NL8420337A - METHOD FOR MANUFACTURING SOLAR CELLS - Google Patents

METHOD FOR MANUFACTURING SOLAR CELLS Download PDF

Info

Publication number
NL8420337A
NL8420337A NL8420337A NL8420337A NL8420337A NL 8420337 A NL8420337 A NL 8420337A NL 8420337 A NL8420337 A NL 8420337A NL 8420337 A NL8420337 A NL 8420337A NL 8420337 A NL8420337 A NL 8420337A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
substrate
nickel
mask
silicon
layer
Prior art date
Application number
NL8420337A
Other languages
Dutch (nl)
Original Assignee
Mobil Solar Energy Corp
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
Priority claimed from US06/681,498 external-priority patent/US4557037A/en
Application filed by Mobil Solar Energy Corp filed Critical Mobil Solar Energy Corp
Publication of NL8420337A publication Critical patent/NL8420337A/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0224Electrodes
    • H01L31/022408Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/068Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547Monocrystalline silicon PV cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Medicines Containing Plant Substances (AREA)

Description

ö 'L u o o / VO 7315ö 'L u o o / VO 7315

Werkwijze voor het vervaardigen van zonnecellen.Method for manufacturing solar cells.

De uitvinding heeft betrekking op de vervaardiging van fotovoltage-cellen en meer in het bijzonder op een verbeterde goedkope wijze voor het vervaardigen van uit polykristallijn silicium bestaande zonnecellen, waarin de beschadigde oppervlaktelaag, die tijdens de waterstof-5 passivering is gevormd, als een platteermasker voor de metallisatie van de voorvlakelektroden wordt gebruikt.The invention relates to the manufacture of photo-voltage cells and more particularly in an improved inexpensive manner for the production of polycrystalline silicon solar cells in which the damaged surface layer formed during the hydrogen passivation is used as a plating mask for the metalization of the front surface electrodes is used.

Tot nu toe heeft een gebruikelijke wijze voor het vervaardigen van uit silicium bestaande zonnecellen de volgende stappen omvat: het vormen van een PN-junctie door een geschikt doteermiddel in de 10 voorzijde van een siliciumplaatje of -strook te diffunderen, een rooster-elektrodepatroon in een beschermende diëlektrische maskeerlaag die op het voorvlak is gevormd, te etsen, het neerslaan van een nikkelplattering op alle silicium, dat doot het etsen is vrijgegeven, het in soldeer dompelen of overplatteren van het nikkel met koper en tin, het ver-15 wijderen van de rest van de diëlektrische maskeerlaag van het voorvlak, en het aanbrengen van een anti-reflectiebekleding op de hernieuwd vrijgegeven gedeelten van het voorvlak.Heretofore, a conventional method of manufacturing silicon solar cells has included the following steps: forming a PN junction by diffusing a suitable dopant into the front of a silicon wafer or strip, a grid electrode pattern in a protective dielectric masking layer formed on the front face, depositing a nickel plating on all the silicon released by the etching, dipping in solder or overplating the nickel with copper and tin, removing the remainder of the dielectric masking layer of the front face, and applying an anti-reflective coating to the newly released portions of the front face.

Ofschoon een dergelijke procedure kan worden toegepast bij zowel monokristallijn als polykristallijn silicium, maken kostenoverwegingen 20 het wenselijk de zonnecellen uit het laatstgenoemde.materiaal te vervaardigen. Zoals echter bekend, zijn in verband met de minderheids-dragerverliezen bij korrelbegrenzingen, dislokaties en dergelijke, de rendementen welke worden verkregen bij uit polykristallijn silicium bestaande zonnecellen in het algemeen lager dan die van monokristallijne 25 cellen. Deze omstandigheid is verbeterd door het introduceren van een monovalent element zoals waterstof, in het stelsel ter combinatie met de vrije bindingen, welke behoren bij de structurele defecten, waardoor het ininderheidsdragerhercombinatié verlies tot een minimum wordt teruggebracht.Although such a procedure can be used with both monocrystalline and polycrystalline silicon, cost considerations make it desirable to manufacture the solar cells from the latter material. However, as is known, because of the minority carrier losses at grain boundaries, dislocations and the like, the efficiencies obtained in polycrystalline silicon solar cells are generally lower than those of monocrystalline cells. This condition has been improved by introducing a monovalent element such as hydrogen into the system in combination with the free bonds associated with the structural defects, thereby minimizing the carrier-recombining loss.

30 Zoals bekend is een belangrijke overweging bij het ontwerpen van een celverwerkingsreeks, dat de combinatie van tijd en temperatuur bij een stap na de waterstofpassiveringsstap niet moet veroorzaken, dat de aan het silicium toegevoerde waterstof weer uit de gepassiveerde substraat diffundeert. Zo is het bijvoorbeeld gebleken, dat een met 8420337 -2- waterstof gepassiveerde cel, welke gedurende een half uur in vacuo aan een temperatuur van 600°C wordt onderworpen, in wezen alle gebonden waterstof kwijtraakt en na het voor passiveringsniveau daarvan terugkeert, zoals blijkt uit de waargenomen door een elektronenbundel geïnduceerde stroom 5 activiteit daarvan. In dit verband wordt er op gewezen, dat de junctie-diffusiestap bij de zonnecelfabrikage meer in het bijzonder temperaturen van de orde van 900°C met zich mede brengt.As is well known, an important consideration in designing a cell processing series is that the combination of time and temperature in a step after the hydrogen passivation step should not cause the hydrogen supplied to the silicon to diffuse out of the passivated substrate again. For example, it has been found that a 8420337 -2 hydrogen passivated cell which is subjected to a temperature of 600 ° C for half an hour in vacuo essentially loses all bound hydrogen and returns after its pre-passivation level, as shown from the observed electron beam-induced current activity thereof. In this connection, it should be noted that the junction diffusion step in solar cell manufacturing involves, in particular, temperatures of the order of 900 ° C.

Het is voorts gebleken, dat bij de waterstofpassivering de cel nomaliter tot een zo hoge temperatuur wordt verhit, dat basismetalen, 10 zoals koper, via de junctie migreren, waardoor een "zachte" diode of een kortsluiting wordt verkregen. Zoals bijvoorbeeld is aangegeven door C.H. Seager, Q,J. Sharp, J. K. G. Panitz, en R.V. D'Aiello in Journal of Vacuum Science and Technology, Vol.20, no.3, pag.430-435(maart 1982) kan de passivering van het polykristallijn silicium plaatsvinden 15 met een ionenbron van het Kaufman-type, welke wordt gebruikt voor het opwekken van een waterstofionenbundel in het kilo-elektronenvolt energiegebied.It has further been found that in the hydrogen passivation the cell is typically heated to such a high temperature that base metals, such as copper, migrate through the junction, resulting in a "soft" diode or short circuit. As indicated, for example, by C.H. Seager, Q, J. Sharp, JKG Panitz, and R.V. D'Aiello in Journal of Vacuum Science and Technology, Vol. 20, no.3, pp. 430-435 (March 1982), the passivation of the polycrystalline silicon can take place with an ion source of the Kaufman type, which is used for generating a hydrogen ion beam in the kilo-electron volt energy range.

Relatief korte belichtingstijden (b.v. tussen 0,5 en 4 minuten) bij 2 een grote ionenenergie en grote flux (b.v. 1-3 mA/cm ) blijken optimaal 20 te zijn. Dergelijke belichtingen leiden in het algemeen tot een toename van de temperatuur van de substraat tot ten minste bij benadering 275°C, indien de substraat op een zorgvuldige wijze met een geschikt warmteafvoerorgaan in aanraking wordt gebracht. Indien dit niet het geval is treden gemakkelijk temperaturen van meer dan 400°C op. Het is even-25 wel van belang, dat de temperaturen tot minder dan ongeveer 300°C worden beperkt teneinde een snelle migratie van basismetalen in de siliciummatrix te vermijden.Een manipulatie van de substraat en het warmteafvoerorgaan voor het tot stand brengen van een thermische regeling tijdens de passivering wordt evenwel gemakkelijk de, de snelheid 30 beperkende factor bij een verwerking met groter debiet bij dergelijke ionenbronnen. Derhalve is het wenselijk om een warmteafvoer te vermijden voor het verkrijgen van een goedkoop proces met groot debiet. Bovendien maken bij siliciumstroken van het EPG-type, die op economische wijze kunnen worden vervaardigd, oppervlakteonregelmatigheden en warmteafvoer 35 lastig.Relatively short exposure times (e.g. between 0.5 and 4 minutes) at 2 high ion energy and high flux (e.g. 1-3 mA / cm) appear to be optimal. Such exposures generally result in an increase in the temperature of the substrate to at least approximately 275 ° C if the substrate is carefully contacted with a suitable heat sink. If this is not the case, temperatures of more than 400 ° C easily occur. It is important, however, that the temperatures be limited to less than about 300 ° C in order to avoid rapid migration of base metals into the silicon matrix. A manipulation of the substrate and the heat sink to effect thermal control however, during passivation, the rate limiting factor readily becomes a factor in higher flow processing at such ion sources. Therefore, it is desirable to avoid heat dissipation to obtain an inexpensive, high flow rate process. In addition, EPG type silicon strips, which can be economically manufactured, make surface irregularities and heat dissipation difficult.

8420337 -3-8420337 -3-

Voorts is de waterstofpassivering het meest effectief wanneer het basissiliciumoppervlak wordt vrijgegeven. Derhalve moet elk platteermasker, zoals de siliciumnitridelaag, welke bij bekende processen wordt toegepast, worden verwijderd voordat de passivering plaatsvindt. Derhalve moeten 5 de voorvlakelektroden vóór de passivering worden neergeslagen.Furthermore, the hydrogen passivation is most effective when the base silicon surface is released. Therefore, any plating mask, such as the silicon nitride layer used in known processes, must be removed before the passivation takes place. Therefore, the front surface electrodes must be deposited before the passivation.

Zoals is beschreven in de Amerikaanse octrooiaanvrage Serial no. 563061 kan de gewijzigde oppervlaktelaag, welke wordt gevormd bij een waterstofionenbundel passivering, als een platteermasker voor daaropvolgende raetalliseringsstappen worden gebruikt. Meer gedetailleerd 10 omvat een voorkeursuitvoeringsvorm van het daarin gedetailleerd beschreven proces als toegepast op de vervaardiging van uit silicium bestaande zonnecellen onder meer de volgende stappen: (1) het vormen van een platteermasker van een dielektrisch materiaal op het voorvlak van een siliciumstrook met ondiepe junctie teneinde die gebieden van het silicium vrij te laten, 15 welke later door de voorvlakelektroden moeten worden bedekt, (2) het aanbrengen van een dunne laag nikkel (of een soortgelijk materiaal) op het vrijliggende silicium,(3) het verwijderen van het platteermasker, (4) het met waterstof passiveren van de junctiezijde van de strook,(5) het sinteren van. nikkel voor het gedeeltelijk vormen van 20 een nikkelsilicide, (6) het platteren van extra metaal of extra metalen op de met een metaal beklede gedeelten van de cel, en (7) het aanbrengen van een anti-reflectiebekleding op het vrijliggende oppervlak van het silicium. Daarna kan het silicium verder worden verwerkt bijvoorbeeld om dit gereed te maken voor verbinding met elektrische ketens.As described in U.S. Patent Application Serial No. 563061, the modified surface layer formed upon hydrogen ion beam passivation can be used as a plating mask for subsequent rationalization steps. In more detail, a preferred embodiment of the process described in detail therein as applied to the manufacture of silicon solar cells includes the following steps: (1) forming a plating mask of a dielectric material on the front face of a silicon strip with shallow junction to to release those areas of the silicon to be covered later by the front surface electrodes, (2) applying a thin layer of nickel (or similar material) to the exposed silicon, (3) removing the plating mask, ( 4) passivating the junction side of the strip with hydrogen, (5) sintering. nickel for partially forming a nickel silicide, (6) plating extra metal or extra metals on the metal-coated parts of the cell, and (7) applying an anti-reflective coating on the exposed surface of the silicon . The silicon can then be further processed, for example to prepare it for connection to electrical chains.

25 De passivering wijzigt het vrijliggende oppervlak van de junctiezijde van de substraat zodanig, dat dit als een masker voor de secundaire platteerstap (6) dient. Bij een alternatief proces levert de verwarming van het monster tijdens de passivering tenminste een gedeelte van de energie voor de nikkelsinterstap.The passivation changes the exposed surface of the junction side of the substrate to serve as a mask for the secondary plating step (6). In an alternative process, heating the sample during passivation supplies at least a portion of the energy for the nickel sintering step.

30 Deze procedure wordt verder vereenvoudigd in de Amerikaanse octrooiaanvrage Serial no. 563292 waaruit blijkt, dat een negatief platteermasker (d.w.z . een masker dat slechts die gebieden van het voorvlak bedekt, welke later door de voorvlakelektrode moeten worden bedekt), dat op het voorvlak van de substraat is aangebracht, kan worden gebruikt voor 35 het besturen van de grootte van de gewijzigde oppervlaktelaag, die door de ionenbundel wordt verkregen, waardoor een passivering 8420337 -4- voor een eventuele voorvlakmetallisering mogelijk wordt gemaakt, waarbij het masker na de passivering en voor de metallisering wordt verwijderd.This procedure is further simplified in U.S. Patent Application Serial No. 563292, which shows that a negative plating mask (ie, a mask covering only those areas of the front face, which are to be covered later by the front face electrode), which is applied to the front face of the substrate is applied, can be used to control the size of the modified surface layer obtained by the ion beam, allowing passivation 8420337-4- for any front surface metallization, the mask after passivation and before the metallization is removed.

De beide zojuist beschreven procedures maken een passivering met waterstof mogelijk met een dientengevolge optredende verbetering van 5 de celwerking van polykristallijne substraten, met een bij voorkeur geldend temperatuurprotocol. Evenwel vereist zelfs de meest eenvoudige van de zojuist beschreven twee procedures een aantal stappen van de orde van een dozijn. De beide procedures vereisen voorts dat een oppervlakte-laag op de substraat in een tijdelijk verwijderbaar masker wordt gevormd 10 met de daarmee gepaard gaande kosten aan zowel tijd als niet terug te winnen materiaal.Both procedures just described allow for a passivation with hydrogen with consequent improvement in the cellular performance of polycrystalline substrates, with a preferred temperature protocol. However, even the simplest of the two procedures just described requires several steps of the order of a dozen. Both procedures further require that a surface layer on the substrate be formed in a temporary removable mask with the associated cost of both time and non-recoverable material.

Derhalve beoogt de uitvinding bêiandelingsstappen bij de vervaardiging van zonnecellen waaruit een strook van het EFG-type of soortgelijke substraten te elimineren.Therefore, the invention aims at eliminating steps in the manufacture of solar cells from which a strip of the EFG type or similar substrates is eliminated.

15 Een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een behandelingsreeks voor de vervaardiging van zonnecellen, welke een waterstof pas siverings stap omvat, welke wordt uitgevoerd na de behandelingsstap pen met hoge temperatuur doch voordat eventuele basismetalen in de structuur worden geïncorporeerd, waarbij het gebruik van niet terug te win-20 nen materiaal echter tot een minimum wordt teruggebracht.A further object of the invention is to provide a treatment series for the manufacture of solar cells, which comprises a hydrogen passivation step, which is carried out after the treatment steps with high temperature, but before any base metals are incorporated into the structure, the use of which of non-recoverable material is reduced to a minimum.

Dit doel en andere oogmerken worden volgens de uitvinding verkregen doordat een verwijderbaar en opnieuw te gebruiken mechanisch masker wordt gebruikt om de ionenbundel, die voor de waterstofpassi-vering wordt toegepast met schaduwwerking op het voorvlak van de sub-25 straat te gebruiken. De gewijzigde oppervlaktelaag, welke wordt verkregen doordat de ionenbundel de openingen in het masker passeert, vormt een platteermasker, dat de gebieden van de daaropvolgende voorvlakmetallisatie door dompelplattering begrenst.This object and other objects are achieved according to the invention in that a removable and reusable mechanical mask is used to utilize the ion beam used for hydrogen passivation with shadowing on the front face of the substrate. The modified surface layer, which is obtained by the ion beam passing through the openings in the mask, forms a plating mask, which delimits the areas of the subsequent front surface metallization by dip plating.

Het zal duidelijk zijn, dat onder gebruik van een verwijderbaar 30 mechanisch masker voor het bepalen van de oppervlakken van het substraat, die aan ionenbundel moeten worden blootgesteld, de chemische stappen, welke worden gebruikt voor het vormen en verwijderen van de platteermaskers bij de bekende behandelingsreeksen.worden vermeden. Voorts kan het masker volgens de uitvinding opnieuw worden gebruikt. Dientengevolge 35 wordt een sterk vereenvoudigd en meer kostenefficiënt proces mogelijk gemaakt.It will be appreciated that using a removable mechanical mask to determine the surfaces of the substrate to be exposed to ion beam, the chemical steps used to form and remove the plating masks in the known treatment series .will be avoided. Furthermore, the mask according to the invention can be reused. As a result, a highly simplified and more cost efficient process is enabled.

8420337 -5-8420337 -5-

De uitvinding zal onderstaand nader worden toegelicht onder verwijzing naar de tekening, welke een aantal stappen toont, welke optreden bij de vervaardiging van de zonnecellen overeenkomstig een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing, which shows a number of steps which occur in the manufacture of the solar cells according to a preferred embodiment of the invention.

5 In de tekening zijn overeenkomstige onderdelen van dezelfde verwijzingen voorzien.Voorts zijn in de tekening de dikten en diepten van de verschillende bekledingen en gebieden terwille van de illustratie niet nauwkeurig overeenkomstig de relatieve proporties daarvan weergegeven.5 In the drawing, like parts are provided with like references. Furthermore, in the drawing, the thicknesses and depths of the different coatings and areas are not accurately represented for their illustration according to their relative proportions.

10 De in de tekening weergegeven voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding heeft betrekking op de vervaardiging van zonnecellen uit EFG-gegroeide siliciumstroken van het P-type. Als een eerste eis van het proces wordt één zijde (hierna "voorzijde" genoemd) van een vooraf gereinigde EFG-siliciumstrook 2 met een geleiding van het P-type onder-15 worpen aan een fosfordiffusieproces, dat zodanig is berekend, dat een relatief ondiepe junctie 4 wordt verkregen (d.w.z. een junctie met een diepte, gelegen tussen ongeveer 3000 en ongeveer 7000 8), en een geleidingsgebied 6 van het N-type wordt verkregen. Bij wijze van voorbeeld wordt een uit silicium bestaande strook en een geleiding van het 20 P-type, vervaardigd door het EFG-proces en met een specifieke weerstand van ongeveer 5 ohm-cm gereinigd door deze te etsen in een oplossing van HNO^(70%):HF(49%) in een verhouding van, gelegen tussen ongeveer 4:1 en 9:1, gedurende ongeveer een tot drie minuten bij een temperatuur van ongeveer 25°C. Daarna wordt de strook onderworpen aan 25 een fosfordiffusie proces , zoals op zichzelf bekend is.Zo kan b.v.The preferred embodiment according to the invention shown in the drawing relates to the production of solar cells from EFG-grown silicon strips of the P-type. As a first requirement of the process, one side (hereinafter referred to as "front side") of a pre-cleaned EFG silicon strip 2 with a P-type guide is subjected to a phosphor diffusion process calculated to be relatively shallow junction 4 is obtained (ie a junction with a depth between about 3000 and about 7000 8), and an N-type guide region 6 is obtained. For example, a silicon strip and a 20 P-type guide, manufactured by the EFG process and cleaned with a specific resistance of about 5 ohm-cm, is etched in a solution of HNO ^ (70 %): HF (49%) in a ratio of between about 4: 1 and 9: 1 for about one to three minutes at a temperature of about 25 ° C. The strip is then subjected to a phosphorus diffusion process, as is known per se.

een laag van fosforsilicaatglas 8, gevormd als gedetailleerd weergegeven in het Amerikaanse octrooischrift 4.152.824, als een bron voor het fosfordoteermiddel worden gebruikt.a layer of phosphorsilicate glass 8, formed as detailed in U.S. Patent 4,152,824, is used as a source of the phosphorus dopant.

Vervolgens wordt de laag 8 van fosforsilicaatglas weggeëtst 30 door de substraat in een gebufferde HF-oplossing onder te dompelen.Then, the phosphorsilicate glass layer 8 is etched away by immersing the substrate in a buffered HF solution.

Derhalve kan, (Ρ205^χ^·*"02^γ' een fosforsilicaatglas van de substraat worden verwijderd door laatstgenoemde bij een temperatuur, gelegen tussen ongeveer 25°C en ongeveer 40°C gedurende een periode, gelegen tussen ongeveer 15 sec. en 2 minuten, onder te dompelen in ÏONH^F (40%):1HF.Therefore, (Ρ205 ^ χ ^ · * "02 ^ γ 'a phosphorsilicate glass may be removed from the substrate by the latter at a temperature between about 25 ° C and about 40 ° C for a period of time between about 15 seconds and 2 minutes, immerse in 1HF (40%): 1HF.

35 Hierna wordt de achterzijde van het substraat bekleed met een 8420337 -6- laag 10 van een aluminiumpasta. De aluminiumpasta, welke wordt gebruikt voor het vormen van een laag 10, omvat bij voorkeur aluminiumpoeder in een vluchtige organische drager, zoals terpineol, welke door verdamping kan worden verwijderd.Next, the back of the substrate is coated with an 8420337-6 layer 10 of an aluminum paste. The aluminum paste used to form a layer 10 preferably comprises aluminum powder in a volatile organic carrier, such as terpineol, which can be removed by evaporation.

5 Deze stap wordt dan gevolgd door een legeringsstap, waarbij het substraat gedurende ongeveer 0,25 tot 2,0 minuten wordt verhit bij een temperatuur, welke hoger ligt dan ongeveer 575°C teneinde eventuele vluchtige of pyrolyseerbare organische componenten van de pasta te verwijderen en het aluminium in de pasta met het siliciumsubstraat te legeren. 10 Bij de legeringsstap gaat de aluminiumbekleding 10 een legering aan met de achterzijde van het substraat teneinde een P+ gebied 12 met een diepte van ongeveer 1 tot ongeveer 5 micron te vormen.This step is then followed by an alloying step, wherein the substrate is heated at a temperature higher than about 575 ° C for about 0.25 to 2.0 minutes to remove any volatile or pyrolysable organic components from the paste and alloy the aluminum in the paste with the silicon substrate. In the alloying step, the aluminum cladding 10 alloys with the back of the substrate to form a P + region 12 with a depth of about 1 to about 5 microns.

Vervolgens wordt de cel in waterstof gepassiveerd. Een voorkeursmethode is het blootstellen van het voorvlak van de substraat 2 aan de 15 waterstofionenbundel van een (brede) bundel ionenbron van het Kaufman-type, welke zich op een afstand van ongeveer 15 cm van het substraat bevindt. Tussen de ionenbron en het substraat wordt een masker 14 opgesteld.The cell is then passivated in hydrogen. A preferred method is to expose the front surface of the substrate 2 to the hydrogen ion beam of a (wide) beam ion source of the Kaufman type, which is located at a distance of about 15 cm from the substrate. A mask 14 is placed between the ion source and the substrate.

Deze ionenbron wordt bij voorleur bedreven bij een druk, gelegen tussen ongeveer 20 en 50 millitorr (waterstof) met een waterstof-20 stroomsnelheid van de orde van ongeveer 25-40 s.c.c.per minuut, bij een potentiaal van ongeveer 1700 V gelijkspanning tussen de bron en het substraat, en met een bundel stroom, welke is gelegen tussen ongeveer 1 en 3 mA/cm^ bij het substraat. Het is gebleken, dat een belichtingstijd, gelegen tussen ongeveer 1 en ongeveer 4 minuten adequaat 25 is om zowel de minderheidsdragerhercombinatieverliezen , welke zich meer in het bijzonder voordoet bij siliciumcellen van het EFG-type( waarbij wordt voorzien in een passiveringsgebied met een diepte van ongeveer 20 tot 80 micron of ongeveer 100 maal zo diep als de junctie 4) tot een minimum terug te brengen en tegelijkertijd te voorzien in een gewijzigde 30 oppervlaktelaag 18 met een diepte van bij benadering 200 & bij de vrij liggende gedeelten van het substraat 2.This ion source is operated at a pressure ranging between about 20 and 50 millitorr (hydrogen) at a hydrogen-20 flow rate of the order of about 25-40 sccper minute, at a potential of about 1700 V DC between the source and the substrate, and with a beam of current comprised between about 1 and 3 mA / cm 2 at the substrate. It has been found that an exposure time of between about 1 and about 4 minutes is adequate to cover both the minority carrier recombining losses, which is more particularly the case with EFG type silicon cells (providing a passivation region with a depth of about 20 to 80 microns or about 100 times as deep as the junction 4) and at the same time provide a modified surface layer 18 with a depth of approximately 200 & at the exposed portions of the substrate 2.

De exacte aard van de gewijzigde oppervlaktelaag 18 is niet bekend. Gemeend wordt, dat de laag een beschadigde zone vormt, waarin de de kristalstructuur iets is verbroken, waarbij het silicium gedeeltelijk 35 SiH of SiH^ met de waterstof uit de ionenbundel vormt doch waarbij het 8420337 -7- materiaal eventueel amorf is. Het blijkt, dat een kleine hoeveelheid koolstof of een of meer koolwaterstoffen nodig is voor de vorming van de gewenste gewijzigde oppervlaktelaag. Bij de eerste installatie werd de gebruikte ionenbron van het Kaufman-type voorzien van een 5 grafietondersteuning met een diameter van ongeveer 13 cm waarop de substraten, meer in het bijzonder van 5 - 10 cm centraal werden opgesteld. In sommige gevallen, waarbij een silicium ondersteuning in de plaats was van de grafietondersteuning, gedroeg de gewijzigde laag zich niet als een platteermasker op de wijze waarop dit het geval is wanneer 10 de grafietondersteuning wordt toegepast. Op basis hiervan wordt verondersteld, dat koolstof of koolwaterstofdamp, gevormd door het invallen van de waterstofionenbundel, op de grafietondersteuning, aan het oppervlak van de substraat een dielektrische laag kan vormen. Wat ook de aard van deze laag is, is het gebleken, dat een gewijzigde opper-15 vlaktelaag 18, die overeenkomstig deze procedure wordt gevormd bij versnellingsspanningen, gelegen tussen ongeveer 1400 en ongeveer 1700 V en belichttijden met een duur van b.v. 1 minuut, voldoende is om de daaropvolgende dompelingsplatteermetallisatie van het substraat over de gewijzigde laag 18 te beletten.The exact nature of the modified surface layer 18 is not known. It is believed that the layer forms a damaged zone in which the crystal structure is slightly broken, the silicon partially forming 35 SiH or SiH 2 with the hydrogen from the ion beam, but the 8420337 material being optionally amorphous. It appears that a small amount of carbon or one or more hydrocarbons is required to form the desired modified surface layer. At the first installation, the Kaufman type ion source used was provided with a graphite support with a diameter of about 13 cm on which the substrates, more particularly from 5 - 10 cm, were centrally arranged. In some instances where a silicon support replaced the graphite support, the modified layer did not behave like a plating mask the way it does when the graphite support is used. On this basis, it is believed that carbon or hydrocarbon vapor generated by the incidence of the hydrogen ion beam on the graphite support may form a dielectric layer on the surface of the substrate. Whatever the nature of this layer, it has been found that a modified surface layer 18 formed in accordance with this procedure at accelerating voltages between about 1400 and about 1700 V and exposure times of e.g. 1 minute is sufficient to prevent the subsequent dip plating metallization of the substrate over the modified layer 18.

20 Het masker 14 bestaat uit een metallisch raster met een patroon van de gewenste, van een aantal vingers voorziene roosterelektrode, b.v. een elektrode met de vorm, aangegeven in het Amerikaanse octrooi-schrift 3.686.036. Het masker 14 wordt bij voorkeur vervaardigd uit molybdeen ofschoon andere metalen, zoals invar, roestvrij staal, titaan, 25 nikkel of dergelijke, of grafiet of soortgelijke niet-metallische materialen voor hoge temperaturen eveneens kunnen worden toegepast.The mask 14 consists of a metallic grid with a pattern of the desired multi-fingered grid electrode, e.g. an electrode of the shape disclosed in U.S. Pat. No. 3,686,036. The mask 14 is preferably made of molybdenum, although other metals, such as invar, stainless steel, titanium, nickel or the like, or graphite or similar high temperature non-metallic materials may also be used.

Het masker 14 wordt ten opzichte van het voorvlaksubstraat 2 en de ionenbundelbron zodanig opgesteld, dat op het voorvlak 20 het gewenste elektroderoosterpatroon als een schaduw wordt geworpen wanneer de ionenbundel-30 bron wordt geactiveerd. Dat wil zeggen, dat het masker 14 de ionenbundel 16 volgens het gewenste elektroderoosterpatroon belemmert, terwijl een bestraling van het substraat in de tussen(¾ éLektrode gelegen gebieden mogelijk is.The mask 14 is positioned relative to the front surface substrate 2 and the ion beam source such that the desired electrode grid pattern is cast on the front surface 20 as a shadow when the ion beam source is activated. That is, the mask 14 interferes with the ion beam 16 according to the desired electrode grid pattern, while irradiating the substrate in the regions located between the electrodes.

Vervolgens vindt een metallisatie van de cel plaats. De beide 35 zijden van het substraat worden door onderdompleing met nikkel geplatteerd 8420337 -δέη een zich hechtende neerslag van een nikkel vormt een nikkellaag 22 aan de achterzijde over het gehele oppervlak van de aluminiumbekleding 10, terwijl door de zich hechtende neerslag van nikkel aan de voorzijde een nikkellaag 20 direct aan het oppervlak van het substraat 2 slechts 5 over die gebieden wordt gevormd, welke vrij zijn van de gewijzigde opper-vlaktelaag 18. Bij deze platteerstap vormt de gewijzigde oppervlaktelaag 18 van het sij-icium een platteermasker waaraan het nikkel zich niet hecht. Het dompelplatteren van de nikkellagen kan op verschillende wijzen geschieden. Bij voorkeur vindt dit plaats overeenkomstig een 10 dompel-nikkelplatteerproces als of overeenkomende met het proces, beschreven in het Amerikaanse octrooischrift No. 4.321.283.The cell is then metallized. Both 35 sides of the substrate are plated with nickel plating 8420337 -δέη an adhesive nickel deposit forms a nickel layer 22 on the back over the entire surface of the aluminum cladding 10, while the adhesive nickel deposit on the front a nickel layer 20 directly on the surface of the substrate 2, only 5 is formed over those areas which are free from the modified surface layer 18. In this plating step, the modified surface layer 18 of the silicon forms a plating mask to which the nickel does not adhere close. Immersion plating of the nickel layers can be done in various ways. Preferably, this takes place in accordance with a dip-nickel plating process as or corresponding to the process described in U.S. Pat. 4,321,283.

De hier gebruikte uitdrukking"dompelplatteren" heeft betrekking op een proces, waarin een object wordt geplatteerd zonder gebruik te maken van een uitwendig elektrisch veld door het object in een 15 platteerbad te dompelen, dat geen reducerend middel bevat, en waarbij de plattering een verplaatsingsreactie omvat. In tegenstelling daarmee is de uitdrukking "elektrodeloosplatteren" betrekking op een plattering zonder gebruik te maken van een uitwendig aangelegd elektrisch veld door het te platteren voorwerp onder te dompelen in een platteerbad, 20 dat een reducerend middel bevat.The term "dip plating" as used herein refers to a process in which an object is plated without using an external electric field by immersing the object in a plating bath containing no reducing agent, and the plating includes a displacement reaction . In contrast, the term "electrodeless plating" refers to a plating without using an externally applied electric field by immersing the object to be plated in a plating bath containing a reducing agent.

Als een voorafgaande stap wordt het gereinigde silicium-substraatoppervlak vooraf geactiveerd met een geschikt middel. Deze vóór-activeringsprocedure is gewenst, aangezien het siliciumoppervlak dikwijls niet zelf het elektrodeloze platteerproces zal ondersteunen 25 en eventueel op een niet-behandeld oppervlak geplatteerd nikkel zich in het algemeen daaraan slechts op een zeer matige wijze hecht. Bij voorkeur wordt als activeringsmiddel goudchloride gebruikt, ofschoon platinachloride, tinchloride-palladiumchloride, of andere bekende activatoren kunnen worden toegepast, zoals b.v. is beschreven in het 30 Amerikaanse octrooischrift 3.489.603. Daarna worden de beide zijden van de siliciumstrook bekleed met een laag nikkel, bij voorkeur door de strook in een waterig bad te dompelen, zoals beschreven in het genoemde Amerikaanse octrooischrift 4.321.283, of in een waterig bad van nikkelsulfamaat en ammoniumfluoride bij een pH van ongeveer 2,9 35 en ongeveer bij kamertemperatuur gedurende een periode van ongeveer 2 tot 6 minuten.As a preliminary step, the cleaned silicon substrate surface is pre-activated with an appropriate agent. This pre-activation procedure is desirable since the silicon surface will often not support the electrodeless plating process itself, and nickel plated on an untreated surface will generally only adhere to it in a very moderate manner. Preferably, the activating agent is gold chloride, although platinum chloride, tin chloride palladium chloride, or other known activators may be used, such as e.g. is described in U.S. Pat. No. 3,489,603. Thereafter, both sides of the silicon strip are coated with a layer of nickel, preferably by dipping the strip in an aqueous bath as described in the aforementioned U.S. Patent 4,321,283, or in an aqueous bath of nickel sulfamate and ammonium fluoride at a pH of about 2.9 and about at room temperature for a period of about 2 to 6 minutes.

8420337 -9-8420337 -9-

Nadat het nikkel is aangebracht wordt het substraat in een inerte atmosfeer of in een mengsel van bijvoorbeeld stikstof en waterstof verhit tot een temperatuur en gedurende een tijd welke voldoende is om de nikkellagen te sinteren en te veroorzaken dat de nikkellaag 20 aan de voor 5 zijde van het substraat met het naastgelegen silicium reageert voor het vormen van een uit nikkelsilicium bestaand ohms contact. Hiertoe wordt het substraat bij voorkeur tot een temperatuur van ongeveer 300°C gedurende een periode van ongeveer 15 tot ongeveer 40 minuten verhit.After the nickel is applied, the substrate is heated in an inert atmosphere or in a mixture of, for example, nitrogen and hydrogen, to a temperature and for a time sufficient to sinter the nickel layers and cause the nickel layer 20 to form on the front side of the nickel. the substrate reacts with the adjacent silicon to form a nickel silicon ohmic contact. For this purpose, the substrate is preferably heated to a temperature of about 300 ° C for a period of about 15 to about 40 minutes.

Hierdoor verkrijgt men een nikkelsilicide laag met een diepte van ongeveer 10 300 8 aan het scheidingsvlak tussen de nikkellaag 20 en het substraat 2.De nikkellaag 22 aan de achterzijde vormt een legering met de aluminium-laag 10. De temperatuur van deze sinterstap dient 300°C niet sterk te overschrijden aangezien hogere temperaturen leiden tot een nikkellaag 20 met slechte kwaliteit en, zoals reeds is opgemerkt, er toe kunnen leiden, 15 dat een deel van de passiverende waterstof uit het substraatmateriaal diffundeert. Bij voorkeur wordt het neerslaan en het sinteren van het nikkel zodanig geregeld, dat de nikkellaag 20 aan de voorzijde van het substraat een dikte van niet meer dan ongeveer 750 8 heeft.This provides a nickel silicide layer with a depth of about 10 300 aan at the interface between the nickel layer 20 and the substrate 2. The nickel layer 22 at the back forms an alloy with the aluminum layer 10. The temperature of this sintering step should be 300 ° Do not exceed C strongly since higher temperatures lead to a nickel layer 20 of poor quality and, as already noted, may cause part of the passivating hydrogen to diffuse from the substrate material. Preferably, the deposition and sintering of the nickel is controlled such that the nickel layer 20 at the front of the substrate has a thickness of no more than about 750.

Vervolgens worden de nikkellagen 20 en 22 bij voorkeur onderworpen 20 aan een etsbehandeling, b.v. met salpeterzuur, en een verdere metallisatie, zoals met een tweede laag nikkel en een of meer lagen koper. Het extra nikkel wordt aangebracht door dompelplatteren, bij voorkeur op de wijze, zoals eerder is beschreven voor de vorming van de lagen 20 en 22, aangezien het toegevoegde nikkel slechts de lagen 20 en 22 zal platteren doch 25 niet de vrij liggende gebieden van de gewijzigde laag 18. Bij voorkeur wordt kopa: door dompelplattering en/of elektroplattering aangebracht, d.w.z. op een bekende wijze. Er is geen maskering van de gewijzigde laag 18 nodig, aangezien koper, gevormd door dompelplattering of elektroplattering, zich niet aan het gewijzigde oppervlak 18 zal hechten.The nickel layers 20 and 22 are then preferably subjected to an etching treatment, e.g. with nitric acid, and a further metallization, such as with a second layer of nickel and one or more layers of copper. The additional nickel is applied by dip plating, preferably in the manner previously described for the formation of layers 20 and 22, since the added nickel will flatten only layers 20 and 22 but not the exposed areas of the modified layer 18. Preferably, kopa: is applied by dip plating and / or electroplating, ie in a known manner. No masking of the modified layer 18 is required, since copper formed by dip plating or electroplating will not adhere to the modified surface 18.

30 Na de metallisering worden de celranden (niet weergegeven) bijgewerkt en wordt op het voorvlak van de cel een anti-reflectie bekleding 24 aangebracht. Dit kan op een van een aantal bekende wijzen geschieden, bijvoorbeeld door een chemische dampneerslag of verdamping van bijvoorbeeld TiC^. Een antireflectiebkleding 24 kan bijvoorbeeld 35 ook worden gevormd door de plasmaneerslag van siliciumnitride bij een temperatuur van ongeveer 150°C, zoals op zichzelf bekend is.After the metallization, the cell edges (not shown) are trimmed and an anti-reflective coating 24 is applied to the front face of the cell. This can be done in one of a number of known ways, for example by a chemical vapor deposition or evaporation of, for example, TiCl 2. For example, an anti-reflective coating 24 may also be formed by the plasma nitride plasma deposition at a temperature of about 150 ° C, as known per se.

8420337 * -10-8420337 * -10-

Bij wijze van voorbeeld omvat de voorkeursmethode volgens de uitvinding de bovenbeschreven individuele stappen in de gedetailleerd voor elke stap en in de aangegeven volgorde beschreven voorkeursmodus.By way of example, the preferred method of the invention includes the individual steps described above in the preferred mode described in detail for each step and in the order specified.

Het is vastgesteld, dat de zonnecellen die overeenkomstig het 5 bovengaande proces uit EFG-gegroeide stroken zijn vervaardigd, een toename in het gemiddelde rendement tussen 10 en 20% vertonen. Bovendien versmalt voor dit materiaal de waterstofpassiveringsstap de verdeling van de celrendementen op een geprononceerde wijze.It has been found that the solar cells made from EGG grown strips according to the above process show an increase in average efficiency between 10 and 20%. In addition, for this material, the hydrogen passivation step narrows the distribution of the cell yields in a pronounced manner.

Het is duidelijk, dat de werkwijze volgens de uitvinding 10 de vervaardiging van zonnecellen sterk vereenvoudigt. De werkwijze reduceert niet slechts het aantal stappen, dat bij het proces nodig is doch elimineert ook het gebruik van een grote hoeveelheid niet terug te winnen materiaal. Door derhalve het gebruik van een fotolak voor het vormen van een platteermasker voor de voorvlakelektroden te elimineren, 15 elimineert de werkwijze volgens de uitvinding de noodzaak tot het bekleden, belichten en ontwikkelen van een dergelijke lak, tezamen met de vereiste stap van het verwijderen van de resterende lak. Soortgelijke overwegingen gelden voor equivalente processen van chemisch "milling".It is clear that the method according to the invention greatly simplifies the production of solar cells. The method not only reduces the number of steps required in the process, but also eliminates the use of a large amount of non-recoverable material. Therefore, by eliminating the use of a photoresist to form a plating mask for the front surface electrodes, the method of the invention eliminates the need to coat, expose and develop such a varnish, along with the required step of removing the residual paint. Similar considerations apply to equivalent chemical milling processes.

Het is duidelijk, dat het boven gedetailleerd beschreven proces 20 binnen het kader van de uitvinding kan worden gewijzigd. Ofschoon derhalve bij de voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding gebruik wordt gemaakt van de gewijzigde laag, gevormd door de waterstofpassivering, om de daaropvolgende plattering te maskeren, behalve bij de eerder geplatteerd nikkel, kan de werkwijze bij andere 25 metalen dan nikkel worden toegepast. Het zal de vakman bijvoorbeeld duidelijk zijn, dat de initiële laag van de voorvlakelektroden bij een sili-ciuminrichting met ondiepe junctie kan worden aangebracht door dompel-plattering van een van een aantal materialen met geringe reactiviteit welke in staat zijn om (bij voorkeur bij een lage temperatuur) 30 een ohm's contact te vormen en als barrière te dienen voor de diffusie van koper of een andere basismateriaal, dat in een later stadium wordt aangebracht. Geschikte metalen ten gebruike bij koper omvatten palladium, platina, kobalt en rhodium evenals nikkel. Ofschoon al deze materialen siliciden vormen, is geen silicidelaag essentieel. Het is 35 evenwel van belang dat de initiële metaallaag zich op de juiste wijze hecht, als een ohms contact, en als een barrière voor de migratie van 8420337 * * -η- Λ eventueel metaal, dat later wordt aangebracht, werkt, terwijl het materi-* aal ook niet op een significante wijze naar de junctie zelf migreert.It is clear that the above-described process 20 can be modified within the scope of the invention. Therefore, although in the preferred embodiment of the process of the invention, the modified layer formed by the hydrogen passivation is used to mask subsequent plating, except for the previously plated nickel, the method may be used with metals other than nickel. For example, it will be appreciated by those skilled in the art that the initial layer of the front surface electrodes may be applied to a shallow junction silicon device by dip-plating any of a number of low reactivity materials capable of (preferably at low temperature) to form an ohmic contact and act as a barrier to the diffusion of copper or other base material to be applied at a later stage. Suitable metals for use with copper include palladium, platinum, cobalt and rhodium as well as nickel. Although all of these materials form silicides, no silicide layer is essential. However, it is important that the initial metal layer adheres properly, as an ohmic contact, and acts as a barrier to the migration of 8420337 * * -η- Λ any metal applied later, while the material is - * Either does not migrate significantly to the junction itself.

Binnen het kader van de uitvinding kunnen ook nog andere wijzigingen worden aangebracht door bijvoorbeeld (a) het P+ achter-5 zijdegebied van de cel te vormen onder gebruik van met een vlam gesproeid aluminium in plaats van aluminiumpasta, of (b) het gebruik van verschillende methoden voor het aanbrengen van de tweede en volgende bekledingen van nikkel of een ander materiaal met geringe reactiviteit, zoals palladium, platina, kobalt en rhodium, of (c) het vormen 10 van de junctie door ionenimplantatie. Indien op de gewijzigde laag geen maskeerlaag wordt aangebracht, moet het extra nikkel (of andere metaal met geringe reactiviteit van het beschreven type }door dompelplat-tering worden aangebracht.Within the scope of the invention, other modifications may also be made by, for example, (a) forming the P + back-5 side region of the cell using flame-sprayed aluminum instead of aluminum paste, or (b) using different methods for applying the second and subsequent coatings of nickel or other low reactivity material such as palladium, platinum, cobalt and rhodium, or (c) forming the junction by ion implantation. If no masking layer is applied to the modified layer, the additional nickel (or other low reactivity metal of the type described) should be applied by dip plating.

De werkwijze volgens de uitvinding is natuurlijk niet beperkt 15 tot de vervaardiging van zonnecellen uit EFG-substraten. Zo kunnen bijvoorbeeld gegoten polykristallijne substraten,epitaxiale silicium op silicium met metallurgische kwaliteit of polysiliciumlagen met hoge kwaliteit, gevormd door chemische of fysische dampneerslag, worden gebruikt voor het vormen van zonnecellen met relatief hoog rendement 20 volgens de uitvinding. Voorts is de werkwijze van toepassing op mono-kristallijn silicium. De werkwijze kan voorts ook worden toegepast bij zowel substraten van het N-type als van het P-type.The method according to the invention is of course not limited to the production of solar cells from EFG substrates. For example, cast polycrystalline substrates, epitaxial silicon on metallurgical grade silicon or high quality polysilicon layers formed by chemical or physical vapor deposition can be used to form relatively high efficiency solar cells according to the invention. Furthermore, the method applies to monocrystalline silicon. The method can furthermore also be applied to both N-type and P-type substrates.

Het is duidelijk dat in elk van deze gevallen de junctie door verschillende processen kan worden gevormd en niet slechts door een 25 fosfordiffusie.It is clear that in each of these cases the junction can be formed by different processes and not just by a phosphorus diffusion.

84203378420337

Claims (9)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een vaste-toestand halfgeleider-inrichting gekenmerkt door het verschaffen van een siliciumsubstraat met tegenover elkaar gelegen eerste en tweede oppervlakken, het positioneren van een mechanisch masker met gekozen openingen naast het eerste 5 oppervlak, en het blootstellen van het eerste oppervlak aan een waterstof-ionbundel via de gekozen openingen bij een intensiteit en gedurende een periode, welke voldoende' zijn om op het genoemde eerste oppervlak een oppervlaktelaag te vormen, welke overeenkomt met de genoemde openingen en waaraan metalen zich slechts slecht zullen hechten.1. A method of manufacturing a solid state semiconductor device characterized by providing a silicon substrate with opposed first and second surfaces, positioning a mechanical mask with selected apertures next to the first surface, and exposing the first surface on a hydrogen ion beam through the selected apertures at an intensity and for a period of time sufficient to form a surface layer on said first surface corresponding to said apertures and to which metals will only adhere poorly. 2. Werkwijze volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat na het aan de waterstofionenbundel blootstellen van die gedeelten van het voorvlak, welke door het masker waren gemaskeerd, worden gemetalliseerd.2. Process according to claim 1, characterized in that after exposing those parts of the front face which were masked by the mask to the hydrogen ion beam, they are metallized. 3. Werkwijze volgens conclusie 2 met het kenmerk, dat het gehele voorvlak tijdens de metallisatie aan een metaal wordt blootgesteld.Method according to claim 2, characterized in that the entire front surface is exposed to a metal during the metallization. 4. Werkwijze volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat in de sub straat bij het eerste oppervlak een junctie wordt gevormd voordat het genoemde oppervlak aan de waterstofbundel wordt blootgesteld.Method according to claim 1, characterized in that a junction is formed in the substrate at the first surface before said surface is exposed to the hydrogen beam. 5. Werkwijze volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat het eerste oppervlak aan de waterstofionenbundel wordt blootgesteld ge- 20 durende een tijd bij een intensiteit, welke voldoende zijn om de minder-heidsdragerverliezen in het substraat te reduceren.A method according to claim 1, characterized in that the first surface is exposed to the hydrogen ion beam for a time at an intensity sufficient to reduce the minor carrier losses in the substrate. 6. Werkwijze volgéns conclusie 2, met kenmerk, dat de metallisatie geschiedt onder gebruik van een metaal, gekozen uit de groep van metalen, die nikkel, palladium, kobalt, platina en rhodium omvatten.A method according to claim 2, characterized in that the metallization is carried out using a metal selected from the group of metals comprising nickel, palladium, cobalt, platinum and rhodium. 7. Werkwijze volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat een dompelplattering plaatsvindt om die gedeelten van het voorvlak,welke door het masker waren gemaskeerd, te metalliseren.Method according to claim 1, characterized in that an immersion plating takes place to metalize those parts of the front surface which were masked by the mask. 8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de metalliseer-stap zodanig plaatsvindt, dat het tweede oppervlak van het substraat 30 eveneens wordt 'gemetalliseerd.8. A method according to claim 7, characterized in that the metallizing step takes place such that the second surface of the substrate 30 is also metallized. 9. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de metallise-ring het aanbrengen van nikkel uit een bad dat een nikkelzout en fluoride-ionen bevat, omvat. 8420337A method according to claim 2, characterized in that the metallization comprises applying nickel from a bath containing a nickel salt and fluoride ions. 8420337
NL8420337A 1983-12-19 1984-12-14 METHOD FOR MANUFACTURING SOLAR CELLS NL8420337A (en)

Applications Claiming Priority (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US56313283A 1983-12-19 1983-12-19
US56313283 1983-12-19
US66697384A 1984-10-31 1984-10-31
US66697384 1984-10-31
US06/681,498 US4557037A (en) 1984-10-31 1984-12-13 Method of fabricating solar cells
US68149884 1984-12-13
US8402066 1984-12-14
PCT/US1984/002066 WO1985002943A1 (en) 1983-12-19 1984-12-14 Method of fabricating solar cells

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8420337A true NL8420337A (en) 1985-11-01

Family

ID=27415906

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8420337A NL8420337A (en) 1983-12-19 1984-12-14 METHOD FOR MANUFACTURING SOLAR CELLS

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP0165990A4 (en)
AU (1) AU573696B2 (en)
CH (1) CH668861A5 (en)
DE (1) DE3490611T1 (en)
GB (1) GB2162998B (en)
NL (1) NL8420337A (en)
SE (1) SE456626B (en)
WO (1) WO1985002943A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0167589A4 (en) * 1983-12-19 1989-01-19 Mobil Solar Energy Corp Method of fabricating solar cells.
US4650695A (en) * 1985-05-13 1987-03-17 Mobil Solar Energy Corporation Method of fabricating solar cells
TW201705239A (en) * 2015-06-04 2017-02-01 愛美科公司 Methods for forming metal electrodes on silicon surfaces of opposite polarity

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE791930A (en) * 1971-12-02 1973-03-16 Western Electric Co ELECTROLUMINESCENT DEVICE AND PROCESS FOR ITS MANUFACTURING
US4086102A (en) * 1976-12-13 1978-04-25 King William J Inexpensive solar cell and method therefor
US4124826A (en) * 1977-03-01 1978-11-07 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Current confinement in semiconductor lasers
US4238694A (en) * 1977-05-23 1980-12-09 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Healing radiation defects in semiconductors
US4224084A (en) * 1979-04-16 1980-09-23 Rca Corporation Method and structure for passivating a semiconductor device
US4321283A (en) * 1979-10-26 1982-03-23 Mobil Tyco Solar Energy Corporation Nickel plating method
US4332253A (en) * 1980-04-15 1982-06-01 The Kendall Company Disposable diaper and top sheet therefor
DE3202484A1 (en) * 1982-01-27 1983-08-04 Bayer Ag, 5090 Leverkusen METALIZED SEMICONDUCTORS AND METHOD FOR THEIR PRODUCTION

Also Published As

Publication number Publication date
DE3490611T1 (en) 1985-11-28
GB2162998A (en) 1986-02-12
SE8503835D0 (en) 1985-08-16
CH668861A5 (en) 1989-01-31
SE8503835L (en) 1985-08-16
GB8516878D0 (en) 1985-08-07
AU573696B2 (en) 1988-06-16
SE456626B (en) 1988-10-17
AU3889085A (en) 1985-07-12
EP0165990A1 (en) 1986-01-02
EP0165990A4 (en) 1989-01-19
WO1985002943A1 (en) 1985-07-04
GB2162998B (en) 1987-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4557037A (en) Method of fabricating solar cells
US4612698A (en) Method of fabricating solar cells
EP0002109B1 (en) A method for the preparation of thin photoconductive films and of solar cells employing said thin photoconductive films
US5258077A (en) High efficiency silicon solar cells and method of fabrication
US4609565A (en) Method of fabricating solar cells
NL8420012A (en) METHOD FOR MANUFACTURING SOLAR CELLS
JPH0520914B2 (en)
US4024029A (en) Electrodeposition
CN1030498A (en) Method with fabricating solar cells with silicon nitride coating
JP2010520629A (en) Solar cell manufacturing method and generated solar cell
MX2011001146A (en) Crystalline silicon pv cell with selective emitter produced with low temperature precision etch back and passivation process.
US4691077A (en) Antireflection coatings for silicon solar cells
EP0325606B1 (en) Method of fabricating solar cells with anti-reflection coating
NL8420337A (en) METHOD FOR MANUFACTURING SOLAR CELLS
US4650695A (en) Method of fabricating solar cells
NL8420336A (en) METHOD FOR MANUFACTURING SOLAR CELLS
AU574761B2 (en) Method of fabricating solar cells
EP0086520B1 (en) Method of depositing a metal
JPS61500757A (en) How to manufacture solar cells
JPS61500755A (en) How to manufacture solar cells