Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung durchkontaktierter Solarzellen, häufig auch als Metallization-Wrap- Through Solarzellen oder kurz als MWT-Solarzellen bezeichnet, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Solarzellen besitzen üblicherweise eine großflächige Seite, welche im Betrieb der Solarzelle dem einfallenden Licht zuge ^¬ wandt ausgerichtet wird. Diese Seite wird im Weiteren als Vor- derseite der Solarzelle oder des für die Solarzellenfertigung verwendeten Solarzellensubstrats bezeichnet. Die dieser Vor ^¬ derseite gegenüberliegende Seite wird nachfolgend als Rücksei ^¬ te der Solarzelle, beziehungsweise des Solarzellensubstrats, bezeichnet. Bei konventionellen Solarzellenkonzepten ist auf der Vorderseite der Solarzelle eine Vielzahl schmaler Kontakt ^¬ finger angeordnet, welche in eine oder mehrere Sammelleitun ^¬ gen, sogenannte busbars, münden. Diese Sammelleitungen sind üblicherweise deutlich breiter ausgeführt als die Kontaktfin ^¬ ger, um einen effizienten Stromabtransport zu ermöglichen. Die Kontaktfinger, vor allem aber die breiteren Sammelleitungen schatten einen Teil der Vorderseite der Solarzelle gegenüber einfallendem Licht ab, was eine Verringerung des generierten Stromes und somit des Wirkungsgrades der Solarzelle nach sich zieht .

Bei durchkontaktierten Solarzellen, sogenannten MWT-Solar- zellen, werden diese Abschattungsverluste reduziert, indem die Solarzelle mit durch das Solarzellensubstrat hindurchreichen ^¬ den Kontaktlöchern versehen und die schmalen Kontaktfinger der Vorderseite über diese Kontaktlöcher, welche häufig als vias bezeichnet werden, mit auf der Rückseite der Solarzelle ange ^¬ ordneten Sammelleitungen elektrisch leitend verbunden werden. Dies bringt zudem den Vorteil mit sich, dass sowohl ein Emit ^¬ ter wie auch eine Basis der Solarzelle über deren Rückseite kontaktiert werden können. Dies ermöglicht eine aufwandsgüns ^¬ tigere Verschaltung der Solarzellen im Solarzellenmodul.

Bei der Fertigung von Solarzellen müssen Vorkehrungen getroffen werden, um Kurzschlüsse zwischen dem Emitter und der Basis der Solarzelle zu vermeiden. Diese Vorkehrungen werden üblicherweise als Kantenisolierung bezeichnet. Zu diesem Zweck wird mittels Laserstrahlverdampfung ein auf der Vorderseite der Solarzelle möglichst nahe an den Kanten der Solarzelle verlaufender, umlaufender Graben eingebracht. Bei durchkontak- tierten Solarzellen ist dies jedoch nicht ausreichend, da sich Emitter- wie auch Basiskontakte auf der Rückseite befinden und Kurzschlüsse zwischen diesen Kontakten verhindert werden müssen. Dies wird bislang mittels aufwändiger Maskierungsschritte realisiert, insbesondere bei Solarzellen mit passivierter Rückseite, bei welchen eine rückseitige Überkompensation des Emitters mittels beispielsweise Aluminium nicht ohne Weiteres möglich ist.

Auf der Konferenz SiliconPV, die vom 17. bis 20. April 2011 in Freiburg, Deutschland, stattfand wurde jedoch von Benjamin Thaidigsmann et al . eine neuartige Solarzelle vorgestellt un- ter dem titel „HIP-MWT: A simplified structure for metal wrap through solar cells with passivated rear surface". Diese durchkontaktierte Solarzelle weist ein Solarzellensubstrat auf sowie durch das Solarzellensubstrat hindurchreichende Kontakt ^¬ löcher, in welchen ein Kontaktmaterial angeordnet ist. Auf ei- ner Vorderseite der Solarzelle sind Kontaktfinger angeordnet, welche sich jeweils über ein Kontaktloch oder mehrere Kontakt ^¬ löcher hinweg derart erstrecken, dass das in diesen Kontaktlö ^¬ chern angeordnete Kontaktmaterial durch den jeweiligen Kontaktfinger elektrisch leitend miteinander verbunden ist. Jeder einzelne Kontaktfinger verbindet demnach das Kontaktmaterial, das in denjenigen Kontaktlöchern angeordnet ist, über welche er sich hinweg erstreckt, elektrisch leitend miteinander. Dies dient dazu, generierten Strom von den Kontaktfingern zu dem Kontaktmaterial in den Kontaktlöchern und damit auf die Rück ^¬ seite der Solarzelle zu führen. Auf einer Rückseite der Solar ^¬ zelle sind Emitterkontakte angeordnet, welche sich jeweils über ein Kontaktloch oder mehrere Kontaktlöcher hinweg derart erstrecken, dass das in diesen Kontaktlöchern angeordnete Kon- taktmaterial durch den jeweiligen Emitterkontakt elektrisch leitend miteinander verbunden ist. Eine rückseitige Oberfläche des Solarzellensubstrats ist frei von einem Emitter. Auf der rückseitigen Oberfläche des Solarzellensubstrats ist eine die ^¬ lektrische Beschichtung ausgebildet, welche abschnittsweise zwischen den Emitterkontakten und der rückseitigen Oberfläche des Solarzellensubstrats angeordnet ist, sodass die Emitter ^¬ kontakte mittels der dielektrischen Beschichtung elektrisch gegenüber einer Basis der Solarzelle isoliert sind. Die Begriffe der Vorderseite und der Rückseite der Solarzelle, beziehungsweise des Solarzellensubstrats, sind dabei in der eingangs erläuterten Weise zu verstehen.

Der Emitter ist gebildet durch Oberflächenbereiche des Solar- zellensubstrats, in welche Emitterdotierstoff eindiffundiert ist .

Die Basis der Solarzelle wird gebildet durch nicht mit Emit ^¬ terdotierstoff versehene Bereiche des Solarzellensubstrats. In diesen Bereichen befindet sich das Solarzellensubstrat gleich ^¬ sam in seinem Ausgangszustand, in welchem es eine der Emitterdotierung entgegengesetzte Grunddotierung aufweist. Diese Grunddotierung wird häufig als Volumendotierung bezeichnet. Die Begriffe Basis der Solarzelle und Basis des Solarzellen ^¬ substrats bezeichnen für gewöhnlich denselben Sachverhalt.

Da die Solarzelle auf ihrer rückseitigen Oberfläche keinen Emitter aufweist, kann sie aufwandsgünstig hergestellt werden. Dies beruht darauf, dass Maskierungsschritte zur Sicherstel ^¬ lung der elektrischen Isolierung der Emitterkontakte von den Basiskontakten nicht erforderlich sind. Zudem kann auf die oben beschriebenen umlaufenden Lasergräben auf der Vorderseite der Solarzelle verzichtet werden, was einerseits den Ferti ^¬ gungsaufwand verringert, andererseits zur Steigerung des Wir ^¬ kungsgrades der Solarzelle führen kann, da keine Emitterfläche für die Lasergräben benötigt wird und somit für die Stromgene ^¬ ration zur Verfügung steht. Da diese Laserprozesse für die Kantenisolierung unterbleiben können, besteht auch keine Gefahr, hierbei die Solarzelle, beziehungsweise das Solarzellen ^¬ substrat, zu schädigen.

Die dielektrische Beschichtung kann durch eine Schicht oder durch einen SchichtStapel aus mehreren Schichten verschiedener Materialien gebildet sein.

Die auf der rückseitigen Oberfläche des Solarzellensubstrats ausgebildete dielektrische Beschichtung ist vorzugsweise als Rückseitenpassivierung ausgeführt, passiviert also rekombina ^¬ tionsaktive Oberflächenzustände auf der Rückseite des Solar ^¬ zellensubstrats. Diese Ausgestaltungsvariante stellt somit ei ^¬ ne aufwandsgünstig herstellbare durchkontaktierte Solarzelle, beziehungsweise MWT-Solarzelle, mit passivierter Rückseite dar. Als Solarzellensubstrat wird ein Siliziumsubstrat verwen ^¬ det .

Vorzugsweise ist die dielektrische Beschichtung unmittelbar auf der rückseitigen Oberfläche des Solarzellensubstrats aus- gebildet. Dies ermöglicht eine effiziente Rückseitenpassivie- rung .

In der Praxis hat es sich bewährt, den Emitter der Solarzelle in den Kontaktlöchern und auf der vollständigen Vorderseite des Solarzellensubstrats anzuordnen. Dies ermöglicht hohe Wir ^¬ kungsgrade der Solarzelle.

Auf der rückseitigen Oberfläche des Solarzellensubstrats sind abseits der Emitterkontakte Basiskontakte auf der dielektri ^¬ schen Beschichtung angeordnet. Diese reichen lokal durch die dielektrische Beschichtung hindurch und kontaktieren die Basis der Solarzelle. Derartige lokale Rückkontakte können sich vor ^¬ teilhaft auf den Wirkungsgrad der Solarzelle auswirken.

Zur Steigerung des Wirkungsgrads der Solarzelle kann diese auf der Vorderseite mit einer Textur versehen sein. Diese kann beispielsweise mittels eines nasschemischen Ätzvorgangs ausge ^¬ bildet werden.

Zweckmäßigerweise ist die Solarzelle auf ihrer Vorderseite mit einer Antireflexionsbeschichtung versehen. Diese kann beispielsweise aus einer Siliziumnitridbeschichtung bestehen. Die auf der Vorderseite der Solarzelle angeordneten Kontaktfinger sind bevorzugt durch die Antireflexionsbeschichtung durchgefeuert .

Zur Realisierung der emitterfreien rückseitigen Oberfläche des Solarzellensubstrats sehen Thaidigsmann et al . vor, die rück- seitige Oberfläche des Solarzellensubstrats vor einer Emitter ^¬ diffusion mit einer Diffusionsbarriere zu beschichten, d.h. zu maskieren. Auf diese Weise gelangt kein Dotierstoff an die rückseitige Oberfläche des Solarzellensubstrats und diese bleibt emitterfrei. Derartige Maskierungsschritte sind zwar einfacher durchzuführen als bei konventionellen durchkontak- tierten Solarzellen erforderliche Maskierungsschritte zur elektrischen Isolierung der auf der Rückseite angeordneten Basis- und Emitterkontakte. Dies beruht darauf, das eine voll- ständige Seite zu maskieren ist und nicht ausgewählte Teile von ihr. Doch stellen solche Maskierungsschritte in indus ^¬ triellen Fertigungsprozessen weiterhin einen erheblichen Aufwand dar . Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein aufwandsgünstigeres Verfahren zur Her ^¬ stellung durchkontaktierter Solarzellen zur Verfügung zu stellen . Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkma ^¬ len des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand abhängiger Unteransprüche .

Im Zusammenhang mit der Beschreibung der neuartigen Solarzelle vorgenommene Definitionen und Begriffs- sowie sonstige Erläu ^¬ terungen sind auch auf das nachfolgend beschriebene Verfahren anwendbar .

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer durchkon- taktierten Solarzelle sieht vor, Kontaktlöcher in ein Solarzellensubstrat einzubringen. Ferner wird zum Zwecke des Aus ^¬ bildens eines Emitters auf einer Vorderseite des Solarzellen- Substrats Dotierstoff in das Solarzellensubstrat eindiffun ^¬ diert. Zudem wird eine dielektrische Beschichtung auf einer Rückseite des Solarzellensubstrats ausgebildet und hierdurch diese Rückseite passiviert. Unter dem Begriff der Passivierung der Rückseite ist dabei in oben dargelegter Weise eine Passi- vierung von rekombinationsaktiven Oberflächenzuständen auf der Rückseite des Solarzellensubstrats zu verstehen. Bei dem Ein ^¬ diffundieren von Dotierstoff in das Solarzellensubstrat zum Zwecke des Ausbildens eines Emitters auf der Vorderseite des Solarzellensubstrats wird auf zumindest einem Teil der Rück ^¬ seite des Solarzellensubstrats Dotierstoff in das Solarzellen ^¬ substrat eindiffundiert und in dieser Weise der Emitter zum Teil auf der Rückseite des Solarzellensubstrats ausgebildet. Bevor die dielektrische Beschichtung auf die Rückseite aufge- bracht wird, wird der Emitter vollständig von der Rückseite des Solarzellensubstrats entfernt. Dies bedeutet, dass infolge der Eindiffusion des Dotierstoffs in das Solarzellensubstrat sich auf der Rückseite des Solarzellensubstrats befindende Emitterbestandteile vollständig entfernt werden, ehe die die- lektrische Beschichtung auf die Rückseite aufgebracht wird.

Als Emitter, beziehungsweise Emitterbestandteile, auf der Rückseite ist vorliegend jegliche Dotierung auf der Rückseite des Solarzellensubstrats zu verstehen, die vom selben Dotie- rungstyp ist wie der Emitter und während des Eindiffundierens von Dotierstoff zum Zwecke des Ausbildens eines Emitters auf der Vorderseite des Solarzellensubstrats ausgebildet wird. Da ^¬ bei ist es unerheblich, ob der in die Rückseite des Solarzel ^¬ lensubstrats eindiffundierte Dotierstoff von einer Dotier- stoffquelle stammt, welche auf der Rückseite des Solarzellen ^¬ substrats angeordnet wurde. Beispielsweise kann eine Dotier ^¬ stoffquelle für die Emitterausbildung ausschließlich auf der Vorderseite des Solarzellensubstrats angeordnet werden, Do ^¬ tierstoff aus dieser Dotierstoffquelle jedoch in seine Gaspha- se übertreten und auf die Rückseite gelangen, wo er in das So ^¬ larzellensubstrat eindiffundiert. Bei solch einem Dotierstoff ^¬ eintrag in die Rückseite des Solarzellensubstrats handelt es sich ebenfalls um einen Emitterbestandteil, welcher auf der Rückseite des Solarzellensubstrats ausgebildet wurde. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass auf der Rückseite des Solarzellensubstrats befindliche Emitterbestandteile ent ^¬ fernt werden können, ohne dass hierbei der Emitter auf der Vorderseite des Solarzellensubstrats in relevantem Umfang be ^¬ schädigt wird. Eine solche Beschädigung könnte beispielsweise erfolgen, indem ein zum Entfernen des Emitters von der Rückseite des Solarzellensubstrats eingesetztes Ätzmedium auf die Vorderseite des Solarzellensubstrats gelangt, insbesondere durch die Kontaktlöcher hindurch. Ferner hat sich gezeigt, dass die auf der Rückseite des Solarzellensubstrats befindli ^¬ chen Emitterbestandteile entfernt werden können, ohne dass ei ^¬ ne optionale, in den Kontaktlöchern ausgebildete Emitterdotie ^¬ rung in relevantem Umfang beschädigt wird. Bei einer Ausfüh- rungsvariante des Verfahrens kann eine Beschädigung dieser

Emitterdotierung in den Kontaktlöchern sogar vollständig ausgeschlossen werden. Eine aufwändige Maskierung der Rückseite des Solarzellensubstrats kann daher entgegen der bisherigen Auffassung entfallen.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können somit aufwandsgünstig durchkontaktierte Solarzellen, beziehungsweise MWT- Solarzellen, mit einer passivierten Rückseite hergestellt werden. Insbesondere kann mit diesem Verfahren die Kantenisolie- rung bei konventionellen durchkontaktierten Solarzellen mit passivierter Rückseite gewährleistet werden. Mit bislang bei konventionellen durchkontaktierten Solarzellen für die Kantenisolierung eingesetzten, oben beschriebenen Laser- Kantenisolierungsverfahren alleine ist dies nicht möglich.

Vorteilhafterweise erfolgt das Eindiffundieren von Dotierstoff in das Solarzellensubstrat zum Zwecke des Ausbildens des Emit ^¬ ters in einem einzigen Diffusionsschritt. Das heißt, dass nur ein einziger Diffusionsschritt vorgesehen ist, im Rahmen des- sen zum Zwecke des Ausbildens des Emitters Dotierstoff in ir ^¬ gendwelche Teile des Solarzellensubstrats eindiffundiert wird. Abweichend hiervon liegt im Sinne der vorliegenden Erfindung ein weiterer, gesonderter Diffusionsschritt insbesondere dann vor, wenn das Solarzellensubstrat aus einer Diffusionsvorrichtung, in welchem die Eindiffusion von Dotierstoff zum Zwecke des Ausbildens des Emitters erfolgt ist, entnommen und später erneut in dieselbe oder eine andere Diffusionsvorrichtung eingebracht und zum Zwecke des Ausbildens des Emitters oder von Emitterbestandteilen Dotierstoff in irgendwelche Teile des So ^¬ larzellensubstrats eindiffundiert wird. Bei der beschriebenen, vorteilhaften Ausführungsvariante wird somit verzichtet auf ein zusätzliches Eindiffundieren von Dotierstoff in einem gesonderten Diffusionsschritt zum Zwecke des Ausbildens des Emitters beziehungsweise von Emitterbestandteilen in irgendei ^¬ nem Teil des Solarzellensubstrats. Gegenüber bekannten Verfah ^¬ ren, bei welchen zunächst in einem ersten Diffusionsschritt der Emitter teilweise ausgebildet wird, danach wesentlich andere Schritte durchgeführt werden, wie beispielsweise die Aus- bildung einer Siliziumnitridschicht oder das Einbringen von

Kontaktlöchern in das Solarzellensubstrat mittels Laserstrahl ^¬ verdampfung, und hiernach in einem weiteren Diffusionsschritt zum Zwecke des Ausbildens des Emitters beziehungsweise von Emitterbestandteilen weiterer Dotierstoff eindiffundiert wird, beispielsweise in die Wandungsflächen der Kontaktlöcher, hat die beschriebene, vorteilhafte Ausgestaltungsvariante einen Aufwandsvorteil . Dieser ergibt sich daraus, dass nur ein ein ^¬ ziger Diffusionsschritt erforderlich ist. Vorzugsweise wird in den Kontaktlöchern eine Emitterdotierung ausgebildet. Auf diese Weise kann unter anderem die Emitter ^¬ fläche vergrößert werden. Vorteilhafterweise wird die dielektrische Beschichtung im We ^¬ sentlichen auf die gesamte Rückseite des Solarzellensubstrats aufgebracht. Dies ermöglicht eine weitgehende Passivierung der Rückseite des Solarzellensubstrats. Idealerweise bedeckt die dielektrische Beschichtung bis auf diejenigen Bereiche, in welchen ein Basiskontakt lokal die Rückseite des Solarzellen ^¬ substrats kontaktiert, die gesamte rückseitige Oberfläche des Solarzellensubstrats. Vorzugsweise wird die dielektrische Be ^¬ schichtung unmittelbar auf die Rückseite des Solarzellensub- strats aufgebracht. Zum Zwecke der Passivierung der Rückseite kann als dielektrische Beschichtung ein SchichtSystem aufgebracht werden, welches eine Siliziumoxidschicht und/oder eine Siliziumnitridschicht und/oder eine Al2<0 ₃ -Schicht und/oder eine amorphe Siliziumschicht aufweist.

Vorzugsweise wird die dielektrische Beschichtung derart aufge ^¬ bracht, dass diese in die Kontaktlöcher hineinreicht und die Kontaktlöcher zumindest teilweise auskleidet, wobei vorzugs ^¬ weise jeweils zumindest die Hälfte einer Wandungfläche des je- weiligen Kontaktlochs von der dielektrischen Beschichtung bedeckt wird. Idealerweise wird die dielektrische Beschichtung derart aufgebracht, dass sie sich in den Kontaktlöchern bis auf die Vorderseite des Solarzellensubstrats erstreckt und so ^¬ mit die Wandungsfläche des jeweiligen Kontaktlochs vollständig bedeckt. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn auf das Aus ^¬ bilden der Emitterdotierung in den Kontaktlöchern verzichtet wird, da auf die beschriebene Weise lokale Kurzschlüsse zumin ^¬ dest teilweise vermieden werden können. Wird in den Kontaktlö ^¬ chern die Emitterdotierung ausgebildet, kann bei Beschädigun- gen oder Fehlern der Emitterdotierung die beschriebene teilweise Auskleidung der Kontaktlöcher mit dielektrischem Be- schichtungsmaterial ebenfalls zur Verringerung, beziehungswei ^¬ se Vermeidung, lokaler Kurzschlüsse beitragen, die andernfalls den Wirkungsgrad der fertigen Solarzelle verringern würden. Vorteilhafterweise wird der Emitter mittels nasschemischen Ät ^¬ zens vollständig von der Rückseite des Solarzellensubstrats entfernt. Emitterbestandteile, welche im Rahmen des Eindiffun- dierens von Dotierstoff in das Solarzellensubstrat zum Zwecke des Ausbildens eines Emitters auf der Rückseite des Solarzel ^¬ lensubstrats ausgebildet wurden, beispielsweise im Rahmen ei ^¬ ner Diffusion aus der Gasphase wie einer P0Cl ₃ -Diffusion, können auf diese Weise aufwandsgünstig entfernt werden. Zweckmä- ßigerweise erfolgt dies durch ein einseitiges Ätzen des Solar ^¬ zellensubstrats, nämlich der Rückseite des Solarzellensub ^¬ strats, in einer Ätzlösung. Zu diesem Zweck kann das Solarzellensubstrat beispielsweise entlang der Oberfläche der Ätzlö ^¬ sung durch diese hindurch bewegt werden. Daneben sind jedoch auch alle anderen Verfahren zum einseitigen nasschemischen Ätzen des Solarzellensubstrats, welches vorzugsweise ein Silizi ^¬ umsolarzellensubstrat ist, einsetzbar.

Eine Verfahrensvariante sieht vor, dass die Kontakt löcher in das Solarzellensubstrat eingebracht werden, bevor zum Zwecke des Ausbildens eines Emitters auf der Vorderseite des Solar ^¬ zellensubstrats Dotierstoff in das Solarzellensubstrat eindif ^¬ fundiert wird. Dies ermöglicht es, im Rahmen der genannten Eindiffusion von Dotierstoff die Emitterdotierung in den Kon- taktlöchern auszubilden, sodass hierfür kein zusätzlicher Verfahrensschritt erforderlich ist. In der Praxis hat es sich be ^¬ währt, die Eindiffusion von Dotierstoff in das Solarzellensub ^¬ strat zum Zwecke des Ausbildens des Emitters mittels einer Diffusion aus der Gasphase zu realisieren, beispielsweise mit- tels einer POCI ₃ - oder einer BBr ₃ -Röhrendiffusion . Wird gleichzeitig mit der genannten Eindiffusion von Dotierstoff in das Solarzellensubstrat die Emitterdotierung in den Kontaktlöchern ausgebildet, so hat es sich bewährt, zu diesem Zweck Emitter- dotierstoff in die gesamte Wandungsfläche der Kontaktlöcher einzudiffundieren .

In der Praxis hat es sich bei allen Ausgestaltungsvarianten des erfindungsgemäßen Verfahrens bewährt, die Kontaktlöcher mittels Laserstrahlverdampfung in das Solarzellensubstrat ein ^¬ zubringen. Grundsätzlich können die Kontaktlöcher jedoch auch auf eine andere Art eingebracht werden. In einer anderen Verfahrensvariante werden die Kontaktlöcher nach dem vollständigen Entfernen des Emitters von der Rückseite des Solarzellensubstrats eingebracht. Dies erfolgt, indem mittels Laserstrahlung das Solarzellensubstrat in Anwesenheit von dotierstoffhaltiger Flüssigkeit lokal verdampft wird. Da- bei wird infolge der lokalen Wärmeentwicklung durch die Laserstrahlung Dotierstoff aus der dotierstoffhaltigen Flüssigkeit in Wandungsflächen der Kontaktlöcher eindiffundiert. Auf diese Weise wird die Emitterdotierung in den Kontaktlöchern ausgebildet. Grundsätzlich kann der Dotierstoff auch auf einem an- deren Wege als über die dotierstoffhaltige Flüssigkeit bereit ^¬ gestellt werden, beispielsweise in Form eines dotierstoffhal ^¬ tigen Gasgemischs oder dotierstoffhaltiger Festkörper oder Pasten. Anstelle der dotierstoffhaltigen Flüssigkeit kann daher allgemein eine beliebige Dotierstoffquelle verwendet wer- den. Besonders bewährt hat sich jedoch die Verwendung einer dotierstoffhaltigen Flüssigkeit als Dotierstoffquelle . Bei ^¬ spielsweise kann in einer Ausführungsvariante des Verfahrens die Laserstrahlung in einem Flüssigkeitsstrahl geführt werden, der aus der dotierstoffhaltigen Flüssigkeit gebildet ist.

Mit dieser Verfahrensvariante kann vollständig verhindert wer ^¬ den, dass die in den Kontaktlöchern ausgebildete Emitterdotie ^¬ rung, welche einen Bestandteil des Emitters darstellt, während des Entfernens des Emitters von der Rückseite angegriffen wird, beispielsweise durch Kapillareffekte. Da die Kontaktlö ^¬ cher erst nach dem Entfernen des Emitters von der Rückseite des Solarzellensubstrats aufgebracht werden, ist dies ausge ^¬ schlossen .

Bei der soeben beschriebenen Verfahrensvariante werden die Kontaktlöcher vorzugsweise in das Solarzellensubstrat einge ^¬ bracht, bevor zum Zwecke der Passivierung der Rückseite die dielektrische Beschichtung auf die Rückseite des Solarzellen- Substrats aufgebracht wird. Beeinträchtigungen der dielektrischen Beschichtung infolge des Einbringens der Kontaktlöcher können so vermieden werden.

Vorteilhafterweise werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auf der Vorderseite des Solarzellensubstrats Kontaktfinger durch Aufdrucken einer metallhaltigen Paste ausgebildet, wobei sich die Kontaktfinger über ein Kontaktloch oder eine Mehrzahl von Kontaktlöchern hinweg erstrecken. Dabei können grundsätzlich alle an sich bekannten Druckverfahren Verwendung finden, vorzugsweise Siebdruckverfahren.

Nach dem Ausbilden der dielektrischen Beschichtung auf der Rückseite des Solarzellensubstrats können durch Aufdrucken ei ^¬ ner metallhaltigen Paste Kontaktmaterial in die Kontaktlöcher eingebracht und Emitterkontakte auf der Rückseite des Solar ^¬ zellensubstrats ausgebildet werden. Hierbei können wiederum alle an sich bekannten Druckverfahren Verwendung finden, vorzugsweise Siebdruckverfahren. Die Emitterkontakte können in vielfältiger Weise geometrisch gestaltet werden. Beispielswei- se können sie in Art von Sammelleitungen, welche häufig als busbars bezeichnet werden, streifenförmig ausgeführt sein. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, die Emitterkontakte in Form von Kontaktflecken auszubilden, welche häufig als pads bezeichnet werden. Besonders bevorzugt werden in einem gemeinsa- men Druckschritt das Kontaktmaterial in die Kontakt löcher ein ^¬ gebracht und die Emitterkontakte ausgebildet.

Als metallhaltige Paste wird vorzugsweise eine metallhaltige Paste mit geringem Glasfrittegehalt verwendet. In diesem Zu ^¬ sammenhang ist ein Glasfritteanteil dann als gering zu erachten, wenn die Paste bei üblichen Feuerprozessen nicht durch die dielektrische Beschichtung hindurchgefeuert werden kann. Besonders bevorzugt wird für das Kontaktmaterial und die Emit- terkontakte eine glasfrittefreie, metallhaltige Paste verwen ^¬ det. Auf diese Weise kann das Risiko eines Durchfeuerns der aufgedruckten metallhaltigen Paste durch die dielektrische Beschichtung, und damit die Gefahr einer Kurzschlussbildung, erheblich reduziert werden.

Bei einer Verfahrensvariante werden auf der Vorderseite des Solarzellensubstrats Kontaktfinger ausgebildet durch Aufdru ^¬ cken einer metallhaltigen Paste. Ferner werden auf der Rückseite des Solarzellensubstrats Basiskontakte zur Kontaktierung der Basis der Solarzelle ausgebildet durch Aufdrucken einer metallhaltigen Paste. Die in die Kontaktlöcher eingebrachte metallhaltige Paste wird sodann zusammen mit der zum Zwecke des Ausbildens der Kontaktfinger aufgebrachten metallhaltigen Paste und zusammen mit der zum Zwecke des Ausbildens der Ba- siskontakte aufgebrachten metallhaltigen Paste gefeuert. Die ^¬ ser gemeinsame Feuerschritt ermöglicht eine aufwandsgünstige Prozessführung mit minimierter thermischer Belastung. Das Aufdrucken der metallhaltigen Pasten erfolgt jeweils vorzugsweise mit an sich bekannten Siebdruckverfahren. Sofern die Emitter- kontakte, wie oben beschrieben, in einem gemeinsamen Druckschritt mit dem Einbringen des Kontaktmaterials in die Kon ^¬ taktlöcher ausgebildet werden, werden diese ebenfalls in dem gemeinsamen Feuerschritt gefeuert. Grundsätzlich können das in die Kontaktlöcher eingebrachte Kontaktmaterial und die Emitterkontakte auch in einem weiteren Feuerschritt und somit getrennt von den Kontaktfingern

und/oder den Basiskontakten gefeuert werden. In diesem Fall werden zunächst die Kontaktfinger und/oder die Basiskontakte aufgedruckt und gefeuert. Nachfolgend werden durch Aufdrucken einer metallhaltigen Paste Kontaktmaterial in die Kontaktlö ^¬ cher eingebracht und Emitterkontakte auf der Rückseite ausge ^¬ bildet. Diese werden nachfolgend in einem zweiten, separaten Feuerschritt gefeuert.

Die zum Zwecke des Ausbildens der Kontaktfinger, der Basiskontakte, der Emitterkontakte und zum Einbringen des Kontaktmate ^¬ rials verwendeten metallhaltigen Pasten sind offensichtlich nicht notwendigerweise die gleichen. Es können jeweils ver ^¬ schiedene metallhaltige Pasten verwendet werden; beispielswei ^¬ se eine glasfrittefreie metallhaltige Paste zum Ausbilden der Emitterkontakte, eine aluminiumhaltige Paste zum Ausbilden der Basiskontakte und eine Silber und Glasfritte enthaltende Paste zum Ausbilden der Kontakte.

Zum Zwecke der Steigerung des Wirkungsgrades der gefertigten Solarzelle hat es sich bewährt, das Solarzellensubstrat auf seiner Vorderseite zu texturieren, vorzugsweise mittels einer nasschemischen Texturätzlösung, ehe zum Zwecke des Ausbildens eines Emitters auf der Vorderseite des Solarzellensubstrats Dotierstoff eindiffundiert wird.

Vorteilhafterweise wird auf die Vorderseite des Solarzellen- Substrats eine Antireflexionsbeschichtung aufgebracht. Dies erfolgt vorzugsweise vor dem Ausbilden der Kontaktfinger. Besonders bevorzugt wird als Solarzellensubstrat ein Silizium ^¬ solarzellensubstrat, insbesondere ein kristallines Solarzel ^¬ lensubstrat verwendet .

Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Soweit zweckdienlich, sind hierin gleich wirkende Ele ^¬ mente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispie ^¬ le beschränkt - auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Die bisherige Beschreibung wie auch die nachfolgende Figuren ^¬ beschreibung enthalten zahlreiche Merkmale, die in den abhängigen Unteransprüchen teilweise zu mehreren zusammengefasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale wie auch alle übrigen oben und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung offenbarten Merkmale wird der Fachmann jedoch auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfügen. Insbesondere sind diese Merkmale jeweils einzeln und in beliebiger geeigne ^¬ ter Kombination mit dem Verfahren des unabhängigen Anspruchs kombinierbar. Es zeigen:

Fig. 1 Durchkontaktierte Solarzelle gemäß dem Stand der

Technik

Fig. 2 Neuartige durchkontaktierte Solarzelle

Fig. 3 Ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen

Verfahrens

Fig. 4 Ein weiteres Beispiel eines Verfahrens zur Herstel lung einer durchkontaktierten Solarzelle

Figur 1 zeigt in einer schematischen Teilschnittdarstellung eine durchkontaktierte Solarzelle 50 gemäß dem Stand der Tech ^¬ nik. Diese weist ein Solarzellensubstrat 52 auf, in welchem Kontaktlöcher 54 angeordnet sind, welche durch das Solarzel ^¬ lensubstrat 52 hindurch reichen, und in welchen ein Kontaktmaterial 56 angeordnet ist. Auf einer Vorderseite der Solarzelle 50 sind Kontaktfinger 58 angeordnet, welche sich jeweils über ein Kontaktloch 54 oder mehrere Kontaktlöcher 54 hinweg erstrecken. Auf einer Rückseite des Solarzellensubstrats 52, beziehungsweise der Solarzelle 50, sind Emitterkontakte 60 an ^¬ geordnet. Diese kontaktieren einen Emitter 62, welcher sich von der Vorderseite der Solarzelle 50 durch die Kontaktlöcher 54 hindurch auf die Rückseite des Solarzellensubstrats er ^¬ streckt. Somit befindet sich der Emitter 62 teilweise auf ei ^¬ ner rückseitigen Oberfläche des Solarzellensubstrats 52. Eine dielektrische Beschichtung 68 zur Passivierung der Rückseite des Solarzellensubstrats kann daher allenfalls Teile der Rück- seite des Solarzellensubstrats 52 passivieren.

Die auf der Rückseite des Solarzellensubstrats 52 angeordneten Bestandteile des Emitters 62 dienen dazu, einen Kurzschluss zwischen den Emitterkontakten 60 und einer Basis 66 des Solar- zellensubstrats 52 sowie diese Basis 66 kontaktierenden Basis ^¬ kontakten zu vermeiden. Zur Realisierung der rückseitigen Bestandteile des Emitters 62 bedarf es aufwendiger Maskierungs ^¬ schritte . Figur 2 zeigt mit einer Solarzelle 70 ein Ausführungsbeispiel der oben beschriebenen, neuartigen durchkontaktierten Solarzelle. Diese weist wiederum ein Solarzellensubstrat 52 auf, welches vorliegend als Silizium-Solarzellensubstrat ausgeführt ist. In dem Solarzellensubstrat 52 sind wiederum Kontaktlöcher 54 angeordnet, welche durch das Solarzellensubstrat 52 hin ^¬ durch reichen und in welchen eine glasfrittefreie, metallhal ^¬ tige und gefeuerte Paste 76 als Kontaktmaterial angeordnet ist . Auf einer Vorderseite der Solarzelle 70 sind Kontaktfinger 78 angeordnet, welche sich jeweils über ein Kontaktloch 54 oder mehrere Kontaktlöcher 54 hinweg erstrecken. Im zweitgenannten Fall wird auf diese Weise das in den mehreren Kontaktlöchern 54 angeordnete Kontaktmaterial, vorliegend die glasfritte- freie, metallhaltige und gefeuerte Paste 76, elektrisch lei ^¬ tend miteinander verbunden. Auf einer Rückseite der Solarzelle 70 sind Emitterkontakte 80 angeordnet, welche sich jeweils über mindestens ein Kontaktloch 54 hinweg derart erstrecken, dass das in diesem mindestens einen Kontaktloch 54 angeordnete Kontaktmaterial 56 mit dem jeweiligen Emitterkontakt 80 elekt ^¬ risch leitend verbunden ist. Eine elektrische leitende Verbin ^¬ dung mehrer Emitterkontakte 80 kann, insbesondere wenn jeder Emitterkontakt 80 sich in der beschriebenen Weise über nur ein Kontaktloch 54 hinweg erstreckt, im Rahmen einer Verschaltung verschiedener Solarzellen eines Solarzellenmoduls realisiert werden .

Wie die schematische Teilschnittdarstellung der Figur 2 zeigt, ist eine rückseitige Oberfläche 72 des Solarzellensubstrats 52 frei von einem Emitter 82, welcher auf einer Vorderseite der Solarzelle 70 angeordnet ist und sich in Form einer Emitterdo ^¬ tierung 84 in die Kontaktlöcher 54 hinein erstreckt. Unmittelbar auf der rückseitigen Oberfläche 72 des Solarzellensub- strats 52 ist eine dielektrische Beschichtung 88 ausgebildet. Diese ist abschnittsweise zwischen den Emitterkontakten 80 und der rückseitigen Oberfläche 72 des Solarzellensubstrats 52 an ^¬ geordnet, was eine elektrische Isolierung der Emitterkontakte 80 gegenüber der Basis 66 der Solarzelle 70 bewirkt. Die Emit- terkontakte 80 sind dabei unmittelbar auf der dielektrischen Beschichtung 88 angeordnet.

Dadurch, dass die rückseitige Oberfläche 72 des Solarzellen ^¬ substrats 70 frei von dem Emitter 82 ist, bedeckt die die- lektrische Beschichtung 88 im Wesentlichen die gesamte Rückseite des Solarzellensubstrats 52. Lediglich in Bereichen, in welchen Basiskontakte 90 lokal durch die dielektrische Be ^¬ schichtung 88 hindurch reichen und die rückseitige Oberfläche 72 des Solarzellensubstrats 52 kontaktieren, ist dies nicht der Fall. Als Basiskontakte 90 sind im vorliegenden Ausfüh ^¬ rungsbeispiel siebgedruckte und gefeuerte aluminiumhaltige Pasten vorgesehen. Diese bilden während des Feuervorgangs Rückseitenfelder 91, sogenannte back surface fields, aus, wel- che in der Darstellung der Figur 2 schematisch wiedergegeben sind .

Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, ist die Vorderseite des So ^¬ larzellensubstrats 52, und damit der Solarzelle 70, textu- riert . Diese Textur wurde vorliegend mittels eines nasschemi ^¬ schen Texturätzverfahrens ausgebildet. Grundsätzlich können jedoch auch andere Texturierungsverfahren Verwendung finden.

Ferner ist auf der Vorderseite des Solarzellensubstrats 52, beziehungsweise der Solarzelle 70, eine Siliziumnitridschicht 64 als Antireflexionsschicht abgeschieden. Die Kontaktfinger 78 sind durch die Siliziumnitridschicht 64 durchgefeuert.

Die in Figur 2 dargestellte Ausführungsvariante der neuartigen durchkontaktierten Solarzelle kann, wie die Erfinder erkannt haben, ohne Maskierungsschritte aufwandsgünstig hergestellt werden. Es sind also weder die für durchkontaktierte Solarzel ^¬ len typischen Maskierungsschritte zur Kantenisolierung erforderlich, noch ein Maskierungsschritt zur Gewährleistung der Emitterfreiheit der rückseitigen Oberfläche 72. Dies wird mög ^¬ lich, da die rückseitige Oberfläche 72 frei von dem Emitter 82 ist. Gleichzeitig ist eine zuverlässige elektrische Isolierung der Emitterkontakte 80 gegenüber der Basis 66 des Solarzellen- Substrats 52, beziehungsweise gegenüber den Basiskontakten 90, durch die dielektrische Beschichtung 88 gewährleistet.

Figur 3 zeigt in einer schematischen Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dieses kann, ebenso wie das Ausführungsbeispiel der Figur 4, zur Her ^¬ stellung neuartiger durchkontaktierter Solarzellen, insbesondere der in Figur 2 dargestellten Solarzelle, verwendet werden .

Das Verfahren gemäß der Figur 3 sieht vor, dass zunächst mit ^¬ tels Laserstrahlverdampfung Kontaktlöcher in ein Solarzellensubstrat eingebracht werden 10. Hieran schließt sich ein Tex ^¬ turätzen 12 einer Vorderseite des Solarzellensubstrats an. Hierbei können etwaige während des Laserstrahlverdampfens an dem Solarzellensubstrat entstandene Schäden teilweise entfernt werden .

Im Weiteren erfolgt eine Emitterdiffusion, welche im vorlie- genden Ausführungsbeispiel durch eine Gasphasendiffusion rea ^¬ lisiert ist, beispielsweise eine POCI ₃ - oder eine BBr ₃ - Röhrendiffusion . Bei dieser wird der Emitter auch auf der rückseitigen Oberfläche des Solarzellensubstrats ausgebildet. Da zum Zeitpunkt der Emitterdiffusion 14 die Kontaktlöcher be- reits in das Solarzellensubstrat eingebracht sind, wird wäh ^¬ rend der Emitterdiffusion 14 Emitterdotierstoff auch in Wandungsflächen der Kontaktlöcher eindiffundiert. Im Rahmen der Emitterdiffusion 14 wird somit eine Emitterdotierung in den Kontaktlöchern ausgebildet, welche Bestandteil des Emitters ist. Im Ergebnis wird demnach während der Emitterdiffusion 14 auf der gesamten Oberfläche des Solarzellensubstrats ein Emit ^¬ ter ausgebildet. Das Eindiffundieren 14 von Dotierstoff in das Solarzellensubstrat 52 zum Zwecke des Ausbildens des Emitters 82 erfolgt also in einem einzigen Diffusionsschritt. Auf ein zusätzliches Eindiffundieren von Dotierstoff in einem gesonderten Diffusionsschritt zum Zwecke des Ausbildens des Emit ^¬ ters beziehungsweise von Emitterbestandteilen in irgendeinem Teil des Solarzellensubstrats wird somit verzichtet.

Der Emitter wird in einem nachfolgenden Ätzschritt 16 vollständig von der Rückseite des Solarzellensubstrats entfernt 16. Dies erfolgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch ein einseitiges, nasschemisches Ätzverfahren. Beispielsweise kann das Solarzellensubstrat entlang der Oberfläche einer Ätzlösung durch die Ätzlösung bewegt werden, wobei die Rückseite des So ^¬ larzellensubstrats mit der Ätzlösung in Kontakt steht. Es kön ^¬ nen jedoch auch andere einseitige Ätzverfahren Verwendung finden .

Im Weiteren wird zur Passivierung der Rückseite des Solarzellensubstrats eine dielektrische Beschichtung auf die Rückseite des Solarzellensubstrats aufgebracht 18. Dies wird im Weiteren kurz als Rückseitenpassivierung 18 bezeichnet.

Hieran schließt sich eine Siliziumnitridabscheidung 20 auf der Vorderseite des Solarzellensubstrats an. Die abgeschiedene Si ^¬ liziumnitridschicht dient als Antireflexionsbeschichtung . Im Weiteren werden in einem gemeinsamen Siebdruckschritt 22

Emitterkontakte auf die dielektrische Beschichtung aufgedruckt und Siebdruckpaste in die Kontaktlöcher eingebracht. Als Sieb ^¬ druckpaste wird eine metallhaltige Paste ohne Glasfritte ver ^¬ wendet. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die die- lektrische Beschichtung in einem nachfolgenden Feuerschritt nicht durchgefeuert wird.

Des Weiteren werden durch Siebdrucken einer metallhaltigen Paste, im Falle eines p-dotierten Solarzellensubstrats, bei- spielsweise einer aluminiumhaltigen Paste, Basiskontakte sieb ^¬ gedruckt 24. Dabei werden die Basiskontakte auf die dielektri ^¬ sche Beschichtung aufgebracht und in lokale Öffnungen in der dielektrischen Beschichtung eingebracht. Derartige lokale Öff- nungen in der dielektrischen Beschichtung können beispielsweise mittels Laserstrahlverdampfung oder lokaler Ätzprozesse gebildet werden.

Im Weiteren werden mittels Siebdruck 26 einer metallhaltigen Paste Kontaktfinger auf die Vorderseite des Solarzellensub ^¬ strats aufgebracht. Es schließt sich ein gemeinsamer Feuer ^¬ schritt 28 an, in welchem die zum Zwecke der Ausbildung der Emitterkontakte, der Basiskontakte und der Kontaktfinger auf ^¬ gebrachten, metallhaltigen Pasten gefeuert und ohmsche Kontak- te ausgebildet werden.

Figur 4 illustriert ein weiteres Verfahren. Dieses unterschei ^¬ det sich von demjenigen der Figur 3 unter anderem dadurch, dass die Kontaktlöcher erst nach dem Abätzen 16 des Emitters von der Rückseite in das Solarzellensubstrat eingebracht wer ^¬ den 30. Dies erfolgt mittels eines sogenannten Laser- chemischen-Prozesses . Zwar werden die Kontaktlöcher wiederum mittels Laserstrahlverdampfung ausgebildet, doch erfolgt dies in Anwesenheit einer dotierstoffhaltigen Flüssigkeit. Infolge der lokalen Erhitzung des Solarzellensubstrats im Rahmen der lokalen Laserstrahlverdampfung des Solarzellensubstrats zum Zwecke des Einbringens der Kontaktlöcher wird in den Kontakt ^¬ löchern lokal Dotierstoff aus der dotierstoffhaltigen Flüssigkeit in Wandungsflächen der Kontaktlöcher eindiffundiert. In dieser Weise wird die Emitterdotierung in den Kontaktlöchern ausgebildet, welche im Ergebnis einen Teil des gesamten Emit ^¬ ters bildet. Das Einbringen 30 der Kontaktlöcher nach dem Abätzen 16 des Emitters von der Rückseite stellt sicher, dass bei dem Abätzen 16 des Emitters die Emitterdotierung in den Kontakt löchern nicht beschädigt wird.

Im Weiteren schließen sich die bereits im Zusammenhang mit der Figur 3 erläuterten Schritte der Rückseitenpassivierung 18 sowie der Siliziumnitridabscheidung 20 an. Die Metallisierung erfolgt, indem zunächst analog wie in Figur 3 Basiskontakte siebgedruckt werden 24 und Kontaktfinger mit ^¬ tels Siebdruck auf der Vorderseite aufgedruckt werden 26. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel der Figur 3 werden die zum Zwecke des Ausbildens der Kontaktfinder der Basiskontakte siebgedruckten 24, 26 metallhaltige Pasten vor dem Siebdrucken 22 der Emitterkontakte gefeuert 32. Erst danach werden die Emitterkontakte siebgedruckt und dabei Siebdruckpaste in die Kontaktlöcher eingebracht 22. Die Emitterkontakte und die in die Kontaktlöcher eingebrachte Siebdruckpaste werden sodann in einem zusätzlichen Feuerschritt 34 gefeuert. Je nach Art der verwendeten metallhaltigen Pasten für die verschiedenen Kontakte kann dies vorteilhaft sein, um ein Durchfeuern der Emitterkontakte durch die dielektrische Beschichtung zu vermeiden. Die in Figur 4 auf die Siliziumnitridabscheidung 20 folgenden Verfahrensschritte können im Ausführungsbeispiel der Figur 3 die dort auf die Siliziumnitridabscheidung 20 folgenden Verfahrensschritte ersetzen. Umgekehrt können die im Ausführungs ^¬ beispiel der Figur 3 auf die Siliziumnitridabscheidung 20 fol- genden Verfahrensschritte im Verfahren der Figur 4 die dort auf die Siliziumnitridabscheidung 20 folgenden Verfahrensschritte ersetzen. Bezugs zeichenliste

10 Einbringen von Kontaktlöchern mittels Laser

12 Texturätzen

14 Emitterdiffusion

16 Abätzen Emitter von Rückseite

18 Rückseitenpassivierung mittels dielektrischer Beschichtung

20 Siliziumnitridabscheidung auf Vorderseite

22 Siebdrucken Emitterkontakte und Einbringen Siebdruckpaste in Kontaktlöcher

24 Siebdrucken Basiskontakte

26 Siebdruck Kontaktfinger auf Vorderseite

28 Feuern

30 Einbringen von Kontaktlöchern mittels Laser in Anwesenheit dotierstoffhaltiger Flüssigkeit und Ausbildung Emitterdo ^¬ tierung in Kontaktlöchern

32 Feuern Kontaktfinger und Basiskontakte

34 Feuern Emitterkontakte und Siebdruckpaste in Kontaktlö ^¬ chern

50 Solarzelle

52 Solarzellensubstrat

54 Kontaktloch

56 Kontaktmaterial

58 Kontaktfinger

60 Emitterkontakt

62 Emitter

64 Siliziumnitridschicht

66 Basis

68 dielektrische Beschichtung

70 Solarzelle

72 rückseitige Oberfläche

76 glasfrittefreie, metallhaltige und gefeuerte Paste

78 Kontaktfinger Emitterkontakt

Emitter

Emitterdotierung

dielektrische Beschichtung Basiskontakt

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