CN106463516A - 电池内旁路二极管 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种太阳能电池，所述太阳能电池可包含内置旁路二极管。在一个实施例中，所述太阳能电池可包含：设置于基板的第一部分之中或上方的有源区；以及设置于所述基板的第二部分之中或上方的旁路二极管。所述基板的所述第一部分和第二部分可借助凹槽物理分隔。金属化结构可将所述有源区耦接至所述旁路二极管。

Description

电池内旁路二极管
优先权声明
本申请要求由Harley等人于2014年5月29日提出的名称为“用于多二极管太阳能电池的电池内旁路二极管(In-Cell Bypass Diode for Multi-Diode Solar Cell)”的美国临时申请No.62/004,808的权益，该美国临时申请的全部内容借此以引用方式并入。
背景技术
光伏电池(通常称为太阳能电池)是用于将太阳辐射直接转换为电能的装置。通常，使用半导体加工技术在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块体中形成电子和空穴对。这些电子和空穴对迁移到基板中的p掺杂区和n掺杂区，从而在这些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，以将电流从电池引导至与其耦接的外部电路。
附图说明
图1示出根据各种实施例的在隔离基板以形成旁路二极管之前太阳能电池的一部分的横截面视图。
图2示出根据各种实施例的在隔离基板以形成旁路二极管之后太阳能电池的一部分的横截面视图。
图3示出根据各种实施例的具有将缓冲区用于基板隔离的旁路二极管的太阳能电池的一部分的横截面视图。
图4示出根据各种实施例的用于太阳能电池的旁路二极管的自顶向下的平面图。
图5-7示出根据各种实施例的旁路二极管布置和尺寸的各种实例。
图8a-c示出根据各种实施例的用于隔离太阳能电池基板的各种实例路径。
图9是根据各种实施例的示出用于形成旁路二极管的实例方法的流程图。
具体实施方式
以下具体实施方式本质上只是例证性的，并非意图限制所述主题的实施例或此类实施例的应用和用途。如本文所用，词语“示例性”意指“用作例子、实例或举例说明”。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。
本说明书包括对“一个实施例”或“实施例”的提及。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。
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：
“包括”。此术语是开放式的。如所附权利要求中所使用，此术语并不排除额外结构或步骤。
“被配置成”。各种单元或部件可被描述或主张为“被配置成”执行一个任务或多个任务。在这样的语境下，“被配置成”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，即使指定的单元/部件目前不处于工作状态(例如，未开启/激活)，也可将该单元/部件说成是被配置为执行任务。叙述单元/电路/部件“被配置成”执行一个或多个任务明确意在针对该单元/部件不援引35U.S.C.§112第6段。
如本文所用的“第一”、“第二”等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“第一”太阳能电池未必暗示此太阳能电池按顺序是第一个太阳能电池；而是，术语“第一”用于将此太阳能电池与另一太阳能电池(例如，“第二”太阳能电池)区分开。
“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/结构特征直接或间接连接至另一个元件/节点/结构特征(或直接或间接与其连通)，并且不一定是机械耦接。
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。这样的术语可以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。
本文描述旁路二极管和用以形成旁路二极管的方法。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，诸如太阳能电池发射极区域制造技术，以避免不必要地使本公开的实施方案难以理解。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。
太阳能电池的遮蔽是在现场因固有遮蔽物体(例如电线杆或树木)和/或因落在模块上的碎片或模块上累积的污物所导致的正常发生的事件。遮蔽太阳能电池的一部分可导致二极管进入反向偏压，这样可导致其耗散功率而非产生功率，并且可导致太阳能电池发热。这样会降低***的性能，可导致电池击穿，并且如果产生热点则还可导致潜在的可靠性危险。此问题的一个解决方案是将旁路二极管***到太阳能模块的接线盒内的电路中，以便在电池或电池组进入反向偏压时，旁路二极管被激活并且将包含受损电池的串从电路除去。对于每一模块具有3个(12-18个电池)串的模块，这意味着单个电池遮蔽事件将导致从面板损失1/3的功率。另外，二极管的成本并非微不足道，并且需要在模块的材料与每瓦特总成本的平衡中加以考虑。串级保护并不完美，并且一些热点可能不导通串级二极管，并且可靠性危险仍可存在。此外，在此类实施例中，仍需要热点筛选，并且耐遮蔽性不良。遮蔽还可在许多屋顶具有固有遮蔽的住宅应用中，以及还在聚光PV应用中，导致重大损失。在各种实施例中，可实施集成电池级旁路二极管以提供更好的解决方案。在一些实施例中，金属化可用作处理手段来实现太阳能电池晶片的第一部分(其还可称为有源电池部分)与太阳能电池晶片的旁路二极管部分的分隔，以实现相反极性的分流，从而形成旁路二极管。
现转向图1和图2，分别显示在隔离基板以形成旁路二极管之前和之后，太阳能电池的一部分的横截面视图。
在各种实施例中，太阳能电池包含基板，例如基板102。在一个实施例中，该半导体基板可以是例如由N型单晶基板制造的块体单晶硅基板部分。在一个此类实施例中，掺杂区可包含形成于基板自身中的一个或多个N+区(例如，磷或砷掺杂区)和一个或多个P+区(例如，硼掺杂区)。在其他实施例中，每一硅部分包含形成于硅基板上方的一个或多个多晶硅(多晶硅)N+区和一个或多个多晶硅P+区。如图1-3中所示，该太阳能电池包含基板102，其中P型掺杂多晶硅区104和108以及N型掺杂多晶硅区106和110被设置于基板102上方。在一些实施例中，电介质(未显示)可被设置于基板102与掺杂区104、106、108和110之间。
在一个实施例中，该太阳能电池还包含具有触点区112、114和116的金属化结构。这些触点区可以是金属触点以在正常操作期间将来自太阳能电池的电流路由至外部电路并且将旁路二极管分流至太阳能电池的有源部分，以便当太阳能电池进入反向偏压(例如，因遮蔽条件)时旁路二极管可被配置成激活。在各种实施例中，太阳能电池金属(例如，金属化结构)可图案化以形成触点区112、114和116，从而促进此类电流路由和分流。
在各种实施例中，除其他实例之外，金属化结构可以是镀覆金属、印刷金属、蒸镀金属和/或箔(例如，导电箔，例如带有或不带额外晶种层的铝箔)。在一个此类实施例中，在使用相对厚(例如，大于大约25微米)的背衬金属的情况下，对进入金属中的局部激光烧蚀的一些公差可以容忍，并且仍提供足够的机械完整性以将太阳能电池的有源部分耦接至旁路二极管。然而，如果使用薄金属化结构(例如，小于大约25微米)，则可能需要停止烧蚀而不对金属化结构进行任何刻绘，或者需要强化该金属，从而维持经受可靠性测试所需的金属的电气和物理完整性。该金属化结构可通过镀覆、印刷，使用焊接程序(例如，在箔的情况下)制造，或可通过沉积、光刻和蚀刻方法制造。
如图2中所示，太阳能电池的基板102已被隔离以使基板的第一部分102a与第二部分102b(其还可称为基板的旁路二极管部分)物理分隔。在一个实施例中，可使用激光烧蚀(下文更详细描述)或通过以机械方式刻绘基板而将第一部分102a与旁路二极管部分102b隔离。经物理分隔的半导体基板部分之间的凹槽或间隙可暴露金属化结构的一部分和/或掺杂区的一部分。
如图示出，金属化结构的触点区114可将太阳能电池的有源部分电气并且机械耦接至旁路二极管。例如，触点区114的金属可将设置于第一部分102a上方的N型掺杂区106电气耦接至设置于第二部分102b上方的P型掺杂区108。如本文中所使用，太阳能电池包含第一部分102a及其对应掺杂区(例如，掺杂区104和106)的部分称为太阳能电池的有源区。如本文中所使用，太阳能电池包含第二部分102b及其对应掺杂区(例如，掺杂区108和110)的部分称为太阳能电池的旁路二极管。注意，总体金属化结构还可将有源部分的各N掺杂区互相电气并且机械地耦接，并且将有源部分的各P掺杂区互相电气并且机械地耦接。
如本文中所述，该旁路二极管可包含设置于基板之中或上方的P-N结。该P-N结可借助非晶硅、多晶硅、金属和/或硅形成。例如，如图1-3中所示，该旁路二极管的P-N结可以是P型多晶硅/N型多晶硅对接结(无分隔掺杂区的沟槽)或是竖直P+/N+多晶硅结。作为其他实例，该旁路二极管的P-N结可由硅基板自身中的P+和N+掺杂区、由金属/硅结(例如，肖特基)、由多晶硅/硅结或由非晶硅/硅结形成。
如图所示，该旁路二极管的P-N结可经由金属化结构(例如，触点区114)耦接至设置于基板对应于有源区的部分之中或上方(在图1-3的实例中，在上方)的掺杂区。
在一些实施例中，基板的刻绘还可如图所示刻绘一个或多个掺杂区(例如，N型掺杂区106和P型掺杂区108)的至少一部分，虽然在其他实施例中这不是必需的。在一些实施例中，还可刻绘触点区114的一部分。
在一些实施例中，为在基板或晶片(例如，硅)隔离工艺期间抑制金属的损伤，可使用缓冲材料作为隔离工艺的后挡板，例如，以保护金属化结构免受直接刻绘。图3示出使用缓冲材料作为旁路二极管隔离的后挡板的太阳能电池的一部分的横截面视图。在一个实施例中，缓冲材料120可在形成金属化结构之前形成于掺杂区106和108上。因此，当基板的隔离发生时，激光或机械刻绘冲击缓冲材料120而不是刻绘掉一些金属化结构中(例如，触点区114)。通过保持金属化结构完整，可保持机械和电气完整性。
实例性缓冲材料包含聚合物或者其他金属或非金属材料，例如聚酰亚胺。该聚合物可整体沉积并且然后图案化，或者可例如通过印刷而仅沉积在所期望区域中。在其他实施例中，此类缓冲材料可包含介电材料，例如(但不限于)二氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)或氧氮化硅(SiON)。在一个此类实施例中，该介电材料可使用沉积技术形成，例如(但不限于)低压化学气相沉积(LPCVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、高密度等离子体化学气相沉积(HDPCVD)或物理气相沉积(PVD)。
在一些实施例中，基板部分102a和102b之间所产生的凹槽或间隙可用设置于基板的部分102a和102b之间的凹槽中的密封剂材料或其他材料(例如，乙烯-乙烯醇(EVA)、聚烯烃)填充。在一个实施例中，在施用时，密封剂可具有足够低的粘度或足够高的熔体流动性，以确保密封剂材料流到薄凹槽中。在一个实施例中，凹槽由密封剂的填充能够通过Si/金属/聚合物复合材料的形成而提高***的机械强度。在一些实施例中，执行隔离后，该凹槽可被钝化，或保留原样。
在一实施例中，本文中所述的金属化方案用于为电池及其相应旁路二极管保持并提供机械完整性并且准许基板在电池的旁路二极管和有源部分之间的物理分隔。并且，隔离基板可使得旁路二极管能够在反向偏压条件中发挥功能。
现转向图4，根据一个实施例显示太阳能电池中的实例性旁路二极管从金属化结构侧的自顶向下平面图。如图所示，旁路二极管P-N结在刻绘线(显示为虚线，因为其来自与金属化结构相对的一侧)上方，并且太阳能电池的有源区的p-n结在刻绘线下方。P耦接至N并且N耦接至P以将旁路二极管分流至太阳能电池的P-N结(二极管)。由于旁路二极管的基板如由虚线指示与太阳能电池的有源部分隔离，因此所示出的配置可充当电池内旁路二极管。
图5-7示出根据各种实施例的旁路二极管布置和尺寸的各种实例。在图5中，显示旁路二极管502与太阳能电池的有源部分500由刻绘线504(其对应于基板部分被隔离的位置)分隔。类似地，在图6中，显示旁路二极管602与太阳能电池的有源部分600由刻绘线604分隔。在一些实施例中，旁路二极管可形成于太阳能电池的角落中，例如，在图5和图6中所示的伪角落中，其中该角落不是直角，因为电流可能更难以从那些位置收集。由于旁路二极管区在太阳能电池的正常操作期间并不生成电流，因此选择无论如何电流难以从其收集的旁路二极管位置可能有利。
此外，对于聚光PV应用，旁路二极管可形成于太阳能电池的边缘处，在该处，较少直射光在太阳能电池的操作期间入射。通过在边缘处形成旁路二极管，将太阳能电池的更多生产区域(例如，中心)用于有源区并且可牺牲较少生产区域供用作旁路二极管。
图7示出另一实例性旁路二极管配置。如图所示，旁路二极管702与太阳能电池的有源部分700由多个刻绘线(刻绘线704和706)分隔，这多个刻绘线形成第一和第二凹槽以使基板的有源部分与基板的旁路二极管部分分隔。
在各种实施例中，旁路二极管的尺寸可依赖于多个因素，例如应用(例如，聚光或一个太阳PV)、太阳能电池的尺寸、电池的效率、预期散热(例如，是否实施散热器或其他散热装置以耗散来自旁路二极管区的热)，以及其他因素。在一个实施例中，图7的实例性太阳能电池是可预期旁路二极管的热冲击较少的一个太阳应用。因此，用于旁路二极管的占用面积可较小，其中旁路二极管仅驻留在太阳能电池的角落(在此实例中，伪角落)中的一者中，而其他角落可用作有源部分的一部分。
图5和图6的实例在制造效率方面可提供一些优点。例如，考虑其中图5和图6的太阳能电池最初是相同较大太阳能电池(在被切割成若干四分之一电池之前)的一部分的情形。在此情形中，旁路二极管502和602原本可由单个刻绘线形成为单个旁路二极管，其中刻绘线504和604是在较大太阳能电池被切割之前的单个刻绘线的一部分。进一步说明该实例，在切割较大电池之前，可作出基板的另一单个刻绘线以隔离该基板的另一部分，并在较大太阳能电池的相对侧上形成另一较大旁路二极管。该较大太阳能电池然后可被切割成四分之一电池，其中每一四分之一电池具有各自的相应旁路二极管，其中这些各自四分之一电池和对应旁路二极管在基板中被隔离，如本文中所述。
在图5-7中未示出，太阳能电池金属可被图案化以分流旁路二极管和有源区域二极管，以便将旁路二极管配置成当太阳能电池进入反向偏压(例如，在遮蔽条件)中时，旁路二极管可导通。
在各种实施例中，所公开的带有电池内旁路二极管的太阳能电池的串可共同用于PV模块或PV层压制件中。
作为隔离太阳能电池基板以形成旁路二极管的代表性实例，图8a-c示出用于隔离基板的各种实例路径。参考图8，太阳能电池800包含硅基板802和位于硅基板的背侧上的金属化结构804。为便于理解，掺杂区未示出。
参考图8a，绘示刻绘加断开方法，其中(i)基板被部分刻绘(例如，大约70％深度)并且然后(ii)沿着断裂处裂开以终止于金属化结构处。参考图8b，绘示仅刻绘方法，其中硅的激光烧蚀停止于金属化结构的金属上(或者部分进入到金属化结构的金属中)。参考图8c，绘示刻绘加缓冲材料方法，其中执行硅的激光烧蚀穿过硅的整个深度并且然后停止于(或者部分进入到)与金属化结构的金属不同的缓冲材料。在这些情况中的任一者中，可配置激光参数成实现所公开的刻绘。例如，一个选项包含皮秒激光烧蚀，该皮秒激光烧蚀具有较清洁的工艺、较低的重组、较低的穿过熔融掺杂区的分流危险和较狭窄的刻绘宽度。另一选项包含纳秒或更长的激光，该纳秒或更长的激光具有较宽的刻绘线和较高的生产量，但重组和碎片可能性增高。
现转向图9，显示根据一些实施例的形成旁路二极管的方法的流程图。在各种实施例中，图9的方法可包含比所示出方框更多(或更少)的方框。
如在902处所示，可在半导体基板的第一部分上方形成P-N结。如本文中所述，该P-N结可借助多种材料形成，例如非晶硅、多晶硅、金属和/或硅。例如，旁路二极管可借助P型多晶硅和N型多晶硅形成(例如，通过形成如图1-3中所示无沟槽的对接结)。作为其他实例，该结可包含P型硅和N型硅，或金属和硅(例如，肖特基二极管)，或多晶硅和硅，或非晶硅和硅，以及其他实例。
在一些实施例中，旁路二极管P-N结的形成可在用于形成有源部分的P-N结(以及相应N型掺杂区和P型掺杂区)的相同工艺(例如，掺杂等)中发生。
在904处，可在基板的第一表面上方形成金属化结构以将P-N结耦接至设置于该基板的第二部分之中或上方的掺杂区。在一实施例中，在半导体基板的第一表面上方形成金属化结构可包含在设置于半导体基板上方或其中的掺杂区上方形成金属化结构。形成金属化结构还可包含将该金属化结构图案化成手指图案(例如，相互交叉的手指图案)而且将旁路二极管分流到太阳能电池。如本文中所述，该金属化结构可以是金属箔、印刷金属、镀覆金属、金属堆栈或其某一组合。除其他图案化实例之外，金属的图案化可由激光图案化、掩蔽和蚀刻执行。在任一情况下，在一实施例中，该金属化结构形成为具有足以将太阳能电池的有源部分桥接到旁路二极管部分的机械性质。
如906处示出，基板的第一部分可与第二部分隔离。在一个实施例中，可从金属化结构的相对表面刻绘该半导体基板。该刻绘可在暴露来自该相对表面的金属化结构部分时停止。
在一个实施例中，刻绘可由金属化结构的金属停止。然而，在其他实施例中，可使用损伤缓冲材料来保护金属化结构的金属。在一个此类实施例中，损伤缓冲区可以是聚合物材料，如上所述。在另一实施例中，损伤缓冲区可以是与金属化结构的金属不同的金属。
在一个实施例中，刻绘可借助激光执行。然而，应当认识到，可实施机械刻绘工艺代替激光刻绘工艺或者与之结合实施。例如，在具体实施方案中，执行了部分激光刻绘，然后进行控制深度的裂断或锯切。
在一个实施例中，刻绘可在多个方向上执行。例如，如图7的实例所示，可通过在多个方向上进行刻绘形成多个刻绘线。在一个此类实例中，这多个方向可大致彼此垂直。
在各种实施例中，例如，为提高制造效率，可将较大太阳能电池切割成若干较小电池(例如，如关于图5和图6所述)。在那些实施例中的一些中，当切割较大太阳能电池时，对该较大太阳能电池的基板的单次刻绘可产生多个旁路二极管。采用图5和图6的太阳能电池实例，设想在电池被切割之前，图5的太阳能电池的右手侧连接至图6的太阳能电池的左手侧的情形。此外，设想两个其他此类经切割的太阳能电池为原来较大太阳能电池的一部分(例如图5和图6的太阳能电池)，而这两个其他电池各自是较大电池的四分之一电池。在一个实施例中，用于旁路二极管的基板的刻绘可借助两个刻绘线执行。作为一个简单实例，当从自顶向下视角观察时，硅基板的顶部和底部边缘可与中心部分隔离(例如，通过本文中所述的刻绘技术)，并且对应P-N结可形成于对应于旁路二极管的顶部和底部(在刻绘之前)部分的上方，以及在中心部分中。
在各种实施例中，可执行额外刻绘以实际上将太阳能电池切割开。此类额外刻绘(例如，激光或机械)可实质上与本文中所述相同，除了太阳能电池的切割的预期位置，隔离不仅发生在基板处并且还穿过金属化结构以导致完全分隔。
在一些实施例中，可在刻绘该半导体基板之前或之后，将半导体基板的光接收表面纹理化。在一个此类实施例中，首先执行基板的部分开槽，并且然后在硅蚀刻工艺(例如，纹理化)期间去除任何损伤。然而，在其他实施例中，可执行刻绘，并且然后实施后续湿式蚀刻。在任何情况下，在一个实施例中，太阳能电池的光接收表面的纹理化可涉及使用基于氢氧化物的蚀刻工艺纹理化。应当认识到，纹理化表面可为具有规则或不规则形状的表面，其用于散射入射光、减少从太阳能电池的光接收表面反射离开的光量。另外的实施方案可包括在光接收表面上形成钝化或抗反射涂层。
总之，虽然上文具体描述了某些材料，但对于仍然在本发明实施例的精神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。在另一实施例中，使用多晶或多晶体硅基板。此外，应当理解，在具体描述N+和P+型区的情况下，设想的其他实施例包含切换的导电类型，例如，分别为P+和N+型区。
本文中所述实施例的一个或多个益处或优点可包含通过并入旁路二极管形成作为电池制造工艺的一部分来简化制造工艺，此可在模块级去除额外的旁路二极管组装步骤。另外，所公开的技术可在个别电池级提供保护，这样可比单个旁路二极管在多个电池之中被共享的情形更可靠地保护电池。此外，对于较大太阳能电池被切割的应用，用以形成旁路二极管的基板的刻绘可以是切割工艺的一部分，并且不向该工艺增加太多(如果存在)额外成本。
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。除非另外指明，否则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。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。
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。
在一实施例中，一种太阳能电池包含该太阳能电池的基板。有源区设置于该基板的第一部分之中或上方。旁路二极管设置于该基板的第二部分之中或上方，其中该基板的第一部分和第二部分借助第一凹槽物理分隔。金属化结构将有源区耦接至旁路二极管。
在一个实施例中，旁路二极管包括P-N结，该P-N结包含P型掺杂多晶硅和N型掺杂多晶硅。
在一个实施例中，该基板是N型掺杂基板，并且该旁路二极管包括P-N结，该P-N结包含设置于该N型掺杂基板中的P型掺杂区。
在一个实施例中，该旁路二极管定位于该太阳能电池的边缘处。
在一个实施例中，该基板的第一部分和第二部分借助该第一凹槽和第二凹槽物理分隔。
在一个实施例中，该金属化结构还将有源区的各n型掺杂区互相耦接，并且将有源区的各p型掺杂区互相耦接。
在一实施例中，一种用于太阳能电池的旁路二极管包含设置于该太阳能电池的基板的第一部分之中或上方的P-N结，其中该P-N结经由金属化结构耦接至设置于该基板的第二部分之中或上方的掺杂区。该基板的第一部分和第二部分借助第一凹槽分隔，其中该凹槽暴露该金属化结构的一部分。
在一个实施例中，该基板的第一部分和第二部分还借助第二凹槽分隔。
在一个实施例中，该P-N结包括设置于该基板的第一部分上方的对接的掺杂P型和N型多晶硅区。
在一个实施例中，基板是N型掺杂基板，其中该P-N结包括设置于该N型掺杂基板中的P型掺杂区。
在一实施例中，一种制造用于太阳能电池的旁路二极管的方法包含在半导体基板的第一部分上方形成P-N结。该方法还包含在半导体基板的第一表面上方形成金属化结构，以将该P-N结耦接至设置于该半导体基板的第二部分之中或上方的掺杂区。该方法还包含将该半导体基板的第一部分与第二部分隔离。
在一个实施例中，所述刻绘包含在第一方向和第二方向上刻绘半导体基板。
在一个实施例中，所述刻绘包含使用激光进行刻绘。
在一个实施例中，所述在第一部分上方形成P-N结包含形成对接的P型和N型多晶硅区。
在一个实施例中，该方法还包含在半导体基板的第二部分之中或上方形成该掺杂区和其他掺杂区，作为用于执行所述形成该P-N结的同一个或多个加工步骤的部分。
在一个实施例中，所述形成金属化结构包含镀覆并图案化金属。
在一个实施例中，该方法还包含在半导体基板的第三部分上方形成另一P-N结。所述形成金属化结构还将另一P-N结耦接至设置于半导体基板的第四部分之中或上方的另一掺杂区。该方法还包含刻绘该半导体基板以将该半导体基板的第三部分与第四部分隔离。该方法还包含将半导体基板的第三部分和第四部分与第一部分和第二部分隔离。
在一个实施例中，该方法还包含将金属化结构的对应于半导体基板的第三部分和第四部分的部分与金属化结构的对应于半导体基板的第一部分和第二部分的部分隔离。
在一个实施例中，该方法还包含切割该太阳能电池以形成两个子电池，这两个子电池各自具有包括该P-N结的一部分的相应旁路二极管。

Claims (20)

1.一种太阳能电池，包括：
所述太阳能电池的基板；
设置于所述基板的第一部分之中或上方的有源区；
设置于所述基板的第二部分之中或上方的旁路二极管，其中所述基板的所述第一部分和所述第二部分借助第一凹槽物理分隔；以及
将所述有源区耦接至所述旁路二极管的金属化结构。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中旁路二极管包括P-N结，
所述P-N结包含P型掺杂多晶硅和N型掺杂多晶硅。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中所述基板是N型掺杂基板，并且其中所述旁路二极管包括P-N结，所述P-N结包含设置于所述N型掺杂基板中的P型掺杂区。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中所述旁路二极管定位于所述太阳能电池的边缘处。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中所述基板的所述第一部分和所述第二部分借助所述第一凹槽和第二凹槽物理分隔。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中所述金属化结构还将所述有源区的各n型掺杂区互相耦接，并且将所述有源区的各p型掺杂区互相耦接。
7.一种用于太阳能电池的旁路二极管，所述旁路二极管包括：
P-N结，所述P-N结设置于所述太阳能电池的基板的第一部分之中或上方，其中所述P-N结经由金属化结构耦接至设置于所述基板的第二部分之中或上方的掺杂区，并且
其中所述基板的所述第一部分和所述第二部分借助第一凹槽分隔，其中所述凹槽暴露所述金属化结构的一部分。
8.根据权利要求7所述的旁路二极管，其中所述基板的所述第一部分和所述第二部分还借助第二凹槽分隔。
9.根据权利要求7所述的旁路二极管，其中所述P-N结包括设置于所述基板的所述第一部分上方的对接的掺杂P型和N型多晶硅区。
10.根据权利要求7所述的旁路二极管，其中所述基板是N型掺杂基板，其中所述P-N结包括设置于所述N型掺杂基板中的P型掺杂区。
11.一种包括根据权利要求7所述的旁路二极管的太阳能电池。
12.一种制造用于太阳能电池的旁路二极管的方法，所述方法包括：
在半导体基板的第一部分上方形成P-N结；
在半导体基板的第一表面上方形成金属化结构，以将所述P-N结耦接至设置于所述半导体基板的第二部分之中或上方的掺杂区；以及
将所述半导体基板的所述第一部分与所述第二部分隔离。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述刻绘包含在第一方向和第二方向上刻绘所述半导体基板。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述刻绘包含借助激光刻绘。
15.根据权利要求12所述的方法，其中所述在所述第一部分上方形成所述P-N结包含形成对接的P型和N型多晶硅区。
16.根据权利要求12所述的方法，还包括在所述半导体基板的所述第二部分之中或上方形成所述掺杂区和其他掺杂区，作为用于执行所述形成所述P-N结的同一个或多个加工步骤的部分。
17.根据权利要求12所述的方法，其中所述形成所述金属化结构包括镀覆并图案化金属。
18.根据权利要求12所述的方法，还包括：
在所述半导体基板的第三部分上方形成另一P-N结；
其中所述形成所述金属化结构还将另一P-N结耦接至设置于所述半导体基板的第四部分之中或上方的另一掺杂区；
刻绘所述半导体基板以使所述半导体基板的所述第三部分与所述第四部分隔离；以及
将所述半导体基板的所述第三部分和所述第四部分与所述第一部分和所述第二部分隔离。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括将所述金属化结构的对应于所述半导体基板的所述第三部分和所述第四部分的部分与所述金属化结构的对应于所述半导体基板的所述第一部分和所述第二部分的部分隔离。
20.根据权利要求12所述的方法，还包括切割所述太阳能电池以形成两个子电池，所述两个子电池各自具有包括所述P-N结的一部分的相应旁路二极管。
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