DE1564956C3 - Solarzelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Solarzelle, bestehend aus einem Halbleiterkörper mit einer Zone eines ersten Leitungstyps und mit einer Zone vom zweiten Leitungstyp, die miteinander einen pn-Übergang bilden, bei der die Oberfläche des Halbleiterkörpers allseitig mit einer Aussparungen aufweisenden, lichtdurchlässigen Isolierschicht bedeckt, ist, in den Aussparungen Kontakte an den beiden Halbleiterzonen angebracht sind und bei der die Anschlüsse auf der gleichen Oberflächenseite des Halbleiterkörpers liegen.

Eine Solarzelle besteht bekanntlich aus einem Halbleiterkörper, der zur Umwandlung von Lichtenergie in elektrische Energie dient. Das elektrische Feld des pn-Übergangs bewirkt eine ladungsmäßige Trennung der lichtelektrisch erzeugten Elektron-Defektelektronpaare, die einen elektrischen Strom zur Folge hat.

Durch die DT-AS 12 02 912 ist eine Solarzelle der eingangs genannten Art bekannt, die aus einem Halbleiterkörper besteht, der mit einem pn-Übergang versehen ist, der allseitig im Halbleiterkörper vorhanden ist. Im seitlichen Bereich und auf der Rückseite der Solarzelle ist die eine Halbleiterzone des pn-Übergangs dicker als auf der Vorderseite und niederohmiger. Um einen Zugang zur im Innern des Halbleiterkörpers liegenden einen Halbleiterzone des pn-Übergangs zur Kontaktierung zu erhalten, ist der Halbleiterkörper auf der Rückseite mit einer Aussparung versehen, die sich bis zur inneren Halbleiterzone erstreckt. Die innere Halbleiterzone wird durch eine in der Aussparung befindliche Elektrode kontaktiert. Die Kontaktierung der anderen Halbleiterzone erfolgt ebenfalls auf der Rückseite.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Solarzelle anzugeben, die in ihrem Aufbau einfacher ist als die bekannte Solarzelle und die sich vor allem in der modernen Halbleitertechnik herstellen läßt. Außerdem soll die Solarzelle nach der Erfindung einen besseren Wirkungsgrad haben als die bekannte Solarzelle. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Solarzelle der eingangs erwähnten Art nach der Erfindung vorgeschlagen, daß die Halbleiterzone des zweiten Leitungstyps auf derjenigen Oberflächenseite, die der mit den Anschlüssen versehenen Seite gegenüberliegt, in einen begrenzten Bereich des Halbleiterkörpers derart eingelassen ist, daß der pn-Übergang auf dieser 5 Oberflächenseite endet und daß der an der eingelassenen Halbleiterzone angebrachte Kontakt auf der Isolierschicht bis zur gegenüberliegenden Oberflächenseite des Halbleiterkörpers verläuft.

Durch die US-PS 29 07 969 ist ein fotoelektrisches

ίο Element mit einem Hook-Kollektor bekannt, bei dem der Hook-Kollektor mit Hilfe der alloyed-diffusion-Technik hergestellt wird. Diese Technik besteht darin, daß in den Halbleiterkörper eine Legierungspille einlegiert wird, aus der zwei Störstellenarten herausdiffundiert werden, die im Halbleiterkörper den entgegengesetzten Leitungstyp erzeugen. Bei dieser Legierungstechnik erstrecken sich die beiden pn-Übergänge zu der einen Hauptfläche des Halbleiterkörpers, da sie die Legierungspille unmittelbar umgeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert.

Die Figur zeigt eine Solarzelle aus einem Halbleiterkörper 1 aus Silizium vom p-Leitungstyp, in dessen eine Oberflächenseite nach der Planartechnik eine HaIbleiterzone 2 vom n-Leitungstyp eingebracht ist. Diese n-Zone 2, die wesentlich dünner als die p-Zone des Halbleiterkörpers 1 ist, wird in die p-Zone durch Diffusion nach der Planartechnik eingebracht. Vor dieser Diffusion wird auf der gesamten Oberfläche des Halbleiterkörpers eine lichtdurchlässige, aus Siliziumdioxyd bestehende Isolierschicht 3 erzeugt, die bei der Eindiffusion der Halbleiterzone 2 zunächst als Diffusionsmaske und anschließend zum Schutz der Halbleiteroberfläche sowie zum Schutz des an der HaIbleiteroberfläche endenden Teils des pn-Überganges dient. Auf der Isolierschicht 3 verläuft außerdem ein Kontaktstreifen 4 zur Kontaktierung der n-Zone 2, der sich von der n-Zone auf der einen Oberflächenseite des Halbleiterkörpers bis zur gegenüberliegenden Oberflächenseite erstreckt.

Während der Kontaktstreifen 4 die n-Zone 2 in einer Aussparung der Isolierschicht 3 kontaktiert, die als Diffusionsfenster für die Diffusion der n-Zone 2 dient, wird zur Kontaktierung der p-Zone des Halbleiterkörpers 1 auf der der n-Zone gegenüberliegenden Seite eine Aussparung in der Isolierschicht hergestellt, in der ein Kontakt 5 angebracht wird, der auf der gleichen Seite wie das eine Ende des Kontaktstreifens 4 liegt. Auf diese Weise erhält man beide Anschlüsse für die beiden Halbleiterzonen auf der gleichen Seite.

Der Lichteinfall erfolgt auf derjenigen Seite des Halbleiterkörpers, auf der sich die in den Halbleiterkörper diffundierte n-Zone befindet. Die dünnere Halbleiterzone kann natürlich auch eine p-Zone sein, wenn der Ausgangskörper den n-Leitungstyp hat.

Eine Solarzelle nach der Erfindung kann beispielsweise auf folgende Weise hergestellt werden. Ein Halbleiterkörper vom bestimmten Leitungstyp wird auf seiner Oberfläche allseitig mit einer aus Siliziumdioxyd oder Siliziumnitrid bestehenden Isolierschicht 3 versehen. In diese Isolierschicht wird auf der einen Oberfläche ein Diffusionsfenster zur Eindiffusion der Halbleiterzone 2 eingebracht. Nach der Eindiffusion wird die Halbleiteroberfläche auch auf der gegenüberliegenden Seite freigelegt, um eine Kontaktierungsfläche für die den ursprünglichen Leitungstyp aufweisende Zone des Halbleiterkörpers 1 zu erhalten.

Die Kontaktierung der Halbleiterzone 2 erfolgt durch

Aufdampfen eines streifenförmigen Kontaktes 4, der auf der Isolierschicht 3 von der einen Oberflächenseite zur gegenüberliegenden Oberflächenseite des Halbleiterkörpers verläuft. Zur Kontaktierung der den ursprünglichen Leitungstyp aufweisenden Zone des Halbleiterkörpers 1 wird der Kontakt 5 aufgebracht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Solarzelle, bestehend aus einem Halbleiterkörper mit einer Zone eines ersten Leitungstyps und mit einer Zone vom zweiten Leitungstyp, die miteinander einen pn-Übergang bilden, bei der die Oberfläche des Halbleiterkörpers allseitig mit einer Aussparungen aufweisenden, lichtdurchlässigen Isolierschicht bedeckt ist, in den Aussparungen Kontakte an den beiden Halbleiterzonen angebracht sind und bei der die Anschlüsse auf der gleichen Oberflächenseite des Halbleiterkörpers liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterzone des zweiten Leitungstyps (2) auf derjenigen Oberflächenseite, die der mit den Anschlüssen versehenen Seite gegenüberliegt, in einen begrenzten Bereich des Halbleiterkörpers (1) derart eingelassen ist, daß der pn-Übergang auf dieser Oberflächenseite endet und daß der an der eingelassenen Halbleiterzone (2) angebrachte Kontakt (4) auf der Isolierschicht (3) bis zur gegenüberliegenden Oberflächenseite des Halbleiterkörpers (1) verläuft.