DE102012216740B4 - A silicon solar cell produced by dicing an output solar cell formed on a silicon wafer, a photovoltaic module, and a solar cell manufacturing method - Google Patents

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Abstract

Silizium-Solarzelle (560, 570),
die durch Zerteilen einer auf einem Silizium-Wafer (300) ausgebildeten Ausgangssolarzelle (500) erzeugt ist,
wobei der Silizium-Wafer (300) eine Oberfläche (350) aufweist, die zu mindestens 80% durch eine {100}-Ebene gebildet wird,
wobei der Wafer (300) eine erste Außenkante (310) aufweist,
wobei eine Spaltebene (260) des Wafers (300) die Oberfläche (350) parallel zu zwei gegenüberliegenden Außenkanten (320, 340) des Wafers (300) in einer Schnittlinie (390) schneidet,
wobei die Ausgangssolarzelle (500)) entlang dieser Schnittlinie (390) geteilt ist,
wobei eine Bruchkante entlang der Schnittlinie (390) im überwiegenden Bereich keine Sollbruchmarkierung aufweist,
wobei die Bruchkante an einem oder beiden Eckbereichen eine Sollbruchmarkierung (370, 380) aufweist.
Silicon solar cell (560, 570),
which is produced by dividing an output solar cell (500) formed on a silicon wafer (300),
wherein the silicon wafer (300) has a surface (350) that is at least 80% formed by a {100} plane,
wherein the wafer (300) has a first outer edge (310),
wherein a nip plane (260) of the wafer (300) intersects the surface (350) parallel to two opposite outer edges (320, 340) of the wafer (300) in a cut line (390),
the output solar cell (500)) being divided along this section line (390),
wherein a breaking edge along the cutting line (390) has no predetermined breaking mark in the predominant region,
wherein the breaking edge at one or both corner regions has a predetermined breaking mark (370, 380).

Figure DE102012216740B4_0001
Figure DE102012216740B4_0001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Silizium-Solarzelle, die durch Zerteilen einer auf einem Silizium-Wafer ausgebildeten Ausgangssolarzelle erzeugt ist, ein Photovoltaikmodul mit Silizium-Solarzellen sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle.The present invention relates to a silicon solar cell produced by dicing an output solar cell formed on a silicon wafer, a photovoltaic module having silicon solar cells, and a method of manufacturing a solar cell.

Solarzellen sind elektronische Bauelemente, die elektromagnetische Strahlungsenergie in elektrische Energie wandeln. Die elektromagnetische Strahlungsenergie kann insbesondere Sonnenlicht sein. Es ist bekannt, Solarzellen aus monokristallinem Silizium herzustellen. Derartige monokristalline Zellen zeichnen sich durch einen hohen Wirkungsgrad aus.Solar cells are electronic components that convert electromagnetic radiation energy into electrical energy. The electromagnetic radiation energy may in particular be sunlight. It is known to produce solar cells from monocrystalline silicon. Such monocrystalline cells are characterized by high efficiency.

Es ist, beispielsweise aus der DE 12 82 204 A , bekannt, monokristalline Siliziumzellen aus monokristallinen Silizium-Wafern herzustellen, die nach dem Czochralski-Verfahren oder nach dem Zonenschmelzverfahren erzeugt werden. Diese Verfahren sind jedoch mit hohen Herstellungskosten verbunden. Aus der DE 10 2010 029 741 A1 ist außerdem ein Verfahren bekannt, Silizium-Wafer kostengünstiger aus monokristallinen Siliziumblöcken herzustellen.It is, for example, from the DE 12 82 204 A known to produce monocrystalline silicon cells from monocrystalline silicon wafers, which are produced by the Czochralski method or by the zone melting process. However, these methods are associated with high production costs. From the DE 10 2010 029 741 A1 In addition, a method is known for producing silicon wafers more cost-effectively from monocrystalline silicon blocks.

Es ist bekannt, dass mit hohen Wirkungsgraden von monokristallinen Silizium-Solarzellen einhergehende hohe Stromstärken zu hohen Widerstandsverlusten führen. Zur Reduzierung der Widerstandsverluste ist es bekannt, eine parallel verschaltete Zellfläche bei Photovoltaikmodulen mit Silizium-Solarzellen zu Gunsten einer Serienschaltung zu reduzieren. Hierzu werden Ausgangssolarzellen geteilt, um zwei oder mehr Silizium-Solarzellen zu erhalten, die dann seriell verschaltet werden.It is known that high currents associated with high efficiencies of monocrystalline silicon solar cells lead to high resistance losses. To reduce the resistance losses, it is known to reduce a parallel connected cell surface in photovoltaic modules with silicon solar cells in favor of a series connection. For this purpose, output solar cells are split to obtain two or more silicon solar cells, which are then connected in series.

Die DE 20 2012 004 369 U1 beschreibt ein Photovoltaikmodul mit einer vorderseitigen Glasabdeckung, einer rückseitigen Abdeckung und einer Anzahl an miteinander verbundenen Solarzellen, welche zwischen der vorder- und rückseitigen Abdeckung in einer Einbettungsschicht angeordnet sind, wobei die Solarzellen eine Rechteckform mit einem Seitenverhältnis von 2:1 aufweisen.The DE 20 2012 004 369 U1 describes a photovoltaic module having a front glass cover, a back cover and a number of interconnected solar cells disposed between the front and back covers in an embedding layer, the solar cells having a rectangular shape with an aspect ratio of 2: 1.

Die US 2003/0 129 809 A1 beschreibt das Anlegen von Kerben an einer Oberfläche eines Wafers mit Halbleiterbauelementen. Anschließend wird die Oberfläche mit einem Schutzfilm abgedeckt, bevor der Wafer, ausgehend von den Kerben, entlang von Kristallebenen zerteilt wird.The US 2003/0 129 809 A1 describes the application of notches on a surface of a wafer with semiconductor devices. Subsequently, the surface is covered with a protective film before the wafer, starting from the notches, is divided along crystal planes.

Die DE 10 2010 020 974 A1 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen von Spezialsolarzellen aus einem Wafer. Dabei wird ausgenutzt, dass eine einfache Spaltung von Kristallen entlang von Kristallorientierungen möglich ist.The DE 10 2010 020 974 A1 describes a method for producing special solar cells from a wafer. It is exploited that a simple cleavage of crystals along crystal orientations is possible.

Das Teilen der Ausgangssolarzelle erfolgt durch Brechen eines Silizium-Wafers der Ausgangssolarzelle. Dabei kann es jedoch zu einem unkontrollierten Bruch des Wafers kommen.The dividing of the output solar cell is performed by breaking a silicon wafer of the output solar cell. However, this can lead to an uncontrolled breakage of the wafer.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Silizium-Solarzelle bereitzustellen, die durch Zerteilen einer auf einem Silizium-Wafer ausgebildeten Ausgangssolarzelle erzeugt ist. Diese Aufgabe wird durch eine Silizium-Solarzelle mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Photovoltaikmodul bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch ein Photovoltaikmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle anzugeben. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.An object of the present invention is to provide a silicon solar cell produced by dicing an output solar cell formed on a silicon wafer. This object is achieved by a silicon solar cell with the features of claim 1. Another object of the present invention is to provide a photovoltaic module. This object is achieved by a photovoltaic module having the features of claim 4. Another object of the present invention is to provide a method for producing a solar cell. This object is achieved by a method having the features of claim 5. Preferred developments are specified in the dependent claims.

Eine Silizium-Solarzelle wird durch Zerteilen einer auf einem Silizium-Wafer ausgebildeten Ausgangssolarzelle erzeugt. Dabei weist der Silizium-Wafer eine Oberfläche auf, die zu mindestens 80% durch eine {100}-Ebene gebildet wird. Dabei weist der Wafer eine erste Außenkante auf. Dabei schneidet eine Spaltebene des Wafers die Oberfläche parallel zu zwei gegenüberliegenden Außenkanten des Wafers in einer Schnittlinie. Dabei ist die Ausgangssolarzelle entlang dieser Schnittlinie geteilt. Vorteilhafterweise ist diese Silizium-Solarzelle aus einer Ausgangssolarzelle erzeugt, deren Silizium-Wafer eine Spaltebene aufweist, die rechtwinklig zu einer Außenkante der Ausgangssolarzelle orientiert ist. Dadurch lässt sich die Teilung der Ausgangssolarzelle in die Silizium-Solarzelle einfach, kostengünstig und kontrolliert durchführen, wodurch eine hohe Ausbeute bei geringen Herstellungskosten erzielbar ist.A silicon solar cell is produced by dicing an output solar cell formed on a silicon wafer. In this case, the silicon wafer has a surface which is at least 80% formed by a {100} plane. In this case, the wafer has a first outer edge. In this case, a cleavage plane of the wafer intersects the surface parallel to two opposite outer edges of the wafer in a cutting line. The output solar cell is divided along this section line. Advantageously, this silicon solar cell is produced from an output solar cell whose silicon wafer has a cleavage plane which is oriented at right angles to an outer edge of the output solar cell. As a result, the division of the output solar cell into the silicon solar cell can be carried out in a simple, cost-effective and controlled manner, whereby a high yield with low production costs can be achieved.

In einer Ausführungsform der Silizium-Solarzelle ist die Spaltebene eine {111}-Ebene. Dabei ist die erste Außenkante senkrecht zu einer <110>-Richtung orientiert. Vorteilhafterweise kann ein Silizium-Kristall entlang einer {111}-Ebene besonders einfach und zuverlässig gebrochen werden.In one embodiment of the silicon solar cell, the cleavage plane is a {111} plane. Here, the first outer edge is oriented perpendicular to a <110> direction. Advantageously, a silicon crystal along a {111} plane can be broken particularly easily and reliably.

In einer Ausführungsform der Silizium-Solarzelle verläuft die Spaltebene zur Oberfläche des Wafers in einem Winkel zwischen 50° und 60° verläuft, insbesondere in einem Winkel von arctan √2.In one embodiment of the silicon solar cell, the cleavage plane runs to the surface of the wafer at an angle between 50 ° and 60 °, in particular at an angle of arctan √2.

Bei der Silizium-Solarzelle ist entlang der Schnittlinie eine Bruchkante ausgebildet. Dabei weist die Bruchkante im überwiegenden Bereich keine Sollbruchmarkierung auf.In the silicon solar cell, a breaking edge is formed along the cutting line. In this case, the breaking edge has no predetermined breaking mark in the predominant area.

Bei der Silizium-Solarzelle weist die Bruchkante an einem oder beiden Eckbereichen eine Sollbruchmarkierung auf. In the case of the silicon solar cell, the fracture edge has a predetermined breaking mark at one or both corner regions.

Ein Photovoltaikmodul umfasst mehrere Silizium-Solarzellen der vorgenannten Art.A photovoltaic module comprises a plurality of silicon solar cells of the aforementioned type.

In einer Ausführungsform des Photovoltaikmoduls umfasst dieses zwei Silizium-Solarzellen, die durch Zerteilen einer auf einem Silizium-Wafer ausgebildeten Ausgangssolarzelle erzeugt sind. Der Silizium-Wafer weist dabei eine Oberfläche auf, die zu mindestens 80% durch eine {100}-Ebene gebildet wird. Der Wafer weist außerdem eine erste Außenkante auf. Eine Spaltebene des Wafers ist senkrecht zu der ersten Außenkante orientiert. Die Spaltebene schließt dabei mit der Oberfläche des Wafers einen Winkel zwischen 50° und 60° ein. Vorteilhafterweise sind die Silizium-Solarzellen dieses Photovoltaikmoduls aus einer Ausgangssolarzelle erzeugt, deren Silizium-Wafer eine Spaltebene aufweist, die rechtwinklig zu einer Außenkante der Ausgangssolarzelle orientiert ist. Dadurch lässt sich die Teilung der Ausgangssolarzelle in die Silizium-Solarzelle einfach, kostengünstig und kontrolliert durchführen, wodurch eine hohe Ausbeute bei geringen Herstellungskosten erzielbar ist.In one embodiment of the photovoltaic module, the latter comprises two silicon solar cells which are produced by dividing an output solar cell formed on a silicon wafer. The silicon wafer has a surface which is formed by at least 80% through a {100} plane. The wafer also has a first outer edge. A cleavage plane of the wafer is oriented perpendicular to the first outer edge. The cleavage plane encloses an angle between 50 ° and 60 ° with the surface of the wafer. Advantageously, the silicon solar cells of this photovoltaic module are produced from an output solar cell whose silicon wafer has a cleavage plane which is oriented at right angles to an outer edge of the output solar cell. As a result, the division of the output solar cell into the silicon solar cell can be carried out in a simple, cost-effective and controlled manner, whereby a high yield with low production costs can be achieved.

In einer Ausführungsform des Photovoltaikmoduls ist die Ausgangssolarzelle entlang der Spaltebene geteilt. Vorteilhafterweise ist die Ausgangssolarzelle dadurch entlang einer Vorzugsbruchrichtung geteilt, wodurch ein fehlerhafter Bruch der Ausgangssolarzelle verhindert ist.In one embodiment of the photovoltaic module, the output solar cell is divided along the cleavage plane. Advantageously, the output solar cell is thereby divided along a preferential fracture direction, thereby preventing erroneous breakage of the output solar cell.

In einer Ausführungsform des Photovoltaikmoduls ist die Spaltebene eine {111}-Ebene. Vorteilhafterweise kann ein Silizium-Kristall entlang einer {111}-Ebene besonders einfach und zuverlässig gebrochen werden.In one embodiment of the photovoltaic module, the cleavage plane is a {111} plane. Advantageously, a silicon crystal along a {111} plane can be broken particularly easily and reliably.

In einer Ausführungsform des Photovoltaikmoduls ist die erste Außenkante senkrecht zu einer <110>-Richtung orientiert. Vorteilhafterweise kann der Wafer dann senkrecht zur ersten Außenkante gebrochen sein, wodurch die Silizium-Solarzellen eine rechteckige Form aufweisen können.In one embodiment of the photovoltaic module, the first outer edge is oriented perpendicular to a <110> direction. Advantageously, the wafer may then be broken perpendicular to the first outer edge, whereby the silicon solar cells may have a rectangular shape.

In einer Ausführungsform des Photovoltaikmoduls weist der Wafer eine zweite Außenkante auf, die senkrecht zur ersten Außenkante orientiert ist. Vorteilhafterweise kann der Wafer dann senkrecht zur zweiten Außenkante geteilt sein, wodurch die Silizium-Solarzellen eine rechteckige Form aufweisen können.In one embodiment of the photovoltaic module, the wafer has a second outer edge, which is oriented perpendicular to the first outer edge. Advantageously, the wafer can then be divided perpendicular to the second outer edge, whereby the silicon solar cells can have a rectangular shape.

Ein Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle umfasst Schritte zum Bereitstellen eines quaderförmigen Kristalls mit einer Stirnfläche, die zu mindestens 80% durch eine {100}-Ebene gebildet wird, wobei der Kristall eine Seitenfläche aufweist, wobei eine Spaltebene des Kristalls senkrecht zu der Seitenfläche orientiert ist, wobei die Spaltebene mit der Stirnfläche einen Winkel zwischen 50° und 60° einschließt, zum Zerteilen des Kristalls, um einen Wafer mit einer Oberfläche zu erhalten, die zu mindestens 80% durch eine {100}-Ebene gebildet wird, wobei der Wafer eine erste Außenkante aufweist, die aus der Seitenfläche gebildet ist, und zum Zerteilen des Wafers, wobei das Zerteilen ausgehend von einer an der ersten Außenkante angeordneten Kerbe erfolgt. Vorteilhafterweise erfolgt das Zerteilen des Wafers bei diesem Verfahren zuverlässig senkrecht zur ersten Außenkante des Wafers, ohne dass es erforderlich ist, den Wafer vor dem Zerteilen entlang der gesamten vorgesehenen Bruchlinie mit einer Sollbruchstelle zu versehen. Hierdurch ist das Verfahren einfach und kostengünstig durchzuführen. Insbesondere werden dadurch Probleme vermieden, die mit dem Anlegen einer Sollbruchstelle einhergehen können. Wird eine solche Sollbruchstelle mittels eines Lasers als Lasergraben angelegt, so kann es zur Ablagerung und Erstarrung von Siliziumschmelze in diesem Lasergraben kommen. Dann besteht die Gefahr, dass der Wafer beim Zerteilen unkontrolliert bricht. Wird die Sollbruchstelle in einem mechanischen Ritzverfahren mit einem Ritzwerkzeug hergestellt, so führt das erforderliche Ritzen über die gesamte Sollbruchstelle zu einem hohen Verschleiß des Ritzwerkzeugs. Diese Probleme werden beim genannten Verfahren dadurch vermieden, dass das Zerteilen des Wafers ausgehend von einer nur an der ersten Außenkante des Wafers angeordneten Kerbe erfolgt.A method of manufacturing a solar cell includes steps of providing a cuboid crystal having an end face formed of at least 80% by a {100} plane, the crystal having a side surface with a cleavage plane of the crystal oriented perpendicular to the side surface , wherein the cleavage plane with the end face encloses an angle between 50 ° and 60 °, for dicing the crystal to obtain a wafer having a surface formed of at least 80% by a {100} plane, the wafer having a first outer edge formed from the side surface, and for dicing the wafer, the dicing being carried out starting from a notch located at the first outer edge. Advantageously, the wafer is cut reliably in this method perpendicular to the first outer edge of the wafer, without it being necessary to provide the wafer with a predetermined breaking point along the entire intended breaking line before the cutting. As a result, the method is simple and inexpensive to perform. In particular, this avoids problems that may be associated with the creation of a predetermined breaking point. If such a predetermined breaking point is applied by means of a laser as a laser ditch, it can lead to the deposition and solidification of silicon melt in this laser ditch. Then there is a risk that the wafer breaks uncontrollably during cutting. If the predetermined breaking point is produced using a scoring tool in a mechanical scribing method, the required scoring over the entire predetermined breaking point leads to high wear of the scoring tool. These problems are avoided in the method mentioned in that the division of the wafer takes place starting from a notch arranged only at the first outer edge of the wafer.

Dabei erfolgt das Zerteilen entlang der Spaltebene. Vorteilhafterweise erfolgt das Zerteilen dann besonders zuverlässig entlang der gewünschten Bruchrichtung.In this case, the division takes place along the cleavage plane. Advantageously, the dicing then takes place particularly reliably along the desired breaking direction.

In einer Ausführungsform des Verfahrens ist die Spaltebene eine {111}-Ebene. Vorteilhafterweise stellt eine {111}-Ebene eines Siliziumkristalls eine Vorzugsbruchebene des Siliziumkristalls dar.In one embodiment of the method, the cleavage plane is a {111} plane. Advantageously, a {111} plane of a silicon crystal represents a preferential fracture plane of the silicon crystal.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Kerbe vor dem Zerteilen des Kristalls angelegt. Vorteilhafterweise weisen die durch Zerteilen des Kristalls aus dem Kristall gewonnenen Wafer die erforderliche Kerbe dann bereits unmittelbar auf.In one embodiment of the method, the notch is applied prior to dicing the crystal. Advantageously, the wafers obtained by dividing the crystal from the crystal then already directly have the required notch.

In einer anderen Ausführungsform des Verfahrens wird die Kerbe nach dem Zerteilen des Kristalls angelegt. Vorteilhafterweise wird dadurch ein versehentliches Brechen der beim Zerteilen des Kristalls entstehenden Wafer während des Zerteilens des Kristalls vermieden.In another embodiment of the method, the notch is applied after dicing the crystal. Advantageously, this prevents accidental breakage of the wafers formed during the dicing of the crystal during the dicing of the crystal.

In einer Ausführungsform dieses Verfahrens wird eine Mehrzahl von Wafern aufeinander gestapelt, wobei gleichzeitig alle Wafer des Stapels mit einer Kerbe versehen werden. Vorteilhafterweise können dann auch nach diesem Verfahren eine Vielzahl von Wafern gleichzeitig mit einer Kerbe versehen werden, wodurch das Verfahren schnell und kostengünstig durchzuführen ist.In one embodiment of this method, a plurality of wafers are stacked on top of each other, with all the wafers of the stack simultaneously a notch be provided. Advantageously, a multiplicity of wafers can then also be provided with a notch at the same time according to this method, as a result of which the method can be carried out quickly and inexpensively.

In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Anlegen der Kerbe durch mechanisches Ritzen. Vorteilhafterweise stellt dies eine zuverlässige Möglichkeit dar, die Kerbe anzulegen.In one embodiment of the method, the notch is applied by mechanical scribing. Advantageously, this is a reliable way to create the notch.

In einer anderen Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Anlegen der Kerbe mittels eines Lasers. Vorteilhafterweise stellt auch dies eine zuverlässige Möglichkeit zum Anlegen der Kerbe dar.In another embodiment of the method, the notch is applied by means of a laser. Advantageously, this also represents a reliable way to create the notch.

In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Zerteilen des Wafers zwischen der Kerbe und einer an einer dritten Außenkante des Wafers angeordneten zweiten Kerbe. Vorteilhafterweise erfolgt das Zerteilen des Wafers dann besonders zuverlässig in der gewünschten Bruchrichtung zwischen den beiden Kerben des Wafers.In one embodiment of the method, the wafer is divided between the notch and a second notch located at a third outer edge of the wafer. Advantageously, the dicing of the wafer then takes place particularly reliably in the desired breaking direction between the two notches of the wafer.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird vor dem Zerteilen des Wafers ein weiterer Schritt durchgeführt zum Herstellen einer Ausgangssolarzelle auf dem Wafer. Vorteilhafterweise entstehen beim Zerteilen des Wafers dann aus der Ausgangssolarzelle zwei Silizium-Solarzellen. Vorteilhafterweise können diese in einem Photovoltaikmodul in Serie geschaltet werden.In one embodiment of the method, prior to dicing the wafer, a further step is performed to fabricate an output solar cell on the wafer. Advantageously, when dividing the wafer, two silicon solar cells then emerge from the output solar cell. Advantageously, these can be connected in series in a photovoltaic module.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying figures. Showing:

1 eine schematische perspektivische Darstellung eines Silizium-Blocks; 1 a schematic perspective view of a silicon block;

2 eine schematische perspektivische Darstellung einer Silizium-Säule; 2 a schematic perspective view of a silicon column;

3 eine weitere schematische Darstellung der Silizium-Säule; 3 a further schematic representation of the silicon column;

4 eine schematische Darstellung eines Wafer-Stapels; 4 a schematic representation of a wafer stack;

5 eine schematische Aufsicht auf einen Silizium-Wafer; 5 a schematic plan view of a silicon wafer;

6 eine schematische perspektivische Darstellung einer Ausgangssolarzelle; 6 a schematic perspective view of a Ausgangsolarzelle;

7 eine schematische Darstellung eines Photovoltaikmoduls; 7 a schematic representation of a photovoltaic module;

8 ein Ablaufdiagramm eines ersten Verfahrens; und 8th a flowchart of a first method; and

9 ein Ablaufdiagramm eines weiteren Verfahrens. 9 a flowchart of another method.

In der folgenden Beschreibung werden Millersche Indizes zur Bezeichnung von Kristallrichtungen und -ebenen verwendet. Die Indizes werden als Zahlentripel angegeben, die sich auf Basisvektoren eines Gitterkoordinatensystems des Kristalls beziehen. Zahlentripel (hkl) bezeichnen eine spezifische Kristallebene. Zahlentripel {hkl} bezeichnen alle symmetrisch äquivalenten Netzebenen des Kristalls. Zahlentripel [hkl] bezeichnen eine Kristallrichtung. Zahlentripel <hkl> bezeichnet alle zur Richtung [hkl] symmetrisch äquivalenten Kristallrichtungen. Im kubischen Kristallgitter eines in Diamantstruktur vorliegenden Silizium-Kristalls steht die Richtung [hkl] senkrecht auf der Ebene (hkl).In the following description, Miller indices are used to denote crystal directions and planes. The indices are given as number triplets referring to basis vectors of a lattice coordinate system of the crystal. Number triplets (hkl) denote a specific crystal plane. Number triplets {hkl} denote all symmetrically equivalent lattice planes of the crystal. Number triplets [hkl] denote a crystal direction. Number triple <hkl> denotes all crystal directions that are symmetrically equivalent to the direction [hkl]. In the cubic crystal lattice of a diamond crystal silicon crystal, the direction [hkl] is perpendicular to the plane (hkl).

1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines im Wesentlichen monokristallinen (einkristallinen) Silizium-Blocks 100. Der Silizium-Block 100 weist eine quaderförmige Grundform auf. Der Silizium-Block 100 kann eine Kantenlänge von 70 cm oder mehr aufweisen. Eine Höhe des Silizium-Blocks 100 kann 30 cm oder mehr betragen. 1 shows a schematic perspective view of a substantially monocrystalline (monocrystalline) silicon block 100 , The silicon block 100 has a cuboid basic shape. The silicon block 100 may have an edge length of 70 cm or more. A height of the silicon block 100 can be 30 cm or more.

Der Silizium-Block 100 ist nach einem an sich bekannten Verfahren durch Schmelzen und Kristallisieren von Reinstsilizium in einem Tiegel hergestellt worden. Hierzu wurde in einem Bodenbereich des Tiegels ein Silizium-Einkristall-Keim angeordnet. Der Silizium-Block 100 wurde durch Auskristallisieren aufgeschmolzenen Reinstsiliziums am Silizium-Einkristall-Keim gebildet. Dabei wurde die durch den Silizium-Einkristall-Keim vorgegebene Kristallorientierung auf den Silizium-Block 100 übertragen.The silicon block 100 has been prepared by melting and crystallizing ultrapure silicon in a crucible by a per se known method. For this purpose, a silicon monocrystal seed was arranged in a bottom region of the crucible. The silicon block 100 was formed by crystallization of molten ultrapure silicon on the silicon single crystal seed. At this time, the crystal orientation predetermined by the silicon single crystal nucleus became the silicon block 100 transfer.

Eine Stirnseite des Silizium-Blocks 100 weist in eine erste Kristallrichtung 110. Eine Seitenfläche des Silizium-Blocks 100 weist in eine zweite Kristallrichtung 120. Eine zum Silizium-Einkristall-Keim parallele Oberfläche des Silizium-Blocks 100 weist in eine dritte Kristallrichtung 130. Die erste Kristallrichtung 110 ist eine <100>-Richtung. Die zweite Kristallrichtung 120 ist im dargestellten Beispiel eine <110>-Richtung, könnte jedoch auch eine <100>-Richtung sein. Die dritte Kristallrichtung 130 ist im dargestellten Beispiel ebenfalls eine <110>-Richtung, könnte jedoch ebenfalls eine <100>-Richtung sein.An end face of the silicon block 100 points in a first crystal direction 110 , A side surface of the silicon block 100 points in a second crystal direction 120 , A surface of the silicon block parallel to the silicon single crystal seed 100 points in a third crystal direction 130 , The first crystal direction 110 is a <100> direction. The second crystal direction 120 is a <110> direction in the example shown, but could also be a <100> direction. The third crystal direction 130 is also a <110> direction in the example shown, but could also be a <100> direction.

Der Silizium-Block 100 ist durch Zersägen in eine Mehrzahl von Silizium-Säulen 200 unterteilt worden. Jede Silizium-Säule 200 weist eine erste Seitenfläche 210, eine zweite Seitenfläche 220, eine dritte Seitenfläche 230 und eine vierte Seitenfläche 240 auf. Außerdem weist jede Silizium-Säule 200 eine Stirnfläche 250 auf. Der Silizium-Block 100 wurde so in Silizium-Säulen 200 zersägt, dass die Stirnflächen 250 der Silizium-Säulen 200 in die erste Kristallrichtung 110, also in eine <100>-Richtung weisen. Die dritten Seitenflächen 230 aller Silizium-Säulen 200 weisen in eine <110>-Richtung, im dargestellten Beispiel also in die zweite Kristallrichtung 120. Die zweiten Seitenflächen 220 aller Silizium-Säulen 200 weisen ebenfalls in eine <110>-Richtung, im dargestellten Beispiel in die dritte Kristallrichtung 130.The silicon block 100 is by sawing into a plurality of silicon pillars 200 been divided. Every silicon pillar 200 has a first side surface 210 , a second side surface 220 , a third side surface 230 and a fourth side surface 240 on. In addition, each silicon column has 200 an end face 250 on. The silicon block 100 became so in silicon pillars 200 sawed that the end faces 250 the silicon pillars 200 in the first crystal direction 110 , so in a <100> direction. The third side surfaces 230 all silicon pillars 200 have in a <110> direction, in the example shown in the second crystal direction 120 , The second side surfaces 220 all silicon pillars 200 also point in a <110> direction, in the illustrated example in the third crystal direction 130 ,

Die Schnitte zur Bildung der Silizium-Säulen 200 sind im dargestellten Beispiel parallel zu den Außenkanten des Silizium-Blocks 100 erfolgt. Wären die zweite Kristallrichtung 120 und die dritte Kristallrichtung 130 des Silizium-Blocks 100 jedoch <100>-Richtungen, so wären die Sägeschnitte unter einem Winkel von 45° bezüglich der Außenkanten des Silizium-Blocks 100 erfolgt. Auch in diesem Fall würden die zweiten Seitenflächen 220 und die dritten Seitenflächen 230 der Silizium-Säulen 200 nun in <110>-Richtungen weisen.The cuts to form the silicon pillars 200 are parallel to the outer edges of the silicon block in the illustrated example 100 he follows. Would be the second crystal direction 120 and the third crystal direction 130 of the silicon block 100 however, <100> directions, the saw cuts would be at an angle of 45 ° with respect to the outside edges of the silicon ingot 100 he follows. Also in this case would be the second side surfaces 220 and the third side surfaces 230 the silicon pillars 200 now point in <110> directions.

Aus jeder Silizium-Säule 200 können eine Mehrzahl von Silizium-Wafern 300 gewonnen werden. Hierzu werden die Silizium-Säulen 200 durch parallel zu den Stirnflächen 250 verlaufende Schnitte in Silizium-Wafer 300 zerteilt. Die entstehenden Silizium-Wafer 300 sind als rechteckige, insbesondere quadratische, Scheiben mit sehr geringer Dicke ausgebildet.From every silicon pillar 200 may be a plurality of silicon wafers 300 be won. For this purpose, the silicon columns 200 through parallel to the faces 250 running cuts in silicon wafers 300 divided. The resulting silicon wafers 300 are formed as rectangular, in particular square, discs with very small thickness.

Jeder Silizium-Wafer 300 weist eine erste Außenkante 310, eine zweite Außenkante 320, eine dritte Außenkante 330, eine vierte Außenkante 340 und eine Oberfläche 350 auf. Die Außenkanten 310, 320, 330, 340 stellen sehr dünne Flächenabschnitte der jeweiligen Seitenflächen 210, 220, 230, 240 dar, werden wegen ihrer Schmalheit in dieser Beschreibung jedoch als Kanten bezeichnet. Die erste Außenkante 310 ist dabei aus der ersten Seitenfläche 210 der jeweiligen Silizium-Säule 200 entstanden. Die zweite Außenkante 320 ist entsprechend aus der zweiten Seitenfläche 220 der Silizium-Säule 200 entstanden. Die dritte Außenkante 330 des Silizium-Wafers 300 und die vierte Außenkante 340 sind entsprechend aus der dritten Seitenfläche 230 und der vierten Seitenfläche 240 der Silizium-Säule 200 entstanden.Every silicon wafer 300 has a first outer edge 310 , a second outer edge 320 , a third outer edge 330 , a fourth outer edge 340 and a surface 350 on. The outer edges 310 . 320 . 330 . 340 make very thin surface sections of the respective side surfaces 210 . 220 . 230 . 240 However, because of their narrowness in this description, they are referred to as edges. The first outer edge 310 is from the first side surface 210 the respective silicon column 200 emerged. The second outer edge 320 is accordingly from the second side surface 220 the silicon column 200 emerged. The third outer edge 330 of the silicon wafer 300 and the fourth outer edge 340 are accordingly from the third side surface 230 and the fourth side surface 240 the silicon column 200 emerged.

Die Oberfläche 350 jedes Silizium-Wafers 300 ist parallel zur Stirnfläche 250 der ursprünglichen Silizium-Säule 200 orientiert. Somit weist die Oberfläche 350 jedes Silizium-Wafers 300 in die erste Kristallrichtung 110, also eine <100>-Richtung. Die Außenkanten 310, 320, 330, 340 jedes Silizium-Wafers 300 stehen jeweils senkrecht auf <110>-Richtungen.The surface 350 every silicon wafer 300 is parallel to the face 250 the original silicon pillar 200 oriented. Thus, the surface faces 350 every silicon wafer 300 in the first crystal direction 110 So a <100> direction. The outer edges 310 . 320 . 330 . 340 every silicon wafer 300 are each perpendicular to <110> directions.

2 zeigt in vergrößerter Darstellung eine perspektivische schematische Ansicht einer der Silizium-Säulen 200. Ein Silizium-Wafer 300, der durch Zerteilen der Silizium-Säule 200 erhältlich ist, ist ebenfalls schematisch angedeutet. 2 shows in an enlarged view a perspective schematic view of one of the silicon columns 200 , A silicon wafer 300 by dividing the silicon column 200 is available, is also indicated schematically.

2 zeigt ferner eine Spaltebene 260 der Silizium-Säule 200. Die Spaltebene 260 ist eine {111}-Ebene der Silizium-Säule 200. Die Spaltebene 260 schließt mit der Stirnfläche 250 der Silizium-Säule 200 einen Winkel 140 ein. Je nach der Genauigkeit, mit der die Stirnfläche 250 der Silizium-Säule 200 in die <100>-Richtung 110 weist, beträgt der Winkel zwischen 50° und 60°. Weist die Stirnfläche 250 der Silizium-Säule 200 genau in die <100>-Richtung 110, so beträgt der Winkel 140 etwa 54,74°. Eine möglichst genaue Annäherung an diesen Wert ist bevorzugt. 2 further shows a cleavage plane 260 the silicon column 200 , The cleavage plane 260 is a {111} plane of the silicon column 200 , The cleavage plane 260 closes with the face 250 the silicon column 200 an angle 140 one. Depending on the accuracy with which the end face 250 the silicon column 200 in the <100> direction 110 indicates, the angle is between 50 ° and 60 °. Indicates the face 250 the silicon column 200 exactly in the <100> direction 110 , so is the angle 140 about 54.74 °. As close as possible to this value is preferred.

Eine Schnittlinie zwischen der Spaltebene 260 und dem Silizium-Wafer 300 bildet eine Bruchlinie 390. Die Bruchlinie 390 ist im Rahmen der Genauigkeit, mit der die Silizium-Säule 200 aus dem Silizium-Block 100 geschnitten wurde, parallel zur zweiten Außenkante 320 und zur vierten Außenkante 340 des Silizium-Wafers 300 und senkrecht zur ersten Außenkante 310 und zur dritten Außenkante 330 des Silizium-Wafers 300 orientiert.A cut line between the cleavage plane 260 and the silicon wafer 300 makes a break line 390 , The break line 390 is within the accuracy with which the silicon pillar 200 from the silicon block 100 was cut, parallel to the second outer edge 320 and to the fourth outer edge 340 of the silicon wafer 300 and perpendicular to the first outer edge 310 and to the third outer edge 330 of the silicon wafer 300 oriented.

Die Spaltebene 260 der Silizium-Säule 200 ist eine Kristallebene, an der sich der Kristall der Silizium-Säule 200 bevorzugt spaltet. Ein mechanischer Anriss des Kristalls der Silizium-Säule 200 wächst bevorzugt entlang der Spaltebene 260. Wird versucht, die Silizium-Säule 200 entlang einer zur Spaltebene 260 nicht parallelen Ebene oder den Silizium-Wafer 300 entlang einer zur Bruchlinie 390 nicht parallelen Linie zu zerteilen, so passiert es leicht, dass sich der jeweilige Bruch trotzdem entlang der Spaltebene 260 bzw. der Bruchlinie 390 fortsetzt.The cleavage plane 260 the silicon column 200 is a crystal plane from which the crystal of the silicon column 200 preferably splits. A mechanical crack of the crystal of the silicon column 200 grows preferentially along the cleavage plane 260 , Tried, the silicon column 200 along a to the cleavage plane 260 non-parallel plane or the silicon wafer 300 along a to the break line 390 Non-parallel line to divide, so it happens easily that the respective break nevertheless along the cleavage plane 260 or the break line 390 continues.

Der Silizium-Wafer 300 kann als Ausgangsmaterial zur Erzeugung einer Ausgangssolarzelle dienen, wie nachfolgend noch genauer erläutert werden wird. Anschließend kann die Ausgangssolarzelle entlang der Bruchlinie 390 des Silizium-Wafers 300 zerteilt werden, um zwei Silizium-Solarzellen zu erhalten. Diese Silizium-Solarzellen können in einem Photovoltaikmodul in Serie geschaltet werden, wie nachfolgend noch genauer erläutert werden wird.The silicon wafer 300 may serve as a starting material for producing a Ausgangsolarzelle, as will be explained in more detail below. Subsequently, the output solar cell along the break line 390 of the silicon wafer 300 be divided to obtain two silicon solar cells. These silicon solar cells can be connected in series in a photovoltaic module, as will be explained in more detail below.

Der Silizium-Wafer 300 soll entlang der Bruchlinie 390 zerteilt werden. Da die Bruchlinie 390 eine bevorzugte Bruchlinie des Silizium-Wafers 300 ist, genügt es, den Silizium-Wafer 300 in dem Bereich seiner ersten Außenkante 310, in dem die Bruchlinie 390 die erste Außenkante 310 schneidet, mit einer Kerbe zu versehen. Wird der Silizium-Wafer 300 anschließend mechanisch belastet, so kommt es ausgehend von der Kerbe zu einem Risswachstum entlang der Bruchlinie 390, sodass der Silizium-Wafer 300 entlang der Bruchlinie 390 bricht. An der Bruchlinie 390 bildet sich dann eine Bruchkante. Ein noch zuverlässigeres Brechen des Silizium-Wafers 300 entlang der Bruchlinie 390 kann dadurch erreicht werden, dass auch die dritte Außenkante 330 des Silizium-Wafers 300 an der Stelle, an der die gewünschte Bruchlinie 390 die dritte Außenkante 330 schneidet, mit einer Kerbe versehen wird. Der Bruch des Silizium-Wafers 300 erfolgt dann entlang der Bruchlinie 390 zwischen den beiden Kerben in der ersten Außenkante 310 und der dritten Außenkante 330.The silicon wafer 300 should along the break line 390 be parted. Because the break line 390 a preferred breaking line of the silicon wafer 300 is, it is enough, the silicon wafer 300 in the area of its first outer edge 310 in which the break line 390 the first outer edge 310 cuts, with a notch to provide. Will the silicon wafer 300 then mechanically loaded, it comes from the notch to a crack growth along the break line 390 so that the silicon wafer 300 along the fault line 390 breaks. At the fault line 390 then forms a broken edge. An even more reliable breaking of the silicon wafer 300 along the fault line 390 can be achieved by the fact that the third outer edge 330 of the silicon wafer 300 at the point where the desired break line 390 the third outer edge 330 cuts, has a notch. The breakage of the silicon wafer 300 then takes place along the break line 390 between the two notches in the first outer edge 310 and the third outer edge 330 ,

3 zeigt eine weitere perspektivische Darstellung der Silizium-Säule 200 und des Silizium-Wafers 300, der durch Zerteilen der Silizium-Säule 200 erhältlich ist. Der Silizium-Wafer 300 ist jedoch in der Darstellung der 3 noch nicht von der Silizium-Säule 200 abgetrennt. 3 shows a further perspective view of the silicon column 200 and the silicon wafer 300 by dividing the silicon column 200 is available. The silicon wafer 300 is however in the representation of the 3 not yet from the silicon column 200 separated.

Die erste Seitenfläche 210 der Silizium-Säule 200 ist mit einer ersten Rille 270 versehen worden, die sich zwischen der zweiten Seitenfläche 220 und der vierten Seitenfläche 240 und parallel zur zweiten Seitenfläche 220 und der vierten Seitenfläche 240 der Silizium-Säule 200 über die gesamte Länge der ersten Seitenfläche 210 erstreckt. Die erste Rille 260 kann beispielsweise durch Anritzen der Silizium-Säule 200 mit einer Hartmetallspitze oder einer Diamantspitze erzeugt worden sein. Die erste Rille 270 kann auch mittels eines Lasers erzeugt worden sein.The first side surface 210 the silicon column 200 is with a first groove 270 been provided, extending between the second side surface 220 and the fourth side surface 240 and parallel to the second side surface 220 and the fourth side surface 240 the silicon column 200 over the entire length of the first side surface 210 extends. The first groove 260 For example, by scratching the silicon column 200 be produced with a carbide tip or a diamond tip. The first groove 270 may also have been generated by means of a laser.

Im dargestellten Beispiel ist die erste Rille 270 mittig zwischen der zweiten Seitenfläche 220 und der vierten Seitenfläche 240 angeordnet, um den Silizium-Wafer 300 in zwei gleich große Abschnitte zu teilen. Soll der Silizium-Wafer 300 in unterschiedliche große Abschnitte unterteilt werden, so wäre die Rille 270 entsprechend anders anzuordnen. Soll der Silizium-Wafer 300 in mehr als zwei Abschnitte unterteilt werden, so wären entsprechen mehr als eine Rille 270 vorzusehen.In the example shown, the first groove 270 centered between the second side surface 220 and the fourth side surface 240 arranged to the silicon wafer 300 to divide into two equal sections. Should the silicon wafer 300 divided into different large sections, so would the groove 270 according to arrange differently. Should the silicon wafer 300 be divided into more than two sections, so would correspond more than one groove 270 provided.

Die dritte Seitenfläche 230 der Silizium-Säule 200 weist eine zweite Rille 280 auf, die mittig zwischen der zweiten Seitenfläche 220 und der vierten Seitenfläche 240 angeordnet und parallel zur ersten Rille 270 orientiert ist. Die zweite Rille 280 kann wie die erste Rille 270 durch Anritzen oder mittels eines Lasers erzeugt worden sein. Auf die zweite Rille 280 kann in einer vereinfachten Ausführungsform jedoch auch verzichtet werden.The third side surface 230 the silicon column 200 has a second groove 280 on, the middle between the second side surface 220 and the fourth side surface 240 arranged and parallel to the first groove 270 is oriented. The second groove 280 can be like the first groove 270 be generated by scratching or by means of a laser. On the second groove 280 can also be dispensed with in a simplified embodiment.

Wird der Silizium-Wafer 300 durch Zerteilen der Silizium-Säule 200 von der Silizium-Säule 200 abgetrennt, so weist der Silizium-Wafer 300 eine durch die erste Rille 270 der Silizium-Säule 200 gebildete erste Kerbe (Sollbruchmarkierung) 370 an seiner ersten Außenkante 310 und eine durch die zweite Rille 280 gebildete zweite Kerbe (Sollbruchmarkierung) 380 an seiner dritten Außenkante 330 auf. Auch alle weiteren aus der Silizium-Säule 200 erzeugten Silizium-Wafer weisen entsprechende Kerben auf. Durch das Anlegen der Rillen 270, 280 wurden also alle Silizium-Wafer, die aus der Silizium-Säule 200 erzeugt werden, bereits mit Kerben 370, 380 versehen.Will the silicon wafer 300 by dividing the silicon column 200 from the silicon column 200 separated, so has the silicon wafer 300 one through the first groove 270 the silicon column 200 formed first notch (break mark) 370 at its first outer edge 310 and one through the second groove 280 formed second notch (break mark) 380 at its third outer edge 330 on. All others from the silicon column 200 produced silicon wafers have corresponding notches. By creating the grooves 270 . 280 So all the silicon wafers were out of the silicon pillar 200 be generated, already with notches 370 . 380 Mistake.

Wird der aus der Silizium-Säule 200 erhältliche Silizium-Wafer 300 in einem nachfolgenden Verfahrensschritt an der Bruchlinie 390 zwischen der ersten Kerbe 370 und der zweiten Kerbe 380 zerteilt, so entsteht aus dem Silizium-Wafer 390 ein erster Teilwafer 391 und ein zweiter Teilwafer 392.Will the out of the silicon column 200 available silicon wafers 300 in a subsequent process step on the break line 390 between the first notch 370 and the second notch 380 divided, so arises from the silicon wafer 390 a first sub-wafer 391 and a second sub-wafer 392 ,

4 zeigt eine schematische Darstellung eines Wafer-Stapels 400. Der Wafer-Stapel 400 umfasst eine Mehrzahl von Silizium-Wafern 300, die durch Zerteilen der Silizium-Säule 200 entstanden sind. Der Wafer-Stapel kann beispielsweise 100 Silizium-Wafer 300 umfassen. Dabei wurde die Silizium-Säule 200 in die Silizium-Wafer 300 zerteilt, ohne dass die Silizium-Säule 200 zuvor mit der ersten Rille 270 und der zweiten Rille 280 versehen wurde. 4 shows a schematic representation of a wafer stack 400 , The wafer stack 400 includes a plurality of silicon wafers 300 by dividing the silicon column 200 have arisen. The wafer stack can be, for example, 100 silicon wafers 300 include. This was the silicon column 200 in the silicon wafer 300 Parted without the silicon column 200 before with the first groove 270 and the second groove 280 was provided.

Stattdessen wurden die einzelnen Silizium-Wafer 300 nach dem Zerteilen der Silizium-Säule 200 im Wafer-Stapel 400 angeordnet, um die Silizium-Wafer 300 des Wafer-Stapels 400 gemeinsam mit ersten Kerben 370 und optional auch zweiten Kerben 380 zu versehen. Hierzu wird der Wafer-Stapel 400 mit einer ersten Rille 470 versehen, durch die die ersten Kerben 370 in den Silizium-Wafern 300 des Wafer-Stapels 400 gebildet werden. Optional wird der Wafer-Stapel 400 auch mit einer zweiten Rille versehen, um zweite Kerben 380 in den Silizium-Wafern 300 zu erzeugen.Instead, the individual silicon wafers were 300 after dividing the silicon column 200 in the wafer stack 400 arranged to the silicon wafer 300 of the wafer stack 400 together with first notches 370 and optionally also second notches 380 to provide. For this purpose, the wafer stack 400 with a first groove 470 provided by the first notches 370 in the silicon wafers 300 of the wafer stack 400 be formed. Optionally, the wafer stack 400 also provided with a second groove to second notches 380 in the silicon wafers 300 to create.

Nachdem die Silizium-Wafer 300 des Wafer-Stapels 400 mit ersten Kerben 370 und optional auch zweiten Kerben 380 versehen wurden, können die Silizium-Wafer 300 wiederum an der Bruchlinie 390 zerteilt werden, um erste Teilwafer 391 und zweite Teilwafer 392 zu erhalten.After the silicon wafer 300 of the wafer stack 400 with first nicks 370 and optionally also second notches 380 can be provided, the silicon wafer 300 again at the fault line 390 be divided to first sub-wafers 391 and second sub-wafers 392 to obtain.

5 zeigt in stark schematisierter Darstellung eine Aufsicht auf die Oberfläche 350 eines der Silizium-Wafer 300 in einem Bearbeitungsstand während einer Herstellung einer Ausgangssolarzelle aus dem Silizium-Wafer 300. Die Oberfläche 350 des Silizium-Wafers 300 ist mit einer Textur 355 versehen worden, die eine verbesserte Lichteinkopplung durch reduzierte Reflexionsverluste ermöglicht. Damit bewirkt die Textur 355 eine Erhöhung des Wirkungsgrads der aus dem Silizium-Wafer 300 erzeugten Ausgangssolarzelle bzw. der aus der Ausgangssolarzelle erzeugten Silizium-Solarzellen. Das Anlegen der Textur 355 (Texturierung) wurde durch nass- oder trockenchemische Ätzverfahren bewirkt. Die Textur 355 ist als Pyramidenstruktur mit einer Vielzahl pyramidenförmiger Erhebungen ausgebildet. Die Kanten jeder pyramidenförmigen Erhebung verlaufen dabei bevorzugt parallel zu den Außenkanten 310, 320, 330, 340 des Silizium-Wafers 300. 5 shows a highly schematic representation of a plan view of the surface 350 one of the silicon wafers 300 in a processing state during production of an output solar cell from the silicon wafer 300 , The surface 350 of the silicon wafer 300 is with a texture 355 has been provided, which allows improved light coupling by reduced reflection losses. This causes the texture 355 an increase in the efficiency of the silicon wafer 300 produced output solar cell or the silicon solar cells produced from the Ausgangsolarzelle. The creation of the texture 355 (Texturing) was effected by wet or dry chemical etching. The texture 355 is formed as a pyramidal structure with a plurality of pyramidal elevations. The edges of each pyramid-shaped elevation preferably run parallel to the outer edges 310 . 320 . 330 . 340 of the silicon wafer 300 ,

6 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer aus dem Silizium-Wafer 300 erzeugten Ausgangssolarzelle 500 nach einer weiteren Bearbeitung. Die Darstellung der Ausgangssolarzelle 500 ist dabei lediglich beispielhaft zu verstehen. Nach dem Herstellen der Textur 355 wurde ein Hochtemperaturschritt ausgeführt, bei dem ein pn-Übergang 510 durch Dotierung im Silizium-Wafer 300 angelegt wurde. Vorzugsweise wurde der pn-Übergang 510 durch Phosphordiffusion erzeugt. Anschließend wurde die Oberfläche 350 des Silizium-Wafers 300 vergütet, vorzugsweise durch Aufbringen einer Antireflexionsschicht. Dann wurden ein elektrisch leitender Vorderseitenkontakt 520 auf der Oberfläche 350 des Silizium-Wafers 300 und ein elektrisch leitender Rückseitenkontakt 530 auf einer der Oberfläche 350 gegenüberliegenden Unterseite des Silizium-Wafers 300 aufgebracht. Bevorzugt wurden der Vorderseitenkontakt 520 und der Rückseitenkontakt 530 durch ein Siebdruckverfahren auf dem Silizium-Wafer 300 angeordnet. 6 shows a schematic perspective view of one of the silicon wafer 300 generated output solar cell 500 after further processing. The representation of the output solar cell 500 is to be understood as an example only. After making the texture 355 a high-temperature step was carried out in which a pn junction 510 by doping in the silicon wafer 300 was created. Preferably, the pn junction became 510 produced by phosphorus diffusion. Subsequently, the surface became 350 of the silicon wafer 300 tempered, preferably by applying an antireflection coating. Then an electrically conductive front side contact 520 on the surface 350 of the silicon wafer 300 and an electrically conductive backside contact 530 on one of the surface 350 opposite bottom of the silicon wafer 300 applied. The front side contact was preferred 520 and the backside contact 530 by a screen printing method on the silicon wafer 300 arranged.

Die Ausgangssolarzelle 500 kann in einem nachfolgenden Verfahrensschritt durch Zerteilen des Silizium-Wafers 300 der Ausgangssolarzelle 500 in eine erste Silizium-Solarzelle 560 und eine zweite Silizium-Solarzelle 570 zerteilt werden. Die erste Silizium-Solarzelle 560 ist dann durch den ersten Teilwafer 391 des Silizium-Wafers 300 gebildet. Die zweite Silizium-Solarzelle 570 ist durch den zweiten Teilwafer 392 des Silizium-Wafers 300 der Ausgangssolarzelle 500 gebildet.The output solar cell 500 can in a subsequent process step by dividing the silicon wafer 300 the output solar cell 500 in a first silicon solar cell 560 and a second silicon solar cell 570 be parted. The first silicon solar cell 560 is then through the first sub-wafer 391 of the silicon wafer 300 educated. The second silicon solar cell 570 is through the second sub-wafer 392 of the silicon wafer 300 the output solar cell 500 educated.

7 zeigt eine stark schematisierte Schnittdarstellung eines Photovoltaikmoduls 500, das die erste Silizium-Solarzelle 560 und die zweite Silizium-Solarzelle 570 aufweist. Die erste Silizium-Solarzelle 560 und die zweite Silizium-Solarzelle 570 sind in einer Reihenschaltung 580 angeordnet. Dabei verbindet die Reihenschaltung 580 beispielhaft den Rückseitenkontakt 530 der ersten Silizium-Solarzelle 560 mit dem Vorderseitenkontakt 520 der zweiten Silizium-Solarzelle 570. Das Photovoltaikmodul 550 kann eine Vielzahl weiterer Silizium-Solarzellen umfassen. 7 shows a highly schematic sectional view of a photovoltaic module 500 , which is the first silicon solar cell 560 and the second silicon solar cell 570 having. The first silicon solar cell 560 and the second silicon solar cell 570 are in a series connection 580 arranged. The series connection connects 580 as an example, the backside contact 530 the first silicon solar cell 560 with the front side contact 520 the second silicon solar cell 570 , The photovoltaic module 550 may include a variety of other silicon solar cells.

8 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines ersten Verfahrens 600 zur Herstellung der Ausgangssolarzelle 500. Dabei wird in einem ersten Verfahrensschritt 610 die quaderförmige Silizium-Säule 200 bereitgestellt. Die Silizium-Säule 200 wird so bereitgestellt, dass ihre Stirnfläche 250 zu mindestens 80% durch eine {100}-Ebene gebildet wird. Außerdem ist die Spaltebene 260 der Silizium-Säule 200 senkrecht zur ersten Seitenfläche 210 der Silizium-Säule 200 orientiert und schließt mit der Stirnfläche 250 einen Winkel zwischen 50° und 60° ein. 8th shows a schematic flow diagram of a first method 600 for the preparation of the Ausgangsolarzelle 500 , It is in a first step 610 the cuboid silicon column 200 provided. The silicon column 200 is provided so that its face 250 is at least 80% formed by a {100} plane. In addition, the cleavage plane 260 the silicon column 200 perpendicular to the first side surface 210 the silicon column 200 oriented and closes with the face 250 an angle between 50 ° and 60 °.

In einem zweiten Verfahrensschritt 620 wird die Silizium-Säule 200 mit der ersten Rille 270 versehen. Optional wird die Silizium-Säule 200 auch mit der zweiten Rille 280 versehen. Die Rillen 270, 280 können durch Ritzen mit einer Hartmetallspitze oder einer Diamantspitze oder mittels eines Lasers angelegt werden.In a second process step 620 becomes the silicon pillar 200 with the first groove 270 Mistake. Optionally, the silicon column 200 also with the second groove 280 Mistake. The grooves 270 . 280 can be created by scratches with a carbide tip or a diamond tip or by means of a laser.

In einem dritten Verfahrensschritt 630 wird die Silizium-Säule 200 in einzelne Silizium-Wafer 300 zerteilt. Die Oberflächen 350 der einzelnen Silizium-Wafer 300 werden wiederum zu mindestens 80% durch eine {100}-Ebene gebildet.In a third process step 630 becomes the silicon pillar 200 in single silicon wafers 300 divided. The surfaces 350 the single silicon wafer 300 In turn, at least 80% are formed by a {100} plane.

In einem vierten Verfahrensschritt 640 wird aus einem der Silizium-Wafer 300 die Ausgangssolarzelle 500 hergestellt.In a fourth process step 640 gets out of one of the silicon wafers 300 the output solar cell 500 produced.

In einem fünften Verfahrensschritt 650 wird die Ausgangssolarzelle 500 durch Zerteilen des Silizium-Wafers 300 entlang der Bruchlinie 390 in die erste Silizium-Solarzelle 560 und die zweite Silizium-Solarzelle 570 geteilt. Die Bruchlinie 390 liegt dabei in der Spaltebene 260 der Silizium-Säule 200.In a fifth process step 650 becomes the output solar cell 500 by dividing the silicon wafer 300 along the fault line 390 in the first silicon solar cell 560 and the second silicon solar cell 570 divided. The break line 390 lies in the cleavage plane 260 the silicon column 200 ,

9 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines zweiten Verfahrens 700 zur Herstellung der Ausgangssolarzelle 500. 9 shows a schematic flow diagram of a second method 700 for the preparation of the Ausgangsolarzelle 500 ,

In einem ersten Verfahrensschritt 710 wird wiederum die Silizium-Säule 200 bereitgestellt. Der Verfahrensschritt 710 des Verfahrens 700 entspricht insofern dem Verfahrensschritt 610 des Verfahrens 600.In a first process step 710 in turn becomes the silicon pillar 200 provided. The process step 710 of the procedure 700 corresponds to the process step 610 of the procedure 600 ,

In einem zweiten Verfahrensschritt 720 wird die Silizium-Säule 200 zerteilt, um die Silizium-Wafer 300 zu erhalten. Beim Verfahren 700 wird die Silizium-Säule 200 also zerteilt, ohne diese zuvor mit der ersten Rille 270 und der zweiten Rille 280 zu versehen.In a second process step 720 becomes the silicon pillar 200 parted to the silicon wafer 300 to obtain. In the process 700 becomes the silicon pillar 200 so, without breaking it first with the first groove 270 and the second groove 280 to provide.

In einem dritten Verfahrensschritt 730 wird aus einem der Silizium-Wafer 300 die Ausgangssolarzelle 500 hergestellt. Der dritte Verfahrensschritt 730 des Verfahrens 700 entspricht insofern dem vierten Verfahrensschritt 640 des Verfahrens 600.In a third process step 730 gets out of one of the silicon wafers 300 the output solar cell 500 produced. The third process step 730 of the procedure 700 corresponds to the fourth method step 640 of the procedure 600 ,

In einem vierten Verfahrensschritt 740 werden die Silizium-Wafer 300 mehrerer Ausgangssolarzellen 500 im Wafer-Stapel 400 angeordnet. In einem fünften Verfahrensschritt 750 werden alle Silizium-Wafer 300 des Wafer-Stapels 400 mit der ersten Kerbe 370 und optional mit der zweiten Kerbe 380 versehen.In a fourth process step 740 become the silicon wafers 300 several output solar cells 500 in the wafer stack 400 arranged. In a fifth process step 750 are all silicon wafers 300 of the wafer stack 400 with the first notch 370 and optionally with the second notch 380 Mistake.

In einem sechsten Verfahrensschritt 760 wird der Silizium-Wafer 300 der Ausgangssolarzelle 500 entlang der Bruchlinie 390 zerteilt, um die erste Silizium-Solarzelle 560 und die zweite Silizium-Solarzelle 570 zu erhalten.In a sixth process step 760 becomes the silicon wafer 300 the output solar cell 500 along the fault line 390 parted to the first silicon solar cell 560 and the second silicon solar cell 570 to obtain.

Nach der Durchführung der Verfahren 600 oder 700 können die erste Silizium-Solarzelle 560 und die zweite Silizium-Solarzelle 570 in der Reihenschaltung 580 angeordnet werden, um das Photovoltaikmodul 550 zu bilden.After carrying out the procedure 600 or 700 can be the first silicon solar cell 560 and the second silicon solar cell 570 in series connection 580 be arranged to the photovoltaic module 550 to build.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100
Silizium-BlockSilicon block
110110
<100>-Richtung<100> direction
120120
<110>-Richtung<110> direction
130130
<110>-Richtung<110> direction
140140
Winkelangle
200200
Silizium-SäuleSilicon column
210210
erste Seitenflächefirst side surface
220220
zweite Seitenflächesecond side surface
230230
dritte Seitenflächethird side surface
240240
vierte Seitenflächefourth side surface
250250
Stirnflächeface
260260
Spaltebenecleavage plane
270270
erste Rillefirst groove
280280
zweite Rillesecond groove
300300
Silizium-WaferSilicon wafer
310310
erste Außenkantefirst outer edge
320320
zweite Außenkantesecond outer edge
330330
dritte Außenkantethird outer edge
340340
vierte Außenkantefourth outer edge
350350
Oberflächesurface
355355
Texturtexture
370370
erste Kerbefirst notch
380380
zweite Kerbesecond notch
390390
Bruchliniebreakline
391391
erster Teilwaferfirst sub-wafer
392392
zweiter Teilwafersecond sub-wafer
400400
Wafer-StapelWafer stack
470470
erste Rillefirst groove
500500
AusgangssolarzelleOutput solar cell
510510
pn-Übergangpn junction
520520
VorderseitenkontaktFront contact
530530
RückseitenkontaktBack contact
550550
Photovoltaikmodulphotovoltaic module
560560
erste Silizium-Solarzellefirst silicon solar cell
570570
zweite Silizium-Solarzellesecond silicon solar cell
580580
Reihenschaltungseries connection
600600
Verfahrenmethod
610610
Bereitstellen eines KristallsProvide a crystal
620620
Anlegen einer KerbeCreate a notch
630630
Zerteilen des Kristalls, um einen Wafer zu erhaltenDicing the crystal to obtain a wafer
640640
Herstellen einer Ausgangssolarzelle auf dem WaferMaking a source solar cell on the wafer
650650
Zerteilen der Ausgangssolarzelle, um Solarzellen zu erhaltenDicing the output solar cell to obtain solar cells
700700
Verfahrenmethod
710710
Bereitstellen eines KristallsProvide a crystal
720720
Zerteilen des Kristalls, um einen Wafer zu erhaltenDicing the crystal to obtain a wafer
730730
Herstellen einer Ausgangssolarzelle auf dem WaferMaking a source solar cell on the wafer
740740
Stapeln einer Mehrzahl von WafernStacking a plurality of wafers
750750
Anlegen einer KerbeCreate a notch
760760
Zerteilen der Ausgangssolarzelle, um Solarzellen zu erhaltenDicing the output solar cell to obtain solar cells

Claims (12)

Silizium-Solarzelle (560, 570), die durch Zerteilen einer auf einem Silizium-Wafer (300) ausgebildeten Ausgangssolarzelle (500) erzeugt ist, wobei der Silizium-Wafer (300) eine Oberfläche (350) aufweist, die zu mindestens 80% durch eine {100}-Ebene gebildet wird, wobei der Wafer (300) eine erste Außenkante (310) aufweist, wobei eine Spaltebene (260) des Wafers (300) die Oberfläche (350) parallel zu zwei gegenüberliegenden Außenkanten (320, 340) des Wafers (300) in einer Schnittlinie (390) schneidet, wobei die Ausgangssolarzelle (500)) entlang dieser Schnittlinie (390) geteilt ist, wobei eine Bruchkante entlang der Schnittlinie (390) im überwiegenden Bereich keine Sollbruchmarkierung aufweist, wobei die Bruchkante an einem oder beiden Eckbereichen eine Sollbruchmarkierung (370, 380) aufweist.Silicon solar cell ( 560 . 570 ) by dividing one on a silicon wafer ( 300 ) formed output solar cell ( 500 ), wherein the silicon wafer ( 300 ) a surface ( 350 ), which is formed by at least 80% through a {100} plane, wherein the wafer ( 300 ) a first outer edge ( 310 ), wherein a cleavage plane ( 260 ) of the wafer ( 300 ) the surface ( 350 ) parallel to two opposite outer edges ( 320 . 340 ) of the wafer ( 300 ) in a section line ( 390 ), the output solar cell ( 500 )) along this section line ( 390 ), wherein a breaking edge along the cutting line ( 390 ) has no predetermined breaking mark in the predominant region, wherein the breaking edge at one or both corner regions has a predetermined breaking mark ( 370 . 380 ) having. Silizium-Solarzelle (560, 570) gemäß Anspruch 1, wobei die Spaltebene (260) eine {111}-Ebene ist und wobei die erste Außenkante (310) senkrecht zu einer <110>-Richtung (120) orientiert ist.Silicon solar cell ( 560 . 570 ) according to claim 1, wherein the cleavage plane ( 260 ) is a {111} plane and where the first outer edge ( 310 ) perpendicular to a <110> direction ( 120 ) is oriented. Silizium-Solarzelle (560, 570) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Spaltebene (260) zur Oberfläche (350) des Wafers (300) in einem Winkel (140) zwischen 50° und 60° verläuft, insbesondere in einem Winkel (140) von arctan √2.Silicon solar cell ( 560 . 570 ) according to one of the preceding claims, wherein the cleavage plane ( 260 ) to the surface ( 350 ) of the wafer ( 300 ) at an angle ( 140 ) extends between 50 ° and 60 °, in particular at an angle ( 140 ) of arctan √2. Photovoltaikmodul (550), aufweisend mehrere Silizium-Solarzellen (560, 570) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Photovoltaic module ( 550 ), comprising a plurality of silicon solar cells ( 560 . 570 ) according to any one of the preceding claims. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle (560, 570) mit den folgenden Schritten: – Bereitstellen eines quaderförmigen Kristalls (200) mit einer Stirnfläche (250), die zu mindestens 80% durch eine {100}-Ebene gebildet wird, wobei der Kristall (200) eine Seitenfläche (210) aufweist, wobei eine Schnittlinie (390) einer Spaltebene (260) des Kristalls (200) mit der Stirnfläche (250) des Kristalls (200) senkrecht zu der Seitenfläche (210) orientiert ist, wobei die Spaltebene (260) mit der Stirnfläche (250) einen Winkel (140) zwischen 50° und 60° einschließt; – Zerteilen des Kristalls (200), um einen Wafer (300) mit einer Oberfläche (350) zu erhalten, die zu mindestens 80% durch eine {100}-Ebene gebildet wird, wobei der Wafer (300) eine erste Außenkante (310) aufweist, die aus der Seitenfläche (210) gebildet ist; – Zerteilen des Wafers (300), wobei das Zerteilen ausgehend von einer an der ersten Außenkante (310) angeordneten Sollbruchmarkierung (370) erfolgt, wobei das Zerteilen entlang der Spaltebene (260) erfolgt.Process for producing a solar cell ( 560 . 570 ) comprising the following steps: - providing a cuboid crystal ( 200 ) with an end face ( 250 ) which is at least 80% formed by a {100} plane, the crystal ( 200 ) a side surface ( 210 ), wherein a cutting line ( 390 ) of a cleavage plane ( 260 ) of the crystal ( 200 ) with the end face ( 250 ) of the crystal ( 200 ) perpendicular to the side surface ( 210 ), wherein the cleavage plane ( 260 ) with the end face ( 250 ) an angle ( 140 ) between 50 ° and 60 °; - dividing the crystal ( 200 ) to a wafer ( 300 ) with a surface ( 350 ) which is at least 80% formed by a {100} plane, wherein the wafer ( 300 ) a first outer edge ( 310 ), which from the side surface ( 210 ) is formed; - dividing the wafer ( 300 ), the dicing starting from one at the first outer edge ( 310 ) arranged predetermined breaking mark ( 370 ), whereby the dicing along the cleavage plane ( 260 ) he follows. Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei die Spaltebene (260) eine {111}-Ebene ist.Method according to claim 5, wherein the cleavage plane ( 260 ) is a {111} plane. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei die Sollbruchmarkierung (370) vor dem Zerteilen des Kristalls (200) angelegt wird.Method according to one of claims 5 or 6, wherein the predetermined breaking mark ( 370 ) before dividing the crystal ( 200 ) is created. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Sollbruchmarkierung (370) nach dem Zerteilen des Kristalls (200) angelegt wird.Method according to one of claims 5 to 7, wherein the predetermined breaking mark ( 370 ) after dividing the crystal ( 200 ) is created. Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei eine Mehrzahl von Wafern (300) aufeinander gestapelt wird, wobei gleichzeitig alle Wafer (300) des Stapels (400) mit einer Sollbruchmarkierung (370) versehen werden.Method according to claim 8, wherein a plurality of wafers ( 300 ) is stacked on top of each other, with all wafers ( 300 ) of the stack ( 400 ) with a break mark ( 370 ). Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei das Anlegen der Sollbruchmarkierung (370) durch mechanisches Ritzen oder mittels eines Lasers erfolgt.Method according to one of claims 5 to 9, wherein the application of the predetermined breaking mark ( 370 ) by mechanical scribing or by means of a laser. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei das Zerteilen des Wafers (300) zwischen der Sollbruchmarkierung (370) und einer an einer dritten Außenkante (330) des Wafers (300) angeordneten zweiten Sollbruchmarkierung (380) erfolgt.Method according to one of claims 5 to 10, wherein the dicing of the wafer ( 300 ) between the break mark ( 370 ) and one at a third outer edge ( 330 ) of the wafer ( 300 ) arranged second predetermined breaking mark ( 380 ) he follows. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 11, wobei vor dem Zerteilen des Wafers (300) der folgende Schritt durchgeführt wird: – Herstellen einer Ausgangssolarzelle (500) auf dem Wafer (300).Method according to one of claims 5 to 11, wherein prior to the dicing of the wafer ( 300 ) the following step is carried out: - producing an output solar cell ( 500 ) on the wafer ( 300 ).
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