DE4416549C2 - Process for the production of a solar cell - Google Patents
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Description
Der Wirkungsgrad von Solarzellen mit einem monokristallinen Halbleiterkörper mit einem pn-Übergang hängt sowohl von der Lichtabsorption als auch von der Rekombination von Ladungs trägern im Halbleiterkörper sowie an dessen Oberfläche ab. Bei der Lichtabsorption werden Ladungsträgerpaare erzeugt, die im elektrischen Feld der Raumladungszone des pn-Übergangs getrennt werden. Durch vorzeitige Rekombination von Ladungs trägern gehen diese für die Stromerzeugung verloren. Rekombi nation von Ladungsträgern findet vor allem im Bereich von Kristallfehlern und von Oberflächen statt. Ein Maß für die Rekombination von Ladungsträgern im Volumen ist die Diffusi onslänge der Minoritätsladungsträger im Kristall. Eine große Diffusionslänge bedeutet einen qualitativ hochwertigen Kri stall, in dem wenig Rekombination von Ladungsträgern auf tritt. Eine kleine Diffusionslänge dagegen bedeutet hohe Re kombinationsrate.The efficiency of solar cells with a monocrystalline Semiconductor body with a pn junction depends on both Light absorption as well as from the recombination of charge carriers in the semiconductor body and on its surface. Charge absorption pairs are generated during light absorption, those in the electric field of the space charge zone of the pn junction be separated. By premature recombination of cargo carriers are lost for power generation. Rekombi nation of load carriers takes place mainly in the area of Crystal defects and of surfaces instead. A measure of that Recombination of load carriers in volume is the diffusi length of the minority charge carriers in the crystal. A big Diffusion length means a high quality kri stall, in which little recombination of load carriers occurs occurs. A small diffusion length, on the other hand, means high Re combination rate.
Die Rekombination an der Oberfläche des Halbleiterkörpers wird insbesondere bei Halbleiterkörpern aus monokristallinem Silizium, durch eine Passivierungsschicht reduziert. Es hat sich gezeigt (siehe zum Beispiel High efficiency silicon so lar cells, Ed. M. A. Green, Trans Tech Publications 1987, Seite 116), daß die Passivierung einer Siliziumoberfläche, die n⁺-dotiert ist, effektiver als die Passivierung einer Oberfläche, die p⁺-dotiert ist, erfolgen kann. Als Passivie rungsschicht ist dabei zum Beispiel SiO₂ geeignet.The recombination on the surface of the semiconductor body is used in particular in the case of semiconductor bodies made of monocrystalline Silicon, reduced by a passivation layer. It has has shown itself (see, for example, High efficiency silicon so lar cells, Ed. M. A. Green, Trans Tech Publications 1987, Page 116) that the passivation of a silicon surface, which is n⁺-doped, more effectively than the passivation of one Surface, which is p⁺-doped, can be done. As a liability tion layer is suitable for example SiO₂.
Solarzellen mit guter Oberflächenpassivierung auf der Licht einfallsseite werden daher aus einem p-dotierten Halbleiter körper hergestellt, der auf der dem Lichteinfall zugewandten Oberfläche ein n⁺-dotiertes Gebiet aufweist. Die Tiefe des n⁺-dotierten Gebietes wird so dimensioniert, daß der größte Teil des Lichts im Bereich des aus n⁺-dotiertem Gebiet und p- dotiertem Halbleiterkörper gebildeten pn-Übergangs absorbiert wird und damit hauptsächlich in diesem Bereich Ladungsträger paare gebildet werden. Im Bereich der Raumladungszone des pn- Übergangs werden die Ladungsträgerpaare getrennt und tragen zum Solarstrom bei. Ein Teil des Lichtes dringt tiefer in den Halbleiterkörper ein und wird erst dort unter Bildung von La dungsträgerpaaren absorbiert. Diese Ladungsträgerpaare dif fundieren im Halbleiterkörper mit zufälliger Richtung, bis sie in den Bereich des elektrischen Feldes der Raumladungszone gelangen und getrennt werden oder bis sie durch Rekombination verlorengehen. Damit auch diese Ladungsträger zum Solarstrom beitragen wird für Solarzellen mit hohem Wirkungsgrad ein Halbleiterkörper mit großer Diffusionslänge verwendet. Diese Halbleiterkörper sind jedoch wegen der erforderlichen Kri stallgüte teuer.Solar cells with good surface passivation on the light the entrance side are therefore made of a p-doped semiconductor body made on the side facing the light Surface has an n⁺-doped region. The depth of the n⁺-doped area is dimensioned so that the largest Part of the light in the area of the n⁺-doped area and p- doped semiconductor body formed pn junction absorbed and therefore mainly in this area pairs are formed. In the area of the space charge zone of the pn Transition pairs of carriers are separated and carried to solar power. Part of the light penetrates deeper Semiconductor body and is only there with the formation of La manure carrier pairs absorbed. These charge carrier pairs dif base in the semiconductor body with a random direction until they in the area of the electric field of the space charge zone arrive and be separated or until recombined get lost. So that these charge carriers also become solar power will contribute to solar cells with high efficiency Semiconductor body with a long diffusion length is used. These However, semiconductor bodies are because of the necessary Kri stall quality expensive.
Aus DE 28 35 246 A1 und DE 27 23 620 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle bekannt, bei dem in ein Halbleiterplättchen Nuten mit geraden, parallelen Wänden geätzt werden. Diese Nuten gehen durch das Halbleiterplättchen vollständig hindurch und werden beispielsweise durch maskierte Ätzung mit Kaliumhydroxid oder Hydrazin geätzt. Diese Nuten unterteilen das Halbleiterplättchen in einzelne Blöcke, die noch durch Randbereiche miteinander verbunden sind.DE 28 35 246 A1 and DE 27 23 620 A1 describe a method for Manufacture of a solar cell known in which in a semiconductor die Grooves can be etched with straight, parallel walls. These grooves go completely through the semiconductor chip through and are masked, for example Etching etched with potassium hydroxide or hydrazine. These grooves divide the semiconductor die into individual blocks, the are still connected to each other by marginal areas.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle mit verbessertem Wirkungsgrad anzugeben. The invention is based on the problem of a method for Manufacture of a solar cell with improved efficiency specify.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1. Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den übrigen Ansprüchen hervor.According to the invention, this problem is solved by a method according to claim 1. Developments of the invention emerge from the remaining claims.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Solarzelle umfaßt einen monokristallinen Halbleiterkörper mit einem pn-Übergang, in den das Licht hauptsächlich über eine erste Hauptfläche eingestrahlt wird. Im Bereich der ersten Hauptfläche weist der Halbleiterkörper ein n⁺-dotiertes Gebiet auf. Im Bereich einer zweiten Haupt fläche, die der ersten Hauptfläche gegenüberliegt, weist der Halbleiterkörper Poren auf. An die zweite Hauptfläche angrenzend ist ein p⁺-dotiertes Gebiet angeordnet, das ent lang der Oberfläche der Poren in der zweiten Hauptflä che gefaltet ist. Der Halbleiterkörper ist n-dotiert, so daß der pn-Übergang entlang der Oberfläche der Poren in der zweiten Hauptfläche gefaltet ist. Diese Faltung des pn-Überganges vergrößert den Bereich des Halbleiterkörpers, in dem das elektrische Feld der Raumladungszone des pn-Übergan ges zur Ladungssammlung wirksam ist.The solar cell produced by the method according to the invention comprises a monocrystalline Semiconductor body with a pn junction in which the light is mainly irradiated over a first main surface. The semiconductor body has in the region of the first main surface an n⁺-doped area. In the area of a second main The surface opposite the first main surface has the Semiconductor body pores. To the second main area Adjacent is a p Gebiet-doped region that ent long the surface of the pores in the second main surface che is folded. The semiconductor body is n-doped, so that the pn junction along the surface of the pores in the second main surface is folded. This folding of the pn junction increases the area of the semiconductor body, in which is the electrical field of the space charge zone of the pn junction is effective for cargo collection.
Es ist besonders vorteilhaft, einen Halbleiterkörper, dessen n- Dotierstoffkonzentration im Bereich zwi schen 10¹⁶ cm-3 und 10¹⁷ cm-3 liegt, zu verwenden.It is particularly advantageous to use a semiconductor body whose n-dopant concentration is in the range between 10¹⁶ cm -3 and 10¹⁷ cm -3 .
Bei der elektrochemischen Atzung wird zwischen den Elektroly ten und den Halbleiterkörper eine Spannung angelegt. Dabei wird der Halbleiterkörper als Anode verschaltet. Dadurch be wegen sich Minoritätsladungsträger in dem n-dotierten Sili zium zu der mit dem Elektrolyten in Kontakt stehenden zweiten Hauptfläche. An der zweiten Hauptfläche bildet sich während der Ätzung eine Raumladungszone aus. Da die Feldstärke im Bereich von Vertiefungen in der zweiten Hauptfläche größer ist als außerhalb davon, bewegen sich die Minoritätsladungs träger bevorzugt zu diesen Punkten. Dadurch findet die Reak tion hauptsächlich an diesen Punkten statt. Das bewirkt eine Strukturierung der zweiten Hauptfläche.In the electrochemical etching between the electrolytes ten and applied a voltage to the semiconductor body. Here the semiconductor body is connected as an anode. Thereby be because of minority charge carriers in the n-doped sili zium to the second in contact with the electrolyte Main area. On the second main surface forms during a space charge zone from the etching. Since the field strength in The area of depressions in the second main surface is larger is outside of it, the minority charges move carriers preferred on these points. This will find the reak tion mainly at these points. That does one Structuring the second main area.
Je tiefer eine anfänglich kleine Unebenheit durch die Ätzung wird, desto mehr Minoritätsladungsträger bewegen sich wegen der vergrößerten Feldstärke dorthin und desto stärker ist der Ätzangriff an dieser Stelle. Dadurch kommt es zur Ausbildung von tiefen Poren. The deeper an initially small unevenness caused by the etching the more minority carriers move because of the increased field strength there and the stronger the Caustic attack at this point. This leads to training of deep pores.
Die Poren wachsen in der kristallographischen <100<-Richtung. Damit die Poren senkrecht zur zweiten Hauptfläche wachsen, ist es vorteilhaft, einen Halbleiterkörper mit <100<-Orien tierung zu verwenden.The pores grow in the crystallographic <100 <direction. So that the pores grow perpendicular to the second main surface, it is advantageous to use a semiconductor body with <100 <-Orien to use.
Da der Ätzangriff beim elektrochemischen Ätzen stets am Boden der Pore erfolgt, können auf diese Weise Poren erzeugt wer den, deren Tiefe erheblich größer als ihr Durchmesser ist.Because the etching attack is always on the ground during electrochemical etching If the pore occurs, pores can be created in this way those whose depth is considerably greater than their diameter.
Die Anordnung der Poren beim elektrochemischen Ätzen kann da durch vorgegeben werden, daß die zweite Hauptfläche vor der elektrochemischen Ätzung gezielt mit Vertiefungen versehen wird. Dieses erfolgt zum Beispiel mit Hilfe einer Photolitho graphie und anschließendem alkalischem Ätzen.The arrangement of the pores during electrochemical etching can be there be specified by the fact that the second main surface before the provide wells with electrochemical etching becomes. This is done, for example, with the help of a photolitho graphie and subsequent alkaline etching.
Vorzugsweise werden die Poren in der zweiten Hauptfläche so angeordnet, daß benachbarte Poren einen Abstand kleiner oder gleich der Diffusionslänge des Halbleiterkörpers aufweisen. Die Tiefe der Poren wird so bemessen, daß der Abstand des Po renbodens von der ersten Hauptfläche, durch die der Licht einfall erfolgt, kleiner oder gleich der Diffusionslänge ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß praktisch der gesam te Halbleiterkörper im Einfluß des elektrischen Feldes der Raumladungszone des pn-Überganges liegt. Dadurch wird die Rekombination von Ladungsträgern im Volumen des Halbleiter körpers deutlich vermindert. Auf diese Weise kann auch bei Verwendung eines Halbleiterkörpers aus geringerwertigem, monokristallinem Silizium, das Fehlstellen aufweist und das eine Diffusionslänge von 100 bis 200 µm aufweist, ein Wir kungsgrad im Bereich zwischen 12 Prozent und 17 Prozent er zielt werden.The pores in the second main surface are preferably so arranged that adjacent pores a distance smaller or equal to the diffusion length of the semiconductor body. The depth of the pores is dimensioned so that the distance between the Po from the first main surface through which the light incident occurs, is less than or equal to the diffusion length. This ensures that practically the total te semiconductor body in the influence of the electric field Space charge zone of the pn junction is. This will make the Recombination of charge carriers in the volume of the semiconductor body significantly reduced. This way, too Use of a semiconductor body made of inferior, monocrystalline silicon that has defects and that has a diffusion length of 100 to 200 microns, a wir degree of efficiency in the range between 12 percent and 17 percent aims to be.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert.An exemplary embodiment of the invention is described below of the figures explained in more detail.
Fig. 1 zeigt einen Halbleiterkörper mit einem n⁺-dotierten Gebiet. Fig. 1 shows a semiconductor body with an n⁺-doped region.
Fig. 2 zeigt den Halbleiterkörper nach Abscheidung einer Passivierungsschicht. Fig. 2 shows the semiconductor body by deposition of a passivation layer.
Fig. 3 zeigt den Halbleiterkörper nach Strukturierung der Passivierungsschicht. Fig. 3 shows the semiconductor body by patterning the passivation layer.
Fig. 4 zeigt den Halbleiterkörper nach Erzeugung von einer Oberflächentopologie im Bereich einer zweiten Haupt fläche. Fig. 4 shows the semiconductor body after generation of a surface topology in the area of a second main surface.
Fig. 5 zeigt den Halbleiterkörper nach Bildung von Poren durch elektrochemisches Ätzen. Fig. 5 shows the semiconductor body after the formation of pores by electrochemical etching.
Fig. 6 zeigt den Halbleiterkörper nach Erzeugung einer strahlungsdurchlässigen ersten Elektrode auf einer ersten Hauptfläche und einer zweiten Elektrode auf der zweiten Hauptfläche. Fig. 6 shows the semiconductor body to generate a radiation transmissive first electrode on a first main surface and a second electrode on the second major surface.
Zur Herstellung der Solarzelle wird als Halbleiterkörper 1 im Ausführungsbeispiel eine Scheibe aus n-dotiertem, monokristallinem Silizium mit <100<-Orientierung und folgenden Abmessungen: Dicke: 0,5 mm, Durchmesser: 10 cm bis 15 cm ver wendet. Der Halbleiterkörper 1 weist eine Dotierstoffkonzen tration von 10¹⁶ cm-3 auf. Der Halbleiterkörper 1 hat eine Diffusionslänge von 100 bis 200 µm. Der Halblei terkörper 1 weist eine erste Hauptfläche 11 und eine dieser gegenüberliegende zweite Hauptfläche 12 auf (siehe Fig. 1). Durch die erste Hauptfläche 11 erfolgt im Betrieb der we sentliche Lichteinfall.To manufacture the solar cell, a wafer made of n-doped, monocrystalline silicon with <100 <orientation and the following dimensions is used as semiconductor body 1 in the exemplary embodiment: thickness: 0.5 mm, diameter: 10 cm to 15 cm. The semiconductor body 1 has a dopant concentration of 10¹⁶ cm -3 . The semiconductor body 1 has a diffusion length of 100 to 200 μm. The semiconductor body 1 has a first main surface 11 and a second main surface 12 opposite this (see FIG. 1). Through the first main surface 11, there is significant light incidence during operation.
An der gesamten Oberfläche des Halbleiterkörpers 1 wird eine n⁺-dotierte Schicht 2 durch Eindiffusion hergestellt. In der n⁺-dotierten Schicht 2 wird eine Dotierstoffkonzentration von 10²⁰ cm-3 eingestellt. Die n⁺-dotierte Schicht weist eine Ausdehnung senkrecht zur Oberfläche des Halblei terkörpers 1 von 0,5 µm auf. An n gesamten-doped layer 2 is produced on the entire surface of the semiconductor body 1 by indiffusion. In the nstoff-doped layer 2 , a dopant concentration of 10²⁰ cm -3 is set. The n⁺-doped layer has an extension perpendicular to the surface of the semiconductor body 1 of 0.5 μm.
Anschließend wird ganzflächig eine Passivierungsschicht 3 aufgebracht (siehe Fig. 2). Die Passivierungsschicht 3 be steht im Beispiel aus einer 5 nm dicken SiO₂-Schicht, die auf der Oberfläche der n⁺-dotierten Schicht 2 angeordnet ist, und einer 75 nm dicken Si₃N₄-Schicht. Die Passivierungs schicht 3 wirkt als rekombinationsarmer Belag im Bereich der ersten Hauptfläche 11 sowie als Antireflektionsschicht.A passivation layer 3 is then applied over the entire surface (see FIG. 2). The passivation layer 3 be in the example of a 5 nm thick SiO₂ layer, which is arranged on the surface of the n⁺-doped layer 2 , and a 75 nm thick Si₃N₄ layer. The passivation layer 3 acts as a low-recombination coating in the area of the first main surface 11 and as an anti-reflection layer.
Unter Verwendung einer photolithographisch hergestellten Pho tolackmaske (nicht dargestellt) wird durch Ätzen in HF die Passivierungsschicht 3 im Bereich der zweiten Hauptfläche 12 strukturiert (siehe Fig. 3).Using a photolithographically produced photoresist mask (not shown), the passivation layer 3 is structured in the region of the second main surface 12 by etching in HF (see FIG. 3).
Durch alkalisches Ätzen mit KOH, wobei die strukturierte Passivierungsschicht 3 als Maske wirkt, wird die zweite Hauptfläche 12 mit einer Oberflächentopologie 4 ver sehen. Die Oberflächentopologie 4 umfaßt eine Vielzahl von Unebenheiten, die an solchen Orten angeordnet sind, an denen später Poren erzeugt werden sollen. Die Unebenheiten der Oberflächentopologie 4 werden so tief geätzt, daß die n⁺-do tierte Schicht 2 durchätzt wird.By alkaline etching with KOH, the structured passivation layer 3 acting as a mask, the second main surface 12 is seen with a surface topology 4 . The surface topology 4 comprises a large number of unevenness, which are arranged at those locations at which pores are later to be created. The bumps of the surface topology 4 are etched so deep that the n⁺-doped layer 2 is etched through.
Anschließend wird die zweite Hauptfläche 12 des Halbleiter körpers 1 mit einem Elektrolyten in Kontakt gebracht. Der Elektrolyt ist fluoridhaltig und sauer. Er enthält eine Fluß säurekonzentration von 1 bis 50 Gewichtsprozent, vorzugsweise 4 Gewichtsprozent. Dem Elektrolyten kann ein Oxidationsmit tel, im Ausführungsbeispiel Wasserstoffsuperoxid, zugesetzt werden, um die Entwicklung von Wasserstoffbläschen auf der zweiten Hauptfläche 12 des Halbleiterkörpers 1 zu unterdrücken. Zwi schen den Halbleiterkörper 1 und den Elektrolyten wird eine Spannung von 2 Volt angelegt. Der Halbleiterkör per 1 wird über die n⁺-dotierte Schicht 2 kontaktiert. Dabei wird der Halbleiterkörper 1, der im Beispiel einen spezifi schen Widerstand von 5 Ohm · cm aufweist, als Anode ver schaltet. Der Halbleiterkörper 1 wird von der ersten Haupt fläche 11 her beleuchtet. Durch die Beleuchtung wird bei der elektrochemischen Ätzung in dem Halbleiterkörper 1 eine Stromdichte von 0,4 mA/cm² eingestellt. Die Ätzung wird wäh rend etwa 6 Stunden durchgeführt. Nach dieser Ätzzeit sind in der zweiten Hauptfläche 12 des Halbleiterkörpers 1 Poren 5 entstanden, die einen Durchmesser von 10 µm aufweisen. Die Tiefe der Poren 5 ist so groß, daß der Abstand zwischen dem Boden der Poren 5 und der ersten Hauptfläche 11 30 µm beträgt. Bedingt durch die Ober flächentopologie 4 beträgt der Abstand zwischen benachbarten Poren 5 60 bis 100 µm.The second main surface 12 of the semiconductor body 1 is then brought into contact with an electrolyte. The electrolyte contains fluoride and is acidic. It contains a hydrofluoric acid concentration of 1 to 50 percent by weight, preferably 4 percent by weight. An oxidizing agent, hydrogen superoxide in the exemplary embodiment, can be added to the electrolyte in order to suppress the development of hydrogen bubbles on the second main surface 12 of the semiconductor body 1 . A voltage of 2 volts is applied between the semiconductor body 1 and the electrolyte. The semiconductor body per 1 is contacted via the n⁺-doped layer 2 . The semiconductor body 1 , which in the example has a specific resistance of 5 ohm · cm, is switched as an anode. The semiconductor body 1 is illuminated from the first main surface 11 . Due to the lighting, a current density of 0.4 mA / cm 2 is set in the semiconductor body 1 during the electrochemical etching. The etching is carried out for about 6 hours. After this etching time, pores 5 which have a diameter of 10 μm have formed in the second main surface 12 of the semiconductor body 1 . The depth of the pores 5 is so great that the distance between the bottom of the pores 5 and the first main surface 11 is 30 μm. Due to the surface topology 4 , the distance between adjacent pores 5 is 60 to 100 microns.
An der Oberfläche der Poren 5 wird im Ausführungsbeispiel durch Gaspha sendiffusion von Bor ein p⁺-dotiertes Gebiet 6 hergestellt. Das p⁺-dotierte Gebiet weist eine Dotierstoffkonzentration von 10¹⁹ bis 10²⁰ cm-3 auf. Die Tiefe des p⁺-do tierten Gebiets 6 jeweils senkrecht zur Oberfläche beträgt 1 µm (siehe Fig. 5). Bei der Gasphasendiffusion wirkt die Passivierungsschicht als Maske.In the exemplary embodiment, a p 5-doped region 6 is produced on the surface of the pores 5 by gas-phase diffusion of boron. The p⁺-doped region has a dopant concentration of 10¹⁹ to 10²⁰ cm -3 . The depth of the p⁺-doped region 6 perpendicular to the surface is 1 µm (see Fig. 5). In gas phase diffusion, the passivation layer acts as a mask.
Bei dem elektrochemischen Ätzen zur Bildung der Poren 5 und der anschließenden Gasphasendiffusion zur Bildung des p⁺-do tierten Gebietes 6 wird der im Bereich der zweiten Hauptflä che 12 angeordnete Teil der n⁺-dotierten Schicht 2 im wesent lichen entfernt, so daß aus der n⁺-dotierten Schicht 2 ein n⁺-dotiertes Gebiet 2′ entsteht, das an die erste Hauptfläche 11 angrenzt. Zwischen dem p⁺-dotierten Gebiet 6 und dem n⁺- dotierten Gebiet 2′ ist, außer an den Kanten des p⁺-dotierten Gebietes 6, das n-dotierte Ausgangsmaterial des Halbleiter körpers 1 angeordnet.In the electrochemical etching to form the pores 5 and the subsequent gas phase diffusion to form the p⁺-doped region 6 , the part 12 of the n⁺-doped layer 2 arranged in the region of the second main surface is essentially removed, so that from the n⁺-doped layer 2, an n⁺-doped region 2 'is formed, which is adjacent to the first main surface 11 . Between the p⁺-doped region 6 and the n⁺-doped region 2 ', except for the edges of the p⁺-doped region 6 , the n-doped starting material of the semiconductor body 1 is arranged.
Zur Fertigstellung der Solarzelle wird mit Hilfe einer weite ren Photolackmaske (nicht dargestellt) im Bereich der ersten Hauptfläche 11 Kontakte zu dem n⁺-dotierten Gebiet 2′ geöff net. Diese Kontaktlöcher werden mit einer strahlungsdurchläs sigen ersten Elektrode 7 versehen. Die strahlungsdurchlässige erste Elektrode 7 wird im Ausführungsbeispiel als strukturierte Metall schicht aus Silber oder Aluminium gebildet. To complete the solar cell, 11 contacts to the n⁺-doped region 2 'are opened using a wide photoresist mask (not shown) in the region of the first main area. These contact holes are provided with a radiation-permeable first electrode 7 . The radiation-permeable first electrode 7 is formed in the exemplary embodiment as a structured metal layer made of silver or aluminum.
Eine solche strukturierte Metallelektrode wird vielfach als Grid bezeichnet.Such a structured metal electrode is often called Called grid.
Auf der zweiten Hauptfläche 12 wird eine zweite Elektrode 8 durch Siebdruck unter Verwendung einer Silber leitpaste hergestellt.On the second main surface 12 , a second electrode 8 is produced by screen printing using a silver conductive paste.
Zur Verbesserung des Reflexionsverhaltens der ersten Haupt fläche 11, durch die der wesentliche Lichteinfall in die So larzelle erfolgt, kann die erste Hauptfläche 11 vor der Ab scheidung der Passivierungsschicht 3 durch eine zusätzliche Ätzung, zum Beispiel alkalisch mit KOH, aufgerauht werden.To improve the reflection behavior of the first main surface 11 , through which the essential light enters the solar cell, the first main surface 11 can be roughened by an additional etching, for example alkaline with KOH, before the passivation layer 3 is separated.
Um auch den Lichteinfall von am Hintergrund der Solarzelle reflektierten Lichtes über die zweite Hauptfläche 12 zu er möglichen, kann auch die zweite Elektrode 8 strukturiert werden. Für diesen Lichteinfall ist die Solarzelle jedoch be züglich Rekombination nicht optimiert.In order to also make it possible for the light incident on the background of the solar cell to be incident on the second main surface 12 , the second electrode 8 can also be structured. However, the solar cell is not optimized with regard to recombination for this incidence of light.
Claims (9)
- - bei dem ein Halbleiterkörper (1) aus n-dotiertem, monokristallinem Silizium an einer ersten Hauptfläche (11) mit einem n⁺-dotierten Gebiet (2′) versehen wird,
- - bei dem in einer zweiten, der ersten gegenüberliegenden Hauptfläche (12) durch elektrochemisches Ätzen in einem fluoridhaltigen, sauren Elektrolyten, mit dem die zweite Hauptfläche (12) in Kontakt steht und zwischen dem und dem Halbleiterkörper (1) eine elektrische Spannung so angelegt wird, daß der Halbleiterkörper (1) als Anode verschaltet ist und daß in dem Halbleiterkörper (1) eine den Ätzabtrag beeinflussende Stromdichte eingestellt wird, Poren (5) erzeugt werden,
- - bei dem in der zweiten Hauptfläche (12) ein p⁺-dotiertes Gebiet (6) so erzeugt wird, daß ein entlang der Oberfläche entlang der Poren (5) gefalteter pn-Übergang gebildet wird,
- - bei dem die erste Hauptfläche (11) mit einer strahlungsdurchlässigen ersten Elektrode (7) und die zweite Hauptfläche (12) mit einer zweiten Elektrode (8) versehen wird.
- - In which a semiconductor body ( 1 ) made of n-doped, monocrystalline silicon is provided on a first main surface ( 11 ) with an n-doped region ( 2 ' ),
- - In which in a second, the first opposite main surface ( 12 ) by electrochemical etching in a fluoride-containing, acidic electrolyte with which the second main surface ( 12 ) is in contact and between the and the semiconductor body ( 1 ) an electrical voltage is applied that the semiconductor body ( 1 ) is connected as an anode and that a current density influencing the etching removal is set in the semiconductor body ( 1 ), pores ( 5 ) are generated,
- - In which a p zweiten-doped region ( 6 ) is generated in the second main surface ( 12 ) in such a way that a pn junction is formed along the surface along the pores ( 5 ),
- - In which the first main surface ( 11 ) is provided with a radiation-permeable first electrode ( 7 ) and the second main surface ( 12 ) with a second electrode ( 8 ).
- - bei dem der Elektrolyt 1 bis 50 Gewichtsprozent Flußsäure (HF) enthält,
- - bei dem der Halbleiterkörper (1) während der elektrochemischen Ätzung von der ersten Hauptfläche (11) her beleuchtet wird, um die Stromdichte im Halbleiterkörper (1) einzustellen.
- - in which the electrolyte contains 1 to 50 percent by weight of hydrofluoric acid (HF),
- - In which the semiconductor body ( 1 ) is illuminated during the electrochemical etching from the first main surface ( 11 ) in order to adjust the current density in the semiconductor body ( 1 ).
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