EP1520304A2 - Solarzelle und verfahren zur herstellung - Google Patents

Solarzelle und verfahren zur herstellung

Info

Publication number
EP1520304A2
EP1520304A2 EP03757036A EP03757036A EP1520304A2 EP 1520304 A2 EP1520304 A2 EP 1520304A2 EP 03757036 A EP03757036 A EP 03757036A EP 03757036 A EP03757036 A EP 03757036A EP 1520304 A2 EP1520304 A2 EP 1520304A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
solar cell
cell according
layer
producing
curved surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03757036A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Horst Kibbel
Ulf KÖNIG
Hartmut Presting
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Publication of EP1520304A2 publication Critical patent/EP1520304A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048—Encapsulation of modules
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the invention relates to a solar cell and a method for its production.
  • Solar cells are being provided on more and more surfaces in order to cover the energy requirements with renewable energies in a contemporary way.
  • solar cells are manufactured on an industrial scale and mostly assembled into so-called panels (assemblies), which are then placed on the surfaces.
  • the solar cells are manufactured flat, assembled into panels and then cumbersome - if at all - adapted to the surface structure. This makes the solar cells unsightly, since thick, eye-catching plates are created, which also have to be elaborately mounted on the surfaces.
  • the intended and contemporary use of solar cells for energy generation is not possible.
  • the area of application in the automotive industry is almost completely closed to solar cells using regenerative energy.
  • the object of the invention is to provide a solar cell and a method for its production, in which the conventional, complex adaptation to surfaces and shapes is no longer necessary.
  • the object is achieved by a solar cell according to claim 1 and a method for producing a solar cell according to claim 18.
  • the solar cell is formed on an uneven, curved surface, in particular of a vehicle component, the solar cell being deposited or grown directly on the surface.
  • the invention proposes to provide the solar cells in such a way that they can be produced directly on the surface without producing them externally.
  • the shape of the solar cells is perfectly adapted to the surface profile.
  • the use of solar cells is no longer restricted to use on perfectly flat surfaces.
  • the elaborate provision of solar cells in the form of the housings or panels required for this, with the disadvantages mentioned above, is avoided and avoided.
  • the curved surface is advantageously the surface of a vehicle component, in particular a molded body part, in particular the bonnet, the trunk lid or the roof, or a roof element, in particular made of glass. This enables the use of solar cells on automobiles, taking into account the aesthetic aspects. Likewise, due to the perfect adaptation of the shape of the semiconductor component to the flowing shapes of the body, air resistance is reduced, which has a positive effect on energy consumption.
  • a surface of a building or parts of it can also be used as a surface on which it is grown Install on a building. So roof tiles or roof elements are conceivable, but also larger areas of the outer walls.
  • An advantageous embodiment of the invention proposes that at least one layer of the solar cell built up in layers is at least partially made of nanoparticles. This particularly supports direct growth on the curved surface.
  • the nanoparticles consist of monocrystalline or polycrystalline semiconductor material and consist of an element semiconductor, in particular silicon, a compound semiconductor or a combination of element and compound semiconductors, in particular germanium and silicon.
  • a preferred embodiment of the invention provides that the semiconductor material has been deposited on the surface by an emulsion that transports the nanoparticles or by a plasma process.
  • An emulsion like a plasma process, transports the particles directly to any surface without it having to be flat.
  • the semiconductor component preferably has a photoactive pn semiconductor layer with an n semiconductor layer located on one surface of the pn semiconductor layer and a p semiconductor layer located on the other surface of the pn semiconductor layer.
  • the invention further relates to a method for producing a solar cell, which is characterized in that the solar cell is deposited directly on an uneven, curved surface, in particular a vehicle component, wherein at least one layer of the layered solar cell is at least partially made of nanoparticles that are applied to the surface to form the layer.
  • the curved surface is the surface of a vehicle component, which is in particular a molded body part, in particular the bonnet, the trunk lid or the roof, or a roof element, in particular made of glass.
  • An advantageous method step provides that nanoparticles made of monocrystalline or polycrystalline semiconductor material are used, this consisting of an element semiconductor, in particular silicon, a compound semiconductor or a combination of element and compound semiconductors, in particular germanium and silicon.
  • An advantageous method step provides that the nanoparticles of a layer are applied to the curved surface by a transporting emulsion.
  • An equally advantageous method step provides for the nanoparticles of a layer to be applied to the layer curved surface applying plasma coating process is deposited.
  • a heating process to a few hundred degrees Celsius, in particular 400 ° C., is carried out. This improves the fusion of the nanoparticles into semiconducting structures.
  • a preferred method step provides that an electrically conductive front contact layer is formed on the upper surface of the semiconductor layers, which faces away from the curved surface, which is transparent, in particular, for the essential part of the solar spectrum.
  • Fig. 1 shows a solar cell according to the invention.
  • FIG. 1 shows a solar cell according to the invention, which has been produced by the method according to the invention directly on the uneven, curved surface 31 of a vehicle component 3 (molded body part).
  • the layers 4, 5, 7, 8, 9, 10, 11, 12 of the solar cell are produced here from nanoparticles deposited by means of an emulsion.
  • the nanoparticles consist of monocrystalline or polycrystalline semiconductor material, for example of an element semiconductor, in particular silicon, a compound semiconductor or a combination of element and compound semiconductors, in particular of germanium and silicon.
  • the solar cell has a photoactive pn semiconductor layer 8 with an n semiconductor layer 7 located on the upper surface of the pn semiconductor layer and a p semiconductor layer 9 located on the lower surface of the pn semiconductor layer.
  • photovoltaically active, doped silicon is very suitable as a basic material for the nanoparticles forming the semiconductor layer due to good and cheap availability.
  • an electrically conductive rear contact layer 5 made of metal is formed on the underside (the side facing the curved surface 31) and an electrically conductive front contact layer 11 is formed on the upper side, which faces away from the curved surface 31.
  • the front contact layer 11 is transparent to the essential part of the solar spectrum so that the light quanta can reach the semiconductor layers.
  • ITO indium tin oxide
  • An electrically conductive, equally transparent polymer is also possible here.
  • the known grid or thread-like metal structures for current dissipation on the top are possible.
  • the solar cell is provided with an electrically insulating insulation layer 4 on its surface adjacent to the curved surface 31. It is also conceivable that neither insulation layer nor back contact layer are provided, then the task of current dissipation is taken over by the metal of the body part itself.
  • An antireflection layer 10 is applied between the front contact layer 11 and the p-type semiconductor layer 9, so that the light quanta are not reflected out again unused can.
  • the anti-reflective layer can be formed by a suitable material or else by a surface structuring of an existing layer.
  • a protective layer 12 that is transparent to the essential part of the solar spectrum is applied to the front contact layer.
  • a simple paint or similar application can be used here.
  • the individual layers from the monocrystalline or polycrystalline nanoparticles they are brought over the surface on which they are to be deposited by means of an emulsion in which the nanoparticles are contained. After removal of the carrier liquid by a heating and drying step, the nanoparticles, which are usually in a diameter range from 1 nm to 100 nm, then form the layer. So that its physical, in particular electrical, properties are improved, a heating process at a few hundred degrees Celsius can also be provided, for example 400 ° C., which also improves the crystal properties of the deposited semiconductor material.
  • the mono- or polycrystalline semiconductor material forming the nanoparticles can consist of an element semiconductor, for example silicon, but also of a compound semiconductor or a combination of element and compound semiconductors, for example germanium with silicon.
  • element semiconductor for example silicon
  • compound semiconductor for example germanium with silicon
  • the choice is to be made according to the corresponding marginal parameters such as costs and other properties.
  • an emulsion application process it can also be achieved by means of a known plasma process that the nanoparticles are deposited on the surface. An appropriate choice must be made here according to the local circumstances. If required, an electrically insulating insulation layer 4 can be produced on the curved surface 31 before the application of a metal back contact layer 5 for the solar cell 2, so that no unwanted current outflows occur via the material of the vehicle component.
  • an anti-reflection layer 10 is to be applied to the upper semiconductor layer 9 or to the front contact layer 11 produced on the upper semiconductor layer.
  • Such an antireflection layer 10 can be produced by a surface structuring process of a surface, one of the
  • a protective layer 12 that is transparent to the essential part of the solar spectrum and protects against mechanical and / or chemical interference can be applied.
  • Vehicle component surface of the vehicle component insulation layer back contact layer n-semiconductor layer pn-semiconductor layer p-semiconductor layer anti-reflective layer upper surface front contact layer protective layer

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Solarzelle, die auf einer unebenen, gekrümmten Oberfläche (31), insbesondere eines Fahrzeugbauteils (3), ausgebildet ist, wobei die Solarzelle direkt auf der Oberfläche abgeschieden oder aufgewachsen ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle, wobei die Solarzelle direkt auf einer unebenen, gekrümmten Oberfläche (31), insbesondere eines Fahrzeugbauteils (3), abgeschieden wird, wobei wenigstens eine Schicht (4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12) der in Schichten aufgebauten Solarzelle wenigstens teilweise aus Nanopartikeln hergestellt wird, die auf die gekrümmte Oberfläche zur Bildung der Schicht aufgebracht werden.

Description

Auslandsfassung
Solarzelle und Verfahren zur Herstellung
Die Erfindung betrifft eine Solarzelle und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
Solarzellen werden auf immer mehr Oberflächen vorgesehen, um den Energiebedarf zeitgemäß mit regenerativen Energien zu decken.
Hierzu werden Solarzellen großtechnisch hergestellt und zumeist zu sogenannten Paneelen (Baugruppen) zusammengesetzt, welche dann auf die Oberflächen aufgesetzt werden.
Ein Nachteil ergibt sich daraus, dass die Solarzellen selbst nicht an die Oberflächenbeschaffenheit der durch mit Licht beschienenen Oberflächen angepasst sind. Die Solarzellen werden plan hergestellt, zu Paneelen zusammengebaut und dann diese umständlich auf die Oberflächenstruktur - falls überhaupt - angepasst. Das macht die Solarzellen unansehnlich, da dicke, auffällige Platten entstehen, die zudem aufwendig auf die Oberflächen montiert werden müssen. In Anwendungsgebieten, wo Ästhetik und wenig sperrige Bauformen eine Rolle spielen, ist der gewollte und zeitgemäße Einsatz von Solarzellen zur Energiegewinnung nicht möglich. So ist der Anwen- dungsbereich in der Automobilindustrie fast vollkommen verschlossen für die regenerative Energie nutzenden Solarzellen.
Weiterhin ist die externe, nicht der Anwendung angepasste Herstellung der Solarzellen hinderlich, da eine nachträgliche Anpassung zeit- und kostenaufwendig ist, soweit sie überhaupt noch möglich ist. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Solarzelle und ein Verfahren zu ihrer Herstellung zur Verfügung zu stellen, bei denen die herkömmliche, aufwendige Anpassung an Oberflächen und Formen nicht mehr notwendig ist .
Die Aufgabe wird durch eine Solarzelle nach Anspruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle nach Anspruch 18 gelöst.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Solarzelle auf einer unebenen, gekrümmten Oberfläche, insbesondere eines Fahrzeugbauteils, ausgebildet ist, wobei die Solarzelle direkt auf der Oberfläche abgeschieden oder aufgewachsen ist .
Die Erfindung schlägt vor, die Solarzellen so bereitzustellen, dass diese direkt auf der Oberfläche herzustellen sind, ohne diese extern zu fertigen. Dadurch sind die Solarzellen von ihrer Formgebung perfekt auf den Oberflächenverlauf angepasst. Die Anwendung von Solarzellen ist nicht mehr auf die Verwendung auf vollkommen planen Oberflächen beschränkt. Die aufwendige Bereitstellung von Solarzellen in Form von hierzu notwendigen Gehäusen oder Paneelen mit den oben genannten Nachteilen wird umgangen und vermieden.
Vorteilhafterweise ist die gekrümmte Oberfläche die Oberfläche eines Fahrzeugbauteils, insbesondere eines Karosserieformteils, insbesondere der Motorhaube, des Kofferraumdeckels oder des Daches oder ein Dachelement, insbesondere aus Glas. Hierdurch wird der Einsatz von Solarzellen auf Automobilen ermöglicht, wobei die ästhetischen Aspekte Berücksichtigung finden. Ebenso wird durch die perfekte Anpassung der Formgebung des Halbleiterbauelements auf die fließenden Formen der Karosserie der Luftwiderstand erniedrigt, was sich positiv auf den Energieverbrauch auswirkt .
Ebenso vorteilhaft kann als Oberfläche, auf der aufgewachsen wird, auch eine Oberfläche eines Gebäudes oder Teilen zum Verbauen an einem Gebäude vorgesehen sein. So sind Dachziegel oder Dachelemente denkbar, aber auch größere Bereiche der Außenwände .
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung schlägt vor, dass wenigstens eine Schicht der in Schichten aufgebauten Solarzelle wenigstens teilweise aus Nanopartikeln hergestellt ist. Hierdurch wird ein direktes Wachsen auf der gekrümmten Oberfläche besonders gut unterstützt.
Dem folgend ist in einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Nanopartikel aus mono- oder polykristalli- nem Halbleitermaterial bestehen und aus einem Elementhalbleiter, insbesondere Silizium, einem Verbindungshalbleiter oder einer Kombination aus Element- und Verbindungshalbleitern, insbesondere aus Germanium und Silizium, bestehen. Durch die Anwendung dieser Materialien werden die besonders gute Energieausbeute und gute Verfügbarkeit dieser Materialien ausgenutzt .
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Halbleitermaterial durch eine die Nanopartikel transportierende Emulsion oder ein Plasmaverfahren auf die Oberfläche abgeschieden worden ist. Eine Emulsion transportiert die Par- tikel ebenso wie ein Plasmaverfahren direkt auf jede beliebige Oberfläche, ohne dass diese plan sein muss.
Bevorzugterweise weist das Halbleiterbauelement eine photoaktive pn-Halbleiterschicht mit einer auf der einen Fläche der pn-Halbleiterschicht befindlichen n-Halbleiterschicht und einer auf der anderen Fläche der pn-Halbleiterschicht befindlichen p-Halbleiterschicht auf.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstel- lung einer Solarzelle, das sich dadurch auszeichnet, dass die Solarzelle direkt auf einer unebenen, gekrümmten Oberfläche, insbesondere eines Fahrzeugbauteils, abgeschieden wird, wobei wenigstens eine Schicht der in Schichten aufgebauten Solarzelle wenigstens teilweise aus Nanopartikeln hergestellt wird, die auf die Oberfläche zur Bildung der Schicht aufgebracht werden. Hierdurch ist eine Bildung einer Solarzelle auf einer beliebigen Oberfläche möglich, ohne dass die sonst strengen Anforderungen an Ebenheit beim Aufwachsen vorhanden sind.
Als gekrümmte Oberfläche wird nach einem bevorzugten Verfah- rensschritt die Oberfläche eines Fahrzeugbauteils, welches insbesondere ein Karosserieformteil ist, insbesondere der Motorhaube, des Kofferraumdeckels oder des Daches oder ein Dachelement, insbesondere aus Glas, verwendet.
Auch hier sind jedoch wieder Anwendungen an Gebäuden oder Teilen davon denkbar.
Ein vorteilhafter Verfahrensschritt sieht vor, dass Nanopartikel aus mono- oder polykristallinem Halbleitermaterial ver- wendet werden, wobei dieses aus einem Elementhalbleiter, insbesondere Silizium, einem Verbindungshalbleiter oder einer Kombination aus Element- und Verbindungshalbleitern, insbesondere aus Germanium und Silizium, besteht.
Ein vorteilhafter Verfahrensschritt sieht vor, dass die Nanopartikel einer Schicht durch eine dieselben transportierende Emulsion auf die gekrümmte Oberfläche aufgebracht werden.
Dem folgend schließt sich vorteilhafterweise ein Verfahrens- schritt an, bei dem die anderen Bestandteile der Emulsion, welche nicht aus den Nanopartikeln gebildet werden und nur zum Transport der Nanopartikel dienen, durch einen Trocknungs- und Ausheizvorgang von der gekrümmten Oberfläche entfernt werden.
Ein ebenso vorteilhafter Verfahrensschritt sieht vor, dass die Nanopartikel einer Schicht durch ein dieselben auf die gekrümmte Oberfläche aufbringendes Plasma-Beschichtungsver- fahren abgeschieden wird.
Bevorzugterweise wird anschließend an die Abscheidung der Nanopartikel auf die gekrümmte Oberfläche ein Erhitzungspro- zess auf einige hundert Grad Celsius, insbesondere 400 °C, durchgeführt. Hierdurch wird die Verschmelzung der Nanopartikel zu halbleitenden Strukturen verbessert .
Ein bevorzugter Verfahrensschritt sieht vor, dass auf der oberen Fläche der Halbleiterschichten, welche der gekrümmten Oberfläche abgewandt ist, eine elektrisch leitende Vorder- Kontaktschicht ausgebildet wird, welche insbesondere für den wesentlichen Teil des Sonnenspektrums durchsichtig ist.
Weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen oder deren Unterkombinationen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung weiter erläutert. Im Einzelnen zeigt die schematische Darstellung in:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Solarzelle.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Solarzelle, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren direkt auf der unebenen, gekrümmten Oberfläche 31 eines Fahrzeugbauteils 3 (Karosserieformteils) hergestellt worden ist.
Die Schichten 4, 5, 7, 8, 9, 10, 11, 12 der Solarzelle sind hierbei aus mittels einer Emulsion abgeschiedenen Nanopartikeln hergestellt.
Die Nanopartikel bestehen dabei aus mono- oder polykristallinem Halbleitermaterial, beispielsweise aus einem Elementhalbleiter, insbesondere Silizium, einem Verbindungshalbleiter oder einer Kombination aus Element- und Verbindungshalbleitern, insbesondere aus Germanium und Silizium.
Die Solarzelle weist zur Energieumwandlung eine photoaktive pn-Halbleiterschicht 8 mit einer auf der oberen Fläche der pn-Halbleiterschicht befindlichen n-Halbleiterschicht 7 und einer auf der unteren Fläche der pn-Halbleiterschicht befindlichen p-Halbleiterschicht 9 auf. Hier ist photovoltaisch aktives, dotiertes Silizium als Grundstoff für die die Halb- leiterschicht bildenden Nanopartikel durch gute und billige Verfügbarkeit sehr gut geeignet .
Zur Stromabnahme ist an der Unterseite (der der gekrümmten Oberfläche 31 zugewandten Seite) eine elektrisch leitende Rück-Kontaktschicht 5 aus Metall ausgebildet und an der Oberseite, welche der gekrümmten Oberfläche 31 abgewandt ist, eine elektrisch leitende Vorder-Kontaktschicht 11 ausgebildet. Die Vorder-Kontaktschicht 11 ist für den wesentlichen Teil des Sonnenspektrums durchsichtig, damit die Lichtquanten die Halbleiterschichten erreichen können. Als Material wird zum Beispiel Indium-Zinnoxid ("ITO") verwendet, das diese Voraussetzungen erfüllt. Hier ist auch genauso ein elektrisch leitendes, ebenso durchsichtiges Polymer möglich. Ebenso sind die bekannten gitter- oder fadenartig ausgebildeten Metall- Strukturen zur Stromableitung auf der Oberseite möglich.
Damit es nicht zu ungewollten Stromabflüssen kommt, ist die Solarzelle an ihrer an die gekrümmte Oberfläche 31 angrenzenden Fläche mit einer elektrisch isolierenden Isolations- schicht 4 versehen. Es ist auch denkbar, dass weder Isolationsschicht noch Rück-Kontaktschicht vorgesehen sind, dann wird die Aufgabe der Stromableitung durch das Metall des Karosserieteils selbst übernommen.
Zwischen der Vorder-Kontaktschicht 11 und der p-Halbleiterschicht 9 ist eine Antireflexschicht 10 aufgebracht, damit die Lichtquanten nicht ungenutzt wieder ausgespiegelt werden können. Die Antireflexschicht kann durch ein geeignetes Material oder aber auch durch eine Oberflächenstrukturierung einer vorhandenen Schicht gebildet werden.
Zum Schutz der Vorder-Kontaktschicht 11 gegen mechanische und/oder chemische Störeinflüsse ist auf der Vorder- Kontaktschicht eine für den wesentlichen Teil des Sonnenspektrums durchsichtige Schutzschicht 12 aufgebracht. Hier kann ein einfacher Lack oder ähnliches Anwendung finden.
Zur Herstellung der einzelnen Schichten aus den mono- oder polykristallinen Nanopartikeln werden diese mittels einer Emulsion, in der die Nanopartikel enthalten sind, über die Fläche gebracht, auf der sie abgeschieden werden sollen. Nach Entfernen der Trägerflüssigkeit durch einen Heiz- und Trocknungsschritt bilden dann die gewöhnlich in einem Durchmesserbereich von 1 nm bis 100 nm liegenden Nanopartikel die Schicht. Damit diese noch in ihren physikalischen, insbesondere elektrischen Eigenschaften verbessert wird, kann noch ein Heizprozess bei einigen hundert Grad Celsius vorgesehen sein, beispielsweise 400°C, der auch die Kristalleigenschaften des abgeschiedenen Halbleitermaterials verbessert.
Das die Nanopartikel bildende mono- oder polykristalline Halbleitermaterial kann aus einem Elementhalbleiter, beispielsweise Silizium, aber auch aus einem Verbindungshalbleiter oder einer Kombination aus Element- und Verbindungshalbleitern, beispielsweise aus Germanium mit Silizium, bestehen. Hier ist die Wahl nach entsprechenden Randparametern wie Kos- ten und sonstige Eigenschaften zu wählen.
Anstelle eines Emulsions-Auftragungsverfahrens kann auch mittels eines bekannten Plasmaverfahrens erreicht werden, dass die Nanopartikel auf die Oberfläche abgeschieden werden. Hier ist eine entsprechende Wahl nach den örtlichen Begebenheiten zu treffen. Nach Bedarf kann noch auf der gekrümmten Oberfläche 31 vor dem Aufbringen einer metallenen Rück-Kontaktschicht 5 für die Solarzelle 2 eine elektrisch isolierende Isolationsschicht 4 hergestellt werden, damit keine ungewollten Stromabflüsse über das Material des Fahrzeugbauteils entstehen.
Um die ungewollte Auskopplung von Licht aus der Solarzelle zu vermindern, ist eine auf die obere Halbleiterschicht 9 oder auf die auf der oberen Halbleiterschicht hergestellten Vor- der-Kontaktschicht 11 eine Antireflexschicht 10 aufzubringen.
Eine solche Antireflexschicht 10 kann durch einen Oberflä- chenstrukturierungsprozess einer Oberfläche, einer der
Schichten oder durch eine eigene aufgebrachte Schicht er- reicht werden.
Schließlich kann noch zum Schutz der Solarzelle, beispielsweise auf der Vorder-Kontaktschicht 11 oder einer darauf befindlichen Antireflexschicht , eine gegen mechanische und/oder chemische Störeinflüsse schützende, für den wesentlichen Teil des Sonnenspektrums durchsichtige Schutzschicht 12 aufgebracht werden.
Bezugszeichenliste
Fahrzeugbauteil Oberfläche des Fahrzeugbauteils Isolationsschicht Rück-Kontaktschicht n-Halbleiterschicht pn-Halbleiterschicht p-Halbleiterschicht Antireflexschicht obere Fläche Vorder-Kontaktschicht Schutzschicht

Claims

Patentansprüche
1. Solarzelle, die auf einer unebenen, gekrümmten Oberfläche eines Karosserieformteils eines Fahrzeuges ausgebildet ist d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sie direkt auf der Oberfläche (31) abgeschieden oder aufgewachsen ist.
2. Solarzelle nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass wenigstens eine Schicht (4, 5, 7, 8, 9, 10, 11, 12) der in Schichten aufgebauten Solarzelle wenigstens teilweise aus Nanopartikeln hergestellt ist.
3. Solarzelle nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Nanopartikel aus mono- oder polykristallinem Halbleitermaterial bestehen und aus einem Elementhalbleiter, insbesondere Silizium, einem Verbindungshalbleiter oder einer Kombination aus Element- und Verbindungshalbleitern, insbesondere aus Germanium und Silizium, bestehen.
4. Solarzelle nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Halbleitermaterial photovoltaisch aktives, dotiertes
Silizium ist.
5. Solarzelle nach Anspruch 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Halbleitermaterial durch eine die Nanopartikel transportierende Emulsion oder ein Plasmaverfahren auf die Oberfläche abgeschieden worden ist.
6. Solarzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sie auf der der gekrümmten Oberfläche (31) zugewandten Seite eine elektrisch leitende Rück-Kontaktschicht (5) , insbesondere aus Metall - Metall der Karosseriestruktur, auf- weist.
7. Solarzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sie an ihrer an die gekrümmte Oberfläche (31) angrenzen- den Fläche eine elektrisch isolierende Isolationsschicht (4) aufweist .
8. Solarzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass auf der oberen Seite der Solarzelle, welche der gekrümmten Oberfläche (31) abgewandt ist, eine elektrisch leitende Vorder-Kontaktschicht (11) ausgebildet ist.
9. Solarzelle nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die elektrisch leitende Vorder-Kontaktschicht (11) für den wesentlichen Teil des Sonnenspektrums durchsichtig ist.
10. Solarzelle nach Anspruch 8 oder 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Vorder-Kontaktschicht (11) im wesentlichen aus Zink- oxid oder aus einem elektrisch leitenden Polymer besteht.
11. Solarzelle nach Anspruch 8 oder 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Vorder-Kontaktschicht (11) aus fadenartig ausgebildeten Metallstrukturen besteht.
12. Solarzelle nach einem der Ansprüche 8 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zwischen der Vorder-Kontaktschicht (11) und einer Halbleiterschicht (7, 8, 9) oder direkt auf der Vorder- KontaktSchicht (11) eine Antireflexschicht (10) aufgebracht ist.
13. Solarzelle nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Antiref lexschicht (10) durch eine geeignete Oberflä- chenstrukturierung gebildet ist.
14. Solarzelle nach einem der Ansprüche 8 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass auf der Vorder-Kontaktschicht (11) eine gegen mechanische und/oder chemische Störeinflüsse schützende, für den wesentlichen Teil des Sonnenspektrums durchsichtige Schutzschicht (12) aufgebracht ist.
15. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sie direkt auf einer unebenen, gekrümmten Oberfläche (31) eines Karosserieformteiles eines Fahrzeuges, abgeschie- den wird, wobei wenigstens eine Schicht (4, 5, 7, 8, 9, 10, 11, 12) der in Schichten aufgebauten Solarzelle (1) wenigstens teilweise aus Nanopartikeln hergestellt wird, die auf die gekrümmte Oberfläche zur Bildung der Schicht aufgebracht werden.
16. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass Nanopartikel aus mono- oder polykristallinem Halbleiter- material verwendet werden, wobei dieses aus einem Element- halbleiter, insbesondere Silizium, einem Verbindungshalbleiter oder einer Kombination aus Element- und Verbindungshalbleitern, insbesondere aus Germanium und Silizium, besteht.
17. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als Halbleitermaterial photovoltaisch aktives, dotiertes Silizium gewählt wird.
18. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche 15-17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Nanopartikel einer Schicht durch eine dieselbe transportierende Emulsion auf die gekrümmte Oberfläche aufgebracht werden .
19. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle nach Anspruch 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die anderen Bestandteile der Emulsion, welche nicht aus den Nanopartikeln gebildet werden und nur zum Transport der Nanopartikel dienen, durch einen Trocknungs- und Ausheizvorgang von der gekrümmten Oberfläche entfernt werden.
20. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle nach einem der Ansprüche 15 bis 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Nanopartikel einer Schicht durch ein dieselben auf die gekrümmte Oberfläche (31) aufbringendes Plasma-Beschich- tungsverfahren abgeschieden werden.
21. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle nach einem der Ansprüche 15 bis 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass anschließend an die Abscheidung der Nanopartikel auf die gekrümmte Oberfläche ein Erhitzungsprozess auf einige hundert Grad Celsius, insbesondere 400°C, durchgeführt wird.
22. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle nach einem der Ansprüche 15 bis 21, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass auf der gekrümmten Oberfläche (31) eine elektrisch isolierende Isolationsschicht (4) hergestellt wird.
23. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle nach einem der Ansprüche 15 bis 22, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass auf der gekrümmten Oberfläche (31) eine elektrisch leitende Rück-Kontaktschicht (5), insbesondere aus Metall, abgeschieden wird.
24. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle nach einem der Ansprüche 15 bis 23, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass auf die obere Halbleiterschicht eine Antireflexschicht (10) aufgebracht wird.
25. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle nach einem der Ansprüche 15 bis 24, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass auf der oberen Fläche (10a) der Halbleiterschichten, welche der gekrümmten Oberfläche (31) abgewandt ist, eine elektrisch leitende Vorder-Kontaktschicht (11) ausgebildet wird, welche insbesondere für den wesentlichen Teil des Sonnenspektrums durchsichtig ist.
26. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle nach Anspruch 25, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als Material für die Vorder-Kontaktschicht (11) im wesentlichen Zinkoxid oder elektrisch leitendes Polymer verwendet wird.
27. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle nach Anspruch 25 oder 26, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass auf die Vorder-Kontaktschicht (11) eine Antireflex- Schicht (10) aufgebracht wird.
28. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle nach einem der Ansprüche 24 oder 27, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Antireflexschicht (10) durch eine Oberflächenstruk- turierung der darunter oder darüber liegenden Schicht gebildet wird.
29. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle nach einem der Ansprüche 25 bis 28, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass auf der Vorder-Kontaktschicht (11) eine gegen mechanische und/oder chemische Störeinflüsse schützende, für den wesentlichen Teil des Sonnenspektrums durchsichtige Schutzschicht (12) aufgebracht wird.
EP03757036A 2002-06-07 2003-06-06 Solarzelle und verfahren zur herstellung Withdrawn EP1520304A2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2002125606 DE10225606A1 (de) 2002-06-07 2002-06-07 Halbleiterbauelement und Verfahren zur Herstellung
DE10225606 2002-06-07
PCT/EP2003/005944 WO2003105239A2 (de) 2002-06-07 2003-06-06 Solarzelle und verfahren zur herstellung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1520304A2 true EP1520304A2 (de) 2005-04-06

Family

ID=29718913

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP03757036A Withdrawn EP1520304A2 (de) 2002-06-07 2003-06-06 Solarzelle und verfahren zur herstellung

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP1520304A2 (de)
AU (1) AU2003246400A1 (de)
DE (1) DE10225606A1 (de)
WO (1) WO2003105239A2 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008049374A1 (de) 2008-09-27 2010-04-01 JODLAUK, Jörg Halbleiterfaserstrukturen als Energieerzeuger
MD4377C1 (ro) * 2010-05-19 2016-05-31 Вильгельм КОСОВ Convertor fotovoltaic semiconductor şi procedeu de fabricare a acestuia
DE202023000086U1 (de) 2023-01-04 2023-02-02 Semen Zaitchik Photovoltaik-Anlage mit spezieller Anordnung von Solarzellen

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5850782A (ja) * 1981-09-21 1983-03-25 Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd 自動車用太陽電池
FR2550007A1 (en) * 1983-07-29 1985-02-01 Sanyo Electric Co Method for producing a semiconducting film and photovoltaic device obtained by the method
JPS60146746A (ja) * 1984-01-07 1985-08-02 Sumitomo Electric Ind Ltd 自動車用太陽電池の製造法
JPS60220977A (ja) * 1985-03-29 1985-11-05 Hitachi Ltd 太陽電池
JPS62102570A (ja) * 1985-10-29 1987-05-13 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 車載用光電変換装置
AU631354B2 (en) * 1988-05-24 1992-11-26 Asahi Glass Company Limited Solar cell substrate and solar panel for automobile
DE4006756A1 (de) * 1990-03-03 1991-09-05 Webasto Ag Fahrzeugtechnik Lichtdurchlaessige scheibe fuer kraftfahrzeuge
US5800611A (en) * 1997-09-08 1998-09-01 Christensen; Howard Method for making large area single crystal silicon sheets
US6127202A (en) * 1998-07-02 2000-10-03 International Solar Electronic Technology, Inc. Oxide-based method of making compound semiconductor films and making related electronic devices
DE19849048A1 (de) * 1998-10-23 2000-04-27 Inst Neue Mat Gemein Gmbh Verfahren zur Herstellung von Suspensionen und Pulvern von Indium-Zinn-Oxid und deren Verwendung
DE19951207A1 (de) * 1999-10-15 2001-04-19 Twlux Halbleitertechnologien B Halbleiterbauelement
JP2001158966A (ja) * 1999-12-01 2001-06-12 Ebara Corp 金属ないし金属化合物薄膜の作製方法
DE10020429A1 (de) * 2000-04-26 2001-11-15 Torsten Niemeyer Dachelement mit integrierter Solarzelle

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO03105239A3 *

Also Published As

Publication number Publication date
AU2003246400A1 (en) 2003-12-22
WO2003105239A3 (de) 2005-01-20
WO2003105239A2 (de) 2003-12-18
DE10225606A1 (de) 2004-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60222004T2 (de) Transparentes substrat beschichtet mit einer elektrode
DE102006046312B4 (de) Solarzellen mit stabilem, transparentem und leitfähigem Schichtsystem
WO1993019491A1 (de) Klimastabiles dünnschichtsolarmodul
DE112009002056T5 (de) Transparenter elektrisch leitfähiger Film für Solarzellen, Zusammensetzung für transparente elektrisch leitfähige Filme und Mehrfach-Solarzellen
DE102009043047A1 (de) Solarzelle
DE112009002039T5 (de) Vierpoliges fotovoltaisches Dünnschichtbauelement mit mehreren Sperrschichten und Verfahren dafür
DE102008017312A1 (de) Photovoltaik-Solarzelle und Verfahren zu deren Herstellung
WO2002053408A1 (de) Einrichtung zur stromerzeugung und zum abschatten bei kraftfahrzeugen
EP1520304A2 (de) Solarzelle und verfahren zur herstellung
DE102012202325A1 (de) Farbstoffsolarzellenmodul, bei welchem ein dünnes Glassubstrat verwendet wird, sowie Verfahren zum Herstellen desselben
EP3039718B1 (de) Teiltransparente dünnschichtsolarmodule
EP2368271A1 (de) Dünnschichtsolarzelle mit leiterbahnenelektrode
DE102009054630B4 (de) Verfahren zum Herstellen eines photovoltaisches Bauelements
DE102009027852A1 (de) Dünnschicht-Solarmodul mit verbesserter Zusammenschaltung von Solarzellen sowie Verfahren zu dessen Herstellung
DE102010017246A1 (de) Solarzellenmodul und Herstellungsverfahren hierfür
DE102017119900A1 (de) Sich bogenförmig krümmende transluzente Baugruppe, Verwendung und Herstellungsverfahren dafür
DE102012105457B3 (de) Schichtsystem für eine transparente Elektrode und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102011109846A1 (de) Dünnschicht-Solarzelle und Verfahren zu deren Herstellug
EP3942615B1 (de) Transparente mehrschichtanordnung und herstellungsverfahren
DE102010030301A1 (de) Substrat mit oberflächlich strukturierter Flächenelektrode
WO2013001373A2 (de) Nanoteilchen für eine solartechnische anlage sowie eine solarzelle mit solchen nachteilchen
DE102010006681A1 (de) Photovoltaikzelle, Photovoltaikmodul, Verfahren zum Herstellen einer Photovoltaikzelle und eines Photovoltaikmoduls
DE102013209217A1 (de) Solarzelle mit breitbandiger Antireflexschicht, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung
DE102009024050A1 (de) Dünnschichtsolarzelle
DE102013113585A1 (de) Passivierungsschicht mit Punktkontakten für Dünnschichtsolarzellen

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20041130

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL LT LV MK

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20070103