[发明专利]用于制造包括二氧化硅层的光伏元件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于制造光伏元件的方法。

背景技术

数十年来，已经知道基于硅基板的光伏元件，更具体而言所谓的太阳能电池的制造，并且它是广泛开发活动的对象。

在已知的制造方法中，通常在基板上使用氮化硅层，所述层具有与增加电荷载流子寿命和抑制反射有关的任务。这样的层可以通过例如等离子体法、特别是PECVD法(等离子体增强化学气相沉积)来沉积。

在氮化硅层中引入开口，目的是与硅基板中的导电区域(例如，其中的p型掺杂层)接触并且将其连接到导体轨。

发明内容

在此基础上，本发明解决了进一步改进这些制造方法的技术问题。

所述问题通过用于制造光伏元件的方法来解决，所述方法包括以下步骤：

在硅基板上制造氮化硅层，

在氮化硅层中制造开口，

制造至少部分位于氮化硅层的开口中的导电接触连接，

其特征在于，在制造接触连接之前，在硅基板上制造二氧化硅层，并且在氧(O)物质和氢氧(O-H)物质中至少之一的存在下、在使用具有小于200nm的波长的UV光照射期间通过硅的氧化来制造该二氧化硅层。

此外，本发明还涉及UV源的相应的用途。

因此，根据本发明的改进在于二氧化硅层，所述二氧化硅层通过涉及氧物质和/或氢氧物质以及对应于形成二氧化硅的硅氧化的UV驱动工艺来制造。在这种情况下，术语“氧物质”(O species)意在涵盖纯氧的不同变体，即原子氧或通常的分子氧以及由其衍生的自由基、和臭氧。相应地，术语“氢氧物质”(O-H species)意在涵盖包含氢原子和氧原子的多种分子物质，即，具体地，正常水(H₂O)；过氧化氢(H₂O₂)，相应的离子和自由基，例如：羟基。原理上，本发明是基于如下事实：具有小于200nm的波长的UV量子能够从所述氧物质或氢氧物质有效地且容易地产生一种气氛，所述气氛能够在适度的温度下相对快速地且高品质地使硅氧化。举例来说，UV量子能使分子氧离解，并且在此过程中不仅产生臭氧而且产生使硅直接氧化的原子氧自由基。

除氮化物层以外，根据本发明的层提供改进的电绝缘性。特别地，氧化物层可以针对氮化物层中的实际上在制造控制和多种情况下不可避免的缺陷和孔而提供附加的绝缘。特别地，因此，可以减少或避免干扰(其由术语“背景镀覆”所知)，所述干扰在随后的电解金属化工艺期间在这些缺陷中及其附近导致不希望产生的金属沉积。具体地，如果孔隙或孔非有意地自由离开基板，则后者在金属沉积期间被氧化并且因此被电绝缘。因此，原本用于预定的岛生长的该位置在随后的电沉积或电解工艺期间被“钝化”。或者，这些改进有利于减少不合格品和提高光伏元件的效率。

根据本发明的通过UV驱动氧化的制造避免了在制造方法中的高的热负荷，并且可以在工业规模上使用而没有重大困难，并且具有相对较少的能量消耗(相对于传统的热氧化)。

优选地，在时间上在制造氮化物层之前制造二氧化硅层。虽然也可以在那之后制造二氧化硅层，但在接触连接或金属化之前，较早引入氧化层的步骤更加适宜：经验表明，根据本发明制造的二氧化硅与硅基板的相邻区域之间的界面具有更好的品质，特别是关于复合中心的密度的品质，以及硅基板和有缺陷的氮化物层之间的界面。因此，特别优选的是在大面积之上并且连续地至少在其中氮化物层在接触连接期间保留(并且，具体地，没有因为所提及的接触连接开口而被移除)的区域中执行氧化。

此外，优选地，将分子氧(O₂)专门用作氧化步骤的起始基础，即，作为源。由于UV照射，分子氧(O₂)不保留，当然，结果是分子的离解以及离子和自由基的产生，也可能产生等离子体。因此，分子氧的专门使用的表述是指从源的供给，而不是指实际的活性气氛的组合物。

用于UV源的特别有效和有利的选择是准分子放电灯。在本身已知的这种灯中，引发和操作所谓的无声放电，其中电极的至少一部分通过介电层而与放电介质分离。不稳定的准分子、特别是惰性气体分子的产生可以在放电中发生。本身已知的且在此优选的实施例是氙气(Xe₂^＊)准分子灯。在这种情况下，术语“灯”原则上意在涵盖任意几何形状范围内的UV源。因此，这涉及一般意义上的UV源。所述准分子灯特别适合于在一个或者多于一个的尺度上具有非常大的尺寸，例如在特别用于太阳能电池的工业制造过程中所期望的。