[发明专利]用于二氧化硅和氮化硅层的蚀刻的可印刷介质

说明书

本发明涉及在太阳能电池生产中用于表面蚀刻的具有非牛顿流动行为的新颖可印刷蚀刻介质，和涉及其用途。

本发明此外也涉及蚀刻和掺杂介质，该介质既适于蚀刻无机层和也适于掺杂下面的层。

特别地，这些是对应的含粒子的组合物，通过该组合物可以高度选择性地蚀刻特别细的结构而不损害或侵蚀相邻区域。

在载体材料上结构化氧化物层的问题例如出现在太阳能电池的生产中。结晶二氧化硅太阳能电池通常由p导电基材组成，向该基材中在前侧面上扩散均匀厚度的n导电物质例如磷的层。将金属导电接触施加到芯片的前面和反向侧面以传导在光入射时产生的电流。关于适于大量生产的便宜生产工艺，通常由丝网印刷产生接触。

除必须在太阳能电池生产期间结构化的氧化物层以外，也必须蚀刻氮化硅层。为蚀刻对应的氮化物层，必须改进使用的方法和采用合适的方式适应蚀刻糊剂。

1.现有技术和发明目的

在生产工艺期间，和任选地也在其结束之后采用薄无机层涂覆结晶硅太阳能电池的表面。这些层的厚度为20-200nm，在大多数情况下为50-150nm。

在结晶二氧化硅太阳能电池的生产工艺期间，因此在许多工艺步骤中有利的是蚀刻细线到太阳能电池的这些无机层中。

太阳能电池的表面中的这些开口例如可用于产生所谓的选择性发射体，也称为2阶段发射体。为此目的，在随后的扩散步骤中在位于硅上的扩散屏蔽的部分开口中产生高n掺杂程度，优选通过扩散入磷。

在本说明书中，无机表面表示含氧化物和氮化物的硅化合物，特别地氧化硅和氮化硅表面。这样扩散屏蔽的作用模式是本领域技术人员已知的和在文献中描述[A.Goetzberger；B.Voβ；J.Knobloch，Sonnenenergie：Photovoltaik，Teubner Studienbuecher Stuttgart1997，pp40；107]。可以采用各种方式生产这些扩散屏蔽：

非常致密的二氧化硅层，例如通过在含氧气氛中在900℃范围中的温度下由硅的热处理获得(热氧化物)。

本领域技术人员也已知的是二氧化硅由CVD工艺的沉积。依赖于进行反应的方式，在此尤其在如下工艺之间产生区别：

-APVCD(大气压CVD)

-PE-CVD(等离子体增强的CVD)

-LP-CVD(低压CVD)

这些工艺的共同特征在于从挥发性前体的气相，例如在二氧化硅的情况下为硅烷(SiH₄)或TEOS(原硅酸四乙酯)，由前体在目标基材上的沉积与分解获得所需的无机化合物。

形成扩散屏蔽的二氧化硅层也可以通过用在溶剂或溶剂混合物中的液体或溶解的固体前体进行了温化学涂覆获得。这些液体体系通常施涂到要通过施涂涂覆的基材上。这些体系为本领域技术人员已知为旋压玻璃(SOG)。

在许多情况下，施加的SiO₂层也保留作为降低反射的钝化层。这对于热生长的SiO₂特别经常是这种情况。

氮化硅层在结晶太阳能电池领域中较少用作扩散屏蔽，尽管它们原则上同样适于此目的。氮化硅层主要用作钝化和抗反射层。

也在结晶硅太阳能电池的生产中有利的是能够采用目标方式在氮化硅层中产生开口。在此可以提及的例子是导电糊剂的施加。通常将这些金属糊剂在600℃区域中的温度下“燃烧穿过”氮化硅层，促进对发射层的电接触。由于高的温度，不能使用聚合物类(环氧或酚醛树脂)金属化糊剂。下面的硅中的晶体缺陷和金属污染也来自“燃烧穿过工艺”。由于该体系，另外由上的面的印刷上金属糊剂完全破坏钝化层。用于电接触的氮化硅层的部分的更窄开口是更有利的，在边缘区域中保留钝化层，它们由上面的金属化层覆盖。

除由二氧化硅或氮化硅组成的纯扩散屏蔽以外，也可以在结晶硅太阳能电池的生产中使用薄玻璃层。

玻璃的定义：

玻璃自身表示均匀的材料，例如石英、窗玻璃、硼硅酸盐玻璃，和也表示在其它基材(例如陶瓷，金属片，硅片)上由本领域技术人员已知的各种方法(尤其CVD，PVD，旋涂，热氧化)生产的这些材料的薄层。

以下的玻璃表示含氧化硅和氮化硅的材料，该材料为固体无定形物理状态而没有玻璃组分的结晶和由于缺乏长程次序而在微结构中具有高结构紊乱程度。