CN102782810B - 形成低电阻硅金属触点的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明描述了在基板上形成欧姆接触的方法。所述方法包括将一组硅颗粒沉积在基板表面上。然后，将所述基板加热至烘焙温度持续一段烘焙时间段以便形成致密膜油墨图案。所述方法还包括在一定温度下将所述基板暴露于具有沉积环境的扩散炉中的掺杂剂源持续一定的时间段，所述沉积环境包含POCl3、N2载气、主要N2气体和反应性O2气体，其中在所述基板表面上形成PSG层。所述方法还包括将所述基板加热至驱入温度并持续一定的时间段；以及沉积氮化硅层。所述方法还包括将一组金属触点沉积在所述一组硅颗粒上；以及将所述基板加热至焙烧温度并持续一定的时间段。
Description
相关申请的交叉引用
本专利申请要求于2010年3月1日提交的美国专利12/714,941的权益，其全部公开内容以引用方式并入。
公开领域
本公开一般涉及光伏电池，具体地讲，涉及形成低电阻硅金属触点的方法。
发明背景
太阳能电池将太阳能直接转化为直流电能。一般来讲，被构造成光电二极管的太阳能电池允许光透入金属触点附近，使得生成的载流子（例如电子或空穴（不含电子））可以电流形式被提取。
大多数太阳能电池一般在掺入有第一掺杂剂（通常为硼）从而形成吸收体区域的硅基板上形成，第二反掺杂剂（通常为磷）则散布在其上面而形成发射极区域，以便完成p-n结。在添加钝化和减反射涂层后，可添加金属触点（发射极上的细栅和主栅以及吸收体背部的垫片）以提取生成的电荷。
一般来讲，发射极区域内的低掺杂剂原子浓度将有利地导致低复合（并因此导致较高的太阳能电池效率），但将不利地导致与金属电极的电接触不良（高电阻）。相反，高掺杂剂原子浓度将不利地导致高复合，但将有利地导致与金属电极的低电阻欧姆接触。当使用丝网印刷银浆形成正面金属电极时尤其如此。通常，为了降低制造成本，使用单一均匀掺杂剂扩散来形成发射极。然而，掺杂浓度一般为介于低复合和良好金属触点之间的一种折中。也就是说，一般能在较低掺杂下实现低复合，然而需要较高掺杂来形成触点。因此，由于这样一种折中，所得太阳能电池效率（转化为电力的日光百分比）通常降低。
现在参见图1，其示出了传统正面接触太阳能电池的简图。在通用构型中，n型扩散区域108首先在p型（轻掺杂）硅基板110上形成。在将氮化硅(SiNx)层104沉积在基板的正面上之前，通常通过使硅基板暴露于氢氟酸(HF)而基本上移除在磷沉积过程（即POCl3）中形成于基板表面上的残余PSG。然后包括正面金属触点102和背表面场(BSF)/背面金属触点116的一组金属触点按顺序在硅基板110上形成并随后焙烧到硅基板110内。
正面金属触点102通常通过沉积Ag（银）浆料而形成，该浆料包含银粉（约70至约80重量%（重量百分比）、硼硅酸铅玻璃（玻璃料）PbO-B203-Si02（约1至约10重量%）和有机组分（约15至约30重量%）。沉积之后，在低温下干燥浆料以移除有机溶剂，然后在高温下焙烧以形成导电性金属层以及启用硅金属触点。在焙烧过程中，随着温度增加至至高约400℃，玻璃料软化并形成熔融玻璃，其会在放热的氧化还原反应中润湿和溶解下面的减反射涂层（如，氮化硅）阻挡层106：
2PbO玻璃+Si→2Pb+SiO2玻璃 [公式1]
根据前述内容，需要提供在低掺杂发射极上形成低电阻硅金属触点的方法。
发明概述
在一个实施方案中，本发明涉及在基板上形成欧姆接触的方法。该方法包括将一组硅颗粒沉积在基板表面上。该方法还包括将基板在烘焙环境中加热至烘焙温度并持续一段烘焙时间段以便形成致密膜油墨图案。该方法还包括在沉积温度下，将基板暴露于具有沉积环境的扩散炉中的掺杂剂源并持续一段沉积时间段，所述沉积环境包含POCl3、N2载气、主要N2气体和反应性O2气体，其中在基板表面上形成PSG层。该方法还包括将基板在驱入环境中加热至驱入温度并持续一段驱入时间段；以及沉积氮化硅层。该方法还包括将一组金属触点沉积在一组硅颗粒上；以及将所述基板加热至焙烧温度并持续一段焙烧时间段。
附图简述
以举例的方式而非限制性方式在附图中对本发明进行说明，并且在附图中，相似的附图标号表示相似的部件，其中：
图1示出传统正面接触太阳能电池的简图；
图2A-C示出根据本发明烧透在太阳能电池上的磷掺杂的颗粒层之后正面金属触点太阳能电池的一组简图；
图3A-C示出根据本发明在三种不同触点焙烧温度和时间条件下以及利用两种不同PSG移除工序而处理的两组基板的填充因数(FF)、串联电阻和效率；
图4A-B示出根据本发明对硅片表面和硅颗粒膜两者进行能量色散X射线光谱(EDX)测量；
图5示出根据本发明形成低电阻硅金属触点的简化方法，其中颗粒在磷扩散之前沉积；
图6示出根据本发明形成低电阻硅金属触点的简化方法，其中硅颗粒在磷扩散之后沉积；并且
图7示出根据本发明形成低电阻硅金属触点的方法，其中硅颗粒在氮化物沉积之后沉积。
发明详述
现将结合如附图所示的本发明的一些优选实施方案来详细描述本发明。为了能够全面理解本发明，在以下说明中阐述了许多具体细节。然而对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，没有部分或所有这些具体细节也能实践本发明。在其它情况下，为了不给本发明增加不必要的理解难度，未详细示出熟知的工序和/或结构。
一般来讲，对于通过丝网印刷金属触点制备的晶体太阳能电池而言，经常使用单一掺杂剂扩散以形成发射极区域，使所得的掺杂剂浓度被选择为介于低载流子复合和良好硅金属连接性之间的一种折中。具体地讲，有必要具有高表面浓度的磷以有利于在金属焙烧过程中银微晶的形成。这些微晶在介于金属和硅之间的接触面处形成并且对于实现良好的接触电阻至关重要。参见G.Schubert、J.Horzel、R.Kopecek、F.Huster和P.Fath的“Silver thick film contact formation on lowly doped phosphorous emitters”，见于2005年6月西班牙巴塞罗那的“Proceedings of the 20th EuropeanPhotovoltaic Solar Energy Conference (EU PVSEC’05)”第934页。
以有利的方式，可使用在基板表面上形成的磷掺杂的硅颗粒膜来催化介于金属和硅表面之间的银微晶的形成，从而使得能够形成低电阻欧姆接触。使用包含硅和磷的颗粒膜促进微晶的形成允许发射极的掺杂分布得以最优化以用于低载流子复合，从而获得改善的电池转换效率。层可在扩散步骤之前、扩散步骤之后、磷硅酸盐玻璃(PSG)移除之后和/或氮化物步骤之后沉积。例如，在一种构型中，在颗粒膜中的磷在沉积之后的POCl3扩散过程中被吸收。在其它构型中，磷可在印刷之后立即存在于纳米颗粒膜中。
可通过多种技术来制备颗粒，诸如蒸发(S.Ijima,Jap.J Appl.Phys.26,357(1987))、气相热解(K.A Littau,P.J.Szajowski,A.J.Muller,A.Kortan,L.E.Brus,J Phys.Chem.97,1224(1993))、气相光解(J.M.Jasinski和F.K.LeGoues,Chem.Mater.3,989(1991))、电化学蚀刻(V.Petrova-Koch等人，Appl.Phys.Lett.61,943(1992))、硅烷和聚硅烷的等离子体分解(H.Takagi等人，Appl.Phys.Lett.56,2379(1990))、高压液相氧化还原反应(J.R.Heath,Science 258,1131(1992))等。
此外，还可使用如2008年5月1日提交的题目为“Methods AndApparatus For The Production of Group IV Nanoparticles in a Flow-ThroughPlasma Reactor”的美国专利申请12/113,451以及2007年8月21日提交的题目为“In Situ Doping of Group IV Semiconductor Nanoparticles and ThinFilms Formed Therefrom”的美国专利申请11/842,466中所述的技术来掺杂颗粒，这两篇专利申请均以引用方式并入。硅颗粒的直径优选地介于约2nm和约100nm之间，更优选介于约3nm和约50nm之间，并且最优选介于约5nm和约20nm之间。
一种沉积颗粒的方法是利用胶态分散体。一般来讲，胶态分散体是一种由以下两个单独的相组成的均匀混合物：连续相（例如溶剂）和分散相（一般为颗粒）。颗粒可以悬浮在硅颗粒流体（胶态分散体）中，该流体可包含溶剂（如醇、醛、酮、羧酸、酯、胺、有机基硅氧烷、卤代烃、其它烃等）和颗粒封端基团（如醇、醛、酮、羧酸、酯、胺、有机基硅氧烷等）。这些溶剂和封端基团随后可在烧结过程中被移除，或就在烧结过程之前的较低温预热中被移除。此外，可通过在包含无掺杂纳米颗粒的分散体中掺入掺杂的添加剂（例如磷酸）来实现纳米颗粒膜中的掺杂。
现在参见图2A-C，这组简图示出了根据本发明烧透太阳能电池上的磷掺杂颗粒层之后的正面金属触点太阳能电池。
图2A示出具有磷掺杂硅颗粒层的正面接触太阳能电池的简图。一般来讲，n型扩散区208首先在p型（轻掺杂）硅基板210上形成。在基板的正面沉积氮化硅(SiNx)层204之前，通常通过使硅基板暴露于氢氟酸(HF)而基本上移除在磷沉积过程中形成于基板表面上的残余PSG（即POCl3）。包括正面金属触点202（如先前所述通常为银浆）和背表面场(BSF)/背面金属触点216的一组金属触点然后按顺序形成于并随后焙烧到硅基板210内。包含磷的硅颗粒层212的存在促进在介于正面金属触点金属和硅基板之间的接触面处形成微晶。
参见图2B，即根据本发明烧透正面金属触点之前的图2A太阳能电池的简化示意图。其示出了印刷在所沉积的纳米颗粒层212上方的氮化硅层204上的含银颗粒207的金属浆料层。随着焙烧过程中温度的增加，浆料中包含的玻璃料开始蚀透氮化硅层204。同时，银颗粒207趋于形成Si-Ag-M合金，该合金继而穿透氮化硅层并随后形成连续金属触点。
参见图2C，当图2B的Si-Ag-M合金固化时，导电性微晶214趋于在硅基板中形成，从而透过非导电玻璃层213将正面金属触点与发射极208电耦合。这些微晶的形成取决于表面的特性，尤其是含磷的硅颗粒层212的存在。作者相信，通过在接触区域中包括一层含磷的硅颗粒，可以促进这些微晶的形成，从而形成更多晶体并导致较低的接触电阻。含磷的硅颗粒层的存在促进介于金属和硅之间的接触面处微晶的形成。
一般来讲，使用标准正面银浆形成良好触点所需的薄层电阻为约60Ω/sq或更低，其部分地由磷表面高浓度的要求所决定。通过添加硅颗粒膜，发明人相信可以形成具有较高薄层电阻(>60Ω/sq)的发射极良好欧姆接触，从而使得由于发射极中减少的复合而能够实现较高的太阳能电池效率。所述方法有利的原因有多种：(a)可在轻掺杂发射极上形成低电阻触点，而无需在接触区域中形成重扩散，这简化了扩散过程；(b)油墨印刷发生于高温扩散步骤之后，这趋于降低由与印刷和干燥步骤相关联的附加基板处理而造成污染的可能性；和(c)印刷的油墨线可为金属图案对齐提供高度可见的图案，从而确保过程的稳健性。
实验1
现在参见图3A-C，其示出了根据本发明在三种不同触点焙烧温度和时间条件下以及利用两种不同PSG移除工序而处理的两组基板的填充因数(FF)、串联电阻和效率。就所述两组基板而言，图3A对FF（填充因数）进行比较，图3B对串联电阻进行比较，而图3C对效率进行比较。
以有利的方式，通过在触点形成过程中利用不同颗粒层对太阳能电池中的触点形成进行研究而实验性地展示了硅颗粒层能够促进触点的形成。一般来讲，填充因数、串联电阻和效率是触点形成的质量指标。
FF（填充因数）被定义为太阳能电池的最大功率与Voc（开路电压）和Isc（短路电流）乘积的比率。串联电阻表示电流的欧姆电阻，并由来自基板（包括发射极）、介于基板和金属触点之间以及跨越金属触点的电阻组成。效率是在操作点递送的电能与入射光能的比率。
在本实验中，所有基板组均由锯齿状损伤蚀刻的p型硅基板构成，各自具有约180um的厚度和约2Ω-cm的体电阻率。首先将基板用piranha（硫酸(H2SO4)和过氧化氢(H2O2)的混合物）清洗。该清洗之后为去离子水冲洗步骤，然后浸入后续缓冲氧化物蚀刻液(BOE)，接着用最终去离子水冲洗。然后在硅纳米颗粒流体沉积在基板的一侧上之前用N2干燥基板（其中纳米颗粒流体在一组有机溶剂中包含约4at%（原子%）的硅纳米颗粒）。
然后在600℃的温度下将基板在烘焙环境中用快速热处理(RTP)工具烘焙约3分钟的一段时间，以便蒸发溶剂分子并形成致密膜。
在第一方法（方法1）中，在约800℃的沉积温度下将第一组基板暴露于具有POCl3、N2和O2的沉积环境的扩散炉中的掺杂剂源并持续约20分钟的沉积时间段，接着在相同温度下执行附加氧化步骤持续约10分钟，接着在约900℃驱入温度下的驱入环境中执行附加驱入热步骤持续约30分钟的时间段。随后通过浸在缓冲氧化物蚀刻液(BOE)中约5分钟而移除在基板表面和致密膜表面上的残余PSG玻璃层。
在第二方法（方法2）中，将第二组基板按第一组基板处理，但增加了在H2SO4:H2O2(2:1)中的额外的清洗约5分钟并在BOE中再清洗5分钟，以便移除附加的磷掺杂颗粒，而使下面的薄层电阻保持不变。用常规的银浆将电池丝网印刷在正面、Al-Ag背面母线以及后表面之上的AI浆料上以形成背表面场。印刷金属之后，将电池焙烧至约745℃、765℃和773℃的峰值温度，具有的温度特征图使得超过700℃的时间（焙烧时间段）为约4秒。
能够看出，用方法1处理的基板（其具有在移除PSG后余留的更加显著的硅颗粒膜）产生了超过77%的显著有益的填充因数以及相应的低串联电阻。通过附加的Piranha/BOE清洗（方法2）而制造的电池显示出大大减小的填充因数，这起因于增加的串联电阻。将这两种情况下的电池随后在HF稀释溶液中蚀刻以移除Ag触点并暴露接触区域。与方法1相比，对于方法2而言，随后的SEM成像表明Ag微晶数显著减少。因此，发明人相信，用硅颗粒膜改变硅片表面（而不改变掺杂分布）会强烈影响触点的形成。
现在参见图4A-B，示出了根据本发明的能量色散X射线光谱图(EDX)，其在高效率发射极（图4A）和硅颗粒膜（图4B）两者上测得。
在本实验中，所有基板组均由锯齿状损伤蚀刻的p型硅基板构成，各自具有约180um的厚度和约2Ω-cm的体电阻率。首先用piranha（硫酸(H2SO4)与过氧化氢(H2O2)的混合物）来清洗基板。该清洗之后为去离子水冲洗步骤，然后浸入后续缓冲氧化物蚀刻液(BOE)，接着用最终去离子水冲洗。然后将硅纳米颗粒流体沉积在基板的一侧上之前用N2干燥基板。
然后在200℃的温度下将基板在石英管式炉内的氮环境中烘焙约10分钟，以便蒸发溶剂分子并形成致密膜。
随后在氢氟酸(HF)和盐酸(HCl)的稀释水溶液中清洗基板。清洗之后，将硅片加载到扩散管式炉中，其中在约800℃的沉积温度下将基板暴露于沉积环境为POCl3、N2和O2的掺杂剂源并持续约20分钟的沉积时间段，接着在相同温度下执行附加氧化步骤约10分钟，接着在约900℃驱入温度下的驱入环境中执行驱入热步骤约25分钟的驱入时间段。随后通过将基板浸在缓冲氧化物蚀刻液(BOE)中约5分钟而移除在基板表面和致密膜表面上的残余PSG玻璃层。
EDX测量清楚地示出，在硅颗粒层中的表面处存在显著量的磷，与高效率发射极（参见图4A）相比超过20at%（如图4B中所见）。同样，与早前的争论一致，据信在发射极表面附近存在这样显著量的磷原子对触点烧透过程中的触点形成是有益的。
现在参见图5，示出了根据本发明形成低电阻硅金属触点的简化方法，其中颗粒在磷扩散之前沉积。一般来讲，硅纳米颗粒可掺入有磷或无掺杂。
最初，在步骤502，将硅颗粒流体沉积在每块基板的第一表面（正面或背面）上以形成硅颗粒膜。
任选地在步骤504，烘焙基板以便从硅颗粒膜中移除一组溶剂，以及进一步使沉积的硅颗粒膜致密到介于约100nm至约1000nm之间的最终厚度。这可在介于约150℃和约600℃之间的第一温度下进行，时间为介于约30秒和约10分钟之间的第一时间段。
任选地在步骤506，将每块基板在化学浴中清洗以移除硅膜的不需要的杂质和氧化部分。在该步骤所用的化学品的实例包括但不限于氢氟酸(HF)，缓冲氧化物蚀刻液(BOE)，过氧化氢与硫酸的混合物，过氧化氢、氢氧化铵与水的混合物中的至少一者。
在步骤508，将基板放置于扩散设备中，例如管式炉或联机炉。
接着在步骤510，将所述一组基板在磷环境如在管式炉中的POCl3或在联机炉中的H3PO4中加热。例如，在管式扩散炉构造中，将基板暴露于具有沉积环境的扩散炉中的掺杂剂源，所述沉积环境包含POCl3、N2载气、主要N2气体和反应性O2气体，其中N2载气与反应性O2气体的比率介于约1:1至约1.5:1之间，其中在基板表面上形成PSG层。优选地，管式扩散温度介于约700℃和约1000℃之间，并且管式扩散时间段为约5分钟至约35分钟。更优选地，管式扩散温度介于约800℃和约900℃之间，并且管式扩散时间段为约10分钟至约30分钟。最优选地，管式扩散温度介于约800℃和约850℃之间，并且管式扩散时间段为约20分钟。任选地，沉积步骤之后可为氧化步骤和驱入步骤，其也可在介于约800℃和约1000℃之间的较高温度下进行。
任选地在512，通过将基板置于化学浴中而移除在炉扩散过程中沉积的PSG，所述化学浴包含将移除玻璃层的化学品。该步骤所用的化学品的实例包括但不限于氢氟酸(HF)和缓冲氧化物蚀刻液(BOE)中的至少一者。任选地，可在PSG移除步骤512之前执行边缘绝缘处理步骤（如通过干法等离子蚀刻或湿法蚀刻）。在514，将氮化硅沉积在基板的正面上以减少正面复合以及减少从太阳能电池正面反射的量。
在步骤516，将Ag（银）浆料沉积在硅颗粒膜上。
最后，在步骤518，在优选介于约700℃和约800℃之间、更优选介于约750℃和约780℃之间，并且最优选约765℃的温度下将Ag（银）浆料焙烧到基板内。在焙烧过程中，温度应优选保持在高于700℃的时间介于约1秒和约5秒之间，更优选介于约3秒和约4秒之间，并且最优选为4秒。
现在参见图6，示出了根据本发明形成低电阻硅金属触点的简化方法，其中硅颗粒在磷扩散之后沉积。
在步骤602，将每块基板在化学浴中清洗以移除可存在于基板表面上的不需要的杂质和氧化物层。该步骤所用的化学品的实例包括但不限于氢氟酸(HF)，缓冲氧化物蚀刻液(BOE)，过氧化氢与硫酸的混合物，过氧化氢、氢氧化铵与水的混合物中的至少一者。
在步骤604，将基板放置于扩散设备中，例如管式炉或联机炉。
接着在步骤606，将所述一组基板在磷环境如管式炉中的POCl3或联机炉中的H3PO4中加热。例如，在管式扩散炉构造中，将基板暴露于具有沉积环境的扩散炉中的掺杂剂源，所述沉积环境包含POCl3、N2载气、主要N2气体和反应性O2气体，其中N2载气与反应性O2气体的比率介于约1:1至约1.5:1之间，其中在基板表面上形成PSG层。优选地，管式扩散温度介于约700℃和约1000℃之间，并且管式扩散时间段为约5分钟至约35分钟。更优选地，管式扩散温度介于约800℃和约900℃之间，并且管式扩散时间段为约10分钟至约30分钟。最优选地，管式扩散温度介于约800℃和约850℃之间，并且扩散时间段为约20分钟。任选地，沉积步骤之后可为氧化步骤和驱入步骤，其也可在介于约800℃和约1000℃之间的较高温度下进行。
任选地在607，通过将基板放置于化学浴中而移除在炉扩散过程中沉积的PSG，所述化学浴包含将移除玻璃层的化学品。该步骤所用的化学品的实例包括但不限于氢氟酸(HF)和缓冲氧化物蚀刻液(BOE)中的至少一者。任选地，可在PSG移除步骤607之前执行边缘绝缘处理步骤（如通过干法等离子蚀刻或湿法蚀刻）。
在步骤608，将硅颗粒流体沉积在每块基板的第一表面（正面或背面）上以形成硅颗粒膜。在一种构造中，磷浓度大于1at%。
在步骤610，烘焙基板以便从硅颗粒膜中移除一组溶剂，以及进一步使沉积的硅颗粒膜致密到介于约100nm至约1000nm之间的最终厚度。这可在介于约150℃和约600℃之间的第一温度下进行，并且持续介于约30秒和约10分钟之间的第一时间段。
任选地在步骤612，将每块基板在化学浴中清洗以移除硅膜的不需要的杂质和氧化部分。该步骤所用的化学品的实例包括但不限于氢氟酸(HF)，缓冲氧化物蚀刻液(BOE)，过氧化氢与硫酸的混合物，过氧化氢、氢氧化铵与水的混合物中的至少一者。
在614，将氮化硅沉积在基板的正面上以减少正面复合以及减少从太阳能电池正面反射的量。在步骤616，将Ag（银）浆料沉积在硅颗粒膜上。
最后，在步骤618，在优选介于约700℃和约800℃之间、更优选介于约750℃和约780℃之间，并且最优选为约765℃的温度下将Ag（银）浆料焙烧到基板内。在焙烧过程中，温度应优选地保持在高于700℃的时间介于约1秒和约5秒之间，更优选介于约3秒和约4秒之间，并且最优选为约4秒。
现在参见图7，示出了根据本发明形成低电阻硅金属触点的简化方法，其中硅颗粒在氮化物沉积之后沉积。
在步骤702，将每块基板在化学浴中清洗以移除可存在于基板表面上的不需要的杂质和氧化物层。该步骤所用的化学品的实例包括但不限于氢氟酸(HF)，缓冲氧化物蚀刻液(BOE)，过氧化氢与硫酸的混合物，过氧化氢、氢氧化铵与水的混合物中的至少一者。在步骤704，将基板放置于扩散设备中，例如管式炉或联机炉中。
接着在步骤706，将所述一组基板在磷环境如管式炉中的POCl3或联机炉中的H3PO4中加热。例如，在管式扩散炉构造中，将基板暴露于具有沉积环境的扩散炉中的掺杂剂源，所述沉积环境包含POCl3、N2载气、主要N2气体和反应性O2气体，其中N2载气与反应性O2气体的比率介于约1:1至约1.5:1之间，其中在基板表面上形成PSG层。优选地，管式扩散温度介于约700℃和约1000℃之间，并且管式扩散时间段为约5分钟至约35分钟。更优选地，管式扩散温度介于约800℃和约900℃之间，并且管式扩散时间段为约10分钟至约30分钟。最优选地，管式扩散温度介于约800℃和约850℃之间，并且扩散时间段为约20分钟。任选地，沉积步骤之后可为氧化步骤和驱入步骤，其也可在介于约800℃和约1000℃之间的较高温度下进行。
任选地在712，通过将基板置于化学浴中而移除在炉扩散过程中沉积的PSG，所述化学浴包含将移除玻璃层的化学品。该步骤所用的化学品的实例包括但不限于氢氟酸(HF)和缓冲氧化物蚀刻液(BOE)中的至少一者。任选地，可在PSG移除步骤712之前执行边缘绝缘处理步骤（如通过干法等离子蚀刻或湿法蚀刻）。
在714，将氮化硅沉积在基板的正面以减少正面复合以及减少太阳能电池正面的反射量。在步骤715，将硅颗粒流体沉积在每块基板的第一表面（正面或背面）上以便形成硅颗粒膜。在一种构造中，磷浓度大于1at%。
在步骤716，烘焙基板以便从硅颗粒膜中移除一组溶剂，以及进一步使沉积的硅颗粒膜致密到介于约100nm至约1000nm之间的厚度。这可在介于约150℃和约600℃之间的第一温度下进行，并持续介于约30秒和约10分钟之间的第一时间段。
任选地在步骤717，将每块基板在化学浴中清洗以移除硅膜的不需要的杂质和氧化部分。该步骤所用的化学品的实例包括但不限于氢氟酸(HF)，缓冲氧化物蚀刻液(BOE)，过氧化氢与硫酸的混合物，过氧化氢、氢氧化铵与水的混合物中的至少一者。
在步骤718，将Ag（银）浆料沉积在硅颗粒膜上。
最后，在步骤720，在优选介于约700℃和约800℃之间、更优选介于约750℃和约780℃之间并且最优选约765℃的温度下将Ag（银）浆料焙烧到基板内。在焙烧期间，温度应优选地保持在高于700℃的时间介于约1秒和约5秒之间，更优选介于约3秒和约4秒之间，并且最优选为约4秒。
可在不存在本文未具体描述的一种或多种任何元件或者一项或多项限制的情况下，适当地实施本文示例性描述的发明。因此，可以广义地理解例如术语“包括/包含（comprising、including、containing）”等，没有任何限制。此外，本文所用的术语和表述可用于描述而并非进行限制，使用此类术语和表述并无意排除所示出和描述的特征或其部分的任何等同形式，但公认的是在受权利要求书保护的本发明的范围内可以使用各种修改形式。
因此，应当理解，虽然通过优选实施例和任选特征对本发明进行了具体描述，但是本领域的技术人员可以借助于本文所公开的发明的修改形式、改善形式和变型形式，并且应当理解此类修改形式、改善形式和变型形式在本发明的范围内。此处提供的材料、方法和实例代表优选的实施方案，它们是示例性的，并不旨在限制本发明的范围。
如本领域内的技术人员所理解的那样，就任何和所有目的而言，尤其是从提供书面描述来讲，本文公开的所有范围还包含任何以及所有可能的子范围以及它们的子范围的组合。列出的任何范围均可容易地被识别为充分描述和允许分为至少相等的两份、三份、四份、五份、十份等的相同范围。作为非限制性实例，本文所述的每个范围均可轻易地划分为下面三分之一、中间三分之一、以及上面三分之一等。如本领域内的技术人员也将理解，“至多”、“至少”、“大于”、“小于”等等之类的所有语言均包括列举的数值，并且是指可如上所述随后分为子范围的范围。此外，术语“掺杂剂或掺杂”和“反向掺杂剂或反向掺杂”是指一组类型相反的掺杂剂。即，如果掺杂剂为p型，则反向掺杂剂为n型。此外，除非另外指明，掺杂剂类型可互换。此外，术语“基板”可包括单晶和多晶基板。
所有出版物、专利申请、公布的专利以及本说明书中提及的其它文档均以引用方式并入本文，如同已具体并单独地指示各个单独的出版物、专利申请、公布的专利或其它文档的全文以引用方式并入本文。如果以引用方式并入本文的文字中包含的定义与本公开中的定义矛盾，则将所引用内容中的定义排除在外。
就本公开的目的而言，除非另外指明，“一个/一种（a/an）”是指一个或多个/一种或多种。”。本文引用的所有专利、专利申请、参考文献和出版物全文以引用方式并入本文，该引用的范围就如同单独将它们以引用方式并入一样。此外，词汇“组”是指一个或多个项目或对象的集合。
本发明的优点包括形成低电阻硅金属触点的方法。附加优点包括生产高效太阳能电池。
虽然已公开了示例性实施方案和最佳模式，但在保留以下权利要求书所限定的本发明的主题和实质范围内的同时，可对公开的实施方案作出多种修改和变型。
Claims (13)
1.在基板上形成欧姆接触的方法，包括：
将一组硅颗粒沉积在所述基板表面上，其中所述一组硅颗粒由固有硅颗粒组成；
将所述基板在烘焙环境中加热至烘焙温度并持续一段烘焙时间段以便形成致密膜油墨图案；
在沉积温度下将所述基板暴露于具有沉积环境的扩散炉中的掺杂剂源并持续一段沉积时间段，所述沉积环境包含POCl3、N2载气、反应性O2气体和主要N2气体，其中在所述基板表面上形成PSG层；
将所述基板在驱入环境中加热至驱入温度并持续一段驱入时间段；
沉积氮化硅层；
将一组金属触点沉积在所述一组硅颗粒上；
将所述基板加热至焙烧温度并持续一段焙烧时间段。
2.根据权利要求1所述在基板上形成欧姆接触的方法，其特征在于，所述烘焙温度介于150℃和600℃之间，并且所述烘焙时间段介于30秒和10分钟之间。
3.根据权利要求1所述在基板上形成欧姆接触的方法，其特征在于，所述N2载气与所述反应性O2气体的比率介于1:1至1.5:1之间，所述沉积温度介于725℃和875℃之间，并且所述沉积时间段介于5分钟和35分钟之间。
4.根据权利要求1所述在基板上形成欧姆接触的方法，其特征在于，所述驱入温度介于800℃和1000℃之间。
5.根据权利要求1所述在基板上形成欧姆接触的方法，其特征在于，所述烘焙温度介于200℃和400℃之间，并且所述烘焙时间段介于30秒和2分钟之间。
6.根据权利要求1所述在基板上形成欧姆接触的方法，其特征在于，所述沉积温度介于750℃和850℃之间，并且所述沉积时间段介于10分钟和30分钟之间。
7.根据权利要求1所述在基板上形成欧姆接触的方法，其特征在于，所述驱入温度介于850℃和1000℃之间。
8.根据权利要求1所述在基板上形成欧姆接触的方法，其特征在于，所述驱入温度介于850℃和900℃之间。
9.根据权利要求1所述在基板上形成欧姆接触的方法，其特征在于，所述驱入时间段介于15分钟和40分钟之间。
10.根据权利要求1所述在基板上形成欧姆接触的方法，其特征在于，所述焙烧温度介于700℃和800℃之间，并且所述焙烧时间段介于1秒和5秒之间。
11.根据权利要求1所述在基板上形成欧姆接触的方法，其特征在于，所述焙烧温度介于750℃和780℃之间，并且所述焙烧时间段介于3秒和4秒之间。
12.根据权利要求1所述在基板上形成欧姆接触的方法，其特征在于，在将所述基板在驱入环境中加热至驱入温度并持续一段驱入时间段后移除所述PSG。
13.根据权利要求1所述在基板上形成欧姆接触的方法，其特征在于，在将所述基板在烘焙环境中加热至烘焙温度并持续一段烘焙时间段后清洗所述基板。
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