DE102014220121A1 - Bifaciale Solarzelle und Verfahren zur Herstellung - Google Patents

Bifaciale Solarzelle und Verfahren zur Herstellung Download PDF

Info

Publication number
DE102014220121A1
DE102014220121A1 DE102014220121.7A DE102014220121A DE102014220121A1 DE 102014220121 A1 DE102014220121 A1 DE 102014220121A1 DE 102014220121 A DE102014220121 A DE 102014220121A DE 102014220121 A1 DE102014220121 A1 DE 102014220121A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
boron
sio
silicon nitride
silicon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102014220121.7A
Other languages
English (en)
Inventor
Carsten Demberger
Holger Knauss
Alexander Mazurov
Irina Petrik
Heiko Zunft
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gebrueder Schmid GmbH and Co
Original Assignee
Gebrueder Schmid GmbH and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gebrueder Schmid GmbH and Co filed Critical Gebrueder Schmid GmbH and Co
Priority to DE102014220121.7A priority Critical patent/DE102014220121A1/de
Publication of DE102014220121A1 publication Critical patent/DE102014220121A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/22—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
    • H01L21/225—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities using diffusion into or out of a solid from or into a solid phase, e.g. a doped oxide layer
    • H01L21/2251—Diffusion into or out of group IV semiconductors
    • H01L21/2254—Diffusion into or out of group IV semiconductors from or through or into an applied layer, e.g. photoresist, nitrides
    • H01L21/2255—Diffusion into or out of group IV semiconductors from or through or into an applied layer, e.g. photoresist, nitrides the applied layer comprising oxides only, e.g. P2O5, PSG, H3BO3, doped oxides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0216—Coatings
    • H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/02168—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells the coatings being antireflective or having enhancing optical properties for the solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/068—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
    • H01L31/0684—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells double emitter cells, e.g. bifacial solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zur Verarbeitung eines Siliziumwafers zu einer bifacialen Solarzelle mit einer mit Bor dotierten Siliziumschicht sowie einer Antireflexionsschicht aus Siliziumnitrid auf der Rückseite. Zur Bildung der Rückseite wird eine als Dotierquelle dienende borhaltige Schicht unmittelbar auf dem Siliziumwafer abgeschieden. Auf diese wird unmittelbar eine SiO2-Schicht und/oder eine Siliziumnitrid-Schicht aufgetragen. Eine Wärmebehandlung gewährleistet, dass Bor aus der borhaltigen Schicht in den Siliziumwafer diffundiert. Weiterhin beschrieben wird eine gemäß diesem Verfahren herstellbare bifaciale Solarzelle.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft bifaciale Solarzellen und ihre Herstellung.
  • Klassisch werden Solarzellen meist aus Siliziumwafern (dünne Scheiben oder Trägerplatten aus Silizium) gefertigt. Auf Silizium basierende Solarzellen weisen unterschiedlich dotierte Siliziumschichten (p- und n-dotierte Schichten) auf. Bei einer mittels elektromagnetischer Strahlung (insbesondere Sonnenlicht) induzierten Ladungstrennung bildet sich eine elektrische Spannung zwischen den unterschiedlich dotierten Schichten aus. Diese kann mittels metallischer Kontakte, die auf die unterschiedlich dotierten Schichten aufgebracht sind, abgenommen werden. In der Regel bildet die n-dotierte Schicht die Frontseite der Solarzelle, über die die elektromagnetische Strahlung in die Zelle eingekoppelt wird. Zur Vermeidung von Reflexionen kann die Frontseite beispielsweise mit Siliziumnitrid beschichtet sein. Die Rückseite einer klassischen Solarzelle ist dagegen in der Regel eine p-dotiert. Eine p-Dotierung kann beispielsweise durch Eindiffundieren von Boratomen in den Siliziumwafer erzeugt werden. Eine n-Dotierung kann beispielsweise durch Eindiffundieren von Phosphoratomen in den Siliziumwafer erzeugt werden.
  • Im Gegensatz zu klassischen Solarzellen nutzen bifaciale Solarzellen sowohl auf ihre Frontseite als auch auf ihre Rückseite fallende elektromagnetische Strahlung. Bei entsprechender Orientierung können bifaciale Solarzellen daher deutlich höhere Wirkungsgrade erzielen als Zellen, bei denen elektromagnetische Strahlung nur über die Frontseite eingekoppelt wird. Die Herstellung bifacialer Solarzellen gestaltet sich jedoch aufwändiger als die klassischer (monofacialer) Solarzellen.
  • In der Regel geht man zur Herstellung monofacialer Solarzellen von p-dotieren Siliziumwafern aus. Die Oberfläche solcher Siliziumwafer wird zunächst nasschemisch texturiert. Bei diesem Prozess sollen vor allem zum einen vorhandene Sägeschäden beseitigt werden. Zum anderen ist es Ziel, auf der Oberfläche eine sogenannte Pyramidenstruktur zu erzeugen, um Reflexionen an der texturierten Oberfläche zu minimieren. Zur Herstellung der n-dotierten Schicht wird eine Seite des Siliziumwafers (die spätere Frontseite) mit Phosphorverbindungen wie Phosphoroxychlorid (POCl3) behandelt. Dabei bildet sich auf der Waferoberfläche in der Regel Phosphorsilikatglas. Zur Passivierung ist die entstehende Glasschicht allerdings ungeeignet, weshalb sie nach Abschluss des Dotierungsprozesses nasschemisch abgetragen wird. Danach wird die entstandene n-dotierte Schicht mit einer Antireflexionsschicht abgedeckt. Hierzu kann man eine Siliziumnitrid-Schicht auf die Frontseite aufbringen, beispielsweise mittels chemischer Gasphasenabscheidung (CVD). Front- und Rückseite werden anschließend durch Aufbringen geeigneter metallischer Strukturen elektrisch kontaktiert. Damit es an den Kanten des so hergestellten Siliziumwafers nicht zu Kurzschlüssen zwischen p- und n-dotierten Bereichen kommt, werden gegebenenfalls bestehende elektrische Verbindungen im Rahmen der sogenannten „Kantenisolation“ beseitigt. Hierzu kann beispielsweise mittels eines Lasers eine gegebenenfalls im Kantenbereich vorhandene n-Dotierung abgetragen werden.
  • Zur Herstellung bifacialer Solarzellen wird in aller Regel zunächst deren Rückseite gebildet. Man geht dabei von den gleichen p-dotieren und nasschemisch texturierten Siliziumwafern aus wie bei der Herstellung monofacialer Zellen. Üblicherweise wird in einem ersten Schritt auf einer Seite eines Siliziumwafers (die spätere Rückseite) eine borhaltige Schicht als Dotierquelle abgeschieden und in einem weiteren Schritt der Siliziumwafer einer Wärmebehandlung oberhalb 850 °C ausgesetzt. Bei der Wärmebehandlung diffundiert Bor aus der borhaltigen Schicht in den Siliziumwafer. Die borhaltige Schicht wird anschließend abgetragen und durch eine Deckschicht ersetzt. Zur Herstellung einer solchen kann man beispielsweise eine Lage aus Siliziumdioxid oder Aluminiumoxid und darauf eine Lage aus Siliziumnitrid auf dem dotierten Wafer abscheiden. Das weitere Vorgehen ist dann im Wesentlichen deckungsgleich mit dem beschriebenen Vorgehen zur Herstellung monofacialer Solarzellen.
  • Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die Herstellung bifacialer Solarzellen zu vereinfachen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens sind den abhängigen Ansprüchen 2 bis 6 zu entnehmen. Auch die bifaciale Solarzelle mit den Merkmalen des Anspruchs 7 ist von der vorliegenden Erfindung umfasst. Eine bevorzugte Ausführungsform der Solarzelle ist Anspruch 8 zu entnehmen, Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht.
  • Wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist, wird auch gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer bifacialen Solarzelle zunächst die Rückseite der herzustellenden Solarzelle gebildet. Hierzu wird eine als Dotierquelle dienende borhaltige Schicht unmittelbar auf einem Siliziumwafer abgeschieden. In einem weiteren Schritt wird als Deckschicht eine Siliziumdioxid-Schicht (SiO2-Schicht) und/oder eine Siliziumnitrid-Schicht unmittelbar auf der zuvor abgeschiedenen borhaltigen Schicht gebildet. Danach wird der Siliziumwafer wärmebehandelt.
  • Es gibt drei bevorzugte Varianten, die erwähnte Deckschicht auf der borhaltigen Schicht zu bilden:
    • (1) Vor der Wärmebehandlung wird eine SiO2-Schicht unmittelbar auf der borhaltigen Schicht gebildet und eine Silizium-Nitridschicht unmittelbar auf die SiO2-Schicht aufgebracht. Die Deckschicht besteht also aus einer Lage SiO2 und einer Lage Siliziumnitrid und ihre Bildung ist vor der Wärmebehandlung abgeschlossen.
    • (2) Vor der Wärmebehandlung wird eine Silizium-Nitridschicht unmittelbar auf die borhaltige Schicht aufgebracht. Die Deckschicht besteht also aus einer Lage Siliziumnitrid und ihre Bildung ist vor der Wärmebehandlung abgeschlossen.
    • (3) Vor der Wärmebehandlung wird eine SiO2-Schicht unmittelbar auf der borhaltigen Schicht gebildet und nach der Wärmebehandlung eine Silizium-Nitridschicht unmittelbar auf die SiO2-Schicht aufgebracht. Die Deckschicht besteht also aus einer Lage SiO2 und einer Lage Siliziumnitrid und ihre Bildung ist vor der Wärmebehandlung abgeschlossen.
  • Gegenüber dem Stand der Technik zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, dass die als Dotierquelle dienende borhaltige Schicht nicht abgetragen wird, bevor die Deckschicht aufgebracht wird. Stattdessen verbleibt die borhaltige Schicht auf dem Siliziumwafer und findet sich noch in der fertigen Solarzelle wieder. Gemeinsam mit der Deckschicht bildet sie ein Schichtsystem, das passivierende Eigenschaften aufweist und zur Verminderung optischer Reflexion beiträgt. Bei der Bildung der Rückseite der herzustellenden Solarzelle kommen also keine zwischengeschalteten abtragenden Schritte (beispielsweise Ätzschritte) zum Einsatz, nachdem die borhaltige Schicht auf dem Siliziumwafer gebildet wurde. Dies vereinfacht den Herstellungsprozess bifacialer Solarzellen erheblich.
  • Die Wärmebehandlung erfolgt vorzugsweise bei einer Temperatur von mindestens 800 °C. Besonders bevorzugt wird die Wärmebehandlung im Bereich zwischen 820 °C und 1000 °C, vorzugsweise bei ca. 850 °C, durchgeführt.
  • Bei der borhaltigen Schicht handelt es sich bevorzugt um eine Schicht aus Borosilikat-Glas (BSG). Der Borgehalt der borhaltigen Schicht liegt vorzugsweise zwischen 1 Gew.-% und 15 Gew.-%.
  • Sämtliche Schichtbildungen und Abscheidungen erfolgen im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt durch chemische Dampfphasenabscheidung (CVD). Besonders bevorzugt kommen im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens sogenannte APCVD- und PECVD-Verfahren zum Einsatz. Bei einem PECVD-Verfahren handelt es sich um eine plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung. Während bei der klassischen CVD ein Reaktionsgas durch Wärme zersetzt wird, wird bei der PECVD die Zersetzung durch die in einem Plasma auftretenden Elektronen und Ionen bewirkt. Bei einem APCVD-Verfahren handelt es sich um ein CVD-Verfahren, welches ohne Vakuum unter Atmosphärendruck durchgeführt werden kann. Sowohl APCVD- als auch PECVD-Verfahren sind dem Fachmann geläufig und benötigen keiner detaillierten Erläuterung.
  • Die borhaltige Schicht und die SiO2-Schicht werden besonders bevorzugt mittels eines APCVD-Verfahrens gebildet. Die Siliziumnitrid-Schicht wird besonders bevorzugt durch ein PECVD-Verfahren gebildet.
  • Zur Herstellung der borhaltigen Schicht kommt als Reaktionsgas bevorzugt eine Mischung aus Diboran / Monosilan / Sauerstoff zum Einsatz. Die SiO2-Schicht wird bevorzugt unter Verwendung eines Reaktionsgasgemischs aus Monosilan und Sauerstoff gebildet. Zur Herstellung der Nitridschicht kommt bevorzugt ein Gasgemisch aus Ammoniak und Monosilan zum Einsatz.
  • Besonders bevorzugt werden alle erwähnten Schichten in einer Dicke zwischen 10 nm und 100 nm gebildet. Die borhaltige Schicht wird besonders bevorzugt in einer Dicke zwischen 30 und 80 nm gebildet. Besonders bevorzugte Dicken der SiO2-Schicht liegen zwischen 30 und 80 nm. Besonders bevorzugte Dicken der Siliziumnitrid-Schicht liegen zwischen 40 nm und 100 nm.
  • In Übereinstimmung mit der aus dem Stand der Technik bekannten Vorgehensweise ist es bevorzugt, zur Herstellung bifacialer Solarzellen den Siliziumwafer, vorzugsweise vor der Bildung der Rückseite, insbesondere vor dem Auftrag der borhaltigen Schicht, nasschemisch zu texturieren. Ebenfalls gemäß Stand der Technik erfolgt die Prozessierung der Frontseite des Siliziumwafers, vorzugsweise nachdem die Bildung der Rückseite abgeschlossen ist. Hierzu wird auf bekannte Weise die Frontseite mit Phosphor dotiert und in bevorzugten Ausführungsformen mit einer Antireflexionsschicht, bevorzugt aus Siliziumnitrid, versehen.
  • Abschließend können dann die eingangs erwähnten metallischen Kontakte auf die Frontseite und die Rückseite aufgebracht werden und geeignete Maßnahmen zur Kantenisolation ergriffen werden.
  • Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte bifaciale Solarzellen zeichnen sich insbesondere durch eine mit Phosphor dotierte Frontseite sowie eine Rückseite mit einer darauf aufgebrachten borhaltigen Schicht sowie einer auf die borhaltige Schicht abgeschiedenen Deckschicht aus. In Übereinstimmung mit den obigen Ausführungen ist es bevorzugt, dass die Deckschicht aus Siliziumnitrid besteht oder dass sie zweilagig aus einer Lage SiO2 und einer Lage Siliziumnitrid aufgebaut ist. Bifaciale Solarzellen mit einem solchen Aufbau sind ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
  • Betreffend bevorzugte Ausgestaltungen der Front- und der Rückseite, insbesondere betreffend die borhaltige Schicht und die Deckschicht, wird auf die Erläuterungen verweisen, die hierzu im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gemacht wurden.
  • Weitere Merkmale der Erfindung sowie aus der Erfindung resultierende Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung, anhand derer die Erfindung illustriert wird. Die nachfolgenden Ausführungen dienen lediglich zur Erläuterung und zum besseren Verständnis der Erfindung und sind in keiner Weise einschränkend zu verstehen.
  • In 1 wird schematisch (Fließschemadarstellung) eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens im Vergleich zu einem Verfahren, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist, dargestellt. Dargestellt sind die Prozessschritte, die zur Bildung der Rückseite einer bifacialen Solarzelle zwingend erforderlich sind. Gemäß Stand der Technik wird ein texturierter Siliziumwafer bereitgestellt (1). Um den Siliziumwafer zu dotieren, wird eine Bor enthaltende Dotierschicht auf den Wafer aufgebracht (2) und der Wafer wird wärmebehandelt (3). Anschließend erfolgt eine Entfernung der borhaltigen Schicht (4), gefolgt vom Auftrag einer Deckschicht (5).
  • 2: Im Unterschied hierzu wird gemäß einer ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ein texturierter Siliziumwafer bereitgestellt (1) und eine Bor enthaltende Dotierschicht auf den Wafer aufgebracht (2). Anschließend wird eine SiO2-Schicht unmittelbar auf die Bor enthaltende Dotierschicht aufgebracht (3). Es folgt eine Wärmehandlung (4). Dann wird eine Siliziumnitrid-Schicht auf die SiO2-Schicht aufgebracht (5). Die SiO2-Schicht und die Siliziumnitrid-Schicht bilden gemeinsam eine Deckschicht. Die Bor enthaltende Dotierschicht und die Deckschicht bilden gemeinsam ein Schichtsystem, das passivierende Eigenschaften aufweist und zur Verminderung optischer Reflexion beiträgt.
  • 3: Gemäß einer zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein texturierter Siliziumwafer bereitgestellt (1) und eine Bor enthaltende Dotierschicht auf den Wafer aufgebracht (2). Anschließend wird eine Siliziumnitrid-Schicht unmittelbar auf die Bor enthaltende Dotierschicht aufgebracht (3). Abschließend erfolgt eine Wärmehandlung (4). Die Deckschicht wird hier von der Siliziumnitrid-Schicht gebildet. Die Bor enthaltende Dotierschicht und die Deckschicht bilden auch hier gemeinsam ein Schichtsystem, das passivierende Eigenschaften aufweist und zur Verminderung optischer Reflexion beiträgt.
  • 4: Gemäß einer dritten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein texturierter Siliziumwafer bereitgestellt (1) und eine Bor enthaltende Dotierschicht auf den Wafer aufgebracht (2). Anschließend wird eine SiO2-Schicht unmittelbar auf die Bor enthaltende Dotierschicht aufgebracht (3). Es folgt das Aufbringen einer Siliziumnitrid-Schicht auf die SiO2-Schicht aufgebracht (4), erst danach wird die Wärmehandlung (5) vorgenommen. Die SiO2-Schicht und die Siliziumnitrid-Schicht bilden auch hier gemeinsam eine Deckschicht. Die Bor enthaltende Dotierschicht und die Deckschicht bilden auch hier gemeinsam ein Schichtsystem, das passivierende Eigenschaften aufweist und zur Verminderung optischer Reflexion beiträgt.
  • In 5 ist schematisch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Solarzelle im Querschnitt dargestellt. Auf der Frontseite der Zelle befindet sich eine mit Phosphor dotierte Waferschicht (6). Diese ist in den meisten Fällen mit einer Antireflexionsschicht (nicht dargestellt) bedeckt. Unterhalb der Schicht (6) ist eine Grenzschicht (5) angeordnet, hier findet der p/n-Übergang statt. Unmittelbar darunter liegt eine mit Bor dotierte Waferschicht (4). Die Rückseite der Zelle wird von den Schichten (1) bis (3) gebildet. Bei (3) handelt es sich um eine BSG-Schicht, bei (2) um eine SiO2-Schicht und bei (1) um eine Siliziumnitrid-Schicht. Die SiO2-Schicht (2) und die Siliziumnitrid-Schicht (1) bilden gemeinsam eine Deckschicht für die Rückseite.
  • In 6 ist schematisch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Solarzelle im Querschnitt dargestellt. Auf der Frontseite der Zelle befindet sich eine mit Phosphor dotierte Waferschicht (6). Diese ist in den meisten Fällen mit einer Antireflexionsschicht (nicht dargestellt) bedeckt. Unterhalb der Schicht (6) ist eine Grenzschicht (5) angeordnet, hier findet der p/n-Übergang statt. Unmittelbar darunter liegt eine mit Bor dotierte Waferschicht (4). Die Rückseite der Zelle wird von den Schichten (1) und (3) gebildet. Bei (3) handelt es sich um eine BSG-Schicht, bei (1) um eine Siliziumnitrid-Schicht.

Claims (8)

  1. Verfahren zur Verarbeitung eines Siliziumwafers zu einer bifacialen Solarzelle mit einer mit Bor dotierten Siliziumschicht sowie einer Antireflexionsschicht aus Siliziumnitrid auf der Rückseite, wobei zur Bildung der Rückseite – unmittelbar auf dem Siliziumwafer als Dotierquelle eine borhaltige Schicht abgeschieden wird, – eine SiO2-Schicht und/ oder eine Siliziumnitrid-Schicht unmittelbar auf der borhaltigen Schicht gebildet wird und – der Siliziumwafer wärmebehandelt wird, so dass Bor aus der borhaltigen Schicht in den Siliziumwafer diffundiert.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Antireflexionsschicht vor der Wärmebehandlung eine SiO2-Schicht unmittelbar auf der borhaltigen Schicht gebildet und eine Silizium-Nitridschicht unmittelbar auf die SiO2-Schicht aufgebracht wird oder vor der Wärmebehandlung eine Silizium-Nitridschicht unmittelbar auf die borhaltige Schicht aufgebracht wird oder vor der Wärmebehandlung eine SiO2-Schicht unmittelbar auf der borhaltigen Schicht gebildet und nach der Wärmebehandlung eine Silizium-Nitridschicht unmittelbar auf die SiO2-Schicht aufgebracht wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der borhaltigen Schicht um eine Schicht aus Borosilikat-Glas (BSG) mit einem Borgehalt von vorzugsweise zwischen 1 Gew.-% und 15 Gew.-% handelt.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten mittels eines CVD-Verfahrens, insbesondere mittels eines APCVD- oder eines PECVD-Verfahrens, gebildet werden.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten in einer Dicke zwischen 10 nm und 100 nm gebildet werden.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Bildung der Rückseite die noch unbeschichtete Seite des Siliziumwafers mit Phosphor dotiert wird.
  7. Bifaciale Solarzelle, gekennzeichnet durch eine mit Phosphor dotierte Frontseite sowie eine Rückseite, auf die eine borhaltige Schicht aufgebracht ist, die mit einer Deckschicht abgedeckt ist.
  8. Solarzelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht aus Siliziumnitrid besteht oder dass sie zweilagig aus einer Lage SiO2 und einer Lage Siliziumnitrid aufgebaut ist.
DE102014220121.7A 2014-10-02 2014-10-02 Bifaciale Solarzelle und Verfahren zur Herstellung Ceased DE102014220121A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014220121.7A DE102014220121A1 (de) 2014-10-02 2014-10-02 Bifaciale Solarzelle und Verfahren zur Herstellung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014220121.7A DE102014220121A1 (de) 2014-10-02 2014-10-02 Bifaciale Solarzelle und Verfahren zur Herstellung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102014220121A1 true DE102014220121A1 (de) 2016-04-07

Family

ID=55531119

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014220121.7A Ceased DE102014220121A1 (de) 2014-10-02 2014-10-02 Bifaciale Solarzelle und Verfahren zur Herstellung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102014220121A1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6429037B1 (en) * 1998-06-29 2002-08-06 Unisearch Limited Self aligning method for forming a selective emitter and metallization in a solar cell
WO2008045511A2 (en) * 2006-10-11 2008-04-17 Gamma Solar Photovoltaic solar module comprising bifacial solar cells
WO2011160814A2 (en) * 2010-06-23 2011-12-29 International Solar Energy Research Center Konstanz E. V. Method for creating a passivated boron-doped region, especially during production of a solar cell, and solar cell with passivated boron-diffused region
US20140034122A1 (en) * 2008-07-01 2014-02-06 Peter John Cousins Front contact solar cell with formed electrically conducting layers on the front side and backside

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6429037B1 (en) * 1998-06-29 2002-08-06 Unisearch Limited Self aligning method for forming a selective emitter and metallization in a solar cell
WO2008045511A2 (en) * 2006-10-11 2008-04-17 Gamma Solar Photovoltaic solar module comprising bifacial solar cells
US20140034122A1 (en) * 2008-07-01 2014-02-06 Peter John Cousins Front contact solar cell with formed electrically conducting layers on the front side and backside
WO2011160814A2 (en) * 2010-06-23 2011-12-29 International Solar Energy Research Center Konstanz E. V. Method for creating a passivated boron-doped region, especially during production of a solar cell, and solar cell with passivated boron-diffused region

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1977442B1 (de) Verfahren zur herstellung eines halbleiterbauelements mit unterschiedlich stark dotierten bereichen
EP2593969B1 (de) Verfahren zur herstellung einer photovoltaischen solarzelle
EP2377169A2 (de) Solarzelle und verfahren zur herstellung einer solarzelle aus einem siliziumsubstrat
EP1968123A2 (de) Vefahren zur Herstellung von Siliziumsolarzellen
DE102008056456A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle mit einer zweistufigen Dotierung
DE112014004397T5 (de) Epitaktische Silizium-Solarzellen mit Feuchtigkeitssperre
EP3044813A1 (de) Verfahren zur herstellung einer solarzelle umfassend eine dotierung durch ionenimplantation und abscheiden einer ausdiffusionsbarriere
DE102007012268A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle sowie damit hergestellte Solarzelle
DE102014109179B4 (de) Verfahren zum Erzeugen von unterschiedlich dotierten Bereichen in einem Siliziumsubstrat, insbesondere für eine Solarzelle, und Solarzelle mit diesen unterschiedlich dotierten Bereichen
WO2012143460A2 (de) Verfahren zur herstellung einer solarzelle
EP2823505B1 (de) Verfahren zum erzeugen eines dotierbereiches in einer halbleiterschicht
EP3321973B1 (de) Kristalline solarzelle mit einer transparenten, leitfähigen schicht zwischen den vorderseitenkontakten und verfahren zur herstellung einer solchen solarzelle
WO2008043827A2 (de) Verfahren zur passivierung von solarzellen
DE102011086351A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle mit PECVD-Kombinationsschicht und Solarzelle mit PECVD-Kombinationsschicht
DE102011088899A1 (de) Rückkontakt-Solarzelle und Verfahren zur Herstellung einer Rückkontakt-Solarzelle
EP3005426A1 (de) Verfahren zur herstellung einer solarzelle
DE102014205350B4 (de) Photoaktives Halbleiterbauelement sowie Verfahren zum Herstellen eines photoaktiven Halbleiterbauelementes
EP3050118A1 (de) Verfahren zur herstellung einer solarzelle
DE112012004047B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Wafers für Solarzellen, Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle, sowie Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls
DE102014220121A1 (de) Bifaciale Solarzelle und Verfahren zur Herstellung
DE102011002748A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Silizium-Solarzelle
DE102009037217A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Halbleiter-Bauelements
WO2013139663A2 (de) Verfahren zur herstellung eines beidseitig unterschiedlich dotierten halbleiterwafers
DE102009030096A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer EWT-Solarzelle
DE102013110421B4 (de) Verwendung einer strukturierten a-SiNx-Schicht

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final