CN102686784A - 用于对太阳能电池的金属触点形成种子层和随后加固该种子层或该金属触点的光致电化脉冲沉积的方法和用于实现该方法的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光致电化沉积方法，其中，在第一金属触点和辅助电极之间的电势差根据预定电压/时间特性作为时间的函数而变化，并且在太阳能电池上的光辐射都根据光辐射/时间特性作为时间的函数而变化。

Description

用于对太阳能电池的金属触点形成种子层和随后加固该种子层或该金属触点的光致电化脉冲沉积的方法和用于实现该方法的装置
技术领域
本发明涉及一种光致电化脉冲沉积方法，使用该方法，可以对仅具有一个单独金属触点的太阳能电池形成另一金属触点。待形成的该金属触点尤其涉及太阳能电池的正面触点（已经存在的单独触点随后为太阳能电池的背面上的触点或背面触点）。此外，本发明涉及对应于该方法的装置。
背景技术
太阳能电池的效率尤其取决于太阳能电池的电触点电阻的值。这由此涉及在太阳能电池的半导体材料（通常为掺杂硅）和旨在传导该电池中产生的电流的金属之间的触点，即，太阳能电池的正面触点和太阳能电池的半导体材料之间的触点以及太阳能电池的背面触点和太阳能电池的半导体材料之间的触点。所述触点电阻的减小引起太阳能电池的效率增大。
下文描述的根据本发明的方法由此尤其涉及在任何太阳能电池的n-面（在标准p型太阳能电池中，n-面为正面，即朝向光的这一面）上的触点形成。由于该原因，要在正面上形成的金属触点必须确保进入太阳能电池的足够高的光入射率，即不要过多地遮挡该电池（因此，通常有多个单独金属触点或金属触点部分在正面上形成；然而，简单而言，在下文说明书的范围中所提到的正面触点为单一的：因此通常该触点包括多个连接的单独触点或触点部分）。
通常通过特定金属的微结构同时实现以下条件：触点电阻尽可能小和太阳能电池的自由表面与金属表面有最佳比。然而，存在以下单独发生甚至部分同时发生的问题：不形成硅化物的金属（例如银）具有相对高的触点电阻，这类金属在硅上的附着力通常也不令人满意，即，存在金属触点脱落的危险。然而，形成硅化物的例如镍的金属实际上显示出较小的触点电阻且还有较佳的附着力，这些金属本身的导电率远小于例如银的导电率。此外，这样的金属还相对深地扩散进入硅并且对太阳能电池的电性能可具有负面作用。
从现有技术了解到用于制作金属触点的多种方法：在工业批量生产中几乎专门应用的标准方法为丝网印刷方法。由此，触点形成和金属指状物横向传导性的产生都是在一个操作步骤中实现的，为此，所使用的金属必须具有良好的固有传导性。将包括银胶态分散介质的浆体通过微结构板印刷在太阳能电池上。除了银之外，在浆体中还含有玻璃颗粒和铅氧化物，这对于在至少800℃下才开始的触点形成是重要的。该方法具有若干缺点：虽然在事实上，不需要打开太阳能电池的正面上的钝化层，并且由于这些玻璃颗粒，使得与纯银相比，对硅的附着力较佳，然而随后形成的触点非常不均匀并且总计具有相对高的触点电阻。此外，该方法仅可适用于当发射极具有足够的磷表面浓度时，即该发射极被高度掺杂（达约1020个原子/cm3）。事实上，这简化了表面的钝化，但是导致比低掺杂发射极小的空载电压。此外，高宽比（即，形成触点的金属指状物的高度和宽度的比）不是令人满意的。这意味着太阳能电池表面的遮挡程度（即效率损失）相对大。
现有技术的其他方法基于以下步骤：首先形成金属-半导体触点（随后在本发明的范围内也称作种子层（seed layer）），并且随后加固该种子层，即，在种子层上沉积高导电性的金属。例如，不同金属的层序（例如Ti-Pd-Ag）首先被蒸发涂覆并随后被电化加固。因此，不利地，之前微结构化的钝化层必须被打开，并且该方法成本非常高（由于需要高度真空和例如钯的昂贵材料）。
此外，由镍制成的种子层的形成是已知的：由此，将镍沉积在半导体上而不用电流，即，采用包含镍离子的水性溶液中的化学还原剂，随后退火。因此，不利地，该方法极难控制，即难于再生并且通常导致不均匀的层。此外，之前微结构化的钝化层必须被打开。
此外，从现有技术已知已经应用电化加固的金属触点的种子层，因为这是成本效率高的方法。其中一个方法描述了所谓的光致电镀法，其中，具有正面上的正触点和背面触点的太阳能电池通过背面触点连接到外部电压源。太阳能电池在光照下充当电镀过程中的电流源或者电压源，正面触点表示阴极（低电势）以及背面触点表示原电池的阳极。
由于背面触点（另外在此处，随后背面触点以单数被提及，然而其也可以涉及多个单独的被设置在背面的电触点）通常由铝或者铝合金构成，故该原电池的阳极过程为铝的电化学溶解，即，背面触点的溶解。然而，必须防止为此所需的额外的辅助电极：在太阳能电池的背面或者背面触点和由待沉积的金属组成的该辅助电极之间，为此施加恒定的电势差，使得背面相对于该辅助电极被阴极极化（即，背面触点必须处于为比辅助电极或者阳极低或者更负的电势）。因此，替代背面触点的阳极溶解，发生辅助电极（随后也可替换地称作阳极）的阳极溶解。由于太阳能电池的背面触点通常在整个表面被金属化，故背面触点与电压源的连接在技术上不是特别地要求高。因此辅助电极可以被理解成牺牲阳极。
在该光致电化装置中，在太阳能电池朝向光定位的一面（正面或者正面触点）和辅助电极之间产生电势差，该电势差的值一方面取决于在背面和辅助电极之间施加的电势差，另一方面取决于太阳能电池的背面和正面之间产生的电势差。所述电势差由入射在太阳能电池上的光强决定。
然而，已经存在且通过光致电镀法加固的太阳能电池上的金属触点具有几个缺陷：这些金属触点的导电率小于对应金属的特定导电率，通过电镀法，电化加固的金属层在已经存在的金属层上的粘结力不是理想的，并且金属触点的纵横比（高和宽的比）被降低（然而，需要尽量大的纵横比以便使太阳能电池的遮挡尽量少）。最后，在金属触点中产生内应力，然而这不是希望产生的，因为内应力对金属触点的导电率和/或粘结力具有不利影响并且对于太阳能电池的机械性能也具有不利影响（尤其是考虑到减小晶片厚度（关键词：薄膜太阳能电池），所述机械性能逐渐变得重要）。
发明内容
从现有技术开始，本发明的目的是改进已知的光致电化加固方法，其中，通过光致电镀加固或加厚太阳能电池的已存在的金属触点，使得避免上文所述的缺点。因此，本发明的目的是尤其以简单可靠的方式实现金属触点的优化的导电性和优化的附着力、减少金属触点中的内部应力以及制造具有改进的纵横比的金属触点。
根据本专利的权利要求1的方法和本专利的权利要求16的装置实现该目的。可以分别从从属权利要求得出该方法和该装置的有利的实施方式。根据本发明，因此，这样的方法和/或这样的装置可以用于太阳能电池（特别是薄膜太阳能电池）的电触点（特别是正面触点）的光致形成以及还优选地加固。
在下文中，本发明将首先总体地予以描述，随后以实施方式的形式予以描述。因此，在本发明的范围内，可从单独的实施方式得出的特征的组合不必准确地以这些构型产生，而是，在本发明的权利要求书提供的保护范围内，它们还可以通过其他组合（基于本领域技术人员的专业知识）产生。
本发明的基本出发点是使用光致电化沉积方法，该方法不仅用于加固现有的金属触点而且还被应用到太阳能电池，该太阳能电池待应用两个金属触点，但该太阳能电池仅具有一个金属触点，因此第二金属触点仍然完全不存在。则仅恰好具有一个金属触点（常见地：背面触点）的这样的太阳能电池可以在与已存在的金属触点相对的一面（常见地：正或正面）上被打开，即，太阳能电池的正面的优选地微结构化的钝化层可以被打开。因此，接着，将这样打开的太阳能电池浸没在具有电解液的电解浴中，该电解液包含那些使位于与已存在的金属触点相对的这一面上形成第二金属触点的金属离子。因此，通过随后将更详细描述的根据本发明的光致电化沉积方法，用于第二金属触点的种子层由电解液中含有的金属离子直接形成在太阳能电池的半导体材料上。根据本发明，接着还可通过光致电化沉积方法进一步扩展或加厚该种子层，使得可以用根据本发明的方法来制造整个第二金属触点。
虽然在现有技术中，光致电镀迄今已专用于加固已存在的金属触点（例如，丝网印刷的指状物或甚至是以任何方式制作的种子层）的目的，但根据本发明，用光致电镀甚至实现触点形成。根据本发明，触点形成要被理解为形成直接邻接和/或连接到太阳能电池的半导体材料的金属的种子层。根据本发明，入射在太阳能电池（开始仅具有单一的金属触点）上的光和同时施加在太阳能电池的已存在的金属触点（通常为背面触点）和辅助电极之间的电势（电势差ΔURH）都具有随时间变化的预定的特性。具体而言，根据本发明的电压-时间特性（或电势差ΔURH）的时间相关变化和/或光辐射-时间特性（或光辐射）的时间相关变化可以涉及脉冲形式变化。根据本发明，施加在已存在的金属触点和辅助电极之间的电势和光辐射都具有脉冲形式曲线（双脉冲方法）。
根据本发明，因此电势差ΔURH和辐射光强随时间是不恒定的（此处的“恒定”可理解为，除了自然不可避免的统计上的波动之外，相应的可变值随时间是恒定的），更确切地说，在已存在的金属触点和辅助电极之间的电势差ΔURH和光辐射根据预定时间特性而随时间而变化。由此可以理解电压-时间特性和相应的电流-时间特性，电势差根据该电压-时间特性而在时间上变化。在本发明的范围内，因此还可备选地或累加地获得电流密度值随时间的相应变化。之后，为了简化，总是提到电压-时间特性，然而由此也可涉及电流密度值的备选地或累加地变化。
一方面形成电压-时间特性的脉冲序列，以及另一方面形成光辐射-时间特性的脉冲序列且这两个脉冲序列在时间上彼此同步，这是特别有利的：因此，一方面电势差的脉冲序列和另一方面光辐射的脉冲序列可以以同步脉冲序列的形式生成。恰好通过所述的两个作用变量（电势差和光辐射）的两个脉冲序列的这样的同步，根据本发明可以制造特别有利的触点。
该电势差ΔURH的时间平均值（temporal average）必须小于0，因为否则的话，将发生已存在的金属触点（即，尤其是背面触点）的电溶解，而不发生辅助电极的电溶解，然而，这需要仅应用在时间平均值上，使得没有满足该条件的短时间段是完全可行的（参见下文的实施方式）。
随后，电压时间特性（随后可替选地也称为第一特性）或对应于该电压时间特性的脉冲序列与光辐射-时间特性（随后可替选地也称为第二特性）或对应于这两个特性的脉冲序列的同步，应理解为：至少在一个确定的时间区间期间（优选地，在其整个应用期间），所述两种特性都分别具有周期性曲线（例如以脉冲序列的形式），第一特性的周期性曲线和第二特性的周期性曲线在上述时间区间上彼此协调。
由此可以以不同的方式实现该协调：因此一个特性的周期可以是另一特性的周期的整数倍。
同样，一个特性的频率可以是另一特性的频率的整数倍。然而，还可以的是，周期或频率相同，但这两个特性可相互移开固定的预定时间区间（因此，例如，第一特性的最大点能够相对于第二特性的最大点移开半个周期）。
然而，根据本发明的术语“同步”不限于周期性脉冲步骤：根据本发明，如果两个作用变量（即，一方面的电势差ΔURH和另一方面的光辐射或者入射辐射量）在连续的多个时间部分或时间区间中都一直分别具有同一状态（这样的状态可以为例如限定的电压或限定的辐射光的量或者不施加电压或者不施加光量），则第一时间特性和第二时间特性在时间上的同步因此也是存在的。有利地，分别紧邻连续的时间区间或时间部分由此分别具有同一时间间隔。
特别有利地，根据本发明，实现两个特性的同步脉冲序列，其中，两个作用变量被同步调节使得，在太阳能电池的位于与已存在的金属电极相对的这一面上，总的来说没有临时施加由外来因素产生的电压，使得因此既没有通过光辐射产生的电压也没有施加电势差ΔURH。该面（通常为太阳能电池的正面）或（生长）阴极随后暂时处于开路电池电势（OCP）。
因此，两个特性的同步脉冲序列可以理解为：光脉冲和电压脉冲两者的脉冲长度必须相互协调使得开路电池电势的周期性循环阶段发生在太阳能电池的正面。开路电池电势为在一个浸入电解液中并且没有电流流过的电极处设定的电势。
这对于太阳能电池意味着，只要太阳能电池被照射和只要电压施加到在背面上的辅助电极上，则太阳能电池的正面（朝向光的一面）不处于开路电池电压下。只有未照射的太阳能电池且同时所述背面与电压源电化分离导致正面上（以及还有背面上）的开路电池电势。
因此，对于开路电池电压来说，没有通过外来因素产生的电压意味着：光必须不照射在电池上，而且在背面和辅助电极之间必须不施加电压，这是因为否则的话，在正面和背面之间产生电压且非开路电池电势被施加到正面。因此需要谨慎，这是由于表述“不施加电压”可以被错误地理解成“电压差=0V”。从技术上而言，背面也必须与电压源电化分离。对于很多电压源而言，情况并非如此，则仅施加0V的电压，然而，这不产生开路电池电势。
具体而言，电压-时间特性和/或光辐射-时间特性可以以脉冲序列的形式周期性地变化或短暂地变化。
不同的电压-时间特性、光辐射-时间特性和/或脉冲序列因此为可想到的（接下来详细描述特别有利的特性）：因此阳极脉冲可以施加到脉冲曲线的初始阶段，而且不同尺寸的脉冲可以叠加等。
阳极脉冲施加电势到工件，这导致在工件上的阳极反应（氧化反应），即，在本装置中的正（高）电势。阴极电势为导致在工件上的阴极反应（还原反应）的电势，即在本装置中的负（低）电势。
同样还可以对脉冲序列本身施加脉冲，即，在相应地具有以各个脉冲形式作为时间的函数而变化的电压-时间特性和/或光辐射-时间特性的各个脉冲序列之间，出现这样的时间区间：没有发生电压-时间特性和/或光辐射-时间特性的时间变化。还可以分步骤改变产生的电势差。除了三角形脉冲或者矩形脉冲之外，各个脉冲的形式因此还可以为非线性的，还可以施加正弦曲线的脉冲、以指数方式形成的脉冲和/或二阶、三阶或者更高阶多项式的电压脉冲。
在待生长的第二金属触点的这一面和辅助电极之间的待设定的电压在与第一金属触点（通常为背面触点）和辅助电极之间施加的电势差相同的方向上扩展，即，在背面上的阴极电势例如产生在正面上的阴极电势。
有利地，根据本发明，借助电压源可以产生电势差ΔURH，该电压源连接到函数发生器并且连接在第一金属触点和辅助电极之间：通过该函数发生器，由电压源产生并且被施加在第一金属触点和辅助电极之间的电势差ΔURH随后作为时间的函数变化。
然而，可替换地，还可以通过在第一金属触点和辅助电极之间在时间上依次连接的相应不同的电压源（这些电压源产生不同的电压）来在时间上改变该电势差。这在制造太阳能电池中的在线工艺（inline process）过程中尤其有利。
根据本发明，辐射在太阳能电池上的光的光辐射-时间特性可以通过辐射太阳能电池（尤其为正面）的光源连接到频率发生器而变化。利用该频率发生器，施加在光源上的电压可以随后作为时间的函数而变化，使得从光源辐射的光强具有相应的时间变化。
然而，可替换地，还可以用恒定电压操作的光源（因此发出持续恒定的强度）辐射到太阳能电池上，并且在太阳能电池和该辐射该太阳能电池的光源之间设置尤其是机械断路器的机械装置：利用该机械装置，太阳能电池随后可以以尤其周期性的时间区间被遮挡辐射到太阳能电池上的光。
因此，根据本发明，种子层的制备通过电压脉冲和光脉冲（即双脉冲）的光致电镀实现：为了该目的，太阳能电池的正面的打开的钝化层可以被浸没在包括适用于待应用的金属触点的金属离子的电解液中，该太阳能电池在背面仅明确具有一个金属触点，该太阳能电池的钝化层通过任一方法预先地微结构化。优选地，这些金属离子涉及镍离子、钴离子或者钨离子。根据本发明的方法产生由例如镍、钴或者钨制成的薄的均匀种子层，根据本发明，基于光致电镀，该种子层随后被加固。可以不依赖于发射极电阻（即也用于高电阻的发射器）使用该方法。可以针对待沉积的第二金属触点的相应金属对应于现有技术的所有电解液实现该方法（上述和随后的电解液因此应该理解为示例）。
根据本发明，太阳能电池的已经存在的单个金属触点连接到辅助电极，使得时间上可变化的或者在时间过程中变化的预定电势差可以施加在所述单个金属触点和所述辅助电极之间。有利地，该电势差由不同极性、不同值和/或不同持续时间以及无电压时间段的电压脉冲的周期性序列组成。这可以通过上文所述的函数发生器实现。由此，选择电压脉冲，使得太阳能电池的支撑已经存在的金属触点的这一面比辅助电极具有更长时间段的较低电势。同时，可以用脉冲光源辐射该正面。该处理的结果是，由相应金属制成的种子层例如被形成在太阳能电池的正面上的钝化层的打开区域中，优选调节该处理的持续时间，使得种子层为在50nm到500nm之间的厚度。
因此，本发明的关键点为在第一金属触点和辅助电极之间的电势差ΔURH根据预定电压-时间特性（第一特性）而作为时间的函数变化，以及同时，在根据第一特性的该时间相关变化期间，至太阳能电池上的光辐射根据另外的预定特性（第二特性）即光辐射-时间特性作为时间的函数而变化。可替换地，还可以产生对应于所述特性的电流密度变化。
因此，有利地，第一特性（或者其时间相关的变化）与第二特性（或者其时间相关的变化）同步。
优选地，这两个特性都设置成，使得在多个连续的限定的时间区间（这些时间区间彼此具有间距）期间，既没有在第一金属触点和辅助电极之间施加电势差ΔURH，也没有在太阳能电池上产生光强。
优选地，根据本发明，由此产生的用于第二金属触点的种子层被依序用作阴极，在该种子层的基础上，以生长第二金属触点（通过还保持电势差ΔURH和光强）。
附图说明
然后，参照实施方式描述了本发明。在该方面示出：
图1为用于实现根据本发明的方法的基本装置；
图2为在太阳能电池背面和辅助电极之间的电势差ΔURH随时间的变化以及太阳能电池的正面上的光辐射随时间的变化的第一实例；以及
图3为另一对应的实例。
具体实施方式
图1示出根据本发明的装置，该装置构造成实现根据本发明的光致电化沉积方法。电解浴6位于容器1中，在该电解浴6中设置有辅助电极H（辅助电极H充当用于电化沉积（galvanic deposition）的阳极）。太阳能电池S也被设置在该电解浴中，该太阳能电池S具有正面触点V和配置在该太阳能电池S的另一面上的背面触点R（背面触点R=第一金属触点，正面触点V=第二金属触点）。
辅助电极H借助绝缘供电线l2和绝缘供电线l1电连接到背面触点R。在绝缘供电线11和绝缘供电线12之间接有电压源2，该电压源2施加在辅助电极H和背面触点R之间的电势差ΔURH可以作为时间的函数而变化。
该时间相关的变化通过以下实现：电压源2产生的电压通过函数发生器3（其通过线l3连接到电压源2）作为时间的函数而变化。
最后，光源4被设置在包括辅助电极H、电解浴6和太阳能电池S的装置的上方，采用该光源，太阳能电池S的正面触点V的这一面可以被电磁辐射5辐射，这使太阳能电池中产生电流。
如图2和图3所示，电压源2由函数发生器3控制，以便改变该太阳能电池背面（背面触点R）和辅助电极H之间的电势差ΔURH，使得产生了在这些附图中示出的电压-时间特性。因此，借助该函数发生器，电压源2可以被控制使得可以在该太阳能电池的背面R和辅助电极H之间产生几乎任何电压序列。
图2示出电势差ΔURH的电压-时间特性和辐射在太阳能电池的正面上的光量的光辐射-时间特性的同步图形的第一实例。
在所示实例中，仅具有一个背面触点的太阳能电池被浸在具有以下组成的电解液中：
Figure BDA00001798398300101
剩余成分：水
可以被适度快速摇晃的电解质溶液的pH值在2和6之间，优选在3和4之间。该电解质溶液的温度可以在室温（20℃）和70℃之间，优选在40℃和60℃之间。
图2a示出施加在太阳能电池S的背面触点R和辅助电极H之间的电势差ΔURH的电势脉冲曲线或电压-时间特性。图示的电势脉冲曲线也被称作所谓的“反向脉冲电镀”。
在时间t=t0到t1（t1>t0）之前，在背面触点和辅助电极之间没有施加电势差。在时刻t1处，首先阴极电压脉冲U1被施加到太阳能电池S的背面触点R和辅助电极H之间，即，背面的电势比处于较高电势的辅助电极低。U1被保持到时刻t4为止。在时刻t4处（t4>t1），在时间区间[t4，t5]（t5>t4）期间，施加阳极脉冲U2，之后是时间区间[t5，t7]（t7>t5）中的无电压时间。在该无电压时间中，因此施加ΔURH=UOC。施加的UOC为U1<UOC<U2。
UOC为开路电池电压：没有从外部在两个电极之间施加电势差ΔURH，即UOC也不是0V。在两个电极（正面和背面）处，电势是根据电化学条件（即该系统试图达到平衡状态）而设定的。由于重建电解双层，故由此在电极和电解液之间产生相界。该双层的周期性重建对于太阳能电池上的金属触点的生长具有特别有利的效果。
从t1持续到t7的该电压-时间特性现被重复多次，使得在区间[t1，t7]中的电压-时间特性构成根据本发明的周期性电压-时间特性的周期。
根据本发明，在同一时间（即，在多个、优选地全部前文所述的电压-时间特性周期期间），来自光源4的光被辐射到在该过程开始时还不具有金属镀层的太阳能电池S的正面上：辐射光强的时间曲线也在图2A中示出。在时间区间[t0,t1]中，光强从I0变化到I1（I0<I1）。时间区间[t1，t7]现被分成等长度的六段，其中要求时刻t1到t7限定以下这些时间段：t1<t2<t3<t4<t5<t6<t7。在时间区间[t1,t2]中，辐射光强为I1，之后在时间区间[t2,t3]期间的辐射光强增大到I2（I2>I1）。此后是两个时间区间[t3,t5]和[t5,t7]，其中光强的曲线与区间[t1,t3]中的光强的曲线相同。对于t>t7的时间t，接着，时间区间[t1,t7]的光强-时间特性在长度为t7-t1的连续时间区间中分别重复。
图2b示出在太阳能电池S的正面处或者种子层的区域中设置的电势的时间曲线（在正面和辅助电极之间的电势差）。
前文描述的光强的脉冲序列以及同时电势差ΔURH的脉冲序列确保种子形成的阶段（在时间区间[t1，t4]和脉冲周期的对应该区间的后续区间期间）和发生种子生长的阶段（在时间区间[t5，t7]或在脉冲序列中的该时间区间之后的相应时间区间）之间有变化。在时间区间[t4，t5]期间的电势逆转对沉积具有均化效应。
t4-t1可以在10-5秒和1秒之间，优选地在10-4秒和0.1秒之间；t5-t4可以在10-6秒和0.1秒之间，优选地在10-5秒和0.1秒之间；t7-t5可以在0秒和1秒之间，优选地在10-2秒和1秒之间。阴极电压脉冲U1可以在-1.5V和-0.1V之间，优选地在-0.6V和-0.2V之间。阳极脉冲U2可以在+0.1V和+5V之间，优选地在+0.2V和+1.5V之间。光强I0可以在0W/m2和100W/m2之间，优选地在0W/m2和1W/m2之间。I1可以在100W/m2和2000W/m2之间，优选在100W/m2和1500W/m2之间。I2可以在100W/m2和2000W/m2之间，优选在200W/m2和1000W/m2之间。
前文描述的光强的脉冲曲线和电势差的脉冲曲线为太阳能电池的第二金属触点产生均匀的种子层，该种子层的厚度可以通过重复的次数来控制。
图3示出了和图2中所描述的实例类似的光序列和电势差序列的实例，因此在下文中仅描述了不同之处。
在该情况中，通过使太阳能电池的正面在足够的时间段或时间区间中处于开放电池电势（图3b中的UOC）下，来使施加在太阳能电池背面和辅助电极之间的电压脉冲和光脉冲特定地相协调。为此，根据图3a，在背面和辅助电极之间的电势差被施以脉冲，使得在时间区间[t0，t1]中一开始没有施加电势差。在随后的时间区间[t1，t2]中，为阴极电压脉冲U1，随后在时间区间[t2，t3]中为阳极电压脉冲U2。在时间区间[t3，t4]中，同样没有施加电势差ΔURH。然后，周期性地重复时间区间[t1，t4]。
选择光脉冲（在图3a的底部），使得在时间区间[t0，t1]中辐射光强I0，在随后的时间区间[t1，t2]中为光强I1(I1>I0)。在时间区间[t2，t4]中，光强再次为I0。时间区间[t1，t4]的光辐射特性随后被周期性地重复。
因此，在区间[t3，t4]期间，正面处于开放电池电势。该时间区间有助于电极表面和位于正面中的扩散层的再生，并且已经证实该时间区间特别有益。
t2-t1可以在10-5秒和1秒之间，优选在10-4秒和0.1秒之间；t3-t2可以在10-6秒和0.1秒之间，优选地在10-5秒和0.1秒之间；t4-t3可以在10-5秒和1秒之间，优选在10-2秒和1秒之间。U1可以在-1.5V和-0.1V之间，优选地在-0.6V和-0.2V之间。U2可以在+0.1V和+5V之间，优选在+0.2V和+1.5V之间。I0可以在0W/m2和100W/m2之间，优选在0W/m2和1W/m2之间。I1可以在100W/m2和200W/m2之间，优选在500W/m2和1500W/m2之间。
可以如下所述来补充根据本发明的用于生产第二金属触点的方法：太阳能电池装置S（包括正面触点R、半导体层和生长的正面触点或种子层）可以被退火。这意味着，太阳能电池经受较高的温度，因此，可产生改进的触点粘结。可以在种子层形成之后的电化加固之前实现退火，然而，还可以在电化加固之后实现退火。优选的退火温度范围为150℃到600℃，有利的退火持续期间为10s到20min。
然而，也可以省略退火。

Claims (13)

1.一种光致电化沉积方法，用于在太阳能电池仅具有第一金属触点（R）的情况下，电化形成第二金属触点（V）并且此外还优选地用于电化加固如此形成的第二金属触点，
仅具有一个金属触点（R）的所述太阳能电池（S）和充当阳极的辅助电极（H）分别至少部分被引入电解浴（6）中，以及
在所述太阳能电池的所述第一金属触点（R）和所述辅助电极之间产生电势差ΔURH，使得所述第一金属触点（R）相对于所述辅助电极至少有时为负电势，以及用光辐射（5）所述太阳能电池，
其特征在于：
在所述第一金属触点（R）和所述辅助电极（H）之间的所述电势差ΔURH根据随后称为电压-时间特性的预定的第一特性作为时间的函数而变化（c1），和/或产生对应于该时间相关变化（c1）的电流密度变化，以及在该时间相关变化（c1）期间和/或根据所述第一特性的对应于所述时间相关变化（c1）的电流密度变化期间，至所述太阳能电池上的光辐射同时根据随后称为光辐射-时间特性的预定第二特性作为时间的函数而变化（c2），和/或产生对应于该时间相关变化（c2）的电流密度变化。
2.根据前一权利要求所述的方法，其特征在于：
所述时间相关变化（c1）和/或根据所述第一特性对应于该变化的所述电流密度变化被实现为在时间上同步于所述时间相关变化（c2）和/或根据所述第二特性对应于该变化的所述电流密度变化。
3.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：
所述第一特性和所述第二特性形成为使得：在至少一个时间区间期间、优选地多个时间区间期间、尤其优选地多个以恒定的时间间距周期性连续的确定时间区间期间，既没有在所述第一金属触点（R）和所述辅助电极（H）之间施加电势差ΔURH，也没有在太阳能电池上产生光辐射。
4.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：
在与所述太阳能电池的所述第一金属触点（R）相反的面上沉积钝化层，在所述太阳能电池和所述太阳能电池的所述第一金属触点（R）被引入所述电解浴（6）中之前，所述太阳能电池（S）的钝化层至少在一些区域中被打开。
5.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：
所述第一特性和/或所述第二特性、优选地所述第一特性和所述第二特性包括周期性变化和/或至少一个脉冲序列，或者形成为脉冲序列，和/或
产生相应的电流密度变化，优选地所述第一特性的第一脉冲序列在时间上同步于所述第二特性的第二脉冲序列。
6.根据前一项权利要求所述的方法，其特征在于：
多个脉冲序列，在所述多个脉冲序列之间，至少有一个时间段，在所述至少一个时间段中，所述第一特性和/或所述第二特性和/或相应的电流密度变化没有变化；
和/或
在所述第一特性和/或所述第二特性的脉冲序列开始处的阳极脉冲；
和/或
所述第一特性和/或所述第二特性的脉冲序列具有在连续相邻的脉冲之间的不同持续时间、不同尺寸和/或不同极性和/或不同时间区间的各个脉冲；
和/或
三角形脉冲，矩形脉冲或者正弦曲线的脉冲，二阶、三阶或者更高阶多项式的脉冲和/或指数脉冲；
和/或
所述第一特性和/或所述第二特性的脉冲序列中，不同尺寸的多个脉冲重叠。
7.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：
通过根据所述第一特性的所述电势差ΔURH和通过根据所述第二特性的所述光辐射，由此产生光伏效应并且在所述太阳能电池中产生电流，使得所述太阳能电池（S）的第二金属触点（V）以厚度在10nm到5000nm之间、优选地在50nm到500nm之间的种子层的形式形成，优选地，所述种子层被用作阴极并且通过进一步保持根据所述第一特性的所述电势差ΔURH和根据所述第二特性的所述光辐射而被连续地增厚。
8.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：
根据所述第二特性用光辐射所述太阳能电池（S）的与所述太阳能电池的所述第一金属触点（R）相反的所述面；
和/或
所述第一金属触点（R）为所述太阳能电池的背面触点的至少局部部分和/或所述太阳能电池的设置在所述太阳能电池的p型掺杂面上的电触点的至少局部部分；
和/或
作为第二金属触点（V），形成所述太阳能电池的至少一个正面触点、沉积在所述太阳能电池朝向光辐射面上的至少一个电触点和/或沉积在所述太阳能电池的一个n-掺杂面上的太阳能电池的至少一个电触点的至少局部部分。
9.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：
借助电压源（2）产生所述第一金属触点（R）和所述辅助电极（H）之间的所述电势差ΔURH，所述电压源连接到函数发生器（3）或者与函数发生器形成一体并且连接在所述第一金属触点和所述辅助电极之间，通过所述电压源产生的所述电势差ΔURH通过所述函数发生器作为时间的函数而变化；
和/或
在所述第一金属触点（R）和所述辅助电极（H）之间的所述电势差ΔURH通过多个不同的电压源（2）在时间上相继地连接在所述第一金属触点和所述辅助电极之间而变化。
10.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：
辐射到所述太阳能电池上的所述光的所述第二特性通过照射所述太阳能电池的光源（4）连接到频率发生器和/或函数发生器而作为时间的函数变化，通过所述频率发生器和/或所述函数发生器，施加到所述光源的所述电压作为时间的函数而变化、优选地在时间上与由于根据前一权利要求的所述函数发生器（3）所引起的所述变化同步地变化；
和/或
光持续地辐射到所述太阳能电池上，以及在所述太阳能电池和辐射所述太阳能电池的所述光源（4）之间设置有机械断续器（斩波器），所述太阳能电池通过所述机械断续器（斩波器）以时间区间、尤其是周期性被遮挡所述辐射的光。
11.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：
所述电解浴（6）包括镍离子、钴离子和/或钨离子
和/或
通过在时间区间[t0,t1]期间辐射到所述太阳能电池上的第一光强I0，然后通过在时间区间[t1,t2]期间辐射到所述太阳能电池上的与I0不相等的第二光强I1，在所述太阳能电池上的所述光辐射作为时间的函数而变化，上述的在I0到I1之间的光强变化优选地多次和/或周期性地实现。
12.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于：
在根据所述第一特性的所述电势差ΔURH的变化和根据所述第二特性的光辐射的变化之前、期间和/或之后，所述太阳能电池被退火，优选地所述退火的温度在150℃到600℃之间并且退火持续期间在10秒到20分钟之间。
13.一种装置，包括：
电解浴（6），仅具有第一金属触点（R）而没有第二金属触点（V）的太阳能电池（S）和充当阳极的辅助电极（H）分别至少部分地被浸没在所述电解浴中；
电压源（2），所述电压源连接在所述第一金属触点（R）和所述辅助电极之间，以及
光源（4），所述光源设置成使得用所述光源可照射所述太阳能电池的至少部分，
其特征在于：
所述装置构造成实现根据前述任一项权利要求所述的方法。
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