使用Ag、Cu、Ni和其他层用于镀覆触点。镀覆材料5的优点是较高的导电性，更接近使用的材料的体导电率。

问题是在提出的构造中，种子线或网格触点4、和底层1都是导电的。因此，通过镀覆沉积的材料5也倾向于沉积在种子线4和底层1两者上，或至少部分沉积在底层1上。然后，这会导致电池前表面上不希望的金属覆盖，导致光损耗。通过改变镀覆溶液的成分实现指形触点4和底层1之间的“选择性”可能起作用，但这也难于保证任何生产中的鲁棒工艺，因为原则上，所有导电层能够给出或接受镀覆工艺(而且使用电镀)中需要的电子。

本发明的一个目的是提供器件，如太阳能电池，其允许避免现有技术的缺点。更特别地，本发明的一个目的是提供包括导电表面和电气触点的器件，所述电气触点具有减小的尺寸和增加的导电率。

发明内容

本发明涉及包括导电表面和电气触点的器件，电流能够通过这些电气触点。根据本发明，所述电气触点包括沉积在导电表面上的导电种子，不连续覆盖所述导电种子以便形成进入所述导电种子的开口的电气绝缘层，以及弥补(recovering)所述不连续绝缘层并沉积在导电种子上的镀覆层，导电种子可通过所述开口接触并形成可从其开始沉积所述镀覆层的点。而且，剩余的导电表面不包括任何电气触点，其由所述电气绝缘层连续覆盖。

优选地，导电种子包含银。

在某些实施例中，电气绝缘层可以是光学透明的。

有利地，电气绝缘层可包括一层或叠层，其由从下面组中选择的材料制成，该组由MgF和其他光学透明的氟化合物、SiN_x、SiO₂、TiO₂、A1₂O₃、ZnS以及SiO_xN_y组成。也可使用基于ZnO、SnO₂或InO的未掺杂的透明导电氧化物。

优选地，镀覆层可由从Ag和Cu组成的组中选择的材料制成。

根据优选实施例，电气触点形成针对电流收集设计的图案，如网格。

有利地，本发明的器件是太阳能电池，更具体地，是硅异质结太阳能电池。

本发明也涉及制造上面定义的器件的方法，并包括以下步骤：

-提供导电表面，

-在所述导电表面在对应于电气触点的位置的地方沉积导电种子，