具有绝缘通孔的高效太阳能电池的利记博彩app

专利名称：具有绝缘通孔的高效太阳能电池的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及光电子装置，更具体而言，涉及例如太阳能电池的光 电子装置的制造。
背景技术：
光电子装置能够将辐射能转换成电能，或反过来。这些装置通常 包括夹在两个电极之间的活性层，这两个电极有时候被称为前电极和 后电极，其中至少一个电极通常是透明的。该活性层通常包括一种或
多种半导体材料。在发光装置例如发光二极管(LED)中，施加到两个 电极之间的电压会导致电流流过该活性层。该电流导致该活性层发 光。在光致电压装置例如太阳能电池中，该活性层从光吸收能量，然 后将该能量转换成电能，该电能表现为两个电极之间的电压和/或电 流。大规模这样的太阳能电池的阵列具有取代依靠矿物燃料的燃烧的 传统发电厂的潜力。然而，为了让太阳能电池成为对传统发电的具有 成本效率的取代方式，每瓦特发电量的成本必须比当前电网费用有竟 争力。当前来看，要实现该目标还存在大量技术挑战。
大多数传统太阳能电池依靠硅基半导体。在典型的硅基太阳能电 池中，在p型硅层上沉积n型硅层(有时候被称为发射极层)。邻近p 型层和n型层之间的结吸收的辐射产生电子和空穴。电子被接触n型 层的电极收集，而空穴被接触p型层的电极收集。由于光线必须到达 该结，所以至少一个电极必须至少部分透明。许多当前的太阳能电池 设计采用例如氧化铟锡(ITO)的透明导电氧化物(TCO)作为透明电极。
与现有太阳能制造技术中的另一个问题是，单个光电子装置仅能 够产生比较小的电压。因此，通常需要将若干个装置串联电连接以获 得较高电压，从而可以利用与高压、低电流操作(例如，利用比较高的电压经电路的功率传输，它减小在利用比较高的电流经电路进行功率 传输期间会发生的电阻性损耗)相关联的有效性。
之前已经开发出若干种设计来将太阳能电池互连成模块。例如，
早期光致电压模块制造者试图釆用"叠瓦式排列(shingline)，，方案来互 连太阳能电池，其中一个电池的底部放置在下一个电池的顶缘，这类 似于在房顶上摆放瓦。不幸的是，焊料和硅晶片材料不兼容。硅和焊 料之间不同的热膨胀系数和晶片的刚度导致焊料接点随温度循环而 过早损坏。
串联互连光电子装置的另一个问题源自与透明电极中采用的 TCO关联的高电阻率。该高电阻率限制了串联连接的单个电池的尺 寸。为了承栽从一个电池到下一个电池的电流，透明电极通常会增补 形成在TCO层上的总线和指状件(finger)的导电格栅(grid)。然而，该 指状件和总线产生遮蔽，从而减小电池的总体效率。为了减小因电阻 和遮蔽导致的效率损耗，电池必须相对小。因此，必须将大量小电池 连接在一起，这需要在电池之间设置大量互连和更大空间。制造大量 小电池的阵列相对较难且昂贵。而且，利用挠性太阳能模块，叠瓦式 排列也不可取，因为大量瓦的互连相对较复杂、耗时且耗劳力，因此 在模块安装过程中会增加成本。
为了克服该缺陷，已利用电隔离导电接触件开发光电子装置，其 中该电隔离导电接触件按照以下线路经过电池从透明"前，，电极、经 活性层和"后"电极、到位于后电极下面的电隔离电极。美国专利 3，903，427公开了 一种在硅基太阳能电池中使用这种接触件的示例。虽 然该技术没有减小电阻性损耗以及能够改进太阳能电池装置的总体 效率，但是硅基太阳能电池的成本依然偏高，这是因为在制造电池时
采用真空处理技术，以及采用厚的单晶体硅晶片的成本偏高。
这导致太阳能电池研究者和制造者开发不同类型的太阳能电池， 以使得和传统的硅基太阳能电池相比，可以以更加低廉的成本和更大 的规模制造太阳能电池。这种太阳能电池的示例包括具有包括硅(例 如，用于无定形、微晶体或多晶体硅电池)、有机低聚物或聚合物(用于有机太阳能电池)、双分子层或穿插层(interpenetrating)或无机和有 机材料(用于混合有机/无机太阳能电池)、液体或凝胶基电解质中的染 色敏化氧化钛纳米颗粒(用于Graetzel电池)、铜铟镓硒(用于CIG太 阳能电池)的活性吸收剂层的电池；其活性层包括CdSe、 CdTe及上 述的组合物的电池，其中活性材料以包括但是不限于下述形式的若干 形式的任一形式存在块体(bulk)材料、微颗粒、纳米颗粒或量子点。 许多这些类型的电池能够构造在挠性基底(例如，不锈钢箔片)上。虽 然能够在非真空环境中制造这些类型的活性层，但是电池内和电池间 电连接通常需要真空沉积一个或多个金属导电层。
例如，图1A示出现有技术太阳能电池阵列1的一部分。该阵列 1构造在挠性绝缘基底2上。穿过基底2形成串联互连孔4，以及例 如通过賊射工艺，在基底的前表面和孔的侧壁上沉积底部电极层6。 然后在选定位置穿过底部电极和基底形成集电孔8，接着在底部电极 6的上方以及串联互连孔4和集电孔8的侧壁沉积一个或多个半导体 层10。然后利用覆盖串联互连孔4的遮蔽掩模沉积透明导体层12。 然后在基底2的后侧上沉积第二金属层14，从而经集电孔与透明导体 层12电接触，并经串联互连孔在电池之间提供串联互连。在该前侧 和后侧上的激光划片16、 18将整体装置分离成各个电池。
图1B示出另一种现有技术阵列20，它是阵列1的变型。阵列 20也构造在挠性绝缘基底22上。穿过基底22形成串联互连孔24, 以及例如通过溅射工艺，在基底22的前后表面和孔24的侧壁上沉积 底部电极层26。然后在选定位置穿过底部电极和基底形成集电孔28， 接着在前侧的底部电极26的上方以及串联互连孔24和集电孔28和 侧壁的上沉积一个或多个半导体层30和透明导电层32。然后利用覆 盖除集电孔28之外的其它所有部分的遮蔽掩模，在基底22的后侧上 沉积第二金属层34，从而与透明导体层32电接触。在该前侧和后侧 上的激光划片36、 38将整体装置分离成各个电池。
如图1A-1B所示制造太阳能电池阵列具有两个重大缺陷。首 先，通过溅射工艺沉积金属层，而溅射工艺属于真空技术。在大规模滚动式(roll-to-roll)制造环境下，实施真空技术相对较慢、困难且昂贵。 第二，制造过程产生整体阵列，并且不可能为了产量(yield)对各个电 池进行分类。这意味着，仅仅很少的坏电池能够损坏该阵列，因此增 加成本。此外，制造过程对于孔的形态和尺寸非常敏感。由于从前到 后的导电沿孔的侧壁进行，即使将孔做大也不能增加足够的导电率。 因此，存在窄的瓶颈(process window),它能够增加制造成本并减小 有用装置的产量。而且，虽然对于无定形硅半导体层采用真空沉积符 合实际，但是对于基于例如铜、铟、镓和硒或硫的组合物的高效太阳 能电池(有时候也称为"CIGS电池，，)而言是不符合实际的。为了沉积 CIGS层，必须按照精确控制的比率来沉积三种或四种元素。这就极 难利用真空沉积过程来实现。
因此，在本领域中需要一种克服上述缺陷的光电子装置结构以及 用于制造这种电池的对应方法。

发明内容
本发明的实施例解决了至少部分上述缺陷。本发明使用一种经改 进的克服已知装置缺点的结构，从而在光致电压装置中形成的通孔中 使用绝缘材料。通过本发明的不同实施例，至少这些以及此处所描述 的其他目的的一部分将被实现。
在本发明的一个实施例中，该装置包括一个带高效后电极配置的 太阳能电池，其中该太阳能电池包括至少一个透明导体、 一个光致 电压层、至少一个底部电极和至少一个后电极。该装置可包括多个安 装在太阳能电池中的透明导体上之导电指状件。该装置可包括多个连 接至导电指状件的填充通孔，其中该通孔穿过至少一个透明导体、一 个光致电压层和至少一个底部电极，其中该通孔有一个将电荷从透明 导体传导至后电极的传导核心。通孔绝缘层可把每个通孔中的传导核 心与底部电极分开，其中通过喷雾涂布通孔而形成该绝缘层。
应了解，后导体可与底部电极电气绝缘，并通过填充通孔而被连 接，这些通孔彼此间隔足够近，从而降低了上部电极的导电率要求，且不再需要以遮蔽母线的面积。视需要，可通过喷雾涂布通孔而形成
该绝缘层。该绝缘层厚度可在大约20至大约100微米之间。通过非 限制性示例，该绝缘层可由至少一种以下材料制成乙烯基醋酸乙烯 脂(EVA)、聚乙烯醇(PVOH)、聚醋酸乙烯酯(PVA)、聚乙烯吡咯烷 酮(PVP)和/或一种Tg低于大约150°C的热塑性聚合体。视需要，也 可使用其他电绝缘材料。光致电压层可由形成P-N结的至少两个离散 层构成，其中至少一个层包括基于CIS的材料。每个填充通孔各自直 径大体上为大约1mm或更小。该绝缘层可覆盖通孔的侧壁以及每个 通孔周围透明导体的一部分，其中该部分位于从通孔边缘起大约2倍 通孔直径的范围内。
在本发明的另 一个实施例中，提供了 一种形成一个带高效后电极 配置的太阳能电池的方法，其中该太阳能电池包括至少一个透明导 体、 一个光致电压层和至少一个底部电极。可形成多个穿过该透明导 体、 一个光致电压层和底部电极的通孔。可涂布通孔以在每个孔中的 侧壁上形成绝缘层。该方法可包括用一个传导核心填充每个通孔，该 核心与透明导体电气相连，并通过通孔中的绝缘层而与底部电极电气 绝缘。可设有一个后电极，并与实质上每个通孔中的传导核心相连。
应了解，该涂布步骤可包括使用一个源，以从太阳能电池的下面 喷涂绝缘材料，从而基本上完全避免在透明导体上覆盖有绝缘材料。 涂布也可包括从太阳能电池的下面喷涂绝缘材料，以便不用蒙上透明 导体即可将沉积在透明导体上的材料减至最少。涂布也可包括从太阳 能电池的上面喷涂绝缘材料，并蒙上透明导体以将沉积在透明导体上 的材料减至最少。视需要，该涂布步骤可包括喷涂足够数量的绝缘材 料以覆盖通孔壁，而不完全填满通孔。涂布也可包括喷涂足够数量的 绝缘材料以覆盖通孔壁，并覆盖底部电极的底面以形成一个底部绝缘 层。涂布也可包括通过在通孔中应用喷雾剂而形成一个绝缘层。
在本发明的另 一个实施例中，涂布包括通过应用 一种绝缘喷雾剂 而形成一个绝缘层，该绝缘喷雾剂由一种纯电介性质的成分和一种胶 粘组分组成。涂布可包括在太阳能电池一侧的几乎完全一致的涂层上使用气体冲击，以将绝缘材料引入每个通孔中。涂布也可包括在喷涂 通孔之后使用气体冲击以清除被绝缘材料堵塞的任何通孔。涂布可包 括通过在太阳能电池的一侧印刷上一层几乎完全一致的绝缘材料，并 使用气体沖击将该绝缘材料引入每个通孔中，且在对应于每个通孔的 一致绝缘层中产生开口，从而在每个通孔中形成绝缘层。该方法也可 包括使用冲孔装置穿刺通过至少一个透明导体、 一个光致电压层和至 少一个底部电极从而形成多个通孔。而且，该方法可包括在太阳能电 池中的透明导体上形成多个导电指状件。涂布也可包括通过在太阳能 电池的一侧印刷上一层几乎完全一致的绝缘材料，并在太阳能电池的 另一侧使用抽吸将一致涂层的绝缘材料拉入每个通孔中，且在对应于 每个通孔的一致绝缘层中产生开口 ，从而在每个通孔中形成绝缘层。
通过参考说明书的其余部分和附图，将会进一步理解本发明的性 质和优点。


图1A是根据现有技术的太阳能电池阵列的一部分的截面示意
图1B是根据现有技术的替换太阳能电池阵列的一部分的截面示
意图2A是根据本发明的实施例的光电子装置的阵列的一部分的垂
直截面示意图。
图2B是图1A的阵列的平面示意图。
图2C-2E是用于图解图2A-2B所示类型的光电子装置的替换 轨迹图形的平面示意图。
图3是用于说明根据本发明的实施例的光电子装置阵列的制造 过程的一系列示意图。
图4是用于说明根据本发明的替换实施例的光电子装置阵列的 制造过程的分解示意图。
图5A是用于说明根据本发明的另一个替换实施例的光电子装置阵列的制造过程的分解示意图。
图5B是示出图5A的阵列的一部分的截面示意图。 图6A-6I是用于说明根据本发明的实施例的电接触件的形成过 程的截面示意图。
图7-9显示根据本发明的实施例的不同轨迹图形。 图10显示根据本发明的实施例的形成通孔的装置。 图11A-11D显示根据本发明的实施例形成绝缘层的一种方法。 图12A-12C显示根据本发明的实施例形成绝缘层的一种方法。 图13A-13C显示根据本发明的实施例形成绝缘层的一种方法。 图14A-14C显示根据本发明的实施例形成绝缘层的一种方法。 图15A-15C显示根据本发明的实施例形成绝缘层的一种方法。 图16A-16B显示根据本发明的实施例形成绝缘层的一种方法。
具体实施例方式
应了解，前述一般描述和以下的具体描述仅为示例性和解释性 的，并不对本发明所要求的权利施加任何限制。应注意的是，如在本 说明书和所附权利要求书中所用的那样，单数形式"一个"("a"、 "an" 和"the，，)包括其复数形式，除非上下文明确说明不是这样。因此，例 如提到"一种材料"时，其可包括多种材料的混合，提到"一种化合物，， 时，其可包括多种化合物，或类似等等。除了它们与本说明书明确陈 述的内容相矛盾的部分，这里所引用的文献通过引用被完全结合于 此。
在本说明书和其后的权利要求书中，将提到多个必须被定义为带 有以下含义的术语
"视需要的"或"视需要地"意指随后描述的情况可能或可能不发 生，以致该描述包括该情况发生的例子和该情况不发生的例子。例如， 如果一种装置视需要地包括势垒膜的一种特征，这意指该势垒膜特征 可能或可能不存在，而且因此，该描述既包括其中装置拥有该势垒膜 特征的结构，也包括该势垒膜特征不存在的结构。图2A-2B示出根据本发明的实施例的光电子装置的阵列100。 在一些实施例中，可以考虑在光电子装置阵列100中进行串联互连。 阵列100包括第一装置模块101和第二装置模块111。这些装置模块 101、 111可以是光致电压装置，例如太阳能电池，或者发光装置，例 如发光二极管。在优选实施例中，装置模块101、 lll是太阳能电池。 第一和第二装置模块101、 111连接到绝缘载体基底103,绝缘载体基 底103可以由例如大约50微米厚的塑料材料制成，例如聚对苯二甲 酸乙二醇酯(PET)。该载体基底103可以进而连接到更厚的结构隔板 105，以便于将阵列100安装到例如屋顶的户外位置，结构隔板105 例如由热塑性聚烯经(TPO)或三元乙丙橡胶(EPDM)之类的聚合屋顶 隔板材料制成。
可以从包含层叠在一起的若干层的较长片上截取大约4英寸长 12英寸宽的装置模块101、 111。每个装置模块IOI、 lll通常包括接 触到底部电极104、 114的装置层102、 U2和位于底部电极104、 114 和导电底板108、 118之间的绝缘层106、 116。应当理解的是，在本 发明的一些实施例中，底板108、 118可以描述为后侧顶部电极108、 118。底部电极104、 114;绝缘层106、 116和底板108、 118构成基 底Sp S2以支持装置层102、 112。
与通过在绝缘基底上沉积薄金属层来形成基底的现有技术的电 池不同，本发明的实施例采用基于挠性块体导电材料比如箔片的基底 S,、 S2。虽然例如箔片的块体材料厚于现有技术的真空沉积金属层， 但是它们更加廉价，更容易获得并且更易于加工。优选地，至少底部 电极104、 114由金属箔片例如铝箔片制成。此外，可以采用铜、不 锈钢、钛、钼或其它合适的金属箔片。作为示例，底部电极104、 114 和底板108、 118可以由大约1微米至大约200微米厚的铝箔片制成， 优选为大约25微米至大约IOO微米厚；绝缘层106、 116可以由大约 1微米至大约200微米厚的塑料箔片材料例如聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)制成，优选为大约10微米至大约50微米厚。视需要，底板108、 118可由不锈钢、铜、钛、钼、钢、铝、任何前述材料的镀铜形式、任何前述材料的镀银形式、任何前述材料的镀金形式、或其中的任何
组合组成。在一个实施例中，除了其它以外，底部电极104、 114;绝 缘层106、 116和底板108、 118层叠在一起，形成起始基底Sp S2。 虽然底部电极104、 114和底板108、 118都可以使用箔片制作，但是 还可以釆用绝缘层106、 116的背面上的网栅作为底板。利用导电墨 水或涂料可以将这种格栅印制到绝缘层106、 116的背面上。其中， 合适的导电墨水或涂料的一个示例是Dow Corning PI — 2000高导电 银墨水，它可从密歇根州米德兰市(midland michigan)的Dow Corning 公司获得。Dow 0)1^叫@是密歇根州米德兰市的Dow Corning公司 的注册商标。而且，通过阳极氧化用作底部电极104、 114和/或底板 108、 118的箔片的表面，或者通过本领域公知的喷涂、涂层或印刷技 术涂敷绝缘涂层，来形成绝缘层106、 116。
装置层102、112通常包括设置在透明导电层109和底部电极104 之间的活性层107。作为示例，装置层102、 112可以是大约2微米厚。 至少第一装置101包括透明导电层109和底板108之间的一个或多个 电接触件120。电接触件120形成为穿过透明导电层109、活性层107、 底部电极104和绝缘层106。电接触件120提供透明导电层109和底 板108之间的导电路径。电接触件120与活性层107、底部电极104 和绝缘层106电隔离。
接触件120均可以包括穿过活性层107、透明导电层109、底部 电极104和绝缘层106的通孔。每个通孔的直径可以是大约0.1毫米 至大约1.5毫米，优选为0.5毫米至大约1毫米。通过冲孔或钻孔， 例如通过机械、激光或电子束钻孔，或者通过这些工艺的组合，来形 成上述通孔。绝缘材料122涂敷到通孔的侧壁，从而通过绝缘材料122 形成到底板108的通道。绝缘材料122的厚度可以为大约1微米至大 约200微米，优选为大约IO微米至大约200微米。
绝缘材料122应当优选为至少IO微米厚，以确保完全覆盖它后 面暴露的导电表面。可以通过多种印刷工艺，包括例如经环形喷嘴进 行喷墨印刷或散布，来形成绝缘材料122。由导电材料制成的插塞124至少部分填充该通道，并在透明导电层109和底板108之间形成电接 触。可以类似地印刷该导电材料。合适的材料和方法例如是焊料喷墨 印刷(被称为"焊料喷射(solderjet)"，它由德克萨斯州普莱诺市(Piano, Texas)的Mkrofab公司制造，该公司售卖用于该目的的设备)。如果 时间允许随后进行去除可能或可能不存在的溶剂和固化，则还可以采 用本领域公知用于电子封装的导电粘接材料的印刷。插塞124可以具 有大约5微米至大约500微米的直径，优选为大约25微米至大约100 微米之间。
作为非限制性示例，在其它实施例中，装置层102、 112可以为 大约2微米厚，底部电极104、 114可以由大约100微米厚的铝箔片 制成；绝缘层106、 116可以由塑料材料制成，例如大约25微米厚的 聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET);以及后侧顶部电极108、 118可以由大 约25微米厚的铝箔片形成。装置层102、 112可以包括设置在透明导 电层109和底部电极104之间的活性层107。在该实施例中，至少第 一装置101包括透明导电层109和后侧顶部电极108之间的一个或多 个电接触件120。电接触件120形成为穿过透明导电层109、活性层 107、底部电极104和绝缘层106。电接触件120提供透明导电层109 和后侧顶部电极108之间的导电路径。电接触件120与活性层107、 底部电极104和绝缘层106电隔离。
可以通过利用其它界面形成工艺例如超声波焊接来协助形成导 电插塞124和基底108之间的良好接触。 一种有用的工艺示例是形成 金柱块(stud b画p),例如在2003年10月1曰的"Semiconductor International(半导体国际)"中由作者J.Jay Wimer发表的"3-D Chip Scale with Lead-Free Process(具有无铅过程的3D芯片刻度)"中得以 描述，通过引用将该文章并入这里。可以在该柱块的顶部印刷普通焊 料或导电墨水或粘接剂。
在形成通孔的过程中，避免顶部电极109和底部电极104之间的 短接是重要的。因此，通过激光烧蚀靠近通孔唇缘(lip)的少量材料， 即数微米深和数微米宽，可以有利地补充例如钻孔或冲孔的机械切除工艺。此外，可以釆用化学蚀刻工艺来去除直径比通孔略大的透明导 体。可以例如通过利用喷墨印刷或刻版印花在合适位置印刷蚀刻剂 滴，来定位蚀刻。
避免短路的另一种方法是，在沉积透明导电层109之前，在活性 层107的顶部沉积绝缘材料的薄层。该绝缘层优选为几微米厚，可以 是l至IOO微米的范围。由于它仅在形成通孔的区域上(以及略微超过 通孔边界的区域)进行沉积，因此它的出现不会干扰光电子装置的运 行。在本发明的一些实施例中，该层可以类似于2004年3月25日提 交的、授予Karl Pichler的美国专利申请序号No.10/810，072中所述的 结构，通过引用将该美国专利并入这里。当通过该结构钻出或沖孔出 孔时，在透明导电层109和底部电极104之间存在绝缘层，与这些层 以及机械切除工艺的精度相比，该绝缘层相对较厚，因此不会出现短 路。
用于该层的材料可以是任何方便的绝缘体，优选为能够数字(例 如喷墨)印刷的绝缘体。热塑性聚合物例如尼龙PA6(熔点(m.p.)223摄 氏度)、乙缩醛(m.p.l65摄氏度)、PBT(结构类似于PET，只是用丁基 替代了乙基)(m.p.217摄氏度)、以及聚丙烯(m.p.W5摄氏度)都是这些 绝缘体的示例，但是上述示例均不是可用材料的穷举列表。这些材料 还可以用于绝缘层122。虽然喷墨印刷是形成绝缘体岛的理想方法，
内。 二 、、 '、 ,、，、
在形成通孔的过程中，在至少两个初始隔离部件中构造光电子装 置是有用的，其中一个初始隔离部件由绝缘层106、底部电极104和 它上方的层102构成，而第二个初始隔离部件由底板108构成。在通 过复合结构106/104/102形成通孔之后且填充通孔之前，将这两个部 件层叠在一起。在形成该叠层和通孔之后，将底板108层叠到该复合 物，以及如上所述填充通孔。
虽然喷射印刷焊料或导电粘接剂包括用于形成导电通孔插塞 124的有用材料，但是也可以通过机械装置来形成该插塞。因此，例如，合适直径的导线可以设置在该通孔中，被迫接触到底板108，以 及在期望高度切除，从而形成插塞124，这类似于形成金柱块。备选 地，可以通过机器人臂将该尺寸的预形成销插入到该孔中。这种销或 导线可以被固定就位，并通过在设置销之前印刷非常薄的导电粘接剂 层，以辅助或确保它们到基底的电连接。通过这种方式，消除了导电 粘接剂的厚插塞的干燥时间长的问题。该销上面可以设置有略微沖孔 到底板108中的端梢或锯齿，这进一步有助于接触。这种销可以设置 有已经存在的绝缘，如同绝缘导线或涂层导线那样(例如，通过蒸气沉 积或氧化)。在涂敷绝缘材料之前，可以将它们设置在通孔中，从而更 易于导入该材料。
如果该销由适当硬度的金属制成，且具有略微锥形的端梢，则它 可以用于在冲孔步骤中形成通孔。替代采用冲孔或钻孔工艺，将该销 插入到复合物106/104/102中，插入深度为使得该端梢刚好穿透底部； 然后，当基底108层叠到该复合物时，该端梢略微穿过其中，以及形 成良好接触。例如通过引导通过销刚好适配的管道的机械压力或空气 压力，这些销可以插入到未冲孔基底中。
在与导电材料124电接触的透明导电层109上，设置例如由铝、 镍或银制成的一个或多个导电轨迹126。如图2B所示，轨迹l26互 连多个接触件120，从而减小总的薄层电阻。作为示例，接触件120 彼此之间的间距大约为l厘米，其中轨迹126将每个接触件与最靠近 的接触件连接，或者在某些情况下与其周围的透明导体连接。优选地， 选择轨迹126的数量、宽度和间距，以使得接触件120和轨迹126覆 盖小于装置模块101的表面的大约1%。轨迹126的宽度可以在大约 1微米至大约200微米之间，优选为大约5微米至大约50微米之间。 轨迹126的中心间距为大约0.1毫米至大约10毫米之间，优选为大约 0.5毫米至大约2毫米之间。更宽的导线需要更大的间隔来避免过量 遮蔽损耗。可以采用轨迹126的多种图形或取向，只要这些线彼此大 致等距即可(例如，在因数2以内(to within a factor of two))。在图2C 中示出从接触件120散开的轨迹126的替换图形。在如图2D所示的另一个替换图形中，轨迹126形成"分水呤，，图形，其中从接触件120 辐射出较粗轨迹，从较粗轨迹又分支出较细轨迹126。在图2E所示 的另 一个替换图形中，轨迹126形成从接触件120散开的矩形图形。 应了解，在本发明的一些实施例中，垂直线会比水平线细。连接到每 个接触件的轨迹126的数量可以大于或小于图2E所示的数量。 一些 实施例具有再多一个、再多两个、再多三个等等。图2B、 2C、 2D和 2E所示的示例中所示的轨迹图形仅用于示例，而不限制在本发明的 实施例中采用的其它可能轨迹图形。注意到，由于导电底板108、 118 承载从一个装置模块到下一个装置模块的电流，所以导电轨迹126可 以包括"指状件"而避免粗"总线"。这减小了因总线导致的遮蔽量，并 且还为装置阵列IOO提供了更为美观的外观。
在由相对厚、高导电率、挠性块体导体底部电极104、 114和底 板108、 118构成的基底S" S2上构造装置模块101、 111，以及穿过 透明导电层109、活性层130、底部电极104、 114和绝缘层106、 116 形成隔离的电接触件120,使得装置模块IOI、 lll相对较大。因此， 阵列IOO可以由比现有技术阵列需要更少串联互连的更少装置模块构 成。例如，装置模块IOI、 lll可以为大约l厘米至大约30厘米长， 大约1厘米至大约30厘米宽。还可以根据需要制成更小的电池(例如， 长度小于1厘米和/或宽度小于1厘米)。
注意到，由于底板108、 118承栽从一个装置模块到下一个装置 模块的电流，所以不必像现有技术那样使得轨迹126的图形包含粗总 线。相反，轨迹126的图形仅需要提供足够导电的"指状件，，来承载电 流至接触件120即可。在没有总线的情况下，暴露更大部分的活性层 102、 112，这会增大效率。此外，没有总线的轨迹126的图形可以更 加美，见。
通过回切第二装置模块的底板118和绝缘层116以暴露底部电极 114的一部分，可以实现第一装置模块101的底板108和第二装置模 块111的底部电极114之间的电接触。图2B示出用于回切底板118 和绝缘层116的一种方式的示例。具体而言，在绝缘层116的边缘形成凹槽ll7。凹槽117和底板118中的类似却略大的凹槽119对准。 凹槽ll7、 ll9对准暴露了第二装置模块111的底部电极114的一部 分。
可以通过不同方式在第一装置模块101的底板108和第二装置模 块111的底部电极114的暴露部分之间实现电接触。例如，如图2A 所示，可以在载体基底103的一部分上方以对准凹槽117、 119的图 形设置薄导电层128。
该薄导电层可以例如是导电(填充)聚合物或银墨水。该导电层可 以极薄，例如大约l微米厚。用于测定薄导电层128的最小厚度的通 用标准是在该层中耗散的部分功率(fractional power) p-(J/V)p(L /d) 大约是10"或更小，其中J是电流密度，V是电压，L。是薄导电层 128的长度(约为第一和第二装置模块之间间隙的宽度)，而p和d分 别是薄导电层128的电阻率和厚度。在该种情况下，因此而损失的功 率远小于被产生功率的1%,所以可忽略不计。通过数字示例的方式， 对于许多应用场合，(J/V)约为0.06A/Vcm2。如果L0 = 400微米=0.04 厘米，则p约等于l(T4(p/d)。因此，即使电阻率p约为lCr5欧姆厘 米(大约比良好块体导体小十倍)，d小于大约1微米(10"厘米)厚也可 以满足标准。因此，大多数任何可能印刷厚度的相对电阻性聚合物导 体也可以运用。
第一装置模块101可以附接到载体基底103，以使得底板108与 薄导电层128电接触，而留下一部分薄导电层128被暴露。然后在薄 导电层128的暴露部分和第二装置模块111的底部电极114的暴露部 分之间实现电接触。例如，在薄导电层128上和底部电极114的暴露 部分对准的位置，设置导电材料129(例如，更导电的粘接剂)的凸块。 该导电材料129的凸块足够高，从而当第二装置模块lll附接到载体 基底时可以接触到底部电极114的暴露部分。可以选择凹槽117、 119 的尺寸，以使得薄导电层128基本上不可能接触到第二装置模块111 的底板118，这种接触是不希望发生的。例如，底部电极114的边缘 可以相对于绝缘层116回切，回切量CB!大约为400孩t米。底板118可以相对于绝缘层116回切，回切量CB2远远大于CB!。
装置层102、 112优选为能够大规模制造的类型，例如能够在巻 到巻(roll to roll)加工系统中大规模制造。有大量不同类型的装置结构 可以用于装置层102、 112。作为示例，而不丧失通用性，图1A中的 插图示出装置层102中的CIGS活性层107和相关层的结构。作为示 例，活性层107可以包括基于包含IB、 IIIA和VIA族元素的材料的 吸收剂层130。优选地，吸收剂层130包括铜(Cu)作为IB族元素、镓 (Ga)和/或铟(In)和/或铝作为IIIA族元素，以及硒(Se)和/或硫(S)作为 VIA族元素。在于2001年7月31日授予Eberspacher等人的美国专 利6268014以及Bulent Basol等人提交的、2004年11月4日公开的 美国专利申请公开号No. US 2004- 0219730 Al中公开了这些材料(有 时候称为CIGS材料)的示例，通过引用将这些美国专利结合于此。窗 层132通常用作吸收剂层130和透明导电层109之间的连接配合部。 作为示例，窗层132可以包括硫化镉(CdS)、硫化锌(ZnS)或者硒化锌 (ZnSe)或这些化合物的两种或更多种的组合。可以例如通过化学浴槽 沉积或化学表面沉积来沉积这些材料的层达大约50纳米至大约100 納米的厚度。不同于底部电极的金属层134可以设置在底部电极l(M 和吸收剂层130之间，以抑制金属从底部电极104的扩散。例如，如 果底部电极104由铝制成，则层134可以是钼层。这可有助于携带电 子负荷并提供特定的保护品质。而且，其材料与层13的材料类似的 另一层135也可被设于层134和铝层104之间。此材料可与层13的 材料一样，或者它可以是从为层13所列材料表中选出的另 一种材料。 视需要，另一层137也可被设于层104的另一侧。该材料可与层135 的材料一样，或者它可以是从为层13所列材料表中选出的另一种材 料。类似于层135和/或137的保护层可设于这里所描述的任何实施例 上的箔片周围，比如但不限于图5和6中所示。
虽然为了示例描述了 CIGS太阳能电池，但是本领域技术人员会 意识到，串联互连技术的实施例可以应用于几乎所有类型的太阳能电 池结构。这种太阳能电池的示例包括但不限于基于无定形硅的电池、Graetzel电池结构(其中，利用电荷转移染料单层涂敷由几纳米大小的 二氧化钛颗粒构成的光学透明膜，以为集光而敏化该膜)、具有无机多 孔半导体模板其中由有机半导体材料填充孔的纳米结构层(例如，参见
美国专利申请/〉开号US2005-0121068 Al，通过引用将该专利申请结 合于此)、聚合物/混合物电池结构、有机染料、和/或C6。分子和/或其 它小分子、微晶硅电池结构、随机设置的纳米杆和/或散布在有机基质 中的无机材料的四角锥体、量子点基电池、或者上述的组合。而且，
电子装置。 、 、'、、1 P 、 、 '' ，
可替换地，光电子装置101、 lll可以是发光装置，例如有机发 光二极管(OLED)。 OLED的示例包括基于发光聚合物(LEP)的装置。 在这种情况下，活性层107可以包括聚-3，4-亚乙二氧基-噻吩(poly (3，4) Ethylendioxythiophene):聚磺苯乙烯(PEDOT: PSS)，它可以通过例 如湿涂敷等工艺在底部电极104、 114上沉积到通常为50至200纳米 之间的厚度，然后进行烘烤以去除水分。PEDOT: PSS可以从德国莱 沃库森(Leverkusen， Germany)的拜耳(bayer)公司获得。然后将聚芴 (polyfluorene)基LEP沉积在PEDOT: PSS层上(通过例如湿涂敷)达 大约60 - 70纳米的厚度。合适的聚芴基LEP可以从Dow Chemicals Company (Dow化学品)公司获得。
透明导电层109可以例如是透明导电氧化物(TCO)，比如氧化锌 (ZnO)或掺杂有铝的氧化锌(ZnO:Al)，它可以利用多种方法来沉积， 包括但不限于賊射、蒸镀、CBD、电镀、CVD、 PVD、 ALD等等。 可替换地，透明导电层109可以包括透明导电聚合层，例如掺杂的 PEDOT(聚-3，4—亚乙二氧基-噻吩)的透明层，它可以通过旋涂、浸渍 或喷涂等工艺来沉积。PSS: PEDOT是基于由二醚桥接的噻吩杂环 (heterocyclic thiophene ring bridged by a diether)的掺杂导电聚合物。 掺杂有聚磺苯乙烯(poly(styrenesulfonate))(PSS)的PEDOT的水分散 体可以由马萨诸塞州牛顿市的H.C. Starck生产的、商标为Baytron P 的产品获得。Baytron⑧是德国莱沃库森的Bayer Aktiengesellschaft(下文称为拜耳公司)公司的注册商标。除了其导电特性之外，PSS:PEDOT 还可以用作平面化层，这可以改进装置性能。使用PEDOT的一个潜 在缺陷在于典型涂层的酸特性，这可以作为使PEDOT可以化学攻击 太阳能电池中的其它材料、与之发生反应或者使其退化的原因。可以 通过阴离子交换过程来去除PEDOT中的酸性成分。无酸性的PEDOT 可以从市场上买到。此外，可以从卡罗拉多州的Wheat Ridge的TDA 材料购买到类似材料，例如01igotronTM和AedotronTM。
可以利用可固化聚合物例如环氧树脂或硅烷来填充第一装置模 块101和第二装置模块111之间的间隙。可选的密封层(未示出)可以 覆盖阵列100，以提供环境抵抗性，例如，防止暴露于水或空气。该 密封层还可以吸收紫外光，从而保护下面的层。合适的密封层材料的 例子包括一个或多个含氟聚合物层，例如THV(例如，Dyneon的 THV220氟化三元共聚物，即四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的氟 化热塑性(fluorothermoplastic)聚合物)、Tefzel⑧(DuPont)、 Tefdel、 乙烯基醋酸乙烯脂(EVA, ethylene vinyl acetate)、热塑性塑料、聚酰 亚胺、聚酰胺、塑料与玻璃的纳米叠层复合物(例如，在被共同转让的、 Brian Sagar和Martin Roschdsen的、题为"INORGANIC/ ORGANIC HYBRID NANOLAMINATE BARRIER FILM (无机/有机混杂纳米 叠层势垒膜)，，的共同未决美国专利申请公开US 2005-0095422 Al中所 迷的势垒膜，通过引用将该美国专利申请结合于此)，以及上述材料的 組合。
有许多种用于制造根据本发明的实施例的互连装置的不同方法。 例如，图3示出一种这样的方法。在该方法中，该装置构造在连续装 置片材202上，该连续装置片材包括底部电极和透明导电层之间的活 性层，例如，如上参照图2A-2B所述。装置片材202还被图案化形 成具有接触件203,类似于图2A所示的接触件120。可以通过如上所 述的导电轨迹(未示出)来电连接接触件203。绝缘层204和底板206 还构造成连续片材。在图3所示的示例中，已经回切了绝缘层204， 以例如形成和底板层206中的类似凹槽207对准的凹槽205。底板层206中的凹槽大于绝缘层204中的凹槽。装置片材202、绝缘层204 和底板层层叠在一起，形成叠层208，其中绝缘层204位于装置片材 202和底板206之间。然后沿与凹槽205、 207交叉的虛线将叠层208 切成两个或更多个装置模块A、 B。然后在载体基底211上设置导电 粘接剂210(例如，导电聚合物或银墨水)的图形。模块粘附到载体基 底211上。导电粘接剂210的更大区域212与模块A的底板206电接 触。导电粘接剂210的指状件214从该更大区域212伸出。指状件214 和模块B的凹槽205、 207对准。可以在指状件214上设置额外的导 电粘接剂，以便于经凹槽205、 207与模块B的底部电极电接触。优 选地，指状件214窄于底板206的凹槽207，从而导电粘接剂210不 会与模块B的底板206不期望地电接触。
在图3所示的实施例中，装置片材、绝缘层和底板在切成各个模 块之前层叠在一起。在替换实施例中，首先切割这些层，然后再装配 成模块(例如，通过层叠)。例如，如图4所示，第一和第二装置模块 A，、 B，可以分别由预切装置层302A、 302B;绝缘层304A、 304B和 底板306A、 306B分别层叠形成。每个装置层302A、 302B包括透明 导电层和底部电极之间的活性层。至少一个装置层302A包括上述类 型的电接触件303A(和可选的导电轨迹)。
在该示例中，通过简单地使得模块B的底板层306B短于绝缘层 304B，使得绝缘层304B向外伸出底板层306B的边缘，从而回切模 块B的底板层306B。类似地，通过使得绝缘层304B短于装置层302B， 或者更具体而言，短于装置层302B的底部电极，从而回切绝缘层 304B。在将预切层层叠在一起形成模块A，、 B，之后，这些模块附接 到栽体基底308，以及在模块A，的底板306A和模块B，的装置层302B 的底部电极之间进行电连接。在图4所示的示例中，通过导电粘接剂 310以突出部分312进行连接，该突出部分接触到底部电极，同时避 免不必要地接触到模块B，的底板306B。
图5A-5B示出图4所示方法的变型，它减少了导电粘接剂的利 用量。第一和第二模块A"、 B"由预切装置层402A、 402B;绝缘层404A、 4(MB和底板层406A、 406B装配而成，然后附接到载体基底 408。隔离的电接触件403A穿过装置层402A、底部电极405A和绝缘 层406A实现电接触，如图5B所示。模块B"的绝缘层404B和底板 406B的前缘相对于装置层402B被回切，如上参照图4所述。然而， 为了便于电接触，模块A"的底板406A的后缘延伸超过装置层402A 和绝缘层404A的后缘。因此，模块B"的装置层402B与模块A，，的 底板406A重叠。底板406A的暴露部分407A上的导电粘接剂的脊状 部412与装置层402B的底部电极405B的暴露部分电接触，如图5B 所示。
在上述方法的优选实施例中，可以例如如上所述构造各个模块， 然后按领域分类。例如，可以测试两个或更多个装置模块的一个或多 个性能特性，例如光电子效率、开路电压、短路电流、填充系数等等。 满足或超过性能特性的验收标准的装置模块可以用于阵列中，而那些 不满足验收标准的则被弃用。验收标准的示例包括光电子效率或开路 电压的门限值或可接受范围。通过单独对装置模块进行分类并将它们 形成为阵列，可以比整体构造装置阵列获得更高的产量。
在对透明导电层和底板之间的电接触件120的讨论中，形成通 孔，它涂敷有绝缘材料以及填充有导电材料。在替换实施例中，利用 底部电极的一部分作为电接触件的一部分，可以实现到透明导电层和 底板之间的连接。图6A-6H示出如何实现这一点的示例。具体而言， 开始时的结构为结构500(如图6A所示)，它具有透明导电层502(例如， Al:ZnO， i:ZnO)、活性层504(例如，CIGS)、底部电极506(例如，100um Al)、绝缘层508(例如，50umPET)、以及底板510(例如，25um Al)。 优选地，底板510是薄铝带的形式，利用绝缘粘接剂作为绝缘层508 将它叠层到底部电极506。这能够大大简化制造过程并减小材料成本。
在如图6B所示的一个或多个位置，在底部电极506和底板之间 实现电连接部512。例如，利用激光焊接，穿过绝缘层508形成点焊。 通过在单个步骤中进行电连接来使得该过程有吸引力。可替换地，通 过钻出穿过底板510和绝缘层508至底部电极的盲孔，然后利用导电材料例如焊料或导电粘接剂来填充该盲孔，来形成电连接部512。
如图6C所示，在电连接部512的周围形成闭环(例如，圆圏)形 式的沟槽514。该闭环沟槽514切割穿过透明导电层502、活性层504 和底部电极506，到达底板510。沟槽514将底部电极506、活性层 504和透明导电层502的一部分与结构500的其它部分隔离。可以采 用例如激光加工的技术来形成沟槽514。如果利用一个激光束进行激 光焊接形成电连接部512，并且利用第二激光束形成沟槽514，这两 个激光束可以从结构500的相反两侧彼此预对准。在两束激光预对准 的情况下，可以在单个步骤中形成电连接部512和沟槽514，从而增 强总体加工速度。
形成隔离沟槽的过程会导致透明导电层502和底部电极506之间 的电短路511、 517。为了电隔离形成在沟槽514的外侧壁513上的不 期望的短路511，穿过透明导电层和活性层至底部电极506形成隔离 沟槽516，如图6D所示。隔离沟槽516围绕闭环沟槽514,并且使该 沟槽的外侧壁513上的短路511与结构500的其它部分电隔离。利用 激光刻划工艺形成隔离沟槽516。较小厚度的被刻划的材料可以减小 因形成隔离沟槽516导致的不期望的短路的可能性。
注意到，并非透明导电层502和底部电极506之间的所有短路都 是不期望的。沿沟槽514的内侧壁515的电短路517可以提供到电连 接部512的期望电路径的一部分。如果存在足够多的期望短路，则可 以实现如图6E-6F所示的电接触件。首先，绝缘材料518沉积到闭 环沟槽514和隔离沟槽516中，例如，沉积成中间有孔的"圓环形"图 形，如图6E所示。接着，在结构500中包括由沟槽514围绕的隔离 部分和非隔离部分的那些部分上方，沉积导电指状件520，如图6F 所示。可以以使得提供足够平面化的表面以便适用于形成导电指状件 520的方式沉积绝缘材料518。然后在沟槽514外部的非隔离部分中 的透明导电层502和底板510之间，经指状件520、隔离部分内的透 明导电层、沟槽514的内侧壁上的电短路517、沟槽514内部的底部 电极506的部分和电连接部512，形成电接触。此外，如果短路517没有提供足够的电接触，则钻孔和填充过程 可以提供指状件520和底部电极506的隔离部分之间的电接触。在图 6G-6I所示的替换实施例中，当绝缘材料518，如图6G所示沉积时， 该绝缘材料518，覆盖该隔离部分。覆盖隔离部分的绝缘材料518，可以 例如通过激光加工或例如钻孔或冲孔的机械过程来去除，同时去除透 明导电层502和活性层504的对应部分，从而经开口 519暴露底部电 极506，如图6H所示。导电材料520，形成导电指状件，如上所述。 该导电材料经开口 519接触到暴露的底部电极506，并实现如图61所 示的期望电接触。
注意到，参照图6A-6I的上述技术可以有多种变型。例如，在 一些实施例中，在形成闭环沟槽以及利用绝缘材料将其填充之后实现 电连接部512是可取的。用于形成电接触的上述过程具有若干优点。 加工步骤得以简化。更加容易沉积绝缘层，而不用担心会覆盖底板。 该过程产生用于沉积指状件520、 520，的平坦表面。经激光焊接，可 以在底部电极506和底板510之间获得可靠的电接触。而且，可以隔 离电短路，而不会危及100%产量。
现参见图7，现在将描述本发明的另一实施例。本发明的此实施
例涉及为光致电压电池提供低成本结构和材料，该电池面向射入阳光 的导体产生低遮蔽和电阻性损耗，并促进串联互连。
传统上，透明导体(TC)层特别是有溶液涂布的TC层的电阻 率在光致电压装置中引起的电损失过高。解决此电阻率问题的一种已 知方法是在TC上加上一层薄导电轨迹。该轨迹可用电阻率比如在大 约1-50x10-6欧姆厘米左右的高导电金属制成。在使用常规轨迹的 已知装置中，在如此优化结构中的面积(遮蔽)损失大约为11%，而 TC薄层电阻为40欧姆/平方时，总损失大约为19%。不幸地，即使 是印刷的轨迹、指状件或格栅，仍有两个原因造成效率损失。首先， 指状件是不透明的，因此在其下面的光致电压材料上形成遮蔽。第二， 指状件有有限的电阻，会造成一些功率损耗。这些因素有一个最佳点， 因为将遮蔽降至最小意味着更窄的指状件，而将电阻降至最小意味着更大的指状件。而且，制造非常小的指状件是不现实的，因为它们需 要昂贵的技术。尽管可以用真空沉积的金属得到最大导电率的轨迹， 该方法要求昂贵的沉积系统以及图形。
现参见图1和7，尽管本发明的结构极大地降低了 TC对导电率 的要求，更大的降低仍将是有利的，这可通过提供比常规使用更窄(因 此较少阻碍光线)的指状件达到。通过适当配置此类指状件、轨迹或 格栅的大小和形状，对薄层电阻高达大约200欧姆/平方的TC，可得 到大约为10%或更少的小损失，而该电阻已超过常规结构要求的10 倍大。在另 一个实施例中，指状件遮蔽和电阻造成的总损失大约是5% 或更少。ZnO或者TC的厚度可被减少到-50 - 250 nm。
参见图7，轨迹626可与EWT结构的多个通孔620互连以减少 总薄层电阻。应了解，可如图7所示，并如前述图2B-2D所示使用轨 迹626的多种图形或取向。通过非限制性示例，通孔620可彼此相距 大约l厘米，而轨迹626则将每个接触件与最靠近的接触件相连，或 者在某些情况下，与围绕其的透明导体相连。轨迹626的宽度可在大 约1微米和大约200微米之间，优选地在大约5微米和大约50微米 之间。较宽的线意味着较大的分隔，以便避免过量遮蔽损失。
计算表明，对典型商业可得的轨迹材料，例如但不限于电阻率在 1 - 10 x 10-5欧姆厘米范围内的导电环氧树脂，线宽是一个关键因子， 最好是小至大约25微米的宽度，这将在lmm间隔时带来大约2.5% 的遮蔽损失。线段的垂直厚度可在大约1至20微米之间的高度。在 本发明的一个实施例中，线段间隔理想地为大约1至大约2 mm左右， 而长度大约为0.5mm。轨迹的薄层电阻可低于大约150m欧姆/平方， 且理想地为不超过大约50 m欧姆/平方。在这些值左右的轨道宽度、 间隔、长度、厚度和电阻率的多种组合可被用来实现相当小的总损失。 作为非限制性示例，在其他有较大线宽的实施例中，指状件、轨迹或 格栅的截面面积之大小使得它们得到大约10%或更少的总损失。总截 面面积可减少的电损失足够补偿与任何线宽增大而带来的遮蔽增加 相关的损失。在一个实施例中，轨迹的截面面积的大小设定成使指状件的薄层电阻在大约150m欧姆/平方和大约50m欧姆/平方之间。在 大体上所有情况下，印刷此类轨迹的优点为所要求的透明导体厚度和 /或导电率大幅减少，由此带来了材料和制造设备成本以及透明导体光 学％传输损失的重大减少。
在本发明的另一实施例中，为了在适当制备的基底上得到25微 米的线宽，多种技术，比如但不限于凹版印刷可被用于提供所想要的 线宽。也可使用丝网印刷提供从大约5至大约25微米或更大的线高， 从而在维持导电率的同时引起线宽的第三维变化性。在一个实施例 中，在非丝网印刷轨迹的范围中，该线高可为从大约1至大约10微 米。在另一个实施例中，在非丝网印刷轨迹的范围中，该线高可为从 大约2至大约6微米。而在另一个实施例中，该线高可在从大约3至 大约5微米的范围中。因为丝网印刷典型地使用有较高粘度的材料， 它比其他技术能得到较厚的沉积，且当适当应用时，能提供小于50 微米宽的窄线。
图8和图9示出其他可能的轨迹配置。例如，图8示出多个交叉 轨迹626会聚于通孔620。 一个六角形轨迹630也可^皮用来与从通孔 620延伸出的多个轨迹626交叉。线宽可处于上面讨论的范围中以得 到所想要的值。在一个非限制性示例中，线段可被设成公称宽度为大 约60im宽的线，但可宽至大约150-大约200im。薄层电阻可是大 约l欧姆/平方。图形也可包括具有更宽的线宽以用于轨迹626特定 段的凸块632。视需要，某些轨迹图形可不带凸块632。图9示出一 种图形，其中多个轨迹626从通孔620呈辐射形伸展出去。应了解， 使用这些图形的本发明的实施例的线宽可在大约5至大约50微米的 范围内。在另一个实施例中，线宽可在大约70和大约IIO微米之间； 薄层电阻是大约50欧姆/平方。某些实施例的线宽可在大约20至大 约30微米之间以提供大约10%或更少的总损失。
现参见图10,现在将描述本发明的另一个实施例。应了解，为 了使EWT太阳能电池配置经济可行，需要一种在基底中快速制造大 量小通孔的方法。 一条实际生产线要求达到大约每分钟数平方米的产量。在硅晶片中这么做将是非常不现实的。在本发明的实施例中，用 同时冲出许多通孔的机械沖孔设备或者用激光烧灼可在几千分之一
英寸厚的金属箔片中以这些速度有利地制成通孔。图10示出用于本 发明的一种沖孔设备650的实施例。它包括沖孔设备650，其可包括 多个穿刺件652以同时产生多个通孔。在其他实施例中，激光装置654 (以虚线示出)可视需要被用于在基底656中烧灼多个通孔。而又一 个实施例可包括但不限于单独地而不是以同时批量方式产生各个通 孔的冲孔、激光或其他成孔装置。
薄膜太阳能电池的顶部导体经常由ZnO的一种掺杂形式组成， 其为一种较易碎的材料，当受一种冲孔器的剪力时，它很干净地裂开， 而不变形。如果此种或任何其他所用的TC变形以致有很大可能性在 TC和底部导体(其仅为1-2微米垂直距离远)之间形成电接触，则 有必要在冲孔前去除TC。在ZnO的情况中，这可通过短暂接触温和 的酸例如醋酸(尽管也可使用其他酸)来完成。通过一个液滴分配器 将酸印刷入聚合体丝网中的孔中，该丝网被暂时贴在装置箔片的顶 部，并通过张力被保持在原位直到通过清洗去除酸。如果通过激光烧 灼形成通孔，则该去除过程特别有用，因为激光加热易于同时融化 ZnO和所有其周围的材料，并可能引起短路。
尽管不限于下列范围，当有数个参数值的一个范围可以选择时， 通孔的直径最好不应超过l mm,并应优选地更小。例如，如果通孔 的直径是l mm且通孔间隔为10mm，由通孔面积引起的部分损失为 0.8%，在直径是0.5mm时，其为0.2%。但是，在直径是1.5mm时， 该损失是1.8%。
现参见图11A-11D,现在将描述本发明的另一方面。图11A为 截面示意图，示出透明导体700、光致电压层702、底部电极704、绝 缘层706和垫层708。为易于图解，光致电压层702被表示为一个单 一层，但应了解，它可包括多个层，比如但不限于图2A所示的装置。 图11A中的此装置为一个带有未绝缘通孔710的中间装置。图 11A-11D示出根据本发明绝缘通孔710的一种方法。如图IIA所示，箭头712示出将要喷涂绝缘材料的方向。此喷涂可使用多种技术，包 括但不限于喷雾技术来完成。箭头712示出喷涂实际上从该中间太阳 能电池装置的一个"下侧，，而来。在此特定实施例中，整个装置被翻转 过来以便进行喷涂程序(即透明导体700处于堆叠的底部)。应了解， 在其他实施例中，喷涂可从其他方向或从两侧按顺序或同时进行。也 可不如图IIA所示把整个堆叠翻转过来而进行绝缘材料的喷涂。绝缘 材料可以是EVA、 PVOH、 PVA、 PVP和/或另一种绝缘材料，比如 任何对金属箔片704和718有良好粘性的热塑性聚合体。EVA优选地 以在水中大约40 - 65 %重量比的乳状液使用。在喷涂后，在60-90 度以Tg < 150°C干燥大约卯秒。
现参见图IIB，如箭头712所示的绝缘材料喷涂生成至少覆盖通 孔710侧壁的绝缘层714。绝缘层714可视需要被过量喷涂以覆盖透 明导体700的某些部分，从而确保绝缘层使通孔710的侧壁被完全绝 缘。过量喷涂部分716也可改善绝缘层714对层堆叠的粘性。
图11C示出垫层708可被去除以去除绝缘材料714的底层。视 需要，应了解层708可实际上包括多个离散层，比如但不限于一个垫 层、 一个粘结层和一个垫层。这可产生一个对与其接触的材料有着更 好脱离和/或粘结性能的垫层。 一种垫层材料可与一种特定材料，而不 是其他材料，有更好的相互作用。这使得垫层可被优化以得到所想要 的性质。另外，层708可带有多个离散层，包括一个垫层、 一个粘结 层、 一个PET或电绝缘层、 一个粘结层和一个垫层的配置，其通过 含有该PET或电绝缘层保证电绝缘。
图11D示出当垫层708被去除后，后电极718可被设于堆叠的 下侧。现在固化该堆叠以使后电极与绝缘层有良好的粘结。在EVA 的情况下，在150C进行大约20分钟的该固化。应了解，在本发明的 一些实施例中，后电极718可以是覆盖整个后面的一种材料的箔片。 通孔710被一种导电材料720填充，而指状件722与导电材料720相 连。
现参见图12A-12C，现在将描述本发明的另一实施例。如图12A所示，将要被喷涂绝缘材料的层堆叠不包括前图11A中所示的垫层 708。在本实施例中，该绝缘材料也带有一种粘性。因此，在形成绝 缘层740后不需要将其从下侧去除，且不再需要垫层708和绝缘层 706。箭头712示出可使用一种或多种技术，比如但不限于喷雾技术， 喷涂该绝缘材料以覆盖通孔710的侧壁和层706的下侧。
图12B示出，绝缘层740形成覆盖通孔710的侧壁且沿层706 的基本上整个后侧的一个层。这简化了步骤数，因为不再需要步骤去 除垫层或以前设置的绝缘层。后电极层718 (图12C)可被直接设于 层740上。
图12C示出， 一旦可设置后电极层718且增加导电材料720以 通过轨迹722形成一个电连接，透明导体层700被连接至后电极718, 同时通过绝缘层740与底部电极704绝缘。
现参见图13A-13B，现在将描述本发明的另一实施例。本发明的 此实施例描述沿通孔的侧壁形成绝缘层的另一种方法。如图13A所 示，沿层704的后侧形成几乎完全一致的绝缘材料层750。视需要， 该层750带有粘性以便附上后电极层770。层750流入通孔并覆盖其 侧壁，覆盖厚度与其在底部电极704上的厚度相当。侧壁涂层的精确 厚度在某种程度上取决于通孔的纵横比(通孔直径与箔片厚度的比 例)以及涂层溶液的粘度。在一个实施例中，有充足的材料沿通孔 710的壁提供厚度在大约20至大约IOO微米之间的一个层。应了解， 从层750来的一些材料也会填充通孔710的部分或全部。为易于图解， 层750被描绘成延伸过通孔。由箭头752指示的一个气体源可被用来 引导或流动该材料从层750进入通孔710。视需要，该源可吹气体、 惰性气体或空气。另外，应了解，真空源754 (以虛线显示)可被用 来代替吹气或与该气体源组合使用。
可使层750形成有足够的厚度，以使有充足的材料流入通孔并覆 盖侧壁，而不会太薄且不填满整个通孔。在一个实施例中，装置的层 厚度可在大约50-100微米的范围内。在另一个实施例中，装置的层厚 度可在大约50-100微米的范围内。在另一方面，层750中有足够的材料以大约20至大约100微米的厚度在通孔的侧壁上形成绝缘材料涂 层。
如图13B所示，当通过把材料拉至通孔710的侧壁以形成绝缘 层750时，通孔710保持通畅。通孔710保持通畅以允许导电材料720 被填入通孔710中。这种印刷一致层的方法可允许沿通孔壁形成较厚 的绝缘层750。
图13C示出，后电极层770可被连至层750。通孔710被导电材 料720填充，并被连至指状件722，而该指状件把透明导体700电气 连接至后电极770。
当然应了解，使用喷涂的方法和使用空气沖击的方法(通过正和 /或负压)是可通过单个或多个步骤而组合的。作为非限制性示例，绝 缘材料的喷涂应用可随后用空气沖击加以处理(通过正和/或负压)， 以确保该喷涂应用中任何可能闭塞通孔的材料被引导至涂布该通孔 侧壁或确保侧壁被完全涂布。视需要，在另一个非限制性示例中，如 果绝缘层未达到想要的厚度，可通过喷涂绝缘材料到至少通孔的侧壁 上来补充使用一致涂布及空气沖击技术而被应用的绝缘材料。在又一 个非限制性示例中，绝缘材料的一个初始层可被喷涂至通孔的侧壁 上，然后可使用空气沖击技术加一个一致涂层以加厚该绝缘层。在其 他实施例中，可使用两个喷涂步骤以达到层厚度。另一实施例使用两 个涂布步骤(在每次涂层后使用空气冲击)以达到想要的层厚度。
现参见图14A-14B,现在将描述本发明的另一个实施例。图14A 示出，在层704上加一个绝缘材料层760。在此实施例中，添加材料 层760的方式是几乎所有的通孔被层760的材料堵塞或至少部分填 充。在其他实施例中，通孔仅有一部分被堵塞。通过非限制性示例， 层760的材料可以是EVA、 PVOH、 PVA、 PVP、 UV固化绝缘油墨， Tg小于大约150。C的热塑性聚合体，或者这些材料的组合。该材料 的厚度可以大体上与图12-13中所提范围相同。可使用多种基于溶液 的涂布技术以沉积材料760，包括但不限于湿涂、喷涂、旋涂、刮刀 涂布、接触印刷、顶部输入反向印刷、底部输入反向印刷、喷嘴输入反向印刷、凹版印刷、显微照相凹版印刷、反向显微照相凹版印刷、
直接印刷、滚涂、狭缝模具式涂布、meyer棍涂布、模唇直接涂布、 双模唇直接涂布、毛细管涂布、喷墨印刷、喷射沉积、喷涂沉积等等， 以及以上和/或相关技术的组合。
视需要，可被用来沉积薄膜的喷头包括例如超声喷嘴喷头、空气 雾化喷嘴喷头和雾化喷嘴喷头。在超声喷头中，圆盘形的陶瓷压电传 感器把电能转换成机械能。该传感器从作为振荡器/放大器组合的电源 接受高频信号形式的电输入。在空气雾化喷头中，喷嘴混合空气和液 体流以生成完全雾化的喷射。在雾化喷头中，喷嘴使用加压液体的能 量以雾化该液体，并随后生成喷射。
如图14A所示，通孔710可被材料760至少部分堵塞。在此实 施例中，该通孔的部分堵塞在通孔710中提供过量材料以确保有足够 的材料760来覆盖通孔710的侧壁。气体和/或蒸汽可被强行通过通孔 710以"清空"被堵塞的通孔，但仍旧在通孔710的侧壁上留下一些材 料760。源752可吹出气体、惰性气体或空气在被闭塞的通孔中生成 一个开孔。在本发明的一些实施例中，空气刀、持续空气喷射、射流 空气、脉冲空气、非脉冲空气和/或其他空气冲击技术可被用来打开通 孔710的闭塞。在以上任何一种技术中，其他类型的气体，比如但不 限于惰性气体，可被用来代替空气。视需要，源752可位于目标表面 之上或其下面。视需要，可使用两个或更多的源。作为非限制性示例， 可在目标表面上面和下面同时提供按顺序、同时、或以其他时间安排 方式运行的源752和753。源752和753可使用相同或不同类型的气 体。视需要，源752和/或753可有不同的取向。在仅使用一个源的实 施例中，该源可被取向为以正交或一个角度向目标吹气。同样地，该 单个源可以在目标表面之上或其下面。带有超过一个源的一些实施例 可以有源向目标正交吹气，其他源以一个角度向目标吹气，同时一些 实施例可以同时使用一个正交取向的源和一个非正交取向的源。
图14B示出，当通孔710不被堵塞时，材料760将延伸进入通 孔710并覆盖其中至少一部分侧壁。视需要，材料760将覆盖通孔710中几乎所有的侧壁。如图所示，清空通孔710将在通孔的上面和下面 都留下材料760。如图所示，清空通孔710可生成材料760的一个部 分762,该部分覆盖在通孔710周围。这提供额外的材料以防止不想 要的电气短路。
图14C示出被添加的额外材料层以完成本发明的此实施例。通 孔710被导电材料720填充，且导电指状件722被接至导电材料720。 后电极层770可被接至层760。导电材料720被接至指状件722，其 将透明导体700电气连接至后电极770。应了解，后电极770可由一 种或多种下列材料组成不锈钢、铜、钛、钼、钢、铝、任何前述材 料的镀铜形式、任何前述材料的镀银形式、任何前述材料的镀金形式、 或其中的任何组合。
现参见图15A-15C，现在将描述本发明的另一实施例。此实施例 示出，绝缘层780可被加至电极层704上。图15A示出添加绝缘层 780的各种方法，类似图14A所示。图15B示出额外的绝缘材料层784 (以虚线显示)可视需要被添加至绝缘层780。在一个实施例中，额 外的层784可以由与层780 —样的材料组成。备选地，在其他实施例 中，层784可由不同材料組成。视需要，层784可以由乙烯基醋酸乙 烯脂(EVA)、聚乙烯醇(PVOH)、聚醋酸乙烯酯(PVA)、聚乙烯吡咯 烷酮(PVP)、 UV固化绝缘油墨和/或一种Tg低于大约150°C的热塑性 聚合体組成。图15C示出可被添加的其他层。在一个实施例中，UV 油墨可以是一种UV固化氨基甲酸乙酯人造橡胶，比如但不限于 Master Bond Inc.的Master Bond UV15X曙5。通孔710被导电材料720 填充，且导电指状件722被接至导电材料720。后电极层770可4皮接 至层780。
现参见图16A-16B,现在将描述本发明的另一实施例。图16A 示出打开被堵塞的通孔的一种机械方法。这可以包括将机械探头、针 头、针、棒或者其他突出物伸入或穿过被闭塞的通孔710。图16A示 出带多个用于穿透闭塞的探头789的一个旋转装置788。此类机械技 术可被用来打开这里所示的任何被闭塞的通孔，包括图13-15中所描述的那些。图16A也示出，绝缘材料7卯可以一种方式来填充通孔 710而几乎不覆盖周围表面。这可允许更为精确的材料使用。通过非 限制性示例，可通过喷墨技术、针沉积、橡胶滚轴、刮刀、点滴技术 或者其中的组合将材料790沉积入通孔710中。
图16B示出，在此实施例中，清空闭塞将沿通孔710的侧壁留 下一层材料790。在一些实施例中，这可以提供足够的电绝缘。视需 要，在其他实施例中也可使用额外的绝缘材料。通过非限制性示例， 额外的绝缘材料可以是以图13、 14或15所示方法被溶液沉积在材料 790上。这将覆盖材料790以确保不同导电层之间足够的耐电压。此 第二种材料可以与材料790相同。备选地，它们可以是不同的材料， 优选为两者均为电绝缘。备选地，可以现使用以下之一乙烯基醋酸 乙烯脂(EVA)、聚乙烯醇(PVOH)、聚醋酸乙烯酯(PVA)、聚乙烯吡 咯烷酮(PVP)、 UV固化绝缘油墨和/或一种Tg低于大约150°C的热塑 性聚合体。此后，与上述所列材料不同的一种材料(或其他电绝缘体) 可以被用在层790之上。
尽管本发明通过这里的特定实施例被加以描述和说明，本领域技 术人员将会理解可以作出各种改变、变更、修改、替换、删除或添加 程序及协议，而不偏离本发明的精神和范围。例如，对任何上述实施 例，喷涂绝缘材料的使用也可以与其他印刷技术组合以向太阳能电池 上添加各种材料层。在一个实施例中，绝缘材料可由喷涂技术提供， 同时填充通孔可通过印刷来完成，反之亦然。应了解，本发明的方法 和装置可被改装以便用于其他装置，其通孔穿过一层或多层此类装 置。为易于图解，这里的通孔被示为圓形，但在其他实施例中，它们 可以是方形、长方形、多边形、椭圆形、三角形、其他形状，或者前 述形状之组合。也应了解，任何这里的喷涂、空气冲击或涂布技术均 可以被配置用于从辊到辊型的基底或箔片处理系统。
而且，浓度、数量和其他数值数据可以一种范围格式在这里表示。 应了解，这样的范围格式仅是为了方便和简洁而使用的，应灵活地理 解这些范围以不仅仅包括被明确表达为范围极限的数值，同时也包括该范围内的所有单个数值或次范围，如同每个数值或次范围均被明确
表达。例如，大约1 nm至大约200 nm的一个尺寸范围应,皮理解为不 仅仅包括被明确表达为范围极限的大约1 nm和大约200 nm，也包括 各个单个尺寸，比如2 nm、 3 nm、 4 nm和次范围，比如10 nm至 50 nm、 20 nm至100 nm， 等等...
提供这里所讨论或引用的公开文献仅仅只是为了列出在本申请 的提交日之前的现有技术公开内容。这里的任何内容都不应解释为承 认本发明没有资格先于先前发明的这一公开。而且，提供的公开文献 的日期可能不同于实际
公开日期，这需要独立验证。这里涉及的所有 公开文献都通过引用结合于此，以公开和描述了和这些公开文献引述 的结构和/或方法相关的内容。例如，2005年1月20日提交的美国专 利申请No.ll/039053以及2005年8月16日提交的美国专利申请 No.ll/207157为所有目的而被通过引用完全结合于此。2006年3月 10日提交的题为"具有绝缘通孔的高效太阳能电池"的美国临时专利 申请No.60/781,165以及2006年4月4曰提交的美国专利申请 No.11/278，645 (律师档案号码NSL-061 )也为所有目的而被通过引 用完全结合于此。
虽然上述内容对本发明的优选实施例进行了完整描述，但是可以 进行多种改变、变型和等价。因此，本发明的范围不应当参照上述描 述来确定，而是应当参照所附权利要求及其等同物的全部范围来确 定。任何特征，无论是否优选，都可以和任何其它特征相结合，无论 这些该其它特征是否优选。在下面的权利要求中，不定冠词"一个，，("a" 或"an")是指该冠词后的一个或多个该部件的数量，除非有特别声明。 权利要求不应当理解为包括装置加功能的限定，除非在给定权利要求 中采用短语"用于......的装置"来明确陈述这种限定。
权利要求
1. 一种装置，包括一种太阳能电池，包括至少一个透明导体、一个光致电压层和多个通孔。
2. —种装置，包括一种太阳能电池，具有高效后电极配置，其中该太阳能电池包括 至少一个透明导体、 一个光致电压层、至少一个底部电极和至少一个 后电极；多个安装在该太阳能电池中的透明导体上之导电指状件；多个与该导电指状件相连的填充通孔，其中该填充通孔通过至少一个透明导体、光致电压层和至少一个底部电极；其中每个填充通孔有一个将电荷从透明导体传导至后电极的传导核心；和一个将每个填充通孔中的传导核心与底部电极绝缘的绝缘层。
3. 根据权利要求2所述的装置，其中通过对通孔进行喷雾涂布 而形成该绝缘层。
4. 根据权利要求2所述的装置，其中通过使用一种粘性材料而 形成该绝缘层。
5. 根据权利要求2所述的装置，其中后导体可与底部电极电气 绝缘，并通过填充通孔而被连接，这些通孔彼此间隔足够近，从而降 低了上部电极的导电率要求，且不再需要以遮蔽母线的面积。
6. 根据权利要求2所述的装置，其中该绝缘层厚度在大约20至 大约100微米之间。
7. 根据权利要求2所述的装置，其中该绝缘层可由至少一种以 下材料制成EVA、 PVOH、 PVA、 PVP和/或一种Tg低于大约150°C 的热塑性聚合体。
8. 根据权利要求2所述的装置，其中该光致电压层由形成P-N 结的至少两个离散层构成，其中至少一个层包括基于CIS的材料。。
9. 根据权利要求2所述的装置，其中填充通孔直径为大约1 mm 或更小。
10. 根据权利要求2所述的装置， 微米或更小。
11. 根据权利要求2所述的装置， 以及每个通孔周围透明导体的一部分， 大约2倍通孔直径的范围内。其中填充通孔直径为大约650其中该绝缘层覆盖通孔的侧壁 其中该部分位于从通孔边缘起
12. —种方法，包括形成包括至少一个透明导体、一个光致电压层和至少一个底部电 极的太阳能电池；形成通过至少一个透明导体、 一个光致电压层和至少一个底部电 极的多个通孔；和涂布通孔以在每个孔中的侧壁上形成绝缘层。
13. 根据权利要求12所述的方法，其中涂布包括通过喷雾喷涂 一种粘在侧壁上的材料而形成该绝缘层。
14. 根据权利要求12所述的方法，其中有一种高效后电极配置。
15. 根据权利要求12所述的方法，另包括 用一个传导核心填充每个通孔，该核心与透明导体电气相连，并通过通孔中的绝缘层而与底部电极电气绝缘；和在基本上每个通孔中形成一个与传导核心相连的后电极。
16. 根据权利要求12所述的方法，其中涂布包括使用一个从太 阳能电池的下面喷涂绝缘材料的源，以基本上完全避免在透明导体上 覆盖有绝缘材料。
17. 根据权利要求12所述的方法，其中涂布包括从太阳能电池 的下面喷涂绝缘材料，以便不用蒙上透明导体即可将沉积在透明导体 上的材料减至最少。
18. 根椐权利要求12所述的方法，其中涂布包括从太阳能电池 的上面喷涂绝缘材料，并蒙上透明导体以将沉积在透明导体上的材料 减至最少。
19. 根据权利要求12所述的方法，其中涂布包括喷涂足够数量 的绝缘材料以覆盖通孔壁，而不完全填满通孔。
20. 根据权利要求12所述的方法，其中涂布包括喷涂足够数量 的绝缘材料以覆盖通孔壁，并覆盖底部电极的底面以形成一个底部绝 缘层。
21. 根据权利要求12所述的方法，其中通过使用一种粘性材料 而形成该绝缘层。
22. 根据权利要求12所述的方法，其中涂布包括通过在通孔中应用喷雾剂而形成一个绝缘层。
23. 根据权利要求12所述的方法，其中涂布包括通过应用一种 绝缘喷雾剂而形成一个绝缘层，该绝缘喷雾剂由一种纯电介性质的成分和一种胶粘组分组成。
24. 根据权利要求12所述的方法，其中涂布包括在用绝缘材料 喷涂通孔并在喷涂之后使用气体冲击以清除被绝缘材料堵塞的任何 通孔。
25. 根据权利要求12所述的方法，其中涂布包括在太阳能电池 一侧的几乎完全一致的涂层上使用气体冲击，以将绝缘材料引入每个 通孔中。
26. 根据权利要求12所述的方法，其中涂布包括通过在太阳能 电池的一侧印刷上一层几乎完全一致的绝缘材料，并使用气体冲击将 该绝缘材料引入每个通孔中，且在对应于每个通孔的一致绝缘层中产 生开口，从而在每个通孔中形成绝缘层。
27. 根据权利要求12所述的方法，另包括在太阳能电池中的透 明导体上形成多个导电指状件。
28. 根据权利要求12所述的方法，其中涂布包括通过在太阳能 电池的一侧印刷上一层几乎完全一致的绝缘材料，并在太阳能电池的 另 一侧使用抽吸将一致涂层的绝缘材料拉入每个通孔中，且在对应于 每个通孔的一致绝缘层中产生开口 ，从而在每个通孔中形成绝缘层。
29. —种方法，包括形成包括至少一个透明导体、一个光致电压层和多个通孔的太阳能电池；涂布通孔以在每个孔中的侧壁上形成绝缘层。
30. 根据权利要求29所述的方法，其中该绝缘层可由至少一种 以下材料制成EVA、 PVOH、 PVA、 PVP、 UV固化绝缘油墨和/或 一种Tg低于大约150°C的热塑性聚合体。
31. 根据权利要求30所述的方法，其中在绝缘层上形成一个第 二绝缘层且该第二绝缘层的材料与绝缘层的材料不同。
32. 根据权利要求30所述的方法，其中在绝缘层上形成一个第 二绝缘层且该第二绝缘层的材料与绝缘层的材料不同，并从由以下材 料中选出EVA、 PVOH、 PVA、 PVP、 UV固化绝缘油墨和/或一种 Tg低于大约150°C的热塑性聚合体。
全文摘要
本发明提供了用于高效太阳能电池的方法和装置。在一个实施例中，该装置包括一个带高效后电极配置的太阳能电池，其中该太阳能电池包括至少一个透明导体、一个光致电压层、至少一个底部电极和至少一个后电极。该装置可包括多个安装在太阳能电池中的透明导体上之导电指状件。该装置可包括多个连接至导电指状件的填充通孔，其中该通孔穿过该透明导体、光致电压层和底部电极，其中该通孔有一个将电荷从透明导体传导至后电极的传导核心。通孔绝缘层可把每个通孔中的传导核心与底部电极分开，其中可用多种技术，包括但不限于对通孔进行喷雾涂布而形成该绝缘层。
文档编号H01L31/042GK101443921SQ200780016606
公开日2009年5月27日 申请日期2007年3月10日 优先权日2006年3月10日
发明者D·洛坤, G·A·米勒, J·R·希茨, S·考 申请人:纳米太阳能公司