DE102007059490A1 - Rear contact solar cell with integrated bypass diode function and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Rückkontakt-Solarzelle vorgeschlagen, bei der an einem Halbleitersubstrat vom Basis-Halbleitertyp an einer Rückseitenoberfläche sowohl Emitterbereiche 5 als auch stark dotierte Basisbereiche 7 ausgebildet sind, die jeweils von Emitterkontakten 11 und Basiskontakten 13 elektrisch kontaktiert werden. Eine Grenzfläche 21, an der stark dotierte Basisbereiche 7 an stark dotierte Emitterbereiche 5 angrenzen, ist größer als 5% der Rückseitenoberfläche 3 des Halbleitersubstrats 1. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Emitterbereiche 5 die Basisbereiche 7 in Überlappungsbereichen 19 lateral in Ebenen parallel zur Rückseitenoberfläche 3 des Halbleitersubstrats 1 überlappen. Aufgrund der großen Grenzfläche 21 zwischen hoch dotierten Emitter- und Basisbereichen 5, 7 kann in dieser Region eine p+n+-Junction erzeugt werden, die bei entsprechend hohen Spannungen einen ausreichend hohen Strom in Sperrichtung fließen lässt, um für die Solarzelle als Bypass-Diode wirken zu können.A back contact solar cell is proposed in which both emitter regions 5 and heavily doped base regions 7, which are each electrically contacted by emitter contacts 11 and base contacts 13, are formed on a semiconductor substrate of a basic semiconductor type on a rear side surface. An interface 21 on which heavily doped base regions 7 adjoin heavily doped emitter regions 5 is greater than 5% of the backside surface 3 of the semiconductor substrate 1. This can be achieved, for example, by emitter regions 5 paralleling the base regions 7 laterally in planes in overlap regions 19 to the back surface 3 of the semiconductor substrate 1 overlap. Due to the large boundary surface 21 between highly doped emitter and base regions 5, 7, a p + n + -Junction can be generated in this region, which flows at a correspondingly high voltages sufficiently high current in the reverse direction, for the solar cell as a bypass diode to be able to act.
Description
BEREICH DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rückkontakt-Solarzelle mit integrierter Bypass-Dioden-Funktion sowie ein Herstellungsverfahren für eine solche Rückkontakt-Solarzelle.The The present invention relates to a back contact solar cell with integrated Bypass diodes function and a manufacturing method for such a back contact solar cell.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Eine übliche Form der Nutzung von Solarzellen ist ihre Verschaltung zu Modulen. In diesen Modulen wird jeweils eine bestimmte Anzahl von Solarzellen zu sogenannten „Strings" in Reihe geschaltet. Die Reihenschaltung ist erstrebenswert, da sich in dieser Weise die Spannungen der einzelnen Solarzellen des Strings addieren und die durch die gesamte Reihenschaltung fließende Stromstärke der von einer einzelnen Solarzelle generierten Stromstärke entspricht. Da Widerstandsverluste eine Funktion der Stromstärke sind, wird durch die Reihenschaltung der Solarzellen zu Strings der Verlust an elektrischer Energie in den Widerständen der stromführenden Leitungen innerhalb eines Moduls minimiert.A common form The use of solar cells is their interconnection to modules. In These modules each have a certain number of solar cells connected to so-called "strings" in series. The series connection is desirable, since in this way add the voltages of the individual solar cells of the string and the current flowing through the entire series connection of the corresponds to a current generated by a single solar cell. Since resistance losses are a function of the current, the series connection of the Solar cells to strings the loss of electrical energy in the resistors the live wires minimized within a module.
Ist in einem solchen String jedoch eine der Solarzellen abgeschattet oder defekt, so wird nicht nur in dieser abgeschatteten Zelle kein Beitrag zur Generation von elektrischer Energie geleistet, sondern diese Zelle blockiert den Stromfluss durch den gesamten String. Das heißt, der Licht-generierte Strom der nicht abgeschatteten Zellen wird, soweit es die summierte Spannung der nicht abgeschatteten Zellen zulässt, durch die abgeschattete Zelle, die in diesem Fall als pn-Diode in Sperrrichtung wirkt, getrieben. Hierbei wird eine unter Umständen erhebliche elektrische Leistung in der abgeschatteten Zelle umgesetzt, die zu starken lokalen Erwärmungen und letztendlich zu Beschädigungen des Moduls führen kann.is in such a string, however, one of the solar cells is shaded or defective, not only in this shadowed cell will not Contributed to the generation of electrical energy, but this cell blocks the flow of current through the entire string. That is, the Light-generated electricity of the unshaded cells will, as far as it allows the summed voltage of the unshaded cells to pass through the shadowed cell, in this case as pn diode in the reverse direction acts, driven. This is a possibly significant electrical Power implemented in the shadowed cell, which is too strong local warming and finally damage of the module.
Aus diesem Grunde werden in Modulverschaltungen sogenannte Bypass-Dioden eingebaut, die einen ganzen String, Teilbereiche eines Strings oder auch nur eine einzelne Solarzelle eines Strings derart überbrücken können, dass bei Teilabschattungen die in dem verbleibenden Teil des Strings erzeugte elektrische Energie durch die Bypass-Diode fließen kann, anstatt durch die abgeschattete oder defekte Solarzelle. Hierzu wird herkömmlicherweise eine normale pn-Diode in Durchlassrichtung parallel zu dem zu überbrückenden Stringbereich geschaltet.Out For this reason, so-called bypass diodes are used in module interconnections built in, which is a whole string, parts of a string or even a single solar cell of a string can bridge so that for partial shadowing, those in the remaining part of the string generated electrical energy can flow through the bypass diode, instead of through the shaded or broken solar cell. For this becomes conventionally a normal pn diode in the forward direction parallel to the to be bridged String range switched.
Diese Art der Verschaltung mit Bypass-Dioden ist eine Methode, bei der eine Schädigung von Solarzellen bzw. des ganzen Solarmoduls, vermieden werden kann und die erreicht, dass zumindest ein Teil der beleuchteten Solarzellen noch zur Bereitstellung elektrischer Energie beitragen kann.These Type of wiring with bypass diodes is a method in which a damage of solar cells or the whole solar module, can be avoided and that achieves that at least part of the illuminated solar cells still contribute to the provision of electrical energy.
Es ist jedoch anzumerken, dass für den Fall, dass eine Bypass-Diode einem ganzen String oder einem aus mehreren Solarzellen bestehenden Teilbereich eines Strings zugeordnet wird, auch bei Abschattung nur einer einzelnen Solarzelle auch die Leistung der anderen Solarzellen in dem String bzw. Teilstring der Stromerzeugung in dem Modul nicht mehr zur Verfügung stehen. Die Solarzellen im Modul werden daher bei Abschattung einzelner Zellen nicht optimal für die Bereitstellung elektrischer Energie genutzt. Der hierzu alternative Fall, jede einzelne Solarzelle mit einer ihr zugeordneten Bypass-Diode zu versehen, bedeutet bei herkömmlichen Solarzellen einen erheblichen zusätzlichen Verschaltungs- und Kostenaufwand.It However, it should be noted that for the case that a bypass diode a whole string or a assigned to several solar cells subarea of a string Even when shading only a single solar cell and the performance the other solar cells in the string or partial string of power generation in the module is no longer available stand. The solar cells in the module are therefore shading individual Cells not optimal for used the provision of electrical energy. The alternative for this Case, every single solar cell with its associated bypass diode to provide, means in conventional Solar cells a significant additional interconnection and cost.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Es kann ein Bedarf an einer Solarzelle bestehen, die derart ausgestaltet ist, dass, wenn sie mit anderen Solarzellen in Serie zu einem String verschaltet ist, eine Abschattung der Solarzelle lediglich zu einem geringfügigen Leistungsverlust bezogen auf die von dem String zur Verfügung gestellte elektrische Leistung bewirkt. Ferner kann ein Bedarf für eine Solarzelle mit der genannten Eigenschaft bestehen, bei der kein zusätzlicher Verschaltungsaufwand nötig ist. Es kann außerdem Bedarf an einem Herstellungsverfahren für eine solche Solarzelle bestehen.It there may be a need for a solar cell configured in this way is that when used with other solar cells in series to form a string is interconnected, a shading of the solar cell only to one minor Loss of performance related to the string provided by the string electrical power causes. Further, there may be a need for a solar cell exist with the said property, in which no additional Verschaltungsaufwand necessary is. It can also Need for a manufacturing process for such a solar cell exist.
Dieser Bedarf kann durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche erfüllt werden. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.This Requirements can be met by the subject-matter of the independent claims. Advantageous embodiments The present invention is described in the dependent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Rückkontakt-Solarzelle vorgeschlagen, aufweisend: ein Halbleitersubstrat, das einen Basis-Halbleitertyp mit einer ersten Dotierungskonzentration aufweist; Emitterbereiche entlang einer Rückseitenoberfläche des Halbleitersubstrats, wobei die Emitterbereiche einen dem Basis-Halbleitertyp entgegengesetzten Emitter-Halbleitertyp aufweisen; hochdotierte Basisbereiche entlang der Rückseitenoberfläche des Halbleitersubstrats, wobei die Basisbereiche den Basis-Halbleitertyp mit einer zweiten Dotierungskonzentration aufweisen, wobei die zweite Dotierungskonzentration größer ist als die erste Dotierungskonzentration; Emitterkontakte zur elektrischen Kontaktierung der Emitterbereiche; und Basiskontakte zur elektrischen Kontaktierung der Basisbereiche. Hierbei soll eine Grenzfläche, an der hochdotierte Basisbereiche an Emitterbereiche angrenzen, größer sein als 5% der Rückseitenoberfläche des Halbleitersubstrats.According to one The first aspect of the present invention is a back contact solar cell proposed comprising: a semiconductor substrate having a basic semiconductor type having a first doping concentration; emitter regions along a back surface of the Semiconductor substrate, wherein the emitter regions of a basic semiconductor type have opposite emitter semiconductor type; highly doped Base areas along the back surface of the Semiconductor substrate, wherein the base regions of the basic semiconductor type with a second doping concentration, wherein the second doping concentration is greater than the first doping concentration; Emitter contacts for electrical Contacting the emitter areas; and base contacts for electrical Contacting the base areas. Here is an interface to the highly doped base regions adjacent to emitter regions, be greater as 5% of the back surface of the The semiconductor substrate.
Dieser erste Aspekt der vorliegenden Erfindung kann als auf der folgenden Idee basierend angesehen werden: bei der beschriebenen Rückkontakt-Solarzelle grenzen von Emitterkontakten kontaktierte Emitterbereiche an von Basiskontakten kontaktierte hochdotierte Basisbereiche, wobei diese Basisbereiche eine höhere Dotierungskonzentration aufweisen als die Grunddotierungskonzentration des die Solarzelle bildenden Halbleitersubstrats. Somit weisen zumindest die hochdotierten Basisbereiche, vorzugsweise aber auch die Emitterbereiche, eine verhältnismäßig hohe Dotierungskonzentration auf. An den Grenzflächen, das heißt, dort, wo hochdotierte Basisbereiche an Emitterbereiche angrenzen, bildet sich somit eine pn-Diode, bei der zumindest eine, vorzugsweise aber beide Dotierungsregionen hoch dotiert sind, das heißt es bildet sich eine p+n-junction bzw. eine pn+-junction oder eine p+n+-junction. Die entstehende Diode kann dabei als parallel und in gleicher Polungsrichtung zu einer die eigentliche Solarzelle bildenden flächigen pn-junction geschaltet angesehen werden. Solche parallel geschalteten Dioden, bei denen zumindest eine Dotierungsregion, vorzugsweise jedoch beide Dotierungsregionen, stark dotiert sind, können bereits bei relativ niedrigen Spannungen in Sperrrichtung verhältnismäßig hohe Ströme zulassen. In besonderen, weiter unten detaillierter beschriebenen Ausführungsformen, können solche Dioden sogar oberhalb gewisser Grenzspannungen in Sperrrichtung einen plötzlichen Anstieg der Leitfähigkeit aufweisen.This first aspect of the present invention The emitter regions contacted by emitter contacts may adjoin highly doped base regions contacted by base contacts, wherein these base regions have a higher doping concentration than the base doping concentration of the semiconductor substrate forming the solar cell. Thus, at least the highly doped base regions, but preferably also the emitter regions, have a relatively high doping concentration. At the interfaces, that is, where highly doped base regions are adjacent to emitter regions, a pn diode is thus formed in which at least one, but preferably both, doping regions are highly doped, that is, a p + n junction is formed. a pn + -junction or a p + n + -junction. The resulting diode can be regarded as connected in parallel and in the same polarity direction to a the actual solar cell forming planar pn-junction. Such parallel-connected diodes, in which at least one doping region, but preferably both doping regions, are heavily doped, can permit relatively high currents even at relatively low voltages in the reverse direction. In particular embodiments described in more detail below, such diodes may exhibit a sudden increase in conductivity even above certain reverse bias voltages.
Die Stärke der in Sperrrichtung möglichen Ströme hängt dabei unter anderem linear von der zur Verfügung stehenden Grenzfläche zwischen den Basisbereichen und den Emitterbereichen ab. Wenn die Grenzfläche groß genug ist, beispielsweise größer als 5% der Rückseitenoberfläche des Halbleitersubstrats, kann der auf diese Weise zulässige Sperrstrom bei angelegten Spannungen, wie sie typischerweise in einem in Reihe geschalteten Solarzellenzellenstring auftreten, eine Größenordnung annehmen, die in etwa der von den Solarzellen zur Verfügung gestellten Stromstärke entspricht. Die durch die stark dotierten Emitter- und/oder Basisbereiche erzeugten, parallel zu der eigentlichen pn-junction der Solarzelle geschalteten p+n+-junctions können somit für die Rückkontakt-Solarzelle wie eine integrierte Bypass-Diode wirken.The strength of the reverse-possible currents depends inter alia linearly on the available interface between the base regions and the emitter regions. If the interface is large enough, for example, greater than 5% of the backside surface of the semiconductor substrate, the reverse current allowed in this manner may be of the order of magnitude approximately that of the solar cells at applied voltages, as typically occur in a series cell solar cell string provided current corresponds. The p + n + junctions generated by the heavily doped emitter and / or base regions and connected in parallel with the actual pn junction of the solar cell can thus act as an integrated bypass diode for the back contact solar cell.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und mögliche Vorteile von Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Rückkontakt-Solarzelle werden im Anschluss erläutert.Further Features, details and possible Advantages of embodiments the back contact solar cell according to the invention will be explained below.
Unter einer Rückkontakt-Solarzelle kann vorliegend eine Solarzelle verstanden werden, bei der sowohl die Emitterkontakte als auch die Basiskontakte an einer Rückseite, das heißt einer im Einsatz dem eingestrahlten Licht abgewandten Seite der Solarzelle angeordnet sind. Hierzu werden zumindest Teile des die Strom-sammelnde pn-junction bildenden Emitters an der Rückseitenoberfläche der Solarzelle ausgebildet und dort von den Emitterkontakten kontaktiert. Zusätzlich zu den allgemeinen Vorteilen von Rückkontaktsolarzellen, dass aufgrund des Verzichts auf Emitterkontakte auf der Solarzellen-Vorderseite Abschattungsverluste vermieden werden, und dass aufgrund der Tatsache, dass sowohl die Emitterkontakte als auch die Basiskontakte auf der Zeltrückseite angeordnet sind, die Zellen in einfacher Weise miteinander verschaltet werden können, weist die hier vorgestellte Rückkontakt-Solarzelle aufgrund der flächigen Ausgestaltung von aneinander grenzenden Emitter- und hochdotierten Basisbereichen die Möglichkeit einer Integration einer Bypass-Dioden-Funktion in die Solarzelle auf.Under a back contact solar cell In the present case, a solar cell can be understood in which both the emitter contacts as well as the base contacts on a back, this means one in use the irradiated light opposite side of Solar cell are arranged. For this purpose, at least parts of the Current-collecting pn-junction forming emitter at the back surface of the Solar cell formed and contacted there by the emitter contacts. additionally to the general advantages of back-contact solar cells that due to the omission of emitter contacts on the solar cell front shading losses be avoided, and that due to the fact that both the Emitter contacts and the base contacts arranged on the back of the tent are, the cells are interconnected in a simple manner can, has the back contact solar cell presented here due to the areal Design of adjacent emitter and highly doped Basic areas the possibility an integration of a bypass diode function into the solar cell.
Das Halbleitersubstrat kann beispielsweise ein Silizium-Wafer sein. Es kann beispielsweise mit Bor in einer ersten relativ geringen Dotierungskonzentration von etwa 0,1 – 5 × 1016 cm–3 dotiert sein, so dass der Basis-Halbleiter ein p-Halbleitertyp ist. Alternativ kann das Halbleitersubstrat mit Phosphor dotiert sein, so dass der Basis-Halbleitertyp ein n-Halbleitertyp ist.The semiconductor substrate may be, for example, a silicon wafer. For example, it may be doped with boron in a first relatively low doping concentration of about 0.1 - 5 x 10 16 cm -3 so that the base semiconductor is a p-type semiconductor. Alternatively, the semiconductor substrate may be doped with phosphorus so that the basic semiconductor type is an n-type semiconductor.
Alternativ kann das Halbleitersubstrat auch aus einem beliebigen anderen Halbleiter bestehen. Es kann auch als Halbleiter-Dünnschicht vorgesehen werden.alternative For example, the semiconductor substrate may be made of any other semiconductor consist. It can also be provided as a semiconductor thin film.
Die Emitterbereiche können sich entlang der Rückseitenoberfläche des Halbleitersubstrats direkt an der Oberfläche erstrecken, es können aber auch Teile der Emitterbereiche, insbesondere in Überlappungsbereichen mit den Basisbereichen, nicht direkt an die Oberfläche angrenzen, sondern sich etwas tiefer im Inneren des Halbleitersubstrats erstrecken. Diese im Inneren „vergrabenen" Emitterbereiche können in elektrischem Kontakt mit den an die Rückseitenoberfläche angrenzenden Regionen der Emitterbereiche stehen, so dass sie von dort aus auch elektrisch durch die Emitterkontakte kontaktiert werden können.The Emitter areas can along the back surface of the Semiconductor substrate extend directly to the surface, but it can also parts of the emitter areas, in particular in overlapping areas with the Base areas, not directly adjacent to the surface, but itself extend slightly deeper inside the semiconductor substrate. These inside "buried" emitter areas can be found in electrical contact with those adjacent to the back surface Regions of the emitter areas are available, so that from there they are also electric can be contacted by the emitter contacts.
Die Emitterbereiche können durch Eindiffundieren von Dotanden in das Halbleitersubstrat erzeugt werden. Beispielsweise kann in einem Halbleitersubstrat vom p-Typ durch lokales Eindiffundieren von Phosphor ein Emitterbereich vom n-Typ erzeugt werden. Alternativ können die Emitterbereiche jedoch auch durch andere Verfahren wie zum Beispiel durch Innenimplantation oder Legieren erzeugt werden, so dass sich eine sogenannte Homo-Junction, das heißt ein pn-Übergang mit gegensätzlich dotierten Bereichen eines gleichen Halbleitergrundmaterials, zum Beispiel Silizium, ergibt. Alternativ können die Emitterbereiche auch epitaktisch abgeschieden werden, beispielsweise aufgedampft oder aufgesputtert werden, so dass sich Homo- oder sogenannte Hetero-Junctions ergeben, das heißt, dass im Falle von Hetero-Junctions pn-Übergänge vorliegen zwischen einem ersten Halbleitermaterial vom Basis-Halbleitertyp und einem zweiten Halbleitermaterial eines Emitter-Halbleitertyps. Ein mögliches Beispiel sind Emitterbereiche aus mittels der PECVD-Technik aufgebrachten amorphen Siliziumschichten (a-Si) auf einem Halbleitersubstrat aus kristallinem Silizium (c-Si).The emitter regions can be produced by diffusing dopants into the semiconductor substrate. For example, in a p-type semiconductor substrate, by locally diffusing phosphorus, an n-type emitter region can be formed. Alternatively, however, the emitter regions can also be produced by other methods, such as by internal implantation or alloying, so that a so-called homo-junction, that is a pn junction with oppositely doped regions of a same semiconductor base material, for example silicon, results. Alternatively, the emitter regions can also be epitaxially deposited, for example vapor-deposited or sputtered on, so that homo- or so-called Hetero junctions result, that is, in the case of hetero junctions pn junctions are present between a first semiconductor material of the basic semiconductor type and a second semiconductor material of an emitter semiconductor type. One possible example is emitter regions made of PECVD-deposited amorphous silicon layers (a-Si) on a crystalline silicon (c-Si) semiconductor substrate.
Auch die Basisbereiche können mittels eines der oben genannten Herstellungsverfahren erzeugt werden, wobei jedoch eine Erzeugung durch lokales Eindiffundieren eines Dotanden zur Bildung der Basisbereiche bevorzugt sein kann.Also the base areas can produced by means of one of the above-mentioned production methods, however, a generation by local diffusion of a Dotants may be preferred for forming the base regions.
Die Emitterbereiche und die Basisbereiche können, in einer Draufsicht auf die Rückseitenoberfläche des Halbleitersubstrats gesehen, jeweils eine kammartige Struktur aufweisen, bei der jeweils lineare fingerartige Emitterbereiche an benachbarte lineare fingerartige Basisbereiche angrenzen. Eine solche verschachtelte Struktur wird auch als „interdigitated" bezeichnet.The Emitter areas and the base areas can, in a plan view the back surface of the Semiconductor substrate seen, each having a comb-like structure, at the respective linear finger-like emitter areas adjacent to adjacent linear finger-like base areas. Such a nested Structure is also called "interdigitated".
Sowohl die Emitterkontakte als auch die Basiskontakte können jeweils in Form einer lokalen Metallisierung beispielsweise in Form von fingerartigen Grids ausgebildet sein. Hierzu können Metalle wie zum Beispiel Silber oder Aluminium lokal beispielsweise durch eine Maske oder unter Verwendung von Photolithographie oder Siebdruck oder andere Verfahren auf die Basis- bzw. Emitterbereiche abgeschieden werden, beispielsweise durch Aufdampfen oder Aufsputtern oder auch durch Verwendung von Siebdruck- oder Dispensverfahren. Generell können alle Verfahren verwendet werden, die es ermöglichen, Kontakte lokal, beispielsweise Finger- oder Grid-förmig, an einer Substratrückseite auszubilden, einschließlich der Möglichkeit, ganzflächige Metallschichten aufzubringen, die im Nachhinein durch lokales Entfernen strukturiert werden. Zur Vermeidung von Kurzschlüssen zwischen den Emitterkontakten und den Basiskontakten kann zwischen den beiden jeweils ein elektrisch isolierender Spalt vorgesehen sein.Either The emitter contacts as well as the base contacts can each be in the form of a local metallization, for example in the form of finger-like grids be educated. You can do this Metals such as silver or aluminum locally, for example through a mask or using photolithography or Screen printing or other methods on the base or emitter areas are deposited, for example by vapor deposition or sputtering or also by using screen printing or dispensing methods. In general, everyone can Procedures are used that allow contacts locally, for example Finger- or grid-shaped, on a substrate back to train, including The possibility, whole-area Apply metal layers, which in retrospect by local removal be structured. To avoid short circuits between the emitter contacts and The base contacts can be between the two each one electrically be provided insulating gap.
Ein wesentliches Merkmal für die erfindungsgemäße Rückkontakt-Solarzelle ist die große Grenzfläche, an der an der Rückseite des Halbleitersubstrats hochdotierte Basisbereiche an Emitterbereiche grenzen. Je größer diese Grenzfläche ist, desto stärker ausgeprägt wird die Bypass-Dioden-Funktion sein, d. h. desto höhere Ströme können schon bei geringen Spannungen von wenigen Volt in Sperrrichtung durch die p+n+-Junction fließen. Die Grenzfläche kann größer als 5%, vorzugsweise größer als 10%, stärker bevorzugt größer als 20% und noch stärker bevorzugt größer als 30% der Rückseitenoberfläche des Halbleitersubstrates sein. Generell hängt die für eine ausreichende Bypass-Dioden-Funktion nötige Grenzfläche stark von den Eigenschaften der aneinandergrenzenden Emitter- und hochdotierten Basisbereiche, insbesondere ihrer Dotierungskonzentration und ihres Dotierungsprofils, ab. Idealerweise sollten diese Eigenschaften so gewählt sein, dass die aneinandergrenzenden Emitter- und hochdotierten Basisbereiche zwar den Wirkungsgrad der Solarzelle unter normalen beleuchteten Betriebsbedingungen, z. B. bei einer über der Zelle anliegenden Spannung von ca. 0,45–0,65 V, kaum negativ beeinflussen, dass aber bei Abschattung der Zelle aufgrund der dann an der Zelle anliegenden, von den benachbarten Zellen im String generierten Spannung von beispielsweise mehr als 0,5 V oder einigen wenigen Volts ein ausreichend hoher Strom in Sperrrichtung durch die Zelle fließen kann, beispielsweise etwa in Höhe des Kurzschlussstroms einer entsprechenden Solarzelle (z. B. 30 – 40 mA/cm2 × Fläche der Solarzelle).An essential feature of the back contact solar cell according to the invention is the large boundary surface at which highly doped base regions adjoin emitter regions on the rear side of the semiconductor substrate. The larger this interface is, the more pronounced the bypass diode function will be, ie the higher currents can flow even at low voltages of a few volts in the reverse direction through the p + n + junction. The interface may be greater than 5%, preferably greater than 10%, more preferably greater than 20%, and even more preferably greater than 30% of the back surface of the semiconductor substrate. In general, the interface required for a sufficient bypass diode function depends strongly on the properties of the adjacent emitter and heavily doped base regions, in particular their doping concentration and their doping profile. Ideally, these properties should be chosen so that the adjacent emitter and heavily doped base regions, although the efficiency of the solar cell under normal lighting operating conditions, eg. B. at a voltage applied to the cell of about 0.45-0.65 V, barely adversely affect that but in shading of the cell due to the then applied to the cell, generated by the adjacent cells in the string voltage of, for example, more than 0.5 V or a few Volts, a sufficiently high current in the reverse direction to flow through the cell, for example approximately at the height of the short-circuit current of a corresponding solar cell (eg. 30 - 40 mA / cm 2 × area of the solar cell).
Die große Grenzfläche kann, wie weiter unten für spezifische Ausführungsbeispiele beschrieben, auf verschiedene Art und Weise erzeugt werden. Sowohl die Emitterbereiche als auch die Basisbereiche können sich hierbei sehr nahe der Rückseitenoberfläche des Halbleitersubstrats erstrecken, insbesondere angesichts der im Vergleich zur Dicke der Emitter- bzw. Basisbereiche von z. B. wenigen Mikrometern üblicherweise großen Dicke des Halbleitersubstrats, die bei einem Siliziumwafer beispielsweise etwa 200 μm ausmachen kann. Der Emitterbereich kann sich jedoch, insbesondere in Überlappungsbereichen mit den Basisbereichen, tiefer in das Halbleitersubstrat hineinerstrecken als die Basisbereiche. Beispielsweise kann der Emitterbereich sich bis in eine Tiefe von mehr als 1 μm, vorzugsweise mehr als 2 μm unterhalb der Rückseitenoberfläche erstrecken, wohingegen die Basisbereiche beispielsweise lediglich weniger als 1 μm tief, beispielsweise etwa 0,5 μm tief, in das Halbleitersubstrat hineinreichen.The size interface can, as below for specific embodiments be generated in various ways. Either the emitter areas as well as the base areas can be very close the back surface of the Semiconductor substrate extend, especially in view of the comparison to the thickness of the emitter or base regions of z. B. a few microns usually huge Thickness of the semiconductor substrate, for example, in the case of a silicon wafer about 200 microns can make out. The emitter region may, however, in particular in overlapping areas with the base regions, deeper into the semiconductor substrate as the base areas. For example, the emitter region may be up to a depth of more than 1 μm, preferably more than 2 μm extend below the back surface, whereas, for example, the base regions are only less than 1 μm deep, for example, about 0.5 microns deep, extend into the semiconductor substrate.
Die Emitterbereiche erstrecken sich hierbei in der fertigen Solarzelle nicht entlang der gesamten Rückseitenoberfläche des Halbleitersubstrats, sondern es verbleiben kleine lokale Bereiche, die nicht den Emitter-Halbleitertyp aufweisen und die später zur elektrischen Verbindung zwischen den an der Rückseitenoberfläche ausgebildeten hochdotierten Basisbereichen und den Basisbereichen im Inneren des Halbleitersubstrats dienen können. Diese Verbindungsbereiche, in denen entweder bereits bei der Erzeugung der Emitterbereiche keine entsprechende Emitter-Dotierung bewirkt wurde oder in denen eine zuvor erzeugte Emitter-Dotierung nachträglich wieder entfernt wurde, beispielsweise durch Wegätzen oder Weglasern, oder in denen bei der nachfolgenden Bildung der rückseitigen Basisbereiche die Emitterschicht lokal überkompensiert wurde, so dass ein Durchgang von den rückseitigen Basisbereichen zu dem Basis-dotierten Hauptvolumen des Halbleitersubstrates besteht, können linienartig, beispielsweise parallel oder senkrecht zu den später auszubildenden Basiskontakten, oder punktförmig sein.In this case, the emitter regions do not extend along the entire rear side surface of the semiconductor substrate in the finished solar cell, but there remain small local regions which do not have the emitter semiconductor type and which later for the electrical connection between the highly doped base regions formed on the rear surface and the base regions in the interior serve the semiconductor substrate. These connection regions in which either no corresponding emitter doping was effected during the generation of the emitter regions or in which a previously generated emitter doping was subsequently removed again, for example by etching away or path lasers, or in which in the subsequent formation of the back base regions Emitter layer was locally overcompensated, so that a Passage of the back-side base regions to the base-doped main volume of the semiconductor substrate, may be like a line, for example, parallel or perpendicular to the base contacts to be formed later, or punctiform.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Basisbereiche und die Emitterbereiche derart ausgebildet, dass sich an der Grenzfläche, an der hochdotierte Basisbereiche an Emitterbereiche angrenzen, ein pn-Übergang mit den Eigenschaften einer Zener-Diode ergibt.According to one embodiment The present invention relates to the base regions and the emitter regions formed such that at the interface, at the highly doped base regions adjacent to emitter regions, a pn junction with the properties a zener diode.
Dioden haben generell die Eigenschaft, dass sie bei Anlegen einer Spannung in Vorwärtsrichtung einen Strom durchlassen, wobei die Stromstärke exponentiell von der angelegten Spannung abhängt, wohingegen sie bei einer in Sperrrichtung angelegten Spannung zumindest bis hin zu einer Grenzspannung, die als Durchbruchspannung bezeichnet wird, quasi keinen Stromfluss zulassen. Die Durchbruchspannung und der Durchbruchmechanismus hängen vom Bandabstand des verwendeten Halbleitermaterials und von der Dotierung der die Diode bildenden Halbleiterschichten in der Nachbarschaft des pn-Übergangs ab. Bei beidseitig sehr hoher Dotierung, beispielsweise in der Größenordnung von 1019 cm–3 oder höher, kommt es bei pn-Dioden aus Silizium bei Anlegen einer Sperrspannung von beispielsweise nur wenigen Volt zu einer solch hohen Feldstärke in der Raumladungszone, dass Elektronen vom Valenzband des Halbleiters ins Leitungsband „tunneln" können und sich dadurch ein durchbruchsartiger Stromanstieg ergeben kann. Dieser nach seinem Entdecker als „Zener-Durchbruch" benannte Effekt ist die physikalische Basis für in der Elektronik häufig verwendete Zener-Dioden.Diodes generally have the property of transmitting a current when a forward voltage is applied, the current magnitude being exponentially dependent on the applied voltage, whereas at a reverse biased voltage, at least up to a threshold voltage referred to as the breakdown voltage, it is more or less do not allow current to flow. The breakdown voltage and the breakdown mechanism depend on the band gap of the semiconductor material used and on the doping of the diode-forming semiconductor layers in the vicinity of the pn junction. With double-sided very high doping, for example of the order of 10 19 cm -3 or higher, it comes with pn diodes of silicon when applying a blocking voltage of, for example, only a few volts to such a high field strength in the space charge zone that electrons from the valence band of Semiconductors can "tunnel" into the conduction band, which can result in a breakthrough current increase.This, after his discoverer as a "Zener breakthrough" named effect is the physical basis for electronics commonly used Zener diodes.
Unter der Zenerdioden-Eigenschaft kann hierbei verstanden werden, dass die Diode zwar bei einer in Vorwärtsrichtung angelegten Spannung sich wie eine Diode verhält, d. h. der geleitete Strom nicht linear sondern beispielsweise exponentiell von der Spannung abhängt, dass andererseits aber die Diode bei in Sperrrichtung angelegter Spannung nicht wie eine konventionelle Diode verhält und den Strom sperrt, sondern schon bei geringen Sperrspannung gut leitet.Under In this case, the zener diode property can be understood to mean that the diode while in a forward direction applied voltage behaves like a diode, d. H. the conducted electricity not linear but, for example, exponential to the voltage depends on the other hand, however, the diode applied in the reverse direction Voltage does not behave like a conventional diode and the Power locks, but good at low blocking voltage conducts well.
Diodentypen, die sich ähnlich verhalten wie Zenerdioden, sind die sogenannten Back-Dioden oder die Tunneldioden. Diese Diodentypen können somit auch eine Zenerdioden-Eigenschaft im Sinne dieser Anmeldung aufweisen.Diode types, which are similar behave like zener diodes, the so-called back-diodes or the tunnel diodes. These diode types can thus also have a zener diode property in the sense of this application.
Gemäß der vorliegend beschriebenen Ausführungsform können insbesondere die Dotierungskonzentrationen und -profile in den Emitter- und/oder Basisbereichen derart gewählt werden, dass die in den Grenzflächenbereichen der entstehenden p+n+-Junction geeignete Zener-Dioden-Eigenschaften bzw. Tunnel- oder Back-Dioden-Eigenschaften für die Realisierung einer Bypass-Diode aufweisen. Beispielsweise können die Zener-Dioden-Eigenschaften so gewählt werden, dass sich ein Durchbruch bereits bei geringen Sperrspannungen, beispielsweise der einfachen oder doppelten offenen Klemmspannung der Solarzelle, vorzugsweise jedoch bei noch kleineren Spannungen, einstellen kann, so dass im Falle einer Abschattung der Solarzelle bereits die von einer oder zwei weiteren, intakten Solarzellen im gleichen String erzeugte Spannung ausreicht, um die Zener-Dioden zum Durchbrechen zu veranlassen und ihnen somit eine Eigenschaft einer Bypass-Diode zu geben.According to the presently described embodiment, in particular the doping concentrations and profiles in the emitter and / or base regions can be selected such that the zener diode properties or tunneling or backbone properties which are suitable in the interface regions of the resulting p + n + -junction. Have diode properties for the realization of a bypass diode. For example, the Zener diode properties can be selected such that a breakthrough can already occur at low reverse voltages, for example the single or double open terminal voltage of the solar cell, but preferably at even lower voltages, so that in the case of shading of the solar cell already the voltage generated by one or two further, intact solar cells in the same string is sufficient to cause the zener diodes to break and thus give them a property of a bypass diode.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung überlappen Emitterbereiche und Basisbereiche in Überlappungsbereichen zumindest teilweise in Ebenen parallel zur Rückseitenoberfläche des Halbleitersubstrats. Mit anderen Worten kann es Überlappungsbereiche geben, in denen Emitterbereiche und Basisbereiche nicht nur seitlich aneinander grenzen, sondern sich die Emitterbereiche und die Basisbereiche im Wesentlichen parallel zueinander und parallel zur Rückseitenoberfläche des Halbleitersubstrats erstrecken und dabei direkt aneinander grenzen.According to one another embodiment overlap the present invention Emitter areas and base areas in overlapping areas at least partly in planes parallel to the back surface of the The semiconductor substrate. In other words, there can be overlap areas in which emitter areas and base areas not only side by side but the emitter areas and the base areas substantially parallel to each other and parallel to the back surface of the Semiconductor substrate extend and thereby directly adjacent to each other.
Sowohl die Emitterbereiche als auch die Basisbereiche sind meist aufgrund ihrer Herstellung, beispielsweise durch Eindiffundieren von Dotanden, als dünne Schichten mit einer Dicke von höchstens wenigen μm ausgebildet. Dadurch, dass die Emitterbereiche und die Basisbereiche nicht nur nebeneinander angeordnet sind und sich an ihren seitlichen Rändern nur über eine der Schichtdicke entsprechende Höhe von wenigen μm kontaktieren, sondern flächig parallel zueinander und zur Rückseitenoberfläche aneinander angrenzend angeordnet sind, kann die für die Bildung einer Bypass-Dioden-Eigenschaft wichtige Grenzfläche zwischen den Emitterbereichen und den hochdotierten Basisbereichen in einfacher Weise vergrößert werden.Either the emitter areas as well as the base areas are mostly due their preparation, for example by diffusion of dopants, as thin layers formed with a thickness of at most a few microns. Due to the fact that the emitter areas and the base areas are not only are arranged side by side and at their lateral edges only one height corresponding to the layer thickness of a few μm contact, but flat parallel to each other and to the back surface together can be arranged adjacent to the formation of a bypass diode property important interface between the emitter areas and the heavily doped base areas be increased in a simple manner.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist diese Grenzfläche zwischen parallel zueinander angeordneten flächigen Emitterbereichen und Basisbereichen größer als 5%, vorzugsweise größer als 10% und stärker bevorzugt größer als 20% der Rückseitenoberfläche des Halbleitersubstrats.According to one another embodiment In the present invention, this interface is parallel to each other arranged flat emitter areas and base areas greater than 5%, preferably greater than 10% and stronger preferably greater than 20% of the back surface of the The semiconductor substrate.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind Emitterbereiche und Basisbereiche in Verzahnungsbereichen kammartig miteinander verzahnt. Durch die kammartige Verzahnung, die parallel oder quer zur Rückseitenoberfläche des Halbleitersubstrats ausgebildet sein kann, kann ebenfalls die für die Bypass-Dioden- Eigenschaft wichtige Grenzfläche zwischen den Emitter- und Basisbereichen vergrößert werden.According to a further embodiment of the present invention, emitter regions and base regions are intermeshed in toothed regions in a tooth-like manner. By the comb-like toothing, which may be formed parallel or transverse to the back surface of the semiconductor substrate, also for the bypass diode Eigen important interface between the emitter and base regions are increased.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Grenzfläche, an der Basisbereiche an Emitterbereiche angrenzen, im Wesentlichen homogen über die Rückseitenoberfläche des Halbleitersubstrats verteilt. Mit anderen Worten kann es vorteilhaft sein, die für die Bypass-Dioden-Eigenschaft zur Verfügung gestellte Grenzfläche nicht auf einen kleinen, zusammenhängenden Flächenanteil der Rückkontakt-Solarzelle zu beschränken, das heißt, beispielsweise lediglich eine zusammenhängende Fläche, die 5% der Gesamtfläche der Rückkontakt-Solarzelle ausmacht, als eine solche Grenzfläche auszubilden, sondern die gesamte Grenzfläche in Form einzelner kleinerer Teil-Grenzflächen zur Verfügung zu stellen, die gleichmäßig über die gesamte Fläche der Rückkontakt-Solarzelle angeordnet sind. Da in dem Fall, in dem die entsprechende Rückkontakt-Solarzelle in einem Modul abgeschattet wird, diese Grenzflächen als Bypass-Dioden wirken sollen und dabei erhebliche Ströme durch die Grenzflächen strömen sollen, kann durch eine homogene Verteilung der Grenzflächen eine Wärmedissipation verbessert werden. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass sich die in Sperrrichtung betriebene Rückkontakt-Solarzelle lokal übermäßig erhitzt und dabei sie selbst oder das Modul beschädigt wird.According to one another embodiment According to the present invention, the interface is at the base regions Emitter areas adjacent, substantially homogeneously over the Back surface of the Distributed semiconductor substrate. In other words, it can be beneficial be that for the bypass diode feature not provided interface on a small, coherent area proportion the back contact solar cell restrict, this means, For example, only one contiguous area that is 5% of the total area of the back contact solar cell to form as such an interface, but the entire interface in the form of individual smaller partial interfaces available put that evenly over the the whole area arranged the back contact solar cell are. As in the case where the corresponding back-contact solar cell in a Module is shaded, these interfaces act as bypass diodes should and while doing significant currents through the interfaces stream should, by a homogeneous distribution of the interfaces one heat dissipation be improved. This way it can be avoided The reverse-biased back contact solar cell is locally excessively heated and it itself or the module is damaged.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die hochdotierten Basisbereiche und/oder die Emitterbereiche durch Eindiffusion von Dotanden in das Halbleitersubstrat erzeugt. Zwar können die Basisbereiche und/oder die Emitterbereiche auch durch andere Verfahren wie beispielsweise Epitaxie, Einlegieren oder Innenimplantation erzeugt werden, es hat sich jedoch herausgestellt, dass auch durch Eindiffusion von Dotanden erzeugte Basis- bzw. Emitterbereiche aufgrund des für die Eindiffusion typischen Dotierungskonzentrationsprofils vorteilhafte Eigenschaften aufweisen können.According to one another embodiment of the present invention are the heavily doped base regions and / or the emitter regions by diffusion of dopants into generates the semiconductor substrate. Although the base areas and / or the emitter areas also by other methods such as Epitaxy, alloying, or internal implantation are produced there However, it has been found that also by diffusion of Dotants generated base or emitter regions due to the indiffusion typical doping concentration profile advantageous properties can have.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Basisbereiche Phosphor-dotiert und die Emitterbereiche sind Bor-dotiert. In diesem Fall können somit zur Herstellung der erfindungsgemäßen Rückkontakt-Solarzelle zunächst flächige Emitterbereiche durch Eindiffusion von Bor erzeugt werden und anschließend können in Teilbereiche der Rückseitenoberfläche der Solarzelle Basisbereiche durch Eindiffusion von Phosphor eingebracht werden. Dabei kann der sogenannte Emitter-Push-Effekt ausgenutzt werden, bei dem bei der Eindiffusion von Phosphor das zuvor in dieser Region vorhandene Bor vor sich hergeschoben wird. Dementsprechend bilden sich an der Rückseitenoberfläche Phosphor-dotierte Basis-Bereichsschichten und parallel daran angrenzend, tiefer im Halbleitersubstrat drin, die aufgrund des Emitter-Push-Effekts nach innen verlagerten Bordotierten Emitter-Bereichsschichten.According to one another embodiment In the present invention, the base regions are phosphorus-doped and the emitter regions are boron-doped. In this case can thus for producing the back contact solar cell according to the invention initially flat emitter areas can be generated by diffusion of boron and then in Partial areas of the back surface of the Solar cell base areas introduced by diffusion of phosphorus become. In this case, the so-called emitter-push effect can be exploited in which in the indiffusion of phosphorus previously in this Boron Boron is pushed before him. Accordingly At the back surface, phosphorus-doped ones form Base region layers and adjacent to it in parallel, deeper in Semiconductor substrate in it, due to the emitter push effect inside shifted boron-doped emitter region layers.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle vorgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Bereitstellen eines Halbleitersubstrats, das einen Basis-Halbleitertyp aufweist; Ausbilden von Emitterbereichen entlang einer Rückseitenoberfläche des Halbleitersubstrats, wobei die Emitterbereiche einen dem Basis-Halbleitertyp entgegengesetzten Emitter-Halbleitertyp aufweisen; Ausbilden von hochdotierten Basisbereichen entlang der Rückseitenoberfläche des Halbleitersubstrats, wobei die hochdotierten Basisbereiche den Basis-Halbleitertyp und eine zweite Dotierungskonzentration aufweisen, wobei die zweite Dotierungskonzentration größer ist als die erste Dotierungskonzentration; Ausbilden von Emitterkontakten zur elektrischen Kontaktierung der Emitterbereiche; und Ausbilden von Basiskontakten zur elektrischen Kontaktierung der Basisbereiche. Die Emitterbereiche und die Basisbereiche werden hierbei derart ausgebildet, dass eine Grenzfläche, an der Basisbereiche an Emitterbereiche angrenzen, größer ist als 5% der Rückseitenoberfläche des Halbleitersubstrats.According to one Another aspect of the present invention is a method for Preparing a solar cell is presented, the method being the following Comprising: providing a semiconductor substrate, the a basic semiconductor type; Forming emitter areas along a back surface of the Semiconductor substrate, wherein the emitter regions opposite to the basic semiconductor type Having emitter semiconductor type; Formation of heavily doped base areas along the back surface of the Semiconductor substrate, wherein the heavily doped base regions of the basic semiconductor type and a second doping concentration, wherein the second Doping concentration is greater as the first doping concentration; Forming emitter contacts for electrical contacting of the emitter regions; and training of base contacts for electrical contacting of the base areas. The emitter areas and the base areas are in this case formed that an interface, at the base regions adjacent to emitter regions is larger as 5% of the back surface of the The semiconductor substrate.
Die Emitterbereiche und die hochdotierten Basisbereiche können mittels unterschiedlicher Verfahren erzeugt werden, beispielsweise durch lokales Eindiffundieren unter Verwendung beispielsweise von Masken oder Lithographie, durch Innenimplantation, durch lokales Einlegieren, durch epitaktisches Aufbringen entsprechender Schichten, etc.The Emitter areas and the heavily doped base areas can by means of different methods are generated, for example by local indiffusion using, for example, masks or lithography, by internal implantation, by local alloying, by epitaxially applying appropriate layers, etc.
Die Emitter- und Basiskontakte können ebenfalls mittels verschiedener Verfahren ausgebildet werden, beispielsweise durch lokales Aufdampfen von Metallen zum Beispiel unter Verwendung von Masken oder Lithographie oder auch durch Verwendung von Siebdruck- oder Dispensverfahren. Generell können alle Verfahren verwendet werden, die es ermöglichen, Kontakte lokal, beispielsweise Finger- oder Grid-förmig, an einer Substratrückseite auszubilden, einschließlich der Möglichkeit, ganzflächige Metallschichten aufzubringen, die im Nachhinein durch lokales Entfernen strukturiert werden.The Emitter and base contacts can also be formed by various methods, for example by locally depositing metals, for example, using masks or lithography, or even by using screen printing or dispensing techniques. Generally speaking Any method that allows contacts to be used locally, for example Finger- or grid-shaped, on a substrate back to train, including The possibility, full-surface metal layers subsequently structured by local removal become.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden zuerst die Emitterbereiche mit einer ersten Tiefe und einer ersten Dotierungskonzentration und dann die Basisbereiche mit einer zweiten Tiefe und einer zweiten Dotierungskonzentration ausgebildet, wobei die erste Tiefe größer ist als die zweite Tiefe und wobei die erste Dotierungskonzentration kleiner ist als die zweite Dotierungskonzentration. Mit anderen Worten wird zunächst ein relativ schwach dotierter, tiefer Emitter gebildet, der dann lokal von einem stärker dotierten, flacheren Basisbereich lokal überkompensiert werden kann. Dabei können außerhalb der überkompensierten Bereiche tiefer gelegene Emitterbereiche verbleiben, so dass sich die gewünschte großflächige Grenzfläche zwischen Emitterbereichen und hoch dotierten Basisbereichen bildet.According to another embodiment of the present invention, first the emitter regions having a first depth and a first doping concentration and then the base regions having a second depth and a second doping concentration are formed, wherein the first depth is greater than the second depth and wherein the first doping concentration is smaller as the second doping concentration. In other words, first a relatively weakly doped, deep emitter ge then locally locally overcompensated by a more heavily doped, shallower base region. In this case, deeper emitter regions can remain outside the overcompensated regions, so that the desired large-area interface forms between emitter regions and highly doped base regions.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden zunächst die Emitterbereiche mit einer Bor-Dotierung ausgebildet und anschließend werden die Basisbereiche mit einer Phosphor-Dotierung ausgebildet, insbesondere durch Eindiffusion von Phosphor. Hierbei ist es nicht zwingend notwendig, dass die Basisbereiche durch Überkompensieren der zuvor erzeugten Emitterbereiche erzeugt werden. Stattdessen kann in dieser Ausführungsform der Emitter-Push-Effekt genutzt werden, wobei während dem Eindiffundieren des Phosphors die zuvor dort vorhandene Bor-Dotierung vor sich hergeschoben wird und einen tiefer gelegenen Emitter-Bereich bildet. Entsprechend muss die Dotierungskonzentration in den Basisbereichen nicht unbedingt größer sein als in den ursprünglichen Emitterbereichen und die Tiefe der ursprünglichen Emitterbereiche muss nicht von vornherein tiefer sein als die Tiefe der nachfolgenden Basis-artigen Diffusion.According to one another embodiment In the present invention, first the emitter regions are included formed a boron doping and then the base areas formed with a phosphorus doping, in particular by diffusion of phosphorus. It is not absolutely necessary that the Base areas by overcompensating the previously generated emitter areas are generated. Instead can in this embodiment the emitter-push effect are used, wherein during the diffusion of the Phosphors pushed the previously present there boron doping in front of him and forms a deeper emitter area. Corresponding the doping concentration in the base regions does not necessarily have to to be taller than in the original ones Emitter areas and the depth of the original emitter areas must not to be deeper from the outset than the depth of the following ones Base-like diffusion.
Es wird angemerkt, dass die Ausführungsformen, Merkmale und Vorteile der Erfindung hauptsächlich in Bezug auf die erfindungsgemäße Rückkontakt-Solarzelle beschrieben wurden. Ein Fachmann wird jedoch aus der vorangehenden und auch aus der nachfolgenden Beschreibung erkennen, dass, sofern dies nicht anders angegeben ist, die Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung auch analog auf das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für eine Solarzelle übertragen werden können. Insbesondere können die Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen auch in beliebiger Weise untereinander kombiniert werden.It it is noted that the embodiments, Features and advantages of the invention mainly with respect to the back contact solar cell according to the invention have been described. However, a person skilled in the art will become apparent from the preceding and also from the description below, that, if this is not stated otherwise, the embodiments and features of Invention also transferred analogously to the manufacturing method of the invention for a solar cell can be. In particular, you can the features of the various embodiments in any way be combined with each other.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen, die jedoch nicht als die Erfindung beschränkend auszulegen ist, und unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen ersichtlich.Further Features and advantages of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the following description of exemplary embodiments, which, however, should not be construed as limiting the invention, and in Referring to the accompanying drawings.
Alle Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. In den Figuren sind ähnliche oder gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen beziffert.All Figures are merely schematic and not to scale. In the figures are similar or the same elements with the same reference numerals.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION PREFERRED EMBODIMENTS
Die
in
Die
Emitterbereiche
Bei
der in den
Abschließend wird darauf hingewiesen, dass die Begriffe „umfassen", „aufweisen" etc. das Vorhandensein weiterer Elemente nicht ausschließen. Der Begriff „ein" schließt auch das Vorhandensein einer Mehrzahl von Gegenständen nicht aus. Die Bezugszeichen in den Ansprüchen dienen lediglich der besseren Lesbarkeit und sollen den Schutzbereich der Ansprüche in keiner Weise einschränken.Finally, it will pointed out that the terms "include", "exhibit" etc. the presence not exclude other elements. The term "one" also includes the presence of a plurality of objects is not enough. The reference numerals in the claims are only for better readability and should the scope of protection the claims restrict in any way.
Claims (12)
Priority Applications (2)
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| DE102007059490A DE102007059490B4 (en) | 2007-12-11 | 2007-12-11 | Rear contact solar cell with integrated bypass diode function and manufacturing method thereof |
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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