具有用於錨固接觸端子的多孔半導體區域的光伏電池、電解和蝕刻模塊以及相關生產線的製作方法

2023-05-21 08:52:41 2

專利名稱：具有用於錨固接觸端子的多孔半導體區域的光伏電池、電解和蝕刻模塊以及相關生產線的製作方法
技術領域：
根據本發明的一個或多個實施例的解決方案涉及光伏應用領域。更具體而言，這一解決方案涉及光伏電池。此外，根據本發明的其他實施例的解決方案涉及電解エ藝領域以及蝕刻エ藝領域。更具體而言，這些解決方案涉及電解模塊(例如，用於執行陽極氧化處理和澱積處理)和蝕刻模塊，其例如用在光伏電池生產線中。
背景技術：
通常採用光伏電池來將光能轉換成電能(又稱為藉助太陽光使用的太陽能電池)。最常見的太陽能電池類型是以半導體基板(例如，由矽構成)為基礎的，其中，在基板的正面和背面之間形成PN結；被基板的正面吸收的太陽光產生電荷(即，電子-空穴對)，由此向外部負載提供對應的電流。 每一太陽能電池通常具有處於正面上的正面接觸端子和位於背面上的背面接觸端子，這些端子用於太陽能電池至外部負載的連接。背面接觸端子可以延伸遍及整個背面(因為太陽光通常無法抵達背面)，因而其可以相對較薄。相反，應當使正面接觸端子維持儘可能小，從而限制其遮蔽正面的陽光(例如，採用具有窄接觸條的格柵的形式)；因此，正面接觸端子應當相對較厚(以降低其沿正面上的接觸條的電阻)。本領域已知的各種太陽能電池的ー個問題在於難以將接觸端子保持固定到基板上，尤其是對於正面接觸端子，因為其尺寸小，厚度大。實際上，即使每一接觸端子輕微失去粘附也會涉及其接觸電阻的不均勻性或不穩定性，從而導致電流集中在接觸端子的其餘部分上；結果，接觸端子隨著其逐漸失去粘附而發熱。所有上述問題都對太陽能電池的效率具有不利影響。出於這ー目的提出了幾項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，ー項已知的技術基於施用金屬糊料(例如，通過絲網印刷法)，之後執行焙燒處理(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用非常高的溫度(400-750° C的量級左右)，這將對太陽能電池引起機械應カ(因為其材料的不同熱膨脹係數)。因此，必須使太陽能電池保持相對較厚(例如，具有至少150-200 iim的厚度)，以承受這些機械應カ而不發生破裂。金屬糊料的應用還涉及到高製造成本。此外，金屬糊料提供了相對較高的接觸端子電阻(其對太陽能電池的效率存在不利影響)。而另ー種已知技術則基於在基板的正面上形成溝槽(例如，通過雷射燒蝕處理)，之後向其中澱積金屬層；這些溝槽相對較深(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(由此保持機械錨固到所述基板)。然而，所述溝槽將使太陽能電池的機械結構變弱。因此，如上所述，必須使太陽能電池保持相對較厚(以避免其破裂)。也有在太陽能電池的生產中採用多孔矽的，從而在基板的正面上形成抗反射塗層(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 (通過引用將其公開全文併入本文)指出可以通過Ag糊料絲網印刷步驟並繼之以對其的焙燒(在725° C)形成接觸端子，從而在此條件下製造太陽能電池；之後通過對n+-Si表面的電化學蝕刻形成多孔矽(在大多數情況下Ag接觸不具備任何保護塗層)。或者(為了避免對應的問題)，該文獻還指出，可以首先形成多孔矽，隨後在其上形成Ag接觸；之後執行700-825° C的焙燒步驟，並繼之以450° C的退火步驟，以促進Ag和n+_Si之間的歐姆接觸的形成(通過促使Ag接觸中含有的熔融態玻璃粉幾乎完全貫穿所述多孔矽層的整個厚度，由此建立長釘狀直接Ag-Si互連)。Vinod等人的文獻明確指出必須在非常高的溫度上執行焙燒步驟(因為「700° C的低溫焙燒不足以徹底潤溼和蝕刻多孔矽膜的整個厚度」)。在冷卻的同吋，Ag/Si層再結晶，從而建立了預期的歐姆接觸。採用恆定處理參數(即電流密度)執行形成多孔矽的步驟。此外，所述再結晶過程(尤其是諸如Ag/Si層的合金的再結晶過程)通常產生同構結構(例如，參考B.Arzamasov, Material Science Edit,MirPublisner Moscow, English translation1989，chapter 4. 3, page 91，ISBN5-03-000074-7，通過引用將該公開文獻全文併入本文，該文獻中闡述了 「將再結晶理解為具有較低數量的結構缺陷的新晶粒的成核和生長；再結晶將導致全新的而且最通常為等軸的晶體的形成」並且闡述了「作為規律，再結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，在多孔矽形成之後使其受到高溫作用傾向於降低淺表孔隙度(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，通過引用將該公開文獻全文併入本文，在該文獻中闡述了在熱處理之後「將多孔矽轉換成了具有光滑表面以及主體內嵌入了很少的空隙的類單晶多孔矽」)。此外，US-A-2009/0188553 (通過引用將該公開文本全文併入本文)提出了採用正面上的多孔矽層避免所產生的電荷的複合。或者，可以採用多孔矽層吸取基板的雜質；在這種情況下，對基板退火，從而使雜質擴散到多孔矽層內，之後將所述多孔矽層去除。該文獻還提出在促進黏著的多孔矽層上電鍍正面接觸端子。出於這一目的，在正面上形成溝槽；之後在溝槽內形成多孔矽層，從而為接下來的對應掩埋電接觸的電鍍提供粘附促進表面(在所述背面上也可以形成另ー多孔矽層，從而使其鈍化，隨後開出窗ロ，從而通過澱積在這ー鈍化層之上的金屬化層接觸所述基板)。在另ー實施例中，將金屬化層直接澱積在形成於整個背面上的多孔矽層上；在這種情況下，在對應的電接觸區域上電鍍正面接觸端子，所述電接觸區域是通過對其上施加了空穴清除劑層的光催化劑層進行有選擇地輻射而獲得的。最後，在ー個不同的實施例中，通過電鍍對應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絲網印刷和蝕刻過程形成於多孔矽層上的。然而，這些技術都面臨著相同的如上文所述的缺點，即，由溝槽導致了機械結構的變弱(其要求使太陽能電池保持相對較厚)，並且電接觸區域或前體電接觸的形成導致了高製造成本。
在完全不同的應用中也會用到多孔矽。例如，在W0/2007/104799A1 (通過引用將其公開內容全文併入本文)中，在基板上形成多孔矽層，以促進形成於其上的引線的提升，從而獲得對應的互連元件(在去除了基板之後)。出於這一目的，將所述多孔矽層配置為允許引線的一部分從基板上剝離，但是同時避免了其完全脫離；具體而言，所述多孔矽層具有的孔隙度優選隨著移向其將要升高的部分而降低。在任何情況下，所述多孔矽層都相對較厚(例如，至少2 y m)，其孔隙度也可以隨著移向基板內而降低(產生基板變弱將不再是ー個問題，因為通常在形成升高的引線之後會將其去除)。

發明內容
概括來講，根據本發明的一個或多個實施例的解決方案基於這樣ー種思想，S卩，採用多孔矽將接觸端子錨固到太陽能電池的(或者更一般而言的光伏電池的)基板上。此外，根據本發明的一個或多個實施例的解決方案基於這樣ー種思想，即，採用動態彎液面實現電解模塊或蝕刻模塊(也可以採用所述電解模塊和/或蝕刻模塊實施光伏電池的生產線)。 具體而言，在獨立權利要求中闡述了根據本發明的具體實施例的解決方案的ー個或多個方面，在從屬權利要求中闡述了該解決方案的有利特徵，所述解決方案的文字將通過引用逐字併入到所述從屬權利要求中(參照根據本發明的實施例的解決方案的具體方面提供的任何有利特徵加以必要的變更都適用於所述解決方案的所有其他方面)。更具體而言，根據本發明的實施例的解決方案的ー個方面提供了ー種包括由半導體材料(例如，娃)製成的基板的光伏電池(或太陽能電池)。所述光伏電池包括多個接觸端子；每ー個接觸端子布置在所述基板的對應接觸區上，用於收集由光在所述基板內產生的電荷(例如，在所述基板的正面和/或背面上)。對於ー個或多個所述接觸區而言，所述基板包括至少ー個從所述接觸區延伸到所述基板內的用於將整個對應的接觸端子錨固到所述基板上的多孔半導體區域(例如，多孔矽)。在根據本發明的實施例的一個解決方案中，每ー個多孔半導體區域的孔隙度隨著背離接觸區向基板內移動而減小。根據本發明的實施例的解決方案的另一方面提供了ー種蝕刻模塊，用於對基板執行蝕刻過程(例如，用於對這些光伏電池進行處理)。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。所述蝕刻頭然後包括一個或多個用於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或多個用於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)；通過這種方式，在與所述基板的對應部分接觸時，在所述操作表面上形成動態彎液面。根據本發明的實施例的解決方案的另一方面提供了ー種用於對基板執行電解過程(例如，陽極氧化處理或澱積過程)的電解模塊(例如，用於處理這些光伏電池)。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或多個用於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電材料製成，以實現與溶液的接觸)。所述處理頭還包括一個或多個用於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)；通過這種方式，在與所述基板的對應部分接觸時，在所述操作表面上形成動態彎液面。所述處理頭之ー是用於提供電解溶液的動態彎液面的電解頭。所述電解模塊還包括用於通過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於向所述基板施加第二偏壓的第二偏置裝置。
根據本發明的實施例的解決方案的另一方面提供了一種用於製造這些光伏電池的生產線。所述生產線包括蝕刻站；而所述蝕刻站又包括ー組上述蝕刻模塊，每ー個蝕刻模塊用於清理出當前處於所述蝕刻站內的每ー基板上的接觸區的對應部分。此外或者作為替代，所述生產線還包括陽極氧化站；所述陽極氧化站又包括ー組上述電解模塊，每ー個電解模塊用於在當前處於所述陽極氧化站內的每ー基板的接觸區內形成多孔半導體區域的對應部分。此外或者作為替代，所述生產線還包括澱積站；所述澱積站又包括ー組如上所述的另ー電解模塊，每ー個所述另ー電解模塊用於在當前處於所述澱積站內的每ー基板的接觸區上形成接觸端子的對應部分。根據本發明的實施例的解決方案的另一方面提供了一種製造光伏電池的過程。具體而言，所述過程包括提供由半導體材料製成的基板的步驟，所述基板具有吸收光的 正面。之後，形成至少ー個正面接觸端子；所述接觸端子布置在所述正面的正面接觸區上，用於收集由光在所述基板內產生的電荷。在根據本發明的實施例的一個解決方案中，所述正面接觸區和所述正面接觸端子具有平的輪廓。形成至少ー個正面接觸端子的步驟包括形成至少ー個正面多孔半導體區域，所述正面多孔半導體區域從所述正面接觸區延伸到所述基板內，從而將所述整個正面接觸端子錨固到所述基板上。所述過程還包括化學澱積所述正面接觸端子。在本發明的實施例中，還可以通過執行同樣的步驟而在所述基板的(與其正面相對的)背面上形成至少ー個背面接觸端子。


通過參考下述具體實施方式
根據本發明的一個或多個實施例的解決方案及其額外特徵和優點將得到最好的理解，所述具體實施方式
純粹是通過非限制性指示給出的，並且應當結合附圖來讀(其中，採用等同或相似的附圖標記表示對應的要素，出於簡捷的原因將不重複對它們的解釋)。在這一點上，要明確指出，附圖未必是按比例描繪的(可能誇大和/或簡化了一些細節)，除非另有陳述，否則只是採用其對文中描述的結構和程序進行概念上的舉例說明。具體而言圖I示出了根據本發明的實施例的太陽能電池的簡化截面圖，圖2A-2H示出了根據本發明的實施例的太陽能電池製造過程的主要階段，圖3A示出了根據本發明的實施例的多孔矽區域的掃描電子顯微照片，圖3B示出了根據本發明的另ー實施例的多孔矽區域的示意性截面圖，圖4A-圖4B分別示出了根據本發明的實施例的可以用於處理太陽能電池的處理頭的簡化截面圖和底視圖，圖5A-5B示出了根據本發明的實施例用於製造這ー處理頭的過程的主要階段，圖6A-6B示出了根據本發明的實施例的可以用來在不同的操作條件下處理太陽能電池的示範性蝕刻模塊，圖7A-7C示出了根據本發明的對應實施例的可以用來在不同的操作條件下處理太陽能電池的示範性陽極氧化模塊，圖8A-8C示出了根據本發明的對應實施例的可以用來在不同的操作條件下處理太陽能電池的兩個示範性澱積模塊，
圖9A示出了根據本發明的實施例的太陽能電池生產線的示意性方框圖，以及圖9B-圖9Q示出了根據本發明的對應實施例的這一生產線在不同操作條件下的不同示範性架構。
具體實施例方式現在參考圖1A，其示出了根據本發明的實施例的太陽能電池100的簡化截面圖。具體而言，在娃基板105 (例如，具有156mmX 156mm的尺寸)中製造太陽能電池100。基板105具有在太陽能電池100的操作過程中暴露於陽光下的正面(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(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)，以收集通過太陽光在基板105內產生的電荷。典型地，所述正面接觸端子Tf 在基板105的正面的小接觸區122上延伸，所述接觸區是通過穿透基板105的保護層123打開的對應接觸窗ロ而露出的(從而限制其對正面陽光的遮蔽)；例如，正面接觸端子Tf具有帶有多個窄接觸條(遍布整個太陽能電池延伸，例如，具有5-200 u m的寬度)的格柵結構，所述的窄接觸條連接至一對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度)降低對應的電阻。相反，背面接觸端子Tb通常遍布基板105的整個背面(在這樣的情況下太陽光無論如何都無法抵達該表面)延伸，對其尺寸和厚度不存在任何限制。在根據本發明的實施例的解決方案中，多孔矽區域125 (或更多)從基板105內的接觸區122開始(在正面接觸端子Tf之下)延伸，在下文中將對此予以詳細說明。多孔矽區域125有力地增強了整個正面接觸端子Tf在接觸區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，由此保證了穩定的接觸電阻。此外，本發明的發明人出乎其意料地推定出，通過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。下文採用的詞「平的」是指基板105的正面沒有像現有技術中那樣具有用於增加粘附的任何凹槽(其寬度和/或深度的大小量級分別與正面接觸端子Tf的尺寸(即，寬度和尺寸)相同)。自然地，這並不排除在基板105的正面上具有非常小的不規則性(即，其寬度和/或深度比正面接觸端子Tf的尺寸小至少ー個或兩個數量級)；例如，其通常發生在使基板105的正面織構化(例如，通過各向異性蝕刻處理)，以降低其在太陽光的主波長上的反射率吋。所有的上述條件實現了對非常薄的基板105進行加工，以製作太陽能電池100(例如，具有20-100 iim的厚度)，這對其成本具有有利的作用。與此同時，多孔矽區域125還起著基板105的雜質(例如，金屬和氧)吸收中心的作用；其延長了基板105內的電子和空穴的壽命。因此，上述解決方案對太陽能電池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，多孔矽區域130 (或更多)可以以類似方式從基板105的背面延伸於背面接觸端子Tb之下。如上所述，多孔矽區域130有力地增強了整個背面接觸端子Tb的粘附，從而(在充當基板105的雜質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，由多孔矽區域125、130提供的提高的粘附性都允許利用化學(或溼法)澱積處理製作正面和/或背面接觸端子Tf、Tb，而不存在任何使其從基板105上脫離的風險(從而確保了穩定的接觸電阻)。因此，有可能降低太陽能電池100在其製造過程中受到的溫度(例如，在室溫下進行加工，或者無論如何都低於300-350° C)，從而避免或者至少有力地降低了太陽能電池100上的任何機械應カ(由太陽能電池的各種材料的不同熱膨脹係數導致的)。其進ー步降低了太陽能電池100的製造成本，並且顯著降低了接觸端子Tf、Tb的電阻，其相應地提高了太陽能電池100的效率。現在參考圖2A-2H，其示出了根據本發明的實施例的用於製造這一太陽能電池的過程的主要階段。如圖2A的例子所示，所述製造過程開始於界定太陽能電池的基板105的(具有單晶類型或多晶類型的)矽晶片；所述晶片105為P導電類型(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)(從而提供與對應的背面接觸端子的良好的歐姆接觸)。可以使多孔矽區域130在晶片105的整個延展範圍內以0.05-1 iim (例如0.3 iim)的深度從所述背面延伸到晶片105內。出於這ー目的，對晶片105進行陽極處理(將在下文中對此詳細描述)，其中，在電解池中將晶片105用作陽極(其相對於電解池的陰極的負電壓處於正電壓上)。所述製造過程繼續至圖2B，其中，使所述N型層115從所述正面延伸到晶片105內(例如，通過擴散或注入過程);通過這種方式，晶片105的其餘部分界定了 P型層120 (其與靠近晶片105的正面掩埋在晶片105內的N型層115形成了期望的PN結)。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的界面處達到與P型層120相同的值。所述N型層115的峰值摻雜濃度優選為5 .1(^-2.102°個原子/cm3。否則，在N型層115的摻雜濃度低於I *1019個原子/cm3時，優選形成從所述正面延伸至所述晶片105內的ー個或多個高度摻雜的N型接觸區(圖中未示出)(其對應於所述正面接觸端子，從而提供與所述端子的良好歐姆接觸)；例如，這些N型接觸區具有2-3 的深度以及I IO2tl-I IO21個原子/cm3的峰值摻雜濃度(從晶片105的正面開始)。參考圖2C，在對N型層115的擴散處理過程中，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。之後，在氧化物層205上應用抗反射塗層215 (其中，氧化物層210和抗反射塗層215形成了晶片105的正面的保護層123);例如，抗反射塗層215由氮化矽(Si3N4)構成，其通常是通過等離子體增強化學氣相澱積(PECVD)エ藝澱積的。之後，通過(例如)將晶片105浸入到緩衝氫氟酸(HF)溶液中去除晶片105的背面上的氧化物層210。
繼續至圖2D，通過無電鍍澱積過程在晶片105的背面上(S卩，在多孔矽區域130上)製作薄金屬層220 ;例如，所述薄金屬層220由具有0. 1-2 iim的厚度的鎳(Ni)構成。如圖2E所示，在保護層123 (即氧化物層205和抗反射塗層215)中開出用於正面接觸端子的接觸窗ロ ；例如，這ー接觸窗ロ是通過標準光刻處理形成的(其中，以光刻的方式使光致抗蝕劑層圖案化，以獲得對應的光致抗蝕劑掩模，之後通過(例如)幹法或溼法蝕刻過程將不受光致抗蝕劑掩模保護的抗反射塗層215和氧化物層205蝕刻掉)。所述接觸窗ロ露出了晶片105的正面的對應接觸區122，其可能為N型接觸區(圖中未示出)。之後在接觸區122中形成從所述正面延伸至晶片105內的多孔矽區域125，例如，其具有0. 05-1 u m的深度(例如，0. 2um)0出於這ー目的，使晶片105再次受到陽極處理(將在下文中詳細描述)，其中，在電解池(其 中的電解液不損害抗反射塗層215或者採用圖中未示出的光致抗蝕劑掩模保護抗反射塗層215)中將晶片105用作陽極(處於正電壓);就這ー方面而言，應當指出施加到晶片105的背面上的正電壓使PN結120-115正向偏置，因而不與陽極處理發生幹擾。來看圖2F，通過無電鍍澱積過程在晶片105的正面上(即，在多孔矽區域125上以及去除了可能的保護掩模的抗反射塗層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的厚度的鎳構成。任選地，現在使晶片105受到快速熱退火處理，從而在多孔矽層130和薄金屬層220之間的界面上以及多孔矽區域125和薄金屬層225之間的界面上形成矽化鎳(Ni2Si)層(以降低對應的接觸電阻);在相對較低的通常低於350° C的溫度上，在短時間段內執行這一退火過程(例如，在200° C下持續60秒)。所述製造過程繼續至圖2G，其中，在薄金屬層225上形成光致抗蝕劑掩模230，從而使對應於晶片的正面上的接觸窗ロ的部分露出(例如，通過標準光刻過程)。在通過光致抗蝕劑掩模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，通過電解澱積過程(通過薄金屬層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)構成。之後，剝離光致抗蝕劑掩模230。現在參考圖2H，對晶片105的正面實施幹法或溼法蝕刻過程，直到去除了不受厚金屬軌跡235保護的薄金屬層225為止，從而使抗反射塗層215露出(例如，通過幹法或溼法蝕刻過程，其中，所述厚金屬軌跡235起著掩模的作用)。通過這種方式獲得了預期的太陽能電池100。具體而言，薄金屬層225的其餘部分以及位於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和位於其頂部的厚金屬層240界定了背面接觸端子Tb。上述電解澱積過程允許在相對較短的時間內獲得非常厚的正面和背面接觸端子Tf> Tb (因此降低了太陽能電池100的製造成本)。在這一點上，應當指出，在(用於執行上述電解澱積過程的)常規電解池中，採用晶片105作為陰扱。因此，不能將晶片105的偏置所需的對應負電壓施加到其背面來形成正面接觸端子Tf的厚金屬軌跡235 (因為PN結120-115將被反向偏置，從而變成了阻斷接觸)；出於這一原因，通過無電鍍澱積過程在晶片105的正面上預先形成薄金屬層225，從而允許向其施加所需的負電壓。現在來看圖3A-圖3B，可以採用不同的技術製作各個多孔矽區域(在所述晶片的正面上或者在其背面上)。例如，在本發明的一個實施例中，通過陽極處理獲得所述多孔矽區域(其中，在包括富含HF酸的電解液的電解池中採用所述晶片作為陽極)。在陽極處理的電流密度低於臨界值Jps(取決於多種實驗因素)時，所述電解液僅與抵達晶片的暴露表面的空穴發生反應(因而，所述反應受到空穴的輸送的限制，而不受其向電解液內的離子擴散的限制)。當然，其要求可在晶片的暴露表面獲得(自由)空穴。當在晶片的背面上形成多孔矽區域吋，顯然可在對應的P型層內獲得空穴。相反，當在晶片的正面上形成多孔矽區域吋，對應的N型層和電解液之間的界面起著反向偏置肖特基結的作用(其耗盡區的寬度隨著N型層內的雜質的濃度的提高而降低)。因此，在N型層具有高雜質濃度(即至少I *1017個原子/cm3)吋，N型層內的自由空穴能夠通過量子力學隧穿穿過這ー結的勢壘；反之，必須要向空穴提供能量，從而使其穿過勢壘，例如，可以對晶片的正面和/或背面進行光照。這意味著，如果在黑暗條件下(例如，低於0.2-2 lux，例如，低於I lux)執行所述陽極處理，那麼將只能在具有至少等於I IO17個原子/cm3的摻雜濃度的N型層的外面部分獲得多孔矽區域。因此，可以採用N型層的摻雜濃度分布以非常簡單、準確的方式控制多孔矽區域的深度；要想實現這一目的，針對多孔矽區域的預期厚度向所述N型層的外面部分提供這ー摻雜濃度，向所述N型層的其餘部分提供較低的摻雜濃度就足夠了(因而，在所述N型層的整個外面部分轉換成多孔矽之後，所述陽極處理將自動停止)。在任何情況下(即，在希望具有較低的深度時，在N型層具有較高的摻雜濃度時，或者在對晶片 照明吋)，可以通過改變陽極處理的長度控制多孔矽區域的深度。如此獲得的多孔矽具有複雜的結構，所述結構具有由小的孔隙構成的隨機網絡。
多孔矽的特性取決於其形態，其形態又隨由不同參數界定的陽極處理的狀況而變(例如，所
述長度、矽的雜質濃度和類型、電流密度、電解液類型等)。在這ー背景下，多孔矽的相關特
性是其孔隙度(PPS%)，相對於(緻密)矽將其定義為f \屍/,.s%=I -.- %
\ Psi其中，Pps是多孔矽的密度，Psi是緻密矽的密度(即2. 3g/cm3)。可以通過應用下
述公式測得多孔矽密度P PS :
- PePps = Psi ーざゴ其中，可以測得值Psi (陽極處理之前的晶片初始重量)、Pe (陽極處理之後的晶片最終重量)和dPS (多孔矽區域的厚度)，而值S (受到陽極處理的晶片的暴露表面的範圍)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(高於最小值)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)和良好的機械穩定性(低孔隙度)這兩種對立要求之間的權衡結果來選擇多孔矽區域的孔隙度。例如，在本發明的一個實施例中，多孔矽的孔隙度處於PPS%=20%-80%的範圍內，優選處於PPS%=30%-70%的範圍內，例如，Pps%=50%。在任何情況下，都應當使多孔矽區域保持相對較薄；例如，在本發明的一個實施例中，所述多孔娃區域具有低於Iym,優選低於0. 5 ii m的厚度,例如,可以是0. 2 ii m。實際上,通過這種方式，形成於多孔矽區域上的接觸端子的金屬穿透到了整個多孔矽區域的孔隙內，由此使固結其結構，從而避免了機械穩定性問題，並且保證了穩定的接觸電阻。在每ー接觸區內優選形成在其整個表面上延伸的單個多孔矽區域(遍布具有均勻的孔隙度)；這通過ー種非常簡單的方式提供了對應的接觸端子的最佳粘附性。或者，可以在每一接觸區內形成多個多孔矽區域。所述多孔矽區域(其可具有任何形狀，例如，矩形、方形或圓形)遍及所述接觸區均勻分布。所述接觸區內的多孔矽區域的濃度決定著其整體的(平均)粘附力。例如，具有IOmm2的尺寸的單個多孔區域(由提供20MPa的粘附的多孔矽構成)產生(20 IO6) (10 10_6)=200N的粘附カ；採用具有Imm2的尺寸的由提供40MPa的粘附的多孔矽構成的5個多孔區域將獲得相同的結果，其也將產生(40 IO6) (5 I 10_6)=200N的粘附力。通過這種方式，有可能使多孔矽區域的作用(提高粘附性但是降低機械穩定性)與緻密矽的作用(保持機械穩定性)交替。在本發明的另ー實施例中，多孔矽區域的粘附性隨著(在所述接觸區上)從其邊界向內移動而降低。例如，粘附性從最大值(在接觸區的邊界處)降低至等於所述最大值的10%-50%，優選等於所述最大值的20%-40%的，例如，等於所述最大值的25%-35%的最小值(在接觸區的中心)。例如，所述接觸區的邊界處的粘附性可以為150-250MPa左右，而所述接觸區的中心的粘附性可以是60-90MPa。在從接觸區的邊界移向其中心的同時使多孔矽區域的濃度(即數量和/或尺寸)降低，由此實現預期的結果。通過這種方式，有可能在接觸端子的脫離風險最高的位置(即在其邊界處)具有高粘附性，同時(通過在接觸端子的脫離風險最低的位置，即，在其中心處減少多孔矽)保證高機械穩定性。作為另ー項改進，對多孔矽區域的孔隙度進行調整，其方式是隨著遠離對應的接 觸區的移動使其降低。通過這種方式，有可能在接觸區上具有更高孔隙度(從而提高對應的接觸端子的粘附)，在晶片內部具有較低的孔隙度(從而保證其機械穩定性)。具體而言，可以將接觸區上的孔隙度設置為可能使得晶片不具有機械穩定性的非常高的值；而實際上，形成於其上的接觸端子的金屬穿透到了多孔矽區域的孔隙內，從而固結了其結構(同時將接觸端子錨固到了所述晶片上)。通過這種方式，有可能以良好的機械穩定性獲得非常高的粘附性，從而保證了穩定的接觸電阻。例如，孔隙度從接觸區域處的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%)。可以通過相應地改變エ藝參數(例如，通過隨著時間的推移而按照線性規律降低電流密度)獲得這樣的結果。具體而言，圖3A示出了在晶片的正面上形成的示範性多孔矽區域125的電子顯微照片(類似的考慮事項適用於處於晶片的背面上的多孔矽層)。採用按照HF的體積計量等於9%的電解液濃度，通過在6s內使電流密度從150mA/cm2變化到15mA/cm2，獲得所述多孔矽區域125 (其中，處於頂部的較高孔隙度區域較亮，而底部的較低孔隙度區域則較暗)，所述多孔矽區域125具有從Pps%=80%到Pps%=30%的孔隙度變化。這ー多孔矽區域125為由
0.25iim的鎳和20 iim的銅構成的正面接觸端子提供了高於210MPa的粘附。作為另ー範例，通過在6s內使電流密度從120mA/cm2變為lOmA/cm2，採用按照HF的體積計量等於25%的電解液濃度獲得另ー多孔矽區域；所獲得的多孔矽區域具有從PPS%=80%到Pps%=50%的孔隙度變化。這ー多孔矽(在晶片的背面上採用的)為由0.4pm的鎳和15 的銅構成的背面接觸端子提供了高於40-50MPa的粘附。在兩種情況下，所述(正面和後面)接觸端子都經受得住標準帶測試；此外，在將晶片加熱到600° C之後，或者甚至在使其受到從-70° C到200° C的熱衝擊之後，接觸端子都沒有剝離。任選地，如圖3B的示意性截面圖中所示，晶片105的正面上的多孔矽區域125(類似的考慮事項適用於晶片105的背面上的多孔矽層)除了包括具有如上所述的受到調製的孔隙度的外層325e之外，還可以包括具有均勻孔隙度的內層325i。所述內層325i的孔隙度優選包含在外層325e的最大孔隙度和最小孔隙度之間(例如，對於孔隙度處於PPS%=80%到Pps%=20%的範圍內的外層而言，內層325i的孔隙度為PPS%=20-40%，優選地PPS%=25-35%，例如，PPS%=20%)。例如，可以在上文所述的採用可變エ藝參數的陽極氧化處理(用於形成外層325e)之後立即採用具有恆定エ藝參數的陽極氧化處理(用於形成內層325i)來取得這一結果。所述內層325i優選比外層325e厚(例如，等於外層325e的厚度的1_6倍，優選等於其1.5-2. 5倍的厚度)；例如，在具有0. 75 iim的厚度的多孔矽區域125中，外層325e可以為0. 25 u m,內層325i可以為0. 5 y m。內層325i突出了多孔矽區域125的吸收效應。現在一起參考圖4A-圖4B，其分別示出了根據本發明的實施例的能夠用於處理太陽能電池的處理頭400的簡化截面圖和簡化底視圖。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終止於基板405的下表面上的對應輸送ロ 412。將輸送泵415連接至矽基板405的上表面上的輸送管道410。抽吸管道420類似地從矽基板405的上表面到其下表面穿越矽基板405。抽吸管道420終止於基板405的下表面上的對應抽吸ロ 422 ;抽吸ロ 422具有類似於框架的形狀(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(例如，相隔1-250 iim的距離)。 將抽吸泵425 (具有調節閥的真空型)連接至矽基板405的上表面上的抽吸管道420 (例如，通過肺系統)。在工作中，輸送泵415向輸送管道410內泵送一般的化學溶液。之後通過娃基板405的下表面上的輸送ロ 412輸送所述化學溶液。同吋，抽吸泵425在抽吸管道420內建立低壓(expression)。輸送ロ 412周圍的抽吸口 422處的低壓立即將輸送ロ 412輸送的化學溶液吸了回來(而不會被處理頭400釋放)，如圖中的箭頭所示。因此，所述化學溶液在矽基板405的下表面上(對應於輸送ロ 412和抽吸口 422)形成了動態液滴430，所述動態液滴430在與基底表面接觸時將轉變成動態彎液面。具體而言，通過仍然附著在矽基板405下的化學溶液部分形成了這ー動態液滴430 ;所述動態液滴430處於固定位置,但是(由於化學溶液從輸送管道410向抽吸管道420的流動)其內容物被持續地更新。可以通過改變輸送管道410輸送的化學溶液的流入(通過輸送泵415)和/或抽吸管道420處的低壓(通過抽吸泵425)而(通過圖中未示出的對應控制機構)動態地控制動態液滴430的尺寸，並且/或者可以通過設置抽吸口 422和輸送ロ 412的距離和尺寸而靜態地對其加以控制。來看圖5A-5B，其示出了根據本發明的實施例的用於製造這ー處理頭的過程的主要階段。如圖5A所示，所述製造過程開始於兩個具有相同或不同的N型或P型導電類型的矽晶片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)形成ー個或多個小的通孔510u ;例如，通過深反應離子蝕刻(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，並且具有可高達750 y m的深度的通孔510u。與此同時，形成從(下方)晶片505d的上表面延伸至該晶片內的溝槽520d(例如，通過溼法蝕刻或等離子體蝕刻過程)。來看圖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)，並且相互對準；之後將晶片505u和505d接合到一起(例如，通過矽熔接過程)。在這一點上，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(處於溝槽520ad內側)，從而通達至所述通孔。此夕卜，形成從晶片505d的下表面向該晶片內延伸的溝槽520bd (例如，通過DRIE過程)；在平面圖當中，溝槽520bd沿圍繞通孔510d的框架延伸，從而在溝槽520ad的內緣附近通達溝槽520ad ;類似地，形成從晶片505u的上表面延伸至晶片505u內的溝槽520u (例如，通過DRIE過程)，從而在晶片520u的外緣附近通達所述溝槽520ad。通過這種方式，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。之後，通過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；為了實現這一目的，將對應的管道連接密封到晶片505u上(例如，通過焊接或共熔過程-例如，基於金-矽)。可以通過ー種非常簡單的方式製造上述結構。實際上，在這種情況下，可以通過穿越分開的(具有降低的厚度的)晶片形成處理頭的不同部件；與此同時，可以在不存在過於嚴格的精度要求的情況下將所述晶片接合到一起。 可以通過聚合材料(例如，聚偏氟こ烯或PVDF)形成上述處理頭。例如，可以通過採用上述技術製作相對於圖5B的一個部件具有負結構的矽犧牲插入件而取得這ー結果。更具體而言，在兩個矽晶片仍然分離時，在將要形成通孔510u的區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的區域之間穿越下晶片形成大的通孔(具有框架截面)。在將兩個晶片接合到一起之後，從所述上晶片去掉將要形成通孔510u和溝槽520u的區域之間的以及圍繞將要形成該溝槽520u的區域的矽；此外，從下晶片去除圍繞將要形成溝槽520bd的區域的矽，一直抵達將要形成溝槽520ad的區域。現在將如此獲得的犧牲插入件放置到用於注入模製的壓型器內，使其溫度高於將要注入的聚合材料的熔解溫度(例如，對於PVDF而言為175-200° C)。此時，在壓力作用下使聚合物材料注入到所述壓型器內，以填充所述犧牲插入件的(對應於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，並取出如此獲得的結構。之後，去除所述犧牲插入件(利用相對於所述聚合物材料具有選擇性的蝕刻過程)。通過(在壓型階段或後來的階段)連接輸送泵和抽吸泵而完成了所述處理頭。可以有利地採用所提出的處理頭簡化上述太陽能電池的製造過程的幾個步驟，因為其動態彎液面允許在晶片的(處於其正面和/或背面的)特定區域內對晶片進行處理。在這一點上，應當指出，這是第一次提出將動態彎液面用於太陽能電池的製造。實際上，例如，US-A-7. 078344 (通過引用將其全部公開內容併入本文)只描述了將動態彎液面用於實施選擇性蝕刻過程，以校正加載過多的導電材料(在雙大馬士革製造過程中形成的)的不均勻性；無論如何，文中描述的對應臨近頭都是由多個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示出了根據本發明的實施例的示範性蝕刻模塊600(可以採用其清理太陽能電池的正面接觸端子的接觸區122的部分)。從圖6A開始，出於這一目的，蝕刻模塊600包括蝕刻(處理)頭(採用附圖標記601表示)，可以向其提供蝕刻溶液(例如，由HF製成)。將晶片105安裝在(例如，基於皮帶的)傳輸系統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的動態液滴接觸(例如，使晶片105朝向蝕刻頭601提升)，那麼所述動態液滴將變成動態彎液面630 ;之後，所述動態彎液面630蝕刻抗反射塗層215和氧化物層205。例如，HF在體積上佔48%的濃縮溶液所構成的動態彎液面630在不到60s內完全去除了抗反射塗層215和氧化物層205 (可以通過(例如)提高蝕刻溶液的溫度和/或改變蝕刻溶液進ー步縮短這ー時間)。通過這種方式，可以在不需要任何光刻操作的情況下清理出接觸區122。作為另ー項改進，如圖6B所示，與此同時皮帶650在蝕刻模塊600下傳送晶片105(沿對應的傳送方向，例如，在圖中從左向右)。通過這種方式，蝕刻頭601在跨越晶片105的對應部分(在其下移動)時清理出接觸區122。因此，可以利用更小的蝕刻頭601將接觸區122形成為跨越整個晶片105的條(沿其傳送方向)，接觸區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)的情況下對一批晶片105連續處理。現在參考圖7A-7B，其示出了根據本發明的實施例的示範性陽極氧化模塊700 (可以採用其製作太陽能電池的正面接觸端子的多孔矽區域125的部分)。從圖7A開始，出於這ー目的，陽極氧化模塊700包括三個處理頭(採用附圖標記701a、701b和701c表示)。為陽極氧化(處理)頭701b提供電解液(例如，富含HF);同吋，將陽極氧化頭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的導電溶液(例如，由KCl製成)；同時，將偏置頭701a和701c連接至公共端子703ac，公共端子703ac向兩個偏置頭的基板提供偏壓V+ (高於偏壓V-)。將晶片105安裝在(例如，基於皮帶的)傳送系統750上，其在陽極氧化模塊700之下傳送晶片105 (沿對應的傳送方向-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的動態液滴730a、730b,730c接觸，那麼動態液滴730a、730b、730c就將變成對應的動態彎液面(採用相同的附圖標記表示)，實際上，晶片105要遠薄於圖中所示，因而當處於晶片105以外時，動態液滴730a-730c將接觸皮帶750。具體而言，在接觸區122抵達偏置頭701a和陽極氧化頭701b時(由此分別形成了對應的動態彎液面730a和730b)，由偏置頭701a和陽極氧化頭701b界定了電解池，其中，對應的電流流過偏置頭701a、動態彎液面730a、N型層115、動態彎液面730b和陽極氧化頭701b ;與所述(提供電解液的)動態彎液面730b接觸的N型層115受到了陽極氧化，從而形成了多孔矽區域125的對應部分。繼續至圖7B，在接觸區122抵達偏置頭701c時(從而形成了對應的動態彎液面730c)，偏置頭70Ic作為陽極添加到了上述電解池上，其中，對應的電流流過偏置頭70Ic、動態彎液面730c、已經形成的多孔矽區域125、N型層115、動態彎液面730b和陽極氧化頭701b。在接觸區122離開偏置頭701a時，那麼電解池仍然由偏置頭701c和陽極氧化頭701b形成。如上所述，使與動態彎液面730b接觸的N型層115陽極氧化，從而繼續形成多孔矽區域125，直到在接觸區122離開陽極氧化頭701b時完成了所述多孔矽區域為止。通過這種方式，能夠通過ー種非常簡單的方式製作多孔矽區域125 (不必與晶片105通過其背面發生接觸)；其還提高了多孔矽區域125的均勻性，因為其避免了任何通過晶片105的PN結的電接觸。此外，可以利用更小的處理頭701a-701c將多孔矽區域125形成為跨越整個晶片105的條(沿其移動方向)，從而有可能在不使晶片(在處理頭701a-701c下)停止的情況下連續處理ー批晶片。考慮圖7C，其示出了根據本發明的另ー實施例的示範性陽極氧化模塊700』。在這種情況下，陽極氧化模塊700』只包括陽極氧化頭701b (沒有任何偏置頭);相反，端子703』通過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+。這種實施方式簡化了陽極氧化模塊700』的結構，因為其包括單個陽極氧化頭701b (以需要更加複雜的結構與晶片105的背面接觸為代價)。來看圖8A-8B，其示出了根據本發明的實施例的示範性澱積模塊800 (可以採用其藉助電解澱積過程製作太陽能電池的正面接觸端子的部分)。從圖8A開始，為了實現這一目的，澱積模塊800包括三個處理頭(採用附圖標記801a、801b和801c表示)。向澱積(處理)頭801b提供包括所要澱積的金屬(例如，Au 、Ag、Pt、Ni、Cu、Co、Mo、Ru、PdCo、Pd、PdNi)的鹽的電解液。同時，澱積頭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的導電溶液(例如，由KCl、或具有有機酸添加劑以降低對所澱積的金屬的溶解作用的溶液、或液態金屬(例如，Hg、Ga)、或導電墨汁(例如，非電離的溶液加上金屬納米顆粒或碳納米管)，或者在交流偏置情況下採用的非電離溶液(例如，去離子水)製成)；同時，將偏置頭801a和801c連接至向它們兩個的基板提供偏壓V-』(低於偏壓V+』 )的公共端子803ac。將晶片105安裝在(例如，基於皮帶的)傳送系統850上，其在澱積模塊800下傳送晶片105 (沿對應的傳送方向，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的動態液滴830a、830b和830c接觸，動態液滴830a-830c就將變成對應的動態彎液面(採用相同的附圖標記表示)，如上所述，晶片105遠薄於途中所示，因而在處於晶片105外時動態液滴830a-830c接觸皮帶850。具體而言，在多孔矽區域125抵達偏置頭801a和澱積頭801b時(由此分別形成了對應的動態彎液面830a和830b)，由澱積頭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通過液體接觸閉合的電路，對應的電流流經澱積頭801b、動態彎液面830b、多孔矽區域125、動態彎液面830a和偏置頭801a ;之後在與動態彎液面830b接觸的多孔矽區域125上澱積金屬層(提供電解液，其中，連續不斷地補充金屬鹽)，從而形成正面接觸端子Tf的對應部分。繼續至圖8B，在多孔矽區域125抵達偏置頭801c時(由此形成了對應的動態彎液面830c )，偏置頭801c向上述電解池添加電接觸，對應的電流流經澱積頭801b、動態彎液面830b、多孔矽區域125、已經形成的正面接觸端子Tf、動態彎液面830c和偏置頭801c。在多孔矽區域125離開偏置頭801a吋，電解池仍然由澱積頭801b和偏置頭801c形成。如上所述，在與動態彎液面830b接觸的多孔矽區域125上澱積金屬層，從而繼續形成正面接觸端子Tf ，直到在多孔矽區域125離開澱積頭801b而完成其製作為止。以這種方式，通過整個電解澱積過程形成了正面接觸端子Tf，而沒有必要預先通過無電鍍澱積過程形成任何薄金屬層(因為現在將使晶片105偏置所需的負電壓施加到了其正面上)。其允許在相對較短的時間內形成非常厚的正面接觸端子Tf(因而降低了太陽能電池的製作成本);例如，正面接觸端子Tf可以由Ni製成，其澱積速率可達20 UmX分鐘，或者可以由Cu製成，其澱積速率為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形成為跨越整個晶片105的條(沿其移動方向)，從而有可能在不便晶片(在處理頭801a-801c下)停止不動的情況下連續處理ー批晶片。考慮圖SC，其示出了根據本發明的另ー實施例的示範性澱積模塊800』。採用澱積模塊800』處理上述太陽能電池，現在所述太陽能電池形成於N型晶片105』(即，具有P型上層115』和N型下層120』)內。在這種情況下，澱積模塊800』只包括澱積頭801b (而沒有任何偏置頭);相反，端子803』通過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-。現在這種做法成為了可能是因為施加於澱積頭801b (V+』)和晶片105』的背面(V-』)之間的電壓使PN結115』-120』正向偏置，因而其不幹擾澱積過程。如上所述，這種實現簡化了澱積模塊800』的結構，因為其只包括單個澱積頭801b。作為另ー項改進，在這兩種情況下(參考圖8A-圖8B和圖8C)，皮帶850也可以同 時沿正面接觸端子Tf的金屬層的澱積方向將晶片105、105』從澱積頭801b移開，即垂直移開(例如，通過使晶片105、105』降低)。通過這種方式，有可能形成具有伸長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850還使晶片105、105』橫貫澱積方向移動(例如，通過使其發生旋轉);通過這種方式，有可能獲得正面接觸端子Tf的任何複雜形狀(例如，螺旋狀)。上述額外特徵允許形成具有促進其連接的形狀或結構(剛性或彈性的)正面接觸端子Tf ;此外，將通過ー種非常簡單的方式獲得這一結果。現在參考圖9A，其示出了根據本發明的實施例的太陽能電池的生產線900的示意性方框圖。具體而言，生產線900包括蝕刻站905、陽極氧化站910和澱積站915的流水線；(例如，基於皮帶的)輸送系統950跨越蝕刻站905、陽極氧化站910和澱積站915 (沿對應的輸送方向，在圖中為從左向右)連續輸送一批晶片105、105』。蝕刻站905由ー個或多個上述蝕刻模塊(橫貫輸送方向(即圖中的豎直方向)布置)形成，每ー個刻蝕模塊用於清理出當前處於其下的晶片105、105』的接觸區的對應部分。陽極氧化站910由ー個或多個上述陽極氧化模塊(橫貫輸送方向(即圖中的垂直方向)布置)形成，每ー個陽極氧化模塊用於製作當前處於其下的另一晶片105、105』的多孔矽區域的對應部分。澱積站915由一個或多個上述澱積模塊形成(橫貫輸送方向(即沿附圖中的豎直方向)布置)，每ー個澱積模塊用於製作當前處於其下的又一晶片105、105』的(正面和/或背面)接觸端子的對應部分。通過這種方式，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不斷地處理晶片105、105』。這允許生產線900獲得非常高的呑吐量，從而顯著降低了太陽能電池的製造成本；例如，在(第一晶片105、105』通過整個生產線900所需的)等待時間之後，生產線900的吞吐量能夠達到每小時3000-4000個太陽能電池。蝕刻站905、陽極氧化站910和電鍍站915可以具有不同的架構。具體而言，在本發明的實施例中(如圖9B所示)，蝕刻站905包括上文所述的用於正面接觸端子的每ー接觸條(在所討論的例子中為七個)的蝕刻模塊600，在當前例子中，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。陽極氧化站910包括用於正面接觸端子的每ー接觸條的如上所述的陽極氧化模塊700，其具有三個處理頭(即，一個陽極氧化頭和兩個偏置頭)，所述處理頭沿晶片的輸送方向也短於晶片105。類似地，電鍍站915包括用於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處理頭(即ー個電鍍頭和兩個偏置頭)，所述處理頭沿晶片105的輸送方向也短於所述晶片。
來看圖9C，在晶片105通過蝕刻站905吋，每ー蝕刻模塊600清理出晶片105內的接觸區122的對應條帶(接觸區122的條帶沿晶片的輸送方向跨越整個晶片105)。現在參考圖9D，在晶片105通過陽極氧化站910時，每ー陽極氧化模塊700在相關的接觸區內形成多孔矽區域125的對應條帶(所述多孔矽區域125的條帶沿晶片的輸送方向跨越整個晶片105)。最後，如圖9E所示，在 晶片105通過電鍍站915時，每ー電鍍模塊800在相關的多孔矽區域上形成正面接觸端子Tf的對應接觸條(所述接觸條沿晶片的輸送方向跨越整個晶片105)。上述結構允許在晶片的抗反射塗層上不存在保護性光致抗蝕劑掩模的情況下形成正面接觸端子Tf，因為陽極氧化模塊700隻在有必要的地方施加電解液(即，在多孔矽區域的對應條帶上)；此外，在這種情況下，無論採用什麼電解液都可以，而不存在損壞抗反射塗層的危險。在本發明的不同實施例中(如圖9F所示),所述蝕刻站905與上文所述相同。相反，陽極氧化站910則包括用於正面接觸端子的所有接觸條的單個陽極氧化模塊700，其三個處理頭沿橫貫於晶片的輸送方向的晶片105的整個寬度延伸(S卩，在圖中沿豎直方向延伸)。類似地，電鍍站915包括用於正面接觸端子的所有接觸條的單個電鍍模塊800，其三個處理頭沿橫貫晶片的輸送方向的晶片105的整個寬度延伸。來看圖9G，如上所述在晶片105通過蝕刻站905時，每ー蝕刻模塊600清理出晶片105內的接觸區122的對應條帶(接觸區122的條帶沿晶片的輸送方向跨越整個晶片105)。現在參考圖9H，在晶片通過陽極氧化站910吋，陽極氧化模塊700形成所述接觸區內的多孔矽區域125的所有條帶(多孔矽區域125的條帶沿晶片的輸送方向跨越整個晶片105);就這一點應當指出，儘管陽極氧化模塊700作用於整個晶片105，但是其只對不受晶片105的保護層覆蓋的接觸區生效。最後，如圖91所示，在晶片105通過電鍍站915時，電鍍模塊800在多孔矽區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晶片105)。如上所述，儘管電鍍模塊800作用於整個晶片105上，但是其只對不受晶片105的保護層覆蓋的多孔矽區域生效。上述結構簡化了生產線(但是，其需要採用不損害晶片105的抗反射塗層的電解液，例如，採用HF濃度低於20%的電解液)。在兩種情況下，都可能採用類似的結構形成正面接觸端子的兩個接觸總線(在使晶片旋轉90°之後，例如，利用對應的旋轉平臺)，例如，採用分別布置在上述蝕刻站、陽極氧化站和澱積站的下遊的另一蝕刻站、陽極氧化站和澱積站。在本發明的另ー實施例中，(如圖9J所示)，蝕刻站905包括單個蝕刻模塊600，其具有與整個正面接觸端子(包括其接觸條和接觸總線)相同的形狀。類似地，陽極氧化站910包括單個陽極氧化模塊700』，其具有與整個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，其三個處理頭沿橫貫晶片的輸送方向的晶片105的整個寬度延伸(在電鍍站915包括用於正面接觸端子的每ー接觸條的三個分立的處理頭的情況下類似的考慮事項同樣適用)。來看圖9K，晶片105朝向蝕刻站905移動而沒有與其發生接觸(例如，因為其被降低或者橫向相隔一定距離)；在晶片105抵達蝕刻站905下面的預期位置時，使其停止並與蝕刻站發生接觸(例如，通過使其向上或者橫向移動)。通過這種方式，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)整個接觸區122。現在參考圖9L，將晶片105從蝕刻站905 (向下或橫向)移開，之後將其移向陽極氧化站910 ;在晶片105抵達陽極氧化站910下的預期位置時，使晶片停止並使其與陽極氧化站接觸(例如，通過使其朝上或橫向移動)。通過這種方式，陽極氧化模塊700』 一次性地形成了接觸區內的整個多孔矽區域125。最後，如圖9M所示，晶片105通過電鍍站915，其中，電鍍模塊800在上述多孔矽區域上形成整個正面接觸端子Tf。上述結構允許在單次通過過程中形成具有任何形狀的多孔矽區域，其對電解液不 存在任何要求(但是其不允許在不便晶片停止的情況下對晶片105連續處理)。在本發明的另ー實施例中(如圖9N所示)，採用所述生產線處理N型晶片105』。在這種情況下，蝕刻站905包括單個蝕刻模塊600，所述蝕刻模塊600具有與上述整個正面接觸端子相同的形狀。類似地，澱積站915包括單個澱積模塊800』，其具有與整個正面接觸端子相同的形狀。而陽極氧化站910則包括與上文相同的陽極氧化模塊700，其三個處理頭沿橫貫晶片的輸送方向的晶片105』的整個寬度延伸(在陽極氧化站包括用於正面接觸端子的每ー接觸條的三個分立處理頭的情況下類似的考慮事項適用)。來看圖90，晶片105』還是朝向蝕刻站905移動但未與其發生接觸；在晶片105』抵達蝕刻站905下面的預期位置吋，使晶片停止並使其與蝕刻站接觸，從而使蝕刻模塊600 —次性地清理出晶片105』中的整個接觸區122。現在參考圖9P，上述晶片105』經過陽極氧化站910，其中，陽極氧化模塊700在所述接觸區內形成了整個多孔矽區域125。最後，如圖9M所示，晶片105』朝向澱積站915移動而未與其發生接觸(例如，因為其位置降低或者橫向間隔一定距離);在晶片105』抵達澱積站915下的預期位置時，使晶片105』停止並與澱積站接觸(例如，通過使晶片向上或橫向移動)。通過這種方式，澱積模塊800』在多孔矽區域上一次性地形成了整個正面接觸端子Tf。上述結構允許在單次通過過程中形成具有任何形狀的正面接觸端子Tf，而對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晶片105』連續處理)。可以通過用不同的方式接合上述蝕刻站、陽極氧化站和澱積站而得到生產線的其他結構。例如，在本發明的另ー實施例中，分別採用圖9B中的蝕刻站905和陽極氧化站910在晶片105經過它們時形成所述接觸條的接觸區部分和多孔矽區域部分。之後，採用具有相同結構的另ー蝕刻站和另ー陽極氧化站在晶片105經過它們時(在旋轉90°之後)分別形成接觸總線的接觸區部分和多孔矽區域部分。之後，採用圖9F的澱積站915在晶片105經過其時(在旋轉了任何大於0°且小於90°的角度之後，例如，所述角度處於40°和50°之間，例如，45° )，同時形成所述接觸條和接觸總線。或者，也可以採用圖9F的陽極氧化站910在晶片105經過其時(在旋轉45°之後)同時形成整個多孔矽區域，由此獲得相同的結果。通過這種方式，可以在降低了不同站905-915的數量的情況下不需要使所述晶片在各個站905-915下停止就能夠對所述晶片連續不斷地處理。自然地，為了滿足局部和特定要求，本領域技術人員可以對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，儘管已經藉助所述解決方案的一個或多個實施例對這ー解決方案給出了具有一定程度的具體的描述，但是應當理解各種形式和細節方面的省略、替換和改變以及其他實施例都是有可能的。具體而言，甚至可以在沒有前述說明中闡述的用於提供對本發明的更加透徹的理解的具體細節(例如數值例子)的情況下實踐本發明的不同實施例；反之，可以省略或簡化公知的特徵，從而避免以不必要的細節對所述說明造成模糊。此外，要明確指出，可以將結合所公開的解決方案的任何實施例描述的具體元件和/或方法步驟作為一般的設計選項結合到任何其他實施例中。
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例如，在太陽能電池具有不同的結構或者包括等同的部件(彼此分離的或者整體或部分地結合到一起的)的情況下類似的考慮事項適用；此外，所述太陽能電池可以具有不同的操作特徵。例如，所述太陽能電池可以具有單層類型、多結類型等。更一般而言，也可以將相同的解決方案應用於任何光伏電池(適於將任何類型的光能轉換成電能)。類似地，可以在由不同的起始矽材料(例如，N型單晶或多晶的)和/或不同的半導體材料製成的基板中製作太陽能電池，所述不同的半導體材料允許形成對應的多孔半導體材料層(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電材料構成(例如，外加焊料可浸潤層)；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構)，可以將其以任何數量布置到任何位置上(甚至可以將它們全都布置在基板的同一正面或者同一背面上，例如，只具有背面接觸，沒有正面接觸)。類似地，每ー接觸區域的多孔半導體區域可以具有任何形狀，可以將其以任何數量布置到任何位置上。例如，有可能只在接觸區的部分上提供單個多孔半導體區域(例如，例如，圍繞其邊界的條或框架)。每ー多孔半導體區域可以具有不同的孔隙度值；此外，孔隙度可以通過另ー種方式隨著遠離基板的對應表面而減小(例如，在不同的範圍內)。每ー多孔半導體區域可以具有不同的厚度(對應的接觸端子也可以不完全穿透到所述多孔半導體區域的整個厚度內)。額外的(均勻)多孔半導體層(起著吸收中心的作用)可以具有任何其他厚度和/或孔隙度(儘管這ー特徵只是可選的)。類似地，所述多孔矽區域在接觸區上可以具有不同的孔隙度(甚至從其邊界向內連續變化)。在處理頭具有不同的結構或者包括等同的部件(彼此分離或者整體地或部分地結合到一起)的情況下，類似地考慮事項適用。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、十字形或者任何複雜的圖案輪廓)。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，都可以採用所述處理頭在太陽能電池的正面或背面對所述太陽能電池進行處理。此夕卜，可以採用等價的過程獲得相同的結構(例如，採用任何類型的機械和雷射鑽孔過程製作跨越整個基板的通孔)。在任何情況下，所提出的處理頭都適於上下反轉使用(從而對放在其上方的基板進行操作)。所述處理頭還可以由任何其他(導電和/或絕緣)材料構成，例如，通過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(對於陽極氧化過程或者澱積過程而言)；具體而言，有可能通過矽形成每ー處理頭，所述處理頭具有不同的P型和N型基板的組合，所述基板(在相互接合之後)形成了可以根據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(陽極氧化頭/澱積頭的)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(尤其是對於其具有簡單形狀的情況而言，這時不要求抽吸管道完全包圍輸送管道)。可以在陽極氧化過程中或者在澱積過程中採用不同的電壓(例如，在脈衝澱積過程中電壓圍繞平均值發生變化，在澱積過程的短時間段內採用相反極性電壓來提高接觸端子的特性，等等)。更一般而言，可以將所述陽極氧化頭/澱積頭和所述晶片偏置到任何允許在它們之間建立導電通路的電壓。
不存在任何妨礙通過任何方式控制動態彎液面的尺寸或者使動態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於彼此移動時(例如，在使晶片移動之外還使處理頭移動或者採用處理頭的移動代替晶片的移動)類似的考慮事項適用。在本發明的不同實施例中，可以通過兩個頭(即，陽極氧化/澱積頭和單個偏置頭)形成作用於所述晶片的單個表面的陽極氧化/澱積模塊。在這種情況下，通常不可能對整個接觸區進行處理(因為一旦兩個頭中的一個離開了所述晶片，所需的兩個頭之間的導電路徑就將斷開)；然而，在特定的應用中，這種情況可能不是問題(例如，在採用陽極氧化模塊形成也可以不遍布整個接觸區延伸的多孔半導體區域吋)。可以通過任何其他方式實現預期的澱積頭相對於晶片的移動(從而形成具有伸長形狀的接觸端子)，例如，在晶片的移動之外還使澱積頭移動或者使澱積頭的移動代替晶片的移動；此外，所述移動可以是任何其他類型(例如，僅垂直於晶片的正/背面，僅與之平行或者其任意組合)。類似地，所述生產線可以具有不同的結構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合到一起)。例如，不存在任何妨礙提供並行結構的障礙，在所述結構中，同時對更多的太陽能電池進行處理(從而進ー步提高生產線的呑吐量)。此外，可以使上述生產線架構相互結合(可以順次或交錯布置它們的不同模塊)。在任何情況下，都可以採用所述生產線以不同的方式處理太陽能電池；例如，有可能只實施上述操作的部分，只實施到單個操作(例如，沒有蝕刻站)，只通過類似的方式處理晶片的背面，等等。在所述接觸端子、多孔矽區域和接觸區具有不同尺寸和/或形狀的情況下類似地的考慮事項適用(例如，具有任意數量的條，所述條具有任意寬度和布置)。可以採用任何其他等價機構使基板旋轉，和/或在沿生產線的任何位置上使其旋轉其他角度。所提出的解決方案適於通過等價的方法實現(採用類似的步驟，去除ー些非實質性的步驟，或者增加額外的任選的步驟)；此外，可以按照不同的順序、同時或者按照交錯的方式(至少部分地)執行所述步驟。具體而言，可以採用任何其他技術形成所述多孔半導體，例如，採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」,通過引用將其全文併入本文)。類似的考慮事項適用於接觸端子的澱積過程，所述澱積過程可以完全是無電鍍型，完全是電解型或者是它們的任意組合(或者更一般而言，可以採用任何其他額外和/或替代過程製作接觸端子)。
此外，可以以不同的方式調製(晶片內的)孔隙度，例如，通過使電流密度在不同值之間變化和/或按照任何其他時間模式變化(例如，根據線性、拋物線或對數規律)；也可以通過作用於陽極過程的任何其他參數(或其組合)，而實現相同的結果，例如，所述參數為溫度，或者可以通過使基板的摻雜濃度發生變化而實現相同的結果。在任何情況下，都可以設想在基板內採用具有均勻孔隙度的多孔半導體區域。儘管已經參考太陽能電池做出了前述說明，但是應當理解該技術適於應用到不同的應用當中。例如，可以採用所述多孔半導體區域將薄金屬層錨固到基板上，從而使其接合到其他結構上，尤其是在用於微機電系統(MEMS)封裝的矽和金之間的局部化低共熔鍵合當中，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/或生產線用到其他應用當中(只要需要蝕刻、陽極氧化和/或澱積過程)。更一般而言，所提出的結構適於實現用於一般目的的電解池。例如，在ー個不同實施例中，有可能在導電基板(例如由金屬或娃構成)上澱積任何三維結構，其中，要麼採用多個頭(用於在同一表面上對所述基板進行偏置)，要麼採用單個頭(直接在基板的相反表面上對基板進行偏置)。出於這一目的，每ー頭和基板都可以在澱積過程中相對於彼此移開(例如，通過升高所述頭和/或降低所述基板)，從而形成具有任何高度和形狀的伸長結構(根據對應的輸送和抽吸口界定的動態彎液面的幾何結構)。例如，採用上述頭獲得杆(具有任何截面)；或者可以在輸送管道內増加另ー抽吸口，從而在動態彎液面內建立空的區域，由此獲得管。此外，有可能在將所述頭和/或基板(例如，以一定的旋轉分量)隔開的過程中還使所述頭和/或所述基板橫向移動，從而獲得沿其長向具有可變截面的(例如，螺旋型的)結構。具體而言，可以將如此獲得的結構用到探針板、封裝基板、電醫療電極、MEMS結構等當中(有可能在它們之間添加聚合物或陶瓷前體材料)。
權利要求
1.ー種用於對基板(105 ;105，)執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)，每ー個處理頭包括 具有操作表面的支持元件(405), 用於將溶液輸送到所述操作表面上的至少ー個輸送ロ(412)，所述支持元件至少部分地由用於接觸所述溶液的導電材料製成， 在所述操作表面上圍繞所述至少一個輸送ロ布置的至少ー個抽吸口，用於抽吸所輸送的溶液，從而在與所述基板(105 ;105』 )的對應部分接觸時在所述操作表面上形成動態彎液面(430)， 所述處理頭之ー是用於提供電解溶液的動態彎液面(730b，830b)的電解頭(701b ；801b), 其中，所述電解模塊還包括 用於通過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 用於向所述基板施加第二偏壓的第二偏壓裝置(703ac ;703』 ；803ac ;803』)。
2.根據權利要求I所述的電解模塊(700;700』 ；800;800』)，其中，每ー個處理頭(710a-701c ；801a-801c)的支持元件(405)由具有用於與溶液電接觸的接觸端子的聚合物材料或半導體材料製成。
3.根據權利要求I或2所述的電解模塊(700;700』 ；800 ;800』)，其中，所述電解頭作用於所述基板(105 ;105』 )的第一表面，所述第二偏置裝置包括用於向與所述基板的第一表面相對的所述基板的第二表面施加第二偏壓的裝置(703』 ；803』)，從而通過所述基板建立與所述電解頭的導電路徑。
4.根據權利要求I或2所述的電解模塊(700;700』 ；800 ;800』)，其中，所述電解頭作用於所述基板(105 ;105』 )的第一表面，所述第二偏置裝置(703ac ;703』 ；803ac ;803』 )包括各自用於提供導電溶液的動態彎液面(730a，730c ；830a,830c)的處理頭(701a_701c ；801a-801c)的至少ー個偏置頭(701a，701c ；801a,801c)以及用於通過每ー個偏置頭向所述導電溶液施加第二偏壓的裝置(703ac ;803ac),所述至少ー個偏置頭作用於所述基板的第一表面，從而通過所述基板建立與所述電解頭(701b ；801b)的導電路徑。
5.根據權利要求4所述的電解模塊(700;800)，還包括用於使所述基板(105 ;105』 )和所述電解模塊沿移動方向相對於彼此移動的移動裝置(750 ;850)，所述至少ー個偏置頭(701a, 701c ;801a，801c)包括沿所述移動方向分別布置在所述電解頭(701b ;801b)的上遊和下遊的第一偏置頭(701a ；801a)和第二偏置頭(701c ;801c),從而在基板通過所述電解模塊的同時保持導電路徑。
6.根據權利要求I到5中的任何ー項所述的電解模塊(800;800』)，還包括用於通過改變溶液的流入和/或每ー抽吸口內的負壓而控制動態彎液面的尺寸的裝置。
7.根據權利要求I到6中的任何ー項所述的電解模塊(800;800』)，其中，所述電解模塊是用於對所述基板(105，105』 )執行陽極氧化處理的陽極氧化模塊。
8.根據權利要求7所述的電解模塊(800;800』)，其中，所述陽極氧化模塊包括用於在所述基板(105，105』 )上形成多孔半導體區域的裝置。
9.根據權利要求I到8中的任何ー項所述的電解模塊(800;800』)，其中，所述電解模塊是用於在所述基板(105，105』)上電解澱積導電結構(Tf，Tb)的澱積模塊。
10.根據權利要求9所述的電解模塊(800;800』)，其中，所述澱積模塊還包括這樣的裝置(750 ;850)，該裝置用於在導電結構的澱積過程中沿橫貫所述基板(105，105』 )的所述導電結構(Tf，Tb)的澱積方向移開所述基板(105 ;105』)和所述電解頭(801b)，從而獲得所述導電結構的沿所述澱積方向的伸長形狀。
11.根據權利要求10所述的電解模塊(800;800』)，其中，所述澱積模塊還包括這樣的裝置(750 ;850)，該裝置用於在導電結構(Tf，Tb)的澱積過程中沿橫貫所述澱積方向的偏移方向移動所述基板(105 ;105』)和所述電解頭(801b)，從而沿所述澱積方向獲得所述導電結構的可變截面。
12.根據權利要求11所述的電解模塊(800;800』)，其中，用於沿所述偏移方向移動所述基板(105，105』)和所述電解頭(801b)的裝置(750 ;850)包括用於在導電結構(Tf，Tb)的澱積過程中使基板相對於電解頭旋轉的裝置。
13.根據權利要求9到12中的任何ー項所述的電解模塊(800;800』)，所述澱積模塊包括至少ー個布置在所述操作表面上的每ー個輸送口內的另ー抽吸口，該另一柚吸口用於抽吸所輸送的溶液，從而在對應的動態彎液面內形成空的區域，由此產生導電結構(Tf,Tb)的中空結構。
14.一種用於對基板(105 ;105』)執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), 用於將蝕刻溶液輸送到所述操作表面上的至少ー個輸送ロ(412)，以及 在所述操作表面上完全包圍所述至少ー個輸送ロ的至少ー個抽吸ロ(422)，該抽吸ロ(422)用於抽吸所輸送的蝕刻溶液，從而在與所述基板的對應部分接觸時在所述操作表面上形成動態彎液面(430)。
15.根據權利要求14所述的蝕刻模塊(600)，還包括用於通過改變溶液的流入和/或每ー抽吸口內的負壓而控制動態彎液面的尺寸的裝置。
16.一種用於製造光伏電池(100)的生產線(900)，所述生產線包括 蝕刻站(905)，所述蝕刻站(905)包括ー組根據權利要求14或15所述的蝕刻模塊(600)，每ー個蝕刻模塊清理出當前處於蝕刻站中的每ー個基板(105 ;105』 )上的接觸區(122)的對應部分，和/或 陽極氧化站(910)，所述陽極氧化站(910)包括ー組根據權利要求7或8所述的陽極氧化模塊(700 ;700』)，每ー個陽極氧化模塊用於在當前處於所述陽極氧化站中的每ー個基板的接觸區中形成多孔半導體區域(125)的對應部分，和/或 澱積站(915)，所述澱積站(915)包括ー組根據權利要求9到13中的任何一項所述的澱積模塊(800)，每ー個澱積模塊在當前處於澱積站中的每ー個基板的接觸區上形成接觸端子(Tf，Tb)的對應部分。
17.根據權利要求16所述的生產線(900)，還包括用於沿輸送方向跨越蝕刻站(905)、陽極氧化站(910)和/或澱積站(915)輸送每ー個基板(105，105』 )的裝置(950)。
18.根據權利要求17所述的生產線(900)，其中 對於所述接觸區(122)的多個條中的每ー個，所述蝕刻站(905)包括用於在基板通過所述蝕刻站時形成所述接觸區的對應條的蝕刻模塊(600)，和/或 對於所述多孔半導體區域(125)的多個條中的每ー個，所述陽極氧化站(910)包括用於在基板通過所述陽極氧化站時形成所述多孔半導體區域的對應條的陽極氧化模塊(700 ；700』)，和/或 對於所述接觸端子(Tf，Tb)的多個條中的每ー個，所述澱積站(915)包括用於在基板經過所述澱積站時形成所述接觸端子的對應條的澱積模塊(800 ;800』)。
19.根據權利要求17或18所述的生產線(900)，其中 所述陽極氧化站(910)包括橫貫所述輸送方向延伸的單個陽極氧化模塊(700 ;700』)，用於在基板經過所述陽極氧化站時形成所述接觸區(122)的多個條，和/或 所述澱積站(915)包括橫貫所述輸送方向延伸的單個澱積模塊(800 ;800』)，用於在基板經過所述澱積站時形成所述接觸區(125)的多個條。
20.根據權利要求18或19所述的生產線(900)，其中，所述蝕刻站(600)、陽極氧化站(700)和/或澱積站(800)的每ー個電解頭(601 ；703b ；803b)沿所述輸送方向短於所述基板(105,105』).
21.根據權利要求18到20中的任何一項所述的生產線(900)，還包括 用於使離開所述蝕刻站(905)的基板(105，105』)發生等於90°的第一旋轉角的第一旋轉的裝置，以及另一蝕刻站，所述另ー蝕刻站用於在經過了第一旋轉的基板經過所述另ー蝕刻站時，形成垂直於所述接觸區的所述條延伸的所述接觸區(122)的另ー組條，和/或 用於使離開所述陽極氧化站(910)的基板發生等於90°的第二旋轉角的第二旋轉的裝置，以及另ー陽極氧化站，所述另ー陽極氧化站用於在經過第二旋轉的基板經過所述另一陽極氧化站時，形成垂直於所述半導體多孔區域(125)的所述條延伸的所述半導體多孔區域的另ー組條，和/或 用於使離開所述澱積站(915)的基板發生等於90°的第三旋轉角的第三旋轉的裝置，以及另一澱積站，所述另ー澱積站用於在經過第三旋轉的基板經過所述另ー澱積站時，形成垂直於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.根據權利要求18到21中的任何一項所述的生產線(900)，還包括 用於使離開所述蝕刻站(905)的基板(105，105』 )發生第四旋轉的裝置，該第四旋轉的第四旋轉角大於0°且小於90°，從而在經過第四旋轉的基板經過所述陽極氧化站時，使所述陽極氧化站(910)形成所述半導體多孔區域(125)，和/或 用於使離開所述陽極氧化站(910)的基板發生第五旋轉的裝置，該第五旋轉的第五旋轉角大於0°且小於90°，從而在經過第五旋轉的基板經過所述澱積站時，使所述澱積站(915)形成所述接觸端子(Tf )。
23.根據權利要求22所述的生產線(900)，其中，所述第四旋轉角和所述第五旋轉角等於 45。。
24.根據權利要求17到23中的任何一項所述的生產線(900)，其中 所述蝕刻站(905)包括單個蝕刻模塊(600)，用於在使基板(105，105』 )在所述蝕刻站內停止並與之耦合時形成所述接觸區(122)，和/或 所述陽極氧化站(910)包括單個陽極氧化模塊(700 ;700』)，用於在所述基板在所述陽極氧化站內停止並與之耦合時形成所述半導體多孔區域(125)，和/或所述澱積站(915)包括單個澱積模塊(800 ;800』)，用於在所述基板在所述澱積站內停止並與之耦合時形成所述接觸端子(Tf )。
25.ー種光伏電池(100)，包括由半導體材料製成的基板(105 ;105』)和多個接觸端子(Tf，Tb)，每個接觸端子布置在所述基板的對應接觸區(122)上以收集通過光在所述基板內產生的電荷，對於所述接觸區中的至少ー個，所述基板包括從該接觸區延伸到所述基板內的至少ー個多孔半導體區域(125)，該至少ー個多孔半導體區域(125)用於將整個對應的接觸端子錨固到所述基板上， 其特徵在於 每ー個多孔半導體區域具有隨著遠離接觸區朝向基板內移動而降低的孔隙度。
26.根據權利要求25所述的光伏電池(100)，其中，每ー個多孔半導體區域(125)的厚度低於I Pm，對應的接觸端子(Tf，Tb)穿透到所述多孔半導體區域(125)的區域的整個厚度內。
27.根據權利要求25或26所述的光伏電池(100)，其中，每ー個多孔半導體區域(125)包括接近對應的接觸區(122)的具有逐漸減小的孔隙度的外層(325e)和遠離所述接觸區的具有均勻的孔隙度的內層(325i)。
28.根據權利要求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，並且其中，所述內層(325i)的孔隙度被包含於所述最大值和所述最小值之間。
29.根據權利要求27或28所述的光伏電池(100)，其中，所述內層(325i)比所述外層(325e)厚。
30.根據權利要求25到29中的任何一項所述的光伏電池(100)，其中，每ー個接觸區(122)的所述至少ー個多孔半導體區域(125)具有隨著從接觸區的邊界向接觸區內移動而減小的孔隙度。
31.根據權利要求30所述的光伏電池(100)，其中，每ー個接觸區(122)的所述至少一個多孔半導體區域(125)包括多個多孔半導體區域，所述多個多孔半導體區域的濃度和/或尺寸隨著從接觸區的邊界向接觸區內移動而減小。
32.一種製造光伏電池(100)的過程，所述過程包括以下步驟 提供半導體材料的基板(105 ;105』)，該基板(105 ;105』 )具有用於吸收光的正面， 形成布置在所述正面的正面接觸區(122)上的至少ー個正面接觸端子(Tf)，用於收集通過光在所述基板內產生的電荷， 其特徵在於 所述正面接觸區和所述正面接觸端子具有平的輪廓，形成所述至少ー個正面接觸端子的步驟包括 形成從所述正面接觸區延伸到所述基板內的至少ー個正面多孔半導體區域(125)，用於將整個正面接觸端子錨固到所述基板上，以及 化學澱積所述正面接觸端子。
33.根據權利要求32所述的過程，其中，在低於350°C的溫度執行所述形成至少ー個正面接觸端子的步驟。
34.根據權利要求32或33所述的過程，其中，所述的形成至少ー個正面多孔半導體區域(125)的步驟包括 在黑暗條件下使所述基板(105，105』 )的對應於所述多孔半導體區域的正面層經受陽極處理，所述正面層是摻雜濃度低於I IO17個原子/cm3的N型矽。
35.根據權利要求34所述的過程，所述黑暗條件為低於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體材料構成的基板(105；105')以及多個接觸端子(Tf，Tb)，所述接觸端子中的每一個布置在所述基板的對應接觸區(122)上，以收集由光在所述基板內產生的電荷。對於所述接觸中的至少一，所述基板包括至少一個從所述接觸區延伸到所述基板內的用於將整個對應的接觸端子錨固到所述基板上的多孔半導體區域(125)。在根據本發明的實施例的解決方案中，每一個多孔半導體區域的孔隙度隨著背離接觸區向基板內移動而減小。還提出了用於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')、一種用於製造光伏電池的生產線(900)以及一種用於製造光伏電池的過程。
文檔編號C25D7/12GK102870237SQ201180020401
公開日2013年1月9日 申請日期2011年3月11日 優先權日2010年3月12日
發明者M·布魯卡尼 申請人:Rise技術有限責任公司