SE456625B - Sett att tillverka solceller - Google Patents

Description

456 625 10 15 20 25 30 35 2 övervägande vid utformning av en celltillverkningssek- vens att kombinationen av tid och temperatur vid vilket steg som helst som följer efter vätepassiveringen inte bör orsaka att vätet som införts in i kislet diffunderar tillbaka ut frán det passiverade substratet. Sålunda har man t ex funnit att en vätepassiverad cell, som utsatts för en temperatur av 600°C under en halvtimma i vakuum, förlorar huvudsakligen allt bundet väte och återgår till sin tidigare passiveringsnivå, såsom fram- går av observation av den av en elektronstrâle induce- rade strömaktiviteten. Det bör i detta avseende note- ras att övergångsdiffusionssteget vid solcelltillverk- ning typiskt inbegriper temperaturer av storleksord- ningen 900°C.

Man har också funnit att vätepassivering normalt upphettar cellen till en tillräckligt hög temperatur för att orsaka att oädla metaller, såsom koppar, migre- rar genom övergången, och därigenom orsakar en "mjuk" diod eller kortslutning. Såsom t ex visats av C. H.

Seager, D. J. Sharp, J. K. G. Panitz, och R. V. D'Aiello i Journal of Vacuum Science and Technology, vol 20, nr 3, sid 430 - 435 (mars 1982), kan passivering av polykristallint kisel genomföras med en jonkälla av Kaufman-typ, som används för att alstra en vätejonstråle i kiloelektronvoltområdet. Relativt korta exponerings- tider (t ex mellan 0,5 och 4 min) i ett intervall med hög jonenergi och stort flöde (t ex l - 3 mA/cmz) vi- sar sig vara optimala. Sådana exponeringar resulterar i allmänhet i att temperaturen i substratet stiger till åtminstone ca 275°C, om substratet omsorgsfullt bringas i kontakt med ett lämpligt kyldon. Annars upp- nås med lätthet temperaturer överstigande 400°C. Det är emellertid viktigt att temperaturerna begränsas till mindre än ca 300°C för att undvika snabb migra- tion av oädla metaller i kiselmatrisen. Manipulering med substratet och kyldonet för att åstadkomma värme- reglering under passivering blir emellertid lätt den 10 15 20 25 30 35 456 625 3 hastighetsbegränsande faktorn vid högproduktiv behand- ling med sådana jonkällor. Följaktligen är det önskvärt att undvika kylning i syfte att erhålla ett billigt, högproduktivt förfarande. Dessutom försvårar ytoregel- bundenheterna hos kiselband av EFG-typ, som kan till- verkas lönsamt, kylning.

Vätepassivering är dessutom effektivast när kisel- basytan exponeras. Sålunda bör inte någon "positiv" pläteringsmask, som används för att definiera front- ytans elektrodrutnätsmönster genom täckning av front- ytans mellanliggande elektrodytor, finnas på plats under passivering.

Det förändrade ytskiktet, som framställts vid vätejonstràlepassivering, kan användas som en pläte- ringsmask för efterföljande metalliseringssteg, som inbegriper immersionsplätering av en utvald metall.

'En föredragen utföringsform av förfarandet, som till- lämpas vid tillverkning av kiselsolceller, inbegriper bl a följande steg: (1) formning av en pläteringsmask av ett dielektriskt material på frontytan hos ett kiselband med grund övergång, för att lämna dessa kiselytor exponerade för att senare täckas av front- ytelektroden, (2) avsättning av ett tunt skikt nickel (eller liknande material) på det exponerade kislet, (3) avlägsnande av pläteringsmasken, (4) vätepassive- ring av cellens övergångssida, (5) sintring av nicklet för att delvis bilda en nickelsilicid, (6) immersion- plätering av ytterligare nickel på cellens metalltäckta delar, (7) elektroplätering av ett kopparskikt på nicklet, och (8) anbringande av en antireflekterande beläggning över den exponerade kiselytan. Därefter kan kislet behandlas ytterligare, t ex genom att för- bereda det för anslutning till elektriska strömkretsar.

Vid ett alternativt förfarande erbjuder uppvärmning av provet under passivering åtminstone en del av ener- gin för nickelsintringssteget.

Fastän det inses att ett sådant förfarande (l) 456 625 10 15 20 25 30 35 4 medger avlägsnandet av den inledande pläteringsmasken I före passivering (medger bättre passivering) och (2) medger passivering före anbringandet av oädla metal- ler utan kravet på ett ytterligare maskeringssteg före metallisering (både eliminering av faran för förstörda celler, som orsakats av migration av den oädla metallen under passivering, och förenkling av produktionsförfarandet genom eliminering av behovet av antingen noggrann Värmereglering av substratet un- der passivering eller av ett fotolitografiskt steg efter passivering), kan förfarandet förbättras ytter- ligare. Fastän värmeregleringen, som krävs för att förhindra migration av oädla metaller (temperaturer företrädesvis lägre än ca 300°C), undanröjs, finns sålunda fortfarande faran för förstörda celler beroen- de pà migration, dock vid en långsammare diffusions- hastighet, av nickel eller nickelsilicid i substratets matris.

Vidare kräver det just angivna sättet bildning av en pläteringsmask, såsom ett ytterligare skikt på substratet, före den inledande metalliseringen, och kräver i denna omfattning ytterligare behandling och material.

Uggfinningens ändamål Följaktligen är ett ändamål med föreliggande uppfinning att åstadkomma en behandlingssekvens för tillverkning av solceller, vilken behandlingssekvens inbegriper ett vätepassiveringssteg efter behandlings- steget vid hög temperatur före eventuell frontyt- metallisering.

Ett annat att åstadkomma ändamål med föreliggande uppfinning är en sådan behandlingssekvens, som inte kräver bildning av en pläteringsmask för att förhindra metallisering av den exponerade passiverade ytan efter vätepassivering.

Kort beskrivning av uppfinningen Dessa och andra ändamål förverkligas genom sättet 10 15 20 25 30 35 456 625 5 enligt patentkravet 1, vilket sätt vid en föredragen utföringsform, som tillämpas vid tillverkning av kisel- solceller, inbegriper bl a följande steg: (1) diffusion av fosfor i kiselband av p-typ för att bilda en grund övergång, varvid diffusionsförfarandet samtidigt bildar ett skikt av fosfosilikatglas på den yta hos bandet som är närliggande övergången, (2) formning av ett elektrodrutnätsmönster i fosfosilikatskiktet genom fotolitografi (genom användning av en lämplig foto- resistkomposition och etsning) i form av en "negativ" pläteringsmask (dvs kvarlämnande av fosfosilikatglas endast på de områden på substratet där det är önskvärt att därefter fästa frontytelektroderna), (3) beläggning av kiselbandets andra sida med en aluminiumpasta, (4) upphettning av kislet för att legera aluminiumet, (5) vätepassivering av cellens övergångssida medan samtidigt ett förändrat skikt bildas på det icke täck- ta kiselsubstratet mellan fosfosilikatglaselektrod- mönstret, (6) etsning av det återstående fosfosilikat- glaset, och (7) metallisering av både det oföränd- rade exponerade kislet och aluminiumet med en utvald metall, såsom nickel, genom immersionsplätering. Där- efter kan kislet behandlas ytterligare, t ex genom att förbereda det för anslutning till elektriska ström- kretsar, och förses med en antireflekterande belägg- ning.

Det här använda uttrycket "immersionsplätering" innebär ett förfarande där ett föremål utan användning av ett externt applicerat elektriskt fält pläteras med en metall genom nedsänkning av detta föremål i ett pläteringsbad, som inte innehåller något reduk- tionsmedel, och pläteringen inbegriper en undanträng- ningsreaktion. Immersionsplätering skiljer sig frân ' elektrofri plätering i det att den senare inbegriper ett pläteringsbad innehållande ett reduktionsmedel.

Denna tillverkningssekvens har flera väsentliga fördelar. Genom att fördröja avsättningen av front- 456 625 , 10 15 20 25 30 35 6 ytelektroderna tills efter passivering, minskas i hög grad all fara för cellerna att förstöras genom migration av elektrodens material till övergången under efterföljande behandlingssteg. Eftersom värme- reglering under passivering är mindre kritisk, kan kylning undvikas. Därför medger föreliggande förfa- rande högproduktiv jonstrålepassivering. Dessutom eliminerar det föredragna sättet, genom användning av glasskiktet som bildats som en följd av sättet att bilda övergången såsom stommen hos en negativ pläteringsmask, både ett etsningssteg (för att inled- ningsvis avlägsna glaset) och ett beläggningssteg (för att åstadkomma material för en pläteringsmask), varvid glaset i stället avlägsnas i två steg.

Andra ändamål med uppfinningen inses delvis och framträder delvis i det följande. Uppfinningen in- begriper följaktligen de särskilda stegen och för- hållandet mellan ett eller flera sådana steg med hän- visning till vart och ett de andra, vilka steg exempli- fieras i den följande detaljerade beskrivningen och i omfattningen av de i ansökan angivna kraven.

Kort beskrivning av ritningen För en fullständigare förståelse av naturen hos och ändamàlen med föreliggande uppfinning, bör hän- visning göras till den följande detaljerade beskriv- ningen, som skall betraktas tillsammans med den bifo- gade ritningen, vilken visar ett antal av stegen som inbegrips vid tillverkning av solceller enligt en föredragen form av uppfinningen.

Genom hela ritningen hänvisar samma referenssiffror till liknande struktur.

Pâ ritningen visas inte tjocklekarna och djupen hos de särskilda skikten och områdena exakt i enlighet med deras relativa proportioner, i syfte att ge ett bekvämare åskàdliggörande.

Detaljerad beskrivning av uppfinningen _Med hänvisning till ritningen hänför sig den 10 15 20 25 30 35 456 625 7 föredragna utföringsformen av uppfinningen till fram- ställning av solceller från EFG-odlade kiselband av p-typ.

Såsom ett första förfarandekrav utsätts en sida (hädan- .efter kallad "frontsidan") av ett i förväg rengjort EFG- kiselband 2 av p-ledande typ för ett fosfodiffusions- förarande, som beräknas ge en relativt grund övergång 4 (dvs en övergång med ett djup av mellan ca 3000 och ca 7000 Å), ett område 6 av n-oledande typ, och ett tämligen tjockt (exempelvis i storleksordningen av åtminstone 1500 Å) skikt av fosfosilikatglas 8.

Såsom ett exempel rengörs ett kiselband av p-ledande typ, som tillverkats genom ("edge-defined film-fed growth process") EFG-förfarandet och med en resistivitet av ca 5 ohm-cm, genom etsning i en lösning av HNO3 (70 %): HF (49 %) i ett förhållande av mellan ca 4:1 och 9:1, under ca 1 - 3 min vid ca 25°C. Därefter utsätts bandet för fosfordiffusion i en syrerik atmosfär.

I detta exempel reagerar kisel och syre för att bilda kiseldioxid, fosfor och syre reagerar för att bilda fosforpentoxid, fosforpentoxid och kiseldioxid reagerar för att bilda ett fosfosilikatglas, och fosforpentoxid och kisel reagerar för att bilda fosfor och kiseldioxid.

Alternativt kan ett fosfosilikatglas, som bildats såsom detaljerat anges i det amerikanska patentet nr 4 152 824, användas såsom fosforkälla.

Nästa steg inbegriper beläggning av bandets front- sida med en negativ fotoresist 10, vilket är välkänt inom tekniken. Resisten kan anbringas på ett lämpligt sätt, t ex genom sprutning, och sedan torkas för att driva bort fast uppnås typiskt genom upphettning av fotoresisten till mellan ca 80 och l10°C under mellan ca 35 och ca 60 min.

Fotoresistskiktet täcks sedan med en negativ mask med mönstret av ett flerfíngrat elektrodrutnät, t ex de organiska lösningsmedlen och orsaka att resisten vidhäftar till fosfosilikatglaset. Denna torkning en mask med transparenta områden som motsvarar den önskade elektrodens fingrar och som är ogenomskinlig 456 625 10 15 20 25 30 35 8 på andra ställen. Såsom ett exempel på ett lämpligt elektrodmönster, görs hänvisning till det amerikanska patentet nr 3 686 036. Rutnätsmasken bestrâlas sedan med ultraviolett ljus med lämplig intensitet och under till- räcklig tid för att orsaka att den belysta delen av fotoresisten polymeriseras. Därefter framkallas foto- resisten genom behandling med ett eller flera lämpliga framkallningsmedel, såsom t ex genom kontakt med toluen och propanol eller andra lämpliga lösningsmedel. Detta framkallningsförfarande avlägsnar de delar hos resisten som inte har bestrålats och följaktligen inte har polymeriserats. Sålunda återstår en del l0A av fotoresisten i mönstret av den önskade elektrodrutnätskonfigurationen.

En framkallning i efterhand som torkar vid ca 140°C, har befunnits förbättra etsningsmotstàndet hos den åter- stående fotoresisten vid det följande behandlingssteget.

Efter exponering och framkallning av fotoresisten (och torkning efter framkallning), utsätts aggregatet för etsning med en buffrad oxid, som består av t ex en lösning av HF och NH4F, varigenom de exponerade skikten av fosfosilikatglas 8 avlägsnas. Sålunda kan (P2O5)x(Si02)y, ett fosfosilikatglas, avlägsnas från substratet genom att nedsänka det senare i lONH4F(40 %):lHF vid en temperatur av ca 25°C under en period av mellan ca 15 s och 2 min. Detta lämnar ett intakt skikt 12 av fosfosilikatglas i mönstret av elektrodrutnätskon- figurationen under den polymeriserade, ej avlägsnande delen 10A av fotoresisten.

Därefter beläggs substratets baksida med ett skikt 14 av en aluminiumpasta. Aluminiumpastan, som används för att bilda skiktet 14, inbegriper företrädes- vis aluminiumpulver i ett flyktigt organiskt bärmedium, såsom terpineol, vilket kan avlägsnas genom avdunstning.

Detta steg följs sedan av ett legeringssteg, där substratet upphettas under ca 0,25 - 2,0 min till en temperatur som är högre än 575°C för att avlägsna eventuella flyktiga eller pyroliserbara organiska 10 15 20 25 30 35 456 625 9 komponenter i pastan, och för att legera aluminiumet i pastan med kiselsubstratet.

Vid legeringssteget legerar aluminiumbeläggningen 14 med substratets baksida för att åstadkomma en p+-region 16 med ett djup av fràn ca 1 till ca 5 um. Legerings- steget tjänar också till att avlägsna den återstående resistdelen 10A genom pyrolys.

Därefter vätepassiveras cellen. Ett föredraget sätt är att exponera frontytan hos substratet 2 för vätejonstrâlen från jonkällan av Kaufman-typ (bred stråle), som är belägen ca 15 cm från substratet.

Denna jonkälla drivs företrädesvis vid ett tryck av mellan ca 20 och 50 millitorr (väte), vid en väteflödes- hastighet i storleksordningen av ca 25 - 40 cm3 per minut, vid en potential av ca 1700 volt likström mellan källan och substratet, och vid en stràlström av mellan ca 1 och 3 mA/cmz pà substratet. En exponeringstid av mellan ca l och ca 4 min har befunnits vara lämplig både för att minimera rekombinationsförlusterna av minoritetsbärare, som typiskt förekommer hos kiselceller av EFG-typen (en passiveringszon som är ca 20 ~ 80 pm djup eller ca 100 gånger så djup som övergången 4 åstadkommes), medan samtidigt ett förändrat ytskikt 18 med ett djup av ca 200 A àstadkommes på de exponerade delarna av substratet 2.

Den exakta naturen hos det förändrade ytskiktet 18 är inte känd. Det antas emellertid finnas en skadad zon där kristallstrukturen har blivit något avbruten, varvid kislet delvis bildar SiH eller SiH2 med vätet från jonstràlen, och där materialet fortfarande möjligt- vis är amorft. En liten mängd kol eller ett eller flera kolväten visar sig vara nödvändigt för bildning av det önskade förändrade ytskiktet. Såsom den in- ledningsvis installerats, var Kaufman-jonkällan utrustad med en monteringsanordning av grafit med diametern ca 13 cm (ca 50") på vilken substraten, typiskt 5 cm x 10 cm (2" x 4") på en sida, var centralt placerade. 10 15 20 25 30 35 -l 456 625 10 I vissa fall, som när en monteringsanordning av kisel ersatte anordningen av grafit, uppträdde det förändrade skiktet inte såsom en pläteringsmask, såsom när anord- ningen av grafit utnyttjades. På basis av detta har man antagit att kol eller kolväteànga, som bildats genom inverkan av vätejonstrâlen på anordningen av grafit kan öka bildningen av ett dielektriskt skikt på substratets yta. Oberoende av dess natur har man funnit att ett förändrat ytskikt 18, som framställts enligt detta förfarande med accelerationsspänningar mellan ca 1400 och ca 1700 volt och exponeringstider så korta som 1 min, är tillräckligt för att förhindra efterföljande metallisering av det exponerade förändrade ytskiktet 18, där metalliseringen inbegriper immersions- plätering av ett material, såsom nickel.

Efter passivering avlägsnas det återstående fosfo- silikatglasskiktet 12 genom nedsänkning av substratet i en buffrad lösning av 10NH4F(40 %):1HF vid en tempera- tur av mellan ca 25 och ca 40°C. Som ett resultat exponeras nu frontytan hos substratet 2 fullständigt.

Pà denna exponerade yta avgränsar förändrade ytskikt 18 ett mönster av i detta fallet oförändrad n+- ledande kisel, med den önskade frontelektrodstrukturens konfiguration. ' Därefter sker metallisering av cellen. Substratet immersionspläteras med nickel, varvid en vidhäftande avsättning av nickel bildar ett nickelskikt 22 på baksidan av hela ytan av aluminiumbeläggningen 14, medan den vidhäftande avsättningen av nickel på front- sidan bildar ett skikt 20 direkt pà ytan av substratet 2 över endast de ytor från vilka fosfosilikatglasskiktet 12 avlägsnats efter passivering. Vid detta pläterings- steg bildar det förändrade kiselytskiktet 18 en pläterings- mask, till vilken nicklet inte vidhäftar. Plätering av nickelskikten kan göras enligt olika immersions- pläteringsmetoder. Företrädesvis genomförs den enligt ett immersionspläteringsförfarande som är samma som 10 15 20 25 30 35 456 625 ll eller liknar förfarandet som beskrivs i det amerikanska patentet nr 4 321 283. Såsom ett preliminärt steg för- aktiveras det rengjorda kiselsubstratets yta med ett lämpligt medel. Detta föraktiveringförfarande är önskvärt eftersom kiselytan ofta inte av sig själv gynnar det elektrofria pläteringsförfarandet, och eventuellt nickel som pläteras på en obehandlad yta vidhäftar i allmänhet endast svagt därtill. Företrädesvis används guldklorid såsom aktiveringsmedel, fastän platinaklorid, tennklorid - palladiumklorid, eller andra välkända aktivatorer kan användas, såsom t ex beskrivs i det amerikanska patentet nr 3 489 603. Därefter beläggs båda sidorna av kiselbandet med ett skikt av nickel, företrädesvis genom nedsänkning av bandet i ett vattenbad, såsom beskrivs i det nämnda amerikanska patentet nr 4 321 283, eller i ett vattenbad av nickelsulfamat och ammoniumfluorid vid ett pH av ca 2,9 och vid ca rumstemperatur under en period av ca 2 - 6 min" Efter det att nicklet har anbringats, upphettas substratet i en inert atmosfär eller en kväveatmosfär till en temperatur och under en tid som är tillräcklig för att sintra nickelskikten och orsaka att nickel- skiktet 20 på substratets frontsida reagerar med det närliggande kislet för att bilda en ohmsk kontakt av nickelsilicid. För detta syfte upphettas företrädes- vis substratet till en temperatur av 300°C under mellan ca 15 och ca 40 min. Detta åstadkommer ett nickel- silicidskikt med ett djup av ca 300 A vid gränsytan mellan nickelskiktet 20 och substratet 2. Nickelskiktet 18 på baksidan bildar en legering med aluminiumskiktet 12. Temperaturen vid detta sintringssteg bör inte i hög grad överskrida 300°C, eftersom högre tempera- turer leder till överdriven penetrering in i kislet av nickelskiktet 20. Företrädesvis regleras avsättningen och sintringen av nicklet så att nickelskiktet 20 pà substratets frontsida har en tjocklek av ca 1000 A.

Därefter utsätts företrädesvis nicklet i skikten 456 625 l0 15 20 25 30 35 12 18 och 20 företrädesvis för etsning, såsom med saltpeter- syra, och för ytterligare metallisering, såsom med ett andra nickelskikt genom immersionspläteríng och med ett eller flera kopparskikt genom immersionsplätering och/eller elektroplätering, genom välkända tekniker.

För kopparpläteringen krävs ingen maskering av det förändrade skiktet, eftersom koppar inte vidhäftar till det förstörda skiktet.

Efter metallisering putsas cellkanterna (ej visade), och en antireflekterande beläggning 24 anbringas pà cellens frontyta. Detta kan genomföras genom vilket som helst av ett antal kända sätt, såsom genom kemisk ångavsättning eller föràngning av t ex TiO2. Alternativt kan antireflektionsbeläggningen 24 bildas genom plasma- avsättning av kiselnitrid vid en temperatur av ca l50°C, såsom är välkänt inom tekniken.

Såsom skall visas med hjälp av exempel inbegriper det föredragna sättet att tillämpa föreliggande upp- finning utförande av de här ovan beskrivna individuella stegen på det föredragna sätt som beskrivits i detalj för varje steg och i den beskrivna ordningen.

Man har bestämt att solceller, som tillverkats enligt det föregående förfarandet av EFG-odlade band visar mellan 10 och 20 % ökning i medelverkningsgrad.

Dessutom har man för detta material också funnit att vätepassíveringssteget märkbart begränsar fördelningen av cellverkningsgraderna.

Föreliggande förfarande har ett antal fördelar.

För det första eliminerar det risken att övergången 4 förstörs genom migration av nickel eller nickelsilicid under passíveringen, vilket skulle kunna ske i celler med grunda övergångar om en ursprunglig nickelbeläggning avsattes på frontytan före passivering. Bortsett från minskning av risken för förstörda celler, sänks kraven på noggrann värmereglering (såsom genom kylning) under passivering. Detta möjliggör därför ett högproduktivt jonsträlepassiveringssteg vid tillverkningsförfarandet. n u l0 15 20 25 30 35 456 625 13 Det inses att föreliggande uppfinning kan modi- fieras inom ramen för beskrivningen. Fastän frontelektrod- rutnätsmönstret vid den föredragna utföringsformen bildas i pläteringsmasken genom fotolitografi, inses det att den likaså skulle kunna bildas genom andra förfaranden som vanligtvis utnyttjas vid kemisk etsning (t ex screentryck).

Fastän det föredragna sättet utnyttjar fosfo- silikatglaset, som bildas under n+-diffusionen, för att bilda jonstrálemasken i syfte att definiera det skadade skiktmönstret, kan även andra material eller förfaranden användas för frontytskiktet. Sålunda skulle ett substrat av n-typ kunna användas som utgàngsmaterial, varvid övergången bildas t ex genom diffusion med bor, och därigenom åstadkomma ett borsilikatglasskikt.

Om utgàngsmaterialet skulle förses med en övergång och utan ett glasskikt, skulle ett lämpligt skikt ha tvingats'àstadkommas. Det inses att det ástadkomna skiktet antingen kan etsas för att bilda en lämplig pläteringsmask eller själv avsättas i den lämpliga konfigurationen.

Fastän den föredragna utföringsformen av sättet enligt föreliggande uppfinning utnyttjar det förändrade skiktet, som bildats genom vätepassivering för att maskera efterföljande plätering, förutom på tidigare pläterad nickel, kan sättet utnyttjas med andra metaller än nickel. Såsom fackmannen på området inser, kan t ex frontytelektrodernas ursprungsskikt pà en kiselan~ ordning med grund övergång avsättas genom plätering av vilket som helst av ett antal material med låg reaktivitet och med förmåga att bilda (företrädesvis vid låg temperatur) en ohmsk kontakt, och fungera såsom en barriär för diffusionen av koppar eller andra oädla metaller som avsätts vid ett senare skede. Lämpliga metaller för användning tillsammans med koppar inbegriper palladium, platina, kobolt och rodium, såväl som nickel.

Fastän alla dessa material bildar silicider är ett 456 625 10 15 20 25 30 35 14 silicidskikt inte nödvändigt. Det är emellertid viktigt att det ursprungliga metallskiktet vidhäftar riktigt, fungerar såsom en ohmsk kontakt och verkar som en barriär för migration av eventuella senare avsatta metaller, såväl som för obetydlig migration till själva övergången. Dessa material kan anbringas genom immersions- pläteringstekniker på samma sätt som nickel.

Ytterligare andra förändringar kan göras utan att frångá uppfinningens huvudprinciper, såsom t ex (a) bildning av cellens p+-bakregion genom användning av flamsprutad aluminium i stället för en aluminium- pasta, eller (b) användning av olika sätt att anbringa den andra och de efterföljande beläggningarna av nickel _el1er andra material med låg reaktivitet, såsom palladium, platina, kobolt och rodium, eller (f) bildning av övergången genom jonimplantation. Om inga ytterligare maskskikt avsätts på de passiverade ytorna, måste nickelskiktet (eller andra metaller med låg reaktivitet av den beskrivna typen) anbringas genom immersions- plätering och de ytterligare skikten av koppar måste anbringas genom elektroplätering eller immersionsplätering.

Förfarandet som âstadkoms genom denna uppfinning är naturligtvis inte begränsat till produktionen av solceller från EFG-substrat. Sålunda kan t ex gjutna polykristallina substrat, epitaxiskt kisel på kisel av metallurgisk kvalitet eller polykiselskikt av fin kvalitet, som bildats genom kemisk eller fysikalisk ângavsättning, användas för att bilda solceller med relativt hög effektivitet enligt föreliggande uppfinning.

Dessutom är förfarandet tillämpbart på enkristallint kisel, och kan användas med såväl n-typ- som p-typkisel.

Dessutom skulle sättet kunna användas vid till- verkning av Schottky-barriäranordningar, varvid det förändrade ytskiktet fungerar som en mask för metalli- seringen. För sådana tillämpningar inses det att metall- substratgränsytan utgör övergången, och att substratet följaktligen inte skulle förses med en övergång genom /l 456 625 15 diffusion av fosfor eller liknande. Eftersom dessa och andra förändringar måste göras vid förfarandena ovan utan att frångå den här inbegripna uppfinningens innebörd, är det avsett att allt material som finns i beskrivningen ovan eller visas på de bifogade rit- ningarna skall tolkas på ett belysande och inte på ett begränsande sätt.

Claims (13)

456 625 10 15 20 25 30 16 PATENTKRAV

1. Sätt att tillverka halvledaranordningar, k ä n- n e t e c k n a t därav, att det i sekvens inbegriper stegen att: (a) åstadkomma ett kiselsubstrat med motstáende första och andra ytor och med en mask på den första ytan i formen av ett skikt med ett förutbestämt, två- dimensionellt mönster, som därigenom exponerar utvalda delar av den första ytan, (b) exponera den första ytan för en vätejonstrále med en intensitet och under en tillräckligt làng tid för att minska substratets minoritetsbärarförluster o n bilda ett ytskikt pâ de utvalda exponerade delarna av den första ytan, till vilket ytskikt metaller endast svagt vidhäftar, 7 (c) avlägsna masken, och (d) utsätta den första ytan för metallplätering, så att ett metallskikt bildas på alla delar på den första ytan utom de utvalda, exponerade delarna.

2. Sätt enligt kravet 1, k ä n n e t e c k - n a t därav, att det dessutom inkluderar steget att bilda en pn-övergång intill den första ytan före expo- neringen för vätestrålen.

3. Sätt enligt kravet l eller 2, k ä n n e t e c k- n a t därav, att anordningarna är fotoelektromotoriska element.

4. Sätt enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a t därav, att det dessutom inbegriper steget att anbringa en antireflekterande beläggning för att täcka den första ytan.

5. Sätt enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a t därav, att ytskiktet är ett glas- skikt som bildats som en följd av diffusionen av en övergång i det till den första ytan angränsande kisel- substratet. 10 15 20 25 30 35 456 625 17

6. Sätt enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a t därav, att övergången bildas genom diffusion av fosfor in i kiselsubstratet, varigenom ett fosfosilikatglasytskikt bildas.

7. Sätt enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a t därav, att masken bildas genom foto- litografi med användning av en fotoresist, som täcker den första ytan.

8. Sätt enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a t därav, att det dessutom inbegriper stegen att anbringa en beläggning av aluminium på den andra ytan före avlägsnande av fotoresisten, och att därefter upphetta kiselsubstratet till en temperatur och under en tid som är tillräcklig för att (1) orsaka att beläggningens aluminium legerar med kiselsubstratet och (2) åstadkomma avlägsnande av fotoresisten genom pyrolys. I

9. Sätt enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a t därav, att både den första och andra ytan metalliseras.

10. Sätt enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a t därav, att det första ytskiktet är ett dielektrikum.

11. ll. Sätt enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a t därav, att det dessutom inkluderar steget att anbringa en beläggning av aluminium för le- gering med den andra ytan före metallisering av den första ytan, och att upphetta aluminiumet till en tem- peratur och under en tid som är tillräcklig för att or- saka att aluminiumet legerar med kiselsubstratet.

12. Sätt enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a t därav, att metallpläteringen genom- förs med användning av en metall som är vald från den grupp metaller som inkluderar nickel, palladium, kobolt, platina och rodium.

13. Sätt enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a t därav, att metallpläteringen inbegri- 456 625 18 per plâtering av nickel från ett bad som inbegriper ett nickelsalt och fluoridjoner. J?