DE102018114800A1 - Monofacial solar cell, solar module and manufacturing process for a monofacial solar cell - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Monofazial-Solarzelle mit einem rückseitigen Schichtstapel, wobei der rückseitige Schichtstapel eine AlOx-Schicht (1), eine oder mehrere SiNx-Schichten (2, 3, 5) und eine SiOxNy-Schicht (4) aufweist. Ferner betrifft die Erfindung ein Solarmodul, das mehrere derartige Monofazial-Solarzellen aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren für die Monofazial-Solarzelle, bei dem der rückseitige Schichtstapel aus AlOx-Schicht (1), SiNx-Schicht(en) (2,3, 5) und SiOxNy-Schicht (4) in einer Rohr PECVD Anlage mit einem Graphitboot als Waferhalter abgeschieden werden und die Schichten nacheinander in ein- und demselben Rohr aufgebracht werden.The invention relates to a monofacial solar cell with a layer stack on the back, the layer stack on the back having an AlOx layer (1), one or more SiNx layers (2, 3, 5) and a SiOxNy layer (4). The invention further relates to a solar module which has a plurality of such monofacial solar cells. Furthermore, the invention relates to a manufacturing method for the monofacial solar cell, in which the back layer stack of AlOx layer (1), SiNx layer (s) (2, 3, 5) and SiOxNy layer (4) in a pipe PECVD system be deposited with a graphite boat as a wafer holder and the layers are applied in succession in one and the same tube.
Description
Die Erfindung betrifft eine Monofazial-Solarzelle, ein Solarmodul und ein Herstellungsverfahren für eine Monofazial-Solarzelle. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Monofazial-Solarzelle mit einem rückseitigen Schichtstapel und ein Solarmodul, das eine derartige Monofazial-Solarzelle aufweist sowie ein Herstellungsverfahren für die Monofazial-Solarzelle.The invention relates to a monofacial solar cell, a solar module and a production method for a monofacial solar cell. In particular, the invention relates to a monofacial solar cell with a layer stack on the back and a solar module which has such a monofacial solar cell and a production method for the monofacial solar cell.
Eine Solarzelle weist üblicherweise eine Vorderseite und eine Rückseite auf, die jeweils Schichtstapel aufweisen können. Sie ist ein elektrisches Bauelement, das einfallendes Sonnenlicht direkt in elektrische Energie umwandelt. Monofazial-Solarzellen können nur auf ihre Vorderseite einfallendes Licht verwerten, während Bifazial-Solarzellen einfallendes Sonnenlicht von zwei Seiten ausnutzen können. Die Bifazial-Solarzelle kann nicht nur einen direkten Lichteinfall über die Vorderseite sondern auch einen direkten oder indirekten Lichteinfall über die Rückseite verwerten, letzteres beispielsweise in Form reflektierten Sonnenlichts.A solar cell usually has a front side and a back side, which can each have layer stacks. It is an electrical component that converts incident sunlight directly into electrical energy. Monofacial solar cells can only utilize light incident on their front, while bifacial solar cells can exploit incident sunlight from two sides. The bifacial solar cell can not only utilize direct incidence of light from the front but also direct or indirect incidence of light from the back, the latter for example in the form of reflected sunlight.
Aus der
Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine Solarzelle und ein Solarmodul sowie ein Herstellungsverfahren für eine Solarzelle bereitzustellen, die eine optimierte Effizienz aufweisen.It is an object of the invention to provide a solar cell and a solar module as well as a manufacturing method for a solar cell which have an optimized efficiency.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Monofazial-Solarzelle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, ein Solarmodul mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 und ein Herstellungsverfahren für eine Monofazial-Solarzelle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Modifikationen sind in den Unteransprüchen angegeben.According to the invention the object is achieved by a monofacial solar cell with the features of
Die Erfindung betrifft eine Monofazial-Solarzelle mit einem rückseitigen Schichtstapel, bei der erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass der rückseitige Schichtstapel eine AlOx-Schicht, eine oder mehrere SiNx-Schichten und eine oder mehrere SiOxNy-Schichten aufweist. Die jeweiligen SiNx bzw. SiOxNy Schichten können sich in ihrem Brechungsindex unterscheiden.The invention relates to a monofacial solar cell with a back layer stack, in which it is provided according to the invention that the back layer stack has an AlOx layer, one or more SiNx layers and one or more SiOxNy layers. The respective SiNx or SiOxNy layers can differ in their refractive index.
Durch diesen rückseitigen Schichtstapel wird die Effizienz der Monofazial-Solarzelle gesteigert. Gegenüber einer Monofazial-Solarzelle mit einem rückseitigen Schichtstapel aus einer AlOx-Schicht und einer SiNx-Schicht ergibt sich eine höhere Effizienz.This layer stack on the back increases the efficiency of the monofacial solar cell. Compared to a monofacial solar cell with a layer stack on the back consisting of an AlOx layer and a SiNx layer, this results in higher efficiency.
Bedingt durch den Herstellungsprozess von SiNx- und SiOxNy-Schichten beispielsweise im PECVD-Verfahren (plasma enhanced chemical vapor deposition-Verfahren) wird bei der Abscheidung der Schichten Wasserstoff eingelagert, d. h. die SiNx-Schicht bzw. SiOxNy-Schicht wird hydrogenisiert, was durch die Bezeichnung SiNx:H-Schicht bzw. SiOxNy-Schicht:H-Schicht dargestellt wird. Dieser in einer derartigen Schicht enthaltene Wasserstoff passiviert Rekombinationszentren an der SiNx/Si-Grenzfläche bzw. SiOxNy-Grenzfläche und im Volumen des Siliziumsubstrats. Hierdurch wird der Wirkungsgrad der Solarzelle positiv beeinflusst. Der Wasserstoff-Gehalt der SiNx-Schicht liegt bevorzugt im Bereich von 10 bis 25 %, bevorzugter im Bereich von 15 bis 20 %. Der Wasserstoff-Gehalt der SiOxNy-Schicht liegt bevorzugt unterhalb von 10 %. Die Herstellung des erfindungsgemäßen rückseitigen Schichtstapels ist in einer PECVD-Anlage in einem Prozess ohne Belüftung oder Anlagenwechsel möglich. Dadurch können Kosten gespart werden. Bevorzugt werden alle Schichten des Rückseitenstapels in einer Rohr-PECVD Anlage mit einem Graphitboot als Waferhalter mittels eines direkten Plasmas abgeschieden. Es ist aber auch möglich, das AlOx mittels „Atomic-Layer-Deposition“ (ALD) oder Mikrowellen-Remote-Plasma abzuscheiden, und nur die SiNx- und SiOxNy-Schichten in einer Rohr-PECVD Anlage abzuscheiden.Due to the manufacturing process of SiNx and SiOxNy layers, for example in the PECVD process (plasma enhanced chemical vapor deposition process), hydrogen is deposited during the deposition of the layers, i. H. the SiNx layer or SiOxNy layer is hydrogenated, which is represented by the designation SiNx: H layer or SiOxNy layer: H layer. This hydrogen contained in such a layer passivates recombination centers at the SiNx / Si interface or SiOxNy interface and in the volume of the silicon substrate. This has a positive influence on the efficiency of the solar cell. The hydrogen content of the SiNx layer is preferably in the range from 10 to 25%, more preferably in the range from 15 to 20%. The hydrogen content of the SiOxNy layer is preferably below 10%. The production of the rear layer stack according to the invention is possible in a PECVD system in one process without ventilation or system change. This can save costs. All layers of the rear side stack are preferably deposited in a tube PECVD system with a graphite boat as a wafer holder by means of a direct plasma. However, it is also possible to deposit the AlOx using “atomic layer deposition” (ALD) or microwave remote plasma, and to only deposit the SiNx and SiOxNy layers in a tube PECVD system.
Die Monofazial-Solarzelle ist bevorzugt eine mono- oder multikristalline Solarzelle, die ein Siliziumsubstrat aufweist.The monofacial solar cell is preferably a monocrystalline or multicrystalline solar cell which has a silicon substrate.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die AlOx-Schicht auf einem Substrat der Solarzelle angeordnet, ist die SiNx-Schicht auf einer von dem Substrat abgewandten Seite der AlOx-Schicht angeordnet und ist die SiOxNy-Schicht auf einer von dem Substrat abgewandten Seite der SiNx-Schicht angeordnet. In dieser Ausführungsform weist die Monofazial-Solarzelle rückseitig folgenden Aufbau auf: Substrat/AlOx-Schicht/SiNx-Schicht/SiOxNy-Schicht. Bevorzugt sind die Schichten des Schichtstapels direkt oder unmittelbar übereinander angeordnet, d.h. ohne eine andere Zwischenschicht.In a preferred embodiment, the AlOx layer is arranged on a substrate of the solar cell, the SiNx layer is arranged on a side of the AlOx layer facing away from the substrate and the SiOxNy layer is on a side of the SiNx layer facing away from the substrate arranged. In this embodiment, the rear of the monofacial solar cell has the following structure: substrate / AlOx layer / SiNx layer / SiOxNy layer. The layers of the layer stack are preferably arranged directly or directly one above the other, i.e. without another intermediate layer.
Bevorzugt ist die SiNx-Schicht eine SiNx-Doppelschicht, die eine erste SiNx-Schicht und eine zweite SiNx-Schicht aufweist. Bevorzugt weist der Schichtstapel daher vier Schichten auf. Bevorzugter besteht der Schichtstapel aus diesen vier Schichten in der folgenden Reihenfolge: AlOx-Schicht/SiNx-Doppelschicht/SiOxNy-Schicht. Hierbei ist immer zu beachten, dass auf der Rückseite der Solarzelle eine zusätzliche Rückseitenmetallisierung vorliegt, da es sich um eine Monofazial-Solarzelle handelt. D.h., auf der SiOxNy-Schicht ist weiterhin eine Metallschicht angeordnet.The SiNx layer is preferably a SiNx double layer which has a first SiNx layer and a second SiNx layer. The layer stack therefore preferably has four layers. The layer stack preferably consists of these four layers in the following order: AlOx layer / SiNx double layer / SiOxNy layer. It should always be noted that there is a. On the back of the solar cell additional backside metallization is present because it is a monofacial solar cell. That is, a metal layer is also arranged on the SiOxNy layer.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine dritte SiNx-Schicht auf einer von dem Substrat abgewandten Seite der SiOxNy-Schicht angeordnet. Dadurch kann weiterhin die Effizienz der Monofazial-Solarzelle gesteigert werden. Zudem ist die Kompatibilität eines derartigen Schichtstapels mit einer Siebdruckpaste, insbesondere einer Aluminium-Siebdruckpaste, zur Realisierung der Rückseitenmetallisierung der Monofazial-Solarzelle weiterhin verbessert. Die auf der dritten SiNx-Schicht angeordnete Metallschicht ist daher bevorzugt eine Aluminiumschicht.In a preferred embodiment, a third SiNx layer is arranged on a side of the SiOxNy layer facing away from the substrate. This can further increase the efficiency of the monofacial solar cell. In addition, the compatibility of such a layer stack with a screen printing paste, in particular an aluminum screen printing paste, for realizing the rear side metallization of the monofacial solar cell is further improved. The metal layer arranged on the third SiNx layer is therefore preferably an aluminum layer.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Schichtstapel vier Schichten auf. Bevorzugter besteht der Schichtstapel aus den vier Schichten in der folgenden Reihenfolge: AlOx-Schicht/SiNx-Schicht/SiOxNy-Schicht/SiNx-Schicht. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform weist der Schichtstapel fünf Schichten auf. Bevorzugter besteht der Schichtstapel aus den fünf Schichten in der folgenden Reihenfolge: AlOx-Schicht/SiNx-Doppelschicht/SiOxNy-Schicht/SiNx-Schicht. Auch hierbei ist jeweils zu beachten, dass auf der Rückseite der Solarzelle weiterhin eine zusätzliche Rückseitenmetallisierung vorliegt.In a preferred embodiment, the layer stack has four layers. The layer stack preferably consists of the four layers in the following order: AlOx layer / SiNx layer / SiOxNy layer / SiNx layer. In another preferred embodiment, the layer stack has five layers. The layer stack preferably consists of the five layers in the following order: AlOx layer / SiNx double layer / SiOxNy layer / SiNx layer. It should also be noted here in each case that there is still an additional rear side metallization on the rear side of the solar cell.
Vorteilhafterweise ist ein Brechungsindex der ersten SiNx-Schicht kleiner als ein Brechungsindex einer zweiten SiNx-Schicht, wobei die erste SiNx-Schicht auf einer von dem Substrat abgewandten Seite der zweiten SiNx-Schicht angeordnet ist und die zweite SiNx-Schicht auf einer von dem Substrat abgewandten Seite der AlOx-Schicht angeordnet ist. In dieser Ausführungsform weist die Solarzelle bevorzugt rückseitig folgenden Aufbau auf: Substrat/AlOx-Schicht/zweite SiNx-Schicht/erste SiNx-Schicht/SiOxNy-Schicht oder Substrat/AlOx-Schicht/zweite SiNx-Schicht/erste SiNx-Schicht/SiOxNy-Schicht/dritte SiNx-Schicht. Der Brechungsindex der dritten SiNx-Schicht ist bevorzugt kleiner als der Brechungsindex der zweiten SiNx-Schicht. Bevorzugter ist der Brechungsindex der dritten SiNx-Schicht gleich oder im Wesentlichen gleich zu dem Brechungsindex der ersten SiNx-Schicht.A refractive index of the first SiNx layer is advantageously smaller than a refractive index of a second SiNx layer, the first SiNx layer being arranged on a side of the second SiNx layer facing away from the substrate and the second SiNx layer on one of the substrate facing away from the AlOx layer. In this embodiment, the solar cell preferably has the following structure on the back: substrate / AlOx layer / second SiNx layer / first SiNx layer / SiOxNy layer or substrate / AlOx layer / second SiNx layer / first SiNx layer / SiOxNy- Layer / third SiNx layer. The refractive index of the third SiNx layer is preferably smaller than the refractive index of the second SiNx layer. More preferably, the refractive index of the third SiNx layer is the same or substantially the same as the refractive index of the first SiNx layer.
Vorteilhafterweise ist ein Brechungsindex der SiOxNy-Schicht kleiner als ein Brechungsindex der SiNx-Schicht d.h. der ersten, zweiten und dritten SiNx-Schicht. Insbesondere kann der Brechungsindex der SiOxNy-Schicht größer als ein Brechungsindex der AlOx-Schicht sein.Advantageously, a refractive index of the SiOxNy layer is smaller than a refractive index of the SiNx layer, i.e. the first, second and third SiNx layers. In particular, the refractive index of the SiOxNy layer can be greater than a refractive index of the AlOx layer.
In einer bevorzugten Ausführungsform liegt der Brechungsindex der AlOx-Schicht im Bereich von 1,5 bis 1,7, liegt der Brechungsindex der SiNx-Schicht im Bereich von 2,0 bis 2,4 und liegt der Brechungsindex der SiOxNy-Schicht im Bereich von 1,5 bis 1,9, gemessen mittels Laser- oder Weißlicht/Spektral-Ellipsometrie bei einer Wellenlänge von 632 nm. Wenn die SiNx-Schicht eine SiNx-Doppelschicht ist, liegt bevorzugt ein Brechungsindex der ersten SiNx-Schicht im Bereich von 2,0 bis 2,2 und ein Brechungsindex der zweiten SiNx-Schicht im Bereich von 2,2 bis 2,4. Wenn der Schichtstapel die dritte SiNx-Schicht aufweist, liegt bevorzugt ein Brechungsindex der dritten SiNx-Schicht im Bereich von 2,0 bis 2,2. Im Bereich dieser Werte weist die Monofazial-Solarzelle eine hohe Lichteinkopplung auf und es wird eine hohe Passivierungswirkung erzielt.In a preferred embodiment, the refractive index of the AlOx layer is in the range from 1.5 to 1.7, the refractive index of the SiNx layer is in the range from 2.0 to 2.4 and the refractive index of the SiOxNy layer is in the range from 1.5 to 1.9, measured by means of laser or white light / spectral ellipsometry at a wavelength of 632 nm. If the SiNx layer is an SiNx double layer, a refractive index of the first SiNx layer is preferably in the range of 2, 0 to 2.2 and a refractive index of the second SiNx layer in the range from 2.2 to 2.4. If the layer stack has the third SiNx layer, a refractive index of the third SiNx layer is preferably in the range from 2.0 to 2.2. In the range of these values, the monofacial solar cell has a high level of light coupling and a high passivation effect is achieved.
Bevorzugt beträgt eine Gesamtschichtdicke des Schichtstapels mindestens 80 nm, bevorzugt mindestens 105nm, bevorzugter mindestens 115nm, noch bevorzugter mindestens 120 nm. Dadurch werden sowohl bei Lichteinfall von der Vorderseite als auch bei Lichteinfall von der Rückseite eine höhere Leerlaufspannung und ein höherer Wirkungsgrad erzielt. Bevorzugt liegt die Gesamtschichtdicke des Schichtstapels im Bereich von 100 bis 210 nm, bevorzugter im Bereich von 110 bis 140 nm, bevorzugter bei 125 nm. Dadurch ergibt sich eine verbesserte Beständigkeit gegenüber Pastenfraß bei der Herstellung der Monofazial-Solarzelle. Zudem wird quantitativ mehr Wasserstoff für eine chemische Passivierung der Oberfläche und des Volumen bereitgestellt.A total layer thickness of the layer stack is preferably at least 80 nm, preferably at least 105 nm, more preferably at least 115 nm, even more preferably at least 120 nm. As a result, a higher open-circuit voltage and a higher efficiency are achieved both when incident light from the front and when incident from the rear. The total layer thickness of the layer stack is preferably in the range from 100 to 210 nm, more preferably in the range from 110 to 140 nm, more preferably at 125 nm. This results in improved resistance to paste corrosion in the production of the monofacial solar cell. In addition, quantitatively more hydrogen is provided for a chemical passivation of the surface and the volume.
Bevorzugt ist eine Schichtdicke der SiOxNy-Schicht größer als eine Schichtdicke der SiNx-Schicht. Wenn die SiNx-Schicht eine SiNx-Doppelschicht ist, ist bevorzugt eine Schichtdicke der SiOxNy-Schicht gleich oder größer als die Schichtdicke der Sinx-Doppelschicht. Eine Schichtdicke der AlOx-Schicht ist bevorzugt kleiner als die Schichtdicke der SiNx-Schicht. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt eine Dicke der AlOx-Schicht im Bereich von 5 bis 20 nm, liegt eine Dicke der auf einer von dem Substrat abgewandten Seite der AlOx-Schicht angeordneten SiNx-Schicht im Bereich von 15 bis 70 nm, und liegt eine Dicke der SiOxNy-Schicht im Bereich von 20 bis 200 nm, bevorzugter im Bereich von 50 bis 170 nm. Bevorzugt liegt eine Dicke der ersten SiNx-Schicht im Bereich von 10 bis 40 nm, liegt eine Dicke der zweiten SiNx-Schicht im Bereich von 5 bis 30 nm und liegt eine Dicke der dritten SiNx-Schicht im Bereich von 5 bis 55 nm. Im Bereich dieser Werte weist die Monofazial-Solarzelle eine hohe Lichteinkopplung auf und es wird eine hohe Passivierungswirkung erzielt.A layer thickness of the SiOxNy layer is preferably greater than a layer thickness of the SiNx layer. If the SiNx layer is a SiNx double layer, a layer thickness of the SiOxNy layer is preferably equal to or greater than the layer thickness of the Sinx double layer. A layer thickness of the AlOx layer is preferably smaller than the layer thickness of the SiNx layer. In a preferred embodiment, a thickness of the AlOx layer is in the range from 5 to 20 nm, a thickness of the SiNx layer arranged on a side of the AlOx layer facing away from the substrate is in the range from 15 to 70 nm, and a thickness is of the SiOxNy layer in the range from 20 to 200 nm, more preferably in the range from 50 to 170 nm. A thickness of the first SiNx layer is preferably in the range from 10 to 40 nm, and a thickness of the second SiNx layer is in the range of 5 to 30 nm and the thickness of the third SiNx layer is in the range from 5 to 55 nm. In the range of these values, the monofacial solar cell has a high level of light coupling and a high passivation effect is achieved.
In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der rückseitige Schichtstapel aus folgenden vier Schichten: eine auf dem Substrat angeordnete AlOx-Schicht, die zweite auf der vom Substrat abgewandten Seite der AlOx-Schicht angeordnete SiNx-Schicht, die erste auf der vom Substrat abgewandten Seite der SiNx-Schicht angeordnete SiNx-Schicht und die auf der vom Substrat abgewandten Seite der ersten SiNx-Schicht angeordnete SiOxNy-Schicht. In dieser Ausführungsform ist der Brechungsindex der AlOx-Schicht bevorzugt im Bereich von 1,5 bis 1,7, bevorzugter bei 1,6, ist der Brechungsindex der zweiten SiNx-Schicht bevorzugt im Bereich von 2,2 bis 2,4, der Brechungsindex der ersten SiNx-Schicht im Bereich von 2,0 bis 2,1, und der Brechungsindex der SiOxNy-Schicht im Bereich von 1,5 bis 1,9, gemessen wie vorstehend angegeben.In a preferred embodiment, the back layer stack consists of the following four layers: an AlOx layer arranged on the substrate, the second SiNx layer arranged on the side of the AlOx layer facing away from the substrate, the first on that of the substrate SiNx layer arranged away from the side of the SiNx layer and the SiOxNy layer arranged on the side of the first SiNx layer facing away from the substrate. In this embodiment, the refractive index of the AlOx layer is preferably in the range from 1.5 to 1.7, more preferably at 1.6, the refractive index of the second SiNx layer is preferably in the range from 2.2 to 2.4, the refractive index the first SiNx layer in the range from 2.0 to 2.1, and the refractive index of the SiOxNy layer in the range from 1.5 to 1.9, measured as indicated above.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform besteht der rückseitige Schichtstapel aus folgenden fünf Schichten: eine auf dem Substrat angeordnete AlOx-Schicht, die zweite auf der vom Substrat abgewandten Seite der AlOx-Schicht angeordnete SiNx-Schicht, die erste auf der vom Substrat abgewandten Seite der SiNx-Schicht angeordnete SiNx-Schicht, die auf der vom Substrat abgewandten Seite der ersten SiNx-Schicht angeordnete SiOxNy-Schicht und die dritte auf der vom Substrat abgewandten Seite der SiOxNy-Schicht angeordnete SiNx-Schicht. In dieser Ausführungsform ist der Brechungsindex der AlOx-Schicht bevorzugt im Bereich von 1,5 bis 1,7, bevorzugter bei 1,6, ist der Brechungsindex der zweiten SiNx-Schicht bevorzugt im Bereich von 2,2 bis 2,4, der Brechungsindex der ersten und dritten SiNx-Schicht im Bereich von 2,0 bis 2,1, und der Brechungsindex der SiOxNy-Schicht im Bereich von 1,5 bis 1,9, gemessen wie vorstehend angegeben.In another preferred embodiment, the back layer stack consists of the following five layers: an AlOx layer arranged on the substrate, the second SiNx layer arranged on the side of the AlOx layer facing away from the substrate, the first on the side of the SiNx facing away from the substrate Layer arranged SiNx layer, the SiOxNy layer arranged on the side of the first SiNx layer facing away from the substrate and the third SiNx layer arranged on the side of the SiOxNy layer facing away from the substrate. In this embodiment, the refractive index of the AlOx layer is preferably in the range from 1.5 to 1.7, more preferably at 1.6, the refractive index of the second SiNx layer is preferably in the range from 2.2 to 2.4, the refractive index the first and third SiNx layers in the range from 2.0 to 2.1, and the refractive index of the SiOxNy layer in the range from 1.5 to 1.9, as measured above.
In einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht der rückseitige Schichtstapel aus folgenden vier Schichten: eine auf dem Substrat angeordnete AlOx-Schicht, die erste oder zweite auf der vom Substrat abgewandten Seite der AlOx-Schicht angeordnete SiNx-Schicht, die auf der vom Substrat abgewandten Seite der ersten oder zweite SiNx-Schicht angeordnete SiOxNy-Schicht und die dritte auf der vom Substrat abgewandten Seite der SiOxNy-Schicht angeordnete SiNx-Schicht. In dieser Ausführungsform ist der Brechungsindex der AlOx-Schicht bevorzugt im Bereich von 1,5 bis 1,7, bevorzugter bei 1,6, ist ggf. der Brechungsindex der zweiten SiNx-Schicht bevorzugt im Bereich von 2,2 bis 2,4, der Brechungsindex der ggf. ersten und der dritten SiNx-Schicht im Bereich von 2,0 bis 2,1, und der Brechungsindex der SiOxNy-Schicht im Bereich von 1,5 bis 1,9, gemessen wie vorstehend angegeben.In yet another preferred embodiment, the back layer stack consists of the following four layers: an AlOx layer arranged on the substrate, the first or second SiNx layer arranged on the side of the AlOx layer facing away from the substrate, and on the side facing away from the substrate the first or second SiNx layer arranged SiOxNy layer and the third SiNx layer arranged on the side of the SiOxNy layer facing away from the substrate. In this embodiment, the refractive index of the AlOx layer is preferably in the range from 1.5 to 1.7, more preferably at 1.6, and the refractive index of the second SiNx layer is preferably in the range from 2.2 to 2.4, if appropriate. the refractive index of the optionally first and third SiNx layers in the range from 2.0 to 2.1, and the refractive index of the SiOxNy layer in the range from 1.5 to 1.9, measured as indicated above.
Wie vorstehend bereits erwähnt, ist mit dem Ausdruck, dass der Schichtstapel aus den genannten Schichten besteht, gemeint, dass weiterhin eine Rückseitenmetallisierung auf dem rückseitigen Schichtstapel vorgesehen ist.As already mentioned above, the expression that the layer stack consists of the layers mentioned means that a back-side metallization is also provided on the back layer stack.
Die Erfindung betrifft ferner ein Solarmodul, aufweisend mehrere Monofazial-Solarzellen nach einer oder mehreren der vorstehenden Ausführungsformen. Die Effizienz des Solarmoduls ist gesteigert. Das Solarmodul ist bevorzugt monofazial ausgebildet.The invention further relates to a solar module, comprising a plurality of monofacial solar cells according to one or more of the above embodiments. The efficiency of the solar module is increased. The solar module is preferably monofacial.
Die Erfindung betrifft ferner ein Herstellungsverfahren für die Monofazial-Solarzelle entsprechend einer oder mehreren der beschriebenen Ausführungsformen, bei dem der rückseitige Schichtstapel aus AlOx-Schicht, SiNx-Schicht(en) und SiOxNy-Schicht in einer Rohr PECVD Anlage mit einem Graphitboot als Waferhalter abgeschieden werden und die Schichten nacheinander in ein- und demselben Rohr aufgebracht werden.The invention further relates to a manufacturing method for the monofacial solar cell according to one or more of the described embodiments, in which the rear layer stack of AlOx layer, SiNx layer (s) and SiOxNy layer is deposited in a pipe PECVD system with a graphite boat as a wafer holder and the layers are applied in succession in one and the same tube.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden im Zusammenhang mit den Figuren gezeigt und nachfolgend exemplarisch beschrieben. Es zeigen schematisch und nicht maßstabsgetreu:
-
1 einen Schichtstapel gemäß dem Stand der Technik; -
2 einen erfindungsgemäßen Schichtstapel; -
3 einen weiteren erfindungsgemäßen Schichtstapel; -
4a einen noch weiteren erfindungsgemäßen Schichtstapel; -
4b eine Variante des in4a gezeigten Schichtstapels; -
5a einen noch weiteren erfindungsgemäßen Schichtstapel; -
5b -5d jeweils eine Variante des in5a gezeigten Schichtstapels.
-
1 a layer stack according to the prior art; -
2 a layer stack according to the invention; -
3 a further layer stack according to the invention; -
4a a still further layer stack according to the invention; -
4b a variant of the in4a layer stack shown; -
5a a still further layer stack according to the invention; -
5b -5d each a variant of the in5a layer stack shown.
Die AlOx-Schicht 1 weist einen Brechungsindex von 1,6, wie vorstehend angegeben gemessen, und eine Schichtdicke von 16 nm auf. Die SiNx-Schicht 2 weist einen Brechungsindex von 2,05, wie vorstehend angegeben gemessen, und eine Schichtdicke von 20 nm auf. Die SiOxNy-Schicht 4 weist einen Brechungsindex von 1,7, wie vorstehend angegeben gemessen, und eine Schichtdicke von 70 nm auf. The
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- AlOx-SchichtAlOx layer
- 22
- erste SiNx-Schichtfirst SiNx layer
- 33
- zweite SiNx-Schichtsecond SiNx layer
- 44
- SiOxNy-SchichtSiOxNy layer
- 55
- dritte SiNx-Schichtthird SiNx layer
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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