DE102010020557A1

DE102010020557A1 - Verfahren zur Herstellung einer einseitig kontaktierbaren Solarzelle aus einem Silizium-Halbleitersubstrat

Info

Publication number: DE102010020557A1
Application number: DE102010020557A
Authority: DE
Inventors: Dr. Hermle Martin; Dr. Granek Filip; Christian Reichel
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2010-05-14
Filing date: 2010-05-14
Publication date: 2011-11-17
Also published as: WO2011141139A3; WO2011141139A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer einseitig kontaktierbaren Solarzelle aus einem Silizium-Halbleitersubstrat (1) eines ersten Dotierungstyps, folgende Verfahrensschritte umfassend: A Oberflächenreinigung zumindest einer für die Aufbringung einer Emitterschicht (2) vorgesehenen Emitterseite (1a) des Halbleitersubstrates, B Aufbringen einer Emitterschicht (2) eines zweiten, zum ersten entgegengesetzten Dotierungstyps auf die Emitterseite (1a) des Halbleitersubstrates und/oder auf eine oder mehrere die Emitterseite (1a) bedeckende Zwischenschichten, zur Ausbildung eines pn-Übergangs zwischen Emitterschicht (2) und Halbleitersubstrat (1), C Aufbringen einer querleitfähigen Emitterkontaktierungsschicht (3), welche die Emitterschicht (2) und/oder weitere die Emitterschicht (2) bedeckende Zwischenschichten zumindest teilweise überdeckt, wobei Emitterschicht (2) und Emitterkontaktierungsschicht (3) elektrisch leitend verbunden sind und eine Mehrzahl von Basiskontaktierungsbereichen der Emitterseite (1a) des Halbleitersubstrates nicht bedecken und/oder an einer Mehrzahl von Basiskontaktierungsbereichen wieder entfernt werden, Wesentlich ist, dass das Verfahren folgende weitere Verfahrensschritte umfasst: D Aufbringen einer Isolierungsschicht (5) zumindest an den Basiskontaktierungsbereichen auf die Emitterseite (1a) des Halbleitersubstrates und auf die die Basiskontaktierungsbereiche umgebenden Oberflächenbereiche der Emitterschicht (2) und/oder der Emitterkontaktierungsschicht (3), E Öffnen der an einer Mehrzahl von Basishochdotierungsbereichen, wobei jeder Basishochdotierungsbereich (4b) ein Teilbereich eines Basiskontaktierungsbereiches ist und lokales Eintreiben eines Dotierstoffes des ersten Dotierungstyps an den Basishochdotierungsbereichen, wobei das lokale Eintreiben des Dotierstoffes durch lokales Erhitzen zumindest des Halbleitersubstrates an den Basishochdotierungsbereichen erfolgt, F Aufbringen einer oder mehrere Basiskontaktierungsstrukturen mittels eines elektrochemischen Verfahrens, wobei die Basiskontaktierungsstruktur zumindest einen Basishochdotierungsbereich (4b) zumindest teilweise bedeckend und mit dem Halbleitersubstrat (1) elektrisch leitend verbunden ausgebildet wird, G Verstärkung der Basiskontaktierungsstruktur, und dass in den auf Verfahrensschritt B folgenden Verfahrensschritten keine globale Erwärmung der Emitterschicht (2) auf mehr als 250°C erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer einseitig kontaktierbaren Solarzelle aus einem Silizium-Halbleitersubstrat eines ersten Dotierungstyps gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei Halbleitersolarzellen sind Strukturen bekannt, bei denen sowohl der positive, als auch der negative Kontakt zur Kontaktierung der Solarzelle auf einer Seite der Solarzelle angeordnet sind. Hierdurch ergeben sich Vorteile aufgrund der einfacheren Verschaltung solcher Solarzellen in einem Solarzellenmodul.
Darüber hinaus weisen einseitig kontaktierbare Solarzellen, bei denen beide Kontakte auf der Rückseite angeordnet sind, den Vorteil auf, dass auf der für den Lichteinfall ausgebildeten Vorderseite keine Abschattung durch die Kontakte erfolgt und somit eine höhere Lichtausbeute bezüglich der auf der Vorderseite auftreffenden Strahlung erzielt werden kann.
Zusätzlich kann die Ausbildung von Metallstrukturen zur Abführung der Ladungsträger auf der Rückseite der Solarzelle auf die Verringerung von elektrischen Serienwiderständen optimiert werden, ohne dass gleichzeitig eine Optimierung hinsichtlich des Lichteinfalls notwendig ist, da der Lichteinfall über die hierzu ausgebildete Vorderseite der Solarzelle erfolgt.
Hierbei ist es zur Herstellung einer einseitig kontaktierbaren Solarzelle bekannt, auf einer Emitterseite eines Silizium-Halbleitersubstrates eine Emitterschicht aufzubringen, welche aus amorphem Silizium besteht. Die Emitterschicht weist einen zu dem Halbleitersubstrat entgegengesetzten Dotierungstyp auf, so dass sich zwischen Emitterschicht und Halbleitersubstrat ein pn-Übergang ausbildet. Da die amorphe Siliziumschicht eine zu dem Silizium-Halbleitersubstrat unterschiedliche Bandlücke aufweist, bildet sich ein so genannter „Heteroübergang” aus, so dass ein Heteroemitter vorliegt. Halbleiterverbindungen, bei denen auf beiden Seiten identische Bandlücken vorliegen, werden entsprechend als „Homoübergänge„ bezeichnet.
Bei Heteroübergängen, insbesondere bei Heteroemittern spielt jedoch die Grenzfläche, d. h. die Oberfläche des Silizium-Halbleitersubstrates an der Emitterseite eine entscheidende Rolle, da sich Verunreinigungen oder Störungen in der Kristallstruktur besonders schädlich auf die elektrischen Eigenschaften und damit den Wirkungsgrad der Solarzelle auswirken. Entsprechend muss bei der Herstellung mittels aufwändiger Reinigungsverfahren jeweils vor Aufbringen der Emitterschicht eine ausreichende Oberflächenqualität der Emitterseite des Halbleitersubstrates hergestellt werden.
Solarzellen, die sowohl einen Heteroemitter, als auch einen Hetero-Basiskontakt aufweisen, erfordern somit ein aufwändiges Herstellungsverfahren, da jeweils vor Herstellung des Heteroübergangs eine aufwändige Oberflächenreinigung notwendig ist. Eine solche Solarzelle ist aus US 7,199,395 B2 , insbesondere 2 und zugehörige Beschreibung bekannt.
Aus diesem Grund sind Solarzellen bekannt, bei denen lediglich der Emitter als Heteroemitter ausgebildet ist, die Kontaktierung der Basis, d. h. des Silizium-Halbleitersubstrates jedoch über einen Homokontakt realisiert wird. Zur Erzielung hoher Wirkungsgrade ist es hierbei notwendig, im Bereich des Basiskontakts eine Hochdotierung im Halbleitersubstrat auszubilden, um einerseits Rekombinationsverluste und andererseits Serienwiderstandsverluste zu verringern. Eine solche Solarzelle ist aus der vorgenannten US 7,199,395 B2 , insbesondere 3 und zugehörige Beschreibung bekannt. Hierbei ergibt sich jedoch der Nachteil, dass nach Abscheidung der amorphen Schicht keine Temperaturschritte mit Temperaturen über 250°C mehr erfolgen können, da dies zu einer Schädigung der amorphen Schicht führen würde. Daher erfordert dieses Konzept das Erzeugen der Hochdotierungen im Bereich der Basiskontakte vor Aufbringen der Emitterschicht, so dass mehrere aufeinander abgestimmte Maskierungsprozesse notwendig sind und sich somit ein aufwändiger und kostenintensiver Herstellungsprozess ergibt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer einseitig kontaktierbaren Solarzelle aus einem Silizium-Halbleitersubstrat mit einem Heteroemitter und einer als Homoübergang ausgebildeten Basiskontaktierung zu schaffen, welches einen geringeren Aufwand gegenüber den vorbekannten Verfahren erfordert und damit kostengünstiger realisierbar ist.
Gelöst ist diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens finden sich in den Ansprüchen 2 bis 17.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Herstellung einer einseitig kontaktierbaren Solarzelle aus einem Silizium-Haibleitersubstrat eines ersten Dotierungstyps. Dotierungstypen sind hierbei die p-Dotierung sowie die hierzu entgegengesetzte n-Dotierung.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst folgende Verfahrensschritte:
In einem Verfahrensschritt A erfolgt eine Oberflächenreinigung zumindest einer für die Aufbringung einer Emitterschicht vorgesehenen Emitterseite des Halbleitersubstrates.
In einem Verfahrensschritt B erfolgt das Aufbringen einer Emitterschicht eines zweiten, zum ersten Dotierungstyp entgegengesetzten Dotierungstyps auf die Emitterseite des Halbleitersubstrates. Hierbei liegt es im Rahmen der Erfindung, dass die Emitterschicht unmittelbar auf die Emitterseite des Halbleitersubstrates aufgebracht wird und/oder auf eine oder mehrere die Emitterseite bedeckende Zwischenschichten, beispielsweise zur Ausbildung des pn-Übergangs als p i n-Übergang. Ebenso liegt die Aufbringung der Emitterschicht teilweise unmittelbar auf die Emitterseite des Halbleitersubstrates und teilweise auf eine oder mehrere die Emitterseite bedeckende Zwischenschichten im Rahmen der Erfindung. Wesentlich ist, dass ein pn-Übergang zwischen Emitterschicht und Halbleitersubstrat ausgebildet wird.
In einem Verfahrensschritt C erfolgt das Aufbringen einer querleitfähigen Emitterkontaktierungsschicht, welche die Emitterschicht und/oder weitere die Emitterschicht bedeckende Zwischenschichten zumindest teilweise überdeckt. Solche Zwischenschichten können beispielsweise in an sich bekannter Weise zur Ausbildung eines Tunnelkontaktes aufgebracht werden. Wesentlich ist, dass Emitterschicht und Emitterkontaktierungsschicht elektrisch leitend verbunden sind.
Die Bezeichnung „elektrisch leitend verbunden” bezeichnet hierbei und im Folgenden eine elektrisch leitende Verbindung hinsichtlich der jeweiligen Majoritätsladungsträger. Hierbei werden geringfügige, gegebenenfalls vorhandene Ströme, beispielsweise aufgrund von Rekombinationseffekten vernachlässigt. Insbesondere besteht nach dieser Definition keine elektrisch leitende Verbindung für Majoritätsladungsträger über den pn-Übergang im Sperrbereich der Diode.
Das Aufbringen der querleitfähigen Emitterkontaktierungsschicht in Verfahrensschritt C erfolgt derart, dass eine Mehrzahl von Basiskontaktierungsbereichen der Emitterseite des Halbleitersubstrates nicht durch Emitterschicht und Emitterkontaktierungsschicht bedeckt sind und/oder dass an einer Mehrzahl von Basiskontaktierungsbereichen Emitterschicht und Emitterkontaktierungsschicht wieder entfernt werden.
Der Begriff Basiskontaktierungsbereich bezeichnet hierbei und im Folgenden einen Bereich der Emitterseite des Halbleitesubstrates, an dem eine elektrische Kontaktierung der Basis ausgebildet wird, wobei die elektrische Kontaktierung zumindest in einem Teilbereich des Basiskontaktierungsbereiches erfolgt.
Nach Verfahrensschritt C ist die Emitterseite des Halbleitersubstrates somit teilweise durch die Emitterschicht und diese durch die Emitterkontaktierungsschicht bedeckt, wohingegen eine Mehrzahl von Basiskontaktierungsbereichen nicht durch diese Schichten bedeckt ist.
Wesentlich ist, dass das erfindungsgemäße Verfahren folgende weitere Verfahrensschritte umfasst:
In einem Verfahrensschritt D erfolgt das Aufbringen einer Isolierungsschicht zumindest an den Basiskontaktierungsbereichen auf die Emitterseite des Halbleitersubstrates und auf die die Basiskontaktierungsbereiche umgebenden Oberflächenbereiche der Emitterschicht und/oder der Emitterkontaktierungsschicht.
Die Isolierungsschicht bedeckt somit zumindest die Emitterseite des Halbleitersubstrates an den Basiskontaktierungsbereichen sowie in der Umgebung hiervon die Oberflächenbereiche der Emitterschicht und/oder der Emitterkontaktierungsschicht. Vorzugsweise bedeckt die Isolierungsschicht zumindest die Emitterseite des Halbleitersubstrates an den Basiskontaktierungsbereichen und die den Basiskontaktierungsbereichen zugewandten Stirnseiten von Emitterschicht und Emitterkontaktierungsschicht.
In einem Verfahrensschritt E erfolgt ein Öffnen der Isolierungsschicht an einer Mehrzahl von Basishochdotierungsbereichen, wobei jeder Basishochdotierungsbereich ein Teilbereich eines Basiskontaktierungsbereichs ist und es erfolgt ein lokales Eintreiben eines Dotierstoffes des ersten Dotierungstyps an den Basishochdotierungsbereichen in das Halbleitersubstrat. Das lokale Eintreiben des Dotierstoffes erfolgt durch lokales Erhitzen zumindest des Halbleitersubstrates an den Basishochdotierungsbereichen.
Hierdurch ist gewährleistet, dass durch das lokale Erhitzen keine globale Erhitzung der Emitterschicht auf eine Temperatur über 250°C erfolgt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt somit die Erzeugung der Hochdotierungsbereiche für die Basiskontaktierung nach Aufbringen der Emitterschicht. Da das Eintreiben des Dotierstoffes jedoch lediglich durch lokale Wärmeeinwirkung erzielt wird, erfolgt keine Schädigung der Emitterschicht durch Wärmeeinwirkung.
Die Dotierkonzentration der Basishochdotierungsbereiche ist größer als die Dotierkonzentration der Basisdotierung des Silizium-Halbleitersubstrates. Typischerweise weist das Halbleitersubstrat eine in etwa homogene Dotierung auf und die Basishochdotierungsbereiche weisen ein Dotierprofil mit einer dem gegenüber wesentlich höheren Dotierkonzentration zumindest im Bereich der Emitterseite des Halbleitersubstrates und hiervon ausgehend eine abfallende Dotierkonzentration auf. Ebenso liegt jedoch auch die Verwendung von Halbleitersubstraten mit inhomogenen Dotierungen im Rahmen der Erfindung. In diesem Fall weist jeder Basishochdotierungsbereich eine höhere Dotierkonzentration verglichen mit der Dotierkonzentration des den Basishochdotierungsbereich umgebenden Bereichs des Halbleitersubstrates auf.
In einem Verfahrensschritt F erfolgt ein Aufbringen einer oder mehrerer Basiskontaktierungsstrukturen mittels eines elektrochemischen Verfahrens, wobei die Basiskontaktierungsstruktur zumindest einen Basishochdotierungsbereich zumindest teilweise bedeckend und mit dem Halbleitersubstrat elektrisch leitend verbunden ausgebildet wird. Die Basiskontaktierungsstruktur dient somit zum Abführen der Majoritätsladungsträger aus dem Halbleitersubstrat über den Basiskontaktierungsbereich und ist vorzugsweise als metallische Kontaktierungsstruktur ausgebildet.
In einem Verfahrensschritt G erfolgt eine Verstärkung der Basiskontaktierungsstruktur.
Weiterhin werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die auf Verfahrensschritt B folgenden Verfahrensschritte derart ausgeführt, dass keine globale Erwärmung der Emitterschicht auf mehr als 250°C erfolgt. Dies ist bei den zuvor genannten Schritten bereits gegeben, insbesondere in Verfahrensschritt E erfolgt aufgrund der lokalen Erwärmung zum Eintreiben des Dotierstoffes an den Basishochdotierungsbereichen keine globale Erwärmung der Emitterschicht auf mehr als 250°C.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist somit mehrere Vorteile auf: Zum einen ist der Emitter als Heteroemitter ausgebildet, so dass sich geringe Dunkelsättigungsströme und somit ein erhöhter Wirkungsgrad der Solarzelle ergibt. Weiterhin ist die Basiskontaktierung als Homokontakt ausgebildet, so dass lediglich eine aufwändige Oberflächenreinigung der Emitterseite in Verfahrensschritt A notwendig ist, nicht jedoch eine zweite Oberflächenreinigung mit entsprechend hoher Anforderung an die Oberflächenqualität bei Erzeugung des Basiskontakts. Weiterhin erfolgt das Aufbringen der Basiskontaktierungsstruktur mittels eines elektrochemischen Verfahrens, so dass hierfür keine Maskierungsschritte notwendig sind und somit die Komplexität und der Kostenaufwand gegenüber vorbekannten Verfahren verringert sind.
Zur Erzeugung der vorgenannten Schichten kann auf an sich bekannte Verfahren zurückgegriffen werden, insbesondere auf CVD-Verfahren (Chemical Vapour Deposition), PVD-Verfahren (Physical Vapour Deposition) oder ALD-Verfahren (Atomic Layer Deposition).
Die lokale Erwärmung zum lokalen Eintreiben des Dotierstoffes in Verfahrensschritt E erfolgt vorzugsweise mittels einer optischen Strahlenquelle, insbesondere vorzugsweise mittels eines Lasers, da durch optische Systeme, insbesondere bei Lasern, in einfacher Weise eine punktgenaue und genau dosierte Erwärmung des Basishochdotierungsbereichs erzielt werden kann.
Eine besonders einfache Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich in der vorzugsweisen Ausführungsform, dass in Verfahrensschritt E das lokale Eintreiben des Dotierstoffes mittels eines in einen Flüssigkeitsstrahl eingekoppelten Lasers erfolgt. Hierbei erhält der Flüssigkeitsstrahl den Dotierstoff zur Dotierung der Hochdotierungsbereiche und eine lokale Erwärmung und lokales Aufschmelzen des Halbleitersubstrates an dem Basishochdotierungsbereich erfolgt mittels des Lasers, so dass aufgrund dieser lokalen Erwärmung und dem lokalen Aufschmelzen der Dotierstoff in das Halbleitersubstrat eingetrieben wird.
Diese LCP (Laser-Chemische-Prozessierung) genannte Technik ist bei Verfahren zur Herstellung anderer Solarzellenstrukturen bereits bekannt und beispielsweise in WO 2007/085452 A1 beschrieben. Die Verwendung der Laser-Chemischen-Prozessierung in Verfahrensschritt E des erfindungsgemäßen Verfahrens bietet insbesondere den Vorteil, dass das Bereitstellen des Dotierstoffes und das lokale Erwärmen an den Basishochdotierungsbereichen in einfacher Weise mit hoher Ortsgenauigkeit realisiert werden. Weiterhin erfolgt durch Anwendung der LCP-Methode in Verfahrensschritt E gleichzeitig das lokale Entfernen und somit Öffnen der Isolierungsschicht, als auch das lokale Eintreiben des Dotierstoffes an den Basishochdotierungsbereichen.
In einer alternativen vorzugsweisen Ausführungsform erfolgt in Verfahrensschritt E das lokale Eintreiben des Dotierstoffes dadurch, dass das Halbleitersubstrat in eine den Dotierstoff enthaltene Flüssigkeit getaucht wird und eine lokale Erwärmung des Hableitesubstrates am Basishochdotierungsbereich mittels eines Lasers erfolgt, so dass ein lokales Eintreiben des Dotierstoffes aus der Flüssigkeit in das Halbleitersubstrat an dem Basishochdotierungsbereich erzielt wird.
Hierbei ergeben sich neben den bei Anwendung der LCP-Methode genannten Vorteilen zusätzlich der Vorteil, dass kein Flüssigkeitsstrahl ausgebildet werden muss, sondern lediglich ein Behältnis mit einer entsprechenden Flüssigkeit vorgesehen wird, in welche das Halbleitersubstrat eingetaucht wird, so dass geringere Anforderungen an die Prozessvorrichtungen bestehen.
Alternativ erfolgt in einer vorzugsweisen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens in Verfahrensschritt E das lokale Eintreiben des Dotierstoffes dadurch, dass eine den Dotierstoff enthaltende Dotierschicht zumindest auf den Basishochdotierungsbereich aufgebracht wird und mittels lokaler Erwärmung durch einen Laser der Dotierstoff eingetrieben wird und vorzugsweise anschließend die Dotierschicht wieder entfernt wird. Auch hier erfolgt somit die lokale Erwärmung mittels eines Lasers, allerdings wird der Dotierstoff nicht mittels einer den Dotierstoff enthaltenden Flüssigkeit bereit gestellt, sondern mittels einer zuvor aufgebrachten Dotierschicht, welche den Dotierstoff enthält. Hierbei erfolgt durch die Lasereinwirkung eine lokale Schmelzmischung aus zumindest der Dotierschicht und einem Teilbereich des Halbleitersubstrates am Hochdotierungsbereich, so dass durch Flüssig-Flüssig-Diffusion nach Erstarren der Schmelzmischung ein lokaler Hochdotierungsbereich vorliegt. Auch in diesem Fall ergibt sich der Vorteil, dass durch den Aufschmelzvorgang die Isolierungsschicht bereits entfernt bzw. mitaufgeschmolzen wird, so dass kein separater Verfahrensschritt zum Öffnen der Isolierungsschicht an dem Basishochdotierungsbereich notwendig ist.
Das Erzeugen einer derartigen Schmelzmischung mittels eines Lasers ist zur Herstellung von lokalen Rückseitenkontakten bereits bekannt und beispielsweise in DE 100 46 170 A1 und E. Schneiderlöchner, R. Preu, R. Lüdemann, and S. W. Glunz, „Laser-fired rear contacts for crystalline silicon solar cells," Progress in Photovoltaics: Research and Applications, vol. 10, pp. 29-34, 2002 und S. W. Glunz, E. Schneiderlöchner, D. Kray, A. Grohe, H. Kampwerth, R. Preu, and G. Willeke, „Laser-fired contact solar cells an p- and n-type substrates," in Proceedings of the 19th European Photovoltaic Solar Energy Conference (Paris, France), pp. 408–411, 2004 beschrieben.
Bei der vorzugsweisen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mit lokaler Erwärmung und lokalem Aufschmelzen des Silizium Substrates mittels eines Lasers und Bereitstellung des Dotierstoffes in einem Flüssigkeitsstrahl werden vorzugsweise folgende Lasertypen und Laserparameter verwendet:
Die Fluenz von Laserpulsen liegt vorzugsweise im Bereich 0,1 bis 2 J/cm². Die Laserchemische Prozessierung erfolgt vorzugsweise mittels eines Faserlasers und vorzugsweise folgenden Laserparametern und Prozessparametern:

– Laserparameter: Wellenlänge 532 nm, Pulsdauer 1 bis 100 ns.
– Prozessparameter: als P-Typ Dotiermedium wird flüssiges Natriumborhydrid (NaBH₄) und als N-Typ Dotiermedium wird flüssige Phosphorsäure (H₃PO₄) mit dem Druck von 50 bis 400 Bar verwendet. Die Durchmesser von dem Flüssigkeitsstrahl liegen vorzugsweise im Bereich von 30 bis zum 100 μm.

Vorzugsweise wird in Verfahrensschritt C die Emitterschicht zunächst ganzflächig aufgebracht und anschließend wird die Emitterschicht mittels Plasmaätzung oder nasschemischen Verfahren, wie KOH-Ätzen, durch eine vorher aufgebrachte und strukturierte Maskierungsschicht an den Basiskontaktierungsbereichen wieder entfernt. Insbesondere zum Entfernen von Schichten mittels Plasmaätzung stehen industriell einsetzbare Vorrichtungen und Prozessparameter zur Verfügung, so dass auf eingefahrene Prozesse zurückgegriffen werden kann.
Vorzugsweise wird hierbei beim Entfernen der Emitterschicht mittels Plasmaätzung die Emitterkontaktierungsschicht als Ätzmaske verwendet. In dieser vorzugsweisen Ausführungsform wird somit die Emitterschicht zunächst ganzflächig aufgebracht, anschließend erfolgt ein Aufbringen der Emitterkontaktierungsschicht, welche vorzugsweise als metallische Schicht ausgebildet ist und derart aufgebracht wird, dass an den Basiskontaktierungsbereichen die Emitterschicht nicht von der Emitterkontaktierungsschicht bedeckt ist. Da mittels Plasmaätzung die Emitterschicht, nicht jedoch die Emitterkontaktierungsschicht angegriffen wird, kann somit in einfacher Weise die Emitterkontaktierungsschicht als Ätzmaske verwendet werden. Insbesondere ist hierbei keine nachträgliche Entfernung der Ätzmaske notwendig, da die Emitterkontaktierungsschicht auf der Solarzelle verbleibt.
Das Aufbringen der Emitterkontaktierungsschicht kann hierbei bereits unter Aussparung der Basiskontaktierungsbereiche erfolgen, beispielsweise durch Druckverfahren, insbesondere Siebdruckverfahren. Eine höhere Genauigkeit wird jedoch erzielt, wenn auch die Emitterkontaktierungsschicht zunächst ganzflächig aufgebracht wird und anschließend lokal mittels eines Maskierungsprozesses entfernt wird oder lokal mittels Laserablation entfernt wird.
In einer weiteren vorzugsweisen Ausführungsform wird in Verfahrensschritt C die Emitterkontaktierungsschicht zunächst ganzflächig aufgebracht und anschließend lokal an den Basiskontaktierungsbereichen mittels Laserablation entfernt. Hierbei werden vorzugsweise folgende Lasertypen und Laserparameter verwendet: Die Pulsenergie liegt vorzugsweise im Bereich 100 μJ bis 200 μJ, die Wellenlänge liegt vorzugsweise im UV-Bereich (insbesondere etwa 355 nm), die Pulsdauer liegt vorzugsweise im Bereich 1 ns bis 100 ns.
In einer weiteren vorzugsweisen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in Verfahrensschritt C die Emitterkontaktierungsschicht ganzflächig aufgebracht und mittels folgender Verfahrensschritte an den Basiskontaktierungsbereichen anschließend entfernt:

– ganzflächiges Aufbringen einer Ätz-Maskierungsschicht auf die Emitterkontaktierungsschicht, insbesondere die Abscheidung einer Siliziumdioxidschicht mittels PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition),
– lokales Entfernen der Maskierungsschicht an den Basiskontaktierungsbereichen, vorzugsweise mittels Laserablation und
– Entfernen der Emitterkontaktierungsschicht an den Basiskontaktierungsbereichen mittels Ätzen.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass durch die Ätz-Maskierungsschicht sehr genau die Positionierung der Basiskontaktierungsbereiche vorgebbar ist.
Vorzugsweise erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in Verfahrensschritt G die Verstärkung der Basiskontaktierungsstruktur galvanisch. Diese an sich bekannte Methode zur Verstärkung einer metallischen Struktur weist den Vorteil auf, dass eine automatische Positionierung der Verstärkung erfolgt und somit keinerlei Maskierungsschritte notwendig sind. Insbesondere ist es vorteilhaft, die Verstärkung mittels Silber-Galvanik und/oder Kupfer-Galvanik vorzunehmen, wie beispielsweise in Jiun-Hua Guo, Jeffrey E. Cotter „Metallization improvement an fabrication of interdigitated backside and double sided buried contact solar cells„ Solar Energy Materials & Solar Cells 86, pp. 485–498, 2005 beschrieben.
Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in Verfahrensschritt B die Emitterschicht ganzflächig aufgebracht und/oder die Emitterkontaktierungsschicht wird die Emitterschicht vollständig bedeckend aufgebracht.
Die Emitterkontaktierungsschicht und/oder die Basiskontaktierungsschicht werden vorteilhafterweise als metallische Schichten oder als Metall enthaltende Schichten ausgebildet. Hierbei liegt es im Rahmen der Erfindung, dass diese Schichten aus einer Schicht oder aus einem mehrere Schichten umfassenden Schichtsystem bestehen. Insbesondere die Ausbildung einer oder beider dieser Schichten als transparentes, leitfähiges Material ist vorteilhaft, um zusätzlich einen effektiven optischen Rückseitenspiegel zu erhalten.
Die Dotierkonzentration der Basishochdotierung im Basiskontaktierungsbereich ist vorzugsweise größer als 1 × 10¹⁸ cm^–3. Insbesondere liegt die Dotierkonzentration vorzugsweise zwischen 1 × 10¹⁸ cm^–3 und 1 × 10²⁰ cm^–3, bevorzugt zwischen 5 × 10¹⁸ cm^–3 und 5 × 10¹⁹ cm^–3.
Vorzugsweise weist die Basishochdotierung einen Schichtwiderstand im Bereich zwischen 1 Ω/☐ und 200 Ω/☐, vorzugsweise zwischen 5 Ω/☐ und 50 Ω/☐ auf.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden vorzugsweise eine Vielzahl von Basiskontaktierungsbereichen erzeugt, wobei der Abstand zwischen jeweils zwei benachbarten Basiskontaktierungsbereichen vorzugsweise zwischen 20 μm und 2000 µm, bevorzugt zwischen 500 µm und 1500 µm beträgt. Hierdurch ist gewährleistet, dass nur geringe Verluste aufgrund des Querleitungswiderstands für Majoritäten in dem Halbleitesubstrat entstehen.
Die Ausgestaltung der Basiskontaktierungsbereiche und damit ebenso der Basishochdotierungsbereiche und der Basiskontaktierungsschicht kann in an sich bekannter Weise erfolgen. So liegt die Ausgestaltung als linienförmige Kontaktierungsbereiche insbesondere zur Ausbildung eines bei Rückseitenkontaktsolarzellen bekannten, so genannten „interdigitated” Kontaktierungsschema vorteilhaft, bei dem sowohl Basis- als auch Emitterkontaktierungsschicht als kammartige Strukturen ausgebildet sind, die ineinander verschränkt sind.
Ebenso liegt die Ausbildung als punktartiger Basiskontaktierungsbereich im Rahmen der Erfindung. Wobei vorzugsweise eine Vielzahl von punktartigen Basiskontaktierungsbereichen ausgebildet werden, die jeweils eine Fläche zwischen 25 μm² und 1 mm², vorzugsweise zwischen 1000 μm² und 0,25 mm² aufweisen. Hierdurch wird eine Optimierung zwischen Verluste aufgrund von Rekombination an den Kontaktbereichen einerseits und Verlusten aufgrund des Kontaktwiderstands andererseits erzielt.
Vorzugsweise werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Vielzahl von Basiskontaktierungsbereichen ausgebildet, wobei die Basiskontaktierungsbereiche linienartig ausgebildet sind und eine Linienbreite zwischen 10 µm und 1000 µm, vorzugsweise zwischen 20 µm und 500 µm, insbesondere zwischen 50 µm und 200 µm aufweisen.
Die Emitterschicht wird vorzugsweise aus amorphem Silizium (a-Si) oder mikrokristallinem Silizium (μ-Si) oder aus einer amorphen Mischung, welche Silizium enthält, vorzugsweise amorphes Siziliumkarbid (a-SiC) ausgebildet.
Die Isolierungsschicht ist elektrisch isolierend ausgebildet. Vorzugsweise weist die Isolierungsschicht zusätzlich passivierende Eigenschaften auf, d. h. sie verringert die Rekombinationsrate der Minoritätsladungsträger an den durch die Isolierungsschicht bedeckten Oberflächen.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung rückseitenkontaktierter Solarzellen, bei denen die der Emitterseite gegenüberliegende Seite des Silizium-Halbleitersubstrates zur Einkopplung der elektromagnetischen Strahlung ausgebildet ist.
Das Halbleitersubstrat ist vorteilhafterweise als n-dotierter Siliziumwafer mit einer in etwa homogenen Dotierung mit einer Dotierkonzentration im Bereich 4 × 10¹⁴ cm^–3 bis 1 × 10¹⁶ cm^–3 ausgebildet.
Das Aufbringen der genannten Schichten kann in an sich bekannter Weise erfolgen. Insbesondere ist das Aufbringen durch Verfahren der chemischen Dampfabscheidung, CVD (Chemical Vapour Deposition), wie beispielsweise PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition) oder und ALD (Atomic Layer Deposition) oder durch PVD (Physical Vapour Deposition) wie beispielsweise durch Sputtern, vorteilhaft. Hierzu existieren bereits industriell einsetzbare Vorrichtungen und Prozessparameter.
Weitere Merkmale und vorzugsweise Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels und der 1 erläutert. Dabei zeigt 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei jeweils ein Teilschnittbild senkrecht zur Emitterseite dargestellt ist.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer einseitig kontaktierbaren Solarzelle aus einem Silizium-Halbleitersubstrat (1) mit einer Emitterseite 1a. Es ist in 1 jeweils ein Teilausschnitt senkrecht zur Emitterseite 1a dargestellt. Die Solarzelle setzt sich nach rechts und links fort.
Die der Emitterseite 1a gegenüberliegende Vorderseite des Halbleitersubstrates 1 ist die lichtzugewandte Seite der herzustellenden Solarzelle. An dieser Seite werden übliche Strukturen und Schichten zur Rekombinationsverringerung und Erhöhung des Lichteinfalls aufgebracht. In diesem Ausführungsbeispiel wird eine ganzflächige n⁺⁺-Dotierung zur Verringerung der Rekombination ausgebildet, ein so genanntes „Front Surface Field”.
Die Reinigung der Emitterseite 1a wird in einem Verfahrensschritt A als an sich bekannte RCA-Reinigung durchgeführt, wie in W. Kern, D. Puotinen: Cleaning Solutions Based on Hydrogen Peroxide for Use in Silicon Semiconductor Technology. In: RCA Review 187 (Juni 1970) beschrieben und umfasst vorzugsweise folgende Schritte:

– Reinigung mit Ammoniumhydroxid, Wasserstoffperoxid, DI-Wasser, im Verhältnis 1:1:5 bis 1:2:7, dann
– Reinigung mit Salzsäure, Wasserstoffperoxid, DI-Wasser, im Verhältnis 1:1:6 bis 1:2:8.

Anschließend erfolgt in einem Verfahrensschritt B die Abscheidung einer Emitterschicht 2. Die Emitterschicht 2 ist als Schichtstruktur ausgebildet, umfassend eine Schicht aus intrinsischem, amorphem Silizium (i-a Si) mit einer Dicke im Bereich von 3 nm bis 5 nm und einer Schicht aus p-dotiertem amorphen Silizium (p-a Si) mit einer Dicke von 10 nm.
In einem Verfahrensschritt C1 erfolgt das Aufbringen einer querleitfähigen Emitterkontaktierungsschicht 3, welche als Metallschicht aus Aluminium und/oder Titan und/oder Palladium und/oder Silber und/oder Nickel ausgebildet ist und mittels Aufdampfen aufgebracht wird. Die Emitterkontaktierungsschicht 3 weist eine Dicke von 2 µm auf.
In einem Verfahrensschritt C2 wird an einer Vielzahl von Basiskontaktierungsbereichen, von denen in 1 lediglich ein Basiskontaktierungsbereich 4a dargestellt ist, die Emitterkontaktierungsschicht 3 mittels Laserablation entfernt.
Anschließend erfolgt in einem Verfahrensschritt C3 mittels Plasmaätzen oder nasschemischen Verfahren, wie KOH-Ätzen, durch eine vorher aufgebrachte und strukturierte Maskierungsschicht die Entfernung der Emitterschicht 2 an dem Basiskontaktierungsbereich 4a, wobei die Emitterkontaktierungsschicht 3 als Ätzmaske dient.
In einem Verfahrensschritt D wird eine Isolierungsschicht 5 aufgebracht. Diese Isolierungsschicht ist als Aluminiumoxidschicht und/oder Siliziumoxid und/oder Siliziumnitrid und/oder Siliciumcarbid ausgebildet und weist eine Dicke im Bereich von mehreren nm bis mehreren µm, vorzugsweise von 200 nm auf und wird mittels ALD oder PECVD aufgebracht. Die Isolierungsschicht 5 wird ganzflächig aufgebracht und bedeckt somit insbesondere den Basiskontaktierungsbereich 4a an der Emitterseite 1a des Halbleitesubstrats 1 und die dem Basiskontaktierungsbereich 4a zugewandten Stirnseite 5a von Emitterschicht 2 und Emitterkontaktierungsschicht 3. Hierdurch ist eine elektrische Isolierung zwischen Emitter- und Basiskontaktierung gewährleistet sowie eine elektrische Passivierung und damit Verringerung der Oberflächenrekombinationsgeschwindigkeit insbesondere an dem Basiskontaktierungsbereich 4a der Emitterseite 1a des Halbleitersubstrates 1.
In einem Verfahrensschritt E erfolgt mittels der LCP-Methode sowohl das Öffnen der Isolierungsschicht 5 sowie das Eintreiben eines Dotierstoffes (in diesem Fall Phosphor) an einem Basishochdotierungsbereich 4b, welcher ein Teilbereich des Basiskontaktierungsbereichs 4a ist.
Die Laserchemische Prozessierung erfolgt mittels eines Faserlasers und folgenden Laserparametern und Prozessparametern:

– Laser Parametern: Wellenlänge 532 nm, Pulsdauer 1 bis 100 ns, Fluenz 0,1 bis 2 J/cm².
– Prozessparameter: als P-Typ Dotiermedium wird flüssiges Natriumborhydrid (NaBH₄) oder als N-Typ Dotiermedium wird flüssige Phosphorsäure (H₃PO₄) mit dem Druck von 50 bis 400 Bar verwendet. Die Durchmesser von dem Flüssigkeitsstrahl liegt im Bereich von 30 bis zum 100 μm.

Es ergibt sich durch die LCP-Methode somit einerseits die Entfernung der Isollierungsschicht 5 sowie die Ausbildung eines Hochdotierungsbereichs (ein so genanntes Back Surface Field, BSF) 6 an dem Basishochdotierungsbereich 4b in dem Halbleitersubstrat 1. Der Hochdotierungsbereich 6 weist an der Emitterseite 1a des Halbleitersubstrates eine Dotierung mit Schichtwiderstand von etwa 10 bis 50 Ω/cm² auf, bei einer Breite von 30 µm bis zu 100 µm und einer Tiefe von 0,5 µm bis zum 1,5 µm.
In einem Verfahrensschritt F wird mittels des an sich bekannten Nickelgalvanik-Verfahrens eine Basiskontaktierungsstruktur 7 erzeugt. Dies erfolgt in bekannter Weise als Stromlose Nickelgalvanik.
In einem Verfahrensschritt G erfolgt die Verstärkung der Basiskontaktierungsstruktur 7 durch galvanische Verstärkung. Dabei werden die Solarzellen kontaktiert und in einem Galvanikbad eingetaucht. Durch Anlegen einer Stromquelle wird die Spannung so eingestellt, dass die Metall-Ionen aus dem Bad an die Metallkontakte der zu galvanisierenden Oberfläche angezogen werden.
Die Emitterkontaktierungsstrukturen werden in an sich bekannter Weise erzeugt, indem Metallschichten aufgedampft oder gesputtert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7199395 B2 [0007, 0008]
WO 2007/085452 A1 [0031]
DE 10046170 A1 [0035]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

E. Schneiderlöchner, R. Preu, R. Lüdemann, and S. W. Glunz, „Laser-fired rear contacts for crystalline silicon solar cells,” Progress in Photovoltaics: Research and Applications, vol. 10, pp. 29-34, 2002 [0035]
S. W. Glunz, E. Schneiderlöchner, D. Kray, A. Grohe, H. Kampwerth, R. Preu, and G. Willeke, „Laser-fired contact solar cells an p- and n-type substrates,” in Proceedings of the 19th European Photovoltaic Solar Energy Conference (Paris, France), pp. 408–411, 2004 [0035]
Jiun-Hua Guo, Jeffrey E. Cotter „Metallization improvement an fabrication of interdigitated backside and double sided buried contact solar cells„ Solar Energy Materials & Solar Cells 86, pp. 485–498, 2005 [0043]
W. Kern, D. Puotinen: Cleaning Solutions Based on Hydrogen Peroxide for Use in Silicon Semiconductor Technology. In: RCA Review 187 (Juni 1970) [0060]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer einseitig kontaktierbaren Solarzelle aus einem Silizium-Halbleitersubstrat (1) eines ersten Dotierungstyps, folgende Verfahrensschritte umfassend: A Oberflächenreinigung zumindest einer für die Aufbringung einer Emitterschicht (2) vorgesehenen Emitterseite (1a) des Halbleitersubstrates, B Aufbringen einer Emitterschicht (2) eines zweiten, zum ersten entgegengesetzten Dotierungstyps auf die Emitterseite (1a) des Halbleitersubstrates und/oder auf eine oder mehrere die Emitterseite (1a) bedeckende Zwischenschichten, zur Ausbildung eines pn-Übergangs zwischen Emitterschicht (2) und Halbleitersubstrat (1), C Aufbringen einer querleitfähigen Emitterkontaktierungsschicht (3), welche die Emitterschicht (2) und/oder weitere die Emitterschicht (2) bedeckende Zwischenschichten zumindest teilweise überdeckt, wobei Emitterschicht (2) und Emitterkontaktierungsschicht (3) elektrisch leitend verbunden sind und eine Mehrzahl von Basiskontaktierungsbereichen der Emitterseite (1a) des Halbleitersubstrates nicht bedecken und/oder an einer Mehrzahl von Basiskontaktierungsbereichen wieder entfernt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende weitere Verfahrensschritte umfasst: D Aufbringen einer Isolierungsschicht (5) zumindest an den Basiskontaktierungsbereichen auf die Emitterseite (1a) des Halbleitersubstrates und auf die die Basiskontaktierungsbereiche umgebenden Oberflächenbereiche der Emitterschicht (2) und/oder der Emitterkontaktierungsschicht (3), E Öffnen der an einer Mehrzahl von Basishochdotierungsbereichen, wobei jeder Basishochdotierungsbereich (4b) ein Teilbereich eines Basiskontaktierungsbereiches ist und lokales Eintreiben eines Dotierstoffes des ersten Dotierungstyps an den Basishochdotierungsbereichen, wobei das lokale Eintreiben des Dotierstoffes durch lokales Erhitzen zumindest des Halbleitersubstrates an den Basishochdotierungsbereichen erfolgt, F Aufbringen einer oder mehrere Basiskontaktierungsstrukturen mittels eines elektrochemischen Verfahrens, wobei die Basiskontaktierungsstruktur zumindest einen Basishochdotierungsbereich (4b) zumindest teilweise bedeckend und mit dem Halbleitersubstrat (1) elektrisch leitend verbunden ausgebildet wird, G Verstärkung der Basiskontaktierungsstruktur, und dass in den auf Verfahrensschritt B folgenden Verfahrensschritten keine globale Erwärmung der Emitterschicht (2) auf mehr als 250°C erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Verfahrensschritt E das lokale Eintreiben des Dotierstoffes mittels eines in einen Flüssigkeitsstrahl eingekoppelten Lasers (LCP) erfolgt, wobei der Flüssigkeitsstrahl den Dotierstoff enthält und eine lokale Erwärmung des Halbleitersubstrates am Basishochdotierungsbereich (4b) mittels des Lasers erfolgt, zum Eintreiben des Dotierstoffes.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Verfahrensschritt E das lokale Eintreiben des Dotierstoffes dadurch erfolgt, dass das Halbleitersubstrat (1) in eine den Dotierstoff enthaltende Flüssigkeit getaucht wird und eine lokale Erwärmung des Halbleitersubstrates am Basishochdotierungsbereich (4b) mittels eines Lasers erfolgt, zum Eintreiben des Dotierstoffes.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Verfahrensschritt E das lokale Eintreiben des Dotierstoffes dadurch erfolgt, dass eine den Dotierstoff enthaltende Dotierschicht zumindest auf den Basishochdotierungsbereich (4b) aufgebracht wird, mittels lokaler Erwärmung durch einen Laser der Dotierstoff eingetrieben wird und vorzugsweise die Dotierschicht wieder entfernt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Verfahrensschritt C die Emitterschicht (2) zunächst ganzflächig aufgebracht wird, und dass die Emitterschicht (2) mittels Plasmaätzung oder mittels nasschemischen KOH-Ätzen an den Basiskontaktierungsbereichen entfernt wird, vorzugsweise, dass beim Entfernen der Emitterschicht (2) mittels Plasmaätzung die Emitterkontaktierungsschicht (3) als Ätzmaske verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Verfahrensschritt B die Emitterkontaktierungsschicht (3) ganzflächig aufgebracht wird und mittels Laserablation an den Basiskontaktierungsbereichen entfernt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Verfahrensschritt B die Emitterkontaktierungsschicht (3) ganzflächig aufgebracht wird und folgende Verfahrensschritte umfassend an den Basiskontaktierungsbereichen entfernt wird: – ganzflächiges Aufbringen einer Ätz-Maskierungsschicht auf die Emitterkontaktierungsschicht (3), – lokales Entfernen der Maskierungsschicht an den Basiskontaktierungsbereichen, vorzugsweise mittels Laserablation und – Entfernen der Emitterkontaktierungsschicht (3) an den Basiskontaktierungsbereichen mittels Ätzen.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Verfahrensschritt F die Erzeugung der Basiskontaktierungsstruktur (7) galvanisch erfolgt, insbesondere mittels Nickelgalvanik.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Verfahrensschritt B die Emitterschicht (2) ganzflächig aufgebracht wird und/oder die Emitterkontaktierungsschicht (3) die Emitterschicht (2) vollständig bedeckend aufgebracht wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Emitterkontaktierungsschicht (3) und/oder Basiskontaktierungsschicht als metallische Schichten oder als Metall enthaltende Schichten ausgebildet werden und/oder eine oder mehrere Schichten umfassen, welche transparentes, leitfähiges Material enthalten.
Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dotierkonzentration der Basishochdotierung im Basiskontaktierungsbereich (4a) zumindest im Bereich der Oberfläche des Halbleitersubstrates zwischen 1 × 10¹⁸ cm^–3 und 1 × 10²⁰ cm^–3, vorzugsweise zwischen 5 × 10¹⁸ cm^–3 und 5 × 10¹⁹ cm^–3 beträgt.
Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basishochdotierung einen Schichtwiderstand im Bereich zwischen 1 Ω/☐ und 200 Ω/☐, vorzugsweise zwischen 10 Ω/☐ und 100 Ω/☐ aufweist.
Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Basiskontaktierungsbereichen ausgebildet werden, wobei der Abstand zwischen jeweils zwei benachbarten Basiskontaktierungsbereichen zwischen 20 µm und 2000 µm, vorzugsweise zwischen 500 µm und 1500 µm beträgt.
Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Basiskontaktierungsbereichen ausgebildet werden, wobei die Basiskontaktierungsbereiche jeweils eine Fläche zwischen 25 μm² und 1 mm², vorzugsweise zwischen 1000 μm² und 0,25 mm² aufweisen, vorzugsweise, dass die Basiskontaktierungsbereiche etwa punktförmig ausgebildet sind.
Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Basiskontaktierungsbereichen ausgebildet werden, wobei die Basiskontaktierungsbereiche linenartig ausgebildet sind und eine Linienbreite zwischen 10 µm und 1000 µm, vorzugsweise zwischen 20 µm und 500 µm, insbesondere zwischen 50 µm und 200 µm aufweisen.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Emitterschicht (2) aus amorphem Silizium (a-Si) oder mikrokristallinem Silizium (μ-Si) oder aus einer amorphen Mischung, welche Silizium enthält, vorzugsweise amorphes Siziliumkarbid (a-SiC) ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierungsschicht (5) zumindest die Emitterseite (1a) des Halbleitersubstrates an den Basiskontaktierungsbereichen und die den Basiskontaktierungsbereichen zugewandten Stirnseiten von Emitterschicht (2) und Emitterkontaktierungsschicht (3) bedeckt.