与纳米结构区域的电接触制造技术

本发明专利技术提供一种接触纳米结构表面的方法。在此方法中，提供在表面上具有纳米结构材料的基片，基片为导电性，并且纳米结构材料用绝缘材料涂覆。至少部分去除纳米结构材料的一部分。以使得导体通过已至少部分去除纳米结构材料的区域与基片电接触的方式，在基片上沉积导体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供一种接触纳米结构表面的方法。在此方法中，提供在表面上具有纳米结构材料的基片，基片为导电性，并且纳米结构材料用绝缘材料涂覆。至少部分去除纳米结构材料的一部分。以使得导体通过已至少部分去除纳米结构材料的区域与基片电接触的方式，在基片上沉积导体。【专利说明】与纳米结构区域的电接触 相关申请交叉引用 本申请要求2011年9月19提交的美国临时申请序列号61/536, 243的优先权，所述申 请全文通过引用结合。 专利技术背景 纳米线阵列正越来越多地用于多种应用。例如，参见美国专利申请号20090256134。示 例性娃纳米线阵列可由l〇〇nm级直径、数微米级高度且近似圆柱形或截头圆锥形的娃纳米 线集合组成。纳米线的轴近似相互平行。各自在末端连接到硅基片，并且很粗略地垂直于 基片。 在硅基片上面的硅纳米线阵列可改变本体硅基片的光电性质。例如，硅纳米线阵 列减小硅基片的反射，减小在入射光在出射角上的反射，并以类似于太阳能电池中所用的 传统角锥或光捕获机制的方式增加硅的吸收。 与本体体硅比较，硅纳米线的一些改变的光电性质对太阳能电池是有益的。然而， 为了形成太阳能电池，p-n结的两侧需要连接到外界。遗憾的是，接触纳米线不总是容易的。 用于纳米线太阳能电池的一种装置设计使垂直排列的纳米线置于本体（非纳米 结构）基片的上面。在此设计中，背触点可很容易从基片的背侧制成。然而，更难制作前触 点。 接触面积越小，接触电阻越是增加。如果在纳米线阵列之上产生触点，则仅线的端 部与金属接触，因此，接触电阻可能不期望地高。太高的接触电阻不利地影响装置效率。 对于目前制造的不使用纳米线阵列的太阳能电池类型，一般通过丝网印刷产生触 点。丝网印刷稳健，具有高通过量，并且成本低。一般在单独步骤形成太阳能电池的前触点 和背触点。对于典型电池设计，将银施加到前面，将铝施加到背面。对于前面，通过不锈钢 或聚酯细金属丝网以通过金属或聚合物滚轴传送的可调节和精细控制的力来挤出糊膏。网 限定了梳状（指形线阵列（finger line array)和交叉汇流条（crossed bus bars))图形， 其设计用以提供足够导电性，同时使来自金属线的光学遮蔽最大限度地减小。然后，使糊膏 在100-200°C的温度干燥，以驱除有机溶剂，并在约800°C燃烧，以扩散进入金属，建立低接 触电阻结。对于背面，在背表面上丝网印刷铝基糊膏，建立电触点，并用作背表面场。铝作 为通过细丝网挤出的糊膏而施加，然后在高温燃烧，以驱除有机溶剂，并扩散进入铝，建立 低接触电阻结。虽然连续触点将得到较低电阻，但市售晶片利用具有嵌入式网结构的背触 点，以减少糊膏用量，并使在随后高温处理步骤期间的晶片翘曲最大限度地减小。图案在网 中通过光刻限定，但对于较小线宽可利用激光切割金属模板。可利用能够以高产量在线连 续操作的自动丝网印刷机。这些机器从包、盒或运输线接受晶片，将它们以足够的精确度置 于网下，并将印刷的晶片传送到运输线。丝网印刷的详细方法描述于参考文献（1)。 对于太阳能电池金属化，还开发了电镀方法作为丝网印刷的替代。方法一般在两 个步骤进行。在第一步骤，通过许多方法(包括激光加工，如美国专利号4, 726, 850所述，或 者通过其它机械方法）将窄槽加工为硅的重度掺杂区域。沉积金属种层，例如镍或铜，金属 种层立即接触硅，并选择金属种层以对硅表面具有良好的机械和电接触。在随后步骤，通过 电镀使线变粗，以增加线导电性。第二层可包含不同的金属，例如银，且可选择各步骤的工 艺参数，以优化装置的总体性能。其中没有金属触点的区域可用低掺杂且钝化的发射体覆 盖。用于金属种层的激光限定槽的线宽可以为25-50微米，相对于丝网印刷方法减小光学 遮蔽损失。或者，将氮化硅层用光刻法掩蔽，并蚀刻贯通。去除光致抗蚀剂，SiN用作在下 面的硅上电沉积的掩模。然后在蚀刻氮化硅处电沉积金属。遗憾的是，这两种电镀方法都 需要光刻或昂贵的图案化技术。 需要与表面的纳米结构部分产生电触点的改进技术。 专利技术概述 在一个实施方案中，提供在表面上具有纳米结构材料的基片。从表面的一部分去除纳 米结构材料，并在从中去除了纳米结构材料的表面部分内沉积电触点。 在一些实施方案中，提供一种接触纳米结构表面的方法。在该方法中，提供在表面 上具有纳米结构材料的基片，基片为导电性，并且纳米结构材料用电绝缘材料涂覆。至少部 分去除纳米结构材料的一部分。以导体通过已至少部分去除纳米结构材料的区域与基片电 接触的方式，在基片上沉积导体。 在某些实施方案中，经处理的基片和纳米结构材料包含硅。在某些实施方案中，在 所公开方法中使用的纳米结构材料包含多孔硅。在某些实施方案中，在所公开方法中使用 的纳米结构材料包括纳米线，可包括纳米线阵列。在某些实施方案中，在所公开方法中使用 的纳米结构材料包含二氧化硅。在所公开方法中使用的电绝缘材料可包含氧化铝。 在一些实施方案中，去除纳米结构材料和绝缘材料的步骤包括对其上布置纳米结 构材料的表面部分施加机械力。施加机械力的步骤可包括擦划表面。 该方法可包括使表面与包含比纳米结构材料软的材料的物体接触。该方法可包括 使表面与包含铝的物体接触。该方法可包括使表面与在表面上留下材料的物体接触。 在一些实施方案中，去除纳米结构材料和绝缘材料的步骤包括加热或冷却。加热 可用跨表面扫描的激光进行。加热可产生快速局部膨胀。 在一些实施方案中，沉积导体的步骤包括电沉积或无电镀。电沉积可包括例如电 镀。例如，通过物理沉积方法，也可进行导体的沉积，可包括例如溅射或蒸发。或者，沉积也 可例如包括丝网印刷。 在一些实施方案中，沉积的导体可只在不去除纳米结构材料的表面部分与基片电 接触。沉积的导体可以为多种材料，例如，包含镍或银或铜或铝的材料，或不包含银的材料。 在沉积后，可在进一步处理步骤中去除所有或大部分纳米结构材料。在一些实施 方案中，可使用在两个相反表面上具有纳米结构的基片。去除纳米结构和沉积导体可在两 个相反表面的每一个上进行。在一些实施方案中，利用的电绝缘材料可提供钝化。 在一些实施方案中，提供一种光电装置，所述光电装置包括基片；在基片第一表面 上的纳米结构区域；在第一表面上面的绝缘层；纳米结构区域的区段，其中纳米结构至少 部分被破坏或去除；在所述区段上面的任选的覆盖层；和在绝缘层和任选的覆盖层上面的 导体。 在一些实施方案中，覆盖层可包括铝。在一些实施方案中，绝缘层可包括氧化铝。 区段可包括栅格形状。导体可通过覆盖层和区段与基片产生电接触。区段可包括在绝缘层 中的多个孔。孔可具有约25nm-约250nm的直径。它们可使基片暴露。在一些实施方案中， 导体可通过覆盖层和绝缘层中的多个孔与基片产生电接触。 光电装置可以为光伏电池。对于AMI. 5G模拟日光，电池的功率转换效率可以为至 少约10%或至少约15%。 在一些实施方案中，光电装置包括基片；在基片第一表面上的纳米结构区域；在 第一表面上面的钝化层；纳米结构区域的区段，其中在钝化层中有多个孔；在所述区段上 面的任选的覆盖层；和在钝化层和任选的覆盖层上面的导体。 在一些实施方案中，提供一种电镀基片的方法在该方法中，在基片上沉积氧化 铝。使氧化铝图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，所述方法包括：(a)提供在表面上具有纳米结构材料的基片；(b)从所述表面的选择部分去除所述纳米结构材料；和(c)在从中去除了所述纳米结构材料的表面部分内沉积电触点。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：马西·R·布莱克，乔安妮·福齐亚蒂，迈克尔·朱拉，杰夫·米勒，布赖恩·默菲，亚当·斯坦德利，
申请(专利权)人：班德加普工程有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US