DE102009059156A1 - Solar cell, has rearside conductor rails provided on lower side of substrate and arranged parallel to emitter-conductor rails, where emitter and rearside conductor rails are inclined with respect to solar cell edge at preset angle - Google Patents

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Abstract

The solar cell (200) has holes (202) that extend via a semiconductor substrate (204) and are grouped into multiple parallel hole rows (206). Vias (208) are formed in the holes, and emitter-conductor rails (210) are provided on a lower side of the substrate. Each rail is formed to electrically connect lower ends of the vias with each other. Rearside conductor rails (212) are provided on the lower side and arranged parallel to the emitter-conductor rails. The emitter and the rearside conductor rails are inclined with respect to a solar cell edge (214) at an angle (alpha). An independent claim is also included for a method for manufacturing a solar cell.

Description

Die Erfindung betrifft eine Solarzelle sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Solarzellenmodul.The The invention relates to a solar cell and a method for manufacturing a solar cell. Furthermore, the invention relates to a solar cell module.

In den vergangenen Jahrzehnten wurde intensiv daran gearbeitet, den Wirkungsgrad von Solarzellen zu verbessern. Ziel hierbei ist, möglichst viel der auf die Solarzelle auftreffenden Lichtenergie in elektrischen Strom umzuwandeln. Viele der heute eingesetzten Solarzellen weisen auf deren Oberseite, d. h. der Sonne zugewandten Seite, sowie auf deren Rückseite Stromschienen („Busbars”) auf, durch die der in den Solarzellen erzeugte elektrische Strom geleitet wird. Um zwei benachbarte Solarzellen miteinander zu verschalten, können dann entsprechende Stromschienen der Solarzellen miteinander verbunden werden.In In recent decades, intensive work has been done on the Improve efficiency of solar cells. The goal here is, if possible much of the incident on the solar cell light energy in electrical Convert electricity. Many of the solar cells used today show on the top, d. H. the sun facing side, as well as on their back Busbars, passed through the electricity generated in the solar cells becomes. To interconnect two adjacent solar cells, can then corresponding busbars of the solar cells connected to each other become.

In 1 ist ein Beispiel einer bekannten Verschaltung derartiger Solarzellen zu einem Solarzellenmodul gezeigt. Ein Solarzellenmodul 100 weist eine erste Solarzelle 102 sowie eine zweite Solarzelle 104 auf, die auf einem Träger 106 befestigt und miteinander verschaltet sind. Die erste Solarzelle 102 weist auf deren Unterseite eine Unterseiten-Stromschiene 1081 auf, deren Verlängerung eine Oberseiten-Stromschiene 1102 auf der Oberseite der zweiten Solarzelle 104 ausbildet. In analoger Weise sind die Solarzellen 102, 104 mit benachbarten Solarzellen verschaltet. Eine derartige Verschaltung hat den Nachteil, dass ein Teil der Oberseiten der Solarzellen 102, 104 mit Stromschienen 110 bedeckt sind (Solarzelle 102 mit Oberseiten-Stromschiene 1101 , und Solarzelle 104 mit Oberseiten-Stromschiene 1102 ), womit die zur Umwandlung von Lichtenergie in elektrischen Strom verfügbare Fläche der Oberseite der Solarzellen 102, 104 verkleinert wird (in 1b sind der Übersichtlichkeit halber die Oberseiten-Stromschiene 1101 sowie die Unterseiten-Stromschiene 1082 nicht gezeigt).In 1 an example of a known interconnection of such solar cells to a solar cell module is shown. A solar cell module 100 has a first solar cell 102 and a second solar cell 104 on that on a support 106 attached and interconnected. The first solar cell 102 has on its underside a bottom side busbar 108 1 on, whose extension is a top-side busbar 110 2 on top of the second solar cell 104 formed. Analogously, the solar cells 102 . 104 interconnected with neighboring solar cells. Such an interconnection has the disadvantage that a part of the tops of the solar cells 102 . 104 with busbars 110 are covered (solar cell 102 with topside busbar 110 1 , and solar cell 104 with topside busbar 110 2 ), with which the surface of the top of the solar cells available for converting light energy into electrical current 102 . 104 is reduced (in 1b For clarity, the top side busbar 110 1 as well as the bottom side busbar 108 2 Not shown).

Um dieses Problem zu umgehen, ist es möglich, die Oberseiten-Stromschienen 110 der Solarzellen 102, 104 auf deren Unterseite, d. h. neben die Stromschienen 108 zu verlegen, wobei die Stromschienen 110 über elektrisch leitende Vias, die sich durch die Solarzellen 102, 104 hindurch erstrecken, mit deren Oberseiten elektrisch verbunden sind (sog. „Wrap-Through-Solarzellen”). Nachteilig bei derartigen Wrap-Through-Solarzellen ist, dass die Verschaltung zweier benachbarter Solarzellen nicht auf die einfache in 1 gezeigte Art und Weise erfolgen kann.To get around this problem, it is possible to use the topside busbars 110 the solar cells 102 . 104 on its underside, ie next to the busbars 108 to lay, with the busbars 110 via electrically conductive vias, extending through the solar cells 102 . 104 extend through, with the tops are electrically connected (so-called "wrap-through solar cells"). A disadvantage of such a wrap-through solar cell is that the interconnection of two adjacent solar cells not on the simple in 1 shown manner can be done.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist, eine Solarzelle bereitzustellen, mit der die oben erwähnten Nachteile umgangen werden können.The The object underlying the invention is to provide a solar cell, with the above mentioned Disadvantages can be avoided.

Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung eine Solarzelle gemäß Patentanspruch 1 sowie ein Solarzellenmodul gemäß Patentanspruch 11 bereit. Des Weiteren stellt die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle gemäß Patentanspruch 14 bereit. Vorteilhafte Ausgestaltungen bzw. Weiterbildungen des Erfindungsgedankens finden sich in jeweiligen Unteransprüchen.to solution This object is achieved by the invention a solar cell according to claim 1 and a solar cell module according to claim 11 ready. Furthermore, the invention provides a method for manufacturing a solar cell according to claim 14 ready. Advantageous embodiments or further developments of Inventive idea can be found in respective subclaims.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Solarzelle bereitgestellt, mit: einem Halbleitersubstrat; einer Mehrzahl von Löchern, die sich durch das Halbleitersubstrat hindurch erstrecken, wobei die Löcher zu mehreren parallel zueinander verlaufenden Löcherzeilen gruppiert sind; einer Mehrzahl von Vias, die in den Löchern ausgebildet sind; einer Mehrzahl von Emitter-Stromschienen, die auf der Unterseite des Substrats vorgesehen sind, wobei jede Emitter-Stromschiene die jeweiligen unteren Enden der Vias einer Löcherzeile elektrisch miteinander verbindet; einer Mehrzahl von Rückseiten-Stromschienen (auch als Kollektor-Stromschienen bekannt), die auf der Unterseite des Substrats vorgesehen und parallel zu den Emitter-Stromschienen angeordnet sind, wobei die Emitter-Stromschienen und die Rückseiten-Stromschienen gegenüber dem Solarzellenrand um einen Winkel α geneigt sind.According to one embodiment According to the invention, there is provided a solar cell comprising: a semiconductor substrate; a plurality of holes, extending through the semiconductor substrate, wherein the holes are grouped into several mutually parallel holes rows; a plurality of vias formed in the holes; one Plurality of emitter busbars on the bottom of the substrate are provided, each emitter busbar the respective lower ends of the vias of a hole line electrically interconnects; a plurality of backside busbars (also known as collector busbars) on the bottom of the substrate and parallel to the emitter busbars are arranged, wherein the emitter busbars and the backside busbars compared to the Solar cell edge inclined at an angle α are.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Winkel α so gewählt, dass sich geradlinige Zwischenverbindungsleitungen, die als Fortsätze der Emitter-Stromschienen oder der Rückseiten-Stromschienen beim Verschalten benachbarter Solarzellen jeweils eine Rückseiten- Stromschiene einer Solarzelle mit einer Emitter-Stromschiene einer benachbarten Solarzelle verbinden, keinen elektrischen Kontakt zwischen zwei Emitter-Stromschienen oder zwei Rückseiten-Stromschienen benachbarter Solarzellen herstellen oder (ungewollt) herstellen können.According to one embodiment the invention is the angle α so selected that rectilinear interconnecting lines, as extensions of the Emitter busbars or the backside busbars when connecting adjacent solar cells each have a back side busbar a Solar cell with an emitter busbar of a neighboring solar cell connect, no electrical contact between two emitter busbars or two back side busbars can produce or (unintentionally) produce adjacent solar cells.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Winkel α so gewählt ist, dass die vertikale Position eines der Enden jeder Emitter-Stromschiene gleich der vertikalen Position eines der Enden einer entsprechenden Rückseiten-Stromschiene einer benachbarter Solarzelle ist.According to one embodiment the invention is the angle α so chosen is that the vertical position of one of the ends of each emitter busbar equal to the vertical position of one of the ends of a corresponding one Back side busbar one adjacent solar cell is.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist zwischen je zwei Emitter-Stromschienen einer Solarzelle jeweils eine Rückseiten-Stromschiene vorgesehen, und die Emitter-Stromschienen und die Rückseiten-Stromschienen einer Solarzelle sind zu Stromschienenpaaren aus jeweils einer Emitter-Stromschiene und einer Rückseiten-Stromschiene gruppiert, wobei der Winkel α so gewählt ist, dass der vertikale Abstand zwischen ersten Enden eines Stromschienenpaars der (durch die Neigung des Winkels α bewirkten) vertikalen Verschiebung gegenüberliegender Enden des Stromschienenpaars entspricht.According to one embodiment of the invention, a respective backside busbar is provided between every two emitter busbars of a solar cell, and the emitter busbars and the backside busbars of a solar cell are grouped into busbar pairs of respectively one emitter busbar and one backside busbar the angle α is chosen such that the vertical distance between the first ends of a pair of busbars ent (caused by the inclination of the angle α) vertical displacement of opposite ends of the busbar pair ent speaks.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Löcherzeilen ebenfalls um den Winkel α gegenüber dem Solarzellenrand geneigt.According to one embodiment The invention relates to the holes also by the angle α relative to the Solar cell edge inclined.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist zwischen je zwei Emitter-Stromschienen jeweils eine Rückseiten-Stromschiene vorgesehen.According to one embodiment The invention is between each two emitter busbars each have a back-side busbar intended.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind auf der Oberseite des Halbleitersubstrats Finger ausgebildet, die mit den Vias elektrisch verbunden sind.According to one embodiment of the invention are fingers on top of the semiconductor substrate formed, which are electrically connected to the vias.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Zwischenverbindungsleitungen lötbare Drähte.According to one embodiment According to the invention, the interconnection lines are solderable wires.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weisen die Zwischenverbindungsleitungen eine flache (platte) Form auf.According to one embodiment According to the invention, the interconnecting lines have a flat (plate) shape.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Außenbereich des Halbleitersubstrats unterhalb einer Außenfläche des Halbleitersubstrats als Halbleiter-Emitterschicht ausgebildet, und ein vom Außenbereich umschlossener Innenbereich des Halbleitersubstrats ist als Basisschicht (auch als Kollektorschicht bezeichnet) ausgebildet.According to one embodiment The invention is an outdoor area of the semiconductor substrate below an outer surface of the semiconductor substrate as Semiconductor emitter layer educated, and one from the outside area enclosed inner region of the semiconductor substrate is as a base layer (also referred to as a collector layer) is formed.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Finger mit dem auf der Oberseite der Solarzelle befindlichen Teil der Emitterschicht elektrisch verbunden.According to one embodiment The invention relates to the fingers with the on top of the solar cell located part of the emitter layer electrically connected.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist auf der Oberseite des Halbleitersubstrats eine Antireflexschicht auf der Emitterschicht vorgesehen.According to one embodiment The invention is on the top of the semiconductor substrate a Antireflection layer provided on the emitter layer.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich die Finger durch die Antireflexschicht hindurch bis auf oder in die Emitterschicht.According to one embodiment According to the invention, the fingers extend through the antireflection layer through to or into the emitter layer.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich die Emitter-Stromschienen auf oder in die Emitterschicht, jedoch nicht durch diese hindurch.According to one embodiment invention, the emitter busbars extend onto or into the emitter layer, but not through them.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich die Rückseiten-Stromschienen durch die Emitterschicht hindurch bis auf oder in die Basisschicht.According to one embodiment According to the invention, the back side busbars extend through the emitter layer through to or into the base layer.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Finger, die Vias, die Emitter-Stromschienen sowie die Rückseiten-Stromschienen aus Metall gebildet.According to one embodiment of the invention are the fingers, the vias, the emitter busbars as well the back side busbars made of metal.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Solarzellen monokristalline, polykristalline oder Dünnschichtsolarzellen.According to one embodiment According to the invention, the solar cells are monocrystalline, polycrystalline or thin-film solar cells.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Solarzellen IBC (Integrated-Back-Contact-) oder PERL (Passivated Emitter and Rear Locally-diffused)-Solarzellen.According to one embodiment The invention relates to solar cells IBC (Integrated Back Contact) or PERL (Passivated Emitter and Rear Locally-diffused) solar cells.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Solarzellen-Modul mit mehreren Solarzellen bereitgestellt, wobei jede Solarzelle aufweist: ein Halbleitersubstrat; eine Mehrzahl von Löchern, die sich durch das Halbleitersubstrat hindurch erstrecken, wobei die Löcher zu mehreren parallel zueinander verlaufenden Löcherzeilen gruppiert sind; eine Mehrzahl von Vias, die in den Löchern ausgebildet sind; eine Mehrzahl von Emitter-Stromschienen, die auf der Unterseite des Substrats vorgesehen sind, wobei jede Emitter-Stromschiene die jeweiligen unteren Enden der Vias einer Löcherzeile elektrisch miteinander verbindet; eine Mehrzahl von Rückseiten-Stromschienen, die auf der Unterseite des Substrats vorgesehen und parallel zu den Emitter-Stromschienen angeordnet sind, wobei die Emitter-Stromschienen und die Rückseiten-Stromschienen gegenüber dem Solarzellenrand um einen Winkel α geneigt sind.According to one embodiment The invention is a solar cell module with multiple solar cells provided, each solar cell comprising: a semiconductor substrate; a plurality of holes that extending through the semiconductor substrate, wherein the holes are grouped into several mutually parallel holes rows; a plurality of vias formed in the holes; a Plurality of emitter busbars on the bottom of the substrate are provided, each emitter busbar the respective lower ends of the vias of a hole line electrically interconnects; a plurality of backside busbars, which is provided on the bottom of the substrate and parallel to the emitter busbars are arranged, wherein the emitter busbars and the back side busbars across from the solar cell edge are inclined by an angle α.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Winkel α so gewählt, dass sich geradlinige Zwischenverbindungsleitungen, die als Fortsätze der Emitter-Stromschienen oder der Rückseiten-Stromschienen jeweils eine Rückseiten-Stromschiene einer Solarzelle mit einer Emitter-Stromschiene einer benachbarten Solarzelle verbinden, keinen elektrischen Kontakt zwischen zwei Emitter-Stromschienen oder zwei Rückseiten-Stromschienen benachbarter Solarzellen herstellen oder herstellen können.According to one embodiment the invention is the angle α so selected that rectilinear interconnecting lines, as extensions of the Emitter busbars or the backside busbars one rear side busbar each a solar cell with an emitter busbar of an adjacent one Solar cell connect, no electrical contact between two Emitter busbars or two rear busbars adjacent Can manufacture or manufacture solar cells.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung fällt die Längsrichtung der Zwischenverbindungsleitungen mit der Längsrichtung der der Emitter-Stromschienen oder der Rückseiten-Stromschienen zusammen.According to one embodiment the invention falls the longitudinal direction the interconnection lines with the longitudinal direction of the emitter busbars or the back side busbars together.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle bereitgestellt, aufweisend: Bereitstellen eines Halbleitersubstrats; Ausbilden einer Mehrzahl von Löchern, die sich durch das Halbleitersubstrat hindurch erstrecken, wobei die Löcher zu mehreren parallel zueinander verlaufenden Löcherzeilen gruppiert sind; Ausbilden einer Mehrzahl von Vias in den Löchern; Ausbilden einer Mehrzahl von Emitter-Stromschienen auf der Unterseite des Halbleitersubstrats, derart, dass jede Emitter-Stromschiene die jeweiligen unteren Enden der Vias einer Löcherzeile elektrisch miteinander verbindet; Ausbilden einer Mehrzahl von Rückseiten-Stromschienen auf der Unterseite des Halbleitersubstrats, derart, dass sie parallel zu den Emitter-Stromschienen angeordnet sind, wobei das Ausbilden der Emitter- Stromschienen und Rückseiten-Stromschienen derart erfolgt, dass diese gegenüber dem Solarzellenrand (Solarzellenkante) um einen Winkel α geneigt sind.According to an embodiment of the invention, there is provided a method of manufacturing a solar cell, comprising: providing a semiconductor substrate; Forming a plurality of holes extending through the semiconductor substrate, wherein the holes are grouped into a plurality of mutually parallel hole lines; Forming a plurality of vias in the holes; Forming a plurality of emitter bus bars on the underside of the semiconductor substrate such that each emitter bus bar electrically connects the respective lower ends of the vias of a hole row; Forming a A plurality of back side busbars on the underside of the semiconductor substrate, such that they are arranged parallel to the emitter busbars, wherein the formation of the emitter busbars and backside busbars takes place such that this with respect to the solar cell edge (solar cell edge) by an angle α are inclined.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Ausbilden der Löcher mittels Laserbohren oder Ätzen (chemisches Ätzen oder Plasma-Ätzen).According to one embodiment According to the invention, the holes are formed by means of laser drilling or etching (chemical etching or etching) Plasma etching).

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird nach Ausbilden der Löcher die Außenfläche des Halbleitersubstrats mit Dotierstoffen beaufschlagt, um unterhalb der Außenfläche eine Emitterschicht auszubilden.According to one embodiment According to the invention, after forming the holes, the outer surface of the semiconductor substrate Impounded with dopants to below the outer surface of a Form emitter layer.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird nach Ausbilden der Emitterschicht auf der Oberseite des Halbleitersubstrats eine Antireflexschicht auf der Emitterschicht ausgebildet.According to one embodiment The invention is made after forming the emitter layer on top of the semiconductor substrate, an antireflection layer on the emitter layer educated.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden auf der Oberseite des Halbleitersubstrats Finger ausgebildet, die mit den Vias elektrisch verbunden sind.According to one embodiment of the invention are finger on the top of the semiconductor substrate formed, which are electrically connected to the vias.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden die Finger, die Emitter-Stromschienen und die Rückseiten-Stromschienen mittels eines Siebdruckverfahrens aufgebracht.According to one embodiment The invention relates to the fingers, the emitter busbars and the backside busbars applied by means of a screen printing process.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden die Finger, die Emitter-Stromschienen und die Rückseiten-Stromschienen nach Aufbringen thermisch behandelt.According to one embodiment The invention relates to the fingers, the emitter busbars and the backside busbars thermally treated after application.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden die Finger so erhitzt, dass diese durch die Antireflexschicht hindurch bis auf oder in die Emitterschicht eindringen.According to one embodiment the invention, the fingers are heated so that they through the Antireflex layer penetrate through to or into the emitter layer.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden die Emitter-Stromschienen so erhitzt, dass diese in die Emitterschicht eindringen, sich jedoch nicht durch die Emitterschicht hindurch erstrecken.According to one embodiment According to the invention, the emitter busbars are heated so that these penetrate into the emitter layer, but not through extend through the emitter layer.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden die Rückseiten-Stromschienen so erhitzt, dass diese durch die Emitterschicht hindurch bis auf oder in die Basisschicht eindringen.According to one embodiment The invention relates to the back side busbars so heated that they pass through the emitter layer up to or penetrate into the base layer.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden in der Unterseite des Halbleitersubstrats Isolationsgräben ausgebildet.According to one embodiment According to the invention, isolation trenches are formed in the underside of the semiconductor substrate.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren in beispielsweiser Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below with reference to the figures exemplary embodiment explained in more detail. It demonstrate:

1a eine schematische Querschnittsdarstellung einer herkömmlichen Verschaltung von Solarzellen; 1a a schematic cross-sectional view of a conventional interconnection of solar cells;

1b eine schematische Draufsicht die in 1a gezeigte Verschaltungsanordnung; 1b a schematic plan view in 1a shown wiring arrangement;

2 eine schematische Draufsicht auf eine Unterseite einer Solarzelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 2 a schematic plan view of an underside of a solar cell according to an embodiment of the invention;

3 eine schematische Draufsicht auf eine Oberseite einer Solarzelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 3 a schematic plan view of an upper surface of a solar cell according to an embodiment of the invention;

4 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Solarzelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 4 a flowchart of a method for producing a solar cell according to an embodiment of the invention;

5a, 5b eine schematische Darstellung (Draufsicht sowie Querschnittsdarstellung) eines ersten Prozessstadiums eines Herstellungsverfahrens einer Solarzelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 5a . 5b a schematic representation (top view and cross-sectional view) of a first process stage of a manufacturing method of a solar cell according to an embodiment of the invention;

6a, 6b eine schematische Darstellung (Draufsicht sowie Querschnittsdarstellung) eines zweiten Prozessstadiums eines Herstellungsverfahrens einer Solarzelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 6a . 6b a schematic representation (top view and cross-sectional view) of a second process stage of a manufacturing method of a solar cell according to an embodiment of the invention;

7a, 7b eine schematische Darstellung (Draufsicht sowie Querschnittsdarstellung) eines dritten Prozessstadiums eines Herstellungsverfahrens einer Solarzelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 7a . 7b a schematic representation (top view and cross-sectional view) of a third process stage of a manufacturing method of a solar cell according to an embodiment of the invention;

8a, 8b eine schematische Darstellung (Draufsicht sowie Querschnittsdarstellung) eines vierten Prozessstadiums eines Herstellungsverfahrens einer Solarzelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 8a . 8b a schematic representation (top view and cross-sectional view) of a fourth process stage of a manufacturing method of a solar cell according to an embodiment of the invention;

9a, 9b eine schematische Darstellung (Draufsicht sowie Querschnittsdarstellung) eines fünften Prozessstadiums eines Herstellungsverfahrens einer Solarzelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 9a . 9b a schematic representation (top view and cross-sectional view) of a fifth process stage of a manufacturing method of a solar cell according to an embodiment of the invention;

10a, 10b eine schematische Darstellung (Draufsicht sowie Querschnittsdarstellung) eines sechsten Prozessstadiums eines Herstellungsverfahrens einer Solarzelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 10a . 10b a schematic representation (top view and cross-sectional view) of a sixth process stage of a manufacturing method of a solar cell according to an embodiment of the invention;

11a, 11b eine schematische Darstellung (Draufsicht sowie Querschnittsdarstellung) eines siebten Prozessstadiums eines Herstellungsverfahrens einer Solarzelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 11a . 11b a schematic representation (top view and cross-sectional view) of a seventh process stage of a manufacturing method of a solar cell according to an embodiment of the invention;

12a, 12b eine schematische Darstellung (Draufsicht sowie Querschnittsdarstellung) eines achten Prozessstadiums eines Herstellungsverfahrens einer Solarzelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 12a . 12b a schematic representation (top view and cross-sectional view) of an eighth process stage of a manufacturing method of a solar cell according to an embodiment of the invention;

13a, 13b eine schematische Darstellung (Draufsicht sowie Querschnittsdarstellung) eines neunten Prozessstadiums eines Herstellungsverfahrens einer Solarzelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 13a . 13b a schematic representation (top view and cross-sectional view) of a ninth process stage of a manufacturing method of a solar cell according to an embodiment of the invention;

14a, 14b eine schematische Darstellung (Draufsicht sowie Querschnittsdarstellung) eines zehnten Prozessstadiums eines Herstellungsverfahrens einer Solarzelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 14a . 14b a schematic representation (top view and cross-sectional view) of a tenth process stage of a manufacturing method of a solar cell according to an embodiment of the invention;

15a eine Verschaltungsanordnung zweier benachbarter Solarzellen eines Solarmoduls gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 15a a wiring arrangement of two adjacent solar cells of a solar module according to an embodiment of the invention;

15b eine Verschaltungsanordnung zweier benachbarter Solarzellen eines Solarmoduls gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und 15b a wiring arrangement of two adjacent solar cells of a solar module according to an embodiment of the invention; and

16 eine schematische Draufsicht auf eine Oberseite 16 a schematic plan view of an upper side

16 eine schematische Draufsicht auf eine Oberseite einer Solarzelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 16 a schematic plan view of an upper surface of a solar cell according to an embodiment of the invention.

In der Figuren sind, soweit zweckmäßig, identische bzw. einander entsprechende Bereiche, Bauteile oder Bauteilgruppen mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet.In The figures are, as far as appropriate, identical or corresponding areas, components or groups of components marked with the same reference numerals.

2 zeigt eine Draufsicht auf eine Unterseite einer Solarzelle 200 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Zu sehen sind eine Mehrzahl von Löchern 202, die sich durch ein Halbleitersubstrat 204 hindurch erstrecken. Die Löcher 202 sind zu mehreren parallel zueinander verlaufenden Löcherzeilen 206 gruppiert. In den Löchern 202 sind Vias 208 ausgebildet, die leitendes Material (z. B. Metall oder Polysilizium) aufweisen, und die die Oberseite des Halbleitersubstrats 204 mit der Unterseite des Halbleitersubstrats 204 elektrisch verbinden. Die Solarzelle 200 weist weiterhin eine Mehrzahl von Emitter-Stromschienen 210 auf, die auf der Unterseite des Halbleitersubstrats 204 vorgesehen sind, wobei jede Emitter-Stromschiene die jeweils unteren Enden der Vias 208 (das heißt die der Unterseite des Halbleitersubstrats 204 zugewandten Enden der Vias) einer Löcherzeile 206 elektrisch miteinander verbindet. In dieser Ausführungsform werden die Löcher 202 bzw. die Vias 208 von den Emitter-Stromschienen vollständig überdeckt. Denkbar wäre auch eine lediglich teilweise Überdeckung. Weiterhin ist eine Mehrzahl von Rückseiten-Stromschienen 212 auf der Unterseite des Halbleitersubstrats 204 vorgesehen, die parallel zu den Emitter-Stromschienen 210 verlaufen. Die Emitter-Stromschienen 210 und die Rückseiten-Stromschienen 212 weisen gegenüber dem Solarzellenrand 214 einen Winkel α auf. Die Anzahl der Emitter-Stromschienen 210 sowie der Rückseiten-Stromschienen 212 kann je nach Art bzw. Größe der Solarzelle variieren. 2 shows a plan view of an underside of a solar cell 200 according to an embodiment of the invention. You can see a lot of holes 202 passing through a semiconductor substrate 204 extend through. The holes 202 are to several mutually parallel holes rows 206 grouped. In the holes 202 are vias 208 formed, the conductive material (eg., Metal or polysilicon), and the top of the semiconductor substrate 204 with the underside of the semiconductor substrate 204 connect electrically. The solar cell 200 also has a plurality of emitter busbars 210 on that on the bottom of the semiconductor substrate 204 are provided, each emitter busbar the respective lower ends of the vias 208 (That is, the bottom of the semiconductor substrate 204 facing ends of the vias) of a hole line 206 connects electrically with each other. In this embodiment, the holes become 202 or the vias 208 completely covered by the emitter busbars. Also conceivable would be a partial overlap. Furthermore, a plurality of backside busbars 212 on the underside of the semiconductor substrate 204 provided, which are parallel to the emitter busbars 210 run. The emitter busbars 210 and the back side busbars 212 facing the solar cell edge 214 an angle α. The number of emitter busbars 210 as well as the backside busbars 212 can vary depending on the type or size of the solar cell.

3 zeigt eine Draufsicht auf eine Oberseite auf eine Solarzelle 300, die eine mögliche Realisierung der Oberseite der in 2 gezeigten Solarzelle 200 darstellen könnte. Wie 3 zu entnehmen ist, sind auf der Oberseite des Halbleitersubstrats 204 eine Mehrzahl von Fingern 302 ausgebildet, die die Vias 208 unterschiedlicher Löcherzeilen 206 elektrisch miteinander verbinden. In dieser Ausführungsform verbindet jeder Finger 302 zwei Vias 208 unterschiedlicher Löcherzeilen 206. Die Vias 208 sind im Vergleich zu den Stromschienen sehr platzsparend (d. h. beanspruchen im Vergleich zu den Stromschienen nur wenig Oberfläche). Der Wegfall der Stromschienen auf der Oberseite der Solarzelle 300 (d. h. der Ersatz der Stromschienen durch Vias 208) hat somit den Vorteil, dass wenig Oberseitenfläche der Solarzelle 300 für die Stromproduktion verloren geht. Anstelle den Strom an der Oberseite der Solarzelle 300 zu führen, wird dieser an der Unterseite der Solarzelle 300 mittels dort angebrachter Emitter-Stromschienen und Rückseiten-Stromschienen geführt, wie in 2 zu sehen ist. Die Finger 302 sind hierzu über die Vias 208, wie schon im Zusammenhang mit 2 erläutert, mit den auf der Rückseite vorgesehenen Emitter-Stromschienen 210 elektrisch verbunden. Im Gegensatz hierzu ist bei herkömmlichen Solarzellen, wie in 1 gezeigt, die Emitter-Stromschiene 210 auf der Oberseite der Solarzelle angebracht, was die zur Stromerzeugung zur Verfügung stehende Solarzellenoberfläche reduziert. 3 shows a plan view of an upper surface of a solar cell 300 that a possible realization of the top of in 2 shown solar cell 200 could represent. As 3 it can be seen are on top of the semiconductor substrate 204 a plurality of fingers 302 formed the vias 208 different holes lines 206 connect electrically. In this embodiment, each finger connects 302 two vias 208 different holes lines 206 , The vias 208 Compared to the busbars, they are very space-saving (ie require only little surface compared to the busbars). The omission of the busbars on top of the solar cell 300 (ie the replacement of the busbars by vias 208 ) thus has the advantage that little top surface of the solar cell 300 lost for electricity production. Instead of the electricity at the top of the solar cell 300 This is at the bottom of the solar cell 300 led there by means of emitter busbars and backside busbars, as in 2 you can see. The finger 302 this is about the vias 208 as already related to 2 explained with the provided on the back emitter busbars 210 electrically connected. In contrast, in conventional solar cells, as in 1 shown the emitter busbar 210 mounted on the top of the solar cell, which reduces the solar cell surface available for power generation.

Ebenso wie die Emitter-Stromschienen 210 und die Rückseiten-Stromschienen 212 sind auch die Löcherzeilen 206 um den Winkel α gegenüber dem Solarzellenrand 214 geneigt. Die Vorteile des Neigungswinkels α werden später im Zusammenhang mit 15 näher erläutert.As well as the emitter busbars 210 and the back side busbars 212 are also the holes lines 206 by the angle α with respect to the solar cell edge 214 inclined. The advantages of the angle of inclination α will be related later 15 explained in more detail.

4 zeigt ein Verfahren 400 zum Herstellen einer Solarzelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Bei 402 wird ein Halbleitersubstrat zur Verfügung gestellt. Bei 404 wird eine Mehrzahl von Löchern ausgebildet, die sich durch das Halbleitersubstrat hindurch erstrecken, wobei die Löcher zu mehreren parallel zueinander verlaufenden Löcherzeilen gruppiert sind. Bei 406 wird eine Mehrzahl von Vias in den Löchern ausgebildet. Bei 408 wird eine Mehrzahl von Emitter-Stromschienen auf der Unterseite des Halbleitersubstrats ausgebildet, derart, dass jede Emitter-Stromschiene die jeweiligen unteren Enden der Vias einer Löcherzeile elektrisch miteinander verbindet. Bei 410 wird eine Mehrzahl von Rückseiten-Stromschienen auf der Unterseite des Halbleitersubstrats ausgebildet, derart, dass sie parallel zu den Emitter-Stromschienen verlaufen, wobei das Ausbilden der Emitter-Stromschienen und Rückseiten-Stromschienen so erfolgt, dass diese gegenüber dem Solarzellenrand um einen Winkel α geneigt sind. 4 shows a method 400 for producing a solar cell according to an embodiment of the invention. at 402 a semiconductor substrate is provided. at 404 a plurality of holes are formed that extend through the semiconductor substrate, the holes being grouped into a plurality of mutually parallel hole lines. at 406 becomes a plurality of Vias formed in the holes. at 408 For example, a plurality of emitter bus bars are formed on the lower surface of the semiconductor substrate such that each emitter bus bar electrically connects the respective lower ends of the vias of a hole row. at 410 For example, a plurality of back side bus bars are formed on the lower surface of the semiconductor substrate so as to be parallel to the emitter bus bars, and the emitter bus bars and back side bus bars are formed to be inclined with respect to the solar cell edge by an angle α are.

In der folgenden Beschreibung soll eine mögliche Realisierung des in 4 gezeigten Verfahrens beschrieben werden. Die jeweilige linke Figur der Prozessstadien zeigt eine Draufsicht auf die Solarzelle, und die jeweilige rechte Figur der Prozessstadien zeigt eine Querschnittsdarstellung der Solarzelle.In the following description, a possible realization of the in 4 be described method described. The respective left-hand figure of the process stages shows a plan view of the solar cell, and the respective right-hand figure of the process stages shows a cross-sectional view of the solar cell.

5 zeigt ein Prozessstadium A nach Bereitstellung eines monokristallinen oder multikristallinen Halbleitersubstrats 204 (Halbleiterwafer). 5 shows a process stage A after provision of a monocrystalline or multicrystalline semiconductor substrate 204 (Semiconductor wafer).

6 zeigt ein Prozessstadium B nach Ausbilden mehrerer Löcher 202, die sich durch das Halbleitersubstrat 204 hindurch erstrecken. Die Löcher 202 sind zu mehreren parallel zueinander verlaufenden Löcherzeilen 206 gruppiert. Die Längsrichtung der Löcherzeilen 206 sind gegenüber dem Solarzellenrand 214 (Randkante) um einen Winkel α geneigt. Das Erzeugen der Löcher kann beispielsweise mittels Ätzen oder Laserbohren erfolgen. 6 shows a process stage B after forming a plurality of holes 202 passing through the semiconductor substrate 204 extend through. The holes 202 are to several mutually parallel holes rows 206 grouped. The longitudinal direction of the hole lines 206 are opposite the solar cell edge 214 (Edge) inclined by an angle α. The production of the holes can be done for example by means of etching or laser drilling.

7 zeigt ein Prozessstadium C nach Versehen der Oberfläche 700 des Halbleitersubstrats 204 mit einer Textur 702. Die Textur kann beispielsweise dazu dienen, eine Haftung zwischen einer Antireflexschicht und dem Halbleitersubstrat 204 zu erhöhen oder die Reflexion von auftreffendem Licht zu verringern (siehe Prozessstadium E in 9). Das Erzeugen der Textur kann auf chemischem, mechanischem oder optischen Weg (Laser, Plasma) erfolgen. 7 shows a process stage C after the surface has been provided 700 of the semiconductor substrate 204 with a texture 702 , For example, the texture may serve to provide adhesion between an antireflective layer and the semiconductor substrate 204 increase or reduce the reflection of incident light (see process stage E in 9 ). The texture can be generated by chemical, mechanical or optical means (laser, plasma).

8 zeigt ein Prozessstadium D, das erhalten wird, nachdem die Oberfläche 600 des Halbleitersubstrats 204 mit Dotierstoffen beaufschlagt wurde, um direkt unterhalb der Oberfläche 602 eine Emitterschicht 802 zu erzeugen. Das Erzeugen der Emitterschicht 802 kann beispielsweise mittels eines Diffusionsprozesses erfolgen, durch den Dotierstoffe durch die Oberfläche 602 in das Halbleitersubstrat 204 eindringen. Die Emitterschicht weist demnach eine andere Dotierstoffkonzentration (anderen Dotierstofftyp) als der von der Emitterschicht 802 umschlossene Teil des Halbleitersubstrats 204, in den keine Dotierstoffe gelangen (Basisgebiet), auf. Beispielsweise kann die Emitterschicht n-dotiert, und das Basisgebiet p-dotiert sein. 8th shows a process stage D, which is obtained after the surface 600 of the semiconductor substrate 204 dopants were applied just below the surface 602 an emitter layer 802 to create. Generating the emitter layer 802 can be done for example by means of a diffusion process, through the dopants through the surface 602 in the semiconductor substrate 204 penetration. The emitter layer thus has a different dopant concentration (different dopant type) than that of the emitter layer 802 enclosed part of the semiconductor substrate 204 into which no dopants reach (base area), on. For example, the emitter layer may be n-doped, and the base region may be p-doped.

9 zeigt ein Prozessstadium, das erhalten wird, nachdem die Emitterschicht 802 mit einer Antireflexschicht 902 bedeckt wurde. Zur Ausbildung der Antireflexschicht 902 kann beispielsweise ein Abscheideverfahren zur Anwendung kommen. Zweckmäßigerweise wird die Antireflexschicht 902 auf der Unterseite des Halbleitersubstrats 204 nicht aufgebracht. 9 shows a process stage that is obtained after the emitter layer 802 with an anti-reflective coating 902 was covered. For the formation of the antireflection coating 902 For example, a deposition process can be used. Conveniently, the antireflection coating 902 on the underside of the semiconductor substrate 204 not upset.

10 zeigt ein Prozessstadium F nach Auffüllen der Löcher 202 mit leitendem Material, um elektrisch leitfähige Vias 208 zu erhalten. Weiterhin sind auf der Unterseite der Vias 208 Emitter-Stromschienen 210 aufgebracht worden, wobei jede Emitter-Stromschiene 210 die unteren Enden der Vias 208 einer Löcherzeile 206 elektrisch verbindet. Das Ausbilden der Vias 208 sowie der Emitter-Stromschienen 210 kann beispielsweise jeweils unter Verwendung eines Siebdruckverfahrens („Screen Printing”) erfolgen. Die Materialien der Vias 208 bzw. der Emitter-Stromschienen 210 sind beispielsweise Metall. 10 shows a process stage F for filling the holes 202 with conductive material to electrically conductive vias 208 to obtain. Furthermore, on the bottom are the vias 208 Emitter busbars 210 been applied, each emitter busbar 210 the lower ends of the vias 208 a hole line 206 connects electrically. Forming the vias 208 and the emitter busbars 210 can be done, for example, each using a screen printing process ("Screen Printing"). The materials of the vias 208 or the emitter busbars 210 are for example metal.

11 zeigt ein Prozessstadium G, das erhalten wird, nachdem parallel zu den Emitter-Stromschienen 210 Rückseiten-Stromschienen 212 auf der Unterseite des Halbleitersubstrats 204 ausgebildet wurden. Hierzu kann, ebenso wie bei der Ausbildung der Emitter-Stromschienen 210 und der Vias 208, ein Siebdruckverfahren zum Einsatz kommen. 11 Fig. 12 shows a process stage G obtained after parallel to the emitter bus bars 210 Back busbars 212 on the underside of the semiconductor substrate 204 were trained. This can, as well as in the formation of the emitter busbars 210 and the vias 208 , a screen printing process are used.

12 zeigt ein Prozessstadium H, das erhalten wurde, nachdem auf die Oberseite des Halbleitersubstrats 204 Finger 302 aufgebracht wurden. In diesem Prozessstadium liegen die Finger 302 auf der Antireflexschicht 802 auf. Jeder der Finger 302 verbindet die oberen Enden zweier Vias 208 zweier benachbarter Löcherzeilen 206. Das Aufbringen der Finger 302 kann beispielsweise mittels eines Siebdruckverfahrens erfolgen. 12 FIG. 12 shows a process stage H obtained after the top of the semiconductor substrate. FIG 204 finger 302 were applied. At this stage of the process are the fingers 302 on the antireflective layer 802 on. Each of the fingers 302 connects the upper ends of two vias 208 two adjacent holes rows 206 , The application of the fingers 302 can be done for example by means of a screen printing process.

13 zeigt ein Prozessstadium I, das nach einer Wärmebehandlung („Contact-Firing”) der Finger 302 sowie der Emitter-Stromschienen 210 und Rückseiten-Stromschienen 212 erhalten wurde. Durch die Wärmebehandlung wurde bewirkt, dass die Rückseiten-Stromschienen 210 durch die Emitterschicht 802 hindurch in das Halbleitersubstrat 204 (Basisgebiet) „einsinken” (d. h. damit in Kontakt treten). Weiterhin wird bewirkt, dass die Finger 302 durch die Antireflexschicht 902 hindurch in die Emitterschicht 802 einsinken, jedoch nicht durch die Emitterschicht 802 hindurch. Die Emitter-Stromschienen 210 dürfen in Kontakt mit der Emitterschicht 802 sein, jedoch nicht durch diese hindurch in das Halbleitersubstrat 204 (Basisgebiet) einsinken. 13 shows a process stage I, after a heat treatment ("contact-firing") of the fingers 302 and the emitter busbars 210 and backside busbars 212 was obtained. The heat treatment has caused the backside busbars 210 through the emitter layer 802 through into the semiconductor substrate 204 (Base area) "sink in" (ie contact it). Furthermore, it causes the fingers 302 through the antireflective layer 902 through into the emitter layer 802 sink in, but not through the emitter layer 802 therethrough. The emitter busbars 210 may be in contact with the emitter layer 802 be, but not through this into the semiconductor substrate 204 Sink in (base area).

14 zeigt ein Prozessstadium K, das erhalten wird, nachdem in die Unterseite des Halbleitersubstrats zwischen jedem Paar von Emitter-Stromschiene 210 und Rückseiten- Stromschiene 212 eine Isolation 140 vorgesehen wurde, die die Emitterschicht 802 unterbricht. Dies kann beispielsweise unter Verwendung eines Ritzprozesses erfolgen. Die dabei entstehenden Rillen können mit einem Isolationsmaterial gefüllt werden. Eine entsprechende Isolation sollte auch entlang des gesamten Zellenrands um die Solarzelle herumlaufen, wie in 14 angedeutet ist. 14 FIG. 12 shows a process stage K that is obtained after in the bottom of the semiconductor substrate between each pair of emitter bus bars 210 and backside power rail 212 an isolation 140 was provided, which is the emitter layer 802 interrupts. This can be done, for example, using a scratching process. The resulting grooves can be filled with an insulating material. A suitable insulation should also run around the solar cell along the entire cell edge, as in 14 is indicated.

15a zeigt ein Beispiel einer Verschaltung zweier Solarzellen 3001 und 3002 . Wie 5 zu entnehmen ist, sind die Enden der Rückseiten-Stromschienen 212 der Solarzelle 3001 mit den jeweiligen entsprechenden Enden der Emitter-Stromschienen 210 der Solarzelle 3002 verbunden. Die jeweilige Verbindung erfolgt über Zwischenverbindungsleitungen 150, die als geradlinige Fortsätze der Emitter-Stromschienen 210 bzw. der Rückseiten-Stromschienen 212 aufgefasst werden können. Hier fallen jeweils die Längsachsen L1 der Zwischenverbindungsleitungen 150 mit den entsprechenden Längsachsen der Emitter-Stromschienen 210 bzw. der Rückseiten-Stromschienen 212 L3, L2 zusammen. Allgemeiner sind die Längsachsen L1 parallel zu den Längsachsen L2, L3 angeordnet. 15a shows an example of an interconnection of two solar cells 300 1 and 300 2 , As 5 it can be seen, are the ends of the back side busbars 212 the solar cell 300 1 with the respective respective ends of the emitter busbars 210 the solar cell 300 2 connected. The respective connection takes place via interconnecting lines 150 , which act as rectilinear extensions of the emitter busbars 210 or the back side busbars 212 can be understood. Here, in each case the longitudinal axes L 1 of the interconnecting lines fall 150 with the corresponding longitudinal axes of the emitter busbars 210 or the back side busbars 212 L 3 , L 2 together. More generally, the longitudinal axes L 1 are arranged parallel to the longitudinal axes L 2 , L 3 .

In dieser Ausführungsform erstrecken sich die Zwischenverbindungsstücke 150 über die gesamte Länge der jeweiligen Emitter-Stromschienen 210 sowie Rückseiten-Stromschienen 212. Alternativ können die Zwischenverbindungsleitungen 150 auch lediglich mit den Enden der Emitter-Stromschienen 210/Rückseiten-Stromschienen 212 verbunden sein. Die Bezugsziffern 210'/210'' sowie 212'/212'' deuten jeweils den hypothetischen Fall an, in dem die Emitter-Stromschienen 210/Rückseiten-Stromschienen 212 nicht um den Winkel α geneigt sind. In diesem Fall würden sich jeweils zwei Stromschienen vom gleichen Typ (entweder Emitter-Stromschiene 210 oder Rückseiten-Stromschiene 212) gegenüberliegen. Da jedoch Stromschienen vom unterschiedlichen Typ miteinander verdrahtet werden müssen, wäre in diesem Fall eine kompliziertere Verdrahtung notwendig als die in 15 gezeigte Verdrahtung, in der ein einfaches geradliniges Zwischenverbindungselement 150 verwendet werden kann. Prinzipiell funktioniert die Verdrahtung mit geradlinigen Zwischenverbindungsleitungen bei allen Winkeln von α > einem bestimmten Minimalwinkel (der von der Breite der Stromschienen sowie von den Produktionstoleranzen abhängt), da sich in diesem Fall immer Enden von Stromschienen unterschiedlichen Typs gegenüberliegen. Der Minimalwinkel ist notwendig, damit sich die Enden von Stromschienen gleichen Typs nicht zu nahe kommen und somit bei der Verwendung von geradlinigen Zwischenverbindungsleitungen 150 nicht die Gefahr besteht, dass aufgrund von Produktionstoleranzen eine Zwischenverbindungsleitung unerwünschterweise zwei Stromschienen vom gleichen Typ kontaktiert. Mit anderen Worten: Die aufgrund des Winkels α bewirkte vertikale Verschiebung S des Enden der Stromschienen 210, 212 in vertikaler Richtung sollte so groß sein, dass keine versehentlichen Kurzschlüsse zwischen zwei Stromschienen gleichen Typs beim Ausbilden/Anbringen der Zwischenverbindungsleitungen 150 entstehen.In this embodiment, the intermediate connectors extend 150 over the entire length of the respective emitter busbars 210 as well as backside busbars 212 , Alternatively, the interconnecting lines 150 also only with the ends of the emitter busbars 210 / Rear busbars 212 be connected. The reference numbers 210 ' / 210 '' such as 212 ' / 212 '' in each case indicate the hypothetical case in which the emitter busbars 210 / Rear busbars 212 are not inclined by the angle α. In this case, two bus bars of the same type (either emitter busbar 210 or backside busbar 212 ) are opposite. However, since different type bus bars must be wired together, a more complicated wiring would be required in this case than in 15 shown wiring, in which a simple rectilinear interconnecting element 150 can be used. In principle, the wiring works with straight interconnect lines at all angles of α> a certain minimum angle (which depends on the width of the busbars as well as the production tolerances), since in this case always opposite ends of busbars of different types. The minimum angle is necessary so that the ends of bus bars of the same type do not come too close and thus when using straight interconnect lines 150 There is no risk that, due to production tolerances, an interconnect line will undesirably contact two bus bars of the same type. In other words, the vertical displacement S caused by the angle α of the ends of the busbars 210 . 212 in the vertical direction should be so large that no accidental short circuits between two bus bars of the same type when forming / attaching the interconnection lines 150 arise.

Mit anderen Worten: Der Winkel α ist so gewählt, dass die vertikale Position eines Endes jeder Emitter-Stromschiene 210 einer Solarzelle gleich der vertikalen Position eines Endes einer entsprechenden Rückseiten-Stromschiene 212 einer benachbarter Solarzelle ist.In other words, the angle α is chosen such that the vertical position of one end of each emitter busbar 210 a solar cell equal to the vertical position of one end of a corresponding back side bus bar 212 an adjacent solar cell.

D. h., zwischen je zwei Emitter-Stromschienen 210 einer Solarzelle ist jeweils eine Rückseiten-Stromschiene 212 vorgesehen, und die Emitter-Stromschienen 210 und die Rückseiten-Stromschienen 212 einer Solarzelle sind zu Stromschienenpaaren 152 aus jeweils einer Emitter-Stromschiene 210 und einer Rückseiten-Stromschiene 212 gruppiert, wobei der Winkel α so gewählt ist, dass ein vertikaler Abstand A1 zwischen ersten Enden eines Stromschienenpaars 152 einer vertikalen Verschiebung A2 gegenüberliegender Enden des Stromschienenpaars 152 entspricht.That is, between every two emitter busbars 210 Each solar cell is a back side busbar 212 provided, and the emitter busbars 210 and the back side busbars 212 of a solar cell are to busbar pairs 152 from each of an emitter busbar 210 and a backside busbar 212 grouped, wherein the angle α is chosen such that a vertical distance A1 between the first ends of a busbar pair 152 a vertical displacement A2 opposite ends of the busbar pair 152 equivalent.

In der in 15 gezeigten Verschaltungsform werden die Zwischenverbindungsleitungen 150 auf die Emitter-Stromschienen 210/Rückseiten-Stromschienen 212 aufgebracht. Alternativ können entweder die Emitter-Stromschienen 210 oder die Rückseiten-Stromschienen 212 so ausgebildet werden, dass sie ein über die jeweilige Solarzelle hinausreichendes Ende aufweisen. Diese Enden können dann mit den Enden der Emitter-Stromschienen 210 oder der Rückseiten-Stromschienen 212 der benachbarten Solarzelle verlötet werden. Das über den Solarzellenrand hinausragende Ende der Stromschiene fungiert somit als Zwischenverbindungsleitung.In the in 15 shown interconnection form the interconnection lines 150 on the emitter busbars 210 / Rear busbars 212 applied. Alternatively, either the emitter busbars 210 or the back side busbars 212 be formed so that they have a beyond the respective solar cell reaching end. These ends can then be connected to the ends of the emitter busbars 210 or the back side busbars 212 be soldered to the adjacent solar cell. The projecting beyond the solar cell edge end of the busbar thus acts as an interconnector.

In 15b ist angedeutet, dass die Solarzellen 3001 und 3002 entsprechend der in 15a gezeigten Weise auch mit Solarzellen 3003 und 3004 , die ober- bzw. unterhalb der Solarzellen 3001 und 3002 angeordnet sind, verschaltet werden können. D. h., beispielsweise können mittels entsprechender Zwischenverbindungselemente 150 (nicht gezeigt) die Emitter-Stromschiene 2101 der Solarzelle 3001 mit der Rückseiten-Stromschiene 2121 der Solarzelle. 3003 , oder die Emitter-Stromschiene 2102 der Solarzelle 3004 mit der Rückseiten-Stromschiene 2122 der Solarzelle 3002 verbunden werden, d. h. es können auch vertikal gegeneinander versetzte Solarzellen mit der in 15a gezeigten Weise verschaltet werden.In 15b is implied that the solar cells 300 1 and 300 2 according to the in 15a shown way with solar cells 300 3 and 300 4 , above or below the solar cells 300 1 and 300 2 are arranged, can be interconnected. D. h., For example, by means of appropriate interconnecting elements 150 (not shown) the emitter busbar 210 1 the solar cell 300 1 with the back side busbar 212 1 the solar cell. 300 3 , or the emitter busbar 210 2 the solar cell 300 4 with the back side busbar 212 2 the solar cell 300 2 can be connected, ie it can also vertically staggered solar cells with the in 15a connected manner shown become.

16 zeigt nochmals die Draufsicht auf die in 3 gezeigte Solarzelle 300. Weiterhin ist in 16 die Position einer an den Solarzellenrand 214 angrenzenden Rückseiten-Stromschiene 212 gezeigt. Aufgrund des Neigungswinkels α besteht das Problem, das mit Bezugsziffer 160 gezeigte Gebiet in seiner Stromproduktionseffizienz beschränkt ist. Deshalb sollte der Winkel α so niedrig wie möglich sein. Jedoch kann der Winkel α nicht beliebig klein gemacht werden aufgrund der vorangehend in Zusammenhang mit 15 beschriebenen Problematik (Minimalwinkel). 16 again shows the top view of the in 3 shown solar cell 300 , Furthermore, in 16 the position of one to the solar cell edge 214 adjacent backside power rail 212 shown. Due to the inclination angle α, the problem is the reference numeral 160 area is limited in its power production efficiency. Therefore, the angle α should be as low as possible. However, the angle α can not be made arbitrarily small due to the above in connection with 15 described problem (minimum angle).

Claims (26)

Solarzelle, mit: – einem Halbleitersubstrat, – einer Mehrzahl von Löchern, die sich durch das Halbleitersubstrat hindurch erstrecken, wobei die Löcher zu mehreren parallel zueinander verlaufenden Löcherzeilen gruppiert sind, – einer Mehrzahl von Vias, die in den Löchern ausgebildet sind, – einer Mehrzahl von Emitter-Stromschienen, die auf der Unterseite des Substrats vorgesehen sind, wobei jede Emitter-Stromschiene die jeweiligen unteren Enden der Vias einer Löcherzeile elektrisch miteinander verbindet, – einer Mehrzahl von Rückseiten-Stromschienen, die auf der Unterseite des Substrats vorgesehen und parallel zu den Emitter-Stromschienen angeordnet sind, – wobei die Emitter-Stromschienen und die Rückseiten-Stromschienen gegenüber dem Solarzellenrand um einen Winkel α geneigt sind.Solar cell, with: A semiconductor substrate, - one Plurality of holes, extending through the semiconductor substrate, wherein the holes are grouped into several mutually parallel holes rows, - one Majority of vias in the holes are trained - one Plurality of emitter busbars on the bottom of the substrate are provided, each emitter busbar the respective lower ends of the vias of a hole line connects electrically with each other, A plurality of backside busbars, which is provided on the bottom of the substrate and parallel to the emitter busbars are arranged, - where the emitter busbars and the back side busbars across from the solar cell edge are inclined by an angle α. Solarzelle nach Anspruch 1, wobei der Winkel α so gewählt ist, dass sich geradlinige Zwischenverbindungsleitungen, die als Fortsätze der Emitter-Stromschienen oder der Rückseiten-Stromschienen beim Verschalten benachbarter Solarzellen jeweils eine Rückseiten-Stromschiene einer Solarzelle mit einer Emitter-Stromschiene einer benachbarten Solarzelle verbinden, keinen elektrischen Kontakt zwischen zwei Emitter-Stromschienen oder zwei Rückseiten-Stromschienen benachbarter Solarzellen herstellen oder herstellen können.A solar cell according to claim 1, wherein the angle α is chosen to be that rectilinear interconnecting lines, as extensions of the Emitter busbars or the backside busbars when interconnecting adjacent solar cells in each case a rear side busbar a solar cell with an emitter busbar of an adjacent solar cell connect, no electrical contact between two emitter busbars or two rear power rails can produce or produce adjacent solar cells. Solarzelle nach Anspruch 2, wobei der Winkel α so gewählt ist, dass die vertikale Position eines Endes jeder Emitter-Stromschiene einer Solarzelle gleich der vertikalen Position eines Endes einer entsprechenden Rückseiten-Stromschiene einer benachbarter Solarzelle ist.Solar cell according to claim 2, wherein the angle α is chosen such that that the vertical position of one end of each emitter busbar Solar cell equal to the vertical position of one end of a corresponding one Back busbar an adjacent solar cell. Solarzelle nach Anspruch 3, wobei zwischen je zwei Emitter-Stromschienen einer Solarzelle jeweils eine Rückseiten-Stromschiene vorgesehen ist, und die Emitter-Stromschienen und die Rückseiten-Stromschienen einer Solarzelle zu Stromschienenpaaren aus jeweils einer Emitter-Stromschiene und einer Rückseiten-Stromschiene gruppiert sind, wobei der Winkel α so gewählt ist, dass der vertikale Abstand zwischen ersten Enden eines Stromschienenpaars der vertikalen Verschiebung gegenüberliegender Enden des Stromschienenpaars entspricht.A solar cell according to claim 3, wherein between every two Emitter busbars of a solar cell each provided a rear side busbar is one, and the emitter busbars and the backside busbars Solar cell to busbar pairs from each emitter busbar and a backside busbar are grouped, the angle α so chosen is that the vertical distance between the first ends of a pair of busbars the vertical displacement of opposite ends of the busbar pair equivalent. Solarzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei auf der Oberseite des Halbleitersubstrats Finger ausgebildet sind, die mit den Vias elektrisch verbunden sind.A solar cell according to any one of claims 1 to 4, wherein on the Top of the semiconductor substrate fingers are formed with the vias are electrically connected. Solarzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Außenbereich des Halbleitersubstrats unterhalb einer Außenfläche des Halbleitersubstrats als Halbleiter-Emitterschicht ausgebildet ist, und ein vom Außenbereich umschlossener Innenbereich des Halbleitersubstrats als Basisschicht ausgebildet ist.A solar cell according to any one of claims 1 to 5, wherein an outdoor area of the semiconductor substrate below an outer surface of the semiconductor substrate is formed as a semiconductor emitter layer, and an outdoor area enclosed inner region of the semiconductor substrate as a base layer is trained. Solarzelle nach Anspruch 6, wobei auf der Oberseite des Halbleitersubstrats eine Antireflexschicht auf der Emitterschicht vorgesehen ist.A solar cell according to claim 6, wherein on the upper side of the semiconductor substrate, an antireflection layer on the emitter layer is provided. Solarzelle nach Anspruch 7, wobei sich die Finger durch die Antireflexschicht hindurch bis auf oder in die Emitterschicht erstrecken.A solar cell according to claim 7, wherein the fingers through the antireflection layer to or into the emitter layer extend. Solarzelle nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei sich die Emitter-Stromschienen auf oder in die Emitterschicht erstrecken, jedoch nicht durch diese hindurch.A solar cell according to any one of claims 6 to 8, wherein the Emitter busbars extend on or in the emitter layer, but not through them. Solarzelle nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei sich die Rückseiten-Stromschienen durch die Emitterschicht hindurch bis auf oder in die Basisschicht erstrecken.A solar cell according to any one of claims 6 to 9, wherein the Back busbars through the emitter layer to or into the base layer extend. Solarzelle nach einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei die Finger, die Vias, die Emitter-Stromschienen sowie die Rückseiten-Stromschienen aus Metall gebildet sind.Solar cell according to one of claims 5 to 10, wherein the fingers, the vias, the emitter busbars and the backside busbars made of metal are formed. Solarzellen-Modul, mit mehreren Solarzellen, wobei jede Solarzelle aufweist: – ein Halbleitersubstrat, – eine Mehrzahl von Löchern, die sich durch das Halbleitersubstrat hindurch erstrecken, wobei die Löcher zu mehreren parallel zueinander verlaufenden Löcherzeilen gruppiert sind, – eine Mehrzahl von Vias, die in den Löchern ausgebildet sind, – eine Mehrzahl von Emitter-Stromschienen, die auf der Unterseite des Substrats vorgesehen sind, wobei jede Emitter-Stromschiene die jeweiligen unteren Enden der Vias einer Löcherzeile elektrisch miteinander verbindet, – eine Mehrzahl von Rückseiten-Stromschienen, die auf der Unterseite des Substrats vorgesehen und parallel zu den Emitter-Stromschienen angeordnet sind, – wobei die Emitter-Stromschienen und die Rückseiten-Stromschienen gegenüber dem Solarzellenrand um einen Winkel α geneigt sind.A solar cell module comprising a plurality of solar cells, each solar cell comprising: a semiconductor substrate, a plurality of holes extending through the semiconductor substrate, the holes being grouped into a plurality of mutually parallel hole lines, a plurality of vias formed in the holes, - a plurality of emitter busbars provided on the underside of the substrate, each emitter busbar electrically connecting the respective lower ends of the vias of a row of holes, - a plurality of backside busbars mounted on provided underneath the substrate and arranged parallel to the emitter busbars, - Wherein the emitter busbars and the backside busbars are inclined relative to the solar cell edge by an angle α. Solarzellen-Modul nach Anspruch 12, wobei der Winkel α so gewählt ist, dass sich geradlinige Zwischenverbindungsleitungen, die als Fortsätze der Emitter-Stromschienen oder der Rückseiten-Stromschienen jeweils eine Rückseiten-Stromschiene einer Solarzelle mit einer Emitter-Stromschiene einer benachbarten Solarzelle verbinden, keinen elektrischen Kontakt zwischen zwei Emitter-Stromschienen oder zwei Rückseiten-Stromschienen benachbarter Solarzellen herstellen oder herstellen können.Solar cell module according to claim 12, wherein the angle α is chosen such that that is rectilinear interconnecting lines that act as extensions of the emitter busbars or the back side busbars one rear side busbar each a solar cell with an emitter busbar of an adjacent one Solar cell connect, no electrical contact between two Emitter busbars or two backside busbars of adjacent solar cells can manufacture or manufacture. Solarzelle nach Anspruch 13, wobei zwischen je zwei Emitter-Stromschienen einer Solarzelle jeweils eine Rückseiten-Stromschiene vorgesehen ist, und die Emitter-Stromschienen und die Rückseiten-Stromschienen einer Solarzelle zu Stromschienenpaaren aus jeweils einer Emitter-Stromschiene und einer Rückseiten-Stromschiene gruppiert sind, wobei der Winkel α so gewählt ist, dass der vertikale Abstand zwischen ersten Enden eines Stromschienenpaars der vertikalen Verschiebung gegenüberliegender Enden des Stromschienenpaars entspricht.A solar cell according to claim 13, wherein between each two Emitter busbars of a solar cell is provided in each case a rear side busbar, and the emitter busbars and the backside busbars of a Solar cell to busbar pairs from each emitter busbar and a backside busbar are grouped, the angle α so chosen is that the vertical distance between the first ends of a pair of busbars the vertical displacement of opposite ends of the busbar pair equivalent. Solarzellen-Modul nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Längsrichtung der Zwischenverbindungsleitungen mit der Längsrichtung der der Emitter-Stromschienen oder der Rückseiten-Stromschienen zusammenfällt.Solar cell module according to one of claims 12 to 14, wherein the longitudinal direction the interconnection lines with the longitudinal direction of the emitter busbars or the back side busbars coincides. Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle, aufweisend: – Bereitstellen eines Halbleitersubstrats, – Ausbilden einer Mehrzahl von Löchern, die sich durch das Halbleitersubstrat hindurch erstrecken, wobei die Löcher zu mehreren parallel zueinander verlaufenden Löcherzeilen gruppiert sind, – Ausbilden einer Mehrzahl von Vias in den Löchern, – Ausbilden einer Mehrzahl von Emitter-Stromschienen auf der Unterseite des Halbleitersubstrats, derart, dass jede Emitter-Stromschiene die jeweiligen unteren Enden der Vias einer Löcherzeile elektrisch miteinander verbindet, – Ausbilden einer Mehrzahl von Rückseiten-Stromschienen auf der Unterseite des Halbleitersubstrats, derart, dass sie parallel zu den Emitter-Stromschienen angeordnet sind, – wobei das Ausbilden der Emitter-Stromschienen und Rückseiten-Stromschienen derart erfolgt, dass diese gegenüber dem Solarzellenrand um einen Winkel α geneigt sind.A method of manufacturing a solar cell, comprising: - Provide a semiconductor substrate, - Forming a plurality of holes, extending through the semiconductor substrate, wherein the holes are grouped into several mutually parallel holes rows, - Training a plurality of vias in the holes, - Training a plurality of emitter busbars on the bottom of the Semiconductor substrate, such that each emitter busbar the respective lower ends of the vias of a hole row electrically with each other combines, - Training a plurality of backside busbars on the bottom of the semiconductor substrate, such that they are parallel are arranged to the emitter busbars, - in which forming the emitter busbars and backside busbars in such a way done that against this the solar cell edge are inclined by an angle α. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Ausbilden der Löcher mittels Laserbohren oder Ätzen erfolgt.The method of claim 16, wherein forming the holes by laser drilling or etching he follows. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 oder 17, wobei nach Ausbilden der Löcher die Außenfläche des Halbleitersubstrats mit Dotierstoffen beaufschlagt wird, um unterhalb der Außenfläche eine Emitterschicht auszubilden.A method according to any one of claims 16 or 17, wherein Forming the holes the outer surface of the Semiconductor substrate is doped with dopants to below the outer surface of an emitter layer train. Verfahren nach Anspruch 18, wobei nach Ausbilden der Emitterschicht auf der Oberseite des Halbleitersubstrats eine Antireflexschicht auf der Emitterschicht ausgebildet wird.The method of claim 18, wherein after forming the emitter layer on top of the semiconductor substrate a Antireflection layer is formed on the emitter layer. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, wobei auf der Oberseite des Halbleitersubstrats Finger ausgebildet werden, die mit den Vias elektrisch verbunden sind.A method according to any one of claims 16 to 19, wherein on the Top of the semiconductor substrate fingers are formed, the electrically connected to the vias. Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Finger, die Emitter-Stromschienen und die Rückseiten-Stromschienen mittels eines Siebdruckverfahrens aufgebracht werden.The method of claim 20, wherein the fingers, the Emitter Bus Bars and the Rear Bus Bars be applied by means of a screen printing process. Verfahren nach Anspruch 21, wobei die Finger, die Emitter-Stromschienen und die Rückseiten-Stromschienen nach Aufbringen thermisch behandelt werden.The method of claim 21, wherein the fingers, the Emitter Bus Bars and the Rear Bus Bars be thermally treated after application. Verfahren nach Anspruch 22, wobei die Finger so erhitzt werden, dass diese durch die Antireflexschicht hindurch bis auf oder in die Emitterschicht eindringen.The method of claim 22, wherein the fingers are so be heated by passing them through the antireflective layer penetrate to or into the emitter layer. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 23, wobei die Emitter-Stromschienen so erhitzt werden, dass diese in die Emitterschicht eindringen, sich jedoch nicht durch die Emitterschicht hindurch erstrecken.A method according to any one of claims 22 to 23, wherein the emitter bus bars be heated so that they penetrate into the emitter layer, however, do not extend through the emitter layer. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, wobei die Rückseiten-Stromschienen so erhitzt werden, dass diese durch die Emitterschicht hindurch bis auf oder in die Basisschicht eindringen.The method of any of claims 22 to 24, wherein the backside busbars be heated so that they pass through the emitter layer penetrate to or into the base layer. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, wobei in der Unterseite des Halbleitersubstrats Isolationsgräben ausgebildet werden.A method according to any one of claims 22 to 24, wherein in the Bottom of the semiconductor substrate isolation trenches are formed.
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