CN1537334A - 在基体材料上构造氧化层的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种在基体材料上构造氧化层结构的方法。本发明的目的是提供一种经济的构造氧化层的方法。为此，根据丝网印刷方法将含有氧化物腐蚀成分的印网丝膏通过印刷模板印制在氧化层上，然后在一段预定的作用时间之后之后将印膏去除。
Description
本发明涉及一种在基体材料上构造氧化层的方法。
在基体材料上构造氧化层结构的问题例如出现在太阳能电池的生产过程中。晶体硅太阳能电池一般包括一个P传导基质，而在正面是对应N传导基质的均匀厚度层，例如磷。在晶片的正面和反面上为了传导在光照下产生的电流而设置了金属的导电接触层。考虑到节约成本以及适合大批量生产的需要，接触层通常运用丝网印刷技术形成。
N掺杂度必须使两个相互对立的边界条件协调一致。
对于正面接触的丝网印刷技术的应用来说，足够高的N掺杂是很重要的。如果硅掺杂度太低，那么硅与接触层之间的结电阻过高。这将使得太阳能电池的串联电阻升高，而导致太阳能电池的亮度特征曲线的占空系数降低。在另外一面过高的N掺杂导致太阳能电池蓝光灵敏度降低，从而使载流子过早地复合并引起效率的降低。
为了使两个相互对立的边界条件协调一致，对N掺杂建议用所谓的选择性发射级结构。这里只有很少的表面部分在正面接触层下面提供很高的N掺杂度而在其它部分为了保证很高的蓝光灵敏度而提供了很低的N掺杂度。
为了使选择性发射级结构在如上所述的晶体硅太阳能电池中集成，例如通过所构造的氧化层可以实现屏蔽。当然这个氧化层必须要符合生产要求。
众所周知，氧化层是根据摄影平板印刷术或者激光射线来构选的。然而这些方法相对而言比较昂贵，应用于低成本的太阳能电池是不适合的。
本发明的任务是提出一种方法，比较经济地在基体材料上构造氧化层。特别地，本发明的任务比较经济地生产带有选择性发射级层的太阳能电池。
这个任务通过根据权利要求1的方法以及根据权利要求19的丝网印膏来解决。这个方法的应用上的优点是产生如权利要求25，26和27所述的结果。
本发明在基体材料上构造氧化层的方法按照丝网印刷工艺，将含有氧化物腐蚀成份的丝网印膏用印刷模板压在氧化层上，在经过预定的作用时间之后再将压制好的丝网印膏去除。
本发明运用了一种已知的丝网印刷工艺，以在基体材料上构造氧化层。这里丝网印膏里具有氧化物腐蚀成份。在所有用膏压上的表面区域发生氧化物腐蚀，在未使用膏压的表面区域氧化物未被腐蚀。
腐蚀过程通过在水里或者在合适的溶剂里的硅晶片的清洗而结束。这个过程不像构造遮光屏蔽层的生产过程，也不像使用比较昂贵的激光仪器的方法，而是只要求一个丝网印刷装置。这个过程是全自动化的并且适合于成本低廉的大量工业生产。
氧化物腐蚀成份根据一种优选的实施方式包括氢氟酸(HF)和/或氟化铵(NH4F)和/或二氟氢铵(NH4HF2)。氢氟酸(HF)是一种含水氟化氢溶液，HF。市场上常见的氢氟酸包括重量百分比约40％的HF，并且溶解水晶和硅酸盐。氢氟酸(HF)和/或氟化铵(NH4F)和/或二氟氢铵(NH4HF2)可以用于玻璃和金属的腐蚀，尤其是二氧化硅的腐蚀。
氧化物腐蚀成份根据另外一种优选实施方式包括10-20％的体积百分比的丝网印膏。已经表明，如上含量的膏的作用时间可以很好地控制。根据氧化层的厚度确定作用时间大约为30秒到2分钟。
另外一个本发明的解决方案在于，在光照的一侧制造带有选择性发射级层的太阳能电池的方法，它包括如下步骤：
-在一个P掺杂晶片上形成氧化层，
-根据如上所述的本发明的丝网印刷方法，应用具有氧化物腐蚀成份的丝网印膏对氧化层进行构造，
-在构造区域内加入选择性的N掺杂，
-除去氧化层，
-在选择性的N掺杂度上加入在整个面积上的很弱的N掺杂，以及
-在选择性的N掺杂度区域内根据丝网印刷工艺形成光照一侧的接触层。
根据一个优选实施例，N掺杂是通过磷掺杂来实现的。在磷掺杂过程中产生的玻璃磷(POCl3)最好在反面的腐蚀步骤里分开。
另外一个优选实施例中正面部分最好接触有丝网印膏。
根据现有技术生产太阳能电池要将正面部分利用丝网印刷技术来形成接触。这要求约0.3微米扩散的N层厚度，以及大约10E20原子/立方厘米的磷的表面浓度。通过N+层的深度以及表面浓度可以将灵敏度确定在照射的太阳光光谱短波范围之内。如果蓝光灵敏度继续升高，也就是说短路电流密度升高，那么N+层的磷浸入深度以及表面浓度必然会降低。其结果是在银金属化层和N掺杂硅层之间的接触电阻会升高，那么太阳能电池的亮度特征占空系数又会降低，从而使功效降低。
在磷表面浓度降低时保证硅与金属接触层之间的很小的结电阻的一个办法在于，设置了一个的金属中间层金属具有较低的障碍高度，例如镍或钛。然而这也表示向其他金属化技术过渡，例如无电流金属沉积工艺或蒸镀工艺。然而这些方法需要相当高的生产成本，并不适合于大批量生产。
在这里所推荐的生产具有丝网印刷接触层以及更高的蓝光灵敏度的晶体硅-太阳能电池的方法在于，将N+层分成两个区域。其中之一是金属化区域之间晶片表面延伸较宽的部分，仅具有很弱的磷掺杂，以保证很高的蓝光灵敏度。
另一部分是在金属化之下晶片表面积很小的部分，具有很强的磷掺杂，以保证很低的接触电阻。应用带有氧化物腐蚀成份的丝网印膏使得通过简单的氧化层结构而经济地生产选择性发射极层成为可能。
另外一个问题是太阳能电池反面的接触。在太阳能电池反面的丝网印刷接触中，硅必须进行大约1.5E16原子/立方厘米的银基掺杂。这只有在结电阻很高时才能实现，不过要大大损害太阳能电池的占空系数。为了使结电阻降低必须使晶片反面的硅掺杂度提高到大约10E19原子/立方厘米的范围。这里存在不同的方法。
没有反面场(BSF)的太阳能电池通过在银金属丝网印膏中的铝混合进行反面掺杂。铝和硅在大约577℃时就形成合金。金属煅烧时银膏中铝成份在温度高于577℃时与硅形成熔解物。煅烧后的冷却使得熔解物再结晶，凝固了的硅在直至溶解极限大约10E19原子/立方厘米的范围内由铝来掺杂。在这个掺杂渡度下，硅可以以很小的结电阻与银接触。
带有反面场(BSF)的太阳能电池描述另外一个类型。在实验过程中，随着硅太阳能电池厚度的降低，太阳能电池的效率也降低。一方面的原因是由于吸收长度很稀薄，太阳光不能被充分吸收。另外一方面在反面附近产生了许多载流子，其中少数载流子可以通过扩散到达反向电极，这样由多数载流子产生的电流就会下降。通过在反面的高度掺杂层可以产生少数载流子扩散的作用场，即一个所谓的反面场(BSF)。在太阳能电池结构中，在太阳能电池的光照一面或正面具有一个P掺杂的太阳能电池体和N+掺杂的发射级，可以在反面实现P+掺杂。为了进行生产，建议掺入大量的铝，这些铝例如在反面通过蒸镀形成薄层，并能过一个退火步骤嵌入或掺入。也有一种可能，P+掺杂是通过涂覆含铝的反面接触层和相应的铝渗透产生的。还有一种可能，来自固定扩散源的铝扩散到太阳能电池的基质中。然而这是有缺点，太阳能电池的基质的两面都用铝来掺杂而产生P+PP+结构。
硼对于形成P掺杂也是适用的。一个相应的反面场可以通过相应的挥发性的或气态的硼化合物的气体扩散产生，通过在反面涂覆含硼的硅片层，或者涂覆液态的含有掺杂材料的溶液生成。在对于掺杂合适的温度条件下，由于硼化合物的很高的挥发性，而总会产生向四周的扩散，因此必须通过屏蔽层而避免扩散到太阳能电池不需进行掺杂的区域。
根据DE 33 40 874 C2已知一种生成反向场的方法，其中将来自含有掺杂材料的层的相应掺杂材料掺入到半导体中。
根据US4158591已知了一种通过直接的扩散或者通过对掺杂材料层的嵌入而生成反向场的方法。晶片表面不需掺杂的区域可以覆盖上第二个晶片加以保护。
简单地生产以铝来进行P+掺杂的方法具有很高的易腐蚀性的缺点。随着时间的推移，含铝的层面可能会发生分解和溶解，这样会损坏反面接触层并降低太阳能电池的性能。DE 195 08 712 C2阐述了解决这一问题的办法。其基本思路是通过从含硼的扩散源层去除硼从而生成反面场的P+掺杂。晶片的边缘以及正面的不希望的掺杂可以这样来避免：通过在一个含氧的空气环境中在高达900至1200℃的温度条件下去除硼。在这样的情况下晶片边缘以及正面立即形成氧化层，该氧化层作为屏蔽层从而避免了不希望的掺杂。在嵌入之后通过简单的腐蚀步骤可以去除氧化层和扩散源层。
本发明的另外一个解决方案建议利用原本在形成用于反面屏蔽层生成选择性发射级的反面场时所产生的氧化层。
另外一个本发明的解决方案在于，生产在光照面具有选择性发射级以及在反面具有反面场的太阳能电池的方法，包括如下步骤：
-在硅晶片的反面涂覆硼，作为含有掺杂材料的扩散源层，
-将晶片置于一个含氧的空气环境中在900至1200℃的温度条件进行处理，以形成氧化层并掺入掺杂材料，
-根据如上所述的本发明的丝网印刷方法使用具有氧化物腐蚀成份的丝网印膏构造氧化层，
-在已构造了氧化层的区域内进行有选择性的高度N掺杂，
-去除扩散源层和氧化层，
-在整个面积上进行轻度N掺杂，
-在晶片的边缘分离N掺杂，
-按照丝网印刷工艺在有选择性的高度N掺杂区域进行光照面接触，以及
-在反面形成反面接触层。
根据DE 195 08 712 C2的这种已知的形成反面场(BSF)的方法尤其可以和本发明的氧化层构造方法结合起来，因为用于屏蔽层的氧化层在进行BSF掺杂时产生，而不需要其它处理步骤。
其它的所有优点都可以根据DE 195 08 712 C2方法得知。
例如要注意的是，形成反面场(BSF)要在形成半导体结之前，也就是说在磷在太阳能电池正面部分扩散渗透之前。所选择的高温用于硼的深度掺杂。这样使得总体的生产太阳能电池的步骤稳定，并在明显的较低温度状态进行。
另外一个优点是通过磷的扩散渗透形成半导体结。这可以在晶片的两面以及晶片边缘进行。对于磷的扩散既不需要屏蔽层又不需要覆盖层区域，以避免特定区域内不希望的掺杂。深度的BSF掺杂仅在磷的表面过补偿。
利用反面接触层的含铝材料，可以在反面接触层的煅烧过程中透过P+层进行接触，并且在反面接触层的区域内补偿磷掺杂的N层。反面接触层可被构造或者在整个面积上涂覆。
扩散源层是一个含硼层，这里硼被加热去除。最好在扩散源层上涂覆硼掺杂漆。这里含有硼或硼化合物的粉末状的二氧化硅(SiO2)处于悬浮状态。掺杂漆通常用于在功率半导体中产生高度掺杂。它可以以液态形式涂覆并且例如被离心脱水。另外可以使用硼掺杂膏用于丝网印刷工艺中。硼掺杂膏的使用和处理例如在WO00/54341中阐述。
太阳能电池的反面最好是防水的并且抗氧化。在这个表面上掺杂漆被涂覆为尽可能薄的层并且被干燥。这样避免扩散源层在掺杂时产生裂缝或者彻底剥落。利用均匀的、未损坏的扩散源层实现了反面的均匀掺杂。
在900至1200℃的温度条件下从扩散源层掺入硼，最好在1000至1100℃温度范围内。这个掺杂温度范围在太阳能电池中是常用的。
为了应用硼掺杂漆通常是将构成元件或晶片在单面用漆涂层并且互相堆叠，这样要掺杂的表面或者不需掺杂的表面分别重叠放置。这样避免了在互相接触的表面分别掺杂，而不需要屏蔽层。这种方法当然也有缺点，构成元件或晶片在要求很高的掺杂温度下互相烧结在一起，并且必须以机械或化学的方法相互分离。
本发明的方法不需要对不需掺杂的区域通过堆叠进行覆盖和屏蔽。在掺杂进行时，在太阳能电池(晶片)相互隔开一定距离设置，以避免粘结在一起。
在进行掺杂时必须存在含氧空气环境。最好在纯氧环境中处理。这样氧化层立即可以产生，太阳能电池直接置于加热到掺杂温度的炉上。在很快的氧化后，含氧空气可用其它气体，例如氮气代替。
本方法的另外一个优点是氧化层和硼的高度亲合性，它大于硅与硼的亲合性。这就导致在掺杂过程中要向空气中挥发的硼被氧化层吸收，只有少量可以向硼掺杂以外的表面区域扩散。
在冷却之后例如通过HF方法将扩散源层和氧化层去除。
对于太阳能电池所必需的半导体结通过磷的扩散渗透而产生。这可以向四周扩散进行，其中在正面和反面的N掺杂的发射极层旁形成一个平坦的N掺杂层区域。在进行磷掺杂时产生的磷玻璃(POCl3)最好在后续的腐蚀过程中去除。
磷的扩散温度大约为800至900℃，比硼低得多，在太阳能电池反面在大约0.2微米深的N掺杂下面具有1到5微米的相当深的P+掺杂。
为了得到具有良好功能的半导体元件，太阳能电池边缘的N掺杂必须分离。
这样避免了短路以及因此而产生的太阳能电池的功率损失。为了进行分离，可将太阳能电池逐个堆叠并且短时间中断腐蚀等离子。
为了产生功能良好的反面接触层，必须在反面穿过N层与P+层进行接触。这通过一个反面接触层形成，该接触层大约含有1到3个重量百分比的铝。在反面接触层的煅烧过程中铝渗入太阳能电池的反面并且产生P+掺杂，P+掺杂在反面接触层下面对N掺杂进行过补偿。因此在反面接触层的下面形成低阻的连接区域，在太阳能电池工作时产生良好的电流传导。
为了形成太阳能电池的良好功能，在正面(正面接触层)仍缺少的电流传导接触层可以以已知的方式在生成反面接触层的期间或者同时，或者在反面接触层煅烧之后生成。
本发明的另外一个解决方案在于，丝网印膏的特征是一种粘合剂和一种氧化物腐蚀成份。
根据一种优选实施方式，丝网印膏具有介于10至500Pa.s之间的粘度，最好是10至500Pa.s。
粘度是摩擦阻力与材料相关的分量，它在移动中对可观察到的运动的流体层起反作用。根据牛顿定律，在两个平行设置的相对运动的滑动面之间的与流体层中的剪切阻力(切向应力
)与速度以及剪切斜率
成正比，其中u为滑动速度，h为滑动面距离。比例因数η是材料常数，表示动态的粘合度。根据定义方程，η具有单位mPa.s。根据牛顿定律或者纯粘度流体定律，η与压力和温度有关。其中相关程度与原料本身共同确定。不均匀的混合的流体或者固体不遵循牛顿定律或者纯粘度流体定律。原料的粘度另外还与剪切斜率G有关。
根据另外一种优选实施方式，粘合剂由浆糊构成。这表明浆糊是一种良好的与环境相适应的粘合剂，其中粘度可由通过加水来精确设定。市场上常见的浆糊例如为Henkel公司的Metylan。氧化物腐蚀成份可以是氢氟酸(HF)和/或氟化铵(NH4F)和/或二氟氢铵(NH4HF2)与浆糊混合。氧化物腐蚀成份最好包含10至20体积百分比的丝网印膏。
可选地，例如可以考虑用环氧树脂作为粘合剂。环氧树脂更多是的作为漆粘合剂，也用于丝网印膏的粘合剂，例如根据US4486466的描述。文件US 4486466的公开内容在这里可以参阅。文件US 4486466公开了含酸的丝网印膏，根据本发明其中含有氧化物腐蚀成份，例如氢氟酸(HF)和/或氟化铵(NH4F)和/或二氟氢铵(NH4HF2)进行混合。在US 4486466中还描述了一系列改进措施，通过改进可以控制丝网印膏的特性。催化剂的作用是阻止“鱼眼”的形成。过滤催化剂力用于辅助减轻压力。胶化剂用于调节丝网印膏所希望的粘度。在US 4486466中描述了胶体状态，在该状态下表明了在进行丝网印刷过程中丝网印膏的流动，并且在静止状态下不采用其他力的固态和非流动状态的丝网印膏。
其他关于丝网印膏的描述公开在文件US 4 327 167，US 5 292619，US 5 454 861，US 5 472 910，US 4 271 258，US 4 510 276，US 4 504 607，US 4 551 488，US 4 499 163，US 4 927 736，EP08911272 A2，EP 0 860 742 A1，EP 0 713 357 A1，EP 0 174 555 A2以及WO 96/19012。
最好使用本发明的丝网印膏用于如上所述在基体材料上构造氧化层结构的方法，以便在光照面生产带有选择性发射级层的太阳能电池，并生产在光照面带有选择性发射级层而在反面形成反面场的太阳能电池。
下面是根据附图所示的实施例对本发明进行详细描述。图中：
图1 按照弹跳方法的丝网印刷技术，
图2 按照接触印刷方法的丝网印刷技术，
图3 一个直接的乳剂丝网的截面，
图4 一个间接的乳剂丝网的截面，
图5 丝网织物的参数描述，
图6-11 借助于太阳能电池的横截面图示所描述的不同方法阶段，
图12-15 在太阳能电池正面(VS)和反面(RS)形成掺杂分布图，以及
图16 一个已完成的太阳能电池截面图。
丝网印刷是通过包括印花筛网(或者刻蚀的金属筛网)的精密制作的筛网将粘稠膏压印在基体材料上。根据厚层技术的丝网印刷技术中还要进行锻烧，这样可以确定电气和机械特性。(干燥层厚为10至25微米)。煅烧在发明中未涉及，而是将丝网印膏在预定的作用时间之后用适合的溶剂洗掉。
印刷形式有弹跳印刷和接触印刷。图1描述按照弹跳方法的丝网印刷技术。筛网的弹跳a大约有100微米并在橡皮刮板的棱角之间有迎角α，而将丝网印膏在筛网上推移。筛网通过一个筛网框架固定，刮板以速度v和刮板压力p在筛网上运动。这里丝网印膏在筛网上推移。图2描述接触印刷方法的丝网印刷技术。这里筛网平放在基质上，这样刮板以很小的压力在筛网上移动。在刮板位移末端E离开筛网。筛网通过一个带有液压/气动升降装置和夹具的筛网拉紧装置均匀地绷紧。筛网张力的控制是通过一个确定平面的确定的筛网垂度在一定的测表重力下进行。借助于特殊的气动/液压压力机使得刮板压力(p)、刮板速度(v)、筛网弹跳(a)以及刮板位移(水平方向和竖直方向，迎角)以不同的工作步骤的自动化程度对于实验及其产品的运行来调整。
下面简单描述腐蚀膏在市场上常见的浆糊基础上(例如公司Henkel公司的Metylan)进行的混合：5克常见的浆糊的粉末与150毫升水混合搅拌。大约半小时之后在浆糊里加入氟化铵和氢氟酸进行搅拌，即5克氟化铵(NH4F)加25毫升40％的氢氟酸(HF)。混合后大约1小时腐蚀完成。这样的腐蚀膏可以根据丝网印刷方法将大约100nm厚的二氧化硅(SiO2)在1分钟内有选择地去除。腐蚀通过将硅晶片浸入水中并且借助细密分布的喷射水流用力清洗。
用于丝网印刷的筛网通常由塑料织物或者钢丝织物制成，具有与所要求的层厚度相对应的直径和机械宽度。这些织物通过感光材料直接或间接构造。图3描述了一个直接的乳剂丝网的截面，相反图4描述了一个间接的乳剂丝网的截面。为了印刷最精细的线以及高精确度的印刷使用了金属屏蔽层，金属屏蔽层直接或间接地设置有孔结构。
图5是筛网织物的参数描述，筛网直径为D，网孔开度为O。筛网参数之一是网孔数目：
每英寸网孔数，例如M250＝每英寸250个网孔
或者T100＝每厘米100个网孔。
所印制的层厚度大约为0.5×D。
图6-11描述了借助于太阳能电池的横截面图所示的不同的方法阶段。
图6描述了输出晶片1，带有已涂覆的掺杂漆层2。对于太阳能电池来说例如选择由P掺杂的<100>-方向的Cz-硅作为晶片。其中可以通过很短的晶体取向的腐蚀产生表面上的纹理结构，这种纹理结构改善了避免反射的光照几何结构(在图6中未绘出)。在反面RS将一个很薄的掺杂漆层2(例如Merck公司的Siodop)离心脱水并干燥。
图7描述了BSF的形成过程。准备好的晶片按图6放置在栅架上并放在一个已经加热到1000至1100℃的炉子上。炉子里是纯氧环境，以便直接在所有未被硼掺杂漆层2所覆盖的晶片1表面上产生氧化层4。同时硼从掺杂层2排出并且扩散到晶片1的反面RS。这样产生大约1到5微米的P+掺杂区域5。
图8描述根据如上所述丝网印刷方法利用腐蚀膏来构造氧化层4的过程。腐蚀膏清洗之后保留所构造的区域9和10。
图9描述了用于形成选择性发射极层的高度N+磷掺杂步骤。氧化层4作为屏蔽层，这样的高度磷掺杂只是在11和12区域形成。
图10描述了整个表面内的太阳能电池的微弱磷掺杂，这在氧化层4以及掺杂漆2从晶片中去除之后进行。通过磷的扩散(参照箭头6)产生四周很平坦的N掺杂表面区域7。
图11描述了晶片的反面接触。在晶片边缘的N区域7的分离之后通过腐蚀(例如在等离子体中)产生一个反面接触层3。这例如通过带膏的丝网印刷来实现，其中膏中除了粘合剂和氧化的添加剂之外还包含导电的银颗粒，以及1至3重量百分比的铝。在印刷之后反面接触层在大约700至800℃下被锻烧。其中在膏中包含的掺杂材料铝渗入太阳能电池的反面并且在连接区域8中通过N掺杂的过补偿得到P+掺杂，这样在P+区域5和反面接触层3之间形成了的良好的欧姆接触。
总的说来，由如下步骤来生产在光照面带有选择性发射极层而在反面有反面场的太阳能电池：
1.准备好的硅晶片用于处理：去除因锯开而损坏的表面层并且净化。
2.在硅晶片上涂覆包含掺杂材料的涂层，使掺杂材料扩散到硅晶片中(BSF形成)。
3.在硅晶片正面形成屏蔽层。硼在盘片反面的扩散在氧化环境中完成。这样在晶片正面形成氧化层，它可以在此之后生成选择性发射极结构。
4.通过使用腐蚀膏产生选择性发射极结构。
5.在一个区域内渗入高度磷掺杂这个区域在此之后用丝网印刷来金属化。
6.去除磷玻璃和氧化物屏蔽层。
7.在金属接触层之间的区域内在整个表面进行微弱的磷扩散。
8.在硅盘边缘打开N传导层，以使太阳能电池的正面与反面电气隔离。
9.太阳能电池的正面电气钝化以降低表面的氧、氮化硅或者其它钝化层的复合。
10.太阳能电池与银丝网印刷的接触。在太阳能电池的正面，银金属化必须在硅晶片的高度N掺杂图样上进行精确的调整。
11.接触层金属化锻烧。
图12-15描述了在太阳能电池正面(VS)和反面(RS)形成的掺杂轮廓。这里掺杂浓度分别对应于正面(VS)和反面(RS)之间部分的晶片厚度。
图12描述了在太阳能电池正面接触区域内形成的掺杂轮廓。区域1描绘了原来的晶片的均匀的低度P掺杂，而区域7描绘了正面接触区域内的高度P掺杂。图13相应描绘了正面的其它区域内的掺杂轮廓，包括用于提高蓝光灵敏度的较低的磷掺杂。
图14描述了在太阳能电池反面在反面接触层煅烧之前形成的掺杂轮廓。区域1也是描绘了原来的晶片的均匀的低度P掺杂。区域5表示P+掺杂的特征，大约渗入到晶片的反面RS 5微米。通过磷扩散产生的N掺杂7在发射极正面产生更小的透入深度，大约0.2微米，在反面通过补偿产生P+掺杂和N掺杂。
图15描绘了反面接触层锻烧之后掺杂轮廓，其中反面接触层位于所示的横截面区域内。通过铝在连接区域对反面N掺杂进行过补偿，以在反面接触层下面产生穿透的P+掺杂区域。因此保证了用于太阳能电池的经印制和煅烧的反面接触层良好欧姆接触。
图16描绘了已完成的太阳能电池的横截面。其中包括至少一个正面接触层13，并且可选地在正面具有一个防反射层14，例如可以由氧化物或者氮化硅形成。在防反射层14下面是由一个薄氧化物层构成的钝化层15。反面接触层16可以连续地形成或者由位于中间的反面钝化层选择性中断地形成。钝化层也可以有选择性地在产生正面接触层和/或者反面接触层之前形成。由于高度表面掺杂使得氧化物特别快地生长，以使用于钝化的温度和很短的处理时间是足够的。选择性发射极17在接触条13的区域内带进行N+掺杂，并且在其它区域进行相同的N掺杂。
Claims (27)
1.在基体材料上构造氧化层结构的方法，其中按照丝网印刷的方法将包含氧化物腐蚀成份的丝网印膏通过印刷模板印制在氧化层上，并且其中已经印制的丝网印膏在一段预定的作用时间之后又被去除。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，氧化物腐蚀成份包括氢氟酸(HF)和/或氟化铵(NH4F)和/或者二氟氢铵(NH4HF2)。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，氧化物腐蚀成份在丝网印膏中占有10-20的体积百分比。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，作用时间介于30秒和2分钟之间。
5.在光照面具有选择性发射极层的太阳能电池的生产方法，包括如下步骤：
-在P掺杂的晶片上形成氧化层，
-根据权利要求1至4中任一项的方法构造氧化层，
-将有选择性的高度N掺杂到已经构造的区域中，
-去除氧化层，
-在选择性高度N掺杂之上的整个表面内渗入微弱的N掺杂，以及
-根据丝网印刷方法在选择性度高N掺杂区域内进行光照面接触。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，N掺杂通过磷掺杂来进行。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在磷掺杂过程中产生的磷玻璃(POCl3)在后续的腐蚀步骤中去除。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其特征在于，正面与丝网印膏接触。
9.在光照面具有选择性发射极层并且在反面具有反面场的太阳能电池的生产方法，包括如下步骤：
-将包含有作为掺杂材料的硼的扩散源层涂覆到硅晶片的反面，
-在含氧的空气环境中并在900至1200℃的温度下处理片，以产生氧化层和渗入掺杂材料，
-利用根据权利要求1至4中任一项的方法构造氧化层，
-在已构造的区域内进行有选择性的高度N掺杂，
-去除扩散源层以及氧化层，
-在整个表面上进行微弱的N掺杂，
-分离晶片边缘的N掺杂，
-根据丝网印刷方法在选择性高度N掺杂区域内进行光照面接触，以及
-在反面形成反面接触层。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，涂覆硼掺杂漆或者硼掺杂膏作为扩散源层。
11.根据权利要求9至10中任一项所述的方法，其特征在于，扩散源层和氧化层通过HF溶液的腐蚀被去除。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其特征在于，晶片边缘的N掺杂的分离是通过对外边缘的腐蚀来实现的。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，其特征在于，N掺杂是通过磷掺杂来进行的。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在进行磷掺杂时产生的磷玻璃(POCl3)在后续的腐蚀步骤中去除。
15.根据权利要求9至14中任一项所述的方法，其特征在于，正面与丝网印膏接触。
16.根据权利要求9至15中任一项所述的方法，其特征在于，反面与丝网印膏接触，丝网印膏含有1至3个重量百分比的铝。
17.根据权利要求9至16中任一项所述的方法，其特征在于，反面区域这样进行接触：在反面接触层覆盖的区域之间由平坦的N+掺杂对硼掺杂进行过补偿。
18.根据权利要求9至17中任一项所述的方法，其特征在于，在光照面涂覆防反射层并且在反面涂覆钝化层。
19.丝网印膏，其特征在于它由粘合剂和氧化物腐蚀成份构成。
20.根据权利要求19所述的丝网印膏，其特征在于，丝网印膏的粘度介于10至500Pa.s之间，最好是50至200Pa.s。
21.根据权利要求19或20所述的丝网印膏，其特征在于，丝网印膏的粘合剂由浆糊构成。
22.根据权利要求19或20所述的丝网印膏，其特征在于，丝网印膏的粘合剂由环氧树脂构成。
23.根据权利要求19至22中任一项所述的丝网印膏，其特征在于，丝网印膏的氧化物腐蚀成份包括氢氟酸(HF)和/或氟化铵(NH4F)和/或二氟氢铵(NH4HF2)。
24.根据权利要求19至23中任一项所述的丝网印膏，其特征在于，丝网印膏的氧化物腐蚀成份占有10-20体积百分比。
25.对根据权利要求19至24中任一项所述的丝网印膏的应用，其特征在于，用于根据权利要求1所述的在基体材料上构造氧化层的方法。
26.对根据权利要求19至24中任一项所述的丝网印膏的应用，其特征在于，用于根据权利要求5至7所述的生产在光照面具有选择性发射层的太阳能电池的方法。
27.对根据权利要求19至24中任一项所述的丝网印膏的应用，其特征在于，用于根据权利要求6至8所述的生产在光照面具有选择性发射极层并且在反面具有反面场的太阳能电池的方法。
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