用于光伏电池和其它半导体器件的保护性涂层制造技术

描述了一种用于处理光伏电池的方法，其中向光伏电池上沉积液体涂料组合物并固化以形成保护性透明涂层。

【技术实现步骤摘要】

本说明书涉及用于光伏电池、半导体晶片以及其它易碎器件和结构的保护性涂层。本说明书还涉及涂覆的光伏电池和半导体晶片。本说明书还涉及用于处理涂覆的光伏电池和半导体晶片的方法。
技术介绍
在本
技术介绍
部分中描述的信息不被承认是现有技术。光伏电池和其它电子器件可以包括诸如晶体硅晶片的半导体晶片。在电子器件中使用的半导体晶片可以相对薄。例如，在光伏应用中可以使用150-300微米厚的单晶硅晶片。在光伏应用中产业趋势正朝着甚至更薄的半导体晶片发展。晶体硅和其它半导体材料本质上是脆的并且半导体晶片的脆性随着厚度的减小而增大。晶体硅和其它半导体晶片(尤其是较薄的结构)的脆性，在生产光伏组件和包括半导体晶片的其它电子器件期间，可以引起不期望的高破损率和器件排斥(devicerejection)。因此，将会有利的是，在诸如光伏电池的相对薄的半导体晶片器件中提供减小的脆性和增加的稳固性(robustness)，同时保持光伏和/或电功能。
技术实现思路
一种光伏电池，包括p-掺杂和n-掺杂硅晶片，沉积到硅晶片的前表面上的前接触(frontcontact)，沉积到与硅晶片的前表面相对的后表面上的后接触(backcontact)，以及沉积到光伏电池的前表面和/或后表面上的透明涂层。一种用于处理光伏电池的方法，包括向光伏电池(其包括在硅晶片前表面上的前接触和在硅晶片后表面上的后接触)上沉积液体涂料组合物，，以及固化该液体涂料组合物以在光伏电池上形成透明涂层。应理解在本说明书中公开和描述的本专利技术不限于在本
技术实现思路
中总结的方面。附图说明通过参考附图可以更好地理解本说明书中公开和描述的方法、系统和器件的各个方面，其中：图1是具有图案化金属前接触的光伏电池的前表面的示意图(未按比例)；图2是具有掩埋图案化金属前接触的光伏电池的一部分的透视图形式的示意图(未按比例)；图3A-3D是光伏电池的侧面剖视图形式的示意图(未按比例)，该光伏电池包括p-掺杂和n-掺杂硅晶片，沉积到硅晶片的前表面上的前接触，沉积到与硅晶片的前表面相对的后表面上的后接触，以及沉积到光伏电池上的透明涂层，其中图3A示出了沉积到光伏电池的后表面上的透明涂层，图3B示出了沉积到光伏电池的前表面上的透明涂层，图3C示出了沉积到光伏电池的前和后表面上的透明涂层，并且图3D示出了沉积到光伏电池的前表面、后表面和边缘上的透明涂层。图4A是电性互连串联在一串中的多个透明涂覆的光伏电池的侧面剖视图形式的示意图(未按比例)；图4B是在图4A中示出的成串的电性互连光伏电池的顶视图形式的示意图(未按比例)；以及图5A和5B是包括多个透明涂覆的光伏电池的光伏组件的一部分的剖视图形式的示意图(未按比例)，其中图5A示出了具有沉积到光伏电池的后表面上的透明涂层的光伏电池，以及图5B示出了具有沉积到光伏电池的前表面上的透明涂层的光伏电池。在考虑以下详细描述的根据本说明书的方法、系统和器件后，读者将会领会上述以及其它方面。具体实施方式在本说明书中描述的方法、系统和器件，在相对薄的半导体晶片结构中提供了减小的脆性和增加的稳固性而同时保持光伏和/或电功能。无机半导体材料通常包括单晶微结构(相对于多晶粒(multi-grain)晶体或非晶微结构)，该单晶微结构提供具有相对低的强度和断裂韧性的材料。在光伏电池或其它半导体晶片结构上的透明液体涂料组合物的沉积和固化提供了固体保护性涂层，该涂层增加了下面的晶片结构的强度和断裂韧性，由此，例如在生产光伏组件或其它电子器件期间，减小该结构的脆性并增加结构的稳固性。在本说明书中，与单晶硅本体(bulk)光伏电池和组件相关地描述了用于处理半导体晶片的方法以及相关的系统和器件。然而，应理解，所描述的方法、系统和器件不限于晶体硅本体光伏电池和组件。应理解，如这里所使用的术语“定位”、“沉积”以及它们的语法变形指的是以与另一部件的空间关系放置所指代的部件，其中该部件可以以直接地物理接触放置或者间接地放置为彼此旁边并具有间隔部件或空间。因此，并且通过举例的方式，当第一部件被称为定位或沉积在第二部件上方，到第二部件上方或在第二部件之上时，应理解的是，第一部件可以但不是必须地与第二部件直接物理接触。术语“定位”和“沉积”可以互换使用，但是在各个方面中，“定位”及其语法变形可以指放置预先存在的部件，例如放置光伏电池或预成型片材，并且术语“沉积”及其语法变形可以指在原位形成部件，例如，使用化学或物理沉积技术施加液体涂层或以其它方式形成部件。本体光伏电池的生产始于单晶半导体材料的生产。使用Czochralski工艺或变形(诸如Bridgman-Stockbarger技术)来生产诸如单晶硅(c-Si)的单晶半导体材料。例如，在Czochralski工艺中，在坩埚中熔化商业纯硅供给材料。可以将一定量的硼掺杂剂(或其它掺杂剂材料)添加至硅中以提供所得的具有正电位电定向(positivepotentialelectricalorientation)(p-掺杂)的硅锭。在密封的坩埚室中，硅籽晶从线缆或棒悬挂并慢慢地降低进入熔融的硅(任选地掺杂有硼或其它掺杂剂)中。将籽晶浸入到熔融的硅中之后，使坩埚和籽晶以相反方向旋转并且熔融的硅融合到该籽晶上，匹配该籽的晶体结构。在旋转的同时慢慢地升起悬挂的线缆/棒并且硅的单晶在直径和长度上增加以形成锭，该锭具有大体圆形的截面并且由掺杂或未掺杂的硅材料的单晶组成。随着凝固的硅锭生长并且熔融的硅耗尽，坩埚上升以保持熔融池和生长锭的下端之间的接触。在熔融的硅耗尽并且硅锭停止生长之后，在从密封的坩埚室移除之前慢慢地将该锭冷却。然后将固体的单晶硅锭切割成半导体晶片形状。切除该锭的顶部和底部部分以提供具有平行的顶部和底部表面和相对恒定的截面直径的圆柱形锭。然后，沿着锭的长度切割圆柱形锭的四个侧边以剪除四个圆形的部分，由此提供四个平的侧边以及具有圆角的方形截面形状，其可以随后经倒角或者以其它方式成形。然后将该方形锭语截面切割成单个硅晶片。硅晶片的厚度(例如，对于光伏应用来说)可以是从50-1000微米的范围，或者纳入其中的任意子范围，例如100-500微米、100-300微米或150-300微米。然而，如上面所注意到的，硅晶片的脆性随着厚度减小而增加，并且因此较小的厚度可以在随后的生产步骤期间导致较高的破损率和器件排斥。为了增加单晶硅或其它半导体晶片的强本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理光伏电池的方法，包括：向光伏电池上沉积液体涂料组合物，该光伏电池包括在硅晶片的前表面上的前接触以及在硅晶片的后表面上的后接触；以及固化该液体涂料组合物以在该光伏电池上形成透明涂层。

【技术特征摘要】
2014.12.17 US 62/093,1111.一种用于处理光伏电池的方法，包括：
向光伏电池上沉积液体涂料组合物，该光伏电池包括在硅晶片的前表面上
的前接触以及在硅晶片的后表面上的后接触；以及
固化该液体涂料组合物以在该光伏电池上形成透明涂层。
2.如权利要求1的方法，其中该透明涂层包括聚氨酯、聚脲、聚(氨基甲
酸酯-脲)或它们的组合。
3.如权利要求1的方法，其中透明涂覆的光伏电池表现出的强度和/或韧
性高于由非透明涂覆的相同的光伏电池表现出的强度和/或韧性。
4.如权利要求1的方法，其中该透明涂层表现出-50℃至80℃的玻璃化转
变温度。
5.如权利要求1的方法，其中在环境温度下该透明涂层表现出1％至300％
的伸长率。
6.如权利要求1的方法，其中该透明涂层包括厚度为5.0至100.0微米的
干膜。
7.如权利要求1的方法，包括向该光伏电池的前表面上沉积该液体涂料组
合物。
8.如权利要求1的方法，包括向该光伏电池的后表面上沉积该液体涂料组
合物。
9.如权利要求1的方法，包括向该光伏电池的前表面和后表面上沉积该液
体涂料组合物。
10.如权利要求1的方法，进一步包括在沉积该液体涂料组合物之前，掩
模前接触或后接触的至少一部分。
11.如权利要求1的方法，进一步包括使用包括以下的工艺提供光伏电池：
刻蚀p-掺杂硅晶片以使硅晶片的前表面纹理化；
将n-掺杂剂扩散进入到硅晶片的前表面中以在硅晶片中产生n-掺杂区域；
向硅晶片的前表面上沉积前接触；以及
向与硅晶片的前表面相对的后表面上沉积后接触。
12.如权利要求11的方法，进一步包括在扩散n-掺杂剂之后并且在沉积前
接触之前，向硅晶片的前表面上沉积氮化硅抗反射涂层。
13.如权利要求1的方法，进一步包括电性互连多个透明涂覆的光伏电池。
14.如权利要求13的方法，进一步包括：
向前透明物上沉积密封剂材料；以及
向该密封剂材料上定位多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：I·G·施温德曼，邵际平，
申请(专利权)人：PPG工业俄亥俄公司，
类型：发明
国别省市：美国;US