[发明专利]用于生产半导体器件特别是太阳能电池的金属背部触点的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造半导体元件背部触点的方法，以及根据专利 权利要求18的前置特征部分的用于实施所述方法的真空处理系统的使用 方法，所述半导体元件特别是根据专利权利要求1的前置特征部分的太阳 能电池。

背景技术

由于希望取得不同于化石燃料的能源供应，因为相信光电技术的重要 性将进一步提高，所以光电技术引起人们极大的兴趣。虽然最近薄膜太阳 能电池技术已经以不断增加的速度进行了研究，但是硅技术仍然创造了最 大的收入。其原因不仅在于所述技术是最成熟的技术，还在于因为用所述 技术能生产最有效率的太阳能电池。

在硅太阳能电池的制造中，目前执行下列步骤。第一步中，执行硅晶 片的损伤修复和纹理化。第二步中，通过一种掺杂物(例如磷供体)的内 扩散制造构成射极层的射极，所述掺杂物在硅晶片的表面之下沉积大约 0.5μm。在制造所述射极的同时，生成SiO₂，所述SiO₂在第三步中通过蚀 刻再被去除。之后，沉积SiN:H抗反射层，所述抗反射层是通过(PE) CVD(plasma enhanced，等离子增强)化学气相沉积或反应溅射工艺实现 的。通过在后续的烧结步骤中扩散进入硅晶片的或扩散进入射极层的氢， 所述SiN:H层用作钝化空穴的钝化层。在第四步中，在晶片的正面和背部 上通过丝网印刷沉积触点，所述丝网印刷中在正面使用银浆(具有射极层 的一侧)，在背部使用铝浆作为具有断路器的金属层，在所述金属层中加 入银浆作为可焊层。在随后的第五步中，执行加热(烧结步骤)使触点硬 化。从而，通过区域中正面上的SiN:H层压印所述银，在与银接触的所述 区域中，银沉积到SiN:H层上和硅晶片上。从而，如上面已经描述的，通 过氢的内扩散和空穴上的沉积同时执行所述正面空穴的钝化。在背部上， 通过烧结步骤形成BSF(back surface field，背面电场)，所述背面电场因 此还使得背部空穴钝化。所有这些都是通过铝扩散进入硅晶片执行的，从 而形成Al-Si共晶。最终实现边缘绝缘来避免泄露电流，所述泄露电流例 如由于晶片破碎引起。

如上所述，所述硅太阳能电池的背部触点通常由金属层或者可能包括 阻挡层和可焊层制成。通常，背部触点的金属层目前是通过丝网印刷制造 的。从而，给每个衬底分别提供背部触点是连续运行的真空处理系统中的 大规模应用所需的，所述真空处理系统使太阳能电池的制造更经济，并且 在所述真空处理系统中可同时给多个衬底镀膜。这意味着对于每个衬底需 要执行单独的丝网印刷工艺。从而，所述真空处理系统的产量是有限的。 此外，为了旋转衬底，需要专用处理系统，因此所述系统的成本增加而产 量进一步减小。

此外，由于硬化层是多孔的，并且只有这样才呈现出点状触点，所以 如此制造背部触点的不足是所使用的丝网印刷膏很贵并且所形成的触点质 量差。对于金属层，需要大约30μm的层厚，从而薄晶片可以弯曲。因为 存在减少晶片厚度的需求，所以这种影响变得更重要。因此晶片厚度确定 为成本和效率之间的折衷，使得由于电荷载流子复合的损失维持到比较 低，其中非常厚的晶片由于所需材料而很贵，非常薄的晶片由于复杂的制 造而很贵，而效率一方面由用于吸收光线的足够大的层厚决定，另一方面 由足够小的厚度决定。目前，晶片厚度优选的是200μm到250μm，其中 弯曲将有不良影响。

发明内容

本发明的一个目的是提高具有金属背部触点的太阳能电池的制造中的 真空处理系统的效率，从而尤其使丝网印刷步骤变得多余。因此，所述制 造应该很经济的，尤其是经济上可行的，并且应该可能具有比目前的产量 更高的产量。

所述目的是通过根据权利要求1的方法以及通过用于实施根据权利要 求18的方法的真空沉积系统的使用方法实现的。所述目的的有益改进可 以从各个从属权利要求得到。

根据本发明的用于制造在衬底背部上具有金属层的太阳能电池的背部 触点的方法，特征在于在在线真空沉积系统中通过从靶材溅射或通过气相 沉积来沉积所述金属层，其中沉积所述金属层前后，在衬底的正面和/或背 部上沉积至少一个附加层。