DE102020122431B3 - Solarzelle, Solarmodul und Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Solarzelle mit einem rückseitigen Schichtstapel, wobei der rückseitige Schichtstapel folgende Schichtfolge aufweist: eine AlOx-Schicht (1), eine erste SiNx-Schicht (2), eine zweite SiNx-Schicht (3), eine SiOxNy-Schicht (4), eine dritte SiNx-Schicht (5) und mindestens eine weitere Schicht (6, 7), die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus SiOxNy, SiOx, AlOx, AlNx und AlF. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Solarmodul, das die Solarzelle enthält. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der Solarzelle, wobei der rückseitige Schichtstapel auf einem Substrat (10) in einer Rohr PECVD Anlage (8) mit einem Boot (9) als Substrathalter abgeschieden wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Solarzelle, ein Solarmodul und ein Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Solarzelle mit einem rückseitigen Schichtstapel, ein Solarmodul, das eine derartige Solarzelle enthält, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Solarzelle.
  • Eine Solarzelle weist eine Vorderseite und eine Rückseite auf, die jeweils Schichtstapel aufweisen können. Die Vorderseite ist eine Seite, die bei Betrieb der Solarzelle dem einfallenden Licht zugewandt ist, während die Rückseite bei Betrieb dem einfallenden Licht abgewandt ist.
  • Aus der US 2012 / 0 097 236 A1 ist eine Solarzelle mit einem Substrat bekannt, die einen rückseitigen Passivier-Schichtstapel aufweist, der eine erste dielektrische Schicht, eine zweite dielektrische Schicht und eine mittlere dielektrische Schicht umfasst, die zwischen der ersten und zweiten dielektrischen Schichten angeordnet ist, wobei eine Materialwahl nicht spezifiziert ist. Auf dem Passivier-Schichtstapel ist eine Kontaktschicht angeordnet, die das Substrat elektrisch kontaktiert.
  • Die DE 10 2018 114 800 A1 beschreibt eine Solarzelle, die ein Substrat aufweist, das rückseitig mit einer AlOx-Schicht, einer oder mehreren SiNx-Schichten und einer SiOxNy-Schicht beschichtet ist.
  • Aus der DE 10 2018 108 158 A1 ist ferner eine Solarzelle bekannt, die einen auf einem Substrat der Solarzelle angeordneten rückseitigen Schichtstapel aufweist, welcher in dieser Reihenfolge aus einer AlOx-Schicht, einer ersten SiNx-Schicht, einer zweiten SiNx-Schicht, einer SiOxNy-Schicht und einer dritten SiNx-Schicht besteht. Dieser rückseitige Schichtstapel hat eine höhere Jsc (Kurzschlussstromdichte) und einen höheren FF (Füllfaktor) gegenüber einem rückseitigen Schichtstapel aus einer AlOx-Schicht und Schichten lediglich aus reinem SiNx. Es besteht aber weiterhin ein Bedarf an einer Solarzelle mit einer optimierten Effizienz.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine Solarzelle und ein Solarmodul sowie ein Herstellungsverfahren für eine Solarzelle bereitzustellen, bei denen die Solarzelle eine optimierte Effizienz aufweist.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Solarzelle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, ein Solarmodul mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen und Modifikationen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die Erfindung betrifft eine Solarzelle mit einem rückseitigen Schichtstapel, wobei der rückseitige Schichtstapel folgende Schichtfolge aufweist: eine AlOx-Schicht, eine erste SiNx-Schicht, eine zweite SiNx-Schicht, eine SiOxNy-Schicht, eine dritte SiNx-Schicht und mindestens eine weitere Schicht, die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus SiOxNy, SiOx, AlOx, AlNx und AlF.
  • Die Passivierwirkung des erfindungsgemäßen Schichtstapels gegenüber der Passivierwirkung des aus der DE 10 2018 108 158 A1 bekannten Schichtstapels ist verbessert. So kann ein Voc-Gewinn (Voc = open-circuit Voltage bzw. Leerlaufspannung) der erfindungsgemäßen Solarzelle im Vergleich zu der Solarzelle gemäß DE 10 2018 108 158 A1 bis zu ca. 1 mV betragen. Um die dritte SiNx-Schicht mit einer rückseitigen Paste wie beispielsweise einer Aluminium-Siebdruckpaste zur Erzeugung einer Rückseitenmetallisierung der Solarzelle während ihrer Herstellung weiterhin bezüglich der Optik und auch im Hinblick auf mögliches „Metall-Pinning“, d.h. unerwünschter direkter Kontakt der Paste durch den Schichtstapel hindurch mit einem Substrat der Solarzelle, zu optimieren, wird die aus der DE 10 2018 108 158 bekannte Solarzelle mit mindestens einer weiteren Schicht versehen, die eine dielektrische Schicht darstellt.
  • Ein Wirkungsgradgewinn von bis zu 0,12 % konnte beobachtet werden. Voc und/oder Jsc werden verbessert. Ohne an diese Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, dass die Ursache hierfür sowohl eine verbesserte Reflexion im infraroten Spektralbereich, d.h. bei Wellenlängen im Bereich von 900 - 1200 nm, bei gleichzeitiger Reduktion des „Metal-Pinning“ also der effektiven Metallisierung der Substratoberfläche liegt. Ein Grund für den verbesserten Wirkungsgrad dürfte daher die verbesserte Ausnutzung des Lichtes im infraroten Spektralbereich bei Betrieb der Solarzelle sein. Zugleich wird angenommen, dass die weitere Schicht mit einer Metallpaste zur Erzeugung einer Rückseiten-Metallisierung kompatibler ist, weil die Metallpaste und Feuerofenprozesse nicht zu einer (teilweisen) Zerstörung dieser Rückseitenpassivierung bzw. zu einen direkten Kontakt der Metallpaste mit der Substratoberfläche also einer unerwünschten Erhöhung derjenigen Fläche der Substratoberfläche führt, die ein Eutektikum aus Pasten- und Substratmaterialien ausbildet.
  • 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 verdeutlicht wird. Der in einer derartigen Schicht enthaltene Wasserstoff passiviert Rekombinationszentren an der SiNx/Si-Grenzfläche bzw. SiOxNy-Grenzfläche und im Volumen des Substrats. Hierdurch wird der Wirkungsgrad der Solarzelle positiv beeinflusst.
  • 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 Boot als Substrathalter mittels eines direkten Plasmas abgeschieden. Es ist aber auch möglich, das AlOx mittels „Atomic-Layer-Deposition“ (ALD) oder Mikrowellen-Remote-Plasma abzuscheiden, und die SiNx- und SiOxNy-Schichten in einer Rohr-PECVD Anlage abzuscheiden. Die Solarzelle ist bevorzugt eine mono- oder multikristalline Solarzelle, die ein Siliziumsubstrat aufweist. Bevorzugt ist die Solarzelle eine PERC-Zelle (PERC - Passivated Emitter and Rear Cell).
  • Die Schichten des rückseitigen Schichtstapels sind in der vorstehend angegebenen Schichtfolge übereinanderliegend angeordnet. Der rückseitige Schichtstapel kann weitere Schichten aufweisen, die zwischen oder auf den vorstehend genannten Schichten angeordnet sind. Bevorzugt stellt der rückseitige Schichtstapel ein rückseitiger Passivier-Schichtstapel der Solarzelle dar. Der rückseitige Passivier-Schichtstapel besteht bevorzugt aus den vorstehend genannten Schichten. Hierbei ist aber zu beachten, dass auf der Rückseite der Solarzelle weiterhin eine Rückseitenmetallisierung vorliegen kann.
  • Die AlOx-Schicht ist bevorzugt auf einem Substrat der Solarzelle angeordnet. Bevorzugt ist die AlOx-Schicht direkt auf dem Substrat angeordnet d.h. ohne zusätzlich erzeugte Zwischenschicht. Es kann jedoch eine nicht zusätzlich erzeugte Zwischenschicht zwischen der AlOx-Schicht und dem Substrat vorhanden sein. Beispielsweise kann eine SiOx Schicht beispielsweise mit einer Schichtdicke von 1 bis 2 nm an einer Grenzfläche zwischen der AlOx Schicht und einem Si-Wafer als das Substrat vorhanden sein. Beispielsweise ist diese Schicht als natives Oxid bereits auf dem Si-Wafer vor Beschichtung mit der AlOx-Schicht vorhanden, oder diese bildet sich bei und/oder nach der Beschichtung mit der AlOx-Schicht aus.
  • Die erste SiNx-Schicht ist auf einer von dem Substrat abgewandten Seite der AlOx-Schicht angeordnet, die zweite SiNx-Schicht ist auf einer von dem Substrat abgewandten Seite der ersten SiNx-Schicht angeordnet, die SiOxNy-Schicht ist auf einer von dem Substrat abgewandten Seite der zweiten SiNx-Schicht angeordnet, die dritte SiNx-Schicht ist auf einer von dem Substrat abgewandten Seite der SiNxOy-Schicht angeordnet und die mindestens eine weitere Schicht ist auf einer von dem Substrat abgewandten Seite der dritten SiNx-Schicht angeordnet, wobei die Schichten bevorzugt direkt übereinander angeordnet sind d.h. ohne Zwischenschichten. In dieser Ausführungsform weist die Solarzelle rückseitig folgenden Aufbau auf: AlOx-Schicht/ erste SiNx-Schicht/zweite SiNx-Schicht/SiOxNy-Schicht/ dritte SiNx-Schicht/die mindestens eine weitere Schicht. Die mindestens eine weitere Schicht ist bevorzugt eine einzige Schicht oder alternativ bevorzugt aus zwei Schichten gebildet.
  • Die jeweiligen SiNx bzw. SiOxNy Schichten können sich in ihrem Brechungsindex unterscheiden oder einen gleichen Brechungsindex aufweisen. Bevorzugt weisen sie unterschiedliche Brechungsindices auf.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist die mindestens eine weitere Schicht einen Brechungsindex auf, der zu dem Brechungsindex der dritten SiNx-Schicht verschieden ist. Bevorzugt ist der Brechungsindex der mindestens einen weiteren Schicht kleiner als der Brechungsindex der dritten SiNx-Schicht. Dadurch wird eine verbesserte (Total-)reflexion an der Rückseite der Solarzelle erreicht. Bevorzugt liegt der Brechungsindex der dritten SiNx-Schicht im Bereich von 2,0 bis 2,4 und ist der Brechungsindex der mindestens einen weiteren Schicht kleiner als 2,0 oder im Bereich von 1,5 bis 1,6, jeweils gemessen nach DIN bei einer Wellenlänge von 632 nm.
  • Vorteilhafterweise ist ein Brechungsindex der ersten SiNx-Schicht größer als ein Brechungsindex einer zweiten SiNx-Schicht. Der Brechungsindex der dritten SiNx-Schicht ist bevorzugt kleiner als der Brechungsindex der ersten SiNx-Schicht. Bevorzugter ist der Brechungsindex der dritten SiNx-Schicht gleich oder im Wesentlichen gleich zu dem Brechungsindex der zweiten SiNx-Schicht. Vorteilhafterweise ist ein Brechungsindex der SiOxNy-Schicht kleiner als ein Brechungsindex der ersten, zweiten und dritten SiNx-Schicht.
  • Bevorzugt liegt der Brechungsindex der AlOx-Schicht im Bereich von 1,55 bis 1,65, der Brechungsindex der ersten SiNx-Schicht im Bereich von 2,1 bis 2,4, der Brechungsindex der zweiten SiNx-Schicht im Bereich von 1,9 bis 2,1 und/oder der Brechungsindex der SiOxNy-Schicht im Bereich von 1,5 bis 1,8. In dieser Anmeldung genannte Brechungsindizes sind jeweils gemessen nach DIN bei einer Wellenlänge von 632 nm.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform liegt eine Schichtdicke der mindestens einen weiteren Schicht jeweils im Bereich von 10 bis 60 nm oder 20 bis 50 nm. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt eine Schichtdicke der AlOx-Schicht im Bereich von 5 bis 20 nm. Eine Schichtdicke der ersten SiNx-Schicht liegt bevorzugt im Bereich von 20 bis 40 nm, während eine Schichtdicke der zweiten SiNx-Schicht bevorzugt im Bereich von 10 bis 30 nm liegt. Eine Schichtdicke der dritten SiNx-Schicht liegt bevorzugt im Bereich von 5 bis 50 nm. Eine Schichtdicke der SiOxNy-Schicht liegt bevorzugt im Bereich von 40 bis 120 nm. Im Bereich dieser Werte weist die Solarzelle eine hohe Lichteinkopplung auf und es wird eine hohe Passivierwirkung erzielt.
  • Bevorzugt ist die mindestens eine weitere Schicht eine einzige AlOx-Schicht. Bevorzugt weist die AlOx-Schicht einen Brechungsindex im Bereich von 1,55 bis 1,65 auf. Alternativ bevorzugt ist die mindestens eine weitere Schicht ein Doppel-Schichtsystem, von denen eine Schicht eine SiOxNy-Schicht und die andere Schicht eine AlOx-Schicht ist. Alternativ bevorzugt besteht das Doppel-Schichtsystem aus einer AlNx-Schicht und einer AlFx-Schicht.
  • Besonders bevorzugt ist die mindestens eine weitere Schicht eine einzige SiOxNy-Schicht. Der Vorteil der SiNxOy-Schicht ist, dass sie bei der Herstellung der Solarzelle nach der Abscheidung der dritten SiNx-Schicht durch Zufügen nur eines weiteren Prozessgases wie z.B. N2O oder O2 zu den zur Abscheidung der dritten SiNx-Schicht benötigten Prozessgase SiH4 und NH3 abgeschieden werden kann. Dadurch ist die Solarzelle kostengünstig herstellbar.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform liegt eine Gesamt-Schichtdicke im Bereich von 190 bis 240 nm oder 200 bis 230 nm, wenn die mindestens eine Schicht aus einer Schicht besteht. Bevorzugt liegt die Gesamt-Schichtdicke im Bereich von 220 bis 320 nm oder 230 bis 280 nm, wenn die mindestens eine Schicht aus zwei Schichten besteht. Durch diese Ausgestaltungen werden sowohl bei Lichteinfall von der Vorderseite als auch bei Lichteinfall von der Rückseite eine höhere Leerlaufspannung und ein höherer Wirkungsgrad erzielt.
  • Bei der Solarzelle kann es sich um eine Monofazial-Solarzelle handeln. Monofazial-Solarzellen können nur auf ihre Vorderseite einfallendes Licht verwerten d.h. in elektrische Energie umwandeln. Alternativ kann es sich bei der Solarzelle um eine Bifazial-Solarzelle handeln. Eine Bifazial-Solarzelle ist eine Solarzelle, die einfallendes Sonnenlicht von zwei Seiten ausnutzen kann. 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. Hierdurch wird ein höherer Wirkungsgrad der Bifazial-Solarzelle erzielt als bei der Monofazial-Solarzelle. So kann zum Beispiel ein von einer hellen Hauswand zurückgeworfenes Licht von der Rückseite der Bifazial-Solarzelle genutzt werden. Monofazial-Solarzellen sind im Hinblick auf Bifazial-Solarzellen jedoch kostengünstiger. Bevorzugt ist die erfindungsgemäße Solarzelle eine Monofazial-Solarzelle.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Solarmodul, das eine Solarzelle gemäß einer oder mehreren der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen enthält. Die Effizienz des Solarmoduls ist durch Integration der Solarzelle gesteigert. Das Solarmodul kann bifazial oder monofazial ausgebildet sein. Im letzteren Fall können auch Bifazial-Solarzellen in einem Solarmodul angeordnet werden, welches eigentlich für monofaziale Stromgewinnung eingesetzt wird.
  • Ein bifaziales Solarmodul besitzt die Eigenschaft, sowohl auf die Vorderseite einfallendes Licht als auch auf die Rückseite einfallendes Licht zur Stromerzeugung zu nutzen. Bei dem bifazialen Solarmodul wird eine transparente Folie oder Glas als Rückseitenverkapselungselement verwendet. So kann Licht, dass ungenutzt durch das Modul geht und reflektiertes Licht aus der Umgebung auf der Rückseite genutzt werden. Ein monofaziales Solarmodul besitzt die Eigenschaft, nur auf die Vorderseite einfallendes Licht zur Stromerzeugung zu nutzen. Bei einem monofazialen Solarmodul wird ein weitgehend lichtundurchlässiges Rückseitenverkapselungselement verwendet, mit einer Transmission von weniger als 2 %. Bevorzugt ist das erfindungsgemäße Solarmodul ein Monofazial-Solarmodul.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle, wobei der rückseitige Schichtstapel auf einem Substrat in einer Rohr PECVD Anlage mit einem Boot als Substrathalter abgeschieden wird.
  • Alle Schichten werden bevorzugt in ein- und demselben Rohr abgeschieden, wobei zeitlich nacheinander ein für die jeweilige Schicht optimierter Plasmaprozess im Hinblick auf Prozessgase, Prozessdruck, Plasmaleistung und Prozesstemperatur durchgeführt wird.
  • In der Rohr PECVD Anlage werden mehrere Substrate in einem Boot bereitgestellt. In dem Boot beispielsweise einem Graphitboot sind jeweils zwei Substrate gegenüberliegend angeordnet und weisen eine unterschiedliche Polarität auf. Das Boot weist mehrere parallel zueinander angeordnete Trägerplatten zum Tragen der mehreren Substrate während des Beschichtens auf, wobei die Trägerplatten gegeneinander isoliert wechselweise mit Anschlüssen eines Wechselspannungsgenerators (nicht gezeigt) verbunden sind. Die Trägerplatten weisen eine geeignete Halterung (nicht gezeigt) wie beispielsweise Substrattaschen, Haltestifte oder dgl. auf, um die Substrate zu halten, wobei die einzelnen Substrate in der Haltevorrichtung in einem Abstand zueinander gehalten sind, so dass ein möglichst gleichmäßiges Durchströmen von Gasen durch sämtliche Zwischenräume und die Ausbildung eines Plasmas zwischen den Substraten zur Sicherstellung einer gleichmäßigen Beschichtung der Substrate ermöglicht wird.
  • Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden im Zusammenhang mit den Figuren gezeigt und nachfolgend exemplarisch beschrieben. Es zeigen schematisch und nicht maßstabsgetreu:
    • 1 eine Teil-Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Solarzelle;
    • 2 eine Teil-Querschnittsansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Solarzelle; und
    • 3 eine Querschnittsansicht einer Rohr PECVD Anlage, in der ein Verfahren zur Herstellung der Solarzelle durchgeführt wird.
  • 1 zeigt eine Teil-Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Solarzelle. Von der Solarzelle ist lediglich der rückseitige Schichtstapel gezeigt. Der Schichtstapel ist rückseitig auf ein Substrat (nicht gezeigt) aufgebracht und weist folgende Schichtfolge auf:
    • - eine AlOx-Schicht 1, die auf dem Substrat (nicht gezeigt) angeordnet ist,
    • - eine erste SiNx-Schicht 2, die auf einer vom Substrat abgewandten Seite der AlOx-Schicht 1 angeordnet ist,
    • - eine zweite SiNx-Schicht 3, die auf einer vom Substrat abgewandten Seite der ersten SiNx-Schicht 2 angeordnet ist,
    • - eine SiOxNy-Schicht 4, die auf einer vom Substrat abgewandten Seite der dritten SiNx-Schicht angeordnet ist,
    • - eine dritte SiNx-Schicht 5, die auf einer von dem Substrat abgewandten Seite der SiOxNy-Schicht 4 angeordnet ist, und
    • - eine weitere Schicht 6, die auf einer vom Substrat abgewandten Seite der dritten SiNx-Schicht 5 angeordnet ist, wobei die weitere Schicht 6 eine SiNxOy-Schicht ist.
  • Die AlOx-Schicht 1 weist einen Brechungsindex von 1,60 und eine Schichtdicke von 15 nm auf. Die erste SiNx-Schicht 2 weist einen Brechungsindex im Bereich von 2,10 und eine Schichtdicke im Bereich von 20 nm auf. Die zweite SiNx-Schicht 3 weist einen Brechungsindex von 2,02 und eine Schichtdicke im Bereich von 20 nm auf. Die SiOxNy-Schicht 4 weist einen Brechungsindex von 1,60 und eine Schichtdicke von 100 nm auf. Die dritte SiNx-Schicht 5 weist einen Brechungsindex im Bereich von 2,02 und eine Schichtdicke im Bereich von 30 nm auf. Die weitere Schicht 6 weist einen Brechungsindex von 1,60 und eine Schichtdicke von 20 nm auf. Die Gesamtschichtdicke des rückseitigen Schichtstapels beträgt 205 nm.
  • 2 zeigt eine Teil-Querschnittsansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Solarzelle. Die in 2 gezeigte Solarzelle entspricht der in 1 gezeigten Solarzelle mit dem Unterschied, dass auf der weiteren Schicht 6 eine weitere Schicht 7 angeordnet ist. Die weitere Schicht 7 ist eine AlOx-Schicht mit einem Brechungsindex von 1,60 und einer Schichtdicke von 30 nm. Die Gesamtschichtdicke beträgt 235 nm.
  • 3 zeigt eine Querschnittsansicht eine Rohr PECVD Anlage, in der ein Verfahren zur Herstellung der Solarzelle durchgeführt wird. In der Rohr PECVD Anlage 8 werden mehrere Substrate 10 in einem Boot 9 bereitgestellt. In dem Boot 9 sind jeweils zwei Substrate 10 gegenüberliegend angeordnet und weisen eine unterschiedliche Polarität auf. Das Boot 9 weist mehrere parallel zueinander angeordnete Trägerplatten 91 zum Tragen der mehreren Substrate 10 während des Beschichtens auf, wobei die Trägerplatten 91 gegeneinander isoliert wechselweise mit Anschlüssen eines Wechselspannungsgenerators (nicht gezeigt) verbunden sind. Die Trägerplatten 91 weisen eine geeignete Halterung (nicht gezeigt) wie beispielsweise Substrattaschen, Haltestifte oder dgl. auf, um die Substrate 10 zu halten, wobei die einzelnen Substrate 10 in der Haltevorrichtung in einem Abstand zueinander gehalten sind, so dass ein möglichst gleichmäßiges Durchströmen von Gasen durch sämtliche Zwischenräume und die Ausbildung eines Plasmas zwischen den Substraten 10 zur Sicherstellung einer gleichmäßigen Beschichtung der Substrate 10 ermöglicht wird.
  • In dem Verfahren zur Herstellung d in 1 oder 2 gezeigten Solarzelle wird der rückseitige Schichtstapel mit folgender Schichtfolge jeweils auf den Substraten 10 in der Rohr PECVD Anlage 8 mit dem Boot 9 als Substrathalter abgeschieden: eine AlOx-Schicht, eine erste SiNx-Schicht, eine zweite SiNx-Schicht, eine SiOxNy-Schicht, eine dritte SiNx-Schicht und die mindestens eine weitere Schicht, die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus SiOxNy, SiOx, AlOx, AlNx und AlF. Diese Schichten werden nacheinander in ein- und demselben Rohr PECVD Anlage 8 aufgebracht. Die Gasanschlüsse der Rohr PECVD Anlage 8 sowie Entlüftungs- und Belüftungszuführungen sind der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    AlOx-Schicht
    2
    erste SiNx-Schicht
    3
    zweite SiNx-Schicht
    4
    SiOxNy-Schicht
    5
    dritte SiNx-Schicht
    6
    weitere Schicht
    7
    weitere Schicht
    8
    Rohr PECVD-Anlage
    9
    Boot
    91
    Trägerplatte
    10
    Substrat

Claims (10)

  1. Solarzelle mit einem rückseitigen Schichtstapel, wobei der rückseitige Schichtstapel folgende Schichtfolge aufweist: eine AlOx-Schicht (1), eine erste SiNx-Schicht (2), eine zweite SiNx-Schicht (3), eine SiOxNy-Schicht (4), eine dritte SiNx-Schicht (5) und mindestens eine weitere Schicht (6, 7), die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus SiOxNy, SiOx, AlOx, AlNx und AlF.
  2. Solarzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine weitere Schicht (6, 7) einen Brechungsindex aufweist, der zu dem Brechungsindex der dritten SiNx-Schicht (5) verschieden ist.
  3. Solarzelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Brechungsindex der mindestens einen weiteren Schicht (6, 7) kleiner als der Brechungsindex der drittem SiNx-Schicht (5) ist.
  4. Solarzelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Brechungsindex der dritten SiNx-Schicht (5) im Bereich von 2,0 bis 2,4 liegt und der Brechungsindex der mindestens einen weiteren Schicht (6, 7) kleiner als 2,0 ist oder im Bereich von 1,5 bis 2,0 liegt, gemessen nach DIN bei einer Wellenlänge von 632 nm.
  5. Solarzelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Brechungsindex der AlOx-Schicht (1) im Bereich von 1,55 bis 1,65 liegt, ein Brechungsindex der ersten SiNx-Schicht (2) im Bereich von 2,1 bis 2,4 liegt, ein Brechungsindex der zweiten SiNx-Schicht (3) im Bereich von 1,9 bis 2,1 liegt und/oder ein Brechungsindex der SiOxNy-Schicht (4) im Bereich von 1,5 bis 1,8 liegt, gemessen nach DIN bei einer Wellenlänge von 632 nm.
  6. Solarzelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schichtdicke der mindestens einen weiteren Schicht (6, 7) jeweils im Bereich von 10 bis 60 nm oder 15 bis 40 nm liegt.
  7. Solarzelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine weitere Schicht (6, 7) eine SiOxNy-Schicht ist oder dass die mindestens eine weitere Schicht (6, 7) eine AlOx-Schicht ist oder dass die mindestens eine weitere Schicht (6, 7) eine SiOxNy-Schicht und eine AlOx-Schicht ist oder dass die mindestens eine weitere Schicht (6, 7) eine AlNx-Schicht und eine AlFx-Schicht ist.
  8. Solarzelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gesamt-Schichtdicke des rückseitigen Schichtstapels im Bereich von 190 bis 240 nm liegt, wenn die mindestens eine Schicht (6, 7) aus einer Schicht besteht, und/oder dass eine Gesamt-Schichtdicke des rückseitigen Schichtstapels im Bereich von 220 bis 320 nm liegt, wenn die mindestens eine Schicht (6, 7) aus zwei Schichten besteht.
  9. Solarmodul, enthaltend mindestens eine Solarzelle nach einem der vorangehenden Ansprüche.
  10. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der rückseitige Schichtstapel auf einem Substrat (10) in einer Rohr PECVD Anlage (8) mit einem Boot (9) als Substrathalter abgeschieden wird.
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