DE102009060014A1

DE102009060014A1 - Solar cell i.e. silicon solar cell, for directly converting radiation energy into electrical energy, has recess formed between electrically conductive lines and reducing cross-sectional area of another electrically conductive line

Info

Publication number: DE102009060014A1
Application number: DE200910060014
Authority: DE
Inventors: Mike Dipl.-Ing. 28357 Becker; Dietmar Dr.-Ing. 50931 Lütke Notarp
Original assignee: Nb Technologies 28359 GmbH; NB TECHNOLOGIES GmbH
Current assignee: Nb Technologies 28359 GmbH; NB TECHNOLOGIES GmbH
Priority date: 2009-12-21
Filing date: 2009-12-21
Publication date: 2011-06-22

Abstract

The solar cell (100) has a first electrically conductive line (140) i.e. connecting line, for connecting second and third electrically conductive lines (130, 131) e.g. collector lines, with each other. The first line has a recess (143) between the second and third lines, where the recess reduces a cross-sectional area of the first line. The recess is provided in a middle region of the first line, where the middle region extends over length. The second and third lines have a through line that connects upper and lower sides of the solar cell.

Description

Eine Solarzelle ist ein elektrisches Bauelement, das kurzwellige Strahlungsenergie, in der Regel Sonnenlicht, direkt in elektrische Energie umwandelt. Die verwendeten Materialien sind zum Beispiel die Halbleitermaterialien Galliumarsenid oder Silizium. Bei einer Siliziumsolarzelle ist eine n-dotierte und p-dotierte Siliziumschicht vorgesehen. Treffen auf eine als Emitter wirkende Seite der Solarzelle Photonen auf, kommt es zu einem Ladungsausgleich bzw. Stromfluss zwischen beiden Schichten, welcher über Kontakte abgeleitet werden kann. Auf der Oberseite einer solchen Solarzelle ist üblicherweise ein Kontaktband (Sammelleitung) aus Metall mit vielen Kontaktfingern (Verbindungsleitungen) aufgebracht, wohingegen auf der Unterseite eine durchgehende Metallschicht als Kontakt vorhanden ist. Das Kontaktband und die Metallfläche bilden die elektrischen Pole der Solarzelle.A solar cell is an electrical device that converts shortwave radiant energy, typically sunlight, directly into electrical energy. The materials used are, for example, the semiconductor materials gallium arsenide or silicon. In a silicon solar cell, an n-doped and p-doped silicon layer is provided. If photons impinge on a side of the solar cell acting as an emitter, a charge balance or current flow occurs between the two layers, which can be dissipated via contacts. On the upper side of such a solar cell usually a contact strip (bus) made of metal with many contact fingers (connecting lines) is applied, whereas on the underside a continuous metal layer is present as a contact. The contact band and the metal surface form the electrical poles of the solar cell.

Der durch die Lichteinstrahlung bewirkte Stromfluss ist bei einer Solarzelle umso größer, je mehr unbedeckte Fläche zur Verfügung steht und nicht durch ein Kontaktband und durch Kontaktfinger abgedeckt wird. Um die unbedeckte Fläche möglichst groß zu halten, ist es allgemein vorteilhaft, wenn das Kontaktband und die Kontaktfinger eine geringe Breite besitzen. Es ist üblich, ein solches Kontaktband und Kontaktfinger durch eine Silberpaste auszubilden, welche in einem Druckverfahren auf die Oberfläche aufgebracht werden. Prinzipiell lässt sich die Breite derartiger metallischer Leitungen sehr schmal ausführen. Dies ist auch vorteilhaft, da mit zunehmend schmaleren Leitungen auch zunehmend weniger Silber gedruckt werden muss, so dass die Kosten für das verwendete Silbermaterial niedrig gehalten werden können. Mit zunehmend geringerer Leitungsbreite steigt aber die Gefahr, dass in der Leitung eine elektrische Unterbrechung auftritt. Dann ist ein Stromfluss zum Beispiel von einem Kontaktfinger zu einem Kontaktband nicht mehr möglich, so dass der Wirkungsgrad der Solarzelle negativ beeinflusst wird. Ein weiterer Nachteil bei immer schmaleren Leitungen besteht darin, dass der Leitungswiderstand immer größer wird. Auch dies beeinflusst den Wirkungsgrad der Solarzelle negativ. Mit einer zunehmend schmaleren Leitung besteht somit die Schwierigkeit, trotzdem eine hohe Zuverlässigkeit in der Stromführung und somit eine hohe Zuverlässigkeit der Solarzelle zu erreichen.The current flow caused by the light irradiation is greater in a solar cell, the more uncovered area is available and is not covered by a contact band and by contact fingers. In order to keep the uncovered area as large as possible, it is generally advantageous if the contact band and the contact fingers have a narrow width. It is common to form such a contact band and contact fingers by a silver paste, which are applied in a printing process on the surface. In principle, the width of such metallic lines can be very narrow. This is also advantageous because with increasingly narrower lines increasingly less silver must be printed, so that the cost of the silver material used can be kept low. With increasingly smaller line width but increases the risk that an electrical interruption occurs in the line. Then, a current flow, for example, from a contact finger to a contact band is no longer possible, so that the efficiency of the solar cell is adversely affected. Another disadvantage with ever narrower lines is that the line resistance is getting bigger. This also negatively influences the efficiency of the solar cell. With an increasingly narrow line there is thus the difficulty, nevertheless, to achieve high reliability in the current flow and thus high reliability of the solar cell.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Solarzelle zu schaffen, bei der die elektrischen Leitungen mit hoher Zuverlässigkeit herstellbar sind, so dass zum Beispiel die Gefahr einer Unterbrechung in einem Kontaktband oder einem Kontaktfinger als elektrische Leitung gering ist, der elektrische Widerstand der Leitungen niedrig gehalten werden kann und nur eine geringe Fläche der Solarzelle von den Leitungen abgedeckt wird. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, dass eine solche Solarzelle einfach und kostengünstig herstellbar ist.It is an object of the invention to provide a solar cell in which the electrical leads can be manufactured with high reliability, so that, for example, the risk of interruption in a contact band or a contact finger as an electrical line is low, the electrical resistance of the lines kept low can be and only a small area of the solar cell is covered by the lines. Furthermore, it is an object of the invention that such a solar cell is simple and inexpensive to produce.

Die Aufgaben werden für die Solarzelle durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.The objects are achieved for the solar cell by the subject of claim 1. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Solarzelle weist auf:

– mindestens zwei erste elektrisch leitfähige Leitungen, und
– mindestens eine durchgehende zweite elektrisch leitfähige Leitung, welche die zwei ersten Leitungen miteinander verbindet, wobei die zweite Leitung zwischen den beiden ersten Leitungen mindestens eine Aussparung aufweist, welche die Querschnittsfläche der zweiten Leitung reduziert

The solar cell according to the invention has:

- At least two first electrically conductive lines, and
- At least one continuous second electrically conductive line, which connects the two first lines together, wherein the second line between the two first lines has at least one recess which reduces the cross-sectional area of the second line

Die zwei ersten elektrisch leitfähigen Leitungen können zwei Kontaktbänder sein, auch Busbar genannt, welche als Sammelleitungen wirken. Ihre Breite kann bis zu 2 Millimeter betragen. Zwischen diesen ersten Leitungen ist mindestens eine zweite elektrisch leitfähige Leitung, zum Beispiel als Kontaktfinger, angeordnet, welche die zwei ersten Leitungen miteinander verbindet. Die zweite Leitung kann eine übliche Breite von etwa 100 Mikrometern oder eine relativ schmale Breite von etwa 30 bis 50 Mikrometern besitzen. Je schmaler die Leitung ist, umso geringer ist die abgedeckte Fläche.The two first electrically conductive lines can be two contact bands, also called busbars, which act as collecting lines. Their width can be up to 2 millimeters. At least one second electrically conductive line, for example as a contact finger, which connects the two first lines to one another is arranged between these first lines. The second conduit may have a typical width of about 100 microns or a relatively narrow width of about 30 to 50 microns. The narrower the line, the lower the covered area.

Wenn die zweite Leitung mit einer Aussparung versehen ist, welche die Querschnittsfläche reduziert, kann Material für die zweite Leitung eingespart werden. Die Aussparung kann prinzipiell in einem beliebigen Bereich entlang der zweiten Leitung sein. Der Effekt einer Materialeinsparung wirkt sich dann nicht weiter negativ auf den elektrischen Widerstand der Solarzelle aus, wenn die Aussparung in einem Bereich vorgesehen ist, in welchem aufgrund der Leitungsführung nur eine relativ geringe Stromdichte auftritt.If the second conduit is provided with a recess which reduces the cross-sectional area, material for the second conduit can be saved. The recess may, in principle, be in any area along the second conduit. The effect of a material saving then has no negative effect on the electrical resistance of the solar cell, if the recess is provided in a region in which due to the wiring only a relatively low current density occurs.

Die zweite Leitung ist gemäß der Erfindung eine durchgehende Leitung. Es liegt also keine Unterbrechung vor, so dass ein Ladungstransport zu den ersten Leitungen sichergestellt ist. Sollte trotzdem aufgrund eines Fehlers eine Unterbrechung der zweiten Leitung vorhanden sein, wodurch zwei Leitungsteile entstehen, können diese noch zum Ladungstransport beitragen, ohne dass die zweite Leitung nutzlos würde.The second line according to the invention is a continuous line. So there is no interruption, so that a charge transport to the first lines is ensured. Nevertheless, should an interruption of the second line be present due to a fault, resulting in two parts of the line, they may still contribute to the charge transport, without the second line would be useless.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die mindestens eine Aussparung im mittleren Bereich der zweiten Leitung vorgesehen, wobei sich der mittlere Bereich über eine Länge erstreckt, welche maximal 50% des Abstandes zwischen den zwei ersten Leitungen beträgt.According to one embodiment of the invention, the at least one recess is provided in the middle region of the second line, wherein the central region extends over a length which is not more than 50% of the distance between the two first lines.

In dem mittleren Bereich der zweiten Leitung besteht bei einfallendem Licht auf die Solarzelle für einen Ladungsträger die Möglichkeit, sich entweder zum einen Kontaktband (erste Leitung) oder zum anderen Kontaktband der Solarzelle zu bewegen, wenn die elektrischen Widerstände zu beiden Kontaktbändern gleich groß sind. Somit könnte auf den mittleren Bereich der zweiten elektrischen Leitung vollständig verzichtet werden, was durch eine Unterbrechung der zweiten Leitung erreichbar wäre. Eine solche Konstruktion hätte aber den Nachteil, dass aufgrund einer weiteren, z. B. durch einen Fertigungsfehler entstandenen ungewollten Unterbrechung innerhalb der verbleibenden Leitungsteile der zweiten Leitung ein solcher Leitungsteil nicht mehr für den Stromtransport genutzt werden könnte, so dass die Solarzelle einen geringeren Wirkungsgrad erreichen würde. Gemäß der Erfindung ist daher eine durchgehende, also unterbrechungsfreie, zweite Leitung vorgesehen. Da im mittleren Bereich aber nur eine relativ geringe Stromdichte zu erwarten ist, ist gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung in diesem mittleren Bereich der zweiten Leitung eine Aussparung vorhanden, welche den Leitungsquerschnitt der zweiten Leitung reduziert. Der Leitungswiderstand ist dort im Vergleich zu den benachbart dazu angeordneten Bereichen höher, was sich aber aufgrund des geringen Ladungstransportes in dem mittleren Bereich nicht negativ auswirkt. Der dadurch erreichte Vorteil besteht darin, dass sich durch die Aussparung in dem mittleren Bereich Silberpaste als Material für die zweite elektrische Leitung einsparen lässt. Benachbart zu dem mittleren Bereich kann die Solarzelle so ausgebildet sein, dass keine Aussparung in der zweiten Leitung bis zum Erreichen der jeweiligen ersten Leitung vorhanden ist, so dass dort eine übliche Silberpastenmenge vorhanden ist und ein niedrigerer Leitungswiderstand als im mittleren Bereich erreichbar ist. In the middle region of the second line, if there is incident light on the solar cell for a charge carrier, it is possible either to move to one contact band (first line) or to the other contact band of the solar cell, if the electrical resistances to both contact strips are equal. Thus could be completely dispensed with the central region of the second electrical line, which could be achieved by an interruption of the second line. Such a construction would have the disadvantage that due to another, z. B. caused by a manufacturing error unwanted interruption within the remaining line parts of the second line such a line part could not be used for power transport, so that the solar cell would achieve a lower efficiency. According to the invention, therefore, a continuous, so uninterrupted, second line is provided. However, since only a relatively low current density is to be expected in the middle region, according to this embodiment of the invention a recess is present in this middle region of the second line, which reduces the line cross section of the second line. The line resistance is higher in comparison to the regions arranged adjacent thereto, which however does not have a negative effect due to the low charge transport in the middle region. The advantage achieved thereby is that silver paste can be saved as material for the second electrical line through the recess in the middle region. Adjacent to the central region, the solar cell may be formed so that no recess in the second line is present until reaching the respective first line, so that there is a conventional amount of silver paste and a lower line resistance than in the central region is reached.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die mindestens eine Aussparung in einem Bereich an einem Ende der zweiten Leitung vorgesehen, wobei sich der Bereich an dem einem Ende über eine Länge erstreckt, welche maximal 30% des Abstandes zwischen den zwei ersten Leitungen beträgt. Die Aussparung kann in diesem Bereich vorteilhaft sein, wenn die zweite Leitung in mehreren Schichten aufgebracht werden soll. Bei einem derartigen Doppeldruck oder Mehrfachdruck ist eine genaue Abstimmung der Höhe der zweiten Leitung mit der Höhe der ersten Leitung erforderlich. Wenn in diesem Bereich an einem Ende der zweiten Leitung eine Aussparung vorgesehen ist, braucht bei einem doppelten oder mehrfachen Druckauftrag keine Rücksicht mehr auf die Höhe der ersten Leitung genommen werden, so dass dies die Fertigung deutlich erleichtert.According to a further embodiment of the invention, the at least one recess is provided in a region at one end of the second conduit, the region at the one end extending over a length which is at most 30% of the distance between the two first conduits. The recess may be advantageous in this area if the second line is to be applied in several layers. In such a double pressure or multiple pressure, a precise adjustment of the height of the second conduit with the height of the first conduit is required. If a recess is provided in this area at one end of the second line, no need to take account of the height of the first line in a double or multiple print job, so that significantly facilitates the production.

Bevorzugt besitzt in dem Bereich an einem Ende der zweiten Leitung die zweite Leitung eine Breite, welche größer als die Breite der zweiten Leitung benachbart zu dem Bereich ist. Zum einen ist dies bei einer durch Siebdruck hergestellten zweiten Leitung einfach herstellbar. Zum anderen kann auf diese Weise, trotz Verringerung der Höhe der zweiten Leitung aufgrund der Aussparung, eine relativ große Querschnittsfläche erreicht werden, so dass der elektrische Widerstand der zweiten Leitung auch im Bereich der Aussparung niedrig bleiben kann. Außerdem lässt sich in dem Bereich aufgrund der größeren Breite für die zweite Leitung eine relativ große Kontaktlinie zur ersten Leitung erreichen, so dass eine sichere Anbindung an die erste Leitung möglich ist. Dies gilt besonders für die Ausführungsform, bei der die zweite Leitung in dem Bereich an einem Ende der zweiten Leitung in mindestens zwei Leitungsarme aufgeteilt ist. Die zwei Leitungsarme stellen unabhängig voneinander einen Kontakt bzw. eine Anbindung zur ersten Leitung her, so dass auch bei einem eventuell fehlerhaften, mit einer Unterbrechung ausgeführten Leitungsarm ein Ladungstransport über den dann verbleibenden zweiten Leitungsarm möglich ist. Außerdem lässt sich durch die Aufteilung in zwei Leitungsarme der Einsatz an Material für die zweite Leitung weiter einsparen.Preferably, in the region at one end of the second conduit, the second conduit has a width which is greater than the width of the second conduit adjacent to the area. On the one hand, this can be easily achieved with a second line produced by screen printing. On the other hand, in this way, despite reducing the height of the second line due to the recess, a relatively large cross-sectional area can be achieved, so that the electrical resistance of the second line can remain low even in the region of the recess. In addition, a relatively large contact line to the first line can be achieved in the region due to the greater width for the second line, so that a secure connection to the first line is possible. This is especially true for the embodiment where the second conduit in the region at one end of the second conduit is divided into at least two conduit arms. The two line arms establish independently of each other a contact or a connection to the first line, so that even in the event of a possibly faulty, interrupted line conductor, charge transport is possible via the then remaining second line arm. In addition, the use of material for the second line can be further reduced by the division into two line arms.

Ein vorteilhafter Effekt in der Einsparung von Silberpastenmaterial wird erreicht, wenn die Aussparung den Leitungsquerschnitt der zweiten Leitung um mindestens 5% bis maximal 99% reduziert. Die zweite Leitung ist dann durchgehend vorhanden, in dem mit mindestens einer Aussparung versehenen Bereich aber mit weniger Silberpaste ausgebildet.An advantageous effect in the saving of silver paste material is achieved if the recess reduces the line cross-section of the second line by at least 5% to at most 99%. The second line is then continuously present, formed in the area provided with at least one recess but with less silver paste.

Eine relativ einfache Fertigung der zweiten Leitung ist erreichbar, wenn die zweite Leitung in dem Bereich benachbart zu der Aussparung einen Leitungsquerschnitt besitzt, der im Wesentlichen konstant ist. Eine solche Leitung lässt sich mit einem üblichen Siebdruckverfahren einfach herstellen.A relatively simple production of the second conduit is achievable if the second conduit in the area adjacent to the recess has a conduit cross-section which is substantially constant. Such a line can be easily produced by a conventional screen printing method.

Bei der erfindungsgemäßen Solarzelle können die zwei ersten Leitungen jeweils ein Busbar auf einer Oberseite der Solarzelle sein und die zweite Leitung eine Fingerleitung auf der Oberseite der Solarzelle sein. Dieser Aufbau hat sich bewährt und lässt sich kostengünstig herstellen.In the case of the solar cell according to the invention, the two first lines can each be a busbar on an upper side of the solar cell and the second line can be a finger line on the upper side of the solar cell. This structure has proven itself and can be produced inexpensively.

Bei einer anderen Ausführungsform der Solarzelle können die zwei ersten Leitungen jeweils eine Durchgangsleitung sein, welche eine Oberseite mit einer Unterseite der Solarzelle verbinden. Die Durchgangsleitung wirkt ebenfalls als Sammelleitung, jedoch wird sie durch das Substrat der Solarzelle hindurchgeführt. Auf der Oberseite der Solarzelle sind dann keine Busbars vorgesehen, sondern überwiegend nur Fingerleitungen. Dies ist vorteilhaft, da sich somit eine noch geringere Abschattung der Oberfläche der Solarzelle erreichen lässt.In another embodiment of the solar cell, the two first lines may each be a through-line connecting an upper side to a lower side of the solar cell. The via line also acts as a bus, but it is passed through the substrate of the solar cell. On top of the solar cell then no busbars are provided, but mainly only finger lines. This is advantageous since an even lower shadowing of the surface of the solar cell can thus be achieved.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform verläuft die zweite Leitung in der Draufsicht auf die Solarzelle mindestens teilweise ungerade. Damit wird erreicht, dass nur ein kleiner Anteil der Solarzellenoberfläche abgeschattet wird, wobei aber trotzdem ein ausreichender Querschnitt der elektrischen Leitung auf der Oberfläche verfügbar ist, um einen Ladungstransport mit geringem elektrischen Widerstand sicherzustellen. According to a further embodiment, the second line extends in the plan view of the solar cell at least partially odd. This ensures that only a small portion of the solar cell surface is shaded, but still a sufficient cross section of the electrical line on the surface is available to ensure a charge transport with low electrical resistance.

Vorzugsweise ist die Solarzelle derart ausgeführt, dass die zweite Leitung aus einer ersten Schicht und einer darauf angeordneten zweiten Schicht gebildet ist, wobei nur die zweite Schicht die Aussparung aufweist. Damit kann mit zwei aufeinander folgenden Druckvorgängen die Silberpaste einfach auf die Oberfläche der Solarzelle aufgebracht werden. Durch einen derartigen Doppeldruck ist es ferner möglich, dass die erste Schicht der zweiten Leitung sehr schmal ausgeführt wird, so dass nur eine sehr geringe Fläche abgeschattet wird. Dabei lässt sich der Leitungswiderstand der zweiten Leitung trotzdem besonders niedrig halten, da auf der ersten Schicht eine zweite Schicht aufgebracht ist. Bei einer derartigen Solarzelle kann der Querschnitt der zweiten Leitung somit relativ schmal, aber gleichzeitig relativ hoch ausgebildet sein, so dass ein relativ geringer Leitungswiderstand erreicht wird. Gleichzeitig kann die abgeschattete Fläche auf der Oberseite der Solarzelle minimal gehalten werden.Preferably, the solar cell is designed such that the second line is formed of a first layer and a second layer arranged thereon, wherein only the second layer has the recess. This allows the silver paste to be simply applied to the surface of the solar cell with two successive printing processes. By such a double pressure, it is also possible that the first layer of the second line is made very narrow, so that only a very small area is shaded. Nevertheless, the line resistance of the second line can still be kept particularly low, since a second layer is applied to the first layer. In such a solar cell, the cross section of the second line can thus be relatively narrow, but at the same time relatively high, so that a relatively low line resistance is achieved. At the same time, the shaded area on the upper side of the solar cell can be kept to a minimum.

Vorzugsweise werden die ersten Leitungen und die erste Schicht der zweiten Leitungen in einem ersten Schritt bei einem Siebdruckverfahren gedruckt. Die zweiten Leitungen können aufgrund der kleineren Breite im Vergleich zu den ersten Leitungen eine geringere Dicke aufweisen. In einem darauf folgenden zweiten Schritt bei dem Siebdruckverfahren kann eine zweite Schicht der zweiten Leitung aufgetragen werden, wobei gemäß der Erfindung mindesten eine Aussparung im Bereich zwischen den ersten Leitungen vorgesehen ist. Die Aussparung kann nur die zweite Schicht betreffen oder bis in die erste Schicht hineinreichen. Die Höhe einer ersten Schicht kann 15 Mikrometer betragen, wobei durch das Aufbringen einer zweiten Schicht eine Höhe von 30 Mikrometern erreicht werden kann. Eine Aussparung im mittleren Bereich zwischen den ersten Leitungen spart Silber ein, wo es aufgrund der geringen Stromdichte fast nicht gebraucht wird. Eine Aussparung am Ende einer zweiten Leitung bewirkt zusätzlich, dass ein eventueller Dickenunterschied zwischen der ersten Leitung und der ersten Schicht der zweiten Leitung beim anschließenden Aufbringen der zweiten Schicht der zweiten Leitung nicht stört.Preferably, the first lines and the first layer of the second lines are printed in a first step in a screen printing process. The second lines may have a smaller thickness compared to the first lines due to the smaller width. In a subsequent second step in the screen printing process, a second layer of the second line can be applied, wherein according to the invention, at least one recess in the region between the first lines is provided. The recess may only affect the second layer or reach into the first layer. The height of a first layer may be 15 microns, with a height of 30 microns can be achieved by the application of a second layer. A recess in the middle area between the first lines saves silver, where it is almost not needed due to the low current density. In addition, a recess at the end of a second conduit causes a possible difference in thickness between the first conduit and the first layer of the second conduit not to interfere with the subsequent application of the second layer of the second conduit.

Die Erfindung wird mit Bezug auf die schematischen und nicht maßstäblichen Figuren genauer erläutert, in welchen zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to the schematic and not to scale figures, in which:

1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Solarzelle in einem Querschnitt und einer Draufsicht; 1 a first embodiment of a solar cell according to the invention in a cross section and a plan view;

2 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Solarzelle in einem Querschnitt und einer Draufsicht; 2 a second embodiment of the solar cell according to the invention in a cross section and a plan view;

3 eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Solarzelle in einem Querschnitt und einer Draufsicht; 3 a third embodiment of the solar cell according to the invention in a cross section and a plan view;

4 eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Solarzelle in einem Querschnitt und einer Draufsicht; 4 a fourth embodiment of the solar cell according to the invention in a cross section and a plan view;

5 eine fünfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Solarzelle in einem Querschnitt und einer Draufsicht; 5 a fifth embodiment of the solar cell according to the invention in a cross section and a plan view;

6 eine sechste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Solarzelle in einem Querschnitt und einer Draufsicht; und 6 a sixth embodiment of the solar cell according to the invention in a cross section and a plan view; and

7 eine siebte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Solarzelle in einer Draufsicht. 7 a seventh embodiment of the solar cell according to the invention in a plan view.

1 zeigt einen Querschnitt und eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Solarzelle 100. Die Solarzelle 100 weist ein Substrat 102 mit einer Oberseite 103 auf, wobei auf der Oberseite elektrische Leitungen aufgebracht sind. Es handelt sich um zwei erste elektrische Leitungen 130 und 131 sowie um eine zweite elektrische Leitung 140, welche die beiden ersten elektrischen Leitungen 130 und 131 miteinander verbindet. Die ersten elektrischen Leitungen 130 und 131 wirken als Kontaktbänder oder Sammelleitungen und sind relativ breit ausgebildet. Die zweite elektrische Leitung 140 wirkt als Verbindungsleitung oder Kontaktfinger und ist im Vergleich zu den Sammelleitungen 130 und 131 relativ schmal ausgebildet. Die zweite Leitung 140 weist bei dieser Ausführungsform eine erste Schicht 141 und eine zweite Schicht 142 auf, welche getrennt aufgebracht werden können. Es ist jedoch ebenfalls möglich, dass die zweite Leitung 140 einstückig ausgebildet ist und nur als eine einzige Schicht vorhanden ist. 1 shows a cross section and a plan view of a solar cell according to the invention 100 , The solar cell 100 has a substrate 102 with a top 103 on, with electrical lines are applied on top. These are two first electrical cables 130 and 131 and a second electrical line 140 which are the first two electrical lines 130 and 131 connects with each other. The first electrical wires 130 and 131 act as contact bands or manifolds and are relatively wide. The second electrical line 140 acts as a connecting line or contact finger and is compared to the manifolds 130 and 131 relatively narrow. The second line 140 has a first layer in this embodiment 141 and a second layer 142 which can be applied separately. However, it is also possible that the second line 140 is integrally formed and is present only as a single layer.

Erfindungsgemäß weist die zweite Schicht 140 im mittleren Bereich zwischen den beiden ersten Leitungen 130 und 131 eine Aussparung 143 auf, welche den Querschnitt der zweiten Leitung 140 reduziert. Die zweite Leitung 140 ist in diesem mittleren Bereich nicht unterbrochen, sondern mittels der ersten Schicht 141 durchgehend mit den beiden ersten Leitungen 130 und 131 verbunden. Die Aussparung 143 kann nur in einer oberen Zone der zweiten Schicht 142 ausgeführt sein, so dass der Querschnitt der zweiten Leitung 140 um ca. 5% verringert ist. Es ist jedoch ebenfalls möglich, dass die Aussparung 143 bis tief in die erste Schicht 141 reicht, so dass eine Verringerung des Querschnittes der zweiten Leitung 140 um bis zu 99% erreicht wird. Damit ist immer noch eine durchgehende zweite Leitung 140 sichergestellt, während im mittleren Bereich eine deutliche Einsparung an Material, zum Beispiel Silberpaste, für die zweite Leitung 140 erreichbar ist.According to the invention, the second layer 140 in the middle area between the first two lines 130 and 131 a recess 143 on which the cross section of the second line 140 reduced. The second line 140 is not interrupted in this central area, but by means of the first layer 141 continuously with the two first lines 130 and 131 connected. The recess 143 can only in an upper zone of the second layer 142 be executed, so that the cross section of the second line 140 is reduced by about 5%. However, it is also possible that the recess 143 deep into the first layer 141 ranges, allowing a reduction in the cross section of the second line 140 by up to 99%. This is still a continuous second line 140 ensured, while in the middle range a significant saving of material, for example silver paste, for the second line 140 is reachable.

Bei dieser ersten Ausführungsform der Solarzelle 100 reicht die zweite Schicht 142 der zweiten Leitung 140 etwas über die erste Leitung 130 hinaus, siehe Bezugszeichen 144. Es ist jedoch ebenfalls möglich, dass die zweite Leitung 140 genau bis zur ersten Leitung 131 heranreicht, siehe Bezugszeichen 145. Damit ist sichergestellt, dass bei der Anbindung der zweiten Leitung an eine erste Leitung 130, 131 keine starke Verringerung des Querschnittes der zweiten Leitung 140 erreicht wird und somit keine Widerstanderhöhung bei der Anbindung der zweiten Leitung 140 an die erste Leitung 130 oder 131 auftritt.In this first embodiment of the solar cell 100 the second layer is enough 142 the second line 140 something about the first line 130 addition, see reference number 144 , However, it is also possible that the second line 140 right up to the first line 131 comes close, see reference signs 145 , This ensures that when connecting the second line to a first line 130 . 131 no large reduction in the cross section of the second line 140 is achieved and thus no resistance increase in the connection of the second line 140 to the first line 130 or 131 occurs.

In der Draufsicht von 1 ist an den beiden Randbereichen die zweite Leitung 140 U-förmig ausgebildet. Dies ist vorteilhaft, da bei einer eventuellen fehlerhaften Unterbrechung der zweiten Leitung durch die dann gebildeten Leitungsteile der zweiten Leitung trotzdem ein Ladungstransport zur ersten Leitung 130 oder 131 möglich ist.In the top view of 1 is the second line at the two edge areas 140 U-shaped. This is advantageous because in the case of a possible faulty interruption of the second line by the then formed line parts of the second line, nevertheless, a charge transport to the first line 130 or 131 is possible.

Es wird darauf hingewiesen, dass bei dieser in 1 dargestellten Ausführungsform und bei allen anderen Figuren aus Gründen der Übersichtlichkeit eine elektrisch leitfähige Kontaktfläche auf der Unterseite der Solarzelle sowie elektrische Anschlusspunkte nicht dargestellt sind.It should be noted that this in 1 illustrated embodiment and in all other figures for reasons of clarity, an electrically conductive contact surface on the underside of the solar cell and electrical connection points are not shown.

In 2 ist eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Solarzelle 200 gezeigt. Die Solarzelle 200 weist ein Substrat 202 mit einer Oberseite 203 auf, auf welcher zwei erste Leitungen 230 und 231 sowie eine zweite Leitung 240 vorgesehen sind, welche die ersten Leitungen 230 und 231 miteinander verbindet. Die zweite Leitung 240 weist eine erste Schicht 241 und eine zweite Schicht 242 auf, wobei im mittleren Bereich zwischen den beiden ersten Leitungen 230 und 231 eine Aussparung 243 vorgesehen ist. Bei dieser Ausführungsform verbindet die erste Schicht 241 die beiden ersten Leitungen 230 und 231 miteinander, während die zweite Schicht 242 über der ersten Schicht 241 und den beiden ersten Leitungen 230 und 231 geführt ist. Die zweite Schicht 242 überdeckt somit auch die ersten Leitungen 230 und 231, was im Hinblick auf die Fertigungstechnik einfach sein kann, da somit keine Anforderungen an die Positionierung der zweiten Schicht 242 bezüglich der ersten Leitungen 230 und 231 gestellt werden müssen.In 2 is a second embodiment of a solar cell according to the invention 200 shown. The solar cell 200 has a substrate 202 with a top 203 on which two first lines 230 and 231 and a second line 240 are provided, which are the first lines 230 and 231 connects with each other. The second line 240 has a first layer 241 and a second layer 242 on, being in the middle area between the two first lines 230 and 231 a recess 243 is provided. In this embodiment, the first layer connects 241 the first two lines 230 and 231 with each other while the second layer 242 over the first layer 241 and the first two lines 230 and 231 is guided. The second layer 242 thus covers also the first lines 230 and 231 , which may be simple in terms of manufacturing technology, since there are no requirements for the positioning of the second layer 242 with respect to the first lines 230 and 231 have to be asked.

3 zeigt eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Solarzelle 300 in einer Querschnittsansicht und Draufsicht. Die Solarzelle 300 mit einem Substrat 302 weist zwei erste Leitungen 330 und 331 sowie eine zweite Leitung 340 auf, welche die beiden ersten Leitungen 330 und 331 miteinander verbindet. Wie bei der ersten und zweiten Ausführungsform weist auch bei dieser dritten Ausführungsform die zweite Leitung 340 eine erste Schicht 341 und eine zweite Schicht 342 auf. Bei der Anbindung der zweiten Leitung 340 an die ersten Leitungen 330 und 331 ist gemäß der Querschnittsansicht eine Verringerung in der Höhe der zweiten Leitung 340 vorgesehen, siehe Bezugszeichen 346 für den Bereich am linken Ende der zweiten Leitung 340 und Bezugszeichen 349 für den Bereich am rechten Ende der zweiten Leitung 340. Die Draufsicht zeigt, dass der Bereich 346 eine Breite besitzt, welche größer als die Breite der zweiten Leitung benachbart zu dem Bereich 346 ist. Dies gilt in gleicher Weise für den Bereich 349 am rechten Ende der zweiten Leitung 340. Zum Beispiel besitzt die zweite Leitung 340 in dem Bereich 349 eine Breite B2, welche etwa dreifach so groß ist wie die Breite 131 der zweiten Leitung benachbart zu diesem Bereich 349. 3 shows a third embodiment of a solar cell according to the invention 300 in a cross-sectional view and plan view. The solar cell 300 with a substrate 302 has two first lines 330 and 331 and a second line 340 on which the first two wires 330 and 331 connects with each other. As in the first and second embodiments, in this third embodiment as well, the second conduit 340 a first layer 341 and a second layer 342 on. When connecting the second line 340 to the first lines 330 and 331 is a reduction in the height of the second conduit according to the cross-sectional view 340 provided, see reference numerals 346 for the area at the left end of the second line 340 and reference numerals 349 for the area at the right end of the second line 340 , The top view shows that the area 346 has a width which is greater than the width of the second line adjacent to the region 346 is. This applies equally to the field 349 at the right end of the second line 340 , For example, the second line has 340 in that area 349 a width B2 which is about three times the width 131 the second line adjacent to this area 349 ,

Bei dieser dritten Ausführungsform ist die zweite Leitung 340 am linken Ende im Bereich 346 derart ausgebildet, dass eine dreiecksförmige Verbreiterung der Querschnittsfläche vorgesehen ist, wobei die zweite Leitung 340 in zwei Leitungsarme 347 und 348 aufgeteilt ist, welche an der ersten Leitung 330 angebunden sind. Damit ist sichergestellt, dass bei der Anbindung der zweiten Leitung 340 an die erste Leitung 330 trotz der Verringerung in der Höhe der elektrische Widerstand der zweiten Leitung 340 nicht abnimmt und ein guter Ladungstransport zur ersten Leitung 330 erreicht wird. Die zweite Leitung kann an einem rechten Ende, siehe Bezugszeichen 349, auch derart ausgebildet sein, dass ihre Breite B1 sprungartig rechteckförmig auf die Breite B2 zunimmt. Es ist ebenso möglich, dass an einem Ende der zweiten Leitung die Anbindung an die erste Leitung 331 rechteckförmig erfolgt, siehe Bezugszeichen 352, wobei die zweite Leitung 340 in diesem Bereich in zwei Leitungsarme 351 und 352 aufgeteilt ist.In this third embodiment, the second line 340 at the left end in the area 346 formed such that a triangular widening of the cross-sectional area is provided, wherein the second conduit 340 in two cable arms 347 and 348 split, which is on the first line 330 are connected. This ensures that when connecting the second line 340 to the first line 330 despite the reduction in the level of electrical resistance of the second line 340 does not decrease and a good charge transport to the first line 330 is reached. The second line may be at a right end, see reference numeral 349 be also formed such that their width B1 increases abruptly rectangular to the width B2. It is also possible that at one end of the second line the connection to the first line 331 rectangular, see reference numerals 352 , where the second line 340 in this area in two line arms 351 and 352 is divided.

Die zweite Schicht 342 reicht bei dieser Ausführungsform nicht bis zu den ersten Leitungen 330 und 331 heran, was aus der Sicht der Fertigungstechnik vorteilhaft sein kann, da keine hohen Anforderungen an die Positionierung der zweiten Schicht 340 bezüglich der ersten Leitung 330 oder 331 erfüllt werden müssen.The second layer 342 does not extend to the first lines in this embodiment 330 and 331 approach, which may be advantageous from the point of view of manufacturing technology, since no high demands on the positioning of the second layer 340 concerning the first line 330 or 331 have to be fulfilled.

3 zeigt somit eine Ausführungsform, bei der eine Aussparung im mittleren Bereich der zweiten Leitung als auch eine Aussparung in einem Bereich an einem linken Ende der zweiten Leitung und eine Aussparung in einem Bereich an einem rechten Ende der zweiten Leitung vorhanden ist. 3 1 shows an embodiment in which a recess in the central region of the second line as well as a recess in a region at a left end of the second line and a recess in a region at a right end of the second line is present.

Eine vierte Ausführungsform einer Solarzelle 400 ist in 4 dargestellt. Auf dem Substrat 402 sind zwei erste Leitungen 430 und 431 sowie eine zweite Leitung 440 vorgesehen. Die zweite Leitung 440 besitzt eine erste Schicht 441 und eine zweite Schicht 442, wobei im mittleren Bereich zwischen den beiden ersten Leitungen 430 und 431 eine Aussparung 443 vorhanden ist. Im Unterschied zu den vorher beschriebenen Ausführungsformen ist die Höhe der zweiten Leitung 440 benachbart zur Aussparung 443 im mittleren Bereich der zweiten Leitung 440 nicht konstant, sondern nimmt mit zunehmender Annäherung an die ersten Leitungen 430 und 431 zu. Bei der in 4 dargestellten Ausführungsform ist die Höhe der ersten Schicht 441 konstant, während nur die Höhe der zweiten Schicht 442 zunimmt. Es ist ebenso möglich, dass die erste Schicht 441 in der Höhe zunimmt und die zweite Schicht 442 eine konstante Dicke aufweist. Ferner ist es möglich, dass die Breite der zweiten Schicht nicht konstant ist, sondern mit zunehmender Annäherung an die ersten Leitungen 430 und 431 zunimmt, siehe die Draufsicht in 4. Analog zu ersten Ausführungsform kann die zweite Leitung 440 über die erste Leitung 430 überstehen, siehe Bezugszeichen 444, oder genau angrenzen, siehe Bezugszeichen 445.A fourth embodiment of a solar cell 400 is in 4 shown. On the substrate 402 are two first lines 430 and 431 and a second line 440 intended. The second line 440 owns a first layer 441 and a second layer 442 , wherein in the middle area between the two first lines 430 and 431 a recess 443 is available. In contrast to the previously described embodiments, the height of the second conduit 440 adjacent to the recess 443 in the middle region of the second line 440 not constant, but increases with approaching the first lines 430 and 431 to. At the in 4 illustrated embodiment, the height of the first layer 441 constant, while only the height of the second layer 442 increases. It is also possible that the first layer 441 increases in height and the second layer 442 has a constant thickness. Furthermore, it is possible that the width of the second layer is not constant, but with increasing approach to the first lines 430 and 431 increases, see the top view in 4 , Analogous to the first embodiment, the second line 440 over the first line 430 survive, see reference signs 444 , or exactly adjacent, see reference numerals 445 ,

5 zeigt eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Solarzelle 500. Sie weist erste Leitungen 530 und 531 auf, welche im Unterschied zu den vorherigen Ausführungsformen nicht auf der Oberseite 503 des Substrates 502 verlaufen, sondern von der Oberseite 503 bis zur Unterseite 504 reichen, so dass die Oberseite 503 mit der Unterseite 504 elektrisch verbunden werden kann. Die zweite Leitung 540 weist eine erste Schicht 541 und eine zweite Schicht 542 auf, wobei im mittleren Bereich zwischen den ersten Leitungen 530 und 531 eine Aussparung 543 vorhanden ist. Die zweite Leitung 540 ragt in die erste Leitung 530 hinein und bewirkt damit eine Anbindung mit der ersten Leitung 530. Die zweite Leitung 540 kann jedoch auch die erste Leitung vollständig überdecken, siehe Bezugszeichen 546, so dass ein minimaler Widerstand am Übergang zwischen der ersten Leitung 531 und zweiten Leitung 540 erreichbar ist. 5 shows a fifth embodiment of a solar cell according to the invention 500 , It has first lines 530 and 531 which, unlike the previous embodiments, is not on the top 503 of the substrate 502 run but from the top 503 to the bottom 504 rich, so the top 503 with the bottom 504 can be electrically connected. The second line 540 has a first layer 541 and a second layer 542 on, being in the middle area between the first lines 530 and 531 a recess 543 is available. The second line 540 sticks out in the first line 530 into and thus causes a connection with the first line 530 , The second line 540 however, it may completely cover the first line as well, see reference signs 546 , so that a minimum resistance at the junction between the first line 531 and second line 540 is reachable.

Bei der in 6 dargestellten Ausführungsform ragen die erste Leitung 630 und 631 geringfügig über die Oberseite 603 und Unterseite 604 hervor, so dass die erste Leitung 630 jeweils an der Oberseite 603 und an der Unterseite 604 einen T-förmigen Querschnitt bildet. Die zweite Leitung 640 weist eine erste Schicht 641 auf, welche die ersten Leitungen 630 und 631 mindestens teilweise überdeckt, siehe Bezugszeichen 646.At the in 6 illustrated embodiment protrude the first line 630 and 631 slightly above the top 603 and bottom 604 forth, so the first line 630 each at the top 603 and at the bottom 604 forms a T-shaped cross-section. The second line 640 has a first layer 641 on which the first lines 630 and 631 at least partially covered, see reference numerals 646 ,

7 zeigt eine Draufsicht auf eine siebte Ausführungsform für eine Solarzelle 700. Die ersten Leitungen 730, 731, 732, 733, 734, welche wie bei der sechsten Ausführungsform das Substrat durchdringen und dessen Oberseite mit dessen Unterseite verbinden, sind jeweils mit zweiten Leitungen 740 verbunden, welche ungerade verlaufen. Die zweiten Leitungen 740 besitzen wie bei den vorherigen Ausführungsformen eine erste Schicht 741 und eine zweite Schicht 742, wobei im mittleren Bereich jeweils eine Aussparung 743 vorgesehen ist. Die zweiten Leitungen 740 können somit in ihrem Verlauf derart optimiert sein, dass eine möglichst geringe Abschattung der Oberfläche der Solarzelle 700 erreicht wird, aber ein Ladungstransport noch mit geringem Widerstand möglich ist. 7 shows a plan view of a seventh embodiment of a solar cell 700 , The first lines 730 . 731 . 732 . 733 . 734 which, as in the sixth embodiment, penetrate the substrate and connect its top to the bottom thereof, are each connected to second lines 740 connected, which are odd. The second lines 740 have a first layer as in the previous embodiments 741 and a second layer 742 , wherein in the middle region in each case a recess 743 is provided. The second lines 740 can thus be optimized in their course so that the lowest possible shading of the surface of the solar cell 700 is achieved, but a charge transport is still possible with low resistance.

Claims

Solar cell, comprising: - At least two first electrically conductive lines, and - At least one continuous second electrically conductive line, which connects the two first lines together, wherein the second line between the two first lines has at least one recess which reduces the cross-sectional area of the second line.

A solar cell according to claim 1, wherein the at least one recess is provided in the central region of the second conduit, the central region extending over a length which is at most 50% of the distance between the two first conduits.

A solar cell according to claim 1 or 2, wherein the at least one recess is provided in a region at one end of the second conduit, the region at the one end extending over a length which is at most 30% of the distance between the two first conduits.

The solar cell according to claim 3, wherein in the region at one end of the second lead, the second lead has a width larger than the width of the second lead adjacent to the region.

A solar cell according to claim 3 or 4, wherein the second conduit in the region at one end of the second conduit is divided into at least two conduit arms.

Solar cell according to one of the preceding claims, wherein the recess reduces the line cross-section of the second line by at least 5% to a maximum of 99%.

Solar cell according to one of the preceding claims, wherein the second line in the region adjacent to the at least one recess a Has cross-sectional area which is substantially constant.

Solar cell according to one of the preceding claims, wherein the two first lines are each a busbar on an upper side of the solar cell and the second line is a finger line on the top of the solar cell.

A solar cell according to any one of claims 1 to 7, wherein the two first lines are each a via line connecting an upper side to a lower side of the solar cell.

Solar cell according to one of the preceding claims, wherein the second line in the plan view of the solar cell extends at least partially odd.

Solar cell according to one of the preceding claims, wherein the second line is formed of a first layer and a second layer disposed thereon, wherein only the second layer has the at least one recess.