太阳电池及修复太阳电池中的裂纹的方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201110184714.9	申请日：	2011.07.04
公开号：	CN102867861A	公开日：	2013.01.09
当前法律状态：	撤回	有效性：	无权
法律详情：	发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):H01L 31/042申请公布日:20130109\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):H01L 31/042申请日:20110704\|\|\|公开
IPC分类号：	H01L31/042; H01L31/05; H01L31/18	主分类号：	H01L31/042
申请人：	张陆成
发明人：	张陆成
地址：	414109 湖南省岳阳县麻塘镇金山村张远宝苗圃
优先权：
专利代理机构：	北京瑞恒信达知识产权代理事务所(普通合伙) 11382	代理人：	苗青盛
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内容摘要

本发明提供太阳电池及修复太阳电池中的裂纹的方法。根据本发明的一个方面，提供了一种太阳电池，其包括正电极、光电活性区和负电极，其特征在于，包括：正面，其是接受光的受光面；背面，其是与上述正面相反的另一面；裂纹，其位于上述正电极、上述光电活性区和上述负电极中的至少一个内；以及电学互联，其位于上述正面和/或背面上，将上述裂纹两侧的部分电联接。

权利要求书

权利要求书一种太阳电池，其包括正电极、光电活性区和负电极，其特征在于，包括：正面，其是接受光的受光面；背面，其是与上述正面相反的另一面；裂纹，其位于上述正电极、上述光电活性区和上述负电极中的至少一个内；以及电学互联，其位于上述正面和/或背面上，将上述裂纹两侧的部分电联接。根据权利要求1所述的太阳电池，其特征在于，上述裂纹包括贯穿上述正电极、上述光电活性区和上述负电极中的至少一个的裂纹和将上述太阳电池断裂为多个部分的断裂纹。根据权利要求1所述的太阳电池，其特征在于，上述光电活性区包括基区、发射区以及在上述基区和发射区之间的PN结，上述裂纹包括贯穿上述基区、上述发射区和上述PN结中的至少一个的裂纹。根据权利要求1‑3中的任一项所述的太阳电池，其特征在于，上述电学互联包括导电布线、导电布线网和导电片中的至少一种。根据权利要求4所述的太阳电池，其特征在于，在上述光电活性区包括发射区并且发射区位于受光面侧的情况下，上述电学互联还包括与上述发射区电联接的联接点，并将上述裂纹两侧的上述发射区电联接。根据权利要求4所述的太阳电池，其特征在于，在上述光电活性区包括基区并且基区位于受光面侧的情况下，上述电学互联还包括与上述基区电联接的联接点，并将上述裂纹两侧的上述基区电联接。根据权利要求4所述的太阳电池，其特征在于，在上述正面上形成有电极的情况下，上述电学互联包括导电布线和导电布线网中的至少一种，其将上述裂纹两侧的上述电极联接。根据权利要求4所述的太阳电池，其特征在于，在上述背面上形成有电极的情况下，上述电学互联包括导电布线、导电布线网和导电片中的至少一种，其将上述裂纹两侧的上述电极联接。根据权利要求4所述的太阳电池，其特征在于，上述电学互联还包括将上述导电布线、导电布线网和导电片中的至少一种与上述光电活性区或在上述光电活性区上形成的电极粘接的导电粘结剂。一种修复太阳电池中的裂纹的方法，上述太阳电池包括正电极、光电活性区和负电极，并包括接受光的正面、与上述正面相反的背面以及位于上述正电极、上述光电活性区和上述负电极中的至少一个内的裂纹，其特征在于，上述方法包括以下步骤：在上述正面和/或背面上形成将上述裂纹两侧的部分电联接的电学互联。

说明书

说明书太阳电池及修复太阳电池中的裂纹的方法
技术领域
本发明属于太阳电池技术领域，具体涉及太阳电池及修复太阳电池中的裂纹的方法。
背景技术
太阳电池(又称为太阳能电池)是可以将太阳能转换成电能的半导体器件。目前，包括单晶硅太阳电池和多晶硅太阳电池在内的晶体硅太阳电池占到目前太阳电池产量的90％以上。从太阳电池的电极结构来讲，有两面都有电极的金属包覆太阳电池(MWT)、发射区包覆(EWT)太阳电池、HIT太阳电池和现在市面上占大多数的传统丝网印刷电极太阳电池，也有全背电极太阳电池，还有正面和背面都可以接受光的双面电池等等。
为简单起见，又不失一般性地进行说明，下面以目前市面上占大多数的晶体硅太阳电池为例，其结构如图1‑1和图1‑2所示。图1‑1是晶体硅太阳电池前表面(即正面)及侧面图，图1‑2是晶体硅太阳电池背表面(即背面)及侧面图。通常，太阳电池前表面是接受光的受光面，而太阳电池背表面是背光面。在垂直于太阳电池的平面方向，其结构包括：太阳电池的光电活性区，该光电活性区包括基区1、通过扩散形成的p‑n结2和发射区3；用于钝化表面并减少入射光反射的减反膜4；前电极指栅7和前电极主栅8，其统称为太阳电池的前电极；以及背电极板6和背电极主栅5，其统称为太阳电池的背电极。
在太阳电池的基区1为p型材料的情况下，p‑n结2将以硅原子为基体的材料分成两部分，靠近前表面即光入射面的发射区3的部分为n型区，与n型区联接的前电极为太阳电池的负电极，靠近背表面的基区1的部分为p型区，与p型区联接的背电极为太阳电池的正电极。在p‑n结2附近形成一个空间电荷耗尽区。入射光线进入发射区3、电荷耗尽区或基区1后，会产生电子‑空穴对，当这些电子‑空穴对中的少子被电荷耗尽区收集以后，对外电路形成电压。当外电路闭合时，在p‑n结2靠近前表面部分，电流被收集到发射区3以后，沿太阳电池平面方向流经发射区3，然后依次被前电极指栅7和前电极主栅8收集；在p‑n结2靠近背表面部分，电流被收集到基区1以后，然后到达背电极板6，并在该背电极板6内沿太阳电池平面方向被背电极主栅5收集，从而将光转化为电。
然而，在晶体硅太阳电池的制造过程中，由于原硅片原有的微裂纹，或电池制造工艺过程中的操作不当等因素，会使作为最终产品的太阳电池的局部区域留下或产生新的微裂纹或宏观裂纹，甚至破裂成碎片。
裂纹有许多不同的存在位置、大小和形态，图2‑1是具有裂纹的太阳电池的示意图。裂纹可以出现在太阳电池体内任何区域。在平行太阳电池的平面方向，裂纹的长度可以有几个纳米到贯穿整个太阳电池的最长路径。在垂直太阳电池的平面方向，裂纹的深度可以只是局限在基区1或发射区3，也可以贯穿基区1、p‑n结2、发射区3和减反膜4(如裂纹9)，还可以继续贯穿前电极指栅7和前电极主栅8(如裂纹10和裂纹11)。当裂纹11在垂直太阳电池平面方向再贯穿背电极板6，形成如图2‑2的断裂纹12，就造成整块太阳电池沿断裂纹12的方向破裂成两部分。裂纹沿太阳电池平面方向的走向可以多样化，它们可以与边沿有一定的倾斜角度(如裂纹9)，也可以平行于太阳电池边缘(如裂纹11)，还可以改变方向在太阳电池内部延伸，甚至贯穿整块太阳电池(如裂纹10)。
太阳电池厚度一般小于0.3毫米，在太阳电池的搬运及使用过程中容易受到应力的影响，微裂纹容易沿太阳电池平面方向和垂直太阳电池平面方向扩展。扩展后的裂纹一旦贯穿发射区3，原来沿发射区3的平面方向的电流就在该裂纹处受到阻碍，从而增加了整块太阳电池的串联电阻，降低太阳电池的输出功率；更严重的是，扩展后的裂纹一旦同时贯穿发射区3、前电极指栅7和前电极主栅8，电流在该裂纹处的收集变得更为困难甚至不可能，裂纹附近的区域很可能变成没有光电活性的死区，从而大大降低太阳电池的输出功率；此外扩展后的裂纹也可以贯穿背电极板6或背电极主栅5，从而也会大大降低太阳电池的输出功率；当裂纹贯穿整片太阳电池时，太阳电池沿该裂纹分裂成碎片，例如，图2‑2中的太阳电池在断裂纹12处沿平行于边沿方向分裂成两部分。
目前对这些具有裂纹的太阳电池以及碎片的处理和利用方法是将它们用激光、工具刀等切割成若干小的矩形，然后，将其中光电性能完好的矩形小电池片做成组件，并将其它光电性能不好或不规则的电池碎片当废品处理。这种办法的一个缺点是切割后得到的小电池面积变小，串联做成组件后电流变小，另一个缺点是那些不规则的电池碎片得不到利用，从而造成浪费。
发明内容
本发明是针对上述现有技术中存在的以下问题而提出：(a)对传统的裂纹和碎片太阳电池电池的处理办法，即通过切割处理的方法，得到的小块太阳电池工作电流小，不利于制成大电流组件；(b)切割后造成形状不规则的小片电池被丢弃，从而造成浪费。
本发明为了解决上述问题，提供了太阳电池及修复太阳电池中的裂纹的方法，具体提供了以下的太阳电池和修复方法。
[1]一种太阳电池，其包括正电极、光电活性区和负电极，其特征在于，包括：
正面，其是接受光的受光面；
背面，其是与上述正面相反的另一面；
裂纹，其位于上述正电极、上述光电活性区和上述负电极中的至少一个内；以及
电学互联，其位于上述正面和/或背面上，将上述裂纹两侧的部分电联接(连接)。
[2]根据上述[1]所述的太阳电池，其特征在于，
上述裂纹包括贯穿上述正电极、上述光电活性区和上述负电极中的至少一个的裂纹和将上述太阳电池断裂为多个部分的断裂纹。
[3]根据上述[1]或[2]所述的太阳电池，其特征在于，
上述光电活性区包括基区、发射区以及在上述基区和发射区之间的PN结，上述裂纹包括贯穿上述基区、上述发射区和上述PN结中的至少一个的裂纹。
[4]根据上述[1]至[3]的任一方面所述的太阳电池，其特征在于，
上述背面是接受光的受光面。
[5]根据上述[1]至[4]的任一方面所述的太阳电池，其特征在于，
上述电学互联包括导电布线、导电布线网和导电片中的至少一种。
[6]根据上述[1]至[5]的任一方面所述的太阳电池，其特征在于，
在上述光电活性区包括发射区并且发射区位于受光面侧的情况下，上述电学互联还包括与上述发射区电联接的联接点，并将上述裂纹两侧的上述发射区电联接。
[7]根据上述[1]至[6]的任一方面所述的太阳电池，其特征在于，
在上述光电活性区包括基区并且基区位于受光面侧的情况下，上述电学互联还包括与上述基区电联接的联接点，并将上述裂纹两侧的上述基区电联接。
[8]根据上述[1]至[7]的任一方面所述的太阳电池，其特征在于，
在上述正面上形成有电极的情况下，上述电学互联包括导电布线和导电布线网中的至少一种，其将上述裂纹两侧的上述电极联接。
[9]根据上述[1]至[8]的任一方面所述的太阳电池，其特征在于，
在上述背面上形成有电极的情况下，上述电学互联包括导电布线、导电布线网和导电片中的至少一种，其将上述裂纹两侧的上述电极联接。
[10]根据上述[1]至[9]的任一方面所述的太阳电池，其特征在于，
上述电学互联还包括将上述导电布线、导电布线网和导电片中的至少一种与上述光电活性区或在上述光电活性区上形成的电极粘接的导电粘结剂。
[11]根据上述[1]至[10]的任一方面所述的太阳电池，其特征在于，还包括：
绝缘网，其位于上述电学互联之上或之下。
[12]一种修复太阳电池中的裂纹的方法，上述太阳电池包括正电极、光电活性区和负电极，并包括接受光的正面、与上述正面相反的背面以及位于上述正电极、上述光电活性区和上述负电极中的至少一个内的裂纹，其特征在于，上述方法包括以下步骤：
在上述正面和/或背面上形成将上述裂纹两侧的部分电联接的电学互联。
[13]根据上述[12]所述的方法，其特征在于，
上述裂纹包括贯穿上述正电极、上述光电活性区和上述负电极中的至少一个的裂纹和将上述太阳电池断裂为多个部分的断裂纹。
[14]根据上述[12]或[13]所述的方法，其特征在于，
上述光电活性区包括基区、发射区以及在上述基区和发射区之间的PN结，上述裂纹包括贯穿上述基区、上述发射区和上述PN结中的至少一个的裂纹。
[15]根据上述[12]至[14]的任一方面所述的方法，其特征在于，
上述背面是接受光的受光面。
[16]根据上述[12]至[15]的任一方面所述的方法，其特征在于，
上述形成电学互联的步骤包括在上述正面和/或背面上形成将上述裂纹两侧的部分电联接的导电布线、导电布线网和导电片中的至少一种。
[17]根据上述[12]至[16]的任一方面所述的方法，其特征在于，
在上述光电活性区包括发射区并且发射区位于受光面侧的情况下，上述形成电学互联的步骤包括以下步骤：
在上述正面上形成导电布线和导电布线网中的至少一种；和
形成将上述导电布线和导电布线网中的至少一种和上述发射区电联接的联接点，其中上述导电布线和导电布线网中的至少一种和上述联接点将上述裂纹两侧的上述发射区电联接。
[18]根据上述[12]至[17]的任一方面所述的方法，其特征在于，
在上述发射区上形成有减反膜的情况下，上述形成联接点的步骤包括以下步骤：
在上述导电布线和导电布线网中的至少一种上形成导电浆料；
对上述导电浆料进行烧结以使上述导电浆料穿透上述减反膜而与上述发射区形成电接触。
[19]根据上述[12]至[18]的任一方面所述的方法，其特征在于，
在上述光电活性区包括基区并且基区位于受光面侧的情况下，上述形成电学互联的步骤包括以下步骤：
在上述正面上形成导电布线和导电布线网中的至少一种；和
形成将上述导电布线和导电布线网中的至少一种和上述基区电联接的联接点，其中上述导电布线和导电布线网中的至少一种和上述联接点将上述裂纹两侧的上述基区电联接。
[20]根据上述[12]至[19]的任一方面所述的方法，其特征在于，
在上述基区上形成有减反膜的情况下，上述形成联接点的步骤包括以下步骤：
在上述导电布线和导电布线网中的至少一种上形成导电浆料；
对上述导电浆料进行烧结以使上述导电浆料穿透上述减反膜而与上述基区形成电接触。
[21]根据上述[12]至[20]的任一方面所述的方法，其特征在于，
在上述正面上形成有电极的情况下，上述形成电学互联的步骤包括在上述电极上形成将上述裂纹两侧的上述电极联接的导电布线和导电布线网中的至少一种。
[22]根据上述[12]至[21]的任一方面所述的方法，其特征在于，
在上述背面上形成有电极的情况下，上述形成电学互联的步骤包括在上述电极上形成将上述裂纹两侧的上述电极联接的导电布线、导电布线网和导电片中的至少一种。
[23]根据上述[12]至[22]的任一方面所述的方法，其特征在于，
在上述形成导电布线、导电布线网和导电片中的至少一种的步骤之前还包括在形成上述导电布线、导电布线网和导电片中的至少一种的位置形成导电粘接剂的步骤。
[24]根据上述[12]至[23]的任一方面所述的方法，其特征在于，在形成上述电学互联的步骤之前还包括以下步骤：
在上述正面和/或背面上形成绝缘网。
[25]根据上述[12]至[24]的任一方面所述的方法，其特征在于，在形成上述电学互联的步骤之后还包括以下步骤：
在上述电学互联上形成绝缘网。
优选，本发明的导电布线、导电布线网和导电片由银、铜、锡等金属，银、铜、锡等金属的合金，和/或外围包覆有这些金属或合金的材料构成。
本发明可以保留太阳电池的具有裂纹的部分，可以使太阳电池的每一部分都发挥作用，可以提高工作电流、降低电池的串联电阻，并起到加固太阳电池的作用，从而能够提高太阳电池的转换效率，降低光伏发电的成本。
附图说明
图1‑1是太阳电池的前表面及侧面的示意图。
图1‑2是太阳电池的背表面及侧面的示意图。
图2‑1是具有裂纹的太阳电池的示意图。
图2‑2是具有断裂纹的太阳电池的示意图。
图3‑1是发射区联接修复的示意图。
图3‑2是前电极单线联接修复的示意图。
图3‑3是前电极局部修复网的示意图。
图3‑4是前电极局部网联接修复的示意图。
图3‑5是前电极整体修复网的示意图。
图3‑6是前电极整体网联接修复的示意图。
标号说明：
1基区，2p‑n结，3发射区，4减反膜，5背电极主栅，6背电极板，7前电极指栅，8前电极主栅，9、10、11裂纹，12断裂纹，13发射区联接导线，14发射区导线桥联接点，15前电极联接线，16前电极线联接点，17裂纹9的局部修复网，18裂纹10的局部修复网，19裂纹11的局部修复网，20前电极整体修复网。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明。另外，以下的说明中，参照的附图图示的各部的大小、厚度、尺寸等可能与实际的半导体装置的尺寸关系不同。
本发明的太阳电池，包括正电极、光电活性区和负电极，其特征在于，包括：正面，其是接受光的受光面；背面，其是与上述正面相反的另一面；裂纹，其位于上述正电极、上述光电活性区和上述负电极中的至少一个内；以及电学互联，其位于上述正面和/或背面上，将上述裂纹两侧的部分电联接。
具体地，图1‑1示出了太阳电池的前表面，即正面，其是接受光的受光面，图1‑2示出了太阳电池的背表面，即背面，其通常是背光面，不能接受光，但是，本发明并不限于此，背面也可以是接受光的受光面，在此情况下，太阳电池为双面电池，即在正面和背面都可以接受光。
在垂直于太阳电池的平面方向，本发明的太阳电池包括：光电活性区，该光电活性区包括基区1、p‑n结2和发射区3。基区1和发射区3可以是任何半导体材料，例如Si，Ge，III‑V族化合物半导体等等。基区1和发射区3的各个可以是单层或多层。通过在基区1和发射区3中进行掺杂，例如通过扩散进行掺杂，在二者之间形成p‑n结2。另外，p‑n结2也可以是中间具有本征层的p‑i‑n结。另外，基区1和发射区3可以分别为p型材料或n型材料，但二者的掺杂类型相反，以形成p‑n结。尽管在图1‑1和1‑2中示出了基区1和发射区3分别位于太阳电池的正面和背面，但是也可以反过来，即基区1位于正面而发射区3位于背面，本发明对此没有任何限制。
例如，在太阳电池的基区1为p型材料即p型区的情况下，发射区3为n型材料即n型区，与n型区联接(连接)的电极为太阳电池的负电极，与p型区联接的电极为太阳电池的正电极。如图1‑1和1‑2所示，负电极包括位于正面的前电极指栅7和前电极主栅8，正电极包括位于背面的背电极主栅5和背电极板6。但是，正电极和负电极并不限于上述结构，例如正电极可以位于正面而负电极位于背面，或者正电极和负电极位于同一侧，即都位于正面或背面，并且正电极和负电极可以根据需要由电极板、主栅、指栅等任何类型的电极构成。
在p‑n结2附近形成一个空间电荷耗尽区。入射光线进入发射区3、电荷耗尽区或基区1后，会产生电子‑空穴对，当这些电子‑空穴对中的少子被电荷耗尽区收集以后，对外电路形成电压。当外电路闭合时，在p‑n结2靠近前表面部分，电流被收集到发射区3以后，沿太阳电池平面方向流经发射区3，然后依次被前电极指栅7和前电极主栅8收集；在p‑n结2靠近背表面部分，电流被收集到基区1以后，然后到达背电极板6，并在该背电极板6内沿太阳电池平面方向被背电极主栅5收集，从而将光转化为电。
另外，可选地，在太阳电池的受光面可以具有钝化表面并减少入射光反射的减反膜4，减反膜4可以由任何公知的材料和方法形成，本发明对此没有任何限制。
本发明的太阳电池包括位于正电极、光电活性区和负电极中的至少一个内的裂纹。裂纹具有许多不同的表现形式，例如贯穿正电极、光电活性区和负电极中的至少一个的裂纹，和/或将太阳电池断裂为多个部分的断裂纹。另外，裂纹在存在位置、大小和形态都有所不同，本发明将本说明书中提到的所有裂纹、断裂纹统称为裂纹。下面参照附图对这些裂纹进行详细描述。
图2‑1是具有裂纹的太阳电池的示意图。裂纹可以出现在太阳电池体内任何区域。在平行太阳电池的平面方向，裂纹的长度可以有几个纳米到贯穿整个太阳电池的最长路径。在垂直太阳电池的平面方向，裂纹的深度可以只是局限在基区1或发射区3，也可以贯穿基区1、p‑n结2、发射区3和减反膜4，如裂纹9，还可以继续贯穿前电极指栅7和前电极主栅8，如裂纹10和裂纹11。当裂纹11在垂直太阳电池平面方向再贯穿背电极板6，形成如图2‑2的断裂纹12，就造成整块太阳电池沿断裂纹12的方向破裂成两部分。裂纹沿太阳电池平面方向的走向可以多样化，它们可以与边沿有一定的倾斜角度，如裂纹9，也可以平行于太阳电池边缘，如裂纹11，还可以改变方向在太阳电池内部延伸，甚至贯穿整块太阳电池，如裂纹10。
本发明的太阳电池还包括电学互联，其位于正面和/或背面上，将上述裂纹两侧的部分电联接。
总的来说，本发明的电学互联包括导电布线、导电布线网和导电片中的至少一种。在上述光电活性区包括发射区并且发射区位于受光面侧的情况下，上述电学互联还包括与上述发射区电联接的联接点，并将上述裂纹两侧的上述发射区电联接。在上述光电活性区包括基区并且基区位于受光面侧的情况下，上述电学互联还包括与上述基区电联接的联接点，并将上述裂纹两侧的上述基区电联接。在上述正面上形成有电极的情况下，上述电学互联包括导电布线和导电布线网中的至少一种，其将上述裂纹两侧的上述电极联接。在上述背面上形成有电极的情况下，上述电学互联包括导电布线、导电布线网和导电片中的至少一种，其将上述裂纹两侧的上述电极联接。
另外，本发明的电学互联还包括将上述导电布线、导电布线网和导电片中的至少一种与上述光电活性区或在上述光电活性区上形成的电极粘接的导电粘结剂。另外，本发明的太阳电池还包括绝缘网，其位于上述电学互联之上或之下。
下面结合附图对本发明的电学互联进行详细描述。
由于在太阳电池的发射区3、前电极指栅7、前电极主栅8、背电极板6以及背电极主栅5，裂纹或断裂处都会造成该裂纹或断裂纹两边的电流相互流通中止，本发明的出发点是将裂纹两边的这些区域通过如下所述的方式再做电学互连，使电流在这些区域内，越过裂纹，通过重新架构的电学互联来流通，从而完成对有裂纹的整块太阳电池的修复。
下面以实例的形式对本发明采用的通过重新架构的电学互联进行详细描述，但是，应该理解，本发明的电学互联并不限于这些具体的实例，可以具有多种变形和改变，只要能够将将上述裂纹两侧的部分电联接即可。
<实例1>
电学互联方式1，即发射区或基区联接，下面仅以发射区联接为例进行说明。如图3‑1所示，发射区联接是使用作为发射区联接导线13和发射区导线桥联接点14的材料，通过适当的工艺将因裂纹或断裂纹造成电学隔离了的发射区两边重新做电学联接，使电流由裂纹一边的发射区经过导线到达裂纹另一边的发射区。发射区联接导线13可以是银、铜、锡等金属，也可以是银、铜、锡或其它金属的合金，还可以是外围包覆有这些金属或合金的线。本发明中，发射区联接导线13只要是可以导电的线即可。发射区导线桥联接点14是将太阳能前电极银浆或其它导电浆料涂敷在发射区联接导线13两端，并通过烧结，使该银浆和导电浆料既能购穿透减反膜4与发射区3形成良好的欧姆接触，又与发射区联接导线13形成良好的电学联接，从而使电流从裂纹或断裂纹一边的发射区经过发射区导线桥联接点14和发射区联接导线13到达该裂纹或断裂纹的另一边发射区域。作为发射区导线桥联接点14浆料的烧结温度可以不同于原来用作前电极指栅7和前电极主栅8浆料。烧结方式可以通过烧结炉实现，也可以通过激光实现。作为发射区导线桥联接点14的浆料可以是圆形的点状也可以是一条跨过发射区联接导线13的线段，线段状的联结与发射区3有更低的接触电阻。对于起始材料为n型硅片、p‑n结靠近前表面的太阳电池，其前表面侧采用与发射区联接相类似的基区联接。
<实例2>
电学互联方式2，即前电极线联接：在电学上被裂纹或断裂纹隔离了的发射区域，还可以通过联接该裂纹或断裂纹两边的前电极，来重新实现两边发射区的电学互联，这种裂纹修复方法叫做前电极线联接。如图3‑2所示，裂纹或断裂纹可以造成电流在前电极指栅7和前电极主栅8内的通路中断，将前电极联接线15置于前电极指栅7和前电极主栅8的表面，然后用热压、激光或超声波等办法将前电极联接线15的两端与前电极焊接在一起，形成前电极线联接点16，经过这个过程的修复，电流在裂纹或断裂纹处的通路便可以通过前电极联接线15继续实现。前电极联接线15可以是银、铜、锡等金属，也可以是银、铜、锡或其它金属的合金，还可以是外围包覆有这些金属或合金的线。前电极联接线15与发射区联接导线13可以是相同的材料，也可以是不同的材料。
<实例3>
电学互联方式3，即前电极局部网联接：用与裂纹在太阳电池平面方向面积和形状相当的金属网，覆盖在有裂纹或断裂纹的区域，使金属网与前电极接触，然后用热压、激光或超声波等其它焊接方法，使金属网和前电极指栅7和前电极主栅8形成良好的电接触，从而消除裂纹或断裂纹对太阳电池前电极的影响。局部网的材质可以是银、铜、锡等金属，也可以是银、铜、锡或其它金属的合金，还可以是外围包覆有这些金属或合金的材料。平行的网条纹间距可以是与被修复太阳电池的前电极指栅7相同，也可以不同。如图3‑3，局部网17、局部网18和局部网19分别对应裂纹9、裂纹10和裂纹11的修复。如图3‑4所示，将三块局部网分别覆盖各自对应的裂纹处，再用热压或激光等其它焊接方法，便可以将太阳电池前电极重新联结成一体。
<实例4>
电学互联方式4，即前电极整体网联接：用与太阳电池面积和形状相当的一整块金属网覆盖在电池表面，使金属网与前电极指栅7和前电极主栅8接触，然后用热压、激光或超声波等其它焊接方法，使整体金属网和前电极指栅7和前电极主栅8形成良好的电接触，这种方法不但可以消除裂纹或断裂纹所造成的电路中断，而且可以加固太阳电池，使太阳电池不容易产生新的裂纹。整体金属网的材质可以是纯的银、铜、锡等金属，也可以是银、铜、锡或其它金属的合金，还可以是外围包覆有其它纯金属的或合金的金属或合金。如图3‑5，整体金属网20具有与图2‑1所示太阳电池相近的面积，将整体金属网20覆盖在太阳电池表面(如图3‑6)，再将两者焊接在一起，便可以消除裂纹所造成的电路中断。
上述四种电学互联方法适用于由裂纹或断裂纹所造成的太阳电池发射区3、前电极指栅7和前电极主栅8电学中断的修复，即太阳电池正面的裂纹或断裂纹的修复。发射区的联接除了上面所说的线联接以外，还可以采用局部或整体网联接形式，局部网或整体网具有与线联接相同的材质，局部网或整体网与发射区3的联接采用与发射区导线桥联接点14相同的材料与工艺。前电极局部网和前电极整体网可以用平行的金属线代替，平行的金属线的材质与前电极局部网或前电极整体网的材质相同。
<实例5>
电学互联方式5，即背电极电学联接：当在太阳能电池的背电极板6或背电极主栅5出现裂纹或断裂纹时，对太阳电池背面的修复可以采用对太阳电池正面修复类似的方法：裂纹两边的线联接、背面局部网联接、背面整体网联接，除此之外，因为背面不用担心电极对太阳电池的阴影遮挡，还可以采用背面局部金属片和背面整体金属片，来代替背面局部网和背面整体网。把与裂纹或断裂纹所涉及区域的面积相当的背面局部金属网或金属片覆盖在背面裂纹上方，或将与整体太阳电池面积相当的背面整体金属网或整体金属片覆盖在整个太阳电池背面，再通过热压、激光或超声波等方法将该覆盖的金属网或金属片和被覆盖的太阳电池背电极焊接在一起，形成良好的电学接触，这样就可以消除裂纹或断裂纹对太阳电池的电性能影响。本方法所采用的联接线、联接网和金属片可以是纯的银、铜、锡等金属，也可以是银、铜、锡或其它金属的合金，还可以是外围包覆有其它纯金属的或合金的金属或合金。联接线、联接网或金属片与背电极和背电极主栅线之间的焊接可以通过热压、激光或超声波实现。
本发明通过以上技术内容，可以达到以下目的和技术效果。
通过将有裂纹的太阳电池进行修复，能够提高这种电池的面积利用率，减少裂纹电池的浪费。带有裂纹的太阳电池可以用前面所述的电学互联方式1、电学互联方式2、电学互联方式3、电学互联方式4和电学互联方式5这五种方法中的任意一种或两种以上组合的方法，对太阳电池中的裂纹进行电学修复；也可以在对带有裂纹的太阳电池进行电学修复之前或之后，对它们用绝缘网例如高分子或胶体网进行加固，以防止进一步出现裂纹或断裂纹，特别是对于前表面没有电极的全背电极太阳电池，出现裂纹或断裂纹后，需要对前表面的网状加固尤为重要。裂纹太阳电池的修复可以提高具有裂纹的太阳电池的光电转换效率，从而降低太阳能电池的发电成本。
总之，本发明可以保留太阳电池的具有裂纹的部分，可以使太阳电池的每一部分都发挥作用，可以提高工作电流、降低电池的串联电阻，并起到加固太阳电池的作用，从而能够提高太阳电池的转换效率，降低光伏发电的成本。
下面描述本发明的修复太阳电池中的裂纹的方法。
本发明提供了修复太阳电池中的裂纹的方法，上述太阳电池包括正电极、光电活性区和负电极，并包括接受光的正面、与上述正面相反的背面以及位于上述正电极、上述光电活性区和上述负电极中的至少一个内的裂纹，其特征在于，上述方法包括以下步骤：在上述正面和/或背面上形成将上述裂纹两侧的部分电联接的电学互联。
上述裂纹包括贯穿上述正电极、上述光电活性区和上述负电极中的至少一个的裂纹和将上述太阳电池断裂为多个部分的断裂纹。
上述光电活性区包括基区、发射区以及在上述基区和发射区之间的PN结，上述裂纹包括贯穿上述基区、上述发射区和上述PN结中的至少一个的裂纹。
上述背面是接受光的受光面。
上述形成电学互联的步骤包括在上述正面和/或背面上形成将上述裂纹两侧的部分电联接的导电布线、导电布线网和导电片中的至少一种。
在上述光电活性区包括发射区并且发射区位于受光面侧的情况下，上述形成电学互联的步骤包括以下步骤：
在上述正面上形成导电布线和导电布线网中的至少一种；和
形成将上述导电布线和导电布线网中的至少一种和上述发射区电联接的联接点，其中上述导电布线和导电布线网中的至少一种和上述联接点将上述裂纹两侧的上述发射区电联接。
在上述发射区上形成有减反膜的情况下，上述形成联接点的步骤包括以下步骤：
在上述导电布线和导电布线网中的至少一种上形成导电浆料；
对上述导电浆料进行烧结以使上述导电浆料穿透上述减反膜而与上述发射区形成电接触。
在上述光电活性区包括基区并且基区位于受光面侧的情况下，上述形成电学互联的步骤包括以下步骤：
在上述正面上形成导电布线和导电布线网中的至少一种；和
形成将上述导电布线和导电布线网中的至少一种和上述基区电联接的联接点，其中上述导电布线和导电布线网中的至少一种和上述联接点将上述裂纹两侧的上述基区电联接。
在上述基区上形成有减反膜的情况下，上述形成联接点的步骤包括以下步骤：
在上述导电布线和导电布线网中的至少一种上形成导电浆料；
对上述导电浆料进行烧结以使上述导电浆料穿透上述减反膜而与上述基区形成电接触。
在上述正面上形成有电极的情况下，上述形成电学互联的步骤包括在上述电极上形成将上述裂纹两侧的上述电极联接的导电布线和导电布线网中的至少一种。
在上述背面上形成有电极的情况下，上述形成电学互联的步骤包括在上述电极上形成将上述裂纹两侧的上述电极联接的导电布线、导电布线网和导电片中的至少一种。
在上述形成导电布线、导电布线网和导电片中的至少一种的步骤之前还包括在形成上述导电布线、导电布线网和导电片中的至少一种的位置形成导电粘接剂的步骤。
在上述正面和/或背面上形成绝缘网。
在上述电学互联上形成绝缘网。
上面虽然对本发明的修复太阳电池中的裂纹的方法进行了描述，但是应该理解本发明的太阳电池，具体是用于将上述裂纹两侧的部分电联接的电学互联，可以通过上述方法，对上述进行变形或改变的方法形成。
本发明通过上述方法，可以保留太阳电池的具有裂纹的部分，可以使太阳电池的每一部分都发挥作用，可以提高工作电流、降低电池的串联电阻，并起到加固太阳电池的作用，从而能够提高太阳电池的转换效率，降低光伏发电的成本。
以上虽然通过一些示例性的实施例对本发明的半导体器件以及用于制造半导体器件的方法进行了详细的描述，但是以上这些实施例并不是穷举的，本领域技术人员可以在本发明的精神和范围内实现各种变化和修改。因此，本发明并不限于这些实施例，本发明的范围仅以所附权利要求书为准。

资源描述

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1、(10)申请公布号 CN 102867861 A (43)申请公布日 2013.01.09 CN 102867861 A *CN102867861A* (21)申请号 201110184714.9 (22)申请日 2011.07.04 H01L 31/042(2006.01) H01L 31/05(2006.01) H01L 31/18(2006.01) (71)申请人张陆成地址 414109 湖南省岳阳县麻塘镇金山村张远宝苗圃 (72)发明人张陆成 (74)专利代理机构北京瑞恒信达知识产权代理事务所 ( 普通合伙 ) 11382 代理人苗青盛 (54) 发明名称太阳电池及修复。

2、太阳电池中的裂纹的方法 (57) 摘要本发明提供太阳电池及修复太阳电池中的裂纹的方法。根据本发明的一个方面，提供了一种太阳电池，其包括正电极、光电活性区和负电极，其特征在于，包括：正面，其是接受光的受光面；背面，其是与上述正面相反的另一面；裂纹，其位于上述正电极、上述光电活性区和上述负电极中的至少一个内；以及电学互联，其位于上述正面和 / 或背面上，将上述裂纹两侧的部分电联接。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页说明书 10 页附图 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书 1 页说明书。

3、10 页附图 5 页 1/1 页 2 1. 一种太阳电池，其包括正电极、光电活性区和负电极，其特征在于，包括：正面，其是接受光的受光面；背面，其是与上述正面相反的另一面；裂纹，其位于上述正电极、上述光电活性区和上述负电极中的至少一个内；以及电学互联，其位于上述正面和 / 或背面上，将上述裂纹两侧的部分电联接。 2. 根据权利要求 1 所述的太阳电池，其特征在于，上述裂纹包括贯穿上述正电极、上述光电活性区和上述负电极中的至少一个的裂纹和将上述太阳电池断裂为多个部分的断裂纹。 3. 根据权利要求 1 所述的太阳电池，其特征在于，上述光电活性区包括。

4、基区、发射区以及在上述基区和发射区之间的 PN 结，上述裂纹包括贯穿上述基区、上述发射区和上述 PN 结中的至少一个的裂纹。 4. 根据权利要求 1-3 中的任一项所述的太阳电池，其特征在于，上述电学互联包括导电布线、导电布线网和导电片中的至少一种。 5. 根据权利要求 4 所述的太阳电池，其特征在于，在上述光电活性区包括发射区并且发射区位于受光面侧的情况下，上述电学互联还包括与上述发射区电联接的联接点，并将上述裂纹两侧的上述发射区电联接。 6. 根据权利要求 4 所述的太阳电池，其特征在于，在上述光电活性区包括基区并且基区位于受光面侧的情况下，上述电学互联还包括。

5、与上述基区电联接的联接点，并将上述裂纹两侧的上述基区电联接。 7. 根据权利要求 4 所述的太阳电池，其特征在于，在上述正面上形成有电极的情况下，上述电学互联包括导电布线和导电布线网中的至少一种，其将上述裂纹两侧的上述电极联接。 8. 根据权利要求 4 所述的太阳电池，其特征在于，在上述背面上形成有电极的情况下，上述电学互联包括导电布线、导电布线网和导电片中的至少一种，其将上述裂纹两侧的上述电极联接。 9. 根据权利要求 4 所述的太阳电池，其特征在于，上述电学互联还包括将上述导电布线、导电布线网和导电片中的至少一种与上述光电活性区或在上述光电活性区上形成的电。

6、极粘接的导电粘结剂。 10. 一种修复太阳电池中的裂纹的方法，上述太阳电池包括正电极、光电活性区和负电极，并包括接受光的正面、与上述正面相反的背面以及位于上述正电极、上述光电活性区和上述负电极中的至少一个内的裂纹，其特征在于，上述方法包括以下步骤：在上述正面和 / 或背面上形成将上述裂纹两侧的部分电联接的电学互联。权利要求书 CN 102867861 A 2 1/10 页 3 太阳电池及修复太阳电池中的裂纹的方法技术领域 0001 本发明属于太阳电池技术领域，具体涉及太阳电池及修复太阳电池中的裂纹的方法。背景技术 0002 太阳电池 ( 又称为太阳能电池。

7、 ) 是可以将太阳能转换成电能的半导体器件。目前，包括单晶硅太阳电池和多晶硅太阳电池在内的晶体硅太阳电池占到目前太阳电池产量的 90以上。从太阳电池的电极结构来讲，有两面都有电极的金属包覆太阳电池 (MWT)、发射区包覆 (EWT) 太阳电池、 HIT 太阳电池和现在市面上占大多数的传统丝网印刷电极太阳电池，也有全背电极太阳电池，还有正面和背面都可以接受光的双面电池等等。 0003 为简单起见，又不失一般性地进行说明，下面以目前市面上占大多数的晶体硅太阳电池为例，其结构如图1-1和图1-2所示。图1-1是晶体硅太阳电池前表面(即正面)及侧面图，图 1-2 是晶体。

8、硅太阳电池背表面 ( 即背面 ) 及侧面图。通常，太阳电池前表面是接受光的受光面，而太阳电池背表面是背光面。在垂直于太阳电池的平面方向，其结构包括：太阳电池的光电活性区，该光电活性区包括基区1、通过扩散形成的p-n结2和发射区3 ；用于钝化表面并减少入射光反射的减反膜 4 ；前电极指栅 7 和前电极主栅 8，其统称为太阳电池的前电极；以及背电极板 6 和背电极主栅 5，其统称为太阳电池的背电极。 0004 在太阳电池的基区1为p型材料的情况下， p-n结2将以硅原子为基体的材料分成两部分，靠近前表面即光入射面的发射区 3 的部分为 n 型区，与 n 型区联。

9、接的前电极为太阳电池的负电极，靠近背表面的基区 1 的部分为 p 型区，与 p 型区联接的背电极为太阳电池的正电极。在 p-n 结 2 附近形成一个空间电荷耗尽区。入射光线进入发射区 3、电荷耗尽区或基区 1 后，会产生电子 - 空穴对，当这些电子 - 空穴对中的少子被电荷耗尽区收集以后，对外电路形成电压。当外电路闭合时，在 p-n 结 2 靠近前表面部分，电流被收集到发射区 3 以后，沿太阳电池平面方向流经发射区 3，然后依次被前电极指栅 7 和前电极主栅 8 收集；在 p-n 结 2 靠近背表面部分，电流被收集到基区 1 以后，然后到达背电极板 6，。

10、并在该背电极板 6 内沿太阳电池平面方向被背电极主栅 5 收集，从而将光转化为电。 0005 然而，在晶体硅太阳电池的制造过程中，由于原硅片原有的微裂纹，或电池制造工艺过程中的操作不当等因素，会使作为最终产品的太阳电池的局部区域留下或产生新的微裂纹或宏观裂纹，甚至破裂成碎片。 0006 裂纹有许多不同的存在位置、大小和形态，图 2-1 是具有裂纹的太阳电池的示意图。裂纹可以出现在太阳电池体内任何区域。在平行太阳电池的平面方向，裂纹的长度可以有几个纳米到贯穿整个太阳电池的最长路径。在垂直太阳电池的平面方向，裂纹的深度可以只是局限在基区 1 或发射区 3，也可以贯穿。

11、基区 1、 p-n 结 2、发射区 3 和减反膜 4( 如裂纹 9)，还可以继续贯穿前电极指栅 7 和前电极主栅 8( 如裂纹 10 和裂纹 11)。当裂纹 11 在垂直太阳电池平面方向再贯穿背电极板6，形成如图2-2的断裂纹12，就造成整块太阳电池沿断裂纹 12 的方向破裂成两部分。裂纹沿太阳电池平面方向的走向可以多样化，它们可以说明书 CN 102867861 A 3 2/10 页 4 与边沿有一定的倾斜角度 ( 如裂纹 9)，也可以平行于太阳电池边缘 ( 如裂纹 11)，还可以改变方向在太阳电池内部延伸，甚至贯穿整块太阳电池 ( 如裂纹 10)。 0007 。

12、太阳电池厚度一般小于 0.3 毫米，在太阳电池的搬运及使用过程中容易受到应力的影响，微裂纹容易沿太阳电池平面方向和垂直太阳电池平面方向扩展。扩展后的裂纹一旦贯穿发射区 3，原来沿发射区 3 的平面方向的电流就在该裂纹处受到阻碍，从而增加了整块太阳电池的串联电阻，降低太阳电池的输出功率；更严重的是，扩展后的裂纹一旦同时贯穿发射区 3、前电极指栅 7 和前电极主栅 8，电流在该裂纹处的收集变得更为困难甚至不可能，裂纹附近的区域很可能变成没有光电活性的死区，从而大大降低太阳电池的输出功率；此外扩展后的裂纹也可以贯穿背电极板 6 或背电极主栅 5，从而也会大大降。

13、低太阳电池的输出功率；当裂纹贯穿整片太阳电池时，太阳电池沿该裂纹分裂成碎片，例如，图 2-2 中的太阳电池在断裂纹 12 处沿平行于边沿方向分裂成两部分。 0008 目前对这些具有裂纹的太阳电池以及碎片的处理和利用方法是将它们用激光、工具刀等切割成若干小的矩形，然后，将其中光电性能完好的矩形小电池片做成组件，并将其它光电性能不好或不规则的电池碎片当废品处理。这种办法的一个缺点是切割后得到的小电池面积变小，串联做成组件后电流变小，另一个缺点是那些不规则的电池碎片得不到利用，从而造成浪费。发明内容 0009 本发明是针对上述现有技术中存在的以下问题而提出：。

14、 (a) 对传统的裂纹和碎片太阳电池电池的处理办法，即通过切割处理的方法，得到的小块太阳电池工作电流小，不利于制成大电流组件； (b) 切割后造成形状不规则的小片电池被丢弃，从而造成浪费。 0010 本发明为了解决上述问题，提供了太阳电池及修复太阳电池中的裂纹的方法，具体提供了以下的太阳电池和修复方法。 0011 1 一种太阳电池，其包括正电极、光电活性区和负电极，其特征在于，包括： 0012 正面，其是接受光的受光面； 0013 背面，其是与上述正面相反的另一面； 0014 裂纹，其位于上述正电极、上述光电活性区和上述负电极中的至少一个内；以及。

15、0015 电学互联，其位于上述正面和/或背面上，将上述裂纹两侧的部分电联接(连接)。 0016 2 根据上述 1 所述的太阳电池，其特征在于， 0017 上述裂纹包括贯穿上述正电极、上述光电活性区和上述负电极中的至少一个的裂纹和将上述太阳电池断裂为多个部分的断裂纹。 0018 3 根据上述 1 或 2 所述的太阳电池，其特征在于， 0019 上述光电活性区包括基区、发射区以及在上述基区和发射区之间的 PN 结，上述裂纹包括贯穿上述基区、上述发射区和上述 PN 结中的至少一个的裂纹。 0020 4 根据上述 1 至 3 的任一方面所述的太阳电池，其特征在于， 0021 上述。

16、背面是接受光的受光面。 0022 5 根据上述 1 至 4 的任一方面所述的太阳电池，其特征在于， 0023 上述电学互联包括导电布线、导电布线网和导电片中的至少一种。 0024 6 根据上述 1 至 5 的任一方面所述的太阳电池，其特征在于，说明书 CN 102867861 A 4 3/10 页 5 0025 在上述光电活性区包括发射区并且发射区位于受光面侧的情况下，上述电学互联还包括与上述发射区电联接的联接点，并将上述裂纹两侧的上述发射区电联接。 0026 7 根据上述 1 至 6 的任一方面所述的太阳电池，其特征在于， 0027 在上述光电活性区包括基区并且基区位于受。

17、光面侧的情况下，上述电学互联还包括与上述基区电联接的联接点，并将上述裂纹两侧的上述基区电联接。 0028 8 根据上述 1 至 7 的任一方面所述的太阳电池，其特征在于， 0029 在上述正面上形成有电极的情况下，上述电学互联包括导电布线和导电布线网中的至少一种，其将上述裂纹两侧的上述电极联接。 0030 9 根据上述 1 至 8 的任一方面所述的太阳电池，其特征在于， 0031 在上述背面上形成有电极的情况下，上述电学互联包括导电布线、导电布线网和导电片中的至少一种，其将上述裂纹两侧的上述电极联接。 0032 10 根据上述 1 至 9 的任一方面所述的太阳电池，其。

18、特征在于， 0033 上述电学互联还包括将上述导电布线、导电布线网和导电片中的至少一种与上述光电活性区或在上述光电活性区上形成的电极粘接的导电粘结剂。 0034 11 根据上述 1 至 10 的任一方面所述的太阳电池，其特征在于，还包括： 0035 绝缘网，其位于上述电学互联之上或之下。 0036 12 一种修复太阳电池中的裂纹的方法，上述太阳电池包括正电极、光电活性区和负电极，并包括接受光的正面、与上述正面相反的背面以及位于上述正电极、上述光电活性区和上述负电极中的至少一个内的裂纹，其特征在于，上述方法包括以下步骤： 0037 在上述正面和 / 或背面上形成将。

19、上述裂纹两侧的部分电联接的电学互联。 0038 13 根据上述 12 所述的方法，其特征在于， 0039 上述裂纹包括贯穿上述正电极、上述光电活性区和上述负电极中的至少一个的裂纹和将上述太阳电池断裂为多个部分的断裂纹。 0040 14 根据上述 12 或 13 所述的方法，其特征在于， 0041 上述光电活性区包括基区、发射区以及在上述基区和发射区之间的 PN 结，上述裂纹包括贯穿上述基区、上述发射区和上述 PN 结中的至少一个的裂纹。 0042 15 根据上述 12 至 14 的任一方面所述的方法，其特征在于， 0043 上述背面是接受光的受光面。 0044 16 根据上述。

20、 12 至 15 的任一方面所述的方法，其特征在于， 0045 上述形成电学互联的步骤包括在上述正面和 / 或背面上形成将上述裂纹两侧的部分电联接的导电布线、导电布线网和导电片中的至少一种。 0046 17 根据上述 12 至 16 的任一方面所述的方法，其特征在于， 0047 在上述光电活性区包括发射区并且发射区位于受光面侧的情况下，上述形成电学互联的步骤包括以下步骤： 0048 在上述正面上形成导电布线和导电布线网中的至少一种；和 0049 形成将上述导电布线和导电布线网中的至少一种和上述发射区电联接的联接点，其中上述导电布线和导电布线网中的至少一种和上述联接点将上述裂。

21、纹两侧的上述发射区电联接。 0050 18 根据上述 12 至 17 的任一方面所述的方法，其特征在于，说明书 CN 102867861 A 5 4/10 页 6 0051 在上述发射区上形成有减反膜的情况下，上述形成联接点的步骤包括以下步骤： 0052 在上述导电布线和导电布线网中的至少一种上形成导电浆料； 0053 对上述导电浆料进行烧结以使上述导电浆料穿透上述减反膜而与上述发射区形成电接触。 0054 19 根据上述 12 至 18 的任一方面所述的方法，其特征在于， 0055 在上述光电活性区包括基区并且基区位于受光面侧的情况下，上述形成电学互联的步骤包括以下步。

22、骤： 0056 在上述正面上形成导电布线和导电布线网中的至少一种；和 0057 形成将上述导电布线和导电布线网中的至少一种和上述基区电联接的联接点，其中上述导电布线和导电布线网中的至少一种和上述联接点将上述裂纹两侧的上述基区电联接。 0058 20 根据上述 12 至 19 的任一方面所述的方法，其特征在于， 0059 在上述基区上形成有减反膜的情况下，上述形成联接点的步骤包括以下步骤： 0060 在上述导电布线和导电布线网中的至少一种上形成导电浆料； 0061 对上述导电浆料进行烧结以使上述导电浆料穿透上述减反膜而与上述基区形成电接触。 0062 21 根据上述 12 。

23、至 20 的任一方面所述的方法，其特征在于， 0063 在上述正面上形成有电极的情况下，上述形成电学互联的步骤包括在上述电极上形成将上述裂纹两侧的上述电极联接的导电布线和导电布线网中的至少一种。 0064 22 根据上述 12 至 21 的任一方面所述的方法，其特征在于， 0065 在上述背面上形成有电极的情况下，上述形成电学互联的步骤包括在上述电极上形成将上述裂纹两侧的上述电极联接的导电布线、导电布线网和导电片中的至少一种。 0066 23 根据上述 12 至 22 的任一方面所述的方法，其特征在于， 0067 在上述形成导电布线、导电布线网和导电片中的至少一种的步骤之前还。

24、包括在形成上述导电布线、导电布线网和导电片中的至少一种的位置形成导电粘接剂的步骤。 0068 24根据上述12至23的任一方面所述的方法，其特征在于，在形成上述电学互联的步骤之前还包括以下步骤： 0069 在上述正面和 / 或背面上形成绝缘网。 0070 25根据上述12至24的任一方面所述的方法，其特征在于，在形成上述电学互联的步骤之后还包括以下步骤： 0071 在上述电学互联上形成绝缘网。 0072 优选，本发明的导电布线、导电布线网和导电片由银、铜、锡等金属，银、铜、锡等金属的合金，和 / 或外围包覆有这些金属或合金的材料构成。 0073 本发明可以。

25、保留太阳电池的具有裂纹的部分，可以使太阳电池的每一部分都发挥作用，可以提高工作电流、降低电池的串联电阻，并起到加固太阳电池的作用，从而能够提高太阳电池的转换效率，降低光伏发电的成本。附图说明 0074 图 1-1 是太阳电池的前表面及侧面的示意图。说明书 CN 102867861 A 6 5/10 页 7 0075 图 1-2 是太阳电池的背表面及侧面的示意图。 0076 图 2-1 是具有裂纹的太阳电池的示意图。 0077 图 2-2 是具有断裂纹的太阳电池的示意图。 0078 图 3-1 是发射区联接修复的示意图。 0079 图 3-2 是前电极单线联接修复的示意图。

26、。 0080 图 3-3 是前电极局部修复网的示意图。 0081 图 3-4 是前电极局部网联接修复的示意图。 0082 图 3-5 是前电极整体修复网的示意图。 0083 图 3-6 是前电极整体网联接修复的示意图。 0084 标号说明： 0085 1 基区， 2p-n 结， 3 发射区， 4 减反膜， 5 背电极主栅， 6 背电极板， 7 前电极指栅， 8 前电极主栅， 9、 10、 11裂纹， 12断裂纹， 13发射区联接导线， 14发射区导线桥联接点， 15前电极联接线， 16 前电极线联接点， 17 裂纹 9 的局部修复网， 18 裂纹 10 的局部修复网， 19 裂纹 11 。

27、的局部修复网， 20 前电极整体修复网。具体实施方式 0086 以下，参照附图详细说明本发明。另外，以下的说明中，参照的附图图示的各部的大小、厚度、尺寸等可能与实际的半导体装置的尺寸关系不同。 0087 本发明的太阳电池，包括正电极、光电活性区和负电极，其特征在于，包括：正面，其是接受光的受光面；背面，其是与上述正面相反的另一面；裂纹，其位于上述正电极、上述光电活性区和上述负电极中的至少一个内；以及电学互联，其位于上述正面和 / 或背面上，将上述裂纹两侧的部分电联接。 0088 具体地，图1-1示出了太阳电池的前表面，即正面，其是接受。

28、光的受光面，图1-2示出了太阳电池的背表面，即背面，其通常是背光面，不能接受光，但是，本发明并不限于此，背面也可以是接受光的受光面，在此情况下，太阳电池为双面电池，即在正面和背面都可以接受光。 0089 在垂直于太阳电池的平面方向，本发明的太阳电池包括：光电活性区，该光电活性区包括基区 1、 p-n 结 2 和发射区 3。基区 1 和发射区 3 可以是任何半导体材料，例如 Si， Ge， III-V 族化合物半导体等等。基区 1 和发射区 3 的各个可以是单层或多层。通过在基区 1 和发射区 3 中进行掺杂，例如通过扩散进行掺杂，在二者之间形成 p-n。

29、结 2。另外， p-n 结 2 也可以是中间具有本征层的 p-i-n 结。另外，基区 1 和发射区 3 可以分别为 p 型材料或 n 型材料，但二者的掺杂类型相反，以形成 p-n 结。尽管在图 1-1 和 1-2 中示出了基区 1 和发射区3分别位于太阳电池的正面和背面，但是也可以反过来，即基区1位于正面而发射区 3 位于背面，本发明对此没有任何限制。 0090 例如，在太阳电池的基区 1 为 p 型材料即 p 型区的情况下，发射区 3 为 n 型材料即 n 型区，与 n 型区联接 ( 连接 ) 的电极为太阳电池的负电极，与 p 型区联接的电极为太阳电池的正电极。如。

30、图 1-1 和 1-2 所示，负电极包括位于正面的前电极指栅 7 和前电极主栅 8，正电极包括位于背面的背电极主栅5和背电极板6。但是，正电极和负电极并不限于上述结构，例如正电极可以位于正面而负电极位于背面，或者正电极和负电极位于同一侧，即都位说明书 CN 102867861 A 7 6/10 页 8 于正面或背面，并且正电极和负电极可以根据需要由电极板、主栅、指栅等任何类型的电极构成。 0091 在p-n结2附近形成一个空间电荷耗尽区。入射光线进入发射区3、电荷耗尽区或基区 1 后，会产生电子 - 空穴对，当这些电子 - 空穴对中的少子被电荷耗尽区收集。

31、以后，对外电路形成电压。当外电路闭合时，在 p-n 结 2 靠近前表面部分，电流被收集到发射区 3 以后，沿太阳电池平面方向流经发射区 3，然后依次被前电极指栅 7 和前电极主栅 8 收集；在 p-n 结 2 靠近背表面部分，电流被收集到基区 1 以后，然后到达背电极板 6，并在该背电极板 6 内沿太阳电池平面方向被背电极主栅 5 收集，从而将光转化为电。 0092 另外，可选地，在太阳电池的受光面可以具有钝化表面并减少入射光反射的减反膜 4，减反膜 4 可以由任何公知的材料和方法形成，本发明对此没有任何限制。 0093 本发明的太阳电池包括位于正电极、光。

32、电活性区和负电极中的至少一个内的裂纹。裂纹具有许多不同的表现形式，例如贯穿正电极、光电活性区和负电极中的至少一个的裂纹，和 / 或将太阳电池断裂为多个部分的断裂纹。另外，裂纹在存在位置、大小和形态都有所不同，本发明将本说明书中提到的所有裂纹、断裂纹统称为裂纹。下面参照附图对这些裂纹进行详细描述。 0094 图 2-1 是具有裂纹的太阳电池的示意图。裂纹可以出现在太阳电池体内任何区域。在平行太阳电池的平面方向，裂纹的长度可以有几个纳米到贯穿整个太阳电池的最长路径。在垂直太阳电池的平面方向，裂纹的深度可以只是局限在基区 1 或发射区 3，也可以贯穿基区 1、。

33、p-n 结 2、发射区 3 和减反膜 4，如裂纹 9，还可以继续贯穿前电极指栅 7 和前电极主栅 8，如裂纹 10 和裂纹 11。当裂纹 11 在垂直太阳电池平面方向再贯穿背电极板 6，形成如图2-2的断裂纹12，就造成整块太阳电池沿断裂纹12的方向破裂成两部分。裂纹沿太阳电池平面方向的走向可以多样化，它们可以与边沿有一定的倾斜角度，如裂纹 9，也可以平行于太阳电池边缘，如裂纹 11，还可以改变方向在太阳电池内部延伸，甚至贯穿整块太阳电池，如裂纹 10。 0095 本发明的太阳电池还包括电学互联，其位于正面和 / 或背面上，将上述裂纹两侧的部分电联接。

34、。 0096 总的来说，本发明的电学互联包括导电布线、导电布线网和导电片中的至少一种。在上述光电活性区包括发射区并且发射区位于受光面侧的情况下，上述电学互联还包括与上述发射区电联接的联接点，并将上述裂纹两侧的上述发射区电联接。在上述光电活性区包括基区并且基区位于受光面侧的情况下，上述电学互联还包括与上述基区电联接的联接点，并将上述裂纹两侧的上述基区电联接。在上述正面上形成有电极的情况下，上述电学互联包括导电布线和导电布线网中的至少一种，其将上述裂纹两侧的上述电极联接。在上述背面上形成有电极的情况下，上述电学互联包括导电布线、导电布线网和导电片中的至少一种，。

35、其将上述裂纹两侧的上述电极联接。 0097 另外，本发明的电学互联还包括将上述导电布线、导电布线网和导电片中的至少一种与上述光电活性区或在上述光电活性区上形成的电极粘接的导电粘结剂。另外，本发明的太阳电池还包括绝缘网，其位于上述电学互联之上或之下。 0098 下面结合附图对本发明的电学互联进行详细描述。 0099 由于在太阳电池的发射区 3、前电极指栅 7、前电极主栅 8、背电极板 6 以及背电极说明书 CN 102867861 A 8 7/10 页 9 主栅 5，裂纹或断裂处都会造成该裂纹或断裂纹两边的电流相互流通中止，本发明的出发点是将裂纹两边的这些区域通过如。

36、下所述的方式再做电学互连，使电流在这些区域内，越过裂纹，通过重新架构的电学互联来流通，从而完成对有裂纹的整块太阳电池的修复。 0100 下面以实例的形式对本发明采用的通过重新架构的电学互联进行详细描述，但是，应该理解，本发明的电学互联并不限于这些具体的实例，可以具有多种变形和改变，只要能够将将上述裂纹两侧的部分电联接即可。 0101 0102 电学互联方式 1，即发射区或基区联接，下面仅以发射区联接为例进行说明。如图 3-1 所示，发射区联接是使用作为发射区联接导线 13 和发射区导线桥联接点 14 的材料，通过适当的工艺将因裂纹或断裂纹造成电学隔离了的发射区。

37、两边重新做电学联接，使电流由裂纹一边的发射区经过导线到达裂纹另一边的发射区。发射区联接导线 13 可以是银、铜、锡等金属，也可以是银、铜、锡或其它金属的合金，还可以是外围包覆有这些金属或合金的线。本发明中，发射区联接导线 13 只要是可以导电的线即可。发射区导线桥联接点 14 是将太阳能前电极银浆或其它导电浆料涂敷在发射区联接导线 13 两端，并通过烧结，使该银浆和导电浆料既能购穿透减反膜 4 与发射区 3 形成良好的欧姆接触，又与发射区联接导线 13 形成良好的电学联接，从而使电流从裂纹或断裂纹一边的发射区经过发射区导线桥联接点 14 和发射区联接导线 13。

38、到达该裂纹或断裂纹的另一边发射区域。作为发射区导线桥联接点 14 浆料的烧结温度可以不同于原来用作前电极指栅 7 和前电极主栅 8 浆料。烧结方式可以通过烧结炉实现，也可以通过激光实现。作为发射区导线桥联接点 14 的浆料可以是圆形的点状也可以是一条跨过发射区联接导线13的线段，线段状的联结与发射区3有更低的接触电阻。对于起始材料为 n 型硅片、 p-n 结靠近前表面的太阳电池，其前表面侧采用与发射区联接相类似的基区联接。 0103 0104 电学互联方式 2，即前电极线联接：在电学上被裂纹或断裂纹隔离了的发射区域，还可以通过联接该裂纹或断裂纹两边的前电极，来重新实。

39、现两边发射区的电学互联，这种裂纹修复方法叫做前电极线联接。如图 3-2 所示，裂纹或断裂纹可以造成电流在前电极指栅 7 和前电极主栅 8 内的通路中断，将前电极联接线 15 置于前电极指栅 7 和前电极主栅 8 的表面，然后用热压、激光或超声波等办法将前电极联接线 15 的两端与前电极焊接在一起，形成前电极线联接点 16，经过这个过程的修复，电流在裂纹或断裂纹处的通路便可以通过前电极联接线 15 继续实现。前电极联接线 15 可以是银、铜、锡等金属，也可以是银、铜、锡或其它金属的合金，还可以是外围包覆有这些金属或合金的线。前电极联接线 15 与发射区联接导。

40、线 13 可以是相同的材料，也可以是不同的材料。 0105 0106 电学互联方式 3，即前电极局部网联接：用与裂纹在太阳电池平面方向面积和形状相当的金属网，覆盖在有裂纹或断裂纹的区域，使金属网与前电极接触，然后用热压、激光或超声波等其它焊接方法，使金属网和前电极指栅7和前电极主栅8形成良好的电接触，从而消除裂纹或断裂纹对太阳电池前电极的影响。局部网的材质可以是银、铜、锡等金属，也可以是银、铜、锡或其它金属的合金，还可以是外围包覆有这些金属或合金的材料。平行的网条纹间距可以是与被修复太阳电池的前电极指栅 7 相同，也可以不同。如图 3-3，局部说明。

41、书 CN 102867861 A 9 8/10 页 10 网 17、局部网 18 和局部网 19 分别对应裂纹 9、裂纹 10 和裂纹 11 的修复。如图 3-4 所示，将三块局部网分别覆盖各自对应的裂纹处，再用热压或激光等其它焊接方法，便可以将太阳电池前电极重新联结成一体。 0107 0108 电学互联方式 4，即前电极整体网联接：用与太阳电池面积和形状相当的一整块金属网覆盖在电池表面，使金属网与前电极指栅 7 和前电极主栅 8 接触，然后用热压、激光或超声波等其它焊接方法，使整体金属网和前电极指栅 7 和前电极主栅 8 形成良好的电接触，这种方法不但可以。

42、消除裂纹或断裂纹所造成的电路中断，而且可以加固太阳电池，使太阳电池不容易产生新的裂纹。整体金属网的材质可以是纯的银、铜、锡等金属，也可以是银、铜、锡或其它金属的合金，还可以是外围包覆有其它纯金属的或合金的金属或合金。如图 3-5，整体金属网 20 具有与图 2-1 所示太阳电池相近的面积，将整体金属网 20 覆盖在太阳电池表面 ( 如图 3-6)，再将两者焊接在一起，便可以消除裂纹所造成的电路中断。 0109 上述四种电学互联方法适用于由裂纹或断裂纹所造成的太阳电池发射区 3、前电极指栅 7 和前电极主栅 8 电学中断的修复，即太阳电池正面的裂纹或断裂纹的修。

43、复。发射区的联接除了上面所说的线联接以外，还可以采用局部或整体网联接形式，局部网或整体网具有与线联接相同的材质，局部网或整体网与发射区 3 的联接采用与发射区导线桥联接点 14 相同的材料与工艺。前电极局部网和前电极整体网可以用平行的金属线代替，平行的金属线的材质与前电极局部网或前电极整体网的材质相同。 0110 0111 电学互联方式 5，即背电极电学联接：当在太阳能电池的背电极板 6 或背电极主栅 5 出现裂纹或断裂纹时，对太阳电池背面的修复可以采用对太阳电池正面修复类似的方法：裂纹两边的线联接、背面局部网联接、背面整体网联接，除此之外，因为背面不用担心。

44、电极对太阳电池的阴影遮挡，还可以采用背面局部金属片和背面整体金属片，来代替背面局部网和背面整体网。把与裂纹或断裂纹所涉及区域的面积相当的背面局部金属网或金属片覆盖在背面裂纹上方，或将与整体太阳电池面积相当的背面整体金属网或整体金属片覆盖在整个太阳电池背面，再通过热压、激光或超声波等方法将该覆盖的金属网或金属片和被覆盖的太阳电池背电极焊接在一起，形成良好的电学接触，这样就可以消除裂纹或断裂纹对太阳电池的电性能影响。本方法所采用的联接线、联接网和金属片可以是纯的银、铜、锡等金属，也可以是银、铜、锡或其它金属的合金，还可以是外围包覆有其它纯金属的或合金的。

45、金属或合金。联接线、联接网或金属片与背电极和背电极主栅线之间的焊接可以通过热压、激光或超声波实现。 0112 本发明通过以上技术内容，可以达到以下目的和技术效果。 0113 通过将有裂纹的太阳电池进行修复，能够提高这种电池的面积利用率，减少裂纹电池的浪费。带有裂纹的太阳电池可以用前面所述的电学互联方式 1、电学互联方式 2、电学互联方式3、电学互联方式4和电学互联方式5这五种方法中的任意一种或两种以上组合的方法，对太阳电池中的裂纹进行电学修复；也可以在对带有裂纹的太阳电池进行电学修复之前或之后，对它们用绝缘网例如高分子或胶体网进行加固，以防止进一步出现裂纹或。

46、断裂纹，特别是对于前表面没有电极的全背电极太阳电池，出现裂纹或断裂纹后，需要对前表面的网状加固尤为重要。裂纹太阳电池的修复可以提高具有裂纹的太阳电池的光电转换说明书 CN 102867861 A 10 9/10 页 11 效率，从而降低太阳能电池的发电成本。 0114 总之，本发明可以保留太阳电池的具有裂纹的部分，可以使太阳电池的每一部分都发挥作用，可以提高工作电流、降低电池的串联电阻，并起到加固太阳电池的作用，从而能够提高太阳电池的转换效率，降低光伏发电的成本。 0115 下面描述本发明的修复太阳电池中的裂纹的方法。 0116 本发明提供了修复太阳电池中。

47、的裂纹的方法，上述太阳电池包括正电极、光电活性区和负电极，并包括接受光的正面、与上述正面相反的背面以及位于上述正电极、上述光电活性区和上述负电极中的至少一个内的裂纹，其特征在于，上述方法包括以下步骤：在上述正面和 / 或背面上形成将上述裂纹两侧的部分电联接的电学互联。 0117 上述裂纹包括贯穿上述正电极、上述光电活性区和上述负电极中的至少一个的裂纹和将上述太阳电池断裂为多个部分的断裂纹。 0118 上述光电活性区包括基区、发射区以及在上述基区和发射区之间的 PN 结，上述裂纹包括贯穿上述基区、上述发射区和上述 PN 结中的至少一个的裂纹。 0119 上述背。

48、面是接受光的受光面。 0120 上述形成电学互联的步骤包括在上述正面和 / 或背面上形成将上述裂纹两侧的部分电联接的导电布线、导电布线网和导电片中的至少一种。 0121 在上述光电活性区包括发射区并且发射区位于受光面侧的情况下，上述形成电学互联的步骤包括以下步骤： 0122 在上述正面上形成导电布线和导电布线网中的至少一种；和 0123 形成将上述导电布线和导电布线网中的至少一种和上述发射区电联接的联接点，其中上述导电布线和导电布线网中的至少一种和上述联接点将上述裂纹两侧的上述发射区电联接。 0124 在上述发射区上形成有减反膜的情况下，上述形成联接点的步骤包括以下步骤： 0125 在上述导电布线和导电布线网中的至少一种上形成导电浆料； 0126 对上述导电浆料进行烧结以使上述导电浆料穿透上述减反膜而与上述发射区形成电接触。 0127 在上述光电活性区包括基区并且基区位于受光面侧的情况下，上述形成电学互联的步骤包括以下步骤： 0128 在上述正面上形成导电布线和导电布线网中的至少一种；和 0129 形成将上述导电布线和导电布线网中的至少一种和上述基区电联接。

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