DE102021133039A1 - Solar cell with passivated contacts and method for producing a solar cell with passivated contacts - Google Patents

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Abstract

Bereitgestellt werden eine Solarzelle (1) mit mindestens einem passivierten Kontakt (10), welcher durch eine Schichtstruktur gebildet ist, die eine auf einen Wafer (2) aufgebrachte Grenzflächenschicht (11) aus Siliziumoxid, eine Siliziumnitridschicht (14) und eine zwischen der Grenzflächenschicht (11) aus Siliziumoxid und der Siliziumnitridschicht (14) angeordnete hochdotierte Schicht (12) aus polykristallinem Silizium aufweist, bei der die Schichtstruktur, welche den passivierten Kontakt (10) bildet, ferner eine zwischen der hochdotierten Schicht (12) aus polykristallinem Silizium und der Siliziumnitridschicht (14) angeordnete weitere Siliziumoxidschicht (13) aufweist sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Solarzelle.A solar cell (1) with at least one passivated contact (10) is provided, which is formed by a layer structure which has an interface layer (11) made of silicon oxide applied to a wafer (2), a silicon nitride layer (14) and an interface layer ( 11) has a highly doped layer (12) made of polycrystalline silicon arranged from silicon oxide and the silicon nitride layer (14), in which the layer structure which forms the passivated contact (10) also has a layer between the highly doped layer (12) made of polycrystalline silicon and the silicon nitride layer (14) arranged further silicon oxide layer (13) and a method for producing such a solar cell.

Description

Ein wesentlicher Faktor bei der Effizienzsteigerung von Solarzellen ist die Unterdrückung von Rekombinationsverlusten insbesondere an den Metallkontakten der Solarzelle. Dies erfolgt in aktuellen Hocheffizienz-Solarzellkonzepten, wie z.B. dem TOPCon-Konzept, durch die Bereitstellung passivierter Kontakte. Diese werden insbesondere dadurch gebildet, dass auf der Waferoberfläche eine dünne Grenzflächenschicht aus Siliziumoxid (SiO2) erzeugt wird, auf der dann eine Schicht aus hochdotiertem polykristallinen Silizium hergestellt und mit einer wasserstoffhaltigen dielektrischen Schicht, die insbesondere durch Siliziumnitrid (SiNx) oder Aluminiumoxid (AlOx) gebildet sein kann, beschichtet wird.A key factor in increasing the efficiency of solar cells is the suppression of recombination losses, particularly at the metal contacts of the solar cell. This is done in current high-efficiency solar cell concepts, such as the TOPCon concept, by providing passivated contacts. These are formed in particular by producing a thin interface layer of silicon oxide (SiO 2 ) on the wafer surface, on which a layer of highly doped polycrystalline silicon is then produced and covered with a dielectric layer containing hydrogen, which is in particular made of silicon nitride (SiN x ) or aluminum oxide ( AlO x ) may be formed, is coated.

Allerdings zeigt sich, dass auf diese Art aufgebaute passivierte Kontakte auf hohe thermische Lasten, insbesondere im Temperaturbereich oberhalb von 800°C, sensitiv reagieren. Es kommt dann zu einer Degradation der Passivierungswirkung und einer mechanischen Degradation des Schichtenstapels, dem sogenannten „Blistering“. Dies ist grundsätzlich problematisch, weil bei der elektrischen Kontaktierung der Kontaktbereiche in vielen Fällen Metall-, insbesondere Silberpasten zum Einsatz kommen, die auf den Kontaktbereich -beispielsweise durch Siedruck- aufgebracht und durch eine Temperaturbehandlung eingebrannt werden. Weiter verschärft werden diese Probleme in Fällen, in denen die Solarzellen in anderen Bereichen auf eine Weise passiviert werden sollen, die hohe Temperaturen zur ausreichenden Aktivierung der Passivierung benötigen, beispielsweise wenn die Solarzelle auch einen Boremitter mit BSG (d.h. Borsilikatglas)/SiO2 Passivierung aufweist. Dabei wird die Formulierung „BSG/SiO2 Passivierung“ oder auch „Borsilikatglaspassivierung“ synonym zu einer „in-situ SiO2 Passivierung“ verwendet, bei der eine während einer Bordiffusion unterhalb einer Borsilikatglasschicht gewachsene SiO2-Schicht zu einer Passivierung führt.However, it has been shown that passivated contacts constructed in this way react sensitively to high thermal loads, especially in the temperature range above 800°C. Then there is a degradation of the passivation effect and a mechanical degradation of the stack of layers, the so-called "blistering". This is fundamentally problematic because in many cases metal pastes, in particular silver pastes, are used for the electrical contacting of the contact areas, which are applied to the contact area—for example by screen printing—and burned in by a temperature treatment. These problems are exacerbated further in cases where the solar cells are to be passivated in other areas in a way that requires high temperatures to activate the passivation sufficiently, for example if the solar cell also has a boron emitter with BSG (ie borosilicate glass)/SiO 2 passivation . The phrase "BSG/SiO 2 passivation" or also "borosilicate glass passivation" is used synonymously with "in-situ SiO 2 passivation", in which an SiO 2 layer grown during boron diffusion underneath a borosilicate glass layer leads to passivation.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Solarzellen mit passivierten Kontakten, die eine verbesserte Temperaturstabilität aufweisen sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Solarzelle anzugeben.The object of the invention is therefore to specify a solar cell with passivated contacts that have improved temperature stability and a method for producing such a solar cell.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Solarzelle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.This object is achieved by a solar cell having the features of patent claim 1 and a method for producing a solar cell having the features of patent claim 7. Advantageous developments of the invention are the subject matter of the dependent patent claims.

Die erfindungsgemäße Solarzelle hat mindestens einen passivierten Kontakt, welcher durch eine Schichtstruktur gebildet ist. Diese Schichtstruktur weist eine auf dem Wafer, aus dem die Solarzelle gebildet wird, aufgebrachte Grenzflächenschicht aus Siliziumoxid (SiO2), eine wasserstoffhaltigen dielektrischen Schicht, die insbesondere durch Siliziumnitrid (SiNx) oder Aluminiumoxid (AlOx) gebildet sein kann, und eine zwischen der Grenzflächenschicht aus Siliziumoxid und der wasserstoffhaltigen dielektrischen Schicht angeordnete hochdotierte Schicht aus polykristallinem Silizium (poly-Si Schicht) aufweist. Hochdotiert ist eine Schicht aus polykristallinem Silizium im Sinne dieser Beschreibung, wenn sie einen Dotierungsgrad größer oder gleich 7e18/cm3 aufweist; geeignete Dotierstoffe sind z.B. Phosphor oder Bor.The solar cell according to the invention has at least one passivated contact, which is formed by a layered structure. This layered structure has an interface layer of silicon oxide (SiO 2 ) applied to the wafer from which the solar cell is formed, a hydrogen-containing dielectric layer which can be formed in particular by silicon nitride (SiN x ) or aluminum oxide (AlO x ), and an intermediate the interface layer of silicon oxide and the hydrogen-containing dielectric layer arranged highly doped layer of polycrystalline silicon (poly-Si layer). A layer of polycrystalline silicon within the meaning of this description is highly doped if it has a degree of doping greater than or equal to 7e18/cm 3 ; suitable dopants are, for example, phosphorus or boron.

Erfindungswesentlich ist, dass die Schichtstruktur ferner eine zwischen der Schicht aus hochdotiertem polykristallinem Silizium und der wasserstoffhaltigen dielektrischen Schicht angeordnete weitere Siliziumoxidschicht aufweist.It is essential to the invention that the layer structure also has a further silicon oxide layer arranged between the layer made of highly doped polycrystalline silicon and the hydrogen-containing dielectric layer.

Auf den Typ der Solarzelle, die den derartig aufgebauten passivierten Kontakt aufweist, kommt es nicht an; besonders gut geeignet ist die erfindungsgemäße Schichtstruktur beispielsweise für TOPCon-Zellen ohne AlOx Passivierung oder poly-ZEBRA IBC Zellen mit Floating Emitter ohne AlOx Passivierung.The type of solar cell that has the passivated contact constructed in this way is irrelevant; The layer structure according to the invention is particularly well suited, for example, for TOPCon cells without AlO x passivation or poly-ZEBRA IBC cells with floating emitters without AlO x passivation.

Die Erfinder haben festgestellt, dass durch das Hinzufügen der erfindungsgemäßen weiteren Siliziumoxidschicht die Temperaturstabilität der passivierten Kontakte signifikant verbessert wird, und zwar im Hinblick auf die Erhaltung von deren Passivierwirkung und/oder im Hinblick auf die Erhaltung von ihrer mechanischen Stabilität. Dies erlaubt eine bessere Optimierung nachgelagerter Hochtemperaturprozesse, insbesondere beim Vor- oder Kontaktfeuern. Dadurch können Prozessparameter so gewählt werden, dass für andere Bereiche der Solarzelle, z.B. Bereiche ohne passivierte Kontakte oder mit passivierten Kontakten der anderen Polarität, eine bessere Passivierung erreicht werden kann, ohne dass der durch die Schichtstruktur gebildete Kontakt degradiert. Auf diese Weise können Solarzellen mit höherem Voc und damit höherem Wirkungsgrad hergestellt werden.The inventors have found that adding the further silicon oxide layer according to the invention significantly improves the temperature stability of the passivated contacts, specifically with regard to maintaining their passivation effect and/or with regard to maintaining their mechanical stability. This allows better optimization of downstream high-temperature processes, especially in pre- or contact firing. As a result, process parameters can be selected such that better passivation can be achieved for other areas of the solar cell, eg areas without passivated contacts or with passivated contacts of the other polarity, without the contact formed by the layer structure degrading. In this way, solar cells with a higher V oc and thus higher efficiency can be produced.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Grenzflächenschicht aus Siliziumoxid weniger als 5nm dick und die weitere Siliziumoxidschicht ist dicker als die Grenzflächenschicht aus Siliziumoxid, insbesondere zwischen 20nm und 60nm dick. Die Dicke der weiteren Siliziumoxidschicht kann insbesondere so angepasst werden, dass sie für gegebene Feuerparameter, also eine gegebene thermische Belastung nach der Bildung des passivierten Kontakts, das Entweichen von Wasserstoff in hinreichendem Maße erschwert und/oder dass sie für gegebene Feuerparameter hinreichend entlastend bei thermischen Spannungen infolge von Sinterprozessen in der SiNx Schicht wirkt.In a preferred embodiment of the invention, the silicon oxide interface layer is less than 5 nm thick and the further silicon oxide layer is thicker than the silicon oxide interface layer, in particular between 20 nm and 60 nm thick. The thickness of the further silicon oxide layer can in particular be adapted such that it sufficiently impedes the escape of hydrogen for given firing parameters, ie a given thermal load after the formation of the passivated contact, and/or that it is sufficient for given firing parameters relieves thermal stresses resulting from sintering processes in the SiN x layer.

Bei der fertigen Solarzelle ist ferner in der Regel ein Metallkontakt mit dem passivierten Kontakt verbunden, der beispielsweise durch eine in einem Siebdruckverfahren aufgedruckte Metallpaste, insbesondere eine Silberpaste und nachfolgendes Einbrennen in einem Feuerprozess gebildet werden kann.In the case of the finished solar cell, a metal contact is also generally connected to the passivated contact, which can be formed, for example, by a metal paste printed in a screen printing process, in particular a silver paste, and subsequent firing in a firing process.

Besonders vorteilhaft ist der erfindungsgemäße passivierte Kontakt, wenn die Solarzelle außer dem passivierten Kontaktbereich auch noch mindestens einen bordiffundierten passivierten Bereich hat, der unter Verwendung einer Borsilikatglasschicht in situ SiO2-passiviert ist, weil diese im Regelfall eine hohe thermische Belastung, also Feuerprozesse bei hoher Temperatur bei ihrer Bildung bzw. Passivierung benötigen. Der bordiffundierte passivierte Bereich kann insbesondere ein passivierter Emitter oder floating Emitter oder eine passivierte back surface field (BSF)-Region sein.The passivated contact according to the invention is particularly advantageous if, in addition to the passivated contact area, the solar cell also has at least one boron-diffused passivated area that is SiO 2 -passivated in situ using a borosilicate glass layer, because this usually has a high thermal load, i.e. fire processes at high Need temperature in their formation or passivation. The boron-diffused passivated area can in particular be a passivated emitter or floating emitter or a passivated back surface field (BSF) region.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle mit passivierten Kontakten, weist bei der Ausbildung des passivierten Kontakts, also in Verfahrensabschnitten, in denen zumindest auch der passivierte Kontakt gebildet wird, zumindest die folgenden Schritte auf:

  • - Bildung einer Grenzflächenschicht aus Siliziumoxid in mindestens einem Bereich eines Wafers,
  • - Bildung einer hochdotierten Schicht aus polykristallinem Silizium auf der Grenzflächenschicht aus Siliziumoxid,
  • - Bildung einer weiteren Siliziumoxidschicht auf der Oberfläche der hochdotierten Schicht aus polykristallinem Silizium, und
  • - Bildung einer wasserstoffhaltigen dielektrischen Schicht auf der weiteren Siliziumoxidschicht.
The method according to the invention for producing a solar cell with passivated contacts has at least the following steps in the formation of the passivated contact, i.e. in method sections in which at least the passivated contact is also formed:
  • - formation of an interface layer of silicon oxide in at least one region of a wafer,
  • - formation of a highly doped layer of polycrystalline silicon on the interface layer of silicon oxide,
  • - forming a further silicon oxide layer on the surface of the highly doped polycrystalline silicon layer, and
  • - Formation of a hydrogen-containing dielectric layer on the further silicon oxide layer.

Wie sich bereits aus der Anordnung dieser Schichten relativ zueinander ergibt, werden diese Schritte in der angegebenen Reihenfolge, durchgeführt, wobei sie nicht zwingend unmittelbar nacheinander ausgeführt werden müssen. Sie können teilweise auch gemeinsam mit anderen Prozessschritten bei der Herstellung der Solarzelle erfolgen.As can already be seen from the arrangement of these layers relative to one another, these steps are carried out in the specified order, although they do not necessarily have to be carried out directly one after the other. In some cases, they can also be carried out together with other process steps in the production of the solar cell.

Konkret kann man die Grenzflächenschicht aus Siliziumoxid beispielsweise thermisch oder nasschemisch auf dem Wafer, der normalerweise aus kristallinem Silizium besteht, aufwachsen. Eine Integration der Oxidation zur Herstellung dieser Grenzflächenschicht in vorgelagerte Prozessschritte ist ebenso möglich wie ihre Durchführung in einer Anlage zur Siliziumabscheidung, insbesondere der für den nächsten erfindungsgemäßen Prozessschritt verwendeten Anlage zur Siliziumabscheidung.Specifically, the silicon oxide interface layer can be grown, for example, thermally or wet-chemically on the wafer, which normally consists of crystalline silicon. An integration of the oxidation for producing this interface layer in upstream process steps is just as possible as its implementation in a system for silicon deposition, in particular the system for silicon deposition used for the next process step according to the invention.

Zur Bildung der hochdotierten Schicht aus polykristallinem Silizium kann man amorphes oder teilkristallines Silizium auf der Grenzflächenschicht aus Siliziumoxid abscheiden, beispielsweise durch CVD (chemical vapor deposition; chemische Gasphasenabscheindung) -Verfahren, insbesondere LPCVD (low pressure chmical vapor deposition) oder PECVD (plasma enhanced vapor deposition), oder PVD (physical vapor deposition) -Verfahren wie z.B. Sputtern. Die Dotierung kann dabei im CVD oder PVD Prozess selbst („in-situ Dotierung“) oder im anschließenden Kristallisationnsprozess durch Zugabe von Dotiergas (z.B. POCl3, „ex-situ Dotierung“) erfolgen. Die resultierende Siliziumdünnschicht kann dann zu polykristallinem Silizium kristallisiert werden, beispielsweise in einem thermischen Rohrofenprozess unter Stickstoffatmosphäre.To form the highly doped layer of polycrystalline silicon, amorphous or partially crystalline silicon can be deposited on the silicon oxide interface layer, for example by CVD (chemical vapor deposition) methods, in particular LPCVD (low pressure chemical vapor deposition) or PECVD (plasma enhanced vapor deposition), or PVD (physical vapor deposition) processes such as sputtering. The doping can take place in the CVD or PVD process itself ("in-situ doping") or in the subsequent crystallization process by adding doping gas (e.g. POCl3, "ex-situ doping"). The resulting silicon thin film can then be crystallized into polycrystalline silicon, for example in a thermal tube furnace process under a nitrogen atmosphere.

Insbesondere dann, wenn ein solcher thermischer Prozess bei der Erzeugung der hochdotierten Schicht aus polykristallinem Silizium verwendet wird, kann es sich anbieten, dass zur Bildung der weiteren Siliziumoxidschicht die Oberfläche der hochdotierten polykristallinen Siliziumschicht thermisch oxidiert wird, indem nach der Krsitallisation unter Stickstoff Sauerstoff und ggf. zusätzlich Wasserdampf für eine nasse Oxidation zugegeben wird. Dies ermöglicht die Implementierung der Erfindung ohne zusätzliche Prozessstationen bzw. Prozessschritte und trägt zur Kosteneffizienz bei. Alternativ kann die weitere Siliziumoxidschicht aber beispielsweise auch mittels plasmaunterstützter chemischer Gasphasenabscheidung (PECVD) abgeschieden werden, was besonders vorteilhaft ist, wenn die wasserstoffhaltige dielektrische Schicht anschließend ebenfalls auf diese Weise aufgebracht wird.In particular when such a thermal process is used to produce the highly doped layer of polycrystalline silicon, it can be advisable to thermally oxidize the surface of the highly doped polycrystalline silicon layer in order to form the further silicon oxide layer, in that oxygen and possibly Additional water vapor is added for wet oxidation. This enables the invention to be implemented without additional process stations or process steps and contributes to cost efficiency. Alternatively, the further silicon oxide layer can also be deposited, for example, by means of plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD), which is particularly advantageous if the hydrogen-containing dielectric layer is subsequently also applied in this way.

Zur Kontaktierung der Solarzelle werden üblicherweise Metallpasten mittels Siebdruck auf die Passivierschichten gedruckt. In einem anschließenden Hochtemperaturschritt („Feuern“) werden die Kontakte gesintert. Dabei wird die wasserstoffhaltige dielektrische Schicht (und ggf. Siliziumoxidschicht) durch Bestandteile der Paste geätzt, sodass die Silberkristalle die poly-Si Schicht kontaktieren können.To contact the solar cell, metal pastes are usually printed onto the passivation layers by means of screen printing. The contacts are sintered in a subsequent high-temperature step ("firing"). The hydrogen-containing dielectric layer (and possibly the silicon oxide layer) is etched by components of the paste so that the silver crystals can contact the poly-Si layer.

Die Wirkung der Erfindung ist, die Passivierwirkung des Mehrschichtsystems toleranter gegenüber höheren Temperaturen im Feuerprozess zu machen. Dies erlaubt eine freiere Wahl der geeigneten Feuertemperatur. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn für niedrige Kontaktwiderstände (und damit verbunden hohe Füllfaktoren und Wirkungsgrade der Solarzelle) Feuertemperaturen notwendig sind, die in einem Temperaturbereich liegen, welcher ohne die Erfindung zu einer Degradation der Passivierwirkung führen würde. Insbesondere werden Verfahren erschlossen, bei denen der passivierte Kontakt in einem weiteren Verfahrensschritt einer Temperatur von mehr als 800°C ausgesetzt wird.The effect of the invention is to make the passivation effect of the multi-layer system more tolerant of higher temperatures in the firing process. This allows a freer choice of the appropriate firing temperature. This can be particularly advantageous when low contact resistances (and associated high fill factors and solar cell efficiencies) require fire temperatures that lie within a temperature range gene, which would lead to a degradation of the passivation effect without the invention. In particular, processes are being developed in which the passivated contact is exposed to a temperature of more than 800°C in a further process step.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren, die Ausführungsbeispiele darstellen, näher erläutert. Es zeigt:

  • 1: Einen Teilbereich einer Solarzelle mit einem Ausführungsbeispiel eines passivierten Kontakts, und
  • 2: eine Abfolge von Schritten eines Verfahrens zur Herstellung eines passivierten Kontakts.
The invention is explained in more detail below with reference to figures that represent exemplary embodiments. It shows:
  • 1 : A portion of a solar cell with an embodiment of a passivated contact, and
  • 2 : a sequence of steps of a method for making a passivated contact.

1 zeigt einen Teilbereich einer Solarzelle 1 mit einem passivierten Kontakt 10 welcher durch eine Schichtstruktur gebildet wird. Die Schichtstruktur umfasst eine auf einen Wafer 2 aufgebrachte Grenzflächenschicht 11 aus Siliziumoxid, eine beispielsweise durch eine Siliziumnitridschicht gebildete wasserstoffhaltige dielektrische Schicht 14 und eine zwischen der Grenzflächenschicht 11 aus Siliziumoxid und der wasserstoffhaltigen dielektrischen Schicht 14 angeordnete hochdotierte Schicht 12 aus polykristallinem Silizium. Die Schichtstruktur, welche den passivierten Kontakt 10 bildet, weist ferner eine zwischen der hochdotierten Schicht 12 aus polykristallinem Silizium und der wasserstoffhaltigen dielektrischen Schicht 14 angeordnete weitere Siliziumoxidschicht 13 auf. 1 shows a portion of a solar cell 1 with a passivated contact 10 which is formed by a layer structure. The layer structure comprises an interface layer 11 made of silicon oxide applied to a wafer 2, a hydrogen-containing dielectric layer 14 formed by a silicon nitride layer, for example, and a highly doped layer 12 made of polycrystalline silicon arranged between the interface layer 11 made of silicon oxide and the hydrogen-containing dielectric layer 14. The layer structure which forms the passivated contact 10 also has a further silicon oxide layer 13 arranged between the highly doped layer 12 made of polycrystalline silicon and the hydrogen-containing dielectric layer 14 .

Wie in der 1 angedeutet, ist die weitere Siliziumoxidschicht 13 dicker als die Grenzflächenschicht 11 aus Siliziumoxid. Insbesondere kann die Grenzflächenschicht 11 aus Siliziumoxid eine Dicke von weniger als 5nm aufweisen und die weitere Siliziumoxidschicht zwischen 20nm und 60nm dick sein.Like in the 1 indicated, the further silicon oxide layer 13 is thicker than the interface layer 11 made of silicon oxide. In particular, the interface layer 11 made of silicon oxide can have a thickness of less than 5 nm and the further silicon oxide layer can be between 20 nm and 60 nm thick.

Ein Metallkontakt 15 ist mit dem passivierten Kontakt 10 verbunden. In dem in 1 gezeigten Beispiel hat die Solarzelle 1 außer dem passivierten Kontakt 10 auch noch mindestens einen bordiffundierten passivierten Bereich 20, der unter Verwendung einer Borsilikatglasschicht 21 in situ SiO2-passiviert oder alternativ mit einer AlOx-Schicht passiviert ist.A metal contact 15 is connected to the passivated contact 10 . in the in 1 In the example shown, the solar cell 1 has not only the passivated contact 10 but also at least one boron-diffused passivated region 20 which is SiO 2 -passivated in situ using a borosilicate glass layer 21 or alternatively is passivated with an AlO x layer.

2 zeigt schematisch eine Abfolge von Verfahrensschritten zur bei der Herstellung einer Solarzelle mit einem solchen passivierten Kontakt. 2 shows schematically a sequence of process steps for the production of a solar cell with such a passivated contact.

Schritt S1 ist die Bildung einer Grenzflächenschicht (11) aus Siliziumoxid in mindestens einem Bereich eines Wafers (2).Step S1 is the formation of an interface layer (11) of silicon oxide in at least a portion of a wafer (2).

Schritt S2 ist die Bildung einer hochdotierten Schicht (12) aus polykristallinem Silizium auf der Grenzflächenschicht (11) aus Siliziumoxid.Step S2 is the formation of a highly doped layer (12) of polycrystalline silicon on the interface layer (11) of silicon oxide.

Schritt S3 ist die Bildung einer weiteren Siliziumoxidschicht (13) auf der Oberfläche der hochdotierten Schicht (12) aus polykristallinem Silizium.Step S3 is the formation of another silicon oxide layer (13) on the surface of the heavily doped polycrystalline silicon layer (12).

Schritt S4 ist die Bildung einer wasserstoffhaltigen dielektrischen Schicht (14) auf der weiteren Siliziumoxidschicht (13) .Step S4 is the formation of a hydrogen-containing dielectric layer (14) on the further silicon oxide layer (13).

BezugszeichenlisteReference List

11
Solarzellesolar cell
22
Waferwafers
1010
passivierter Kontaktpassivated contact
1111
Grenzflächenschichtinterface layer
1212
hochdotierte Schichthighly doped layer
1313
weitere Siliziumoxidschichtanother silicon oxide layer
1414
wasserstoffhaltige dielektrische Schicht15 Metallkontakthydrogen containing dielectric layer 15 metal contact
2020
bordiffundierter passivierter Bereichboron diffused passivated area
2121
Borsilikatglasschicht borosilicate glass layer
S1S1
Bildung einer Grenzflächenschichtformation of an interface layer
S2S2
Bildung einer hochdotierten SchichtFormation of a highly doped layer
S3S3
Bildung einer weiteren SiliziumoxidschichtFormation of another silicon oxide layer
S4S4
Bildung einer wasserstoffhaltigen dielektrischen SchichtFormation of a hydrogen-containing dielectric layer

Claims (10)

Solarzelle (1) mit mindestens einem passivierten Kontakt (10), welcher durch eine Schichtstruktur gebildet ist, die eine auf einen Wafer (2) aufgebrachte Grenzflächenschicht (11) aus Siliziumoxid, eine wasserstoffhaltige dielektrische Schicht (14) und eine zwischen der Grenzflächenschicht (11) aus Siliziumoxid und der wasserstoffhaltigen dielektrischen Schicht (14) angeordnete hochdotierte Schicht (12) aus polykristallinem Silizium aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtstruktur, welche den passivierten Kontakt (10) bildet, ferner eine zwischen der hochdotierten Schicht (12) aus polykristallinem Silizium und der wasserstoffhaltigen dielektrischen Schicht (14) angeordnete weitere Siliziumoxidschicht (13) aufweist.Solar cell (1) with at least one passivated contact (10), which is formed by a layer structure comprising an interface layer (11) made of silicon oxide applied to a wafer (2), a hydrogen-containing dielectric layer (14) and a layer between the interface layer (11 ) made of silicon oxide and the hydrogen-containing dielectric layer (14) arranged highly doped layer (12) made of polycrystalline silicon, characterized in that the layer structure, which forms the passivated contact (10), further between the highly doped layer (12) made of polycrystalline silicon and the hydrogen-containing dielectric layer (14) arranged further silicon oxide layer (13). Solarzelle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzflächenschicht (11) aus Siliziumoxid weniger als 5nm dick ist und dass die weitere Siliziumoxidschicht (13) dicker als die Grenzflächenschicht (11) aus Siliziumoxid ist.Solar cell (1) after claim 1 , characterized in that the interface layer (11) made of silicon oxide is less than 5 nm thick and that the further silicon oxide layer (13) is thicker than the interface layer (11) made of silicon oxide. Solarzelle (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Siliziumoxidschicht (13) zwischen 6nm und 60nm, vorzugsweise zwischen 20nm und 60nm dick ist.Solar cell (1) after claim 2 , characterized in that the further silicon oxide layer (13) is between 6 nm and 60 nm, preferably between 20 nm and 60 nm thick. Solarzelle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Metallkontakt (15) mit dem passivierten Kontakt (10) verbunden ist.Solar cell (1) according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that a metal contact (15) is connected to the passivated contact (10). Solarzelle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzelle (1) außer dem passivierten Kontakt (10) auch noch mindestens einen bordiffundierten passivierten Bereich (20) hat, der unter Verwendung einer Borsilikatglasschicht (21) in-situ SiO2-passiviert ist.Solar cell (1) according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the solar cell (1) in addition to the passivated contact (10) also has at least one boron-diffused passivated region (20) which is in-situ SiO 2 passivated using a borosilicate glass layer (21). Solarzelle (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der bordiffundierte passivierte Bereich (20) eine passivierte Emitter- oder floating Emitter- oder eine passivierte BSF-Region ist.Solar cell (1) after claim 5 , characterized in that the boron-diffused passivated region (20) is a passivated emitter or floating emitter or a passivated BSF region. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle (1) mit mindestens einem passivierten Kontakt (10), wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte für die Ausbildung des mindestens einen passivierten Kontakts aufweist: - (S1): Bildung einer Grenzflächenschicht (11) aus Siliziumoxid in mindestens einem Bereich eines Wafers (2), - (S2): Bildung einer hochdotierten Schicht (12) aus polykristallinem Silizium auf der Grenzflächenschicht (11) aus Siliziumoxid, - (S3): Bildung einer weiteren Siliziumoxidschicht (13) auf der Oberfläche der hochdotierten Schicht (12) aus polykristallinem Silizium, und - (S4): Bildung einer wasserstoffhaltigen dielektrischen Schicht (S4) auf der weiteren Siliziumoxidschicht (13).Method for producing a solar cell (1) with at least one passivated contact (10), the method having at least the following steps for forming the at least one passivated contact: - (S1): formation of an interface layer (11) made of silicon oxide in at least one region of a wafer (2), - (S2): formation of a highly doped layer (12) of polycrystalline silicon on the interface layer (11) of silicon oxide, - (S3): formation of a further silicon oxide layer (13) on the surface of the highly doped layer (12) of polycrystalline silicon, and - (S4): formation of a hydrogen-containing dielectric layer (S4) on the further silicon oxide layer (13). Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der weiteren Siliziumoxidschicht (13) die Oberfläche der hochdotierten Schicht (12) aus polykristallinem Silizium thermisch oxidiert wird.procedure after claim 7 , characterized in that to form the further silicon oxide layer (13), the surface of the highly doped layer (12) made of polycrystalline silicon is thermally oxidized. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet dass die weitere Siliziumoxidschicht (13) durch plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD) gebildet wird.procedure after claim 7 , characterized in that the further silicon oxide layer (13) is formed by plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD). Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet dass der passivierte Kontakt (10) in einem weiteren Verfahrensschritt einer Temperatur von mehr als 800°C ausgesetzt wird.Procedure according to one of Claims 7 until 9 , characterized in that the passivated contact (10) is exposed to a temperature of more than 800°C in a further method step.
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CN112310231A (en) 2020-11-23 2021-02-02 天合光能股份有限公司 P-type crystalline silicon solar cell with tunneling passivation and preparation method thereof

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