EP2327102A1 - Method for local contacting and local doping of a semiconductor layer - Google Patents

Method for local contacting and local doping of a semiconductor layer

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EP2327102A1
EP2327102A1 EP09778000A EP09778000A EP2327102A1 EP 2327102 A1 EP2327102 A1 EP 2327102A1 EP 09778000 A EP09778000 A EP 09778000A EP 09778000 A EP09778000 A EP 09778000A EP 2327102 A1 EP2327102 A1 EP 2327102A1
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EP
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layer
semiconductor
doping
local
semiconductor layer
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Withdrawn
Application number
EP09778000A
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German (de)
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Ralf Preu
Andreas Grohe
Daniel Biro
Jochen Rentsch
Marc Hofmann
Jan-Frederik Nekarda
Andreas Wolf
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Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
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    • H01L21/225—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities using diffusion into or out of a solid from or into a solid phase, e.g. a doped oxide layer
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    • Y02E10/52—PV systems with concentrators

Definitions

  • the invention relates to a method for local contacting and local doping of a semiconductor layer, as well as a semiconductor structure at least with a local doping.
  • Such a method is used in particular for the production of solar cells and is described for example in DE 100 46 170 A1.
  • the object of the present invention is to improve the known method in that the contact properties, in particular with regard to the recombination properties of the semiconductor surface in the area of the contact, are improved so that a further optimization of the efficiency of the solar cell is achieved and / or the manufacturing costs are further reduced ,
  • the method according to the invention for the local contacting and local doping of a semiconductor layer comprises a method step A, in which a layer structure is produced on the semiconductor layer.
  • the semiconductor layer typically consists of a semiconductor wafer, such as a silicon wafer.
  • the method according to the invention can also be applied to any other semiconductor layers, for example a semiconductor layer on the surface of a multilayer structure.
  • the method step A in turn comprises method steps i. and ii., wherein in method step i. at least one intermediate layer is applied to one side of the semiconductor layer. Subsequently, in method step ii. at least one metal layer on the in step i. applied last applied intermediate layer, wherein the metal layer at least partially covers the last applied intermediate layer.
  • the intermediate layer When using the method according to the invention for producing a backside contact, the intermediate layer will typically cover substantially the entire side of the semiconductor layer and the metal layer will cover the
  • the intermediate layer substantially completely.
  • the intermediate layer only partially covers the side of the semiconductor layer and / or the metal layer only partially covers the intermediate layer.
  • the layer structure is locally heated, such that a melt mixture of at least partial regions of at least the layers of metal layer, intermediate layer and semiconductor layer briefly forms in a local region and, after solidification of the melt mixture
  • the melt mixture is preferably formed from partial regions of all intermediate layers, metal layer and semiconductor layer. Between the metal layer and the semiconductor layer there is thus an electrically conductive connection in the region of the location of the solidified melt mixture.
  • At least one intermediate layer is a doping layer.
  • This doping layer includes a dopant, wherein the dopant has a greater solid-state solubility in the semiconductor layer than the solid-state solubility of the metal of the metal layer in the semiconductor layer.
  • the invention is based on the recognition of the applicant that by the
  • the method according to the invention it is possible for the first time by local heating of the layer structure, preferably by a radiation source, in particular a laser, to simultaneously produce a local high doping and the electrical contacting between metal layer and semiconductor layer.
  • a radiation source in particular a laser
  • the inventive method has the particular advantage that the local high doping mandatory in the subregion of
  • Semiconductor layer is formed in which the electrical contact between the metal layer and the semiconductor layer takes place. A local maladjustment between the areas of local high doping and the electrical contact is thus excluded.
  • the method according to the invention furthermore has the advantage over previously known methods for local high doping that removal of the doping layer can be avoided. Rather, both the doping layer and the metal layer remain on the semiconductor structure and, for example, on the finished solar cell, so that no additional process steps for removing the doping layer are necessary.
  • the local high doping with the dopant significantly improves the contact properties, in particular reduces the contact resistance between the semiconductor layer and the metal layer, and significantly shields the interface between the semiconductor surface and the metal layer against minority carrier recombination and thus improves the electrical properties.
  • the object is further achieved by a semiconductor structure according to the invention according to claim 18.
  • the semiconductor structure comprises a
  • Semiconductor layer at least one intermediate layer on one side of the semiconductor layer and at least one metal layer which at least partially covers the intermediate layer or, in the case of a plurality of intermediate layers, the last deposited intermediate layer or the intermediate layer located farthest from the semiconductor layer, the semiconductor structure having at least one local area a solidified melt mixture of subregions of at least the layers metal layer, first layer and semiconductor layer, so that metal layer and semiconductor layer are electrically conductively connected at the location of the solidified melt mixture.
  • the solidified melt mixture is the result of a local short-term heating, which causes locally briefly a melt mixture of said layers.
  • At least one intermediate layer is a doping layer which includes a dopant, wherein the dopant has a greater solubility in the semiconductor layer than the metal of the metal layer.
  • the semiconductor structure according to the invention is preferably produced by means of the method according to the invention.
  • a minimum concentration of the dopant in the doping layer is advantageous:
  • the concentration of the dopant in the doping layer is greater than equal to 1 x10 21 cm "3. It is particularly advantageous that the concentration is greater than or equal 5x10 21 cm '. 3
  • the doping concentration of the dopant area normalized per unit area of the interface semiconductor layer / doping layer at least 2.5x10 14 cm "2, in particular at least 1 x10 15 cm" 2. If the doping layer is applied to an intermediate layer, the abovementioned values per unit area of the interface between the intermediate layer and the doping layer are advantageous.
  • the doping layer is formed as borosilicate glass.
  • the first deposited on the semiconductor layer intermediate layer has a passivating effect in terms of
  • the doping layer is applied between the semiconductor layer and metal layer, only the doping layer is applied and the doping layer is formed such that it achieves the passivation effect described above.
  • the doping layer is advantageously thinner than 1 .mu.m, in particular thinner than 500 nm. This ensures sufficient heat transfer when the heat is locally introduced to produce the melt layer.
  • the local melting takes place in a substantially point- or line-shaped region.
  • the local area in which the layers are melted advantageously has a diameter of less than 500 ⁇ m, in particular less than 200 ⁇ m. This ensures that no damage to the crystal structure of the semiconductor and thus no impairment of the electrical properties occurs in the adjacent areas in which no contact takes place.
  • a multiplicity of local contacts and local high dopings are produced by the method according to the invention.
  • the total area fraction of all local melted regions on the overall surface of the semiconductor layer is less than 20%, in particular less than 5%. Too high a proportion of high doping and electrical contacting areas would result in increased minority carrier recombination, the above percentages ensuring an optimized ratio between the local high doping contacted areas and the high passivation areas.
  • process step B a local heating of the layer structure takes place in such a way that a melt mixture is formed.
  • step B the local heating is carried out such that at least the temperature of the eutectic point of the melt mixture is achieved, in particular that the layer structure is locally heated to at least 550 degrees Celsius.
  • the method according to the invention has the advantage that no removal of the doping layer is necessary.
  • the transport of the charge carriers starting from the semiconductor layer thus takes place from the semiconductor layer over the region of the solidified melt mixture into the metal layer and from there into optionally connected external circuits or an adjacent solar cell in the case of module interconnection.
  • the metal layer is designed to minimize losses due to series resistive resistances. Therefore, it is advantageous if the doping layer has a sheet resistance which is at least a factor of 10, in particular at least a factor of 100, preferably at least a factor of 1000 greater than the sheet resistance of the metal layer, so that the current transport parallel to the surface of the semiconductor layer in Substantially in the semiconductor layer and in the metal layer, but not in the doping layer takes place.
  • the doping layer is electrically insulating. This additionally forms a barrier against undesired contacts between the metal layer and the semiconductor layer.
  • At least the first layer applied to the semiconductor layer is an optically transparent layer, in particular a layer transparent in the wavelength range from 300 nm to 1500 nm.
  • a further increase in the efficiency of the solar cell can be achieved with the method according to the invention, in which an additional intermediate layer between doping layer and metal layer is applied in an advantageous embodiment, this intermediate layer without corrosive properties to the metal layer.
  • this intermediate layer without corrosive properties to the metal layer.
  • Such layers are preferably made of the materials silicon dioxide or silicon nitride or silicon carbide.
  • an additional intermediate layer is applied between the semiconductor layer and the doping layer.
  • This intermediate layer is preferably made of silicon dioxide or amorphous silicon or amorphous silicon nitride or aluminum oxide. It is likewise within the scope of the invention to produce such an intermediate layer from a combination of the aforementioned, as described, for example, in M. Hofmann et al, Proceedings of the 21st EU PVSEC, Dresden, 2006.
  • these layers have a very good passivating effect on the surface recombination properties of the surface of the semiconductor layer.
  • a passivation layer of about 10 nm to 30 nm thickness, followed by a doping layer of about 100 nm to 200 nm thickness, then an intermediate layer without corrosive properties to a metal layer, for example a
  • Silicon nitride layer having a thickness of about 30 nm and finally a metal layer, for example an aluminum layer, with a thickness of 0.5 .mu.m to 10 .mu.m, preferably with a thickness of about 2 microns.
  • Figure 2 shows a section of the resulting layer structure at the back of the solar cell according to Figure 1 prior to local melting
  • Figure 3 shows the detail of Figure 2 after melting and solidification of the melt mixture.
  • Solar cells are devices that convert light into electrical energy. Usually they consist of a semiconductor material - usually solar cells are made of silicon - having n- or p-type semiconductor regions. The semiconductor regions are known per se as emitter or base. By incident on the solar cell light positive and negative charge carriers are generated within the solar cell, which are spatially separated at the interface between the n- (emitter) and p-doped (base) semiconductor region, the so-called pn junction. By means of metallic contacts, which are connected to the emitter and to the base, these separate charge carriers can be removed.
  • solar cells consist of full-surface base 2 and emitter regions 3, the emitter 3 being located on the side facing the light, the front side of the solar cell.
  • FIG. 1 shows a known solar cell 1.
  • the rear side of the solar cell 1 is usually provided with a full-surface metal layer 4, are applied to the appropriate back contact pads 5, for example.
  • AIAg AIAg.
  • the emitter region 3 is contacted with a metal grid 6 with the aim of losing as little light as possible by reflection on the metal contact for the solar cell, ie the metal grid 6 has a finger structure in order to cover as little solar cell surface as possible.
  • To optimize the power output of the solar cell 1 is also trying to keep the optical losses due to reflection as small as possible. This is achieved by the deposition so-called antireflection layers 7 (ARC) on the front side surface of the solar cell 1.
  • ARC antireflection layers 7
  • the layer thickness of the antireflection layers 7 is selected so that just destructive interference of the reflected light results in the most energetically important spectral range.
  • Used anti-reflective materials are for. As titanium dioxide, silicon nitride and silica.
  • a reduction in reflection can be achieved by producing a suitable surface texture by means of an etching or mechanical processing method, as is apparent from the solar cell shown in FIG.
  • the emitter region 3 as well as the anti-reflection layer 7 applied to the emitter is structured in such a way that the light incident on the structured surface of the solar cell 1 increases in the pyramid-like structures
  • the electrical contacting of the emitter 3 takes place with a metal mesh 6 which is as slender as possible, of which only a narrow contact finger is shown in FIG.
  • the antireflection layer 7 can also serve as a passivation layer, which on the one hand provides mechanical surface protection but also has intrinsic effects with regard to the reduction of surface recombination processes, which will be discussed in more detail below.
  • FIG. 2 A section of the resulting layer structure on the solar cell rear side is shown in FIG. 2, wherein the layer sequence has been reversed in FIGS. 2 and 3, ie the layer lying lowermost in the solar cell is shown at the top of FIGS. 2 and 3.
  • the rear-side contacts of this solar cell shown in FIG. 1 are advantageously produced by means of the method according to the invention. The generation is explained below with reference to FIGS. 2 and 3, which show a section of a local area in which an electrical local contact and a local high doping are generated at the rear side of the solar cell shown in FIG.
  • a silicon wafer (or silicon wafer) 8 from which the solar cell shown in FIG. 1 was produced, constitutes the semiconductor layer.
  • an approximately 10 nm thin passivating layer 9 is formed on the silicon wafer 8.
  • This doping layer 10 contains the dopant boron in a concentration of about 2 ⁇ 10 21 cm -3 .
  • an approximately 10 nm thick anti-reflection layer 1 1 is applied, which is formed as a silicon dioxide layer.
  • step A ii. the silicon dioxide layer
  • the dopant boron has a solubility of about 3 ⁇ 10 19 cm -3 in silicon compared to the much lower solubility of aluminum of 3 ⁇ 10 18 cm -3 in silicon. In the recrystallization, therefore, the boron, due to the much higher solubility, is incorporated at a much higher concentration in the crystal lattice of the silicon structure resulting from the solidification, compared to the aluminum.
  • the solidified region thus has a local boron high doping and, in addition, an electrical contact between the metal layer 12 and the silicon wafer 8 is produced (method step D).
  • the inventive method thus has advantages over the previously known method for the local contacting of a solar cell according to DE 100 46 170 A1: Due to the higher doping with boron in the area of the electrical contacting, a significantly lower recombination rate is realized at the contacts. In this way, an increased number of contact points, that is, an increased total area of the electrical contact can be realized without the increased efficiency of the solar cell would be reduced due to increased recombination. Due to the increased total area of the electrical contact, however, the electrical line resistance decreases when the charge carriers are removed from the silicon wafer via the metal layer, so that overall the efficiency of the solar cell is increased.

Abstract

The invention relates to a method for local contacting and local doping of a semiconductor layer comprising the following process steps: A) Generation of a layer structure on the semiconductor layer through i) application of at least one intermediate layer on one side of the semiconductor layer, and ii) application of at least one metal layer onto the intermediate layer last applied in step i), wherein the metal layer at least partly covers the last applied intermediate layer, B) Local heating of the layer structure in such a manner that in a local region a short-time melt-mixture of at least partial regions of at least the layers: Metal layer, intermediate layer and semiconductor layer, forms and after solidification of the melt-mixture, a contacting is created between metal layer and semiconductor layer.  It is essential that in step A) i) at least one intermediate layer designed as dopant layer is applied, which contains a dopant wherein the dopant has a greater solubility in the semiconductor layer than the metal of the metal layer.

Description

Verfahren zur lokalen Kontaktierunq und lokalen Dotierung einer Halbleiterschicht Method for local contacting and local doping of a semiconductor layer
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur lokalen Kontaktierung und lokalen Dotierung einer Halbleiterschicht, sowie eine Halbleiterstruktur zumindest mit einer lokalen Dotierung.The invention relates to a method for local contacting and local doping of a semiconductor layer, as well as a semiconductor structure at least with a local doping.
Es ist bekannt, eine mit wenigstens einer passivierenden, dielektrischen Schicht überzogene Oberfläche einer Halbleiterschicht derart zu kontaktieren, dass eine Metallschicht auf die dielektrische Schicht aufgebracht wird und die Metallschicht mittels einer Strahlungsquelle kurzzeitig lokal erhitzt wird. Die Erhitzung führt zu einer lokalen Schmelzmischung aus Metallschicht, dielektrischer Schicht und Halbleiter, so dass nach Erstarren der Schmelzmischung ein elektrischer Kontakt zwischen Halbleiter und Metallschicht besteht.It is known to contact a surface of a semiconductor layer coated with at least one passivating, dielectric layer such that a metal layer is applied to the dielectric layer and the metal layer is briefly locally heated by means of a radiation source. The heating leads to a local melt mixture of metal layer, dielectric layer and semiconductor, so that after solidification of the melt mixture, an electrical contact between semiconductor and metal layer.
Ein solches Verfahren findet insbesondere zur Herstellung von Solarzellen Anwendung und ist beispielsweise in DE 100 46 170 A1 beschrieben.Such a method is used in particular for the production of solar cells and is described for example in DE 100 46 170 A1.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren dahingehend zu verbessern, dass die Kontakteigenschaften insbesondere hinsichtlich der Rekombinationseigenschaften der Halbleiteroberfläche im Bereich des Kontaktes verbessert werden, so dass eine weitere Optimierung des Wirkungsgrades der Solarzelle erzielt wird und/oder die Herstellungskosten weiter verringert werden.The object of the present invention is to improve the known method in that the contact properties, in particular with regard to the recombination properties of the semiconductor surface in the area of the contact, are improved so that a further optimization of the efficiency of the solar cell is achieved and / or the manufacturing costs are further reduced ,
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur lokalen Kontaktierung und lokalen Dotierung einer Halbleiterschicht gemäß Anspruch 1 sowie eine Halbleiterstruktur gemäß Anspruch 18. Vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens finden sich in den Ansprüchen 2 bis 17; eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Halbleiterstruktur findet sich in den Ansprüchen 19 bis 20. Das erfindungsgemäße Verfahren zur lokalen Kontaktierung und lokalen Dotierung einer Halbleiterschicht umfasst einen Verfahrensschritt A, in dem eine Schichtstruktur auf der Halbleiterschicht erzeugt wird.This object is achieved by a method for local contacting and local doping of a semiconductor layer according to claim 1 and a semiconductor structure according to claim 18. Advantageous embodiment of the method according to the invention can be found in claims 2 to 17; An advantageous embodiment of the semiconductor structure according to the invention can be found in claims 19 to 20. The method according to the invention for the local contacting and local doping of a semiconductor layer comprises a method step A, in which a layer structure is produced on the semiconductor layer.
Die Halbleiterschicht besteht typischerweise aus einem Halbleiterwafer, wie beispielsweise einem Siliziumwafer. Ebenso ist das erfindungsgemäße Verfahren jedoch auch auf beliebige andere Halbleiterschichten anwendbar, wie beispielsweise eine Halbleiterschicht an der Oberfläche einer Mehrschichtstruktur.The semiconductor layer typically consists of a semiconductor wafer, such as a silicon wafer. Likewise, however, the method according to the invention can also be applied to any other semiconductor layers, for example a semiconductor layer on the surface of a multilayer structure.
Der Verfahrensschritt A umfasst wiederum Verfahrensschritte i. und ii., wobei in Verfahrensschritt i. mindestens eine Zwischenschicht auf eine Seite der Halbleiterschicht aufgebracht wird. Anschließend wird in Verfahrensschritt ii. mindestens eine Metallschicht auf die in Schritt i. zuletzt aufgebrachte Zwischenschicht aufgebracht, wobei die Metallschicht die zuletzt aufgebrachte Zwischenschicht zumindest teilweise bedeckt.The method step A in turn comprises method steps i. and ii., wherein in method step i. at least one intermediate layer is applied to one side of the semiconductor layer. Subsequently, in method step ii. at least one metal layer on the in step i. applied last applied intermediate layer, wherein the metal layer at least partially covers the last applied intermediate layer.
Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Rückseitenkontaktes wird typischerweise die Zwischenschicht im Wesentlichen die gesamte Seite der Halbleiterschicht bedecken und die Metallschicht dieWhen using the method according to the invention for producing a backside contact, the intermediate layer will typically cover substantially the entire side of the semiconductor layer and the metal layer will cover the
Zwischenschicht im Wesentlichen vollständig bedecken. Ebenso liegt es jedoch im Rahmen der Erfindung, beispielsweise zur Ausbildung eines Vorderseitenkontaktes einer Solarzelle, dass die Zwischenschicht die Seite der Halbleiterschicht lediglich teilweise bedeckt und/oder die Metallschicht die Zwischenschicht lediglich teilweise bedeckt.Cover the intermediate layer substantially completely. However, it is also within the scope of the invention, for example for the formation of a front-side contact of a solar cell, that the intermediate layer only partially covers the side of the semiconductor layer and / or the metal layer only partially covers the intermediate layer.
In einem Verfahrensschritt B wird die Schichtstruktur lokal erhitzt, so dass sich in einem lokalen Bereich kurzzeitig eine Schmelzmischung aus zumindest Teilbereichen zumindest der Schichten Metallschicht, Zwischenschicht und Halbleiterschicht bildet und nach Erstarren der Schmelzmischung eineIn a method step B, the layer structure is locally heated, such that a melt mixture of at least partial regions of at least the layers of metal layer, intermediate layer and semiconductor layer briefly forms in a local region and, after solidification of the melt mixture
Kontaktierung zwischen der Metallschicht und der Halbleiterschicht besteht. Sofern die erfindungsgemäße Solarzelle mehrere Zwischenschichten am Ort der lokalen Erhitzung aufweist, wird die Schmelzmischung vorzugsweise aus Teilbereichen aller Zwischenschichten, Metallschicht und Halbleiterschicht gebildet. Zwischen Metallschicht und Halbleiterschicht besteht somit im Bereich des Ortes des erstarrten Schmelzgemisches eine elektrisch leitende Verbindung.Contact between the metal layer and the semiconductor layer is made. If the solar cell according to the invention has several intermediate layers at the location of the local heating, the melt mixture is preferably formed from partial regions of all intermediate layers, metal layer and semiconductor layer. Between the metal layer and the semiconductor layer there is thus an electrically conductive connection in the region of the location of the solidified melt mixture.
Wesentlich ist, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mindestens eine Zwischenschicht eine Dotierungsschicht ist. Diese Dotierungsschicht beinhaltet einen Dotierstoff, wobei der Dotierstoff eine größere Festkörper-Löslichkeit in der Halbleiterschicht aufweist als die Festkörper-Löslichkeit des Metalls der Metallschicht in der Halbleiterschicht.It is essential that in the method according to the invention at least one intermediate layer is a doping layer. This doping layer includes a dopant, wherein the dopant has a greater solid-state solubility in the semiconductor layer than the solid-state solubility of the metal of the metal layer in the semiconductor layer.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis des Anmelders zugrunde, dass durch dieThe invention is based on the recognition of the applicant that by the
Verwendung einer Dotierungsschicht der Dotierstoff aufgrund seiner gegenüber dem Metall der Metallschicht größeren Festkörper-Löslichkeit bei der Rekristallisation in einer höheren Konzentration substitutioneil in das Kristallgitter des Halbleiters eingebaut wird und dadurch nach Erstarren der Schmelzmischung eine lokale Hochdotierung im Bereich des elektrischenUsing a doping layer of the dopant due to its relation to the metal of the metal layer greater solid-solubility in the recrystallization in a higher concentration is substitutionally incorporated into the crystal lattice of the semiconductor and thereby after solidification of the melt mixture, a local high doping in the field of electrical
Kontaktes zwischen Metallschicht und Halbleiterschicht durch den Dotierstoff besteht.Contact between metal layer and semiconductor layer is made by the dopant.
Zur Erzeugung hocheffizienter Solarzellen ist es bekannt, mittels mehrerer Fotolithographieschritte und Eindiffusionen lokale hochdotierte Bereiche in denjenigen Teilbereichen der Halbleiterschicht zu schaffen, an denen in späteren Prozessschritten die elektrische Kontaktierung zwischen Metallschicht und Halbleiterschicht erfolgt.In order to produce highly efficient solar cells, it is known to provide local highly doped regions in those partial regions of the semiconductor layer by means of a plurality of photolithographic steps and indiffusions, at which the electrical contacting between metal layer and semiconductor layer takes place in later process steps.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es erstmals möglich, durch lokales Erhitzen der Schichtstruktur, vorzugsweise durch eine Strahlungsquelle, insbesondere einen Laser, gleichzeitig eine lokale Hochdotierung und die elektrische Kontaktierung zwischen Metallschicht und Halbleiterschicht herzustellen. Das erfindungsgemäße Verfahren weist insbesondere den Vorteil auf, dass die lokale Hochdotierung zwingend in dem Teilbereich derWith the method according to the invention, it is possible for the first time by local heating of the layer structure, preferably by a radiation source, in particular a laser, to simultaneously produce a local high doping and the electrical contacting between metal layer and semiconductor layer. The inventive method has the particular advantage that the local high doping mandatory in the subregion of
Halbleiterschicht entsteht, in dem die elektrische Kontaktierung zwischen Metallschicht und Halbleiterschicht erfolgt. Eine örtliche Dejustierung zwischen den Bereichen der lokalen Hochdotierung und der elektrischen Kontaktierung ist somit ausgeschlossen. Das erfindungsgemäße Verfahren weist gegenüber vorbekannten Verfahren zur lokalen Hochdotierung weiterhin den Vorteil auf, dass eine Entfernung der Dotierungsschicht vermieden werden kann. Vielmehr verbleibt sowohl die Dotierungsschicht, als auch die Metallschicht auf Halbleiterstruktur und beispielsweise auf der fertig gestellten Solarzelle, so dass keine zusätzlichen Prozessschritte zur Entfernung der Dotierungsschicht notwendig sind.Semiconductor layer is formed in which the electrical contact between the metal layer and the semiconductor layer takes place. A local maladjustment between the areas of local high doping and the electrical contact is thus excluded. The method according to the invention furthermore has the advantage over previously known methods for local high doping that removal of the doping layer can be avoided. Rather, both the doping layer and the metal layer remain on the semiconductor structure and, for example, on the finished solar cell, so that no additional process steps for removing the doping layer are necessary.
Durch die lokale Hochdotierung mit dem Dotierstoff werden die Kontakteigenschaften deutlich verbessert, insbesondere der Kontaktwiderstand zwischen Halbleiterschicht und Metallschicht verringert und die Grenzfläche zwischen der Halbleiteroberfläche und der Metallschicht deutlich besser gegen Minoritätsladungsträgerrekombination abgeschirmt und somit die elektrischen Eigenschaften verbessert. Diese Verbesserungen führen insbesondere bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Solarzellen zu einer Erhöhung des Wirkungsgrades, bzw. zu einer Kostenreduzierung bei der Herstellung, da keine zusätzlichen Prozessschritte zur Herstellung der lokalen Hochdotierung notwendig sind.The local high doping with the dopant significantly improves the contact properties, in particular reduces the contact resistance between the semiconductor layer and the metal layer, and significantly shields the interface between the semiconductor surface and the metal layer against minority carrier recombination and thus improves the electrical properties. These improvements lead in particular when using the method according to the invention for the production of solar cells to an increase in the efficiency, or to a cost reduction in the production, since no additional process steps to produce the local high doping are necessary.
Die Aufgabe ist weiterhin durch eine erfindungsgemäße Halbleiterstruktur gemäß Anspruch 18 gelöst. Die Halbleiterstruktur umfasst eineThe object is further achieved by a semiconductor structure according to the invention according to claim 18. The semiconductor structure comprises a
Halbleiterschicht, mindestens eine Zwischenschicht auf einer Seite der Halbleiterschicht und mindestens eine Metallschicht, welche die Zwischenschicht oder bei mehreren Zwischenschichten die zuletzt aufgebrachte Zwischenschicht bzw. die von der Halbleiterschicht am entferntesten liegende Zwischenschicht zumindest teilweise bedeckt, wobei die Halbleiterstruktur zumindest einen lokalen Bereich aufweist, welcher ein erstarrtes Schmelzgemisch von Teilbereichen zumindest der Schichten Metallschicht, erster Schicht und Halbleiterschicht ist, so dass Metallschicht und Halbleiterschicht am Ort des erstarrten Schmelzgemisches elektrisch leitend verbunden sind. Das erstarrte Schmelzgemisch ist das Resultat einer lokalen kurzzeitigen Erhitzung, welche kurzzeitig lokal eine Schmelzmischung aus den genannten Schichten bewirkt.Semiconductor layer, at least one intermediate layer on one side of the semiconductor layer and at least one metal layer which at least partially covers the intermediate layer or, in the case of a plurality of intermediate layers, the last deposited intermediate layer or the intermediate layer located farthest from the semiconductor layer, the semiconductor structure having at least one local area a solidified melt mixture of subregions of at least the layers metal layer, first layer and semiconductor layer, so that metal layer and semiconductor layer are electrically conductively connected at the location of the solidified melt mixture. The solidified melt mixture is the result of a local short-term heating, which causes locally briefly a melt mixture of said layers.
Wesentlich ist, dass mindestens eine Zwischenschicht eine Dotierungsschicht ist, welche einen Dotierstoff beinhaltet, wobei der Dotierstoff eine größere Löslichkeit in der Halbleiterschicht aufweist als das Metall der Metallschicht. Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Halbleiterstruktur mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt.It is essential that at least one intermediate layer is a doping layer which includes a dopant, wherein the dopant has a greater solubility in the semiconductor layer than the metal of the metal layer. The semiconductor structure according to the invention is preferably produced by means of the method according to the invention.
Um eine ausreichend hohe Konzentration des Dotierstoffes nach Erstarren der Schmelzmischung zu erwirken, ist eine Mindestkonzentration des Dotierstoffes in der Dotierschicht vorteilhaft:In order to obtain a sufficiently high concentration of the dopant after solidification of the melt mixture, a minimum concentration of the dopant in the doping layer is advantageous:
Vorteilhafterweise ist die Konzentration des Dotierstoffes in der Dotierungsschicht größer gleich 1 x1021 cm"3. Insbesondere ist es vorteilhaft, das die Konzentration größer gleich 5x1021 cm'3 ist.Advantageously, the concentration of the dopant in the doping layer is greater than equal to 1 x10 21 cm "3. It is particularly advantageous that the concentration is greater than or equal 5x10 21 cm '. 3
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn für eine gewählte Dicke der Dotierschicht die Konzentration des Dotierstoffes flächennormiert pro Flächeneinheit der Grenzfläche Halbleiterschicht/Dotierschicht mindestens 2,5x1014 cm"2, insbesondere mindestens 1 x1015 cm"2 beträgt. Sofern die Dotierschicht auf eine Zwischenschicht aufgetragen wird, sind vorgenannte Werte pro Flächeneinheit der Grenzfläche Zwischenschicht/Dotierschicht vorteilhaft.In particular, it is advantageous if for a selected thickness of the doping concentration of the dopant area normalized per unit area of the interface semiconductor layer / doping layer at least 2.5x10 14 cm "2, in particular at least 1 x10 15 cm" 2. If the doping layer is applied to an intermediate layer, the abovementioned values per unit area of the interface between the intermediate layer and the doping layer are advantageous.
Untersuchungen des Anmelders haben ergeben, dass Vorteilhafterweise als Dotierstoff Elemente verwendet werden, die aus der Ml. oder V. Hauptgruppe des Periodensystems stammen bzw. Verbindungen, die solche Elemente als Bestandteil aufweisen. Insbesondere ist es vorteilhaft, dass der Dotierstoff Bor oder Phosphor oder Gallium ist.Investigations by the Applicant have shown that advantageously be used as a dopant elements from the Ml. or V. main group of the periodic system or compounds having such elements as an ingredient. In particular, it is advantageous that the dopant is boron or phosphorus or gallium.
Sehr gute Kontakteigenschaften konnte der Anmelder in Versuchen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielen, bei denen die Dotierungsschicht als Borsilikatglas ausgebildet wird.The applicant was able to achieve very good contact properties in experiments using the method according to the invention, in which the doping layer is formed as borosilicate glass.
Zur weiteren Verbesserung des Wirkungsgrades der Solarzelle ist es vorteilhaft, dass die erste auf der Halbleiterschicht aufgebrachte Zwischenschicht eine passivierende Wirkung hinsichtlich derTo further improve the efficiency of the solar cell, it is advantageous that the first deposited on the semiconductor layer intermediate layer has a passivating effect in terms of
Oberflächenrekombinationsgeschwindigkeit an der Grenzfläche dieser Halbleiterschicht zu dieser ersten Zwischenschicht aufweist. Hierdurch wird nicht nur durch die lokale Hochdotierung an den Bereichen der elektrischen Kontaktierung eine Rekombination der Minoritätsladungsträger vermieden sondern ebenfalls an den Bereichen zwischen den lokalen Hochdotierungen aufgrund der passivierenden Wirkung der ersten auf die Halbleiterschicht aufgebrachte Zwischenschicht.Surface recombination speed at the interface of this semiconductor layer to this first intermediate layer. As a result, recombination of the minority charge carriers is avoided not only by the local high doping at the areas of electrical contacting but also at the areas between the local high dopings due to the passivating effect of the first deposited on the semiconductor layer intermediate layer.
Hierbei liegt es im Rahmen der Erfindung, dass zwischen Halbleiterschicht und Metallschicht lediglich die Dotierungsschicht aufgebracht wird und die Dotierungsschicht derart ausgebildet ist, dass sie die zuvor beschriebene passivierende Wirkung erzielt. Insbesondere ist es jedoch vorteilhaft, zunächst eine zur Passivierung der Oberfläche besonders geeignete Schicht auf die Oberfläche der Halbleiterschicht aufzubringen, anschließend auf diese passivierende Schicht die Dotierungsschicht und schließlich auf die Dotierungsschicht die Metallschicht aufzutragen.Here, it is within the scope of the invention that between the semiconductor layer and metal layer, only the doping layer is applied and the doping layer is formed such that it achieves the passivation effect described above. In particular, however, it is advantageous first to apply a layer which is particularly suitable for passivating the surface to the surface of the semiconductor layer, then to apply the doping layer to this passivating layer and finally to the metal layer on the doping layer.
Die Dotierungsschicht ist Vorteilhafterweise dünner als 1 μm, insbesondere dünner als 500 nm. Hierdurch ist eine ausreichende Wärmeübertragung bei lokaler Einbringung der Wärme zur Erzeugung der Schmelzschicht gewährleistet.The doping layer is advantageously thinner than 1 .mu.m, in particular thinner than 500 nm. This ensures sufficient heat transfer when the heat is locally introduced to produce the melt layer.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das lokale Aufschmelzen in einem im Wesentlichen punkt- oder linienförmigen Bereich.In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, the local melting takes place in a substantially point- or line-shaped region.
Insbesondere ist es vorteilhaft, bei Erzeugung von Kontakten an der Rückseite einer Solarzelle punktförmige Kontakte zu verwenden. Hingegen ist es bei Erzeugung der Vorderseitenkontakte einer Solarzelle vorteilhaft, linienförmige Kontakte zu erzeugen, da typischerweise Solarzellen auf der Vorderseite durch linienartige metallische Strukturen, die kammartig miteinander verbunden sind, kontaktiert werden.In particular, it is advantageous to use punctiform contacts when producing contacts on the backside of a solar cell. On the other hand, when generating the front-side contacts of a solar cell, it is advantageous to produce line-shaped contacts, since typically solar cells on the front side are contacted by line-like metallic structures which are connected to one another in a comb-like manner.
Der lokale Bereich, in dem die Schichten aufgeschmolzen werden, weist vorteilhafterweise einen Durchmesser kleiner 500 μm, insbesondere kleiner 200 μm auf. Hierdurch wird gewährleistet, dass in den benachbarten Bereichen, in denen keine Kontaktierung erfolgt, keine Schädigung der Kristallstruktur des Halbleiters und somit keine Beeinträchtigung der elektrischen Eigenschaften auftritt. Vorteilhafterweise werden eine Vielzahl lokaler Kontaktierungen und lokaler Hochdotierungen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugt. Insbesondere bei Solarzellen ist es vorteilhaft, dass der Gesamtflächenanteil aller lokalen aufgeschmolzenen Bereiche an der Gesamtoberfläche der Halbleiterschicht kleiner als 20 %, insbesondere kleiner als 5 % ist. Ein zu hoher Anteil an Bereichen mit Hochdotierung und elektrischer Kontaktierung würde zu einer erhöhten Minoritätsladungsträgerrekombination führen, die zuvor angegebenen Prozentzahlen gewährleisten ein optimiertes Verhältnis zwischen den kontaktierten Bereichen mit lokaler Hochdotierung und den Bereichen mit erhöhter Oberflächenpassivierung.The local area in which the layers are melted advantageously has a diameter of less than 500 μm, in particular less than 200 μm. This ensures that no damage to the crystal structure of the semiconductor and thus no impairment of the electrical properties occurs in the adjacent areas in which no contact takes place. Advantageously, a multiplicity of local contacts and local high dopings are produced by the method according to the invention. In the case of solar cells, in particular, it is advantageous that the total area fraction of all local melted regions on the overall surface of the semiconductor layer is less than 20%, in particular less than 5%. Too high a proportion of high doping and electrical contacting areas would result in increased minority carrier recombination, the above percentages ensuring an optimized ratio between the local high doping contacted areas and the high passivation areas.
Wie zuvor beschrieben, erfolgt im Verfahrensschritt B ein lokales Erhitzen der Schichtstruktur derart, dass sich eine Schmelzmischung bildet.As described above, in process step B, a local heating of the layer structure takes place in such a way that a melt mixture is formed.
Vorteilhafterweise wird in Schritt B die lokale Erwärmung derart ausgeführt, dass mindestens die Temperatur des eutektischen Punktes des Schmelzgemisches erreicht wird, insbesondere, dass die Schichtstruktur lokal auf mindestens 550 Grad Celsius erwärmt wird.Advantageously, in step B, the local heating is carried out such that at least the temperature of the eutectic point of the melt mixture is achieved, in particular that the layer structure is locally heated to at least 550 degrees Celsius.
Wie zuvor beschrieben, weist das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil auf, dass keine Entfernung der Dotierungsschicht notwendig ist. Der Transport der Ladungsträger ausgehend von der Halbleiterschicht erfolgt somit von der Halbleiterschicht über den Bereich des erstarrten Schmelzgemisches in die Metallschicht und von dort in gegebenenfalls angeschlossene externe Stromkreise bzw. eine benachbarte Solarzelle bei Modulverschaltung.As described above, the method according to the invention has the advantage that no removal of the doping layer is necessary. The transport of the charge carriers starting from the semiconductor layer thus takes place from the semiconductor layer over the region of the solidified melt mixture into the metal layer and from there into optionally connected external circuits or an adjacent solar cell in the case of module interconnection.
Typischerweise ist die Metallschicht zur Minimierung von Verlusten aufgrund von ohmschen Serienwiderständen ausgebildet. Daher ist es vorteilhaft, wenn die Dotierungsschicht einen Schichtwiderstand aufweist, der mindestens um einen Faktor 10, insbesondere mindestens um einen Faktor 100, vorzugsweise mindestens um einen Faktor 1000 größer ist als der Schichtwiderstand der Metallschicht, so dass der Stromtransport parallel zur Oberfläche der Halbleiterschicht im Wesentlichen in der Halbleiterschicht und in der Metallschicht, nicht jedoch in der Dotierungsschicht erfolgt. Insbesondere ist es vorteilhaft, dass die Dotierungsschicht elektrisch isolierend ist. Hierdurch wird zusätzlich eine Barriere gegenüber unerwünschten Kontakten zwischen Metallschicht und Halbleiterschicht gebildet.Typically, the metal layer is designed to minimize losses due to series resistive resistances. Therefore, it is advantageous if the doping layer has a sheet resistance which is at least a factor of 10, in particular at least a factor of 100, preferably at least a factor of 1000 greater than the sheet resistance of the metal layer, so that the current transport parallel to the surface of the semiconductor layer in Substantially in the semiconductor layer and in the metal layer, but not in the doping layer takes place. In particular, it is advantageous that the doping layer is electrically insulating. This additionally forms a barrier against undesired contacts between the metal layer and the semiconductor layer.
Zur Verbesserung der optischen Eigenschaften der Solarzelle ist es vorteilhaft, wenn zumindest die erste auf der Halbleiterschicht aufgebrachte Schicht eine optisch transparente Schicht ist, insbesondere eine im Wellenlängenbereich 300 nm bis 1500 nm transparente Schicht.To improve the optical properties of the solar cell, it is advantageous if at least the first layer applied to the semiconductor layer is an optically transparent layer, in particular a layer transparent in the wavelength range from 300 nm to 1500 nm.
Dies ist bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erzeugung von Vorderseitenkontakten einer Solarzelle notwendig, da in diesem Fall die elektromagnetische Strahlung über die Vorderseite in die Halbleiterschicht eingekoppelt wird und somit eine Transparenz insbesondere in dem für Solarzellen relevanten spektralen Bereich notwendig ist.This is necessary when using the method according to the invention for producing front-side contacts of a solar cell, since in this case the electromagnetic radiation is coupled into the semiconductor layer via the front side and thus transparency is necessary, in particular in the spectral range relevant for solar cells.
Ebenso ist jedoch auch vorteilhaft, bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erzeugung der Rückseitenkontakte einer Solarzelle die erste auf die Halbleiterschicht aufgebrachte Zwischenschicht wie zuvor beschrieben transparent auszubilden, da hierdurch die reflektierenden Eigenschaften der Rückseite der Solarzelle verbessert werden und in die Solarzelle eingekoppelte, bis zur Rückseite gelangende elektromagnetische Strahlung reflektiert wird und dadurch die Gesamtabsorption von Strahlung in der Solarzelle und hierdurch der Wirkungsgrad der Solarzelle erhöht wird.Likewise, however, it is also advantageous, when using the method according to the invention for producing the rear side contacts of a solar cell, to form the first intermediate layer applied to the semiconductor layer as described above, since this improves the reflective properties of the back side of the solar cell and couples it into the solar cell, as far as the rear side reaching electromagnetic radiation is reflected and thereby the total absorption of radiation in the solar cell and thereby the efficiency of the solar cell is increased.
Eine weitere Erhöhung des Wirkungsgrades der Solarzelle kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreicht werden, in dem in einer vorteilhafter Ausführungsform eine zusätzliche Zwischenschicht zwischen Dotierungsschicht und Metallschicht aufgebracht wird, wobei diese Zwischenschicht ohne korrosive Eigenschaften zur Metallschicht ist. Hierdurch wird eine Verringerung des Wirkungsgrades durch Korrosion der Metallleiterschicht vermieden oder zumindest verringert und hierdurch die Degradation des Wirkungsgrades der Solarzelle durch Umwelteinflüsse verringert.A further increase in the efficiency of the solar cell can be achieved with the method according to the invention, in which an additional intermediate layer between doping layer and metal layer is applied in an advantageous embodiment, this intermediate layer without corrosive properties to the metal layer. As a result, a reduction in the efficiency is avoided by corrosion of the metal conductor layer or at least reduced and thereby reduces the degradation of the efficiency of the solar cell by environmental influences.
Solche Schichten werden vorzugsweise aus den Materialen Siliziumdioxid oder Siliziumnitrid oder Siliziumcarbid hergestellt. In einer weiteren Vorzugsweisen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine zusätzliche Zwischenschicht zwischen Halbleiterschicht und Dotierungsschicht aufgebracht. Diese Zwischenschicht besteht vorzugsweise aus Siliziumdioxid oder amorphem Silizium oder amorphem Siliziumnitrid oder Aluminiumoxid. Ebenso liegt es im Rahmen der Erfindung, solch eine Zwischenschicht aus einer Kombinationen der vorgenannten zu erzeugen, wie beispielsweise in M. Hofmann et ai, Proceedings of the 21 st EU- PVSEC, Dresden, 2006 beschrieben.Such layers are preferably made of the materials silicon dioxide or silicon nitride or silicon carbide. In a further preferred embodiment of the method according to the invention, an additional intermediate layer is applied between the semiconductor layer and the doping layer. This intermediate layer is preferably made of silicon dioxide or amorphous silicon or amorphous silicon nitride or aluminum oxide. It is likewise within the scope of the invention to produce such an intermediate layer from a combination of the aforementioned, as described, for example, in M. Hofmann et al, Proceedings of the 21st EU PVSEC, Dresden, 2006.
Diese Schichten weisen insbesondere eine sehr gute passivierende Wirkung bezüglich der Oberflächenrekombinationseigenschaften der Oberfläche der Halbleiterschicht auf.In particular, these layers have a very good passivating effect on the surface recombination properties of the surface of the semiconductor layer.
Untersuchungen des Anmelders haben ergeben, dass insbesondere das folgende Schichtsystem für das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft ist:Investigations by the Applicant have shown that in particular the following layer system is advantageous for the process according to the invention:
Auf einem Siliziumwafer (Halbleiterschicht) wird eine Passivierungsschicht von etwa 10 nm bis 30 nm Dicke aufgetragen, anschließend eine Dotierungsschicht von etwa 100 nm bis 200 nm Dicke, hierauf eine Zwischenschicht ohne korrosive Eigenschaften zu eine Metallschicht, beispielsweise eineOn a silicon wafer (semiconductor layer) is applied a passivation layer of about 10 nm to 30 nm thickness, followed by a doping layer of about 100 nm to 200 nm thickness, then an intermediate layer without corrosive properties to a metal layer, for example a
Siliziumnitridschicht, mit einer Dicke von etwa 30 nm und schließlich eine Metallschicht, beispielsweise eine Aluminiumschicht, mit einer Dicke von 0,5 μm bis 10 μm, vorzugsweise mit einer Dicke von etwa 2 μm.Silicon nitride layer, having a thickness of about 30 nm and finally a metal layer, for example an aluminum layer, with a thickness of 0.5 .mu.m to 10 .mu.m, preferably with a thickness of about 2 microns.
Weitere Merkmale und vorzugsweise Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im Folgenden anhand der Figuren erläutert. Dabei zeigt:Further features and preferably embodiments of the method according to the invention are explained below with reference to the figures. Showing:
Figur 1 einen schematischen Aufbau einer Solarzelle 1 ,1 shows a schematic structure of a solar cell 1,
Figur 2 einen Ausschnitt der resultierenden Schichtstruktur an der Rückseite der Solarzelle gemäß Figur 1 vor dem lokalen Aufschmelzen undFigure 2 shows a section of the resulting layer structure at the back of the solar cell according to Figure 1 prior to local melting and
Figur 3 den Ausschnitt aus Figur 2 nach dem Aufschmelzen und Erstarren des Schmelzgemisches. Die industrielle Fertigung von Solarzellen unterliegt bereits rein aus Wettbewerbsgründen den Bestrebungen, Solarzellen mit möglichst hohem Wirkungsgrad, dass heißt bei einer möglichst hohen elektrischen Stromausbeute aus dem auf die Solarzelle eintreffenden solaren Energiefluss herzustellen und zugleich den Fertigungsaufwand und damit eng verbunden die Herstellungskosten gering zu halten.Figure 3 shows the detail of Figure 2 after melting and solidification of the melt mixture. The industrial production of solar cells is already purely for competitive reasons, the efforts to produce solar cells with the highest possible efficiency, that is at the highest possible electric current yield from the incident on the solar cell solar energy flow and at the same time keep the manufacturing cost and closely related to the production costs low.
Zum näheren Verständnis der bei einer optimierten Fertigung von Solarzellen zu beachtenden Maßnahmen sollen die nachstehenden Ausführungen dienen:For a more detailed understanding of the measures to be taken in an optimized production of solar cells, the following statements are intended:
Solarzellen sind Bauelemente, die Licht in elektrische Energie umwandeln. Üblicherweise bestehen sie aus einem Halbleitermaterial - meist werden Solarzellen aus Silizium gefertigt -, das n- bzw. p-leitende Halbleiterbereiche aufweist. Die Halbleiterbereiche werden in sich bekannter Weise als Emitter bzw. Basis bezeichnet. Durch auf die Solarzelle einfallendes Licht werden innerhalb der Solarzelle positive und negative Ladungsträger erzeugt, die an der Grenzfläche zwischen dem n- (Emitter) und p-dotierten (Basis) Halbleiterbereich, am sogenannten pn-Übergang räumlich voneinander getrennt werden. Mittels metallischer Kontakte, die mit dem Emitter und mit der Basis verbunden sind, können diese voneinander getrennten Ladungsträger abgeführt werden.Solar cells are devices that convert light into electrical energy. Usually they consist of a semiconductor material - usually solar cells are made of silicon - having n- or p-type semiconductor regions. The semiconductor regions are known per se as emitter or base. By incident on the solar cell light positive and negative charge carriers are generated within the solar cell, which are spatially separated at the interface between the n- (emitter) and p-doped (base) semiconductor region, the so-called pn junction. By means of metallic contacts, which are connected to the emitter and to the base, these separate charge carriers can be removed.
In der einfachsten Form bestehen Solarzellen aus ganzflächigen Basis- 2 und Emitterbereichen 3, wobei der Emitter 3 auf der dem Licht zugewandten Seite, der Vorderseite der Solarzelle liegt. Zur Veranschaulichung sei an dieser Stelle auf Figur 1 verwiesen, die eine bekannte Solarzelle 1 zeigt.In the simplest form, solar cells consist of full-surface base 2 and emitter regions 3, the emitter 3 being located on the side facing the light, the front side of the solar cell. For the sake of illustration, reference is made at this point to FIG. 1, which shows a known solar cell 1.
Zur elektrischen Kontaktierung der Basis 2 wird für gewöhnlich die Rückseite der Solarzelle 1 mit einer ganzflächigen Metallschicht 4 versehen, auf die geeignete Rückseitenkontaktleiterbahnen 5, bspw. aus AIAg aufgebracht sind. Der Emitterbereich 3 wird mit einem Metall-Grid 6 kontaktiert mit dem Ziel, möglichst wenig Licht durch Reflexion am Metallkontakt für die Solarzelle zu verlieren, d. h. das Metall-Grid 6 weist eine Fingerstruktur auf, um möglichst wenig Solarzellenfläche zu verdecken. Zur Optimierung der Leistungsausbeute der Solarzelle 1 wird zudem versucht, die optischen Verluste auf Grund von Reflexion möglichst klein zu halten. Erreicht wird dies durch die Abscheidung sogenannter Antireflexionsschichten 7 (ARC) auf der Vorderseitenoberfläche der Solarzelle 1. Die Schichtdicke der Antireflexionsschichten 7 ist so gewählt, dass sich im energetisch wichtigsten Spektralbereich gerade destruktive Interferenz des reflektierten Lichtes ergibt. Verwendete Antireflexmaterialien sind z. B. Titandioxid, Siliciumnitrid und Siliciumdioxid. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann eine Reflexionsminderung durch Herstellung einer geeigneten Oberflächentextur mittels eines Ätz- oder mechanischen Bearbeitungsverfahrens erzielt werden, wie es auch aus der in Figur 2 dargestellten Solarzelle hervorgeht. Hier ist der Emitterbereich 3 sowie auch die auf dem Emitter aufgebrachte Antireflexionsschicht 7 derart strukturiert ausgebildet, dass das auf die strukturierte Oberfläche der Solarzelle 1 einfallende Licht an den pyramidenartig ausgebildeten Strukturen eine erhöhteFor electrical contacting of the base 2, the rear side of the solar cell 1 is usually provided with a full-surface metal layer 4, are applied to the appropriate back contact pads 5, for example. AIAg. The emitter region 3 is contacted with a metal grid 6 with the aim of losing as little light as possible by reflection on the metal contact for the solar cell, ie the metal grid 6 has a finger structure in order to cover as little solar cell surface as possible. To optimize the power output of the solar cell 1 is also trying to keep the optical losses due to reflection as small as possible. This is achieved by the deposition so-called antireflection layers 7 (ARC) on the front side surface of the solar cell 1. The layer thickness of the antireflection layers 7 is selected so that just destructive interference of the reflected light results in the most energetically important spectral range. Used anti-reflective materials are for. As titanium dioxide, silicon nitride and silica. Alternatively or additionally, a reduction in reflection can be achieved by producing a suitable surface texture by means of an etching or mechanical processing method, as is apparent from the solar cell shown in FIG. Here, the emitter region 3 as well as the anti-reflection layer 7 applied to the emitter is structured in such a way that the light incident on the structured surface of the solar cell 1 increases in the pyramid-like structures
Einkopplungswahrscheinlichkeit hat. Auch im Falle der Solarzelle gemäß der Figur 2 erfolgt die elektrische Kontaktierung des Emitters 3 mit einem möglichst feingliedrigen Metall-Grid 6, von dem lediglich ein schmaler Kontaktfinger in Figur 2 dargestellt ist. Die Antireflexionsschicht 7 kann überdies auch als Passivierungsschicht dienen, die zum einen für einen mechanischen Oberflächenschutz sorgt aber zudem auch intrinsische Wirkungen besitzt hinsichtlich der Reduzierung von Oberflächenrekombinationsprozessen, auf die im weiteren genauer eingegangen wird.Coupling probability. Also in the case of the solar cell according to FIG. 2, the electrical contacting of the emitter 3 takes place with a metal mesh 6 which is as slender as possible, of which only a narrow contact finger is shown in FIG. The antireflection layer 7 can also serve as a passivation layer, which on the one hand provides mechanical surface protection but also has intrinsic effects with regard to the reduction of surface recombination processes, which will be discussed in more detail below.
Bei der elektrischen Kontaktierung einer Solarzelle ist zwischen der Vorder- und Rückseite zu unterscheiden. Während auf der Rückseite der Solarzelle versucht wird, einen Kontakt herzustellen, der sich hauptsächlich durch einen niedrigen Kontakt- und Leitungswiderstand auszeichnet, muss auf der Vorderseite zusätzlich möglichst viel Licht in die Solarzeile eingekoppelt werden. Deshalb wird auf der Vorderseite normalerweise eine Kammstruktur, wie aus der Figur 1 ersichtlich, erzeugt, um sowohl die Widerstands- als auch die Abschattungsverluste klein zu halten. Auf der Rückseite der Solarzelle kommen für gewöhnlich sowohl ganzflächige als auch strukturierte z. B. gitterartige Kontakte zum Einsatz.In the electrical contacting of a solar cell is to distinguish between the front and back. While the back of the solar cell is trying to make a contact, which is mainly characterized by a low contact and line resistance, as much light on the front must be additionally coupled into the solar line. Therefore, a comb structure as shown in Figure 1 is normally produced on the front side to minimize both the resistance and shading losses. On the back of the solar cell are usually both full-area and structured z. B. grid-like contacts used.
Ein Ausschnitt der resultierenden Schichtstruktur an der Solarzellenrückseite ist in Figur 2 dargestellt, wobei in den Figuren 2 und 3 die Schichtreihenfolge umgekehrt wurde, d.h. die in der Solarzelle zuunterst liegende Schicht ist in den Figuren 2 und 3 zuoberst dargestellt. Die Rückseitenkontakte dieser in Figur 1 dargestellten Solarzelle werden Vorteilhafterweise mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erzeugt. Die Erzeugung wird im folgenden anhand der Figuren 2 und 3 erläutert, welche einen Ausschnitt eines lokalen Bereiches, in dem ein elektrischer lokaler Kontakt und eine lokale Hochdotierung erzeugt wird an der Rückseite der in Figur 1 dargestellten Solarzelle zeigen. In diesem Ausführungsbeispiel stellt eine Siliziumscheibe (oder Siliziumwafer) 8, aus welchem die in Figur 1 dargestellte Solarzelle erzeugt wurde, die Halbleiterschicht dar. Auf der Siliziumscheibe 8 wird eine ca. 10 nm dünne passivierende Schicht 9 ausA section of the resulting layer structure on the solar cell rear side is shown in FIG. 2, wherein the layer sequence has been reversed in FIGS. 2 and 3, ie the layer lying lowermost in the solar cell is shown at the top of FIGS. 2 and 3. The rear-side contacts of this solar cell shown in FIG. 1 are advantageously produced by means of the method according to the invention. The generation is explained below with reference to FIGS. 2 and 3, which show a section of a local area in which an electrical local contact and a local high doping are generated at the rear side of the solar cell shown in FIG. In this exemplary embodiment, a silicon wafer (or silicon wafer) 8, from which the solar cell shown in FIG. 1 was produced, constitutes the semiconductor layer. On the silicon wafer 8, an approximately 10 nm thin passivating layer 9 is formed
Siliziumdioxid aufgebracht. Anschließend wird eine ca. 80 nm dünne Schicht aus hochdotiertem Borsilikatglas aufgebracht. Diese Dotierungsschicht 10 beinhaltet den Dotierstoff Bor in einer Konzentration von etwa 2x1021 cm'3.Applied silicon dioxide. Subsequently, an approximately 80 nm thin layer of highly doped borosilicate glass is applied. This doping layer 10 contains the dopant boron in a concentration of about 2 × 10 21 cm -3 .
Auf die Dotierungsschicht 10 wird eine ca. 10 nm dicke Antireflextionsschicht 1 1 aufgetragen, welche als Siliziumdioxidschicht ausgebildet ist.On the doping layer 10, an approximately 10 nm thick anti-reflection layer 1 1 is applied, which is formed as a silicon dioxide layer.
In diesem Ausführungsbeispiel werden somit insgesamt 3 Zwischenschichten auf die Siliziumscheibe 8 aufgebracht (Verfahrensschritt A L).In this embodiment, a total of 3 intermediate layers are thus applied to the silicon wafer 8 (method step A L).
Anschließend wird auf die letzte Zwischenschicht, das heißt die Siliziumdioxidschicht, eine als Schicht aus Aluminium ausgeführte Metallschicht 12 mit einer Dicke von etwa 2 μm bis 3 μm (Verfahrensschritt A ii.) aufgetragen.Subsequently, on the last intermediate layer, that is, the silicon dioxide layer, applied as a layer of aluminum metal layer 12 having a thickness of about 2 microns to 3 microns (step A ii.) Applied.
Anschließend wird durch kurzzeitige lokale Bestrahlung am Ort 13 der Aluminiumschicht eine Schmelzmischung zwischen Aluminium, der darunter liegenden dünnen Zwischenschichten und eines Bereiches von einigen μm Tiefe der Halbleiterschicht, das heißt der Siliziumscheibe 8 erzeugt. Die Bestrahlung erfolgt für eine Zeitdauer von etwa 50 bis 5000 ns. Nach Abklingen der lokalen Bestrahlung rekristallisiert ein wenige μm dicker Bereich aus dem zuvor gebildeten Schmelzgemisch. Dies ist in Figur 3 schematisch durch den Bereich 14 für einen ausgebildeten Kontakt dargestellt.Subsequently, by brief local irradiation at the location 13 of the aluminum layer, a melt mixture between aluminum, the underlying thin intermediate layers and a region of a few microns depth of the semiconductor layer, that is the silicon wafer 8 is generated. The irradiation takes place for a period of about 50 to 5000 ns. After decay of the local irradiation recrystallizes a few microns thick area from the previously formed melt mixture. This is shown schematically in Figure 3 by the area 14 for a trained contact.
Der Dotierstoff Bor weist eine Löslichkeit von etwa 3x1019 cm"3 in Silizium gegenüber der wesentlich geringeren Löslichkeit von Aluminium von 3x1018 cm"3 in Silizium auf. Beim Rekristallisieren wird daher das Bor aufgrund der wesentlich höheren Löslichkeit mit einer viel höheren Konzentration in das Kristallgitter der beim Erstarren entstehenden Siliziumstruktur eingebaut, gegenüber dem Aluminium. Der erstarrte Bereich weist somit eine lokale Bor- Hochdotierung auf und zusätzlich ist ein elektrischer Kontakt zwischen der Metallschicht 12 und der Siliziumscheibe 8 erzeugt (Verfahrensschritt D).The dopant boron has a solubility of about 3 × 10 19 cm -3 in silicon compared to the much lower solubility of aluminum of 3 × 10 18 cm -3 in silicon. In the recrystallization, therefore, the boron, due to the much higher solubility, is incorporated at a much higher concentration in the crystal lattice of the silicon structure resulting from the solidification, compared to the aluminum. The solidified region thus has a local boron high doping and, in addition, an electrical contact between the metal layer 12 and the silicon wafer 8 is produced (method step D).
Das erfindungsgemäße Verfahren weist somit Vorteile gegenüber dem Vorbekannten Verfahren zur lokalen Kontaktierung einer Solarzelle gemäß DE 100 46 170 A1 auf: Durch die höhere Dotierung mit Bor im Bereich der elektrischen Kontaktierung wird eine signifikant niedrigere Rekombinationsrate an den Kontakten realisiert. Hierdurch kann eine erhöhte Anzahl von Kontaktpunkten, das heißt eine erhöhte Gesamtfläche der elektrischen Kontaktierung realisiert werden, ohne das aufgrund erhöhter Rekombination der Wirkungsgrad der Solarzelle verringert würde. Durch die erhöhte Gesamtfläche der elektrischen Kontaktierung sinkt jedoch der elektrische Leitungswiderstands bei abführen der Ladungsträger aus der Siliziumscheibe über die Metallschicht, so dass insgesamt der Wirkungsgrad der Solarzelle erhöht wird.The inventive method thus has advantages over the previously known method for the local contacting of a solar cell according to DE 100 46 170 A1: Due to the higher doping with boron in the area of the electrical contacting, a significantly lower recombination rate is realized at the contacts. In this way, an increased number of contact points, that is, an increased total area of the electrical contact can be realized without the increased efficiency of the solar cell would be reduced due to increased recombination. Due to the increased total area of the electrical contact, however, the electrical line resistance decreases when the charge carriers are removed from the silicon wafer via the metal layer, so that overall the efficiency of the solar cell is increased.
Das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel bezieht sich auf die Herstellung der Rückseitenkontakte der in Figur 1 dargestellten Solarzelle. Ebenso liegt es jedoch im Rahmen der Erfindung, das erfindungsgemäße Verfahren für die Erzeugung der Vorderseitenkontaktierung und/oder für eine n-dotierte Halbleiterschicht zu verwenden The embodiment described above relates to the production of the rear side contacts of the solar cell shown in Figure 1. However, it is likewise within the scope of the invention to use the method according to the invention for the generation of the front-side contacting and / or for an n-doped semiconductor layer

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1 . Verfahren zur lokalen Kontaktierung und lokalen Dotierung einer1 . Method for local contacting and local doping of a
Halbleiterschicht, folgende Verfahrensschritte umfassend:Semiconductor layer, comprising the following method steps:
A Erzeugen einer Schichtstruktur auf der Halbleiterschicht durchA generating a layer structure on the semiconductor layer
i. Aufbringen mindestens einer Zwischenschicht (9, 10, 1 1 ) auf eine Seite der Halbleiterschicht undi. Applying at least one intermediate layer (9, 10, 11) to one side of the semiconductor layer and
ii. Aufbringen mindestens einer Metallschicht (12) auf die in Schritt i. zuletzt aufgebrachte Zwischenschicht (1 1 ), wobei die Metallschicht die zuletzt aufgebrachte Zwischenschicht zumindest (1 1 ) teilweise bedeckt,ii. Applying at least one metal layer (12) to the in step i. last applied intermediate layer (1 1), wherein the metal layer at least (1 1) partially covers the last applied intermediate layer,
B lokales Erhitzen der Schichtstruktur, derart, dass sich in einem lokalen Bereich kurzzeitig eine Schmelzmischung aus zumindest Teilbereichen zumindest der Schichten: Metallschicht (12), Zwischenschicht (9, 1 0, 1 1 ) und Halbleiterschicht, bildet und nachB local heating of the layer structure, such that in a local area for a short time melt mixture of at least portions of at least the layers: metal layer (12), intermediate layer (9, 1 0, 1 1) and semiconductor layer, and after
Erstarren der Schmelzmischung eine Kontaktierung zwischen Metallschicht (1 1 ) und Halbleiterschicht besteht,Solidification of the melt mixture is a contact between the metal layer (1 1) and semiconductor layer,
dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt A i. mindestens eine als Dotierungsschicht (10) ausgeführte Zwischenschicht aufgebracht wird, welche einen Dotierstoff beinhaltet, wobei der Dotierstoff eine größere Löslichkeit in der Halbleiterschicht aufweist als das Metall der Metallschicht.characterized in that in step A i. at least one intermediate layer designed as doping layer (10) is applied, which contains a dopant, wherein the dopant has a greater solubility in the semiconductor layer than the metal of the metal layer.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration des Dotierstoffes in der Dotierungsschicht (10) größer gleich 1 x1021 cm'3, insbesondere größer gleich 5x1021 cm"3 ist.2. The method according to claim 1, characterized in that the concentration of the dopant in the doping layer (10) is greater than or equal to 1 x10 21 cm '3 , in particular greater than or equal to 5x10 21 cm "3 .
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration des Dotierstoffes bezogen auf die Grenzfläche der Dotierschicht (10) zu der Halbleiterschicht oder der Zwischenschicht größer gleich 2,5x1014 cm"2, insbesondere größer gleich 1 x1015 cm"2 ist.3. The method according to claim 1, characterized in that the concentration of the dopant based on the interface of Doping layer (10) to the semiconductor layer or the intermediate layer greater than or equal to 2.5x10 14 cm "2 , in particular greater than or equal to 1 x10 15 cm " 2 is.
4. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dotierstoff ein Element der dritten oder fünften Hauptgruppe enthält, insbesondere, dass der Dotierstoff Bor oder Phosphor oder Gallium ist.4. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the dopant contains an element of the third or fifth main group, in particular, that the dopant is boron or phosphorus or gallium.
5. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dotierungsschicht (10) als Borsilikatglas ausgebildet wird.5. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the doping layer (10) is formed as borosilicate glass.
6. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste auf der Halbleiterschicht aufgebrachte Zwischenschicht (9) eine passivierende Wirkung hinsichtlich der Oberflächenrekombinationsgeschwindigkeit an der Grenzfläche Halbleiterschicht/Zwischenschicht aufweist.6. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first applied to the semiconductor layer intermediate layer (9) has a passivating effect on the surface recombination velocity at the interface semiconductor layer / intermediate layer.
7. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dotierungsschicht (10) dünner als 1 μm, insbesondere dünner als 500 nm ist.7. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the doping layer (10) is thinner than 1 micron, in particular thinner than 500 nm.
8. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der lokale Bereich, in dem die Schichten aufgeschmolzen werden einen Durchmesser kleiner 500 μm, insbesondere kleiner 200 μm aufweist.8. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the local region in which the layers are melted has a diameter less than 500 microns, in particular less than 200 microns.
9. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das lokale Aufschmelzen in einem im Wesentlichen punkt- oder linienförmigen Bereich erfolgt. 9. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the local melting takes place in a substantially point- or linear area.
10. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von lokalen Bereichen aufgeschmolzen wird, wobei der Gesamtflächenanteil aller lokalen Bereiche an der Gesamtoberfläche der Halbleiterschicht kleiner 20 %, insbesondere kleiner 5 % ist.10. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a plurality of local areas is melted, wherein the total surface area of all local areas on the total surface of the semiconductor layer is less than 20%, in particular less than 5%.
1 1 . Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt B lokal eine lokale Erwärmung auf mindestens 5500C erfolgt.1 1. Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that in step B local local heating to at least 550 0 C takes place.
12. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dotierungsschicht (10) einen Schichtwiderstand aufweist, der mindestens um einen Faktor 10, insbesondere mindestens um einen12. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the doping layer (10) has a sheet resistance, at least by a factor of 10, in particular at least one
Faktor 100, vorzugsweise mindestens um einen Faktor 1000 größer ist als der Schichtwiderstand der Metallschicht (12).Factor 100, preferably at least a factor of 1000 greater than the sheet resistance of the metal layer (12).
13. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dotierungsschicht (10) elektrisch isolierend ist.13. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the doping layer (10) is electrically insulating.
14. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die erste auf die Halbleiterschicht aufgebrachte Schicht eine optisch transparente Schicht ist, insbesondere eine im Wellenlängenbereich 300 nm bis 1500 nm im Wesentlichen transparente Schicht.14. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least the first layer applied to the semiconductor layer is an optically transparent layer, in particular one in the wavelength range 300 nm to 1500 nm substantially transparent layer.
15. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zusätzliche Zwischenschicht (1 1 ) zwischen Dotierungsschicht (10) und Metallschicht (12) aufgebracht wird, wobei diese zusätzliche Zwischenschicht (1 1 ) ohne korrosive Eigenschaften zur Metallschicht ist.15. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that an additional intermediate layer (1 1) between the doping layer (10) and metal layer (12) is applied, said additional intermediate layer (1 1) is without corrosive properties to the metal layer.
16. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zusätzliche Zwischenschicht (9) zwischen Halbleiterschicht und Dotierungsschicht (10) aufgebracht wird, vorzugsweise bestehend aus Siliziumdioxid oder amorphem Silizium oder amorphem Siliziumnitrid oder Aluminiumoxid.16. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that an additional intermediate layer (9) is applied between the semiconductor layer and the doping layer (10), preferably consisting of silicon dioxide or amorphous silicon or amorphous silicon nitride or aluminum oxide.
17. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dotierschicht (10) mittels einer chemischen Gasphasenabscheidung oder mittels Aufdampfen oder Kathodenzerstäubung oder als Spin-On-Schicht aufgebracht wird.17. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the doping layer (10) by means of a chemical vapor deposition or by vapor deposition or cathode sputtering or as a spin-on layer is applied.
18. Halbleiterstruktur, umfassend eine Halbleiterschicht, mindestens eine Zwischenschicht18. A semiconductor structure comprising a semiconductor layer, at least one intermediate layer
(9, 10, 1 1 ) auf einer Seite der Halbleiterschicht und mindestens eine Metallschicht (12), welche die Zwischenschicht oder bei mehreren(9, 10, 1 1) on one side of the semiconductor layer and at least one metal layer (12), which the intermediate layer or at several
Zwischenschichten die zuletzt aufgebrachte Zwischenschicht zumindest teilweise bedeckt, wobei die Halbleiterstruktur zumindest einen lokalen Bereich aufweist, welcher ein erstarrtes Schmelzgemisch von Teilbereichen zumindest der Schichten Metallschicht, erster Schicht und Halbleiterschicht ist, so dassIntermediate layers at least partially covers the last deposited intermediate layer, wherein the semiconductor structure has at least one local area, which is a solidified melt mixture of partial areas of at least the layers metal layer, first layer and semiconductor layer, so that
Metallschicht und Halbleiterschicht am Ort des erstarrtenMetal layer and semiconductor layer in place of the frozen
Schmelzgemisches elektrisch leitend verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Zwischenschicht eine Dotierungsschicht (10) ist, welche einen Dotierstoff beinhaltet, wobei der Dotierstoff eine größereMelting mixtures are electrically conductively connected, characterized in that at least one intermediate layer is a doping layer (10) which includes a dopant, wherein the dopant has a larger
Löslichkeit in der Halbleiterschicht aufweist als das Metall derHas solubility in the semiconductor layer as the metal
Metallschicht (12).Metal layer (12).
19. Halbleiterstruktur nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbeiterstruktur im Bereich des erstarrten Schmelzgemisches eine Dotierung mittels des Dotierstoffes aufweist.19. A semiconductor structure according to claim 18, characterized in that the semiconductor structure in the region of the solidified melt mixture has a doping by means of the dopant.
20. Halbleiterstruktur nach mindestens einem der Ansprüche 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterstruktur mittels eines Verfahrens gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17 hergestellt ist. 20. A semiconductor structure according to at least one of claims 18 and 19, characterized in that the semiconductor structure is produced by means of a method according to at least one of claims 1 to 17.
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