Anordnung umfassend eine transparente elektrisch leitfähige Schicht, Anordnung umfassend eine photoelektrische Vorrich- tung und Verfahren zur Herstellung einer transparenten Elektrode

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einer transparenten elektrisch leitfähigen Schicht, eine Anordnung mit mindestens einer photoelektrischen Vorrichtung und mindestens einer transparenten elektrisch leitfähigen Schicht sowie ein Verfahren zur Herstellung einer transparenten Elektrode.

Photoelektrische Vorrichtungen, die auch Solarzellen genannt werden, können zumindest Teile der Sonnenstrahlung in elektrische Energie umwandeln. Photoelektrische Vorrichtungen wei ^¬ sen eine oder mehrere pn-Übergänge auf. Zwischen der p- und der n-Schicht ist eine i-Schicht angeordnet. Die p-Schicht ist eine positiv dotierte Schicht, die n-Schicht eine negativ dotierte Schicht und die i-Schicht eine im Wesentlichen in ^¬ trinsische Halbleiterschicht. Die p- und die n-Schicht dienen hauptsächlich dazu ein Driftfeld in der photoelektrischen Anordnung zu erzeugen. Über den photoelektrischen Effekt wird eine im Licht enthaltene Strahlungsenergie in elektrische E- nergie umgewandelt. Photoelektrische Anordnungen beziehungs ^¬ weise Solarzellen können zu Photovoltaikmodulen verschaltet werden, in denen eine Mehrzahl von photoelektrischen Anordnungen in Serie geschaltet sind. Photoelektrische Anordnungen umfassen beispielsweise mikro ^¬ kristalline Siliziumschichten, amorphe Siliziumschichten, polykristalline Siliziumschichten oder andere Halbleiter. Zur elektrischen Kontaktierung der Frontseite der Halbleiter- schichten werden transparente leitfähige Schichten (bei ^¬ spielsweise TCO - transparent conductive oxide) auf die p- und die n-Schicht abgeschieden. Durch eine strukturierte und aufgeraute Oberfläche dieser Kontaktschichten kann einfallen- des Sonnenlicht in dieser Schicht gestreut werden und dadurch ein größerer Anteil der Strahlungsenergie in elektrische E- nergie umgewandelt werden. Diese Oberflächenstrukturierung kann beispielsweise durch einen Ätzschritt hergestellt wer ^¬ den .

Es ist wünschenswert, eine Anordnung sowie ein System zur Herstellung einer transparenten Elektrode anzugeben, um eine bezüglich der Ätzeigenschaften verbesserte Elektrode zu ermöglichen .

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung mit den Merk ^¬ malen des Anspruchs 1, einer Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 6 beziehungsweise einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7.

Eine Anordnung umfasst ein transparentes Substrat und mindes ^¬ tens eine transparente elektrisch leitfähige Schicht auf dem Substrat. Die mindestens eine transparente elektrisch leitfä ^¬ hige Schicht weist mindestens eine erste transparente elekt- risch leitfähige Schicht und mindestens eine zweite transpa ^¬ rente elektrisch leitfähige Schicht auf.

In einer Ausführungsform weist die mindestens eine erste transparente erste elektrisch leitfähige Schicht und die min- destens eine zweite transparente elektrisch leitfähige

Schicht jeweils mindestens eine Eigenschaft auf. Die mindes ^¬ tens eine Eigenschaft der mindestens einen zweiten transpa ^¬ renten elektrisch leitfähigen Schicht ist in einer Ausfüh- rungsform von der mindestens einen Eigenschaft der mindestens einen ersten transparenten elektrisch leitfähigen Schicht abhängig . Die mindestens eine transparente elektrisch leitfähige

Schicht weist mindestens zwei transparente elektrisch leitfä ^¬ hige Schichten auf. Die mindestens eine transparente elekt ^¬ risch leitfähige Schicht umfasst in Ausführungsbeispielen drei transparente elektrisch leitfähige Schichten, sie kann auch mehr Schichten umfassen, beispielweise vier oder mehr transparente elektrisch leitfähige Schichten. Eigenschaften der transparenten elektrisch leitfähigen Schicht können durch Eigenschaften der ersten transparenten elektrisch leitfähigen Schicht und Eigenschaften der zweiten transparenten elekt- risch leitfähigen Schicht eingestellt werden. Mindestens eine Eigenschaft der transparenten elektrisch leitfähigen Schicht ist abhängig von der mindestens einen Eigenschaft der ersten transparenten elektrisch leitfähigen Schicht und von der mindestens einen Eigenschaft der zweiten transparenten elekt- risch leitfähigen Schicht. So weist die transparente elekt ^¬ risch leitfähige Schicht in einer Ausführungsform Eigenschaf ^¬ ten in Abhängigkeit der ersten und der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht auf, die durch einen einschichtigen Aufbau nicht oder zumindest schwieriger realisierbar sind. Weist die transparente elektrisch leitfähige Schicht mehr als zwei Schichten auf, so sind die Eigenschaften der transparente e- lektrisch leitfähige Schicht abhängig von den mehr als zwei Schichten. Die mindestens eine Eigenschaft einer der elekt ^¬ risch leitfähigen Schichten der Mehrzahl von elektrisch leit- fähigen Schichten beeinflusst jeweils die mindestens eine Ei ^¬ genschaft der anderen elektrisch leitfähigen Schichten der Mehrzahl von elektrisch leitfähigen Schichten. Die mindestens eine Eigenschaft der jeweiligen Schichten um- fasst beispielsweise mindestens eines aus Kristallinität, 0- rientierung und Terminierung der jeweiligen Schicht. Entsprechend wird die Kristallinität, Orientierung und/oder Termi- nierung der zweiten transparenten elektrisch leitfähigen

Schicht in einer Ausführungsform von der Kristallinität, Orientierung und/oder Terminierung der ersten transparenten e- lektrisch leitfähigen Schicht beeinflusst. Durch die Beeinflussung der Kristallinität, Orientierung und/oder Terminie- rung wird zumindest die Morphologie und/oder die Struktur der zweiten transparenten elektrisch leitfähigen Schicht ebenfalls beeinflusst. Folglich ist die Oberflächenstrukturier- barkeit, die elektrische Leitfähigkeit und/oder die optische Transmissivität der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht abhängig von der Oberflächenstrukturierbarkeit, der elektri ^¬ schen Leitfähigkeit und/oder der optischen Transmissivität der ersten transparenten elektrisch leitfähigen Schicht.

Die mindestens eine erste und die mindestens eine zweite transparente elektrisch leitfähige Schicht umfassen in einer Ausführungsform ein transparentes elektrisch leitfähige Oxid, insbesondere jeweils Zinkoxid oder Zinnoxid. Dadurch können die gewünschten Eigenschaften für die transparente elektrisch leitfähige Schicht bezüglich der Oberflächenstrukturierbar- keit, der optischen Transmisivität und/oder der elektrischen Leitfähigkeit möglichst gut realisiert werden.

Die mindestens eine erste transparente elektrisch leitfähige Schicht weist in einer Ausführungsform eine Dicke in der Hauptrichtung der einfallenden Strahlung zwischen 30 Nanome- ter ± 10 % und 400 Nanometer ± 10 % auf. Die mindestens eine zweite transparente elektrisch leitfähige Schicht weist in einer Ausführungsform in der Hauptrichtung der einfallenden Strahlung eine Dicke von mehr als 200 Nanometer auf.

Eine weitere Anordnung umfasst eine solche Anordnung. Auf der transparenten elektrischen leitfähigen Schicht der Anordnung ist eine photoelektrische Vorrichtung zur Umwandlung von Strahlungsenergie in elektrische Energie angeordnet. In

Haupteinfallsrichtung der während des Betriebs umzuwandelnden Strahlung ist zuerst das transparente Substrat daraufhin die transparente elektrisch leitfähige Schicht und daraufhin die mindestens eine photoelektrische Vorrichtung angeordnet.

Ein Verfahren zur Herstellung einer transparenten Elektrode auf einem transparenten Substrat umfasst ein Bereitstellen des transparenten Substrats. Eine erste transparente elekt- risch leitfähige Schicht wird auf das transparente Substrat abgeschieden. Die erste transparente elektrisch leitfähige Schicht weist eine Eigenschaft auf. Eine zweite transparente elektrisch leitfähige Schicht wird auf die erste transparente elektrisch leitfähige Schicht abgeschieden. Die zweite trans- parente elektrisch leitfähige Schicht weist eine Eigenschaft auf. Durch das Abscheiden der zweiten transparenten elektrisch leitfähigen Schichten auf der ersten transparenten e- lektrisch leitfähigen Schicht ist die Eigenschaft der zweiten transparenten elektrisch leitfähigen Schicht abhängig von der Eigenschaft der ersten transparenten elektrisch leitfähigen Schicht .

Insbesondere ist in einer Ausführungsform durch das Abscheiden der zweiten transparenten elektrisch leitfähigen Schicht auf die erste transparente elektrisch leitfähige Schicht zu ^¬ mindest die Kristallinität , Orientierung und/oder Terminie ^¬ rung der zweiten transparenten elektrisch leitfähigen Schicht abhängig von der ersten transparenten elektrisch leitfähigen Schicht. Die erste transparente elektrisch leitfähige Schicht wird in einem Ausführungsbeispiel bei Prozessparametern abge ^¬ schieden, die Eigenschaften, beispielsweise bezüglich der 0- berflächenstrukturierbarkeit , der elektrischen Leitfähigkeit und/oder der optischen Transmissivität , der ersten transparenten elektrisch leitfähigen Schicht zur Folge haben, die herkömmlich für transparente elektrisch leitfähige Schichten, die als Elektrode verwendet werden, unerwünscht sind. Diese Eigenschaften der ersten transparenten elektrisch leitfähigen Schicht beeinflussen die Eigenschaften, beispielsweise bezüg ^¬ lich der Oberflächenstrukturierbarkeit , der elektrischen Leitfähigkeit und/oder der optischen Transmissivität, der zweiten transparenten elektrisch leitfähigen Schicht derart, dass die zweiten transparenten elektrisch leitfähigen Schicht eine vergleichsweise gute Oberflächenstrukturierbarkeit auf ^¬ weist.

Die Oberflächenstrukturierbarkeit umfasst insbesondere, dass durch eine Strukturierung, beispielsweise ein Ätzen eine mög- liehst homogene Rauhigkeit, eine gute Homogenität und/oder eine gleichmäßig verteilte Dicke jeweils bezogen auf die Sub ^¬ stratfläche erzeugt werden kann. Weiterhin weist eine Schicht mit besserer Oberflächenstrukturierbarkeit nach der Struktu ^¬ rierung eine bessere Lichtstreuung auf und entsprechend wird die Einkopplung der einfallenden Strahlung in die photoelektrische Vorrichtung, die auf der transparenten elektrisch leitfähigen Schicht angeordnet ist, erhöht. Weiterhin weist besser gestreutes Licht im Mittel einen längeren Weg in der photoelektrischen Vorrichtung auf, so dass eine höhere Ab- Sorptionswahrscheinlichkeit und damit eine höhere Effektivi ^¬ tät erreicht wird. Das Abscheiden der ersten und der zweiten transparenten e- lektrisch leitfähigen Schicht kann ein Abscheiden von Zinkoxid, Zinnoxid oder einem anderen transparenten elektrisch leitfähigen Oxid umfassen. So kann die Eigenschaft der trans- parenten Elektrode bezüglich der Oberflächenstrukturierbar- keit möglichst gut angepasst werden.

Das Verfahren umfasst in einer Ausführungsform ein Abscheiden der ersten transparenten elektrisch leitfähigen Schicht bei einer ersten Substrattemperatur und ein Abscheiden der zweiten transparenten elektrisch leitfähigen Schicht bei einer zweiten Substrattemperatur, wobei die erste Substrattempera ^¬ tur kleiner als die zweite Substrattemperatur ist. Das Verfahren umfasst in einer Ausführungsform ein Abscheiden der ersten transparenten elektrisch leitfähigen Schicht bei einer ersten Leistungsdichte und ein Abscheiden der zweiten transparenten elektrisch leitfähigen Schicht bei einer zweiten Leistungsdichte, wobei die erste Leistungsdichte kleiner als die zweite Leistungsdichte ist.

Insbesondere wird die erste transparente elektrisch leitfähi ^¬ ge Schicht bei Parametern, beispielsweise Temperatur und/oder Leistungsdichte, abgeschieden, die herkömmlich nicht zu einer vergleichsweise guten Oberflächenstrukturierbarkeit führen. Die zweite transparente elektrisch leitfähige Schicht wird bei Parametern abgeschieden, so dass die zweite transparente elektrisch leitfähige Schicht und damit die transparente e- lektrisch leitfähige Schicht durch die Abhängigkeit von der ersten transparenten elektrisch leitfähigen Schicht eine vergleichsweise gute Oberflächenstrukturierbarkeit aufweist. Die transparente elektrisch leitfähige Schicht weist eine bessere Oberflächenstrukturierbarkeit auf als die erste transparente elektrisch leitfähige Schicht für sich allein genommen.

Weitere Merkmale, Vorteile und Weiterbildungen ergeben sich aus den nachfolgenden in Verbindung mit den Figuren 1 bis 3 erläuterten Beispielen.

Es zeigen: Figur 1 eine schematische Darstellung einer Anordnung gemäß einer Ausführungsform,

Figuren 2A bis 2C eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zu verschiedenen Verfahrensschritten gemäß einer Ausführungsform,

Figur 3 eine schematische Darstellung einer Anordnung gemäß einer Ausführungsform. Gleiche, gleichartige und gleichwirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Figur 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Anordnung 100 zur Umwandlung von Strahlungsenergie in elektri- sehe Energie. Die Anordnung 100 weist in der Hauptrichtung der während des Betriebs einfallenden Strahlung ein Substrat 101 und darauf angeordnet eine Passivierungsschicht 102 auf. Auf der Passivierungsschicht ist eine transparente elektrisch leitfähige Schicht 110 angeordnet. Auf der transparent elekt- risch leitfähigen Schicht 110 ist eine photoelektrische Vor ^¬ richtung 120 angeordnet, in der durch den photoelektrischen Effekt Strahlungsenergie in elektrische Energie umgewandelt werden kann. Auf der photoelektrischen Vorrichtung ist eine Rückkontaktschicht 103 angeordnet.

Das Substrat 101 ist für Sonnenlicht möglichst transparent. Insbesondere ist das Substrat 101 für Licht im sichtbaren Spektrum und im Infrarotbereich besonders durchlässig und weist eine Transparenz von größer als 85 Prozent in einem Wellenlängenbereich von 400 Nanometer bis 1200 Nanometer auf. Das Substrat umfasst beispielsweise Glas, insbesondere eisen- armes Flachglas, Silikatglas oder Walzglas. Das Substrat 101 ist ausgebildet, den Schichtstapel, der auf dem Substrat 101 angeordnet ist, zu tragen.

In einer weiteren Ausführungsform wird der Schichtstapel auf einem flexiblem Substrat, das beispielsweise Aluminium oder Stahl umfasst, abgeschieden. Der Schichtstapel wird auf der dem flexiblem Substrat gegenüberliegenden Seite mit einem transparenten Substrat gekoppelt und das flexible Substrat von dem Schichtstapel abgelöst und entfernt.

In der Haupteinstrahlrichtung des während des Betriebs einfallenden Lichts, die der X-Richtung der Figur 1 entspricht, ist die Passivierungsschicht 102 auf dem Substrat 101 ange ^¬ ordnet. In einer weiteren Ausführungsform kann auf die Passi- vierungsschicht 102 verzichtet werden, so dass die transpa ^¬ rente elektrisch leitfähige Schicht 110 direkt auf dem Sub ^¬ strat 101 angeordnet ist und dieses berührt. Die Passivie ^¬ rungsschicht 102 umfasst eines aus transparentem Oxid und transparentem Nitrid, beispielsweise Silizium Oxy-Nitrid, Zinkoxid, Titanoxid oder Aluminiumoxid und verringert als

Barriere eine Teilchen- beziehungsweise Molekülbewegung zwischen dem Substrat 101 und der transparenten elektrisch leitfähigen Schicht 110. Die transparente elektrisch leitfähige Schicht 110 umfasst eine erste transparente elektrisch leitfähige Schicht 111 und eine zweite transparente elektrisch leitfähige Schicht 112. In X-Richtung ist die erste transparente elektrisch leitfähige Schicht auf der Passivierungsschicht 102 angeordnet und die zweite transparente elektrisch leitfähige Schicht 112 ist auf der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 111 angeordnet. Insbesondere sind die erste transparente elektrisch leitfähi- ge Schicht 111 und die zweite transparente elektrisch leitfä ^¬ hige Schicht 112 in direkten Kontakt zueinander angeordnet. Die erste elektrisch leitfähige Schicht 111 erstreckt sich möglichst eben und gleichförmig über das Substrat 101. Die erste elektrisch leitfähige Schicht 111 erstreckt sich mög- liehst eben und gleichförmig über die erste elektrisch leitfähige Schicht 111.

Die erste transparente elektrisch leitfähige Schicht 111 und die zweite transparente elektrisch leitfähige Schicht 112, die gemeinsam die transparente elektrisch leitfähige Schicht 110 ausbilden, bilden eine transparente Frontseitenelektrode zur elektrischen Kontaktierung der photoelektrischen Vorrichtung 120. Über die transparente elektrisch leitfähige Schicht 110 kann elektrische Spannung beziehungsweise elektrischer Strom aus der photoelektrischen Vorrichtung 120 abgeleitet werden .

Die photoelektrische Vorrichtung 120 ist in X-Richtung auf der zweiten transparenten elektrisch leitfähigen Schicht 112 angeordnet. Die photoelektrische Vorrichtung 120 umfasst eine p-dotierte Schicht 121 und eine n-dotierte Schicht 123 sowie eine intrinsische Schicht 122, die zwischen der Schicht 121 und der Schicht 123 angeordnet ist. Die p-dotierte Schicht 121 ist in X-Richtung auf der zweiten transparenten elektrisch leitfähigen Schicht 112 angeordnet. In einer weiteren Ausführungsform ist die n-dotierte Schicht auf der zweiten transparenten elektrisch leitfähigen Schicht 112 angeordnet. Die intrinsische Schicht 122 ist eingerichtet, Licht zu ab ^¬ sorbieren und photoelektrisch umzuwandeln. Die photoelektrische Vorrichtung 120 ist eingerichtet, hauptsächlich Licht in einem Wellenlängenbereich von 400 bis 1200 Nanometer zu absorbieren .

In X-Richtung ist auf der photoelektrischen Anordnung 120 der Rückseitenkontakt 103 angeordnet, der eingerichtet ist, Strom beziehungsweise Spannung aus der photoelektrischen Anordnung 120 abzuführen. In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist mindestens eine weitere photoelektrische Anordnung vergleich ^¬ bar zu der photoelektrischen Anordnung 120 zwischen der transparenten elektrisch leitfähige Schicht 110 und dem Rückseitenkontakt 103 angeordnet. Die transparente elektrisch leitfähige Schicht 110 umfasst Zinkoxid. Die erste transparente elektrisch leitfähige

Schicht 111 und die zweite transparente elektrisch leitfähige Schicht 112 umfassen ebenso jeweils Zinkoxid. Eine dem Sub ^¬ strat 101 abgewandte Oberfläche 115 der zweiten transparenten elektrisch leitfähige Schicht 112 weist eine möglichst homo ^¬ gen ausgebildete raue Textur auf, so dass diese Oberfläche ein gutes Streuvermögen für das einfallende Licht in einem Wellenlängenbereich von 400 Nanometer bis 1200 Nanometer aufweist. Dadurch kann die Effektivität der photoelektrischen Anordnung 120 erhöht werden, da der Weg der einfallenden

Strahlung durch die photoelektrische Vorrichtung 120 im Mittel verlängert wird, das einfallende Licht besser in die pho ^¬ toelektrische Vorrichtung 120 eingekoppelt wird und eine hö- here Absorptionswahrscheinlichkeit der einfallenden Strahlung erreicht wird.

Zudem weist die transparente elektrisch leitfähige Schicht 110 eine möglichst gute optische Transmisivität sowie eine möglichst gute elektrische Leitfähigkeit auf. Die erste transparente elektrisch leitfähige Schicht 111 weist für sich genommen andere Eigenschaften bezüglich der Oberflächenstruk- turierbarkeit , also der Möglichkeit eine homogene rauen Tex- tur auf der Oberfläche auszubilden, der optischen Transmisivität sowie der elektrischen Leitfähigkeit auf als die zweite transparente elektrisch leitfähige Schicht 112, wenn die Schichten 111 und 112 jeweils getrennt voneinander für sich genommen betrachtet werden. Die erste transparente elektrisch leitfähige Schicht 111 weist eine von der zweiten transparen ^¬ ten elektrisch leitfähigen Schicht 112 verschiedene Kristal- linität, eine verschiedene Orientierung und/oder eine ver ^¬ schiedene Terminierung auf. Die erste transparente elektrisch leitfähige Schicht 111 weist eine von der zweiten transparen- ten elektrisch leitfähigen Schicht 112 verschiedene Morpholo ^¬ gie und Struktur auf.

Die zweite transparente elektrisch leitfähige Schicht 112 ist optisch transparenter und besser leitfähig als die erste transparente elektrisch leitfähige Schicht 111, wenn die

Schichten jeweils getrennt voneinander für sich genommen betrachtet werden. Die erste transparente elektrisch leitfähige Schicht 111 weist Eigenschaften auf, so dass die erste trans ^¬ parente elektrisch leitfähige Schicht 111 für sich alleine genommen nur unzureichend als Frontelektrode verwendet werden könnte. Die Kristallinität , die Orientierung und/oder die Terminierung der zweiten transparenten elektrisch leitfähigen Schicht 112 ist ausgebildet, weil die zweite transparente e- lektrisch leitfähigen Schicht 112 auf der ersten transparenten elektrisch leitfähige Schicht 111 angeordnet ist. Die zweite transparente elektrisch leitfähige Schicht 112 würde für sich alleine genommen bei gleichem Herstellungsprozess eine unterschiedliche Kristallinität , Orientierung und/oder Terminierung ausbilden als bei Anordnung auf der ersten transparenten elektrisch leitfähige Schicht 111.

Die Oberflächenstrukturierbarkeit der elektrisch leitfähigen Schicht 110 entspricht der Oberflächenstrukturierbarkeit der zweiten transparenten elektrisch leitfähigen Schicht 112 in Abhängigkeit der ersten transparenten elektrisch leitfähigen Schicht 111. Eine gute Oberflächenstrukturierbarkeit umfasst insbesondere, dass durch ein Ätzen, beispielsweise mit ver- dünnter Salzsäure, eine möglichst homogene Rauhigkeit bezogen auf die Substratfläche, die zu einer verbesserten Lichtstreu ^¬ ung führt, auf der Oberfläche 115 der transparenten elekt ^¬ risch leitfähigen Schicht 110 ausgebildet werden kann. Eine Dicke 113 der ersten transparenten elektrisch leitfähige Schicht 111 in X-Richtung ist größer als etwa 30 Nanometer und kleiner als etwa 400 Nanometer. Insbesondere ist die Di ^¬ cke 113 kleiner als 100 Nanometer, vorzugsweise kleiner als etwa 50 Nanometer und beispielsweise 40 Nanometer ± 10 %.

Eine Dicke 114 der zweiten transparenten elektrisch leitfähigen Schicht 112 in X-Richtung ist größer als etwa 200 Nanome ^¬ ter und kleiner als etwa 1000 Nanometer. Insbesondere ist die Dicke 114 größer als etwa 600 Nanometer und kleiner als etwa 900 Nanometer, beispielsweise 800 Nanometer ± 10 %. Die Dicke 114 der zweiten transparenten elektrisch leitfähigen Schicht ist abhängig von einer möglichst guten optischen Transmisivi- tät und elektrischen Leitfähigkeit. Figur 2A zeigt schematisch einen ersten Herstellungsschritt zur Herstellung der Anordnung 100. In X-Richtung wird auf das transparente Substrat 101 die Passivierungsschicht 102 abge- schieden. Auf die Passivierungsschicht 102 wird die erste transparente elektrisch leitfähige Schicht 111 abgeschieden. In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die erste transpa ^¬ rente elektrisch leitfähige Schicht 111 direkt auf das trans ^¬ parente Substrat 101 abgeschieden ohne dass zwischen der der ersten transparente elektrisch leitfähige Schicht 111 und dem transparenten Substrat 101 die Passivierungsschicht 102 ange ^¬ ordnet ist, so dass sich die erste transparente elektrisch leitfähige Schicht 111 und das transparente Substrat 101 be ^¬ rühren .

Die erste transparente elektrisch leitfähige Schicht wird beispielsweise durch ein Depositionssputterverfahren abgeschieden. Die Eigenschaften der ersten transparenten elektrisch leitfähige Schicht 111, insbesondere bezüglich Oberflä- chenstrukturierbarkeit , optischer Transmisivität oder elekt ^¬ rischer Leitfähigkeit sind abhängig von Abscheideparametern während des Depositionssputterverfahrens . Parameter, von de ^¬ nen die Eigenschaften der ersten transparenten elektrisch leitfähige Schicht abhängen, umfassen mindestens eines aus Substrattemperatur, Leistungsdichte, Sauerstoffpartialdruck und Prozessdruck.

Die erste transparente elektrisch leitfähige Schicht 111 wird bei Parametern abgeschieden, bei denen herkömmlich gewünschte Eigenschaften einer Frontelektrode nicht hergestellt werden können. In einem Ausführungsbeispiel wird die erste transpa ^¬ rente elektrisch leitfähige Schicht 111 bei einer Substrat ^¬ temperatur von 250 °C ± 10 % bis 350 °C ± 10 % abgeschieden. Die erste transparente elektrisch leitfähige Schicht 111 wird bei einer Leistungsdichte bezogen auf die Erosionsfläche von 0,1 Watt/QuadratZentimeter ± 10 % bis 100

Watt/QuadratZentimeter ± 10 % abgeschieden, insbesondere bei einer Leistungsdichte von 0,5 Watt/QuadratZentimeter ± 10 % bis 5 Watt/QuadratZentimeter ± 10 %. Die erste transparente elektrisch leitfähige Schicht 111 wird bei einem Sauerstoff- partialdruck von lxlO ^"6 Millibar ± 10 % bis 5xl0 ^"4 Millibar ± 10 % abgeschieden. Die erste transparente elektrisch leitfä- hige Schicht 111 wird bei einem Prozessdruck von lxlO ^"3 Mil ^¬ libar ± 10 % bis 50xl0 ^"3 Millibar ± 10 % abgeschieden.

Die erste transparente elektrisch leitfähige Schicht 111 ist als Untergrund für die zweite transparente elektrisch leitfä- hige Schicht 112 ausgebildet. Durch die transparente elekt ^¬ risch leitfähige Schicht 111 kann die zweite transparente e- lektrisch leitfähige Schicht 112, die im Folgenden abgeschie ^¬ den wird, mit anderen Abscheideparametern abgeschieden werden, als wenn die transparente elektrisch leitfähige Schicht 110 lediglich die zweite transparente elektrisch leitfähige Schicht 112 als einzige Schicht aufweist.

Figur 2B zeigt einen Schritt während der Herstellung, in dem die zweite transparente elektrisch leitfähige Schicht 112 in X-Richtung auf die erste transparente elektrisch leitfähige Schicht 111 abgeschieden wurde. Die zweite transparente e- lektrisch leitfähige Schicht 112 wird direkt auf die erste transparente elektrisch leitfähige Schicht 111 abgeschieden, so dass sich die erste und die zweite transparente elektrisch leitfähige Schicht jeweils berühren.

Die zweite transparente elektrisch leitfähige Schicht 112 wird mit Abscheideparametern des Depositionssputterverfahrens abgeschieden, die zumindest teilweise von den Abscheidepara ^¬ metern der ersten transparenten elektrisch leitfähige Schicht

111 verschieden sind. Die zweite transparente elektrisch leitfähige Schicht 112 wird mit Parametern abgeschieden, so dass vorrangig eine besonders gute optische Transmissivität und elektrische Leitfähigkeit der zweiten transparenten e- lektrisch leitfähige Schicht 112 realisiert wird. Dadurch, dass die zweite transparente elektrisch leitfähige Schicht

112 auf die ersten transparenten elektrisch leitfähigen

Schicht 111 abgeschieden wird, weist die zweite transparente elektrisch leitfähige Schicht 112 zusätzlich eine vergleichs ^¬ weise gut Oberflächenstrukturierbarkeit auf, obwohl die Ab ^¬ scheideparameter vorrangig auf eine besonders gute optische Transmissivität und elektrische Leitfähigkeit optimiert sind.

Beispielsweise wird die zweite transparente elektrisch leit ^¬ fähige Schicht 112 bei einer Substrattemperatur von 300 ± 10 % bis 450 °C ± 10 % abgeschieden. Insbesondere wird die zwei ^¬ te transparente elektrisch leitfähige Schicht 112 bei einer höheren Substrattemperatur als die erste transparente elekt ^¬ risch leitfähige Schicht 111. Der Abstand der jeweiligen Sub ^¬ strattemperatur der ersten und der zweiten transparenten e- lektrisch leitfähigen Schicht ist möglichst groß, so dass möglichst große Unterschiede in den Eigenschaften der Schich- ten realisiert werden können. Beispielsweise weisen die Tem ^¬ peraturen eine Differenz zwischen 50 °C und 200 °C auf.

Die zweite transparente elektrisch leitfähige Schicht 112 wird bei einer Leistungsdichte bezogen auf die Erosionsfläche von 0,1 Watt/QuadratZentimeter ± 10 % bis 100

Watt/QuadratZentimeter ± 10 % abgeschieden, insbesondere bei einer Leistungsdichte von 2 Watt/QuadratZentimeter ± 10 % bis 20 Watt/QuadratZentimeter ± 10 %. Die zweite transparente e- lektrisch leitfähige Schicht 112 wird bei einem Sauerstoff- partialdruck von lxlO ^"6 Millibar ± 10 % bis 5xl0 ^"5 Millibar ± 10 % abgeschieden. Die zweite transparente elektrisch leitfä ^¬ hige Schicht 111 wird bei einem Prozessdruck von lxlO ^"3 Mil- libar ± 10 % bis 50xl0 ^"3 Millibar ± 10 % abgeschieden.

Die erste transparente elektrisch leitfähige Schicht 111 wird mit Parametern abgeschieden, so dass die erste transparente elektrisch leitfähige Schicht 111 andere Eigenschaften bezüg- lieh der Oberflächenstrukturierbarkeit für sich genommen al ^¬ lein stehend aufweist als die zweite transparente elektrisch leitfähige Schicht 112 für sich genommen allein stehend.

Durch das unmittelbare Abscheiden der zweiten transparenten elektrisch leitfähige Schicht 112 auf die erste transparente elektrisch leitfähige Schicht 111, so dass die transparente elektrisch leitfähige Schicht 110 ausgebildet wird, die als Frontelektrode für eine photoelektrische Anordnung verwendet werden kann, kann die zweite transparente elektrisch leitfä- hige Schicht 112 optimiert auf elektrische Leitfähigkeit und optische Transmissivität abgeschieden werden. Die zweite transparente elektrisch leitfähige Schicht 112 bildet zudem eine vergleichsweise gute Oberflächenstrukturierbarkeit aus, weil sie die erste transparente elektrisch leitfähige Schicht 111 als der Grundlage hat. So kann eine transparente elekt ^¬ risch leitfähige Schicht 110 ausgebildet werden, die sowohl bezüglich der Oberflächenstrukturierbarkeit als auch der e- lektrischen Leitfähigkeit und der optischen Transmisivität besonders gute Eigenschaften aufweist.

In einer weiten Ausführungsform werden nach dem Abscheiden der ersten transparenten elektrisch leitfähigen Schicht 111 und vor dem Abscheiden der zweiten transparenten elektrisch leitfähigen Schicht 112 eine oder mehrere weitere transparente elektrisch leitfähige Schichten abgeschieden, so dass die transparente elektrisch leitfähige Schicht 110 mit drei oder mehr elektrisch leitfähigen Schicht 110 ausgebildet wird, wie in Verbindung mit Figur 3 erläutert.

Figur 2C zeigt dass die photoelektrische Vorrichtung 120 be ^¬ ginnend mit der p-dotierten Schichten 121 auf die transparente elektrisch leitfähige Schicht 110 abgeschieden wurde. Vor dem Abscheiden der photoelektrische Vorrichtung 120 und nach dem Abscheiden der zweiten transparenten elektrisch leitfähige Schicht 112 wird die Oberfläche 115 in einem Ätzschritt strukturiert. Beispielsweise wird auf der Oberfläche 115 durch verdünnte Salzsäure eine raue Textur zur Streuung von einfallender Strahlung während des Betriebs ausgebildet. Da ^¬ durch, dass die zweite transparente elektrisch leitfähige Schicht 112 direkt auf die ersten transparenten elektrisch leitfähigen Schicht 111 abgeschieden wurde und die Kristalli- nität, Orientierung und Terminierung Abhängig von der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 111 ausgebildet sind, lässt sich auf der Oberfläche durch das Ätzen eine relativ homogene raue Textur ausbilden.

Auf die n-dotierte Schicht 123 der photoelektrischen Vorrich- tung 120 kann sowohl der Rückseitenkontakt 103 als auch eine weitere photoelektrische Vorrichtung abgeschieden werden oder weitere Schichten, beispielsweise eine Reflektionsschicht .

Die Anordnung 100 mit der photoelektrische Vorrichtung 120 kann in Solarmodulen verwendet werden, die beispielsweise auf transparenten Substraten von etwa einem halben Quadratmeter bis etwa 25 Quadratmeter, aber auch kleiner oder größer, insbesondere auf transparenten Substraten von etwa 1,8 Quadrat- meter bis etwa 5,7 Quadratmeter, als so genannte Dünnschicht ^¬ solarmodule verwendet werden. Flexible Substrate können eine Breite von bis zu etwa 4,5 Meter aufweisen, insbesondere eine Breite von etwa 0,6 Meter.

Zwei oder mehr Anordnungen 100 können elektrisch in Serie geschaltet werden. Insbesondere in Hinblick auf die erste und zweite transparente elektrisch leitfähige Schicht auf einer relativ großen Fläche, beispielsweise von etwa fünf Quadrat- meter, kann die Oberfläche 115 relativ gut homogen über die gesamte Fläche durch Ätzen strukturiert werden.

Figur 3 zeigte eine weitere Ausführungsform der Anordnung 100. Im Unterschied zu der Ausführungsform, die in Verbindung mit Figur 1 erläutert wurde, umfasst die transparente elekt ^¬ risch leitfähige Schicht 110 eine dritte transparente elekt ^¬ risch leitfähige Schicht 116.

Die dritte transparente elektrisch leitfähige Schicht 116 ist zwischen der ersten transparente elektrisch leitfähige

Schicht 111 und der zweiten transparenten elektrisch leitfähige Schicht 112 angeordnet. In einer weiteren Ausführungs ^¬ form umfasst die transparente elektrisch leitfähige Schicht 110 eine oder mehrere weitere transparente elektrisch leitfä- hige Schichten (nicht gezeigt) , die zwischen der ersten transparenten elektrisch leitfähigen Schicht 111 und der zweiten transparenten elektrisch leitfähigen Schicht 112 angeordnet sind. Die dritte transparente elektrisch leitfähige Schicht 116 weist in X-Richtung einen Gradienten bezüglich der Eigenschaften, beispielsweise der Kristallinität und/oder der Ori ^¬ entierung, zwischen den Eigenschaften der ersten transparen- ten elektrisch leitfähigen Schicht 111 und der zweiten transparenten elektrisch leitfähigen Schicht 112 auf.

Während der Herstellung der transparenten elektrisch leitfä- higen Schicht 110 wird zuerst die erste transparente elekt ^¬ risch leitfähige Schicht 111 mit ersten Abscheideparametern abgeschieden. Wenn der Abscheidevorgang der ersten transparenten elektrisch leitfähigen Schicht 111 beendet ist, werden die Abscheideparameter geändert zu den zweiten Abscheidepara- metern, bei denen die zweite transparente elektrisch leitfä ^¬ hige Schicht 112 abgeschieden wird. Während der Änderung der Abscheideparameter wird die dritte transparente elektrisch leitfähige Schicht 116 abgeschieden. Die dritte transparente elektrisch leitfähige Schicht 116 wird bei sich ändernden Ab- scheideparametern abgeschieden.

Bezugs zeichen

100 Anordnung

101 Substrat

102 Passivierungsschicht

103 Rückkontakt

110 transparente elektrisch leitfähige Schicht

111 erste transparente elektrisch leitfähige Schicht

112 zweite transparente elektrisch leitfähige Schicht 113 Dicke

114 Dicke

115 Oberfläche

116 dritte transparente elektrisch leitfähige Schicht 120 photoelektrische Vorrichtung

121 P-Schicht

122 I-Schicht

123 N-Schicht