DE102010024834A1 - Verfahren zur Herstellung eines passivierten, Bor-dotierten Bereichs, insbesondere während der Herstellung einer Solarzelle, und Solarzelle mit einem passivierten, Bor-dotierten Bereich - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines passivierten, Bor-dotierten Bereichs, insbesondere während der Herstellung einer Solarzelle, und Solarzelle mit einem passivierten, Bor-dotierten Bereich Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines passivierten, Bor-dotierten Bereichs, insbesondere in einer Solarzelle, welches die Schritte a) Bereitstellen eines Halbleitersubstrats, b) Ausbilden eines Bor-dotierten Bereichs (202; 302; 402; 502) in genanntem Halbleitersubstrat (201; 301; 401; 501), wobei wenigstens ein Teil einer Oberfläche des genannten Halbleitersubstrats zu dem genannten Bor-dotierten Bereich gehört (202; 302; 402; 502) und c) Ausbilden von wenigstens einer dielektrischen Schicht (204; 205; 304; 305; 404; 405; 504; 505) auf wenigstens einem Teil der Oberfläche des gemäß der vorangegangenen Schritte modifizierten Halbleitersubstrats (201; 301; 401; 501) aufweist, wobei eine Borsilikatglasschicht (202A; 302A; 402A; 502A) auf der Oberfläche des Bor-dotierten Bereichs (202; 302; 402; 502) ausgebildet wird und 304; 404; 504) in direktem Kontakt mit wenigstens einem Teil der genannten Borsilikatglasschicht (202A; 302A; 402A; 502A) ausgebildet wird sowie eine Solarzelle (200; 300; 400; 500), umfassend ein Halbleitersubstrat, wenigstens einen Phosphor-dotierten Bereich (203; 303; 403; 503) in genanntem Halbleitersubstrat, der an einen Stromkreis angeschlossen werden kann und zwar mittels wenigstens eines Metallkontakts (207; 307; 407; 507), wenigstens einen Bor-dotierten Bereich (202; 302; 402; 502) in genanntem Halbleitersubstrat, der an einen Stromkreis angeschlossen werden kann und zwar mittels wenigstens eines Metallkontakts (206; 306; 406; 506) und wenigstens eine dielektrische Schicht (204; 205; 304; 305; 404; 405; 504; 505), die wenigstens einen Teil der Oberfläche des genannten Halbleitersubstrats überdeckt, wobei das genannte Halbleitersubstrat wenigstens eine Borsilikatglasschicht (202A; 302A; 402A; 502A) umfasst und zwar auf der Oberfläche des genannten wenigstens einen Bor-dotierten Bereichs (202; 302; 402; 502) und wobei die genannte wenigstens eine dielektrische Schicht (204; 304; 404; 504) in direktem Kontakt mit wenigstens einer Oberfläche der genannten Borsilikatglasschicht (202A; 302A; 402A; 502A) ist, die sich gegenüber der Oberfläche der Borsilikatglasschicht (202; 302; 402; 502) befindet, die dem wenigstens einen Bor-dotierten Bereich zugewandt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines passivierten, Bor-dotierten Bereichs mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine unter Anwendung des genannten Verfahrens hergestellte Solarzelle.
  • Eines der Standardverfahren in der Halbleitertechnologie ist das Dotieren von kristallinen Siliziumsubstraten. Beispielsweise kann eine Solarzelle hergestellt werden, indem p- und n-dotierte Bereiche in einem Siliziumsubstrat ausgebildet werden.
  • Einer der wichtigsten p-Dotanden ist Bor. Allerdings ist es für eine Reihe von wichtigen Anwendungen erforderlich, in den ausgebildeten Bor-dotierten Bereichen eine Passivierung zu erreichen, genauer gesagt eine Oberflächenpassivierung. Um wieder die Solarzelle als Beispiel zu verwenden: Passivierung verlängert merklich die effektive Lebensdauer von Elektronen und Löchern, die entstehen, wenn Licht auf die Solarzelle auftrifft, und erhöht so den Wirkungsgrad der Solarzelle.
  • Bis jetzt wurde die Passivierung eines Bor-dotierten Bereichs durch das Hinzufügen von Oberflächenfilmen aus SiN, thermisch oder chemisch gewachsenem SiO2 erreicht oder, vorzugsweise, von Schichten aus SiO2 und SiN, wie beschrieben im Artikel „Surface passivation of silicon solar cells using plasmaenhanced chemical-vapour-deposited SiN films and thin thermal SiO2/plasma SiN stacks” von J. Schmidt et al., Semicond. Sci. Rechnol. 16 (2001), 164–170) oder im Artikel „Surface passivation of boron diffused emitters for high efficiency solar cells" von J. Genick et al. aus den Veröffentlichungen des Berufsverbandes von Ingenieuren aus den Bereichen Elektrotechnik und Informatik (IEEE Electron Devices Society): 33rd IEEE Photovoltaic Specialists Conference 2008, San Diego, CA, 11.–16. Mai 2008. Jedoch bietet keiner dieser bekannten Ansätze eine perfekte Passivierung der Bor-dotierten Bereiche, weshalb eine weitere Optimierung der Passivierung erforderlich ist.
  • Das durch diese Erfindung gelöste Problem, besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines effizienter passivierten Bor-dotierten Bereichs in einem Halbleitersubstrat, insbesondere während der Herstellung einer Solarzelle, und in der Bereitstellung einer Solarzelle mit einer effizienteren Passivierung des Bor-dotierten Bereichs.
  • Dieses Problem wird durch ein Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle mit den in Anspruch 1 beschriebenen Merkmalen sowie einer Solarzelle gemäß Anspruch 11 gelöst. Die vorteilhaften Ausgestaltungsvarianten des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Das Verfahren zur Herstellung eines passivierten, mit Bor-dotierten Bereichs, insbesondere bei einer Solarzelle, besteht gemäß dieser Erfindung aus den folgenden Schritten: a) dem Bereitstellen eines Halbleitersubstrats, b) dem Ausbilden eines Bor-dotierten Bereichs im genannten Halbleitersubstrat, wobei wenigstens ein Teil einer Oberfläche des genannten Halbleitersubstrats zu dem genannten Bor-dotierten Bereich gehört sowie c) dem Ausbilden wenigstens einer dielektrischen Schicht auf wenigstens einem Teil der Oberfläche des gemäß der vorangegangenen Schritte modifizierten Halbleitersubstrats, wobei eine Borsilikatglasschicht auf der Oberfläche des Bor-dotierten Bereichs ausgebildet wird und wobei wenigstens eine dielektrische Schicht in direktem Kontakt mit wenigstens einem Teil der genannten Borsilikatglasschicht gebildet wird. In Abhängigkeit von den angewendeten Reaktionsbedingungen kann das Ausbilden einer Borsilikatglasschicht auf der Oberfläche des Bor-dotierten Bereichs zur Bildung einer Zwischenschicht führen, die in der Fachwelt als „borreiche Schicht” bekannt ist. Aus diesem Grund kann die beanspruchte Ausbildung einer Borsilikatglasschicht auf der Oberfläche des Bor-dotierten Bereichs entweder zu einem Doppelschichtsystem aus Bor-dotiertem Bereich und Borsilikatglasschicht oder zu einem Dreifach-Schichtsystem aus Bor-dotiertem Bereich, borreicher Schicht und Borsilikatglasschicht führen.
  • Wie durch die Verwendung der Formulierung „gemäß der vorangegangenen Schritte modifiziertes Halbleitersubstrat” angedeutet, kann die dielektrische Schicht auf ein Halbleitersubstrat aufgetragen werden, dessen Oberfläche mittels der erwähnten oder mittels zusätzlicher Verfahrensschritte beschichtet wurde. Im Allgemeinen bezieht sich der Begriff „Siliziumsubstrat”, so wie er in dieser Erfindung verwendet wird, auf ein Siliziumsubstrat, dessen Eigenschaften durch Verfahrensschritte verändert wurden. Dies schließt das Hinzufügen von Oberflächenschichten, die auf ihm hergestellt oder zu ihm hinzugefügt wurden, ein und bezieht sich nicht nur auf Veränderungen im Siliziumsubstrat selbst, wie sie beispielsweise durch Dotierung erreicht werden.
  • Die wesentliche Neuerung dieser Erfindung besteht darin, durch das Übereinanderschichten von Borsilikatglas und dielektrischer Schicht die Oberflächenpassivierung einer Bor-dotierten Schicht herbeizuführen. Es konnte festgestellt werden, dass diese Art der Schichtung überraschenderweise die erwähnte Passivierung merklich verbessert, z. B. durch eine signifikante Erhöhung der Lebensdauer von Minoritätsladungsträgern.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltungsvariante wird in Schritt a) ein Siliziumsubstrat bereit gestellt, erfolgt in Schritt b) die Ausbildung des Bor-dotierten Bereichs mittels Diffusion und wird die Borsilikatglasschicht während des Ausbildens des Bor-dotierten Bereichs in einem in situ-Schritt gebildet. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, die Borsilikatglasschicht in einem separaten Verfahrensschritt herzustellen, was in einer extrem zeit- und kosteneffizienten Produktion resultiert. Das Verfahren lässt sich sowohl auf p- als auch auf n-Typ-Siliziumsubstrate anwenden. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, besteht die Möglichkeit eine Borsilikatglasschicht unter Standardbedingungen, im Hinblick auf Temperatur und Dauer des Verfahrensschrittes zur Bor-Diffusion automatisch herzustellen, falls die Bor-Diffusion in einer Atmosphäre stattfindet, die Sauerstoff und entweder BBr3 oder BCl3 sowie ein Trägergas enthält. Es gibt zahlreiche weitere mögliche Bor-Quellen, einschließlich B2H6 und BN.
  • Eine weitere Verbesserung der auf diese Weise erzeugten Passivierung wird erreicht, falls nach dem Ausbilden der genannten Borsilikatglasschicht das Verfahren durch eine thermische Oxidation in situ in einer O2 oder H2O enthaltenden Atmosphäre fortgesetzt wird.
  • Es ist zudem möglich, die Borsilikatglasschicht als Teil einer Antireflexionsschicht zu nutzen. Um das zu erreichen, wird vor dem Ausbilden der genannten wenigstens einen dielektrischen Schicht die Dicke der genannten Borsilikatglasschicht solcherart reduziert, dass nach dem Abtragen die Dicke der Borsilikatglasschicht nicht weniger als ein nm beträgt. Eine derartige Reduzierung der Dicke der genannten Borsilikatglasschicht kann durch Ätzen in einer chemischen Lösung, in der sich wenigstens ein Mitglied der Gruppe bestehend aus einer Fluorwasserstoffsäure enthaltenden Lösung, einer Natriumhydroxid enthaltenden Lösung, einer Kaliumhydroxid enthaltenden Lösung, einer Schwefelsäure enthaltenden Lösung, einer Wasserstoffperoxid enthaltenden Lösung oder einer Salpetersäure enthaltenden Lösung befindet, erreicht werden.
  • Die Schichtung von Borsilikatglas und dielektrischer Schicht ist besonders effektiv, wenn die besagte dielektrische Schicht aus Wasserstoff enthaltendem Siliziumnitrid, Wasserstoff enthaltendem Siliziumkarbid, Wasserstoff enthaltendem Siliziumoxinitrid, Wasserstoff enthaltendem amorphem Silizium oder Siliziumoxid besteht.
  • Schließt das Verfahren nach dem Ausbilden der dielektrischen Schicht Glühen ein, führt dies zu einer verbesserten Oberflächenpassivierung, die mit einem verbesserten Abscheiden von Wasserstoff aus der dielektrischen Schicht zusammenhängen kann. Genauer ausgedrückt, kann dies insbesondere dann erreicht werden, wenn die Glühtemperatur höher ist als die Abscheidungstemperatur der genannten dielektrischen Schicht, und kann vorteilhafterweise während eines Brennschritts zum Zwecke der Herbeiführung der Metallkontakte der Solarzelle erfolgen.
  • Die Solarzelle gemäß dieser Erfindung besteht aus einem Halbleitersubstrat, wenigstens einem Phosphor-dotierten Bereich im genannten Halbleitersubstrat, der über wenigstens einen Metallkontakt an einen Stromkreis angeschlossen werden kann, wenigstens einem Bor-dotierten Bereich im genannten Halbleitersubstrat, der über wenigstens einen Metallkontakt an einen Stromkreis angeschlossen werden kann, sowie wenigstens einer dielektrischen Schicht, die wenigstens einen Teil der Oberfläche des genannten Halbleitersubstrats bedeckt, wobei das genannte Halbleitersubstrat wenigstens eine Borsilikatglasschicht auf der Oberfläche des genannten Bor-dotierten Bereichs umfasst und wobei die genannte wenigstens eine dielektrische Schicht in direktem Kontakt mit wenigstens einer Oberfläche der genannten Borsilikatglasschicht ist, die der Oberfläche der Borsilikatglasschicht gegenüber liegt, die dem wenigstens einen Bor-dotierten Bereich zugewandt ist. Diese Anordnung führt zu einer verbesserten Passivierung des Bor-dotierten Bereichs der Solarzelle, was die effektive Lebensdauer der Minoritätsladungsträger erhöht, die während des Betriebs der Solarzelle erzeugt werden, was gemäß dieser Erfindung zu einer verbesserten Ausbeute der Solarzelle führt.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass die Ausbildung einer Borsilikatglasschicht auf der Oberfläche des Bor-dotierten Bereichs zur Bildung einer Zwischenschicht führen kann, die in Fachkreisen als „borreiche Schicht” bekannt ist. Aus diesem Grund bezieht sich die Fomulierung „Borsilikatschicht auf der Oberfläche des genannten wenigstens einen Bor-dotierten Bereichs” im Kontext dieses Dokuments sowohl auf ein Doppelschichtsystem aus Bor-dotiertem Bereich und Borsilikatglasschicht als auch auf ein Dreifach-Schichtsystem aus Bor-dotiertem Bereich, borreicher Zwischenschicht und Borsilikatglasschicht.
  • Das bevorzugte Halbleitersubstrat ist Silizium, vorzugsweise p- oder n-Silizium. Falls die Borsilikatglasschicht eine Dicke von 1 nm aufweist, kann sie als Teil einer Antireflexionsschicht eingesetzt werden.
  • Vorteilhafte Materialien für die dielektrische Schicht bestehen aus Wasserstoff enthaltendem Siliziumnitrid, Wasserstoff enthaltendem Siliziumkarbid, Wasserstoff enthaltendem Siliziumoxinitrid, Wasserstoff enthaltendem amorphem Silizium oder Siliziumoxid.
  • Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Abbildungen näher erläutert, die zeigen:
  • : gemessene effektive Rekombinationslebensdauer Bor-diffundierter Siliziumscheiben, die mit unterschiedlichen Passivierungstechniken behandelt wurden,
  • : eine erste Ausgestaltungsvariante einer Solarzelle 300 gemäß der Erfindung, eine n-Typ-Solarzelle darstellend,
  • : eine zweite Ausgestaltungsvariante einer Solarzelle 300 gemäß der Erfindung, eine p-Typ-Solarzelle darstellend,
  • : eine dritte Ausgestaltungsvariante einer Solarzelle 300 gemäß der Erfindung, eine Rückkontakt-n-Typ-Solarzelle darstellend,
  • : eine vierte Ausgestaltungsvariante einer Solarzelle 300 gemäß der Erfindung, eine Rückkontakt-p-Typ-Solarzelle darstellend,
  • Die relative Dicke der Schichten und/oder Bereiche, wie in den Abbildungen gezeigt, wird teilweise in übertriebener Weise dargestellt, um die Wirkung der Anwendung bestimmter Verfahrensschritte klarer zu verdeutlichen.
  • Der Begriff „Siliziumsubstrat”, wie er in dieser Erfindung verwendet wird, bezieht sich auf ein Siliziumsubstrat, dessen Eigenschaften verändert wurden. Dies schließt das Hinzufügen von Oberflächenschichten, die auf ihm hergestellt oder zu ihm hinzugefügt wurden, ein und bezieht sich nicht nur auf Veränderungen im Siliziumsubstrat selbst, wie sie beispielsweise durch Dotierung erreicht werden.
  • Die Begriffe „Rückseite” und „Frontseite” werden im Kontext der in – gezeigten Solarzellen folgendermaßen verwendet: Der Begriff „Frontseite” bezieht sich auf die Seite der Solarzelle, die während des Betriebs der Solarzelle dem Sonnenlicht zugewandt ist, der Begriff „Rückseite” bezieht sich auf die der Frontseite gegenüber liegende Seite.
  • zeigt die gemessene effektive Rekombinationslebensdauer von Bor-diffundierten Siliziumscheiben, die mit unterschiedlichen Passivierungstechniken behandelt wurden, falls eine dielektrische Schicht aus Wasserstoff enthaltendem Siliziumnitrid ausgebildet wurde.
  • Diese Messungen zeigen, dass das Passivierungsverfahren gemäß der Anordnung im Rahmen dieser Erfindung, d. h., bei Vorliegen einer Oberflächenpassivierung mit übereinandergeschichtetem Borsilikatglas und SiNx:H, offensichtlich effektive Lebensdauern im Vergleich zu Verfahren, die bisher bekannte Passivierungstechniken verwenden, merklich verbessern kann, was den signifikanten Vorteil dieser Erfindung herausstellt.
  • zeigt eine erste Ausgestaltungsvariante einer Solarzelle 200 gemäß der Erfindung, eine n-Typ-Solarzelle darstellend. Gezeigt wird ein n-Typ-Siliziumsubstrat 201. Auf der Rückseite des genannten n-Typ-Siliziumsubstrats 201 befindet sich ein Phosphor-dotierter Bereich 203, der durch Metallkontakte 207 aus Silber kontaktiert wird. Die Rückseitenoberfläche des Phosphor-dotierten Bereichs 203; der nicht von Metallkontakten 207 überdeckt ist, ist mit einer dielektrischen Schicht 205 aus Wasserstoff enthaltendem PECVD-Siliziumnitrid überdeckt. Die Frontseite des genannten n-Typ-Siliziumsubstrats 201 weist einen Bor-dotierten Bereich 202 auf, dessen Frontseite mit einer Borsilikatglasschicht 202A überdeckt ist. Metallkontakte 206 aus einer Silber und Aluminium enthaltenden Mischung kontaktieren den Bor-dotierten Bereich 202. Die Frontseite der Borsilikatglasschicht 202A ist mit einer dielektrischen Schicht 205 aus Wasserstoff enthaltendem PECVD-Siliziumnitrid überdeckt.
  • zeigt eine zweite Ausgestaltungsvariante einer Solarzelle 300 gemäß dem erfindungsmäßigen Verfahren, eine p-Typ-Solarzelle darstellend. Gezeigt wird ein p-Typ-Siliziumsubstrat 301. Auf der Rückseite des genannten p-Typ-Siliziumsubstrats 301 befindet sich ein Phosphor-dotierter Bereich 303, der durch Metallkontakte 307 aus Silber kontaktiert wird. Die Rückseiten-Oberfläche des Phosphor-dotierten Bereichs 303, der nicht von Metallkontakten 307 überdeckt ist, ist mit einer dielektrischen Schicht 304 aus Wasserstoff enthaltendem PECVD-Siliziumnitrid überdeckt. Die Frontseite des genannten p-Typ-Siliziumsubstrats 301 weist einen Bor-dotierten Bereich 302 auf, dessen Frontseite mit einer Borsilikatglasschicht 302A überdeckt ist. Metallkontakte 306 aus einer Silber und Aluminium enthaltenden Mischung kontaktieren den Bor-dotierten Bereich 302. Die Frontseite der Borsilikatglasschicht 302A ist mit einer dielektrischen Schicht 305 aus Wasserstoff enthaltendem PECVD-Siliziumnitrid überdeckt.
  • zeigt eine dritte Ausgestaltungsvariante einer Solarzelle 300 gemäß dem erfindungsmäßigen Verfahren, eine rückseitig kontaktierte n-Typ-Solarzelle darstellend. Gezeigt wird ein n-Typ-Siliziumsubstrat 401. Auf der Frontseite und auf Teilen der Rückseite weist das genannte n-Typ-Siliziumsubstrat 401 Phosphor-dotierte Bereiche 403 auf. Die Phosphor-dotierten Bereiche 403 auf der Rückseite des n-Typ-Siliziumsubstrats 401 werden durch Metallkontakte aus Silber kontaktiert. Die Oberflächen der Phosphor-dotierten Bereiche 403, die nicht von Metallkontakten 407 überdeckt sind, sind mit dielektrischen Schichten 404, 405 aus Wasserstoff enthaltendem PECVD-Siliziumnitrid überdeckt. Auf den verbleibenden Teilen der Rückseite des genannten n-Typ-Siliziumsubstrats 401 befinden sich Bor-dotierte Bereiche 402, deren Rückseiten mit Schichten aus Borsilikatglas 402A überdeckt sind. Metallkontakte 406 aus einer Silber und Aluminium enthaltenden Mischung kontaktieren die Bor-dotierten Bereiche 402. Die Frontseite der Borsilikatglasschicht 402A ist mit einer dielektrischen Schicht 405 aus Wasserstoff enthaltendem PECVD-Siliziumnitrid überdeckt.
  • zeigt eine vierte Ausgestaltungsvariante einer Solarzelle 500 gemäß dem erfindungsmäßigen Verfahren, eine Rückkontakt-p-Typ-Solarzelle darstellend. Gezeigt wird ein p-Typ-Siliziumsubstrat 501. Auf der Frontseite und auf Teilen der Rückseite weist das genannte p-Typ-Siliziumsubstrat 501 Bor-dotierte Bereiche 502 auf. Die Bor-dotierten Bereiche 502 auf der Rückseite des p-Typ-Siliziumsubstrats 501 werden durch Metallkontakte 506 aus einer Silber-Aluminium-Legierung kontaktiert. Die Oberflächen der Bor-dotierten Bereiche 502, die nicht von Metallkontakten 506 überdeckt sind, sind mit Schichten aus Borsilikatglas 502A überdeckt, die wiederum mit dielektrischen Schichten 504; 505 aus Wasserstoff enthaltendem PECVD-Siliziumnitrid überdeckt sind. Auf den verbleibenden Teilen der Rückseite des genannten p-Typ-Siliziumsubstrats 501 befinden sich Phosphor-dotierte Bereiche 502. Metallkontakte 506 aus einer Silber und Aluminium enthaltenden Mischung kontaktieren die Bor-dotierten Bereiche 503. Die Rückseitenoberfläche der Phosphor-dotierten Bereiche 503, die nicht von Metallkontakten 506 überdeckt sind, sind ebenfalls mit einer dielektrischen Schicht 505 aus Wasserstoff enthaltendem PECVD-Siliziumnitrid überdeckt.
  • Allgemein gesprochen können alle Solarzellentypen nach den Prinzipien dieser Erfindung hergestellt werden, z. B. konventionelle Solarzellen, IBC-Solarzellen, MWT-Solarzellen oder EWT-Solarzellen, die Bor-diffundierte Bereiche auf der dem Sonnelicht zugewandten Seite oder auf der gegenüber liegenden Seite aufweisen.
  • Bezugszeichenliste
    • 200; 300; 400; 500
    Solarzelle
    201; 301
    kristallines n-Typ-Siliziumsubstrat
    202; 302; 402; 502
    Bor-dotierter Bereich
    202A; 302A; 402A; 502A
    Borsilikatglasschicht
    203; 303; 403; 503
    Phosphor-dotierter Bereich
    204; 205; 304; 305; 404; 405; 504; 505
    dielektrische Schicht
    206; 306; 406; 506
    Metallkontakt
    207, 307; 407; 507
    Metallkontakt
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • J. Schmidt et al., Semicond. Sci. Rechnol. 16 (2001), 164–170 [0004]
    • „Surface passivation of boron diffused emitters for high efficiency solar cells” von J. Genick et al. aus den Veröffentlichungen des Berufsverbandes von Ingenieuren aus den Bereichen Elektrotechnik und Informatik (IEEE Electron Devices Society): 33rd IEEE Photovoltaic Specialists Conference 2008, San Diego, CA, 11.–16. Mai 2008 [0004]

Claims (14)

  1. Verfahren zur Herstellung eines passivierten Bor-dotierten Bereichs, insbesondere in einer Solarzelle, umfassend die Schritte a) Bereitstellen eines Halbleitersubstrats b) Ausbilden eines Bor-dotierten Bereichs (202; 302; 402; 502) im genannten Halbleitersubstrat (201; 201; 301; 401), wobei wenigstens ein Teil einer Oberfläche des genannten Halbleitersubstrats zu dem genannten Bor-dotierten Bereich gehört (202; 302; 402; 502) sowie c) Ausbilden wenigstens einer dielektrischen Schicht (204; 205; 304; 305; 404; 405; 504; 505) auf wenigstens einem Teil der Oberfläche des gemäß der vorangegangenen Schritte modifizierten Halbleitersubstrats (201; 301; 401; 501), dadurch gekennzeichnet, dass eine Borsilikatglasschicht (202A; 302A; 402A; 502A) auf der Oberfläche des Bor-dotierten Bereich (202; 302; 402; 502) ausgebildet wird und dass wenigstens eine dielektrische Schicht (204; 304; 404; 504) in direktem Kontakt mit wenigstens einem Teil der genannten Borsilikatglasschicht (202A; 302A; 402A; 502A) ausgebildet wird.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, in welchem in Schritt a) ein Siliziumsubstrat (201; 301; 401; 501) bereitgestellt wird, in Schritt b) die Ausbildung des Bor-dotierten Bereichs (202; 302; 402; 502) durch Diffusion erfolgt und die Borsilikatglasschicht (202A; 302A; 402A; 502A) ausgebildet wird und zwar während dem Ausbilden des Bor-dotierten Bereichs (202; 302; 402; 502).
  3. Verfahren gemäß Anspruch 2, in welchem das genannte Siliziumsubstrat (201; 301; 401; 501) aus p- oder n-Typ-Material besteht.
  4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 3, in welchem die Bor-Diffusion in einer Sauerstoff und entweder BBr3 oder BCl3 sowie ein Trägergas enthaltenden Atmosphäre durchgeführt wird.
  5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, in welchem nach dem Ausbilden der genannten Borsilikatglasschicht das Verfahren durch eine thermische Oxidation (in situ) in einer O2 oder H2O enthaltenden Atmosphäre fortgesetzt wird.
  6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, in welchem vor dem Ausbilden der wenigstens einen dielektrischen Schicht (204; 205; 304; 305; 404; 405; 504; 505) die Dicke der Borsilikatglasschicht (202A; 302A; 402A; 502A) reduziert wird, wobei nach dem Abtragen die Borsilikatglasschicht (202A; 302A; 402A; 502A) eine Dicke von wenigstens einem nm besitzt.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 6, in welchem die genannte Reduzierung der Dicke der genannten Borsilikatglasschicht (202A; 302A; 402A; 502A) durch Ätzen in einer chemischen Lösung erfolgt, in der sich wenigstens ein Mitglied der Gruppe bestehend aus einer Fluorwasserstoffsäure enthaltenden Lösung, einer Natriumhydroxid enthaltenden Lösung, einer Kaliumhydroxid enthaltenden Lösung, einer Schwefelsäure enthaltenden Lösung, einer Wasserstoffperoxid enthaltenden Lösung oder einer Salpetersäure enthaltenden Lösung befindet.
  8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, in welchem die genannte dielektrische Schicht (204; 205; 304; 305; 404; 405; 504; 505) aus Wasserstoff enthaltendem Siliziumnitrid, Wasserstoff enthaltendem Siliziumkarbid, Wasserstoff enthaltendem Siliziumoxinitrid, Wasserstoff enthaltendem amorphem Silizium oder Siliziumoxid besteht.
  9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Verfahren Glühen zwar nach dem Ausbilden der genannten dielektrischen Schicht (204; 205; 304; 305; 404; 405; 504; 505) aufweist.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei die Glühtemperatur höher ist als die Abscheidungstemperatur der genannten Dielektrikumschicht (204; 205; 304; 305; 404; 405; 504; 505).
  11. Solarzelle (200; 300; 400; 500), aufweisend ein Halbleitersubstrat, wenigstens einen Phosphor-dotierten Bereich (203; 303; 403; 503) in dem genannten Halbleitersubstrat, der über wenigstens einen Metallkontakt an einen Stromkreis angeschlossen werden kann (207; 307; 407; 507), wenigstens einen Bor-dotierten Bereich (202; 302; 402; 502) in dem genannten Halbleitersubstrat, der über wenigstens einen Metallkontakt an einen Stromkreis angeschlossen werden kann (206; 306; 406; 506) sowie wenigstens eine dielektrischen Schicht (204; 205; 304; 305; 404; 405; 504; 505), die wenigstens einen Teil einer Oberfläche des genannten Halbleitersubstrats überdeckt, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Halbleitersubstrat wenigsten eine Borsilikatglasschicht (202A; 302A; 402A; 502A) auf der Oberfläche des genannten wenigstens einen Bor-dotierten Bereichs (202; 302; 402; 502) aufweist und dass die genannte wenigstens eine dielektrische Schicht (204; 304; 404; 504) in direktem Kontakt mit wenigstens einer Oberfläche der genannten Borsilikatglasschicht (202A; 302A; 402A; 502A) steht, welche der Oberfläche der genannten Borsilikatschicht (202; 302; 402; 502) gegenüber liegt, dem der wenigstens einem Bor-dotierten Bereich zugewandt ist.
  12. Solarzelle (200; 300; 400; 500) gemäß Anspruch 11, in welcher das genannte Halbleitersubstrat Silizium ist, vorzugsweise p- oder n-Typ-Silizium.
  13. Solarzelle (200; 300; 400; 500) gemäß Anspruch 11 oder 12, in welcher die genannte Borsilikatglasschicht (202A; 302A; 402A; 502A) eine Dicke von mindesten 1 nm aufweist.
  14. Solarzelle (200; 300; 400; 500) gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, in welcher die genannte dielektrische Schicht (204; 205; 304; 305; 404; 405; 504; 505) aus Wasserstoff enthaltendem Siliziumnitrid, Wasserstoff enthaltendem Siliziumkarbid, Wasserstoff enthaltendem Siliziumoxinitrid, Wasserstoff enthaltendem amorphem Silizium oder Siliziumoxid besteht.
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