[发明专利]用于加工具有激光刻蚀的沟槽触点的基件，尤其是太阳能电池的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于加工基件，尤其是太阳能电池的方法，其中在基件的顶面上设有具有增透层的活性层。此外，本发明还涉及一种用于执行该方法的装置。

背景技术

例如，在硅晶片上制造或加工太阳能电池时，这些电池具有硅构成的活性层，必须在活性层上涂布正面的触点接触。此外，为了提高太阳能电池的效率，还要涂上增透层。就工艺流程来说，首先应涂上增透层，然后才设置触点接触。

此外，刻槽埋栅太阳能电池已经为人所知，即利用激光穿过SiN_x增透层产生20～30μm深的沟槽。对沟槽进行清洁，然后重新使其具有比表面更高的掺杂水平。下一步用化学方法镀上镍，接着在大约400C°的烘箱内将其处理几分钟，然后用化学或电镀方法镀上铜层。这种做法的缺点是工艺成本较高，再次进行高温处理可能会引起SiN_x受损，或者在硅组织结构中引起负面的变化，且退火过程意味着使基件的铝质背面再次承受负荷。

发明内容

本发明的任务在于：提出一种开头所述的方法以及一种装置，可以将其用来改进在基件或太阳能电池的具有增透层的活性层正面上涂布触通材料的方式。

该任务可通过一种加工基件的方法加以解决，所述基件具有活性层，且活性层的顶面上有增透层，其特征在于下列步骤：

-在增透层中加工多条沟槽，该沟槽直达位于下面的活性层，

-在沟槽中或者在沟槽底部上涂布触通材料，仅在沟槽之内并且仅在沟槽底部的区域内进行局部加热，至少对沟槽)中的触通材料进行加热或升温，以与邻接的活性层的材料结合。

本发明给出了优点以及优选实施形式，以下将对其进行详细解释，其间将参照说明内容来表达相关权利要求。以下所述特征中有一些尽管只解释一次，但这些特征既适用于所述的方法，也适用于所述的装置。

根据本发明所述，在增透层内产生直达其下方活性层的沟槽或者通道。例如可以利用激光来产生这些沟槽，确切地说以脉冲的方式或者连续运行的方式，备选地也可采用机械方式。然后将触通材料置于沟槽之中，或者涂布于沟槽底部，例如镍或者银。可以采用精确或有针对性地涂布触通材料的方法实现这一点，例如使用类似于印刷方法的喷墨法，备选地也可采用化学或电镀法，对沟槽内的触通材料进行加热或者升温。

其间可以适当选择激光的脉冲能量，使得可以去除增透层，但却不会去除位于其下面的活性层的硅，即使被激光脉冲进行多次轰击也不会去除。激光波长在260nm和1065nm之间，每个脉冲的单位面积功率密度在3～50J/cm²之间，脉冲持续时间在1ns和200ns之间，最好在50ns和100ns之间。

适宜使用Nd:YLF激光，该激光类似于常规的Nd:YAG激光，但有一个略有改变的载体玻璃，该激光的基本波长为1047nm，其是261.7nm的四倍。Nd:YAG激光的基本波长略大于1064nm。这样就有261nm-1065nm的范围可用于进行激光加工。

单位面积功率指的是单位面积的功率密度。也可以放大射束，然后提高脉冲功率，只要单位面积功率与上述一样即可。

可以按照所述方法形成正面触点接触。有利地也通过加热减小正面触点或触通材料与活性层之间的接触电阻，这样又可提高太阳能电池的性能或效率。

可以在产生沟槽之后，或者在置入触通材料之前，对基件或者活性层的顶面进行清洁，例如进行冲洗。可对基件顶面进行碱洗、酸洗或HF冲洗，同样也可以进行吹扫。这样就可以从沟槽或者沟槽底部清除杂质以及离析物，例如产生沟槽时所形成的微小碎屑。同样也可清除所形成的氧化物层。清洁或冲洗沟槽时最好也能略微去除一些活性材料，这样就可更好地准备好活性层的表面，使其有利于接着涂布触通材料。

最好也对邻接于沟槽或者触点的活性层材料，也就是硅进行掺杂。例如，这样有助于重新消除因刻蚀沟槽或者因激光照射在活性层内引起的损伤。

在本发明所述的一种实施例中，将掺杂材料混入触通材料之中，也就是将两者同时涂布。其优点在于：采用同一种相同的材料，也就是一种共同的触通与掺杂材料，只要经过一个方法步骤，就可以触点接触基件并且对活性层材料进行掺杂。除了一般性的掺杂优点之外，还可以同时形成正面触点接触。例如，掺杂材料可以是磷，优选触通与掺杂材料是NiP。磷成分用来在加热或者升温期间或者之后对活性层进行掺杂。镍成分则构成非常好的电导体，用于形成正面的触点接触。此外，镍与硅活性层之间的接触电阻很小。