WO2014128032A1 - Halbleiterbauelement, insbesondere solarzelle und verfahren zum herstellen einer metallischen kontaktierungsstruktur eines halbleiterbauelements - Google Patents

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tco
conductivity
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Sebastian Binder
André KALIO
Matthias HÖRTEIS
Jonas Bartsch
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Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V.
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a metallic contacting structure of a semiconductor component, in particular a photovoltaic solar cell, according to the preamble of claim 1 and a semiconductor component, in particular a photovoltaic solar cell according to the preamble of claim 12,
  • TCO transparent conductive oxide
  • Such TCO layers have the advantage that a lateral charge carrier transport is achieved and thus such layers are preferably deposited over a large area, particularly preferably over the whole area, on a surface of a semiconductor structure and at the same time the TCO layer is transparent to light. Therefore, such TCO layers find particular application in photovoltaic solar cells and LED structures.
  • TCO layers can be formed at temperatures below 220 ° C, so that use in a variety of solar cell and LED structures is possible.
  • the limitation in manufacturing is that after the deposition of one or more amorphous silicon layers, no more high-temperature layers are possible, since otherwise the amorphous silicon layers would be damaged.
  • a disadvantage of the previously known methods is that before the galvanization, a structured insulator layer and / or masking layer must be applied to non-metallization regions in which the surface of the TCO layer is not to be covered by a metallization. For this purpose, it is necessary to structure the insulation or masking layer accordingly or to apply structured. For masking layers, it is also necessary to subsequently remove the masking layer.
  • the invention is therefore based on the object of providing an alternative method for producing a metallic contacting structure on a semiconductor component as well as such a semiconductor component, which is a broader applicability and / or less expensive than the previously known methods.
  • the method according to the invention is preferably designed for producing a semiconductor component according to the invention or a preferred embodiment thereof.
  • the semiconductor component according to the invention is preferably produced by means of the method according to the invention or a preferred embodiment thereof.
  • the method according to the invention for producing a metallic contacting structure of a semiconductor component comprises the following method steps:
  • a method step A at least one TCO layer is applied to a semiconductor layer of the semiconductor component.
  • a metallic contacting structure is produced, which contacting structure covers at least one metallization region of the TCO layer, which metallization region is a partial region of a metallization surface of the TCO layer facing away from the semiconductor layer.
  • the contacting structure is produced by means of galvanic deposition. Furthermore, the contacting structure of the TCO layer is formed on the metallization surface at least at a non-metallization ausquaintd.
  • the TCO layer is formed at least in the non-metallization region with a low conductivity and / or with a lower adhesion to the metal of the electrodeposition.
  • the present invention is based on the recognition that a considerable simplification in the production of a metallic contacting structure on a TCO layer can be achieved in that, in the non-metallization region, the metallization surface, i. H. the surface of the TCO layer facing away from the semiconductor layer is designed in such a way that no metal accumulates during the galvanization.
  • An essential difference to previously known methods is thus that during the electrodeposition the non-metallization region is not covered by a masking layer or insulation layer.
  • the selective deposition of metal only in the metallization region is achieved in the method according to the invention in that the surface of the TCO layer is chosen such that no metal deposition takes place.
  • the TCO layer is thus formed on the metallization surface in such a way that a low conductivity exists in the non-metallization region and a higher conductivity in the metallization region.
  • a specific resistance in the metallization less than 2 * 10 -3 ⁇ preferably less than 8 * 10 ohm cm, ⁇ -4 ohm cm, especially preferably less than 1 * 10 ⁇ -5 ohm cm.
  • a specific resistance is greater 1 0 ⁇ -1 ohm cm, especially greater than 10 ⁇ 1 ohm cm, more preferably greater than 10 ⁇ 3 ohm cm advantageous.
  • the TCO layer is preferably also not electrically insulating in the non-metallization region in order to ensure the lateral transport of the charge carriers.
  • a specific resistance of less than 10 ⁇ 3 ohm cm ohm cm, in particular greater than 3 * 10 ⁇ -3 ohm cm cm, more preferably less than 1 0 ⁇ 2 ohm cm is advantageous.
  • the selective deposition of metal during galvanization is achieved independently of the electroplating electrolyte used in that the conductivity in the non-metallization region of the TCO layer is chosen to be so small that no metal deposition takes place.
  • the TCO layer is formed on the surface of the metallization surface over the whole area with a low conductivity and / or with a low adhesion to the metal of the electrodeposition.
  • a metallic seed structure is applied to the metallization region of the TCO layer on the TCO layer, and in a method step B1, the metallic seed structure is galvanically reinforced.
  • the application of the metallic seed structure can take place by means of screen printing, aerosol printing, dispenser or inkjet methods known per se.
  • the low conductivity and / or the low adhesion is thus compensated at the metallization area by applying a metallic seed layer with a non-galvanic process, which is subsequently galvanically reinforced.
  • a first line dopant is inserted into the TCO layer at least in a near-surface region on the metallization surface of the TCO layer before the electrodeposition at the metallization region. caused which line dopant increases the electrical conductivity of the TCO layer.
  • the use of hydrogen as a lead dopant is advantageous.
  • the application of a metallic seed layer is not absolutely necessary.
  • the selective introduction of the first line dopant at the metallization regions into the TCO layer can be effected by applying a corresponding paste by means of methods known per se, such as, for example, screen printing, aerosol printing or inkjet printing and subsequent temperature treatment.
  • a corresponding paste by means of methods known per se, such as, for example, screen printing, aerosol printing or inkjet printing and subsequent temperature treatment.
  • the selective introduction of the first line dopant by means of ion implantation or laser chemical processing is possible.
  • the above-described selective introduction of a first line dopant at the metalization areas is combined with the application of a metallic seed layer likewise described above.
  • a paste may advantageously be applied selectively to the metallization regions on the TCO layer, which has both the first line dopant and metal particles for forming the metallic seed structure.
  • a TCO layer with low conductivity on the side facing away from the semiconductor layer is thus formed in a process-economical manner first over the entire surface and then by selectively applying the paste to the metallization region both the formation of areas in the TCO layer with high conductivity, as also achieved a seed layer for subsequent galvanization.
  • the TCO layer is first over the entire surface with a high conductivity formed on the metallization and then selectively reduced at the non-metallization at least in a near-surface region on the metallization of the TCO layer, the conductivity, in which an insulating dopant is introduced into the TCO layer at the non-metallization.
  • the insulating dopant reduces the electrical conductivity of the TCO layer.
  • the use of oxygen as the insulating dopant is advantageous.
  • the selective introduction of the insulating dopant at the non-metallization of the TCO layer can be carried out by suitable plasma processes, ion implantation, laser chemical processing, immersion in wet chemical baths or printing a paste followed by temperature step for the diffusion of the dopant.
  • the seed structure can not be penetrated by the insulating dopant, so that only at the areas not covered by the seed structure Insulation dopant is introduced.
  • the TCO layer is formed at least in the non-metallization region with a low conductivity, in which the TCO layer is formed on the metallization side with a low conductivity compared to the conductivity of the TCO layer on the side facing the semiconductor layer.
  • a high conductivity is thus ensured at the side of the TCO layer relevant for the charge carrier transport, ie the side facing the semiconductor layer, whereas at the metallization side the selective electroplating can take place in one of the above-described ways due to the low conductivity at least in the non-metallization region.
  • the resistivity at the metallization side in the non-metallization region is preferably not more than 10 -20 ohm cm. This has the advantage that the same material system (TCO) can be used.
  • the TCO layer is formed with an approximately perpendicularly to the metallization in the direction of the semiconductor layer gradually increasing conductivity, in particular that the TCO layer is formed as a layer system, which layer system with at least two TCO layers having different conductivities.
  • the TCO layer is formed approximately perpendicular to the metallization with increasing in the direction of the semiconductor layer conductivity, in particular monotonically increasing conductivity, preferably strictly monotonically increasing, more preferably linearly increasing conductivity.
  • Such a change in conductivity can be achieved by increasing the oxygen content during the deposition of the TCO layer, so that the oxygen content of the TCO layer increases from the side facing the semiconductor layer to the metallization side.
  • the inventive method is preferably designed such that the TCO layer is formed on the metallization over the entire surface with a low adhesion to the metal of the electrodeposition and that in step 8 in a step B 1 a metallic seed layer the metallization region of the TCO layer is applied to the TCO layer and in a process step B2, the metallic seed layer is galvanically reinforced.
  • the TCO layer can be formed in the entire volume with a high conductivity.
  • the TCO layer can be deposited over the entire area and selectively compensate for the low adhesion. Siert is that a metallic seed layer, preferably in one of the aforementioned types of processes, is applied to the metallization of the TCO layer and then the galvanic deposition, ie galvanic reinforcement of the metallic seed layer takes place.
  • the formation of the TCO layer on the metallization side with a low adhesion to the metal of the electrodeposition can be carried out such that in the areas in which a metallization is to take place, the surface of the TCO layer is roughened. Because only in these locally roughened areas, the grown-up layer can adhere.
  • This roughening can be carried out, for example, by means of a suitable laser process or a local wet chemical etching by structuring through a mask.
  • the inventive method is particularly advantageous for the production of semiconductor structures applicable, which emit light or in which light is coupled, d. H. especially for photovoltaic solar cells or LED structures.
  • the method according to the invention is particularly suitable for silicon-based solar cells, in particular for solar cells that are based on a silicon wafer.
  • the method according to the invention is particularly suitable for the production of solar cells having at least one heterojunction which have at least one amorphous silicon layer. For in the method according to the invention, no high-temperature steps are necessary for producing the metallization, so that an amorphous silicon layer is not impaired by the method according to the invention.
  • the method according to the invention can be used to form metallic contact structures, preferably on the side of the solar cell facing the light incidence, Likewise, it is within the scope of the invention, by means of the method according to the invention, alternatively or additionally, to form a metallic contacting structure on the rear side of the solar cell, ie the side of the solar cell remote from incident light in use.
  • An advantage of using the same front and back contacting structure is that both sides exert the same mechanical stress, which is particularly important for increasingly thinner cells.
  • a metallic contacting structure as described above, can be advantageously deposited on the front side only in metallization regions and on the back side over the entire surface of a metalizing structure.
  • the TCO layer is preferably formed as a known ITO layer.
  • the semiconductor component according to the invention comprises a semiconductor layer, a TCO layer arranged directly or indirectly on the semiconductor layer.
  • the contacting structure is electrically conductively connected to the TCO layer.
  • the metallization structure partially covers the TCO layer in at least one metallization region of the TCO layer. Furthermore, at least one non-metallization region of the TCO layer is omitted from the contacting structure.
  • the TCO layer at least in a near-surface region on the metallization side transversely to an approximately constant conductivity.
  • the TCO layer has a high conductivity throughout the volume. As a result, a low line resistance is achieved with transveral transport of charge carriers.
  • the semiconductor component has a pn junction, which is formed as a hetero-pn junction.
  • the hetero-pn junction is preferably produced by means of an emitter layer, which is formed as a doped, amorphous silicon layer. This results the per se known in hetero solar cells advantage that in particular a high open-circuit voltage is achieved.
  • Particularly cost-effective in the production is to form the contacting structure, the TCO layer not penetrating, in particular, completely to arrange the contacting structure on the side facing away from the Halbieiter für side of the TCO layer.
  • the semiconductor element may preferably be formed as an LED structure or photovoltaic solar cell.
  • the semiconductor component is preferably in the form of a photovoltaic solar cell, in particular preferably a silicon solar cell.
  • the silicon wafer 2 has a hydrogen-containing amorphous first intrinsic, d. H. undoped i-layer 3 with a thickness in the range of 5-10 nm.
  • a first n-layer 4 with a thickness of about 15 nm is applied, which is likewise formed as a hydrogen-containing, amorphous silicon layer.
  • a second intrinsic i-layer 7 is arranged on the front side of the silicon wafer 2 facing the incident light.
  • a second p-layer 8 is arranged on this second intrinsic layer 7, a second p-layer 8 is arranged.
  • I-layer and p-layer 8 are each formed as amorphous, hydrogenated silicon layers, wherein the p-layer 8 has a thickness of about 8-10 nm and the i-layer has a thickness of about - 7 nm.
  • a second ITO layer 9 having a thickness of approximately 70 nm is arranged.
  • the ITO layer 9 comprises a lower sub-layer 9b and an upper sub-layer 9a.
  • the second ITO layer 9 has, in the vertical direction, a conductivity which decreases upward in the illustration according to FIG. 1, ie the second ITO layer 9 is on the side facing the second p-layer 8 with a specific resistance of less than 1 * 10. 3 ohm cm and on the front side Kontak- ttechniks für 1 0 facing side with a resistivity greater than 1 * 10 ⁇ 1 ohm cm formed.
  • the side of the second ITO layer 9 lying at the top in the illustration according to FIG. 1 thus represents the metallization surface of the ITO layer 9.
  • the layers 2, 3, 4, 5, 7 and 8 of the solar cell according to FIG. 1 were known per se Made way.
  • metallic seed structures 10a were applied by means of a printing process to the front side of the second ITO layer 9 in metallization regions, in which paste- or ink-based printing processes (sieve, aerosol or inkjet) are used.
  • a galvanic reinforcement in which at the same time an amplification of the seed structures 10a and a full-surface metallization of the back was achieved by forming the back contact structure 6 as follows:
  • the solar cell is lapped on both sides with electrolyte and contacted from the back. By alternately switching the voltage on the front and back side, both sides are metallised.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer metallischen Kontaktierungsstruktur eines Halbleiterbauelementes, insbesondere einer photovoltaischen Solarzelle, folgende Verfahrensschritte umfassend: A Aufbringen mindestens einer TCO-Schicht auf eine Halbleiterschicht des Halbleiterbauelementes und B Erzeugen einer metallischen Kontaktierungsstruktur, welche mindestens einen Metallisierungsbereich der TCO-Schicht bedeckt, welcher Metallisierungsbereich ein Teilbereich einer der Halbleiterschicht abgewandten Metallisierungsoberfläche der TCO-Schicht ist, wobei die Kontaktierungsstruktur mittels galvanischer Abscheidung erzeugt wird und wobei die Kontaktierungsstruktur die TCO-Schicht an der Metallisierungsoberfläche mindestens einen Nichtmetallisierungsbereich aussparend aufgebracht wird. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in Verfahrensschritt A die TCO-Schicht zumindest in dem Nichtmetallisierungsbereich mit einer geringen Leitfähigkeit und/oder mit einer geringen Haftung gegenüber dem Metall der galvanischen Abscheidung ausgebildet wird.

Description

Halbleiterbaueierrtent, insbesondere Solarzelle und Verfahren zum Herstellen einer metallischen Kontaktierunqsstruktur eines Halbleiterbauelementes
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer metallischen Kontaktie- rungsstruktur eines Halbleiterbauelementes, insbesondere einer photovoltai- schen Solarzelle, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Halbleiterbaueiement, insbesondere eine photovoltaische Solarzelle gemäß Oberbegriff des Anspruchs 12,
Für einen lateralen Ladungsträgertransport ist die Verwendung von Schichten aus transparenten, leitfähigen Oxiden (TCO, Transparent Conducting Oxides) bekannt. Solche TCO-Schichten weisen den Vorteil auf, dass ein lateraler Ladungsträgertransport erzielt wird und somit solche Schichten vorzugsweise großflächig, insbesondere bevorzugt ganzflächig auf einer Oberfläche einer Halbleiterstruktur abgeschieden werden und gleichzeitig die TCO-Schicht transparent für Licht ist. Daher finden solche TCO-Schichten insbesondere Anwendung bei photovoltaischen Solarzellen und LED-Strukturen.
TCO-Schichten können bei Temperaturen unter 220 °C ausgebildet werden, so dass die Verwendung bei einer Vielzahl von Solarzellen- und LED-Strukturen möglich ist.
Insbesondere bei solchen photovoltaischen Solarzellestrukturen , welche eine amorphe Siliziumschicht umfassen (so genannte Heterostrukturen) weisen bei der Herstellung die Beschränkung auf, dass nach dem Abscheiden einer oder mehrerer amorpher Siliziumschichten keine Hochtemperaturschichten mehr möglich sind, da sonst die amorphen Siliziumschichten geschädigt würden.
Es ist daher aus D. Pysch at al./Thin Solid Films 519 (201 1) 2550-2554 bekannt, bei einer photovoltaischen Heterosolarzelle eine TCO-Schicht vorzusehen , bei welcher auf der dem Lichteinfall zugewandten Vorderseite mittels Photolithografie metallische Saatschichten für ein Kontaktierungsgitter abgeschieden werden und anschließend die Saatschichten galvanisch verstärkt werden, um die metallische Kontaktie rungsstruktur auf der Vorderseite der Solarzelle auszubilden.
Nachteilig bei den vorbekannten Verfahren ist, dass vor der Galvanisierung eine strukturierte Isolatorschicht und/oder Maskierungsschicht auf Nichtmetallisie- rungsbereiche, in welchem die Oberfläche der TCO-Schicht nicht durch eine Metallisierung bedeckt sein soll, aufgebracht werden müssen. Hierzu ist es notwendig, die Isolierungs- oder Maskierungsschicht entsprechend zu strukturieren bzw. strukturiert aufzubringen. Bei Maskierungsschichten ist es darüber hinaus notwendig, die Maskierungsschicht anschließend zu entfernen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Verfahren zum Herstellen einer metallischen Kontaktierungsstruktur auf einem Halbleiterbauelement sowie ein solches Halbleiterbauelement zur Verfügung zu stellen, welches eine breitere Anwendbarkeit und/oder kostengünstiger gegenüber den vorbekannten Verfahren ist.
Gelöst ist diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Herstellen einer metallischen Kontaktierungsstruktur auf einem Halbleiterbauelement, insbesondere einer photovoltaischen Solarzelle gemäß Anspruch 1 sowie durch eine Halbleiterstruktur, insbesondere eine photovoltaische Solarzelle gemäß Anspruch 12. Hiermit wird der Wortlaut sämtlicher Ansprüche explizit per Referenz in die Beschreibung eingezogen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist bevorzugt zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementes bzw. einer vorzugsweisen Ausführungsform hiervon ausgebildet. Das erfindungsgemäße Halbleiterbauelement ist vorzugsweise mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. einer vorzugsweisen Ausführungsform hiervon hergestellt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer metallischen Kontaktierungsstruktur eines Halbleiterbauelements umfasst folgende Verfahrensschritte:
In einem Verfahrensschritt A erfolgt ein Aufbringen mindestens einer TCO- Schicht auf eine Halbleiterschicht des Halbleiterbauelementes. I n einem Verfahrensschritt B erfolgt ein Erzeugen einer metallischen Kontaktierungsstruktur, welche Kontaktierungsstruktur mindestens einen Metaliisierungs- bereich der TCO-Schicht bedeckt, welcher Metallisierungsbereich ein Teilbereich einer der Halbleiterschicht abgewandten Metallisierungsoberfläche der TCO-Schicht ist. Die Kontaktierungsstruktur wird mittels galvanischer Abschei- dung erzeugt. Weiterhin wird die Kontaktierungsstruktur die TCO-Schicht an der Metallisierungsoberfläche mindestens an einem Nichtmetallisierungsbereich aussparend ausgebildet.
Wesentlich ist, dass in Verfahrensschritt A die TCO-Schicht zumindest in dem Nichtmetallisierungsbereich mit einer geringen Leitfähigkeit und/oder mit einer geringeren Haftung gegenüber dem Metall der galvanischen Abscheidung ausgebildet wird.
Die vorliegende Erfindung ist in der Erkenntnis begründet, dass eine erhebliche Vereinfachung bei der Herstellung einer metallischen Kontaktierungsstruktur auf einer TCO-Schicht dadurch erzielt werden kann, dass in dem Nichtmetallisierungsbereich die Metallisierungsoberfläche, d . h. die der Halbleiterschicht abgewandte Oberfläche der TCO-Schicht derart ausgebildet ist, dass sich während der Galvanisierung kein Metall anlagert. Ein wesentlicher Unterschied zu vorbekannten Verfahren ist somit, dass während der galvanischen Abscheidung der Nichtmetallisierungsbereich nicht durch eine Maskierungsschicht oder Isolierungsschicht bedeckt ist.
Das selektive Abscheiden von Metali lediglich in dem Metallisierungsbereich wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch erzielt, dass die Oberfläche der TCO-Schicht derart gewählt wird , dass keine Metallabscheidung erfolgt.
In einer ersten vorzugsweisen Ausführungsform wird somit die TCO-Schicht an der Metallisierungsoberfläche derart ausgebildet, dass in dem Nichtmetallisierungsbereich eine geringe Leitfähigkeit und in dem Metallisierungsbereich eine demgegenüber höhere Leitfähigkeit besteht. Insbesondere bevorzugt ist ein spezifischer Widerstand im Metallisierungsbereich kleiner 2*10Λ-3 Ohm cm, bevorzugt kleiner 8*10Λ-4 Ohm cm, insbesondere bevorzugt kleiner 1 * 10Λ-5 Ohm cm . In dem Nichtmetallisierungsbereich ist ein spezifischer Widerstand g rößer 1 0Λ-1 Ohm cm, insbesondere größer 10Λ1 Ohm cm, weiter bevorzugt größer 10Λ3 Ohm cm vorteilhaft.
Bevorzugt ist die TCO-Schicht jedoch auch in dem Nichtmetallisierungsbereich nicht elektrisch isolierend ausgebildet um den lateralen Transport der Ladungsträger zu gewährleisten.
In dem Nichtmetallisierungsbereich ist ein spezifischer Widerstand kleiner 10Λ3 Ohm cm Ohm cm, insbesondere größer 3* 10Λ-3 Ohm cm cm, weiter bevorzugt kleiner 1 0Λ2 Ohm cm vorteilhaft.
Bei dieser vorzugsweisen Ausführungsform wird somit in Verfahrensschritt B das selektive Abscheiden von Metall während der Galvanisierung unabhängig von dem verwendeten Galvanik-Elektrolyt dadurch erzielt, dass die Leitfähigkeit im Nichtmetallisierungsbereich der TCO-Schicht derart gering gewählt ist, dass keine Metallabscheidung erfolgt.
Vorzugsweise wird die TCO-Schicht an der Metall isierungsoberfläche ganzflächig mit einer geringen Leitfähigkeit und/oder mit einer geringen Haftung ge- genüber dem Metall der galvanischen Abscheidung ausgebildet. Weiterhin wird in dieser vorzugsweisen Ausführungsform in Verfahrensschritt B in einem Verfahrensschritt B1 eine metallische Saatstruktur an dem Metallisierungsbereich der TCO-Schicht auf die TCO-Schicht aufgebracht und in einem Verfahrensschritt B1 wird die metallische Saatstruktur galvanisch verstärkt.
Das Aufbringen der metallischen Saatstruktur kann mittels an sich bekannter Siebdruck-, Aerosoldruck-, Dispenser- oder Inkjet-Verfahren erfolgen. In dieser vorzugsweisen Ausführungsform wird somit an dem Metallisierungsbereich die geringe Leitfähigkeit und/oder die geringe Haftung dadurch kompensiert, dass mit einem nichtgalvanischem Verfahren eine metallische Saatschicht aufgebracht wird, welche nachfolgend galvanisch verstärkt wird.
In einer weiteren vorzugsweisen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vor der galvanischen Abscheidung an dem Metallisierungsbereich ein erster Leitungs-Dotierstoff in die TCO-Schicht zumindest in einem oberflächennahen Bereich an der Metallisierungsoberfläche der TCO-Schicht einge- bracht, welcher Leitungs-Dotierstoff die elektrische Leitfähigkeit der TCO- Schicht erhöht. Insbesondere ist die Verwendung von Wasserstoff als Leitungs- Dotierstoff vorteilhaft.
Bei dieser vorzugsweisen Ausführungsform ist somit das Aufbringen einer metallischen Saatschicht nicht zwingend notwendig. Insbesondere kann bevorzugt zunächst ganzflächig eine TCO-Schicht mit geringer Leitfähigkeit an der Metalli- sierungsoberfläche abgeschieden werden und anschließend selektiv an den Metallisierungsbereichen die Leitfähigkeit der TCO-Schicht zumindest in einem oberflächennahen Bereich an der Metallisierungsoberfläche durch Einbringen des ersten Leitungs-Dotierstoffes erhöht werden.
Das selektive Einbringen des ersten Leitungs-Dotierstoffes an den Metallisierungsbereichen in die TCO-Schicht kann durch Aufbringen einer entsprechenden Paste mittels an sich bekannter Verfahren wie beispielsweise Siebdruck, Aerosoldruck oder Inkjetdruck und einer anschließenden Temperaturbehandlung erfolgen. Ebenso ist das selektive Einbringen des ersten Leitungs-Dotierstoffes mittels Ionenimplantation oder Laser-Chemical Processing möglich.
In einer weiteren vorzugsweisen Ausführungsform wird das zuvor beschriebene selektive Einbringen eines ersten Leitungs-Dotierstoffes an den Metailisierungs- bereichen kombiniert mit dem ebenfalls zuvor beschriebenen Aufbringen einer metallischen Saatschicht. Insbesondere kann in vorteilhafter Weise eine Paste selektiv an den Metallisierungsbereichen auf die TCO-Schicht aufgebracht werden, welche sowohl den ersten Leitungs-Dotierstoff, als auch Metallpartikel zur Ausbildung der metallischen Saatstruktur aufweist.
In dieser vorzugsweisen Ausführungsform wird somit in prozessökonomischer Weise zunächst ganzflächig eine TCO-Schicht mit geringer Leitfähigkeit an der der Halbleiterschicht abgewandten Seite ausgebildet und anschließend durch selektives Aufbringen der Paste an dem Metallisierungsbereich sowohl das Ausbilden von Bereichen in der TCO-Schicht mit hoher Leitfähigkeit, als auch einer Saatschicht für die spätere Galvanisierung erzielt.
In einer weiteren vorzugsweisen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die TCO-Schicht zunächst ganzflächig mit einer hohen Leitfähigkeit an der Metallisierungsoberfläche ausgebildet und anschließend an dem Nichtmetallisierungsbereich zumindest in einem oberflächennahen Bereich an der Metallisierungsoberfläche der TCO-Schicht selektiv die Leitfähigkeit erniedrigt, in dem ein Isolierungs-Dotierstoff in die TCO-Schicht an dem Nichtmetallisierungsbereich eingebracht wird. Der Isolierungs-Dotierstoff verringert die elektrische Leitfähigkeit der TCO-Schicht. Insbesondere ist die Verwendung von Sauerstoff als Isolierungs-Dotierstoff vorteilhaft.
Das selektive Einbringen des Isolierungs-Dotierstoffes an dem Nichtmetallisierungsbereich der TCO-Schicht kann dadurch erfolgen geeignete Plasmaprozesse, Ionenimplantation, Laser-Chemical Processing, Eintauchen in nasschemische Bäder oder Druck einer Paste mit anschließendem Temperaturschritt zur Eindiffusion des Dotierstoffes.
Auch hier ergibt sich somit der Vorteil , dass zunächst in kostengünstiger Weise ganzflächig eine TCO-Schicht aufgebracht werden kann, welche nachfolgend selektiv hinsichtlich der Leitfähigkeit verändert wird.
Insbesondere ist es vorteilhaft, zunächst eine Saatstruktur wie zuvor beschrieben aufzubringen und anschließend die Saatstruktur als Maskierung bei Einbringen des Isolierungs-Dotierstoffes zu verwenden : Die Saatstruktur kann nicht von dem Isolierungs-Dotierstoff durchdrungen werden, so dass nur an den nicht von der Saatstruktur bedeckten Bereichen Isolierungs-Dotierstoff eingebracht wird.
Vorzugsweise wird in Verfahrensschritt A die TCO-Schicht zumindest in dem Nichtmetallisierungsbereich mit einer geringen Leitfähigkeit ausgebildet, in dem die TCO-Schicht an der Metallisierungsseite mit einer geringen Leitfähigkeit gegenüber der Leitfähigkeit der TCO-Schicht an der der Halbleiterschicht zugewandten Seite ausgebildet wird. Hierdurch ist somit an der für den Ladungsträgertransport relevanten Seite der TCO-Schicht, d. h. der der Halbleiterschicht zugewandten Seite, eine hohe Leitfähigkeit gewährleistet, wohingegen an der Metallisierungsseite durch die geringe Leitfähigkeit zumindest in dem Nichtmetallisierungsbereich die selektive Galvanisierung auf eine der vorbeschriebenen Arten erfolgen kann. Vorzugsweise beträgt der spezifische Widerstand an der Metallisierungsseite im Nichtmetallisierungsbereich jedoch maximal 1 0Λ2 Ohm cm . Dies hat den Vorteil, dass das gleiche Materialsystem (TCO) verwendet werden kann.
Insbesondere ist es vorteilhaft, dass die TCO-Schicht mit einer in etwa senkrecht zu der Metallisierungsseite in Richtung der Halbleiterschicht in etwa stufenartig zunehmenden Leitfähigkeit ausgebildet wird, insbesondere, dass die TCO-Schicht als Schichtsystem ausgebildet wird , welches Schichtsystem mindestens zwei TCO-Schichten mit unterschiedlichen Leitfähigkeiten aufweist.
Hierdurch kann in einfacher Weise eine Leitfähigkeitsänderung ausgehend von der Metallisierungsseite zu der der Halbleiterschicht zugewandten Seite der TCO-Schicht erzielt werden.
In einer weiteren vorzugsweisen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die TCO-Schicht in etwa senkrecht zu der Metallisierungsebene mit einer in Richtung der Halbleiterschicht zunehmenden Leitfähigkeit, insbesondere monoton zunehmenden Leitfähigkeit, bevorzugt streng monoton zunehmenden , weiter bevorzugt linear zunehmenden Leitfähigkeit ausgebildet. Eine solche Änderung der Leitfähigkeit kann dadurch erzielt werden, dass der Sauerstoffgehalt während des Abscheidens der TCO-Schicht erhöht wird , so dass der Sauerstoffgehalt der TCO-Schicht ausgehend von der der Halbleiterschicht zugewandten Seite zu der Metallisierungsseite hin zunimmt.
Alternativ und/oder zusätzlich ist das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise derart ausgestaltet, dass die TCO-Schicht an der Metallisierungsseite ganzflächig mit einer geringen Haftung gegenüber dem Metall der galvanischen Ab- scheidung ausgebildet wird und dass in Verfahrensschritt 8 in einem Verfahrensschritt B 1 eine metallische Saatschicht an dem Metallisierungsbereich der TCO-Schicht auf die TCO-Schicht aufgebracht wird und in einem Verfahrensschritt B2 die metallische Saatschicht galvanisch verstärkt wird. Hierbei kann insbesondere vorteilhafterweise die TCO-Schicht im gesamten Volumen mit einer hohen Leitfähigkeit ausgebildet werden.
Hier wird somit ebenfalls der Vorteil erzielt, dass die TCO-Schicht ganzftächig abgeschieden werden kann und selektiv die geringe Haftung dadurch kompen- siert wird, dass eine metallische Saatschicht, vorzugsweise in einer der zuvor genannten Verfahrensarten, an den Metallisierungsbereichen der TCO-Schicht aufgebracht wird und anschließend die galvanische Abscheidung, d. h. galvanische Verstärkung der metallischen Saatschicht erfolgt.
Die Ausbildung der TCO-Schicht an der Metallisierungsseite mit einer geringen Haftung gegenüber dem Metall der galvanischen Abscheidung kann derart erfolgen, dass in den Bereichen, in denen eine Metallisierung erfolgen soll, die Oberfläche der TCO-Schicht angeraut wird. Denn nur in diesen lokal angerauten Bereichen kann die aufgewachsene Schicht auch haften. Dieses Anrauen kann beispielsweise durch einen geeigneten Laserprozess oder einem lokalen nasschemischen Anätzen mittels Strukturierung durch eine Maske durchgeführt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere vorteilhaft zur Herstellung von Halbleiterstrukturen anwendbar, welche Licht aussenden oder in welche Licht eingekoppelt wird, d. h. insbesondere für photovoltaische Solarzellen oder LED-Strukturen. Hinsichtlich der photovoltaischen Solarzellen ist das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere für siliziumbasierte Solarzellen, insbesondere für auf einem Siliziumwafer aufbauende Solarzellen geeignet. Wie eingangs beschrieben, ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders zur Herstellung von Solarzellen mit mindestens einem HeteroÜbergang geeignet, welche mindestens eine amorphe Siliziumschicht aufweisen. Denn bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind zur Erzeugung der Metallisierung keine Hochtemperaturschritte notwendig, so dass eine amorphe Siliziumschicht nicht durch das erfindungsgemäße Verfahren beeinträchtigt wird.
Vorzugsweise ist das Halbleiterbauelement daher als photovoltaische Solarzelle, bevorzugt als Siliziumsolarzelle, insbesondere bevorzugt als Siliziumsolarzelle mit mindestens einer amorphen Siliziumschicht und weiter bevorzugt als Hetero-Siliziumsolarzelle ausgebildet.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann zur Ausbildung von metallischen Kontak- tierungsstrukturen bevorzugt auf der bei Verwendung dem Lichteinfall zugewandten Seite der Solarzelle verwendet werden, Ebenso liegt es im Rahmen der Erfindung , mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens alternativ oder zusätzlich auf der Rückseite der Solarzelle, d. h. der bei Benutzung dem Lichteinfall abgewandten Seite der Solarzelle eine metallische Kontaktierungsstruktur auszubilden. Ein Vorteil in der Verwendung der gleichen Kontaktierungsstruktur auf Vorder- und Rückseite liegt darin, dass beide Seiten die gleiche mechanische Belastung ausüben, was insbesondere für immer dünner werdende Zellen wichtig ist.
Für die metallische Kontaktierungsstruktur können Chrom, Kupfer, Nickel oder Silber andere Metalle verwendet werden.
Insbesondere ist es vorteilhaft, in einer vorzugsweisen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens in Verfahrensschritt B gleichzeitig auf der Vorder- und auf der Rückseite des Halbletterbauelementes galvanisch metallische Kontaktierungsstrukturen abzuscheiden. Insbesondere kann hierbei vorteilhaft auf der Vorderseite eine metallische Kontaktierungsstruktur wie zuvor beschrieben lediglich in Metallisierungsbereichen und auf der Rückseite ganzflächig eine Metailisierungsstruktur abgeschieden werden . Ebenso liegt es im Rahmen der Erfindung , auf Vorder- und auf Rückseite jeweils lediglich in Metallisierungsbereichen selektiv metallische Kontaktierungsstrukturen auszubilden.
Die TCO-Schicht ist vorzugsweise als an sich bekannte ITO-Schicht ausgebildet.
Die metallische Kontaktierungsstruktur kann in an sich bekannter Weise ausgebildet sein, insbesondere kann sie so genannte Metallisierungsfinger und Metal- lisierungs-Busbars umfassen . Insbesondere ist die Ausbildung in an sich bekannter Weise als kammartige oder doppelkammartige Struktur vorteilhaft.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist weiterhin den Vorteil auf, dass die einzelnen Verfahrensschritte in einer inline-Prozessanlage integriert werden können. Die eingangs benannte Aufgabe wird weiterhin durch ein Halbleiterbauelement gemäß Anspruch 12 gelöst.
Das erfindungsgemäße Halbleiterbauelement umfasst eine Halbleiterschicht, eine auf der Halbleiterschicht mittelbar oder unmittelbar angeordnete TCO- Schicht, welche TCO-Schicht mit der Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden ist und mindestens eine metallische Kontaktierungsstruktur aufweist, welche Kontaktierungsstruktur auf einer der Halbleiterschicht abgewandte Metallisierungsseite der TCO- Schicht angeordnet ist. Die Kontaktierungsstruktur ist mit der TCO-Schicht elektrisch leitend verbunden . Die Metallisierungsstruktur bedeckt die TCO-Schicht teilweise in mindestens einem Metallisierungsbereich der TCO-Schicht. Weiterhin ist mindestens ein Nichtmetallisierungsbereich der TCO-Schicht von der Kontaktierungsstruktur ausgespart.
Wesentlich ist, dass die TCO-Schicht zumindest in dem Nichtmetallisierungsbereich mit einer geringen Leitfähigkeit und/oder mit einer geringen Haftung gegenüber dem Metall der galvanischen Abscheidung an der Metallisierungsseite ausgebildet ist.
Hierdurch ergeben sich die zuvor genannten Vorteile der kostengünstigen Herstellung.
Vorzugsweise weist die TCO-Schicht zumindest in einem oberflächennahen Bereich an der Metallisierungsseite transversal eine in etwa konstante Leitfähigkeit auf. Insbesondere ist es bevorzugt, dass die TCO-Schicht im gesamten Volumen eine hohe Leitfähigkeit aufweist. Hierdurch wird ein geringer Leitungswiderstand bei transveralem Transport von Ladungsträgern erzielt.
Vorzugsweise ist die Metallisierungsstruktur aus zumindest einer metallischen Saatstruktur und einer metallischen Verstärkungsstruktur ausgebildet. Insbesondere bevorzugt sind Saatstruktur und Verstärkungsstruktur aus unterschiedlichen Metallen ausgebildet. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass für die Saatstruktur ein Metall mit besonders guten Kontakteigenschaften und für die Verstärkungsstruktur ein kostengünstiges Metall und/oder ein Metall mit geringem Leitungswiderstand gewählt werden kann.
I n einer weiteren vorzugsweisen Ausführungsform weist das Halbleiterbauelement einen pn-Übergang auf, welcher als Hetero-pn-Übergang ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der hetero-pn-Übergang mittels einer Emitterschicht, welche als dotierte, amorphe Siliziumschicht ausgebildet ist, erzeugt. Hierdurch ergibt sich der an sich bei Hetero-Solarzellen bekannte Vorteil, dass insbesondere eine hohe Offenklemmspannung erzielt wird.
Die metallische Kontaktierungsstruktur wird zur Kosteneinsparung vorzugsweise auf die TCO-Schicht, insbesondere bevorzugt unmittelbar auf die TCO-Schicht aufgebracht.
Besonders kostengünstig in der Herstellung ist es, die Kontaktierungsstruktur die TCO-Schicht nicht durchdringend auszubilden, insbesondere, die Kontaktierungsstruktur vollständig auf der der Halbieiterschicht abgewandten Seite der TCO-Schicht anzuordnen.
Vorzugsweise ist die metallische Kontaktierungsstruktur mittelbar zumindest über die TCO-Schicht elektrisch mit der Haibleiterschicht des Halbleiterbauelementes verbunden. Bei dieser Ausführungsform besteht somit keine unmittelbare elektrische leitende Verbindung zwischen Kontaktierungsstruktur und Halbleiterschicht, sondern es ist zumindest die TCO-Schicht zwischengeschaltet. Hierdurch ergeben sich die zuvor erwähnten Kostenvorteile bei der Herstellung.
Die TCO-Schicht ist vorzugsweise lateral, d. h. parallel zu einer der TCO-Schicht zugewandten Seite der Halbleiterschicht, zumindest im Bereich der Kontaktierungsstruktur ununterbrochen ausgebildet. Vorzugsweise ist die TCO-Schicht lateral ununterbrochen die gesamte Halbleiterschicht bedeckend ausgebildet und/oder mit einer in konstanten Dicke ausgebildet.
Das Halbleiterelement kann bevorzugt als LED-Struktur oder photovoltatsche Solarzelle ausgebildet sein. I nsbesondere bevorzugt ist das Halbleiterbauelement als photovoltatsche Solarzelle, insbesondere bevorzugt Siliziumsolarzelle ausgebildet.
Weitere vorzugsweise Merkmale und Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nachfolgend anhand von Ausführungsbetspielen und den Figuren beschrieben. Dabei zeigt:
Figur 1 ein als photovoltatsche Solarzelle ausgebildetes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementes. Figur 1 zeigt ein als photovoltaische Solarzelle 1 ausgebildetes Halbleiterbauelement, welche Solarzelle als Hetero-Siliziumsolarzelle ausgebildet ist. Die Solarzelle 1 ist schematisch, nicht maßstabsgetreu, als Teilausschnitt dargestellt und setzt sich nach rechts und links analog fort.
Die Solarzelle umfasst einen n-dotieren Siliziumwafer 2, der aus mono- oder multikristalliner Siliziumwafer ausgebildet sein kann und eine Dicke von etwa 200 pm aufweist.
Rückseitig weist der Siliziumwafer 2 eine wasserstoffhaltige amorphe erste intrinsische, d. h. undotierte i-Schicht 3 mit einer Dicke im Bereich von 5-10 nm auf. Auf der ersten i-Schicht ist eine erste n-Schicht 4 mit einer Dicke von etwa 15 nm aufgebracht, welche ebenfalls als wasserstoffhaltige, amorphe Silizium- schicht ausgebildet ist.
Weitergehend ist rückseitig auf der ersten n-Schicht 4 eine erste ITO-Schicht 5 angeordnet, welche eine Dicke von etwa 200 nm aufweist. Schließlich ist rückseitig auf der ITO-Schicht 5 eine ganzflächige metallische Rückseitenkontaktierungsstruktur 6 aufgebracht.
Auf der dem Lichteinfall zugewandten Vorderseite des Siliziumwafers 2 ist eine zweite intrinsische i-Schicht 7 angeordnet. Auf dieser zweiten intrinsischen Schicht 7 ist eine zweite p-Schicht 8 angeordnet. I-Schicht und p-Schicht 8 sind jeweils als amorphe, hydrogenisierte Siliziumschichten ausgebildet, wobei die p- Schicht 8 eine Dicke von etwa 8-10 nm und die i-Schicht eine Dicke von etwa - 7 nm aufweist. Auf der dem Lichteinfall zugewandten Seite der zweiten p-Schicht 8 ist eine zweite ITO-Schicht 9 mit einer Dicke von etwa 70 nm angeordnet. Die ITO- Schicht 9 umfasst eine untere Teilschicht 9b und eine obere Teilschicht 9a. Die Teilschicht 9b weist einen spezifischen Widerstand kleiner 1 * 10 -3 Ohm cm (vorliegend etwa 8*10Λ-4 Ohm cm) auf und die Teilschicht 9a einen spezifischen Widerstand größer 1 *10A1 Ohm cm oder in einem weiteren Ausführungsbeispiel 10Λ-2 Ohm cm (vorliegend etwa 1 *10Λ-1 Ohm cm). Auf der Vorderseite der zweiten ITO-Schicht 9 ist eine metallische Vorderseitenkontakt ierungsstruktur 10 angeordnet, welche mehrere linienartige Finger um- fasst, die sich senkrecht zur Zeichenebene erstrecken.
Die zweite ITO-Schicht 9 weist in senkrechter Richtung eine in der Darstellung gemäß Figur 1 nach oben abnehmende Leitfähigkeit auf, d. h. die zweite ITO- Schicht 9 ist an der der zweiten p-Schicht 8 zugewandten Seite mit einem spezifischen Widerstand kleiner 1 *10 -3 Ohm cm und an der der Vorderseitenkontak- tierungsstruktur 1 0 zugewandten Seite mit einem spezifischen Widerstand größer 1 *10Λ1 Ohm cm ausgebildet. Die in der Darstellung gemäß Figur 1 oben liegende Seite der zweiten ITO-Schicht 9 stellt somit die Metallisierungsoberfläche der ITO-Schicht 9 dar. Die Schichten 2, 3, 4, 5, 7 und 8 der Solarzelle gemäß Figur 1 wurden in an sich bekannter Weise hergestellt.
Die ITO-Schichten 5 und 9 wurden mittels reaktivem Magnetron-Sputtern hergestellt.
Anschließend wurden mittels eines Druckverfahrens an der Vorderseite der zweiten ITO-Schicht 9 in Metallisierungsbereichen metallische Saatstrukturen 10a aufgebracht, in dem pasten- oder tintenbasierte Druckverfahren (Sieb, Aerosol oder I nkjet) angewendet werden.
Anschließend erfolgte eine galvanische Verstärkung , bei welcher gleichzeitig eine Verstärkung der Saatstrukturen 10a sowie eine vollflächige Metallisierung der Rückseite durch Ausbildung der Rückseitenkontaktstruktur 6 wie folgt erzielt wurde: Die Solarzelle wird hierzu beidseitig mit Elektrolyt umspült und von der Rückseite her kontaktiert. Durch abwechselndes Schalten der Spannung auf Vorder- und Rückseite werden beide Seiten metallisiert.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Herstellen einer metallischen Kontaktierungsstruktur eines Halbleiterbauelementes, insbesondere einer photovoltaischen Solarzelle (1 ),
folgende Verfahrensschritte umfassend:
A Aufbringen mindestens einer TCO-Schicht auf eine Halbleiterschicht des Halbleiterbauelementes und
B Erzeugen einer metallischen Kontaktierungsstruktur (10), welche mindestens einen Metallisierungsbereich der TCO- Schicht bedeckt, welcher Metallisierungsbereich ein Teilbereich einer der Halbleiterschicht abgewandten Metallisierungsoberfläche der TCO-Schicht ist,
wobei die Kontaktierungsstruktur (10) mittels galvanischer Abscheidung erzeugt wird und
wobei die Kontaktierungsstruktur (10) die TCO-Schicht an der Metallisierungsoberfläche mindestens einen Nichtmetallisie- rungsbereich aussparend aufgebracht wird; dadurch gekennzeichnet,
dass in Verfahrensschritt A die TCO-Schicht zumindest in dem Nichtmetallisierungsbereich mit einer geringen Leitfähigkeit und/oder mit einer geringen Haftung gegenüber dem Metall der galvanischen Abscheidung ausgebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die TCO-Schicht an der Metallisierungsoberfläche ganzflächig mit einer geringen Leitfähigkeit und/oder mit einer geringen Haftung gegenüber dem Metall der galvanischen Abscheidung ausgebildet wird und dass in Verfahrensschritt B in einem Verfahrensschritt B1 eine metallische Saatstruktur (10a) an dem Metallisierungsbereich der TCO-Schicht auf die TCO-Schicht aufgebracht wird und in einem Verfahrensschritt B2 die metallische Saatstruktur galvanisch verstärkt wird.
3. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass vor der galvanischen Abscheidung an dem Metallisierungsbereich ein erster Leitungs-Dotierstoff in die TCO-Schicht zumindest in einem oberflächennahen Bereich an der Metallisierungsoberfläche der TCO-Schicht eingebracht wird , welcher Leitungs-Dotierstoff, die elektrische Leitfähigkeit der TCO-Schicht erhöht, vorzugsweise, dass als Leitungs-Dotierstoff Wasserstoff verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass zusätzlich gemäß Anspruch 2 eine Saatstruktur (10a) aufgebracht wird, bevorzugt, dass das Aufbringen der Saatstruktur (1 0a) und das Einbringen des Leitungs-Dotierstoffs in einem Verfahrensschritt erfolgt, bevorzugt, dass die Saatstruktur mittels einer Paste oder einer Tinte aufgebracht wird, welche Paste Metalipartikel zur Ausbildung der Saatstruktur ( 1 0a) und den Leitungs-Dotierstoff zum Einbringen in die TCO-Schicht aufweist.
5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass an dem Nichtmetallisierungsbereich ein Isolierungs-Dotierstoff in die TCO-Schicht zumindest in einem oberflächennahen Bereich der TCO-Schicht eingebracht wird , welcher Isolierungs-Dotierstoff, die elektrische Leitfähigkeit der TCO-Schicht verringert, vorzugsweise, dass als Isolierungs-Dotierstoff Sauerstoff verwendet wird , insbesondere, dass eine Saatstruktur ( 1 0a) gemäß Anspruch 4 auf- gebracht wird und die Saatstruktur als Maskierung bei Einbringen des Isolierungs-Dotierstoffes verwendet wird, so dass in den von der Saatstruktur bedeckten Bereichen kein Einbringen von Isolie- rungs-Dotierstoff erfolgt. , Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass in Verfahrensschritt A die TCO-Schicht zumindest in dem Nichtmetallisierungsbereich mit einer geringen Leitfähigkeit ausgebildet wird, indem die TCO-Schicht an der Metallisierungsseite eine geringere Leitfähigkeit aufweist als an der der Halbleiterschicht zugewandten Seite.
7, Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die TCO-Schicht mit einer in etwa senkrecht zu der Metaliisierungsseite in Richtung der Halbleiterschicht in etwa stufenartig zunehmenden Leitfähigkeit ausgebildet wird, insbesondere, dass die TCO-Schicht als Schichtsystem ausgebildet wird, welches Schichtsystem mindestens zwei TCO-Schichten mit unterschiedlichen Leitfähigkeiten aufweist.
8. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die TCO-Schicht in etwa senkrecht zu der Metallisierungsseite eine in Richtung der Halbleiterschicht zunehmende Leitfähigkeit, insbesondere monoton zunehmende Leitfähigkeit, bevorzugt streng monoton zunehmende, weiter bevorzugt linear zunehmende Leitfähigkeit aufweist.
9. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die TCO-Schicht an der Metaliisierungsseite ganzflächig mit einer geringen Haftung gegenüber dem Metall der galvanischen Ab- scheidung ausgebildet wird und dass in Verfahrensschritt B in einem Verfahrenssch ritt B1 eine metallische Saatschicht an dem Metallisierungsbereich der TCO-Schicht auf die TCO-Schicht aufgebracht wird und in einem Verfahrensschritt B2 die metallische Saatschicht galvanisch verstärkt wird , vorzugsweise, dass die TCO- Schicht im gesamten Volumen eine hohe Leitfähigkeit aufweist.
10. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass vor Ausbilden der metallischen Kontaktierungsstruktur ein He- tero-pn-Übergang ausgebildet wird, vorzugsweise, indem eine dotierte, amorphe Siliziumschicht als Emitterschicht ausgebildet wird.
1 1 . Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Halbleiterbauelement als photovoltaische Solarzelle (1 ), bevorzugt als Siliziumsolarzelle ausgebildet wird .
12. Halbleiterbauelement, vorzugsweise ausgebildet mittels einem Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
umfassend eine Halbleiterschicht, eine auf der Halbleiterschicht mittelbar oder unmittelbar angeordnete TCO-Schicht, welche TCO- Schicht mit der Halbeiterschicht elektrisch leitend verbunden ist und mindestens eine metallische Kontaktierungsstruktur, welche auf einer der Halbleiterschicht abgewandten Metallisierungsseite der TCO-Schicht angeordnet und mit der TCO-Schicht elektrisch leitend verbunden ist, wobei die Metallisierungsstruktur die TCO-Schicht teilweise bedeckt, indem in mindestens einem Metallisierungsbereich die TCO-Schicht von der Kontaktierungsstruktur( 1 0) bedeckt und in mindestens einem Nichtmetallisierungsbereich nicht von der Kontaktierungsstruktur bedeckt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die TCO-Schicht zumindest in dem Nichtmetallisierungsbereich mit einer geringen Leitfähigkeit und/oder mit einer geringen Haftung gegenüber dem Metall der galvanischen Abscheidung ausgebildet ist.
1 3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die TCO-Schicht zumindest in einem oberflächennahen Bereich an der Metallisierungsseite eine transversal in etwa konstante Leitfähigkeit aufweist, vorzugsweise, dass die TCO-Schicht im gesamten Volumen eine hohe Leitfähigkeit aufweist.
14. Halbleiterbauelement nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Metallisierungsstruktur (10) aus zumindest einer metallischen Saatstruktur (1 0a) und einer metallischen Verstärkungsstruktur ausgebildet ist, vorzugsweise, dass Saatstruktur (10a) und Verstärkungsstruktur aus unterschiedlichen Metallen ausgebildet sind.
15. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
dass die Halbleiterbauelement einen pn-Übergang aufweist, welcher als Hetero-pn-Übergang ausgebildet ist, insbesondere mittels einer Emitterschicht, welche als dotierte, amorphe Siliziumschicht ausgebildet ist.
16. Halbleiterbauelement nach eine der Ansprüche 12 bis 1 5. dadurch gekennzeichnet,
dass die Halbleiterbauelement als eine photovoltaische Solarzelle (1 ), insbesondere als eine Siliziumsolarzelle ausgebildet ist.
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