专利名称：用于加工用于制造太阳能电池的晶片的表面的方法及晶片的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的用于处理用于制造太阳能电池的晶片表面的方法以及用这种方法处理的用于制造太阳能电池的晶片。
背景技术：
当金属化太阳能电池以用于制造金属欧姆接触部时，除丝网印刷法外也使用电解 (galvanische)及化学无电流金属化。这些金属接触部通常由包括Ag、Cu、Ni及锡及其组合的金属化层制成。金属化这些层时的严重问题在于抗反射及钝化层上存在具有缺陷的单个区域的所谓寄生涂层。在此情况下，发生金属在抗反射及钝化层中的诸如刮痕、针孔及非均质区域的区域中的沉积，以及在单纯的表面缺陷如诸如来自手动操作的指纹中的沉积。这些寄生金属沉积缩小太阳能电池的光学活性表面且因此降低太阳能电池的效能。此外，这些寄生沉积亦使太阳能电池外观的质量明显降低。
发明内容
本发明所基于的任务在于提供一种开始所提及的用于晶片的表面处理的方法， 以及也提供一种相应的晶片，利用其可避免在接触部金属化时在用于太阳能电池的晶片表面上的寄生沉积金属的问题。该任务是通过具有权利要求1的特征的方法及通过具有权利要求13的特征的晶片而解决。本发明的有利且优选的扩展方案是其它权利要求的主题，且在下文中予以更详细的解释。权利要求的文本以明确引用的方式合并入说明书的内容中。在用于在形成太阳能电池的制造过程中处理晶片表面的方法中，在该方法流程的确定点，施加抗反射及钝化层于硅晶片的P掺杂层上。这例如由2007年3月8日的DE 102007012268. 5所公开，可明确参阅它。该抗反射及钝化层改善至制成的太阳能电池中的光入射以提高效率及能量产率。其后通常进行上述的金属化或施加由金属构成的接触部于该抗反射及钝化层上，用于太阳能电池的电接触。根据本发明，在晶片表面上的这种金属化或金属沉积之前，在一加工步骤中处理该表面以用于钝化或用于去除干扰区域诸如刮痕、 缺陷部位、针孔或非均质区域等等中的P掺杂层。在抗反射及钝化层中的这些通常称为干扰的问题部位若不处理则可能引起金属沉积于其上。一方面，这引起太阳能电池的不期望的遮蔽，且因此降低能量产率；且另一方面，可能产生不期望的导电连接。通过钝化或去除此干扰区域中的P掺杂层，不仅可避免可能的不期望的导电接触，也可避免在该干扰上沉积任何金属。由于随后呈现的中性电学性质，因此这种钝化防止金属沉积于该干扰上。换言之，不存在用于金属附着的适合表面电荷。由于随后同样不存在用于金属的干扰性沉积的适合或必需表面电荷，因此去除干扰区域中的P掺杂层具有类似的效果。如本身已知的且为常见的，以电解方式可有利地实现随后的金属化。甚至可由一定程度的光辅助实现随后的金属化。可以作为所谓的Ag-LIP来有利地实现电解金属沉积。作为替代方式，亦可实现已知的无电流金属化，尤其是已知的化学金属化。干扰区域中的晶片表面根据本发明的处理(尤其是用于局部去除P掺杂层)可使用蚀刻溶液在蚀刻步骤中来实现。这种蚀刻步骤的持续时间可变化，且介于多秒与多分钟之间。一种可能的且有利的蚀刻溶液是，或者亦可为h2O2。在本发明的范畴中已使用这些蚀刻溶液执行了成功的实验。作为另一方面，当选择蚀刻溶液时，应考虑选择仅以可忽略的方式侵蚀太阳能电池的抗反射及钝化层的蚀刻溶液，也即不会产生其它上述干扰，其在随后施加金属接触部时以类似于刮痕或缺陷部位的方式产生作用。有利的是蚀刻溶液选择为使得其未损害抗反射及钝化层，也即，几乎完全未侵蚀抗反射及钝化层。有利的是，其也可通过在蚀刻步骤期间的过程参数例如持续时间及/或温度来调节。也可根据如下方面来选择蚀刻溶液其仅选择性地蚀刻P掺杂层以在干扰区域中局部去除P掺杂层。此处也可设想一种有利的自动化方法，其用于尽可能地仅在事先通过分析方法尤其以自动化方式识别及局部化的这些干扰的区域中施加蚀刻溶液。因此，不仅可大幅减少蚀刻溶液的消耗，而且可在不存在干扰的剩余区域中避免抗反射及钝化层的非必要及破坏性损伤。作为使用蚀刻溶液在蚀刻步骤中来处理的替代方式，可使仅在干扰区域中的晶片表面整体地或又局部地经受强氧化性气体介质。通过强氧化性介质可恰好在干扰区域中、 也即尽可能地不在所期望的抗反射及钝化层的其它区域中氧化并且同时钝化晶片表面。因此同样地可消除上述的表面电荷。为此，作为利用具有强氧化效果的气体介质的处理的替代方式，该介质也可溶解于水溶液中，且其后可利用该水溶液及利用其中的氧化性气体来处理该晶片表面。这种溶解于水溶液中的氧化性介质的优点在于排它地或以尽可能定界的方式施加于干扰区域可比使用气体更好地实施，该气体在施加后一般扩散在晶片表面上。作为一种替代方式，当使用强氧化性气体时，通过适合的抽吸同样可达成局部强烈定界的效果。类似于前面针对蚀刻步骤所描述的，氧化晶片表面的持续时间也可大幅改变，且从几秒直至多分钟。这主要取决于气体的氧化效果，但同时也取决于精确识别及确定的干扰强度，这可能需要不同程度或强度的氧化。可有利地规定为识别所述干扰，使用光学系统例如照相机，及由此通过扫描而部分地或全面地搜寻表面。此处，可使用本身已知的此类系统，系统随后发送数据至控制器， 控制器又控制在此位置处的干扰的有目的的消除步骤。在根据本发明的用于去除或钝化干扰区域中的ρ掺杂层的步骤后，用于制造接触部的金属沉积因此有利地得以实现。特别有利的是在其间实现清洗步骤，使得在去除或钝化晶片表面后、在随后实现金属化之前，首先彻底清洗晶片表面。这些及其它特征不仅来自权利要求、也来自说明书及附图中，其中各个特征可总是单独或者作为多个以在本发明实施形式中的子组合形式来实现，以及实现在其它领域中，并且可构成有利的及本身可保护的实施，在此对于其请求保护。本申请细分为各个区段及子标题，这并不限制在下面所作陈述的整体有效性。
在附图中示意性地说明本发明的实施例，并在下文中予以更详细的解释。在附图中
图1示出用于制造太阳能电池的晶片，其中刮痕在抗反射及钝化层中一直向下抵达P 掺杂层；
图2示出根据图1的刮痕区域中的蚀刻过程；及
图3示出根据图2的蚀刻过程后的晶片，其中通过蚀刻而去除刮痕区域中的ρ掺杂层。
具体实施例方式图1示出在太阳能电池的制造过程中的晶片11。晶片11具有硅衬底12，该硅衬底12在其上侧上具有ρ掺杂层14。该ρ掺杂层14又由一通常的抗反射及钝化层16覆盖。 在此方面中，晶片11对应于在施加抗反射及钝化层后、尤其在随后的金属化或金属沉积步骤之前的通常的晶片。由此在抗反射及钝化层16上制造金属接触部。在抗反射及钝化层16中可识别地示出刮痕18，该刮痕例如可能因处理错误或类似情况而产生。亦可能是前文提及的一些其它干扰。刮痕18—直向下抵达ρ掺杂层14，使得P掺杂层14在刮痕18的区域中具有露出的区域15。在通常现在接着的金属化步骤中， 如在开始所描述地，金属会在此处沉积，但这不是所期望的。在图1中示出光学扫描系统20，其有利地是可移动的然而或者可同时检测及分析晶片11的整个上侧。光学扫描系统20识别刮痕18及其尺寸、其走向及其是否一直向下抵达P掺杂层14，也即其必须被无害化。借助由光学扫描系统20发送至未示出的控制系统的信息，根据图2现在可引入可控喷嘴22。该喷嘴22施加蚀刻液23于刮痕18的区域中。尤其是，蚀刻液23直接施加至 P掺杂层14的露出区域15。蚀刻液可为前文所提及的酸。蚀刻过程或蚀刻液23作用的持续时间取决于蚀刻液23本身的组成、及抗反射及钝化层16的类型及构造两者。在图3中示出晶片11在根据图2的蚀刻步骤及可能继该蚀刻步骤后的清洗步骤之后的外观，此处未说明该清洗步骤，因为其可很容易地执行。可看出抗反射及钝化层16 如何不在刮痕18区域中受侵蚀，但对此去除ρ掺杂层14或露出的区域15。此处仅可能的是硅衬底12的区域25本身可能如图所示地同样稍微被蚀刻或去除。然而，这不应视为会干扰制成的太阳能电池的功能及效能。在随后的金属化步骤中，没有金属会沉积在硅衬底 12的现在露出的区域25上。因此，此问题可得以消除。应很容易地认识到如何借助图1至图3修改根据本发明的方法。替代连同精细喷嘴22的蚀刻溶液23，可利用蚀刻溶液实现大面积的喷洒。此外，替代液体蚀刻溶液，可施加氧化气体，其可能可同样地合乎目的地被定向至刮痕或前文所提及的其它缺陷上。在氧化中，则一般未去除ρ掺杂层或该露出的区域15，而是使其钝化，从而在随后的金属化中同样未沉积任何金属。
权利要求
1.一种用于处理用于制造太阳能电池的晶片的表面的方法，其中在该方法之前的步骤中，在该晶片上已将抗反射及钝化层施加于P掺杂层上了，其特征在于在用于制造该太阳能电池的接触部的该晶片表面上的随后的金属化或金属沉积之前，在一加工步骤中处理该表面，用于钝化或去除该抗反射及钝化层中的干扰区域例如刮痕、缺陷部位、针孔及非均质区域中的该P掺杂层，以避免金属沉积于这些干扰上。
2.如权利要求1的方法，其特征在于，在蚀刻步骤中使用蚀刻溶液来执行在该干扰区域中的该晶片表面的处理，其中该蚀刻步骤优选持续多秒至多分钟。
3.如权利要求2的方法，其特征在于，该蚀刻溶液是H2SO4或H202。
4.如权利要求2或3的方法，其特征在于，该蚀刻溶液被选择为使得其仅以可忽略的程度侵蚀该太阳能电池的该抗反射及钝化层或优选不损害该抗反射及钝化层。
5.如权利要求2至4之一的方法，其特征在于，该蚀刻溶液被选择为使得该ρ掺杂层选择性地被蚀刻，以局部去除位于该干扰区域中的该P掺杂层。
6.如权利要求1的方法，其特征在于，为处理该干扰区域中的该晶片表面，使该晶片经受强氧化性气体介质，必要时经受溶解于水溶液中的氧化性气体。
7.如权利要求6的方法，其特征在于，待处理的该晶片的表面的氧化持续时间持续几秒至多分钟。
8.如权利要求6或7的方法，其特征在于，通过该强氧化性介质，氧化并钝化该干扰区域中的该晶片表面。
9.如上述权利要求之一的方法，其特征在于，在用于去除或钝化该干扰区域中的该ρ 掺杂层的步骤后，优选地利用介于其间的清洗步骤作为中间步骤来实现金属沉积。
10.如上述权利要求之一的方法，其特征在于，该金属沉积是以电解方式实现，优选以 Ag-LIP 实现。
11.一种用于制造太阳能电池的晶片，其特征在于，已利用如上述权利要求之一的方法处理了在P掺杂层上的、被施加至其表面的抗反射及钝化层。
全文摘要
在一种用于处理用于制造太阳能电池的晶片(11)的表面的方法中，其中在该方法之前的一步骤中，在该晶片上已施加一抗反射及钝化层(16)于p掺杂层(14)上；在随后在该晶片表面上金属化以制造该太阳能电池的接触部之前，在一加工步骤中处理该表面。这用于钝化或用于去除该抗反射及钝化层(16)中的干扰(18)区域诸如刮痕、缺陷部位、针孔及非均质区域中的该p掺杂层(14)。因此可避免金属沉积于这些干扰区域上。
文档编号H01L31/18GK102246323SQ200980149116
公开日2011年11月16日 申请日期2009年12月7日 优先权日2008年12月8日
发明者哈伯曼 D. 申请人:吉布尔. 施密德有限责任公司