Технология получения металлических нанослоев химическим способом на серебряных электрических контактах кремниевых солнечных элементов

Изобретение относится к нанесению металлических нанослоев химическим способом, в частности на серебряные электрические контакты кремниевых солнечных элементов. Сущность изобретения: способ нанесения металлических нанослоев химическим способом заключается в применении технологии химического осаждения металлов, в частности меди (Cu), со скоростью 1 мкм/мин при температуре раствора от 50 до 60°С. В качестве исходного медьсодержащего реактива для нанесения металлических нанослоев на серебряные электрические контакты кремниевых солнечных элементов использованы неорганические соли меди. Технический результат изобретения - уплотнение фронтального электрического контакта солнечного элемента осаждением металла, в частности меди, с хорошей электрической проводимостью, чтобы его повышенное электрическое сопротивление было компенсировано или улучшено. Использование изобретения позволяет повысить эффективность работы солнечного элемента при преобразовании излучения высокой плотности и уменьшить себестоимость его изготовления. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к нанесению металлических нанослоев химическим способом, в частности на серебряные электрические контакты кремниевых солнечных элементов.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является изобретение, относящееся к способу нанесения покрытия химическим путем для нанесения покрытия на изделие, пригодному для формирования проводящей пленки на торцах металла или полупроводников (RU 2225460).

Недостатком этого изобретения является отсутствие возможности селективного осаждения металла из химического раствора на конкретное металлическое изделие.

Предлагаемый способ нанесения металлических нанослоев химическим способом заключается в применения технологии химического осаждения металлов, в частности меди (Cu), со скоростью 1 мкм/мин при температуре раствора от 50 до 60°C.

В качестве исходного медьсодержащего реактива для нанесения металлических нанослоев на серебряные электрические контакты кремниевых солнечных элементов использованы неорганические соли меди.

В качестве объекта изобретения использован солнечный элемент на основе кристаллического кремния Si<P>/SiNx (70 nm)/Si<B> с алюминиевым контактом на тыльной стороне пластины и фронтальным серебряным контактом. На фиг.1 показано положение искомого серебряного контакта на фронтальной поверхности кремниевой пластины.

На облучаемой стороне кремниевой пластины имеется фронтальный электрический контакт из серебра в виде решетки, который изготовляется пористым из-за технических и экономических требований. Ширина отдельных полосок составляет 120 мкм, высота 30 мкм.

Эффективность солнечного элемента можно повысить, если уменьшить ширину контактной полоски до 50 мкм и увеличить ее электропроводность за счет заполнения пор серебра и увеличения толщины за счет дешевого металла. Таким образом возникает потребность в улучшении фронтальных контактов в действующих промышленных стандартных технологиях изготовления солнечных элементов.

Согласно существующей технологии изготовление серебряного контакта производится путем нанесения серебряной пасты на поверхность кремниевой пластины продавливанием через металлическую маску. Высота контактной полоски составляет 30 мкм, ширина 120-140 мкм. Далее паста сушится горячим воздухом в течение 1 мин. Затем пластина поступает на ленточный конвейер печи отжига.

Вжигание пасты в антирефлексионный слой SiN ARC производится при температурах 840-980°C. В это же время происходит сжигание органических компонентов исходной пасты и формирование пористой структуры серебряной полоски (фиг.2, 3). Осаждение меди на серебро должно происходить после стадии отжига.

Технический результат изобретения - уплотнение фронтального электрического контакта солнечного элемента осаждением металла, в частности меди (Cu), с хорошей электрической проводимостью, чтобы его повышенное электрическое сопротивление было компенсировано или улучшено.

Предлагается заполнять поры серебряного электрического контакта частицами металла и наращивать на его поверхности слой плотного металла толщиной до 5 мкм.

Способ нанесения металлических нанослоев на серебряные электрические контакты кремниевых солнечных элементов химическим путем согласно изобретению может производиться следующим образом:

(1) промышленный солнечный элемент, состоящий из поликристаллической пластины толщиной более 100 мкм, погружается в стеклянную кювету объемом 1 литр в растворы неорганических солей меди при температуре 60°C;

(2) в качестве химических растворов используются следующие неорганические соли меди:

- сульфат меди CuSO4 5H2O марки ХЧ;

- нитрат меди Cu(NO3)2 5H2O марки ХЧ;

- хлорид меди CuCl2 5H2O марки ХЧ;

(3) покрытие серебряного электрического контакта медью в растворе нитрата меди появляется через 1 минуту после погружения в него промышленного солнечного элемента. Толщина покрытия зависит от концентрации раствора. Наиболее яркие по цвету покрытия получаются с концентрацией соли 2.0 г соли Cu/100 ml H2O.

(4) осаждение металла (Cu) происходит только на серебряные контактные полоски, при этом исключается осаждение металла на поверхность антиотражательного слоя кремниевой пластины, ее оборотной стороны и кантах (фиг.4).

Использование данной технологии позволяет обеспечить внедрение наночастиц металла (Cu) в микропоры фронтального электрического серебряного контакта кремниевых солнечных элементов, что в свою очередь позволяет уменьшить электрическое сопротивление фронтального контакта на серийных солнечных элементах.

Кроме того, применение данной технологии обеспечивает следующие характеристики:

- высокую стабильность растворов по химическому составу, простоту их дозирования и коррекции концентраций, низкие технологические затраты на обслуживание ванн осаждения;

- отсутствие увеличения ширины контактной полоски свыше 50%;

- отсутствие снижения контактного сопротивления и адгезии контакта;

- отсутствие вредных для здоровья человека цианидных растворов и органических растворителей.

Применение дешевых реактивов для осаждения металла, дающих возможность для снижения себестоимости выпускаемых промышленных солнечных элементов, отвечает следующим условиям:

- температура осаждения металла не превышает 50-60°C;

- скорость осаждения металла составляет 1 мкм/мин;

- осаждение может производиться из водных растворов

Научно-технический аспект разрабатываемого метода заключается в минимальном воздействии рабочих растворов на окружающую среду и их совместимости с существующей технологией изготовления промышленных солнечных элементов.

1. Способ нанесения металлических нанослоев химическим способом, отличающийся тем, что для осаждения металла на поверхность серебряного контакта промышленного солнечного элемента в качестве химических растворов используются неорганические соли меди.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что температурный режим осаждения металла (меди) из химического раствора неорганических солей меди находится в пределах от 50 до 60°С.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что скорость осаждения металла (меди) из химического раствора неорганических солей меди составляет 1 мкм/мин.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что осаждение металла (меди) из химического раствора неорганических солей меди происходит только на серебряные контактные полоски промышленного солнечного элемента, при этом исключается осаждение металла на поверхность антиотражательного слоя кремниевой пластины, ее оборотной стороны и кантах.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии микроэлектроники, а именно к технологии получения дискретных приборов и интегральных схем на основе полупроводниковых соединений AIIIB V, в частности к созданию омических контактов для областей стока и истока полевых транзисторов с барьером Шоттки, а также гетероструктурных транзисторов с высокой подвижностью электронов.

Изобретение относится к электронной технике. .

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов. .

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в процессах формирования пленочных элементов микроэлектронных устройств. .

Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к технологии получения дискретных приборов и интегральных схем на основе полупроводниковых соединений AIIIBV . .

Изобретение относится к технологии изготовления многоуровневой металлизации интегральных схем. .

Изобретение относится к области изготовления полупроводниковых приборов из кремния, в частности к изготовлению фотопреобразователей. .

Изобретение относится к технологии микроэлектроники и направлено на уменьшение величины приведенного контактного сопротивления многослойных омических контактов Ge/Au/Ni/Ti/Au.

Изобретение относится к приборам микро- электромеханических систем (МЭМС), в частности к их изготовлению на стандартных пластинах кремния. .

Изобретение относится к области сканирующих микроскопов ближнего поля, в частности к элементам, обеспечивающим наблюдение и регистрацию в сканирующих микроскопах ближнего поля оптических сигналов, локально усиленных спектров поглощения или эмиссии, преобразованных методами гигантского комбинационного рассеяния.

Изобретение относится к области химической технологии, а именно к выращиванию кристаллов из парогазовой фазы. .
Изобретение относится к нанотехнологиям и наноструктурам, в частности к методам осаждения тонких пленок на металлическую подложку. .

Изобретение относится к наноиндустрии и химической промышленности и может быть использовано при производстве нанопорошков оксида меди. .

Изобретение относится к нанотехнологии. .

Изобретение относится к технологии измельчения минерала шунгит до частиц наноразмеров, используемых в качестве активного наполнителя при изготовлении эластомерных композитов.

Изобретение относится к фотолитографии и может быть использовано в микроэлектронике. .

Изобретение относится к способу получения нанокомпозиционного материала и может быть использовано в упаковочной, кабельной (негорючая изоляция электропроводов) и других отраслях промышленности.
Изобретение относится к изготовлению сверхпроводящей ленты на основе соединения Nb3Sn и может быть использовано при изготовлении сверхпроводящих магнитных систем различного назначения.
Изобретение относится к лакокрасочной промышленности. .

Изобретение относится к медицине

Изобретение относится к нанесению металлических нанослоев химическим способом, в частности на серебряные электрические контакты кремниевых солнечных элементов

Наверх