CN104145343B - 具有表面钝化的背面的双面接触的半导体晶圆太阳能电池 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有表面钝化的背面的双面接触的半导体晶圆太阳能电池(31)，其具有：由半导体材料构成的半导体晶圆，该半导体晶圆具有用于光线入射的具有正面电极结构的正面以及借助介电的钝化层进行表面钝化的背表面(38)，在钝化层上布置有包含被烧结的金属颗粒的背面金属电极结构(39)，并且背面金属电极结构(39)通过多个局部的接触区域(36)与半导体晶圆的半导体材料电接触，其中，接触区域(36)被构造成钝化层的开口并且整体上电接触面占据5％以下，优选地2％以下的背表面(38)。根据本发明规定：背面金属电极结构(39)覆盖小于95％但大于6％、10％、20％或50％，优选地小于75％但大于6％、10％、20％或50％，尤其优选地小于50％但大于6％、10％或20％或小于25％但大于6％或10％的背表面(38)。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种具有表面钝化的背面的、双面接触的半导体晶圆太阳能电池。另外，本发明还涉及了包括这种类型的半导体晶圆太阳能电池的太阳能模块。
背景技术
这种具有表面钝化的背面的、双面接触的半导体晶圆太阳能电池具有由半导体材料构成的半导体晶圆，该半导体晶圆具有用于光线入射的具有正面电极结构的正面和具有借助介电的钝化层进行表面钝化的背表面的背面。在钝化层上布置有包含被烧结的金属颗粒的背面金属电极结构。该背面金属电极结构通过多个局部的接触区域与半导体晶圆的半导体材料电接触。此时，接触区域被构造成钝化层的开口并且整体上电接触面占据5％以下，优选地2％以下的背表面。
这种半导体晶圆太阳能电池也称为(钝化发射极和背表面电池)PERC电池。公知有多种不同的用于形成这种太阳能电池的局部地受限制的电接触区域的方法。其中尤其出众的是LFC(激光烧结技术)，在该技术中首先分离出一个完全平面的钝化层，随后将借助丝网印制在其上设置背面金属电极结构。在电极结构点火之后将借助激光将电接触区域包围在这个层堆叠中。也就是说，激光射线局部地融化了材料，从而使得背面金属电极结构穿过钝化层与晶圆的半导体结构实现电接触。另一种可能性在于在完全平面地分离出钝化层之后借助激光烧蚀局部地在限定的位置上再次蚀刻该钝化层。
也可以通过湿化学工艺来实现在限定位置上敞开的钝化层。为此要具体地借助喷射方法为该完全平面的钝化层设置具有限定的开口的掩模。然后穿过开口湿化学地清除该钝化层，并且最终去除该牺牲的掩模层。
当由这种类型的半导体晶圆太阳能电池构成太阳能模块时，在太阳能电池和背面的聚合物背面封装膜之间，在太阳能模块的背面上通常设有嵌入材料。在层压工艺过程中太阳能电池、封装膜和嵌入材料经受升高的压力和温度。此时，通常会出现嵌入材料的融化和硬化，从而使得嵌入材料与半导体晶圆太阳能电池的背面共同构成稳定的连接。
半导体晶圆太阳能电池的借助丝网印制由含金属的膏体制成的背面金属电极结构基于其由烧结的金属颗粒构成的结构而通常具有一定的多孔性。
这种背面金属电极结构存在以下问题：在太阳能模块制造过程中经历了层压工艺之后背面的层压连接与太阳能电池的半导体材料的粘附在长时间下不够稳定。
可以确定借助丝网印制由金属膏或借助喷射方法由含金属颗粒的墨水支撑的背面电极结构的机械稳定性不足够实现半导体晶圆太阳能电池与背面的太阳能模块嵌入材料的长时间稳定连接。可以观察到背面电极的烧结金属结构的断裂，也就是说，嵌入材料在金属结构的表面上的粘附优于金属结构的内部的机械稳定性。由于热机械负载在太阳能模块的通常二十年的保修期内这显现出无法容忍的风险。
发明内容
本发明的目的由此在于提供一种具有表面钝化的背面的双面接触的半导体晶圆太阳能电池，它适于与嵌入材料和背面封装材料构成充分长时间稳定的连接。
通过根据权利要求1的半导体晶圆太阳能电池实现该目的。
在从属权利要求中展示出了具有优点的构造方式。
根据本发明，背面金属电极结构被设计成覆盖小于95％但大于6％、10％、20％或50％，优选地小于75％但大于6％、10％、20％或50％，尤其优选地小于50％但大于6％、10％或20％或小于25％但大于6％或10％的背表面。
由此，背面金属电极结构并不完全覆盖背表面，以上这种可能性可以通过在层压工艺过程中令嵌入材料到达背表面的未被覆盖的区域上来实现。可以确定嵌入材料在自由放置的钝化层或自由放置的半导体晶圆上的粘附是长时间充分稳定的。根据本发明的太阳能电池的结构由此能够在背面封装材料和太阳能电池背表面之间形成防脱落的太阳能模块连接。
半导体晶圆可以是p型的或n型的衬底。半导材料优选地是硅。在与背面材料电极结构接触的局部解除区域中可以将硅牺牲。
钝化层包括至少一个层。它可以具有例如氮化硅和/或氮氧化硅。
半导体晶圆太阳能电池具有不完全平面的背面金属电极结构。另外，仅仅在背面金属电极结构和半导体晶圆之间局部地实施电接触，也就是说，背面金属电极结构仅有一部分与半导体电接触且背面金属电极结构的剩余部分通过钝化层与半导体晶圆分开。背面金属电极结构并不在背表面之上完全平面地延伸，而是覆盖背表面的仅仅一个部分从而使得不设有背面金属电极结构的区域在层压时可以直接与嵌入材料相接触。当背表面与嵌入材料层压在一起时，这个区域将使得整个嵌入材料与整个电池背面充分地粘附。嵌入材料粘附在背面金属电极结构上的区域与嵌入材料粘附在半导体晶圆的钝化层和/或半导体材料上的区域交替出现。由此在没有金属结构的区域中的良好的粘附防止了在嵌入材料粘附在金属结构上的相邻区域中的脱落。
可以任意方式构造正面。例如，可以在半导体晶圆的正面上布置正面电极结构，该正面电极结构通常被构造成具有垂直于指状电极(Elektrodenfinger)的延伸方向延伸的总线或焊垫的指状电极结构。
同样还可能将背面金属电极结构构造成以上所描述的正面电极结构。
背面电极结构覆盖了小于95％但大于6％、10％、20％或50％的背表面。当背面金属电极结构覆盖95％以上的背表面时，半导体晶圆太阳能电池将无法提供足够大的区域来布置用于与背面封装材料固定在一起的嵌入材料并且由此不再适合形成长时间足够稳定的太阳能模块。背面金属化的部分是否必须占据背表面的6％、10％、20％或50％以上取决于半导体晶圆太阳能电池的结构和功能特性。基本上串联表面电阻随着背面金属化的自由区域的面积比例而增大。由自由区域所导致的增大在0.2Ohm·cm2以下。焊膏的表面传导性能越好，所设有的自由区域就可以更多但同时又不会超过之前所述的表面传导性能的阈值。在双面太阳能模块所必须的双面电池中，背面金属化的比例可以在6％或10％的范围内。另外，在半导体晶圆和用于背面封装层的嵌入材料之间的粘合少的情况下，则自由区域的这种大比例是必须的。为了在电池制造过程中实现足够小的串联表面电阻，在背面金属化的丝网印制过程中通过使用多次印制来实现特别高的结构。
背面金属电极结构优选地覆盖小于75％但大于6％、10％、20％或50％的背表面。当背面金属电极结构覆盖小于75％的背表面时，提供了一种能够在太阳能电池背面上更好地固定嵌入材料的结构。背面金属化的比例优选地大于50％但小于75％。利用这个比例不仅实现了令人满意的效率而且在背面封装材料和太阳能电池背表面之间还实现了防脱落的太阳能模块连接。
背面金属电极结构尤其优选地覆盖小于50％但大于6％、10％或20％的背表面。当背面金属电极结构覆盖小于50％的背表面时，不被背面金属电极覆盖的表面占据了背表面的50％以上，从而为太阳能模块中的这种半导体晶圆太阳能电池实现了尤其牢靠的长时间稳定的封装。
背面金属电极结构更为优选地覆盖小于25％但大于6％或10％的背表面。当背面金属电极结构覆盖小于25％的背表面时，嵌入材料可以更好地粘合在半导体晶圆太阳能电池的背表面上。
在一个优选的实施方式中，钝化层和/或半导体材料在未被背面金属电极结构覆盖的自由区域中是自由的。背面金属电极结构具有电池连接接触部件。钝化层和/或半导体材料在自由区域中的自由放置使得作为用于固定背面封装材料而层叠在半导体晶圆太阳能电池的背面上的粘合材料的嵌入材料与钝化层和/或嵌入材料形成直接的接触。通常所使用的嵌入材料，尤其如乙烯醋酸乙烯酯共聚物(Ethylenvinylacetat)在层压工序之后在半导体表面和/或普通钝化层的表面上显示出足够高且长时间稳定的粘合。由此，通过这个自由区域来优化层压之后所产生的连接的背面封装膜的防脱落性。
自由区域的表面比例和构造是可以改变的。该构造与所使用的电池结构相应地受到局部接触区域所需要的间距以及朝向电池连接接触部件的横向电流的影响。在半导体晶圆太阳能电池的优化的实施方式中自由区域不与用于使得半导体晶圆太阳能电池与其他用于制造太阳能模块的半导体晶圆太阳能电池相接触的接触区域和电池连接接触部件重叠。电池连接接触部件可以被构造成焊垫(Pad)或总线(Busbar)。
自由区域优选地具有相同的形状。它的优点在于半导体晶圆太阳能电池提供了均匀地形成的自由区域，在机械方面这些自由区域在面积上产生均匀的嵌入材料粘合。由此，在半导体晶圆太阳能电池与嵌入材料和背面封装材料的连接中实现了均匀的粘合。
在一个优选的变型中自由区域除了相同的形状以外还具有相同的尺寸。由此，具有相同尺寸的自由区域在其整个背面区域之上提供了相同的自由区域结构。半导体晶圆太阳能电池提供了在需要被固定在其上的背面封装材料上实现相同粘合的背面结构。
在一个优选的实施方式中自由区域具有圆形的、星形的、线形的或楔形的形状。圆形的自由区域表现为没有角和棱边的表面，该由此朝向被包围的金属结构的表面在半导体晶圆太阳能电池的背面上实现了尤其相同的嵌入材料粘合。圆形的自由区域能够以简单的方式实现结构的产生，在这些结构中自由区域的空间膨胀背离电池连接接触部件，从而将被自由区域断开的背面金属电极结构的结构构造成与背面金属电极结构中的电流优化匹配。
当小于50％但大于6％、10％或20％的背表面被背面金属电极结构所覆盖时，自由区域优选地具有圆形的构造。该圆形的自由区域能够分别将相同的或不同的尺寸的电池连接接触部件均匀地(也就是在背表面上以相同的比例地)分布在背表面上。自由区域在背表面上的面积比例可选地随着远离电池连接接触部件而增大。
在另一个变型中当小于95％但大于6％、10％或20％的背表面被背面金属电极结构所覆盖时，自由区域优选地具有线形构造。该圆形的自由区域能够分别将相同的或不同的尺寸的电池连接接触部件均匀地(也就是在背表面上以相同的比例地)分布在背表面上。自由区域在背表面上的面积比例可选地随着远离电池连接接触部件而增大。
自由区域优选地以如下方式分布在背表面上，即，与背面金属电极结构的表面比例相比，自由区域的面积比例随着与电池连接接触部件的间距的增大而增大。背面金属电极结构的横向电阻由此沿着电池连接接触部件的方向减小。由此，在考虑到在金属结构中电流强度沿着这个方向增大的情况，越接近电池连接接触部件则背面电极的金属结构的表面比例越大。
在另一个优选的变型中自由区域均匀地分布在80％以上的背表面上，也就是说，与金属结构相比它们占据相同的背表面比例。自由区域的这种分布提供了将足量的嵌入材料固定在背表面上的可能性。当用于背面封装材料的嵌入材料均匀地固定在80％以上的背表面上时，在背表面和背面封装材料之间实现了对于所需求的长时间稳定性而言充分的粘合。
在一个优选的实施方式中背面金属电极结构具有随着与电池连接接触部件的间距的增大而减小的层厚度。作为上述沿着电池连接接触部件的方向增大的金属结构的表面厚度的备选或进一步选择，增大金属结构的层厚度是另一种结构上的措施，以便使得金属结构的横向传导电阻与增大的电流强度相匹配。
用于使背面电极与晶圆的半导体材料电接触的接触区域优选地穿过钝化层被布置在背表面上的通常为二维的接触栅中。由此源于半导体晶圆的电流经过接触区域不受到全部或部分地叠加的自由区域的阻碍或抑制。
在一个优选的实施方式中钝化层被构造成薄层堆叠。该薄层堆叠具有至少一个直接设置在半导体材料上的钝化层和至少一个可以同样具有钝化特性或不具有钝化特性的第二层。作为被构造成薄层堆叠的钝化层的优选的变型，该薄层堆叠具有作为最上层的附着力增强剂层。该最上层是在其上布置背面金属电极结构或层压时布置嵌入材料的层。当附着力增强剂层与嵌入材料相接触时，将构成尤其良好的粘合。通过嵌入材料与钝化层堆叠的最上层相接触实现了由太阳能电池/嵌入材料/背面封装材料构成的整个连接的充分粘合。
钝化层可以是透明的。在这种情况下在自由区域之上还通过射到半导体太阳能电池的背面上的光线来产生电流。
同时，本发明的主题是一种包括至少一个根据本发明的半导体晶圆太阳能电池的太阳能模块。该太阳能模块具有一个正面封装层、多个相互电连接的半导体晶圆太阳能电池以及一个背面封装层。在背面封装层和半导体晶圆太阳能电池的背表面之间包含嵌入材料。利用根据本发明的半导体晶圆太阳能电池在背面封装层和半导体晶圆太阳能电池的背表面之间实现了充分防脱落的模块连接。作为嵌入材料尤其可以考虑乙烯乙酸乙烯共聚物。嵌入材料的其他实例有硅胶、聚乙烯醇缩丁醛、聚氨酯或聚丙烯酸酯。正面封装层可以包括例如，玻璃。背面封装层的实例是例如，(DuPont,Wilmington,USA的注册商标)的背面薄膜。
附图说明
下面将借助描述优选的实施方式来阐述半导体晶圆太阳能电池的其他优点和特性，其中：
图1示意性地示出半导体晶圆太阳能电池的正面的俯视图；
图2示意性地示出根据本发明的半导体晶圆太阳能电池的背表面的一个部分的俯视图；
图3示意性地示出另一个根据本发明的半导体晶圆太阳能电池的背表面的一个部分的俯视图；
图4示意性地示出另一个根据本发明的半导体晶圆太阳能电池的背表面的俯视图；以及
图5示意性地示出另一个根据本发明的半导体晶圆太阳能电池的背表面的俯视图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的半导体晶圆太阳能电池11的正面的示意性俯视图。在设置用于光线入射的正面13上可以看见被加工成太阳能电池的半导体晶圆。在半导体晶圆的正面13上布置有正面电极结构15。正面电极结构被构造成典型的指状电极结构，其具有两个垂直于指状电极的延伸方向延伸的总线17。图1中所示的半导体晶圆太阳能电池11具有图2至图5中所示的用于构造背面的变型。根据其背面的各个实施方式，半导体晶圆太阳能电池11由此对应于下面所描述的半导体晶圆太阳能电池21、31、41或51。当然也可能将背面金属电极结构构造成图1中所示出正面电极结构15。
图2示意性地示出根据本发明的半导体晶圆太阳能电池21的背表面28的一部分的俯视图。在背表面28上以白色示出了背面金属电极结构29。背面金属电极结构29具有电池连接接触部件22，此处仅示出了其中一个，这个电池连接接触部件能够例如借助朝向太阳能模块所用的太阳能电池串的接触细带实现半导体晶圆太阳能电池21与其他半导体晶圆太阳能电池的连接。背面金属电极结构29并不遮盖半导体晶圆太阳能电池21的背表面钝化的半导体晶圆的整个背面，而是将钝化层和/或半导体材料自由地放置在没有被背面金属电极结构29所覆盖的自由区域24中，从而使得背面金属电极结构29覆盖了小于95％但大于6％、10％、20％或50％的背面。自由区域24在这个变型中具有楔形的构造并且分别具有相同的尺寸。该楔形的尖端朝向最接近各个自由区域24的电池连接接触部件定向。也就是说，自由区域24以如下方式分布在背表面28上，即，与背面金属电极结构29的表面比例相比，自由区域24的表面比例随着与电池连接接触部件22的间距的增大而增大。这不仅仅通过自由区域24的楔形来实现，而是额外地还通过自一定宽度处开始将楔形分成多个楔形来实现。在图2中自预先确定的宽度处开始，楔形的自由区域24被分成两个楔形的自由区域24，它们的尖端同样朝向电池连接接触部件22定向。由此降低了背面金属电极结构29的沿着电池连接接触部件方向的横向电阻，并且考虑到在金属结构中电流强度沿着这个方向增大的情况，越接近电池连接接触部件，背面电极的金属结构的表面比例就越大。
图3示意性地示出了另一个根据本发明的半导体晶圆太阳能电池31的背表面38的一个部分的俯视图。在背表面38上可以看见作为以白色示出的区域的背面金属电极结构39。背面金属电极结构39通过多个局部的接触区域36与半导体晶圆的半导体材料电接触，其中接触区域36被构造成钝化层的开口或断裂部并且总体上占据电接触面的5％以下。该接触区域36是圆形的或椭圆形的，具有通常在25μm至70μm的范围内的直径并且被布置在例如400μm至800μm的网栅内。由于此处给出的是示意性的没有如实按比例示出的视图，仅仅以点状地示出的接触区域36表示这个精细的网栅。若在作为激光烧结技术(LFC)的背面金属化之后实现了接触区域，则在半导体晶圆太阳能电池31的背面上将看到接触区域36。若在背面金属化之前例如通过激光烧结或通过掩模腐蚀工艺将接触区域36设置到钝化层中，则接触区域36将被背面金属电极结构39覆盖，由此无法看到。
背面金属电极结构39在这个变型中被周期性地布置的、同样尺寸的圆形的自由区域34所断开，在其中自由放置半导体晶圆太阳能电池31的钝化层和/或半导体。接触区域36和自由区域34基本上不重叠。自由区域34自由地放置使得背面金属电极结构39覆盖小于95％但大于6％，10％，20％或50％的背表面38。正如接触区域36那样，自由区域34均匀地分布在背表面38上。当半导体晶圆太阳能电池31被压制到太阳能模块中作为太阳能电池串的组成部分时，自由区域34的均匀分布实现了嵌入材料的均匀固定。为了支持嵌入材料的固定可以将钝化层构造成薄层堆叠，其最上层是附着力增强剂层。另外，在背表面38上可以看见焊垫形式的电池连接接触部件32，该电池连接接触部件31能够例如借助接触细带实现半导体晶圆太阳能电池31与其他半导体晶圆太阳能电池的连接。
图4示意性地示出了根据本发明的半导体晶圆太阳能电池41的另一个变型的背表面48的一个部分的俯视图。在背表面48上可以看见以白色示出的背面金属电极结构49。在背面金属电极结构49中再次布置有焊垫形式的电池连接接触部件42，其中一个示出例如借助接触细带实现半导体晶圆太阳能电池41与其他半导体晶圆太阳能电池的连接。背面金属电极结构49没有覆盖半导体晶圆太阳能电池41的背表面钝化的半导体晶圆的整个表面，而是在未被背面金属电极结构49覆盖的自由区域44中自由地放置钝化层和/或半导体材料，从而使得背面金属电极结构覆盖小于95％但大于6％、10％、20％或50％的背面。当被看作为单元时自由区域44a、44b、44c、44d和44e被称为自由区域44，具有圆形的或椭圆形的构造。与图3中所示的变型不同，自由区域44具有不同的尺寸且以如下方式分布在背表面上，即，与背面金属结构49的表面比例相比，自由区域44的表面比例随着与电池连接接触部件的间距的增大而增大。自由区域44a具有小于自由区域44b的尺寸。在自由区域44a的外轮廓与一个或两个自由区域44b的外轮廓的想象连接中可以看出楔形构造，它的指向电池连接接触部件42的尖端由自由区域44a构造而成。自由区域44c虽然具有小于自由区域44b的尺寸，但它们以如下方式布置，即，当圆形自由区域44b和44c的中点在想象中彼此连接时，一个自由区域44b与两个自由区域44c共同构成一个楔形构造，其尖端指向电池连接接触部件42。自由区域44d具有比自由区域44c更大的尺寸并且以如下方式布置，即，当圆形自由区域44c和44d的中点在想象中彼此连接时，一个自由区域44c与两个自由区域44d共同构成一个楔形构造，其尖端指向电池连接接触部件42。自由区域44e具有比自由区域44a、44b、44c、44d更大的尺寸且具有椭圆形构造。自由区域44e与自由区域44d相关地以如下方式布置，即，自由区域44d中的几个与自由区域44e在想象的外轮廓连接中共同构成一个楔形的构造，其尖端由各个自由区域44d构成。也就是说，自由区域44的表面随着电池连接接触部件42的间距的增大而增大。由此，背面金属电极结构49的横向电阻沿着电池连接接触部件42的方向变小，并且越接近电池连接金属结构，背面电极的金属结构的表面比例越大，从而使得金属结构中的电流强度沿着这个方向增大。正如图3一样，在图4中示意性地示出了接触区域46，该接触区域示出了半导体材料和背面金属电极结构49之间的电接触。由此，图3中的实施方式也适用于此。
图5示意性地示出了根据本发明的半导体晶圆太阳能电池51的另一个变型的背表面58的一部分的俯视图。在背表面上以白色示出了背面金属电极结构59和焊垫形式的电池连接接触部件52。背面金属电极结构59没有覆盖半导体晶圆太阳能电池51的背表面钝化的半导体晶圆的整个表面，而是将钝化层和/或半导体材料自由地放置在没有被背面金属电极结构59覆盖的在该图中粗略示出的自由区域54中，从而使得背面金属电极结构覆盖小于95％但大于6％、10％、20％的背面。背面金属电极结构59在这个变型中具有树状结构的构造，从而使得自由区域54的表面比例与背面金属电极结构59的表面比例相比随着与电池连接接触部件的间距的增大而减小。背面电极结构59的树状构造是自电池连接接触部件52开始向远延伸的树干结构，该结构在与接触部件52距离更远处形成树枝。
附图标记列表
11 半导体晶圆太阳能电池
13 正面
15 正面电极结构
17 总线
21 半导体晶圆太阳能电池
22 电池连接接触部件
24 自由区域
28 背表面
29 背面金属电极结构
31 半导体晶圆太阳能电池
32 电池连接接触部件
34 自由区域
36 接触区域
38 背表面
39 背面金属电极结构
41 半导体晶圆太阳能电池
42 电池连接接触部件
44、44a、44b、44c、44d、44e 自由区域
46 接触区域
48 背表面
49 背面金属电极结构
51 半导体晶圆太阳能电池
52电池连接接触部件
54 自由区域
58 背表面
59 背面金属电极结构
Claims (16)
1.一种具有表面钝化的背面的双面接触的半导体晶圆太阳能电池(11、21、31、41、51)，具有：
设置用于光线入射的正面(13)，具有正面电极结构(15)；以及
背面，具有借助介电的钝化层进行表面钝化的背表面(28、38、48、58)，并且在所述钝化层上布置有包含被烧结的金属颗粒的背面金属电极结构(29、39、49、59)，并且所述背面金属电极结构(29、39、49、59)通过多个局部的接触区域(36、46)与半导体晶圆的半导体材料电接触，其中，所述接触区域(36、46)被构造成钝化层的开口并且整体上电接触面占据5％以下的背表面(28、38、48、58)，
其特征在于，所述背面金属电极结构覆盖小于95％但大于6％的背表面(28、38、48、58)。
2.根据权利要求1所述的半导体晶圆太阳能电池(21、31、41、51)，其特征在于，所述接触区域(36、46)被构造成钝化层的开口并且整体上电接触面占据2％以下的背表面(28、38、48、58)。
3.根据权利要求1所述的半导体晶圆太阳能电池(21、31、41、51)，其特征在于，所述背面金属电极结构覆盖小于75％但大于6％的背表面(28、38、48、58)。
4.根据权利要求1所述的半导体晶圆太阳能电池(21、31、41、51)，其特征在于，所述背面金属电极结构覆盖小于50％但大于6％的背表面(28、38、48、58)。
5.根据权利要求1所述的半导体晶圆太阳能电池(21、31、41、51)，其特征在于，所述背面金属电极结构覆盖小于25％但大于6％的背表面(28、38、48、58)。
6.根据权利要求1-5中的任意一项所述的半导体晶圆太阳能电池(21、31、41、51)，其特征在于，所述钝化层和/或所述半导体材料自由地放置在没有被所述背面金属电极结构(29、39、49、59)覆盖的自由区域(24、34、44、54)中并且所述背面金属电极结构(29、39、49、59)具有电池连接接触部件(22、32、42、52)。
7.根据权利要求6所述的半导体晶圆太阳能电池(21、31、41、51)，其特征在于，所述自由区域(24、34、44、54)具有相同的形状。
8.根据权利要求7所述的半导体晶圆太阳能电池(21、31、51)，其特征在于，所述自由区域(24、34、54)具有相同的尺寸。
9.根据权利要求6所述的半导体晶圆太阳能电池(21、31、41)，其特征在于，所述自由区域(24、34、44)具有圆形、星形、线形或楔形的形状。
10.根据权利要求6所述的半导体晶圆太阳能电池(21、31、41、51)，其特征在于，所述自由区域(24、34、44、54)均匀地分布在80％以上的背表面(28、38、48、58)之上。
11.根据权利要求6所述的半导体晶圆太阳能电池(21、41、51)，其特征在于，所述自由区域(24、44、54)以如下方式分布在所述背表面(28、48、58)之上，即，所述自由区域(24、44、54)的表面比例与所述背面金属电极结构(29、49、59)的表面比例相比随着与所述电池连接接触部件(22、42、52)的间距的增大而增大。
12.根据权利要求6所述的半导体晶圆太阳能电池(21、31、41、51)，其特征在于，所述背面金属电极结构(29、39、49、59)具有随着与所述电池连接接触部件(22、32、42、52)的间距的增大而减小的层厚度。
13.根据权利要求11或12所述的半导体晶圆太阳能电池(31、41)，其特征在于，所述接触区域(36、46)被布置在所述背表面(38、48)上的通常为二维的接触栅中，其中，所述自由区域(34、44)分布地布置在所述接触栅的中间区域中。
14.根据上述权利要求1所述的半导体晶圆太阳能电池(21、31、41、51)，其特征在于，所述钝化层被构造成薄层堆叠。
15.根据权利要求14所述的半导体晶圆太阳能电池(21、31、41、51)，其特征在于，所述薄层堆叠具有作为最上层的附着力增强剂层。
16.一种太阳能模块，具有正面封装层、多个彼此电连接的根据权利要求1至15中任意一项所述的半导体晶圆太阳能电池以及背面封装层，其中，在所述背面封装层和所述半导体晶圆太阳能电池的所述背表面之间包含嵌入材料。
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