DE3627641C2 - - Google Patents

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Gerhard Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart De Strobl
Gerhard Dipl.-Ing. Wahl (Fh), 7120 Bietigheim-Bissingen, De
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Description

Die Erfindung betrifft eine Solarzelle mit einem Kontakt, der durch eine poröse Zwischenschicht mit einem Verbinder kontaktiert wird.
Eine derartige Solarzelle ist aus der DE-OS 34 23 172 herleitbar. Außerdem betrifft die Erfindung Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle.
Solarzellen werden bekanntlich bei ihrem Einsatz im Weltraum beim Umkreisen der Erde Temperaturschwankungen von beispielsweise ± 100°C ausgesetzt. Durch diese hohen Temperaturschwankungen wird die Verbindung zwischen dem Solarzellenkontakt und dem Verbinder, der für den Einsatz der Solarzellen in Solarzellengeneratoren benötigt wird, extrem beansprucht. Diese Beanspru­ chung hat zur Folge, daß Solarzellengeneratoren früher als erwartet ausfallen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Solarzelle eine möglicht gute Verbindung zwischen einer Zwischenschicht und dem Verbinder herzustel­ len. Diese Aufgabe wird bei einer Solarzelle der eingangs erwähnten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Verbinder Ausnehmungen auf­ weist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren erläutert.
Eine Solarzelle besteht nach der Fig. 1 aus einem Halbleiterkörper 1 aus Silizium mit einem pn-Übergang 2 und einem Vorderseitenkontakt 3 sowie einem Rückseitenkontakt 4. Die Solarzellenkontakte 3 und 4 bestehen gemäß der Fig. 2 aus Titan-Palladium-Silber, wobei die Titanschicht 5 die unterste und damit auf dem Halbleiterkörper befindliche Schicht, die Palladium-Schicht 6, die mittlere Schicht und die Silberschicht 7 die oberste Schicht ist. Die Silberschicht 7 ist wesentlich dicker als die beiden anderen Schichten 5 und 6.
An der oberen Silberschicht 7 wird für den Einsatz der Solarzellen in Solar­ zellengeneratoren gemäß der Fig. 3 ein Verbinder 8 angebracht, der im Ausführungs­ beispiel aus Silber besteht. Silber hat einen wesentlich größeren thermischen Ausdehnungskoeffizient als das Silizium des Halbleiterkörpers. Dies hat zur Folge, daß sich das Silber bei thermischer Belastung wesentlich mehr ausdehnt als das Silizium. Bei der Ausdehnung kann das Silber des Solarzellenkontaktes nur nach oben ausweichen.
Um eine bessere und thermisch mehr belastbare Verbindung zwischen einem Solarzellenkontakt und einem Verbinder zu erhalten, wird der Verbinder nicht unmittelbar mit der Silberschicht verbunden bzw. auf dieser befestigt, sondern es wird eine Zwischenschicht 9 verwendet, die zwischen der Silberschicht 7 und dem Verbinder 8 liegt. Der Verbinder kann auf der Zwischenschicht befestigt oder in die Zwischenschicht eingebettet sein. Die Zwischenschicht muß so ausgebildet sein, daß sie in der Lage ist, Material der Silberschicht 7, welches sich bei thermischer Belastung nach oben ausdehnt, aufzunehmen. Diese Bedin­ gung erfüllt eine Schicht, die entsprechende Hohlräume aufweist, die das Material der Silberschicht aufnehmen können. Die Zwischenschicht wird deshalb porös ausgebildet.
Um eine poröse Zwischenschicht zu erhalten, wird das Material für die Zwischenschicht 9 gemäß der Fig. 4 im Siebdruckverfahren auf­ gebracht. Dieses Verfahren wird durch das Sieb 10 angedeutet. Als Material für die Zwischenschicht 9 eignet sich eine Silberpaste oder ein Silberepoxykleber.
Um den Verbinder 8 in die Zwischenschicht 9 einzubetten, gibt es zwei Möglichkeiten. Die eine Möglichkeit besteht darin, daß vor dem Siebdrucken ein perforierter oder ein im Kontaktierungsbereich fingerförmig ausgebildeter Verbinder auf die Oberfläche des Solarzellenkontaktes und damit auf die Oberfläche der Silberschicht 7 aufgelegt und danach Siebdruck­ paste, wie z. B. eine Silberpaste, aufgedrückt wird. Beim Aufdrücken der Sil­ berpaste bleibt der Verbinder 8, wenn er perforiert ist, nicht auf der Oberfläche der Silberschicht 7, sondern die Silberpaste drückt sich durch die Ausnehmungen des Verbinders 8, was zur Folge hat, daß der Verbinder 8 gemäß der Fig. 5 in die Siebdruckpaste 9 eingebettet wird.
Die zweite Möglichkeit zeigen die Fig. 6 bis 9. Nach den Fig. 6 und 7 wird im Siebdruckverfahren zunächst eine Teilschicht 9′ der Zwischenschicht 9 auf die Oberfläche der Silberschicht 7 aufge­ bracht und erst danach der Verbinder 8 gemäß der Fig. 8 auf die Teilschicht 9′ aufgelegt. Anschließend wird gemäß der Fig. 9 eine zweite Teilschicht 9′′ der Zwischenschicht 9 auf den Verbinder 8 im Siebdruckverfahren aufge­ bracht. Der Verbinder 8 wird auch bei diesem Verfahren, wie in der Fig. 5 dargestellt, in die Zwischenschicht 9 eingebettet.
Die Fig. 10 zeigt eine nach der Erfindung hergestellte Verbindung zwischen dem Rückseitenkontakt 4 der Solarzelle und einem Verbinder 11. Diese Verbin­ dung kann ebenfalls nach den beiden beschriebenen Herstellungsverfahren er­ folgen, d. h. entweder durch Auflegen eines perforierten Verbinders 11 auf die Oberfläche des Rückseitenkontaktes 4 und Aufdrücken einer Siebdruckpaste oder andererseits durch Aufbringen einer ersten Teilschicht der Zwischen­ schicht 12 im Siebdruckverfahren, Aufbringen des Rückseitenkontaktes und Aufbringen einer zweiten Teilschicht der Zwischenschicht 12 im Siebdruckver­ fahren.

Claims (10)

1. Solarzelle mit einem Kontakt, der durch eine poröse Zwischenschicht mit einem Verbinder kontaktiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbinder (8, 11) Ausnehmungen aufweist.
2. Solarzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbinder (8) perforiert ist.
3. Solarzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbinder im Kontaktierungsbereich fingerförmig ausgebildet ist.
4. Solarzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbinder aus Silber oder Molybdän besteht oder eine Komponente aus Silber aufweist.
5. Solarzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbinder auf die Zwischenschicht aufgeschweißt ist.
6. Solarzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbinder in die Zwischenschicht eingebettet ist.
7. Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst Material der Zwischenschicht (9′) auf den Solar­ zellenkontakt im Siebdruckverfahren aufgebracht wird, daß auf dieses Material der Verbinder (8) aufgelegt wird und daß dann weiteres Material der Zwischenschicht (9′′) im Siebdruckverfahren aufgebracht wird.
8. Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbinder (8) auf den Solarzellenkontakt gelegt wird und daß dann das Material der Zwischenschicht (9) im Siebdruckverfahren aufgedrückt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Sieb­ druckverfahren Siebdruckpaste aufgedrückt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Aufbringen der Siebdruckpaste das Siebdruckmaterial ausgeheizt wird.
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