EP2379272A2 - Verfahren und vorrichtung zur simultanen mikrostrukturierung und passivierung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur simultanen mikrostrukturierung und passivierung

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EP2379272A2
EP2379272A2 EP09801176A EP09801176A EP2379272A2 EP 2379272 A2 EP2379272 A2 EP 2379272A2 EP 09801176 A EP09801176 A EP 09801176A EP 09801176 A EP09801176 A EP 09801176A EP 2379272 A2 EP2379272 A2 EP 2379272A2
Authority
EP
European Patent Office
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laser beam
precursor
liquid jet
solid
acid
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09801176A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Kuno Mayer
Daniel Kray
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Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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Filing date
Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a method for the simultaneous microstructuring and passivation of silicon-containing solids by means of a liquid jet guided laser process.
  • the laser beam localized heating of the solid surface, while in the liquid jet, a precursor for the passivation of the solid surface is included.
  • the invention relates to a device for simultaneous microstructuring and passivation. The process is used in particular in the production of solar cells.
  • a method for the simultaneous microstructuring and passivation of silicon-containing solids in which a liquid jet directed onto the solid surface and containing at least one precursor for the passivation of the solid surface is guided over the regions of the solid to be structured, wherein a laser beam enters the liquid jet is coupled, whereby the solid surface is locally heated by the laser beam and thereby at least partially structured and are saturated by the precursor formed by the structuring free surface bonds and so a passivation layer is formed on the structured areas of the solid surface.
  • the inventive method is based on a liquid jet, in which a laser beam is coupled, wherein the laser beam in the liquid jet, which preferably has a diameter of ⁇ 100 microns, is guided. At the point of impact of the liquid jet on the solid surface, the laser beam likewise strikes and locally heats the solid. In this way, in this region of the solid surface, the temperatures necessary for the melting and e-vaporation of the solid can be generated.
  • the carrier liquid in the liquid jet hits the molten one
  • a crystal damage of the solid is avoided in the local microstructuring, as achieved by the use of short-pulse laser radiation, preferably with pulses ⁇ 15 ns, a rapid re-solidification of the surface melt and thus a movement of the melt is avoided by the liquid jet.
  • the carrier liquid essentially contains the chemical elements hydrogen, oxygen, nitrogen or carbon
  • their thermal decomposition on the hot solid surface can be used to saturate free surface bonds and to grow a passivation layer.
  • the precursor is preferably selected from the group consisting of ammonium salts, in particular ammonium nitrite, ammonium nitrate, ammonium hydroxide or ammonium chloride, alkali metal salts of nitrous acid, N 2 O in an organic or aqueous solvent, especially in water, and mixtures hereof.
  • ammonium salts in particular ammonium nitrite, ammonium nitrate, ammonium hydroxide or ammonium chloride, alkali metal salts of nitrous acid, N 2 O in an organic or aqueous solvent, especially in water, and mixtures hereof.
  • the precursor is preferably selected from the group consisting of
  • inorganic acids in particular nitric acid, hydrochloric acid or persulfuric acid, also in dilute form, organic acids, in particular peracetic acid, trichloroacetic acid or formic acid, BHF with oxidizing agent and mixtures thereof.
  • the precursor is preferably selected from the group consisting of formic acid, glycol, glycerol, polyethylene glycol and mixtures thereof.
  • the substrate is selected from the group consisting of silicon, glass, siliceous ceramics and their composite systems.
  • liquid jet may preferably also comprise further additives, for example cleaning media, such as hydrochloric acid, for cleaning the structured areas.
  • cleaning media such as hydrochloric acid
  • a liquid jet that is as laminar as possible is used to carry out the method.
  • the laser beam can then be guided in a particularly effective manner by total reflection in the liquid jet, so that the latter performs the function of a light guide.
  • the coupling of the laser beam can e.g. by a window oriented perpendicular to a jet direction of the liquid jet in a nozzle unit.
  • the window can also be designed as a lens for focusing the laser beam.
  • a lens independent of the window can also be used for focusing or shaping the laser beam.
  • the nozzle unit can be designed in a particularly simple embodiment of the invention so that the liquid is supplied from one side or from several sides in the jet direction radial direction.
  • Preferred laser types are:
  • solid-state lasers in particular the commercially frequently used Nd-YAG lasers of wavelength 1064 nm, 532 nm, 355 nm, 266 nm and 213 nm, diode lasers with wavelengths ⁇ 1000 nm, argon ion lasers of wavelength 514 to 458 nm and excimer lasers (wavelengths: 157 to 351 nm).
  • the quality of the microstructuring tends to increase with decreasing wavelength because increasingly the energy induced by the laser in the surface layer is increasingly concentrated on the surface, which tends to reduce the heat-affected zone and thus to reduce it.
  • the crystalline damage in the material, especially in the phosphorous-doped silicon below the passivation layer leads.
  • blue lasers and lasers in the near UV range are particularly effective.
  • the use of shortwave laser light in particular offers the option of a direct generation of electron / hole pairs in silicon, which can be used for the electrochemical process in nickel deposition (photochemical activation).
  • free electrons generated in the silicon by laser light can directly contribute to the reduction of nickel on the surface.
  • This electron / hole generation can be permanently maintained by permanent illumination of the sample with defined wavelengths (especially in the near UV with ⁇ 355 nm) during the structuring process and sustainably promote the metal nucleation process.
  • the solar cell property can be exploited in order to separate the superconducting charge carriers via the p-n junction and thus negatively charge the n-conducting surface.
  • the liquid jet has a
  • sintering of the passivated regions of the solid state Surface is performed.
  • sintering under forming gas is used in particular.
  • the method according to the invention is suitable in particular for the structuring of silicon solar cells, and in particular for the edge isolation of solar cells.
  • the surface can be locally melted or removed by a laser beam contained in the liquid jet acts on the surface.
  • a suitable carrier liquid in the liquid jet a thin passivation layer can be produced on the surface. This passivation layer reduces the recombination activity on the one hand and an insulating one on the other hand
  • the latter can e.g. be advantageous in the case of back contact cells or for subsequent metallization steps in the process chain.
  • An apparatus for carrying out a method of the type described can be embodied such that it comprises a nozzle unit with a window for coupling a laser beam, a liquid feed and a nozzle opening, the nozzle unit being held by a guide device for controlled, preferably automated, guiding Nozzle unit over the surface layer to be structured.
  • the device typically also includes a laser beam source with a light exit surface corresponding to the window, which may be provided, for example, by one end of a light guide.
  • an apparatus for carrying out a method according to the invention can comprise a nozzle for generating the liquid jet and a laser light source. in which the nozzle and the laser light source are each held by a guide device or by a common guide device for guiding the nozzle and the laser light source over the same regions of the surface layer to be structured.
  • Passivitations Mrs is used as a carrier liquid for the liquid jet, an aqueous solution with ammonium nitrite in a concentration of 3 mol / 1.
  • the laser light source used is a 1064 nm Nd: YAG laser and a beam power of 76 watts.
  • the travel speed of the substrate relative to the liquid jet is 100 mm / s.
  • the beam diameter is 80 ⁇ m.
  • a second embodiment of the front division of the emitter, followed by depositing a thin SiN x layer provides as a solvent for the nitrogen source perfluorodecalin.
  • the nitrogen source used is nitrous oxide (N 2 O), which is dissolved in the liquid in a concentration of 0.1 mol / l.
  • the laser light source is an Nd: YAG
  • Laser of wavelength 1064 nm and the beam power of 76 watts The travel speed of the substrate relative to the liquid jet is 200 mm / s.
  • the beam diameter is 80 ⁇ m.
  • An exemplary embodiment for the front-side separation of the emitter with subsequent deposition of a thin SiO x layer provides as blasting medium a dilute aqueous solution of hydrochloric acid and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ).
  • the concentration of the hydrochloric acid is 0.01 mol / L, that of the hydrogen peroxide is 0.1 mol / L.
  • the laser light source is a frequency doubled Nd: YAG laser with a wavelength of 532 nm and a beam power of 11 watts.
  • the travel speed of the substrate relative to the liquid jet is 100 mm / s.
  • the beam diameter is 60 ⁇ m.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur simultanen Mikrostrukturierung und Passivierung von siliciumhaltigen Festkörpern mittels eines Flüssigkeitsstrahl-geführten Laserverfahrens. Durch den Laserstrahl erfolgt eine lokale Aufheizung der Festkörperoberfläche, während im Flüssigkeitsstrahl ein Precursor für die Passivierung der Festkörperoberfläche enthalten ist. Ebenso betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur simultanen Mikrostrukturierung und Passivierung. Verwendung findet das Verfahren insbesondere bei der Herstellung von Solarzellen.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur simultanen Mikrostruk- turierung und Passivierung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur simultanen Mikrostrukturierung und Passivierung von siliciumhal- tigen Festkörpern mittels eines Flüssigkeitsstrahl- geführten Laserverfahrens. Durch den Laserstrahl erfolgt eine lokale Aufheizung der Festkörperoberfläche, während im Flüssigkeitsstrahl ein Precursor für die Passivierung der Festkörperoberfläche enthalten ist. Ebenso betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur simultanen Mikrostrukturierung und Passivierung. Verwendung findet das Verfahren insbesondere bei der Herstellung von Solarzellen.
Aus dem Stand der Technik ist eine Mikrostrukturierung von Festkörpern bekannt, bei der gängige Laseroder Ätzverfahren, z.B. auch mit einem Flüssigkeits- strahl-geführten Laser, bekannt sind. Im Anschluss erfolgt dann in einem zusätzlichen Schritt eine Pas- sivierung der zuvor strukturierten Oberflächen. Dies kann beispielsweise über eine PECVD-Abscheidung von SiNx oder eine thermische Oxidation im Rohrofen erfolgen. Allerdings ist hier in der Regel ein vorheri- ger Reinigungsschritt erforderlich. Dabei muss der gesamte Wafer bearbeitet werden und alle bereits vorhandenen Elemente auf dem Wafer müssen kompatibel zu den Prozessbedingungen, z.B. der Temperatur, sein. Dies hat zur Folge, dass z.B. nach einer Metallisie- rung keine Oxidation im Rohrofen mehr möglich ist.
Ausgehend hiervon war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beseitigen und ein Verfahren zur Struk- turierung und Passivierung bereitzustellen, das eine effizientere und flexiblere Prozessführung erlaubt.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und die Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Die weiteren abhängigen Ansprüche zeigen vorteilhafte Weiterbildungen auf .
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur simultanen Mikrostrukturierung und Passivierung von siliciumhal- tigen Festkörpern bereitgestellt, bei dem ein auf die Festkörperoberfläche gerichteter und mindestens einen Precursor für die Passivierung der Festkörperoberfläche enthaltender Flüssigkeitsstrahl über die zu strukturierenden Bereiche des Festkörpers geführt wird, wobei in den Flüssigkeitsstrahl ein Laserstrahl eingekoppelt wird, wodurch die Festkörperoberfläche durch den Laserstrahl lokal aufgeheizt und dadurch zumindest bereichsweise strukturiert wird und durch den Precursor durch die Strukturierung gebildete freie Oberflächenbindungen abgesättigt werden und so eine Passivierungsschicht auf den strukturierten Bereichen der Festkörperoberfläche gebildet wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren basiert auf einem Flüssigkeitsstrahl, in den ein Laserstrahl eingekoppelt wird, wobei der Laserstrahl im Flüssigkeitsstrahl, der vorzugsweise einen Durchmesser von ≤ 100 μm aufweist, geführt wird. Am Auftreffpunkt des Flüssigkeitsstrahls auf der Festkörperoberfläche trifft ebenso der Laserstrahl auf und erhitzt den Festkörper lokal . Auf diese Weise können in dieser Region der Festkörperoberfläche die für das Aufschmelzen und e- ventuelle Verdampfen des Festkörpers notwendigen Temperaturen erzeugt werden. Trifft die Trägerflüssig- keit im Flüssigkeitsstrahl auf den geschmolzenen
Festkörper, wird diese thermolysiert und deren Bestandteile können die Oberflächenbindungen des Festkörpers nach der Abkühlung absättigen sowie eine geschlossene Schicht bilden.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine Kristallschädigung des Festkörpers bei der lokalen Mikro- strukturierung vermieden, da durch den Einsatz von kurzpulsiger Laserstrahlung, vorzugsweise mit Pulsen < 15 ns, ein rasches Wiedererstarren der Oberflächenschmelze erreicht und damit eine Bewegung der Schmelze durch den Flüssigkeitsstrahl vermieden wird.
Insbesondere wenn die Trägerflüssigkeit im Wesentli- chen die chemischen Elemente Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff oder Kohlenstoff enthält, so kann deren thermische Zersetzung an der heißen Festkörperoberfläche genutzt werden, um freie Oberflächenbindungen abzusättigen und eine Passivierungsschicht aufzuwach- sen. Es besteht grundsätzlich die Möglichkeit, Passivie- rungsschichten aus SiNx, SiOx oder aus SiCx herzustellen.
Für die Erzeugung von SiNx-Passivierungsschichten ist der Precursor vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ammoniumsalzen, insbesondere Ammoniumnitrit, Ammoniumnitrat, Ammoniumhydroxid oder Ammoniumchlorid, Alkalisalzen der salpetrigen Säure, N2O in einem organischen oder wässrigen Lösungsmittel, insbesondere in Wasser, sowie Mischungen hiervon.
Für die Herstellung von Passivierungsschichten aus SiOx-Passivierungsschichten ist der Precursor vor- zugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
Wasser, anorganischen Säuren, insbesondere Salpetersäure, Salzsäure oder Perschwefelsäure, auch in verdünnter Form, organischen Säuren, insbesondere Peressigsäure, Trichloressigsäure oder Ameisensäure, BHF mit Oxidationsmittel sowie Mischungen hiervon.
Für die Herstellung von SiCx-Passivierungsschichten ist der Precursor vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ameisensäure, Glykol, Glycerin, Polyethylenglykol und Mischungen hiervon.
Vorzugsweise ist das Substrat ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Silicium, Glas, silicumhaltigen Keramiken und deren Verbundsystemen.
Weiterhin kann der Flüssigkeitsstrahl vorzugsweise auch weitere Zusätze, z.B. Reinigungsmedien, wie Salzsäure, zur Reinigung der strukturierten Bereiche aufweisen. Dies ermöglicht eine Integration eines zu- sätzlichen Reinigungsschrittes in das erfindungsgemäße Verfahren, ohne eine Unterbrechung des Verfahrens herbeizuführen .
Vorzugsweise wird ein möglichst laminarer Flüssigkeitsstrahl zur Durchführung des Verfahrens verwen- det. Der Laserstrahl kann dann in besonders effektiver Weise durch Totalreflexion in dem Flüssigkeitsstrahl geführt werden, so dass letzterer die Funktion eines Lichtleiters erfüllt. Das Einkoppeln des Laserstrahls kann z.B. durch ein zu einer Strahlrichtung des Flüssigkeitsstrahls senkrecht orientiertes Fenster in einer Düseneinheit erfolgen. Das Fenster kann dabei auch als Linse zum Fokussieren des Laserstrahls ausgeführt sein. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine von dem Fenster unabhängige Linse zum Fokussie - ren oder Formen des Laserstrahls verwendet werden.
Die Düseneinheit kann dabei bei einer besonders einfachen Ausführung der Erfindung so ausgelegt sein, dass die Flüssigkeit von einer Seite oder von mehreren Seiten in zur Strahlrichtung radialer Richtung zugeführt wird.
Als verwendbare Lasertypen sind bevorzugt:
Verschiedene Festkörperlaser, insbesondere die kom- merziell häufig eingesetzten Nd-YAG-Laser der Wellenlänge 1064 nm, 532 nm, 355 ran, 266 nm und 213 nm, Diodenlaser mit Wellenlängen < 1000 nm, Argon- Ionen- Laser der Wellenlänge 514 bis 458 nm und Excimer- Laser (Wellenlängen: 157 bis 351 nm) .
Tendenziell steigt die Qualität der Mikrostrukturie- rung mit sinkender Wellenlänge an, weil dabei zunehmend die durch den Laser induzierte Energie in der Oberflächenschicht immer besser an der Oberfläche konzentriert wird, was tendenziell zur Verringerung der Wärmeeinflusszone und damit verbunden zur Verrin- gerung der kristallinen Schädigung im Material, vor allem im phosphordotierten Silizium unterhalb der Passivierungsschicht führt.
Als besonders effektiv erweisen sich in diesem Zusammenhang blaue Laser und Laser im nahen UV-Bereich (z.B. 355 nm) mit Pulslängen im Femtosekunden- bis Nanosekundenbereich. Durch den Einsatz insbesondere kurzwelligen Laserlichts besteht darüber hinaus die Option einer direkten Generation von Elektronen/Loch- Paaren im Silizium, die für den elektrochemischen Prozess bei der Nickelabscheidung genutzt werden können (photochemische Aktivierung) . So können beispielsweise durch Laserlicht generierte freie Elekt- ronen im Silizium zusätzlich zum oben bereits beschriebenen Redoxprozess der Nickel -Ionen mit phosphoriger Säure direkt zur Reduktion von Nickel an der Oberfläche beitragen. Diese Elektronen/Loch- Generation kann durch permanente Beleuchtung der Pro- be mit definierten Wellenlängen (insbesondere im nahen UV mit λ≤355 nm) während des Strukturierungspro- zesses permanent aufrechterhalten werden und den Me- tallkeimbildungsprozess nachhaltig fördern.
Hierzu kann die Solarzelleneigenschaft ausgenutzt werden, um über den p-n-Übergang die Überschlussla- dungsträger zu trennen und damit die n- leitende Oberfläche negativ aufzuladen.
Vorzugsweise weist der Flüssigkeitsstrahl einen
Durchmesser von höchstens 500 μm, insbesondere von höchstens 100 μm auf.
Es ist weiterhin bevorzugt, dass im Anschluss an die mittels Flüssigkeitsstrahl bewirkte Passivierung eine Sinterung der passivierten Bereiche der Festkörper- Oberfläche durchgeführt wird. Hierzu wird insbesondere eine Sinterung unter Formiergas eingesetzt.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbeson- dere für die Strukturierung von Silicium-Solarzellen, und hier insbesondere für die Kantenisolation von Solarzellen. Dabei kann zunächst die Oberfläche lokal aufgeschmolzen oder abgetragen werden, indem ein im Flüssigkeitsstrahl enthaltener Laserstrahl auf die Oberfläche einwirkt. Anschließend kann durch die Verwendung einer geeigneten Trägerflüssigkeit im Flüssigkeitsstrahl eine dünne Passivierungsschicht auf der Oberfläche erzeugt werden. Durch diese Passivierungsschicht wird einerseits die Rekombinationsakti- vität herabgesetzt, andererseits eine isolierende
Schicht aufgebracht. Letzteres kann z.B. bei Rücksei - tenkontaktzellen oder für sich anschließende Metallisierungsschritte in der Prozesskette vorteilhaft sein.
Eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens beschriebener Art kann so ausgeführt sein, dass es eine Düseneinheit mit einem Fenster zum Einkoppeln eines Laserstrahls, einer Flüssigkeitszufuhr und ei- ner Düsenöffnung umfasst, wobei die Düseneinheit gehalten ist von einer Führungsvorrichtung zum gesteuerten, vorzugsweise automatisierten, Führen der Düseneinheit über die zu strukturierende Oberflächenschicht. Zusätzlich umfasst die Vorrichtung typi- scherweise auch eine Laserstrahlquelle mit einer dem Fenster korrespondierend angeordneten Lichtaustritts - fläche, die beispielsweise durch ein Ende eines Lichtleiters gegeben sein kann. Alternativ oder zusätzlich kann eine Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens eine Düse zum Erzeugen des Flüssigkeitsstrahls und eine Laserlichtquelle um- fassen, wobei die Düse und die Laserlichtquelle von jeweils einer Führungsvorrichtung oder von einer gemeinsamen Führungsvorrichtung gehalten ist zum Führen der Düse und der Laserlichtquelle über dieselben Be- reiche der zu strukturierenden Oberflächenschicht.
Anhand der nachfolgenden Beispiele soll das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert werden, ohne dieses auf die hier gezeigten speziellen Ausführungs- formen einschränken zu wollen.
Beispiel 1
Für die vorderseitige Durchtrennung des Emitters und eine anschließende Abscheidung einer dünnen SiNx-
Passivierungsschicht wird als Trägerflüssigkeit für den Flüssigkeitsstrahl eine wässrige Lösung mit Ammoniumnitrit in einer Konzentration von 3 mol/1 eingesetzt .
Als Laserlichtquelle wird ein Nd:YAG-Laser der Wellenlänge 1064 nm und der Strahl-Leistung von 76 Watt verwendet. Die Fahrgeschwindigkeit des Substrats relativ zum Flüssigkeitsstrahl beträgt 100 mm/s. Der Strahldurchmesser beträgt 80 μm.
Beispiel 2
Ein zweites Ausführungsbeispiel zur vorderseitigen Durchtrennung des Emitters mit anschließendem Abscheiden einer dünnen SiNx-Schicht sieht als Lösemittel für die Stickstoffquelle Perfluordecalin vor. Als Stickstoffquelle dient dabei Lachgas (N2O) , das in einer Konzentration von 0,1 mol/1 in der Flüssigkeit gelöst ist. Als Laserlichtquelle dient ein Nd: YAG-
Laser der Wellenlänge 1064 nm und der Strahlleistung von 76 Watt. Die Fahrgeschwindigkeit des Substrats relativ zum Flüssigkeitsstrahl beträgt 200 mm/s. Der Strahldurchmesser beträgt 80 μm.
Beispiel 3
Ein Ausführungsbeispiel zur vorderseitigen Durchtrennung des Emitters mit anschließendem Abscheiden einer dünnen SiOx-Schicht sieht als Strahlmedium eine ver- dünnte wässrige Lösung aus Salzsäure und Wasserstoffperoxid (H2O2) vor. Die Konzentration der Salzsäure beträgt 0,01 mol/L, jene des Wasserstoffperoxids 0,1 mol/L.
Als Laserlichtquelle dient ein frequenzverdoppelter Nd:YAG-Laser der Wellenlänge 532 nm und der Strahl - leistung von 11 Watt. Die Fahrgeschwindigkeit des Substrats relativ zum Flüssigkeitsstrahl beträgt 100 mm/s. Der Strahldurchmesser beträgt 60 μm.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur simultanen Mikrostrukturierung und Passivierung von siliciumhaltigen Festkörpern, bei dem ein auf die Festkörperoberfläche gerichteter und mindestens einen Precursor für die Passivierung der Festkörperoberfläche enthaltender Flüssigkeitsstrahl über die zu strukturierenden Bereiche des Festkörpers geführt wird, wobei in den Flüssigkeitsstrahl ein Laserstrahl eingekoppelt wird, wodurch die Festkörperober- fläche durch den Laserstrahl lokal aufgeheizt und dadurch zumindest bereichsweise strukturiert wird und durch den Precursor durch die Strukturierung gebildete freie Oberflächenbindungen abgesättigt werden und so eine Passivierungs- schicht auf den strukturierten Bereichen der
Festkörperoberfläche gebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Precursor aus- gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
• Ammoniumsalzen, insbesondere Ammoniumnitrit, Ammoniumnitrat, Ammoniumhydroxid oder Ammoniumchlorid,
• Alkalisalzen der salpetrigen Säure, • N2O in einem organischen oder wässrigen Lösungsmittel, insbesondere in Wasser, sowie Mischungen hiervon, wodurch eine Passivierungsschicht auf der Festkörperoberfläche aus SiNx gebildet wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass der Precursor ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
• Wasser,
• anorganischen Säuren, insbesondere Salpeter- säure, Salzsäure oder Perschwefelsäure, auch in verdünnter Form,
• organischen Säuren, insbesondere Peressigsäure, Trichloressigsäure oder Ameisensäure,
• BHF mit Oxidationsmittel sowie Mischungen hiervon,
wodurch eine Passivierungsschicht auf der Festkörperoberfläche aus SiOx gebildet wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass der Precursor ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Ameisensäure, Glykol, Glycerin, Polyethylenglykol und Mischungen hiervon.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Silicium, Glas, silicumhaltige Keramiken und deren Verbun- den .
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeits- strahl Reinigungsmittel, insbesondere HCl, zur Reinigung der strukturierten Bereiche aufweist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeits- strahl laminar ist.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl durch Totalreflexion im Flüssigkeitsstrahl geführt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsstrahl einen Durchmesser von höchstens 500 μm hat.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit in zur Strahlrichtung radialer Richtung zugeführt wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl in zeitlicher und/oder räumlicher Pulsform, insbesondere Flattop-Form, M-Profil oder Rechteckpuls, aktiv eingestellt wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss eine
Sinterung der passivierten Bereiche der Festkörperoberfläche erfolgt.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierung eine Kantenisolation einer Silicium-Solarzelle, insbesondere für eine rückseitenkontaktierte o- der nachträglich metallisierte Solarzelle ist.
14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfassend eine Düseneinheit mit einem Fenster zum Einkoppeln eines Laserstrahls, eine Laserstrahlquelle, eine Flüssigkeitszufuhr für eine mindestens einen
Precursor enthaltende Flüssigkeit und eine auf eine Oberfläche des Festkörpers gerichtete Düsenöffnung.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Düseneinheit und die Laserstrahlquelle mit einer Führungsvorrichtung zum gesteuerten Führen der Düseneinheit über die zu strukturierende Oberfläche gekoppelt ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Düseneinheit und die Laserstrahlquelle stationär sind und der Festkörper mit einer FührungsVorrichtung zum gesteuerten Führen des Festkörpers im Verhältnis zur Düseneinheit und der Laserstrahlquelle ge- koppelt ist.
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