專利名稱：用于對準硅襯底上一組圖案的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開一般涉及IV族半導體，并且尤其涉及用于對準硅襯底上一組圖案的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
半導體構(gòu)成現(xiàn)代電子的基礎(chǔ)。具有能夠在導電和絕緣之間選擇性調(diào)整和控制的物理性質(zhì)，半導體在現(xiàn)代電子器件(如計算機、蜂窩電話、光伏電池等)中是必須的。IV族半導體通常是指元素周期表中第四欄的第一到第四元素碳、硅、鍺和錫。能夠采用例如印刷之類的非傳統(tǒng)半導體技術(shù)沉積半導體材料的能力可以提供簡化制造工藝的方法，且因此降低了許多現(xiàn)代電子器件(如計算機、蜂窩電話、光伏電池等) 的成本。類似于印刷中的染料，這些半導體材料通常形成微尺度顆粒，例如納米顆粒，并暫時分散在然后沉積于襯底之上的膠狀溶液中。納米顆粒一般是在至少一個緯度上小于IOOnm的顆粒。與趨向具有與其尺寸無關(guān)的恒定物理性質(zhì)(如融化溫度、沸騰溫度、密度、導電率等)的體積材料(> IOOnm)相比， 納米顆?？梢跃哂幸蕾囉谄涑叽绲奈锢硇再|(zhì)，例如較低的燒結(jié)溫度。納米顆?？梢允褂貌煌募夹g(shù)制作，例如蒸發(fā)(S. Ijima, Jap. J Appl. Phys. 26,357(1987)),氣相高溫分解(K. A Littau, P. J. Szajowski, A. J. Muller, A. R. Kortan, L. E. Brus, J Phys. Chem. 97，1224(1993))，氣相光分解(J. M. Jasinski 和 F. K. LeGoues, Chem. Mater. 3,989(1991)),電化學蝕刻(V. Petrova-Koch 等，Appl. Phys. Lett. 61,943(1992)),硅烷和聚硅烷的等離子分解(H. Takagi 等，Appl. Phys. Lett. 56， 2379 (1990))，高壓液相減氧化還原反應(yīng)(J. R. Heath, Science 258,1131 (1992))等。—種優(yōu)點是IV族半導體納米顆粒材料可能提供用于在一系列半導體材料上快速沉積不同IV族納米顆粒墨水大量、低成本處理。在印刷后，必須選擇與大量的總體目標兼容的用于包括光伏器件的IV族半導體器件(例如一系列光電器件)的合適制備方法。例如，太陽能電池將太陽能直接轉(zhuǎn)換為DC(直流)電能。通常被配置成光二極管， 太陽能電池允許光進入金屬接觸附近，從而所產(chǎn)生的電荷載流子(電子或空穴(電子缺乏))被提取為電流。并且類似于其它多數(shù)二極管，光二極管通過將P型與N型半導體材料組合形成結(jié)而制成。在添加鈍化和抗反射涂層后，為了提取所產(chǎn)生的電荷，可以添加充當背表面場和金屬接觸(發(fā)射極上的指狀和母線，以及吸收層背部上的墊)的層。特別地，發(fā)射極摻雜劑濃度必須同時對載流子收集和與金屬電極的接觸而優(yōu)化。通常，發(fā)射區(qū)域中的低濃度摻雜原子會導致低的復合(因而較高的太陽能電池效率(太陽光轉(zhuǎn)換為電的百分比))，但是導致與金屬電極的較差電接觸。相反，一個較高的摻雜原子濃度會導致高的復合(降低太陽能電池效率)，但是導致與金屬電極的低電阻歐姆接觸。通常，為了減小制造成本，單摻雜劑擴散用于形成發(fā)射極，具有選為在減小復合和改進歐姆接觸形成之間的折衷的摻雜濃度。進而，潛在的太陽能電池效率被降低。一種解決方案是利用雙摻雜或選擇性發(fā)射極。選擇性發(fā)射極采用優(yōu)化用于低復合的第一輕摻雜區(qū)域，以及優(yōu)化用于低電阻歐姆接觸的第二重摻雜區(qū)域圖案(相同的摻雜類型)。選擇性發(fā)射極通常采用結(jié)合擴散阻擋層的多個擴散步驟形成，或者采用多個摻雜源。 通常，這些區(qū)域之間的主要變化是摻雜劑原子濃度的差異，并且在重摻雜與輕摻雜區(qū)域之間通常沒有可見的對比。因此，先前沉積的高摻雜區(qū)域圖案上的金屬接觸圖案的對準是一個巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)。例如，通常缺乏可見對比使得很難監(jiān)視金屬接觸圖案布置的精度或檢測可能的軸和/或角失配。同樣地，在背接觸太陽能電池中，具有疊加金屬接觸的一組反摻雜、相互交叉的高摻雜圖案設(shè)置于太陽能電池的背側(cè)。此外，背表面也可以采用在相互交叉的高摻雜圖案中使用的摻雜劑之一進行輕摻雜，以形成BSF (背表面場)。如同選擇性發(fā)射極，高摻雜和輕摻雜區(qū)域之間的可見邊界難于確定。因此，金屬接觸圖案對準對這種電池結(jié)構(gòu)仍舊是有問題的。傳統(tǒng)的對準方法是襯底邊緣對準或與基準標記對準。基準標記(基準)允許圖案沉積設(shè)備，通常是絲網(wǎng)印刷機或噴墨印刷機，相對于特定坐標在太陽能電池上沉積所需圖案。這些基準標記在圖案化之前的獨立步驟中設(shè)置，因而需要額外工具和處理步驟。重要的是，在每一基準對準步驟中的容許誤差是累加的。就是說，首先相對于基準在特定容限內(nèi)定義選擇性發(fā)射極圖案，之后相對于基準在不同容限內(nèi)定位金屬沉積。為了確保金屬接觸與選擇性發(fā)射極的對準，將這些容許相加，并且選擇性發(fā)射極圖案被設(shè)計為大于金屬圖案從而確保金屬不會接觸低摻雜區(qū)域或者失準程度是可以容許的。在每種情況下，由于當金屬與低摻雜區(qū)域接觸時較高的接觸電阻或由于當選擇性發(fā)射極圖案被設(shè)計為較大特征以確保金屬僅僅接觸高摻雜區(qū)域時較低的電流，可以接受器件效率的潛在犧牲。更嚴格的對準容許能夠產(chǎn)生更高的效率。通常，借助于邊緣對準的兩個圖案的對準設(shè)置需要在后續(xù)沉積步驟之間將襯底取向保持恒定(從而最小化由襯底尺寸變化引起的誤差)，其可以限制襯底處理并使其復雜化。進而，如果后續(xù)層采用不同的沉積工具，視覺系統(tǒng)一般需要將所有計算精確地基于給定襯底上的相同位置，這在高產(chǎn)量制造過程(通常超過1500個襯底/小時)中是不現(xiàn)實的。 最終，由于襯底幾何形狀不理想和邊緣較差定義，對準精度較低?？紤]到上述，需要提供對準硅襯底上一組圖案的方法。

發(fā)明內(nèi)容
在一個實施例中，本發(fā)明涉及一種對準襯底上一組圖案的方法，襯底包括襯底表面。這種方法包括在襯底表面上沉積一組硅納米顆粒，這組硅納米顆粒包括一組包含一組碳原子的配基分子，其中沉積納米顆粒的區(qū)域形成為第一組區(qū)域，以及襯底表面剩余部分定義第二組區(qū)域。這種方法還包括將這組硅納米顆粒致密化(densify)到在襯底表面上形成一組硅-有機區(qū)域的薄膜中，其中第一組區(qū)域具有第一反射值，且第二組區(qū)域具有第二反射值。這種方法進一步包括使用照射源照射襯底表面，其中第二反射值與第一反射值之比大于約1.1。


通過示例而非限制，在附圖中示出本發(fā)明，其中類似的附圖標記指代類似的要素， 其中圖1示出根據(jù)本發(fā)明，由具有涂布有抗反射/鈍化層的納米顆粒薄膜的紋理化的晶體硅襯底的一組散射光反射率曲線的簡化圖；圖2A示出比較根據(jù)本發(fā)明在涂布氮化硅的紋理化晶體硅襯底上的高摻雜區(qū)域與輕摻雜區(qū)域反射率之比的簡化圖；圖2B示出根據(jù)本發(fā)明，比較高摻雜區(qū)域與輕摻雜區(qū)域反射率之比的簡化圖，其中有機硅納米顆粒薄膜首先沉積到涂布氮化硅的紋理化晶體硅襯底上以形成高摻雜區(qū)域，并且隨后被(部分地)蝕刻去除，然后沉積氮化硅層；圖3示出根據(jù)本發(fā)明，具有選擇性發(fā)射極和作為背表面場的附加層的前接觸太陽能電池的簡化圖；圖4示出根據(jù)本發(fā)明的背接觸太陽能電池的簡化圖；圖5A示出根據(jù)本發(fā)明的如AES (俄歇電子能譜)分析的錐形紋理化的硅太陽能電池襯底表面的簡化圖，其中硅納米顆粒流體首先被沉積、致密化，然后被(部分)移除；圖5B示出根據(jù)本發(fā)明，將灰度值對比率和歸一化效率與沉積、致密化和(部分) 移除之后的硅納米顆粒膜厚度相對照的簡化合成圖；圖6A和6B示出根據(jù)本發(fā)明，用于在晶體太陽能電池襯底的一組高摻雜區(qū)域上疊加一組金屬接觸的設(shè)備的一組簡化圖；圖7示出根據(jù)本發(fā)明，將470nm處的反射率與灰度值對比率相對照的簡化圖；圖8示出根據(jù)本發(fā)明，將470nm處的照射角與灰度值對比率相對照的簡化圖；以及圖9示出根據(jù)本發(fā)明，將照射波長與對比率相對照的簡圖。
具體實施例方式現(xiàn)在參考如附圖所示的一些較佳實施例，詳細描述本發(fā)明。在下面的描述中，為了提供對本發(fā)明的通透理解，闡述了許多具體細節(jié)。然而，很顯然對于本領(lǐng)域技術(shù)人員，在無需一些或全部這些特定細節(jié)的情況下依然可以實踐本發(fā)明。在其它實例中，為了防止對本發(fā)明不必要的模糊，沒有詳細描述公知的工藝步驟和/或結(jié)構(gòu)。一般而言，為了最大化可用于轉(zhuǎn)換成電能的光，在硅襯底表面上沉積抗反射涂層， 例如氮化硅。形成干涉并由此抵消兩個異相反射波，通常針對特定的波長和特定的表面反射率優(yōu)化抗發(fā)射涂層的厚度。另外，可以處理硅襯底的表面以使反射最小化。表面的任何 “粗糙”會通過增加反射光回到表面而不是散向周圍的可能性來減小反射。然而，如前所述，在多摻雜結(jié)中的高摻雜區(qū)域和輕摻雜區(qū)域之間可見邊界的一般缺乏使得金屬接觸的對準存在問題。在一個有益方式中，通過測量在由有機硅墨沉積形成的第一高摻雜區(qū)域和第二輕摻雜擴散區(qū)域之間的特定波長區(qū)域內(nèi)的反射率，可以采用對于每個單獨太陽能電池襯底優(yōu)化的方式沉積后續(xù)圖案，例如一組金屬接觸。更特別地，通過對具有高摻雜和輕摻雜區(qū)域的太陽能電池襯底表面部分的數(shù)字成像可以生成灰度級圖象。然后這個灰度值圖象可以劃分成具有基本上類似摻雜強度的普通區(qū)域。例如，在形成高摻雜區(qū)域的一個方法中，一組硅納米顆粒首先分散到一組有機溶劑中，沉積為圖案，致密化以形成薄膜，且然后在沉積抗反射涂層前(部分)移除。已經(jīng)注意到，當結(jié)合標準摻雜劑擴散工藝時，例如在高溫下暴露于POCl3氣體中，所沉積的硅納米顆粒允許形成多摻雜結(jié)。太陽能電池襯底通常會加熱到約800°C-90(TC。然后通過擴散器 (bubbler)吹入氮氣以形成POCl3的承載氣體。在與O2混合后，所形成的氣態(tài)POCl3在太陽能電池襯底表面上沉積PSG (P2O5)，這又會產(chǎn)生擴散進入在太陽能電池襯底表面上形成的晶體Si和SiO2的磷原子。接下來，可以采用氫氟酸的水溶液和/或包含氟化銨(NH4F)的溶液選擇性地蝕刻SiO2。一種在硅襯底表面上沉積納米顆粒層的方法是通過采用膠狀分散體(墨水)或膏體進行沉積。通常，IV族納米顆粒膠狀分散體是可行的，因為顆粒表面與溶劑之間的相互作用足夠強從而克服了密度差異，這通常會導致材料浸沒或漂浮在流體中。就是說，較小的納米顆粒比較大的納米顆粒更容易分散。一般地，顆粒負載大約為3Wt%。相反，如果顆粒負載基本上增加到大于約10Wt%，膠狀分散體變濃為高粘性墨或膏體。通常，IV族納米顆粒在真空或?qū)嵸|(zhì)上無氧的惰性環(huán)境中轉(zhuǎn)移到膠狀分散體。另外， 例如聲裂法、高剪切混合器、以及高壓/高剪切均化器之類的顆粒分散方法和設(shè)備可以用于方便納米顆粒在所選的有機溶劑或溶劑混合物中的分散。也就是說，混合物包括碳分子。溶劑示例包括乙醇、乙醛、酮、羧基酸、酯、胺、有機硅氧烷、鹵化烴和其它烴溶劑。 另外，可以混合溶劑以便優(yōu)化例如粘性、密度、極性等物理性質(zhì)。另外，為了更好的在膠狀分散體中分散IV族納米顆粒，可以通過添加附加有機化合物，例如乙醇、乙醛、酮、羧基酸、酯和胺、以及有機硅氧烷形成納米顆粒封端基團。可選地，封端基團可以通過在等離子腔室中添加氣體而原位添加。這些封端基團在接下來的燒結(jié)工藝期間去除，或者在燒結(jié)工藝前的低溫預熱中去除。例如，適用于制備封端IV族半導體納米顆粒的大量封端試劑包括C4-C8支鏈乙醇、環(huán)乙醇、乙醛和酮，諸如叔丁醇、異丁醇、環(huán)己醇、甲基環(huán)己醇、正丁醛、異正丁醛、環(huán)己酮，以及有機硅氧烷，諸如甲氧基(三(三甲基甲硅烷基)硅烷)(MTTMSS)、三(三甲基甲硅烷基)硅烷(TTMSS)、十甲基四硅氧烷(DMTS)、和三甲基甲氧基硅烷(TMOS)。一旦形成，膠狀分散體可以施加到襯底并對其熱處理，以便將IV族納米顆粒燒結(jié)為致密的導電膜且后續(xù)使得摻雜劑擴散進入襯底。實施方法的示例包括，但不限于，滾涂、 槽模具涂布、凹版印刷、柔版卷筒印刷(flexographic drum printing)、絲網(wǎng)印刷、和噴墨印刷方法等等。另外，IV族摻雜納米顆粒膠狀分散體的不同配置通過摻雜、非摻雜和/或不同摻雜的IV族納米顆粒的選擇性混合來配制。例如，可以制備不同配制的混合IV族納米顆粒膠狀分散體，其中結(jié)的特定層的摻雜水平通過混合摻雜和非摻雜的IV族納米顆粒來配制以達到該層的要求?？蛇x地，混合IV族納米顆粒膠狀分散體可用于補償襯底缺陷，例如氧原子鈍化，以便降低不期望的能態(tài)。然而，如前所述，用于去除SiO2的氫氟酸溶液(HF)和/或氟化銨(NH4F),與Si-O 鍵的反應(yīng)比Si-Si (硅-硅)鍵或Si-C(硅-碳)鍵快得多，因而氧被剝離，同時保留硅和碳化硅。因此，包括硅-有機原子鍵(硅和/或碳化硅)的一組薄的非外延連續(xù)或非連續(xù)區(qū)域可以在太陽能電池襯底表面上形成。然而不期望被理論限制，本發(fā)明人相信這些薄的硅-有機區(qū)域通過兩個機制中至少一個改變了高摻雜區(qū)域的反射率。首先，與不存在硅-有機殘基的區(qū)域相比，附加薄有機層有效地改變了該位置上抗反射涂層的厚度，由此改變了聚集高摻雜區(qū)域表面的反射波干涉圖案。第二，薄的硅-有機殘基區(qū)域在襯底表面上形成了小的超結(jié)構(gòu)圖案。趨向于在襯底表面保形地沉積的抗反射涂層也趨向于與超結(jié)構(gòu)圖案相匹配。通過改變紋理化表面的錐角的平均陡度，超結(jié)構(gòu)圖案改變了聚集高摻雜區(qū)域的總體反射系數(shù)。參照圖1，根據(jù)本發(fā)明，簡化圖示出可以用于太陽能電池的具有涂布有抗反射/鈍化層的納米顆粒薄膜的紋理化晶體硅襯底的漫射光的一組光反射曲線。水平軸示出入射波長102，同時在垂直軸示出測量的反射百分比104。此處，晶體硅襯底首先在硫酸溶液中預清洗。另外，為了降低反射，通過在去離子水、IPA(異丙醇)和KOH(氫氧化鉀)溶液中處理襯底來添加錐形紋理。接下來，在硅襯底上沉積隨后定義高摻雜區(qū)域的硅納米顆粒薄膜圖案。在惰性環(huán)境中溫度升高下進行干燥之后，晶體硅襯底在POCl3A2和O2氣氛中擴散，如前所述。余下的PSG(磷硅酸鹽)玻璃層隨后通過BOE (緩沖氧化蝕刻)清洗步驟去除。硅納米顆粒薄膜中轉(zhuǎn)化為基本上類似于PSG 的化學組成的任何部分也可被去除。然而，留下硅-有機區(qū)域，如前所述。通常如果化學刻蝕周期不足夠長(少于約30秒)，太陽能電池襯底表面上剩余介于約300nm和1200nm的PSG氧化物厚度。因此，盡管高摻雜和輕摻雜區(qū)域之間的對比可能足以確定圖案，但是由于相對高的反射率以及由未完全去除的非導電氧化物PSG層引起的高串聯(lián)電阻，相應(yīng)的太陽能電池效率降低。相反，如果化學刻蝕周期太長(大于大約1小時)，高摻雜區(qū)域和輕摻雜區(qū)域之間的對比差，增加了金屬接觸失配的可能性。然而，在一個有益方式中，如果化學蝕刻周期為約1分鐘至約10分鐘，硅襯底表面上仍存留厚度介于 5nm和400nm之間的包含硅-有機的區(qū)域，其具有對輕摻雜區(qū)域的充足反射對比。在接下來的步驟中，為了最小化反射并優(yōu)化表面鈍化，在硅烷、氨、氮氣和可選地氫氣的氣氛中，在硅襯底上沉積抗反射涂層和氮化硅(Si3N4和氣體非理論配比的Si和N) 鈍化層。此處，介于約40nm和約120nm厚的Si3N4的反射系數(shù)介于約1. 9和約2. 10之間。接下來，基于與輕摻雜區(qū)域的對比確定高摻雜區(qū)域的位置，并且使用諸如絲網(wǎng)印刷機之類的沉積設(shè)備沉積金屬接觸。此處，光照射到紋理化襯底表面且隨后分析漫反射隨。 漫反射通常是來自諸如紋理化硅襯底之類的不平坦表面的光反射。因此，反射光在圍繞表面的半球Qn弧度)上擴散。曲線110示出了具有可用于形成如上所述的重摻雜區(qū)域、1200nm厚的氧化硅納米顆粒薄膜并且涂布有60nm厚的氮化硅層的紋理化硅襯底的反射率。470nm處的反射率為 18. 2%,并且在 540nm 處為 15.9%。曲線108示出了具有可用于形成如上所述的重摻雜區(qū)域、500nm厚的氧化硅納米顆粒薄膜并且涂布有115nm厚的氮化硅層的紋理化硅襯底的反射率。470nm處的反射率為 9. 3%，并且在540nm處為9. 7%0曲線107示出了具有可用于形成如上所述的重摻雜區(qū)域、約30nm厚的硅納米顆粒薄膜并且涂布有115nm厚的氮化硅層的紋理化硅襯底的反射率。470nm處的反射率為3.4%，并且在 540nm 處為 0.85%。曲線105示出了不具有可用于形成如上所述的輕摻雜區(qū)域的硅納米顆粒薄膜并且涂布有115nm厚的氮化硅層的紋理化硅襯底的反射率。470nm處的反射率為-2. 7%，并且在540nm處為-0. 61%。由此可見，對于介于375nm和600nm的第一波長范圍112以及介于700nm和800nm 的第二波長范圍114，在反射率上有明顯的差異。例如，曲線107的反射率形狀上類似于示出僅涂布有氮化硅層的硅襯底的曲線105，但是稍稍向較高波長移動。盡管不期望被理論限制，本發(fā)明人相信，如果氮化硅層稍厚或如果錐形紋理化的角更陡，可以期望類似的結(jié)果。參照圖2A，根據(jù)本發(fā)明，示出比較涂布有氮化硅的紋理化晶體硅襯底上的高摻雜區(qū)域與輕摻雜區(qū)域的反射率之比的簡化圖。水平軸示出入射波長202，同時在垂直軸示出高摻雜區(qū)域與輕摻雜區(qū)域204的反射率曲線之比。曲線212示出了涂布有60nm厚的氮化硅層的紋理化硅襯底上具有1200nm厚的氧化硅納米顆粒薄膜的區(qū)域和不具有硅納米顆粒薄膜的區(qū)域的反射率之比。470nm處的反射率之比為約9. 8，并且在540nm處為約34. 2。曲線210示出了涂布有115nm厚的氮化硅層的紋理化硅襯底上具有500nm厚的氧化硅納米顆粒薄膜的區(qū)域和不具有硅納米顆粒薄膜的區(qū)域的反射率之比。470nm處的反射率之比為4. 0，以及在540nm處為20. 3。曲線208示出了涂布有115nm厚的氮化硅層的紋理化硅襯底上具有小于約30nm 厚的氧化硅納米顆粒薄膜的區(qū)域和不具有硅納米顆粒薄膜的區(qū)域的反射率之比。470nm處的反射率之比為1. 3，并且在540nm處為1. 4。如附圖1所示，對于介于375nm和600nm之間的第一波長范圍112和介于700nm 和SOOnm之間的第二波長范圍114，高摻雜區(qū)域與輕摻雜區(qū)域之間的反射率之比明顯大于余下的波長，導致波長范圍112較高的對比。避免導致對比低于1. 3的波長，包括通常用于制造太陽能電池的處于620nm和680nm之間的波長。參照附圖2B，根據(jù)本發(fā)明，示出高摻雜區(qū)域與輕摻雜區(qū)域的反射率之比的簡化圖， 其中首先沉積有機硅納米顆粒薄膜以形成高摻雜區(qū)域，然后如前所述(部分)蝕刻2分鐘， 隨后沉積氮化硅層。水平軸示出入射波長202，同時在垂直軸示出反射率之比214。由此可見，對于介于375nm和600nm之間的第一波長范圍112，和介于700nm和800nm之間的第二波長范圍114，在反射率上具有明顯的差異?，F(xiàn)在參照附圖3，具有選擇性發(fā)射極以及作為背表面場(BSF)的附加層的前接觸太陽能電池的簡化圖。如前所述，在普通的太陽能電池中，高摻雜與輕摻雜發(fā)射極區(qū)域之間的可見邊界難于確定，使得一組金屬接觸的沉積難于對準。發(fā)射極306可以是P型(如硼摻雜)或N型(如磷摻雜)，且可由不同的方法形成，其包括但是不限于氣相擴散(例如使用POCl3氣體作為磷源或BBr3作為硼源)、固態(tài)源擴散、或典型地采用例如磷酸之類的液態(tài)摻雜劑源的線上工藝。在發(fā)射極306(典型地還覆蓋有抗反射層304)上是前金屬接觸，包括一組指狀結(jié)構(gòu)305 (此處為約130 μ m寬的銀)和一組母線303 (此處為約1500 μ m寬的銀)。典型地采用具有附加玻璃料的銀膏制成，前金屬接觸被優(yōu)化以提取在光被吸收時硅襯底308中產(chǎn)生的電荷載流子(此處為電子)。前金屬接觸典型地也配置為具有減小的水平表面面積(從而最小化減小所生成電流的由陰影引起的損耗)，并增加的橫截面體積(從而減小器件的串聯(lián)電阻，趨于增加器件的效率)。通常，未處理的硅襯底一般反射超過30%的入射光。因此，為了減小反射能量且因此直接改進效率，硅襯底通常被紋理化并采用抗反射涂層304(如氮化硅(Si3N4)等)進行優(yōu)化。另外，抗反射涂層304也幫助鈍化發(fā)射極306的表面，既減小外部源對體襯底的污染影響，也大大降低由懸掛Si鍵或摻雜襯底308表面的缺陷引起的少數(shù)載流子復合。另外，在硅襯底308的背側(cè)通常是創(chuàng)建BSF (背表面場)310的重摻雜區(qū)域(與襯底的類型相同)。最小化背表面復合的影響，適當配置的BSF傾向于排斥靠近背側(cè)產(chǎn)生的這些少數(shù)載流子，導致在襯底吸收器中更高級別的少數(shù)載流子濃度以及較高的器件效率。例如， Al (鋁)或Br (硼)可以添加到P型襯底形成BSF層。相反，對N型襯底，可以添加P (磷) 形成BSF層。另外，通常在背側(cè)插入銀(Ag)或銀/鋁墊以便于用于焊接互連成模塊?，F(xiàn)在參照圖4，示出根據(jù)本發(fā)明的背接觸太陽能電池的簡化圖。在一個常規(guī)的配置中，一組P型(發(fā)射極)區(qū)域412和一組N型基接觸區(qū)域416擴散進入N型(磷摻雜)硅襯底408。可選地，氮化硅或氧化硅的表面鈍化層410可以沉積在表面的背側(cè)。為了提取電荷載流子，發(fā)射極金屬接觸402沉積到一組P型區(qū)域412上，以及基極金屬接觸411沉積到一組N型區(qū)域416上。另外，也沉積包括FSF(前表面場)和抗反射涂層的前側(cè)層404(如前所述)。FSF 在功能上類似于BSF，其傾向于排斥來自太陽能電池前側(cè)的少數(shù)載流子(此處為電子)，從而改進前表面的鈍化質(zhì)量。示例 1晶體硅襯底首先在硫酸溶液中預清洗，然后通過在H20、IPA和KOH溶液中處理襯底來對襯底進行紋理化。分別在SC-2 (H2O, HCl (鹽酸)和H2A (雙氧水)的混合物)、水虎魚(piranha)(硫酸(H2SO4)和H2A的混合物)、BOE和H2O中的清洗和沖洗步驟后，將在一組有機溶劑中包括4Wt%硅納米顆粒的硅納米顆粒流體沉積到晶體硅襯底上。在惰性氣氛中600°C下烘烤3分鐘以使膜致密化并蒸發(fā)溶劑分子之后，晶體硅襯底在約925°C下具有 P0C13、N2和&氣氛的擴散爐中暴露于摻雜劑源約100分鐘。余下的PSG玻璃層隨后通過 5分鐘的BOE清洗來去除。在這個步驟期間，硅納米顆粒薄膜的厚度從約1200nm減小到約 30nm,且下方仍保留硅-有機殘基層。接下來，利用俄歇電子能譜(AEQ分析晶體硅襯底。通常，AES是用于確定表面上部5-lOnm組成的技術(shù)。3_20keV能量的入射電子傾向于使得來自樣品(此處硅襯底)上表面中原子的高結(jié)合能核電子出射。然后這個原子通過較低結(jié)合能價態(tài)電子落到核態(tài)的空穴來弛豫。這個量子化弛豫能量轉(zhuǎn)換為可以檢測的出射電子的動能。出射電子的動能是所出射元素的特征，因而能夠用于標識元素。此處，盡管實質(zhì)上去除了 PSG玻璃層和沉積的硅納米顆粒薄膜，但是檢測到較大部分的碳原子(以及剩余的硅納米顆粒)，足以改變高摻雜區(qū)域相對于晶體硅襯底表面輕摻雜區(qū)域的反射率?，F(xiàn)在參照圖5A，根據(jù)本發(fā)明，示出由AES (俄歇電子能譜)所分析的錐形紋理化硅太陽能電池襯底的簡化圖，其中硅納米顆粒溶液首先被沉積，致密化，然后如前所述(部分)移除。通常，紋理化硅太陽能電池襯底表面502具有變化的寬度和高度的錐形構(gòu)造。在錐形的尖端區(qū)域508，測量出約18原子％的碳。在錐形的中部區(qū)域506，測量出約15原子％的碳。在錐形的谷形區(qū)域504，測量出約34原子％的碳。在采用Ar的離子研磨去除表面材料約5nm后，仍余有接近67%的有機碳原子濃度，因而表明碳信號不是由于在AES技術(shù)中離子研磨前貢獻碳信號的有益表面碳。示例 2一組晶體硅襯底首先在硫酸溶液中預清洗，然后在H20、IPA和KOH溶液中處理襯底以對其進行紋理化。分別在SC-2(H20、HC1 (鹽酸)和H2O2 (雙氧水)的混合物)、水虎魚 (硫酸(H2SO4)和H2A的混合物)、Β0Ε和H2O中清洗和沖洗步驟后，在一組有機溶劑中包括 4Wt%硅納米顆粒的硅納米顆粒流體沉積到每個紋理化晶體硅襯底上。在惰性氣氛中600°C 下烘烤3分鐘以使膜致密化，晶體硅襯底在約925°C下具有POCl3J2和&氣氛的擴散爐中暴露于摻雜劑源約100分鐘。接下來，襯底以不同時間周期進行BOE清洗步驟。殘留的PSG 玻璃層的去除程度和致密化硅納米顆粒膜的厚度通過在0分鐘至60分鐘內(nèi)改變暴露于BOE 的時間來控制。更長的蝕刻劑暴露對應(yīng)于更薄的致密化硅納米顆粒膜和更完全的PSG玻璃層去除。另外，大于10分鐘的刻蝕劑暴露基本上去除更薄的致密化硅納米顆粒膜。參照圖5B，根據(jù)本發(fā)明，示出將從470nm的照射獲得的灰度值對比率和歸一化效率與沉積、致密化和(部分)移除后的硅納米顆粒膜厚度相對照的簡化合成圖。歸一化效率是指對具有未暴露于蝕刻劑的致密化硅納米顆粒膜的厚度的器件效率歸一化的太陽能電池效率值。通常，灰度值對比率通過感興趣的漫射光傳感器像素的灰度值于背景像素的灰度值之比來量化。灰度值通常與在給定單元時間內(nèi)到達傳感器的適當波長的光子數(shù)直接相關(guān)。對于漫射光傳感器的給定配置(例如入射角、照度、光波長)的具有較高反射率的太陽能電池表面上的區(qū)域會有更高的灰度值。當差異最大時，具有高和低反射率(對比)區(qū)域之間的界限被定義得最好。在水平軸示出以納米為單位的厚度510，左邊垂直軸示出由470nm處照射獲取的高摻雜區(qū)域與輕摻雜區(qū)域的灰度值對比率514，同時右邊垂直軸示出歸一化電池效率(功率輸出相對于功率輸入)512。曲線516將灰度對比率與厚度相對照，同時曲線518將歸一化效率與致密化硅納米顆粒膜的厚度相對照。由此可見，隨著厚度從約1200nm減小到約 IOnm,歸一化效率增加(由于能夠與金屬接觸形成更好的歐姆接觸)，同時高摻雜區(qū)域與輕摻雜區(qū)域的灰度對比率降低(相對于前述的較薄的硅有機膜殘基)?，F(xiàn)在參照圖6，根據(jù)本發(fā)明，示出用于在晶體太陽能電池襯底上的一組高摻雜區(qū)域上疊加一組金屬接觸的設(shè)備的簡化圖。最初，具有一組例如用于選擇性發(fā)射極或背接觸太陽能電池之類的高摻雜區(qū)域的太陽能電池襯底604放置于襯底入口傳送設(shè)備603(如傳送帶等)上。太陽能電池襯底604 然后放置于圖案檢測設(shè)備606中，以便確定高摻雜區(qū)域圖案中已知地標的軸向(χ和y)以及角度位置(theta)。例如，如果將一組高摻雜區(qū)域圖案化為一組母線和指狀結(jié)構(gòu)，一組已知地標可以是母線和指狀結(jié)構(gòu)在適當定義的位置處的特定交點。可選擇地，可以在高摻雜區(qū)域圖案添加唯一地標。這些地標可以用作在高摻雜區(qū)域圖案內(nèi)用于圖像識別步驟的唯一特征。一旦被確定，一組高摻雜區(qū)域圖案中地標的位置被傳送到金屬沉積設(shè)備610(例如包括橡膠輥612的絲網(wǎng)印刷機)。在將太陽能電池襯底604放置在金屬沉積設(shè)備610中后(此處通過轉(zhuǎn)盤608)，軸向以及角度方向調(diào)整金屬沉積設(shè)備610的印刷絲網(wǎng)以便對準要使用橡膠輥沉積到一組高摻雜區(qū)域上的一組金屬接觸。在利用橡膠輥612在一組高摻雜區(qū)域上沉積金屬接觸之后，將具有一組金屬接觸(未示出)的太陽能電池襯底放置于襯底出口傳送設(shè)備611上，其中可以傳送用于其它處理。在一種配置中，將襯底604置于具有基于三個高分辨率攝像機和圖像識別軟件的視覺系統(tǒng)的Applied Materials Baccini絲網(wǎng)印刷機工具的圖案檢測設(shè)備606中。首先，指令圖像識別軟件尋找特定一組圖案或地標。此處，圖像識別軟件視覺庫基于Cognex Vision Pro且可以包括若干算法，例如“I^attern Matching (圖案匹配)”，“PatMax”和“PatCAD”。 前兩個算法記錄最可能質(zhì)量的模型圖案的圖像并將其處理為用于圖像識別的特性幾何特征(如線、圓)，然而最后一個算法允許加載由CAD軟件產(chǎn)生的設(shè)計，其表示理想情況下的模型圖案。由于其允許圖案識別軟件搜索適當定義的CAD圖案而不是手動定義的搜索區(qū)域， CAD圖案算法尤其有優(yōu)勢，這增強了布置精度以及相對對比和圖案變化的彈性。另外，為了計算所需的絲網(wǎng)旋轉(zhuǎn)，相對于整個圖案的中心的相應(yīng)搜索區(qū)域的中心坐標通常需要精確知曉。在有益的方式中，這些坐標趨向于對CAD圖案適當定義，而余下的算法以及搜索區(qū)域的手動選擇不得不被估計，造成額外的布置誤差。通常，為了被標識，應(yīng)該選擇這組圖案，使其位于用于視覺系統(tǒng)的每個相機的視場中。圖案識別通常需要可以使用圖案中唯一特征，該唯一特征確定在X和y方向上的明確位置。這些特征可以包括在第一圖案自身中，也可以在不影響設(shè)備性能的情況下添加作為唯一對準特征。接下來，在一個有益方式中，在優(yōu)選的介于約375nm和約600nm間以及700nm 和800nm間，最優(yōu)選地470nm或者MOnm的波長下照射太陽能電池襯底。本發(fā)明人相信，針對晶體太陽能電池襯底(背景)的高摻雜區(qū)域相對于輕摻雜區(qū)域的最大對比，優(yōu)化這些波長范圍。對于MOnm，可達到的灰度值對比和反射率更高(見圖 7)，但是在常規(guī)應(yīng)用中，優(yōu)化襯底紋理化和抗反射涂層，使得絕對反射率盡量靠近該波長。 因而，盡管540nm比470nm具有更好的對比率，470nm具有更好的信噪比。在有益方式中，最優(yōu)配制根據(jù)襯底的絕對反射率和照度來平衡這些因素。進而，綠光LED的效率通常低于藍光LED，使得470nm成為有利的照射波長。通常，處于700和SOOnm之間的波長也提供相當?shù)膶Ρ?，但是即便常?guī)CCD(電荷耦合器件)相機在這個波長范圍內(nèi)具有相當?shù)撵`敏度，但是峰值響應(yīng)通常處于500和550nm之間，使得這個波長范圍優(yōu)勢較小。另外，當采用漫射光傳感器觀察時，可以調(diào)整照射源的角度以針對最大對比對其進行優(yōu)化。在這種配置中，照射源相對于漫射光傳感器的垂直取向提供最佳結(jié)果，但是在其他配置中(依賴于襯底表面，漫射性質(zhì)等)，該角度可以相對于襯底表面在90度內(nèi)變化。調(diào)整漫射光傳感器的角度，使得對其進行優(yōu)化以獲取太陽能電池襯底上高摻雜區(qū)域相對于輕摻雜區(qū)域的最大對比。在這種配置中，光傳感器相對于襯底表面基本上垂直的取向提供最佳結(jié)果，但是在其他配置中(依賴于襯底表面，漫射性質(zhì)等)，該角度相對于襯底表面可以在90度內(nèi)變化。另外，可以調(diào)整照射源的強度以獲取足夠的對比。在這種配置中，使用470nm藍色 LEDs的4個線性條，每個條中使用4X96LED且最大可調(diào)整的總光強為15. 5W。類似的覆蓋
12有綠色濾色器的白光LED線性條可以用于形成540nm的照射。在一個替換配置中，圍繞每個照相機透鏡的環(huán)形照射源以及共軸照射用于功能上的替換方案，因為同時維持入射光和反射光路徑幾乎平行于襯底平面的法線。通常，選擇漫射光傳感器以使其對適當照射源波長敏感。在這種配置中，使用具有適當CCD芯片的攝像機。分辨率需要足夠，以分辨用于對準的全部相關(guān)圖案特征。視場必須足夠大從而對用于對準的全部相關(guān)圖像特征成像。在這種配置中，使用附帶了 Tamron透鏡的CCTV21HA(具有50mm焦距)的S0NYXCD-SX90CCD相機。分辨率為1280X960像素。在靠近155mm操作距離的視場為約20mmX 15mm。對照射源波長范圍優(yōu)化的帶通濾光器可以用于濾掉背景光并獲得更好的對比。典型地，包括圖案的襯底的放置精度要求感興趣區(qū)域在相機的視場中。在這種情況中，這對應(yīng)20mmX15mm的區(qū)域。用于圖像識別的特征的尺寸為5mmX5mm。因而，襯底可以在兩個方向上被放置在+/-7. 5mm內(nèi)。通常，視覺系統(tǒng)軟件具有所需參數(shù)以便檢測所記錄的圖象中感興趣模型圖案。例如，可能需要調(diào)整曝光、亮度、對比度以獲得最大的對比。通常，這些值取決于給定照射源和位置、相機類型和位置、襯底表面和圖案組成等。這些值應(yīng)該進一步被調(diào)整成使得灰度對比率足夠大以允許圖案識別。在這種配置中，成功的圖案識別要求這個比率大于1.3。低到 1.1的值也足以允許成功的圖案識別。通常，視覺軟件搜索模型圖案與所檢測圖像的匹配?？梢哉{(diào)整模型的幾何約束以允許非對稱或?qū)ΨQ的縮放。在這個示例中，縮放可以為介于0.8到1.6之間，且使用對稱和非對稱縮放，這取決于印刷圖案的圖案保真度。另外，應(yīng)該根據(jù)所記錄圖像的圖像質(zhì)量調(diào)整增益。顆粒通常定義在其上假定發(fā)生兩個區(qū)域之間的過渡的像素數(shù)量。另外，低對比襯底需要軟件中的高曝光和對比設(shè)置，導致更顆?；膱D像。顆粒調(diào)整能夠在這樣情況下實現(xiàn)圖像識別。在這種情況下的設(shè)置范圍從 1 至Ij 12。還可能需要進行角度調(diào)整以便排除針對超過特定角的旋轉(zhuǎn)的圖像識別。在這種情況中，在+/-10度內(nèi)搜索圖案。在接下來的步驟中，計算相對于先前沉積圖案的絲網(wǎng)平移/旋轉(zhuǎn)和對準。通常，對于圖案對準，盡管需要定義至少兩個坐標用于計算絲網(wǎng)平移和旋轉(zhuǎn)，然而添加第三個坐標可以改進對準工藝的精確度。在這種配置中，對準是基于三個坐標的。用于圖案對準計算的坐標被定義為模型圖案的幾何中心，由模型圖像或者CAD繪圖確定。然后可以使用光學視覺工具(例如如下所述的光學顯微鏡或Micro-Vu Vertex 320工具)檢查襯底，且可以確定如上討論的地標特征的相應(yīng)坐標，并且然后將其傳輸?shù)交蜉斎氲杰浖杏米鳂朔Q位置。通常，視覺軟件將這些標稱位置與在圖像識別過程中確定的那些相比較并對絲網(wǎng)計算平移和旋轉(zhuǎn)從而確保兩個圖案的對準。在這個示例中，測試樣品采用相同的視覺工具印刷和檢查。取決于機械參數(shù)(絲網(wǎng)位置，橡膠輥位置等)的任何剩余軸和角偏移可以在視覺軟件中校正。一旦被確定，在一組高摻雜區(qū)域中的已知地標位置被傳輸?shù)桨ㄈ缜八龅南鹉z輥612的金屬沉積設(shè)備610 中。在調(diào)整用于圖像識別和圖案對準過程的設(shè)置和參數(shù)后，通過Si3N4層燒結(jié)的含銀玻璃料層被印刷在前面沉積層的頂部，定義高摻雜區(qū)域。因而，成功的樣品可以在視覺系統(tǒng)的可實現(xiàn)精度下印刷。此處，樣品-樣品的精度優(yōu)于+/-16 μ m。在去除多余溶劑的第一干燥步驟后，電池的背側(cè)印刷有Ag/Al接觸層，且在另一干燥步驟后，印刷包括鋁的BSF層。接下來，太陽能電池襯底604在第三干燥步驟中處理， 然后可以通過在帶狀爐中共燒電池來形成接觸。接下來，晶體硅太陽能電池襯底采用太陽能電池襯底邊緣隔離設(shè)備來處理，該設(shè)備通常包括激光器，由此連續(xù)劃出完全穿過發(fā)射極層的溝槽。可選地，為了檢查實際金屬沉積的質(zhì)量，可以確定沉積金屬接觸相對于高摻雜區(qū)域圖案的對準。通常，金屬沉積設(shè)備610的沉積機構(gòu)(此處為橡膠輥612)必須物理對準并定位于最初已知的位置和角度。金屬沉積設(shè)備610通過來自視覺軟件的圖案信息從位置和角度偏離，以便在高摻雜區(qū)域上實際沉積金屬。然而，由于制造條件，諸如磨損和溫度起伏， 實際位置和角度趨于改變，這又使得所得沉積圖案的位置漂移。通常，需要在制造期間以士5 μ m內(nèi)機器偏移變化的周期的至少兩倍的速率對圖案對準進行分析。在有益方式中，采用視覺設(shè)備，例如Micro-Vu Vertex，可以通過改變照射角度和光源強度自動確定沉積金屬與高摻雜區(qū)域圖案之間的實際漂移。例如，Micro-Vu Vertex投射被優(yōu)化以提供最大對比的照射源。在這種配置中，白光LED代替視覺系統(tǒng)中的標準紅光源，其傾向于貢獻低于600nm的所需波長范圍，特別是470nm和540nm。此處，首先采用入射功率為約50mW/cm2至約400mW/cm2以及入射角與襯底表面法向矢量成2-20度的白光照射源照射襯底表面，以檢測高摻雜區(qū)域的已知地標。還已經(jīng)在實驗上確定，對于具有可變角度環(huán)照射的自動化視覺工具，能夠利用入射角度與襯底表面法向矢量成60-80度的附加光源的同步照射來改進高摻雜區(qū)域的檢測。接下來，利用入射功率為約lmW/cm2至約20mW/cm2以及入射角與襯底表面法向矢量成0_85度的光源來照射襯底表面，以便檢測沉積金屬的已知地標。在從選擇性發(fā)射極圖案和金屬接觸識別出已知地標后，可以確定選擇性發(fā)射極和金屬接觸圖案之間的實際軸向和角度的位置。現(xiàn)在參照圖6B，示出根據(jù)本發(fā)明的附圖6A的圖案檢測設(shè)備的一個配置的簡化圖。 這里，一組LED (發(fā)光二極管)排624圍繞一組漫射光檢測器(例如相機等)630A-C放置。 由于太陽能電池襯底604放置在一組LED排624的下方，并且波長在約375nm和約600nm 之間的光投射到襯底表面上。如前所述，表面不平坦的太陽能電池襯底604使得反射622 漫射。如前所述，這組漫射光檢測器630A-C的每個檢測器相對于相應(yīng)的已知地標620A-C 放置。在這個配置中，該組LED排6M的每排具有96個照射波長為470nm以及最大強度為 15. 5W的藍光LED。另外，系統(tǒng)包括具有Tamron透鏡CCTV 21HA (焦距50mm)的漫射光檢測器F30A-C SONY X⑶-SX90CXD相機。每個相機配置有約1280X960像素的分辨率，以及約20mmX 15mm 的視場，以及約為155mm的操作距離。進而，可以采用濾光器優(yōu)化一組高摻雜區(qū)域與低摻雜區(qū)域之間的對比。在一些情況下，有益地使用長通、短通以及帶通濾光器。通常，這些濾光器允許照射光源的波長通過，而對背景光所貢獻的波長被過濾。此處，470nm帶通濾光器用于470nm照射。參照圖7，根據(jù)本發(fā)明，示出分別針對470nm和MOnm的照射，將反射率與灰度值對比率相對照的簡化圖。水平軸示出反射率702，左邊的垂直軸示出470nm處的灰度值對比率 704，并且在右邊的垂直軸示出MOnm處的灰度值對比率706。由此可見，在測量的漫射光圖像上的兩個接近像素之間的灰度值對比與這兩個像素之間的觀察到的反射率直接相關(guān)。參照圖8，示出根據(jù)本發(fā)明的將照射角與灰度值對比率相對照的簡化圖。通常，照射角與漫射光傳感器的透鏡軸向相關(guān)。水平軸以度為單位示出照射角802，同時垂直軸示出灰度值對比率804。通常，當照射角約為0.0度時，觀察到相當高的灰度對比率(1.42)。盡管不期望被理論上限制，本發(fā)明人相信，光主要在具有硅-有機區(qū)域(特別在錐形紋理化表面的谷)的那些高摻雜區(qū)域的法線方向上散射，然而在輕摻雜區(qū)域沒有明顯的光散射方向。因此，當照射角為0.0時，可以測得最大對比?，F(xiàn)在參照圖9，示出根據(jù)本發(fā)明的將照射波長與對比率相對照的簡化圖。水平軸示出光源波長902，同時垂直軸示出灰度值對比率904。由此可見，470nm和MOnm波長都在硅襯底表面上高摻雜區(qū)域與輕摻雜區(qū)域之間產(chǎn)生足夠的對比，然而約665nm的波長未示出足夠的對比。后一波長處于通常用于太陽能電池生產(chǎn)的光譜區(qū)域中?？梢栽谌鄙俦疚奈淳唧w公開的任何元素或多個元素、限制或多個限制的情況下， 適當?shù)貙嵺`本文說明性描述的本發(fā)明。因此，例如，術(shù)語“包含”、“包括”、“含有”等應(yīng)該被寬泛解讀而不作為限制。另外，本文所用術(shù)語和公式用作描述并不作為限制，并且不期望這些術(shù)語和公式的使用排除所示和所述特征的任何等同方案或其部分，但是認識到，在本發(fā)明所要求保護的范圍內(nèi)可能有多種修改。因此，應(yīng)該理解盡管本發(fā)明由優(yōu)選實施例和可選特征具體公開，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以采用本文公開發(fā)明的修改、改進和變化，且這些修改、改進和變化被示為落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。本文所提供的材料、方法和示例代表優(yōu)選實施例，是示例性的，并不能認為是對本發(fā)明范圍的限制。例如，硅襯底可以包括晶體襯底和多晶襯底。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，為了任意和全部意圖，特別是就提供書面描述而言， 本文所公開的全部范圍也包括任意或全部子范圍及子范圍的結(jié)合?？梢匀菀椎卣J識到，任何列出的范圍足夠描述并使相同范圍能被分為至少相同的兩份、三份、四份、五份、十份等。 作為非限制性實施例，本文討論的每個范圍可以被容易地分為下三分之一、中間三分之一和上三分之一等。本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以理解，例如“多達”、“至少”，“大于”，“少于”之類的所有的語言包括所引用的數(shù)并且是指如前所述隨后能被分為子范圍的范圍。說明書中涉及的所有公開、專利申請、已授權(quán)專利和其他文件通過引用結(jié)合于此， 如同特別并單獨指明每個單獨公開、專利申請已授權(quán)專利或其它文件通過引用整體結(jié)合于此一樣。在本公開相反定義的程度上，排除通過應(yīng)用包含在文本中的定義。為了公開的目的，除非另外指定，“一”表示“一個或多個”。本文引用的全部專利、 申請、參考文獻和公開都通過引用整體結(jié)合于此，如同單獨通過參考結(jié)合于此一樣。另外， 詞組是指一個或多個術(shù)語或?qū)ο蟮募?。本發(fā)明的優(yōu)點包括對準硅襯底上一組圖案的方法。另外的優(yōu)點包括具有增強效率和低接觸電阻的太陽能電池的制造。已經(jīng)公開了示例性實施例和最佳模型，在由所附權(quán)利要求所定義的發(fā)明主題和精神內(nèi)，可以對所公開的實施例作出修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種對準襯底上一組圖案的方法，所述襯底包括襯底表面，包括在所述襯底表面沉積一組硅納米顆粒，所述一組硅納米顆粒包括一組包含一組碳原子的配基分子，其中在沉積納米顆粒處形成第一組區(qū)域以及在未沉積納米顆粒處形成第二組區(qū)域；將所述一組硅納米顆粒致密化到薄膜中，在所述薄膜中一組硅-有機區(qū)域在襯底表面上形成，其中所述第一組區(qū)域具有第一反射率值以及所述第二組區(qū)域具有第二反射率值; 以及通過照射源照射所述襯底表面，其中第二反射率值與第一反射率值之比大于約1. 1。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述照射源具有介于約375nm和約600nm之間或約 700nm和約800nm之間的波長。
3.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述照射源具有約470nm或約540nm的波長。
4.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述硅-有機區(qū)域包括第二組硅原子和一組碳化硅原子中之一。
5.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，還包括在照射所述襯底表面之后，測量所述第一組區(qū)域和所述第二組區(qū)域之間的反射對比。
6.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，還包括在將所述一組硅納米顆粒致密化到薄膜中之后，在所述襯底表面上沉積抗反射涂層。
7.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述襯底表面是前表面和背表面之一。
8.權(quán)利要求5的方法，其特征在于，還包括在測量所述第一組區(qū)域和所述第二組區(qū)域之間的反射對比之后，在所述第一組區(qū)域上沉積流體。
9.權(quán)利要求8的方法，其特征在于，所述流體為銀膏和鋁膏之一。
10.權(quán)利要求9的方法，其特征在于，還包括通過具有約50mW/cm2至約400mW/cm2的第一入射功率以及與襯底表面法向矢量成約2 度至約20度第一入射角度的第一白色照射源來照射所述襯底表面，以及通過具有約lmW/cm2的第二入射功率以及與襯底表面法向矢量成大約0度至約85度的第二入射角度的第二白色照射源來照射所述襯底表面，在通過照射源照射襯底表面之后。
11.權(quán)利要求9的方法，其特征在于，還包括通過具有約50mW/cm2至約400mW/cm2的第一入射功率以及與襯底表面法向矢量成約2 度至約20度的第一入射角度的第一白色照射源來照射所述襯底表面；以及進一步通過具有約50mW/cm2至約400mW/cm2的第二入射功率以及與襯底表面法向矢量成約60度至約80 度的第二入射角度的第二白色照射源來照射襯底表面，以及通過具有約lmW/cm2的第三入射功率以及與襯底表面法向矢量成約0度至85度的入射角度的第三白色照射源來照射所述襯底表面，在通過照射源照射所述襯底表面之后。
12.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，納米顆粒是摻雜和本征之一。
13.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，納米顆粒是通過硼和磷之一摻雜的。
14.權(quán)利要求5的方法，其特征在于，通過具有透鏡軸的漫射光傳感器測量反射對比， 其中照射源基本上與透鏡軸平行。
15.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述第一組區(qū)域具有高摻雜濃度以及所述第二組區(qū)域具有低摻雜濃度。
16.一種用于對準襯底上一組圖案的設(shè)備，所述襯底包括襯底表面，包括用于在所述襯底表面沉積一組硅納米顆粒的裝置，所述一組硅納米顆粒包括一組包含一組碳原子的配基分子，其中在沉積納米顆粒處形成第一組區(qū)域以及在未沉積納米顆粒處形成第二組區(qū)域；用于將所述一組硅納米顆粒致密化到薄膜中的裝置，在所述薄膜中一組硅-有機區(qū)域在所述襯底表面上形成，其中所述第一組區(qū)域具有第一反射率值以及所述第二組區(qū)域具有第二反射率值；以及用于通過波長介于約375nm和約600nm之間或約700nm和約800nm之間的照射源來照射所述襯底表面的裝置，其中所述第二反射率值與第一反射率值之比大于約1. 1。
17.權(quán)利要求16的設(shè)備，其特征在于，還包括用于測量所述第一組區(qū)域與所述第二組區(qū)域之間反射對比的裝置。
全文摘要
一種對準襯底上一組圖案的方法，襯底包括其上沉積有一組硅納米顆粒的襯底表面，這組硅納米顆粒包括一組包含碳原子的配基分子，其中在沉積納米顆粒處形成第一組區(qū)域以及在未沉積納米顆粒處形成第二組區(qū)域。該方法還進一步包括將這組硅納米顆粒致密化到薄膜中，在薄膜中一組硅-有機區(qū)域在襯底表面上形成，其中第一組區(qū)域具有第一反射率值以及第二組區(qū)域具有第二反射率值。該方法進一步包括通過照射源照射襯底表面，其中第二反射率值與第一反射率值之比大于約1.1。
文檔編號B05C19/00GK102439709SQ201080020684
公開日2012年5月2日 申請日期2010年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月19日
發(fā)明者A·麥瑟, H·安東尼亞迪斯, M·伯羅斯 申請人:英諾瓦萊特公司