專利名稱：具有用于錨固接觸端子的多孔半導(dǎo)體區(qū)域的光伏電池、電解和蝕刻模塊以及相關(guān)生產(chǎn)線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的解決方案涉及光伏應(yīng)用領(lǐng)域。更具體而言，這一解決方案涉及光伏電池。此外，根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施例的解決方案涉及電解エ藝領(lǐng)域以及蝕刻エ藝領(lǐng)域。更具體而言，這些解決方案涉及電解模塊(例如，用于執(zhí)行陽(yáng)極氧化處理和淀積處理)和蝕刻模塊，其例如用在光伏電池生產(chǎn)線中。
背景技術(shù)：
通常采用光伏電池來(lái)將光能轉(zhuǎn)換成電能(又稱為借助太陽(yáng)光使用的太陽(yáng)能電池)。最常見的太陽(yáng)能電池類型是以半導(dǎo)體基板(例如，由硅構(gòu)成)為基礎(chǔ)的，其中，在基板的正面和背面之間形成PN結(jié)；被基板的正面吸收的太陽(yáng)光產(chǎn)生電荷(即，電子-空穴對(duì))，由此向外部負(fù)載提供對(duì)應(yīng)的電流。 每一太陽(yáng)能電池通常具有處于正面上的正面接觸端子和位于背面上的背面接觸端子，這些端子用于太陽(yáng)能電池至外部負(fù)載的連接。背面接觸端子可以延伸遍及整個(gè)背面(因?yàn)樘?yáng)光通常無(wú)法抵達(dá)背面)，因而其可以相對(duì)較薄。相反，應(yīng)當(dāng)使正面接觸端子維持盡可能小，從而限制其遮蔽正面的陽(yáng)光(例如，采用具有窄接觸條的格柵的形式)；因此，正面接觸端子應(yīng)當(dāng)相對(duì)較厚(以降低其沿正面上的接觸條的電阻)。本領(lǐng)域已知的各種太陽(yáng)能電池的ー個(gè)問(wèn)題在于難以將接觸端子保持固定到基板上，尤其是對(duì)于正面接觸端子，因?yàn)槠涑叽缧?，厚度大。?shí)際上，即使每一接觸端子輕微失去粘附也會(huì)涉及其接觸電阻的不均勻性或不穩(wěn)定性，從而導(dǎo)致電流集中在接觸端子的其余部分上；結(jié)果，接觸端子隨著其逐漸失去粘附而發(fā)熱。所有上述問(wèn)題都對(duì)太陽(yáng)能電池的效率具有不利影響。出于這ー目的提出了幾項(xiàng)改善基板上的正面接觸端子(以及背面接觸端子)的粘附的技木。例如，ー項(xiàng)已知的技術(shù)基于施用金屬糊料(例如，通過(guò)絲網(wǎng)印刷法)，之后執(zhí)行焙燒處理(以便將所述金屬糊料錨固到所述基板上)。然而，所述焙燒處理要求應(yīng)用非常高的溫度(400-750° C的量級(jí)左右)，這將對(duì)太陽(yáng)能電池引起機(jī)械應(yīng)カ(因?yàn)槠洳牧系牟煌瑹崤蛎浵禂?shù))。因此，必須使太陽(yáng)能電池保持相對(duì)較厚(例如，具有至少150-200 iim的厚度)，以承受這些機(jī)械應(yīng)カ而不發(fā)生破裂。金屬糊料的應(yīng)用還涉及到高制造成本。此外，金屬糊料提供了相對(duì)較高的接觸端子電阻(其對(duì)太陽(yáng)能電池的效率存在不利影響)。而另ー種已知技術(shù)則基于在基板的正面上形成溝槽(例如，通過(guò)激光燒蝕處理)，之后向其中淀積金屬層；這些溝槽相對(duì)較深(例如3-60 iim)，從而將如此獲得的正面接觸端子(至少部分地)掩埋到基板內(nèi)(由此保持機(jī)械錨固到所述基板)。然而，所述溝槽將使太陽(yáng)能電池的機(jī)械結(jié)構(gòu)變?nèi)?。因此，如上所述，必須使太?yáng)能電池保持相對(duì)較厚(以避免其破裂)。也有在太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)中采用多孔硅的，從而在基板的正面上形成抗反射涂層(ARC)。
例如，Vinod 等人，"The ohmic properties andcurrent-voltagecharacterIsties of The screen-printed silicon solar cells withporoussilicon surface", Solid State Communications, Pergamon, GBLNKD-DOI:10. 1016/J. SSC. 2009. 02. 019，vol. 149，no. 23-24，pages957_961, XP026098082 ISSN: 0038-1098 (通過(guò)引用將其公開全文并入本文)指出可以通過(guò)Ag糊料絲網(wǎng)印刷步驟并繼之以對(duì)其的焙燒(在725° C)形成接觸端子，從而在此條件下制造太陽(yáng)能電池；之后通過(guò)對(duì)n+-Si表面的電化學(xué)蝕刻形成多孔硅(在大多數(shù)情況下Ag接觸不具備任何保護(hù)涂層)?；蛘?為了避免對(duì)應(yīng)的問(wèn)題)，該文獻(xiàn)還指出，可以首先形成多孔硅，隨后在其上形成Ag接觸；之后執(zhí)行700-825° C的焙燒步驟，并繼之以450° C的退火步驟，以促進(jìn)Ag和n+_Si之間的歐姆接觸的形成(通過(guò)促使Ag接觸中含有的熔融態(tài)玻璃粉幾乎完全貫穿所述多孔硅層的整個(gè)厚度，由此建立長(zhǎng)釘狀直接Ag-Si互連)。Vinod等人的文獻(xiàn)明確指出必須在非常高的溫度上執(zhí)行焙燒步驟(因?yàn)椤?00° C的低溫焙燒不足以徹底潤(rùn)濕和蝕刻多孔硅膜的整個(gè)厚度”)。在冷卻的同吋，Ag/Si層再結(jié)晶，從而建立了預(yù)期的歐姆接觸。采用恒定處理參數(shù)(即電流密度)執(zhí)行形成多孔硅的步驟。此外，所述再結(jié)晶過(guò)程(尤其是諸如Ag/Si層的合金的再結(jié)晶過(guò)程)通常產(chǎn)生同構(gòu)結(jié)構(gòu)(例如，參考B.Arzamasov, Material Science Edit,MirPublisner Moscow, English translation1989，chapter 4. 3, page 91，ISBN5-03-000074-7，通過(guò)引用將該公開文獻(xiàn)全文并入本文，該文獻(xiàn)中闡述了 “將再結(jié)晶理解為具有較低數(shù)量的結(jié)構(gòu)缺陷的新晶粒的成核和生長(zhǎng)；再結(jié)晶將導(dǎo)致全新的而且最通常為等軸的晶體的形成”并且闡述了“作為規(guī)律，再結(jié)晶合金在其特性方面是均勻性的，其未顯示出任何各向異性”)。此外，在多孔硅形成之后使其受到高溫作用傾向于降低淺表孔隙度(例如，參考M. Baner jee et al. , " Thermal annealing ofporous silicon todevelop a quasi monocrystalI me structure , J Mater Sci: MaterElectron (2009) 20:305-311 DOI 10. 1007/sl0854-008_9725-y，通過(guò)引用將該公開文獻(xiàn)全文并入本文，在該文獻(xiàn)中闡述了在熱處理之后“將多孔硅轉(zhuǎn)換成了具有光滑表面以及主體內(nèi)嵌入了很少的空隙的類單晶多孔硅”)。此外，US-A-2009/0188553 (通過(guò)引用將該公開文本全文并入本文)提出了采用正面上的多孔硅層避免所產(chǎn)生的電荷的復(fù)合?；蛘?，可以采用多孔硅層吸取基板的雜質(zhì)；在這種情況下，對(duì)基板退火，從而使雜質(zhì)擴(kuò)散到多孔硅層內(nèi)，之后將所述多孔硅層去除。該文獻(xiàn)還提出在促進(jìn)黏著的多孔硅層上電鍍正面接觸端子。出于這一目的，在正面上形成溝槽；之后在溝槽內(nèi)形成多孔硅層，從而為接下來(lái)的對(duì)應(yīng)掩埋電接觸的電鍍提供粘附促進(jìn)表面(在所述背面上也可以形成另ー多孔硅層，從而使其鈍化，隨后開出窗ロ，從而通過(guò)淀積在這ー鈍化層之上的金屬化層接觸所述基板)。在另ー實(shí)施例中，將金屬化層直接淀積在形成于整個(gè)背面上的多孔硅層上；在這種情況下，在對(duì)應(yīng)的電接觸區(qū)域上電鍍正面接觸端子，所述電接觸區(qū)域是通過(guò)對(duì)其上施加了空穴清除劑層的光催化劑層進(jìn)行有選擇地輻射而獲得的。最后，在ー個(gè)不同的實(shí)施例中，通過(guò)電鍍對(duì)應(yīng)的前體電接觸而形成正面接觸端子；所述前體電接觸是通過(guò)絲網(wǎng)印刷和蝕刻過(guò)程形成于多孔硅層上的。然而，這些技術(shù)都面臨著相同的如上文所述的缺點(diǎn)，即，由溝槽導(dǎo)致了機(jī)械結(jié)構(gòu)的變?nèi)?其要求使太陽(yáng)能電池保持相對(duì)較厚)，并且電接觸區(qū)域或前體電接觸的形成導(dǎo)致了高制造成本。
在完全不同的應(yīng)用中也會(huì)用到多孔硅。例如，在W0/2007/104799A1 (通過(guò)引用將其公開內(nèi)容全文并入本文)中，在基板上形成多孔硅層，以促進(jìn)形成于其上的引線的提升，從而獲得對(duì)應(yīng)的互連元件(在去除了基板之后)。出于這一目的，將所述多孔硅層配置為允許引線的一部分從基板上剝離，但是同時(shí)避免了其完全脫離；具體而言，所述多孔硅層具有的孔隙度優(yōu)選隨著移向其將要升高的部分而降低。在任何情況下，所述多孔硅層都相對(duì)較厚(例如，至少2 y m)，其孔隙度也可以隨著移向基板內(nèi)而降低(產(chǎn)生基板變?nèi)鯇⒉辉偈签`個(gè)問(wèn)題，因?yàn)橥ǔＴ谛纬缮叩囊€之后會(huì)將其去除)。

發(fā)明內(nèi)容
概括來(lái)講，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的解決方案基于這樣ー種思想，S卩，采用多孔硅將接觸端子錨固到太陽(yáng)能電池的(或者更一般而言的光伏電池的)基板上。此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的解決方案基于這樣ー種思想，即，采用動(dòng)態(tài)彎液面實(shí)現(xiàn)電解模塊或蝕刻模塊(也可以采用所述電解模塊和/或蝕刻模塊實(shí)施光伏電池的生產(chǎn)線)。 具體而言，在獨(dú)立權(quán)利要求中闡述了根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的解決方案的ー個(gè)或多個(gè)方面，在從屬權(quán)利要求中闡述了該解決方案的有利特征，所述解決方案的文字將通過(guò)引用逐字并入到所述從屬權(quán)利要求中(參照根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的解決方案的具體方面提供的任何有利特征加以必要的變更都適用于所述解決方案的所有其他方面)。更具體而言，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的解決方案的ー個(gè)方面提供了ー種包括由半導(dǎo)體材料(例如，娃)制成的基板的光伏電池(或太陽(yáng)能電池)。所述光伏電池包括多個(gè)接觸端子；每ー個(gè)接觸端子布置在所述基板的對(duì)應(yīng)接觸區(qū)上，用于收集由光在所述基板內(nèi)產(chǎn)生的電荷(例如，在所述基板的正面和/或背面上)。對(duì)于ー個(gè)或多個(gè)所述接觸區(qū)而言，所述基板包括至少ー個(gè)從所述接觸區(qū)延伸到所述基板內(nèi)的用于將整個(gè)對(duì)應(yīng)的接觸端子錨固到所述基板上的多孔半導(dǎo)體區(qū)域(例如，多孔硅)。在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的一個(gè)解決方案中，每ー個(gè)多孔半導(dǎo)體區(qū)域的孔隙度隨著背離接觸區(qū)向基板內(nèi)移動(dòng)而減小。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的解決方案的另一方面提供了ー種蝕刻模塊，用于對(duì)基板執(zhí)行蝕刻過(guò)程(例如，用于對(duì)這些光伏電池進(jìn)行處理)。所述蝕刻模塊包括蝕刻頭。而所述蝕刻頭又包括具有操作表面的支持元件。所述蝕刻頭然后包括一個(gè)或多個(gè)用于將蝕刻溶液輸送到所述操作表面上的輸送ロ。所述蝕刻頭還包括ー個(gè)或多個(gè)用于抽吸所輸送的蝕刻溶液的抽吸口(將所述操作表面上的輸送ロ完全包圍)；通過(guò)這種方式，在與所述基板的對(duì)應(yīng)部分接觸時(shí)，在所述操作表面上形成動(dòng)態(tài)彎液面。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的解決方案的另一方面提供了ー種用于對(duì)基板執(zhí)行電解過(guò)程(例如，陽(yáng)極氧化處理或淀積過(guò)程)的電解模塊(例如，用于處理這些光伏電池)。所述電解模塊包括ー組處理頭。而每ー處理頭又包括具有操作表面的支持元件。所述處理頭又包括ー個(gè)或多個(gè)用于將溶液輸送到所述操作表面上的輸送ロ(所述支持元件至少部分地由導(dǎo)電材料制成，以實(shí)現(xiàn)與溶液的接觸)。所述處理頭還包括一個(gè)或多個(gè)用于抽吸所輸送的溶液的抽吸口(在所述操作表面上圍繞所述輸送ロ布置)；通過(guò)這種方式，在與所述基板的對(duì)應(yīng)部分接觸時(shí)，在所述操作表面上形成動(dòng)態(tài)彎液面。所述處理頭之ー是用于提供電解溶液的動(dòng)態(tài)彎液面的電解頭。所述電解模塊還包括用于通過(guò)所述電解頭向所述電解溶液施加第一偏壓的第一偏置裝置以及用于向所述基板施加第二偏壓的第二偏置裝置。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的解決方案的另一方面提供了一種用于制造這些光伏電池的生產(chǎn)線。所述生產(chǎn)線包括蝕刻站；而所述蝕刻站又包括ー組上述蝕刻模塊，每ー個(gè)蝕刻模塊用于清理出當(dāng)前處于所述蝕刻站內(nèi)的每ー基板上的接觸區(qū)的對(duì)應(yīng)部分。此外或者作為替代，所述生產(chǎn)線還包括陽(yáng)極氧化站；所述陽(yáng)極氧化站又包括ー組上述電解模塊，每ー個(gè)電解模塊用于在當(dāng)前處于所述陽(yáng)極氧化站內(nèi)的每ー基板的接觸區(qū)內(nèi)形成多孔半導(dǎo)體區(qū)域的對(duì)應(yīng)部分。此外或者作為替代，所述生產(chǎn)線還包括淀積站；所述淀積站又包括ー組如上所述的另ー電解模塊，每ー個(gè)所述另ー電解模塊用于在當(dāng)前處于所述淀積站內(nèi)的每ー基板的接觸區(qū)上形成接觸端子的對(duì)應(yīng)部分。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的解決方案的另一方面提供了一種制造光伏電池的過(guò)程。具體而言，所述過(guò)程包括提供由半導(dǎo)體材料制成的基板的步驟，所述基板具有吸收光的 正面。之后，形成至少ー個(gè)正面接觸端子；所述接觸端子布置在所述正面的正面接觸區(qū)上，用于收集由光在所述基板內(nèi)產(chǎn)生的電荷。在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的一個(gè)解決方案中，所述正面接觸區(qū)和所述正面接觸端子具有平的輪廓。形成至少ー個(gè)正面接觸端子的步驟包括形成至少ー個(gè)正面多孔半導(dǎo)體區(qū)域，所述正面多孔半導(dǎo)體區(qū)域從所述正面接觸區(qū)延伸到所述基板內(nèi)，從而將所述整個(gè)正面接觸端子錨固到所述基板上。所述過(guò)程還包括化學(xué)淀積所述正面接觸端子。在本發(fā)明的實(shí)施例中，還可以通過(guò)執(zhí)行同樣的步驟而在所述基板的(與其正面相對(duì)的)背面上形成至少ー個(gè)背面接觸端子。


通過(guò)參考下述具體實(shí)施方式
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的解決方案及其額外特征和優(yōu)點(diǎn)將得到最好的理解，所述具體實(shí)施方式
純粹是通過(guò)非限制性指示給出的，并且應(yīng)當(dāng)結(jié)合附圖來(lái)讀(其中，采用等同或相似的附圖標(biāo)記表示對(duì)應(yīng)的要素，出于簡(jiǎn)捷的原因?qū)⒉恢貜?fù)對(duì)它們的解釋)。在這一點(diǎn)上，要明確指出，附圖未必是按比例描繪的(可能夸大和/或簡(jiǎn)化了一些細(xì)節(jié))，除非另有陳述，否則只是采用其對(duì)文中描述的結(jié)構(gòu)和程序進(jìn)行概念上的舉例說(shuō)明。具體而言圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的太陽(yáng)能電池的簡(jiǎn)化截面圖，圖2A-2H示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的太陽(yáng)能電池制造過(guò)程的主要階段，圖3A示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的多孔硅區(qū)域的掃描電子顯微照片，圖3B示出了根據(jù)本發(fā)明的另ー實(shí)施例的多孔硅區(qū)域的示意性截面圖，圖4A-圖4B分別示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的可以用于處理太陽(yáng)能電池的處理頭的簡(jiǎn)化截面圖和底視圖，圖5A-5B示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于制造這ー處理頭的過(guò)程的主要階段，圖6A-6B示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的可以用來(lái)在不同的操作條件下處理太陽(yáng)能電池的示范性蝕刻模塊，圖7A-7C示出了根據(jù)本發(fā)明的對(duì)應(yīng)實(shí)施例的可以用來(lái)在不同的操作條件下處理太陽(yáng)能電池的示范性陽(yáng)極氧化模塊，圖8A-8C示出了根據(jù)本發(fā)明的對(duì)應(yīng)實(shí)施例的可以用來(lái)在不同的操作條件下處理太陽(yáng)能電池的兩個(gè)示范性淀積模塊，
圖9A示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的太陽(yáng)能電池生產(chǎn)線的示意性方框圖，以及圖9B-圖9Q示出了根據(jù)本發(fā)明的對(duì)應(yīng)實(shí)施例的這一生產(chǎn)線在不同操作條件下的不同示范性架構(gòu)。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參考圖1A，其示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的太陽(yáng)能電池100的簡(jiǎn)化截面圖。具體而言，在娃基板105 (例如，具有156mmX 156mm的尺寸)中制造太陽(yáng)能電池100。基板105具有在太陽(yáng)能電池100的操作過(guò)程中暴露于陽(yáng)光下的正面(上表面)和與之相反的背面(下表面)。基板105包括上面的N型層115和下面的P型層120，它們形成了(冶金)PN結(jié)(基板105的正面和背面分別是由所述N型層115的露出表面和所述P型層120的露出表面界定的)。
分別在基板105的正面和背面上形成正面接觸端子Tf (或更多)以及背面接觸端子Tb (或更多)，以收集通過(guò)太陽(yáng)光在基板105內(nèi)產(chǎn)生的電荷。典型地，所述正面接觸端子Tf 在基板105的正面的小接觸區(qū)122上延伸，所述接觸區(qū)是通過(guò)穿透基板105的保護(hù)層123打開的對(duì)應(yīng)接觸窗ロ而露出的(從而限制其對(duì)正面陽(yáng)光的遮蔽)；例如，正面接觸端子Tf具有帶有多個(gè)窄接觸條(遍布整個(gè)太陽(yáng)能電池延伸，例如，具有5-200 u m的寬度)的格柵結(jié)構(gòu)，所述的窄接觸條連接至一對(duì)更大的接觸條或總線(例如，具有0.5-3_的寬度)。因此，正面接觸端子Tf相對(duì)較厚(例如，具有10-50 u m的厚度)，從而(沿基板105的正面上的其接觸條和接觸總線的長(zhǎng)度)降低對(duì)應(yīng)的電阻。相反，背面接觸端子Tb通常遍布基板105的整個(gè)背面(在這樣的情況下太陽(yáng)光無(wú)論如何都無(wú)法抵達(dá)該表面)延伸，對(duì)其尺寸和厚度不存在任何限制。在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的解決方案中，多孔硅區(qū)域125 (或更多)從基板105內(nèi)的接觸區(qū)122開始(在正面接觸端子Tf之下)延伸，在下文中將對(duì)此予以詳細(xì)說(shuō)明。多孔硅區(qū)域125有力地增強(qiáng)了整個(gè)正面接觸端子Tf在接觸區(qū)122上的粘附；因此，將正面接觸端子Tf牢固地錨固在了基板105上，由此保證了穩(wěn)定的接觸電阻。此外，本發(fā)明的發(fā)明人出乎其意料地推定出，通過(guò)這種方式即使正面接觸端子Tf和基板105的正面都是平的也能夠使正面接觸端子Tf保持錨固在基板105的正面上，而不管正面接觸端子Tf的尺寸和/或厚度如何。下文采用的詞“平的”是指基板105的正面沒(méi)有像現(xiàn)有技術(shù)中那樣具有用于增加粘附的任何凹槽(其寬度和/或深度的大小量級(jí)分別與正面接觸端子Tf的尺寸(即，寬度和尺寸)相同)。自然地，這并不排除在基板105的正面上具有非常小的不規(guī)則性(即，其寬度和/或深度比正面接觸端子Tf的尺寸小至少ー個(gè)或兩個(gè)數(shù)量級(jí))；例如，其通常發(fā)生在使基板105的正面織構(gòu)化(例如，通過(guò)各向異性蝕刻處理)，以降低其在太陽(yáng)光的主波長(zhǎng)上的反射率吋。所有的上述條件實(shí)現(xiàn)了對(duì)非常薄的基板105進(jìn)行加工，以制作太陽(yáng)能電池100(例如，具有20-100 iim的厚度)，這對(duì)其成本具有有利的作用。與此同時(shí)，多孔硅區(qū)域125還起著基板105的雜質(zhì)(例如，金屬和氧)吸收中心的作用；其延長(zhǎng)了基板105內(nèi)的電子和空穴的壽命。因此，上述解決方案對(duì)太陽(yáng)能電池100的光生電荷(即，電子和空穴)的壽命具有有利影響。或者或此外，多孔硅區(qū)域130 (或更多)可以以類似方式從基板105的背面延伸于背面接觸端子Tb之下。如上所述，多孔硅區(qū)域130有力地增強(qiáng)了整個(gè)背面接觸端子Tb的粘附，從而(在充當(dāng)基板105的雜質(zhì)吸收中心的作用之外)將背面接觸端子Tb也牢固地錨固到基板105上。在這兩種情況下，由多孔硅區(qū)域125、130提供的提高的粘附性都允許利用化學(xué)(或濕法)淀積處理制作正面和/或背面接觸端子Tf、Tb，而不存在任何使其從基板105上脫離的風(fēng)險(xiǎn)(從而確保了穩(wěn)定的接觸電阻)。因此，有可能降低太陽(yáng)能電池100在其制造過(guò)程中受到的溫度(例如，在室溫下進(jìn)行加工，或者無(wú)論如何都低于300-350° C)，從而避免或者至少有力地降低了太陽(yáng)能電池100上的任何機(jī)械應(yīng)カ(由太陽(yáng)能電池的各種材料的不同熱膨脹系數(shù)導(dǎo)致的)。其進(jìn)ー步降低了太陽(yáng)能電池100的制造成本，并且顯著降低了接觸端子Tf、Tb的電阻，其相應(yīng)地提高了太陽(yáng)能電池100的效率。現(xiàn)在參考圖2A-2H，其示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于制造這一太陽(yáng)能電池的過(guò)程的主要階段。如圖2A的例子所示，所述制造過(guò)程開始于界定太陽(yáng)能電池的基板105的(具有單晶類型或多晶類型的)硅晶片；所述晶片105為P導(dǎo)電類型(例如，具有1-3 Q cm的電阻率)。任選地，也可以形成從晶片105的背面延伸的高度摻雜P型接觸層(圖中未示出)(從而提供與對(duì)應(yīng)的背面接觸端子的良好的歐姆接觸)。可以使多孔硅區(qū)域130在晶片105的整個(gè)延展范圍內(nèi)以0.05-1 iim (例如0.3 iim)的深度從所述背面延伸到晶片105內(nèi)。出于這ー目的，對(duì)晶片105進(jìn)行陽(yáng)極處理(將在下文中對(duì)此詳細(xì)描述)，其中，在電解池中將晶片105用作陽(yáng)極(其相對(duì)于電解池的陰極的負(fù)電壓處于正電壓上)。所述制造過(guò)程繼續(xù)至圖2B，其中，使所述N型層115從所述正面延伸到晶片105內(nèi)(例如，通過(guò)擴(kuò)散或注入過(guò)程);通過(guò)這種方式，晶片105的其余部分界定了 P型層120 (其與靠近晶片105的正面掩埋在晶片105內(nèi)的N型層115形成了期望的PN結(jié))。例如，N型層115具有0.2-1. 5 iim (例如0.3-0. 7 iim)的深度。N型層115的摻雜濃度具有高斯分布，其在晶片105的正面處從峰值開始降低直到在與P型層120的界面處達(dá)到與P型層120相同的值。所述N型層115的峰值摻雜濃度優(yōu)選為5 .1(^-2.102°個(gè)原子/cm3。否則，在N型層115的摻雜濃度低于I *1019個(gè)原子/cm3時(shí)，優(yōu)選形成從所述正面延伸至所述晶片105內(nèi)的ー個(gè)或多個(gè)高度摻雜的N型接觸區(qū)(圖中未示出)(其對(duì)應(yīng)于所述正面接觸端子，從而提供與所述端子的良好歐姆接觸)；例如，這些N型接觸區(qū)具有2-3 的深度以及I IO2tl-I IO21個(gè)原子/cm3的峰值摻雜濃度(從晶片105的正面開始)。參考圖2C，在對(duì)N型層115的擴(kuò)散處理過(guò)程中，分別在晶片105的正面和背面上形成了薄氧化物層205和薄氧化物層210。之后，在氧化物層205上應(yīng)用抗反射涂層215 (其中，氧化物層210和抗反射涂層215形成了晶片105的正面的保護(hù)層123);例如，抗反射涂層215由氮化硅(Si3N4)構(gòu)成，其通常是通過(guò)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積(PECVD)エ藝淀積的。之后，通過(guò)(例如)將晶片105浸入到緩沖氫氟酸(HF)溶液中去除晶片105的背面上的氧化物層210。
繼續(xù)至圖2D，通過(guò)無(wú)電鍍淀積過(guò)程在晶片105的背面上(S卩，在多孔硅區(qū)域130上)制作薄金屬層220 ;例如，所述薄金屬層220由具有0. 1-2 iim的厚度的鎳(Ni)構(gòu)成。如圖2E所示，在保護(hù)層123 (即氧化物層205和抗反射涂層215)中開出用于正面接觸端子的接觸窗ロ ；例如，這ー接觸窗ロ是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)光刻處理形成的(其中，以光刻的方式使光致抗蝕劑層圖案化，以獲得對(duì)應(yīng)的光致抗蝕劑掩模，之后通過(guò)(例如)干法或濕法蝕刻過(guò)程將不受光致抗蝕劑掩模保護(hù)的抗反射涂層215和氧化物層205蝕刻掉)。所述接觸窗ロ露出了晶片105的正面的對(duì)應(yīng)接觸區(qū)122，其可能為N型接觸區(qū)(圖中未示出)。之后在接觸區(qū)122中形成從所述正面延伸至晶片105內(nèi)的多孔硅區(qū)域125，例如，其具有0. 05-1 u m的深度(例如，0. 2um)0出于這ー目的，使晶片105再次受到陽(yáng)極處理(將在下文中詳細(xì)描述)，其中，在電解池(其 中的電解液不損害抗反射涂層215或者采用圖中未示出的光致抗蝕劑掩模保護(hù)抗反射涂層215)中將晶片105用作陽(yáng)極(處于正電壓);就這ー方面而言，應(yīng)當(dāng)指出施加到晶片105的背面上的正電壓使PN結(jié)120-115正向偏置，因而不與陽(yáng)極處理發(fā)生干擾。來(lái)看圖2F，通過(guò)無(wú)電鍍淀積過(guò)程在晶片105的正面上(即，在多孔硅區(qū)域125上以及去除了可能的保護(hù)掩模的抗反射涂層215上)形成薄金屬層225 ;例如，上述薄金屬層225由具有0. 1-1 u m的厚度的鎳構(gòu)成。任選地，現(xiàn)在使晶片105受到快速熱退火處理，從而在多孔硅層130和薄金屬層220之間的界面上以及多孔硅區(qū)域125和薄金屬層225之間的界面上形成硅化鎳(Ni2Si)層(以降低對(duì)應(yīng)的接觸電阻);在相對(duì)較低的通常低于350° C的溫度上，在短時(shí)間段內(nèi)執(zhí)行這一退火過(guò)程(例如，在200° C下持續(xù)60秒)。所述制造過(guò)程繼續(xù)至圖2G，其中，在薄金屬層225上形成光致抗蝕劑掩模230，從而使對(duì)應(yīng)于晶片的正面上的接觸窗ロ的部分露出(例如，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)光刻過(guò)程)。在通過(guò)光致抗蝕劑掩模230露出的薄金屬層225上(S卩，在接觸窗口上)形成厚金屬軌跡235，通過(guò)電解淀積過(guò)程(通過(guò)薄金屬層220和225將所需偏壓施加到晶片150上)在所述薄金屬層220上形成厚金屬層240 ;例如，所述厚金屬軌跡235和所述厚金屬層240由具有5_50 y m的厚度的銅(Cu)構(gòu)成。之后，剝離光致抗蝕劑掩模230。現(xiàn)在參考圖2H，對(duì)晶片105的正面實(shí)施干法或濕法蝕刻過(guò)程，直到去除了不受厚金屬軌跡235保護(hù)的薄金屬層225為止，從而使抗反射涂層215露出(例如，通過(guò)干法或濕法蝕刻過(guò)程，其中，所述厚金屬軌跡235起著掩模的作用)。通過(guò)這種方式獲得了預(yù)期的太陽(yáng)能電池100。具體而言，薄金屬層225的其余部分以及位于其頂部的厚金屬軌跡235界定了正面接觸端子Tf ;類似地，薄金屬層220和位于其頂部的厚金屬層240界定了背面接觸端子Tb。上述電解淀積過(guò)程允許在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)獲得非常厚的正面和背面接觸端子Tf> Tb (因此降低了太陽(yáng)能電池100的制造成本)。在這一點(diǎn)上，應(yīng)當(dāng)指出，在(用于執(zhí)行上述電解淀積過(guò)程的)常規(guī)電解池中，采用晶片105作為陰扱。因此，不能將晶片105的偏置所需的對(duì)應(yīng)負(fù)電壓施加到其背面來(lái)形成正面接觸端子Tf的厚金屬軌跡235 (因?yàn)镻N結(jié)120-115將被反向偏置，從而變成了阻斷接觸)；出于這一原因，通過(guò)無(wú)電鍍淀積過(guò)程在晶片105的正面上預(yù)先形成薄金屬層225，從而允許向其施加所需的負(fù)電壓?，F(xiàn)在來(lái)看圖3A-圖3B，可以采用不同的技術(shù)制作各個(gè)多孔硅區(qū)域(在所述晶片的正面上或者在其背面上)。例如，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)陽(yáng)極處理獲得所述多孔硅區(qū)域(其中，在包括富含HF酸的電解液的電解池中采用所述晶片作為陽(yáng)極)。在陽(yáng)極處理的電流密度低于臨界值Jps(取決于多種實(shí)驗(yàn)因素)時(shí)，所述電解液僅與抵達(dá)晶片的暴露表面的空穴發(fā)生反應(yīng)(因而，所述反應(yīng)受到空穴的輸送的限制，而不受其向電解液內(nèi)的離子擴(kuò)散的限制)。當(dāng)然，其要求可在晶片的暴露表面獲得(自由)空穴。當(dāng)在晶片的背面上形成多孔硅區(qū)域吋，顯然可在對(duì)應(yīng)的P型層內(nèi)獲得空穴。相反，當(dāng)在晶片的正面上形成多孔硅區(qū)域吋，對(duì)應(yīng)的N型層和電解液之間的界面起著反向偏置肖特基結(jié)的作用(其耗盡區(qū)的寬度隨著N型層內(nèi)的雜質(zhì)的濃度的提高而降低)。因此，在N型層具有高雜質(zhì)濃度(即至少I *1017個(gè)原子/cm3)吋，N型層內(nèi)的自由空穴能夠通過(guò)量子力學(xué)隧穿穿過(guò)這ー結(jié)的勢(shì)壘；反之，必須要向空穴提供能量，從而使其穿過(guò)勢(shì)壘，例如，可以對(duì)晶片的正面和/或背面進(jìn)行光照。這意味著，如果在黑暗條件下(例如，低于0.2-2 lux，例如，低于I lux)執(zhí)行所述陽(yáng)極處理，那么將只能在具有至少等于I IO17個(gè)原子/cm3的摻雜濃度的N型層的外面部分獲得多孔硅區(qū)域。因此，可以采用N型層的摻雜濃度分布以非常簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確的方式控制多孔硅區(qū)域的深度；要想實(shí)現(xiàn)這一目的，針對(duì)多孔硅區(qū)域的預(yù)期厚度向所述N型層的外面部分提供這ー摻雜濃度，向所述N型層的其余部分提供較低的摻雜濃度就足夠了(因而，在所述N型層的整個(gè)外面部分轉(zhuǎn)換成多孔硅之后，所述陽(yáng)極處理將自動(dòng)停止)。在任何情況下(即，在希望具有較低的深度時(shí)，在N型層具有較高的摻雜濃度時(shí)，或者在對(duì)晶片 照明吋)，可以通過(guò)改變陽(yáng)極處理的長(zhǎng)度控制多孔硅區(qū)域的深度。如此獲得的多孔硅具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)具有由小的孔隙構(gòu)成的隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)。
多孔硅的特性取決于其形態(tài)，其形態(tài)又隨由不同參數(shù)界定的陽(yáng)極處理的狀況而變(例如，所
述長(zhǎng)度、硅的雜質(zhì)濃度和類型、電流密度、電解液類型等)。在這ー背景下，多孔硅的相關(guān)特
性是其孔隙度(PPS%)，相對(duì)于(致密)硅將其定義為f \尸/,.s%=I -.- %
\ Psi其中，Pps是多孔硅的密度，Psi是致密硅的密度(即2. 3g/cm3)?？梢酝ㄟ^(guò)應(yīng)用下
述公式測(cè)得多孔硅密度P PS :
- PePps = Psi ーざゴ其中，可以測(cè)得值Psi (陽(yáng)極處理之前的晶片初始重量)、Pe (陽(yáng)極處理之后的晶片最終重量)和dPS (多孔硅區(qū)域的厚度)，而值S (受到陽(yáng)極處理的晶片的暴露表面的范圍)是已知的。具體而言，孔隙度隨著N型摻雜濃度而提高，隨著P型摻雜濃度而降低。此外，孔隙度隨著電流密度的增加(高于最小值)和/或隨著電解液濃度的降低而増大。作為良好的粘附性(高孔隙度)和良好的機(jī)械穩(wěn)定性(低孔隙度)這兩種對(duì)立要求之間的權(quán)衡結(jié)果來(lái)選擇多孔硅區(qū)域的孔隙度。例如，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，多孔硅的孔隙度處于PPS%=20%-80%的范圍內(nèi)，優(yōu)選處于PPS%=30%-70%的范圍內(nèi)，例如，Pps%=50%。在任何情況下，都應(yīng)當(dāng)使多孔硅區(qū)域保持相對(duì)較?。焕?，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述多孔娃區(qū)域具有低于Iym,優(yōu)選低于0. 5 ii m的厚度,例如,可以是0. 2 ii m。實(shí)際上,通過(guò)這種方式，形成于多孔硅區(qū)域上的接觸端子的金屬穿透到了整個(gè)多孔硅區(qū)域的孔隙內(nèi)，由此使固結(jié)其結(jié)構(gòu)，從而避免了機(jī)械穩(wěn)定性問(wèn)題，并且保證了穩(wěn)定的接觸電阻。在每ー接觸區(qū)內(nèi)優(yōu)選形成在其整個(gè)表面上延伸的單個(gè)多孔硅區(qū)域(遍布具有均勻的孔隙度)；這通過(guò)ー種非常簡(jiǎn)單的方式提供了對(duì)應(yīng)的接觸端子的最佳粘附性?；蛘?，可以在每一接觸區(qū)內(nèi)形成多個(gè)多孔硅區(qū)域。所述多孔硅區(qū)域(其可具有任何形狀，例如，矩形、方形或圓形)遍及所述接觸區(qū)均勻分布。所述接觸區(qū)內(nèi)的多孔硅區(qū)域的濃度決定著其整體的(平均)粘附力。例如，具有IOmm2的尺寸的單個(gè)多孔區(qū)域(由提供20MPa的粘附的多孔硅構(gòu)成)產(chǎn)生(20 IO6) (10 10_6)=200N的粘附カ；采用具有Imm2的尺寸的由提供40MPa的粘附的多孔硅構(gòu)成的5個(gè)多孔區(qū)域?qū)@得相同的結(jié)果，其也將產(chǎn)生(40 IO6) (5 I 10_6)=200N的粘附力。通過(guò)這種方式，有可能使多孔硅區(qū)域的作用(提高粘附性但是降低機(jī)械穩(wěn)定性)與致密硅的作用(保持機(jī)械穩(wěn)定性)交替。在本發(fā)明的另ー實(shí)施例中，多孔硅區(qū)域的粘附性隨著(在所述接觸區(qū)上)從其邊界向內(nèi)移動(dòng)而降低。例如，粘附性從最大值(在接觸區(qū)的邊界處)降低至等于所述最大值的10%-50%，優(yōu)選等于所述最大值的20%-40%的，例如，等于所述最大值的25%-35%的最小值(在接觸區(qū)的中心)。例如，所述接觸區(qū)的邊界處的粘附性可以為150-250MPa左右，而所述接觸區(qū)的中心的粘附性可以是60-90MPa。在從接觸區(qū)的邊界移向其中心的同時(shí)使多孔硅區(qū)域的濃度(即數(shù)量和/或尺寸)降低，由此實(shí)現(xiàn)預(yù)期的結(jié)果。通過(guò)這種方式，有可能在接觸端子的脫離風(fēng)險(xiǎn)最高的位置(即在其邊界處)具有高粘附性，同時(shí)(通過(guò)在接觸端子的脫離風(fēng)險(xiǎn)最低的位置，即，在其中心處減少多孔硅)保證高機(jī)械穩(wěn)定性。作為另ー項(xiàng)改進(jìn)，對(duì)多孔硅區(qū)域的孔隙度進(jìn)行調(diào)整，其方式是隨著遠(yuǎn)離對(duì)應(yīng)的接 觸區(qū)的移動(dòng)使其降低。通過(guò)這種方式，有可能在接觸區(qū)上具有更高孔隙度(從而提高對(duì)應(yīng)的接觸端子的粘附)，在晶片內(nèi)部具有較低的孔隙度(從而保證其機(jī)械穩(wěn)定性)。具體而言，可以將接觸區(qū)上的孔隙度設(shè)置為可能使得晶片不具有機(jī)械穩(wěn)定性的非常高的值；而實(shí)際上，形成于其上的接觸端子的金屬穿透到了多孔硅區(qū)域的孔隙內(nèi)，從而固結(jié)了其結(jié)構(gòu)(同時(shí)將接觸端子錨固到了所述晶片上)。通過(guò)這種方式，有可能以良好的機(jī)械穩(wěn)定性獲得非常高的粘附性，從而保證了穩(wěn)定的接觸電阻。例如，孔隙度從接觸區(qū)域處的PPS%=70%-90% (例如PPS%=75%-85%,比如 Pps%=80%)降低至其最大深度處的 PPS%=10%-30% (例如 Pps%=15%_25%，比如Pps%=20%)?？梢酝ㄟ^(guò)相應(yīng)地改變エ藝參數(shù)(例如，通過(guò)隨著時(shí)間的推移而按照線性規(guī)律降低電流密度)獲得這樣的結(jié)果。具體而言，圖3A示出了在晶片的正面上形成的示范性多孔硅區(qū)域125的電子顯微照片(類似的考慮事項(xiàng)適用于處于晶片的背面上的多孔硅層)。采用按照HF的體積計(jì)量等于9%的電解液濃度，通過(guò)在6s內(nèi)使電流密度從150mA/cm2變化到15mA/cm2，獲得所述多孔硅區(qū)域125 (其中，處于頂部的較高孔隙度區(qū)域較亮，而底部的較低孔隙度區(qū)域則較暗)，所述多孔硅區(qū)域125具有從Pps%=80%到Pps%=30%的孔隙度變化。這ー多孔硅區(qū)域125為由
0.25iim的鎳和20 iim的銅構(gòu)成的正面接觸端子提供了高于210MPa的粘附。作為另ー范例，通過(guò)在6s內(nèi)使電流密度從120mA/cm2變?yōu)閘OmA/cm2，采用按照HF的體積計(jì)量等于25%的電解液濃度獲得另ー多孔硅區(qū)域；所獲得的多孔硅區(qū)域具有從PPS%=80%到Pps%=50%的孔隙度變化。這ー多孔硅(在晶片的背面上采用的)為由0.4pm的鎳和15 的銅構(gòu)成的背面接觸端子提供了高于40-50MPa的粘附。在兩種情況下，所述(正面和后面)接觸端子都經(jīng)受得住標(biāo)準(zhǔn)帶測(cè)試；此外，在將晶片加熱到600° C之后，或者甚至在使其受到從-70° C到200° C的熱沖擊之后，接觸端子都沒(méi)有剝離。任選地，如圖3B的示意性截面圖中所示，晶片105的正面上的多孔硅區(qū)域125(類似的考慮事項(xiàng)適用于晶片105的背面上的多孔硅層)除了包括具有如上所述的受到調(diào)制的孔隙度的外層325e之外，還可以包括具有均勻孔隙度的內(nèi)層325i。所述內(nèi)層325i的孔隙度優(yōu)選包含在外層325e的最大孔隙度和最小孔隙度之間(例如，對(duì)于孔隙度處于PPS%=80%到Pps%=20%的范圍內(nèi)的外層而言，內(nèi)層325i的孔隙度為PPS%=20-40%，優(yōu)選地PPS%=25-35%，例如，PPS%=20%)。例如，可以在上文所述的采用可變エ藝參數(shù)的陽(yáng)極氧化處理(用于形成外層325e)之后立即采用具有恒定エ藝參數(shù)的陽(yáng)極氧化處理(用于形成內(nèi)層325i)來(lái)取得這一結(jié)果。所述內(nèi)層325i優(yōu)選比外層325e厚(例如，等于外層325e的厚度的1_6倍，優(yōu)選等于其1.5-2. 5倍的厚度)；例如，在具有0. 75 iim的厚度的多孔硅區(qū)域125中，外層325e可以為0. 25 u m,內(nèi)層325i可以為0. 5 y m。內(nèi)層325i突出了多孔硅區(qū)域125的吸收效應(yīng)?，F(xiàn)在一起參考圖4A-圖4B，其分別示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的能夠用于處理太陽(yáng)能電池的處理頭400的簡(jiǎn)化截面圖和簡(jiǎn)化底視圖。具體而言,在娃基板405中形成處理頭400。輸送管道410從娃基板405的上表面到其下表面穿越娃基板405 ;輸送管道410終止于基板405的下表面上的對(duì)應(yīng)輸送ロ 412。將輸送泵415連接至硅基板405的上表面上的輸送管道410。抽吸管道420類似地從硅基板405的上表面到其下表面穿越硅基板405。抽吸管道420終止于基板405的下表面上的對(duì)應(yīng)抽吸ロ 422 ;抽吸ロ 422具有類似于框架的形狀(例如，具有10-200 u m的寬度)，所述抽吸口圍繞輸送ロ 412布置，從而將輸送ロ 412完全包圍起來(lái)(例如，相隔1-250 iim的距離)。 將抽吸泵425 (具有調(diào)節(jié)閥的真空型)連接至硅基板405的上表面上的抽吸管道420 (例如，通過(guò)肺系統(tǒng))。在工作中，輸送泵415向輸送管道410內(nèi)泵送一般的化學(xué)溶液。之后通過(guò)娃基板405的下表面上的輸送ロ 412輸送所述化學(xué)溶液。同吋，抽吸泵425在抽吸管道420內(nèi)建立低壓(expression)。輸送ロ 412周圍的抽吸口 422處的低壓立即將輸送ロ 412輸送的化學(xué)溶液吸了回來(lái)(而不會(huì)被處理頭400釋放)，如圖中的箭頭所示。因此，所述化學(xué)溶液在硅基板405的下表面上(對(duì)應(yīng)于輸送ロ 412和抽吸口 422)形成了動(dòng)態(tài)液滴430，所述動(dòng)態(tài)液滴430在與基底表面接觸時(shí)將轉(zhuǎn)變成動(dòng)態(tài)彎液面。具體而言，通過(guò)仍然附著在硅基板405下的化學(xué)溶液部分形成了這ー動(dòng)態(tài)液滴430 ;所述動(dòng)態(tài)液滴430處于固定位置,但是(由于化學(xué)溶液從輸送管道410向抽吸管道420的流動(dòng))其內(nèi)容物被持續(xù)地更新?？梢酝ㄟ^(guò)改變輸送管道410輸送的化學(xué)溶液的流入(通過(guò)輸送泵415)和/或抽吸管道420處的低壓(通過(guò)抽吸泵425)而(通過(guò)圖中未示出的對(duì)應(yīng)控制機(jī)構(gòu))動(dòng)態(tài)地控制動(dòng)態(tài)液滴430的尺寸，并且/或者可以通過(guò)設(shè)置抽吸口 422和輸送ロ 412的距離和尺寸而靜態(tài)地對(duì)其加以控制。來(lái)看圖5A-5B，其示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于制造這ー處理頭的過(guò)程的主要階段。如圖5A所示，所述制造過(guò)程開始于兩個(gè)具有相同或不同的N型或P型導(dǎo)電類型的硅晶片505u和505d (例如，具有0. 001-200 Q .cm的電阻率)。穿越(上方)晶片505u (在其上表面和下表面之間)形成ー個(gè)或多個(gè)小的通孔510u ;例如，通過(guò)深反應(yīng)離子蝕刻(DRIE)處理形成通孔510u，其允許獲得圓截面具有小到10 ii m的直徑，并且具有可高達(dá)750 y m的深度的通孔510u。與此同時(shí)，形成從(下方)晶片505d的上表面延伸至該晶片內(nèi)的溝槽520d(例如，通過(guò)濕法蝕刻或等離子體蝕刻過(guò)程)。來(lái)看圖5B，使晶片505u和505d重疊(晶片505u的下表面與晶片505d的上表面接觸)，并且相互對(duì)準(zhǔn)；之后將晶片505u和505d接合到一起(例如，通過(guò)硅熔接過(guò)程)。在這一點(diǎn)上，穿越晶片505d (在晶片505d的下表面和上表面之間)形成通孔510d ;在平面圖中，通孔510d使所有通孔510u都嵌入其內(nèi)(處于溝槽520ad內(nèi)側(cè))，從而通達(dá)至所述通孔。此夕卜，形成從晶片505d的下表面向該晶片內(nèi)延伸的溝槽520bd (例如，通過(guò)DRIE過(guò)程)；在平面圖當(dāng)中，溝槽520bd沿圍繞通孔510d的框架延伸，從而在溝槽520ad的內(nèi)緣附近通達(dá)溝槽520ad ;類似地，形成從晶片505u的上表面延伸至晶片505u內(nèi)的溝槽520u (例如，通過(guò)DRIE過(guò)程)，從而在晶片520u的外緣附近通達(dá)所述溝槽520ad。通過(guò)這種方式，通孔510u和通孔510d界定了處理頭的輸送管道，而溝槽520u、520ad和520bd界定了其抽吸管道。之后，通過(guò)將所述輸送泵和所述抽吸泵(圖中未示出)分別連接至晶片505u的上表面上的通孔510u和溝槽520u而完成了所述處理頭；為了實(shí)現(xiàn)這一目的，將對(duì)應(yīng)的管道連接密封到晶片505u上(例如，通過(guò)焊接或共熔過(guò)程-例如，基于金-硅)。可以通過(guò)ー種非常簡(jiǎn)單的方式制造上述結(jié)構(gòu)。實(shí)際上，在這種情況下，可以通過(guò)穿越分開的(具有降低的厚度的)晶片形成處理頭的不同部件；與此同時(shí)，可以在不存在過(guò)于嚴(yán)格的精度要求的情況下將所述晶片接合到一起。 可以通過(guò)聚合材料(例如，聚偏氟こ烯或PVDF)形成上述處理頭。例如，可以通過(guò)采用上述技術(shù)制作相對(duì)于圖5B的一個(gè)部件具有負(fù)結(jié)構(gòu)的硅犧牲插入件而取得這ー結(jié)果。更具體而言，在兩個(gè)硅晶片仍然分離時(shí)，在將要形成通孔510u的區(qū)域之間穿越上晶片形成小的通孔，在將要形成通孔510d和溝槽520bd的區(qū)域之間穿越下晶片形成大的通孔(具有框架截面)。在將兩個(gè)晶片接合到一起之后，從所述上晶片去掉將要形成通孔510u和溝槽520u的區(qū)域之間的以及圍繞將要形成該溝槽520u的區(qū)域的硅；此外，從下晶片去除圍繞將要形成溝槽520bd的區(qū)域的硅，一直抵達(dá)將要形成溝槽520ad的區(qū)域?，F(xiàn)在將如此獲得的犧牲插入件放置到用于注入模制的壓型器內(nèi)，使其溫度高于將要注入的聚合材料的熔解溫度(例如，對(duì)于PVDF而言為175-200° C)。此時(shí)，在壓力作用下使聚合物材料注入到所述壓型器內(nèi)，以填充所述犧牲插入件的(對(duì)應(yīng)于所希望得到的處理頭的)所有開ロ。使所述壓型器冷卻到室溫，并取出如此獲得的結(jié)構(gòu)。之后，去除所述犧牲插入件(利用相對(duì)于所述聚合物材料具有選擇性的蝕刻過(guò)程)。通過(guò)(在壓型階段或后來(lái)的階段)連接輸送泵和抽吸泵而完成了所述處理頭?？梢杂欣夭捎盟岢龅奶幚眍^簡(jiǎn)化上述太陽(yáng)能電池的制造過(guò)程的幾個(gè)步驟，因?yàn)槠鋭?dòng)態(tài)彎液面允許在晶片的(處于其正面和/或背面的)特定區(qū)域內(nèi)對(duì)晶片進(jìn)行處理。在這一點(diǎn)上，應(yīng)當(dāng)指出，這是第一次提出將動(dòng)態(tài)彎液面用于太陽(yáng)能電池的制造。實(shí)際上，例如，US-A-7. 078344 (通過(guò)引用將其全部公開內(nèi)容并入本文)只描述了將動(dòng)態(tài)彎液面用于實(shí)施選擇性蝕刻過(guò)程，以校正加載過(guò)多的導(dǎo)電材料(在雙大馬士革制造過(guò)程中形成的)的不均勻性；無(wú)論如何，文中描述的對(duì)應(yīng)臨近頭都是由多個(gè)分立的沿平行線或同心圓彼此間隔一定距離的入口和出口形成的。具體而言，圖6A-6B示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示范性蝕刻模塊600(可以采用其清理太陽(yáng)能電池的正面接觸端子的接觸區(qū)122的部分)。從圖6A開始，出于這一目的，蝕刻模塊600包括蝕刻(處理)頭(采用附圖標(biāo)記601表示)，可以向其提供蝕刻溶液(例如，由HF制成)。將晶片105安裝在(例如，基于皮帶的)傳輸系統(tǒng)650上，其在蝕刻模塊600下傳送晶片105。一旦使晶片105的正面與蝕刻頭601的動(dòng)態(tài)液滴接觸(例如，使晶片105朝向蝕刻頭601提升)，那么所述動(dòng)態(tài)液滴將變成動(dòng)態(tài)彎液面630 ;之后，所述動(dòng)態(tài)彎液面630蝕刻抗反射涂層215和氧化物層205。例如，HF在體積上占48%的濃縮溶液所構(gòu)成的動(dòng)態(tài)彎液面630在不到60s內(nèi)完全去除了抗反射涂層215和氧化物層205 (可以通過(guò)(例如)提高蝕刻溶液的溫度和/或改變蝕刻溶液進(jìn)ー步縮短這ー時(shí)間)。通過(guò)這種方式，可以在不需要任何光刻操作的情況下清理出接觸區(qū)122。作為另ー項(xiàng)改進(jìn)，如圖6B所示，與此同時(shí)皮帶650在蝕刻模塊600下傳送晶片105(沿對(duì)應(yīng)的傳送方向，例如，在圖中從左向右)。通過(guò)這種方式，蝕刻頭601在跨越晶片105的對(duì)應(yīng)部分(在其下移動(dòng))時(shí)清理出接觸區(qū)122。因此，可以利用更小的蝕刻頭601將接觸區(qū)122形成為跨越整個(gè)晶片105的條(沿其傳送方向)，接觸區(qū)122僅在傳送方向的橫向上具有相同的尺寸。此外，其允許在不停止晶片(在蝕刻頭601下)的情況下對(duì)一批晶片105連續(xù)處理?，F(xiàn)在參考圖7A-7B，其示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示范性陽(yáng)極氧化模塊700 (可以采用其制作太陽(yáng)能電池的正面接觸端子的多孔硅區(qū)域125的部分)。從圖7A開始，出于這ー目的，陽(yáng)極氧化模塊700包括三個(gè)處理頭(采用附圖標(biāo)記701a、701b和701c表示)。為陽(yáng)極氧化(處理)頭701b提供電解液(例如，富含HF);同吋，將陽(yáng)極氧化頭701b連接至端子703b，端子703b向其基板提供偏壓V-。相反，向偏置(處理)頭701a、701c提供不蝕刻晶片 105的導(dǎo)電溶液(例如，由KCl制成)；同時(shí)，將偏置頭701a和701c連接至公共端子703ac，公共端子703ac向兩個(gè)偏置頭的基板提供偏壓V+ (高于偏壓V-)。將晶片105安裝在(例如，基于皮帶的)傳送系統(tǒng)750上，其在陽(yáng)極氧化模塊700之下傳送晶片105 (沿對(duì)應(yīng)的傳送方向-例如，在圖中從左向右)。處理頭701a、701b、701c沿這ー傳送方向相繼布置。一旦使晶片105的正面分別與每一處理頭701a、701b、701c的動(dòng)態(tài)液滴730a、730b,730c接觸，那么動(dòng)態(tài)液滴730a、730b、730c就將變成對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)彎液面(采用相同的附圖標(biāo)記表示)，實(shí)際上，晶片105要遠(yuǎn)薄于圖中所示，因而當(dāng)處于晶片105以外時(shí)，動(dòng)態(tài)液滴730a-730c將接觸皮帶750。具體而言，在接觸區(qū)122抵達(dá)偏置頭701a和陽(yáng)極氧化頭701b時(shí)(由此分別形成了對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)彎液面730a和730b)，由偏置頭701a和陽(yáng)極氧化頭701b界定了電解池，其中，對(duì)應(yīng)的電流流過(guò)偏置頭701a、動(dòng)態(tài)彎液面730a、N型層115、動(dòng)態(tài)彎液面730b和陽(yáng)極氧化頭701b ;與所述(提供電解液的)動(dòng)態(tài)彎液面730b接觸的N型層115受到了陽(yáng)極氧化，從而形成了多孔硅區(qū)域125的對(duì)應(yīng)部分。繼續(xù)至圖7B，在接觸區(qū)122抵達(dá)偏置頭701c時(shí)(從而形成了對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)彎液面730c)，偏置頭70Ic作為陽(yáng)極添加到了上述電解池上，其中，對(duì)應(yīng)的電流流過(guò)偏置頭70Ic、動(dòng)態(tài)彎液面730c、已經(jīng)形成的多孔硅區(qū)域125、N型層115、動(dòng)態(tài)彎液面730b和陽(yáng)極氧化頭701b。在接觸區(qū)122離開偏置頭701a時(shí)，那么電解池仍然由偏置頭701c和陽(yáng)極氧化頭701b形成。如上所述，使與動(dòng)態(tài)彎液面730b接觸的N型層115陽(yáng)極氧化，從而繼續(xù)形成多孔硅區(qū)域125，直到在接觸區(qū)122離開陽(yáng)極氧化頭701b時(shí)完成了所述多孔硅區(qū)域?yàn)橹?。通過(guò)這種方式，能夠通過(guò)ー種非常簡(jiǎn)單的方式制作多孔硅區(qū)域125 (不必與晶片105通過(guò)其背面發(fā)生接觸)；其還提高了多孔硅區(qū)域125的均勻性，因?yàn)槠浔苊饬巳魏瓮ㄟ^(guò)晶片105的PN結(jié)的電接觸。此外，可以利用更小的處理頭701a-701c將多孔硅區(qū)域125形成為跨越整個(gè)晶片105的條(沿其移動(dòng)方向)，從而有可能在不使晶片(在處理頭701a-701c下)停止的情況下連續(xù)處理ー批晶片?？紤]圖7C，其示出了根據(jù)本發(fā)明的另ー實(shí)施例的示范性陽(yáng)極氧化模塊700’。在這種情況下，陽(yáng)極氧化模塊700’只包括陽(yáng)極氧化頭701b (沒(méi)有任何偏置頭);相反，端子703’通過(guò)接觸晶片背面上的薄金屬層220而向晶片105直接提供相同的偏壓V+。這種實(shí)施方式簡(jiǎn)化了陽(yáng)極氧化模塊700’的結(jié)構(gòu)，因?yàn)槠浒▎蝹€(gè)陽(yáng)極氧化頭701b (以需要更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu)與晶片105的背面接觸為代價(jià))。來(lái)看圖8A-8B，其示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示范性淀積模塊800 (可以采用其借助電解淀積過(guò)程制作太陽(yáng)能電池的正面接觸端子的部分)。從圖8A開始，為了實(shí)現(xiàn)這一目的，淀積模塊800包括三個(gè)處理頭(采用附圖標(biāo)記801a、801b和801c表示)。向淀積(處理)頭801b提供包括所要淀積的金屬(例如，Au 、Ag、Pt、Ni、Cu、Co、Mo、Ru、PdCo、Pd、PdNi)的鹽的電解液。同時(shí)，淀積頭801b連接到向其基底提供偏壓V+’的端子803b。而向偏置(處51)頭801a、801c則提供不蝕刻晶片105的導(dǎo)電溶液(例如，由KCl、或具有有機(jī)酸添加劑以降低對(duì)所淀積的金屬的溶解作用的溶液、或液態(tài)金屬(例如，Hg、Ga)、或?qū)щ娔?例如，非電離的溶液加上金屬納米顆?；蛱技{米管)，或者在交流偏置情況下采用的非電離溶液(例如，去離子水)制成)；同時(shí)，將偏置頭801a和801c連接至向它們兩個(gè)的基板提供偏壓V-’(低于偏壓V+’ )的公共端子803ac。將晶片105安裝在(例如，基于皮帶的)傳送系統(tǒng)850上，其在淀積模塊800下傳送晶片105 (沿對(duì)應(yīng)的傳送方向，例如，在圖中從左向右)。處理頭801a、801b和801c沿這ー傳送方向相繼布置。一旦使晶片105的正面分別與每一處理頭801a、801b、801c的動(dòng)態(tài)液滴830a、830b和830c接觸，動(dòng)態(tài)液滴830a-830c就將變成對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)彎液面(采用相同的附圖標(biāo)記表示)，如上所述，晶片105遠(yuǎn)薄于途中所示，因而在處于晶片105外時(shí)動(dòng)態(tài)液滴830a-830c接觸皮帶850。具體而言，在多孔硅區(qū)域125抵達(dá)偏置頭801a和淀積頭801b時(shí)(由此分別形成了對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)彎液面830a和830b)，由淀積頭801b和基板105界定了電解池，其中，獲得了從基板105到偏置頭801a通過(guò)液體接觸閉合的電路，對(duì)應(yīng)的電流流經(jīng)淀積頭801b、動(dòng)態(tài)彎液面830b、多孔硅區(qū)域125、動(dòng)態(tài)彎液面830a和偏置頭801a ;之后在與動(dòng)態(tài)彎液面830b接觸的多孔硅區(qū)域125上淀積金屬層(提供電解液，其中，連續(xù)不斷地補(bǔ)充金屬鹽)，從而形成正面接觸端子Tf的對(duì)應(yīng)部分。繼續(xù)至圖8B，在多孔硅區(qū)域125抵達(dá)偏置頭801c時(shí)(由此形成了對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)彎液面830c )，偏置頭801c向上述電解池添加電接觸，對(duì)應(yīng)的電流流經(jīng)淀積頭801b、動(dòng)態(tài)彎液面830b、多孔硅區(qū)域125、已經(jīng)形成的正面接觸端子Tf、動(dòng)態(tài)彎液面830c和偏置頭801c。在多孔硅區(qū)域125離開偏置頭801a吋，電解池仍然由淀積頭801b和偏置頭801c形成。如上所述，在與動(dòng)態(tài)彎液面830b接觸的多孔硅區(qū)域125上淀積金屬層，從而繼續(xù)形成正面接觸端子Tf ，直到在多孔硅區(qū)域125離開淀積頭801b而完成其制作為止。以這種方式，通過(guò)整個(gè)電解淀積過(guò)程形成了正面接觸端子Tf，而沒(méi)有必要預(yù)先通過(guò)無(wú)電鍍淀積過(guò)程形成任何薄金屬層(因?yàn)楝F(xiàn)在將使晶片105偏置所需的負(fù)電壓施加到了其正面上)。其允許在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)形成非常厚的正面接觸端子Tf(因而降低了太陽(yáng)能電池的制作成本);例如，正面接觸端子Tf可以由Ni制成，其淀積速率可達(dá)20 UmX分鐘，或者可以由Cu制成，其淀積速率為5-15 iimX分鐘。此外，可以利用更小的處理頭801a-801c將上述正面接觸端子Tf形成為跨越整個(gè)晶片105的條(沿其移動(dòng)方向)，從而有可能在不便晶片(在處理頭801a-801c下)停止不動(dòng)的情況下連續(xù)處理ー批晶片。考慮圖SC，其示出了根據(jù)本發(fā)明的另ー實(shí)施例的示范性淀積模塊800’。采用淀積模塊800’處理上述太陽(yáng)能電池，現(xiàn)在所述太陽(yáng)能電池形成于N型晶片105’(即，具有P型上層115’和N型下層120’)內(nèi)。在這種情況下，淀積模塊800’只包括淀積頭801b (而沒(méi)有任何偏置頭);相反，端子803’通過(guò)接觸晶片背面上的薄金屬層220而直接向晶片105’提供相同的偏壓V-?，F(xiàn)在這種做法成為了可能是因?yàn)槭┘佑诘矸e頭801b (V+’)和晶片105’的背面(V-’)之間的電壓使PN結(jié)115’-120’正向偏置，因而其不干擾淀積過(guò)程。如上所述，這種實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化了淀積模塊800’的結(jié)構(gòu)，因?yàn)槠渲话▎蝹€(gè)淀積頭801b。作為另ー項(xiàng)改進(jìn)，在這兩種情況下(參考圖8A-圖8B和圖8C)，皮帶850也可以同 時(shí)沿正面接觸端子Tf的金屬層的淀積方向?qū)⒕?05、105’從淀積頭801b移開，即垂直移開(例如，通過(guò)使晶片105、105’降低)。通過(guò)這種方式，有可能形成具有伸長(zhǎng)形狀的正面接觸端子Tf，其從晶片105、105’的正面垂直(向上)延伸。此外，傳送系統(tǒng)850還使晶片105、105’橫貫淀積方向移動(dòng)(例如，通過(guò)使其發(fā)生旋轉(zhuǎn));通過(guò)這種方式，有可能獲得正面接觸端子Tf的任何復(fù)雜形狀(例如，螺旋狀)。上述額外特征允許形成具有促進(jìn)其連接的形狀或結(jié)構(gòu)(剛性或彈性的)正面接觸端子Tf ;此外，將通過(guò)ー種非常簡(jiǎn)單的方式獲得這一結(jié)果。現(xiàn)在參考圖9A，其示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)線900的示意性方框圖。具體而言，生產(chǎn)線900包括蝕刻站905、陽(yáng)極氧化站910和淀積站915的流水線；(例如，基于皮帶的)輸送系統(tǒng)950跨越蝕刻站905、陽(yáng)極氧化站910和淀積站915 (沿對(duì)應(yīng)的輸送方向，在圖中為從左向右)連續(xù)輸送一批晶片105、105’。蝕刻站905由ー個(gè)或多個(gè)上述蝕刻模塊(橫貫輸送方向(即圖中的豎直方向)布置)形成，每ー個(gè)刻蝕模塊用于清理出當(dāng)前處于其下的晶片105、105’的接觸區(qū)的對(duì)應(yīng)部分。陽(yáng)極氧化站910由ー個(gè)或多個(gè)上述陽(yáng)極氧化模塊(橫貫輸送方向(即圖中的垂直方向)布置)形成，每ー個(gè)陽(yáng)極氧化模塊用于制作當(dāng)前處于其下的另一晶片105、105’的多孔硅區(qū)域的對(duì)應(yīng)部分。淀積站915由一個(gè)或多個(gè)上述淀積模塊形成(橫貫輸送方向(即沿附圖中的豎直方向)布置)，每ー個(gè)淀積模塊用于制作當(dāng)前處于其下的又一晶片105、105’的(正面和/或背面)接觸端子的對(duì)應(yīng)部分。通過(guò)這種方式，可以在不使晶片105、105’在不同的站905-915下面停止的情況下連續(xù)不斷地處理晶片105、105’。這允許生產(chǎn)線900獲得非常高的呑吐量，從而顯著降低了太陽(yáng)能電池的制造成本；例如，在(第一晶片105、105’通過(guò)整個(gè)生產(chǎn)線900所需的)等待時(shí)間之后，生產(chǎn)線900的吞吐量能夠達(dá)到每小時(shí)3000-4000個(gè)太陽(yáng)能電池。蝕刻站905、陽(yáng)極氧化站910和電鍍站915可以具有不同的架構(gòu)。具體而言，在本發(fā)明的實(shí)施例中(如圖9B所示)，蝕刻站905包括上文所述的用于正面接觸端子的每ー接觸條(在所討論的例子中為七個(gè))的蝕刻模塊600，在當(dāng)前例子中，所述蝕刻模塊的蝕刻頭沿晶片的輸送方向(從左向右)比所述晶片105短。陽(yáng)極氧化站910包括用于正面接觸端子的每ー接觸條的如上所述的陽(yáng)極氧化模塊700，其具有三個(gè)處理頭(即，一個(gè)陽(yáng)極氧化頭和兩個(gè)偏置頭)，所述處理頭沿晶片的輸送方向也短于晶片105。類似地，電鍍站915包括用于正面接觸端子的每ー接觸條的如上所述的電鍍模塊800，所述電鍍模塊具有三個(gè)處理頭(即ー個(gè)電鍍頭和兩個(gè)偏置頭)，所述處理頭沿晶片105的輸送方向也短于所述晶片。
來(lái)看圖9C，在晶片105通過(guò)蝕刻站905吋，每ー蝕刻模塊600清理出晶片105內(nèi)的接觸區(qū)122的對(duì)應(yīng)條帶(接觸區(qū)122的條帶沿晶片的輸送方向跨越整個(gè)晶片105)。現(xiàn)在參考圖9D，在晶片105通過(guò)陽(yáng)極氧化站910時(shí)，每ー陽(yáng)極氧化模塊700在相關(guān)的接觸區(qū)內(nèi)形成多孔硅區(qū)域125的對(duì)應(yīng)條帶(所述多孔硅區(qū)域125的條帶沿晶片的輸送方向跨越整個(gè)晶片105)。最后，如圖9E所示，在 晶片105通過(guò)電鍍站915時(shí)，每ー電鍍模塊800在相關(guān)的多孔硅區(qū)域上形成正面接觸端子Tf的對(duì)應(yīng)接觸條(所述接觸條沿晶片的輸送方向跨越整個(gè)晶片105)。上述結(jié)構(gòu)允許在晶片的抗反射涂層上不存在保護(hù)性光致抗蝕劑掩模的情況下形成正面接觸端子Tf，因?yàn)殛?yáng)極氧化模塊700只在有必要的地方施加電解液(即，在多孔硅區(qū)域的對(duì)應(yīng)條帶上)；此外，在這種情況下，無(wú)論采用什么電解液都可以，而不存在損壞抗反射涂層的危險(xiǎn)。在本發(fā)明的不同實(shí)施例中(如圖9F所示),所述蝕刻站905與上文所述相同。相反，陽(yáng)極氧化站910則包括用于正面接觸端子的所有接觸條的單個(gè)陽(yáng)極氧化模塊700，其三個(gè)處理頭沿橫貫于晶片的輸送方向的晶片105的整個(gè)寬度延伸(S卩，在圖中沿豎直方向延伸)。類似地，電鍍站915包括用于正面接觸端子的所有接觸條的單個(gè)電鍍模塊800，其三個(gè)處理頭沿橫貫晶片的輸送方向的晶片105的整個(gè)寬度延伸。來(lái)看圖9G，如上所述在晶片105通過(guò)蝕刻站905時(shí)，每ー蝕刻模塊600清理出晶片105內(nèi)的接觸區(qū)122的對(duì)應(yīng)條帶(接觸區(qū)122的條帶沿晶片的輸送方向跨越整個(gè)晶片105)?，F(xiàn)在參考圖9H，在晶片通過(guò)陽(yáng)極氧化站910吋，陽(yáng)極氧化模塊700形成所述接觸區(qū)內(nèi)的多孔硅區(qū)域125的所有條帶(多孔硅區(qū)域125的條帶沿晶片的輸送方向跨越整個(gè)晶片105);就這一點(diǎn)應(yīng)當(dāng)指出，盡管陽(yáng)極氧化模塊700作用于整個(gè)晶片105，但是其只對(duì)不受晶片105的保護(hù)層覆蓋的接觸區(qū)生效。最后，如圖91所示，在晶片105通過(guò)電鍍站915時(shí)，電鍍模塊800在多孔硅區(qū)域上形成正面接觸端子Tf的所有接觸條(所述接觸條沿晶片的輸送方向跨越整個(gè)晶片105)。如上所述，盡管電鍍模塊800作用于整個(gè)晶片105上，但是其只對(duì)不受晶片105的保護(hù)層覆蓋的多孔硅區(qū)域生效。上述結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化了生產(chǎn)線(但是，其需要采用不損害晶片105的抗反射涂層的電解液，例如，采用HF濃度低于20%的電解液)。在兩種情況下，都可能采用類似的結(jié)構(gòu)形成正面接觸端子的兩個(gè)接觸總線(在使晶片旋轉(zhuǎn)90°之后，例如，利用對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)平臺(tái))，例如，采用分別布置在上述蝕刻站、陽(yáng)極氧化站和淀積站的下游的另一蝕刻站、陽(yáng)極氧化站和淀積站。在本發(fā)明的另ー實(shí)施例中，(如圖9J所示)，蝕刻站905包括單個(gè)蝕刻模塊600，其具有與整個(gè)正面接觸端子(包括其接觸條和接觸總線)相同的形狀。類似地，陽(yáng)極氧化站910包括單個(gè)陽(yáng)極氧化模塊700’，其具有與整個(gè)正面接觸端子相同的形狀。而電鍍站915則包括與上文相同的電鍍模塊800，其三個(gè)處理頭沿橫貫晶片的輸送方向的晶片105的整個(gè)寬度延伸(在電鍍站915包括用于正面接觸端子的每ー接觸條的三個(gè)分立的處理頭的情況下類似的考慮事項(xiàng)同樣適用)。來(lái)看圖9K，晶片105朝向蝕刻站905移動(dòng)而沒(méi)有與其發(fā)生接觸(例如，因?yàn)槠浔唤档突蛘邫M向相隔一定距離)；在晶片105抵達(dá)蝕刻站905下面的預(yù)期位置時(shí)，使其停止并與蝕刻站發(fā)生接觸(例如，通過(guò)使其向上或者橫向移動(dòng))。通過(guò)這種方式，蝕刻模塊600 —次性(in one shot)地清理出晶片105中的(正面接觸端子的)整個(gè)接觸區(qū)122?，F(xiàn)在參考圖9L，將晶片105從蝕刻站905 (向下或橫向)移開，之后將其移向陽(yáng)極氧化站910 ;在晶片105抵達(dá)陽(yáng)極氧化站910下的預(yù)期位置時(shí)，使晶片停止并使其與陽(yáng)極氧化站接觸(例如，通過(guò)使其朝上或橫向移動(dòng))。通過(guò)這種方式，陽(yáng)極氧化模塊700’ 一次性地形成了接觸區(qū)內(nèi)的整個(gè)多孔硅區(qū)域125。最后，如圖9M所示，晶片105通過(guò)電鍍站915，其中，電鍍模塊800在上述多孔硅區(qū)域上形成整個(gè)正面接觸端子Tf。上述結(jié)構(gòu)允許在單次通過(guò)過(guò)程中形成具有任何形狀的多孔硅區(qū)域，其對(duì)電解液不 存在任何要求(但是其不允許在不便晶片停止的情況下對(duì)晶片105連續(xù)處理)。在本發(fā)明的另ー實(shí)施例中(如圖9N所示)，采用所述生產(chǎn)線處理N型晶片105’。在這種情況下，蝕刻站905包括單個(gè)蝕刻模塊600，所述蝕刻模塊600具有與上述整個(gè)正面接觸端子相同的形狀。類似地，淀積站915包括單個(gè)淀積模塊800’，其具有與整個(gè)正面接觸端子相同的形狀。而陽(yáng)極氧化站910則包括與上文相同的陽(yáng)極氧化模塊700，其三個(gè)處理頭沿橫貫晶片的輸送方向的晶片105’的整個(gè)寬度延伸(在陽(yáng)極氧化站包括用于正面接觸端子的每ー接觸條的三個(gè)分立處理頭的情況下類似的考慮事項(xiàng)適用)。來(lái)看圖90，晶片105’還是朝向蝕刻站905移動(dòng)但未與其發(fā)生接觸；在晶片105’抵達(dá)蝕刻站905下面的預(yù)期位置吋，使晶片停止并使其與蝕刻站接觸，從而使蝕刻模塊600 —次性地清理出晶片105’中的整個(gè)接觸區(qū)122?，F(xiàn)在參考圖9P，上述晶片105’經(jīng)過(guò)陽(yáng)極氧化站910，其中，陽(yáng)極氧化模塊700在所述接觸區(qū)內(nèi)形成了整個(gè)多孔硅區(qū)域125。最后，如圖9M所示，晶片105’朝向淀積站915移動(dòng)而未與其發(fā)生接觸(例如，因?yàn)槠湮恢媒档突蛘邫M向間隔一定距離);在晶片105’抵達(dá)淀積站915下的預(yù)期位置時(shí)，使晶片105’停止并與淀積站接觸(例如，通過(guò)使晶片向上或橫向移動(dòng))。通過(guò)這種方式，淀積模塊800’在多孔硅區(qū)域上一次性地形成了整個(gè)正面接觸端子Tf。上述結(jié)構(gòu)允許在單次通過(guò)過(guò)程中形成具有任何形狀的正面接觸端子Tf，而對(duì)電解液不存在任何約束條件(但是其不允許在不便晶片停止的情況下對(duì)晶片105’連續(xù)處理)?？梢酝ㄟ^(guò)用不同的方式接合上述蝕刻站、陽(yáng)極氧化站和淀積站而得到生產(chǎn)線的其他結(jié)構(gòu)。例如，在本發(fā)明的另ー實(shí)施例中，分別采用圖9B中的蝕刻站905和陽(yáng)極氧化站910在晶片105經(jīng)過(guò)它們時(shí)形成所述接觸條的接觸區(qū)部分和多孔硅區(qū)域部分。之后，采用具有相同結(jié)構(gòu)的另ー蝕刻站和另ー陽(yáng)極氧化站在晶片105經(jīng)過(guò)它們時(shí)(在旋轉(zhuǎn)90°之后)分別形成接觸總線的接觸區(qū)部分和多孔硅區(qū)域部分。之后，采用圖9F的淀積站915在晶片105經(jīng)過(guò)其時(shí)(在旋轉(zhuǎn)了任何大于0°且小于90°的角度之后，例如，所述角度處于40°和50°之間，例如，45° )，同時(shí)形成所述接觸條和接觸總線。或者，也可以采用圖9F的陽(yáng)極氧化站910在晶片105經(jīng)過(guò)其時(shí)(在旋轉(zhuǎn)45°之后)同時(shí)形成整個(gè)多孔硅區(qū)域，由此獲得相同的結(jié)果。通過(guò)這種方式，可以在降低了不同站905-915的數(shù)量的情況下不需要使所述晶片在各個(gè)站905-915下停止就能夠?qū)λ鼍B續(xù)不斷地處理。自然地，為了滿足局部和特定要求，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)上文所述的解決方案做出很多邏輯和/或物理修改和變更。更具體而言，盡管已經(jīng)借助所述解決方案的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例對(duì)這ー解決方案給出了具有一定程度的具體的描述，但是應(yīng)當(dāng)理解各種形式和細(xì)節(jié)方面的省略、替換和改變以及其他實(shí)施例都是有可能的。具體而言，甚至可以在沒(méi)有前述說(shuō)明中闡述的用于提供對(duì)本發(fā)明的更加透徹的理解的具體細(xì)節(jié)(例如數(shù)值例子)的情況下實(shí)踐本發(fā)明的不同實(shí)施例；反之，可以省略或簡(jiǎn)化公知的特征，從而避免以不必要的細(xì)節(jié)對(duì)所述說(shuō)明造成模糊。此外，要明確指出，可以將結(jié)合所公開的解決方案的任何實(shí)施例描述的具體元件和/或方法步驟作為一般的設(shè)計(jì)選項(xiàng)結(jié)合到任何其他實(shí)施例中。
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例如，在太陽(yáng)能電池具有不同的結(jié)構(gòu)或者包括等同的部件(彼此分離的或者整體或部分地結(jié)合到一起的)的情況下類似的考慮事項(xiàng)適用；此外，所述太陽(yáng)能電池可以具有不同的操作特征。例如，所述太陽(yáng)能電池可以具有單層類型、多結(jié)類型等。更一般而言，也可以將相同的解決方案應(yīng)用于任何光伏電池(適于將任何類型的光能轉(zhuǎn)換成電能)。類似地，可以在由不同的起始硅材料(例如，N型單晶或多晶的)和/或不同的半導(dǎo)體材料制成的基板中制作太陽(yáng)能電池，所述不同的半導(dǎo)體材料允許形成對(duì)應(yīng)的多孔半導(dǎo)體材料層(例如，Ge, GaP, InP、SiC和SihGexX所述接觸端子可以由ー種或多種不同的導(dǎo)電材料構(gòu)成(例如，外加焊料可浸潤(rùn)層)；此外，所述接觸端子可以具有任何形狀或輪廓(例如，背面接觸端子也具有柵格結(jié)構(gòu))，可以將其以任何數(shù)量布置到任何位置上(甚至可以將它們?nèi)疾贾迷诨宓耐徽婊蛘咄槐趁嫔?，例如，只具有背面接觸，沒(méi)有正面接觸)。類似地，每ー接觸區(qū)域的多孔半導(dǎo)體區(qū)域可以具有任何形狀，可以將其以任何數(shù)量布置到任何位置上。例如，有可能只在接觸區(qū)的部分上提供單個(gè)多孔半導(dǎo)體區(qū)域(例如，例如，圍繞其邊界的條或框架)。每ー多孔半導(dǎo)體區(qū)域可以具有不同的孔隙度值；此外，孔隙度可以通過(guò)另ー種方式隨著遠(yuǎn)離基板的對(duì)應(yīng)表面而減小(例如，在不同的范圍內(nèi))。每ー多孔半導(dǎo)體區(qū)域可以具有不同的厚度(對(duì)應(yīng)的接觸端子也可以不完全穿透到所述多孔半導(dǎo)體區(qū)域的整個(gè)厚度內(nèi))。額外的(均勻)多孔半導(dǎo)體層(起著吸收中心的作用)可以具有任何其他厚度和/或孔隙度(盡管這ー特征只是可選的)。類似地，所述多孔硅區(qū)域在接觸區(qū)上可以具有不同的孔隙度(甚至從其邊界向內(nèi)連續(xù)變化)。在處理頭具有不同的結(jié)構(gòu)或者包括等同的部件(彼此分離或者整體地或部分地結(jié)合到一起)的情況下，類似地考慮事項(xiàng)適用。例如，每ー輸送和/或抽吸口可以具有任何形狀和尺寸(例如，圓形、方形、十字形或者任何復(fù)雜的圖案輪廓)。類似地，可以將抽吸管道布置為與輸送管道具有不同的距離(根據(jù)輸送管道的相鄰部分的寬度而均勻變化)。在任何情況下，都可以采用所述處理頭在太陽(yáng)能電池的正面或背面對(duì)所述太陽(yáng)能電池進(jìn)行處理。此夕卜，可以采用等價(jià)的過(guò)程獲得相同的結(jié)構(gòu)(例如，采用任何類型的機(jī)械和激光鉆孔過(guò)程制作跨越整個(gè)基板的通孔)。在任何情況下，所提出的處理頭都適于上下反轉(zhuǎn)使用(從而對(duì)放在其上方的基板進(jìn)行操作)。所述處理頭還可以由任何其他(導(dǎo)電和/或絕緣)材料構(gòu)成，例如，通過(guò)插入金屬接觸而允許在處理頭和晶片之間施加所需的偏壓(對(duì)于陽(yáng)極氧化過(guò)程或者淀積過(guò)程而言)；具體而言，有可能通過(guò)硅形成每ー處理頭，所述處理頭具有不同的P型和N型基板的組合，所述基板(在相互接合之后)形成了可以根據(jù)外加電壓而反向偏置或正向偏置的處理頭。在任何情況下，都可以按照不同的方式將(陽(yáng)極氧化頭/淀積頭的)抽吸管道布置到輸送管道的周圍，但是也可以使分立的元件相互靠近放置(尤其是對(duì)于其具有簡(jiǎn)單形狀的情況而言，這時(shí)不要求抽吸管道完全包圍輸送管道)?？梢栽陉?yáng)極氧化過(guò)程中或者在淀積過(guò)程中采用不同的電壓(例如，在脈沖淀積過(guò)程中電壓圍繞平均值發(fā)生變化，在淀積過(guò)程的短時(shí)間段內(nèi)采用相反極性電壓來(lái)提高接觸端子的特性，等等)。更一般而言，可以將所述陽(yáng)極氧化頭/淀積頭和所述晶片偏置到任何允許在它們之間建立導(dǎo)電通路的電壓。
不存在任何妨礙通過(guò)任何方式控制動(dòng)態(tài)彎液面的尺寸或者使動(dòng)態(tài)彎液面總是具有固定尺寸的障礙。在所述晶片和所述處理頭按照不同的方式相對(duì)于彼此移動(dòng)時(shí)(例如，在使晶片移動(dòng)之外還使處理頭移動(dòng)或者采用處理頭的移動(dòng)代替晶片的移動(dòng))類似的考慮事項(xiàng)適用。在本發(fā)明的不同實(shí)施例中，可以通過(guò)兩個(gè)頭(即，陽(yáng)極氧化/淀積頭和單個(gè)偏置頭)形成作用于所述晶片的單個(gè)表面的陽(yáng)極氧化/淀積模塊。在這種情況下，通常不可能對(duì)整個(gè)接觸區(qū)進(jìn)行處理(因?yàn)橐坏﹥蓚€(gè)頭中的一個(gè)離開了所述晶片，所需的兩個(gè)頭之間的導(dǎo)電路徑就將斷開)；然而，在特定的應(yīng)用中，這種情況可能不是問(wèn)題(例如，在采用陽(yáng)極氧化模塊形成也可以不遍布整個(gè)接觸區(qū)延伸的多孔半導(dǎo)體區(qū)域吋)?？梢酝ㄟ^(guò)任何其他方式實(shí)現(xiàn)預(yù)期的淀積頭相對(duì)于晶片的移動(dòng)(從而形成具有伸長(zhǎng)形狀的接觸端子)，例如，在晶片的移動(dòng)之外還使淀積頭移動(dòng)或者使淀積頭的移動(dòng)代替晶片的移動(dòng)；此外，所述移動(dòng)可以是任何其他類型(例如，僅垂直于晶片的正/背面，僅與之平行或者其任意組合)。類似地，所述生產(chǎn)線可以具有不同的結(jié)構(gòu)或者其可以包括等同的部件(彼此分離或者整體地或部分地結(jié)合到一起)。例如，不存在任何妨礙提供并行結(jié)構(gòu)的障礙，在所述結(jié)構(gòu)中，同時(shí)對(duì)更多的太陽(yáng)能電池進(jìn)行處理(從而進(jìn)ー步提高生產(chǎn)線的呑吐量)。此外，可以使上述生產(chǎn)線架構(gòu)相互結(jié)合(可以順次或交錯(cuò)布置它們的不同模塊)。在任何情況下，都可以采用所述生產(chǎn)線以不同的方式處理太陽(yáng)能電池；例如，有可能只實(shí)施上述操作的部分，只實(shí)施到單個(gè)操作(例如，沒(méi)有蝕刻站)，只通過(guò)類似的方式處理晶片的背面，等等。在所述接觸端子、多孔硅區(qū)域和接觸區(qū)具有不同尺寸和/或形狀的情況下類似地的考慮事項(xiàng)適用(例如，具有任意數(shù)量的條，所述條具有任意寬度和布置)。可以采用任何其他等價(jià)機(jī)構(gòu)使基板旋轉(zhuǎn)，和/或在沿生產(chǎn)線的任何位置上使其旋轉(zhuǎn)其他角度。所提出的解決方案適于通過(guò)等價(jià)的方法實(shí)現(xiàn)(采用類似的步驟，去除ー些非實(shí)質(zhì)性的步驟，或者增加額外的任選的步驟)；此外，可以按照不同的順序、同時(shí)或者按照交錯(cuò)的方式(至少部分地)執(zhí)行所述步驟。具體而言，可以采用任何其他技術(shù)形成所述多孔半導(dǎo)體，例如，采用火花電蝕或染色蝕刻エ藝(例如，參考 “Pits and Pores II:Formation, properties, and significancefor advanced materials, ISBN 1566772923”,通過(guò)引用將其全文并入本文)。類似的考慮事項(xiàng)適用于接觸端子的淀積過(guò)程，所述淀積過(guò)程可以完全是無(wú)電鍍型，完全是電解型或者是它們的任意組合(或者更一般而言，可以采用任何其他額外和/或替代過(guò)程制作接觸端子)。
此外，可以以不同的方式調(diào)制(晶片內(nèi)的)孔隙度，例如，通過(guò)使電流密度在不同值之間變化和/或按照任何其他時(shí)間模式變化(例如，根據(jù)線性、拋物線或?qū)?shù)規(guī)律)；也可以通過(guò)作用于陽(yáng)極過(guò)程的任何其他參數(shù)(或其組合)，而實(shí)現(xiàn)相同的結(jié)果，例如，所述參數(shù)為溫度，或者可以通過(guò)使基板的摻雜濃度發(fā)生變化而實(shí)現(xiàn)相同的結(jié)果。在任何情況下，都可以設(shè)想在基板內(nèi)采用具有均勻孔隙度的多孔半導(dǎo)體區(qū)域。盡管已經(jīng)參考太陽(yáng)能電池做出了前述說(shuō)明，但是應(yīng)當(dāng)理解該技術(shù)適于應(yīng)用到不同的應(yīng)用當(dāng)中。例如，可以采用所述多孔半導(dǎo)體區(qū)域?qū)⒈〗饘賹渝^固到基板上，從而使其接合到其他結(jié)構(gòu)上，尤其是在用于微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)封裝的硅和金之間的局部化低共熔鍵合當(dāng)中，或者更一般而言，只要要求將薄的或者厚的金屬層高度粘附到半導(dǎo)體基板上就可以這樣做。在任何情況下，都可以將上述頭、模塊和/或生產(chǎn)線用到其他應(yīng)用當(dāng)中(只要需要蝕刻、陽(yáng)極氧化和/或淀積過(guò)程)。更一般而言，所提出的結(jié)構(gòu)適于實(shí)現(xiàn)用于一般目的的電解池。例如，在ー個(gè)不同實(shí)施例中，有可能在導(dǎo)電基板(例如由金屬或娃構(gòu)成)上淀積任何三維結(jié)構(gòu)，其中，要么采用多個(gè)頭(用于在同一表面上對(duì)所述基板進(jìn)行偏置)，要么采用單個(gè)頭(直接在基板的相反表面上對(duì)基板進(jìn)行偏置)。出于這一目的，每ー頭和基板都可以在淀積過(guò)程中相對(duì)于彼此移開(例如，通過(guò)升高所述頭和/或降低所述基板)，從而形成具有任何高度和形狀的伸長(zhǎng)結(jié)構(gòu)(根據(jù)對(duì)應(yīng)的輸送和抽吸口界定的動(dòng)態(tài)彎液面的幾何結(jié)構(gòu))。例如，采用上述頭獲得桿(具有任何截面)；或者可以在輸送管道內(nèi)増加另ー抽吸口，從而在動(dòng)態(tài)彎液面內(nèi)建立空的區(qū)域，由此獲得管。此外，有可能在將所述頭和/或基板(例如，以一定的旋轉(zhuǎn)分量)隔開的過(guò)程中還使所述頭和/或所述基板橫向移動(dòng)，從而獲得沿其長(zhǎng)向具有可變截面的(例如，螺旋型的)結(jié)構(gòu)。具體而言，可以將如此獲得的結(jié)構(gòu)用到探針板、封裝基板、電醫(yī)療電極、MEMS結(jié)構(gòu)等當(dāng)中(有可能在它們之間添加聚合物或陶瓷前體材料)。
權(quán)利要求
1.ー種用于對(duì)基板(105 ;105，)執(zhí)行電解處理的電解模塊(700 ;700，；800 ;800，)，所述電解模塊包括ー組處理頭(710a-701c ;801a-801c)，每ー個(gè)處理頭包括 具有操作表面的支持元件(405), 用于將溶液輸送到所述操作表面上的至少ー個(gè)輸送ロ(412)，所述支持元件至少部分地由用于接觸所述溶液的導(dǎo)電材料制成， 在所述操作表面上圍繞所述至少一個(gè)輸送ロ布置的至少ー個(gè)抽吸口，用于抽吸所輸送的溶液，從而在與所述基板(105 ;105’ )的對(duì)應(yīng)部分接觸時(shí)在所述操作表面上形成動(dòng)態(tài)彎液面(430)， 所述處理頭之ー是用于提供電解溶液的動(dòng)態(tài)彎液面(730b，830b)的電解頭(701b ；801b), 其中，所述電解模塊還包括 用于通過(guò)所述電解頭向所述電解溶液施加第一偏壓的第一偏置裝置(703b ；803b),以及 用于向所述基板施加第二偏壓的第二偏壓裝置(703ac ;703’ ；803ac ;803’)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電解模塊(700;700’ ；800;800’)，其中，每ー個(gè)處理頭(710a-701c ；801a-801c)的支持元件(405)由具有用于與溶液電接觸的接觸端子的聚合物材料或半導(dǎo)體材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電解模塊(700;700’ ；800 ;800’)，其中，所述電解頭作用于所述基板(105 ;105’ )的第一表面，所述第二偏置裝置包括用于向與所述基板的第一表面相對(duì)的所述基板的第二表面施加第二偏壓的裝置(703’ ；803’)，從而通過(guò)所述基板建立與所述電解頭的導(dǎo)電路徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電解模塊(700;700’ ；800 ;800’)，其中，所述電解頭作用于所述基板(105 ;105’ )的第一表面，所述第二偏置裝置(703ac ;703’ ；803ac ;803’ )包括各自用于提供導(dǎo)電溶液的動(dòng)態(tài)彎液面(730a，730c ；830a,830c)的處理頭(701a_701c ；801a-801c)的至少ー個(gè)偏置頭(701a，701c ；801a,801c)以及用于通過(guò)每ー個(gè)偏置頭向所述導(dǎo)電溶液施加第二偏壓的裝置(703ac ;803ac),所述至少ー個(gè)偏置頭作用于所述基板的第一表面，從而通過(guò)所述基板建立與所述電解頭(701b ；801b)的導(dǎo)電路徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電解模塊(700;800)，還包括用于使所述基板(105 ;105’ )和所述電解模塊沿移動(dòng)方向相對(duì)于彼此移動(dòng)的移動(dòng)裝置(750 ;850)，所述至少ー個(gè)偏置頭(701a, 701c ;801a，801c)包括沿所述移動(dòng)方向分別布置在所述電解頭(701b ;801b)的上游和下游的第一偏置頭(701a ；801a)和第二偏置頭(701c ;801c),從而在基板通過(guò)所述電解模塊的同時(shí)保持導(dǎo)電路徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求I到5中的任何ー項(xiàng)所述的電解模塊(800;800’)，還包括用于通過(guò)改變?nèi)芤旱牧魅牒?或每ー抽吸口內(nèi)的負(fù)壓而控制動(dòng)態(tài)彎液面的尺寸的裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求I到6中的任何ー項(xiàng)所述的電解模塊(800;800’)，其中，所述電解模塊是用于對(duì)所述基板(105，105’ )執(zhí)行陽(yáng)極氧化處理的陽(yáng)極氧化模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電解模塊(800;800’)，其中，所述陽(yáng)極氧化模塊包括用于在所述基板(105，105’ )上形成多孔半導(dǎo)體區(qū)域的裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求I到8中的任何ー項(xiàng)所述的電解模塊(800;800’)，其中，所述電解模塊是用于在所述基板(105，105’)上電解淀積導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(Tf，Tb)的淀積模塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電解模塊(800;800’)，其中，所述淀積模塊還包括這樣的裝置(750 ;850)，該裝置用于在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的淀積過(guò)程中沿橫貫所述基板(105，105’ )的所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(Tf，Tb)的淀積方向移開所述基板(105 ;105’)和所述電解頭(801b)，從而獲得所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的沿所述淀積方向的伸長(zhǎng)形狀。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電解模塊(800;800’)，其中，所述淀積模塊還包括這樣的裝置(750 ;850)，該裝置用于在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(Tf，Tb)的淀積過(guò)程中沿橫貫所述淀積方向的偏移方向移動(dòng)所述基板(105 ;105’)和所述電解頭(801b)，從而沿所述淀積方向獲得所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的可變截面。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電解模塊(800;800’)，其中，用于沿所述偏移方向移動(dòng)所述基板(105，105’)和所述電解頭(801b)的裝置(750 ;850)包括用于在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(Tf，Tb)的淀積過(guò)程中使基板相對(duì)于電解頭旋轉(zhuǎn)的裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求9到12中的任何ー項(xiàng)所述的電解模塊(800;800’)，所述淀積模塊包括至少ー個(gè)布置在所述操作表面上的每ー個(gè)輸送口內(nèi)的另ー抽吸口，該另一柚吸口用于抽吸所輸送的溶液，從而在對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)彎液面內(nèi)形成空的區(qū)域，由此產(chǎn)生導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(Tf,Tb)的中空結(jié)構(gòu)。
14.一種用于對(duì)基板(105 ;105’)執(zhí)行蝕刻處理的蝕刻模塊(600),所述蝕刻模塊包括蝕刻頭(601)，所述蝕刻頭(601)包括 具有操作表面的支持元件(405), 用于將蝕刻溶液輸送到所述操作表面上的至少ー個(gè)輸送ロ(412)，以及 在所述操作表面上完全包圍所述至少ー個(gè)輸送ロ的至少ー個(gè)抽吸ロ(422)，該抽吸ロ(422)用于抽吸所輸送的蝕刻溶液，從而在與所述基板的對(duì)應(yīng)部分接觸時(shí)在所述操作表面上形成動(dòng)態(tài)彎液面(430)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的蝕刻模塊(600)，還包括用于通過(guò)改變?nèi)芤旱牧魅牒?或每ー抽吸口內(nèi)的負(fù)壓而控制動(dòng)態(tài)彎液面的尺寸的裝置。
16.一種用于制造光伏電池(100)的生產(chǎn)線(900)，所述生產(chǎn)線包括 蝕刻站(905)，所述蝕刻站(905)包括ー組根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的蝕刻模塊(600)，每ー個(gè)蝕刻模塊清理出當(dāng)前處于蝕刻站中的每ー個(gè)基板(105 ;105’ )上的接觸區(qū)(122)的對(duì)應(yīng)部分，和/或 陽(yáng)極氧化站(910)，所述陽(yáng)極氧化站(910)包括ー組根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的陽(yáng)極氧化模塊(700 ;700’)，每ー個(gè)陽(yáng)極氧化模塊用于在當(dāng)前處于所述陽(yáng)極氧化站中的每ー個(gè)基板的接觸區(qū)中形成多孔半導(dǎo)體區(qū)域(125)的對(duì)應(yīng)部分，和/或 淀積站(915)，所述淀積站(915)包括ー組根據(jù)權(quán)利要求9到13中的任何一項(xiàng)所述的淀積模塊(800)，每ー個(gè)淀積模塊在當(dāng)前處于淀積站中的每ー個(gè)基板的接觸區(qū)上形成接觸端子(Tf，Tb)的對(duì)應(yīng)部分。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的生產(chǎn)線(900)，還包括用于沿輸送方向跨越蝕刻站(905)、陽(yáng)極氧化站(910)和/或淀積站(915)輸送每ー個(gè)基板(105，105’ )的裝置(950)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的生產(chǎn)線(900)，其中 對(duì)于所述接觸區(qū)(122)的多個(gè)條中的每ー個(gè)，所述蝕刻站(905)包括用于在基板通過(guò)所述蝕刻站時(shí)形成所述接觸區(qū)的對(duì)應(yīng)條的蝕刻模塊(600)，和/或 對(duì)于所述多孔半導(dǎo)體區(qū)域(125)的多個(gè)條中的每ー個(gè)，所述陽(yáng)極氧化站(910)包括用于在基板通過(guò)所述陽(yáng)極氧化站時(shí)形成所述多孔半導(dǎo)體區(qū)域的對(duì)應(yīng)條的陽(yáng)極氧化模塊(700 ；700’)，和/或 對(duì)于所述接觸端子(Tf，Tb)的多個(gè)條中的每ー個(gè)，所述淀積站(915)包括用于在基板經(jīng)過(guò)所述淀積站時(shí)形成所述接觸端子的對(duì)應(yīng)條的淀積模塊(800 ;800’)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的生產(chǎn)線(900)，其中 所述陽(yáng)極氧化站(910)包括橫貫所述輸送方向延伸的單個(gè)陽(yáng)極氧化模塊(700 ;700’)，用于在基板經(jīng)過(guò)所述陽(yáng)極氧化站時(shí)形成所述接觸區(qū)(122)的多個(gè)條，和/或 所述淀積站(915)包括橫貫所述輸送方向延伸的單個(gè)淀積模塊(800 ;800’)，用于在基板經(jīng)過(guò)所述淀積站時(shí)形成所述接觸區(qū)(125)的多個(gè)條。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的生產(chǎn)線(900)，其中，所述蝕刻站(600)、陽(yáng)極氧化站(700)和/或淀積站(800)的每ー個(gè)電解頭(601 ；703b ；803b)沿所述輸送方向短于所述基板(105,105’).
21.根據(jù)權(quán)利要求18到20中的任何一項(xiàng)所述的生產(chǎn)線(900)，還包括 用于使離開所述蝕刻站(905)的基板(105，105’)發(fā)生等于90°的第一旋轉(zhuǎn)角的第一旋轉(zhuǎn)的裝置，以及另一蝕刻站，所述另ー蝕刻站用于在經(jīng)過(guò)了第一旋轉(zhuǎn)的基板經(jīng)過(guò)所述另ー蝕刻站時(shí)，形成垂直于所述接觸區(qū)的所述條延伸的所述接觸區(qū)(122)的另ー組條，和/或 用于使離開所述陽(yáng)極氧化站(910)的基板發(fā)生等于90°的第二旋轉(zhuǎn)角的第二旋轉(zhuǎn)的裝置，以及另ー陽(yáng)極氧化站，所述另ー陽(yáng)極氧化站用于在經(jīng)過(guò)第二旋轉(zhuǎn)的基板經(jīng)過(guò)所述另一陽(yáng)極氧化站時(shí)，形成垂直于所述半導(dǎo)體多孔區(qū)域(125)的所述條延伸的所述半導(dǎo)體多孔區(qū)域的另ー組條，和/或 用于使離開所述淀積站(915)的基板發(fā)生等于90°的第三旋轉(zhuǎn)角的第三旋轉(zhuǎn)的裝置，以及另一淀積站，所述另ー淀積站用于在經(jīng)過(guò)第三旋轉(zhuǎn)的基板經(jīng)過(guò)所述另ー淀積站時(shí)，形成垂直于所述接觸端子的所述條延伸的所述接觸端子(Tf)的另ー組條。
22.根據(jù)權(quán)利要求18到21中的任何一項(xiàng)所述的生產(chǎn)線(900)，還包括 用于使離開所述蝕刻站(905)的基板(105，105’ )發(fā)生第四旋轉(zhuǎn)的裝置，該第四旋轉(zhuǎn)的第四旋轉(zhuǎn)角大于0°且小于90°，從而在經(jīng)過(guò)第四旋轉(zhuǎn)的基板經(jīng)過(guò)所述陽(yáng)極氧化站時(shí)，使所述陽(yáng)極氧化站(910)形成所述半導(dǎo)體多孔區(qū)域(125)，和/或 用于使離開所述陽(yáng)極氧化站(910)的基板發(fā)生第五旋轉(zhuǎn)的裝置，該第五旋轉(zhuǎn)的第五旋轉(zhuǎn)角大于0°且小于90°，從而在經(jīng)過(guò)第五旋轉(zhuǎn)的基板經(jīng)過(guò)所述淀積站時(shí)，使所述淀積站(915)形成所述接觸端子(Tf )。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的生產(chǎn)線(900)，其中，所述第四旋轉(zhuǎn)角和所述第五旋轉(zhuǎn)角等于 45。。
24.根據(jù)權(quán)利要求17到23中的任何一項(xiàng)所述的生產(chǎn)線(900)，其中 所述蝕刻站(905)包括單個(gè)蝕刻模塊(600)，用于在使基板(105，105’ )在所述蝕刻站內(nèi)停止并與之耦合時(shí)形成所述接觸區(qū)(122)，和/或 所述陽(yáng)極氧化站(910)包括單個(gè)陽(yáng)極氧化模塊(700 ;700’)，用于在所述基板在所述陽(yáng)極氧化站內(nèi)停止并與之耦合時(shí)形成所述半導(dǎo)體多孔區(qū)域(125)，和/或所述淀積站(915)包括單個(gè)淀積模塊(800 ;800’)，用于在所述基板在所述淀積站內(nèi)停止并與之耦合時(shí)形成所述接觸端子(Tf )。
25.ー種光伏電池(100)，包括由半導(dǎo)體材料制成的基板(105 ;105’)和多個(gè)接觸端子(Tf，Tb)，每個(gè)接觸端子布置在所述基板的對(duì)應(yīng)接觸區(qū)(122)上以收集通過(guò)光在所述基板內(nèi)產(chǎn)生的電荷，對(duì)于所述接觸區(qū)中的至少ー個(gè)，所述基板包括從該接觸區(qū)延伸到所述基板內(nèi)的至少ー個(gè)多孔半導(dǎo)體區(qū)域(125)，該至少ー個(gè)多孔半導(dǎo)體區(qū)域(125)用于將整個(gè)對(duì)應(yīng)的接觸端子錨固到所述基板上， 其特征在于 每ー個(gè)多孔半導(dǎo)體區(qū)域具有隨著遠(yuǎn)離接觸區(qū)朝向基板內(nèi)移動(dòng)而降低的孔隙度。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的光伏電池(100)，其中，每ー個(gè)多孔半導(dǎo)體區(qū)域(125)的厚度低于I Pm，對(duì)應(yīng)的接觸端子(Tf，Tb)穿透到所述多孔半導(dǎo)體區(qū)域(125)的區(qū)域的整個(gè)厚度內(nèi)。
27.根據(jù)權(quán)利要求25或26所述的光伏電池(100)，其中，每ー個(gè)多孔半導(dǎo)體區(qū)域(125)包括接近對(duì)應(yīng)的接觸區(qū)(122)的具有逐漸減小的孔隙度的外層(325e)和遠(yuǎn)離所述接觸區(qū)的具有均勻的孔隙度的內(nèi)層(325i)。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的光伏電池(100)，其中，所述外層(325e)的孔隙度從最大值減小到最小值，并且其中，所述內(nèi)層(325i)的孔隙度被包含于所述最大值和所述最小值之間。
29.根據(jù)權(quán)利要求27或28所述的光伏電池(100)，其中，所述內(nèi)層(325i)比所述外層(325e)厚。
30.根據(jù)權(quán)利要求25到29中的任何一項(xiàng)所述的光伏電池(100)，其中，每ー個(gè)接觸區(qū)(122)的所述至少ー個(gè)多孔半導(dǎo)體區(qū)域(125)具有隨著從接觸區(qū)的邊界向接觸區(qū)內(nèi)移動(dòng)而減小的孔隙度。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的光伏電池(100)，其中，每ー個(gè)接觸區(qū)(122)的所述至少一個(gè)多孔半導(dǎo)體區(qū)域(125)包括多個(gè)多孔半導(dǎo)體區(qū)域，所述多個(gè)多孔半導(dǎo)體區(qū)域的濃度和/或尺寸隨著從接觸區(qū)的邊界向接觸區(qū)內(nèi)移動(dòng)而減小。
32.一種制造光伏電池(100)的過(guò)程，所述過(guò)程包括以下步驟 提供半導(dǎo)體材料的基板(105 ;105’)，該基板(105 ;105’ )具有用于吸收光的正面， 形成布置在所述正面的正面接觸區(qū)(122)上的至少ー個(gè)正面接觸端子(Tf)，用于收集通過(guò)光在所述基板內(nèi)產(chǎn)生的電荷， 其特征在于 所述正面接觸區(qū)和所述正面接觸端子具有平的輪廓，形成所述至少ー個(gè)正面接觸端子的步驟包括 形成從所述正面接觸區(qū)延伸到所述基板內(nèi)的至少ー個(gè)正面多孔半導(dǎo)體區(qū)域(125)，用于將整個(gè)正面接觸端子錨固到所述基板上，以及 化學(xué)淀積所述正面接觸端子。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的過(guò)程，其中，在低于350°C的溫度執(zhí)行所述形成至少ー個(gè)正面接觸端子的步驟。
34.根據(jù)權(quán)利要求32或33所述的過(guò)程，其中，所述的形成至少ー個(gè)正面多孔半導(dǎo)體區(qū)域(125)的步驟包括 在黑暗條件下使所述基板(105，105’ )的對(duì)應(yīng)于所述多孔半導(dǎo)體區(qū)域的正面層經(jīng)受陽(yáng)極處理，所述正面層是摻雜濃度低于I IO17個(gè)原子/cm3的N型硅。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的過(guò)程，所述黑暗條件為低于21ux。
全文摘要
提出了一種光伏電池(100)，所述光伏電池包括由半導(dǎo)體材料構(gòu)成的基板(105；105')以及多個(gè)接觸端子(Tf，Tb)，所述接觸端子中的每一個(gè)布置在所述基板的對(duì)應(yīng)接觸區(qū)(122)上，以收集由光在所述基板內(nèi)產(chǎn)生的電荷。對(duì)于所述接觸中的至少一，所述基板包括至少一個(gè)從所述接觸區(qū)延伸到所述基板內(nèi)的用于將整個(gè)對(duì)應(yīng)的接觸端子錨固到所述基板上的多孔半導(dǎo)體區(qū)域(125)。在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的解決方案中，每一個(gè)多孔半導(dǎo)體區(qū)域的孔隙度隨著背離接觸區(qū)向基板內(nèi)移動(dòng)而減小。還提出了用于處理光伏電池的一種蝕刻模塊(400)和一種電解模塊(700；700'；800’；800')、一種用于制造光伏電池的生產(chǎn)線(900)以及一種用于制造光伏電池的過(guò)程。
文檔編號(hào)C25D7/12GK102870237SQ201180020401
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2011年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月12日
發(fā)明者M·布魯卡尼 申請(qǐng)人:Rise技術(shù)有限責(zé)任公司