DE102010034551A1 - Method for manufacturing aluminum back reflector for silicon-solar cell, involves smoothing substrate before contact to substrate backside in atomic dimension, and applying aluminum layer immediately on surface of substrate backside - Google Patents

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Abstract

The method involves utilizing a surface orientation for a substrate crystalline silicon. A substrate is smoothed before contact to a substrate backside in an atomic dimension. An aluminum layer is applied immediately on the smoothed surface of the substrate backside. A metal film is applied on the aluminum layer. The surface orientation is treated for removing saw damage using a wet chemical etching process using potassium hydroxide-containing solution. A wet-chemical oxide is generated on the surface of the substrate backside using an oxidizing solution during wet-chemical smoothing process. An independent claim is also included for a silicon-solar cell comprising front and back contacts formed on a silicon substrate.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Aluminium-Rückseitenreflektors für eine Si-Solarzelle und Si-Solarzelle mit einem solchen Reflektor.The invention relates to a method for producing an aluminum rear reflector for a Si solar cell and Si solar cell with such a reflector.

Rückseitenreflektoren für Solarzellen sollen den Anteil des an der Rückseite der Solarzelle absorbierten und damit für die Energieumwandlung nicht mehr zur Verfügung stehenden Lichts verringern. Die Gestaltung eines Rückseitenreflektors nimmt an Bedeutung zu, je dünner der Absorber ist. Auch für waferbasierte Solarzellen mit einer Dicke von 200 μm ist der Anteil des die Solarzellenrückseite erreichenden Sonnenlichts nicht zu vernachlässigen.Rear side reflectors for solar cells are intended to reduce the proportion of light absorbed at the back of the solar cell and thus no longer available for energy conversion. The design of a rear side reflector increases in importance, the thinner the absorber is. Even for wafer-based solar cells with a thickness of 200 microns, the proportion of sunlight reaching the back of the solar cell is not negligible.

Für Dünnschichtsolarzellen wurden verschiedene Verfahren zur Verbesserung der Reflexion an der Rückseite der Solarzelle entwickelt. So wird beispielsweise in Solar Energy Materials & Solar Cells 85 (2005) 1–11 der Einbau einer Pufferschicht zwischen der als Reflektor dienenden Metallschicht und der Absorberschicht beschrieben. Dabei wird eine Wechselwirkung des Metalls mit dem Absorbermaterial verhindert, die zu einer Reflexionsminderung an der Grenzfläche Absorber/Metall führt, u. a. am Beispiel Si/Al mit einer Zwischenschicht aus ZnO. Unabhängig davon bewirkt eine geeignet strukturierte Rückseitenreflektorfläche eine hinsichtlich der effektiven Lichtweglänge günstigere Streuung des Lichts. Voraussetzung ist dabei jedoch immer eine möglichst verlustlose Reflexion an der Grenzfläche.For thin-film solar cells, various methods have been developed for improving the reflection at the back of the solar cell. For example, in Solar Energy Materials & Solar Cells 85 (2005) 1-11 the installation of a buffer layer between the serving as a reflector metal layer and the absorber layer described. In this case, an interaction of the metal with the absorber material is prevented, which leads to a reduction in reflection at the interface absorber / metal, including the example Si / Al with an intermediate layer of ZnO. Independently of this, a suitably structured rear-side reflector surface effects a more favorable scattering of the light with regard to the effective light path length. However, the prerequisite is always a lossless reflection at the interface.

Dem Stand der Technik nach wird die Rückseite des Si-Substrats vor dem Aufbringen des Metalls üblicherweise nur einer kurzen Behandlung in verdünnter Flusssäure unterzogen, um die elektrischen Kontakteigenschaften zu verbessern.According to the state of the art, the back side of the Si substrate is usually subjected only to a brief treatment in dilute hydrofluoric acid prior to the application of the metal in order to improve the electrical contact properties.

In Appl. Phys. Lett. 62 (15), 12 April 1993 1751–1753 wird das Aufwachsen eines Aluminiumfilms mittels MBE auf ein Si(111)-Substrat beschrieben, wobei das Substrat vorher nasschemisch in einer NH4F-Lösung geätzt wurde. Es wurde gezeigt, dass die Qualität der aufgewachsenen Al-Schicht stark von der Oberflächenstruktur des Si-Substrats abhängt.In Appl. Phys. Lett. 62 (15), 12 April 1993 1751-1753 describes the growth of an aluminum film by MBE on a Si (111) substrate, wherein the substrate was previously wet-chemically etched in an NH 4 F solution. It has been shown that the quality of the grown Al layer strongly depends on the surface structure of the Si substrate.

Untersuchungen von A. W. Fortin et al. (s. Surf. Sci. 366 (1996) 285) haben ergeben, dass im Falle von atomar glatten Si(111)-Oberflächen das Aluminium epitaktisch aufwächst.Investigations of AW Fortin et al. (see Surf Sci 366 (1996) 285) have shown that in the case of atomically smooth Si (111) surfaces, the aluminum grows epitaxially.

Allerdings sind – gemäß Reflexionsuntersuchungen an Metallen, beschrieben in Phys. Rev. B, vol. 2 (1970) 309 – keine signifikanten Änderungen der Reflexion an der Grenzfläche Silizium/Metall zu erwarten, wenn diese in atomarer Dimension geglättet wird.However, according to reflectance studies on metals, described in Phys. Rev. B, vol. 2 (1970) 309 - to expect no significant changes in the reflection at the silicon / metal interface, if this is smoothed in atomic dimension.

Dem Stand der Technik nach sind verschiedene nasschemische Verfahren zur Si-Grenzflächenkonditionierung bekannt, insbesondere zur Reinigung und Glättung der Siliziumoberfläche nach der Substratherstellung, zur Optimierung von Lichteinfangstrukturen, Reduzierung von rekombinationswirksamen Grenzflächendefekten und zur Passivierung von Si-Grenzflächen.The prior art discloses various wet-chemical methods for Si interfacial conditioning, in particular for cleaning and smoothing the silicon surface after substrate preparation, for optimizing light-capture structures, reducing recombination-effective interfacial defects and for passivating Si interfaces.

In Applied Surface Science 254 (2008) 8067–8074 wird ein zweistufiges Verfahren für die Glättung von Si-Oberflächen beschrieben, nämlich durch Bildung eines nasschemischen Oxids und dessen nachfolgende Entfernung mittels Lösungen, die HF oder NH4F enthalten. Zwar wurden in dieser Veröffentlichung auch Artikel zitiert, in denen von einer Verbesserung des Wirkungsgrades der Solarzellen berichtet wird, jedoch ist keine Lösung für eine Rückseitenreflektorfunktion angegeben worden.In Applied Surface Science 254 (2008) 8067-8074 describes a two-step process for the smoothing of Si surfaces, namely by forming a wet chemical oxide and its subsequent removal by means of solutions containing HF or NH 4 F. Although articles have been cited in this publication to report an improvement in the efficiency of the solar cells, no solution has been given for a back-side reflector function.

Auch in Applied Surface Science 254 (2008) 3615–3625 sowie Anal. Bioanal. Chem. (2008) 390:1463–1470 und Thin Solid Films 516/20 (2008) 6775–6781 wird nur Ober die Wirkungen einer derart geglätteten Si(111)-Oberfläche auf die elektronischen Eigenschaften der nachfolgend präparierten a-Si:H/c-Si-Grenzflächen berichtet.Also in Applied Surface Science 254 (2008) 3615-3625 as well as anal. Bioanal. Chem. (2008) 390: 1463-1470 and Thin Solid Films 516/20 (2008) 6775-6781 Only the effects of such a smoothed Si (111) surface on the electronic properties of the subsequently prepared a-Si: H / c-Si interfaces are reported.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines Aluminium-Rückseitenreflektors für eine Si-Solarzelle anzugeben, das eine effektivere Nutzung des eingestreuten Lichts in der Solarzellenstruktur an ihrer Rückseite und somit eine Erhöhung des Wirkungsgrades der Si-Solarzelle bewirkt, und eine Si-Solarzelle mit einem solchen Reflektor.The object of the invention is now to provide a further method for producing an aluminum rear reflector for a Si solar cell, which causes a more effective use of the interspersed light in the solar cell structure on its back and thus increasing the efficiency of the Si solar cell, and a Si solar cell with such a reflector.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass für die Herstellung eines Aluminium-Rückseitenreflektors für eine Si-Solarzelle als Substrat kristallines Silizium mit (100) oder (111) Flächenorientierung verwendet wird, das Substrat vor dem Aufbringen des Rückseitenkontakts auf seiner Rückseite in atomarer Dimension geglättet und anschließend unverzüglich mindestens eine Aluminiumschicht aufgebracht wird, vorzugsweise aufgedampft wird.The object is achieved according to the invention by using crystalline silicon with (100) or (111) surface orientation as the substrate for the production of an aluminum rear-side reflector for a silicon solar cell, the substrate being smoothed on its rear side in an atomic dimension before applying the rear-side contact and then immediately at least one aluminum layer is applied, preferably evaporated.

In Ausführungsformen ist vorgesehen, als kristallines Silizium solches mit (111) Orientierung bzw. mit (100) Orientierung zu verwenden, wobei letzteres zwecks Bildung von Flächen mit (111) Orientierung mittels dem Stand der Technik nach bekannten anisotrop wirkenden nasschemischer Ätzverfahren behandelt wird oder bei dem eine defektreiche Sägeschadenzone mit mittels Ätzen in KOH haltigen Lösungen entfernt wird. Damit wird nun gezielt auch die Rückseite der Wafer mittels bekannter nasschemischer Verfahren strukturiert mit dem Ziel, die Lichteinkopplung zu verbessern („Lichtfalle”). Dabei ergeben sich unterschiedliche Strukturen mit Si(111)-Mantelflächen. Die Kantenlängen von beispielsweise entstehenden pyramidalen Strukturen liegen in der Größenordnung von einigen μm.In embodiments, it is contemplated to use (111) orientation or (100) orientation as crystalline silicon, respectively, the latter being treated by known prior art anisotropic wet chemical etching techniques to form (111) orientation surfaces in which a defective sawing zone is removed by means of etching in KOH containing solutions. Thus, the back side of the wafers is now deliberately structured by means of known wet-chemical methods with the aim of improving the light coupling ("light trap"). there Different structures with Si (111) cladding surfaces result. The edge lengths of, for example, resulting pyramidal structures are on the order of a few microns.

In einer Ausführungsform wird die Glättung der Rückseite des (111) orientierte Flächen aufweisenden Si-Substrats mittels nasschemischer Verfahren durchgeführt. Für die nasschemische Glättung ist vorgesehen, zunächst die Oberfläche der Substratrückseite in einer Mischung aus Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid zu oxidieren und anschließend das entstandene Oxid durch Einwirkung einer flusssäurehaltigen Lösung (verdünnte HF oder NH4F) in optimierter Ätzzeit zu entfernen. Diese nasschemische Behandlung führt zu einer Glättung von (111)Si-Oberflächen in atomarer Dimension.In one embodiment, the smoothing of the back surface of the (111) oriented Si substrate is performed by wet chemical methods. For wet-chemical smoothening, it is intended first to oxidize the surface of the substrate backside in a mixture of sulfuric acid and hydrogen peroxide and then to remove the resulting oxide by the action of a hydrofluoric acid-containing solution (dilute HF or NH 4 F) in an optimized etching time. This wet-chemical treatment leads to a smoothing of (111) Si surfaces in the atomic dimension.

Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird kristallines Silizium in einer Dicke von bis zu 400 μm, vorzugsweise bis zu 200 μm, verwendet. Das Aluminium wird auf die geglättete Rückseite des Si-Substrats in einer Dicke aufgebracht, die eine optimale Reflexion gewährleistet.For carrying out the process according to the invention, crystalline silicon in a thickness of up to 400 μm, preferably up to 200 μm, is used. The aluminum is applied to the smoothed backside of the Si substrate in a thickness that ensures optimum reflection.

Optional können eine oder mehrere weitere Metallschichten – beispielsweise eine Ag-Schicht – aufgebracht werden, um die elektrischen Kontakteigenschaften des Rückseitenreflektors zu verbessern.Optionally, one or more further metal layers - for example an Ag layer - can be applied in order to improve the electrical contact properties of the rear side reflector.

Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführte nasschemische Spezialbehandlung wirkt sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückseite des Substrats. Untersuchungen von gemäß erfindungsgemäßem Verfahren behandelten Strukturen ergaben, dass ein Einfluss der Vorderseite auf die Solarzelleneigenschaften nicht offensichtlich signifikant ist, weil die grenzflächensensitive offene Klemmenspannung sich kaum ändert und auch das eingestreute Licht (gemessene Gesamtreflexion bleibt gleich) nicht verändert wird. Bei diesen Untersuchungen konnte eine Erhöhung der spektralen Empfindlichkeit im langwelligen Bereich festgestellt werden, was auf eine erhöhte Ausnutzung des eingestreuten Lichts hinweist. Da mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auschließlich eine zusätzliche Behandlung der Substrat-Oberflächen stattfand, kämen als Ursachen für eine Zunahme der spektralen Empfindlichkeit eine verminderte Rekombinationsrate an der Grenzfläche oder eine erhöhte Reflexion und damit eine effektive Zunahme der optischen Weglänge im Substrat in Frage. Ersteres scheidet aus, da dieser Effekt auch an der Vorderseite hätte wirksam werden müssen, was zu einer Erhöhung von Voc und einer Zunahme der spektralen Empfindlichkeit im kurzwelligen Bereich geführt hätte. Als einzige Ursache der Zunahme von Jsc bleibt somit die Erhöhung der Reflexionseigenschaften des Rückkontaktes.The wet-chemical special treatment carried out with the method according to the invention acts on both the front and the back of the substrate. Investigations of structures treated according to the method according to the invention revealed that an influence of the front side on the solar cell properties is not obviously significant because the surface-sensitive open terminal voltage barely changes and also the interspersed light (total measured reflection remains the same) is not changed. In these studies, an increase in the spectral sensitivity in the long-wave range was observed, which indicates an increased utilization of the interspersed light. Since additional treatment of the substrate surfaces took place exclusively with the method according to the invention, the causes for an increase in the spectral sensitivity would be a reduced recombination rate at the interface or increased reflection and thus an effective increase in the optical path length in the substrate. The former eliminates this effect, which should have been effective at the front as well, leading to an increase in V oc and an increase in spectral sensitivity in the short-wave range. The only cause of the increase in J sc thus remains the increase in the reflection properties of the back contact.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren konnten die optischen Eigenschaften der Grenzfläche – gebildet zwischen geglätteter Si-Substratoberfläche und aufgebrachter Al-Schicht – deutlich verbessert werden, wenn die geometrischen Dimensionen der im Glättungsprozess entstandenen Strukturen deutlich kleiner als die Wellenlänge des auf die Si-Solarzelle einfallenden Lichts sind.With the method according to the invention, the optical properties of the interface - formed between smoothed Si substrate surface and applied Al layer - could be significantly improved if the geometric dimensions of the resulting in the smoothing process structures are significantly smaller than the wavelength of the light incident on the Si solar cell ,

Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wächst auf der geglätteten Si(111)-Oberfläche das Aluminium epitaktisch auf. Im Gegensatz dazu ist anzunehmen, dass sich bei einer „gestörten” Oberfläche, die beispielsweise mit einem Standardverfahren behandelt wurde, feinkristalline Strukturen ausbilden, die dann auch zu einer verminderten Reflexion führen.When carrying out the process according to the invention, the aluminum epitaxially grows on the smoothed Si (111) surface. In contrast, it can be assumed that in the case of a "disturbed" surface, which has been treated, for example, by a standard method, finely crystalline structures are formed, which then also lead to a reduced reflection.

In einer Si-Solarzelle, mindestens aufweisend einen auf einem Si-Substrat ausgebildeten pn- oder Heteroübergang, einen Front- und einen Rückseitenkontakt, ist erfindungsgemäß die eine vorwiegend (111) Flächenorientierung aufweisende Rückseite des Si-Substrats atomar geglättet und auf dieser atomar geglätteten Rückseite des Si-Substrats mindestens eine Al-Schicht als Rückseitenreflektor angeordnet.In a Si solar cell, at least having a pn or heterojunction formed on an Si substrate, a front and a rear contact, according to the invention the rear side of the Si substrate having a predominantly (111) surface orientation is atomically smoothed and on this atomically smoothed rear side of the Si substrate, at least one Al layer is arranged as a back reflector.

Das kristalline Siliziumsubstrat weist eine Dicke von bis zu 400 μm, vorzugsweise bis zu 200 μm, auf. Die Dicke der aufgebrachten Al-Schicht beträgt vorzugsweise bis zu 500 nm. Diese kann dünner sein, soweit nicht die Reflektoreigenschaften des Übergangs Si/AL beeinträchtigt werden. Um die elektrischen Kontakteigenschaften zu gewährleisten, kann auf der Al-Schicht mindestens eine weitere Metallschicht – beispielsweise eine Ag-Schicht – angeordnet sein.The crystalline silicon substrate has a thickness of up to 400 .mu.m, preferably up to 200 .mu.m. The thickness of the applied Al layer is preferably up to 500 nm. This may be thinner unless the reflective properties of the Si / AL junction are impaired. In order to ensure the electrical contact properties, at least one further metal layer-for example an Ag layer-can be arranged on the Al layer.

Die Erfindung soll nun in folgendem Ausführungsbeispiel anhand einer Figur näher erläutert werden. Die Figur zeigt die spektrale Empfindlichkeit von Solarzellen mit unterschiedlich behandelten Rückseiten des Si-Substrats vor der Al-Bedampfung.The invention will now be explained in more detail in the following embodiment with reference to a figure. The figure shows the spectral sensitivity of solar cells with differently treated backs of the Si substrate before Al evaporation.

Das Ausführungsbeispiel bezieht sich nur auf die Herstellung eines Aluminium-Rückseitenreflektors für eine Si-Solarzelle, die anderen Verfahrensschritte zur Herstellung der gesamten Solarzellenstruktur sind dem Stand der Technik nach allgemein bekannt.The embodiment relates only to the production of an aluminum back reflector for a Si solar cell, the other process steps for producing the entire solar cell structure are well known in the prior art.

Als Substrat wird ein beidseitig poliertes, monokristallines, (100) orientiertes Silizium-Wafer vom p-Leitfähigkeitstyp und einem spezifischen Widerstand von 0,7 bis 1 Ωcm verwendet. Dieses Substrat wird in einem Vorbehandlungsschritt mittels wässriger Lösung von Kaliumhydroxid KOH (~2%) und Isopropanol (~5%) einer anisotrop wirkenden Ätzung bei 80°C unterzogen. Es bilden sich dabei an der Waferoberfläche zufallsverteilte Pyramiden mit (111) orientierten Mantelflächen. Abbruchkriterium für die Ätzung ist das Erreichen des Minimums der optischen Reflexion bei der Wellenlänge von etwa 700 nm. Wird als Substrat ein (111)-orientiertes Si-Wafer verwendet, braucht dieser Ätzschritt nicht durchgeführt zu werden. Es folgt nun eine dem Stand der Technik nach bekannte Standard-Reinigungsprozedur (RCA-Reinigung). Das Silizium-Wafer wird anschließend thermisch oxidiert (1000°C, 240 min, Sauerstoff-Atmosphäre mit 1% HCl-Zusatz). Das thermische Oxid wird auf der Waferrückseite durch nasschemische Ätzung in einer Mischung aus Ammoniumfluoridlösung (NH4F) und Flußsäure (HF) (im Vehältnis 7:1) entfernt. Um die Dotierkonzentration im oberflächennahen Bereich der Waferrückseite stark anzuheben und damit einen geringen Kontaktwiderstand zum später aufgebrachten Aluminium zu realisieren und außerdem ein für die Solarzellenfunktion vorteilhaftes Rückseitenfeld zu erzeugen, erfolgt nun eine thermische Behandlung des Silizium-Wafers zusammen mit stark borhaltigen Quellscheiben bei 1000°C für 25 min unter Sauerstoffatmosphäre. Die sich dabei gebildete Borosilikatglasschicht wird anschließend mittels HF (1%) entfernt. Es kann jetzt der Schichtwiderstand gemessen werden, der üblicherweise etwa 26 Ω/Fläche beträgt. Nach einer sich anschließenden weiteren Standard-Reinigungsprozedur (RCA-Reinigung) wird erfindungsgemäß die Glättung der Oberfläche in atomarer Dimension nasschemisch durchgeführt. Dem Stand der Technik nach sind hierfür Verfahren bekannt. In diesem Ausführungsbeispiel erfolgt hierzu in einem ersten Schritt eine Oxidation in einer Mischung aus Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid H2SO4/H2O2 (in einem Verhältnis von 1:1) für 10 mm bei 120°C. In einem folgenden zweiten Schritt wird das entstandene nasschemische Oxid durch Einwirkung von verdünnter HF (1%) über einen Zeitraum von 120 s entfernt. Abschließend sollte nun unmittelbar auf die so präparierte Oberfläche der Rückseite des Si-Wafers das Aufbringen des Kontaktmetalls Aluminium mit einer Dicke von 500 nm mittels Elektronenstrahlbeschichtung erfolgen, wobei das Substrat während dieser Beschichtung nicht gesondert geheizt wird. Sollte das Verfahren unterbrochen werden müssen, ist unmittelbar vor dem Transfer zur Vakuumbeschichtungskammer für die Aluminium-Deposition eine Rückätzung des nativen Oxides in HF (1%) für 30 s vorzusehen.As the substrate, a double-sided polished, monocrystalline, (100) oriented silicon wafer of the p-conductivity type and a resistivity of 0.7 to 1 Ωcm is used. This substrate is subjected to an anisotropic etching at 80 ° C. in a pretreatment step by means of aqueous solution of potassium hydroxide KOH (~ 2%) and isopropanol (~ 5%). It is formed at the Wafer surface randomly distributed pyramids with (111) oriented lateral surfaces. Abort criterion for the etching is the achievement of the minimum of the optical reflection at the wavelength of about 700 nm. If a (111) -oriented Si wafer is used as the substrate, this etching step need not be carried out. The following is a standard cleaning procedure known from the prior art (RCA cleaning). The silicon wafer is then thermally oxidized (1000 ° C, 240 min, oxygen atmosphere with 1% HCl additive). The thermal oxide is removed on the wafer back side by wet chemical etching in a mixture of ammonium fluoride solution (NH 4 F) and hydrofluoric acid (HF) (in the ratio 7: 1). In order to greatly increase the doping concentration in the near-surface region of the wafer back and thus to realize a low contact resistance to later applied aluminum and also to produce a favorable for the solar cell back panel, now takes place a thermal treatment of the silicon wafer together with strong boron-containing swelling disks at 1000 ° C. for 25 min under oxygen atmosphere. The resulting borosilicate glass layer is then removed by means of HF (1%). It is now possible to measure the sheet resistance, which is usually about 26 Ω / square. After a subsequent further standard cleaning procedure (RCA cleaning), the smoothing of the surface in the atomic dimension is carried out wet-chemically according to the invention. According to the state of the art, methods for this are known. In this embodiment, this is carried out in a first step, an oxidation in a mixture of sulfuric acid and hydrogen peroxide H 2 SO 4 / H 2 O 2 (in a ratio of 1: 1) for 10 mm at 120 ° C. In a subsequent second step, the resulting wet-chemical oxide is removed by exposure to dilute HF (1%) over a period of 120 seconds. Finally, it should now be applied directly to the thus prepared surface of the back of the Si wafer, the application of the contact metal aluminum with a thickness of 500 nm by means of electron beam coating, wherein the substrate is not heated separately during this coating. If the process has to be stopped, re-etching of the native oxide in HF (1%) for 30 seconds should be provided immediately prior to transfer to the vacuum deposition chamber for aluminum deposition.

In der Figur ist die spektrale Abhängigkeit des Stroms einer mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Solarzelle (durchgezogene Kurve) im Vergleich mit einer Solarzelle, die mit dem dem Stand der Technik nach bekannten Standardverfahren – nämlich Tauchprozess in 2% HF – behandelt wurde (gestrichelte Kurve), dargestellt. Es ist eine signifikante Zunahme des generierten Stroms für langwelliges Licht bei einer Oberflächenglättung der Substratrückseite gemäß erfindungsgemäßem Verfahren zu erkennen.In the figure, the spectral dependence of the current of a solar cell produced by the method according to the invention (solid curve) in comparison with a solar cell, which was treated with the prior art known standard method - namely immersion process in 2% HF - (dashed curve) represented. There is a significant increase in the generated current for long-wave light in a surface smoothing of the substrate back to recognize according to the inventive method.

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

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Claims (10)

Verfahren zur Herstellung eines Aluminium-Rückseitenreflektors für eine Si-Solarzelle, dadurch gekennzeichnet, dass – als Substrat kristallines Silizium mit (100) oder (111) Flächenorientierung verwendet wird, – das Substrat vor dem Aufbringen des Rückseitenkontakts auf seiner Rückseite in atomarer Dimension geglättet und – anschließend unverzüglich auf die geglättete Oberfläche der Rückseite mindestens eine Aluminiumschicht aufgebracht wird.A method for producing an aluminum back reflector for a Si solar cell, characterized in that - is used as substrate crystalline silicon with (100) or (111) surface orientation, - the substrate smoothed before applying the back contact on its back in atomic dimension and - Then immediately on the smoothed surface of the back at least one aluminum layer is applied. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als kristallines Silizium solches mit (100) Flächenorientierung verwendet und dieses zwecks Bildung von Strukturen mit (111) Flächenorientierung mittels anisotrop wirkender nasschemischer Ätzverfahren behandelt wird.A method according to claim 1, characterized in that is used as crystalline silicon having (100) surface orientation and this is treated for the formation of structures with (111) surface orientation by means of anisotropically acting wet-chemical etching. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als kristallines Silizium solches mit (100) Flächenorientierung verwendet und dieses zwecks Entfernung von Sägeschäden mittels nasschemischer Ätzverfahren, insbesondere mittels KOH-haltiger Lösungen, behandelt wird.A method according to claim 1, characterized in that used as crystalline silicon having (100) surface orientation and this for the purpose of removing Sägeschäden by wet chemical etching, in particular by means of KOH-containing solutions, treated. Verfahren nach einem der vorangenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Glättung der Rückseite des Strukturen mit (111) Flächenorientierung aufweisenden Si-Substrats nasschemisch durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the smoothing of the rear side of the structures with (111) surface orientation having Si substrate is carried out wet-chemically. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei der nasschemischen Glättung zunächst mittels einer oxidierenden Lösung an der Oberfläche der Substratrückseite ein nass-chemisches Oxid erzeugt und dieses anschließend in flusssäurehaltiger Lösung entfernt wird.A method according to claim 4, characterized in that in the wet chemical smoothening initially by means of an oxidizing solution on the surface of the substrate back side produces a wet-chemical oxide and this is then removed in hydrofluoric acid-containing solution. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass kristallines Silizium in einer Dicke von bis zu 400 μm, vorzugsweise bis zu 200 μm, verwendet wird.A method according to claim 1, characterized in that crystalline silicon in a thickness of up to 400 microns, preferably up to 200 microns, is used. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Aluminiumschicht mindestens eine weitere Metallschicht aufgebracht wird.A method according to claim 1, characterized in that on the aluminum layer at least one further metal layer is applied. Si-Solarzelle, mindestens aufweisend einen auf einem Si-Substrat ausgebildeten pn- oder Heteroübergang, einen Front- und einen Rückseitenkontakt, dadurch gekennzeichnet, dass die eine vorwiegend (111) Flächenorientierung aufweisende Rückseite des Si-Substrats atomar geglättet und auf dieser atomar geglätteten Rückseite mindestens eine Al-Schicht angeordnet und als Rückseitenreflektor ausgebildet ist.Si solar cell, at least having formed on a Si substrate pn or heterojunction, a front and a backside contact, characterized in that the predominantly (111) surface orientation having back side of the Si substrate atomically smoothed and on this atomically smoothed back arranged at least one Al layer and is formed as a back reflector. Si-Solarzelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das kristalline Silizium eine Dicke von bis zu 400 μm, vorzugsweise bis zu 200 μm, aufweist.Si solar cell according to claim 8, characterized in that the crystalline silicon has a thickness of up to 400 .mu.m, preferably up to 200 .mu.m. Si-Solarzelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückseitenkontakt auf der Al-Schicht weitere Metallschichten aufweist.Si solar cell according to claim 8, characterized in that the rear side contact on the Al layer has further metal layers.
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