DE3604894C2

DE3604894C2 -

Info

Publication number: DE3604894C2
Application number: DE3604894A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Hachioji Tokio/Tokyo Jp Okaniwa; Kenji Nakatani; Tetsuo Hino Tokio/Tokyo Jp Sato
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: New Energy and Industrial Technology Development Organization
Priority date: 1985-02-15
Filing date: 1986-02-15
Publication date: 1989-06-08
Also published as: US4697041A; DE3604894A1; FR2577716A1; FR2577716B1

Description

Die Erfindung betrifft integrierte Solarzellen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung solcher Zellen.

Halbleiterschichten aus amorphen Silizium wurden zum Zwecke einer Anwendung als Halbleiterschichten in Solarzellen in großem Umfang untersucht, da sie sich gleichmäßig in einem großen Bereich auf einer Unterlage bei niederer Temperatur durch Glimmentladungsabscheidung von Siliziumwasserstoffgas (Silan) oder dergleichen aufbringen lassen und dabei die verschiedenartigsten Substrate oder Unterlagen, beispielsweise Glas, Polymerisatfilme, keramische Platten und Metallfolien Anwendung finden können. Als Grundaufbau einer Solarzelle aus amorphem Silizium ist ein Laminat aus einer metallischen Elektrodenschicht, einer amporphen Silizium-Halbleiterschicht und einer transparenten Elektrodenschicht bekannt, wobei das Laminat auf einer der voranstehenden Unterlagen aufgebracht ist.

Es ist verhältnismäßig einfach, eine amorphe Siliziumschicht auf einem bandähnlichen Substrat mit einer Metallelektrodenschicht abzuscheiden, wenn die obenerwähnten Merkmale der filmartigen Abscheidung von amorphem Silizium Anwendung finden und dabei von Rolle zu Rolle gearbeitet wird, wie dies beispielsweise in der japanischen Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 59-34 668 und US-PS 44 38 723 beschrieben ist. Auch kann dabei ein Verfahren mit drei getrennten Kammern Anwendung finden, wie es in der Zeitschrift "Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 21, No. 3, S. 413 (1982), beschrieben ist. Es ist ferner auch einfach, eine transparente Elektrodenschicht auf der amorphen Silizium-Halbleiterschicht auszubilden, und zwar beispielsweise durch Abscheidung eines elektrisch leitenden, durchsichtigen Oxids.

Um das sich so ergebende Laminat als elektrische Stromquelle verwenden zu können, ist die Ausbildung von Anschlußklemmen für Zuführleitungen an der Metallelektrodenschicht und der transparenten Elektrodenschicht erforderlich. Um ferner einen hohen Spannungsausgang, wie er für praktische Anwendungszwecke erforderlich ist, zu erzielen, muß das Laminat oder eine Solarzelle in Einheitszellen unterteilt werden. Diese Einheitszellen werden durch elektrische Verbindung einer Metallelektrodenschicht einer Einheitszelle mit einer transparenten Elektrodenschicht der benachbarten Einheitszelle hintereinandergeschaltet. Die Ausgangsspannung einer solchen Solarzelle liegt nämlich in der Größenordnung von lediglich 0,6 bis 5 V, und zwar unabhängig von ihrer Größe. In diesen Fällen wird gewöhnlich die metallische oder untere Elektrodenschicht des Laminats zunächst freigelegt und anschließend mit der durchsichtigen oder oberen Elektrodenschicht des Laminats verbunden. Zur Freilegung der metallischen Elektrodenschicht wurden folgende Verfahren vorgeschlagen:

a) Anwendung einer Metallmaskierung während der Abscheidung der amorphen Siliziumschicht (Kausche u. a., US-PS 42 45 386).
b) Entfernung eines Teils der amorphen Siliziumschicht durch einen nassen oder trockenen Ätzprozeß nach Abscheidung der amorphen Siliziumschicht.
c) Entfernung eines Teils lediglich der amorphen Siliziumschicht durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl, um sie nach ihrer Abscheidung zu schmelzen und zu verdampfen (S. Yamazaki u. a., "Mask-Less Fabrication of a Si Solar Cell Using Laser Scribe Process", IEEE, Photovoltaic Specialist Conference, May 1984, S. 206 bis 211).

Von diesen Verfahren eignet sich das Verfahren a) nicht für ein Arbeiten von Rolle zu Rolle in großtechnischem Maßstab. Selbst bei einem Abscheideprozeß von amorphem Silizium ergibt das Verfahren a) kein gutes Muster und kann nur in unbefriedigendem Maße die Oberfläche der Metallelektrodenschicht in elektrisch gutem Zustand teilweise freilegen, weil die Erhitzung während der Abscheidung des amorphen Siliziums einen guten Kontakt zwischen der Unterlage und der Maske verhindert, und zwar aufgrund der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten. Infolgedessen wird amorphes Silizium im Raum zwischen der Unterlage und der Maske abgeschieden. Weiterhin ist es schwierig, eine Abweichung der Maskenausrichtung innerhalb 0,5 mm zu steuern.

Das Verfahren b) läßt sich anwenden, wenn es mit der Beschichtung eines Ätzgrundes und dessen Abätzung kombiniert wird. Es eignet sich jedoch nicht für die Herstellung von Solarzellen bei niedrigen Kosten in einer Massenproduktion, da zahlreiche Verfahrensschritte erforderlich sind, beispielsweise das Beschichten des Ätzgrundes, dessen Belichtung, Abwaschen und Ätzen.

Darüber hinaus verlangen integrierte Solarzellen, die nach dem Verfahren a) oder b) hergestellt sind, die Bereitstellung großer Bereiche für einen Verbindungsteil, an dem die Einheitszellen miteinander verbunden werden. Hierdurch wird der aktive Bereiche reduziert und somit auch die Flächenausbeute der integrierten Solarzellen.

Die Verwendung eines Laserstrahls zur Zerteilung eines Laminats oder einer großen Solarzelle in Einheitszellen ermöglicht eine Auswahl der Breite der Nut, welche die Zellen unterteilt im Bereich zwischen einigen Zehntel und mehreren Hundertstel Mikrometern durch Steuerung des optischen Systems. Somit ist eine genaue Unterteilung in Einheitszellen in einem gewünschten Muster unter Zuhilfenahme eines Computersteuersystems möglich, wobei das System mit Bezug auf die herzustellenden Muster entsprechend programmiert ist. Ferner ist unter Zuhilfenahme bewegter Spiegel oder optischer Glasfasern in einem optischen System eine Unterteilung einer Solarzelle au einem breiten, kontinuierlich verlaufenden, bandähnlichen Substrat möglich. Daher gestattet das Verfahren c) bei der Unterteilung einer Solarzelle die Erreichung einer guten Produktivität.

Es wurden Versuche unternommen, einen Laserstrahl bei der Unterteilung einer Solarzelle zu benutzen. Es wurde gefunden, daß die Metallelektrodenschicht durch einen Laserstrahl beschädigt wird, der für das Schmelzen und Verdampfen der Siliziumschicht auf der Metallschicht erforderlich ist, und zwar selbst dann, wenn die metallische Elektrodenschicht aus einem Metall mit hohem Schmelzpunkt bestand. Dieses Phänomen zerstörte den elektrischen Oberflächenzustand der Metallelektrodenschicht.

Wenn die Metallelektrodenschicht aus einem Metall mit niederem Schmelzpunkt bestand, war die selektive Entfernung der Siliziumschicht unmöglich. Darüber hinaus trat eine Hitzebeschädigung der amorphen Siliziumschicht rund um den Teil heraum auf, an dem mit dem Laserstrahl bestrahlt wurde. Insbesondere wurde durch Raman- Spektrometrie gefunden, daß dort eine Kristallisierung der amorphen Siliziumschicht auftrat. Bei auftretender Kristallisation in der Siliziumschicht wurde die Dunkelleitfähigkeit im kristallisierten Bereich gesteigert und pin-Übergänge in diesem Bereich wurden gestört, was letzten Endes zu einem Verschwinden des Gleichrichtungseffektes führte. Die in der Solarzelle erzeugte, elektromotorische Kraft ging daher im kristallisierten Teil nach dem durch Laserstrahlung vollzogenen Einritz- oder Anreißverfahren verloren. Ferner ergab eine Beobachtung eines Teils des unterteilten Abschnitts mit einem abtastenden Elektronenmikroskop, daß die untere Metallelektronenschicht und die obere durchsichtige Elektrodenschicht durch Verschmelzung elektrisch miteinander verbunden war. Auch dies war ein Grund für die Zerstörung der Kenndaten der Solarzelle.

Die Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, integrierte Solarzellen mit verbesserter Verbindung der Einheitszellen vorzuschlagen, die in einem trockenen, maskenlosen Verfahren durch Laserstrahlbehandlung herstellbar sind, sowie spezielle Verfahrensmaßnahmen zur Herstellung solcher Solarzellen anzugeben.

Die Aufgabe wird bei integrierten Solarzellen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch die kennzeichnenden Merkmale dieses Anspruchs gelöst. Die Unteransprüche 2-22 betreffen bevorzugte Ausführungen von integrierten Solarzellen und die Unteransprüche 23-30 bevorzugte Verfahrensmaßnahmen zur Herstellung der Solarzellen.

Bei den integrierten Solarzellen gemäß der Erfindung verhindert der isolierende Streifen eine Beschädigung der betreffenden Einzelschichten durch Laserstrahlung und somit eine Beschädigung oder Zerstörung der Solarzellen. Daher werden die Solarzellen nicht beeinträchtigt, selbst wenn ein Laserstrahl-Anreißverfahren benutzt wird, um eine Solarzelle anzutreiben. Weiterhin ermöglicht die Verwendung eines isolierenden Streifens, der insbesondere aus für den Laserstrahl durchlässigem Material besteht, ein selektives Durchschneiden der das Laminat bildenden Schichten. Das ganze Laminat läßt sich durch einen Laserstrahl hoher Leistung durchschneiden.

Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erfindung. Es zeigen

Fig. 1A bis 1F Schnittansichten zur Darstellung der wesentlichen Verfahrensschritte zur Herstellung integrierter Solarzellen,

Fig. 2 eine Draufsicht von Mustern für eine Laser-Einritzung zur Ausbildung von Nuten in den integrierten Solarzellen,

Fig. 3 eine Draufsicht von Mustern für eine Verbindungs- und Kollektorelektrode an den integrierten Solarzellen,

Fig. 4A und 4B Schnittansichten einer Solarzelle und von Zellen gemäß Ausführungsbeispiel 1 während der Herstellung von Zellen,

Fig. 5 eine grafische Darstellung der Strom- Spannungs-Kennlinie von Solarzellen gemäß Ausführungsbeispiel 1,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht integrierter Solarzellen gemäß Ausführungsbeispiel 2 und

Fig. 7 eine Schnittansicht integrierter Solarzellen gemäß Ausführungsbeispiel 3.

In einem integrierten Solarzellenverband gemäß der Erfindung kann als Substrat oder Unterlage irgendein elektrisch isolierendes Material verwendet werden, beispielsweise ein aus Polymerisat bestehender Film, eine keramische Schicht, eine Glasschicht oder eine Metallfolie, auf welche eine isolierende Schicht aufgebracht ist. Vorzugsweise findet ein Film aus Polymerisat in Gestalt eines Bandes Anwendung, auf dem die ein Laminat bildenden Schichten einer Solarzelle nacheinander abgeschieden werden können, und zwar während des Vorlaufs des Bandes in einem sogenannten "Von-Rolle-zu-Rolle"-Verfahren, welches sich insbesondere auch für eine Massenproduktion eignet. Es kann sich dabei um einen Polymeriat-Film beliebiger Art handeln, solange er nur die Hitzebeständigkeit und den Wärmewiderstand aufweist, der für die Abscheidung der Laminatschichten erforderlich ist. Beispielsweise können zur Ausbildung der Unterlagen Filme aus Polyäthylenterephthalat (PET), Polyäthylennaphthalat (PEN), aus Polyimid, aus Polyestersulphon, aus Polyamid oder dergleichen verwendet werden. Diese Filme haben ausgezeichnete mechanische Eigenschaften und werden bevorzugt eingesetzt.

Bei der unteren oder oberen Elektrodenschicht kann es sich um eine einfache oder um eine laminierte Schicht handeln, die aus einem Metall, beispielsweise Aluminium, Silber, Titan, Wolfram, Kobalt, Chrom, Nickel oder aus Legierungen dieser Metalle, beispielsweise aus Nickel und Chrom sowie aus rostfreiem Stahl bestehen kann.

Eine laminierte Schicht aus Aluminium (Al) und rostfreiem Stahl (SS) oder allgemein eine laminierte Schicht aus einer Metallschicht, beispielsweise Aluminium oder Silber mit ausgezeichneter elektrischer Leitfähigkeit und aus einem schwer schmelzbaren Metall oder einer Legierungsschicht mit einem Schmelzpunkt von 1000°C oder mehr, finden bevorzugt Anwendung, da eine solche Schicht ein hohes Lichtreflexionsvermögen aufweist und einen guten Kontakt mit einer Halbleiterschicht ausbildet. Die Dicke der Metallelektrodenschicht beträgt vorzugsweise 0,3 µm oder mehr, um auf diese Weise ihren elektrischen Widerstand zu reduzieren und eine ausreichende mechanische Festigkeit zu gewährleisten.

Gewöhnlich ist eine der unteren oder oberen Elektrodenschichten, gewöhnlich die obere Elektrodenschicht, eine transparente Schicht, die aus einem an sich bekannten Material bestehen kann. Geeignet sind beispielsweise Indiumoxid, Zinnoxid, Cadmiumstannat, Indiumzinnoxid oder dergleichen. Diese Materialien können als einfache oder auch als laminierte Schicht vorgesehen werden. Ein Laminat aus einer dünnen Metallschicht und einer dielektrischen Schicht, beispielsweise TiO₂/Ag/TiO₂ können ebenfalls eingesetzt werden.

Als lichtempfindliche Halbleiterschicht eignet sich für die Erfindung irgendeine Schicht, die bei Lichteinfall zu einer elektrischen Spannung führt. Ein Beispiel hierfür ist eine an sich bekannte Schicht aus amorphem Silizium des pin-Typs. Diese Schicht wird durch Plasma-CVD hergestellt, unter Verwendung einer Glimmentladungsabscheidung von Silan- Gas, Disilan-Gas oder dergleichen. In diesem Falle bedeutet eine Schicht des pin-Typs einen Stapel aus einer p-dotierten Schicht, einer eigentlichen (undotierten) Siliziumschicht und einer n-dotierten Schicht. Die Schicht kann auch viellagige Tnademstrukturen aufweisen, beispielsweise pin/pin oder pin/pin/pin und kann eine Halbleiterschicht mit enger oder weiter Bandlücke aufweisen, beispielsweise amorphe Silizium-Germanium-Legierung, amorphes Siliziumcarbid oder nicht einkristallines Silizium, falls gewünscht. Erfindungsgemäß wird eine photoempfindliche Schicht aus einem amorphen Halbleitermaterial bevorzugt. Jedoch wird auch eine lichtempfindliche Schicht aus einem kristallinen Halbleitermaterial bei Ausübung der Erfindung nicht ausgeschlossen.

Ein isolierender Streifen, wie er bei integrierten Solarzellen gemäß der Erfindung Anwendung findet, sollte eine Breite größer als diejenige der mit Laserstrahlung eingeritzten Nut haben, um die Ausbildung von Kurzschlüssen und Leckströmen in der Nähe dieser Nut zu verhindern. Der isolierende Streifen hat vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 0,5 µm bis 50 µm. Unterhalb 0,5 µm Dicke kann die Ausbildung von Kurzschlüssen und Leckströmen zwischen den oberen und unteren Elektrodenschichten nicht verhütet werden. Oberhalb 50 µm Dicke bildet der Streifen eine Stufe, welche eine gleichförmige Abscheidung der oberen Elektrodenschicht und/oder Ausbildung der Verbindungselektrode über der oberen Elektrodenschicht schwierig macht.

Für den isolierenden Streifen wird bevorzugt ein isolierendes Harz, beispielsweise ein Epoxy-Harz, ein Polyimid- Harz oder ein Polyester-Harz verwendet.

Die Abscheidung des isolierenden Streifens läßt sich vorteilhafterweise durch Siebdruck ausführen.

Wie bereits angegeben, kann der isolierende Streifen mit Bezug auf den Laserstrahl durchlässig oder undurchlässig sein. Ein transparenter Streifen ist vorteilhaft, wenn Schichten zu beiden Seiten des Streifens geschnitten werden sollen, da dann der für das Schneiden erforderliche Laserstrahl schwach (geringe Leistung) sein kann. Ein undurchlässiger Streifen hat den Vorteil, daß er die Auswahl niederer oder hoher Leistung des Laserstrahls ermöglicht und somit die Auswahl der Schnittiefe in dem mit dem Laserstrahl bestrahlten Laminat. Dies bedeutet, daß lediglich eine Schicht oder Schichten, die an einer Seite des undurchlässigen Streifens vorliegen, geschnitten werden, wenn der Laserstrahl geringe Leistungsdichte hat. Schichten an beiden Seiten des undurchlässigen Streifens werden geschnitten, wenn der Laserstrahl eine hohe Energiedichte besitzt. Somit ermöglicht ein undurchsichtiger Streifen die Auswahl der Schnittiefe dadurch, daß man die Energiedichte des Laserstrahls entsprechend wählt. Darüber hinaus erleichtert ein undurchlässiger Streifen grundsätzlich die Ausbildung einer Nut mit vorgegebener Tiefe in einem Laminat, in dem der Streifen sandwichartig eingebaut ist. Ferner erleichtert ein undurchlässiger Streifen die Auffindung eines zu schneidenden oder mit einem Laserstrahl zu bestrahlenden Abschnitts. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei der Musterausbildung und bei der Herstellung eines Moduls aus Solarzellen.

Unter Verwendung eines Laserstrahls mit optimaler Leistungsdichte kann eine Solarzelle in gewünschte Muster unterteilt werden.

Irgendein Laser, welcher Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 0,2 bis 2 µm erzeugt, kann benutzt werden, weil die Laminatschichten einer Solarzelle in der Lage sind, einen solchen Laserstrahl wirksam zu absorbieren. Ein Yttrium-Aluminium-Granat-(YAG)-Laser, wie er in der Industrie weit verbreitet Anwendung findet, wird bevorzugt.

Eine zusätzliche Verbindungselektrode oder Kollektorelektrode besteht gewöhnlich aus einer leitfähigen Schicht, zusammengesetzt hauptsächlich aus einem Metall wie Gold, Silber, Kupfer, Aluminium oder Nickel oder einer Legierung hiervon. Diese Verbindungselektrode wird an der oberen Elektrodenschicht durch Dampfabscheidung von Metallen ausgebildet, beispielsweise durch Vakuumverdampfung, Zerstäubung oder dergleichen. Hieran schließt sich die Ausbildung eines Musters unter Verwendung einer Maske an. In diesem Falle soll die Schicht vorzugsweise eine Dicke von 0,5 µm oder mehr haben. Alternativ kann eine Verbindungselektrode auch durch chemische Plattierung oder dergleichen hergestellt werden. In diesem Fall ist die Dicke der Schicht ähnlich wie oben. Weiterhin kann die Anwendung eines elektrisch leitfähigen Harzes mit einem Gehalt an Gold-, Silber-, Kupfer-, Aluminium- oder Nickelpulver durch Siebdruck oder dergleichen erfolgen. Dies wird bevorzugt aufgrund der Tatsache, daß diese Herstellungsmöglichkeit in einem kontinuierlichen Verfahren eingesetzt werden kann. Die Dicke einer aufgedruckten leitfähigen Schicht sollte wegen einer guten elektrischen Leitfähigkeit 5 µm oder mehr betragen. Der Laser oder Laserstrahl, der für die Verschweißung eines Laminats aus einer unteren Elektrodenschicht, einer Halbleiterschicht und einer oberen Elektrodenschicht sowie wahlweise einer Verbindungselektrode, wobei dieser Laser zur Herstellung eines ohmschen Kontaktes zwischen den unteren und oberen Elektrodenschichten oder der Verbindungselektrode eingesetzt wird, ist ähnlich demjenigen Laser oder Laserstrahl zur Durchführung der Eintritts- oder Anreißverfahren, wie sie oben erwähnt wurden. Der Laserstrahl wird gewöhnlich von oben her auf die obere Elektrodenschicht oder die Verbindungselektkrode gerichtet, obwohl auch eine Bestrahlung von der Rückseite der Unterlage her erfolgen kann, falls die Unterlage mit Bezug auf den Laserstrahl durchlässig ist. Die für diesen Schweißvorgang erforderliche Leistungs- oder Energiedichte, wobei ein ohmscher Kontakt hergestellt wird, sollte anhand der Erfahrung bestimmt werden, da diese Dichte von der Strahlungsorientierung, der Dicke der Elektrodenschicht und dergleichen abhängt. Die Energiedichte des Laserstrahls sollte in einem solchen Bereich gewählt werden, daß er die untere Elektrodenschicht, die Halbleiterschicht und die obere Elektrodenschicht und, falls vorhanden, die Verbindungselektrode schmilzt, obwohl es nicht unbedingt erforderlich ist, daß die Elektrodenschicht und die Verbindungselektrode vollständig schmelzen.

Bei dem Isoliermaterial, welches in die Nut eingefüllt wird, kann es sich um irgendein Isoliermaterial handeln. Normalerweise findet ein Isolierharz, wie beispielsweise Epoxy-Harz, Polyamid-Harz, Polyimid-Harz und Polyester- Harz Einsatz.

Das Ausfüllen der Nut mit dem Isoliermaterial kann mit Hilfe an sich bekannter Methoden erfolgen, beispielsweise durch Beschichten oder durch Siebdruck. Siebdruck wird wegen seiner hohen Produktivität bevorzugt. Obwohl es nicht erforderlich ist, daß das Isoliermaterial die Nut vollständig füllt, wird dieses Material doch so in die Nut eingefüllt, daß seine Oberfläche im wesentlichen bündig mit der Oberfläche der Solarzellen liegt, um auf diese Weise eine stabile Zwischenverbindung erzeugen zu können. In praktischen Fällen wird das Isoliermaterial vorzugsweise so eingefüllt, daß sich ein Niveauunterschied innerhalb 100 µm, insbesondere innerhalb 50 µm zwischen der Oberfläche der eingefüllten Isolierschicht und der Solarzellenoberfläche ergibt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden integrierte Solarzellen vorgesehen, bei denen ein auf einer Unterlage angeordnetes Laminat aus einer oberen Elektrodenschicht, einer lichtempfindlichen Halbleiterschicht und einer unteren Elektrodenschicht durch eine mit Laserstrahlung eingespritzte Nut, welche das gesamte Laminat durchquert, in Einheitszellen unterteilt wird. Ferner ist eine zweite durch Laserstrahlung eingeritzte Nut vorgesehen, welche die obere Elektrodenschicht neben der und parallel mit der ersten Nut durchquert, um auf diese Weise einen Verbindungsteil zwischen den ersten und zweiten Nuten auszubilden, welcher der gegenseitigen Verbindung der beiden Einheitszellen neben diesen Nuten dient. Weiterhin wird eine Verbindungselektrode auf der oberen Elektrodenschicht ausgebildet, welche die beiden Seiten der ersten Nut überbrückt. Die Verbindungselektrode und die untere Elektrodenschicht werden in Reihe geschaltet, und zwar mittels eines ohmschen Kontaktes, der durch Laserverschweißung im Verbindungsteil hergestellt wird. Natürlich sind isolierende Streifen normalerweise zwischen der oberen Elektrodenschicht und der Halbleiterschicht entlang den ersten und zweiten Nuten vorgesehen. Weiterhin werden die ersten und zweiten Nuten vorzugsweise mit Isoliermaterial gefüllt.

Bei dem obigen Aufbau der integrierten Solarzellen verringert die Verwendung eines Laser-Anreißverfahrens Strahlungsschäden durch einen Laserstrahl während des Aufbringens des Musters. Infolgedessen erhöht sich die Ausbeute der wirksamen Unterteilung des Laminats beträchtlich. Dies liegt daran, daß lediglich ein einziger Verfahrensschritt zur Unterteilung nach Ausbildung aller das Laminat der Solarzellen bildenden Schichten erforderlich ist. Andererseits war im Stand der Technik eine Beschädigung der das Laminat bildenden Schichten häufig dadurch veranlaßt, daß mehrere Unterteilungsschritte ausgeführt werden mußten, nachdem jeweils die betreffende Schicht des Laminats hergestellt war. Da weiterhin die Zwischenverbindung zwischen den Einheitszellen durch Laserschweißung im Verbindungsabschnitt zwischen den ersten und zweiten Nuten erfolgt, ist eine ausreichende elektrische Verbindung in einem sehr kleinen Bereich erreicht, was wiederum zu einem großen aktiven Bereich führt, was bedeutet, daß die erfindungsgemäßen integrierten Solarzellen einen solchen aktiven Bereich von großer Ausdehnung haben. Insbesondere bei integrierten Solarzellen mit Kollektorelektrode läßt sich eine Sammel- oder Stromschiene der Kollektorelektrode als Verbindungsteil anwenden, wo die Laserverschweißung durchgeführt wird. Infolgedessen ist für die Verbindung zwischen den Einheitszellen kein zusätzlicher Bereich erforderlich, so daß nahezu keine Reduzierung des aktiven Bereiches eintritt. In diesem Falle ist die Ausbildung der zweiten Nut oder des Verbindungsteils entlang der ersten Nut, nämlich der die Einheitszellen abteilenden Nut, kritisch.

Die Ausbildung der Verbindungselektrode durch Siebdruck ermöglicht eine große Produktivitätssteigerung und weiterhin eine Vergrößerung des aktiven Bereichs, der als Solarzelle ausnutzbar ist.

Die Ausfüllung der Nut mit Isoliermaterial gestattet eine Verbesserung der Aufteilung des Laminats einer Solarzelle. Die Breite des Verbindungsteils kann dabei reduziert werden.

Die Herstellung der obenerwähnten Ausführungsbeispiele integrierter Solarzellen gemäß der Erfindung wird nachstehend im Zusammenhang mit Fig. 1A bis 1F, Fig. 2 und Fig. 3 beschrieben.

Wie die Fig. 1A zeigt, ist eine untere Elektrodenschicht 2, gewöhnlich eine Metallschicht, auf einer Unterlage 1 ausgebildet. Bei der Unterlage handelt es sich gewöhnlich um ein Band aus Polyäthylenterephthalat (PET). Eine lichtempfindliche Halbleiterschicht 3, gewöhnlich eine halbleitende, amorphe Siliziumschicht des pin-Typs wird anschließend auf der unteren Elektrode 2 ausgebildet, und zwar gewöhnlich durch ein Glimmentladungsverfahren.

Wie die Fig. 1B und 2 zeigen, werden isolierende Streifen 4 a und 4 b, normalerweise Streifen aus isolierendem Harz, auf der Halbleiterschicht 3 ausgebildet, und zwar in einem vorgegebenen Muster. Die Ausbildung dieser Streifen erfolgt beispielsweise durch Siebdruck. Die Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Musters, in welchem die isolierenden Streifen bei drei Einheitszellen C verlaufen, die aus einem Quadrat von 10×10 cm abgeteilt sind und zum Zwecke der Ausbildung eines integrierten Moduls M hintereinandergeschaltet werden. Das Muster der isolierenden Streifen ist natürlich nicht auf das Muster gemäß Fig. 2 beschränkt. Weiterhin können die isolierenden Streifen auch zwischen der unteren Elektrode 2 und der Halbleiterschicht, anstatt zwischen der oberen Elektrodenschicht und der Halbleiterschicht 3 angeordnet werden. Die isolierenden Streifen 4 a und 4 b bestehen vorzugsweise aus dem gleichen Material, welches sich für einstufigen Druck eignet, und sind mit Bezug auf einen Laserstrahl undurchlässig, so daß ein selektives Einschneiden lediglich einer auf dem Streifen ausgebildeten, oberen Elektrodenschicht oder ein Schneiden des gesamten Laminats aus der unteren Elektrodenschicht 2, der Halbleiterschicht 3 und einer oberen Elektrodenschicht ermöglicht ist.

Wie Fig. 1C zeigt, ist eine obere Elektrodenschicht 5, gewöhnlich eine transparente, elektrisch leitende Elektrodenschicht, gleichmäßig über der Halbleiterschicht 3 und den isolierenden Streifen 4 a und 4 b ausgebildet.

Wie die Fig. 1D zeigt, läßt man Laserbündel berechneter Energiedichte in die isolierenden Streifen 4 a bzw. 4 b eindringen und diesen Streifen entlanglaufen ("scanning"). Hierdurch ergibt sich eine erste Nut 6, welche das Laminat 2, 3 und 5 in Einheitszellen unterteilt. Eine zweite, sich so ergebene Nut 7 unterteilt die obere Elektrodenschicht 5 und bilden dementsprechend einen Verbindungsteil A zwischen den Nuten 6 und 7. Die Nut 7 braucht sich nicht über die gesamte Länge der Nut 6 hinweg zu erstrecken.

Wie die Fig. 1E zeigt, werden die Nuten 6 und 7 mit einem Isoliermaterial 8 gefüllt, gewöhnlich ein isolierendes Harz. Die Füllung erfolgt vorzugsweise durch Siebdruck. Das isolierende Harz kann das gleiche Harz sein, welches auch die isolierenden Streifen 4 a und 4 b bildet.

Gemäß Fig. 1F und Fig. 3 wird eine Verbindungs- und Kollektorelektrode mit einem Strom- oder Sammelschienenteil 10 und einem Fingerelektrodenteil 9, welche die in Fig. 3 dargestellte Gestalt haben, auf der oberen Elektrodenschicht 5 ausgebildet. In diesem Falle wirkt der Sammelschienenteil 10 nicht nur als Sammelschiene für den fingerförmigen Teil 9, sondern verbindet auch wahlweise zusammen mit dem Fingerelektrodenteil 9 die Einheitszelle C und den Verbindungsteil A miteinander. Der Sammelschienenteil 10 und der Fingerelektrodenteil 9 bestehen bevorzugt aus leitfähigem Harz. Anschließend erfolgt eine Laserverschweißung im Verbindungsteil A zwischen den mit Isoliermaterial 8 gefüllten Nuten 6 und 7, so daß sich zwischen dem Sammelschienenteil 10 und der unteren Elektrodenschichten 2 ein ohmscher Kontakt ergibt. Auf diese Weise stellt man eine elektrische Verbindung zwischen benachbarten Einheitszellen her. Die Laserverschweißung kann in Form einer Punktschweißung oder einer kontinuierlichen, linearen Schweißung vorgenommen werden.

Schließlich werden die sich so ergebenden, integrierten Solarzellen mit einem Kunstharz beschichtet, in dem sie eingekapselt werden.

Jeder der voranstehenden Verfahrensschritte läßt sich ausführen, während eine flexible, bandartige Unterlage von einer Rolle zu einer anderen Rolle überführt wird. Weiterhin lassen sich einige oder alle der zuvor erwähnten Verfahrensschritte nacheinander ausführen, während eine flexible, bandartige Unterlage von einer Rolle zu einer anderen Rolle überführt wird.

Ausführungsbeispiel 1

Die Fig. 4A und 4B zeigen Schnittansichten amorpher Silizium-Solarzellen. In diesem Ausführungsbeispiel wurde ein PET-Film in Form eines Bandes als Unterlage 21 benutzt. Das PET-Filmband kann in einem "Von-Rolle- zu-Rolle"-Verfahren angewandt werden und eignet sich insbesondere für eine Massenfertigung. Das PET-Filmband hatte eine Dicke von 100 µm.

Die Unterlage 21 wurde in einen Gleichstrom-Magnetron- Sprühapparat eingebracht. Eine metallische Doppelschicht bestehend aus einer Aluminiumschicht mit einer Dicke von 0,5 µm und einer Schicht aus rostfreiem Stahl (SS) mit einer Dicke von 1 nm bis 30 nm wurden nacheinander auf der Unterlalge 21 in Argon-Atmosphäre abgeschieden, wobei diese Atmosphäre einen Druck in der Größenordnung von 10^-3 Torr hatte. Auf diese Weise wurde die metallische Elektrodenschicht 22 hergestellt.

Als amorphe Silizium-Halbleiterschicht 23 wurde eine Photovolta-Schicht mit an sich bekanntem pin-Aufbau benutzt. Diese Schicht wurde auf der metallischen Elektrodenschicht 22 durch Glimmentladungsabscheidung von Silan-Gas oder dergleichen ausgebildet, ähnlich wie in der japanischen Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 59-34 668 beschrieben. Die amorphe Silizium- Halbleiterschicht 23 des pin-Typs wurde so hergestellt, daß nacheinander auf der Metallelektrodenschicht 22, die ihrerseits auf der Unterlage 21 ausgebildet war, folgende Schichten abgeschieden wurden: Eine mit der Bor (B) dotierte Schicht des p-Typs mit einer Dicke von 30 nm, eine eigentliche (intrinsic) Schicht mit einer Dicke von 0,5 µm und eine phosphor-(P)-dotierte Schicht des n-Typs mit einer Dicke von 15 nm.

Als Isolierstreifen zwischen der amorphen Silizium-Halbleiterschicht 23 und einer transparenten Elektrodenschicht 25 wurde eine Epoxy-Harzschicht 24 mit einem vorgegebenen Muster ausgebildet. Dieser Streifen diente dem Einritzen durch Laserstrahlung und hatte eine Dicke von 15 µm. Das Aufbringen des Streifens auf die amorphe Silizium-Halbleiterschicht 23 erfolgte durch Siebdruck.

Eine Indium-Zinnoxid-(ITO)-Schicht wurde als transparente Elektrodenschicht 25 mit einer Dicke von etwa 60 nm auf der amorphen Silizium-Halbleiterschicht 23 und dem Epoxy- Harzstreifen 24 abgeschieden, und zwar durch Zersprühen oder Elekronenstrahlverdampfung. Auf diese Weise ergab sich eine Solarzelle mit folgenden Aufbau: PET/Al/SS// amorphes Silizium des pin-Typs//in einem Muster verlaufendes Epoxy-Harz//ITO. Dieser Aufbau ist in Fig. 4A dargestellt.

Anschließend wurde die Solarzelle dieses Aufbaues mit einer quadratischen Abmessung von 10×10 cm mit einem Laserstrahlbündel abgetastet. Das Laserstrahlbündel stammte aus einem YAG-Laser. Die Abtastung erfolgte entlang dem Epoxy-Harzstreifen 24. Der mit dem Laser bestrahlte Teil der Solarzelle wurde geschmolzen und verdampft, so daß sich eine Nut 26 ergab, die von der transparenten Elektrodenschicht 25 bis zur metallischen Elektrodenschicht 22 reichte. Es ergaben sich somit zwei Zellen von jeweils rechteckiger Form mit den Abmessungen 5×10 cm. Bei dem YAG-Laser handelte es sich um einen Impulslaser mit Q-Schaltung. Das abtastende Laserstrahlbündel hatte eine durchschnittliche Leistung von 0,8 W und eine Impulsfrequenz von 2 kHz. Die Abtastung erfolgte mit einer Geschwindigkeit von 80 mm/sec.

Die Strom-Spannungs-Kennlinien der sich so ergebenden Zellen mit den Abmessungen 5×10 cm wurden nach Herstellung der Zellenunterteilung gemessen. Die Ergebnisse sind als Kurve B in Fig. 5 dargestellt. In dieser Figur zeigt die Kurve A die gleiche Kennlinie für die 10×10 cm große Zelle vor ihrer Unterteilung. Die Kurve C zeigt die gleiche Kennlinie einer Zelle der Abmessung 5×10 cm, die sich durch Unterteilung einer 10×10 cm großen Zelle ergibt und den gleichen Aufbau wie im Ausführungsbeispiel 1 mit der Ausnahme hat, daß kein Epoxy-Harzstreifen 24 vorgesehen ist. Die Abtastung durch Laserstrahlbündel erfolgte ebenso wie im Ausführungsbeispiel 1.

Aus Fig. 5 geht hervor, daß die Kennlinien erfindungsgemäßer Solarzellen nach Unterteilung in zwei Teile mittels Laserstrahlbündel praktisch überhaupt nicht reduziert waren.

Die Solarzellen gemäß Ausführungsbeispiel 1 der Erfindung wurden in Luft während 30 Minuten auf 150°C erwärmt, nachdem die Unterteilung in zwei Teilzellen vollzogen war. Die sich daraus ergebenden Solarzellen wiesen nahezu die gleichen Kennlinien, wie sie die Kurve A wiedergibt, auf. Dies sind die Kennlinien einer Solarzelle vor ihrer Zerlegung in zwei Teile. Eine Hitzebehandlung von 120°C bis zu 200°C ergab ähnliche Resultate.

Ausführungsbeispiel 2

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 werden nacheinander wie im Ausführungsbeispiel 1 eine metallische Elektrodenschicht 32, eine amorphe Silizium-Halbleiterschicht 33 und eine transparente Elektrodenschicht 35 auf einer PET- Bandunterlage 31 ausgebildet. Jedoch betrug die Dicke der Al- und SS-Schichten in der Metallelektrodenschicht 32 0,5 µm bzw. 10 nm.

Die Halbleiterschicht 33 weist Epoxy-Harzstreifen 34 a und 34 b auf, die auf der Schicht angeordnet werden, bevor die transparente Elektrodenschicht 35 abgeschieden wird, so daß die Streifen zwischen den Schichten 33 und 35 liegen. Die Epoxy-Harzstreifen 34 a und 34 b sind schwarz und gegenüber einem YAG-Laserstrahlbündel undurchlässig. Sie haben eine Breite von 1,0 mm und eine Dicke von 15 µm. Das Muster der Streifen 34 a, 34 b wird durch Siebdruck aufgebracht und entspricht demjenigen der Fig. 2, was bedeutet, daß das Muster eine Zelle von 10×10 cm in drei Zellen unterteilt. Der Zwischenraum zwischen den Streifen beträgt 2,0 mm.

Durch Einritzen mittels Laserstrahlung wurde eine erste Nut 36 ausgebildet, welche die Zelle in Einheitszellen unterteilte. In gleicher Weise wurde eine zweite Nut 37 zur Ausbildung eines Verbindungsteils A hergestellt. Bei Ausbildung der Nuten wurde ein YAG-Laser benutzt. Es wurde ein gepulstes Laserstrahlbündel mit Q-Schaltung und einer Frequenz von 2 kHz benutzt. Der Durchmesser des Strahlenbündels war 100 µm. Die maximale Leistung eines Laserimpulses betrug 1 kW. Die Scanning- Geschwindigkeit betrug 3,2 cm/sec. Der Laserstrahl mit seiner maximalen Leistung von 1 kW wurde benutzt, um das gesamte Laminat 32, 33, 34 und 35 durchzuschneiden. Ein Laserstrahlbündel mit einer maximalen Leistung von 150 W diente dazu, lediglich die transparente Elektrodenschicht 35 zu durchschneiden.

Somit war die Zelle in drei Einheitszellen mit einer Größe von 3,3×10 cm unterteilt. Die Breite des Verbindungsteils A oder des Zwischenraums zwischen den beiden Nuten 36, 37 betrug 2,0 mm.

Anschließend wurden die isolierenden Streifen 39 a und 39 b aus Epoxy-Harz in die durch Laseranreißen hergestellten Nuten 36, 37 eingebracht, und zwar mittels Siebdruck. Die isolierenden Streifen 39 a und 39 b bestanden aus dem gleichen Material und hatten das gleiche Muster wie die Streifen 34 a und 34 b. Die Breite und Dicke der Epoxy-Streifen 39 a und 39 b betrug 2 mm bzw. 12 µm. Diese Streifen 39 a und 39 b boten eine bequeme Möglichkeit, daß die Verbindungs- und Kollektorelektrode die Einheitszelle C und den Verbindungsteil A überbrückte, ohne daß dabei Kurzschlüsse auftraten.

Nach dem Siebdruck wurde eine Silber-Harz-Paste auf die transparente Elektrodenschicht 35 in den folgenden Mustern und mit einer Dicke von 13 µm durch Siebdruck aufgeschichtet. Die in einem Muster angeordnete Silber-Harz-Paste bildete eine Verbindungs- und Kollektorelektrode 38 mit einem Sammelschienenabschnitt 38 a und einem Fingerelektrodenabschnitt 38 b. Der Sammelschienenabschnitt 38 a erstreckte sich entlang dem Verbindungsteil A. Der Fingerelektrodenabschnitt 38 b verlief ausgehend von dem Sammelschienenabschnitt 38 auf der transparenten Elektrodenschicht 35 der abgeteilten Einheitszelle. Der Sammelschienenabschnitt 38 a und der Fingerelektrodenabschnitt 38 b hatten Breiten von 1,0 mm bzw. 0,2 mm.

Dann wurde ein Laserstrahlbündel L unter den gleichen Bedingungen, wie oben erwähnt, entlang dem Verbindungsteil A über den Sammelschienenabschnitt 38 a geführt, mit der Ausnahme, daß die maximale Leistung des Laserimpulses 2 kW betrug. Als Resultat hiervon ergab sich ein guter ohmscher Kontakt zwischen dem Sammelschienenabschnitt 38 a und der metallischen Elektrodenschicht 32, wie in Fig. 6 dargestellt. Dies ergibt sich auch klar aus Tabelle 1, welche die Kenndaten eines Solarzellenmoduls aus drei hintereinandergeschalteten Zellen wiedergibt. Die Messung der Kenndaten wurde unter Zuhilfenahme eines Solar-Simulators mit einer Leistungsdichte von 100 mW/cm² und einer Luftmasse (AM) von 1 ausgeführt. Zum Vergleich wurde ein Solarzellenmodul mit den gleichen Bestandteilen wie in diesem Ausführungsbeispiel gemessen, wobei der Modul jedoch mit Hilfe eines Maskierungsverfahrens hergestellt war. Auch die Ergebnisse der Vergleichsmessungen sind in Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1

Aus Tabelle 1 geht hervor, daß der erfindungsgemäße Modul eine Ausbeute und einen Füllfaktor aufweist, die den entsprechenden Werten des durch ein Maskierungsverfahren hergestellten Moduls äquivalent sind. Dies zeigt, daß eine gute Unterteilung in zwei Teile und ein guter ohmscher Kontakt in den erfindungsgemäßen integrierten Solarzellen erreicht sind, wobei diese Zelle durch Laser-Anreißen und -Verschweißen hergestellt sind.

Es war möglich, Solarzellen mit den gleichen Eigenschaften wie in diesem Ausführungsbeispiel herzustellen, auch wenn ein Laserstrahlbündel von der Rückseite des PET-Films her aufgebracht wurde. In diesem Falle läßt sich ein ähnlicher Effekt der Laserschweißung erreichen mit der Ausnahme, daß die maximale Leistung des Laserimpulses 500 W beträgt. Die anderen Bedingungen sind die gleichen wie oben, da ein volles Aufschmelzen der Silber- Harzschicht des Sammelschienenabschnittes 38 a nicht erforderlich ist.

Ausführungsbeispiel 3

Ähnliche wie im Ausführungsbeispiel 1 wurden gemäß Fig. 7 eine PET-Filmunterlage 41, eine Al/SS-Metallelektrodenschicht 42, eine lichtempfindliche, amorphe Silizium- Halbleiterschicht 43 des pin-Typs und eine transparente Elektrodenschicht 45 ausgebildet. Epoxy-Harzstreifen 44 a und 44 b wurden ähnlich wie die entsprechenden Streifen im Beispiel 2 ausgebildet mit der Ausnahme, daß der Zwischenraum zwischen den Streifen 44 a und 44 b 3,0 mm betrug. Durch Laser-Anreißen wurden ähnlich wie in Beispiel 1 erste und zweite Nuten 47 und 46 ausgebildet, mit der Ausnahme, daß eine Durchschnittsleistung des Laserstrahlbündels von 0,8 W für die Öffnung der ersten Nut 47 Anwendung fand. Diese Nut reicht von der transparenten Elektrodenschicht 45 bis zur Metallelektrodenschicht 42. Eine Durchschnittsleistung des Laserstrahlenbündels von 0,2 W wurde benutzt, um die zweite Nut 46 zu öffnen, welche lediglich die transparente Elektrodenschicht 45 durchdringt.

In diesem Falle wurde keine Laserschweißung zur Verbindung der unteren und oberen Elektrodenschichten 42 und 45 im Verbindungsteil A benutzt. Stattdessen wurde eine Messerschneide aus rostfreiem Stahl gegen die Oberfläche der Zelle gehalten, mit einem vorgegebenen Kontaktdruck gegen die Zelle gepreßt und in horizontaler Richtung entlang dem Verbindungsteil A oder den ersten und zweiten Nuten 47 oder 46 bewegt. Auf diese Weise wurden V-förmige Nuten 48 mit einer oberen Breite von etwa 100 µm ausgebildet, die sich ausgehend von der transparenten Eletrodenschicht 45 bis zur Metallelektrodenschicht 42 erstreckten. Die Ausbildung der V-förmigen Nuten 48 erfolgte mit gleichförmiger Dichte. Hierdurch wurde die Metallelektrodenschicht 42 freigelegt.

Unter Verwendung des gleichen Epoxy-Harzes wie bei den Streifen 44 a und 44 b und mit Hilfe von Siebdruck wurden die ersten und zweiten Nuten 46 und 47 mit dem Epoxy- Harz 49 gefüllt, und zwar in vorgegebenen Mustern und mit einer Breite und Dicke von 1,0 mm bzw. 10 µm.

Eine Silber-Harz-Paste wurde durch Siebdruck mit ähnlichen Mustern wie in Beispiel 2 aufgebracht und bildete die Verbindungs- und Kollektorelektrode 50, die ihrerseits einen Sammelschienenabschnitt 50 a und Fingerelektrodenabschnitt 50 b umfaßte und die V-förmigen Nuten 48 mit Silber-Harz-Paste 50 füllte.

Die Funktionen des sich so ergebenden Moduls aus drei hintereinandergeschalteten Solarzellen wurden unter einem Solarsimulator bei AM von 1 und bei 100 mW/cm² gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.

Funktionen
Wert
Ausbeute (%)
6,07
Spannung bei offener Schaltung (V)	2,09
Kurzschlußstrom (mA)	316,4
Füllfaktor (%)	56,0

Zum Vergfleich wurden Moduln mit drei hintereinandergeschalteten Solarzellen des gleichen Aufbaus mit der Ausnahme, daß die Nuten 46 und 47 nicht mit Epoxy- Harz gefüllt waren, hergestellt und unter den gleichen Bedingungen, wie oben angegeben, mit Hilfe eines Solarsimulators gemessen. Das Ergebnis bestand darin, daß einige Moduln einen Spannungsausgang von Null hatten. Dies war durch die Kurzschlüsse innerhalb der Nuten 47 veranlaßt.

Ausführungsbeispiel 4

Dieses Ausführungsbeispiel war dem Ausführungsbeispiel 2 ähnlich mit der Ausnahme, daß die ersten und zweiten Nuten mit dem schwarzen Polyester-Harz gefüllt wurden. Die Dicke der isolierenden Streifen aus Polyester betrug 12 µm. Der Zwischenraum zwischen den Polyesterstreifen oder die Breite des Verbindungsteils war 2 mm. Die maximale Stärke eines Laserstrahlbündels zum Durchschneiden der transparenten Elektrodenschicht betrug 200 W. Die Breite und Dicke des Polyester-Harzes, welches durch Siebdruck aufgebracht wurde und die ersten und zweiten Nuten füllte, war 2 mm bzw. 12 µm. Die Dicke der Verbindungs- und Kollektorelektrode betrug 15 µm.

Das Verhalten des sich so ergebenden Moduls aus drei hintereinandergeschalteten Solarzellen wurde unter einem Solarsimulator bei einer Luftmasse (AM) von 1 und 100 mW/cm² gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt.

Funktionen
Wert
Aktiver Bereich (cm²)
78,5
Ausbeute (%)	6,2
Spannung bei offener Schaltung (V)	2,68
Kurzschlußstrom (mA)	320,30
Füllfaktor (%)	56,7

Claims

1. Integrierte Solarzellen mit einem auf einer Unterlage angeordneten Laminat aus einer unteren Elektrodenschicht, einer lichtempfindlichen Halbleiterschicht und einer oberen Elektrodenschicht und mit mehreren hintereinandergeschalteten Einheitszellen, wobei wenigstens die unteren und oberen Elektrodenschichten zur Ausbildung der Einheitszellen unterteilt sind und die Hintereinanderschaltung durch elektrische Verbindung der unteren Elektrodenschicht einer Einheitszelle benachbarter Einheitszellen mit der oberen Elektrodenschicht einer anderen Einheitszelle dieser benachbarten Einheitszellen hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die obere Elektrodenschicht (5) oder die Halbleiterschicht (3) des Laminats eine durch Laserstrahlung in einem bestimmten Muster eingeritzte Nut (6, 7) aufweist, und entlang diesem Muster ein isolierender Streifen (4 a, 4 b) zwischen der oberen Elektrodenschicht und der Halbleiterschicht und/oder zwischen der unteren Elektrodenschicht (2) und der Halbleiterschicht angeordnet ist.

2. Solarzellen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der isolierende Streifen (4 a, 4 b) eine Dicke von 0,5 µm bis 50 µm besitzt.

3. Solarzellen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der isolierende Streifen (4 b) für einen Laserstrahl undurchlässig ist.

4. Solarzellen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der undurchlässige, isolierende Streifen (4 b) zwischen der oberen Elektrodenschicht (5) und der Halbleiterschicht (3) sowie entlang und unter einer durch Laserstrahlung eingeritzten Nut (7) angeordnet ist, welche die obere Elektrodenschicht durchquert, jedoch in die Halbleiterschicht nicht eindringt.

5. Solarzellen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Laserstrahlung eingeritzte Nut (6) das Laminat durchquert.

6. Solarzellen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der unteren und oberen Elektrodenschichten (2, 5) aus einem durchsichtigen, elektrisch leitenden Material besteht.

7. Solarzellen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage (1) ein biegsames, elektrisch isolierendes Band ist.

8. Solarzellen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Halbleiterschicht (3) aus amorphem Silizium besteht.

9. Solarzellen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Halbleiterschicht (3) amorphe Siliziumschichten des p-, i- und n-Typs umfaßt.

10. Solarzellen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Laminat eine erste Nut (6) aufweist, die wenigstens die untere Elektrodenschicht (2) durchquert und das Laminat in Einheitszellen unterteilt, daß eine von diesen benachbarten Einheitszellen eine neben und parallel zu der ersten Nut verlaufende zweite Nut (7) aufweist, die wenigstens die obere Elektrodenschicht (5), jedoch nicht die untere Elektrodenschicht durchquert und der Ausbildung eines Verbindungsteils (A) zwischen der ersten und zweiten Nut dient, und daß die oberen und unteren Elektrodenschichten in diesem Verbindungsteil elektrisch miteinander verbunden sind, wobei die obere Elektrodenschicht des Verbindungsteils mit der oberen Elektrodenschicht einer anderen der benachbarten Einheitszellen elektrisch verbunden ist.

11. Solarzellen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Nut (6) die untere Elektrodenschicht (2), die Halbleiterschicht (3) und die obere Elektrodenschicht (5) durchquert, und daß die obere Elektrodenschicht des Verbindungsteils (A) elektrisch mit der oberen Elektodenschicht einer anderen der benachbarten Einheitszellen über eine Verbindungselektrode (9, 10) verbunden ist, welche auf den jeweiligen oberen Elektrodenschichten ausgebildet ist und diese miteinander verbindet.

12. Solarzellen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselektrode (9, 10) aus Gold, Silber, Kupfer, Aluminium oder Nickel oder aus einer Legierung dieser Metalle oder aus einem elektrisch leitenden Harz gefertigt ist.

13. Solarzellen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselektrode die Gestalt eines Kammes mit einem Steg (10) und davon abstehenden Zähnen (9) hat, und daß der Steg des Kammes entlang dem Verbindungsteil (A) verläuft und die Zähne des Kammes von dem Steg auf die obere Elektrodenschicht der Einheitszelle reichen.

14. Solarzellen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Nut (6) durch Laserstrahlung eingeritzt ist.

15. Solarzellen nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Nut (7) durch Laserstrahlung eingeritzt ist.

16. Solarzellen nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierenden Streifen (4 a, 4 b) zwischen der oberen Elektrodenschicht (5) und der Halbleiterschicht (3) und/oder zwischen der unteren Elektrodenschicht (2) und der Halbleiterschicht (3) entlang der ersten bzw. zweiten Nut (6, 7) angeordnet sind.

17. Solarzellen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Nuten (6, 7) mit einem elektrisch isolierendem Material (8) gefüllt sind.

18. Solarzellen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Verbindung zwischen den oberen und unteren Elektrodenschichten im Verbindungsteil (A) durch Laserverschweißung des Laminats in dem Verbindungsteil vorgenommen ist.

19. Solarzellen nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Verbindung zwischen den oberen und unteren Elektrodenschichten im Verbindungsteil (A) durch Laserverschweißung des Laminats und der Verbindungselektrode entlang dem Steg (10) des Kammes vorgenommen ist.

20. Solarzellen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Halbleiterschicht (3) aus amorphem Silizium besteht.

21. Solarzellen nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Halbleiterschicht (3) amorphe Siliziumschichten des p-, i- und n-Typs umfaßt.

22. Solarzellen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage (1) ein flexibles, elektrisch isolierendes Band ist.

23. Verfahren zur Herstellung integrierter Solarzellen nach einem der voranstehenden Ansprüche mit einem auf einer Unterlage angeordneten Laminat aus einer unteren Elektrodenschicht, einer lichtempfindlichen Halbleiterschicht und einer oberen Elektrodenschicht und mit mehreren hintereinandergeschalteten Einheitszellen, wobei die Hintereinanderschaltung durch elektrische Verbindung der unteren Elektrodenschicht einer Einheitszelle benachbarter Einheitszellen mit der oberen Elektrodenschicht einer anderen Einheitszelle dieser benachbarten Einheitszelle hergestellt ist, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
man bildet auf der Unterlage das Laminat aus;
man ordnet hierbei zwischen der lichtempfindlichen Halbleiterschicht und der oberen oder unteren Elektrodenschicht erste und zweite isolierende Streifen an, wobei diese Streifen in bestimmten Mustern verlaufen;
man ritzt in das Laminat mittels Laserstrahlung entlang dem Muster des ersten Streifens eine erste Nut ein, welche das Laminat in die Einheitszellen zerteilt;
man ritzt in die obere Elektrodenschicht mittels Laserstrahlung entlang dem Muster des zweiten Streifens eine zweite Nut ein, welche die obere Elektrodenschicht parallel zur ersten Nut zerteilt;
man füllt die erste und zweite Nut mit elektrisch isolierendem Material;
man bildet auf der oberen Elektrodenschicht und dem in die erste Nut eingefüllten Isoliermaterial eine Verbindungs- und Kollektorelektrode in Gestalt eines Kammes mit einem Steg und davon ausgehenden Zähnen aus, wobei der Steg dieser Elektrode auf der oberen Elektrodenschicht zwischen der ersten und zweiten Nut aufruht und die Zähne vom Steg auf die obere Elektrodenschicht der benachbarten Einheitszelle reichen;
man verbindet durch Laserschweißung die Verbindungs- und Kollektorelektrode und das Laminat zwischen der ersten und zweiten Nut, um so einen ohmschen Kontakt zwischen dieser Elektrode und der unteren Elektrodenschicht herzustellen.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten isolierenden Streifen durch Siebdruck hergestellt werden.

25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Isoliermaterial zur Füllung der ersten und zweiten Nuten durch Siebdruck aufgebracht wird.

26. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungs- und Kollektorelektrode durch Siebdruck ausgebildet wird.

27. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß als Unterlage ein flexibles, elektrisch isolierendes Band verwendet wird.

28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß alle Verfahrensschritte ausgeführt werden, während das flexible Band von einer Rolle auf eine andere Rolle überführt wird.

29. Verfahren nach Asnpruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Halbleiterschicht mehrere Schichten aus amorphem Silizium umfaßt und diese Schichten nacheinander ausgebildet werden, während das flexible Band von einer Rolle auf eine andere überführt wird.

30. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß nur einige Verfahrensschritte nacheinander ausgeführt werden, während das flexible Band von einer Rolle auf eine andere überführt wird.