在基片上形成复合纳米颗粒金属的金属化触点的方法技术

在此披露了一种用于在基片形成触点的方法。该方法包括提供一个基片，该基片被掺杂有一种第一掺杂剂；并且将一种第二掺杂剂扩散到该基片的至少一个第一侧之中以形成一个第二掺杂剂区域，该第一侧进一步包括一个第一侧表面积。该方法还包括在该基体的第一侧上形成一个介电层。该方法进一步包括在该介电层上形成一组复合层区域，其中该组复合层区域中的每个复合层区域进一步包括一组第ＩＶ族半导体纳米颗粒以及一组金属颗粒。该方法还包括将该组复合层区域加热至一个第一温度，其中该组复合层区域中的至少某些复合层区域蚀刻穿透该介电层并且与该第二掺杂剂区域形成一组触点。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本披露涉及半导体薄膜的制造，并且更具体地涉及在一个基片上形成多个复合 纳米颗粒金属区域的方法。背景太阳能(光伏)电池将阳光转换成电力。使用一种取之不尽的能源，太阳能电池 的使用可以替代石油，而石油产生的污染促成了全球变暖。然而，为了在经济上可行， 由太阳能电池所发的电力必须或者通过降低制造成本或者同样通过增加效率而使得成本 实质性地降低。现在参见附图说明图1，在此示出了一个简化的属类光伏电池。在此，一个太阳能电池 被构造为具有集电结的一个吸收器。在一个典型的硅光伏电池中，吸收器103是由一个 发射极104和一个基极区域构成的。典型地，该基极区域被掺杂有一些形成受体位点的 原子(例如，硼)，被称为ρ型硅，而发射极区域被掺杂有产生供体位点的原子(例如， 磷)，被称为η型硅。在这两个区域之间的静电势的差异在它们的界面处形成了集电结。在一个被称为光激发的过程中，所吸收光线的光子产生多个电子空穴对，然后 这些电子空穴对通过一种扩散过程自由移动穿过该吸收器103。如果一个扩散载流子到达 该ρ-η结的边缘，它被收集并且将产生电流。为了从该装置提取这个电流，有必要在发 射极和基极区域上都包括金属触点。当位于正面侧时，这些金属电极必须被形成图案以 允许入射光进入该电池。此外，一个太阳能电池的前表面典型地覆盖有一个介电层。这 个层的作用是既要减少由于在前表面复合而损失的载流子数量又要减少从该器件的前表 面所反射的光的量。因为一个电介质不传导电流，有必要使正面金属电极直接接触该层 之下的硅。 太阳能电池器件的性能至少部分地取决于电极105 (通常定位在该介电层之上) 与发射极层104(通常定位在该介电层之下)之间的电接触件(优选为一种欧姆接触)。 高接触电阻通常导致该太阳能电池高的总串联电阻，这倾向于负面地影响太阳能电池的 填充因数(FF)并因此负面地影响该太阳能电池的总效率。此外，不希望的寄生性损失机 制，如由正面金属与基极之间的直接物理接触所形成的结点分流，将倾向于导致低结点 并联电阻，这也可以降低该器件的效率。为了进一步改进对来自该体积的载流子的收集，还可以增加一个BSF(背表面 场)层106。通过将后表面复合的影响最小化，BFS层106倾向于排斥更靠近背侧而定 位的那些带反电荷的载流子。这就是说，对于流向该后表面的少数载流子，BSF层106 与晶片吸收器103之间的界面倾向于引入一种阻隔，从而导致晶片接收器中更高的少数载流子浓度水平。例如，对于一个P型晶片，可以添加Al (铝)或B (硼)来排斥电子。 相反，对于一个η型晶片，可以添加P(磷)来排斥空穴。通过增强对来自该体积中的载 流子的收集，该器件的效率得到改进。在太阳能电池中应用金属来形成前侧和后侧电极(或金属化)通常是太阳能电池 工艺中确定效率和成本的重要步骤之一。例如，制备前侧金属栅的一个方法是通过例如 由光刻术所制备的预先限定的遮蔽模版来蒸发形成高导电性的金属层。尽管得到了高质 量的触点，但是在要求低成本和高生产量的制造环境中这些方法并不实用。形成前侧金 属栅的一个替代方法包括使用镍和铜电镀槽，被称作隐埋触点。然而，使用这一方法的 问题在于它也是成本密集型的。而对于正面金属栅的第三种广泛使用的方法涉及使用丝网印刷技术。参 见，例如 J.H.Wohlgemuth，S.Narayanan,禾口 R.Brenneman，Proc.21st IEEEPVSC, 221-226(1990) ； J.F.Nijs, J.Sclufcik, J.Poortmans, S.Sivoththaman，禾Π R.P.Mertens, IEEE Trans.on Elect.Dev.46, 1948-1969(1999)。在此，该正面金属栅是由一种银基浆料形成的，它通过一个胶辊而沉积在基片(或其上的材料层)上，以迫使浆料穿透包括导线网 孔和一种图案化乳剂的丝网。这种银基浆料典型地包括几种主要组分，包括(1)尺寸通 常小于约Iym的Ag颗粒，(2) —种玻璃原料，该玻璃料包含多种金属氧化物，以及(3) 一种有机粘合剂。可替代地，该后电极可以使用一种铝基浆料来形成，这种铝基浆料以一种类似 方式沉积到该器件的前侧上。在两个电极的沉积之后，在大约800°C-900°C的温度下烧 制该浆料。在这个烧制过程中，Ag基浆料中的玻璃原料去除了前表面介电层，从而允许 该金属接触其下的发射极层。在后侧上，在电极形成的同时这个烧制周期致使Al形成一 个BSF层。然而，使用以上说明的丝网印刷工艺存在几个缺点，这些缺点限制了效率并且 增加了制造的复杂性。因此令人希望的是找到改进该工艺的方法。概述本专利技术在一个实施方案中涉及一种用于对基片形成触点的方法。该方法包括 提供一个基片，该基片被掺杂有一种第一掺杂剂；并且将一种第二掺杂剂扩散进该基片 的至少一个第一侧中以形成一个第二掺杂剂区域，该第一侧进一步包括一个第一侧表面 积。该方法还包括在该基片的第一侧上形成一个介电层。该方法进一步包括在该介电层 上形成一组复合层区域，其中该组复合层区域中的每个复合层区域被构造为进一步包括 一组第IV族半导体纳米颗粒以及一组金属颗粒。该方法还包括将该组复合层区域加热至 一个第一温度，其中该组复合层区域的至少某些复合层区域蚀刻穿透该介电层并且与该 第二掺杂剂区域形成一组触点。附图简要说明从本专利技术的不同配置的详细说明并且从附图将更好地理解本专利技术，这些说明和 附图意在进行说明而不是限制本专利技术。这些附图是示意性的，没有按比例绘制。图1是一个光伏电池的示意性截面侧视图；图2示出 了 一个简图，该简图对于根据本专利技术的一组硅纳米颗粒将其表面积/体 积与直径进行比较；图3示出了根据本专利技术的第IV族纳米颗粒的球形度的一个简图；图4示出了根据本专利技术的Si纳米颗粒的表面污染、烧结温度和熔化温度与直径 的比较；图5是一个流程图，该流程图描绘了制造根据本专利技术的第IV族半导体纳米颗粒 金属化触点的工艺步骤；图6 A-B展示了一组简图，这些简图示出了根据本专利技术用于光伏电池的一个复合 发射极触点的形成；图7A至图7B展示了一组简图，这些简图示出了根据本专利技术的一个复合发射极 触点的形成；和图8A-B展示了根据本专利技术一个基片中的掺杂区域的背面触点的形成。图9A-B展示了根据本专利技术的一个基片中的掺杂区域的背面触点的形成。详细说明现在将参见如附图所示的本专利技术的几个优选实施方案来详细地说明本专利技术。在 以下的说明中，许多特定的细节被详尽地解释以便提供对本专利技术的透彻理解。然而，对 于本领域的普通技术人员将清楚的是没有某些或所有这些特定细节本专利技术也可以实施。 在其他的例子中，没有详细地说明熟知的工艺步骤和/或结构，以免不必要地使得本发 明含混。如先前所说明的，存在多个与使用可商购的金属浆料相关的熟知的问题，这些 金属浆料用于触点的丝网印刷。一个问题是高接触电阻(或不良的金属导电性)，这通常 导致填充因数降低。另一个问题是由烧结造成的金属毛刺所引起的结漏，这进一步降低了填充因 数。因此，为了实现适当的接触电阻并且避免金属毛刺，通常使用更深的发射极扩散 (产生大约40-500hm/sq的薄层电阻)，这导致在该发射极的顶部形成所谓的“死层 (dead-la本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在基片上形成触点的方法，该方法包括：　　提供该基片，该基片被掺杂有一种第一掺杂剂；　　将一种第二掺杂剂扩散到该基片的至少一个第一侧之中以形成一个第二掺杂剂区域，该第一侧进一步包括一个第一侧表面区域；　　在该基片的第一侧上形成一个介电层；　　在该介电层上形成一组复合层区域，其中该组复合层区域中的每个复合层区域进一步包括一组第Ⅳ族半导体纳米颗粒以及一组金属颗粒；和　　将该组复合层区域加热至一个第一温度，其中该组复合层区域中的至少某些复合层区域蚀刻穿透该介电层并且与该第二掺杂剂区域形成一组触点。

【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：卡雷尔凡赫斯登，弗朗切斯科莱米，德米特里波普拉夫斯基，梅森特里，马尔科姆阿博特，
申请(专利权)人：英诺瓦莱特公司，
类型：发明
国别省市：US