DE212021000260U1 - Vergrabene Solarzelle mit einem selektiven Kontaktbereich und zugehörige Rückseitenkontaktstruktur - Google Patents

Vergrabene Solarzelle mit einem selektiven Kontaktbereich und zugehörige Rückseitenkontaktstruktur Download PDF

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Abstract

Rückseitenkontaktstruktur einer Solarzelle, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst:
Nuten, die voneinander beabstandet an der Rückseite eines Siliziumsubstrats angeordnet sind;
einen ersten elektrisch leitfähigen Bereich und einen zweiten elektrisch leitfähigen Bereich, die abwechselnd in den einzelnen Nuten angeordnet sind, wobei der erste elektrisch leitfähige Bereich eine erste dielektrische Schicht und einen ersten Dotierungsbereich umfasst, die sequentiell an den Nuten angeordnet sind, wobei der zweite elektrisch leitfähige Bereich einen zweiten Dotierungsbereich umfasst;
eine zweite dielektrische Schicht, die zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Bereich und dem zweiten elektrisch leitfähigen Bereich angeordnet ist, wobei die zweite dielektrische Schicht in einer Anzahl von mindestens eins bereitgestellt wird; und
eine elektrisch leitfähige Schicht, die an dem ersten elektrisch leitfähigen Bereich und dem zweiten elektrisch leitfähigen Bereich angeordnet ist.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung gehört zum technischen Gebiet der Solarzellen und betrifft insbesondere eine vergrabene Solarzelle mit einem selektiven Kontaktbereich und eine zugehörige Rückseitenkontaktstruktur
  • STAND DER TECHNIK
  • In kristallinen Silizium-Solarzellen kann der Effizienzverlust der Zelle in zwei Aspekte, nämlich elektrischen Verlust und optischen Verlust, unterteilt werden. Der wichtige Teil des elektrischen Verlusts ist der Verbundverlust und der Widerstandsverlust, die durch den Metall-Halbleiter-Kontakt verursacht werden, während der wichtige Teil des optischen Verlusts die Verdeckung der Licht aufnehmenden Seite durch das Metallgitter ist.
  • Die passivierte Metallkontaktstruktur weist signifikante elektrische Eigenschaften auf und kann gleichzeitig einen niedrigen Kontaktwiderstand und einen niedrigen Oberflächenverbund erhalten. Die Struktur besteht aus einer ultradünnen Tunneloxidschicht und einer n-dotierten oder p-dotierten Polysiliziumschicht. Da die Absorption von Licht durch die dotierte polykristalline Siliziumschicht zu einer „parasitären“ Absorption gehört, d.h. nicht zum photogenerierten Strom beiträgt, wird die passivierte Metallkontaktstruktur hauptsächlich auf der Rückseite der Zelle verwendet, so dass das Verdecken der vorderen Oberfläche durch Metallgitter vollständig vermieden wird. Die durch die Solarzelle aufgenommene Sonnenstrahlung erzeugt Elektronen und Löcher, die in die dotierten polykristallinen Siliziumschichten wandern, was wiederum eine Spannungsdifferenz zwischen den dotierten polykristallinen Siliziumschichten erzeugt. Eine bestehende Solarzelle kann e aus der obigen passivierten Metallkontaktstruktur und der passivierten Metallkontaktstruktur oder aus der passivierten Metallkontaktstruktur und der Diffusionsstruktur bestehen.
  • Die existierende passivierte Metallkontaktstruktur und die Diffusionsstruktur werden direkt auf der Rückseite des Siliziumwafers abgeschieden, aber wenn sie ohne Trennung miteinander verbunden sind, treten nachteilige Phänomene wie Leckstrom auf. Um das Problem zu lösen, das durch fehlende Trennung verursacht wird, wird daher die Trennung der passivierten Metallkontaktstruktur von der Diffusionsstruktur durch Vorsehen einer Rille mit einer sehr schmalen Breite zwischen der passivierten Metallkontaktstruktur und der Diffusionsstruktur realisiert, wodurch Leckstrom und dadurch gesenkte Leerlaufspannung der Zelle vermieden werden. Die existierenden Rillen werden jedoch durch Laserbohren oder Nassätzen hergestellt. Die Herstellung ist aufgrund der bestehenden Rillenbreite von einigen zehn Mikrometern und der hohen Anforderung an Breitenregelung schwierig und nur eine einschichtige dielektrische Schicht wird passiviert. Das Passivieren einer einschichtigen dielektrischen Schicht führt jedoch zu unzureichendem Passivierungseffekt und schlechtem innerem Rückreflexionseffekt.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Die Aufgabe der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Rückseitenkontaktstruktur einer Solarzelle bereitzustellen, um somit Probleme hoher Anforderungen an die Rillenbreitensteuerung und schlechter Passivierungswirkung zu lösen.
  • Gemäß den Ausführungsbeispielen der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Rückseitenkontaktstruktur einer Solarzelle, die umfasst:
    • Nuten, die voneinander beabstandet an der Rückseite eines Siliziumsubstrats angeordnet sind;
    • einen ersten elektrisch leitfähigen Bereich und einen zweiten elektrisch leitfähigen Bereich, die abwechselnd in den einzelnen Nuten angeordnet sind, wobei der erste elektrisch leitfähige Bereich eine erste dielektrische Schicht und einen ersten Dotierungsbereich umfasst, die sequentiell an den Nuten angeordnet sind, wobei der zweite elektrisch leitfähige Bereich einen zweiten Dotierungsbereich umfasst;
    • eine zweite dielektrische Schicht, die zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Bereich und dem zweiten elektrisch leitfähigen Bereich angeordnet ist, wobei die zweite dielektrische Schicht in einer Anzahl von mindestens eins bereitgestellt wird; und
    • eine elektrisch leitfähige Schicht, die an dem ersten elektrisch leitfähigen Bereich und dem zweiten elektrisch leitfähigen Bereich angeordnet ist.
    • Ferner kann vorgesehen sein, dass der erste Dotierungsbereich ein p-Dotierungsbereich und der zweite Dotierungsbereich eine n-Dotierungsschicht, oder dass
    • der erste Dotierungsbereich ein n-Dotierungsbereich und der zweite Dotierungsbereich eine p-Dotierungsschicht ist.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass der erste Dotierungsbereich dotiertes Polysilizium oder dotiertes Siliziumcarbid oder dotiertes amorphes Silizium umfasst.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die erste dielektrische Schicht eine der Strukturen Tunneloxidschicht, intrinsische Siliziumcarbidschicht und intrinsische amorphe Siliziumschicht oder eine Kombination mehrerer davon ist.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die zweite dielektrische Schicht eine der Strukturen Aluminiumoxidschicht, Siliziumnitridschicht, Silizium-Oxinitridschicht, intrinsische Siliziumcarbidschicht, intrinsische amorphe Siliziumschicht und Siliziumoxidschicht oder eine Kombination mehrerer davon ist.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die zweite dielektrische Schicht einen Bereich zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Bereich und dem zweiten elektrisch leitfähigen Bereich abdeckt oder sich den ersten elektrisch leitfähigen Bereich und/oder den zweiten elektrisch leitfähigen Bereich abdeckend erstreckt.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die Rückseite des Siliziumsubstrats, das sich in einem Bereich zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Bereich und dem zweiten elektrisch leitfähigen Bereich befindet, eine grobe Texturstruktur aufweist.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass das Siliziumsubstrat an einem Bereich, der sich in einem Bereich zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Bereich und dem zweiten elektrisch leitfähigen Bereich befindet, mit einer ersten Dotierungsschicht versehen ist, deren Leitfähigkeitstyp dem des ersten Dotierungsbereichs gleicht.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die erste dielektrische Schicht die Bodenwand und eine Seitenwand der Nut abdeckt oder sich die Bereiche zwischen den einzelnen Nuten abdeckend erstreckt.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass sich der erste Dotierungsbereich und/oder der zweite Dotierungsbereich bis zu einem Teilbereich zwischen den einzelnen Nuten erstreckt.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die Nut bogenförmig, trapezförmig oder quadratisch ist.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die erste dielektrische Schicht eine Dicke von 1 bis 20 nm aufweist und die Dicke des ersten elektrisch leitfähigen Bereichs größer als 20 nm ist.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass der zweite Dotierungsbereich eine Übergangstiefe von 0,01 bis 1 µm, einen Flächenwidersand von 10 bis 500 ohm/sqr und eine Oberflächenkonzentration von 1E18 bis 1E21 cm-3 aufweist.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die einzelnen Nuten eine Tiefe von 0,01 bis 10 µm aufweisen und der Abstand zwischen den einzelnen Nuten 20 bis 500 µm beträgt.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass Nut, die mit dem p-Dotierungsbereich versehen ist, eine Breite von 300 bis 600 µm oder Nut, die mit dem n-Dotierungsbereich versehen ist, eine Breite von 100 bis 500 µm aufweist.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass das dotierte Siliziumcarbid dotiertes hydriertes Siliziumcarbid umfasst.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die erste dielektrische Schicht eine Tunneloxidschicht und eine intrinsische Siliziumcarbidschicht ist.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die Tunneloxidschicht aus einer oder mehreren der Schichten Siliziumdioxidschicht und Aluminiumoxidschicht besteht.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die intrinsische Siliziumcarbidschicht in der ersten dielektrischen Schicht eine intrinsische hydrierte Siliziumcarbidschicht enthält.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die zweite dielektrische Schicht eine Aluminiumoxidschicht und eine intrinsische Siliziumcarbidschicht oder alternativ dazu eine Siliziumdioxidschicht und eine intrinsische Siliziumcarbidschicht ist, wobei die zweite dielektrische Schicht eine Dicke von mehr als 25 nm aufweist.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die Dicke der Aluminiumoxidschicht oder der Siliziumdioxidschicht in der zweiten dielektrischen Schicht weniger als 25 nm und die Dicke der intrinsischen Siliziumcarbidschicht in der zweiten dielektrischen Schicht größer als 10 nm ist.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die intrinsische Siliziumcarbidschicht in der zweiten dielektrischen Schicht aus mindestens einem ersten intrinsischen Siliziumcarbidfilm mit unterschiedlichen Brechungsindizes besteht.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die Brechungsindizes der einzelnen ersten intrinsischen Siliziumcarbidfilme der Reihe nach von der Rückseite des Siliziumsubstrats nach außen abnehmen.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die äußere Schicht der zweiten dielektrischen Schicht ferner mit einer Magnesiumfluoridschicht versehen ist.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die elektrisch leitfähige Schicht ein transparenter elektrisch leitfähiger TCO-Film und/oder eine Metallelektrode ist.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die Metallelektrode eine Silberelektrode, eine Kupferelektrode, eine Aluminiumelektrode, eine zinnbeschichtete Kupferelektrode oder eine silberbeschichtete Kupferelektrode umfasst.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die Kupferelektrode eine durch Galvaniktechnik hergestellte verkupferte Elektrode oder eine durch physikalische Gasphasenabscheidung hergestellte Kupferelektrode ist.
  • Die Aufgabe eines anderen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung besteht ferner darin, eine vergrabene Solarzelle mit einem selektiven Kontaktbereich bereitzustellen, die umfasst:
    • ein Siliziumsubstrat;
    • eine oben genannte Rückseitenkontaktstruktur, die an der Rückseite des Siliziumsubstrats angeordnet ist; und
    • eine dritte dielektrische Schicht, die an der Vorderseite des Siliziumsubstrats angeordnet ist.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die dritte dielektrische Schicht eine der Strukturen Aluminiumoxidschicht, Siliziumnitridschicht, Silizium-Oxinitridschicht, intrinsische Siliziumcarbidschicht, intrinsische amorphe Siliziumschicht und Siliziumoxidschicht oder eine Kombination mehrerer davon ist.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die dritte dielektrische Schicht eine der Strukturen Aluminiumoxidschicht, Siliziumnitridschicht, Silizium-Oxinitridschicht, intrinsische Siliziumcarbidschicht, intrinsische amorphe Siliziumschicht und Siliziumoxidschicht oder eine Kombination mehrerer davon ist.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die dritte dielektrische Schicht eine Siliziumdioxidschicht und eine intrinsische Siliziumcarbidschicht oder alternativ dazu eine Aluminiumoxidschicht und eine intrinsische Siliziumcarbidschicht ist, wobei die dritte dielektrische Schicht eine Dicke von mehr als 50 nm aufweist.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die Dicke der Aluminiumoxidschicht oder der Siliziumdioxidschicht in der dritten dielektrischen Schicht weniger als 40 nm und die Dicke der intrinsischen Siliziumcarbidschicht in der dritten dielektrischen Schicht größer als 10 nm ist.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die intrinsische Siliziumcarbidschicht in der dritten dielektrischen Schicht aus mindestens einem dritten intrinsischen Siliziumcarbidfilm mit unterschiedlichen Brechungsindizes besteht.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die Brechungsindizes der einzelnen zweiten intrinsischen Siliziumcarbidfilme der Reihe nach von der Vorderseite des Siliziumsubstrats nach außen abnehmen.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die äußere Schicht der dritten dielektrischen Schicht ferner mit einer Magnesiumfluoridschicht versehen ist.
  • Eine Aufgabe eines anderen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung besteht ferner darin, ein Solarzellenmodul bereitzustellen, das die oben beschriebene vergrabene Solarzelle mit einem selektiven Kontaktbereich umfasst.
  • Eine Aufgabe eines anderen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung besteht auch darin, ein photovoltaisches System bereitzustellen, das das oben beschriebene Solarzellenmodul umfasst.
  • Eine Aufgabe eines anderen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung besteht auch darin, ein Verfahren zur Herstellung einer vergrabenen Solarzelle mit einem selektiven Kontaktbereich bereitzustellen, welches Verfahren Folgendes umfasst:
    • Vorsehen mehrerer voneinander beabstandeter Nuten an der Rückseite eines Siliziumsubstrats;
    • Herstellen eines ersten elektrisch leitfähigen Bereichs und eines zweiten elektrisch leitfähigen Bereichs abwechselnd in den einzelnen Nuten, wobei der erste elektrisch leitfähige Bereich eine erste dielektrische Schicht und einen ersten Dotierungsbereich umfasst, die sequentiell an den Nuten angeordnet sind, wobei der zweite elektrisch leitfähige Bereich einen zweiten Dotierungsbereich umfasst;
    • Herstellen einer zweiten dielektrischen Schicht und einer dritten dielektrischen Schicht jeweils an der Rückseite bzw. der Vorderseite des Siliziumsubstrats;
    • Herstellen einer elektrisch leitfähigen Schicht an dem ersten elektrisch leitfähigen Bereich und dem zweiten elektrisch leitfähigen Bereich.
    • Ferner umfasst der Schritt zum eines ersten elektrisch leitfähigen Bereichs und eines zweiten elektrisch leitfähigen Bereichs abwechselnd in den einzelnen Nuten Folgendes:
      • Herstellen einer ersten dielektrischen Schicht und eines ersten Dotierungsbereichs mit einem ersten Leitfähigkeitstyp sequentiell innerhalb einer ersten Nut;
      • Herstellen eines zweiten Dotierungsbereichs mit einem zweiten Leitfähigkeitstyp innerhalb einer zu der ersten Nut benachbarten zweiten Nut, wobei der erste Leitfähigkeitstyp dem zweiten Leitfähigkeitstyp entgegengesetzt ist.
  • Ferner umfasst der Schritt zum Herstellen einer ersten dielektrischen Schicht und eines ersten Dotierungsbereichs mit einem ersten Leitfähigkeitstyp sequentiell innerhalb einer ersten Nut Folgendes:
    • Herstellen einer ersten dielektrischen Schicht innerhalb der ersten Nut,
    • Abscheidung von intrinsischem amorphem Silizium oder intrinsischem Siliziumcarbid auf der ersten dielektrischen Schicht;
    • Dotieren des ersten Leitfähigkeitstyps von intrinsischem amorphem Silizium oder intrinsischem Siliziumcarbid;
    • Hochtemperaturkristallisationsbehandlung, um intrinsisches amorphes Silizium oder intrinsisches Siliziumcarbid in dotiertes Polysilizium oder dotiertes Siliziumcarbid umzuwandeln, womit ein erster Dotierungsbereich mit einem ersten Leitfähigkeitstyp erhalten wird.
  • Ferner umfasst der Schritt zum Herstellen einer ersten dielektrischen Schicht und eines ersten Dotierungsbereichs mit einem ersten Leitfähigkeitstyp sequentiell innerhalb einer ersten Nut Folgendes:
    • Herstellen einer ersten dielektrischen Schicht innerhalb der ersten Nut;
    • Abscheidung von intrinsischem amorphem Silizium oder intrinsischem Siliziumcarbid auf der ersten dielektrischen Schicht;
    • Diffusion des ersten Leitfähigkeitstyps von intrinsischem amorphem Silizium oder intrinsischem Siliziumcarbid, um intrinsisches amorphes Silizium oder intrinsisches Siliziumcarbid in dotiertes Polysilizium oder dotiertes Siliziumcarbid umzuwandeln, womit ein erster Dotierungsbereich mit einem ersten Leitfähigkeitstyp erhalten wird.
  • Ferner umfasst der Schritt zum Herstellen einer ersten dielektrischen Schicht und eines ersten Dotierungsbereichs mit einem ersten Leitfähigkeitstyp sequentiell innerhalb einer ersten Nut Folgendes:
    • Herstellen einer ersten dielektrischen Schicht innerhalb der ersten Nut;
    • Abscheiden von dotiertem amorphem Silizium oder dotiertem amorphem Siliziumcarbid des ersten Leitfähigkeitstyps auf der ersten dielektrischen Schicht;
    • Hochtemperaturkristallisationsbehandlung, um dotiertes amorphes Silizium oder dotiertes amorphes Siliziumcarbid in dotiertes Polysilizium oder dotiertes Siliziumcarbid umzuwandeln, womit ein erster Dotierungsbereich mit einem ersten Leitfähigkeitstyp erhalten wird.
  • Ferner umfasst der Schritt zum Herstellen eines zweiten Dotierungsbereichs mit einem zweiten Leitfähigkeitstyp innerhalb einer zu der ersten Nut benachbarten zweiten Nut Folgendes:
    • Einleiten eines Quellengases, das dem zweiten Leitfähigkeitstyp entspricht, in die zweite Nut, um eine thermische Diffusion durchzuführen, womit ein zweiter Dotierungsbereich mit einem zweiten Leitfähigkeitstyp gebildet wird, oder
    • Abscheiden oder Auftragen bei gleichzeitiger Rotation eines Dotierungsquelle, die dem zweiten Leitfähigkeitstyp entspricht, in die zweite Nut, um eine thermische Diffusion durchzuführen, womit ein zweiter Dotierungsbereich mit einem zweiten Leitfähigkeitstyp gebildet wird, oder
    • Implantieren von Ionen, die dem zweiten Leitfähigkeitstyp entsprechen, in die zweite Nut, um eine thermische Diffusion durchzuführen, womit ein zweiter Dotierungsbereich mit einem zweiten Leitfähigkeitstyp gebildet wird.
  • Ferner umfasst der Schritt zum Dotieren des ersten Leitfähigkeitstyps von intrinsischem amorphem Silizium oder intrinsischem Siliziumcarbid Folgendes:
    • Implantieren von Ionen des ersten Leitfähigkeitstyps an intrinsischem amorphem Silizium oder intrinsischem Siliziumcarbid zum Dotieren; oder
    • Abscheiden einer Dotierungsquelle des ersten Leitfähigkeitstyps an intrinsischem amorphem Silizium oder intrinsischem Siliziumcarbid zum Dotieren; oder
    • Einleiten von Quellengas des ersten Leitfähigkeitstyps an intrinsischem amorphem Silizium oder intrinsischem Siliziumcarbid zum Dotieren.
  • Bei der Rückseitenkontaktstruktur, die durch das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, wird durch Vorsehen voneinander beabstandeter Nuten auf der Rückseite des Siliziumsubstrats und durch Vorsehen des ersten elektrisch leitfähigen Bereichs und des zweiten elektrisch leitfähigen Bereichs abwechselnd in den einzelnen Nuten erreicht, dass durch die Ausbuchtungen zwischen den eigenen Nuten des Siliziumsubstrats das Trennen des ersten elektrisch leitfähigen Bereichs und des zweiten elektrisch leitfähigen Bereichs innerhalb der Nuten realisiert wird. Die angeordnete Nut stellt lockerer Breitensteuerungsanforderungen als bei der bestehenden Rille und die Herstellung ist einfacher als die Herstellung der bestehenden Rille. Die erste dielektrische Schicht und der erste Dotierungsbereich werden in der Nut abgeschieden, und der Abscheidungseffekt ist besser. Zur gleichen Zeit ist ein erster elektrisch leitfähiger Bereich mit einer ersten dielektrischen Schicht und einem ersten Dotierungsbereich in einer Nut angeordnet und ein zweiter leitfähiger Bereich mit einem zweiten Dotierungsbereich ist in einer anderen benachbarten Nut angeordnet, und der Prozessablauf kann in dem Herstellungsschritt vereinfacht werden, und die Kosten können reduziert werden. Zur gleichen Zeit steht die erste dielektrische Schicht aufgrund der Anordnung der Nut in Kontakt mit der Bodenwand und der Seitenwand der Nut. Daher werden die Träger, die auf dem Siliziumsubstrat erzeugt werden, auch leicht durch die erste dielektrische Schicht an der Seitenwand der Nut getrennt und selektiv in dem entsprechenden ersten Dotierungsbereich gesammelt. Es ermöglicht nicht nur die Verringerung des Leckstroms, sondern auch den selektiven Transport von Trägern in Längs- und Querrichtung, was vorteilhaft ist, um eine mehrdimensionale Sammlung von Trägern in der Bodenwand und der Seitenwand der Nut zu realisieren. Da mindestens eine zweite dielektrische Schicht vorgesehen ist, wird die Rückseite des Siliziumsubstrats durch mindestens eine zweite dielektrische Schicht mehrschichtig passiviert, was zu einem besseren Passivierungseffekt und einer Verbesserung der inneren Rückreflexion führt, wodurch ein besserer interner Rückreflexionseffekt erzielt und das bestehende Problem der hohen Anforderungen an die Rillenbreitensteuerung und des schlechten Passivierungseffekts gelöst wird.
  • Figurenliste
    • 1 bis 9 zeigen strukturelle schematische Darstellungen verschiedener Ausführungen einer vergrabenen Solarzelle mit einem selektiven Kontaktbereich nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
    • 10 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung einer vergrabenen Solarzelle mit einem selektiven Kontaktbereich nach einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • KONKRETE AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Zum besseren Verständnis der Aufgabe, der technischen Lösung und der Vorteile der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispiels auf die vorliegende Erfindung näher eingegangen. Es versteht sich, dass das beschriebene konkrete Ausführungsbeispiel lediglich zur Erklärung der vorliegenden Erfindung dient, ohne diese einzuschränken.
  • Bei der vorliegenden Erfindung sollen die Begriffe „anbringen“, „miteinander verbunden“, „verbinden“, „befestigen“ o. dgl., soweit nicht ausdrücklich anders angegeben, im weiteren Sinne verstanden werden. So kann es sich dabei z.B. sowohl um eine feste, eine lösbare oder eine einteilige Verbindung als auch um eine mechanische und auch eine elektrische Verbindung handeln. Zudem sind auch direkte Verbindungen, indirekte bzw. über ein Zwischenstück hergestellte Verbindungen wie auch innere Verbindungen zweier Elemente denkbar. Als durchschnittliche Fachleute auf diesem Gebiet kann man von der Sachlage ausgehen, um zu ermitteln, welche Bedeutung die genannten Begriffe gemäß der vorliegenden Erfindung haben sollen. Der hierbei verwendete Begriff „und/oder“ umfasst jegliche und alle Kombinationen eines oder mehrerer der aufgeführten Elemente.
  • Bei der vorliegenden Erfindung wird durch Vorsehen voneinander beabstandeter Nuten auf der Rückseite des Siliziumsubstrats und durch Vorsehen des ersten elektrisch leitfähigen Bereichs und des zweiten elektrisch leitfähigen Bereichs abwechselnd in den einzelnen Nuten erreicht, dass durch die Ausbuchtungen zwischen den eigenen Nuten des Siliziumsubstrats das Trennen des ersten elektrisch leitfähigen Bereichs und des zweiten elektrisch leitfähigen Bereichs innerhalb der Nuten realisiert wird. Die angeordnete Nut stellt lockerer Breitensteuerungsanforderungen als bei der bestehenden Rille und die Herstellung ist einfacher als die Herstellung der bestehenden Rille. Die erste dielektrische Schicht und der erste Dotierungsbereich werden in der Nut abgeschieden, und der Abscheidungseffekt ist besser; Zur gleichen Zeit ist ein erster elektrisch leitfähiger Bereich mit einer ersten dielektrischen Schicht und einem ersten Dotierungsbereich in einer Nut angeordnet und ein zweiter leitfähiger Bereich mit einem zweiten Dotierungsbereich ist in einer anderen benachbarten Nut angeordnet, und der Prozessablauf kann in dem Herstellungsschritt vereinfacht werden, und die Kosten können reduziert werden. Zur gleichen Zeit steht die erste dielektrische Schicht aufgrund der Anordnung der Nut in Kontakt mit der Bodenwand und der Seitenwand der Nut. Daher werden die Träger, die auf dem Siliziumsubstrat erzeugt werden, auch leicht durch die erste dielektrische Schicht an der Seitenwand der Nut getrennt und selektiv in dem entsprechenden ersten Dotierungsbereich gesammelt. Es ermöglicht nicht nur die Verringerung des Leckstroms, sondern auch den selektiven Transport von Trägern in Längs- und Querrichtung, was vorteilhaft ist, um eine mehrdimensionale Sammlung von Trägern in der Bodenwand und der Seitenwand der Nut zu realisieren. Da mindestens eine zweite dielektrische Schicht vorgesehen ist, wird die Rückseite des Siliziumsubstrats durch mindestens eine zweite dielektrische Schicht mehrschichtig passiviert, was zu einem besseren Passivierungseffekt und einer Verbesserung der inneren Rückreflexion führt, wodurch ein besserer interner Rückreflexionseffekt erzielt und das bestehende Problem der hohen Anforderungen an die Rillenbreitensteuerung und des schlechten Passivierungseffekts gelöst wird.
  • Ausführungsbeispiel 1
  • Das erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt eine Rückseitenkontaktstruktur einer Solarzelle bereit. Um die Beschreibung zu erleichtern, werden nur Teile gezeigt, die sich auf das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beziehen. Es wird auf 1 bis 9 hingewiesen. Die Rückseitenkontaktstruktur der Solarzelle, die durch die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, umfasst:
    • Nuten, die voneinander beabstandet an der Rückseite eines Siliziumsubstrats 10 angeordnet sind;
    • einen ersten elektrisch leitfähigen Bereich 20 und einen zweiten elektrisch leitfähigen Bereich 30, die abwechselnd in den einzelnen Nuten angeordnet sind, wobei der erste elektrisch leitfähige Bereich 20 eine erste dielektrische Schicht 21 und einen ersten Dotierungsbereich 22 umfasst, die sequentiell an den Nuten angeordnet sind, wobei der zweite elektrisch leitfähige Bereich 30 einen zweiten Dotierungsbereich umfasst;
    • eine zweite dielektrische Schicht 40, die zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Bereich 20 und dem zweiten elektrisch leitfähigen Bereich 30 angeordnet ist, wobei die zweite dielektrische Schicht 40 in einer Anzahl von mindestens eins bereitgestellt wird und ihre Brechungsindices der Reihe nach von der Rückseite des Siliziumsubstrats 10 nach außen abnehmen; und
    • eine elektrisch leitfähige Schicht 50, die an dem ersten elektrisch leitfähigen Bereich 20 zweiten elektrisch leitfähigen Bereich 30 angeordnet ist.
  • Dabei weist in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung das Siliziumsubstrat 10 während des normalen Betriebs eine Vorderseite, die der Sonne zugewandt ist und eine der Vorderseite gegenüberliegende Rückseite auf und die Vorderseite ist eine Licht aufnehmende Seite. Die Rückseite ist der Vorderseite gegenüberliegend auf der anderen Seite des Siliziumsubstrats 10 angeordnet, das heißt, die Vorderseite und die Rückseite befinden sich auf verschiedenen Seiten des Siliziumsubstrats 10 und sind entgegengesetzte Seiten, wobei in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Siliziumsubstrat 10 ein Siliziumwafer vom N-Typ ist. In anderen Ausführungsbeispielen kann das Siliziumsubstrat 10 auch ein anderer Siliziumwafer sein. Dabei sind Nuten voneinander beabstandet an der Rückseite des Siliziumsubstrats 10 angeordnet. Die Nut kann durch Lasererosion oder durch eine Kombination von Masken (wie Hartmasken, Siliziumoxidmasken, Siliziumnitridmasken und Photoresistmasken usw.) und Nass-/Trockenätzen gebildet werden. Aufgrund der Nut, die auf der Rückseite des Siliziumsubstrats 10 ausgebildet ist, hat der Bereich zwischen den zwei benachbarten Nuten des Siliziumsubstrats 10 im Wesentlichen die Form einer Ausbuchtung, so dass das Rückseitenmuster des Siliziumsubstrats 10 im Wesentlichen durch abwechselnd angeordnete Nuten und Ausbuchtungen gebildet wird.
  • In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind in den einzelnen Nuten abwechselnd der erste elektrisch leitfähige Bereich 20 und der zweite elektrisch leitfähige Bereich 30 angeordnet, wobei der erste elektrisch leitfähige Bereich 20 eine erste dielektrische Schicht 21 und einen ersten Dotierungsbereich 22 umfasst, die sequentiell an den Nuten angeordnet sind, wobei der zweite elektrisch leitfähige Bereich 30 einen zweiten Dotierungsbereich umfasst. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung haben der erste Dotierungsbereich 22 und der zweite Dotierungsbereich entgegengesetzte Leitfähigkeitstypen, der erste Dotierungsbereich 22 ist ein p-Dotierungsbereich und der zweite Dotierungsbereich ist eine n-Dotierungsschicht. Oder der erste Dotierungsbereich 22 ist ein n-Dotierungsbereich und der zweite Dotierungsbereich ist eine p-Dotierungsschicht.
  • Ferner befindet sich in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die erste dielektrische Schicht 21 auf der Rückseite des Siliziumsubstrats 10 und bedeckt zumindest die Nut, in der sie sich befindet, und die erste dielektrische Schicht 21 bedeckt die Nut, in der sie sich befindet, insbesondere die Bodenwand und die Seitenwand der Nut abdeckend, so dass die erste dielektrische Schicht 21 zu diesem Zeitpunkt mit der Bodenwand und der Seitenwand der Nut verbunden ist. Oder die erste dielektrische Schicht 21 kann sich auch einen Bereich (nämlich Ausbuchtungen) zwischen den Nuten abdeckend erstrecken. Die erste dielektrische Schicht 21 kann sich die Seitenwand der Nut abdeckend erstrecken, in der sich der zweite leitfähige Bereich 30 befindet und die nahe oder benachbart zu dem zweiten Dotierungsbereich liegt, und in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung deckt unter Bezugnahme auf 1 die erste dielektrische Schicht 21 die Nut ab, in der sie sich befindet. In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung deckt unter Bezugnahme auf 2 die erste dielektrische Schicht 21 die Nut, in der sie sich befindet, und den Bereich zwischen den Nuten ab.
  • In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung befindet sich die erste dielektrische Schicht 21 zwischen dem Siliziumsubstrat 10 und dem in der Nut angeordneten ersten Dotierungsbereich 30 und wird als Tunnelstruktur verwendet. Die erste dielektrische Schicht 21 und der damit verbundene und dadurch bedeckte erste Dotierungsbereich 22 bilden zusammen eine Passivierungskontaktstruktur. Die Passivierungskontaktstruktur bietet eine gute Oberflächenpassivierung für die Rückseite des Siliziumsubstrats 10. Zur gleichen Zeit hat die erste dielektrische Schicht 21 eine ausreichend dünne Dicke. Einer der Träger erreicht eine selektive Übertragung durch das Tunnelprinzip. Der andere Träger kann hingegen aufgrund der Barriere und des Feldeffekts des Dotierungsbereichs schwierig die erste dielektrische Schicht 21 durchdringen. Daher kann die erste dielektrische Schicht 21 bewirken, dass ein Träger in den ersten Dotierungsbereich 22 eindringt, während ein anderer Träger blockiert wird, wodurch ansonsten eine Rekombination verursacht wird, so dass die Rekombination der Grenzfläche signifikant reduziert werden kann und die Solarzelle eine höhere Leerlaufspannung und einen hohen Kurzschlussstrom aufweist, wodurch die photoelektrische Umwandlungseffizienz erhöht wird. Zur gleichen Zeit, wie in den 1 bis 9 gezeigt, bildet die Oberfläche, auf der das Siliziumsubstrat 10 in Kontakt mit der ersten dielektrischen Schicht 21 steht, eine Vielzahl von inneren Diffusionsbereichen, die dem ersten Dotierungsbereich 22 entsprechen. Zur gleichen Zeit steht die erste dielektrische Schicht 21 aufgrund der Anordnung der Nut in Kontakt mit der Bodenwand und der Seitenwand der Nut. Daher werden die Träger, die auf dem Siliziumsubstrat 10 erzeugt werden, auch leicht durch die erste dielektrische Schicht 21 an der Seitenwand der Nut getrennt und selektiv in den ersten Dotierungsbereich 22 gesammelt, was vorteilhaft für eine mehrdimensionale Sammlung der Träger in der Bodenwand und der Seitenwand der Nut ist.
  • Ferner ist in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die erste dielektrische Schicht 21 vorzugsweise eine der Schichten Tunneloxidschicht, intrinsische Siliziumcarbidschicht und intrinsische amorphe Siliziumschicht oder eine Kombination mehrerer davon. Als einige Beispiele der Erfindung kann die erste dielektrische Schicht 21 eine Tunneloxidschicht eines einzelnen Materials oder eine Kombination einer Tunneloxidschicht und einer intrinsischen amorphen Siliziumschicht einer Vielzahl von Materialien sein, und es kann auch eine Kombination von intrinsischem amorphem Silizium mit mehreren Schichten unterschiedlicher Brechungsindizes eines einzelnen Materials sein. Es ist verständlich, dass die spezifische strukturelle Anordnung der ersten dielektrischen Schicht 21 mehrere der oben aufgeführten Möglichkeiten umfasst, aber nicht darauf beschränkt ist. Die erste dielektrische Schicht 21 ist entsprechend den tatsächlichen Verwendungsbedürfnissen entsprechend eingestellt und hier liegt keine spezifische Einschränkung vor.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst die erste dielektrische Schicht 21 vorzugsweise eine Tunneloxidschicht und eine intrinsische Siliziumcarbidschicht. Dabei sind die Tunneloxidschicht und die intrinsische Siliziumcarbidschicht der Reihe nach von dem Siliziumsubstrat 10 nach außen angeordnet und die Tunneloxidschicht steht in Kontakt mit der Rückseite des Siliziumsubstrats 10 in den Nuten. Die intrinsische Siliziumcarbidschicht steht in Kontakt mit dem ersten Dotierungsbereich 22. Ferner ist vorgesehen, dass die Tunneloxidschicht aus einer oder mehreren der Schichten Siliziumdioxidschicht und Aluminiumoxidschicht besteht. Daher kann die erste dielektrische Schicht 21 auch eine Kombination der Siliziumdioxidschicht in der Tunneloxidschicht mit der Aluminiumoxidschicht sein. Dabei umfasst die intrinsische Siliziumcarbidschicht in der ersten dielektrischen Schicht 21 eine intrinsische hydrierte Siliziumcarbidschicht. Nun reduzieren die Tunneloxidschicht und die intrinsische Siliziumcarbidschicht die Grenzflächenzustandsdichte zwischen dem Siliziumsubstrat 10 und dem ersten Dotierungsbereich 22 durch chemische Passivierung. Zum Beispiel Wasserstoff in der intrinsischen hydrierten Siliziumcarbidschicht dringt unter Einwirkung des Diffusionsmechanismus und des thermischen Effekts in das Siliziumsubstrat 10 ein, so dass die Aufhängungsbindung auf der Rückseite des Siliziumsubstrats 10 neutralisiert wird und die Defekte auf der Rückseite des Siliziumsubstrats 10 passiviert werden, wodurch das Energieband in der Bandlücke in das Valenzband oder das Leitungsband übertragen wird, so dass die Wahrscheinlichkeit erhöht wird, dass der Träger durch die erste dielektrische Schicht 21 in den ersten Dotierungsbereich 22 eintritt.
  • Als einige spezifische Beispiele der Erfindung verwendet die erste dielektrische Schicht 21 vorzugsweise eine Siliziumdioxidschicht von 1-2 nm und eine intrinsische Siliziumcarbidschicht von 2-5 nm. Im Vergleich zu der Verwendung nur einer Siliziumdioxidschicht als Tunnelstruktur kann die intrinsische Siliziumcarbidschicht auch einen zusätzlichen Wasserstoffpassivierungseffekt bereitstellen und das Herstellungsprozessfenster der Tunnelstruktur erhöhen, ohne den Tunneleffekt zu beeinträchtigen. Natürlich ist es auch möglich, direkt eine Siliziumdioxidschicht von 1-2 nm oder eine Siliziumdioxidschicht von 1 nm mit einer Aluminiumoxidschicht von 1 nm oder eine intrinsische amorphe Siliziumschicht von 2 oder mehr Schichten mit unterschiedlichen Brechungsindizes zu verwenden, und es ist verständlich, dass die spezifische strukturelle Anordnung der ersten dielektrischen Schicht 21 mehrere der oben aufgeführten spezifischen Beispiele umfasst, aber nicht darauf beschränkt ist. Zusätzlich kann die erste dielektrische Schicht 21 auch eine intrinsische mikrokristalline Siliziumschicht, eine intrinsische mikrokristalline Siliziumoxidschicht, eine intrinsische amorphe Siliziumoxidschicht und dergleichen sein. Wie in 1-9 gezeigt, ist die dargestellte erste dielektrische Schicht 21 einschichtig ausgebildet und es ist verständlich, dass die spezifische Struktur der ersten dielektrischen Schicht 21 entsprechend den tatsächlichen Bedürfnissen gestaltet ist, anstatt völlig gemäß den Zeichnungen ausgebildet zu sein
  • Ferner umfasst in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der erste Dotierungsbereich 22 vorzugsweise dotiertes Polysilizium oder dotiertes Siliziumcarbid oder dotiertes amorphes Silizium. Dabei kann dotiertes Siliziumcarbid dotiertes hydriertes Siliziumcarbid umfassen und das dotierte hydrierte Siliziumcarbid wird insbesondere durch Zugabe von Wasserstoff bei der Abscheidung von Siliziumcarbid erzeugt. Dabei ist anzumerken, dass, wenn die erste dielektrische Schicht 20 die oben beschriebene Siliziumdioxidschicht und die intrinsische Siliziumcarbidschicht ist, der erste Dotierungsbereich 22 konkret dotiertes Siliziumcarbid ist. Wenn die erste dielektrische Schicht 20 die oben beschriebene Siliziumoxidschicht oder eine andere Kombination ist, können der erste Dotierungsbereich 22 dotiertes Polysilizium oder dergleichen sein. Wenn die erste dielektrische Schicht 20 die oben beschriebene intrinsische amorphe Siliziumschicht ist, ist der erste Dotierungsbereich konkret dotiertes amorphes Silizium.
  • In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der erste elektrisch leitfähige Bereich 20, der aus der ersten dielektrischen Schicht 21 und dem ersten Dotierungsbereich 22 besteht, durch Abscheidung oder dergleichen in der Nut angeordnet, wobei die Dicke der ersten dielektrischen Schicht 21 1-20 nm beträgt und die Dicke des ersten leitfähigen Bereichs 20 größer als 20 nm ist, d.h., die Gesamtdicke der ersten dielektrischen Schicht 21 und des ersten Dotierungsbereichs 22 ist größer als 20 nm. Die Tiefe der Nut ist auf 0,01 bis 10 um eingestellt und der Abstand zwischen den Nuten beträgt 20-500 um , so dass die Gesamtdicke des ersten leitfähigen Bereichs 20 größer oder kleiner oder gleich der Tiefe der Nut sein kann, d.h., der erste leitfähige Bereich 20 kann in der Nut angeordnet sein oder über die Nut hinausragen. Es sollte darauf hingewiesen werden, dass in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie in 3 gezeigt, die erste dielektrische Schicht 21 sich die Nut und eine Ausbuchtung zwischen den Nuten abdeckend erstreckt. Und wenn die Dicke des ersten leitfähigen Bereichs 20 größer ist als die Tiefe der Nut, kann sich der erste Dotierungsbereich 22 kann sich auch auf den Bereich zwischen den Nuten erstrecken, Der spezifische erste Dotierungsbereich 22 kann sich auf einen Teil oder alle Bereiche der Ausbuchtung erstrecken. Die erste dielektrische Schicht 21 und der erste Dotierungsbereich 22, die zu diesem Zeitpunkt auf der Ausbuchtung angeordnet sind, bilden ebenfalls eine Passivierungskontaktstruktur und sind mit der ersten dielektrischen Schicht 21 und dem ersten Dotierungsbereich 22 in der Nut verbunden, so dass die Kontaktfläche der ersten dielektrischen Schicht 21 erhöht wird, durch die der Träger selektiv hindurchgeht. Dabei ist anzumerken, dass, wenn der erste Dotierungsbereich 22 ein p-Dotierungsbereich ist, die Nutbreite des p-Dotierungsbereichs 300-600 µm beträgt. Wenn der erste Dotierungsbereich 22 ein n-Dotierungsbereich ist, ist die Nutbreite des n-Dotierungsbereichs auf 100-500 µm eingestellt. Als ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Breite der mit dem p-Dotierungsbereich versehenen Nut vorzugsweise 500 µm. Die Breite der mit dem n-Dotierungsbereich versehenen Nut ist vorzugsweise 300 um, und der Abstand zwischen den einzelnen Nuten ist vorzugsweise 100 µm. Es ist ersichtlich, dass die eingestellte Nutbreite lockerer Steueranforderungen als bestehende Rillen mit Dutzenden Mikrometern und die Herstellung ist einfacher als die Herstellung der bestehenden Rille. Gleichzeitig ist anzumerken, dass die Breite und Tiefe der Nut, in der der erste elektrisch leitfähige Bereich 20 angeordnet ist, und die Nut, in der der zweite elektrisch leitfähige Bereich 30 angeordnet ist, gleich oder unterschiedlich eingestellt werden können, und die Einstellung jeder Nut wird entsprechend den tatsächlichen Verwendungsbedürfnissen durchgeführt, und hier liegt keine spezifische Einschränkung vor.
  • In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält der zweite elektrisch leitfähige Bereich 30 einen zweiten Dotierungsbereich und der zweite Dotierungsbereich ist eine Dotierungsschicht. Es ist anzumerken, dass sich die Dotierungsschicht von dem ersten elektrisch leitfähigen Bereich 20 unterscheidet, der durch Abscheidung in der Nut oder dergleichen gezüchtet wird, und die Dotierungsschicht ist eine Diffusionsstruktur, die durch Dotieren verschiedener Arten von Diffusionsquellen auf dem Siliziumsubstrat 10 am Nutboden gebildet wird. Daher wächst die Dotierungsschicht nicht in der Nut. Stattdessen diffundiert ein Teil des Siliziumsubstrats 10, der sich am Boden der Nut befindet, in eine Dotierungsschicht, so dass sich die Dotierungsschicht am Boden der Nut befinden muss und der erste leitfähige Bereich 20 wiederum in der benachbarten Nut angeordnet ist. Zu diesem Zeitpunkt kann die Trennung des ersten leitfähigen Bereichs 20 und des zweiten leitfähigen Bereichs 30 in verschiedenen Nuten durch Ausbuchtungen zwischen den Nuten realisiert werden. Dabei weist er zweite Dotierungsbereich eine Übergangstiefe von 0,01 bis 1 µm, einen Flächenwidersand von 10 bis 500 ohm/sqr und eine Oberflächenkonzentration von 1E18 bis 1E21 cm-3 auf. Zur gleichen Zeit kann der zweite Dotierungsbereich eine p-Dotierungsschicht oder eine n-Dotierungsschicht sein und er kann gemäß dem spezifischen Leitfähigkeitstyp des ersten Dotierungsbereichs 22 als eine zweite Dotierungsschicht des entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps ausgebildet sein. Die p-Dotierungsschicht wird durch Diffusion von Bor, Aluminium, Gallium usw. gebildet, und die n-Dotierungsschicht wird durch Diffusion von Stickstoff, Phosphor, Arsen usw. gebildet. Nun ist die n-Dotierungsschicht eine n+-Schicht relativ zu dem Siliziumsubstrat 10, das spezifisch ein Siliziumwafer vom N-Typ ist, das heißt, die Dotierungsschicht ist lokal stark dotiert. Gleichzeitig ist darauf hinzuweisen, dass, wenn der Nutboden in der dotierten Diffusionsquelle diffundiert, um die zweite Dotierungsschicht zu bilden, kann die Diffusion entsprechend an der Seitenwand der Nut erfolgen, um eine Dotierungsschicht zu bilden. Die Dotierungsschicht erstreckt sich zu einem Teilbereich zwischen den Nuten, siehe 4, so dass sich in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, der erste Dotierungsbereich 22 und/oder der zweite Dotierungsbereich zu einem Teilbereich zwischen den Nuten erstrecken können, das heißt, der erste Dotierungsbereich 22 kann sich zu einem Teilbereich zwischen den Nuten erstrecken; oder der zweite Dotierungsbereich erstreckt sich von der Seitenwand der Nut zu einem Teilbereich zwischen den einzelnen Nuten; oder der erste Dotierungsbereich 22 erstreckt sich über den Teilbereich der Nut, der sich zwischen den einzelnen Nuten erstreckt, während sich der zweite Dotierungsbereich von der Nutseitenwand zu dem Teilbereich zwischen den einzelnen Nuten erstreckt.
  • Ferner deckt in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die zweite dielektrische Schicht 40 einen Bereich zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Bereich 20 und dem zweiten elektrisch leitfähigen Bereich 30 ab oder erstreckt den ersten elektrisch leitfähigen Bereich 20 und/oder den zweiten elektrisch leitfähigen Bereich 30 abdeckend. Die zweite dielektrische Schicht 40 kann nur den Bereich zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Bereich 30 und dem zweiten elektrisch leitfähigen Bereich (nämlich die Ausbuchtungen des Siliziumsubstrats 10) abdecken, wie in 5 gezeigt, dann bedeckt die elektrisch leitfähige Schicht 50 dementsprechend die gesamte Rückseite des ersten elektrisch leitfähigen Bereich 20 und des zweiten elektrisch leitfähigen Bereich 30 zur elektrischen Verbindung. Die zweite dielektrische Schicht 40 kann sich auch ausgehend von den Ausbuchtungen den ersten elektrisch leitfähigen Bereich 20 und/oder den zweiten elektrisch leitfähigen Bereich 30 abdeckend erstrecken. Unter Bezugnahme auf 1 kann sich die zweite dielektrische Schicht 40 von einem Ausbuchtung zu einem Teilbereich des ersten elektrisch leitfähigen Bereich 20 oder von den Ausbuchtungen zu einem Teilbereich des zweiten elektrisch leitfähigen Bereich 30 oder von den Ausbuchtungen zu einem Teilbereich des ersten elektrisch leitfähigen Bereich 20 und des zweiten elektrisch leitfähigen Bereich 30 erstrecken. Nun bedeckt die elektrisch leitfähige Schicht 50 die Rückseite des verbleibenden, nicht durch die zweite dielektrische Schicht 40 bedeckten Teils in dem ersten elektrisch leitfähigen Bereich 20 und dem zweiten elektrisch leitfähigen Bereich 30, um eine elektrische Verbindung mit dem ersten elektrisch leitfähigen Bereich 20 bzw. dem zweiten elektrisch leitfähigen Bereich 30 zu bilden. Natürlich kann die zweite dielektrische Schicht 40 während des Herstellungsverfahrens auch vollständig die gesamte Rückseite der Rückseitenkontaktstruktur abdecken. Wenn die leitfähige Schicht 50 hergestellt wird, wird die leitfähige Schicht 50 durch Einfädeln oder dergleichen durch die zweite dielektrische Schicht 40 hindurchgeführt, um eine elektrische Verbindung mit dem ersten elektrisch leitfähigen Bereich 20 bzw. dem zweiten elektrisch leitfähigen Bereich 30 zu bilden.
  • Dabei ist anzumerken, dass, wenn die erste dielektrische Schicht 21 nur die entsprechenden Nuten innen bedeckt, die zweite dielektrische Schicht 40 in direktem Kontakt mit der Rückseite an den Ausbuchtungen in dem Siliziumsubstrat 10 steht, was unter Bezugnahme auf 1 gezeigt ist. Wenn die erste dielektrische Schicht 21 die entsprechenden Nuten und die Bereiche zwischen den einzelnen Nuten bedeckt, steht die zweite dielektrische Schicht 40 in Kontakt mit der ersten dielektrischen Schicht 21, was in 2 gezeigt ist.
  • Ferner ist in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass die zweite dielektrische Schicht 40 vorzugsweise eine der Strukturen Aluminiumoxidschicht, Siliziumnitridschicht, Silizium-Oxinitridschicht, intrinsische Siliziumcarbidschicht, intrinsische amorphe Siliziumschicht und Siliziumoxidschicht oder eine Kombination mehrerer davon ist. Dabei wirkt die zweite dielektrische Schicht 40 als Passivierung und die zweite dielektrische Schicht 40 ist mindestens einschichtig ausgebildet. Der Brechungsindex jeder Schicht nimmt von dem Siliziumsubstrat 10 nach außen ab, so dass die Filmschicht in der Nähe des Siliziumsubstrats 10 passiviert wird, während die Filmschicht von dem Siliziumsubstrat 10 weg als Antireflexion wirkt, so dass der Antireflexionseffekt verbessert werden kann, wodurch die Absorption und Verwendung von Licht durch das Siliziumsubstrat 10 erhöht wird, wodurch die Kurzschlussstromdichte erhöht wird. Zusätzlich kann die zweite dielektrische Schicht 40 auch eine dotierte Siliziumschicht (z. B. eine dotierte mikrokristalline Siliziumschicht, eine dotierte amorphe Siliziumschicht, eine dotierte polykristalline Siliziumschicht), eine dotierte Siliziumcarbidschicht (z. B. eine dotierte polykristalline Siliziumcarbidschicht), eine dotierte Siliziumoxidschicht (z. B. dotiertes polykristallines Siliziumoxid, dotiertes amorphes Siliziumoxid) und dergleichen sein. Zusätzlich kann die Filmschicht jeder Schicht mit unterschiedlichen Strukturen in der zweiten dielektrischen Schicht 40 auch aus Mehrschichtfilmen mit unterschiedlichen Brechungsindizes bestehen. Und gemäß dem Brechungsindex jeder der oben beschriebenen Filmschichten nimmt der Brechungsindex von dem Siliziumsubstrat 10 nach außen ab, und beispielsweise kann die Siliziumoxidschicht in der zweiten dielektrischen Schicht 40 ein mehrschichtiger Siliziumoxidfilm sein, dessen Brechungsindex von dem Siliziumsubstrat 10 nach außen abnimmt.
  • Als einige spezifische Beispiele der Erfindung kann die zweite dielektrische Schicht 40 eine dreischichtige Struktur sein, die aus einer Siliziumdioxidschicht/Aluminiumoxidschicht, einer intrinsischen Siliziumcarbidschicht, einer Siliziumnitridschicht/einer Siliziumnitridschicht besteht. Nun ist die Dicke der Siliziumdioxidschicht/Aluminiumoxidschicht, die sich in der ersten Schicht auf der Innenseite befindet, größer als 0,5 nm, die Dicke der intrinsischen Siliziumcarbidschicht in der zweiten Schicht ist größer als 1 nm und die Dicke der Siliziumnitridschicht/Siliziumnitridschicht in der dritten Schicht auf der Außenseite ist größer als 50 nm.
  • Als einige spezifische Beispiele der vorliegenden Erfindung kann die zweite dielektrische Schicht 40 auch eine zweischichtige Struktur sein, die aus einer Aluminiumoxidschicht, einer Siliziumnitridschicht/einer Siliziumnitridschicht besteht, wobei die Dicke der Aluminiumoxidschicht, die sich in der ersten Schicht auf der Innenseite befindet, größer als 1 nm ist. Die Dicke der Siliziumnitridschicht/Siliziumnitridschicht, die sich in der zweiten Schicht auf der Außenseite befindet, ist größer als 50 nm.
  • Als einige spezifische Beispiele der Erfindung kann die zweite dielektrische Schicht 40 auch eine dreischichtige Struktur sein, die aus einer Siliziumoxidschicht/Aluminiumoxidschicht, einer dotierten polykristallinen Siliziumcarbidschicht/einer dotierten polykristallinen Siliziumcarbidschicht/einer dotierten polykristallinen Siliziumoxidschicht und einer Siliziumnitridschicht/einer Siliziumstickstoffoxidschicht besteht. Nun beträgt die Dicke der Siliziumdioxidschicht/Aluminiumoxidschicht, die sich in der ersten Schicht auf der Innenseite befindet, 0,5-3 nm, die Dicke der dotierten Polysiliziumschicht/dotierten polykristallinen Siliziumcarbidschicht/dotierten polykristallinen Siliziumdioxidschicht in der zweiten Schicht beträgt 20-100 nm und die Dicke der Siliziumnitridschicht/Siliziumnitridschicht in der dritten Schicht auf der Außenseite ist größer als 50 nm.
  • Als einige spezifische Beispiele der Erfindung kann die zweite dielektrische Schicht 40 auch eine dreischichtige Struktur sein, die aus einer intrinsischen amorphen Siliziumschicht, einer dotierten amorphen Siliziumschicht/einer dotierten amorphen Siliziumoxidschicht, einer Siliziumnitridschicht/einer Siliziumnitridschicht besteht. Nun beträgt die Dicke der intrinsischen amorphen Siliziumschicht, die sich in der ersten Schicht auf der Innenseite befindet, 2-10 nm, die Dicke der dotierten amorphen Siliziumschicht/dotierten amorphen Siliziumoxidschicht in der zweiten Schicht beträgt 2-50 nm und die Dicke der Siliziumnitridschicht/Siliziumnitridschicht in der dritten Schicht auf der Außenseite ist größer als 50 nm.
  • Als einige spezifische Beispiele der Erfindung kann die zweite dielektrische Schicht 40 auch eine dreischichtige Struktur sein, die aus einer Siliziumdioxidschicht/Aluminiumoxidschicht, einer intrinsischen Siliziumcarbidschicht/einer dotierten amorphen Siliziumdioxidschicht, einer Siliziumnitridschicht/einer Siliziumnitridschicht besteht. Nun beträgt die Dicke der Siliziumdioxidschicht/Aluminiumoxidschicht, die sich in der ersten Schicht auf der Innenseite befindet, 0,5-3 nm, die Dicke der intrinsischen Siliziumcarbidschicht/dotierten amorphen Siliziumdioxidschicht in der zweiten Schicht beträgt 10-50 nm und die Dicke der Siliziumnitridschicht/Siliziumnitridschicht in der dritten Schicht auf der Außenseite ist größer als 50 nm.
  • Es ist verständlich, dass die spezifische strukturelle Anordnung der zweiten dielektrischen Schicht 40 mehrere spezifische Beispiele umfasst, die oben aufgeführt sind, aber nicht darauf beschränkt sind. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die zweite dielektrische Schicht 40, wie in 1 gezeigt, vorzugsweise eine zweischichtige Struktur einer Aluminiumoxidschicht und einer intrinsischen Siliziumcarbidschicht oder eine zweischichtige Struktur einer Siliziumdioxidschicht und einer intrinsischen Siliziumcarbidschicht, wobei die Gesamtdicke der zweiten dielektrischen Schicht 40 größer als 25 nm ist, wobei die normale Herstellung im Allgemeinen 70-80 nm beträgt. Nun liefert die intrinsische Siliziumcarbidschicht nicht nur einen Wasserstoffpassivierungseffekt, kann sondern auch verglichen mit der intrinsischen amorphen Siliziumschicht, der dotierten Polysiliziumschicht usw. die parasitäre Lichtabsorption aufgrund der großen optischen Bandlücke und des kleinen Absorptionskoeffizienten reduzieren. Ferner ist die Dicke der Aluminiumoxidschicht oder der Siliziumdioxidschicht in der zweiten dielektrischen Schicht 40 weniger als 25 nm und die Dicke der intrinsischen Siliziumcarbidschicht in der zweiten dielektrischen Schicht 40 größer als 10 nm. Es ist anzumerken, dass in der Mehrschichtstruktur in dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung das Anordnen nach Reihenfolge von dem Siliziumsubstrat 10 nach außen erfolgt. Wenn die zweite dielektrische Schicht 40 z.B. eine Aluminiumoxidschicht und eine intrinsische Siliziumcarbidschicht ist, ist die Aluminiumoxidschicht nahe dem Siliziumsubstrat 10, während die intrinsische Siliziumcarbidschicht nahe der Außenseite liegt. Gleichzeitig ist darauf hinzuweisen, dass in den Zeichnungen der Beschreibung, wie in 1 bis 9 gezeigt, nur die zweite dielektrische Schicht 40 als zweischichtige Struktur gezeigt ist, und es ist verständlich, dass die zweite dielektrische Schicht 40 auch eine andere Anzahl von Schichten haben kann, deren spezifische Struktur entsprechend den tatsächlichen Bedürfnissen eingestellt ist und nicht vollständig mit den Zeichnungen der Beschreibung übereinstimmen muss. Es ist darauf hinzuweisen, dass die verschiedenen Zeichnungen der Erfindung nur verwendet werden, um die spezifische Strukturverteilung in der Rückseitenkontaktstruktur zu beschreiben. Dabei ist jedoch nicht die tatsächliche Größe der einzelnen Struktur gezeigt. Z.B. hat die oben beschriebene erste dielektrische Schicht 21 eine Dicke von 1-20 nm und die zweite dielektrischen Schicht 40 eine Dicke von mehr als 25 nm, was nicht vollständig der Darstellung entspricht, und die spezifischen Parameter, die in der vorliegenden Ausführungsform bereitgestellt werden, sollen ausschlaggebend sein.
  • Ferner ist vorgesehen, dass die intrinsische Siliziumcarbidschicht in der zweiten dielektrischen Schicht 40 aus mindestens einem ersten intrinsischen Siliziumcarbidfilm mit unterschiedlichen Brechungsindizes besteht. Dabei nehmen die Brechungsindizes der einzelnen ersten intrinsischen Siliziumcarbidfilme der Reihe nach von der Rückseite des Siliziumsubstrats 10 nach außen ab. Optional kann der Brechungsindex der obigen verschiedenen Materialien im Allgemeinen wie folgt ausgewählt werden: der Brechungsindex von Einkristallsilizium beträgt 3,88. Der Brechungsindex von amorphem Silizium beträgt 3,5-4,2. Der Brechungsindex von Polysilizium beträgt 3,93, der Brechungsindex von Siliziumcarbid beträgt 2-3,88, der Brechungsindex von Siliziumnitrid beträgt 1,9-3,88, der Brechungsindex von Siliziumnitrid beträgt 1,45-3,88, der Brechungsindex von Siliziumoxid beträgt 1,45 und der Brechungsindex von Aluminiumoxid beträgt 1,63. Es ist verständlich, dass der Brechungsindex der obigen verschiedenen Materialien auch entsprechend den tatsächlichen Verwendungsanforderungen auf andere Werte eingestellt werden kann, und hier liegt keine spezifische Einschränkung vor.
  • Ferner ist in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass die äußere Schicht der zweiten dielektrischen Schicht 40 ferner mit einer Magnesiumfluoridschicht versehen ist und mit anderen Worten das zweite dielektrische Schicht 40 eine der Strukturen Aluminiumoxidschicht, Siliziumnitridschicht, Silizium-Oxinitridschicht, intrinsische Siliziumcarbidschicht, intrinsische amorphe Siliziumschicht und Siliziumoxidschicht oder eine Kombination mehrerer davon ist und zusätzlich eine Magnesiumfluoridschicht an der äußeren Schicht der zweiten dielektrischen Schicht 40 vorgesehen sein kann. Dabei hat die Magnesiumfluoridschicht die niedrigste Brechungsindexanforderung und im Allgemeinen ist ihr Brechungsindex auf 1,4 eingestellt, um die optische Wirkung der Antireflexion zu verbessern.
  • Ferner ist in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass die elektrisch leitfähige Schicht 50 ein transparenter elektrisch leitfähiger TCO-Film und/oder eine Metallelektrode ist. Dabei umfasst die Metallelektrode eine Silberelektrode, eine Kupferelektrode, eine Aluminiumelektrode, eine zinnbeschichtete Kupferelektrode oder eine silberbeschichtete Kupferelektrode. Ferner ist die Kupferelektrode eine durch Galvaniktechnik hergestellte verkupferte Elektrode oder eine durch physikalische Gasphasenabscheidung hergestellte Kupferelektrode. Das galvanische Kupfer verwendet eine Nickel-, Chrom-, Titan- und Wolframelektrode als seine Samenschicht oder Schutzschicht.
  • Ferner ist in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass die Nut bogenförmig, trapezförmig oder quadratisch ist. Dabei ist anzumerken, dass die Nut, in der der erste elektrisch leitfähige Bereich 20 angeordnet ist, gleich oder verschieden von der Nut sein kann, in der der zweite elektrisch leitfähige Bereich 30 angeordnet ist, wie in 1 gezeigt, und in einem spezifischen Ausführungsbeispiel kann jede Nut quadratisch sein. Zum Beispiel ist in einem anderen spezifischen Ausführungsbeispiel die Nut, die mit dem ersten elektrisch leitfähigen Bereich 20 versehen ist, bogenförmig, und die Nut, die mit dem zweiten elektrisch leitfähigen Bereich 30 versehen ist, ist quadratisch. Zum Beispiel ist in einem anderen spezifischen Ausführungsbeispiel, wie in 7 gezeigt, die Nut, die mit dem ersten elektrisch leitfähigen Bereich 20 versehen ist, trapezförmig, und die Nut, die mit dem zweiten elektrisch leitfähigen Bereich 30 versehen ist, ist quadratisch. Die Nut ist vorzugsweise kreisförmig oder trapezförmig ausgebildet, wobei in diesem Fall die Wirkung des reflektierten Lichts an der Innenwand der Nut besser ist, während sie auch die Kontaktfläche des ersten leitfähige Bereichs 20 und des zweite elektrisch leitfähigen Bereichs 30 mit dem Siliziumsubstrat 10 am Boden der Nut erhöhen kann. Bei quadratischer Nut ist der tatsächliche Produktionsprozess natürlich einfacher, so dass eine quadratische Form denkbar ist, wobei die Form der Nut entsprechend den tatsächlichen Verwendungsanforderungen eingestellt ist und hier keine spezifische Einschränkung vorliegt.
  • Dabei ist darauf hinzuweisen, dass in anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung denkbar ist, dass die erste dielektrische Schicht 21 mit der Bodenwand der Nut und die zweite dielektrische Schicht 40 ferner mit einer Seitenwand der Nut verbunden ist, wenn der erste elektrisch leitfähige Bereich 20 in der Nut angeordnet ist. Es liegt hauptsächlich daran, dass das Silizium in einem Teil des Siliziumsubstrats 10 neben dem ersten elektrisch leitfähigen Bereich 20 korrodiert wird, wenn eine Maske verwendet wird, um den Nutbereich zu maskieren, wodurch die Breite der Nut erweitert wird, und wenn die zweite dielektrische Schicht 40 abgeschieden wird, wird die zweite dielektrische Schicht 40 in dem freien Bereich abgeschieden, so dass die zweite dielektrische Schicht 40 mit der Seitenwand der Nut verbunden ist. Wenn eine bogenförmige Nut (z. B. eine elliptische Nut) hergestellt wird, kann der Fall auftreten, dass das Abscheiden der ersten dielektrischen Schicht 21 und des ersten Dotierungsbereichs 22 an eine Innenwand in der Hauptachsenrichtung der bogenförmigen Nut unmöglich ist. Daher wird die zweite dielektrische Schicht 40 in den freien Bereich gefüllt, wenn sie abgeschieden wird, so dass die zweite dielektrische Schicht 40 mit der Seitenwand der bogenförmigen Nut verbunden ist, oder sie kann auch nicht in dem freien Bereich abgeschieden werden, wenn die zweite dielektrische Schicht 40 abgeschieden wird, so dass eine gewisse Lücke zwischen der Seitenwand der bogenförmigen Nut und der ersten dielektrischen Schicht 21 und dem ersten Dotierungsbereich 22 besteht. Natürlich ist anzumerken, dass in dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bei der Rückseitenkontaktstruktur vorzugsweise die erste dielektrische Schicht 21 direkt mit der Seitenwand der Nut verbunden ist, so dass die erste dielektrische Schicht 21, die an der Seitenwand der Nut angeordnet ist, eine selektive mehrdimensionale Sammlung durch Träger erreichen kann..
  • In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, siehe 8, das Siliziumsubstrat 10, das in dem Bereich zwischen dem ersten leitfähigen Bereich 20 und dem zweiten leitfähigen Bereich 30 angeordnet ist, ist mit einer ersten Dotierungsschicht 60 versehen, die dem Leitfähigkeitstyp des ersten Dotierungsbereichs 22 entspricht, d.h., eine erste Dotierungsschicht 60 ist in jeder der Ausbuchtungen des Siliziumsubstrats 10 angeordnet, und die erste Dotierungsschicht 60 kann auf der gesamten Ausbuchtung oder auf einem Teil der Ausbuchtung angeordnet sein. Die erste Dotierungsschicht 60 kann eine Diffusionsschicht vom P-Typ oder eine Diffusionsschicht vom N-Typ sein, die gemäß dem Leitfähigkeitstyp des ersten Dotierungsbereichs 22 bestimmt wird. Wenn der erste Dotierungsbereich 22 ein Dotierungsbereich vom P-Typ ist, ist die erste Dotierungsschicht 60 eine Diffusionsschicht vom P-Typ. Da zu diesem Zeitpunkt die Seitenwand der Nut mit einer ersten dielektrischen Schicht 21 versehen ist und ein Teil des Siliziumsubstrats 10 an der Ausbuchtung diffundiert, um eine erste Dotierungsschicht 60 zu bilden, ist es einfacher, die Träger in der ersten Dotierungsschicht 60 selektiv durch die erste dielektrische Schicht 21 in der benachbarten Nutseitenwand zu trennen und in dem entsprechenden ersten Dotierungsbereich 22 zu sammeln.
  • Ferner ist in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie in 10 gezeigt, vorgesehen, dass die Rückseite des Siliziumsubstrats 10, das sich in einem Bereich zwischen dem ersten leitfähigen Bereich 20 und dem zweiten leitfähigen Bereich 30 befindet, eine grobe Texturstruktur 70 aufweist. Das heißt, die Oberfläche der Ausbuchtung des Siliziumsubstrats 10 weist die grobe Texturstruktur 70 auf, wobei, wenn die erste dielektrische Schicht 21 nur die Nuten innen abdeckt, die grobe Texturstruktur 70 an einer in Kontakt mit der Rückseite des Siliziumsubstrats 10 stehenden Position der zweiten dielektrischen Schicht 40 liegt. Wenn die erste dielektrische Schicht 21 die entsprechenden Nuten und die Bereiche zwischen den einzelnen Nuten abdeckt, befindet sich die grobe Texturstruktur 70 in einer Position, in der die erste dielektrische Schicht 21 in Kontakt mit der Rückseite des Siliziumsubstrats 10 steht. Die grobe Texturstruktur 70 wird typischerweise durch Texturieren gebildet und kann eine unregelmäßige hemisphärische Textur beim Texturieren mit Säure oder eine pyramidenförmige Textur beim Texturieren mit Alkali aufweisen oder zuerst wird eine pyramidenförmige Textur durch Texturieren mit Alkali gebildet und dann durch Texturieren mit Säure die Pyramidenspitze geglättet. Es ist verständlich, dass die grobe Texturstruktur 70 auch die gesamte Rückseite des Siliziumsubstrats 10 abdecken kann. Das heißt, das Siliziumsubstrat 10, das sich in der Nut befindet, weist auch eine grobe Texturstruktur 70 auf, und nun kann das Siliziumsubstrat 10 nach der Herstellung der Nut mit der gesamten Rückseite texturiert werden, ohne dass ein nachfolgendes Verfahren zum Entfernen der groben Texturstruktur 70 in den Nuten erforderlich ist, wodurch das Verfahren vereinfacht wird. Es sollte jedoch darauf hingewiesen werden, dass in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel vorzugsweise nur die Oberfläche der Ausbuchtung des Siliziumsubstrats 10 texturiert wird, so dass die Reflexion des einfallenden Lichts innerhalb des Siliziumsubstrats 10 erhöht wird, wodurch die Absorptionsrate des Lichts erhöht wird, während die Texturierung nicht auf der inneren Oberfläche der Nut erfolgt. Zu diesem Zeitpunkt wird die grobe Texturstruktur 70 in der Nut durch Laser entfernt, nachdem die gesamte Rückseite des Siliziumsubstrats 10 direkt nach Ausbilden der Nut texturiert wird.
  • Laut Prüfung kann die Batterieumwandlungseffizienz der Versuchsgruppe mit der Rückseitenkontaktstruktur nach dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu der Kontrollgruppe, die durch das existierende Rillenverfahren hergestellt wird, effektiv auf etwa 25,7% verbessert werden und die Zuverlässigkeit wird stark verbessert. Die Ergebnisse der elektrischen Eigenschaften sind in Tabelle 1 dargestellt: Tabelle 1
    Bezeichnung UOC JSC FF EF
    Versuchsgruppe 728 41,8 84,4% 25,7%
    Kontrollgruppe 720 41,6 84,3% 25,2%
  • Vorteilhafte Auswirkungen der vorliegenden Erfindung gegenüber dem Stand der Technik:
    1. 1. Durch Vorsehen voneinander beabstandeter Nuten auf der Rückseite des Siliziumsubstrats und durch Vorsehen des ersten elektrisch leitfähigen Bereichs und des zweiten elektrisch leitfähigen Bereichs abwechselnd in den einzelnen Nuten wird erreicht, dass durch die Ausbuchtungen zwischen den eigenen Nuten des Siliziumsubstrats das Trennen des ersten elektrisch leitfähigen Bereichs und des zweiten elektrisch leitfähigen Bereichs innerhalb der Nuten realisiert wird. Die angeordnete Nut stellt lockerer Breitensteuerungsanforderungen als bei der bestehenden Rille und die Herstellung ist einfacher als die Herstellung der bestehenden Rille. Die erste dielektrische Schicht und der erste Dotierungsbereich werden in der Nut abgeschieden, und der Abscheidungseffekt ist besser. Zur gleichen Zeit ist ein erster elektrisch leitfähiger Bereich mit einer ersten dielektrischen Schicht und einem ersten Dotierungsbereich in einer Nut angeordnet und ein zweiter leitfähiger Bereich mit einem zweiten Dotierungsbereich ist in einer anderen benachbarten Nut angeordnet, und der Prozessablauf kann in dem Herstellungsschritt vereinfacht werden, und die Kosten können reduziert werden.
    2. 2. Zur gleichen Zeit steht die erste dielektrische Schicht aufgrund der Anordnung der Nut in Kontakt mit der Bodenwand und der Seitenwand der Nut. Daher werden die Träger, die auf dem Siliziumsubstrat erzeugt werden, auch leicht durch die erste dielektrische Schicht an der Seitenwand der Nut getrennt und selektiv in den entsprechenden ersten Dotierungsbereich gesammelt, was neben dem Verwirklichen der Verringerung des Leckstroms und des selektiven Transports von Trägern in Längs- und Querrichtung vorteilhaft für eine mehrdimensionale Sammlung der Träger in der Bodenwand und der Seitenwand der Nut ist.
    3. 3. Da mindestens eine zweite dielektrische Schicht vorgesehen ist, wird die Rückseite des Siliziumsubstrats durch mindestens eine zweite dielektrische Schicht und eine erste dielektrische Schicht mehrschichtig passiviert, was zu einem besseren Passivierungseffekt und einer Verbesserung der inneren Rückreflexion führt, wodurch ein besserer Passivierungseffekt erzielt wird, und der Brechungsindex jeder Schicht nimmt der Reihe nach von dem Siliziumsubstrat nach außen ab, so dass das langbandige Licht auf der inneren Rückseite des Siliziumsubstrats reflektiert werden kann, wodurch die Kurzschlussstromdichte erhöht wird.
    4. 4. Da die Nut eine gewisse Tiefe aufweist, steht die Hartmaske nur in direktem Kontakt mit dem konvexen Teil zwischen den beiden Nuten, Die Hartmaske berührt nicht direkt den Boden der Nut und reduziert somit die Verunreinigungsverschmutzung, so dass das Siliziumsubstrat an der Bodenwand der Nut geschützt werden kann, ohne sich Sorgen über die Beschädigung des Siliziumsubstrats durch die Hartmaske machen zu müssen, und die Beschädigung, die durch den Kontakt der Hartmaske auf der Oberfläche der Ausbuchtung des Siliziumsubstrats verursacht wird, kann auch durch den nachfolgenden Texturierprozess entfernt werden.
    5. 5. Da bei selektiver Abscheidung des ersten Dotierungsbereichs mittels einer Hartmaske eine Ausbuchtungsstruktur des Siliziumsubstrats einer bestimmten Breite zwischen den einzelnen Nuten zur Isolierung vorhanden ist, muss die Ausrichtung der Hartmaske nicht sehr genau sein, wenn die Hartmaske bei der Abscheidung des Rillenbereichs zum Abdeckt verwendet wird, und es kann eine moderate Abweichung vorhanden sein, was die Ausrichtung der Hartmaske einfacher macht, wodurch die Schwierigkeit des Verfahrens verringert wird.
    6. 6. Beim Rillenbereich im Stand der Technik ist aufgrund der Begrenzung der Breite und Tiefe und aufgrund der Hydrophobie von Wasser und Siliziumwafern nicht möglich, mit der chemischen Lösung der Boden der Rille vollständig zu benetzen, um Texturieren durch chemisches Nassverfahren durchzuführen. Aufgrund der vorgesehenen Nut in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel und der Ausbuchtung an der Rückseite des Siliziumsubstrats zwischen benachbarten Nuten ist es einfacher als bei existierender Rillenstruktur, eine grobe Texturstruktur zu erhalten, und die Reflexion von Licht auf der inneren Rückseite des Siliziumsubstrats wird durch Texturieren der Ausbuchtung auf der Rückseite des Siliziumsubstrats erhöht, wodurch die Absorptionsrate von Licht auf dem Siliziumsubstrat erhöht wird.
    7. 7. Da die erste Dotierungsschicht in dem Bereich zwischen den einzelnen Nuten in dem Siliziumsubstrat angeordnet ist, ist es einfacher, die Träger in der ersten Dotierungsschicht selektiv durch die erste dielektrische Schicht in der benachbarten Nutseitenwand zu trennen und in den entsprechenden ersten Dotierungsbereich zu sammeln.
  • Ausführungsbeispiel 2
  • Das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt eine vergrabene Solarzelle mit einem selektiven Kontaktbereich bereit. Um die Beschreibung zu erleichtern, werden nur Teile gezeigt, die sich auf das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beziehen. Es wird auf 1 bis 9 hingewiesen. Die vergrabene Solarzelle mit einem selektiven Kontaktbereich, die durch die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, umfasst:
    • ein Siliziumsubstrat 10,
    • eine nach dem obigen Ausführungsbeispiel beschriebene Rückseitenkontaktstruktur 10, die an der Rückseite des Siliziumsubstrats angeordnet ist; und
    • eine dritte dielektrische Schicht 80, die an der Vorderseite des Siliziumsubstrats 10 angeordnet ist.
  • Ferner können in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die zweite dielektrische Schicht 40 und die dritte dielektrische Schicht 80 durch das gleiche Bearbeitung der Vorder- und Rückseite des Siliziumsubstrats 10 hergestellt werden, wobei die dritte dielektrische Schicht 80 die gleiche Struktur wie die zweite dielektrische Schicht 40 in dem obigen Ausführungsbeispiel sein kann. Daher kann die dritte dielektrische Schicht 80 unter Bezugnahme auf das obige Ausführungsbeispiel auch vorzugsweise eine der Strukturen Aluminiumoxidschicht, Siliziumnitridschicht, Silizium-Oxinitridschicht, intrinsische Siliziumcarbidschicht, intrinsische amorphe Siliziumschicht und Siliziumoxidschicht oder eine Kombination mehrerer davon sein.
  • Als einige Beispiele der Erfindung kann die dritte dielektrische Schicht 80 auch eine dreischichtige Struktur sein, die aus einer Siliziumoxidschicht/Aluminiumoxidschicht und einer dotierten polykristallinen Siliziumcarbidschicht/dotierten polykristallinen Siliziumcarbidschicht/dotierten polykristallinen Siliziumoxidschicht und einer Siliziumnitridschicht/Siliziumstickstoffoxidschicht besteht, oder eine dreischichtige Struktur, die aus einer intrinsischen amorphen Siliziumschicht und einer dotierten amorphen Siliziumschicht/dotierten amorphen Siliziumoxidschicht und einer Siliziumnitridschicht/Siliziumnitridschicht besteht, oder eine dreischichtige Struktur sein, die aus einer Siliziumoxidschicht/Aluminiumoxidschicht und einer intrinsischen Siliziumcarbidschicht/dotierten amorphen Siliziumoxidschicht und einer Siliziumnitridschicht/Siliziumnitridschicht besteht.
  • Ferner ist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1 die dritte dielektrische Schicht 80 entsprechend vorzugsweise eine zweischichtige Struktur einer Siliziumdioxidschicht und einer intrinsischen Siliziumcarbidschicht oder eine zweischichtige Struktur einer Aluminiumoxidschicht und einer intrinsischen Siliziumcarbidschicht, und die Dicke der dritten dielektrischen Schicht 80 ist größer als 50 nm. Nun liefert die intrinsische Siliziumcarbidschicht nicht nur einen Wasserstoffpassivierungseffekt, kann sondern auch verglichen mit der intrinsischen amorphen Siliziumschicht, der dotierten Polysiliziumschicht usw. die parasitäre Lichtabsorption aufgrund der großen optischen Bandlücke und des kleinen Absorptionskoeffizienten reduzieren. Dabei beträgt die Dicke der Aluminiumoxidschicht oder der Siliziumdioxidschicht in der dritten dielektrischen Schicht 80 weniger als 40 nm und die Dicke der intrinsischen Siliziumcarbidschicht in der dritten dielektrischen Schicht 80 ist größer als 10 nm. Ferner ist vorgesehen, dass die intrinsische Siliziumcarbidschicht in der dritten dielektrischen Schicht 80 aus mindestens einem zweiten intrinsischen Siliziumcarbidfilm mit unterschiedlichen Brechungsindizes besteht. Dabei nehmen die Brechungsindizes der einzelnen zweiten intrinsischen Siliziumcarbidfilme der Reihe nach von der Vorderseite des Siliziumsubstrats 10 nach außen ab. Ferner ist in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass die äußere Schicht der dritten dielektrischen Schicht 80 ferner mit einer Magnesiumfluoridschicht versehen ist. Dabei hat die Magnesiumfluoridschicht der äußersten Schicht die niedrigste Brechungsindexanforderung und im Allgemeinen ist ihr Brechungsindex auf 1,4 eingestellt, um die optische Wirkung der Antireflexion zu verbessern.
  • Natürlich kann sich die dritte dielektrische Schicht 80 auch von der strukturellen Anordnung der zweiten dielektrischen Schicht 40 in dem obigen Ausführungsbeispiel unterscheiden, und die Filmschichtstruktur der zweiten dielektrischen Schicht 40 und der dritten dielektrischen Schicht 80 ist entsprechend den tatsächlichen Verwendungsanforderungen ausgebildet und hier liegt keine spezifische Einschränkung vor.
  • In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ferner eine elektrische Feldschicht oder ein schwimmender Übergang zwischen der Vorderseite des Siliziumsubstrats 10 und der dritten dielektrischen Schicht 80 vorgesehen, insbesondere wird durch Phosphordiffusion des Siliziumsubstrat 10 eine elektrische Feldschicht erhalten oder durch Bordiffusion ein schwimmender Übergang erhalten, wobei die elektrische Feldschicht oder der schwimmende Übergang als das vordere elektrische Oberflächenfeld (FSF) der vergrabenen Solarzelle mit einem selektiven Kontaktbereich dient.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird durch Vorsehen voneinander beabstandeter Nuten auf der Rückseite des Siliziumsubstrats und durch Vorsehen des ersten elektrisch leitfähigen Bereichs und des zweiten elektrisch leitfähigen Bereichs abwechselnd in den einzelnen Nuten erreicht, dass durch die Ausbuchtungen zwischen den eigenen Nuten des Siliziumsubstrats das Trennen des ersten elektrisch leitfähigen Bereichs und des zweiten elektrisch leitfähigen Bereichs innerhalb der Nuten realisiert wird. Die angeordnete Nut stellt lockerer Breitensteuerungsanforderungen als bei der bestehenden Rille und die Herstellung ist einfacher als die Herstellung der bestehenden Rille. Die erste dielektrische Schicht und der erste Dotierungsbereich werden in der Nut abgeschieden, und der Abscheidungseffekt ist besser. Zur gleichen Zeit ist ein erster elektrisch leitfähiger Bereich mit einer ersten dielektrischen Schicht und einem ersten Dotierungsbereich in einer Nut angeordnet und ein zweiter leitfähiger Bereich mit einem zweiten Dotierungsbereich ist in einer anderen benachbarten Nut angeordnet, und der Prozessablauf kann in dem Herstellungsschritt vereinfacht werden, und die Kosten können reduziert werden. Zur gleichen Zeit steht die erste dielektrische Schicht aufgrund der Anordnung der Nut in Kontakt mit der Bodenwand und der Seitenwand der Nut. Daher werden die Träger, die auf dem Siliziumsubstrat erzeugt werden, auch leicht durch die erste dielektrische Schicht an der Seitenwand der Nut getrennt und selektiv in dem entsprechenden ersten Dotierungsbereich gesammelt. Es ermöglicht nicht nur die Verringerung des Leckstroms, sondern auch den selektiven Transport von Trägern in Längs- und Querrichtung, was vorteilhaft ist, um eine mehrdimensionale Sammlung von Trägern in der Bodenwand und der Seitenwand der Nut zu realisieren. Da mindestens eine zweite dielektrische Schicht vorgesehen ist, wird die Rückseite des Siliziumsubstrats durch mindestens eine zweite dielektrische Schicht mehrschichtig passiviert, was zu einem besseren Passivierungseffekt und einer Verbesserung der inneren Rückreflexion führt, wodurch ein besserer interner Rückreflexionseffekt erzielt und das bestehende Problem der hohen Anforderungen an die Rillenbreitensteuerung und des schlechten Passivierungseffekts gelöst wird.
  • Ausführungsbeispiel 3
  • Das dritte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zum Herstellen einer vergrabenen Solarzelle mit einem selektiven Kontaktbereich bereit. Um die Beschreibung zu erleichtern Verfahren zur Herstellung, werden nur Teile gezeigt, die sich auf das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beziehen. Es wird auf 10 hingewiesen. Das Verfahren zum Herstellen einer vergrabenen Solarzelle mit einem selektiven Kontaktbereich, das durch das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, wird verwendet, um eine vergrabene Solarzelle mit einem selektiven Kontaktbereich nach den obigen Ausführungsbeispielen herzustellen, und das Verfahren umfasst konkret:
    • Schritt S 11: Vorsehen mehrerer voneinander beabstandeter Nuten an der Rückseite eines Siliziumsubstrats;
    • wobei vor Schritt S 11 auch eine Vorbehandlung des Siliziumsubstrats enthalten sein sollte;
    • Die obige Vorbehandlung umfasst das Reinigen des Siliziumsubstrats, um die beschädigte Schicht zu entfernen. Konkret umfasst sie Folgendes:
      • (1) RCA-Standardreinigung, Entfernung von Partikeln und organischen Stoffen auf der Oberfläche des Siliziumsubstrats;
      • (2) Reinigen des Siliziumsubstrat, Eingeben dann in eine 2-5%ige KOH-Alkalilösung (Kaliumhydroxid) oder eine TMAH-Lösung (Tetramethylammoniumhydroxid, nämlich Entwickler) bei einer Behandlungstemperatur von 50-80°C für eine Behandlungszeit von 1-5 min, um die durch den Schneidprozess verursachte Oberflächenschädigungsschicht zu entfernen;
      • (3) Beizen der Oberfläche des Siliziumsubstrats mit HCl, um die auf der Oberfläche des Siliziumsubstrats verbleibende Lauge zu neutralisieren und Metallverunreinigungen zu entfernen, die auf der Oberfläche des Siliziumwafers verbleiben;
      • (4) Reinigen des Siliziumsubstrats mit einer HF-Lösung, um die Siliziumdioxidschicht auf der Oberfläche des Siliziumwafers zu entfernen und eine Si-H-Passivierungsbindung mit der Aufhängungsbindung auf der Oberfläche des Siliziumsubstrats zu bilden, und Trocknen mit Stickstoff.
  • Nach der Vorbehandlung des Siliziumsubstrats kann ferner das Ausbilden der Nut auf folgende Weise realisiert werden:
    • Methode 1: Entfernen des lokalen Siliziumkristalls auf der Rückseite des Siliziumsubstrats durch direktes Ausbilden einer Nut direkt in dem Teil, in dem beabstandete Nuten durch den Laser ausgebildet sein sollen um die gewünschte Nut zu bilden; Methode 2: Thermische Oxidationsbehandlung des Siliziumsubstrats, um eine Schicht von Siliziumoxid auf der gesamten Oberfläche des Siliziumsubstrats zu bilden, Entfernen von Siliziumoxid in der Vorder- und Rückseite des Siliziumsubstrats durch Laserrillenbildung und dann Entfernen von Siliziumoxid durch Nassätzen und mit Säure (wie HF); Methode 3: Abscheiden einer Schicht aus Siliziumnitrid durch ein PECVD-Verfahren auf die Rückseite des Siliziumsubstrats, Entfernen von Siliziumnitrid in der lokalen Region der Rückseite durch Laserrillenbildung, und dann Entfernen von Siliziumnitrid durch Nassätzen, um die gewünschte Nut zu bilden; Methode 4: Abscheiden von Siliziumnitrid auf der Rückseite des Siliziumsubstrats oder thermische Oxidation des Siliziumsubstrats zur Bildung von Siliziumoxid, Abscheiden einer Photoresistmaske dann auf der Rückseite, Entwickeln in der Entwicklungszone durch Mustergitter und Belichtung, Entfernen der Entwicklungszone durch Nassverfahren mit einem Entwickler, Entfernen von Siliziumnitrid/Siliziumoxid in der Entwicklungszone durch Säure (wie HF), und dann Entfernen der Photoresistmaske und des Siliziumnitrids/Siliziumoxids durch Nassätzen, um gewünschte Nut zu bilden; Methode 5: Aufdrucken einer gemusterten Aufschlämmung als Maske auf die Rückseite des Siliziumsubstrats und Entfernen der Aufschlämmung durch Nassätzen, um die gewünschte Nut zu bilden.
  • In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise die obige Methode 2 verwendet, um die Nut zu bilden. In der obigen Methode 2 umfasst der thermische Oxidationsbehandlungsschritt konkret: Trockensauerstoffoxidation/Wasserdampfoxidation/Nasssauerstoffoxidation (d.h. trockener Sauerstoff + Wasserdampf) in einem Quarzrohr, wobei die spezifischen Reaktanten Sauerstoff und/oder hochreiner Wasserdampf sind, der Reaktionsdruck 50-1000 mbar beträgt, die Reaktionstemperatur 900-1200°C beträgt und die durch die Reaktion hergestellte Siliziumdioxiddicke größer als 10 nm ist. Der Schritt zum Lasernutbilden und zum Entfernen von Siliziumdioxid umfasst konkret: Bilden einer Nut durch einen Laser mit einer Laserwellenlänge von 532 nm, einer Laserleistung von 10-60 W, einer Laserfrequenz von weniger als 250 bis 1500 kHz und einer Laserpulsbreite von 3-50 ns und Entfernen des zu entfernenden Siliziumdioxids. Die Alkalilösung und Isoaceton werden in dem Nassätzschritt verwendet. Die Alkalilösung verwendet KOH oder TMAH, die Alkalilösungskonzentration beträgt 1-5%, der Isoacetongehalt beträgt 1-10%, die Reaktionstemperatur beträgt 60-85°C und die Reaktionszeit beträgt 10-30 min. Die Säurelösung in dem Schritt der Entfernung von Siliziumoxid durch Säure verwendet HF, die Konzentration der Säurelösung beträgt 1-5%, die Reaktionstemperatur liegt bei Raumtemperatur und die Reaktionszeit beträgt 3-10 Minuten.
  • Nach Bilden der Nut durch die obige Methode 2 beträgt die Tiefe der einzelnen gebildeten Nut 0,01 bis 10 µm und der Abstand zwischen den einzelnen Nuten beträgt 20 bis 500 µm. Die gebildete Nut kann bogenförmig, trapezförmig oder quadratisch sein. Da die im Stand der Technik verwendeten Rillen durch Laserlochbildung oder Nassätzen hergestellt werden, sind die Anforderungen an die Breitensteuerung der Rille hoch und die Herstellung ist schwierig, und die Nutherstellung in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist einfacher als die existierende Rillenherstellung und es gibt keine strengen Breitensteuerungsanforderungen wie bei existierenden Rillen.
  • Schritt S21: Herstellen eines ersten elektrisch leitfähigen Bereichs und eines zweiten elektrisch leitfähigen Bereichs abwechselnd in den einzelnen Nuten, wobei der erste elektrisch leitfähige Bereich eine erste dielektrische Schicht und einen ersten Dotierungsbereich umfasst, die sequentiell an den Nuten angeordnet sind, wobei der zweite elektrisch leitfähige Bereich einen zweiten Dotierungsbereich umfasst.
  • Dabei kann das spezifische Herstellungsverfahren vor Schritt S21 auch die Texturierung der Vorderseite des Siliziumsubstrats umfassen, wobei in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Texturierung der Vorderseite hauptsächlich durch Laugenkorrosion erfolgt und die Lauge mit dem Siliziumsubstrat reagiert, um eine wasserlösliche Verbindung zu bilden, während eine pyramidenförmige texturierte Struktur auf der Oberfläche gebildet wird. Nun trifft das reflektierte Licht aufgrund der Existenz der texturierten Struktur nach der ersten Reflexion des einfallenden Lichts durch die texturierte Oberfläche nicht direkt auf die Luft, sondern trifft auf die benachbarte texturierte Oberfläche. Erst nach der zweiten oder sogar dritten Reflexion an der texturierten Oberfläche fällt es in die Luft ein, so dass das einfallende Licht mehrmals verwendet wird, wodurch das Reflexionsvermögen der Vorderseite verringert wird. Wenn die Rückseite des Siliziumsubstrats auch eine grobe Texturstruktur aufweisen muss, kann gleichzeitig die Vorder- und Rückseite des Siliziumsubstrats texturiert werden. Wenn die Rückseite des Siliziumsubstrats keine raue Texturstruktur aufweisen muss, kann zuerst eine Siliziumnitrid-Schutzschicht auf der Rückseite des Siliziumsubstrats abgeschieden werden, und dann wird die Vorderseite texturiert. Und dann wird die Siliziumnitrid-Schutzschicht auf der Rückseite durch Laser entfernt, so dass die Texturierung der Rückseite des Siliziumsubstrats vermieden wird.
  • Dabei wird das Herstellen eines ersten elektrisch leitfähigen Bereichs und eines zweiten elektrisch leitfähigen Bereichs abwechselnd in den einzelnen Nuten durch folgende Schritte erreicht:
    • Herstellen einer ersten dielektrischen Schicht und eines ersten Dotierungsbereichs mit einem ersten Leitfähigkeitstyp sequentiell innerhalb einer ersten Nut;
    • Herstellen eines zweiten Dotierungsbereichs mit einem zweiten Leitfähigkeitstyp innerhalb einer zu ersten Nut benachbarten zweiten Nut, wobei der erste Leitfähigkeitstyp dem zweiten Leitfähigkeitstyp entgegengesetzt ist.
  • Dabei haben der erste Dotierungsbereich und der zweite Dotierungsbereich entgegengesetzte Leitfähigkeitstypen. Wenn der erste Dotierungsbereich ein p-Dotierungsbereich ist, ist dann der zweite Dotierungsbereich eine n-Dotierungsschicht. Wenn der erste Dotierungsbereich ein n-Dotierungsbereich ist, dann ist der zweite Dotierungsbereich eine p-Dotierungsschicht.
  • Da der Schritt der Herstellung des abwechselnd angeordneten ersten elektrisch leitfähigen Bereichs und des zweiten elektrisch leitfähigen Bereichs in den einzelnen Nuten nicht gleichzeitig durch den Prozessablauf erfolgen kann, kann nur zuerst der erste elektrisch leitfähige Bereich und dann der zweite elektrisch leitfähige Bereich hergestellt werden; oder zuerst wird der zweite elektrisch leitfähige Bereich und dann der erste elektrisch leitfähige Bereich hergestellt. Dementsprechend wird die Reihenfolge der Herstellung des ersten elektrisch leitfähigen Bereichs und des zweiten elektrisch leitfähigen Bereichs gemäß der Bequemlichkeit des tatsächlichen Prozessflusses eingestellt, und hier liegt keine spezifische Einschränkung vor. Vorzugsweise wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zuerst ein erster leitfähiger Bereich in einer ersten Nut zum Vorsehen eines ersten leitfähigen Bereichs hergestellt, und dann wird ein zweiter leitfähiger Bereich in einer benachbarten zweiten Nut zum Vorsehen eines zweiten leitfähigen Bereichs hergestellt.
  • Die erste dielektrische Schicht und der erste Dotierungsbereich mit dem ersten leitfähigen Typ werden sequentiell in der ersten Nut hergestellt. Dabei wird konkret die erste dielektrische Schicht in der ersten Nut hergestellt. Dann wird ein erster Dotierungsbereich mit einem ersten Leitfähigkeitstyp durch In-situ-Abscheidung oder Nicht-In-situ-Abscheidung auf der ersten dielektrischen Schicht hergestellt. Dabei ist darauf hinzuweisen, dass, da es während der Herstellung des Verfahrens nicht möglich ist, eine separate Abscheidung spezifischer Nuten zu erreichen, daher zum Herstellen des ersten leitfähigen Bereich und des zweiten leitfähigen Bereichs abwechselnd in jeder Nut spezifisch die erste dielektrische Schicht und der erste Dotierungsbereich sequentiell auf der Rückseite des Siliziumsubstrats hergestellt werden können. Die erste dielektrische Schicht und der erste Dotierungsbereich in der zweiten Nut werden dann durch Laser oder dergleichen entfernt, und dann wird der zweite Dotierungsbereich in der zweiten Nut hergestellt.
  • Konkret wird die erste dielektrische Schicht in der ersten Nut gemäß einem Hochtemperaturoxidationsverfahren oder einem Abscheidungsverfahren hergestellt. Es ist entsprechend der Art der ersten dielektrischen Schicht angeordnet, die speziell abgeschieden wird. Hier liegen keine spezifischen Einschränkungen vor. Zu diesem Zeitpunkt ist die erste dielektrische Schicht eine der Schichten Tunneloxidschicht, intrinsische Siliziumcarbidschicht und intrinsische amorphen Siliziumschicht oder eine Kombination mehrerer davon. Und die Dicke der ersten dielektrischen Schicht beträgt 1-20 nm. Zu diesem Zeitpunkt bedeckt die erste dielektrische Schicht die gesamte Rückseite des Siliziumsubstrats. Daher ist es notwendig, die erste dielektrische Schicht in der zweiten Nut zumindest durch Laser oder dergleichen zu entfernen. Wenn die erste dielektrische Schicht, die auf der Ausbuchtung zwischen der ersten Nut und der zweiten Nut angeordnet ist, entfernt werden muss, kann die erste dielektrische Schicht, die die Ausbuchtung des Siliziumsubstrats bedeckt, weiter durch Laser oder dergleichen entfernt werden.
  • Wenn der hergestellte erste Dotierungsbereich in situ abgeschieden wird, umfasst in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der Schritt zum Herstellen eines ersten Dotierungsbereichs auf einer ersten dielektrischen Schicht Folgendes:
    • Abscheiden von dotiertem amorphem Silizium oder dotiertem amorphem Siliziumcarbid des ersten Leitfähigkeitstyps auf der ersten dielektrischen Schicht;
    • Hochtemperaturkristallisationsbehandlung, um dotiertes amorphes Silizium oder dotiertes amorphes Siliziumcarbid in dotiertes Polysilizium oder dotiertes Siliziumcarbid umzuwandeln, womit ein erster Dotierungsbereich mit einem ersten Leitfähigkeitstyp erhalten wird.
  • In einer der umsetzbaren Lösungen, wenn in der ersten Nut ein Abscheiden des p-Dotierungsbereichs in situ erfolgt, die zweite Nut, die kein Abscheiden benötigt, durch ein Maskenverfahren bedeckt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird amorphes Silizium/amorphes Siliziumcarbid vom P-Typ in situ auf die erste Nut abgeschieden. Dann wird die Temperatur durch direkte Verwendung eines Hochtemperatur- oder Laserheizverfahrens auf 700-1000°C gebracht, so dass das amorphe Silizium/amorphe Siliziumcarbid vom P-Typ in der ersten Nut unter Hochtemperaturkristallisationsbehandlung zu einem Polysilizium/Siliziumcarbid vom P-Typ wird, um einen p-Dotierungsbereich, d.h. einen ersten Dotierungsbereich mit einem ersten Leitfähigkeitstyp, zu erhalten. Es wird entsprechend darauf hingewiesen, dass sich die Maske aufgrund der gewissen Tiefe der Nut in einer Position befindet, die an der Nut anliegt, ohne den Boden der bedeckten zweiten Nut direkt zu berühren, so dass die Verunreinigungsverschmutzung am Boden der zweiten Nut verringert werden kann. Dabei kann die Maske u.a. eine Hartmaske, eine Siliziumnitridmaske, eine Siliziumoxidmaske und eine Photoresistmaske sein.
  • Wenn der hergestellte erste Dotierungsbereich nicht in situ abgeschieden wird, umfasst in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der Schritt zum Herstellen eines ersten Dotierungsbereichs auf einer ersten dielektrischen Schicht Folgendes:
    • Abscheidung von intrinsischem amorphem Silizium oder intrinsischem Siliziumcarbid auf ersten dielektrischen Schicht;
    • Dotieren des ersten Leitfähigkeitstyps von intrinsischem amorphem Silizium oder intrinsischem Siliziumcarbid;
    • Hochtemperaturkristallisationsbehandlung, um intrinsisches amorphes Silizium oder intrinsisches Siliziumcarbid in dotiertes Polysilizium oder dotiertes Siliziumcarbid umzuwandeln, womit ein erster Dotierungsbereich mit einem ersten Leitfähigkeitstyp erhalten wird.
  • Dabei umfasst der Schritt zum Dotieren des ersten Leitfähigkeitstyps von intrinsischem amorphem Silizium oder intrinsischem Siliziumcarbid konkret Folgendes:
    • Implantieren von Ionen des ersten Leitfähigkeitstyps an intrinsischem amorphem Silizium oder intrinsischem Siliziumcarbid zum Dotieren; oder
    • Abscheiden einer Dotierungsquelle des ersten Leitfähigkeitstyps an intrinsischem amorphem Silizium oder intrinsischem Siliziumcarbid zum Dotieren; oder
    • Einleiten von Quellengas des ersten Leitfähigkeitstyps an intrinsischem amorphem Silizium oder intrinsischem Siliziumcarbid zum Dotieren.
  • In einer der denkbaren Ausführungsformen wird insbesondere zuerst intrinsisches amorphes Silizium oder intrinsisches Siliziumcarbid auf der ersten dielektrischen Schicht abgeschieden und dann durch Implantieren von Ionen des ersten Leitfähigkeitstyps in intrinsisches amorphes Silizium oder intrinsisches Siliziumcarbid dotiert (wenn der erste Dotierungsbereich ein p-Dotierungsbereich ist, werden p-Typ-Ion implantiert, die Elemente wie Bor, Aluminium, Gallium usw. enthalten. Wenn der erste Dotierungsbereich ein n-Dotierungsbereich ist, werden n-Typ-Ionen, die Elemente wie Stickstoff, Phosphor und Arsen enthalten, implantiert; oder eine Dotierungsquelle des ersten Leitfähigkeitstyps wird auf intrinsischem amorphem Silizium oder intrinsischem Siliziumcarbid durch ein Maskenverfahren abgeschieden (wenn der erste Dotierungsbereich ein p-Dotierungsbereich ist, wird eine p-Dotierungsquelle (wie Borosilikatglas) abgeschieden, die Bor, Aluminium, Gallium usw. enthält, um ein amorphes Silizium/Siliziumcarbid vom P-Typ zu bilden. Wenn der erste Dotierungsbereich ein n-Dotierungsbereich ist, wird eine n-Dotierungsquelle (wie Phosphor-Silizium-Glas), die Stickstoff, Phosphor, Arsen usw. enthält, abgeschieden, um ein amorphes Silizium/N-Typ-Siliziumcarbid vom N-Typ zu bilden; oder durch ein Maskenverfahren wird ein Quellgas des ersten Leitfähigkeitstyps auf intrinsischem amorphem Silizium oder intrinsischem Siliziumcarbid zur Dotierung eingeleitet (z. B. wenn der erste Dotierungsbereich ein p-Dotierungsbereich ist, wird ein Quellengas vom P-Typ (wie Borangas oder Trägergas, das Bortrichlorid oder Bortribromid trägt), das Elemente wie Bor, Aluminium, Gallium usw. enthält, zur Dotierung eingeleitet, um amorphes Silizium/Siliziumcarbid vom P-Typ zu bilden. Wenn der erste Dotierungsbereich ein n-Dotierungsbereich ist, wird ein Quellgas vom N-Typ (z. B. Phosphangas oder Trägergas, das Phosphoroxychlorid trägt), das Elemente wie Stickstoff, Phosphor, Arsen usw. enthält, zum Dotieren eingeleitet, um amorphes Silizium/N-Typ-Siliziumcarbid vom N-Typ zu bilden. Ferner wird nach Abschluss der Dotierung eine Hochtemperaturkristallisationsbehandlung durchgeführt, um das ursprüngliche amorphe Silizium oder das ursprüngliche Siliziumcarbid in dotiertes Polysilizium oder dotiertes Siliziumcarbid umzuwandeln und somit einen ersten Dotierungsbereich mit einem ersten Leitfähigkeitstyp zu erhalten. Da die Abscheidung von intrinsischem amorphem Silizium oder intrinsischem Siliziumcarbid auf der Seitenfläche und der Vorderseite des Siliziumsubstrats erfolgen kann, ist es notwendig, eine Nassätzbehandlung nach der Hochtemperaturkristallisation hinzuzufügen, um die übermäßige Abscheidung zu entfernen. Gleichzeitig ist anzumerken, dass nach dem Abscheiden der Dotierungsquelle des ersten Leitfähigkeitstyps zur Dotierung und Hochtemperaturkristallisation auch die Dotierungsquelle durch Laser oder dergleichen entfernt werden muss.
  • Im Detail umfasst der Schritt zum Herstellen des ersten Dotierungsbereichs an der ersten dielektrischen Schicht in einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung, wenn eine Nicht-In-situ-Abscheidung für den herzustellenden ersten Dotierungsbereich verwendet wird, Folgendes:
    • Abscheidung von intrinsischem amorphem Silizium oder intrinsischem Siliziumcarbid auf ersten dielektrischen Schicht;
    • Diffusion des ersten Leitfähigkeitstyps von intrinsischem amorphem Silizium oder intrinsischem Siliziumcarbid, um intrinsisches amorphes Silizium oder intrinsisches Siliziumcarbid in dotiertes Polysilizium oder dotiertes Siliziumcarbid umzuwandeln, womit ein erster Dotierungsbereich mit einem ersten Leitfähigkeitstyp erhalten wird.
  • Dabei ist darauf hinzuweisen, dass bei der Herstellung des ersten Dotierungsbereich aufgrund der Notwendigkeit eines Hochtemperaturkristallisationsprozesses die dünnere erste dielektrische Schicht teilweise gebrochen wird, und nun wird sie während des Hochtemperaturdiffusionsprozesses an Bruchstelle der ersten dielektrischen Schicht und der Rückseite des Siliziumsubstrats anhaften, so dass die Oberfläche, auf der das Siliziumsubstrat mit der ersten dielektrischen Schicht in Kontakt steht, eine Vielzahl von inneren Diffusionsbereichen bildet, die dem ersten Dotierungsbereich entsprechen.
  • Ferner umfasst der Schritt zum Herstellen eines zweiten Dotierungsbereichs mit einem zweiten Leitfähigkeitstyp innerhalb einer zu der ersten Nut benachbarten zweiten Nut Folgendes:
    • Einleiten eines Quellengases, das dem zweiten Leitfähigkeitstyp entspricht, in die zweite Nut, um eine thermische Diffusion durchzuführen, womit ein zweiter Dotierungsbereich mit einem zweiten Leitfähigkeitstyp gebildet wird, oder
    • Abscheiden oder Auftragen bei gleichzeitiger Rotation eines Dotierungsquelle, die dem zweiten Leitfähigkeitstyp entspricht, in die zweite Nut, um eine thermische Diffusion durchzuführen, womit ein zweiter Dotierungsbereich mit einem zweiten Leitfähigkeitstyp gebildet wird, oder
    • Implantieren von Ionen, die dem zweiten Leitfähigkeitstyp entsprechen, in die zweite Nut, um eine thermische Diffusion durchzuführen, womit ein zweiter Dotierungsbereich mit einem zweiten Leitfähigkeitstyp gebildet wird.
  • Wenn konkret der zweite Dotierungsbereich eine p-Dotierungsschicht ist, umfasst das spezifische Herstellungsverfahren Folgendes: Methode 1: Einleiten eines Quellgases, das Elemente wie Bor, Aluminium, Gallium usw. enthält (wie Borangas oder Trägergas, das Bortrichlorid oder Bortribromid trägt), zur thermischen Diffusion, um eine p-Dotierungsschicht zu bilden; Methode 2: Abscheiden von Dotierungsquellen wie Bor, Aluminium und Gallium (wie Borosilikatglas) zur thermischen Diffusion, um eine p-Dotierungsschicht zu bilden; Methode 3: Herstellen einer Aluminiumelektrode über der Dotierungsschicht und Bilden einer mit Aluminium dotierten p-Dotierungsschicht durch ein Hochtemperaturverfahren; Methode 4: Auftragen einer Dotierungsquelle, die Bor, Aluminium und Gallium (wie Bortribromid) usw. enthält, bei gleichzeitiger Rotation und thermische Diffusion zum Bilden einer p-Dotierungsschicht; Methode 5: Implantieren von Ionen, die Elemente wie Bor, Aluminium und Gallium enthalten, und Diffundieren bei hoher Temperatur, um eine p-Dotierungsschicht zu bilden.
  • Wenn der zweite Dotierungsbereich eine n-Dotierungsschicht ist, lautet das spezifische Herstellungsverfahren wie folgt: Methode 1: Einleiten eines Quellgases, das Elemente wie Stickstoff, Phosphor, Arsen usw. enthält (wie Phosphangas oder Trägergas, das Phosphoroxychlorid trägt), zur thermischen Diffusion, um eine n-Dotierungsschicht zu bilden; Methode 2: Abscheidung von Dotierungsquellen wie Stickstoff, Phosphor und Arsen (wie Phosphor-Silizium-Glas) zur thermischen Diffusion, um eine n-Dotierungsschicht zu bilden; Methode 3: Auftragen einer Dotierungsquelle, die Stickstoff, Phosphor und Arsen (wie Phosphoroxychlorid) enthält, bei gleichzeitiger Rotation und thermische Diffusion zum Bilden einer n-Dotierungsschicht; Methode 4: Implantieren von Ionen, die Stickstoff, Phosphor, Arsen und andere Elemente enthalten, und Diffundieren bei hoher Temperatur, um eine n-Dotierungsschicht zu bilden. Dabei ist anzumerken, dass nach der Abscheidung der Dotierungsquelle für die thermische Diffusion die Dotierungsquelle ferner durch Laser oder dergleichen entfernt werden muss.
  • Schritt S31. Herstellen einer zweiten dielektrischen Schicht und einer dritten dielektrischen Schicht jeweils an der Rückseite bzw. der Vorderseite des Siliziumsubstrats;
  • Vor Schritt S31 kann es ferner eine Diffusion des ersten Leitfähigkeitstyps an einer Ausbuchtung zwischen den verschiedenen Nuten des Siliziumsubstrats umfassen, um eine erste Dotierungsschicht zu erhalten, die den gleichen Leitfähigkeitstyp wie der erste Dotierungsbereich hat, und für spezifischen Diffusionsprozess kann Bezug auf das Vorstehende genommen werden.
  • Ferner kann es vor dem Schritt S41 ferner die Texturierung an den Ausbuchtungen zwischen einzelnen Nuten auf der Rückseite des Siliziumsubstrats umfassen, um eine grobe Texturstruktur zu erhalten, und für spezifischen Texturierungsprozess kann Bezug auf die obige Beschreibung genommen werden
  • Beim Herstellen einer zweiten dielektrischen Schicht bzw. der dritten dielektrischen Schicht auf der Rückseite des Siliziumsubstrats erfolgt die Herstellung gemäß dem spezifischen Zusammensetzungstyp der zweiten dielektrischen Schicht und der dritten dielektrischen Schicht, wobei hier keine spezifische Einschränkung vorliegt. Dementsprechend können die zweite dielektrische Schicht und die dritte dielektrische Schicht eine der Strukturen Aluminiumoxidschicht, Siliziumnitridschicht, Siliziumnitridschicht, intrinsische Siliziumcarbidschicht, intrinsische amorphe Siliziumschicht und Siliziumoxidschicht oder eine Kombination mehrerer davon sein. Wenn die zweite dielektrische Schicht und die dritte dielektrische Schicht als Mehrschichtstruktur ausgebildet sind, nimmt der Brechungsindex jeder Schicht von dem Siliziumsubstrat nach außen ab und die äußerste Schicht kann mit einer Magnesiumfluoridschicht mit der niedrigsten Brechungsindexanforderung versehen sein.
  • Bevor die dritte dielektrische Schicht auf der Vorderseite des Siliziumsubstrats hergestellt wird, kann zuerst eine elektrische Feldschicht oder ein schwimmender Übergang hergestellt werden. Konkret wird durch Phosphordiffusion des Siliziumsubstrat eine elektrische Feldschicht erhalten oder durch Bordiffusion ein schwimmender Übergang erhalten, wobei die elektrische Feldschicht oder der schwimmende Übergang als das vordere elektrische Oberflächenfeld (FSF) der vergrabenen Solarzelle mit einem selektiven Kontaktbereich dient.
  • Schritt S51. Herstellen einer elektrisch leitfähigen Schicht an dem ersten elektrisch leitfähigen Bereich und zweiten elektrisch leitfähigen Bereich.
  • Wenn die zweite dielektrische Schicht nur den Bereich zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Bereich und dem zweiten elektrisch leitfähigen Bereich in dem Siliziumsubstrat abdeckt, bedeckt die elektrisch leitfähige Schicht die gesamte Rückseite des ersten elektrisch leitfähigen Bereichs und des zweiten elektrisch leitfähigen Bereichs. Wenn sich die zweite dielektrische Schicht den ersten elektrisch leitfähigen Bereich und den zweiten elektrisch leitfähigen Bereich abdeckt, deckt die elektrisch leitfähige Schicht die Rückseite des verbleibenden, nicht durch die zweite dielektrische Schicht bedeckten Teils in dem ersten elektrisch leitfähigen Bereich und dem zweiten elektrisch leitfähigen Bereich ab. Wenn die zweite dielektrische Schicht die gesamte Rückseite des Siliziumsubstrats abdeckt, wird die leitfähige Schicht durch die zweite dielektrische Schicht sowie den ersten elektrisch leitfähigen Bereich und den zweiten elektrisch leitfähigen Bereich durch ein Loch oder dergleichen hindurch geführt, um eine elektrische Verbindung herzustellen, so dass eine erste Elektrode in dem ersten elektrisch leitfähigen Bereich und eine zweite Elektrode in dem zweiten elektrisch leitfähigen Bereich gebildet wird.
  • Vorteilhafte Auswirkungen der vorliegenden Erfindung gegenüber dem Stand der Technik:
    1. 1. Durch Vorsehen voneinander beabstandeter Nuten auf der Rückseite des Siliziumsubstrats und durch Vorsehen des ersten elektrisch leitfähigen Bereichs und des zweiten elektrisch leitfähigen Bereichs abwechselnd in den einzelnen Nuten wird erreicht, dass durch die Ausbuchtungen zwischen den eigenen Nuten des Siliziumsubstrats das Trennen des ersten elektrisch leitfähigen Bereichs und des zweiten elektrisch leitfähigen Bereichs innerhalb der Nuten realisiert wird. Die angeordnete Nut stellt lockerer Breitensteuerungsanforderungen als bei der bestehenden Rille und die Herstellung ist einfacher als die Herstellung der bestehenden Rille. Die erste dielektrische Schicht und der erste Dotierungsbereich werden in der Nut abgeschieden, und der Abscheidungseffekt ist besser. Zur gleichen Zeit ist ein erster elektrisch leitfähiger Bereich mit einer ersten dielektrischen Schicht und einem ersten Dotierungsbereich in einer Nut angeordnet und ein zweiter leitfähiger Bereich mit einem zweiten Dotierungsbereich ist in einer anderen benachbarten Nut angeordnet, und der Prozessablauf kann in dem Herstellungsschritt vereinfacht werden, und die Kosten können reduziert werden.
    2. 2. Zur gleichen Zeit steht die erste dielektrische Schicht aufgrund der Anordnung der Nut in Kontakt mit der Bodenwand und der Seitenwand der Nut. Daher werden die Träger, die auf dem Siliziumsubstrat erzeugt werden, auch leicht durch die erste dielektrische Schicht an der Seitenwand der Nut getrennt und selektiv in den entsprechenden ersten Dotierungsbereich gesammelt, was neben dem Verwirklichen der Verringerung des Leckstroms und des selektiven Transports von Trägern in Längs- und Querrichtung vorteilhaft für eine mehrdimensionale Sammlung der Träger in der Bodenwand und der Seitenwand der Nut ist.
    3. 3. Da mindestens eine zweite dielektrische Schicht vorgesehen ist, wird die Rückseite des Siliziumsubstrats durch mindestens eine zweite dielektrische Schicht und eine erste dielektrische Schicht mehrschichtig passiviert, was zu einem besseren Passivierungseffekt und einer Verbesserung der inneren Rückreflexion führt, wodurch ein besserer Passivierungseffekt erzielt wird, und der Brechungsindex jeder Schicht nimmt der Reihe nach von dem Siliziumsubstrat nach außen ab, so dass das langbandige Licht auf der inneren Rückseite des Siliziumsubstrats reflektiert werden kann, wodurch die Kurzschlussstromdichte erhöht wird.
    4. 4. Da die Nut eine gewisse Tiefe aufweist, steht die Hartmaske nur in direktem Kontakt mit dem konvexen Teil zwischen den beiden Nuten, Die Hartmaske berührt nicht direkt den Boden der Nut und reduziert somit die Verunreinigungsverschmutzung, so dass das Siliziumsubstrat an der Bodenwand der Nut geschützt werden kann, ohne sich Sorgen über die Beschädigung des Siliziumsubstrats durch die Hartmaske machen zu müssen, und die Beschädigung, die durch den Kontakt der Hartmaske auf der Oberfläche der Ausbuchtung des Siliziumsubstrats verursacht wird, kann auch durch den nachfolgenden Texturierprozess entfernt werden.
    5. 5. Da bei selektiver Abscheidung des ersten Dotierungsbereichs mittels einer Hartmaske eine Ausbuchtungsstruktur des Siliziumsubstrats einer bestimmten Breite zwischen den einzelnen Nuten zur Isolierung vorhanden ist, muss die Ausrichtung der Hartmaske nicht sehr genau sein, wenn die Hartmaske bei der Abscheidung des Rillenbereichs zum Abdeckt verwendet wird, und es kann eine moderate Abweichung vorhanden sein, was die Ausrichtung der Hartmaske einfacher macht, wodurch die Schwierigkeit des Verfahrens verringert wird.
    6. 6. Beim Rillenbereich im Stand der Technik ist aufgrund der Begrenzung der Breite und Tiefe und aufgrund der Hydrophobie von Wasser und Siliziumwafern nicht möglich, mit der chemischen Lösung der Boden der Rille vollständig zu benetzen, um Texturieren durch chemisches Nassverfahren durchzuführen. Aufgrund der vorgesehenen Nut in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel und der Ausbuchtung an der Rückseite des Siliziumsubstrats zwischen benachbarten Nuten ist es einfacher als bei existierender Rillenstruktur, eine grobe Texturstruktur zu erhalten, und die Reflexion von Licht auf der inneren Rückseite des Siliziumsubstrats wird durch Texturieren der Ausbuchtung auf der Rückseite des Siliziumsubstrats erhöht, wodurch die Absorptionsrate von Licht auf dem Siliziumsubstrat erhöht wird.
    7. 7. Da die erste Dotierungsschicht in dem Bereich zwischen den einzelnen Nuten in dem Siliziumsubstrat angeordnet ist, ist es einfacher, die Träger in der ersten Dotierungsschicht selektiv durch die erste dielektrische Schicht in der benachbarten Nutseitenwand zu trennen und in den entsprechenden ersten Dotierungsbereich zu sammeln.
  • Ausführungsbeispiel 4
  • Das vierte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt ferner ein Solarzellenmodul bereit, das die in dem obigen Ausführungsbeispiel beschriebene vergrabene Solarzelle mit einem selektiven Kontaktbereich umfasst.
  • Bei dem Zellenmodul des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist eine vergrabene Solarzelle mit einem selektiven Kontaktbereich vorgesehen, bei der durch Vorsehen voneinander beabstandeter Nuten auf der Rückseite des Siliziumsubstrats und durch Vorsehen des ersten elektrisch leitfähigen Bereichs und des zweiten elektrisch leitfähigen Bereichs abwechselnd in den einzelnen Nuten erreicht wird, dass durch die Ausbuchtungen zwischen den eigenen Nuten des Siliziumsubstrats das Trennen des ersten elektrisch leitfähigen Bereichs und des zweiten elektrisch leitfähigen Bereichs innerhalb der Nuten realisiert wird. Die angeordnete Nut stellt lockerer Breitensteuerungsanforderungen als bei der bestehenden Rille und die Herstellung ist einfacher als die Herstellung der bestehenden Rille. Die erste dielektrische Schicht und der erste Dotierungsbereich werden in der Nut abgeschieden, und der Abscheidungseffekt ist besser. Zur gleichen Zeit ist ein erster elektrisch leitfähiger Bereich mit einer ersten dielektrischen Schicht und einem ersten Dotierungsbereich in einer Nut angeordnet und ein zweiter leitfähiger Bereich mit einem zweiten Dotierungsbereich ist in einer anderen benachbarten Nut angeordnet, und der Prozessablauf kann in dem Herstellungsschritt vereinfacht werden, und die Kosten können reduziert werden. Zur gleichen Zeit steht die erste dielektrische Schicht aufgrund der Anordnung der Nut in Kontakt mit der Bodenwand und der Seitenwand der Nut. Daher werden die Träger, die auf dem Siliziumsubstrat erzeugt werden, auch leicht durch die erste dielektrische Schicht an der Seitenwand der Nut getrennt und selektiv in dem entsprechenden ersten Dotierungsbereich gesammelt. Es ermöglicht nicht nur die Verringerung des Leckstroms, sondem auch den selektiven Transport von Trägern in Längs- und Querrichtung, was vorteilhaft ist, um eine mehrdimensionale Sammlung von Trägern in der Bodenwand und der Seitenwand der Nut zu realisieren. Da mindestens eine zweite dielektrische Schicht vorgesehen ist, wird die Rückseite des Siliziumsubstrats durch mindestens eine zweite dielektrische Schicht mehrschichtig passiviert, was zu einem besseren Passivierungseffekt und einer Verbesserung der inneren Rückreflexion führt, wodurch ein besserer interner Rückreflexionseffekt erzielt und das bestehende Problem der hohen Anforderungen an die Rillenbreitensteuerung und des schlechten Passivierungseffekts gelöst wird.
  • Ausführungsbeispiel 5
  • Das fünfte Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung stellt ferner ein Photovoltaiksystem bereit, das das Solarzellenmodul gemäß dem obigen Ausführungsbeispiel umfasst.
  • Bei dem Photovoltaiksystem des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist das Zellenmodul mit einer vergrabenen Solarzelle mit einem selektiven Kontaktbereich versehen, bei der durch Vorsehen voneinander beabstandeter Nuten auf der Rückseite des Siliziumsubstrats und durch Vorsehen des ersten elektrisch leitfähigen Bereichs und des zweiten elektrisch leitfähigen Bereichs abwechselnd in den einzelnen Nuten erreicht wird, dass durch die Ausbuchtungen zwischen den eigenen Nuten des Siliziumsubstrats das Trennen des ersten elektrisch leitfähigen Bereichs und des zweiten elektrisch leitfähigen Bereichs innerhalb der Nuten realisiert wird. Die angeordnete Nut stellt lockerer Breitensteuerungsanforderungen als bei der bestehenden Rille und die Herstellung ist einfacher als die Herstellung der bestehenden Rille. Die erste dielektrische Schicht und der erste Dotierungsbereich werden in der Nut abgeschieden, und der Abscheidungseffekt ist besser. Zur gleichen Zeit ist ein erster elektrisch leitfähiger Bereich mit einer ersten dielektrischen Schicht und einem ersten Dotierungsbereich in einer Nut angeordnet und ein zweiter leitfähiger Bereich mit einem zweiten Dotierungsbereich ist in einer anderen benachbarten Nut angeordnet, und der Prozessablauf kann in dem Herstellungsschritt vereinfacht werden, und die Kosten können reduziert werden. Zur gleichen Zeit steht die erste dielektrische Schicht aufgrund der Anordnung der Nut in Kontakt mit der Bodenwand und der Seitenwand der Nut. Daher werden die Träger, die auf dem Siliziumsubstrat erzeugt werden, auch leicht durch die erste dielektrische Schicht an der Seitenwand der Nut getrennt und selektiv in dem entsprechenden ersten Dotierungsbereich gesammelt. Es ermöglicht nicht nur die Verringerung des Leckstroms, sondern auch den selektiven Transport von Trägern in Längs- und Querrichtung, was vorteilhaft ist, um eine mehrdimensionale Sammlung von Trägern in der Bodenwand und der Seitenwand der Nut zu realisieren. Da mindestens eine zweite dielektrische Schicht vorgesehen ist, wird die Rückseite des Siliziumsubstrats durch mindestens eine zweite dielektrische Schicht mehrschichtig passiviert, was zu einem besseren Passivierungseffekt und einer Verbesserung der inneren Rückreflexion führt, wodurch ein besserer interner Rückreflexionseffekt erzielt und das bestehende Problem der hohen Anforderungen an die Rillenbreitensteuerung und des schlechten Passivierungseffekts gelöst wird.
  • Bisher wurde lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben, das keineswegs zur Einschränkung der Erfindung dient. Jegliche Modifikationen, gleichwertige Substitutionen und Verbesserungen im Rahmen der Grundideen und der Prinzipien der Erfindung sollen von dem Schutzumfang der Erfindung umfasst sein.

Claims (32)

  1. Rückseitenkontaktstruktur einer Solarzelle, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: Nuten, die voneinander beabstandet an der Rückseite eines Siliziumsubstrats angeordnet sind; einen ersten elektrisch leitfähigen Bereich und einen zweiten elektrisch leitfähigen Bereich, die abwechselnd in den einzelnen Nuten angeordnet sind, wobei der erste elektrisch leitfähige Bereich eine erste dielektrische Schicht und einen ersten Dotierungsbereich umfasst, die sequentiell an den Nuten angeordnet sind, wobei der zweite elektrisch leitfähige Bereich einen zweiten Dotierungsbereich umfasst; eine zweite dielektrische Schicht, die zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Bereich und dem zweiten elektrisch leitfähigen Bereich angeordnet ist, wobei die zweite dielektrische Schicht in einer Anzahl von mindestens eins bereitgestellt wird; und eine elektrisch leitfähige Schicht, die an dem ersten elektrisch leitfähigen Bereich und dem zweiten elektrisch leitfähigen Bereich angeordnet ist.
  2. Rückseitenkontaktstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Dotierungsbereich ein p-Dotierungsbereich und der zweite Dotierungsbereich eine n-Dotierungsschicht ist; wobei alternativ dazu der erste Dotierungsbereich ein n-Dotierungsbereich und der zweite Dotierungsbereich eine p-Dotierungsschicht ist.
  3. Rückseitenkontaktstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Dotierungsbereich dotiertes Polysilizium oder dotiertes Siliziumcarbid oder dotiertes amorphes Silizium umfasst.
  4. Rückseitenkontaktstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste dielektrische Schicht eine der Strukturen Tunneloxidschicht, intrinsische Siliziumcarbidschicht und intrinsische amorphe Siliziumschicht oder eine Kombination mehrerer davon ist.
  5. Rückseitenkontaktstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite dielektrische Schicht eine der Strukturen Aluminiumoxidschicht, Siliziumnitridschicht, Silizium-Oxinitridschicht, intrinsische Siliziumcarbidschicht, intrinsische amorphe Siliziumschicht und Siliziumoxidschicht oder eine Kombination mehrerer davon ist.
  6. Rückseitenkontaktstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite dielektrische Schicht einen Bereich zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Bereich und dem zweiten elektrisch leitfähigen Bereich abdeckt oder sich den ersten elektrisch leitfähigen Bereich und/oder den zweiten elektrisch leitfähigen Bereich abdeckend erstreckt.
  7. Rückseitenkontaktstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückseite des Siliziumsubstrats, das sich in einem Bereich zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Bereich und dem zweiten elektrisch leitfähigen Bereich befindet, eine grobe Texturstruktur aufweist.
  8. Rückseitenkontaktstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Siliziumsubstrat an einem Bereich, der sich in einem Bereich zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Bereich und dem zweiten elektrisch leitfähigen Bereich befindet, mit einer ersten Dotierungsschicht versehen ist, deren Leitfähigkeitstyp dem des ersten Dotierungsbereichs gleicht.
  9. Rückseitenkontaktstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste dielektrische Schicht die Bodenwand und eine Seitenwand der Nut abdeckt oder sich die Bereiche zwischen den einzelnen Nuten abdeckend erstreckt.
  10. Rückseitenkontaktstruktur nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste Dotierungsbereich und/oder der zweite Dotierungsbereich bis zu einem Teilbereich zwischen den einzelnen Nuten erstreckt.
  11. Rückseitenkontaktstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut bogenförmig, trapezförmig oder quadratisch ist.
  12. Rückseitenkontaktstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste dielektrische Schicht eine Dicke von 1 bis 20 nm aufweist und die Dicke des ersten elektrisch leitfähigen Bereichs größer als 20 nm ist.
  13. Rückseitenkontaktstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Dotierungsbereich eine Übergangstiefe von 0,01 bis 1 µm, einen Flächenwidersand von 10 bis 500 ohm/sqr und eine Oberflächenkonzentration von 1E18 bis 1E21 cm-3 aufweist.
  14. Rückseitenkontaktstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Nuten eine Tiefe von 0,01 bis 10 µm aufweisen und der Abstand zwischen den einzelnen Nuten 20 bis 500 µm beträgt.
  15. Rückseitenkontaktstruktur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Nut, die mit dem p-Dotierungsbereich versehen ist, eine Breite von 300 bis 600 µm oder Nut, die mit dem n-Dotierungsbereich versehen ist, eine Breite von 100 bis 500 µm aufweist.
  16. Rückseitenkontaktstruktur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste dielektrische Schicht eine Tunneloxidschicht und eine intrinsische Siliziumcarbidschicht ist.
  17. Rückseitenkontaktstruktur nach Anspruch 4 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Tunneloxidschicht aus einer oder mehreren der Schichten Siliziumdioxidschicht und Aluminiumoxidschicht besteht.
  18. Rückseitenkontaktstruktur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite dielektrische Schicht eine Aluminiumoxidschicht und eine intrinsische Siliziumcarbidschicht oder alternativ dazu eine Siliziumdioxidschicht und eine intrinsische Siliziumcarbidschicht ist, wobei die zweite dielektrische Schicht eine Dicke von mehr als 25 nm aufweist.
  19. Rückseitenkontaktstruktur nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Aluminiumoxidschicht oder der Siliziumdioxidschicht in der zweiten dielektrischen Schicht weniger als 25 nm und die Dicke der intrinsischen Siliziumcarbidschicht in der zweiten dielektrischen Schicht größer als 10 nm ist.
  20. Rückseitenkontaktstruktur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Schicht der zweiten dielektrischen Schicht ferner mit einer Magnesiumfluoridschicht versehen ist.
  21. Rückseitenkontaktstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähige Schicht ein transparenter elektrisch leitfähiger TCO-Film und/oder eine Metallelektrode ist.
  22. Rückseitenkontaktstruktur nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallelektrode eine Silberelektrode, eine Kupferelektrode, eine Aluminiumelektrode, eine zinnbeschichtete Kupferelektrode oder eine silberbeschichtete Kupferelektrode umfasst.
  23. Rückseitenkontaktstruktur nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupferelektrode eine durch Galvaniktechnik hergestellte verkupferte Elektrode oder eine durch physikalische Gasphasenabscheidung hergestellte Kupferelektrode ist.
  24. Vergrabene Solarzelle mit einem selektiven Kontaktbereich, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: ein Siliziumsubstrat; eine Rückseitenkontaktstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 23, die an der Rückseite des Siliziumsubstrats angeordnet ist; und eine dritte dielektrische Schicht, die an der Vorderseite des Siliziumsubstrats angeordnet ist.
  25. Vergrabene Solarzelle mit einem selektiven Kontaktbereich nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte dielektrische Schicht eine der Strukturen Aluminiumoxidschicht, Siliziumnitridschicht, Silizium-Oxinitridschicht, intrinsische Siliziumcarbidschicht, intrinsische amorphe Siliziumschicht und Siliziumoxidschicht oder eine Kombination mehrerer davon ist.
  26. Vergrabene Solarzelle mit einem selektiven Kontaktbereich nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte dielektrische Schicht eine Siliziumdioxidschicht und eine intrinsische Siliziumcarbidschicht oder alternativ dazu eine Aluminiumoxidschicht und eine intrinsische Siliziumcarbidschicht ist, wobei die dritte dielektrische Schicht eine Dicke von mehr als 50 nm aufweist.
  27. Vergrabene Solarzelle mit einem selektiven Kontaktbereich nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumoxidschicht oder die Siliziumdioxidschicht in der dritten dielektrischen Schicht eine Dicke von weniger als 40 nm und die intrinsische Siliziumcarbidschicht in der dritten dielektrischen Schicht eine Dicke von mehr als 10 nm aufweist.
  28. Vergrabene Solarzelle mit einem selektiven Kontaktbereich nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass die intrinsische Siliziumcarbidschicht in der dritten dielektrischen Schicht aus mindestens einem zweiten intrinsischen Siliziumcarbidfilm mit unterschiedlichen Brechungsindizes besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Brechungsindizes der einzelnen zweiten intrinsischen Siliziumcarbidfilme der Reihe nach von der Vorderseite des Siliziumsubstrats nach außen abnehmen.
  29. Vergrabene Solarzelle mit einem selektiven Kontaktbereich nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Schicht der dritten dielektrischen Schicht ferner mit einer Magnesiumfluoridschicht versehen ist.
  30. Vergrabene Solarzelle mit einem selektiven Kontaktbereich nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass ferner eine elektrische Feldschicht oder ein schwimmender Übergang zwischen der Vorderseite des Siliziumsubstrats und der dritten dielektrischen Schicht angeordnet ist.
  31. Zellenmodul, dadurch gekennzeichnet, dass das Zellenmodul eine vergrabene Solarzelle mit einem selektiven Kontaktbereich nach einem der Ansprüche 24 bis 30 umfasst.
  32. Photovoltaiksystem, dadurch gekennzeichnet, dass das Photovoltaiksystem ein Zellenmodul nach Anspruch 31 umfasst.
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