本发明专利技术涉及一种用于局部电接触半导体结构的金属结构的制造方法，其中，半导体结构为太阳能光伏电池或太阳能光伏电池的前体，并且具有至少一个半导体层，方法包括下列步骤：a、在半导体层上涂覆至少一层电绝缘的隔离层；b、在隔离层上涂覆至少一层分离层；c、在分离层上形成局部开口；d、在隔离层上形成局部开口；e、至少部分地在分离层上涂覆至少一层金属层，并且在分离层和隔离层的局部开口区域内的半导体层上涂覆至少一层金属层；f、剥离分离层；其中，有时可在步骤a和/或步骤b之前涂覆另外的中间层，步骤c和d合并成一个步骤CD，并且在步骤CD中通过材料剥蚀的方法，同时在分离层和隔离层上形成局部开口。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种根据权利要求I的上位概念所述的。
技术介绍
在太阳能光伏电池中，通常通过金属结构导出载流子。其中已知整面接触的金属结构。而通常用于太阳能电池面向入射光线一侧以及/或者用于减少接触面复合损耗的金属结构则具有一个或多个与半导体结构局部电接触的触点。因此，所述半导体结构通常是一种太阳能光伏电池或者尚在制造过程中的太阳能光伏电池的前体，并且具有至少一个半导体层。··其中，已知借助分离工艺来制造所述金属结构。例如在Konorz, A.、A. Grohe 和 R. Preu 的 Laser ablation of etch resistsfor structuring and lift-off processes, in Proceedings of the 24th EuropeanPhotovoltaic Solar Energy Conference. 2009. Hamburg，Germany (在德国汉堡 2009 年第24届欧洲光伏太阳能会议的会议记录中的用于构造和分离处理的抗腐蚀的激光消融)中介绍了一种方法，其中，首先在硅基底上涂覆电绝缘的钝化层，再在钝化层上涂覆分离层。接着借助激光在分离层上形成局部开口，然后借助湿化腐蚀法，使隔离层在上述分离层已形成开口的区域内形成开口。因此，当进行湿化腐蚀时，分离层可用作保护层。然后，以整面涂覆金属层，因而，所述金属层覆盖分离层，并且在局部开口的区域内覆盖硅基底。当通过湿化学法剥离分离层以及由此也剥离位于其上的金属层后，隔离层局部开口区域内的金属结构会留在娃基底的表面。
技术实现思路
因此，本专利技术的主要目的在于提供一种，所述制造方法并不复杂，因而可以降低制造成本，并且/或者简化制造工艺的工业流程。上述任务通过根据权利要求I所述的方法得以解决。所述方法的优选构型由权利要求2至17中得出。其中，说明书会引用权利要求书中的内容。根据本专利技术的方法用于制造与半导体结构局部电接触的金属结构。所述半导体结构为太阳能光伏电池或尚在制造过程中的太阳能光伏电池的前体，并且具有至少一个半导体层。当所述半导体层构造为半导体基底，特别是硅晶片时，也属于本专利技术的范畴。此外，当半导体层由多层结构构成，例如为薄层太阳能电池或者薄层太阳能电池的前体时，同样属于本专利技术的范畴。所述方法包括以下步骤在步骤a中，在半导体层上涂覆至少一层电绝缘的隔离层。在步骤b中，在隔离层上涂覆至少一层分离层。在步骤c中，使分离层形成局部开口。在步骤d中，使隔离层形成局部开口。在步骤e中，至少部分地在分离层上涂覆至少一层金属层，并且在分离层以及隔离层的局部开口区域内的半导体层上涂覆至少一层金属层。在步骤f中，剥离分离层。有时在步骤a和/或b之前构造另外的中间层，也属于本专利技术的范畴。重要的是，将上述步骤c和d合并为同一个步骤⑶，在所述步骤⑶中，通过材料剥蚀的方法，同时在分离层和隔离层上形成局部开口。本专利技术是基于申报者的这种认识，即可以令人惊奇地通过同一种方法在同一道工序中剥离上述两个层，而不会在位于所述涂层下的半导体层的表面上形成会极大破坏太阳 能电池电特性的损害，并且/或者可以简单的方法降低或修复这种损害。迄今为止，一直无法有效地通过同一种方法在同一个步骤中形成分离层和隔离层的局部开口，因为存在一种普遍的看法，即这一做法会严重损害其中的半导体层，并最终降低太阳能电池的效能，特别是导致太阳能电池复合和/或传导电阻的损耗。然而根据本专利技术申报者的说明，则可以令人惊奇地避免这种现象的发生，此外可以通过相应的方法步骤，来避免必要的后续工艺，从而降低其中的损耗给太阳能电池的效能带来的影响。因此，借助根据本专利技术的方法，可以通过分离工艺首次大大地简化用于局部电接触半导体结构的金属结构的制造过程。以往需通过两种不同的材料剥蚀法在分离层和隔离层形成局部开口，所要求的制造流程更加复杂，进而造成成本高昂，现在通过一个步骤⑶中所使用的同一种材料剥蚀法，即可在分离层和隔离层上同时形成局部开口。在步骤CD中，优选借助激光光束在分离层和隔离层上形成局部开口。已公知可用激光剥离单个涂层，特别是通过蒸发剥离涂层的方法，并且已有制造太阳能光伏电池的工业应用级设备，其可借助激光以极快的操作速度和传输速率使一个层中的给定模具形成局部开口。上述通过激光在分离层和隔离层上形成局部开口的方法尤其不会损坏位于其下的半导体层或仅产生极小的损坏，因此当选定合适的激光烧蚀的参数，则无需对半导体表面进行后续处理，特别是无需通过湿化学方法对半导体一些受损的表面区域进行处理。然而，在本专利技术范畴中，有时也可根据需要额外地加入腐蚀步骤，详见步骤el。在另一优选构型中，借助激光化学处理工艺(Laser Chemical Processing LCP方法)来形成局部开口。Kray, D.等人在 Laser Chemical Precessing(LCP)-A versatiletool for microstructing applications. Applied Physics A, 2008 (激光化学处理工艺-用于微观构造应用的通用手段，应用物理A，2008)中对这一方法进行了说明。重要的是，激光束被包覆在液体束中，由此可以使剩下的表面在材料剥蚀时所受的损伤极小。尤其有利的是，在步骤CD中借助LCP形成局部开口，并且在半导体层的局部开口区域上同时形成局部的掺杂区域。所述掺杂区域用于防止受损，因而也使复合损耗的负面影响最小。为此可参照上述LCP方法，其中，将包含激光束的液体束与掺杂物混合，从而在由于激光束而融合或者至少受热的半导体层的表面上形成掺杂的半导体区域。已知在太阳能光伏电池的那些由金属结构形成的接触区域上构造局部的高掺杂区域。由此降低金属结构与半导体之间的传导电阻。因此，根据上述优选实施例，在步骤CD中，在分离层以及隔离层上形成局部开口，并且还在所述半导体层的开口区域上形成局部掺杂区域，而无需额外的调整或其他处理步骤。在众多太阳能光伏电池结构中，如果不同的局部接触面具有掺杂类型相反的掺杂物质，则极为有利。其中，所述掺杂类型为n型掺杂以及与其相反的p型掺杂。通常优选将用于发射极的局部电接触区域构造为发射极掺杂类型的高掺杂区域，并且/或者将用于基底的局部电接触区域构造为基底掺杂类型的高掺杂区域。在根据本专利技术的方法中，优选发射极以及基底均分别与金属接触结构接触，其中，借助LCP方法以及通过在液体束中混合掺杂物，从而在半导体层中分别形成高掺杂区域，所述掺杂区分别是发射极或者说是基底的掺杂类型。由此极大地简化了工艺的复杂度，制造出高效的太阳能电池。其中，同样属于本专利技术范畴的是，以公知的方式构造太阳能电池，即在太阳能电池面向入射光线的一侧上构造通常为发射极的电接触，并且在太阳能电池背向入射光线的一侧上构造与之相反的接触，即通常为基底的电接触。将根据本专利技术的方法用于制造单面接触的太阳能光伏电池，也属于本专利技术的研究范畴，其中，发射极以及基底的电接触位于太阳能电池的同一侧，通常为太阳能电池背向入射光线的一侧。尤其在单面接触的太阳能电池中，优选将根据本专利技术的方法用于上述的借助LCP在半导体层中形成至少两个掺杂类型相反的区域的优选构型。在步骤e中，优选通过定向金属化工艺涂本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于局部电接触半导体结构的金属结构(4a)的制造方法，其中，所述半导体结构为太阳能光伏电池或太阳能光伏电池的前体，并且具有至少一个半导体层，所述方法包括下列步骤：步骤a，在半导体层上涂覆至少一层电绝缘的隔离层(2，2a)；步骤b，在隔离层上涂覆至少一层分离层(3，3a)；步骤c，在分离层上形成局部开口；步骤d，在隔离层上形成局部开口；步骤e，至少部分地在分离层(3，3a)上涂覆至少一层金属层，并且在分离层(3，3a)以及隔离层(2，2a)的局部开口区域内的半导体层上涂覆至少一层金属层；步骤f，剥离分离层；其中，有时可在步骤a和/或步骤b之前涂覆另外的中间层，其特征在于，步骤c和d合并为一个步骤CD，并且在步骤CD中通过材料剥蚀的方法，同时在分离层(3，3a)和隔离层(2，2a)上形成局部开口。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：S·克劳斯卡，F·格拉内克，A·费尔，
申请(专利权)人：弗劳恩霍弗实用研究促进协会，
类型：发明
国别省市：
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