DE102010032187A1 - Process for producing a solar cell and solar cell - Google Patents
Process for producing a solar cell and solar cell Download PDFInfo
- Publication number
- DE102010032187A1 DE102010032187A1 DE102010032187A DE102010032187A DE102010032187A1 DE 102010032187 A1 DE102010032187 A1 DE 102010032187A1 DE 102010032187 A DE102010032187 A DE 102010032187A DE 102010032187 A DE102010032187 A DE 102010032187A DE 102010032187 A1 DE102010032187 A1 DE 102010032187A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- solar cell
- backside
- contact
- metallization
- backside metallization
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims abstract description 52
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 18
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 7
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 2
- 239000011135 tin Substances 0.000 claims description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 57
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 13
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 2
- 229910001295 No alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000003716 rejuvenation Effects 0.000 description 1
- 150000003378 silver Chemical class 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/01—Selective coating, e.g. pattern coating, without pre-treatment of the material to be coated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
- C23C4/134—Plasma spraying
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle mit einer aktiven, der Sonne zugewandten Vorderseite und einer Rückseite, die mindestens einen Rückseitenkontakt aufweist, umfassend das Aufbringen einer Rückseitenmetallisierung auf die der Sonne abgewandete Rückseite und das bereichsweise Aufbringen einer metallischen Schicht zur Ausbildung mindestens eines Rückseitenkontaktes. Ein derartiges Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle, deren Effizienz verbessert und deren Herstellkosten aufgrund von Energie- und Materialeinsparungen reduziert sind, zeichnet sich dadurch aus, dass zunächst die Rückseitenmetallisierung auf die Rückseite der Solarzelle aufgebracht wird und anschließend die metallische Schicht zur Ausbildung des Rückseitenkontaktes mit Hilfe eines Verfahrens zur Beschichtung einer Oberfläche unter Verwendung eines Strahls eines Niedertemperaturplasmas bereichsweise auf die Rückseitenmetallisierung aufgebracht wird. Außerdem betrifft die Erfindung eine Solarzelle, die durch das vorgenannte Verfahren herstellbar ist.The invention relates to a method for producing a solar cell having an active, front side facing the sun and a rear side having at least one rear side contact, comprising applying a back side metallization to the rear side facing away from the sun and partially applying a metallic layer to form at least one rear side contact , Such a method for producing a solar cell, whose efficiency is improved and whose manufacturing costs are reduced due to energy and material savings, is characterized in that first the back side metallization is applied to the back of the solar cell and then the metallic layer to form the back contact with help a method for coating a surface is applied in regions on the back side metallization using a jet of a low-temperature plasma. Moreover, the invention relates to a solar cell which can be produced by the aforementioned method.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle mit einer aktiven, der Sonne zugewandten Vorderseite und einer Rückseite, die mindestens einen Rückseitenkontakt aufweist, umfassend das Aufbringen einer Rückseitenmetallisierung auf die der Sonne abgewandete Rückseite und das bereichsweise Aufbringen einer metallischen Schicht zur Ausbildung mindestens eines Rückseitenkontaktes. Außerdem betrifft die Erfindung eine durch das Verfahren herstellbare Solarzelle.The invention relates to a method for producing a solar cell having an active front side facing the sun and a rear side having at least one rear side contact, comprising applying a back side metallization to the rear side facing away from the sun and partially applying a metallic layer to form at least one rear side contact , Moreover, the invention relates to a producible by the process solar cell.
Solarzellen wandeln Licht in elektrische Energie. Die Solarzelle bildende Halbleiter weisen Bereiche unterschiedlicher Polarität auf. Beispielsweise ist ein Emitterbereich mit einer ersten Polarität aus einem n-Typ-Halbleiter gebildet, wohingegen ein Basisbereich mit einer zweiten Polarität aus einem P-Typ-Halbleiter gebildet ist. Durch den an der Grenzfläche zwischen den Bereichen unterschiedlicher Polarität gebildeten pn-Übergang werden Ladungsträgerpaare, die bei der Absorption auftreffenden Lichts gebildet werden, getrennt. Um die derart getrennten Ladungsträger einem externen Stromkreis zuführen zu können, weist jede Solarzelle Kontakte auf. Abhängig von der Anordnung dieser Kontakte spricht man von Rückseitenkontakten und Vorderseitenkontakten. Um mehrere Solarzellen zu einem Solarmodul zu verschalten, werden die Solarzellen durch an den Kontakten angelötete Lötbänder elektrisch miteinander verbunden.Solar cells convert light into electrical energy. The solar cell-forming semiconductors have regions of different polarity. For example, an emitter region having a first polarity is formed of an n-type semiconductor, whereas a base region having a second polarity is formed of a p-type semiconductor. By the pn junction formed at the interface between the regions of different polarity, pairs of charge carriers formed upon absorption of incident light are separated. In order to be able to supply the charge carriers thus separated to an external circuit, each solar cell has contacts. Depending on the arrangement of these contacts one speaks of backside contacts and front side contacts. To interconnect several solar cells to a solar module, the solar cells are electrically connected by soldered to the contacts solder strips.
Die Solarzellen werden bisher wie folgt hergestellt:
- – Auf der Rückseite der Solarzelle aus Silizium wird bereichsweise eine metallische Schicht in Form einer silberhaltigen Paste dort aufgebracht, wo die Rückseitenkontakte liegen sollen. Das Aufbringen erfolgt im Wege des Siebdrucks.
- – Anschließend wird die metallische Schicht in einem Heißluftofen getrocknet.
- – Sodann wird die Rückseitenmetallisierung in Form einer Aluminium-Paste auf die Rückseite der Solarzelle aufgebracht, wobei die Bereiche der Rückseitenkontakte ausgespart werden. Das Aufbringen der Rückseitenmetallisierung erfolgt ebenfalls im Wege des Siebdrucks.
- – In einem Trocknungsprozess im Heißluftofen wird die aufgebrachte Aluminiumpaste zur Ausbildung der Rückseitenmetallisierung bei einer ersten Temperatur T1 getrocknet.
- – Schließlich wird ein Firing-Prozess bei einer zweiten, gegenüber der ersten Temperatur T1 höheren Temperatur T2 von oberhalb 700 Grad Celsius durchgeführt. Die bei diesem Prozess eintretende Legierungsbildung zwischen dem Aluminium der Rückseitenmetallisierung und dem Silizium der Solarzelle führt zu einer für die Funktion der Solarzelle notwendigen Dotierung des Siliziums.
- - On the back of the solar cell made of silicon, a metallic layer in the form of a silver-containing paste is partially applied where the back side contacts should be. The application is carried out by screen printing.
- - Then the metallic layer is dried in a hot air oven.
- - Then, the back side metallization is applied in the form of an aluminum paste on the back of the solar cell, wherein the areas of the back side contacts are recessed. The application of the backside metallization also takes place by screen printing.
- In a drying process in the hot air oven, the applied aluminum paste is dried at a first temperature T1 to form the backside metallization.
- Finally, a firing process is carried out at a second temperature T2, which is higher than the first temperature T1, above 700 degrees Celsius. The alloy formation occurring in this process between the aluminum of the backside metallization and the silicon of the solar cell leads to a doping of the silicon necessary for the function of the solar cell.
Das bekannte Verfahren weist folgende Nachteile auf:
- – Die schlechte elektrische Leitfähigkeit der Pasten muss durch eine Wärmebehandlung im Heißluftofen (thermisches Sintern) verbessert werden, womit ein hoher Energieaufwand verbunden ist.
- – Da die silberhaltige Paste zur Ausbildung der Rückseitenkontakte unmittelbar auf der Rückseite der Solarzelle aufgebracht wird, findet in den Bereichen der Rückseitenkontakte keine Legierungsbildung zwischen der Rückseitenmetallisierung aus Aluminium und dem Silizium der Solarzelle statt, wodurch die Effizienz der Solarzelle in den Bereichen der Rückseitenkontakte deutlich gemindert ist.
- – Die silberhaltige Paste zur Ausbildung der Rückseitenkontakte ist für die Volumenproduktion von Solarzellen außerordentlich kostspielig.
- - The poor electrical conductivity of pastes must be improved by a heat treatment in a hot air oven (thermal sintering), which is associated with a high energy consumption.
- Since the silver-containing paste is applied directly to the rear side of the solar cell to form the rear side contacts, no alloy formation takes place between the rear side metallization of aluminum and the silicon of the solar cell in the areas of the rear side contacts, whereby the efficiency of the solar cell in the areas of the rear side contacts is significantly reduced is.
- The silver-containing paste for forming the back contacts is extremely expensive for the volume production of solar cells.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle vorzuschlagen, deren Effizienz verbessert und deren Herstellkosten aufgrund von Energie- und Materialeinsparungen reduziert sind. Des Weiteren soll eine Solarzelle vorgeschlagen werden, die einen besseren Gesamtwirkungsgrad aufweist und preiswerter herstellbar ist.Based on this prior art, the invention is based on the object to propose a method for producing a solar cell, whose efficiency is improved and their manufacturing costs are reduced due to energy and material savings. Furthermore, a solar cell is to be proposed, which has a better overall efficiency and is cheaper to produce.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, dass zunächst die Rückseitenmetallisierung auf die Rückseite der Solarzelle aufgebracht wird und erst anschließend die metallische Schicht zur Ausbildung des Rückseitenkontaktes mit Hilfe eines Verfahrens zur Beschichtung einer Oberfläche unter Verwendung eines Strahls eines Niedertemperaturplasmas bereichsweise auf die Rückseitenmetallisierung aufgebracht wird.This object is achieved in a method of the type mentioned above in that first the back side metallization is applied to the back of the solar cell and only then the metallic layer for forming the back contact using a method for coating a surface using a beam of a low-temperature plasma in some areas the backside metallization is applied.
Eine Solarzelle mit höherem Gesamtwirkungsgrad und geringeren Herstellkosten ergibt sich aus den Ansprüchen 11 und 12.A solar cell with higher overall efficiency and lower production costs results from the
Die Effizienz der Solarzelle wird dadurch verbessert, dass zunächst die Rückseitenmetallisierung auf die Rückseite der Solarzelle aufgebracht wird. Erst anschließend wird die metallische Schicht zur Ausbildung des Rückseitenkontaktes bereichsweise auf die Rückseitenmetallisierung aufgebracht. Die Legierungsbildung zwischen dem Material der Solarzelle, insbesondere dem Silizium, und der Rückseitenmetallisierung, insbesondere Aluminium, findet daher auf einer größeren Oberfläche als bei herkömmlichen Solarzellen statt. Hieraus resultiert eine Steigerung des Gesamtwirkungsgrades der Solarzelle gegenüber einer herkömmlich hergestellten Solarzelle um etwa 0,1 bis 0,3%.The efficiency of the solar cell is improved by first applying the backside metallization to the back of the solar cell. Only then is the metallic layer for forming the back contact partially applied to the back side metallization. The alloy formation between the material of the solar cell, in particular the silicon, and the backside metallization, in particular aluminum, therefore takes place on a larger surface than in conventional solar cells. This results in an increase of the overall efficiency of the solar cell over a conventionally produced solar cell by about 0.1 to 0.3%.
Die Verbesserung der Energieeffizienz bei der Herstellung der Solarzellen resultiert daraus, dass die Rückseitenkontakte erst nach dem Aufbringen der Rückseitenmetallisierung auf deren Oberfläche mit Hilfe eines Plasmastrahls abgeschieden werden. In Folge dessen ist kein zusätzlicher Trocknungsschritt zum Trocknen der Rückseitenkontakte vor dem Aufbringen der Rückseitenmetallisierung erforderlich. In dem herkömmlichen Prozess ist es indes erforderlich, die silberhaltige Paste zur Ausbildung der Rückseitenkontakte zunächst vollständig zu trocknen, bevor die Aluminiumpaste zur Ausbildung der Rückseitenkontakte aufgebracht und wiederum getrocknet werden muss. Erst anschließend kann der nach dem Aufbringen der Rückseitenmetallisierung notwendige Firing-Prozess zur Legierungsbildung und Dotierung durchgeführt werden.The improvement of the energy efficiency in the production of the solar cells results from the fact that the backside contacts are deposited after the application of the backside metallization on their surface by means of a plasma jet. As a result, no additional drying step is required to dry the backside contacts prior to applying the backside metallization. In the conventional process, however, it is necessary to first completely dry the silver-containing paste to form the backside contacts before the aluminum paste has to be applied to form the backside contacts and dried again. Only then can the firing process for alloy formation and doping, which is necessary after application of the backside metallization, be carried out.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist der sich an das Aufbringen der Rückseitenmetallisierung anschließende Firing-Prozess bereits abgeschlossen, wenn die Rückseitenkontakte abgeschieden werden. Da der Firing-Prozess mit Temperaturen oberhalb von 700 Grad Celsius zum Zeitpunkt des Aufbringens der metallischen Schichten zur Ausbildung der Rückseitenkontakte in dem erfindungsgemäßen Verfahren bereits abgeschlossen ist, können die Rückseitenkontakte aus preiswerteren, insbesondere einen tieferen Schmelzpunkt aufweisenden Metallen hergestellt werden, deren Einsatz sich beim Stand der Technik aufgrund des zwingend nachgeschalteten Firing-Prozesses verbietet. In Betracht kommt insbesondere eines der Metalle Zinn, Silber, Zink, Kupfer oder eine Mischung der vorgenannten Metalle.In the method according to the invention, the firing process subsequent to the application of the backside metallization is already completed when the backside contacts are deposited. Since the firing process with temperatures above 700 degrees Celsius at the time of applying the metallic layers to form the back contacts in the inventive process is already completed, the back contacts can be made of cheaper, in particular a lower melting point metals, whose use in the Prior art prohibits due to the mandatory downstream firing process. In particular, one of the metals tin, silver, zinc, copper or a mixture of the aforementioned metals is considered.
Das Beschichtungsverfahren unter Verwendung eines Strahls eines Niedertemperaturplasmas bewirkt eine gut leitfähige Anbindung des Rückseitenkontaktes an die Rückseitenmetallisierung. Die vorgenannten Beschichtungsmaterialien bauen eine gute Haftung zu der Rückseitenmetallisierung aus Aluminium auf und weisen eine gute Lötfähigkeit auf, um die Solarzellen mittels Lötbändern zu Modulen zu verschalten.The coating process using a jet of low temperature plasma causes a good conductive attachment of the backside contact to the backside metallization. The aforementioned coating materials build good adhesion to the backside metallization of aluminum and have a good soldering ability to interconnect the solar cells by means of soldering tapes to modules.
Um die Haftfestigkeit der Rückseitenkontakte zu verbessern, wird in einer Ausgestaltung der Erfindung die Rückseitenmetallisierung mit mindestens einer bis zur Rückseite der Solarzelle reichenden, kleinflächigen Öffnung aufgebracht, die dem Rückseitenkontakt zugeordnet ist. Alternativ kann die Rückseitenmetallisierung zunächst vollflächig auf die. Rückseite aufgebracht werden und anschließend wird die mindestens eine bis zur Rückseite der Solarzelle reichende kleinflächige Öffnung in die Rückseitenmetallisierung eingebracht. Die Querschnittsfläche der jedem Rückseitenkontakt zugeordneten Öffnung(en) sollte deutlich kleiner als die Fläche des Rückseitenkontaktes sein, wobei dessen Fläche die Querschnittsfläche sämtlicher ihm zugeordneten Öffnungen in der Rückseitenmetallisierung mindestens um den Faktor 2 übersteigt. In Folge dessen führen diese Öffnungen in der Rückseitenmetallisierung nur in geringem Maße zu einer verschlechterten Effizienz der Solarzelle in diesen Bereichen. Die Öffnungen verbessern jedoch die Haftung der Rückseitenkontakte an der Rückseite der Solarzelle, in dem sie eine mechanische Verankerung des Rückseitenkontaktes an der Rückseite der Solarzelle ermöglichen.In order to improve the adhesive strength of the backside contacts, in one embodiment of the invention, the backside metallization is applied with at least one, small-area opening extending to the back of the solar cell, which is associated with the rear-side contact. Alternatively, the Rückseitenmetallisierung first full area on the. Rear side are applied and then the at least one reaching to the back of the solar cell small-area opening is introduced into the back side metallization. The cross-sectional area of the aperture (s) associated with each backside contact should be significantly smaller than the area of the backside contact, the area of which exceeds at least a factor of 2 the cross-sectional area of all the apertures in the backside metallization associated therewith. As a result, these openings in the backside metallization will only slightly impair the efficiency of the solar cell in these areas. However, the apertures improve the adhesion of the back side contacts to the back side of the solar cell by allowing mechanical anchoring of the back side contact on the back side of the solar cell.
Eine weitere Verbesserung der Haftung an der Rückseitenmetallisierung aus Aluminium bei gleichzeitiger Verbesserung der Lötfähigkeit wird erreicht, wenn mehrere metallische Schichten zur Ausbildung des Rückseitenkontaktes auf die Rückseitenmetallisierung aufgebracht werden.Further improvement in adhesion to the backside metallization of aluminum while improving solderability is achieved when multiple metallic layers are applied to the backside metallization to form the backside contact.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignen sich Niedertemperaturplasmen, deren Plasmastrahl in der Kernzone eine Gastemperatur von weniger als 900 Grad Celsius, insbesondere jedoch von weniger als 500 Grad Celsius aufweist. Bei dem verwendeten Niedertemperaturplasma handelt es sich um ein so genanntes Atmosphärendruckplasma, bei welchem der Druck ungefähr dem der umgebenden Atmosphäre entspricht. Der wesentliche Vorteil des Atmosphärendruckplasmas besteht darin, dass im Gegensatz zum Niederdruck- oder Hochdruckplasma kein Reaktor erforderlich ist, der für die Aufrechterhaltung eines zum Atmosphärendruck unterschiedlichen Druckniveaus sorgt. In Folge dessen lassen sich Verfahren mit Atmosphärendruckplasmen direkt in die Produktion zur Herstellung der Solarzelle integrieren. Kostenintensive Reaktoren zur Erzeugung eines Unterdrucks sind nicht erforderlich.Low-temperature plasmas whose plasma jet in the core zone has a gas temperature of less than 900 degrees Celsius, but in particular of less than 500 degrees Celsius, are suitable for carrying out the method according to the invention. The low temperature plasma used is a so-called atmospheric pressure plasma in which the pressure is approximately equal to that of the surrounding atmosphere. The essential advantage of the atmospheric pressure plasma is that, in contrast to the low-pressure or high-pressure plasma, no reactor is required which ensures the maintenance of a pressure level different from the atmospheric pressure. As a result, atmospheric pressure plasmas can be integrated directly into production to produce the solar cell. Costly reactors to generate a negative pressure are not required.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to the figures. Show it:
Die in
Die in
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren (vgl.
Die metallische Schicht (
Das in
In dem in
Beim anschließenden Aufbringen der metallischen Schicht (
Im Bereich der Düsenöffnung (
Optimale Ergebnisse werden erzielt, wenn der Strahlgenerator (
Der Abscheideprozess führt zu einer gut haftenden und elektrisch gut leitenden Verbindung, zwischen dem derart abgeschiedenen Rückseitenkontakt (
Claims (12)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102010032187A DE102010032187A1 (en) | 2010-07-23 | 2010-07-23 | Process for producing a solar cell and solar cell |
PCT/EP2011/003668 WO2012010314A1 (en) | 2010-07-23 | 2011-07-22 | Method for producing a solar cell and solar cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102010032187A DE102010032187A1 (en) | 2010-07-23 | 2010-07-23 | Process for producing a solar cell and solar cell |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102010032187A1 true DE102010032187A1 (en) | 2012-01-26 |
Family
ID=44510858
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102010032187A Withdrawn DE102010032187A1 (en) | 2010-07-23 | 2010-07-23 | Process for producing a solar cell and solar cell |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102010032187A1 (en) |
WO (1) | WO2012010314A1 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4320251A (en) * | 1980-07-28 | 1982-03-16 | Solamat Inc. | Ohmic contacts for solar cells by arc plasma spraying |
US4492812A (en) * | 1981-07-08 | 1985-01-08 | Solarex Corporation | Electrical contacts for a solar cell |
DE3337851A1 (en) * | 1983-10-18 | 1985-04-25 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Process for coating the surface of the semiconductor substrate of a solar cell |
US5178685A (en) * | 1991-06-11 | 1993-01-12 | Mobil Solar Energy Corporation | Method for forming solar cell contacts and interconnecting solar cells |
US20010035129A1 (en) * | 2000-03-08 | 2001-11-01 | Mohan Chandra | Metal grid lines on solar cells using plasma spraying techniques |
DE112006000773T5 (en) * | 2005-03-29 | 2008-03-13 | Kyocera Corp. | Process for packaging solar battery elements and packaging for solar battery elements |
EP2136407A2 (en) * | 2008-06-09 | 2009-12-23 | DelSolar Co., Ltd. | Solar cell, solar module andsystem and fabrication method thereof |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5118362A (en) * | 1990-09-24 | 1992-06-02 | Mobil Solar Energy Corporation | Electrical contacts and methods of manufacturing same |
DE19807086A1 (en) * | 1998-02-20 | 1999-08-26 | Fraunhofer Ges Forschung | Atmospheric pressure plasma deposition for adhesion promoting, corrosion protective, surface energy modification or mechanical, electrical or optical layers |
CH696811A5 (en) * | 2003-09-26 | 2007-12-14 | Michael Dvorak Dr Ing Dipl Phy | Process for coating a substrate surface using a plasma jet. |
WO2009056235A2 (en) * | 2007-11-02 | 2009-05-07 | Interpane Entwicklungs- Und Beratungsgesellschaft Mbh & Co. Kg | Multilayer system comprising contact elements, and method for the production of a contact element for a multilayer system |
-
2010
- 2010-07-23 DE DE102010032187A patent/DE102010032187A1/en not_active Withdrawn
-
2011
- 2011-07-22 WO PCT/EP2011/003668 patent/WO2012010314A1/en active Application Filing
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4320251A (en) * | 1980-07-28 | 1982-03-16 | Solamat Inc. | Ohmic contacts for solar cells by arc plasma spraying |
US4492812A (en) * | 1981-07-08 | 1985-01-08 | Solarex Corporation | Electrical contacts for a solar cell |
DE3337851A1 (en) * | 1983-10-18 | 1985-04-25 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Process for coating the surface of the semiconductor substrate of a solar cell |
US5178685A (en) * | 1991-06-11 | 1993-01-12 | Mobil Solar Energy Corporation | Method for forming solar cell contacts and interconnecting solar cells |
US20010035129A1 (en) * | 2000-03-08 | 2001-11-01 | Mohan Chandra | Metal grid lines on solar cells using plasma spraying techniques |
DE112006000773T5 (en) * | 2005-03-29 | 2008-03-13 | Kyocera Corp. | Process for packaging solar battery elements and packaging for solar battery elements |
EP2136407A2 (en) * | 2008-06-09 | 2009-12-23 | DelSolar Co., Ltd. | Solar cell, solar module andsystem and fabrication method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2012010314A1 (en) | 2012-01-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2944913C2 (en) | ||
DE102004048680A1 (en) | Manufacturing solar cell involves making grid electrode with narrow width on light reception surface of substrate with pn junction by sintering metal paste material, making rod-shaped main electrode electrically connected to grid electrode | |
DE19752413A1 (en) | Electrode production on semiconductor substrate | |
DE10020412A1 (en) | Method and appliance for applying metal foil to semiconductor wafer to form contact surface involves applying pressure to foil coated with fine grain paste | |
DE102008033169A1 (en) | Process for producing a monocrystalline solar cell | |
DE102010026960A1 (en) | Photovoltaic solar cell and method for producing a photovoltaic solar cell | |
WO2011060764A2 (en) | Emitter formation by means of a laser | |
EP2561557B1 (en) | Method for producing a solar cell | |
DE102011104159A1 (en) | METHOD FOR THE ELECTRICAL CONNECTION OF SEVERAL SOLAR CELLS AND PHOTOVOLTAIC MODULE | |
DE102011050089A1 (en) | Method for producing electrical contacts on a solar cell, solar cell and method for producing a back-side contact of a solar cell | |
DE102013204923A1 (en) | photovoltaic module | |
DE102011056087B4 (en) | Solar cell wafer and process for metallizing a solar cell | |
DE102011075352A1 (en) | A method of back contacting a silicon solar cell and silicon solar cell with such backside contacting | |
DE102011104396A1 (en) | Metal paste for solar cell, contains electroconductive metal chosen from chromium, molybdenum, nickel, titanium, and tin, glass frit containing silica, alumina, lead oxide, zinc oxide or boric oxide, and organic binder and/or solvent | |
DE102010007131A1 (en) | Solar cell string and method for its production | |
EP2671264B1 (en) | Photovoltaic solar cell and a method for the production of same | |
DE102011115581B4 (en) | Process for the production of a solar cell | |
DE102013220886A1 (en) | Method for producing a metallic contacting structure on a semiconductor substrate | |
EP2786420A2 (en) | Solar cell and process for producing a solar cell | |
DE102010032187A1 (en) | Process for producing a solar cell and solar cell | |
WO2012171927A1 (en) | Method and arrangement for producing a crystalline solar cell | |
DE102011086302A1 (en) | Method for producing contact grid on surface of e.g. photovoltaic solar cell for converting incident electromagnetic radiation into electrical energy, involves electrochemically metalizing contact region with metal, which is not aluminum | |
WO2010081460A1 (en) | Solar cell and method for producing a solar cell | |
DE102015220945A1 (en) | Method for producing a rear-side contacting of a solar cell and solar cell | |
EP4147277B1 (en) | Back-side contact solar cell |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: REICHERT & LINDNER PARTNERSCHAFT PATENTANWAELT, DE Representative=s name: REICHERT & KOLLEGEN, 93047 REGENSBURG, DE Representative=s name: REICHERT & KOLLEGEN, DE |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: REICHERT & LINDNER PARTNERSCHAFT PATENTANWAELT, DE |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: MASCHINENFABRIK REINHAUSEN GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: REINHAUSEN PLASMA GMBH, 93057 REGENSBURG, DE Effective date: 20141117 |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: REICHERT & LINDNER PARTNERSCHAFT PATENTANWAELT, DE Effective date: 20111124 Representative=s name: REICHERT & LINDNER PARTNERSCHAFT PATENTANWAELT, DE Effective date: 20141117 |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |