ES2573137T3 - Método de metalización de sustratos de célula solar - Google Patents

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Abstract

Un método de metalización de un sustrato de célula solar (201) que comprende, en este orden, las etapas de (i) proporcionar un sustrato de célula solar (201) que tiene una base de chapado (202) sobre al menos una parte de una superficie de dicho sustrato (201), (ii) depositar una primera capa resistente (203) sobre todo el sustrato (201), incluyendo los bordes y las paredes laterales de dicho sustrato (201), y dar textura a dicha primera capa resistente (203) y formar así primeras aberturas (204) que exponen al menos una parte de la base de chapado (202), (iii) formar una capa de siembra conductora (205) encima de la primera capa resistente con textura (203) y sobre aquellas partes de la base de chapado que están expuestas por las primeras aberturas (204), (iv) electrochapar una primera capa de metal o de aleación metálica (206) sobre la capa de siembra conductora (205) formada en la etapa (iii), (v) decapar una cantidad de la primera capa de metal o de aleación metálica (206) suficiente para retirar la primera capa de metal o de aleación metálica (206) de la primera capa resistente con textura (203), dejando una primera capa de metal o de aleación metálica con textura (206) en las primeras aberturas (204), (vi) decapar la capa de siembra conductora (205) de la primera capa resistente con textura (203), y (vii) retirar la primera capa resistente con textura (203).

Description

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DESCRIPCION
Metodo de metalizacion de sustratos de celula solar Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a un metodo de metalizacion de sustratos de celula solar, en particular sustratos de silicio solar.
Antecedentes de la invencion
Los sustratos de celula solar, tales como sustratos de silicio dopado, comprenden elementos metalicos tales como lineas conductoras, adaptadores de contacto y adaptadores de soldadura fijados a uno o ambos lados de la superficie del sustrato. Tales elementos metalicos son necesarios para acoplar electricamente un circuito electrico externo a regiones dopadas del sustrato de la celula solar.
Preferentemente, las lineas de contacto, los adaptadores de contacto y los adaptadores de soldadura se fabrican de cobre debido a su alta conductividad electrica. Tales elementos metalicos pueden depositarse mediante metodos de deposition en fase vapor tales como deposition fisica en fase vapor (PVD), deposition quimica en fase vapor (CVD), impresion serigrafica de pastas conductoras que contienen metal o mediante deposicion quimica en humedo tal como electrochapado. Una deposicion selectiva de metal o de aleacion metalica sobre el sustrato de celula solar es necesaria en todos los casos. Por consiguiente, se aplican diferentes clases de mascara durante la deposicion del metal o de aleacion metalica, tal como materiales resistentes polimericos en caso del electrochapado.
Los sustratos de celula solar recientes son muy finos, por ejemplo con espesores menores de 200 |jm, o incluso menores de 100 jm y muy quebradizos. De esta manera, la manipulation del sustrato durante la deposicion del metal o de aleacion metalica es problematica, especialmente cuando el metal o la aleacion metalica se depositan por electrochapado, que requiere el contacto electrico del sustrato con mordazas y similares.
Ademas, se demanda una distribution de espesor estrecha de los elementos metalicos o de aleacion metalica depositados sobre el sustrato de silicio.
En los documentos US 339.110 B1 y US 7.388.147 B2 se desvela un metodo para electrochapado selectivo de un metal sobre un sustrato de celula solar. El metodo desvelado en los mismos se muestra en la Figura 1. Una base de chapado (102) se deposita mediante deposicion fisica en fase de vapor sobre el lado trasero del sustrato de celula solar (101) (Figura 1a). La base de chapado puede ser una pila multicapa que proporciona diversas funcionalidades tales como reflexion de la luz, barrera contra la difusion no deseada de atomos y una capa que proporciona una superficie metalizable. Una base de chapado preferida (la capa mas externa en el caso de una pila multicapa) es preferentemente una capa fina de cobre. A continuation, se fija un material fotorresistente (103) a la base de chapado (102) y se le da textura (Figura 1b). Se deposita una capa metalica (105), preferentemente una capa de cobre, en las aberturas (104) de la capa fotorresistente con textura (103) (Figura 1c) seguido de la retirada del material fotorresistente con textura (103) y se vuelve a grabar aquellas partes de la base de chapado que no estan revestidas con la capa metalica (105) dando como resultado lineas conductoras (106) (Figura 1d).
La principal desventaja del metodo mostrado en la Figura 1 es la distribucion no homogenea de espesor de las lineas conductoras (106) obtenidas. La mala distribucion de espesor esta provocada por la variation del potencial electrico local, que es muy dependiente de la distribucion de las lineas con textura.
Objetivo de la invencion
Po lo tanto, el objetivo de la presente invencion es proporcionar un metodo para electrochapar un metal o una aleacion metalica sobre uno o ambos lados de un sustrato de celula solar, que da como resultado una distribucion homogenea del espesor de las lineas conductoras, adaptadores de contacto y adaptadores de soldadura metalizados.
Sumario de la invencion
Este objetivo se consigue mediante un metodo de metalizacion de un sustrato de celula solar que comprende, en este orden, las etapas de
(i) proporcionar un sustrato de celula solar (201) que tiene una base de chapado (202) sobre al menos una parte de una superficie de dicho sustrato (201),
(ii) depositar una primera capa resistente (203) sobre todo el sustrato (201), incluyendo los bordes y paredes laterales de dicho sustrato (201), y dar textura a dicha capa resistente (203) y, de esta manera, formar primeras aberturas (204) que exponen al menos una parte de la base de chapado (202),
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(iii) formar una capa de siembra conductora (205) encima de la primera capa resistente con textura (203) y sobre esas porciones de la base de chapado que estan expuestas mediante las primeras aberturas (204),
(iv) electrochapar una primera capa de metal o de aleacion metalica (206) sobre la capa de siembra conductora (205) formada en la etapa (iii),
(v) decapar una cantidad de la primera capa de metal o de aleacion metalica (206) suficiente para retirar la primera capa de metal o de aleacion metalica (206) de la primera capa resistente con textura (203), dejando una primera capa de metal o de aleacion metalica con textura (206) en las primeras aberturas (204),
(vi) decapar la capa de siembra conductora (205) de la primera capa resistente con textura (203), y
(vii) retirar la primera capa resistente con textura (203).
La primera capa de metal o de aleacion metalica con textura obtenida por el metodo de acuerdo con la presente invention tiene la distribution de espesor estrecha y homogenea deseada.
Breve descripcion de las figuras
La Figura 1 muestra un metodo para depositar una primera capa de metal o de aleacion metalica con textura sobre lun lado de un sustrato de celula solar de acuerdo con la tecnica anterior.
La Figura 2 muestra un metodo para depositar una primera capa de metal o de aleacion metalica con textura sobre un lado de un sustrato de silicio de acuerdo con la presente invencion.
La Figura 3 muestra un primer metodo para depositar una segunda capa de metal o de aleacion metalica sobre la parte superior de una primera capa de metal o de aleacion metalica.
La Figura 4 muestra un segundo metodo para depositar una segunda capa de metal o de aleacion metalica encima de una primera capa de metal o de aleacion metalica.
La Figura 5 muestra un metodo para depositar una capa de encapsulation sobre una primera capa de metal o de aleacion metalica con textura.
Descripcion detallada de la invencion
La invencion proporciona un metodo para formar una capa de metal o de aleacion metalica con textura sobre un sustrato de celula solar por electrochapado. El metodo es particularmente adecuado para la fabrication de lineas conductoras, adaptadores de contacto y adaptadores de soldadura sobre sustratos de celula solar. El metodo se describe con mas detalle a continuation.
Las figuras mostradas en este documento son simplemente ilustrativas del proceso. Las figuras no estan dibujadas a escala, es decir, no reflejan las dimensiones reales o elementos de la celula de sustrato solar. Los numeros iguales se refieren a elementos similares por toda la descripcion.
Se proporciona un sustrato de celula solar (201) que tiene una base de chapado (202) sobre una o ambas superficies externas (Figura 2a).
El sustrato de celula solar (201) puede ser una oblea de silicio (oblea de "silicio solar"), una celula de silicio amorfo, una celula de silicio policristalino, un conjunto de laminado heterogeneo de una oblea de silicio solar embebida o al menos ya estabilizada desde un lado con un material tal como acetato de etilvinilo (EVA), todos los cuales se denominan en este documento sustratos de celula solar basados en silicio. El sustrato de celula solar (201) puede ser cualquier otro material de celula solar de pelicula fina organica o inorganica. Preferentemente, el sustrato de celula solar (201) es un sustrato de celula solar basado en silicio. Mas preferentemente, el sustrato de celula solar
(201) es un sustrato de oblea de "silicio solar".
Pueden usarse diferentes tipos de base de chapado (202) en el metodo de acuerdo con la presente invencion. La base de chapado (202) se define en este documento como una parte de la superficie de un sustrato de celula solar (201) que esta sometida a deposition de una capa o capas de metal o de aleacion metalica sobre la misma en etapas de procesos posteriores. Por consiguiente, la base de chapado (202) proporciona una superficie metalizable.
Un primer tipo de base de chapado (202) es la superficie de una oblea de silicio solar o una parte de la misma, que particularmente consiste en silicio dopado. Por ejemplo, puede conseguirse la deposicion de una capa de aleacion de niquel, tal como una capa de aleacion de niquel y fosforo, por chapado no electrolitico sobre una superficie de silicio altamente n-dopado.
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Un segundo tipo de una base de chapado (202) adecuada es una capa de metal fina, tal como una capa de cobre, que puede depositarse por un metodo de deposition en fase vapor, tal como deposition fisica en fase de vapor o mediante chapado no electrolitico sobre el sustrato de celula solar (201). La base de chapado (202) puede ser tambien una pila multicapa de mas de una capa individual de metal y aleacion metalica, tal como una capa de aluminio fijada al sustrato de celula solar (201) seguido de una capa de barrera, tal como una capa de aleacion de volframio-tantalio o una capa de (aleacion de) niquel y, fijada en la misma, una capa de cobre como la capa mas externa de la base de chapado (202). Preferentemente, una base de chapado (202) que comprende cobre se separa de la superficie de una oblea de silicio solar mediante una capa de barrera.
Un tercer tipo de una base de chapado adecuada (202) es una capa de siliciuro de metal fijada a una o ambas superficies externas de una oblea de silicio solar como un sustrato de celula solar (201). Un metodo de fabrication de tal capa de siliciuro metalico como la base de chapado (202) se desvela en el documento US 2011/0318872 A1. Tal capa de siliciuro metalico puede prepararse por un metodo que comprende a) formar un area porosificada en al menos un area de la superficie de un sustrato de celula solar de silicio por decapado quimico o electroquimico, b) revestir el area porosificada con una capa de metal fina, y c) calentar el area porosificada y la capa de metal fina a una temperatura entre 250 y 700 °C hasta que se forma una capa de siliciuro metalico en al menos una parte del area porosificada. El area de siliciuro metalico formada por este metodo sirve entonces como una base de chapado
(202).
La superficie del sustrato (201) puede enmascararse antes de la etapa b) para exponer solo las areas porosificadas para deposicion de la capa metalica fina en la etapa b). Preferentemente, dicha capa metalica comprende uno o mas de niquel, plata y cobre. Preferentemente, dicha capa de siliciuro metalico formada en la etapa c) se selecciona del grupo que consiste en siliciuros de niquel, siliciuros de plata y siliciuros de cobre.
Un cuarto tipo de una base de chapado adecuada (202) es una capa de barrera que suprime la difusion no deseada de atomos entre el sustrato de celula solar (201) y la capa de siembra conductora (205) y/o la primera capa de metal o de aleacion metalica (206). Tal capa de barrera puede depositarse sobre el sustrato de celula solar (201) por chapado no electrolitico o por un metodo de deposicion en fase vapor, por tal como deposicion fisica en fase vapor. Los materiales adecuados como una capa de barrera son, por ejemplo, niquel, aleaciones de niquel tales como aleaciones de mquel-fosforo, aleaciones de niquel-boro, aleaciones de mquel-volframio-fosforo y mquel-molibdeno- fosforo, cobalto, aleaciones de cobalto tales como aleaciones de cobalto-volframio-fosforo y aleaciones de cobalto- molibdeno-fosforo, cromo, titanio, tantalio, volframio, plata, oro, paladio y multicapas de los mismos.
Un quinto tipo de una base de chapado adecuada (202) es un oxido conductor transparente, tal como un oxido de estano dopado con indio y un oxido de cinc dopado con aluminio, que puede depositarse por un metodo de deposicion en fase vapor o un metodo de deposicion quimica en humedo.
La base de chapado (202) puede cubrir completamente uno o ambos lados del sustrato de celula solar (201) o formar una textura sobre uno o ambos lados del sustrato de celula solar (201). En las Figuras 2 a 5 se muestra una base de chapado (202) que cubre completamente un lado de un sustrato de celula solar (201). En tal caso, estas porciones de la base de chapado (202) que no se cubriran con una primera capa de metal o de aleacion metalica (206) en la etapa (iv) tienen que retirarse posteriormente, por ejemplo por decapado quimico en seco o en humedo. De lo contrario, podrian ocurrir cortocircuitos entre lineas conductoras adyacentes.
A continuation, una primera capa resistente (203) se deposita sobre al menos una superficie externa del sustrato de celula solar y se le da textura para exponer al menos una parte de la base de chapado (202).
En una realization de la presente invention, el sustrato de celula solar (201) comprende una base de chapado (202) y una primera capa resistente (203) en un lado del sustrato de celula solar (201).
En otra realizacion de la presente invencion, el sustrato de celula solar (201) comprende una base de chapado (202) y una primera capa resistente (203) en ambos lados del sustrato de celula solar (201).
La primera capa resistente (203) puede fijarse en forma de un material resistente liquido, por ejemplo mediante revestimiento por inmersion, revestimiento por cortina o revestimiento por centrifugation. Los materiales resistentes imprimibles pueden depositarse por impresion serigrafica y un material resistente de pelicula seca puede laminarse sobre la superficie del sustrato de celula solar. Todos estos metodos de deposicion de material resistente se conocen en la tecnica.
Las primeras aberturas (204) se forman durante la deposicion de la primera capa resistente (203), en el caso de que la primera capa resistente (203) se deposite por impresion serigrafica.
En el caso de que se use otro metodo de deposicion para formar la primera capa resistente (203) pueden aplicarse otros medios para dar textura, tal como fotoestructuracion, erosion con plasma y ablation con laser. Todos estos metodos se conocen en la tecnica. Se forman de esta manera las primeras aberturas (204), que exponen al menos una parte de la base de chapado (202).
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En el caso de que una base de chapado con textura (202) este fijada a uno o ambos lados del sustrato de celula solar (201), las primeras aberturas (204) exponen al menos una parte de dicha base de chapado con textura (202).
En una realizacion de la presente invencion, la primera capa resistente (203) se deposita sobre un sustrato completo (201), incluyendo los bordes y paredes laterales de dicho sustrato (201). La primera capa resistente (203) puede depositarse sobre todo el sustrato (201) por revestimiento por inmersion.
El material usado para la primera capa resistente (203) debe soportar las operaciones de chapado aplicadas en las etapas (iii) y (iv) que pueden comprender el tratamiento con liquidos acidos y alcalinos y/o productos quimicos oxidantes.
La primera capa resistente (203) se selecciona a partir de materiales tales como materiales resistentes liquidos, materiales resistentes imprimibles y materiales resistentes de pelicula seca.
Los polimeros adecuados para la primera capa resistente (203) son, por ejemplo, uno o mas de acrilatos, copolimero de etileno/etilacrilato (EEAC), copolimero de etileno/metacrilato (EMA), copolimero de etileno/acido acrilico (EAA), copolimero de etileno/butilacrilato (EBA), polimetilpenteno (PMP) y polimetilmetacrilato (PMMA).
Los materiales polimericos mas preferidos para la primera capa resistente (203) se seleccionan del grupo que consiste en acrilatos y polimetilpenteno.
El material polimerico mas preferido para la primera capa resistente (203) son acrilatos con un peso molecular promedio en peso Pm de 20.000 a 200.000 g/mol, mas preferentemente de 25.000 a 150.000 g/mol, y lo mas preferentemente de 30.000 a 100.000 g/mol. La Tg (temperatura de transicion vitrea) del polimero preferentemente esta en el intervalo de 20 a 130 °C, mas preferentemente de 30 a 120 °C y, lo mas preferentemente, de 40 a 110 °C, segun se mide de acuerdo con ISO11357-1.
Un peso molecular demasiado alto conducira a una solubilidad reducida en el disolvente elegido. Con un peso molecular demasiado bajo, la sensibilidad a las soluciones de proceso (acida, alcalina, oxidante) tiende a ser insuficiente. La Tg tampoco debe ser demasiado baja, porque en ese caso la sensibilidad al sustrato es insuficiente a una temperatura elevada de los productos quimicos de procesamiento.
Opcionalmente, pueden incorporarse cargas en el material polimerico de la primera capa resistente (203). Las cargas adecuadas se seleccionan preferentemente del grupo que consiste en borato de aluminio, oxido de aluminio, trihidroxido de aluminio, antracita, antimonato sodico, pentoxido de antimonio, trioxido de antimonio, apatita, atapulgita, metaborato de bario, sulfato de bario, sulfato de estroncio, titanato de bario, bentonita, oxido de berilio, nitruro de boro, carbonato de calcio, hidroxido de calcio, sulfato de calcio, negro de humo, arcilla, cristobalita, tierras diatomeas, dolomita, ferritas, feldespato, perlas de vidrio, grafito, silicato de calcio hidratado, oxido de hierro, caolin, litopon, oxido de magnesio, mica, disulfuro de molibdeno, perlita, cargas polimericas tales como PTFE, PE, poliimida, piedra pomez, pirofilita, particulas de caucho, silice pirogena, silice fundida, silice precipitada, sepiolita, cuarzo, arena, harina de pizarra, talco, dioxido de titanio, vermiculita, harina de madera, wollastonita, zeolitas, borato de cinc, oxido de cinc, estannato de cinc, sulfuro de cinc, fibras de aramida, fibras de carbono, fibras de celulosa, y fibras de vidrio y mezclas de las mismos.
Mas preferentemente, los materiales de carga opcionales para la primera capa resistente (203) se seleccionan del grupo que consiste en silice fundida, silice pirogena, silice precipitada, dolomita, caolinita, talco, carbonato de calcio, mica, feldespato, vermiculita, y piedra pomez.
Lo mas preferentemente, los materiales de carga opcionales para la primera capa resistente (203) se seleccionan del grupo que consiste en caolinita, talco, mica y feldespato.
La cantidad de carga opcional en la primera formulacion de material resistente global despues de la retirada del disolvente esta en el intervalo del 1 al 70 % en peso, mas preferentemente del 2 al 65 % en peso, lo mas preferentemente del 3 al 60 % en peso.
Dependiendo del disolvente que se emplee para formular el material resistente, tienen que ajustarse la temperatura del horno y el tiempo de secado (curado del material de resina). La dureza resultante del revestimiento secado es importante. La medicion de la dureza de acuerdo con Koenig preferentemente deberia estar en el intervalo de 20 s a 200 s, mas preferentemente de 40 s a 180 s, lo mas preferentemente de 60 s a 160 s.
Haciendo referencia ahora a la Figura 2c: se deposita una capa de siembra conductora (205) sobre al menos una parte de la base de chapado (202) expuesta por las primeras aberturas (204) y sobre la superficie externa de la primera capa resistente con textura (203).
La capa de siembra conductora (205) es necesaria para iniciar el electrochapado de la primera capa de metal o de aleacion metalica (206) en las primeras aberturas (204), sobre al menos una parte de la base de chapado (202), y
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encima de la primera capa resistente con textura (203).
Como la capa de siembra conductora (205) cubre toda la superficie, incluyendo las primeras aberturas (204), no se observa una variacion del potencial electrico local. Esta clase de enfoque para chapado de un panel no comprende lineas con textura aisladas que se tienen que se tienen que electrochapar. La variacion en el diseno (posicion y tamano de las primeras aberturas (204)) no afecta al potencial electrico local nunca mas. La distribucion de espesor del metal o de aleacion metalica chapado depende ahora de la precision del espesor de la primera capa resistente
(203) aplicada. Esto permite un aumento de la densidad de corriente, puesto que no hay elementos de diseno aislados que actuen como un factor limitante. Un aumento en la velocidad de chapado acorta el tiempo requerido para depositar los metales o aleaciones metalicas y, por lo tanto, puede usarse un menor equipo de chapado. Se requiere una menor cantidad de suelo del taller en el entorno de sala limpia, lo que implica un ahorro de costes por si mismos. Esto mismo cuenta tambien Lo mismo hay que tener en cuenta para si se necesita menos aire para los sistemas de escape.
La capa de siembra conductora (205) se forma por ejemplo mediante chapado no electrolitico en la fabrication convencional de superficies no conductoras que se conoce bien en la tecnica.
Otros metodos para depositar la capa de siembra conductora (205) son, por ejemplo, chapado directo usando un polimero intrinsecamente conductor, deposition quimica en fase vapor (CVD), deposition fisica de vapor (PVD) y deposition quimica en fase vapor mejorada por plasma (PECVD).
Preferentemente, la capa de siembra conductora (205) se deposita por chapado no electrolitico.
De acuerdo con la presente invention, la capa de siembra conductora (205) se deposita sobre toda la superficie del sustrato de celula solar (201), incluyendo aquellas partes de la base de chapado (202) expuestas por las primeras aberturas (204) y la primera capa resistente con textura (203) (Figura 2c).
La superficie de la primera capa resistente con textura (203) puede activarse para un electrochapado posterior por diversos metodos que se describen, por ejemplo, en Printed Circuits Handbook, C. F. Coombs Jr. (Ed.), 6a Edition, McGraw Hill, paginas 28.5 a 28.9 y 30.1 a 30.11. Estos procesos implican la formation de una capa conductora que comprende particulas de carbono, coloides de metal noble, iones de metal noble o polimeros electricamente conductores.
Estos procesos se describen en la bibliografia de patentes y en los ejemplos dados a continuation:
La patente europea EP 0 616 053 desvela un proceso para aplicar un revestimiento metalico a un sustrato no conductor (sin un revestimiento electrolitico), que comprende:
a. poner en contacto dicho sustrato con un activador que comprende un metal noble/metal del grupo IVA en solution para obtener un sustrato tratado;
b. poner en contacto dicho sustrato tratado con una composition metalica de auto-aceleracion y de inmersion de rellenado que tiene un pH por encima de 11 a pH 13 que comprende una solucion de;
(i) una sal de metal soluble en Cu (II), Ag, Au o Ni, o mezclas de las mismas,
(ii) un hidroxido de metal del Grupo IA,
(iii) un agente complejante que comprende un material organico que tiene una constante de formacion acumulada log K de 0,73 a 21,95 para un ion del metal de dicha sal metalica.
Este proceso da como resultado una capa conductora fina que puede usarse para electrochapado posterior. Este proceso se conoce en la tecnica como el proceso "Connect".
El documento US 5.503.877 describe la metalizacion de superficies no conductoras, que implica el uso de compuestos complejos para la generation de semillas metalicas de un sustrato no metalico. Estas semillas metalicas proporcionan suficiente conductividad para el electrochapado posterior. Este proceso se conoce en la tecnica como el proceso denominado "Neoganth".
El documento US 5.693.209 se refiere a un proceso de metalizacion de superficies no conductoras, que implica el uso de polimeros de pirrol conductor. El proceso se conoce en la tecnica como el proceso "Compact CP".
El documento EP 1 390 568 B1 se refiere tambien a la metalizacion electrolitica directa de superficies no conductoras. Implica el uso de polimeros conductores para obtener una capa conductora para electrochapado posterior. Los polimeros conductores tienen unidades tiofeno. El proceso se conoce en la tecnica como el proceso "Seleo CP".
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La superficie no conductora puede activarse para chapado no electrolitico posterior con una solucion que contiene ion paladio coloidal o ionogeno, describiendose metodos para esto, por ejemplo, en Printed Circuits Handbook, C. F. Coombs Jr. (Ed.), 6a Edicion, McGraw Hill, paginas 28.9 y 30.2 a 30.3.
El chapado no electrolitico posterior de un revestimiento metalico intermedio fino puede llevarse a cabo finalmente para potenciar la capa de siembra conductora (205). Con ayuda de la capa de siembra conductora (205), puede entonces llevarse a cabo el electrochapado de la primera capa de metal o de aleacion metalica (206) de acuerdo con la presente invencion.
La capa de siembra conductora (205) puede fabricarse de una unica capa metalica, una unica capa de aleacion metalica o de una multicapa de al menos dos capas individuales distintas. Los metales y aleaciones metalicas adecuadas como capa de siembra conductora (205) se seleccionan del grupo que consiste en cobre, estano, cobalto, niquel, plata, aleaciones de estano tales como aleacion de estano-plomo, aleacion de estano-plata, aleaciones de cobre tales como aleacion de cobre-niquel , aleacion de cobre-cromo, aleacion de cobre-rutenio, aleacion de cobre-rodio, aleacion de cobre-plata, aleacion de cobre-iridio , aleacion de cobre-paladio, aleacion de cobre-platino, aleacion de cobre-oro y aleacion de cobre-metal de tierras raras, aleacion de cobre-niquel-plata, aleacion de cobre-niquel-metal de tierra, aleaciones de niquel tales como aleacion de mquel-fosforo y aleaciones de niquel-boro y aleaciones de cobalto tales como aleaciones de cobalto-volframio-fosforo y aleaciones de cobalto- molibdeno-fosforo.
El cobre, las aleaciones de cobre, el niquel y las aleaciones de niquel son los mas preferidos como la capa de siembra conductora (205).
De acuerdo con una realizacion preferida de la presente invencion, la siembra conductora (205) tambien puede estar formada por un metodo de deposicion no electrolitica, en el que el metal catalitico no utiliza metal noble, pero utiliza cobre como el metal catalitico. Los ejemplos tipicos para la formacion de un cobre catalitico de este tipo sobre una superficie no conductora pueden encontrarse en los documentos US 3.993.491 y US 3.993.848.
El espesor de dicha capa de siembra conductora (205) preferentemente es menor que 10 |jm y, mas preferentemente, entre 0,1 y 5 jm.
A continuacion, una primera capa de metal o de aleacion metalica (206) se deposita por electrochapado sobre la capa de siembra conductora (205) (Figura 2d).
Preferentemente, la primera capa de metal o de aleacion metalica (206) se selecciona del grupo que consiste en cobre, aleaciones de cobre, estano, aleaciones de estano, niquel, aleaciones de niquel, plata y aleaciones de plata. Mas preferentemente, la primera capa de metal o de aleacion metalica (206) se selecciona del grupo que comprende cobre y aleaciones de cobre.
Las composiciones de bano de electrochapado de cobre y aleacion de cobre adecuadas se conocen en la tecnica. Habitualmente se usan composiciones de bano de chapado de cobre o de aleacion de cobre y pueden aplicarse los parametros del proceso de chapado. Una composition de bano de chapado de cobre preferida comprende agua como una fuente de iones de cobre, un acido, tal como acido sulfurico y/o acido metanosulfonico, y uno o mas aditivos organicos seleccionados del grupo que consiste en aditivos abrillantadores, aditivos de soporte, aditivos de nivelacion y agentes humectantes. Otros aditivos opcionales son, por ejemplo, iones haluro, tales como iones cloruro y una fuente de segundos iones metalicos en caso de que quiera depositarse una aleacion de cobre.
Puede usarse tanto chapado CC como chapado por pulso inverso para depositar cobre o una aleacion de cobre como la primera capa de metal o de aleacion metalica (206) sobre la capa de siembra conductora (205).
En el documento WO 2009/15289 A1 se desvela un aparato particularmente adecuado para depositar la primera capa de metal o de aleacion metalica (206). En el aparato para tratamiento por una cara del sustrato de celula solar (201), el sustrato (201) se coloca sin marcos, sujeciones o sostenes por encima de una camara de tratamiento dispuesta verticalmente, de manera que solamente el lado inferior del sustrato se humedece en el liquido de tratamiento.
Se conocen en la tecnica composiciones de bano de aleacion de electrochapado de estano y aleacion de estano adecuadas. Comunmente se usan composiciones de bano de chapado de estano o de aleacion de estano y los parametros de un proceso de chapado se describen a continuacion.
Entre otros componentes del bano de estano o de aleacion de estano puede anadirse una fuente de iones Sn2+, un antioxidante y un tensioactivo.
La fuente de iones Sn2+ puede ser un anodo que contiene estano soluble, o cuando se usa un anodo insoluble, una fuente de ion Sn2+ soluble. El acido metanosulfonico Sn(MSA)2, es una fuente preferida de iones Sn2+, debido a su alta solubilidad. Normalmente, la concentration de la fuente de iones Sn2+ es suficiente para proporcionar entre 10
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g/l y 100 g/l de iones Sn2+ al bano, preferentemente entre 15 g/l y 95 g/l , mas preferentemente entre 40 g/l y 60 g/l. Por ejemplo, puede anadirse Sn(MSA)2 para proporcionar entre 30 g/l y 60 g/l Sn2+ al bano de chapado.
Una aleacion de estano preferida es una aleacion de estano y plata. En tal caso, el bano de chapado contiene adicionalmente una sal de plata soluble, usandose habitualmente por ejemplo nitrato, acetato y, preferentemente, metanosulfonato. Normalmente, la concentration de la fuente de iones Ag+ es suficiente para proporcionar entre 0,1 g/l y 1,5 g/l de iones de Ag+ al bano, preferentemente entre 0,3 g/l y 0,7 g/l, mas preferentemente entre 0,4 g/l y 0,6 g/l.
Por ejemplo, puede anadirse Ag(MSA) para proporcionar entre 0,2 g/l y 1,0 g/l de iones Ag+ al bano de chapado.
Pueden anadirse antioxidantes a los banos de estano o de aleacion de estano para estabilizar el bano contra la oxidation de los iones Sn2+ en solution. Los antioxidantes preferidos, tales como hidroquinona, catecol, y cualquiera de los acidos hidroxil, dihidroxil, o trihidroxil benzoico, pueden anadirse a una concentracion entre 0,1 g/l y 10 g/l, preferentemente entre 0,5 g/l y 3 g/l. Por ejemplo, puede anadirse hidroquinona al bano a una concentracion de 2 g/l.
Pueden anadirse tensioactivos para promover la humectacion del sustrato. El tensioactivo parece servir como un inhibidor de deposition moderado que puede suprimir el crecimiento tridimensional en un cierto grado, mejorando asi la morfologia y topografia de la pelicula. Puede ayudar tambien a refinar el tamano de grano, lo que produce un abultamiento mas uniforme. Los tensioactivos anionicos ejemplares incluyen alquil fosfonatos, alquil eter fosfatos, alquil sulfatos, alquil eter sulfatos, alquil sulfonatos, alquil eter sulfonatos, eteres de acido carboxilico, esteres de acido carboxilico, alquil aril sulfonatos, aril alquil eter sulfonatos, aril sulfonatos y sulfosuccinatos.
El bano de chapado de estano o de aleacion de estano electrolitico de la presente Invention preferentemente tiene un pH acido para inhibir el pasivado anodico, conseguir una mejor eficacia catodica, y conseguir un deposito mas ductil. Por consiguiente, el pH del bano preferentemente es entre 0 y 3. En la realization preferida, el pH del bano es 0. Por consiguiente, el pH acido preferido puede conseguirse usando acido nitrico, acido acetico y acido metanosulfonico. En una realizacion preferida, el acido es metanosulfonico. La concentracion del acido preferentemente es entre 50 g/l y 200 g/l, mas preferentemente entre 70 g/l y 120 g/l. Por ejemplo, puede anadirse entre 50 g/l y 160 g/l de acido metanosulfonico al bano de electrochapado para conseguir un bano con un pH de 0 y que actue como el electrolito conductor.
Las composiciones de bano de estano o de aleacion de estano tipicas se desvelan, por ejemplo, en Jordan: The Electrodeposition of Tin and its Alloys, 1995, pag. 71-84.
El chapado de estano y aleaciones de estano para chapado de deposito de soldadura puede realizarse mediante chapado con corriente continua (CC) o por pulso inverso. Las ventajas del chapado por pulso inverso son una mejor uniformidad de distribution en superficie y estructuras cristalinas mejoradas con depositos de estano que poseen tamanos de grano mas fino y, por lo tanto, mejores propiedades de soldabilidad. Asimismo, puede obtenerse una mayor densidad de corriente aplicable y, por lo tanto, una mayor capacidad de production mediante chapado por pulso inverso en comparacion con el chapado CC.
En general, pueden aplicarse pulsos de corriente a una densidad de corriente eficaz de 1 a 20 A/dm2. Como alternativa, puede realizarse la operation del bano con CC a una densidad de corriente de 1 a 3 A/dm2.
Por ejemplo, la aplicacion de estano mediante chapado por pulso inverso con una densidad de corriente de 3 A/dm2 produce un espesor medio del deposito de estano de 40 |jm en 30 min de tiempo de chapado. La variation de espesor sobre la superficie es solo de +/- 15 %. Puede obtenerse la aplicacion de chapado CC a una densidad de corriente maxima de solo 1 A/dm2. El tiempo de chapado para obtener un espesor del deposito de estano de 40 jm es de 86 min. La variacion sobre la superficie es de +/- 33 %, mucho mayor por tanto que para el chapado por pulso inverso.
Los parametros del pulso inverso preferidos son los siguientes:
La relation de la duration de el al menos un pulso de corriente directa a la duration de el al menos un pulso de corriente inversa se ajusta a al menos 1:0 a 1:7, preferentemente a al menos 1:0,5 a 1:4 y, mas preferentemente, a al menos, 1:1 a 1:2,5.
La duracion de el al menos un pulso de corriente directa pueda ajustarse preferentemente a al menos 5 ms hasta 1.000 ms.
La duracion de el al menos un pulso de corriente inversa preferentemente se ajusta de 0,2 a 5 ms como maximo y, mas preferentemente, de 0,5 a 1,5 ms.
La densidad de corriente de pico de el al menos un pulso de corriente directa en la pieza de trabajo preferentemente se ajusta a un valor de 1 a 30 A/dm2 como maximo. Particularmente preferentemente, es un pico de densidad de
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corriente de al menos un pulso de corriente directa en la pieza de trabajo de aproximadamente 2 a 8 A/dm2 en los procesos horizontales. En procesos verticales, el pico de densidad de corriente mas preferido de el al menos un pulso de corriente directa en la pieza de trabajo es de 1 a 5 A/dm2 como maximo.
El pico de densidad de corriente de el al menos un pulso de corriente inversa en la pieza de trabajo preferentemente se ajustara a un valor de 0 a 60 A/dm2. Es particularmente preferido un pico de densidad de corriente de el al menos un pulso de corriente inversa en la pieza de trabajo de aproximadamente 0 a 20 A/dm2 en procesos horizontales. En procesos verticales, el pico de densidad de corriente mas preferido en al menos un pulso de corriente directa en la pieza de trabajo es de 0 a 12 A/dm2 como maximo.
Puesto que tambien la primera capa resistente con textura (203) se cubre mediante la capa de siembra conductora
(205) , el electrochapado de la primera capa de metal o de aleacion metalica (206) esta tambien sobre esta capa. El espesor de la primera capa de metal o de aleacion metalica (206) deberia preferentemente no superar los 10 |jm y, mas preferentemente, no superar los 6 jm encima de la primera capa resistente con textura (203).
En la etapa (v) del metodo de acuerdo con la presente invencion, aquellas partes de la primera capa de metal o de aleacion metalica (206), que estan metalizadas encima de la primera capa resistente (203) se eliminan por decapado. Al mismo tiempo, una cantidad similar (en terminos de espesor de esta capa) de la primera capa de metal y aleacion metalica (206) en las primeras aberturas (204) tambien se elimina por decapado. La etapa (v) del metodo de acuerdo con la presente invencion se ilustra en la Figura 2e.
En una realizacion de la presente invencion, no se aplica material resistente al decapado adicional sobre la primera capa de metal o de aleacion metalica (206) por encima de esta parte o partes de la base de chapado (202) expuesta mediante las primeras aberturas (204) antes de retirar la primera capa de metal o de aleacion metalica (206).
La expresion "material resistente al decapado" se define en este documento como cualquier clase de barrera con textura, por ejemplo, materiales resistentes organicos con capacidad de formacion de imagenes o de imprimirse serigraficamente y materiales resistentes al decapado metalicos que evitan la retirada no deseada de material metalico por debajo de dicho material resistente al decapado durante el decapado.
La retirada se realiza preferentemente por decapado quimico de una cantidad de la primera capa de metal o de aleacion metalica (206) suficiente para retirar la primera capa de metal o de aleacion metalica (206) de la capa de siembra conductora (205) conduciendo a una primera capa de metal o de aleacion metalica con textura (207) en las primeras aberturas (204) (Figura 2e).
En una realizacion de la presente invencion, una cantidad de la primera capa de metal o de aleacion metalica (206) se elimina por decapado en una cantidad suficiente para retirar tambien una parte de la capa de metal o de aleacion metalica (206) dentro de las primeras aberturas (204). Esta porcion puede ser preferentemente de 0,1 a 10 jm, mas preferentemente 0,5 a 5 jm en terminos de espesor del metal o de aleacion de metalica (206) dentro de las primeras aberturas (204).
En caso de que la primera capa de metal o de aleacion metalica (206) consista en estano y aleaciones de estano, el decapado puede realizarse por via electrolitica o quimica. Asimismo, puede aplicarse pulido mecanico en solitario o en combinacion con separacion electrolitica o quimica para retirar la primera capa de metal o de aleacion metalica
(206) .
Las composiciones tipicas de decapado o separacion para la primera capa de metal o de aleacion metalica (206) que consiste en estano o aleaciones de estano se desvelan, por ejemplo, en Jordan: The Electrodeposition of Tin and its Alloys, 1995, pag. 373-377.
Durante los metodos de separacion electrolitica, el estano o las aleaciones de estano se disuelven anodicamente en una solucion de NaOH al 10 % en peso, de 70 a 90 °C.
La separacion quimica generalmente se realiza en soluciones que contienen una base fuerte, tal como NaOH (aproximadamente 10 % en peso) a temperaturas elevadas de 70 a 90 °C. Pueden anadirse a la solucion aditivos organicos, particularmente compuestos nitroaromaticos como p-nitrofenol.
Como alternativa, la separacion quimica puede realizarse en las siguientes soluciones:
- peroxido de hidrogeno, a menudo con fluoruro anadido,
- sistemas basados en acido nitrico y nitrato, de 5 a 40 % en peso de nitrato,
- sistemas basados en HCl/cloruro de cobre, que contienen de 5 a 20 % en peso de HCl, con una concentration inicial de 2,5 mg/l de cloruro de cobre.
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En el caso de que la primera capa de metal o de aleacion metalica (206) consista en cobre o aleaciones de cobre, el decapado puede realizarse por v^a electrolitica o qmmica. Asimismo, puede aplicarse pulido mecanico en solitario o en combinacion con separacion electrolitica o quimica para retirar la primera capa de metal o de aleacion metalica (206).
Las composiciones tipicas de decapado o separacion para las primeras capas de metal o de aleacion metalica (206) que consisten en cobre o aleaciones de cobre y una capa de siembra conductora (205) que consiste en cobre o una aleacion de cobre se desvelan, por ejemplo, en: CF Coombs, Jr., "Printed Circuits Handbook", 5a Ed. 2001, McGraw- Hill, Capitulo 33.4.
Las soluciones de decapado y las condiciones de decapado adecuadas se eligen en experimentos rutinarios.
A continuacion, aquellas partes de la capa de siembra conductora (205) que estan encima de la primera capa resistente con textura (203) se retiran en la etapa (vi) mediante decapado quimico y/o electroquimico (Figura 2f).
La capa de siembra conductora (205) puede retirarse con los mismos metodos que la capa de metal o de aleacion metalica (206) en la etapa (v).
La primera capa resistente (203) se retira despues por separacion quimica en humedo en la etapa (vii) (Figura 2g).
La primera capa resistente con textura (203) puede retirarse (separarse) del sustrato de celula solar (201) poniendo en contacto la primera capa resistente con textura (203) con un disolvente, estando seleccionado el disolvente preferentemente del grupo que comprende acetona, alcohol n-amilico, acetato de n-amilo, alcohol bencilico, 1,4- butanodiol, acetato de metoxibutilo, acetato de n-butilo, acetato de sec-butilo, n-butanol, 2-butanol, butildiglicol, acetato de butildiglicol, dibutileter de dietilenglicol, butilglicol, acetato de butilglicol, n-butiltriglicol, cloroformo, ciclohexano, ciclohexanol, ciclohexanona, clohexilamina, n-decano, decahidro naftaleno, alcohol diacetona, 1,2- dicloroetano, 1,2-diclorobenceno, 1,2-dicloropropano, dietanolamina, dietilenglicol, dibutileter de dietilenglicol, dietileter de dietilenglicol, dimetileter de dietilenglicol, monobutileter de dietilenglicol, acetato de monobutileter de dietilenglicol, monoetileter de dietilenglicol, monometileter de dietilenglicol, acetato de monometileter de dietilenglicol, eter dietilico, dietilcetona, dimetileter dietilenglicol, diisobutilcetona, diisopropilamina, diisopropanolamina, eterdiisopropilico, dimetilacetamida, dimetilformamida, dimetilsulfoxido, 1,4-dioxano, dipenteno, dipropilenglicol, monobutileter de dipropilenglicol, monometileter de dipropilenglicol, n-dodecano, diacetato de propilenglicol, monometileter de propilenglicol, acetato de monometileter de propilenglicol, monobutileter de propilenglicol, acetato de monobutileter de propilenglicol, monometileter de tripropilenglicol, monobutileter de tripropilenglicol, etil-3- etoxipropionato, etanolamina, monoetileter de propilenglicol, acetato de etoxipropilo, acetato de etilo, etilamil cetona, etilbenceno, 2-etilbutanol, etilbutil cetona, etildiglicol, acetato de etildiglicol, 1,2-dicloroetano, etilenglicol, dietileter de etilenglicol, dimetileter de etilenglicol, monobutileter de etilenglicol, acetato de monobutileter de etilenglicol, monoetileter de etilenglicol, acetato de monoetileter de etilenglicol, monoisopropileter de etilenglicol, acetato de monometileter etilenglicol, monopropileter de etilenglicol, formiato de etilo, etilglicol, acetato de etilglicol, dietileter de etilenglicol, 2-etoxietanol, acetato de 2-etilhexilo, lactato de etilo, etilmetil cetona, acido formico, etilmetil cetoxima, etiltriglicol, furfural, alcohol furfurilico, furfurilaldehido, glicerol, triacetato de glicerol, n-heptano, n-hexadecano, n-hexano, hexilenglicol, acetato de isoamilo, alcohol isoamilico, acetato de isobutilo, alcohol isobutilico, isoheptano, isooctano, isopentano, isoforona, isopropanolamina, acetato de isopropilo, alcohol isopropilico, cloruro de isopropilo, isopropileter, isopropilglicol, acetato metoxipropilo, acetato de metilo, alcohol metilico, metilamil cetona, metilbutil cetona, metilciclohexano, metilciclohexanol, metilciclohexanona, metilciclopentano, metildiglicol, acetato de metildiglicol, cloruro de metileno, acido acetico, metiletil cetona, metiletil cetoxima, metilglicol, acetato de metilglicol, alcohol metilisoamilico, metilisoamil cetona, metilisobutilcarbinol, metilisobutil cetona, metilisopropil cetona, metilpropil cetona, N-metil-pirrolidona, metil-t-butil-eter, monoclorobenceno, monoetanolamina, monoisopropanolamina, nitroetano, nitrometano, 1-nitropropano, 2-nitropropano, n-nonano, n-octano, alcohol n- octilico, n-pentadecano, propionato de pentilo, percloroetileno, acetato de n-propilo, n-propanol, dicloruro de propileno, propilenglicol, diacetato de propilenglicol, monobutileter de propilenglicol, acetato de monobutileter de propilenglicol, monoetileter de propilenglicol, monometileter de propilenglicol, acetato de monometileter de propilenglicol, propilglicol, piridina, acetato de sec-butilo, n-tetradecano, tetraetilenglicol, dimetileter de tetraetilenglicol, tetrahidrofurano, alcohol tetrahidrofurfurilico, tetrahidro naftaleno, tolueno, tricloroetano, tricloroetileno, n-tridecano, trietanolamina, trietilenglicol, monoetileter de trietiletilenglicol, dimetileter de trietilenglicol, tripropilenglicol, peroxido de hidrogeno, monobutileter de tripropilengilcol, monometileter de tripropilenglicol, n- undecano, xileno, mesitileno, acetofenona, acetaldehido, butirolactona, etilencarbonato, propilencarbonato, acetonitrilo, butironitrilo, N-etilpirrolidona, y mezclas de los mismo. Tales disolventes o mezclas de los disolventes mencionados anteriormente pueden comprender ademas agua.
Mas preferentemente, el disolvente se selecciona del grupo que consiste en alcohol bencilico, acido formico, dimetilacetamida, dimetilformamida, ciclohexanona, etanolamina, trietanolamina, acetato de monobutileter de etilenglicol, monoetileter de etilenglicol y mezclas de los mismos.
Lo mas preferentemente, el disolvente se selecciona del grupo que consiste en acido formico, alcohol bencilico, acetato de monobutileter de etilenglicol, monoetileter de etilenglicol y mezclas de los mismos.
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La primera capa resistente con textura (203) se pone en contacto con el disolvente por inmersion, pulverizacion, o sumergido. Para fines de separacion, el disolvente preferentemente se mantiene a una temperatura en el intervalo de 5 a 100 °C, mas preferentemente 10 a 90 °C y lo mas preferentemente 15 a 80 °C. El tiempo de contacto durante la separacion preferentemente varia de 1 a 600 s, mas preferentemente de 10 a 540 s y, lo mas preferentemente, de 20 a 480 s.
En la Figura 2g se muestra un sustrato de celula solar que comprende una base de chapado con textura (202) y la primera capa de metal o de aleacion metalica con textura (207). La primera capa de metal o de aleacion metalica con textura (207) muestra una distribucion homogenea del espesor satisfactoria.
Las dimensiones tipicas, en terminos de anchura de la linea conductora de una primera capa de metal o de aleacion metalica con textura (207), preferentemente varian de 1 a 500 |jm, mas preferentemente de 5 a 250 |jm y, lo mas preferentemente, de 5 a 150 jm.
En otra realizacion de la presente invencion (Figura 3), se deposita una segunda capa resistente (208) sobre la primera capa de metal o de aleacion metalica (206) despues de la etapa (iv) y se le da textura para formar segundas aberturas (209), que tienen la misma posicion xy (solapamiento de la primera capa resistente con textura (203) y la segunda capa resistente con textura (208)) que las primeras aberturas (204) (Figura 3b). La segunda capa resistente
(208) puede ser un material resistente liquido, un material resistente imprimible o un material resistente de pelicula seca que puede depositarse y darse textura por metodos convencionales, como en el caso de la primera capa resistente (203).
A continuacion, se deposita una segunda capa de metal o de aleacion metalica (210) en las segundas aberturas
(209) (Figura 3c). La segunda capa de metal o de aleacion metalica (210) preferentemente puede soldarse y/o unirse a la capa de metal o de aleacion metalica seleccionada del grupo que consiste en estano, aleaciones de estano tal como aleaciones de estano-plata y plata. La segunda capa de metal o de aleacion metalica (210) preferentemente se deposita por un metodo seleccionado de chapado por inmersion, chapado no electrolitico y electrochapado.
La segunda capa resistente (208) se separa despues por metodos conocidos en la tecnica (Figura 3d). Estas porciones de la primera capa de metal o de aleacion metalica (206), que se metalizaron sobre la capa de siembra conductora (205) encima de la primera capa resistente con textura (203), se retiran por decapado. La segunda capa de metal o de aleacion metalica (210) sirve como un material resistente al decapado durante la retirada de la primera capa de metal o de aleacion metalica (206). De esta manera, preferentemente, no se requiere una capa resistente adicional u otro tipo de material resistente al decapado en esta etapa.
La capa de siembra conductora (205) y la primera capa resistente con textura (203) se retiran despues de la misma manera, como ya se ha descrito para la etapa (vi).
En esta realizacion de la presente invencion (Figura 3e) se obtiene una primera capa de aleacion de metal o de aleacion metalica con textura (207) con una segunda capa de metal o de aleacion metalica (210) encima de dicha primera capa de metal o de aleacion metalica con textura (207). Mas preferentemente, la primera capa de metal o de aleacion metalica con textura (207) es de cobre o de aleacion de cobre y la segunda capa de metal o de aleacion metalica (210) es de estano o de aleacion de estano.
En otra realizacion mas de la presente invencion, mostrada en la Figura 4, se deposita una segunda capa resistente
(208) sobre la primera capa de metal o de aleacion metalica (206) despues de la etapa (v) y se le da textura para proporcionar segundas aberturas (209) que tienen la misma posicion xy que las primeras aberturas (204) (solapamiento de la primera capa resistente con textura (203) y la segunda capa resistente con textura (208)) (Figura 4b).
La segunda capa resistente (208) puede seleccionarse a partir de materiales resistentes liquidos, materiales resistentes imprimibles y materiales resistentes de pelicula seca, y puede depositarse y darse textura por metodos convencionales.
A continuacion, se deposita una segunda capa de metal o de aleacion metalica (210) en las segundas aberturas
(209) . La segunda capa de metal o de aleacion metalica (210) preferentemente es una capa soldable seleccionada del grupo que comprende estano, aleaciones de estano tales como aleaciones de estano-plata, y plata. La segunda capa de metal o de aleacion metalica (210) preferentemente se deposita por un metodo seleccionado de chapado por inmersion, chapado no electrolitico y electrochapado.
La segunda capa resistente con textura (208) se separa entonces por metodos conocidos en la tecnica (Figura 4d).
La capa de siembra conductora (205) y la primera capa resistente con textura (203) se retiran despues de la misma manera que ya se ha descrito para la etapa (vi) y la etapa (vii), respectivamente.
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En esta realizacion de la presente invencion (Figura 4e) se obtiene una primera capa de metal o de aleacion metalica con textura (207) con una segunda capa de metal o de aleacion metalica soldable (210) encima de dicha primera capa de metal o de aleacion metalica con textura (207). Mas preferentemente, la primera capa metal o de aleacion metalica con textura (207) es de cobre o de aleacion de cobre y la segunda capa de metal o de aleacion metalica (210) es de estano o de aleacion de estano.
En otra realizacion mas de la presente invencion, una primera capa de metal o de aleacion metalica con textura
(207), preferentemente de cobre o de aleacion de cobre, se reviste adicionalmente con un conservante de la soldabilidad organico (OSP) despues de la etapa (v), poniendo en contacto el sustrato de celula solar con una composition liquida que comprende un azol tal como bencimidazol (BTA). En el caso de estano o aleaciones de estano como la primera capa de metal o de aleacion metalica con textura (207), el OSP preferentemente comprende un compuesto de fosfonato u organofosfonato. El revestimiento de OSP se denomina en este documento capa de encapsulation (211). Esta realizacion se ilustra en la Figura 5, en la que un sustrato de celula solar obtenido en la etapa (v) se muestra en la Figura 5a y el mismo sustrato revestido con una capa de encapsulacion (211) se muestra en la Figura 5b.
En otra realizacion mas de la presente invencion, una primera capa de metal o de aleacion metalica con textura (207), preferentemente de cobre o de aleacion de cobre, se reviste adicionalmente con una capa de encapsulacion (211) que comprende un metal soldable o una aleacion de metal soldable despues de la etapa (v). Tal metal soldable o aleacion de metal soldable puede ser una capa de estano, una capa de aleacion de estano, tal como una capa de aleacion de estano-plata, o una capa de plata. Esta capa de encapsulacion soldable (211) puede depositarse por chapado no electrolitico o por chapado de tipo inmersion. Las composiciones del bano de chapado adecuadas y los metodos para depositar tal capa de encapsulacion soldable (211) sobre una primera capa de metal o de aleacion metalica con textura (207) se conocen en la tecnica. Esta realizacion se ilustra tambien en la Figura 5, en la que un sustrato de celula solar obtenido en la etapa (v) se muestra en la Figura 5a y el mismo substrato en el que la primera capa de metal o de aleacion metalica con textura (207) esta revestida con la capa de encapsulacion soldable (211) se muestra en la Figura 5b.
Una primera capa de metal o de aleacion metalica con textura (207), seleccionada de cobre y aleaciones de cobre, puede someterse a un tratamiento de promotion de la adhesion antes de depositar un encapsulante polimerico, tal como acetato de etilvinilo (EVA) en una etapa de proceso posterior. Las composiciones acuosas adecuadas para dicho tratamiento de promocion de la adhesion pueden comprender un acido, tal como acido sulfurico, un oxidante, tal como peroxido de hidrogeno y un compuesto de azol. Otras composiciones acuosas adecuadas comprenden iones hidroxido e iones hipoclorito.

Claims (13)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un metodo de metalizacion de un sustrato de celula solar (201) que comprende, en este orden, las etapas de
    (i) proporcionar un sustrato de celula solar (201) que tiene una base de chapado (202) sobre al menos una parte de una superficie de dicho sustrato (201),
    (ii) depositar una primera capa resistente (203) sobre todo el sustrato (201), incluyendo los bordes y las paredes laterales de dicho sustrato (201), y dar textura a dicha primera capa resistente (203) y formar asi primeras aberturas (204) que exponen al menos una parte de la base de chapado (202),
    (iii) formar una capa de siembra conductora (205) encima de la primera capa resistente con textura (203) y sobre aquellas partes de la base de chapado que estan expuestas por las primeras aberturas (204),
    (iv) electrochapar una primera capa de metal o de aleacion metalica (206) sobre la capa de siembra conductora (205) formada en la etapa (iii),
    (v) decapar una cantidad de la primera capa de metal o de aleacion metalica (206) suficiente para retirar la primera capa de metal o de aleacion metalica (206) de la primera capa resistente con textura (203), dejando una primera capa de metal o de aleacion metalica con textura (206) en las primeras aberturas (204),
    (vi) decapar la capa de siembra conductora (205) de la primera capa resistente con textura (203), y
    (vii) retirar la primera capa resistente con textura (203).
  2. 2. El metodo de metalizacion de un sustrato de celula solar (201) de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que la base de chapado (202) se selecciona del grupo que consiste en silicio dopado, siliciuros metalicos, una o mas capas finas de metal o de aleacion metalica y oxidos conductores transparentes, con la condicion de que los siliciuros metalicos solo se seleccionen para sustratos de celula solar basados en silicio.
  3. 3. El metodo de metalizacion de un sustrato de celula solar (201) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la primera capa resistente (203) comprende uno o mas de acrilatos, copolimero de etileno/etilacrilato, copolimero de etileno/metacrilato, copolimero de etileno/acido acrilico, copolimero de etileno/butilacrilato, polimetilpenteno y polimetilmetacrilato .
  4. 4. El metodo de metalizacion de un sustrato de celula solar (201) de acuerdo con la reivindicacion 3, en el que la primera capa resistente (203) comprende ademas una carga seleccionada del grupo que consiste en borato de aluminio, oxido de aluminio, trihidroxido de aluminio, antracita, antimonato sodico, pentoxido de antimonio, trioxido de antimonio, apatita, atapulgita, metaborato de bario, sulfato de bario, sulfato de estroncio, titanato de bario, bentonita, oxido de berilio, nitruro de boro, carbonato de calcio, hidroxido de calcio, sulfato de calcio, negro de humo, arcilla, cristobalita, tierra de diatomeas, dolomita, ferritas, feldespato, perlas de vidrio, grafito, silicato de calcio hidratado, oxido de hierro, caolin, litopon, oxido de magnesio, mica, disulfuro de molibdeno, perlita, cargas polimericas tales como PTFE, PE, poliimida, piedra pomez, pirofilita, particulas de caucho, silice pirogena, silice fundida, silice precipitada, sepiolita, cuarzo, arena, harina de pizarra, talco, dioxido de titanio, vermiculita, harina de madera, wollastonita, zeolitas, borato de cinc, oxido de cinc, estannato de cinc, sulfuro de cinc, fibras de aramida, fibras de carbono, fibras de celulosa y fibras de vidrio, y mezclas de las mismas.
  5. 5. El metodo de metalizacion de un sustrato de celula solar (201) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la capa de siembra conductora (205) se forma por chapado no electrolitico de un metal o una aleacion metalica.
  6. 6. El metodo de metalizacion de un sustrato de celula solar (201) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la capa de siembra conductora (205) se selecciona del grupo que consiste en cobre, aleaciones de cobre, niquel, aleaciones de niquel, cobalto y aleaciones de cobalto.
  7. 7. El metodo de metalizacion de un sustrato de celula solar (201) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la primera capa de metal o de aleacion metalica (206) se selecciona del grupo que consiste en cobre, aleaciones de cobre, niquel, aleaciones de niquel, estano, aleaciones de estano, plata y aleaciones de plata.
  8. 8. El metodo de metalizacion de un sustrato de celula solar (201) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se deposita una segunda capa de metal o de aleacion de metal (210) entre las etapas (iv) y (v) en las segundas aberturas (209) formadas por una segunda capa resistente (208) formada sobre al menos una parte de la primera capa de metal o de aleacion metalica (206).
  9. 9. El metodo de metalizacion de un sustrato solar (201) de acuerdo con la reivindicacion 8, en el que la segunda capa de metal o de aleacion metalica (210) se selecciona de estano, aleaciones de estano y plata.
  10. 10. El metodo de metalizacion de un sustrato de celula solar (201) de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 7, en el que se deposita una segunda capa de metal o de aleacion metalica (210) entre las etapas (v) y (vi) en las segundas aberturas (209) formadas por una segunda capa resistente (208) formada sobre al menos una parte de la primera capa de metal o de aleacion metalica (206).
  11. 11. El metodo de metalizacion de un sustrato de celula solar (201) de acuerdo con la reivindicacion 10, en el que la segunda capa metal o de aleacion metalica (210) se selecciona de estano, aleaciones de estano y plata.
  12. 12. El metodo de metalizacion de un sustrato de celula solar (210) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 anteriores, en el que se deposita una capa de encapsulacion (211) sobre la primera capa de metal o de aleacion
    metalica con textura (207) despues de la etapa (v).
  13. 13. El metodo de metalizacion de un sustrato de celula solar de acuerdo con la reivindicacion 12, en el que la capa de encapsulacion (211) se selecciona del grupo que comprende azol y derivados del mismo, compuestos de
    10 organofosfato, compuesto de organofosfonato, estano, aleaciones de estano y plata.
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