SE456624B - Forfarande for tillverkning av solceller - Google Patents

Forfarande for tillverkning av solceller

Info

Publication number
SE456624B
SE456624B SE8503833A SE8503833A SE456624B SE 456624 B SE456624 B SE 456624B SE 8503833 A SE8503833 A SE 8503833A SE 8503833 A SE8503833 A SE 8503833A SE 456624 B SE456624 B SE 456624B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
nickel
layer
substrate
coating
metals
Prior art date
Application number
SE8503833A
Other languages
English (en)
Other versions
SE8503833D0 (sv
SE8503833L (sv
Inventor
D A Yates
Original Assignee
Mobil Solar Energy Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US06/681,003 external-priority patent/US4609565A/en
Application filed by Mobil Solar Energy Corp filed Critical Mobil Solar Energy Corp
Publication of SE8503833D0 publication Critical patent/SE8503833D0/sv
Publication of SE8503833L publication Critical patent/SE8503833L/sv
Publication of SE456624B publication Critical patent/SE456624B/sv

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F71/00Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
    • H10F71/121The active layers comprising only Group IV materials
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/20Electrodes
    • H10F77/206Electrodes for devices having potential barriers
    • H10F77/211Electrodes for devices having potential barriers for photovoltaic cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547Monocrystalline silicon PV cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Description

20 25 30 35 456 624 2 tillse att kombinationen av tid och temperatur i vilket som helst av de på vätepassiveringssteget följande ste- gen inte medför att det i kislet införda vätet diffunde- rar tillbaka ut från det passiverade substratet. Det har exempelvis visat sig att en vätepassiverad cell, vilken utsätts för en temperatur av 600°C under en halvtimme i vakuum, förlorar väsentligen allt det bundna vätet och återgår till sin förpassiverade nivå, vilket framgår genom observation av den av en elektronstråle inducerade strömaktiviteten. I detta sammanhang bör det noteras att övergångsdiffunderingssteget vid tillverkning av solcel- ler typiskt involverar temperaturer av storleksordningen 900°C.
Det har också visat sig att vätepassiveringen nor- malt hettar upp cellen till en temperatur som är till- räckligt hög för att medföra att oädla metaller, såsom koppar, vandrar genom övergången, varigenom en "mjuk" diod eller en kortslutning uppstår. Passivering av poly- kristallint kisel kan, såsom visas exempelvis av C.H.
Seager, D.J. Sharp, J.K.G. Panitz och R.V. D'Aiel1o 20, nr 3, sid 430-435 (mars 1982), genomföras med en jonkäl- i Journal of Vacuum Science and Technology, Vol. la av Kaufman-typ, vilken används för att producera väte- jonstràlar i kiloelektronvoltsomrádet. Relativt korta exponerigstider (dvs mellan 0,5 och 4 min) i ett inter- vall med hög jonenergi och stort jonflöde (dvs l-3 mA/cmz) förefaller vara optimalt. Sådana exponeringar resulterar i allmänhet i att substratets temperatur stiger till åtminstone omkring 275°C, om substratet omsorgsfullt anslutes till ett lämpligt kyldon. Annars uppnås lätt temperaturer över 400°C. Det är emellertid viktigt att temperaturen begränsas till mindre än omkring 3Û0°C för undvikande av att oädla metaller snabbt vandrar in i kiselmatrisen. Manipuleringen med substratet'och kyldo- net för utförande av värmestyrning under passiveringen blir emellertid lätt den faktor som begränsar takten vid högproduktiv behandling med sådana jonkällor. Det är 10 15 20 25 30 35 456 624 3 följaktligen önskvärt att undvika kylning för åstadkom- ' mande av en billig och högproduktiv process. Därtill kommer att kylning av kiselband av EFG-typ ("edge defined film-fed growth"), vilka är ekonomiskt fördelaktiga att producera, är besvärlig p g a ytojämnheter.
Vätepassivering är dessutom mest effektiv när kisel- basytan exponeras. Varje pläteringsmask som används för att definiera framsidans rutnätselektrodmönster, bör så- lunda avlägsnas före eller läggas pà efter passiveringen.
Ett ändamål med föreliggande uppfinning är följakt- ligen att åstadkomma en behandlingssekvens för tillverk- ning av solceller, varvid vätepassiveríngssteget infogas efter stegen med behandling vid hög temperatur och ändå innan några oädla metaller byggs in i strukturen.
Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att infoga vätepassiveríngssteget så att passiveringen av kislet och nickelsiliciden, som ligger under framsi- dans elektrod-struktur i en delvis tillverkad solcell förbättras.
Ytterligare ett ändamål med föreliggande uppfinning är att infoga ett vätepassiveringssteg vid bearbetningen av kiselband av EFG-typ till solceller på så sätt att behovet av kylning av substratet under passiveringen elimineras.
Dessa och andra ändamål uppnås genom sättet enligt patentkravet l, vilket sätt vid en föredragen utförings- form, när det tillämpas vid tillverkningen av kiselsol- (1) att bilda ett tunt rutnätselektrodmönster av nickel celler, innefattar bland annat följande åtgärder: (eller liknande material) på framsidan av ett kiselband med grund övergång, (2) att vätepassivera cellens över- gångssida, (3) att sintra nicklet så att detta delvis bildar en nickelsilicid, (4) att plätera en eller flera ytterligare metaller på cellens metalltäckta partier, och (5) att täcka kislets exponerade yta med ett anti- reflekterande medel. Därefter kan kislet behandlas vida- re, exempelvis för att förbereda det för anslutning till elektriska kretsar. 456 624 10 15 20 25 30 35 4 Vid ett alternativt förfarande tillför uppvärmningen av provet under passiveringen energi för nickelsintrings- steget.
Dessa tillverkningssekvenser har åtskilliga särdrag.
För det första har sökanden upptäckt att de under väte- passiveringen infallande vätejonerna ändrar kiselskivans yta pà så sätt att plätering av metall genom immersions- plätering på den ändrade ytan förhindras. Vilken som helst pläteringsmask, som från början används för att definiera framsidans elektrodrutnätsmönster kan, som en följd av detta, avlägsnas efter det att ett grundläg- gande metallskikt har pläterats på substratet. Passive- ringen kan nu genomföras på ett exponerat kiselbasskikt, varvid passiveringen inte bara förbättrar cellens elek- triska prestanda utan ocksà, genom att ändra ytskiktet, tjänstgör som en andra pläteringsmask för de efterföl- jande immersionspläteringsstegen. Därav följer att pas- siveringen av den exponerade kiselbasen kan fullständi- gas före anbringandet av oädla metaller utan krav på ett ytterligare maskeringssteg före immersionspläte- ringsmetalliseringen. Sökanden har vidare funnit att passiveringen kan ske genom tunna skikt av metall, så- som nickel. Kislet och nickelsiliciden under den första tunna nickelpläteringen för en elektrod på framsidan kan sålunda passiveras.
Andra ändamål med uppfinningen kommer delvis att vara självklara och delvis att framgå av det följande.
Uppfinningen innefattar följaktligen de åtskilliga steg och det förhållande mellan ett eller flera sådana steg och vart och ett av de andra stegen som exemplifieras i den följande detaljerade beskrivningen och omfattningen av ansökan kommer att anges i kraven.
För en fullständigare förståelse av principen för och ändamàlen med föreliggande uppfinning hänvisas till den följande detaljerade beskrivningen vilken skall be- aktas tillsammans med den bifogade ritningen, pâ vilken illustreras ett antal av de steg som enligt ett föredra- 10 15 20 25 30 35 456 624 5 get utförande av uppfinningen ingår vid tillverkning av solceller.
På ritningen hänvisar likadana hänvisningsbeteck- ningar till likadana strukturer.
På ritningen visas för enkelhetens skull tjockleken och djupen för de åtskilliga skikten och områdena inte skalenligt och inte heller med sina inbördes riktiga proportioner.
Med hänvisning till ritningen avser det föredragna utförandet av uppfinningen tillverkning av solceller med utgångspunkt från EFG-odlade kiselband av p-typ. För detta utförande används som utgángsstycke en delvis fär- digställd cell l. Den delvis färdigställda cellen inne- fattar ett substrat 2, vilket företrädesvis består av ett p-ledande kiselband, vars ena sida (vilken härefter betecknas "framsidan") har försetts med en relativt grund övergång 4 (dvs en övergång som är mellan 3000 och 7000 Ångström djup), ett n-ledande område 6 och en mask 8.
Masken består av ett material (t ex ett dielektrikum), vid vilket metaller, såsom nickel, häftar vid dåligt och är konfigurerad på sådant sätt att den exponerar delar av substratets 2 framsida med ett mönster för en fler- fingers rutnätsmönstrad elektrod (t ex en elektrod med den i US 3 686 036 visade formen). Substratets andra sida (vilken härefter betecknas "baksidan") är företrä- desvis försedd med ett skikt 10 av aluminium, som är legerad vid substratet, och ett p+-område l2. P+-områdets l2 djup är företrädesvis l-5 pm.
Den delvis färdigställda cellen l kan tillverkas på något av ett antal på teknikomràdet välkända sätt. Övergången 4 och området 6 kan exempelvis åstadkommas i ett kiselsubstrat 2 av p-typ genom diffundering av fosfor och en mask 8 kan åstadkommas på dess framsida genom fotolitografi eller tryckning. Skiktet 10 och p+-området 12 kan utformas genom att substratets baksida täcks med ett skikt av aluminiumpasta, som innefattar aluminiumpulver i ett flyktigt organiskt bärmedium, 10 15 20 25 30 35 456 624 6 såsom terpineol, som kan avlägsnas genom förângning, och genom att substratet därefter hettas upp för avlägsnande av varje flyktig eller pyroliserbar organisk komponent i pastan och genom att aluminiumet legeras vid substra- tet och p+-området bildas. Andra typer av substrat, över- gångar och baksideselektroder och andra tillverkningsme- toder kan emellertid lika gärna användas för àstadkomman- de av den delvis färdigställda cellen l.
Med utgångspunkt frán ett sådant förfabricerat sidor med nickel, bildar ett nickel- alumuniumskiktet stycke pläteras först substratets båda varvid en adhesiv avsättning av nickel skikt 14 på styckets baksida över hela 10, medan den adhesiva avsättningen av nickel på framsi- dan bildar ett skikt l6 direkt på substratets 2 yta en- danst på de områden som exponeras genom masken 8.
Pläteringen av nickelskikten 14 och l6 kan göras på olika sätt. Företrädesvis genomförs den i överensstäm- melse med en känd elektrofri eller immersionspläterings- process, dvs en immersionspläteringsprocess, som är li- kadan eller liknar den som beskrivs i US 4 321 283, Kirit Patel et al. Termen "elektrofri plätering" beteck- nar, såsom den används häri, plätering från ett bad, som innehåller ett reducerande medel, utan användning av ett externt anbringat elektriskt fält, och termen "immersions- plätering" betyder en process, vid vilken ett föremål pläteras med en metall utan användning av ett externt anbringat elektriskt fält genom nedsänkning i ett plä- teringsbad som inte innehåller ett reduktionsmedel, och pläteringen inbegriper en undanträngningsreaktion.
Som ett förberedande steg föraktiveras den rengjorda kiselsubstratsytan med ett lämpligt medel. Detta förakti- veringsförfarande är önskvärt eftersom kiselytan själv ofta inte understödjer den elektrofria pläteringsproces- sen och allt nickel som pläteras pá en obehandlad yta häftar i allmänhet vid denna mycket dåligt. Företrädes- vis används guldklorid som aktiveringsmedel, under det att platinaklorid, stannoklorid-palladiumklorid eller 10 15 20 25 30 35 456 624 7 andra välkända aktivatorer kan användas, exempelvis i US 3 489 603. Därefter täcks kiselbandets båda sidor med ett skikt av nickel, företrädesvis genom immersionsplätering av bandet i ett vattenhaltigt bad, såsom beskrivs i US 4 321 283 eller ett vattenhaltigt bad av nickelsulfat och ammoniumfluorid vid ett pH av såsom beskrivs omkring 2,9 och vid ungefärligen rumstemperatur under en tidsperiod av omkring 2 till 6 min.
På detta stadium skalas masken 8 av från substratet 2. I beroende av typen av mask kan detta göras på vilket som helst av ett antal välkända sätt, såsom exempelvis genom användningen av ett buffrat etsmedel. Till följd av borttagandet av masken exponeras substratets 2 fram- sida genom ett av nickelskiktet 16 bestående rutnäts- mönster.
Därefter vätepassiveras cellen. En föredragen metod är att exponera substratets 2 framsida (och nickelskik- tet 16) för en vätejonstråle från en jonkälla av Kaufman- typ (bred stràle), vilken är anordnad omkring l5 cm från substratet. Denna jonkälla drivs företrädesvis vid ett tryck av omkring 20-50 millitorr (av väte), med en väte- strömningshastighet av 25-40 cm3/min, med en potential av omkring 1700 volt dc mellan källan och substratet och med en ström i strålen av mellan omkring 1 och 3 mA/cm2 vid substratet. Det har visat sig att en expone- ringstid mellan omkring l och omkring 4 min är adekvat både för att minimera förluster beroende på minoritets- bärarrekombination, vilka förluster typiskt uppträder med kiselceller av EFG-typ (varvid àstadkommes en pas- siveringszon, som är ungefär 20-80 um djup eller omkring 100 gånger så djup som övergången 4 under det att ett ändrat ytskikt 18, vilket är omkring 200 Ångström djupt åstadkommas samtidigt på de exponerade delarna av sub- stratet 2. Det har också visat sig att användningen av en mekanisk bländare för pulsering av jonstràlen på och av med en pulskvot av 50% resulterar i en minimal tempe- raturhöjning för substratet under passiveringen. 10 15 20 25 30 35 4 56 624 8 Den exakta naturen hos det ändrade skiktet 18 är inte känd. Det tros emellertid vara ett skadat område, i vilket kristallstrukturen delvis har förstörts, varvid kislet delvis bildar SiH eller SiH2 med väte från jon- strålen och i vilket materialet ändå möjligtvis är amorft.
En liten mängd kol eller ett eller flera kolväten kan va- ra nödvändigt i vakuumsystemet för bildande av det önskade ändrade ytskiktet. Den ursprungligen använda Kaufman-jon- källan var utrustad med en monteringsanordning, vilken bestod av grafit och var omkring 13 cm (5") i diameter och på vilken substraten, vilka typiskt var 5 cm x 10 cm (2"x4") på en sida placerades i mitten. När monterings- anordningen av grafit i vissa fall byttes ut mot en mon- teringsanordning av kisel fungerade inte det bildade, ändrade skiktet lika bra som pläteríngsmask som när anordningen av grafit användes. Pâ grundval av detta har det antagits att kol eller kolväteånga, som bildats genom vätejonstrålens inverkan på grafitanordningen, kan förbättra bildandet av ett dielektriskt skikt på substra- tets yta. Oberoende av naturen hos det ändrade ytskiktet 18 har det visat sig att ett ändrat ytskikt som alstras i överensstämmelse med detta förfarande med accelera- tionsspänningar mellan omkring 1400 och omkring 1700 volt och exponeringstider som är så korta som en minut är tillräckligt för att förhindra påföljande immersions- plätering av kiselsubstratet mellan nickelskikten 16.
Härefter värmes substratet upp i en inert atmosfär eller kväveatmosfär till en temperatur och under en tids- period som är tillräcklig för att sintra nickelskikten och få nickelskiktet 16 på substratets framsida att rea- gera med det intilliggande kislet för bildande av en av nickelsilicid bestående ohmsk kontakt. För detta ändamål uppvärmes substratet företrädesvis till en temperatur av omkring 300°C under mellan omkring 15 och omkring 40 min.
Detta alstrar ett nickelsilicidskikt 20, vars djup är - omkring 300 Ångström, i gränsytan mellan nickelskiktet 16 och substratet 2. Nickelskiktet 14 på baksidan bildar oh, 10 15 20 25 30 456 624 9 en legering med aluminiumskiktet 10. Temperaturen vid det- ta sintringssteg bör inte överstiga 300°C allt för mycket eftersom högre temperaturer leder till att nickelskiktet 16 tränger allt för långt in i kislet. Om denna värmebe- handling utföres i formningsgas (95% kväve och 5% väte) verkar den också driva bort väte som är löst bundet till nickelskiktet 16, varigenom vidhäftningen för den efter- följande pläteringen förbättras.
Efter detta utsätts nicklet i skikten 14 och 16 för etsning med het utspädd saltpetersyra, följt av ultraljudsrengöring, för avlägsnande av överskott av nickel från substratets båda sidor. Vid nickeletsningen avlägsnas inte enbart överskott av nickel utan också en del av den på substratets baksida under sintringssteget bildade aluminiumlegeringen. Efter nickeletsningssteget kännetecknas skiktet 14 av ett skikt av nickel-a1uminium- legering, vilket ligger ovanpå aluminiumelektrodskiktet 10, under det att skiktet 16 har skalats bort för expo- nering av det mot det förvalda elektrodrutmönstret svarande nickelsilicidskiktet 20.
Därefter metalliseras nickelsilicidskiktet 20 och nickel-aluminiumlegeringsskiktet 14 med ett eller flera skikt 22 resp 24 för åstadkommande av lämpliga kontakter.
I dessa metalliseringssteg fungerar substratets 2 ändrade ytskikt 18 som en pläteringsmask för förhindrande av att metall häftar vid substratets yta mellan det av det redan fästa nickelsilicidskiktet 20 utgjorda mönstret.
Företrädesvis men inte nödvändigtvis inbegriper denna ytterligare metallisering pàläggandet av ett andra skikt nickel pà skikten 14 och 20. De ytterligare nickelskikten anbringas genom immersionsplätering på det sätt som beskrivs ovan i samband med bildandet av nickelskikten 14 och 16, eftersom vid immersionsplätering nickel kommer att pläte- ra skikten 14 och 16 men inte den ändrade ytan 18. Ome- delbart därefter anbringas ett eller flera kopparskikt (genom immersionsplätering och/eller elektroplätering, genom tekniker som är välkända på området) på det expo- 10 15 20 25 30 35 456 624 l0 nerade nicklet på båda sidor om substratet för att binda nickelskikten och därigenom skydda dem mot oxidering, och för att säkerställa stor konduktivitet. Det behövs ingen maskering av det ändrade skiktet 18 för kopparpläteringen, eftersom kopparn inte kommer att häfta vid det ändrade skiktet. Därefter kan anordningen utsättas för andra behandlingar för kända syften, t ex kan skikt av tenn och lod páläggas successivt över de tidigare anbringade metallskikten.
Efter metalliseringen putsas cellkanterna (visas ej) och en antireflekterande beläggning 26 anbringas på cel- lens framsida. Detta sista steg kan genomföras med någon av ett antal kända metoder, sàsom genom kemisk ángavsätt- ning av exempelvis TiO2. Alternativt kan den antireflek- terande beläggningen 26 bildas genom plasmaavsättning av kiselnitrit.
Som ett exempel består den föredragna metoden att utöva föreliggande uppfinning i att utföra de enskilda, ovan beskrivna stegen på det ovan i detalj för varje steg beskrivna föredragna sättet och i den beskrivna följden.
Det inses att den föredragna metoden enligt före- liggande uppfinning består i att utföra de enskilda föredragna stegen, som beskrivs i detalj ovan, varvid dessa steg utföres i den just angivna följden.
Det har fastställts att solceller, enligt den föregående processen från EFG-odlade band, som tillverkas uppvisar en ökning av medelverkningsgraden av mellan 10 och 20%. det också visat sig att vätepassiveringssteget märkbart Därtill kommer att för detta material har begränsar fördelningen av cellverkningsgraderna.
Det ovan beskrivna förfarandet har ett antal andra fördelar. Genom att utnyttja substratets under vätepassi- ? veringen alstrade ytskikt som en mask för den efterföl- jande pläteringen såsom ovan beskrivits, medger metoden först och främst passivering av ett exponerat substrat före en sådan senare metallisering. Detta möjliggör pas- a 10 15 20 25 30 35 456 624 ll sivering av ett rent substrat (snarare än passivering ge- nom ett pläteringsmaskskikt), eliminerar "mjuka" eller kortslutna celler (som härrör från oäkta metaller som vandrar under passiveringen) och sparar in stegen mellan passiveringen och den efterföljande metalliseringen genom immersionsplätering eftersom inget ytterligare maske- ringssteg erfordras. Det bör noteras att den vätepassive- rade ytan också tjänstgör som en mask som förhindrar av- sättning av koppar vid immersionsplätering eller elektro- plätering. Därtill kommer att genom att passiveringen sker genom ett tunt skikt av material på framsideselektroderna kan substratet under framsideselektroderna likaså passive- ras, förutsatt att det första nickelskiktet inte är mer än omkring 750 Ångström tjockt. Det inses också att förfa- randet enligt föreliggande uppfinning inbegriper passive- ring vid ett stadium av solcellstillverkningen där den efterföljande behandlingen av cellen inte skadligt påver- kar effekterna av passiveringen. ' Det inses att förfarandet kan modifieras på ett antal sätt utan att man avviker från den häri beskrivna uppfin- ningens omfattning. Även om nickelsintringssteget i den föredragna utföringsformen utförs efter passiveringen kan den också sålunda utföras just före passiveringen. Det in- ses att i ett sådant fall det för celler med grunda över- gångar är önskvärt med korta jonstråleexponeringar med eller utan termisk styrning av substratet med ett lämpligt kyldon för gardering mot att nickelsiliciden vandrar till övergången. En sådan styrning alstrar också Ni2Si snarare än andra silicider (NiSi eller NiSi2) varigenom mindre kisel per silicidmolekyl byggs in och det säkerställs att siliciden inte tränger in i n+-området. Det inses också att om nickelsintringen utförs före passiveringen kan ett torkningssteg erfordras efter passiveringen för att driva ut det löst bundna vätet från nicklet före ytterligare behandling.
Det är också uppenbart att uppvärmningen av cellen under passiveringen kan användas för att utföra åtminsto- ne en del av nickelsintringssteget. 10 15 20 25 30 35 456 624 12 Medan den föredragna utföringsformen av förfarandet enligt föreliggande uppfinning utnyttjar det vid vätepas- siveringen bildade ändrade skiktet för att maskera efter- följande immersionsnickelplätering med undantag för på tidigare pläterat nickel kan vidare sättet användas till- sammans med andra metaller än nickel. Det första skiktet av framsideselektroderna på en kiselanordning med grunda övergångar kan exempelvis, såsom inses av fackmannen på omrâdet, avsättas genom plätering på olika sätt som är välkända för fackmannen pà omrâdet av vilket som helst antal làgreaktiva material, som (företrädesvis vid låg temperatur) kan bilda en ohmsk kontakt och tjänstgöra som en barriär för diffundering av koppar eller annan oäkta metall, som avsätts på ett senare stadium. Metaller som är lämpliga att användas tillsammans med koppar är t ex palladium, platina, kobolt och rodium liksom nickel. Även om alla dessa material bildar silicider är inte ett sili- cidskikt nödvändigt. Det är emellertid viktigt att det första metallskiktet häftar vid ordentligt, tjänstgör som en ohmsk kontakt och fungerar som en barriär för vandring av varje senare avsatt metall liksom att det inte i någon större utsträckning själv vandrar till övergången.
Det genom denna uppfinning àstadkomna förfarandet är naturligtvis inte begränsat till produktion av solceller från EFG-substrat. Gjutna polykristallina linjesubstrat, epitaxiskt kisel på kisel av metallurgisk kvalitet eller polykiselskikt av fin kvalitet, vilka bildas genom kemisk eller fysikalisk ångavsättning kan sålunda användas för bildandet av relativt högeffektiva solceller enligt före- liggande uppfinning. Vidare är förfarandet tillämpbart på enkristallint kisel. I detta fall kan förfarandet an- vändas med material av såväl n- som p-typ.
Eftersom dessa och andra ändringar kan göras i för- farandet utan att man för den skull går utanför uppfin- ningens ram är det meningen att allt i beskrivningen ovan och allt som visas på den bifogade ritningen skall tolkas som exempel och inte såsom varande begränsande. n;

Claims (10)

10 15 20 25 30 456 624 13 PATENTKRAV
1. Förfarande för tillverkning av halvledaranord- ningar, k ä n n e t e c k n a t därav, att det i följd inbegriper stegen att: (a) åstadkomma ett kiselsubstrat med motställda första och andra ytor, (b) metallisera utvalda områden på den första ytan med ett skikt av nickel eller liknande material, (c) exponera den första ytan exklusive de utvalda områdena för en vätejonstrále med tillräcklig intensi- tet och under en tillräckligt läng tid för att (1) bil- da ett ytskikt på den första ytan, till vilket de ut- valda metallerna vidhäftar dåligt, och (2) minska sub- stratets minoritetsbärarförluster, och (d) metallisera de utvalda områdena på den första ytan med åtminstone en av dessa utvalda metaller.
2. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k - n a t därav, att det dessutom inbegriper steget att bilda en pn-övergång i substratet intill den första ytan.
3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a t därav, att anordningarna är fotoelektro- motoriska.
4. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t därav, att metalliseringen ut- förs med hjälp av en metall som är vald fràn den grupp av metaller som inkluderar nickel, palladium, kobolt, platina och rodium.
5. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t därav, att metalliseringsste- get inbegriper stegen att: anbringa en nickelbeläggning på den första ytans utvalda områden, och belägga nickelbeläggningen med åtminstone ett skikt av utvalda ledande metaller. 10 15 20 456 62LÉ 14
6. Eörfarande enligt krav 5, k ä n n e t e c k - n a t därav, att nämnda skikt anbringas genom att (a) bringa nickelbeläggningen i kontakt med ett etsmedel för avlägsnande av ej bundet nickel, och (b) belägga nickelbeläggningen med koppar.
7. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t därav, att det dessutom inbe- griper steget att anbringa en antireflekterande belägg- ning pá den första ytan.
8. Förfarande enligt krav 5, k ä n n e t e c k - n a t därav, att nämnda skikt av ledande metaller in- begriper ett nickelskikt som bildats med hjälp av ett immersionspläteringsförfarande.
9. Förfarande enligt krav 8, k ä n n e t e c k - n a t därav, att ett bad som inbegriper ett nickelsalt och fluoridjoner används vid pläteringsförfarandet.
10. Förfarande enligt krav 5 eller 6, k ä n n e - 't e c k n a t därav, att nämnda ytterligare ledande metallskikt inbegriper ett kopparskikt som bildats ge- nom immersionsplätering eller elektroplätering. 'll ß
SE8503833A 1983-12-19 1985-08-16 Forfarande for tillverkning av solceller SE456624B (sv)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US56306183A 1983-12-19 1983-12-19
US65927984A 1984-10-10 1984-10-10
US06/681,003 US4609565A (en) 1984-10-10 1984-12-13 Method of fabricating solar cells

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE8503833D0 SE8503833D0 (sv) 1985-08-16
SE8503833L SE8503833L (sv) 1985-08-16
SE456624B true SE456624B (sv) 1988-10-17

Family

ID=27415903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8503833A SE456624B (sv) 1983-12-19 1985-08-16 Forfarande for tillverkning av solceller

Country Status (9)

Country Link
EP (1) EP0167589A4 (sv)
JP (1) JPS61500756A (sv)
AU (1) AU574761B2 (sv)
CH (1) CH669476A5 (sv)
DE (1) DE3490612T1 (sv)
GB (1) GB2162996B (sv)
NL (1) NL8420338A (sv)
SE (1) SE456624B (sv)
WO (1) WO1985002939A1 (sv)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0168431A4 (en) * 1983-12-19 1989-01-19 Mobil Solar Energy Corp Method of fabricating solar cells.
US4650695A (en) * 1985-05-13 1987-03-17 Mobil Solar Energy Corporation Method of fabricating solar cells
NL2009382C2 (en) 2012-08-29 2014-03-18 M4Si B V Method for manufacturing a solar cell and solar cell obtained therewith.

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4004044A (en) * 1975-05-09 1977-01-18 International Business Machines Corporation Method for forming patterned films utilizing a transparent lift-off mask
US4347264A (en) * 1975-09-18 1982-08-31 Solarex Corporation Method of applying contacts to a silicon wafer and product formed thereby
US4152824A (en) * 1977-12-30 1979-05-08 Mobil Tyco Solar Energy Corporation Manufacture of solar cells
US4214966A (en) * 1979-03-20 1980-07-29 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Process useful in the fabrication of articles with metallized surfaces
US4224084A (en) * 1979-04-16 1980-09-23 Rca Corporation Method and structure for passivating a semiconductor device
US4289381A (en) * 1979-07-02 1981-09-15 Hughes Aircraft Company High selectivity thin film polarizer
US4261762A (en) * 1979-09-14 1981-04-14 Eaton Corporation Method for conducting heat to or from an article being treated under vacuum
JPS6059994B2 (ja) * 1979-10-09 1985-12-27 三菱電機株式会社 アルミニウム膜またはアルミニウム合金膜の微細パタ−ン形成方法
US4343830A (en) * 1980-11-13 1982-08-10 Motorola, Inc. Method for improving the efficiency of solar cells having imperfections
JPS5821324A (ja) * 1981-07-30 1983-02-08 Agency Of Ind Science & Technol 水素添加した半導体薄膜成長用金属表面基板の前処理方法
EP0168431A4 (en) * 1983-12-19 1989-01-19 Mobil Solar Energy Corp Method of fabricating solar cells.
DE3490611T1 (de) * 1983-12-19 1985-11-28 Mobil Solar Energy Corp., Waltham, Mass. Verfahren zur Herstellung von Solarzellen

Also Published As

Publication number Publication date
SE8503833D0 (sv) 1985-08-16
EP0167589A1 (en) 1986-01-15
CH669476A5 (sv) 1989-03-15
SE8503833L (sv) 1985-08-16
NL8420338A (nl) 1985-11-01
WO1985002939A1 (en) 1985-07-04
AU3888685A (en) 1985-07-12
JPS61500756A (ja) 1986-04-17
AU574761B2 (en) 1988-07-14
GB8515901D0 (en) 1985-07-24
EP0167589A4 (en) 1989-01-19
GB2162996B (en) 1987-08-12
DE3490612T1 (de) 1985-11-28
GB2162996A (en) 1986-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4557037A (en) Method of fabricating solar cells
US4612698A (en) Method of fabricating solar cells
JP4335668B2 (ja) 太陽電池の製造方法
US5258077A (en) High efficiency silicon solar cells and method of fabrication
US4609565A (en) Method of fabricating solar cells
US5011567A (en) Method of fabricating solar cells
US4321283A (en) Nickel plating method
US5010040A (en) Method of fabricating solar cells
US7820472B2 (en) Method of forming front contacts to a silicon solar cell without patterning
EP2290128B1 (en) Enhanced method of forming nickel silicides
JPH0520914B2 (sv)
US20060162766A1 (en) Back-contacted solar cells with integral conductive vias and method of making
JP2024502932A (ja) バックコンタクト型太陽電池及びその製造
JP2014001447A (ja) 金属接着を向上させる活性化方法
JPH02500397A (ja) 反射防止被膜を有する太陽電池の製造方法
SE456624B (sv) Forfarande for tillverkning av solceller
AU573696B2 (en) Ion milling
Vitanov et al. Low cost multilayer metallization system for silicon solar cells
SE456625B (sv) Sett att tillverka solceller
RU2065227C1 (ru) Омический контакт к кремниеву солнечному элементу
JPS61500757A (ja) 太陽電池の製造方法
GB2107741A (en) Electroless plating of nickel onto silicon
JPS61500755A (ja) 太陽電池の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 8503833-9

Effective date: 19910704

Format of ref document f/p: F