LT6081B - New solar cell emtter contact grid forming method using the full chemical metallization coating method - Google Patents

New solar cell emtter contact grid forming method using the full chemical metallization coating method Download PDF

Info

Publication number
LT6081B
LT6081B LT2013006A LT2013006A LT6081B LT 6081 B LT6081 B LT 6081B LT 2013006 A LT2013006 A LT 2013006A LT 2013006 A LT2013006 A LT 2013006A LT 6081 B LT6081 B LT 6081B
Authority
LT
Lithuania
Prior art keywords
emitter
plate
solar cell
solution
nickel
Prior art date
Application number
LT2013006A
Other languages
Lithuanian (lt)
Other versions
LT2013006A (en
Inventor
Katryna Vida JANUŠONIENĖ
Lina JARAMINĖ
Tomas Lukštaraupis
Julius JANUŠONIS
Valius Čyras
Original Assignee
Uab "Precizika - Met Sc"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Uab "Precizika - Met Sc" filed Critical Uab "Precizika - Met Sc"
Priority to LT2013006A priority Critical patent/LT6081B/en
Publication of LT2013006A publication Critical patent/LT2013006A/en
Publication of LT6081B publication Critical patent/LT6081B/en

Links

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

The invention relates to the field of semiconductor devices, particularly in relation to the solar cells. This invention is a method to produce solar cell emitter grid, with low resistance and good adhesion at which can be easily connected to the connecting cables. To realize this aim, instead of silver creates two layers of nickel and copper chemically coated coating which covered Ni performs ohmic contact function of silicon and copper layer reduces the resistance of the grid. This allows reduce emitter alloying level and increase solar cell efficiency. This solar cell has the following characteristics: a lower cost; easier availability of used items; significantly lower grid tracks that not contouring thin solar cell plates and practically does not shadow, volume; opportunity to thin solar cells.

Description

TECHNIKOS SRITISTECHNICAL FIELD

Šis išradimas yra susijęs su puslaidininkiniais prietaisais, ypač su saulės elementais. Taip pat šis išradimas susijęs su saulės elementų gamybos būdais, ypač su kontaktų formavimu ir su chemine metalizacija (cheminiu dengimu), ruošiant charakteringus konstrukcinius elementus, naudojamus saulės elementų konstravimo bei gamybos procesuose. Taip pat šis išradimas ypač susijęs su emiterio kontaktinio tinklelio formavimo būdais.The present invention relates to semiconductor devices, in particular to solar cells. The present invention also relates to methods of manufacturing solar cells, in particular to contact formation and chemical metallization (chemical coating) in the preparation of characteristic structural elements for use in the construction and production of solar cells. The present invention also relates in particular to methods of forming an emitter contact wire.

TECHNIKOS LYGISTECHNICAL LEVEL

Puslaidininkiniais prietaisais yra vadinami prietaisai, kuriuose yra naudojami puslaidininkiniai elementai ir kurių veikimas pagrįstas puslaidininkių savybėmis. Puslaidininkiai yra medžiagos, kurių elektrinis laidumas yra tarp metalų ir dielektrikų. Šildant ir / arba apšviečiant puslaidininkį elektromagnetine spinduliuote, jame atsiranda laisvųjų krūvininkų (elektronų ir skylučių), kurie ir dalyvauja krūvio pernašos procesuose puslaidininkyje. Priklausomai nuo taikymo specifikos ir nuo taikymo sąlygų, pasaulyje nuolat kuriami vis nauji aukščiau minėti konstrukciniai (sudėtiniai) elementai, kurie pasižymi naujomis ir skirtingomis (besiskiriančiomis) savybėmis. Iš vienos pusės, kadangi puslaidininkinių prietaisų srityje pasaulis juda elementų miniatiūrizacijos link, atsiranda vis sudėtingesni tokių elementų gamybos būdai. Iš kitos pusės, vis dažniau puslaidininkiniai elementai yra integruojami kartu su kitais elementais arba dengiami įvairiomis savybėmis pasižyminčiomis medžiagomis (sluoksniais). Tokiu būdu formuojami konstrukciniai (sudėtiniai) elementai arba taip vadinami „sumuštiniai“.Semiconductor devices are devices that use semiconductor elements and are based on semiconductor properties. Semiconductors are materials whose electrical conductivity is between metals and dielectrics. By heating and / or illuminating a semiconductor with electromagnetic radiation, free charge carriers (electrons and holes) are formed in it and are involved in charge transfer processes in the semiconductor. Depending on the specifics of the application and the application conditions, the aforementioned new structural (composite) elements, which have new and different (different) properties, are constantly being developed in the world. On the one hand, as the world moves towards miniaturization of cells in the field of semiconductor devices, increasingly sophisticated methods of manufacturing such cells are emerging. On the other hand, more and more semiconductor elements are integrated with other elements or coated with different properties (layers). This is how the structural (composite) elements or so-called "sandwiches" are formed.

Žinomas amerikiečių patentas Nr. US2010186808, publikuotas 2010 m. liepos 29 d. Šiame patente yra aprašyta elektrinių kontaktų formavimo būdo pakopa, kurios metu formuojamas metalo silicidas, skirtas ominiam kontaktui suformuoti tarp metalo ir legiruoto sluoksnio. Ominiam kontaktui suformuoti, po metalo dengimo (plating) ant legiruoto sluoksnio paprastai taikoma atkaitinimo / įdeginimo procedūra. Šiame patente siūloma netaikyti atkaitinimo procedūros, bet dengiamų metalų sudėtyje naudoti dielektrikus, pasižyminčius stipriai išreikštomis kvantinio tuneliavimo savybėmis. Tačiau šis patentas nenagrinėja metalų, skirtų kontaktiniam tinkleliui suformuoti, dengimo problematikos.U.S. Pat. US2010186808, published Oct. 2010 July 29 This patent describes a step of forming an electrical contact to form a metal silicide for forming an ohmic contact between a metal and an alloy layer. For forming an ohmic contact, an annealing / tanning procedure is usually applied after plating on the alloy layer. This patent proposes not to use an annealing procedure, but to use dielectrics with strong quantum tunneling properties in the coating metals. However, this patent does not address the problem of coating metals for forming a contact wire.

Taip pat žinomas kinų patentas Nr. CN101414646, publikuotas 2009 m.Also known is Chinese patent no. CN101414646, Published 2009

balandžio 22 d. Šiame patente aprašytas būdas, kuris aukštos temperatūros aplinkoje leidžia pagaminti saulės elementus su tekstūruotu paviršiumi, t.y. saulės elemento paviršius nėra plokščias, bet turi tam tikrą geometriją / architektūrą, pvz.: „pasikartojančių“ namų stogų formos geometriją. Tai leidžia tame pačiame darbiniame saulės spindulių surenkame plote suformuoti tokius saulės elementus, kurie dėl savo tekstūruoto paviršius leistų surinkti daugiau saulės šviesos. Tačiau šis patentas nagrinėja saulės elementų geometriją ir nenagrinėja kontaktinių tinklelių.April 22 This patent describes a method which allows the production of solar cells with a textured surface, i.e. the surface of the solar cell is not flat but has a certain geometry / architecture, such as the geometry of "repetitive" home roofs. This allows solar cells to be formed in the same working area of the sunlight, which, due to its textured surface, would allow more sunlight to be collected. However, this patent deals with the geometry of solar cells and does not deal with contact grids.

Dar žinoma amerikiečių paraiška Nr. WO2010120702, publikuota 2010 m. spalio 21 d. Šioje paraiškoje nagrinėjamas patobulintas tradicinio elektrocheminio dengimo būdo variantas, kuriame naudojami tirpalai, pagerinantys dengimo (depozicijos) spartą. Tačiau elektrocheminio dengimo metodika pasižymi vienu esminiu dideliu trūkumu: reikia elektriškai prijungti kiekvieną elementą.Also known is American Application No. WO2010120702, published Oct. 2010 October 21 The present application contemplates an improved embodiment of a conventional electrochemical coating method that utilizes solutions that improve the coating (deposit) rate. However, the electrochemical plating technique has one major drawback: the need to electrically connect each element.

Žinomas kinų patentas Nr. CN101635319, publikuotas 2010 m. sausio 27 d. Šiame patente nagrinėjamas saulės elementų gamybos būdas, apimantis kontaktą sudarančių metalų garinimo operacijas. Nors garinimas yra pažangus ir turintis nemažai pliusų būdas, tačiau garinimo metu metalo garai dengiami ne tik tose vietose, kuriose turi būti suformuotas kontaktas, bet ir tose vietose, kurios neturi būti užgarintos. Tokiam šalutiniam efektui išvengti taikomi trafaretai arba fotolitografija, bet tai nėra nei patogu, nei iki galo efektyvu. Taip pat reikalinga labai sudėtinga ir gerai suderinta vakuuminė garinimo įranga, kuri dar be to turi ir atkartojamumo / patikimumo problemų.Known Chinese patent no. CN101635319, Published 2010 January 27 This patent relates to a method of manufacturing solar cells which includes evaporation operations of contact metals. Although evaporation is an advanced and advantageous process, metal vapor is not only applied at the point where the contact is to be formed, but also at the point where it is not evaporated. Stencils or photolithography are used to avoid such side effects, but they are neither convenient nor fully effective. It also requires a very sophisticated and well-matched vacuum evaporator, which also has repeatability / reliability problems.

Artimiausias pagal technikos lygį yra japonų patentas Nr. JP9116177, publikuotas 1997 m. gegužės 2 d. Šiame patente aprašytas saulės elementų gamybos būdas, kai ant vario (Cu) ir indžio (In) padėklo, suformuoto cheminės metalizacijos būdu, papildomai yra užnešama CulnSe2 medžiaga, pasižyminti geromis struktūrinėmis bei terminėmis savybėmis. Tokios medžiagos paviršius yra lygus, neturi duobučių bei griovelių, kas leidžia taikyti tokius sluoksnius difrakcinių gardelių gamyboje. Tačiau šis patentas nenagrinėja nikelio (Ni) bei vario (Cu) kombinacijos dengimo galimybių bei privalumų ant legiruoto puslaidininkio silicio (Si) sluoksnio, siekiant atpiginti kontaktinių tinklelių formavimo technologiją bei pagerinti saulės elementų našumą.The closest to the prior art is Japanese patent no. JP9116177, published July 1997. May 2 This patent describes a process for the production of solar cells in which a copper (Cu) and an indium (In) substrate, formed by chemical metallization, is additionally deposited with CulnSe 2 having good structural and thermal properties. Such material has a smooth surface, no holes and grooves, which allows the application of such layers in the production of diffractive gratings. However, this patent does not address the potential and advantages of a combination of nickel (Ni) and copper (Cu) on an alloyed silicon (Si) layer to reduce the cost of lattice forming technology and improve solar cell performance.

Didinant saulės elementų efektyvumą, turi būti pašalinti jo efektyvumą ribojantys faktoriai. Istoriškai taip susiklostė, kad šiuo metu emiterio kontaktiniam tinkleliui formuoti dažniausiai naudojamas sidabras (Ag). Tiesa, dar ankstesniais laikais buvo bandoma naudoti aliuminį (Al), tačiau jo buvo atsisakyta dėl kelių priežasčių: aliuminis (kaip ir dauguma kitų metalų) pasižymi labai stipria rekombinacija prie ribos su puslaidininkiu; silicis (Si) difunduoja į aliuminį (Al) ir formuoja skylutes, kurios šuntuoja pn sandūrą; prie aliuminio (Al) pakankamai sudėtinga ką nors prilituoti ir panašiai. Tačiau Ag irgi yra pakankamai problematiška medžiaga, pasižyminti mažiausiai keliais neigiamais aspektais kaip iš techninės pusės, taip ir iš ekonominės. Vienas iš pagrininių techninių trūkumų yra tas, kad Ag medžiaga nėra ideali saulės elemento efektyvumo prasme, nes reikalauja pakankamai aukšto emiterio legiravimo laipsnio (emiterio paviršinė koncentracija turi būti apytikriai 102°at/cm3). Palyginus su Al, ji yra daug geresnė, tačiau nėra ideali, o legiruoto sluoksnio legiravimo laipsnis yra tiesiogiai susietas su saulės elemento efektyvumu (našumu): kuo emiterio legiravimo laipsnis mažesnis, tuo saulės elemento našumas yra didesnis. Kita techninio pobūdžio problema yra ta, kad, naudojant Ag medžiagą, formuojamo minėto kontaktinio tinklelio juostelių gabaritai (plotis x aukštis) yra pakankamai dideli (siekia net 80pm x 100 pm), o tai irgi yra problema, nes takelių plotis konkuruoja su dielektriko sluoksnio paviršiaus plotu, o aukštis sukuria „šešėlio problemą“: ir vienas, ir kitas faktorius tiesiogiai mažina saulės elemento surenkamų spindulių efektyvų plotą. Šalia techninių trūkumų dar yra ir keli ekonominio bei resursinio charakterio trūkumai. Ag yra pakankamai brangi medžiaga. Taip pat Ag medžiagos resursai Žemėje nėra dideli: paskaičiuota, kad jeigu Ag panaudojimas saulės elementų pramonėje ir toliau vystysis panašiais tempais, Ag dar užteks daugiausiai 30-40 metų. Visi šie minėti trūkumai skatina ieškoti kitų medžiagų: pigesnių, labiau prieinamų bei efektyvesnių. Taip pat skatina ieškoti naujų saulės elementų gamybos būdų: paprastesnių, patogesnių, greitesnių ir efektyvesnių.When increasing the efficiency of solar cells, the factors limiting its efficiency must be removed. Historically, silver (Ag) is commonly used to form the emitter contact wire. True, there have been attempts to use aluminum (Al) in earlier times, but it was abandoned for several reasons: aluminum (like most other metals) exhibits very strong recombination at the boundary with a semiconductor; silicon (Si) diffuses into aluminum (Al) and forms holes that shun the pn junction; soldering to aluminum (Al) is quite difficult and similar. However, Ag is also a rather problematic material with at least a few negative aspects, both technically and economically. One of the major technical drawbacks is that Ag material is not ideal for solar cell efficiency because it requires a sufficiently high degree of emitter doping (emitter surface concentration should be approximately 10 2 ° at / cm 3 ). Compared to Al, it is much better, but not ideal, and the degree of doping of the alloy layer is directly related to the efficiency of the solar cell: the lower the doping degree of the emitter, the higher the solar cell performance. Another technical problem is that with the Ag material, the size (width x height) of said contact wire strips is large enough (up to 80pm x 100 pm), which is also a problem since the width of the tracks competes with the surface of the dielectric layer. and altitude creates a "shadow problem": both factors directly reduce the effective area of the solar cell's incident rays. In addition to technical drawbacks, there are also several drawbacks in economic and resource terms. Ag is expensive enough material. Also, the material resources of Ag on Earth are not large: it is estimated that, if the utilization of Ag in the solar cell industry continues to develop at a similar rate, Ag will last a maximum of 30-40 years. All these shortcomings encourage the search for other materials: cheaper, more affordable and more efficient. It also encourages the search for new ways to produce solar cells: simpler, more convenient, faster and more efficient.

IŠRADIMO ESMĖTHE SUBSTANCE OF THE INVENTION

Šio išradimo tikslas - sukurti efektyvesnį, greitesnį, pigesnį, paprastesnį bei prieinamesnį emiterio kontaktinio tinklelio formavimo būdą, kuris užtikrintų patikimą saulės elementų darbą.The object of the present invention is to provide a more efficient, faster, cheaper, simpler and more accessible method of forming an emitter contact wire that provides reliable operation of solar cells.

Šiuo metu pasaulyje dažniausiai naudojamas emiterio kontaktinio tinklelio formavimo būdas, kurio pagrindą sudaro sidabras (Ag). Jo (sidabro) dengimas ant dielektriko dažniausiai vyksta šilkografijos ir jdeginimo būdu. Šio išradimo esmė - pakeisti sidabrą (Ag) į kitą elementą arba jų junginį / kombinaciją, siekiant sumažinti rekombinacijos procesą, vykstantį dėl emiterio legiravimo, nes kaip buvo minėta aukščiau, stipriai legiruotas emiteris reiškia saulės elemento efektyvumo praradimą.Currently, the most common emitter contact wire forming method based on silver (Ag) is used. Its (silver) coating on the dielectric is usually by silk screening and annealing. It is an object of the present invention to replace silver (Ag) with another element or compound / combination thereof in order to reduce the recombination process due to the emitter doping because, as mentioned above, a doped dopant means loss of solar cell efficiency.

Šio išradimo esmė yra būdas, leidžiantis pagaminti saulės elemento emiterio tinklelį, pasižymintį maža varža ir gera adhezija, prie kurio galima būtų lengvai prijungti jungiančiuosius laidus. Tam tikslui realizuoti, vietoj sidabro (Ag) yra sukuriama dvisluoksnė nikelio ir vario (Ni + Cu) cheminiu būdu padengta danga, kurioje padengtas ir įdegintas Ni atlieka ominio kontakto funkciją su siliciu (Si), o vario (Cu) sluoksnis sumažina tinklelio varžą. Kadangi tokio junginio kontaktinė varža su Si yra pakankamai žema platesniame paviršinių koncentracijų intervale, todėl emiteris gali būti mažiau legiruotas, o tai reiškia, kad visas saulės elementas gali dirbti efektyviau.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for producing a solar cell emitter screen having low impedance and good adhesion to which connecting cables can be easily connected. To accomplish this, a two-layer chemically coated coating of nickel and copper (Ni + Cu) is created in place of silver (Ag), in which the coated and sintered Ni performs an ohmic contact with silicon (Si) and the copper (Cu) layer reduces the mesh impedance. Since the contact resistance of such a compound with Si is low enough over a wider range of surface concentrations, the emitter may be less doped, which means that the entire solar cell can work more efficiently.

Šio išradimo papildomas išskirtinis bruožas yra tas, kad minėti sluoksniai (Ni + Cu) yra dengiami pilnai cheminiu būdu, o tai leidžia išvengti nepatogių, brangių, lėtų ir neefektyvių taikomų dengimo būdų (elektrocheminių, garinimo, metalo pastos šilkografijos ir panašiai), kurie yra taikomi šiuo metu saulės elementų gamybos pramonėje.A further distinguishing feature of the present invention is that the said layers (Ni + Cu) are completely chemically coated, which prevents the inconvenient, expensive, slow and inefficient application of the applied coating methods (electrochemical, evaporation, metallic paste silk screening, etc.). currently applicable in the solar cell manufacturing industry.

Šio išradimo būdu pagamintas saulės elementas išsiskiria šiomis teigiamomis savybėmis (esminiai šio išradimo išskirtiniai bruožai yra šie):The solar cell produced by the present invention has the following positive features (the essential features of the present invention are as follows):

maža savikaina, nes naudojami tirpalai yra nebrangūs ir lengvai prienami;low cost because the solutions used are inexpensive and easy to access;

nenaudojami reti elementai (pvz., Ag), kurių natūralūs resursai gali santykinai greitai pasibaigti (apytikriai 30-40 metų laikotarpyje);the use of rare elements (such as Ag) whose natural resources may be depleted relatively quickly (approximately 30-40 years);

gaunami mažesnio tūrio (pločio x aukščio) takeliai (apytikriai 40 pm (plotis) x 15 pm (aukštis)), kurie neišlenkia plonų saulės elementų plokštelių dėl savo masės bei praktiškai nesudaro šešėlių aplink šiuos takelius (palyginimui: technologiškai gaunami Ag takeliai yra apytikriai tokių matmenų: 80 pm (plotis) x 100 pm (aukštis));obtains lower volume (width x height) tracks (approx. 40 pm (width) x 15 pm (height)) that do not bend thin solar cell plates due to their weight and practically do not create shadows around these tracks (for comparison: technologically derived Ag tracks are approximately dimensions: 80 pm (width) x 100 pm (height));

taikant šio išradimo (Ni + Cu) dengimo metodiką pilnai cheminiu būdu, atsiranda galimybė dar labiau ploninti saulės elementus, t.y, taupyti pagrindinę medžiagą - Si;full chemical application of the coating (Ni + Cu) coating method of the present invention provides the opportunity to further thin the solar cells, i.e., to save the parent material, Si;

taikant šią metodiką, galima žymiai sparčiau ir patogiau formuoti emiterio kontaktinio tinklelio struktūras (pagal greitį, palyginus su elektrocheminiais būdais, beveik visa eile), taip pat galima valdyti minėtų elementų dengimo greitį.this technique allows for a much faster and more convenient formation of the emitter contact wire structures (in terms of velocity versus electrochemical methods, almost the entire sequence), and also controls the coating rate of said elements.

TRUMPAS BRĖŽINIŲ FIGŪRŲ APRAŠYMASBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING FIGURES

Fig. 1 yra pavaizduota saulės elemento sudėtinė plokštelė (tos srities specialistų aplinkoje dar vadinama kaip: saulės elemento plokštelės skersinis pjūvis) prieš apdorojimą šio išradimo būdu, susidedanti iš legiruoto puslaidininkio bei dielektriko, kuriame yra atidaryta / suformuota lokali anga.FIG. 1 illustrates a solar cell composite plate (also known in the art as a cross-section of a solar cell plate) prior to processing by the present invention, consisting of an alloy semiconductor and a dielectric having an open / formed local opening.

Fig. 2 yra pavaizduota saulės elemento sudėtinė plokštelė po pirminio apdorojimo aktyvatoriaus tirpale bei nikelio tirpale, kai susiformuoja nikelio sluoksnis.FIG. Figure 2 shows a composite plate of a solar cell after pretreatment with activator solution and nickel solution when a nickel layer is formed.

Fig. 3 yra pavaizduota saulės elemento sudėtinė plokštelė po antrinio apdorojimo aktyvatoriaus tirpale bei vario tirpale, kai susiformuoja vario sluoksnis.FIG. 3 shows a composite plate of a solar cell after secondary treatment in an activator solution and a copper solution as the copper layer forms.

TINKAMIAUSI JGYVENDINIMO VARIANTAIPREFERRED OPTIONS FOR IMPLEMENTATION

Iš vienos pusės, šio išradimo tikslas - sukurti naują efektyvesnį, spartesnį, prieinamesnį emiterio kontaktinio tinklelio formavimo būdą, kuris padidintų saulės elemento efektyvumą ir kuris tiktų saulės elemento emiteriui su mažesne paviršine priemaišų koncentracija. Iš kitos pusės, reikia siekti, kad naujas būdas pasižymėtų mažesne kaina, paprastesnių naudojamų medžiagų prieinamumu, būtų patogus ir užtikrintai valdomas. Šiuo metu pasaulyje daugiausia naudojamas emiterio kontaktinio tinklelio formavimo būdas, kurio pagrindą (kaip ir buvo minėta aukščiau) sudaro Ag. Ag dengimas vyksta žinomais šilkografijos ir įdeginimo būdais. Tam, kad jų kontaktinė varža su emiteriu būtų priimtinose ribose, emiterio priemaišinių atomų paviršinė koncentracija turi būti ne mažesnė, kaip 102°at/cm3, o tai reiškia, kad reikia stipriai legiruoto emiterio. Kadangi stipriai legiruotas emiteris reiškia saulės elemento efekyvumo praradimą, todėl buvo ieškota naujo ir geresnio sprendimo, nes sumažinus paviršinę emiterio priemaišinių atomų koncentraciją, yra tiesiogiai pagerinamas saulės elemento (SE) našumas (efektyvumas). Atlikto darbo tikslas 6 emiteriui, padengtam dielektriko sluoksniu, sudaryti metalinį kontaktinį tinklelį, kuris turėtų mažą kontaktinę varžą esant vidutinei (1-5 x 1019at/cm3) emiterio priemaišinių atomų paviršinei koncentracijai, t.y. sumažinti šią koncentraciją beveik visa eile. Siekiant sumažinti srovės nuostolius, metalinis tinklelis, sudarantis ominį kontaktą su puslaidininkio medžiga (Si), privalo pasižymėti pakankamai maža varža. Taip pat minėtas tinklelis turi turėti gerą adheziją (sukibimą), kad prie jo būtų galima lengvai prilituoti jungiančiuosius laidus. Tam tikslui realizuoti yra sukurta dvisluoksnė nikelio ir vario (Ni+Cu) chemiškai padengta danga. Ni po įdeginimo procedūros sudaro ominį kontaktą su Si, o Cu sluoksnis sumažina tinklelio varžą. Abu sluoksniai dengiami cheminiu būdu, todėl savaime susitapdina su iki Si atidaryta anga dielektrike. Ni kontaktinė varža su Si yra pakankamai žema platesniame fosforo (P) ir boro (B) paviršinių koncentracijų intervale.On the one hand, it is an object of the present invention to provide a new, more efficient, faster, accessible method of forming an emitter contact grid that enhances the efficiency of a solar cell and is suitable for a solar cell emitter with a lower surface impurity concentration. On the other hand, there is a need to make the new method less expensive, easier to use, easier to use and reliable. Currently, the emitter contact grid formation method based on Ag (as mentioned above) is the most widely used method. Ag coating is carried out by known methods of screen printing and tanning. In order to keep their contact resistance with the emitter within acceptable limits, the impurity atoms of the emitter must have a surface concentration of at least 10 2 ° at / cm 3 , which means that a highly doped emitter is required. Since a high-alloyed emitter means a loss of solar cell efficiency, a new and better solution has been sought, since reducing the surface concentration of the emitter impurity atoms directly improves the efficiency of the solar cell (SE). The aim of this work is to form a metal contact wire for a 6 emitter coated with a dielectric layer, which would have a low contact resistance at the average (1-5 x 10 19 at / cm 3 ) concentration of the emitter impurity atoms. To minimize current losses, the metal mesh that is in ohmic contact with the semiconductor material (Si) must have a sufficiently low impedance. Also, said mesh must have good adhesion so that the connecting wires can be easily soldered to it. For this purpose, a two-layer chemically coated nickel-copper (Ni + Cu) coating is developed. Ni forms an ohmic contact with Si after the tanning procedure and the Cu layer reduces the mesh impedance. Both layers are chemically coated and thus self-adhesive to the opening up to Si in the dielectric. Ni contact resistance with Si is sufficiently low over a broad range of surface concentrations of phosphorus (P) and boron (B).

Fig. 1 yra pavaizduota saulės elemento sudėtinė plokštelė (E) prieš apdorojimą, susidedanti iš legiruoto puslaidininkio (1, 3) bei dielektriko (2), kuriame yra atidaryta / suformuota lokali anga (4). Saulės elemento plokštelės (E) viršuje bei apačioje yra dielektriniai sluoksniai (2). Legiruotas puslaidininkis (1, 3) susideda iš dviejų dalių: iš boru (B) legiruoto p-tipo puslaidininkio (1) ir fosforu (P) legiruoto n-tipo puslaidininkio (3). P legiruotą n-tipo puslaidininkį vadiname tiesiog emiterių (3), būtent jo priemaišinių atomų paviršinės koncentracijos svarbą ir minėjome aukščiau. Reikalingos geometrijos minėta lokali anga (4), atitinkanti kontaktinio tinklelio topologiją, yra suformuota taikant bet kurį vieną iš šiuo metu žinomų būdų: fotolitografiją, elektronolitografiją, lazerinę abliaciją ir panašiai. Puslaidininkis gali būti legiruotas ne tik P ir B, bet ir kitais tinkamais elementais. Minėtas emiteris (3) taip pat gali būti ir p-tipo (atitinkamai likusi puslaidininkio dalis tada yra n-tipo). Tokiu būdu paruošta plokštelė (fig. 1, E) (ruošinys) merkiama į aktyvatoriaus tirpalą, kurio paskirtis išvalyti minėtos plokštelės (E) emiterio (3) paviršių nuo dielektriko (2) likučių. Aktyvatoriaus tirpale būtinai turi būti fluoro jonų (F'), taip pat gali būti metalo jonų pvz.: aukso (Au) arba paladžio (Pd). Išlaikius tam tikrą laiką (10 s - 20 min.) aktyvatoriaus tirpale, plokštelė (E) perkeliama į tirpalą turintį Ni jonų (Ni tirpalas) ir išlaikoma jame reikiamą laiko intervalą. Minėto Ni tirpalo pH yra apytikriai 8-10, jo temperatūra yra apytikriai 50-95 °C. Priklausomai nuo tirpalo temperatūros ir laiko, angoje nusėdęs Ni padengia visą atvirą Si (emiterio) paviršių (fig. 2). Fig. 2 yra pavaizduota saulės elemento sudėtinė plokštelė (E) po pirminio apdorojimo aktyvatoriaus tirpale bei nikelio (Ni) tirpale, kai susiformuoja Ni sluoksnis (5), sudarantis ominį kontaktą su Si emiteriu (3). Priklausomai nuo naudojamo reduktoriaus tipo tirpale, chemiškai padengto Ni sluoksnyje yra iki 6% P arba B (čia P ir B ateina iš Ni tirpalo sudedamųjų dalių, kurių proporcijos gali keistis pagal poreikį). Siekiant sudaryti Ni ominį kontaktą su Si, plokštelė (E) su nusėdusiu Ni atkaitinama inertinėje atmosferoje. Ni dalinai difunduoja į Si, sudarydamas Ni silicidą. Minėtas atkaitinimas inertinėje atmosferoje vykdomas apytikriai 200-600 °C temperatūrų intervale, o laikas (t) priklauso nuo norimo silicido sluoksnio storio. Sekantis etapas kontaktinio tinklelio varžos sumažinimas. Tuo tikslu plokštelė (E) merkiama į aktyvatoriaus tirpalą, kuris paprastai yra rūgštinis. Aktyvatoriaus temperatūra 20-60 °C. Plokštelė (E) išlaikoma aktyvatoriuje apytikriai 30-90 s, o vėliau merkiama į tirpalą, turintį vario (Cu) jonų. Vario tirpalo temperatūra yra apytikriai 20-50°C, pH intervalas yra apytikriai 12,0-13,3. Cu nusėda tose zonose, kurios padengtos Ni sluoksniu (fig. 3). Fig. 3 yra pavaizduota saulės elemento sudėtinė plokštelė (E) po antrinio apdorojimo aktyvatoriaus tirpale bei vario (Cu) tirpale, kai susiformuoja vario sluoksnis. Pokštelė (E) išlaikoma tirpale tol, kol nusėda reikiamo storio Cu sluoksnis. Po to plokštelė (E) ištraukiama iš tirpalo, nuplaunama ir išdžiovinama.FIG. 1 illustrates a composite plate (E) of a solar cell prior to treatment, consisting of an alloy semiconductor (1, 3) and a dielectric (2) having an open / formed local opening (4). The solar cell plate (E) has dielectric layers (2) at the top and bottom. The doped semiconductor (1, 3) consists of two parts: a boron (B) doped p-type semiconductor (1) and a phosphorus (P) doped n-type semiconductor (3). We call the doped n-type semiconductor simply the importance of the emitter (3), namely the surface concentration of its impurity atoms, and we mentioned above. The said local aperture (4) of the required geometry corresponding to the contact grid topology is formed by any one of the currently known methods: photolithography, electron lithography, laser ablation and the like. In addition to P and B, the semiconductor may be doped with other suitable elements. Said emitter (3) may also be of p-type (respectively, the remainder of the semiconductor is then n-type). The plate (Fig. 1, E) (blank) thus prepared is immersed in an activator solution for cleaning the surface of the emitter (3) of said plate (E) from residues of the dielectric (2). The activator solution must necessarily contain fluorine ions (F ') and may also contain metal ions such as gold (Au) or palladium (Pd). After holding the activator solution for a period of time (10 s to 20 min), the plate (E) is transferred to the solution containing Ni ions (Ni solution) and kept there for the required time interval. Said Ni solution has a pH of about 8-10 and a temperature of about 50-95 ° C. Depending on the temperature and time of the solution, the Ni deposited in the orifice covers the entire open surface of the Si (emitter) (Fig. 2). FIG. 2 shows a composite plate (E) of a solar cell after pretreatment with an activator solution and a nickel (Ni) solution, whereby a layer of Ni (5) is formed which is in ohmic contact with the Si emitter (3). Depending on the type of reducing agent used in the solution, the chemically coated Ni layer contains up to 6% P or B (where P and B come from the components of the Ni solution, the proportions of which may vary as needed). The plate (E) with Ni deposited is annealed in an inert atmosphere to form a Ni ohmic contact with Si. Ni diffuses partially into Si, forming Ni silicide. Said annealing in an inert atmosphere is carried out at a temperature in the range of about 200-600 ° C, and the time (t) depends on the desired thickness of the silicide layer. The next step is to reduce the resistance of the contact wire. For this purpose, plate (E) is immersed in an activator solution which is usually acidic. Activator temperature 20-60 ° C. Plate (E) is maintained in the activator for approximately 30-90 s and then immersed in a solution containing copper (Cu) ions. The temperature of the copper solution is approximately 20-50 ° C and the pH range is approximately 12.0-13.3. Cu precipitates in the areas covered by the Ni layer (Fig. 3). FIG. 3 shows a composite plate (E) of a solar cell after secondary treatment in an activator solution and a copper (Cu) solution to form a copper layer. Retain the slide (E) in solution until the required layer of Cu is deposited. The plate (E) is then removed from the solution, washed and dried.

Toliau pateikiami keli įgyvendinimo pavyzdžiai.Here are some examples of implementation.

Pirmasis įgyvendinimo pavyzdys, kai paruošimas iki apdorojimo vyksta fotolitografijos būdu.A first example of an embodiment wherein the pre-treatment preparation is by photolithography.

Si plokštelė su emiteriu ir termiškai užaugintu S1O2 sluoksniu dengiama fotorezisto sluoksniu ir eksponuojama per emiterio kontaktinio tinklelio fotošabloną. Po to ryškinama, dubliuojama ir buferiniu ėsdikliu SiO2 išėsdinama tose vietose, kurios nepridengtos fotorezisto sluoksniu. Taip paruošta plokštelė merkiama į HF vandeninį tirpalą (4-8%), turintį 0,05-0,08 g/l aukso (Au) ir išlaikoma jame apytikriai 20-60 s. Po to plokštelė ištraukiama iš aktyvatoriaus tirpalo ir merkiama į 50-95 °C nikeliavimo tirpalą, susidedantį iš:This plate with the emitter and the thermally grown S1O2 layer is covered with a photoresist layer and exposed via an emitter photo grid. It is then developed, duplicated, and buffered with SiO 2 in areas not covered by a photoresist. The plate thus prepared is immersed in HF aqueous solution (4-8%) containing 0.05-0.08 g / l gold (Au) and kept for approximately 20-60 s. The plate is then removed from the activator solution and immersed in a 50-95 ° C nickel solution consisting of:

NiCI26H2ONiCl 2 6H 2 O - 20-40 g; 20-40 g; NaH2PO2H2ONaH 2 PO 2 H 2 O - 5-15 g; 5-15 g; (NH4)2HC6H5O7 (NH 4 ) 2 H C 6 H 5 O 7 - 50-75 g; 50-75 g; NH4CI NH 4 Cl - 30-50 g. - 30-50g.

Šiame Ni tirpale plokštelė išlaikoma 60-240 s, ištraukiama iš jo, nuplaunama dejonizuotu vandeniu ir išdžiovinama. Tada plokštelė pamerkiama j karštą dimetilformamidą arba į kitą fotorezistui nuimti naudojamą medžiagą. Po to vėl plaunama dejonizuotu vandeniu ir išdžiovinus dedama į Ni įdeginimo kamerą. Ni jdeginimas vyksta inertinėje arba redukuojančioje atmosferoje (N2, Ar, taip pat gali būti H2), esant 200-600 °C temperatūrai, laikas gali keistis apytikriai nuo 5 s iki 60 min. Plokštelės (E) iš Ni įdeginimo proceso / kameros yra perkeliamos į cheminio variavimo kamerą. Kasetė su plokštelėmis 30-300 s merkiama j HCI vandeninį 3060°C tirpalą, nuplaunama dejonizuotu vandeniu ir merkiama j paruoštą naudojimui variavimo tirpalą, susidedantį iš:In this Ni solution, the plate is held for 60 to 240 s, removed from it, rinsed with deionized water and dried. The plate is then immersed in hot dimethylformamide or other material used to remove the photoresist. It is then washed again with deionized water and, after drying, placed in a Ni tanning chamber. Ni combustion takes place in an inert or reducing atmosphere (N 2, Ar, and may also be H 2 ) at 200-600 ° C, and the time may vary from about 5 s to about 60 min. Plates (E) are transferred from the Ni tanning process / chamber to the chemical variation chamber. The plate cartridge is immersed in HCl aqueous solution at 3060 ° C for 30-300 s, rinsed with deionized water and immersed in a ready-to-use propellant solution consisting of:

CuSO4 - 0,06 mol/l;CuSO 4 - 0.06 mol / L;

Trilonas B - 0,08 mol/l;Trillon B 0.08 mol / L;

Glicinas - 0,06 mol/l;Glycine 0.06 mol / L;

Priedas A - 0-3 mg/l;Attachment A - 0-3 mg / l;

Priedas B - 0-0,156 mg/l;Attachment B - 0-0.156 mg / L;

NaOH -10 mol/l;NaOH -10 mol / l;

Formaldehidas - 0,15 mol/l;Formaldehyde 0.15 mol / L;

Kiti parametrai yra tokie: temperatūros intervalas: 20-50 °C, įkrovos dydis (aktyvaus paviršiaus plotas) <1 dm2/l, pH - 12,3-13,3. Šiomis sąlygomis pasiekiamas Cu dengimo greitis: 3-10 pm/val.Other parameters are: temperature range: 20-50 ° C, charge size (active surface area) <1 dm 2 / l, pH 12.3-13.3. Under these conditions, a Cu coating rate of 3-10 pm / h is achieved.

Antrasis įgyvendinimo pavyzdys (paruošimas iki apdorojimo vyksta lazerinės abliacijos būdu).The second embodiment (laser pre-treatment preparation is laser ablation).

Ant plokštelės su emiterių plazmocheminiu būdu (angį. PECVD) uždengiamas SixNy sluoksnis ir jame lazeriu išabliuojamas emiterio kontaktinio tinklelio piešinys, kaip tai parodyta Fig. 1. Angoje (4) į paviršių išeina Si, t.y. emiteris (3). Taip paruošta plokštelė (E) merkiama nustatytam laikui (nuo 20 s iki 8 min ir daugiau) į aktyvatoriaus tirpalą. Išlaikymo laikas priklauso nuo aktyvatoriaus tirpalo koncentracijos, abliacijos režimo ir pradinio SixNy sluoksnio storio. Aktyvatorius yra 4-40 procentų HF arba jos druskų vandeninis tirpalas. Po to minėta plokštelė (E) ištraukiama iš aktyvatoriaus (aktyvavimo tirpalo) ir, esant 50-95 °C temperatūrai, įmerkiama į nikeliavimo tirpalą, kurio sudėtis yra aprašyta pirmajame įgyvendinimo pavyzdyje. Nikeliavimo tirpale plokštelė išlaikoma apytikriai 60-240 s, ištraukiama iš jo, nuplaunama dejonizuotu vandeniu ir išdžiovinus dedama į Ni įdeginimo kamerą. Ni jdeginimas vyksta inertinėje arba redukuojančioje atmosferoje (N2, Ar, gali būti su H2), esant 200-600 °C temperatūrai, laikas gali keistis apytikriai nuo 5 s iki 60 min. Plokštelės (E) iš Ni įdeginimo proceso / kameros yra perkeliamos j cheminio variavimo kamerą. Kasetė su plokštelėmis 30-300 s merkiama į HCI vandeninį 3060°C tirpalą, nuplaunama dejonizuotu vandeniu ir merkiama į paruoštą naudojimui variavimo tirpalą. Variavimo tirpalo sudėtis irgi yra pateikta pirmajame įgyvendinimo pavyzdyje. Variavimo laikas priklauso nuo reikiamo padengti Cu storio. Cu auga tik ant vietų, kurios yra padengtos Ni.The plate with emitter plasmochemistry (PECVD) covers the Si x N y layer and laser-etches the emitter contact wire pattern as shown in Figs. 1. In the opening (4), Si, i.e. the emitter (3), exits the surface. Plate (E) thus prepared is immersed in the activator solution for a set time (20 seconds to 8 minutes and more). The retention time depends on the activator solution concentration, the ablation mode, and the initial Si x N y layer thickness. The activator is an aqueous solution of 4-40 percent HF or its salts. The plate (E) is then removed from the activator (activation solution) and immersed at 50-95 ° C in a nickel solution of the composition described in the first embodiment. In the nickel plating solution, the plate is held for about 60-240 s, removed from it, rinsed with deionized water and dried in a Ni ignition chamber. Ni combustion takes place in an inert or reducing atmosphere (N 2, Ar, may be present with H 2) at 200-600 ° C and the time may vary from about 5 s to about 60 min. Plates (E) are transferred from the Ni combustion process / chamber to the chemical propelling chamber. The plate cassette is immersed in HCl aqueous solution at 3060 ° C for 30-300 s, rinsed with deionized water and immersed in ready to use solution. The composition of the variation solution is also given in the first embodiment. The dwell time depends on the required thickness of Cu to be coated. Cu grows only on sites that are coated with Ni.

Tokiu būdu saulės elemento emiterio kontaktinio tinklelio naujas formavimo būdas apima šias pakopas:Thus, the new method of forming a solar cell emitter contact wire comprises the following steps:

1) saulės elemento sudėtinės plokštelės (E), susidedančos iš paruoštos geometrijos legiruoto puslaidininkio (1), dielektriko (2), emiterio (3) bei suformuotos angos (4), paruošimą iki apdorojimo taikant cheminio dengimo būdą;1) preparing a solar cell composite wafer (E) consisting of a prepared geometry doped semiconductor (1), a dielectric (2), an emitter (3) and a preformed aperture (4) by chemical coating;

2) minėtos saulės elemento sudėtinės plokštelės (E) patalpinimą į aktyvatoriaus tirpalą bei palaikymą jame užduotą laiko intervalą, siekiant nuimti nuo emiterio (3) paviršiaus dielektriko (2) likučius;2) placing said solar cell composite plate (E) in the activator solution and maintaining it therein for a time interval to remove residual dielectric (2) from the emitter (3) surface;

3) minėtos plokštelės (E) patalpinimą į Ni tirpalą bei palaikymą jame užduotą laiko intervalą, sekiant padengti Ni (5) ant plokštelės (E) emiterio (3) paviršiaus;3) placing said plate (E) in a solution of Ni and maintaining it thereon for a time interval, successively depositing Ni (5) on the surface of the emitter (3) of the plate (E);

4) priklausomai nuo paruošimo iki apdorojimo būdo, jeigu buvo taikyta fotolitografija, minėtos plokštelės (E) nuplovimą dejonizuotu vandeniu bei išdžiovinimą (jeigu buvo taikyta abliacija, ši pakopa praleidžiama);(4) Depending on the preparation prior to treatment, if photolithography has been used, rinsing said plate (E) with deionized water and drying (if ablation has been applied, this step is omitted);

5) priklausomai nuo paruošimo iki apdorojimo būdo, jeigu buvo taikyta fotolitografija, minėtos plokštelės (E) pamerkima į dimetilformamidą arba kitą fotorezistui nuimti naudojamą tirpalą, siekiant nuimti fotorezisto likučius (jeigu buvo taikyta abliacija, ši pakopa praleidžiama);5) depending on the preparation and treatment, if photolithography has been used, immerse said plate (E) in dimethylformamide or another solution used to remove the photoresist (this step is omitted if ablation has been used);

6) minėtos plokštelės patalpinimą į Ni įdeginimo kamerą ir Ni jdeginimą inertinėje arba redukuojančioje atmosferoje;6) placing said plate in a Ni combustion chamber and Ni combustion in an inert or reducing atmosphere;

7) minėtos plokštelės (E) patalpinimą į aktyvatoriaus tirpalą bei palaikymą jame užduotą laiko intervalą, siekiant nuimti nuo Ni (5) paviršiaus nikelio oksido darinius;7) placing said plate (E) in the activator solution and maintaining it therein for a time interval to remove nickel oxide derivatives from the Ni (5) surface;

8) minėtos plokštelės (E) patalpinimą į Cu tirpalą ir palaikymą jame užduotą laiko intervalą, siekini padengti Cu (6) ant nikelio (5) (jau kitos) redukcinės reakcijos dėka;8) placing said plate (E) in a Cu solution and maintaining it therein for a time interval, with the aim of depositing the Cu (6) on the nickel (5) by means of a (already other) reduction reaction;

9) minėtos plokštelės (E) nuplovimą dejonizuotu vandeniu bei išdžiovinimą.9) rinsing said plate (E) with deionized water and drying.

Šio būdo pabaigoje gauname saulės elemento sudėtinę plokštelę (E), kuri pasižymi šiomis išskirtinėmis (teigiamomis) savybėmis:At the end of this process, we obtain a composite plate (E) for the solar cell, which has the following distinctive (positive) properties:

maža savikaina, nes naudojami tirpalai yra nebrangūs ir lengvai prienami;low cost because the solutions used are inexpensive and easy to access;

nenaudojami retieji elementai, kurių natūralūs resursai gali santykinai greitai pasibaigti;unused rare elements whose natural resources may be exhausted relatively quickly;

mažesnio tūrio takeliais (apytikriai 40 pm (plotis) x 15 pm (aukštis)), kurie neišlenkia plonų saulės elementų plokštelių dėl jų masės bei nesudaro šešėlių aplink šiuos takelius (palyginimui: Ag takeliai yra apytikriai tokių matmenų: 80 pm (plotis) x 100 pm (aukštis));smaller volume tracks (approximately 40 pm (width) x 15 pm (height)) that do not bend thin panels of solar cells due to their mass or create shadows around these tracks (for comparison: Ag tracks are approximately 80 pm (width) x 100 pm (height));

taikant šio išradimo Ni+Cu dengimo metodiką pilnai cheminiu būdu, atsiranda galimybė dar labiau ploninti saulės elementus, t.y. dar daugiau didinti jų efektyvumą;By applying the Ni + Cu coating technique of the present invention to a fully chemical process, it is possible to further thin the solar cells, i.e. further increase their efficiency;

taikant šią metodiką, galima žymiai sparčiau formuoti emiterio kontaktinio tinklelio struktūras (palyginus su elektrocheminiais būdais, beveik visa eile), taip pat galima valdyti dengimo greitį.this technique allows for a much faster formation of the emitter contact wire structures (compared to electrochemical methods in almost the whole sequence), and also the control of the coating rate.

Siekiant iliustruoti ir aprašyti šj išradimą, aukščiau yra pateikti tinkamiausių įgyvendinimo variantų aprašymai. Tai nėra išsamus arba ribojantis išradimas, kuriuo siekiama nustatyti tikslią formą arba įgyvendinimo variantą. | aukščiau pateiktą aprašymą reikia žiūrėti daugiau kaip į iliustraciją, o ne kaip į apribojimą. Akivaizdu, kad tos srities specialistams gali būti akivaizdžios daugybė modifikacijų ir variacijų.In order to illustrate and describe the present invention, descriptions of preferred embodiments are set forth above. It is not a complete or limiting invention that seeks to determine the exact form or embodiment. | the description above should be viewed as an illustration rather than a limitation. Obviously, many modifications and variations may be apparent to those skilled in the art.

įgyvendinimo variantai yra parinkti ir aprašyti tam, kad tos srities specialistai geriausiai išaiškintų šio išradimo principus ir jų geriausią praktinį pritaikymą, skirtą skirtingiems įgyvendinimo variantams su skirtingomis modifikacijomis, tinkančiomis konkrečiam panaudojimui arba įgyvendinimo pritaikymui, nes konkrečiu atveju kiekybiniai šio panaudojimo būdo pritaikymo rodikliai gali skirtis. Numatyta, kad išradimo apimtis apibrėžiama prie jo pridėta apibrėžtimi ir jos ekvivalentais, kuriuose visi minėti terminai turi prasmę plačiausiose ribose, nebent nurodyta kitaip. Turi būti pripažinta, kad įgyvendinimo variantuose, aprašytuose tos srities specialistų, gali būti pateikti pakeitimai, nenukrypstantys nuo šio išradimo apimties, kaip tai nurodyta toliau pateiktoje apibrėžtyje.Embodiments are selected and described for the best understanding of the principles of the present invention and their best practical application for different embodiments with different modifications suitable for a particular application or embodiment, since the quantitative adaptations of this embodiment may vary from case to case. The scope of the invention is intended to be defined by the appended definition and its equivalents, in which all the foregoing terms have the widest possible meaning, unless otherwise stated. It will be appreciated that the embodiments described by those skilled in the art may make changes within the scope of the present invention as defined in the following definition.

Claims (4)

IŠRADIMO APIBRĖŽTISDEFINITION OF INVENTION 1. Sudėtinis elementas, skirtas puslaidininkiniams prietaisams, ypač saulės elementams, gaminti, susidedantis iš dielektriko sluoksnių, (legiruoto) puslaidininkinio padėklo bei suformuotos angos (langelio), siekiant atverti puslaidininkio paviršių technologiniam apdirbimui, ypač selektyviam metalo dengimui, besiskiriantis tuo, kad:1. A composite element for the manufacture of semiconductor devices, in particular solar cells, consisting of dielectric layers, a (doped) semiconductor substrate and a molded opening to open the surface of the semiconductor for processing, in particular selective plating, characterized in that: ant sudėtinio elemento (E) legiruoto puslaidininkinio padėklo (emiterio (3)) paviršiaus cheminiu būdu yra padengtas nikelis (Ni), kuris sudaro ominį kontaktą su minėtu emiterių (3);the nickel (Ni) being chemically coated on the surface of the doped semiconductor substrate (emitter (3)) of the composite element (E) which forms an ohmic contact with said emitter (3); ant sudėtinio elemento (E) padengto minėto emiterio (3) paviršiaus cheminiu būdu yra padengtas varis (Cu), kuris sumažina saulės elemento tinklelio varžą bei leidžia silpniau legiruoti emiterį (3), t.y. tiesiogiai padidina saulės elemento našumą.on the surface of said emitter (3), coated on the composite element (E) is chemically coated copper (Cu), which reduces the resistance of the solar cell grid and allows weaker alloying of the emitter (3), i.e. directly increases the performance of the solar cell. 2. Sudėtinio elemento pagal 1 punktą gamybos (paruošimo) būdas, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad apima šias pakopas:Process for the preparation of a composite element according to claim 1, characterized in that it comprises the following steps: saulės elemento sudėtinės plokštelės (E), susidedančios iš dielektrinių sluoksnių (2), (legiruoto) puslaidininkinio padėklo / emiterio (3) bei suformuotos angos (4), paruošimą:preparation of solar cell composite plate (E) consisting of dielectric layers (2), (doped) semiconductor substrate / emitter (3) and molded orifice (4): minėtos saulės elemento sudėtinės plokštelės (E) patalpinimą į aktyvatoriaus tirpalą bei palaikymą jame užduotą laiko intervalą, siekiant nuimti nuo emiterio (3) paviršiaus dielektriko (2) likučius;placing said solar cell composite plate (E) in an activator solution and maintaining it therein for a time interval to remove residual dielectric (2) from the emitter (3) surface; minėtos plokštelės (E) patalpinimą j nikelio (Ni) tirpalą bei palaikymą jame užduotą laiko intervalą, siekiant padengti Ni (5) ant plokštelės (E) emiterio (3) paviršiaus;placing said plate (E) in a nickel (Ni) solution and maintaining it thereon for a period of time to deposit Ni (5) on the surface of the plate (E) emitter (3); priklausomai nuo plokštelės (E) paruošimo iki apdorojimo, jeigu buvo taikyta fotolitografija, minėtos plokštelės (E) nuplovimą dejonizuotu vandeniu bei išdžiovinimą (jeigu buvo taikyta abliacija, ši pakopa praleidžiama);depending on the preparation of the plate (E) prior to treatment, if photolithography has been applied, washing of said plate (E) with deionized water and drying (if ablation is applied, this step is omitted); priklausomai nuo plokštelės (E) paruošimo iki apdorojimo, jeigu buvo taikyta fotolitografija, minėtos plokštelės (E) pamerkimą į dimetilformamidą arba kitą tirpalą, skirtą fotorezistui pašalinti, siekiant nuimti fotorezisto likučius (jeigu buvo taikyta abliacija, ši pakopa praleidžiama);immersing said plate (E) in dimethylformamide or another solution for removal of the photoresist to remove photoresist residues (if ablation has been applied), depending on the preparation of the plate (E) prior to treatment if photolithography has been applied; minėtos plokštelės patalpinimą į Ni jdeginimo kamerą ir Ni įdeginimą inertinėje arba inertinėje arba redukuojančioje atmosferoje;placing said plate in a Ni combustion chamber and burning Ni in an inert or inert or reducing atmosphere; minėtos plokštelės (E) patalpinimą į aktyvatoriaus tirpalą bei palaikymą jame užduotą laiko intervalą, siekiant nuimti nuo Ni (5) paviršiaus nikelio oksido darinius;placing said plate (E) in an activator solution and maintaining it therein for a time interval to remove nickel oxide derivatives from the Ni (5) surface; minėtos plokštelės (E) patalpinimą į vario (Cu) tirpalą bei palaikymą jame užduotą laiko intervalą, siekiant padengti Cu (6) ant Ni (5) (jau kitos) redukcinės reakcijos dėka;placing said plate (E) in a solution of copper (Cu) and maintaining it therein for a time interval to coat the Cu (6) on Ni (5) by means of a (further) reduction reaction; minėtos plokštelės (E) nuplovimą dejonizuotu vandeniu bei išdžiovinimą;washing and drying said plate (E) with deionized water; kuris leidžia:which allows: išvengti sidabro (Ag) naudojimo formuojant emiterio (3) tinklelio struktūrą;avoid the use of silver (Ag) in forming the emitter (3) mesh structure; greičiau suformuoti emiterio (3) tinklelio struktūrą (palyginus su šiuo metu taikomais elektrocheminio dengimo būdais);faster formation of the emitter (3) mesh structure (compared to current electrochemical coating techniques); technologiniu aspektu patogiau ir pigiau suformuoti emiterio (3) tinklelio struktūrą;from a technological point of view it is more convenient and cheaper to form the structure of the emitter (3) grid; mažiau legiruoti emiterį (3), t.y. sumažinti priemaišinių atomų emiterio paviršinę koncentraciją nuo apytikriai 102°at/cm3 iki 1-5 x 1019at/cm3);less alloying emitter (3), that is, reducing the emitter surface concentration of impurity atoms from about 10 2 at / cm 3 to about 1-5 x 10 19 at / cm 3 ); lengviau valdyti dengimo procesą, elektrodai bei jų pajungimai, garinimo įranga ir panašiai);easier control of the coating process, electrodes and their connections, evaporation equipment, etc.); formuoti plonas tinklelio struktūras (pagal tūrį apytikriai 40 pm x 15 pm vietoj 80 pm x 100 pm);forming thin mesh structures (volume approximately 40 pm x 15 pm instead of 80 pm x 100 pm); atsikratyti neigiamo šešėlinio efekto, kuris atsiranda dėl tinklelio struktūrų reljefo / aukščio palyginus su šiuo metu taikomais būdais);get rid of the negative shadow effect caused by the relief / height of the grid structures compared to currently used techniques); kurti bei formuoti dar plonesnius saulės elementus, t.y. mažinti jų gamybos kaštus.creating and shaping even thinner solar cells, i.e. reduce their production costs. 3. Sudėtinio elemento gamybos būdas pagal 2 punktą, besiskiriantis tuo, kad aukščiau minėto naudojamo nikelio (Ni) tirpalo sudėtis geriausiu atveju yra tokia:3. The method of manufacture of a composite element according to claim 2, characterized in that the above-mentioned nickel (Ni) solution used has the following composition at best: NiCI26H2O -20-40 g;NiCl 2 6H 2 O -20-40 g; NaH2PO2 H2O - 5-15 g;NaH 2 PO 2 H 2 O - 5-15 g; (NH4)2HC6H5O7- 50-75 g;(NH 4 ) 2 HC 6 H 5 O 7 - 50-75 g; NH4CI - 30-50 g;NH 4 Cl 30-50 g; o išlaikymo laikas jame yra 60-240 s.while the retention time in it is 60-240 s. 4. Sudėtinio elemento gamybos būdas pagal 2 ir / arba 3 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad aukščiau minėto naudojamo vario (Cu) tirpalo sudėtis geriausiu atveju yra tokia:Process for the manufacture of a composite element according to claim 2 and / or 3, characterized in that the composition of the above-mentioned copper (Cu) solution used is preferably as follows: CuSO4 CuSO 4 - 0,06 mol/l; - 0.06 mol / l; Tritonas B Triton B - 0,08 mol/l; - 0.08 mol / l; Glicinas Glycine - 0,06 mol/l; - 0.06 mol / l; Priedas A Appendix A - 0-3 mg/l; 0-3 mg / L; Priedas B Appendix B -0-0,156 mg/l; -0-0.156 mg / L; NaOH NaOH -10 mol/l; -10 mol / l;
Formaldehidas - 0,15 mol/l;Formaldehyde 0.15 mol / L; kur išlaikymo laikas priklauso nuo pageidaujamo Cu padengto storio.where the retention time depends on the desired thickness of the Cu coated.
LT2013006A 2013-01-16 2013-01-16 New solar cell emtter contact grid forming method using the full chemical metallization coating method LT6081B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT2013006A LT6081B (en) 2013-01-16 2013-01-16 New solar cell emtter contact grid forming method using the full chemical metallization coating method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT2013006A LT6081B (en) 2013-01-16 2013-01-16 New solar cell emtter contact grid forming method using the full chemical metallization coating method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
LT2013006A LT2013006A (en) 2014-07-25
LT6081B true LT6081B (en) 2014-10-27

Family

ID=51213100

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LT2013006A LT6081B (en) 2013-01-16 2013-01-16 New solar cell emtter contact grid forming method using the full chemical metallization coating method

Country Status (1)

Country Link
LT (1) LT6081B (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0316177A (en) 1990-06-13 1991-01-24 Rohm Co Ltd Semiconductor device
CN101414646A (en) 2007-10-17 2009-04-22 倪党生 A kind of new technique for manufacturing thin-film solar cell
CN101635319A (en) 2009-05-26 2010-01-27 珈伟太阳能(武汉)有限公司 Method for manufacturing back aluminium diffused N type solar cell
US20100186808A1 (en) 2009-01-27 2010-07-29 Peter Borden Plating through tunnel dielectrics for solar cell contact formation
WO2010120702A1 (en) 2009-04-14 2010-10-21 Reel Solar Incorporated Apparatus and methods for chemical electrodeposition on a substrate for solar cell fabrication

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0316177A (en) 1990-06-13 1991-01-24 Rohm Co Ltd Semiconductor device
CN101414646A (en) 2007-10-17 2009-04-22 倪党生 A kind of new technique for manufacturing thin-film solar cell
US20100186808A1 (en) 2009-01-27 2010-07-29 Peter Borden Plating through tunnel dielectrics for solar cell contact formation
WO2010120702A1 (en) 2009-04-14 2010-10-21 Reel Solar Incorporated Apparatus and methods for chemical electrodeposition on a substrate for solar cell fabrication
CN101635319A (en) 2009-05-26 2010-01-27 珈伟太阳能(武汉)有限公司 Method for manufacturing back aluminium diffused N type solar cell

Also Published As

Publication number Publication date
LT2013006A (en) 2014-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100366349B1 (en) solar cell and method for manufacturing the same
CN103703574B9 (en) Photoinduction coating metal on silicon photovoltaic cell
US20140261666A1 (en) Methods of manufacturing a low cost solar cell device
RU2571167C2 (en) Solar element and solar element module
Chaudhari et al. A novel two step metallization of Ni/Cu for low concentrator c-Si solar cells
JP2006523025A (en) Metal contact structure for solar cell and manufacturing method
US20220320355A1 (en) Solar cell and a manufacturing method therefor
JPH07504785A (en) Solar cell with combined metal coating and method for manufacturing the same
WO2002103810A1 (en) Process for manufacturing a solar cell
CN101764179A (en) Manufacture method of selective front surface field N-type solar cell
AU2002257979A1 (en) Process for manufacturing a solar cell
ES2703791T3 (en) Surface treatment of silicon
JP2011503910A (en) Solar cell contact formation process using patterned etchant
CN109841693A (en) A kind of passivation contact structures and solar battery
JP5174635B2 (en) Solar cell element
JP2011238903A (en) Structure of solar cell grid stacks and method for manufacturing the same
TWI611589B (en) Solar battery and solar battery module
CN209675297U (en) A kind of passivation contact structures and solar battery
JP2014504026A (en) Non-contact bus bar for solar cell and method for manufacturing non-contact bus bar
US5882435A (en) Process for the metal coating of solar cells made of crystalline silicon
TWI408253B (en) Light induced electroless plating
CN110447109A (en) The method of metal electrode is formed simultaneously on the silicon area of opposite polarity
US8604337B2 (en) Method to evaluate effectiveness of substrate cleanness and quantity of pin holes in an antireflective coating of a solar cell
WO2016193409A1 (en) Methods for forming metal electrodes on silicon surfaces of opposite polarity
LT6081B (en) New solar cell emtter contact grid forming method using the full chemical metallization coating method

Legal Events

Date Code Title Description
BB1A Patent application published

Effective date: 20140725

FG9A Patent granted

Effective date: 20141027

MM9A Lapsed patents

Effective date: 20150116