DE102011089916A1 - Solar cell arrangement in tandem configuration - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Solarzellenanordnung mit einem Superstrate-Modul (1) und einem Substrate-Modul (2) in Tandem-Konfiguration, wobei das Superstrate-Modul als Dünnschichtmodul in Form eines a-Si-Submoduls (1a) aus a-Si-Zellen (3) und das Substrate-Modul in Form eines c-Si-Submoduls (2a) aus mit zwischen transparenten isolierenden Schichten eingeschlossenen kontaktierten kristallinen Siliziumelementen (14) ausgebildet ist.The invention relates to a solar cell arrangement with a superstrate module (1) and a substrate module (2) in tandem configuration, wherein the superstrate module as a thin film module in the form of a-Si submodule (1a) of a-Si cells (3) and the substrate module in the form of a c-Si submodule (2a) is formed of contacted crystalline silicon elements (14) enclosed between transparent insulating layers.
Description
Die Erfindung betrifft eine Solarzellenanordnung nach Anspruch 1 und ein Fertigungsverfahren für eine derartige Anordnung nach Anspruch 7.The invention relates to a solar cell arrangement according to claim 1 and a manufacturing method for such an arrangement according to claim 7.
Stand der TechnikState of the art
Bekannt sind Solarzellen in einer Tandemkonfiguration. Diese bestehen aus zwei Sub-Zellen, einer so genannten Top Zelle, die in Richtung des einfallenden Sonnenlichtes orientiert ist, und einer dahinter befindlichen so genannten Bottom-Zelle. Die Tandem Zellen sind dann ihrerseits in Serie auf dem Modul verschaltet. Bei einem derartigen Aufbau werden die unterschiedlichen Absorptions- und Transmissionseigenschaften verschiedener Materialien ausgenutzt, um so durch eine geschickte Abstimmung zwischen Top- und Bottom-Zelle verschiedene Wellenlängenbereiche des einfallenden Lichtes zur effektiven Energieerzeugung nutzen zu können.Solar cells are known in a tandem configuration. These consist of two sub-cells, a so-called top cell, which is oriented in the direction of the incident sunlight, and a so-called bottom cell located behind it. The tandem cells are then connected in series on the module. In such a structure, the different absorption and transmission properties of different materials are exploited so as to be able to use different wavelength ranges of the incident light for effective energy generation by a skillful vote between top and bottom cell.
Die Tandemzellen werden nach dem bekannten Stand der Technik als sogenannte 2-Terminal Bauelemente ausgeführt, die entsprechend dann in Beleuchtung zur Vermeidung von Limitierung beide den gleichen Strom liefern müssen. Die o. g. Lösung weist jedoch eine Reihe gravierender Nachteile auf. Die aus dem Stand der Technik bekannten Standard Tandem-Konfigurationen mit innerem Übergang sind vor allem durch das notwendige Strom-Matching in ihrer Effizienz und Anwendbarkeit begrenzt. Dadurch muss insbesondere der auf dünnen Siliziumschichten basierende Aufbau in seinen Schichtdicken im Falle der Top Zelle sehr verschieden von dem der Bottom-Zelle ausgebildet sein. Die Bottom-Zelle muss aufgrund der geringeren Absorption des mikrokristallinen Silizium-Materials deutlich dicker ausgeführt sein. Hinzu kommt, dass das Strom-Matching saisonalen und regionalen Schwankungen unterliegt und vom jeweils gegebenen solaren Spektrum abhängig ist. Zusätzlich unterliegt die aus a-Si ausgebildete Top-Zelle einer lichtinduzierten Degradation während der ersten 1000 Sonnenstunden. Daher müssen die Schichtdickenanpassungen außerdem auf diesen degradierten Zustand hin angepasst werden. Die Wirkungsgrade derartiger Solarzellen liegen teilweise unter denen, die für kristalline Solarzellenaufbauten zu erwarten sind.The tandem cells are carried out according to the known state of the art as so-called 2-terminal components, which then have to provide both in lighting to avoid limitation both the same power. The o. G. However, the solution has a number of serious disadvantages. The known from the prior art standard tandem configurations with internal transition are limited mainly by the necessary power matching in their efficiency and applicability. As a result, in particular the structure based on thin silicon layers must be very different in its layer thicknesses in the case of the top cell from that of the bottom cell. The bottom cell must be made significantly thicker due to the lower absorption of the microcrystalline silicon material. In addition, electricity matching is subject to seasonal and regional fluctuations and is dependent on the given solar spectrum. In addition, the a-Si formed top cell is subject to light-induced degradation during the first 1000 hours of sunshine. Therefore, the layer thickness adjustments must also be adjusted to this degraded state. The efficiencies of such solar cells are partially below those expected for crystalline solar cell structures.
Zur Vermeidung der genannten Nachteile ist aus dem Stand der Technik eine Konfiguration bekannt, die aus einer entkoppelten a-Si Top Zelle und einer separaten CIGS Bottom-Zelle besteht. Die Entkopplung wird durch die Ausführung als 4 Terminal Bauelement erreicht. Sowohl Top- als auch Bottom-Zelle werden separat zu eigenen Modulen mittels Laserstrukturierung seriell verschaltet. In diesem Zusammenhang spricht man dann von Superstrate- und Substratmodulen. Unter einem Superstrat-Modul wird in dieser Beschreibung ein erstes Submodul einer Solarzellenanordnung in Tandem-Konfiguration verstanden. Entsprechend wird unter einem Substratmodul ein zweites Submodul einer Solarzellenanordnung in Tandem-Konfiguration verstanden. Vorteil eines solchen 4 Terminal Aufbaus im Vergleich zur Standard Tandemtechnologie ist die Vermeidung eines inneren Übergangs und damit auch der Wegfall eines notwendigen Matchings des generierten Photostroms in Top- und Bottom-Zelle. Technische Restriktionen resultierend aus der Bedingung des Strom Matchings wie z. Bsp. stark unterscheidliche Absorberdicken, Fehlanpassung auf Grund spektraler Verschiebungen etc. werden aufgehoben.To avoid the mentioned disadvantages, a configuration is known from the prior art which consists of a decoupled a-Si top cell and a separate CIGS bottom cell. The decoupling is achieved by the design as a 4-terminal device. Both top and bottom cell are connected separately to their own modules by means of laser structuring in series. In this context, one then speaks of superstrate and substrate modules. A superstrate module is understood in this description to mean a first submodule of a solar cell arrangement in tandem configuration. Accordingly, a substrate module is understood to mean a second submodule of a solar cell arrangement in tandem configuration. The advantage of such a 4-terminal structure compared to the standard tandem technology is the avoidance of an internal transition and thus the elimination of a necessary matching of the generated photocurrent in top and bottom cell. Technical restrictions resulting from the condition of the current matching such. For example, strongly differing absorber thicknesses, mismatch due to spectral shifts etc. are canceled.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Gegenstand der Erfindung ist es daher, eine Solarzellenkonfiguration anzugeben, die die oben genannten Vorteile eines 4 Terminal Bauelementes nutzt und dabei aber die Vorteile der kristallinen Technologie für die Ausführung der Bottom-Zelle nutzt.The object of the invention is therefore to specify a solar cell configuration which makes use of the above-mentioned advantages of a 4-terminal component, while making use of the advantages of the crystalline technology for the execution of the bottom cell.
Dies wird mit einer Solarzellenanordnung nach den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Fertigungsverfahren mit den Schritten gemäß Anspruch 7 gelöst. Die Unteransprüche enthalten zweckmäßige und vorteilhafte Ausführungsformen.This is achieved with a solar cell arrangement according to the features of claim 1 and a manufacturing method with the steps according to claim 7. The subclaims contain expedient and advantageous embodiments.
Erfindungsgemäß ist eine Anordnung für eine Solarzelle mit einem Superstrate-Modul und einem Substrate-Modul vorgesehen, bei der das Superstrate-Modul als ein Dünnschichtmodul aus a-Si-Zellen und das Substrate-Modul in Form von mit zwischen transparenten isolierenden Schichten eingeschlossenen kontaktierten kristallinen Siliziumelementen ausgebildet ist.According to the invention, an arrangement is provided for a solar cell with a superstrate module and a substrate module, in which the superstrate module is a thin-film module of a-Si cells and the substrate module is in the form of contacted crystalline crystalline layers enclosed between transparent insulating layers Silicon elements is formed.
Im Unterschied zum Stand der Technik, bei dem von Dünnschicht Solarzellen zum Erzeugen der Tandem-Konfiguration ausgegangen wird, kommt erfindungsgemäß kristallines Silizium als Teil des Substrates und damit eine Kombination aus einem Dünnschicht und einem Dickschichtmodul bzw. einem Hochspannungsmodul und einem Niederspannungsmodul zur Anwendung. Es zeigt sich, dass die dabei kombinierten Eigenschaften beider Module hinsichtlich des Wirkungsgrades, der Performance des gesamten Solarmoduls und Fertigung äußerst vorteilhaft gegenüber den bekannten Konfigurationen sind.In contrast to the prior art, in which thin-film solar cells are assumed to produce the tandem configuration, according to the invention crystalline silicon is used as part of the substrate and thus a combination of a thin film and a thick-film module or a high-voltage module and a low-voltage module. It turns out that the combined properties of both modules in terms of efficiency, the performance of the entire solar module and manufacturing are extremely advantageous over the known configurations.
Bei einer ersten Ausführungsform weisen die a-Si-Zellen des Superstrates eine im Vergleich zu bekannten Tandem-Konfigurationen reduzierte Absorberdicke auf. Damit geht ein geringerer Materialverbrauch, eine bessere Transmission und eine deutlich reduzierte lichtinduzierte Degradation einher.In a first embodiment, the a-Si cells of the superstrate have a reduced absorber thickness compared to known tandem configurations. This is accompanied by a lower material consumption, a better transmission and a significantly reduced light-induced degradation.
Bei einer zweiten Ausführungsform ist das a-Si-Submodul als eine lichtstreuende Antireflexionseinheit für das c-Si-Submodul ausgebildet. Dies bedingt einen kompletten Wegfall der sonst üblichen Antireflexionsbeschichtungen und Oberflächenstrukturierungen für die kristalline Zellkomponente, wobei ebenfalls der für die solare Energieerzeugung genutzte Teil des Solarzellenaufbaus anteilig zunimmt. In a second embodiment, the a-Si submodule is formed as a light scattering antireflection unit for the c-Si submodule. This necessitates a complete omission of the otherwise customary antireflection coatings and surface structuring for the crystalline cell component, whereby the part of the solar cell structure used for solar energy generation likewise increases proportionately.
Als antireflektierendes Element der Antireflexschicht dient bei einer vorteilhaften Ausführungsform eine durch Lichteinwirkung eingetrübte transparente leitfähige Oxidschicht des a-Si-Submoduls. Diese Schicht ist bei a-Si-Dünnschichtzellen von ihrem Aufbau her ohnehin vorhanden.As an antireflective element of the antireflection layer, in an advantageous embodiment, a transparent conductive oxide layer of the a-Si submodule which is opacified by the action of light is used. This layer is already present in a-Si thin-film cells of their structure anyway.
Weiterhin wirkt das a-Si-Submodul als ein Blaufilter für das c-Si-Submodul, wobei dadurch das c-Si-Submodul eine erhöhte Dotierung eines p-Emitterbereichs im Vergleich zu bekannten Konfigurationen aufweisen kann. Diese erhöhte Dotierung ist bei kristallinen Zellen sonst problematisch, kann allerdings durch die optischen Eigenschaften des a-Si vorteilhaft genutzt werden.Furthermore, the a-Si submodule acts as a blue filter for the c-Si submodule, thereby allowing the c-Si submodule to have increased doping of a p-emitter region compared to known configurations. This increased doping is otherwise problematic in crystalline cells, but can be used advantageously by the optical properties of a-Si.
Zweckmäßigerweise weist das c-Si-Submodul einen Schichtaufbau aus einer Verkapselungsfolie, kontaktierten kristallinen Siliziumelementen, einer weiteren Verkapselungsfolie und einem Rückglas bzw. Rückseitenfolie auf.Expediently, the c-Si submodule has a layer structure comprising an encapsulation film, contacted crystalline silicon elements, a further encapsulation film and a back glass or backsheet.
Ein Fertigungsverfahren für eine Solarzelle aus einem Superstrate-Modul und einem Substrate-Modul enthält die Verfahrensschritte Bereitstellen eines Superstrate-Moduls mit einer amorphem Siliziumabsorptionsschicht, Bereitstellen eines Substrate-Moduls aus in einer Sandwich-Anordnung eingeschlossenen kontaktierten kristallinen Silizium-Wafern, Verbinden des Superstrate- und des Substrate-Moduls. Dabei kann auf bereits vorhandene Fertigungsanlagen zurückgegriffen werden. Es entsteht dadurch kein zusätzlicher Fertigungsaufwand.A method of manufacturing a solar cell comprising a superstrate module and a substrate module comprises the steps of providing a superstrate module with an amorphous silicon absorption layer, providing a substrate module of contacted crystalline silicon wafers enclosed in a sandwich arrangement, joining the superstrate and the substrate module. It can be used on existing production facilities. There is no additional manufacturing effort.
Zeichnungendrawings
Die erfindungsgemäße Anordnung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Zur Verdeutlichung dienen die
Es zeigen:Show it:
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Die enthaltenen Halbleiter-Dioden sind in Form eines Schichtaufbaues aus einer Absorberschicht
Das Substrat-Modul weist ebenso wie das Superstrate-Modul eine Reihenschaltung aus Halbleiterdiodenzellen auf. Der Schichtaufbau entspricht im wesentlichen dem Aufbau des Superstrate-Moduls. Anstelle der a-Si-Schicht wird im Bereich des Substrates allerdings eine CIGS-Schicht
Zur Verbindung des Superstrates mit dem Substrate wird üblicherweise auf eine Laminierung
Das c-Si-Submodul besteht aus einer Anordnung von kristallinen Siliziumelementen oder c-Si-Elementen
Die Kontaktierung
Der erfindungsgemäße Aufbau ist gegenüber dem aus dem Stand der Technik bekannten Beispiel deutlich robuster insbesondere gegenüber Feuchtigkeit. Bei dem erfindungsgemäßen Aufbau wird in Form des c-Si-Submoduls ein Niederspannungs-Modul und in Form des a-Si-Submoduls ein Hochspannungs-Modul kombiniert. Dabei entfallen eine Reihe von Fertigungsschritten für das c-Si-Submodul, wodurch sich die Prozesskette bei deren Herstellung verkürzt. Diese lässt sich somit preiswerter als bekannte c-Si-Zellen für die hier vorliegende Hybridanwendung herstellen und einsetzen. Insbesondere können die sonst für derartige Zellen üblichen Antireflex-Beschichtungen und Texturätzungen entfallen, weil das a-Si-Submodul bereits durch die Mattierung ihrer TCO-Schicht für das c-Si-Submodul eine hinreichend deutliche Lichtstreuung ausführt. Schließlich erlaubt der erfindungsgemäße Aufbau eine höhere p-Dotierung der kristallinen Si-Bereiche. Auf eine damit verbundene höhere Absorption im UV-Bereich muss dabei keine Rücksicht genommen werden, weil das a-Si-Submodul bereits als hinreichender Blaufilter angesehen werden kann.The structure of the invention is compared to the known from the prior art example significantly more robust, especially against moisture. In the structure according to the invention, a low-voltage module is combined in the form of the c-Si submodule and a high-voltage module in the form of the a-Si submodule. This eliminates a series of manufacturing steps for the c-Si submodule, which shortens the process chain during their production. This can thus be cheaper to produce and use as known c-Si cells for the present hybrid application. In particular, the antireflection coatings and texture etching otherwise customary for such cells can be dispensed with because the a-Si submodule already carries out a sufficiently clear light scattering by the matting of its TCO layer for the c-Si submodule. Finally, the structure of the invention allows a higher p-type doping of the crystalline Si regions. There is no need to pay attention to a higher absorption in the UV range, because the a-Si submodule can already be regarded as a sufficient blue filter.
Weil bei der Gestaltung des a-Si-Submoduls nicht mehr deren Abstimmung mit dem konventionell dahinter befindlichen μc-Si Bottom-Zelle beachtet werden muss, kann insbesondere die Absorberdicke der a-Si-Zellen deutlich verringert werden. Dies bedingt einen deutlich verringerten Materialeinsatz bei deren Fertigung, vor allem in Hinblick auf die dabei eingesetzten Reinigungs- und Beschichtungsgase Stickstofftrifluorid und Silan. Außerdem wird durch die verringerte Absorberdicke die lichtinduzierte Degradation innerhalb des a-Si-Submoduls deutlich reduziert.Because in the design of the a-Si submodule no longer has to be taken into account with the conventionally located behind it μc-Si bottom cell, in particular the absorber thickness of the a-Si cells can be significantly reduced. This requires a significantly reduced use of materials in their production, especially in view of the cleaning and coating gases used nitrogen trifluoride and silane. In addition, the reduced absorber thickness significantly reduces the photoinduced degradation within the a-Si submodule.
Es können somit die Vorteile der kristallinen und der amorphen Dünnschichttechnologien miteinander kombiniert werden. Diese zeigen sich insbesondere in Form von hohen Energieerträgen im a-Si-Submodul aufgrund eines sehr guten Schwachlichtverhaltens und eines niedrigen Temperaturkoeffizienten in Verbindung mit den in ihren Eigenschaften sehr stabilen und robusten c-Si-Zellen. Insbesondere ist kein Strom- oder Spannungsmatching notwendig.Thus, the advantages of crystalline and amorphous thin film technologies can be combined. These show up in particular in the form of high energy yields in the a-Si submodule due to a very good low-light behavior and a low temperature coefficient in conjunction with the very stable and robust c-Si cells in their properties. In particular, no current or voltage matching is necessary.
Die Fertigung des erfindungsgemäßen Aufbaus gestaltet sich unkompliziert und kann mit einer klassischen Fertigung für herkömmliche c-Si-Solarmodule realisiert werden. Benötigt werden hierzu Superstrates mit dem dargestellten Aufbau aus amorphem Silizium sowie Längskontakte und Querverbinder. Die Verarbeitung der kristallinen c-Si-Strings erfolgt in der bekannten Weise.The manufacture of the structure according to the invention is uncomplicated and can be realized with a conventional manufacturing for conventional c-Si solar modules. This requires superstrates with the illustrated construction of amorphous silicon as well as longitudinal contacts and cross connectors. The processing of the crystalline c-Si strings is carried out in the known manner.
Die Erfindung wurde anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Im Rahmen fachmännischen Handelns sind weitere Ausführungsformen möglich, die sämtlich im Rahmen des erfindungsgemäßen Grundgedankens verbleiben. Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The invention has been explained with reference to an embodiment. In the context of expert action, further embodiments are possible, all of which remain within the scope of the basic concept according to the invention. Further embodiments emerge from the subclaims.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018041301A1 (en) * | 2016-08-31 | 2018-03-08 | Helmholtz-Zentrum Berlin Für Materialien Und Energie Gmbh | Photovoltaic module with stacked solar cells connected up in series in integrated fashion, and method for the manufacture thereof |
WO2019013630A1 (en) * | 2017-07-11 | 2019-01-17 | Stichting Energieonderzoek Centrum | Solar panel with four terminal tandem solar cell arrangement |
IT201800009650A1 (en) * | 2018-10-22 | 2020-04-22 | Cf Electronics Srl | PHOTOVOLTAIC PANEL AND RELATIVE PRODUCTION METHOD. |
WO2022266207A1 (en) * | 2021-06-16 | 2022-12-22 | Conti SPE, LLC. | Mechanically stacked solar transmissive cells or modules |
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018041301A1 (en) * | 2016-08-31 | 2018-03-08 | Helmholtz-Zentrum Berlin Für Materialien Und Energie Gmbh | Photovoltaic module with stacked solar cells connected up in series in integrated fashion, and method for the manufacture thereof |
WO2019013630A1 (en) * | 2017-07-11 | 2019-01-17 | Stichting Energieonderzoek Centrum | Solar panel with four terminal tandem solar cell arrangement |
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