DE102010024836A1 - Method for manufacturing solar cell utilized for converting electromagnetic radiation into electrical power, involves electrically connecting two sets of metal contacts with p-doped region and n-doped region, respectively - Google Patents

Method for manufacturing solar cell utilized for converting electromagnetic radiation into electrical power, involves electrically connecting two sets of metal contacts with p-doped region and n-doped region, respectively Download PDF

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Abstract

The method involves forming a p-doped region (302) i.e. boron-doped region, and an n-doped region (303) i.e. phosphorus-doped region, in a semiconductor substrate (301), where a part of a surface area of the substrate belongs to the n-doped region. Dielectric sheets (304, 305) are formed on the part of the surface area. Two sets of metal contacts (306, 307) are electrically connected with the p-doped region and the n-doped region, respectively. The metal contacts are made of silver and aluminum, and the semiconductor substrate is made of p- or n-type silicon. An independent claim is also included for a solar cell comprising a semiconductor substrate and metal contacts.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Solarzellen mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Solarzelle mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.The invention relates to a method for producing solar cells with the features according to the preamble of claim 1 and a solar cell having the features according to the preamble of claim 7.

Solarzellen sind allgemein bekannte Bauelemente, die Sonnenlicht, d. h. elektromagnetische Strahlung, in elektrische Energie umwandeln. Die Frontseite einer Solarzelle bzw. eines Substrats, das zur Herstellung einer Solarzelle verwendet wird, ist die, wenn die Solarzelle in Betrieb ist dem Sonnenlicht zugewandte Seite. Die Rückseite einer Solarzelle bzw. eines Substrats, das zur Herstellung einer Solarzelle verwendet wird, ist die der Frontseite gegenüber liegende Seite.Solar cells are well-known devices that use sunlight, i. H. electromagnetic radiation, convert into electrical energy. The front side of a solar cell or a substrate used to manufacture a solar cell is when the solar cell is in operation facing the sunlight side. The back surface of a solar cell or a substrate used for manufacturing a solar cell is the side opposite to the front side.

Allgemein gesprochen, kann eine Solarzelle hergestellt werden, indem p- und n-dotierte Bereiche in einem Halbleitersubstrat ausgebildet werden, in der Regel Silizium. Bor wird häufig als p-Dotand eingesetzt und Phosphor wird häufig als n-Dotand eingesetzt.Generally speaking, a solar cell can be made by forming p- and n-doped regions in a semiconductor substrate, typically silicon. Boron is often used as a p-dopant and phosphorus is often used as an n-dopant.

Auf der Solarzelle auftreffendes Licht erzeugt Elektron-Loch-Paare. Die solcherart erzeugten Elektronen und Löcher wandern in der Regel in p-dotierte und n-dotierte Bereiche aufgrund eines elektrischen Feldes, das immer erzeugt wird, wenn p- und n-dotierte Bereiche miteinander in Kontakt stehen. Damit die Solarzelle Strom an einen externen Stromkreis weiterleiten kann, um also eine elektrische Kopplung herzustellen, werden die dotierten Bereiche an Kontakte gekoppelt, die in der Regel aus Metall bestehen.Light striking the solar cell generates electron-hole pairs. The thus generated electrons and holes typically migrate into p-doped and n-doped regions due to an electric field that is always generated when p- and n-doped regions are in contact with each other. So that the solar cell can forward current to an external circuit, so as to produce an electrical coupling, the doped regions are coupled to contacts, which are usually made of metal.

Die Wahl des Materials für diese jeweiligen Kontakte ist von entscheidender Wichtigkeit für die Leistungsfähigkeit der Solarzelle. Aus diesem Grund werden standardmäßig unterschiedliche Materialien für die Herstellung der Kontakte in den jeweils n-dotierten bzw. p-dotierten Bereiche verwendet. Beispielsweise empfehlen sowohl US 4 163 678 als auch WO 2006/132766 die Verwendung von Silber für die Kontaktierung der n-dotierten Bereiche und Aluminium für die p-dotierten Bereiche. Darüber hinaus empfiehlt das erste der beiden Dokumente auch die Verwendung eines Materials, das aus einer Kombination von Silber und Aluminium besteht, für die Kontaktierung der p-dotierten Bereiche.The choice of material for these respective contacts is of crucial importance to the performance of the solar cell. For this reason, different materials are used by default for the production of the contacts in the respective n-doped or p-doped regions. For example, both recommend US 4,163,678 as well as WO 2006/132766 the use of silver for contacting the n-doped regions and aluminum for the p-doped regions. In addition, the first of the two documents also recommends the use of a material consisting of a combination of silver and aluminum for contacting the p-doped regions.

Diese Ansätze implizieren, dass zwei getrennte Prozessschritte erforderlich sind, um Kontakte für die jeweils p-dotierten bzw. n-dotierten Bereiche zur Verfügung zu stellen. Hierdurch wird die Gesamtleistung des Herstellungsprozesses negativ beeinflusst, insbesondere dadurch, dass die jeweiligen Kontakte gut ausgerichtet sein müssen, so dass ein zusätzlicher Kontaktierungsschritt immer auch die Notwendigkeit eine zusätzlichen Ausrichtungsschritts impliziert.These approaches imply that two separate process steps are required to provide contacts for the p-doped and n-doped regions, respectively. This adversely affects the overall performance of the manufacturing process, particularly in that the respective contacts must be well aligned so that an additional contacting step always implies the need for an additional alignment step.

Aus diesem Grund wurden Versuche unternommen, Kontakte für sowohl die p-dotierten als auch die n-dotierten Bereiche herzustellen, die aus demselben Material bestehen, welches folglich in einem einzigen Prozessschritt aufgebracht werden kann. Insbesondere ist aus der US 5 641 362 die Verwendung von Aluminiumkontakten für beide Arten von Bereichen bekannt, wohingegen der Artikel ”Review of Back Contact Silicon Solar Cells for low-cost Application” von D. D. Smith, der unter der URL http://www.osti.gov./bridge/servlets/purl/9692-XR0I5T/webviewable abrufbar ist, die Verwendung von Silberkontakten für sowohl die p-dotierten als auch die n-dotierten Bereiche vorschlägt.For this reason, attempts have been made to make contacts for both the p-doped and the n-doped regions, which are made of the same material, which can consequently be applied in a single process step. In particular, from the US 5 641 362 the use of aluminum contacts for both types of areas known, whereas the article DD Smith's Review of Back Contact Silicon Solar Cells for Low Cost Application, available at URL http://www.osti.gov./bridge/servlets/purl/9692-XR0I5T/webviewable which suggests the use of silver contacts for both the p-doped and n-doped regions.

Jedoch führt keiner dieser Ansätze zu optimalen Kontakteigenschaften. Insbesondere bei Systemen mit einem hohen Schichtwiderstand des n-Dotanden weisen sogar Verfahren nach dem Stand der Technik, die unterschiedliche Materialien zur Kontaktierung der p-dotierten bzw. n-dotierten Bereiche verwenden, einen hohen Kontaktwiderstand auf, was zu einem geringen Wirkungsgrad der Solarzelle führt.However, none of these approaches leads to optimal contact properties. In particular, in systems with a high layer resistance of the n-dopant even state-of-the-art methods which use different materials for contacting the p-doped or n-doped regions have a high contact resistance, which leads to a low efficiency of the solar cell ,

Das durch diese Erfindung gelöste Problem, ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung von Solarzellen und einer Solarzelle mit verbesserten Kontaktierungseigenschaften, die kosteneffizient unter Verwendung eines einzigen Kontaktierungsschritt zur Kontaktierung der p-dotierten und n-dotierten Bereiche hergestellt werden können.The problem solved by this invention is the provision of a process for producing solar cells and a solar cell with improved contacting properties that can be cost-effectively produced using a single contacting step for contacting the p-doped and n-doped regions.

Dieses Problem wird durch ein Verfahren zur Herstellung einer Rückkontakt-Solarzelle mit den in Anspruch 1 beschriebenen Merkmalen sowie einer Solarzelle gemäß Anspruch 7 gelöst. Die vorteilhaften Ausgestaltungsvarianten des Verfahrens sind jeweils Gegenstand abhängiger Ansprüche.This problem is solved by a method for producing a back contact solar cell having the features described in claim 1 and a solar cell according to claim 7. The advantageous embodiment variants of the method are each the subject of dependent claims.

Das Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle besteht gemäß der vorliegenden Erfindung aus den folgenden Schritten: a) dem Bereitstellen eines Halbleitersubstrats, b) dem Ausbilden wenigstens eines p-dotierten Bereichs im genannten Halbleitersubstrat, wobei wenigstens ein Teil einer Oberfläche des genannten Halbleitersubstrats zum genannten p-dotierten Bereich gehört, c) dem Ausbilden wenigstens eines n-dotierten Bereichs im genannten Halbleitersubstrat, wobei wenigstens ein Teil einer Oberfläche des genannten Halbleitersubstrats zum genannten n-dotierten Bereich gehört, d) dem Ausbilden wenigstens einer dielektrischen Schicht auf wenigstens einem Teil der Oberfläche des gemäß der vorangegangenen Schritte modifizierten Halbleitersubstrats sowie e) dem Bereitstellen entweder von Metallkontakten, die elektrisch leitend mit wenigstens einem p-dotierten Bereich verbunden werden und von Metallkontakten, die elektrisch leitend mit wenigstens einem n-dotierten Bereich verbunden werden, wobei sowohl die Metallkontakte, die elektrisch leitend mit wenigstens einem n-dotierten Bereich verbunden sind als auch die Metallkontakte, die elektrisch leitend mit wenigstens einem p-dotierten Bereich verbunden sind aus demselben Material bestehen, wobei das genannte Material Silber und Aluminium umfasst.The method for producing a solar cell according to the present invention consists of the following steps: a) providing a semiconductor substrate, b) forming at least one p-doped region in said semiconductor substrate, at least a portion of a surface of said semiconductor substrate forming said p-type substrate. doped region; c) forming at least one n-doped region in said semiconductor substrate, wherein at least a portion of a surface of said semiconductor substrate belongs to said n-doped region, d) forming at least a dielectric layer on at least a portion of the surface of said semiconductor substrate e) the provision of either metal contacts which are electrically conductive with at least one p-type semiconductor substrate according to the preceding steps; doped region and metal contacts, which are electrically conductively connected to at least one n-doped region, wherein both the metal contacts, which are electrically conductively connected to at least one n-doped region and the metal contacts, which are electrically conductive with at least one p doped region are made of the same material, said material comprising silver and aluminum.

Alle in der Fachwelt bekannten Verfahren für die Schritte a) bis e) können angewendet werden.All methods known in the art for steps a) to e) can be used.

Indem man für die Metallkontakte das oben beschriebene Material wählt, ist es möglich, den Kontaktwiderstand insbesondere für den Kontakt zum n-dotierten Bereich erheblich zu reduzieren, wodurch der erzielbare Wirkungsgrad für die Solarzelle sogar bei einem hohen Schichtwiderstand des n-dotierten Bereichs deutlich erhöht wird.By selecting the material described above for the metal contacts, it is possible to significantly reduce the contact resistance, especially for the contact with the n-doped region, whereby the achievable efficiency for the solar cell is significantly increased even at a high sheet resistance of the n-doped region ,

Falls in Schritt e) sowohl die elektrisch leitenden Metallkontakte, die mit dem genannten, wenigstens einen p-dotierten Bereich verbunden werden, als auch die elektrisch leitenden Metallkontakte, die mit dem genannten, wenigstens einen n-dotierten Bereich verbunden werden, gleichzeitig bereitgestellt werden, resultiert dies in einem sehr kosteneffizienten Verfahren.If, in step e), both the electrically conductive metal contacts which are connected to the said at least one p-doped region and the electrically conductive metal contacts which are connected to the said at least one n-doped region are simultaneously provided, This results in a very cost-efficient process.

In einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante des Verfahrens wird in Schritt a) ein Siliziumsubstrat (201), vorzugsweise ein p- oder n-Typ-Siliziumsubstrat, bereitgestellt. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn in Schritt e) ein Material für die Metallkontakte verwendet wird, das einen Aluminiumanteil von unter 80 Gewichtsprozent aufweist.In a preferred embodiment variant of the method, in step a) a silicon substrate ( 201 ), preferably a p-type or n-type silicon substrate. In particular, it is advantageous if in step e) a material for the metal contacts is used which has an aluminum content of less than 80 percent by weight.

Die Wahl eines Materials, das Silber und Aluminium enthält, ist erwiesenermaßen dann besonders effektiv, wenn in Schritt c) ein Phosphor-dotierter Bereich ausgebildet wird und/oder in Schritt b) ein Bor-dotierter Bereich ausgebildet wird.The choice of a material containing silver and aluminum is proven to be particularly effective if in step c) a phosphorus-doped region is formed and / or in step b) a boron-doped region is formed.

Eine Solarzelle besteht gemäß der vorliegenden Erfindung aus einem Halbleitersubstrat, wenigstens einem n-dotierten Bereich im genannten Halbleitersubstrat, wenigstens einem Metallkontakt, der elektrisch leitend mit wenigstens einem n-dotierten Bereich verbunden ist, wenigstens einem p-dotierten Bereich im genannten Halbleitersubstrat, wenigstens einem Metallkontakt, der elektrisch leitend mit wenigstens einem p-dotierten Bereich verbunden ist sowie wenigstens einer dielektrischen Schicht, die wenigstens einen Teil der Oberfläche des genannten Halbleitersubstrats überdeckt. Im Rahmen dieser Erfindung ist es von entscheidender Bedeutung, dass sowohl die Metallkontakte, die elektrisch leitend mit wenigstens einem n-dotierten Bereich verbunden sind, als auch die Metallkontakte, die elektrisch leitend mit wenigstens einem p-dotierten Bereich verbunden sind, aus demselben Material bestehen, wobei das genannte Material Silber und Aluminium aufweist.A solar cell according to the present invention consists of a semiconductor substrate, at least one n-doped region in said semiconductor substrate, at least one metal contact electrically conductively connected to at least one n-doped region, at least one p-doped region in said semiconductor substrate, at least one Metal contact, which is electrically conductively connected to at least one p-doped region and at least one dielectric layer, which covers at least a part of the surface of said semiconductor substrate. In the context of this invention, it is of crucial importance that both the metal contacts, which are electrically conductively connected to at least one n-doped region, and the metal contacts, which are electrically conductively connected to at least one p-doped region, made of the same material wherein said material comprises silver and aluminum.

Diese Wahl des Kontaktmaterials resultiert in einer Solarzelle mit reduziertem Kontaktwiderstand, insbesondere für den Kontakt zum n-dotierten Bereich, und führt auf diese Weise zu einem erhöhten erzielbaren Wirkungsgrad für die Solarzelle, sogar bei Solarzellen mit hohem Schichtwiderstand im n-dotierten Bereich.This choice of contact material results in a solar cell with reduced contact resistance, in particular for contact with the n-doped region, and thus leads to an increased achievable efficiency for the solar cell, even in solar cells with high sheet resistance in the n-doped region.

Ein weiterer Vorteil dieses Ansatzes ist, dass außer eines erhöhten Wirkungsgrades bei höherem Schichtwiderstand auch der Kontaktwiderstand reduziert wird (was den Wirkungsgrad verbessert), und zwar auch bei einer niedrigen Konzentration des n-Typ-Dotanden im n-dotierten Bereich.Another advantage of this approach is that in addition to an increased efficiency with higher sheet resistance, the contact resistance is reduced (which improves the efficiency), even at a low concentration of the n-type dopant in the n-doped region.

In einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Solarzelle ist das genannte Halbleitersubstrat Silizium, vorzugsweise p- oder n-Typ-Silizium.In a preferred embodiment variant of the solar cell, said semiconductor substrate is silicon, preferably p-type or n-type silicon.

Es ist vorteilhaft, wenn die Aluminiumkonzentration im Material der Metallkontakte unterhalb der Legierungsgrenze für Silber-Aluminium-Legierungen liegt.It is advantageous if the aluminum concentration in the material of the metal contacts is below the alloying limit for silver-aluminum alloys.

Vorzugsweise ist der n-dotierte Bereich in der Solarzelle ein Phosphor-dotierter Bereich und der genannte p-dotierte Bereich (202) ist ein Bor-dotierter Bereich.Preferably, the n-doped region in the solar cell is a phosphorus-doped region and said p-doped region ( 202 ) is a boron-doped region.

Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Abbildungen näher erläutert, die zeigen:The invention will now be explained in more detail with reference to the following figures, which show:

: Den gemessenen Kontaktwiderstand in Abhängigkeit vom Schichtwiderstand von Phosphor bei einer Solarzelle mit n-dotierten Bereichen mit Silberkontakten und p-dotierten Bereichen mit Kontakten aus Silber und Aluminium (Quadrate) und eine Solarzelle gemäß der vorliegenden Erfindung (Dreiecke), : The measured contact resistance as a function of the sheet resistance of phosphorus in a solar cell with n-doped regions with silver contacts and p-doped regions with contacts made of silver and aluminum (squares) and a solar cell according to the present invention (triangles),

: Den gemessenen Solarzellen-Wirkungsgrad in Abhängigkeit vom Schichtwiderstand von Phosphor bei einer Solarzelle mit n-dotierten Bereichen mit Silberkontakten und p-dotierten Bereichen mit Kontakten aus Silber und Aluminium (Quadrate) und eine Solarzelle gemäß der vorliegenden Erfindung (Dreiecke), : The measured solar cell efficiency as a function of the sheet resistance of phosphorus in a solar cell with n-doped regions with silver contacts and p-doped regions with contacts made of silver and aluminum (squares) and a solar cell according to the present invention (triangles),

: Eine schematische Darstellung einer Solarzelle gemäß der vorliegenden Erfindung. : A schematic representation of a solar cell according to the present invention.

Die relative Dicke der Schichten und/oder Bereiche, wie in den Abbildungen gezeigt, wird teilweise in übertriebener Weise dargestellt, um die Wirkung der Anwendung bestimmter Verfahrensschritte zu verdeutlichen.The relative thickness of the layers and / or regions, as shown in the figures, is partially exaggerated in order to avoid the Effect of the application of certain process steps to clarify.

Der Begriff „Halbleitersubstrat”, wie er in dieser Erfindung verwendet wird, bezieht sich auf ein Halbleitersubstrat, dessen Eigenschaften verändert wurden. Dies schließt das Hinzufügen von Oberflächenschichten, die auf ihm hergestellt oder zu ihm hinzugefügt wurden, ein und bezieht sich nicht nur auf Veränderungen im Siliziumsubstrat selbst, wie sie beispielsweise durch Dotierung erreicht werden.The term "semiconductor substrate" as used in this invention refers to a semiconductor substrate whose properties have been changed. This includes the addition of surface layers made or added to it, and not only to changes in the silicon substrate itself, such as those achieved by doping.

zeigt den gemessenen Kontaktwiderstand in Abhängigkeit vom Schichtwiderstand von Phosphor bei einer Solarzelle mit n-dotierten Bereichen mit Silberkontakten und p-dotierten Bereichen mit Kontakten aus Silber und Aluminium (Quadrate) und eine Solarzelle gemäß der vorliegenden Erfindung (Dreiecke). Zur Herstellung beider Solarzellen wurden in Bezug auf Siliziumsubstrate, Bordiffusion und Phosphordiffusion dieselben Prozessparameter angewendet. Der einzige Unterschied zwischen den angewendeten Herstellungsverfahren lag in der Wahl des Kontaktmaterials. Es ist offensichtlich, dass das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung einen wesentlich niedrigeren (und folglich besseren) Kontaktwiderstand aufweist. shows the measured contact resistance as a function of the sheet resistance of phosphorus in a solar cell with n-doped regions with silver contacts and p-doped regions with contacts made of silver and aluminum (squares) and a solar cell according to the present invention (triangles). For the production of both solar cells, the same process parameters were applied to silicon substrates, boron diffusion and phosphorus diffusion. The only difference between the manufacturing processes used was the choice of contact material. It is obvious that the method according to the present invention has a much lower (and thus better) contact resistance.

zeigt den gemessenen Solarzellen-Wirkungsgrad in Abhängigkeit vom Schichtwiderstand von Phosphor bei einer Solarzelle mit n-dotierten Bereichen mit Silberkontakten und p-dotierten Bereichen mit Kontakten aus Silber und Aluminium (Quadrate) und eine Solarzelle gemäß der vorliegenden Erfindung (Dreiecke) wie oben im Zusammenhang mit beschrieben. Es ist offensichtlich, dass es mit einer Solarzelle gemäß der vorliegenden Erfindung erstmals möglich ist, einen hohen Solarzellen-Wirkungsgrad unabhängig vom Schichtwiderstand von Phosphor aufrecht zu erhalten, sogar bei hohen Phosphor-Schichtwiderstandswerten. shows the measured solar cell efficiency as a function of the sheet resistance of phosphorus in a solar cell with n-doped regions with silver contacts and p-doped regions with contacts of silver and aluminum (squares) and a solar cell according to the present invention (triangles) as described above in connection With described. It is obvious that with a solar cell according to the present invention, it is possible for the first time to maintain a high solar cell efficiency irrespective of the sheet resistance of phosphor even at high phosphor sheet resistance values.

zeigt eine schematische Darstellung einer Solarzelle 300 gemäß der vorliegenden Erfindung. Gezeigt wird ein Halbleitersubstrat 301. Beispielsweise kann ein kristallines Siliziumsubstrat verwendet werden, insbesondere p- oder n-Typ-Silizium. shows a schematic representation of a solar cell 300 according to the present invention. Shown is a semiconductor substrate 301 , For example, a crystalline silicon substrate may be used, in particular p- or n-type silicon.

Auf der einen Seite des genannten Halbleitersubstrats 301 befindet sich ein n-dotierter Bereich 303, der z. B. durch die Diffusion von n-Dotand-Atomen ausgebildet werden kann. Auf der diesem n-dotierten Bereich 303 gegenüber liegenden Seite weist das Halbleitersubstrat 301 einen p-dotierten Bereich 302 auf, der z. B. durch die Diffusion von p-Dotand-Atomen ausgebildet werden kann. Die angemessenen Prozessbedingungen für derartige Diffusionsschritte sind in der Fachwelt allgemein bekannt.On one side of said semiconductor substrate 301 there is an n-doped region 303 , the z. B. can be formed by the diffusion of n-dopant atoms. On this n-doped area 303 opposite side has the semiconductor substrate 301 a p-doped region 302 on, the z. B. can be formed by the diffusion of p-type dopant atoms. The appropriate process conditions for such diffusion steps are well known in the art.

Die Oberfläche des n-dotierten Bereichs 303 gegenüber der Oberfläche mit dem p-dotierten Bereich 302 ist von einer dielektrischen Schicht 305 überdeckt. Die Oberfläche des p-dotierten Bereichs 302 gegenüber der Oberfläche mit dem n-dotierten Bereich 303 ist von einer dielektrischen Schicht 304 überdeckt. Beispielsweise können derartige dielektrische Schichten 304; 305 durch die Aufbringung von Siliziumnitrid mittels der PECVD-Technik oder irgendeines anderen in der Fachwelt bekannten Verfahrens erzeugt werden. Zudem ist es möglich derartige Schichten als Masken für anschließende Prozessschritte in der Solarzellenherstellung und/oder als Antireflexionsbeschichtung für Solarzellen zu nutzen.The surface of the n-doped region 303 opposite the surface with the p-doped region 302 is of a dielectric layer 305 covered. The surface of the p-doped region 302 opposite the surface with the n-doped region 303 is of a dielectric layer 304 covered. For example, such dielectric layers 304 ; 305 by the application of silicon nitride using the PECVD technique or any other method known in the art. In addition, it is possible to use such layers as masks for subsequent process steps in solar cell production and / or as antireflection coating for solar cells.

Der p-dotierte Bereich 302 wird elektrisch kontaktiert von Metallkontakten 306, die sich auf der dielektrischen Schicht 304 befinden. Der elektrische Kontakt reicht durch die dielektrische Schicht 304 hindurch. Dies lässt sich beispielsweise durch Einbrennen erreichen. Der n-dotierte Bereich 303 wird elektrisch kontaktiert von Metallkontakten 307, die sich auf der dielektrischen Schicht 305 befinden. Der elektrische Kontakt reicht durch die dielektrische Schicht 304 hindurch. Dies lässt sich beispielsweise durch Einbrennen erreichen. Alle Metallkontakte 306; 307 bestehen aus demselben Material, vorzugsweise einer Silber-Aluminium-Legierung. Die Metallkontakte können gleichzeitig erzeugt werden, wobei wahlweise eine der Techniken angewendet werden kann, die in der Fachwelt als Aufdampfen (Sputtering), Ink-Jet-Printing oder Siebdruckverfahren (Screen Printing) bekannt sind.The p-doped region 302 is electrically contacted by metal contacts 306 that are on the dielectric layer 304 are located. The electrical contact extends through the dielectric layer 304 therethrough. This can be achieved, for example, by baking. The n-doped region 303 is electrically contacted by metal contacts 307 that are on the dielectric layer 305 are located. The electrical contact extends through the dielectric layer 304 therethrough. This can be achieved, for example, by baking. All metal contacts 306 ; 307 consist of the same material, preferably a silver-aluminum alloy. The metal contacts may be generated simultaneously, optionally using one of the techniques known in the art as sputtering, ink-jet printing or screen printing.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

300300
Solarzellesolar cell
301301
HalbleitersubstratSemiconductor substrate
302302
p-dotierter Bereichp-doped region
303303
n-dotierter Bereichn-doped region
304; 305304; 305
dielektrische Schichtdielectric layer
306306
Metallkontakt zum p-diffundierten BereichMetal contact to the p-diffused region
307307
Metallkontakt zum n-diffundierten BereichMetal contact to the n-diffused region

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 4163678 [0005] US 4163678 [0005]
  • WO 2006/132766 [0005] WO 2006/132766 [0005]
  • US 5641362 [0007] US 5641362 [0007]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • ”Review of Back Contact Silicon Solar Cells for low-cost Application” von D. D. Smith, der unter der URL http://www.osti.gov./bridge/servlets/purl/9692-XR0I5T/webviewable [0007] DD Smith's "Review of Back Contact Silicon Solar Cells for Low Cost Applications" available at the URL http://www.osti.gov./bridge/servlets/purl/9692-XR0I5T/webviewable [0007]

Claims (11)

Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle, umfassend die folgenden Schritte a) Bereitstellen eines Halbleitersubstrats (301) b) em Ausbilden wenigstens eines p-dotierten Bereichs (302) im genannten Halbleitersubstrat (301), wobei wenigstens ein Teil einer Oberfläche des genannten Halbleitersubstrats zum genannten p-dotierten Bereich (302) gehört, c) Ausbilden wenigstens eines n-dotierten Bereichs (303) im genannten Halbleitersubstrat (301), wobei wenigstens ein Teil einer Oberfläche des genannten Halbleitersubstrats zum genannten n-dotierten Bereich (303) gehört, d) Ausbilden wenigstens einer dielektrischen Schicht (304; 305) auf wenigstens einem Teil der Oberfläche des gemäß der vorangehenden Schritte modifizierten Halbleitersubstrats (301), e) Bereitstellen von Metallkontakten (306), die elektrisch leitend mit dem genannten wenigstens einem p-dotierten Bereich (302) verbunden sind, beziehungsweise von Metallkontakten (307), die elektrisch leitend mit dem genannten wenigstens einem n-dotierten Bereich (303) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Metallkontakte (307), die elektrisch leitend mit dem genannten wenigstens einem n-dotierten Bereich (303) verbunden sind, als auch die Metallkontakte (306), die elektrisch leitend mit dem genannten wenigstens einem p-dotierten Bereich (302) verbunden sind, aus demselben Material bestehen, wobei das genannte Material Silber und Aluminium aufweist.Method for producing a solar cell, comprising the following steps: a) providing a semiconductor substrate ( 301 b) forming at least one p-doped region ( 302 ) in said semiconductor substrate ( 301 ), wherein at least a part of a surface of said semiconductor substrate to said p-doped region ( 302 c) forming at least one n-doped region ( 303 ) in said semiconductor substrate ( 301 ), wherein at least a part of a surface of said semiconductor substrate to said n-doped region ( 303 d) forming at least one dielectric layer ( 304 ; 305 ) on at least part of the surface of the semiconductor substrate modified according to the preceding steps ( 301 ), e) providing metal contacts ( 306 ) electrically conductively connected to said at least one p-doped region ( 302 ), or of metal contacts ( 307 ) electrically conductively connected to said at least one n-doped region ( 303 ), characterized in that both the metal contacts ( 307 ) electrically conductively connected to said at least one n-doped region ( 303 ), as well as the metal contacts ( 306 ) electrically conductively connected to said at least one p-doped region ( 302 ) are made of the same material, said material comprising silver and aluminum. Verfahren gemäß Anspruch 1, in welchem in Schritt e) sowohl die elektrisch leitenden Metallkontakte (306), die mit dem genannten, wenigstens einen p-dotierten Bereich (302) verbindbar sind, als auch die elektrisch leitenden Metallkontakte (307), die mit dem genannten, wenigstens einen n-dotierten Bereich (303) verbindbar sind, gleichzeitig bereitgestellt werden.Method according to claim 1, in which in step e) both the electrically conductive metal contacts ( 306 ), with said, at least one p-doped region ( 302 ) are connectable, as well as the electrically conductive metal contacts ( 307 ) associated with said at least one n-doped region ( 303 ) are connectable to be provided simultaneously. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, in welchem in Schritt a) ein Siliziumsubstrat (301), vorzugsweise ein p- oder n-Typ-Siliziumsubstrat, bereitgestellt wird.Process according to claim 1 or 2, wherein in step a) a silicon substrate ( 301 ), preferably a p- or n-type silicon substrate. Verfahren gemäß Anspruch 3, in welchem in Schritt e) für die Metallkontakte (306; 307) ein Material verwendet wird, dessen Aluminiumanteil unterhalb der Legierungsgrenze für Silber-Aluminium-Legierungen liegt.Method according to claim 3, in which in step e) the metal contacts ( 306 ; 307 ) a material is used whose aluminum content is below the alloying limit for silver-aluminum alloys. Verfahren gemäß einem der Ansprüche den 1 bis 4, in welchem in Schritt c) ein Phosphor-dotierter Bereich ausgebildet wird.Method according to one of claims 1 to 4, in which in step c) a phosphorus-doped region is formed. Verfahren gemäß einem der Ansprüche den 1 bis 4, in welchem in Schritt b) ein Bor-dotierter Bereich ausgebildet wird.Method according to one of claims 1 to 4, in which in step b) a boron-doped region is formed. Solarzelle (300), umfassend ein Halbleitersubstrat (301), wenigstens einen n-dotierten Bereich (303) im genannten Halbleitersubstrat, wenigstens einen Metallkontakt (307), der elektrisch leitend mit dem genannten wenigstens einen n-dotierten Bereich (303) verbunden ist, wenigstens einen p-dotierten Bereich (302) im genannten Halbleitersubstrat, wenigstens einen Metallkontakt (306), der elektrisch leitend mit dem genannten wenigstens einen p-dotierten Bereich (302) verbunden ist, sowie wenigstens eine dielektrischen Schicht (304; 305), die wenigstens einen Teil einer Oberfläche des genannten Halbleitersubstrats (301) überdeckt, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Metallkontakte (307), die elektrisch leitend mit dem genannten wenigstens einen n-dotierten Bereich (303) verbunden sind, als auch die Metallkontakte (306), die elektrisch leitend mit dem genannten wenigstens einen p-dotierten Bereich (302) verbunden sind, aus demselben Material bestehen, wobei das genannte Material Silber und Aluminium aufweist.Solar cell ( 300 ) comprising a semiconductor substrate ( 301 ), at least one n-doped region ( 303 ) in said semiconductor substrate, at least one metal contact ( 307 ) electrically conductively connected to said at least one n-doped region ( 303 ), at least one p-doped region ( 302 ) in said semiconductor substrate, at least one metal contact ( 306 ) electrically conductively connected to said at least one p-doped region ( 302 ) and at least one dielectric layer ( 304 ; 305 ) comprising at least part of a surface of said semiconductor substrate ( 301 ), characterized in that both the metal contacts ( 307 ) electrically conductively connected to said at least one n-doped region ( 303 ), as well as the metal contacts ( 306 ) electrically conductively connected to said at least one p-doped region ( 302 ) are made of the same material, said material comprising silver and aluminum. Solarzelle (300) gemäß Anspruch 7, in welcher das genannte Halbleitersubstrat Silizium ist, vorzugsweise p- oder n-Typ-Silizium.Solar cell ( 300 ) according to claim 7, wherein said semiconductor substrate is silicon, preferably p- or n-type silicon. Solarzelle (300) gemäß Anspruch 8, in welcher die Aluminiumkonzentration im Material der Metallkontakte (306; 307) unterhalb der Legierungsgrenze für Silber-Aluminium-Legierungen liegt.Solar cell ( 300 ) according to claim 8, in which the aluminum concentration in the material of the metal contacts ( 306 ; 307 ) is below the alloying limit for silver-aluminum alloys. Solarzelle (300) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, in welcher der genannte n-dotierte Bereich (303) ein Phosphor-dotierter Bereich ist.Solar cell ( 300 ) according to one of claims 7 to 9, in which said n-doped region ( 303 ) is a phosphorus doped region. Solarzelle (300) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, in welcher der genannte p-dotierte Bereich (302) ein Bor-dotierter Bereich ist.Solar cell ( 300 ) according to one of claims 7 to 10, in which said p-doped region ( 302 ) is a boron-doped region.
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