178802. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szilicium napelemek előállítására
3 178802 4 elektrokémiai, párologtatási, katódporlasztási eljárások, illetőleg ezek kombinációja ismeretes. A kedvező átmeneti ellenállás és jó tapadó képesség biztosításához a legelőnyösebb eljárás a katódporlasztás. A katódporlasztási eljárás alkalmazása esetén az áramelvezető kontaktus ábráját vagy utólagos fotolitográfiai eljárással, vagy pedig kontakt maszk alkalmazásával alakítják ki. Mindkét esetben az ismert eljárásoknál a kontaktus lépcsőszerűen emelkedik ki a félvezető lapka felületéről, mely még akkor is, ha szendvics szerkezetű jól tapadó és jó áramvezető kontaktusréteget alakítanak ki a hődilatáció különbségek hatására jelentős feszültség ébredését jelenti a félvezető lemez és a kontaktus határfelületén. Ez különösen a lemez p-n átmentetet tartalmazó oldalán kialakított nem transzparens áramelvezető kontaktusnál kritikus, mert a napelem kedvező átalakítási hatásfokának biztosítása érdekében az áramelvezető kontaktusrétegnek a teljes felülethez képest kisfelületűnek kell lenni és a kialakult mechanikai feszültségek könnyen a szilícium lemeztől való elválását eredményezhetik, mely az elem fokozatos tönkremeneteléhez vezet. A szendvicsszerkezetű jól tapadó és jó áramvezető kontaktus előállító eljárások egyik csoportja általában a kontaktus elektrokémiai korróziójának elkerülésére elektrokémiai kiegyenlítő réteget, míg a másik csoportja általában környezeti nedvesség elleni védőréteget alkalmaz. Mindkét esetben külön technológiai lépés szükséges a probléma áthidalására, mely gyártási többletköltséget eredményez. A találmány szerinti eljárás a katódporlasztási technológia komplex alkalmazásával történő nap» elemek létrehozására irányul. A találmány szerinti eljárás során a szilícium lapkát rádiófrekvenciás katódporlasztás alkalmazásával egyik oldalán és palástján szilídumnitrid réteggel ellátjuk olyan vastagságban, hogy az azt követő diffúziós lépésnél szennyező atomok a szilíciumlemezt a szilíciumnitrid rétegen keresztül ne érjék el. Diffúziós eljárással sekély p-n átmenetet hozunk létre a szabadonhagyott oldalon, amellyel egyidejűleg ez az oldal oxidálódik. Kémiai eljárással egylépésben távolítjuk el a diffúziós maszkként szolgáló szilíciumnitrid és a diffúzió során keletkezett oxidrétegeket. Ezt követően peremes maszk alkalmazásával katódporlasztással a lemez p-n átmenettel nem rendelkező oldalára áramelvezetés céljára alkalmas kontaktust hozunk létre. A lemez p-n átmenetet tartalmazó oldalán réseket tartalmazó maszkot alkalmazva katódporlasztási eljárással ugyancsak áramelvezető kontaktust hozunk létre. A kontaktus maszk dyan kialakítású, hogy annak belépési apertúrája kisebb, vagy egyenlő a kilépési apertúrájával ezáltal biztosítható, hogy a katódporlasztással kialakított kontaktus réteg éle nem lépcsős, hanem lankás. A kontaktussal ellátott lemezt hőkezeljük, majd rádiófrekvenciás katódporlasztás alkalmazásával reflexió csökkentő szilicium-nítrid bevonattal látjuk el. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy a katódporlasztási technológia komplex alkalmazásával a gyártástechnológia kevesebb lépést tartalmaz és megfelelő módon választva a kezelés villamos jeŰemzőit lehetőség van arra, hogy a lépteknek azonos ütemideje legyen, amely a gyártás automatizálása szempontjából igen jelentős. A találmány előnye, hogy katódporlasztással a szüídumnitrid diffúziós maszk egy lépésben a lemez palástján is kialakítható, és a kilépési apertúrával azonos vagy kisebb belépési apertúrájú kontaktus maszk alkalmazásával a katódporlasztott kontaktusok egy-egy lépésben kialakíthatók, és élei lankásak, mely a kontaktus jobb tapadását eredményezi, ugyanakkor a katódporlasztott szilídumnitrid reflexiócsökkentő bevonat — miután a kontaktusnál meredek lépcsők nincsenek — a kontaktus környezeti nedvességtől való tartós védelméül is szolgál. A találmány szerinti eljárás értelmében a reflexiócsökkentő szilídumnitrid bevonatot a napelem palástján is kialakítjuk, ezáltal a p-n átmenet szélét védjük, melynek következtében a napelem villamos paraméterei javulnak és időben nem változnak. A találmányt részletesebben rajzok alapján ismertetjük, amelyen a találmány szerinti eljárás egyes fázisait példaként tüntetjük fel. Nevezetesen: Az l.a), l.b) ábrák szilíciumlemez metszetét tüntetik fel két különböző eljárási fázisban. A 2.a), 2.b) ábrák p-n átmenettel rendelkező szilíciumlemez metszetét tüntetik fel két különböző eljárási fázisban. A 3.a) és 3.b) ábrákon áramelvezető kontaktus létrehozásához szükséges maszk elrendezése látható, végül: A 4.a) és 4.b) ábra a reflexiócsökkentő bevonattal is ellátott napelem metszete és felülnézete. A rajzon azonos hivatkozási számok hasonló részleteket jelölnek. A találmány szerinti eljárás értelmében az l.a) ábrán látható 1 szilídumlemez egyik oldalát és palástját rádiófrekvenciás katódporlasztási eljárás alkalmazásával 2 szilídumnitrid réteggel az l.b) ábrán látható módon bevonjuk. A szilídumnitrid réteg vastagsága célszerűen 500—2000 nm. Diffúziós eljárással a 2,a) ábrán látható módon az 1 szilídumlemez szennyezési típusával ellentétesen szennyezett 3 sekély réteget alakítunk ki, melynek határfelületén 4 p-n átmenet alakul ki. A 4 p-n átmenet mélysége célszerűen 0,1-1 pm0 A diffúzió során kialakult 5 oxidréteget, valamint a 2 szilídumnitrid réteget egy lépésben célszerűen hidrogénfluoridban történő marással eltávolítjuk. Ekkor az 1 szilíciumlemez szerkezete megfelel a 2.b) ábrának. Ezt követően a 3.a) ábrán látható módon peremes 6 kontaktus maszk alkalmazásával katódporlasztással az 1 szilídum lemez 4 p-n átmenettel nem rendelkező oldalára áramelvezetés céljára alkalmas 7 kontaktusréteget hozunk létre. A 6 kontaktusmaszk pereme célszerűen 0—5 mm. A 7 kontaktusréteg célszerűen 1—10 pm vastag nikkel vagy alumínium, illetőleg 100— 1000 nm vastag titán és 1—10 fim vastag ezüst réteg. A 3.b) ábrán látható módon az 1 szilídumlemez 4 p-n átmentet tartafapazó oldalán réseket tartalmazó 8 kontaktus maszkot alkalmazva katódporlasztási eljárással áramelvezető 9 kontaktusréteget hozunk létre, A 9 kontaktusréteg célszerűen ugyan-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
