CN102422419A - 用于制造光电元件和将光电元件串联成太阳能电池模块的方法以及太阳能电池模块 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于制造光电元件和将光电元件串联成太阳能电池模块的方法以及一种太阳能电池模块。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于制造光电元件和将光电元件串联成太阳能电池模块的方法以及涉及一种太阳能电池模块。
背景技术
将光电元件串联成太阳能电池模块用于添加在这些元件中产生的由光感应的能量，而不会在其中产生短路。为此将第一电接触与两个光电元件的第二电接触导电地相互连接，其中也称为电极的接触设置在有源半导体层的相对的面上。
从现有技术公知在衬底上整面地沉积第一电接触。此后从表面开始直到向下进入衬底中，通过第一结构化步骤将该第一电接触细分为多个平行设置的条纹。在第一结构化过程之后将由p-i- n结构或p-i-n-p-i-n结构构成的有源半导体层整面地沉积在结构化的第一接触的表面上，并且从而填满位于该第一接触中的沟槽。这些半导体层通过第二结构化过程从其表面开始直到第一电接触的表面被细分为多个条纹。该第二结构化过程以及由此对半导体层的细分尽可能靠近第一结构化过程地并且与第一结构化过程以及对第一电接触的挖沟槽并行地进行。此后在按照这种方式结构化的第一电接触以及与其平行分布的半导体条纹上，将第二电接触设置在以条纹形状细分的光电元件的表面上并且又将该第二电接触细分为条纹。通过第三结构化过程将第二电接触从其表面开始直到半导体层的表面细分为多个条纹。第三结构化过程尽可能靠近第二结构化过程地并且与第二结构化过程并行地以及平行地、但是与第一结构化过程相距更远地进行。
该方法的缺点是，必须通过结构化过程中断用于沉积各个接触和光电元件的真空过程。此外有缺陷的是，在每个结构化过程之前必须校准整个模块并且重新对准。由此实际上通过结构化和细分而出现错接损耗。在结构化过程期间的温度差异只允许是很小的。寄生并联电阻通过沉积在第一电接触上的掺杂的层而出现。只要设置高导电的中间层，则可能由于第二电接触而出现单个电池的短路。
此外由现有技术公开的方法在使用介于p-i-n结构之间的区域中的导电层时存在缺点，因为通过这些导电层与现有技术所公开的方法结合可能对第二p-i-n结构电短路。
由WO2008/074879 A2公开了用于将光电元件串联成太阳能电池模块的另一种方法。该方法规定，在衬底上首先整面地沉积第一电接触或第一电极，并且在该第一电接触或第一电极上又整面地沉积用于太阳能电池的有源半导体层。从而连续执行两个结构化过程，在这两个结构化过程中相互靠近地但是不直接紧靠地形成沟槽。第一沟槽向下一直形成到衬底的表面，第二沟槽与第一沟槽平行地一直形成到第一电接触的表面。从而直到衬底的表面的第一沟槽大面积地被绝缘体填满，使得第二沟槽不与第一沟槽接触。由此剥离材料与第一和第二沟槽平行地沉积在光电元件的表面上。在此，剥离材料设置得与绝缘体的距离比与第二沟槽的距离更远。由此用于第二电接触或第二电极的材料整面地沉积在这样形成的层结构上并且第二沟槽被该材料填满，以及绝缘体和剥离材料被该材料覆盖。在局部去除剥离材料上方的第二电接触之后，在第二电接触中直到有源半导体材料的表面形成沟槽并且由此制造出串联电路。
该方法的缺点是不适用于各个太阳能电池模块的工业串联电路。用绝缘体和用剥离进行的填充以及以此为条件的方法阻止在形成互联和串联电路时期望的高生产量。
由WO2007/044555 A2公开了另一种用于对光电元件结构化和将光电元件串联成薄层太阳能电池模块的方法。该方法规定，在唯一的一个沉积过程中连续地将用于形成太阳能电池的有源的和导电的层的堆叠整面地设置在衬底上。由此依次执行结构化过程并由此制造用于将各个太阳能电池模块串联的互联。通过这种方式有利地避免在各个沉积过程之后进行不同的校准。该方法规定，在沉积第二电接触之后执行两个连续的结构化过程。在此，第一结构化从第二电接触的表面向下一直执行到玻璃衬底，另一个第二结构化直接与第一结构化毗邻和并行地一直执行到第一电接触的表面。从而在将衬底暴露以及第一电接触之后形成导电的凸缘或阶梯，该凸缘或阶梯从第二电接触的表面向下直到衬底都被绝缘体填充。暴露出的阶梯或凸缘以及由此第一电接触的表面和衬底的一部分不与其接触。由此在该绝缘体上为了形成互联而通过导电材料形成从第一电接触的表面直到第二电接触的表面的连接。该方法在图6及后续图中描述。该方法的缺点也是不适用于各个光电元件的工业串联电路。
发明内容
本发明的任务是说明一种用于形成光电元件以及将光电元件串联成太阳能电池模块的方法，该方法更容易执行并且达到比现有技术公开的更高的生产量。
该任务通过根据权利要求1的方法解决。有利的构成由引用权利要求1的权利要求给出。
在衬底上设置第一电接触层。作为衬底例如采用在（薄层）太阳能电池工艺中常用的衬底或者覆盖层（Superstrate）。其中包括由钢或铝（衬底）形成的金属薄膜、由PEN形成的塑料薄膜或者在覆盖层工艺中设置的玻璃衬底，该玻璃衬底具有或不具有在表面上的不导电中间层。
作为第一电接触层尤其是考虑例如在衬底工艺中使用的银/ZnO层和在覆盖层工艺中使用的ZnO、SnO2或ITO层。
在第二步骤中，在第一电接触层上重叠地、整面地设置有源半导体层，尤其是p-i-n或p-i-n-p-i-n或相应的n-i-p结构。
作为p-i-n结构，例如使用由无定形硅形成的结构。作为p-i-n-p-i-n结构例如考虑由无定形硅和微晶硅形成的结构。
在另一步骤中，在有源半导体层上，在该半导体层的与第一接触层相对的面上设置第二电接触层。由此提供一种层结构，包括具有或不具有不导电的中间层的衬底/覆盖层、设置在该衬底/覆盖层上的第一电接触层、设置在该第一电接触层上的半导体结构以及设置在该半导体结构上的第二电接触层。
为了沉积可以使用PECVD方法或溅射方法或光电CVD方法或HWCVD方法或类似的方法。
由此形成多个平行设置的阶梯沟槽以用于构成和分开与阶梯沟槽相应的多个条纹形状的光电元件（A，B，C…）。阶梯沟槽的构成可以借助合适地选择具有不同波长的激光以及依据待除去的材料选择性地在一个步骤中或者在两个步骤中完成。在阶梯沟槽中分别并排地以条纹形状暴露衬底/覆盖层的表面以及第一接触层的表面。
阶梯沟槽如下来制造。在这些阶梯沟槽中在光电元件的长度上例如以条纹形状暴露衬底的表面。代替条纹形状，还可以在除去跨这些元件的长度上的层时选择曲折形状或其它类型的形状。
在暴露的衬底表面旁边的第一电接触层的表面可以与衬底表面一样例如以条纹形状在光电元件的整个长度上或者看起来在光电元件的长度上在区域中局部暴露。在此，半导体层和第二电接触层被除去，从而形成阶梯沟槽。半导体层和第二电接触层例如可以按照点的形式前后相聚一定的距离。在后一种情况下，第一电接触层的表面仅在衬底上方的区域中，也就是在特定点上暴露出。
可以考虑在阶梯沟槽中暴露出的衬底表面以及暴露出的第一电接触层不直接并排地暴露出。由此保留它们之间的窄的桥（Stege）。平行设置的阶梯沟槽将层结构细分为相应多数量的平行设置的例如条纹形状的光电元件。每个光电元件包括由衬底/覆盖层、必要时还有中间层、第一电接触层、有源半导体层以及第二电接触层形成的层序列。光电元件相应于结构化而平行地并排设置。
该方法规定，由此至少在阶梯沟槽中设置绝缘体材料。按照条纹形状或点形状沉积绝缘体例如可以借助相应设置的掩膜通过喷射或者优选通过使用或不使用掩膜的喷墨印刷机来进行。该印刷机优选由计算机控制。可以使用常规的喷墨印刷机墨水。
该结构化的优点是，绝缘体在阶梯沟槽中的设置不需要特别精确地进行。而是绝缘体可以在侧面设置在阶梯沟槽的边缘上直到第二电接触层的在侧面与阶梯沟槽邻接的表面区域。绝缘体也不需要完全填满阶梯沟槽。覆盖在阶梯沟槽中的层的表面作为薄层就足以。
绝缘体至少具有阶梯沟槽的横向扩展。该绝缘体设置在阶梯沟槽中，使得衬底和第一电接触层的暴露出的表面被绝缘体覆盖。绝缘体可以在侧面超过阶梯沟槽的两个边缘地沿着沟槽在两侧覆盖第二电接触层的表面。由此与现有技术相比有利地产生显著的时间节省。绝缘体可以光刻地借助掩膜工艺设置。绝缘体在本发明的构成中也可以整面地沉积在层上以及在阶梯沟槽上。
为了串联，在阶梯沟槽中又局部地除去绝缘体，使得在所形成的凹槽中暴露出第一电接触层的表面以及可选地还暴露出在第二阶梯沟槽中的衬底/覆盖层的表面。半导体层以及第二接触层不暴露出。通过除去绝缘体暴露出第一电接触层的表面就足以。在还暴露出衬底/覆盖层的表面的情况下，形成第二阶梯沟槽。在每两个相邻的光电元件中，在此只暴露出两个相邻元件之一的第一接触层。绝缘体可以条纹形状地在光电元件的整个长度上被除去或在区域上、也就是局部地被除去。由此特定光电元件的第一电接触层的在沟槽中暴露出的表面和必要时衬底/覆盖层的在沟槽中暴露出的表面与相邻的光电元件的第二电接触层电串联，而不会形成短路。
为此从一个光电元件的第二电接触层的表面直到相邻光电元件的第一电接触层的被绝缘材料暴露出的表面设置接触材料，使得两个相邻的光电元件相互串联。该过程对所有的光电元件重复。作为接触材料施加导电的材料，例如银，优选借助喷墨印刷或丝网印刷。
通过该方法可以形成在光电元件的长度上点形状或条纹形状分布的绝缘体材料和/或接触材料的区域。
将绝缘体设置在阶梯沟槽中的步骤以及将用于把相邻的光电元件串联的接触材料从一个光电元件的第二电接触层的表面一直设置到相邻光电元件的第一电接触层的表面的步骤，使得该方法可以特别有利地比现有技术明显更快地进行。
因为与现有技术相比，绝缘体材料和接触材料横向地比较不精确地设置在阶梯沟槽中而且还在沟槽的两个侧面边缘上向上一直设置到第二电接触层的表面上。不需要将绝缘体或接触材料完全填充沟槽。也不需要象现有技术公开的那样将绝缘体材料和接触材料只设置在沟槽的部分区域中。而是确保第一电接触层的暴露出的表面和必要时在沟槽的底部中暴露出的衬底表面以及在沟槽的两个边缘上暴露出的层系统的表面被覆盖。由此避免元件的电短路。
阶梯沟槽可以依据该方法而具有例如10-100μm、优选50-100μm的横向尺寸。绝缘体条纹和绝缘体点或绝缘体区域可以具有更大的横向尺寸或直径，例如多达几毫米。对接触材料同样如此。
绝缘体作为条纹可以具有多达5mm的横向尺寸。由此同样地也适用于在暴露出第一电接触层之后设置在层结构上以用于串联的接触材料。
绝缘体材料和接触材料例如可以是阶梯沟槽本身宽度的1到100倍地设置在阶梯沟槽中以及必要时设置在第二电接触层上。
有利地，利用所有层的依次沉积而不对这些层进行结构化，也就是不对衬底/覆盖层和第一电接触层、有源半导体层和第二电接触层进行结构化可以实现对该方法的明显加速。进一步的加速在结构化之后通过绝缘体和接触材料沉积在比阶梯沟槽的横向尺寸更大的横向尺寸上以及随后局部的除去以暴露出第一电接触层的表面来进行。通过这种方式可以实现比根据现有技术快得多的串联。
该方法在沉积了绝缘体或接触材料之后在尤其是点形状的区域中存在制造具有用于产生电流的大平面的太阳能电池的可能。
提供具有结构化的和用接触材料填满的绝缘体区域的新型太阳能电池。
为了用绝缘体材料和接触材料填满阶梯沟槽，特别优选地使用喷墨印刷方法。喷墨印刷机既可以用于印刷导电的银墨水，也可以用于印刷绝缘的印刷墨水。印刷机可以由计算机控制地进一步加快整个方法。
还可以借助掩膜和喷射技术和/或光刻技术或者合适的丝网印刷技术、旋转涂覆等等沉积绝缘体材料和/或接触材料以用于串联。
依据所使用的激光及其波长来应用材料选择的激光剥离，其中既可以除去有源半导体层的半导体材料也可以除去第一和/或第二电接触层或绝缘体或接触材料。可以使用具有两个或更多激光的激光头。在本发明含义中的激光剥离优选是由计算机控制地进行的。
绝缘体整面地或者条纹形状地在光电元件的整个长度上设置或者仅在区域中—例如点形状地—设置在第一阶梯沟槽中以及在第二电接触层的表面上。
绝缘体在阶梯沟槽中的条纹形状设置有利地快速进行，绝缘体在阶梯沟槽中的点形状设置特别有利的引起，增大为了获得能量而提供的平面以用于转换和产生能量。绝缘体也在第二电接触层的表面上的整面设置特别是不精确地进行并因此非常快地进行。绝缘体的厚度可以是几纳米到几微米。
接触材料也可以在区域中，也就是例如条纹形状地设置在光电元件的整个长度上，或点形状或手指形状地从一个光电元件的第二电接触层的表面一直设置到与其相邻的光电元件的第一电接触层的暴露出的表面。接触材料还可以整面地设置并且覆盖层结构的表面。
作为接触材料可以使用铬以及优选使用银和铝。
绝缘体的点形状设置以及绝缘体的结构化和绝缘体中接触材料的设置优选射孔类型地分布在光电元件的长度上。
可以有多种可想到的组合，利用这些组合可以根据本发明结构化绝缘体以及设置或结构化接触材料，而不会产生短路。表1给出了概貌。
只要绝缘体设置在阶梯沟槽中的层上并且还整面地设置在第二电接触层的表面上，通过局部除去绝缘体又暴露出在阶梯沟槽中的第一电接触层的表面和必要时阶梯沟槽中的衬底的表面以及与阶梯沟槽相邻地通过局部除去绝缘体又暴露出第二电接触层的表面。在阶梯沟槽的区域中的绝缘体中以及与阶梯沟槽相邻地在第二电接触层的表面上形成射孔类型的小面积凹陷。第一阶梯沟槽的区域中的凹陷被形成为，使得下面通过保持不动的绝缘体材料避免短路。也就是说，在阶梯沟槽中没有暴露出半导体材料和第二电接触层的材料。由此又可以将接触材料整面地沉积在该层结构上并且引入或沉积在阶梯沟槽中以及作为覆盖层引入或沉积。由于该步骤也是不精确地进行并且在该层结构的整个表面上设置接触材料，因此该步骤又非常快速地进行。由此，最后在结构化步骤中在合适的位置上暴露出第二电接触层的表面并且闭合串联电路，而不可能形成短路。有利地，通过这种方式除去第二电接触层上的接触材料，使得进行光电元件的串联。
通过为第二电接触层选择具有比第一电接触层的材料更小的导电性的材料，有利地引起在接触层的区域中吸收更少的光。
作为绝缘体可以选择所谓的“白色反射体”，例如Marabu公司的白颜色3070。由此特别有利地引起提高返回到太阳能电池中的光的反射和散射。
所述区域优选是点形状的，并且优选射孔类型地分布在光电元件的整个长度上。
制造具有多个平行设置的光电元件的太阳能电池模块，在这些光电元件之间设置了绝缘体材料。该绝缘体材料被结构化。在该绝缘体材料中设置将光电元件A的第二电接触层与相邻元件B的第一电接触层接触的接触材料。所有光电元件都通过这种方式相互串联。将一个光电元件的第二电接触层与相邻元件的第一电接触层接触的接触材料或者条纹形状地位于光电元件的整个长度上，或者点形状地设置地位于区域中。将一个光电元件的第二电接触层与相邻元件的第一电接触层接触的接触材料还可以整面地设置在第二电接触层上。由此该接触材料具有阶梯沟槽附近的结构化，该结构化保证光电元件是串联的，而不可能出现短路。
在本发明的含义中，绝缘体材料和/或用于串联的接触材料的设置优选是由计算机控制地进行的。
附图说明
下面借助五个实施例和附图1至5详细解释本发明，但不会因此而限制本发明。
图1至图3示出优选条纹形状的光电元件的形成以及这些光电元件到太阳能电池模块的串联。绝缘体6,26,36作为条纹设置在第一阶梯沟槽中的光电元件的整个长度上，并且设置在第二电接触层的表面上。同样也适用于接触材料。
图4示出优选的、条纹形状的光电元件的形成以及这些光电元件到太阳能电池模块的串联，其中绝缘体46优选点形状地设置在第一阶梯沟槽中并且设置在第二电接触层的表面上。同样的也适用于接触材料。
图5示出优选的、条纹形状的光电元件的形成以及这些光电元件到太阳能电池模块的串联，其中绝缘体56整面地设置在第一阶梯沟槽中并且整面地设置在第二电接触层的表面上。同样的也适用于接触材料。
具体实施方式
图1a)至5a)分别在图的右侧以俯视图示出在太阳能电池模块中的多个条纹形状的光电元件。片段放大图分别示出3个相互平行设置的光电元件A-C。两条线表示这些元件之间的阶梯沟槽。在图1-5中的名称P1至P4说明每个阶梯沟槽的大致位置和结构化的数量。条纹形状的光电元件A，B，C…由第一和第二电接触层以及设置在第一和第二电接触层之间的半导体层以及必要时的其它层来形成。
图1b)至5b)分别示出该方法的起点。在作为具有大约1.1毫米厚度的衬底的覆盖层4,24,34,44,54上整面地设置第一电TCO（透明导电氧化物）接触层1,21,31,41,51。第一电接触层具有大约600纳米的厚度。
在第一电接触层1,21,31,41,51的表面上设置有源半导体层2,22,32,42,52作为p-i-n结构或作为p-i-n-p-i-n结构等等。这些半导体层包括至少一个p掺杂的层、至少一个未掺杂的层以及至少一个n掺杂的层。
在有源半导体层2,22,32,42,52的与第一电接触层1,21,31,41,51相对的一侧上设置第二电接触层3,23,33,43,53作为背接触，在此是厚度为大约280纳米的一个金属层或多层的半导体-金属层系统。
作为衬底4,24,34,44,54选择具有100cm2的基面的玻璃。在第一沉积过程中在该玻璃上沉积由ZnO形成的第一电接触层1,21,31,41,51。至少一个p-i-n结构、优选p-i-n-p-i-n结构等等作为优选由硅形成的有源层2,22,32,42,52沉积在第一电接触层1,21,31,41,51上，并且通过合适的掺杂用硼和磷掺杂。借助PVD在有源半导体层上沉积由ZnO和银形成的第二电接触层3,23,33,34,35。导致图1b)至5b)的起始位置的温度和其它方法参数从现有技术中获得。可以选择PECVD方法（等离子增强化学蒸镀沉积）或其它方法用于沉积这些层。
第一实施例
作为该实施例的基础采用微晶的太阳能电池，该太阳能电池将在厚度为1.1mm的10×10cm2大的玻璃衬底上制造。作为图1中的有源半导体层2，微晶的p-i-n层堆的厚度总共是大约1300纳米。
微晶的层堆设置在由湿化学纹理化的、厚度为大约800纳米的氧化锌形成的第一电接触层1上。作为第二电接触3采用由80nm氧化锌结合200nm厚的银层形成的层系统。在此，在硅层堆上的第二电接触层一侧首先具有氧化锌层，然后是银层。
在第一结构化过程P1（图1c））中，通过激光剥离从第二电接触层3和有源半导体层2以及从第一电接触层1中除去材料，从而在沟槽中的光电元件的长度上暴露出衬底4的表面。该结构化过程P1依次针对所有光电元件执行。为此目的，通过在衬底表面上的相对移动来引导激光。
作为用于从层1,2和3中除去材料的激光，使用Rofin公司的Nd:YVO4激光RSY 20E THG类型。该激光的波长为355nm。该波长专用于除去层1至3的材料。在15kHz的脉冲重复率情况下选择390mW的平均功率。激光射线和衬底之间的相对移动的速度是580mm/s。单个脉冲的脉冲持续时间大约是13ns。激光射线借助具有大约100mm的焦距的聚焦单元聚焦到衬底的层一侧。在此，该射线从衬底一侧穿过透明的衬底而被引导至待除去的层。被聚焦的射线在此具有几乎高斯形状的强度分布，其中每个脉冲产生直径大约为53μm的圆形烧蚀。
由此，用于分开光电元件A，B，C等等的多个沟槽平行设置地并排位于衬底4上，参见图1a和在右侧的模块中垂直分布的直线。在结构化过程P1之后，在两个直接相邻的光电元件A，B以及B，C之间分别存在沟槽。结构化过程P1借助计算机支持的控制进行。
沟槽在步骤P1之后分别具有大约53微米的横向扩展。在此，结构化过程P1象应当产生光电元件那样频繁地重复，例如8至12。
为了形成阶梯沟槽5，沿着图1d)中的虚线进行第二结构化过程P2。在此，除去第二电接触层3和有源半导体层2的位于该第二电接触层3之下的部分直到第一电接触层1的表面。在此可以除去直到第一结构化沟槽P1的边缘的材料。
作为激光使用Rofin公司的Nd:YVO4激光，RSY 20E SHG类型。该激光的波长是532nm。该波长专用于除去两个层2,3的材料。在11kHz的脉冲重复率的情况下选择410mW的平均功率。激光射线和衬底之间的相对移动的速度是800mm/s。单个脉冲的脉冲持续时间大约是13ns。激光射线借助具有300mm的焦距的聚焦单元聚焦到衬底的层一侧。在此，该射线从衬底一侧穿过透明的衬底而被引导至待除去的层。被聚焦的射线在此具有几乎高斯形状的强度分布，其中每个脉冲产生直径大约为70μm的圆形烧蚀。为了产生宽度为大约120μm的条纹形状沟槽，执行相互之间具有很小重叠的每两个烧蚀以分开两个光电元件。
光电元件A，B，C在第二结构化过程P2之后相互分开直到衬底4为止。作为结果出现条纹形状的平行设置的光电元件A，B，C等等，这些光电元件通过阶梯沟槽5相互电气和空间隔离地设置在衬底4上。从而形成用于分开光电元件A，B，C等等的多个第一阶梯沟槽5。阶梯沟槽5的总宽度大约是180μm。
在第一阶梯沟槽5中出现直接并排的第一电接触层1b的表面和衬底4的表面，从而在图1d)的截面中以所显示的阶梯的形式形成一个凸缘。由于结构化P1和P2分布在光电元件的长度上，每个阶梯沟槽5沿着太阳能电池模块的整个长度将条纹形状的光电元件A和B等等（参见图1b）-g))相互分开，参见图1a)。所显示出的阶梯沟槽5是单侧的，因为在该阶梯沟槽5中在衬底4上方右侧仅在一侧暴露出第一接触层1的表面1b。结构化过程P2相应于结构化P1频繁重复，直到针对多个条纹形状的、相互平行设置的、通过各个阶梯沟槽5相互分开的光电元件A，B，C等等的层1,2,3出现。
从而对由清漆形成的绝缘体6在阶梯沟槽5中的沉积在两侧超出阶梯沟槽5的边缘进行。也就是说，绝缘体从侧面设置在阶梯沟槽的边缘上一直到第二电接触层3的表面3a，3b并且由此还设置在该表面3a，3b上。在此，Motip Dupli GmbH公司的具有色调RAL9005的颜色Dupli-Color Aerosol类型用作绝缘体6。该绝缘体的沉积可以借助喷射技术执行。绝缘体厚度大约是8μm。该绝缘体通过金属掩膜沉积，该金属掩膜具有设置该绝缘体所需要的几何结构。在此，该金属掩膜具有宽度大约为4mm的条纹形状的开口。这些开口以与衬底上的阶梯沟槽5的间距相应的规则的间距重复。该掩膜的开口的长度在两侧比阶梯沟槽5的长度长大约5mm。通过使用该掩膜，相应于图1e)实现条纹形状的绝缘体几何结构。在此可以通过对准该掩膜使得两侧之一，在此是具有第二电接触层3的表面3a的一侧在横向扩展上比具有表面3b的对面的另一侧更少地被绝缘体条纹6—一种非导电材料覆盖。在图中左侧的表面3a在大约1300μm的横向扩展上被绝缘体覆盖。相反，表面3b（图中的右侧）的具有绝缘体的横向扩展大约是2500μm。
绝缘体6的涂覆和掩膜的选择如下进行，即所有阶梯沟槽5被绝缘体6填充，而且第二电接触层3的表面3a和3b按照这种方式条纹形状地在模块内被绝缘体6覆盖（图1a，图中的右侧）。
对每个阶梯沟槽执行结构化过程P3。在此，绝缘体6通过在沟槽5中的光电元件的长度上形成沟槽7而被除去。沟槽7被形成为，使得该沟槽7位于阶梯沟槽5的右侧外边缘与左侧边缘之间。也就是说，阶梯沟槽的侧边缘保持隔离。由此接下来避免了电短路。此外将P3定位为，使得在阶梯沟槽5内的第一电接触层1c暴露出。该除去借助选择性的激光剥离通过选择Rofin公司的Nd:YVO4激光RSY 20E SHG类型来进行。该激光的功率在脉冲频率为17kHz时是860mW，并且波长是532nm。激光射线和衬底之间的相对移动的速度是800mm/s。单个脉冲的脉冲持续时间大约是13ns。激光射线借助具有300mm的焦距的聚焦单元聚焦到衬底的层一侧。在此，该射线从衬底一侧穿过透明的衬底而被引导至待除去的层。被聚焦的射线在此具有几乎高斯形状的强度分布，其中每个脉冲产生直径大约为100μm的圆形烧蚀。该激光在前面填满的第一阶梯沟槽5内形成第二阶梯沟槽7（图1f））。由此又直接并排地作为凸缘或阶梯暴露出第一电接触层1c的表面和衬底4的表面。由于结构化过程P3又在光电元件的长度上执行，因此出现与第一阶梯沟槽5错开设置的第二阶梯沟槽7。也就是说，绝缘体材料的左桥6a和右桥6b保留以用于电绝缘电池A，B等等。在结构化过程P3之后保留的垂直分布的绝缘体的边缘桥6a和6b进一步防止两个光电元件A和B的短路。
结构化过程P3正如结构化过程P1和P2那样频繁地重复，并且直到层1,2,3作为多个条纹形状的、相互平行设置的光电元件出现为止，这些光电元件通过阶梯沟槽7分开并且通过绝缘体的边缘桥6a和6b分开。
在结束的步骤中，用接触材料8条纹形状地在光电元件的长度上填充每个第二阶梯沟槽7。在此，光电元件B的第一电接触层在第二阶梯沟槽7中的暴露出的表面仅与相邻光电元件A的第二电接触层3a的表面电接触（图1g）），但是不与其自己的表面短路。
通过这种方式，元件A的第二电接触层3a的表面与元件B的第一电接触层1c的表面之间的电接触以及由此两个光电元件A和B的串联得以完成。
作为接触材料，例如选择厚度大约为200nm的银。第二阶梯沟槽7的填充同样借助掩膜方法进行。在此使用类似于用于沉积绝缘体的掩膜或者与该掩膜同类型的掩膜。银通过热蒸镀过程通过掩膜而被结构化，并且沉积在衬底上。在此，用接触材料8条纹形状地填满第二阶梯沟槽7，使得只有光电元件A的第二电接触层3a的表面与元件B的第一电接触层1c在阶梯沟槽7中暴露出的表面连接，而相邻光电元件B的第二电接触层3b的表面不与元件B的第一电接触层1c在阶梯沟槽7中暴露出的表面连接。这通过与在沉积绝缘体时对准掩膜相比将该掩膜稍微错开大约2mm地对准来实现。
用接触材料8对第二阶梯沟槽7的填满以及对掩膜的选择沿着所有条纹进行（参见图1a）），使得模块内的所有相邻的光电元件通过这种方式相互串联。
第二实施例
作为第二实施例的基础采用在厚度为1.1mm的10×10cm2大的玻璃衬底上制造的太阳能电池。作为图2中的有源半导体层，微晶的p-i-n层堆22的厚度在此总共是大约1300nm。该微晶的层堆在此设置在由湿化学纹理化的、厚度为大约800纳米的氧化锌形成的第一电接触层21上。
作为第二电接触23采用由80nm氧化锌结合200nm厚的银层形成的层系统。在此，在硅层堆22上的第二电接触层一侧首先具有氧化锌层，然后是银层。
在第一结构化过程P1（图2c））中，通过激光剥离（参见图2a）和图2c)）从第二电接触层23以及有源半导体层22中除去材料，从而在光电元件的长度上暴露出沟槽中的第一电接触层21的表面。该结构化过程P1依次针对所有光电元件执行。为此目的，通过在衬底表面上的相对移动来引导激光。
作为用于从层22和23中除去材料的激光，使用Rofin公司的Nd:YVO4激光RSY 20E SHG类型。该激光的波长为532nm。该波长专用于除去两个层22，23的材料。在11kHz的脉冲重复率情况下选择410mW的平均功率。激光射线和衬底之间的相对移动的速度是800mm/s。单个脉冲的脉冲持续时间大约是13ns。激光射线借助具有300mm的焦距的聚焦单元聚焦到衬底的层一侧。在此，该射线从衬底一侧穿过透明的衬底而被引导至待除去的层。被聚焦的射线在此具有几乎高斯形状的强度分布，其中每个脉冲产生直径大约为70μm的圆形烧蚀。为了产生宽度大约为200μm的沟槽，执行相互之间具有小重叠的每3个条纹形状的烧蚀以用于分开两个光电元件。
从而用于光电元件A，B，C等等的多个沟槽在第一电接触层21上平行设置地并排出现在光电元件的长度上，参见图2c)和在图2a)右侧的模块中垂直设置的直线。在结构化过程P1之后，在两个直接相邻的光电元件A，B或C，B等等之间分别存在沟槽。结构化过程P1借助计算机支持的控制进行。
沟槽在步骤P1之后分别具有大约200微米的横向扩展。在此，结构化过程P1象应当产生光电元件那样频繁地重复。总的来说例如可以大致形成8至12个沟槽。
借助沿着所述虚线进行的第二结构化过程P2，除去第一电接触层21以用于形成直到衬底24的表面的阶梯沟槽25。分开第一电接触层的中心与阶梯沟槽25的最外面的左边缘之间的距离在此大约是60μm。
作为激光选择Rofin公司的Nd:YVO4激光RSY 20E THG类型，该激光具有355nm的波长。该波长专用于除去层21的材料。在15kHz的脉冲重复率的情况下选择300mW的平均功率。激光射线和衬底之间的相对移动的速度是250mm/s。单个脉冲的脉冲持续时间大约是13ns。激光射线借助具有100mm的焦距的聚焦单元聚焦到衬底的层一侧。在此，该射线从衬底一侧穿过透明的衬底而被引导至待除去的层。被聚焦的射线在此具有几乎高斯形状的强度分布，其中每个脉冲产生直径大约为35μm的圆形烧蚀。光电元件A，B，C等等在第二结构化过程P2之后一直到衬底24都是相互分开的。作为结果出现条纹形状的平行设置的光电元件A，B，C等等，这些光电元件通过沟槽25相互电绝缘地设置在衬底24上。从而形成用于分开光电元件A，B，C等等的多个第一阶梯沟槽25。
在第一阶梯沟槽25中，第一电接触层21a，21b的表面和衬底24的表面直接并排地出现在光电元件的长度上，从而以阶梯的形式形成凸缘。由于P2是沿着层结构的整个表面的结构化，因此双侧的阶梯沟槽25沿着太阳能电池模块的整个纵向轴将在该图中示出的光电元件A和B相互分开（参见图2a)，右侧）。
所制造的阶梯沟槽25是双侧的，因为在该阶梯沟槽25中在衬底24上方双侧地暴露出第一接触层的表面21a，21b。
结构化过程P2相应于结构化过程P1频繁重复，直到针对多个条纹形状的、相互平行设置的光电元件A，B，C等等（通过各个阶梯沟槽25相互分开）的层21,22,23出现。
从而对由清漆形成的绝缘体26在阶梯沟槽25中的沉积在两侧超出阶梯沟槽25的边缘地进行。也就是说，在第二电接触层23上绝缘体从侧面在阶梯沟槽的两个边缘上一直设置到第二电接触层23的表面23a，23b上。在此，Motip Dupli GmbH公司的具有色调RAL 9005的颜色Dupli-Color Aerosol类型用作绝缘体26。该绝缘体的沉积可以借助喷射技术执行。绝缘体厚度大约是8μm。该绝缘体通过金属掩膜沉积，该金属掩膜具有结构化该绝缘体所需要的几何结构。在此，该金属掩膜具有宽度大约为4mm的条纹形状的开口。这些开口以与衬底上的阶梯沟槽25的间距相应的规则的间距重复。该掩膜的开口的长度在两侧比阶梯沟槽25的长度长大约5mm。通过使用该掩膜，相应于图2e)产生绝缘体几何结构。在此可以通过对准该掩膜使得两侧之一，在此是具有第二电接触层23的表面23a的一侧在横向扩展上比具有表面23b的对面的另一侧更少地被绝缘体条纹26—一种非导电材料覆盖。在图中左侧的表面23a在1300μm的横向扩展上被绝缘体覆盖。相反，在表面23b（图中的右侧）上具有绝缘体作为重叠的横向扩展大约是每个阶梯沟槽2500μm。
绝缘体的涂覆和掩膜的选择如下进行，即所有阶梯沟槽25和第二电接触层3的表面23a和23b按照这种方式条纹形状地在模块内被绝缘体26覆盖（参见图2a），图中的右侧）。
对每个阶梯沟槽执行另一个结构化过程P3。在此，绝缘体26作为条纹选择性地在沟槽25中的光电元件的长度上被除去。通过结构化P3形成沟槽27并且将沟槽27分别定位，使得该沟槽27位于阶梯沟槽25的右侧外边缘与左侧外边缘之间。阶梯沟槽27的侧边缘被绝缘体26a和26b覆盖。由此接下来避免了电短路。该除去借助选择性的激光剥离通过选择Rofin公司的Nd:YVO4激光RSY 20E SHG类型来进行。该激光的功率在此在脉冲频率为17kHz时是860mW，并且波长是532nm。激光射线和衬底之间的相对移动的速度是800mm/s。单个脉冲的脉冲持续时间大约是13ns。激光射线借助具有300mm的焦距的聚焦单元聚焦到衬底的层一侧。在此，该射线从衬底一侧穿过透明的衬底而被引导至待除去的层。被聚焦的射线在此具有几乎高斯形状的强度分布，其中每个脉冲产生直径大约为100μm的圆形烧蚀。该激光在前面填满的第一阶梯沟槽25内形成第二阶梯沟槽27（图2f））。由此又直接并排地作为凸缘或阶梯暴露出第一电接触层21c的表面和衬底24的表面。由于结构化过程P3又在光电元件的长度上执行，因此出现与第一阶梯沟槽25错开设置的第二阶梯沟槽27。也就是说，绝缘体材料的左桥26a保留以用于电绝缘电池A，B。在结构化过程P3之后保留的垂直分布的绝缘体的边缘桥26a和26b进一步防止两个光电元件A和B的短路。
结构化过程P3正如结构化过程P1和P2那样频繁地重复，并且直到层21,22,23以多个条纹形状的、相互平行设置的光电元件出现为止，这些光电元件通过阶梯沟槽27分开并且通过绝缘体的边缘桥26a和26b分开。
在结束的步骤中，用接触材料28条纹形状地在光电元件的长度上填充每个阶梯沟槽27。该填充这样来进行，即光电元件B的第一电接触层在第二阶梯沟槽27中的暴露出的表面21c仅与相邻光电元件A的第二电接触层的表面23a电接触（图2g））。通过这种方式，第二电接触层的表面23a与第一电接触层的表面21c之间的电接触以及由此两个光电元件A和B的串联得以完成。
在所述接触材料的情况下，例如使用厚度大约为200nm的银作为材料。第二阶梯沟槽27的填充同样借助掩膜方法进行。在此使用与用于沉积绝缘体的掩膜同类型的掩膜。银通过热蒸镀过程通过掩膜被结构化地沉积在衬底上。在此，第二阶梯沟槽27用接触材料28填充或覆盖，使得只有光电元件A的第二电接触层的表面23a与第一电接触层在阶梯沟槽27中的暴露出的表面21b连接，而光电元件B的第二电接触层的表面23b不与第一电接触层在阶梯沟槽27中的暴露出的表面21b连接。这通过与在沉积绝缘体时对准掩膜相比将该掩膜稍微错开大约2mm地对准来实现。
用接触材料28对阶梯沟槽27的填满以及对掩膜的选择沿着在光电元件的长度上的所有条纹进行（参见图2a）），使得模块内的所有光电元件通过这种方式相互串联。
第三实施例
作为该实施例的基础采用微晶的太阳能电池，该太阳能电池将在厚度为1.1mm的10×10cm2大的玻璃衬底上制造。微晶的p-i-n层堆32（有源半导体层，图3）的厚度在此总共是大约1300纳米。微晶的层堆在此位于由湿化学纹理化的、厚度为大约800nm的氧化锌形成的第一电接触层31上。作为第二电接触33采用由80nm的氧化锌结合200nm厚的银层形成的层系统。在此，在硅层堆上的第二电接触层一侧首先具有氧化锌层，然后是银层。
在第一结构化过程P1（图3c，3d））中，通过唯一的一次激光剥离从第二电接触层33以及同时从有源半导体层32以及从第一接触层31中除去材料，从而在光电元件的长度上条纹形状地暴露出第一电接触层31的表面。该结构化过程P1依次针对所有光电元件A，B，C等等执行。为此目的，通过在衬底表面上的相对移动同时引导两个具有不同波长和焦点几何结构的激光射线。距离和功率被设置为，使得同时除去层33和32和31（或33和32）的材料。
作为用于从层32和33中除去材料的激光，使用Rofin公司的Nd:YVO4激光RSY 20E SHG类型。该激光的波长为532nm。该波长专用于除去两个层32,33的材料。在4kHz的脉冲重复率情况下选择1200mW的平均功率。激光射线和衬底之间的相对移动的速度是800mm/s。单个脉冲的脉冲持续时间大约是13ns。激光射线借助具有300mm的焦距的聚焦单元而聚焦到衬底的层一侧。在此，该射线从衬底一侧穿过透明的衬底而被引导至待除去的层。被聚焦的射线在此具有几乎高斯形状的强度分布，其中每个脉冲产生直径大约为200μm的圆形烧蚀。该圆形烧蚀的直径借助扩径光学元件安排，并且在聚焦激光射线之前调节而成。作为用于除去材料31的激光选择Rofin公司的Nd:YVO4激光RSY 20E THG类型，该激光具有355nm的波长。该波长专用于除去层31的材料。在20kHz的脉冲重复率的情况下选择550mW的平均功率。激光射线和衬底之间的相对移动的速度原则上同样是800mm/s。单个脉冲的脉冲持续时间大约是13ns。激光射线借助聚焦单元聚焦到衬底的层一侧，该聚焦单元也用于聚焦波长为532nm的激光射线。在此，该射线从衬底一侧穿过透明的衬底而被引导至待除去的层。被聚焦的射线在此具有几乎高斯形状的强度分布，其中每个脉冲产生直径大约为55μm的圆形烧蚀。
由此，用于光电元件A，B，C等等的多个条纹形状的阶梯沟槽35在第一电接触层31上平行设置地并排出现（参见图3a）和在右侧的模块中的垂直直线）。在结构化过程P1之后，在两个直接相邻的光电元件A，B或C，B等等之间分别存在沟槽。结构化过程P1借助计算机支持的控制进行。结构化过程P1在此象应当产生光电元件那样频繁地重复。
有利地去掉在时间上随后进行的如图1和图2中所示的第二结构化P2。沿着虚线，在P1中除去第一电接触层31，以便在一个步骤中直到衬底34的表面和第一电接触层的表面地形成阶梯沟槽35（图3c）和3d)）。
在第一阶梯沟槽35中出现直接并排的在光电元件的长度上的第一电接触层的表面31a，31b和衬底34的表面，从而以阶梯的形式分别形成凸缘。由于该结构化又是在光电元件的长度上的结构化，因此每个双侧的阶梯沟槽35沿着太阳能电池模块的整个长度将相邻的条纹形状的光电元件A和B（参见图3b）至3g))相互分开。对其余的光电元件C等等也是如此。
阶梯沟槽35是双侧的，因为在该阶梯沟槽35中第一接触层的表面31a，31b双侧地，也就是在衬底34上方的两侧都被暴露出。
结构化过程P1一直重复，直到针对多个条纹形状的、相互平行设置的光电元件A，B，C等等（通过各个阶梯沟槽35相互分开）的层31,32,33出现。
由此将由清漆形成的绝缘体36在阶梯沟槽35中在两侧超出阶梯沟槽35的边缘设置。也就是说，在第二电接触层33的表面33a，33b上该绝缘体从侧面在该阶梯沟槽的边缘上一直设置到第二电接触层33的表面33a，33b上。在此，Motip Dupli GmbH公司的具有色调RAL9005的颜色Dupli-Color Aerosol类型用作绝缘体36。该绝缘体可以借助喷射技术来设置。所导致的绝缘体厚度大约是8μm。该绝缘体通过金属掩膜沉积，该金属掩膜具有所需要的几何结构。该金属掩膜具有宽度大约为4毫米的条纹形状的开口。这些开口以与衬底上的阶梯沟槽35的间距相应的规则的间距重复。该掩膜的开口的长度在两侧比阶梯沟槽35的长度长大约5mm。通过使用该掩膜，可以相应于图3e)在光电元件的长度上实现绝缘体几何结构。在此可以通过对准该掩膜使得两侧之一，在此是具有第二电接触层33的表面33a的一侧在横向扩展上比具有表面33b的对面的另一侧更少地被绝缘体条纹36—一种非导电材料覆盖。在图中左侧的表面33a在1300μm的横向扩展上被绝缘体覆盖。相反，表面33b（图中的右侧）的具有绝缘体的横向扩展大约是2500μm。
所有平行的阶梯沟槽35和第二电接触层的表面33a和33b条纹形状地在模块内的光电元件的长度上被绝缘体36覆盖（图1a），图中的右侧）。
对每个阶梯沟槽执行结构化过程P2。在此，选择性地在以前的沟槽35中条纹形状地在光电元件的长度上除去绝缘体36。新的沟槽37通过P2被定位为，使得该沟槽37位于第一阶梯沟槽35的右侧外边缘与左侧外边缘之间。该阶梯沟槽的侧边缘通过绝缘体36a，36b隔离。由此接下来避免了电短路。通过P2将该阶梯沟槽内的第一电接触层31c暴露出。该除去借助选择性的激光剥离通过选择Rofin公司的Nd:YVO4激光RSY 20E SHG类型来进行。该激光的功率在此在脉冲频率为17kHz时是860mW，并且波长是532nm。激光射线和衬底之间的相对移动的速度是800mm/s。单个脉冲的脉冲持续时间大约是13ns。激光射线借助具有300mm的焦距的聚焦单元聚焦到衬底的层一侧。在此，该射线从衬底一侧穿过透明的衬底而被引导至待除去的层。被聚焦的射线在此具有几乎高斯形状的强度分布，其中每个脉冲产生直径大约为100μm的圆形烧蚀。该激光在以前的现在填满的第一阶梯沟槽35内形成第二阶梯沟槽37（图3f)）。由此又在光电元件的长度上直接并排地作为凸缘或阶梯暴露出第一电接触层的表面31c和衬底34的表面。由于P2又在光电元件的整个长度上执行，因此分别出现与第一阶梯沟槽35错开设置的第二阶梯沟槽37。在P2之后保留的垂直分布的绝缘体的边缘桥36a和36b进一步防止两个光电元件A和B中的短路。
P2和P1重复的频率相同。在此层31,32,33被细分为多个条纹形状的、相互平行设置的光电元件。这些光电元件通过阶梯沟槽37分开并且通过绝缘体桥36a和36b分开。
在结束的步骤中，用接触材料38同样条纹形状地在光电元件的长度上填充第二阶梯沟槽37。在此，光电元件B的第一电接触层的暴露出的表面31c仅与相邻光电元件A的第二电接触层的表面33a电接触（图3g））。不进行表面31c与33b的接触。
通过这种方式，光电元件A的第二电接触层的表面33a与相邻光电元件B的第一电接触层的表面31c之间的电接触以及由此两个光电元件A和B的串联得以完成。
作为接触材料，例如设置200nm厚的银。第二阶梯沟槽37的填充同样借助掩膜方法进行。在此使用与用于沉积绝缘体的掩膜同类型的掩膜。银通过热蒸镀过程通过掩膜沉积。在此，第二阶梯沟槽37用接触材料38填充，使得只有光电元件A的第二电接触层的表面33a与第一电接触层在阶梯沟槽37中的暴露出的表面31c连接，而光电元件B的第二电接触层的表面33b不与第一电接触层在阶梯沟槽37中的暴露出的表面31c连接。这通过与在沉积绝缘体时对准掩膜相比将该掩膜稍微错开大约2mm地对准来实现。
用接触材料38对第二阶梯沟槽37的填满以及对掩膜的选择沿着所有条纹进行（参见图3a）），使得模块内的所有光电元件A，B，C等等通过这种方式相互串联。
特别有利地，与第一和第二实施例相比省略了一次结构化。
第四实施例
作为该实施例的基础采用微晶的太阳能电池，该太阳能电池将在厚度为1.1mm的10×10cm2大的玻璃衬底上制造。作为有源半导体层42，图4)的微晶的p-i-n层堆的厚度在此总共是大约1300纳米。该微晶的层堆设置在由湿化学纹理化的、厚度为大约800纳米的氧化锌形成的第一电接触层41上。作为第二电接触43设置由80nm氧化锌结合200nm厚的银层形成的层系统。在此，在硅层堆上的第二电接触层一侧首先具有氧化锌层，然后是银层。
通过结构化P1（图4c）），借助激光剥离从第二电接触层43以及有源半导体层42以及从第一电接触层41中在光电元件的长度上条纹形状地除去材料，从而在沟槽45a中条纹形状地暴露出衬底44的表面。P1依次针对所有光电元件执行。为此目的，通过在衬底表面上的相对移动引导激光。
作为用于从层41,42和43中除去材料的激光，使用Rofin公司的Nd:YVO4激光RSY 20E THG类型。该激光的波长为355nm。该波长专用于除去层41至43的材料。在15kHz的脉冲重复率情况下选择390mW的平均功率。激光射线和衬底之间的相对移动的速度是580mm/s。单个脉冲的脉冲持续时间大约是13ns。激光射线借助具有100mm的焦距的聚焦单元聚焦到衬底的层一侧。在此，该射线从衬底一侧穿过透明的衬底而被引导至待除去的层。被聚焦的射线在此具有几乎高斯形状的强度分布，其中每个脉冲产生直径大约为53μm的圆形烧蚀。沟槽45a分布在光电元件的长度上。
由此，用于细分光电元件A，B，C等等的多个（例如8到12个）沟槽平行设置地并排出现在衬底44上（参见图4a：俯视图中右侧的模块中的垂直虚线）。在P1之后，在两个直接相邻的光电元件A，B或C，B之间分别存在沟槽45a在光电元件的长度上。P1借助计算机支持的控制进行。沟槽45a分别具有大约53微米的横向扩展。P1象应当产生光电元件那样频繁地重复。
与前面三个实施例不同，在第四实施例中不再在光电元件的长度上条纹形状地除去有源半导体层42和第二电接触层43以暴露出第一电接触层41。而是通过第二结构化P2仅在区域中，也就是例如点形状地仅在右侧沿着沟槽45a除去层42和43，一直到第一电接触层41的表面（参见图4d））。点形状的凹陷45b在每个条纹形状的沟槽45a的纵向上相互之间具有大约1至5毫米的距离。但是可以选择其它的距离和大小。因此，仅仅基于横截面视图就可以在被厚厚地包围（fettumrandet）的区域中识别出图4d)的区域45b中的位于片状平面之后的层42,43。图4d)的俯视图在图4h)中又针对唯一的点形状的凹陷45b给出。在此在该区域中暴露出第一电接触层的表面41b。
作为用于从层42和43除去材料的激光使用Rofin公司的Nd:YVO4激光，RSY 20E SHG类型。该激光的波长是532nm。该波长专用于除去两个层42,43的材料。在0.16kHz的脉冲重复率的情况下选择48mW的平均功率。激光射线和衬底之间的相对移动的速度是800mm/s。单个脉冲的脉冲持续时间大约是13ns。激光射线借助具有300mm的焦距的聚焦单元聚焦到衬底的层一侧。在此，该射线从衬底一侧穿过透明的衬底而被引导至待除去的层。被聚焦的射线在此具有几乎高斯形状的强度分布，其中每个脉冲产生直径大约为200μm的圆形烧蚀45b。该圆形烧蚀的直径借助扩径光学元件安排，并且在聚焦激光射线之前调节而成。
光电元件A，B，C等等在P1和P2之后相互分开直到衬底44为止。作为结果出现条纹形状的平行设置的光电元件A，B，C等等，这些光电元件通过阶梯沟槽45a，45b相互电绝缘地设置在衬底44上。在光电元件的长度上形成多个（大约8至12个）平行的第一沟槽45a，并且沿着每个沟槽45a具有一行点形状的凹陷45b（图4d），图4h))。
在凹陷45b中出现直接并排的第一电接触层的表面41b和衬底44的表面（图4d）和图4h))，从而以局部阶梯沟槽45a，45b的形式形成凸缘。由于结构化P2是沿着沟槽45a一侧的点形状的结构化，因此元件B的半导体层42和第二电接触层43保留在模块的大的区域上以用于产生能量。
沟槽上的点形状的凹陷45b是单侧的，因为在该沟槽上仅在暴露出的衬底表面上方单侧地暴露出第一接触层的表面41b。凹陷45b具有大约200μm的直径。根据距离可以对每个沟槽形成多达大约100个凹陷。因此，P2沿着沟槽45a频繁重复，使得通过点形状的凹陷45b在光电元件B中单侧地暴露出第一电接触层41b。通过这种方式，在沟槽中的第一凹陷45b的区域中设置局部的阶梯沟槽45a，45b。
从而由清漆形成的绝缘体46在点形状的凹陷45b的所述区域中在两侧超出每个沟槽45a的边缘以及超出凹陷45b地设置。在第二电接触层43上该绝缘体从侧面在阶梯沟槽的边缘上一直设置到第二电接触层43的表面43a，43b上（图4e）:横截面；图4i):俯视图）。Motip Dupli GmbH公司的具有色调RAL9005的颜色Dupli-Color Aerosol类型用作绝缘体46，并且可以喷射8μm厚。该绝缘体可以通过具有相应几何结构的金属掩膜喷射。该金属掩膜具有直径大约为1.5毫米的点形状的开口。这些开口以与衬底上点形状的凹陷45b的间距相应的规则的间距重复。通过使用该掩膜，可以实现相应于图4e)和图4i)的绝缘体几何结构。在此可以通过对准该掩膜使得两侧之一，在此是具有第二电接触层43的表面43a的一侧在横向扩展上比具有表面43b的对面的一侧横向地更少地被由非导电材料形成的绝缘体点46覆盖。表面43a（图中的左侧）在大约500μm的横向扩展上被绝缘体覆盖。相反，表面43b（图中的右侧）的具有绝缘体的横向扩展大约是800μm。针对凹陷的图4i) 给出对图4e)的俯视图。
绝缘体46的涂覆和掩膜的选择如下进行，即沿着所有沟槽45a所有凹陷45b和第二电接触层的表面区域43a和43b通过这种方式点形状地被绝缘体46覆盖。与前面3个实施例不同，在第四实施例中也不条纹形状地沉积绝缘体。而是绝缘体46相应于凹陷而点形状地设置以填充凹陷45b以及设置在第二电接触层的表面43a，43b上。通过增大模块的面积来提供该模块的更好的能量效率。
通过结构化P3局部地而且点形状地除去绝缘体46。在此，更小的点形状的凹陷47在以前的凹陷45a，45b中形成。P3设置在P2的区域中。通过P3暴露出第一电接触层的表面，并且在此还暴露出衬底，参见图4f)。P3不允许暴露出第二电接触层或半导体。每个凹陷47被绝缘体46a，46b包围，从而接下来避免了电短路。元件B的第一电接触层的表面41c被暴露出。
P3借助选择性的激光剥离通过选择Rofin公司的Nd:YVO4激光RSY 20E SHG类型来进行。该激光的功率在脉冲频率为0.16kHz时是8.1mW，并且波长是532nm。激光射线和衬底之间的相对移动的速度是800mm/s。单个脉冲的脉冲持续时间大约是13ns。激光射线借助具有300mm的焦距的聚焦单元聚焦到衬底的层一侧。在此，该射线从衬底一侧穿过透明的衬底而被引导至待除去的层。被聚焦的射线在此具有几乎高斯形状的强度分布，其中每个脉冲产生直径大约为100μm并且由此小于P2的圆形烧蚀。该激光在以前的现在填满的第一沟槽45a内和凹陷45b内形成点形状的局部阶梯沟槽47（图4f））。由此又直接并排地作为凸缘或阶梯暴露出第一电接触层的表面41c和衬底44的表面（参见图4f）)。仅仅基于横截面视图就可以在图4f)的被厚厚包围的区域中识别出片状平面之后的绝缘体。在结构化P3之后保留的、图4f)中绝缘体的垂直分布的边缘区域46a和46b实际上当然是圆形封闭的，并且进一步防止光电元件A和B的短路。该关联在图4j)中作为图4f)的俯视图示出。
P3正如形成点形状的凹陷45b那样频繁地重复。在此，层41,42和43细分为多个条纹形状的、相互平行设置的光电元件，这些光电元件通过条纹形状的沟槽45a分开并且通过点形状的凹陷45b分开。在本发明的含义中，在实施例4中也在所述凹陷中局部地出现阶梯沟槽。
在结束的步骤中，用接触材料48又局部地填充点形状的第二凹陷47，使得建立从光电元件A的第二电接触层的表面至相邻元件B的第一电接触层的接触。在此，元件B的第一电接触层在第二凹陷47中的暴露出的表面41c仅与光电元件A的第二电接触层的表面43a电接触（图4g））。有利地，由此相对于前面的实施例1至3需要更少的接触材料来填充阶梯沟槽并且提高了用于能量转换的面积。
通过这种方式，在所有凹陷47上完成第二电接触层的表面43a与第一电接触层的表面41b之间的电接触以及由此完成相邻光电元件A和B等等的串联。对每个沟槽凹陷47的距离和大小可以被确定为，使得可以导出所产生的能量。
可以使用厚度大约为200nm的银作为接触材料。凹陷47的填充同样借助掩膜方法进行。在此使用类似于用于沉积绝缘体的掩膜的掩膜。该掩膜在与用于沉积绝缘体的掩模相同的位置上具有开口，但是这些开口具有不同的几何结构。该开口是宽度大约为0.5mm和长度大约为2毫米的条纹形状的开口，参见图4a（图中的左侧）和图4k)。最短的一侧平行于沟槽45a设置。银通过热蒸镀过程通过掩膜而沉积在衬底上。在此，凹陷47用接触材料48填满，使得只有元件A的第二电接触层的表面43a与空穴47中的第一电接触层的暴露出的表面41c接触，而光电元件B的第二电接触层的表面43b不与空穴47中的第一电接触层的暴露出的表面41c接触。这通过与在沉积绝缘体时对准掩膜相比将该掩膜稍微错开大约0.5mm地对准以及通过改变该掩膜的开口的几何结构来实现。图4k)作为对图4g)的俯视图示出针对沟槽45a上的唯一一个凹陷47的关联。
用接触材料48对点形状的第二凹陷47的填满沿着所有点（参见图4a））重复进行，直到模块内的所有光电元件通过这种方式相互串联。
第五实施例
作为该实施例的基础采用将在厚度为1.1mm的10×10cm2大的玻璃衬底上制造的太阳能电池。微晶的p-i-n层堆52（有源半导体层，图5）的厚度在此总共是大约1300纳米。该微晶的层堆设置在由湿化学纹理化的、厚度为大约800纳米的氧化锌形成的第一电接触层51上。作为第二电接触53采用由大约80纳米氧化锌结合200nm厚的银层形成的层系统。在硅层堆上的第二电接触层一侧首先设置氧化锌层，然后是银层。
利用第一结构化P1（图5c）），通过激光剥离从第二电接触层53和有源半导体层52以及从第一电接触层51中除去材料，从而在光电元件的长度上在沟槽55a中暴露出衬底54的表面。P1依次针对所有待形成的光电元件A，B，C等等执行。为此目的，通过在衬底表面上的相对移动引导激光。距离和功率被调节为，使得层51,52和53的材料被除去。作为激光使用Rofin公司的Nd:YVO4激光RSY 20E THG类型。该激光的波长为355nm。该波长专用于除去层51至53的材料。在15kHz的脉冲重复率情况下选择390mW的平均功率。激光射线和衬底之间的相对移动的速度是580mm/s。单个脉冲的脉冲持续时间大约是13ns。激光射线借助具有100mm的焦距的聚焦单元聚焦到衬底的层一侧。该射线从衬底一侧穿过透明的衬底而被引导至待除去的层。被聚焦的射线具有几乎高斯形状的强度分布，其中每个脉冲产生直径大约为53μm的圆形烧蚀。
由此，用于光电元件A，B，C等等的多个（例如大约8至12个）沟槽55a平行设置地并排出现在衬底54上，参见图5a)，右侧模块中的垂直直线（俯视图）。在P1之后，在两个直接相邻的光电元件A，B或B，C等等之间分别存在沟槽55a。P1利用计算机支持的控制进行。结构化P1正如应当产生光电元件A，B，C等等那样频繁地重复。
借助第二结构化P2在光电元件的长度上的特定区域中除去层52和53。在此，这些层点形状地以及在每个沟槽55a一侧地沿着虚线P4一直设置到第一电接触层的表面（图5d）)。仅仅通过横截面视图就可以在图5d)中的点形状凹陷55b的区域中识别出在片状平面之后的层52和层53的材料。点形状的凹陷55b在条纹形状的沟槽55a的方向上—也就是在光电元件的长度上—相互之间具有大约1至5毫米的距离。但是可以选择其它的距离和大小。作为用于从区域55b中的层52和53除去材料的激光使用Rofin公司的Nd:YVO4激光RSY 20E SHG类型。该激光的波长是532纳米并且专用于除去层52,53。在0.16kHz的脉冲重复率的情况下选择48mW的平均功率。激光射线和衬底之间的相对移动的速度是800mm/s。单个脉冲的脉冲持续时间大约是13ns。激光射线借助具有300mm的焦距的聚焦单元聚焦到衬底的层一侧。该射线从衬底一侧穿过透明的衬底而被引导至待除去的层。被聚焦的射线在此具有几乎高斯形状的强度分布。每个脉冲产生直径大约为200μm的圆形烧蚀。该圆形烧蚀的直径是借助扩径光学元件安排的并且在聚焦该激光射线之前调节完成。
光电元件A，B，C等等在两个结构化P1，P2之后相互分开直到衬底54为止。作为结果出现条纹形状的平行设置的光电元件A，B，C等等，这些光电元件通过在光电元件的长度上的沟槽55a相互电气和空间隔离地设置在衬底54上。形成多个分别在一侧上具有点形状的凹陷55b的第一沟槽55a，以用于分开光电元件A，B，C等等。在这些沟槽中的点形状的第一凹陷55b中，出现直接并排的第一电接触层的表面51b和衬底54的表面，从而以根据本发明的局部阶梯沟槽55a，55b的形式形成凸缘。由于结构化P2是沿着层结构的沟槽55a的长度的多个仅点形状的结构化，因此半导体层52和第二电接触层53在沿着条纹形状的沟槽55a的大的区域上保留。有利地，由此提高了可用于产生能量的面积。
这些沟槽中的点形状的凹陷55b是设置在一侧，因为在这些点形状的凹陷55b中仅暴露出第一接触层的表面51b，也就是沟槽55a的右手边，即元件B的第一接触层的表面。P2频繁重复，直到针对多个条纹形状的、相互平行设置的光电元件A，B，C的层51,52和53在这些沟槽55a中分开并且可以通过点形状的凹陷55b隔离为止。这些凹陷具有大约200μm的直径。在第一凹陷55b的区域中，根据本发明形成局部设置的阶梯沟槽55a和55b。到目前为止该实施例遵循图4的第一实施例。
但是绝缘体56实施为非导电的以及漫反射的层，并且整面地设置，直到所有的局部阶梯沟槽55a，55b和第二电接触层的表面53被该绝缘体56覆盖为止。这借助丝网印刷来执行。与其余的实施例相比，该步骤有利地更快地进行。作为绝缘体有利地选择“白色反射体”，例如Marabu公司的白颜色3070。层厚例如大约是20μm。
然后通过结构化P3a点形状地并且选择性地在以前的阶梯沟槽55a，55b中除去绝缘体56或对该绝缘体结构化。在此，所形成的点形状的阶梯沟槽57a通过P3a被定位为，使得该阶梯沟槽57a分别位于以前的阶梯沟槽55b，55a的右侧外边缘与左侧外边缘之间。由此接下来避免了电短路。P3a如下进行，使得元件B的第一电接触层的表面51c暴露出。该除去借助选择性的激光剥离通过选择Rofin公司的Nd:YVO4激光RSY 20E SHG类型来进行。该激光的功率在脉冲频率为0.16kHz时是8.1mW，并且波长是532nm。激光射线和衬底之间的相对移动的速度是800mm/s。单个脉冲的脉冲持续时间大约是13ns。激光射线借助具有300mm的焦距的聚焦单元而聚焦到衬底的层一侧。在此，该射线从衬底一侧穿过透明的衬底而被引导至待除去的层。被聚焦的射线在此具有几乎高斯形状的强度分布，其中每个脉冲产生直径大约为100μm的圆形烧蚀。该激光在以前的现在填满的第一阶梯沟槽55a，55b内形成点形状的第二阶梯沟槽57a，参见图5f)。由此又直接并排地作为局部阶梯沟槽57a暴露出第一电接触层的表面51c和衬底的表面54a。仅基于截面视图就可以在区域57a中识别出绝缘体。P3a又沿着在光电元件的长度上的所有以前的点形状的开口55b重复。因此产生与阶梯沟槽55a，55b在横向上稍微错开设置的局部阶梯沟槽57a，该局部阶梯沟槽57a被绝缘体包围以用于使各个电池电绝缘（参见图5f），还参见图4j)和5i))。在P3a之后保留的绝缘体的环形区域56a，56b防止两个光电元件A和B的短路。P3a对所有以前的点形状的阶梯沟槽55a，55b重复。
与其它的实施例不同，现在沿着虚线进行其它的点形状的结构化P3b。这些结构化引起第二电接触层53能以更小的导电性并由此还以更小的光学损耗来实施。由此可以将绝缘体实施为漫反射体，该漫反射体提高了能量生产量。P3b在电池条纹A，B，C等等的区域中通过绝缘体56中的其它点形状的凹陷57b暴露出第二电接触层53的表面。这些点形状的凹陷以相互之间与层53的电阻匹配的距离设置，例如以1毫米至3毫米的距离设置。仅通过该横截面就可以在结构化P3b中识别出设置在片状平面之后的绝缘体。
该除去借助选择性的激光剥离通过选择Rofin公司的Nd:YVO4激光RSY 20E SHG类型来进行。该激光的功率在脉冲频率为0.16kHz时是8.1mW，并且波长是532nm。激光射线和衬底之间的相对移动的速度是800mm/s。单个脉冲的脉冲持续时间大约是13ns。激光射线借助具有300mm的焦距的聚焦单元聚焦到衬底的层一侧。在此，该射线从层一侧被引导至待除去的层。被聚焦的射线在此具有几乎高斯形状的强度分布，其中每个脉冲产生直径大约为100μm的圆形烧蚀。图5i)给出了针对图5f)的俯视图。
然后用接触材料58整面地填充点形状的第二凹陷57a和57b并且在此用接触材料58覆盖绝缘体56的整个表面。在此，光电元件B的在凹陷57a中的第一电接触层的暴露出的表面51c与光电元件A和B的第二电接触层53的表面电接触（图5g）)。有利地，接触材料58的沉积快速进行并且利用低成本的材料如铝或银来进行，因为对反射的要求由于用白色反射体作为绝缘体而没有给出。作为附加效果，绝缘体的反射甚至通过选择由银或铝制成的接触来改善。
进行用于在所有光电元件的长度上沿着虚线进行电绝缘的P4。P4通过激光剥离产生。选择Rofin公司的Nd:YVO4激光RSY 20E SHG类型。该激光的功率在脉冲频率为0.16kHz时是8.1mW，并且波长是532nm。激光射线和衬底之间的相对移动的速度是800mm/s。单个脉冲的脉冲持续时间大约是13ns。激光射线借助具有300mm的焦距的聚焦单元聚焦到衬底的层一侧。在此，该射线从层一侧（背接触）被引导至待除去的层56。被聚焦的射线在此具有几乎高斯形状的强度分布，其中每个脉冲产生直径大约为100μm的圆形烧蚀。
一方面由此完成第二电接触层的表面53a与第一电接触层的表面51c之间的电接触，并由此完成两个光电元件A和B的串联（图5h）)。另一方面通过在光电元件的长度上形成条纹形状的沟槽58a产生绝缘。图5j)给出对此的俯视图。元件B中的短路由此得以避免。
对于接触材料58，可以选择银或铝作为材料。点形状的第二凹陷57a的填充借助溅射方法进行。在P4之后只有光电元件A的第二电接触层的表面53a与点形状的凹陷57a中的第一电接触层的暴露出的表面51c接触，而光电元件B的第二电接触层的表面53b不与点形状的凹陷57a中的第一电接触层的暴露出的表面51c接触。该过程针对所有沟槽和光电元件重复。
另外，在这些实施例中的方法步骤不应当看做具有限制性的性质。阶梯沟槽的横向尺寸，以及绝缘体条纹和接触条纹或绝缘体点和接触点的大小和距离，以及像这样的光电元件的各个层的层材料和同样绝缘体的组成，以及接触材料都不应当造成对本发明的限制，而是应当更为宽泛地设计。尤其是可以代替所述绝缘体清漆而使用合适的墨水，例如常规的喷墨印刷机墨水来作为绝缘体。此外还毫无问题地可以为模块的一部分配备条纹形状的绝缘体（图1至图3）而为模块的其它部分配备点形状的绝缘体。就这点而言根据实施例的方法还可以同时应用。
在针对两个光电元件A和B的横截面视图和俯视图中示出的实施例1至5的方法步骤再现了这两个元件A和B的串联。这些步骤相应地针对模块中其余的光电元件执行。
此外还给出其它的实施例6至10，其中在图1f)，2f)，3f)，4f)和5f)中绝缘体分别被结构化为，使得只有第一电接触层的表面1c，21c，31c，41c，51c暴露出，而分别在左侧的与该第一电接触层相邻的衬底表面没有暴露出。
相应于实施例1至10给出其它的实施例11至20，其中绝缘体和/或接触材料用喷墨印刷机由计算机控制地涂覆。
此外还给出其它的实施例，其中实现例如在表1中给出的组合。毫无问题地可以考虑代替在光电元件的长度上条纹形状地进行的填充而整面地设置层并且然后又对层结构化，如在实施例5中那样。
1“条纹形状”表示在光电元件的长度上的几何结构，参见例如图1a)至图3a)。
2“区域”表示在光电元件的表面的一个仅较小的区域上的几何结构，例如点形式的区域，参见例如图4h)-k)或图5i)。这些区域沿着条纹射孔类型地设置。
3在模块的第二接触层上也具有整面的接触层的情况下，该整面的接触层最后被结构化（参见图5）。
4在这种情况下，在步骤1g)中只能在区域中沉积接触材料。
Claims (16)
1. 一种用于在衬底上形成光电元件并将这些光电元件串联的方法，具有步骤：
a)在所述衬底上设置第一电接触层，
b)在该第一电接触层上重叠地设置有源半导体层，
c)在有源半导体层上，在该半导体层的与第一接触层相对的一侧上设置第二电接触层，
d)形成多个平行的阶梯沟槽以用于构成和分开多个光电元件（A，B，C…），其中在所述阶梯沟槽中分别并排地暴露出所述衬底的表面以及第一接触层的表面，
e)在所述阶梯沟槽中设置绝缘体材料，
f)局部地除去该绝缘体材料，使得在所述阶梯沟槽中暴露出光电元件（B）的第一电接触层的表面，
g)将接触材料从光电元件（A）的第二电接触层的表面一直设置到相邻光电元件（B）的第一电接触层的被绝缘材料暴露出的表面。
2. 根据权利要求1的方法，其特征在于，在步骤d)中，在所述阶梯沟槽中衬底的表面在光电元件的长度上暴露出，并且在暴露出的衬底表面旁边的第一接触层的表面同样在光电元件的长度上或者在区域中暴露出。
3. 根据权利要求1至2之一的方法，其特征在于，在权利要求1的步骤e)中，所述绝缘体材料设置在光电元件的长度上或者局部地设置在第一电接触层在阶梯沟槽中的暴露出的区域上。
4. 根据权利要求1至3的方法，其特征在于，在步骤e)中所述绝缘体材料整面地设置在层结构的表面上。
5. 根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，在权利要求1的步骤f)中，在阶梯沟槽中在光电元件的长度上或者在区域中局部地除去所述绝缘体材料。
6. 根据权利要求4至6的方法，其特征在于，与阶梯沟槽相邻地在光电元件的长度上或者在区域中除去所述绝缘体材料。
7. 根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，在权利要求1的步骤g)中，所述接触材料设置在光电元件的长度上或者设置在第一电接触层在阶梯沟槽中的暴露出的区域上。
8. 根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，在权利要求1的步骤g)中，所述接触材料整面地设置在层结构的表面上。
9. 根据前述权利要求的方法，其特征在于，与阶梯沟槽相邻地平行地除去所述接触材料以在光电元件的长度上暴露出绝缘体的表面。
10. 根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，作为第二电接触层选择具有比第一电接触层更小导电性的层。
11. 根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，选择白色的反射体作为绝缘体。
12. 根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，具有条纹形状或点形状的区域。
13. 根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，设置相互隔离的区域和相互接触的区域，从而避免在光电元件中的短路。
14. 一种具有多个平行设置的光电元件的太阳能电池模块，在这些光电元件之间绝缘体材料设置在阶梯沟槽中，并且在该绝缘体材料中设置接触材料，该接触材料将光电元件的第二电接触层与相邻元件的第一电接触层接触。
15. 根据上述权利要求14的太阳能电池模块，其特征在于，所述绝缘体材料和/或接触材料条纹形状地设置在光电元件的长度上或者在区域中，优选点形状地设置。
16. 根据权利要求14或15的太阳能电池模块，其特征在于，所述接触材料整面地设置在第二电接触层上。
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| US20140290714A1 (en) * | 2013-03-27 | 2014-10-02 | Changzhou Almaden Co., Ltd. | Glass coated with a highly reflective film and process for preparing the same |
| FR3017997B1 (fr) * | 2014-02-27 | 2017-05-05 | Sunpartner Technologies | Mono cellule photovoltaique semi-transparente en couches minces |
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| EP3238284B1 (en) * | 2014-12-23 | 2021-10-06 | Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO | Method of making an array of interconnected solar cells |
| NL2014041B1 (en) * | 2014-12-23 | 2016-10-12 | Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland | Method for manufacturing a thin film solar cell arrangement and such a thin film solar cell arrangement. |
| NL2016708B1 (en) | 2016-04-29 | 2017-11-16 | Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland | A method for manufacturing interconnected solar cells and such interconnected solar cells. |
| DE102020203510A1 (de) * | 2020-03-19 | 2021-09-23 | NICE Solar Energy GmbH | Dünnschichtsolarmodul und Herstellungsverfahren |
| EP4241314A1 (en) * | 2020-11-03 | 2023-09-13 | First Solar, Inc. | Photovoltaic devices with conducting layer interconnects |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04116986A (ja) * | 1990-09-07 | 1992-04-17 | Canon Inc | 集積化太陽電池 |
| US5385848A (en) * | 1993-09-20 | 1995-01-31 | Iowa Thin Film Technologies, Inc | Method for fabricating an interconnected array of semiconductor devices |
| US6057506A (en) * | 1998-03-23 | 2000-05-02 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Variable current-voltage TPV device for use in a thermophotovoltaic energy conversion system |
| WO2007044555A2 (en) * | 2005-10-07 | 2007-04-19 | Applied Materials, Inc. | System and method for making an improved thin film solar cell interconnect |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4243432A (en) * | 1978-09-25 | 1981-01-06 | Photon Power, Inc. | Solar cell array |
| DE3604917A1 (de) * | 1986-02-17 | 1987-08-27 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Verfahren zur herstellung eines integrierten verbandes in reihe geschalteter duennschicht-solarzellen |
| WO1992007386A1 (en) * | 1990-10-15 | 1992-04-30 | United Solar Systems Corporation | Monolithic solar cell array and method for its manufacture |
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| JP2012119343A (ja) * | 2009-03-31 | 2012-06-21 | Shibaura Mechatronics Corp | 太陽電池の製造方法、太陽電池の製造装置及び太陽電池 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04116986A (ja) * | 1990-09-07 | 1992-04-17 | Canon Inc | 集積化太陽電池 |
| US5385848A (en) * | 1993-09-20 | 1995-01-31 | Iowa Thin Film Technologies, Inc | Method for fabricating an interconnected array of semiconductor devices |
| US6057506A (en) * | 1998-03-23 | 2000-05-02 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Variable current-voltage TPV device for use in a thermophotovoltaic energy conversion system |
| WO2007044555A2 (en) * | 2005-10-07 | 2007-04-19 | Applied Materials, Inc. | System and method for making an improved thin film solar cell interconnect |
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