[发明专利]用于至少局部地除去层堆叠的层的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的方法。

背景技术

公知的是，薄层太阳能电池由不同的层构建和因此是层堆叠。经常在光学透明的衬底上施加导电层，在所述导电层上又有半导体层。作为最上面的层又设置导电层。

在制造期间必须将薄层太阳能电池结构化。这例如在CIS/CIGS电池情况下通过机械刻刀或皮秒（ps）激光器来实现。该加工通常从上方、也就是从上面的导电层出发来实现。这借助图1来阐述：

图1展示了包括玻璃衬底2的层堆叠1，在该玻璃衬底2上布置有例如由钼制成的导电层3（金属化层）。在此之后是半导体层4，例铜铟硒（CIS）层或铜铟镓硒（CIGS）层。在半导体层4上又施加例如由TCO（透明导电氧化物（Transparent Conductive Oxide））制成的导电层5。用附图标记6表明了可采用于引入迹线（Spuren）的机械刻刀。

为了在衬底上制造多个可以互相串联的单个太阳能电池，施加所谓的P2迹线，即局部地除去层4。然后所施加的层5（前面接触）于是建立通向层3（背面接触）的电连接。随后引入P3迹线，其方式是局部地除去层4和5。通过该步骤应分开单个电池。在此处不允许进行在层3和5之间的电连接。

在采用机械刻刀时有问题的是，通过该机械刻刀只引入比较宽的迹线，并且刻刀可能磨损。此外，该方法是比较缓慢的。

替代或附加地，如这由附图标记7所表明的那样，借助于皮秒激光器可以实现结构化（迹线引入）。但是皮秒激光器在购置方面是很昂贵的。

根据现有技术，从上方、也就是从背离衬底2的侧来实现两种结构化方法。尤其是在借助激光器的结构化时，可能出现导电层5熔化和在结构化的边缘处向下流。此外，在半导体层4中在热影响区之内，导电性由于热效应而显著提高，使得由于两种效应可能发生到导电层3的短路。这应尽可能予以避免。

除了结构化，也就是借助机械刻刀或皮秒激光器引入迹线之外，经常进行所谓的边缘除层，也就是在太阳能电池的边缘处隔离。这例如在DE 199 644 43 B4中得以描述。

从EP 2 083 445 A1中公知了一种用于制造光电模块的方法。为了形成串联的电池，利用发射红外辐射的激光器通过分离线将透明的基本电极层、半导体层和背电极层结构化。从衬底侧来实现半导体层的和背电极层的结构化，其方式是将激光穿过透明的前电极引向半导体层和背电极层。

EP 1 727 211 A1公开了一种用于将薄层太阳能电池结构化的方法。用第一功率的激光来除去半导体层和布置在其上的背电极层，其方式是将激光穿过透明的衬底和布置在其上的透明的前电极引向要除去的半导体层和背电极层。用第二功率的激光除去布置在衬底上的层，其方式是将激光穿过透明的衬底引向要除去的层堆叠。

DE 20 2008 005 970 U1公开了一种装置，用于在薄层太阳能电池情况下借助激光辐射剥蚀在玻璃上的层，其中，激光器通过谐振器的品质电路（Güteschaltung）生成短脉冲，并且其中，用激光器的辐射在层上产生焦斑，所述焦斑通过调整装置相互排列，使得实现平面的剥蚀。

发明内容

本发明的任务是提供一种方法，用该方法可以以简单的和成本低的方式局部地除去层堆叠的一个或多个层。如果将该方法应用于太阳能电池，也应通过该方法避免在导电层之间形成短路。

通过具有权利要求1的特征的方法来解决该任务。在此，优选在应除去位于其上方的半导体层的区域中加热光密金属化层，该光密金属化层有利地具有更高的导热性和/或具有比位于其上方的半导体层的至少一种成分的沸点更高的沸点。

因此如果例如应将迹线引入半导体层中，也就是除去该半导体层，则沿着该迹线的走向来加热光密半导体层。通过如此加热光密金属化层，使得位于其上方的半导体层的具有较低沸点的至少一种成分蒸发，发生半导体层和必要时位于半导体层之上的层的除去。如果半导体层是CIS层或CIGS层，则通过加热位于其下的金属化层使半导体层中的硒（沸点：684.6^oC，导热性                                                ）蒸发，可能是足够的。但是蒸发半导体层的其它成分也是可以设想的。半导体层的仅一种成分的蒸发通常足以引起层和也许位于其上方的层的其余成分的剥落。原则上也可以设想如此来加热光密层，使得由于在光密层和半导体层之间的温度差而发生半导体层和必要时布置在其上方的层的局部剥落，也就是半导体层的成分不蒸发。