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Bekannt
sind Solarzellen, die ein halbleitendes, dotiertes Substrat aufweisen,
das eine Oberflächenseite
und eine dieser gegenüberliegende
Unterflächenseite
besitzt. Das Substrat ist beispielsweise als p-dotiertes Silizium
ausgebildet und ist auf seiner Oberflächenseite n-dotiert, so dass
quasi eine flächige
Diode ausgebildet ist. Das n-dotierte Silizium bildet eine Emitterschicht,
auf der sich streifenförmige, über die
Breite der Solarzelle verlaufende, zueinander parallel beabstandet
liegende Kontaktfinger aus elektrisch leitendem Material befinden.
Die Kontaktfinger sind mittels zweier, rechtwinklig zu ihnen verlaufender
Stromsammelschienen elektrisch verbunden, wobei sich die Stromsammelschienen
ebenfalls auf der Oberflächenseite
der Solarzelle befinden. Die Anordnung ist derart getroffen, dass
die eine Stromsammelschiene etwa ein Drittel der Breite und die
andere Stromsammelschiene etwa zwei Drittel der Breite der Solarzelle
von ihrer Randseite entfernt verlaufen. Durch dieses aus Kontaktfingern
und Stromsammelschienen gebildete Gitterwerk auf der Oberflächenseite
ist eine hinreichende Stromtragfähigkeit gewährleistet.
Auf der Unterflächenseite
ist eine Rückkontaktfläche angeordnet,
die vorzugsweise als Aluminium-Rückkontakt
ausgebildet ist. Zur besseren Kontaktierung, insbesondere Lötfähigkeit,
und auch zur Verbesserung der Stromtrageigenschaften verlaufen über die
Rückkontaktfläche zwei
Rückkontaktstreifen
aus sehr gut leitendem elektrischen Material, beispielsweise Silber,
wobei die Rückkontaktstreifen
auf der Unterflächenseite
etwa in entsprechenden Positionen wie die Stromsammelschienen auf
der Oberflächenseite
angeordnet sind. Die photolithographisch oder per Siebdruck aufgebrachten Kontaktfinger
sind in Bezug auf ihre Stromtragfähigkeit mit der erforderlichen
Breite auszubilden, wodurch aktive Fläche verloren geht. Die bekannte
Solarzelle ist insoweit hinsichtlich ihres Wirkungsgrades beschränkt.
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Ferner
ist die Bauart einer Solarzelle bekannt, bei der keine Stromsammelschienen
auf der Oberflächenseite
angeordnet sind, um die sich dort befindenden Kontaktfinger miteinander
zu verbinden. Vielmehr sind die beiden Sammelschienen an den beiden
Randseiten des Substrats angeordnet. Auf diese Art und Weise ist
die aktive Fläche
vergrößert, wobei
dennoch die Kontaktfinger einen nicht unerheblichen Flächenanteil
abdecken, der für
die Stromgenerierung nicht zur Verfügung steht.
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Eine
weitere Bauart einer Solarzelle weist eine strukturierte Oberflächenseite
mit streifenförmigen,
voneinander beabstandeten Erhöhungen
auf. Die Erhöhungen
tragen mittels Rollendruck aufgebrachte Kontaktfinger, das heißt anstelle
der mittels lithographischem Verfahren oder Siebdruck aufgebrachten,
relativ großflächigen Kontaktfingern
sind auf die schmalen Grate der Erhöhungen Kontaktfinger, beispielsweise
in Form von Silberpaste, aufgebracht, die eine erheblich geringere
Breite, jedoch aufgrund ihrer Querschnittsform eine hinreichend große Stromtragfähigkeit
besitzen. Hierdurch wird eine geringere Fläche abgedeckt, so dass die
aktive Fläche
vergrößert und
damit der Wirkungsgrad der Solarzelle angehoben ist. Die sich auf
den Erhöhungen
befindlichen Kontaktfingern werden mittels Stromsammelschienen verbunden,
die per Dispenser auf die Oberflächenseite
aufgespritzt werden. Sie verlaufen rechtwinklig zu den Kontaktfingern,
wobei die gespritzten Stränge
den Höhendifferenzen
der Strukturierung folgen. Beim Einbrennen der Silberpaste der Sammelschienen
kann es zu Rissbildungen kommen. Die Verminderung der aktiven Fläche durch
die per Dispenser aufgebrachten Sammelschienen ist geringer als
bei den Siebdruckfingern beziehungsweise lithographisch erzeugten
Kontaktfingern.
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Aus
der
US 4 453 030 ist
eine Solarzelle bekannt, die ein halbleitendes, dotiertes Substrat
aufweist. Eine Oberflächenseite
ist mit einer Emitterschicht und einer Strukturierung mit steifenförmigen, durch
Gräben
getrennten und damit voneinander beabstandeten Erhöhungen versehen,
wobei die Erhöhungen
mit Kontaktfingern versehen sind.
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Aus
der
US 4 361 950 geht
eine Solarzelle hervor, die als Kontaktierung einstückig um
Randseiten herumgeführte,
U-förmige
Kontaktstreifen aufweist. Gleiches gilt für den Gegenstand der
DE 100 20 541 A1 .
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Aus
der Literaturstelle „Solar
Energy Materials and Solar Cells",
Bd. 74, 2002, S. 175 bis 182 ist es bekannt, Metallisierungen durch
Rollendruck auf eine Solarzelle aufzutragen.
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Aus
der
DE 198 19 200
A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Kontaktstrukturen
in Halbleiterbauelementen bekannt, bei dem durch Ätzen Vertiefungen
erzeugt und anschließend
mittels elektrisch leitfähigem
Material gefüllt
werden.
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Die
japanische Literaturstelle JP 8-97 448 A befasst sich mit dem Aufbringen
einer Metallpaste auf eine Solarzelle zur Erzeugung von Elektroden mittels
Rollendruck.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur einfachen
Herstellung einer Solarzelle mit hohem Wirkungsgrad und Funktionssicherheit
anzugeben.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Das
erfindungsgemäße Verfahren
zur Herstellung einer Solarzelle umfasst folgende Schritte:
- – Dotieren
eines halbleitenden Substrats (2), das eine Oberflächenseite
(3) und eine dieser gegenüberliegende Unterflächenseite
(8) und mindestens eine Randseite (5, 6)
besitzt,
- – die
Oberflächenseite
(3) des Substrats (2) wird mit einer streifenförmige, voneinander
beabstandet liegende Erhöhungen
(11) aufweisenden Strukturierung (10) versehen,
- – zumindest
auf der Oberflächenseite
(3) des Substrats (2) wird eine Emitterschicht
(4) erzeugt,
- – auf
die Erhöhungen
(11) der Strukturierung (10) werden per Rollendruck
bis auf die Randseite (5, 6) verlaufende Kontaktfinger
(13) aufgedruckt,
- – auf
der Unterflächenseite
(8) des Substrats (2) wird per Rollendruck mindestens
eine bis auf die Randseite (5, 6) verlaufende
Stromsammelschiene (25, 26) derart aufgedruckt,
dass die Kontaktfinger (13) und die Stromsammelschiene
(25, 26) einander an der Randseite (5, 6) überlappen
und dadurch dort unter Ausbilden einer Kontaktzone (27)
miteinander in elektrischen Kontakt gebracht werden.
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Es
wird also ein halbleitendes Substrat dotiert, die Oberflächenseite
des Substrats wird mit einer streifenförmige Erhöhungen aufweisenden Strukturierung
versehen, auf der Oberflächenseite
des Substrats wird eine Emitterschicht erzeugt, auf die Strukturierung
werden per Rollendruck Kontaktfinger aufgedruckt und es werden auf
der Unterflächenseite des
Substrats mit den Kontaktfingern elektrisch leitend in Verbindung
stehende Stromsammelschienen angeordnet. Die Kontaktfinger werden
beim Rollendruck derart weit über
die zugehörige
Randseite überstehend
ausgebildet, dass durch bogenförmigen/abgebogenen
Verlauf eine Kontaktierung mit der Stromsammelschienen beziehungsweise
den Stromsammelschienen auf der Unterflächenseite möglich ist.
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Zusätzlich kann
auch vorgesehen sein, dass die Stromsammelschiene beziehungsweise
die Stromsammelschienen über
die Randseite hinausstehen und ebenfalls abgebogen sind, so dass
sie sich den Kontaktfingern nähern,
indem sie „um
die Ecke" geführt ist/sind.
Die Stromsammelschienen werden auf der Unterflächenseite per Rollendruck aufgedruckt.
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Die
Randsammelschiene(n) und/oder der/die Rückkontaktstreifen ist/sind
als Rollendruck-Randsammelschiene(n) beziehungsweise Rollendruck-Rückkontaktstreifen
ausgebildet. Diese Art der Erstellung von Randsammelschiene und
Rückkontaktstreifen,
also mittels Rollendruck, führt
zu geringen Herstellungskosten und stellt eine funktionssichere
Technik dar, die reproduzierbare Ergebnisse erbringt.
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Die
mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte
Solarzelle weist ein halbleitendes, dotiertes Substrat auf, das
eine Oberflächenseite
und eine dieser gegenüberliegende
Unterflächenseite
besitzt. Ferner ist mindestens eine Randseite im Hinblick auf Kontaktierungsmaßnahmen
betroffen. Bevorzugt werden beide Randseiten des vorzugsweise rechteckigen
oder quadratischen Substrats mit Kontaktierungsmaßnahmen
beaufschlagt, wobei die beiden, einander diametral gegenüberliegenden
Randseiten quer, insbesondere rechtwinklig, zu den nachstehend erwähnten Kontaktfingern
verlaufen. Die Oberflächenseite
der Solarzelle ist mit Strukturierung versehen, die streifenförmige, voneinander
beabstandete Erhöhungen
aufweist. Die Erhöhungen
laufen vorzugsweise parallel zueinander. Ferner besitzt die Oberflächenseite
eine Emitterschicht, die durch Dotie rung im Substrat erzeugt wird.
Die Emitterschicht besitzt eine n-Dotierung; sie besteht vorzugsweise aus
n-dotiertem Silizium. Das halbleitende, dotierte Substrat besteht
demgegenüber
aus p-dotiertem Silizium, so dass insgesamt ein pn-Übergang
einer flächigen
Diode gebildet ist. Die Erhöhungen
tragen Kontaktfinger, die mittels Rollendruck erzeugt sind und der
Stromableitung der Emitterschicht dienen. Sie sind soweit bis an
die Randkante und darüber
hinaus ausgebildet, dass sie elektrisch leitend mit mindestens einer
sich auf der Unterflächenseite
befindenden und vorzugsweise ebenfalls bis über die Randkante hinaus reichenden
Stromsammelschiene in Verbindung stehen. Mithin sind die Kontaktfinger und
die Stromsammelschiene jeweils quasi „um die Ecke herumgezogen", das heißt, sie
sind bis in den Bereich der Randseite geführt, so dass sie sich dort elektrisch
kontaktieren, das heißt,
der von den Kontaktfingern abgeführte
Strom wird im Bereich der Randseite von den Kontaktfingern auf die
Stromsammelschiene übergeben,
die die Stromführung übernimmt.
Durch die Herstellung der Kontaktfinger mittels Rollendruck ist
eine einfache, effektive Fertigung möglich, wobei beim Druckvorgang
die aufgebrachte, elektrisch leitende Paste, stirnseitig, das heißt im Bereich
der Randseite, um diese ein Stück
weit herumgeführt
wird. Dies geht so weit, dass der „herumgeführte" Bereich jedes Kontaktfingers bis zur
Unterflächenseite
reicht und dort die Stromsammelschiene kontaktiert, die sich nur
auf der Unterflächenseite
befindet. Alternativ ist es auch möglich, dass – wie bereits
beschreiben – die
Stromsammelschiene ebenfalls „um
die Ecke herumgezogen" ist,
das heißt,
sie reicht bis in den Be reich der Randseite des Substrats, so dass
die Kontaktierung mit den Kontaktfingern im Randseitenbereich erfolgen
kann. Dieses „Herumziehen" ist deshalb sehr
gut möglich,
weil die Dicke des Substrats nur sehr klein ist und daher keine
große
Randseitenhöhe überwunden
werden muss. Die Erfindung geht also ganz neue Wege, da ohne zusätzliche,
an der Randseite angeordnete Mittel eine Kontaktierung von der Oberflächenseite
bis zur Unterflächenseite
erfolgt. Dies vereinfacht die Herstellung. Da sich keine Stromsammelschienen auf
der Oberflächenseite
befinden, steht eine entsprechend große aktive Fläche zur
Verfügung,
die aufgrund der per Rollendruck hergestellten Kontaktfinger nur
geringfügig
abgedeckt ist.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass die Randseite eine Randsammelschiene aufweist,
die eine zusätzliche
Verbindung zwischen den Rollendruck-Kontaktfingern und der Stromsammelschiene herstellt.
Nach dem Hauptanspruch sind die Rollendruck-Kontaktfinger im Bereich
der Randseite mit der Stromsammelschiene verbunden, wobei jeder
Verbindungsweg zumindest abschnittsweise etwa ähnliche Querschnittsabmessungen
wie die Kontaktfinger aufweist. Wird nun eine zusätzliche
Verbindung zwischen den Rollendruck-Kontaktfingern und der Stromsammelschiene
hergestellt, indem die Randseite mit einer Randsammelschiene versehen
wird, so werden diese Verbindungswege verstärkt durch die Randsammelschiene,
die nicht nur – wie
die Verbindungswege – jeweils
im Bereich der Kontaktfinger ausgebildet ist, sondern sich über die
gesamte Tiefe des Substrats erstreckt. Hierdurch ist die Stromtragfähigkeit
und die Kontaktierung nochmals verbessert. Die Randsammelschiene
wird bevorzugt auf die elektrischen Verbindungswege zwischen Kontaktfingern und
Stromsammelschiene aufgebracht. Alternativ kann auch vorgesehen
sein, dass sie sich unterhalb dieser elektrischen Verbindungswege
befindet. Stets gilt jedoch, dass sie guten elektrischen Kontakt
mit den Verbindungswegen hat und daher die Stromtragfähigkeit
erhöht.
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Ferner
ist es vorteilhaft, wenn zwei, einander diametral gegenüberliegende
Randseiten vorliegen, bis zu denen sich die Kontaktfinger erstrecken
und die jeweils eine Randsammelschiene aufweisen, die jeweils mit
einer Stromsammelschiene elektrisch in Verbindung stehen. Die Verbindung
der Kontaktfinger mit der Stromsammelschiene erfolgt insoweit an den
beiden einander gegenüberliegenden
Randseiten, wobei zusätzlich
dort jeweils eine Randsammelschiene vorgesehen ist. Alternativ kann
auch – gemäß Hauptanspruch – vorgesehen
sein, dass sich dort, also an beiden Randseiten, keine Randsammelschienen
befinden.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Randsammelschiene(n)
und die Stromsammelschiene(n) parallel zueinander verlaufen und dass
sich die Kontaktfinger quer, insbesondere rechtwinklig, zu den/der
Randsammelschiene(n) erstrecken.
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Um
vom halbleitenden, dotierten Substrat den Strom abzuführen, ist
auf der Unterflächenseite mindestens
ein, das Substrat kontaktierende Rückkontaktstreifen angeordnet.
Vorzugsweise sind zwei paral lel zueinander verlaufende, sich etwa
auf ein Drittel und zwei Drittel der Breite des Substrats befindenden
Rückkontaktstreifen
vorgesehen, die quer, insbesondere rechtwinklig zu den sich auf
der Oberflächenseite
befindenden Kontaktfinger verlaufen beziehungsweise parallel zu
der/den Stromsammelschiene(n) angeordnet sind. Zusätzlich kann
vorgesehen sein, dass sich auf der Unterflächenseite eine Rückkontaktfläche befindet,
die mit dem/den Rückkontaktstreifen
elektrisch in Verbindung steht. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen,
dass das Substrat direkt von der Rückkontaktfläche kontaktiert ist und dass
sich der/die Rückkontaktstreifen
auf der äußeren Rückkontaktfläche befinden.
Alternativ kann diese Anordnung jedoch auch umgekehrt sein, das heißt, die
Rückkontaktstreifen
befinden sich direkt auf dem Substrat und werden überdeckt
von der Rückkontaktfläche.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass auf der Unterflächenseite
mindestens ein in das Substrat eingreifender, der elektrischen Trennung von
Emitterschicht und Stromsammelschiene einerseits sowie Substrat,
Rückkontaktfläche und
Rückkontaktstreifen
andererseits dienender Trenngraben ausgebildet ist, der mit seinem
einen Längsrand
an die Stromsammelschiene und mit seinem anderen Längsrand
an den Rückkontaktstreifen
angrenzt. Der Trenngraben erzeugt über die Tiefe des Substrats gesehen
eine Vertiefung in diesem, wodurch eine sichere elektrische Trennung
zwischen dem n-dotierten und dem p-dotierten Bereich gegeben ist.
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Ferner
sieht das erfindungsgemäße Verfahren
vor, auf zwei einander diametral gegenüberliegende Randseiten des
Substrats per Rollendruck jeweils eine, die Kontaktfinger mit der
zugehörigen Stromsammelschiene
zusätzlich
verbindende Randsammelschiene aufzudrucken.
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Die
Zeichnungen veranschaulichen die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen,
und zwar zeigt:
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1 einen
Querschnitt durch eine Solarzelle, von der im Wesentlichen die Randbereiche
dargestellt sind,
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2 einen
Querschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel einer Solarzelle,
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3 einen
Längsschnitt
durch eine Solarzelle gemäß dem Ausführungsbeispiel
der 1 beziehungsweise der 2,
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4 einen
Bereich der Darstellung der 3 in vergrößerter Form,
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5 eine
schematische Darstellung des Bedruckens der Solarzelle mittels der
Druckwalze einer Rollendruckvorrichtung,
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6 ein
weiteres Ausführungsbeispiel
einer Solarzelle im Querschnitt,
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7 eine
Darstellung einer nicht erfindungsgemäßen Verschaltung mehrerer Solarzellen,
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8 die
nicht erfindungsgemäße Verschaltungsvorrichtung
in Draufsicht,
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9 eine
schematische Seitenansicht einer nicht erfindungsgemäßen Rollendruckvorrichtung,
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10 eine
Draufsicht auf die nicht erfindungsgemäße Rollendruckvorrichtung mit
einer Rakel und
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11 eine
der 10 entsprechende Draufsicht mit einer anderen
Rakelausführung.
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Die 1 zeigt
eine Solarzelle 1, die ein halbleitendes, dotiertes Substrat 2 aufweist.
Das Substrat 2 besteht aus p-dotiertem Silizium. Durch Dotierung
ist auf dem Substrat 2 im Bereich seiner Oberflächenseite 3 eine
Emitterschicht 4 ausgebildet, die auch bis in den Bereich
der beiden Randseiten 5 und 6 und als Randstreifen 7 bis
auf die Unterflächenseite 8 des
Substrats 2 reicht. Die Emitterschicht 4 besteht
aus n-dotiertem Silizium. Auf die Emitterschicht 4 kann
zumindest im Bereich der Oberflächenseite 3 eine
Antireflexionsbeschichtung 9 angeordnet sein. Aus dem Längsschnitt
der 3 geht hervor, dass die Oberflächenseite 3 des Substrats 2 mit
einer Strukturierung 10 in Form von streifenförmigen,
gleichmäßig voneinander
beabstandeten Erhöhungen 11 versehen
ist. Ein dementsprechendes Profil weist die Emitterschicht 4 auf.
Auf den Graten 12 der Erhöhungen 11 sind Kontaktfinger 13 angeordnet,
wie dies deutlich aus der 4 hervorgeht.
Jede Erhöhung 11 weist
zwei winklig zueinander stehende Flanken 14, 15 auf,
die zueinander konvergieren und in dem Grat 12 auslaufen,
der einen rechteckigen Querschnitt aufweist, so dass insofern seine
Seitenflächen 16, 17 jeweils
einen Winkel, insbesondere stumpfen Winkel, zu den Flächen der Flanken 14 und 15 einschließen. Der
Grat 12 weist eine ebene Stirnfläche 18 auf, die senkrecht
zu den Seitenflächen 16 beziehungsweise 17 steht.
Per Rollendruck ist zur Ausbildung des Kontaktfingers 13 eine
elektrisch leitende Paste, insbesondere Silberpaste 19,
auf die Erhöhung 11,
insbesondere auf deren Grat 12, aufgebracht, die den Grat 12 umhüllt und sich
auch noch bereichsweise bis auf die Flanken 14 und 15 erstreckt.
Die von der Silberpaste 19 gebildete Bedruckung 20 weist
gemäß 4 einen
ballonartig gewölbten
Querschnitt auf und ist hinsichtlich der Querschnittsfläche derart
gestaltet, dass eine gewünschte
Stromtragfähigkeit
erzielt ist.
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Auf
der Unterflächenseite 8 der
Solarzelle 1 befinden sich – angrenzend an die Randstreifen 7 – zwei Trenngräben 21, 22,
die tiefer in das Substrat 2 hineinreichen als die Emitterschicht 4.
Die Unterflächenseite 8 trägt ferner
eine Rückkontaktfläche 23, die
sich über
die gesamte Tiefe erstreckt, jedoch nicht bis zu den Gräben 21, 22 reicht,
sondern zu diesen einen Abstand belässt. Dieser Abstand ist von Rückkontaktstreifen 24 und 24' ausgefüllt, die
elektrisch leitend mit der Rückkontaktfläche 23 in
Verbindung stehen und auch den elektrischen Kontakt zum Substrat 2 direkt
herstellen. Die Rückkontaktfläche 23 besteht
vorzugsweise aus Aluminium; die Rückkontaktstreifen sind vorzugsweise
aus Silber hergestellt, so dass sie eine bessere Kontaktierung zum Anschluss
der Solarzelle ermöglichen,
da Silber sehr einfach, Aluminium jedoch nur bedingt zum Anschluss
der Solarzelle verlötet
werden kann.
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Von
Bedeutung ist, dass die Kontaktfinger 13 im Rollendruck
hergestellt und derart ausgebildet sind, dass sie elektrisch leitend
mit den Stromsammelschienen 25 und 26 in Verbindung
stehen. Die Stromsammelschienen 25 und 26 befinden
sich auf der Unterflächenseite 8,
und zwar in dem Bereich zwischen dem jeweiligen Trenngraben 21 beziehungsweise 22 und
der Randseite 5 beziehungsweise 6. Die Anordnung
ist nun derart getroffen, dass – gemäß 1 – jeder
der Kontaktfinger 13 derart weit über die Randseite 5 beziehungsweise 6 hinaus
hergestellt sind, dass sie die Randseiten 5 beziehungsweise 6 umgreifen
und bis auf die sich an der Unterflächenseite 8 befindenden
Stromsammelschienen 25, 26 geführt sind. Hierdurch ist eine
elektrische Verbindung zwischen den Kontaktfingern 13 und
den Stromsammelschienen 25, 26 hergestellt. Mithin
werden die Kontaktfinger 13 „um die Ecke geführt", das heißt sie umgreifen
die Randseiten 5 und 6. Alternativ oder zusätzlich kann
vorgesehen sein, dass auch die Stromsammelschienen 25, 26 bei
der Fertigung so „um
die Ecke" geführt werden,
dass sie sich bis auf die Randseite 5 beziehungsweise 6 erstrecken,
wie dieses auch aus der 1 durch die Schraffuren erkennbar
ist. Mithin liegt die jeweilige Kontaktzone 27 der Kontaktfinger 13 und
der Stromsammelschiene 25 beziehungsweise 26 im
Bereich der Randseite 5 beziehungsweise 6.
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Die 2 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
einer Solarzelle 1, bei der zusätzlich auf die Randseite 5 beziehungsweise 6 jeweils
eine Randsammelschiene 28 beziehungsweise 29 aufgebracht
ist, die die vorstehend erwähnten
Verbindungszonen der Kontaktfinger 13 und Stromsammelschiene 25, 26 – sofern
letztere bis auf die Randseite 5 beziehungsweise 6 geführt ist – abdeckt.
Die Verbindungszonen und die jeweilige Randsammelschiene 28, 29 sind daher
in der 2 nicht mehr separat dargestellt, sondern es ist
eine ineinander übergehende
Kontaktierung 30, 31 geschaffen, die zuverlässig den
Strom zu den Stromsammelschienen 25, 26 auf der
Unterflächenseite 8 abführt.
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Die 5 zeigt
das Aufbringen der Kontaktfinger 13 auf die Grate 12 der
Erhöhungen 11 des Substrats 2 der
Solarzelle 1. Eine Druckwalze 32 einer nicht näher dargestellten
Rollendruckvorrichtung rotiert um eine Drehachse 33, die
rechtwinklig zu den Längserstreckungen
der Grate 12 verläuft.
Die glatte, elastische Mantelfläche 34 der
Druckwalze 32 rollt auf den Graten 12 ab und überträgt dabei
eine metallische, elektrisch leitende Paste, die die Kontaktfinger 13 ausbildet.
Im Bereich der Randseiten 5 und 6 wird die Paste
herumgezogen, um zu den Stromsammelschienen 25 und 26 eine
elektrische Verbindung herzustellen. Die Stromsammelschienen, die
vorzugsweise aus elektrisch sehr gut leitendem Material bestehen,
können
ebenfalls per Rollendruck aufgebracht werden, hier wird dann insbesondere
auch eine Silberpaste verwendet. Entsprechendes gilt für die Randsammelschienen 28 und 29,
die ebenfalls per Rollendruck aufgebracht werden können. Schließlich ist
es ferner vorteilhaft, wenn die Rückkontaktstreifen 24 und 24' ebenfalls per
Rollendruck erzeugt werden, wobei vorzugsweise ebenfalls eine elektrisch
leitfähige
Paste, insbesondere Silberpaste, als Druckstoff zum Einsatz gelangt.
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Die 6 zeigt
eine Modifikation des Ausführungsbeispiels
der 2, wobei der Unterschied darin besteht, dass sich
die Rückkontaktfläche 23 über die
gesamte Breite zwischen den beiden Trenngräben 21, 22 erstreckt
und dass angrenzend an die Trenngräben 21 und 22 auf
der Rückkontaktfläche 23 die
Rückkontaktstreifen 24 und 24' aufgebracht,
insbesondere aufgedruckt, sind.
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Aus
der 7 geht die Kontaktierung zweier Solarzellen 1 mittels
einer Verschaltungsvorrichtung 35 hervor. Es ist erkennbar,
dass die Verschaltungsvorrichtung 35 eben ausgebildet sein
kann, also nicht von der Unterflächenseite
der einen Solarzelle bis auf die Oberflächenseite der anderen Solarzelle
geführt werden
muss, sondern nur den Unterflächenseiten 8 der
Solarzellen 1 zugeordnet ist. Aus der Ansicht der 8 ist
erkennbar, dass die Verschaltungseinrichtung 35 lediglich
Strompfade 36, beispielsweise Kupferstreifen, aufweisen
muss, die mit den Rückkontaktstreifen 24, 24' der einen Solarzelle 1 und
den Stromsammelschienen 25, 26 der anderen Solarzelle verbunden,
insbesondere verlötet,
sein müssen. Hierzu
weisen die Strompfade 36 die aus der 8 hervorgehende
gekröpfte
Gestalt auf. Sie können
auf einem Grundsubstrat (in der 8 nicht
dargestellt) angeordnet sein, beispielsweise auf einer Epoxydharz platine.
Mittels der Strompfade 36 werden die Pluspole der einen
Solarzelle mit den Minuspolen der anderen Solarzelle elektrisch
verschaltet.
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Die 9 zeigt
eine Rollendruckvorrichtung 37 in schematischer Darstellung,
die die Druckwalze 32 aufweist, welche eine elastische
Mantelfläche 34 besitzt.
Die Mantelfläche 34 ist
glatt ausgebildet. An die Mantelfläche 34 lässt sich
eine Rakel 38 anstellen, wobei die Rakel 38 mittels
einer nicht dargestellten Halteeinrichtung gehalten und winkeleinstellbar ist,
das heißt,
der Anstellwinkel α (9)
ist in gewünschter
Weise vorgebbar. Im Betrieb rotiert die Druckwalze 32 gemäß eingezeichnetem
Rotationspfeil 39 (auf die Oberseite der Rakel zu), wobei
sich auf der Rakel 38 ein Druckstoff 40 als pastöse Masse befindet.
Es handelt sich hierbei beispielsweise um Silberpaste, um die Rollendruck-Kontaktfinger 13 und/oder
die Stromsammelschienen 25, 26 und/oder die Rückkontaktstreifen 24, 24' und/oder die
Randsammelschienen 28, 29 auf das Substrat 2 aufzubringen.
Das Substrat 2 wird dabei gemäß 9 direkt mit
der Mantelfläche 34 der
Druckwalze 32 kontaktiert und in Richtung des Pfeiles 41 bewegt.
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Die 10 zeigt
eine Draufsicht auf die Druckwalze 32 der Rollendruckvorrichtung 37.
Es ist erkennbar, dass die Rakel 38 randseitig zwei Distanzhalter 42 ausbildet,
die gegen die Mantelfläche 34 der
Druckwalze 32 angestellt sind. Die Distanzhalter 42 sind
einstückig
mit dem übrigen
Bereich der Rakel 38 ausgebildet und von entsprechenden
Zungen gebildet. Zwischen den Distanzhaltern 42 weist die Rakel 38 eine
randoffene Ausnehmung 43 zur Ausbildung eines Spaltes 44 zur
Mantelfläche 34 der Druckwalze 32 auf.
Mithin bildet sich auf der Mantelfläche 34 der Druckwalze 32 eine
Schicht aus Druckstoff 40 aus, die der Dicke des Spalts 44 und
der Breite des Abstandes zwischen den beiden Distanzhaltern 42 entspricht.
Mithin stellt die Rakel 38 eine Dosiereinrichtung für den Druckstoff 40 dar,
mit der die Position des Bedruckstoffes und auch die geometrischen
Abmessungen des Bedruckstoffes auf der Mantelfläche 34 der Druckwalze 32 einstellbar
ist. In entsprechender Weise erfolgt beim Druckvorgang eine Übertragung
des Druckstoffes auf das Substrat 2 der Solarzelle 1.
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Die 10 zeigt
eine Rakel 38, die anstelle der einen randoffenen Ausnehmung 43 zwei
voneinander beabstandete randoffene Ausnehmungen 43 aufweist,
um beispielsweise die beiden Stromsammelschienen 25, 26 auf
die Unterflächenseite 8 des Substrats 2 gemeinsam
drucken zu können.