TW201308633A - 保護鈍化層之方法及結構 - Google Patents
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Abstract
本發明係有關一種藉由在鈍化層和導電電極之間製造阻障層之方法，以保護包括氧化鋁且形成在矽基板之表面上之鈍化層免於受到鈍化層和導電電極之間之化學交互作用所造成之效果影響。再者，本發明係關於對應的結構和其用途。
Description
本發明有關一種保護鈍化層之方法及包括組構成保護鈍化層之阻障層之結構及其用途。
光伏打電池逐漸地變成產生電能的重要裝置。尤其是太陽能電池(其為設計成將陽光轉化成電能之光伏打電池)被認定為是再生能源生產之最有希望的候選者之一。
一個減緩利用和緩和太陽能電池的商業潛力的重要課題為太陽能電池相對於其成本的低效果，亦即，每一瓦特之安裝的太陽能發電成本是高的。業經發展新穎技術和新穎太陽能電池結構，以減少製造成本且增進太陽能電池的效率。矽晶(c-Si)太陽能電池之改善之一為導入後表面鈍化以減少矽晶圓之背面上的電荷載子復合(recombination)。
半導體中之表面復合為導致捕捉特定能量狀態或接近半導體表面的電荷載子之可能的許多不同機制的結果。這些能量狀態(或通常稱為表面狀態)可源自不同來源，諸如在表面的雜質或無可避免的破壞在表面的半導體晶體的周期性。於光伏打電池中，當半導體中吸收的光子所產生之電荷載子與表面狀態復合時，量子效率及因此的整體效率減少，因此無法於電池電極中採集以貢獻電池電流。
業經發展多種鈍化半導體(或導電摻雜半導體)之表面的方式，以減少電荷載子的表面復合。用於鈍化矽表面
之有希望的材料候選者為氧化鋁。尤其是ALD生長(原子層沈積)之氧化鋁已顯示在p-型矽太陽能電池的後表面上呈現良好的鈍化。於製造太陽能電池中，氧化鋁鈍化層上的背電極可由網印製鋁(screen printed aluminum)(亦即，鋁漿料)所製成。然而，問題為在使用這種類之製程之情形中之非晶質氧化鋁之相對弱的化學抗性。這背電極的製造方法含有燒製步驟，其於約700至800℃之升高的溫度完成。鋁漿料含有蝕刻包括氧化鋁之鈍化層之化學品，且因此造成至少部分之氧化鋁之移除，藉以弱化或破壞表面鈍化。
本案發明者已確定保護鈍化層免於受到鈍化層和包括鋁之電極之間之化學交互作用影響之有效率的技術之需求。
本發明之目的為提供保護包括氧化鋁且形成於矽基板上之表面上之鈍化層免於受到鈍化層和導電電極之間之化學交互作用所造成之效果影響之新穎方法和結構。再者，本發明之目的為提供結構之新穎用途。
根據本發明之方法的特徵為獨立項第1項中所呈現者。
根據本發明之結構的特徵為獨立項第8項中所呈現者。
根據本發明之用途的特徵為獨立項第16項中所呈現者。
本發明有關一種方法，係藉由在包括氧化鋁且形成於矽基板之表面上之鈍化層和導電電極之間製造阻障層，而保護該鈍化層免於受到鈍化層和導電電極之間之化學交互作用所造成之效果影響，其中該方法包括藉由在反應空間中將該鈍化層暴露於兩種或更多種不同的前驅物之交替重複的表面反應，而在該鈍化層上沉積包括鈦和氧、鉭和氧、鋯和氧、鉿和氧、或任何這些材料之組合、或任何這些材料與鋁和氧之組合之阻障層，其中至少一種該前驅物為氧之前驅物；以及藉由在該阻障層上製造包括鋁漿料之層而在沉積在該鈍化層上之該阻障層上形成導電電極。
本發明進一步有關一種結構，係在鈍化層和導電電極之間包括阻障層，其中該阻障層係組構成保護包括氧化鋁且形成於矽基板之表面上之鈍化層免於受到鈍化層和導電電極之間之化學交互作用所造成之效果影響，其中該阻障層包括鈦和氧、鉭和氧、鋯和氧、鉿和氧、或任何這些材料之組合、或任何這些材料與鋁和氧之組合，而且該導電電極包括包含鋁漿料之層。根據本發明之一個具體例，該阻障層係藉由在反應空間中將鈍化層暴露於兩種或更多種不同的前驅物之交替重複之表面反應而沉積在該鈍化層上，其中至少一個該前驅物係氧之前驅物；以及藉由在該阻障層上製造包括鋁漿料之層而在沉積在該鈍化層上之該阻障層上形成導電電極。
本發明中所使用之鋁漿料可為通常用於光伏打電池生產中之任何鋁漿料。
本發明之方法和結構提供一種保護鈍化層免於受到鈍化層和導電電極之間之化學交互作用所造成之效果影響之有效率的方式。令人驚異地，注意到藉由在反應空間中將鈍化層暴露於兩種或更多種不同的前驅物之交替重複之表面反應而形成之阻障層有效率地抑制鈍化層和導電電極之間之化學反應發生而保護鈍化層。注意到當在鈍化層和導電電極之間製造包括鈦和氧、鉭和氧、鋯和氧、鉿和氧、或任何這些材料之組合、或組合任何這些材料與鋁和氧之阻障層時，相較於另外不具有阻障層之相同結構，減少鈍化層之鈍化性質的有害的效果係明顯地減少。
於本案說明書中，表述“鈍化的(passivating)”、“鈍化(passivation)”、“表面鈍化”或其他對應的表述應理解為用於減少表面復合之表面之鈍化，亦即，減少經鈍化之表面上或緊靠經鈍化之表面處之電荷載子之復合。
根據本發明之鈍化層包括氧化鋁。根據本發明之一個具體例，該鈍化層包括包含氧化鋁之混合物。
根據本發明之一個具體例，阻障層係藉由原子層沈積(ALD)型程序而沉積於反應空間中之鈍化層上。
原子層沈積(ALD)或ALD型方法為一種沉積均勻和共形膜之方法，例如，各種形狀之基板上之薄膜，甚至複雜的3D(三維)結構上之薄膜。於ALD型方法中，沉積物係藉由交替重複(基本上自限)的前驅物和欲塗覆之表面之間之表面反應而生長。因此，ALD型程序中之生長機制通常不如其他塗覆方法靈敏，例如，反應腔內之流動動力可為非
均勻性之來源，尤其是仰賴於氣相反應之塗覆方法中或物理沉積方法中者，諸如，金屬-有機化學氣相沉積(MOCVD)或物理氣相沉積(PVD)。
於ALD型程序中，可以依序的、交替的方式，將兩種或更多種不同化學品(前驅物)導入反應空間，以及使前驅物吸附於反應空間內的期望的表面上。該依序的、交替的導入前驅物通常稱為脈衝(前驅物之脈衝)。各前驅物之脈衝之間通常有沖洗期間，在此期間將不與程序中所使用之前驅物反應之氣流導入通過反應空間。因此，這氣體(通常稱為載體氣體)對程序中所使用之前驅物呈惰性，而且從反應空間沖洗掉例如先前前驅物之脈衝之吸附反應所產生之剩餘的前驅物和副產物。這沖洗亦可藉由其他裝置安排。
ALD型方法之必要特徵為將沉積表面依序地暴露於前驅物和基本上在沉積表面上之前驅物之生長反應。沉積表面之交替的和依序的暴露於不同的前驅物可以不同方式進行。於批次型ALD程序中，欲沉積之基板係置於反應空間中，其中將前驅物和沖洗氣體導入預定的循環。於連續性ALD型程序中，不變的氣體流動區以空間分離，而且為了獲得時間依序的暴露而使用移動基板。連續性塗覆程序係藉由在反應空間中移動基板通過提供前驅物暴露以及沖洗區域之固定區而達成，可進行基板之輥-對-輥塗覆。於連續性ALD型程序中，循環時間取決於反應空間中之氣體流動區之間之基板的移動速度。
以ALD型程序所產生之沉積物、塗覆物或層之厚度可
藉由重複包括含有前驅物材料之前述脈衝之脈衝序列和沖洗期多次而增加。這序列(稱為“ALD循環”)重複的次數係取決於層之目標厚度。
前驅物之交替的導入為這沉積程序的特徵，其通常稱為原子層沈積(ALD)。對於這些以兩種或更多種不同的前驅物導致層之生長(其通常通過基本上自限的表面反應)之交替的導入之類型之程序，已亦採用ALD之外之其他名稱。這些其他名稱或程序變異者包含原子層磊晶(ALE)、原子層化學氣相沉積(ALCVD)、以及對應的電漿增強型變異者。除非另行說明，否則在本案說明書中，這些程序將整體稱為ALD型程序。
根據本發明之一個具體例，沉積阻障層包括沉積包含鈦和氧之層或包括鉭和氧之層。根據本發明之一個具體例，阻障層包括鈦和氧、或鉭和氧。根據本發明之一個具體例，沉積阻障層包括沉積包含氧化物之層。根據本發明之一個具體例，阻障層包括氧化物。根據本發明之一個具體例，沉積阻障層包括沉積包括氧化鈦或氧化鉭之層。根據本發明之一個具體例，阻障層包括氧化鈦或氧化鉭。根據本發明之一個具體例，沉積阻障層包括沉積包括任何上述材料之組合之層。根據本發明之一個具體例，阻障層包括任何上述材料之組合。
根據本發明一個具體例，沉積阻障層包括沉積包括氧化鈦、氧化鉭、氧化鋯、氧化鉿、或任何這些材料之組合、或任何這些材料與氧化鋁層之組合。根據本發明之一個具
體例，阻障層包括氧化鈦、氧化鉭、氧化鋯、氧化鉿、或任何這些材料之組合、或任何這些材料與氧化鋁之組合。
根據本發明之一個具體例，沉積阻障層包括沉積包括奈米夾層結構之層。根據本發明之一個具體例，阻障層包括奈米夾層結構。
根據本發明之一個具體例，奈米夾層結構包括不同氧化物材料之交替層。
根據本發明之一個具體例，沉積阻障層包括沉積包括氧化鋁和惰性材料之奈米夾層結構之層。根據本發明一個具體例，阻障層包括氧化鋁和惰性材料之奈米夾層結構。根據本發明之一個具體例，惰性材料係選自由氧化鈦、氧化鉭、氧化鋯以及氧化鉿所組成之群組。
根據本發明之一個具體例，沉積阻障層包括沉積包括氧化鋁和氧化鈦、氧化鉭、氧化鋯或氧化鉿之奈米夾層結構之層。根據本發明之一個具體例，阻障層包括氧化鋁和氧化鈦、氧化鉭、氧化鋯或氧化鉿之奈米夾層結構。
根據本發明之一個具體例，以ALD型方法，使用2至50個循環以沉積氧化鋁和1至10個循環以沉積惰性材料之ALD循環比率，形成奈米夾層結構。根據本發明之一個具體例，惰性材料係選自由氧化鈦、氧化鉭、氧化鋯以及氧化鉿所組成之群組。
本發明所達成之令人驚訝的阻障效果歸因於鈍化層和導電電極之間之阻障層的相容性。不將本發明限制為為何達成有效的保護之前述優點之任何特定機制，假設包括
鈦和氧、鉭和氧、鋯和氧、鉿和氧、或任何這些材料之組合、或任何這些材料與鋁和氧之組合之阻障層為安定的材料(例如，化學上呈惰性)能保護包括氧化鋁之鈍化層，例如，光伏打電池之製造方法之燒製步驟期間。用於在鈍化層和導電電極之間形成阻障層之ALD型方法提供有利的性質，以形成能有效的保護鈍化層之阻障層。當以ALD型程序在鈍化層上製造阻障層時，在阻障層中達成優異的共形性和均勻性。以相似的方式，當以ALD型程序在矽基板之表面上製造鈍化層時，在阻障層中達成優異的共形性和均勻性。除了上述阻障層之有利的保護性質外，本發明另有這些優點。
根據本發明之一個具體例，導電電極包括金屬。根據本發明之一個具體例，導電電極包括鋁。
根據本發明之一個具體例，在阻障層達到100奈米之厚度前，終止沉積阻障層。根據本發明之一個具體例，阻障層具有100奈米以下之厚度。
根據本發明之一個具體例，阻障層具有2至50奈米，以及較佳為1至10奈米之厚度。
根據本發明之一個具體例，鈍化層具有2至50奈米，以及較佳為5至10奈米之厚度。
根據本發明一個具體例，以原子層沈積(ALD)型程序在反應空間中於矽基板之表面上沉積鈍化層，而於矽基板之表面上形成鈍化層。
藉由在反應空間中將沉積表面重複地暴露於前驅
物，而致使部分的前驅物吸附於反應空間中之經暴露之表面上(亦即，吸附於沉積表面上)，其可在本發明之某些具體例中增加阻障層之厚度。以此方式，可於本發明之某些具體例中加強鈍化層之保護。以相似的方式，鈍化層之厚度亦可於ALD型程序之期間增加。
根據本發明之一個具體例，矽基板為用於光伏打電池之配置(arrangement)之導電層形式。
根據本發明之一個具體例，ALD型程序中之鈍化層及/或阻障層之生長係基本上經熱活化。例如，當ALD型程序係基本上經熱活化(亦即，無採用電漿活化)時鈍化效果係加強的。
用於阻障層及/或鈍化層之沉積程序之前驅物可選自大群組的化學品。根據本發明一個具體例，鈦之前驅物係選自由四氯化鈦(TiCl4)、異丙醇鈦(Ti(OCH(CH3)2)4)、乙醇鈦(Ti(OCH2CH3)4)、四甲醇鈦(Ti(OCH3)4)以及碘化鈦(TiI4)所組成之群組。根據本發明之一個具體例，鉭之前驅物係選自由五氯化鉭(TaCl5)、五碘化鉭(TaI5)、五乙醇鉭(Ta(OEt)5)、五(二甲基醯胺基)鉭(Ta(NMe2)5)以及鉭(V)二乙基醯胺TA(NEt2)5所組成之群組。根據本發明之一個具體例，鋯之前驅物係選自由ZrCl4、ZrCl2[N(SiMe3)2]2、ZrI4、Zr(OtBu)4、Zr(OtBu)2(mmp)2、Zr(mmp)4、Zr(ONEt2)4、Zr(NMe2)4、Zr(NEt2)4以及Zr(NEtMe)4所組成之群組。根據本發明之一個具體例，鉿之前驅物係選自由HfCl4、HfCl2[N(SiMe3)2]2、HfI4、Hf(OtBu)4、Hf(OtBu)2(mmp)2、
Hf(mmp)4、Hf(ONEt2)4、Hf(NMe2)4、Hf(NEt2)4以及Hf(NEtMe)4所組成之群組。
根據本發明之一個具體例，鋁之前驅物係選自由TMA(三甲基鋁)、TEA(三乙基鋁)、AlCl3、AlBr3、AlMe2Cl、AlMe2OiPr、AlOnPr3以及AlOnPr所組成之群組。根據本發明之一個具體例，氧之前驅物係選自由H2O、O2、O3、ROHd、AlOEt3、AlOiOr3、H2O2、N2O以及N2O4所組成之群組。對於熟悉此技藝者而言，按照本案說明書，選擇其他程序參數，以經選擇之前驅物沉積阻障層和鈍化層將是顯而易見的。
根據本發明之一個具體例，矽基板具有200微米以下之厚度。
根據本發明之一個具體例，該方法包括保護鈍化層免於受到該鈍化層和光伏打電池中之導電電極之間之化學交互作用所造成之效果影響。根據本發明之一個具體例，阻障層係組構成保護鈍化層免於受到該鈍化層和光伏打電池中之導電電極之間之化學交互作用所造成之效果影響。
本發明進一步有關使用根據本發明之結構，以保護包括氧化鋁且形成於矽基板之表面上之鈍化層免於受到該鈍化層和光伏打電池中之導電電極之間之化學交互作用所造成之效果影響。
本發明之優點為能保護鈍化層免於受到背電極中所含之化學品的影響，亦即，包括鋁漿料之層，其化學品會造成鈍化層之蝕刻。根據本發明之阻障層防止鈍化層之蝕刻，其會導致氧化鋁之至少部分移除且會因此弱化或破壞
表面鈍化。
本發明之優點為阻障層(其在ALD型程序中製造且包括例如氧化鈦)係安定的，且具有在背電極之製造方法之燒製步驟之期間，保護包括氧化鋁之鈍化層之能力。
本發明之優點為可於相同的ALD程序和設備中製造包括氧化鋁之鈍化層和阻障層兩者，因此免去使用任何另外的沉積設備之需求。
相較於使用個別層或膜，阻障層之優點為可形成包括例如兩種不同氧化物材料之組合，例如，更緊密的結構之奈米夾層結構。
不將本發明限制為包括奈米夾層結構之阻障層為何能提供鈍化層有效的保護之任何特定機制，假設具有奈米夾層結構之阻障層能減少膜或層之深度方向之晶粒邊界之存在。晶粒之間的間隙可為橫越阻障層之潛在途徑。於兩種或更多種氧化物材料之奈米夾層結構中，第二材料將填滿首先沉積之材料之晶粒邊界，因此阻礙多餘的材料橫越阻障膜。
前文所述之本發明之具體例可彼此以任何組合使用。可共同組合許多具體例以形成本發明之進一步的具體例。本發明有關可包括前文所述之本發明之至少一個具體例之方法、結構或用途。
現將於附加的圖式中闡釋實施例，而詳細參照本發明之具體例。
為求簡單，在重複組件之情況下，以下例示性具體例中將維持元件數目。
如上所呈現，原子層沈積(ALD)或ALD型程序為在各種形狀之基板上沉積均勻和共形(conformal)之膜或層之方法。再者，如上所呈現，於ALD型程序中，藉由交替地重複(基本上自限)前驅物和欲塗覆之表面之間之表面反應，而使沉積物生長。先前技術揭露ALD型程序中有廣範圍之材料，該材料可藉由將基板之表面交替地暴露於不同的前驅物而合成和沉積於基板上。先前技術亦揭露適合進行ALD型程序之許多不同設備。例如，美國第6824816號專利案揭露藉由ALD而沉積金屬薄膜之程序，以及美國第6174377號專利案描述ALD的沉積工具。
對於於熟悉此技藝者而言，按照這揭露內容，建構適合進行以下具體例中之方法之處理工具將會是顯而易見的。該工具可為，例如，適合處理加工化學品的傳統ALD工具。例如，包含於本文中作為參考之美國第4389973號專利案和美國第4413022號專利案揭露ALD工具(亦即，反應器)。有關處理此工具之許多步驟，諸如，將基板傳遞入反應空間中、將反應空間抽空至低壓力，或若程序在大氣壓力下完成則調整工具中之氣流、以及加熱基板和反應空間等，將對於熟悉此技藝者是顯而易見的。再者，為了強調本發明之各種具體例之相關態樣，本文中未詳細描述或提及許多其他已知的操作或特徵。
以下的詳述內容揭露本發明之某些具體例，致使熟悉
此技藝者能基於此揭示內容而利用本發明。對於熟悉此技藝者而言，基於本案說明書，許多步驟或組件將是顯而易見的，故並未詳述具體例之所有步驟或組件。
第1圖之方法和第2圖之結構分別闡釋根據本發明之一個具體例之方法和對應所產生之結構。第1圖之方法呈現如何進行以包括鋁氧化物之鈍化層2鈍化矽基板1之方法、以及以阻障層3保護鈍化層2免於受到鈍化層2與沉積在阻障層3之其他側上之導電電極4之化學交互作用影響。
矽基板1可藉由以下方法而製備：例如，在其微晶、奈米晶或多晶相之基板上沉積矽膜。第1圖之具體例藉由將矽基板1帶入典型的反應器工具(例如，適合進行ALD型程序之工具)之反應空間而開始(步驟1))。
將反應空間後續抽空至適合形成包括氧化鋁之鈍化層2之壓力。反應空間可使用例如機械真空泵抽空至適合的壓力，或在大氣壓力ALD系統及/或程序下，可將氣流設定為保護沉積區免於受到大氣影響。藉由所使用之方法，矽基板1亦加熱至適合形成鈍化層2之溫度。可通過例如氣密負載-緊固系統或僅通過裝貨艙口，而將矽基板1導入反應空間。矽基板1可藉由例如亦可加熱整個反應空間之電阻加熱元件而加熱。
在矽基板1和反應空間已達到目標溫度和其他適合沉積之條件之後，可調理矽表面而使鈍化沉積可基本上直接沉積在矽表面上。這欲在其上沉積鈍化層2之矽表面之調
理可包含化學純化矽膜之表面而除去雜質及/或氧化。尤其是當矽表面已經由氧化環境而導入反應空間，例如，當經暴露之矽表面從一個沉積工具輸送至另一個沉積工具時，氧化物之移除是有益的。對於熟悉此技藝者而言，按照本案說明書，從矽膜之表面移除雜質及/或氧化物之程序之細節將是顯而易見的。於本發明之某些具體例中，該調理可異地(ex-situ)進行，亦即，適合ALD型程序之工具外。異地調理程序之一個實例為在1%HF溶液中蝕刻1分鐘，接著在去離子水中漂洗。
在矽基板1已調理之後，開始以不同的前驅物化學品進行沉積表面之交替的暴露，以於矽基板1上直接形成包括氧化鋁之鈍化層2((步驟a)第1圖中)。對應的前驅物和沉積表面之吸附反應的結果為沉積表面對於前驅物的每個暴露造成在沉積表面上形成另外的沉積物。
適合ALD型沉積之典型的反應器包括將載體氣體(諸如，氮或氬)導入反應空間之系統，使得反應空間可在將下一個前驅物化學品導入反應空間中之前，從反應空間中清除剩餘化學品和反應副產物。這特徵和控制汽化的前驅物之劑量共同能使基板表面在反應空間中或反應器之其他部分中之不同的前驅物無顯著的互混下，交替地暴露於前驅物。實務中，載體氣流通常在整個沉積程序中連續通過反應空間，而且各種前驅物僅與載體氣體交替地導入反應空間中。
矽基板1上之鈍化層2之厚度可藉由沉積表面暴露於
不同的前驅物之次數而控制。鈍化層2之厚度增加直到達到目標厚度，然後在鈍化層2上沉積阻障層3((步驟b)第1圖中)。
於本發明之一個具體例中，在沉積鈍化層2已結束沉積之後，直接以相同的沉積工具進行ALD型程序以沉積阻障層3。在此情況下，藉由將彼等用於沉積鈍化層2之前驅物化學品改變為彼等適合沉積阻障層3者，即可開始沉積阻障層3。
以下實施例詳述氧化鈦(TiO2)之阻障層3如何可沉積在停留在矽基板1上之鈍化層2上。
阻障層3形成在氧化鋁(Al2O3)之鈍化層2上，鈍化層2沉積在矽基板1之表面上；第1圖顯示本發明之具體例之步驟b)。如上述在矽基板1上沉積鈍化層2之後，直接在P400ALD批次工具(可從Beneq OY芬蘭獲得)之反應空間內沉積阻障層3。矽基板1為光伏打電池結構。這結構定位在反應空間內，致使鈍化層2暴露於反應環境。
在沉積阻障層3之期間，反應空間內之壓力和溫度分別為約1mbar(1hPa)和約300℃。於此實施例中，如上述且其負責沖洗反應空間之載體氣體為氮(N2)。加工溫度足以造成經熱活化之ALD型生長，而且這實施例中不採用電漿活化。
在沉積氧化鋁之鈍化層2之後，將前驅物改變成開始在鈍化層2上沉積氧化鈦作為阻障層3。將四氯化鈦(TiCl4)
導入反應空間中，以將鈍化層2暴露於這第一前驅物。在讓載體氣體沖洗反應空間以除去剩餘的第一前驅物和反應副產物之後，使所產生之基板之表面同樣地暴露第二前驅物、氧之前驅物及水(H2O)。在這之後，再度沖洗反應空間。在程序結束之前，進行這脈衝序列一次，接著重複299次，而且將基板從反應空間和ALD工具排出。這些300個“ALD循環”造成鈍化氧化鋁層2上有厚度為約25nm之氧化鈦阻障層3。
更具體而言，藉由接通控制前驅物化學品之流動進入反應空間之P400ALD工具之脈衝閥，而進行基板之表面暴露於特定前驅物。藉由關閉控制前驅物之流動進入反應空間之閥而進行反應空間之沖洗，從而讓僅載體氣體之連續流通過反應空間。在這實施例中之脈衝序列詳述如下：暴露於四氯化鈦0.6秒、沖洗1.5秒、暴露於水0.4秒、和沖洗2.0秒。這序列中之暴露時間和沖洗時間分別表示特定前驅物之特定脈衝閥維持開啟之時間和前驅物之所有脈衝閥維持關閉之時間。
於以上實施例中，第一前驅物為四氯化鈦且第二前驅物為水，但是取決於期望的阻障材料和組成物，亦可使用其他的前驅物。本發明不特別限制於使用前述前驅物，而且熟悉此技藝者亦可按照本案說明書而以其他前驅物獲得本發明之優點。
在鈍化層2和鈍化層2上之阻障層3已如上述於單一程序中沉積之後，在阻障層3上製造導電電極4(例如，鋁
電極)而完成第2圖之結構。接著，藉由網印方法而在阻障層3上製造鋁電極4，該方法包括例如使用方法步驟將鋁漿料印在阻障層上，在高溫乾燥且固化漿料，其對於熟悉此技藝者是顯而易見的。
於第2圖之結構中，阻障層3有效率地保護鈍化矽基板1之表面之底氧化鋁鈍化層2，藉以使矽基板1和鈍化層2之間之介面上之表面復合最小化。
測試結果已顯示於以上述第1圖之方法製造之第2圖之結構中，氧化鈦阻障層3特別保護氧化鋁鈍化層2使之免於與鋁電極4產生化學交互作用。這令人驚異地能使鈍化層2在隨著時間，甚至在嚴苛的環境條件(諸如，高溫)下，能在矽基板1之表面上保留鈍化效果而無顯著的分解。根據第1圖之具體例，如上所呈現，該方法額外的益處為可於單一ALD型程序中在矽基板1上製造鈍化層2和阻障層3。第2圖之層結構通常用於例如太陽能電池和其他光伏打裝置。
於以上實施例中，阻障層包括氧化鈦，但是阻障層亦可包括其他材料，諸如氧化鉭、氧化鋯、氧化鉿或任何這些材料之組合、或任何這些材料與氧化鋁之組合，且按照本案說明書，其將對於熟悉此技藝者是顯而易見的。因此，本發明不限制於特別使用前述阻障層，而且熟悉此技藝者亦可按照本案說明書而容易地以上述其他材料獲得本發明之優點。
對於熟悉此技藝者而言，隨著技術之進步，可以各種
方式實施本發明之基本構思是顯而易見的。因此，本發明和其具體例不限制於上述實施例，反而是其可在申請專利範圍之範疇內改變。
1‧‧‧矽基板
2‧‧‧鈍化層
3‧‧‧阻障層
4‧‧‧導電電極
包含以提供進一步理解本發明和構成本案說明書之一部分之附加的圖式闡釋本發明之具體例，並且與描述內容共同幫助說明本發明之原理。於圖式中：第1圖為根據本發明之一個具體例之方法之流程圖。
第2圖為根據本發明之一個具體例之結構之示意圖。
Claims (16)
- 一種方法，係藉由在鈍化層(2)和導電電極之間製造阻障層(3)，而保護該鈍化層免於受到該鈍化層和導電電極(4)之間之化學交互作用所造成之效果影響，該鈍化層(2)包括氧化鋁且形成在矽基板(1)之表面上，其特徵在於該方法包括：-藉由在反應空間中將該鈍化層暴露於兩種或更多種不同的前驅物之交替重複的表面反應，而在該鈍化層(2)上沉積包括鈦和氧、鉭和氧、鋯和氧、鉿和氧、或任何這些材料之組合、或任何這些材料與鋁和氧之組合之該阻障層(3)，其中至少一種該前驅物係氧之前驅物；以及-藉由在該阻障層上製造包括鋁漿料之層，而在沉積在該鈍化層上之該阻障層(3)上形成該導電電極(4)。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該阻障層(3)係藉由原子層沈積(ALD)型程序而在反應空間中之該鈍化層(2)上沉積。
- 如申請專利範圍第1至2項中任一項所述之方法，其中，沉積該阻障層(3)包括沉積包括奈米夾層結構之層。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之方法，其中，在該阻障層達到100奈米之厚度之前，終止沉積該阻障層(3)。
- 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之方法，其中，該鈍化層(2)係藉由原子層沈積(ALD)型程序而在反應空間中之該矽基板之表面上沉積該鈍化層，而在該矽基板(1)之表面上形成。
- 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之方法，其中，該矽基板(1)為光伏打電池之配置之導電層之形式。
- 如申請專利範圍第1至6項中任一項所述之方法，其中，該方法包括保護該鈍化層(2)免於受到該鈍化層和光伏打電池中之該導電電極(4)之間之化學交互作用所造成之效果影響。
- 一種結構，係在鈍化層(2)和導電電極(4)之間包括阻障層(3)，其中該阻障層係組構成保護包括氧化鋁且形成於矽基板(1)之表面上之該鈍化層免於受到該鈍化層和該導電電極之間之化學交互作用所造成之效果影響，其特徵在於該阻障層(3)包括鈦和氧、鉭和氧、鋯和氧、鉿和氧、或任何這些材料之組合、或任何這些材料與鋁和氧之組合，以及該導電電極(4)包括包含鋁漿料之層。
- 如申請專利範圍第8項所述之結構，其中，該阻障層(3)係藉由將該鈍化層在反應空間中暴露於兩種或更多種不同的前驅物之交替重複的表面反應，而在該鈍化層(2)上沉積，其中至少一種該前驅物係氧之前驅物；以及藉由在該阻障層上製造包括鋁漿料之層，而在該鈍 化層上所沉積之該阻障層上形成該導電電極(4)。
- 如申請專利範圍第8至9項中任一項所述之結構，其中，該阻障層(3)係藉由原子層沈積(ALD)型程序，而在反應空間中之該鈍化層(2)上沉積。
- 如申請專利範圍第8至10項中任一項所述之結構，其中，該阻障層(3)包括奈米夾層結構。
- 如申請專利範圍第8至11項中任一項所述之結構，其中，該阻障層(3)具有100奈米以下之厚度。
- 如申請專利範圍第8至12項中任一項所述之結構，其中，該鈍化層(2)係藉由以原子層沈積(ALD)型程序在反應空間中之該矽基板之該表面上沉積該鈍化層，而在該矽基板(1)之該表面上形成。
- 如申請專利範圍第8至13項中任一項所述之結構，其中，該矽基板(1)為光伏打電池之配置之導電層之形式。
- 如申請專利範圍第8至14項中任一項所述之結構，其中，將該阻障層(3)組構成保護該鈍化層(2)免於受到該鈍化層和光伏打電池中之該導電電極(4)之間之化學交互作用所造成之效果影響。
- 一種申請專利範圍第8至15項中任一項所述之結構之用途，其係保護包括氧化鋁且形成在矽基板(1)之表面上之鈍化層(2)免於受到該鈍化層(2)和光伏打電池中之導電電極(4)之間之化學交互作用所造成之效果影響。
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