具有金属触点的硅太阳能电池制造技术

本发明专利技术关于一种硅太阳能电池，其包含：具有一发射极层的一硅层，及在该发射极层之内的至少一个区域，该区域通过化学或电化学蚀刻来多孔化，其中该多孔化区域的至少一个部分具体表现为金属硅化物且至少一个金属层施加于该金属硅化物之上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种包含一发射极硅层的硅太阳能电池，且涉及一种用于生产这种太阳能电池的方法。
技术介绍
硅太阳能电池包含η型掺杂硅层及ρ型掺杂硅层。若光子撞击太阳能电池的一侧面来充当发射极，则在该两个层之间发生电荷平衡或电流，该电荷平衡或电流可经由触点被传导出。通常将具有许多接触指的由金属组成的接触条施加于这种太阳能电池的顶面， 而一连续金属层在底面上作为触点存在。该接触条及金属区域形成太阳能电池的电极。至今，接触条及金属指已通过银浆料来形成，以印刷方法将该银浆料涂覆于表面。 此处的一不利因素在于因为银浆料以多孔方式结构化，所以由该银浆料形成的电导线具有一相对较高的传导电阻。此外，在银浆料与配置于下部的硅层之间的接触电阻相对较高， 且对基板的黏着力相对较弱。用于改良太阳能电池的另一方法在于增加效率。较高效率可(例如)通过一较小厚度的发射极层来实现。在根据现有技术的太阳能电池的情况下，发射极层的厚度仅为几百纳米。若使用一甚至更薄的发射极层，则尽管可理论上增加该效率，但是金属电导线可穿透该薄的发射极层，从而使这种太阳能电池电短路。
技术实现思路
因此，本专利技术的一目的是提供一种太阳能电池，该太阳能电池的电导线相对于硅层具有一低电导电阻及一低电接触电阻，且具有高黏结强度。此外，该目的旨在当太阳能电池具有几百纳米至大约50纳米的极薄发射极层且该太阳能电池无电短路的情况下来可靠地实现。这些目的同样旨在当太阳能电池具备抗反射层的情况下来实现。此外，本专利技术的一目的是使这种太阳能电池能够简单且具成本效益地被生产出来。对于太阳能电池的目的通过本申请权利要求1的主题来实现，且对于生产该太阳能电池的方法的目的通过本申请权利要求8的主题来实现。从属权利要求关于本专利技术的有利发展。根据本专利技术的硅太阳能电池包含具有一发射极层的硅层及在该发射极层之内的至少一个区域，该区域通过化学或电化学蚀刻来多孔化，其中该多孔化区域中的至少一个部分具体表现为金属硅化物且至少一个金属层施加于该金属硅化物之上。虽然直接施加于硅之上的金属具有一相对较低电导电阻，但是因为所施加的金属在后续加工步骤期间可容易地与硅分离，所以机械黏着力仍相对较弱。然而，由于根据本专利技术生产以金属硅化物为形式的金属及硅组成的化合物的事实，有可能在该金属与该硅之间实现一低电接触电阻。在根据本专利技术的太阳能电池的情况下，金属硅化物形成于发射极层之内的一区域中，该区域通过化学或电化学蚀刻来多孔化。该方法是有利的，因为该蚀刻产生可良好金属化的裂缝结构且确保在金属与硅之间的良好黏着力。此外，金属硅化物在蚀刻之后在多孔化的区域中更快速地形成，且该区域比在相邻非多孔化区域中进一步具备一反应表面，从而可将所形成的大部分金属硅化物限定至该多孔化区域。因此，该多孔化区域在金属硅化物的高度上产生一定界。此外，因为蚀刻处理可被临时精确地限定，所以多孔化区域可在其高度方面以一简单方式被极精确地设定且仅达到一小的高度。这意味着，在这种太阳能电池的情况下，金属硅化物并不沿着整个发射极的高度延伸，而是仅在出自发射极层的顶面的一区域内延伸，该区域的高度小于整个发射极层的高度。与邻接于该发射极层的硅层的穿透金属化或短路可因此得以预防。该蚀刻因此允许极其可控的多孔化，从而有可能以一极薄发射极层生成具有金属硅化物的一区域，该发射极层的厚度仅为几百纳米至大约50纳米。根据本专利技术，将一金属层施加于金属硅化物之上。金属层极好地黏着于金属硅化物层上，其中在这两个层之间实现一低电接触电阻。该金属层接着与金属硅化物一起形成为该太阳能电池的一电导线。若该金属层包含镍、铜或银，则其是有利的，其中若将该金属层以化学方法或电化学方法施加尤其有利的，从而，与印刷浆料相比该层并非为多孔的且因此具有一较低传导电阻。该硅层较佳包含具有高度η型掺杂硅的层。已观测到此类型的硅层在蚀刻介质的操作期间与轻微掺杂的硅层相比可侵蚀至一不同量值。具有高η型掺杂的层与具有低掺杂的层相比可以一更短时间来蚀刻。此观测可有利地用于生产根据本专利技术的太阳能电池。利用高度η型掺杂硅层实现的目的在于发射极中的蚀刻深度，且因此随后形成的多孔化区域的高度或金属硅化物的高度可以一简单方式加以限定。即使在发射极层具有仅几百纳米至 50纳米的厚度且在无太阳能电池的电短路发生的情况下，这也能完成。根据本专利技术的一发展，将一抗反射层施加于发射极层之上。该抗反射层具有使一较小比例的入射光由太阳能电池反射的效果，从而可实现该太阳能电池的一较高效率。该抗反射层较佳包含氮化硅、氧化硅或氧化锡，氧化锡与氮化硅和氧化硅相比可导电。根据本专利技术的一发展，抗反射层由多孔硅形成。该层形成于太阳能电池的表面上的全部区域之上。较佳地，该层为发射极的一部分且被限定至几百纳米至50纳米的厚度。 有利之处在于该抗反射层不再必须经图案化以进行金属化。该多孔化可在未图案化且无屏蔽层的情况下得以实现。因此，不需要必须耐氢氟酸的屏蔽层。在多孔化之后，有可能接着施加经图案化的一屏蔽层，从而出现有屏蔽层及无屏蔽层的区域。在无屏蔽层的区域中，可实现用一金属层的涂布。接着加热该发射极层及金属层，从而形成一金属硅化物层。较佳地，金属硅化物的金属与施加于该金属硅化物上的金属层的金属相同。因此， 相对简单的制造是可能的。本专利技术也涉及一种用于生产如上所述的硅太阳能电池的方法，该硅太阳能电池由具有一硅层的晶片组成，其中该方法具有以下步骤-使用蚀刻介质蚀刻提供为发射极层的硅层或已形成的发射极层，以使得该层至少在一个区域中得以多孔化；-在具有发射极层的晶片侧的表面上产生一经图案化的屏蔽层，以使得存在有屏蔽层的区域及无屏蔽层的区域；-对无屏蔽层的区域中的多孔化发射极层涂布一第一金属层；5-加热该发射极层及该第一金属层直至一金属硅化物层形成为止；-移除该屏蔽层。屏蔽层可以一方式被施加以使得其已(例如)通过丝网印刷法经图案化，或施加于整个区域上且随后(例如)通过使用一层来图案化。该图案化以形成有屏蔽层的区域及无屏蔽层的区域的方式而实现，其中在无屏蔽层的区域中，进行该图案化直至该发射极层被暴露。若另一层(例如抗反射层)存在于该屏蔽层之下，则在无屏蔽层的区域中进行该图案化，直至该抗反射层也已经被移除且位于下方的发射极层被暴露。该图案化使得可能生产窄区域或信道，该区域或信道的底部或基座(在此实施例中为暴露的发射极层)可由蚀刻介质侵蚀。在无屏蔽层的区域中的蚀刻或暴露的发射极层中的蚀刻具有可在该层的表面处产生一多孔结构的效应。这种在表面处的多孔结构的蚀刻及产生可以临时极大限定的方式来实现，以使得该发射极层的蚀刻侵蚀仅对一小深度有影响。因此确保即使在极薄发射极层的情况下，该多孔化区域也不会到达位于该发射极层下方的层，由此可避免短路。多孔化是尤其有利的，因为以此方式处理的表面具有一裂缝结构，该裂缝结构可容易地接收且机械锚定待施加的金属层。此外，在该金属层与该硅发射极层之间实现低电接触电阻。此外， 通过蚀刻多孔化的材料非常具有反应性，因此，一旦加热该发射极层及该金属层，即使在低温下也以一简单的方式形成一金属硅化物层，该金属硅化物层可较好地黏着且具有一低电阻。仅是由于多孔结构而可引起实现一令人满意的黏着力及一低电阻。然而，所描述的顺序也可更改。因此，同样有可能首先使用蚀刻本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种硅太阳能电池，包含：一硅层，具有一发射极层；及所述发射极层中的至少一个区域，该区域通过化学或电化学蚀刻来多孔化；其中所述多孔化区域的至少一个部分具体表现为金属硅化物，且至少一个金属层被施加于该金属硅化物之上。

【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：M·贝克尔，D·吕特克诺塔普，
申请(专利权)人：NB技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE