[发明专利]用于局部接触半导体元件的基于激光的方法和加工台

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的、用于局部接触/接通/触点接通半导体元件的方法，该半导体元件是光伏太阳能电池的一部分或在光伏太阳能电池制造过程中的前体/产物母体/先质的一部分，本发明还涉及一种用于实施这种方法的加工台。

背景技术

在光伏太阳能电池中，载流子一般通过金属结构排出。在此已知金属结构，它们全表面地接触半导体元件的一侧。为了在运行中面对入射光的太阳能电池一侧上应用和/或为了减小在接触面上的复合损失而使用了金属结构，该金属结构具有一个或多个到半导体元件的局部电接触区域。

在最简单的形式中，半导体元件由具有p型掺杂区域和n型掺杂区域的半导体层组成。半导体层可以包括附加的绝缘层。

因此，借助于金属的接触结构局部接触的半导体元件是光伏太阳能电池的一部分或者是光伏太阳能电池在制造过程中的前体，其中太阳能电池可以具有多个半导体层。

为了局部接触光伏太阳能电池已知，借助于剥离工艺产生金属结构。

例如在2009年德国汉堡第24届欧洲光伏太阳能会议上Knorz、A.、A.Grohe、和R.Preu的激光烧蚀耐刻蚀的结构和剥离过程中描述了一种方法，其中在硅衬底上首先施加电绝缘的钝化层并且在其上施加剥离层。接着，借助于激光局部地打开剥离层，并且在另一步骤中，借助于湿式化学腐蚀在之前已经剥离露出的区域中打开绝缘层。因此在湿式化学腐蚀中剥离层用作掩膜层。

接着全表面地施加金属层，因此金属层遮盖剥离层并且在局部露出的区域中遮盖硅衬底。在湿式化学去除剥离层并因此也去除位于剥离层上的金属层以后，在硅衬底表面上在之前局部露出的绝缘层区域中保留金属结构。

此外备选地已知，借助于丝网印刷工艺产生金属结构：

例如在康斯坦茨大学Hoerteis、M.的2009年的论文“在太阳能电池晶体硅上印刷细线触点”中描述了一种方法，在其中膏体通过丝网印刷在半导体元件上并且借助于高温步骤构成与位于其下面的发射极的电接触。

按照现有技术的方法的缺陷是，产生的结构导致显著的阴影，尤其在太阳能电池的正面上，并且由于必须的导电性使用银产生高的材料成本。

此外由DE 10 2006 040 352 B3已知，将金属粉末施加在半导体衬底上并且局部地借助于激光射束烧结和/或熔化该粉末，用于构成金属的接触结构。这种方法比上述的缺陷更大的缺点在于，对金属粉末颗粒的热影响难以计量并且相应地只能不准确地给出金属结构的几何形状。尤其存在以下隐患：穿过借助于金属接触结构接触的发射极，由此对太阳能电池的效率产生不利影响。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于局部接触半导体元件的方法，该方法的应用尤其在导电性和粘附性方面改善了接触特性，减少了阴影，同时该方法的工艺复杂性低。此外本发明提供一种用于实施这种方法的加工台。

该目的通过根据权利要求1所述的方法并通过根据权利要求14所述的用于实施这种方法的加工台得以实现。在权利要求2至13中给出本方法的有利设计方案。在权利要求15和16中给出用于实施本方法的加工台的有利设计方案。为此在说明书中通过明确的参考引入权利要求的内容。

按照本发明的方法用于产生局部电接触的金属结构，即，半导体元件的金属接触结构。所述半导体元件是光伏太阳能电池或在制造过程中的光伏太阳能电池的前体并且包括至少一个半导体层。在此在本发明的范围内，所述半导体层设计为半导体衬底、尤其是硅晶片。