DE102011055148A1 - Solar module, has embedding polymer moistening passivation film such that set of wetting regions is formed, where portion of wetting regions is made of covering areas, in which passivation film is covered - Google Patents

Solar module, has embedding polymer moistening passivation film such that set of wetting regions is formed, where portion of wetting regions is made of covering areas, in which passivation film is covered Download PDF

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Abstract

The module (14) has a back surface for polymerically forming a back encapsulation structure with an embedding polymer (12) that is located in contact with a metallic back electrode structure (11) of semiconductor wafer solar cells (10). The embedding polymer moistens a passivation film (17) such that a set of wetting regions is formed and the embedding polymer moistens the film in the regions. A portion of the wetting regions i.e. more than 50 percentages of the wetting regions, is made of covering areas, in which the passivation film is covered. An independent claim is also included for a method for manufacturing a solar module.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Solarmodul und ein Verfahren zu dessen Herstellung.The present invention relates to a solar module and a method for its production.

Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Solarmodul mit einer Frontseite und einer Rückseite, die eine Mehrzahl Halbleiterwafer-Solarzellen aufweist. Die Mehrzahl Halbleiterwafer-Solarzellen sind zu einem Solarzellen-String elektrisch verschaltet und weisen jeweils eine Rückseite mit einer Rückseitenoberfläche auf. Die Rückseitenoberfläche ist mittels einer dielektrischen Passivierungsschicht oberflächenpassiviert. Auf der Passivierungsschicht ist eine versinterte Metallpartikel umfassende Rückseitenelektrodenstruktur angeordnet. Die metallische Rückseitenelektrodenstruktur kontaktiert das Halbleitermaterial des Halbleiterwafers über eine Vielzahl lokaler Kontaktbereiche elektrisch, wobei die Kontaktbereiche als Öffnungen der Passivierungsschicht ausgebildet sind und insgesamt eine elektrische Kontaktfläche von weniger als 5%, bevorzugt von weniger als 2%, der Rückseitenoberfläche einnehmen. Weiterhin weist das Solarmodul ein die Frontseite des Solarmoduls bildendes Frontseitenverkapselungselement und eine die Rückseite des Solarmoduls bildende polymere Rückseitenverkapselungsstruktur mit einem Einbettungspolymer auf, das in Kontakt mit der metallischen Rückseitenelektrodenstruktur der Halbleiterwafer-Solarzellen steht. Üblicherweise werden das Frontseitenverkapselungselement, die Rückseitenverkapselungsstruktur und der Solarzellen-String einer Laminierung unterzogen, um einen stabilen Verbund zu gewährleisten.In particular, the present invention relates to a solar module having a front side and a back side having a plurality of semiconductor wafer solar cells. The plurality of semiconductor wafer solar cells are electrically connected to a solar cell string and each have a back side with a back surface. The back surface is surface-passivated by means of a dielectric passivation layer. On the passivation layer, a back-side electrode structure comprising sintered metal particles is arranged. The metallic backside electrode structure electrically contacts the semiconductor material of the semiconductor wafer via a plurality of local contact regions, wherein the contact regions are formed as openings of the passivation layer and occupy an overall electrical contact area of less than 5%, preferably less than 2%, of the backside surface. Furthermore, the solar module has a front side encapsulation element forming the front side of the solar module and a polymeric back side encapsulation structure forming the rear side of the solar module with an embedding polymer in contact with the metallic back side electrode structure of the semiconductor wafer solar cells. Usually, the front side encapsulation element, the back side encapsulation structure and the solar cell string are lamination laminated to ensure a stable bond.

Bei Solarzellen mit oberflächenpassivierter Rückseite, die eine Rückseitenelektrodenstruktur aus versinterten Metallpartikeln, d. h. offenporigem Material, aufweisen, besteht das Problem, dass bei der Solarmodulherstellung nach der Laminierung die Haftung des rückseitigen Laminatverbunds, d. h. die Haftung zwischen Rückseitenverkapselungsstruktur und Halbleiterwafer-Solarzellen, nicht ausreichend ist. Die mechanische Stabilität der versinterten Metall-Pasten, die zur Herstellung Rückseitenelektrodenstruktur verwendet werden, ist nicht ausreichend, um einen langzeitstabilen Verbund der Halbleiterwafer-Solarzelle mit dem rückseitigen Einbettungspolymer und dem Rückseitenverkapselungselement zu gewährleisten.For surface passivated-back side solar cells having a backside electrode structure of sintered metal particles, i. H. open-pored material, there is the problem that in the solar module production after lamination the adhesion of the back laminate laminate, i. H. the adhesion between backside encapsulation structure and semiconductor wafer solar cells is insufficient. The mechanical stability of the sintered metal pastes used to fabricate the backside electrode structure is insufficient to ensure a long term stable composite of the semiconductor wafer solar cell with the backside embedding polymer and the backside encapsulation element.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Solarmodul zur Verfügung zu stellen, das eine Mehrzahl von Halbleiterwafer-Solarzellen mit oberflächenpassivierter Rückseite und eine Rückseitenverkapselungsstruktur aufweist, die geeignet sind, einen hinreichend langzeitstabilen Verbund zu bilden.It is therefore an object of the present invention to provide a solar module which has a plurality of surface-passivated semiconductor wafer solar cells and a backside encapsulation structure suitable for forming a sufficiently long-term stable composite.

Diese Aufgabe wird durch ein Solarmodul nach Anspruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung des Solarmoduls nach Anspruch 10 gelöst.This object is achieved by a solar module according to claim 1 and a method for producing the solar module according to claim 10.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen aufgezeigt.In the dependent claims advantageous embodiments are shown.

Erfindungsgemäß benetzt das Einbettungspolymer die Passivierungsschicht derart, dass Benetzungsbereiche ausgebildet sind, in denen das Einbettungspolymer die Passivierungsschicht benetzt, und beträgt der Anteil an Benetzungsbereichen mehr als 20% bevorzugt mehr als 35% und besonders bevorzugt mehr als 50% in Bezug zu Bereichen, die aus Benetzungsbereichen und Überdeckungsbereichen bestehen, in denen die Passivierungsschicht von der Rückseitenelektrodenstruktur überdeckt ist.According to the invention, the embedding polymer wets the passivation layer such that wetting areas are formed in which the embedding polymer wets the passivation layer, and the proportion of wetting areas is more than 20%, preferably more than 35% and particularly preferably more than 50% with respect to areas which consist of Wetting areas and covering areas exist in which the passivation layer is covered by the back electrode structure.

Im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Benetzungsbereiche Bereiche, in denen das Einbettungspolymer die Passivierungsschicht mikroskopisch betrachtet benetzt. Unter Überdeckungsbereichen werden in der vorliegenden Anmeldung Bereiche verstanden, in denen die Passivierungsschicht von der Rückseitenelektrodenstruktur überdeckt ist, jedoch mikroskopisch kein Kontakt zwischen Metallpartikeln und Passivierungsschicht besteht. Der Ausdruck „überdeckt” bedeutet also, dass die Rückseitenelektrodenstruktur die Passivierungsschicht nicht bedeckt, d. h. nicht benetzt bzw. kontaktiert, sondern dass sich zwischen Rückseitenelektrodenstruktur und Passivierungsschicht mindestens ein Hohlraum befindet. Der Hohlraum ist durch die offenporige Struktur der Rückseitenelektrodenstruktur ausgebildet, und er ist nicht derart von dem Einbettungspolymer durchdrungen, dass das Einbettungspolymer die Passivierungsschicht benetzt. D. h. in dem Überdeckungsbereich liegt mikroskopisch betrachtet weder Rückseitenelektrodenstruktur noch Einbettungsmaterial auf der Passivierungsschicht auf, die Passivierungsschicht liegt jedoch nicht frei, weil die offenporige Rückseitenelektrodenstruktur darüber überdeckend angeordnet ist.For the purposes of the present invention, wetting areas are areas in which the embedding polymer wets the passivation layer microscopically. Cover regions in the present application are understood to mean regions in which the passivation layer is covered by the back-side electrode structure, but microscopically there is no contact between the metal particles and the passivation layer. The term "covered" thus means that the backside electrode structure does not cover the passivation layer, i. H. not wetted or contacted, but that there is at least one cavity between the backside electrode structure and passivation layer. The void is formed by the open-pore structure of the backside electrode structure and is not penetrated by the potting polymer such that the potting polymer wets the passivation layer. Ie. in the overlapping area, microscopically, neither the back surface electrode structure nor the embedding material is on the passivation layer, but the passivation layer is not exposed because the open-cell back side electrode structure is overlapped thereover.

Die Benetzung kann dadurch realisiert sein, dass das Einbettungspolymer die schwammartige offenporige Rückseitenelektrodenstruktur durchdringt und/oder dadurch, dass das Einbettungspolymer die Passivierungsschicht in Freibereichen benetzt, in denen die Rückseitenelektrodenstruktur die Passivierungsschicht nicht überdeckt und in denen daher das Einbettungspolymer die Rückseitenelektrodenstruktur aufgrund deren Fehlens nicht durchdringen muss, um in Kontakt mit der Passivierungsschicht zu treten und diese somit zu benetzen. Benetzungsbereiche im Sinne der vorliegenden Erfindung können somit außerhalb der Rückseitenelektrodenstruktur als üblicherweise makroskopische Freibereiche oder innerhalb der Rückseitenelektrodenstruktur auch als mikroskopische Benetzungsbereiche ausgebildet sein.The wetting may be realized by the potting polymer permeating the sponge-like open-pore backside electrode structure and / or by the potting polymer wetting the passivation layer in open areas where the backside electrode structure does not cover the passivation layer and where, therefore, the potting polymer does not penetrate the backside electrode structure due to its absence in order to contact the passivation layer and thus to wet it. Wetting areas within the meaning of the present invention can thus be formed outside the back-side electrode structure as usually macroscopic free areas or within the back-side electrode structure also as microscopic wetting areas.

Durch die in ihrem Flächenanteil hinreichende Benetzung wird ein abrissfester Modulverbund zwischen Rückseitenverkapselungsstruktur und Halbleiterwafer-Solarzelle gewährleistet. Auch wenn die inhärente Stabilität der versinterten Metallpartikel der Rückseitenelektrodenstruktur nicht ausreichend ist, wird die rückseitige Haftung des Solarmoduls durch den Kontakt des Einbettungsmaterials mit der Passivierungsschicht insbesondere mittels der Durchdringung der Rückseitenelektrodenstruktur in dem vorstehend erwähnten Maße gewährleistet. Due to the wetting, which is sufficient in terms of its surface area, a break-off-resistant module bond between back-side encapsulation structure and semiconductor wafer solar cell is ensured. Even if the inherent stability of the sintered metal particles of the back surface electrode structure is insufficient, the back adhesion of the solar module is ensured by the contact of the encapsulation material with the passivation layer, particularly by the penetration of the back side electrode structure to the extent mentioned above.

In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Prozentanteil der metallischen Rückseitenelektrodenstruktur im Verhältnis zur Rückseitenoberfläche mehr als 80%. D. h. der Anteil an makroskopischen Bereichen der Rückseitenoberfläche, in denen keine Metall-Partikel vorhanden sind, beträgt weniger als 20%. Bevorzugt beträgt der Prozentanteil der metallischen Rückseitenelektrodenstruktur im Verhältnis zur Rückseitenoberfläche mehr als 90%. Noch bevorzugter beträgt der Prozentanteil der metallischen Rückseitenelektrodenstruktur im Verhältnis zur Rückseitenoberfläche mehr als 95% beträgt. D. h., die Rückseitenelektrodenstruktur bedeckt die Rückseitenoberfläche fast vollständig oder vollständig. Die Benetzung der Passivierungsschicht mit dem Einbettungspolymer erfolgt daher bevorzugt mittels Durchdringung der Rückseitenelektrodenstruktur durch das Einbettungspolymer. Dazu ist es erforderlich, dass die Rückseitenelektrodenstruktur nach dem Versintern der üblicherweise durch Siebdruck oder Inkjet-Verfahren aufgebrachten Paste offenporig ist. Das Einbettungsmaterial durchdringt während des Laminierungsprozesses die offenen Poren des Rückseitenelektrodenmaterials und bildet ein Netzwerk in den offenen Poren des Rückseitenelektrodenmaterials. Vorzugsweise durchdringt das Einbettungspolymer das Rückseitenelektrodenmaterial nicht nur, sondern bedeckt es weiterhin, sodass das Einbettungspolymer auch auf der Rückseitenelektrodenstruktur angeordnet ist und das Einbettungspolymer eine gleichmäßige Haftung mit einem Rückseitenverkapselungselement ausbilden kann.In a preferred embodiment, the percentage of the metallic backside electrode structure is greater than 80% relative to the backside surface. Ie. the proportion of macroscopic areas of the backside surface in which no metal particles are present is less than 20%. Preferably, the percentage of the metallic back side electrode structure in relation to the back surface is more than 90%. More preferably, the percentage of the metallic backside electrode structure is greater than 95% relative to the backside surface. That is, the back surface electrode structure covers the back surface almost completely or completely. The wetting of the passivation layer with the embedding polymer is therefore preferably carried out by means of penetration of the backside electrode structure by the embedding polymer. For this purpose, it is necessary for the back-side electrode structure to be open-pore after sintering of the paste usually applied by screen printing or inkjet methods. The potting material penetrates the open pores of the backside electrode material during the lamination process and forms a network in the open pores of the backside electrode material. Preferably, the encapsulant polymer not only permeates but also covers the backside electrode material, so that the encapsulant polymer is also disposed on the backside electrode structure and the encapsulant polymer can form a uniform adhesion with a backside encapsulation member.

Die Rückseitenelektrodenstruktur weist in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform vor Kontaktierung mit dem Einbettungspolymer offene Poren auf. Bei der Laminierung der Halbleiterwafer-Solarzelle mit dem Einbettungspolymer und dem Rückseitenverkapselungselement dringt das Einbettungspolymer in die offenen Poren ein und füllt diese aus, sodass sich aus dem Netzwerk aus offenen Poren ein Einbettungspolymernetzwerk beim Laminieren bildet. Die offenen Poren sind untereinander in vielfältiger Weise miteinander verbunden, sodass die Rückseitenelektrodenstruktur ein poröses Metallnetzwerk oder -gerüst aufweist, das von dem Einbettungspolymer durchdrungen und unter geeigneten Bedingungen vollständig ausgefüllt ist. Das heißt, die Halbleiterwafer-Solarzelle weist als eine Schicht ein Metallnetzwerk und ein Einbettungspolymernetzwerk auf, wobei sich in der Schicht weiterhin offene Poren befinden können. Vorzugsweise ist der Anteil an offenen Poren in der Schicht gering. Auf diese Weise wird eine Schicht erhalten, die zwei jeweils für sich zusammenhaltende Netzwerke aufweist, die in Kombination eine gute Haftung des Verbunds Halbleiterwafer-Solarzelle/Einbettungspolymer/Rückseitenverkapselungselement sowie eine gute Leitfähigkeit bereitstellt, wobei die optimierte langzeitstabile Haftung durch die hinsichtlich ihres Flächenanteils hinreichende Benetzung der Passivierungsschicht mit dem Einbettungspolymer gewährleistet wird.The backside electrode structure has open pores in the embodiment described above before contacting with the potting polymer. In lamination of the semiconductor wafer solar cell with the encapsulant polymer and the backside encapsulant, the encapsulant polymer penetrates and fills the open pores so that the network of open pores forms an embedding polymer network upon lamination. The open pores are interconnected in a variety of ways such that the backside electrode structure has a porous metal network or skeleton penetrated by the potting polymer and completely filled under appropriate conditions. That is, the semiconductor wafer solar cell has as a layer a metal network and an embedding polymer network, which may still have open pores in the layer. Preferably, the proportion of open pores in the layer is low. In this way, a layer is obtained which has two respective cohesive networks, which in combination provides good adhesion of the composite semiconductor wafer solar cell / embedding polymer / Rückseitenverkapselungselement and a good conductivity, wherein the optimized long-term stable adhesion by the sufficient in terms of their area ratio wetting the passivation layer is ensured with the embedding polymer.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Laminierung derart ausgeführt worden, dass sich auf der Schicht, die die beiden vorstehend genannten Netzwerke aufweist, eine Schicht Einbettungspolymer befindet, sodass eine ganzflächige Haftung zwischen Einbettungspolymer und Rückseitenverkapselungselement realisiert ist. Das Solarmodul weist daher neben möglichen anderen Schichten rückseitig die Schichtfolge Rückseitenverkapselungselement/optional Einbettungspolymer/Netzwerk aus Einbettungspolymer und Netzwerk aus Metall/Passivierungsschicht auf.In a preferred embodiment, the lamination has been carried out in such a way that there is a layer of embedding polymer on the layer which has the two above-mentioned networks, so that a whole-area adhesion between embedding polymer and back-side encapsulation element is realized. The solar module therefore has, in addition to possible other layers on the back side, the layer sequence backside encapsulation element / optional embedding polymer / network of embedding polymer and network of metal / passivation layer.

Bevorzugt beträgt der spezifische Widerstand der Rückseitenelektrodenstruktur ≤ 10·10–7 Ohm·m, bevorzugter ≤ 7·10–7 Ohm·m, noch bevorzugter ≤ 5·10–7 Ohm·m. Damit ist eine für den gewünschten Wirkungsgrad dieser Zellen hinreichend gute Leitfähigkeit sichergestellt.Preferably, the resistivity of the backside electrode structure is ≦ 10 × 10 -7 ohm.cm, more preferably ≦ 7 × 10 -7 ohm.cm, more preferably ≦ 5 × 10 -7 ohm.cm. This ensures a sufficiently good conductivity for the desired efficiency of these cells.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Rückseitenelektrodenstruktur eine variierende Schichtdicke mit Haftbereichen auf, die im Vergleich zu den übrigen Bereichen eine geringere Schichtdicken von weniger als 30 μm, bevorzugt weniger als 25 μm, bevorzugter weniger als 20 μm, noch bevorzugter weniger als 15 μm aufweisen. Die geringere Schichtdicke der Haftbereiche führt dazu, dass in diesen Haftbereichen nach dem Laminiervorgang mit höherer Wahrscheinlichkeit eine Durchdringung der porösen Metallstruktur und eine mikroskopische Benetzung der darunter befindlichen Passivierungsschicht mit dem Einbettungspolymer vorliegt als in den übrigen Bereichen der Rückseitenelektrodenstruktur mit einer größeren Schichtdicke. Letztlich stellen die vorangehend beschriebenen Haftbereiche eine Möglichkeit dar, einen im Rahmen dieser Erfindung als Benetzungsbereiche bezeichnete Verankerungsbereiche zwischen Rückseitenelektrodenstruktur und Passivierungsschicht zu realisieren. Ebenso stellt ein Freibereich einen Benetzungsbereich dar, weil im Freibereich das Einbettungspolymer die Passivierungsschicht direkt benetzen kann, ohne dass dazu die Durchdringung einer offen porösen Metallmatrix erforderlich wäre.In a preferred embodiment, the backside electrode structure has a varying layer thickness with adhesion regions having lower layer thicknesses of less than 30 microns, preferably less than 25 microns, more preferably less than 20 microns, even more preferably less than 15 microns compared to the other regions. The lower layer thickness of the adhesion regions results in these adhesion regions after the lamination process being more likely to penetrate the porous metal structure and to microscopically wet the underlying passivation layer with the embedding polymer than in the remaining regions of the backside electrode structure with a greater layer thickness. Finally, the adhesion regions described above represent a possibility of realizing an anchoring region, referred to as wetting regions in the context of this invention, between back-side electrode structure and passivation layer. Likewise, an open area represents a wetting area, because in the open area the embedding polymer can directly wet the passivation layer without to penetrate an open porous metal matrix would be required.

Bevorzugt nimmt der Flächenanteil von Benetzungsbereichen, in denen das Einbettungspolymer die Passivierungsschicht benetzt, verglichen mit dem Flächenanteil von Bereichen, in denen das Einbettungspolymer die Passivierungsschicht nicht benetzt, mit steigender Schichtdicke der Rückseitenelektrodenstruktur ab. Wenn die Rückseitenelektrodenstruktur eine geringere Schichtdicke aufweist, kann sie leichter von dem Einbettungsmaterial durchdrungen werden. Wenn die Schichtdicke der Rückseitenelektrodenstruktur null wird, liegt ein Freibereich vor.Preferably, the area ratio of wetting areas in which the embedding polymer wets the passivation layer compared to the area ratio of areas where the embedding polymer does not wet the passivation layer decreases as the layer thickness of the backside electrode structure increases. If the backside electrode structure has a smaller layer thickness, it may be more easily penetrated by the potting material. When the film thickness of the back surface electrode structure becomes zero, there is a free space.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Einbettungspolymer vernetzt. Durch die Vernetzung wird das Einbettungspolymer zu einem dreidimensionalen Netzwerk verknüpft. Das quervernetzte Einbettungspolymer weist vorteilhafte Eigenschaften auf, die ein Ablösen von der Passivierungsschicht und der Rückseitenelektrodenstruktur verhindern. Ein quervernetztes Polymer weist beispielsweise eine höhere Viskosität, eine geringere Löslichkeit und einen höheren Schmelzpunkt im Vergleich zu dem unvernetzten Polymer auf.In a preferred embodiment, the embedding polymer is crosslinked. Crosslinking links the embedding polymer into a three-dimensional network. The crosslinked potting polymer has advantageous properties that prevent peeling of the passivation layer and the backside electrode structure. For example, a crosslinked polymer has higher viscosity, lower solubility, and higher melting point compared to the uncrosslinked polymer.

Vorzugsweise ist die Passivierungsschicht als Dünnschichtstapel aufgebaut.Preferably, the passivation layer is constructed as a thin-film stack.

Der Dünnschichtstapel weist mindestens eine unmittelbar auf dem Halbleitermaterial aufgebrachte Passivierungsschicht auf. Optional können sich eine oder mehrere weitere Schichten auf der Ersten befinden. Als bevorzugte Variante einer als Dünnschichtstapel aufgebauten Passivierungsschicht weist der Dünnschichtstapel als oberste Schicht eine Haftvermittlerschicht auf. Die oberste Schicht ist die Schicht, auf der die Rückseitenmetallelektrodenstruktur bzw. beim Laminieren das Einbettungsmaterial angeordnet ist. Wenn die Haftvermittlerschicht mit dem Einbettungsmaterial benetzt und somit kontaktiert wird, bildet sich eine besonders gute Haftung aus. Durch den Kontakt des Einbettungsmaterials mit der obersten Schicht des Passivierungsschichtstapels wird eine ausreichende Haftung des herzustellenden Gesamtverbunds aus Solarzelle/Einbettungsmaterial/Rückseitenverkapselungselement gewährleistet. Alternativ weist der Dünnschichtstapel als oberste Schicht eine leitfähige Schicht auf. Weiterhin alternativ weist der Dünnschichtstapel als oberste Schicht eine dielektrische Schicht wie beispielsweise eine Siliziumnitrid- oder Siliziumoxynitrid-Schicht auf.The thin-film stack has at least one passivation layer applied directly to the semiconductor material. Optionally, one or more further layers may be on the first one. As a preferred variant of a passivation layer constructed as a thin-film stack, the thin-film stack has, as the uppermost layer, an adhesion promoter layer. The topmost layer is the layer on which the backside metal electrode structure or, in the case of lamination, the embedding material is arranged. If the primer layer is wetted with the embedding material and thus contacted, forms a particularly good adhesion. Due to the contact of the embedding material with the uppermost layer of the passivation layer stack, sufficient adhesion of the overall composite of solar cell / embedding material / backside encapsulation element to be produced is ensured. Alternatively, the thin-film stack has as the uppermost layer a conductive layer. As an alternative, the thin-film stack has, as the uppermost layer, a dielectric layer such as, for example, a silicon nitride or silicon oxynitride layer.

Als Einbettungsmaterial sind z. B. Ethylenvinylacetat (EVA), Polyolefine, Polyvinylbutyral (PVB), Thermoplastisches Polyurethan (TPU), Silikone geeignet. Bevorzugt wird EVA verwendet. Ethylenvinylacetat weist eine gute Haftung zu Passivierungsschichten wie Siliziumnitrid oder Siliziumoxynitrid auf und weiterhin eine gute Haftung zu einem Rückseitenverkapselungselement wie Glas oder einer Kunststofffolie auf.As embedding material z. As ethylene vinyl acetate (EVA), polyolefins, polyvinyl butyral (PVB), thermoplastic polyurethane (TPU), silicones suitable. Preferably, EVA is used. Ethylene vinyl acetate has good adhesion to passivation layers such as silicon nitride or silicon oxynitride and also has good adhesion to a backside encapsulant such as glass or a plastic film.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Rückseitenoberfläche der Halbleiterwafer-Solarzellen Freibereiche zu einem Flächenanteil von weniger als 20%, bevorzugt weniger als 10%, bevorzugter weniger als 5% auf, in denen die Passivierungsschicht nicht von der Rückseitenelektrodenstruktur überdeckt ist. D. h., die Benetzung der Passivierungsschicht mit dem Einbettungspolymer wird hauptsächlich mittels Durchdringung der Rückseitenelektrodenstruktur mit dem Einbettungspolymer realisiert. Dies ist vorteilhaft, weil hier fast im gesamten Oberflächenbereich der Passivierungsschicht gute Stromleiteigenschaften erzielt werden können.In a preferred embodiment, the backside surface of the semiconductor wafer solar cells has free areas to an area fraction of less than 20%, preferably less than 10%, more preferably less than 5%, in which the passivation layer is not covered by the backside electrode structure. That is, the wetting of the passivation layer with the embedding polymer is realized mainly by permeating the back surface electrode structure with the embedding polymer. This is advantageous because good current conduction properties can be achieved in almost the entire surface area of the passivation layer.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung eines Solarmoduls mit einer Frontseite und einer Rückseite, das die folgenden Schritte aufweist: Bereitstellung einer Mehrzahl Halbleiterwafer-Solarzellen, die zu einem Solarzellen-String elektrisch verschaltet sind und jeweils eine Rückseite mit einer Rückseitenoberfläche aufweisen, wobei die Rückseitenoberfläche mittels einer dielektrischen Passivierungsschicht oberflächenpassiviert ist, und auf der Passivierungsschicht eine versinterte Metallpartikel umfassende Rückseitenelektrodenstruktur angeordnet ist und die metallische Rückseitenelektrodenstruktur das Halbleitermaterial des Halbleiterwafers über eine Vielzahl lokaler Kontaktbereiche elektrisch kontaktiert, wobei die Kontaktbereiche als Öffnungen der Passivierungsschicht ausgebildet sind und insgesamt eine elektrische Kontaktfläche von weniger als 5%, bevorzugt von weniger als 2%, der Rückseitenoberfläche einnehmen und Laminierung einer die Rückseite des Solarmoduls bildende polymere Rückseitenverkapselungsstruktur mit einem Einbettungspolymer auf die Rückseite der Solarzellen, so dass das Einbettungspolymer in Kontakt mit der metallischen Rückseitenelektrodenstruktur der Halbleiterwafer-Solarzellen steht. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass Laminierungsparameter wie Anpressdruck und zeitlicher Temperaturverlauf derart eingestellt werden, dass das Einbettungspolymer die Passivierungsschicht derart benetzt, dass Benetzungsbereiche ausgebildet werden, in denen das Einbettungspolymer die Passivierungsschicht benetzt, und dass der Anteil an Benetzungsbereichen mehr als 20% bevorzugt mehr als 35% und besonders bevorzugt mehr als 50% in Bezug zu Bereichen beträgt, die aus Benetzungsbereichen und Überdeckungsbereichen bestehen, in denen die Passivierungsschicht von der Rückseitenelektrodenstruktur überdeckt ist.The present invention likewise provides a method for producing a solar module having a front side and a rear side, comprising the following steps: providing a plurality of semiconductor wafer solar cells which are electrically connected to form a solar cell string and each have a rear side with a rear side surface, wherein the backside surface is surface-passivated by a dielectric passivation layer, and the backside electrode structure comprises a sintered metal particle electrically contacting the semiconductor material of the semiconductor wafer via a plurality of local contact regions, wherein the contact regions are formed as openings of the passivation layer and collectively an electric Contact area of less than 5%, preferably less than 2%, occupy the back surface and lamination to form the back side of the solar module forming a polymeric backside encapsulation structure with an embedding polymer on the backside of the solar cells such that the encapsulant polymer is in contact with the metallic backside electrode structure of the semiconductor wafer solar cells. The method is characterized in that lamination parameters such as contact pressure and temporal temperature profile are adjusted so that the embedding polymer wets the passivation layer such that wetting areas are formed in which the embedding polymer wets the passivation layer, and the proportion of wetting areas is more than 20%, preferably more is greater than 35% and more preferably greater than 50% with respect to areas consisting of wetting areas and coverage areas where the passivation layer is covered by the backside electrode structure.

Die Halbleiterwafer-Solarzelle wird in einer bevorzugten Ausführungsform derart bereitgestellt, dass die Rückseitenelektrodenstruktur eine variierende Schichtdicke aufweist. Dies kann dadurch erreicht werden, die Rückseitenelektrodenstruktur mittels Siebdrucks in Form einer Mehrzahl von Fingern mit geringem Abstand auf die Passivierungsschicht aufgebracht wird. Nach dem anschließenden Feuern sind die Finger nicht mehr beabstandet, sondern es haben sich zwischen den Fingern Rückseitenelektrodenstrukturbereiche mit geringerer Schichtdicke als bei den Rückseitenelektrodenstrukturfingerbereichen ausgebildet. Als Rückseitenelektrodenmaterial wird eine Metall-Paste vorzugsweise eine Aluminium-Paste wie beispielsweise Ferro CN 53-200 eingesetzt, die vom Hersteller Ferro (Cleveland, USA) kommerziell erhältlich ist. Als Rückseitendelektrodenstruktur sind alle Metall-Pasten geeignet, die nach dem Feuern eine offene Porosität ausbilden. Alternativ kann die variierende Schichtdicke z. B. auch durch Mehrfachdruck erzeugt werden. The semiconductor wafer solar cell is provided in a preferred embodiment such that the backside electrode structure has a varying layer thickness. This can be achieved by applying the back-side electrode structure by screen printing in the form of a plurality of fingers at a small distance on the passivation layer. After the subsequent firing, the fingers are no longer spaced, but back electrode sections having smaller layer thickness are formed between the fingers than at the back side electrode structure finger sections. As the backside electrode material, a metal paste, preferably an aluminum paste such as Ferro CN 53-200, commercially available from the manufacturer Ferro (Cleveland, USA) is used. As back-end electrode structure, all metal pastes are suitable which form an open porosity after firing. Alternatively, the varying layer thickness z. B. also be generated by multiple printing.

Das Einbettungspolymer durchdringt zumindest bereichsweise das Rückseitenelektrodenstruktur bis zur Passivierungsschicht und benetzt diese. Dies kann dadurch realisiert werden, dass das Einbettungspolymer als Feststoff beispielsweise in Form einer Folie auf das Rückseitenelektrodenstruktur aufgebracht und einem zeitlichen Temperaturverlauf unterworfen wird. Das Einbettungspolymer wird beispielsweise auf eine erste Temperatur erhitzt, bei der das Einbettungspolymer eine niedrigere Viskosität aufweist als bei Raumtemperatur. Aufgrund der niedrigeren Viskosität bei der ersten Temperatur durchdringt das Einbettungspolymer zumindest bereichsweise die Rückseitenelektrodenstruktur derart, dass es die Passivierungsschicht benetzt. Anschließend wird das Einbettungspolymer, wenn es in Form eines Thermoplastes vorliegt, auf eine zweite Temperatur abgekühlt, wobei die Viskosität derart zunimmt, dass das Thermoplast seine Fließfähigkeit zur Durchdringung der Rückseitenelektrodenstruktur verliert. Wenn das Einbettungspolymer beispielsweise als Ethylenvinylacetat vorliegt, wird es nach dem Erhitzen auf die erste Temperatur mit der niedrigeren Viskosität auf eine höhere zweite Temperatur erhitzt, bei der es wegen der einsetzenden Vernetzung eine höhere Viskosität ausbildet als bei der ersten Temperatur.The embedding polymer at least partially penetrates the back-side electrode structure as far as the passivation layer and wets it. This can be achieved by applying the embedding polymer as a solid, for example in the form of a film, to the backside electrode structure and subjecting it to a temporal temperature profile. For example, the embedding polymer is heated to a first temperature at which the embedding polymer has a lower viscosity than at room temperature. Due to the lower viscosity at the first temperature, the embedding polymer at least partially penetrates the backside electrode structure to wet the passivation layer. Subsequently, when in the form of a thermoplastic, the embedding polymer is cooled to a second temperature, the viscosity increasing such that the thermoplastic loses its fluidity to penetrate the backside electrode structure. For example, when the embedding polymer is ethylene vinyl acetate, it is heated to a higher second temperature after being heated to the first lower viscosity temperature, where it forms a higher viscosity because of the onset of crosslinking than at the first temperature.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der zeitliche Temperaturverlauf ein Aufheizen auf eine erste Temperatur, bei der das Einbettungspolymer eine niedrigere Viskosität als bei Raumtemperatur aufweist, und ein Aufheizen auf eine zweite Temperatur, bei der das Einbettungspolymer eine höhere Viskosität aufweist als bei der ersten Temperatur.In a preferred embodiment, the temporal temperature profile comprises heating to a first temperature at which the embedding polymer has a lower viscosity than at room temperature, and heating to a second temperature at which the embedding polymer has a higher viscosity than at the first temperature.

Das Aufheizen auf die erste Temperatur wird vorzugsweise unter vermindertem Druck durchgeführt, d. h. es wird eine Vakuum- oder Vakuum-Druck-Technik angewendet, wenn das Einbettungspolymer in offene Poren der Rückseitenelektrodenstruktur eindringen soll. Mittels dieser Techniken können Befüllungswiderstände wie beispielsweise enge Porenhälse überwunden werden.The heating to the first temperature is preferably carried out under reduced pressure, i. H. a vacuum or vacuum pressure technique is used when the embedding polymer is to penetrate into open pores of the backside electrode structure. By means of these techniques filling resistances such as narrow pore necks can be overcome.

Dadurch, dass das Einbettungspolymer bei der ersten Temperatur eine niedrigere Viskosität aufweist als bei Raumtemperatur, dringt das Einbettungspolymer bei der Laminierung in Freibereiche und/oder offene Poren der Rückseitenelektrodenstruktur ein und benetzt die Passivierungsschicht. Bei dem Aufheizen auf die zweite Temperatur wird die Viskosität des Einbettungspolymers erhöht, sodass das Einbettungspolymer nicht mehr aus den Freibereichen und/oder Poren herauslaufen kann. Vorzugsweise findet bei der zweiten Temperatur eine Gelierung und/oder Vernetzung des Einbettungspolymers statt. Angeliertes bzw. vernetztes Einbettungspolymer weist eine derartige Viskosität auf, dass es nicht aus den Freibereichen und/oder Poren heraustritt. Durch die Vernetzung wird das Einbettungspolymer zu einem dreidimensionalen Netzwerk verknüpft. Die Quervernetzung verändert die Eigenschaften des Einbettungspolymers. Das vernetzte Einbettungspolymer weist eine höhere Viskosität, geringere Löslichkeit und einen höheren Schmelzpunkt als das unvernetzte Einbettungspolymer auf.As a result of the embedding polymer having a lower viscosity at the first temperature than at room temperature, the embedding polymer during lamination penetrates into open areas and / or open pores of the backside electrode structure and wets the passivation layer. When heated to the second temperature, the viscosity of the embedding polymer is increased, so that the embedding polymer can no longer run out of the free areas and / or pores. Preferably, gelation and / or crosslinking of the embedding polymer takes place at the second temperature. Caked embedding polymer has such a viscosity that it does not leak out of the free areas and / or pores. Crosslinking links the embedding polymer into a three-dimensional network. The crosslinking alters the properties of the embedding polymer. The crosslinked encapsulant polymer has a higher viscosity, lower solubility, and higher melting point than the uncrosslinked encapsulant polymer.

Ein Beispiel für ein Einbettungspolymer, das bei der ersten Temperatur eine niedrigere Viskosität als bei Raumtemperatur aufweist und bei der zweiten Temperatur eine höhere Viskosität aufweist als bei der ersten Temperatur, ist Ethylenvinylacetat. Beispiele für Ethylvinylacetat als Einbettungspolymer sind Photocap® Produkte wie beispielsweise Photocap® FC280P/UF, die von STR® Specialized Technology Resources, Inc. (Enfield, USA) kommerziell erhältlich sind. Das Einbettungspolymer kann Vernetzungsmittel enthalten, wird aber ansonsten möglichst als Folie auf die Halbleiterwafer-Solarzelle aufgebracht, um Fehlstellen wie Blasen oder Risse durch beispielsweise verdampfende Substanzen zu vermeiden und eine gleichmäßige Beschichtung und Durchdringung der Rückseitenelektrodenstruktur zu erreichen.An example of an encapsulating polymer having a lower viscosity at room temperature than at room temperature and a higher viscosity at the second temperature than at the first temperature is ethylene vinyl acetate. Examples of ethyl vinyl acetate polymer as embedding are PHOTOCAP ® products such as PHOTOCAP ® FC280P / UF, the STR ® Specialized Technology Resources, Inc. (Enfield, United States) are commercially available. The embedding polymer may contain crosslinking agent but is otherwise applied as a film to the semiconductor wafer solar cell as much as possible to prevent voids such as bubbles or cracks by, for example, evaporating substances and to achieve uniform coating and penetration of the backside electrode structure.

Bevorzugt wird der zeitliche Temperaturverlauf derart eingestellt, dass das Einbettungspolymer bei der ersten Temperatur mehr als 25%, bevorzugt mehr als 30% und besonders bevorzugt mehr als 50% der Passivierungsschicht benetzt und das Einbettungspolymer bei der zweiten Temperatur vernetzt. Dadurch, dass das Einbettungspolymer bei der ersten Temperatur eine niedrigere Viskosität als bei Raumtemperatur aufweist, kann das Einbettungspolymer bei der ersten Temperatur die Rückseitenelektrodenstruktur durchdringen und die Passivierungsschicht benetzen. Bei der zweiten Temperatur wird die Viskosität des Einbettungspolymers derart erhöht, dass es die Durchdringung der Rückseitenelektrodenstruktur nicht mehr rückgängig machen kann, sondern die Durchdringung des Rückseitenelektrodenmaterials stabil bleibt und über einen langen Zeitraum aufrecht erhalten bleibt.The temporal temperature profile is preferably adjusted such that the embedding polymer wets more than 25%, preferably more than 30% and particularly preferably more than 50% of the passivation layer at the first temperature and crosslinks the embedding polymer at the second temperature. In that the embedding polymer has a lower viscosity at room temperature than at room temperature, the embedding polymer at the first temperature may be the one Penetrate the backside electrode structure and wet the passivation layer. At the second temperature, the viscosity of the embedding polymer is increased such that it can not reverse the penetration of the backside electrode structure, but the penetration of the backside electrode material remains stable and is maintained for a long period of time.

In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die erste Temperatur in einem Bereich von 70 bis 115°C, bevorzugt 80 bis 100°C, bevorzugter 90 bis 100°C und liegt die zweite Temperatur in einem Bereich von 130 bis 230°C, bevorzugt 130 bis 200°C, bevorzugter 140 bis 170°C. Insbesondere wenn das Einbettungspolymer Ethylenvinylacetat ist, weist das Einbettungspolymer bei dem ersten Temperaturbereich eine niedrigere Viskosität als bei Raumtemperatur auf und bei dem zweiten Temperaturbereich eine höhere Viskosität als bei dem ersten Temperaturbereich auf.In a preferred embodiment, the first temperature is in a range of 70 to 115 ° C, preferably 80 to 100 ° C, more preferably 90 to 100 ° C, and the second temperature is in a range of 130 to 230 ° C, preferably 130 to 200 ° C, more preferably 140 to 170 ° C. In particular, when the embedding polymer is ethylene-vinyl acetate, the embedding polymer has a lower viscosity at the first temperature range than at room temperature and a higher viscosity at the second temperature range than at the first temperature range.

Alternativ umfasst der zeitliche Temperaturverlauf ein Aufheizen auf eine erste Temperatur, bei der das Einbettungspolymer eine niedrigere Viskosität als bei Raumtemperatur aufweist, und ein Abkühlen auf eine zweite Temperatur, bei der das Einbettungspolymer eine höhere Viskosität aufweist als bei der ersten Temperatur. Dieser zeitliche Temperaturverlauf ist beispielsweise geeignet, wenn das Einbettungspolymer ein Thermoplast ist. Polyolefine, Polyvinylbutyral (PVB), Thermoplastisches Polyurethan (TPU) und Silikone sind beispielsweise thermoplastisch. Die erste Temperatur wird entsprechend den Materialeigenschaften des eingesetzten Einbettungspolymers ausgewählt, während als zweite Temperatur Raumtemperatur ausgewählt wird. D. h., das Einbettungspolymer wird auf die erste Temperatur aufgeheizt, bei der es eine niedrigere Viskosität als bei Raumtemperatur aufweist und verformbar ist, sodass es die Rückseitenelektrodenstruktur durchdringt und die Passivierungsschicht benetzt, und anschließend auf Raumtemperatur abgekühlt oder abkühlen gelassen, sodass das Einbettungspolymer nicht mehr verformbar ist und die Durchdringung der Rückseitenelektrodenstruktur nicht mehr rückgängig gemacht werden kann.Alternatively, the temporal temperature profile comprises heating to a first temperature at which the embedding polymer has a lower viscosity than at room temperature, and cooling to a second temperature at which the embedding polymer has a higher viscosity than at the first temperature. This temporal temperature profile is suitable, for example, if the embedding polymer is a thermoplastic. Polyolefins, polyvinyl butyral (PVB), thermoplastic polyurethane (TPU) and silicones are, for example, thermoplastic. The first temperature is selected according to the material properties of the embedding polymer used, while room temperature is selected as the second temperature. That is, the embedding polymer is heated to the first temperature where it has a lower viscosity than room temperature and is deformable to penetrate the backside electrode structure and wet the passivation layer, and then cooled or allowed to cool to room temperature, so that the encapsulating polymer is no longer deformable and the penetration of the back electrode structure can not be undone.

Weiterhin alternativ kann das Einbettungspolymer derart gewählt sein, dass es eine ausreichende Viskosität zur Durchdringung der Rückseitenelektrodenstruktur und Benetzung der Passivierungsschicht bei der Aufbringung auf diese aufweist und an der Luft oder mittels Zusatz eines Härters aushärtet. Beispiele für derartige Einbettungspolymere sind Silikone beispielsweise als 2 K Komponenten.Further alternatively, the embedding polymer may be selected to have sufficient viscosity to penetrate the backside electrode structure and wet the passivation layer as it is applied thereto, and cure in air or by addition of a hardener. Examples of such embedding polymers are silicones, for example as 2K components.

Bevorzugt wird bei der Laminierung der Anpressdruck im Bereich von 50.000 Pa bis 100.000 Pa eingestellt. Bei dieser Einstellung wird ein Unterdruck erzeugt, der dem Einbettungspolymer hilft, die offenen Poren der Rückseitenelektrodenstruktur zur durchdringen, indem er zur Überwindung von Befüllungswiderständen wie enge Porenhälse beiträgt. Je größer der Unterdruck, desto besser werden die Befüllungswiderstände überwunden. Andererseits kann ein Unterdruck auch zu Rissen und/oder Fehlstellen der Rückseitenelektrodenstruktur führen. Im Sinne der vorliegenden Erfindung ergibt sich der Anpressdruck aus der Differenz zwischen dem Laminiervakuum und dem Druck in der Druckkammer.In the case of lamination, the contact pressure is preferably set in the range from 50,000 Pa to 100,000 Pa. In this setting, a vacuum is created which helps the embedding polymer to penetrate the open pores of the backside electrode structure by helping to overcome filling resistances such as narrow pore necks. The greater the negative pressure, the better the filling resistances are overcome. On the other hand, a negative pressure can also lead to cracks and / or defects of the back side electrode structure. For the purposes of the present invention, the contact pressure results from the difference between the laminating vacuum and the pressure in the pressure chamber.

Alternativ wird bei der Laminierung der Anpressdruck im Bereich von 100.000 Pa bis 300.000 Pa eingestellt. Bei dieser Einstellung wird ein Überdruck erzeugt, der das Einbettungspolymer in die offenen Poren der Rückseitenelektrodenstruktur drückt. Der Überdruck wirkt unterstützend zur Überwindung von Befüllungswiderständen, die durch die offenporige Struktur erzeugt werden. Auch hier gilt, dass je größer der Überdruck ist, desto besser werden die Befüllungswiderstände überwunden. Ein Überdruck kann jedoch auch zu Rissen und/oder Fehlstellen in der Rückseitenelektrodenstruktur führen. Daher kann es auch vorteilhaft sein, die Laminierung bei Umgebungsdruck oder nahe am Umgebungsdruck durchzuführen.Alternatively, in the lamination, the contact pressure is set in the range of 100,000 Pa to 300,000 Pa. In this setting, an overpressure is created which forces the embedding polymer into the open pores of the backside electrode structure. The overpressure helps to overcome filling resistances that are generated by the open-pored structure. Again, the greater the overpressure, the better the filling resistances are overcome. However, over-pressure can also lead to cracks and / or imperfections in the backside electrode structure. Therefore, it may also be advantageous to perform the lamination at ambient pressure or near ambient pressure.

Weitere Vorteile und Eigenschaften des Solarmoduls werden anhand der nachfolgend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen erläutert.Further advantages and properties of the solar module will be explained with reference to the preferred embodiments described below.

Es zeigt:It shows:

1 schematisch eine in der Ebene einer Halbleiterwafer-Solarzelle orientierte Schnittansicht durch deren Rückseitenelektrodenstruktur, wobei die Rückseitenelektrodenstruktur von einem Einbettungspolymer vollständig durchdrungen ist; 1 schematically a sectional view oriented in the plane of a semiconductor wafer solar cell through its backside electrode structure, wherein the backside electrode structure is completely penetrated by an embedding polymer;

2 schematisch eine Teilquerschnittansicht eines erfindungsgemäßen Solarmoduls; 2 schematically a partial cross-sectional view of a solar module according to the invention;

3 schematisch eine Teilquerschnittansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Solarmoduls; 3 schematically a partial cross-sectional view of another solar module according to the invention;

4 schematisch eine Teilquerschnittansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Solarmoduls; 4 schematically a partial cross-sectional view of another solar module according to the invention;

5 schematisch ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Solarmoduls; 5 schematically a method for producing the solar module according to the invention;

6 schematisch ein weiteres Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Solarmoduls; und 6 schematically another method for producing the solar module according to the invention; and

7 schematisch ein weiteres Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Solarmoduls. 7 schematically another method for producing the solar module according to the invention.

1 zeigt schematisch eine in der Ebene einer Halbleiterwafer-Solarzelle 10 orientierte Schnittansicht durch deren Rückseitenelektrodenstruktur 11, wobei die Rückseitenelektrodenstruktur 11 in der gesamten Fläche von einem Einbettungspolymer 12 durchdrungen ist. Die Halbleiterwafer-Solarzelle 10 ist Teil des erfindungsgemäßen Solarmoduls. Das Einbettungspolymer 12, das eine gute Haftung zwischen der Halbleiter-Solarzelle 10 und einem Rückseitenverkapselungselement (das in 1 nicht gezeigt ist) sicherstellen soll, durchdringt die Rückseitenelektrodenstruktur 11 aus offenporig versinterten Metallpartikeln. Die versinterten Metallpartikel der Rückseitenelektrodenstruktur 11 sind hier schematisch schwarz dargestellt. In den offenen Poren ist das Einbettungspolymer 12 eingelagert, das hier weiß dargestellt ist. Es wird betont, dass hier eine modellhafte und daher rein beispielhaft periodisch ausgebildete Verteilung von Metallpartikeln und offenen Poren dargestellt ist. In der mikroskopischen Realität werden üblicherweise keine derart regelmäßigen Strukturen zu finden sein. 1 schematically shows one in the plane of a semiconductor wafer solar cell 10 oriented sectional view through the back electrode structure 11 wherein the backside electrode structure 11 in the entire area of an embedding polymer 12 is permeated. The semiconductor wafer solar cell 10 is part of the solar module according to the invention. The embedding polymer 12 that has good adhesion between the semiconductor solar cell 10 and a backside encapsulation element (which is disclosed in US Pat 1 not shown), penetrates the back side electrode structure 11 from open-pore sintered metal particles. The sintered metal particles of the back surface electrode structure 11 are shown here schematically black. In the open pores is the embedding polymer 12 stored, which is shown here in white. It is emphasized that here a model and therefore purely exemplary periodically formed distribution of metal particles and open pores is shown. In microscopic reality usually no such regular structures will be found.

Das Einbettungspolymer 12 durchdringt die offenen Poren der Rückseitenelektrodenstruktur 11 derart, dass es Benetzungsbereiche ausbildet, in denen es die Passivierungsschicht (hier nicht gezeigt) der Halbleiterwafer-Solarzelle 10 benetzt. Benetzen heißt, dass das Einbettungsmaterial 12 die Rückseitenelektrodenstruktur 11 zu der darunter liegenden Passivierungsschicht hin durchdringt und über die offenen Poren der Rückseitenelektrodenstruktur 11 mikroskopisch betrachtet in Kontakt mit der Passivierungsschicht tritt. Der Anteil an Benetzungsbereichen in Bezug zu Benetzungsbereichen und Überdeckungsbereichen, in denen das Einbettungspolymer 12 die Passivierungsschicht 17 nicht benetzt und die Rückseitenelektrodenstruktur 11 die Passivierungsschicht 17 nicht kontaktiert, aber überdeckt, beträgt mehr als 25%. Wie aus 1 ersichtlich, kann über den ganzen Rückseitenoberflächenbereich sowohl eine leitfähige Struktur mittels der Rückseitenelektrodenstruktur 11 als auch eine mit der leitfähigen Struktur verwobene haftfähige Struktur mittels des Einbettungspolymers 12 realisiert werden. Dadurch, dass die leitfähige Struktur und die haftfähige Struktur sich gemeinsam entlang der Rückseitenoberfläche erstrecken, kann sowohl ein stabiler Verbund zwischen der Halbleiterwafer-Solarzelle 10 und dem Rückseitenverkapselungselement (hier nicht gezeigt) als auch eine Halbleiterwafer-Solarzelle 10 mit guten elektrischen Eigenschaften bereitgestellt werden.The embedding polymer 12 Penetrates the open pores of the backside electrode structure 11 such that it forms wetting areas in which there is the passivation layer (not shown here) of the semiconductor wafer solar cell 10 wetted. Wetting means that the embedding material 12 the backside electrode structure 11 penetrates to the underlying passivation layer and over the open pores of the backside electrode structure 11 when viewed microscopically, it makes contact with the passivation layer. The proportion of wetting areas relative to wetting areas and coverage areas in which the embedding polymer 12 the passivation layer 17 not wetted and the backside electrode structure 11 the passivation layer 17 not contacted, but covered, is more than 25%. How out 1 can be seen, over the entire back surface area both a conductive structure by means of the back electrode structure 11 as well as an adhesive structure interwoven with the conductive structure by means of the embedding polymer 12 will be realized. By virtue of the conductive structure and the adhesive structure extending along the backside surface in common, both a stable bond between the semiconductor wafer solar cell 10 and the backside encapsulation element (not shown here) as well as a semiconductor wafer solar cell 10 be provided with good electrical properties.

2 zeigt schematisch eine Teilquerschnittansicht eines erfindungsgemäßen Solarmoduls 14. Das Solarmodul 14 umfasst eine Mehrzahl von Halbleiterwafer-Solarzellen 10, von denen hier eine teilweise gezeigt ist. Die Halbleiterwafer-Solarzelle 10 weist einen Halbleiterwafer 16, eine auf dem Halbleiterwafer 16 angeordnete Passivierungsschicht 17 und eine auf der Passivierungsschicht 17 angeordnete Rückseitenelektrodenstruktur 11 (hier schwarz gezeigt) auf. Die Rückseitenelektrodenstruktur 11 kontaktiert das Halbleitermaterial des Halbleiterwafers 16 über eine Vielzahl lokaler Kontaktbereiche (hier nicht gezeigt) elektrisch, wobei die Kontaktbereiche als Öffnungen der Passivierungsschicht 17 ausgebildet sind. Die elektrische Kontaktfläche nimmt weniger als 5% der Rückseitenoberfläche ein. Die Rückseitenelektrodenstruktur 11 ist von einem Einbettungspolymer 12 (hier weiß gezeigt) vollständig durchdrungen, sodass Benetzungsbereiche ausgebildet sind, in denen das Einbettungspolymer 12 die Passivierungsschicht benetzt. Der Anteil an Benetzungsbereichen beträgt mehr als 25% in Bezug zu Bereichen, die aus den Benetzungsbereichen als auch aus Überdeckungsbereichen bestehen, in denen die Rückseitenelektrodenstruktur 11 die Passivierungsschicht 17 überdeckt. Auf der Schicht, die die Rückseitenelektrodenstruktur 11 und das Einbettungspolymer 12 umfasst, ist ein Rückseitenverkapselungselement 19 angeordnet, wobei zwischen der Rückseitenelektrodenstruktur 11 und dem Rückseitenverkapselungselement 19 typischerweise Bereiche bestehen, in denen das Einbettungspolymer 12 nicht von Rückseitenelektrodenstruktur 11 durchdrungen ist. Dadurch, dass das Einbettungspolymer 12 die Passivierungsschicht 17 benetzt und die Rückseitenelektrodenstruktur 11 durchdringt und das Rückseitenverkapselungselement 19 kontaktiert, wird ein stabiler Verbund zwischen der Halbleiterwafer-Solarzelle 10 und dem Rückseitenverkapselungselement 19 gewährleistet. Weiterhin weist das Solarmodul 14 ein Frontseitenverkapselungsmaterial 15 auf, das auf dem Halbleiterwafer 16 angeordnet ist. Das Frontseitenverkapselungsmaterial 15 umfasst beispielsweise eine Lage aus Ethylenvinylacetat und eine Glasscheibe. 2 schematically shows a partial cross-sectional view of a solar module according to the invention 14 , The solar module 14 includes a plurality of semiconductor wafer solar cells 10 of which a part is shown here. The semiconductor wafer solar cell 10 has a semiconductor wafer 16 , one on the semiconductor wafer 16 arranged passivation layer 17 and one on the passivation layer 17 arranged backside electrode structure 11 (shown in black here). The backside electrode structure 11 contacts the semiconductor material of the semiconductor wafer 16 via a plurality of local contact areas (not shown here) electrically, wherein the contact areas as openings of the passivation layer 17 are formed. The electrical contact area occupies less than 5% of the back surface. The backside electrode structure 11 is from an embedding polymer 12 (here shown in white) completely penetrated so that wetting areas are formed in which the embedding polymer 12 wets the passivation layer. The proportion of wetting areas is more than 25% with respect to areas consisting of the wetting areas as well as covering areas in which the backside electrode structure 11 the passivation layer 17 covered. On the layer containing the back side electrode structure 11 and the embedding polymer 12 includes, is a Rückseitenverkapselungselement 19 disposed between the backside electrode structure 11 and the backside encapsulation element 19 typically consist of areas where the embedding polymer 12 not from back side electrode structure 11 is permeated. Due to the fact that the embedding polymer 12 the passivation layer 17 wetted and the backside electrode structure 11 penetrates and the Rückseitenverkapselungselement 19 contacted, becomes a stable bond between the semiconductor wafer solar cell 10 and the backside encapsulation element 19 guaranteed. Furthermore, the solar module 14 a front encapsulation material 15 on top of that on the semiconductor wafer 16 is arranged. The front encapsulation material 15 includes, for example, a layer of ethylene vinyl acetate and a glass sheet.

3 zeigt schematisch eine Teilquerschnittansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Solarmoduls 14. Genau wie in 2, ist teilweise eine Halbleiterwafer-Solarzelle 10 der Mehrzahl von Halbleiterwafer-Solarzellen 10 gezeigt, wobei die Halbleiterwafer-Solarzelle 10 einen Halbleiterwafer 16, eine auf dem Halbleiterwafer 16 angeordnete Passivierungsschicht 17 und eine auf der Passivierungsschicht 17 angeordnete Rückseitenelektrodenstruktur 11 (hier schwarz gezeigt) aufweist. Die Rückseitenelektrodenstruktur 11 kontaktiert das Halbleitermaterial des Halbleiterwafers 16 über eine Vielzahl lokaler Kontaktbereiche elektrisch, wobei die Kontaktbereiche als Öffnungen (hier nicht gezeigt) der Passivierungsschicht 17 ausgebildet sind, wobei die elektrische Kontaktfläche weniger als 5% der Rückseitenoberfläche einnimmt. Weiterhin weist das Solarmodul 14 ein Frontseitenverkapselungselement 15 auf, das auf dem Halbleiterwafer 16 angeordnet ist. Im Gegensatz zu dem in 2 gezeigten Solarmodul 14 stellt die in der 3 gezeigte Rückseitenelektrodenstruktur 11 keine durchgehende Schicht auf der Passivierungsschicht 17 dar, sondern weist Bereiche 20 auf, die nachstehend als Freibereiche 20 bezeichnet werden. Die Freibereiche 20 stellen vor Kontaktierung der Halbleiterwafer-Solarzelle 10 Bereiche dar, in denen die Passivierungsschicht 17 freiliegt und nicht von der offenporigen Rückseitenelektrodenstruktur 11 bedeckt ist. Nach Kontaktierung der Halbleiterwafer-Solarzelle 10 mit dem Einbettungspolymer 12 (das hier weiß gezeigt ist) benetzt das Einbettungspolymer 12 die Passivierungsschicht 17 einerseits in den Freibereichen 20 und andererseits durch Durchdringung der offenporigen Rückseitenelektrodenstruktur 11, sodass Benetzungsbereiche ausgebildet sind. Insgesamt beträgt der Anteil an Benetzungsbereichen mehr als 25% in Bezug auf die Kombination von Bedeckungsbereichen und Überdeckungsbereichen, in denen die Rückseitenelektrodenstruktur 11 die Passivierungsschicht 17 überdeckt. Das Einbettungspolymer 12 ist derart auf bzw. mit der Rückseitenelektrodenstruktur 11 angeordnet, dass sich zwischen der Rückseitenelektrodenstruktur 11 und einem Rückseitenverkapselungselement 19 das Einbettungspolymer 12 befindet. 3 schematically shows a partial cross-sectional view of another solar module according to the invention 14 , Just like in 2 , is partially a semiconductor wafer solar cell 10 the plurality of semiconductor wafer solar cells 10 shown, wherein the semiconductor wafer solar cell 10 a semiconductor wafer 16 , one on the semiconductor wafer 16 arranged passivation layer 17 and one on the passivation layer 17 arranged backside electrode structure 11 (shown black here). The backside electrode structure 11 contacts the semiconductor material of the semiconductor wafer 16 via a plurality of local contact areas electrically, wherein the contact areas as openings (not shown here) of the passivation layer 17 are formed, wherein the electrical contact area less than 5% of Rear surface occupies. Furthermore, the solar module 14 a front encapsulation element 15 on top of that on the semiconductor wafer 16 is arranged. Unlike the in 2 shown solar module 14 puts in the 3 shown back side electrode structure 11 no continuous layer on the passivation layer 17 but has areas 20 hereinafter referred to as outdoor areas 20 be designated. The outdoor areas 20 make prior to contacting the semiconductor wafer solar cell 10 Areas where the passivation layer 17 exposed and not from the open-pored backside electrode structure 11 is covered. After contacting the semiconductor wafer solar cell 10 with the embedding polymer 12 (shown here in white) wets the embedding polymer 12 the passivation layer 17 on the one hand in the outdoor areas 20 and, on the other hand, by penetrating the open-celled backside electrode structure 11 so that wetting areas are formed. Overall, the proportion of wetting areas is more than 25% with respect to the combination of coverage areas and coverage areas in which the backside electrode structure 11 the passivation layer 17 covered. The embedding polymer 12 is so on or with the back side electrode structure 11 arranged that between the back side electrode structure 11 and a backside encapsulation element 19 the embedding polymer 12 located.

4 zeigt schematisch eine Teilquerschnittansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Solarmoduls 14. Wie in den vorherigen 2 und 3 weist das Solarmodul 14 eine Mehrzahl von Halbleiterwafer-Solarzellen 10 auf, von denen hier eine teilweise gezeigt ist. Die Halbleiterwafer-Solarzelle 10 weist einen Halbleiterwafer 16, eine auf dem Halbleiterwafer 16 angeordnete Passivierungsschicht 17 und eine auf der Passivierungsschicht 17 angeordnete Rückseitenelektrodenstruktur 11 (hier schwarz gezeigt) auf. Die Rückseitenelektrodenstruktur 11 kontaktiert das Halbleitermaterial des Halbleiterwafers 16 über eine Vielzahl lokaler Kontaktbereiche (hier nicht gezeigt) elektrisch, wobei die Kontaktbereiche als Öffnungen der Passivierungsschicht 17 ausgebildet sind, wobei die elektrische Kontaktfläche weniger als 5% der Rückseitenoberfläche einnimmt. Weiterhin weist das Solarmodul 14 ein Frontseitenverkapselungsmaterial 15 auf, das auf dem Halbleiterwafer 16 angeordnet ist. Im Gegensatz zu dem in 2 und 3 gezeigten Solarmodul 14, weist das Solarmodul 14 gemäß 4 eine Rückseitenelektrodenstruktur 11 mit variierender Schichtdicke auf. Durch die variierende Schichtdicke wird ein unterschiedlicher Durchdringungsgrad der Rückseitenelektrodenstruktur 11 mit einem Einbettungspolymer 12 erreicht. In Nicht-Haftbereichen 21 hat das Einbettungspolymer 12 die Rückseitenelektrodenstruktur nicht oder nur sehr wenig durchdrungen, sodass die Rückseitenelektrodenstruktur 11 die Passivierungsschicht 17 überdeckt oder kontaktiert, aber in den Nicht-Haftbereichen 21 die Passivierungsschicht 17 nicht von dem Einbettungspolymer 12 benetzt ist. In diesen Nicht-Haftbereichen 21 sind die Poren der Rückseitenelektrodenstruktur 11 im Bereich der Grenzschicht zur Passivierungsschicht 17 überwiegend nicht mit Einbettungspolymer 12 gefüllt und bilden somit mikroskopisch betrachtet so genannte Überdeckungsbereiche. Dies ist in der 4 dadurch verdeutlicht, dass die Metallpartikel in den Nicht-Haftbereichen 21 als graue und nicht als schwarze Punkte dargestellt sind. 4 schematically shows a partial cross-sectional view of another solar module according to the invention 14 , As in the previous ones 2 and 3 has the solar module 14 a plurality of semiconductor wafer solar cells 10 some of which are shown here. The semiconductor wafer solar cell 10 has a semiconductor wafer 16 , one on the semiconductor wafer 16 arranged passivation layer 17 and one on the passivation layer 17 arranged backside electrode structure 11 (shown in black here). The backside electrode structure 11 contacts the semiconductor material of the semiconductor wafer 16 via a plurality of local contact areas (not shown here) electrically, wherein the contact areas as openings of the passivation layer 17 are formed, wherein the electrical contact area occupies less than 5% of the back surface. Furthermore, the solar module 14 a front encapsulation material 15 on top of that on the semiconductor wafer 16 is arranged. Unlike the in 2 and 3 shown solar module 14 , indicates the solar module 14 according to 4 a backside electrode structure 11 with varying layer thickness. The varying layer thickness results in a different degree of penetration of the backside electrode structure 11 with an embedding polymer 12 reached. In non-detention areas 21 has the embedding polymer 12 the backside electrode structure is not or only slightly penetrated so that the backside electrode structure 11 the passivation layer 17 covered or contacted, but in non-detention areas 21 the passivation layer 17 not from the embedding polymer 12 is wetted. In these non-detention areas 21 are the pores of the backside electrode structure 11 in the area of the boundary layer to the passivation layer 17 mostly not with embedding polymer 12 filled and thus form so-called microscopically covered areas. This is in the 4 thereby clarifying that the metal particles in the non-stick areas 21 are shown as gray and not as black dots.

In Haftbereichen 22 durchdringt das Einbettungspolymer 12 die Rückseitenelektrodenstruktur 11 bis zur Passivierungsschicht 17 und ist daher in der Lage mikroskopisch betrachtet in Benetzungsbereichen die Passivierungsschicht 17 zu benetzen. Der Flächenanteil von Benetzungsbereichen, in denen das Einbettungspolymer 12 die Passivierungsschicht 17 benetzt, verglichen mit dem Flächenanteil von Benetzungsbereichen und Überdeckungsbereichen, in denen die Rückseitenelektrodenstruktur 11 die Passivierungsschicht 17 überdeckt, nimmt mit steigender Schichtdicke der Rückseitenelektrodenstruktur 11 ab. Das Einbettungspolymer 12 kann Bereiche der Rückseitenelektrodenstruktur 11, die im Vergleich mit anderen Bereichen der Rückseitenelektrodenstruktur 11 eine geringere Schichtdicke aufweisen, schneller und besser durchdringen. Das Einbettungspolymer 12 ist außerdem derart auf der Rückseitenelektrodenstruktur 11 angeordnet, dass sich zwischen der Rückseitenelektrodenstruktur 11 und einem Rückseitenverkapselungselement 19 das Einbettungspolymer 12 befindet, um so eine ganzflächige Haftung an dem Rückseitenverkapselungselement 19 zu ermöglichen.In detention areas 22 Penetrates the embedding polymer 12 the backside electrode structure 11 up to the passivation layer 17 and is therefore in a position microscopically seen in wetting the passivation layer 17 to wet. The area fraction of wetting areas in which the embedding polymer 12 the passivation layer 17 compared with the area ratio of wetting areas and coverage areas in which the backside electrode structure 11 the passivation layer 17 covered, increases with increasing layer thickness of the back side electrode structure 11 from. The embedding polymer 12 can areas of the backside electrode structure 11 compared with other areas of the backside electrode structure 11 have a lower layer thickness, penetrate faster and better. The embedding polymer 12 is also such on the backside electrode structure 11 arranged that between the back side electrode structure 11 and a backside encapsulation element 19 the embedding polymer 12 so as to provide full-surface adhesion to the backside encapsulation element 19 to enable.

5 zeigt schematisch ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Solarmoduls. Das Verfahren umfasst die Schritte Bereitstellung einer Mehrzahl Halbleiterwafer-Solarzellen 51 und Laminierung 52. Der Schritt 51 umfasst die Bereitstellung einer Mehrzahl Halbleiterwafer-Solarzellen, die zu einem Solarzellen-String elektrisch verschaltet sind und jeweils eine Rückseite mit einer Rückseitenoberfläche aufweisen, wobei die Rückseitenoberfläche mittels einer dielektrischen Passivierungsschicht oberflächenpassiviert ist, und auf der Passivierungsschicht eine versinterte Metallpartikel umfassende Rückseitenelektrodenstruktur angeordnet ist und die metallische Rückseitenelektrodenstruktur das Halbleitermaterial des Halbleiterwafers über eine Vielzahl lokaler Kontaktbereiche elektrisch kontaktiert, wobei die Kontaktbereiche als Öffnungen der Passivierungsschicht ausgebildet sind und insgesamt eine elektrische Kontaktfläche von weniger als 5%, bevorzugt von weniger als 2%, der Rückseitenoberfläche einnehmen. Die Halbleiterwafer-Solarzellen weisen weiterhin ein Frontseitenverkapselungselement auf, das auf dem Halbleiterwafer angeordnet ist. Das Frontseitenverkapselungselement kann ein Einbettungspolymer und eine Glasscheibe, Glas- oder Kunststoffolie umfassen, die bei dem nachstehend beschriebenen Schritt 52 ebenfalls einem Laminierungsprozess unterzogen werden. Der Schritt 52 umfasst die Laminierung einer die Rückseite des Solarmoduls bildende polymere Rückseitenverkapselungsstruktur mit einem Einbettungspolymer auf die Rückseite der Solarzellen, so dass das Einbettungspolymer in Kontakt mit der metallischen Rückseitenelektrodenstruktur der Halbleiterwafer-Solarzellen steht, sodass das Einbettungspolymer nach der Laminierung 52 Benetzungsbereiche aufweist, in denen das Einbettungspolymer die Passivierungsschicht derart benetzt, dass der Anteil an Benetzungsbereichen mehr als 25% bevorzugt mehr als 30% und besonders bevorzugt mehr als 50% in Bezug zu Benetzungsbereichen und Überdeckungsbereichen beträgt, in denen die Rückseitenelektrodenstruktur die Passivierungsschicht überdeckt. Ggf. werden Laminierungsparameter wie Anpressdruck und zeitlicher Temperaturverlauf eingestellt, um den vorstehenden Benetzungsgrad zu erreichen. Die Laminierungsparameter hängen von dem eingesetzten Einbettungspolymer der Rückseitenverkapselungsstruktur ab. Wenn das Einbettungspolymer zum Beispiel Silikon ist, kann die Laminierung 52 bei Raumtemperatur und Normaldruck durchgeführt werden. Ggf. wird ein Silikon eingesetzt, dem ein Härter zugesetzt ist. Das Material des Einbettungspolymers der Rückseitenverkapselungsstruktur kann gleich oder verschieden zu dem Material des Einbettungspolymers der Frontseitenverkapselungsstruktur sein. Sie sind vorzugsweise gleich. 5 schematically shows a method for producing the solar module according to the invention. The method comprises the steps of providing a plurality of semiconductor wafer solar cells 51 and lamination 52 , The step 51 comprises providing a plurality of semiconductor wafer solar cells electrically connected to a solar cell string and each having a backside with a backside surface, the backside surface being surface passivated by a dielectric passivation layer, and a backside electrode structure comprising sintered metal particles disposed on the passivation layer; metallic backside electrode structure electrically contacts the semiconductor material of the semiconductor wafer via a plurality of local contact regions, wherein the contact regions are formed as openings of the passivation layer and occupy an overall electrical contact area of less than 5%, preferably less than 2%, of the backside surface. The semiconductor wafer solar cells continue to have Front side encapsulation element, which is arranged on the semiconductor wafer. The front encapsulant may comprise an encapsulating polymer and a glass, glass or plastic film used in the step described below 52 also be subjected to a lamination process. The step 52 includes lamination of a polymeric backside encapsulation structure forming the back side of the solar module with an encapsulant polymer on the back side of the solar cells so that the encapsulant polymer is in contact with the metallic backside electrode structure of the semiconductor wafer solar cells so that the encapsulant polymer after lamination 52 Wetting areas in which the embedding polymer wets the passivation layer such that the proportion of wetting areas is more than 25% preferably more than 30% and particularly preferably more than 50% with respect to wetting areas and coverage areas in which the backside electrode structure covers the passivation layer. Possibly. For example, lamination parameters such as contact pressure and temperature over time are adjusted to achieve the above degree of wetting. The lamination parameters depend on the embedding polymer used in the backside encapsulation structure. For example, if the embedding polymer is silicone, the lamination may 52 be carried out at room temperature and atmospheric pressure. Possibly. a silicone is used to which a hardener is added. The material of the encapsulant polymer of the backside encapsulation structure may be the same as or different from the material of the encapsulant polymer of the front encapsulation structure. They are preferably the same.

6 zeigt schematisch ein weiteres Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Solarmoduls. In diesem beispielhaften Fall wird EVA als Einbettungsmaterial verwendet. Das Verfahren umfasst die Schritte Bereitstellung einer Mehrzahl Halbleiterwafer-Solarzellen 51, Anordnen einer Rückseitenverkapselungsstruktur 52a, Aufheizen auf eine erste Temperatur 52b und Aufheizen auf eine zweite Temperatur 52c. Der Schritt 51 ist der gleiche wie in dem Verfahren von 5. Zu dessen Erläuterung sei daher auf die Ausführungen zu 5 verwiesen. In Schritt 52a wird die Rückseitenverkapselungsstruktur auf der Rückseitenoberfläche der Mehrzahl Halbleiterwafer-Solarzellen angeordnet, sodass sie sie ganzflächig bedeckt. In Schritt 52a werden die Mehrzahl Halbleiterwafer-Solarzellen und Rückseitenverkapselungsstruktur auf eine erste Temperatur aufgeheizt. Insbesondere wenn das Einbettungspolymer Ethylenvinylacetat ist, liegt die erste Temperatur in einem Bereich von 70 bis 115°C. In diesem Bereich weist das Einbettungspolymer eine niedrigere Viskosität auf als bei Raumtemperatur und kann die Rückseitenelektrodenstruktur leicht durchdringen und in dem gewünschten Maße Benetzungsbereiche ausbildet. Anschließend wird Schritt 52c durchgeführt, bei dem die Mehrzahl Halbleiterwafer-Solarzellen und Rückseitenverkapselungsstruktur auf eine zweite Temperatur aufgeheizt werden. Insbesondere wenn das Einbettungspolymer Ethylenvinylacetat ist, liegt die zweite Temperatur in einem Bereich von 130 bis 230°C. In diesem Temperaturbereich weist das Einbettungspolymer eine höhere Viskosität als bei der ersten Temperatur auf und härtet derart aus, dass ein Heraustreten aus der Rückseitenelektrodenstruktur verhindert wird. Insgesamt wird ein stabiler Verbund zwischen Solarzelle, Einbettungspolymer und Rückseitenverkapselungselement erreicht. Die Schritte 52b und 52c werden in einem Laminator wie beispielsweise dem Meier ICO-Laminator-28-18 der Firma Caerus Systems, LLC (Milford, USA) durchgeführt, bei dem neben dem Temperaturverlauf auch der Anpressdruck eingestellt wird. Der Anpressdruck in der Druckkammer des Laminators beträgt beispielsweise 100.000 Pa bis 300.000 Pa (Überdruck). Der Anpressdruck in der Druckkammer des Laminators kann aber auch beispielsweise 50.000 Pa (Unterdruck gegenüber Umgebung) bis 100.000 Pa (Umgebungsdruck) betragen. 6 schematically shows a further method for producing the solar module according to the invention. In this exemplary case, EVA is used as the embedding material. The method comprises the steps of providing a plurality of semiconductor wafer solar cells 51 , Arranging a backside encapsulation structure 52a , Heating to a first temperature 52b and heating to a second temperature 52c , The step 51 is the same as in the process of 5 , Its explanation is therefore to the comments too 5 directed. In step 52a For example, the backside encapsulation structure is arranged on the back surface of the plurality of semiconductor wafer solar cells so as to cover them over the entire area. In step 52a The plurality of semiconductor wafer solar cells and back side encapsulation structure are heated to a first temperature. In particular, when the embedding polymer is ethylene vinyl acetate, the first temperature is in a range of 70 to 115 ° C. In this range, the embedding polymer has a lower viscosity than at room temperature and can easily penetrate the backside electrode structure and form wetting areas to the extent desired. Subsequently, step 52c in which the plurality of semiconductor wafer solar cells and the backside encapsulation structure are heated to a second temperature. In particular, when the embedding polymer is ethylene vinyl acetate, the second temperature is in a range of 130 to 230 ° C. In this temperature range, the embedding polymer has a higher viscosity than at the first temperature and cures so as to prevent it from coming out of the backside electrode structure. Overall, one will stable bond between solar cell, embedding polymer and Rückseitenverkapselungselement achieved. The steps 52b and 52c are carried out in a laminator such as Meier ICO-Laminator-28-18 from Caerus Systems, LLC (Milford, USA), in which in addition to the temperature profile and the contact pressure is set. The contact pressure in the pressure chamber of the laminator is, for example, 100,000 Pa to 300,000 Pa (gauge pressure). However, the contact pressure in the pressure chamber of the laminator can also be, for example, 50,000 Pa (negative pressure relative to ambient) up to 100,000 Pa (ambient pressure).

7 zeigt schematisch ein weiteres Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Solarmoduls. In diesem beispielhaften Fall wird ein Thermoplast als Einbettungsmaterial verwendet. Das Verfahren umfasst die Schritte Bereitstellung einer Mehrzahl Halbleiterwafer-Solarzellen 51, Anordnen einer Rückseitenverkapselungsstruktur 52a, Aufheizen auf eine erste Temperatur 52b und Abkühlen auf eine zweite Temperatur 52d. Der Schritt 51 ist der gleiche wie in dem Verfahren von 5. Zu dessen Erläuterung sei daher auf die Ausführungen zu 5 verwiesen. In Schritt 52a wird die Rückseitenverkapselungsstruktur auf der Rückseitenoberfläche der Mehrzahl Halbleiterwafer-Solarzellen angeordnet, sodass sie sie ganzflächig bedeckt. In Schritt 52a werden die Mehrzahl Halbleiterwafer-Solarzellen und Rückseitenverkapselungsstruktur auf eine erste Temperatur aufgeheizt. Die erste Temperatur wird derart gewählt, dass das Einbettungspolymer eine niedrigere Viskosität aufweist als bei Raumtemperatur und verformbar ist, sodass das Einbettungspolymer die Rückseitenelektrodenstruktur leicht durchdringen kann und in dem gewünschten Maße Benetzungsbereiche ausbildet. Anschließend wird Schritt 52d durchgeführt, bei dem die Mehrzahl Halbleiterwafer-Solarzellen und Rückseitenverkapselungsstruktur auf eine zweite Temperatur aktiv oder passiv abgekühlt werden. Die zweite Temperatur ist derart gewählt, dass das Einbettungspolymer eine höhere Viskosität aufweist als bei der ersten Temperatur und nicht mehr verformbar ist. Idealerweise ist die zweite Temperatur Raumtemperatur. Durch den Temperaturverlauf härtet das Einbettungspolymer derart aus, dass ein Heraustreten aus der Rückseitenelektrodenstruktur verhindert wird. Insgesamt wird ein stabiler Verbund zwischen Solarzelle, Einbettungspolymer und Rückseitenverkapselungselement erreicht. Der Schritt 52b wird in einem Laminator durchgeführt, bei dem neben dem Temperaturverlauf auch der Anpressdruck eingestellt wird. Der Anpressdruck in der Druckkammer des Laminators beträgt beispielsweise 100.000 Pa bis 300.000 Pa (Überdruck). Der Schritt 52d kann durch Herausnehmen des Solarmoduls aus dem Laminator und Stehenlassen bei Raumtemperatur realisiert werden. 7 schematically shows a further method for producing the solar module according to the invention. In this exemplary case, a thermoplastic is used as the embedding material. The method comprises the steps of providing a plurality of semiconductor wafer solar cells 51 , Arranging a backside encapsulation structure 52a , Heating to a first temperature 52b and cooling to a second temperature 52d , The step 51 is the same as in the process of 5 , Its explanation is therefore to the comments too 5 directed. In step 52a For example, the backside encapsulation structure is arranged on the back surface of the plurality of semiconductor wafer solar cells so as to cover them over the entire area. In step 52a The plurality of semiconductor wafer solar cells and back side encapsulation structure are heated to a first temperature. The first temperature is selected such that the encapsulant polymer has a lower viscosity than at room temperature and is malleable such that the encapsulant polymer can readily penetrate the backside electrode structure and form wetting areas to the extent desired. Subsequently, step 52d in which the plurality of semiconductor wafer solar cells and the backside encapsulation structure are actively or passively cooled to a second temperature. The second temperature is chosen so that the embedding polymer has a higher viscosity than at the first temperature and is no longer deformable. Ideally, the second temperature is room temperature. As a result of the temperature profile, the embedding polymer hardens in such a way that it prevents it from emerging from the back-side electrode structure. Overall, a stable bond between the solar cell, embedding polymer and Rückseitenverkapselungselement is achieved. The step 52b is carried out in a laminator, in which in addition to the temperature profile and the contact pressure is set. The contact pressure in the pressure chamber of the laminator is, for example, 100,000 Pa to 300,000 Pa (gauge pressure). The step 52d can be realized by removing the solar module from the laminator and leaving it at room temperature.

Weitere Vorteile und Eigenschaften des Solarmoduls werden anhand des nachfolgend beschriebenen Beispiels erläutert, das die vorliegende Erfindung jedoch nicht einschränken soll.Further advantages and properties of the solar module will be explained with reference to the example described below, which, however, is not intended to limit the present invention.

Beispielexample

Eine Mehrzahl Halbleiterwafer-Solarzellen (6''-Zellen mit 3 Busbars) mit einem Frontseitenverkapselungselement und mit oberflächenpassivierter Rückseite wurden bereitgestellt. Die oberste Schicht der von dem Halbleiterwafermaterial abgewandten Seite der Passivierungsschicht ist eine Siliziumnitridschicht, die einen Brechungsindex von 2–2,1 bei 633 nm aufweist. Die Metall-Paste Ferro CN 53-200, die von Ferro (Cleveland, USA) kommerziell erhältlich ist, wurde in einem Siebdruckverfahren auf die Siliziumnitridschicht mit einer Schichtdicke von < 20 μm aufgebracht. Die Partikelgrößenverteilung der Metall-Paste ist mittels Grindometers (nach DIN 53 203 bzw. DIN EN 21 524 und ISO 1524 ) ermittelt worden. Die Korngrößen waren größer gleich 12 μm (10er Schliere) bzw. größer gleich 20 μm (3er Schliere). Die Metall-Paste wurde mittels Siebdrucks auf die Siliziumnitridschicht aufgebracht. Das Sieb (400 Fäden/Inch; Durchmesser von 18 μm) wurde mit einem Bespannungswinkel von 45° eingesetzt. Die Dicke der Metall-Pasten-Emulsion oberhalb des Siebes betrug 15 μm. Nach Aufbringen der Metall-Paste auf die Siliziumnitridschicht wurden die Halbleiterwafer-Solarzellen in einem Feuerofen für 1,24 Gradstunden (Grad Celsius mal Stunde) bei Temperaturen über 400°C gefeuert. Auf der Siliziumnitridschicht war nach dem Feuern eine offenporige Rückseitenelektrodenstruktur angeordnet. Einsatzbereite Halbleiterwafer-Solarzellen waren nun fertig hergestellt.A plurality of semiconductor wafer solar cells (6 "cells with 3 busbars) with a front encapsulation element and surface passivated back have been provided. The uppermost layer of the side of the passivation layer facing away from the semiconductor wafer material is a silicon nitride layer having a refractive index of 2-2.1 at 633 nm. The Ferro CN 53-200 metal paste, which is commercially available from Ferro (Cleveland, USA), was applied to the silicon nitride layer with a layer thickness of <20 μm in a screen printing process. The particle size distribution of the metal paste is determined by means of grindometers (according to DIN 53 203 respectively. DIN EN 21 524 and ISO 1524 ). The particle sizes were greater than or equal to 12 μm (10 streaks) and greater than or equal to 20 μm (3 streaks). The metal paste was screen printed on the silicon nitride layer. The screen (400 threads / inch, 18 μm diameter) was used at a 45 ° wrap angle. The thickness of the metal paste emulsion above the screen was 15 μm. After applying the metal paste to the silicon nitride layer, the semiconductor wafer solar cells were fired in a fiery oven for 1.24 degree hours (degrees Celsius per hour) at temperatures above 400 ° C. On the silicon nitride layer, after firing, an open-pore back electrode structure was arranged. Ready-to-use semiconductor wafer solar cells were now finished.

Die Rückseite der Halbleiterwafer-Solarzellen wurde mit einer Ethylenvinylacetat-Folie als Einbettungspolymer (Photocap FC280P/UF, die von STR® Specialized Technology Resources, Inc. (Enfield, USA) kommerziell erhältlich ist) beschichtet. Die eingesetzte Ethylenvinylacetat-Folie weist folgende Eigenschaften auf: Eine Reißfestigkeit von 18,5 (2684) MPa (PSI), einen Dehneffekt von 700%, einen 10% Biegemodul von 14,8 (2150) MPa (PSI), eine Härte von 80/22 Shore A/D, eine optische Durchlässigkeit von 93%, einen Brechungsindex von 1,482, eine Durchschlagfestigkeit von 1400 V/mil, einen spezifischen Durchgangswiderstand von 5 × 1014 Ohm/cm, eine UV-Grenzwellenlänge von 360 nm und eine Haftfähigkeit an Glas von 70–88 N/10 mm. Auf der Ethylenvinylacetat-Schicht wurde Icosolar AAA 3554 des Herstellers Isovoltaic (Lebring, Österreich) als Rückseitenverkapselungselement angeordnet. Die derart rückseitig beschichteten Halbleiterwafer-Solarzellen wurden in einem Meier ICO-Laminator-28-18 der Firma Caerus Systems, LLC (Milford, USA) platziert. Der Laminator auf eine Temperatur von 145°C gebracht und zweimal 4 Min. lang evakuiert, sodass Laminatorkammer und -deckel evakuiert waren. Anschließend wurde der Deckel in 1 Min. auf 80.000 Pa belüftet. Der Zustand wurde für weitere 7 Min. aufrecht erhalten. Anschließend wurden Laminatorkammer und -deckel belüftet. Der Deckel wurde entfernt, und das Solarmodul wurde aus der Laminatorkammer entnommen und bei Raumtemperatur stehen gelassen.The back of the semiconductor wafer solar cells was treated with a ethylene-vinyl acetate film as an embedding polymer (commercially available PHOTOCAP FC280P / UF, the (STR ® Specialized Technology Resources, Inc. Enfield, USA) is) coated. The ethylene vinyl acetate film used has the following properties: a tensile strength of 18.5 (2684) MPa (PSI), a stretching effect of 700%, a 10% flexural modulus of 14.8 (2150) MPa (PSI), a hardness of 80 / 22 Shore A / D, an optical transmission of 93%, a refractive index of 1.482, a dielectric strength of 1400 V / mil, a volume resistivity of 5 x 10 14 ohms / cm, a UV cut-off wavelength of 360 nm, and adhesion Glass of 70-88 N / 10 mm. On the ethylene vinyl acetate layer Icosolar AAA 3554 of the manufacturer Isovoltaic (Lebring, Austria) was arranged as Rückseitenverkapselungselement. The back-coated semiconductor wafer solar cells were placed in a Meier ICO Laminator-28-18 from Caerus Systems, LLC (Milford, USA). The laminator was brought to a temperature of 145 ° C and evacuated twice for 4 min., So that the laminator chamber and lid were evacuated. The lid was then vented to 80,000 Pa in 1 minute. The condition was maintained for another 7 min. Subsequently, the laminator chamber and lid were ventilated. The lid was removed and the solar module was removed from the laminator chamber and allowed to stand at room temperature.

Zum Test der Haftfähigkeit der Rückseitenverkapselungsstruktur an den laminierten Solarzellen eines erfindungsgemäßen Solarmoduls wurde folgender Abreißtest an mindestens einem vorbestimmten Teststreifen durchgeführt.To test the adhesion of the backside encapsulation structure to the laminated solar cells of a solar module according to the invention, the following tear test was carried out on at least one predetermined test strip.

Zur Prüfung der Haftfestigkeit wurde die Zugprüfmaschine Z 10 von Coesfeld (Dortmund, Deutschland) eingesetzt. Der mindestens eine Teststreifen wurde in einem Winkel von ca. 180° abgerissen. Der Zugprüfmaschine wies folgende Einstellungen auf: Geschwindigkeit: 100 mm/Min., Verfahrweg: 300 mm und Schwellwert der Bruchkrafterkennung: ΔF = 200. Die Kraftschwelle war zu Beginn der Aufzeichnung auf 0,1 N eingestellt, Kraftlimit (Abbruch der Messung) war auf 95 N eingestellt. Das Solarmodul wurde in der Zugprüfmaschine derart angeordnet und festgespannt, dass der mindestens eine Teststreifen gerade abgerissen werden konnte. Der Zugdraht der Zugprüfmaschine wurde gerade und mittig an dem Teststreifen angebracht und die Zugprüfungsmessung wurde gestartet. Die Messung wurde abgebrochen, wenn der Teststreifen reißt und/oder wenn der Teststreifen bei < 300 nm vollständig abgerissen ist. Der mindestens eine Teststreifen wurde nach dem Abreißtest fotografiert.To test the adhesion, the tensile testing machine Z 10 from Coesfeld (Dortmund, Germany) was used. The at least one test strip was torn off at an angle of about 180 °. The tensile tester had the following settings: speed: 100 mm / min, travel distance: 300 mm and breaking strength threshold: ΔF = 200. The force threshold was set to 0.1 N at the beginning of the recording, force limit (abort of the measurement) was on 95 N is set. The solar module was placed in the tensile testing machine and tightened so that the at least one test strip could just be demolished. The pull wire of the tensile tester was placed straight and centered on the test strip and the tensile test measurement was started. The measurement was discontinued if the test strip breaks and / or if the test strip is completely torn off at <300 nm. The at least one test strip was photographed after the tear-off test.

Es wurde festgestellt, dass sich bei den erfindungsgemäß hergestellten Solarmodulen, in denen das Einbettungspolymer die Passivierungsschicht derart benetzt, dass Benetzungsbereiche ausgebildet sind, in denen das Einbettungspolymer die Passivierungsschicht benetzt, und der Anteil an Benetzungsbereichen mehr als 25% bevorzugt mehr als 30% und besonders bevorzugt mehr als 50% in Bezug zu Bereichen beträgt, die aus Benetzungsbereichen und Überdeckungsbereichen bestehen, in denen die Passivierungsschicht von der Rückseitenelektrodenstruktur überdeckt ist, die Rissfläche nicht innerhalb der Rückseitenelektrodenstruktur sondern im Halbleiterwafersubstrat befindet. Folglich ist ein derartiges Verhalten eines Solarmoduls mit Solarzellen, die eine siebgedruckte Rückseitenmetallisierung aufweisen, ein Anzeichen dafür, dass die Durchdringung der Rückseitenmetallisierung durch das Einbettungspolymer derart erfolgt ist, dass eine langzeitstabile Haftung gewährleistet ist.It has been found that in the solar modules according to the invention, in which the embedding polymer wets the passivation layer such that wetting areas are formed in which the embedding polymer wets the passivation layer, and the proportion of wetting areas more than 25%, preferably more than 30% and especially Preferably, more than 50% with respect to areas consisting of wetting areas and coverage areas in which the passivation layer is covered by the backside electrode structure, the crack area is not within the backside electrode structure but located in the semiconductor wafer substrate. Thus, such behavior of a solar module with solar cells having a screen-printed backside metallization is an indication that the penetration of the backside metallization by the embedding polymer has been done so as to ensure long-term stable adhesion.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Halbleiterwafer-SolarzelleSemiconductor wafer solar cell
1111
RückseitenelektrodenstrukturBackside electrode structure
1212
Einbettungspolymerembedding polymer
1414
Solarmodulsolar module
1515
FrontseitenverkapselungselementFrontseitenverkapselungselement
1616
HalbleiterwaferSemiconductor wafer
1717
Passivierungsschichtpassivation
1919
RückseitenverkapselungselementRückseitenverkapselungselement
2020
Freibereichoutdoor Space
2121
Nicht-HaftbereichNon-stick region
2222
Haftbereichadhesion area
5151
Bereitstellung einer Mehrzahl Halbleiterwafer-SolarzellenProvision of a plurality of semiconductor wafer solar cells
5252
Laminierunglamination
52a52a
Anordnen von einer RückseitenverkapselungsstrukturArranging a backside encapsulation structure
52b52b
Aufheizen auf eine erste TemperaturHeating up to a first temperature
52c52c
Aufheizen auf eine zweite TemperaturHeating up to a second temperature
52d52d
Abkühlen auf eine zweite TemperaturCool to a second temperature

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • DIN 53 203 [0054] DIN 53 203 [0054]
  • DIN EN 21 524 [0054] DIN EN 21 524 [0054]
  • ISO 1524 [0054] ISO 1524 [0054]

Claims (15)

Solarmodul (14) mit Frontseite und einer Rückseite aufweisend folgende Merkmale: • eine Mehrzahl Halbleiterwafer-Solarzellen (10), die zu einem Solarzellen-String elektrisch verschaltet sind und jeweils eine Rückseite mit einer Rückseitenoberfläche aufweisen, wobei die Rückseitenoberfläche mittels einer dielektrischen Passivierungsschicht (17) oberflächenpassiviert ist, und auf der Passivierungsschicht (17) eine versinterte Metallpartikel umfassende Rückseitenelektrodenstruktur (11) angeordnet ist und die metallische Rückseitenelektrodenstruktur (11) das Halbleitermaterial des Halbleiterwafers (16) über eine Vielzahl lokaler Kontaktbereiche elektrisch kontaktiert, wobei die Kontaktbereiche als Öffnungen der Passivierungsschicht (17) ausgebildet sind und insgesamt eine elektrische Kontaktfläche von weniger als 5%, bevorzugt von weniger als 2%, der Rückseitenoberfläche einnehmen, • ein die Frontseite des Solarmoduls bildendes Frontseitenverkapselungselement (15) und • eine die Rückseite des Solarmoduls bildende polymere Rückseitenverkapselungsstruktur mit einem Einbettungspolymer (12), das in Kontakt mit der metallischen Rückseitenelektrodenstruktur (11) der Halbleiterwafer-Solarzellen (10) steht, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbettungspolymer (12) die Passivierungsschicht (17) derart benetzt, dass Benetzungsbereiche ausgebildet sind, in denen das Einbettungspolymer (12) die Passivierungsschicht (17) benetzt, und der Anteil an Benetzungsbereichen mehr als 20% bevorzugt mehr als 35% und besonders bevorzugt mehr als 50% in Bezug zu Bereichen beträgt, die aus Benetzungsbereichen und Überdeckungsbereichen bestehen, in denen die Passivierungsschicht (17) von der Rückseitenelektrodenstruktur (11) überdeckt ist.Solar module ( 14 ) having the front side and a rear side, the following features: a plurality of semiconductor wafer solar cells ( 10 ) which are electrically connected to form a solar cell string and each have a rear side with a rear side surface, wherein the rear side surface by means of a dielectric passivation layer ( 17 ) is surface-passivated, and on the passivation layer ( 17 ) a backside electrode structure comprising sintered metal particles ( 11 ) and the metallic back side electrode structure ( 11 ) the semiconductor material of the semiconductor wafer ( 16 ) electrically contacted via a plurality of local contact areas, wherein the contact areas as openings of the passivation layer ( 17 ) are formed and occupy an overall electrical contact area of less than 5%, preferably less than 2%, of the rear side surface, • a front side encapsulation element forming the front side of the solar module ( 15 ) and • a polymer backside encapsulation structure forming the rear side of the solar module with an embedding polymer ( 12 ) in contact with the metallic back side electrode structure ( 11 ) of the semiconductor wafer solar cells ( 10 ), characterized in that the embedding polymer ( 12 ) the passivation layer ( 17 ) so that wetting areas are formed in which the embedding polymer ( 12 ) the passivation layer ( 17 ), and the proportion of wetting areas is more than 20%, preferably more than 35% and particularly preferably more than 50% in relation to areas consisting of wetting areas and coverage areas, in which the passivation layer ( 17 ) from the backside electrode structure ( 11 ) is covered. Solarmodul (14) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Prozentanteil der metallischen Rückseitenelektrodenstruktur (11) im Verhältnis zur Rückseitenoberfläche mehr als 80%, bevorzugt mehr als 90%, noch bevorzugter mehr als 95% beträgt.Solar module ( 14 ) according to claim 1, characterized in that the percentage of the metallic back-side electrode structure ( 11 ) is greater than 80%, preferably greater than 90%, more preferably greater than 95% relative to the back surface. Solarmodul (14) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der spezifische Widerstand der Rückseitenelektrodenstruktur (11) ≤ 10·10–7 Ohm·m, bevorzugt ≤ 7·10–7 Ohm·m, noch bevorzugter ≤ 5·10–7 Ohm·m, beträgt.Solar module ( 14 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the resistivity of the back side electrode structure ( 11 ) ≦ 10 × 10 -7 ohm.cm, preferably ≦ 7 × 10 -7 ohm.cm, more preferably ≦ 5 × 10 -7 ohm.cm. Solarmodul (14) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückseitenelektrodenstruktur (11) eine variierende Schichtdicke mit Haftbereichen (22) aufweist, die im Vergleich zu den übrigen Bereichen (21) geringere Schichtdicken von weniger als 30 μm, bevorzugt weniger als 25 μm, bevorzugter weniger als 20 μm, noch bevorzugter weniger als 15 μm aufweisen.Solar module ( 14 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the back side electrode structure ( 11 ) a varying layer thickness with adhesion areas ( 22 ) compared to the other areas ( 21 ) have lower layer thicknesses of less than 30 μm, preferably less than 25 μm, more preferably less than 20 μm, even more preferably less than 15 μm. Solarmodul (14) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Flächenanteil von Benetzungsbereichen, in denen das Einbettungspolymer (12) die Passivierungsschicht (17) benetzt, verglichen mit dem Flächenanteil von Bereichen, in denen das Einbettungspolymer (12) die Passivierungsschicht (17) nicht benetzt, mit steigender Schichtdicke der Rückseitenelektrodenstruktur (11) abnimmt.Solar module ( 14 ) according to claim 4, characterized in that the area fraction of wetting areas in which the embedding polymer ( 12 ) the passivation layer ( 17 ) compared with the area fraction of areas in which the embedding polymer ( 12 ) the passivation layer ( 17 ) not wetted, with increasing layer thickness of the back side electrode structure ( 11 ) decreases. Solarmodul (14) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Einbettungspolymer (12) vernetzt ist.Solar module ( 14 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that the embedding polymer ( 12 ) is networked. Solarmodul (14) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Passivierungsschicht (17) als Dünnschichtstapel aufgebaut ist.Solar module ( 14 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the passivation layer ( 17 ) is constructed as a thin-film stack. Solarmodul (14) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dünnschichtstapel als oberste Schicht eine Haftvermittlerschicht und/oder eine leitfähige Schicht aufweist.Solar module ( 14 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the thin-film stack has as topmost layer a bonding agent layer and / or a conductive layer. Solarmodul (14) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückseitenoberfläche der Halbleiterwafer-Solarzellen (10) Freibereiche (20) zu einem Flächenanteil von weniger als 20%, bevorzugt weniger als 10%, bevorzugter weniger als 5% aufweist, in denen die Passivierungsschicht (17) nicht von der Rückseitenelektrodenstruktur (11) überdeckt ist.Solar module ( 14 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the backside surface of the semiconductor wafer solar cells ( 10 ) Outdoor areas ( 20 ) to an area fraction of less than 20%, preferably less than 10%, more preferably less than 5%, in which the passivation layer ( 17 ) not from the backside electrode structure ( 11 ) is covered. Verfahren zur Herstellung eines Solarmoduls (14) mit einer Frontseite und einer Rückseite aufweisend folgende Schritte: • Bereitstellung (51) einer Mehrzahl Halbleiterwafer-Solarzellen (10), die zu einem Solarzellen-String elektrisch verschaltet sind und jeweils eine Rückseite mit einer Rückseitenoberfläche aufweisen, wobei die Rückseitenoberfläche mittels einer dielektrischen Passivierungsschicht (17) oberflächenpassiviert ist, und auf der Passivierungsschicht (17) eine versinterte Metallpartikel umfassende Rückseitenelektrodenstruktur (11) angeordnet ist und die metallische Rückseitenelektrodenstruktur (11) das Halbleitermaterial des Halbleiterwafers (16) über eine Vielzahl lokaler Kontaktbereiche elektrisch kontaktiert, wobei die Kontaktbereiche als Öffnungen der Passivierungsschicht (17) ausgebildet sind und insgesamt eine elektrische Kontaktfläche von weniger als 5%, bevorzugt von weniger als 2%, der Rückseitenoberfläche einnehmen und • Laminierung (52) einer die Rückseite des Solarmoduls (14) bildende polymere Rückseitenverkapselungsstruktur mit einem Einbettungspolymer (12) auf die Rückseite der Solarzellen (10), so dass das Einbettungspolymer (12) in Kontakt mit der metallischen Rückseitenelektrodenstruktur (11) der Halbleiterwafer-Solarzellen (10) steht, dadurch gekennzeichnet, dass Laminierungsparameter wie Anpressdruck, zeitlicher Temperaturverlauf und Laminierungskammerdruck derart eingestellt werden, dass das Einbettungspolymer (12) die Passivierungsschicht (17) derart benetzt, dass Benetzungsbereiche ausgebildet werden, in denen das Einbettungspolymer (12) die Passivierungsschicht (17) benetzt, und der Anteil an Benetzungsbereichen mehr als 20% bevorzugt mehr als 35% und besonders bevorzugt mehr als 50% in Bezug zu Bereichen beträgt, die aus Benetzungsbereichen und Überdeckungsbereichen bestehen, in denen die Passivierungsschicht (17) von der Rückseitenelektrodenstruktur (11) überdeckt ist.Method for producing a solar module ( 14 ) with a front side and a back side comprising the following steps: 51 ) a plurality of semiconductor wafer solar cells ( 10 ) which are electrically connected to form a solar cell string and each have a rear side with a rear side surface, wherein the rear side surface by means of a dielectric passivation layer ( 17 ) is surface-passivated, and on the passivation layer ( 17 ) a backside electrode structure comprising sintered metal particles ( 11 ) and the metallic back side electrode structure ( 11 ) the semiconductor material of the semiconductor wafer ( 16 ) electrically contacted via a plurality of local contact areas, wherein the contact areas as openings of the passivation layer ( 17 ) and have an overall electrical contact area of less than 5%, preferably less than 2%, of the back surface and 52 ) one the back of the solar module ( 14 ) forming polymer back side encapsulation structure with an embedding polymer ( 12 ) on the back of the solar cells ( 10 ), so that the embedding polymer ( 12 ) in contact with the metallic backside electrode structure ( 11 ) of the semiconductor wafer solar cells ( 10 ), characterized in that Lamination parameters such as contact pressure, temporal temperature profile and laminating chamber pressure can be set such that the embedding polymer ( 12 ) the passivation layer ( 17 ) are wetted such that wetting areas are formed in which the embedding polymer ( 12 ) the passivation layer ( 17 ), and the proportion of wetting areas is more than 20%, preferably more than 35% and particularly preferably more than 50% in relation to areas consisting of wetting areas and coverage areas, in which the passivation layer ( 17 ) from the backside electrode structure ( 11 ) is covered. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Temperaturverlauf ein Aufheizen auf eine erste Temperatur (52a), bei der das Einbettungspolymer (12) eine niedrigere Viskosität als bei Raumtemperatur aufweist, und ein Aufheizen auf eine zweite Temperatur (52b) umfasst, bei der das Einbettungspolymer (12) eine höhere Viskosität aufweist als bei der ersten Temperatur.A method according to claim 10, characterized in that the temporal temperature profile, a heating to a first temperature ( 52a ), in which the embedding polymer ( 12 ) has a lower viscosity than at room temperature, and heating to a second temperature ( 52b ), in which the embedding polymer ( 12 ) has a higher viscosity than at the first temperature. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Temperaturverlauf derart eingestellt wird, dass das Einbettungspolymer (12) bei der ersten Temperatur mehr als 25%, bevorzugt mehr als 30% und besonders bevorzugt mehr als 50% der Passivierungsschicht (17) benetzt und das Einbettungspolymer (12) bei der zweiten Temperatur vernetzt.A method according to claim 10 or 11, characterized in that the temporal temperature profile is adjusted such that the embedding polymer ( 12 ) at the first temperature more than 25%, preferably more than 30% and more preferably more than 50% of the passivation layer ( 17 ) and the embedding polymer ( 12 ) at the second temperature. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Temperatur in einem Bereich von 70 bis 115°C, bevorzugt 80 bis 100°C, bevorzugter 90 bis 100°C, liegt und die zweite Temperatur in einem Bereich von 130 bis 230°C, bevorzugt 130 bis 200°C, bevorzugter 140 bis 170°C, liegt.Method according to one of the preceding claims 11 or 12, characterized in that the first temperature in a range of 70 to 115 ° C, preferably 80 to 100 ° C, more preferably 90 to 100 ° C, and the second temperature in a range of 130 to 230 ° C, preferably 130 to 200 ° C, more preferably 140 to 170 ° C, is located. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Laminierung (52) der Anpressdruck im Bereich von 50.000 Pa bis 100.000 Pa eingestellt wird.Method according to one of the preceding claims 10 to 13, characterized in that in the lamination ( 52 ) the contact pressure in the range of 50,000 Pa to 100,000 Pa is set. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Laminierung (52) der Anpressdruck im Bereich von 100.000 Pa bis 300.000 Pa eingestellt wird.Method according to one of the preceding claims 10 to 13, characterized in that in the lamination ( 52 ) the contact pressure in the range of 100,000 Pa to 300,000 Pa is set.
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