WO2018050629A1 - Verfahren zur herstellung elektrischer kontakte auf einem bauteil - Google Patents

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Jonas Bartsch
Mathias Kamp
Rukmangada ROHIT
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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing electrical contacts (for example, in the form of electrical tracks) on a component, in particular an electrical component such as. a solar cell or a light emitting diode, or even a precursor of a printed circuit board. Furthermore, the present invention relates to devices obtainable by this method.
  • electrical contacts especially in the form of electrical conductors, are mounted on them.
  • the electrical contacts serve, for example, to dissipate current from the component or to tap voltage from the component or to establish an electrical connection between electrical components that are present on the component. If the component is, for example, a solar cell, then the photocurrent generated by the photovoltaic effect in this semiconductor component can be dissipated via the electrical contacts.
  • the component may be, for example, a precursor of a printed circuit board which is finally transferred into a printed circuit board (PCB) by the application of printed conductors.
  • PCB printed circuit board
  • a paste containing silver particles is applied to the component and then treated at a temperature high enough to cause coalescence of the silver particles. Therefore Temperatures of at least 800 ° C may be required. For many components, however, such high temperatures are unacceptable.
  • a heterojunction solar cell e.g. A silicon heterojunction solar cell (SHJ solar cell) is an exemplary electrical device that is unsuitable for mounting electrical contacts at relatively high temperatures.
  • the SHJ solar cell is a wafer-based crystalline silicon solar cell with an emitter and an amorphous silicon back- and front-surface field.
  • Starting material is used for crystalline, in particular monocrystalline silicon, which is n- or p-doped (basic doping). On top of this, on both sides, first a very thin (about 1 to 10 nm) intrinsic (undoped) amorphous
  • Silicon layer applied. This is followed on one side by the application of a very thin (about 10 to 50 nm), doped, amorphous silicon layer whose doping type (n- or p-type) is opposite to the base doping (amorphous emitter layer). On the other hand will be a thin (10 to 50 nm) amorphous
  • the doping type of the basic doping corresponds (back or front surface field).
  • a conductive transparent oxide (English: “Transparent Conductive Oxide” TCO) such as indium tin oxide (ITO) of 50-100 nm thickness is applied.To such a TCO layer usually has a sheet resistance at 25 ° C.
  • TCO Transparent Conductive Oxide
  • ITO indium tin oxide
  • temperatures of more than 250 ° C should be avoided.
  • the attachment of electrical contacts at the lowest possible temperature load is desirable.
  • the sintering temperature of silver pastes can be lowered below 200 ° C.
  • the costs of nanoparticles are significantly higher than for large particles or electrodeposited metals.
  • pastes containing organic binders e.g.
  • thermocrosslinking resins and silver particles in flake form The resin forms a matrix which holds the flakes together and produces adhesion to the outer layer of the electrical component (eg, a layer of transparent electrically conductive oxide (TCO) such as ITO).
  • TCO transparent electrically conductive oxide
  • ITO transparent electrically conductive oxide
  • the tracks can be applied galvanically. This achieves a very good electrical conductivity of the conductor tracks.
  • the surface must be printed with a mask of Galvano lacquer as a negative of the conductor pattern. After the electrodeposition, the paint must be removed in a chemical bath. The necessity of this resist mask makes this process but because of the material consumption and the necessary
  • a thin metal layer or a metal layer stack is applied to the workpiece over the entire surface. Then, for example, a photoresist is applied and photo-lithographically in the form of a Negative mask of the tracks to be generated structured. Alternatively, the negative mask is already structured (recordable by means of inkjet) applied. The non-varnished surface is galvanically reinforced with copper and the copper is optionally protected from oxidation by an additional layer of silver.
  • the vapor-deposited aluminum seed layer can be activated over the whole area by a zincate step. Subsequently, the application of a local barrier layer can take place. After the galvanic
  • Deposition must have the barrier layer removed and the activated one
  • PCB printed circuit boards
  • An object of the present invention is to provide electrical contacts such as e.g. electrical traces on a component via a process that minimizes thermal stress on the component, avoids the use of masks (e.g., resist masks), and is as efficient as possible.
  • electrical contacts such as e.g. electrical traces on a component via a process that minimizes thermal stress on the component, avoids the use of masks (e.g., resist masks), and is as efficient as possible.
  • the object is achieved by a method for producing one or more electrical contacts on a component, comprising the following steps: Providing a component which has a front and a rear side, wherein an outer layer of a transparent, electrically conductive oxide (TCO) or a self-passivating metal or semiconductor is present on the front side and / or the rear side,
  • TCO transparent, electrically conductive oxide
  • Germ layer is not galvanic
  • the method according to the invention comprises a component having a specific outer layer (TCO layer or layer of self-passivating metal or semiconductor) on which a galvanic deposition of conventional metals such as e.g. Copper is not possible or at least strongly inhibited.
  • a galvanic deposition e.g., via a printing process
  • seed layer still sufficiently low to effectively dissipate current from the component (for example, a solar cell) via the electrodeposited metal layer.
  • the outer layer of a self-passivating metal or semiconductor is also referred to below as a self-passivation outer layer.
  • Coatings made of a self-passivating metal or semiconductor form a thin oxide film at their surface even at room temperature.
  • TCOs transparent, conductive oxides
  • ITO Indium tin oxide
  • Coatings of TCOs or self-passivating metals or semiconductors thus represent surfaces on which a galvanic metal deposition may be inhibited.
  • these poorly electroplated surfaces quite a relatively low electrical
  • Seed layer for the subsequent galvanization step A mask for the application of the structured, electrically conductive seed layer is not required. Also, their application can be carried out at relatively low temperatures, so that the thermal stress of the component (for example, an amorphous silicon layer in a silicon heterocell or the carrier material of a printed circuit board) is minimized.
  • the component for example, an amorphous silicon layer in a silicon heterocell or the carrier material of a printed circuit board
  • the metal deposition takes place exclusively or at least predominantly on the structured seed layer.
  • the application of a mask on the self-passivating metal or semiconductor or the TCO is not required because of a galvanic deposition on this
  • Galvanticians Colour a structure, for example in the form of one or more tracks, obtained, which allows an effective electrical contacting of the electrical component or the formation of an effective circuit structure of a printed circuit board.
  • the electrical contacts are in the form of one or more tracks, for example.
  • the electrical contacts serve, for example, to dissipate current from the component or to tap voltage from the component or to establish an electrical connection between electrical components that are present on the component.
  • the method according to the invention initially comprises the provision of a component which has a front and a rear side, wherein on the front and / or the back side an outer layer of a transparent, electrically conductive oxide (TCO) or a self-passivating metal or Semiconductor is present.
  • TCO transparent, electrically conductive oxide
  • Semiconductor a self-passivating metal or Semiconductor
  • the component is, for example, an electrical component (e.g.
  • the component to which the electrical contacts are to be attached may also be the precursor of a printed circuit board.
  • the precursor of the printed circuit board preferably contains a plastic (in particular an electrically non-conductive
  • Plastic which may optionally be reinforced by fibers, and on this plastic is then preferably the outer layer of the transparent, electrically conductive oxide (TCO) or the self-passivating metal or semiconductor before.
  • TCO transparent, electrically conductive oxide
  • the precursor of the printed circuit board may for example be a flexible film or alternatively a rigid plate.
  • a preferred electrical component is for example a solar cell, a diode (eg a light-emitting diode) or a screen, in particular a
  • the front side is the illuminated, i. the radiation source facing side of the component.
  • the electrical contacts can be applied, for example, on the front side or on the rear side (for example in the case of an exclusively back-contacted solar cell) or else on both sides of the component.
  • the electrical device to which the electrical contact is applied need not yet be in its final form, but usually already contains those components that are essential to its function (such as the realization of the photovoltaic effect).
  • the component on which the electrical contact is applied can be a precursor of an electrical component and the other components that are required for the realization of its function are added only after the application of the electrical contact.
  • a solar cell is in the context of the present invention
  • Semiconductor device understood that shows a photovoltaic effect under the action of radiation energy, usually sunlight.
  • the solar cell is a silicon solar cell.
  • the component is a heterojunction solar cell, in particular a silicon heterojunction solar cell (SHJ solar cell) or a precursor thereof.
  • the solar cell can also be a solar cell contacted exclusively via its rear side.
  • the electrical contacts are present, for example, in the form of an interdigital structure.
  • the process according to the invention is of particular interest for crystalline
  • Silicon solar cell types which at least on one of the two surfaces of a crystalline silicon substrate, which serves as a base material of the solar cell, have a conductive layer whose conductivity must be further improved by metallically applied conductor tracks.
  • These include, for example, solar cell types which have on at least one side of the crystalline silicon acting as the base material an optically transparent, electrically conductive coating which suppresses the recombination of electron-hole pairs on the correspondingly coated surface of the crystalline silicon wafer.
  • the passivating layers consist of amorphous silicon.
  • the surface may also consist of a tunable (and thus also perpendicular to the layer also conductive) silicon dioxide layer on which subsequently a conductive polysilicon layer, a silicon carbide layer or a conductive metal oxide such as e.g. Molybdenum oxide, tungsten oxide, nickel oxide or titanium oxide is applied.
  • a highly conductive TCO layer for example an ITO layer
  • metallic conductor tracks must additionally be applied to the surface.
  • the inventive method is suitable outstanding because it does not require a high-temperature step for sintering the applied metal layers and can be dispensed with organic masks.
  • SHJ solar cells are commercially available or can be prepared by methods known to those skilled in the art.
  • TCO transparent, electrically conductive oxide
  • the class of TCOs and the use of TCO layers for semiconductor devices are known to those skilled in the art, see e.g. Clark I. Bright, Chapter 7 ("Review of Transparent Conductive Oxides (TCO)") in 50 Years of Vacuum Coating Technology and the Growth of the Society of Vacuum Coaters, eds .: Donald M. Mattox and Vivienne Harwood Mattox, Society of
  • the TCO layer already exists in these electrical components as the outermost layer ("outer layer") of the component In these cases, it is possible within the scope of the method to directly deposit the electrically conductive seed layer (eg in the form of one or more strip conductors) to apply this TCO outer layer of the electrical component.
  • the electrically conductive seed layer eg in the form of one or more strip conductors
  • Exemplary TCOs for the TCO outer layer are indium tin oxide ("ITO"), aluminum-doped zinc oxide (AZO), fluorine-doped tin oxide (“FTO”), boron-doped zinc oxide or hydrogen-doped indium oxide TCO coatings can be obtained, for example, by physical or chemical vapor deposition.
  • ITO indium tin oxide
  • AZO aluminum-doped zinc oxide
  • FTO fluorine-doped tin oxide
  • boron-doped zinc oxide or hydrogen-doped indium oxide TCO coatings can be obtained, for example, by physical or chemical vapor deposition.
  • the TCO layer usually has a sheet resistance at 25 ° C., as determined by the four-point method, in the range of 10 ⁇ to 1000 ⁇ , more preferably 50 ⁇ up to 300 ⁇ .
  • the TCO layer preferably has this sheet resistance over its entire area.
  • TCO layers have a relatively low sheet resistance, the electrodeposition of common metals such as copper on such TCO layers such as an ITO layer is inhibited compared to the deposition on nobler metal surfaces, especially at low applied voltage.
  • the device may comprise an outer layer of a self-passivating metal or semiconductor.
  • self-passivating metals or semiconductors are metals or semiconductors which can spontaneously form a passivating, very thin oxide layer in air at room temperature (25 ° C.).
  • Suitable self-passivating metals are in particular aluminum, titanium, nickel, chromium or zinc or an alloy of one of these metals.
  • a preferred self-passivating semiconductor is silicon.
  • a self-passivating metal or semiconductor can be applied to the front and / or rear side of the component, which then already forms the outer layer.
  • the component for example a solar cell, in particular an SHJ solar cell
  • a layer of a TCO layer can be applied directly to this TCO layer
  • self-passivating metal or semiconductor This either forms the outer layer or, alternatively, one or more additional layers of self-passivating metals or semiconductors are applied.
  • At least one layer on the TCO layer a non-self-passivating metal (eg copper or silver or a
  • Alloy of one of these metals is present and on this non-self-passivating metal layer one or more layers of self-passivating metals or semiconductors are present.
  • the metal or semiconductor of the first self-passivating layer is titanium, nickel, Chromium or zinc or an alloy of one of these metals or
  • the metal of the second self-passivating layer is aluminum.
  • the first self-passivating layer can be applied directly to the TCO layer.
  • at least one layer of non-self-passivating metal e.g., copper or silver or an alloy of one of these metals
  • the self-passivating aluminum layer can already be the outer layer.
  • another layer of a self-passivating metal or semiconductor e.g., titanium, nickel, chromium, or zinc, or an alloy of either of these metals or silicon
  • these self-passivating layers can follow one another directly or they can be formed by intermediate layers, for example by so-called diffusion barrier layers (eg palladium layers) or layers of non-self-passivating metals (eg Cu or Ag layers). be separated from each other.
  • diffusion barrier layers eg palladium layers
  • non-self-passivating metals eg Cu or Ag layers
  • a titanium layer and then an aluminum layer are deposited on the TCO layer of the component or a layer of a non-self-passivating metal (eg copper or silver or an alloy of one of these metals) which is present for example on the TCO layer of the component.
  • Layer applied, in In this case, the aluminum layer represents the outer layer.
  • a titanium layer then apply an aluminum layer and then again a titanium layer, in which case the titanium layer is the outer layer.
  • an intermediate layer for example a diffusion barrier layer (for example a palladium layer), may optionally be present between a titanium layer and an aluminum layer.
  • the application of a coating of a self-passivating metal or semiconductor on the component can be carried out by known methods.
  • Outer layer of the self-passivating metal or semiconductor can
  • sputtering also referred to as sputtering
  • chemical vapor deposition e.g., plasma assisted vapor deposition PECVD
  • attachment of a film of the self-passivating metal or semiconductor may be obtained.
  • the component is the precursor of a printed circuit board, then for example a prepreg can be provided on which a film of the
  • self-passivating metal preferably an aluminum foil (e.g., glued).
  • the front side and / or rear side of the component is preferably coated with at least 50% of its area, more preferably at least 80% of its area, or even over its entire area with the outer layer formed from the TCO or the self-passivating metal or semiconductor.
  • the outer layer of the component has a thickness of ⁇ 25 ⁇ , more preferably ⁇ 15 ⁇ , more preferably ⁇ 1.0 ⁇ or even less than 500 nm. If the component is an electrical component, in particular a semiconductor component such as a solar cell or a diode, it may even be preferred that the thickness of the outer layer is not more than 200 nm, more preferably not more than 100 nm, eg 5-100 nm or 5 -50 nm.
  • the outer layer has over at least 90% of its area, more preferably over 95% of its area, the above-indicated layer thickness.
  • the layer thickness can be determined by conventional methods, for example by microscopic measurement in cross section or cross section.
  • a layer of self-passivating metal or semiconductor automatically forms a thin layer of oxide on its surface in air.
  • This passivating oxide layer prevents or at least inhibits galvanic metal deposition.
  • this spontaneous oxide formation may still be assisted by appropriate means (e.g., contacting an oxidizing medium such as ozone) to effect a more uniform formation of the thin oxide layer.
  • suitable treatment for example, formation of a passivating nitride or oxynitride surface layer.
  • the layer of self-passivating metal or semiconductor apart from the oxide formation in air due to the self-passivation, optionally supported by treatment with ozone or UV illumination at temperatures below 200 ° C, no other chemical modification before application of the
  • Germ layer is subjected.
  • the contact resistance (at 25 ° C) between the TCO layer or the layer of self-passivating metal or semiconductor and the seed layer applied thereon should be less than 50 m 2 , more preferably less than 10 mD cm 2 , even more preferably less than 5 m ⁇ cm 2 or less be mD.cm 2 .
  • the contact resistance can be determined via the transfer line method (also referred to as transfer length method or transfer length measurement). In this method, the measurement of contact resistance is performed using a suitable test pattern.
  • transfer line method also referred to as transfer length method or transfer length measurement
  • the method according to the invention comprises applying a patterned, electrically conductive seed layer on defined regions of the outer layer (i.e., the layer of the transparent, electrically conductive oxide (TCO) or the layer of the self-passivating metal or semiconductor), wherein the application of the outer layer (i.e., the layer of the transparent, electrically conductive oxide (TCO) or the layer of the self-passivating metal or semiconductor), wherein the application of the outer layer (i.e., the layer of the transparent, electrically conductive oxide (TCO) or the layer of the self-passivating metal or semiconductor), wherein the application of the
  • This electrically conductive seed layer is applied via a non-galvanic process, but then serves in a subsequent galvanic
  • Deposition step as a substrate for a metal coating.
  • seed layer alternatively
  • Seed layer English: seed layer denotes a thin layer, which as
  • Crystallization germ and adhesion basis for the electrodeposition of a metal acts.
  • Seed layer in the form of one or more tracks ie the electrically conductive seed layer is already structured in their arrangement on the outer layer so that it corresponds to the arrangement of the trainees electrical contacts.
  • electrodeposition is a process in which the substrate to be coated is contacted with a plating bath, usually containing a salt of the metal to be deposited, and the metal on the substrate by application of an external power source is deposited. As the electrodeposition on a TCO layer or a layer of self-passivating metal or semiconductor is at least inhibited, the application of the seed layer via a non-galvanic deposition takes place.
  • the structured seed layer can be single or multi-layered. If the seed layer is multi-layered, it is composed of two or more superimposed layers, wherein each layer can be made of one or more of the following materials and can be obtained by one or more of the following method steps. Adjacent layers preferably have a different composition.
  • An application of the seed layer on defined regions of the outer layer takes place, for example, via a printing process, in particular screen printing, inkjet printing, flexographic printing or aerosol printing, a laser transfer process (also referred to as "induced forward transfer” (LIFT)) or an electroless electrochemical deposition (eg zinc deposition by zincate method and / or deposition of chemical nickel) .
  • LIFT laser transfer process
  • electroless electrochemical deposition eg zinc deposition by zincate method and / or deposition of chemical nickel
  • the seed layer contains, for example, one or more metals (eg copper or a copper alloy, a noble metal or a noble metal alloy such as silver or a silver alloy, nickel or a nickel alloy (eg a nickel-vanadium alloy), indium or an indium alloy, tin or one
  • metals eg copper or a copper alloy, a noble metal or a noble metal alloy such as silver or a silver alloy, nickel or a nickel alloy (eg a nickel-vanadium alloy), indium or an indium alloy, tin or one
  • Tin alloy cobalt or a cobalt alloy
  • one or more electrically conductive polymers eg poly-3,4-ethylenedioxythiophene (PEDOT) or a mixture of PEDOT and polystyrene sulfonate (PEDOT: PSS)
  • one or more electrically conductive carbon materials eg graphene, graphene, Carbon nanotubes, graphite, carbon black
  • electrically conductive polymers eg poly-3,4-ethylenedioxythiophene (PEDOT) or a mixture of PEDOT and polystyrene sulfonate (PEDOT: PSS)
  • electrically conductive carbon materials eg graphene, graphene, Carbon nanotubes, graphite, carbon black
  • the electrically conductive component of the seed layer may be in the form of, for example, particles (e.g., metal particles or carbon particles). These electrically conductive particles can be in an organic or inorganic
  • Embedded support material for example, an organic polymer.
  • the organic polymer may be a thermoplastic or, alternatively, a crosslinkable or, after curing, a crosslinked polymer.
  • the electrically conductive particles of the seed layer are present in a synthetic resin, which after the application of the seed layer over the
  • Curing process e.g., by thermal treatment and / or UV treatment.
  • Suitable organic or inorganic support materials for electrically conductive particles which can be used in a printing process are known to the person skilled in the art.
  • the seed layer can also be applied by a laser transfer process ("aser Induced Forward Transfer" LIFT) .
  • LIFT laser Transfer process
  • the seed layer preferably made of nickel, silver or copper (particularly preferably nickel), first applied to a flat transparent substrate, for example by means of physical vapor deposition PVD.
  • the substrate is now brought into contact with the outer layer with the seed layer to the outer layer of the component surface, or at least with a distance of less than 1 mm from the
  • the seed layer is detached from the substrate by means of laser irradiation and transferred to the outer layer of the component.
  • the seed layer can also be applied by an electroless redox reaction or electroless electrochemical deposition.
  • Electroless deposition is understood to be a coating process in which the reduction of the metal to be deposited (in contrast to a galvanic deposition) takes place without the use of an external current source.
  • Nickel also referred to as "chemico-nickel" and / or zinc (eg via the zincate process) is preferably deposited via the electroless electrochemical deposition
  • the outer layer preferably a self-passivating aluminum layer
  • electroless deposition of the chemico-nickel layer is then carried out on a zincate solution with zinc-zinc coating and electrolytic solutions for the electroless deposition of electroless nickel are known to those skilled in the art can be generated directly in the electrolyte solution by a chemical reaction, for example, by the reducing agent sodium hypophosphite.
  • the electrolyte solution also contains a nickel salt such as nickel sulphate.
  • the nickel deposition is autocatalytic.Since phosphorus also stores, e you get a nickel-phosphorus alloy.
  • Galvanizing of defined areas of the aluminum layer can take place, for example, by applying the zincate solution with a stamp of defined geometry.
  • the seed layer is applied to the outer layer, it may be that as a result of this application (eg by a LIFT process or by electroless zinc and / or chemical nickel), the resulting from the self-passivation thin oxide layer was removed.
  • the structured seed layer is preferably produced without using a mask.
  • structured seed layer include, for example, the following steps: Applying an electrically conductive metal layer S 1 on the
  • an electrically conductive layer S2 on defined regions of the metal layer S1 by a printing process, in particular screen printing, inkjet printing, flexographic printing or aerosol printing, a laser transfer process or an electroless electrochemical deposition (e.g.
  • Electroplating step then takes place, as already explained above, a selective metal deposition on the seed layer, while a metal deposition on the exposed TCO layer or self-passivation layer does not take place or is at least inhibited.
  • the electrically conductive metal layer S 1 for example, via a
  • Gas phase deposition eg, a plasma-assisted vapor deposition PECVD
  • the electrically conductive metal layer S1 preferably has a relatively small thickness, for example a thickness in the range of 5-100 nm, more preferably 5-75 nm, more preferably 5-50 nm.
  • the electrically conductive metal layer S1 preferably contains one or more of the following metals : Copper or a copper alloy, silver or a silver alloy, tin or a tin alloy, cobalt or a cobalt alloy, nickel or a nickel alloy (eg a nickel-vanadium alloy).
  • the metal layer S1 obtained via a vapor deposition can be single-layered or multi-layered.
  • a multilayer metal layer Sl For example, it can be obtained by adding two or more
  • Gas phase deposits are carried out sequentially.
  • the electrically conductive layer S2 therefore contains, for example, one or more metals (for example copper or a copper alloy, a noble metal or a noble metal alloy such as silver or a silver alloy, nickel or a nickel alloy, indium or a)
  • metals for example copper or a copper alloy, a noble metal or a noble metal alloy such as silver or a silver alloy, nickel or a nickel alloy, indium or a
  • the exposed areas of the metal layer S1 not covered by the layer S2 are removed. This is done by methods known to those skilled in the art,
  • the metal is oxidized (i.e., converted into metal cations) and the metal cations dissolve in an adjacent liquid electrolyte.
  • electrochemical oxidation by applying a suitable potential, the metal is oxidized (i.e., converted into metal cations) and the metal cations dissolve in an adjacent liquid electrolyte.
  • the seed layer has a thickness of ⁇ 20 ⁇ , more preferably ⁇ 8 ⁇ , more preferably ⁇ 2 ⁇ on.
  • the minimum thickness of the seed layer is, for example, 100 nm.
  • the seed layer preferably has at least 80% of its area, more preferably over its entire area, the above-indicated layer thickness.
  • the layer thickness can be determined by conventional methods, for example by microscopic measurement in cross section or cross section.
  • the electrodeposited metal is preferably copper or a copper alloy, nickel or a nickel alloy, or a noble metal such as silver or a silver alloy.
  • the electrodeposited layers preferably have a layer thickness of 1-100 ⁇ , preferably 1-20 ⁇ , more preferably, 2-15 ⁇ . The layer thickness can be determined by common methods, e.g. by microscopic measurement in cross section or cross section.
  • the seed layer is brought into contact with a galvanic bath containing a salt of the metal to be deposited. In the
  • Electroplating bath is usually immersed in an auxiliary electrode, e.g. a copper anode ("sacrificial anode”) or a titanium electrode acts as a counterelectrode, and when the seed layer is exposed to a suitable negative (i.e., cathodic) electrical potential, the metal ions are reduced and the metal deposits on the seed layer.
  • an auxiliary electrode e.g. a copper anode ("sacrificial anode") or a titanium electrode acts as a counterelectrode, and when the seed layer is exposed to a suitable negative (i.e., cathodic) electrical potential, the metal ions are reduced and the metal deposits on the seed layer.
  • the galvanic deposition can be done by means of direct current or by means of pulse current. As will be described in more detail below, by using a pulse current that changes sign, the selective
  • Deposition of the metal on the seed layer can be further improved.
  • Pulse current which changes sign, has alternating negative (cathodic) and positive (anodic) current pulses.
  • the electrodeposition of the metal on the TCO layer or the layer of the self-passivating metal or semiconductor is at least strongly inhibited. For the electrodeposition step, therefore, it is not necessary to protect those regions of the outer layer that are not covered by the structured seed layer by a mask. The areas of the TCO layer or the layer of the self-passivating metal or semiconductor which are still exposed after the application of the seed layer therefore remain unmasked even during the electrodeposition and can come into contact with the electroplating bath.
  • the galvanic deposition on the outer layer of the component is at least inhibited, it has been found in the present invention that when a negative electrical potential is applied, the current density at the surface of this outer layer can still be sufficiently high for the deposition of smaller metal crystallites (eg due to a very high degree of conductivity) small thickness of the passivating
  • the electrodeposition of the metal takes place by means of pulse current.
  • the pulse current method is a time
  • the seed layer is subjected to a time-varying potential.
  • a pulse current is used which changes sign, i. which has alternating negative (cathodic) and positive (anodic) current pulses. As long as the germ layer with a negative
  • FIG. 1 shows, in a microscope photograph in plan view, the surface of an outer layer of a self-passivating metal, on which a strip-like seed layer and on this seed layer an electrodeposited one
  • FIG. 2 shows in a microscope image in plan view the surface of an outer layer of a self-passivating metal, on which a strip-like seed layer and on this seed layer a galvanic
  • the electrodeposition was carried out using pulse current with alternating cathodic and anodic
  • the intervals in which the germ layer is applied with a negative potential can last up to 10 s, but preferably the time is less than 500 ms, more preferably less than 100 ms, more preferably less than 10 ms.
  • the intervals of positive potential at the seed layer opposite the electroplating bath are preferably shorter than those
  • Intervals of negative potential more preferably less than half as long, most preferably less than a quarter as long.
  • a maximum current density amplitude of 1-60 A / cm 2 is given during the intervals in which the seed layer is subjected to a negative potential.
  • the maximum current amplitude with respect to the electroplating bath is preferably to be selected to be at most as high as at a positive potential. Particularly preferred is the
  • Voltage amplitude (preferably> 2V, more preferably> 5V, more preferably> 9V) at the seed layer opposite the electroplating bath is preferably higher than the cathodic voltage amplitude (preferably ⁇ 3V, more preferably ⁇ 2V, even more preferably ⁇ 1.7V).
  • the galvanic deposition of the metal carried out by means of pulse current with alternating sign, it can in the time interval in which the seed layer is subjected to a positive potential, not only to a resolution of metal already deposited, but also to an oxidation of the material
  • Outer layer come, especially when the outer layer is a layer of a self-passivating metal or semiconductor such as aluminum or silicon.
  • the self-passivation outer layer can be increasingly oxidized. The oxidation progresses inwardly in the self-passivation layer from the surface, and finally, in this layer oxide areas can be obtained which extend over the entire thickness or height of the layer
  • the component is a solar cell
  • a SHJ solar cell on the front and / or back of an outer layer of a self-passivating metal or semiconductor, preferably aluminum, titanium, nickel, chromium, zinc or silicon, whose thickness is 5-100 nm, more preferably 5-50 is nm, and the electrodeposition by means of pulse current with alternating sign (ie with alternating cathodic and anodic current pulses).
  • the duration and amplitude of the cathodic and anodic current pulses are selected so that the self-passivating outer layer forms oxide regions which extend over the entire thickness or height of the
  • the layer of self-passivating metal or semiconductor is deposited, for example, by chemical or physical vapor deposition (e.g., CVD such as PECVD or sputtering). If the solar cell is an SHJ solar cell, the outer layer may become
  • self-passivating metal or semiconductor on the TCO layer on at least one of the two sides of the SHJ solar cell.
  • two or more layers of self-passivating metals or semiconductors are present, the outermost of these layers then representing the outer layer.
  • one of the internal layers of self-passivating metal or semiconductor may be directly attached to the TCO layer.
  • the seed layer and the seed layer may be directly attached to the TCO layer.
  • the accumulated charge flowing during the anodic pulses is smaller than the accumulated charge flowing during the cathodic pulses
  • the summed charge which flows during the anodic pulses is greater than the summed charge which flows during the cathodic pulses
  • Seed layer and the oxidation of the exposed areas of the outer layer can be further improved.
  • both phases of this pulse current treatment can take place during the electrodeposition of the metal in the electroplating bath.
  • the first phase of the pulse current treatment takes place during the electrodeposition of the metal in the electroplating bath, then the seed layer and the exposed areas of the outer layer of the
  • Electroplating be transferred into an anodizing and the second phase of the pulse stream treatment is carried out in the anodizing.
  • Anodization of the self-passivating metal (e.g., aluminum) or semiconductor in an anodizing bath is an electrolytic process for producing or reinforcing oxide layers on metals or semiconductors.
  • Suitable anodizing baths include e.g. Sulfuric acid, oxalic acid, citric acid or chromic acid.
  • the anodization is carried out using a pulse current with alternating cathodic and anodic pulses. Since a certain dissolution of the already electrodeposited metal takes place during the anodization during anodic voltage application, the anodization bath inevitably also contains metal ions, preferably metal ions are additionally added to the bath by adding a corresponding metal salt and / or using a counterelectrode from the corresponding metal in the bath , When the anodization is pulsed, the cathodic pulses can thus be used for the deposition of the metal.
  • the accumulated charge that flows during the anodic pulses is greater than the accumulated charge that flows during the cathodic pulses.
  • the galvanic metal layer grows on the seed layer and the anodic pulses prevent the parasitic deposition on the remaining outer layer in this phase.
  • the anodization bath in the regions in which the outer layer does not have a seed layer with a galvanic layer deposited thereon, there is an increased conversion of the outer layer into a corresponding oxide layer.
  • the charge flowing during the anodic pulses may be calculated from the integral of the current over time during which the device is subjected to anodic potential. Accordingly, the charge flowing during the cathodic pulse can be discharged from the Integral of the current over the time during which the component is subjected to cathodic potential can be calculated.
  • Figure 3a shows schematically in cross section a SHJ solar cell 1, a thin
  • the outer layer 2 can
  • the self-passivating is preferably applied by PECVD and preferably has a thickness in the range of 5-100 nm, more preferably 5-50 nm.
  • the self-passivating is preferably performed by PECVD and preferably has a thickness in the range of 5-100 nm, more preferably 5-50 nm.
  • Outer layer 2 is present on the TCO layer (not shown in FIG. 1a) of the SHJ solar cell. Alternatively, between the TCO layer and the
  • an SHJ solar cell 1 has already been described in more detail above and is therefore not shown in detail in FIG. 3 a.
  • a very thin passivating oxide film (not shown) inevitably forms on the surface of the self-passivating outer layer 2.
  • a suitable method for example a printing method such as screen printing, inkjet printing or aerosol printing, a laser transfer method or an electroless electrochemical deposition
  • an electrically conductive seed layer is applied to defined regions of the self-passivating outer layer 2.
  • the seed layer 3 contains, for example, an or several metals (eg copper or a copper alloy, nickel or a nickel alloy, indium or a Indium alloy, tin or a tin alloy, a noble metal such as silver or a silver alloy, zinc or a zinc alloy, chromium or a chromium alloy, cobalt or a cobalt alloy), one or more electrically conductive polymers (eg poly-3,4-ethylenedioxythiophene (PEDOT) or a mixture of PEDOT and polystyrene sulfonate (PEDOT: PSS)), one or more electrically conductive
  • an electrically conductive polymers eg poly-3,4-ethylenedioxythiophene (PEDOT) or a mixture of PEDOT and polystyrene sulfonate (PEDOT: PSS)
  • Carbon materials e.g., graphene, graphene oxide, carbon nanotubes, graphite, carbon black
  • a mixture of at least two of these components e.g., graphene, graphene oxide, carbon nanotubes, graphite, carbon black
  • the electrodeposition of a metal 4 then takes place on the seed layer 3 using a pulse current with cathodic (negative) and anodic (positive) current pulses.
  • the structure thus obtained is shown schematically in FIG. 3b.
  • the seed layer 3 and the exposed areas of the outer layer 2 were brought into contact with a galvanic bath.
  • the presence of the outer layer 2 protects the sensitive TCO layer of the SHJ solar cell from the chemically aggressive electroplating bath.
  • the seed layer 3 was subjected to an electrical potential, which periodically changes its sign.
  • the deposition of the metal 4 takes place predominantly only on the seed layer 3, since the galvanic metal deposition is inhibited on the passivated surface of the outer layer 2. In the context of the present invention, however, it was recognized that a small
  • Metal deposition also takes place on the passivated surface of the outer layer 2. By using a pulse current with a different sign, these parasitic metal deposits on the exposed areas of the outer layer 2 can be largely dissolved again. In addition, in the exposed areas of the outer layer 2 which are therefore in contact with the electroplating bath, oxidation of the metal or semiconductor progressing from outside to inside occurs. Finally, oxide layers 5 which extend over the entire thickness of the outer layer 2 are formed in the outer layer. The regions of the outer layer 2 which lie below the seed layer 3 remain metallic or semiconductive. The result is a coating 7 which is a lateral one Has structuring in which oxidized regions 5 and metallic or semiconductive regions 6 alternate. The seed layer 3 is present on the metallic or semiconducting regions 6 of the laterally structured coating 7 and is completely covered by the electrodeposited metal layer 4. Due to the small thickness, the oxide regions 5 are transparent. unnecessary
  • the method can be performed without using a mask. A significant thermal load of the component is avoided.
  • these exposed areas of the outer layer after the electrodeposition of the metal by a
  • etching treatment removes etching treatment.
  • recesses ie, solid-free areas
  • it can be used to produce electrical contacts with an interdigital structure, as required for the back-side contact of solar cells.
  • it may be preferable to carry out the previously occurring electrodeposition using pulsed current with alternating sign in order to minimize parasitic metal deposits in the exposed regions of the outer layer.
  • the duration and amplitude of the anodic and cathodic current pulses are preferably chosen such that oxidation of the outer layer is kept as low as possible (eg only at the surface of the outer layer, but not deeper oxidation). As a result, the individual tracks remain electrically connected. This is advantageous because so all the tracks in the
  • the exposed areas of the outer layer are treated with an etching bath.
  • the outer layer is thereby removed in these areas.
  • areas of self-passivating metal or semiconductor, on which there is a seed layer with electrodeposited metal coating and between these areas of self-passivating metal or semiconductor, remain on the component (e.g., the solar cell or the precursor of the circuit board)
  • Recesses ie solids-free areas
  • a lateral structuring is produced in the outer layer.
  • Suitable etching baths are known to the person skilled in the art (for example basic or acid etching baths).
  • the component is subjected to a negative voltage relative to the etching bath. This may be particularly advantageous if the component, in particular a solar cell such as a SHJ solar cell, a TCO layer (eg, an ITO layer) contains and this TCO layer is to be exposed by the treatment in the etching bath. Due to the negative voltage application of the component with respect to the etching bath, corrosive damage to the TCO layer is avoided or at least significantly reduced. The amount of negative voltage may vary depending on the metals to be removed in the etching bath.
  • the component is compared with the etching bath with a negative
  • Voltage of 0.2-1.5 V more preferably applied 0.5-1.0 V, especially when it comes to the metals to be removed in the etching bath to aluminum and / or titanium.
  • the self-passivation outer layer may be directly on the TCO layer, or alternatively one or more additional layers may be interposed between the TCO layer
  • self-passivation outer layer and the TCO layer are present. If an etching treatment is carried out and if one or more additional layers are present between the self-passivating outer layer and the TCO layer, these additional layers are preferably likewise removed by the etching treatment so that the TCO layer of the SHJ solar cell is at least partially exposed.
  • FIG. 1 An exemplary structure in which the lateral structuring takes place by forming recesses between the regions 6 of the self-passivating metal or semiconductor remaining after the etching treatment is shown in FIG.
  • the electrically conductive seed layer 3 is present on the remaining areas 6, the electrically conductive seed layer 3 is present. This electrically conductive seed layer 3 is covered by the electrodeposited metal layer 4.
  • the regions 6 are preferably located directly on the TCO layer of the SHJ solar cell 1.
  • the TCO layer is thus preferably at least partially exposed by the etching treatment. If, during the manufacturing process, the self-passivation outer layer has been applied directly to the TCO layer of the solar cell, the regions 6 consist of this self-passivating metal or semiconductor. If several layers were applied to the TCO layer of the solar cell, also each of the areas 6 has a corresponding one
  • the uppermost layer of a region 6 in this case is formed by the metal or semiconductor of the self-passivation outer layer and is in direct contact with the seed layer.
  • Galvanic bath with a potential with periodically changing sign can be realized by measures that are known in the art.
  • the operational amplifier OP1 controls with its output the push-pull stage, consisting of the npn (Darlington) transistor Tl and the pnp (Darlington) transistor T2 to.
  • the differential amplifier OP2 which measures the voltage drop across the shunt resistor Rsh, is attenuated via an RC element (Cl, Rl, R2) fed back to the inverting output of OP1.
  • the Shunt resistance thus results in the amplitudes of the current through the workpiece, unless the voltages V + and V- have a limiting effect.
  • the voltage V + is chosen so high that the predetermined current is reached.
  • the use of a self-passivation outer layer results in most of the electrodeposition on the seed layer and not on the exposed (i.e., non-seeded) regions of the self-passivation outer layer. Even if the self-passivation outer layer has a defect or is damaged before the electrodeposition, a thin one automatically forms again
  • a non-self-passivating metal layer (eg Cu or Ag) is applied to the component.
  • a thin dielectric layer is subsequently applied to this non-self-passivating metal layer, for example by oxidation of the metal surface or by applying a separate dielectric material such as Al 2 O 3 or SiO 2 (eg by sputtering).
  • This is followed by the application of a structured seed layer via a non-galvanic process step and the electrodeposition of a metal on the seed layer.
  • the dielectric layer is defective, this defect is not automatically cured by the underlying non-self-passivating metal. In galvanic treatment, therefore, not only does metal deposition occur on the structured seed layer, but also significant amounts of the metal are deposited in the area of the defect.
  • the present invention also relates to an apparatus obtainable by the method described above.
  • the present invention also relates to a device containing
  • a component having a front side and a rear side, wherein on the front side and / or the back side of the component there is a laterally structured coating which has metal or semiconducting regions of a self-passivating metal or semiconductor at defined intervals,
  • a galvanically deposited metal layer that covers the seed layer, preferably completely covered.
  • the component is for example an electrical component (eg an optoelectronic component or a semiconductor component, in particular a solar cell) or a preliminary stage of a printed circuit board.
  • a preferred electrical component is for example a solar cell, a diode (eg a light emitting diode) or a screen, in particular a flat screen ("Fiat Panel Display"), eg a liquid crystal screen "LCD”.
  • the front side is the illuminated side, ie the side of the component facing the radiation source.
  • a particularly preferred solar cell is an SHJ solar cell.
  • oxidic regions may be present between the metallic or semiconducting regions.
  • the oxidic regions preferably extend over the entire thickness or height of the laterally structured coating.
  • the oxide region is formed by an oxide of the self-passivating metal or semiconductor (e.g., an alumina or a silica).
  • metallic or semiconductive regions and oxide regions alternate in the lateral direction.
  • Electroplating come into contact, there is essentially no oxidation and the metallic or semiconducting structure is retained in these areas.
  • oxidic areas may be in the laterally structured
  • a recess ie a solid-free area
  • these recesses result from an etching step, which is carried out after the electrodeposition of metal.
  • the recess has a depth corresponding to the thickness of the
  • the laterally structured coating preferably has a thickness of not more than 200 nm, more preferably not more than 100 nm, e.g. 5-100 nm or 5-50 nm, on.
  • the laterally structured coating preferably has the abovementioned layer thickness over at least 90% of its area, more preferably over 95% of its total area.
  • the layer thickness can be over common
  • the metallic or semiconducting regions of the laterally structured coating may, for example, have a width in the range from 10 .mu.m to 80 .mu.m, more preferably 10 .mu.m to 50 .mu.m, and may be present, for example, at intervals of 0.5 mm to 2.5 mm ,
  • self-passivating metals or semiconductors are metals or semiconductors which spontaneously form a passivating, very thin oxide layer in air at room temperature (25 ° C.).
  • Suitable self-passivating metals are in particular aluminum, titanium, nickel, chromium or zinc or an alloy of one of these metals.
  • the self-passivating metal may be in elemental form or in the form of an alloy.
  • a preferred self-passivating semiconductor is silicon. In the oxide regions there is an oxide of the self-passivating metal or semiconductor.
  • two or more layers of self-passivating metals or semiconductors and / or at least one layer of a non-self-passivating metal are applied under the
  • the metallic or semiconducting regions of the laterally structured coating may contain two or more self-passivating metals or semiconductors and / or one or more non-self-passivating metals.
  • the metallic or semiconductive regions then have a layer structure and the uppermost layer, which is in direct contact with the seed layer, contains the metal or the semiconductor of the self-passivation outer layer.
  • the metallic or semiconductive regions contain at least a first layer of Ti, Ni, Cr or Zn or an alloy of one of these metals or Si and a second layer of Al, one of these layers being in direct contact with the seed layer.
  • one or more layers of non-self-passivating metal e.g., Cu, Ag, or Pd
  • non-self-passivating metal e.g., Cu, Ag, or Pd
  • the metallic or semiconducting regions of the laterally structured coating can be present, for example, on a TCO layer and be separated from one another either by recesses (as a result of an etching treatment) or by oxide regions (as a consequence of the pulsed current treatment) / or post-treatment in one
  • the device is an SHJ solar cell containing a TCO layer (e.g., an ITO layer), the laterally structured one
  • Coating on the TCO layer is present, in the laterally structured
  • Recesses are present and the recesses extend over the entire thickness of the laterally structured coating, so that the TCO layer is exposed in the areas of the recesses.
  • the seed layer is present essentially only on the metallic or semiconducting regions, but not on the oxide regions.
  • the surface of the oxide regions is substantially neither with the electrically conductive seed layer nor with the electrodeposited
  • the laterally structured coating preferably has a thickness of ⁇ 25 ⁇ m, more preferably ⁇ 10 ⁇ m, even more preferably ⁇ 1.0 ⁇ m.
  • the layer thickness can be over common
  • Method can be determined, e.g. by microscopic measurement in cross section or cross section.
  • the device contains an electrically conductive seed layer which is present on the metallic or semiconducting regions of the laterally structured coating.
  • the seed layer contains, for example, one or more metals (eg copper or a copper alloy, a noble metal or a noble metal alloy such as silver or a silver alloy, nickel or a nickel alloy (eg a nickel-vanadium alloy), indium or an indium alloy, tin or a tin alloy, cobalt or a cobalt alloy), one or more electrically conductive polymers (eg poly-3,4-ethylenedioxythiophene (PEDOT) or a mixture of PEDOT and
  • metals eg copper or a copper alloy, a noble metal or a noble metal alloy such as silver or a silver alloy, nickel or a nickel alloy (eg a nickel-vanadium alloy), indium or an indium alloy, tin or a tin alloy, cobalt or a cobalt alloy
  • electrically conductive polymers eg poly-3,4-ethylenedioxythiophene (PEDOT) or a mixture of PEDOT and
  • PEDOT Polystyrenesulfonate
  • Carbon materials e.g., graphene, graphene oxide, carbon nanotubes, graphite, carbon black
  • a mixture of at least two of these components e.g., graphene, graphene oxide, carbon nanotubes, graphite, carbon black
  • the electrically conductive component of the seed layer can be present for example in the form of particles (eg metal particles or carbon particles). These electrically conductive particles may be embedded in an organic or inorganic carrier material, for example an organic polymer.
  • the organic polymer may be a thermoplastic or, alternatively, a crosslinkable or, after curing, a crosslinked polymer.
  • the electrically conductive particles of the seed layer are present in a synthetic resin, which after the application of the seed layer over the
  • Curing process e.g., by thermal treatment and / or UV treatment.
  • Suitable organic or inorganic carrier materials which can be used in a printing process are known to the person skilled in the art.
  • a seed layer of electrically conductive particles which are embedded in an organic or inorganic carrier material can be applied particularly advantageously via a printing process.
  • the seed layer may be formed by a zinc layer (for example via a zincat treatment carried out locally) and a layer of chemical nickel applied to this zinc layer.
  • a thin oxide layer can be present between the metallic or semiconductive regions of the laterally structured coating and the seed layer applied thereon.
  • this thin oxide layer may be process-removed during application of the seed layer (e.g., by a LIFT process) in these regions, it is also possible for the metallic or semiconducting regions and the seed layer deposited thereon to be immediately adjacent to one another.
  • the electrically conductive seed layer is preferably in the form of one or more tracks.
  • the seed layer has a thickness of ⁇ 20 ⁇ , more preferably ⁇ 8 ⁇ , more preferably ⁇ 2 microns.
  • the minimum thickness of the seed layer is, for example, 100 nm.
  • the seed layer preferably has at least 80% of its area, more preferably over its entire area, the above-indicated layer thickness.
  • the layer thickness can be determined by conventional methods, for example by microscopic measurement in cross section or cross section.
  • the structured seed layer can be single or multi-layered. If the seed layer is multi-layered, it is made up of two or more superimposed layers, wherein each layer can be made of one or more of the above-mentioned materials.
  • a multilayer seed layer includes, for example, an electrically conductive metal layer resulting from vapor deposition, and an electrically conductive layer deposited thereon over
  • the device also includes a galvanic
  • the deposited metal layer covering the seed layer is deposited metal layer covering the seed layer.
  • the seed layer completely covered by the electrodeposited metal layer, including the flanks, which laterally delimit the seed layer.
  • the complete coverage of the seed layer with the electrodeposited metal is advantageous, since thereby the seed layer in the finished product from oxidation,
  • the electrodeposited metal is preferably copper or a copper alloy, nickel or a nickel alloy, or a noble metal such as silver or a silver alloy.
  • the device is obtainable via the method described above.
  • the present invention also relates to a device containing
  • a component having a front and a back, wherein the
  • Front side and / or the back of the component is formed by a coating of a transparent conductive oxide (TCO coating),
  • a galvanically deposited metal layer that covers the seed layer, preferably completely covered.
  • the electrically conductive seed layer and the electrodeposited metal layer reference may be made to the above statements.
  • the component is preferably an electrical component (for example an optoelectronic component or a semiconductor component, in particular a solar cell).
  • a preferred electrical device is, for example, a solar cell, a diode (e.g., a light emitting diode), or a display screen, particularly a flat panel display ("Fiat Panel Display"), such as a liquid crystal "LCD" screen.
  • a solar cell the front side is the illuminated, i. the radiation source facing side of the component.
  • a particularly preferred solar cell is an SHJ solar cell.
  • the surface of the TCO coating is not substantially covered by the electrodeposited metal layer.
  • Example 1 Application of electrical contacts on a carrier material made of plastic for producing a printed circuit board
  • a silver particle-containing paste with a volatile solvent with the pattern of the desired printed conductors is applied to the aluminum layer by screen printing. The workpiece is then heated at 100 ° C for 5 minutes to expel the solvent from the paste. Thus, a structured, electrically conductive seed layer is obtained on defined regions of the outer layer.
  • a sulfuric copper electrolytic bath with a Cu sacrificial anode the patterned seed layer and the aluminum layer are exposed to a periodically varying potential (ie, use of a pulse current with cathodic (negative) and anodic (positive) current pulses).
  • a galvanic deposition of the copper takes place on the seed layer.
  • copper crystallites also deposit on the passivated surface of the aluminum outer layer.
  • anodic potential there is to some extent a dissolution of the already deposited copper. However, this primarily concerns the copper deposited on the passivated aluminum surface, while the dissolution of copper in the area of the seed layer does not significantly affect the weight.
  • the amplitude of the cathodic current density is 10A / dm 2 .
  • the area for the current density refers to the area of the seed layer.
  • the amplitude of the anodic current density is also 10 A / dm 2 , but based on the total area.
  • Aluminum layer i.e., the areas of the aluminum layer not covered by the metal-coated seed layer
  • the etching medium is chosen so that the electrodeposited copper layer is far less strongly etched than the aluminum surface.
  • the component used is a conventional SHJ solar cell with an edge length of 156 mm x 156 mm.
  • this SHJ solar cell already has an ITO layer on its front side.
  • the ITO layer acts as the outer layer of the component on which the electrical conductors are to be applied.
  • the ITO layer has a sheet resistance of 100 ⁇ across its entire surface.
  • ITO is a highly doped electron conductor, ie the conduction band is partially occupied by electrons, while there are virtually no holes in the valence band.
  • the chemical potential of ITO is about -4.3 eV.
  • the chemical potential of a copper electrolyte is significantly lower (about -5 eV to -6 eV). This results in the transfer of electrons from the ITO surface into the electrolyte when ITO contacts a copper electrolyte. This causes an electrical potential difference between ITO and electrolyte. Because the Charge carrier density in the electrolyte is significantly higher than in ITO, only a small part of the potential in the electrolyte falls on a stretch of a few
  • a silver-particle-containing paste with the pattern of the desired printed conductors is applied to the ITO layer by screen printing.
  • a structured, electrically conductive seed layer is obtained on defined regions of the ITO outer layer.
  • the solar cell is now wetted on the front wetted by a galvanic bath with a Kupferelelektrolyten moves while on the back of a metal loop contact. Since in the example chosen the phosphorus doped amorphous
  • Silicon layer of the SHJ solar cell is located on the front, the solar cell is illuminated through the electrolyte bath, so that the electric current can reach the front of the solar cell with cathodic voltage application on the back.
  • the solar cells are now subjected to periodic alternating changes for about 5 min for 4 ms cathodically and for 1 ms anodically with voltage.
  • the current is limited to 500 mA, the voltage to 2V, at anodic
  • Example 3 Application of Electrical Circuits on a Bifacial Silicon Heterojunction Solar Cell
  • An SHJ solar cell which has an ITO layer on both its front and back surfaces.
  • an aluminum outer layer with a thickness of about 20 nm is applied by sputtering.
  • a seed layer of nickel in the form of the electroplated grid is applied by laser transfer.
  • a structured, electrically conductive seed layer is obtained on defined regions of the aluminum outer layer.
  • the structured nickel seed layer is applied to both the front and the back of the device.
  • the SHJ solar cell is now in the areas of the seed layer using
  • Stainless steel brackets electrically contacted and completely immersed in a sulfuric acid electroplating bath containing a copper salt.
  • the solar cell is then charged periodically for about 5 minutes periodically for 9 ms cathodically and for 1 ms anodic with voltage.
  • a current of 800 mA flows when anodic application, a maximum current of 1600 mA and a maximum voltage V + of 10V is specified. This is regulated by the circuit explained above and shown in FIG.
  • the first is the galvanic
  • the pulse parameters are finally adjusted for complete oxidation of the aluminum layer:
  • the amplitude of the andodic current is set to 5 A and the voltage to 10 V.
  • the duration of the pulse is 5 ms.
  • the amplitude of the cathodic voltage is set to 0.9 V and that of the current to 2 A.
  • the duration of the anodic pulse is also 5 ms.
  • An insulating silicon oxide layer is applied to the silicon surface.
  • an aluminum outer layer of thickness 1 ⁇ is vapor-deposited over the entire surface of the silicon oxide layer. This gives a component with an outer layer of self-passivating metal.
  • the aluminum outer layer is contacted via a sealing stamp with a zincate solution. In these areas it comes to
  • FIG. 6a shows an SEM image of this surface after the formation of the zinc layer.
  • nickel chemical nickel
  • FIG. 6b shows a REM
  • a structured seed layer is obtained, which is formed by a zinc layer and a nickel layer deposited on this zinc layer.
  • the component is brought into contact with a galvanic bath containing a Kupferelelektrolyten. Subsequently, voltage is applied periodically to cathodic and anodic. Copper is electrodeposited on the Zn / Ni seed layer.
  • Figure 6c shows a SEM image of the surface after the electrodeposition of the copper. On the self-passivating aluminum Outside layer, no deposition of copper is visible. Subsequently, the component is brought into contact with a galvanic bath with silver electrolyte and using a pulse current with alternating signs, the galvanic deposition of silver on the copper layer takes place.
  • the Zn / Ni seed layer is selective on the aluminum regions, which in turn is completely covered by galvanically deposited copper and silver, ie also on the flanks which bound the layer laterally.
  • a zincate-based paste is printed locally, which is applied for 80 seconds and then rinsed off with water.
  • the substrate is then immersed for 180 seconds in a currentless electroless nickel-phosphorus electrolyte having a pH of 4.8. Only the areas coated with nickel-phosphorus, which were previously affected by the zincate-based paste, will be coated. On defined areas of the aluminum outer layer, a seed layer formed from zinc and chemical nickel is thus obtained. Subsequently, the galvanic deposition of copper takes place on this
  • Germ layer of zinc and chemical nickel Germ layer of zinc and chemical nickel.
  • an acidic copper electrolyte based on copper sulfate with a pH of 2.8 is used.
  • a potential of 1.2 V is applied.
  • the negative potential leads to copper deposition on the nickel-phosphorus areas.
  • silver electrodeposition from an alkaline silver electrolyte (pH 10.5) only the copper area is coated and the aluminum areas are protected by the applied potential of 1.1V. Subsequently, an etching step is carried out in a dilute hydrochloric acid solution. The aluminum areas are next to the galvanically applied
  • Conductors preferably etched.
  • the aluminum etching rate is significantly higher than for substrates with comparable thick aluminum layers. The reason for this is the formation of a local element between aluminum and the electrodeposited Ni / Cu / Ag layer stack, resulting in faster dissolution (corrosion) of the aluminum.
  • Example 6 Two-sided strip conductors on printed circuit board substrate
  • Base substrate for this example is a printed circuit board precursor consisting of prepreg material (layer thickness 500 ⁇ ) which is coated on both sides with an aluminum foil (30 ⁇ ). On both sides are defined areas of the prepreg material (layer thickness 500 ⁇ ) which is coated on both sides with an aluminum foil (30 ⁇ ). On both sides are defined areas of the prepreg material (layer thickness 500 ⁇ ) which is coated on both sides with an aluminum foil (30 ⁇ ). On both sides are defined areas of the
  • Aluminum outer layer applied by means of laser transfer process thin nickel layers. These are galvanically reinforced in an alkaline pyrophosphate-based copper bath (pH 8.0). After a layer thickness of 5 ⁇ copper has been deposited, the aluminum is diluted in a
  • Example 7 Sodium hydroxide solution is removed from the nickel / copper areas are not attacked. As soon as the aluminum foil has been etched through the entire layer thickness, the Al / Ni / Cu conductor tracks are electrically separated from one another.
  • Example 7 Sodium hydroxide solution is removed from the nickel / copper areas are not attacked. As soon as the aluminum foil has been etched through the entire layer thickness, the Al / Ni / Cu conductor tracks are electrically separated from one another.
  • a 15 nm thick Ti layer i.e., a first layer of self-passivating metal
  • Adhesive layer and diffusion barrier applied. On it is also applied by sputtering an 85 nm thick Al layer.
  • This second layer of self-passivating metal represents the outer layer, on which then the structured, electrically conductive seed layer via a non-galvanic
  • the electrodeposition step is performed after the seed layer has been applied, the distribution of current in the electroplating process is improved when at least one of the layers of self-passivating metal is an aluminum layer.
  • nickel layer in the form of the desired conductor tracks is applied.
  • This nickel layer represents the structured, electrically conductive
  • the nickel layer is thickened with the aid of the pulse plating method described in Example 3 with a Cu conductive layer and an Ag protective layer.
  • the Ti / Al layer stack is etched in the region between the interconnects in 1 molar NaOH.
  • a negative voltage of 0.6 V is applied to the workpiece with respect to an auxiliary electrode in the etching bath.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer oder mehrerer elektrischer Kontakte auf einem Bauteil, folgende Schritte umfassend: -Bereitstellung eines Bauteils, das eine Vorder-und eine Rückseite aufweist, wobei auf der Vorderseite und/oder der Rückseiteeine Außenschicht aus einem transparenten, elektrisch leitfähigen Oxid (TCO) oder einem selbstpassivierenden Metall oder Halbleiter vorliegt, -Aufbringen einer strukturierten, elektrisch leitfähigen Keimschicht, wobei das Aufbringen der Keimschicht nicht galvanisch erfolgt, -galvanische Abscheidung zumindest eines Metalls auf der Keimschicht.

Description

Verfahren zur Herstellung elektrischer Kontakte auf einem Bauteil
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung elektrischer Kontakte (beispielsweise in Form von elektrischen Leiterbahnen) auf einem Bauteil, insbesondere einem elektrischen Bauelement wie z.B. einer Solarzellen oder einer Leuchtdiode, oder auch einer Vorstufe einer Leiterplatte. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung Vorrichtungen, die über dieses Verfahren erhältlich sind. Für die Verwendung vieler Bauteile ist es erforderlich, dass auf ihnen elektrische Kontakte, insbesondere in Form elektrischer Leiterbahnen, angebracht werden. Die elektrischen Kontakte dienen beispielsweise dazu, Strom vom Bauteil abzuführen bzw. Spannung vom Bauteil abzugreifen oder eine elektrische Verbindung zwischen elektrischen Bauelementen, die auf dem Bauteil vorliegen, herzustellen. Handelt es sich bei dem Bauteil beispielsweise um eine Solarzelle, so kann der über den photovoltaischen Effekt in diesem Halbleiterbauelement erzeugte Photostrom über die elektrischen Kontakte abgeführt werden. Alternativ kann es sich bei dem Bauteil beispielsweise um eine Vorstufe einer Leiterplatte handeln, die durch das Aufbringen von Leiterbahnen schließlich in eine Leiterplatte (englisch:„Printed Circuit Board" PCB) überführt wird.
In einem bekannten und üblichen Verfahren wird eine Silberpartikel enthaltende Paste auf das Bauteil aufgebracht und anschließend bei einer ausreichend hohen Temperatur behandelt, um ein Vereintem der Silberpartikel zu bewirken. Dafür können Temperaturen von mindestens 800°C erforderlich sein. Für viele Bauteile sind so hohe Temperaturen jedoch nicht akzeptabel.
Eine Heterojunction-Solarzelle, z.B. eine Silizium-Heterojunction-Solarzelle (SHJ- Solarzelle), ist ein beispielhaftes elektrisches Bauelement, das für ein Anbringen von elektrischen Kontakten bei relativ hohen Temperaturen ungeeignet ist. Die SHJ- Solarzelle ist eine Wafer-basierte kristalline Silizium-Solarzelle mit einem Emitter und einem Back- bzw. Front- Surface-Field aus amorphem Silizium. Als
Ausgangsmaterial wird dazu kristallines, insbesondere monokristallines Silizium eingesetzt, das n- oder p-dotiert ist (Basisdotierung). Auf dieses wird beidseitig zuerst eine sehr dünne (ca. 1 bis 10 nm) intrinsische (undotierte) amorphe
Siliziumschicht aufgetragen. Danach folgt auf einer Seite die Auftragung einer ebenfalls sehr dünnen (ca. 10 bis 50 nm), dotierten, amorphen Siliziumschicht, deren Dotierungstyp (n- oder p-Typ) der Basisdotierung entgegengesetzt ist (amorphe Emitterschicht). Auf der anderen Seite wird eine dünne (10 bis 50 nm) amorphe
Siliziumschicht aufgebracht, deren Dotierungstyp dem der Basisdotierung entspricht (Back- bzw. Front-Surface-Field). Abschließend wird ein leitfähiges transparentes Oxid (englisch:„Transparent Conductive Oxide" TCO) wie z. B. Indium- Zinn-Oxid (ITO) von 50-100 nm Dicke aufgetragen. Eine solche TCO-Schicht weist bei 25°C üblicherweise einen Schichtwiderstand von nicht mehr als als 300 Ω auf. Aufbau und Funktionsweise von Heterojunction-Solarzellen beschreiben z.B. S. De Wolf et al., Green, Vol. 2 (2012), S. 7-24.
Um eine unerwünschte Kristallisation in den amorphen Silizium-Schichten der SHJ- Solarzelle zu vermeiden, sollten Temperaturen von mehr als 250°C vermieden werden.
Auch für andere Solarzellentypen oder andere elektrische Bauelemente wie
Leuchtdioden ist das Anbringen elektrischer Kontakte bei möglichst geringer Temperaturbelastung wünschenswert. Durch die Verwendung von hinreichend kleinen Silbernanopartikeln kann die Sintertemperatur von Silberpasten auf unter 200°C gesenkt werden. Nachteilig ist hierbei jedoch, dass die Pasten nicht gelagert werden können, da der Sinterprozess auch bei Raumtemperatur langsam abläuft und dass Silbernanopartikel ein erhebliches Gesundheitsrisiko darstellen. Zudem sind die Kosten für Nanopartikel deutlich höher als für große Partikel oder galvanisch abgeschiedene Metalle.
Bekannt ist auch die Verwendung von Pasten, die organische Binder wie z.B.
temperaturvernetzende Harze und Silberpartikel in Flockenform enthalten. Das Harz bildet eine Matrix, welche die Flocken zusammenhält und die Haftfestigkeit zu der Außenschicht des elektrischen Bauteils (beispielsweise einer Schicht aus einem transparenten, elektrisch leitfähigen Oxid (TCO) wie ITO) herstellt. Hiermit wird aber eine deutlich geringere Leitfähigkeit erreicht als mit thermisch gesinterten Pasten. Dadurch wird mehr Silber benötigt und die Abschattung der
Solarzellenvorderseite durch die Leiterbahnen erhöht.
Alternativ können die Leiterbahnen galvanisch aufgebracht werden. Hiermit wird eine sehr gute elektrische Leitfähigkeit der Leiterbahnen erreicht. Die Oberfläche muss aber mit einer Maske aus Galvano lack als Negativ des Leiterbahnmusters bedruckt werden. Nach der galvanischen Abscheidung muss der Lack in einem chemischen Bad entfernt werden. Die Notwendigkeit dieser Lackmaske macht dieses Verfahren aber wegen des Materialverbrauchs und der nötigen
Abwasseraufreinigung sehr teuer. Zudem ist die Haftfestigkeit der galvanisch aufgebrachten Metallschicht auf einer TCO-Schicht (d.h. einer Schicht aus einem transparenten, elektrisch leitfähigen Oxid wie ITO) teilweise nicht zufriedenstellend.
Bei besonders hochwertigen Bauteilen wird zunächst ganzflächig eine dünne Metallschicht oder ein Metallschichtstapel auf das Werkstück aufgebracht. Hierauf wird beispielsweise ein Photolack aufgebracht und photo lithographisch in Form einer Negativmaske der zu erzeugenden Leiterbahnen strukturiert. Alternativ wird die Negativmaske bereits strukturiert (bespielsweise mittels Inkjet) aufgebracht. Die nicht mit Lack beschichtete Oberfläche wird galvanisch mit Kupfer verstärkt und das Kupfer optional durch eine zusätzliche Silberschicht vor Oxidation geschützt.
Anschließend wird der Lack in einem chemischen Bad entfernt und das Metall in den zuvor lackbeschichteten Bereichen geätzt. Ein entsprechender Metallisierungsprozess wird beispielsweise in US 8,399,287 beschrieben.
US 2014/0295614 beschreibt ein Verfahren zur Metallisierung von
Rückseitenkontaktsolarzellen. Die aufgedampfte Aluminiumsaatschicht kann vollflächig durch einen Zinkatschritt aktiviert werden. Anschließend kann das Aufbringen einer lokalen Barriereschicht erfolgen. Nach der galvanischen
Abscheidung muss die Barriereschicht entfernt und die aktivierte
Aluminiumsaatschicht geätzt werden.
Auch bei Leiterplatten , sogenannten Printed Circuit Boards (PCB) aus Kunststoff, können mangels thermischer Beständigkeit des Trägermaterials keine Leiterbahnen aus sinterbaren Metallpartikeln gedruckt werden. Leiterbahnen aus Silberflocken in einer Harzmatrix kommen wegen der hohen Kosten, der mangelnden Leitfähigkeit und der mangelnden Eignung für Lötprozesse zur Ankopplung der elektrischen Bauteile nur in Ausnahmefällen in Frage.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in dem Aufbringen elektrischer Kontakte wie z.B. elektrischer Leiterbahnen auf einem Bauteil über ein Verfahren, das die thermische Belastung des Bauteils gering hält, die Verwendung von Masken (z.B. Lackmasken) vermeidet und möglichst effizient durchführbar ist.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung einer oder mehrerer elektrischer Kontakte auf einem Bauteil, folgende Schritte umfassend: Bereitstellung eines Bauteils, das eine Vorder- und eine Rückseite aufweist, wobei auf der Vorderseite und/oder der Rückseite eine Außenschicht aus einem transparenten, elektrisch leitfähigen Oxid (TCO) oder einem selbstpassivierenden Metall oder Halbleiter vorliegt,
- Aufbringen einer strukturierten, elektrisch leitfähigen Keimschicht auf
definierten Bereichen der Außenschicht, wobei das Aufbringen der
Keimschicht nicht galvanisch erfolgt,
galvanische Abscheidung zumindest eines Metalls auf der Keimschicht. Wie nachfolgend noch eingehender beschrieben wird, verwendet das
erfindungsgemäße Verfahren ein Bauteil mit einer spezifischen Außenschicht (TCO- Schicht oder Schicht aus selbstpassivierendem Metall oder Halbleiter), auf der eine galvanische Abscheidung üblicher Metalle wie z.B. Kupfer nicht möglich oder zumindest stark gehemmt ist. Bringt man jedoch über eine nicht-galvanische Abscheidung (z.B. über ein Druckverfahren) in definierten Bereichen auf der
Außenschicht eine strukturierte Keimschicht mit guter elektrischer Leitfähigkeit auf, so lässt sich diese strukturierte Keimschicht (nicht jedoch die noch freiliegende Außenschicht) sehr gut galvanisch beschichten und außerdem ist der elektrische Kontaktwiderstand zwischen der TCO-Schicht bzw. der Schicht aus
selbstpassivierendem Metall oder Halbleiter und der darauf aufgebrachten
Keimschicht noch ausreichend gering, um über die galvanisch abgeschiedene Metallschicht in effektiver Weise Strom vom Bauteil (z.B. einer Solarzelle) abzuführen. Die Außenschicht aus einem selbstpassivierenden Metall oder Halbleiter wird nachfolgend auch als selbstpassivierende Außenschicht bezeichnet.
Beschichtungen aus einem selbstpassivierenden Metall oder Halbleiter bilden bereits bei Raumtemperatur an ihrer Oberfläche einen dünnen Oxidfilm. Durch die
Anwesenheit dieses Oxidfilms ist die galvanische Abscheidung eines Metalls auf dem selbstpassivierenden Metall oder Halbleiter nicht möglich oder zumindest gehemmt. Auch auf transparenten, leitfähigen Oxiden (TCOs) wie z.B.
Indiumzinnoxid (ITO) kann die galvanische Abscheidung gängiger Metalle wie Kupfer gehemmt sein, insbesondere bei geringer angelegter Spannung.
Beschichtungen aus TCOs oder selbstpassivierenden Metallen oder Halbleitern stellen also Oberflächen dar, auf denen eine galvanische Metallabscheidung gehemmt sein kann. Allerdings hat sich herausgestellt, dass diese schlecht galvanisch zu beschichtenden Oberflächen durchaus einen relativ geringen elektrischen
Kontaktwiderstand zu darauf aufgebrachten elektrisch leitfähigen Schichten aufweisen, welche sich ihrerseits gut galvanisch beschichten lassen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird dies genutzt, um Oberflächen selektiv galvanisch zu beschichten, indem auf die schlecht galvanisch zu beschichtende Oberfläche eines selbstpassivierenden Metalls oder Halbleiters oder eines TCO lokal in definierten Bereichen (beispielsweise mittels eines Druckverfahrens) eine gut galvanisch zu beschichtende Oberfläche aufgebracht wird. Diese fungiert als Keim- oder
Saatschicht für den nachfolgenden Galvanisierungsschritt. Eine Maske für das Aufbringen der strukturierten, elektrisch leitfähigen Keimschicht ist nicht erforderlich. Auch kann deren Aufbringen bei relativ geringen Temperaturen erfolgen, so dass die thermische Belastung des Bauteils (beispielsweise einer amorphen Siliziumschicht in einer Silizium-Heterozelle oder des Trägermaterials einer Leiterplatte) minimiert wird.
In dem nachfolgenden Galvanisierungsschritt erfolgt die Metallabscheidung ausschließlich oder zumindest überwiegend auf der strukturierten Keimschicht. Das Aufbringen einer Maske auf dem selbstpassivierenden Metall oder Halbleiter oder dem TCO ist nicht erforderlich, da eine galvanische Abscheidung auf diesen
Materialien nicht erfolgt oder zumindest gehemmt ist. Somit wird nach dem
Galvanisierungsschritt eine Struktur, z.B. in Form einer oder mehrerer Leiterbahnen, erhalten, die eine effektive elektrische Kontaktierung des elektrischen Bauteils oder die Ausbildung einer effektiven Schaltungsstruktur einer Leiterplatte ermöglicht.
Die elektrischen Kontakte liegen beispielsweise in Form einer oder mehrerer Leiterbahnen vor. Die elektrischen Kontakte dienen beispielsweise dazu, Strom vom Bauteil abzuführen bzw. Spannung vom Bauteil abzugreifen oder eine elektrische Verbindung zwischen elektrischen Bauelementen, die auf dem Bauteil vorliegen, herzustellen. Wie oben bereits ausgeführt, beinhaltet das erfindungsgemäße Verfahren zunächst die Bereitstellung eines Bauteils, das eine Vorder- und eine Rückseite aufweist, wobei auf der Vorderseite und/oder der Rückseite eine Außenschicht aus einem transparenten, elektrisch leitfähigen Oxid (TCO) oder einem selbstpassivierenden Metall oder Halbleiter vorliegt.
Das Bauteil ist beispielsweise ein elektrisches Bauelement (z.B. ein
optoelektronisches Bauelement oder ein Halbleiterbauelement) oder eine Vorstufe davon. Bei dem Bauteil, auf dem die elektrischen Kontakte anzubringen sind, kann es sich auch um die Vorstufe einer Leiterplatte handeln. Die Vorstufe der Leiterplatte enthält bevorzugt einen Kunststoff (insbesondere einen elektrisch nicht-leitenden
Kunststoff), der optional noch durch Fasern verstärkt sein kann, und auf diesem Kunststoff liegt dann bevorzugt die Außenschicht aus dem transparenten, elektrisch leitfähigen Oxid (TCO) oder dem selbstpassivierenden Metall oder Halbleiter vor. Die Vorstufe der Leiterplatte kann beispielsweise eine flexible Folie oder alternativ eine starre bzw. steife Platte sein. Ein bevorzugtes elektrisches Bauelement ist beispielsweise eine Solarzelle, eine Diode (z.B. eine Leuchtdiode) oder ein Bildschirm, insbesondere ein
Flachbildschirm („Fiat Panel Display"), z.B. ein Flüssigkristallbildschirm„LCD". Im Fall einer Solarzelle handelt es sich bei der Vorderseite um die beleuchtete, d.h. die der Strahlungsquelle zugewandte Seite des Bauteils. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können die elektrischen Kontakte beispielsweise auf der Vorderseite oder auf der Rückseite (z.B. im Fall einer ausschließlich Rückseiten-kontaktierten Solarzelle) oder auch auf beiden Seiten des Bauteils aufgebracht werden.
Das elektrische Bauelement, auf dem der elektrische Kontakt aufgebracht wird, muss noch nicht in seiner finalen Form vorliegen, enthält jedoch üblicherweise bereits diejenigen Komponenten, die für seine Funktion (wie z.B. Realisierung des photovoltaischen Effekts) wesentlich sind. Alternativ kann das Bauteil, auf dem der elektrische Kontakt aufgebracht wird, eine Vorstufe eines elektrischen Bauteils sein und die weiteren Komponenten, die für die Realisierung seiner Funktionsweise erforderlich sind, werden erst nach dem Aufbringen des elektrischen Kontakts hinzugefügt. Unter einer Solarzelle wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein
Halbleiterbauelement verstanden, das unter Einwirkung von Strahlungsenergie, in der Regel Sonnenlicht, einen photovoltaischen Effekt zeigt.
Bevorzugt ist die Solarzelle eine Silizium-Solarzelle.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Bauteil eine Heterojunction- Solarzelle, insbesondere eine Silizium-Heterojunction-Solarzelle (SHJ-Solarzelle) oder eine Vorstufe davon. Bei der Solarzelle kann es sich auch um eine ausschließlich über ihre Rückseite kontaktierte Solarzelle handeln. Bei diesen Solarzellen liegen die elektrischen Kontakte beispielsweise in Form einer Interdigitalstruktur vor. Das erfindungsgemäße Verfahren ist von besonderem Interesse für kristalline
Siliziumsolarzellentypen, welche zumindest auf einer der beiden Oberflächen eines kristallinen Siliziumsubstrats, welches als Basismaterial der Solarzelle dient, eine leitfähige Schicht aufweisen, deren Leitfähigkeit durch metallisch aufgebrachte Leiterbahnen weiter verbessert werden muss.
Hierzu gehören beispielsweise Solarzellentypen, welche auf zumindest einer Seite des als Basismaterial fungierenden kristallinen Siliziums eine optisch transparente, elektrisch leitfähige Beschichtung aufweisen, welche die Rekombination von Elektron-Loch-Paaren an der entsprechend beschichteten Oberfläche der kristallinen Siliziumscheibe unterdrückt.
Hierzu gehören insbesondere Silizium-Heterojunction-Solarzellen (SHJ), bei welchen die passivierenden Schichten aus amorphem Silizium bestehen. Alternativ kann die Oberfläche auch aus einer durchtunnelbaren (und damit senktrecht zur Schicht ebenfalls leitfähigen) Siliziumdioxid-Schicht bestehen, auf welche nachfolgend eine leitfähige Polysiliziumschicht, eine Siliziumcarbidschicht oder ein leitfähiges Metalloxid wie z.B. Molybdänoxid, Wolframoxid, Nickeloxid oder Titanoxid aufgebracht wird. Da die Leitfähigkeit aller genannten Sichten parallel zur Oberfläche sehr gering ist, wird vorzugsweise auf das rekombmationsunterdrückende Schichtsystem zusätzlich eine hochleitfähige TCO-Schicht (z.B. eine ITO-Schicht) aufgebracht. Da jedoch selbst bei Aufbringung einer TCO-Schicht die Leitfähigkeit parallel zur Oberfläche zu gering ist, um den Strom effizient abführen zu können, müssen zusätzlich metallische Leiterbahnen auf die Oberfläche aufgebacht werden.
Für Solarzellen als Bauteil, insbesondere für die oben genannten Solarzellentypen wie z.B. eine SHJ-Solarzelle, eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren hervorragend, da es ohne Hochtemperaturschritt zum Sintern der aufgebrachten Metallschichten auskommt und auf organische Masken verzichtet werden kann.
SHJ-Solarzellen sind kommerziell erhältlich oder können über Verfahren, die dem Fachmann bekannt sind, hergestellt werden.
Wie oben bereits erwähnt, enthalten bestimmte elektrische Bauelementen wie z.B. SHJ-Solarzellen, Leuchtdioden oder LCDs (Flüssigkristallbildschirme) häufig eine oder mehrere Schichten aus einem transparenten, elektrisch leitfähigen Oxid (TCO) als Elektrode. In diesen Fällen ist die TCO-Schicht also bereits integraler Bestandteil des elektrischen Bauelements. Die Substanzklasse der TCOs und die Verwendung von TCO-Schichten für Halbleiterbauelemente sind dem Fachmann bekannt, siehe z.B. Clark I. Bright, Kapitel 7 ("Review of Transparent Conductive Oxides (TCO)") in 50 Years of Vacuum Coating Technology and the Growth of the Society of Vacuum Coaters, Hrsg.: Donald M. Mattox und Vivienne Harwood Mattox, Society of
Vacuum Coaters, 2007 (ISBN 978-1-878068-27-9) und A. Stadler, Materials, 2012, 5, S. 661-683. Häufig liegt in diesen elektrischen Bauelementen die TCO-Schicht bereits als äußerste Schicht („Außenschicht") des Bauelements vor. In diesen Fällen ist es im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, die elektrisch leitfähige Keimschicht (z.B. in Form einer oder mehrerer Leiterbahnen) unmittelbar auf dieser TCO-Außenschicht des elektrischen Bauelements aufzubringen.
Beispielhafte TCOs für die TCO-Außenschicht sind Indiumzinnoxid („ITO"), Aluminium-dotiertes Zinkoxid (englisch„aluminium-doped zinc oxide" AZO), Fluor-dotiertes Zinnoxid („FTO"), Bor-dotiertes Zinkoxid oder Wasserstoff-dotiertes Indiumoxid. TCO-Beschichtungen können beispielsweise durch physikalische oder chemische Gasphasenabscheidung erhalten werden.
Die TCO-Schicht weist bei 25°C üblicherweise einen Flächenwiderstand, bestimmt über die Vier-Punkt-Methode, im Bereich von 10 Ω bis 1000 Ω, bevorzugter 50 Ω bis 300 Ω auf. Bevorzugt weist die TCO-Schicht über ihre ganze Fläche hinweg diesen Flächenwiderstand auf. Obwohl TCO-Schichten einen relativ geringen Flächenwiderstand aufweisen, ist die galvanische Abscheidung gängiger Metalle wie Kupfer auf solchen TCO-Schichten wie z.B. einer ITO-Schicht gegenüber der Abscheidung auf edleren Metalloberflächen gehemmt, insbesondere bei geringer angelegter Spannung.
Alternativ zu einer Außenschicht aus einem transparenten, elektrisch leitfähigen Oxid (d.h. einer TCO-Schicht) kann das Bauteil eine Außenschicht aus einem selbstpassivierenden Metall oder Halbleiter aufweisen.
Wie dem Fachmann bekannt ist, handelt es sich bei selbstpassivierenden Metallen oder Halbleitern um solche Metalle oder Halbleiter, die an Luft bei Raumtemperatur (25°C) spontan eine passivierende, sehr dünne Oxidschicht ausbilden können.
Geeignete selbstpassivierende Metalle sind insbesondere Aluminium, Titan, Nickel, Chrom oder Zink oder eine Legierung eines dieser Metalle. Ein bevorzugter selbstpassivierender Halbleiter ist Silizium.
Auf der Vorder- und/oder Rückseite des Bauteils kann beispielsweise nur eine Schicht eines selbstpassivierenden Metalls oder Halbleiters aufgebracht sein, die dann bereits die Außenschicht bildet. Alternativ ist es auch möglich, zwei oder mehr Schichten selbstpassivierender Metalle oder Halbleiter auf dem Bauteil aufzubringen. Die äußerste dieser Schichten stellt dann die Außenschicht dar. Enthält das Bauteil (z.B. eine Solarzelle, insbesondere eine SHJ-Solarzelle) eine TCO-Schicht, kann direkt auf dieser TCO-Schicht eine Schicht eines
selbstpassivierenden Metalls oder Halbleiters vorliegen. Diese bildet entweder bereits die Außenschicht oder es werden alternativ noch eine oder mehrere zusätzliche Schichten selbstpassivierende Metalle oder Halbleiter aufgebracht.
Weiterhin ist es auch möglich, dass auf der TCO-Schicht mindestens eine Schicht eines nicht-selbstpassivierenden Metalls (z.B. Kupfer oder Silber oder eine
Legierung eines dieser Metalle) vorliegt und auf dieser nicht-selbstpassivierenden Metallschicht eine oder mehrere Schichten selbstpassivierender Metalle oder Halbleiter vorliegen.
Um einen möglichst guten Kompromiss zwischen hoher Leitfähigkeit und guter Haftung auf der TCO-Schicht zu erzielen, kann es bevorzugt sein, dass mindestens zwei Schichten eines selbstpassivierenden Metalls oder Halbleiters aufgebracht werden, wobei das Metall oder der Halbleiter der ersten selbstpassivierenden Schicht Titan, Nickel, Chrom oder Zink oder eine Legierung eines dieser Metalle oder
Silizium ist, und das Metall der zweiten selbstpassivierenden Schicht Aluminium ist. Die erste selbstpassivierende Schicht kann unmittelbar auf der TCO-Schicht aufgebracht sein. Alternativ kann zwischen der ersten selbstpassivierenden Schicht und der TCO-Schicht noch mindestens eine Schicht eines nicht-selbstpassivierenden Metalls (z.B. Kupfer oder Silber oder eine Legierung eines dieser Metalle) vorliegen. Die selbstpassivierende Aluminium- Schicht kann bereits die Außenschicht darstellen. Optional kann noch eine weitere Schicht eines selbstpassivierenden Metalls oder Halbleiters (z.B. Titan, Nickel, Chrom oder Zink oder eine Legierung eines dieser Metalle oder Silizium) aufgebracht werden und damit die Außenschicht bilden. Liegen zwei oder mehr Schichten aus selbstpassivierenden Metallen oder Halbleitern vor, können diese selbstpassivierenden Schichten direkt aufeinander folgen oder sie können durch Zwischenschichten, beispielsweise durch sogenannte Diffusionsbarriereschichten (z.B. Palladium-Schichten) oder Schichten aus nicht selbstpassivierenden Metallen (z.B. Cu- oder Ag-Schichten) voneinander getrennt sein.
Beispielsweise wird auf der TCO-Schicht des Bauteils oder einer Schicht eines nicht- selbstpassivierenden Metall (z.B. Kupfer oder Silber oder eine Legierung eines dieser Metalle), die beispielsweise auf der TCO-Schicht des Bauteils vorliegt, eine Titan-Schicht und anschließend eine Aluminium- Schicht aufgebracht, wobei in diesem Fall die Aluminium-Schicht die Außenschicht darstellt. Alternativ ist es auch möglich, auf der TCO-Schicht des Bauteils oder einer Schicht eines nicht- selbstpassivierenden Metall (z.B. Kupfer oder Silber oder eine Legierung eines dieser Metalle), die beispielsweise auf der TCO-Schicht des Bauteils vorliegt, eine Titan- Schicht, anschließend eine Aluminium- Schicht und dann erneut eine Titan- Schicht aufzubringen, wobei in diesem Fall die Titan-Schicht die Außenschicht darstellt. Wie oben bereits erwähnt, kann zwischen einer Titan-Schicht und einer Aluminium- Schicht optional noch eine Zwischenschicht, beispielsweise eine Diffusionsbarriereschicht (z.B. eine Palladium-Schicht) vorliegen.
Das Aufbringen einer Beschichtung aus einem selbstpassivierenden Metall oder Halbleiter auf dem Bauteil kann über bekannte Verfahren erfolgen. Die
Außenschicht aus dem selbstpassivierenden Metall oder Halbleiter kann
beispielsweise über eine physikalische Gasphasenabscheidung (z.B. Sputtern, auch als Kathodenzerstäubung bezeichnet), eine chemische Gasphasenabscheidung (z.B. Plasma-unter stützte Gasphasenabscheidung PECVD) oder auch durch Anbringen einer Folie des selbstpassivierenden Metalls oder Halbleiters erhalten werden. Diese Beschichtungsverfahren führen nur zu einer geringen thermischen Belastung des Bauteils.
Handelt es sich bei dem Bauteil um die Vorstufe einer Leiterplatte, so kann beispielsweise ein Prepreg vorgelegt werden, auf den eine Folie des
selbstpassivierenden Metalls, vorzugsweise eine Aluminiumfolie, aufgebracht (z.B. aufgeklebt) wird.
Die Vorderseite und/oder Rückseite des Bauteils ist bevorzugt zu mindestens 50% ihrer Fläche, bevorzugter zu mindestens 80% ihrer Fläche oder sogar vollflächig mit der aus dem TCO oder dem selbstpassivierenden Metall oder Halbleiter gebildeten Außenschicht belegt. Bevorzugt weist die Außenschicht des Bauteils eine Dicke von < 25 μηι, bevorzugter < 15 μηι, noch bevorzugter < 1,0 μηι oder sogar weniger als 500 nm auf. Sofern das Bauteil ein elektrisches Bauelement, insbesondere ein Halbleiterbauelement wie z.B. eine Solarzelle oder eine Diode ist, kann es sogar bevorzugt sein, dass die Dicke der Außenschicht nicht mehr als 200 nm, bevorzugter nicht mehr als 100 nm, z.B. 5-100 nm oder 5-50 nm, beträgt. Bevorzugt weist die Außenschicht über mindestens 90% ihrer Fläche, bevorzugter über 95% ihrer Fläche hinweg die oben angegebene Schichtdicke auf. Die Schichtdicke kann über gängige Verfahren bestimmt werden, z.B. durch mikroskopische Messung im Querschnitt bzw. Querschliff.
Eine Schicht aus selbstpassivierendem Metall oder Halbleiter bildet auf seiner Oberfläche an Luft automatisch eine dünne Oxidschicht aus. Diese passivierende Oxidschicht verhindert eine galvanische Metallabscheidung oder hemmt diese zumindest. Gegebenenfalls kann diese spontane Oxidbildung durch geeignete Maßnahmen (z.B. in Kontakt bringen mit einem oxidierenden Medium wie z.B. Ozon) noch unterstützt werden, um eine gleichmäßigere Ausbildung der dünnen Oxidschicht zu bewirken. Auch ist es möglich, durch geeignete Behandlung die passivierende Oberflächenschicht chemisch zu modifizieren (beispielsweise Bildung einer passivierenden Nitrid- oder Oxynitrid-Oberflächenschicht). Im Hinblick auf eine möglichst einfache und effiziente Verfahrensgestaltung ist es jedoch bevorzugt, dass die Schicht aus selbstpassivierendem Metall oder Halbleiter, abgesehen von der durch die Eigenpassivierung bedingten Oxidbildung an Luft, optional unterstützt durch Behandlung mit Ozon oder UV-Beleuchtung bei Temperaturen von unter 200°C, keiner sonstigen chemischen Modifizierung vor dem Aufbringen der
Keimschicht unterzogen wird.
Bevorzugt sollte der Kontaktwiderstand (bei 25°C) zwischen der TCO-Schicht oder der Schicht aus selbstpassivierendem Metall oder Halbleiter und der darauf aufgebrachten Keimschicht kleiner 50 mücm2, bevorzugter kleiner 10 mD.cm2, noch bevorzugter kleiner 5 mQcm2 oder kleiner 1 mD.cm2 sein. Der Kontaktwiderstand lässt sich über die Transfer-Line-Methode (auch als Transferlängen-Methode oder Transferlängen-Messung bezeichnet) bestimmen. In diesem Verfahren erfolgt die Messung des Kontaktwiderstands unter Verwendung eines geeigneten Testmusters. Wie oben bereits ausgeführt, erfolgt in einem weiteren Schritt des
erfindungsgemäßen Verfahrens das Aufbringen einer strukturierten, elektrisch leitfähigen Keimschicht auf definierten Bereichen der Außenschicht (d.h. der Schicht des transparenten, elektrisch leitfähigen Oxids (TCO) oder der Schicht des selbstpassivierenden Metalls oder Halbleiters), wobei das Aufbringen der
Keimschicht nicht galvanisch erfolgt.
Diese elektrisch leitfähige Keimschicht wird über ein nicht-galvanisches Verfahren aufgebracht, dient dann aber in einem anschließenden galvanischen
Abscheidungsschritt als Substrat für eine Metallbeschichtung. Wie dem Fachmann bekannt ist, wird in der Galvanik mit dem Begriff Keimschicht (alternativ
Saatschicht, englisch: seed layer) eine dünne Schicht bezeichnet, die als
Kristallisationskeim und Haftungsgrundlage für die galvanische Abscheidung eines Metalls fungiert. Bevorzugt erfolgt das Aufbringen der strukturierten, elektrisch leitfähigen
Keimschicht in Form einer oder mehrerer Leiterbahnen, d.h. die elektrisch leitfähige Keimschicht ist in ihrer Anordnung auf der Außenschicht bereits so strukturiert, dass sie der Anordnung der auszubildenden elektrischen Kontakte entspricht. Wie dem Fachmann allgemein bekannt ist, handelt es sich bei einer galvanischen Abscheidung um ein Verfahren, bei dem das zu beschichtende Substrat mit einem Galvanikbad, das üblicherweise ein Salz des abzuscheidenden Metalls enthält, kontaktiert wird und durch Anwendung einer äußeren Stromquelle das Metall auf dem Substrat abgeschieden wird. Da die galvanische Abscheidung auf einer TCO- Schicht oder einer Schicht aus selbstpassivierendem Metall oder Halbleiter zumindest gehemmt ist, erfolgt das Aufbringen der Keimschicht über eine nichtgalvanische Abscheidung.
Die strukturierte Keimschicht kann ein- oder mehrlagig sein. Ist die Keimschicht mehrlagig, so ist sie aus zwei oder mehr übereinanderliegenden Lagen aufgebaut, wobei jede Lage aus einem oder mehreren der nachfolgend genannten Materialien gefertigt sein kann und durch einen oder mehrere der nachfolgend genannten Verfahrensschritte erhalten werden kann. Aneinandergrenzende Lagen weisen bevorzugt eine unterschiedliche Zusammensetzung auf.
Ein Aufbringen der Keimschicht auf definierten Bereichen der Außenschicht erfolgt beispielsweise über ein Druckverfahren, insbesondere Siebdruck, Inkjet-Druck, flexographischen Druck oder Aerosoldruck, ein Lasertransfer- Verfahren (auch als , aser Induced Forward Transfer" (LIFT) bezeichnet) oder eine stromlose elektrochemische Abscheidung (z.B. Zink- Abscheidung durch Zinkat- Verfahren und/oder Abscheidung von Chemisch-Nickel). Diese Beschichtungsverfahren sind dem Fachmann bekannt.
Komponenten für eine Keimschicht, die eine ausreichend hohe elektrische
Leitfähigkeit aufweisen und eine galvanische Metallabscheidung auf der
Keimschicht ermöglichen, sind dem Fachmann bekannt. Als elektrisch leitfähige Komponente enthält die Keimschicht beispielsweise ein oder mehrere Metalle (z.B. Kupfer oder eine Kupferlegierung, ein Edelmetall oder eine Edelmetalllegierung wie Silber oder eine Silberlegierung, Nickel oder eine Nickellegierung (z.B. eine Nickel- Vanadium-Legierung), Indium oder eine Indiumlegierung, Zinn oder eine
Zinnlegierung, Kobalt oder eine Kobaltlegierung), ein oder mehrere elektrisch leitfähige Polymere (z.B. Poly-3,4-ethylendioxythiophen (PEDOT) oder ein Gemisch aus PEDOT und Polystyrolsulfonat (PEDOT:PSS)), ein oder mehrere elektrisch leitfähige Kohlenstoffmaterialien (z.B. Graphen, Graphenoxid, Kohlenstoffnanoröhren, Graphit, Ruß), oder ein Gemisch aus mindestens zwei dieser Komponenten.
Die elektrisch leitfähige Komponente der Keimschicht kann beispielsweise in Form von Partikeln (z.B. Metallpartikel oder Kohlenstoffpartikel) vorliegen. Diese elektrisch leitfähigen Partikel können in ein organisches oder anorganisches
Trägermaterial eingebettet sein, beispielsweise ein organisches Polymer. Bei dem organischen Polymer kann es sich um einen Thermoplasten oder alternativ auch um ein vernetztbares bzw. nach erfolgter Aushärtung um ein vernetztes Polymer handeln. Beispielsweise liegen die elektrisch leitfähigen Partikel der Keimschicht in einem Kunstharz vor, das nach dem Aufbringen der Keimschicht über das
Druckverfahren aushärtet (z.B. durch thermische Behandlung und/oder UV- Behandlung). Geeignete organische oder anorganische Trägermaterialien für elektrisch leitfähige Partikel, die in einem Druckverfahren eingesetzt werden können, sind dem Fachmann bekannt.
Die Keimschicht kann auch durch ein Lasertransferverfahren (, aser Induced Forward Transfer" LIFT) aufgebracht werden. Das LIFT-Verfahren ist dem
Fachmann prinzipiell bekannt. Hierbei wird die Keimschicht, vorzugsweise aus Nickel, Silber oder Kupfer (besonders bevorzugt aus Nickel), zunächst auf ein ebenes transparentes Substrat aufgebracht, beispielsweise mittels physikalischer Gasphasenabscheidung PVD. Das Substrat wird nun mit der Keimschicht zur Außenschicht des Bauteils weisend mit der Außenschicht flächig in Kontakt gebracht oder zumindest mit einem Abstand von weniger als 1 mm gegenüber der
Außenschicht des Bauteils positioniert. Nun wird mittels Laserbestrahlung die Keimschicht vom Substrat abgelöst und auf die Außenschicht des Bauteils übertragen.
Die Keimschicht kann auch durch eine stromlose Redox-Reaktion bzw. stromlose elektrochemische Abscheidung aufgebracht werden. Wie dem Fachmann bekannt ist, versteht man unter einer stromlosen Abscheidung ein Beschichtungsverfahren, bei dem die Reduktion des abzuscheidenden Metalls (im Unterschied zu einer galvanischen Abscheidung) ohne Anwendung einer äußeren Stromquelle abläuft. Bevorzugt wird über die stromlose elektrochemische Abscheidung Nickel (auch als „Chemisch-Nickel" bezeichnet) und/oder Zink (z.B. über das Zinkat- Verfahren) abgeschieden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird dabei die Außenschicht (bevorzugt eine selbstpassivierende Aluminiumschicht) zunächst in definierten Bereichen mit einer Zinkatlösung unter Ausbildung einer Zinkschicht behandelt und auf diesen mit einer Zinkschicht versehenen Bereichen erfolgt anschließend die stromlose Abscheidung der Chemisch-Nickel-Schicht. Geeignete Elektrolytlösungen für die stromlose Abscheidung von Chemisch-Nickel sind dem Fachmann bekannt. Die zur Reduktion der Nickelionen benötigten Elektronen lassen sich direkt in der Elektrolytlösung durch eine chemische Reaktion erzeugen, beispielsweise durch das Reduktionsmittel Natriumhypophosphit. Die Elektrolytlösung enthält außerdem ein Nickelsalz wie z.B. Nickelsulfat. Die Nickelabscheidung ist autokatalytisch. Da sich auch Phosphor einlagert, erhalt man eine Nickel-Phosphor-Legierung. Das
Verzinken definierter Bereiche der Aluminiumschicht kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Zinkatlösung mit einem Stempel definierter Geometrie aufgetragen wird.
In den Bereichen, in denen die Keimschicht auf der Außenschicht aufgebracht wird, kann es sein, dass als Folge dieses Aufbringens (z.B. durch ein LIFT-Verfahren oder durch stromloses Aufbringen von Zink und/oder Chemisch-Nickel) die aus der Eigenpassivierung resultierende dünne Oxidschicht entfernt wurde.
Bevorzugt wird die strukturierte Keimschicht ohne Verwendung einer Maske erzeugt.
Ist die strukturierte Keimschicht mehrlagig, so kann das Aufbringen der
strukturierten Keimschicht beispielsweise folgende Schritte umfassen: Aufbringen einer elektrisch leitfähigen Metallschicht S 1 auf der
Außenschicht (d.h. der TCO-Schicht oder der selbstpassivierenden Schicht) über eine Gasphasenabscheidung,
Aufbringen einer elektrisch leitfähigen Schicht S2 auf definierten Bereichen der Metallschicht Sl durch ein Druckverfahren, insbesondere Siebdruck, Inkjet-Druck, flexographischen Druck oder Aerosoldruck, ein Lasertransfer- Verfahren oder eine stromlose elektrochemische Abscheidung (z.B.
„Chemisch-Nickel" oder Zink über das Zinkat- Verfahren),
Entfernen der freiliegenden, nicht von der Schicht S2 bedeckten Bereiche der Metallschicht Sl .
Durch das Entfernen der freiliegenden, nicht von der Schicht S2 bedeckten Bereiche der Metallschicht Sl wird die darunter liegende TCO-Schicht oder
selbstpassivierende Schicht wieder freigelegt. Im anschließenden
Galvanisierungsschritt erfolgt dann, wie oben bereits erläutert, eine selektive Metallabscheidung auf der Keimschicht, während eine Metallabscheidung auf der freigelegten TCO-Schicht oder selbstpassivierenden Schicht nicht stattfindet oder zumindest gehemmt ist.
Die elektrisch leitfähige Metallschicht S 1 kann beispielsweise über eine
physikalische Gasphasenabscheidung (z.B. Sputtern) oder eine chemische
Gasphasenabscheidung (z.B. eine Plasma-unterstützte Gasphasenabscheidung PECVD) auf der TCO-Schicht oder der selbstpassivierenden Schicht aufgebracht werden. Die elektrisch leitfähige Metallschicht Sl weist bevorzugt eine relativ geringe Dicke auf, beispielsweise eine Dicke im Bereich von 5-100 nm, bevorzugter 5-75 nm, noch bevorzugter 5-50 nm. Die elektrisch leitfähige Metallschicht Sl enthält bevorzugt eines oder mehrere der folgenden Metalle: Kupfer oder eine Kupferlegierung, Silber oder eine Silberlegierung, Zinn oder eine Zinnlegierung, Kobalt oder eine Kobaltlegierung, Nickel oder eine Nickellegierung (z.B. eine Nickel- Vanadium-Legierung). Die über eine Gasphasenabscheidung erhaltene Metallschicht Sl kann ein- oder mehrlagig sein. Eine mehrlagige Metallschicht Sl kann beispielsweise erhalten werden, indem zwei oder mehr
Gasphasenabscheidungen nacheinander durchgeführt werden.
Hinsichtlich geeigneter elektrisch leitfähiger Komponenten für die Schicht S2 kann auf die obigen Ausführungen verwiesen werden. Die elektrisch leitfähige Schicht S2 enthält daher beispielsweise ein oder mehrere Metalle (z.B. Kupfer oder eine Kupferlegierung, ein Edelmetall oder eine Edelmetalllegierung wie Silber oder eine Silberlegierung, Nickel oder eine Nickellegierung, Indium oder eine
Indiumlegierung, Zinn oder eine Zinnlegierung, Kobalt oder eine Kobaltlegierung), ein oder mehrere elektrisch leitfähige Polymere (z.B. Poly-3,4-ethylendioxythiophen (PEDOT) oder ein Gemisch aus PEDOT und Polystyrolsulfonat (PEDOT:PSS)), ein oder mehrere elektrisch leitfähige Kohlenstoffmaterialien (z.B. Graphen,
Graphenoxid, Kohlenstoffnanoröhren, Graphit, Ruß), oder ein Gemisch aus mindestens zwei dieser Komponenten.
Vor der galvanischen Abscheidung eines Metalls auf der Keimschicht werden die freiliegenden, nicht von der Schicht S2 bedeckten Bereiche der Metallschicht Sl entfernt. Dies erfolgt durch Verfahren, die dem Fachmann bekannt sind,
beispielsweise durch Ätzen oder eine elektrochemische Oxidation. Bei der elektrochemischen Oxidation wird durch Anlegen eines geeigneten Potentials das Metall oxidiert (d.h. in Metallkationen überführt) und die Metallkationen gehen in einem angrenzenden flüssigen Elektrolyten in Lösung. Durch das Entfernen der freiliegenden, nicht von der Schicht S2 bedeckten Bereiche der Metallschicht Sl wird die darunter liegende TCO-Schicht oder selbstpassivierende Schicht freigelegt.
Bevorzugt weist die Keimschicht eine Dicke von < 20 μιη, bevorzugter < 8 μιη, noch bevorzugter < 2 μιη auf. Die Mindestdicke der Keimschicht beträgt beispielsweise 100 nm. Bevorzugt weist die Keimschicht über mindestens 80% ihrer Fläche, bevorzugter über ihre gesamte Fläche hinweg die oben angegebene Schichtdicke auf. Die Schichtdicke kann über gängige Verfahren bestimmt werden, z.B. durch mikroskopische Messung im Querschnitt bzw. Querschliff.
Wie oben ausgeführt, erfolgt in einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens die galvanische Abscheidung zumindest eines Metalls auf der
Keimschicht.
Bei dem galvanisch abgeschiedenen Metall handelt es sich bevorzugt um Kupfer oder eine Kupferlegierung, Nickel oder eine Nickellegierung oder ein Edelmetall wie Silber oder eine Silberlegierung. Die galvanisch abgeschiedenen Schichten haben bevorzugt eine Schichtdicke von 1-100μιη, bevorzugt 1-20μιη, besonders bevorzugt, 2-15μιη. Die Schichtdicke kann über gängige Verfahren bestimmt werden, z.B. durch mikroskopische Messung im Querschnitt bzw. Querschliff. Für die galvanische Abscheidung wird die Keimschicht mit einem Galvanikbad, das ein Salz des abzuscheidenden Metalls enthält, in Kontakt gebracht. In das
Galvanikbad wird üblicherweise noch eine Hilfselektrode eingetaucht, z.B. eine Kupferanode („Opferanode") oder eine Titanelektrode. Als Gegenelektrode fungiert die elektrisch leitfähige Keimschicht. Wird die Keimschicht mit einem geeigneten negativen (d.h. kathodischen) elektrischen Potential beaufschlagt, so werden die Metallionen reduziert und das Metall scheidet sich auf der Keimschicht ab.
Die galvanische Abscheidung kann mittels Gleichstrom oder mittels Pulsstrom erfolgen. Wie nachfolgend noch eingehender beschrieben wird, kann durch die Verwendung eines Pulsstroms, der sein Vorzeichen wechselt, die selektive
Abscheidung des Metalls auf der Keimschicht weiter verbessert werden. Ein
Pulsstrom, der sein Vorzeichen wechselt, weist alternierend negative (kathodische) und positive (anodische) Strompulse auf. Wie oben bereits erläutert, ist die galvanische Abscheidung des Metalls auf der TCO- Schicht oder der Schicht des selbstpassivierenden Metalls oder Halbleiters zumindest stark gehemmt. Für den galvanischen Abscheidungsschritt ist es daher nicht erforderlich, diejenigen Bereiche der Außenschicht, die nicht von der strukturierten Keimschicht bedeckt sind, durch eine Maske zu schützen. Die nach dem Aufbringen der Keimschicht noch freiliegenden Bereiche der TCO-Schicht oder der Schicht des selbstpassivierenden Metalls oder Halbleiters bleiben daher auch während der galvanischen Abscheidung unmaskiert und können mit dem Galvanikbad in Kontakt kommen.
Obwohl die galvanische Abscheidung auf der Außenschicht des Bauteil zumindest gehemmt ist, wurde im Rahmen der vorliegenden Erfindung festgestellt, dass beim Anlegen eines negativen elektrischen Potentials die Stromdichte an der Oberfläche dieser Außenschicht noch ausreichend hoch sein kann für die Abscheidung kleinerer Metallkristallite (z.B. aufgrund einer sehr geringen Dicke der passivierenden
Oxidschicht oder aufgrund struktureller Defekte dieser passivierenden Oxidschicht).
In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die galvanische Abscheidung des Metalls mittels Pulsstrom. Beim Pulsstromverfahren wird ein sich zeitlich
verändernder Strom verwendet, d.h. die Keimschicht wird mit einem sich zeitlich ändernden Potential beaufschlagt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird ein Pulsstrom verwendet, der sein Vorzeichen wechselt, d.h. der alternierend negative (kathodische) und positive (anodische) Strompulse aufweist. Solange die Keimschicht mit einem negativen
Potential beaufschlagt ist (d.h. einem kathodischen Strompuls ausgesetzt ist), kommt es zur galvanischen Abscheidung des Metalls auf dieser Keimschicht. In geringem Umfang kann es in diesem Zeitintervall auch zu einer Metallabscheidung auf den freiliegenden (und daher mit dem Galvanikelektrolyten in Kontakt stehenden) Bereichen der TCO-Schicht bzw. der Schicht aus selbstpassivierendem Metall oder Halbleiter kommen. Ändert das elektrische Potential sein Vorzeichen, so dass die Keimschicht nun mit einem positiven Potential beaufschlagt ist, kommt es zu einer Auflösung von bereits abgeschiedenem Metall. Diese Auflösung geht jedoch vorrangig auf Kosten der geringen Menge an Metall, die auf der freiliegenden Außenschicht des Bauteils abgeschieden wurde, während die Auflösung des auf der Keimschicht abgeschiedenen Metalls nicht signifikant ins Gewicht fällt.
Figur 1 zeigt in einer Mikroskop-Aufnahme in Draufsicht die Oberfläche einer Außenschicht aus einem selbstpassivierenden Metall, auf der eine streifenförmige Keimschicht und auf dieser Keimschicht eine galvanisch abgeschiedene
Metallbeschichtung vorliegen, wobei für die galvanische Abscheidung kein
Pulsstrom verwendet wurde. Die galvanische Metallabscheidung auf der Oberfläche des selbstpassivierenden Metalls ist zwar gehemmt, aber aufgrund der geringen Dicke oder aufgrund von Defekten in dem dünnen Oxidfilm kommt es dennoch in gewissem Umfang zur galvanischen Abscheidung von Metallkristalliten auf der Außenschicht. Figur 2 zeigt in einer Mikroskop-Aufnahme in Draufsicht die Oberfläche einer Außenschicht aus einem selbstpassivierenden Metall, auf der eine streifenförmige Keimschicht und auf dieser Keimschicht eine galvanisch
abgeschiedene Metallbeschichtung vorliegen. Die galvanische Abscheidung erfolgte unter Verwendung von Pulsstrom mit alternierend kathodischen und anodischen
Strompulsen. Wie Figur 2 zeigt, erfolgt die Metallabscheidung nahezu ausschließlich auf der streifenförmigen Keimschicht. Auf der freiliegenden Außenschicht sind so gut wie keine Metallabscheidungen zu erkennen. Bei geeigneter Wahl der Zeitintervalle sowie der positiven und negativen
Spannungen bzw. Ströme, lösen sich die Keime in Bereichen ohne Saatschicht wieder vollständig auf, während in den Bereichen mit Saatschicht galvanisch abgeschiedenes Metall zurückbleibt, welches von einem Intervall mit negativer Spannung am Werkstück zum nächsten stetig zunimmt. Überraschenderweise ist der hierfür geeignete Parameterraum sehr groß. Die Intervalle, in denen die Keimschicht mit einem negativen Potential beaufschlagt ist (d.h. die kathodischen Strompulse), können bis zu 10 s andauern, bevorzugt beträgt deren Zeitdauer jedoch weniger als 500 ms, besonders bevorzugt weniger als 100 ms, insbesondere bevorzugt weniger als 10 ms. Die Intervalle positiven Potentials an der Keimschicht gegenüber dem Galvanikbad (d.h. die anodischen Strompulse) sind bevorzugt kürzer als die
Intervalle negativen Potentials, besonders bevorzugt weniger als halb so lang, insbesondere bevorzugt weniger als ein Viertel so lang. Bevorzugt wird während der Intervalle, in denen die Keimschicht mit negativem Potential beaufschlagt wird, eine maximale Stromdichteamplitude von 1-60 A/cm2, bezogen auf die Fläche der Keimschicht, vorgegeben. Vorzugsweise ist die Maximalstromamplitude bei negativem Potential der Keimschicht gegenüber dem Galvanikbad höchstens so hoch wie bei positivem Potential zu wählen. Besonders bevorzugt wird die
Stromamplitude bei negativem Potential der Keimschicht halb so hoch wie bei positivem Potential gewählt. Weiter bevorzugt wird die Stromamplitude bei positivem Potential so hoch gewählt, dass die maximale Spannungsamplitude den Strom begrenzt.
Für die maximalen Spannungsamplituden gilt bevorzugt: Anodische
Spannungsamplitude (bevorzugt >2V, bevorzugter > 5V, besonders bevorzugt >9V) an der Keimschicht gegenüber dem Galvanikbad ist vorzugsweise höher als die kathodische Spannungsamplitude (bevorzugt <3V, bevorzugter <2V, noch bevorzugter <1 ,7V).
Wird die galvanische Abscheidung des Metalls mittels Pulsstrom mit wechselndem Vorzeichen durchgeführt, kann es in dem Zeitintervall, in dem die Keimschicht mit einem positiven Potential beaufschlagt ist, nicht nur zu einer Auflösung von bereits abgeschiedenem Metall, sondern auch zu einer Oxidation des Materials der
Außenschicht kommen, insbesondere wenn es sich bei der Außenschicht um eine Schicht eines selbstpassivierenden Metalls oder Halbleiters wie Aluminium oder Silizium handelt. In den Bereichen, in denen die freiliegende Außenschicht das Galvanikbad kontaktiert, kann die selbstpassivierende Außenschicht zunehmend oxidiert werden. Die Oxidation schreitet in der selbstpassivierenden Schicht von der Oberfläche nach innen voran und schließlich können in dieser Schicht oxidische Bereiche erhalten werden, die sich über die gesamte Dicke bzw. Höhe der
Außenschicht erstrecken. Wird die Außenschicht dünn genug gewählt,
beispielsweise 5-100 nm oder 5-50 nm, so entstehen optisch transparente oxidische Bereiche. Die optische Transparenz ist insbesondere von Vorteil für Solarzellen wie z.B. SHJ-Solarzellen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist daher das Bauteil eine Solarzelle
(insbesondere eine SHJ-Solarzelle), auf deren Vorderseite und/oder Rückseite eine Außenschicht aus einem selbstpassivierenden Metall oder Halbleiter, bevorzugt Aluminium, Titan, Nickel, Chrom, Zink oder Silizium, vorliegt, deren Dicke 5-100 nm, bevorzugter 5-50 nm beträgt, und die galvanische Abscheidung erfolgt mittels Pulsstrom mit wechselndem Vorzeichen (d.h. mit alternierenden kathodischen und anodischen Strompulsen). Bevorzugt werden Dauer und Amplitude der kathodischen und anodischen Strompulse so gewählt, dass die selbstpassivierende Außenschicht oxidische Bereiche ausbildet, die sich über die ganze Dicke bzw. Höhe der
Außenschicht erstrecken. Das Aufbringen der Schicht aus selbstpassivierendem Metall oder Halbleiter erfolgt beispielsweise über chemische oder physikalische Gasphasenabscheidung (z.B. CVD wie PECVD oder Sputtern). Handelt es sich bei der Solarzelle um eine SHJ-Solarzelle, kann die Außenschicht aus
selbstpassivierendem Metall oder Halbleiter auf der TCO-Schicht auf zumindest einer der beiden Seiten der SHJ-Solarzelle vorliegen. Wie oben bereits erwähnt, ist es auch möglich, dass zwei oder mehr Schichten selbstpassivierender Metalle oder Halbleiter vorliegen, wobei die äußerste dieser Schichten dann die Außenschicht darstellt. Eine der innen liegenden Schichten aus selbstpassivierendem Metall oder Halbleiter kann beispielsweise direkt auf der TCO-Schicht angebracht sein. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Keimschicht und die
freiliegenden, nicht von der Keimschicht bedeckten Bereiche der Außenschicht einer zumindest zweiphasigen Behandlung mit einem Pulsstrom unterzogen, wobei
in der ersten Phase die aufsummierte Ladung, welche während der anodischen Pulse fließt, kleiner ist als die aufsummierte Ladung, welche während der kathodischen Pulse fließt, und
in der anschließenden zweiten Phase die aufsummierte Ladung, welche während der anodischen Pulse fließt, größer ist als die aufsummierte Ladung, welche während der kathodischen Pulse fließt,
wobei zumindest die erste Phase dieser Pulsstrom-Behandlung während der galvanischen Abscheidung des Metalls stattfindet.
Durch die Verwendung einer Pulsstrombehandlung, die zwei verschiedene
Abschnitte aufweist (d.h. eine erste und zweite Phase, die den oben genannten Bedingungen genügen), können die selektive Abscheidung des Metalls auf der
Keimschicht und die Oxidation der freiliegenden Bereiche der Außenschicht noch weiter verbessert werden.
Optional können auch beide Phasen dieser Pulsstrombehandlung während der galvanischen Abscheidung des Metalls in dem Galvanikbad stattfinden. Alternativ ist es auch möglich, dass die erste Phase der Pulsstrom-Behandlung während der galvanischen Abscheidung des Metalls in dem Galvanikbad stattfindet, anschließend die Keimschicht und die freiliegenden Bereiche der Außenschicht von dem
Galvanikbad in ein Anodisierungsbad transferiert werden und die zweite Phase der Pulsstrom-Behandlung in dem Anodisierungsbad durchgeführt wird.
Um die möglichst vollständige Oxidation des selbstpassivierenden Metalls oder Halbleiters in den freiliegenden (d.h. nicht durch die Keimschicht bedeckten) Bereichen der Außenschicht noch weiter zu optimieren, kann es bevorzugt sein, nach der galvanischen Abscheidung des Metalls (die bevorzugt unter Anwendung eines Pulsstroms mit kathodischen und anodischen Pulsen erfolgte) noch eine
Anodisierung des selbstpassivierenden Metalls (z.B. Aluminium) oder Halbleiters in einem Anodisierungsbad durchzuführen. Wie dem Fachmann bekannt ist, handelt es sich bei der Anodisierung um ein elektrolytisches Verfahren zur Herstellung oder Verstärkung von oxidischen Schichten auf Metallen oder Halbleitern. Geeignete Anodisierungsbäder sind dem Fachmann bekannt und enthalten z.B. Schwefelsäure, Oxalsäure, Zitronensäure oder Chromsäure.
Bevorzugt wird auch die Anodisierung unter Verwendung eines Pulsstroms mit alternierenden kathodischen und anodischen Pulsen durchgeführt. Da während der Anodisierung bei der anodischen Spannungsbeaufschlagung auch eine gewisse Auflösung des bereits galvanisch abgeschiedenen Metalls stattfindet, enthält das Anodisierungsbad zwangsläufig auch Metallionen, vorzugsweise werden dem Bad zusätzlich Metallionen durch Zugabe eines entsprechenden Metallsalzes und/oder Verwendung einer Gegenelektrode aus dem entsprechenden Metall im Bad hinzugefügt. Bei gepulster Durchführung der Anodisierung können somit die kathodischen Pulse für die Abscheidung des Metalls genutzt werden. Bevorzugt ist bei der Anodisierung in dem Anodisierungsbad die aufsummierte Ladung, welche während der anodischen Pulse fließt, größer ist als die aufsummierte Ladung, welche während der kathodischen Pulse fließt.
In dem Galvanikbad kommt es zu einem Aufwachsen der galvanischen Metallschicht auf der Keimschicht und die anodischen Pulse verhindern in dieser Phase die parasitäre Abscheidung auf der übrigen Außenschicht. In dem Anodisierungsbad kommt es in den Bereichen, in welchen die Außenschicht keine Keimschicht mit darauf abgeschiedener Galvanikschicht aufweist, zu einer verstärkten Umwandlung der Außenschicht in eine entsprechende Oxidschicht. Die während der anodischen Pulse fließende Ladung kann aus dem Integral des Stroms über die Zeit, während derer das Bauteil mit anodischem Potential beaufschlagt wird, berechnet werden. Entsprechend kann die während der kathodischen Pulse fließende Ladung aus dem Integral des Stroms über die Zeit, während derer das Bauteil mit kathodischem Potential beaufschlagt wird, berechnet werden. Bezüglich des wechselnden
Vorzeichens der geflossenen Ladung von andodischer zu kathodischer Stromrichtung ist beim Vergleich der geflossenen Ladungen jeweils der Absolutwert der Ladung einzusetzen.
Eine bevorzugte Ausführungsform unter Verwendung der SHJ-Solarzelle wird anhand der Figuren 3 a und 3b eingehender erläutert. Figur 3a zeigt schematisch im Querschnitt eine SHJ-Solarzelle 1, eine dünne
Außenschicht 2 eines selbstpassivierenden Metalls oder Halbleiters (z.B. AI, Ti oder Si) und eine strukturierte Keimschicht 3, die auf definierten Bereichen der selbstpassivierenden Außenschicht 2 vorliegt. Die Außenschicht 2 kann
beispielsweise durch PECVD aufgebracht werden und weist bevorzugt eine Dicke im Bereich von 5-100 nm, bevorzugter 5-50 nm auf. Die selbstpassivierende
Außenschicht 2 liegt auf der TCO-Schicht (nicht gezeigt in Figur la) der SHJ- Solarzelle vor. Alternativ können zwischen der TCO-Schicht und der
selbstpassivierenden Außenschicht eine oder mehrere zusätzliche Schichten
(beispielsweise eine weitere Schicht eines selbstpassivierenden Metalls oder Halbleiters oder eine Schicht aus einem nicht-selbstpassivierenden Metall wie z.B. Cu, Ag oder Pd) vorliegen. Der Aufbau einer SHJ-Solarzelle 1 wurde oben bereits ausführlicher beschrieben und wird daher in Figur 3 a nicht detailliert dargestellt. An der Oberfläche der selbstpassivierenden Außenschicht 2 bildet sich zwangsläufig ein sehr dünner passivierender Oxidfilm (nicht gezeigt) aus. Über ein geeignetes Verfahren (z.B. ein Druckverfahren wie Siebdruck, Inkjetdruck oder Aerosoldruck, ein Lasertrans ferverfahren oder eine stromlose elektrochemische Abscheidung) wird auf definierten Bereichen der selbstpassivierenden Außenschicht 2 eine elektrisch leitfähige Keimschicht aufgebracht 3. Als elektrisch leitfähige Komponente enthält die Keimschicht 3 beispielsweise ein oder mehrere Metalle (z.B. Kupfer oder eine Kupferlegierung, Nickel oder eine Nickellegierung, Indium oder eine Indiumlegierung, Zinn oder eine Zinnlegierung, ein Edelmetall wie Silber oder eine Silberlegierung, Zink oder eine Zinklegierung, Chrom oder eine Chromlegierung, Cobalt oder eine Cobaltlegierung), ein oder mehrere elektrisch leitfähige Polymere (z.B. Poly-3,4-ethylendioxythiophen (PEDOT) oder ein Gemisch aus PEDOT und Polystyrolsulfonat (PEDOT:PSS)), ein oder mehrere elektrisch leitfähige
Kohlenstoffmaterialien (z.B. Graphen, Graphenoxid, Kohlenstoffhanoröhren, Graphit, Ruß) oder ein Gemisch aus mindestens zwei dieser Komponenten.
Auf der Keimschicht 3 erfolgt dann die galvanische Abscheidung eines Metalls 4 unter Verwendung eines Pulsstroms mit kathodischen (negativen) und anodischen (positiven) Strompulsen. Die dadurch erhaltene Struktur wird in Figur 3b schematisch dargestellt. Für die galvanische Abscheidung wurden die Keimschicht 3 sowie die freiliegenden Bereiche der Außenschicht 2 mit einem Galvanikbad in Kontakt gebracht. Durch die Anwesenheit der Außenschicht 2 wird die empfindliche TCO-Schicht der SHJ-Solarzelle vor dem chemisch aggressiven Galvanikbad geschützt. Die Keimschicht 3 wurde mit einem elektrischen Potential beaufschlagt, das periodisch sein Vorzeichen wechselt. Die Abscheidung des Metalls 4 erfolgt ganz überwiegend nur auf der Keimschicht 3, da die galvanische Metallabscheidung auf der passivierten Oberfläche der Außenschicht 2 gehemmt ist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde allerdings erkannt, dass eine geringe
Metallabscheidung auch auf der passivierten Oberfläche der Außenschicht 2 erfolgt. Durch die Verwendung eines Pulsstroms mit wechselndem Vorzeichen können diese parasitären Metallabscheidungen auf den freiliegenden Bereichen der Außenschicht 2 größtenteils wieder aufgelöst werden. Außerdem kommt es in den freiliegenden und daher mit dem Galvanikbad in Kontakt stehenden Bereichen der Außenschicht 2 zu einer Oxidation des Metalls oder Halbleiters, die von außen nach innen voranschreitet. Schließlich entstehen in der Außenschicht oxidische Bereiche 5, die sich über die gesamte Dicke der Außenschicht 2 erstrecken. Die Bereiche der Außenschicht 2, die unterhalb der Keimschicht 3 liegen, bleiben metallisch bzw. halbleitend. Als Ergebnis erhält man eine Beschichtung 7, die eine laterale Strukturierung aufweist, in der sich oxidierte Bereiche 5 und metallische oder halbleitende Bereiche 6 abwechseln. Die Keimschicht 3 liegt auf den metallischen bzw. halbleitenden Bereichen 6 der lateral strukturierten Beschichtung 7 vor und ist von der galvanisch abgeschiedenen Metallschicht 4 vollständig bedeckt. Aufgrund der geringen Dicke sind die oxidischen Bereiche 5 transparent. Unnötige
Beschattungseffekte, die die Effizienz der Solarzelle reduzieren könnten, werden dadurch vermieden. Aufgrund der Eigenpassivierung kann zwischen den
metallischen oder halbleitenden Bereichen 6 und der darauf vorliegenden strukturierten Keimschicht 3 eine dünne Oxidschicht vorliegen, sofern diese nicht prozessbedingt während des Aufbringens der Keimschicht in diesen Bereichen wieder entfernt wurde. Wie oben bereits erwähnt, ist der Kontaktwiderstand zwischen dem metallischen oder halbleitenden Bereich 6 und der darauf
aufgebrachten Keimschicht relativ gering, so dass der in der Solarzelle über den photovoltaischen Effekt erzeugte Strom in effektiver Weise über die metallischen oder halbleitenden Bereiche 6, die Keimschicht und die galvanisch abgeschiedene Metallschicht abgeführt werden kann. Das Verfahren kann ohne Verwendung einer Maske durchgeführt werden. Auch eine signifikante thermische Belastung des Bauteils wird vermieden. Alternativ zu einer möglichst vollständigen Anodisierung der freiliegenden Bereiche der Außenschicht während und/oder nach der galvanischen Abscheidung ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch möglich, diese freiliegenden Bereiche der Außenschicht nach der galvanischen Abscheidung des Metalls durch eine
Ätzbehandlung zu entfernen. In diesem Fall werden zwischen den metallischen oder halbleitenden Bereichen, die von der Keimschicht bedeckt sind, Aussparungen (d.h. Feststoff-freie Bereiche) erzeugt. Beispielsweise können damit elektrische Kontakte mit Interdigitalstruktur erzeugt werden, wie sie für die Rückseitenkontaktierung von Solarzellen benötigt werden. Auch bei einer Ätzbehandlung der freiliegenden Bereiche der Außenschicht zur Entfernung des selbstpassivierenden Metalls oder Halbleiters kann es bevorzugt sein, die zuvor stattfindende galvanische Abscheidung unter Verwendung von Pulsstrom mit wechselndem Vorzeichen durchzuführen, um parasitäre Metallabscheidungen in den freiliegenden Bereichen der Außenschicht möglichst gering zu halten. Allerdings werden dabei Dauer und Amplitude der anodischen und kathodischen Strompulse bevorzugt so gewählt, dass eine Oxidation der Außenschicht möglichst gering gehalten wird (z.B. nur an der Oberfläche der Außenschicht, nicht jedoch eine tiefergehende Oxidation). Dadurch bleiben die einzelnen Leiterbahnen elektrisch miteinander verbunden. Dies ist vorteilhaft, da so alle Leiterbahnen im
Galvanikprozess gleichmäßig aufwachsen, ohne jede einzelne Bahn mit einem externen Kontakt versehen zu müssen.
Bei der Ätzbehandlung werden nach der galvanischen Abscheidung des Metalls auf der Keimschicht die freiliegenden Bereiche der Außenschicht mit einem Ätzbad behandelt. Die Außenschicht wird dadurch in diesen Bereichen abgetragen. Nach dem Ätzschritt verbleiben auf dem Bauteil (z.B. der Solarzelle oder der Vorstufe der Leiterplatte) Bereiche aus selbstpassivierendem Metall oder Halbleiter, auf denen eine Keimschicht mit galvanisch abgeschiedener Metallbeschichtung vorliegen und zwischen diesen Bereichen aus selbstpassivierendem Metall oder Halbleiter
Aussparungen (d.h. Feststoff- freie Bereiche) vorliegen. Auch in diesem Fall wird in der Außenschicht eine laterale Strukturierung erzeugt. Geeignete Ätzbäder sind dem Fachmann bekannt (z.B. basische oder saure Ätzbäder). In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Bauteil gegenüber dem Ätzbad mit einer negativen Spannung beaufschlagt. Dies kann insbesondere von Vorteil sein, wenn das Bauteil, insbesondere eine Solarzelle wie z.B. eine SHJ-Solarzelle, eine TCO-Schicht (z.B. eine ITO-Schicht) enthält und diese TCO-Schicht durch die Behandlung in dem Ätzbad freigelegt werden soll. Durch die negative Spannungsbeaufschlagung des Bauteils gegenüber dem Ätzbad wird eine korrosive Schädigung der TCO-Schicht vermieden oder zumindest deutlich verringert. Die Höhe der negativen Spannung kann in Abhängigkeit von den im Ätzbad zu entfernenden Metallen variieren.
Beispielsweise wird das Bauteil gegenüber dem Ätzbad mit einer negativen
Spannung von 0,2-1,5 V, bevorzugter 0,5-1,0 V beaufschlagt, insbesondere wenn es sich bei den im Ätzbad zu entfernenden Metallen um Aluminium und/oder Titan handelt.
Wie oben beschrieben, kann bei einer SHJ-Solarzelle mit einer TCO-Schicht die selbstpassivierende Außenschicht direkt auf der TCO-Schicht vorliegen oder es können alternativ eine oder mehrere zusätzliche Schichten zwischen der
selbstpassivierenden Außenschicht und der TCO-Schicht vorliegen. Erfolgt eine Ätzbehandlung und befinden sich zwischen der selbstpassivierenden Außenschicht und der TCO-Schicht noch eine oder mehrere zusätzlichen Schichten, so werden diese zusätzlichen Schichten bevorzugt ebenfalls durch die Ätzbehandlung entfernt, so dass die TCO-Schicht der SHJ-Solarzelle zumindest teilweise freigelegt wird.
Eine beispielhafte Struktur, bei der die laterale Strukturierung durch Bildung von Aussparungen zwischen den nach der Ätzbehandlung noch verbliebenen Bereichen 6 des selbstpassivierenden Metalls oder Halbleiters erfolgt, wird in Figur 4 gezeigt. Auf den noch verbliebenen Bereichen 6 liegt die elektrisch leitfähige Keimschicht 3 vor. Diese elektrisch leitfähige Keimschicht 3 ist von der galvanisch abgeschiedenen Metallschicht 4 bedeckt. Die Bereiche 6 liegen bevorzugt direkt auf der TCO-Schicht der SHJ-Solarzelle 1. Die TCO-Schicht wird also durch die Ätzbehandlung bevorzugt zumindest teilweise freigelegt. Sofern während des Herstellungsverfahrens die selbstpassivierende Außenschicht direkt auf der TCO-Schicht der Solarzelle aufgebracht wurde, bestehen die Bereiche 6 aus diesem selbstpassivierenden Metall oder Halbleiter. Sofern mehrere Schichten auf der TCO-Schicht der Solarzelle angebracht wurden, weist auch jeder der Bereiche 6 eine entsprechende
Schichtstruktur auf. Die oberste Schicht eines Bereichs 6 wird in diesem Fall durch das Metall oder den Halbleiter der selbstpassivierenden Außenschicht gebildet und steht in unmittelbarem Kontakt mit der Keimschicht. Die Beaufschlagung eines galvanisch zu beschichtenden Werkstücks im
galvanischen Bad mit einem Potential mit periodisch wechselndem Vorzeichen kann durch Maßnahmen realisiert werden, die dem Fachmann bekannt sind.
Beispielsweise wird dies durch die in Figur 5 dargestellte Schaltung realisiert: Der Operationsverstärker OP1 steuert mit seinen Ausgang die Gegentaktstufe, bestehend aus dem npn-(Darlington-)Transistor Tl und dem pnp-(Darlington-)Transistor T2, an. Der Differenzverstärker OP2, welcher den Spannungsabfall am Shuntwiderstand Rsh misst, wird gedämpft über ein RC-Glied (Cl, Rl , R2) an den invertierenden Ausgang von OP1 rückgekoppelt. Sofern die gewählten Amplituden des positiven Potenzials, vorgegeben durch V+, und die des negativen Potenzials, vorgegeben durch V-, hinreichend groß sind, wird der Strom durch das Spannungssignal am nicht-invertierenden Eingang von OP1 vorgegeben, da OP1 dieses Signal mit dem Spannungsabfall am Shuntwiderstand Rsh vergleicht und die Gegentaktstufe so ansteuert, dass der durch den Strom verursachte Spannungsabfall an Rsh gleich der Signalspannung ist. Die Amplituden der Signalspannung geteilt durch den
Shuntwiderstand ergeben also die Amplituden des Stroms durch das Werkstück, sofern nicht die Spannungen V+ und V- begrenzend wirken. Bevorzugt wird während der Beaufschlagung des Werkstücks mit einem negativen Potenzial die Spannung V+ so hoch gewählt, dass der vorgegebene Strom erreicht wird.
Wie oben bereits beschrieben, führt die Verwendung einer selbstpassivierenden Außenschicht dazu, dass die galvanische Abscheidung ganz überwiegend auf der Keimschicht und nicht auf den freiliegenden (d.h. den von der Keimschicht nicht bedeckten) Bereichen der selbstpassivierenden Außenschicht erfolgt. Selbst wenn die selbstpassivierende Außenschicht einen Defekt aufweist oder vor der galvanischen Abscheidung beschädigt wird, bildet sich automatisch wieder eine dünne
Oxidschicht, die diesen Defekt schließt. Dies ist vorteilhaft gegenüber einem
Verfahren, bei dem beispielsweise folgendermaßen vorgegangen wird: Auf das Bauteil wird eine nicht-selbstpassivierende Metallschicht (z.B. Cu oder Ag) aufgebracht. Auf dieser nicht-selbstpassivierenden Metallschicht wird anschließend eine dünne dielektrische Schicht aufgebracht, beispielsweise durch Oxidation der Metalloberfläche oder durch Aufbringen eines separaten dielektrischen Materials wie AI2O3 oder S1O2 (z.B. durch Sputtern). Dann folgen das Aufbringen einer strukturierten Keimschicht über einen nicht-galvanischen Verfahrensschritt und die galvanische Abscheidung eines Metalls auf der Keimschicht. Sollte jedoch die dielektrische Schicht defekt sein, wird dieser Defekt durch das darunter liegende nicht-selbstpassivierende Metall nicht automatisch geheilt. Bei der galvanischen Behandlung kommt es daher nicht nur zu einer Metallabscheidung auf der strukturierten Keimschicht, vielmehr scheiden sich auch signifikante Mengen des Metalls im Bereich des Defekts ab.
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung, die über das oben beschriebene Verfahren erhältlich ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung, enthaltend
ein Bauteil mit einer Vorder- und einer Rückseite, wobei auf der Vorderseite und/oder der Rückseite des Bauteils eine lateral strukturierte Beschichtung vorliegt, die in definierten Abständen metallische oder halbleitende Bereiche aus einem selbstpassivierenden Metall oder Halbleiter aufweist,
eine elektrisch leitfähige Keimschicht, die auf den metallischen oder halbleitenden Bereichen der lateral strukturierten Beschichtung vorliegt,
eine galvanisch abgeschiedene Metallschicht, die die Keimschicht bedeckt, bevorzugt vollständig bedeckt.
Die laterale Strukturierung der Beschichtung des Bauteils ergibt sich dadurch, dass die Bereiche aus selbstpassivierendem Metall oder Halbleiter in lateraler Richtung, d.h. parallel zur Oberfläche der Vorder- oder Rückseite in definierten Abständen vorliegen. Hinsichtlich bevorzugter Bauteile kann auf die obigen Ausführungen verwiesen werden. Somit ist das Bauteil beispielsweise ein elektrisches Bauelement (z.B. ein optoelektronisches Bauelement oder ein Halbleiterbauelement, insbesondere eine Solarzelle) oder eine Vorstufe einer Leiterplatte. Ein bevorzugtes elektrisches Bauelement ist beispielsweise eine Solarzelle, eine Diode (z.B. eine Leuchtdiode) oder ein Bildschirm, insbesondere ein Flachbildschirm („Fiat Panel Display"), z.B. ein Flüssigkristallbildschirm„LCD". Im Fall einer Solarzelle handelt es sich bei der Vorderseite um die beleuchtete, d.h. die der Strahlungsquelle zugewandte Seite des Bauteils. Eine besonders bevorzugte Solarzelle ist eine SHJ-Solarzelle.
In der lateral strukturierten Beschichtung können zwischen den metallischen oder halbleitenden Bereichen jeweils oxidische Bereiche vorliegen. Bevorzugt erstrecken sich die oxidischen Bereiche jeweils über die gesamte Dicke bzw. Höhe der lateral strukturierten Beschichtung. Der oxidische Bereich wird durch ein Oxid des selbstpassivierenden Metalls oder Halbleiters gebildet (also z.B. ein Aluminiumoxid oder ein Siliziumoxid). In diesem Fall wechseln sich also in lateraler Richtung metallische oder halbleitende Bereiche und oxidische Bereiche ab. Wie oben bereits beschrieben, können die oxidischen Bereiche während der galvanischen
Metallabscheidung unter Verwendung eines Pulsstroms mit wechselndem
Vorzeichen erzeugt werden. In den Bereichen der Außenschicht, auf denen die strukturierte Keimschicht angebracht wurde und die daher nicht mit dem
Galvanikbad in Kontakt kommen, kommt es im Wesentlichen zu keiner Oxidation und die metallische oder halbleitende Struktur bleibt in diesen Bereichen erhalten.
Alternativ zu den oxidischen Bereichen können in der lateral strukturierten
Beschichtung zwischen benachbarten metallischen oder halbleitenden Bereichen jeweils eine Aussparung (d.h. ein Feststoff-freier Bereich) vorliegen. Wie oben bereits beschrieben, entstehen diese Aussparungen durch einen Ätzschritt, der nach der galvanischen Metallabscheidung durchgeführt wird. Bevorzugt erstreckt sich die Aussparung über die gesamte Dicke bzw. Höhe der lateral strukturierten
Beschichtung. Die Aussparung weist also eine Tiefe auf, die der Dicke der
Beschichtung entspricht. Handelt es sich bei dem Bauteil um ein elektrisches Bauelement wie z.B. eine Solarzelle (bevorzugt eine SHJ-Solarzelle), eine Diode (z.B. LED) oder einen Bildschirm (z.B. LCD), so weist die lateral strukturierte Beschichtung bevorzugt eine Dicke von nicht mehr als 200 nm, bevorzugter nicht mehr als 100 nm, z.B. 5-100 nm oder 5-50 nm, auf. Bevorzugt weist die lateral strukturierte Beschichtung über mindestens 90% ihrer Fläche, bevorzugter über 95% ihrer gesamten Fläche hinweg die oben angegebene Schichtdicke auf. Die Schichtdicke kann über gängige
Verfahren bestimmt werden, z.B. durch mikroskopische Messung im Querschnitt bzw. Querschliff. Die metallischen oder halbleitenden Bereiche der lateral strukturierten Beschichtung können im Fall einer Solarzelle beispielsweise eine Breite im Bereich von 10 μιη bis 80 μιη, bevorzugter 10 μιη bis 50 μιη aufweisen und können beispielsweise in Abständen zueinander von 0,5 mm bis 2,5 mm vorliegen. Wie oben bereits erläutert, handelt es sich bei selbstpassivierenden Metallen oder Halbleitern um solche Metalle oder Halbleiter, die an Luft bei Raumtemperatur (25°C) spontan eine passivierende, sehr dünne Oxidschicht ausbilden können.
Geeignete selbstpassivierende Metalle sind insbesondere Aluminium, Titan, Nickel, Chrom oder Zink oder eine Legierung eines dieser Metalle. Das selbstpassivierende Metall kann in elementarer Form oder in Form einer Legierung vorliegen. Ein bevorzugter selbstpassivierender Halbleiter ist Silizium. In den oxidischen Bereichen liegt ein Oxid des selbstpassivierenden Metalls oder Halbleiters vor.
Wie oben im Rahmen des Herstellungsverfahrens beschrieben, können auch zwei oder mehr Schichten selbstpassivierender Metalle oder Halbleiter und/oder zumindest eine Schicht eines nicht-selbstpassivierenden Metalls (z.B. Ag, Cu oder Pd oder eine Legierung eines dieser Metalle) aufgebracht werden, unter der
Bedingung, dass die äußerste Schicht eine selbstpassivierende Schicht ist. In diesem Fall können die metallischen oder halbleitenden Bereiche der lateral strukturierten Beschichtung zwei oder mehr selbstpassivierende Metalle oder Halbleiter und/oder ein oder mehrere nicht-selbstpassivierende Metalle enthalten. Die metallischen oder halbleitenden Bereiche weisen dann eine Schichtstruktur auf und die oberste, mit der Keimschicht in direktem Kontakt stehende Schicht enthält das Metall oder den Halbleiter der selbstpassivierenden Außenschicht. Beispielsweise enthalten die metallischen oder halbleitenden Bereiche mindestens eine erste Schicht aus Ti, Ni, Cr oder Zn oder einer Legierung eines dieser Metalle oder Si und eine zweite Schicht aus AI, wobei eine dieser Schichten in direktem Kontakt mit der Keimschicht ist. Optional können noch eine oder mehrere Schichten eines nicht-selbstpassivierenden Metalls (z.B. Cu, Ag oder Pd) in diesen Bereichen vorliegen.
Im Fall einer Solarzelle, insbesondere einer SHJ-Solarzelle können die metallischen oder halbleitenden Bereiche der lateral strukturierten Beschichtung beispielsweise auf einer TCO-Schicht vorliegen und voneinander getrennt sein entweder durch Aussparungen (als Folge einer Ätzbehandlung) oder durch oxidische Bereiche (als Folge der Pulsstrombehandlung und/oder der Nachbehandlung in einem
Anodisierungsbad) .
In einer beispielhaften Ausführungsform ist das Bauteil eine SHJ-Solarzelle, die eine TCO-Schicht (z.B. eine ITO-Schicht) enthält, wobei die lateral strukturierte
Beschichtung auf der TCO-Schicht vorliegt, in der lateral strukturierten
Beschichtung zwischen den metallischen oder halbleitenden Bereichen
Aussparungen vorliegen und die Aussparungen sich über die gesamte Dicke der lateral strukturierten Beschichtung erstrecken, so dass die TCO-Schicht in den Bereichen der Aussparungen freigelegt ist. Bevorzugt liegt die Keimschicht im Wesentlichen nur auf den metallischen oder halbleitenden Bereichen, nicht jedoch auf den oxidischen Bereichen vor.
Bevorzugt ist die Oberfläche der oxidischen Bereiche im Wesentlichen weder mit der elektrisch leitfähigen Keimschicht noch mit der galvanisch abgeschiedenen
Metallschicht bedeckt.
Handelt es sich bei dem Bauteil um die Vorstufe einer Leiterplatte, so weist die lateral strukturierte Beschichtung bevorzugt eine Dicke von < 25 μιη, bevorzugter < 10 μιη, noch bevorzugter < 1,0 μιη auf. Die Schichtdicke kann über gängige
Verfahren bestimmt werden, z.B. durch mikroskopische Messung im Querschnitt bzw. Querschliff.
Wie oben ausgeführt, enthält die Vorrichtung eine elektrisch leitfähige Keimschicht, die auf den metallischen oder halbleitenden Bereichen der lateral strukturierten Beschichtung vorliegt.
Hinsichtlich geeigneter Materialien für die elektrisch leitfähige Keimschicht kann auf die obigen Ausführungen verwiesen werden. Als elektrisch leitfähige Komponente enthält die Keimschicht beispielsweise ein oder mehrere Metalle (z.B. Kupfer oder eine Kupferlegierung, ein Edelmetall oder eine Edelmetalllegierung wie Silber oder eine Silberlegierung, Nickel oder eine Nickellegierung (z.B. eine Nickel- Vanadium- Legierung), Indium oder eine Indiumlegierung, Zinn oder eine Zinnlegierung, Kobalt oder eine Kobaltlegierung), ein oder mehrere elektrisch leitfähige Polymere (z.B. Poly-3,4-ethylendioxythiophen (PEDOT) oder ein Gemisch aus PEDOT und
Polystyrolsulfonat (PEDOT:PSS)), ein oder mehrere elektrisch leitfähige
Kohlenstoffmaterialien (z.B. Graphen, Graphenoxid, Kohlenstoffnanoröhren, Graphit, Ruß) oder ein Gemisch aus mindestens zwei dieser Komponenten.
Die elektrisch leitfähige Komponente der Keimschicht kann beispielsweise in Form von Partikeln (z.B. Metallpartikel oder Kohlenstoffpartikel) vorliegen. Diese elektrisch leitfähigen Partikel können in ein organisches oder anorganisches Trägermaterial eingebettet sein, beispielsweise ein organisches Polymer. Bei dem organischen Polymer kann es sich um einen Thermoplasten oder alternativ auch um ein vernetztbares bzw. nach erfolgter Aushärtung um ein vernetztes Polymer handeln. Beispielsweise liegen die elektrisch leitfähigen Partikel der Keimschicht in einem Kunstharz vor, das nach dem Aufbringen der Keimschicht über das
Druckverfahren aushärtet (z.B. durch thermische Behandlung und/oder UV- Behandlung). Geeignete organische oder anorganische Trägermaterialien, die in einem Druckverfahren eingesetzt werden können, sind dem Fachmann bekannt. Eine Keimschicht aus elektrisch leitfähigen Partikeln, die in ein organisches oder anorganisches Trägermaterial eingebettet sind, lässt sich besonders vorteilhaft über ein Druckverfahren aufbringen.
Alternativ ist es in einer bevorzugten Ausführungsform auch möglich, dass die Keimschicht durch eine Zinkschicht (beispielsweise über eine lokal durchgeführte Zinkat-Behandlung) und eine auf dieser Zinkschicht aufgebrachte Schicht aus Chemisch-Nickel gebildet ist.
Als Folge der Eigenpassivierung kann zwischen den metallischen oder halbleitenden Bereichen der lateral strukturierten Beschichtung und der darauf aufgebrachten Keimschicht eine dünne Oxidschicht vorliegen. Da diese dünne Oxidschicht aber prozessbedingt während des Aufbringens der Keimschicht (z.B. durch ein LIFT- Verfahren) in diesen Bereichen wieder entfernt worden sein kann, ist es auch möglich, dass die metallischen oder halbleitenden Bereiche und die darauf aufgebrachte Keimschicht unmittelbar aneinander grenzen.
Die elektrisch leitfähige Keimschicht liegt bevorzugt in Form einer oder mehrerer Leiterbahnen vor. Bevorzugt weist die Keimschicht eine Dicke von < 20 μιη, bevorzugter < 8 μιη, noch bevorzugter < 2 μm auf. Die Mindestdicke der Keimschicht beträgt beispielsweise 100 nm. Bevorzugt weist die Keimschicht über mindestens 80% ihrer Fläche, bevorzugter über ihre gesamte Fläche hinweg die oben angegebene Schichtdicke auf. Die Schichtdicke kann über gängige Verfahren bestimmt werden, z.B. durch mikroskopische Messung im Querschnitt bzw. Querschliff.
Die strukturierte Keimschicht kann ein- oder mehrlagig sein. Ist die Keimschicht mehrlagig, so ist sie aus zwei oder mehr übereinanderliegenden Lagen aufgebaut, wobei jede Lage aus einem oder mehreren der oben genannten Materialien gefertigt sein kann.
Wie oben bereits beschrieben, enthält eine mehrlagige Keimschicht beispielsweise eine elektrisch leitfähige Metallschicht, die aus einer Gasphasenabscheidung resultiert, und darauf aufgebracht eine elektrisch leitfähige Schicht, die über ein
Druckverfahren, ein Lasertransfer- Verfahren oder eine stromlose elektrochemische Abscheidung erhalten wurde.
Wie oben ausgeführt, enthält die Vorrichtung außerdem eine galvanisch
abgeschiedene Metallschicht, die die Keimschicht bedeckt. Bevorzugt ist die
Keimschicht vollständig duch die galvanisch abgeschiedene Metallschicht bedeckt, also auch die Flanken, welche die Keimschicht seitlich begrenzen.Die vollständige Bedeckung der Keimschicht mit dem galvanisch abgeschiedenen Metall ist vorteilhaft, da dadurch die Keimschicht im fertigen Produkt vor Oxidation,
Feuchtigkeit oder sonstigem chemischem Angriff wirksam durch die galvanische Schicht geschützt ist.
Bei dem galvanisch abgeschiedenen Metall handelt es sich bevorzugt um Kupfer oder eine Kupferlegierung, Nickel oder eine Nickellegierung oder ein Edelmetall wie Silber oder eine Silberlegierung. Bevorzugt ist die Vorrichtung über das oben beschriebene Verfahren erhältlich.
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung, enthaltend
- ein Bauteil, das eine Vorder- und eine Rückseite aufweist, wobei die
Vorderseite und/oder die Rückseite des Bauteils durch eine Beschichtung aus einem transparenten leitfähigen Oxid (TCO-Beschichtung) gebildet ist,
eine elektrisch leitfähige Keimschicht, die in definierten Bereichen auf der TCO-Beschichtung aufgebracht ist,
- eine galvanisch abgeschiedene Metallschicht, die die Keimschicht bedeckt, bevorzugt vollständig bedeckt.
Hinsichtlich der bevorzugten Eigenschaften der TCO-Beschichtung, der elektrisch leitfähigen Keimschicht und der galvanisch abgeschiedenen Metallschicht kann auf die obigen Ausführungen verwiesen werden.
Bevorzugt ist das Bauteil ein elektrisches Bauelement (z.B. ein optoelektronisches Bauelement oder ein Halbleiterbauelement, insbesondere eine Solarzelle). Ein bevorzugtes elektrisches Bauelement ist beispielsweise eine Solarzelle, eine Diode (z.B. eine Leuchtdiode) oder ein Bildschirm, insbesondere ein Flachbildschirm („Fiat Panel Display"), z.B. ein Flüssigkristallbildschirm„LCD". Im Fall einer Solarzelle handelt es sich bei der Vorderseite um die beleuchtete, d.h. die der Strahlungsquelle zugewandte Seite des Bauteils. Eine besonders bevorzugte Solarzelle ist eine SHJ- Solarzelle.
Bevorzugt wird die Oberfläche der TCO-Beschichtung von der galvanisch abgeschiedenen Metallschicht im Wesentlichen nicht bedeckt.
Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele eingehender erläutert. Beispiel 1: Aufbringen von elektrischen Kontakten auf einem Trägermaterial aus Kunststoff zur Herstellung einer Leiterplatte
Als Bauteil fungiert eine Kunststoffplatte, auf die als Außenschicht eine dünne (1 μηι) Aluminiumbeschichtung aufgebracht wurde. Die Aluminiumbeschichtung wurde als Folie aufgeklebt. Falls nötig, können Via-Löcher zu innenliegenden oder auf der anderen Seite liegenden Leiterbahnen gebohrt werden. Da Aluminium ein selbstpassivierendes Metall darstellt, bildet sich auf der Außenschicht zwangsläufig ein dünner, passivierender Oxidfilm. Auf die Aluminiumschicht wird mittels Siebdrucks eine silberpartikelhaltige Paste mit einem flüchtigen Lösungsmittel mit dem Muster der gewünschten Leiterbahnen aufgebracht. Das Werkstück wird anschließend für 5 min auf 100°C erhitzt, um das Lösungsmittel aus der Paste auszutreiben. Somit wird eine strukturierte, elektrisch leitfähige Keimschicht auf definierten Bereichen der Außenschicht erhalten.
In einem schwefelsauren Kupferelektrolytbad mit einer Cu-Opferanode werden die strukturierte Keimschicht und die Aluminiumschicht mit einem periodisch wechselnden Potential beaufschlagt (d.h. Verwendung eines Pulsstroms mit kathodischen (negativen) und anodischen (positiven) Strompulsen). Unter kathodischem Potential findet eine galvanische Abscheidung des Kupfers auf der Keimschicht statt. In geringem Umfang scheiden sich Kupferkristallite auch auf der passivierten Oberfläche der Aluminium- Außenschicht ab. Unter anodischem Potential kommt es in gewissem Umfang zu einer Auflösung des bereits abgeschiedenen Kupfers. Dies betrifft jedoch vorrangig das auf der passivierten Aluminiumoberfläche abgeschiedenen Kupfer, während die Auflösung von Kupfer im Bereich der Keimschicht nicht signifikant ins Gewicht fällt. Die Amplitude der kathodischen Stromdichte beträgt 10A/dm2. Hierbei bezieht sich die Fläche für die Stromdichte auf die Fläche der Keimschicht. Die Amplitude der anodischen Stromdichte beträgt ebenfalls 10 A/dm2, jedoch bezogen auf die Gesamtfläche. Um die Leiterbahnen nach erfolgter galvanischer Kupferabscheidung elektrisch voneinander zu trennen, wird die Kunststoffplatte mit konzentrierter Salzsäure als Ätzmedium ganzflächig benetzt, so dass die freiliegenden Bereiche der
Aluminiumschicht (d.h. die nicht von der Metall-überzogenen Keimschicht bedeckten Bereiche der Aluminiumschicht) durch das Ätzmedium entfernt werden. Dabei wird zwar ein Teil des galvanisch aufgebrachten Metalls ebenfalls entfernt. Durch Aufbringen einer entsprechend hohen Schichtdicke im Galvanikbad kann dies jedoch kompensiert werden und/oder das Ätzmedium HCl ist so gewählt, dass die galvanisch aufgebrachte Kupferschicht weit weniger stark geätzt wird als die Aluminiumoberfläche.
Beispiel 2: Aufbringen elektrischer Leiterbahnen auf einer Silizium- Heteroj unction-Solarzelle (SH J-Solarzelle)
Als Bauteil wird eine übliche SHJ-Solarzelle mit einer Kantenlänge von 156 mm x 156 mm verwendet. Als integralen Bestandteil weist diese SHJ-Solarzelle auf ihrer Vorderseite bereits eine ITO-Schicht auf. Die ITO-Schicht fungiert als Außenschicht des Bauteils, auf der die elektrischen Leiterbahnen aufzubringen sind. Die ITO- Schicht weist über ihre gesamte Fläche hinweg einen Schichtwiderstand von 100 Ω auf.
Eine galvanische Abscheidung von Kupfer auf ITO bei geringen angelegten
Spannungen von weniger als IV ist deutlich gehemmt. Dies lässt sich
folgendermaßen erklären:
ITO ist ein hochdotierter Elektronenleiter, d.h. das Leitungsband ist teilweise mit Elektronen besetzt, während sich im Valenzband praktisch keine Löcher befinden. Das chemische Potenzial von ITO liegt bei ca. -4,3 eV. Das chemische Potenzial eines Kupferelektrolyten liegt deutlich niedriger (etwa -5 eV bis -6 eV). Dadurch kommt es beim Kontakt von ITO mit einem Kupferelektrolyten zu einem Transfer von Elektronen aus der ITO-Oberfläche in den Elektrolyten. Dies verursacht eine elektrische Potenzialdifferenz zwischen ITO und Elektrolyt. Da die Ladungsträgerdichte im Elektrolyten deutlich höher ist als im ITO, fällt nur ein geringer Teil des Potenzials im Elektrolyten auf einer Strecke von wenigen
Angström ab, während der Hauptteil des Potenzials im ITO abhängig von der Dotierung auf einer Strecke von 5-100 nm abfällt. Im Bereich des Potenzialabfalls im ITO befinden sich praktisch keine Elektronen mehr im Leitungsband. Der
Elektronentransfer durch die ITO-Oberfläche ist also stark gehemmt.
Auf die ITO-Schicht wird mittels Siebdrucks eine silberpartikelhaltige Paste mit dem Muster der gewünschten Leiterbahnen aufgebracht. Somit wird eine strukturierte, elektrisch leitfähige Keimschicht auf definierten Bereichen der ITO-Außenschicht erhalten.
Die Solarzelle wird nun vorderseitig benetzt über ein Galvanikbad mit einem Kupferelelektrolyten bewegt, während auf der Rückseite ein Metallschleifkontakt aufgesetzt wird. Da sich im gewählten Beispiel die phosphordotierte amorphe
Siliziumschicht der SHJ-Solarzelle auf der Vorderseite befindet, wird die Solarzelle durch das Elektrolytbad hindurch beleuchtet, so dass der elektrische Strom bei kathodischer Spannungsbeaufschlagung auf der Rückseite zur Vorderseite der Solarzelle gelangen kann.
Die Solarzellen wird nun für etwa 5 min periodisch wechselnd für 4 ms kathodisch und für 1 ms anodisch mit Spannung beaufschlagt. Bei kathodischer Beaufschlagung ist der Strom auf 500 mA, die Spannung auf 2V begrenzt, bei anodischer
Beaufschlagung auf 800 mA und 2V. Dies wird durch eine entsprechende Elektronik geregelt, siehe Figur 4.
Auf der durch die Silberpaste gebildeten strukturierten Keimschicht erfolgt die galvanische Abscheidung des Kupfers. Beispiel 3: Aufbringen elektrischer Leiterbahnen auf einer bifacialen Silizium- Heteroj unction-Solarzelle
Es wird eine SHJ-Solarzelle verwendet, die sowohl auf ihrer Vorder- als auch auf ihrer Rückseite eine ITO-Schicht aufweist. Auf beiden ITO-Schichten wird durch Sputtern jeweils eine Aluminium- Außenschichtmit einer Dicke von etwa 20 nm aufgebracht.
Auf diesem Bauteil mit einer Außenschicht aus Aluminium (d.h. einem
selbstpassivierenden Metall) wird durch Lasertransfer eine Keimschicht aus Nickel in Form des galvanisch aufzuwachsenden Grids aufgebracht. Somit wird eine strukturierte, elektrisch leitfähige Keimschicht auf definierten Bereichen der Aluminium- Außenschicht erhalten. Die strukturierte Nickel- Keimschicht wird sowohl auf der Vorderseite als auch auf der Rückseite des Bauteils aufgebracht. Die SHJ-Solarzelle wird nun in den Bereichen der Keimschicht mittels
Edelstahlklammern elektrisch kontaktiert und vollständig in ein schwefelsaures Galvanikbad, das ein Kupfersalz enthält, eingetaucht. Die Solarzelle wird nun für etwa 5 min periodisch wechselnd für 9 ms kathodisch und für 1 ms anodisch mit Spannung beaufschlagt. Bei kathodischer Beaufschlagung fließt ein Strom von 800 mA bei anodischer Beaufschlagung wird ein Maximalstrom von 1600 mA und eine Maximalspannung V+ von 10V vorgegeben . Dies wird durch die oben erläuterte und in Figur 4 dargestellte Schaltung geregelt.
Auf der strukturierten Nickel- Keimschicht erfolgt zunächst die galvanische
Abscheidung des Kupfers. Nun werden die Pulsparameter abschließend für die vollständige Oxidierung der Aluminiumschicht angepasst: Die Amplitude des andodischen Stroms wird auf 5 A und die der Spannung auf 10 V gesetzt. Die Dauer des Pulses beträgt 5 ms. Die Amplitude der kathodischen Spannung wird auf 0.9 V gestzt und die des Stroms auf 2 A. Die Dauer des anodischen Pulses beträgt ebenfalls 5 ms. Mit diesen Paremetern wird die Probe für 10 s im Elektrolytbad beaufschlagt. Selektiv auf der Nickel-Keimschicht wird galvanisch Kupfer abgeschieden. In den freiliegenden, d.h. nicht durch die Nickel- Keimschicht bedeckten Bereiche, wird die Aluminium- Außenschicht oxidiert, wobei Aluminiumoxid entsteht, das aufgrund seiner geringen Dicke transparent ist.
Beispiel 4: Erzeugung galvanischer Leiterbahnen auf Siliziumsubstraten
Es wird ein texturiertes Siliziumsubstrat der Schichtdicke 180 μιη eingesetzt. Auf die Siliziumoberfläche wird eine isolierende Siliziumoxidschicht aufgebracht.
Anschließend wird auf die Siliziumoxidschicht vollflächig eine Aluminium- Außenschicht der Dicke 1 μιη aufgedampft. Man erhält ein Bauteil mit einer Außenschicht aus selbstpassivierendem Metall.
In definierten Bereichen wird die Aluminium- Außenschicht über einen abdichtenden Stempel mit einer Zinkatlösung kontaktiert. In diesen Bereichen kommt es zur
Ausbildung einer Zinkschicht. Figur 6a zeigt eine REM- Aufnahme dieser Oberfläche nach der Ausbildung der Zinkschicht. Anschließend wird über eine stromlose elektrochemische Abscheidung Nickel (Chemisch-Nickel) auf der Zinkschicht aufgebracht. Die Abscheidung des Chemisch-Nickel erfolgt selektiv auf dem Zink, nicht jedoch auf der Aluminium- Außenschicht. Abbildung 6b zeigt eine REM-
Aufnahme der Oberfläche nach der stromlosen Abscheidung des Nickels. Somit wird auf der Aluminium- Außenschicht eine strukturierte Keimschicht erhalten, die durch eine Zinkschicht und einer auf dieser Zinkschicht abgeschiedenen Nickelschicht gebildet wird.
Das Bauteil wird mit einem Galvanikbad, das einen Kupferelelektrolyten enthält, in Kontakt gebracht. Anschließend wird periodisch kathodisch und anodisch mit Spannung beaufschlagt. Auf der Zn/Ni-Keimschicht wird galvanisch Kupfer abgeschieden. Abbildung 6c zeigt eine REM- Aufnahme der Oberfläche nach der galvanischen Abscheidung des Kupfers. Auf der selbstpassivierenden Aluminium- Außenschicht ist keinerlei Abscheidung von Kupfer erkennbar. Anschließend wird das Bauteil mit einem Galvanikbad mit Silberelektrolyten in Kontakt gebracht und unter Verwendung eines Pulsstroms mit wechselnden Vorzeichen erfolgt die galvanische Abscheidung des Silbers auf der Kupferschicht.
Abschließend wird durch eine Ätzbehandlung die freiliegende Aluminium- Außenschicht entfernt und dadurch die darunterliegende Siliziumoxidschicht freigelegt. Die erzeugten Leiterbahnen sind jetzt elektrisch voneinander getrennt. Figur 6d zeigt eine mikroskopische Aufnahme der Oberfläche nach dem
abschließenden Ätzschritt.
Auf der dielektrischen Siliziumoxidschicht des Bauteils liegt also eine lateral strukturierte Beschichtung vor, die in definierten Abständen metallische Bereiche (aus Aluminium) aufweist, die durch Aussparungen voneinander getrennt sind.
Selektiv auf den Aluminium-Bereichen liegt die Zn/Ni- Keimschicht vor, die wiederum vollständig - also auch an den Flanken, welche die Schicht seitlich begrenzen - von galvanisch abgeschiedenem Kupfer und Silber bedeckt ist.
Beispiel 5: Al-Ni-Cu-Ag Leiterbahnen auf monokristallinem Siliziumwafer
Auf einen planen monokristallinen Siliziumwafer wird vollfiächig eine
Aluminiumschicht aufgedampft.
Mittels Siebdruck wird lokal eine zinkatbasierte Paste aufgedruckt, die 80 Sekunden lang einwirkt und danach mit Wasser abgespült wird. Das Substrat wird daraufhin für 180 Sekunden in einen stromlosen Nickel-Phosphor-Elektrolyten mit einem pH- Wert von 4,8 getaucht. Dabei werden nur die Bereiche mit Nickel-Phosphor beschichten, auf die vorher die zinkatbasierte Paste eingewirkt hat. Auf definierten Bereichen der Aluminium- Außenschicht wird somit eine aus Zink und Chemisch-Nickel gebildete Keimschicht erhalten. Anschließend erfolgt die galvanische Abscheidung von Kupfer auf dieser
Keimschicht aus Zink und Chemisch-Nickel. Dabei wird ein saurer Kupferelektrolyt auf Kupfersulfatbasis mit einem pH Wert von 2,8 benutzt. Für die Abscheidung wird ein Potential von 1,2 V angelegt. Auf den Nickel-Phosphor-Bereichen dagegen führt das negative Potential zu einer Kupferabscheidung. Ebenso wird bei der folgenden galvanischen Silberabscheidung aus einem alkalischen Silberelektrolyten (pH 10,5) nur der Kupferbereich beschichtet und die Aluminiumbereiche bleiben durch das angelegte Potential von 1,1 V geschützt. Darauffolgend wird ein Ätzschritt in einer verdünnten Salzsäurelösung durchgeführt. Dabei werden die Aluminiumbereiche neben den galvanisch aufgebrachten
Leiterbahnen bevorzugt geätzt. Die Aluminiumätzgeschwindigkeit ist deutliche höher als bei Substraten mit vergleichbar dicken Aluminiumschichten. Der Grund dafür ist die Ausbildung eines Lokalelements zwischen Aluminium und dem galvanisch abgeschiedenen Ni/Cu/Ag-Schichtstapel, was zu einer schnelleren Auflösung (Korrosion) des Aluminiums führt.
Beispiel 6: Beidseitige Leiterbahnen auf Leiterplattensubstrat
Basissubstrat für dieses Beispiel ist ein Leiterplattenvorläufer bestehend aus Prepreg- Material (Schichtdicke 500 μιη) welches beidseitig mit einer Aluminiumfolie (30 μιη) beschichtet ist. Auf beiden Seiten werden auf definierten Bereichen der
Aluminium- Außenschicht mittels Lasertransferprozess dünne Nickelschichten aufgebracht. Diese werden in einem alkalischen Kupferbad auf Pyrophosphatbasis (pH 8,0) galvanisch verstärkt. Nachdem eine Schichtdicke von 5 μιη Kupfer abgeschieden worden ist, wird das Aluminium in einer verdünnten
Natriumhydroxidlösung entfernt, von der die Nickel/Kupferbereiche nicht angegriffen werden. Sobald die Aluminiumfolie über die gesamte Schichtdicke durchgeätzt ist, sind die Al/Ni/Cu Leiterbahnen elektrisch voneinander getrennt. Beispiel 7:
Auf die ITO-Schicht einer SHJ-Solarzelle wird mittels Sputterns eine 15 nm dicke Ti-Schicht (d.h. eine erste Schicht aus selbstpassivierendem Metall) als
Haftschchicht und Diffusionsbarriere aufgebracht. Darauf wird ebenfalls mittels Sputtern eine 85 nm dicke Al-Schicht aufgebracht. Diese zweite Schicht aus selbstpassivierendem Metall stellt die Außenschicht dar, auf der anschließend die strukturierte, elektrisch leitfähige Keimschicht über eine nicht-galvanische
Abscheidung aufgebracht wird.
Obwohl der galvanische Metallabscheidungsschritt erst nach dem Aufbringen der Keimschicht erfolgt, wird die Stromverteilung im Galvanikprozess verbessert, wenn zumindest eine der Schichten aus selbstpassivierendem Metall eine Aluminium- Schicht ist.
Mittels Lasertransfer wird eine Nickelschicht in Form der gewünschten Leiterbahnen aufgebracht. Diese Nickelschicht stellt die strukturierte, elektrisch leitfähige
Keimschicht dar, auf der anschließend die galvanische Metallabscheidung erfolgt. Die Nickelschicht wird mit Hilfe des in Beispiel 3 beschriebenen Puls-Plating- Verfahrens mit einer Cu-Leitschicht und einer Ag-Schutzschicht verdickt.
Schließlich wird der Ti/Al-Schichtstapel im Bereich zwischen den Leiterbahnen in 1- molarer NaOH abgeätzt. Hierfür wird an das Werkstück eine negative Spannung von 0.6 V gegenüber einer Hilfselektrode im Ätzbad angelegt. Durch die angelegte
Spannung wird der Ätzangriff der NaOH auf die Leiterbahnen und die ITO-Schicht verhindert.

Claims

Ansprüche
Verfahren zur Herstellung einer oder mehrerer elektrischer Kontakte auf einem Bauteil, folgende Schritte umfassend:
Bereitstellung eines Bauteils, das eine Vorder- und eine Rückseite aufweist, wobei auf der Vorderseite und/oder der Rückseite eine Außenschicht aus einem transparenten, elektrisch leitfähigen Oxid (TCO) oder einem selbstpassivierenden Metall oder Halbleiter vorliegt,
Aufbringen einer strukturierten, elektrisch leitfähigen Keimschicht auf definierten Bereichen der Außenschicht, wobei das Aufbringen der
Keimschicht nicht galvanisch erfolgt,
galvanische Abscheidung zumindest eines Metalls auf der
Keimschicht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bauteil ein elektrisches Bauteil, insbesondere eine Solarzelle oder eine Leuchtdiode, oder eine Vorstufe Leiterplatte ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Solarzelle eine Heterojunction- Solarzelle ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das TCO ein Indiumzinnoxid (ITO), ein Aluminium-dotiertes Zinkoxid (AZO), ein Fluordotiertes Zinnoxid (FTO), ein Bor-dotiertes Zinkoxid oder ein Wasserstoff- dotiertes Indiumoxid ist; und/oder das selbstpassivierende Metall Aluminium, Titan, Nickel, Chrom oder Zink oder eine Legierung eines dieser Metalle oder der selbstpassivierende Halbleiter Silizium ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Bauteil eine TCO-Schicht aufweist und eine oder mehrere zusätzliche Schichten eines Metalls oder Halbleiters zwischen der TCO-Schicht und der
selbstpassivierenden Außenschicht vorliegen.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Bauteil eine TCO-Schicht aufweist und die selbstpassivierende Außenschicht direkt auf der TCO-Schicht vorliegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, wobei das Bauteil eine TCO- Schicht und mindestens zwei Schichten aus selbstpassivierendem Metall oder Halbleiter auf der Vorderseite und/oder Rückseite des Bauteils aufweist und die äußere dieser selbstpassivierenden Schichten die Außenschicht bildet.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Metall oder der Halbleiter der ersten selbstpassivierenden Schicht Titan, Nickel, Chrom oder Zink oder eine Legierung eines dieser Metalle oder Silizium ist, und die zweite
selbstpassivierende Schicht eine Aluminium-Schicht ist, die die Außenschicht bildet.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Bauteil mindestens drei Schichten aus selbstpassivierendem Metall oder Halbleiter aufweist, wobei das Metall oder der Halbleiter der ersten selbstpassivierenden Schicht Titan, Nickel, Chrom oder Zink oder eine Legierung eines dieser Metalle oder Silizium ist, die zweite selbstpassivierende Schicht eine Aluminium- Schicht ist, die dritte selbstpassivierende Schicht als Außenschicht vorliegt und das Metall oder der Halbleiter dieser dritten selbstpassivierenden Schicht Titan, Nickel, Chrom oder Zink oder eine Legierung eines dieser Metalle oder Silizium ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7-9, wobei die erste selbstpassivierende Schicht direkt auf der TCO-Schicht vorliegt oder zwischen der ersten selbstpassivierenden Schicht und der TCO-Schicht mindestens eine Schicht eines nicht-selbstpassivierenden Metalls vorliegt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Außenschicht aus dem selbstpassivierenden Metall oder Halbleiter über eine physikalische Gasphasenabscheidung, eine chemische Gasphasenabscheidung oder durch Anbringen einer Folie des selbstpassivierenden Metalls oder Halbleiters erhalten wird; und/oder wobei die Außenschicht des Bauteils eine Dicke von < 25 μιη aufweist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Aufbringen der Keimschicht auf definierten Bereichen der Außenschicht über ein
Druckverfahren, insbesondere Siebdruck, Inkjet-Druck, flexographischen Druck oder Aerosoldruck, ein Lasertransfer- Verfahren oder eine stromlose elektrochemische Abscheidung erfolgt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die strukturierte Keimschicht mehrlagig ist und das Aufbringen der strukturierten Keimschicht folgende Schritte umfasst:
Aufbringen einer elektrisch leitfähigen Metallschicht Sl über eine Gasphasenabscheidung,
Aufbringen einer elektrisch leitfähigen Schicht S2 auf definierten Bereichen der Metallschicht S 1 durch ein Druckverfahren, ein Lasertransfer- Verfahren oder eine stromlose elektrochemische Abscheidung,
Entfernen der freiliegenden, nicht von der Schicht S2 bedeckten Bereiche der Metallschicht S 1 , bevorzugt durch Ätzen oder eine
elektrochemische Oxidation.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die elektrisch leitfähige Keimschicht ein oder mehrere Metalle, ein oder mehrere elektrisch leitfähige Polymere, ein oder mehrere elektrisch leitfähige
Kohlenstoffmaterialien, oder ein Gemisch aus mindestens zwei dieser Komponenten enthält; und/oder wobei die Keimschicht eine Dicke von < 20 μιη aufweist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das galvanisch abgeschiedene Metall Kupfer oder eine Kupferlegierung, Nickel oder eine Nickellegierung oder ein Edelmetall wie Silber oder eine Silberlegierung ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die galvanische Abscheidung des Metalls mittels Pulsstrom mit kathodischen und anodischen Pulsen erfolgt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei nach der galvanischen Abscheidung des Metalls noch eine Anodisierung des selbstpassivierenden Metalls oder Halbleiters in einem Anodisierungsbad erfolgt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei nach der galvanischen Abscheidung freiliegende Bereiche der Außenschicht, die nicht durch die strukturierte Keimschicht bedeckt sind, durch eine Ätzbehandlung abgetragen werden.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Ätzbehandlung in einem Ätzbad erfolgt und das Bauteil gegenüber dem Ätzbad mit einer negativen Spannung beaufschlagt ist.
20. Vorrichtung, enthaltend
ein Bauteil mit einer Vorder- und einer Rückseite, wobei auf der Vorderseite und/oder der Rückseite des Bauteils eine lateral strukturierte Beschichtung vorliegt, die in definierten Abständen metallische oder halbleitende Bereiche aus einem selbstpassivierenden Metall oder Halbleiter aufweist,
eine elektrisch leitfähige Keimschicht, die auf den metallischen oder halbleitenden Bereichen der lateral strukturierten Beschichtung vorliegt,
eine galvanisch abgeschiedene Metallschicht, die die Keimschicht bedeckt.
Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei in der lateral strukturierten
Beschichtung zwischen den metallischen oder halbleitenden Bereichen jeweils oxidische Bereiche oder Aussparungen vorliegen, die sich bevorzugt über die gesamte Dicke der Beschichtung erstrecken.
Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei die Oberfläche der oxidischen
Bereiche im Wesentlichen weder mit der elektrisch leitfähigen Keimschicht noch mit der galvanisch abgeschiedenen Metallschicht bedeckt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, wobei das Bauteil eine SHJ- Solarzelle ist, die eine TCO-Schicht enthält und die lateral strukturierte Beschichtung auf der TCO-Schicht vorliegt, wobei in der lateral
strukturierten Beschichtung zwischen den metallischen oder halbleitenden Bereichen Aussparungen vorliegen und die Aussparungen sich über die gesamte Dicke der lateral strukturierten Beschichtung erstrecken, so dass die TCO-Schicht in den Bereichen der Aussparungen freigelegt ist.
24. Vorrichtung, enthaltend
ein Bauteil, das eine Vorder- und eine Rückseite aufweist, wobei die Vorderseite und/oder die Rückseite des Bauteils durch eine Beschichtung aus einem transparenten leitfähigen Oxid (TCO- Beschichtung) gebildet ist,
eine elektrisch leitfähige Keimschicht, die in definierten Bereichen auf der TCO-Beschichtung aufgebracht ist,
- eine galvanisch abgeschiedene Metallschicht, die die Keimschicht bedeckt.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111647853A (zh) * 2020-06-10 2020-09-11 邢义志 一种高透明高导电超薄氢掺杂氧化铟薄膜的制备方法
FR3133789A1 (fr) * 2022-03-24 2023-09-29 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Procede de recuperation de l’indium a partir d’un subtrat comprenant de l’oxyde d’indium-etain et une couche metallique par voie de chimie verte

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7238712B2 (ja) * 2019-09-18 2023-03-14 トヨタ自動車株式会社 配線基板の製造方法および配線基板
JP7288968B2 (ja) 2019-09-26 2023-06-08 株式会社カネカ 太陽電池の製造方法および太陽電池
CN113556882B (zh) * 2020-04-23 2022-08-16 鹏鼎控股(深圳)股份有限公司 透明电路板的制作方法以及透明电路板
JP7354944B2 (ja) 2020-07-06 2023-10-03 トヨタ自動車株式会社 配線基板の製造方法
CN113380917A (zh) * 2021-01-26 2021-09-10 宣城睿晖宣晟企业管理中心合伙企业(有限合伙) 一种栅线制备方法、异质结电池的制备方法和异质结电池
CN116632078A (zh) * 2022-02-11 2023-08-22 武汉帝尔激光科技股份有限公司 太阳能电池及其电极的制备方法
CN114597270B (zh) * 2022-05-09 2022-07-29 苏州晶洲装备科技有限公司 一种异质结太阳电池及其制备方法和应用

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6091019A (en) * 1997-09-26 2000-07-18 Sanyo Electric Co., Ltd. Photovoltaic element and manufacturing method thereof
DE102008020796A1 (de) * 2008-04-22 2009-11-05 Q-Cells Ag Rückseitenkontakt-Solarzelle und Verfahren zu deren Herstellung
US20110041911A1 (en) * 2009-08-18 2011-02-24 Sungeun Lee Solar cell and method of manufacturing the same
US20110308844A1 (en) * 2010-06-21 2011-12-22 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Conductive electrode pattern and solar cell with the same
US8399287B1 (en) 2003-04-10 2013-03-19 Sunpower Corporation Method of manufacturing solar cell
WO2014128032A1 (de) * 2013-02-25 2014-08-28 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V. Halbleiterbauelement, insbesondere solarzelle und verfahren zum herstellen einer metallischen kontaktierungsstruktur eines halbleiterbauelements
US20140349441A1 (en) * 2010-05-14 2014-11-27 Silevo, Inc. Solar cell with metal grid fabricated by electroplating

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7329334B2 (en) * 2004-09-16 2008-02-12 Herdman Roderick D Controlling the hardness of electrodeposited copper coatings by variation of current profile
WO2011017039A2 (en) * 2009-08-03 2011-02-10 3M Innovative Properties Company Antireflective transparent emi shielding optical filter

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6091019A (en) * 1997-09-26 2000-07-18 Sanyo Electric Co., Ltd. Photovoltaic element and manufacturing method thereof
US8399287B1 (en) 2003-04-10 2013-03-19 Sunpower Corporation Method of manufacturing solar cell
DE102008020796A1 (de) * 2008-04-22 2009-11-05 Q-Cells Ag Rückseitenkontakt-Solarzelle und Verfahren zu deren Herstellung
US20110041911A1 (en) * 2009-08-18 2011-02-24 Sungeun Lee Solar cell and method of manufacturing the same
US20140295614A1 (en) 2009-08-18 2014-10-02 Lg Electronics Inc. Solar cell and method of manufacturing the same
US20140349441A1 (en) * 2010-05-14 2014-11-27 Silevo, Inc. Solar cell with metal grid fabricated by electroplating
US20110308844A1 (en) * 2010-06-21 2011-12-22 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Conductive electrode pattern and solar cell with the same
WO2014128032A1 (de) * 2013-02-25 2014-08-28 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V. Halbleiterbauelement, insbesondere solarzelle und verfahren zum herstellen einer metallischen kontaktierungsstruktur eines halbleiterbauelements

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A. STADLER, MATERIALS, vol. 5, 2012, pages 661 - 683
CLARK I. BRIGHT; DONALD M. MATTOX; VIVIENNE HARWOOD MATTOX: "Review of Transparent Conductive Oxides (TCO", 50 YEARS OF VACUUM COATING TECHNOLOGY AND THE GROWTH OF THE SOCIETY OF VACUUM COATERS
S. DE WOLF ET AL., GREEN, vol. 2, 2012, pages 7 - 24
SOCIETY OF VACUUM COATERS, 2007, ISBN: 978-1-878068-27-9

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111647853A (zh) * 2020-06-10 2020-09-11 邢义志 一种高透明高导电超薄氢掺杂氧化铟薄膜的制备方法
CN111647853B (zh) * 2020-06-10 2022-11-08 邢义志 一种高透明高导电超薄氢掺杂氧化铟薄膜的制备方法
FR3133789A1 (fr) * 2022-03-24 2023-09-29 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Procede de recuperation de l’indium a partir d’un subtrat comprenant de l’oxyde d’indium-etain et une couche metallique par voie de chimie verte

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