JP2012501530A - エッチングによる薄層ソーラーモジュールの端部除去 - Google Patents
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Abstract
Description
a)(透明)電極
b)異なるようにドープされたおよび任意にドープされない半導体層ならびに最終的にいわゆるpinおよびnip構造
c)さらなる電極。
全ての方法は、第1に、サンドジェットおよびまた後に残った一部の層積層体の残渣の結果としての微粒子の不純物によるモジュール表面全体の大面積の汚染(contamination)、第2に除去した端部の隣接領域における焼結現象の固有の不利を有している。加えて、レーザー技術は、高い投資費用によって特徴づけられる。
したがって、本発明の目的は、上述した不利を回避する簡単かつ安価な方法を提供することである。また、本目的は、さらに本方法を実施するのに必要な組成物を提供することにある。
本課題が、この目的に適したエッチングペーストを塗布し、反応が完了した際に適切な方法でペースト残渣を除去するまたは基板表面を洗浄することによる、「ソーラーモジュール」の湿式化学的な端部除去を迅速かつ安価に行うことのできる方法により、簡単な方法で解決されることができることを見出した。本発明は、対応して同様に、この方法に用いられることのできる新規なペーストに関する。
交差指接触構造を有するまたは有しない後部接触(rear-contacted)結晶ソーラー電池、MWT、EWT、PERC、PERLおよびPERTソーラー電池、埋込接触(buried contacts)を有するソーラー電池、シリコンウェーハおよびソーラー電池の端部絶縁(edge insulation)、片面エッチングおよび引き続く研磨により処理されるウェーハ、薄層ソーラー電池の薄層ソーラーモジュールからの分離(separation)および隔離(isolation)、「ソーラーモジュール」および電池の製造におけるビアのエッチング、薄膜トランジスタ(TFT)、液晶(LCD)、エレクトロルミネッセンス(EL)、有機発光ダイオード(OLED)ならびに接触感受性容量性および抵抗性センサの技術に基づいた表示、伝達および照明素子の製造中における構造化工程。
水、ならびに任意に、
有機溶媒および溶媒混合物、
無機および有機酸化剤、
無機および有機酸、
高分子無機および有機増粘剤、
ゲル化剤、網目形成成分および充填剤、
チキソトロープ剤およびレオロジー調整剤、
任意に、錯化剤およびキレート剤、
ならびに隠蔽剤、
任意に、表面活性物質、および流動助剤(flow assistants)および界面活性剤、
任意に、脱泡剤および消泡剤。
有機溶媒は、好ましくはDMSO、NMPなどである。これらの溶媒は単独でおよび混合物として用いられることができる。
特に好ましくは、界面活性剤、例えば、ドデシル硫酸ナトリウムおよび脂肪酸エトキシラート、ポリオキシエチレンラウリルエーテルなど、ならびにこれらの混合物などである。
[1] Hans-Gunther Wagemann, Heinz Eschrich, Photovoltaik [Photovoltaics], 1st Edn., 2007, B. G. Teubner Verlag, Wiesbaden, Germany
[2] A. F. Bogenschutz, Atzpraxis fur Halbleiter [Etching Practice for Semiconductors], 1st Edn., 1967, Carl-Hanser-Verlag, Munchen, Germany
よりよい理解のために、および本発明を説明するために、本発明の保護の範囲内にある例が下記に与えられる。これらの例は、また、可能な変法を説明する役目を果たす。しかしながら、説明した発明の原理の一般的な有効性のため、例は、本出願の保護の範囲をもっぱらこれらに限縮するのに適してはいない。
例1:
ペーストを50.2gのHNO3(33%)、10.6gのNH4HF、4gのキサンタンガムおよび10.6gのイソプロパノールから、強く攪拌することにより成分を互いに順次混合することにより、調製する。
ペーストをガラス/AZO/aSi/Alでできている「ソーラーモジュール」へ塗布する。層積層体をホットプレート上で3分間100℃にてエッチングする。ペーストを120℃で乾燥させた後、ペースト残渣を圧縮空気の集中噴射を用いて2分間にわたって吹き飛ばす。後のエッチングされた構造中の2点の間の伝導率の測定は、>30Mohmの抵抗を与える。
ペーストを170gのH3PO4(85%)、20mlの水、10mlのHNO3(65%)、20gのポリビニルピロリドン、3gのヒドロキシエチルセルロース、2.3gのポリオキシエチレンラウリルエーテル、3gのポリオキシエチレンステアリルエーテルおよび5.2gのフレームブラックから、強く攪拌することにより成分を互いに順次混合することにより、調製する。
次に、
a)ペーストをガラス上のアルミニウム層に塗布し、60℃にて2分間エッチングし、
そして、
b)ペーストをガラス上のMo/Alの2重層に塗布し、60℃にて10分間エッチングする。
次に、ペースト残渣を水の噴射を用いて洗い流す。両方の場合において、金属層の構造体化が起こる。後のエッチングされた構造中の2点の間の伝導率の測定は、>30Mohmの抵抗を与える。
ペーストを170gのH3PO4(85%)、20gのNH4HF2、20mlの水、10mlのHNO3(65%)、20gのポリビニルピロリドン、3gのヒドロキシエチルセルロース、2.3gのポリオキシエチレンラウリルエーテルまたは3gのポリオキシエチレンステアリルエーテルおよび5.2gのフレームブラックから、強く攪拌することにより成分を互いに順次混合することにより、調製する。
次に、
a)ペーストをガラス上のアルミニウム層に塗布し、60℃にて2分間エッチングし、
そして、
b)ペーストをガラス上のMo/Alの2重層に塗布し、60℃にて10分間エッチングする。
エッチングが完了するときに、ペースト残渣を水の噴射を用いて洗い流す。両方の場合において、金属層の構造体化が起こる。後のエッチングされた構造中の2点の間の伝導率の測定は、>30Mohmの抵抗を与える。
ペーストを50gのH3PO4(85%)、6gのNH4HF2、10mlのHNO3(65%)、5gのポリビニルピロリドン、1gのポリオキシエチレンラウリルエーテル、1gのポリオキシエチレンステアリルエーテルおよび5gのポリオレフィン粒体から、強く攪拌することにより成分を互いに順次混合することにより、調製する。
ペーストをガラス/AZO/aSi/Alでできている「ソーラーモジュール」へ塗布し、層積層体のエッチングをホットプレート上で5分間50℃にて行う。ペーストを120℃で2分間乾燥させた後、ペースト残渣を圧縮空気の集中噴射を用いて吹き飛ばす。後のエッチングされた構造中の2点の間の伝導率の測定は、>30Mohmの抵抗を与える。
ペーストを50gのH3PO4(85%)、6gのNH4HF2、10mlのHNO3(65%)、5gのポリビニルピロリドンおよび5gのポリオレフィン粒体から、強く攪拌することにより成分を互いに順次混合することにより、調製する。
ペーストをガラス/AZO/aSi/Alでできている「ソーラーモジュール」へ塗布する。このようにして処理された「ソーラーモジュール」をホットプレート上で、5分間、50℃の温度で温めて、層積層体のエッチングを行う。ペーストを120℃で2分間乾燥させた後、ペースト残渣を圧縮空気の集中噴射を用いて吹き飛ばす。
後のエッチングされた構造中の2点の間の伝導率の測定は、>30Mohmの抵抗を与える。
ペーストを50gの85%H3PO4、6gのNH4HF2、10mlの65%HNO3、3gのポリビニルピロリドン、3gのアミノ官能化ポリアクリル酸および6gのポリオレフィン粒体から、強く攪拌することにより成分を互いに順次混合することにより、調製する。
ペーストをガラス/AZO/aSi/Alでできている「ソーラーモジュール」へ塗布する。このようにして処理された「ソーラーモジュール」をホットプレート上で、5分間、50℃の温度で温めて、層積層体のエッチングを行う。ペーストを120℃で2分間乾燥させた後、ペースト残渣を圧縮空気の集中噴射を用いて吹き飛ばす。
後のエッチングされた構造中の2点の間の伝導率の測定は、>30Mohmの抵抗を与える。
Claims (11)
- ソーラー電池の湿式化学的端部除去のための方法であって、エッチングペーストを基板表面の端部に局所的に塗布し、反応が完了した際にペースト残渣を除去し、任意に適切な方法で基板表面を洗浄し、乾燥することを特徴とする前記方法。
- エッチングステップにおいて、エッチングペーストを基板表面の端部に約1〜2センチメートルの幅で塗布することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- シリコン、a−Siおよびμ−Si(P−i−nおよびn−i−p)層などのドープされたおよびドープされていない半導体層、またはGeおよびこの合金からなる層、またはGaAsおよびこの三元および四元混合物からなる層、または、III−IV族およびII−IV族半導体からなる層、ならびに、Al、Ag、Cu、Ni、Cr、Mo、Ta、Ti、V、W、Zn、TixWy、NixVy、TaxNy、TixNyなどの金属または金属合金からなる層、ならびに/あるいは酸化インジウムスズ(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、酸化インジウム(IO)、酸化アルミニウム亜鉛(AZO)、酸化亜鉛(ZO)または同様の酸化物などの酸化物もしくは混合酸化物または同様の酸化物からなる層、
を1エッチングステップでエッチングすることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - エッチングを、30〜100℃の範囲の温度で行なうことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- ペースト残渣を、エッチングステップ後に、洗浄するまたは吹き飛ばす、および100〜150℃の範囲の昇温にて完全に乾燥させることにより、除去することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 85%H3PO4、NH4HF2および65%HNO3を重量に基づいて7:1:1.5〜10:1:3.5の範囲の比で含む安定なペースト組成物。
- 85%H3PO4、NH4HF2および65%HNO3を重量に基づいて7.5:1:1.8〜9:1:3の範囲の比で含む請求項6に記載の組成物。
- ポリビニルピロリドンおよびポリオレフィン粒体を、増粘剤として含む請求項6または7に記載の組成物。
- ポリビニルピロリドン、ポリオレフィン粒体およびアミノ官能化ポリアクリル酸を含む、請求項6〜8のいずれか一項に記載の組成物。
- 請求項6〜8のいずれか一項に記載のペースト組成物の、「ソーラーモジュール」の端部除去への使用。
- 請求項6〜8のいずれか一項に記載のペースト組成物の、
シリコン、a−Siおよびμ−Si(P−i−nおよびn−i−p)層などのドープされたおよびドープされていない半導体層、またはGeおよびこの合金からなる層、またはGaAsおよびこの三元および四元混合物からなる層、
またはII−IV族およびII−VI族半導体からなる層、
ならびに、Al、Ag、Cu、Ni、Cr、Mo、Ta、Ti、V、W、Zn、TixWy、NixVy、TaxNy、TixNyなどの金属または金属合金からなる層、
ならびに/あるいは酸化インジウムスズ(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、酸化インジウム(IO)、酸化アルミニウム亜鉛(AZO)、酸化亜鉛(ZO)などの酸化物もしくは混合酸化物、または同様の酸化物からなる層のエッチングへの使用。
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