导体元件，其具有硅衬底、背表面铝层和布置在它们之间的具有硅和铝的共晶体的掺杂硅的铝层(第一中间层)和被设置为背表面场(BSF)的掺杂铝的硅层(第二中间层)，铝层通过电导体至少在一些区域中与焊料接触，并且与在没有接触的区域中的相比，在接触区域中的铝层具有更低的孔隙率。
[0026]在接触区域中，铝层优选地至少在一些区域中被焊料贯穿，使得借助于焊料，第一中间层和/或第二中间层和电导体存在电连接。
[0027]铝层和焊料之间的粘附力优选为至少lN/mm。该粘附力因此根据DIN EN 50461来测量。
[0028]优选地，焊料的材料选自:锡、锌、铋、铅、银或它们的合金。
[0029]背表面接触式半导体元件优选地可以根据前述方法来生产。
[0030]在不希望将根据本发明的主题限制于此处示出的特定实施例的情况下，参照附图会更详细阐述根据本发明的主题。
[0031]图1以截面图示出了根据本发明的半导体元件的第一变型。
[0032]图2以截面图示出了根据本发明的半导体元件的另一变型。
[0033]图3以截面图示出了根据本发明的半导体元件的另一变型。
[0034]图4示出了根据本发明的半导体元件的另一变型的截面图。
[0035]在图1中图示了根据本发明的半导体元件的第一实施例。在半导体元件、例如硅基太阳能电池I的生产期间，对晶片背表面上除了焊接接触点/焊盘3之外的整个区域上施加了专用的多孔铝浆2。除了去除所产生的多数载流子之外，作为第二功能，铝层还实现了作为第二中间层的所谓的背表面场(BSF) 2b的形成。同时，铝和硅的共晶体2a被形成为第一中间层。其位于多孔铝浆2和BSF 2b之间。一共在三个步骤中将各种浆料施加到晶片上，在这些步骤中的每个之后，印刷膏被加热到250°C以使所含溶剂能够蒸发。在晶片加工的最后，这仍然不能起作用，而是必须在最后一个步骤中经过“快烧工艺”，晶片被短时加热到大约800°C。该步骤用于产生半导体接触。在晶片被加工成成品太阳能电池期间，所施加的铝层保持在多孔状态。
[0036]在图2中图示了根据本发明的半导体元件的另一变型，其中与图1相比，该变型没有焊接接触点并且在此实现了扁平线5在铝层上的直接接触，铝在接触点处被压紧。
[0037]在图3中图示了根据本发明的半导体元件的一个实施例，其中使用焊接接触件6实施了铝层预焊。通过该加工步骤以浆料状态存在的铝被压紧，压紧的程度直到铝和硅共晶。铝的压紧由此在这些点处增大了所施加的焊点的粘附力。同样地，由于在共晶体中存在最大的传导率，因此增大了电耦合。
[0038]在图4中图示了根据本发明的半导体元件的另一实施例，与图3类似，该部件提供了铝层预焊。但是在图4中，所述焊接接触件6远至BSF 2bο铝在这些点处的压紧产生了比图3中描述的所施加的焊点的粘附力更大提高的粘附力，并且由于接触件贯穿(2、2a、2b)因此也与所有层接触而产生了共晶体中的电耦合的优点。
【主权项】
1.一种用于半导体元件的背表面接触的方法，所述半导体元件具有基本上由硅组成的衬底(I)和至少在一些区域中被施加在所述衬底的背表面上的铝层(2)，并且形成有具有硅和铝的共晶体的掺杂硅的铝层(第一中间层2a)和作为背表面场(BSF)的掺杂铝的硅层(第二中间层2b)，所述方法具有以下步骤: 籲减小为电接触设置的区域中的所述铝层(2)的孔隙率，以提高这些区域中的粘附力， ?借助于焊接工艺至少在一些区域中将至少一个电导体(5)接合连接到所述半导体元件的为电接触设置的区域，以在所述电导体(5)和所述第一中间层(2a)和/或所述第二中间层(2b)之间产生电接触， 所述孔隙率的减小与所述接合连接同时实现。2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于，通过使所述为电接触设置的区域经受可能具有压强变化的超声波来实现孔隙率的减小。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法， 其特征在于，由于所述超声波的影响，所述铝层(2)表面固有的氧化层至少在一些区域中被机械地打碎。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法， 其特征在于，通过使焊料进入所述铝层(2)中并且使所述焊料在所述为电接触设置的区域中贯穿所述铝层(2)直至所述第一中间层(2a)和/或所述第二中间层(2b)来实现孔隙率的减小。5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于，同时实现所述氧化层的机械打碎和所述焊料贯穿所述铝层。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法， 其特征在于，焊接工艺选自:可能具有压强变化的超声波焊接和超声波辅助焊接，以及导电胶合。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法， 其特征在于，所述焊料的材料选自:锡、锌、铋、铅、银或它们的合金。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法， 其特征在于，借助于丝网印刷、借助于LFC丝网印刷、借助于物理气相沉积(PVD)、借助于LFC-PVD或借助于箔应用以浆料的形式将所述铝层(2)施加在所述半导体元件上。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法， 其特征在于，所述半导体元件是太阳能电池。10.一种背表面接触式半导体元件，其具有硅衬底、背表面铝层(2)和布置在它们之间的具有硅和铝的共晶体的掺杂硅的铝层(第一中间层2a)和作为背表面场(BSF)的掺杂铝的硅层(第二中间层2b)，所述铝层(2)通过电导体至少在一些区域中与焊料接触，并且与在没有接触的区域中的相比，在所述接触区域中的铝层(2)具有更低的孔隙率。11.根据权利要求10所述的半导体元件， 其特征在于，在所述接触区域中，所述铝层(2)至少在一些区域中被所述焊料贯穿，并且借助于所述焊料，所述第一中间层(2a)和/或所述第二中间层(2b)与所述点导体(5)存在电连接。12.根据权利要求10或11中任一项所述的半导体元件， 其特征在于，根据DIN EN 50461测量的所述铝层(2)和焊料之间的粘附力为至少IN/mmD13.根据权利要求10到12中任一项所述的半导体元件， 其特征在于，所述焊料的材料选自:锡、锌、铋、铅、银或它们的合金。14.根据权利要求10到13中任一项所述的半导体元件，其能够根据权利要求1到9中任一项来生产。
【专利摘要】本发明涉及一种用于太阳能电池的背表面接触的方法，所述太阳能电池的衬底基本上由硅组成，其中铝层(2)至少在一些区域中被施加于衬底的背表面上的铝层，由此形成掺杂硅和具有硅和铝的共晶体的铝层(2a)以及作为背表面场(BSF)的掺杂铝的硅层(2b)。随着太阳能电池到电导体(5)的接合连接(6)，铝层的孔隙率同时减小。本发明还涉及一种借助于所述方法生产的背接触式太阳能电池。
【IPC分类】H01L31/05, H01L31/0224
【公开号】CN105144409
【申请号】CN201480016281
【发明人】迪尔克·艾伯林
【申请人】弗兰霍菲尔运输应用研究公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2014年3月19日
【公告号】DE102013204828A1, WO2014147151A1, WO2014147151A8