DE4325634A1 - Verfahren zur Herstellung einer integrierten dünnen Solarzelle (Integrale Dünne Solarzelle) - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer integrierten dünnen Solarzelle (Integrale Dünne Solarzelle)Info
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer
integrierten dünnen Solarzelle (IDSZ) nach dem Oberbegriff
von Anspruch 1 und 2 (Integrale Dünne Solarzelle).
In der DE 41 32 903 A1, ist eine dünne Solarzelle be
schrieben, deren Körper im wesentlichen aus den photoak
tiven Halbleiterschichten besteht, vorzugsweise Galliumarse
nid-Zelle. Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, weist der Halblei
terkörper 1 auf seiner vorderseitigen Lichteinfallseite ein
gridförmiges Kontaktsystem (Vorderseitenkontakt) 2, eine
Antireflex-Schicht 3 und ein mittels Kleberschicht 5 be
festigtes Deckglas 4 sowie auf seiner Rückseite einen Rück
seitenkontakt 6 auf. Zum Anschluß von eine Serien- und/oder
Parallelverbindung von mehreren Solarzellen ermöglichenden
Solarzellen-Verbindern 7, 71 sind Verschaltungspunkte 8, 81
(Verschaltungsflächen) vorgesehen, von denen einer mit dem
Vorderseitenkontakt 2 und der andere mit dem Rückseitenkon
takt 6 in elektrisch leitender Verbindung steht. Die Ver
schaltungspunkte 8, 81 befinden sich von dem Halbleiterkör
per 1 entfernt auf einer Seite der Solarzelle, vorzugsweise
sind sie auf der dem Halbleiterkörper zugewandten Seite des
Deckglases 4 derart angeordnet, daß die zum Verschalten
offenen Flächen der Verschaltungspunkte 8, 81 zum Halb
leiterkörper 1 hinweisen.
Diese Kontakte, die die Verbindung der Solarzelle "nach
außen" z. B. zur Herstellung von Modulen aus Solarzellen
ermöglichen, werden im folgenden als Kontakte oder Verbin
dungen "nach außen" bezeichnet. Die elektrischen Verbin
dungen zwischen Kontakten und zugehörigen Verschaltungs
punkten 8, 81 sind durch Brückenkontakte 61, 62 herge
stellt. Weiterhin sind die Stirnseiten des Halbleiterkör
pers 1 durch ein Dielektrikum 9, 91 passiviert. Die mit
31 bezeichnete Antireflex-Schicht ist für den Fall vorge
sehen, daß es sich bei dem Halbleiterkörper 1 um eine als
Bi-facial-Solarzelle verwendbare Epitaxie-Schichtenfolge
handelt, ebenso wie ein rückseitiges Deckglas und ein
rückseitiger Kleber (in den Fig. 1 bis 3 nicht darge
stellt).
Diese dünne Solarzelle (SZ) ermöglicht trotz ihrer gerin
gen Dicke und damit verbundenen verhältnismäßig leichten
Zerbrechlichkeit hohe Stabilität aufgrund der Herstellung
auf dem Deckglas, sowie eine einwandfreie und sichere Ver
schaltung "nach außen" mittels der Verbinder 7, 71 zu groß
flächigen leichten Solarmodulen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die
dünne Solarzelle hoher Stabilität und sicherer Verschalt
barkeit weiter zu verbessern und das Verfahren zur Her
stellung dieser dünnen Solarzelle zur Herstellung "inte
graler dünner Solarzellen" erster und zweiter Art zu er
weitern.
Dabei entsteht die "integrale dünne Solarzelle" (IDSZ)
erster Art aus einem in seinen Eigenschaften (z. B. Epi
taxie) gleichen, zu Prozeßbeginn zusammenhängenden Halb
leiterkörper auf einem Substrat wie die "dünne Solarzel
le", mit im Design abweichender, in gleicher Weise fer
tiggestellter Vorderseite (Kontakte, AR-Schicht) und wird
wie diese danach auf dem Träger befestigt und ganz oder
teilweise vom Substrat getrennt, dann aber in mindestens
zwei, dem Design der Vorderseite entsprechende, im Halb
leiterkörper getrennte kleinere, nicht notwendig gleich
große Einzelkörper (Einzelzellen) zerteilt und im weite
ren Prozeß wieder elektrisch parallel und/oder seriell
durch metallische Kontakte, die in ihrem Aufbau im wesent
lichen den Kontakten der dünnen Solarzellen "nach außen"
zur Anbringung der Verbinder entsprechen, miteinander
verbunden ("innere" Verschaltung mittels "inneren" Kon
takten). Durch diese Zerteilung und elektrische Re-Inte
gration des Halbleiterkörpers auf dem Träger (Deckglas)
entsteht eine neue Art Zelle, eben die "integrale dünne
Solarzelle" (IDSZ) erster Art. Die Kontakte, die die Ver
bindung der Einzelkörper der Solarzelle (IDSZ) unterein
ander herstellen, werden im folgenden als "innere Kontakte"
oder "innere Verbindungen" bezeichnet.
Die "integrale dünne Solarzelle" (IDSZ) zweiter Art ent
steht dadurch, daß mehrere in gleicher Weise auf der Vor
derseite fertiggestellte, jedoch von unbrauchbaren Rand
bereichen befreite, Halbleiterkörper auf Substraten ge
meinsam in geringem Abstand voneinander auf einem Träger
(Deckglas) ausgerichtet befestigt, ganz oder teilweise
von ihren Substraten getrennt und dann in gleicher Weise
wie die Solarzelle (IDSZ) erster Art evtl. weiter unter
teilt und schließlich elektrisch seriell und/oder paral
lel miteinander verbunden werden.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch
folgende Verfahrensschritte gelöst:
- Aa) auf einem Trägersubstrat wird eine als großflächige Solarzelle verwendbare photoaktive Schichtenfolge (Halbleiterkörper) hergestellt,
- Ab) auf die vorderseitige Lichteinfallseite des Halblei terkörpers werden dem Enddesign der Solarzelle (IDSZ) entsprechende Kontaktsysteme aufgebracht,
- Ac) auf die vorderseitige Lichteinfallseite des Halblei terkörpers zusammen mit den Kontaktsystemen wird ein Deckglas als späterer Träger der fertiggestellten Solarzelle (IDSZ) aufgebracht,
- Ad) das Trägersubstrat und gegebenenfalls vorhandene Zwi schenschichten werden ganz oder teilweise von dem Halbleiterkörper entfernt,
- Ae) durch einen oder mehrere Prozesse werden einerseits die unbrauchbaren Ränder des Halbleiterkörpers ent fernt und es wird der Halbleiterkörper durch Gräben vollständig durchtrennt und dadurch in Einzelkörper zerlegt, so daß entsprechend der Anzahl und den Ab messungen der vorderseitigen Kontaktsysteme mehrere kleinere vorzugsweise mehrheitlich photoaktive Solar zellen (Einzelzellen) entstehen, des weiteren wer den (soweit erforderlich) Teilbereiche des Halblei terkörpers von einem bis allen Einzelkörpern entfernt zur Freilegung zumindest eines Teils des zugehörigen vorderseitigen Kontaktsystems zwecks Herstellung einer elektrischen Verbindung mit Brückenkontakten,
- Af) auf die vom Trägersubstrat ganz oder teilweise und gegebenenfalls von Zwischenschichten befreiten Rück seiten der Einzelkörper werden elektrisch leitende Schichten als Rückseitenkontakte aufgebracht, die sich, gegenüber den Stirnseiten der Einzelkörper isoliert, bis auf die dem Halbleiterkörper zuge wandte Seite des Deckglases bzw. bis auf eine zwi schen Deckglas und Halbleiterkörper befindliche dielektrische Zwischenschicht erstrecken und dort entweder Kontaktflächen für die Verbindung des Rück seitenkontakts "nach außen" bilden oder "innere" Verbindungen, wobei durch Weiterführung der elektri schen Schichten von den isolierten Stirnseiten bis auf die freigelegten Teile des Vorderseitenkontakts einer nächsten Einzelzelle eine serielle Verbindung von Einzelzellen und durch Zusammenführung der Rück seitenkontakte zweier Einzelzellen eine parallele Verbindung entstehen, und
- Ag) im gleichen oder einem weiteren Prozeß werden frei gelegte Teile des Vorderseitenkontakts durch elek trisch leitende Schichten kontaktiert und entweder ebenfalls bis auf die dem Halbleiterkörper zuge wandte Seite des Deckglases bzw. bis auf eine zwi schen Deckglas und Halbleiterkörper befindliche dielektrische Zwischenschicht geführt, um dort die Kontaktflächen für die Verbindung des Vorderseiten kontakts "nach außen" zu bilden oder durch Weiter führung der elektrischen Schichten bis zu einem an deren freigelegten Teil des Vorderseitenkontakts eines nächsten Einzelkörpers eine parallele "innere" Verbindung der Einzelkörper herzustellen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß auch durch folgende Ver
fahrensschritte gelöst:
- Ba) auf Trägersubstraten werden als Solarzelle verwend bare photoaktive Schichtenfolgen (Halbleiterkörper) hergestellt,
- Bb) auf die vorderseitige Lichteinfallseite der Halblei terkörper auf ihren Trägersubstraten werden dem End design der Solarzelle (IDSZ) entsprechende Kontakt systeme aufgebracht,
- Bc) die unbrauchbaren Ränder der Halbleiterkörper mit den darunterliegenden Teilen der Trägersubstrate werden abgetrennt und mehrere der so entstandenen Einzelkörper werden mit ihren vorderseitigen Licht einfallseiten, dem Maskendesign der in den folgen den Prozessen herzustellenden Rückseiten- und Ver bindungskontakte entsprechend, auf ein Deckglas als Träger der Solarzelle (IDSZ) laminiert,
- Bd) die Trägersubstrate und gegebenenfalls vorhandene Zwischenschichten werden ganz oder teilweise von den Halbleiterkörpern entfernt,
- Be) des weiteren werden (soweit erforderlich) Teilbe reiche des Halbleiterkörpers von einigen bis allen Einzelkörpern entfernt zur Freilegung zumindest eines Teils des zugehörigen vorderseitigen Kontakt systems zwecks Herstellung einer elektrischen Ver bindung mit Brückenkontakten,
- Bf) auf die vom Trägersubstrat ganz oder teilweise und gegebenenfalls von Zwischenschichten befreiten Rück seiten der Einzelkörper werden elektrisch leitende Schichten als Rückseitenkontakte aufgebracht, die sich, gegenüber den Stirnseiten der Einzelkörper isoliert, bis auf die dem Halbleiterkörper zuge wandte Seite des Deckglases bzw. bis auf eine zwi schen Deckglas und Halbleiterkörper befindliche dielektrische Zwischenschicht erstrecken und dort entweder Kontaktflächen für die Verbindung des Rück seitenkontakts "nach außen" bilden oder "innere" Verbindungen, wobei durch Weiterführung der elektri schen Schichten von den isolierten Stirnseiten bis auf die freigelegten Teile des Vorderseitenkontakts einer nächsten Einzelzelle eine serielle Verbindung von Einzelzellen und durch Zusammenführung der Rück seitenkontakte zweier Einzelzellen eine parallele Verbindung entstehen, und
- Bg) im gleichen oder einem weiteren Prozeß werden frei gelegte Teile des Vorderseitenkontakts durch elek trisch leitende Schichten kontaktiert und entweder ebenfalls bis auf die dem Halbleiterkörper zuge wandte Seite des Deckglases bzw. bis auf eine zwi schen Deckglas und Halbleiterkörper befindliche dielektrische Zwischenschicht geführt, um dort die Kontaktflächen für die Verbindung des Vorderseiten kontakts "nach außen" zu bilden oder durch Weiter führung der elektrischen Schichten bis zu einem an deren freigelegten Teil des Vorderseitenkontakts eines nächsten Einzelkörpers eine parallele "innere" Verbindung der Einzelkörper herzustellen.
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
2 bis 14 beschrieben.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Verfahren liegt darin,
daß mit entsprechenden Maskensätzen alle nur möglichen
Verbindungen von Einzelsolarzellen der Solarzelle (IDSZ)
beliebiger Vielfalt auf einem Träger (Deckglas) nach innen
und außen hergestellt werden können. Dabei ergeben Vorder
seitenkontakt (VS) und Rückseitenkontakt (RS) folgende Ver
bindungen: (siehe Fig. 2 und Fig. 3).
VSn - VSm und RSn - RSm parallele Verschaltungen und
VSn - RSm und VSm - RSo serielle Verschaltung
VSn - RSm und VSm - RSo serielle Verschaltung
Die Verbindung nach außen ist auch bei der integrierten
Solarzelle (IDSZ) eine Verbindung mit Kontaktinseln für
die Verbinder separiert von dem Halbleiterkörper auf der
Rückseite des Trägerglases.
Parallele Verschaltung kann Verwendung finden z. B. zur
Reduzierung der Gefahr der Rißbildung aufgrund starker
Verspannungen großflächiger "dünner Solarzellen" durch
Zerteilung der großen Zelle in kleinere geringer ver
spannte Einzelzellen im Herstellungsprozeß und anschlie
ßender paralleler elektrischer Wiederverbindung der Ein
zelzellen durch obige Kontakttechnologie (IDSZ erster Art),
oder zur Herstellung großflächiger Zellen niederer elek
trischer Spannung (IDSZ zweiter Art).
Während parallel verschaltete Zellen bei geringer elek
trischer Spannung hohen Strom liefern, kann serielle Ver
schaltung der Erhöhung der elektrischen Spannung der So
larzelle (IDSZ) dienen, wobei die Einzelzellen der großen
Solarzelle seriell miteinander verbunden werden (IDSZ
erster und zweiter Art).
Eine weitere Anwendungsmöglichkeit bietet sich an mit der
Integration auch anderer Bauelemente, die sich aus dem
Halbleiterkörper herstellen lassen, z. B. von "shunt-Di
oden". Hierbei werden zusätzlich möglichst kleine Teile
des Halbleiterkörpers (der einen p/n Übergang enthält)
separiert (Diode) und mit den Einzelzellen (oder gemein
sam mehreren bis allen) in inverser Richtung zurückverbun
den (zwei serielle Verbindungen je Diode). Ein Schutz der
Zellen vor Durchbruch in Sperrichtung aber auch ein ge
ringerer Leistungsverlust eines Moduls bei Teilabschat
tung wird dadurch erreicht.
Auch "blocking-Dioden" zum Schutz vor Strom-Richtungsum
kehr sind in entsprechender Weise integrierbar.
In der Zeichnung (Fig. 2 und Fig. 3) sind Ausführungsbei
spiele der Verschaltung von Einzelkörpern einer nach den
erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Solarzelle (IDSZ)
dargestellt, und zwar zeigt:
Fig. 2 ein erstes Kontaktsystem zur Verbindung von Ein
zelkörpern, wobei
Fig. 2A einen seriellen Kontakt von Vorder- und Rücksei
te,
Fig. 2B einen parallelen Rückseitenkontakt und
Fig. 2C einen parallelen Vorderseitenkontakt zeigen, sowie,
Fig. 3 modifizierte Kontaktsysteme zur Verbindung von
Einzelkörpern mit,
Fig. 3D als seriellem Kontakt,
Fig. 3E als parallelem Rückseitenkontakt,
Fig. 3F als parallelem Vorderseitenkontakt und
Fig. 3G ebenfalls als parallelem Vorderseitenkontakt.
In den Fig. 2A bis 3G werden für die einzelnen Bauele
mente die aus Fig. 1 ersichtlichen und in der Beschrei
bungseinleitung erläuterten Bezugszeichen verwendet, wobei
diese aus Ziffern bestehenden Bezugszeichenteile entspre
chend ihrer zugehörigen Fig. 2A bis 3G durch einen voran
gestellten oder nachgestellten Kleinbuchstaben a bis g
ergänzt worden sind. Beispielsweise werden durch das Be
zugszeichen a1 der Halbleiterkörper von Fig. 2A und durch
das Bezugszeichen e4 das Deckglas von Fig. 3E bezeichnet.
Die Kleinbuchstaben a bis g geben somit einen Hinweis auf
die Figur, während mit den einzelnen Ziffern folgende Bau
elemente bezeichnet sind:
1 Halbleiterkörper
2 Vorderseitenkontakt (gridförmiges Kontaktsystem)
3, 31 Antireflex-Schicht
4 Deckglas
5 Deckglaskleber
6 Rückseitenkontakt
61, 62 Brückenkontakt
8, 81 Verschaltungsflächen nach außen
82 Verbindungssohle der Kontakte nach innen
9, 91 Passivierung, Brücke
2 Vorderseitenkontakt (gridförmiges Kontaktsystem)
3, 31 Antireflex-Schicht
4 Deckglas
5 Deckglaskleber
6 Rückseitenkontakt
61, 62 Brückenkontakt
8, 81 Verschaltungsflächen nach außen
82 Verbindungssohle der Kontakte nach innen
9, 91 Passivierung, Brücke
Die Herstellung der Solarzelle (IDSZ), ersichtlich aus den
Fig. 2A bis 3G, erfolgt nach den oben beschriebenen und
in den Hauptansprüchen beanspruchten Verfahren. Zur Entfer
nung der in den Figuren nicht dargestellten Substrate und
gegebenenfalls vorhandener Zwischen- und Epitaxieschichten
wird der an sich bekannte CLEFT-Prozeß, eine Abhebetechnik
über eine chemisch selektiv ätzbare epitaktisch gewachse
ne Zwischenschicht, eine Ätzschicht mit Abätzen des Trä
gersubstrates und gegebenenfalls vorhandener Zwischen-
und Epitaxieschichten bis zu einer epitaktisch gewachse
nen Stop-Schicht, eine Abläpp- und/oder Poliertechnik
oder auch eine Ätztechnik ganz oder nahezu bis zu den
photoelektrisch aktiven Schichtbereichen angewandt.
Für die Herstellung einer Bi-facial-Solarzelle sind noch
folgende besondere Verfahrensschritte durchzuführen:
- - auf das Trägersubstrat wird eine als großflächiges Bi facial-Solarmodul verwendbare Epitaxie-Schichtenfolge aufgebracht,
- - auf die vom Trägersubstrat und gegebenenfalls von vor handenen Zwischenschichten befreite Rückseite werden gridförmige Rückseitenkontaktsysteme 6 entsprechend der Anzahl und den Abmessungen der Solarzellen und eine An tireflex-Schicht 31 aufgebracht, und
- - auf die Rückseiten der Solarzellen wird ein Deckglas 41 aufgebracht.
Hierbei können - ebenso wie für das einfache Solarmodul - die
Deckgläser 4, mittels eines Klebers 5 oder durch ein
direktes Anschmelzen (direct glasing) aufgebracht werden.
Claims (14)
1. Verfahren zur Herstellung einer integrierten dünnen
Solarzelle (IDSZ), wobei diese Solarzelle aus mehreren
nicht notwendig gleichgroßen im Halbleiterkörper (1) ge
trennten Einzelkörpern, im wesentlichen aus einem Halb
leitermaterial, besteht, vorzugsweise Galliumarsenid, das
einen p/n-Übergang enthält und vorzugsweise zur Absorp
tion von Sonnenlicht ausgelegt ist und dann auf seiner
Vorderseite ein gridförmiges Kontaktsystem (2) und eine
Antireflex-Schicht (3) enthält, die auf einem Träger (4),
vorzugsweise dem Deckglas mit ihrer Vorderseite befestigt
sind und die elektrisch über metallische Verbindungen (61,
62) miteinander seriell und/oder parallel gekoppelt sind,
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
- Aa) auf einem Trägersubstrat wird eine als großflächige Solarzelle verwendbare photoaktive Schichtenfolge (Halbleiterkörper (1)) hergestellt,
- Ab) auf die vorderseitige Lichteinfallseite des Halblei terkörpers (1) werden dem Enddesign der Solarzelle (IDSZ) entsprechende Kontaktsysteme (2) aufgebracht,
- Ac) auf die vorderseitige Lichteinfallseite des Halblei terkörpers (1) zusammen mit den Kontaktsystemen (2) wird ein Deckglas als späterer Träger der fertigge stellten Solarzelle (IDSZ) aufgebracht,
- Ad) das Trägersubstrat und gegebenenfalls vorhandene Zwi schenschichten werden ganz oder teilweise von dem Halbleiterkörper (1) entfernt,
- Ae) durch einen oder mehrere Prozesse werden einerseits die unbrauchbaren Ränder des Halbleiterkörpers (1) entfernt und es wird der Halbleiterkörper (1) durch Gräben vollständig durchtrennt und dadurch in Einzel körper zerlegt, so daß entsprechend der Anzahl und den Abmessungen der vorderseitigen Kontaktsysteme (2) mehrere kleinere vorzugsweise mehrheitlich photoak tive Solarzellen (Einzelzellen) entstehen, des wei teren werden (soweit erforderlich) Teilbereiche des Halbleiterkörpers (1) von einem bis allen Einzelkör pern entfernt zur Freilegung zumindest eines Teils des zugehörigen vorderseitigen Kontaktsystems (2), zwecks Herstellung einer elektrischen Verbindung mit Brückenkontakten (61, 62),
- Af) auf die vom Trägersubstrat ganz oder teilweise und gegebenenfalls von Zwischenschichten befreiten Rück seiten der Einzelkörper werden elektrisch leitende Schichten als Rückseitenkontakte (6) aufgebracht, die sich, gegenüber den Stirnseiten der Einzelkör per isoliert, bis auf die dem Halbleiterkörper (1) zugewandte Seite des Deckglases (4) bzw. bis auf eine zwischen Deckglas (4) und Halbleiterkörper (1) befindliche dielektrische Zwischenschicht erstrecken und dort entweder Kontaktflächen (81) für die Verbin dung des Rückseitenkontakts (6) "nach außen" bilden, oder "innere" Verbindungen, wobei durch Weiterführung (82) der elektrischen Schichten von den isolierten Stirnseiten bis auf die freigelegten Teile des Vor derseitenkontakts (2) einer nächsten Einzelzelle eine serielle Verbindung von Einzelzellen und durch Zusam menführung (82) der Rückseitenkontakte (6) zweier Einzelzellen eine parallele Verbindung entstehen, und
- Ag) im gleichen oder einem weiteren Prozeß werden frei gelegte Teile des Vorderseitenkontakts (2) durch elektrisch leitende Schichten (61) kontaktiert und entweder ebenfalls bis auf die dem Halbleiterkörper (1) zugewandte Seite des Deckglases (4) bzw. bis auf eine zwischen Deckglas (4) und Halbleiterkörper (1) befindliche dielektrische Zwischenschicht ge führt, um dort die Kontaktflächen (8) für die Ver bindung des Vorderseitenkontakts (2) "nach außen" zu bilden, oder durch Weiterführung (82) der elek trischen Schichten bis zu einem anderen freigeleg ten Teil des Vorderseitenkontakts (2) eines nächsten Einzelkörpers eine parallele "innere" Verbindung der Einzelkörper herzustellen.
2. Verfahren zur Herstellung einer integrierten dünnen
Solarzelle (IDSZ), wobei diese Solarzelle aus mehreren
nicht notwendig gleichgroßen im Halbleiterkörper (1) ge
trennten Einzelkörpern, im wesentlichen aus einem Halb
leitermaterial, besteht, vorzugsweise Galliumarsenid, das
einen p/n-Übergang enthält und vorzugsweise zur Absorp
tion von Sonnenlicht ausgelegt ist und dann auf seiner
Vorderseite ein gridförmiges Kontaktsystem (2) und eine
Antireflex-Schicht (3) enthält, die auf einem Träger (4),
vorzugsweise dem Deckglas mit ihrer Vorderseite befestigt
sind und die elektrisch über metallische Verbindungen (61,
62) miteinander seriell und/oder parallel gekoppelt sind,
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
- Ba) auf Trägersubstraten werden als Solarzelle verwend bare photoaktive Schichtenfolgen (Halbleiterkörper (1)) hergestellt,
- Bb) auf die vorderseitige Lichteinfallseite der Halblei terkörper (1) auf ihren Trägersubstraten werden dem Enddesign der Solarzelle (IDSZ) entsprechende Kontakt systeme (2) aufgebracht,
- Bc) die unbrauchbaren Ränder der Halbleiterkörper (1) mit den darunterliegenden Teilen der Trägersubstrate wer den abgetrennt und mehrere der so entstandenen Einzel körper werden mit ihren vorderseitigen Lichteinfall seiten, dem Maskendesign der in den folgenden Prozes sen herzustellenden Rückseiten- (6) und Verbindungs kontakte (61, 62, 8, 81) entsprechend, auf ein Deck glas als Träger der Solarzelle (IDSZ) laminiert,
- Bd) die Trägersubstrate und gegebenenfalls vorhandene Zwischenschichten werden ganz oder teilweise von den Halbleiterkörpern (1) entfernt,
- Be) des weiteren werden (soweit erforderlich) Teilberei che des Halbleiterkörpers (1) von einigen bis allen Einzelkörpern entfernt zur Freilegung zumindest eines Teils des zugehörigen vorderseitigen Kontaktsystems (2) zwecks Herstellung einer elektrischen Verbindung mit Brückenkontakten (61, 62),
- Bf) auf die vom Trägersubstrat ganz oder teilweise und gegebenenfalls von Zwischenschichten befreiten Rück seiten der Einzelkörper werden elektrisch leitende Schichten als Rückseitenkontakte (6) aufgebracht, die sich, gegenüber den Stirnseiten der Einzelkör per isoliert, bis auf die dem Halbleiterkörper (i) zugewandte Seite des Deckglases (4) bzw. bis auf eine zwischen Deckglas (4) und Halbleiterkörper (1) befindliche dielektrische Zwischenschicht erstrecken und dort entweder Kontaktflächen (81) für die Verbin dung des Rückseitenkontakts (6) "nach außen" bilden, oder "innere" Verbindungen, wobei durch Weiterführung (82) der elektrischen Schichten von den isolierten Stirnseiten bis auf die freigelegten Teile des Vor derseitenkontakts (2) einer nächsten Einzelzelle eine serielle Verbindung von Einzelzellen und durch Zusam menführung (82) der Rückseitenkontakte (6) zweier Einzelzellen eine parallele Verbindung entstehen, und
- Bg) im gleichen oder einem weiteren Prozeß werden frei gelegte Teile des Vorderseitenkontakts (2) durch elektrisch leitende Schichten (61) kontaktiert und entweder ebenfalls bis auf die dem Halbleiterkörper (1) zugewandte Seite des Deckglases (4) bzw. bis auf eine zwischen Deckglas (4) und Halbleiterkörper (1) befindliche dielektrische Zwischenschicht ge führt, um dort die Kontaktflächen (8) für die Ver bindung des Vorderseitenkontakts (2) "nach außen" zu bilden, oder durch Weiterführung (82) der elek trischen Schichten bis zu einem anderen freigeleg ten Teil des Vorderseitenkontakts (2) eines nächsten Einzelkörpers eine parallele "innere" Verbindung der Einzelkörper herzustellen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
durch einen oder mehrere Prozesse die Halbleiterkörper
(1) weiter durch Gräben vollständig durchgetrennt und
dadurch in weitere Einzelkörper zerlegt werden, so daß
entsprechend der Anzahl und den Abmessungen der vorder
seitigen Kontaktsysteme (2) mehrere kleinere vorzugs
weise mehrheitlich photoaktive Solarzellen (Einzelzel
len) entstehen.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet
durch die Verwendung von gridförmigen Kontaktsystemen (2).
5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß auf den Kontaktsystemen (2) eine Antireflex-
Schicht (3) aufgebracht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die nach den Verfahrensschritten A e) oder
B e) hergestellten Ränder (Stirnseiten) des Halbleiterkör
pers (1) passiviert werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß zur Entfernung des Trägersubstrates und gegebenen
falls vorhandener Zwischen- und Epitaxieschichten der an
sich bekannte CLEFT-Prozeß verwendet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß das Trägersubstrat und gegebenenfalls vorhandene
Zwischen- und Epitaxieschichten mittels Abhebetechnik
über eine chemisch selektiv ätzbare epitaktisch gewach
sene Zwischenschicht von dem Halbleiterkörper (1) ent
fernt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet,
durch eine Ätztechnik mit Abätzen des Trägersubstrates und
gegebenenfalls vorhandener Zwischen- und Epitaxieschichten
bis zu einer epitaktisch gewachsenen Stop-Schicht.
10. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß das Trägersubstrat und gegebenenfalls vorhandene
Zwischenschichten ganz oder teilweise von dem Halbleiter
körper (1) durch Abläppen und/oder -polieren und/oder
-ätzen ganz oder nahezu bis zu den photoelektrisch aktiven
Schichtbereichen entfernt werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß auf das (oder die) Trägersubstrat(e)
eine als Bi-facial-Solarmodul verwendbare Epitaxie-Schich
tenfolge aufgebracht wird, daß auf die vom Trägersubstrat
und gegebenenfalls vorhandenen Zwischenschichten befreite
Rückseite der Einzelzellen gridförmige Rückseitenkontakt
systeme (6) entsprechend der Anzahl und Abmessungen der
Solarzellen und Antireflex-Schichten (31) aufgebracht
werden, und daß auf die Rückseiten der Solarzellen ein
Deckglas aufgebracht wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Deckgläser (4, 41) mittels eines tempe
raturbeständigen Deckglasklebers (5) aufgebracht werden.
13. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 11, gekennzeichnet
durch ein direktes Anschmelzen der Deckgläser (4) auf die
Solarzelle (IDSZ).
14. Verfahren nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeich
net, daß nicht der Stromgewinnung durch Licht dienende, aus
dem Halbleiterkörper (1) nach den Verfahren gemäß Anspruch 1
oder 2 herstellbare Halbleiterbauelemente wie Shunt-Dioden
und Blocking-Dioden in die Solarzelle (IDSZ) integriert wer
den.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE4325634A DE4325634C2 (de) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | Verfahren zur Herstellung einer integrierten dünnen Solarzelle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4325634A DE4325634C2 (de) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | Verfahren zur Herstellung einer integrierten dünnen Solarzelle |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4325634A1 true DE4325634A1 (de) | 1995-02-02 |
DE4325634C2 DE4325634C2 (de) | 2001-06-07 |
Family
ID=6494097
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DE4325634A Expired - Lifetime DE4325634C2 (de) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | Verfahren zur Herstellung einer integrierten dünnen Solarzelle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4325634C2 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2010087712A3 (en) * | 2009-01-30 | 2010-11-25 | Renewable Energy Corporation Asa | Back contacting and interconnection of two solar cells |
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1993
- 1993-07-30 DE DE4325634A patent/DE4325634C2/de not_active Expired - Lifetime
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CN102362366B (zh) * | 2009-01-30 | 2013-11-20 | 可再生能源公司 | 两个太阳能电池的背接触和互连 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4325634C2 (de) | 2001-06-07 |
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Legal Events
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---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
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D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: RWE SOLAR GMBH, 63755 ALZENAU, DE |
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
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R071 | Expiry of right |