DE19758589B4 - Production of solar cells - Google Patents

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Abstract

Production of solar cells comprises: (a) forming a 1st electrically conducting region on a 1st surface of a semiconductor substrate (1), in which through-holes (3) are provided and on which is formed an emitter layer (2); (b) arranging the semiconductor substrate on a transport substrate, where a 2nd surface of the semiconductor substrate lies opposite the 1st surface of the transport substrate, and over a resin material; (c) connecting the semiconductor substrate and the transport substrate using the resin material; and (d) forming a 2nd electrically conducting region on the 1st electrically conducting region. Also claimed is the solar cell produced.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Solarzellen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung von Solarzellen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 12.The present invention relates to Solar cells according to the preamble of claim 1 and a method for the production of solar cells according to the preamble of the claim 12th

Die 9A bis 9D sowie die 10A bis 10D zeigen die Schrittfolge bei der Herstellung von VEST-Zellen, welche repräsentativ für umwickelte Solarzellen nach dem Stand der Technik sind, und beschrieben wurden von M. Deguchi et al "A Novel Fabrication Technique for Low cost Thin Film Polycrystalline Silicon Solar Cells", Technical Digest, 7th International Photovoltaic Science and Engineering Conference, Seite 243 (1993). Bekanntlich weisen die umwickelten Solarzellen einen derartigen Aufbau auf, daß keine Elektrode auf einer Lichtempfangsoberfläche jeder Solarzelle auftaucht und Emitter- und Basiselektroden auf der rückseitigen Oberfläche der jeweiligen Solarzelle angeordnet sind, entgegengesetzt zur Lichtempfangsoberfläche.The 9A to 9D as well as the 10A to 10D show the sequence of steps in the manufacture of VEST cells, which are representative of wrapped solar cells according to the prior art, and were described by M. Deguchi et al "A Novel Fabrication Technique for Low cost Thin Film Polycrystalline Silicon Solar Cells", Technical Digest , 7th International Photovoltaic Science and Engineering Conference, page 243 (1993). As is known, the wrapped solar cells have such a structure that no electrode appears on a light receiving surface of each solar cell and emitter and base electrodes are arranged on the rear surface of the respective solar cell, opposite to the light receiving surface.

Die 9A bis 9D sind Aufsichten auf die VEST-Zellen, gesehen von der rückwärtigen Oberfläche aus, wogegen die 10A bis 10D Querschnittsansichten darstellen, und zwar entlang den Linien 10A-10A, 10B-10B, 10C-10C sowie 10D-10D in den 9A bis 9D. Wie aus den 9A und 10A hervorgeht, wird ein dünnes Siliziumsubstrat 1 mit einer Dicke von nicht mehr als 100 um, bei welchem eine erste und eine zweite Hauptoberfläche einander entgegengesetzt vorgesehen sind, auf der ersten Hauptoberfläche mit mehreren in regelmäßigen Abständen angeordneten Verdrahtungs-Durchgangslöchern 3 ausgebildet, gefolgt von der Ausbildung einer Emitterschicht 2 eines Leitfähigkeitstyps, welcher entgegengesetzt dem Leitfähigkeitstyp des Siliziumsubstrats 1 ist, unter Einsatz eines thermischen Diffusionsverfahrens. Bei dem dargestellten Beispiel weist das Silizium 1 eine Leitfähigkeit des p-Typs auf, und entsprechend die Emitterschicht 2 eine Leitfähigkeit des n-Typs.The 9A to 9D are top views of the VEST cells viewed from the rear surface, whereas the 10A to 10D Represent cross-sectional views along the lines 10A-10A . 10B-10B . 10C-10C as well as 10D-10D in the 9A to 9D , Like from the 9A and 10A emerges, becomes a thin silicon substrate 1 with a thickness of not more than 100 µm, in which first and second main surfaces are provided opposite to each other, on the first main surface with a plurality of wiring through holes arranged at regular intervals 3 formed, followed by the formation of an emitter layer 2 a conductivity type which is opposite to the conductivity type of the silicon substrate 1 is using a thermal diffusion process. In the example shown, the silicon 1 a conductivity of the p-type, and accordingly the emitter layer 2 a conductivity of the n type.

Daraufhin wird, wie in den 9B und 10B gezeigt, das Siliziumsubstrat 1, auf welchem die Verdrahtungsdurchgangslöcher 3 und die Emitterschicht 2 vorgesehen sind, an einer transparenten Glasplatte 4 unter Verwendung eines transparenten Bindematerials befestigt, beispielsweise eines transparenten Silikonharzes 5, wobei die zweite Hauptoberfläche des Substrats zur Glasplatte 4 hin gerichtet ist. Die Glasplatte 4 bildet schließlich eine Schutzbeschichtung für Solarzellen. Die Menge an transparentem Silikonharz 5, die zur Befestigung des Siliziumsubstrats 1 an der Glasplatte 4 eingesetzt wird, muss sorgfältig kontrolliert werden, um die Möglichkeit auszuschalten, dass das Bindematerial in unerwünschter Weise aus einem oder mehreren der Verdrahtungs-Durchgangslöcher 3 ausläuft. Zu diesem Zweck wird die Menge an transparentem Silikonharz 5 so gewählt, dass sie dem Gesamtvolumen der Verdrahtungs-Durchgangslöcher 3 entspricht.Thereupon, as in the 9B and 10B shown the silicon substrate 1 on which the wiring through holes 3 and the emitter layer 2 are provided on a transparent glass plate 4 attached using a transparent binding material, for example a transparent silicone resin 5 , wherein the second major surface of the substrate to the glass plate 4 is directed. The glass plate 4 finally forms a protective coating for solar cells. The amount of transparent silicone resin 5 used to attach the silicon substrate 1 on the glass plate 4 is used must be carefully controlled to avoid the possibility that the binding material may undesirably emerge from one or more of the wiring vias 3 expires. For this purpose, the amount of transparent silicone resin 5 chosen to be the total volume of the wiring through holes 3 equivalent.

Daraufhin werden, wie aus den 9C und 10C hervorgeht, eine Elektrode 6 des p-Typs und eine Elektrode 7 des n-Typs auf dem Siliziumsubstrat 1 bzw. der Emitterschicht 2 angeordnet, gefolgt vom Anlöten von Elektrodenstreifen 8 an die Elektrode 6 und 7 des p-Typs bzw. n-Typs, wie in den 9D und 10D gezeigt.Thereupon, as from the 9C and 10C emerges an electrode 6 of the p-type and an electrode 7 of the n-type on the silicon substrate 1 or the emitter layer 2 arranged, followed by soldering electrode strips 8th to the electrode 6 and 7 of the p-type or n-type, as in the 9D and 10D shown.

Die für die Elektroden verwendbare Metallpaste ist auf solche Materialien begrenzt, die bei einer ausreichend niedrigen Temperatur gesintert werden können, bei welcher eine mögliche Änderung der Eigenschaften des transparenten Harzes 5 vermieden wird.The metal paste which can be used for the electrodes is limited to those materials which can be sintered at a sufficiently low temperature at which there is a possible change in the properties of the transparent resin 5 is avoided.

Aus WO 89/05521 A1 eine Solarzelle bekannt, die aus einzelnen Elementar-Solarzellen aufgebaut ist, die miteinander parallel verschaltet sind. Jede Elementar-Solarzelle besteht aus einem PN-Übergang, wobei der Kontakt der unteren Schicht mittels einer Durchgangsbohrung auf die Oberfläche der oberen Schicht geführt ist. Die Elementar-Solarzellen sind matrizenförmig auf einem Glassubstrat aufgebracht und über die auf der oberen Schicht befindlichen Kontakte parallel verschaltet. Auf diese Weise führt der Ausfall einer Elementar-Solarzelle nicht gleich zum Ausfall der gesamten Solarzelle, so dass die Zuverlässigkeit der derart gebildeten Solarzelle erhöht werden kann.A solar cell from WO 89/05521 A1 known, which is made up of individual elementary solar cells, the are interconnected in parallel. Every elementary solar cell exists from a PN transition, the contact of the lower layer by means of a through hole to the surface the upper layer is. The elementary solar cells are matrix-shaped applied to a glass substrate and over that on the top layer contacts are connected in parallel. In this way, the Failure of an elementary solar cell does not equal the failure of the entire solar cell, so the reliability of the so formed Solar cell increased can be.

Aus US 5 100 480 A ist eine Solarzelle bekannt, die sowohl für die n-Schicht als auch für die p-Schicht ein Durchgangsloch in dem isolierenden Trägersubstrat aufweist. Um verschiedene Elementar-Solarzellen auf einem Wafer einfach und zuverlässig verbinden zu können, wird zwischen den Löchern auf der Rückseite des Trägersubstrats eine leitende Verbindung aufgebracht, die die aus den Löchern herausragenden Elektroden miteinander verbinden.Out US 5 100 480 A a solar cell is known which has a through hole in the insulating carrier substrate both for the n-layer and for the p-layer. In order to be able to connect various elementary solar cells on a wafer simply and reliably, a conductive connection is applied between the holes on the back of the carrier substrate, which connects the electrodes protruding from the holes to one another.

Aus JP 7-226528 A ist ein Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle bekannt, bei der sich beide Kontakte auf der lichtabgewandten Seite der Solarzelle befinden. Die Durchgangslöcher in das Halbleitersubstrat werden eingebracht, indem das Halbleitersubstrat auf einem temperaturbeständigen Träger aufgebracht ist. Nachdem die Löcher in dem Halbleitersubstrat eingebracht sind, wird der temperaturbeständige Träger von dem Halbleitersubstrat getrennt und einem Diffusionsverfahren unterworfen, so dass sich um das Halbleitersubstrat eine Emitterschicht bildet. In einem weiteren Schritt wird sodann auf der lichtabgewandten Seite des mit der Emitterschicht umgebenen Halbleitersubstrats zwischen den Löchern die Mittelschicht wieder abgeätzt, um das Halbleitersubstrat für die Basiselektrode freizulegen. Sodann werden die Elektroden auf der lichtabgewandten Seite des Halbleitersubstrats aufgebracht, wobei die Basiselektrode auf dem Halbleitersubstrat und die Emitterelektrode auf der Emitterschicht aufgebracht werden. Durch die verlegten Elektrodenfinger der Emitterelektrode werden gleichzeitig die Durchgangslöcher verschlossen. In einem letzten Schritt kann sodann ein transparenter Bindeharz auf die lichtzugewandte Seite des Halbleitersubstrats aufgebracht werden, um das Halbleitersubstrat mit einem Glassubstrat zu verbinden.Out JP 7-226528 A A method for producing a solar cell is known in which both contacts are on the side of the solar cell facing away from the light. The through holes in the semiconductor substrate are made in that the semiconductor substrate is applied to a temperature-resistant carrier. After the holes have been made in the semiconductor substrate, the temperature-resistant carrier is separated from the semiconductor substrate and subjected to a diffusion process, so that an emitter layer forms around the semiconductor substrate. In a further step, the middle layer on the side of the semiconductor substrate surrounded by the emitter layer and away from the light is then etched off again in order to expose the semiconductor substrate for the base electrode. The electrodes are then applied to the side of the semiconductor substrate which faces away from the light, the base electrode being applied to the semiconductor substrate and the emitter electrode being applied to the emitter layer. Due to the laid electrode fingers The through holes are closed at the same time by the emitter electrode. In a last step, a transparent binder resin can then be applied to the light-facing side of the semiconductor substrate in order to connect the semiconductor substrate to a glass substrate.

Aus der JP 4-223378 A ist eine Solarzelle bekannt, die sich von der voran beschriebenen Solarzelle gemäß JP 7-226528 A im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß die Durchgangslöcher delta-förmig ausgebildet sind und nach Aufbringung der Elektroden vollständig durch das Elektrodenmaterial ausgefüllt sind.From the JP 4-223378 A a solar cell is known, which differs from the solar cell described above JP 7-226528 A essentially differs in that the through holes are delta-shaped and after application of the electrodes are completely filled with the electrode material.

Ein Problem des eingangs beschriebenen Verfahrens besteht darin, daß die Metallpaste zur Ausbildung der Elektroden nach der Verfestigung des transparenten Bindemittelharzes aufgebracht wird. Damit der Bindemittelharz nicht seine lichtdurchlässige Eigenschaft verliert, dürfen die Elektroden jedoch nicht über einer Temperatur von 300°C gesintert werden. Dies bedingt jedoch Sintermaterialien mit einem relativ hohen spezifischen Widerstand verglichen mit Hochtemperatur-Sintermaterialien.A problem of the beginning The procedure is that the Metal paste to form the electrodes after solidification of the transparent binder resin is applied. So that the binder resin not its translucent Loses property, may however, the electrodes do not have a temperature of 300 ° C be sintered. However, this requires sintered materials with a relatively high resistivity compared to high temperature sintered materials.

Darüber hinaus besteht ein gemäß der genannten JP 7-226 528 A beschriebenes Verfahren darin, daß die Durchgangslöcher auf der lichtabgewandten Seite jeweils durch die Emitterelektroden verschlossen sind. Hierdurch wird zwar erreicht, daß bei Aufbringen des transparenten Bindeharzes seitens der lichtzugewandten Seite der Bindeharz durch die Durchgangslöcher nicht auf die lichtabgewandte Seite hindurchtreten kann. Auf der anderen Seite kann beim Auftragen des transparenten Bindeharzes die aufgebrachte Emitterelektrode wieder gelockert werden, was die Zuverlässigkeit des Produktionsverfahrens verschlechtert.In addition, there is a according to the above JP 7-226 528 A Process described in that the through holes on the side facing away from the light are each closed by the emitter electrodes. This does indeed mean that when the transparent binding resin is applied on the side facing the light, the binding resin cannot pass through the through holes on the side facing away from the light. On the other hand, when the transparent binder resin is applied, the emitter electrode applied can be loosened again, which impairs the reliability of the production process.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ausgehend von einem Verfahren der eingangs angegebenen Art Solarzellen mit einem höheren Wirkungsgrad und einer höheren Zuverlässigkeit zu produzieren.The object of the invention is therefore starting from a process of the type specified at the outset with a higher one Efficiency and a higher reliability to produce.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und des Patentanspruchs 2 gelöst. Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich dadurch aus, dass die Elektrode, welche auf den mit der Emitterschicht beschichteten Bereichen des Halbleitersubstrats ausgebildet ist, jedes Durchgangsloch umgibt.This object is achieved by the features of claim 1 and claim 2 solved. The solution according to the invention is characterized in that the electrode, which is formed on the regions of the semiconductor substrate coated with the emitter layer, surrounds each through hole.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die Emitterelektrode zuverlässig auf die lichtabgewandte Seite des Halbleitersubstrats aufgebracht werden kann, dass die Elektroden mit einem Hochtemperatur-Sinterverfahren aufgebracht werden können und dass für die Elektroden Hochtemperatur-Sintermaterialien mit einem wesentlich geringeren spezifischen Widerstand eingesetzt werden können. Hiermit können sowohl der Wirkungsgrad als auch die Zuverlässigkeit der Solarzelle erhöht werden.The advantages achieved with the invention consist in particular in that the emitter electrode is reliable the light-facing side of the semiconductor substrate are applied can that the electrodes are applied using a high temperature sintering process can be and that for the electrodes high temperature sintered materials with a substantial lower specific resistance can be used. Herewith can both the efficiency and the reliability of the solar cell can be increased.

Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung kann nach der Ausbildung des ersten elektrisch leitfähigen Bereiches auf der ersten Oberfläche des Halbleitersubstrats, und vor der Anordnung des Halbleitersubstrats an dem transparenten Substrat, eine fluorhaltige Beschichtung auf der ersten Oberfläche des Halbleitersubstrats ausgebildet werden. In diesem Fall muss die so erzeugte fluorhaltige Beschichtung entfernt werden, nachdem das Halbleitersubstrat und das transparente Substrat miteinander verbunden wurden, und vor der Ausbildung des zweiten elektrisch leitfähigen Bereiches auf dem ersten elektrisch leitfähigen Bereich.In practicing the present invention can after the formation of the first electrically conductive area on the first surface of the semiconductor substrate, and before the arrangement of the semiconductor substrate on the transparent substrate, a fluorine-containing coating the first surface of the semiconductor substrate are formed. In this case the fluorine-containing coating thus produced is removed after the semiconductor substrate and the transparent substrate with each other were connected, and electrically before the formation of the second conductive Area on the first electrically conductive area.

Die fluorhaltige Beschichtung kann ein Fluor-Homopolymer sein.The fluorine-containing coating can be a fluorine homopolymer.

Die Anordnung des Halbleitersubstrats, welches typischerweise entweder aus kristallinem Silizium oder polykristallinem Silizium besteht, auf dem transparenten Substrat, welches typischerweise eine verstärkte Glasplatte für Solarzellen ist, wird dadurch durchgeführt, daß das transparente Harz, beispielsweise typischerweise ein Silikonharz, nur auf solche Bereiche entweder des Halbleitersubstrats oder des transparenten Substrats aufgebracht wird, die mit entsprechenden Bereichen des anderen Teils, also des Halbleitersubstrats bzw. des transparenten Substrats verbunden werden sollen, so daß das Halbleitersubstrat so auf das transparente Substrat aufgelegt werden kann, daß das transparente Harz dazwischen vorgesehen ist.The arrangement of the semiconductor substrate, which is typically either crystalline silicon or polycrystalline Silicon exists on the transparent substrate, which is typically a reinforced glass plate for solar cells is carried out by that this transparent resin, for example typically a silicone resin, only on such areas of either the semiconductor substrate or the transparent substrate is applied with corresponding Areas of the other part, that is, the semiconductor substrate or the transparent substrate to be connected so that the semiconductor substrate can be placed on the transparent substrate so that the transparent Resin is provided in between.

Die Verbindung des Halbleitersubstrats und des transparenten Substrats sollte vorsichtig durchgeführt werden, um die Möglichkeit zu verhindern, daß das transparente Harz aus den Durchgangslöchern austritt, und sich über den ersten elektrisch leitfähigen Bereich ausbreitet.The connection of the semiconductor substrate and the transparent substrate should be done carefully for the possibility to prevent that transparent resin emerges from the through holes, and over the first electrically conductive Area spreads.

Die vorliegende Erfindung stellt gemäß einer anderen Zielrichtung weiterhin Solarzellen zur Verfügung, welche ein transparentes Substrat aufweisen, ein über ein transparentes Harz mit dem transparenten Substrat verbundenes Halbleitersubstrat, in welchem Durchgangslöcher vorgesehen sind, und auf welchem eine Emitterschicht vorgesehen ist, einen bei hoher Temperatur gesinterten ersten elektrisch leitfähigen Bereich, der auf dem Halbleitersubstrat ausgebildet ist, sowie einen zweiten elektrisch leitfähigen Bereich, der auf dem ersten elektrisch leitfähigen Bereich vorgesehen ist. Der erste elektrisch leitfähige Bereich ist so ausgebildet, daß er jedes Durchgangsloch umgibt, welches in dem Halbleitersubstrat vorgesehen ist.The present invention provides according to one other target solar cells are still available have a transparent substrate, one over a transparent resin semiconductor substrate connected to the transparent substrate, in what through holes are provided, and on which an emitter layer is provided is a first electrically conductive region sintered at high temperature, which is formed on the semiconductor substrate, and a second electrically conductive Area that is provided on the first electrically conductive area. The first electrically conductive Area is designed so that it surrounds each through hole provided in the semiconductor substrate is.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile hervorgehen; gleiche Teile sind hierbei durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet. Es zeigt.The invention is illustrated below illustrated exemplary embodiments explained in more detail what other advantages arise; same parts are here designated by the same reference numerals. It shows.

1A bis 1D schematische Ansichten von unten mit einer Darstellung der Schrittfolge der Herstellung von Solarzellen gemäß eines Beispiels, auf das die vorliegende Erfindung angewendet werden kann; 1A to 1D schematic bottom views showing the sequence of steps of manufacturing solar cells according to an example to which the present invention can be applied;

2A bis 2D schematische Querschnittsansichten entlang der Linie 2A-2A, 2B-2B, 2C-2C bzw. 2D-2D in den 1A bis 1D; 2A to 2D schematic cross-sectional views along the line 2A-2A, 2B-2B, 2C-2C and 2D-2D in the 1A to 1D ;

3A bis 3D schematische Ansichten von unten mit einer Darstellung der Schrittfolge der Herstellung von Solarzellen gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 3A to 3D schematic views from below with a representation of the sequence of steps of the production of solar cells according to a first preferred embodiment of the present invention;

4A bis 4D schematische Querschnittsansichten entlang der Linie 4A-4A, 4B-4B, 4C-4C bzw. 4D-4D in den 3A bis 3D; 4A to 4D schematic cross-sectional views along the line 4A-4A, 4B-4B, 4C-4C and 4D-4D in the 3A to 3D ;

5A bis 5D schematische Ansichten von unten mit einer Darstellung der Schrittfolge der Herstellung von Solarzellen gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 5A to 5D schematic views from below with an illustration of the sequence of steps of the production of solar cells according to a second preferred embodiment of the present invention;

6A bis 6D schematische Querschnittsansichten entlang der Linie 6A-6A, 6B-6B, 6C-6C bzw. 6D-6D in den 5A bis 5D; 6A to 6D schematic cross-sectional views along the line 6A-6A, 6B-6B, 6C-6C and 6D-6D in the 5A to 5D ;

7A bis 7D schematische Ansichten von unten mit einer Darstellung der Schrittfolge der Herstellung von Solarzellen gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 7A to 7D schematic views from below with an illustration of the sequence of steps of the production of solar cells according to a third preferred embodiment of the present invention;

8A bis 8C schematische Querschnittsansichten entlang der Linie 8A-8A, 8B-8B bzw. 8C-8C in den 7A, 7B und 7C; 8A to 8C schematic cross-sectional views along the line 8A-8A, 8B-8B and 8C-8C in the 7A . 7B and 7C ;

9A bis 9D schematische Ansichten von unten. mit einer Darstellung der Schrittfolge der Herstellung von Solarzellen nach dem Stand der Technik; und 9A to 9D schematic views from below. with a representation of the sequence of steps of the production of solar cells according to the prior art; and

10A bis 10D schematische Querschnittsansichten entlang der Linie 10A-10A, 10B-10B, 10C-10C bzw. 10D-10D in den 9A bis 9D. 10A to 10D schematic cross-sectional views along the line 10A-10A, 10B-10B, 10C-10C and 10D-10D in the 9A to 9D ,

ANWENDUNGSBEISPIEL DER ERFINDUNG: 1A bis 2D APPLICATION EXAMPLE OF THE INVENTION: 1A to 2D

In den 1A und 2A ist ein im wesentlichen rechteckiges, dünnwandiges Siliziumsubstrat 1 dargestellt, welches entweder aus kristallinem Silizium oder polykristallinem Silizium besteht und eine erste und eine zweite Hauptoberfläche aufweist, die einander entgegengesetzt angeordnet sind. Bei diesem Siliziumsubstrat 1 sind mehrere in regelmäßigen Abständen angeordnete Verdrahtungs-Durchgangslöcher 3 so vorgesehen, daß sie vollständig über die Gesamtdicke des Substrats verlaufen, und weiterhin ist bei dem Substrat eine Emitterschicht 2 auf dessen erster Hauptoberfläche vorgesehen. Bei dem dargestellten Beispiel ist die Dicke des Siliziumsubstrats 1 nicht größer als 100 μm, und die Leitfähigkeit ist vom Typ p. Die Emitterschicht 2 weist eine Leitfähigkeit auf, die vom entgegengesetzten Typ ist wie beim Siliziumsubstrat 1, also eine Leitfähigkeit des n-Typs, und wird dadurch ausgebildet, daß man Phosphor unter Wärmeeinwirkung in die erste Hauptoberfläche des Siliziumsubstrats 1 eindiffundieren läßt. Allerdings wird darauf hingewiesen, daß die jeweilige Leitfähigkeit des Siliziumsubstrats 1 bzw. der Emitterschicht 2 entgegengesetzt wie im voranstehend geschilderten Fall sein kann.In the 1A and 2A is an essentially rectangular, thin-walled silicon substrate 1 shown, which consists of either crystalline silicon or polycrystalline silicon and has a first and a second main surface, which are arranged opposite to each other. With this silicon substrate 1 are a plurality of wiring through holes arranged at regular intervals 3 provided such that they run completely over the entire thickness of the substrate, and furthermore there is an emitter layer in the substrate 2 provided on its first main surface. In the example shown, the thickness of the silicon substrate 1 not larger than 100 μm, and the conductivity is of the p type. The emitter layer 2 has a conductivity that is of the opposite type to that of the silicon substrate 1 , ie a conductivity of the n-type, and is formed by placing phosphorus under the action of heat in the first main surface of the silicon substrate 1 diffuses in. However, it should be noted that the respective conductivity of the silicon substrate 1 or the emitter layer 2 opposite as can be in the case described above.

Dann werden, wie in den 1B und 2B gezeigt, eine Basiselektrode (Elektrode des p-Typs) 6 und eine Emitterelektrode (Elektrode des Typs n) 7 auf dem Siliziumsubstrat 1 so ausgebildet, daß sie die erste Hauptoberfläche des Siliziumsubstrats 1 bzw. die Emitterschicht 2 überlagern. Die Ausbildung der Basis- und Emitterelektroden 6 und 7 kann durch ein Siebdruckverfahren durchgeführt werden, um ein vorbestimmtes bzw. erforderliches Muster auszubilden. Beispielsweise kann eine Al- oder AgAl-Paste sowie eine Ag-Paste zur Ausbildung der Basiselektrode 6 bzw. der Emitterelektrode 7 verwendet werden, und kann nach Aufbringung auf das Siliziumsubstrat 1 einige Minuten lang bei einer Temperatur von 700 °C in trockener Luft gesintert werden, um hierdurch die Basis- und Emitterelektroden 6 bzw. 7 fertigzustellen. Hierbei hat sich herausgestellt, daß die Elektroden einen geeigneten ohm'schen Widerstand und einen relativ niedrigen spezifischen Widerstand aufweisen.Then, as in the 1B and 2 B shown a base electrode (p-type electrode) 6 and an emitter electrode (type n electrode) 7 on the silicon substrate 1 formed to be the first major surface of the silicon substrate 1 or the emitter layer 2 overlap. The formation of the base and emitter electrodes 6 and 7 can be performed by a screen printing method to form a predetermined or required pattern. For example, an Al or AgAl paste and an Ag paste to form the base electrode 6 or the emitter electrode 7 can be used, and after application to the silicon substrate 1 are sintered in dry air at a temperature of 700 ° C for a few minutes to thereby remove the base and emitter electrodes 6 respectively. 7 finish. It has been found here that the electrodes have a suitable ohmic resistance and a relatively low specific resistance.

Beispiele für die AlAg-Paste für die Elektrode des p-Typs umfassen folgende Bestandteile:
Ag-Fritte (1 – 10 μm ∅): 70 – 78 Gew.-%
Al-Fritte (4 – 8 μm ∅): kleiner gleich 2 Gew.-%
Glasfritte (1 – 5 μm ∅): 1 – 10 Gew.-%
Celluloseharz: 1 – 5 Gew.-%
Carbinolharz: 1 – 5 Gew.-%
Examples of the AlAg paste for the p-type electrode include the following:
Ag frit (1 - 10 μm ∅): 70 - 78% by weight
Al frit (4 - 8 μm ∅): less than or equal to 2% by weight
Glass frit (1 - 5 μm ∅): 1 - 10% by weight
Cellulose resin: 1 - 5% by weight
Carbinol resin: 1 - 5% by weight

Beispiele für die Ag-Paste für die Elektrode des n-Typs umfassen folgende Bestandteile:
Ag-Fritte (1 – 10 μm ∅): 70 – 80 Gew.-%
Glasfritte (1 – 5 μm ∅): 1 – 10 Gew.-%
Celluloseharz: 1 – 5 Gew.-%
Carbinolharz: 1 – 5 Gew.-%
Examples of the Ag paste for the n-type electrode include the following:
Ag frit (1 - 10 μm ∅): 70 - 80% by weight
Glass frit (1 - 5 μm ∅): 1 - 10% by weight
Cellulose resin: 1 - 5% by weight
Carbinol resin: 1 - 5% by weight

Wie aus den 1C und 2C hervorgeht, wird das Siliziumsubstrat 1 mit den darauf ausgebildeten Elektroden 6 und 7 mit einer transparenten Abdeckglasplatte 4 verbunden, wobei die zweite Hauptoberfläche des Substrats in Kontakt mit der transparenten Abdeckglasplatte 4 gehalten wird. Um das Siliziumsubstrat 1 an der transparenten Abdeckglasplatte 4 zu befestigen, wird ein transparentes Harz 5 wie beispielsweise Silikonharz auf die transparente Abdeckglasplatte 4 angebracht, bevor das Siliziumsubstrat 1 in Berührung mit der transparenten Abdeckglasplatte 4 gebracht wird. Nach der Befestigung wird die Anordnung entlüftet und daraufhin einige wenige Minuten bei einer Temperatur von beispielsweise 150 °C gesintert, um das transparente Harz 5 auszuhärten.Like from the 1C and 2C emerges, the silicon substrate 1 with the electrodes formed on it 6 and 7 with a transparent cover glass plate 4 connected with the second major surface of the substrate in contact with the transparent cover glass plate 4 is held. To the silicon substrate 1 on the transparent cover glass plate 4 to attach, is a transparent resin 5 such as silicone resin on the transparent cover glass plate 4 attached before the silicon substrate 1 in contact with the transparent cover glass plate 4 brought. After the attachment, the arrangement is vented and then sintered for a few minutes at a temperature of, for example, 150 ° C. in order to create the transpa pension resin 5 cure.

Schließlich werden, wie in den 1D und 2D gezeigt, Elektrodenstreifen 8 an die Basis- bzw. Emitterelektrode 6 bzw. 7 angelötet, um hierdurch die Befestigung der VEST-Zellen an der Abdeckglasplatte fertigzustellen.Finally, as in the 1D and 2D shown electrode strips 8th to the base or emitter electrode 6 respectively. 7 soldered to complete the fastening of the VEST cells to the cover glass plate.

Die nachstehende Tabelle 1 gibt einen Vergleich der elektrischen Eigenschaften, welche unterschiedliche Materialien für die Elektroden aus Ag-Paste zeigen, die bei unterschiedlichen Sintertemperaturen gesintert werden können.Table 1 below gives one Comparison of electrical properties, which are different Materials for the electrodes made of Ag paste show that at different sintering temperatures can be sintered.

TABELLE 1

Figure 00130001
TABLE 1
Figure 00130001

Aus der voranstehenden Tabelle 1 wird deutlich, daß die Verwendung des bei hoher Temperatur gesinterten Pastenmaterials in der Hinsicht wirksam ist, eine wesentliche Verringerung des spezifischen Widerstands der Elektroden zu erreichen.From Table 1 above it becomes clear that the Use of the paste material sintered at high temperature is effective in terms of a substantial reduction in the specific To achieve resistance of the electrodes.

Bei dem voranstehend geschilderten Beispiel ermöglicht es die Ausbildung der Elektroden 6 und 7 auf dem Siliziumsubstrat 1 während des in den 1B und 2B dargestellten Verfahrensschrittes, zu diesem Zweck ein bei hoher Temperatur gesintertes Pastenmaterial einzusetzen, und daher können sowohl der Kontaktwiderstand als auch der spezifische Widerstand der Elektroden wesentlich verringert werden, was zu einer Verringerung des Reihenwiderstands der sich ergebenden Solarzellen führt.In the example described above, the electrodes can be formed 6 and 7 on the silicon substrate 1 during the in the 1B and 2 B Process step shown to use a paste material sintered at high temperature for this purpose, and therefore both the contact resistance and the specific resistance of the electrodes can be significantly reduced, which leads to a reduction in the series resistance of the resulting solar cells.

Wenn derartige Pasten-Elektroden verwendet werden, weist jede der Elektroden nach dem Sintern eine Dicke im Bereich von 10 bis 20 μm auf, und daher kann die zulässige Menge an transparentem Harz 5, die während des in den 1C und 2C gezeigten Verfahrensschritts zur Befestigung des Halbleitersubstrats 1 an der transparenten Abdeckglasplatte 4 verwendet wird, auf einen solchen Wert erhöht werden, daß das aufgebrachte transparente Harz nach dem Auslaufen aus den Verdrahtungs-Durchgangslöchern 3 sich nunmehr über die Metallpastenelektroden ausbreitet.When such paste electrodes are used, each of the electrodes has a thickness in the range of 10 to 20 µm after sintering, and therefore the allowable amount of transparent resin 5 that during the in the 1C and 2C Process step shown for fastening the semiconductor substrate 1 on the transparent cover glass plate 4 used can be increased to such a value that the applied transparent resin after leakage from the wiring through holes 3 now spreads across the metal paste electrodes.

Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei welchem eine extrem exakte Steuerung der Dicke der aufgebrachten Paste erforderlich ist, kann die Menge an aufgebrachtem transparentem Harz 5 bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung so gewählt werden, daß das transparente Harz 5, welches aus den Verdrahtungs-Durchgangslöchern 3 hinausläuft, im wesentlichen nicht die Bereiche des Siliziumsubstrats 1 erreicht, in welchen die Elektrodenstreifen 8 später ausgebildet werden, und daher kann die Aufbringungsdicke des transparenten Harzes 5 in vorteilhafter Weise erhöht werden. Genauer gesagt ermöglicht es die vorliegende Erfindung, die Aufbringungsdicke des transparenten Kunstharzes auf einen Wert zu erhöhen, der das 1,5-fache des Wertes beträgt, der bei dem Verfahren nach dem Stand der Technik eingesetzt wird. Wenn die Lichtempfangsoberfläche des Siliziumsubstrats 1 eben ist, oder wenn die Lichtempfangsoberfläche des Siliziumsubstrats 1 mit einer Lichteinfangsoberflächenstruktur versehen wird, so hat sich eine optimale Dicke des transparenten Harzes 5 innerhalb des Bereiches von 1 bis 2 μm bzw. innerhalb des Bereiches von 3 bis 5 μm herausgestellt. Die Aufbringung des transparenten Harzes 5 kann durch eine Schleuder- oder Walzenbeschichtungsvorrichtung durchgeführt werden, und auf diese Art und Weise kann die Harzdicke ausreichend gut kontrolliert werden.In contrast to the prior art, in which extremely precise control of the thickness of the applied paste is required, the amount of transparent resin applied can 5 in carrying out the method according to the present invention be chosen so that the transparent resin 5 which comes out of the wiring through holes 3 essentially does not result in the areas of the silicon substrate 1 reached in which the electrode strips 8th can be formed later, and therefore the application thickness of the transparent resin 5 can be increased in an advantageous manner. More specifically, the present invention makes it possible to increase the application thickness of the transparent resin to a value 1.5 times that used in the prior art method. If the light receiving surface of the silicon substrate 1 is flat, or when the light receiving surface of the silicon substrate 1 is provided with a light trapping surface structure, so there is an optimal thickness of the transparent resin 5 within the range of 1 to 2 μm or within the range of 3 to 5 μm. The application of the transparent resin 5 can be carried out by a centrifugal or roller coater, and in this way the resin thickness can be controlled well enough.

ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM 3A bis 4D FIRST EMBODIMENT 3A to 4D

In den 3A und 4A wird das Siliziumsubstrat 1 entweder aus kristallinem Silizium oder polykristallinem Silizium, welches in, regelmäßigen Abständen angeordnete Verdrahtungs- Durchgangslöcher 3 und die Emitterschicht 2 aufweist, ebenso wie bei der voranstehend geschilderten Ausführungsform hergestellt. Daraufhin wird, wie in den 1B und 2B gezeigt, die Basiselektrode 6 auf der ersten Hauptoberfläche des Siliziumsubstrats 1 ausgebildet. Allerdings wird bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Emitterschicht 2 mit einem solchem Muster versehen, daß sie die Verdrahtungs-Durchgangslöcher 3 umgibt. Bei der dargestellten Ausführungsform weist das Siliziumsubstrat 1 eine Dicke von nicht mehr als 100 μm auf, und eine Leitfähigkeit des p-Typs. Die Emitterschicht 2 hat die entgegengesetzte Leitfähigkeit, verglichen mit jener des Siliziumsubstrats 1, also Leitfähigkeit des n-Typs, und wird dadurch hergestellt, daß eine Wärmediffusion von Phosphor in die erste Hauptoberfläche des Siliziumsubstrats 1 erfolgt. Allerdings können die jeweiligen Leitfähigkeitstypen des Siliziumsubstrats 1 und der Emitterschicht 2 auch entgegengesetzt den voranstehend geschilderten Leitfähigkeitstypen gewählt werden.In the 3A and 4A becomes the silicon substrate 1 either crystalline silicon or polycrystalline silicon, which has regularly spaced wiring through holes 3 and the emitter layer 2 has, as well as in the embodiment described above. Thereupon, as in the 1B and 2 B shown the base electrode 6 on the first major surface of the silicon substrate 1 educated. However, in the second embodiment of the present invention, the emitter layer 2 with a pattern such that they cover the wiring through holes 3 surrounds. In the illustrated embodiment, the silicon substrate 1 a thickness of not more than 100 μm, and a conductivity of the p-type. The emitter layer 2 has the opposite conductivity compared to that of the silicon substrate 1 , ie conductivity of the n-type, and is produced in that a thermal diffusion of phosphorus into the first main surface of the silicon substrate 1 he follows. However, the respective conductivity types of the silicon substrate 1 and the emitter layer 2 also opposite to the conductivity types described above can be selected.

Wie in den 3B und 4B gezeigt ist, wird dann die Basiselektrode 6 auf der ersten Hauptoberfläche des Siliziumsubstrats 1 ausgebildet, und wird entsprechend die Emitterelektrode 7 auf der Emitterschicht 2 in einem solchen Muster ausgebildet, daß die Verdrahtungs-Durchgangslöcher 3 jeweils von ihr umgeben werden.As in the 3B and 4B is shown, then becomes the base electrode 6 on the first major surface of the silicon substrate 1 is formed, and becomes the emitter electrode accordingly 7 on the emitter layer 2 formed in such a pattern that the wiring through holes 3 be surrounded by her.

Nach der Ausbildung der Elektroden 6 und 7 wird das Siliziumsubstrat 1 mit der transparenten Abdeckglasplatte 4 so verbunden, daß seine zweite Hauptoberfläche in Kontakt mit der transparenten Abdeckglasplatte 4 gehalten wird, wie in den 3C und 4C gezeigt ist, gefolgt vom Anlöten der Elektrodenstreifen 7 und 8 gemäß 3D und 4D.After the electrodes are formed 6 and 7 becomes the silicon substrate 1 with the transparent cover glass plate 4 connected so that its second main surface is in contact with the transparent cover glass plate 4 is held as in the 3C and 4C is shown, followed by soldering the electrode strips 7 and 8th according to 3D and 4D ,

Bei dem Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Emitterelektrode 7 mit einem solchen Muster versehen, daß sie die Verdrahtungs-Durchgangslöcher 3 umgibt, wie in den 3B und 4B gezeigt ist, und daher kann eine Menge an transparenten Harz 5 aufgebracht werden, welche der Summe der jeweiligen Volumina der Abschnitte der Emitterelektrode 7 entspricht, welche mit den Verdrahtungs-Durchgangslöchern 3 ausgerichtet sind. Verglichen mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann daher der zulässige Bereich für die Menge an transparentem Harz 5, welches während des in den 3C und 4C gezeigten Verfahrensschritts dadurch verwendet wird, das Halbleitersubstrat 1 an der transparenten Abdeckglasplatte 4 zu befestigen, weiter erhöht werden. Eine Versuchsreihe hat gezeigt, daß trotz der Tatsache, daß das transparente Harz 5 mit einer Dicke aufgebracht wurde, welche das 1,5-fache der Dicke betrugt, die bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt wurde, kein auf diese Weise aufgebrachtes, transparentes Harz sich in jene Bereiche ausbreitete, in welchen später die Elektrodenstreifen 8 ausgebildet wurden.In the method according to the first embodiment of the present invention, the emitter electrode 7 patterned such that they cover the wiring through holes 3 surrounds, as in the 3B and 4B is shown, and therefore a lot of transparent resin 5 are applied, which is the sum of the respective volumes of the sections of the emitter electrode 7 corresponds to that with the wiring through holes 3 are aligned. Therefore, compared to the first embodiment of the present invention, the allowable range for the amount of transparent resin 5 which during the 3C and 4C Process step shown is used, the semiconductor substrate 1 on the transparent cover glass plate 4 to attach, to be further increased. A series of tests has shown that despite the fact that the transparent resin 5 was applied with a thickness 1.5 times the thickness used in the first embodiment of the present invention, no transparent resin thus applied spread into those areas where the electrode strips would later be 8th were trained.

Bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie sie in den 3D und 4D gezeigt ist, breitete sich das im wesentlichen aus allen Verdrahtungs-Durchgangslöchern 3 austretende, transparente Harz 5 nicht über die Emitterelektrode und dann über jene Bereiche aus, in welchen später die Elektrodenstreifen 8 hergestellt werden.In the first embodiment of the present invention as shown in FIGS 3D and 4D is shown, this essentially spread from all wiring vias 3 emerging, transparent resin 5 not over the emitter electrode and then over those areas in which the electrode strips later 8th getting produced.

ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM: 5A bis 6D SECOND EMBODIMENT: 5A to 6D

In den 5A und 6A wird das Siliziumsubstrat 1 entweder aus kristallinem Silizium oder polykristallinem Silizium, bei welchem die Basiselektrode 6 und die Emitterelektrode 7 beide auf dem Siliziumsubstrat 1 ausgebildet werden, ebenso hergestellt, wie dies voranstehend im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemäß 3B und 4B beschrieben wurde.In the 5A and 6A becomes the silicon substrate 1 either of crystalline silicon or polycrystalline silicon, in which the base electrode 6 and the emitter electrode 7 both on the silicon substrate 1 are formed, as well as manufactured as described above in connection with the first embodiment of the present invention 3B and 4B has been described.

Nach der Ausbildung der Basis- und Emitterelektrode 6 und 7 auf dem Siliziumsubstrat 1 wird, wie in den 5B und 6B gezeigt ist, ein fluorhaltiges Beschichtungsmaterial, beispielsweise aus einem Fluor-Homopolymer, unter Verwendung beispielsweise einer Spritzpistole auf die erste Hauptoberfläche des Siliziumsubstrats 1 aufgebracht, wo die Elektroden 6 und 8 ausgebildet werden, so daß eine fluorhaltige Beschichtung 9 über der Gesamtoberfläche des Substrats ausgebildet wird. Nach der Aufbringung läßt man die fluorhaltige Beschichtung 9 dadurch trocknen, daß sie einige Zeit sich selbst überlassen bleibt. Die Fluorbeschichtung 9 kann auf die Seitenoberfläche jedes der Verdrahtungs-Durchgangslöcher 3 aufgebracht werden, wie in 6B gezeigt, sollte jedoch nicht zur zweiten Hauptoberfläche des Siliziumsubstrats 1 hindurchgehen, die schließlich als Lichtempfangsoberfläche dienen soll.After the formation of the base and emitter electrode 6 and 7 on the silicon substrate 1 will, as in the 5B and 6B is shown, a fluorine-containing coating material, for example made of a fluorine homopolymer, using, for example, a spray gun on the first main surface of the silicon substrate 1 applied where the electrodes 6 and 8th be formed so that a fluorine-containing coating 9 is formed over the entire surface of the substrate. After the application, the fluorine-containing coating is left 9 dry by leaving it to stand for a while. The fluorine coating 9 can be on the side surface of each of the wiring through holes 3 be applied as in 6B shown, but should not be toward the second major surface of the silicon substrate 1 go through, which should ultimately serve as a light receiving surface.

Dann wird gemäß 5C und 6C das Siliziumsubstrat 1 mit der fluorhaltigen Beschichtung 9 mit der transparenten Abdeckglasplatte 4 so verbunden, daß seine zweite Hauptoberfläche der transparenten Abdeckglasplatte 4 gegenüberliegt. Die Anordnung wird entlüftet und dann gesintert, um das transparente Harz 5 auszuhärten, woran sich das Entfernen der fluorhaltigen Beschichtung 9 anschließt. Obwohl die fluorhaltige Beschichtung 9 unter Verwendung eines Lösungsmittels entfernt werden kann, beispielsweise einer fluor-inaktiven Flüssigkeit, kann die fluorhaltige Beschichtung 9 auch durch thermische Zersetzung entfernt werden, die dann stattfindet, wenn die Temperatur auf 200 °C erhöht wird, nach Einsatz einer Temperatur (150 °C, die einige Minuten aufrechterhalten wird), die zur Aushärtung des transparenten Harzes 5 verwendet wird.Then according to 5C and 6C the silicon substrate 1 with the fluorine-containing coating 9 with the transparent cover glass plate 4 connected so that its second main surface of the transparent cover glass plate 4 opposite. The assembly is deaerated and then sintered to the transparent resin 5 harden, resulting in the removal of the fluorine-containing coating 9 followed. Although the fluorine-containing coating 9 can be removed using a solvent, for example a fluorine-inactive liquid, the fluorine-containing coating 9 can also be removed by thermal decomposition, which takes place when the temperature is raised to 200 ° C, after using a temperature (150 ° C, which is maintained for a few minutes), which is used to cure the transparent resin 5 is used.

Schließlich werden, wie in den 5D und 6D gezeigt, die Elektrodenstreifen 8 auf entsprechende Weise wie bei dem Anwendungsbeispiel oder der ersten Ausführungsform ausgebildet, wodurch die Befestigung der VEST-Zellen an der Abdeckglasplatte beendet ist.Finally, as in the 5D and 6D shown the electrode strips 8th formed in a similar manner as in the application example or the first embodiment, whereby the fastening of the VEST cells to the cover glass plate is completed.

Bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die fluorhaltige Beschichtung 9 während des in den 5B und 6B gezeigten Verfahrensschrittes ausgebildet. Eine Versuchsreihe hat gezeigt, daß trotz der Tatsache, daß das transparente Harz 5 aus den Verdrahtungs-Durchgangslöchern 3 austreten kann, das auslaufende, transparente Kunstharz 5 durch die fluorhaltige Beschichtung 9 so abgestoßen wird, daß es in die Verdrahtungs-Durchgangslöcher 3 zurückgelangt und sich nicht über die Oberfläche der fluorhaltigen Beschichtung 9 ausbreitet. Da die fluorhaltige Beschichtung 9 die Eigenschaft hat, das transparente Harz 5 abzustoßen, wird das Siliziumsubstrat 1 mit den darauf vorgesehenen Elektroden schwimmend auf dem transparenten Harz 5 gehalten, und daher kann, obwohl die Menge an transparentem Harz 5 schwanken kann oder das transparente Harz 5 ungleichmäßig aufgebracht wird und/oder die Abdeckglasplatte 4 verbogen ist, die Anordnung auf sichere Weise so an der Abdeckglasplatte befestigt werden, daß keine Luftblasen vorhanden sind und das transparente Harz 5 nicht verläuft.In the second embodiment of the present invention, the fluorine-containing coating 9 during the in the 5B and 6B shown process step formed. A series of tests has shown that despite the fact that the transparent resin 5 from the wiring through holes 3 out the leaking, transparent synthetic resin 5 due to the fluorine-containing coating 9 is repelled so that it goes into the wiring through holes 3 returned and not over the surface of the fluorine-containing coating 9 spreads. Because the fluorine-containing coating 9 has the property of the transparent resin 5 repel, the silicon substrate 1 with the electrodes provided on it floating on the transparent resin 5 kept, and therefore, although the amount of transparent resin 5 may fluctuate or the transparent resin 5 is applied unevenly and / or the cover glass plate 4 is bent, the arrangement can be securely attached to the cover glass plate so that there are no air bubbles and the transparent resin 5 does not go.

DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM: 7A bis 8C THIRD EMBODIMENT: 7A to 8C

Bei der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine verstärkte Glasplatte 10 zur ausschließlichen Verwendung bei Solarzellen statt der Abdeckglasplatte 4 verwendet, die bei jeder der voranstehend geschilderten Ausführungsformen eingesetzt wird. Gemäß 7 sind auf der verstärkten Glasplatte 10, die im wesentlichen rechteckförmig ausgebildet ist, zehn Solarzellen angebracht.In the third embodiment of the present invention, a reinforced glass plate 10 for exclusive use with solar cells instead of the cover glass plate 4 used, which is used in each of the above-described embodiments. According to 7 are on the reinforced glass plate 10 , which is essentially rectangular, attached ten solar cells.

Gemäß 7A und 8A wird das Siliziumsubstrat 1 mit den Elektroden, die auf ähnliche Weise wie bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt werden, mit der fluorhaltigen Beschichtung 9 auf seiner ersten Hauptoberfläche versehen, so daß die Elektroden 6 und 7 abgedeckt werden.According to 7A and 8A becomes the silicon substrate 1 with the electrodes produced in a manner similar to the second embodiment of the present invention with the fluorine-containing coating 9 provided on its first main surface so that the electrodes 6 and 7 be covered.

Dann wird, wie in 7B gezeigt, das transparente Harz 5 auf eine Oberfläche der verstärkten Glasplatte 10 aufgebracht. In diesem Fall ist es erforderlich, Oberflächenunregelmäßigkeiten in einer Größenordnung einiger 10 um aufzufüllen, die sich auf einer derartigen Oberfläche der verstärkten Glasplatte 10 befinden, nämlich durch das aufgebrachte transparente Harz 5, und dann das transparente Harz 5 auf die vorstehende, obere Oberfläche gleichmäßig aufzubringen. Die Verbindung der Solarzellen kann in zufriedenstellender Weise erzielt werden, wenn das transparente Harz 5 über der gesamten Oberfläche der verstärkten Glasplatte in ausreichender Menge vorhanden ist. Da jedoch die Dicke, in welcher das transparente Harz 5 aufgebracht wird, in der Größenordnung von einigen 10 μm liegt, und um die Menge an verwendetem transparenten Harz 5 auf ein Minimum zu beschränken, wird bei der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das transparente Harz 5 nur auf derartige Oberflächenbereiche der verstärkten Glasplatte 10 aufgebracht, in welchen die Solarzellen verbunden werden. Weiterhin wird die Aufbringung des transparenten Harzes 5 auf eine relativ große Oberfläche unter Einsatz einer Walzenbeschichtungsvorrichtung durchgeführt.Then, as in 7B shown the transparent resin 5 on a surface of the reinforced glass plate 10 applied. In this case, it is necessary to fill in surface irregularities on the order of several tens of µm, which are on such a surface of the reinforced glass plate 10 are, namely through the applied transparent resin 5 , and then the transparent resin 5 apply evenly to the above upper surface. The connection of the solar cells can be achieved satisfactorily if the transparent resin 5 is present in sufficient quantity over the entire surface of the reinforced glass plate. However, since the thickness in which the transparent resin 5 is applied, is on the order of a few 10 microns, and the amount of transparent resin used 5 In the third embodiment of the present invention, the transparent resin is kept to a minimum 5 only on such surface areas of the reinforced glass plate 10 applied in which the solar cells are connected. Furthermore, the application of the transparent resin 5 on a relatively large surface using a roll coater.

Dann wird, wie in den 7B und 8B gezeigt ist, das Siliziumsubstrat 1 mit der verstärkten Glasplatte 10 durch das transparente Harz 5 verbunden, gefolgt von einer Entlüftung und einem Sintervorgang, um das transparente Harz 5 auszuhärten. Daraufhin wird die fluorhaltige Beschichtung 9 entfernt. Schließlich werden, wie aus den 7C und 8C hervorgeht, die Elektrodenstreifen 8 auf ähnliche Weise wie bei einer der voranstehend geschilderten Ausführungsformen angelötet, wodurch die Befestigung der VEST-Zellen an der verstärkten Glasplatte beendet ist.Then, as in the 7B and 8B is shown, the silicon substrate 1 with the reinforced glass plate 10 through the transparent resin 5 connected, followed by a vent and a sintering process to the transparent resin 5 cure. Then the fluorine-containing coating 9 away. Finally, how from the 7C and 8C emerges the electrode strips 8th soldered in a similar manner to one of the above-described embodiments, thereby completing the attachment of the VEST cells to the reinforced glass plate.

Ein Schritt zur Aufbringung von Silikonharz auf ein Glassubstrat mit großer Fläche kann durch eine Beschichtungsvorrichtung wie beispielsweise einen Rollenbeschichter durchgeführt werden. 7D zeigt eine Ausführungsform, bei welcher zehn Solarzellen auf dem Substrat 10 durch das Silikonharz 5 angebracht sind. Nach der Beschichtung wird das Substrat auf die voranstehend geschilderte Weise angebracht.A step of applying silicone resin to a large area glass substrate can be performed by a coating device such as a roller coater. 7D shows an embodiment in which ten solar cells on the substrate 10 through the silicone resin 5 are attached. After coating, the substrate is attached in the manner described above.

Die Abdeckglasplatte 4, die bei jeder der ersten bis dritten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, weist eine relativ hohe Oberflächenebenheit auf, und weist darüber hinaus praktisch keine Verbiegungen auf, und selbst wenn die Oberfläche unregelmäßig ausgebildet ist, liegt dies in der Größenordnung von nicht mehr als 10 μm. Das Verfahren gemäß dem Anwendungsbeispiel oder der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist besonders dann effektiv, wenn eine derartige Abdeckglasplatte verwendet wird, und wird in vorteilhafter Weise bei Modulen mit relativ geringer Oberfläche eingesetzt, deren Einsatz beispielsweise auf Solarfahrzeuge, Satelliten oder Solarbatterie-Meßinstrumente begrenzt ist, kann jedoch nicht mit der verstärkten Glasplatte eines Typs ausgeführt werden, die bei einem Modul mit relativ großer Oberfläche eingesetzt wird, in der Größenordnung von einigen 10 Quadratzentimeter bis zu 1 Quadratmeter, also zur Verwendung im Außenbereich, wie dies nachstehend noch genauer erläutert wird.The cover glass plate 4 used in each of the first to third embodiments of the present invention has a relatively high surface flatness and, moreover, has practically no warpage, and even if the surface is irregular, it is on the order of not more than 10 microns. The method according to the application example or the first embodiment of the present invention is particularly effective when such a cover glass plate is used, and is advantageously used in modules with a relatively small surface area, the use of which is limited, for example, to solar vehicles, satellites or solar battery measuring instruments , but cannot be made with the reinforced glass plate of a type used in a module with a relatively large surface area, in the order of a few 10 square centimeters up to 1 square meter, i.e. for use outdoors, as will be explained in more detail below.

Eine der entgegengesetzt angeordneten Oberflächen der verstärkten Glasplatte zur ausschließlichen Verwendung bei Solarbatterien, die momentan auf dem Markt erhältlich ist, weist Oberflächenunregelmäßigkeiten in der Größenordnung einiger 10 μm auf, so daß das einfallende Licht reflektiert werden kann. Allerdings muß die Solarbatterie mit den bereits ausgebildeten Elektroden im allgemeinen mit jenen der entgegengesetzt angeordneten Oberflächen der verstärkten Glasplatte verbunden werden, an welchen die Oberflächenunregelmäßigkeiten auftauchen, und in dieser Hinsicht kann das Verfahren gemäß dem Anwendungsbeispiel oder der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht in zufriedenstellender Weise durchgeführt werden.One of the opposite surfaces the reinforced Glass plate for exclusive use for solar batteries currently available on the market, exhibits surface irregularities in the order of magnitude some 10 μm on so that the incident light can be reflected. However, the solar battery with the electrodes already formed, generally with those the oppositely arranged surfaces of the reinforced glass plate are connected at which the surface irregularities emerge, and in this regard, the method according to the application example or the first embodiment of the present invention cannot be performed satisfactorily.

Weiterhin ist es möglich, die Notwendigkeit der Verbindung der Zellen mit jener Oberfläche der verstärkten Glasplatte zu vermeiden, an welcher die Oberflächenunregelmäßigkeiten auftauchen, wenn nach der Herstellung von Modulen mit relativ geringer Oberfläche unter Einsatz des Verfahrens gemäß dem Anwendungsbeispiel oder der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Zellen mit der verstärkten Glasplatte verbunden werden. Allerdings führt dies zu einer Erhöhung der Herstellungskosten und ist daher im allgemeinen unerwünscht. Im Gegensatz hierzu ermöglicht es gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Anbringung der fluorhaltigen Beschichtung 9, die verstärkte Glasplatte 10 statt der Abdeckglasplatte 4 zu verwenden, die bei der ersten bis dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.Furthermore, it is possible to avoid the need to connect the cells to that surface of the reinforced glass plate where the surface irregularities appear when after the manufacture of modules with a relatively small surface area using the method according to the application Example or the first embodiment of the present invention, the cells are connected to the reinforced glass plate. However, this leads to an increase in manufacturing costs and is therefore generally undesirable. In contrast, according to the third embodiment of the present invention, it enables the fluorine-containing coating to be applied 9 who have favourited Reinforced Glass Panel 10 instead of the cover glass plate 4 to be used in the first to third embodiments of the present invention.

Die vorliegende Erfindung, wie sie voranstehend vollständig beschrieben wurde, stellt zahlreiche Vorteile zur Verfügung. Da während der Herstellung der VEST-Solarzellen das Halbleitersubstrat mit der Abdeckglasplatte verbunden wird, nachdem die Elektroden auf dem Halbleitersubstrat ausgebildet werden, gibt es nicht nur eine relativ große Freiheit für die Auswahl des Materials der Elektroden, sondern kann auch der zulässige Bereich für die Menge des transparenten Harzes erhöht werden, welche zur Verbindung des Halbleitersubstrats mit der Abdeckglasplatte zur Verwendung in den Solarzellen aufgebracht wird, um hierdurch eine relativ hohe Ausbeute bei der Herstellung zu erreichen.The present invention as it completely above has numerous advantages. There while the semiconductor substrate with the manufacture of the VEST solar cells the cover glass plate is connected after the electrodes are on are formed in the semiconductor substrate, there is not only one relatively large freedom for the choice of the material of the electrodes, but also the permissible Area for the amount of transparent resin that is required for connection of the semiconductor substrate with the cover glass plate for use is applied in the solar cells, thereby a relatively high To achieve yield in production.

Da die fluorhaltige Beschichtung nur auf der Oberfläche des Halbleitersubstrats dort ausgebildet wird, wo die Elektroden ausgebildet werden, kann darüber hinaus der zulässige Bereich für die Menge an transparentem Harz, die zur Verbindung des Halbleitersubstrats mit der Abdeckglasplatte zur Verwendung in den Solarzellen aufgebracht wird, noch weiter erhöht werden, was es ermöglicht, die verstärkte Glasplatte einzusetzen, die nur zur Verwendung in Solarzellen gedacht ist.Because the fluorine-containing coating only on the surface of the semiconductor substrate is formed where the electrodes can be trained about it beyond the permissible Area for the amount of transparent resin used to bond the semiconductor substrate applied with the cover glass plate for use in the solar cells is increased even further become what makes it possible the reinforced Use glass plate that is only intended for use in solar cells is.

Claims (16)

Solarzelle a) mit einem eine licht-zugewandte Seite sowie eine licht-abgewandte Seite aufweisenden Halbleitersubstrat (1), das mit Durchgangslöchern versehen ist, b) mit einer Emitterschicht (2) eines Leitfähigkeitstyps, der dem Leitfähigkeitstyp des Halbleitersubstrats (1) entgegengesetzt ist, wobei zumindest Teile beider Seiten des Halbleitersubstrats (1) mit der Emitterschicht (2) beschichtet sind, die durch eine durch die Durchgangslöcher führende Durchkontaktierung miteinander verbunden sind, und wobei zumindest Teile der lichtabgewandten Seite des Halbleitersubstrats nicht mit der Emitterschicht (2) beschichtet sind, c) mit Elektroden (6, 7), die zumindest auf Teilen der licht-abgewandten Seite des Halbleitersubstrats (1) sowohl auf der Emitterschicht als auch auf den nicht beschichteten Bereichen des Halbleitersubstrats aufgebracht sind, und d) mit einem transparenten Substrat (4), das unter Verwendung eines transparenten Bindeharzes mit der licht-zugewandten Seite des Halbleitersubstrats (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode, welche auf den mit der Emitterschicht (2) beschichteten Bereichen des Halbleitersubstrats ausgebildet ist, jedes Durchgangsloch umgibt.Solar cell a) with a semiconductor substrate having a light-facing side and a light-facing side ( 1 ), which is provided with through holes, b) with an emitter layer ( 2 ) of a conductivity type that corresponds to the conductivity type of the semiconductor substrate ( 1 ) is opposite, with at least parts of both sides of the semiconductor substrate ( 1 ) with the emitter layer ( 2 ) are coated, which are connected to one another by a through-hole leading through the through holes, and at least parts of the light-facing side of the semiconductor substrate are not connected to the emitter layer ( 2 ) are coated, c) with electrodes ( 6 . 7 ), which at least on parts of the light-facing side of the semiconductor substrate ( 1 ) are applied both on the emitter layer and on the uncoated areas of the semiconductor substrate, and d) with a transparent substrate ( 4 ) using a transparent binder resin with the light-facing side of the semiconductor substrate ( 1 ), characterized in that the electrode which is connected to the emitter layer ( 2 ) coated areas of the semiconductor substrate is formed, surrounds each through hole. Verfahren zur Herstellung von Solarzellen mit den folgenden Schritten: a) Bereitstellen eines eine licht-zugewandte und eine licht-abgewandte Seite aufweisenden Halbleitersubstrats (1), das mit Durchgangslöchern (3) versehen ist, b) Ausbildung einer Emitterschicht (2) eines Leitfähigkeitstyps, welcher entgegengesetzt dem Leitfähigkeitstyp des Halbleitersubstrats (1) ist, derart, dass zumindest Teile beider Seiten des Halbleitersubstrats (1) mit der Emitterschicht (2) beschichtet sind, die durch eine durch die Durchgangslöcher führende Durchkontaktierung miteinander verbunden sind, und dass zumindest Teile der lichtabgewandten Seite des Halbleitersubstrats nicht mit der Emitterschicht (2) beschichtet sind, c) sodann Aufbringen von Elektroden (6, 7) auf zumindest Teilen der licht-abgewandten Seite sowohl auf die Emitterschicht als auch auf die nicht beschichteten Bereiche des Halbleitersubstrats, d) sodann Verbinden der licht-zugewandten Seite des Halbleitersubstrats (1) mit einem transparenten Substrat (4) unter Verwendung eines transparenten Bindeharzes (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode auf den mit der Emitterschicht (2) beschichteten Bereichen des Halbleitersubstrats derart ausgebildet wird, daß sie jedes Durchgangsloch umgibt.Process for the production of solar cells with the following steps: a) providing a semiconductor substrate having a light-facing and a light-facing side ( 1 ) with through holes ( 3 ) is provided, b) formation of an emitter layer ( 2 ) of a conductivity type which is opposite to the conductivity type of the semiconductor substrate ( 1 ) is such that at least parts of both sides of the semiconductor substrate ( 1 ) with the emitter layer ( 2 ) are coated, which are connected to one another by a through-hole leading through the through holes, and that at least parts of the light-facing side of the semiconductor substrate are not connected to the emitter layer ( 2 ) are coated, c) then applying electrodes ( 6 . 7 ) on at least parts of the side facing away from the light both onto the emitter layer and onto the uncoated areas of the semiconductor substrate, d) then connecting the light-facing side of the semiconductor substrate ( 1 ) with a transparent substrate ( 4 ) using a transparent binder resin ( 5 ), characterized in that the electrode on the with the emitter layer ( 2 ) coated areas of the semiconductor substrate is formed such that it surrounds each through hole. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangslöcher in regelmäßigen Abständen zueinander angeordnet sind.A method according to claim 2, characterized in that the through holes at regular intervals are arranged. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleitersubstrat eine Dicke von kleiner 100 μm aufweist.Method according to one of claims 2 or 3, characterized in that that the semiconductor substrate has a thickness of less than 100 μm. Verfahren nach einem der Ansprüche 2–4, dadurch gekennzeichnet, dass die Emitterschicht unter Einsatz eines thermischen Diffusionsverfahren gebildet wird.Method according to one of claims 2-4, characterized in that the emitter layer using a thermal diffusion process is formed. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung der Emitterschicht Phosphor unter Wärmeeinwirkung in das Halbleitersubstrat eindiffundiert wird.A method according to claim 5, characterized in that to form the emitter layer phosphorus under the influence of heat is diffused into the semiconductor substrate. Verfahren nach einem der Ansprüche 2–6, dadurch gekennzeichnet, dass die Emitterschicht vom n-Typ und das Halbleitersubstrat vom p-Typ ist.Method according to one of claims 2-6, characterized in that that the n-type emitter layer and the semiconductor substrate is p-type. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass für die Elektrode des n-Typs eine Ag-Paste und für die Elektrode des p-Typs eine AlAg-Paste verwendet wird, wobei die Pasten nach Aufbringung auf der lichtabgewandten Seite des Halbleitersubstrats einige Minuten lang bei einer Temperatur von 700°C in trockener Luft gesintert werden.A method according to claim 7, characterized in that for the n-type electrode is Ag paste and for the p-type electrode an AlAg paste is used, the pastes after application a few minutes on the side of the semiconductor substrate facing away from the light long at a temperature of 700 ° C be sintered in dry air. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf die durch Hochtemperatur-Sinterung auf der lichtabgewandten Seite des Halbleitersubstrats aufgebrachten Elektroden (6, 7) Elektrodenstreifen (8) angelötet werden.A method according to claim 8, characterized in that on the electrodes (by high-temperature sintering on the light-facing side of the semiconductor substrate) 6 . 7 ) Electrode strips ( 8th ) are soldered on. Verfahren nach einem der Ansprüche 2–9, gekennzeichnet durch den Schritt der Ausbildung einer fluorhaltigen Beschichtung auf der licht-abgewandten Seite des Halbleitersubstrats nach der Ausbildung mindestens einer Elektrode und vor der Anordnung des Halbleitersubstrats auf dem transparenten Substrat, und durch den Schritt des Entfernens der fluorhaltigen Beschichtung, nachdem das Halbleitersubstrat und das transparente Substrat miteinander verbunden wurden.Method according to one of claims 2-9, characterized by the Step of forming a fluorine-containing coating on the light-facing side of the semiconductor substrate after training at least one electrode and before the arrangement of the semiconductor substrate on the transparent substrate, and through the step of removing the fluorine-containing coating after the semiconductor substrate and the transparent substrate has been bonded together. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die fluorhaltige Beschichtung ein Fluor-Homopolymer ist.A method according to claim 10, characterized in that the fluorine-containing coating is a fluorine homopolymer. Verfahren nach einem der Ansprüche 2–11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung des Halbleitersubstrats auf dem transparenten Substrat so durchgeführt wird, dass das transparente Harz nur auf Bereiche entweder des Halbleitersubstrats oder des transparenten Substrats aufgebracht wird, welche mit entsprechenden Bereichen des anderen Teils, also des transparenten Substrats bzw. des Halbleitersubstrats, verbunden werden sollen.Method according to one of claims 2-11, characterized in that that the arrangement of the semiconductor substrate on the transparent Substrate so performed that the transparent resin only on areas of either the semiconductor substrate or the transparent substrate is applied, which with corresponding Areas of the other part, i.e. the transparent substrate or of the semiconductor substrate to be connected. Verfahren nach einem der Ansprüche 2–12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung des Halbleitersubstrats und des transparenten Substrats so durchgeführt wird, dass sorgfältig die Möglichkeit vermieden wird, dass das transparente Harz aus den Durchgangslöchern austritt, so dass es sich über den ersten elektrischen leitfähigen Bereich ausbreitet.Method according to one of claims 2-12, characterized in that the connection of the semiconductor substrate and the transparent So performed substrate will that carefully the possibility the transparent resin is prevented from escaping from the through holes, so it's about the first electrically conductive Area spreads. Verfahren nach einem der Ansprüche 2–13, dadurch gekennzeichnet, dass das transparente Harz ein Silikonharz ist.Method according to one of claims 2-13, characterized in that the transparent resin is a silicone resin. Verfahren nach einem der Ansprüche 2–14, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleitersubstrat aus einem Material aus der Gruppe besteht, die kristallines und polykristallines Silizium umfasst.Method according to one of claims 2-14, characterized in that the semiconductor substrate consists of a material from the group which includes crystalline and polycrystalline silicon. Verfahren nach einem der Ansprüche 2–15, dadurch gekennzeichnet, dass das transparente Substrat eine verstärkte Glasplatte ist.Method according to one of claims 2-15, characterized in that that the transparent substrate is a reinforced glass plate.
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