DE3303312A1 - Verfahren zur herstellung verbesserter fotozellen-bauelemente und solarzelle - Google Patents

Verfahren zur herstellung verbesserter fotozellen-bauelemente und solarzelle

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Description

Patentanwälte
Dipl.-Ing. Hans-Jürgen Müller DipL-Chem. Dr. Gerhard Schupf ner Dipl.-Ing. Hans-Peter Gauger Lucile-Grahn-Str. 38 - D 8000 München 80
Energy Conversion Devices, Inc. 1675 West Maple Road
TROY, MI 48084
Verfahren zur Herstellung verbesserter Fotozellen-Bauelemente und Solarzelle
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Verfahren zur Herstellung verbesserter Fotozellen-Bauelemente und Solarzelle
Die Erfindung bezieht sich auf Fotozellen- bzw. Sperrschichtfotozellen-Bauelemente, die sich speziell zum Einsatz als Solarzellen eignen, insbesondere ein Verfahren zum elektrischen Isolieren von Abschnitten des Halbleiterkörpers eines Fotozellen-Bauelements zur Herstellung verbesserter Solarzellen und Halbleiter.
Die Erfindung behandelt ein Verfahren des elektrischen Isolierens oder Trennens von Abschnitten eines großflächigen Fotozellen-Bauelements für eine Mehrzahl Zwecke, z. B. die Herstellung von kleinflächigeren Halbleiter-Bauelementen. Allgemein handelt es sich um die Anwendung elektrisch leitfähiger Gittermuster, die auf die lichtdurchlässige leitfähige Schicht aufgebracht werden, um den Halbleiterkörper des Fotozellen-Bauelements in mehrere isolierte Abschnitte zu unterteilen. Jeder einzelne isolierte Abschnitt wird hinsichtlich der elektrischen Ausgangsleistung geprüft, und diejenigen isolierten Abschnitte mit unbefriedigender elektrischer Ausgangsleistung werden von den isolierten Abschnitten mit befriedigender Ausgangsleistung elektrisch isoliert. Dadurch werden Bereiche eines Fotozellen-Bauelements, die nicht den vorgewählten Kriterien für die elektrische Ausgangsleistung entsprechen, identifiziert und isoliert, so daß sie den Betrieb der übrigen Abschnitte des Bauelements nicht beeinträchtigen können. Das Isolierverfahren kann auch dazu dienen, kleinflächige Halbleiter-Bauelemente aus großflächigen Halbleiter-Bauelementen zu schneiden und die elektrische Ausgangsleistung unbefriedigender isolierter Abschnitte des Halbleiterkörpers zu verbessern.
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Es ist üblich, auf die Oberfläche von Sperrschichtfotozellen und Halbleitern unter Anwendung von Fotoresistfilmen Muster zu ätzen. Typischerweise wird dabei auf die Oberfläche des Halbleiterkörpers eine Fotoresistlösung aufgebracht und das Lösungsmittel entfernt, so daß ein Dünnfilm zurückbleibt. Irgendein Gitter- oder Schaltungsmuster, das einen Teil des Films maskiert, wird über den Film gelegt, und diejenigen Filmabschnitte, die von dem Muster nicht überdeckt sind, werden elektromagnetischer Strahlung im UV-Bereich oder einem Elektronenstrahl geeigneter Energie ausgesetzt. Während des Entwickeins des Films unter Anwendung konventioneller Verfahrensschritte werden entweder die belichteten oder die unbelichteten Teile des Films entfernt, und das Muster wird durch die lichtdurchlässige leitfähige Oxidschicht des Halbleiters geätzt. Der verbliebene Fotolack wird entfernt, und das Gittermuster wird auf die Oberfläche der isolierten Abschnitte der lichtdurchlässigen Schicht aufgebracht. Im Verlauf der Behandlung werden Trocknungsünd Aushärtungsschritte konventionell in Luft nach Maßgabe einer ausgewählten Zeit-Temperatur-Regelung durchgeführt.
Seit einiger Zeit werden beträchtliche Anstrengungen unternommen hinsichtlich der Entwicklung von Verfahren zum Aufbringen von amorphen Halbleiterlegierungsschichten, die relativ großflächig sind und die ohne weiteres zur Bildung von p- und n-leitfähigen Materialien dotiert werden können. Diese amorphen Halbleiter werden für pn-Übergänge von Solarzellen eingesetzt, die funktionsmäßig denjenigen gleichwertig sind, die aus den kristallinen Gegenstücken hergestellt sind. Es wurde gefunden, daß Filme bzw. Schichten aus amorphem Silizium oder Germanium (Gruppe IV) Mikro-
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leersteilen und freie Bindungen sowie andere Fehler aufweisen, die eine hohe Dichte lokaler Zustände in ihrem Energieband erzeugen. Die Anwesenheit einer hohen Dichte lokaler Zustände im Energieband amorpher Silizium-Halbleiterfilme resultiert in einer geringen Lichtleitfahigkeit und einer kurzen Träger-Lebensdauer, so daß solche Filme für den Einsatz bei lichtempfindlichen Elementen ungeeignet sind. Außerdem können solche Filme nicht in erfolgreicher Weise dotiert oder anderweitig so modifiziert werden, daß das Ferminiveau nahe an die Leitungs- oder Valenzbänder verschoben wird, so daß sie für pn-übergänge von Solarzellen ungeeignet sind.
Es wurden nunmehr amorphe Siliziumlegierungen hergestellt mit bedeutend verringerten Konzentrationen lokaler Zustände in den Energiebändern und von hoher elektronischer Güte. Einige Fehler existieren jedoch immer noch in den Halbleiterfilmen, die den Wirkungsgrad des lichtempfindlichen Bauelements verringern. Ebenso weisen kristalline Halbleitermaterialien Fehler im Kristallgitter auf. Bestimmte Bereiche des Gitters können eine hohe Dichte lokaler Zustände aufweisen, wodurch der Wirkungsgrad jedes lichtempfindlichen Bauelements, insbesondere von Solarzellen, beeinträchtigt wird.
Fehler in Teilen eines Halbleiter-Bauelements können ferner elektrische Kurzschlüsse zur Folge haben,.wodurch wenigstens Teile des Halbleiterkörpers elektrisch unwirksam werden. In Abhängigkeit von der Position des fehlerhaften Abschnitts des Halbleiterkörpers und der Größe des Kurzschlusses kann die elektrische Ausgangsleistung des gesamten Halbleiterkör-
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pers erheblich verringert werden. Es ist daher vorteilhaft, diese fehlerhaften Abschnitte des Halbleiterkörpers so zu identifizieren, daß sie von den elektrisch funktionsfähigen Abschnitten desselben isoliert oder getrennt werden können. Dies ist insbesondere bei großflächigen amorphen Halbleiterkörpern wertvoll, wo es sich um lange Trägerwege handelt und die Wahrscheinlichkeit fehlerhafter Abschnitte größer ist. Wenn nur elektrisch funktionsfähige Abschnitte des Halbleiter-Bauelements elektrisch angeschlossen sind, wird die elektrische Gesamtausgangsleistung des Halbleiter-Bauelements maximiert, und der Gesamtwirkungsgrad wird erhöht.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zum elektrischen Isolieren oder Trennen von Abschnitten des Halbleiterkörpers eines Halbleiter-Bauelements mit einem gemeinsamen elektrisch leitfähigen Substrat, wobei erstens eine Verbesserung des Wirkungsgrads von Fotozellen-Bauelementen wie Solarzellen, zweitens eine Verbesserung des Wirkungsgrads von Halbleiter-Bauelementen und drittens die Herstellung kleinflächiger Fotozellen-Bauelemente aus großflächigen Fotozellen-Bauelementen möglich sein soll.
Was das Verfahren zur Herstellung verbesserter Solarzellen betrifft, so sind diese von dem allgemeinen Typ mit einer gemeinsamen elektrisch leitfähigen Substratschicht, einem auf dieser angeordneten amorphen Halbleiterkörper und einer darauf aufgebrachten lichtdurchlässigen elektrisch leitfähigen Schicht. Dabei wird der Halbleiterkörper der Solarzelle in eine Mehrzahl paralleler Reihen von elektrisch isolierten Abschnitten unterteilt, die durch diskrete lichtdurchlässige leitfähige Oxidsegmente gebildet sind, die elektrische
Ausgangsleistung jedes isolierten Abschnitts des Halbleiterkörpers wird geprüft, jeder isolierte Abschnitt des Halbleiterkörpers mit befriedigender Ausgangsleistung wird an einen elektrisch leitfähigen Streifen angeschlossen, der einen elektrischen Kontakt vom Halbleiterkörper bildet, das Substrat wird mit einem elektrischen Kontakt versehen, und die Solarzelle wird zwischen einer oberen, elektrisch isolierenden, lichteinlassenden Schutzlage und einer unteren, elektrisch isolierenden Lage eingekapselt.
Ein verbessertes Solarpanel wird hergestellt durch körperliches und elektrisches Ausbilden einer Mehrzahl Solarzellen, die mit dem vorstehenden Verfahren hergestellt wurden, auf einem folienartigen Träger. Die durch das vorgenannte Verfahren hergestellte verbesserte Solarzelle umfaßt eine Mehrzahl von im wesentlichen elektrisch isolierten Abschnitten, in die der Halbleiterkörper der Solarzelle unterteilt ist, wenigstens einen elektrisch leitfähigen Streifen, wobei jeder isolierte Abschnitt des Halbleiterkörpers, der eine befriedigende elektrische Ausgangsleistung hat, mit dem mindestens einen leitfähigen Streifen verbunden ist, der einen dem Halbleiterkörper zugehörigen elektrischen Kontakt bildet, ferner einen der Substratschicht zugeordneten elektrischen Kontakt sowie eine obere, elektrisch isolierende, lichteinlassende Schutzlage und eine untere, elektrisch isolierende Lage, zwischen denen die Solarzellen eingekapselt sind, so daß nur diejenigen Abschnitte des Halbleiterkörpers mit befriedigender elektrischer Ausgangsleistung elektrisch angeschlossen sind, so daß der Gesamtwirkungsgrad der Solarzelle verbessert wird.
Hinsichtlich der zweiten Anwendungsmöglichkeit des Verfahrens des elektrischen Isolierens von Abschnitten eines Halbleiterkörpers, wobei der Wirkungsgrad von Fotozellen-Bauelementen verbessert wird, sind die Fotozellen-Bauelemente von dem Typ mit einer elektrisch leitfähigen Substratschicht und einem darauf angebrachten Halbleiterkörper. Das Verfahren umfaßt die Schritte des Aufteilens des Halbleiterkörpers in eine Mehrzahl Abschnitte, deren jeder im wesentlichen gegenüber anderen Abschnitten elektrisch isoliert ist; Prüfen der elektrischen Ausgangsleistung jedes isolierten Abschnitts des Halbleiterkörpers zur Feststellung derjenigen Abschnitte des Halbleiterkörpers mit ungenügender elektrischer Ausgangsleistung; den Versuch der Verbesserung der elektrischen Ausgangsleistung jedes isolierten Abschnitts des Halbleiterkörpers, der eine unbefriedigende elektrische Ausgangsleistung aufweist; und Anschließen nur derjenigen isolierten Abschnitte des Halbleiterkörpers, die ursprünglich eine befriedigende elektrische Ausgangsleistung aufwiesen und die nach deren versuchter Verbesserung eine befriedigende Ausgangsleistung aufweisen, wodurch der Gesamtwirkungsgrad des Fotozellen-Bauelements verbessert wird.
Bei der dritten Anwendungsmöglichkeit des Verfahrens des Isolierens von Abschnitten eines Halbleiterkörpers, wobei kleinflächige Fotozellen-Bauelemente aus großflächigen Fotozellen-Bauelementen hergestellt werden, ist schließlich das großflächige Fotozellen-Bauelement aus einer gemeinsamen elektrisch leitfähigen Substratschicht, einem darauf angeordneten Halbleiterkörper und einer auf diesen aufgebrachten lichtdurchlässigen elektrisch leitfähigen Schicht aufgebaut.
Bei dem Verfahren wird der großflächige Halbleiterkörper in eine Mehrzahl elektrisch isolierter Abschnitte unterteilt durch Unterteilung der lichtdurchlässigen Schicht in eine Mehrzahl diskreter Segmente entsprechend der Mehrzahl isolierter Abschnitte, in die der großflächige Halbleiterkörper unterteilt ist, und das großflächige Halbleiter-Bauelement wird zwischen isolierten Abschnitten durchtrennt unter Bildung von mindestens einem diskreten kleinflächigen Halbleiter-Bauelement, das ein Segment des gemeinsamen Substrats, ein entsprechendes Segment des großflächigen Halbleiterkörpers und ein entsprechendes diskretes Segment der lichtdurchlässigen Schicht umfaßt.
Das Verfahren nach der Erfindung zur Herstellung verbesserter Fotozellen-Bauelemente, deren jedes aufweist: eine gemeinsame elektrisch leitfähige Substratschicht, einen darauf aufgebrachten Halbleiterkörper und eine auf den Halbleiterkörper aufgebrachte lichtdurchlässige elektrisch leitfähige Schicht, ist gekennzeichnet durch folgende Schritte: Unterteilen des Halbleiterkörpers in eine Mehrzahl Abschnitte, deren jeder gegenüber anderen Abschnitten im wesentlichen elektrisch isoliert ist, durch Prüfen der elektrischen Ausgangsleistung jedes isolierten Abschnitts des Halbleiterkörpers, durch Zusammenschalten nur derjenigen isolierten Abschnitte mit befriedigender elektrischer Ausgangsleistung mit einem elektrisch leitfähigen Streifen, der einen dem Halbleiterkörper zugehörigen elektrischen Kontakt bildet, und durch Vorsehen eines elektrischen Kontakts auf der Substratschicht, wodurch der Gesamtwirkungsgrad des Fotozellen-Bauelements durch Zusammenschalten nur derjenigen Abschnitte des Halbleiterkörpers mit befriedigender elektrischer Ausgangsleistung verbessert wird.
Die Solarzelle nach der Erfindung mit einer gemeinsamen elektrisch leitfähigen Substratschicht, einem darauf aufgebrachten Halbleiterkörper und einer über diesem vorgesehenen lichtdurchlässigen Schicht ist gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von im wesentlichen elektrisch isolierten Abschnitten, in die der Halbleiterkörper unterteilt ist, durch mindestens einen elektrisch leitfähigen Streifen, wobei jeder eine befriedigende elektrische Ausgangsleistung aufweisende isolierte Abschnitt des Halbleiterkörpers elektrisch mit dem mindestens einen leitfähigen Streifen verbunden ist unter Bildung eines dem Halbleiterkörper zugeordneten elektrischen Kontakts, durch einen elektrischen Kontakt auf der Substratschicht, und durch eine obere, elektrisch isolierende, Licht durchlassende Schutzlage und eine untere, elektrisch isolierende Lage, wobei die Solarzellen zwischen der oberen und der unteren Lage so eingekapselt sind, daß nur die eine befriedigende elektrische Ausgangsleistung aufweisenden Abschnitte des Halbleiterkörpers elektrisch zusammengeschaltet sind, wodurch eine Verbesserung des Gesamtwirkungsgrads der Solarzelle erreicht wird.
Das Verfahren nach der Erfindung zur Herstellung eines relativ kleinflächigen Halbleiter-Bauelements aus einem größerflächigen Halbleiter-Bauelement, wobei letzteres aufweist: eine gemeinsame elektrisch leitfähige Substratschicht, einen auf diese aufgebrachten Halbleiterkörper und eine über diesem aufgebrachte lichtdurchlässige, elektrisch leitfähige Schicht, ist gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: Aufteilen des großflächigen Halbleiterkörpers in eine Mehrzahl von elektrisch isolierten Abschnit-
ten durch Unterteilung der lichtdurchlässigen Schicht in eine Mehrzahl diskreter Segmente entsprechend der Mehrzahl von isolierten Abschnitten, in die der großflächige Halbleiterkörper unterteilt ist, und durch Durchtrennen des großflächigen Halbleiter-Bauelements zwischen isolierten Abschnitten unter Bildung mindestens eines diskreten kleinflächigen Halbleiter-Bauelements, das ein Segment des gemeinsamen Substrats, ein entsprechendes Segment des großflächigen Halbleiterkörpers und ein entsprechendes diskretes Segment der lichtdurchlässigen Schicht aufweist.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Teils einer
Kaskadenfotozelle mit einer Mehrzahl von pin-Zellen, wobei jede Zellenschicht eine amorphe Halbleiterlegierung aufweist;
Fig. 2a eine Draufsicht von oben auf einen Teil eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei das auf der lichtdurchlässigen leitfähigen Oxidschicht ausgebildete elektrische Gittermuster gezeigt ist, das den Halbleiterkörper in eine Mehrzahl voneinander getrennter bzw. isolierter Abschnitte unterteilt;
Fig. 2b eine Draufsicht von oben auf einen Teil eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei diskrete Abschnitte bzw. Segmente der lichtdurchlässigen leitfähigen Oxidschicht den Halbleiterkörper in eine Mehrzahl voneinander isolierter Abschnitte unterteilen;
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Fig. 3 eine Draufsicht von oben auf die bevorzugte
Anordnung einer elektrischen Verbindung zwischen einer Mehrzahl von Solarzellen unter Bildung des verbesserten Solarzellenpanels nach der Erfindung; und
Fig. 4 eine Querschnittsansicht der Doppel-Vakuumvorrichtung, in der das Haft- bzw. Bindemittel fließt und aushärtet zur haftenden Verbindung der ümkapselungsschichten mit den entgegengesetzten Oberflächen einer Solarzelle nach der Erfindung.
I. Nachstehend wird zuerst die Tandem-Fotozelle erläutert.
Fig. 1 zeigt eine in Stapel-, Tandem- bzw. Kaskadenbauweise aufgebaute Fotozelle 10, die aus aufeinanderfolgenden pin-Schichten, deren jede eine amorphe Halbleiterlegierung umfaßt, besteht. Eines der hier beschriebenen Verfahren dient in der bevorzugten Ausführungsform der Herstellung einer verbesserten Fotozelle dieser Art. Dieses Verfahren und weitere hier beschriebene Verfahren sind jedoch nicht ausschließlich auf die Herstellung von pin-Fotozellen in Stapelbauweise beschränkt, sondern eignen sich ebenso gut für die Herstellung verbesserter Schottky- oder verbesserter MIS-Zellen oder einfach für die Herstellung verbesserter Halbleiter-Bauelemente. Unabhängig vom Zellentyp sind die hier angegebenen Verfahren am besten in Verbindung mit Fotozellen einsetzbar, die aus gleichmäßigen Schichten von Halbleitermaterialien sowie einer auf diesen vorgesehenen gleichmäßigen lichtdurchlässigen leitfähigen Oxidschicht aufgebaut sind.
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Fig. 1 zeigt im einzelnen eine Mehrzahl von pin-Solarzellen 12a, 12b und 12c. Unter der untersten Solarzelle 12a ist ein Substrat 11 vorgesehen, das entweder lichtdurchlässig oder aus einer Folie mit Metalloberfläche gebildet sein kann. Bestimmte Anwendungsfälle können zwar eine dünne Oxidschicht und/oder eine Serie von Basiskontakten vor dem Aufbringen des amorphen Materials notwendig machen, für die Zwecke der vorliegenden Anmeldung umfaßt aber die Bezeichnung "Substrat" nicht nur einen flexiblen Film, sondern auch alle weiteren Elemente, die durch Vorbehandlung diesem zugefügt sind. Im allgemeinen besteht das Substrat 11 aus rostfreiem Stahl, Aluminium, Tantal, Molybdän oder Chrom.
Jede Zelle 12a, 12b und 12c besteht aus einem amorphen Legierungskörper, der wenigstens eine Siliziumlegierung enthält. Jeder Legierungskörper hat eine n-Leitfähigkeitszone oder -schicht 20a, 20b und 20c, eine eigenleitende Zone oder Schicht 18a, 18b und 18c sowie eine p-Leitfähigkeitszone oder -schicht 16a, 16b und 16c. In der Figur ist die Zelle 12b eine Zwischenzelle, und gemäß Fig. 1 können weitere Zwischenzellen auf die gezeigten Zellen gestapelt sein, ohne daß dies eine Abweichung von der Erfindung darstellt. Ferner sind zwar pin-Zellen in Stapelbauweise dargestellt, die Erfindung eignet sich jedoch ebenso gut für einzelne oder stapeiförmig aufgebaute nip-Zellen.
Bei jeder Zelle 12a, 12b und 12c sind die p-leitfähigen Schichten durch Legierungsschichten mit geringer Lichtabsorption und hoher Leitfähigkeit gekennzeichnet. Die eigenleitenden Legierungsschichten sind durch einen eingestellten Wellenlängen-Schwellenwert für Sonnenlichtempfindlichkeit,
hohe Lichtabsorption, niedrige Dunkelleitfähigkeit und hohe Fotoleitfähigkeit mit ausreichenden Mengen eines Bandabstand-Einstellelements bzw. mehrerer Bandabstands-Einstellelemente zur Optimierung des Bandabstands für den jeweiligen Anwendungsfall der Zelle gekennzeichnet. Bevorzugt sind die eigenleitenden Schichten in bezug auf den Bandabstand so eingestellt, daß die Zelle 12a den geringsten Bandabstand, die Zelle 12c den größten Bandabstand und die Zelle 12b einen zwischen diesen liegenden Bandabstand aufweist. Die n-leitfähigen Schichten sind durch Legierungsschichten mit geringer Lichtabsorption und hoher Leitfähigkeit gekennzeichnet. Die Dicke der n-leitfähigen Schichten liegt bevorzugt im Bereich von ca. 25-500 8. Die Dicke der in bezug auf Bandabstand eingestellten amorphen eigenleitenden Legierungsschichten liegt bevorzugt zwischen ca. 2000 und 30.000 8. Die Dicke der p-leitfähigen Schichten liegt bevorzugt zwischen 50 und 500 8. Aufgrund der kürzeren Diffusionslänge der Löcher sind die p-Leitfähigkeitsschichten im allgemeinen so dünn wie möglich. Ferner ist die äußerste Schicht, die im vorliegenden Fall die p-Leitfähigkeitsschicht 20c ist, möglichst dünn, um eine Lichtabsorption zu vermeiden, und braucht das Bandabstands-Einstellelement bzw. die -Elemente nicht zu enthalten.
Es ist zu beachten, daß nach dem Aufbringen der Halbleiter-Legierungsschichten ein weiterer Abscheidungsschritt durchgeführt wird. Dabei wird auf die n-Leitfähigkeitsschicht 20c eine kontinuierliche oder diskontinuierliche lichtdurchlässige leitfähige Oxidschicht 22 aufgebracht, die z. B. ein Dünnfilm von 500 8 aus Indiumzinnoxid, Cadmiumstannat oder dotiertem Zinnoxid ist. Ferner kann auf die Oberfläche
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der lichtdurchlässigen leitfähigen Oxidschicht 22 etwa mit einer elektrisch leitfähigen Paste ein elektrisch leitfähiges Gittermuster 24 aufgebracht werden, das noch näher erläutert wird. Gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung wird eine diskontinuierliche lichtdurchlässige leitfähige Oxidschicht 22 (vgl. Fig. 2b) auf dem Halbleiterkörper abgeschieden oder auf ihn graviert, wenn die Stapelzelle eine hinreichend große Oberfläche hat oder wenn die Leitfähigkeit einer kontinuierlichen Schicht der lichtdurchlässigen leitfähigen Oxidschicht 22 ungenügend ist, so daß der Trägerweg verkürzt und der Leitfähigkeits-Wirkungsgrad der Zelle erhöht wird. Da bei der vorliegenden Erfindung jede Solarzelle 10 bevorzugt ein 30,48 cm großes, im wesentlichen planares Element ist, ist die diskontinuierliche lichtdurchlässige leitfähige Oxidschicht notwendig.
II. Nachstehend wird das Verfahren der elektrischen Isolierung oder Trennung eines Teils des Halbleiterkörpers erläutert.
Fig. 2a zeigt einen Teilschnitt der Oberfläche der lichtdurchlässigen leitfähigen Oxidschicht 22 einer einzelnen Solarzelle 10. Wie daraus leicht ersichtlich ist, ist der Halbleiterkörper der einzelnen Solarzelle 10 in eine Mehrzahl von elektrisch isolierten Abschnitten 26 in einer nachstehend erläuterten Weise unterteilt. Die genaue Anzahl und Anordnung der isolierten Abschnitte 26 des Halbleiterkörpers kann sich zwar ohne Abweichung von der Erfindung ändern, bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind zwölf parallele Reihen von jeweils fünfzehn isolierten Abschnitten
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26 (insgesamt 180 Unterzellen) aus jeder Solarzelle 10 gebildet. Der Ausdruck "isolierter Abschnitt" bezeichnet einen Abschnitt eines Halbleiter-Bauelements, z. B. einer Solarzelle, der von anderen Abschnitten des Halbleiter-Bauelements elektrisch isoliert ist, jedoch mit diesen ein gemeinsames Substrat bzw. eine Elektrode teilt.
Die isolierten Abschnitte 26 werden bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel durch ein diskretes Segment der lichtdurchlässigen leitfähigen Oxidschicht 22 gebildet, das auf dem Halbleiterkörper der Fotozelle 10 abgeschieden ist. Jeder isolierte Abschnitt 26 kann aus der kontinuierlichen lichtdurchlässigen leitfähigen Oxidschicht 22 mit jedem bekannten fotolithografischen und chemischen Ätzverfahren gebildet werden. Z. B. kann auf die Oberfläche der lichtdurchlässigen leitfähigen Oxidschicht 22 eine Fotoresistlösung aufgebracht und vorerwärmt werden, so daß die Lösungsmittel abtrocknen und als Rückstand ein Dünnfilm verbleibt. Dann wird das Gittermuster 24, dessen spezielle Ausbildung nachstehend erläutert wird, über den Film gelegt, und diejenigen Abschnitte des Films, die von dem Muster nicht überdeckt sind, werden elektromagnetischer Strahlung ausgesetzt, typischerweise im UV-Bereich des Spektrums, oder sie werden einem Elektronenstrahl geeigneter Energie ausgesetzt, so daß der Film entwickelt wird. Während der Entwicklung des Films unter Anwendung konventioneller chemischer oder Plasma-Verfahren werden die belichteten Abschnitte (positiver Fotolack) oder die unbelichteten Abschnitte (negativer Fotolack) des Films und der darunter befindlichen lichtdurchlässigen leitfähigen Oxidschicht 22 entfernt. Der verbleibende Fotoresistfilm wird mit einem Lösungsmittel
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gewaschen und dadurch von der Oberfläche der lichtdurchlässigen leitfähigen Oxidschicht 22 entfernt. Ein Gittermuster 24 kann nunmehr auf die Oberfläche der jetzt isolierten Abschnitte der Oxidschicht 22 aufgebracht werden.
Im Verlauf des vorstehend erläuterten Verfahrens umfaßt der Trocknungs- oder Aushärtungsvorgang sog. "Vorbrenn-11 und "Nachbrenn"-Schritte, die durch Erwärmen der Fotoresistlösung auf ca. 95-120 0C während 20-25 min ausgeführt werden. Alternativ kann eine Mikrowellen-Aushärtung oder irgendein anderes bekanntes Aushärtungsverfahren angewandt werden. Solche alternativen Verfahren werden entweder zur Verkürzung der Trocknungszeit oder zu dem Zweck angewandt, die unteren Schichten der Dreiergruppe amorpher Schichten der Solarzelle nahe Umgebungstemperatur zu halten. Diese verschiedenen Aushärtungsverfahren liegen sämtlich im Rahmen der Erfindung.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2b können die isolierten Abschnitte 26 des Halbleiterkörpers dadurch ausgebildet werden, daß die lichtdurchlässige leitfähige Oxidschicht 22 in eine Mehrzahl von diskreten Segmenten 22a-22u unterteilt wird, ohne daß darauf ein Gittermuster 24 aufgebracht wird. Es ist zu beachten, daß sich das Bezugszeichen 26 auf isolierte Abschnitte der lichtdurchlässigen leitfähigen Oxidschicht 22 mit einem darauf aufgebrachten Gittermuster bezieht, wogegen sich die Bezugszeichen 22a-22u auf isolierte Abschnitte der Oxidschicht 22 ohne darauf befindliches Gittermuster beziehen. Die diskreten Segmente 22a-22u der lichtdurchlässigen leitfähigen Oxidschicht 22 können entweder dadurch entstehen, daß von vornherein die Oxidschicht 22
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diskontinuierlich unter Bildung einer Mehrzahl von beabstandeten diskreten Segmenten 22a-22u aufgebracht wird, oder daß eine kontinuierliche lichtdurchlässige leitfähige Oxidschicht 22 abgeschieden wird, wonach Zwischenabschnitte durch die vorher erwähnten fotolithografischen und Ätzverfahren entfernt werden.
Jeder isolierte Abschnitt 26 kann - unabhängig davon, ob er durch eine kontinuierliche oder eine diskontinuierliche lichtdurchlässige leitfähige Oxidschicht gebildet ist - mit einem darauf aufgebrachten Gittermuster 24 versehen sein. Die Breite jedes Gittermusters 24 ist durch eine Mehrzahl von im wesentlichen gleichbeabstandeten, relativ dünnen parallelen elektrisch leitenden Stegen 30 bestimmt, die senkrecht von beiden Seiten eines sich verjüngenden, relativ dicken elektrisch leitenden Sammelschienen-Verbindungsstegs 32 ausgehen, der die Länge des Gittermusters 24 bestimmt. Die Gesamtbreite jedes isolierten Abschnitts 26 beträgt ca. 19,05 mm, und die Gesamtlänge jeder Unterzelle 26 beträgt ca. 25,4 mm. Die Gittermuster 24 sind so ausgebildet, daß der vom Halbleiterkörper aufgenommene Strom maximiert wird, während gleichzeitig die Lichtmenge, die am Eintritt in den Halbleiterkörper gehindert wird, minimiert wird. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Solarzelle 10 von 30,48 cm in zwölf parallele Reihen von jeweils fünfzehn isolierten Abschnitten unterteilt, so daß insgesamt 180 isolierte Abschnitte 26 erhalten werden. Bevorzugt umfaßt jedes Gittermuster 24 acht parallele Stege 30, und der Sammelschienen-Verbindungssteg 32 nimmt an seinem von dem Gittermuster 24 fernen Ende an Dicke auf die Höchstabmessung von ca. 1,58 mm zu. Für den Fachmann ist ohne weiteres
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ersichtlich, daß die Anordnung der isolierten Abschnitte 26, die Länge und Breite der Gittermuster 24 und der isolierten Abschnitte, die Anzahl von Parallelstegen 30, die Anzahl von parallelen Reihen der isolierten Abschnitte 26, die Gesamtzahl isolierter Abschnitte 26, die auf jeder Solarzelle 10 ausgebildet ist, und somit Größe und Konfiguration der Solarzelle 10 oder eines anderen Fotozellen-Bauelements geändert werden kann, ohne daß dies eine Abweichung von der Erfindung darstellt. Unabhängig von der jeweiligen Wahl der Anordnung können die Gittermuster 24 mit jedem bekannten Verfahren, z. B. im Siebdruck, auf die lichtdurchlässigen leitfähigen Oxidsegmente mit einem elektrisch leitfähigen Material, z. B. Silberpaste, aufgedruckt werden.
Es wurden zwar zwei Verfahren zur Ausbildung der isolierten Abschnitte 26 auf dem Halbleiterkörper einer Fotozelle erläutert, aber auch andere Verfahren des "Gravierens" dieser isolierten Abschnitte liegen im Rahmen der Erfindung. Im vorliegenden Zusammenhang umfaßt die Bezeichnung "Gravieren" (scribing) alle bekannten Verfahren des Entfernens des lichtdurchlässigen leitfähigen Oxidmusters 22, z. B. (a) chemisches Ätzen; (b) Plasmaätzen; (c) verschiedene Laser-Techniken; (d) eine Wasserstrahl-Technik; und (e) Aufbringen der ursprünglichen lichtdurchlässigen leitfähigen Oxidschicht mit einer Maske zur Ausbildung der einzelnen diskontinuierlichen Segmente gleich von vornherein.
III. Nachstehend wird die Verwendung der elektrisch isolierten Abschnitte eines Halbleiterkörpers erläutert.
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Jeder isolierte Abschnitt 26 einer Solarzelle 10 kann nunmehr einzeln geprüft werden, um festzustellen, ob seine elektrische Ausgangsleistung ausreicht, um ihn "elektrisch funktionsfähig" zu machen. Im vorliegenden Zusammenhang bezieht sich der Ausdruck "elektrisch funktionsfähig" auf diejenigen isolierten Abschnitte 26 des Halbleiterkörpers einer bestimmten Solarzelle 10, die eine befriedigende Ausgangsspannung erzeugen. Es wurde festgestellt, daß der elektrische Anschluß eines isolierten Abschnitts 26 eines Halbleiterkörpers mit einer unbefriedigenden elektrischen Ausgangsleistung den Gesamt-Wirkungsgrad der Solarzelle verringert. Da ferner die isolierten Abschnitte 26 jeder Solarzelle 10 parallelgeschaltet sind, könnte der elektrische Anschluß irgendeines isolierten Abschnitts 26 auf der Solarzelle 10, der eine sehr niedrige Ausgangsspannung erzeugt, die elektrische Ausgangsleistung der gesamten Solarzelle 10 erheblich verringern.
Nachdem die elektrische Überprüfung jedes einzelnen isolierten Abschnitts 26 einer bestimmten Solarzelle 10 abgeschlossen ist, wird auf der Oberfläche der lichtdurchlässigen leitfähigen Oxidschicht 22 oder des Halbleiterkörpers eine lange elektrisch leitfähige Kupfer-Sammelschiene 34 mit einem elektrisch isolierenden Silikonklebstoff befestigt. Der Silikonklebstoff kann als sehr dünne Schicht aufgetragen werden, weil die Sammelschienen 34 zwischen abwechselnd aufeinanderfolgenden Reihen von isolierten Abschnitten 26 des Halbleiterkörpers zu positionieren sind. D. h., auch nachdem die Sammelschienen 34 auf dem Halbleiter-Bauelement befestigt sind, verbleibt zwischen benachbarten diskreten Segmenten 22a*-22u der isolierten lichtdurchlässigen leitfä-
higen Oxidabschnitte 26 und der zugehörigen Sammelschiene ein Zwischenraum. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, bei dem zwölf Reihen isolierter Abschnitte 26 vorgesehen sind, werden sechs leitfähige Sammelschienen 34 mit einer Breite von ca. 3,17 mm und einer Dicke von 0,07 mm verwendet. Der Sammelschienen-Verbindungssteg 32 jedes elektrisch funktionsfähigen isolierten Abschnitts 26 eines Halbleiterkörpers wird mit einer benachbarten Sammelschiene 34 elektrisch verbunden unter Anwendung einer Pille aus elektrisch leitendem Material, z. B. Silberpaste. Die isolierten Abschnitte 26, deren elektrische Ausgangsleistung unter dem ausgewählten Mindestwert liegt, bleiben durch den isolierenden Silikonklebstoff von der elektrisch leitenden Kupfer-Sammelschiene elektrisch getrennt. Aus Fig. 2a ist ersichtlich, daß aufgrund der unbefriedigenden elektrischen Ausgangsleistung der isolierte Abschnitt 26a mit dem darauf befindlichen Gittermuster 24a nicht mit einer Silberpastenpille 35 an die Sammelschiene 34 elektrisch angeschlossen ist.
Wie aus dem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ersichtlich ist, verlaufen die Enden der sechs Kupfer-Sammelschienen 34 über den Rand jeder Solarzelle 10 hinaus. Die Rückseite jeder Solarzelle 10 ist ebenfalls mit einer Elektrode oder einem elektrischen Kontakt z. B. mittels Punktschweißung versehen (nicht gezeigt). Durch Verbinden der sechs Sammelschienen 34 und des Substratkontakts kann die elektrische Ausgangsleistung der gesamten Solarzelle elektrisch geprüft werden. Diejenigen Solarzellen 10 mit befriedigender elektrischer Ausgangsleistung sind nunmehr zur Einkapselung zwischen isolierenden Schutzüberzugsschichten bereit, wie nachstehend erläutert wird.
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IV. Nachstehend wird die Zweikammer-Vakuumvorrichtung erläutert.
Es ist eine speziell konstruierte Apparatur erforderlich, um die Solarzellen 10 zwischen isolierenden Schutzlagen einzukapseln. Fig. 4 zeigt zwar eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung der Einkapselung, dies kann jedoch auch mit anderen Vorrichtungen, die sämtlich im Rahmen der Erfindung liegen, erreicht werden.
Fig. 4 zeigt eine Zweikammer-Vakuumvorrichtung 36. Diese umfaßt eine obere Kammer 38, eine untere Kammer 40 und eine hochbiegsame Silikongummimembran 42, die erstens zur Bildung einer Unterdruckdichtung zwischen der oberen und der unteren Kammer der Vorrichtung 36 ausgebildet und zweitens an die Kontur eines Fotozellen-Bauelements anpaßbar ist, um auf dieses eine Kraft übertragen zu können. Der Zugang zur unteren Kammer 40 (der nicht gezeigt ist) ist erforderlich zum Einführen und Befestigen der nichteingekapselten Solarzelle 10 oder eines anderen Fotozellen-Bauelements darin, so daß die Solarzelle 10 oder ein anderes Fotozellen-Bauelement zwischen einer oberen lichtdurchlässigen Lage 52 und einer unteren elektrisch isolierenden Lage 53 eingekapselt werden kann. Eine Luftleitung 44 mit einem Absperrventil 45a bildet eine Leitung in das Innere der oberen Kammer 38, und eine Luftleitung 46 mit einem Absperrventil 45b bildet eine Leitung in das Innere der unteren Kammer 40 zur gleichzeitigen Evakuierung von Luft aus beiden Kammern und zum anschließenden Wiedereinlaß von Luft in die obere Kammer 38. Eine Mehrzahl Heizelemente 50, die im Boden der unteren Kammer 40 vorgesehen sind, erwärmen die Vakuumvorrichtung 36
auf die richtigen Fließ- und Aushärtungstemperaturen für das Haftmittel.
Eine Haftmittelschicht, z. B. Äthylvinylacetat, wird über mindestens große Teile der lichtdurchlässigen leitfähigen Oxidschicht 22 und der Substratschicht 11 der Solarzelle verteilt oder gesprüht. Über das Äthylvinylacetat werden Einkapselungslagen 52 wie (1) Glass oder (2) ein Kunstharz wie TEDLAR (Wz von Dupont) von etwas größerer Länge und Breite als Länge und Breite der Solarzelle 10 oder eines anderen Fotozellen-Bauelements gelegt. Das Äthylvinylacetat hat die Funktion, die Einkapselungslagen 52 mit der Solarzelle 10 oder einem anderen Fotozellen-Bauelement haftend zu verbinden. Die Funktion der oberen oder exponierten Einkapselungslage 52 ist es, Licht durchzulassen, isolierend gegenüber Elektrizität zu wirken und die Solarzelle 10 oder ein anderes Fotozellen-Bauelement gegenüber der Umwelt zu schützen, wenn die Solarzelle 10 oder ein Solarzellenpanel 9 z. B. auf einem Dach betriebsmäßig montiert ist. Die untere Einkapselungslage 53 hat die Funktion, die Substratschicht 11 der Solarzelle 10 elektrisch gegenüber elektrisch leitfähigen Elementen zu isolieren, die die Substratschicht 11 nach der betriebsmäßigen Montage kontaktieren könnten.
Um ein Fließen und Aushärten des Haftmittels zu bewirken, wird der Schichtaufbau aus Einkapselungslage - Äthylvinylacetat - Solarzelle - Äthylvinalacetat - Einkapselungslage in die untere Kammer 40 der Vakuumvorrichtung 36 unmittelbar unterhalb der Silikongummimembran 42 eingebracht. Zuerst wird Luft gleichzeitig aus beiden Kammern 38 und 40 evakuiert, und dann wird Luft wieder in die obere Kammer 38
zurückgeleitet oder gefördert, so daß die Silikongummimembran 42 zusammenfällt. Die Förderung von Luft wird fortgesetzt, bis die Membran 42 den vorgenannten Schichtaufbau mit einem Druck von 1 at beaufschlagt. Während Luft in die obere Kammer 38 gefördert wird, wird die biegsame Membran 42 aus ihrer normalen Gleichgewichtslage (vgl. die Vollinie 42a in Fig. 4) nach unten in eine Konturanpassungslage (vgl. die Strichlinie 42b in Fig. 4) gedruckt, in der die Membran an der Solarzelle 10 oder einem anderen Fotozellen-Bauelement sowie der Innenfläche der unteren Kammer 40 anliegt und diese mit einem Druck von 1 at beaufschlagt. Die untere Kammer 40 der Vakuumvorrichtung 36 wird durch die Heizelemente 50 auf 130 0C erwärmt. Bei dieser Temperatur und dem Druck von 1 at fließt das Äthylvinylacetat und härtet aus, wodurch die obere und die untere Einkapselungslage mit dem Fotozellen-Bauelement haftend verbunden werden. Da das Äthylvinylacetat in einem Vakuum verteilt wird, erfolgt keine Blasenbildung im Verlauf des Fließ- und Aushärtungsvorgangs. Die Herstellung des Fotozellen-Bauelements ist nunmehr beendet, und die Bauelemente können in erwünschter Weise entweder einzeln oder kombiniert verwendet werden.
V. Nachstehend wird das Solarpanel erläutert.
Das Solarpanel 9 ist in Fig. 3 dargestellt, und bei dieser bevorzugten Ausführungsform sind acht Solarzellen 10a-10h in einer 4 χ 2-Matrix angeordnet und bilden das Solarpanel 9 mit einer Größe von ca. 122 χ 61 cm. Bei der gezeigten Ausführungsform sind die Sammelschienen 34 jeder einzelnen
Solarzelle 1Oa-IOh etwa durch elektrisch leitende Streifen 19a-19h zusammengeschaltet unter Bildung eines einzigen lichtdurchlässigen Schichtkontakts. Der Streifen 19a der Solarzelle 10a ist mit dem Substratkontakt der Solarzelle 10b verbunden; der Streifen 19b von der Solarzelle 10b ist mit dem Substratkontakt der Solarzelle 10c verbunden; der Streifen 19c von der Solarzelle 10c ist mit dem Substratkontakt der Solarzelle 10d verbunden; der Streifen 19d von der Solarzelle 10d ist mit dem Substratkontakt der Solarzelle 10h verbunden; der Streifen 19h von der Solarzelle 10h ist mit dem Substratkontakt der Solarzelle 10g verbunden; der Streifen 19g von der Solarzelle 10g ist mit dem Substratkontakt der Solarzelle 10f verbunden; der Streifen 19f von der Solarzelle 10e und der Substratkontakt von der Solarzelle 10a bilden jeweils Kontakte 21a und 21b, mit denen ein angrenzendes Solarpanel 9 angeschlossen werden kann. Auf diese Weise kann die Gesamtoberfläche z. B. eines Dachs durch Zusammenschalten einer Mehrzahl von Solarpanels 9 bedeckt werden.
VI. Nachstehend werden weitere Einsatzmöglichkeiten erläutert.
Die Unterteilung eines großflächigen Halbleiterkörpers in eine Mehrzahl von kleinflächigen elektrisch isolierten Abschnitten ist auch anderweitig vorteilhaft anwendbar. Da nunmehr die Massenfertigung fortlaufender Bahnen von Fotozellen-Bauelementen beginnt, werden Bauelemente mit einer Oberfläche von bis zu 304 m Länge und 0,4 m Breite hergestellt. Um die Bauelemente z. B. als die hier erörterten
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Solarzellen einzusetzen, muß die fortlaufende Bahn zu Zellen von 30,48 cm zugeschnitten werden. Auch wenn die Fotozellen-Bauelemente als Einzelplatten hergestellt werden, müssen solche Platten zu kleineren Platten zugeschnitten werden, so daß sie als Stromversorgungen für Rechner, Uhren etc. einsetzbar sind.
Es wurde gefunden, daß bei dem Versuch, die großflächigen Fotozellen-Bauelemente zu Bauelementen mit kleinerer Fläche zuzuschneiden oder zu durchtrennen, Kurzschlüsse entstehen, die die Bauelemente funktionsunfähig machen. Wenn jedoch die großflächigen Halbleiter-Bauelemente zuerst in eine Mehrzahl von kleinflächigeren Bauelementen unterteilt werden, indem der Halbleiterkörper in die Mehrzahl der beschriebenen elektrisch isolierten Abschnitte unterteilt wird, kann das großflächige Halbleiter-Bauelement anschließend längs den Zwischenräumen zwischen einzelnen isolierten Abschnitten durchtrennt werden unter Bildung der geeignet bemessenen kleinflächigen Halbleiter-Bauelemente, ohne daß die Bauelemente kurzgeschlossen werden.
Ferner wurde festgestellt, daß die isolierten Abschnitte 26 des Halbleiterkörpers, die keine ausreichende elektrische Ausgangsleistung aufweisen, manchmal z. B. durch Laserabtastung "geheilt" werden können. Nach Beseitigung des Fehlers können dann die nunmehr annehmbaren isolierten Abschnitte und die ursprünglich annehmbaren isolierten Abschnitte elektrisch miteinander verbunden werden. Dadurch wird der Gesamt-Wirkungsgrad des Halbleiter-Bauelements gesteigert.

Claims (20)

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung verbesserter Fotozellen-Bauelemente, deren jedes aufweist:
eine gemeinsame elektrisch leitfähige Substratschicht, einen darauf aufgebrachten Halbleiterkörper und eine auf den Halbleiterkörper aufgebrachte lichtdurchlässige elektrisch leitfähige Schicht,
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
Unterteilen des Halbleiterkörpers in eine Mehrzahl Abschnitte, deren jeder gegenüber anderen Abschnitten im wesentlichen elektrisch isoliert ist; Prüfen der elektrischen Ausgangsleistung jedes isolierten Abschnitts des Halbleiterkörpers;
Zusammenschalten nur derjenigen isolierten Abschnitte mit befriedigender elektrischer Ausgangsleistung mit einem elektrisch leitfähigen Streifen, der einen dem Halbleiterkörper zugehörigen elektrischen Kontakt bildet; und
- Vorsehen eines elektrischen Kontakts auf der Substratschicht, wodurch der Gesamtwirkungsgrad des Fotozellen-Bauelements durch Zusammenschalten nur derjenigen Abschnitte des Halbleiterkörpers mit befriedigender elektrischer Ausgangsleistung verbessert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Mehrzahl der Fotozellen-Bauelemente strukturell und elektrisch miteinander verbunden wird unter Bildung eines Panels von Fotozellen-Bauelementen, wobei der lichtdurchläs-
sige Schichtkontakt jedes der Mehrzahl von Fotozellen-Bauelementen und der Substratschichtkontakt jedes der Mehrzahl von Fotozellen-Bauelementen elektrisch zusammengeschaltet sind.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die lichtdurchlässige Schicht ursprünglich kontinuierlich ist und daß der Halbleiterkörper dadurch in die Mehrzahl von isolierten Abschnitten unterteilbar ist, daß die lichtdurchlässige Schicht durch Gravieren in eine Mehrzahl von diskreten Segmenten unterteilt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf jedes diskrete lichtdurchlässige Schichtsegment ein Gittermuster aufgebracht wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die lichtdurchlässige Schicht als ursprünglich diskontinuierliche Schicht zur Bildung der Mehrzahl von elektrisch isolierten Abschnitten aufgebracht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mehrzahl isolierte Abschnitte durch eine Mehrzahl von diskreten lichtdurchlässigen Schichtsegmenten gebildet ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf jedes diskrete lichtdurchlässige Schichtsegment ein Gittermuster aufgebracht wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Fotozellen-Bauelement zwischen einer oberen elektrisch isolierenden lichtdurchlässigen Schutzlage und einer unteren elektrisch isolierenden Lage eingekapselt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet,
daß das Fotozellen-Bauelement als großes, im wesentlichen ebenes Bauteil, das in eine Mehrzahl von im wesentlichen parallelen Reihen unterteilt ist, deren jede durch die Mehrzahl isolierte Abschnitte begrenzt ist, ausgebildet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der leitfähige Streifen eine Kupfer-Sammelschiene ist, die zwischen abwechselnd aufeinanderfolgenden Reihen der isolierten Abschnitte der lichtdurchlässigen Schicht mit einem elektrisch isolierenden Silikonklebstoff gesichert ist.
11. Solarzelle mit einer gemeinsamen elektrisch leitfähigen Substratschicht, einem darauf aufgebrachten Halbleiterkörper und einer über diesem vorgesehenen lichtdurchlässigen Schicht,
gekennzeichnet durch
- eine Mehrzahl von im wesentlichen elektrisch isolierten Abschnitten (26), in die der Halbleiterkörper unterteilt ist;
mindestens einen elektrisch leitfähigen Streifen (34), wobei jeder eine befriedigende elektrische Ausgangsleistung aufweisende isolierte Abschnitt des Halbleiterkörpers elektrisch mit dem mindestens einen leitfähigen Streifen verbunden ist unter Bildung eines dem Halbleiterkörper zugeordneten elektrischen Kontakts; einen elektrischen Kontakt auf der Substratschicht (11); und
eine obere, elektrisch isolierende, Licht durchlassende Schutzlage (52) und eine untere, elektrisch isolierende Lage (53), wobei die Solarzellen (10a-10h; 12a-12c) zwischen der oberen und der unteren Lage so eingekapselt sind, daß nur die eine befriedigende elektrische Ausgangsleistung aufweisenden Abschnitte des Halbleiterkörpers elektrisch zusammengeschaltet sind, wodurch eine Verbesserung des Gesamtwirkungsgrads der Solarzelle erreicht wird.
12. Solarzelle nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Halbleiterkörper mindestens einen Dreifach-Schichtaufbau hat, umfassend eine p-Leitfähigkeitsschicht (16a-16c), eine eigenleitende Schicht (18a-18c) und eine n-Leitfähigkeitsschicht (20a-20c).
13. Solarzelle nach einem der Ansprüche 11 oder 12, gekennzeichnet durch
ein auf jedem isolierten Abschnitt (26) des Halbleiterkörpers gebildetes Gittermuster (24).
14. Solarzelle nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie (10a-10h; 12a-12c) ein ca. 30,48 cm2 großes, im wesentlichen ebenes Bauelement ist, das in eine Mehrzahl von im wesentlichen parallelen Reihen isolierter Abschnitte (26) des Halbleiterkörpers unterteilt ist.
15. Solarzelle nach einem der Ansprüche 11-14, dadurch gekennzeichnet,
daß jeder der wenigstens einen leitfähigen Streifen (34) eine Kupfer-Sammelschiene ist, die zwischen abwechselnd aufeinanderfolgenden Reihen der isolierten Abschnitte (26) des Halbleiterkörpers gesichert ist.
16. Solarzelle nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kupfer-Sammelschienen (34) mit einem elektrisch isolierenden Silikonklebstoff an isolierten Abschnitten (26) des Halbleiterkörpers gesichert sind.
17. Verfahren zur Herstellung eines relativ kleinflächigen Halbleiter-Bauelements aus einem größerflächigen Halbleiter-Bauelement, wobei letzteres aufweist:
eine gemeinsame elektrisch leitfähige Substratschicht,
- einen auf diese aufgebrachten Halbleiterkörper und
- eine über diesem aufgebrachte lichtdurchlässige, elektrisch leitfähige Schicht,
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
- Aufteilen des großflächigen Halbleiterkörpers in eine Mehrzahl von elektrisch isolierten Abschnitten durch
Unterteilung der lichtdurchlässigen Schicht in eine Mehrzahl diskreter Segmente entsprechend der Mehrzahl von isolierten Abschnitten, in die der großflächige Halbleiterkörper unterteilt ist; und
Durchtrennen des großflächigen Halbleiter-Bauelements zwischen isolierten Abschnitten unter Bildung mindestens eines diskreten kleinflächigen Halbleiter-Bauelements, das ein Segment des gemeinsamen Substrats, ein entsprechendes Segment des großflächigen Halbleiterkörpers und ein entsprechendes diskretes Segment der lichtdurchlässigen Schicht aufweist.
18. Verfahren nach Anspruch 17,
gekennzeichnet durch
Unterteilen des Halbleiterkörpers in eine Mehrzahl diskreter Segmente, wenn die lichtdurchlässige Schicht in dieser Weise unterteilt ist.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet,
daß vor dem Durchtrennen des großflächigen Halbleiter-Bauelements die elektrische Ausgangsleistung jedes isolierten Abschnitts des Halbleiterkörpers geprüft wird und nur die eine befriedigende elektrische Ausgangsleistung aufweisenden isolierten Abschnitte durchtrennt werden.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17-19, gekennzeichnet durch
Aufbringen eines Gittermusters auf jeden isolierten Abschnitt der lichtdurchlässigen Schicht.
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