JP2017524251A - シリコン薄膜太陽電池のためのバックコンタクトシステムの製造方法 - Google Patents

シリコン薄膜太陽電池のためのバックコンタクトシステムの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2017524251A
JP2017524251A JP2017503537A JP2017503537A JP2017524251A JP 2017524251 A JP2017524251 A JP 2017524251A JP 2017503537 A JP2017503537 A JP 2017503537A JP 2017503537 A JP2017503537 A JP 2017503537A JP 2017524251 A JP2017524251 A JP 2017524251A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
laser
silicon
film solar
solar cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017503537A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6657176B2 (ja
Inventor
リング スヴェン
リング スヴェン
ヴァイツマン モシェ
ヴァイツマン モシェ
ライン ホルガー
ライン ホルガー
シュルツ クリストフ
シュルツ クリストフ
フィンク フランク
フィンク フランク
ガル シュテファン
ガル シュテファン
シュラートマン ルートガー
シュラートマン ルートガー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Helmholtz Zentrum Berlin fuer Materialien und Energie GmbH
Original Assignee
Helmholtz Zentrum Berlin fuer Materialien und Energie GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Helmholtz Zentrum Berlin fuer Materialien und Energie GmbH filed Critical Helmholtz Zentrum Berlin fuer Materialien und Energie GmbH
Publication of JP2017524251A publication Critical patent/JP2017524251A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6657176B2 publication Critical patent/JP6657176B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/061—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being of the point-contact type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0216—Coatings
    • H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022466—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers
    • H01L31/022475—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers composed of indium tin oxide [ITO]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022466—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers
    • H01L31/022483—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers composed of zinc oxide [ZnO]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/036—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
    • H01L31/0368—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including polycrystalline semiconductors
    • H01L31/03682—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including polycrystalline semiconductors including only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/036—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
    • H01L31/0376—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including amorphous semiconductors
    • H01L31/03762—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including amorphous semiconductors including only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/0445—PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/0445—PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
    • H01L31/046—PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H01L31/056—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means the light-reflecting means being of the back surface reflector [BSR] type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/072—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type
    • H01L31/0745—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type comprising a AIVBIV heterojunction, e.g. Si/Ge, SiGe/Si or Si/SiC solar cells
    • H01L31/0747—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type comprising a AIVBIV heterojunction, e.g. Si/Ge, SiGe/Si or Si/SiC solar cells comprising a heterojunction of crystalline and amorphous materials, e.g. heterojunction with intrinsic thin layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/186—Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
    • H01L31/1864—Annealing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/186—Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
    • H01L31/1868—Passivation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/186—Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
    • H01L31/1872—Recrystallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1884—Manufacture of transparent electrodes, e.g. TCO, ITO
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

バックコンタクトシステムの製造を「All by Laser Point Contact Scheme(ALPS)」で可能にする本発明に係る方法では、エミッタ層に有機的な絶縁層を被着する前に、ＴＣＯ層を被着し、その後にシリコン−吸収層へのコンタクト用のホールを絶縁層内に生ぜしめ、この場合に、まずシリコン−吸収層へのコンタクトの予定箇所において、有機的な絶縁層内に、パルス化されたＵＶレーザを用いて、一貫した材料除去なしにマーキングを生ぜしめ、該マーキングを次いで少なくとも１回の湿式化学的な選択的なエッチングステップにおいて、まずＴＣＯ層にまでエッチングし、次いで少なくとも１回の別のエッチングステップにおいてエミッタ層を貫通してシリコン−吸収層までエッチングし、次いで同様の形式で、エミッタ層へのコンタクトのためのホールを絶縁層内に生ぜしめ、この場合に敏感なエミッタ層は損傷されない。最終的に、位置決めに関連するプロセスのために専らレーザのみを使用することに基づいて、Ｓｉ−吸収層へのコンタクトのために生ぜしめられたホールは、レーザにより選択的にドーピングされる。

Description

本発明は、シリコン−吸収層と、エミッタ層とから形成されたｐｎ接合部を備えたシリコン薄膜太陽電池のためのバックコンタクト（裏面電極）システムの製造方法に関し、該製造方法は、少なくとも以下の方法ステップ、すなわち、エミッタ層上に有機的な絶縁層を被着するステップ、絶縁層において吸収層およびエミッタ層にまでホール（孔）を形成するステップ、低融点の金属層をｎ型コンタクトおよびｐ型コンタクトを形成するためにホール内に被着するステップ、金属層をｎ型コンタクト領域とｐ型コンタクト領域とにレーザ切断により分割するステップ、およびコンタクトを熱処理するステップを有している。
先行技術から公知の、ウェハベースのシリコン太陽電池のバックコンタクトのための方法は、リソグラフィ、マスキングおよびリフトオフ法に基づいている。しかしこれらの方法は、その複雑さ、取扱い手間ならびに達成可能な低い加工速度に基づいて、薄膜太陽電池に大面積で使用するための産業的に実施には適していない。
コンタクトシステムの製造のためのレーザの使用は、これに対して大面積の薄膜太陽電池の製造のために適している。点状または線状の材料除去、材料変質またはコンタクトの焼成によるレーザドーピングのような種々異なるプロセスステップは先行技術から知られている。
したがって、たとえば米国特許第５５３８５６４号明細書（US5538564A）には、太陽電池のアクティブ層において大きなアスペクト比を備えたｐ型コンタクトおよびｎ型コンタクトが、ドーパントを含むガス雰囲気におけるパルスレーザによるドーピングにより生ぜしめられる。このレーザは、エキシマレーザ、色素レーザまたはＹＡＧレーザの群から選択されていてよい。
薄膜太陽電池のためのバックコンタクトシステムを実現するための別の重要なステップは、レーザを用いて製造されたコンタクト構造である。このコンタクト構造には、特に裏面側に被着された絶縁層における孔が該当する。この孔は、金属製コンタクトと、アクティブな太陽電池層との接続のために必要である。ＤＥ６９０１２５１７Ｔ２では、ポリイミド基体に貫通孔を形成する方法が説明されている。この方法では、定義されたエネルギ密度の、焦点をずらされた炭酸ガスレーザにより、酸素含有の雰囲気中で、ポリイミド基板内に孔が形成され、引き続き行われる化学的なエッチングによりポリイミド残留物を取り除く。この開示において、レーザ穿孔の別の公知の方法が示唆される。したがって、エキシマレーザの場合、基板の化学的な結合を断ち、ポリイミドを分解するために、スペクトルの紫外線領域における電磁エネルギによる光分解が使用される。アルゴンイオンレーザにより、このような電磁エネルギがポリイミド基板に導入され、このエネルギは膜を損傷するが、分解はしない。照射により損傷されたポリイミドを取り除くために、その後にプラズマを用いたエッチングステップが行わる。しかし、エッチングステップは、種々異なる直径または基準とは相違する孔形状を有する孔を生ぜしる。このことは望ましくない。炭酸ガスレーザにより孔が穿孔されると、再びエッチングステップによって取り除かれなければならない損傷された粒子の形の相当量の残量物が生じる。
独国特許出願公開第１０００５３３０号明細書（DE10005330A1）に記載された、高解像度の透明かつ導電性の構造体の製造方法では、レーザビームが、不透明かつ導電性ではない層の選択された範囲に作用する。これにより材料は、照射された領域において、透明かつ導電性の材料に変換される。透明な材料への変換が行われるや否や、レーザビームはより深く位置している層領域にも作用することができる。レーザビームの作用後に、透明かつ導電性の領域ならびに不透明かつ絶縁性の領域が存在している。これらの領域は、互いに異なるエッチング特性を有している、つまり異なる強さで作用され、これにより構造化が行われる。
独国特許出願公開第１０２００７０５１７２５号明細書（DE102007051725A1）に記載されている、太陽電池をコンタクトするための方法では、マスキング層が狭い構造を形成するためにレーザビームを用いて開放される。この場合、基板表面が損傷されると、その箇所において生ぜしめられた電荷担体の再結合が増大する。このような損傷を取り除くために、表面は湿式化学的に、またはプラズマ中でエッチングされる。
独国特許出願公開第１９９１５６６６号明細書（DE19915666A1）には、太陽電池を選択的にコンタクトする方法、特に太陽電池のエミッタ層および／またはベース層をコンタクトする方法が記載されている。この場合、レーザビームは、光学的なマイクロレンズのアレイに向けられ、その焦点は、誘電層の領域に位置する。この誘電層は太陽電池の電気的にコンタクトすべき表面を覆っている。焦点において、電気的にコンタクトすべき表面がそこで露出されるまで、照射により材料が除去される。次いで、露出した表面のメタライジングが誘電層を貫通して行われる。
独国特許出願公開第１０２００９０５７８８１号明細書（DE102009057881A1）でも、レーザビームを用いて構造体が生ぜしめられる。この場合、レーザビームを吸収する吸収層がレーザビームに対して透明な層の上に被着されている。レーザビームにより、吸収層の局所的な領域が取り除かれ、次いで、透明な層のいまや露出した領域がエッチングステップにより取り除かれる。
国際公開第０３／０１９６７４号明細書（WO03/019674A1）には、モジュールにおける太陽電池の直列接続に関連して、太陽電池モジュールの全体的な表面上に、エミッタ層もしくは吸収層にまで１つの層または複数の層を通じて、レーザ穿孔によりコンタクトホールを直接に生ぜしめることが記載されている。この場合、１つの層は、絶縁層であり、２つの部分層から形成されており、この場合、１つの部分層は合成樹脂層である。
国際公開第２０１０／０１２２５９号明細書（WO2010/012259A2）からは、ヘテロ接合シリコン薄膜太陽電池の製造が公知である。この製造時には、エミッタと吸収体とのコンタクトが、種々異なる深さで達成され、側方の絶縁部を有する孔が延びており、コンタクトはＴＣＯ（透明導電性酸化物）層から成っていてよい。
多結晶の薄膜型太陽電池のためのバックコンタクトを形成する方法は、Ｍ．Ｇｒｅｅｎ等，”Ｓｏｌａｒ Ｅｎｅｒｇｙ”第７７巻，２００４年，ｐ８５７〜ｐ８６３に記載されている。この場合、絶縁性の合成脂層に、インクジェット印刷プロセスを用いた二段階プロセスにおいて、それぞれ相前後して所定の箇所にエッチング溶液が供給され、この箇所において、コンタクトホールが吸収層もしくはエミッタ層に達するまでエッチングにより生ぜしめられる。米国特許第７５８５７８１号明細書には、この方法が詳細に説明されている。特に、絶縁層の材料の”リフロー”プロセスによる、エミッタ層の露出しているエッジの絶縁が説明されている。本発明はこの先行技術を起点としている。補足的に、上掲の米国特許に基づく、公開番号：国際公開第２００５／０２４９２７号明細書（WO2005/024927A1）を有する国際出願が参照される。この明細書には、有機的な絶縁層等が、レーザアブレーションにより取り除かれ、その後に孔がシリコン−吸収層内までエッチングされる。同様にレーザが使用されないフォトグラフィ技術の使用も公知である。
ここで本発明の課題は、シリコン薄膜太陽電池のためのバックコンタクトシステムを製造する別の方法を提供することであり、該方法は、大きな位置精度と確実性を保証し、スケーリング可能であり、かつエミッタ層の損傷を回避する。方法は、薄膜太陽電池のための統一的な製造プロセスに良好に適合することが望ましい。
この課題は、請求項１の記載の、冒頭で述べた形式の方法により解決される。本発明の別の態様は、従属請求項から判る。
本発明によれば、有機的な絶縁層の被着前に、エミッタ層上にＴＣＯ層が被着される。絶縁層内のシリコン−吸収層へのコンタクトのためのホールは、まずシリコン−吸収層へのコンタクトのための予定箇所において有機的な絶縁層内に、パルス化されたＵＶレーザを用いてマーキングが施されることにより、生ぜしめられ、この場合に材料を一貫して除去することはない。このマーキングは、次いで少なくとも１回の湿式化学的な選択的な、かつ大面積のエッチングステップにおいて、エミッタ層を貫通してシリコン−吸収層内に達するまで開放される。次いで、絶縁層内のエミッタ層へのコンタクトのためのホールが、エミッタ層へのコンタクトの予定箇所においてやはりパルス化されたＵＶレーザを用いてマーキングが施され、次いで湿式化学的な選択的な、かつ大面積のエッチングステップにおいて、ＴＣＯ層にまで開放されることによって、生ぜしめられる。ここで、本発明に係る方法における全てのエッチングステップは、点状のコンタクトを生ぜしめるための先行技術に比べて、大面積で実施され、したがって比較的簡単で取扱い可能であることを指摘しておく。
コンタクトホールが、有機的な絶縁層を貫通してそれぞれエミッタ層もしくは吸収層にまでレーザマーキングおよび続くエッチングステップにより形成される、本発明に係る方法は、コンタクトホールの、先行技術から公知のインクジェット印刷に比べて、より信頼性よくかつより正確である。本発明に係る方法におけるレーザの使用は、配向および位置決めの困難さなしに、たとえば「レーザ焼成」による吸収層のためのポイントコンタクトのドーピングのために、後続の続く方法ステップにおけるレーザの使用も簡略化する。これにより、太陽電池の個別化をはじめとする、全ての構造化ステップまたはポイントコンタクトシステムを形成するための局所的な材料加工をレーザにより実施することが可能である。したがって、本発明に係る方法により製造されたコンタクトシステムは、「All-by-Laser Point-Contact Scheme」（ＡＬＰＳ）である。
本発明に係る方法の別の利点は、ヘテロ接合型薄膜太陽電池におけるその使用時に示される。この場合、ヘテロ接合部を形成する両方の材料のバンドギャップは、互いに異なっており、このようなヘテロ接合型薄膜太陽電池の薄い非晶質エミッタは、ホモ接合型太陽電池のエミッタよりも、レーザにより導入された熱に対して著しく敏感に反応する。この場合、このようなホモ接合部は、同一のバンドギャップを有するｐ型導電性の材料と、ｎ型導電性の材料とから成る接合部であると理解される。本発明に係る方法においてコンタクトホールをまさに完全に開放しない小さなレーザフルエンスと、エッチングストップ層の配置とにより、エミッタは損傷から保護される。
１つの態様では、吸収層およびエミッタ層へのコンタクトホールを形成するために、絶縁層内で一貫した材料除去なしにマーキングを生ぜしめるための、パルス化されたＵＶレーザは、５Ｊ／ｃｍ２〜５０Ｊ／ｃｍ２の蓄積レーザフルエンスを有している。レーザフルエンスの大きさは、とりわけ層厚さ、周辺温度、層材料の組成ならびに使用されるレーザのパルス幅および波長に依存している。
有機的な絶縁層内にコンタクトホールのためのマーキングを導入するためには、ＩＲレーザまたは可視の波長領域のレーザの使用も同様に可能である。
本発明の態様によれば、エッチングストップ層として働くＴＣＯ層のための材料として、５０ｎｍ〜５００ｎｍの厚さの、アルミニウムをドーピングされたＺｎＯまたはＩＴＯを使用することが規定されている。
別の態様では、シリコン−吸収層として、２μｍ〜４０μｍの厚さの、レーザによりまたは電子ビームにより再結晶化された多結晶のシリコン層が使用される。この場合、レーザおよび電子ビームのビームプロフィールは、できるだけ大面積の再結晶化を可能にするために、線形である。
続く態様は、エミッタ層に関する。エミッタ層のためには、５ｎｍ〜５０ｎｍの厚さの非晶質シリコン層または０．１μｍ〜２μｍの厚さの多結晶シリコン層が使用される。エミッタ層を形成するための有機的な材料も、同様に使用され得る。なぜならば、既に述べたように、エミッタ層は、本発明に係る方法の間に小さなレーザフルエンスにより、かつエッチングストップ層の配置により損傷から保護されるからである。小さなレーザフルエンスにより、コンタクトホールは本発明に係る方法では完全に開放されることはない。
吸収層のための態様は、以下の通りである。第１の態様では、ｐ型導電性のシリコンが使用され、吸収層−コンタクトホールの選択的なドーピングのための方法ステップとして、レーザによるアルミニウム焼成が実施される。
第２の態様は、これに対して、以下のように規定している。吸収層のための材料として、ｎ型導電性のシリコンを使用し、吸収層−コンタクトホールの選択的なドーピングのための方法ステップとして、レーザによるリン酸焼成またはアンチモン焼成を使用する。ドーピング物質は、導電性の層として使用される銀と一緒に堆積され得るか、または既に堆積された銀層の上にこの物質を含む層が被着され、次いで焼成させられる。
少なくとも１回の湿式化学的な選択的なエッチングステップにより、別の態様では、シリコン−吸収層およびエミッタ層へのコンタクトホールを形成するためのレーザマーキングがまず有機的な絶縁層において開放される。この場合、約１．５％のＫＯＨ溶液が使用される。ＫＯＨ溶液は、１０分までの時間間隔にわたってレーザマーキングに作用する。
レーザマーキングの領域において、少なくとも１回の湿式化学的な選択的なエッチングステップにより開放されたＴＣＯ層は、別の態様において、ＨＦ溶液を用いた少なくとも１回の別のエッチングステップにおいて、完全に除去され、その後に、これにより露出したエミッタ層を、ＨＦ溶液中のＫＭｎＯ４により必要となる深さまでエッチングする。
エミッタ層に被着される有機的な絶縁層のためには、別の態様では、白色のラック層が使用される。このラック層は同時に反射層として働く。このラック層は、たとえばスプレーコーティングにより、浸漬コーティングまたはスクリーン印刷法により被着され得る。シリコン−吸収層およびエミッタ層の間には、別の態様によれば、真性の非晶質Ｓｉ層がパッシベーション層として配置されている。
本発明を以下の実施の形態において添付の図面につき詳しく説明する。
ａ〜ｄは、本発明に係る方法の個別の方法ステップの順番を概略的に示している。 ａは、ラック層におけるレーザマーキングの走査型電子顕微鏡撮影を示す図であり、ｂは、ラック層におけるマーキングのエッチング後の走査型電子顕微鏡を示す図である。
ガラス基板１（厚さ３．３ｍｍ）上に、ＰＥＣＶＤ（プラズマＣＶＤ）法または電子ビーム蒸着によって堆積され、次いでレーザビームまたは電子ビームにより再結晶化された、１０μｍの厚さの平坦な多結晶のｐ型Ｓｉ（ｐ−Ｓｉ）吸収層２（バンドギャップ：１．１ｅＶ）を有する層配列を起点とする。ｐ−Ｓｉ吸収層２は、１３ｎｍの厚さのｉ型非晶質Ｓｉ（ｉ−ａ−Ｓｉ）層３でパッシベーションされている。ｉ−ａ−Ｓｉ層３上には、１３ｎｍの厚さの、ｎ型ドーピングされた非晶質Ｓｉ（ａ−Ｓｉ）エミッタ層４（エミッタ層のバンドギャップ：１．８ｅＶ）が配置されており、エミッタ層４は、その上に被着された、３００ｎｍの厚さを有する、Ａｌ（アルミニウム）をドーピングされたＺｎＯ（酸化亜鉛）層５を有している。
今、この層配列においてレーザを用いて実施すべき方法ステップのために、パルス化されたＮｄ（ネオジウムイオン）をドーピングしたバナデート−ナノ秒（パルス）レーザ（λ＝５２３ｎｍ）およびＮｄをドーピングしたＹＡＧ−ピコ秒固体レーザ（λ＝１０６４ｎｍ，３５５ｎｍ）が使用される。
第１の方法ステップでは、ＩＲ−ピコ秒（パルス）レーザ（約３．９Ｊ／ｃｍ２のパルス周波数および約８０％のスポットオーバラップ率）を用いて、基板側部から絶縁ラインＬ１をスクライブ（書き込む）することにより、太陽電池のサイズが規定される（図１ａ）。その後に、５μｍの厚さの白色のラック層６−この実施の形態ではＴｉＯ２ナノ粒子との混合物中のノボラック１５０（比５：１）−が、スピンコーティングにより、ＺｎＯ：Ａｌ層５に被着させられ、吸収層３のためのコンタクトホールＫＡがＵＶ−ピコ秒レーザを用いてマーキングされるＬ２。レーザは、この場合、ラック層の上述の厚さおよび使用されるレーザ装置の場合には、約２０Ｊ／ｃｍ２の蓄積されたレーザフルエンスを有している。続くステップにおいて、ラック層６内にマーキングされたこの領域は、湿式化学的に、たとえば１．５％のＫＯＨ（水酸化カリウム）水溶液により、ＺｎＯ：Ａｌ層５にまで開放される。ＺｎＯ：Ａｌ層５の別のエッチングは、５％のＨＦ（フッ化水素）溶液を用いて、約６０秒間にわたって行われ、エミッタ層の別のエッチングは、０．０１％のＫＭｎＯ４（過マンガン酸カリウム）を溶解して含んでいる、１％のＨＦ溶液により、約１０秒間にわたって行われる（図１ｂ）。次いで、エミッタ層４のためのコンタクトホールＫＥのマーキングを、やはりＵＶ−ピコ秒レーザＬ３を用いて約２０Ｊ／ｃｍ２の蓄積されたレーザフルエンスで行う。次いで上述のように、別の（ＫＯＨ−）エッチングステップが行われ、このエッチングステップは、ラック層６をＺｎＯ：Ａｌ層５まで開放する。この状態で、層配列は、所定の溶剤の蒸気雰囲気内に導入され、これにより層６のラックが軟化されて、コンタクトホールＫＡ，ＫＥのエッジを越えて、これらのコンタクトホールＫＡ，ＫＥ内へと流れる（図示せず）。したがって、エミッタ層４は、該エミッタ層４を貫通する、吸収層３のためのコンタクトホールＫＡに関して絶縁されている（図１ｃ）。続く方法ステップにおいて、１００ｎｍの厚さのアルミニウム層７がコンタクトホールＫＡ，ＫＥを備えるラック層６の全体的な面に被着させられる。このアルミニウム層７は、次いでＵＶレーザを用いたレーザ切断Ｌ４により、各電池上で、エミッタ層４のためのコンタクトホールＫＥを備えた領域と、吸収層３のためのコンタクトホールＫＡを備えた領域とに分割される（図１ｄ）。これにより、電池を包括する直列接続が実現可能である。最後に示された、レーザで実施される方法ステップは、ナノ秒レーザを用いた、アルミニウムによる吸収層コンタクトホールＫＡのドーピングを示している（同様に図１ｄ）。
図２ａのＲＥＭ撮影では、ラック層にピコ秒ＵＶ−レーザ（約２０Ｊ／ｃｍ２の蓄積レーザフルエンス）により生ぜしめられたマーキングされた円を識別することができる。サイズ比較のために同一の撮影で１０ｎｍの線が図示されている。図２ｂは、層のこの部分をＫＯＨエッチング後に示している。コンタクトホールのためにマーキングされた領域が取り除かれたことが判る。
１ 基板
２ 絶縁層
３ Ｓｉ−吸収層
４ エミッタ層
５ ＺｎＯ：Ａｌ層
６ ラック層
７ Ａｌ層
ＫＡ 吸収層のコンタクトホール
ＫＥ エミッタのコンタクトホール
Ｌ１ 絶縁線のレーザスクライブ
Ｌ２ ＫＡのレーザマーキング
Ｌ３ ＫＥのレーザマーキング
Ｌ４ Ａｌ層のレーザ切断
Ｌ５ ＫＡのレーザドーピング

Claims (12)

  1. シリコン−吸収層と、エミッタ層とから形成されたｐｎ接合部を備えたシリコン薄膜太陽電池のためのバックコンタクトシステムの製造法であって、少なくとも以下の方法ステップ、すなわち、
    −前記エミッタ層上に有機的な絶縁層を被着するステップ、
    −次いで前記絶縁層内に、前記吸収層および前記エミッタ層にまでコンタクトホールを形成するステップ、
    −次いで前記コンタクトホールを絶縁するステップ、
    −その後に前記コンタクトホール内に、ｎコンタクトおよびｐコンタクトを形成するために低融点金属層を被着するステップ、および
    −ｎコンタクト領域およびｐコンタクト領域の金属層をレーザ切断により分離するステップ
    を有する、シリコン薄膜太陽電池のためのバックコンタクトシステムの製造法において、
    −前記エミッタ層に前記有機的な絶縁層を被着する前に、ＴＣＯ層を被着するステップ、
    −前記シリコン−吸収層へのコンタクト用のホールを前記絶縁層内に生ぜしめるステップであって、この場合に、まず前記シリコン−吸収層へのコンタクトの予定箇所において、前記有機的な絶縁層内に、パルス化されたＵＶレーザを用いて、一貫した材料除去なしにマーキングを生ぜしめ、該マーキングを次いで少なくとも１回の湿式化学的な選択的なエッチングステップにおいて、まず前記ＴＣＯ層にまでエッチングし、次いで少なくとも１回の別のエッチングステップにおいて前記エミッタ層を貫通して前記シリコン−吸収層までエッチングする、ステップと、
    −次いで前記有機的な絶縁層内に、パルス化されたＵＶレーザにより、一貫した材料除去なしにマーキングを生ぜしめ、該マーキングを湿式化学的な選択的なエッチングステップにおいて前記ＴＣＯ層までエッチングするステップ、および
    −その後に前記シリコン−吸収層に対するコンタクトのために生ぜしめられた前記ホールを選択的にドーピングするステップ、
    を有することを特徴とする、シリコン薄膜太陽電池のためのバックコンタクトシステムの製造法。
  2. 前記吸収層および前記エミッタ層への前記コンタクトホールを形成するために、前記絶縁層内で一貫した材料除去なしに前記マーキングを生ぜしめるための、前記パルス化されたＵＶレーザは、５Ｊ／ｃｍ２〜５０Ｊ／ｃｍ２のレーザフルエンスを有している、請求項１記載の薄膜太陽電池のためのバックコンタクトシステムの製造法。
  3. エッチングストップ層として働く前記ＴＣＯ層の材料として、５０ｎｍ〜５００ｎｍの厚さの、アルミニウムをドーピングしたＺｎＯまたはＩＴＯを使用する、請求項１記載の薄膜太陽電池のためのバックコンタクトシステムの製造法。
  4. シリコン−吸収層として、レーザまたは電子ビームにより再結晶化された、２μｍ〜４０μｍの厚さの多結晶のシリコン層を使用する、請求項１記載の薄膜太陽電池のためのバックコンタクトシステムの製造法。
  5. エミッタ層として、５ｎｍ〜５０ｎｍの厚さの非晶質のシリコン層を使用する、請求項１記載の薄膜太陽電池のためのバックコンタクトシステムの製造法。
  6. エミッタ層として、０．１μｍ〜２μｍの厚さの多結晶のシリコン層を使用する、請求項１記載の薄膜太陽電池のためのバックコンタクトシステムの製造法。
  7. 前記吸収層の材料として、ｐ型導電性シリコンを使用し、前記吸収層−コンタクトホールの選択的なドーピングのための方法ステップとして、レーザによるアルミニウム焼成を実施する、請求項１から６までの少なくともいずれか１項記載の薄膜太陽電池のためのバックコンタクトシステムの製造法。
  8. 前記吸収層の材料として、ｎ型導電性シリコンを使用し、前記吸収層−コンタクトホールの選択的なドーピングのための方法ステップとして、レーザによるリン酸焼成またはアンチモン焼成を実施する、請求項１から６までの少なくともいずれか１項記載の薄膜太陽電池のためのバックコンタクトシステムの製造法。
  9. 前記少なくとも１回の湿式化学的な選択的なエッチングステップにおいて、前記シリコン−吸収層および前記エミッタ層への前記コンタクトホールの形成のための前記レーザマーキングを、約１．５％のＫＯＨ溶液中で、１０分までの時間間隔にわたってエッチングする、請求項１記載の薄膜太陽電池のためのバックコンタクトシステムの製造法。
  10. 前記少なくとも１回の湿式化学的な選択的なエッチングステップにおいて、前記レーザマーキングの領域において開放された前記ＴＣＯ層を、ＨＦ溶液を用いた少なくとも１回の別のエッチングステップにおいて完全に除去し、その後にこれにより露出したエミッタ層を、ＨＦ溶液中のＫＭｎＯ４により、必要となる深さまで除去する、請求項１記載の薄膜太陽電池のためのバックコンタクトシステムの製造法。
  11. 前記エミッタ層に被着された前記有機的な絶縁層のために、同時に反射層として役立つ白色のラック層を使用する、請求項１記載の薄膜太陽電池のためのバックコンタクトシステムの製造法。
  12. 前記Ｓｉ−吸収層と、前記エミッタ層との間に、真性の非晶質Ｓｉ−パッシベーション層が配置されている、請求項１記載の薄膜太陽電池のためのバックコンタクトシステムの製造法。
JP2017503537A 2014-07-22 2015-07-21 シリコン薄膜太陽電池のためのバックコンタクトシステムの製造方法 Expired - Fee Related JP6657176B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014110262.2A DE102014110262A1 (de) 2014-07-22 2014-07-22 Verfahren zur Herstellung eines Rückseitenkontaktsystems für eine Silizium-Dünnschicht-Solarzelle
DE102014110262.2 2014-07-22
PCT/DE2015/100309 WO2016012007A1 (de) 2014-07-22 2015-07-21 Verfahren zur herstellung eines rückseitenkontaktsystems für eine silizium-dünnschicht-solarzelle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017524251A true JP2017524251A (ja) 2017-08-24
JP6657176B2 JP6657176B2 (ja) 2020-03-04

Family

ID=54011466

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017503537A Expired - Fee Related JP6657176B2 (ja) 2014-07-22 2015-07-21 シリコン薄膜太陽電池のためのバックコンタクトシステムの製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9899555B2 (ja)
EP (1) EP3172768B1 (ja)
JP (1) JP6657176B2 (ja)
DE (1) DE102014110262A1 (ja)
ES (1) ES2701124T3 (ja)
WO (1) WO2016012007A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014110262A1 (de) 2014-07-22 2016-01-28 Helmholtz-Zentrum Berlin Für Materialien Und Energie Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Rückseitenkontaktsystems für eine Silizium-Dünnschicht-Solarzelle
US9859451B2 (en) 2015-06-26 2018-01-02 International Business Machines Corporation Thin film photovoltaic cell with back contacts
KR101813123B1 (ko) * 2016-08-24 2017-12-29 주성엔지니어링(주) 태양전지 및 그 제조 방법
CN110085702B (zh) * 2019-04-19 2021-06-01 通威太阳能（成都）有限公司 一种有效降低激光切割损失的高效光伏电池制作方法
CN111482713A (zh) * 2020-04-28 2020-08-04 上海沪航卫星科技有限公司 低熔点低强度金属薄膜的激光切割方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4959119A (en) 1989-11-29 1990-09-25 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method for forming through holes in a polyimide substrate
US5538564A (en) 1994-03-18 1996-07-23 Regents Of The University Of California Three dimensional amorphous silicon/microcrystalline silicon solar cells
DE19915666A1 (de) 1999-04-07 2000-10-19 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren und Vorrichtung zur selektiven Kontaktierung von Solarzellen
DE10005330A1 (de) 2000-02-08 2001-09-06 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Herstellung von leitfähigen transparenten Strukturen sowie Verwendung von transparenten, leitfähigen Oxidschichten zur Strukturierung von leitfähigen, transparenten Bereichen
AUPR719701A0 (en) 2001-08-23 2001-09-13 Pacific Solar Pty Limited Chain link metal interconnect structure
EP1665346A4 (en) 2003-09-09 2006-11-15 Csg Solar Ag IMPROVED METHOD OF FORMING OPENINGS IN ORGANIC RESIN MATERIAL
JP2007505485A (ja) * 2003-09-09 2007-03-08 シーエスジー ソーラー アクチェンゲゼルシャフト シリコンをエッチングする方法の改良
US20060130891A1 (en) * 2004-10-29 2006-06-22 Carlson David E Back-contact photovoltaic cells
GB2446838A (en) 2007-02-20 2008-08-27 David John Ruchat Photovoltaic device and manufacturing method
DE102007051725B4 (de) 2007-10-27 2014-10-30 Centrotherm Photovoltaics Ag Verfahren zur Kontaktierung von Solarzellen
DE102008060404A1 (de) * 2008-07-30 2010-02-11 Helmholtz-Zentrum Berlin Für Materialien Und Energie Gmbh Einseitig kontaktiertes Dünnschicht-Solarmodul mit einer inneren Kontaktschicht
DE102009057881A1 (de) 2009-12-11 2011-06-16 Centrothem Photovoltaics Ag Verfahren zur Laserstrukturierung eines transparenten Mediums und Verwendung des Verfahrens bei der Herstellung eines Halbleiterbauelements
US20170236954A1 (en) * 2011-08-05 2017-08-17 Beamreach High efficiency solar cell structures and manufacturing methods
DE102014110262A1 (de) 2014-07-22 2016-01-28 Helmholtz-Zentrum Berlin Für Materialien Und Energie Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Rückseitenkontaktsystems für eine Silizium-Dünnschicht-Solarzelle
KR102526398B1 (ko) * 2016-01-12 2023-04-27 상라오 징코 솔라 테크놀러지 디벨롭먼트 컴퍼니, 리미티드 태양 전지 및 이의 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014110262A8 (de) 2016-03-10
EP3172768A1 (de) 2017-05-31
US9899555B2 (en) 2018-02-20
EP3172768B1 (de) 2018-10-24
DE102014110262A1 (de) 2016-01-28
JP6657176B2 (ja) 2020-03-04
WO2016012007A1 (de) 2016-01-28
ES2701124T3 (es) 2019-02-20
US20170236965A1 (en) 2017-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6657176B2 (ja) シリコン薄膜太陽電池のためのバックコンタクトシステムの製造方法
KR102058083B1 (ko) 규소 나노입자로 태양 전지를 제조하기 위한 레이저 콘택 공정, 레이저 시스템, 및 태양 전지 구조체
TWI618259B (zh) 太陽能電池及其製造方法
US20150017747A1 (en) Method for forming a solar cell with a selective emitter
US20110000532A1 (en) Solar Cell Device and Method of Manufacturing Solar Cell Device
WO2007059577A1 (en) Metallisation method for thin-film semiconductor structures
KR102625414B1 (ko) 태양 전지의 포일 기반 금속화를 위한 두꺼운 손상 버퍼
US10079319B2 (en) Solar cell fabrication using laser patterning of ion-implanted etch-resistant layers and the resulting solar cells
US20160211395A1 (en) Method for laser-structuring thin layers on a substrate in order to produce monolithically connected thin-layer solar cells, and method for producing a thin-layer solar module
CN104205350B (zh) 太阳能电池单元的制造方法
Weizman et al. Rear-side All-by-Laser Point-contact Scheme for liquid-phase-crystallized silicon on glass solar cells
JP2014112600A (ja) 裏面電極型太陽電池の製造方法および裏面電極型太陽電池
JP5474525B2 (ja) 太陽電池の製造方法
KR20140008533A (ko) 고효율 태양 전지의 공간 선택적 레이저 어닐링 적용
JP2007505486A (ja) リフローによるマスクの調整
US20190348560A1 (en) Method for producing rear surface contact solar cells from crystalline silicon
JP2014086589A (ja) 太陽電池セルの製造方法および太陽電池セル
CN104205363A (zh) 制造太阳能电池的方法及其设备
Li et al. Laser‐doped solar cells exceeding 18% efficiency on large‐area commercial‐grade multicrystalline silicon substrates
JP2014086590A (ja) 結晶太陽電池の製造方法および結晶太陽電池
US20190181291A1 (en) Solar cell and method for manufacturing same
US20140357009A1 (en) Process For Manufacturing A Photovoltaic Cell
JP2014072288A (ja) 太陽電池セルの製造方法および太陽電池セル
KR101607966B1 (ko) 박막 태양전지 제조방법
JP2014112584A (ja) 太陽電池セルの製造方法および太陽電池セル

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180618

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190522

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190603

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190829

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200107

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200205

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6657176

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees