DE4235376A1 - Solar cell mfr. using heat-treated crystal powder - forming potential barrier from active layer with suitable forbidden band gap and conductivity type - Google Patents

Solar cell mfr. using heat-treated crystal powder - forming potential barrier from active layer with suitable forbidden band gap and conductivity type

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Abstract

The two or more semiconductor layers which form the potential barrier are produced by the application of crystal powder with subsequent thermal treatment. The surface properties of the grains guarantee formation of good contact between neighbouring layers of the solar cell. The crystal powder possesses the necessary electrical properties of a charge carrier sepn. layer. Materials of different conductivity types or forbidden energy gaps may be used to form potential barriers with dissimilar properties. ADVANTAGE - A cost-effective and technologically simple method is suitable also for thin-film solar cell prodn.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Solarzelle aus kristal­ linem Halbleitermaterial, vorzugsweise aus Silizium.The invention relates to a solar cell made of crystal linem semiconductor material, preferably made of silicon.

Es sind eine ganze Reihe von Solarzellen aus Silizium unter­ schiedlichster Bauart bekannt.There are quite a number of silicon solar cells underneath various designs known.

Die höchsten Wirkungsgrade einfach aufgebauter Solarzellen (keine Tandemzellen) sind erreichbar, wenn einkristalline Scheiben verwendet werden. Eine ganz wesentliche Einfluß­ größe für den Wirkungsgrad ist die Ladungsträgerlebensdauer. Diese ist bei einkristallinem Grundmaterial mit den relativ höchsten Werten erzielbar. Ein Nachteil besteht darin, daß die Herstellung von Einkristallen und das nachfolgende Auf­ trennen in Scheiben sehr kostenaufwendige Arbeitsschritte sind. Um die Kosten zu minimieren, wurden weitere Realisie­ rungsmöglichkeiten für Solarzellen erforscht. Das führte zum Einsatz von polykristallinem (grob- und feinkristallinem Ma­ terial) und amorphem Silizium. Damit verbunden ist zwar, daß sich der Wirkungsgrad verringert, aber über die wesentlich niedrigeren Materialkosten kann dieser negativ wirkende Fak­ tor überkompensiert werden, so daß eine Solarzellenfertigung aus anderem als einkristallinem Material durchaus ökonomisch sein kann.The highest efficiencies of simply constructed solar cells (no tandem cells) are achievable if single crystalline Discs are used. A very significant influence The size of the efficiency is the lifetime of the charge carrier. In the case of single-crystal base material, this is relative to the highest values achievable. A disadvantage is that the production of single crystals and the subsequent opening separate very costly work steps into slices are. In order to minimize costs, further realizations were made research opportunities for solar cells. That led to Use of polycrystalline (coarse and fine crystalline Ma material) and amorphous silicon. It is connected with that the efficiency decreases, but over the essential This negative-looking factor can lower material costs Tor overcompensated, so that a solar cell production made of other than single-crystal material is quite economical can be.

Die Vorteile des Einkristallsiliziums sind auch nur dann er­ zielbar, wenn die sonstige Herstellungstechnologie auf die weitestgehende Erhaltung der hohen Werte der Ladungsträger­ lebensdauer ausgerichtet ist, womit auch eine Kostenerhöhung einhergeht. Die Herstellung des pn-Überganges im Inneren des Halbleitermaterials, der für die Trennung der durch das ab­ sorbierte Licht erzeugten Ladungsträger notwendig ist, er­ folgt gewöhnlich durch Diffusion, wobei solche Temperaturen zur Anwendung kommen, die ladungsträgerlebensdauerreduzie­ rende Kristalldefekte entstehen lassen. Praktisch ist eine Defektbildung bei der Diffusion nicht zu vermeiden. Die an­ gewendeten Temperaturen liegen z. B. bei der Phosphordiffu­ sion zur Herstellung eines pn-Überganges in p-leitendem Ein­ kristallmaterial bei ca. 800°C. Zur Erzielung einer hohen Lichtausbeute (Mehrfachreflexionen der einfallenden Licht­ strahlen) werden Extramaßnahmen vorgesehen, z . B. das aniso­ trope Anätzen der Oberflächen und damit die Ausbildung von Ätzpyramiden bei {100}-Oberflächen, abgesehen vom Aufbringen von sogenannten Antireflexschichten. Hierfür ist ein gewis­ ser Aufwand nötig, der nicht unerheblich ist.The advantages of single crystal silicon are only then targetable if the other manufacturing technology on the Maintaining the high values of the load carriers as far as possible lifetime is aligned, which also means an increase in costs goes along. The production of the pn junction inside the Semiconductor material used for the separation of the by the sorbed light generated charge carriers is necessary, he usually follows by diffusion, such temperatures the charge carrier lifespan reduction  crystal defects. Practical is one Defect formation during diffusion cannot be avoided. The on turned temperatures are z. B. in phosphorus diffusion sion for producing a pn junction in p-conducting on crystal material at approx. 800 ° C. To achieve a high Luminous efficacy (multiple reflections of the incident light rays) extra measures are provided, e.g. B. the aniso tropical etching of the surfaces and thus the formation of Etching pyramids on {100} surfaces, apart from the application of so-called anti-reflective layers. There is a certainty for this this effort is necessary, which is not insignificant.

In US-PS 43 90 743 wird ein Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle beschrieben, bei dem die Nachteile einer bekann­ ten polykristallinen Si-Schicht-Solarzelle überwunden und Herstellungskosten gesenkt werden sollen. Hierzu wird vor­ geschlagen, als mechanischen Träger der Solarzelle ein nie­ derohmiges Si-Substrat mittels Pulvermetallurgie herzustel­ len und auf diesem eine aktive Si-Schicht durch Aufbringen von Si in Pulverform auf diesem Substrat und einer anschlie­ ßenden Sinter- oder Schmelzbehandlung (bei gleichzeitiger Einwirkung von mechanischem Druck) anzuordnen. Diese aktive Schicht muß durch nachfolgende Verfahrensschritte wie z. B. Diffusion oder Ionenimplantation oder Aufbringen dünner Me­ tall- oder Halbleiterschichten behandelt werden, um die für eine Solarzelle notwendigen Funktionen zu erzielen.In US-PS 43 90 743 a method for producing a Solar cell described, in which the disadvantages of one th polycrystalline Si layer solar cell overcome and Manufacturing costs are to be reduced. This will be done before struck as a mechanical support of the solar cell a never derohmiges Si substrate using powder metallurgy len and on this an active Si layer by application of Si in powder form on this substrate and one subsequently sintering or melting treatment (with simultaneous Exposure to mechanical pressure). This active Layer must go through subsequent process steps such. B. Diffusion or ion implantation or application of thin Me tall or semiconductor layers are treated to the for to achieve the functions necessary for a solar cell.

Bekannte Verfahren zur Erzeugung dünner, feinkristalliner Halbleiterschichten sind aufwendig und kostspielig, da bis zum Erhalt einer fertigen Solarzelle eine Vielzahl technolo­ gisch komplizierter Verfahrensschritte notwendig ist. Die Kosten erhöhen sich noch, wenn es sich um eine definierte, unterschiedliche Dotierung nach Leitungstyp und Leitfähig­ keit mehrerer, sich überlagernder Einzelschichten handelt. Known methods for producing thin, fine crystalline Semiconductor layers are complex and expensive, because up a variety of technolo to obtain a finished solar cell complicated process steps is necessary. The Costs increase if it is a defined, Different doping depending on the type of conductor and conductive of several overlapping individual layers.  

Das technische Problem, mit dem sich die Erfindung befaßt, besteht im wesentlichen darin, ein kostengünstiges und tech­ nologisch einfach handhabbares Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle mit akzeptablen technischen Parametern an­ zugeben. Das Verfahren soll auch für die Herstellung von Dünnschichtsolarzellen anwendbar sein.The technical problem with which the invention is concerned essentially consists of an inexpensive and tech Easily manageable manufacturing process a solar cell with acceptable technical parameters admit. The process is also intended for the production of Thin-film solar cells may be applicable.

Erfindungsgemäß wird dieses Problem für die Herstellung von Solarzellen dadurch gelöst, daß die mindestens zwei Halblei­ terschichten, die in der Solarzelle die Potentialbarriere bilden, durch Aufbringen von Kristallpulvern und anschlie­ ßender thermischer Behandlung erzeugt werden. Die Körner der verwendeten Kristallpulver weisen solche Oberflächen­ eigenschaften auf, daß eine gute Kontaktformierung sowohl zwischen den beiden halbleitenden Schichten als auch zwi­ schen halbleitender und metallischer Schicht gewährleistet ist. Außerdem besitzt das aufzubringende Kristallpulver die für die Funktion einer Ladungsträger trennenden Schicht not­ wendigen Eigenschaften.According to the invention, this problem for the production of Solved solar cells in that the at least two half-lead layers that create the potential barrier in the solar cell form, by applying crystal powder and then thermal treatment. The grains the crystal powder used have such surfaces properties on that good contact formation both between the two semiconducting layers as well as between semiconducting and metallic layer guaranteed is. In addition, the crystal powder to be applied has the for the function of a layer separating charge carriers agile properties.

Das Kristallpulver wird z. B. durch Zerkleinern des entspre­ chenden Einkristalls gewonnen. Da dieses ja bereits spezi­ fische Eigenschaften hinsichtlich der zukünftigen physika­ lischen Funktion besitzt, sind technologisch aufwendige und teure Nachbehandlungen nicht notwendig. So weisen die für die Ausbildung der Halbleiterschichten verwendeten Kristall­ pulver einen unterschiedlichen Leitungstyp auf oder sie be­ sitzen unterschiedlich breite verbotene Energiebänder oder stellen ein Gemisch aus verschiedenen Kristallpulvern dar, die alle unterschiedlich breite verbotene Energiebänder aufweisen.The crystal powder is e.g. B. by crushing the correspond corresponding single crystal. Since this is already speci fish properties with regard to future physics has technical function, are technologically complex and expensive post-treatment is not necessary. So they point for the formation of the semiconductor layers used crystal powder a different line type or be banned energy bands of different widths or represent a mixture of different crystal powders, the all different widths of prohibited energy bands exhibit.

Die thermische Behandlung der für die die Potentialbarriere bildenden Halbleiterschichten aufgebrachten Kristallpulver kann sowohl gemeinsam in einem Verfahrensschritt erfolgen als auch jeweils nach Aufbringen nur eines Kristallpulvers.The thermal treatment of the for the potential barrier forming semiconductor layers applied crystal powder can be done together in one process step  as well as after each application of only one crystal powder.

Vorteilhafte Weiterbildungen für die Herstellung einer So­ larzelle sehen vor, daß die an die Grundelektrode angren­ zende Halbleiterschicht als Substrat ausgebildet und hier­ für ein einkristallines oder polykristallines Material ver­ wendet wird und daß die Oberfläche des Substrats eben poliert wird oder ein Profil aufweist.Advantageous further developments for the production of a sun Lar cells provide that they adjoin the base electrode zende semiconductor layer formed as a substrate and here ver for a single crystal or polycrystalline material is used and that the surface of the substrate is flat is polished or has a profile.

Durch die definierte Auswahl des Kristallmaterials, insbe­ sondere grob- bzw. einkristallines, aus dem das Kristallpul­ ver durch Zerkleinern gewonnen wird, und das auf das Sub­ strat aufgebracht und bei relativ geringen Temperaturen thermisch behandelt wird, bestehen die mit der Erfindung er­ zielbaren Vorteile darin, daß die Ladungsträgerlebensdauer­ werte im Inneren der Körner im wesentlichen erhalten blei­ ben. Der Herstellungsprozeß eines pn-Übergangs ist relativ einfach, ökonomisch und für eine Massenproduktion geeignet. Weitere Vorteile bestehen in der guten Lichtabsorption durch Mehrfachreflexion der einfallenden Lichtstrahlen und in der relativ einfachen Weise der Erzeugung von Hetero­ übergängen. Die Vorteile insgesamt, insbesondere die der Ökonomie, überwiegen die Nachteile der mit feinkristallinem Material vergleichbaren hohen Rekombinationsrate der Kristallpulverschicht. Zur Absenkung derselben sind ver­ gleichbare Methoden wie für mikrokristallines Material anzuwenden.Through the defined selection of the crystal material, esp special coarse or single crystalline from which the crystal powder is obtained by crushing, and that on the sub applied strat and at relatively low temperatures is treated thermally, he exist with the invention Targetable advantages in that the carrier lifetime values inside the grains are essentially preserved ben. The pn junction manufacturing process is relative simple, economical and suitable for mass production. Good light absorption is another advantage by multiple reflection of the incident light rays and in the relatively simple way of creating hetero transitions. The overall benefits, especially those of Economics outweigh the disadvantages of using fine crystalline Material comparable high recombination rate Crystal powder layer. To lower them are ver same methods as for microcrystalline material to apply.

Zur Verbesserung des Kontaktwiderstandes ist in einer Ausge­ staltung vorgesehen, mindestens eine zusätzliche Halbleiter­ schicht durch Aufbringen von Kristallpulver aus einem die notwendigen elektrischen Eigenschaften aufweisenden Material und anschließende thermische Behandlung auszubilden. Auch hierbei kann die thermische Behandlung sowohl in einem gemeinsamen Verfahrensschritt als auch jeweils nach Aufbringen nur eines Kristallpulvers erfolgen.To improve the contact resistance is in an out staltung provided, at least one additional semiconductor layer by applying crystal powder from one the necessary electrical properties Form material and subsequent thermal treatment. Here, too, the thermal treatment can be carried out in one common process step as well as after  Only one crystal powder is applied.

Weiterhin ist vorgesehen, daß das Kristallpulver in einer im festen Zustand die Eigenschaften eines Isolators aufwei­ senden Trägersubstanz eingebettet und nach der thermischen Behandlung überschüssiges Material entfernt wird. Durch die Einbettung des Kristallpulvers in eine Trägersubstanz ist die Herstellung der gewünschten Halbleiterschichten sehr ein­ fach. Man kann das Aufbringen dieser das Kristallpulver mit den spezifischen Eigenschaften enthaltenden Trägersubstanz auf eine andere Schicht mit dem Anstreichen, Aufrollen einer Farbschicht vergleichen. Wie bei einem Farbanstrich ist auch hier das Aufbringen von Kristallpulvern mit verschiedenen Eigenschaften in einer Trägersubstanz in lokal begrenzten Bereichen möglich.It is further provided that the crystal powder in a solid state the properties of an insulator send carrier substance embedded and after the thermal Treatment of excess material is removed. Through the Embedding the crystal powder is in a carrier the production of the desired semiconductor layers is very subject. One can apply the crystal powder with this the vehicle containing specific properties on another layer with painting, rolling up one Compare color layer. It's like painting with a paint too here the application of crystal powders with different Properties in a vehicle in locally limited Areas possible.

Als Trägersubstanz wird vorzugsweise Kunstharz, z. B. ein Ge­ misch aus thermoplastischen, duroplastischen oder elastome­ ren Kunstharzen, mit Füllstoffen, insbesondere Al2O3- oder SiO2-Pulver, verwendet. Die Trägersubstanz ist deshalb vor­ teilhafterweise ein elektrisch und chemisch neutral wirken­ des Medium, damit die elektrischen Eigenschaften der Körner an ihren Oberflächen nicht beeinflußt werden. Halbleiterphy­ sikalisch ausgedrückt sollen sogenannte Flachbandbedingungen herrschen.Synthetic resin, e.g. B. a Ge mixture of thermoplastic, thermosetting or elastomeric synthetic resins, with fillers, in particular Al 2 O 3 - or SiO 2 powder used. The carrier substance is therefore geous before an electrically and chemically neutral effect of the medium, so that the electrical properties of the grains on their surfaces are not affected. In terms of semiconductors, so-called flat ribbon conditions should prevail.

Sofern durch spezifische Oberflächeneigenschaften der Körner diese Bedingungen nicht gewährleistet sind, besteht die Mög­ lichkeit, durch gezielte Oberflächenbehandlungen, wie z. B. durch Ätzen in bestimmten Säure- oder Laugengemischen, kom­ biniert mit angepaßten Spülungen und Trocknungen, die ge­ wünschten elektronischen Eigenschaften der Kornoberflächen einzustellen.Provided by the specific surface properties of the grains these conditions are not guaranteed, the possibility exists Lichity, through targeted surface treatments such. B. by etching in certain acid or alkali mixtures, com biniert with adapted rinsing and drying, the ge desired electronic properties of the grain surfaces adjust.

Als Trägersubstanz sind Flüssigkeiten günstig, die nach dem Aushärten durch eine gewisse Schrumpfung einen Oberstand der einzelnen Körner über die Filmoberfläche der Trägersub­ stanz gewährleisten. Restschichten der Trägersubstanz auf den überstehenden Kornoberflächenanteilen werden durch bekannte Verfahren, wie Ätzen oder Sandstrahlen im Luft- oder Flüssigkeitsstrahl, entfernt. Die Schichteigenschaften zur Erzeugung eines die Ladungsträger trennenden elektrischen Feldes werden durch einseitiges oder beidseitiges Aufbringen weiterer Schichten, die dotierend oder über eine veränderte Gap-Breite wirken, generiert. Zur Metallisierung werden übliche Verfahren angewendet.As a carrier, liquids are cheap, which after  Cure an upper part by a certain shrinkage of the individual grains over the film surface of the carrier sub ensure punching. Residual layers of the carrier substance on the Projecting grain surface proportions are known by Processes such as air etching or sandblasting Liquid jet, removed. The layer properties for Generation of an electrical separating the charge carriers Field by applying on one or both sides other layers that are doping or modified Gap width act, generated. For metallization usual procedures applied.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Solar­ zelle gestattet eine kostengünstige Herstellung, da durch die gezielte Wahl der aufgetragenen Kristallpulvermateria­ lien mit definierten, für die Funktion der aktiven Schicht erforderlichen Eigenschaften, die u. a. resultieren aus der Breite des verbotenen Energiebandes und des Leitungstyps, die bisher dem Stand der Technik nach bekannten Nachbehand­ lungen (z. B. Diffusion, Inonenimplantation) entfallen kön­ nen. Außerdem ist es möglich, mit einem solchen Verfahren auch weitere Halbleiterschichten mit für eine Solarzelle günstigen physikalischen Eigenschaften (wie z. B. zur Verbes­ serung des Kontaktwiderstandes) zwischen Elektrode und be­ nachbarte Halbleiterschicht auszubilden.The method according to the invention for producing a solar cell allows inexpensive production because the targeted choice of the applied crystal powder material lien with defined, for the function of the active layer required properties that u. a. result from the Width of the prohibited energy band and the type of cable, the aftertreatment known to date from the prior art lungs (e.g. diffusion, ion implantation) can be omitted nen. It is also possible with such a procedure also other semiconductor layers for a solar cell favorable physical properties (such as for verbs contact resistance) between electrode and be to form a neighboring semiconductor layer.

In den folgenden Ausführungen werden bevorzugte Ausgestal­ tungen näher erläutert.In the following explanations, preferred configurations are given mentions explained in more detail.

Auf eine vorbereitete Substratscheibe aus p-leitendem ein­ kristallinem Silizium mit störungsfreier, sauberer Oberflä­ che wird ein durch Zerkleinern eines n-dotierten Einkri­ stalls gewonnenes Kristallpulver (Korngröße im µm-Bereich) auf die Scheibenoberfläche, z. B. durch Aufstreuen, aufge­ bracht. Anschließend wird die beschichtete Scheibe in einem Schutzgasofen bei 500°C ca. 2 h getempert (z. B. N2-reinst, Normaldruck). Durch Auftrag und Ansintern einer zweiten Schicht in einem Schritt, z. B. einem Pulver aus einem stark dotierten Kristall gleichen Leitungstyps (n⁺-Dotierung) kön­ nen günstige Verhältnisse für einen niedrigen Kontaktwider­ stand geschaffen werden. Danach wird der nicht haftende Kornanteil beseitigt und die Scheibe mit üblichen Verfahren metallisiert.On a prepared substrate wafer made of p-type, a crystalline silicon with trouble-free, clean surface, a crystal powder obtained by crushing an n-doped single crystal (grain size in the µm range) is applied to the wafer surface, e.g. B. by sprinkling, brought up. The coated pane is then tempered in a protective gas oven at 500 ° C. for approx. 2 h (e.g. pure N 2 , normal pressure). By applying and sintering a second layer in one step, e.g. B. a powder of a heavily doped crystal of the same conductivity type (n⁺ doping) NEN favorable conditions can be created for a low contact resistance. The non-adherent grain fraction is then removed and the disk is metallized using conventional methods.

In einem anderen Beispiel wird auf einen metallischen Grund­ körper der Dicke 1 mm, z. B. ein Aluminiumblech, der als Elektrode der Zelle dient, eine ca. 10 µm dicke Schicht eines mit Al-Pulver gefüllten Leitklebers zur Verbesserung der Haftung gegeben, nach dessen Aushärten die eigentliche, photoelektrisch aktive Schicht in einer der Körnungsab­ messung vergleichbaren Dicke aufgetragen wird, z. B. durch Rollen.Another example is on a metallic background body of thickness 1 mm, z. B. an aluminum sheet, the as Serves electrode of the cell, a layer about 10 microns thick a conductive adhesive filled with Al powder for improvement liability, after it has hardened the actual photoelectrically active layer in one of the grain sizes measurement comparable thickness is applied, for. B. by Roll.

Die photoelektrische Schicht besteht aus einem lufttrocknen­ den, anorganischen Klebstoff, basierend auf Wasserglasformu­ lierungen (Fa. Panasol-Elosol GmbH, Frankfurt/M. , Type GERA- STIL C-7 ohne Füllmittel) , der anstelle des Füllmittels mit Si-Körnern aus p-leitendendem Si (ca. 10 Ω cm, Korndurchmes­ ser ca. 50 µm) Mischungsverhältnis 100 : 10 = Gew.-% Pulver zu Flüssigkeit, versetzt wird. Das Gemisch wird bei 50°C vorgetrocknet und bei 600°C 24 h lang gesintert. Dabei wird der Kontakt der Körner zum Grundkörper formiert. An­ stelle einer bisher durchgeführten Ionenimplantation zur Ausbildung der die Ladungsträger trennenden Schicht wird alternativ in gleicher Weise eine Kristallpulverschicht aus n-leitendem Silizium aufgebracht. Eine Folgeschicht zur Verbesserung des Kontaktwiderstandes wird durch Auftragen eines n⁺-Kristallpulvers mit anschließender thermischer Be­ handlung hergestellt. Auf die n⁺-Schicht wird ein Kontakt­ bahnsystem aufgetragen (z. B. durch Drucken einer Ag- oder Al-gefüllten Leitpaste) . Damit ist die zweite Elektrode der Zelle geschaffen, die bei ca. 300°C eingetempert wird. Zur geraderen Ausbildung des pn-Überganges kann sowohl die p- als auch die n-Schicht poliert werden. Als Abschlußbehand­ lung der Oberfläche wird eine Strukturätzung zur Erhöhung der Effektivität der Solarzelle durchgeführt. Das Versie­ geln der Zelle erfolgt in üblicher Weise durch luftdichte Glasabdeckung mit Siliconlack. Die verschiedenen Kri­ stallpulverschichten können nach dem jeweiligen Auftragen und Austrocknen bei ca. 300°C gemeinsam einer Temperaturbe­ handlung bei 600°C unterzogen werden.The photoelectric layer consists of an air-drying, inorganic adhesive, based on water glass formulations (from Panasol-Elosol GmbH, Frankfurt / M., Type GERASTIL C-7 without filler), which instead of the filler with Si grains made of p -conductive Si (approx. 10 Ω cm, grain diameter approx. 50 µm) Mixing ratio 100 : 10 = wt .-% powder to liquid, is added. The mixture is predried at 50 ° C. and sintered at 600 ° C. for 24 hours. The contact between the grains and the base body is formed. Instead of a previously performed ion implantation to form the layer separating the charge carriers, a crystal powder layer made of n-conducting silicon is alternatively applied in the same way. A subsequent layer to improve the contact resistance is produced by applying an n⁺ crystal powder with subsequent thermal treatment. A contact system is applied to the n⁺ layer (e.g. by printing an Ag or Al-filled conductive paste). This creates the second electrode of the cell, which is annealed at approx. 300 ° C. Both the p and the n layer can be polished in order to make the pn junction straighter. As a final treatment of the surface, a structural etching is carried out to increase the effectiveness of the solar cell. The cell is sealed in the usual way by airtight glass covering with silicone lacquer. The various crystal powder layers can be subjected to a temperature treatment at 600 ° C together after each application and drying at approx. 300 ° C.

Claims (17)

1. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle, bei der eine Halbleiteranordnung aus mindestens zwei aus pulverisierten Halbleitermaterialien gebildeten Schichten mit einer Poten­ tialbarriere zwischen einer Grund- und einer Deckelektrode ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die die Potentialbarriere bildenden Halbleiter­ schichten durch Aufbringen von Kristallpulver und an­ schließende thermische Behandlung erzeugt werden, wobei die Oberflächeneigenschaften der Körner der Kristallpulver eine gute Kontaktformierung zwischen benachbarten Schichten der Solarzelle gewährleisten und die Kristallpulver die für eine Funktion einer Solarzelle notwendigen elektrischen Eigenschaften einer Ladungsträger trennenden Schicht auf­ weisen.1. A method for producing a solar cell in which a semiconductor arrangement of at least two layers formed from powdered semiconductor materials with a potential barrier between a base and a top electrode is formed, characterized in that at least the potential barrier forming semiconductor layers by applying crystal powder and to be produced by subsequent thermal treatment, the surface properties of the grains of the crystal powder ensuring good contact formation between adjacent layers of the solar cell and the crystal powder having the electrical properties of a charge-separating layer necessary for a solar cell to function. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Behandlung der für die die Potentialbarriere bildenden Halbleiterschichten aufgebrachten Kristallpulver gemeinsam in einem Verfahrensschritt erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the thermal treatment of the for the the potential barrier forming semiconductor layers applied crystal powder done together in one process step. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils nach Aufbringen eines Kristallpulvers zur Erzeugung einer die Potentialbarriere bildenden Halbleiterschicht die thermische Behandlung durchgeführt wird. 3. The method according to claim 1, characterized in that each after applying a crystal powder for production a semiconductor layer forming the potential barrier thermal treatment is carried out.   4. Verfahren nach einem der Anspruche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der die Potentialbarriere bildenden Halblei­ terschichten mit unterschiedlichen Eigenschaften Kristall­ pulvermaterialien unterschiedlichen Leitungstyps verwendet werden.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that to produce the semi-lead forming the potential barrier layers with different properties crystal powder materials of different conduction types used will. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der die Potentialbarriere bildenden Halbleiter­ schichten mit unterschiedlichen Eigenschaften Kristallpul­ vermaterialien mit unterschiedlich breiten verbotenen Ener­ giebändern verwendet werden.5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that to produce the semiconductors forming the potential barrier layers of crystal powder with different properties materials with different widths of prohibited ener tapes can be used. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der die Potentialbarriere bildenden Halblei­ terschichten mit unterschiedlichen Eigenschaften ein Gemisch von Kristallpulvermaterialien mit unterschiedlichen elektri­ schen Eigenschaften verwendet wird.6. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that to produce the semi-lead forming the potential barrier a mixture with different properties of crystal powder materials with different electri properties is used. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Grundelektrode benachbarte Halbleiterschicht als Substrat ausgebildet ist.7. The method according to claim 1, characterized in that the semiconductor layer adjacent to the base electrode as Substrate is formed. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Substrat ein Einkristall verwendet wird. 8. The method according to claim 7, characterized in that a single crystal is used as the substrate.   9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Substrat ein Polykristall verwendet wird.9. The method according to claim 7, characterized in that a polycrystal is used as the substrate. 10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß nach Aufbringen der als Substrat ausgebildeten Halbleiter­ schicht die Oberfläche derselben poliert wird.10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that after application of the semiconductor formed as a substrate layer the surface of the same is polished. 11. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Substrats mit einem Profil ausgebildet wird.11. The method according to claim 8 or 9, characterized in that the surface of the substrate is formed with a profile becomes. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung des Kontaktwiderstandes mindestens eine zusätzliche Halbleiterschicht durch Aufbringen von Kristall­ pulver aus einem die notwendigen elektrischen Eigenschaften aufweisenden Material und anschließende thermische Behand­ lung ausgebildet wird.12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that to improve the contact resistance at least one additional semiconductor layer by applying crystal powder from one the necessary electrical properties material and subsequent thermal treatment is trained. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Behandlung aller die Halbleiterschichten bil­ denden aufgebrachten Kristallpulver in einem gemeinsamen Verfahrensschritt erfolgt. 13. The method according to claim 12, characterized in that the thermal treatment of all the semiconductor layers bil the applied crystal powder in a common Process step takes place.   14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils nach Aufbringen eines Kristallpulvers zur Erzeugung einer den Kontaktwiderstand verringernden Halbleiterschicht die thermische Behandlung erfolgt.14. The method according to claim 12, characterized in that each after applying a crystal powder for production a semiconductor layer that reduces the contact resistance the thermal treatment takes place. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Kristallpulver in einer im festen Zustand die Eigen­ schaften eines Isolators aufweisenden Trägersubstanz einge­ bettet und nach der thermischen Behandlung überschüssiges Material entfernt wird.15. The method according to any one of claims 1 to 6 and 12 to 14, characterized in that the crystal powder in its own solid state properties of an insulator-containing carrier substance beds and excess after thermal treatment Material is removed. 16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägersubstanz Kunstharz mit Füllstoffen verwendet wird.16. The method according to claim 15, characterized in that synthetic resin with fillers is used as the carrier substance. 17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß lokal begrenzte Bereiche unterschiedlicher elektrischer Eigenschaften durch Auftragen von Trägersubstanzen mit ein­ gebetteten Kristallpulvern unterschiedlicher elektrischer Eigenschaften oder Gemischen solcher Kristallpulver ausge­ bildet werden.17. The method according to claim 15 or 16, characterized in that localized areas of different electrical Properties by applying carrier substances embedded crystal powders of different electrical Properties or mixtures of such crystal powders be formed.
DE4235376A 1991-10-19 1992-10-16 Solar cell mfr. using heat-treated crystal powder - forming potential barrier from active layer with suitable forbidden band gap and conductivity type Withdrawn DE4235376A1 (en)

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