本發(fā)明涉及一種用于貫通接觸(durchkontaktieren)的方法。

背景技術(shù)：

1、為了減少太陽能電池的正側(cè)的遮擋，可以實(shí)現(xiàn)的是，不僅將正的外部接觸面而且將負(fù)的外部接觸面布置在背側(cè)上。在所謂的金屬貫穿式(metal?wrap?through，縮寫mwt)太陽能電池的情況下，太陽能電池正側(cè)例如通過貫通接觸部開口從背側(cè)接通。

2、已知用于制造穿過太陽能電池的孔或貫通接觸部開口的不同方法。將延伸穿過貫通開口的金屬化部借助絕緣層相對于太陽能電池堆疊的層進(jìn)行絕緣。

3、例如，由us9680035b1已知一種太陽能電池堆疊，其由在gaas襯底上的多個(gè)iii-v族子電池組成，該gaas襯底具有背側(cè)接通的正側(cè)，其中，借助濕化學(xué)蝕刻工藝產(chǎn)生從太陽能電池的上側(cè)穿過子電池延伸到尚未減薄的襯底層中的孔。蝕刻工藝基于如下：蝕刻速率至少對于太陽能電池堆疊的所使用的不同iii-v族材料而言沒有顯著差異。在減薄襯底層之前執(zhí)行正側(cè)和孔的鈍化和金屬化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、在此背景下，本發(fā)明的任務(wù)在于，說明一種擴(kuò)展現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備。

2、該任務(wù)通過具有根據(jù)本發(fā)明的特征的方法來解決。本發(fā)明的有利構(gòu)型是優(yōu)選的實(shí)施方式。

3、根據(jù)本發(fā)明的主題，提供一種用于貫通接觸半導(dǎo)體盤的方法，其中，該方法包括多個(gè)步驟。

4、在第一工藝步驟中，提供具有上側(cè)和下側(cè)的半導(dǎo)體盤，其中，該半導(dǎo)體盤具有多個(gè)太陽能電池堆疊并且在下側(cè)處包括襯底。

5、每個(gè)太陽能電池堆疊具有至少兩個(gè)iii-v族子電池和至少一個(gè)貫通開口，所述至少兩個(gè)iii-v族子電池布置在襯底上，所述至少一個(gè)貫通開口從半導(dǎo)體盤的上側(cè)延伸至下側(cè)且具有連續(xù)的側(cè)壁。貫通開口在上側(cè)處具有第一邊緣區(qū)域并且在下側(cè)處具有第二邊緣區(qū)域。

6、在第二工藝步驟中，借助第一印刷方法將絕緣層施加到第一邊緣區(qū)域的一部分、側(cè)壁的一部分上并且施加到第二邊緣區(qū)域上。

7、在第三工藝步驟中，借助第二印刷方法將導(dǎo)電層施加到上側(cè)上的絕緣層和第一邊緣區(qū)域的一部分上，施加到側(cè)壁處的絕緣層上，并且施加到下側(cè)處的絕緣層的一部分上。

8、可以理解，所述工藝步驟以所提及的順序?qū)嵤?/p>

9、應(yīng)注意，術(shù)語“絕緣層”尤其也理解為包括絕緣層的介電層系統(tǒng)。此外，以術(shù)語“邊緣區(qū)域”分別表示上側(cè)上和下側(cè)上的緊鄰貫通開口地布置的區(qū)域。

10、應(yīng)注意，光照射到上側(cè)上。為了盡可能少地遮擋上側(cè)，借助金屬指狀結(jié)構(gòu)電連接上側(cè)。

11、優(yōu)選地，從上側(cè)開始在襯底方向上的帶隙逐子電池地減小。通常，相應(yīng)太陽能電池堆疊的子電池具有n在p上布置(n?auf?p?anordnung)。可以理解，在兩個(gè)子電池之間分別構(gòu)造有隧道二極管，以便從電學(xué)角度將各個(gè)子電池串聯(lián)連接。尤其地，最上方的子電池包括由ingap組成的化合物并且具有大于1.7ev的帶隙。

12、可以理解，在上側(cè)上布置有通常指狀地實(shí)施的上側(cè)金屬化部，以便電連接正側(cè)。在下文中，上側(cè)金屬化部也稱為金屬結(jié)構(gòu)。

13、應(yīng)注意，貫通開口優(yōu)選橢圓形地(oval)構(gòu)造。在當(dāng)前情況下，術(shù)語“橢圓形”也包括圓形，尤其是圓形形狀、蛋形形狀和橢圓形形狀。在另一實(shí)施方式中，貫通開口構(gòu)造為具有倒圓角的四邊形。可以理解，在每個(gè)太陽能電池堆疊中，借助一個(gè)或多個(gè)貫通開口從背側(cè)電連接正側(cè)。

14、優(yōu)選地，在構(gòu)造貫通開口之前，將通常具有100mm或150mm直徑的半導(dǎo)體盤減薄至期望的最終厚度。為此，在背側(cè)上去除襯底材料。

15、此外，應(yīng)注意，半導(dǎo)體盤具有多個(gè)未分離的太陽能電池堆疊，其中，襯底構(gòu)造半導(dǎo)體盤的下側(cè)。可以理解，太陽能電池堆疊也具有3個(gè)或4個(gè)或5個(gè)或最多6個(gè)子電池。

16、該方法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，借助于借助印刷方法進(jìn)行的多次結(jié)構(gòu)化的施加——即不僅絕緣層而且金屬層——避免光刻工藝步驟。尤其地，在大的形貌(topographie)下施加漆層(lackschicht)時(shí)，避免相關(guān)的工藝不確定性。需要貫通開口的構(gòu)造(即從背側(cè)電連接正側(cè)的構(gòu)造簡化太陽能電池堆疊的電連接)，并且在貫通開口的區(qū)域中構(gòu)造絕緣層的可靠保護(hù)。

17、尤其地，與現(xiàn)有技術(shù)相比，時(shí)間上的和技術(shù)上的開銷以及材料消耗是低的。另一優(yōu)點(diǎn)是，提高可靠性和生產(chǎn)率(ausbeute)。

18、換言之，貫通開口以及在上側(cè)上和在下側(cè)上僅借助印刷方法來覆蓋鄰接貫通開口的區(qū)域。借助該工藝，可以以簡單且成本有利的方式制造高效且可靠的多結(jié)太陽能電池，其正側(cè)電連接至背側(cè)。

19、在一種擴(kuò)展方案中，在第一印刷方法之后并且在執(zhí)行第二印刷方法之前執(zhí)行第一加熱步驟。在另一擴(kuò)展方案中，在第二印刷方法之后執(zhí)行第二加熱步驟。借助所述加熱步驟分別調(diào)節(jié)絕緣層和導(dǎo)電層。優(yōu)選地，在100℃與450℃之間的溫度范圍內(nèi)執(zhí)行加熱步驟。

20、在一種擴(kuò)展方案中，使用膏(paste)來構(gòu)造絕緣層。優(yōu)選地，該膏包括有機(jī)成分。

21、在另一擴(kuò)展方案中，使用包含金屬顆粒的膏來來構(gòu)造導(dǎo)電層。

22、在一種實(shí)施方式中，僅從正側(cè)或僅從背側(cè)執(zhí)行第一印刷方法和/或第二印刷方法。替代地，不僅從正側(cè)而且從背側(cè)執(zhí)行第一印刷方法和/或第二印刷方法。

23、在另一實(shí)施方式中，在構(gòu)造絕緣層之后，貫通開口仍然具有貫通的孔。替代地，借助激光在中心區(qū)域中打開貫通開口。

24、在一種擴(kuò)展方案中，在構(gòu)造導(dǎo)電層之后，貫通開口部分地或完全地封閉。替代地，在構(gòu)造導(dǎo)電層之后，貫通開口仍然具有貫通的孔。

25、優(yōu)選地，在第一邊緣區(qū)域上和在貫通開口中以及在第二邊緣區(qū)域上的導(dǎo)電層由相同的材料組成。在一種替代實(shí)施方式中，使用不同的組合物以在上側(cè)上和在下側(cè)上構(gòu)造導(dǎo)電層。

26、如果貫通開口借助導(dǎo)電層完全封閉，則在一種擴(kuò)展方案中，導(dǎo)電層在上側(cè)上方和/或在下側(cè)處突出。替代地，在下側(cè)處在絕緣層上的導(dǎo)電層構(gòu)造近似(in?einer?ersten)平坦的面，其中導(dǎo)電層位于貫通開口的中心。

27、在一種實(shí)施方式中，在上側(cè)處的第一邊緣區(qū)域具有與在下側(cè)處的第二邊緣區(qū)域不同的、尤其是更小的直徑。

28、在另一實(shí)施方式中，第一邊緣區(qū)域和第二邊緣區(qū)域分別構(gòu)造為完全環(huán)繞貫通開口的邊緣區(qū)域。優(yōu)選地，相應(yīng)的邊緣區(qū)域平行于半導(dǎo)體盤地具有至少10μm且最高3.0mm的直徑。替代地，相應(yīng)的邊緣區(qū)域平行于半導(dǎo)體盤地具有至少100μm且最高1.0mm的直徑。

29、在一種擴(kuò)展方案中，借助噴墨方法(inkjet-verfahren)或絲網(wǎng)印刷方法(siebdruckverfahren)或借助分配方法(dispens-verfahren)來執(zhí)行印刷方法。替代地，借助模板印刷方法(schablonendruckverfahren)來執(zhí)行印刷方法。在另一擴(kuò)展方案中，組合不同印刷方法中的至少兩種。

30、在另一擴(kuò)展方案中，半導(dǎo)體盤的貫通開口具有最高500μm且至少30μm或最高200μm且至少50μm的總高度。

31、在一種實(shí)施方式中，貫通開口在橫截面中具有橢圓形的外周，尤其是圓形的外周。優(yōu)選地，在應(yīng)用第一種印刷方法之前，貫通開口具有在25μm與1mm之間的直徑。替代地，直徑在50μm至300μm之間的范圍內(nèi)。

32、在一種擴(kuò)展方案中，在應(yīng)用第一印刷方法之前，在襯底中，貫通開口的直徑從上側(cè)開始直至下側(cè)的方向上近似相等或恰好相等。替代地，貫通開口的直徑從上側(cè)開始在下側(cè)的方向上變得更小，其中，這種變細(xì)(verjüngung)優(yōu)選地構(gòu)造為臺階狀。在一種擴(kuò)展方案中，貫通開口在橫截面中具有沙漏形視圖。在此，橫截面變細(xì)到總厚度的大約一半。

33、在另一擴(kuò)展方案中，變細(xì)包括恰好一個(gè)在貫通開口中運(yùn)行的臺階或恰好兩個(gè)完全環(huán)繞的臺階。

34、在另一擴(kuò)展方案中，襯底構(gòu)造為導(dǎo)電的。優(yōu)選地，襯底包括鍺或gaas或硅或由前面所提及的材料之一組成。替代地，襯底包括金屬箔或包括導(dǎo)電塑料。

35、優(yōu)選地，半導(dǎo)體盤或襯底具有100mm或150mm或更大的尺寸。

36、如果襯底包括鍺或由鍺組成，則鍺襯底構(gòu)造半導(dǎo)體盤的下側(cè)。優(yōu)選地，在ge襯底中在背離下側(cè)的一側(cè)上構(gòu)造有第一子電池作為ge子電池，其中，該ge子電池具有太陽能電池堆疊的子電池的最小帶隙。

37、在使用ge作為襯底時(shí)，第一臺階構(gòu)造在ge子電池與支承的iii-v族子電池之間的分界面處。第二臺階優(yōu)選地構(gòu)造在ge子電池與ge襯底之間。

38、優(yōu)選地，貫通開口也在ge襯底內(nèi)變細(xì)。貫通開口的臺階狀的或錐形的實(shí)施方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：尤其是在絕緣層的和/或其他待施加層的優(yōu)選一致的(konform)沉積的情況下，在金屬化的范疇內(nèi)，層的厚度可以充分地構(gòu)造在側(cè)面上。

39、在一種擴(kuò)展方案中，在金屬結(jié)構(gòu)與最上方的iii-v族子電池的上側(cè)之間的分界面處，在半導(dǎo)體盤的上側(cè)處構(gòu)造有另一臺階。

40、在一種實(shí)施方式中，太陽能電池堆疊具有鍺子電池。結(jié)果，太陽能電池堆疊包括至少3個(gè)子電池。

41、在另一實(shí)施方式中，絕緣層在上側(cè)上的一部分構(gòu)造在金屬面上。由此可以確保，在上側(cè)上金屬結(jié)構(gòu)、即太陽能電池堆疊的正側(cè)連接。

42、換言之，由于導(dǎo)電層在上側(cè)上搭接(übergreift)絕緣層，并且與金屬結(jié)構(gòu)的一部分構(gòu)造材料鎖合的(stoffschlüssig)連接部，然而在下側(cè)上僅覆蓋第二邊緣區(qū)域的直接鄰接貫通開口的部分，由此在下側(cè)處構(gòu)造用于電連接金屬結(jié)構(gòu)mv的接觸區(qū)域。