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(duì)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(duì)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)?？梢岳斫猓趦蓚€(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)?？梢岳斫?，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(jiǎn)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(jiǎn)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(tái)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(tái)階或恰好兩個(gè)完全環(huán)繞的臺(tái)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(tái)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(tái)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(tái)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(tái)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。