[發明專利]與納米結構區域的電接觸

無效

• 申請號: 201280045443.1
• 申請日: 2012-09-19
• 公開（公告）號: CN104145323A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 馬西·R·布萊克;喬安妮·福齊亞蒂;邁克爾·朱拉;杰夫·米勒;布賴恩·默菲;亞當·斯坦德利
• 申請（專利權）人: 班德加普工程有限公司
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L21/20;H01L21/205
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周李軍;萬雪松

相關申請交叉引用

本申請要求2011年9月19提交的美國臨時申請序列號61/536,243的優先權，所述申請全文通過引用結合。

發明背景

納米線陣列正越來越多地用于多種應用。例如，參見美國專利申請號20090256134。示例性硅納米線陣列可由100nm級直徑、數微米級高度且近似圓柱形或截頭圓錐形的硅納米線集合組成。納米線的軸近似相互平行。各自在末端連接到硅基片，并且很粗略地垂直于基片。

在硅基片上面的硅納米線陣列可改變本體硅基片的光電性質。例如，硅納米線陣列減小硅基片的反射，減小在入射光在出射角上的反射，并以類似于太陽能電池中所用的傳統角錐或光捕獲機制的方式增加硅的吸收。

與本體體硅比較，硅納米線的一些改變的光電性質對太陽能電池是有益的。然而，為了形成太陽能電池，p-n結的兩側需要連接到外界。遺憾的是，接觸納米線不總是容易的。

用于納米線太陽能電池的一種裝置設計使垂直排列的納米線置于本體(非納米結構)基片的上面。在此設計中，背觸點可很容易從基片的背側制成。然而，更難制作前觸點。

接觸面積越小，接觸電阻越是增加。如果在納米線陣列之上產生觸點，則僅線的端部與金屬接觸，因此，接觸電阻可能不期望地高。太高的接觸電阻不利地影響裝置效率。

對于目前制造的不使用納米線陣列的太陽能電池類型，一般通過絲網印刷產生觸點。絲網印刷穩健，具有高通過量，并且成本低。一般在單獨步驟形成太陽能電池的前觸點和背觸點。對于典型電池設計，將銀施加到前面，將鋁施加到背面。對于前面，通過不銹鋼或聚酯細金屬絲網以通過金屬或聚合物滾軸傳送的可調節和精細控制的力來擠出糊膏。網限定了梳狀(指形線陣列(finger?line?array)和交叉匯流條(crossed?bus?bars))圖形，其設計用以提供足夠導電性，同時使來自金屬線的光學遮蔽最大限度地減小。然后，使糊膏在100-200℃的溫度干燥，以驅除有機溶劑，并在約800℃燃燒，以擴散進入金屬，建立低接觸電阻結。對于背面，在背表面上絲網印刷鋁基糊膏，建立電觸點，并用作背表面場。鋁作為通過細絲網擠出的糊膏而施加，然后在高溫燃燒，以驅除有機溶劑，并擴散進入鋁，建立低接觸電阻結。雖然連續觸點將得到較低電阻，但市售晶片利用具有嵌入式網結構的背觸點，以減少糊膏用量，并使在隨后高溫處理步驟期間的晶片翹曲最大限度地減小。圖案在網中通過光刻限定，但對于較小線寬可利用激光切割金屬模板?？衫媚軌蛞愿弋a量在線連續操作的自動絲網印刷機。這些機器從包、盒或運輸線接受晶片，將它們以足夠的精確度置于網下，并將印刷的晶片傳送到運輸線。絲網印刷的詳細方法描述于參考文獻(1)。

對于太陽能電池金屬化，還開發了電鍍方法作為絲網印刷的替代。方法一般在兩個步驟進行。在第一步驟，通過許多方法（包括激光加工，如美國專利號4,726,850所述，或者通過其它機械方法）將窄槽加工為硅的重度摻雜區域。沉積金屬種層，例如鎳或銅，金屬種層立即接觸硅，并選擇金屬種層以對硅表面具有良好的機械和電接觸。在隨后步驟，通過電鍍使線變粗，以增加線導電性。第二層可包含不同的金屬，例如銀，且可選擇各步驟的工藝參數，以優化裝置的總體性能。其中沒有金屬觸點的區域可用低摻雜且鈍化的發射體覆蓋。用于金屬種層的激光限定槽的線寬可以為25-50微米，相對于絲網印刷方法減小光學遮蔽損失。或者，將氮化硅層用光刻法掩蔽，并蝕刻貫通。去除光致抗蝕劑，SiN用作在下面的硅上電沉積的掩模。然后在蝕刻氮化硅處電沉積金屬。遺憾的是，這兩種電鍍方法都需要光刻或昂貴的圖案化技術。

需要與表面的納米結構部分產生電觸點的改進技術。

發明概述

在一個實施方案中，提供在表面上具有納米結構材料的基片。從表面的一部分去除納米結構材料，并在從中去除了納米結構材料的表面部分內沉積電觸點。

在一些實施方案中，提供一種接觸納米結構表面的方法。在該方法中，提供在表面上具有納米結構材料的基片，基片為導電性，并且納米結構材料用電絕緣材料涂覆。至少部分去除納米結構材料的一部分。以導體通過已至少部分去除納米結構材料的區域與基片電接觸的方式，在基片上沉積導體。

在某些實施方案中，經處理的基片和納米結構材料包含硅。在某些實施方案中，在所公開方法中使用的納米結構材料包含多孔硅。在某些實施方案中，在所公開方法中使用的納米結構材料包括納米線，可包括納米線陣列。在某些實施方案中，在所公開方法中使用的納米結構材料包含二氧化硅。在所公開方法中使用的電絕緣材料可包含氧化鋁。