用于光伏电池的后接触基板的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及光伏电池的领域，更特别地设及用于制造薄层光伏电池的钢基导体基 板的领域。
【背景技术】
[0002] 事实上，W已知方式，称为第二代的某些薄层光伏电池使用基于钢的后接触基板， 所述后接触基板涂覆有吸收剂（即光敏材料)层，所述吸收剂通常由铜Cu、铜In和砸Se和/或 硫S的黄铜矿制成。它可W例如设及CuInSes类型的材料。该类型的材料在缩写CIS下已知。 它还可W设及CIGS，即此外并入了嫁的材料，又或加2(211，511)(5,56)^即，〔215)类型的材 料，其使用锋和/或锡而不是铜和/或嫁。第S类型的材料基于蹄化儒（CdTe)和硫化儒 (CdS)O
[0003] 对于该类型的应用，电极最经常是基于钢(Mo)，因为该材料呈现一定数目的优点。
[0004] 它是良好的电导体(大约为1化Q .cm的相对低的电阻率）。
[0005] 它可W承受必要的高热处理，因为它具有高烙点（2610°C)。
[0006] 它在某种程度上耐抗砸和硫。吸收剂层的沉积最经常地施加与包含倾向于损坏大 部分金属的砸或硫的气氛接触。钢尤其与砸或硫反应，形成MoSe2、MoS2或Mo(S，Se)2,但是保 持其性质、尤其是电气性质中的最主要部分，并且保持与例如CIS、CIGS、CZTS或CdTe层的适 当电接触。
[0007] 最后，它是一种CIS、CIGS、CZTS或CdTe类型的层在其上粘附得很好的材料，钢甚至 倾向于促进晶体生长。
[000引然而，在考虑工业生产时，钢呈现重大缺点：它是昂贵的材料。事实上，钢层通常通 过(磁场辅助的）阴极瓣射来沉积。然而，钢祀是昂贵的。因为需要相对厚的Mo层、通常大约 为400nm至1微米W便获得所期望的导电性水平(在包含S或Se的气氛中的处理之后，小于或 等于2 Q /□、并且优选地小于或等于1或甚至0.5 Q /□的方块电阻），运更加不可忽视。
[0009] 法国圣戈班玻璃的专利申请W0-A-02/065554教导了预备一种相对薄的钢层(小于 500皿)并且在基板和基于钢的层之间预备一个或多个不可渗透碱的层，W使得在后续的热 处理期间保留基于钢的薄层的品质。
[0010] 然而，该类型的后接触基板仍然是相对昂贵的。
【发明内容】
[0011] 本发明的目的在于提供一种新的、制造成本相对低的钢基后接触基板。
[0012] 为此，本发明的目的尤其在于一种用于光伏电池的后接触基板，其包括载体基板 和包含金属主层的电极涂层，所述电极涂层呈现穿过所述金属主层的至少一个蚀刻沟槽， 其中所述后接触基板包括对砸化的屏障包裹层，所述对砸化的屏障包裹层在所述蚀刻沟槽 的内部覆盖金属主层的侧边。
[0013] 运样的后接触基板呈现运样的优点：即，使得能够利用较小厚度的钢而获得与其 电极涂层由单个钢层构成的后接触基板的方块电阻等效的方块电阻。
[0014] 经证实，纯化层可W由此防止金属主层在其整个表面上从Pl沟槽开始的砸化，其 中包括在对于砸化特别敏感的铜基金属主层的情况下。
[0015] 在主层之上和在上部金属层之下的对砸化的屏障层的存在还使得能够通过上部 层(例如，如果其厚度在10和50nm之间）的全部的变换而确保金属二砸化物和/或二硫化物 (例如Mo(S，Se)2)的存在和量，而同时确保其导电性质得W保留的金属主层的存在和均匀 厚度。
[0016] 在砸化和/或硫化之后由上部层所形成的欧姆接触层的均匀性还有益于太阳能电 池的效率。
[0017] 根据特定的实施例，后接触基板包括单独地或根据所有技术上可能的组合而取的 W下特性中的一个或多个： -形成在载体基板上的电极涂层； -形成在载体基板上的金属主层； -电极涂层包括在金属主层上所形成的对砸化的屏障覆盖层； -所述对砸化的屏障包裹层基于选自铁、钢、错、或粗之中的金属的至少一种金属氮氧 化物或至少一种氮化物，W及氧含量为x=0/(0+N)，其中X=O或0<x<l，优选地0.05<x< 0.95，优选地0.1<义<0.9; -所述对砸化的屏障包裹层是基于钢的化合物，其具有高的氧和/或氮含量； -所述对砸化的屏障包裹层具有被包括在20]i〇hm. cm和50]i〇hm. cm之间的电阻率； -基板在金属主层上包括基于金属M的上部金属层，其能够在硫化和/或砸化之后形成 与光敏半导体材料的欧姆接触层，其中可能插入了其它层，尤其是插入了形成在金属主层 上的对砸化的屏障覆盖层； -所述金属M能够形成P型半导体的硫化物和/或砸化物类型的化合物，其具有大于或等 于IQis/cm3的载荷子浓度和大于或等于4.5eV的输出功。 -所述基于金属M的上部层基于钢和/或鹤； -所述对砸化的屏障覆盖层和所述对砸化的屏障包裹层是相同层的两个部分； -所述对砸化的屏障覆盖层和所述对砸化的屏障包裹层是两个不同的层，所述对砸化 的屏障包裹层在蚀刻沟槽中。
[0018] 本发明的目的还在于一种半导体设备，其包括载体基板和形成在载体基板上的电 极涂层，所述电极涂层包括： -金属主层； -在金属主层上的、基于金属M的硫化物和/或砸化物类型的化合物的欧姆接触层； -光敏层，其由基于铜和砸和/或硫的黄铜矿的光敏半导体材料制成，例如Cu (In，Ga) (S，Se)2类型的材料，尤其是CIS或CIGS，又或Cu2(化，Sn)(S，Se)4类型的材料，所述光敏层形 成在欧姆接触层(26)上；W及 其中，所述电极涂层呈现穿过至少所述金属主层的至少一个蚀刻沟槽，并且其中，所述 后接触基板包括对砸化的屏障包裹层，所述对砸化的屏障包裹层在蚀刻沟槽的内部覆盖金 属主层的侧边。
[0019] 根据特定的实施例，W上设备包括单独地或根据所有技术上可能的组合而取的W 下特性中的一个或多个： -欧姆接触层的材料是具有大于或等于IQis/cm3的载荷子浓度和大于或等于4.5eV的输 出功的P型半导体材料； -欧姆接触层基于钢和/或鹤的硫化物和/或砸化物类型的化合物。
[0020] 本发明的目的还在于一种光伏电池，其包括诸如W上所述的半导体设备，W及在 光敏层上所形成的透明电极涂层。
[0021] 本发明的目的还在于一种光伏模块，其包括被形成在载体基板上并且彼此串联相 连的多个光伏电池。
[0022] 本发明的目的还在于一种用于制造用于光伏电池的后接触基板的方法，包括在于 W下各项的步骤： 在载体基板上沉积金属主层； 通过蚀刻穿过金属主层来形成沟槽，W及 -沉积对砸化的屏障包裹层，所述对砸化的屏障包裹层在蚀刻沟槽的内部覆盖金属主 层的侧边。
[0023] 根据特定的实施例，所述方法呈现单独地或根据所有技术上可能的组合而取的W 下特性中的一个或多个： -所述方法包括通过其而实现蚀刻的掩模的沉积步骤，所述对砸化的屏障包裹层的沉 积在掩模上并且通过掩模来实现，W及掩模的取出步骤； -所述方法包括在于W下的步骤:在第一蚀刻沟槽上并且W小于第一蚀刻沟槽的宽度 来形成第二蚀刻沟槽； -所述方法包括将基于金属M的上部层变换成金属M的硫化物和/或砸化物的步骤； -所述方法包括在所述基于金属M的上部层之上、通过砸化和/或硫化来形成光敏层的 步骤，所述基于金属M的上部层在所述光敏层形成之前或期间、优选地在其期间被变换； -在硫化和/或砸化之后，所述上部层基于具有大于或等于IQis/cm3的载荷子浓度和大 于或等于4.5eV的输出功的P型半导体； -形成光敏层的步骤包括在大于或等于300°C的溫度下的砸化和/或硫化步骤。
[0024] 本发明的另一目的是一种光伏模块，其包括彼此串联相连并且全部形成在相同基 板上的多个光伏电池，其中所述光伏电池诸如W上所述的那样。
【附图说明】
[0025] 在阅读将随后仅仅作为示例给出的并且参照附图所进行的描述时，将更好地理解 本发明，在所述附图上： -图1是根据本发明的后接触基板的剖面示意图，在所述后接触基板上已在保护层的沉 积之前实现了蚀刻沟槽； -图2是图示了在光伏模块的制造期间所实现的不同蚀刻的剖面示意图； -图3a-3c是图示了图2的模块的制造的不同步骤的剖面和透视示意图，并且图4a-4c是 蚀刻的可替换类型的图示； -图5a-5d是类似于图1的视图，其图示了图1的后接触基板的制造步骤； -图6是图示了被沉积在后接触基板上的不同层的剖面示意图； -图7和8是类似于图I的视图，其图示了实现变型。
[0026] 为了清楚表示，附图不是按比例的，因为在尤其是载体基板和所沉积的层之间的 厚度差异是很大的，例如大约为500倍。
【具体实施方式】
[0027] 在图1上图示了用于光伏电池的后接触基板1，其包括： -玻璃制成的载体基板2; -在基板2上形成的对碱的屏障层4; -在对碱的屏障层4上形成的电极涂层6， -在电极涂层6的Pl类型的蚀刻沟槽8中的纯化层7。
[0028] 在整个文本中，通过"形成(或沉积)在层B上的层A"意指层A要么直接在层B上形成 并且因此与层B接触，要么在层A和层B之间插入了一个或多个层的情况下在层B上形成。
[0029] 要注意的是，在整个文本中，通过"电极涂层"意指引进电流的涂层，其包括至少一 个电子导电层，也就是说，其导电率通过电子的迁移率来确保。
[0030] 同样，通过"基于A的材料"意指主要由A组成W便获得所寻求的功能的材料。该材 料优选地包含W原子百分比至少80%的A，例如W原子百分比至少90%的A。如果材料是"基于 A和B的"，则同样意指其优选地包含W总原子百分比的至少80%的A和B，例如W总原子百分 比的至少90%的A和B。
[0031] 此外，在整个文本中，"包括一层"应当很好地理解为"包括至少一层"。
[0032] 蚀刻沟槽8是Pl类型的。其穿过所有层直到基板。其设及一个W及一般地多个纵向 蚀刻，所述蚀刻划定电极涂层的不同分段并且使其电绝缘，所述分段将W已知方式各自作 为串联相连的光伏电池而运转。
[0033] 图2图示了在光伏模块的制造期间实现来用于在相同基板中形成串联相连的多个 光伏电池的不同蚀刻。