DE112012006841T5

DE112012006841T5 - Radial angeordnete metallene Kontaktfinger für Solarzellen

Info

Publication number: DE112012006841T5
Application number: DE112012006841.6T
Authority: DE
Inventors: c/o SunPower Corp. Cousins Peter J.; c/o SunPower Corp. Westerberg Staffan
Original assignee: SunPower Corp
Current assignee: SunPower Corp
Priority date: 2012-08-22
Filing date: 2012-12-14
Publication date: 2015-06-03
Also published as: JP6152891B2; US9960292B2; AU2012388233B2; US20140053888A1; AU2012388233A1; WO2014031137A1; CN104641472A; JP2015526906A; US20160254400A1; KR20150048161A; CN104641472B; US9306085B2

Abstract

Eine Solarzelle weist negative metallene Kontaktfinger (401) und positive metallene Kontaktfinger (451) auf. Die negativen metallenen Kontaktfinger (401) sind mit den positiven metallenen Kontaktfingern (451) verschränkt. Die metallenen Kontaktfinger (401, 451), und zwar sowohl die positiven als auch die negativen, weisen ein radiales Design auf, wobei sie radial so verlaufen, dass sie mindestens 25% eines Außenrands eines entsprechenden Kontaktpads (110) umgeben. Die metallenen Kontaktfinger (401, 451) weisen Biegestellen auf, die zusammen ein radiales Muster mit einem Mittelpunkt bilden, der im Kontaktpad (110) liegt. Genau zwei Metall-Kontaktpads vereinigen sich zu einem einzigen führenden metallenen Kontaktpad, das breiter ist als jedes der genau zwei Metall-Kontaktpads.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Ausführungsformen des hierin beschriebenen Gegenstands betreffen allgemein Solarzellen. Genauer betreffen Ausführungsformen des Gegenstands metallene Kontaktfinger von Solarzellen.
HINTERGRUND
Solarzellen sind bekannte Vorrichtungen zum Umwandeln von Solarstrahlung in elektrische Energie. Eine Solarzelle beinhaltet P- und N-Diffusionsregionen. Solarstrahlung, die auf die Solarzellen trifft, erzeugt Elektronen und Löcher, die zu den Diffusionsregionen wandern, wodurch Spannungsunterschiede zwischen den Diffusionsregionen erzeugt werden. Metallene Kontaktfinger sind elektrisch mit den Diffusionsregionen verbunden. Eine externe elektrische Schaltung kann ihrerseits Leitungen aufweisen, die mit den metallenen Kontaktfingern verbunden sind, um eine Bestromung der elektrischen Schaltung durch die Solarzelle zu gestatten. Die vorliegende Erfindung schafft Anordnungen von metallenen Kontaktfingern, die dazu beitragen, den Wirkungsgrad der Solarzelle zu verbessern.
KURZBESCHREIBUNG
In einer Ausführungsform beinhaltet eine Solarzelle negative metallene Kontaktfinger und positive metallene Kontaktfinger. Die negativen metallenen Kontaktfinger sind mit den positiven metallenen Kontaktfingern verschränkt. Die metallenen Kontaktfinger, und zwar sowohl die positiven als auch die negativen, weisen ein radiales Design auf, wobei sie radial zu einem entsprechenden Kontaktpad hin und um mindestens 25% von dessen Außenrand herum verlaufen. Die metallenen Kontaktfinger weisen Biegestellen auf, die zusammen ein radiales Muster mit einem Mittelpunkt bilden, der im Kontaktpad liegt. Genau zwei metallene Kontaktpads vereinigen sich zu einem einzigen vorderen bzw. führenden metallenen Kontaktpad, das breiter ist als jedes der genau zwei metallenen Kontaktpads.
Diese und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden sich für den Durchschnittsfachmann ohne Weiteres aus der Offenbarung als Ganzes, zu der die begleitenden Zeichnungen und Ansprüche gehören, erschließen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ein umfassenderes Verständnis des Gegenstands kann aus der ausführlichen Beschreibung und den Ansprüchen erlangt werden, wenn diese in Verbindung mit den folgenden Zeichnungen betrachtet werden, wobei in allen Zeichnungen gleiche Bezugszahlen jeweils gleichen Elementen entsprechen.
1 zeigt eine Draufsicht auf eine Rückseite einer Solarzelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt die Solarzelle von 1 mit Solarzellen-Zwischenverbindungen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 und 4 zeigen vergrößerte Darstellungen eines negativen Eck-Kontaktpads der Solarzelle von 1.
5 und 6 zeigen vergrößerte Darstellungen eines negativen mittleren Kontaktpads der Solarzelle von 1.
7 und 8 zeigen vergrößerte Darstellungen eines positiven mittleren Kontaktpads der Solarzelle von 1.
9 und 10 zeigen vergrößerte Darstellungen eines positiven Eck-Kontaktpads der Solarzelle von 1.
11 zeigt eine Querschnittsansicht der Solarzelle von 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
12 zeigt ein Ablaufschema eines Verfahrens zum Anordnen von metallenen Kontaktfingern einer Solarzelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In der vorliegenden Offenbarung werden zahlreiche spezifische Einzelheiten angegeben, beispielsweise Beispiele für Strukturen, Materialien und Verfahren, um ein umfassendes Verständnis von Ausführungsformen der Erfindung zu ermöglichen. Der Durchschnittsfachmann wird jedoch erkennen, dass die Erfindung auch ohne eines oder mehrere der spezifischen Details in die Praxis umgesetzt werden kann. In anderen Fällen sind bekannte Details nicht dargestellt oder beschrieben, um nicht von den Aspekten der Erfindung abzulenken.
1 zeigt eine Draufsicht auf eine Rückseite einer Solarzelle 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dem Beispiel von 1 ist die Solarzelle 100 eine Solarzelle, die auf der Rückseite verschaltet ist, da sich sowohl die Diffusionsregionen als auch die metallenen Kontaktfinger, die mit den Diffusionsregionen verbunden sind, auf der Rückseite der Solarzelle 100 befinden. Die Rückseite der Solarzelle 100 ist der Vorderseite entgegengesetzt, die im Normalbetrieb der Sonne zugewandt ist.
Die Solarzelle (100) weist mehrere negative Kontaktpads 110 (d. h. 110-1, 110-2 und 110-3) und positive Kontaktpads 120 (d. h. 120-1, 120-2 und 120-3) auf. Ein Kontaktpad stellt eine Oberfläche bereit, auf der eine externe Zwischenverbindungsleitung angebracht werden kann, beispielsweise durch Löten, um die Solarzelle 100 mit einer anderen Solarzelle oder einer externen elektrischen Schaltung, beispielsweise einem Verbraucher, verbinden zu können. Die Solarzelle 100 weist einen negativen Rand 112 und einen positiven Rand 122 auf. Wie der Name schon sagt, ist der negativen Rand 112 der Rand der Solarzelle 100, wo sich die negativen Kontaktpads 110 befinden. Die negativen Kontaktpads 110-1 und 110-3 sind Eck-Kontaktpads, und das negative Kontaktpad 110-2 ist ein mittleres Kontaktpad. Ebenso ist der positive Rand 122 der Rand der Solarzelle 100, wo sich die positiven Kontaktpads 110 befinden. Die positiven Kontaktpads 120-1 und 120-3 sind Eck-Kontaktpads, und das positive Kontaktpad 120-2 ist ein mittleres Kontaktpad. Im Allgemeinen kann die Solarzelle mehr oder weniger Kontaktpads aufweisen. Innerhalb ein und derselben Solarzelle 100 sind die negativen Kontaktpads 110 elektrisch mit negativen metallenen Kontaktfingern, aber nicht mit positiven metallenen Kontaktfingern verbunden, und die positiven Kontaktpads 120 sind elektrisch mit positiven metallenen Kontaktfingern, aber nicht mit negativen metallenen Kontaktfingern verbunden.
Um in Reihe verbundene Solarzellen zu bilden wie in einem Solarzellenmodul, können die negativen Kontaktpads 110 der Solarzelle 100 mit positiven Kontaktpads einer anderen Solarzelle verbunden werden, und so fort. 2 zeigt die Solarzelle 100 mit Solarzellen-Zwischenverbindungen 220 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der positive Rand 122 und der negative Rand 112 sind in 2 mit einer Bezugszahl versehen, um besser kenntlich zu machen, wo sich die negativen Kontaktpads 110 und die positiven Kontaktpads 120 befinden, welche in 2 nicht mit Bezugszahlen versehen sind, um die Zeichnung nicht zu überfrachten. Eine Zwischenverbindung 220 verbindet die Solarzelle 100 mit einer anderen Solarzelle. In dem Beispiel von 2 weist eine Zwischenverbindung 220 Fahnen 221 auf, die an entsprechenden Kontaktpads angebracht werden. Zum Beispiel kann eine Fahne 221 an ein positives Kontaktpad 120 der Solarzelle 100 gelötet werden, und eine gegenüber liegende Fahne 221 derselben Zwischenverbindung 220 kann an ein negatives Kontaktpad einer anderen (nicht dargestellten) Solarzelle gelötet werden. Dasselbe gilt für die Zwischenverbindung 220, die an negativen Kontaktpads 110 am negativen Rand 112 angebracht wird. Andere Beispiele für Zwischenverbindungen, die verwendet werden können, beinhalten diejenigen, die im gemeinsam übertragenen US-Patent Nr. 8,148,627 offenbart sind, das durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit hierin aufgenommen ist.
3 und 4 zeigen vergrößerte Ansichten des negativen Eck-Kontaktpads 110-1. 3 zeigt das negative Kontaktpad 110-1 ohne Bezugszahlen, um die Zeichnung, auf die Bezug genommen wird, nicht zu überfrachten. 4 zeigt die gleiche Ansicht wie 3, aber mit Bezugszahlen, um Merkmale der Solarzelle 100 hervorzuheben. Trotzdem sind nicht alle Merkmale in 4 mit einer Bezugszahl versehen, um die Darstellung übersichtlich zu halten. In dem Beispiel von 1–10 ist die Solarzelle 100 da, wo sie weiß ist, mit einem metallischen Material (z. B. Kupfer) bedeckt, und das Schwarze zwischen dem Weißen stellt einen elektrischen Isolator dar.
Die Solarzelle 100 umfasst negative metallene Kontaktfinger 401 (d. h. 401-1, 401-2, 401-3 usw.), die mit entsprechenden negativen Kontaktpads 110 verbunden sind. In dem Beispiel von 4 ist der Außenrand des negativen Kontaktpads 110-1 zur Veranschaulichung gestrichelt umschrieben. In einer Ausführungsform werden zur Minimierung von ohmschen Verlusten genau zwei negative metallene Kontaktfinger 401 zu einem einzigen führenden negativen metallenen Kontaktfinger 403 (d. h. 403-1, 403-2, 403-3 usw.) vereinigt, der breiter ist als jeder der genau zwei negativen metallenen Kontaktfinger 401. Der führende negative metallene Kontaktfinger 403 ist seinerseits mit einem entsprechenden negativen Kontaktpad 110 verbunden. Zum Beispiel vereinigen sich negative metallene Kontaktfinger 401-1 und 401-2 zu einem führenden negativen metallenen Kontaktfinger 403-1, der seinerseits mit dem negativen Kontaktpad 110-1 verbunden ist. Der führende negative metallene Kontaktfinger 403-1 ist breiter als jeder der negativen metallenen Kontaktfinger 401-1 oder 401-2. Andere Beispiele, die in 4 mit einer Bezugszahl versehen sind, beinhalten negative metallene Kontaktfinger 401-3 und 401-4, die sich vereinigen, um den führenden negativen metallenen Kontaktfinger 403-2 zu bilden, und negative metallene Kontaktfinger 401-5 und 401-6, die sich vereinigen, um den führenden negativen metallenen Kontaktfinger 403-3 zu bilden. Die führenden negativen metallenen Kontaktfinger 403-2 und 403-3 verlaufen beide zum negativen Kontaktpad 110-1. Der führende negative metallene Kontaktfinger 403-2 ist breiter als der negative metallene Kontaktfinger 401-3 oder 401-4. Ebenso ist der führende negative metallene Kontaktfinger 403-3 breiter als der negative metallene Kontaktfinger 401-5 oder 401-6.
Die negativen metallenen Kontaktfinger 401 und 403 heißen so, weil sie mit entsprechenden N-Diffusionsregionen verbunden sind. Die Solarzelle 100 umfasst ferner positive metallene Kontaktfinger 451 (d. h. 451-1, 451-2, 451-3 usw.) und 453 (d. h. 453-1, 453-2, 453-3 usw.; siehe 8), die mit entsprechenden P-Diffusionsregionen verbunden sind. In einer Ausführungsform umfasst die Solarzelle 100 verschränkte metallene Kontaktfinger. Genauer sind die negativen metallenen Kontaktfinger 401 mit positiven metallenen Kontaktfingern 451 verschränkt. Dies ist in 4 dargestellt, wo sich der positive metallene Kontaktfinger 451-1 zwischen den negativen metallenen Kontaktfingern 401-1 und 401-2 befindet, wo sich der positive metallene Kontaktfinger 451-2 zwischen den negativen metallenen Kontaktfingern 401-3 und 401-4 befindet, und wo sich der positive metallene Kontaktfinger 451-3 zwischen den negativen metallenen Kontaktfingern 401-5 und 401-6 befindet. Man beachte, dass für einen verbesserten Wirkungsgrad im Falle eines N-Silicium-Substrats die positiven metallenen Kontaktfinger 451 und entsprechende P-Diffusionsregionen (d. h. Emitter-Diffusionsregionen) zwischen negativen metallenen Kontaktfingern 401 vorzugsweise so breit wie möglich gemacht werden.
In einer Ausführungsform sind die negativen metallenen Kontaktfinger 401 entlang des mittleren Abschnitts der Solarzelle 100 gerade und parallel, sind aber so gebogen, dass sie sich radial einem entsprechenden negativen Kontaktpad 110 nähern oder zu diesem hin verlaufen. Dies ist in 4 mit den Biegestellen 402 (402-1, 402-2, 402-3 usw.) der negativen metallenen Kontaktfinger 401 dargestellt, die gemeinsam ein radiales Muster bilden, dessen Mittelpunkt im negativen Kontaktpad 110 liegt. Die Biegungen 402 erlauben es den metallenen Kontaktfingern 401, sich dem negativen Kontaktpad 110 radial zu nähern oder zu diesem hin zu verlaufen. In dem Beispiel von 4 ist das radiale Muster der Biegestellen 402 durch gestrichelte Linien 421 und 422 dargestellt. In einer Ausführungsform weist das radiale Muster einen Umfang auf, der mindestens 25% oder zwischen 25% und 75% des Außenrands des negativen Kontaktpads 110 abdeckt. Durch Maximieren einer Abnahme von elektrischem Strom um das Kontaktpad herum und durch Verringern des Totraums, wo nur wenig oder gar kein elektrischer Strom extrahiert werden kann, trägt das radiale Design zusammen mit der Vereinigung von zwei metallenen Kontaktfingern zu einem metallenen Kontaktfinger dazu bei, den Wirkungsgrad zu erhöhen.
Die gerade beschriebenen Merkmale der negativen metallenen Kontaktfinger 401, der führenden negativen metallenen Kontaktfinger 403 und der negativen Kontaktpads 110 sind allgemein in der Solarzelle 100 vorhanden, auch in positiven metallenen Kontaktfingern 451, führenden positiven metallenen Kontaktfingern 453 und positiven Kontaktpads 120.
5 und 6 zeigen vergrößerte Ansichten des negativen mittleren Kontaktpads 110-2. 5 zeigt das negative Kontaktpad 110-2 ohne Bezugszahlen. 6 zeigt die gleiche Ansicht wie 5, aber mit Bezugszahlen, um Merkmale der Solarzelle 100 hervorzuheben. Nicht alle Merkmale sind in 6 mit einer Bezugszahl versehen, um die Darstellung übersichtlich zu halten.
Wie in 6 dargestellt ist, vereinigen sich negative metallene Kontaktfinger 401-7 und 401-8, um einen führenden negativen metallenen Kontaktfinger 403-4 zu bilden, der breiter ist als der negative metallene Kontaktfinger 401-7 oder der negative metallene Kontaktfinger 401-8. Die negativen metallenen Kontaktfinger 401-7 und 401-8 sind an Biegestellen 402-7 bzw. 402-8 gebogen, so dass sowohl die negativen metallenen Kontaktfinger 401-7 und 401-8 als auch der führende negative metallene Kontaktfinger 403-4 auf radiale Weise zum negativen Kontaktpad 110-2 verlaufen und zeigen. Die negativen metallenen Kontaktfinger 401-7 und 401-8 sind mit dem positiven metallenen Kontaktfinger 451-4 verschränkt, der sich zwischen den negativen metallenen Kontaktfingern 401-7 und 401-8 befindet.
Wie in 6 dargestellt ist, weisen die negativen metallenen Kontaktfinger 401 ein radiales Design auf, wobei ihre jeweiligen Biegestellen 402 (z. B. die Biegestellen 402-7, 402-8, 402-9 und 402-10) zusammen ein radiales Muster bilden, dessen Mittelpunkt in einem negativen Kontaktpad 110 liegt, bei dem es sich in dem Beispiel von 6 um das negative Kontaktpad 110-2 handelt. Das radiale Muster wird von gestrichelten Linien 423, 424 und 425 dargestellt. In dem Beispiel von 6 weist das radiale Muster einen Umfang auf, der 75% des Außenrands des allgemein gestrichelt umschriebenen negativen Kontaktpads 110-2 abdeckt. Das heißt, in dem Beispiel von 6 zeigen die negativen metallenen Kontaktfinger 401 und 403 zum negativen Kontaktpad 110-2 und umgeben 75% von dessen Außenrand. Die im Vergleich zu 4 vergrößerte radiale Abdeckung hat ihren Grund in der zentralen Anordnung des negativen Kontaktpads 110-2.
7 und 8 zeigen vergrößerte Ansichten des negativen mittleren Kontaktpads 120-2. 7 zeigt das positive Kontaktpad 120-2 ohne Bezugszahlen. 8 zeigt die gleiche Ansicht wie 7, aber mit Bezugszahlen, um Merkmale der Solarzelle 100 hervorzuheben. Nicht alle Merkmale sind in 8 mit einer Bezugszahl versehen, um die Darstellung übersichtlich zu halten.
Wie in 8 dargestellt ist, vereinigen sich positive metallene Kontaktfinger 451-5 und 451-6, um gemeinsam einen führenden positiven metallenen Kontaktfinger 453-1 zu bilden. Um ohmsche Verluste zu verringern, ist der führende positive metallene Kontaktfinger 453-1 breiter als der positive metallene Kontaktfinger 451-5 oder der positive metallene Kontaktfinger 451-6. Um mehr elektrischen Strom abnehmen zu können, sind die positiven metallenen Kontaktfinger 451-5 und 451-6 an Biegestellen 402-11 und 402-12 jeweils gebogen, so dass sowohl die positiven metallenen Kontaktfinger 451-5 und 451-6 als auch der führende positive metallene Kontaktfinger 453-1 radial zum positiven Kontaktpad 120-2 verlaufen und zeigen. Die positiven metallenen Kontaktfinger 451-5 und 451-6 sind mit dem negativen metallenen Kontaktfinger 401-9 verschränkt, der sich zwischen den positiven metallenen Kontaktfingern 451-5 und 451-6 befindet. Auf ähnliche Weise vereinigen sich die positiven metallenen Kontaktfinger 451-7 und 451-8, um den führenden positiven metallenen Kontaktfinger 453-2 zu bilden, wobei sich ein negativer metallener Kontaktfinger 401-10 zwischen den positiven metallenen Kontaktfingern 451-7 und 451-8 befindet.
Wie die negativen metallenen Kontaktfinger 401 nähern sich die positiven metallenen Kontaktfinger 451 radial einem positiven Kontaktpad 110 oder verlaufen zu diesem hin. In dem Beispiel von 8 weisen die positiven metallenen Kontaktfinger 451 ein radiales Design auf, wobei ihre jeweiligen Biegestellen 402 (siehe z. B. die Biegestellen 402-11, 402-12, 402-13 und 402-14) zusammen ein radiales Muster bilden, dessen Mittelpunkt in einem positiven Kontaktpad 120 liegt, bei dem es sich in dem Beispiel von 8 um das positive Kontaktpad 120-2 handelt. Das radiale Muster wird von gestrichelten Linien 426, 427 und 428 dargestellt. In dem Beispiel von 8 weist das radiale Muster einen Umfang auf, der 75% des Außenrands des allgemein gestrichelt umschriebenen positiven Kontaktpads 120-2 abdeckt. Das heißt, in dem Beispiel von 8 zeigen die positiven metallenen Kontaktfinger 451 und 453 zum positiven Kontaktpad 120-2 und umgeben 75% von dessen Außenrand.
9 und 10 zeigen vergrößerte Ansichten des positiven Eck-Kontaktpads 120-1. 9 zeigt das positive Kontaktpad 120-1 ohne Bezugszahlen. 10 zeigt die gleiche Ansicht wie 9, aber mit Bezugszahlen, um Merkmale der Solarzelle 100 hervorzuheben. Nicht alle Merkmale sind in 10 mit einer Bezugszahl versehen, um die Darstellung übersichtlich zu halten.
Wie in 10 dargestellt ist, vereinigen sich positive metallene Kontaktfinger 451-9 und 451-10, um gemeinsam einen führenden positiven metallenen Kontaktfinger 453-3 zu bilden. Der führende positive metallene Kontaktfinger 453-3 ist breiter als der positive metallene Kontaktfinger 451-9 oder der positive metallene Kontaktfinger 451-10. Die positiven metallenen Kontaktfinger 451-10 und 451-9 sind an Biegestellen 402-17 und 402-18 jeweils so gebogen, dass sowohl die positiven metallenen Kontaktfinger 451-9 und 451-10 als auch der führende positive metallene Kontaktfinger 453-3 radial zum positiven Kontaktpad 120-1 verlaufen und zeigen. Die positiven metallenen Kontaktfinger 451-9 und 451-10 sind mit dem negativen metallenen Kontaktfinger 401-11, der sich zwischen den positiven metallenen Kontaktfingern 451-9 und 451-10 befindet, verschränkt.
Wie in 10 dargestellt ist, weisen die positiven metallenen Kontaktfinger 451 ein radiales Design auf, wobei ihre jeweiligen Biegestellen 402 (siehe z. B. die Biegestellen 402-15, 402-16, 402-17 und 402-18) zusammen ein radiales Muster bilden, dessen Mittelpunkt in einem positiven Kontaktpad 120 liegt, bei dem es sich in dem Beispiel von 10 um das positive Kontaktpad 120-1 handelt. Das radiale Muster wird von gestrichelten Linien 429 und 430 dargestellt. In dem Beispiel von 10 weist das radiale Muster einen Umfang auf, der mindestens 25% des allgemein gestrichelt umschriebenen Außenrands des positiven Kontaktpads 120-1 abdeckt. In dem Beispiel von 10 zeigen die positiven metallenen Kontaktfinger 451 und 453 zum positiven Kontaktpad 120-1 hin und umgeben 25% von dessen Außenrand.
11 zeigt eine Querschnittsansicht der Solarzelle 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Solarzelle 100 ist eine auf der Rückseite verschaltete Solarzelle, da ihre N-Diffusionsregionen 601 und ihre P-Diffusionsregionen 602 auf der Rückseite der Solarzelle liegen. Während eines Normalbetriebs ist die Vorderseite der Solarzelle 100 der Sonne zugewandt, um Solarstrahlung aufzufangen. Wie in 11 dargestellt ist, sind die negativen metallenen Kontaktfinger 401 auf der Rückseite elektrisch mit den N-Diffusionsregionen 601 verbunden, wo auch die positiven metallenen Kontaktfinger 451 elektrisch mit den P-Diffusionsregionen 602 verbunden sind (um die Darstellung übersichtlich zu halten, sind jeweils nur ein positiver Metall-Kontaktfinger und eine P-Diffusionsregion dargestellt). Die Lücken 610 können mit einem elektrischen Isolator (z. B. einem Dielektrikum) gefüllt werden, um die negativen metallenen Kontaktfinger 401 gegen die positiven metallenen Kontaktfinger 451 zu isolieren. Die N-Diffusionsregionen 601 und die P-Diffusionsregionen 602 können in einem Substrat 603 oder in einer anderen auf dem Substrat 603 ausgebildeten Schicht (z. B. Polysilicium) ausgebildet werden. Die metallenen Kontaktfinger 401 und 451 können eine einzelne Schicht aus Metall (z. B. Aluminium) oder einen Stapel von Metallen (z. B. Kupfer/Sperrschicht/Aluminium) umfassen.
In einer Ausführungsform umfasst das Substrat 603 ein N-Siliciumsubstrat. Demgemäß dienen in dieser Ausführungsform die N-Diffusionsregionen 601 als Basis der Solarzelle, die Majoritätsladungsträger sammelt, und die P-Diffusionsregionen 602 dienen als Emitter der Solarzelle, der Minoritätsladungsträger sammelt. In einer anderen Ausführungsform, wo das Substrat 603 ein P-Siliciumsubstrat umfasst, dienen die P-Diffusionsregionen 602 als Basis der Solarzelle, die Majoritätsladungsträger sammelt, und die N-Diffusionsregionen 601 dienen als die Emitter der Solarzelle, die Minoritätsladungsträger sammeln.
12 zeigt ein Ablaufschema eines Verfahrens zum Anordnen von metallenen Kontaktfingern einer Solarzelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Es leuchtet ein, dass die Schritte des Verfahrens von 12 gleichzeitig, beispielsweise unter Verwendung von geeigneten Maskierungs- und Ätzverfahren, durchgeführt werden können. Genauer kann eine Maske für die metallenen Kontaktfinger so entworfen werden, dass die metallenen Kontaktfinger radial zu entsprechenden Kontaktpads verlaufen.
In dem Beispiel von 12 beinhaltet das Verfahren das Verschränken mehrerer negativer metallener Kontaktfinger mit mehreren positiven metallenen Kontaktfingern, wobei die negativen metallenen Kontaktfinger auf einer Rückseite einer Solarzelle elektrisch mit N-Diffusionsregionen verbunden sind, die positiven metallenen Kontaktfinger auf der Rückseite der Solarzelle elektrisch mit P-Diffusionsregionen verbunden sind, die Solarzelle eine Vorderseite aufweist, die während eines Normalbetriebs der Sonne zugewandt ist (Schritt 701). Das Verfahren beinhaltet ferner das Anordnen der negativen metallenen Kontaktfinger so, dass sie Biegestellen aufweisen, die ein radiales Muster bilden, das seinen Mittelpunkt in einem negativen Kontaktpad der Solarzelle hat, wobei die negativen metallenen Kontaktfinger radial so verlaufen, dass sie mindestens 25% eines Außenrands des negativen Kontaktpads umgeben. (Schritt 702) Das Verfahren beinhaltet darüber hinaus das Anordnen der positiven metallenen Kontaktfinger so, dass sie Biegestellen aufweisen, die ein radiales Muster bilden, das seinen Mittelpunkt in einem positiven Kontaktpad der Solarzelle hat, wobei die positiven metallenen Kontaktfinger radial so verlaufen, dass sie mindestens 25% eines Außenrands des positiven Kontaktpads umgeben. (Schritt 703)
Genau zwei negative metallene Kontaktfinger können so angeordnet werden, dass sie sich zu einem einzigen führenden negativen metallenen Kontaktfinger vereinigen, der zum negativen Kontaktpad verläuft. Der einzelne führende negative metallene Kontaktfinger kann so ausgebildet werden, dass er breiter ist als jeder der genau zwei negativen metallenen Kontaktfinger. Die negativen metallenen Kontaktfinger können so angeordnet werden, dass sie auf das negative Kontaktpad zeigen und zwischen 25% und 75% des Außenrands des negativen Kontaktpads umgeben. Eine externe Zwischenverbindungsleitung kann auf das negative Kontaktpad gelötet werden. Die Solarzelle kann in Reihe mit einer anderen Solarzelle verbunden werden, und zwar durch eine Solarzellen-Zwischenverbindung, die das negative Kontaktpad mit einem anderen negativen Kontaktpad der anderen Solarzelle elektrisch verbindet. Die positiven metallenen Kontaktfinger und die positiven Kontaktpads der Solarzelle können die gleichen Merkmale aufweisen wie ihre negativen Gegenstücke.
Obwohl spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorgestellt wurden, sei klargestellt, dass diese Ausführungsformen nur der Erläuterung dienen sollen und nicht beschränkend sind. Für den Durchschnittsfachmann, der diese Offenbarung liest, werden viele zusätzliche Ausführungsformen naheliegen.

Claims

Solarzelle, umfassend: mehrere positive metallene Kontaktfinger, wobei jeder der positiven metallenen Kontaktfingern auf einer Rückseite der Solarzelle mit einer oder mehreren P-Diffusionsregionen verbunden ist, wobei eine Vorderseite der Solarzelle während eines Normalbetriebs der Sonne zugewandt ist, um Solarstrahlung aufzufangen; mehrere negative metallene Kontaktfinger, wobei jeder der negativen metallenen Kontaktfinger auf der Rückseite der Solarzelle mit einer oder mehreren N-Diffusionsregionen verbunden ist, wobei die negativen metallenen Kontaktfinger mit den positiven metallenen Kontaktfingern verschränkt sind; und ein negatives Kontaktpad, das eine Oberfläche bereitstellt, auf der eine externe Zwischenverbindungsleitung angebracht werden kann, um mittels der negativen metallenen Kontaktfinger eine elektrische Verbindung mit einer N-Diffusionsregion herzustellen, wobei die negativen metallenen Kontaktfinger Biegestellen aufweisen, die ein radiales Muster bilden, das seinen Mittelpunkt in dem negativen Kontaktpad hat, wobei die negativen metallenen Kontaktfinger radial so verlaufen, dass sie mindestens 25% eines Außenumfangs des negativen Kontaktpads umgeben.
Solarzelle nach Anspruch 1, ferner ein positives Kontaktpad umfassend, das eine Oberfläche bereitstellt, auf der eine externe Zwischenverbindungsleitung angebracht werden kann, um mittels der positiven metallenen Kontaktfinger eine elektrische Verbindung mit einer P-Diffusionsregion herzustellen, wobei die positiven metallenen Kontaktfinger Biegestellen aufweisen, die ein radiales Muster bilden, das seinen Mittelpunkt im positiven Kontaktpad aufweist, wobei die positiven metallenen Kontaktfinger radial so verlaufen, dass sie mindestens 25% eines Außenumfangs des positiven Kontaktpads umgeben.
Solarzelle nach Anspruch 1, wobei sich genau zwei negative metallene Kontaktfinger zu einem einzigen führenden negativen metallenen Kontaktfinger vereinen, der zum negativen Kontaktpad verläuft.
Solarzelle nach Anspruch 3, wobei der einzelne führende negative metallene Kontaktfinger breiter ist als jeder der genau zwei negativen metallenen Kontaktfinger.
Solarzelle nach Anspruch 1, wobei die negativen metallenen Kontaktfinger radial so verlaufen, dass sie zwischen 25% und 75% des Außenrands des negativen Kontaktpads umgeben.
Solarzelle nach Anspruch 1, wobei die externe Verbindungsleitung auf das negative Kontaktpad gelötet ist.
Solarzelle nach Anspruch 1, wobei die Solarzelle in Reihe mit einer anderen Solarzelle verbunden ist, und zwar durch eine Solarzellen-Zwischenverbindung, die das negative Kontaktpad mit einem positiven Kontaktpad der anderen Solarzelle elektrisch verbindet.
Solarzelle, umfassend: mehrere negative metallene Kontaktfinger, die mit mehreren positiven metallenen Kontaktfingern verschränkt sind, wobei jeder der positiven metallenen Kontaktfinger mit einer entsprechenden P-Diffusionsregion der Solarzelle verbunden ist, wobei jeder der negativen metallenen Kontaktfinger mit einer entsprechenden N-Diffusionsregion der Solarzelle verbunden ist; und ein negatives Kontaktpad, das elektrisch mit den negativen metallenen Kontaktfingern, aber nicht mit den positiven metallenen Kontaktfingern verbunden ist, wobei die negativen metallenen Kontaktfinger so angeordnet sind, dass sie radial zu dem negativen Kontaktpad verlaufen.
Solarzelle nach Anspruch 8, wobei die negativen metallenen Kontaktfinger radial so verlaufen, dass sie mindestens 25% eines Außenrands des negativen Kontaktpads umgeben.
Solarzelle nach Anspruch 8, ferner ein positives Kontaktpad umfassend, das elektrisch mit den positiven metallenen Kontaktfingern, aber nicht mit den negativen metallenen Kontaktfingern verbunden ist, wobei die positiven metallenen Kontaktfinger so angeordnet sind, dass sie radial zum positiven Kontaktpad verlaufen.
Solarzelle nach Anspruch 8, wobei sich genau zwei negative metallene Kontaktfinger zu einem einzigen führenden negativen metallenen Kontaktfinger vereinen, der radial zum negativen Kontaktpad verläuft.
Solarzelle nach Anspruch 11, wobei der einzelne führende negative metallene Kontaktfinger breiter ist als jeder der genau zwei negativen metallenen Kontaktfinger.
Solarzelle nach Anspruch 8, wobei eine externe Zwischenverbindungsleitung auf das negative Kontaktpad gelötet ist.
Solarzelle nach Anspruch 8, wobei die Solarzelle in Reihe mit einer anderen Solarzelle verbunden ist, und zwar durch eine Solarzellen-Zwischenverbindung, die das negative Kontaktpad mit einem positiven Kontaktpad der anderen Solarzelle elektrisch verbindet.
Verfahren zum Anordnen von metallenen Kontaktfingern einer Solarzelle, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: das Verschränken mehrerer negativer Metall-Kontaktfinger mit mehreren positiven metallenen Kontaktfingern, wobei die negativen metallenen Kontaktfinger auf einer Rückseite einer Solarzelle elektrisch mit N-Diffusionsregionen verbunden sind, die positiven metallenen Kontaktfinger auf der Rückseite der Solarzelle elektrisch mit P-Diffusionsregionen verbunden sind, wobei die Solarzelle eine Vorderseite aufweist, die während eines Normalbetriebs der Sonne zugewandt ist; und das Anordnen der negativen metallenen Kontaktfinger so, dass sie Biegestellen aufweisen, die ein radiales Muster bilden, das seinen Mittelpunkt in einem negativen Kontaktpad der Solarzelle hat, wobei die negativen metallenen Kontaktfinger radial zu einem Außenrand des negativen Kontaktpads verlaufen und mindestens 25% davon umgeben.
Verfahren nach Anspruch 15, ferner umfassend: das Anordnen der positiven metallenen Kontaktfinger so, dass sie Biegestellen aufweisen, die ein radiales Muster bilden, das seinen Mittelpunkt in einem positiven Kontaktpad der Solarzelle hat, wobei die positiven metallenen Kontaktfinger radial zu einem Außenrand des negativen Kontaktpads verlaufen und mindestens 25% davon umgeben.
Verfahren nach Anspruch 15, ferner umfassend: das Anordnen von genau zwei negativen metallenen Kontaktfingern so, dass sie sich zu einem einzigen führenden negativen metallenen Kontaktfinger vereinen, der zum negativen Kontaktpad verläuft.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der einzelne führende negative metallene Kontaktfinger so ausgebildet wird, dass er breiter ist als jeder der genau zwei negativen metallenen Kontaktfinger.
Verfahren nach Anspruch 15, ferner umfassend: das Löten einer externen Zwischenverbindungsleitung auf das negative Kontaktpad.
Verfahren nach Anspruch 15, ferner das Verbinden der Solarzelle in Reihe mit einer anderen Solarzelle durch eine Solarzellen-Zwischenverbindung umfassend, die das negative Kontaktpad elektrisch mit einem positiven Kontaktpad der anderen Solarzelle verbindet.