[发明专利]为结晶硅太阳能电池制造发射电极的方法和相应的硅太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及为硅晶片上的结晶硅太阳能电池制造正面发射电极作为正面触点的方法以及用这种方法制造的硅太阳能电池。

背景技术

为在结晶硅太阳能电池上制造正面触点，通常用丝网印刷在其上具有抗反射层的正面的n掺杂的硅层上印刷印制导线。目前可以印刷具有从约120μm到150μm的宽度的印制导线，使得正面触点大约具有该宽度。于是，正面触点也以该宽度遮蔽太阳能电池，这在通常数目的触点的情况下总体上起明显负面的作用。借助丝网印刷产生较细的印制导线目前在技术上仅能十分困难地实现，因为丝网印刷方法具有一定的有限的分辨率，因此仅能十分困难地施加较细的印制导线。

为减小结晶硅太阳能电池的正面发射电极的遮挡并且从而提高效率，虽然可以尝试，但是在所述丝网印刷方法中仍要进一步减小用于发射电极的印制导线的结构宽度。但是这具有负面的效应，即在减小印制导线的宽度而不同时提高高度的情况下，随之而来的是横截面减小。这又导致导电性减小，由此串联电阻处的电气损失增加。

发明内容

本发明所基于的任务在于，提供一种开头提到的方法和用该方法制造的硅太阳能电池，用该方法和该硅太阳能电池能够避免现有技术的问题，并且特别是能够制造尽可能窄的正面触点。

该任务通过具有权利要求1的特征的方法和具有权利要求9的特征的硅太阳能电池解决。本发明的有利的以及优选的构型是另外的权利要求的主题，并且在下面详细说明。在此，下面列举的一些特征仅对于方法或者仅对于硅太阳能电池提到。但是这些特征应该能够与此无关地既适用于方法也适用于硅太阳能电池。权利要求的措辞通过明确参照说明书的内容做出。

建议在硅晶片的正面中产生用于正面触点的凹陷。然后以公知的方式产生正面的n掺杂的硅层以及在该硅层上施加通常的抗反射层。也就是说凹陷可以具有如下形状，该形状在后来规定了正面触点的形状，亦即特别是作为伸长的窄线。此后将膏状物引入到凹陷中，该膏状物包含导电的金属粒子和腐蚀性的玻璃熔料。然后对该膏状物短时加热或者退火，特别是数秒长，这例如可以用约800℃的温度进行。由此，膏状物特别是通过玻璃熔料腐蚀穿透抗反射层直到n掺杂的硅层，并且可以通过金属粒子电接触该n掺杂的硅层。在另一个步骤中，然后在凹陷中将正面接触金属电镀地积聚或者施加到经退火的膏状物上或者由其构成的导电层上。于是，正面触点金属的厚度有利地明显高于经退火的膏状物或者由其构成的导电层的厚度，使得该正面触点金属然后作为正面触点或者正面的发射电极承担实际的导电任务。

该方法的优点在于，通过优选作为一种槽构造的凹陷或者该凹陷的宽度能够预先规定然后要产生的正面触点的宽度。如果产生具有50μm和100μm之间、有利地是60μm到80μm的宽度的凹陷，则这也正是要产生的正面触点的最大宽度。也就是说正面触点可能为迄今的一半宽。由此同样实现了与迄今相比显著较小的遮挡。凹陷可以用例如15μm到40μm的深度产生，使得该凹陷的宽度大于其深度。

所述凹陷的效果因此还有，膏状物——如果其确实是稀液态的——不像在丝网印刷情况下那样在平的平面上任意延伸。由此也能够使用非常稀液态的膏状物或者油墨。这又简化了膏状物或者油墨的施加，有利地通过专业人员公知的注射方法或者利用所谓的喷墨印刷机的喷墨方法进行。这特别是可以以相对大的准确度或者相对大的分辨率在窄的凹陷或者槽中进行。这在使用丝网印刷的情况下一般不能这样好地并且尤其是无问题地在长时间内进行而不堵住丝网，并且因此必须经常维护。

在自身可以是用于这种导电接触的一种标准膏状物的膏状物或者油墨中，作为导电粒子可以包含带银的纳米粒子。这例如可以是配备有薄的涂层的银。该纳米粒子可以共计为膏状物或者油墨的固体部分的约30％到70％，有利地约40％到60％，或者约一半。

膏状物中的腐蚀性玻璃熔料可以如通常那样构成，例如用氧化铅和/或氧化镉构成。

凹陷一方面可以以机械方式通过刻划等产生。但是有利地用激光器制造，所述激光器能够快速而且精确地工作，并且得出具有希望的尺寸的凹陷。

凹陷不必用正面触点金属完全填充，特别是甚至应该避免完全填充。因为如果在一定程度上超出凹陷地还要积聚一些正面触点金属，则产生这样的危险：所述正面触点金属以通常的积聚特征积聚，即宽度超过凹陷。这样的话，遮挡又会不希望地增大。因此，把凹陷仅填充到约一半，可能的话稍多一些，也就被视为足够。硅太阳能电池的制成的金属正面触点于是可以具有约10μm到20μm的高度，这得出了足够的导电性。