SOLARZELLE

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von dotierten und / oder metallisierten Bereichen an einer Oberfläche eines Halbleitersubstrates für eine Solarzelle. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren, das beim Herstellen einer Solarzelle zur Bildung von deren dotierten und / oder metallisierten Bereichen eingesetzt werden kann. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine entsprechend herstellbare Solarzelle.

TECHNISCHER HINTERGRUND

Solarzellen dienen als photovoltaische Elemente dazu, Lichtenergie in nutzbare elektrische Energie umzuwandeln. Durch Absorption von eingestrahltem Licht werden innerhalb eines Halbleitersubstrates Ladungsträgerpaare erzeugt. Indem gegensätzlich dotierte Bereiche in dem Halbleitersubstrat vorgesehen werden, kommt es am Übergang zwischen solchen Bereichen, beispielsweise an einem pn-Übergang, zu elektrischen Potenzialunterschieden, mithilfe derer die Ladungsträger eines Ladungsträgerpaares räumlich getrennt werden können. Mithilfe von beispielsweise durch eine Metallisierung gebildeten elektrischen

RAK Kontakten an der Oberfläche des Halbleitersubstrates können die Ladungsträger dann aus dem Halbleitersubstrat abgeleitet und einem externen Stromkreis zugeleitet werden.

Bei einer Herstellung einer Solarzelle besteht generell die Notwendigkeit, elektrische

Kontakte, die entgegengesetzt dotierte Teilbereiche des Solarzellen-Halbleitersubstrates kontaktieren, gegeneinander elektrisch zu isolieren, um zum Beispiel parasitäre Ströme innerhalb der hergestellten Solarzelle zu vermeiden. Ferner sollte auch ein elektrischer Kontakt, der einen dotierten Teilbereich kontaktiert, gegenüber einem entgegengesetzt dotierten Teilbereich des Halbleitersubstrates elektrisch isoliert sein.

Bei herkömmlichen Solarzellen, bei denen typischerweise ein elektrischer Emitterkontakt, der emitter-artig dotierte Teilbereiche des Halbleitersubstrates kontaktiert, ausschließlich an einer Frontseite des Halbleitersubstrates vorgesehen ist und ein elektrischer Basiskontakt, der entgegengesetzt basis-artig dotierte Teilbereiche des Halbleitersubstrates kontaktiert, ausschließlich an der Rückseite des Halbleitersubstrates vorgesehen ist, besteht üblicherweise ein Risiko einer Bildung von parasitären Strompfaden allenfalls am Rand des

Halbleitersubstrates.

Bei so genannten Rückkontakt-Solarzellen wie zum Beispiel IBC-Solarzellen (Interdigitated Back Contact), bei denen beide Typen von elektrischen Kontakten an der Rückseite des Halbleitersubstrates angeordnet sind, beispielsweise in Form von ineinander verschachtelten Grids mit länglichen Kontaktfingern, kann ein Risiko von parasitären Strompfaden jedoch wesentlich höher sein. Beispielsweise verlaufen fingerartige Basiskontakte und fingerartige Emitterkontakte bei solchen Solarzellen oft über weite Strecken hin parallel zueinander. Dabei sind die Geometrien des Emitterkontaktgrids und des Basisköntaktgrids meist so gewählt, dass die Emitterkontaktfinger nur geringfügig seitlich beabstandet zu den

Basiskontaktfingern angeordnet sind, um auf diese Weise einen Abstand, den generierte Ladungsträger innerhalb des Halbleitersubstrates lateral zurücklegen müssen, um einen der Kontaktfinger zu erreichen, zu minimieren und somit Serienwiderstandsverluste oder ein sogenanntes elektrisches Abschatten (electrical shading) gering zu halten. Die eng benachbarte Anordnung von Kontaktfmgem des Emitterkontaktgrids und Kontaktfmgem des Basiskontaktgrids kann jedoch das Risiko bergen, dass es beispielsweise aufgrund von Produktionsfehlern oder Produktionsungenauigkeiten dazu kommen kann, dass

Basiskontaktfinger mit Emitterkontaktfingern in Berührung kommen oder zumindest eine unzureichende Isolation zwischen diesen auftritt und auf diese Weise schädliche parasitäre Kurzschlussstrompfade innerhalb der Solarzelle generiert werden. Ähnlich schädlich kann es sich auswirken, wenn Bereiche eines elektrischen Kontakts einer Polarität ohne oder mit mangelhafter elektrischer Isolation an Teilbereiche des Halbleitersubstrates mit

entgegengesetzter Polarität, das heißt mit entgegengesetzter Dotierung, angrenzen.

Um ein Risiko der Bildung von parasitären Kurzschlussstrompfaden zu minimieren, wird die Geometrie beziehungsweise das Design der elektrischen Kontakte bei Rückkontaktsolarzellen bisher meist derart gewählt, dass zwischen Fingern der elektrischen Kontakte

unterschiedlicher Polarität ein gewisser Sicherheitsabstand verbleibt. Der Sicherheitsabstand ist dabei unter anderem oft so gewählt, dass es selbst bei maximal zulässigen

Fertigungstoleranzen nicht zu einer Gefährdung einer elektrischen Isolation zwischen elektrischen Kontakten entgegengesetzter Polarität beziehungsweise zwischen einem elektrischen Kontakt einer Polarität und einem dotierten Teilbereich des Halbleitersubstrates entgegengesetzter Polarität kommt. Der Sicherheitsabstand sollte jedoch nicht zu groß gewählt werden müssen, um nicht durch zu große Abstände zwischen benachbarten

Kontaktfmgem eines Kontaktgrids übermäßige Serienwiderstandsverluste für die Solarzelle zu bewirken.

Daher erscheint es bei der Fertigung von herkömmlichen Rückkontaktsolarzellen bisher notwendig zu sein, sowohl die unterschiedlich dotierten Teilbereiche des Flalbleitersubstrates als auch die elektrischen Kontaktgrids unterschiedlicher Polarität mit hoher Positionierungsgenauigkeit, das heißt mit geringen Positionierungstoleranzen, fertigen zu können. Dies kann komplizierte und somit teure Fertigungsprozess und / oder -Werkzeuge erfordern.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG UND EINIGER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Es kann daher ein Bedarf an einem Verfahren zum Erzeugen von dotierten und / oder metallisierten Bereichen an einer Oberfläche eines Halbleitersubstrates für eine Solarzelle bestehen, bei dem unter anderem die oben dargestellten Unzulänglichkeiten herkömmlicher Verfahren zumindest reduziert sind. Insbesondere kann ein Bedarf an einem Verfahren bestehen, mithilfe dessen dotierte beziehungsweise metallisierte Bereiche mit hoher lokaler Genauigkeit an einer Oberfläche eines Halbleitersubstrates für eine Solarzelle erzeugt werden können und somit ein Risiko der Bildung von Kurzschlussstrompfaden reduziert wird, wobei vorzugsweise Fertigungstoleranzen beim Ausbilden von Strukturen zur Bildung der dotierten beziehungsweise metallisierten Bereiche vergleichsweise hoch gewählt sein dürfen. Es kann ferner ein Bedarf an einer Solarzelle bestehen, wie sie insbesondere mithilfe eines solchen Verfahrens gefertigt werden kann.

Ein solcher Bedarf kann mit den Gegenständen der unabhängigen Ansprüche gedeckt werden. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen sowie in der

nachfolgenden Beschreibung angegeben.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Erzeugen von dotierten und / oder metallisierten Bereichen an einer Oberfläche eines

Halbleitersubstrates für eine Solarzelle beschrieben, wobei das Verfahren die nachfolgend angeführten Schritte aufweist. Zunächst wird an der Oberfläche des Halbleitersubstrates ein Muster aus verschiedenen Teilbereichen eines ersten und eines zweiten Typs ausgebildet. Die verschiedenen Teilbereiche werden derart unterschiedlich ausgebildet sind, dass ein erster Typ von Teilbereich mit einer fließfähigen Substanz benetzt werden kann, ohne dass die fließfähige Substanz in einen angrenzenden Teilbereich eines zweiten Typs von Teilbereich fließt. Anschließend wird die fließfähige Substanz ausschließlich auf den ersten der

Teilbereiche aufgebracht. Die fließfähige Substanz enthält Dotierstoffe und/oder

Metallpartikel. Die fließfähige Substanz enthält außerdem ein Verflüssigungsmittel wie beispielsweise ein Lösungsmittel zur Erhöhung seiner Fließfähigkeit. Danach wird die fließfähige Substanz durch zumindest teilweises Verdunsten oder Umwandeln des

Verflüssigungsmittels verfestigt.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Solarzelle

vorgeschlagen, wie sie mit dem Verfahren gemäß dem obigen ersten Aspekt der Erfindung hergestellt werden kann. Insbesondere wird eine solche Solarzelle vorgeschlagen, die ein Halbleitersubstrat, unterschiedlich dotierte Regionen an Teilbereichen einer Oberfläche des Halbleitersubstrates und elektrische Kontakte an Teilbereichen der Oberfläche des

Halbleitersubstrates aufweist. Das Halbleitersubstrat weist dabei ein Muster aus

tieferliegenden und höherliegenden Teilbereichen an der Oberfläche des Halbleitersubstrates auf, wobei die lateralen Abmessungen der tieferliegenden Teilbereiche wiederum wesentlich größer sind als ein Höhenunterschied zwischen den tieferliegenden Teilbereichen und den höherliegenden Teilbereichen.

Ideen zu den zuvor beschriebenen Aspekten der vorliegenden Erfindung können unter anderem als auf den folgenden Beobachtungen und Erkenntnissen beruhend angesehen werden:

Bei herkömmlich hergestellten Solarzellen werden metallisierte Bereiche an einer Oberfläche eines Solarzellen-Halbleitersubstrates im industriellen Maßstab meist mifhilfe von

Siebdrucktechnologien gebildet. Hierzu wird eine viskose Paste, die unter anderem

Metallpartikel enthält, auf die zu metallisierenden Bereiche gedruckt und die Paste dann in einem nachfolgenden Hochtemperaturschritt eingefeuert. In ähnlicher Weise können auch dotierte Bereiche an der Oberfläche des Halbleitersubstrates generiert werden, indem eine mit Dotierstoffen versetzte Paste bzw. Flüssigkeit beispielsweise durch Sieb- oder Inkjetdruck auf die Substratoberfläche aufgebracht und anschließend die Dotierstoffe in einem

Hochtemperaturschritt in das Halbleitersubstrat eindiffundiert werden.

Dabei sollten die verwendeten Siebdruckpasten einerseits hinreichend flüssig sein, damit sie sich drucken lassen, andererseits sollten die gedruckten Strukturen möglichst gut ihre Form behalten, wie sie beim Drucken z.B. durch eine Geometrie von Öffnungen in einem Sieb vorgegeben sind, um gewährleisten zu können, dass ein tatsächlich an der Substratoberfläche entstehendes Muster aus metallisierten beziehungsweise dotierten Bereichen weitestgehend einem gewünschten und durch die Geometrie des Siebes vorzugebenden Muster entspricht.

Allerdings widersprechen sich die beiden für die Siebdruckpasten gewünschten Eigenschaften und in der Realität muss die Paste zum Drucken ausreichend flüssig sein, so dass die gedruckten Strukturen nach dem Druck zumindest teilweise zerfließen. Hierdurch kann beispielsweise auf einem mit metallhaltiger Paste bedruckten Teilbereich der

Halbleitersubstratoberfläche, der einen elektrischen Kontakt mit möglichst perfekt viereckigem Querschnitt und möglichst hohem Höhe-Breite- Verhältnis (Aspektverhältnis) aufweisen sollte und zu diesem Zweck mit einem geeignet ausgebildeten Sieb bedruckt wurde, durch ein nach dem Entfernen des Siebes einsetzendes seitliches Zerfließen ein letztendlich breiterer, beispielsweise näherungsweise gaußförmiger Metallkontakt entstehen.

Dadurch wird nicht nur eine größere Abschattung durch den Metallkontakt bewirkt, sondern es steigt auch das Risiko, dass die Metallpaste seitlich derart stark zerfließt, dass es zu ungewünschten Kurzschlüssen mit benachbarten Kontakten oder dotierten Bereichen kommt. Die Breite eines siebgedruckten metallischen Kontakts hängt dabei neben der Viskosität der Siebdruckpaste auch von Eigenschaften der Oberfläche des bedruckten Halbleitersubstrates beziehungsweise deren Benetzbarkeit ab. Sind die Parameter der Paste oder diejenigen der Oberfläche des Halbleitersubstrates in Bezug auf die verwendete Siebdruckpaste schlecht aufeinander abgestimmt, können die letztendlich erzeugten Metallkontakte oft eine erheblich größere Breite aufweisen als die im zum Drucken dieser Kontakte verwendeten Sieb vorgesehenen zugehörigen Öffnungen.

Um den Effekt des seitlichen Zerfließens möglichst gering zu halten, wird eine Viskosität von verwendeten Siebdruckpasten daher meist möglichst hoch gewählt. Dies kann andererseits jedoch dazu führen, dass die Querschnittsfläche entlang einer beispielsweise fingerförmig gedruckten Struktur wie einem Metallkontaktfinger aufgrund der verwendeten

Siebdrucktechnik variiert, beispielsweise aufgrund von in dem verwendeten Sieb quer zur Längsrichtung der zu erzeugenden Metallkontaktfinger verlaufenden feinen Metalldrähte des Siebes. Derart beispielsweise über die Länge eines Metallkontaktes hin variierende

Querschnittsflächen können in einem erhöhten elektrischen Serienwiderstand des

Metallkontakts resultieren.

Es wird nun vorgeschlagen, die Oberfläche des lokal zu metallisierenden oder dotierenden Halbleitersubstrates gezielt mit einem Muster aus verschiedenartigen Teilbereichen zu strukturieren. Die verschiedenartigen Teilbereiche sind dabei derart ausgestaltet, dass eine fließfähige Substanz wie beispielsweise eine dünnflüssige Paste oder eine Tinte sich zwar innerhalb eines Teilbereichs verteilen und ausbreiten kann, aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften der verschiedenen Teilbereiche aber nicht über eine Grenze zwischen den Teilbereichen fließen kann.

Die verschiedenen Teilbereiche an der Oberfläche des Halbleitersubstrates können beispielsweise in Form von tieferliegenden und höherliegenden Teilbereichen ausgebildet werden. Laterale Abmessungen der tieferliegenden Teilbereiche können hierbei wesentlich größer als ein Höhenunterschied zwischen den tieferliegenden Teilbereichen und den höherliegenden Teilbereichen sein. Anschließend kann die fließfähige Substanz in die tieferliegenden Teilbereiche eingebracht werden.

Alternativ können die verschiedenen Teilbereiche an der Oberfläche des Halbleitersubstrates auch in Form von unterschiedlich benetzbaren Teilflächen ausgebildet werden. Erste Teilbereiche können dabei eine Oberfläche aufweisen, die beispielsweise aufgrund von Vorbehandlungen oder zeitweise aufgebrachten Schichten oder Masken eine andere

Benetzbarkeit für darauf abzuscheidende fließfähige Substanzen aufweist als zweite

Teilbereiche. Eine fließfähige Substanz kann dann bevorzugt auf einen Teilbereich mit hoher Benetzbarkeit aufgebracht werden und sich auf diesem bis an eine Grenze zu einem

Teilbereich niedrigerer Benetzbarkeit ausbreiten. Unterschiedlich benetzbare Teilbereiche können beispielsweise durch lokales Abscheiden gut oder schlecht benetzbarer Schichten erzeugt werden. Im Fall von wasserbasierten Pasten oder Tinten als fließfähiger Substanz kann ein schlecht benetzbarer Teilbereich z.B. durch Bedecken mit geeignetem Material oder durch geeignete Vorbehandlung hydrophobe Eigenschaften aufweisen, wohingegen ein angrenzender gut benetzbarer Teilbereich hydrophile Eigenschaften aufweisen kann.

Ferner wird darauf hingewiesen, dass bei Ausführungsformen der Erfindung auch mein- als zwei verschiedene Arten von Teilbereichen vorgesehen sein können. Zum Beispiel können zwei verschiedene Muster von tieferliegenden bzw. besser benetzbaren Teilbereichen beispielsweise in einander verschachtelt ausgebildet werden und voneinander durch einen oder mehrere höherliegende bzw. schlechter benetzbare Teilbereiche getrennt sein. In die verschiedenen tieferliegenden bzw. besser benetzbaren Teilbereiche können dann z.B.

unterschiedliche fließfähige Substanzen eingebracht werden, um auf diese Weise z.B.

verschiedenartige und voneinander getrennte Metallkontakte oder dotierte Bereiche einer Solarzelle bilden zu können. Nachfolgend sollen die verschiedenartigen Teilbereiche und ihre Wirkung beim Bilden der metallisierten bzw. dotierten Bereiche für die Solarzelle am Beispiel einer

Halbleitersubstratoberfläche mit tieferliegenden und höherliegenden Teilbereichen erläutert werden.

An den tieferliegenden Teilbereichen weist das Halbleitersubstrat einschließlich etwaiger daran aufgebrachter zusätzlicher Schichten dabei im Allgemeinen eine geringere Dicke auf als an den höherliegenden Teilbereichen. Das Muster aus unterschiedlich hoch liegenden

Teilbereichen kann, wie weiter unten detaillierter dargelegt, mithilfe unterschiedlicher Bearbeitungstechniken erzeugt werden, beispielsweise durch lokales Ätzen, lokale

Laserablation, lokales laserunterstütztes Ätzen, mechanisches Abtragen oder durch eine Kombination dieser Maßnahmen. Ein Höhenunterschied zwischen den tieferliegenden Bereichen und den höherliegenden Bereichen kann dabei im Vergleich zu deren lateralen Abmessungen relativ gering sein.

In die derart ausgebildeten tieferliegenden Teilbereiche wird anschließend eine fließfaliige Substanz, beispielsweise ähnlich einer verdünnten Siebdruckpaste oder einer Tinte, eingebracht, wobei die fließfällige Substanz Dotierstoffe und / oder Metallpartikel enthält. Die fließfähige Substanz enthält auch ein Verflüssigungsmittel wie beispielsweise ein

Lösungsmittel, einen Verdünner oder ein Dispergiermittel zur Erhöhung von deren

Fließfähigkeit, wobei ein Anteil von Verflüssigungsmittel beispielsweise wesentlich höher sein kann als bei herkömmlichen hochviskosen Siebdruckpasten und die eingebrachte Substanz daher stark seitlich zerfließen kann. Aufgrund ihrer guten Fließfähigkeit kann die eingebrachte Substanz sich daher vorzugsweise in einem gesamten tieferliegenden Teilbereich verteilen. Der Höhenunterschied zwischen den tieferliegenden und den höherliegenden Teilbereichen, der sich beispielsweise in Form einer Stufe zwischen den tieferliegenden und den höherliegenden Teilbereichen ausdrückt, kann dabei verhindern, dass fließfähige

Substanz über die tieferliegenden Teilbereiche hinaus verfließt. Aus der derart eingebrachten und lateral zerflossenen fließfähigen Substanz wird dann gezielt Verflüssigungsmittel verdunstet, beispielsweise indem das Halbleitersubstrat in einem Ofen bei erhöhten

Temperaturen getrocknet wird. Alternativ kann das Verflüssigungsmittel auch umgewandelt werden, z.B. wenn darin UV-härtende, beispielsweise polymerisierende Additive enthalten sind. Dabei verfestigt sich die Substanz und das Halbleitersubstrat kann beispielsweise nachfolgend weiterverarbeitet werden, ohne dass ein Risiko einer Veränderung der derart eingebrachten Dotierungs- oder Metallisierungsstruktur besteht.

Nachfolgend werden mögliche Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der

Erfindung weiter im Detail beschrieben.

Das im Rahmen des Verfahrens bearbeitete Halbleitersubstrat kann eine beliebige für eine Solarzelle geeignete Geometrie aufweisen und aus einem beliebigen für eine Solarzelle geeigneten Halbleitermaterial bestehen. Beispielsweise kann ein Siliziumwafer als

Halbleitersubstrat dienen.

Das Muster aus tieferliegenden und höherliegenden Teilbereichen kann an der Oberfläche des Halbleitersubstrates auf unterschiedliche Weisen ausgebildet werden. Bei dem fertigen Muster können sowohl die tieferliegenden Teilbereiche als auch die höherliegenden

Teilbereiche in sich eben sein und voneinander durch eine beispielsweise möglichst steile Stufe getrennt sein.

Wenn das Verfahren zum Herstellen von als elektrische Kontakte dienenden metallisierten Bereichen eingesetzt wird, können die tieferliegenden Teilbereiche beispielsweise als fingerförmiges Grid mit einer Vielzahl länglicher, schmaler und vorzugsweise parallel zueinander verlaufender Vertiefungen ausgebildet sein. Zwischen zwei benachbarten fingerartigen tieferliegenden Teilbereichen liegt ein höherliegender Teilbereich, wobei die tieferliegenden Teilbereiche breiter, schmaler oder gleichbreit wie die höherliegenden

Teilbereiche sein können.

Alternativ hierzu kann das Verfahren auch dazu eingesetzt werden, große Teilflächen des Halbleitersubstrates gezielt zu dotieren, beispielsweise um Emitterbereiche für die Solarzelle zu erzeugen, und zwischen dotierten Teilbereichen undotierte oder andersartig dotierte Stege zu belassen, die in dem genannten Beispiel als nach außen hin freiliegende und kontaktierbare Basisbereiche dienen können. In einer solchen Ausgestaltung können die tieferliegenden Teilbereiche einen Großteil der Oberfläche des Halbleitersubstrates bedecken und durch dazwischen liegende schmale höherliegende Teilbereiche voneinander separiert sein.

Die tieferliegenden Teilbereiche können beispielsweise durch lokales Abtragen von Material von der Oberfläche des Halbleitersubstrates ausgebildet werden. Von einem Halbleitersubstrat mit einer ursprünglich planen oder allenfalls mikroskopisch texturierten Oberfläche kann dabei durch geeignete Verfahren lokal an den zu erzeugenden tieferliegenden Teilbereichen Material beispielsweise durch lokales Ätzen und / oder unter Verwendung von

Laserbestrahlung abgetragen werden.

Um die tieferliegenden Teilbereiche durch Ätzen zu erzeugen, kann die Oberfläche des Halbleitersubstrates in den übrigen Teilbereichen beispielsweise mit einer Ätzbarrieremaske versehen werden. Die Ätzbarrieremaske bedeckt dabei die späteren höherliegenden

Teilbereiche. In den nicht von der Ätzbarrieremaske bedeckten Teilbereichen kann dann ein ätzendes Medium, beispielsweise in Form einer ätzenden Lösung oder eines ätzenden

Plasmas, wirken und Material aus dem Flalbleitersubstrat heraus ätzen, um die tieferliegenden Teilbereiche zu erzeugen. Die Ätzbarrieremaske kann nachträglich gegebenenfalls wieder entfernt werden. Alternativ können die tieferliegenden Teilbereiche durch lokales Bedecken mit einer ätzenden Masse, beispielsweise in Form einer ätzenden Siebdruckpaste, gebildet werden. Die Ätzbarrieremaske beziehungsweise die ätzende Masse können beispielsweise mittels Siebdruckverfahren oder ähnlicher Technologien aufgebracht werden.

Alternativ zu einem Entfernen von Material durch Ätzen kann das Muster an der

Halbleitersubstratoberfläche auch unter Verwendung von Laserbestrahlung erzeugt werden. Beispielsweise können die tieferliegenden Teilbereiche durch Ablatieren von Material aus dem Halbleitersubstrat mithilfe hochenergetischer Laserstrahlung und eventuell

anschließendes Wegätzen eines Laserschadens erzeugt werden. Alternativ kann auch beispielsweise die gesamte Oberfläche der Halbleitersubstrates mit einer ätzenden Substanz bedeckt werden und ein Ätzvorgang dann lokal durch Laserbestrahlung in den zu

erzeugenden tieferliegenden Teilbereichen beschleunigt werden, was auch als Laserunterstütztes Ätzen (laser-assisted etching) bezeichnet wird.

Anstatt an der Halbleitersubstratoberfläche lokal Material zu entfernen und so die tieferliegenden Teilbereiche zu erzeugen, kann alternativ zum Ausbilden der höherliegenden Teilbereiche eine Maske auf die Oberfläche des Halbleitersubstrates aufgebracht werden, welche die Oberfläche lediglich in Arealen bedeckt, die die höherliegenden Teilbereiche bilden sollen. Mit anderen Worten kann beispielsweise auf einer ursprünglich planen Oberfläche eines Halbleitersubstrates das gewünschte Muster erzeugt werden, indem auf die Oberfläche in bestimmten Arealen eine zusätzliche Schicht als Maske aufgebracht wird und auf diese Weise dort die höherliegenden Teilbereiche erzeugt werden. Die Schicht der Maske kann dabei derart ausreichend dick sein, dass an ihrer Kante eine Stufe hin zu angrenzenden tieferliegenden Bereichen entsteht, die ein Ausbreiten von dort eingebrachter fließfähiger Substanz verhindert.

Alternativ kann ein Maske mit einer sehr geringen Schichtdicke, beispielsweise weniger als ΙΟμπι oder sogar weniger als Ι μηι, aufgebracht werden. Eine solche Schicht erzeugt zwar im Allgemeinen keine ausreichende Stufe, kann aber aufgrund andersartiger Benetzungseigenschaften des hierfür verwendeten Maskenmaterials ein Ausbreiten von in die nicht maskierten Bereiche eingebrachter fließfähiger Substanz verhindern.

Die Maske kann beispielsweise aufgedruckt werden. Beispielsweise kann eine Maske mithilfe von Siebdrucktechnologien und unter Verwendung einer geeigneten Siebdruckpaste lokal aufgebracht werden. Die Siebdruckpaste kann beispielsweise ein Wachs, ein Polymer, oder ähnliches enthalten.

Alternativ kann die Maske auch in anderer Weise aufgebracht werden. Beispielsweise kann eine Schicht aus einem maskierenden Material nicht nur lokal sondern zunächst ganzflächig auf die zu musternde Oberfläche des Halbleitersubstrates aufgebracht werden und

anschließend lokal entfernt werden. Beispielsweise kann die Schicht hierbei ähnlich wie in dem vorangehenden Beispiel aufgedruckt werden. Alternativ kann eine Schicht auch mit anderen Abscheidungsverfahren gebildet werden, beispielsweise durch ganzflächiges Abscheiden mit Gasphasenabscheidungsverfahren (CVD - chemical vapour deposition; zum Beispiel PECVD, LPCVD, APCVD, etc.) oder Sputterverfahren oder mit Aufsprühverfahren (spray-on) oder Aufspinverfahren (spin-on). Die Schicht kann dabei beispielsweise aus einem Dielektrikum wie Siliziumnitrid, Siliziumoxid, einem Wachs oder einem Polymer etc.

ausgebildet werden.

Die zum Bilden der dotierten beziehungsweise metallisierten Bereiche verwendete fließfähige Substanz kann eine Fließfähigkeit derart aufweisen, dass sie sich allein aufgrund von

Oberflächenadhäsionskräften und / oder Oberflächenkapillarkräften innerhalb eines tieferliegenden Teilbereichs im Wesentlichen gleichmäßig ausbreitet. Mit anderen Worten kann die fließfähige Substanz zusätzlich zu den Dotierstoffen, die zum Dotieren der gewünschten Bereiche dienen können, beziehungsweise zusätzlich zu den Metallpartikeln, die zum Bilden der Metallisierung in den gewünschten Bereichen dienen können, ausreichend andere fließfähige Bestandteile beinhalten, beispielsweise in Form eines Verflüssigungsmittels, um der die fließfähige Substanz bildenden Mischung aus Dotierstoffen beziehungsweise Metallpartikeln und flüssigen Bestandteilen eine ausreichend hohe

Fließfähigkeit, das heißt eine geringe Viskosität zu verleihen, so dass die fließfähige

Substanz, wenn sie auf eine näherungsweise ebene Fläche eines tieferliegenden Teilbereichs lokal aufgebracht wird, sich selbständig über diese Ebene verteilt, das heißt zerfließt und dadurch letztendlich die gesamte Oberfläche im Bereich des tieferliegenden Teilbereichs mit einer im Wesentlichen konstanten Schichtdicke bedeckt. Als Verflüssigungsmittel können z.B. niedrigviskose Flüssigkeiten wie Lösungsmittel oder auch Wasser dienen. Zum Beispiel können organische unpolare Stoffe wie Alkane, Alkene, Alkine oder Benzole oder polare Stoffe wie Ketone (z.B. Aceton), Alkohole (z.B. Ethanol, (Iso-) Propanol, Butanol, etc.) oder verschiedene Säuren verwendet werden.

Wie einfach und gleichmäßig die fließfähige Substanz sich dabei über die Substratoberfläche in einem tieferliegenden Bereich verteilt, hängt einerseits von der Rheologie der fließfähigen Substanz und andererseits von den Eigenschaften der zu bedeckenden Oberfläche ab.

Insbesondere die Benetzungseigenschaften an dieser Oberfläche, die unter anderem von dem Material der zu beschichtenden Oberfläche abhängen, und die geometrische Struktur, beispielsweise ein Maß einer mikroskopischen Rauigkeit oder Texturierung der zu beschichtenden Oberfläche, können Einfluss auf das Ausbreitungsverhalten der fließfähigen Substanz nehmen. Angepasst an diese Einflüsse soll die fließfähige Substanz ausreichend fließfähig, das heißt dünnflüssig, sein, um sich ohne weitere Kräfte, wie sie ansonsten beispielsweise beim Siebdrucken durch einen Rakel verursacht werden, innerhalb der tieferliegenden Teilbereiche verteilen zu können. Insbesondere kann die fließfähige Substanz eine wesentlich geringere Viskosität aufweisen als herkömmliche Siebdruckpasten, was durch einen wesentlich höheren Anteil von Verflüssigungsmitteln bewirkt sein kann.

Insbesondere aufgrund ihrer guten Fließfähigkeit braucht die fließ fähige Substanz nicht unbedingt gleichmäßig auf die gesamte Oberfläche der tieferliegenden Teilbereiche aufgebracht werden, sondern es kann genügen, die fließfähige Substanz lediglich in

Teilarealen der tieferliegenden Teilbereiche einzubringen. Beispielsweise kann es genügen, die fließfähige Substanz lediglich in etwa in der Mitte eines tieferliegenden Teilbereichs aufzubringen und sich dann selbsttätig über die Oberfläche des gesamten tieferliegenden Teilbereichs verteilen zu lassen. Es kann auch genügen, die fließfähige Substanz nur als Reihe von Punkten einzubringen, beispielsweise indem sie mit einem Inkjet-Drucker als einzelne Tröpfchen in die tieferliegenden Teilbereiche eingebracht wird, da die Punkte bzw. Tröpfchen anschließend lateral zerfließen können und zusammen mit benachbarten Punkten / Tröpfchen einen tieferliegenden Teilbereich komplett bedecken können.

Die Eigenschaft, dass sich die fließfähige Substanz selbsttätig innerhalb der tieferliegenden Teilbereiche verteilen kann, kann insbesondere hinsichtlich einzuhaltender

Fertigungstoleranzen vorteilhaft wirken. Für das Ausbilden der tieferliegenden Teilbereiche können andere Fertigungstechnologien eingesetzt werden als für ein Einbringen der fließfähigen Substanz. Während zum Beispiel fließfähige Substanzen auch bei einer herkömmlichen Solarzellenfertigung zum Beispiel beim Siebdrucken der Metallkontakte aufgebracht werden und dabei wie einleitend ausgeführt ein seitliches Verfließen von

Siebdruckpaste negativ wirkt und dazu führt, dass die Siebdruckpaste mit hoher räumlicher Präzision, das heißt geringen räumlichen Toleranzen, aufgebracht werden muss, kann beim hier vorgestellten Verfahren die Tatsache genutzt werden, dass die tieferliegenden

Teilbereiche beispielsweise unter Verwendung von Laserbestrahlung verhältnismäßig einfach mit hoher räumlicher Präzision ausgebildet werden können und anschließend ein Einbringen fließfähiger Substanz in diese tieferliegenden Teilbereiche räumlich weniger präzise durchgeführt werden kann. Zum Einbringen der fließfähigen Substanz können hierbei beispielsweise ebenfalls Siebdrucktechnologien eingesetzt werden, die fließfähige Substanz selbst kann hierbei jedoch dahingehend modifiziert sein, dass sie sogar noch stärker seitlich verfließt als herkömmliche Siebdruckpaste, da ein seitliches Verfließen bei dem hierin vorgeschlagenen Verfahren sogar vorteilhaft ist. Eine räumliche Positionierungsgenauigkeit beim Einbringen der fließfähigen Substanz, das heißt beispielsweise beim Siebdrucken der fließfähigen Substanz in die tieferliegenden Teilbereiche, kann dabei wesentlich geringer bleiben als bei herkömmlichen Siebdruckmetallisierungsverfahren. Anders ausgedrückt dürfen Positionierungstoleranzen beim Aufbringen der fließfähigen Substanz verhältnismäßig hoch sein, da es im Allgemeinen genügt, wenn die fließfähige Substanz in ausreichender Menge irgendwo in einen tieferliegenden Teilbereich eingebracht wird und sich anschließend in diesem selbsttätig verteilen kann.

Die fließfähige Substanz kann in die tieferliegenden Teilbereiche beispielsweise durch Drucken eingebracht werden. Neben dem bereits beschriebenen Siebdruckverfahren können hierbei auch andere Druckverfahren wie zum Beispiel Inkjet-Druck-Technologien,

Spritzendruck-Technologien, Extrusionsdruck-Technologien oder ähnliches eingesetzt werden.

Um das wie oben beschrieben bearbeitete Halbleitersubstrat weiter zu prozessieren und letztendlich daraus eine Solarzelle herzustellen, kann die fließfähige Substanz, nachdem sie durch zumindest teilweises Verdunsten oder Umwandeln des Verflüssigungsmittels verfestigt wurde, auf eine höhere Temperatur von beispielsweise mehr als 400 °C gebracht werden, die benötigt wird, um die nachfolgend beschriebene gewünschte Reaktion zu bewirken.

Wenn zum Beispiel die auf die tieferliegenden Teilbereiche aufgebrachte Substanz

Dotierstoffe enthält, beispielsweise in Form von in eine Trägeipaste oder Trägerflüssigkeit eingemischten Dotanden wie Bor oder Phosphor, können diese als Atome oder Moleküle oder auch kleine Partikel enthaltenen Dotanden bei Temperaturen größer 700°C, vorzugsweise größer 800°C, oberflächlich in das Halbleitersubstrat eindiffundieren und auf diese Weise dort den gewünschten dotierten Bereich bilden. Dies wird auch als Drive-In Schritt bezeichnet. Auf diese Weise können für eine Solarzelle beispielsweise lokale oder selektive Emitter- oder Basisregionen erzeugt werden. Alternativ können mithilfe einer Substanz, bei der in eine Trägermasse Metallpartikel und gegebenenfalls andere Partikel, beispielsweise Glasfritte, eingemischt sind, gewünschte metallisierte Bereiche für elektrische Kontakte einer Solarzelle erzeugt werden, wobei bei Temperaturen größer 400°C, vorzugsweise größer 600°C, ein guter elektrischer Kontakt zwischen den Metallpartikeln untereinander und / oder dem Halbleitersubstrat bewirkt werden kann. Dies kann beinhalten, dass dielektrische oder anderweitige Beschichtungen durch Bestandteile der aufgebrachten Substanz lokal entfernt oder umgewandelt werden, und / oder eine ein- oder mehrphasige Legierung zwischen Halbleitersubstratmaterial und in der Paste enthaltenen Metallen entsteht, wie beispielsweise eine eutektische Phase aus Aluminium und Silizium oder Metallsilizide, und / oder sich Metallpartikel in der aufgebrachten Substanz derart miteinander verbinden, dass eine hinreichend gute Querleitfäliigkeit entsteht. Dies wird teilweise auch als Sinter- oder Feuerschritt bezeichnet.

Eine gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung vorgeschlagene Solarzelle kann insbesondere unter zu Hilfenahme von Ausführungsformen des zuvor beschriebenen

Verfahrens hergestellt werden. Die beschriebenen Verfahrensschritte können dabei zu entsprechenden strukturellen und funktionalen Merkmalen für die Solarzelle führen.

Wie jede Solarzelle hat auch eine derart hergestellte Solarzelle zumindest ein

Halbleitersubstrat, unterschiedlich dotierte Regionen beispielsweise in Form von

Emitterregionen und Basisregionen an Teilbereichen einer Oberfläche des

Halbieitersubstrates und elektrische Kontakte, mit denen diese Regionen an den Teilbereichen der Oberfläche des Halbleitersubstrates elektrisch kontaktiert werden.

Im Unterschied zu herkömmlichen Solarzellen weist das Halbleitersubstrat jedoch ein Muster aus tieferliegenden und höherliegenden Teilbereichen an seiner Oberfläche auf, wobei sich dieses Muster vorzugsweise über die gesamte Oberfläche des Flalbleitersubstrates zumindest an einer Seite desselben erstreckt, ein Höhenunterschied zwischen den tieferliegenden Teilbereichen und den höherliegenden Teilbereichen jedoch in Relation zu den lateralen Abmessungen dieser Teilbereiche verhältnismäßig klein ist. Beispielsweise können die minimalen lateralen Abmessungen der Teilbereiche, das heißt zum Beispiel eine Breite dieser Teilbereiche, in einem Bereich von 10 μηι bis 10 mm, vorzugsweise im Bereich von 100 μηι bis 3 mm, liegen und damit mehr als zehnmal so groß, vorzugsweise mehr als fünfzigmal so groß sein wie der Höhenunterschied zwischen den verschiedenen Teilbereichen, der beispielsweise in einem Bereich von 50 nm bis 50 μηι, vorzugsweise in einem Bereich von 100 nm bis 10 μηι, liegen kann (. Jeder der tieferliegenden und höherliegenden Teilbereiche kann jeweils durch näherungsweise ebene Flächen gebildet sein und über eine Stufe an einen entsprechend andersartigen Teilbereich angrenzen.

Wenn die tiefeiiiegenden Teilbereiche dazu ausgebildet wurden, um darin eine Metallisierung zur Bildung von elektrischen Kontakten auszubilden, kann sich die entsprechend hergestellte Solarzelle dadurch von herkömmlichen Solarzellen unterscheiden, dass die tieferliegenden Bereiche mit einer metallhaltigen Schicht bedeckt sind, die eine im Wesentlichen konstante Dicke aufweist. Mit anderen Worten können die tieferliegenden Bereiche eine metallhaltige Schicht enthalten, die eine nach außen gerichtete näherungsweise ebene Oberfläche aufweist, wodurch sie sich insbesondere von herkömmlichen siebgedruckten Metallkontakten unterscheidet, bei denen ein siebgedruckter Metallkontakt durch das seitliche Abfließen der Siebdruckpaste nach dem Drucken meist einen etwa gaußförmigen Querschnitt aufweist und die nach außen gerichtete Oberfläche somit konvex gekrümmt ist. Eine derart hergestellte Solarzelle kann sich auch dadurch auszeichnen, dass die als elektrischer Kontakt dienende Metallschicht sich ausschließlich innerhalb der tieferliegenden Teilbereiche erstreckt, jedoch nicht über eine Kante, die diese tieferliegenden Teilbereiche von den höherliegenden

Teilbereichen abgrenzt, überragt. Eine Geometrie der durch die metallhaltige Schicht gebildeten elektrischen Kontakte kann somit sehr genau vorgegeben werden, indem die tieferliegenden Teilbereiche mit der gewünschten Geometrie ausgebildet werden. In einer alternativen Ausgestaltung, bei der die tieferliegenden Teilbereiche dazu genutzt werden, um dort eine mit Dotierstoffen versetzte fließfähige Substanz abzuscheiden, kam sich die derart hergestellte Solarzelle von herkömmlichen Solarzellen dadurch unterscheiden, dass das Halbleitersubstrat angrenzend an eine Oberfläche an den höherliegenden

Teilbereichen eine andere Dotierung aufweist als angrenzend an eine Oberfläche an den tieferliegenden Teilbereichen. Das Muster aus höherliegenden und tieferliegenden

Teilbereichen entspricht somit im Wesentlichen einem Muster aus unterschiedlich dotierten Arealen an der Oberfläche des Halbleitersubstrates, das heißt einem Muster beispielsweise aus Emitter- Arealen und Basis-Arealen.

Es wird darauf hingewiesen, dass mögliche Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung hierin teilweise mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren und teilweise mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Solarzelle beschrieben sind. Ein Fachmann wird erkennen, dass die beschriebenen Merkmale in geeigneter Weise miteinander kombiniert oder ausgetauscht werden können und insbesondere auch von dem Verfahren auf die Solarzelle beziehungsweise umgekehrt übertragen werden können, um zu weiteren Ausführungsformen und möglicherweise Synergieeffekten zu gelangen.

Ein Fachmann wird außerdem erkennen, dass ein Verfahren zum Fertigen einer Solarzelle neben den hierin beschriebenen Verfahrensschritten noch weitere Verfahi-ensschritte enthalten kann, beispielsweise Verfahrensschritte zum Ausbilden anderer unterschiedlich dotierter Bereiche in dem Halbleitersubstrat, Verfahrensschritte zum Bilden von dielektrischen Schichten zum Beispiel als Passivierungs-, Antireflex- oder Schutzschichten,

Verfahrensschritte zum Texturieren einer Oberfläche des Halbleitersubstrates und zum Reinigen dieser Oberfläche, Verfahrensschritte zur Metallisierung und Kontaktbildung, etc.. Außerdem wird ein Fachmann erkennen, dass eine erfindnngsgemäße Solarzelle über die beschriebenen Merkmale hinaus weitere Merkmale und Eigenschaften aufweisen kann, beispielsweise weitere dotierte Bereiche, Metallisierungsstrukturen, dielektrische Schichten, etc..

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorangehend beschriebenen und weitere mögliche Aspekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung spezifischer

Ausfühi-ungsformen ersichtlich, wobei weder die Beschreibung noch die Zeichnungen als die Erfindung beschränkend auszulegen sind.

Figur 1 veranschaulicht aufeinander folgende Schritte eines Verfahrens zum Erzeugen von metallisierten Bereichen an einer Oberfläche eines Halbleitersubstrates für eine Solarzelle gemäß einer Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung.

Figur 2 veranschaulicht Schritte eines Verfahrens zum Fertigen einer Solarzelle gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren bezeichnen gleiche oder gleich wirkende Merkmale.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG

Mit Bezug auf die Figuren 1(a) bis 1(c) werden Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erzeugen von metallisierten Bereichen an einer Oberfläche eines Halbleitersubstrates für eine Solarzelle beschrieben. Zunächst wird ein Halbleitersubstrat 1 in Form eines Siliziumwafers bereit gestellt (Figur 1(a)). An einer Oberfläche 3 des Halbleitersubstrates 1, die später als Rückseitenoberfläche einer zu fertigenden Solarzelle dient, wird dann ein Muster aus tieferliegenden Teilbereichen 5 und höherliegenden Teilbereichen 7 ausgebildet, wie dies im Querschnitt in Figur 1(b) dargestellt ist. Die tieferliegenden Teilbereiche 5 und höherliegenden Teilbereiche 7 können sich dabei entlang der Oberfläche 3 in Form von länglichen Fingern beispielsweise zweier ineinander verschachtelter kammartiger Grids erstrecken.

Wie in der vergrößerten Ansicht aus Figur l(cl) dargestellt, sind die tieferliegenden und höherliegenden Teilbereiche 5, 7 derart ausgebildet, dass ihre lateralen Abmessungen, zum Beispiel eine Breite b, deutlich größer sind als ein Höhenunterschied h zwischen den

Teilbereichen 5, 7.

Die tieferliegenden Teilbereiche 5 können in dem Halbleitersubstrat 1 beispielsweise unter Einsatz eines Lasers, insbesondere durch Laserablation, und / oder durch selektives Ätzen des Siliziums des Halbleitersubstrates 1 gegenüber den umgebenden höherliegenden

Teilbereichen 7 abgesenkt werden.

In die auf diese Weise erzeugte flache Grabenstruktur kann beispielsweise mithilfe eines Inkjet-Druckers 9 eine fließfähige Substanz in die grabenartigen tieferliegenden Teilbereiche 5 eingebracht werden. Wie in Figur 1(c) schematisch veranschaulicht, kann der Inkjet- Drucker 9 hierzu eine Vielzahl von Düsen 15 aufweisen, durch die er gezielt einen Strahl 13 von Tröpfchen einer fließfähigen Substanz 1 1 lokal in die tieferliegenden Bereiche 5 absondern kann. Ein Druckkopf des Inkjet-Druckers und das Substrat können dabei relativ zueinander bewegt werden, um fließfähige Substanz beispielsweise entlang eines länglichen fingerartigen tieferliegenden Bereichs einbringen zu können. Die fließfähige Substanz 1 1 kann dabei beispielsweise eine Inkjet-Tinte sein, bei der kleinste Metallpartikel in einem Verflüssigungsmittel aufgenommen sind. Alternativ kann eine fließfähige Substanz 11 auch durch beispielsweise andere Drucktechniken wie zum Beispiel Siebdruck auf die Oberfläche des Halbleitersubstrates im Bereich der tieferliegenden Teilbereiche 5 aufgebracht werden. In alternativen

Ausgestaltungen kann auch statt einer metallpartikel-haltigen fließfähigen Substanz eine mit Dotierstoffen versetzte fließfähige Substanz appliziert werden.

Wie in der Bildsequenz l(cl) bis (c3) dargestellt, weist die eingebrachte fließfähige Substanz 11 direkt nach dem Applizieren zunächst eine tropfenartige Geometrie auf. Aufgrund der gezielt gewählt niedrigen Viskosität der fließfähigen Substanz 1 1 und aufgrund von wirkenden Oberflächenadhäsionskräften und Oberflächenkapillarkräften wird diese tropfenartige Form jedoch innerhalb kurzer Zeit seitlich verfließen (Figur l(c2)) und letztendlich den tieferliegenden Teilbereich 5 als Schicht im Wesentlichen gleichmäßiger Dicke bedecken (Figur l(c3)).

Nachdem die metallhaltige Substanz 1 1 auf diese Weise in die tieferliegenden Teilbereiche 5 eingebracht wurde und sich darin verteilt hat, kann ein darin enthaltenes Verflüssigungsmittel zumindest teilweise verdunstet werden, beispielsweise indem das gesamte Halbleitersubstrat für eine gewisse Zeitdauer in einem erhöhten Temperaturbereich gehalten wird. Die Substanz 11 verfestigt sich dabei, so dass das derart vorbereitete Halbleitersubstrat 1 dann weiter verarbeitet werden kann. Beispielsweise kann die metallpartikel-haltige verfestigte Substanz 11 dann in einem weiteren Hochtemperaturschritt bei über 400 °C bzw. über 600 °C eingefeuert werden und auf diese Weise langfristig stabile Metallkontakte für eine aus dem Halbleitersubstrat 1 zu bildende Solarzelle gebildet werden.

Mit Bezug auf die Figuren 2(a) bis (h) wird nachfolgend beispielhaft ein möglicher

Herstellungsprozess zum Fertigen von wafer-basierten Solarzellen unter Verwendung des vorgestellten Verfahrens skizziert. Zunächst wird ein Siliziumwafer als Halbleitersubstrat 1 bereitgestellt (Figur 2(a)). Der Wafer kann dabei an seinen Oberflächen texturiert sein (aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt). Im dargestellten Beispiel soll das Halbleitersubstrat 1 ein n-Typ- Wafer sein.

Nachfolgend wird an beiden Oberflächen des Halbleitersubstrates 1 Phosphor beispielsweise mit einer POCb-Diffusion eindiffundiert und dadurch eine stark dotierte n ⁺⁺ -Zone 21 generiert, die als FSF (front surface field) beziehungsweise als Bereich für einen Basiskontakt dienen kann. (Figur 2(b)).

Anschließend wird die Oberfläche 3 der zukünftigen Rückseite der Solarzelle mit einem Dielektrikum 23 beispielsweise in Form eines Siliziumnitrids oder Siliziumoxids beschichtet, wobei die Dielektrikumschicht als zeitweiliger oder permanenter Schutz der rückseitigen Oberfläche dienen kann. Der stark n ⁺⁺ -dotierte Bereich 21 an der Vorderseite 4 des

Halbleitersubstrates 1 kann anschließend einseitig zurückgeätzt werden, um die n ⁺⁺ -Schicht abzuschwächen, um auf diese Weise beispielsweise ein n ⁺ -FSF zu bilden. Anschließend kann die Vorderseite 4 mit einer Dielektrikumschicht 25 beschichtet werden, die beispielsweise eine gute Oberflächenpassivierung und / oder eine Antireflexionseigenschaft bewirken kann (Figur 2(c)).

Nachfolgend kann beispielsweise mittels eines Lasers das an der Rückseite 3 vorgesehene Dielektrikum 23 lokal in Bereichen geöffnet werden, an denen später die tieferliegenden Teilbereiche 5 gebildet werden sollen und die im beschriebenen Beispiel bei der gefertigten Solarzelle mit einem p ⁺ -Emitter bedeckt sein sollen (Figur 2(d), zur Vereinfachung ist nur ein rückseitiger Teil des Halbleitersubstrates 1 dargestellt).

Ein im Silizium des Halbleitersubstrates 1 entstandener Laserschaden kann anschließend zusammen mit der noch vorhandenen n ⁺⁺ -Schicht 21 geätzt werden, beispielsweise in einer flüssigen Ätzlösung oder einem ätzenden Plasma. Die lokal geöffnete Dielektrikumschicht 23 kann dabei als Ätzbarriere für die von ihr bedeckten Bereiche der Rückseite 3 dienen. Durch das Ätzen in den nicht von der Dielektrikumschicht 23 geschützten Bereichen kann dort eine hinreichend tiefe Grabenstruktur zur Bildung der tieferliegenden Teilbereiche 5 erzeugt werden (Figur 2(e)).

Nachfolgend kann in die derart gebildeten tieferliegenden Teilbereiche 5 beispielsweise durch Inkjet-Druck oder Siebdruck eine mit Dotierstoffen versetzte fließfähige Substanz 1 1 eingebracht werden (Figur 2 (f); als Vergrößerung aus dem in Figur 2(e) gezeigten Bereich dargestellt). Eine solche Substanz kann im vorgestellten Beispiel eine borhaltige Flüssigkeit sein, die als p ⁺ -Dotierquelle in einem nachfolgenden Hochtemperaturschritt dienen kann.

Die borhaltige Flüssigkeit kann sich innerhalb des gesamten tieferliegenden Teilbereichs 5 gleichmäßig verteilen und kann dann durch Verdunsten des darin enthaltenen

Verflüssigungsmittels getrocknet und verfestigt werden.

Anschließend kann das Halbleitersubstrat 1 zusammen mit der derart als Muster

aufgebrachten als Dotierquelle dienenden Substanz 11 in einem Hochtemperaturschritt auf beispielsweise über 900°C erhitzt werden, so dass Bor aus der borhaltigen Schicht der Substanz 1 1 in angrenzende Bereiche des Halbleitersubstrates 1 eindiffundieren kann und dort einen p ⁺ -Emitterbereich 27 bilden kann (Figur 2(g)). Die dielektrische Schicht 23 kann dabei als Diffusionsbarriere dienen, um die von ihr bedeckten n ⁺⁺ -Bereiche vor einer Eindiffusion von Bor vor allem aus der Gasphase zu schützen.

Nach Entfernen etwaiger Rückstände kann die Rückseite des Halbleitersubstrates 1 gegebenenfalls mit einem Dielektrikum beschichtet werden, um den erzeugten frei liegenden p ⁺ ~Emitter 27 zu passivieren (in Figur 2 aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt). Anschließend können elektrische Kontakte 29, 31 beispielsweise durch lokales Metallisieren der Emitterbereiche 27 wie auch der Basisbereiche 21 an der Rückseite 3 des Halbleitersubstrates 1 beispielsweise durch lokales Siebdrucken gebildet werden. Eine metallhaltige Siebdruckpaste kann dabei gegebenenfalls durch eine Dielektrikumschicht 23 hindurch gefeuert werden (Figur 2(h)). Alternativ kann beispielsweise mittels eines kurzpulsigen, kurzwelligen Lasers die Dielektrikumschicht 23 an gewünschten Stellen entfernt werden und Metallkontakte beispielsweise galvanisch oder stromlos aufplattiert werden.

Eine derart hergestellte Solarzelle weist somit höherliegende Teilbereiche 7 und tieferliegende Teilbereiche 5 auf, wobei eine Oberfläche angrenzend an die höherliegenden Teilbereiche 7 eine basis-artig dotierte Schicht 21 aufweist und damit eine andere Dotierung enthält als eine Oberfläche angrenzend an die tieferliegenden Bereiche 5, in denen eine emitter-artige Schicht 27 ausgebildet ist.

Abschließend soll darauf hingewiesen werden, dass die in Bezug auf die Figuren

beschriebenen Ausführungsformen des erfmdungsgemäßen Verfahrens lediglich beispielhaft sind und einzelne Prozessschritte auch beispielsweise durch ähnlich wirkende Prozessschritte ergänzt oder ersetzt werden können.

Beispielsweise kann alternativ zu einer Verwendung einer borhaltigen Flüssigkeit als fließfähige Substanz 1 1 , die als Dotierquelle dienen soll, auch eine mit Aluminiumpartikeln versetzte fließfähige Substanz, beispielsweise in Form einer aluminium-haltigen Paste, verarbeitet werden, die dann in einem nachfolgenden Hochtemperaturschritt einlegiert werden kann und lokal p ⁺ -Zonen bilden kann. Aluminiumpartikel können dabei bei relativ niedrigen Temperaturen von wenig über 570°C einlegiert werden und dabei sowohl einen p-dotierten Bereich in dem Halbleitersubstrat als auch eine als elektrischer Kontakt dienende

Metallschicht bilden. Außerdem können die tieferliegenden und höherliegenden Teilbereiche 5, 7 an dem

Halbleitersubstrat 1 nicht nur durch lokales Entfernen von Material aus dem

Halbleitersubstrat gebildet werden, sondern alternativ auch durch lokales Abscheiden zusätzlichen Materials, beispielsweise in Form einer auf die Rückseitenoberfläche 3 aufgebrachten Maske. Beispielsweise können Teilbereiche der Rückseite 3 mit einer

Dielektrikumschicht beschichtet werden oder eine solche Dielektrikumschicht ganzflächig abgeschieden und nachfolgend in Teilbereichen wieder entfernt werden. Alternativ kann eine Maske beispielsweise mithilfe von wachs-haltigen Pasten, polymer-haltigen Pasten oder Ähnlichem beispielsweise aufgedruckt werden.

Außerdem wird darauf hingewiesen, dass in den Figuren die vertieften Bereiche 5 und die darin eingebrachte fließfahige Substanz 11 zwar so dargestellt sind, dass die von der fließfähigen Substanz gebildete gleichmäßig dicke Schicht die vertieften Teilbereiche 5 nicht vollständig ausfüllt, das heißt, nicht bis zu einer Kante hin zu den höherliegenden

Teilbereichen 7 reicht. Dies ist jedoch nicht zwingend nötig. Es könnte auch mehr fließfähige Substanz 11 in die tieferliegenden Bereiche eingebracht werden, so dass diese über die Kante hin zu angrenzenden höherliegenden Bereichen 7 überragt, wobei davon ausgegangen wird, dass die fließfähige Substanz 1 1 beispielsweise aufgrund von Oberflächenspannungseffekten und / oder einer unterschiedlichen Benetzbarkeit in den tieferliegenden Teilbereichen 5 im Vergleich zu den höherliegenden Teilbereichen 7 nicht in die höherliegenden Teilbereiche 7 hinein verfließen wird.

Abschließend wird daraufhingewiesen, dass die Begriffe„umfassen",„aufweisen" etc. das Vorhandensein weiterer zusätzlicher Elemente nicht ausschließen sollen. Der Begriff„ein" schließt auch das Vorhandensein einer Mehrzahl von Elementen bzw. Gegenständen nicht aus. Ferner können zusätzlich zu den in den Ansprüchen genannten Verfahrensschritten weitere Verfahrensschritte nötig oder vorteilhaft sein, um z.B. eine Solarzelle endgültig fertig zu stellen. Die Bezugszeichen in den Ansprüchen dienen lediglich der besseren Lesbarkeit und sollen den Schutzbereich der Ansprüche in keiner Weise einschränken.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Halbleitersubstrat

3 rückseitige Oberfläche

4 vorderseitige Oberfläche

5 tieferliegende Teilbereiche

7 höherliegende Teilbereiche

9 Inkjet-Drucker

11 fließfähige Substanz

13 Druckerstrahl bzw. Tropfen

15 Düsen

21 n ⁺⁺ -Schicht

23 schützende Dielektrikumschicht

25 frontseitige Dielektrikumschicht

27 p ⁺ -Emitterschicht

29 Emitterkontakt

31 Basiskontakt