[发明专利]形成在基板上的金属接触部的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于处理产生在基板上的金属接触部的方法，在基板和金属之间可提供有介电层。

背景技术

根据本发明的方法可尤其用于太阳能电池生产中。

具体地说，在这类应用中，为了能聚集基板中通过光电效应产生的电子，在基板的正面和背面沉积金属接触部。

在光伏产业中通常使用的生产方法包括以下步骤。

首先将基板(例如由p-型硅制成)切割成所需的尺寸。

然后，为了改善以这种方式切割出的表面的质量，例如用碱金属进行化学蚀刻。

通常，为了形成能够捕获基板中入射光的光子的光学结构，进行正面的织构化步骤，以便于提高电池的效率。这可例如为通过氢氧化钠的化学蚀刻产生的金字塔形的光学结构。

然后，基板的表面为例如通过磷的扩散的掺杂n-型。由于基板的表面在进行掺杂前必须是洁净的，之前的步骤可包括进行酸蚀刻以便于中和任何残余的碱且消除任何杂质。

接下来，去除垂直边缘的n-型掺杂以分离这些边缘。这可通过例如等离子体蚀刻来实现。

然后，在基板的整个正面上沉积介电层，以便于提供防反射功能。该介电层可通过氮化硅(NiS)的气相沉积产生。

然后，金属接触部产生在基板的正面和背面上。

尤其是，沉积在背面的浆料包括与溶剂混合的铝粉末。这种沉积通常通过丝网印刷得到。浆料以网或均匀层的形式沉积在所选的图形中。

接下来，加热浆料以去除溶剂且只留下铝。加热通常在100℃至200℃间的温度的烘炉中进行，以便于去除溶剂和有机化合物。

这种金属图形的沉积技术在成本和所述图形相对于基板的对齐上是非常有利的。

最后，进行将配置有介电层及正面金属图形和背面金属图形的基板退火的高温步骤。

通常“退火”在冶金学中的定义是其温度曲线包括高于所研究的材料的熔点的至少一个时期的热处理。

该步骤允许在所述图形和基板之间形成耐用的金属接触部并同时去除最后的非金属残余物。

该步骤是精密步骤，因为该步骤必须取决于金属浆料的组成和性质控制加热操作的热曲线。具体地，如果退火太长和/或在太高的温度下进行是有风险的，光伏电池将退化，接触部可能穿透电池的活化区域。

尽管通过上述方法，在金属图形和基板之间可得到高质量的金属接触部，然而金属接触部的导电性仍然受限。这尤其是用于沉积金属的方法的结果，该方法是基于通过所研究的金属的粉末和溶剂混合形成的金属浆料的沉积。

具体地，当浆料已干燥时，金属图形具有颗粒结块组成的结构，这就使得在金属接触部中不易于获得低电阻。通过图1的实施例方法的扫描电子显微镜的横截面图示出了，由铝制成的金属图形10沉积在由硅制成的基板11上。

此外，该颗粒结块尤其易于氧化，因为颗粒结块组成的结构具有较大的表面积。

这点尤其在一定程度上不利于生产光伏电池的应用。然而，假如是利用通过沉积混合金属粉末和溶剂形成的浆料的步骤在基板上形成金属接触部，在其他应用中存在类似的问题。

发明内容

因此本发明的一个目的是提高产生在基板上的金属接触部的导电性，在基板和金属图形之间可提供有介电层。

本发明的另一个目的是提高金属接触部的抗氧化作用的能力，通过混合金属粉末和溶剂形成的浆料得到该接触部的金属部分。

为了实现这些目的中的至少一个，本发明提供了一种用于在基板上得到金属接触部的方法，包括下列步骤：

(a)沉积由金属粉末和溶剂混合形成的浆料形式的金属图形；

(b)加热步骤(a)中形成的组件以蒸发所述溶剂；以及

(c)进行退火以在金属图形和基板之间形成金属接触部，

其特征在于，所述方法进一步包括步骤(d)：利用能量密度在0.5J/cm²和15J/cm²之间的激光加热所述金属接触部。

无论单独还是结合，根据本发明的方法将可具有根据本发明的其他技术特征，也就是：

步骤(a)是丝网印刷步骤；

所述金属图形的厚度至少为1μm；

所述金属接触部采用网的形式；

所述金属接触部采用层的形式；

所述金属接触部包括银、铝或银-铝合金；

所述方法包括在步骤(a)之前在基板上沉积介电层的步骤；

所述激光器在红外范围内例如以1064nm的波长发射；