DE1806835C3 - Solarzelle und Verfahren zur Herstellung ihrer Kontakte - Google Patents

Solarzelle und Verfahren zur Herstellung ihrer Kontakte

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Description

Die Erfindung betrifft eine Solarzelle, bestehend aus einem Halbleiterkörper mit pn-übergang.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Solarzelle einen Vorderseitenkontakt und einen Rückscitenkontakt anzugeben, der besonders temperatur- sowie korrosionsbeständig ist und außerdem Tempcraturzyklen mit erheblichen Temperaturschwankungen unterworfen werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Solarzelle der eingangs erwähnten Art nach der Erfindung vorgeschlagen, daß der Vorderseitenkontakt und der Rückseitenkontakt aus drei schichtförmig übereinander angeordneten Metallen bestehen, wobei das erste Metall aus Titan, Chrom, Molybdän oder Tantal, das zweite Metall aus einem Element der Platingruppe und das dritte Metall aus Silber bestehen, daß das erste Metall auf den Halbleiterkörper aufgebracht ist und daß das zweite Metall in der aus dem ersten Metall bestehenden Schicht enthalten oder als Zwischenschicht zwischen dem ersten und dritten Metall angeordnet ist.
Durch die österreichische Patentschrift 259 014 ist eine Planardiode bekannt mit einer sich auf die Oxidschicht erstreckenden Elektrode, die aus der Schichtenfolge Titan-PIatin-Gold oder Titan-Stl· ber-Gold besteht. Die Titanschicht wurde gewählt, um die Oxidschicht stabiler zu machen und ein Hindurchdringen schädlicher Umgebungsatmosphäre durch die Oxidschicht zu verhindern. Der großflächige Rückseitenkontakt auf der nicht von der Oxidschicht bedeckten Seite des Halbleiterkörpers ist nikket- oder goldplattiert.
Der nach der Erfindung vorgesehene Kontakt eignet sich sowohl zur sperrfreien Kontaktierung von n-Halbleitermaterial als auch von p-HalbleUermaterjal. Die Erfindung findet vorzugsweise bei Halbleiterkörpern aus Silizium Anwendung,
Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt den Aufbau einer sogenannten n- auf p-Solarzelle, die aus einem Halbleitencörper 1 aus Silizium vom p-Leitungstyp besteht, in dessen eine Oberflächenseite eine n-Zone 2 eindiffundlert ist. Die p-Dotiening des Siliziumgrundkörpers wird beispielsweise durch den Einbau von Bor erzielt, während die n-Zone 2 beispielsweise durch Eindiffusion von Phosphor hergestellt werden kann. Die n-Zone 2 hat beispielsweise eine Dicke von
is 0,3 ti. Zwischen der n-Zone 2 und dem von der Diffusion ausgenommenen Teil des Halbleiter^ uinJkörpers entsteht der für die Solarzelle erforderliche pn-übergang 3. Die Abmessungen des Siliziumkörpers 1 betragen beispielsweise 2 cm X 2 cm X 0,03 cm.
ao Die Erfindung ist ebenso anwendbar auf sogenannte p- auf η-Solarzellen, bei denen anstelle der n-Zone die p-Zone durch Diffusion hergestellt ist.
Wie die Figur weiter zeigt, werden die beiden den pn-übergang bildenden Halbleiterzonen 1 und 2
durch Elektroden kontaktiert. So ist sowohl auf der Vorderseite als auch auf der Rückseite der Solarzelle je eine Elektrode angebracht, und zwar wird die auf der Vorderseite befindliche Elektrode, die die n-Zone 2 kontaktiert, als Vorderseitenkontakt 4 bezeichnet, während die auf der Rückseite des HaIb-Hterkörpers befindliche Elektrode, die am HaIb- !citergrundkörper und somit an der p-Zonc 1 angebracht ist, als Rückseitenkontakt 5 bezeichnet wird. Sowohl der Vorderseitenkontakt 4 als auch der Rückseitenkontakt 5 besteht aus dem gleichen Material, und zwar nach der Erfindung aus einer ersten Komponente aus Silber, einer zweiten Komponente aus Titan, Chrom, Molybdän oder Tantal und einer dritten Komponente aus einem Edelmetall, vorzugsweise der Platingruppe wie z. B. Paladium und Platin.
Der Vorderseitenkontakt 4 ist gitter- bzw. kammförmig ausgebildet, während der Rückseitenkontakt 5 eine großflächige Elektrode darstellt, die im Gegen-
45 ?atz zum Vorderseitenkontakt die gesamte Rückseile des Halbleiterkörpers bedeckt.
Zur Herstellung des Vorder- sowie des Rückseitenkontaktes wird nach der Erfindung beispielsweise zunächst eine Titanschicht aufgedampft, danach eine Edelmetallschicht z. B. aus Paladium und schließlich auf die Paladiumschicht eine Silberschicht. Der Siliziumkörper wird beim Aufdampfen, das vorzugsweise im Vakuum erfolgt, beispielsweise auf einer Temperatur von etwa 1500C gehalten. Die Dicke der aufgedampften Titanschicht beträgt beispielsweise 350A, die Dicke der Paladiumschicht beispielsweise 50 bis 200A und die Dicke der Silberschicht beispielsweise 5 um.
Untersuchungen haben ergeben, daß die nach der Erfindung vorgeschlagenen Solarzcllenkontakte auch unter extremen Bedingungen eine sehr gute Haftfestigkeit haben und daß sie neben Korrosionsbeständigkeit und Temperaturstabilität einen niedrigen Kontaktwiderstand sowie ein ausgezeichnetes ohmsches Verhalten zu n- und p-Material aufweisen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Solarzelle, bestehend aus einem Halbleiterkörper mit pn-übergang, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorderseitenkontakt und der Rückseitenkontakt aus drei schichtförmig übereinander angeordneten Metallen bestehen, wobei das erste Metall aus Titan, Chrom, Molybdän oder Tantal, das zweite Metall aus einem Element der Platingruppe und das dritte Metall aus Silber bestehen, daß das erste Metall auf den Halbleiterkörper aufgebracht ist und daß das zweite Metall in der aus dem ersten Metall bestehenden Schicht enthalten oder als Zwischenschicht zwischen dem ersten und dritten Metall angeordnet ist.
2. Verfahren zum Herstellen der Kontakte an einer Solarzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Halbleiterkörper zunächst das erste Metall, auf das erste Metall das zweite Metall und auf das zweite Metall das dritte Metall aufgedampft werden.
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