CN107532331A - 使用抑制磷扩散的可印刷的掺杂介质制备太阳能电池的方法 - Google Patents

使用抑制磷扩散的可印刷的掺杂介质制备太阳能电池的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107532331A
CN107532331A CN201680021807.0A CN201680021807A CN107532331A CN 107532331 A CN107532331 A CN 107532331A CN 201680021807 A CN201680021807 A CN 201680021807A CN 107532331 A CN107532331 A CN 107532331A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gel
printing
aluminium
hybrid collosol
printable
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
CN201680021807.0A
Other languages
English (en)
Inventor
O·多尔
I·科勒
S·巴斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Merck Patent GmbH
Original Assignee
Merck Patent GmbH
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
Application filed by Merck Patent GmbH filed Critical Merck Patent GmbH
Publication of CN107532331A publication Critical patent/CN107532331A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0216—Coatings
    • H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/02—Printing inks
    • C09D11/023—Emulsion inks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/02—Printing inks
    • C09D11/03—Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder
    • C09D11/037—Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder characterised by the pigment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/22—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
    • H01L21/2225—Diffusion sources
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/22—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
    • H01L21/225—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities using diffusion into or out of a solid from or into a solid phase, e.g. a doped oxide layer
    • H01L21/2251—Diffusion into or out of group IV semiconductors
    • H01L21/2254—Diffusion into or out of group IV semiconductors from or through or into an applied layer, e.g. photoresist, nitrides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/22—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
    • H01L21/225—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities using diffusion into or out of a solid from or into a solid phase, e.g. a doped oxide layer
    • H01L21/2251—Diffusion into or out of group IV semiconductors
    • H01L21/2254—Diffusion into or out of group IV semiconductors from or through or into an applied layer, e.g. photoresist, nitrides
    • H01L21/2255—Diffusion into or out of group IV semiconductors from or through or into an applied layer, e.g. photoresist, nitrides the applied layer comprising oxides only, e.g. P2O5, PSG, H3BO3, doped oxides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
    • H01L31/0264—Inorganic materials
    • H01L31/028—Inorganic materials including, apart from doping material or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L31/0288—Inorganic materials including, apart from doping material or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table characterised by the doping material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/068—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/068—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
    • H01L31/0682—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells back-junction, i.e. rearside emitter, solar cells, e.g. interdigitated base-emitter regions back-junction cells
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及呈基于无机氧化物的前体的杂化溶胶和/或凝胶形式的新的可印刷介质，其用于制备太阳能电池的简化方法中，其中根据本发明的介质起到掺杂介质以及扩散屏障二者的作用。

Description

使用抑制磷扩散的可印刷的掺杂介质制备太阳能电池的方法
本发明涉及呈基于无机氧化物的前体的杂化溶胶和/或凝胶形式的新的可印刷介质，其用于制备太阳能电池的简化方法中，其中根据本发明的介质起到掺杂介质以及扩散屏障二者的作用。
现有技术
目前在市场上以最大市场份额代表的简单太阳能电池或太阳能电池的制备包括以下概述的基本制备步骤：
1)锯齿损伤蚀刻和纹理
硅晶片(单晶、多晶或准单晶，p或n型基区掺杂)借助蚀刻方法而免于随附的锯齿损伤，并且通常在同一蚀刻槽中“同时”纹理化。在该情况下，纹理化是指由蚀刻步骤引起的优先配向的表面(性质)的产生或仅晶片表面的有意但非特定配向的粗糙化。由于纹理化，晶片的表面现在充当漫反射器，从而减少取决于波长及入射角的定向反射，最终使得入射至表面上的光的吸收比例增加，从而使得太阳能电池的转化效率升高。
在单晶晶片的情况下，以上提及的用于处理硅晶片的蚀刻溶液典型地由已添加异丙醇作为溶剂的稀氢氧化钾溶液组成。如果能够实现希望的蚀刻结果，还可替代地添加具有比异丙醇更高的蒸气压或更高的沸点的其他醇。获得的希望的蚀刻结果典型地为由具有随机排列或确切而言从原始表面蚀刻出的方形基底的椎体表征的形态。对以上提及的蚀刻溶液的组分、蚀刻温度及晶片在蚀刻槽中的停留时间的适合的选择可部分地影响椎体的密度、高度，从而影响基底面积。单晶晶片的纹理化典型地在70-<90℃的温度范围内进行，其中可以通过蚀刻去除每一晶片侧的最多10μm的材料。
在多晶硅晶片的情况下，蚀刻溶液可由具有适中浓度(10％至15％)的氢氧化钾溶液组成。然而，该蚀刻技术几乎还没有用于工业实践。更频繁地使用由硝酸、氢氟酸及水组成的蚀刻溶液。该蚀刻溶液可由各种添加剂改质，所述添加剂如硫酸、磷酸、乙酸、N-甲基吡咯烷酮以及尤其实现蚀刻溶液的润湿特性并且还将特别地影响其蚀刻速率的表面活性剂。这些酸性蚀刻混合物在表面上产生巢状蚀刻沟槽的形态。蚀刻典型地在4℃至<10℃之间的范围内的温度下进行，且此处通过蚀刻去除的材料的量此处通常为4μm至6μm。
在纹理化之后，立即用水充分清洁硅晶片且用稀氢氟酸处理硅晶片，以去除由于前述处理步骤和吸收的污染物以及吸附在其中和吸附在其上的污染物形成的化学氧化物层，为后续高温处理作准备。
2)扩散和掺杂
在高温，通常在750℃至<1000℃下用由氧化磷组成的蒸气处理在前述步骤中经蚀刻及清洁的晶片(在此情况下为p型基区掺杂)。在该操作期间，晶片在管式炉中的石英管中暴露于由干燥的氮、干燥的氧及磷酰氯组成的受控气氛。为此目的，将晶片引入至处于600℃至700℃的温度下的石英管中。经由石英管输送气体混合物。在输送气体混合物通过剧烈升温的管期间，磷酰氯分解从而得到由氧化磷(例如P2O5)及氯气组成的蒸气。氧化磷蒸气尤其沉淀在晶片表面上(涂层)。同时，硅表面在该温度下氧化，伴随薄氧化物层的形成。沉淀的氧化磷嵌入该层中，使得在晶片表面上形成二氧化硅与氧化磷的混合氧化物。该混合氧化物称为磷硅酸盐玻璃(PSG)。根据存在的氧化磷的浓度，该PSG具有相对于氧化磷不同的软化点及不同的扩散常数。该混合氧化物充当硅晶片的扩散源，其中氧化磷在扩散过程中在PSG与硅晶片之间的界面的方向上扩散，其中氧化磷通过与晶片表面处的硅(硅热性)反应还原为磷。以此方式形成的磷在硅中的溶解度的数量级高于在形成其的玻璃基质中的溶解度，从而由于非常高的偏析系数而优先溶解于硅中。在溶解之后，磷在硅中沿浓度梯度扩散，进入硅的体积中。在该扩散过程中，在1021个原子/cm2的典型表面浓度与大约1016个原子/cm2的基极掺杂之间形成约105的浓度梯度。典型的扩散深度为250至500nm，且取决于选择的扩散温度(例如，880℃)及晶片在剧烈升温的气氛中的总暴露持续时间(加热及涂覆阶段及驱入阶段及冷却)。在涂覆阶段期间，形成典型地具有40至60nm的层厚度的PSG层。用PSG涂覆晶片之后是驱入阶段，在所述涂覆阶段期间进入硅的体积中的扩散也已发生。这可与涂覆阶段分离，但在实践中就时间而言其通常直接与涂覆结合，因此通常也在相同温度下进行。气体混合物的组成在此处以这样的方式调整，使得磷酰氯的进一步供应被抑制。在驱入期间，硅的表面被气体混合物中存在的氧进一步氧化，使得在实际掺杂源、高度富含氧化磷的PSG与硅晶片之间产生同样包含氧化磷的氧化磷耗尽的二氧化硅层。由于晶片本身的高表面掺杂加速氧化物生长(加速一个至两个数量级)，因此该层的生长相对于来自源(PSG)的掺杂剂的质量流量快得多。这使得能够以特定方式实现掺杂源的耗尽或分离，氧化磷在其上面扩散的掺杂源的渗透受材料流动影响，其取决于温度，从而取决于扩散系数。以此方式，可将硅的掺杂控制在一定限度内。由涂覆阶段及驱入阶段构成的典型扩散持续时间为例如25分钟。在该处理之后，使管式炉自动冷却，且可从处于600℃至700℃的温度下的处理管移除晶片。
在呈n型基区掺杂形式的晶片的硼掺杂的情况下，使用不同方法，此处将不单独解释该方法。该情况下的掺杂例如用三氯化硼或三溴化硼来进行。根据对用于掺杂的气体气氛的组成的选择，可观察到在晶片上形成所谓的硼皮。该硼皮取决于多种影响因素：重要的为掺杂气氛、温度、掺杂持续时间、源浓度及以上提及的结合(或线性组合的)参数。
在该扩散过程中，理所当然的是，如果基底尚未预先经受相应的预处理(例如，用扩散抑制和/或限制层及材料构造基底)，那么所使用的晶片不能含有任何优选的扩散和掺杂区域(除了由不均匀气流及产生的不均匀组成的气囊形成的那些区域)。
为了完整性，此处还应指出在基于硅的结晶太阳能电池的制备中还有已建立至不同程度的其他扩散和掺杂技术。因此，可提及以下：
·离子植入，
·借助APCVD、PECVD、MOCVD及LPCVD方法经由混合氧化物的气相沉积，如PSG及BSG(硼硅酸盐玻璃)的气相沉积促进的掺杂，
·混合氧化物和/或陶瓷材料及硬质材料(例如氮化硼)的(共)溅射、陶瓷材料及硬质材料的气相沉积、由固体掺杂剂源(例如氧化硼及氮化硼)开始的纯粹热气相沉积，和
·具有掺杂作用的液体(油墨)及糊料的液相沉积。
后者经常用于所谓的内嵌掺杂(inline doping)中，其中相应的糊料及油墨借助适合的方法施加到待掺杂的晶片侧。在该施加之后或甚至还在该施加期间，通过温度和/或真空处理去除用于掺杂的组合物中所存在的溶剂。这使实际掺杂剂留在晶片表面上。可采用的液态掺杂源为例如磷酸或硼酸的稀溶液，还有聚合环硼氮烷(borazil)化合物的基于溶胶凝胶的体系或溶液。相应的掺杂糊料几乎仅以另外的增稠聚合物的使用为特征，且包含呈适合的形式的掺杂剂。来自以上提及的掺杂介质的溶剂的蒸发通常接着高温处理，在所述高温处理期间不希望的和干扰性的添加剂(但其是对于制剂必要的添加剂)被“燃烧”和/或热解。溶剂的去除及燃烧可以但不必同时发生。经涂覆的基底随后通常通过处于800℃至1000℃的温度下的通流炉(through-flow furnace)，其中温度可以比管式炉中的气相扩散稍微升高以缩短通过时间。通流炉中主要的气体气氛可根据掺杂的要求而不同，且可由干燥氮、干燥空气、干燥氧与干燥氮的混合物组成和/或根据待通过的炉的设计，由以上提及的气体气氛中的一种或其他的区域组成。可设想另外的气体混合物，但目前在工业上不具有至关重要性。内嵌扩散的特征在于掺杂剂的涂覆及驱入原则上可彼此分开发生。
3)掺杂剂源的去除及任选的边缘隔离
掺杂之后所存在的晶片在两侧上进行涂覆，其中玻璃或多或少地涂覆于表面的两侧上。在该情况下，“或多或少”是指可在掺杂过程期间应用的改质：双侧扩散相对于通过两个晶片在所使用的过程晶舟的一个位置中的背对背排列所促进的准单侧扩散。尽管后一变化形式主要实现单侧掺杂，但并未完全抑制背面上的扩散。在两种情况下，现有技术水平是借助在稀氢氟酸中蚀刻而从表面去除掺杂后存在的玻璃。为此目的，一方面将晶片分批重新装载至湿法过程晶舟中且在后者的辅助下浸渍到通常2％至5％的稀氢氟酸的溶液中，且在其中停留直到表面已完全没有玻璃，或直到过程循环持续时间结束，所述过程循环持续时间表示必需的蚀刻持续时间及机器进行的过程自动化的总参数。可例如通过稀氢氟酸水溶液对硅晶片表面完全去湿来确立玻璃的完全去除。在这些过程条件下例如使用2％的氢氟酸溶液在室温下在210秒内实现PSG的完全去除。相应BSG的蚀刻更慢且需要更长的过程时间，并且还可能需要使用更高浓度的氢氟酸。在蚀刻之后，用水冲洗晶片。
另一方面，对晶片表面上的玻璃的蚀刻还可以在水平操作过程中进行，其中以恒定流量将晶片引入至蚀刻器中，在该蚀刻器中晶片水平通过相应的过程罐(内嵌机)。在该情况下，晶片在滚筒上经传送通过过程槽及其中存在的蚀刻溶液，或借助滚筒施加将蚀刻介质输送至晶片表面上。晶片在PSG的蚀刻期间的典型停留时间约为90秒，且所使用的氢氟酸比在分批过程的情况下浓度略高，以便补偿由于增加的蚀刻速率而造成的较短停留时间。氢氟酸的浓度通常为5％。此外，槽温度可以任选地比室温略微升高(>25℃<50℃)。
在刚刚概述的过程中，已确立同时顺序进行所谓的边缘隔离，从而产生稍微修改的过程流程：边缘隔离→玻璃蚀刻。边缘隔离为由双侧扩散的系统固有特征引起的过程中的技术必要性，在有意单侧背对背扩散的情况下也是如此。大面积的寄生p-n结存在于太阳能电池(之后的)背面上，该p-n结在后续处理期间由于过程工程原因而部分去除，但未完全去除。因此，太阳能电池的正面及背面将经由寄生及残余p-n结(隧道接触)而短路，这降低之后的太阳能电池的转化效率。为去除此结，使晶片一侧越过由硝酸及氢氟酸组成的蚀刻溶液。蚀刻溶液可包含例如硫酸或磷酸作为次要组分。供选择地，经由滚筒将蚀刻溶液输送(传送)至晶片的背面上。在4℃至8℃的温度下，在该过程中典型地通过蚀刻去除约1μm的硅(包括存在于待处理表面上的玻璃层)。在该过程中，仍存在于晶片的相对侧上的玻璃层充当掩模，其提供针对过度蚀刻到此侧上的特定保护。随后借助已描述的玻璃蚀刻去除该玻璃层。
此外，还可借助等离子体蚀刻方法进行边缘隔离。该等离子体蚀刻则通常在玻璃蚀刻之前进行。为此目的，将多个晶片彼此堆叠，且将外部边缘暴露于等离子体。向等离子体中供入氟化气体，例如四氟甲烷。在等离子体分解该气体时出现的反应性物质蚀刻晶片的边缘。一般而言，等离子体蚀刻之后是玻璃蚀刻。
4)用抗反射层涂覆前表面
在玻璃的蚀刻及任选的边缘隔离之后，用通常由无定形及富氢氮化硅组成的抗反射涂层涂覆之后的太阳能电池的前表面。可设想供选择的抗反射涂层。可能的涂层可由二氧化钛、氟化镁、二氧化锡和/或二氧化硅及氮化硅的相应堆叠层组成。然而，具有不同组成的抗反射涂层在技术上也是可能的。用以上提及的氮化硅涂覆晶片表面基本上满足两个功能：一方面，该层由于大量引入的正电荷而产生电场，其可使硅中的电荷载流子远离表面且可显著降低这些电荷载流子在硅表面处的复合率(场效应钝化)，另一方面，该层根据其光学参数，例如折射率及层厚度而产生反射减少的特性，其有助于使更多光有可能结合至之后的太阳能电池中。这两个效应可增加太阳能电池的转化效率。目前使用的层的典型特性为：在仅使用以上提及的折射率为约2.05的氮化硅时层厚度为～80nm。抗反射减少在600nm的光波长区域中最显而易见。此处的定向反射及非定向反射显示原始入射光(至垂直于硅晶片的表面的垂直入射)的约1％至3％的值。
以上提及的氮化硅层目前通常借助直接PECVD方法沉积于表面上。为此目的，在氩气气氛中点燃引入硅烷及氨的等离子体。硅烷与氨在等离子体中经由离子及自由基反应而进行反应从而得到氮化硅，且同时沉积到晶片表面上。可例如经由反应物的个别气体流动调节及控制各层的特性。以上提及的氮化硅层的沉积也可以使用氢作为运载气体和/或单独的反应物进行。典型的沉积温度在300℃至400℃的范围内。供选择的沉积方法可为例如LPCVD和/或溅射。
5)前表面电极栅格的制备
在沉积抗反射层之后，前表面电极限定在涂覆有氮化硅的晶片表面上。在工业实践中，已确立借助丝网印刷方法使用金属烧结糊料来制备电极。然而，这仅为产生希望的金属接触的多种不同可能性中的一种。
在丝网印刷金属化中，通常使用高度富银粒子(银含量≤80％)的糊料。剩余组分的总和由糊料的配制所需的流变助剂，例如溶剂、粘合剂及增稠剂产生。此外，银糊料包含特定玻璃料混合物，通常为基于二氧化硅、硼硅酸盐玻璃以及氧化铅和/或氧化铋的氧化物及混合氧化物。玻璃料基本上满足两个功能：一方面，其充当晶片表面与待烧结的银粒子团块之间的助粘剂；另一方面，其负责氮化硅顶层的渗透，以有助于与底层硅的直接欧姆接触。氮化硅的渗透经由蚀刻过程发生，其中溶解于玻璃料基质中的银随后扩散到硅表面中，由此实现欧姆接触形成。在实践中，银糊料借助丝网印刷沉积于晶片表面上，且随后在约200℃至300℃的温度下干燥几分钟。为了完整性，应提及在工业上还使用双重印刷方法，其使得第二电极栅格能够以精确配准印刷到在第一印刷步骤期间产生的电极栅格上。因此，银金属化的厚度增加，其可对电极栅格中的导电性具有正面影响。在此干燥期间，将糊料中所存在的溶剂从糊料去除。印刷的晶片随后通过通流炉。该类型的炉通常具有彼此独立致动及温控的多个加热区。晶片在通流炉钝化期间被加热至高达约950℃的温度。然而，个别晶片通常仅经受此峰值温度几秒。在通流阶段的其余部分期间，晶片具有600℃至800℃的温度。在这些温度下，银糊料中所存在的有机伴随物质，例如粘合剂烧尽，引发氮化硅层的蚀刻。在主要峰值温度的较短时间间隔期间，发生与硅的接触形成。随后使晶片冷却。
以此方式简要概述的接触形成过程通常与两个剩余接触形成(参照6与7)同时进行，这是在该情况下也使用术语共燃过程的原因。
前表面电极栅格本身由宽度通常为80μm至140μm的薄的指状物(典型数目≥68)以及宽度在1.2mm至2.2mm的范围内(取决于其数目，通常为两个至三个)的母线组成。所印刷的银元素的典型高度通常为10μm至25μm。纵横比很少大于0.3。
6)后表面母线的制备
通常同样借助丝网印刷过程来施加和限定后表面母线。为此目的，使用与用于前表面金属化的银糊料类似的银糊料。此糊料具有类似组成，但包含银与铝的合金，其中铝的比例通常占2％。此外，该糊料包含较低的玻璃料含量。借助丝网印刷将通常两个单元的母线以4mm的典型宽度印刷至晶片的背面上，且将其压紧及烧结，如在第5点下已描述。
7)后表面电极的制备
在印刷母线之后限定后表面电极。电极材料由铝组成，其为借助丝网印刷将含铝糊料印刷至晶片背面的剩余自由区域上的原因，其中边缘分离<1mm以用于限定电极。糊料由≤80％的铝组成。剩余组分是已在第5点下提及的那些(例如溶剂、粘合剂等)。通过铝粒子在升温期间开始熔化和来自晶片的硅溶解于熔融铝中，将铝糊料在共燃期间粘合至晶片。该熔融混合物充当掺杂剂源且将铝释放至硅(溶解限度：0.016原子百分比)，其中硅由于此驱入而为p+掺杂的。在晶片的冷却期间，铝与硅的共熔混合物尤其沉积在晶片表面上，所述共熔混合物在577℃下固化且具有摩尔分数为0.12的Si的组成。
由于将铝驱入至硅中，在晶片的背面上形成高度掺杂的p型层，该p型层在硅中的部分自由电荷载流子上充当一类镜面(“电镜”)。这些电荷载流子无法克服此势壁，因此非常有效地使其远离背晶片表面，因此从该表面处的电荷载流子的整体降低的复合率而显而易见。此势壁通常称作“后表面场”。
在第5、6和7点下描述的过程步骤的顺序可以但不必须对应于此处概述的顺序。对本领域技术人员显而易见的是，原则上可以任何可设想的组合实施所概述的过程步骤的顺序。
8)任选的边缘隔离
如果晶片的边缘隔离尚未如第3点下所描述进行，则通常在共燃之后借助激光束方法进行。为此目的，将激光束导向太阳能电池的正面，且借助通过该激光束结合的能量分开前表面p-n结。此处由于激光的作用而产生具有至多15μm的深度的切割沟槽。硅经由消融机构从处理的部位去除或从激光沟槽喷射出。此激光沟槽通常具有30μm至60μm的宽度且距太阳能电池的边缘约200μm。
在产生之后，太阳能电池根据其个别性能表征且以个别性能类别分类。
本领域技术人员熟悉具有n型以及p型两种基底材料的太阳能电池架构。这些太阳能电池类型尤其包括
·PERC太阳能电池，
·PERL太阳能电池，
·PERT太阳能电池，
·由其衍生的MWT-PERT和MWT-PERL太阳能电池，
·双面太阳能电池，
·后表面接触电池，
·具有叉指式接触的后表面接触电池(IBC电池)。
作为引言中已经描述的气相掺杂的供选择的方案，供选择的掺杂技术的选择通常也不能解决在硅基底上产生局部不同掺杂的区域的问题。此处可能提到的供选择的技术为借助PECVD及APCVD方法进行的掺杂玻璃或无定形混合氧化物的沉积。位于这些玻璃下方的硅的热诱导掺杂可以容易地由这些玻璃实现。然而，为了产生局部不同掺杂的区域，这些玻璃必须借助掩模过程来蚀刻，以便由其产生相应结构。供选择地，针对玻璃的沉积的结构化扩散屏障可沉积在硅晶片上，以便限定待掺杂的区域。然而，在此过程中不利的是在每一种情况下，在基底的掺杂中仅可实现一种极性(n或p)。
图1：展示IBC太阳能电池的简化横截面(未按比例，没有表面纹理，没有抗反射及钝化层，没有后表面金属化)。交替的pn结可具有不同排列，例如直接彼此邻接或在内部区域具有间隙。
我们以简化方式在下文集中于所谓IBC太阳能电池(图1)的制备方法的可能摘录。此摘录及因此所概述的部分过程使得在此考虑中不主张完整性或排他性。所描述的过程链的偏差及修改可以易于想象且还易于实现。起始点为CZ晶片，其具有在一侧上经碱抛光或经或锯齿损伤蚀刻的表面。该晶片在一侧上整面涂覆，该侧未经抛光，从而借助适合的厚度，例如200nm或以上的CVD氧化物而成为之后的前表面。在一侧上涂覆CVD氧化物之后，晶片借助例如作为前体的三溴化硼在常规管式炉中经受B扩散。在硼扩散之后，晶片必须在现在扩散的后表面上局部结构化，以便限定和最终产生用于与基底的之后的接触且用于制备在该情况下扩散有磷的局部后表面场的区域。此结构化可以例如借助激光实现，所述激光局部消融存在于后表面上的掺杂玻璃。激光辐射在制备高效太阳能电池中的使用由于对硅晶片主体的损伤而引起争论。然而，为简单起见，我们假定其为可能的，且不存在另外的基本问题。至少存在于表面处的无争议地损伤的硅必须随后在激光处理之后借助碱性损伤蚀刻来去除。在实践中，如果可以无可非议地假定封闭点处的其余硼硅酸玻璃(BSG)呈现针对KOH溶液对硅的充分保护(在80℃下30％KOH中的SiO2的蚀刻速率为约3nm/min，如果在BSG的情况下假定“无序氧化物”，则KOH中的蚀刻速率可稍微较高)，则此时存在的硼发射极被同时溶解并去除(如果在该情况下同样假定，如通常已知的，高度硼掺杂硅并非KOH基蚀刻溶液的蚀刻终止)。在此处将平台或一种类型的沟槽蚀刻至硅中。供选择地，对之后的局部后表面场的基底接触可以通过例如借助丝网印刷将蚀刻掩模应用于后表面而产生，且随后借助两个连续或甚至仅一个蚀刻步骤处理开放点：通过在氢氟酸中蚀刻及随后在KOH溶液中蚀刻而从一个表面去除玻璃，或在一个步骤中蚀刻两种材料。在每一情况下，蚀刻掩模和掺杂玻璃或仅掺杂玻璃将随后从后表面上的一侧去除。CVD氧化物层将随后沉积于晶片的后表面上且局部开放及结构化，以精确处于先前已去除硼发射极的点处。晶片将随后经受磷扩散。根据该扩散的过程参数详细看起来如何，还将仅有必要进行一次上文所描述的结构化，确切而言，例如，在磷扩散的性能将不再影响在同时存在BSG玻璃时已获得的硼掺杂分布或将实际上以可控制方式影响其的情况下。晶片将随后在一侧上不含其前表面上的保护氧化物且经受弱磷扩散。为简单起见，已假定此时存在于后表面上的PSG玻璃能够保留在晶片表面上且从而不导致更进一步的干扰或影响。在前表面上弱扩散之后，用氢氟酸蚀刻晶片，且去除所有氧化物及玻璃。总体而言，上文所概述的过程由以下步骤及其总数目表征(对借助激光过程的结构化简化描述；在使用蚀刻抗蚀剂的情况下，还将必须添加抗蚀剂的印刷及剥离)：
1.整个前表面的上的氧化物掩模
2.硼扩散
3.后表面的结构化及蚀刻
4.整个后表面的上的氧化物掩模
5.后表面的结构化
6.磷扩散
7.去除前表面上的氧化物掩模
8.磷扩散
9.去除所有玻璃
总而言之，需要九个方法步骤以实现晶片的结构化掺杂。相比之下，根据计数方法，制备整个标准铝BSF太阳能电池需要八个方法步骤。在制备IBC电池时，可能够使用其他可能性，用于实现结构化掺杂的投入在每种情况下非常高且在这些情况中的每一种下是昂贵的，在一些情况下正如同制备单一标准铝BSF太阳能电池一样昂贵。此电池技术的进一步扩散将在每种情况下取决于方法成本的降低，这因此将显著得益于仍然允许高电池效率的简化方法供选择方案的确立。
发明目的
通常用于太阳能电池的工业制备中(尤其通过用如磷酰氯和/或三溴化硼的反应性前体进行的气相促进扩散)的掺杂技术不能实现以目标方式在硅晶片上产生局部掺杂和/或局部不同掺杂。使用已知的掺杂技术产生这些结构仅可能通过基底的复杂且昂贵的结构化。在结构化过程中，各种掩蔽过程必须彼此匹配，这使得这些基底的工业大批量制备极为复杂。为此，制备需要此结构化的太阳能电池的概念迄今尚未能够确立。因此，本发明的目的在于提供可简单施实施的廉价方法及在该方法中可以使用的介质，借以淘汰并由此消除这些问题以及通常必要的掩蔽步骤。此外，可局部施加的掺杂源的不同之处在于，其可以优选地借助在太阳能电池制造技术中确立的已知印刷技术施加到晶片表面。此外，根据本发明的方法的特殊特征是由于以下事实：所使用的可印刷的掺杂介质对行业中常规地使用的气相掺杂剂磷酰氯以及类似掺杂剂(准确而言，其可以是由于其在气相中燃烧而转化成五氧化磷的掺杂剂)具有扩散抑制作用，从而允许以最简单方式用两种掺杂剂同时以及任何希望的顺序扩散及掺杂，以用于硅中的相反极性的同时或顺序掺杂。
发明简述
本发明因此涉及基于前体，如二氧化硅、氧化铝和氧化硼的前体的可印刷的杂化溶胶和/或凝胶，所述可印刷的杂化溶胶和/或凝胶在太阳能电池，优选地以结构化方式掺杂的高效太阳能电池的制备中出于在一侧上局部和/或全面扩散和掺杂的目的，借助适合的印刷方法印刷到硅表面上，干燥，并随后借助适合的高温方法对基底本身进行特异性掺杂，以将杂化凝胶中存在的氧化硼前体释放到位于杂化凝胶下方的基底。可印刷的杂化溶胶和/或凝胶基于以下氧化物材料的前体：
a)二氧化硅：对称及不对称单至四取代的羧基-、烷氧基-和烷氧基烷基硅烷，其明确含有烷基烷氧基硅烷，其中中心硅原子可具有至少一个氢原子直接键合至硅原子的取代度，例如三乙氧基硅烷，且其中此外取代度涉及可能存在的羧基和/或烷氧基的数目，其在烷基和/或烷氧基和/或羧基的情况下均含有单个或不同的饱和、不饱和的直链、支链脂族、脂环族和芳族基团，其继而可在烷基、烷氧基或羧基基团的任何期望的位置被选自O、N、S、Cl和Br的杂原子官能化，以及以上提及的前体的混合物；满足以上提及的要求的个别化合物为：正硅酸四乙酯等、三乙氧基硅烷、乙氧基三甲基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、三乙氧基乙烯基硅烷、双[三乙氧基甲硅烷基]乙烷和双[二乙氧基甲基甲硅烷基]乙烷
b)氧化铝：对称和不对称取代的醇铝(alkoxide)，如三乙醇铝、三异丙醇铝、三仲丁醇铝、三丁醇铝、三叔戊醇铝和三异戊醇铝、三(β-二酮)铝，如乙酰丙酮铝或三(1,3-环己二酮)铝、三(β-酮酯)铝、单乙酰丙酮单醇铝、三(羟基喹啉)铝，铝皂，如一碱式和二碱式硬脂酸铝和三硬脂酸铝，羧酸铝，如碱式乙酸铝、三乙酸铝、碱式甲酸铝、三甲酸铝和三辛酸铝，氢氧化铝、偏氢氧化铝(aluminium metahydroxide)和三氯化铝等，及其混合物
c)氧化硼：氧化二硼，简单硼酸烷基酯，如硼酸三乙酯、硼酸三异丙酯，官能化的1,2-二醇(例如乙二醇)、官能化的1,2,3-三醇(例如丙三醇)、官能化的1,3-二醇(例如1,3-丙二醇)的硼酸酯，具有含有以上提及的结构模体作为结构亚单元的硼酸酯的硼酸酯，例如2,3-二羟基琥珀酸及其对映异构体，乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、丙醇胺、二丙醇胺和三丙醇胺的硼酸酯，硼酸和羧酸的混合酸酐，例如四乙酰氧基二硼酸酯、硼酸、偏硼酸，和以上提及的前体的混合物，
借助溶胶-凝胶技术，使其在含水或无水条件下同时或顺序进行部分或完全种内和/或种间缩合，并且由于设置的缩合条件，如前体浓度、含水量、催化剂含量、反应温度及时间、诸如各种以上提及的络合剂及螯合剂的缩合控制剂的添加、各种溶剂及其个别体积分数以及易挥发性反应助剂及不利副产物的特定消除，所形成的杂化溶胶和凝胶的胶凝程度受特定控制和以希望的方式受到影响，从而得到储存稳定、非常容易印刷的及印刷稳定的制剂。
如以下更详细地描述，以此方式获得的可印刷的杂化溶胶和/或凝胶可极好地印刷至硅晶片的表面上。其可借助以下适合的印刷方法处理并沉积到相应表面上：如旋涂或浸涂、滴铸、幕涂或狭缝模具式涂覆、丝网或柔版印刷、凹版印刷、喷墨或气溶胶喷射印刷、胶版印刷、微接触印刷、电流体动力分配、辊涂或喷涂、超声喷涂、喷管印刷(pipe-jetprinting)、激光转换印刷、移印、平台丝网印刷和轮转丝网印刷。相应的可印刷的杂化溶胶和/或凝胶特别适合用作用于处理用于光伏、微电子、微机械和微光应用的硅晶片的掺杂介质。具体地，这些组合物显示用于制备PERC、PERL、PERT和IBC太阳能电池等的有利特性，其中所述太阳能电池具有另外的结构特征，如MWT、EWT、选择性发射极、选择性前表面场、选择性后表面场和双面因子(bifaciality)。
根据本发明的可印刷的杂化溶胶和/或凝胶为用于硅表面的含硼掺杂介质，其在硼掺杂期间同时充当扩散屏障或充当针对不希望的磷通过该介质本身的扩散的扩散抑制层，并完全阻挡或抑制相应的扩散至充分的程度，以使得这些印刷上去的介质下方的主要掺杂为p型，即含硼的。
因此，通过使所描述的可印刷的杂化溶胶和/或凝胶可用，并且通过在制备太阳能电池中用于硼掺杂的适合的过程来实现上述目的，其中同时避免了磷掺杂相同区域。
相应方法的特征在于，通过适合的温度处理，印刷的基底的掺杂同时和/或顺序进行，并且诱导使用相反极性的掺杂剂借助常规气相扩散掺杂未印刷的硅晶片表面，并且其中所述印刷上去的杂化溶胶和/或凝胶充当针对相反极性的掺杂剂的扩散屏障。具体地，根据本发明的方法包括以下步骤：
a.使用杂化溶胶和/或凝胶在一侧或两侧上局部印刷硅晶片，或在一侧整面印刷硅晶片，将印刷上去的组合物干燥、压实并使用例如磷酰氯进行随后的气相扩散，在印刷的区域得到p型掺杂，并且在仅经受气相扩散的区域得到n型掺杂，
或
b.将沉积在硅晶片上的大区域上的杂化溶胶和/或凝胶压实，并且借助激光辐射由干燥和/或压实的糊料引发下面的基底材料的局部掺杂，接着高温处理和掺杂以在硅中产生两级p型掺杂水平，
或
c.在一侧上使用杂化溶胶和/或凝胶局部印刷硅晶片，其中结构化沉积可以任选地具有交替的线路，将印刷的结构干燥并压实，随后借助PVD-和/或CVD-沉积的磷掺杂掺杂剂源，在晶片的相同侧上整面涂覆硅晶片，其中将杂化溶胶和/或凝胶的印刷的结构封装，并通过适合的高温处理使整个重叠结构实现硅晶片的结构化掺杂，其中印刷上去的杂化凝胶充当针对位于顶部的含磷掺杂剂源和存在于其中的掺杂剂的扩散屏障，
或
d.在一侧上使用杂化溶胶和/或凝胶局部印刷硅晶片，其中结构化沉积可以任选地具有交替的线路，将印刷的结构干燥并压实，随后借助具有磷掺杂作用的掺杂油墨或掺杂糊料，在晶片的相同侧上整面涂覆硅晶片，其中将杂化溶胶和/或凝胶的印刷的结构封装，并通过适合的高温处理对整个重叠结构进行硅晶片的结构化掺杂，其中印刷上去的杂化凝胶充当针对位于顶部的含磷掺杂剂源和存在于其中的掺杂剂的扩散屏障。
发明详述
令人惊讶地，已发现由至少以下氧化物前体氧化铝、二氧化硅及氧化硼组成的可印刷的杂化溶胶和杂化凝胶适合作为用于局部掺杂硅晶片的可印刷的掺杂介质，且同时允许使用这些杂化溶胶和凝胶印刷的相同晶片的磷扩散，其中印刷的杂化溶胶和凝胶充当针对磷扩散的有效的扩散屏障。换言之，在用根据本发明的溶胶及凝胶印刷的区域中概述的共扩散条件下获得独有的硼掺杂，且在暴露于具有掺杂作用的氧化磷蒸气的区域中获得独有的磷掺杂。在以下文件中描述根据本发明的杂化溶胶和凝胶：WO 2012/119686 A、WO2012119685 A1、WO2012119684 A、EP12703458.5和EP12704232.3，这些文件因此应被视为本发明的一部分。
因此，使用根据本发明的杂化溶胶和凝胶使得能够简化具有结构化掺杂的太阳能电池，例如IBC电池的制备，或非常通常低简化具有至少两个不同而不一定相反的掺杂的电池的制备。下文概述了根据本发明的掺杂介质的可能用途。
图2显示用于制备双面(在该情况下为n型)太阳能电池(PERT结构)的简化方法流程图。用于磷扩散的掺杂剂源假设为磷糊料，但该掺杂剂源同样也可以是沉积在整个表面的上的任何其他源，例如掺杂油墨或CVD玻璃、溅镀层、外延沉积的磷掺杂硅或富磷的氮化硅层。当然还有可能使用根据本发明的硼掺杂油墨来代替图中所提到的根据本发明的硼糊料。
根据图2的双面电池的制备包括以下基本方法步骤：用于印刷晶片表面的两个印刷步骤：掺杂剂的驱入、玻璃的去除。与使用经典气相扩散方法时的至少六个步骤(其中有两个为高温步骤)相比，总共4个方法步骤：在一侧掩蔽，用B进行扩散，去除氧化物，掩蔽已经掺杂的表面，用P进行扩散，去除氧化物。使用根据本发明的含硼掺杂介质会导致必要的方法步骤与经典方法变体相比较名义上减少三分之一，这因此可转化为更具有利的制备成本。上文所示的双面电池还可通过使用其他掺杂剂源制备，所述其他掺杂剂源可沉积在一侧上，例如含磷掺杂油墨或CVD玻璃、溅射层、外延沉积及磷掺杂硅或富磷的氮化硅层，其中就此而论，原则上当然也可以设想反向程序。如果使用作用于一侧的以上提及的掺杂剂源，则同样可实现过程顺序的缩短：沉积源1、沉积源2、扩散、去除残留物。如果可以在一个蚀刻步骤中去除两个源，则得到名义上与上文已经解释的情况相同的结果：四个方法步骤。这甚至在根据本发明的硼掺杂源、油墨(杂化溶胶)或糊料(杂化凝胶)由上文提及的源中的一种(例如CVD玻璃)替代的情况下也适用。然而，由于真空条件，作为真空过程沉积CVD玻璃是极其昂贵的方法步骤。这同样适用于溅射或外延沉积，意味着由于借助印刷步骤而得到的较廉价的沉积能力，因此使用根据本发明的硼掺杂介质具有固有成本优势。原则上，两侧上均印刷有掺杂介质的晶片表面代表最廉价可能性。根据含硼杂化溶胶和凝胶的根据本发明的组合物，频繁发生且从含磷掺杂介质观察到的寄生掺杂也不代表用于通过此途径制备双面太阳能电池的可能性的显著限制：根据本发明的含硼杂化溶胶和凝胶除了作为掺杂剂源的功能以外，还充当针对磷扩散的扩散屏障。令人惊讶地，因此已观察到可以借助根据本发明的杂化溶胶和凝胶根据图3中所概述的方案以简单方式制备双面太阳能电池。
图3显示用于制备双面(在该情况下为n型)太阳能电池(PERT结构)的简化方法流程图。描绘了使用用磷酰氯进行的经典扩散的共扩散过程。根据本发明的杂化溶胶和凝胶(此处仅作为硼糊料提及)除了其作为掺杂剂源的功能以外，还充当针对磷扩散的扩散屏障。
根据本发明的杂化溶胶和凝胶充当针对磷扩散的扩散屏障，从而保护硅晶片使该掺杂剂不会从气相穿透至晶片的表面区域中。同时，保留根据本发明的杂化溶胶和凝胶的硼掺杂作用，从而一方面实现保护以免磷穿透到半导体中，且另一方面实现印刷有具有希望及预期的硼掺杂的这些介质的表面的有效的扩散及掺杂。制备根据上文所概述的原理的双面太阳能电池的性能产生以下基本方法步骤：印刷硼源，用磷源从气相共扩散，去除氧化物及玻璃——共计三个方法步骤。这因此相当于制备双面太阳能电池所必须的方法步骤与经典程序(使用掩模气相扩散)相比减半，且必须的方法步骤与上文使用例如基于CVD或类似掺杂剂源概述的情况相比减少四分之一。因此，用根据本发明的含硼杂化溶胶和凝胶作为掺杂剂源进行共扩散代表制备双面太阳能电池的最廉价的可能性。就此而论，不言而喻的是，在包含欧洲专利申请案14004453.8及14004454.6(参见图4)的情况下，还可以非常简单地制备晶片的选择性掺杂结构，至少在掺杂有硼的区域中。
图4显示具有在硼发射极的区域中的选择性或两级掺杂(选择性硼发射极)的双面太阳能电池(n型)的简化示意图。
下图描绘了已经针对双面n型太阳能电池概述的过程序列。图5至图7显示p型晶片作为基底材料的可能过程序列及其结果。基本上可针对这些过程序列得出的结论与针对制备双面n型电池的情况已经陈述的结论相同。
图5显示用于制备可能的双面(在该情况下为p型)太阳能电池(PERT结构)的简化方法流程图。用于磷扩散的掺杂剂源假设为磷糊料，但其同样也可以是沉积在整个表面的上的任何其他源，例如掺杂油墨或CVD玻璃、溅射层、外延沉积的磷掺杂硅或富磷的氮化硅层。当然还有可能使用根据本发明的硼掺杂油墨来替代图中提及的根据本发明的硼糊料。
图6显示用于制备可能的双面(在该情况下为p型)太阳能电池(PERT结构)的简化方法流程图。描绘了使用用磷酰氯进行的经典扩散的共扩散过程。根据本发明的杂化溶胶和凝胶(此处仅作为硼糊料提及)除了其作为掺杂剂源的功能以外，还充当针对磷扩散的扩散屏障。
图7显示具有在硼后表面场的区域中的选择性或两级掺杂(选择性后表面场)的可能的双面太阳能电池(p型)的简化示意图。
图8显示用于制备p型PERL太阳能电池的可能过程序列。方案中所概述的示意图基于掺杂剂源的使用，所述掺杂剂源可沉积在整个表面上且以结构化方式沉积。在使用经典气相扩散(例如由于使用磷酰氯以用于磷扩散)的情况下，用于保护晶片的后表面、开放及基底掺杂区域的另外的掩蔽步骤也将是必要的。
图8显示具有后表面局部接触(PERL结构)的p型太阳能电池的可能制备方法的简化示意图。用于磷扩散的掺杂剂源假设为磷糊料、磷油墨或CVD玻璃，但该掺杂剂源同样还可以是沉积在整个表面上的任何其他源，例如溅射层、外延沉积的磷掺杂硅或富磷的氮化硅层。当然还有可能使用根据本发明的硼掺杂油墨来替代图中提及的根据本发明的硼糊料。
现在转向IBC太阳能电池的制备。在经典程序的情况下，基于气相扩散，我们发现需要由九个方法步骤构成的序列以便实现结构化掺杂区域。图9显示供选择的程序，其基于以结构化方式施加至后表面的掺杂介质(例如根据本发明的杂化溶胶和凝胶)的使用，同时可在整个表面上将另外的掺杂源施加到晶片的前表面。正面上的掺杂源同样可但并非必须为根据本发明的掺杂介质、杂化溶胶和/或杂化凝胶。已经提及的供选择的掺杂剂源，例如CVD玻璃同样是适合的。上文所提到的情形当然适用于后表面。如果考虑基于根据本发明的杂化溶胶和凝胶的制备方法，则需要五个方法步骤以便实现结构化掺杂：沉积源1，沉积源2，沉积3，在常规管状炉中高温共扩散所有源，去除掺杂剂源。因此，这相当于必要的方法步骤名义上与使用经典扩散过程相比较减少45％，这因此在过程成本中具有显著有利的作用。在使用例如将CVD玻璃作为掺杂剂源沉积在整个前表面上时获得相同结果。因为该使用之前需要通过真空过程沉积掺杂剂源，因此可实现的成本节省与使用根据本发明的可印刷的杂化溶胶和凝胶作为掺杂剂源的情况所获得的成本节省不在同一数量级。如果具有掺杂作用的CVD玻璃也用于限定后表面上存在的掺杂区域，则必需的掩蔽及结构化过程意味着另外使用至少一个结构化及蚀刻步骤(先前视为一个单元)；在该情况下，可省略两者之间的另外的覆盖层的沉积，所述覆盖层将两种沉积在彼此之上的掺杂CVD玻璃分离。因此将实现必须的方法步骤与基于气相扩散的程序相比减少三分之一。相比之下，与使用具有掺杂作用的根据本发明的杂化溶胶和凝胶相比，将导致额外使用另一处理步骤或第五个处理步骤。从成本的角度不言而喻的是，基于根据本发明的杂化溶胶和凝胶的印刷的过程序列与所概述的其他过程序列相比是优选的。
图9显示n型IBC太阳能电池的可能制备方法的简化示意图。用于前表面磷扩散的掺杂剂源假设为磷糊料、磷油墨或CVD玻璃，但其同样还可以是沉积在整个表面上的任何其他源，例如溅射层、外延沉积的磷掺杂硅或富磷的氮化硅层。在后表面上，借助各种掺杂介质获得结构化扩散，所述掺杂介质在该情况下称为硼及磷糊料。当然完全自由地可能使用根据本发明的硼掺杂油墨来替代图中提及的根据本发明的硼糊料。
IBC太阳能电池的制备的另一种简化由图10中图解描绘的方法流程图产生。在该方法流程图中，根据本发明的杂化溶胶和凝胶充当针对磷扩散的扩散屏障的性质得以充分利用。因此，如在以上提及的实例中，使用五个方法步骤以便实现IBC电池的结构化掺杂(在该情况下包括图中未描绘的前表面掺杂)：沉积源01，沉积源2，沉积源3，高温共扩散所有掺杂源，去除掺杂剂源。在该实例中，与上文所概述的实例相比，可以通过使用极高通量沉积步骤沉积后表面磷源例如作为掺杂油墨而实现进一步的成本减少。此步骤例如为喷涂整个晶片表面。供选择地，其还可以是柔版印刷步骤，据称与常规丝网印刷线相比具有高达2.5至3.0倍的晶片通量。如果根据本发明的含硼掺杂源同样沉积在晶片表面上，则与通过丝网印刷进行的极其廉价的处理相比，还可开发出其他成本降低潜力。
图10显示n型IBC太阳能电池的可能制备方法的简化示意图。在该情况下不考虑前表面的扩散。借助各种掺杂介质(在该情况下为根据本发明的硼糊料的结构化施加)在后表面上实现结构化扩散，该硼糊料原则上同样还可以是根据本发明的硼油墨。随后将另一含磷掺杂剂源在整个表面上涂覆晶片的后表面，其中根据本发明的印刷的含硼掺杂介质同样被含磷源覆盖。在未用具有掺杂作用的根据本发明的含硼介质涂覆的区域中，含磷源位于晶片表面的正上方，且能够在高温过程期间相应地用磷对其进行掺杂，而在根据本发明的含硼掺杂介质的区域中，其充当针对磷扩散的扩散屏障，因此保护晶片表面免受磷的渗透，但同时能够将介质中存在的掺杂剂(在该情况下为硼)释放至晶片，从而诱导其被硼掺杂。产生具有各种掺杂方案的交替序列的结构化p/n结。图中所提到的CVD掺杂玻璃在此处可易于被供选择的掺杂剂源替代，所述供选择的掺杂剂源例如掺杂油墨、溅射层、外延沉积的磷掺杂硅或富磷的氮化硅层。
此外，IBC太阳能电池的制备可通过严格利用根据本发明的杂化溶胶和凝胶针对磷扩散的扩散屏障性质来简化。在该简化中，使用共扩散步骤以获得硼掺杂以及由于例如磷酰氯的热分解引起的磷的同时或连续扩散。在常规管状炉过程中的单一方法步骤中实现两个特征。随后以这样的方式借助单面蚀刻在前表面上处理晶片，使得根据薄层电阻的特定希望的测量值调整前表面掺杂(参见图11)。后者是必要的，因为IBC太阳能电池在前表面上的掺杂通常弱于后表面接触点、局部后表面场处的掺杂。前表面上的较低掺杂促进该表面的钝化能力，其伴随着暗电流饱和密度的降低，从而伴随着电池电压的升高。电池电压的增加最终从效率的增加显而易见或作为用于在该情况下积极地影响太阳能电池的效率的最重要的杠杆之一。因此，以下数个步骤形作为用于获得结构化掺杂的过程链出现：沉积硼源，在反应性磷前体的存在下高温扩散，后蚀刻前表面掺杂及去除掺杂剂源。总之，这些步骤为四个方法步骤。如果现在将前表面场的蚀刻及玻璃的去除组合为一个方法步骤，则产生总计三个方法步骤，将前表面场的蚀刻及玻璃的去除组合为一个方法步骤可视为合理的，因为此实践同样在用于获得结构化掺杂(参见结构化及蚀刻)的经典程序的过程中的必备方法步骤清单中使用，但更具有决定性，因为此过程序列已经或部分仍在工业制造中确立以此形式制备选择性发射极太阳能电池。因此，借助根据本发明的杂化溶胶和凝胶制备IBC太阳能电池因此开辟了与经典纯气相促进的掺杂相比，节省六个方法步骤或必备工作的三分之二的可能性。原则上，也可通过供选择的常规PVD或CVD沉积掺杂剂源实现相同的过程链。然而，这些必须在沉积之后在后表面上结构化，以便限定将借助气相过程掺杂的区域——在该情况下实际上同样借助用磷酰氯进行的磷扩散。因此，由此产生的过程链必定具有四个方法步骤。此外，通常必须引入覆盖层以便抑制在该情况下通过用扩散磷进行的磷扩散涂覆的BSG玻璃的渗透。因此变得显而易见的是，使用具有掺杂作用以及还充当磷的屏障层的根据本发明的杂化溶胶和凝胶具有固有的优点，该优点可显著地促进IBC太阳能电池的成本高效制备。
图11显示n型IBC太阳能电池的可能制备方法的简化示意图。在该情况下考虑前表面的扩散。在后表面上，借助各种掺杂介质实现结构化扩散，在该情况下为根据本发明的硼糊料的结构化涂覆，其中该硼糊料原则上同样还可以是根据本发明的硼油墨。晶片随后经受例如使用作为掺杂剂前体的磷酰氯的常规气相扩散。硅晶片的所有“开放”点由此掺杂有磷。用根据本发明的含硼掺杂剂印刷的后表面上的区域由于其充当针对磷扩散的扩散屏障的性质而不会掺杂有磷，而是由掺杂剂源中存在的硼代替。因此在后表面上获得希望的结构化掺杂。在该过程中，前表面可以但并非必须经受过度掺杂。具体地根据希望的要求，通过最大程度掺杂的区域的受控后蚀刻调整前表面的掺杂强度。
在以下实施例中，重现本发明的优选实施方案。
如上所述，本说明书使得本领域技术人员能够全面地使用本发明。即使无其他解释，也因此将假设本领域技术人员将能够在最广泛的范围内利用以上描述。
如果任何内容不清楚，则不言而喻的是，应查询其所引用的公开案及专利文献。因此，这些文件被视为本说明书的公开内容的一部分。这特别适用于文件参考为14004453.8及14004454.6的欧洲专利申请案和国际申请案WO 2014/101990 A的公开内容。
为更好理理解及为了说明本发明，下文给出在本发明保护范围内的实施例。这些实施例也用来说明可能的变体。然而，由于描述的本发明原理的一般有效性，所述实施例不适于将本发明的保护范围缩小至仅为所述实施例。
此外，对于本领域技术人员不言而喻的是，在给定的实施例中以及在说明书的其余部分中，组合物中存在的组分量始终基于整个组合物仅总计为100wt％、mol％或vol.-％，且不能超过该值，即使所指示的百分比范围可产生更高的值。除非另外指明，否则％数据因此被视为wt％、mol％或vol.-％。
实施例及说明书以及权利要求书中所给出的温度始终以℃计。
实施例
实施例1:
最初在玻璃烧瓶中引入55.2g乙二醇单丁醚(EGB)及20.1g三仲丁醇铝(ASB)并搅拌直到形成均质混合物。在搅拌下将7.51g冰乙酸、0.8g乙醛肟及0.49g乙酰基丙酮添加至该混合物。随后逐滴添加溶解于5g EGB中的1.45g水，且使混合物在80℃下回流五小时。升温后，使混合物在70℃下经受真空蒸馏直到已达到30毫巴的最终压力。易挥发性反应产物的质量损失为12.18g。蒸馏混合物随后用62.3g Texanol及另外65g EGB稀释，且添加由氧化硼和二氧化硅的前体组成的混合缩合溶胶。为此，如下制备由二氧化硅和氧化硼构成的杂化溶胶：最初在40g苯甲酸苄酯中引入6.3g四乙酰氧基二硼酸酯，并添加15g乙酸酐。在油浴中使混合物升温至80℃，并且当形成清澈溶液时，向该溶液中添加4.6g二甲基二甲氧基硅烷，且使整个混合物在搅拌下反应45分钟。杂化溶胶随后同样在70℃下经受真空蒸馏，直到已达到30毫巴的最终压力，其中易挥发性反应产物的质量损失为7.89g。将9g Synchro蜡添加至整个110g的混合物，并且在搅拌下使混合物升温至150℃，直到所有物质已溶解且混合物清澈。随后在剧烈的搅拌下使混合物冷却。形成剪切稀化及非常容易印刷的糊料。
实施例2:
借助常规丝网印刷机器及具有16μm的线厚度(不锈钢)及8至12μm的乳液厚度的350目筛，使用170mm/s的刮刀速度及1巴的刮刀压力将根据实施例1的糊料印刷至晶片上，且随后在通流炉中经受干燥。为此目的，将通流炉中的加热区设定为350/350/375/375/375/400/400℃。
图12显示在通流炉中干燥后，根据实施例1的组合物及制备借助根据本发明的杂化凝胶印刷的硅晶片。
实施例3:
借助常规丝网印刷机器及具有25μm的线厚度(不锈钢)的280目筛将根据实施例1的糊料大面积地印刷至粗糙CZ晶片表面(n型)上。湿施用率为1.5mg/cm2。随后在常规实验室加热板上在300℃下干燥印刷的晶片3分钟，且该印刷的晶片随后经受扩散过程。为此目的，在大约700℃下将晶片引入至扩散炉中，且随后将炉加热至950℃的扩散温度。在包含0.2％v/v的氧的氮气氛中保持晶片处于此平台温度下30分钟。在硼扩散之后，在相同处理管中，使晶片在低温880℃下经受用磷酰氯进行的磷扩散。在晶片的扩散及冷却之后，借助利用稀氢氟酸进行的蚀刻，使晶片从存在于晶片表面上的玻璃脱离。先前用根据本发明的硼糊料印刷的区域对用水冲洗晶片表面具有亲水性润湿行为，这意味着清楚指示在此区域中存在硼皮。用硼糊料印刷的表面区域中测定的薄层电阻为195Ω/sqr(p型掺杂)。不受硼糊料保护的区域具有90Ω/sqr的薄层电阻(n型掺杂)。在借助根据本发明的硼糊料印刷的表面的区域中测定掺杂剂的SIMS(次级离子质谱分析)深度分布。在用B糊料覆盖的区域中，除n型基区掺杂以外，也测定从晶片表面延伸至硅中的硼掺杂。印刷上去的糊料层因此充当针对典型磷扩散的扩散屏障。
图13显示已用根据本发明的硼糊料印刷且随后经受用磷酰氯进行的气相扩散的粗糙硅表面的SIMS分布。由于粗糙表面，仅可获得呈计数率形式的相对浓度。
实施例4:
在100℃下，在圆底烧瓶中，将3.66g已在干燥器中预干燥的硼酸在搅拌下溶解于40g二苄醚、8g乙酸酐及8g正硅酸四乙酯中，且保持反应30分钟。随后将60g乙二醇单丁醚溶解于0.4g 1,3-环己二酮及7.2g水杨酸的溶液中，并添加160g乙醇。当反应混合物完全混合后，将20g三仲丁醇铝添加至该溶液。使溶液再回流一小时。硼油墨随后经由具有0.45μm的孔径的过滤器过滤且除气。为了借助喷墨打印机进行印刷，将油墨引入至合适的打印头(Spectra SE128AA)中，并印刷至硅晶片上，所述硅晶片已在选择以下印刷条件的情况下经受酸抛光蚀刻：点火频率为1500Hz；电压为70V；梯形函数为1-11-1μs；油墨槽上方的下降压差为21.5毫巴。在基底固持器上从下方使基底升温。在给定的实施例中提到各自的升温(→印刷温度)。将各自具有2cm的边缘长度的正方形印刷至晶片上。同样在个别实施例中重现选择的印刷分辨率。在印刷之后，在每一情况下，在常规实验室加热板上在400℃至600℃的温度下干燥印刷的晶片五至十分钟。干燥的结构随后同样借助喷墨印刷用根据专利申请案WO 2014/101990中提及的组成的磷油墨印刷。在实施例中重现各自的印刷分辨率以及各自的印刷温度。在选择以下印刷条件的情况下处理磷油墨：点火频率为1500Hz；电压为90V；梯形函数为1-11-1μs；油墨槽上方的下降压差为21.5毫巴。印刷的结构同样由各自具有2cm的边缘长度的正方形构成，其已用硼油墨沉积于正方形上。在印刷之后，在每种情况下，在常规实验室加热板上在400℃至600℃的温度下干燥磷油墨五至十分钟。整个结构随后在管状炉中在950℃下经受高温扩散。为此目的，在氮气流中进行扩散30分钟，接着是在包含氮及氧(20％v/v)的气氛中持续五分钟的氧化过程，此外接着是在氮气气氛中持续十分钟的驱入阶段。扩散的晶片随后借助稀氢氟酸中的蚀刻从印刷上去的掺杂剂源释放，并且借助电化学电容-电压测量(ECV)来测量印刷区域中的掺杂分布。
图14显示已用根据本发明的硼油墨印刷，随后用磷油墨外涂覆且实现扩散的硅晶片的ECV分布。该分布显示使用508dpi的印刷分辨率及50℃的印刷温度产生的硼掺杂。在分布中并未测量磷掺杂，例如分布的不同区域中的电荷载流子类型的改变。
表1：用根据本发明的同样借助喷墨印刷进行印刷的硼油墨进行的上述的外涂覆实验的温度和印刷分辨率。在所有情况下印刷和掺杂的夹层结构的分析导致在硅晶片中实现硼掺杂。
实施例5:
在圆底烧瓶中，将2g氧化硼在搅拌下溶解于10.5g四氢呋喃、3g乙酸酐和4g正硅酸四乙酯，且回流并保持反应30分钟。随后添加41g乙二醇单丁醚(其中已预溶解2g水杨酸及0.6g乙酰基丙酮)和20g二甘醇单乙醚。当反应混合物完全混合后，将10g三仲丁醇铝添加至该溶液。使溶液再回流一小时，且随后在60℃下在旋转蒸发仪中气提除去易挥发性溶剂及反应产物，实现50毫巴的最终压力。硼油墨随后经由具有0.45μm的孔径的过滤器过滤且除气。随后使用两步涂覆程序借助旋涂过程涂覆在一侧抛光的p型测试晶片：在500rpm下旋转15秒以便分配油墨，接着在2,000rpm下旋转45秒。经涂覆的晶片随后在500℃下在常规实验室加热板上干燥五分钟。在此涂覆之后，借助相同旋转程序，用根据专利申请案WO 2014/101990中所提到的组成的含磷掺杂油墨在已经用硼油墨涂覆的侧重新涂覆晶片，之后同样在500℃下干燥晶片五分钟。使双层涂覆的晶片在管状炉中在930℃下在氮气流中扩散30分钟。在扩散之后，借助稀氢氟酸从表面去除掺杂介质的残留物，且借助电化学电容-电压测量(ECV)及次级离子质谱分析(SIMS)相对于晶片的各自的掺杂分布测试晶片。
硼油墨对于磷自磷油墨扩散是不可渗透的。
图15显示已用根据本发明的硼油墨涂覆，随后用磷油墨外涂覆且进行扩散的硅晶片的ECV分布。在分布中并未测量磷掺杂，例如分布的不同区域中的电荷载流子类型的改变。为了进行比较，描绘了已按相同方式处理的参考样品的ECV分布。
图16显示与图14相当的样品的SIMS分布。SIMS分布显示硅中的硼和磷的浓度的改变。磷分布在40nm的深度之后达到1*1016个原子/cm3的浓度。
在比较性实验中，根据上文所提到的程序制备硼油墨，该硼油墨仅基于由二氧化硅和氧化硼的前体组成的杂化溶胶。此处，氧化铝组分由二氧化硅替代。使用已经提到且随后同样用磷油墨外涂覆的涂覆程序，借助旋涂涂覆油墨。双层涂覆样品经受已经描述的扩散且随后以相同方式分析。
图17显示已用并非根据本发明的硼油墨涂覆，随后用磷油墨外涂覆且进行扩散的硅晶片的ECV分布。在分布中仅测量磷掺杂(蓝)。为了进行比较，描绘了已按相同方式处理的参考样品的ECV分布。
图18显示与图16相当的样品的SIMS分布。SIMS分布显示硅中的硼和磷的浓度的改变。硅中主要的浓度为磷。
基于二氧化硅和氧化硼且同时不存在氧化铝的杂化溶胶对来自磷油墨的磷的扩散是可渗透的。
实施例6:
最初在玻璃烧瓶中引入72.2g乙二醇单丁醚(EGB)、2.9g二甲基二甲氧基硅烷及12.8g三仲丁醇铝(ASB)，且搅拌直到形成均质混合物。在搅拌下将12.2g冰乙酸及0.38g乙醛肟按此顺序添加至该混合物。随后逐滴添加溶解于5g EGB中的1.9g水，且使混合物在80℃下回流四小时。在升温之后，杂化溶胶在70℃下经受真空蒸馏两小时，直到已达到20毫巴的最终压力。易挥发性反应产物的质量损失为15.3g。随后将84gα-萜品醇(异构体混合物)及3.76g四乙酰氧基二硼酸酯添加至蒸馏混合物，且剧烈混合。形成剪切稀化且极易于印刷的透明糊料。在25 1/s的剪切速率及23℃的温度下，糊料的粘度为8.5Pa*s。
使用以下印刷参数借助使用具有不锈钢织物(400目，18μm丝直径，压延，在织物顶部有8至12μm乳液)的弹簧垫筛网的丝网印刷机将糊料印刷至晶片上，所述晶片已经受碱抛光-抛光：
2mm的筛网间隔、200mm/s的印刷速度、同样200mm/s的溢流速度、在印刷操作期间60N的刮刀压力及在溢流期间20N的刮刀压力，及使用具有65°的肖氏硬度的聚氨酯橡胶的碳纤维刮刀。
随后在升温至400℃的通流炉中干燥印刷的晶片。皮带速度为90cm/s。加热区的长度为3m。糊料转移速率为0.93mg/cm2。
图19显示用根据实施例6的掺杂糊料进行丝网印刷且干燥的线的显微照片。
图20显示用根据实施例6的掺杂糊料进行丝网印刷且干燥的糊料区域的显微照片。
图21显示用根据实施例6的掺杂糊料进行丝网印刷且干燥的糊料区域的显微照片。
实施例7:
最初在玻璃烧瓶中引入72.3g乙二醇单丁醚(EGB)、2.8g二甲基二甲氧基硅烷及12.9g三仲丁醇铝(ASB)，并搅拌直到形成均质混合物。在搅拌下将12.1g冰乙酸及1.5g乙醛肟按该顺序添加至该混合物。随后逐滴添加溶解于5g EGB中的1.9g水，且在80℃下使混合物回流四小时。在升温之后，杂化溶胶在70℃下经受真空蒸馏两小时，直到已达到20毫巴的最终压力。易挥发性反应产物的质量损失为15.3g。随后将84gα-萜品醇(异构体混合物)及3.8g四乙酰氧基二硼酸酯添加至蒸馏混合物，并剧烈混合。形成剪切稀化且极易于印刷的透明糊料。在25 1/s的剪切速率及23℃的温度下，糊料的粘度为6.7Pa*s。使用以下印刷参数借助使用具有不锈钢织物(400目，18μm丝直径，压延，在织物顶部有8至12μm乳液)的弹簧垫筛网的丝网印刷机将糊料印刷至晶片上，所述晶片已经受碱抛光-蚀刻：2mm的筛网间隔、200mm/s的印刷速度、同样200mm/s的溢流速度、在印刷操作期间60N的刮刀压力及在溢流期间20N的刮刀压力，及使用具有65°的肖氏硬度的聚氨酯橡胶的碳纤维刮刀。随后在升温至400℃的通流炉中干燥印刷的晶片。皮带速度为90cm/s。加热区的长度为3m。糊料转移速率为1.04mg/cm2。
图22：用根据实施例7的掺杂糊料进行丝网印刷且干燥的线的显微照片。
图23：用根据实施例7的掺杂糊料进行丝网印刷且干燥的糊料区域的显微照片。
图24：用根据实施例7的掺杂糊料进行丝网印刷且干燥的糊料区域的显微照片。
在另一程序中，已经受碱抛光-蚀刻的CZ-n-型硅晶片以及已进行碱-纹理化且随后借助一侧上的酸蚀刻来抛光的那些用掺杂糊料印刷在大致整个表面(～93％)上方。使用具有不锈钢织物的筛网进行印刷(400/18，织物上方有10μm乳液厚度)。糊料施用率为0.9mg/cm2。晶片在加热板上在400℃下干燥三分钟，且随后在950℃的平台温度下经受共扩散30分钟。在共扩散期间，晶片在用硼糊料印刷的侧上扩散并掺杂有硼，而未用硼糊料印刷的晶片侧或表面扩散并掺杂有磷。在该情况下，借助磷酰氯蒸气实现磷扩散，将磷酰氯蒸气引入至通过惰性气体流输送的热炉气氛中。由于炉中存在高温且同时在炉气氛中存在氧，燃烧磷酰氯以得到五氧化磷。由于炉气氛中存在氧，五氧化磷与在晶片表面上形成的二氧化硅组合沉淀。二氧化硅与五氧化磷的混合物也称为PSG玻璃。硅晶片的掺杂由表面上的PSG玻璃发生。在已经存在硼糊料的表面区域上，可仅在硼糊料的表面上形成PSG玻璃。若硼糊料充当针对磷的扩散屏障，则磷扩散无法发生在已经存在硼糊料的点处，而是仅有扩散至糊料层外进入硅晶片中的硼自身扩散。可在各种实施方案中进行此类型的共扩散。原则上，可在扩散过程开始时在炉中燃烧磷酰氯。太阳能电池的工业制备中的过程的开始通常是指600℃至800℃的温度范围，其中可以将待扩散的晶片引入至扩散炉中。此外，可在将炉加热至希望的过程温度期间在炉腔中发生燃烧。因此，在保持平台温度期间，也在炉冷却期间或可能也在已达到第二平台温度(其可高于和/或也可低于第一平台温度)之后，也可以将磷酰氯引入至炉中。在以上提及的可能性中，根据各自的要求，也可实施磷酰氯进入扩散炉中的可能引入的阶段的任何希望的组合。已概述这些可能性中的一些。在该图中，并未描绘使用第二平台温度的可能性。
如图25中所描绘，用硼糊料印刷的晶片经受共扩散过程，其中在已达到平台温度之前将磷酰氯引入至扩散炉中，该平台温度为实现硼扩散所必须的，在该情况下为950℃。在扩散期间，在过程晶舟中以这样的方式成对地排列晶片，使得用硼糊料印刷的其侧在每种情况下朝向彼此(参见图27)。在每种情况下，在过程晶舟的狭缝中调节晶片。因此，基底之间的标称间隔约为2.5mm。在扩散之后，晶片经受稀氢氟酸中的玻璃蚀刻，且随后借助四点测量来测量其薄层电阻。用硼糊料扩散的晶片侧具有35Ω/□(范围：10Ω/□)的薄层电阻，而用硼糊料印刷的晶片的相对侧具有70Ω/□的薄层电阻。借助p/n测试仪，表明具有35Ω/□的薄层电阻的侧仅是p掺杂的，即掺杂有硼，而具有70Ω/□的薄层电阻的相对侧仅是n掺杂的，即掺杂有磷。经受碱抛光-蚀刻的晶片上的薄层电阻与碱纹理已在一侧经受后续酸抛光的那些(在掺杂有磷的晶片侧上以及在掺杂有硼的晶片侧上)之间不存在根本的差异。
在上文概述的共扩散实验的另一相同实施方案中，以这样的方式在用于扩散的过程晶舟中排列晶片，使得用硼糊料印刷的晶片侧与未印刷的晶片表面相对(参见图28)。在上文已经概述的晶片的后扩散后处理之后，使用已经提到的方法测定薄层电阻以及主要掺杂。在印刷有硼糊料的侧上测定37Ω/□(范围：10Ω/□)的薄层电阻。该侧仅是p掺杂的，在后表面上测量70Ω/□的薄层电阻。后表面仅是n掺杂的。
在已经描述的共扩散实验的另一实施方案中，晶片用根据本发明的硼糊料来印刷，且经受相同扩散条件，糊料施用率为0.7mg/cm2。根据图29进行过程晶舟中的晶片的排列。在根据已经概述的程序处理扩散的晶片之后，可在用硼糊料印刷的侧测定37Ω/□(范围：8Ω/□)的薄层电阻。该晶片表面上主要的掺杂为p型。
在共扩散实验的另一实施方案中，用根据本发明的硼糊料印刷晶片，糊料施用率为0.9mg/cm2。印刷的晶片在加热板上在400℃下干燥三分钟，且随后在通流炉中另外干燥20分钟。晶片经受上文已经描述的共扩散实验，其中在每种情况下，用硼糊料印刷的晶片表面排列成彼此相对。
在扩散之后，以通常方式进一步处理晶片，且随后借助四点测量测定印刷有糊料的侧上的薄层电阻。薄层电阻为41Ω/□(范围：5Ω/□)。糊料的最透彻的干燥导致薄层电阻的差异显著减少。
在共扩散的另一实施方案中，用使用结构化筛网布局的筛网来印刷晶片。所使用的筛网对应于上文已经提到的特征。此外，筛网具有居中地印刷至晶片表面上的母线，具有700μm的宽度的条或指状物各自从该晶片表面向右以及向左分支。具有300μm的宽度的焊盘(land)位于条之间，所述焊盘保护晶片表面免于糊料印刷。在加热板上在400℃下干燥以此方式印刷的晶片三分钟，随后在根据图28的排列中在过程晶舟中对准，且使用已经描述的共扩散条件进行扩散。在进一步处理上文已经描述的扩散晶片之后，借助成像过程研究所述扩散晶片，以便测定薄层电阻(薄层电阻成像)。在无校准的情况下实施所使用的测量方法，这意味着经由信号及通过测量方法获得的信号改变(在该情况下为借助过程检测的IR辐射的计数率)来编码薄层电阻信息。图29显示在共扩散之后的印刷的结构的显微照片。硼糊料仍存在于样品上。用硼糊料印刷的区域具有深蓝色。描绘了已用根据本发明的硼糊料印刷并干燥的晶片：该图中所示的结构原则上对应于上文所描述的结构化，除了该晶片表面上不存在居中排列的母线且印刷条的尺寸并未恰好对应于同样已经提到的尺寸的事实。将从图29显而易见的结构转移至图30中所示的薄层电阻映射。图30中以橙红色描绘的区域对应于用硼糊料印刷的结构，而红色区域可以归属于由于共扩散已用磷扩散的结构中的凹部。另外，显而易见的是，邻近区域具有非常清晰的的界限及非常明确的过渡区域，其中手段的测量准确度可用，且考虑测量的晶片表面(信号的散射)。图30显示根据实验的性能交替的清晰界定的p/n结，其可借助单一高温扩散步骤制备。
此外，在图31中描绘了借助根据本发明的硼糊料制备且在图29中以及在图30中显示的母线区域的ECV分布(电化学电容/电压分布)。分布显示发射极分布，其具有约600nm的p/n结的深度。主要的仅有p型掺杂。发射极分布的电荷载流子(电洞)的表面浓度约为2*1020cm-3。通过共扩散过程的过程程序的适合的操纵，分布的深度以及表面浓度可以希望的方式(例如通过选择扩散温度、扩散长度、在扩散过程期间使用的气体气氛的组成及此处具体地通过设定测定的氧浓度)调整。
图25显示用根据实施例7的掺杂糊料丝网印刷并干燥的线的纤维照片。
图26显示呈条结构形式的用根据实施例7的硼糊料印刷的单晶硅晶片的照片。
图27显示在共扩散过程期间过程晶舟中的晶片的排列。用硼糊料印刷的晶片表面彼此相对。
图28显示在共扩散过程期间过程晶舟中的晶片的排列。用硼糊料印刷的晶片表面彼此相对。
图29显示用根据本发明的硼糊料印刷的晶片的显微照片(在一侧经受酸后抛光的碱-纹理化晶片表面)。在文中提到了印刷上去的结构的标称尺寸。
图30显示借助SRI过程进行薄层电阻映射。橙黄色区域对应于硼掺杂，而红色区域可归属于磷掺杂。所显示的结构对应于图29中描绘的结构。
图31显示借助根据本发明的硼糊料且使用共扩散过程获得的发射极分布(硼，p型)的ECV分布。p/n结的深度约为600nm。电荷载流子(电洞)的表面浓度约为2*1020cm-3。
实施例8:
最初在玻璃烧瓶中引入563.2g乙二醇单丁醚(EGB)、23g二甲基二甲氧基硅烷及102.2g三仲丁醇铝(ASB)，且搅拌直到形成均质混合物。在搅拌下将97.8g冰乙酸及6g乙醛肟按该顺序添加至该混合物。随后逐滴添加溶解于50g EGB中的15.6g水，且在80℃下使混合物回流四小时。在升温之后，杂化溶胶在70℃下经受真空蒸馏两小时，直到已达到20毫巴的最终压力。易挥发性反应产物的质量损失为119.6g。随后将782gα-萜品醇(异构体混合物)及32.2g四乙酰氧基二硼酸酯添加至蒸馏混合物，且剧烈混合。形成剪切稀化且极易于印刷的透明糊料。在25 1/s的剪切速率及23℃的温度下，糊料的粘度为7.5Pa*s。
使用以下印刷参数，借助使用具有不锈钢织物(400目，18μm线直径，压延，在织物顶部有8至12μm乳液)的弹簧垫筛网的丝网印刷机将糊料印刷至晶片上，所述晶片已经受碱抛光-蚀刻：
2mm的筛网间隔，200mm/s的印刷速度，同样200mm/s的溢流速度，在印刷操作期间60N的刮刀压力及在溢流期间20N的刮刀压力，及使用具有肖氏硬度为65°的聚氨酯橡胶的碳纤维刮刀。
随后在升温至400℃的通流炉中干燥印刷的晶片。皮带速度为90cm/s。加热区的长度为3m。糊料转移速率为1.17mg/cm2。
图32显示用根据实施例8的掺杂糊料进行丝网印刷且干燥的线的显微照片。
图33显示用根据实施例8的掺杂糊料进行丝网印刷且干燥的糊料区域的显微照片。
图34显示用根据实施例8的掺杂糊料进行丝网印刷且干燥的糊料区域的显微照片。
实施例9:
最初在玻璃烧瓶中引入72.5g乙二醇单丁醚(EGB)、2.9g二甲基二甲氧基硅烷及12.8g三仲丁醇铝(ASB)，且搅拌直到形成均质混合物。在搅拌下将12.2g冰乙酸及1.4g 1,3-环己二酮按该顺序添加至该混合物。随后逐滴添加溶解于5g EGB中的1.9g水，且在80℃下使混合物回流四小时。在升温之后，杂化溶胶在70℃下经受真空蒸馏两小时，直到已达到20毫巴的最终压力。易挥发性反应产物的质量损失为20.8g。随后将103gα-萜品醇(异构体混合物)和3.9g四乙酰氧基二硼酸酯添加至蒸馏混合物，且剧烈混合。形成剪切稀化且极易于印刷的透明糊料。在25 1/s的剪切速率及23℃的温度下，糊料的粘度为19.3Pa*s。使用以下印刷参数，借助使用具有不锈钢织物(400目，18μm丝直径，压延，在织物顶部有8至12μm乳液)的弹簧垫筛网的丝网印刷机将糊料印刷至晶片上，所述晶片已经受碱抛光-蚀刻：2mm的筛网间隔、200mm/s的印刷速度、同样200mm/s的溢流速度、在印刷操作期间60N的刮刀压力及在溢流期间20N的刮刀压力，及使用具有65°的肖氏硬度的聚氨酯橡胶的碳纤维刮刀。随后在升温至400℃的通流炉中干燥印刷的晶片。皮带速度为90cm/s。加热区的长度为3m。糊料转移速率为1.15mg/cm2。
图35显示用根据实施例9的掺杂糊料进行丝网印刷且干燥的线的显微照片。
图36显示用根据实施例9的掺杂糊料进行丝网印刷且干燥的糊料区域的显微照片。
图37显示用根据实施例9的掺杂糊料进行丝网印刷且干燥的糊料区域的显微照片。
实施例10:
最初在玻璃烧瓶中引入74.2g乙二醇单丁醚(EGB)、2.9g二甲基二甲氧基硅烷及12.9g三仲丁醇铝(ASB)，且搅拌直到形成均质混合物。在搅拌下将12.3g冰乙酸及1.9g 3,5-二羟基苯甲酸按该顺序添加至该混合物。随后逐滴添加溶解于5g EGB中的1.9g水，且在80℃下使混合物回流四小时。在升温之后，杂化溶胶在70℃下经受真空蒸馏两小时，直到已达到20毫巴的最终压力。易挥发性反应产物的质量损失为20.5g。随后将96.5gα-萜品醇(异构体混合物)及3.9g四乙酰氧基二硼酸酯添加至蒸馏混合物，且剧烈混合。形成剪切稀化且极易于印刷的透明糊料。在25 1/s的剪切速率及23℃的温度下，糊料的粘度为23.8Pa*s。使用以下印刷参数，借助使用具有不锈钢织物(400目，18μm丝直径，压延，在织物顶部有8至12μm乳液)的弹簧垫筛网的丝网印刷机将糊料印刷至晶片上，所述晶片已经受碱抛光-蚀刻：2mm的筛网间隔、200mm/s的印刷速度、同样200mm/s的溢流速度、在印刷操作期间60N的刮刀压力及在溢流期间20N的刮刀压力，及使用具有65°的肖氏硬度的聚氨酯橡胶的碳纤维刮刀。随后在升温至400℃的通流炉中干燥印刷的晶片。皮带速度为90cm/s。加热区的长度为3m。糊料转移速率为1.08mg/cm2。
图38显示用根据实施例10的掺杂糊料进行丝网印刷且干燥的线的显微照片。
图39显示用根据实施例10的掺杂糊料进行丝网印刷且干燥的糊料区域的显微照片。
图40显示用根据实施例10的掺杂糊料进行丝网印刷且干燥的糊料区域的显微照片。
实施例11:
最初在玻璃烧瓶中引入72.2g乙二醇单丁醚(EGB)、2.9g二甲基二甲氧基硅烷及12.8g三仲丁醇铝(ASB)，且搅拌直到形成均质混合物。在搅拌下将12.3g冰乙酸及1.6g水杨酸按该顺序添加至该混合物。随后逐滴添加溶解于5g EGB中的1.9g水，且在80℃下使混合物回流四小时。在升温之后，杂化溶胶在70℃下经受真空蒸馏两小时，直到已达到20毫巴的最终压力。易挥发性反应产物的质量损失为16.9g。随后将94.5gα-萜品醇(异构体混合物)及4g四乙酰氧基二硼酸酯添加至蒸馏混合物，且剧烈混合。形成剪切稀化且极易于印刷的透明糊料。在25 1/s的剪切速率及23℃的温度下，糊料的粘度为8.4Pa*s。使用以下印刷参数，借助使用具有不锈钢织物(400目，18μm丝直径，压延，在织物顶部有8至12μm乳液)的弹簧垫筛网的丝网印刷机将糊料印刷至晶片上，所述晶片已经受碱抛光-蚀刻：2mm的筛网间隔、200mm/s的印刷速度、同样200mm/s的溢流速度、在印刷操作期间60N的刮刀压力及在溢流期间20N的刮刀压力，及使用具有65°的肖氏硬度的聚氨酯橡胶的碳纤维刮刀。随后在升温至400℃的通流炉中干燥印刷的晶片。皮带速度为90cm/s。加热区的长度为3m。糊料转移速率为0.92mg/cm2。
图41显示用根据实施例11的掺杂糊料进行丝网印刷且干燥的线的显微照片。
图42显示用根据实施例11的掺杂糊料进行丝网印刷且干燥的糊料区域的显微照片。
图43显示用根据实施例11的掺杂糊料进行丝网印刷且干燥的糊料区域的显微照片。
实施例12:
最初在玻璃烧瓶中引入72.3g乙二醇单丁醚(EGB)、2.9g二甲基二甲氧基硅烷及12.9g三仲丁醇铝(ASB)，且搅拌直到形成均质混合物。在搅拌下将12.2g冰乙酸及0.56g乙醛肟按该顺序添加至该混合物。随后逐滴添加溶解于5g EGB中的1.9g水，且在80℃下使混合物回流四小时。在升温之后，杂化溶胶在70℃下经受真空蒸馏两小时，直到已达到20毫巴的最终压力。易挥发性反应产物的质量损失为21.6g。随后将108gα-萜品醇(异构体混合物)及3.9g四乙酰氧基二硼酸酯添加至蒸馏混合物，且剧烈混合。形成剪切稀化且极易于印刷的透明糊料。在25 1/s的剪切速率及23℃的温度下，糊料的粘度为9.3Pa*s。使用以下印刷参数，借助使用具有不锈钢织物(400目，18μm丝直径，压延，在织物顶部有8至12μm乳液)的弹簧垫筛网的丝网印刷机将糊料印刷至晶片上，所述晶片已经受碱抛光-蚀刻：2mm的筛网间隔、200mm/s的印刷速度、同样200mm/s的溢流速度、在印刷操作期间60N的刮刀压力及在溢流期间20N的刮刀压力，及使用具有65°的肖氏硬度的聚氨酯橡胶的碳纤维刮刀。随后在升温至400℃的通流炉中干燥印刷的晶片。皮带速度为90cm/s。加热区的长度为3m。糊料转移速率为1.06mg/cm2。
图44显示用根据实施例12的掺杂糊料进行丝网印刷且干燥的线的显微照片。
图45显示用根据实施例12的掺杂糊料进行丝网印刷且干燥的糊料区域的显微照片。
图46显示用根据实施例12的掺杂糊料进行丝网印刷且干燥的糊料区域的显微照片。
实施例13:
最初在玻璃烧瓶中引入72.1g乙二醇单丁醚(EGB)、2.9g二甲基二甲氧基硅烷及12.8g三仲丁醇铝(ASB)，且搅拌直到形成均质混合物。在搅拌下将12.3g冰乙酸及1.1g乙醛肟按该顺序添加至该混合物。随后逐滴添加溶解于5g EGB中的1.9g水，且在80℃下使混合物回流四小时。在升温之后，杂化溶胶在70℃下经受真空蒸馏两小时，直到已达到20毫巴的最终压力。易挥发性反应产物的质量损失为19.3g。随后将99gα-萜品醇(异构体混合物)及3.9g四乙酰氧基二硼酸酯添加至蒸馏混合物，且剧烈混合。形成剪切稀化且极易于印刷的透明糊料。在25 1/s的剪切速率及23℃的温度下，糊料的粘度为5.9Pa*s。使用以下印刷参数，借助使用具有不锈钢织物(400目，18μm丝直径，压延，在织物顶部有8至12μm乳液)的弹簧垫筛网的丝网印刷机将糊料印刷至晶片上，所述晶片已经受碱抛光-蚀刻：2mm的筛网间隔、200mm/s的印刷速度、同样200mm/s的溢流速度、在印刷操作期间60N的刮刀压力及在溢流期间20N的刮刀压力，及使用具有65°的肖氏硬度的聚氨酯橡胶的碳纤维刮刀。随后在升温至400℃的通流炉中干燥印刷的晶片。皮带速度为90cm/s。加热区的长度为3m。糊料转移速率为0.86mg/cm2。
图47显示用根据实施例13的掺杂糊料进行丝网印刷且干燥的线的显微照片。
图48显示用根据实施例13的掺杂糊料进行丝网印刷且干燥的糊料区域的显微照片。
图49显示用根据实施例13的掺杂糊料进行丝网印刷且干燥的糊料区域的显微照片。
实施例14:
最初在玻璃烧瓶中引入577.2g乙二醇单丁醚(EGB)、19.9g正硅酸四乙酯、19.9g1,2-双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷及102.2g三仲丁醇铝(ASB)，且搅拌直到形成均质混合物。在搅拌下将97.8g冰乙酸及6g乙醛肟按该顺序添加至该混合物。随后逐滴添加溶解于50gEGB中的15.6g水，且在80℃下使混合物回流四小时。在升温之后，杂化溶胶在70℃下经受真空蒸馏两小时，直到已达到20毫巴的最终压力。易挥发性反应产物的质量损失为269.7g。随后将782gα-萜品醇(异构体混合物)及32.2g四乙酰氧基二硼酸酯添加至蒸馏混合物，且剧烈混合，且最后添加另外100ml的乙二醇单丁醚。形成剪切稀化且极易于印刷的透明糊料。使用以下印刷参数，借助使用具有不锈钢织物(400目，18μm丝直径，压延，在织物顶部有8至12μm乳液)的弹簧垫筛网的丝网印刷机将糊料印刷至晶片上，所述晶片已经受碱抛光-蚀刻：2mm的筛网间隔、200mm/s的印刷速度、同样200mm/s的溢流速度、在印刷操作期间60N的刮刀压力及在溢流期间20N的刮刀压力，及使用具有65°的肖氏硬度的聚氨酯橡胶的碳纤维刮刀。随后在升温至400℃的通流炉中干燥印刷晶片。皮带速度为90cm/s。加热区的长度为3m。
图50显示用根据实施例14的掺杂糊料进行丝网印刷且干燥的糊料区域的显微照片。
实施例15:
最初在玻璃烧瓶中引入60g乙二醇单丁醚(EGB)、1.7g正硅酸四乙酯、1.4g 1,2-双(三乙氧基硅烷基)乙烷、1g二甲基二甲氧基硅烷及12.8g三仲丁醇铝(ASB)，且搅拌直到形成均质混合物。在搅拌下将12.4g冰乙酸及0.7g乙醛肟按该顺序添加至该混合物。随后逐滴添加溶解于17.5g EGB中的1.9g水，且在80℃下使混合物回流四小时。在升温之后，杂化溶胶在70℃下经受真空蒸馏两小时，直到已达到20毫巴的最终压力。易挥发性反应产物的质量损失为15.2g。随后将85gα-萜品醇(异构体混合物)及4g四乙酰氧基二硼酸酯添加至蒸馏混合物，且剧烈混合。形成剪切稀化且极易于印刷的透明糊料。使用以下印刷参数，借助使用具有不锈钢织物(400目，18μm丝直径，压延，在织物顶部有8至12μm乳液)的弹簧垫筛网的丝网印刷机将糊料印刷至晶片上，所述晶片已经受碱抛光-蚀刻：2mm的筛网间隔、200mm/s的印刷速度、同样200mm/s的溢流速度、在印刷操作期间60N的刮刀压力及在溢流期间20N的刮刀压力，及使用具有65°的肖氏硬度的聚氨酯橡胶的碳纤维刮刀。随后在升温至400℃的通流炉中干燥印刷的晶片。皮带速度为90cm/s。加热区的长度为3m。
图51显示用根据实施例15的掺杂糊料进行丝网印刷且干燥的线的显微照片。
图52显示用根据实施例15的掺杂糊料进行丝网印刷且干燥的糊料区域的显微照片。
实施例16:
最初在玻璃烧瓶中引入72g乙二醇单丁醚(EGB)、1.3g 1,2-双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷、2g二甲基二甲氧基硅烷及12.8g三仲丁醇铝(ASB)，且搅拌直到形成均质混合物。在搅拌下将12.2g冰乙酸及0.7g乙醛肟按该顺序添加至该混合物。随后逐滴添加溶解于5gEGB中的1.9g水，且在80℃下使混合物回流四小时。在升温之后，杂化溶胶在70℃下经受真空蒸馏两小时，直到已达到20毫巴的最终压力。易挥发性反应产物的质量损失为15.3g。随后将92gα-萜品醇(异构体混合物)及3.9g四乙酰氧基二硼酸酯添加至蒸馏混合物，且剧烈混合。形成剪切稀化且极易于印刷的透明糊料。在25 1/s的剪切速率及23℃的温度下，糊料的粘度为10.6Pa*s。使用以下印刷参数，借助使用具有不锈钢织物(400目，18μm丝直径，压延，在织物顶部有8至12μm乳液)的弹簧垫筛网的丝网印刷机将糊料印刷至晶片上，所述晶片已经受碱抛光-蚀刻：2mm的筛网间隔、200mm/s的印刷速度、同样200mm/s的溢流速度、在印刷操作期间60N的刮刀压力及在溢流期间20N的刮刀压力，及使用具有65°的肖氏硬度的聚氨酯橡胶的碳纤维刮刀。随后在升温至400℃的通流炉中干燥印刷的晶片。皮带速度为90cm/s。加热区的长度为3m。
图53显示用根据实施例16的掺杂糊料进行丝网印刷且干燥的线的显微照片。
图54显示用根据实施例16的掺杂糊料进行丝网印刷且干燥的糊料区域的显微照片。
图55显示用根据实施例16的掺杂糊料进行丝网印刷且干燥的糊料区域的显微照片。
实施例17:
最初在玻璃烧瓶中引入72.2g乙二醇单丁醚(EGB)、0.4g 1,2-双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷、2.6g二甲基二甲氧基硅烷及12.9g三仲丁醇铝(ASB)，且搅拌直到形成均质混合物。在搅拌下将12.4g冰乙酸及0.7g乙醛肟按该顺序添加至该混合物。随后逐滴添加溶解于5g EGB中的1.9g水，且在80℃下使混合物回流四小时。在升温之后，杂化溶胶在70℃下经受真空蒸馏两小时，直到已达到20毫巴的最终压力。易挥发性反应产物的质量损失为15.3g。随后将92gα-萜品醇(异构体混合物)及4g四乙酰氧基二硼酸酯添加至蒸馏混合物，且剧烈混合。形成剪切稀化且极易于印刷的透明糊料。在25 1/s的剪切速率及23℃的温度下，糊料的粘度为5.4Pa*s。使用以下印刷参数，借助使用具有不锈钢织物(400目，18μm丝直径，压延，在织物顶部有8至12μm乳液)的弹簧垫筛网的丝网印刷机将糊料印刷至晶片上，所述晶片已经受碱抛光-蚀刻：2mm的筛网间隔、200mm/s的印刷速度、同样200mm/s的溢流速度、在印刷操作期间的60N的刮刀压力及在溢流期间的20N的刮刀压力，及使用具有65°的肖氏硬度的聚氨酯橡胶的碳纤维刮刀。随后在升温至400℃的通流炉中干燥印刷的晶片。皮带速度为90cm/s。加热区的长度为3m。
图56显示用根据实施例17的掺杂糊料进行丝网印刷且干燥的线的显微照片。
图57显示用根据实施例17的掺杂糊料进行丝网印刷且干燥的糊料区域的显微照片。
图58显示用根据实施例17的掺杂糊料进行丝网印刷且干燥的糊料区域的显微照片。
实施例18:
最初在玻璃烧瓶中引入72.2g乙二醇单丁醚(EGB)、3.55g三甲氧基乙烯基硅烷及12.9g三仲丁醇铝(ASB)，且搅拌直到形成均质混合物。在搅拌下将12.4g冰乙酸及0.7g乙醛肟按该顺序添加至该混合物。随后逐滴添加溶解于5g EGB中的1.9g水，且在80℃下使混合物回流四小时。在升温之后，杂化溶胶在70℃下经受真空蒸馏两小时，直到已达到20毫巴的最终压力。随后将97gα-萜品醇(异构体混合物)及4g四乙酰氧基二硼酸酯添加至蒸馏混合物，且剧烈混合。形成剪切稀化且极易于印刷的透明糊料。
实施例19:
最初在玻璃烧瓶中引入72.2g乙二醇单丁醚(EGB)、5.85g二甲氧基二苯基硅烷及12.9g三仲丁醇铝(ASB)，且搅拌直到形成均质混合物。在搅拌下将12.4g冰乙酸及0.7g乙醛肟按该顺序添加至该混合物。随后逐滴添加溶解于5g EGB中的1.9g水，且在80℃下使混合物回流四小时。在升温之后，杂化溶胶在70℃下经受真空蒸馏两小时，直到已达到20毫巴的最终压力。随后将97gα-萜品醇(异构体混合物)及4g四乙酰氧基二硼酸酯添加至蒸馏混合物，且剧烈混合。形成剪切稀化且极易于印刷的透明糊料。
实施例20:
最初在玻璃烧瓶中引入72.2g乙二醇单丁醚(EGB)、3.53g双(二甲氧基二甲基甲硅烷基)-1,2-乙烷及12.9g三仲丁醇铝(ASB)，且搅拌直到形成均质混合物。在搅拌下将12.4g冰乙酸及0.7g乙醛肟按该顺序添加至该混合物。随后逐滴添加溶解于5g EGB中的1.9g水，且在80℃下使混合物回流四小时。在升温之后，杂化溶胶在70℃下经受真空蒸馏两小时，直到已达到20毫巴的最终压力。随后将97gα-萜品醇(异构体混合物)及4g四乙酰氧基二硼酸酯添加至蒸馏混合物，且剧烈混合。形成剪切稀化且极易于印刷的透明糊料。
实施例21:
最初在玻璃烧瓶中引入72.2g乙二醇单丁醚(EGB)、4.36g二甲氧基甲基苯基硅烷及12.9g三仲丁醇铝(ASB)，且搅拌直到形成均质混合物。在搅拌下将12.4g冰乙酸及0.7g乙醛肟按该顺序添加至该混合物。随后逐滴添加溶解于5g EGB中的1.9g水，且在80℃下使混合物回流四小时。在升温之后，杂化溶胶在70℃下经受真空蒸馏两小时，直到已达到20毫巴的最终压力。随后将97gα-萜品醇(异构体混合物)及4g四乙酰氧基二硼酸酯添加至蒸馏混合物，且剧烈混合。形成剪切稀化且极易于印刷的透明糊料。
实施例22:
最初在玻璃烧瓶中引入72.2g乙二醇单丁醚(EGB)、5.8g三乙氧基苯基硅烷及12.9g三仲丁醇铝(ASB)，且搅拌直到形成均质混合物。在搅拌下将12.4g冰乙酸及0.7g乙醛肟按该顺序添加至该混合物。随后逐滴添加溶解于5g EGB中的1.9g水，且在80℃下使混合物回流四小时。在升温之后，杂化溶胶在70℃下经受真空蒸馏两小时，直到已达到20毫巴的最终压力。随后将97gα-萜品醇(异构体混合物)及4g四乙酰氧基二硼酸酯添加至蒸馏混合物，且剧烈混合。形成剪切稀化且极易于印刷的透明糊料。

Claims (19)

1.一种基于无机氧化物的前体的可印刷的杂化溶胶和/或凝胶，借助在硅表面上的适合的印刷方法在一侧上局部和/或全面扩散和掺杂以制备太阳能电池，选择性地将其印刷到适合的表面上，干燥，并随后借助适合的高温方法对基底本身进行特异性掺杂，以将杂化凝胶中存在的氧化硼前体释放到位于杂化凝胶下方的基底。
2.根据权利要求1的杂化溶胶和/或凝胶，其特征在于，所述杂化溶胶和/或凝胶为基于二氧化硅、氧化铝和氧化硼的前体的组合物。
3.根据权利要求1的杂化溶胶和/或凝胶，其特征在于，所述杂化溶胶和/或凝胶为基于用作混合物的二氧化硅、氧化铝和氧化硼前体的组合物。
4.根据权利要求1、2或3的可印刷的杂化溶胶和/或凝胶，其特征在于，所述可印刷的杂化溶胶和/或凝胶是基于二氧化硅的前体获得的，所述二氧化硅的前体选自：对称或不对称单至四取代的羧基-、烷氧基-和烷氧基烷基硅烷，特别是其中至少一个氢原子键合到中心硅原子的烷基烷氧基硅烷；羧基-、烷氧基-和烷氧基烷基的硅烷，特别是烷基烷氧基硅烷，其具有单个或不同的饱和、不饱和直链、支链脂族、脂环族和芳族基团，所述基团可以继而在烷基、烷氧基或羧基基团的任何位置被选自O、N、S、Cl和Br的杂原子官能化；和这些前体的混合物。
5.根据权利要求1、2或3的可印刷的杂化溶胶和/或凝胶，其特征在于，所述可印刷的杂化溶胶和/或凝胶是基于二氧化硅的前体获得的，所述二氧化硅的前体选自三乙氧基硅烷、正硅酸四乙酯、三乙氧基硅烷、乙氧基三甲基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、三乙氧基乙烯基硅烷、双[三乙氧基甲硅烷基]乙烷和双[二乙氧基甲基甲硅烷基]乙烷，及其混合物。
6.根据权利要求1、2或3的可印刷的杂化溶胶和/或凝胶，其特征在于，所述可印刷的杂化溶胶和/或凝胶是基于氧化铝的前体获得的，所述氧化铝的前体选自对称和不对称取代的醇(烷氧基)铝、三(β-二酮)铝、三(β-酮酯)铝、铝皂、羧酸铝及其混合物。
7.根据权利要求1、2或3的可印刷的杂化溶胶和/或凝胶，其特征在于，所述可印刷的杂化溶胶和/或凝胶是基于氧化铝的前体获得的，所述氧化铝的前体选自三乙醇铝、三异丙醇铝、三仲丁醇铝、三丁醇铝、三叔戊醇铝和三异戊醇铝、乙酰丙酮铝或三(1,3-环己二酮)铝、单乙酰丙酮单醇铝、三(羟基喹啉)铝、一碱式和二碱式硬脂酸铝和三硬脂酸铝、乙酸铝、三乙酸铝、碱式甲酸铝、三甲酸铝和三辛酸铝、氢氧化铝、偏氢氧化铝和三氯化铝、及其混合物。
8.根据权利要求1、2或3的可印刷的杂化溶胶和/或凝胶，其特征在于，所述可印刷的杂化溶胶和/或凝胶是基于氧化硼的前体获得的，所述氧化硼的前体选自硼酸烷基酯、官能化的1,2-二醇的硼酸酯、烷醇胺的硼酸酯、硼酸和羧酸的混合酸酐、及其混合物。
9.根据权利要求1、2或3的可印刷的杂化溶胶和/或凝胶，其特征在于，所述可印刷的杂化溶胶和/或凝胶是基于氧化硼的前体获得的，所述氧化硼的前体选自氧化硼、氧化二硼、硼酸三乙酯、硼酸三异丙酯、硼酸二醇酯、硼酸乙二醇酯、硼酸丙三醇酯、2,3-二羟基琥珀酸的硼酸酯、四乙酰氧基二硼酸酯和烷醇胺的硼酸酯，所述烷醇胺为乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、丙醇胺、二丙醇胺和三丙醇胺。
10.根据权利要求1、2或3的可印刷的杂化溶胶和/或凝胶，所述可印刷的杂化溶胶和/或凝胶可通过以下获得：借助溶胶-凝胶技术，使权利要求4-9所述的前体在含水或无水条件下同时或顺序进行部分或完全地种内和/或种间缩合，形成储存稳定、非常容易印刷和印刷稳定的配制剂。
11.根据权利要求10的可印刷的杂化溶胶和/或凝胶，所述可印刷的杂化溶胶和/或凝胶可通过以下获得：在缩合反应期间去除挥发性反应助剂和副产物。
12.根据权利要求10或11的可印刷的杂化溶胶和/或凝胶，所述可印刷的杂化溶胶和/或凝胶可通过以下获得：调整前体浓度、水和催化剂的含量以及反应的温度和时间。
13.根据权利要求10至12中一项或多项的可印刷的杂化溶胶和/或凝胶，所述可印刷的杂化溶胶和/或凝胶可通过以下获得：以基于总体积的限定的量特异性地添加呈络合剂和/或螯合剂形式的缩合控制剂、各种溶剂，由此特异性地控制形成的杂化溶胶和凝胶的胶凝化程度。
14.根据权利要求1至13中一项或多项的可印刷的杂化溶胶和/或凝胶在制备太阳能电池的方法中的用途，其中通过选自以下的印刷方法处理和沉积所述可印刷的杂化溶胶和/或凝胶：旋涂或浸涂、滴铸、幕涂或狭缝模具式涂覆、丝网或柔版印刷、凹版印刷、喷墨或气溶胶喷射印刷、胶版印刷、微接触印刷、电流体动力分配、辊涂或喷涂、超声喷涂、喷管印刷、激光转印、移印、平台丝网印刷和轮转丝网印刷。
15.根据权利要求1至13中一项或多项的可印刷的杂化溶胶和/或凝胶用于处理用于光伏、微电子、微机械和微光学应用的硅晶片的用途。
16.根据权利要求1至13中一项或多项的可印刷的杂化溶胶和/或凝胶用于制备PERC、PERL、PERT和IBC太阳能电池等的用途，其中所述太阳能电池具有另外的结构特征，如MWT、EWT、选择性发射极、选择性前表面场、选择性后表面场和双面因子。
17.根据权利要求1至13中一项或多项的可印刷的杂化溶胶和/或凝胶作为对硅的含硼掺杂介质的用途，其中所述介质同时充当扩散屏障或充当针对不希望的磷通过该介质的扩散的扩散抑制层，并完全阻挡或充分抑制后者，以使出现在这些印刷上去的介质下方的掺杂是p型的，即含硼的。
18.根据权利要求17的用途，其特征在于印刷的基底的掺杂是通过适合的温度处理进行的，并且使用相反极性的掺杂剂掺杂未印刷的硅晶片表面是借助常规气相扩散同时和/或顺序诱导的，其中印刷上去的杂化溶胶和/或凝胶充当针对相反极性的掺杂剂的扩散屏障。
19.掺杂硅晶片的方法，其特征在于：
a)使用根据权利要求1-13的杂化溶胶和/或凝胶在一侧或两侧上局部印刷硅晶片，或在一侧整面印刷硅晶片，将印刷上去的介质干燥、压实并随后使用例如磷酰氯进行随后的气相扩散，由此在印刷的区域得到p型掺杂，并且在仅经受气相扩散的区域得到n型掺杂，
或
b)将大面积地沉积在硅晶片上的根据权利要求1-13的杂化溶胶和/或凝胶压实，并且借助激光辐射由干燥和/或压实的介质引发位于其下面的基底材料的局部掺杂，接着高温处理，由此诱导扩散和掺杂以在硅中产生两级p型掺杂水平，
或
c)在一侧上使用根据权利要求1-13的杂化溶胶和/或凝胶局部印刷硅晶片，其中结构化沉积可以任选地具有交替的线路，将印刷的结构干燥并压实，随后借助PVD-和/或CVD-沉积的磷掺杂掺杂剂源，在晶片的相同侧上整面涂覆硅晶片，其中将杂化溶胶和/或凝胶的印刷的结构封装，并通过适合的高温处理使整个重叠结构实现硅晶片的结构化掺杂，其中印刷上去的杂化凝胶充当针对位于其上的含磷掺杂剂源和存在于其中的掺杂剂的扩散屏障，
或
d)在一侧上使用根据权利要求1-13的杂化溶胶和/或凝胶局部印刷硅晶片，其中结构化沉积可以任选地具有交替的线路，将印刷的结构干燥并压实，随后借助具有磷掺杂作用的掺杂油墨或掺杂糊料，在晶片的相同侧上整面涂覆硅晶片，其中将杂化溶胶和/或凝胶的印刷的结构封装，并通过适合的高温处理对整个重叠结构进行硅晶片的结构化掺杂，其中印刷上去的杂化凝胶充当针对位于其上的含磷掺杂剂源和存在于其中的掺杂剂的扩散屏障。
CN201680021807.0A 2015-04-15 2016-03-24 使用抑制磷扩散的可印刷的掺杂介质制备太阳能电池的方法 Pending CN107532331A (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP15001072.6 2015-04-15
EP15001072 2015-04-15
EP15180689 2015-08-12
EP15180689.0 2015-08-12
PCT/EP2016/000517 WO2016165811A1 (de) 2015-04-15 2016-03-24 Verfahren zur herstellung von solarzellen unter verwendung von phosphor-diffusionshemmenden, druckbaren dotiermedien

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107532331A true CN107532331A (zh) 2018-01-02

Family

ID=55642399

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680021807.0A Pending CN107532331A (zh) 2015-04-15 2016-03-24 使用抑制磷扩散的可印刷的掺杂介质制备太阳能电池的方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20180053873A1 (zh)
EP (1) EP3284109B1 (zh)
KR (1) KR20170137878A (zh)
CN (1) CN107532331A (zh)
TW (1) TWI629372B (zh)
WO (1) WO2016165811A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108300960A (zh) * 2018-03-06 2018-07-20 中国科学院海洋研究所 一种不含金属粉末的表面扩渗剂及其应用

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019033147A (ja) * 2017-08-07 2019-02-28 東京応化工業株式会社 不純物拡散剤組成物、及び不純物拡散層の形成方法
CN109004043B (zh) * 2018-07-16 2021-03-16 南通天盛新能源股份有限公司 一种太阳能电池背面电极的制备方法与应用
CN114038921B (zh) * 2021-11-05 2024-03-29 晶科能源(海宁)有限公司 太阳能电池及光伏组件

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0375548A1 (fr) * 1988-12-23 1990-06-27 Rhone-Poulenc Chimie Précurseurs de verres d'oxynitrure de silicium, gels de silice pour la préparation de ces précurseurs, verres d'oxynitrure de silicium obtenus à partir de ces précurseurs et procédés de préparation de ces produits
CN103403885A (zh) * 2011-03-08 2013-11-20 默克专利股份有限公司 基于氧化铝的金属化屏障
CN103429681A (zh) * 2011-03-08 2013-12-04 默克专利股份有限公司 可印刷的氧化铝油墨制剂
WO2014101989A1 (de) * 2012-12-28 2014-07-03 Merck Patent Gmbh Dotiermedien zur lokalen dotierung von siliziumwafern
WO2014101990A1 (de) * 2012-12-28 2014-07-03 Merck Patent Gmbh Flüssige dotiermedien zur lokalen dotierung von siliziumwafern

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0375548A1 (fr) * 1988-12-23 1990-06-27 Rhone-Poulenc Chimie Précurseurs de verres d'oxynitrure de silicium, gels de silice pour la préparation de ces précurseurs, verres d'oxynitrure de silicium obtenus à partir de ces précurseurs et procédés de préparation de ces produits
CN103403885A (zh) * 2011-03-08 2013-11-20 默克专利股份有限公司 基于氧化铝的金属化屏障
CN103429681A (zh) * 2011-03-08 2013-12-04 默克专利股份有限公司 可印刷的氧化铝油墨制剂
WO2014101989A1 (de) * 2012-12-28 2014-07-03 Merck Patent Gmbh Dotiermedien zur lokalen dotierung von siliziumwafern
WO2014101990A1 (de) * 2012-12-28 2014-07-03 Merck Patent Gmbh Flüssige dotiermedien zur lokalen dotierung von siliziumwafern

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108300960A (zh) * 2018-03-06 2018-07-20 中国科学院海洋研究所 一种不含金属粉末的表面扩渗剂及其应用

Also Published As

Publication number Publication date
EP3284109A1 (de) 2018-02-21
WO2016165811A1 (de) 2016-10-20
KR20170137878A (ko) 2017-12-13
TW201708574A (zh) 2017-03-01
EP3284109B1 (de) 2019-06-19
TWI629372B (zh) 2018-07-11
US20180053873A1 (en) 2018-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6185845B2 (ja) 酸化アルミニウムベースの金属配線バリア
CN102859707B (zh) 用于制造具有选择性发射极的太阳能电池的方法
CN102598308B (zh) 太阳能电池、其制造方法及太阳能电池组件
CN103460345B (zh) 具有由掺杂硅墨水形成的掺杂表面触点的硅衬底和相应的方法
US10134942B2 (en) Doping media for the local doping of silicon wafers
CN107532331A (zh) 使用抑制磷扩散的可印刷的掺杂介质制备太阳能电池的方法
CN107484432A (zh) 可同时抑制在共扩散方法中的磷扩散的可丝网印刷的硼掺杂糊料
CN102986004B (zh) 扩散剂组合物及杂质扩散层的形成方法
CN101164173A (zh) 一种太阳能电池的制造方法以及太阳能电池
WO2007020833A1 (ja) マスキングペースト、その製造方法およびマスキングペーストを用いた太陽電池の製造方法
CN102859658B (zh) 扩散剂组合物、杂质扩散层的形成方法、和太阳能电池
CN104903497B (zh) 用于硅晶片的可印刷的扩散阻挡层
JP2007049079A (ja) マスキングペースト、その製造方法およびマスキングペーストを用いた太陽電池の製造方法
CN107112373A (zh) 半导体的激光掺杂
WO2012151422A1 (en) Ceramic boron-containing doping paste and methods therefor
TW201419385A (zh) 形成ｐ型擴散層的組合物和ｐ型擴散層的製造方法，及製備光伏電池的方法
CN104969364A (zh) 阻挡层形成用组合物、带有阻挡层的半导体基板、太阳能电池用基板的制造方法以及太阳能电池元件的制造方法
JP6232993B2 (ja) 半導体基板の製造方法、半導体基板、太陽電池素子の製造方法及び太陽電池素子
CN103688340B (zh) 扩散剂组合物、杂质扩散层的形成方法及太阳能电池
CN102822987B (zh) 半导体太阳能电池的制造方法
CN109153787A (zh) 聚硅氧烷、半导体用材料、半导体及太阳能电池制备方法
JP2015050357A (ja) ｐ型拡散層を有するシリコン基板の製造方法、太陽電池素子の製造方法及び太陽電池素子
JP2013026343A (ja) ｐ型拡散層の製造方法、太陽電池素子の製造方法、および太陽電池素子
CN104884684A (zh) 用于从硅晶片吸除杂质的氧化物介质
CN107532300A (zh) 用于硅晶片的局部掺杂的抑制寄生扩散和基于溶胶‑凝胶的可印刷的掺杂介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180102

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication