DE102009059300B4 - Photovoltaic cell transport and regeneration tank - Google Patents
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Abstract
Photovoltaikzellen-Prozessieranordnung (800), aufweisend:ein Transportband (804) zum Transportieren mindestens eines Photovoltaikzellen-Transport- und - Regenerationsbehälters (100, 802);Stromschienen (806) zum elektrischen Kontaktieren des mindestens einen Photovoltaikzellen-Transport- und - Regenerationsbehälters (100, 802);den mindestens einen Photovoltaikzellen-Transport- und - Regenerationsbehälter (100), aufweisend:• eine Elektrode (110) zum Bereitstellen elektrischer Spannung; und• einen Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich (104), eingerichtet zum Aufnehmen mehrerer miteinander elektrisch gekoppelter übereinander gestapelter Photovoltaikzellen (106), wobei der Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich (104) derart relativ zu der Elektrode (110) angeordnet ist, dass die mehreren in dem Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich (104) aufgenommenen Photovoltaikzellen (106) mit der Elektrode (110) elektrisch gekoppelt sind;• wobei die Stromschienen (806) in direktem elektrischen Kontakt zu externen elektrischen Anschlüssen (210, 212) des mindestens einen Photovoltaikzellen-Transport- und - Regenerationsbehälters (100) stehen, so dass eine Bestromung der Photovoltaikzellen (106) ermöglicht ist.A photovoltaic cell processing assembly (800), comprising: a conveyor belt (804) for transporting at least one photovoltaic cell transport and regeneration tank (100, 802); bus bars (806) for electrically contacting the at least one photovoltaic cell transport and regeneration tank (100 802), the at least one photovoltaic cell transport and regeneration vessel (100), comprising: • an electrode (110) for providing electrical voltage; and • a photovoltaic cell receiving area (104) arranged to receive a plurality of photovoltaic cells (106) stacked together, the photovoltaic cell receiving area (104) being arranged relative to the electrode (110) such that the plurality of photovoltaic cells Photovoltaic cells (106) are electrically coupled to the electrode (110), wherein the bus bars (806) are in direct electrical contact with external electrical terminals (210, 212) of the at least one photovoltaic cell transport and regeneration tank (80). 100), so that an energization of the photovoltaic cells (106) is made possible.
Description
Die Erfindung betrifft einen Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter.The invention relates to a photovoltaic cell transport and -Regenerationsbehälter.
Eine Photovoltaikzelle, beispielsweise eine Solarzelle, dient üblicherweise dazu, Licht in elektrische Energie umzuwandeln. Oftmals wird monokristallines oder polykristallines Silizium als Substratmaterial für eine Photovoltaikzelle eingesetzt.A photovoltaic cell, for example a solar cell, usually serves to convert light into electrical energy. Often, monocrystalline or polycrystalline silicon is used as the substrate material for a photovoltaic cell.
Von Bedeutung für eine Photovoltaikzelle ist beispielsweise ihr Wirkungsgrad, wobei der Wirkungsgrad oftmals schon zu Beginn des Betriebs unter Arbeitsbeginn erheblich abnimmt, beispielsweise bis um 3% absolut.Of importance for a photovoltaic cell, for example, their efficiency, the efficiency often decreases significantly at the beginning of the operation at the beginning of work, for example, up to 3% absolute.
Beispielsweise für eine Silizium-Solarzelle ist es durch einen sogenannten Regenerationsprozess möglich, den Wirkungsgrad nach erfolgter Abnahme wieder zu erhöhen.For example, for a silicon solar cell, it is possible by a so-called regeneration process to increase the efficiency again after acceptance.
Aus
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine Photovoltaikzellen-Prozessieranordnung aufweisend ein Transportband zum Transportieren mindestens eines Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälters; Stromschienen (
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine Photovoltaikzellen-Prozessieranordnung aufweisend ein Transportband zum Transportieren mindestens eines Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälters; Stromschienen zum elektrischen Kontaktieren des mindestens einen Photovoltaikzellen-Transport- und - Regenerationsbehälters; den mindestens einen Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter, aufweisend eine Elektrode zum Bereitstellen elektrischer Spannung; und einen Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich, eingerichtet zum Aufnehmen mehrerer miteinander elektrisch gekoppelter und auf einer ihrer Seitenkanten auf dem Boden des Photovoltaikzellen-Aufnahmebereichs stehend angeordneter Photovoltaikzellen, wobei der Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich derart relativ zu der Elektrode angeordnet ist, dass die mehreren in dem Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich aufgenommenen Photovoltaikzellen mit der Elektrode elektrisch gekoppelt sind; wobei die Stromschienen in direktem elektrischen Kontakt zu externen elektrischen Anschlüssen des mindestens einen Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälters stehen, so dass eine Bestromung der Photovoltaikzellen ermöglicht ist, bereitgestellt.According to various embodiments, a photovoltaic cell processing arrangement comprising a conveyor belt for transporting at least one photovoltaic cell transport and regeneration container; Bus bars for electrically contacting the at least one photovoltaic cell transport and regeneration tank; the at least one photovoltaic cell transport and regeneration tank, comprising an electrode for providing electrical voltage; and a photovoltaic cell accommodating portion configured to receive a plurality of photovoltaic cells electrically coupled with each other and standing on one of their side edges on the bottom of the photovoltaic cell accommodating portion, the photovoltaic cell accommodating portion being disposed relative to the electrode such that the plurality are in the photovoltaic cell accommodating portion Photovoltaic cells are electrically coupled to the electrode; wherein the bus bars are in direct electrical contact with external electrical connections of the at least one photovoltaic cell transport and regeneration container, so that current supply of the photovoltaic cells is made possible.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the figures and are explained in more detail below.
Es zeigen
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1 einen Photovoltaikzellen-Transport- und - Regenerationsbehälter gemäß einem erläuternden Ausführungsbeispiel; -
2 einen Photovoltaikzellen-Transport- und - Regenerationsbehälter gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel; -
3 einen Photovoltaikzellen-Transport- und - Regenerationsbehälter mit einer Rahmenstruktur gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel; -
4 einen Photovoltaikzellen-Transport- und - Regenerationsbehälter mit einer Rahmenstruktur mit darin eingelegten Photovoltaikzellen gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel; -
5 einen Photovoltaikzellen-Transport- und - Regenerationsbehälter gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel; -
6 einen Photovoltaikzellen-Transport- und - Regenerationsbehälter gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel; -
7 ein Prozessdiagramm, in dem ein Prozess zum Herstellen von Photovoltaikzellen gemäß einem Ausführungsbeispiel dargestellt ist; -
8 eine Darstellung eines In-line-Regenerationsprozesses unter Verwendung eines Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälters gemäß einem Ausführungsbeispiel; -
9 eine Vorrichtung zum Durchführen eines Batch-Regenerationsprozesses unter Verwendung eines Photovoltaikzellen-Transport- und - Regenerationsbehälters gemäß einem Ausführungsbeispiel; und -
10 ein Zustandsdiagramm, in dem verschiedene Zustände einer Photovoltaikzelle gemäß dem Stand der Technik aus derDE 10 2006 012 920 B3
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1 a photovoltaic cell transport and regeneration tank according to an illustrative embodiment; -
2 a photovoltaic cell transport and regeneration tank according to another embodiment; -
3 a photovoltaic cell transport and regeneration tank having a frame structure according to still another embodiment; -
4 a photovoltaic cell transport and - Regenerationsbehälter with a frame structure with inserted photovoltaic cells according to yet another embodiment; -
5 a photovoltaic cell transport and regeneration tank according to still another embodiment; -
6 a photovoltaic cell transport and regeneration tank according to still another embodiment; -
7 a process diagram in which a process for producing photovoltaic cells according to an embodiment is shown; -
8th a representation of an in-line regeneration process using a photovoltaic cell transport and -Regenerationsbehälters according to an embodiment; -
9 an apparatus for performing a batch regeneration process using a photovoltaic cell transport and regeneration tank according to an embodiment; and -
10 a state diagram in which various states of a photovoltaic cell according to the prior art of theDE 10 2006 012 920 B3
In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.In the figures, identical or similar elements are provided with identical reference numerals, as appropriate.
Eine Photovoltaikzelle, beispielsweise eine Solarzelle, ist eingerichtet zum Umwandeln von Licht in elektrische Energie. In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist eine Photovoltaikzelle ein Halbleitersubstrat auf, welches p-dotiert oder n-dotiert sein kann. Weiterhin weist die Photovoltaikzelle einen Bereich entgegengesetzter Dotierung auf (oftmals auch als Emitter bezeichnet), womit ein pn-Übergang oder ein np-Übergang gebildet wird.A photovoltaic cell, such as a solar cell, is configured to convert light into electrical energy. In various embodiments, a photovoltaic cell has a semiconductor substrate, which may be p-doped or n-doped. Furthermore, the photovoltaic cell has a region of opposite doping (often also referred to as emitter), with which a pn junction or an np junction is formed.
Wenn die Photovoltaikzelle mit Licht beleuchtet wird, dann werden elektrische Ladungsträger erzeugt, die durch das durch den pn-Übergang oder den np-Übergang gebildete Potentialgefälle räumlich voneinander getrennt werden. Die räumlich getrennten elektrischen Ladungsträger können zu einer Oberfläche der Photovoltaikzelle diffundieren und beispielsweise mittels eines oder mehrerer dort ausgebildeter elektrisch leitfähiger Kontakte, beispielsweise Metallkontakte (beispielsweise aus Silber oder Aluminium), einem externen Stromkreis zugeführt werden.When the photovoltaic cell is illuminated with light, electrical charge carriers are generated, which are spatially separated from each other by the potential difference formed by the pn junction or the np junction. The spatially separated electrical charge carriers can diffuse to a surface of the photovoltaic cell and, for example, by means of one or more trained there electrically conductive contacts, such as metal contacts (for example, made of silver or aluminum), are supplied to an external circuit.
Das Halbleitersubstrat ist gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen einkristallines Silizium oder multikristallines Silizium (auch bezeichnet als polykristallines Silizium).The semiconductor substrate is monocrystalline silicon or multicrystalline silicon (also referred to as polycrystalline silicon) according to various embodiments.
Das Halbleitersubstrat (im Folgenden auch bezeichnet als Wafer) weist beispielsweise eine Dicke auf in einem Bereich von 100 um bis 500 µm, beispielsweise eine Dicke in einem Bereich von 200 µm bis 300 µm.The semiconductor substrate (hereinafter also referred to as wafer) has, for example, a thickness in a range of 100 μm to 500 μm, for example a thickness in a range of 200 μm to 300 μm.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist das Halbleitersubstrat dotiert, beispielsweise ist das Halbleitersubstrat (z.B. der Siliziumwafer) p-dotiert, beispielsweise mit einem Element der III. Hauptgruppe des Periodensystems, beispielsweise mit Bor.In various embodiments, the semiconductor substrate is doped, for example, the semiconductor substrate (e.g., the silicon wafer) is p-doped, for example, with an element of III. Main group of the periodic table, for example with boron.
Aufgrund der guten Löslichkeit von Bor in der Schmelze des Siliziums während der Waferherstellung, beispielsweise mittels des sogenannten Czochralski-Verfahrens (Cz-Verfahren) (es ist darauf hinzuweisen, dass alternativ auch andere geeignete Herstellungsverfahren eingesetzt werden können, beispielsweise das sogenannte Float-Zone-Verfahren (FZ-Verfahren), ergibt sich bei diesem Dotierprozess ein weitgehend homogen mit Bor dotierter Siliziumkristall.Due to the good solubility of boron in the melt of the silicon during wafer production, for example by means of the so-called Czochralski method (Cz method) (it should be noted that other suitable manufacturing methods can be used alternatively, for example the so-called float zone Method (FZ method), resulting in this doping process, a substantially homogeneously doped with boron silicon crystal.
In der Siliziumschmelze ist bei dem Cz-Verfahren in verschiedenen Ausführungsbeispielen auch Sauerstoff gelöst, der ebenfalls in den Siliziumkristall eingebaut wird.In the silicon melt, oxygen is also dissolved in various embodiments in the Cz process, which is likewise incorporated into the silicon crystal.
Wird beispielsweise eine mittels des Cz-Verfahrens hergestellte Photovoltaikzelle beleuchtet und/oder wird an sie eine externe elektrische Spannung angelegt, so werden in ihr Überschussminoritätsladungsträger erzeugt und es fließt in ihr ein elektrischer Strom. Dabei bilden sich Komplexe aus Bor und Sauerstoff als Defekte, die als elektrisch aktive Störstellen wirken und die elektrischen Eigenschaften der Photovoltaikzelle negativ beeinflussen können.If, for example, a photovoltaic cell produced by means of the Cz process is illuminated and / or an external electrical voltage is applied to it, excess miniature charge carriers are generated in it and an electric current flows in it. Complexes of boron and oxygen form as defects, which act as electrically active impurities and can adversely affect the electrical properties of the photovoltaic cell.
Die Defekte verringern die Materialqualität des Cz-Siliziumsubstrats während der ersten Betriebsstunden der Photovoltaikzelle und der Wirkungsgrad der Photovoltaikzelle sinkt, bis er bei einem bestimmten Wert in die Sättigung geht. Dies wird auch als „ladungsträgerinduzierte Degradation“ bezeichnet.The defects reduce the material quality of the Cz-silicon substrate during the first hours of operation of the photovoltaic cell and the efficiency of the photovoltaic cell decreases until it saturates at a certain value. This is also referred to as "charge carrier induced degradation".
Bei einer Bor-Konzentration von etwa 1 * 1016 cm-3 und einer Sauerstoff-Konzentration in Cz-Silizium in einem Bereich von 5 * 1017 cm-3 bis 10 * 1017 cm-3, wie gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen vorgesehen, degradiert der Wirkungsgrad der Photovoltaikzelle beispielsweise unter Betriebsbedingungen innerhalb weniger Stunden um bis zu 3% absolut. Bereits ein bei einer Photovoltaikzelle aus Cz-Silizium beobachteter Verlust von 1% absolut stellt bei einem Wirkungsgrad von 16,5%, wie er für eine industriell hergestellte Photovoltaikzelle auf Basis von Cz-Silizium vor der Degradation typisch ist, einen Verlust von mehr als 6% relativ dar. Es hat sich gezeigt, dass die Degradation und damit der Verlust des Wirkungsgrads während des anfänglichen Betriebs der Photovoltaikzelle umso größer ist, je höher die Bor-Konzentration und/oder die Sauerstoff-Konzentration in dem Silizium ist.At a boron concentration of about 1 * 10 16 cm -3 and an oxygen concentration in Cz-silicon in a range of 5 * 10 17 cm -3 to 10 * 10 17 cm -3 , as provided according to various embodiments, degraded The efficiency of the photovoltaic cell, for example, under operating conditions within a few hours by up to 3% absolute. Even a loss of 1% absolute observed in a Cz-silicon photovoltaic cell, with an efficiency of 16.5%, as is typical for an industrially produced Cz-silicon based photovoltaic cell before degradation, a loss of more than 6 % relative. It has been found that the higher the boron concentration and / or the oxygen concentration in the silicon, the greater the degradation and thus the loss of efficiency during the initial operation of the photovoltaic cell.
Es ist darauf hinzuweisen, dass der Siliziumwafer in alternativen Ausführungsbeispielen aus multikristallinem (beispielsweise mit Bor-dotiertem und Sauerstoff aufweisendem) Silizium sein kann. Alternativ kann das Halbleitersubstrat auch Siliziumschichten (beispielsweise aufweisend Bor und Sauerstoff) aufweisen, die aus der gasförmigen Phase oder der flüssigen Phase auf einem Träger abgeschieden worden sind. It should be understood that in alternative embodiments, the silicon wafer may be of multicrystalline (eg, boron-doped and oxygen-containing) silicon. Alternatively, the semiconductor substrate may also include silicon layers (eg, comprising boron and oxygen) deposited on a support from the gaseous phase or the liquid phase.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist das Silizium beispielsweise mit Bor dotiert mit einer Bor-Konzentration in einem Bereich von ungefähr 1 * 1016 cm-3 bis ungefähr 3 * 1016 cm -3. In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist das Silizium ferner beispielsweise eine Sauerstoff-Konzentration auf in einem Bereich von ungefähr 5 * 1016 cm-3 bis ungefähr 3 * 1018 cm-3.For example, in various embodiments, the silicon is boron doped with a boron concentration in a range of about 1 × 10 16 cm -3 to about 3 × 10 16 cm -3 . In various embodiments, for example, the silicon further has an oxygen concentration in a range of about 5 * 10 16 cm -3 to about 3 * 10 18 cm -3 .
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist eine Photovoltaikzelle an einer Hauptprozessierungsoberfläche des Halbleitersubstrats (z.B. Siliziumsubstrats) einen Emitter auf, beispielsweise einen Bereich, der eine zu dem Halbleitertyp des Halbleitersubstrats entgegengesetzte Leitfähigkeit aufweist. In dem Beispiel eines Bor-dotierten Siliziumsubstrats (ein p-Typ-Halbleiter) ist der Emitter beispielsweise ein n-dotierter Bereich, der beispielsweise mittels eines oberflächlichen Eindiffundierens eines n-Typ-Dotierstoffs (beispielsweise Phosphor), in das Halbleitersubstrat.In various embodiments, a photovoltaic cell has an emitter on a main processing surface of the semiconductor substrate (e.g., silicon substrate), for example, a region having a conductivity opposite to the semiconductor type of the semiconductor substrate. In the example of a boron-doped silicon substrate (a p-type semiconductor), the emitter is, for example, an n-doped region formed into the semiconductor substrate by, for example, surface-diffusing an n-type dopant (eg, phosphorus).
Eine solche Diffusion wird beispielsweise bei einer Temperatur oberhalb von 800 °C durchgeführt. In alternativen Ausführungsbeispielen wird ein anderes Verfahren eingesetzt, mit dem eine n-dotierte Schicht erzeugt wird, beispielsweise mittels einer Abscheidung an der Substratoberfläche aus einer gasförmigen Phase oder einer flüssigen Phase.Such a diffusion is carried out, for example, at a temperature above 800 ° C. In alternative embodiments, another method is used, with which an n-doped layer is produced, for example by means of a deposition on the substrate surface from a gaseous phase or a liquid phase.
Ferner kann die Photovoltaikzelle derart aufgebaut sein, dass die Emitterschicht die Substratoberfläche nicht vollständig bedeckt. Es ist ausreichend, dass lediglich ein oder mehrere Teilbereiche der Substratoberfläche an der Vorderseite und/oder der Rückseite des Halbleitersubstrats von der n-dotierten Schicht bedeckt ist.Furthermore, the photovoltaic cell may be constructed such that the emitter layer does not completely cover the substrate surface. It is sufficient that only one or more subregions of the substrate surface at the front side and / or the rear side of the semiconductor substrate is covered by the n-doped layer.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann das mit Bor dotierte Siliziumsubstrat ein n-Typ-Halbleiter sein, wenn es beispielsweise mit einem n-Typ-Dotierstoff (wie beispielsweise Phosphor) überkompensiert ist. In diesem Fall ist der Emitter ein p-dotierter Bereich und kann beispielsweise durch Eindiffundieren oder Einlegieren von Bor oder Aluminium erzeugt werden. Auch der Fall, in dem der Emitter und das Halbleitersubstrat von dem gleichen Halbleitertyp ist, ist in einem alternativen Ausführungsbeispiel vorgesehen. Dies ist beispielsweise realisiert, wenn die beiden Bereiche stark unterschiedliche Bandstrukturen aufweisen, so dass sich an ihrer Schnittstelle eine Bandverbiegung einstellt, die das gewünschte Potentialgefälle bewirkt.In an alternative embodiment, the boron-doped silicon substrate may be an n-type semiconductor, for example, when overcompensated with an n-type dopant (such as phosphorus). In this case, the emitter is a p-type doped region and may be formed by, for example, diffusing or alloying boron or aluminum. Also, the case where the emitter and the semiconductor substrate are of the same semiconductor type is provided in an alternative embodiment. This is realized, for example, if the two areas have very different band structures, so that at their interface a band bending is established which effects the desired potential gradient.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird das Erzeugen von Überschussminoritätsladungsträgern in dem Siliziumsubstrat während eines im Folgenden noch näher erläuterten Stabilisierungsprozesses durchgeführt, in dem Elektronen als Minoritätsladungsträger in einem p-Typ-Siliziumsubstrat zur Verfügung stehen, wobei zusätzlich zu der Gleichgewichtsladungsträgerkonzentration, Überschussminoritätsladungsträger durch Bewirken eines durch die Photovoltaikzelle fließenden Stroms durch Anlegen einer externen elektrischen Spannung erzeugt werden.In various embodiments, the generation of excess minority carriers in the silicon substrate is performed during a stabilization process, in which electrons are available as minority carriers in a p-type silicon substrate, wherein, in addition to the equilibrium carrier concentration, excess minority carriers are induced by causing one through the photovoltaic cell flowing current can be generated by applying an external electrical voltage.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird der Strom durch die Photovoltaikzelle für eine vorgebbare Behandlungsdauer getrieben, während derer die Temperatur des Halbleitersubstrats innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs liegt, beispielsweise innerhalb eines Temperaturbereichs mit einer Temperaturuntergrenze von ungefähr 50 °C und einer Temperaturobergrenze von ungefähr 230 °C. Es hat sich gezeigt, dass mit zunehmender Behandlungsdauer ein Wirkungsgrad-stabilisierender Effekt sukzessive zunimmt. Anders ausgedrückt hat sich gezeigt, dass, je länger die Behandlungsdauer gewählt ist, desto höher der erzielte Wirkungsgrad ist, bei dem die Photovoltaikzelle in einem anschließenden Betrieb stabil bleibt.In various embodiments, the current through the photovoltaic cell is driven for a predetermined treatment time, during which the temperature of the semiconductor substrate is within a predetermined temperature range, for example within a temperature range having a temperature lower limit of about 50 ° C and an upper temperature limit of about 230 ° C. It has been shown that with increasing duration of treatment, an efficiency-stabilizing effect increases successively. In other words, it has been found that the longer the treatment time is chosen, the higher the efficiency achieved is, at which the photovoltaic cell remains stable in a subsequent operation.
Das Modell zum Erläutern des Regenerationsprozesses soll jedoch den Schutzumfang der Ansprüche nicht einschränken.However, the model for explaining the regeneration process is not intended to limit the scope of the claims.
Gemäß diesem Modell kann eine Photovoltaikzelle gemäß einen Ausführungsbeispiel drei unterschiedliche Zustände aufweisen, beispielsweise in einer Solarzelle mit einem mit Bor-dotiertem und Sauerstoff-aufweisenden Siliziumsubstrat (beispielsweise einem Cz-Siliziumsubstrat), nämlich
- • einen ersten Zustand
1002 , der auch als „annealter Zustand“1002 bezeichnet wird; - • einen zweiten Zustand
1004 , der auch als „degradierter Zustand“1004 bezeichnet wird; und - • einen dritten Zustand
1006 , der auch als „regenerierter Zustand“1006 bezeichnet wird.
- • a
first state 1002 which is also called "annealer state"1002 referred to as; - • a
second state 1004 who is also called a "degraded state"1004 referred to as; and - • a
third state 1006 which is also called "regenerated state"1006 referred to as.
In dem „annealten Zustand“
Ein Zustandsübergang
In dem „regenerierten Zustand“
Durch den Solarzellen-Regenerationsprozess wird ein Zustandsübergang
Ein Zustandsübergang
Die Degradation
Wie oben dargelegt wurde, wird die Temperatur des Halbleitersubstrats während des Regenerationsprozesses
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter bereitgestellt, in dem einerseits eine Mehrzahl (beispielsweise eine Vielzahl) (beispielsweise fertigprozessierte) Photovoltaikzellen auf einfache Weise transportiert werden können beispielsweise von dem letzten Fertigungs-Prozessschritt (von beispielsweise einer Metallisierung oder einer Kantenisolation) hin zu einer Klassifizierungsstation, in der die (beispielsweise fertigprozessierten) Photovoltaikzellen klassifiziert werden und/oder einer Qualitätssicherungsprüfung unterzogen werden, und andererseits auf einfache, kompakte und kostengünstige Weise (beispielsweise sogar während des Transports) einem Solarzellen-Regenerationsprozess (beispielsweise der Regeneration
Erneut Bezug nehmend auf
Ferner weist der Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter
Auf dem Stapel der Photovoltaikzellen
Die Elektrode
Der Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich
Wie in
Das Gehäuse
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich
Der Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich
- • entlang einer ersten Achse in einem Bereich von 10 cm bis 50 cm (dies kann beispielsweise die Breite des Photovoltaikzellen-
Aufnahmebereichs 104 sein); - • entlang einer zu der ersten Achse senkrechten zweiten Achse in einem Bereich von 10 cm bis 50 cm (dies kann beispielsweise die Länge des Photovoltaikzellen-
Aufnahmebereichs 104 sein); und - • entlang einer zu der ersten Achse und der zweiten Achse senkrechten dritten Achse in einem Bereich von 10 cm bis 30 cm (dies kann beispielsweise die Höhe des Photovoltaikzellen-
Aufnahmebereichs 104 sein).
- Along a first axis in a range of 10 cm to 50 cm (this may be, for example, the width of the photovoltaic
cell receiving area 104 his); - Along a second axis perpendicular to the first axis in a range of 10 cm to 50 cm (this may be, for example, the length of the photovoltaic
cell receiving area 104 his); and - Along a third axis perpendicular to the first axis and the second axis in a range of 10 cm to 30 cm (this may be, for example, the height of the photovoltaic
cell receiving area 104 his).
Die Elektrode
In verschiedenen Ausführungsbeispielen (auch in verschiedenen noch im Folgenden näher erläuterten Ausführungsbeispielen) kann die Erhöhung der Temperatur der Photovoltaikzellen
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können/kann die Steuerung und/oder die Spannungsquelle oder Stromquelle derart eingerichtet sein, dass der Regenerationsprozess kontinuierlich, d.h. ohne Unterbrechung, durchgeführt wird, ohne dass der oben beschriebene Temperaturbereich verlassen wird und/oder ohne dass der Stromfluss unterbrochen wird.In various embodiments, the controller and / or the voltage source or current source may be configured such that the regeneration process is continuous, i. without interruption, is performed without leaving the above-described temperature range and / or without the current flow is interrupted.
Es ist jedoch in alternativen Ausführungsbeispielen vorgesehen, dass die Steuerung und/oder die Spannungsquelle oder Stromquelle derart eingerichtet sind, dass der Regenerationsprozess zeitweilig unterbrochen wird. So können/kann beispielsweise die Steuerung und/oder die Spannungsquelle oder Stromquelle derart eingerichtet sein, dass das Anlegen der externen Spannung an die Elektrode
Es ist anzumerken, dass, wie im Folgenden noch näher erläutert wird, der Photovoltaikzellen-Transport- und - Regenerationsbehälter
Wie in
Auf dem Stapel der Photovoltaikzellen
Die zusätzliche Elektrode
Weiterhin ist in
Wenn die Steuerung
Die Steuerung
Der Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich
Abgestützt und mechanisch gekuppelt (beispielsweise verschraubt, verklebt oder verklemmt) mit mindestens einer Bodenstrebe
Der Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter
Alternativ oder zusätzlich zu der Heizung
Die Heizung kann an einer Seitenwand oder an mehreren Seitenwänden oder sogar umlaufend an oder in dem Gehäuse
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann oder können eine oder mehrere Seitenwände mit einer Wärmeisolation versehen sein. In various embodiments, one or more sidewalls may or may be provided with thermal insulation.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Elektrode
Es ist darauf hinzuweisen, dass die zusätzlichen Elemente der anderen Ausführungsbeispiele wie beispielsweise eine Steuerung, eine Spannungsquelle oder Stromquelle, oder auch eine Heizung auch in dem Photovoltaikzellen-Transport- und - Regenerationsbehälter
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Photovoltaikzellen-Aufnahmebereichen
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter eine Steuerschnittstelle zum Empfangen von Steuersignalen zum Steuern eines Photovoltaikzellen-Regenerationsprozesses für die in dem Behälter angeordneten Photovoltaikzellen aufweisen.In various embodiments, the photovoltaic cell transport and regeneration vessel may include a control interface for receiving control signals for controlling a photovoltaic cell regeneration process for the photovoltaic cells disposed in the vessel.
Ein erster Teilprozess
Nach der Fertigstellung der fertigprozessierten Photovoltaikzellen
Dazu werden zunächst die Photovoltaikzellen
Anschließend an den zweiten Teilprozess
Anschließend an den dritten Teilprozess
Anschaulich ist somit gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen vorgesehen, dass eine Umsetzung des Regenerationsprozesses derart erfolgt, dass vor dem Klassifizierungsschritt der Photovoltaikzellen
Wie oben erläutert wird, ist zur Kontaktierung der gegebenenfalls untersten Photovoltaikzelle
Die für den Regenerationsprozess gewünschte Temperatur kann durch die Bestromung der Photovoltaikzellen
Die Regulierung des Prozessstromes kann mittels einer Steuerung erfolgen, die in der Transportbox implementiert sein kann und derart eingerichtet sein kann, dass sie den Strom durch den Stapel von Photovoltaikzellen
Wie oben beschrieben worden ist, kann die Anzahl der Photovoltaikzellen
Der Regenerationsprozess (und damit der dritte Teilprozess
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist ein Prozesstunnel
Die Transportboxen
Ebenfalls denkbar ist somit anschaulich eine oder eine Mehrzahl von Regenerationskammern
Die Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen können einen oder mehrere Vorsprünge oder Ausnehmungen, beispielsweise Griffe, in dem Gehäuse
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein kombinierter Transport- und Regenerationsbehälter bereitgestellt, der mehrere Solarzellen derart aufnehmen kann, dass jeweils die negative Elektrode (Vorderseite) einer ersten Solarzelle die positive Elektrode (Rückseite) einer nächsten Solarzelle berührt und dass der so entstehende Stapel von Solarzellen an der ersten Solarzelle und der letzen Solarzelle derart kontaktiert werden kann, dass bei Anlegen einer externen Spannung der ganze Stapel von Solarzellen bestromt werden kann.In various embodiments, a combined transport and regeneration container is provided which can accommodate a plurality of solar cells such that each of the negative electrode (front) of a first solar cell touches the positive electrode (back) of a next solar cell and that the resulting stack of solar cells on the first solar cell and the last solar cell can be contacted so that when an external voltage is applied, the whole stack of solar cells can be energized.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein kombinierter Transport- und Regenerationsbehälter bereitgestellt, der ferner aufweist einen Temperaturermittlungs-Schaltkreis, der eingerichtet ist zum Ermitteln der Temperatur der Photovoltaikzellen unter Verwendung der Spannung, die an einer oder mehreren der Photovoltaikzellen anliegt während des Stromflusses durch die Photovoltaikzellen und die Elektrode.In various embodiments, a combined transport and regeneration vessel is provided, further comprising a temperature detection circuit configured to determine the temperature of the photovoltaic cells using the voltage applied to one or more of the photovoltaic cells during the flow of current through the photovoltaic cells and the photovoltaic cells Electrode.
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