借助蚀刻的薄层太阳能电池组件的边缘去除制造技术

本发明专利技术涉及可以通过以下方式局部实施的、用于“太阳能电池组件”的湿化学边缘去除的快速和廉价方法：施涂适用于该目的的蚀刻膏，并且在进行了反应之后除去膏残渣或者以合适方式清洁衬底表面。在该方法中使用新近开发用于该目的的蚀刻膏。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可以通过以下方式局部进行的、用于太阳能电池组件/电池的湿化学 边缘去除(Randentschichtimg)的快速而廉价的方法施涂适用于该目的的蚀刻膏，并且 在进行了反应之后除去膏残渣或者以合适方式清洁衬底表面。在该方法中使用新近开发用 于该目的的蚀刻膏。
技术介绍
薄层太阳能电池组件/电池的工业生产目前在大多数惰性的(在此大面积的钢片 材是个例外)大面积载体材料上进行，这些材料尤其可以是玻璃片材、塑料膜或塑料片材 和/或钢板。在功能性薄层全面积地沉积在惰性载体材料上(这界定了以后的太阳能电池 组件/电池)之后和在此期间，合乎目的地将太阳能电池组件的功能活性层分成单个太阳 能电池，并且载体材料在整个面上保留。在下文中，术语“太阳能电池组件”同义地用于薄 层太阳能电池组件和用于多个电连接的薄层太阳能电池的排布结构——通常称作是用于 本领域技术人员通常在术语“薄层-光电池”下理解的所有光电池组件的上位概念。典型的 “太阳能电池组件”由薄的功能层的叠层构成，从衬底看去，该叠层具有以下次级部分(参见 附图说明图1)a)(透明)电极，b)不同掺杂和任选地未掺杂的半导体层，和最后所谓的pin-和nip-结构，c)另外的电极。图1是所述的太阳能电池组件的相应图示结构。图 2 是由 Hans-G unther Wagemann 禾口 Heinz Eschrich 在 Photovoltaik，第一版， 2007，B. G. Teubner出版社，威斯巴登，德国中描述和说明的太阳能电池组件的封装的示意图。每种情况下与该图1和2中总的概述的结构有所偏差也是可能的。在“太阳能电池组件”构造之后，必须密封和封装未被载体材料界定的表面(即特 征在于薄功能层沉积的表面)，以由此保护其免于轻微的机械损坏以及免于由于气候影响 引起的化学-物理材料腐蚀(参见图幻。为此目的，通常用极其抗性的聚合物涂料、塑料膜 或一致的玻璃片材，或者一系列多个刚才提及的元件覆盖待密封的表面。借助于多组分粘 合剂通过粘合和/或在使用适用于该目的的聚合物情况下通过层压，在太阳能电池组件的 边缘处将表面密封体与载体材料复合连接。为此，载体材料的边缘必须有约1-2厘米是没 有沉积的功能层叠合体的，以由此确保层压连接体粘附于载体材料上并且同时保护“太阳 能电池组件”免于化学-物理影响，该影响可能通过该边缘位置而作用于整个“太阳能电池 组件”。在其余上下文中，术语“衬底”是指其上施涂蚀刻膏的体系。在1-2厘米宽的载体 材料边缘区域去除功能层叠合体在下文中被称为“边缘去除”。边缘去除目前在工业上借助于喷砂、使用旋转砂轮和/或激光体系研磨边缘区域 而进行。所有方法具有固有的缺点，即一方面由于喷砂以及残留层叠合体的部分残渣，因 此整个电池组件表面被粒状杂质大面积污染，和另一方面在被除去的边缘的邻近区域中的 烧结现象。另外，激光技术的特点在于高投资成本。专利技术目的因此本专利技术的目的是提供避免上述缺点的简单并且廉价的方法。此外，本目的在 于提供进行本方法所需的组合物。专利技术描述现已发现，通过施涂适用于该目的的蚀刻膏并且在进行了反应之后除去膏残渣或 者以合适方式清洁衬底表面，以可快速并且廉价地进行的、用于“太阳能电池组件”的湿化 学边缘去除的方法，可以简单的方式解决该问题。与此相应地，可用于本方法的新膏剂同样 是本专利技术主题。本专利技术的主题还在于可用于在(微)电子、光电池和微电子机械(MEMS)组件中构 造硅层和金属层的蚀刻膏。在这方面，光电池组件特别并且优选地总体理解为指薄层太阳 能电池组件/电池和晶体太阳能电池。根据本专利技术，在这方面这些也是指必须被加工用于 制造这些组件、优选“太阳能电池组件”的待构造的薄层。这里可以提及例如(但不全面)以下这些有和没有交叉指状(interdigitierende)接触结构的背面接触式晶体太阳能电 池，MWT-、EffT-、PERC-、PERL和PERT-太阳能电池，具有包埋式接触部的太阳能电池，硅晶片 和太阳能电池的边缘绝缘，通过单面蚀刻和随后抛光处理的晶片，薄层太阳能电池从薄层 太阳能电池组件的分离和隔离，“太阳能电池组件”和电池生产中过孔(“Vias”)的蚀刻， 基于薄膜晶体管(TFT)、液晶(LCD)、电致发光(EL)、有机发光二极管(OLED)以及触敏的电 容和电阻传感器技术的显示器元件、通信元件和照明元件生产期间的构造工艺。令人惊奇地，可以开发出适合于在一个步骤中同时蚀刻功能层叠合体的膏状蚀刻 混合物。随后粘附的膏残渣可以简单的方式从衬底表面除去，并且可以清洁“太阳能电池组 件”的载体材料。以该方式可以进行边缘去除，而不会破坏与被膏润湿的边缘直接邻近的相 邻区域中的功能薄层。根据本专利技术的膏组合物有利地本身是储存稳定的，从而使得根据本 专利技术的蚀刻膏可以不需要另外的预备措施而被使用者使用。因此，本专利技术的主题是蚀刻膏形式的经稳定化的膏状蚀刻混合物，该混合物可用 于同时蚀刻上述功能层的叠层并且其中待蚀刻的层可由各种材料组成，例如掺杂和未掺杂 的硅层和金属层及其的衍生物。相应的金属层可由Al、Ag、Cu、Ni、Cr、Mo、Ta、Ti、W、Zn、 TixOy, TixWy, NixVy, TaxNy> TixNy组成。待蚀刻的层也可以是氧化物或混合氧化物，例如氧 化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟(10)、氧化铝锌(AZO)、氧化锌(ZO)或类似氧化物。 另一方面，其通常也可以是掺杂和未掺杂的半导体层，例如c-Si、a-Si和μ -Si层，所谓的 Pin或nip-层叠合体，或者层由Ge和其合金、或由GaAs及其三元和四元混合物、或者由 II-IV-和II-VI-半导体构成。虽然在每一情形下只可用通常用于太阳能电池生产方法中的蚀刻膏选择性地蚀 刻特定的层，但令人惊奇地，使用根据本专利技术的膏可以一个步骤蚀刻金属层以及半导体层 (这些层可以被掺杂)，以及上述氧化物和混合氧化物层。因此可以有利的方式在一个步骤 中使用根据本专利技术的蚀刻膏除去“太阳能电池组件”的边缘层。为了进行本方法，为了边缘去除的目的，以本领域技术人员已知的方式，优选借助 于分配使蚀刻膏沉积在“太阳能电池组件”的边缘区域上。为了加快蚀刻过程，任选地进行 设置有蚀刻膏的衬底的活化和热处理(Temperimg)。通过升高的温度进行较快的引发反应， 但是也加快了随后的(完全)干燥和抑制蚀刻介质。在热处理期间，应该不超过最大150°C 的温度。蚀刻优选在30-100°C范围的温度下进行，随后可以进一步增加温度，以终止蚀刻 过程并且任选地除去膏残渣。在一个优选的实施方式中，在蚀刻步骤后通过清洗或吹出和 在100-145°C范围的升高的温度下干燥而除去膏残渣。然而，蚀刻之后也可以直接是清洗步 骤，以除去膏残渣。此外，可以但不必须进行轻度蚀刻并因此使机械稳定“太阳能电池组件”的载体材 料粗糙化。这可能是希望的，以为了封装的目的而在随后的制备方法中实现所述层压连接 体增加的附着力。可以借助于本领域技术人员已知的合适清洁方法，例如通过吹出借助于压缩空气 流，加压的气体流，水蒸气流或者被水蒸气或有机溶剂及其混合物饱和的压缩空气流，或者 通过加压的气流，通过溶剂蒸气流，低温本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．太阳能电池的湿化学边缘去除的方法，特征在于，将蚀刻膏局部施涂于衬底表面的边缘上，并且在进行了反应之后除去膏残渣，以及任选地以合适方式清洁并且干燥衬底表面。

【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：O·多尔，
申请(专利权)人：默克专利股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE