Halbleiter-Bauelement mit vorder- und rückseitiger Elektrode und Verfahren zu dessen Herstellung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Halbleiter-Bauelement mit vorder- und rückseitiger Elektrode und ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Halbleiter-Bauelemente sind elektronische Bauteile, die aus

Halbleitermaterialien und/oder aus Strukturen, die aus verschiedenen

Halbleitermaterialien, d.h. Materialien verschiedenen Leitfähigkeitstyps, sowie aus Metallen und Isolatoren, bestehen. Deren Wirkungsweise bzw. Funktion beruht auf dem Verhalten, insbesondere der Bewegung, von Ladungsträgern. Dem Stand der Technik nach gibt es eine Vielzahl von Halbleiter- Bauelementen mit unterschiedlichen Funktionen und damit mit

unterschiedlichen Schichtanordnungen, die auf einem Substrat mindestens eine Kontaktschicht für Ladungsträger eines Leitfähigkeitstyps aufweisen, auf der eine oder mehrere aktive Halbleiterschichten und eine weitere

Kontaktschicht für Ladungsträger des entgegengesetzten Leitungstyps angeordnet sind.

Je nach Schichtanordnung in einem Halbleiter-Bauelement und entsprechend seiner Funktion wird der Fachmann Kontakte auf Vorder- und Rückseite des Halbleiter-Bauelements anordnen oder das Halbleiter-Bauelement einseitig kontaktieren, d.h. beide Kontakte auf Vorder- oder Rückseite positionieren. Um eine defektarme Halbleiterschicht zu realisieren, sollten die aufgebrachten Kontakte bei der weiteren Prozessierung des Halbleiter-Bauelements keine unerwünschte Diffusion von Verunreinigungen aus dem Kontaktmaterial bzw. aus dem Substrat nach sich ziehen. Je nach Funktion des Halbleiter- Bauelements sollten auch die Kontakte weiteren Anforderungen genügen, beispielsweise sollten sie eine gute optische Reflexion gewährleisten und die bei der weiteren Prozessierung des Halbleiter-Bauelements eventuell notwendigen hohen Temperaturen überstehen. Für die Realisierung dieser Ziele und zur Verbesserung weiterer ausgewählter Eigenschaften des

Halbleiter-Bauelements sind dem allgemeinen Stand der Technik nach auch funktionale Schichten, benachbart angeordnet zu den Kontaktschichten, bekannt.

Im Folgenden sollen einige dem Stand der Technik nach bekannte

Kontaktsysteme für unterschiedliche Halbleiter-Bauelemente-Anordnungen beschrieben werden.

Beidseitig kontaktierte Halbleiter-Bauelemente können aus p-Typ oder n-Typ leitendem Silizium hergestellt werden. Häufig werden sie als Halbleiter-Diode realisiert, die, wenn mindestens einer der Kontakte lichtdurchlässig ist, als Photodiode (Lichtdetektor) oder als Solarzelle (für die Energieumwandlung) Verwendung findet. Das Silizium wird üblicherweise in Form eines kristallinen Wafers beidseitig kontaktiert, kann aber auch, wie in dieser Erfindung, als Siliziumschicht auf einem Substrat, aufgebracht werden.

Eine Möglichkeit für eine Rückseitenkontaktierung für beidseitig kontaktierte Siliziumwafer-Solarzellen ist vom Fraunhofer ISE mit der TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) -Technologie realisiert worden (siehe

beispielsweise fPl /www,bJn

energien/pho ovoitaik ^

Solarzellen/ abgerufen am 09.06.2016 oder Solar Energy Materials & Solar Cells 131 (2014) 100-104). Der erzeugte Rückseitenkontakt ist selektiv und passiviert die Siliziumschicht. Die ganzflächige Passivierungsschicht ist sehr dünn (1 bis 2 nm), so dass die Ladungsträger durch sie tunneln können. Eine auf die Passivierungsschicht ebenfalls ganzflächig aufgebrachte dünne Schicht aus hochdotiertem Silizium ermöglicht in Kombination mit den darunter liegenden Schichten einen verlustfreien Abfluss des Stromes aus der Solarzelle. Die meisten Veröffentlichungen aus dem Stand der Technik verfolgen aber den Weg der Strukturierung einer oder mehrerer übereinander angeordneter Schichten für eine verbesserte Kontaktierung des jeweiligen Halbleiter- Bauelements.

In WO 2013 / 067 998 A1 ist eine beidseitig kontaktierte Halbleiterwafer- Solarzelle mit oberflächenpassivierter Rückseite beschrieben, wobei eine Vorderseitenelektrodenstruktur vorgesehen ist und die Rückseite des

Halbleiterwafers mit einer Schicht oberflächenpassiviert ist. Auf der

Passivierungsschicht ist eine Rückseitenmetallelektrodenstruktur aufgebracht, die versinterte Metallpartikel enthält. Über eine Vielzahl lokaler

Kontaktbereiche, die durch Öffnungen der Passivierungsschicht, die auch als Dünnschicht-Stapel ausgebildet sein kann, realisiert sind, kontaktiert die Rückseitenmetallelektrodenstruktur, die nicht ganzflächig aufgebracht ist, den Halbleiterwafer. Die Öffnungen nehmen eine Fläche von weniger als 5 % der Rückseitenfläche ein.

Bei dem Halbleiter-Bauelement, das in GB 247 1732 A beschrieben ist und ebenfalls eine beidseitig kontaktierte waferbasierte Solarzelle betrifft, ist auf der Waferrückseite eine erste dielektrische Schicht aus Siliziumdioxid (S1O2) und eine zweite dielektrische Schicht aus Siliziumnitrid (SiNx) angeordnet. Der Wafer weist an seinen Oberflächen auf der Vorder- und auf der Rückseite mittels Dotierung erzeugte, entgegengesetzte Leitfähigkeiten auf. Auf der zweiten dielektrischen Schicht ist eine Opferschicht aufgebracht und darauf eine Metallschicht, die den Rückseitenkontakt bildet. Über Öffnungen in der Kontaktschicht und den beiden dielektrischen Schichten wird der Kontakt mit der rückseitigen Oberfläche definierter Leitfähigkeit des Wafers hergestellt. Während einer Temperaturbehandlung > 577 °C reagiert die

Metallelektrodenschicht und wird gemeinsam mit der Opferschicht

geschmolzen, wodurch eine Legierung gebildet wird. Diese Legierung gewährleistet eine sehr gute Adhäsion zwischen der Metallschicht und der Opferschicht einerseits und andererseits zwischen der Opferschicht und der zweiten dielektrischen Schicht. In DE 38 15 512 A1 ist eine beidseitig kontaktierte Solarzelle mit verringerter Rekombinationsgeschwindigkeit der Ladungsträger beschrieben. Hierfür ist an der Rückseite des positiv leitenden (p-Typ) Halbleiterkörpers und der

Kontaktschicht ganzflächig eine mit Öffnungen versehene Isolationsschicht angeordnet. Ausgehend von den Öffnungen sind in den Halbleiterkörper hinein hochdotierte p ⁺ -Bereiche ausgebildet. Die Öffnungen sind mit

Kontaktmaterial aufgefüllt und bilden einen ohmschen Kontakt zum

Halbleiterkörper.

Bei der in US 2015 / 0 214 391 A1 vorgestellten zweiseitig kontaktierten Solarzelle ist ein Passivierfilm auf der rückseitigen Oberfläche des p-leitenden Si-Substrats angeordnet, der eine Vielzahl von Öffnungen aufweist. Der Passivierfilm ist aus Aluminiumoxid (AI2O3) oder Niobdioxid (NbO2) gebildet. Zusätzlich ist optional zwischen dem Passivierfilm und der rückseitigen Oberfläche des Si-Substrats eine mit einem Gruppen Ill-Element,

beispielsweise Aluminium oder Bor, dotierte Schicht als BSF-Schicht (Back Surface Field) angeordnet. Die rückseitige Elektrode ist mit der rückseitigen Oberfläche des Si-Substrats durch die Vielzahl von punkt- oder linienförmig ausgebildeten Öffnungen verbunden.

In Solar Energy Materials & Solar Cells 1 17 (2013) 505-51 1 wird eine

Rückseitenkontaktstruktur für CIGS (Kupfer Indium Gallium Diselenid)- Dünnfilm-Solarzellen beschrieben. Durch Kombination der Passivierung der rückseitigen Oberfläche der Halbleiterschicht mit Nanometer großen lokalen Punktkontakten soll die rückseitige Kontaktfläche reduziert werden. Die Leerlaufspannung konnte so wesentlich im Vergleich zu einer

nichtpassivierten rückseitigen Oberfläche der Halbleiterschicht verbessert werden.

In Solar Energy 77 (2004) 857-863 wird von M.A. Green u.a. ein

Punktkontaktschema für eine einseitig kontaktierte Silizium-basierte

Dünnschicht-Solarzelle in Superstratkonfiguration beschrieben. Die einseitig kontaktierte Schichtanordnung ist zwar mit aus der Dünnschicht-Technologie bekannten Verfahren herstellbar, aber doch relativ kompliziert, da die

Kontakte beiden Ladungsträgertyps mittels geeigneter

Strukturierungsverfahren voneinander getrennt, verschachtelt, hergestellt werden müssen. Das Verfahren für die Herstellung einer einseitig

kontaktierten Dünnschicht-Solarzellen-Anordnung umfasst auch einen

Hochtemperaturschritt zur Kristallisation einer amorphen Silizium-Schicht in eine polykristalline.

Bei der in US 4,395,583 beschriebenen Anordnung für einen optimierten Rückseitenkontakt ist die p ⁺ -Schicht eines p-p ⁺ -Übergangs mit Löchern versehen. Auf dieser p ⁺ -Schicht ist eine - ebenfalls mit Mikrolöchern versehene - Metalloxidschicht angeordnet. Auf diese Schicht wird Aluminium aufgebracht, so dass elektrische Kontakte mit der p ⁺ -Schicht gebildet werden.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine weitere Lösung für ein beidseitig kontaktiertes Halbleiter-Bauelement mit einer im Vergleich zum Stand der Technik verbesserten Schichtanordnung für die Rückseitenkontaktierung anzugeben, wodurch die Oberflächen der aktiven Schichten des Halbleiter- Bauelements passiviert sind und gleichzeitig gute optische Eigenschaften gewährleistet werden. Außerdem soll der Rückseitenkontakt für die

Prozessierung bestimmter Halbleiter-Bauelemente bis mindestens 1414 °C temperaturstabil sein. Weiterhin soll ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung eines solchen Halbleiter-Bauelements angegeben werden.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 12 gelöst.

Dabei sind bei einem Halbleiter-Bauelement gemäß dem Stand der Technik, aufweisend auf einem Substrat mindestens eine Kontaktschicht für

Ladungsträger eines Leitfähigkeitstyps als rückseitige Elektrode, auf der mindestens eine aktive Halbleiterschicht und eine vorderseitige Elektrode angeordnet sind, und zwischen rückseitiger Elektrode und der mindestens einen aktiven Halbleiterschicht mindestens eine Zwischenschicht angeordnet ist, erfindungsgemäß mindestens zwei elektrisch isolierende dielektrische Zwischenschichten und zwischen diesen angeordnet mindestens eine elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht sind, wobei die elektrisch isolierenden dielektrischen Schichten zueinander versetzt angeordnete Kontaktöffnungen aufweisen, so dass die rückseitige Elektrode, die ganzflächig ausgebildet ist, und die mindestens eine aktive Halbleiterschicht elektrisch leitend verbunden sind.

Ein derartiges Schichtsystem verhindert die Diffusion von Verunreinigungen aus beispielsweise der rückseitigen Elektrode in die mindestens eine aktive Halbleiterschicht und passiviert die rückseitige Oberfläche der mindestens einen aktiven Halbleiterschicht und gewährleistet gleichzeitig gute optische Eigenschaften durch seine Eigenschaften als Bragg-Reflektor. Durch die Bildung eines Rückseitenfeldes in der Schichtanordnung wird auch der elektrische Rückkontakt verbessert. Der Einsatz eines solchen Schichtsystems ist für Halbleiter-Bauelemente unterschiedlichster Funktion möglich, insbesondere in solchen, in denen die genannten Eigenschaften gewährleistet werden sollen.

Die folgenden Ausführungsformen der Erfindung betreffen die einzelnen Schichten im Halbleiter-Bauelement.

So ist vorgesehen, dass die mindestens eine aktive Halbleiterschicht aus kristallinem Silizium gebildet ist. Bevorzugt sei hierfür eine beispielsweise mittels PECVD oder Elektrodenstrahlverdampfung aufgebrachte und anschließend mittels Flüssigphasenkristallisation erzeugte Si-Schicht genannt. Die Dicke der mindestens einen aktiven Halbleiterschicht beträgt zwischen 5 pm und 40 m.

In anderen Ausführungsformen sind das Substrat aus Glas und die rückseitige Elektrode aus einem hochschmelzenden Metall gebildet oder das Substrat und die rückseitige Elektrode sind durch eine Metallfolie ersetzt. Für die rückseitige Elektrode ist vorgesehen, diese aus einem

hochschmelzenden Metall, vorzugsweise Molybdän, zu bilden. Ihre

Schichtdicke soll zwischen 100 nm und 1 pm betragen.

Weitere Ausführungsformen betreffen die mindestens zwei dielektrischen Schichten, die aus SiOx oder SiN _x oder Siliziumoxynitrid (SiOxNy) oder AI2O3 oder Siliziumkarbid (SiCx) gebildet sind. Die Schichtdicke der mindestens zwei dielektrischen Schichten beträgt jeweils zwischen 50 nm und 400 nm.

Bezüglich der zwischen den beiden dielektrischen Schichten angeordneten elektrisch leitfähigen Schicht ist vorgesehen, diese aus einem höher dotierten Halbleitermaterial als für die mindestens eine aktive Halbleiterschicht zu bilden, wobei die Dotierung zwischen 1 x 10 ¹⁹ cm ^-3 und 1 x 10 ²¹ cm ^-3 liegt und die Schichtdicke der leitfähigen Schicht zwischen 50 nm und 100 nm beträgt. Die hochdotierte Halbleiterschicht trägt zur Qualitätsverbesserung der rückseitigen Kontaktschicht bei.

In Ausführungsformen - betreffend die zueinander versetzten

Kontaktöffnungen in den mindestens zwei dielektrischen Schichten - ist vorgesehen, diese punkt- oder Hnienförmig auszubilden. Die Kontaktöffnungen weisen einen typischen Abstand zueinander von 0,5 pm bis 500 pm auf sowie entsprechend einen Durchmesser von 50 nm bis 50 pm bzw. eine Breite von 50 nm bis 50 pm.

Weiterhin ist in einer Ausführungsform die dem Substrat abgewandte

Oberfläche der mindestens einen aktiven Halbleiterschicht texturiert. Dies dient der verbesserten Einkopplung von Licht in die aktive Halbleiterschicht.

Mit den Merkmalen der Erfindung lässt sich besonders vorteilhaft eine beidseitig kontaktierte Silizium-Dünnschicht-Solarzelle in

Substratkonfiguration ausbilden. Diese Silizium-Dünnschicht-Solarzelle kann dann beispielsweise eine aktive Halbleiterschicht aus flüssigphasenkristallisiertem Silizium eines Leitungstyps aufweisen, die die Absorberschicht bildet, und eine zweite aktive Halbleiterschicht aus Silizium mit einem zur Absorberschicht entgegengesetzten Leitungstyp, die die Emitterschicht bildet. Die rückseitige Elektrode ist eine

hochtemperaturbeständige leitfähige Schicht und die vorderseitige Elektrode aus einem transparenten leitfähigen Material gebildet. Zur Verbesserung des Lichteinfangs kann die dem Substrat abgewandte Oberfläche der

Absorberschicht texturiert sein.

Auch für Multi-Junction-Solarzellen kann die beschriebene Schichtanordnung aus ganzflächig ausgebildeter rückseitiger Elektrode und zwei elektrisch isolierenden dielektrischen Zwischenschichten, zwischen denen mindestens eine elektrisch leitfähige Schicht angeordnet ist, wobei die elektrisch isolierenden dielektrischen Schichten zueinander versetzt angeordnete Kontaktöffnungen aufweisen, angewendet werden. Dabei ist die Bottom-Zelle eine Si-basierte Dünnschichtzelle, die Top-Zelle kann dann beispielsweise wiederum eine Silizium-Solarzelle sein, aber auch eine Perovskit-Solarzelle.

Das Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Halbleiter- Bauelements weist die folgenden Verfahrensschritte auf: Aufbringen einer rückseitigen ganzflächigen Elektrodenschicht auf ein Substrat, danach Herstellen einer ersten elektrisch isolierenden dielektrischen Schicht mit Kontaktöffnungen bis zur darunter liegenden rückseitigen Elektrode,

Aufbringen einer elektrisch leitfähigen Schicht auf die erste elektrisch isolierende dielektrische Schicht, anschließendes Herstellen einer zweiten elektrisch isolierenden dielektrischen Schicht mit Kontaktöffnungen bis zur darunter liegenden leitfähigen Schicht, wobei die Kontaktöffnungen in den beiden dielektrischen Schichten zueinander versetzt angeordnet sind, dann Herstellen mindestens einer aktiven Halbleiterschicht und abschließendes Aufbringen einer vorderseitigen Elektrode.

Dabei kann das Aufbringen der ganzflächigen rückseitigen Elektrodenschicht mittels PVD (physical vapour deposition - physikalische Gasphasenab- Scheidung) erfolgen. Die erste dielektrische Schicht wird darauf mittels

PECVD (plasma enhanced chemical vapour deposition - plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung) oder wiederum mittels PVD bei einer Depositionstemperatur im Bereich von 200 °C bis 600 °C aufgebracht. Wie in Ausführungsformen der Erfindung vorgesehen, wird als Material für die erste dielektrische Schicht SiOx oder SiN _x oder SiOxNy oder AI2O3 oder SiCx verwendet und in einer Dicke zwischen 50 nm und 400 nm aufgebracht. Die nun folgende Kontaktöffnung, d.h. das Einbringen von punkt- oder

linienförmigen Öffnungen in die erste dielektrische Schicht, kann mittels Laser, Photo- oder Nanoimprintlithographie oder durch Abscheiden von Partikeln auf der Oberfläche der rückseitigen Elektrodenschicht, d.h. vor dem Aufbringen der dielektrischen Schicht, erfolgen. Aber auch Druckverfahren wie Siebdruck und Inkjetdruck können zum Erzeugen der Kontaktöffnungen verwendet werden. Wie in weiteren Ausführungsformen vorgesehen, werden die punktförmigen Kontaktöffnungen mit einem Durchmesser von 50 nm bis 50 pm und einem Abstand zueinander von 0,5 pm bis 500 pm erzeugt und die linienförmigen Kontaktöffnungen mit einer Breite von 50 nm bis 50 m und einem Abstand zueinander von 0,5 pm bis 500 pm. Danach erfolgt die

Abscheidung der elektrisch leitfähigen Schicht mittels PECVD oder

Elektronenstrahlver-dampfung bei Depositionstemperaturen zwischen 200 °C und 600 °C, für die insbesondere ein höher dotiertes Halbleitermaterial (z.B. auch Silizium) als für die mindestens eine aktive Halbleiterschicht verwendet wird, wobei die Dotierung zwischen 1 x 10 ¹⁹ cm ^-3 und 1 x 10 ²¹ cm ^-3 liegt und die Schichtdicke dieser leitfähigen Schicht zwischen 50 nm und 100 nm beträgt. Die Verfahrensschritte für das Aufbringen der zweiten dielektrischen Schicht und das Erzeugen der Kontaktöffnungen in dieser Schicht, die zu den Kontaktöffnungen der ersten dielektrischen Schicht versetzt sind, sind analog zu den für die erste dielektrische Schicht beschriebenen Verfahrensschritten. Nun erfolgt das Aufbringen einer Halbleiterschicht. Bezüglich der

Halbleiterschicht ist in Ausführungsformen vorgesehen, dass für die

Deposition der Halbleiterschicht zunächst eine Si-Schicht mit einer Dicke von 5 pm bis 40 pm mittels PECVD oder Elektronenstrahlverdampfung

aufgebracht und anschließend kristallisiert wird. Die Kristallisation der Siliziumschicht erfolgt durch Flüssigphasenkristallisation mittels Laserstrahl an Luft oder im Vakuum oder in einem Inertgas oder mittels Elektronenstrahl im Vakuum. Hierfür sind deshalb hochtemperaturbeständige Schichten zwischen Substrat und Halbleiterschicht notwendig. Auf die zweite Halbleiterschicht, eine Emitterschicht mit zur ersten aktiven Halbleiterschicht

entgegengesetztem Leitungstyp, wird eine vorderseitige Elektrodenschicht aus einem transparenten leitfähigen Oxid, beispielsweise Indium-Zinn-Oxid oder Zinkoxid, mittels PVD oder Verdampfung abgeschieden. Zusätzlich kann auch eine Gitter-Struktur als weiterer Bestandteil der vorderseitigen Elektrode aufgebracht werden.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, nach dem Aufbringen der vorderseitigen Elektrode die rückseitige Elektrode freizulegen.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es nun auch möglich, ein

Halbleiter-Bauelement basierend auf flüssigphasenkristallisiertem Silizium als eine aktive Halbleiterschicht auch zweiseitig zu kontaktieren, wodurch das Verfahren einfacher handhabbar und kostengünstiger wird. Die versetzte Positionierung der Öffnungen in den beiden dielektrischen Schichten erfordert weniger Genauigkeit beim Einbringen der Öffnungen, die verwendeten Materialien erlauben auch Verfahrensschritte bei hohen Temperaturen.

Die Erfindung wird in einem Ausführungsbeispiel anhand der Figuren beschrieben.

Dabei zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Silizium- Dünnschicht-Solarzelle in Substratkonfiguration;

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine mögliche Verteilung von Punktkontakten in den beiden dielektrischen Schichten;

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine mögliche Verteilung von linienförmigen

Kontakten in den beiden dielektrischen Schichten. In der Figur 1 ist schematisch eine Silizium-Dünnschicht-Solarzelle in

Substratkonfiguration gezeigt, wobei die Absorberschicht 7 aus n-Typ flüssigphasenkristallisiertem Silizium (Schichtdicke 15 pm) und die

benachbarte Hetero-Emitterschicht nicht dargestellt - aus einer intrinsischen und einer p-leitenden amorphen wasserstoffhaltigen Siliziumschicht

(Schichtdicke der intrinsischen Schicht 5 nm, der p-leitenden Schicht 10 nm) gebildet ist. Die rückseitige Elektrode 2, also angeordnet auf einem

Glassubstrat 1 , ist eine hochtemperaturbeständige leitfähige Schicht und aus Molybdän in einer Dicke von 400 nm gebildet. Zwischen rückseitiger Elektrode 2 und Absorberschicht 7 sind zwei elektrisch isolierende dielektrische

Zwischenschichten 3, 5 mit einer Dicke von jeweils 150 nm und zwischen diesen eine hochdotierte n-leitende Si-Halbleiterschicht 4 mit einer Dicke von 50 nm angeordnet. Die zur Molybdänschicht 2 benachbarte Zwischenschicht 3 ist aus S 1O2 gebildet, die zur flüssigphasenkristallisierten Silizium- Absorberschicht 7 benachbarte Zwischenschicht 5 ebenfalls aus S1O2. Die hochdotierte Halbleiterschicht 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel eine n ⁺⁺ - dotierte kristalline 50 nm dicke Siliziumschicht, die ebenfalls durch

Flüssigphasenkristallisation - in demselben Kristallisationsschritt wie die Absorberschicht - erzeugt ist. Die beiden isolierenden dielektrischen

Zwischenschichten 3, 5 weisen zueinander versetzte Löcher mit einem

Durchmesser von 1 pm auf, die Kontaktöffnungen 6 bilden und einen

Ladungstransport zwischen der rückseitigen Mo-Elektrode 2 und der n-Typ flüssigphasenkristallisierten Silizium-Absorberschicht 7 gewährleisten. Auf der Hetero-Emitterschicht ist eine vorderseitige Elektrodenschicht - ebenfalls nicht dargestellt - aus einem transparenten leitenden Oxid (TCO),

beispielsweise aus Indium-Zinn-Oxid (ITO), und mit einer Dicke von 80 nm angeordnet. Optional kann zusätzlich ein metallisches Elektrodengitter auf der ITO-Schicht angeordnet sein (nicht dargestellt). Außerdem kann die dem Glassubstrat 1 abgewandte Oberfläche der Absorberschicht 7 eine Textur zur Verbesserung des Lichteinfangs aufweisen (ebenfalls nicht dargestellt).

Die Herstellung der beschriebenen Silizium-Dünnschicht-Solarzellen- Anordnung erfolgt mit den folgenden Verfahrensschritten: Auf einem Glassubstrat 1 wird zunächst die rückseitige Elektrode 2 aus Molybdän mittels PVD aufgebracht. Anschließend wird die erste dielektrische Schicht 3 aus S1O2 bei einer Depositionstemperatur von 200 bis 600 °C aufgebracht. In diese Schicht 3 werden nun punktförmige Öffnungen 6

eingebracht, die einen Durchmesser von 1 pm und einen Abstand zueinander von 100 pm aufweisen. Darauf wird eine leitfähige Schicht 4 mittels PVD abgeschieden, die in diesem Ausführungsbeispiel eine hochdotierte n ⁺⁺ - Siliziumschicht ist. Auf diese Schicht 4 wird die zweite dielektrische Schicht 5 aus S 1O2 aufgebracht, in die ebenfalls mittels Laser punktförmige Öffnungen 6 eingebracht werden. Dies erfolgt analog zu den Verfahrensschritten, wie sie bereits für die erste dielektrische Schicht 3 beschrieben worden sind. Zu beachten ist hierbei, dass die Öffnungen 6 in der ersten dielektrischen Schicht 3 und die Öffnungen 6 in der zweiten dielektrischen Schicht 5 zueinander versetzt sind, so dass eine Querleitung der Ladungsträger in der

hochdotierten Siliziumschicht 4 gewährleistet wird und die rückseitige

Elektrodenschicht 2 mit der Absorberschicht 7 der Silizium-Dünnschicht- Solarzellen-Anordnung elektrisch leitend verbunden ist. Für die Erzeugung der n-leitenden kristallinen Siliziumschicht als Absorberschicht 7 wird zunächst eine Siliziumschicht mittels PECVD aufgebracht und anschließend mittels Laser einer Flüssigphasenkristallisation unterzogen. Dabei vermindern die Zwischenschichten 3, 5 die Diffusion von Verunreinigungen aus der

rückseitigen Elektrode 2 in die Absorberschicht 7. Auf die n-leitende kristalline Siliziumschicht 7 wird die Hetero-Emitterschicht, aufweisend eine intrinsische und eine p-leitende amorphe wasserstoffhaltige Siliziumschicht, mittels PECVD (mit Dicken von 5 und 10 nm entsprechend) aufgebracht. Für die vorderseitige Elektrode wird auf der Hetero-Emitterschicht mittels PVD

Indium-Zinn-Oxid aufgebracht. Optional kann die vorderseitige Elektrode ein zusätzliches Elektrodengitter aufweisen. Die Dicke der ITO-Schicht beträgt in diesem Ausführungsbeispiel 80 nm. Ist eine texturierte Oberfläche der

Silizium-Dünnschicht-Solarzelle an der lichteinfallenden Seite vorgesehen, wird zunächst die Absorberschicht 7 mittels anisotropen Ätzens strukturiert (z.B. nasschemisch oder trocken mittels Plasma) und die nachfolgenden Schichten werden strukturkonform abgeschieden. Die Freilegung der rückseitigen Elektrode erfolgt mittels Laserabtrag oder Rückätzen (z.B. mittels reaktivem lonenätzen mit O2 und SF6) durch die Schichten hindurch bis zur Mo-Schicht.

Den Figuren 2 und 3 ist jeweils eine mögliche Anordnung von punkt- und linienförmigen Anordnungen der Kontaktöffnungen in den beiden

dielektrischen Schichten zu entnehmen. Dargestellt ist in beiden Fällen eine periodische Anordnung der Kontaktöffnungen in jeder dielektrischen Schicht (dunkler ausgefüllte Kreise bzw. Linien sind der zur rückseitigen Elektrode benachbart angeordneten dielektrischen Schicht zuzuordnen, heller ausgefüllte der oberen dielektrischen Schicht), die aber - wie bereits beschrieben - _zueinander einen Versatz aufweisen. Eine dargestellte periodische Anordnung ist aber nicht zwangsläufig für die Erfindung.

Bisher sind nur einseitig kontaktierte Solarzellen auf der Basis von

flüssigphasenkristallisiertem Silizium bekannt. Mit der erfindungsgemäßen Lösung lässt sich eine technologisch weniger aufwendige Solarzelle realisieren, da das beschriebene Schichtsystem aus mindestens zwei dielektrischen Schichten mit zwischenliegender hochleitender Schicht und in den dielektrischen Schichten zueinander versetzt angeordneten

Kontaktöffnungen sowohl eine gute Passivierung der Absorberschicht, einen guten elektrischen Kontakt und eine Verringerung der Defekte durch

Verminderung von Verunreinigungen aus der Mo-Schicht als auch gute elektrische Eigenschaften gewährleistet. Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht eine Serienverschaltung, wie sie bei Dünnschicht-Bauelementen üblich ist, und benötigt keine verschachtelten Strukturen.