DE202016004837U1 - solar cell - Google Patents

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Abstract

Solarzelle (1), mit einem Substrat (2), insbesondere einem Halleitersubstrat, welches eine Vorderseite (3), eine Rückseite (4) und zumindest eine seitliche Kante (5) aufweist, mit einer im Substrat (2) vorgesehenen Halbleiterkontaktschicht (6) eines ersten Leitfähigkeitstyps, welche sich zumindest über die Vorderseite (3) und eine der Kanten (5) erstreckt, und mit einem Kontaktelement (7), welches an der Rückseite (4) kantennah umlaufend ausgebildet ist und welche ein Rekombinationsabschirmschicht (8) aufweist, welche dazu ausgebildet ist, eine Rekombination mit Ladungsträgern der Halbleiterkontaktschicht (6) zu verringern und insbesondere zu verhindern.Solar cell (1), comprising a substrate (2), in particular a semiconductor substrate, which has a front side (3), a rear side (4) and at least one lateral edge (5), with a semiconductor contact layer (6) provided in the substrate (2) a first conductivity type, which extends at least over the front side (3) and one of the edges (5), and with a contact element (7), which is formed on the rear side (4) running close to the edge and which has a recombination shielding layer (8), which is designed to reduce and in particular prevent recombination with charge carriers of the semiconductor contact layer (6).

Description

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Solarzelle.The present invention relates to a solar cell.

TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND

Solarzellen weisen einen Emitter auf, welcher durch gezielte Dotierung des Substrats der Solarzelle eingestellt wird.Solar cells have an emitter which is adjusted by targeted doping of the substrate of the solar cell.

Bei der Bildung des Emitters, der in der Photovoltaik vorwiegend aus der Gasphase diffundiert wird, entsteht an allen Außenflächen des Substrats bzw. Wafers eine leitende dotierte Schicht. Alternativ können Dotierquellen auch auf den Wafer bzw. das Substrat aufgebracht werden.In the formation of the emitter, which is diffused in the photovoltaic predominantly from the gas phase, a conductive doped layer is formed on all outer surfaces of the substrate or wafer. Alternatively, doping sources can also be applied to the wafer or the substrate.

Bei der Emitterbildung ist es meist nicht zu verhindern, dass ein Teil des Dotierstoffes um die Kante des Substrats herum gelangt und einen so genannten Emitterumgriff bildet. Dies kann entweder schon bei der Aufbringung der Dotierquelle geschehen oder bei einem darauf folgenden Hochtemperaturschritt. Der Emitterumgriff stellt eine leitende Verbindung bzw. einen Kurzschluss zwischen einer Vorderseite und einer Rückseite des Substrats dar, was zur unerwünschten Rekombination von Ladungsträgern führt.During emitter formation, it is usually not possible to prevent part of the dopant from getting around the edge of the substrate and forming a so-called emitter grip. This can be done either already during the application of the doping source or at a subsequent high-temperature step. The emitter tip constitutes a conductive connection or a short circuit between a front side and a back side of the substrate, which leads to undesired recombination of charge carriers.

Damit die Solarzelle effektiv funktionieren kann, ist es daher notwendig, diesen Kurzschluss zu verhindern oder nachträglich wieder zu entfernen.Thus, the solar cell can work effectively, it is therefore necessary to prevent this short circuit or remove it later.

Die Solarzellenrückseite ist bei unterschiedlichen Solarzellentypen unterschiedlich ausgebildet. Beispielsweise bezeichnet Aluminium-BSF (BSF: Back-Surface-Field) ein Solarzellendesign, wobei direkt an der Rückseite des Halbleiterkörpers eine Aluminiumschicht vorgesehen ist. Im Bereich der Schichtgrenze zu Silizium bildet sich in der Herstellung bei einem Feuerprozess eine Aluminium-Silizium-Legierung. Da Aluminium als p-Dotierstoff in Silizium verwendet wird, wird mittels des rekristallisierten Siliziums mit eingebautem Aluminium ein so genanntes Rückseitenfeld (Aluminium Back-Surface-Field bzw. Al-BSF oder Aluminium-Rückseitenfeld) gebildet.The back of the solar cell is designed differently for different solar cell types. For example, aluminum BSF (BSF: back surface field) designates a solar cell design, wherein an aluminum layer is provided directly on the rear side of the semiconductor body. In the area of the layer boundary with silicon, an aluminum-silicon alloy is formed in the production during a fire process. Since aluminum is used as the p-dopant in silicon, a so-called back surface field (aluminum back-surface field or aluminum back-field) is formed by means of the recrystallized silicon with incorporated aluminum.

Als weiteres Beispiel bezeichnet PERC (Passivated Emitter and Rear Cell) ein Solarzellendesign, bei welchem der Halbleiterkörper eine strukturierte Passivierungsschicht auf der Rückseite des Halbleiterkörpers aufweist. Diese ist dazu vorgesehen, Rekombinationsverluste am Rückseitenkontakt der Solarzelle zu verringern. Die dazugehörige Kontaktstruktur ist auf der Passivierungsschicht angeordnet und kontaktiert die rückseitige Oberfläche des Halbleiterkörpers in lokaler Weise über die in der Passivierungsschicht vorhandenen Kontaktöffnungen. Eine solche PERC-Solarzelle ist z. B. in der DE 20 2015 101 360 U1 beschrieben.As another example, PERC (Passivated Emitter and Rear Cell) refers to a solar cell design in which the semiconductor body has a patterned passivation layer on the back side of the semiconductor body. This is intended to reduce recombination losses on the back side contact of the solar cell. The associated contact structure is arranged on the passivation layer and contacts the back surface of the semiconductor body in a local manner via the contact openings present in the passivation layer. Such a PERC solar cell is z. B. in the EN 20 2015 101 360 U1 described.

Bei der Herstellung von Aluminium-BSF und PERC Solarzellen entsteht ein Emitterumgriff an den seitlichen Kanten insbesondere durch eine Gasphasen-Emitterdiffusion. Ein an der Rückseite der Solarzellen üblicherweise vorgesehener Rückseitenkontakt enthält meist Aluminium. An den Kanten der Solarzelle bilden sich somit Metall-Halbleiter-Kontakte (Schottky-Kontakt) aus, welche direkt am Emitterumgriff anliegen und starke Rekombination verursachen können. Um dies zu verhindern wird nachträglich eine Kantenisolation in einem nasschemischen Ätzbad, beispielsweise mittels Flusssäure (HF) oder Salpetersäure (HNO3), vorgenommen, wobei der Emitterumgriff an der Kante entfernt wird. Allerdings ist das nasschemische Ätzbad insbesondere Kosten-aufwändig.In the production of aluminum-BSF and PERC solar cells, an emitter embossment occurs at the lateral edges, in particular by a gas-phase emitter diffusion. A rear contact usually provided on the back side of the solar cells usually contains aluminum. At the edges of the solar cell thus metal-semiconductor contacts (Schottky contact) are formed, which lie directly on the emitter and handle can cause strong recombination. In order to prevent this, edge isolation is subsequently carried out in a wet-chemical etching bath, for example by means of hydrofluoric acid (HF) or nitric acid (HNO 3), the edge of the emitter being removed. However, the wet-chemical etching bath is costly in particular.

Ein weiteres Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle unter Vermeidung eines Kurzschlusses ohne chemisches Ätzen ist in der DE 100 21 400 A1 beschrieben. Eine Isolation wird hier bei einer Codiffusion durch eine Al-BSF Bildung zwischen einer n-dotierte Emitterschicht und einer p-dotierten Schicht erreicht, so dass ein Shunt entsteht. Anschließend werden die n-dotierte Schicht und die p-daran dotierte Schicht jeweils von außen kontaktiert. Nachteilig ist, dass hier separate Kontaktierschritte notwendig sind.Another method for producing a solar cell while avoiding a short circuit without chemical etching is in DE 100 21 400 A1 described. Isolation is achieved here in a codiffusion by an Al-BSF formation between an n-doped emitter layer and a p-doped layer, so that a shunt is formed. Subsequently, the n-doped layer and the p-doped layer are each contacted from the outside. The disadvantage is that separate Kontaktierschritte are necessary here.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Solarzelle anzugeben.Against this background, the present invention has the object to provide an improved solar cell.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Solarzelle mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by a solar cell having the features of patent claim 1.

Demgemäß ist eine Solarzelle vorgesehen, mit einem Substrat, welches eine Vorderseite, eine Rückseite und zumindest eine seitliche Kante aufweist, mit einer im Substrat vorgesehenen Halbleiterkontaktschicht eines ersten Leitfähigkeitstyps, welche sich zumindest über die Vorderseite und eine der Kanten erstreckt, und mit einem Kontaktelement, welches an der Rückseite kantennah umlaufend ausgebildet ist und welche ein Rekombinationsabschirmschicht aufweist, welche dazu ausgebildet ist, eine Rekombination mit Ladungsträgern der Halbleiterkontaktschicht zu verringern und insbesondere zu verhindern.Accordingly, a solar cell is provided with a substrate having a front side, a rear side and at least one lateral edge, with a semiconductor contact layer of a first conductivity type provided in the substrate, which extends at least over the front side and one of the edges, and with a contact element, which is formed at the rear edge near the edge and which has a Rekombinationsabschirmschicht, which is adapted to reduce recombination with charge carriers of the semiconductor contact layer and in particular to prevent.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, die starke Rekombination am Emitterumgriff durch ein umlaufendes Kontaktelement an der Rückseite des Substrats zu verhindern, welches eine Rekombination mit Ladungsträgern der Halbleiterkontaktschichtverhindernde Ausbildung aufweist. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass das umlaufende Kontaktelement einen Übergang (junction) bereitstellt, der keine oder zumindest eine nur noch eine sehr geringe Rekombination mehr zulässt.The idea on which the present invention is based is the strong recombination at the emitter handle by a circumferential one To prevent contact element on the back of the substrate, which has a recombination with charge carriers of the semiconductor contact layer-preventing formation. This is achieved in particular by the fact that the peripheral contact element provides a junction which permits no or at least only a very small recombination.

Erfindungsgemäß wird also die Kantenisolation an der Rückseite über ein randnahes Kontaktelement umlaufend rund um die Substratfläche bzw. Waferfläche vorgesehen. Insbesondere ist dazu bei einer PERC Solarzelle im Bereich des Kontaktelements das passivierende Dielektrikum bzw. die dielektrische Passivierungsschicht lokal geöffnet. Vorteilhafterweise wird somit eine Isolation der Halbleiterkontaktschicht gleichzeitig mit der Bereitstellung der Kontaktierung ermöglicht, was die Herstellung der Solarzelle vereinfacht.According to the invention, therefore, the edge insulation on the rear side is provided peripherally around the substrate surface or wafer surface via a contact element near the edge. In particular, in the case of a PERC solar cell in the region of the contact element, the passivating dielectric or the dielectric passivation layer is locally opened for this purpose. Advantageously, an insulation of the semiconductor contact layer is thus made possible simultaneously with the provision of the contact, which simplifies the production of the solar cell.

Ein weiterer großer Vorteil gegenüber einer geätzten Kantenisolation liegt darin, dass Erfindungsgemäß die seitliche Kante des Substrats eine Halbleiterkontaktschicht aufweist, sodass die seitliche Kante ebenfalls zur Stromgewinnung dienen kann. Auf diese Weise kann vorteilhaft ein Kurzschlussstrom der Solarzelle und deren Wirkungsgrad verbessert werden. Insbesondere ist dieser Effekt gegeben, wenn die Kante gemeinsam mit der Vorderseite mit einer Antireflexionsschicht bedeckt ist, und somit auch an der Kante eine gute Oberflächenrekombinationsgeschwindigkeit vorliegt.Another major advantage over an etched edge insulation is that according to the invention, the lateral edge of the substrate has a semiconductor contact layer, so that the lateral edge can also serve to generate electricity. In this way, advantageously, a short-circuit current of the solar cell and its efficiency can be improved. In particular, this effect is given when the edge is covered together with the front side with an antireflection layer, and thus also at the edge a good surface recombination speed is present.

Unter einer kantennahen Ausbildung des umlaufenden Kontaktelements ist erfindungsgemäß eine Ausbildung zu verstehen, welche unter Berücksichtigung der Fertigungstechnologie so nah an der seitlichen Kante des Substrats wie möglich, das heißt an der Rückseite möglichst nah an dem Rand, verläuft.Under a near-edge formation of the rotating contact element according to the invention is an education to understand, taking into account the manufacturing technology as close to the lateral edge of the substrate as possible, that is on the back as close to the edge runs.

Unter einer umlaufenden Ausbildung ist insbesondere eine geschlossen umlaufende Ausbildung zu verstehen, die insbesondere an die Kantenform des Substrats angepasst ist.Under a circumferential training in particular a closed circumferential training is to be understood, which is particularly adapted to the edge shape of the substrate.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung.Advantageous embodiments and further developments will become apparent from the other dependent claims and from the description with reference to the figures of the drawing.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das umlaufende Kontaktelement elektrisch leitfähig ausgebildet. Auf diese Weise kann das Kontaktelement vorteilhaft gleichzeitig mit einer Rückseitenkontaktierung hergestellt werden, insbesondere mittels eines Siebdruckverfahrens.According to a preferred embodiment, the circumferential contact element is designed to be electrically conductive. In this way, the contact element can advantageously be produced simultaneously with back contact, in particular by means of a screen printing process.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist das umlaufende Kontaktelement eine aus dem Substrat aufwachsende Höhe von < 100 μm auf. Insbesondere beträgt die Höhe < 40 μm. Auf diese Weise sind geringe Schichtdicken des Kontaktelements und somit ein kompaktes Design der Solarzelle möglich. Ferner kann so das lokale Stoffmengenverhältnis zwischen dem Substrat und dem Material des Kontaktelements eingestellt werden.According to an advantageous embodiment, the circumferential contact element has a height of <100 μm growing out of the substrate. In particular, the height is <40 microns. In this way, small layer thicknesses of the contact element and thus a compact design of the solar cell are possible. Furthermore, the local molar ratio between the substrate and the material of the contact element can thus be adjusted.

Optional oder zusätzlich kann auch eine Mindesthöhe des umlaufenden Kontaktelements vorgesehen sein. Beispielsweise weist das umlaufende Kontaktelement eine aus dem Substrat aufwachsende Höhe von > 2 μm auf. Insbesondere beträgt die Höhe somit bei einer bevorzugten Ausführungsform zwischen 2 μm und 40 μm.Optionally or additionally, a minimum height of the revolving contact element can also be provided. For example, the circumferential contact element has a height of> 2 μm growing out of the substrate. In particular, the height is thus in a preferred embodiment between 2 microns and 40 microns.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das umlaufende Kontaktelement eine Breite im Bereich von 5 μm bis 2 mm auf. Eine derart schmale Ausbildung sorgt für ein lokales Stoffmengenverhältnis zwischen dem Material des Kontaktelements und dem Substrat und/oder der Halbleiterkontaktschicht, welches die Herstellung einer eine Rekombination mit Ladungsträgern der Halbleiterkontaktschicht verhindernden Ausbildung vorteilhaft begünstigt. Die Ausbildung kann insbesondere im Zuge einer Wärmebehandlung bzw. eines Feuerns erfolgen.According to a preferred embodiment, the peripheral contact element has a width in the range of 5 microns to 2 mm. Such a narrow formation provides for a local molar ratio between the material of the contact element and the substrate and / or the semiconductor contact layer, which advantageously favors the production of a formation preventing recombination with charge carriers of the semiconductor contact layer. The training can be carried out in particular in the course of a heat treatment or firing.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform verläuft das randnah umlaufende Kontaktelement in einer Entfernung im Bereich von 10 μm bis 3 mm von der Kante. Insbesondere verläuft es durchgehend in dieser Entfernung umlaufend entlang der Kante. Auf diese Weise ist in einem von dem Kontaktelement umlaufend umrandeten Bereich vorteilhaft eine möglichst große Fläche für eine Rückseitenkontaktierung der Solarzelle bereitgestellt.According to a preferred embodiment, the peripheral contact element extends at a distance in the range of 10 .mu.m to 3 mm from the edge. In particular, it runs continuously at this distance circumferentially along the edge. In this way, the largest possible area for back contact of the solar cell is advantageously provided in a region peripherally surrounded by the contact element.

Gemäß einer Ausführungsform ist an der Rückseite ebenfalls eine Halbleiterkontaktschicht des ersten Leitfähigkeitstyps vorgesehen, von welcher das Kontaktelement über die eine Rekombination verhindernde Ausbildung getrennt ist. Die an der Rückseite vorgesehene Halbleiterkontaktschicht kann entweder, insbesondere im Falle einer PERC Solarzelle, unter einer Passivierungsschicht vorgesehen sein und/oder, insbesondere bei einer Al-BSF Solarzelle, in einem Zwischenbereich zwischen einer Rückseitenkontaktierung bzw. deren Aluminiumrückseitenfeld und dem randnah umlaufenden Kontaktelement vorgesehen sein. Es kann sich dabei insbesondere um einen Rest des Emitterumgriffs handeln.According to one embodiment, a semiconductor contact layer of the first conductivity type is also provided on the rear side, from which the contact element is separated via the recombination preventing formation. The semiconductor contact layer provided on the rear side can either be provided under a passivation layer, in particular in the case of a PERC solar cell, and / or, in particular in the case of an Al-BSF solar cell, be provided in an intermediate region between a back contact or its aluminum back field and the contact element running around the edge , It may in particular be a remainder of the emitter handle.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die eine Rekombination verhindernde Ausbildung als dotierter Bereich eines zweiten Leitfähigkeitstyps ausgebildet und weist einen Übergang zu der Halbleiterkontaktschicht des ersten Leitfähigkeitstyps auf. Vorteilhaft wird durch den Übergang Rekombination vermieden.According to an advantageous embodiment, the recombination preventing formation is formed as a doped region of a second conductivity type and has a transition to the Semiconductor contact layer of the first conductivity type. Advantageously avoided by the transition recombination.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Halbleiterkontaktschicht des ersten Leitfähigkeitstyps hoch n-dotiert. Der dotierte Bereich des zweiten Leitfähigkeitstyps ist hoch p-dotiert, sodass der Übergang folglich einen n+/p+-Übergang ausbildet. Vorteilhaft kann so die Rekombination, insbesondere ohne zusätzliche Mittel, auf sehr elegante Weise vermieden werden.According to one embodiment, the semiconductor contact layer of the first conductivity type is highly n-doped. The doped region of the second conductivity type is highly p-doped, so that the transition thus forms an n + / p + junction. Advantageously, the recombination, in particular without additional means, can be avoided in a very elegant manner.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die an der Rückseite vorgesehene Halbleiterkontaktschicht des ersten Leitfähigkeitstyps ebenfalls hoch n-dotiert. Der p-dotierte Bereich weist daher einen weiteren Übergang auf, der einen n+/p+-Übergang zu der an der Rückseite vorgesehenen p-dotierten Halbleiterkontaktschicht bildet. Auf diese Weise wird Rekombination mit der an der Rückseite vorgesehenen n-dotierten Halbleiterkontaktschicht an der Rückseite verhindert.In accordance with an advantageous embodiment, the semiconductor contact layer of the first conductivity type provided on the rear side is likewise highly n-doped. The p-doped region therefore has another junction which forms an n + / p + junction with the p-type semiconductor contact layer provided on the back side. In this way, recombination with the n-type semiconductor contact layer provided on the rear side is prevented at the rear side.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Trennung ausschließlich durch den dotierten Bereich des zweiten Leitfähigkeitstyps vorgesehen. Vorteilhaft sind somit keine zusätzlichen Maßnahmen zur Trennung notwendig. Der Rückseitenkontakt der Solarzelle ist dabei vorzugsweise von dem randnah umlaufenden Kontaktelement zumindest abschnittsweise separiert, wobei jedoch lokal vorgesehene Brücken zwischen Kontaktelement und Rückseitenkontakt möglich sind.According to an advantageous embodiment, the separation is provided exclusively by the doped region of the second conductivity type. Advantageously, no additional measures for separation are necessary. The rear-side contact of the solar cell is preferably at least partially separated from the peripheral contact element, but locally provided bridges between the contact element and back contact are possible.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist das umlaufende Kontaktelement zusätzlich zu dem dotierten Bereich des zweiten Leitfähigkeitstyps durch eine dielektrische Passivierungsschicht von der an der Rückseite vorgesehenen Halbleiterkontaktschicht des ersten Leitfähigkeitstyps getrennt. Insbesondere erstreckt sich die Passivierungsschicht bis an die Kante des Substrats und/oder ist im Bereich des Kontaktelements lokal in Form einer Ausnehmung geöffnet. Somit ist die Solarzelle als PERC Solarzelle ausbildbar, was vorteilhaft deren Wirkungsgrad erhöhtAccording to an advantageous embodiment, in addition to the doped region of the second conductivity type, the circumferential contact element is separated from the semiconductor contact layer of the first conductivity type provided on the rear side by a dielectric passivation layer. In particular, the passivation layer extends to the edge of the substrate and / or is locally opened in the region of the contact element in the form of a recess. Thus, the solar cell can be formed as a PERC solar cell, which advantageously increases their efficiency

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform enthält das umlaufende Kontaktelement ein Metall. Gemäß einer Weiterbildung umfasst das Metall Aluminium oder eine Aluminiumlegierung. Vorteilhaft ist Aluminium, welches den bevorzugten p-Dotierstoff darstellt, zum einen vergleichsweise kostengünstig und leicht zu verarbeiten, insbesondere mittels Siebdruck. Zum anderen ist Aluminium vorteilhaft dazu geeignet, ein Rückseitenfeld bzw. Al-BSF zu bilden.According to an advantageous embodiment, the peripheral contact element contains a metal. According to a development, the metal comprises aluminum or an aluminum alloy. Advantageously, aluminum, which is the preferred p-dopant, for a comparatively inexpensive and easy to process, in particular by means of screen printing. On the other hand, aluminum is advantageously suitable for forming a rear field field or Al-BSF.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Substrat Silizium. Das Aluminium ist zumindest teilweise mit dem Silizium als Aluminium-Silizium Legierung vorgesehen. Die Vermischung erfolgt insbesondere bei einem Feuerprozess, wenn zuvor das Aluminium in Pastenform, beispielsweise mittels Siebdruck, auf das Substrat aufgebracht wurde. Die Ausbildung der Aluminium-Siliziumlegierung begünstigt vorteilhaft die Ausbildung eines Aluminium Rückseitenfeldes bzw. Al-BSF.According to a preferred embodiment, the substrate contains silicon. The aluminum is at least partially provided with the silicon as aluminum-silicon alloy. The mixing takes place in particular in a fire process, if previously the aluminum in paste form, for example by screen printing, has been applied to the substrate. The formation of the aluminum-silicon alloy advantageously promotes the formation of an aluminum rear field or Al-BSF.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist an einer Randschicht zwischen dem Aluminium und dem Substrat ein Aluminium-Rückseitenfeld ausgebildet, welches den dotierten Bereich des zweiten Leitfähigkeitstyps bildet. Insbesondere handelt es sich dabei um einen p-dotierten Bereich, vorzugsweise hoch p-dotierten Bereich. Besonders vorteilhaft ist auf diese Weise ohne zusätzliche Herstellungsschritte beim Feuern des Kontaktelements ein dotierter Bereich des zweiten Leitfähigkeitstyps herstellbar.According to an advantageous development, an aluminum back side field is formed on an edge layer between the aluminum and the substrate, which forms the doped region of the second conductivity type. In particular, this is a p-doped region, preferably a highly p-doped region. In this way, a doped region of the second conductivity type can be produced in a particularly advantageous manner without additional manufacturing steps when the contact element is fired.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine sich zumindest über die Vorderseite und die Kante erstreckende Antireflexionsschicht vorgesehen, welche sich an der Vorderseite und der Kante über die Halbleiterkontaktschicht des ersten Leitfähigkeitstyps erstreckt. Auf diese Weise kann ein Kantenumgriff der Antireflexionsschicht vorteilhaft zur Verbesserung der Rekombinationsabschirmung durch den dotierten Bereich des zweiten Leitfähigkeitstyps ausgenutzt werden.According to a preferred embodiment, an antireflection layer extending at least over the front and the edge is provided, which extends at the front side and the edge over the semiconductor contact layer of the first conductivity type. In this way, edge embracing of the antireflection layer can be advantageously exploited to improve the recombination shield through the doped region of the second conductivity type.

Gemäß einer Ausführungsform ist ein Rückseitenkontakt der Solarzelle vorgesehen, welcher das kantennah umlaufende Kontaktelement aufweist. Vorzugsweise sind der Rückseitenkontakt und das Kontaktelement als eine zusammenhängende bzw. gemeinsame Kontaktstruktur ausgebildet. Falls der Rückseitenkontakt Aluminium aufweist lässt sich auf diese Weise an den Rändern der Rückseite der Solarzelle ein p-dotierter Bereich in Form eines lokalen Aluminium-Rückseitenfeldes bzw. Back-Surface-Fields (BSF) ohne zusätzlichen Aufwand ausbilden. Somit entsteht ein n+/p+ Übergang (junction), der keine starke Rekombination mehr zulässt. Insbesondere kann dies erreicht werden, indem lokal nur ein geringes Volumen, das heißt insbesondere eine geringe Breite und/oder Höhe, von Aluminium aufgebracht und somit die Rückseitenfeld- bzw. BSF-Ausbildung begünstigt wird.According to one embodiment, a rear-side contact of the solar cell is provided which has the contact element running around the edge of the edge. Preferably, the rear side contact and the contact element are formed as a continuous or common contact structure. If the rear-side contact comprises aluminum, a p-doped region in the form of a local aluminum rear-side field or back-surface field (BSF) can be formed at the edges of the rear side of the solar cell without additional effort. This results in an n + / p + junction, which does not permit strong recombination. In particular, this can be achieved by locally applied only a small volume, that is, in particular a small width and / or height of aluminum and thus the Rückseitenfeld- or BSF formation is favored.

Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Rückseitenkontakt um eine gedruckte Kontaktstruktur. Anders als bei der Herstellung von bifacialen PERC Solarzellen, bei welchen ein lokaler Aluminiumdruck in Form von Fingern vorliegt, wird hier also vorgeschlagen die Kantenisolation über einen kantennahen bzw. randnahen Al-Fingerdruck umlaufend um die Substrat- bzw. Waferfläche durchzuführen. Bei PERC müsste für diesen Fingerdruck vorbereitend die dielektrische Passivierungsschicht lokal, insbesondere mit einer kantennah umlaufenden Ausnehmung, geöffnet werden.In one embodiment, the backside contact is a printed contact structure. Unlike in the production of bifacial PERC solar cells, in which there is a local aluminum pressure in the form of fingers, it is here proposed to perform edge isolation via an edge-proximate or near-edge Al finger pressure circumferentially around the substrate or wafer surface. At PERC, the dielectric passivation layer would need to prepare for this fingerprint locally, in particular with a recess close to the edge, be opened.

Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.The above embodiments and developments can, if appropriate, combine with each other as desired. Further possible refinements, developments and implementations of the invention also include combinations, not explicitly mentioned, of features of the invention described above or below with regard to the exemplary embodiments. In particular, the person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the present invention.

INHALTSANGABE DER ZEICHNUNGCONTENT OF THE DRAWING

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:The present invention will be explained in more detail with reference to the exemplary embodiments indicated in the schematic figures of the drawing. It shows:

1 eine schematische ausschnittsweise Querschnittansicht im Bereich des Randes einer Solarzelle; 1 a schematic partial cross-sectional view in the region of the edge of a solar cell;

2 eine schematische ausschnittsweise Querschnittansicht einer Solarzelle gemäß einer weiteren Ausführungsform; 2 a schematic partial cross-sectional view of a solar cell according to another embodiment;

3 eine schematische ausschnittsweise Querschnittansicht einer Solarzelle gemäß einer noch weiteren Ausführungsform; 3 a schematic partial cross-sectional view of a solar cell according to yet another embodiment;

4 eine Rückseitenansicht einer Solarzelle; 4 a rear view of a solar cell;

5 eine Rückseitenansicht einer Solarzelle gemäß einer weiteren Ausführungsform; 5 a rear view of a solar cell according to another embodiment;

6A–D Verfahrensschritte beim Herstellen einer Solarzelle; und 6A -D process steps in the manufacture of a solar cell; and

7A–E Verfahrensschritte beim Herstellen einer Solarzelle gemäß einer weiteren Ausführungsform. 7A -E process steps in manufacturing a solar cell according to another embodiment.

Die beiliegenden Figuren der Zeichnung sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.The accompanying figures of the drawing are intended to convey a further understanding of the embodiments of the invention. They illustrate embodiments and, together with the description, serve to explain principles and concepts of the invention. Other embodiments and many of the stated advantages will become apparent with reference to the drawings. The elements of the drawings are not necessarily shown to scale to each other.

In den Figuren der Zeichnung sind gleiche, funktionsgleiche und gleich wirkende Elemente, Merkmale und Komponenten – sofern nichts anderes ausgeführt ist – jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures of the drawing are the same, functionally identical and same-acting elements, features and components - unless otherwise stated - each provided with the same reference numerals.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELENDESCRIPTION OF EMBODIMENTS

1 zeigt eine schematische ausschnittsweise Querschnittansicht im Bereich des Randes einer Solarzelle 1. 1 shows a schematic partial cross-sectional view in the region of the edge of a solar cell 1 ,

Die Solarzelle 1 weist ein Substrat 2 mit einer Vorderseite 3, eine Rückseite 4 und einer seitlichen Kante 5 auf. Vorzugsweise handelt es sich um ein Siliziumsubstrat 2, insbesondere p-dotiertes Siliziumsubstrat. Die Vorderseite 3 und die seitliche Kante 5 sind mit einer Halbleiterkontaktschicht 6, insbesondere einer n-dotierten Halbleiterkontaktschicht, versehen. Die Halbleiterkontaktschicht 6 erstreckt sich zumindest über die gesamte vorderseitige Oberfläche des Substrats 2.The solar cell 1 has a substrate 2 with a front side 3 , a back 4 and a side edge 5 on. Preferably, it is a silicon substrate 2 , in particular p-doped silicon substrate. The front 3 and the side edge 5 are with a semiconductor contact layer 6 , in particular an n-doped semiconductor contact layer provided. The semiconductor contact layer 6 extends over at least the entire front surface of the substrate 2 ,

An der Rückseite 4 der Solarzelle 1 ist ein elektrisch leitfähiges Kontaktelement 7 vorgesehen. Dieses weist eine Rekombinationsabschirmschicht 8 auf, welche dazu ausgebildet ist, eine Rekombination mit Ladungsträgern der Halbleiterkontaktschicht 6 zu vermeiden, vorzugsweise zu verhindern. Die Rekombinationsabschirmschicht 8 ist als p-dotierter Bereich vorgesehen.At the back 4 the solar cell 1 is an electrically conductive contact element 7 intended. This has a recombination shielding layer 8th which is designed to recombine with charge carriers of the semiconductor contact layer 6 to avoid, preferably to prevent. The recombination shielding layer 8th is intended as a p-doped region.

In der dargestellten Ausführungsform handelt es sich bei dem Kontaktelement 7 um einen Aluminiumkontakt. Die Rekombinationsabschirmschicht 8 ist als Aluminium-Rückseitenfeld 13 ausgebildet, welches einen p-dotierten Bereich darstellt.In the illustrated embodiment, the contact element is 7 around an aluminum contact. The recombination shielding layer 8th is as aluminum back panel 13 formed, which represents a p-doped region.

Auf diese Weise wird zwischen der Halbleiterkontaktschicht 6 und dem Aluminium-Rückseitenfeld ein Übergang 12 ausgebildet, welche Rekombination mit Ladungsträgern der Halbleiterkontaktschicht 6 verhindert. Insbesondere ist die Halbleiterkontaktschicht 6 hochdotiert, sodass zusammen mit einem insbesondere ebenfalls hochdotierten Al-BSF ein n+/p+-Übergang 12 gebildet ist.In this way, between the semiconductor contact layer 6 and the aluminum back panel a transition 12 formed, which recombination with charge carriers of the semiconductor contact layer 6 prevented. In particular, the semiconductor contact layer 6 highly doped, so that together with a particular highly doped Al-BSF an n + / p + transition 12 is formed.

Beispielsweise kann es sich bei dem Kontaktelement 7 um einen Teil einer Rückseitenkontaktierung handeln. Insbesondere ist das Kontaktelement 7 gemeinsam mit einer hier nicht dargestellten Rückseitenkontaktierung 15 ausgebildet. Dementsprechend weist die Rückseitenkontaktierung 15 vorzugsweise ein gleiches Material auf, insbesondere Aluminium.For example, it may be in the contact element 7 to act as part of a backside contact. In particular, the contact element 7 together with a rear side contact, not shown here 15 educated. Accordingly, the backside contacting 15 preferably a same material, in particular aluminum.

Das Kontaktelement 7 ist auf der Rückseite 4 kantennah umlaufend entlang der seitlichen Kante 5 des Substrats 2 ausgebildet. Es weist eine aus dem Substrat 2 aufwachsende Höhe 9 auf, welche kleiner als 100 μm, vorzugsweise kleiner als 40 μm, ist.The contact element 7 is on the back 4 close to the edges running along the lateral edge 5 of the substrate 2 educated. It has one out of the substrate 2 growing height 9 which is smaller than 100 μm, preferably smaller than 40 μm.

Eine Breite des Kontaktelements beträgt zwischen 5 μm und 2 mm. Auf diese Weise ist es ermöglicht, lokal lediglich ein geringes Aluminiumvolumen vorzusehen und so in der Herstellung der Solarzelle, insbesondere bei einem Herstellen des Rückseitenkontakts, die Ausbildung eines Rückseitenfeldes zu begünstigen. Insbesondere wird dies bei in Pastenform aufgebrachten Rückseitenkontaktierungen durch das so genannte Feuern realisiert. Hierbei wird das Aluminium aufgeschmolzen, sodass in Kontaktbereichen mit dem Substrat eine Aluminium-Silizium-Legierung entsteht. Dies führt dazu, dass in einem Grenzbereich zwischen der Aluminium-Siliziumlegierung und dem Substrat 2 eine Dotierung des Siliziummaterials des Substrats 2 stattfindet und somit ein Aluminium-Rückseitenfeld gebildet wird. A width of the contact element is between 5 microns and 2 mm. In this way, it is possible to provide locally only a small volume of aluminum and so in the production of the solar cell, in particular in producing the back contact, to favor the formation of a back field. In particular, this is realized in the form of pastes applied in paste form by the so-called firing. Here, the aluminum is melted, so that in contact areas with the substrate, an aluminum-silicon alloy is formed. This causes a boundary region between the aluminum-silicon alloy and the substrate 2 a doping of the silicon material of the substrate 2 takes place and thus an aluminum back panel is formed.

2 zeigt eine schematische ausschnittsweise Querschnittansicht einer Solarzelle 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform. 2 shows a schematic partial cross-sectional view of a solar cell 1 according to a further embodiment.

Zusätzlich zu der Halbleiterkontaktschicht 6 ist hier eine sich über die Vorderseite 3 und die seitliche Kante 5 erstreckende Antireflexionsschicht 11 vorgesehen, die insbesondere als Siliziumnitridschicht (SiNx) ausgebildet ist. Die Antireflexionsschicht 11 erstreckt sich, genau wie die Halbleiterkontaktschicht 6, über die seitliche Kante 5 hinweg bis zu dem Kontaktelement 7. Auf diese Weise wird vorteilhaft die Effizienz der Solarzelle 1 gesteigert, da der Kantenumgriff des Emitters, d. h. der Halbleiterkontaktschicht 6, und der Antireflexionsschicht 11 hier ebenfalls zur Stromgewinnung bzw. zur Leistungssteigerung genutzt werden können. Dabei ist eine Rekombinationsabschirmung durch den p-dotierten Bereich in gleicher Weise wie in Bezug auf 1 beschrieben vorgesehen.In addition to the semiconductor contact layer 6 Here's a look over the front 3 and the side edge 5 extending antireflection coating 11 provided, which is designed in particular as a silicon nitride layer (SiN x ). The antireflection coating 11 extends, as does the semiconductor contact layer 6 , over the side edge 5 away to the contact element 7 , In this way, the efficiency of the solar cell becomes advantageous 1 increased, since the Kantenumgriff the emitter, ie the semiconductor contact layer 6 , and the antireflection coating 11 Here also for power generation and performance can be used. In this case, a Rekombinationsabschirmung by the p-doped region in the same manner as in relation to 1 described provided.

Es handelt sich bei der hier dargestellten Solarzelle 1 um eine Aluminium-Rückseitenfeld- bzw. Al-BSF-Solarzelle. Dementsprechend ist die Rückseite, abgesehen vom Bereich des Kontaktelements 7, ganzflächig mit einer Rückseitenkontaktierung 15 aus Aluminium überzogen. An der Grenzschicht zwischen der Rückseitenkontaktierung 15 und dem Substrat 2 ist ein sich über die Fläche der Rückseitenkontaktierung 15 erstreckendes Aluminium-Rückseitenfeld 16 ausgebildet.This is the solar cell shown here 1 around an aluminum back field or Al-BSF solar cell. Accordingly, the backside is apart from the area of the contact element 7 , over the entire surface with a back contact 15 made of aluminum. At the boundary layer between the backside contact 15 and the substrate 2 is a cross over the area of backside contact 15 extending aluminum back panel 16 educated.

3 zeigt eine schematische ausschnittsweise Querschnittansicht einer Solarzelle 1 gemäß einer noch weiteren Ausführungsform. 3 shows a schematic partial cross-sectional view of a solar cell 1 according to yet another embodiment.

Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß 2 handelt es sich hierbei um eine PERC-Solarzelle. Dementsprechend ist eine Passivierungsschicht 10 an der Rückseite 4 vorgesehen. Zwischen der Passivierungsschicht 10 und dem Substrat 2 ist an der Rückseite großflächig eine n-dotierte Halbleiterkontaktschicht 6' vorgesehen.In contrast to the embodiment according to 2 this is a PERC solar cell. Accordingly, a passivation layer 10 at the back 4 intended. Between the passivation layer 10 and the substrate 2 is on the back of a large area an n-doped semiconductor contact layer 6 ' intended.

Zur Herstellung des Kontaktelements 7 ist die Passivierungsschicht 10 in einem Bereich nahe der seitlichen Kante 5 mit einer Ausnehmung 17 versehen. Diese kann in der Herstellung beispielsweise mittels Laserablation erzeugt werden.For the production of the contact element 7 is the passivation layer 10 in an area near the lateral edge 5 with a recess 17 Mistake. This can be produced in the production, for example by means of laser ablation.

Das Kontaktelement 7 kann in der Herstellung der Solarzelle 1, beispielsweise in Form einer Aluminiumpaste, auf die Passivierungsschicht 10 aufgetragen und anschließend gefeuert werden. Im Bereich der Ausnehmung 17 bildet sich bei dem Feuern das Kontaktelement 7 mit dem p-dotierten Bereich in Form eines lokalen Aluminium-Rückseitenfeldes 13 aus.The contact element 7 can in the production of the solar cell 1 , For example, in the form of an aluminum paste, on the passivation layer 10 applied and then fired. In the area of the recess 17 During firing, the contact element is formed 7 with the p-doped region in the form of a local aluminum back surface field 13 out.

Aufgrund dessen, dass hier zusätzlich zu dem Emitterumgriff auch an der Rückseite 4 eine Halbleiterkontaktschicht 6' vorgesehen ist, ist hier auch ein zusätzlicher Übergang 14 zu der rückseitigen Halbleiterkontaktschicht 6 vorgesehen. Insbesondere ist die Halbleiterkontaktschicht 6' ebenfalls hochdotiert, sodass zusammen mit dem insbesondere ebenfalls hochdotierten Al-BSF ein n+/p+-Übergang 14 gebildet ist.Due to the fact that here in addition to the Emitterumgriff also on the back 4 a semiconductor contact layer 6 ' is provided, here is also an additional transition 14 to the backside semiconductor contact layer 6 intended. In particular, the semiconductor contact layer 6 ' also heavily doped, so that together with the particular highly doped Al-BSF an n + / p + transition 14 is formed.

4 zeigt eine Rückseitenansicht einer Solarzelle 1. 4 shows a rear view of a solar cell 1 ,

Die Solarzelle 1 ist seitlich durch die seitliche Kante 5 begrenzt. Von der hier nicht dargestellten Vorderseite über die seitliche Kante 5 umgreifend ist die Halbleiterkontaktschicht 6 vorgesehen.The solar cell 1 is laterally through the side edge 5 limited. From the front not shown here via the side edge 5 encompassing is the semiconductor contact layer 6 intended.

Eine Rekombinationsabschirmung ist durch das Kontaktelement 7 vorgesehen, welches kantennah umlaufend an der hier dargestellten Rückseite 4 ausgebildet ist. Das Kontaktelement 7 ist in der hier dargestellten Ausführungsform durch einen umlaufenden Graben 18 von der Rückseitenkontaktierung 15 getrennt.A recombination shield is through the contact element 7 provided, which edges close to the edge on the back side shown here 4 is trained. The contact element 7 is in the embodiment shown here by a circumferential trench 18 from the backside contact 15 separated.

5 zeigt eine Rückseitenansicht einer Solarzelle gemäß einer weiteren Ausführungsform. 5 shows a rear view of a solar cell according to another embodiment.

Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß 4 ist das Kontaktelement 7 hier von der Rückseitenkontaktierung 15 nicht abgeschnitten, sondern über im Bereich des Grabens 18 vorgesehene Brückenabschnitte 19 verbunden. Beispielsweise zeigt 3 den Bereich eines solchen Brückenabschnitts 19 im Querschnitt, was an der zum Kontaktelement 7 durchgehenden Rückseitenkontaktierung 15 erkennbar ist.In contrast to the embodiment according to 4 is the contact element 7 here from the back side contact 15 not cut off, but over in the ditch area 18 provided bridge sections 19 connected. For example, shows 3 the area of such a bridge section 19 in cross section, which is the contact element 7 continuous back contact 15 is recognizable.

Die 6A–D zeigen Verfahrensschritte beim Herstellen einer Solarzelle.The 6A -D show process steps in the manufacture of a solar cell.

6A zeigt die Bereitstellung Substrats 2. Es handelt sich hierbei vorzugsweise um ein p-Silizium-Substrat. 6A shows the deployment substrate 2 , This is preferably a p-type silicon substrate.

6B zeigt die Herstellung einer Halbleiterkontaktschicht 6 in Form einer hochdotierten n+ Schicht durch Emitterdiffusion. Beispielsweise wird eine Gasphasendiffusion mit Phosphoroxychlorid (POCl3) durchgeführt, um so eine hoch n-dotierte Oberfläche, d. h. eine n+-Schicht, herzustellen. 6B shows the production of a semiconductor contact layer 6 in the form of a highly doped n + layer by emitter diffusion. For example, gas phase diffusion is performed with phosphorus oxychloride (POCl 3 ) to produce a highly n-doped surface, ie, an n + layer.

6C zeigt einen Schritt des Aufbringens einer Rückseitenkontaktierung 15. 6C shows a step of applying a backside contact 15 ,

Vor dem Aufbringen der Rückseitenkontaktierung kann eine zur besseren Übersichtlichkeit hier nicht dargestellte Antireflexionsschicht 11 auf die n+ Schicht aufgebracht werden.Before applying the rear side contact, an antireflection layer (not shown here for clarity) can be used 11 be applied to the n + layer.

Beispielsweise kann die Rückseitenkontaktierung 15 in Form eines pastenförmigen Kontaktmaterials 20 aufgebracht, vorzugsweise aufgedruckt, werden. Beispielsweise kommt dazu ein Siebdruckverfahren zum Einsatz. Bei dem Kontaktmaterial handelt es sich bevorzugt um Aluminium.For example, the backside contact 15 in the form of a paste-like contact material 20 applied, preferably printed. For example, a screen printing process is used. The contact material is preferably aluminum.

Ferner wird von der Rückseitenkontaktierung 15 getrennt das Kontaktmaterial 20, insbesondere ebenfalls in Form von Aluminiumpaste 20, zur Herstellung des kantennah umlaufenden Kontaktelements 7 aufgebracht. Dieses kann gleichfalls, vorzugsweise gleichzeitig, aufgedruckt werden.Further, from the backside contact 15 separated the contact material 20 , in particular also in the form of aluminum paste 20 , For the production of the edge near the edge contact element 7 applied. This can also be printed, preferably simultaneously.

Eine Siebdruckmaske zur Herstellung einer derartigen Solarzelle weist eine Ausbildung auf, welche die Herstellung eines kantennah umlaufenden Kontaktelements ermöglicht. Insbesondere ist dazu bei einer Ausführungsform eine für den Kantenbereich einer Solarzelle vorgesehene, nahe an der Kante positionierbare rahmenartige Struktur an der Siebdruckmaske vorgesehen. Gemäß einer Ausführungsform ist die rahmenartige Struktur vorzugsweise von der für die Rückseitenkontaktierung vorgesehenen Struktur getrennt, insbesondere zumindest abschnittsweise oder vollständig getrennt.A screen-printing mask for producing such a solar cell has an embodiment which makes it possible to produce a contact element running around the edge of the edge. In particular, in one embodiment, a frame-like structure which can be positioned close to the edge for the edge region of a solar cell is provided on the screen-printing mask. According to one embodiment, the frame-like structure is preferably separated from the structure provided for the rear-side contacting, in particular at least partially or completely separated.

6D zeigt die aus dem Zustand gemäß 6C durch Feuern der Rückseitenkontaktierung 15 und des Kontaktelements 7 hergestellte Solarzelle 1. 6D shows the from the state according to 6C by firing the backside contact 15 and the contact element 7 produced solar cell 1 ,

Es handelt sich insbesondere um eine Solarzelle 1 gemäß 2, wobei die Antireflexionsschicht 11 hier zur besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist.It is in particular a solar cell 1 according to 2 , wherein the antireflection coating 11 not shown here for clarity.

Die 7A–E zeigen Verfahrensschritte beim Herstellen einer Solarzelle gemäß einer weiteren Ausführungsform.The 7A -E show process steps in manufacturing a solar cell according to another embodiment.

In gleicher Weise wie die 6A und 6B zeigen die 7A und 7B die Bereitstellung des Substrats 2 und die Herstellung einer Halbleiterkontaktschicht 6 durch Emitterdiffusion.In the same way as the 6A and 6B show the 7A and 7B the provision of the substrate 2 and the production of a semiconductor contact layer 6 by emitter diffusion.

7C zeigt das Aufbringen einer Passivierungsschicht 10 an der Rückseite 4, wobei kantennah Ausnehmungen 17 in die Passivierungsschicht 10 eingebracht werden. 7C shows the application of a passivation layer 10 at the back 4 , where near-edge recesses 17 into the passivation layer 10 be introduced.

Bei einer Ausführung können in einem mittleren Bereich der Rückseite 4 zwischen den kantennahen Ausnehmungen 17 weitere Ausnehmungen vorgesehen werden, welche hier zur besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind.In one embodiment, in a central area of the back 4 between the near-edge recesses 17 further recesses are provided, which are not shown here for clarity.

7D zeigt das Aufbringen eines pastenförmigen Kontaktmaterials 20, insbesondere einer Aluminiumpaste, zum Herstellen der Rückseitenkontaktierung 15. Das Kontaktmaterial 20 erstreckt sich dabei über die Ausnehmungen 17 hinweg. 7D shows the application of a paste-like contact material 20 , in particular an aluminum paste, for producing the rear-side contacting 15 , The contact material 20 extends over the recesses 17 time.

7E zeigt die aus dem Zustand gemäß 7D durch Feuern der Rückseitenkontaktierung 15 und des Kontaktelements 7 umgewandelte Solarzelle 1. 7E shows the from the state according to 7D by firing the backside contact 15 and the contact element 7 converted solar cell 1 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Solarzellesolar cell
22
Substratsubstratum
33
Vorderseitefront
44
Rückseiteback
55
Kanteedge
66
HalbleiterkontaktschichtSemiconductor contact layer
6'6 '
HalbleiterkontaktschichtSemiconductor contact layer
77
Kontaktelementcontact element
88th
RekombinationsabschirmschichtRekombinationsabschirmschicht
99
Höheheight
1010
Passivierungsschichtpassivation
1111
AntireflexionsschichtAntireflection coating
1212
Übergangcrossing
1313
Aluminium-RückseitenfeldAluminum back surface field
1414
Übergangcrossing
1515
RückseitenkontaktBack contact
1616
Aluminium-RückseitenfeldAluminum back surface field
1717
Ausnehmungrecess
1818
Grabendig
1919
Brückenabschnittbridge section
2020
KontaktmaterialContact material

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 202015101360 U1 [0007] DE 202015101360 U1 [0007]
  • DE 10021400 A1 [0009] DE 10021400 A1 [0009]

Claims (16)

Solarzelle (1), mit einem Substrat (2), insbesondere einem Halleitersubstrat, welches eine Vorderseite (3), eine Rückseite (4) und zumindest eine seitliche Kante (5) aufweist, mit einer im Substrat (2) vorgesehenen Halbleiterkontaktschicht (6) eines ersten Leitfähigkeitstyps, welche sich zumindest über die Vorderseite (3) und eine der Kanten (5) erstreckt, und mit einem Kontaktelement (7), welches an der Rückseite (4) kantennah umlaufend ausgebildet ist und welche ein Rekombinationsabschirmschicht (8) aufweist, welche dazu ausgebildet ist, eine Rekombination mit Ladungsträgern der Halbleiterkontaktschicht (6) zu verringern und insbesondere zu verhindern.Solar cell ( 1 ), with a substrate ( 2 ), in particular a semiconductor substrate, which has a front side ( 3 ), a back ( 4 ) and at least one lateral edge ( 5 ) with one in the substrate ( 2 ) semiconductor contact layer ( 6 ) of a first conductivity type, which at least over the front ( 3 ) and one of the edges ( 5 ) and with a contact element ( 7 ), which at the back ( 4 ) is formed circumferentially close to the edge and which a Rekombinationsabschirmschicht ( 8th ) which is designed to facilitate recombination with charge carriers of the semiconductor contact layer ( 6 ) and in particular to prevent it. Solarzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (7) elektrisch leitfähig ausgebildet ist.Solar cell according to claim 1, characterized in that the contact element ( 7 ) is electrically conductive. Solarzelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (7) bezogen auf eine Oberfläche des Substrats (2) aufwachsende Höhe (9) von weniger als 100 μm, insbesondere von weniger als 40 μm aufweist.Solar cell according to one of the preceding claims, characterized in that the contact element ( 7 ) relative to a surface of the substrate ( 2 ) growing height ( 9 ) of less than 100 microns, in particular less than 40 microns. Solarzelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (7) eine laterale Breite im Bereich von 5 μm bis 2 mm aufweist.Solar cell according to one of the preceding claims, characterized in that the contact element ( 7 ) has a lateral width in the range of 5 microns to 2 mm. Solarzelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement, vorzugsweise durchgehend, in einer Entfernung im Bereich von 10 μm bis 3 mm zur Kante (5) angeordnet ist.Solar cell according to one of the preceding claims, characterized in that the contact element, preferably continuously, at a distance in the range of 10 microns to 3 mm to the edge ( 5 ) is arranged. Solarzelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Rückseite (4) eine Halbleiterkontaktschicht (6') des ersten Leitfähigkeitstyps vorgesehen ist, von welcher das Kontaktelement (4) über die Rekombinationsabschirmschicht (8) getrennt ist.Solar cell according to one of the preceding claims, characterized in that on the rear side ( 4 ) a semiconductor contact layer ( 6 ' ) of the first conductivity type, from which the contact element ( 4 ) via the recombination shielding layer ( 8th ) is disconnected. Solarzelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rekombinationsabschirmschicht (8) als dotierter Bereich eines zweiten Leitfähigkeitstyps ausgebildet ist und einen Übergang (12) zu der Halbleiterkontaktschicht (6) des ersten Leitfähigkeitstyps aufweist.Solar cell according to one of the preceding claims, characterized in that the recombination screening layer ( 8th ) is formed as a doped region of a second conductivity type and a transition ( 12 ) to the semiconductor contact layer ( 6 ) of the first conductivity type. Solarzelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterkontaktschicht (6) des ersten Leitfähigkeitstyps hoch n-dotiert ausgebildet ist, dass der dotierte Bereich des zweiten Leitfähigkeitstyps hoch p-dotiert ausgebildet ist und dass der Übergang (12) einen n+/p+-Übergang ausbildet.Solar cell according to one of the preceding claims, characterized in that the semiconductor contact layer ( 6 ) of the first conductivity type is highly n-doped, that the doped region of the second conductivity type is highly p-doped and that the transition ( 12 ) forms an n + / p + transition. Solarzelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Rückseite (4) vorgesehene Halbleiterkontaktschicht (6') des ersten Leitfähigkeitstyps hoch n-dotiert ausgebildet ist und dass der p-dotierte Bereich einen weiteren Übergang (14) aufweist, der einen n+/p+-Übergang zu der an der Rückseite vorgesehenen n-dotierten Halbleiterkontaktschicht (6') ausbildet.Solar cell according to claim 8, characterized in that the at the back ( 4 ) provided semiconductor contact layer ( 6 ' ) of the first conductivity type is highly n-doped and that the p-doped region forms a further transition ( 14 ) having an n + / p + transition to the n-type semiconductor contact layer ( 6 ' ) trains. Solarzelle nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennung ausschließlich durch den dotierten Bereich des zweiten Leitfähigkeitstyps vorgesehen ist.Solar cell according to one of claims 7 to 9, characterized in that the separation is provided exclusively by the doped region of the second conductivity type. Solarzelle nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das umlaufende Kontaktelement (7) zusätzlich zu dem dotierten Bereich des zweiten Leitfähigkeitstyps durch eine dielektrische Passivierungsschicht (10) von der an der Rückseite (4) vorgesehenen Halbleiterkontaktschicht (6') des ersten Leitfähigkeitstyps getrennt ist.Solar cell according to one of claims 7 to 10, characterized in that the peripheral contact element ( 7 ) in addition to the doped region of the second conductivity type through a dielectric passivation layer ( 10 ) from the one on the back ( 4 ) semiconductor contact layer ( 6 ' ) of the first conductivity type is separated. Solarzelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (7) ein Metall, insbesondere Aluminium oder eine Aluminiumlegierung, enthält.Solar cell according to one of the preceding claims, characterized in that the contact element ( 7 ) contains a metal, in particular aluminum or an aluminum alloy. Solarzelle nach Anspruch 12, dass das Substrat (2) ein Halbleitersubstrat ist und Silizium enthält und dass das Aluminium zumindest teilweise mit dem Silizium als Aluminium-Silizium Legierung vermischt vorgesehen ist.Solar cell according to claim 12, characterized in that the substrate ( 2 ) is a semiconductor substrate and contains silicon and that the aluminum is provided at least partially mixed with the silicon as aluminum-silicon alloy. Solarzelle nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Randschicht zwischen dem Aluminium und dem Substrat (2) ein Aluminium-Rückseitenfeld (13) ausgebildet ist, welches den dotierten Bereich des zweiten Leitfähigkeitstyps ausbildet.Solar cell according to claim 13, characterized in that at an edge layer between the aluminum and the substrate ( 2 ) an aluminum back panel ( 13 ) is formed, which forms the doped region of the second conductivity type. Solarzelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine sich zumindest über die Vorderseite (3) und die Kante (5) erstreckende Antireflexionsschicht (11) vorgesehen ist, welche sich an der Vorderseite (3) und der Kante (5) über die Halbleiterkontaktschicht (6) des ersten Leitfähigkeitstyps erstreckt.Solar cell according to one of the preceding claims, characterized in that at least over the front ( 3 ) and the edge ( 5 ) extending antireflection coating ( 11 ) is provided, which at the front ( 3 ) and the edge ( 5 ) over the semiconductor contact layer ( 6 ) of the first conductivity type. Solarzelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rückseitenkontakt (15) der Solarzelle (1) vorgesehen ist, welcher das kantennah umlaufend ausgebildete Kontaktelement (7) aufweist.Solar cell according to one of the preceding claims, characterized in that a backside contact ( 15 ) of the solar cell ( 1 ) is provided, which the edge near the edge formed contact element ( 7 ) having.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE202015101360U1 (en) 2015-03-17 2015-03-26 Solarworld Innovations Gmbh solar cell

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DE202015101360U1 (en) 2015-03-17 2015-03-26 Solarworld Innovations Gmbh solar cell

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