光伏太阳能电池和制造光伏太阳能电池的方法.pdf

本发明涉及光伏太阳能电池，其包括硅基底，硅基底具有间接或直接设置在硅基底的背面上的隧道层和间接或直接设置在隧道层上的硅层，所述硅层具有多个交替设置的p掺杂区和n掺杂区。本发明的特征是，在硅层内在p掺杂区和n掺杂区之间分别设有一个未掺杂区。

权利要求书1.  一种光伏太阳能电池，其包括硅基底(1)，所述硅基底具有直接或间接 设置在所述硅基底的背面上的隧道层和直接或间接设置在所述隧道层上的硅层 (3)，所述硅层具有多个交替设置的p掺杂区和n掺杂区， 其特征在于，在所述硅层(3)中在所述p掺杂区和所述n掺杂区之间分别 设有一个未掺杂区。 2.  根据权利要求1所述的太阳能电池， 其特征在于，在所述硅层(3)上间接或直接设有金属导通层(9,9’)，所述 导通层(9,9’)与所述p掺杂区和所述n掺杂区导电相连并且在所述未掺杂区上 中断地形成。 3.  根据权利要求2所述的太阳能电池， 其特征在于，在所述硅层和导通层(9,9’)之间设有至少一个介电层(8)， 所述介电层至少在800nm至1200nm波长范围内具有在1至3范围内的折射率， 最好所述介电层(8)整面覆盖所述硅层，除了局部的导通孔外。 4.  根据前述权利要求之一所述的太阳能电池， 其特征在于，所述硅层是包含多晶硅、微晶硅或非晶硅的层，尤其是碳化 硅层。 5.  一种制造尤其根据前述权利要求之一所述的光伏太阳能电池的方法，所 述方法包括以下方法步骤： A.直接或间接施加隧道层到硅基底的背面； B.直接或间接施加未掺杂的硅层(3)到所述隧道层(2)； C.在所述硅层内产生多个交替设置的p掺杂区和n掺杂区； D.至少局部加热所述太阳能电池的至少所述硅层(3)； 其特征在于，在方法步骤C中，所述p掺杂区和所述n掺杂区分别相互间 隔地产生，从而在相邻的p掺杂区和n掺杂区之间分别设有所述硅层(3)的一 个未掺杂区。 6.  根据权利要求5所述的方法， 其特征在于，在方法步骤C中，所述n掺杂区和所述p掺杂区借助离子注 入来产生。 7.  根据权利要求6所述的方法， 其特征在于，所述p掺杂区和/或所述n掺杂区利用掩膜(5,5’)来产生。 8.  根据权利要求6所述的方法， 其特征在于，所述p掺杂区和/或所述n掺杂区利用掩膜法尤其是漆膜来产 生，最好是所述漆膜借助丝网印刷或喷墨法来施加。 9.  根据权利要求5至8之一所述的方法， 其特征在于，在方法步骤D之后，在方法步骤E中直接将金属导通层(9,9’) 施加到所述硅层(3)上。 10.  根据权利要求5至8之一所述的方法， 其特征在于，在方法步骤D之后，在方法步骤E’中将介电层(8)直接施 加到所述硅层(3)上，并且在方法步骤E”中将金属导通层(9,9’)施加到所述 介电层(8)上，最好是所述介电层(8)完全覆盖所述硅层(3)。 11.  根据权利要求10所述的方法， 其特征在于，所述介电层(8)被构造成至少在800nm至1200nm的波长范 围内具有在1至3范围内的折射率。 12.  根据权利要求10至11之一所述的方法， 其特征在于，所述介电层(8)被构造成具有在10nm到1000nm范围内的 厚度，最好是在70nm到400nm范围内的厚度。 13.  根据权利要求10至12之一所述的方法， 其特征在于，在方法步骤E’和E”之间，所述介电层(8)在每个p掺杂区 和每个n掺杂区分别被局部断开。 14.  根据权利要求9至13之一所述的方法， 其特征在于，所述导通层(9,9’)在每个位于p掺杂区和n掺杂区之间的非 掺杂区上被除去，最好通过烧蚀，尤其最好借助激光。 15.  根据权利要求5至14之一所述的方法， 其特征在于，所述硅层(3)呈含碳的SiC层形式构成，尤其是所述金属导 通层(9,9’)按照含铜的方式构成或者最好以铜层形式构成。

说明书光伏太阳能电池和制造光伏太阳能电池的方法
技术领域
本发明涉及根据权利要求1前序部分的光伏太阳能电池以及根据权利要求 5前序部分的光伏太阳能电池制造方法。
背景技术
这样的光伏太阳能电池包括硅基底，该硅基底具有间接或直接设置在硅基 底背面上的隧道层和直接或间接设置在隧道层上的硅层。该硅层具有多个交替 布置的p掺杂区和n掺杂区。此时，该硅层可以含有其它物质，例如以SiC层、 SiO层或者SiN层形式构成。
背侧导通式光伏电池本身是已知的并且在使用中远离入射光的太阳能电池 背面有两个导通极，从而可在模块中实现简单的布线连接，尤其无需在正面设 置金属导通结构，因而避免由这种金属导通结构导致的遮蔽损耗，这是因为两 极的金属导通结构可以布置在背面。
发明内容
在这种情况下，本发明涉及这种背侧导通式电池的特殊设计，其中在硅基 底上施加隧道层，在该隧道层上施加硅层，该硅层具有交替布置即轮换设置的 p掺杂区和n掺杂区。
这样的背侧导通式光伏硅太阳能电池具有很高的效率潜能，这是因为它们 如上所述并没有因金属导通结构而在朝向入射光的正面具有遮蔽并可在背侧与 光学限制无关地优化金属化结构。但在上述的具有在硅基底中扩散的发射极的 背侧导通式硅太阳能电池中，载流子重组在高掺杂区尤其在具有金属触点的区 域中是占优的，因而掺杂的发射极或者所谓的BSF(即，基极掺杂型的高掺杂) 是对太阳能电池的断路端电压的限制。
因此已知的是如此提高效率，即，虽然发射极和BSF设置在太阳能电池背 面，但通过薄的介电隧道层与基底分隔。因而得到了所谓的异质结。由此，暗 饱和电流密度被减小，因而可能获得相对较高的断路端电压。这样的太阳能电 池例如在US 7,468,485B1中有所描述。
为了制造这样的太阳能电池，由上述文献和也由US 2009/0308438A1以及 US 2010/0139764A1中知道了，在前述的介电隧道层上施加一个多晶硅层，接 着将该多晶硅层结构化并先后施加p掺杂物源和n掺杂物源。而且，从WO 2012/039831A1中知道了制造这种太阳能电池结构的方法。
本发明的任务在于，提供一种光伏太阳能电池和一种制造光伏太阳能电池 的方法，从而通过提高效率和/或降低制造成本使得太阳能电池效率与制造成本 之比得以提高。
这样的任务通过根据权利要求1的光伏太阳能电池以及通过根据权利要求 5的制造光伏太阳能电池的方法来完成。本发明的光伏太阳能电池的优选实施 方式在权利要求2至4中找到。本发明方法的优选实施方式在权利要求6至15 中找到。兹将所有权利要求的语句明确援引纳入说明书中。
本发明的太阳能电池最好借助本发明方法或者说其优选实施方式来制造。 本发明的方法最好被设计用于制造本发明的太阳能电池或者其优选实施方式。
本发明的光伏太阳能电池包括硅基底，硅基底具有间接或最好直接设置在 硅基底的背面上的隧道层和间接或最好直接设置在隧道层上的硅层，所述硅层 具有多个交替设置的p掺杂区和n掺杂区。
因此，关于基本结构，本发明的太阳能电池对应于前述的从现有技术中知 道的太阳能电池结构。在本发明范围内的是，该太阳能电池具有其它常见元件， 例如一方面是p掺杂区且另一方面是n掺杂区的金属导通结构用于电导通和/ 或其它层和/或用于提高效率且尤其用于表面电钝化的结构化，即，表面重组速 度的降低和/或光入射或光吸收的增强。
重要的是，在该硅层内在p掺杂区和n掺杂区之间分别设有一个未掺杂区。
本发明基于申请人的以下认识，可导致效率降低的显著的损耗因数出现在 p掺杂区和n掺杂区之间界面处：在该界面处，尤其从现有技术中知道的制造 方法导致了加强的重组，其中，在所述界面处形成空间电荷区。
现在，本发明的太阳能电池首次提供了这样的太阳能电池结构，其同时允 许低成本的制造和仍然避免了前述损耗：通过使用在一个p掺杂区和一个n掺 杂区之间分别具有一个中间的未掺杂区的连贯的硅层，因而以简单而低成本的 方式避免形成前述空间电荷区，由此，与已知的方法相比没有显著提高处理成 本地或者说与这些方法相比降低处理成本地获得太阳能电池效率。
本发明的优点尤其是基于出人意料的认识，即，通过中间设置的硅层未掺 杂区，可以有效抑止导致更大重组损耗的空间电荷区的形成，另一方面，没有 出现或者只出现无关紧要的由在硅层中局部布置未掺杂区所引起的效率损失。 根据申请人的认识，隧道层通过p掺杂区或n掺杂区的完全间接或最好直接覆 盖就效率而言与通过分别在所述硅层的一个p掺杂区和一个n掺杂区之间中间 设置未掺杂区抑止或至少减少前述损耗相比不太相关。
现在，本发明的太阳能电池首次满足以下要求，即，背侧导通式硅太阳能 电池容许高的断路端电压，并且同时与已知的方法相比可以低成本制造。这些 要求(虽然对用于工业化生产的这种太阳能电池结构的要求较高)可能无法利 用前述结构和为此所需的制造方法来满足。
为了形成高效的异质结，最好将该隧道层直接布置到硅基底上和/或将硅层 直接布置到隧道层，最好是将隧道层直接布置到硅基底上并且将硅层直接布置 到隧道层上。
优选的是，在横向上，即，在与本发明太阳能电池的背面平行的方向上， 每个未掺杂区具有在10μm-1000μm、最好是50μm-500μm范围内的宽度。P 掺杂区和n掺杂区的宽度最好在10μm-1000μm范围内，尤其在50μm-500μ m范围内。
最好在该硅层上设置一个金属导通层，该导通层与p掺杂区和n掺杂区导 电相连并且在未掺杂区上中断地形成。
该导通层能以多层膜系统形式构成，并且最好包括一个或多个由以下材料 中的一种或多种构成的层：Ni、Ti、Cu、Al、Ag或其合金如AlSi、TiN。
本发明的太阳能电池还具有以下优点，在硅层的未掺杂区不进行触点形成。 因此，能够以简单而低成本的方式通过施加分别在未掺杂区的表面区上被断开 的金属层实现该p掺杂区和n掺杂区的电导通。通过这种方式，p掺杂区和n 掺杂区完全被金属层覆盖，没有像在从现有技术中知道的太阳能电池结构中那 样因该金属导通结构与相反掺杂的硅层区的有误连接而引起的分流危险尤其是 短路。
本发明的太阳能电池因此也允许就借助金属层电导通该p掺杂区和n掺杂 区而言简化工艺并进而节约成本，在这里，同时抑止了或者至少减轻了降低效 率的分流危险。
此时在本发明范围内的是，该金属导通层间接或直接设置在该硅层上。由 于因为在金属导通层和硅层的未掺杂区之间缺少触点形成而出现前述的“自动” 隔离，故尤其就节约成本的制造工艺而言，该金属导通层最好被直接施加到该 硅层上。
在金属导通层和硅层之间设置一个或其它的层例如以改善光学品质尤其是 太阳能电池背面的反射性能也在本发明范围内。最好该金属导通层局部穿透前 述的中间层以建立与位于其下的n掺杂区或p掺杂区的电接触。而在本发明的 太阳能电池中，不同于已知的太阳能电池结构，不需要一个或者或许多个中间 层来保证就电绝缘而言的高可靠性：
在已知的太阳能电池结构中总有以下危险，即，例如由所谓的“扎透”中 间层而引起的超出相应掺杂区边界的金属化结构也导通相反掺杂的区，因而出 现前述分流和进而效率损失。
而在本发明的太阳能电池结构中，通过中间设置的未掺杂区而得到“缓冲 区”，在缓冲区内，如上所述，金属导通层没有形成电接触，因而在该金属导通 层超出相应掺杂区的区域内绝没有出现效率损失，这是因为在这样的超出区域 内该金属导通层只覆盖了没有形成电接触的未掺杂区。在具有在硅基底和金属 导通层之间的一个或多个中间层的优选实施方式中，因而可以实现在其它性能 方面尤其在光学品质改善方面的优化，而不必顾及到该层被构造成抑止扎透。
为此在一个优选实施方式中，在硅层和导通层之间设有至少一个介电层， 其至少在800nm到1200nm波长范围内具有在1至3范围内的折射率，从而太 阳能电池背面的光学品质和进而在太阳能电池中的光吸收和最终该效率被提 高。尤其对此有利的是，介电层全面覆盖所述硅，只在局部被金属导通层穿透 以导通该n掺杂区和p掺杂区。
该硅层可以按照本身已知的方式构成。尤其是，以多晶硅层、微晶硅层或 者非晶硅层形式构成所述硅层在本发明范围内。该硅层优选以多晶硅层形式构 成。由此得到其具有明显较高的导电能力的优点。
本发明所任务还通过根据权利要求5的方法来解决。该方法包括以下的方 法步骤：
在方法步骤A中进行间接或最好直接将隧道层施加到硅基底的背面。
在方法步骤B中进行间接或直接将未掺杂的硅层施加到隧道层。
在方法步骤C中进行在硅层中产生多个交替的p掺杂区和n掺杂区。
在方法步骤D中进行太阳能电池加热以便掺杂激活和结晶析出。
重要的是，在方法步骤C中，分别相互间隔地产生p掺杂区和n掺杂区， 从而在相邻的p掺杂区和n掺杂区之间分别留有该硅层的一个未掺杂区。
利用本发明的方法，以简单而低成本的方式制造具有上述优点的太阳能电 池。
尤其有利的是，在方法步骤C中，n掺杂区和p掺杂区借助离子注入尤其 是定向离子注入来产生。由此，能以低成本的方式借助离子注入来产生p掺杂 区和n掺杂区和中间的未掺杂区的期望结构，而无需复杂地施加可能包含掺杂 物的层作为掺杂物源。
此时通过该p掺杂区和/或n掺杂区且最好是p掺杂区和该n掺杂区都借助 掩膜来产生可以实现非常简单且低成本的制造。
在本发明方法的替代实施方式中，该p掺杂区和/或n掺杂区借助漆膜来产 生。对此，漆膜总是施加在这样的区域内，在所述区域中不应进行掺杂。例如 可以首先施加一个漆膜，其只空出该p掺杂区，随后进行借助离子注入的相应 掺杂，在这里，漆膜充当离子阻挡层。相应地，随后去除漆膜。施加另一个漆 膜，其空出要产生的n掺杂区。
尤其是，此时借助丝网印刷或喷墨方法按照本身已知方式的膏剂施加是节 约成本的。
最好在方法步骤D之后在方法步骤E中直接将金属导通层施加到硅层上。 由此得到低成本的方法，在这里，如上所述不存在形成分流的危险，这是因为 金属导通层与未掺杂硅层没有形成电接触。另一方面，为了单独导通该p掺杂 区和该n掺杂区，金属导通层如上所述中断形成在未掺杂区上。
最好在方法步骤D之后在方法步骤E’中将介电层施加到硅层上并且在方法 步骤E”中将金属导通层施加到该介电层。由此，可以如上所述地尤其是提高太 阳能电池背面光学品质。因此，介电层最好全面覆盖地被施加到硅层上，并且 如此施加该导通层，即，它只局部穿过介电层以形成与各自对应的p掺杂区或 n掺杂区的电接触。介电层的局部断开可以借助已知的方法例如激光烧蚀或局 部施加蚀刻剂来实现。
为了提高光学品质，前述介电层最好被构造成至少在800至1200nm波长 范围内具有在1至3范围内的折射率。
前述介电层的厚度最好在50nm至1000nm范围内，尤其最好在70nm至 400nm范围内。
在方法步骤E’和E”之间，优选该介电层在每个p掺杂区和每个n掺杂区分 别被局部断开，以便在金属导通层穿透时实现各自对应的掺杂区的高品质导电 接通。
为了在未掺杂区上中断形成金属导通层，对于获得低成本且不复杂的制造 方法有利的是，该导通层在一个p掺杂区和一个n掺杂区之间的每个未掺杂区 被去除。这又可以通过已知方法如激光烧蚀或局部施加蚀刻剂做到。
术语“硅层”如前所述是指含硅层，其也可含有其它物质例如C、N、O。 该硅层优选具有至少50％、进一步优选至少70％、尤其至少80％的硅含量。
该硅层优选以含碳的SiC层形式构成。由此得到以下优点，即，含碳的SiC 层的使用一方面可改变能带间隙，进而也能改变光学特性。另外知道了SiC适 于作为铜迁移的阻挡层并且抑止在进入高温步骤时的层氧化。
该金属导通层最好含铜地尤其以铜层形式构成。由此得到以下优点，即， 铜的导电性在银的导电性范围内，但明显更优。
在本发明范围内的是，多个且尤其是两个单独的金属导通结构设置在本发 明的太阳能电池的背面上，从而如在已知的背侧导通式电池中常见地，一个金 属导通结构导电接通该p掺杂区，而另一个金属导通结构导电接通该n掺杂区， 这两个金属导通结构可相应地与外电路或者模块布线中的相邻太阳能电池导电 相连。
尤其在本发明范围内的是，用于p掺杂区的金属导通结构在相对于用于在 n掺杂区施加金属导通结构的独立方法步骤中来施加，和/或对于先述的导通结 构而采用不同于后述的导通结构的金属。为了导通该p掺杂区，尤其可以采用 一种或多种以下金属和/或合金，即，Ni、Al、Ag、AlSi、Ti和Pd。为了导通 该n掺杂区，尤其可以采用一种或多种以下金属和/或合金，即，Ni、Al、Ag、 AlSi、Ti和Cr。
但特别有利的是，如上所述设置金属导通层，其与所述p掺杂区和n掺杂 区导电相连并且在未掺杂区上中断形成。因而在这里形成用于p掺杂区的金属 导通结构，其因为在未掺杂区处的中断而相对于n掺杂区的金属导通结构是电 绝缘的。但由于源于一个金属导通层产生所述两个金属导通结构，故得到了很 简单且低成本的制造方法。在所述的优选实施方式中，p掺杂区和n掺杂区相 应地与相同的金属层导通。为了两种掺杂型的导通，最好采用金属Al、AlSi、 Ni中的一种。
硅基底最好以硅晶片形式构成，尤其最好呈单晶硅晶片形式。该硅基底呈 多晶硅晶片形式也在本发明范围内。
硅基底的厚度最好在10μm到300μm的范围内。
隧道层的厚度最好在0.05nm到3nm的范围内。
p掺杂区和n掺杂区最好以长条状的平行延伸区域形式构成，其大致延伸 于硅晶片的整个宽度。相应地，设于中间的未掺杂区也最好以长条状的平行于 该p掺杂区和n掺杂区延伸的区域形式构成。所谓的点掺杂结构的形成也在本 发明范围内。
隧道层优选以SiO2形式构成。
n掺杂区最好在使用磷的情况下借助离子注入来进行，而p掺杂区在使用 硼的情况下借助离子注入来产生。
硅基底最好具有在1010到1016cm-3范围内的基极掺杂型的基极掺杂物。最 好该基极被n掺杂，相应地，该硅层的相反掺杂的(即p掺杂区)是掺杂型发 射极区。相反的掺杂型选择也在本发明范围内，也就是说，太阳能电池被构造 成具有作为基极掺杂型的p掺杂和作为发射极掺杂型的n掺杂。
具有基极掺杂型的硅层区最好形成在1018cm-1至1021cm-3范围内的掺杂。 具有发射极掺杂型的硅层区最好形成在1018cm-3至1021cm-3范围内的掺杂。
附图说明
以下将结合实施例和附图来描述其它优选的特征和实施方式。
在这里，图1至图5示出了制造太阳能电池的方法的一个实施例，其中， 图5a和5b示出了用于形成金属导通结构的可选替代方式。
相应地，图5a和5b分别示出了本发明太阳能电池的一个实施例。
具体实施方式
在附图中分别示出了示意性剖视图，其中，为了更好一览无余起见而示出 了局部，即，太阳能电池或者说其前级分别向右和向左相似地延伸。在这些图 中，相同的附图标记标示相同的或作用相同的元件。
在本发明方法的如图所示的实施例中，根据图1，在硅基底1上施加隧道 层2。硅基底1以单晶硅晶片形式构成。隧道层2的厚度在5埃到30埃范围内， 最好是10埃。它呈二氧化硅层形式。隧道层也能以其它形式的氧化物形式构成。
隧道层借助湿化学生长来施加。隧道层也可借助RTO(Rapid Thermal  Oxidation:快速热氧化)或ALD(Atomic Layer Deposition:原子层沉积)来沉 积。
因此，图1示出了执行方法步骤A之后的状态，在方法步骤A中，直接将 隧道层施加到硅基底1的背面(在图1至图5中在上方示出)。
在根据图2的另一方法步骤中施加一个未掺杂的硅层3。硅层3能以微晶 的、非晶的或多晶的硅层形式构成。
硅层厚度在10nm至1000nm之间，最好约为30nm。硅层借助PECVD来 施加。借助LPCVD(low pressure chemical vapour deposition:低压化学蒸汽沉 积)或者APCVD(atmospheric pressure chemical vapour deposition:大气压化学 蒸汽沉积)或者溅射的硅层3施加也在本发明范围内。
因此，图2示出了执行方法步骤B之后的状态，在方法步骤B中，未掺杂 的硅层3被直接施加到隧道层2上。
为了提高后面注入步骤的掺杂效率，多晶硅层3最好形成有大晶粒。多晶 硅层3的晶粒最好平均具有大于1μm、最好大于5μm的直径。形成具有这种 晶粒尺寸的多晶硅层本身是已知的并且例如在US 2010/0139764A1且尤其是 0023段落中有描述。
在根据图3的另一方法步骤中，进行给原先未掺杂的多晶硅层3局部掺杂 发射极掺杂型的掺杂物。发射极掺杂型与基极掺杂型相反。在这里，硅基底1 被n掺杂。基极掺杂因此是n掺杂，相应地，发射极掺杂是p掺杂。选择反过 来的掺杂型也在本发明范围内，也就是说选择p掺杂基极和n掺杂发射极。
因此在根据图3的方法步骤中，形成p掺杂区，在这里，例如示出了p掺 杂区4。为此采用掩膜5，其与硅层3间隔布置。图3中的箭头示意性示出了离 子流，其因为掩膜而只在这样的区域射中硅层3，在该区域内该n掺杂区4应 借助离子注入来产生。也在本发明范围内的是，代替掩膜5而施加漆膜到硅层 3上，尤其是最好借助丝网印刷或者喷墨方法。
接着，在根据图4的方法步骤中利用离子注入来产生n掺杂区。为了更好 显示，在图4中只示出了两个n掺杂区6和6’。
p掺杂区的产生与根据图3的做法相似地实现：借助掩膜5’，硅层3关于 离子流被遮蔽，在这里，只空出应产生p掺杂区6、6’的区域。
N掺杂区因此具有基极掺杂型，但是掺杂浓度高于基极：n掺杂区的掺杂 物在此在1018cm-3至1021cm-3范围内。
因此，图4示出了在方法步骤C结束后的状态，在方法步骤C中，在硅层 中产生多个交替设置的p掺杂区和n掺杂区。
随后，(未示出)在方法步骤D中进行太阳能电池加热。由此，获得了掺 杂物激活和多晶硅层3的结晶析出。因此该加热是本身已知的高温步骤，最好 具有在600℃至1100℃之间的温度。该高温步骤借助RTP(Rapid Thermal  Processing:快速热处理)来进行。高温步骤也可以炉加热工艺或者借助激光来 进行。在高温步骤中，掺杂物能在硅层3中扩散，从而p掺杂区4和n掺杂区 6、6’全面填充掺杂物。但重要的是，在n掺杂区和p掺杂区之间分别设置一个 未掺杂区7、7’。
在高温步骤中，掺杂物可以略微扩散通过隧道层2，而没有由此显著改变 太阳能电池效率。
根据图1至图4的本发明方法的实施例尤其有以下优点，即，在发射极(p 掺杂区4)和BSF(Back Surface Field:背面区域)，即在太阳电池背面上的n 掺杂区6、6’和未掺杂区7和7’之间，即在硅层3内的面积占比是可自由选择 的并且以简单方式通过掩膜5和5’设计来预定。因此在本发明方法中该未掺杂 区7和7’分别分隔相邻的高掺杂区4、5和5’，从而减小了载流子重组。
另外，形成未掺杂区7、7’的结构在后续金属化时带来另一主要优点：因为 仅当硅中的载流子表面浓度超过最小值时，硅才能导电接通。通向未掺杂的硅 的金属界面/硅界面导致很高的接触电阻，因而就实际应用而言未出现导电接 触。因此，例如如果硅层3的整个背面蒸镀上金属层，则导电接触只在高掺杂 的p掺杂区4和n掺杂区6和6’中形成，而没有在未掺杂区7和7’中形成。
因此，关于金属化(即，形成金属导通结构以实现p掺杂区4和n掺杂区 6、6’的导电接通)可以选择不同的方法步骤，在这里，以下在图5a和5b中描 述了多个可选替代方式。
根据图5a，首先将厚度在10nm至1000nm之间最好在70nm至400nm之 间且在此大约是100nm的介电层8施加到硅层3。介电层8在p掺杂区4内和 n掺杂区6和6’内是局部断开的(例如借助激光烧蚀或局部蚀刻工艺)。
介电层8尤其完成两个功能：
介电层8形成具有折射率1至3(至少在800nm和1200nm之间的波长范 围内)，也就是说，折射率小于硅基底1的折射率，从而从(在图中下侧示出) 正面进入硅基底的、但在初次穿过时未被吸收并因而通过隧道层2和硅层3到 达介电层8的光子又反射回到硅基底。因此，介电层8作为光学反射镜用于这 样的光子，从而吸收概率和进而太阳能电池效率被提高。
就铜被用于以下的金属化而言，介电层8附加被设计成扩散阻挡层，从而 阻止了对效率不利的铜扩散到半导体或者硅层3的未掺杂区7、7’中。
但是，因为未掺杂区和掺杂区在硅层3内借助本发明方法特殊构成和设置， 故而该介电层电钝化是不需要的，因为硅基底1的背面的钝化借助隧道层2来 进行。而且，介电层8可以具有小的中断，所谓的针孔，这是因为如上所述该 未掺杂区7和7’没有形成与金属层的电接触。
本发明的方法因此带来了优点，因为不必满足电钝化和避免真空的前述条 件，因此与已知方法相比，就介电层8设计而言有更广的选择空间可用。尤其 是介电层8可以由氮化硅、氧化硅、氧化钛、氯化镁、氮化铝或者氧化铝构成。 因为要求较少，故对用于产生介电层8的方法步骤或施加方式有广泛选择可用。
还如图5a所示，在介电层8施加和介电层8局部断开之后，例如借助蒸镀 来施加金属导通层9、9’。随后，导通层9、9’在部位10又被局部去除，从而 导通层9、9’在未掺杂区7、7’处中断形成。局部去除借助激光烧蚀或局部蚀刻 来实现。导通层9、9’也可以局部借助本身已知的剥离法被去除。
因此得到了第一金属导通结构，其包括导通层区9，该区电导通n掺杂区6。 而且，出现第二金属导通结构，其包括导通层区9’，该区电导通p掺杂区4， 在这里，导通结构分别在介电层8已被除去的部位接触并电接通其下方的掺杂 区。
因此，图5a示出了在执行了将介电层8施加到硅层3上的方法步骤E’之 后和在执行了将金属导通层9、9’施加到介电层8上的方法步骤E”之后的状态。
图5b示出了用于形成电导通结构的另一变型方式。不同于图5a，没有施 加介电层，而是只全面沉积一个金属层9、9’并且随后借助激光烧蚀或者局部蚀 刻在部位10又被除去。因此，出现了比较低成本地构成如图5a所示的金属导 通结构，例外的是，在导通层9、9’和硅层3之间没有设置介电层。该金属层利 用蒸镀施加。尤其是在此变型方式中发挥以下优点，即，在金属层在结构化之 后超出掺杂区的重叠区(两个重叠区A和B在图5b中被举例画出)内没有实 现与其下方的未掺杂的硅层3的电接触。根据图5b的金属化结构因此是很简单 且高费效比的制造变型方案。图5b因此示出执行了方法步骤E之后的状态， 在方法步骤E中，在硅层3上直接施加金属导通层9、9’，导通层在部位10被 局部去除。
只要在根据图5b的变型方案中执行金属化，则有利的是该多晶硅层3不是 以单纯的硅层形式而是例如以含碳的SiC层形式构成。通过例如碳的加入，多 晶硅层3的能带间隙可增大，因而其折射率至少在800nm到1200nm波长范围 内减小，从而具有已描述的优点地形成高效的光学反射镜。而且，铜扩散到SiC 中比扩散到硅中少，从而可以阻止铜迁移入太阳能电池的pn结的空间电荷区。
根据图5b，导通层9、9’首先被全面施加且随后被结构化。根据图5a，介 电层8和导通层9、9’也首先被全面施加并随后被分别结构化。
因此，图5a和5b分别示出了本发明太阳能电池的一个实施例，其如前所 述包括硅基底1，硅基底具有直接设置在硅基底1(上侧所示)的背面上的隧道 层2和直接施加在隧道层2上的硅层3。硅层3具有多个交替设置的n掺杂区 (6、6’)和p掺杂区(4)。重要的是，在硅层3内在n掺杂区(6、6’)和p 掺杂区(4)之间分别设有一个未掺杂区(7、7’)。
本发明的太阳能电池最好具有连贯的硅层3，也就是说，最好具有基本延 伸于太阳能电池整个背面的无中断的硅层3。由此，硅基底1的背侧背面被连 续电钝化(也就是说表面重组速度低)并且防止受污染和其它不利影响。还有 利的是，金属化结构9、9’位于一个平面上并且不具有彼此相对的阶梯错位，从 而避免了在太阳能电池布线连接或者与外部电路或太阳能电池模块内相邻太阳 能电池连接时出现由这种阶梯带来的问题。