太阳电池及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种用于接触含有一层或者多层温度敏感钝化层的太阳晶片的方法，其通过首先在钝化层中产生局部开口并且然后利用导电材料填充该开口。以此方式，能够避免在用于接触含有一个或者多个钝化层的太阳晶片的传统方法中需要的相对的高温度，并且因此在接触期间和在解除期间之后保持新研制出来的温度敏感钝化层的优良钝化性质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及太阳电池的制造。更加具体地，本专利技术涉及用于实现 提高的太阳电池能量转换效率的概念，以及用于制造这种具有提高的 效率的太阳电池的方法。
技术介绍
裸硅样品含有很多表面状态是公知的；在该表面状态下注射或者 光生少数载流子能够复合。因此，在其中少数载流子的输送对于高效 操作而言至关重要的器件，例如在硅基太阳电池中，通过表面钝化技 术降低表面复合速率是一个关键问题。在硅基太阳电池钝化方面，近期的进展显示出非常有希望的结果； 在硅晶片表面上使用无定形硅膜和氮化硅膜的组合体。在韩国专利申 请No.2002-0018204中公开了这种硅基太阳电池组合钝化的使用。更 加具体地，该专利申请公开了如下内容沉积在l-20nm范围的厚度的 第一无定形硅层，随后沉积折射率在1.9-2.3的范围中的氮化硅层。两 个层均可以利用PECVD (等离子体增强化学气相沉积)沉积，并且它 应该至少被施加到太阳电池的光线接收侧。通过在沉积第二氮化硅层之后引入退火步骤，本专利技术人已经改进 了韩国专利申请No.2002-0018204的钝化技术。在美国临时申请US 60/671,081中并且在Andreas Bentzen等人的文章中公开了这项技术 。两篇文献均通过引用而被并入本申请。在退火对于有效复合寿命 的效果方面，它们的研究表明，在从大约300到大约55(TC的温度范围 中的退火给出显著增加的复合寿命，并且在大约50(TC下存在最大效 果。在温度低于或者高于这个窗口时，复合寿命变得显著降低。复合寿命的增加被认为是由于氢扩散到在靠近硅衬底/无定形硅膜的界面区域处的硅衬底中。当钝化层被退火或者加热到高于55(TC的温度时，表现出降低的复合寿命，这是由于硅衬底中的氢流出而在界面区域中形 成缺陷所致。在上面提出的很多钝化技术/层的温度敏感度表示对于随后将太 阳晶片处理成太阳面板方面的严重限制。例如，目前晶片的接触的现 有方法涉及将包括金属相和玻璃粒的糊膏丝网印刷到具有钝化层的太阳晶片上并且然后将晶片加热至高达大约90(TC的温度。在这种高温 下，糊膏将蚀刻穿透钝化层并且在接触下面的硅衬底后，形成与硅衬 底建立电接触的金属相。然而，对于很多目前认为是最好的钝化技术 而言，这种高温是不可接受的。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种用于接触硅晶片的方法，该硅晶 片被利用对热处理敏感的沉积层而表面钝化。进一步的目的在于提供新颖的硅基太阳电池，该太阳电池基于沉 积第一无定形硅层和第二氮化硅层而具有优良的钝化表面。附图说明图la) 、 lb)和lc)示出根据本专利技术第一优选实施例在生产太 阳晶片期间处于不同阶段的晶片的截面视图，图la)示出在沉积钝化 层之后的晶片、lb)为在制备钝化层中的开口之后，并且lc)为在形 成接触之后；图2a)示出的图1的复制件，并且图2b)示出的图2的复 制件。图3a) 、 3b)和3c)示出根据本专利技术第二优选实施例在生产太阳 晶片期间在如图1所示的类似生产阶段中晶片的截面视图4示出在本专利技术的第四优选实施例生产期间，在于第二表面上沉积铝层之后被部分地处理的晶片的第二表面的截面视图5示出用于局部地加热铝层从而在本专利技术第四优选实施例的后侧上建立电接触的第一优选方法的截面视图6示出用于局部地加热铝层从而在本专利技术第四优选实施例的后侧上建立电接触的第二优选方法的截面视图。具体实施例方式利用在下面对本专利技术的说明中和/或在所附权利要求中阐述的特 征可以实现本专利技术的目的。在第一方面，本专利技术基于以下实现含有一个或者多个薄电介质 层，用作钝化层的绝缘或者半导体层的太阳晶片的接触可被如此实现， 首先在钝化层中形成局部开口并且然后通过使用例如电镀技术利用金 属相填充该开口以实现与下面的硅衬底的电接触。以此方式，能够避 免在用于接触含有一个或者多个钝化层的太阳晶片的传统方法中需要 的相对的高温度，并且因此在接触期间和在接触期间之后保持钝化层 的优良钝化性质。可以利用例如蚀刻技术实现该一个或者多个钝化层的开口，其中 化学试剂在太阳晶片的至少一个表面上的特定的局部区域处溶解钝化 层，这可通过蚀刻剂喷墨印刷、蚀刻剂丝网印刷、通过丝网印刷化学 抗蚀剂随后将太阳晶片浸入蚀刻流体中等而被实现。化学蚀刻剂可以 但是并不限于由稀释或者浓缩HF、 KOH、 NaOH或者包括HF、 HN03禾P CH3COOH的混合物构成。在钝化层中获得开口的替代方法 可以是局部化加热以烧掉钝化层，例如通过暴露到激光束中。该一个或者多个钝化层应该至少被施加到第一表面(阳光接收 面)，但是也可以被施加到太阳晶片的相对侧(后侧)上。术语钝化 层意指在硅晶片表面处延长了复合寿命的至少一个层薄电介质、绝缘 或者半导体化合物。钝化层可以是一个或多个具有相同化学组分的层或者可以是两个或者更多个具有不同化学组分的层。在太阳晶片的第 二表面上的钝化层可以具有或者可以不具有与第一表面上的一个或者 多个层类似的结构。而且，钝化层的选择不是重要的，只要能够通过 例如激光束的局部加热、化学蚀刻等，在并不破坏层的钝化效果的温 度下，在层中局部地形成开口。因此满足这个条件的所有目前已知的 以及尚未发现的用作钝化层的电介质、绝缘或者半导体层都可被使用。 优选钝化层的实例是无定形硅、无定形氮化硅、硅氧化物或它们的组 合。用于沉积一个或者多个钝化层的优选方法的实例包括但是并不限 于等离子体增强化学气相沉积、低温化学气相沉积、低压化学气相沉 积或者溅射。如所述那样，在一个或者多个表面钝化层中产生开口之后，应该 利用导电材料填充开口从而实现与在该一个或者多个钝化层下面的硅 衬底的电接触。这可通过例如镍、银、铜和/或锡或者这些材料的任何 组合的化学镀或者电镀而被实现。本专利技术不限于这些金属的选择，它 可以应用提供与下面的硅衬底有良好电接触并且耐受与在太阳面板的 预期寿命期间内太阳面板的正常使用以及在接触形成之后的随后的制造步骤相关的UV光、高达大约150-250°C的温度以及任何其它破坏 性作用力/物理状况的任何材料。这个可以包括已知的导电塑料和/或其 它诸如碳聚合物等的聚合物配方。在晶片两侧上可以使用相同材料作 为接触，或者可以在每一侧上使用不同的接触材料。对用于形成接触 的材料所要求的导电性没有给出任何限制，因为这个要求强烈地依赖 于将被接触的太阳电池/面板的几何形状和尺寸并且技术人员将知道所 需要的导电性。可选地，电触点可被如此增强，即在镀覆触点顶上通过例如喷墨 印刷或者丝网印刷含有金属的糊膏而形成金属触点，随后在足够低的 温度下加热使得不会非可逆地劣化钝化层。而且，增强太阳晶片接触 部位的另一种可选方法如下，即，在施加一个或者多个钝化层之前， 通过例如在晶片上直接地喷墨印刷或者丝网印刷含有金属的糊膏而形成触点。在本专利技术的优选实施例中，在第一表面上印刷的糊膏含有银 粒，并且在第二表面上印刷的糊膏含有铝粒。在糊膏印刷之后，通过 在达1000'C的温度下退火而对糊膏进行烧结。当这些触点已被制成时， 然后对包括触点的整个太阳晶片沉积一个或者多个如上所述的钝化 层。然后如上所述地移除覆盖触点的钝化层，并且通过在开口中喷墨 印刷或者丝网印刷金属基糊膏而填充开口，随后在并不超过对于该一 个或者多个钝化层有害的温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于接触金属半导体晶片的方法，　其中所述晶片具有　－在所述晶片一侧上的具有一种导电类型（ｐ－或者ｎ－型）的至少一个薄扩散层，并且整体所述晶片具有另一种导电类型（ｎ－或者ｐ－型），以及　－在第一（光线接收侧）或者第二（后 侧）表面的至少一个上沉积的至少一个表面钝化层／膜，　其特征在于　－通过局部地移除所述至少一个钝化层以暴露出下面的所述半导体晶片的表面从而在所述至少一个钝化层中产生至少一个开口，从而形成接触部位，并且然后　－通过以抗ＵＶ光并 且能在至少高达大约１５０到２５０℃的温度下发挥作用的导电材料填充所述至少一个钝化层中的所述至少一个开口而与所述半导体晶片建立电接触。

【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：埃里克萨乌尔，安德烈亚斯本特森，
申请(专利权)人：可再生能源公司，
类型：发明
国别省市：NO[挪威]