DE102013222114A1

DE102013222114A1 - Solarzelle mit einem Teststrukturbereich

Info

Publication number: DE102013222114A1
Application number: DE201310222114
Authority: DE
Inventors: Matthias Müller; Gerd Fischer
Original assignee: SolarWorld Innovations GmbH
Current assignee: Meyer Burger Germany GmbH
Priority date: 2013-10-30
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2015-05-13

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Solarzelle, aufweisend ein Halbleitersubstrat und einen Emitter mit ersten und zweiten Emitterbereichen an einer Substratoberfläche des Halbleitersubstrats. Die ersten und zweiten Emitterbereiche weisen eine unterschiedliche Dotierungskonzentration auf, wodurch unterschiedliche Schichtwiderstände vorliegen. Die Solarzelle weist eine Kontaktstruktur mit Kontaktelementen auf dem Emitter auf. Die Solarzelle weist einen Teststrukturbereich zum Ermitteln eines Schichtwiderstands auf. In dem Teststrukturbereich liegt eine Variation der Flächenabmessungen der ersten Emitterbereiche vor. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Ermitteln eines Schichtwiderstands.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Solarzelle, welche einen Teststrukturbereich zum Ermitteln eines Schichtwiderstands aufweist. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Ermitteln eines Schichtwiderstands von Emitterbereichen einer Solarzelle.
Solarzellen werden dazu eingesetzt, um elektromagnetische Strahlungsenergie, insbesondere Sonnenlicht, in elektrische Energie umzuwandeln. Die Energieumwandlung basiert darauf, dass Strahlung in einer Solarzelle einer Absorption unterliegt, wodurch positive und negative Ladungsträger (Elektron-Loch-Paare) erzeugt werden. Die erzeugten freien Ladungsträger werden ferner voneinander getrennt, um zu getrennten Kontakten abgeleitet zu werden.
Eine übliche Solarzelle weist ein Siliziumsubstrat mit zwei Substratbereichen mit einer unterschiedlichen Dotierung auf. Zwischen den beiden Substratbereichen, welche auch als Basis und Emitter bezeichnet werden, besteht ein p-n-Übergang. Hiermit verbunden ist das Vorliegen eines inneren elektrischen Feldes, welches die Ladungsträgertrennung bewirkt. Der relativ dünn ausgebildete Emitter ist in der Regel an einer vorderseitigen Substratoberfläche angeordnet, und von äquidistant beabstandeten Kontaktfingern einer Kontaktstruktur kontaktiert.
Ein höherer Wirkungsgrad lässt sich mit einer selektiven Emitterstruktur erzielen. Hierbei weist der Emitter niedrigdotierte und hochdotierte Emitterbereiche auf. Lediglich die hochdotierten Emitterbereiche, welche in der Regel linienförmig und äquidistant angeordnet sind, werden von der Kontaktstruktur der Solarzelle kontaktiert. Zum Herstellen einer solchen Struktur kann nach einem Diffusionsprozess zum Einbringen einen Emitterdotierstoffs (in der Regel Phosphor) das Siliziumsubstrat lokal mit einem Laserstrahl erhitzt werden. Hierdurch kann in das Substrat eingebrachter Emitterdotierstoff zusätzlich aktiviert werden. Möglich ist es auch, eine auf dem Substrat befindliche Dotierquelle, beispielsweise ein in dem Diffusionsprozess gebildetes Phosphorsilikatglas (PSG), selektiv zu bestrahlen, um an diesen Stellen zusätzlichen Emitterdotierstoff in das Substrat einzutreiben.
Bei der Solarzellenfertigung werden Testmessungen durchgeführt, um bestimmte Kenngrößen zu ermitteln. Für einen Emitter kann zum Beispiel in Betracht kommen, dessen Schicht- bzw. Flächenwiderstand zu ermitteln. Dies kann durch eine TLM-Messung (Transfer Length Method) erfolgen. Hierzu wird aus einer fertig prozessierten Solarzelle eine streifenförmige Teststruktur herausgetrennt, welche einzelne und nur über den Emitter elektrisch verbundene Kontaktfinger aufweist. An der Teststruktur werden Widerstandmessungen mit unterschiedlichen Kontaktabständen durchgeführt, indem jeweils der elektrische Widerstand zwischen zwei Kontaktfingern gemessen wird. Bei Vorliegen einer üblichen selektiven Emitterstruktur kann mit dieser Methode jedoch nur ein gemischter Schichtwiderstand ermittelt werden, welcher sowohl von den niedrig- als auch den hochdotierten Emitterbereichen herrührt.
Zum getrennten Ermitteln des Schichtwiderstands eines hochdotierten Emitters kann eine Teststruktur mit einem niedrigdotierten Emitter und einer PSG-Schicht bereitgestellt, und durch vollflächiges Bestrahlen mit einem entsprechend geführten Laserstrahl der niedrigdotierte in einen hochdotierten Emitter umgewandelt werden. Nach einem Entfernen der PSG-Schicht kann eine Vierpunktmessung durchgeführt werden. Von Nachteil ist, dass die Teststruktur weder mit einer Kontaktstruktur ausgebildet, noch zelltypischen Hochtemperaturprozessen (zum Beispiel Feuern) unterzogen wird.
Ein weiteres mögliches Verfahren zum Ermitteln des Schichtwiderstands eines hochdotierten Emitters besteht darin, eine Solarzelle bereitzustellen, welche lediglich einen hochdotierten Emitter, gebildet durch vollflächiges Bestrahlen mit einem Laser, aufweist. Durch eine Strukturierung kann hieraus eine streifenförmige Teststruktur gewonnen werden, welche der TLM-Messung unterzogen werden kann. Von Nachteil ist, dass die vollflächig bestrahlte Solarzelle speziell für diesen Zweck hergestellt wird. Ferner kann es bei dem vollflächigen Bestrahlen zu einem mehrfachen Bestrahlen von Emitterbereichen und dadurch zu einer mehrfachen Erhöhung der Dotierungskonzentration kommen. Hierdurch können Messergebnisse verfälscht sein.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Lösung für ein Ermitteln eines Schichtwiderstands von Emitterbereichen einer Solarzelle anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß wird eine Solarzelle vorgeschlagen. Die Solarzelle weist ein Halbleitersubstrat auf. Die Solarzelle weist einen Emitter mit ersten und zweiten Emitterbereichen an einer Substratoberfläche des Halbleitersubstrats auf. Die ersten und zweiten Emitterbereiche weisen eine unterschiedliche Dotierungskonzentration auf, wodurch unterschiedliche Schichtwiderstände vorliegen. Die Solarzelle weist eine Kontaktstruktur mit Kontaktelementen auf dem Emitter auf. Die Solarzelle weist einen Teststrukturbereich zum Ermitteln eines Schichtwiderstands auf. In dem Teststrukturbereich liegt eine Variation der Flächenabmessungen der ersten Emitterbereiche vor.
Die Solarzelle weist einen Emitter mit selektiver Emitterstruktur auf. Hierbei ist eine Dotierungskonzentration bzw. ein Dotierungskonzentrationsprofil der ersten und zweiten Emitterbereiche unterschiedlich, so dass die ersten und zweiten Emitterbereiche unterschiedliche Schichtwiderstände aufweisen.
Der Teststrukturbereich auf der Solarzelle mit selektiver Emitterstruktur macht es möglich, auf der Grundlage von Widerstandsmessungen den Schichtwiderstand der ersten und/oder zweiten Emitterbereiche zu ermitteln. Dies liegt daran, dass in dem Teststrukturbereich, in welchem die ersten und zweiten Emitterbereiche abwechselnd nebeneinander angeordnet sein können, eine Variation der Flächenabmessungen der ersten Emitterbereiche vorliegt. Die Variation der Flächenabmessungen der ersten Emitterbereiche ist verknüpft mit einer Variation der elektrischen Widerstände der ersten Emitterbereiche. Dieser Umstand kann dazu genutzt werden, um die Schicht- bzw. Flächenwiderstände der ersten und/oder zweiten Emitterbereiche gleichzeitig und getrennt voneinander erfassen zu können.
Bei einer herkömmlichen TLM-Teststruktur sind im Unterschied hierzu keine solche Flächenvariation und damit keine Widerstandvariation vorhanden. Dadurch ist es bei Verwendung einer herkömmlichen TLM-Teststruktur nicht möglich, die Schichtwiderstände von Emitterbereichen mit unterschiedlicher Dotierungskonzentration getrennt zu bestimmen.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass es sich bei der Solarzelle um eine vollständig prozessierte Solarzelle handeln kann. Die Solarzelle kann sämtliche zelltypische Fertigungsschritte durchlaufen haben. Des Weiteren kann ein vollflächiges Bestrahlen mit einem Laser, was zu einer Verfälschung von Messergebnissen führen kann, entfallen.
Das Merkmal, dass eine Variation der Flächenabmessungen vorhanden ist, bedeutet, dass wenigstens zwei unterschiedliche Flächenabmessungen vorliegen. Es ist möglich, dass in dem Teststrukturbereich, abgesehen von einem einzelnen ersten Emitterbereich mit abweichenden Flächenabmessungen, sämtliche weitere erste Emitterbereiche die gleichen bzw. übereinstimmende Flächenabmessungen besitzen. Es kann auch eine Variation mit einer größeren Anzahl an unterschiedlichen Flächenabmessungen der ersten Emitterbereiche vorgesehen sein. Auf diese Weise kann der gesuchte Schichtwiderstand mit einer höheren Genauigkeit und Zuverlässigkeit ermittelt werden.
Im Folgenden werden weitere mögliche Ausführungsformen der Solarzelle und des Teststrukturbereichs näher beschrieben.
In dem Teststrukturbereich können die zweiten Emitterbereiche übereinstimmende Flächenabmessungen, und dadurch übereinstimmende elektrische Widerstände aufweisen. Möglich ist es jedoch auch, zusätzlich eine Variation der Flächenabmessungen der zweiten Emitterbereiche vorzusehen. Damit kann eine entsprechende Variation der Widerstände der zweiten Emitterbereiche einhergehen.
Der Emitter kann an einer vorderseitigen Substratoberfläche des Halbleitersubstrats angeordnet sein. Die Vorderseite kann diejenige Seite sein, mit welcher die Solarzelle im Betrieb einer Lichtstrahlung zugewandt ist. An der Vorderseite kann die Solarzelle ferner eine Antireflexionsschicht aufweisen.
Möglich ist auch eine Ausgestaltung der Solarzelle in Form einer rückseitensammelnden Zelle. Hierbei ist der Emitter an einer rückseitigen Substratoberfläche des Halbleitersubstrats angeordnet, welche entgegen gesetzt ist zu der vorderseitigen Substratoberfläche.
In einer weiteren Ausführungsform sind die flächenvariierten ersten Emitterbereiche niedrigdotiert, und sind die zweiten Emitterbereiche hochdotiert. Die Kontaktelemente der Kontaktstruktur sind auf zweiten bzw. hochdotierten Emitterbereichen angeordnet.
Die Kontaktstruktur der Solarzelle kann mit linien- bzw. fingerförmigen Kontaktelementen, auch als Kontaktfinger bezeichnet, ausgebildet sein. Des Weiteren kann die Solarzelle mit linienförmigen zweiten Emitterereichen ausgebildet sein, auf welchen die Kontaktfinger angeordnet sein können. Für den Teststrukturbereich kann eine Anordnung bzw. Längserstreckung quer zu den zweiten Emitterbereichen und quer zu den Kontaktfingern vorgesehen sein.
Die Kontaktstruktur kann nicht nur Kontaktfinger, sondern zusätzliche Kontaktstreifen, auch als Busbars bezeichnet, aufweisen, welche quer bzw. senkrecht zu den Kontaktfingern verlaufen. Die Busbars können zum Anschließen von bandförmigen Zellverbindern genutzt werden, mit deren Hilfe verschiedene Solarzellen elektrisch miteinander verbunden werden können.
In diesem Zusammenhang kann es in Betracht kommen, den Teststrukturbereich mittig zwischen den Busbars oder am Rand der Solarzelle vorzusehen. Hierdurch kann es zu einer geringen bzw. vernachlässigbaren Beeinträchtigung eines Betriebs der Solarzelle kommen. Denn mittig zwischen den Busbars oder am Rand der Solarzelle kann eine vergleichsweise geringe elektrische Stromdichte vorliegen.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Teststrukturbereich einen rechteckigen und streifenförmigen Teilbereich auf, welcher durch erste und zweite Emitterbereiche gebildet ist. Des Weiteren weist der Teststrukturbereich zusätzlich wenigstens einen dreieckigen Verbreiterungsbereich auf, welcher durch einen ersten Emitterbereich gebildet ist. In dieser Ausgestaltung ist die Variation der Flächenabmessungen der ersten Emitterbereiche in dem Teststrukturbereich durch den wenigstens einen dreieckigen Verbreiterungsbereich verwirklicht. Es ist möglich, dass ein erster Emitterbereich mit einem, oder auch mit zwei oder mehr dreieckigen Verbreiterungsbereichen ausgebildet ist. Des Weiteren können mehrere erste Emitterbereiche mit Verbreiterungsbereichen versehen sein. Die zweiten Emitterbereiche können äquidistant zueinander angeordnet sein. Bei einer Ausgestaltung des Teststrukturbereichs mit einem oder mehreren dreieckigen Verbreiterungsbereichen können diese an einer Seite bzw. Längsseite des streifenförmigen Teilbereichs des Teststrukturbereichs, oder auch beidseitig hiervon vorgesehen sein. Der Teststrukturbereich kann in dieser Ausgestaltung als Drachenstreifen (Dragon Stripe) bezeichnet werden.
Für den gesamten Teststrukturbereich kann auch eine einfachere rechteckige Streifenform in Betracht kommen. Bei einer solchen Ausgestaltung kann die Variation der Flächenabmessungen der ersten Emitterbereiche mit Hilfe der folgenden Ausführungsformen verwirklicht sein.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Flächenvariation der ersten Emitterbereiche dadurch umgesetzt, dass in dem Teststrukturbereich eine Variation der Abstände der zweiten Emitterbereiche vorliegt. Dies bedeutet, dass wenigstens zwei unterschiedliche Abstände in Bezug auf die zweiten Emitterbereiche vorhanden sind.
Für ein Vorliegen unterschiedlicher Abstände von zweiten Emitterbereichen in dem Teststrukturbereich sind unterschiedliche Ausgestaltungen denkbar. Es ist zum Beispiel möglich, die Solarzelle mit linienförmigen und abstandsvariierten zweiten Emitterbereichen auszubilden.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, die Solarzelle mit linienförmigen zweiten Emitterbereichen auszubilden, wobei wenigstens ein zweiter Emitterbereich im Bereich des Teststrukturbereichs unterbrochen bzw. nicht durchgängig ausgebildet ist. Außerhalb des Teststrukturbereichs können die zweiten Emitterbereiche äquidistant zueinander angeordnet sein.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Solarzelle mit linienförmigen zweiten Emitterbereichen ausgebildet, und ist die Solarzelle ferner derart ausgebildet, dass wenigstens einer der linienförmigen zweiten Emitterbereiche einen ersten und einen zweiten Emitterteilbereich aufweist, welche zueinander versetzt sind. Die betreffenden Emitterteilbereiche können quer zu einer Längserstreckungsrichtung derselben bzw. parallel zueinander versetzt sein. Der Teststrukturbereich ist im Bereich eines der versetzten Emitterteilbereiche vorgesehen. Auf diese Weise kann ebenfalls eine Abstandsvariation zweiter Emitterbereiche in dem Teststrukturbereich verwirklicht sein. Die versetzten Emitterteilbereiche können getrennt ausgebildet sein, so dass der dazugehörige zweite Emitterbereich in unterbrochener Form vorliegen kann. Möglich ist auch eine verbundene Ausgestaltung, so dass der betreffende zweite Emitterbereich zum Beispiel eine geschwungene, oder auch diagonal oder stufenförmig verlaufende Form aufweisen kann. Außerhalb des Teststrukturbereichs können die zweiten Emitterbereiche äquidistant zueinander angeordnet sein.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Solarzelle derart ausgebildet, dass der Emitter eine erste und eine zweite Gruppe linienförmiger zweiter Emitterbereiche aufweist. Die zweiten Emitterbereiche der zweiten Gruppe verlaufen quer zu bzw. zwischen zwei oder mehr zweiten Emitterbereichen der ersten Gruppe. Die zweiten Emitterbereiche der zweiten Gruppe können senkrecht zu den zweiten Emitterbereichen der ersten Gruppe verlaufen. Der Teststrukturbereich ist zwischen zwei zweiten Emitterbereichen der ersten Gruppe und im Bereich der zweiten Emitterbereiche der zweiten Gruppe vorgesehen. Hierbei kann sich der Teststrukturbereich parallel zu den zweiten Emitterbereichen der ersten Gruppe erstrecken. Eine Flächenvariation der ersten Emitterbereiche in dem Teststrukturbereich kann zum Beispiel durch eine Abstandsvariation der zweiten Emitterbereiche der zweiten Gruppe verwirklicht sein. Möglich ist es auch, dass oben beschriebene Ausgestaltungen zur Anwendung kommen, so dass zum Beispiel wenigstens ein zweiter Emitterbereich der zweiten Gruppe im Bereich des Teststrukturbereichs unterbrochen, oder mit versetzten Emitterteilbereichen ausgebildet ist.
In den vorgenannten Ausführungsformen ist die Solarzelle mit linienförmigen zweiten Emitterbereichen ausgebildet, welche gegebenenfalls unterbrochen sein können oder versetzt angeordnete Emitterteilbereiche aufweisen können. Hierbei können auf den zweiten Emitterbereichen fingerförmige Kontaktelemente bzw. Kontaktfinger angeordnet sein. Diese können jeweils hierzu korrespondierende Formen und Geometrien aufweisen, und können daher ebenfalls in unterbrochener oder versetzter Form vorliegen.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Solarzelle derart ausgebildet, dass die zweiten Emitterbereiche des Emitters linienförmige Emitterteilbereiche und flächige Emitterteilbereiche aufweisen. Die linienförmigen Emitterteilbereiche können äquidistant zueinander angeordnet sein. Die flächigen Emitterteilbereiche verschiedener zweiter Emitterbereiche können in Form von mehreren Reihen nebeneinander angeordnet sein. Der Teststrukturbereich ist im Bereich einer Reihe flächiger Emitterteilbereiche vorgesehen, deren Abstände variiert sind. Hierbei können wenigstens zwei unterschiedliche Abstände vorliegen. In dieser Ausgestaltung können die flächigen Emitterteilbereiche übereinstimmende Flächenabmessungen aufweisen. Möglich ist auch eine Ausgestaltung mit unterschiedlich großen bzw. unterschiedlich breiten flächigen Emitterteilbereichen.
Die Kontaktstruktur kann mit hierzu korrespondierenden Kontaktelementen bzw. Kontaktfingern ausgebildet sein, wobei die Kontaktelemente linien- bzw. fingerförmige Teilbereiche und flächige Teilbereiche (ggf. mit unterschiedlicher Breite) aufweisen können, welche auf den entsprechenden Emitterteilbereichen angeordnet sind. Hierbei können die flächigen Teilbereiche der Kontaktelemente als Kontaktflächen (Pads) zum Anschließen von Drahtleitern genutzt werden, mit deren Hilfe verschiedene Solarzellen elektrisch miteinander verbunden werden können. Kontaktsreifen bzw. Busbars zum Anschließen von bandförmigen Zellverbindern können somit entfallen. In dem Teststrukturbereich können die Kontaktflächen ebenfalls unterschiedliche Abstände aufweisen. Für den Teststrukturbereich kann eine Anordnung bzw. Längserstreckung quer zu den zweiten Emitterbereichen und quer zu den Kontaktelementen vorgesehen sein.
In Bezug auf die flächigen Emitterteilbereiche sowie die hierauf angeordneten Kontaktflächen kann es in Betracht kommen, dass die Abstandsvariation lediglich bei der im Bereich des Teststrukturbereichs vorgesehenen Reihe vorhanden ist, und bei anderen Reihen eine äquidistante Anordnung vorliegt. Möglich ist es ferner, dass die Abstandsvariation auch bei anderen Reihen vorhanden ist. Da die Kontaktflächen bei einem Anschließen von Drahtleitern teilweise verdeckt werden, kann die Abstandsvariation für einen Betrachter der mit Drahtleitern kontaktierten Solarzelle unerkannt bleiben.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Solarzelle derart ausgebildet, dass die zweiten Emitterbereiche des Emitters linienförmig sind, und dass wenigstens ein zweiter Emitterbereich in dem Teststrukturbereich einen flächigen Verbreiterungsbereich aufweist. Durch eine derartige Variation der Flächenabmessungen der zweiten Emitterbereiche in dem Teststrukturbereich kann ebenfalls eine Abstandsvariation verwirklicht sein. Bei einer Ausgestaltung mit mehreren Verbreiterungsbereichen können diese unterschiedliche Breiten aufweisen. Außerhalb des Teststrukturbereichs kann eine äquidistante Anordnung der zweiten Emitterbereiche vorliegen. Auf den zweiten Emitterbereichen können Kontaktfinger angeordnet sein.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Solarzelle derart ausgebildet, dass die Kontaktstruktur außerhalb des Teststrukturbereichs wenigstens ein zusätzliches Kontaktelement aufweist, welches mehrere Kontaktelemente verbindet. Das zusätzliche Kontaktelement kann ein weiterer Kontaktfinger sein, und kann quer zu den mehreren Kontaktelementen, welche ebenfalls als Kontaktfinger ausgebildet sein können, verlaufen. Das zusätzliche Kontaktelement kann als redundantes Kontaktelement dienen und dafür sorgen, dass ein abgetrennter Teilbereich eines Kontaktelements weiterhin elektrisch mit der Kontaktstruktur bzw. einem Teil derselben verbunden ist.
Das Durchführen von Widerstandsmessungen zum Bestimmen eines Schichtwiderstands kann durch eine isolierte bzw. getrennte Ausgestaltung des Teststrukturbereichs ermöglicht werden. In diesem Sinne ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass der Emitter in getrennter Form vorliegt, so dass der Emitter in dem Teststrukturbereich getrennt ist von dem Emitter außerhalb des Teststrukturbereichs. Die Emittertrennung kann zum Beispiel durch eine Grabenstruktur in dem Halbleitersubstrat verwirklicht sein. Die Grabenstruktur, welche sich in die Basis des Halbleitersubstrats erstrecken kann, kann zum Beispiel mit Hilfe eines Lasers hergestellt sein. Alternativ können zur Emittertrennung auch Substratbereiche in dem Halbleitersubstrat ohne eine Emitterdotierung ausgebildet sein. Dies lässt sich mit Hilfe von Diffusionsbarrieren verwirklichen, welche im Rahmen eines Diffusionsprozesses ein Einbringen eines Emitterdotierstoffs lokal verhindern können.
In einer weiteren Ausführungsform, welche das Durchführen von Widerstandsmessungen zum Bestimmen eines Schichtwiderstands ermöglicht, liegt die Kontaktstruktur in getrennter Form vor, so dass ein Teil der Kontaktstruktur in dem Teststrukturbereich getrennt ist von wenigstens einem Teil der Kontaktstruktur außerhalb des Teststrukturbereichs. Auf diese Weise können in dem Teststrukturbereich separate Kontaktelemente bzw. Teilbereiche von Kontaktelementen vorliegen, welche nur über den Emitter elektrisch verbunden sind. Eine solche Trennung der Kontaktstruktur kann mit Hilfe eines Lasers hergestellt sein. Mit Hilfe des Lasers kann gleichzeitig die oben genannte Grabenstruktur zur Emittertrennung hergestellt sein. Möglich ist es auch, im Rahmen der Herstellung der Solarzelle die Kontaktstruktur von Anfang an in getrennter Form auszubilden, so dass eine Laserstrukturierung der Kontaktstruktur entfallen kann.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Solarzelle in Form des Teststrukturbereichs strukturiert. In dieser Ausgestaltung kann die gesamte Solarzelle eine Teststruktur bilden. Dies kann mit Hilfe einer Laserstrukturierung gefolgt von einer mechanischen Brechung bzw. Kantenbrechung verwirklicht sein.
Erfindungsgemäß wird darüber hinaus ein Verfahren zum Ermitteln eines Schichtwiderstands vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen einer Solarzelle mit einem Teststrukturbereich. Die Solarzelle ist wie vorstehend beschrieben bzw. gemäß einer oder mehrerer der vorstehend genannten Ausführungsformen ausgebildet. Das Verfahren umfasst ferner ein Durchführen von Widerstandsmessungen. Hierbei wird jeweils der elektrische Widerstand zwischen zwei Kontaktelementen der Kontaktstruktur in dem Teststrukturbereich gemessen. Das Verfahren umfasst des Weiteren ein Ermitteln des Schichtwiderstands der ersten und/oder zweiten Emitterbereiche des Emitters auf der Grundlage der durchgeführten Widerstandsmessungen. In dem Verfahren kann des Weiteren ein spezifischer Kontaktwiderstand der Kontaktelemente ermittelt werden.
Bei dem Verfahren werden, wie bei einer üblichen TLM-Messung, Widerstandsmessungen mit unterschiedlichen Kontaktabständen durchgeführt. Es wird ausgenutzt, dass die Variation der Flächenabmessungen der ersten Emitterbereiche des Emitters in dem Teststrukturbereich mit einer entsprechenden Variation der elektrischen Widerstände der ersten Emitterbereiche verbunden ist. Auf diese Weise können die Schichtwiderstände der ersten und/oder zweiten Emitterbereiche getrennt bestimmt werden. Zu diesem Zweck wird, basierend auf den gemessenen Widerständen, eine entsprechende Auswertung durchgeführt.
Neben dem Durchführen von Widerstandsmessungen kann des Weiteren ein Modell aufgestellt werden, welches die geometrischen Verhältnisse der die Widerstände vorgebenden Komponenten in dem Teststrukturbereich berücksichtigt. Das Modell kann in die Auswertung zum Ermitteln des Schichtwiderstands der ersten und/oder zweiten Emitterbereiche einbezogen sein.
Das Durchführen von Widerstandsmessungen zum Bestimmen eines Schichtwiderstands kann sowohl ohne oder auch mit einer vorhergehenden Zerstörung der Solarzelle einhergehen. In diesem Zusammenhang können die folgenden Ausführungsformen in Betracht kommen.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Bereitstellen der Solarzelle mit dem Teststrukturbereich ein Trennen des Emitters und/oder der Kontaktstruktur der Solarzelle. Ein Trennen des Emitters kann zum Beispiel ein Ausbilden einer Grabenstruktur mit Hilfe eines Lasers umfassen. Auch die Kontaktstruktur kann mit Hilfe eines Lasers, zum Beispiel gemeinsam mit dem Emitter, getrennt werden.
Möglich ist es auch, die Solarzelle mit einem getrennten Emitter bereitzustellen. Zu diesem Zweck kann das Halbleitersubstrat Substratbereiche ohne eine Emitterdotierung aufweisen. Auf diese Weise kann ein aktives Durchtrennen des Emitters entfallen.
In gleicher Weise ist es möglich, die Solarzelle mit einer getrennten Kontaktstruktur bereitzustellen. Auf diese Weise kann ein aktives Durchtrennen der Kontaktstruktur entfallen.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Bereitstellen der Solarzelle mit dem Teststrukturbereich ein Bereitstellen einer Solarzelle und Strukturieren der Solarzelle in Form des Teststrukturbereichs. Dies lässt sich durch eine Laserstrukturierung und eine Kantenbrechung verwirklichen. Bei einem vorderseitigen Emitter kann die Laserstrukturierung, bei welcher mit Hilfe eines Lasers eine Materialabtragung bis zu einer bestimmten Tiefe der Solarzelle erfolgen kann, an der Rückseite der Solarzelle durchgeführt werden. Bei einem rückseitigen Emitter kann die Laserstrukturierung an der Vorderseite der Solarzelle stattfinden.
Das Verfahren sowie dessen mögliche Ausführungsformen können inline im Rahmen der Fertigung von Solarzellen, zum Beispiel zur Qualitätskontrolle, durchgeführt werden (Inlineverfahren). Hierbei ist es möglich, lediglich einen Bruchteil der gefertigten Solarzellen den Widerstandsmessungen zu unterziehen und dadurch zu charakterisieren. Die Messungen können zum Beispiel im Zusammenhang mit einer Solarzellenklassierung zur Anwendung kommen. Gegebenenfalls kann vor dem Durchführen von Widerstandmessungen an der jeweils ausgewählten Solarzelle ein Trennen des Emitters und/oder ein Trennen der Kontaktstruktur durchgeführt werden, oder kann die jeweils ausgewählte Solarzelle in Form des Teststrukturbereichs strukturiert werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass oben in Bezug auf die Solarzelle genannte Aspekte und Details auch bei dem Verfahren zur Anwendung kommen können.
Die vorstehend erläuterten Merkmale und/oder die in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der schematischen Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Aufsichtsdarstellung einer Solarzelle, wobei die Solarzelle einen vorderseitigen Emitter mit hochdotierten und niedrigdotierten Emitterbereichen und eine Kontaktstruktur mit Kontaktfingern und Busbars aufweist, und wobei die Kontaktfinger auf den hochdotierten Emitterbereichen angeordnet sind;
2 eine seitliche Darstellung der Solarzelle von 1 im Bereich von deren Vorderseite;
3 eine Aufsichtsdarstellung eines Teststrukturbereichs, in welchem eine Variation der Flächenabmessungen von niedrigdotierten Emitterbereichen mit Hilfe von beidseitig des Teststrukturbereichs vorgesehenen dreieckigen Verbreiterungsbereichen verwirklicht ist;
4 eine Aufsichtsdarstellung eines weiteren Teststrukturbereichs, in welchem eine Variation der Flächenabmessungen von niedrigdotierten Emitterbereichen mit Hilfe von einseitig vorgesehenen dreieckigen Verbreiterungsbereichen verwirklicht ist;
5 eine Darstellung eines Serienwiderstandsnetzwerks;
6 eine Teildarstellung eines niedrigdotierten Emitterbereichs mit einem Verbreiterungsbereich in der Aufsicht;
7 ein Diagramm mit Widerstandskurven;
8 eine Teildarstellung einer Solarzelle in der Aufsicht mit einem abgetrennten Teststrukturbereich;
9 eine Aufsichtsdarstellung einer Solarzelle mit einem mittig zwischen Busbars vorgesehenen Teststrukturbereich, in welchem eine Variation der Flächenabmessungen von niedrigdotierten Emitterbereichen mit Hilfe von Unterbrechungen von hochdotierten Emitterbereichen verwirklicht ist;
10 eine vergrößerte Teildarstellung der Solarzelle von 9 in der Aufsicht zur Veranschaulichung des Teststrukturbereichs;
11 eine Teildarstellung einer Solarzelle in der Aufsicht zur Veranschaulichung eines weiteren Teststrukturbereichs, welcher mit Hilfe von unterbrochenen hochdotierten Emitterbereichen verwirklicht ist;
12 eine 11 entsprechende Teildarstellung einer Solarzelle in der Aufsicht, wobei die Solarzelle zusätzlich einen redundanten Kontaktfinger aufweist;
13 eine Teildarstellung zur Veranschaulichung weiterer Ausgestaltungen eines Teststrukturbereichs einer Solarzelle in der Aufsicht, wobei eine Variation der Flächenabmessungen von niedrigdotierten Emitterbereichen mit Hilfe von versetzten hochdotierten Emitterbereichen verwirklicht ist;
14 eine 13 entsprechende Teildarstellung einer Solarzelle in der Aufsicht, wobei die Solarzelle zusätzlich einen redundanten Kontaktfinger aufweist;
15 eine Aufsichtsdarstellung einer Solarzelle mit einem Teststrukturbereich, welcher mit Hilfe von unterbrochenen hochdotierten Emitterbereichen verwirklicht ist, wobei der Teststrukturbereich am Rand der Solarzelle vorgesehen ist;
16 eine Aufsichtsdarstellung einer Solarzelle mit einer ersten und einer zweiten Gruppe hochdotierter Emitterbereiche, wobei die hochdotierten Emitterbereiche der zweiten Gruppe unterschiedliche Abstände aufweisen, und wobei ein Teststrukturbereich zwischen zwei hochdotierten Emitterbereichen der ersten Gruppe und im Bereich der hochdotierten Emitterbereich der zweiten Gruppe vorgesehen ist;
17 eine Aufsichtsdarstellung einer Solarzelle mit hochdotierten Emitterbereichen, welche linienförmige und flächige Emitterteilbereiche aufweisen, wobei ein Teststrukturbereich im Bereich von mehreren flächigen Emitterteilbereichen vorgesehen ist;
18 eine vergrößerte Teildarstellung der Solarzelle von 17 in der Aufsicht zur Veranschaulichung des Teststrukturbereichs, in welchem eine Variation der Flächenabmessungen von niedrigdotierten Emitterbereichen dadurch verwirklicht ist, dass die flächigen Emitterteilbereiche unterschiedliche Abstände aufweisen;
19 eine 17 entsprechende Aufsichtsdarstellung einer Solarzelle, wobei die Solarzelle zusätzlich redundante Kontaktfinger aufweist;
20 eine Teildarstellung einer Solarzelle in der Aufsicht zur Veranschaulichung eines weiteren Teststrukturbereichs, in welchem eine Variation der Flächenabmessungen von niedrigdotierten Emitterbereichen mit Hilfe von Verbreiterungsbereichen von hochdotierten Emitterbereichen verwirklicht ist; und
21 eine Teildarstellung mit weiteren Ausgestaltungen einer Solarzelle in der Aufsicht.
Auf der Grundlage der folgenden schematischen Figuren wird ein Konzept beschrieben, mit dessen Hilfe sich Schicht- bzw. Flächenwiderstände von Emitterbereichen einer Solarzelle ermitteln lassen, welche eine unterschiedliche Dotierungskonzentration bzw. ein unterschiedliches Dotierungskonzentrationsprofil besitzen. Die Solarzelle kann mit Hilfe von aus der Solarzellenfertigung bekannten Prozessen und aus üblichen Materialien hergestellt sein, so dass hierauf im Folgenden nur teilweise eingegangen wird. Es wird ferner darauf hingewiesen, dass die Figuren lediglich schematischer Natur sind und nicht maßstabsgetreu sind. In diesem Sinne können in den Figuren gezeigte Komponenten und Strukturen zum besseren Verständnis übertrieben groß oder verkleinert dargestellt sein.
Das Ermitteln der Widerstände kann inline im Rahmen der Solarzellenfertigung durchgeführt werden. Hierbei ist es möglich, lediglich einen Bruchteil der gefertigten Solarzellen zu untersuchen. Für die Untersuchung kann es in Betracht kommen, die jeweils ausgewählte Solarzelle zuvor teilsweise oder gänzlich zu strukturieren.
1 zeigt eine Aufsichtsdarstellung einer Vorderseite einer Solarzelle 100. Eine seitliche Darstellung der Solarzelle 100 im Bereich der Vorderseite ist ausschnittsweise in 2 gezeigt. Wie in 2 dargestellt ist, weist die Solarzelle 100 ein Halbleitersubstrat 101 aus zum Beispiel Silizium auf, welches in Substratbereiche 102, 103 mit einer unterschiedlichen Dotierung unterteilt ist. Der an einer vorderseitigen Substratoberfläche vorliegende Substratbereich wird als Emitter 103, und der andere Substratbereich als Basis 102 bezeichnet. Die Basis 102 kann eine p-Dotierung, und der Emitter 103 kann eine n-Dotierung aufweisen (p-Typ-Basis, n-Typ-Emitter). Zwischen Basis 102 und Emitter 103 liegt ein p-n-Übergang vor, welcher ein inneres elektrisches Feld in dem Substrat 101 erzeugt. Auf diese Weise kann bei einer Bestrahlung der Solarzelle 100 mit Lichtstrahlung eine Trennung der in dem Substrat 101 durch Strahlungsabsorption erzeugten Ladungsträger (Elektron-Loch-Paare) bewirkt werden. Hierfür ist die Solarzelle 100 mit der Vorderseite dem Licht zugewandt.
Um die Pole des p-n-Übergangs, d.h. Basis 102 und Emitter 103 kontaktieren zu können, sind an der Vorder- und Rückseite des Substrats 101 entsprechende metallische Kontaktstrukturen angeordnet. Die vorderseitige Kontaktstruktur umfasst eine Mehrzahl an metallischen und relativ dünn ausgebildeten linien- bzw. fingerförmigen Kontaktelementen 140. Die Kontaktelemente 140 werden im Folgenden als Kontaktfinger 140 bezeichnet. Wie in 2 gezeigt ist, reichen die Kontaktfinger 140 an das Substrat 101 bzw. an den Emitter 103 heran.
Die Kontaktfinger 140 sind, wie in 1 gezeigt ist, parallel und äquidistant beabstandet auf der Vorderseite des Substrats 101 angeordnet. In 1 (und auch in anderen Figuren) ist anhand von mit x, y bezeichneten und rechtwinklig orientierten Achsen ein zweidimensionales Koordinatensystem angedeutet, welches im Folgenden zum Teil zur Beschreibung geometrischer Gegebenheiten der Solarzelle 100 verwendet wird. Die Kontaktfinger 140 erstrecken sich entlang der y-Richtung, und sind bezogen auf die x-Richtung nebeneinander angeordnet.
In 2 ist ein Fingerabstand d_F angedeutet, bei welchem es sich um den Mittenabstand von (jeweils) zwei benachbarten Kontaktfingern 140 handelt. Der Fingerabstand d_F beträgt zum Beispiel 1,94mm. Die Kontaktfinger 140 weisen ferner eine einheitliche Kontaktfingerbreite w_C auf, welche zum Beispiel 90µm beträgt.
Wie des Weiteren in 2 gezeigt ist, weist die Solarzelle 100 eine auf der vorderseitigen Substratoberfläche angeordnete Antireflexionsschicht 180 auf. Die Kontaktfinger 140 der vorderseitigen Kontaktstruktur erstrecken sich durch die Antireflexionsschicht 180 hindurch zu dem Substrat 101. Mit Hilfe der Antireflexionsschicht 180 kann eine Reflexion von Lichtstrahlung an der Vorderseite der Solarzelle 100 unterdrückt werden.
Zusätzlich zu der Kontaktfingerstruktur mit den Kontaktfingern 140 umfasst die Vorderseitenmetallisierung der Solarzelle 100, wie in 1 gezeigt ist, mehrere, vorliegend beispielsweise zwei metallische Kontaktelemente 170, welche im Folgenden als Busbars 170 bezeichnet werden. Die streifenförmigen Busbars 170 können auf der Antireflexionsschicht 180 und den Kontaktfingern 140 angeordnet sein. Die Busbars 170 verlaufen senkrecht zu den Kontaktfingern 140, also entlang der x-Richtung. Die Busbars 170 dienen zum Anschließen von Zellverbindern, mit deren Hilfe zwei Solarzellen 100 elektrisch miteinander verbunden werden können (nicht dargestellt). Sowohl die Kontaktfinger 140 als auch die Busbars 170 können beispielsweise Silber aufweisen.
Anhand von 2 wird des Weiteren deutlich, dass der vorderseitige Emitter 103 der Solarzelle 100 mit einer selektiven Emitterstruktur ausgebildet ist. Der Emitter 103 weist Emitterbereiche 109, 110 an der Substratoberfläche mit einer unterschiedlichen Dotierungskonzentration, und zwar niedrigdotierte Emitterbereiche 109 und hochdotierte Emitterbereiche 110, auf. Die hochdotierten Emitterbereiche 110 können sich, wie in 2 gezeigt ist, tiefer in das Substrat 101 hinein erstrecken als die niedrigdotierten Emitterbereiche 109, und daher eine größere Emitterschichtdicke aufweisen. Möglich ist auch eine Ausgestaltung mit (im Wesentlichen) gleicher Dicke.
Die Emitterbereiche 109, 110 des Emitters 103 sind zur Veranschaulichung auch in der Aufsichtdarstellung von 1 gezeigt. Die Emitterbereiche 109, 110 liegen in Form von Streifen bzw. Linien vor, welche sich entlang der y-Richtung erstrecken, und bezogen auf die x-Richtung abwechselnd nebeneinander angeordnet sind. Die linienförmigen hochdotierten Emitterbereiche 110 weisen eine (wesentlich) kleinere Breite als die niedrigdotierten Emitterbereiche 109 auf. Die Kontaktfinger 140 der vorderseitigen Kontaktstruktur der Solarzelle 100 sind, wie in den 1 und 2 gezeigt ist, auf den hochdotierten Emitterbereichen 110 des Emitters 103 angeordnet.
Die hochdotierten Emitterbereiche 110 weisen, bezogen auf die x-Richtung, eine einheitliche Emitterbreite w_SE auf (vgl. 2). Die Emitterbreite w_SE beträgt zum Beispiel 0,3mm. Die hochdotierten Emitterbereiche 110 sind äquidistant zueinander beabstandet. Hierdurch weisen die dazwischen vorliegenden niedrigdotierten Emitterbereiche 109 ebenfalls eine einheitliche Emitterbreite auf.
Der Emitter 103 mit der selektiven Emitterstruktur ist in mehrfacher Hinsicht vorteilhaft. Aufgrund der hochdotierten und daher niederohmigen Emitterbereiche 110 liegt ein relativ kleiner elektrischer Übergangswiderstand zu den Kontaktfingern 140 vor. Das Vorsehen der niedrigdotierten Emitterbereiche 109 ermöglicht eine Reduzierung von Absorptions- und Rekombinationsverlusten.
Neben der Vorderseitenmetallisierung weist die Solarzelle 100 eine nicht gezeigte weitere Kontaktstruktur an einer der Vorderseite entgegen gesetzten Rückseite des Siliziumsubstrats 101 auf. Die rückseitige Kontaktstruktur kann zum Beispiel eine großflächige metallische Schicht aus zum Beispiel Aluminium, und weitere zum Anschließen von Zellverbindern geeignete Busbars aus zum Beispiel Silber umfassen. Die ganzflächige metallische Schicht der Rückseitenmetallisierung kann im Bereich der rückseitigen Busbars geöffnet sein.
Eine Herstellung der Solarzelle 100 kann zum Beispiel in der folgenden Art und Weise erfolgen. Das Substrat 101 kann mit einer p-leitenden Grunddotierung mit Bor bereitgestellt werden. Nach einem Ätzverfahren zum Ausbilden einer vorderseitigen Oberflächentextur (nicht dargestellt) und Entfernen eines Sägeschadens kann der Emitter 103 erzeugt werden. Hierfür kann ein Diffusionsprozess durchgeführt werden, in welchem Phosphor in die vorderseitige Substratoberfläche eindiffundiert und ein flächiger niederohmiger Emitterbereich 109 ausgebildet wird. Durch selektives Bestrahlen der vorderseitigen Substratoberfläche mit einem Laser können die hochdotierten Emitterbereiche 110 ausgebildet werden. Beispielsweise kann infolge des Bestrahlens in das Substrat 101 eingebrachter Phosphor zusätzlich aktiviert werden. Möglich ist es auch, eine auf dem Substrat 101 befindliche Dotierquelle, beispielsweise ein in dem Diffusionsprozess gebildetes Phosphorsilikatglas (PSG), selektiv zu bestrahlen, um an diesen Stellen zusätzlichen Phosphor in das Substrat 101 einzutreiben. Das Ausbilden der hochdotierten Emitterbereiche 110 hat zur Folge, dass nunmehr anstelle des zunächst ganzflächigen niedrigdotierten Emitterbereichs 109 mehrere Emitterbereiche 109 an der vorderseitigen Substratoberfläche vorliegen.
Nachfolgend bzw. nach einem Entfernen des PSG-Glases kann auf der Vorderseite des Substrats 101 die Antireflexionsschicht 180 ausgebildet werden. Für das Herstellen der Vorderseitenmetallisierung können unterschiedliche Prozesse, zum Beispiel Siebdruck, Koextrusionsdruck oder Schablonendruck, durchgeführt werden, in welchen eine metallische Paste für die Kontaktfinger 140 und Busbars 170 auf die Antireflexionsschicht 180 gedruckt wird. In einem als Feuern bezeichneten Hochtemperaturschritt kann die metallische Paste ausgehärtet werden. In diesem Prozess können die Kontaktfinger 140 durch die Antireflexionsschicht 180 hindurch an das Substrat 101 bzw. an die hochdotierten Emitterbereiche 110 angebunden werden. Die Metallpaste zum Ausbilden der Kontaktfinger 140 kann ätzende Zusätze zum Durchätzen der Antireflexionsschicht 180 aufweisen. Der Hochtemperaturschritt kann auch zum Fertigstellen bzw. Aushärten der rückseitigen Kontaktstruktur herangezogen werden. Zuvor kann ebenfalls durch Prozesse wie Siebdruck, Koextrusionsdruck oder Schablonendruck eine metallische Paste für die ganzflächige metallische Schicht und die Busbars auf die Rückseite gedruckt werden.
Im Rahmen der Solarzellenfertigung werden in der Regel Testmessungen durchgeführt, um bestimmte Kenngrößen zu erfassen. Auf diese Weise ist es zum Beispiel möglich, eine Solarzelle 100 zu klassifizieren. Ferner können einzelne Fertigungsprozesse beurteilt und gegebenenfalls optimiert werden. Dies kommt auch in Bezug auf das Erzeugen des Emitters 103 mit der selektiven Emitterstruktur in Betracht. Hierbei ist beabsichtigt, den Schicht- bzw. Flächenwiderstand sowohl der hochdotierten Emitterbereiche 110 als auch der niedrigdotierten Emitterbereiche 109 zu ermitteln.
Das im Folgenden beschriebene Konzept sieht zu diesem Zweck den Einsatz eines geeigneten Teststrukturbereichs vor. Der Teststrukturbereich ist durch Strukturieren einer vollständig prozessierten Solarzelle 100 hervorgegangen, oder befindet sich auf einer vollständig prozessierten Solarzelle 100, welche sämtliche zelltypischen Prozesse (zum Beispiel Feuern) durchlaufen hat. In dem Teststrukturbereich sind die Flächenabmessungen von niedrigdotierten Emitterbereichen 109 variiert. Auf diese Weise können die niedrigdotierten Emitterbereiche 109 unterschiedliche Widerstände aufweisen, und bei Widerstandsmessungen einen unterschiedlichen Serienwiderstandsabfall ermöglichen. Dadurch ist es möglich, die Schichtwiderstände der unterschiedlichen Emitterbereiche 109, 110 zu bestimmen.
3 zeigt eine Aufsichtsdarstellung eines ersten in diesem Sinne ausgebildeten Teststrukturbereichs 200. Der Teststrukturbereich 200 kann erzeugt werden, indem die zuvor erläuterte Solarzelle 100 und damit der Emitter 103 in Form des Teststrukturbereichs 200 strukturiert bzw. ausgeschnitten werden. Auf diese Weise liegt eine als Teststruktur einsetzbare Solarzelle 100 vor, welche vorderseitig den Teststrukturbereich 200 aufweist. Das Strukturieren der Solarzelle 100 kann mit Hilfe einer Laserstrukturierung und einer mechanischen Kantenbrechung durchgeführt werden. Die Laserstrukturierung, bei welcher mit einem Laserstrahl Material bis zu einer bestimmten Tiefe der Solarzelle 100 abgetragen wird, kann an der Rückseite der Solarzelle 100 erfolgen.
In dem Teststrukturbereich 200 sind hochdotierte und niedrigdotierte Emitterbereiche 110, 109 des strukturierten Emitters 103 in einer Reihe abwechselnd nebeneinander angeordnet. Der Teststrukturbereich 200 weist eine Längserstreckung entlang der x-Richtung auf. Somit ist der Teststrukturbereich 200 sich senkrecht erstreckend zu den streifen- bzw. linienförmigen Emitterbereichen 109, 110 und Kontaktfingern 140 der ursprünglichen Solarzelle 100 ausgebildet. Die in dem Teststrukturbereich 200 vorhandenen strukturierten Kontaktfinger 140 sind lediglich über den Emitter 103 elektrisch miteinander verbunden.
Die hochdotierten Emitterbereiche 110 weisen in dem Teststrukturbereich 200 jeweils eine Rechteckform und übereinstimmende Flächenabmessungen auf. Des Weiteren sind die hochdotierten Emitterbereiche 110 äquidistant zueinander angeordnet. Ein Vorliegen gleicher Abmessungen und einer äquidistanten Anordnung trifft auch auf die Kontaktfinger 140 zu.
Ein in 3 links angeordneter niedrigdotierter Emitterbereich 109 besitzt ebenfalls eine Rechteckform. Eine auf die y-Richtung bezogene Erstreckung l₀ dieses Emitterbereichs 109, im Folgenden als Emitterlänge l₀ bezeichnet, stimmt mit der Emitterlänge der hochdotierten Emitterbereiche 110 überein. Die weiteren niedrigdotierten Emitterbereiche 109 besitzen im Unterschied hierzu eine reguläre Sechseckform, und weisen rechteckige Emitterteilbereiche 107 und beidseitig angeordnete dreieckige Emitterteilbereiche 108 auf, welche als Verbreiterung dienen. Die Verbreiterungsbereiche 108 besitzen die Form eines gleichseitigen Dreiecks. Die in 3 anhand von gestrichelten Linien angedeuteten rechteckigen Emitterteilbereiche 107 besitzen jeweils die gleichen Flächenabmessungen wie der links angeordnete und lediglich rechteckige Emitterbereich 109.
Die zwei Verbreiterungsbereiche 108 eines Emitterbereichs 109 sind symmetrisch ausgebildet, und weisen jeweils die gleichen Abmessungen auf. Des Weiteren sind die Höhen und damit die Flächenabmessungen der dreieckigen Verbreiterungsbereiche 108, und infolgedessen die Flächenabmessungen der Emitterbereiche 109, bezogen auf die Längserstreckung des Teststrukturbereichs 200 (x-Richtung) von einem zum nächsten Emitterbereich 109 (von links nach rechts) zunehmend größer ausgebildet. Die Emitterbereiche 109 weisen daher zunehmend größere Emitterlängen l₁, l₂, l₃, usw. auf.
Der gesamte Teststrukturbereich 200 umfasst somit einen anhand der gestrichelten Linien angedeuteten streifenförmigen Teilbereich, welcher durch die Emitterbereiche 110, den rechteckigen Emitterbereich 109 und die recheckigen Emitterteilbereiche 107 gebildet ist. Dies entspricht der Form einer herkömmlichen TLM-Teststruktur ohne Variation von Flächenabmessungen. Beidseitig hiervon stehen die dreieckigen Emitterteilbereiche 108 hervor. Aufgrund dieser Form kann der Teststrukturbereich 200 als Drachenstreifen (Dragon Stripe) bezeichnet werden.
4 zeigt eine Aufsichtsdarstellung eines weiteren Teststrukturbereichs 201, welcher im Wesentlichen mit dem Teststrukturbereich 200 übereinstimmt. Dieser kann ebenfalls durch Strukturieren einer Solarzelle 100 erzeugt werden. Der Teststrukturbereich 201 unterscheidet sich von dem Teststrukturbereich 200 dadurch, dass dreieckige Verbreiterungsbereiche 108 der niedrigdotierten Emitterbereiche 109 nur an einer Seite des Teststrukturbereichs 201 vorhanden sind. Die Verbreiterungsbereiche 108 weisen auch hier, bezogen auf die Längserstreckung des Teststrukturbereichs 201, zunehmend größere Flächenabmessungen auf, so dass im Vergleich zu dem rechteckigen Emitterbereich 109 mit der Emitterlänge l₀ (von links nach rechts) zunehmend größere Flächenabmessungen der Emitterbereiche 109 und zunehmend größere Emitterlängen l_i vorliegen.
Mit Hilfe jeder der Teststrukturen 200, 201 können die Flächenwiderstände der unterschiedlichen Emitterbereiche 109, 110 ermittelt werden. Hierbei werden Widerstandmessungen mit unterschiedlichen Kontaktabständen durchgeführt, indem jeweils der elektrische Widerstand zwischen zwei kontaktierten Kontaktfingern 140 gemessen wird. Im Folgenden wird der in den 3, 4 links angeordnete Kontaktfinger 140 als erster Kontaktfinger 140 bezeichnet, und werden die in x-Richtung beabstandet zu dem ersten Kontaktfinger 140 angeordneten weiteren Kontaktfinger 140 als zweiter, dritter, ..., i-ter Kontaktfinger 140 bezeichnet. Die Messungen können zwischen sämtlichen möglichen Paaren aus Kontaktfingern 140, also zwischen dem ersten und zweiten Kontaktfinger 140, zwischen dem ersten und dritten Kontaktfinger 140, zwischen dem zweiten und dritten Kontaktfinger 140, usw. erfolgen.
In Abhängigkeit der kontaktierten Kontaktfinger 140 liegt jeweils ein unterschiedliches Serienwiderstandsnetzwerk vor. Zur beispielhaften Veranschaulichung ist in 5 ein Serienwiderstandsnetzwerk 300 für eine Widerstandsmessung zwischen dem ersten und dritten Kontaktfinger 140 dargestellt. Der jeweils an den Enden vorliegende Widerstand 301 ist ein Kontaktwiderstand, d.h. vorliegend des ersten bzw. dritten Kontaktfingers 140. Die Widerstände 302 beziehen sich jeweils auf einen nicht von einem Kontaktfinger 140 bedeckten und seitlich (rechts oder links) neben dem betreffenden Kontaktfinger 140 befindlichen Teil eines hochdotierten Emitterbereichs 110. Die Widerstände 302 stimmen jeweils miteinander überein.
Der Widerstand 305 ist ein Zwischenmetallisierungswiderstand, welcher dem zweiten (nicht kontaktierten) Kontaktfinger 140 zugerechnet ist. Hierbei liegt zugrunde, dass der Strom durch den zweiten Kontaktfinger 140 und durch den darunter befindlichen Teil des höherohmigen Emitterbereichs 110 fließt. Diese Gegebenheit trifft auch auf die kontaktierten (d.h. den ersten und dritten) Kontaktfinger 140 zu.
Der Widerstand 311 bezieht sich auf den rechteckigen niedrigdotierten Emitterbereich 109 (Emitterlänge l₀). Der weitere Widerstand 312 bezieht sich auf den ersten verbreiterten niedrigdotierten Emitterbereich 109. Dieser ist kleiner als der Widerstand 311.
Zum Bestimmen der gesuchten Schichtwiderstände wird zusätzlich zu den Widerstandsmessungen ein Modell aufgestellt, welches die geometrischen Verhältnisse der die Widerstände vorgebenden Komponenten in dem jeweiligen Teststrukturbereich 200, 201 berücksichtigt. Das Modell bildet die in Abhängigkeit der kontaktierten Kontaktfinger 140 unterschiedlichen Serienwiderstandsnetzwerke ab. Mit Hilfe des Modells und der gemessenen Widerstände können im Rahmen einer Auswertung die Schichtwiderstände der niedrigdotierten und hochdotierten Emitterbereiche 109, 110 ermittelt werden. Ein weiterer bestimmbarer Parameter ist der spezifische Kontaktwiderstand der Kontaktfinger 140.
Zum Veranschaulichen des Aufstellens eines solchen Modells zeigt 6 eine Teildarstellung eines in dem Teststrukturbereich 201 von 4 enthaltenen niedrigdotierten Emitterbereichs 109 mit einem Verbreiterungsbereich 108 in der Aufsicht. Der Emitterbereich 109 ist nur zur Hälfte abgebildet. Eine Emitterlänge l(x) ist vorgegeben durch:
Mit dem differentiellen Widerstand dR = ρ_SH dx / l(x) (2) ergibt sich für den halben Emitterbereich 109 ein Widerstand R_0i gemäß:
Hierbei ist ρ_SH der Schichtwiderstand der niedrigdotierten Emitterbereiche 109.
Für ein Serienwiderstandsnetzwerk kann, in Abhängigkeit der Anzahl n_F der beteiligten Kontaktfinger 140, ein Widerstand R_TLM wie folgt angegeben werden:
In Formel (4) ist ein anhand von 5 erläuterter Zwischenmetallisierungswiderstand 305 eines nicht kontaktierten Kontaktfingers 140 nicht enthalten. Da es sich um einen relativ kleinen Widerstandsanteil handelt, kann dieser vernachlässigt werden. Möglich ist es jedoch auch, diesen mit einem entsprechenden Term zu berücksichtigen.
Der Parameter R_C in Formel (4) bezieht sich auf einen verteilten Kontaktwiderstand, bei dem angenommen wird, dass der Emitterschichtwiderstand unter einem Kontaktfinger 140 dem Schichtwiderstand der hochdotierten Emitterbereiche 110, im Folgenden mit ρ_SH,SE gekennzeichnet, entspricht. R_C ist vorgegeben durch:
Hierbei ist l_C eine auf die y-Richtung bezogene Kontaktfingerlänge (entspricht l₀), und L_T ist die Transferlänge, welche vorgeben ist durch
Hierbei ist ρ_C der spezifische Kontaktwiderstand.
Der Parameter R_homEm,i in Formel (4) beschreibt die (unterschiedlichen) Widerstände der flächenvariierten niedrigdotierten Emitterbereiche 109. Hierbei gilt, mit dem Parameter R_0i von Formel (3): R_homEm,i = 2R_0i (7)
Der Parameter R_SE in Formel (4) beschreibt die (übereinstimmenden) Widerstände der hochdotierten Emitterbereiche 110. Hierbei gilt:
Dabei sind w_SE und w_C die in 2 angedeutete Emitter- und Kontaktbreite.
Im Rahmen der Auswertung können mit Hilfe der oben genannten Formeln und den Messergebnissen der Widerstandmessungen die gesuchten Parameter wie die Schichtwiderstände ρ_SH, ρ_SH,SE der Emitterbereiche 109, 110 und der spezifische Kontaktwiderstand ρ_C ermittelt werden. Je nach Teststrukturbereich kann jeweils ein spezifisches Modell zugrunde gelegt, welches die geometrischen Verhältnisse des betreffenden Teststrukturbereichs berücksichtigt.
7 zeigt ein Diagramm mit simulierten Widerstandskurven 351, 352 eines Widerstands R in Abhängigkeit eines Kontaktabstands d. Die Widerstandkurve 352 bezieht sich auf eine Teststruktur, welche durch Strukturieren einer Solarzelle 100 in Form des Teststrukturbereichs 201 von 4 hergestellt ist. Die andere Widerstandkurve 351 bezieht sich auf eine herkömmliche TLM-Teststruktur ohne Variation der Flächenabmessungen von Emitterbereichen 109. Hierbei handelt es sich um den in 4 anhand der gestrichelten Linien angedeuteten streifenförmigen Teilbereich ohne Verbreiterungsbereiche 108.
Für die herkömmliche TLM-Teststruktur kann ebenfalls die obige Formel (4) herangezogen werden, wobei hierbei abweichend von Formel (7) für die (übereinstimmenden) Widerstände der nicht variierten niedrigdotierten Emitterbereiche Folgendes gilt:
Hierbei ist ρ_SH,homEm der Schichtwiderstand der niedrigdotierten Emitterbereiche (weiter oben auch mit ρ_SH gekennzeichnet). Der Parameter d_F,i ist der jeweils gleiche Fingerabstand d_F (vgl. 2).
Der Simulation wurden Werte wie ein Kontaktfingerabstand d_F von 1,94mm, eine Emitterbreite w_SE von 0,3mm, eine Kontaktfingerbreite w_C von 90µm und die folgenden Widerstandswerte zugrunde gelegt: ρ_SH = 250Ω/☐; ρ_SH,SE = 40Ω/☐; ρ_C = 5mΩcm².
Bei der Widerstandskurve 351 der herkömmlichen Teststruktur handelt es sich um eine Gerade. Die andere Widerstandskurve 352 des flächenvariierten Teststrukturbereichs 201 weicht von der linearen Widerstandskurve 351 ab, und ist mit steigendem Abstand d zunehmend kleiner als die Widerstandkurve 351. Diese Widerstandsverringerung ist bedingt durch die Variation bzw. Änderung der Fläche der niedrigdotierten Emitterbereiche 109, welche erst das getrennte Ermitteln der Schichtwiderstände der unterschiedlichen Emitterbereiche 109, 110 ermöglicht.
Bei den Teststrukturbereichen 200, 201 der 3, 4 weisen sämtliche Emitterbereiche 109 unterschiedliche Flächen auf, und sind die Emitterbereiche 109 bezogen auf eine Längserstreckungsrichtung der Teststrukturbereiche 200, 201 zunehmend größer ausgebildet. Alternativ kann auch eine andere Anordnung bzw. Verteilung unterschiedlich großer Emitterbereiche 109 vorgesehen sein. Möglich ist es ferner, Verbreiterungsbereiche 108 mit anderen Formen als eine Dreieckform auszubilden. Des Weiteren kann ein Teststrukturbereich mit einer kleineren Flächenvariation verwirklicht werden, indem nicht sämtliche Emitterbereiche 109 eine unterschiedliche Fläche aufweisen, sondern zum Beispiel lediglich ein einzelner Emitterbereich 109 verbreitert ausgebildet ist.
Für einen Teststrukturbereich bzw. eine Solarzelle mit einem Teststrukturbereich können weitere Ausführungsformen in Betracht kommen, wie anhand der folgenden Figuren näher beschrieben wird. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass übereinstimmende Aspekte sowie gleiche und gleich wirkende Komponenten im Folgenden nicht erneut detailliert beschrieben werden. Für Details hierzu wird stattdessen auf die vorstehende Beschreibung Bezug genommen. Des Weiteren können Aspekte und Details, welche in Bezug auf eine Ausführungsform genannt werden, auch bei einer anderen Ausführungsform zur Anwendung kommen.
Wie oben angegeben wurde, kann eine Solarzelle 100 in Form eines geeigneten Teststrukturbereichs strukturiert werden. Anstatt eine Solarzelle 100 gänzlich zu strukturieren, kann eine Trennung eines Teststrukturbereichs auf einer vollständig prozessierten Solarzelle 100 in Form einer Isolierung des Teststrukturbereichs verwirklicht werden, so dass der Teststrukturbereich zum Durchführen von Widerstandsmessungen zum Bestimmen der Schichtwiderstände der unterschiedlichen Emitterbereiche 109, 110 geeignet ist.
Zur beispielhaften Veranschaulichung dieses Aspekts zeigt 8 eine Teildarstellung einer Solarzelle 100 in der Aufsicht mit dem anhand von 3 erläuterten beidseitig verbreiterten Teststrukturbereich 200. Die Solarzelle 100 ist derart ausgebildet, dass sowohl der Emitter 103 als auch die vorderseitige Kontaktstruktur in dem Teststrukturbereich 200 abgetrennt sind von Bereichen des Emitters 103 und der Kontaktstruktur außerhalb des Teststrukturbereichs 200. Hierbei sind die Kontaktfinger 140 am Rand des Teststrukturbereichs 200 entsprechend abgetrennt bzw. unterbrochen. Auf diese Weise liegen in dem Teststrukturbereich 200 separate Teilbereiche der Kontaktfinger 140 vor, welche nur über den Emitter 103 elektrisch verbunden sind. In Bezug auf den Emitter 103 ist am Rand des Teststrukturbereichs 200 eine emittertrennende Trennstruktur 190 vorgesehen. Diese kann den Teststrukturbereich 200 gegebenenfalls vollständig umlaufen. Die Solarzelle 100 mit dem abgetrennten Teststrukturbereich 200 kann auf unterschiedliche Art und Weise verwirklicht werden.
Es ist zum Beispiel möglich, die Solarzelle 100 in der oben angegebenen Weise herzustellen, und nachfolgend eine Laserstrukturierung durchzuführen, in welcher der Teststrukturbereich 200 mit Hilfe eines Laserstrahls isoliert wird. Mit Hilfe des Lasers können die Kontaktfinger 140 der Kontaktstruktur, die auf dem Emitter 103 befindliche Antireflexionsschicht 180 (vgl. 2) und der Emitter 103 in der in 8 gezeigten Weise getrennt werden. In dieser Ausgestaltung ist die Trennstruktur 190 eine den Emitter 103, die Antireflexionsschicht 180 und die Kontaktstruktur durchtrennende Grabenstruktur. Die Grabenstruktur kann sich zusätzlich zum Teil in die Basis 102 des Substrats 101 hinein erstrecken.
Anstelle eines metallisierungstrennenden Strukturierens ist es möglich, im Rahmen der Herstellung der Solarzelle 100 die Kontaktstruktur von Anfang an mit Bezug auf den Teststrukturbereich 200 in getrennter Form auszubilden (Trennung der Metallisierung per Layout). Auf diese Weise kann eine nachträgliche Strukturierung der Kontaktstruktur entfallen. Eine Laserstrukturierung kann hingegen erfolgen, um den Emitter 103 (und die Antireflexionsschicht 180) am Rand des Teststrukturbereichs 200 zu trennen.
Eine weitere Variante besteht darin, die Solarzelle 100 mit einer getrennten Kontaktstruktur und mit einem getrennten Emitter 103 herzustellen. In Bezug auf den Emitter 103 kann hierzu vorgesehen sein, das Substrat 101 mit Substratbereichen ohne eine Emitterdotierung auszubilden. Auf diese Weise kann von Anfang an ein isolierter Teststrukturbereich 200 vorliegen. Dies lässt sich mit Hilfe von selektiven Diffusionsbarrieren auf dem Substrat 101 verwirklichen, welche im Rahmen des Diffusionsprozesses ein Einbringen des Emitterdotierstoffs in das Substrat 101 lokal verhindern. Hierbei umfasst die am Rand des Teststrukturbereichs 200 vorliegende Trennstruktur 190 solche Substratbereiche ohne Emitterdotierung. Auf diese Weise kann eine Laserstrukturierung entfallen.
Die vorstehenden Ausführungen gelten in entsprechender Weise für andere Teststrukturbereiche. Bei einer Ausgestaltung einer Solarzelle 100 mit einem isolierten Teststrukturbereich, wie es beispielhaft für den Teststrukturbereich 200 erläutert wurde, kann der Teststrukturbereich grundsätzlich an einer beliebigen Stelle in beliebiger Größe ausgebildet werden. Es ist jedoch von Vorteil, den Teststrukturbereich möglichst klein auszubilden und mittig zwischen Busbars 170 oder am Rand einer Solarzelle 100 vorzusehen (nicht dargestellt). An diesen Stellen liegt in der Regel eine vergleichsweise geringe elektrische Stromdichte vor. Sofern die Solarzelle 100 mit dem isolierten Teststrukturbereich zur Stromerzeugung betrieben wird, sind auf diese Weise mit dem Vorliegen des Teststrukturbereichs nur geringe bzw. vernachlässigbare Serienwiderstandsverluste verbunden.
Eine Ausgestaltung am Rand der Solarzelle 100 kann zum Beispiel für den Teststrukturbereich 201 von 4 von Vorteil sein. Hierbei kann die nicht verbreiterte geradlinige Längsseite des Teststrukturbereichs 201 am Solarzellenrand vorgesehen werden. Auf diese Weise kann eine Abtrennung bzw. Isolierung des Teststrukturbereichs 201 lediglich an der anderen, mit Hilfe der Bereiche 108 verbreiterten Längsseite des Teststrukturbereichs 201 in Betracht kommen.
In Bezug auf die Teststrukturbereiche 200, 201 (sowie deren mögliche Abwandlungen) wird ergänzend auf die Möglichkeit hingewiesen, diese an einer solchen Stelle und mit einer solchen Geometrie auf einer Solarzelle 100 auszubilden, dass die Teststrukturbereiche 200, 201 zur Kennzeichnung eines Herstellers der Solarzelle 100 geeignet sind.
Eine Flächenvariation in einem Teststrukturbereich kann nicht nur durch eine Verbreiterung senkrecht zu einer Längserstreckungsrichtung (y-Richtung) des Teststrukturbereichs verwirklicht werden. Möglich ist auch eine Flächenvariation entlang der Längserstreckungsrichtung (x-Richtung). Dies kann durch eine geeignete Gestaltung eines Emitters 103 mit selektiver Emitterstruktur und/oder einer Metallisierung verwirklicht werden. Mögliche, in diesem Sinne verwirklichte Ausgestaltungen werden im Folgenden näher beschrieben.
9 zeigt eine Aufsichtsdarstellung einer Vorderseite einer weiteren Solarzelle 100. Die Solarzelle 100 weist erneut linien- bzw. streifenförmige hochdotierte Emitterbereiche 110 auf, auf welchen Kontaktfinger 140 angeordnet sein. Ein Teil der Emitterbereiche 110 und der hierauf angeordneten Kontaktfinger 140 weist gezielte Unterbrechungen 220 auf. Die Unterbrechungen 220 sind derart gewählt, dass auf der Solarzelle 100, wie in 9 anhand der gestrichelten Linien angedeutet ist, ein mittig zwischen den Busbars 170 vorliegender streifenförmiger rechteckiger Teststrukturbereich 202 bereitgestellt ist. Der sich in x-Richtung erstreckende Teststrukturbereich 202 ist zusätzlich in der vergrößerten Teildarstellung von 10 angedeutet.
Für das Durchführen von Widerstandmessungen zum Bestimmen der Schichtwiderstände der unterschiedlichen Emitterbereiche 109, 110 kann die in den 9, 10 gezeigte Solarzelle 100 zum Beispiel in Form des Teststrukturbereichs 202 strukturiert werden. Möglich ist es auch, eine Isolierung des Teststrukturbereichs 202 auf der Solarzelle 100 zu verwirklichen, indem eine der oben genannten Ausgestaltungen, d.h. Laserstrukturierung zum Durchtrennen der Kontaktstruktur und des Emitters 103, oder Herstellung der Solarzelle 100 mit getrennter Kontaktstruktur sowie ggf. mit Substratbereichen ohne Emitterdotierung, zum Einsatz kommt. Ein Strukturieren der Solarzelle 100 bzw. Ausbilden einer Trennstruktur kann an den in den 9, 10 gestrichelt angedeuteten Linien erfolgen. Diese Aspekte gelten in entsprechender Weise für weiter unten beschriebene weitere Ausgestaltungen von Solarzellen 100 mit Teststrukturbereichen.
Aufgrund der Unterbrechungen 220 weisen in dem Teststrukturbereich 202 befindliche hochdotierte Emitterbereiche 110 unterschiedliche Abstände zueinander auf. Diese Abstandvariation führt dazu, dass in dem Teststrukturbereich 202 befindliche und eine Rechteckform aufweisende niedrigdotierte Emitterbereiche 109 unterschiedliche Emitterbreiten w₁, ..., w_i (vgl. 10), und dadurch unterschiedliche Flächenabmessungen besitzen. Außerhalb des Teststrukturbereichs 202 sind die hochdotierten Emitterbereiche 110 äquidistant zueinander angeordnet.
Die Variation der Flächenabmessungen der niedrigdotierten Emitterbereiche 109 in dem Teststrukturbereich 202 macht es erneut möglich, auf der Grundlage von Widerstandsmessungen mit unterschiedlichen Kontaktabständen die einzelnen Schichtwiderstände der unterschiedlichen Emitterbereiche 109, 110 (und den spezifischen Kontaktwiderstand) zu bestimmen. Wie oben beschrieben, wird auch hier jeweils der elektrische Widerstand zwischen paarweise kontaktierten Kontaktfingern 140 bzw. Teilbereichen derselben in dem Teststrukturbereich 202 gemessen. Es wird ferner ein Modell zugrunde gelegt, welches die geometrischen Verhältnisse der die Widerstände vorgebenden Komponenten in dem Teststrukturbereich 202 berücksichtigt. Hierbei kann zum Beispiel u.a. auch die obige Formel (4) zur Anwendung kommen. Dies gilt in entsprechender Weise für die im Folgenden beschriebenen Ausgestaltungen.
11 zeigt eine Teildarstellung einer weiteren Solarzelle 100 in der Aufsicht, bei welcher ebenfalls durch Unterbrechungen 220 von hochdotierten Emitterbereichen 110 und hierauf angeordneten Kontaktfingern 140 ein streifenförmiger rechteckiger Teststrukturbereich 203 bereitgestellt ist. Im Vergleich zu dem Teststrukturbereich 202 sind die Unterbrechungen 220, mit deren Hilfe die Flächenabmessungen niedrigdotierter Emitterbereiche 109 in dem Teststrukturbereich 203 variiert sind, bezogen auf die Längserstreckungsrichtung (x-Richtung) an anderen Stellen vorgesehen.
Anstelle der Teststrukturbereiche 202, 203 der 9 bis 11 können weitere Teststrukturbereiche mit an anderen Stellen vorgesehenen Unterbrechungen 202 verwirklicht werden. Es kann auch in Betracht kommen, zum Beispiel lediglich eine Unterbrechung 220 vorzusehen, wodurch lediglich ein einzelner Emitterbereich 109 in dem betreffenden Teststrukturbereich von anderen Emitterbereichen 109 abweichende (größere) Flächenabmessungen besitzen kann. In diesem Zusammenhang wird auf die Möglichkeit hingewiesen, für durchgängige Emitterbereiche 110 und Kontaktfinger 140 sämtliche Permutationen vorzusehen. Beispielsweise können bei sechs Emitterbereichen 110 und Kontaktfingern 140 der (von links nach rechts) fünfte, der vierte, ..., der zweite bis vierte, usw. Emitterbereich 110 nebst Kontaktfinger 140 unterbrochen sein.
Bei der Herstellung einer Solarzelle 100 kann es gegebenenfalls vorkommen, dass ein oder mehrere Kontaktfinger 140 bedingt durch einen fehlerhaften Prozessschritt zusätzlich unterbrochen, und dadurch gegebenenfalls nicht mehr mit einer Busbar 170 verbunden sind. Eine hiermit verbundene Isolation eines Kontaktfingers 140 bzw. Kontaktfingerbereichs kann mit Hilfe von wenigstens einem redundanten Kontaktfinger 147 vermieden werden.
Zur beispielhaften Veranschaulichung zeigt 12 eine Teildarstellung einer weiteren Solarzelle 100, welche eine Weiterbildung der Solarzelle 100 von 11 darstellt. Hierbei ist neben dem Teststrukturbereich 203 ein zusätzlicher redundanter Kontaktfinger 147 vorgesehen. Der Kontaktfinger 147 verbindet mehrere der anderen Kontaktfinger 140 und verläuft quer zu den Kontaktfingern 140. Es können auch mehrere solche Kontaktfinger 147 vorgesehen werden. Ferner ist es möglich, beidseitig des Teststrukturbereichs 203 jeweils (wenigstens) einen solchen Kontaktfinger 147 auszubilden (vgl. hierzu 21).
13 zeigt eine Teildarstellung einer Solarzelle 100 in der Aufsicht zur Veranschaulichung weiterer Ausgestaltungen, um einen Teststrukturbereich 204 zu verwirklichen, in welchem hochdotierte Emitterbereiche 110 unterschiedliche Abstände und infolgedessen niedrigdotierte Emitterbereiche 109 unterschiedliche Flächenabmessungen aufweisen. Hierzu sind gemäß 13 die Formen von linienförmigen hochdotierten Emitterbereichen 110 und Kontaktfingern 140 in geeigneter Weise geändert. In Bezug auf einen hochdotierten Emitterbereich 110 ist vorgesehen, dass dieser lateral zueinander bzw. parallel versetzte Emitterteilbereiche 111, 112 umfasst. In gleicher Weise sind die dazugehörigen Kontaktfinger 140 mit lateral zueinander versetzt angeordneten Teilbereichen 141, 142 ausgebildet. Die Versetzung ist senkrecht zur Längserstreckungsrichtung der Emitterbereiche 111, 112, und damit in Richtung der Längserstreckungsrichtung des Teststrukturbereichs 204 (x-Richtung) gewählt.
Der streifenförmige rechteckige Teststrukturbereich 204 ist im Bereich der versetzten Teilbereiche 112, 142 vorgesehen. Außerhalb des Teststrukturbereichs 204 können die hochdotierten Emitterbereiche 110 und Kontaktfinger 140 bzw. deren Teilbereiche 111, 141 äquidistant zueinander angeordnet sein. Die in 13 an einer Längsseite des Teststrukturbereichs 204 gezeigte Struktur kann in symmetrischer Form an der nicht gezeigten gegenüberliegenden Längsseite des Teststrukturbereichs 204 vorhanden sein. Dies betrifft zum Beispiel eine mögliche Anordnung des Teststrukturbereichs 204 mittig zwischen Busbars 170 der Solarzelle 100.
Eine Versetzung kann wie in 13 gezeigt auf unterschiedliche Art und Weise verwirklicht sein. Bei der in 13 ersten bzw. links angeordneten Versetzungsstruktur sind die Teilbereiche 111, 141 und 112, 142 voneinander getrennt. Bei den anderen Versetzungsstrukturen sind die einzelnen Teilbereiche 111, 112, 141, 142 über weitere Teilbereiche des betreffenden Emitterbereichs 110 und Kontaktfingers 140 miteinander verbunden. Von rechts nach links liegt eine geschwungene Verbindung, eine diagonal angeschlossene Verbindung und eine stufenförmige bzw. waagrecht angeschlossene Verbindung vor. Der Teststrukturbereich 204 von 13 kann mit lediglich einer der gezeigten Versetzungsarten verwirklicht sein. Des Weiteren kann die Solarzelle 100 mit wenigstens einer einzelnen Versetzung ausgebildet sein.
14 zeigt eine Teildarstellung einer weiteren Solarzelle 100 in der Aufsicht, welche eine Weiterbildung der Solarzelle 100 von 13 darstellt. Hierbei ist außerhalb des Teststrukturbereichs 204 ein zusätzlicher redundanter Kontaktfinger 147 ausgebildet, welcher mehrere der anderen Kontaktfinger 140 verbindet. In Bezug auf die links angeordnete Versetzungsstruktur können die versetzten Teilbereiche 141, 142 des betreffenden Kontaktfingers 140 über den redundanten Kontaktfinger 147 verbunden sein.
Bei der Solarzelle 100 der 9, 10 ist der Teststrukturbereich 202 mittig zwischen den Busbars 170 vorgesehen. Dies kann auch für die anhand der 11 bis 14 erläuterten Ausführungsformen in Betracht kommen. Möglich ist auch eine Ausgestaltung, bei welcher ein Teststrukturbereich am Rand einer Solarzelle 100 vorgesehen ist. Zur beispielhaften Veranschaulichung dieses Aspekts zeigt 15 eine Aufsichtsdarstellung einer weiteren Solarzelle 100 mit dem Teststrukturbereich 202. Der Teststrukturbereich 202 befindet sich am Rand der Solarzelle 100. Hierbei endet ein Teil der hochdotierten Emitterbereiche 110 und Kontaktfinger 140 vor dem Teststrukturbereich 202, wodurch randseitige Unterbrechungen 220 vorliegen. Eine Anordnung am Rand einer Solarzelle 100 kann auch für die anderen Teststrukturbereiche 203, 204, 205 der 11 bis 14 sowie deren mögliche Abwandlungen in Betracht kommen.
16 zeigt eine Aufsichtsdarstellung einer weiteren Solarzelle 100. Die Solarzelle 100 weist linienförmige hochdotierte Emitterbereiche 110 auf, welche im Folgenden als erste Gruppe bezeichnet werden. Auf den hochdotierten Emitterbereiche 110 sind Kontaktfinger 140 angeordnet. Die Solarzelle 100 von 16 weist eine zweite Gruppe linienförmiger hochdotierter Emitterbereiche 118 auf, welche senkrecht (in x-Richtung) zu den Emitterbereichen 110 der ersten Gruppe verlaufen. Die Emitterbereiche 118 erstrecken sich zwischen zwei Emitterbereichen 110 der ersten Gruppe. Auf den Emitterbereichen 118 sind Kontaktfinger 148 angeordnet, welche sich somit quer und zwischen zwei Kontaktfingern 140 erstrecken.
Die hochdotierten Emitterbereiche 110 der ersten Gruppe sind äquidistant zueinander beabstandet. Die hochdotierten Emitterbereiche 118 der zweiten Gruppe weisen unterschiedliche Abstände zueinander auf. Auf diese Weise wird an dieser Stelle zwischen zwei hochdotierten Emitterbereichen 110 der ersten Gruppe ein streifenförmiger Teststrukturbereich 205 ermöglicht, in welchem die Flächenabmessungen der niedrigdotierten Emitterbereiche 109 variiert sind. Der Teststrukturbereich 205 erstreckt sich parallel zu den hochdotierten Emitterbereichen 110 der ersten Gruppe.
Mögliche nicht gezeigte Abwandlungen der Solarzelle 100 von 16 können darin bestehen, dass sich die Emitterbereiche 118 der zweiten Gruppe zwischen mehr als zwei Emitterbereichen 110 der ersten Gruppe erstrecken. Dies gilt in entsprechender Weise für die Kontaktfinger 148. Des Weiteren kann der Teststrukturbereich 205 mit einer solchen Variation verwirklicht sein, dass sich in dem Teststrukturbereich 205 die Flächenabmessungen von lediglich einem niedrigdotierten Emitterbereich 109 von denjenigen der anderen Emitterbereiche 109 unterscheiden. In einer weiteren Abwandlung kann vorgesehen sein, dass analog zu den oben anhand der 9 bis 14 beschriebenen Ausgestaltungen wenigstens ein Emitterbereich 118 der zweiten Gruppe im Bereich des Teststrukturbereichs 205 unterbrochen, oder mit versetzten Emitterteilbereichen ausgebildet ist, um eine Flächenvariation niedrigdotierter Emitterbereiche 109 zu ermöglichen.
17 zeigt eine Aufsichtsdarstellung einer weiteren Solarzelle 100. Bei der Solarzelle 100 umfassen die hochdotierten (und in y-Richtung verlaufenden) Emitterbereiche 110 linienförmige Emitterteilbereiche 113 und breitere und eine Rechteckform aufweisende flächige Emitterteilbereiche 114. Es sind mehrere Reihen aus (in x-Richtung) nebeneinander angeordneten Emitterteilbereichen 114 vorhanden. Die Kontaktstruktur ist mit hierzu korrespondierenden Kontaktelementen 140 ausgebildet, welche linienförmige Teilbereiche 143 und rechteckige flächige Teilbereiche 144 umfassen. Hierbei können die flächigen Teilbereiche 144 der Kontaktelemente 140, welche auf den flächigen Emitterteilbereichen 114 angeordnet sind, als Kontaktflächen bzw. Pads zum Anschließen von Drahtleitern dienen. Mit Hilfe der Drahtleiter können zwei Solarzellen 100 elektrisch miteinander verbunden werden (nicht dargestellt). Die Solarzelle 100 von 17 weist daher keine zusätzlichen Busbars auf.
Bei der Solarzelle 100 von 17 ist ein streifenförmiger rechteckiger Teststrukturbereich 206 im Bereich einer Reihe flächiger hochdotierter Emitterteilbereiche 114 vorgesehen. Eine mögliche Ausgestaltung der Solarzelle 100 zum Bereitstellen des sich quer zu den Emitterbereichen 110 und Kontaktelementen 140 (in x-Richtung) erstreckenden Teststrukturbereichs 206 ist in der vergrößerten Teildarstellung von 18 gezeigt. Der anhand von gestrichelten Linien angedeutete Teststrukturbereich 206 kann eine (auf die y-Richtung bezogene) Breite aufweisen, welche mit der Länge der Kontaktflächen 144 übereinstimmt und daher kleiner ist als eine Emitterlänge der flächigen Emitterteilbereiche 114. Auf diese Weise kann der Rand des Teststrukturbereichs 206, wie in 18 gezeigt, bündig sein mit Randseiten der Kontaktflächen 144. Möglich ist es auch, für den Teststrukturbereich 206 eine (auf die y-Richtung bezogene) Breite vorzusehen, welche kleiner ist als eine Länge der Kontaktflächen 144.
Anhand von 18 wird deutlich, dass die flächigen Emitterteilbereiche 114 der gezeigten Reihe mit unterschiedlichen Abständen zueinander ausgebildet sind. Daher weisen in dem Teststrukturbereich 206 befindliche und eine Rechteckform aufweisende niedrigdotierte Emitterbereiche 109 unterschiedliche Emitterbreiten w₁, ..., w_i, und infolgedessen unterschiedliche Flächenabmessungen auf. Die anderen linienförmigen Emitterteilbereiche 113 sind im Unterschied hierzu äquidistant zueinander angeordnet. Daher können die linienförmigen Emitterteilbereiche 113 an unterschiedlichen Stellen, zum Beispiel mittig oder am Rand, an die flächigen Emitterteilbereiche 114 heranreichen.
18 veranschaulicht des Weiteren auf der linken Seite die Möglichkeit, (wenigstens) einen hochdotierten flächigen Emitterteilbereich 115 mit einer von den anderen Emitterteilbereichen 114 abweichenden, relativ großen Breite vorzusehen. An den Emitterteilbereich 115 können im Unterschied zu den kleineren Emitterteilbereichen 114 zwei (oder auch mehr) linienförmige Emitterteilbereiche 113 heranreichen. Der Emitterteilbereich 115 kann als verbundene Ausgestaltung von zwei (oder auch mehr) Emitterteilbereichen 114 aufgefasst werden. In gleicher Weise ist auf dem Emitterteilbereich 115 ein relativ großer und mit zwei (oder auch mehr) linienförmigen Teilbereichen 143 verbundener Teilbereich 145 der Kontaktstruktur angeordnet. Dieser kann als verbundene Ausgestaltung von zwei (oder auch mehr) Teilbereichen 144 aufgefasst werden.
In Bezug auf die Solarzelle 100 der 17, 18 kann es in Betracht kommen, zum Bereitstellen des Teststrukturbereichs 206 lediglich eine Reihe abstandsvariierter Emitterteilbereiche 114 und ggf. 115 vorzusehen, wohingegen in anderen Reihen eine äquidistante Anordnung aus Emitterteilbereichen 114 vorliegt. Möglich ist es auch, dass die Abstandsvariation in mehreren oder sämtlichen Reihen vorhanden ist. Da die Kontaktflächen 144 und ggf. 145 bei einem Anschließen von Drahtleitern teilweise verdeckt werden, kann die (wenigstens) in dem Teststrukturbereich 206 vorliegende Abstandsvariation für einen Betrachter der mit Drahtleitern kontaktierten Solarzelle 100 unerkannt bleiben.
Entsprechend den anderen der vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen kann es für das Durchführen von Widerstandmessungen in Betracht kommen, die Solarzelle 100 der 17, 18 zum Beispiel in Form des Teststrukturbereichs 206 zu strukturieren. Möglich ist es auch, eine Isolierung des Teststrukturbereichs 206 auf der Solarzelle 100 zu verwirklichen. Bei den Messungen werden Kontaktflächen 144, 145 paarweise kontaktiert. In Abhängigkeit der kontaktierten Kontaktflächen 144, 145 liegt jeweils ein entsprechendes Serienwiderstandsnetzwerk vor.
Beispielsweise kann in Bezug auf 18 bei einer Kontaktierung der Kontaktfläche 145 und der (von links nach rechts) übernächsten Kontaktfläche 144 das in 5 gezeigte Serienwiderstandsnetzwerk 300 vorliegen. Hierbei ist der an den Enden vorliegende Widerstand 301 ein Kontaktwiderstand der kontaktierten Kontaktflächen 144, 145. Der Widerstand 302 bezieht sich auf einen nicht von einer Kontaktfläche 144, 145 bedeckten Teil eines hochdotierten Emitterteilbereichs 114, 115. Der Widerstand 305 ist ein Zwischenmetallisierungswiderstand der nicht kontaktierten Kontaktfläche 144. Die Widerstände 311, 312 rühren von den in dem Teststrukturbereich 206 vorhandenen niedrigdotierten Emitterbereichen 109 zwischen den Emitterteilbereichen 114, 115 her.
19 zeigt eine Aufsichtsdarstellung einer weiteren Solarzelle 100, bei welcher es sich um eine Weiterbildung der Solarzelle 100 der 17, 18 handelt. Die Solarzelle 100 ist mit zusätzlichen redundanten Kontaktfingern 147 ausgebildet, welche quer zu den Kontaktelementen 140 verlaufen und mehrere Kontaktelemente 140 miteinander verbinden.
20 zeigt eine Teildarstellung einer weiteren Solarzelle 100 in der Aufsicht. Die Solarzelle 100 weist (im Wesentlichen) linienförmige hochdotierte Emitterbereiche 110 auf. Um einen streifenförmigen rechteckigen Teststrukturbereich 207 bereitzustellen, ist ein Teil der Emitterbereiche 110 im Bereich des Teststrukturbereichs 207 mit flächigen rechteckigen Verbreiterungsbereichen 119 ausgebildet. Diese weisen eine unterschiedliche Breite auf. Hiermit verbunden sind unterschiedliche Abstände der Emitterbereiche 110 in dem Teststrukturbereich 207, wodurch hier befindliche und eine Rechteckform aufweisende niedrigdotierte Emitterbereiche 109 unterschiedliche Emitterbreiten, und dadurch unterschiedliche Flächenabmessungen besitzen. Außerhalb des Teststrukturbereichs 207 sind die hochdotierten Emitterbereiche 110 äquidistant zueinander angeordnet. Auf den Emitterbereichen 110 sind wiederum Kontaktfinger 140 angeordnet. Die gezeigte Struktur kann mittig zwischen Busbars 170, oder am Rand der Solarzelle 100 vorgesehen sein.
Bei einer Ausgestaltung einer Solarzelle 100 mit (wenigstens) einem redundanten Kontaktfinger 147, wie es zum Beispiel in 12 gezeigt ist, kann es ferner in Betracht kommen, den gesamten redundanten Kontaktfinger 147 auf einem hochdotierten Emitterbereich anzuordnen.
In diesem Zusammenhang zeigt 21 eine weitere Teildarstellung, in welcher zwei unterschiedliche Ausführungsformen von Solarzellen 100, unterteilt durch die in y-Richtung verlaufende gestrichelte Linie, zusammengefasst sind. Die Solarzellen 100 weisen jeweils den mit Hilfe der Unterbrechungen 220 verwirklichten und in 10 gezeigten Teststrukturbereich 202 auf. Beidseitig des Teststrukturbereichs 202 bzw. im Bereich der Enden der unterbrochenen hochdotierten Emitterbereiche 110 ist jeweils ein weiterer linien- bzw. streifenförmiger hochdotierter Emitterbereich 117 vorhanden, welcher senkrecht (in x-Richtung) zu den anderen Emitterbereichen 110 verläuft und mehrere Emitterbereiche 110 verbindet.
Bei der in 21 rechts abgebildeten Solarzelle 100 sind auf den Emitterbereichen 117 redundante Kontaktfinger 147 angeordnet. Die Kontaktstruktur mit den Kontaktfingern 140 und den redundanten Kontaktfingern 147 kann zum Beispiel mittels Siebdruck hergestellt sein.
Bei der in 21 links abgebildeten Solarzelle 100 sind keine redundanten Kontaktfinger 147 auf den Emitterbereichen 117 vorhanden. Die dazugehörige Kontaktstruktur kann zum Beispiel mittels Koextrusionsdruck erzeugt sein.
Die anhand der Figuren erläuterten Ausführungsformen stellen bevorzugte bzw. beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung dar. Neben den beschriebenen und abgebildeten Ausführungsformen sind weitere Ausführungsformen vorstellbar, welche weitere Abwandlungen und/oder Kombinationen von Merkmalen umfassen können.
Es ist zum Beispiel möglich, anstelle der oben angegebenen Materialien andere Materialien zu verwenden, sowie obige Zahlenangaben durch andere Angaben zu ersetzen. Des Weiteren kann eine Solarzelle mit einer umgekehrten Dotierung von Basis und Emitter, d.h. mit n-leitender Basis und p-leitendem Emitter mit selektiver Emitterstruktur, verwirklicht werden.
Anstelle der anhand der Figuren erläuterten Teststrukturbereiche können andere Teststrukturbereiche verwirklicht werden, bei denen eine Flächenvariation von Emitterbereichen auf andere Art und Weise verwirklicht ist.
Ferner wird auf die Möglichkeit hingewiesen, eine Solarzelle in Form einer rückseitensammelnden Zelle auszubilden. Hierbei ist ein Emitter mit selektiver Emitterstruktur an einer rückseitigen Substratoberfläche des Halbleitersubstrats angeordnet, welche entgegen gesetzt ist zu der vorderseitigen Substratoberfläche. Bei einer solchen Ausgestaltung können die anhand der Figuren erläuterten Ausführungsformen sowie deren mögliche Abwandlungen ebenfalls zur Anwendung kommen. Sofern eine rückseitensammelnde Zelle mit Hilfe einer Laserstrukturierung und einer Kantenbrechung in Form eines Teststrukturbereichs strukturiert wird, kann die Laserstrukturierung an der Vorderseite der Solarzelle erfolgen.

Claims

Solarzelle (100), aufweisend: ein Halbleitersubstrat (101); einen Emitter (103) mit ersten Emitterbereichen (109) und zweiten Emitterbereichen (110, 118) an einer Substratoberfläche des Halbleitersubstrats (101), wobei die ersten und zweiten Emitterbereiche (109, 110, 118) eine unterschiedliche Dotierungskonzentration aufweisen, wodurch unterschiedliche Schichtwiderstände vorliegen; eine Kontaktstruktur mit Kontaktelementen (140, 148) auf dem Emitter (103); und einen Teststrukturbereich (200, 201, 202, 203, 204, 205, 206, 207) zum Ermitteln eines Schichtwiderstands, in welchem eine Variation der Flächenabmessungen der ersten Emitterbereiche (109) vorliegt.
Solarzelle nach Anspruch 1, wobei die ersten Emitterbereiche (109) niedrigdotiert sind, wobei die zweiten Emitterbereiche (110, 118) hochdotiert sind, und wobei die Kontaktelemente (140, 148) der Kontaktstruktur auf zweiten Emitterbereichen (110, 118) angeordnet sind.
Solarzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem Teststrukturbereich (202, 203, 204, 205, 206, 207) eine Variation der Abstände der zweiten Emitterbereiche (110, 112, 114, 115, 118, 119) vorliegt.
Solarzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweiten Emitterbereiche (110) des Emitters (103) linienförmig sind, und wobei wenigstens ein zweiter Emitterbereich (110) im Bereich des Teststrukturbereichs (202, 203) unterbrochen ausgebildet ist.
Solarzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweiten Emitterbereiche (110) des Emitters (103) linienförmig sind, wobei wenigstens ein zweiter Emitterbereich (110) einen ersten und einen zweiten Emitterteilbereich (111, 112) aufweist, welche zueinander versetzt sind, und wobei der Teststrukturbereich (204) im Bereich eines der versetzten Emitterteilbereiche (112) vorgesehen ist.
Solarzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Emitter (103) eine erste und eine zweite Gruppe linienförmiger zweiter Emitterbereiche (110, 118) aufweist, wobei die zweiten Emitterbereiche (118) der zweiten Gruppe zwischen wenigstens zwei zweiten Emitterbereichen (110) der ersten Gruppe verlaufen, und wobei der Teststrukturbereich (205) zwischen zwei zweiten Emitterbereichen (110) der ersten Gruppe und im Bereich der zweiten Emitterbereiche (118) der zweiten Gruppe vorgesehen ist.
Solarzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweiten Emitterbereiche (110) des Emitters (103) linienförmige Emitterteilbereiche (113) und flächige Emitterteilbereiche (114, 115) aufweisen, und wobei der Teststrukturbereich (206) im Bereich einer Reihe flächiger Emitterteilbereiche (114, 115) vorgesehen ist, bei welchen eine Variation der Abstände vorliegt.
Solarzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweiten Emitterbereiche (110) des Emitters (103) linienförmig sind, und wobei wenigstens ein zweiter Emitterbereich (110) im Bereich des Teststrukturbereichs (207) einen flächigen Verbreiterungsbereich (119) aufweist.
Solarzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kontaktstruktur außerhalb des Teststrukturbereichs wenigstens ein zusätzliches Kontaktelement (147) aufweist, welches mehrere Kontaktelemente (140) verbindet.
Solarzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Teststrukturbereich (200, 201) einen rechteckigen und streifenförmigen Teilbereich aufweist, welcher durch erste und zweite Emitterbereiche (109, 110) gebildet ist, und wobei der Teststrukturbereich (200, 201) zusätzlich wenigstens einen dreieckigen Verbreiterungsbereich (108) aufweist, welcher durch einen ersten Emitterbereich (109) gebildet ist.
Solarzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Emitter (103) in getrennter Form vorliegt, so dass der Emitter (103) in dem Teststrukturbereich getrennt ist von dem Emitter (103) außerhalb des Teststrukturbereichs.
Solarzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kontaktstruktur in getrennter Form vorliegt, so dass ein Teil der Kontaktstruktur in dem Teststrukturbereich getrennt ist von wenigstens einem Teil der Kontaktstruktur außerhalb des Teststrukturbereichs.
Solarzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Solarzelle (100) in Form des Teststrukturbereichs strukturiert ist.
Verfahren zum Ermitteln eines Schichtwiderstands, umfassend die Verfahrensschritte: Bereitstellen einer Solarzelle (100) mit einem Teststrukturbereich (200, 201, 202, 203, 204, 205, 206, 207) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; Durchführen von Widerstandsmessungen, wobei jeweils der elektrische Widerstand zwischen zwei Kontaktelementen (140, 148) der Kontaktstruktur in dem Teststrukturbereich (200, 201, 202, 203, 204, 205, 206, 207) gemessen wird; und Ermitteln des Schichtwiderstands der ersten und/oder zweiten Emitterbereiche (109, 110, 118) des Emitters (103) auf der Grundlage der durchgeführten Widerstandsmessungen.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Bereitstellen der Solarzelle (100) mit dem Teststrukturbereich ein Trennen des Emitters (103) und/oder der Kontaktstruktur der Solarzelle (100) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Bereitstellen der Solarzelle (100) mit dem Teststrukturbereich ein Bereitstellen einer Solarzelle (100) und Strukturieren der Solarzelle (100) in Form des Teststrukturbereichs umfasst.