DE102009009840A1 - Method, device and printing substance for producing a metallic contact structure - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung einer metallischen Kontaktstruktur, insbesondere der Kontaktstruktur einer Solarzelle, wobei auf eine elektrisch zu kontaktierende, mit einer Dünnschicht geringer Leitfähigkeit, insbesondere einer Passivierungs- oder Antireflexschicht der Solarzelle, versehene Oberfläche eines Substrates lokal gesteuert in einem Non-Impact-Druckverfahren eine Drucksubstanz aufgebracht wird, welche Öffnungs-Partikel mit einer auf die Dicke der Dünnschicht abgestimmten mittleren Korngröße sowie Kontakt-Partikel enthält und auf der Oberfläche eine Kontaktvermittlungsschicht bildet, und danach in einem weiteren Schritt eine Leitschicht auf der Kontaktvermittlungsschicht erzeugt wird, wobei die Öffnungs-Partikel dazu ausgebildet sind, die Dünnschicht geringer Leitfähigkeit in einem nachfolgenden Prozess, insbesondere einem thermischen Prozess, lokal und in definierter Größe zu öffnen, so dass bei diesem oder in einem nachfolgenden Prozess, insbesondere einem thermischen Prozess, die Kontakt-Partikel durch die Öffnungen einen elektrischen Kontakt zwischen Leitschicht und Substrat herstellen.Method for producing a metallic contact structure, in particular the contact structure of a solar cell, wherein a surface of a substrate to be electrically contacted with a thin layer of low conductivity, in particular a passivation or antireflection layer of the solar cell locally controlled in a non-impact printing process, a printing substance is applied, which contains opening particles with a matched to the thickness of the thin film average grain size and contact particles and forms a contact imparting layer on the surface, and then in a further step, a conductive layer is formed on the contact imparting layer, wherein the opening particles are formed to open the thin layer of low conductivity in a subsequent process, in particular a thermal process, locally and in a defined size, so that in this or in a subsequent process, in particular a thermal hen process, the contact particles through the openings make electrical contact between the conductive layer and substrate.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer metallischen Kontaktstruktur, bei dem eine elektrisch zu kontaktierende, mit einer Dünnschicht geringer Leitfähigkeit versehene Oberfläche eines Substrates zu kontaktieren ist. Ein derartiges Verfahren wird insbesondere bei der Herstellung von Solarzellen angewandt, ist daneben aber auch bei der Herstellung anderer elektronischer Bauelemente oder von Komponenten elektrotechnischer Geräte anwendbar. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung sowie eine Drucksubstanz zur Durchführung dieses Verfahrens.The The invention relates to a method for producing a metallic Contact structure in which an electrically contacted, with a thin layer of low conductivity provided Contact surface of a substrate. Such a procedure is used especially in the production of solar cells, is next to it but also in the production of other electronic Components or components of electrical equipment applicable. Furthermore, the invention relates to a device and a Printing substance for carrying out this method.

Speziell aus dem sich schnell entwickelnden Gebiet der Photovoltaik, insbesondere der Herstellung von Solarzellen, ist seit etwa 15 Jahren einschlägiger Stand der Technik bekannt. Bekannt sind insbesondere Verfahren, bei denen eine auf dem Solarzellen-Substrat anzubringende elektrische Kontaktstruktur unter Nutzung von Siebdruckverfahren und Einsatz elektrisch leitfähiger Siebdruckpasten erzeugt wird. Da die Solarzellen-Substrate zur Verringerung von Reflexionsverlusten während ihres Einsatzes üblicherweise die Antireflexbeschichtungen mit geringer Leitfähigkeit auf der Vorderseite tragen, besteht hierbei das besondere technische Problem, dass zur Herstellung eines niederohmigen elektrischen Kontakts erreicht werden muss, dass im Herstellungsprozess eine hinreichende Durchdringung der Antireflexschicht mit leitfähigen Bestandteilen der Kontaktschicht eintritt. Dies wird bei bekannten Lösungen durch eine Glasfritte erreicht, die Bestandteil der Siebdruckpaste ist und mit deren Hilfe die Antireflexschicht, (z. B. Si3N4) durchdrungen und in einem Sinterprozess durch chemische Reaktion geöffnet wird. Die hierfür geschaffenen Öffnungen ermöglichen eine lokale (”punktuelle”) Legierungsbildung zwischen metallischen Bestandteilen der Siebdruckpaste und dem Substratmaterial (typischerweise Si) und damit die elektrische Kontaktierung der primären Substratoberfläche.Specifically from the rapidly developing field of photovoltaics, in particular the production of solar cells, has been known for about 15 years relevant prior art. In particular, methods are known in which an electrical contact structure to be applied to the solar cell substrate is produced using screen printing methods and using electrically conductive screen printing pastes. Since the solar cell substrates to reduce reflection losses during their use usually wear the anti-reflective coatings with low conductivity on the front, there is the particular technical problem that must be achieved for the production of a low-resistance electrical contact that in the manufacturing process, a sufficient penetration of the antireflection layer conductive components of the contact layer occurs. This is achieved in known solutions by a glass frit which is part of the screen printing paste and with the aid of which the antireflection layer (eg Si 3 N 4 ) is penetrated and opened in a sintering process by chemical reaction. The openings created for this purpose allow a local ("punctual") alloy formation between metallic constituents of the screen printing paste and the substrate material (typically Si) and thus the electrical contacting of the primary substrate surface.

Die Kontaktbildung zwischen Siebdruckpaste und Si-Waferoberfläche wird durch verschiedene Modelle beschrieben. G. Schubert u. a. (Physical understanding of printed thick film from contacts, 14th Int. PVSEC-14, Bangkok, Thailand, 2004) geben einen Überblick zu verschiedenen Hypothesen. Das ältere Modell von Mertens u. a., 17th IEEE PVSC, 1984 ) und Firor u. a., 16th IEEE PVSC, 1982 ) beschreibt die Kontaktbildung zum Si-Wafer durch Auflösen von Silizium in Glas und die Rekristallisation von Silizium. Der Stromtransport erfolgt über direkte Ag-Si-Kontakte. In einem weiteren Modell von R. Young u. a., 16th EC PVSEC, 2000 ) wird die Kontaktbildung durch Ätzen des Glases in Si durch eine Redoxreaktion beschrieben: Der elektrische Kontakt wird durch einen Tunnelprozess über eine chemisch modifizierte Glasschicht ( T. Nakajima u. a., Int. J. Hybrid Microelect., 6, 1983 ) ausgebildet.The contact formation between screen printing paste and Si wafer surface is described by various models. G. Schubert et al. (Physical understanding of printed thick film from contacts, 14th Int. PVSEC-14, Bangkok, Thailand, 2004) give an overview of different hypotheses. The older one Model by Mertens et al., 17th IEEE PVSC, 1984 ) and Firor et al., 16th IEEE PVSC, 1982 ) describes contact formation to the Si wafer by dissolving silicon in glass and recrystallizing silicon. The current is transported via direct Ag-Si contacts. In another Model by R. Young et al., 16th EC PVSEC, 2000 ) describes the contact formation by etching the glass in Si by a redox reaction: the electrical contact is made by a tunneling process over a chemically modified glass layer ( T. Nakajima and others, Int. J. Hybrid Microelect., 6, 1983 ) educated.

Der Kontaktwiderstand zwischen Solarzelle und Solarzellenelektroden wird beim Siebdruck mit metallhaltigen Druckpasten durch die Größe der Kontaktfläche und die Qualität des Kontaktes bestimmt. Die Druckpasten enthalten im wesentlichen Silberpartikel (70–80 Masse%) und organische Bestandteile/Lösungsmittel (15–30 Masse-%).Of the Contact resistance between solar cell and solar cell electrodes is used in screen printing with metal-containing printing pastes by the size the contact area and the quality of the contact certainly. The printing pastes contain essentially silver particles (70-80% by weight) and organic components / solvents (15-30% by mass).

In der EP 1 801 891 A1 wird eine elektrisch leitende Paste beschrieben, die Silberpulver, Glasfritte, ein Bindemittel und einen Sinterinhibitor enthält und zur Herstellung von Solarzellenelektroden verwendet wird. Als Glasfritte kann irgendein Glas verwendet werden, das für die Anwendung in einer elektrisch leitenden Paste eingesetzt werden kann. Der Glaspunkt (softening point nach ASTM C338-57 ) sollte zwischen 450°C und 550°C liegen, da der Sinterprozess nach Angaben der EP 1 801 891 A1 beispielsweise zwischen 600°C und 800°C abläuft. Die chemische Zusammensetzung der Glasfritte wird im genannten Patent als nicht wichtig eingestuft. Es werden mögliche Gläser, wie Bleiborsilikatglas, Zinkborsilikatglas oder bleifreie Gläser genannt. In der EP 1 801 890 A1 wird eine Paste genannt, die aus zwei Silberpulvern unterschiedlicher Körnung größer bzw. kleiner als 58 nm, einer Glasfritte und einem Bindemittel besteht.In the EP 1 801 891 A1 For example, an electrically conductive paste containing silver powder, glass frit, a binder, and a sintering inhibitor is described and used to make solar cell electrodes. As the glass frit, any glass can be used which can be used for application in an electrically conductive paste. The glass point (softening point after ASTM C338-57 ) should be between 450 ° C and 550 ° C, as the sintering process according to the EP 1 801 891 A1 for example, runs between 600 ° C and 800 ° C. The chemical composition of the glass frit is classified as not important in the said patent. Possible glasses, such as lead borosilicate glass, zinc borosilicate glass or lead-free glasses are mentioned. In the EP 1 801 890 A1 is called a paste consisting of two silver powders of different grain sizes greater or smaller than 58 nm, a glass frit and a binder.

In der DT 1 496 646 wird eine sog. Pigmentglasfritte für Lacke, Anstriche, Kunststoffe, Papier und dgl. beschrieben. Es werden Korngrößen zwischen 1 μm und 60 μm für Glasfritten mit fein dispersiv eingebetteten TiO2 bzw. ZrO2-Kritalliten genannt. Die Pigmentfritten sind durchsichtige Systeme mit ca. 1 μm bis 15 μm und einer Titanoxid-Kristallitgröße von 0,01 μm bis 1 μm. Die US 4,375,007 gibt Pasten mit einem geringen Anteil von Glasfritte an, die z. B. eine Zusammensetzung von PbO: 83 M%, PbF2: 4,9 M%, B2O3: 11 M% und SiO2, 1,1 M% haben.In the DT 1 496 646 is a so-called. Pigment glass frit for paints, paints, plastics, paper and the like. Described. It gives particle sizes between 1 .mu.m and 60 .mu.m for glass frits with finely dispersed embedded TiO 2 or ZrO 2 -Kritalliten. The pigment frits are transparent systems with about 1 μm to 15 μm and a titanium oxide crystallite size of 0.01 μm to 1 μm. The US 4,375,007 indicates pastes with a small proportion of glass frit, the z. B. a composition of PbO: 83 M%, PbF 2 : 4.9 M%, B 2 O 3 : 11 M% and SiO 2 , have 1.1 M%.

Bekannt ist weiterhin aus EP 0 630 525 B1 ein „Herstellungsverfahren einer Solarzelle mit kombinierter Metallisierung”, das einen zweistufigen Prozess zur Herstellung des Vorderseitenkontaktes umfasst, und Grabenstrukturen vorsieht, in denen zunächst eine aus Palladium bestehende Keimschicht erzeugt wird, die anschließend durch galvanische oder stromlose Abscheidung verstärkt wird.It is still known EP 0 630 525 B1 a "method of fabrication of a combined metallization solar cell" comprising a two-step process of making the front-side contact, and providing trench structures in which a palladium seed layer is first formed, which is subsequently enhanced by electrodeposition or electroless deposition.

Die DE 4 311 173 A1 beschreibt ein „Verfahren zur stromlosen Abscheidung eines Metalls über einer Halbleiteroberfläche”. Das lokale Entfernen einer Passivierungsschicht erfolgt hier durch Maskierung und Strukturierung mit Photolithographie sowie Ätzen mit Fluorwasserstoffsäure.The DE 4 311 173 A1 describes a "method for electroless deposition of a metal over a semiconductor surface". The local removal of a passivation layer takes place here by masking and patterning with photolithography and etching with hydrofluoric acid.

Auch in der DE 10 2006 030 822 A1 wird ein Verfahren zum Herstellen einer metallischen Kontaktstruktur einer Solarzelle beschrieben. Dieses Verfahren umfasst zwei Verfahrensschritte, das Aufbringen einer metallischen Kontaktstruktur auf eine Oberfläche der Solarzelle und das Verstärken der metalli schen Struktur in einem elektrolytischen Bad. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die metallische Kontaktstruktur unter Einsatz einer metallhaltigen Tinte mittels mindestens einer Druckdüse auf die Oberfläche der Solarzelle aufgebracht wird. Die metallhaltige Tinte ist eine verdünnte Paste, welche Metallpartikel mit einer Größe zwischen 20 nm und 1000 nm enthält. Es wird erwähnt, dass vor dem Aufbringen der metallischen Kontaktstruktur eine dielektrische Schicht auf der Solarzelle zumindest teilweise entfernt wird. Dies soll bspw. mittels eines Lasers erfolgen.Also in the DE 10 2006 030 822 A1 becomes a Method for producing a metallic contact structure of a solar cell described. This method comprises two process steps, applying a metallic contact structure to a surface of the solar cell and reinforcing the metallic structure in an electrolytic bath. The method is characterized in that the metallic contact structure is applied to the surface of the solar cell by using a metal-containing ink by means of at least one pressure nozzle. The metal-containing ink is a diluted paste containing metal particles between 20 nm and 1000 nm in size. It is mentioned that prior to the application of the metallic contact structure, a dielectric layer on the solar cell is at least partially removed. This should be done, for example, by means of a laser.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung und eine Drucksubstanz zu dessen Ausführung anzugeben, mit denen insbesondere die Herstellung des elektrischen Kontaktes zwischen der primären Substratoberfläche und der Kontaktstruktur und damit wesentliche Parameter der kontaktierten Solarzelle noch präziser und flexibler gesteuert werden können.It Object of the invention, an improved method and a corresponding Device and a printing substance for its execution specify, in particular, the manufacture of the electrical Contact between the primary substrate surface and the contact structure and thus essential parameters of the contacted Solar cell can be controlled more precisely and flexibly.

Diese Aufgabe wird in ihrem Verfahrensaspekt durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und in ihren Erzeugnisaspekten durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 und eine Drucksubstanz mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Zweckmäßige Fortbildungen sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.These Task is in their procedural aspect by a method with the Features of claim 1 and in their product aspects by a device with the features of claim 10 and a printing substance with the Characteristics of claim 11 solved. expedient Training courses are the subject of the respective dependent Claims.

Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht im Einsatz einer hier als Öffnungs-Partikel bezeichneten Beimischung in einer Drucksubstanz zur Erzeugung einer Kontaktvermittlungsschicht einer Kontaktstruktur in einem präzise lokal steuerbaren Druckverfahren. Die Öffnungs-Partikel öffnen die Dünnschicht auf dem Solarzellensubstrat lokal und in definierter Größe, so dass in einem nachfolgenden thermischen Prozess, etwa einem herkömmlichen Sinterprozess, hier als Kontakt-Partikel bezeichnete elektrisch leitfähige Teilchen durch die geschaffene Öffnung einen elektrischen Kontakt zwischen einer später aufgebrachten Leitschicht und dem Substrat herstellen können. Mit Blick auf Ihre sinnvolle Bemessung, die bevorzugt im Nanometerbereich oder bei wenigen Mikrometern liegt, werden die Öffnungs-Partikel im Folgenden auch als Nanopartikel oder Nanoteilchen bezeichnet, und für die Kontakt-Partikel werden auch die Begriffe Metallpartikel oder Metallteilchen benutzt, obgleich sie grundsätzlich auch aus einem nichtmetallischen leitfähigen Material bestehen könnten.One essential idea of the invention is the use of a here as opening particles called admixture in one Printing substance for producing a contact-mediating layer of a contact structure in a precise locally controllable printing process. Open the opening particles the thin film on the solar cell substrate is local and defined Size, so in a subsequent thermal Process, such as a conventional sintering process, here as Contact particles referred to electrically conductive particles through the opening created an electrical contact between a subsequently applied conductive layer and the Substrate can produce. Looking at your meaningful Dimensioning preferred in the nanometer range or at a few micrometers is located, the opening particles are also referred to as Called nanoparticles or nanoparticles, and for the Contact particles are also the terms metal particles or metal particles although they are basically made of a non-metallic material conductive material could exist.

Das definierte Aufbringen der Öffnungs-Partikel auf die Waferoberfläche hat folgende Vorteile:

  • – Es sind zahlreiche kleine Öffnungen in der Dünnschicht möglich.
  • – Die Zahl der Öffnungen kann durch die Konzentration der Nanopartikel in der Paste bzw. deren Verteilungsdichte an der Oberfläche gesteuert werden.
  • – Durch die Größe der Nanopartikel kann die Größe der Öffnung beeinflusst und ggf. gezielt eingestellt werden. Damit kann ausgeschlossen werden, dass die Öffnung zu groß und der Emitter beschädigt wird.
  • – Wird ein Doppeldruck durchgeführt, so kann die Dichte der unteren Schicht gering gehalten werden, da sie nur zur Herstellung des Kontaktes dienen soll.
  • – Durch die Variation und gezielte Einstellung der Korngröße der Metallpartikel kann die Menge an verfügbarem Metall zur Legierungsbildung gesteuert werden. Es kann somit vermieden werden, das zu viel Metall in das Si eindringt und den Emitter schädigen würde.
The defined application of the opening particles to the wafer surface has the following advantages:
  • - There are many small openings in the thin film possible.
  • The number of openings can be controlled by the concentration of the nanoparticles in the paste or their distribution density at the surface.
  • - Due to the size of the nanoparticles, the size of the opening can be influenced and optionally adjusted in a targeted manner. This can be ruled out that the opening is too large and the emitter is damaged.
  • - If a double pressure is performed, the density of the lower layer can be kept low, since it is only to serve for the production of the contact.
  • - By varying and targeting the grain size of the metal particles, the amount of metal available for alloying can be controlled. It can thus be avoided that too much metal penetrates into the Si and would damage the emitter.

In einer Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schritt des Aufbringens der Kontaktvermittlungsschicht mindestens zwei Teilschritte unter Einsatz einer ersten und zweiten Drucksubstanz aufweist, wobei mindestens eine der Drucksubstanzen Öffnungs-Partikel, aber keine Metallpartikel, und die andere Drucksubstanz Metallpartikel enthält. In einer Fortbildung dieser Ausgestaltung enthalten die Drucksubstanzen Öffnungs-Partikel und/oder Metallpartikel mit unterschiedlicher mittlerer Korngröße. In einer weiteren Fortbil dung ist vorgesehen, dass der Schichtauftrag in den Teilschritten jeweils derart punktgenau gesteuert ausgeführt wird, dass auf einen Punkt einer Öffnungs-Partikel enthaltenden ersten Teilschicht ein Punkt einer zweiten, Metallpartikel enthaltenden Teilschicht abgeschieden wird.In An embodiment of the invention is provided that the Step of applying the contact mediation layer at least has two sub-steps using a first and second printing substance, wherein at least one of the printing substances is opening particles, but no metal particles, and the other pressure metal particles contains. In a further development of this embodiment included the pressure substances orifice particles and / or metal particles with different mean grain size. In a Further training is provided that the coating order in The sub-steps each carried out so precisely controlled being that on a point of an opening particle containing first part-layer a point of a second, metal particle-containing Partial layer is deposited.

Bei diesen Ausgestaltungen können die vorstehend erwähnten Vorteile besonders ausgeprägt erreicht werden, und Unzulänglichkeiten der bisherigen Verfahren, insbesondere ein unnötig hoher Gesamtanteil von Glasfritte im Gesamtvolumen einer Kontaktstruktur, eine wenig vorteilhafte Mikrostruktur mit zahlreichen Hohlräumen und ein hierdurch bedingter relativ hoher Kontaktwiderstand, können überwunden werden.at These embodiments may be those mentioned above Benefits are achieved particularly pronounced, and inadequacies the previous method, in particular an unnecessarily high Total proportion of glass frit in the total volume of a contact structure, a little advantageous microstructure with numerous cavities and a consequent relatively high contact resistance can be overcome become.

In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens sowie auch der Drucksubstanz ist vorgesehen, dass die Korngröße und/oder der Anteil der Metallpartikel in einer zweiten Drucksubstanz mindestens gleich der Korngröße und/oder dem Anteil der Öffnungs-Partikel in einer ersten Drucksubstanz, insbesondere größer, ist. Hierdurch wird sicher gestellt, dass die durch das Eindringen der Öffnungs-Partikel in die elektrische Schicht auf der Substratoberfläche gebildeten Durchbrüche weitgehend vollständig mit dem leitfähigen Material gefüllt werden können, wodurch ein besonders niedriger Kontaktwiderstand erreicht wird.In a further embodiment of the method as well as the printing substance is provided that the grain size and / or the proportion of metal particles in a second printing substance at least equal to the grain size and / or the proportion of the opening particles in a first printing substance, in particular larger. In this way, it is ensured that the openings formed by the penetration of the opening particles into the electrical layer on the substrate surface largely completely the conductive material can be filled, whereby a particularly low contact resistance is achieved.

In einer ersten vorteilhaften Ausführung des Verfahrens, die weitgehend auf marktgängige, kostengünstige und bewährte Vorrichtungskomponenten zurückgreifen kann, wird als Drucksubstanz eine Druckflüssigkeit benutzt und diese auf die zu kontaktierende Oberfläche mittels eines Tintenstrahl- oder Aerosoldruckverfahrens aufgebracht. Hierbei sind Teile herkömmlicher Tintenstrahl- bzw. Aerosoldrucker und die für diese verfügbare umfangreiche und hochentwickelte Steuerungs-Software nutzbar, und es kann auch auf Komponenten bzw. Basis-Zusammensetzungen bekannter Drucktinten zurückgegriffen werden. Die Druckflüssigkeit enthält hierbei neben den Nanopartikeln vorzugsweise Silber- oder auch Nickelteilchen als Metallpartikel, und es ist auf eine hinreichend niedrige Viskosität und ggf. Beimischung eines Tensid-Anteils zur möglichst guten Benetzung der Dünnschicht sowie auf chemische Verträglichkeit mit dem Material der später aufgebrachten Leitschicht zu achten.In a first advantageous embodiment of the method, the largely on marketable, cost-effective and resort to proven device components can, is used as a printing substance, a pressure fluid and this on the surface to be contacted by means of applied an ink jet or aerosol printing process. in this connection are parts of conventional inkjet or aerosol printers and the extensive and sophisticated available for these Control software, and it can also be applied to components or Recourse to basic compositions of known printing inks become. The hydraulic fluid contains this case the nanoparticles preferably silver or nickel particles as metal particles, and it is at a sufficiently low viscosity and optionally admixing a surfactant portion as possible good wetting of the thin film as well as chemical compatibility with the material of the later applied conductive layer too respect, think highly of.

Ähnlich vorteilhaft ist eine hierzu alternative Ausführung, bei der als Drucksubstanz ein Druckpulver benutzt und dieses auf die zu kontaktierende Oberfläche mittels eines Laserdruckverfahrens aufgebracht wird. Diese Verfahrensdurchführung stützt sich auf die bekannte Laserdruck-Technologie und kann ebenfalls bekannte Hard- und Software jener Technologie nutzen. Hierdurch lassen sich kurze Entwicklungs- und Gestehungszeiten und niedrige Gestehungskosten der entsprechenden Herstellungsanlagen erreichen.Similar advantageous is an alternative embodiment, at the pressure substance used as a printing powder and this on the surface to be contacted by means of a laser printing process is applied. This procedure is supported on the well-known laser printing technology and can also be known Use hardware and software of that technology. This can be done short development and production times and low production costs reach the corresponding manufacturing facilities.

Als Öffnungspartikel-Bestandteil einer Drucksubstanz zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Partikel mit einer Korngröße zwischen etwa 1 nm und 3 μm, insbesondere zwischen 10 nm und 1 μm, eingesetzt. Die bei einer konkreten Verfahrensdurchführung gewählte Korngröße richtet sich nach der Dicke und ggf. sonstigen Parametern der auf der primären Substratoberfläche vorgesehenen dielektrischen Schicht (Dünnschicht) und kann von dem hier angegebenen Bereich erforderlichenfalls auch in Maßen abweichen.As an opening particle component a printing substance for carrying out the invention Process become particles with a grain size between about 1 nm and 3 μm, in particular between 10 nm and 1 μm, used. The at a concrete procedure implementation selected grain size depends on the thickness and any other parameters of the primary Substrate surface provided dielectric layer (Thin film) and may range from the range given here if necessary also deviating in moderation.

Als Material für die Öffnungs-Partikel kommt Glas, Quarz oder Keramik (etwa Korund oder andere oxidische oder sonstige Keramiken, wie sie etwa für Hartstoffbeschichtungen eingesetzt werden) in Betracht. Je nach speziellem Anwendungsfall, insbesondere den Eigenschaften der zu öffnenden Dünnschicht, kann auch eine Mischung verschiedener Materialien sinnvoll einsetzbar sein. Als Kontakt-Partikel kommen insbesondere Silber- und/oder Nickelteilchen, grundsätzlich aber auch Kohlenstoffpartikel, in Betracht.When Material for the opening particles comes glass, Quartz or ceramics (such as corundum or other oxide or other Ceramics, such as those used for hard coatings be considered). Depending on the specific application, in particular the properties of the thin film to be opened, Also a mixture of different materials can be usefully used be. As contact particles come in particular silver and / or Nickel particles, but in principle also carbon particles, into consideration.

Die Öffnungs-Partikel werden durch Oberflächenkräfte an der dielektrischen Schicht gehalten, und an den Berührungsstellen wird infolge der Temperaturerhöhung während des nachfolgenden Sinterprozesses die dielektrische Schicht geöffnet und die Partikel „sinken” in diese ein.The opening particles are due to surface forces on the dielectric Layer held, and at the points of contact is due the temperature increase during the subsequent Sinterprozess the dielectric layer opened and the particles "sink" into it.

Es ist darauf hinzuweisen, dass das Aufbringen der Leitschicht nicht notwendigerweise mit einem Siebdruckverfahren erfolgt, sondern auch als ein Abscheidungsverfahren ausgestaltet sein kann. Im Übrigen wird für diese Verfahrensstufe auf den Stand der Technik zurückgegriffen, sodass diesbezüglich keine genauere Beschreibung erforderlich ist.It It should be noted that the application of the conductive layer is not necessarily with a screen printing process, but also can be configured as a deposition process. Furthermore becomes state of the art for this process step so that there is no more detail in this respect Description is required.

Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung und Drucksubstanz ergeben sich für den Fachmann ohne Weiteres aus den in den Verfahrensansprüchen niedergelegten und oben erläuterten Verfahrensmerkmalen, sodass auch hierzu keine zusätzlichen Ausführungen erforderlich sind. Hingewiesen wird aber darauf, dass in einer vorteilhaften Ausführung der Drucksubstanz vorgesehen ist, dass die Öffnungspartikel von einer oder mehreren Schutzschichten umgeben sind, die diese gegenüber der Einwirkung durch äußere Einflüsse, insbesondere chemischen und thermischen, schützt. Diese Schicht bzw. Schichten verlängern die Lagerungsfähigkeit der Drucksubstanz und können nach Aufbringen derselben auf die Dünnschicht geringer Leitfähigkeit in einem nachfolgenden Prozess, insbesondere einem thermischen Prozess, wieder entfernt werden.characteristics the device according to the invention and printing substance arise for the skilled person readily from the in set forth in the method claims and explained above Procedural features, so that there are no additional Finishes are required. However, it is pointed out that in an advantageous embodiment of the printing substance is provided that the opening particles of one or surrounded by several protective layers that face these the influence of external influences, especially chemical and thermal, protects. These Layer or layers extend the storage capacity of the Printing substance and can after applying the same on the thin layer of low conductivity in one subsequent process, in particular a thermal process, again be removed.

Des weiteren sei darauf hingewiesen, dass in einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drucksubstanz die Öffnungs-Partikel in ihrem Inneren eine zur Herstellung eines elektrischen Kontakts geeignete Substanz („Kontaktsubstanz”) enthalten können. Sowohl bei dieser Ausgestaltung als auch dann, wenn Öffnungs-Partikel und Kontakt-Partikel nebeneinander in der Drucksubstanz vorliegen, ist sinnvollerweise der Materialanteil beider Komponenten auf die Dicke der Dünnschicht geringer Leitfähigkeit abgestimmt. Über die Menge des Öffnungsmaterials in der Außenschicht der Druckpartikel wird die Größe der Öffnung in der Dünnschicht eingestellt und über die Menge des Kontaktmaterials im Inneren der Druckpartikel das angeschmolzene Volumen im Substrat. Die Leitfähigkeit des elektrischen Kontaktes zwischen Leitschicht und Substrat kann, unabhängig voneinander, über die Größe der Druckpartikel und die Mengenanteile von Öffnungs- und Kontaktmaterial einer einzigen kontak tierbaren Öffnung und über die Anzahl der Druckpartikel pro Druckfläche gezielt eingestellt werden.Of Further, it should be noted that in one embodiment the printing substance of the invention, the opening particles in its interior a suitable for making an electrical contact Substance ("contact substance"). Both in this embodiment and then when opening particles and contact particles are present side by side in the printing substance, is meaningful, the material content of both components on the Thickness of the thin layer of low conductivity matched. about the amount of orifice material in the outer layer the pressure particle becomes the size of the opening set in the thin film and over the amount the contact material in the interior of the pressure particles melted Volume in the substrate. The conductivity of the electrical Contact between the conductive layer and the substrate can, independently, over the size of the pressure particles and the proportions of opening and contact material of a single kontak tierbaren opening and the number of pressure particles per print area be targeted.

Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich im Übrigen aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von diesen zeigen:advantages and advantages of the invention will become apparent otherwise from the following description of exemplary embodiments based on the figures. From these show:

1A und 1B eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, 1A and 1B a schematic representation for explaining a first embodiment of the method according to the invention,

2A und 2B. eine schematische Darstellung zur Erläuterung desselben Schrittes einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, 2A and 2 B , a schematic representation for explaining the same step of a second embodiment of the method according to the invention,

3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, 3 a schematic representation for explaining a third embodiment of the method according to the invention,

4A bis 4C Darstellungen zur Erläuterung der Wirkungsweise der Erfindung, 4A to 4C Representations to explain the operation of the invention,

5A und 5B eine schematische Querschnittsdarstellung bzw. Draufsicht einer ersten Konfigurations-Variante bei der Ausführung der Erfindung, 5A and 5B 2 is a schematic cross-sectional illustration or top view of a first configuration variant in the implementation of the invention,

6A und 6B eine schematische Querschnittsdarstellung bzw. Draufsicht einer zweiten Konfigurations-Variante bei der Ausführung der Erfindung, 6A and 6B a schematic cross-sectional view and top view of a second configuration variant in the embodiment of the invention,

7 eine Querschnittsdarstellung einer dritten Konfigurations-Variante und 7 a cross-sectional view of a third configuration variant and

8 eine Draufsicht einer vierten Konfigurations-Variante. 8th a plan view of a fourth configuration variant.

1A zeigt in Querschnittsdarstellung schematisch ein Si-Solarzellensubstrat 1 mit einer auf einer Hauptoberfläche (Vorderseite) 1a aufgebrachten Antireflexschicht (dielektrischen Schicht) 3 mit geringer Leitfähigkeit in einem ersten Schritt eines Verfahrens zur Herstellung einer metallischen Kontaktstruktur. In diesem Schritt wird über eine Tintenstrahl-Druckdüse 5, die mit einem Druckflüssigkeits-Reservoir 7 verbunden ist, eine schnell trocknende Druckflüssigkeit 9, durch eine Drucksteuereinheit 11 präzise lokal gesteuert, auf die Oberfläche der Antireflexschicht 3 aufgetragen und bildet dort eine gemäß der gewünschten Gestalt einer späteren Kontaktstruktur gemusterte Kontaktvermittlungsschicht 13 aus. Die Druckflüssigkeit 9 enthält neben einer Bindemittel-Zusammensetzung, Lösungsmitteln und ggf. Zusatzstoffen zur Optimierung des Druckvorganges Glas-Nanopartikel sowie Metallpartikel in dispergierter Form. 1A shows a cross-sectional view schematically a Si solar cell substrate 1 with one on a main surface (front side) 1a applied antireflection layer (dielectric layer) 3 with low conductivity in a first step of a method for producing a metallic contact structure. In this step is via an inkjet printing nozzle 5 connected to a pressure fluid reservoir 7 connected, a fast-drying fluid pressure 9 , by a pressure control unit 11 precisely controlled locally, on the surface of the antireflection coating 3 applied there and forms a patterned according to the desired shape of a later contact structure contact-mediating layer 13 out. The pressure fluid 9 contains in addition to a binder composition, solvents and optionally additives to optimize the printing process glass nanoparticles and metal particles in dispersed form.

Die Darstellung ist lediglich als Prinzipskizze zu verstehen; bei einer praktischen Ausführung wird ein Vielfach-Druckkopf mit einer Vielzahl einzelner Düsen zum Einsatz kommen, die in vorbestimmten Gruppen (wie bei einem Farb-Tintenstrahldrucker) mit verschiedenen Druckflüssigkeitsbehältern verbunden sein und daher Druckflüssigkeiten mit in vorbestimmter Weise differierenden Glasfritte- und Metall-Gehalten und ggf. sonstigen Parametern austragen können. Während des dargestellten ersten Schrittes können hierdurch die Eigenschaften der gebildeten Kontaktvermittlungsschicht lokal gezielt eingestellt und optimiert werden.The Representation is to be understood only as a schematic diagram; at a Practical implementation is a multiple-printhead with a variety of individual nozzles are used, the in predetermined groups (as in a color ink jet printer) connected to different pressure fluid reservoirs be and therefore pressure fluids with in a predetermined Way different glass frit and metal contents and possibly other Can carry out parameters. During the illustrated By doing so, the characteristics of the first step can be locally formed targeted contact-mediating layer and be optimized.

1B zeigt skizzenartig einen zweiten Schritt der Herstellung der erwähnten Kontaktstruktur, der sich an die Ausbildung der strukturierten Kontaktvermittlungsschicht 13 anschließt. Bei der gezeigten Ausführung wird auf die Oberfläche der Kontaktvermittlungsschicht ein Drucksieb 15 mit offenen Bereichen 15a und Maskierungs-Bereichen 15b aufgelegt, wobei die Lage der letzteren zur Lage der Ausnehmungen in der Kontaktvermittlungsschicht 13 korrespondiert. Mittels eines Rakels 17 wird auf die bei Siebdruckverfahren übliche Weise eine Siebdruckpaste 19 mit vorbestimmtem Flächendruck über das Drucksieb 15 geführt und durch die offenen Bereiche 15a des Siebes auf die dort vorgebildete Kontaktvermittlungsschicht 13 gedrückt. 1B Sketch-like shows a second step of the production of the mentioned contact structure, which is based on the formation of the structured contact-mediating layer 13 followed. In the embodiment shown, a printing screen is applied to the surface of the contact-mediating layer 15 with open areas 15a and masking areas 15b placed, wherein the position of the latter to the position of the recesses in the contact-mediating layer 13 corresponds. Using a squeegee 17 becomes a screen printing paste in the usual manner in screen printing 19 with predetermined surface pressure over the printing screen 15 guided and through the open areas 15a of the sieve on the preformed contact mediation layer 13 pressed.

Der Prozess der Herstellung der Kontaktstruktur wird dann üblicherweise durch einen thermischen Behandlungsschritt (Sinterschritt o. e.) abgeschlossen, in dem zugleich die weiter oben erwähnten physikochemischen Prozesse an der Grenzfläche zwischen Kontaktvermittlungsschicht 13 und Substratoberfläche 1a ablaufen und zur Ausbildung eines elektrischen Kontaktes zwischen dem Si-Substrat und der durch die thermische Behandlung der Siebdruckpaste 19 gebildeten Leitschicht der Kontaktstruktur führen.The process of producing the contact structure is then usually completed by a thermal treatment step (sintering step oe), in which at the same time the above-mentioned physicochemical processes at the interface between the contact-mediating layer 13 and substrate surface 1a expire and to form an electrical contact between the Si substrate and by the thermal treatment of the screen printing paste 19 lead formed conductive layer of the contact structure.

In 2A und 2B ist, wiederum rein skizzenhaft, eine Abwandlung des oben beschriebenen Verfahrens in beiden Verfahrensschritten dargestellt. Insoweit die dargestellten Elemente mit den in 1A und 1B dargestellten übereinstimmen, sind die gleichen Bezugsziffern wie dort gewählt, und diese Elemente werden nicht nochmals beschrieben.In 2A and 2 B is, again purely sketchy, a modification of the method described above in both process steps shown. Insofar as the elements shown with the in 1A and 1B are the same reference numbers as selected there, and these elements will not be described again.

Der wesentliche Unterschied beim ersten Verfahrensschritt besteht darin, dass dieser in zwei Teilschritte zerfällt, in denen unter Einsatz zweier parallel zueinander angeordneter Druckdüsen 5.1, 5.2 zwei in getrennten Druckflüssigkeitsbehältern 7.1, 7.2 aufgenommene Druckflüssigkeiten 9.1, 9.2 unmittelbar aufeinanderfolgend und direkt übereinander derart auf die Antireflexschicht 3 ausgetragen werden, dass sich hierauf eine eine untere Teilschicht 13.1 und eine obere Teilschicht 13.2 umfassende Kontaktvermittlungsschicht 13 ausbildet. In einer bevorzugten Ausführung enthält die erste Druckflüssigkeit 9.1 als für die Ausführung der Erfindung wesentliche Wirksubstanz (neben Binde- und Lösungsmitteln etc.) im Wesentlichen nur Glas-Nanoteilchen, während die zweite Druckflüssigkeit 9.2 im Wesentlichen nur Metallpartikel, aber keine Glas-Nanoteilchen, enthält. Die Größe der jeweiligen Partikel in den beiden Druckflüssigkeiten wird in Abstimmung auf die Dicke und die physikalischen Parameter der Antireflexschicht sowie auf sonstige Prozessparameter zur Realisierung einer optimierten Kontaktvermittlungsschicht eingestellt.The essential difference in the first method step is that it decomposes into two sub-steps, in which using two pressure nozzles arranged parallel to one another 5.1 . 5.2 two in separate hydraulic fluid reservoirs 7.1 . 7.2 absorbed hydraulic fluids 9.1 . 9.2 immediately after one another and directly above one another on the antireflection layer 3 be discharged that on this one a lower sub-layer 13.1 and an upper sub-layer 13.2 comprehensive contact placement layer 13 formed. In a preferred embodiment, the first pressure fluid contains 9.1 as active substance essential for the execution of the invention (in addition to binders and solvents, etc.) essentially only glass nanoparticles, while the second pressure fluid 9.2 essentially only metal particles, but not glass nanoparticles. The size of each particle in The two pressure fluids are adjusted to the thickness and the physical parameters of the antireflection layer as well as to other process parameters for the realization of an optimized contact imparting layer.

Im zweiten Verfahrensschritt wird, wie in 2B symbolisch dargestellt, das Substrat 1 mit der darauf angeordneten Kontaktvermittlungsschicht 13 einer (durch gewellte Pfeile symbolisierten) Gasphasen- bzw. Vakuum-Abscheidung von Silber Ag unterzogen, nachdem die Öffnungsbereiche der Kontaktvermittlungsschicht 13 in üblicher Weise durch einen Photoresist 21 maskiert wurden, um eine Ag-Abscheidung in diesen Bereichen zu verhindern. Es bildet sich eine Ag-Leitschicht 23 aus, die nach einer herkömmlichen Behandlung entsprechend dem Muster der Kontaktvermittlungsschicht 13 strukturiert ist. Auch hier wird sich eine thermische Nachbehandlung zur Ausbildung einer Kontakt-Legierung im Grenzschichtbereich zum Si-Substrat 1 anschließen.In the second process step, as in 2 B symbolically represented, the substrate 1 with the contact mediation layer arranged thereon 13 subjected to vapor deposition (symbolized by wavy arrows) of silver Ag after the opening areas of the contact imparting layer 13 in the usual way by a photoresist 21 were masked to prevent Ag deposition in these areas. It forms an Ag-conductive layer 23 after a conventional treatment according to the pattern of the contact mediation layer 13 is structured. Here too, a thermal aftertreatment to form a contact alloy in the boundary layer region becomes a Si substrate 1 connect.

3 zeigt skizzenartig eine weitere Abwandlung des Verfahrens, und zwar den Einsatz eines Laserdruckverfahrens zur Erzeugung der Kontaktvermittlungsschicht 13 auf der Antireflexschicht 3 der Solarzelle im ersten Verfahrensschritt. Es wird ein in einer Kartusche 8 aufgenommenes Druckpulver 10 einem Laserdruckkopf 6 zugeführt, der unter Steuerung durch eine Drucksteuereinheit 12 mit den üblichen Schritten eines Laserdruckverfahrens die Kontaktvermittlungsschicht 13 als Druckmuster erzeugt. Das Druckpulver enthält neben üblichen Bindemitteln etc. einen Glasfritte-Anteil mit Glas-Nanoteilchen und Metallpartikel in gleichmäßiger Verteilung, die nach dem Auftrag und Trocknen des Pulvers zur Kontaktvermittlungsschicht 13 in gleicher Weise wie bei den oben beschriebenen Ausführungen wirken. 3 shows in outline a further modification of the method, namely the use of a laser printing method for producing the contact-mediating layer 13 on the antireflective layer 3 the solar cell in the first process step. It turns into a cartouche 8th absorbed printing powder 10 a laser print head 6 supplied under the control of a pressure control unit 12 with the usual steps of a laser printing process, the contact imparting layer 13 generated as a print pattern. The printing powder contains, in addition to conventional binders, etc., a proportion of glass frit with glass nanoparticles and metal particles in a uniform distribution, which after the application and drying of the powder to the contact imparting layer 13 act in the same manner as in the embodiments described above.

In den 4A bis 4C ist, wiederum in Art schematischer Querschnittsdarstellungen, die Wirkungsweise der Erfindung illustriert. 4A zeigt einen Zustand, bei dem ursprünglich auf der Antireflexschicht 3 des Si-Substrates 1 liegende Glas-Nanopartikel A bereits in die Antireflexschicht 3 ein und durch diese hindurch bis hin in Oberfläche 1a des Substrates 1 hindurchgedrungen sind. In dieser Phase liegen Silberpartikel B noch auf der Antireflexschicht 3.In the 4A to 4C is, again in the nature of schematic cross-sectional representations, illustrating the operation of the invention. 4A shows a state where originally on the antireflective layer 3 of the Si substrate 1 lying glass nanoparticles A already in the antireflection layer 3 in and through them all the way down to the surface 1a of the substrate 1 have penetrated. In this phase silver particles B are still on the antireflection layer 3 ,

Im Zuge einer thermischen Behandlung dringt dann, wie 4B symbolisch zeigt, ein Teil der Silberteilchen B durch die mittels der Glas-Nanopartikel geschaffenen Durchbrüche durch die Antireflexschicht 3 und bis in die Oberfläche des Siliziums 1. 4C zeigt, wie auf diese Weise die Kontaktvermittlungsschicht 13 mit der Antireflexschicht 3 und der Substratoberfläche 1a durch leitfähige Brücken gewissermaßen „verzahnt” ist, wodurch ein niedriger Kontaktwiderstand zwischen einer über der Kontaktvermittlungsschicht 13 gebildeten Leitschicht 19' und dem Solarzellensubstrat 1 realisiert werden kann. Durch die Konzentration und Korngröße der Glas- und Metallteilchen kann die Zahl (Dichte) und Größe der Durchbrüche und die Menge des in die Substratoberfläche eindringenden Metalls gezielt gemäß den bestehenden Anforderungen gesteuert werden.In the course of a thermal treatment then penetrates how 4B symbolically shows, a part of the silver particles B through the openings created by the glass nanoparticles through the antireflection layer 3 and into the surface of silicon 1 , 4C shows how in this way the contact-mediating layer 13 with the antireflection coating 3 and the substrate surface 1a is "interlocked" by conductive bridges, thereby providing a low contact resistance between one above the contact imparting layer 13 formed conductive layer 19 ' and the solar cell substrate 1 can be realized. The concentration and grain size of the glass and metal particles, the number (density) and size of the openings and the amount of penetrating into the substrate surface metal can be controlled specifically according to the existing requirements.

5A und 5B zeigen schematisch eine reguläre Konfiguration aus alternierenden Reihen von gleich großen Glas-Nanoteilchen A und Silberteilchen B (5A) bzw. von gleich großen Tintentröpfchen 9A, die Glas-Nanoteilchen enthalten, und Tröpfchen 9B, die Metallteilchen enthalten (5B). Bei der Ausführung nach 6A bzw. 6B ist diese Verteilung dahingehend abgewandelt, dass die Korngröße der Metallpartikel B (6A) bzw. die Tröpfchengröße der metallhaltigen Tinte B (6B) größer gewählt ist, also mehr Metall zum Durchsetzen der durch die Glas-Nanoteilchen geschaffenen Durchbrüche in der dielektrischen Schicht bereitgestellt wird. 5A and 5B schematically show a regular configuration of alternating rows of equally sized glass nanoparticles A and silver particles B (FIG. 5A ) or of the same size ink droplets 9A containing glass nanoparticles and droplets 9B containing metal particles ( 5B ). In the execution after 6A respectively. 6B this distribution is modified such that the particle size of the metal particles B ( 6A ) or the droplet size of the metal-containing ink B ( 6B ), that is, more metal is provided to enforce the apertures provided by the glass nanoparticles in the dielectric layer.

Bei der Variante nach 7 sind die Tintentröpfen der Tinten 9A und 9B nicht alternierend, also zueinander benachbart, aufgebracht, sondern die größeren Tropfen der Tinte 9B sind direkt über den kleineren Tropfen der Tinte 9A abgeschieden. Bei der in 8 gezeigten Ausführung schließlich wird eine gegenüber der Menge an Glas-Nanoteilchen größere Menge an Silberteilchen auf der Oberfläche der dielektrischen Schicht bereitgestellt, um insgesamt eine größere Metallmenge bereitzustellen. Die mittlere Korngröße der Glas- und Metallteilchen ist hierbei (wie in 5A) aber die gleiche.In the variant after 7 are the ink droplets of inks 9A and 9B not alternating, so adjacent to each other, applied, but the larger drops of ink 9B are directly above the smaller drop of ink 9A deposited. At the in 8th Finally, as shown, a larger amount of silver particles than the amount of glass nanoparticles is provided on the surface of the dielectric layer to provide an overall larger amount of metal. The mean grain size of the glass and metal particles is here (as in 5A ) but the same.

Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Beispiele und hervorgehobenen Aspekte der Erfindung beschränkt, sondern ebenso in vielgestaltigen Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachgemäßen Handelns liegen.The Embodiment of the invention is not on the above-described Examples and highlighted aspects of the invention are limited, but also possible in various modifications, which lie in the context of professional action.

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Claims (18)

Verfahren zur Herstellung einer metallischen Kontaktstruktur, insbesondere der Kontaktstruktur einer Solarzelle, wobei auf eine elektrisch zu kontaktierende, mit einer Dünnschicht geringer Leitfähigkeit, insbesondere einer Passivierungs- oder Antireflexschicht der Solarzelle, versehene Oberfläche eines Substrates lokal gesteuert in einem Non-Impact-Druckverfahren eine Drucksubstanz aufgebracht wird, welche Öffnungs-Partikel mit einer auf die Dicke der Dünnschicht abgestimmten mittleren Korngröße sowie Kontakt-Partikel enthält und auf der Oberfläche eine Kontaktvermittlungsschicht bildet, und danach in einem weiteren Schritt eine Leitschicht auf der Kontaktvermittlungsschicht erzeugt wird, wobei die Öffnungs-Partikel dazu ausgebildet sind, die Dünnschicht geringer Leitfähigkeit in einem nachfolgenden Prozess, insbesondere einem thermischen Prozess, lokal und in definierter Größe zu öffnen, so dass bei diesem oder in einem nachfolgenden Prozess, insbesondere einem thermischen Prozess, die Kontakt-Partikel durch die Öffnungen einen elektrischen Kontakt zwischen Leitschicht und Substrat herstellen.Method for producing a metallic contact structure, in particular the contact structure of a solar cell, wherein a electrically contacted, with a thin layer less Conductivity, in particular a passivation or antireflection layer solar cell, provided surface of a substrate locally controlled in a non-impact printing process, a printing substance is applied, which opening particles with a on the Thickness of the thin film matched mean grain size as well as contains contact particles and on the surface forms a contact-mediating layer, and thereafter in another Step generates a conductive layer on the contact mediating layer is, wherein the opening particles are formed, the thin layer of low conductivity in one subsequent process, in particular a thermal process, locally and open in a defined size, so that in this or in a subsequent process, in particular one thermal process, the contact particles through the openings establish an electrical contact between the conductive layer and the substrate. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Aufbringens der Kontaktvermittlungsschicht mindestens zwei Teilschritte unter Einsatz einer ersten und zweiten Drucksubstanz aufweist, wobei mindestens eine der Drucksubstanzen Öffnungspartikel, aber keine Kontakt-Partikel, und die andere Drucksubstanz Kontakt-Partikel enthält.The method of claim 1, wherein the step of Applying the contact-mediating layer at least two sub-steps using a first and second printing substance, wherein at least one of the printing substances opening particles, but no contact particles, and the other pressure substance contact particles contains. Verfahren nach Anspruch 2, wobei mindestens zwei der Drucksubstanzen Öffnungs-Partikel und/oder Kontakt-Partikel mit unterschiedlicher mittlerer Korngröße enthalten.The method of claim 2, wherein at least two the pressure substances orifice particles and / or contact particles Contain with different average grain size. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Schichtauftrag in den Teilschritten jeweils derart punktgenau gesteuert ausgeführt wird, dass auf einen Punkt einer Öffnungs-Partikel enthaltenden ersten Teilschicht ein Punkt einer zweiten, Kontakt-Partikel enthaltenden Teilschicht abgeschieden wird.Method according to claim 2 or 3, wherein the layer application executed in the sub-steps in each case so precisely controlled being that on a point of an opening particle containing first sublayer containing a point of a second, contact particles Partial layer is deposited. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Korngröße und/oder der Anteil der Kontakt-Partikel in einer zweiten Drucksubstanz mindestens gleich der Korngröße und/oder dem Anteil der Öffnungs-Partikel in einer ersten Drucksubstanz, insbesondere größer, ist.A method according to claim 3 or 4, wherein the grain size and / or the proportion of the contact particles in a second printing substance at least equal to the grain size and / or the proportion the opening particles in a first printing substance, in particular bigger, is. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei als die oder jede Drucksubstanz eine Druckflüssigkeit benutzt und diese auf die zu kontaktierende Oberfläche mittels eines Tintenstrahl- oder Aerosoldruckverfahrens aufgebracht wird.Method according to one of the preceding claims, wherein as the or each printing substance is a printing fluid used and this on the surface to be contacted applied by means of an inkjet or aerosol printing process becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei als die oder jede Drucksubstanz ein Druckpulver benutzt und dieses auf die zu kontaktierende Oberfläche mittels eines elektrofotografischen bzw. Laserdruckverfahrens aufgebracht wird.Method according to one of claims 1 to 5, wherein as the or each printing substance uses a printing powder and this on the surface to be contacted by means of an electrophotographic or laser printing method applied becomes. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei Öffnungs-Partikel mit einer Korngröße zwischen 1 nm und 3 μm, insbesondere zwischen 10 nm und 1 μm, eingesetzt werden.Method according to one of the preceding claims, wherein opening particles with a grain size between 1 nm and 3 .mu.m, in particular between 10 nm and 1 micron, are used. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei als Öffnungs-Partikel Glas-, Quarz- oder Keramikpartikel und/oder als Kontakt-Partikel Metallpartikel, insbesondere aus Silber und/oder Nickel, eingesetzt werden.Method according to one of the preceding claims, as opening particles glass, quartz or ceramic particles and / or as contact particles metal particles, in particular of silver and / or nickel. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einem Tintenstrahl- oder Aerosoldruckgerät, welches einen Druckflüssigkeitsbehälter aufweist, in dem eine Öffnungs-Partikel enthaltende Druckflüssigkeit aufgenommen ist, oder einem Laserdruckgerät, welches eine Druckpulverkartusche aufweist, in der ein Öffnungs-Partikel enthaltendes Druckpulver aufgenommen ist, und einer Substrat-Transportvorrichtung, welche zum beschädigungsfreien Transport eines mittels des Druckgerätes zu kontaktierenden Substrates durch einen Druckbereich hindurch ausgebildet ist.Apparatus for carrying out the method according to one of the preceding claims, with an ink jet or aerosol printing apparatus, which a pressure fluid container comprising, in the pressure-liquid containing an opening particle is recorded, or a laser printing device, which a Comprising a pressure powder cartridge in which an opening particle containing printing powder is received, and a substrate transport device, which for the damage-free transport of one by means of the pressure device to be contacted substrate through a pressure range is trained. Drucksubstanz zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, welche in einem Bindemittel verteilte Öffnungs-Partikel einer vorbestimmten mittleren Korngröße und Verteilung aufweist.Printing substance for carrying out the method according to one of claims 1 to 9, which in a binder distributed opening particles of a predetermined mean Grain size and distribution. Drucksubstanz nach Anspruch 11, ausgebildet als Druckflüssigkeit zum Einsatz in einem Tintenstrahl- oder Aerosoldruckverfahren.Printing substance according to claim 11, designed as Pressure fluid for use in an inkjet or Aerosol printing method. Drucksubstanz nach Anspruch 11, ausgebildet als Druckpulver zum Einsatz in einem Laserdruckverfahren.Printing substance according to claim 11, designed as Printing powder for use in a laser printing process. Drucksubstanz nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die Öffnungs-Partikel eine mittlere Korngröße im Bereich zwischen 1 nm und 3 μm, insbesondere zwischen 10 nm und 1 μm, aufweisen.Printing substance according to one of the claims 11 to 13, wherein the opening particles have a mean grain size in the range between 1 nm and 3 microns, in particular between 10 nm and 1 micron, have. Drucksubstanz nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei als Öffnungs-Partikel Glas-, Quarz- oder Keramikpartikel und optional zusätzlich Kontakt-Partikel, insbesondere Metall-Partikel, enthalten sind.Printing substance according to one of the claims 11 to 14, wherein as opening particles glass, quartz or Ceramic particles and optional additional contact particles, in particular metal particles, are included. Drucksubstanz nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei die Öffnungspartikel von mindestens einer Schutzschicht zum Schutz gegenüber, insbesondere chemischen und/oder thermischen, Umgebungseinflüssen umgeben sind.Printing substance according to one of the claims 11 to 15, wherein the opening particles of at least one Protective layer for protection against, especially chemical and / or thermal, environmental influences are surrounded. Drucksubstanz nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei die Öffnungs-Partikel in ihrem Inneren eine Kontaktsubstanz enthalten.Printing substance according to one of the claims 11 to 16, wherein the opening particles in its interior a Contain contact substance. Drucksubstanz nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei die Materialmengen von Öffnungs-Partikeln und Kontakt-Partikeln bzw. Kontaktsubstanz auf die Dicke der Dünnschicht geringer Leitfähigkeit abgestimmt sind.Printing substance according to one of the claims 15 to 17, wherein the amounts of material of opening particles and contact particles or contact substance on the thickness of the thin film are matched low conductivity.
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