在倒置的和晶片結(jié)合的太陽能電池中的分流器處理的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]太陽能電池是一種能夠通過光電效應(yīng)將太陽光轉(zhuǎn)換成電能的裝置。太陽能電池，諸如多結(jié)太陽能電池，可以具有一個或多個p-n結(jié)，其有時被稱為子電池。這些結(jié)可以串聯(lián)連接以形成多結(jié)太陽能電池，但也可以使用其他的電氣配置來連接，諸如并聯(lián)，或串聯(lián)和并聯(lián)連接的組合。
【背景技術(shù)】
[0002]由于對關(guān)于污染、能源安全以及其他能源的有限供應(yīng)的關(guān)注，對于太陽能電池的興趣也不斷增加。這種興趣已經(jīng)用于陸地和太空應(yīng)用兩者中。在太空應(yīng)用中，太陽能電池已被使用了多年，更高效率的太陽能電池的開發(fā)允許增加有效載荷能力。在陸地應(yīng)用中，太陽光轉(zhuǎn)換成電能的較高的太陽能電池效率導(dǎo)致對于給定的電功率輸出需要更小的電池面積，因此每瓦成本更低并且成本效益更高。
[0003]然而，太陽能電池的制造工藝很容易引入各種缺陷到太陽能電池的結(jié)構(gòu)諸如多結(jié)堆和襯底之間的界面中，這可能使電池不適于運行。該缺陷可以通過各種工藝控制措施減少到一定程度，這增加了大量成本并且延誤了太陽能電池的制造。已發(fā)現(xiàn)(如果發(fā)現(xiàn)并處理)一些缺陷可能仍然在太陽能電池內(nèi)但是不影響這些太陽能電池的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]提供了用于處理在太陽能電池襯底上的分流器的方法。這些方法可以被集成到整個太陽能電池的制造工藝中。在一些實施方案中，一種方法包括檢測在接近金屬化柵格圖案的太陽能電池表面上的分流器。例如，該分流器可與金屬柵格圖案或一些較大的區(qū)域(諸如，圍繞金屬柵格圖案的偏移區(qū))重疊。檢測可以包括在暴露用于抗反射層的光刻膠之后或在暴露用于金屬化柵格的光刻膠之后，進(jìn)行太陽能電池襯底的光學(xué)檢查。該方法可以繼續(xù)進(jìn)行暴露設(shè)置在太陽能電池襯底的表面上的光刻膠部分。暴露部分可以至少覆蓋分流器和金屬化柵格圖案的重疊區(qū)。在一些實施方案中，暴露部分橫跨在分流器和金屬化柵格圖案的總線部分之間延伸的金屬化柵格圖案部分切開(cut)。這樣，當(dāng)形成金屬化柵格時，至少金屬化柵格的總線部分與分流器電分隔。
[0005]還提供了倒置的和直接晶片鍵合的太陽能電池。在一些實施方案中，電池包括具有非活性處理件(handle)或活性電池襯底中的一個的襯底。該電池還包括設(shè)置在襯底上的多結(jié)堆?？梢允褂酶鞣N合適的技術(shù)將堆鍵合到襯底中，并且該堆還可能包括分流器缺陷。多結(jié)太陽能電池還包括設(shè)置在該堆上的金屬化柵格，以便該堆被設(shè)置在金屬化柵格和襯底之間。分流器可以通過在分流器和在分流器上方延伸的金屬化柵格部分之間延伸的抗反射層從金屬化柵格的至少總線部分?jǐn)嚅_。在一些實施方案中，分流器可以通過不在分流器上方延伸的金屬化柵格從總線部分?jǐn)嚅_。在這兩種情況下，分流器不僅從金屬化柵格的總線部分?jǐn)嚅_，而且它還從整個金屬化柵格斷開。在一些實施方案中，分流器可以通過與從金屬化柵格的總線部分?jǐn)嚅_的分流器接觸的金屬化柵格部分從該總線部分?jǐn)嚅_。換言之，分流器可以接觸并被連接到金屬化柵格部分，但該部分本身從總線部分?jǐn)嚅_。在一些實施方案中，多個分流器可以被連接到從總線斷開的金屬化柵格的相同部分。這樣，可以對金屬化柵格實施僅一個修改以處理多個分流器缺陷。
[0006]還提供用于處理在太陽能電池襯底上的分流器的裝置。在一些實施方案中，一種裝置包括檢測單元，其經(jīng)配置以檢測在接近金屬化柵格圖案的太陽能電池襯底上的分流器。該裝置還包括暴露單元，其經(jīng)配置以暴露在襯底的表面上設(shè)置的光刻膠部分。暴露的光刻膠部分至少覆蓋分流器和金屬化柵格圖案的重疊區(qū)域，或橫跨在分流器和金屬化柵格圖案的總線部分之間延伸的金屬化柵格圖案的部分切開。此外，該檢測單元經(jīng)配置以將太陽能電池襯底上的分流器的位置傳達(dá)到暴露單元上。
[0007]參照附圖在下面進(jìn)一步描述這些和其他實施方案。
【附圖說明】
[0008]圖1A是根據(jù)一些實施方案說明電池的各種部件的倒置的和晶片鍵合的太陽能電池的示意性剖視圖。
[0009]圖1B是根據(jù)一些實施方案說明金屬化柵格組件的倒置的和晶片鍵合的太陽能電池的示意性頂視圖。
[0010]圖2是根據(jù)一些實施方案與用于制造倒置的和晶片鍵合的太陽能電池的方法對應(yīng)的工藝流程圖，該電池包含處理這個電池的襯底的分流器。
[0011]圖3是根據(jù)一些實施方案與用于處理在太陽能電池襯底上的分流器的方法對應(yīng)的工藝流程圖。
[0012]圖4A是根據(jù)圖3所示的操作處理分流器之后的太陽能電池襯底的示意性頂視圖。
[0013]圖4B是根據(jù)一些實施方案的太陽能電池的示意性剖面圖，該太陽能電池包括太陽能電池襯底和如圖4A所示處理過的分流器。
[0014]圖5是根據(jù)一些實施方案的與用于處理太陽能電池襯底上的分流器的另一方法對應(yīng)的工藝流程圖。
[0015]圖6A是根據(jù)圖5所示的操作處理分流器之后，太陽能電池襯底的示意性頂視圖。
[0016]圖6B是根據(jù)一些實施方案的太陽能電池的示意性剖面圖，該太陽能電池包括太陽能電池襯底和如圖6A所示的處理過的分流器。
[0017]圖6C是根據(jù)圖5所示的操作處理分流器之后，另一個太陽能電池襯底的示意性頂視圖。
[0018]圖6D根據(jù)一些實施方案的太陽能電池的第一示意性剖面圖，該太陽能電池包括如圖6C所示的襯底和處理過的分流器。
[0019]圖6E是根據(jù)一些實施方案的太陽能電池的第二示意性剖面圖，該太陽能電池包括如圖6C所示的襯底和處理過的分流器。
[0020]圖7是根據(jù)一些實施方案的用于處理在太陽能電池襯底上的分流器的裝置的示意圖。
[0021]圖8是說明根據(jù)一些實施方案的用于處理在太陽能電池襯底上的分流器的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的框圖。
【具體實施方式】
[0022]在下面的描述中，闡述了許多具體細(xì)節(jié)以便提供所呈現(xiàn)概念的徹底理解?？梢栽跊]有這些具體細(xì)節(jié)中的一些或全部的情況下實現(xiàn)所呈現(xiàn)的概念。在其他情況下，公知的處理操作尚未被詳細(xì)描述，以至于需要模糊所描述的概念。雖然將結(jié)合具體實施方案描述一些概念，但應(yīng)理解的是這些實施方案并不旨在用于限制。
[0023]引言
[0024]許多高效率的太空和陸地太陽能電池技術(shù)包括倒置變質(zhì)(IMM)和直接鍵合電池。這些電池相對于更傳統(tǒng)的多結(jié)器件倒置生長。例如，在操作配置中的還可以被稱為光面層的頂層首先生長，所述頂層與生長襯底晶格匹配。頂層的一個示例可以包括磷化銦鎵(GalnP)，其具有約1.SeV的帶隙，并且其可以在砷化鎵襯底上(GaAs)生長。隨后附加層被沉積到頂層上，諸如具有約1.4eV的帶隙的砷化鎵(GaAs)層或最低限度地不匹配的鎵砷化銦(GalnAs)層。附加層還可以包括透明磷化銦鎵(GalnP)層和具有約1.0eV的帶隙的變質(zhì)的砷化銦鎵(InGaAs)。在生長襯底上形成的所有這些層可以被稱為堆。這僅是被提供以便更好理解下面描述的各種特征的倒置的太陽能電池的一個示例。生長的這種方向有助于防止穿透位錯使其中產(chǎn)生大部分功率的更高的帶隙電池退化。在倒置的太陽能電池制造期間，將新的襯底鍵合到堆，并且去除生長襯底。在從它的生長取向到它的運行取向的這些操作期間，這些堆快速翻轉(zhuǎn)。
[0025]然而，外延生長可能導(dǎo)致當(dāng)使用晶片鍵合和襯底去除工藝時，使得形成各種異質(zhì)結(jié)構(gòu)(foreign structure)。這些異質(zhì)結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致堆內(nèi)的短路，特別是當(dāng)經(jīng)受金屬化柵格的電位時，這導(dǎo)致了電池性能的退化。因此，這些異質(zhì)結(jié)構(gòu)可以被稱為分流器。分流器的來源可以是各種各樣的，諸如外延生長缺陷或處理過的表面和/或處理環(huán)境的污染。以往的各種嘗試集中在預(yù)防電池中分流器的形成。但是，如果有可能的話，徹底清除分流是困難并且非常昂貴的。這些之前的嘗試被證明是不一致和不可靠的，并且分流連續(xù)出現(xiàn)在電池的頂層的表面上。
[0026]提供了用于處理在各種太陽能電池襯底上的分流的方法和系統(tǒng)。所使用的方法可以被稱為斑點爆震(spot knocking)。它減少了分流器對電池性能的影響，并提高了制造產(chǎn)量。不是丟棄包括一個或多個分流器的電池，而是修改電池結(jié)構(gòu)以減少這些分流器對電池性能的影響。該方法是基于局部光刻膠暴露技術(shù)，其防止金屬柵格線路接觸分流器或至少將這些分流器與金屬化柵格線路的總線部分電分離。這種技術(shù)取決于以下事實，當(dāng)將金屬化的柵格電位施加到這些分流器時，分流器主要是電活性的。當(dāng)完成用于處理分流器的方法之后，太陽能電池襯底可能會繼續(xù)下去制造工藝。太陽能電池的性能被保持，即使緊接著結(jié)合和生長襯底去除操作可以存在一個或多個分流器。
[0027]具體而言，在接近金屬化柵格圖案的襯底上所檢測的分流器從所述柵格的至少總線部分電斷開。就本申請而言，當(dāng)這兩個部件的這種相對位置會影響電池的性能時，分流器被認(rèn)為是接近金屬化柵格。換言之，當(dāng)兩個部件之間的電阻小于某個允許的閾值時，分流器被認(rèn)為是接近金屬化柵格。例如，金屬化柵格可以在分流器上方延伸并碰觸到分流器。然而，在一些實施方案中，即使金屬化柵格沒有在分流器上方延伸并且沒有碰觸到分流器，它也可被視為是接近的。此外，當(dāng)考慮分流器和金屬柵格圖案的接近時，金屬化柵格的制造期間各種允許公差應(yīng)予以考慮。根據(jù)上述情況，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解在本說明書中使用了接近的考慮。
[0028]可通過修改絕緣的抗反射層的圖案，修