[发明专利]在相反极性的硅区域上同时形成金属电极的方法

说明书

公开了一种用于同时在硅基材(10)的n型区域(11、51、511)上形成第一金属电极(31、58)并且在硅基材(10)的p型区域(12、52)上形成第二金属电极(32、59)的方法(100)，其中，n型区域(11、51、511)暴露在第一区(1)并且p型区域(12、52)暴露在第二区(2)。该方法包括：通过使用镀覆溶液的Ni浸镀工艺同时在第一区(1)和第二区(2)中沉积(101)含有Ni的初始金属层(33、53)；并且通过无电镀覆工艺或通过金属浸镀工艺将另一金属层(34、54)沉积(102)在第一区(1)和第二区(2)中含有镍的初始金属层(33、53)上，其中，镀覆溶液含有Ni以及预定量的不同于Ni的另一金属。还公开了用于制备硅光伏电池的方法。

技术领域

本公开涉及在硅基材的n型区域和p型区域上同时、例如在同一时间形成金属电极的基于镀覆的方法。

此外，本公开涉及用于制备光伏电池如双面光伏电池和背接触式光伏电池的方法，其中，通过基于镀覆的方法在硅基材的n型区域和p型区域上同时、例如在同一时间形成金属电极。

背景技术

光伏工业的两个重要目的是改进光伏电池和组件效率以及降低电池和组件(module)制造成本。改进光伏电池和组件效率的可能途径是使用双面光伏电池。降低电池和组件制造成本的可能途径是使用更廉价的材料用于镀金属，作为基于银(Ag)糊料的传统镀金属方法的替代方案。

用于形成硅光伏电池金属电极的基于Ag糊料的金属化法的已知替代方案是基于Ni/Cu的金属化法。在该方法中，首先沉积薄镍(Ni)层，以提供相对于硅的低接触电阻、作为主导体铜(Cu)的扩散阻挡层、以及用作在薄镍层顶部上形成Cu层的晶种层。Cu层用于提供良好的电导率，并因此提供了低电阻金属电极。通常的做法是用Sn或Ag薄层覆盖Cu层以改进可焊性。

基于Ni/Cu的金属化工艺的典型工艺流程包括：在整个硅表面形成介电层，例如，抗反射涂层，去除局部介电层，由此使得在形成金属接触部的位置处的下层硅表面暴露，并且通过金属镀覆在暴露的硅区域处形成金属接触部。用于沉积该Ni/Cu堆叠体的常规镀覆方法是光诱导的镀覆、电镀覆和场诱导镀覆。这些方法的缺点是其需要硅基材的电接触，并且其需要外部电流或电压源和/或受控照明。为了沉积Ni层，可以使用无电镀覆。

例如，在无电镀覆中，自催化化学镀覆技术可以用于沉积镍或镍合金层，例如，通过在不需要额外电源的水性溶液中使用化学反应进行沉积。然而，通常无电镀覆的缺点为由于不均匀成核和Ni优先镀覆在最导电的区域，其产生了较差的厚度均匀性。而且，对于在Ni晶种层顶部上沉积Cu层，可以使用无电镀覆。但是，Cu无电镀覆通常是非常缓慢的，例如，比电镀慢超过十倍，需要更频繁地更新浴，导致废料产生增加。

太阳能材料与太阳能电池(Solar Energy Materials&Solar Cells)86(2005)485-498，Jiun-Hua Guo等人的“制造交指状背面和双侧埋入式接触太阳能电池的镀金属改进(Metallization improvement on fabrication of interdigitated backside anddouble sided buried contact solar cells)”描述了一种基于镀覆表面的氯化钯浸渍活化，在磷和硼扩散的接触区域上使镍层成核的方法。然而，该方法需要额外步骤用于表面活化。此外，使用钯导致制造成本增加。使用该方法，还可能难以避免假镀(spuriousplating)或重镀(ghost plating)。