[发明专利]具有金属触点的硅太阳能电池

说明书

技术领域

本发明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。 

背景技术

硅太阳能电池包含n型掺杂硅层及p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。 

发明内容

因此，本发明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，本发明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发明的有利发展。 

根据本发明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，由于根据本发明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。 

在根据本发明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。 

根据本发明，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n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n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发明的太阳能电池。利用高度n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。