EP2368271A1 - Dünnschichtsolarzelle mit leiterbahnenelektrode - Google Patents

Dünnschichtsolarzelle mit leiterbahnenelektrode

Info

Publication number
EP2368271A1
EP2368271A1 EP09768007A EP09768007A EP2368271A1 EP 2368271 A1 EP2368271 A1 EP 2368271A1 EP 09768007 A EP09768007 A EP 09768007A EP 09768007 A EP09768007 A EP 09768007A EP 2368271 A1 EP2368271 A1 EP 2368271A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
particles
network
layer
photoactive layer
electrically conductive
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Withdrawn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
EP09768007A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Melcher
Wolfgang Andreas Nositschka
Didier Jousse
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.)
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Original Assignee
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
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 Saint Gobain Glass France SAS, Compagnie de Saint Gobain SA filed Critical Saint Gobain Glass France SAS
Publication of EP2368271A1 publication Critical patent/EP2368271A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F10/00—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/20—Electrodes
    • H10F77/244—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. transparent conductive oxide [TCO] layers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • H02S40/34—Electrical components comprising specially adapted electrical connection means to be structurally associated with the PV module, e.g. junction boxes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F71/00—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/20—Electrodes
    • 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 method for producing a thin-film solar cell and a thin-film solar cell.
  • Solar cells are devices that convert light energy into electrical energy using the photovoltaic effect.
  • Solar cells contain a semiconductive material which is used to absorb photons and to generate electrons using the photovoltaic effect.
  • solar cells are used in many technical fields.
  • solar cells are used to operate stationary systems, such as those used in traffic monitoring and traffic flow control on motorways.
  • Another example is machines that are installed outdoors at least partially powered by solar energy.
  • US 2007/0251570 discloses a thin film solar cell which is transparent on both sides.
  • the invention has the object of providing an improved method for producing a thin-film solar cell and an improved thin-film solar cell, which is able to collect both light from the front and from the back and convert it into electrical energy.
  • the invention discloses a method for producing a thin-film solar cell with a photoactive layer which has an optically transparent electrode in the visible light region on the front side, wherein an electrically conductive network of printed conductors is applied to the rear side and / or the front side of the photoactive layer, that is macroscopically optically transparent in the range of visible light.
  • the range of visible light also includes the wavelength range from 300 nm to 1300 nm. These limits result from the band gap of the absorber material, such as e.g. Silicon and the self-absorption of the glass material.
  • the network of printed conductors (1 10) is preferably applied to the back of the photoactive layer (100).
  • the interconnects of the network preferably contain particles of different sizes and geometries.
  • the term particles also includes aggregates, in particular colloidal aggregates. Examples of aggregates are micelles and liquid-crystalline structures.
  • an optically transparent plastic protective layer is applied to the network of printed conductors in the process.
  • the material used for the plastic protective layer may include, for example, polyurethane (PU), ethylene vinyl acetate (EVA) or polyvinyl butyral (PVB).
  • PU polyurethane
  • EVA ethylene vinyl acetate
  • PVB polyvinyl butyral
  • a protective plastic layer for example in the form of an EVA or PVB film, offers the possibility of applying a glass surface to the back of the photoactive layer.
  • the EVA or PVB film has an adhesion-promoting effect and thus combines the glass layer with the photoactive layer.
  • the method according to the invention has the advantage that networks of printed conductors on the back side of the photoactive layer can thus be produced in a simple and flexible manner.
  • a printing process such as a screen printing process, ink jet printing process, Aerosoljet printing process, impulse jet printing process, offset printing process and / or flexography.
  • the method comprises the application of the electrically conductive network of printed conductors on the back side of the photoactive layer.
  • the use of particles to form the printed conductors has the advantage that the sintering temperature required for printing processes is reduced.
  • the photoactive layer is not sensitive to temperature, since this layer is designed to withstand significantly higher temperatures, for example, in direct sunlight.
  • the electrically conductive network of printed conductors can be on a plastic protective layer and / or an optically transparent surface layer applied.
  • the thus prepared layer is then applied to the back of the photoactive layer.
  • this can also by applying a network of particles on the plastic protective layer followed by heating to form the electrically conductive network of Tracks are made.
  • this requires that the plastic protective layer can withstand such heating of the network of particles without structural change.
  • the method further comprises the step of applying an optically transparent surface layer to the plastic protective layer, the plastic protective layer comprising an adhesion-promoting material for imparting adhesion between the surface layer and the plastic protective layer and between the back of the photoactive layer and the plastic protective layer.
  • the optically transparent surface layer may be a glass surface which is "bonded" to the photoactive layer by means of the plastic protective layer
  • plastic materials preferably polyethylene terephthalates (PET) may also be used visible optically transparent and have a high mechanical hardness, but without having the weight and the rigid properties of conventional glass. This also results in the possibility of producing highly flexible solar cells, which are used for example by incorporation into textiles as a transportable energy source can.
  • the protective layer is a flexible film, wherein the application of the plastic protective layer and / or the optically transparent surface layer is effected by resting and unrolling on the back of the photoactive layer.
  • the use of a flexible film on which the network of printed conductors is applied has the advantage that in continuous production processes it is possible to produce solar cells, for example large-area "endless" solar cells .
  • the application of the electrically conductive network of printed conductors to the plastic protective layer is carried out by one or more of the following methods, such as screen printing, ink jet printing, aerosoljet printing, impulse jet printing, heliogravure, offset printing and / or flexography.
  • the application of the network of particles is carried out by applying a dispersion, wherein the dispersion comprises the particles and a liquid.
  • the liquid may be water and / or an organic solvent and / or a liquid plastic.
  • the choice of the suitable liquid depends on various criteria, such as sintering temperature, aggregation behavior of the particles in the liquid and in particular in the choice of liquid plastics as liquid later use of the cured plastic as a protective conductive encapsulation of the particles.
  • surface-active substances such as, for example, surfactants or amphiphilic polymers may also be present.
  • the conductor tracks have a width between 1 .mu.m or 1 mm, wherein the conductor tracks have a mutual distance between 2 .mu.m and 20 mm, preferably 5 .mu.m to 1 mm.
  • the strip conductors are dimensioned with respect to their width and spacing in such a way that a sufficiently high electrical conductivity for carrier transport can be ensured with the least possible outlay on materials.
  • Another criterion for the arrangement of the conductor tracks is that the mutual distance of the conductor tracks is less than or equal to the migration length of the charge carriers in the photoactive layer.
  • the advantageous width of the tracks then results from this distance and the coverage, which in turn dictates the electrical resistance of the network.
  • the size of the silver particles must be very small, ie well below a 1 micron, so that even at temperature treatments below 15O 0 C, the desired conductivity is achieved.
  • the particles are preferably metal particles, more preferably silver particles. Further possible metals are, for example, copper or aluminum.
  • the particles may also contain carbon particles.
  • the carbon particles may be carbon nanotubes and / or carbon black.
  • the use of carbon nanotubes has the advantage that they have a low percussion limit in terms of electrical conductivity due to their high aspect ratio between diameter and length. Thus, an extremely small amount of carbon nanotubes is sufficient to nevertheless ensure a high electrical conductivity of the conductor tracks formed thereby.
  • Carbon black also referred to as "carbon black”
  • so-called conductive carbon black which has a particularly good electrical conductivity, can be used when using carbon black.
  • the particles form the conductor tracks preferably in the form of a composite material with a plastic.
  • a plastic may, for example, be polyethylene (PE), polymethylmethacrylate (PMMA) or polyaniline (PANI) or a combination thereof.
  • PE polyethylene
  • PMMA polymethylmethacrylate
  • PANI polyaniline
  • the additional use of plastics in the interconnects increases their mechanical stability on the one hand.
  • the use of conductive plastics such as polyaniline further increases the electrical conductivity of the conductor tracks formed by particles.
  • the use of plastic in the printed conductors serves to prevent direct spatial contact between the photoactive layer and the particles.
  • a photoactive layer it is also possible to use materials which would enter into a chemical or electrochemical reaction with them without encapsulation of the particles. This increases the flexibility in the choice of usable materials in the photoactive layer.
  • the particles may, for example, have a diameter between 10 nm and 10 ⁇ m.
  • the particles preferably have a diameter of between 100 nm and 1.50 ⁇ m, and more preferably have a diameter of between 250 nm and 1 ⁇ m.
  • the invention relates to a thin-film solar cell with a photoactive layer, wherein the front side has an optically transparent electrode in the visible light region and the back has an electrically conductive network of interconnects which, macroscopically, in the range of visible light (300 nm to 1300 nm) is optically transparent.
  • the conductor tracks preferably contain particles, particularly preferably with a diameter between 10 nm and 10 ⁇ m.
  • the rear side has, in addition to the conductor tracks, transparent conductive oxides.
  • these oxides may be indium tin oxide (ITO), aluminum tin oxide, antimony tin oxide or fluorotungsten oxide.
  • ITO indium tin oxide
  • aluminum tin oxide aluminum tin oxide
  • antimony tin oxide or fluorotungsten oxide.
  • These oxide layers can cover the rear side of the photoactive layer in a planar manner, the network of interconnects being located either between the rear side of the photoactive layer and the oxide layer or between the oxide layer and a protective layer covering the oxide layer, for example in the form of a plastic protective layer such as EVA.
  • EVA plastic protective layer
  • the use of an additional optically transparent conductive oxide layer has the advantage that a planar electrode can be provided, which has a high electrical conductivity due to the additional network of conductor tracks.
  • the solar cell Due to the planar shape, the solar cell thus achieves a high level of efficiency, since charge carriers can not only be injected or skimmed off at the spatial positions of the printed conductors, but flat over the entire rear side of the photoactive layer.
  • the absorption of such a back electrode of the photoactive material is preferably between 5% to 20% with a sheet resistance between 1 and 4 ohms per square.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a solar cell
  • FIG. 2 shows a schematic view of a further solar cell
  • FIG. 3 shows a schematic view of a method step for producing a solar cell
  • FIG. 4 shows a schematic view of a network of particles on a photoactive layer of a thin-film solar cell and a microscopic enlargement of the printed conductor network
  • FIG. 5 shows a flowchart of a method for producing a thin-film solar cell.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a solar cell.
  • the solar cell consists of a photoactive layer 100, this photoactive layer preferably containing cadmium telluride (CdTe). In the case of the solar cell shown in FIG. 1, this is preferably a thin-film solar cell.
  • CdTe cadmium telluride
  • the solar cell of FIG. 1 has two electrodes, an electrode 104 on the front side of the photoactive layer 100 and an electrode 110 on the rear side of the photoactive layer 100.
  • the electrode 110 is a network 110 of printed conductors. which are formed by particles, wherein the network 1 10 in the visible light region is optically transparent to a light incident on the back of the photoactive layer 100.
  • FIG. 1 shows two surface layers 200 and 108, wherein the plastic protective layer 200 is arranged on the conductor tracks 110 and the surface layer 108 is arranged on the electrode 104.
  • FIG. 2 shows a further schematic view of a solar cell. Notwithstanding FIG. 1, a further surface layer 106 is shown in FIG. The surface layer 106 closes the solar cell to the outside.
  • the plastic protective layer 200 includes a plastic such as polyurethane (PU), ethylene vinyl acetate (EVA) or polyvinyl butyral (PVB).
  • PU polyurethane
  • EVA ethylene vinyl acetate
  • PVB polyvinyl butyral
  • the plastic protective layer 200 can fulfill several tasks. For example, such a plastic protective layer 200, if made of EVA or PVB film, has an adhesion-promoting effect.
  • Another purpose of the protective layer 200 may be to seal the layered structure of the photoactive layer 100.
  • FIG. 3 shows the photoactive layer 100, which has an optically transparent electrode 104 on its front side. On this a surface layer 108, for example, a glass layer is arranged.
  • a plastic protective layer for example an EVA film
  • the electrically conductive network of printed conductors 1 10 has already been applied, thus making it possible to produce solar cells in a continuous production process 100, 104 and 108 are continuously provided, so that then in an equally continuous rolling process, the electrode structure 1 10 together with the EVA film 200 is applied to the back of the photoactive layer 100.
  • FIG. 4 shows an electrically conductive network of printed conductors 110 on a photoactive layer 100.
  • the network formed thereby forms a regular arrangement of printed conductors, which ensure good transparency due to the large spacing between the individual printed conductors.
  • the network is essentially optically transparent in the visible light range.
  • FIG. 4 also shows a polymer 302 in which the particles 300 are embedded.
  • the polymer 302 is an electrically conductive polymer which is filled with the particles to a certain degree of filling, the percolation threshold. This is because the electrical conductivity of the conductor tracks thus formed is already very high at the percolation threshold. Below the percolation threshold, the electrical conductivity is too low and far above the percolation threshold, the electrical conductivity increases only insignificantly even with the further addition of particles.
  • an optimal composite material can be selected which on the one hand has a high electrical conductivity and high mechanical stability as well as, for example, high chemical inertness.
  • FIG. 5 shows a method for producing a solar cell.
  • the process begins in step A with preparing the glass substrate such as cutting and washing.
  • step B an electrode is deposited on the front surface of a glass substrate.
  • the photoactive layer is provided in step C.
  • step D is followed by step D, with the application of particles on the surface of the photoactive layer, the particles being applied in the form of a network.
  • step E in the form of thermal treatment of the network of particles serves to form the electrically conductive network of printed conductors. This is particularly necessary if they do not already have the required properties by a simple, preferably rapid, drying process.
  • the heating may also serve for a curing process of a plastic used in the conductor formation.
  • step F the application of a plastic protective layer, for example an EVA film, takes place on the network of printed conductors.
  • the printing paste should be designed to apply the particles on the back so that it preferably reaches the desired conductivity without heating above 150 °. This is especially true for printing techniques such as screen printing. This ensures temperature stability, in particular when using a CdTe layer structure of the photoactive layer.
  • the process is completed in step G with the application of a surface layer on the electrode of the front side or the EVA film on the back of the photoactive layer.
  • These surface layers may be, for example, plastic protective layers or glass layers, between which the solar cell module produced is packed.

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Dünnschicht-Solarzelle mit einer photoaktiven Schicht (100), die auf der Vorderseite eine im Bereich des sichtbaren Lichts optisch transparente Elektrode (104) aufweist, wobei ein elektrisch leitfähiges Netzwerks (110) von Leiterbahnen auf der Rückseite und/oder der Vorderseite der photoaktiven Schicht (100) aufgebracht wird, dass makroskopisch gesehen im Bereich des sichtbaren Lichts optisch transparent ist.

Description

Dünnschichtsolarzelle mit Leiterbahnenelektrode
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Dünnschichtsolarzelle sowie eine Dünnschichtsolarzelle.
Solarzellen sind Vorrichtungen, welche Lichtenergie in elektrische Energie unter Verwendung des photovoltaischen Effekts umwandeln. Solarzellen enthalten ein halbleitendes Material, welches dazu verwendet wird, um Photonen zu absorbieren und um Elektronen unter Verwendung des photovoltaischen Effekts zu erzeugen.
Heutzutage existiert eine große Nachfrage nach Solarzellen, da Solarzellen in vielen technischen Gebieten Anwendung finden. Zum Beispiel werden Solarzellen zum Betrieb von stationären Anlagen eingesetzt, wie sie beispielsweise bei der Verkehrsüberwachung und Verkehrsflussregelung auf Autobahnen zum Einsatz kommen. Ein weiteres Beispiel sind Automaten, welche im Freien aufgestellt zumindest teilweise mit Sonnenenergie betrieben werden.
Handelsübliche Solarzellen sammeln Licht von der Vorderseite und sind von der Rückseite undurchsichtig, da sie entweder nur auf einem nicht-transparenten Substrat aufgebracht sind oder die Rückelektrode nicht durchsichtig ist. Jedoch trifft selbst bei einer zur Sonne hin ausgerichteten Solarzelle eine nicht zu vernachlässigende Lichtleistung in Form von Streulicht auf die Rückseite des Solarzellenmoduls, wobei diese Streuung sowohl in der Atmosphäre als auch in der direkten Umgebung, wie durch den Untergrund, angrenzende Wände usw. verursacht wird. Diese Lichtleistung in Form von Streulicht erhält umso mehr Bedeutung, wenn anstatt exakt zur Sonne hin ausgerichteten Solarzellen statisch starr montierte Solarzellenmodule verwendet werden, wie dies häufig im Falle der obig erwähnten stationären Anlagen realisiert ist. In diesem Fall wird es üblicherweise so sein, dass im größten Zeitraum der Sonneneinstrahlung die Sonneneinstrahlung in nicht optimaler Weise auf die Vorderseite der Solarzellen fällt, womit ein wertvoller Teil von Lichtleistung nicht in elektrischen Strom umwandelbar ist. Ähnliche Probleme ergeben sich, wenn aus architektonischen oder baulichen Gründen eine optimale Ausrichtung zur Sonne nicht möglich ist. Eine Abhilfe dafür bieten beidseitig funktionierende Solarzellenmodule, welche sowohl Licht von der Vorderseite als auch von der Rückseite der verwendeten Solarzellen sammeln können.
Beispielsweise offenbart die US 2007/0251570 eine Dünnschichtsolarzelle, welche beidseitig transparent ist.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Dünnschichtsolarzelle sowie eine verbesserte Dünnschichtsolarzelle zu schaffen, welche in der Lage ist, sowohl Licht von der Vorderseite als auch von der Rückseite zu sammeln und in elektrische Energie umzuwandeln.
Die der Erfindung zugrunde liegenden Aufgaben werden jeweils mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Die Erfindung offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Dünnschichtsolarzelle mit einer photoaktiven Schicht, die auf der Vorderseite eine im Bereich des sichtbaren Lichts optisch transparente Elektrode aufweist, wobei ein elektrisch leitfähiges Netzwerks von Leiterbahnen auf der Rückseite und/ oder der Vorderseite der photoaktiven Schicht aufgebracht wird, dass makroskopisch gesehen im Bereich des sichtbaren Lichts optisch transparent ist. Der Bereich des sichtbaren Lichtes schließt im Rahmen der Erfindung auch den Wellenlängenbereich von 300 nm bis 1300 nm mit ein. Diese Grenzen ergeben sich dabei durch die Bandlücke des Absorbermaterials wie z.B. Silicium und die Eigenabsorbtion des Glasmaterials.
Das Netzwerk von Leiterbahnen (1 10) ist bevorzugt auf der Rückseite der photoaktiven Schicht (100) aufgebracht. Die Leiterbahnen des Netzwerkes enthalten bevorzugt Teilchen verschiedener Größen und Geometrien. Der Begriff Teilchen schließt dabei auch Aggregate, insbesondere kolloidale Aggregate mit ein. Beispiele für Aggregate sind dabei Micellen und flüssigkristalline Strukturen. Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird in dem Verfahren eine optisch transparente Kunststoffschutzschicht auf das Netzwerk von Leiterbahnen aufgebracht. Das für die Kunststoffschutzschicht verwendete Material kann beispielsweise Polyurethan (PU), Ethylenvinylacetat (EVA) oder Polyvinylbutyral (PVB) umfassen. Das zusätzliche Aufbringen der Kunststoffschutzschicht hat hier den Vorteil, dass das Netzwerk von Leiterbahnen vor äußeren Umwelteinflüssen geschützt ist bzw. dass die photoaktive Schicht gekapselt wird. Außerdem bietet die Verwendung einer solchen Kunststoffschutzschicht beispielsweise in Form einer EVA- oder PVB-Folie die Möglichkeit, auf der Rückseite der photoaktiven Schicht eine Glasoberfläche anzubringen. Der EVA- oder PVB-Folie kommt dabei eine adhäsionsvermittelnde Wirkung zu und verbindet so die Glasschicht mit der photoaktiven Schicht.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass damit in einfacher und flexibler Weise Netzwerke von Leiterbahnen auf der Rückseite der photoaktiven Schicht hergestellt werden können. So ist es beispielsweise möglich, das Netzwerk durch ein Druckverfahren wie ein Siebdruckverfahren, Tintenstrahldruckverfahren, Aerosoljet- Druckverfahren, Impulsjet-Druckverfahren, Offset-Druckverfahren und/oder Flexographie direkt auf die Rückseite der photoaktiven Schicht aufzubringen.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren das Aufbringen des elektrisch leitfähigen Netzwerks von Leiterbahnen auf der Rückseite der photoaktiven Schicht. Dieses beinhaltet die Schritte zum Aufbringen eines Netzwerks von Teilchen auf der Rückseite und das Erhitzens des Netzwerks von Teilchen zur Bildung des entsprechenden elektrisch leitfähigen Netzwerks von Leiterbahnen. Die Verwendung von Teilchen zur Bildung der Leiterbahnen hat den Vorteil, dass die für Druckverfahren benötigte Sintertemperatur reduziert wird. Somit ist es beispielsweise möglich, bei einer Durchmesserverteilung im Bereich unter 100 nm die Sintertemperatur auf bis 7O0C abzusenken. In diesem Temperaturbereich ist die photoaktive Schicht nicht temperaturempfindlich, da diese Schicht darauf ausgelegt ist, beispielsweise bei direkter Sonneneinstrahlung wesentlich höheren Temperaturen zu widerstehen.
Anstatt des direkten Aufbringens des Netzwerks von Leiterbahnen auf der Rückseite der photoaktiven Schicht, ist es nach einer Ausführungsform der Erfindung auch möglich, das elektrisch leitfähige Netzwerk von Leiterbahnen auf eine Kunststoffschutzschicht und/oder eine optisch transparente Oberflächenschicht aufzubringen. Die so präparierte Schicht wird anschließend auf der Rückseite der photoaktiven Schicht aufgebracht. Je nach verwendetem Material der Kunststoffschutzschicht bzw. je nach verwendetem Verfahren, in welchem das elektrisch leitfähige Netzwerk von Leiterbahnen auf die Kunststoffschutzschicht aufgebracht wird, kann dies auch durch Aufbringen eines Netzwerks von Teilchen auf die Kunststoffschutzschicht gefolgt von einem Erhitzen zur Bildung des elektrisch leitfähigen Netzwerks von Leiterbahnen erfolgen. Allerdings erfordert dies, dass die Kunststoffschutzschicht einem solchen Erhitzen des Netzwerks von Teilchen ohne Strukturänderung widerstehen kann.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren ferner den Schritt des Aufbringens einer optisch transparenten Oberflächenschicht auf die Kunststoffschutzschicht, wobei die Kunststoffschutzschicht ein adhäsionsvermittelndes Material zur Vermittlung einer Adhäsion zwischen der Oberflächenschicht und der Kunststoffschutzschicht und zwischen der Rückseite der photoaktiven Schicht und der Kunststoffschutzschicht umfasst. Beispielsweise kann es sich bei der optisch transparenten Oberflächenschicht um eine Glasfläche handeln, welche mithilfe der Kunststoffschutzschicht auf die photoaktive Schicht „aufgeklebt" wird. Allerdings können als transparente Oberflächenschicht außer Glas auch Kunststoffmaterialien, bevorzugt Polyethylenterephthalate (PET) zum Einsatz kommen, welche im Bereich des sichtbaren Lichtes optisch transparent sind und eine hohe mechanische Härte aufweisen, ohne jedoch das Gewicht und die starren Eigenschaften von herkömmlichem Glas zu haben. Damit ergibt sich auch die Möglichkeit des Herstellens von hochflexiblen Solarzellen, welche beispielsweise durch Einarbeitung in Textilien als transportable Energiequelle zum Einsatz kommen können.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei der Schutzschicht um einen flexiblen Film, wobei das Aufbringen der Kunststoffschutzschicht und/oder der optisch transparenten Oberflächenschicht durch Aufliegen und Abrollen auf der Rückseite der photoaktiven Schicht erfolgt. Die Verwendung eines flexiblen Films, auf welchem das Netzwerk von Leiterbahnen aufgebracht ist, hat den Vorteil, dass in kontinuierlichen Herstellungsverfahren eine Herstellung von Solarzellen, auch z.B. von großflächigen „endlosen" Solarzellen möglich ist. Die Kunststoffschutzschicht enthält bevorzugt Polyurethan, Ethylenvinylacetat und/oder Polyvinylbutyral. Nach einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Aufbringen des elektrisch leitfähigen Netzwerks von Leiterbahnen auf der Kunststoffschutzschicht durch eines oder mehrere der folgenden Verfahren wie Siebdruckverfahren, Tintenstrahldruckverfahren, Aerosoljet-Druckverfahren, Impulsjet-Druckverfahren, Heliogravur, Offset-Druckverfahren und/oder Flexographie.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Aufbringen des Netzwerks von Teilchen durch Aufbringen einer Dispersion, wobei die Dispersion die Teilchen und eine Flüssigkeit umfasst. Bei der Flüssigkeit kann es sich um Wasser und/oder ein organisches Lösungsmittel und/oder einen flüssigen Kunststoff handeln. Die Wahl der geeigneten Flüssigkeit hängt dabei von verschiedenen Kriterien ab, wie zum Beispiel Sintertemperatur, Aggregationsverhalten der Teilchen in der Flüssigkeit sowie insbesondere bei der Wahl von flüssigen Kunststoffen als Flüssigkeit die spätere Verwendung des ausgehärteten Kunststoffs als schützende leitfähige Kapselung der Teilchen. Zudem können noch grenzflächenaktive Substanzen, wie beispielsweise Tenside oder amphiphile Polymere enthalten sein.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung weisen die Leiterbahnen eine Breite zwischen 1 μm oder 1 mm auf, wobei die Leiterbahnen einen gegenseitigen Abstand zwischen 2 μm und 20 mm, bevorzugt 5 μm bis 1 mm aufweisen. Insbesondere sind die Leiterbahnen bezüglich deren Breite und Abstand jedoch so dimensioniert, dass mit möglichst minimalem Materialaufwand eine ausreichend hohe elektrische Leitfähigkeit zum Ladungsträger-Transport gewährleistet werden kann.
Ein weiteres Kriterium zur Anordnung der Leiterbahnen ist, dass der gegenseitige Abstand der Leiterbahnen kleiner oder gleich der Migrationslänge der Ladungsträger in der photoaktiven Schicht ist. Die vorteilhafte Breite der Leiterbahnen ergibt sich dann aus diesem Abstand und dem Bedeckungsgrad, welcher seinerseits den elektrischen Widerstand des Netzwerks vorgibt. So ist es beispielsweise möglich, bei einem Bedeckungsgrad von 10 % einen Schichtwiderstand von ca. 1 Ohm pro Quadrat zu erhalten, wenn als Leiterbahnenmaterial Silberpartikel-haltige Pasten verwendet werden. Entscheidend ist hier wiederum, dass die Größe der Silberpartikel sehr klein sein muss, d. h. deutlich unter einem 1 μm, damit schon bei Temperaturbehandlungen unter 15O0C die gewünschte Leitfähigkeit erreicht wird. Bei den Teilchen handelt es sich bevorzugt um Metallteilchen, besonders bevorzugt um Silberteilchen. Weitere mögliche Metalle sind beispielsweise Kupfer oder Aluminium.
Alternativ können die Teilchen auch Kohlenstoff-Teilchen enthalten. Beispielsweise kann es sich bei den Kohlenstoff-Teilchen um Kohlenstoff-Nanoröhren und/oder Ruß handeln. Die Verwendung von Kohlenstoff-Nanoröhren hat den Vorteil, dass diese aufgrund ihres hohen Aspektverhältnisses zwischen Durchmesser und Länge eine geringe Perkulationsgrenze bezüglich der elektrischen Leitfähigkeit aufweisen. Damit genügt eine extrem geringe Menge an Kohlenstoff-Nanoröhren, um dennoch eine hohe elektrische Leitfähigkeit der dadurch gebildeten Leiterbahnen zu gewährleisten. Ruß, auch als „carbon black" bezeichnet, besteht aus kleinen Teilchen mit einem typischen Größenbereich zwischen 10 nm bis 100 nm. Insbesondere kann bei der Verwendung von Ruß so genannter Leitruß zum Einsatz kommen, welcher eine besonders gute elektrische Leitfähigkeit aufweist.
Die Teilchen bilden die Leiterbahnen bevorzugt in Form eines Verbundwerkstoffs mit einem Kunststoff. Bei einem solchen Kunststoff kann es sich beispielsweise um Polyethylen (PE), Polymethylmetacrylat (PMMA) oder Polyanilin (PANI) bzw. eine Kombination derselben handeln. Durch die zusätzliche Verwendung von Kunststoffen in den Leiterbahnen wird zum einen deren mechanische Stabilität erhöht. Zum anderen wird durch die Verwendung von leitfähigen Kunststoffen wie beispielsweise Polyanilin die elektrische Leitfähigkeit der durch Teilchen gebildeten Leiterbahnen weiter erhöht. Zum dritten dient die Verwendung von Kunststoff in den Leiterbahnen dazu, einen direkten räumlichen Kontakt zwischen photoaktiver Schicht und Teilchen zu verhindern. Damit können als photoaktive Schicht auch Materialien verwendet werden, welche ohne Kapselung der Teilchen mit diesen eine chemische bzw. elektrochemische Reaktion eingehen würden. Damit erhöht sich die Flexibilität bei der Wahl der einsetzbaren Materialien in der photoaktiven Schicht.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Teilchen beispielsweise einen Durchmesser zwischen 10 nm und 10 μm aufweisen. Vorzugsweise weisen die Teilchen jedoch einen Durchmesser zwischen 100 nm und 1 ,50 μm auf und besonders bevorzugt weisen sie einen Durchmesser zwischen 250 nm und 1 μm auf. In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Dünnschichtsolarzelle mit einer photoaktiven Schicht, wobei die Vorderseite eine im Bereich des sichtbaren Lichts optisch transparente Elektrode aufweist und die Rückseite ein elektrisch leitfähiges Netzwerk von Leiterbahnen aufweist, das makroskopisch gesehen im Bereich des sichtbaren Lichts (300 nm bis 1300 nm) optisch transparent ist.
Die Leiterbahnen enthalten bevorzugt Teilchen, besonders bevorzugt mit einem Durchmesser zwischen 10 nm und 10 μm.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Rückseite zusätzlich zu den Leiterbahnen transparente leitende Oxide auf. Beispielsweise kann es sich bei diesen Oxiden um Indiumzinnoxid (ITO), Aluminiumzinnoxid, Antimonzinnoxid oder Fluorzinnoxid handeln. Diese Oxidschichten können flächig die Rückseite der photoaktiven Schicht bedecken, wobei sich das Netzwerk von Leiterbahnen entweder zwischen der Rückseite der photoaktiven Schicht und der Oxidschicht oder zwischen der Oxidschicht und einer die Oxidschicht bedeckenden Schutzschicht, beispielsweise in Form einer Kunststoff Schutzschicht wie EVA, befinden. Die Verwendung einer zusätzlichen optisch transparenten leitfähigen Oxidschicht hat den Vorteil, dass eine flächenförmige Elektrode bereitgestellt werden kann, welche aufgrund des zusätzlichen Netzwerks von Leiterbahnen eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweist. Aufgrund der flächigen Form erreicht die Solarzelle damit eine hohe Effizienz, da Ladungsträger nicht nur an den räumlichen Positionen der Leiterbahnen injiziert oder abgeschöpft werden können, sondern flächig über die gesamte Rückseite der photoaktiven Schicht. Die Absorbtion einer solchen rückseitigen Elektrode des photoaktiven Materials liegt bei einem Schichtwiderstand zwischen 1 und 4 Ohm pro Quadrat vorzugsweise zwischen 5 % bis 20 %.
Im Weiteren werden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Ansicht einer Solarzelle,
Figur 2 eine schematische Ansicht einer weiteren Solarzelle, Figur 3 eine schematische Ansicht eines Verfahrensschrittes zur Herstellung einer Solarzelle,
Figur 4 eine schematische Ansicht eines Netzwerks von Teilchen auf einer photoaktiven Schicht einer Dünnschichtsolarzelle sowie eine mikroskopische Vergrößerung des Leiterbahnennetzwerks,
Figur 5 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung einer Dünnschichtsolarzelle.
Im Folgenden sind einander ähnliche Elemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
Die Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Solarzelle. Die Solarzelle besteht aus einer photoaktiven Schicht 100, wobei diese photoaktive Schicht vorzugsweise Cadmiumtellurid (CdTe) enthält. Vorzugsweise handelt sich damit bei der in Figur 1 gezeigten Solarzelle um eine Dünnschichtsolarzelle.
Die Solarzelle der Figur 1 weist zwei Elektroden auf, eine Elektrode 104 auf der Vorderseite der photoaktiven Schicht 100 sowie eine Elektrode 1 10 auf der Rückseite der photoaktiven Schicht 100. Bei der Elektrode 1 10 handelt es sich dabei um ein Netzwerk 1 10 von Leiterbahnen, welche durch Teilchen gebildet werden, wobei das Netzwerk 1 10 im Bereich des sichtbaren Lichtes optisch transparent für einen Lichteinfall auf der Rückseite der photoaktiven Schicht 100 ist.
Zum Betreiben der Solarzelle sind die Elektrode 104 und das Netzwerk von Leiterbahnen 1 10 mit einem elektrischen Verbraucher 1 12 gekoppelt. Durch Lichteinfall entweder durch die Elektrode 104 hindurch auf die aktive Schicht 100 und/oder durch das Netzwerk 1 10 hindurch auf die aktive Schicht 100 wird Lichtenergie in elektrische Energie durch Ladungsträgertrennung in der photoaktiven Schicht 100 umgewandelt. Ferner zeigt Figur 1 zwei Oberflächenschichten 200 und 108, wobei die Kunststoffschutzschicht 200 auf den Leiterbahnen 1 10 angeordnet ist und die Oberflächenschicht 108 auf der Elektrode 104 angeordnet ist. Die Figur 2 zeigt eine weitere schematische Ansicht einer Solarzelle. Abweichend von der Figur 1 ist in der Figur 2 eine weitere Oberflächenschicht 106 gezeigt. Die Oberflächenschicht 106 schließt die Solarzelle nach außen ab. Die Kunststoffschutzschicht 200 enthält einem Kunststoff wie Polyurethan (PU), Ethylenvinylacetat (EVA) oder Polyvinylbutyral (PVB). Die Kunststoffschutzschicht 200 kann dabei mehrere Aufgaben erfüllen. Beispielsweise weist eine solche Kunstoffschutzschicht 200, wenn sie aus EVA- oder PVB-Folie besteht, eine adhäsionsvermittelnde Wirkung auf.
Ein weiterer Zweck der Schutzschicht 200 kann ferner in der Versiegelung des Schichtaufbaus der photoaktiven Schicht 100 bestehen.
Figur 3 zeigt die photoaktive Schicht 100, welche auf ihrer Vorderseite eine optisch transparente Elektrode 104 aufweist. Auf dieser ist eine Oberflächenschicht 108, zum Beispiel eine Glasschicht angeordnet. Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird für ein Herstellungsverfahren beispielsweise die Kombination der Schichten 100, 104 und 108 bereitgestellt. Daraufhin erfolgt in einem weiteren Arbeitsschritt das „Abrollen" einer Kunststoffschutzschicht, beispielsweise einer EVA-Folie, auf welcher bereits das elektrisch leitfähige Netzwerk von Leiterbahnen 1 10 aufgebracht ist. Damit ist es möglich, in einem kontinuierlichen Herstellungsverfahren Solarzellen herzustellen. Hierzu müssen lediglich die Schichten 100, 104 und 108 kontinuierlich bereitgestellt werden, sodass daraufhin in einem ebenfalls kontinuierlichen Abrollverfahren die Elektrodenstruktur 1 10 mitsamt der EVA-Folie 200 auf die Rückseite der photoaktiven Schicht 100 aufgebracht wird.
Die Figur 4 zeigt ein elektrisch leitfähiges Netzwerk von Leiterbahnen 1 10 auf einer photoaktiven Schicht 100. Im Beispiel der Figur 4 bildet das hierdurch gebildete Netzwerk eine regelmäßige Anordnung von Leiterbahnen, welche aufgrund des großen Zwischenabstandes zwischen den einzelnen Leiterbahnen eine gute Durchsicht gewährleisten. Damit ist das Netzwerk im Bereich des sichtbaren Lichtes im Wesentlichen optisch transparent.
Betrachtet man das elektrisch leitfähige Netzwerk von Leiterbahnen 1 10 vergrößert, so werden die in der vergrößerten Darstellung in Figur 4 gezeigten Teilchen 300 sichtbar. Die Teilchen 300 sind dabei so relativ zueinander angeordnet, dass sie elektrisch leitfähige Leiterbahnen bilden. Figur 4 zeigt außerdem ein Polymer 302, in welches die Teilchen 300 eingebettet sind. Beispielsweise handelt es sich bei dem Polymer 302 um ein elektrisch leitfähiges Polymer, welches mit den Teilchen bis zu einem bestimmten Füllgrad, der Perkolationsschwelle, gefüllt ist. Dies hat seinen Grund darin, dass an der Perkolationsschwelle die elektrische Leitfähigkeit der so gebildeten Leiterbahnen bereits sehr hoch ist. Unterhalb der Perkolationsschwelle ist die elektrische Leitfähigkeit zu gering und weit oberhalb der Perkolationsschwelle steigert sich die elektrische Leitfähigkeit selbst bei weiterer Zugabe von Teilchen nur noch unwesentlich. Somit kann durch geeignete Wahl eines Verbundwerkstoffs, bestehend aus Teilchen 300 und Füllmaterial 302, ein optimaler Verbundwerkstoff gewählt werden, welcher zum einen eine hohe elektrische Leitfähigkeit und eine hohe mechanische Stabilität als auch eine beispielsweise hohe chemische Inertheit aufweist.
Die Figur 5 zeigt ein Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle. Das Verfahren beginnt in Schritt A mit dem Vorbereiten des Glassubstrats wie Zuschneiden und Waschen. Daraufhin wird in Schritt B eine Elektrode auf der Vorderseite eines Glassubstrats aufgebracht. Auf dieser wird in Schritt C die photoaktive Schicht bereitgestellt. Dem folgt Schritt D, mit dem Aufbringen von Teilchen auf der Oberfläche der photoaktiven Schicht, wobei die Teilchen in Form eines Netzwerks aufgebracht werden.
Der optionale Schritt E in Form der thermischen Behandlung des Netzwerks von Teilchen dient zur Bildung des elektrisch leitfähigen Netzwerks von Leiterbahnen. Dies ist insbesondere dann erforderlich, wenn sie nicht bereits durch einen einfachen, vorzugsweise schnellen, Trocknungsvorgang die erforderlichen Eigenschaften aufweisen. Das Erhitzen kann auch einem Aushärtungsprozess eines bei der Leiterbahnenbildung verwendeten Kunststoffs dienen. Anschließend erfolgt in Schritt F das Aufbringen einer Kunststoffschutzschicht, beispielsweise einer EVA-Folie, auf dem Netzwerk von Leiterbahnen.
Die Druckpaste sollte zum Aufbringen der Teilchen auf der Rückseite so ausgelegt sein, dass sie vorzugsweise ohne Erhitzung über 150° die gewünschte Leitfähigkeit erreicht. Dies gilt insbesondere für Drucktechniken wie z.B. Siebdruck. Damit ist insbesondere bei der Verwendung eines CdTe-Schichtaufbaus der photoaktiven Schicht eine Temperaturstabilität gewährleistet. Das Verfahren wird in Schritt G mit dem Aufbringen einer Oberflächenschicht auf die Elektrode der Vorderseite bzw. die EVA-Folie auf der Rückseite der photoaktiven Schicht abgeschlossen. Diese Oberflächenschichten können beispielsweise Kunststoffschutzschichten oder Glasschichten sein, zwischen welchen das erzeugte Solarzellenmodul eingepackt wird.
Bezugszeichenliste
100 photoaktive Schicht
104 Elektrode
106 Oberflächenschicht
108 Oberflächenschicht
1 10 Netzwerk
1 12 Elektrischer Verbraucher
200 Kunststoff Schutzschicht
300 Teilchen
302 Polymer

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer Dünnschicht-Solarzelle mit einer photoaktiven Schicht (100), die auf der Vorderseite eine im Bereich des sichtbaren Lichts optisch transparente Elektrode (104) aufweist, wobei ein elektrisch leitfähiges Netzwerk von Leiterbahnen (1 10) auf der Rückseite und/ oder Vorderseite der photoaktiven Schicht (100) aufgebracht wird, dass makroskopisch gesehen im Bereich des sichtbaren Lichts optisch transparent ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das Netzwerk von Leiterbahnen (1 10) auf der Rückseite der photoaktiven Schicht (100) aufgebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Leiterbahnen Teilchen (300) enthalten.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei es sich bei den Teilchen (300) um Metallteilchen und/ oder Kohlenstoff-Teilchen handelt, bevorzugt um Silberteilchen, Kohlenstoff-Nanoröhren, Ruß und/ oder Leitruß handelt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Aufbringen des elektrisch leitfähigen Netzwerks von Leiterbahnen (1 10) auf der Rückseite der photoaktiven Schicht (100) die Schritte umfasst:
Aufbringen eines Netzwerks von Teilchen (300) auf der Rückseite, Erhitzen des Netzwerks von Teilchen (300) zur Bildung des elektrisch leitfähigen Netzwerks von Leiterbahnen.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Aufbringen des elektrisch leitfähigen Netzwerks von Leiterbahnen (1 10) auf der Rückseite der photoaktiven Schicht (100) die Schritte umfasst:
Aufbringen des elektrisch leitfähigen Netzwerks von Leiterbahnen auf einer im Bereich des sichtbaren Lichts optisch transparenten Oberflächenschicht (106) und/oder eine Kunstoff-Schutzschicht (200), Aufbringen der Oberflächenschicht (106) und/oder der Kunstoff- Schutzschicht (200), mit dem Netzwerk von Leiterbahnen (1 10) auf der Rückseite der photoaktiven Schicht (100).
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei es sich bei der Kunststoff-Schutzschicht (200) und/oder optisch transparenten Oberflächenschicht (106) um einen flexiblen Film handelt, wobei die Kunststoff- Schutzschicht (200) und/oder die optisch transparente Oberflächenschicht (106) durch Abrollen auf der Rückseite der photoaktiven Schicht (100) aufgebracht wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Kunststoff- Schutzschicht (200) Polyurethan, Ethylenvinylacetat oder Polyvinylbutyral enthält.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das elektrisch leitfähige Netzwerk von Leiterbahnen (1 10) durch ein Siebdruckverfahren und/oder Tintenstrahldruckverfahren und/oder Aerosoljet-Druckverfahren und/oder Impulsjet-Druckverfahren und/oder durch Heliogravur und/oder Offset- Druckverfahren und/oder Flexographie aufgebracht wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei das Netzwerk von Teilchen (300) durch Aufbringen einer Dispersion aufgebracht wird, wobei die Dispersion die Teilchen (300) und eine Flüssigkeit umfasst, wobei es sich bei der Flüssigkeit um Wasser und/oder ein organisches Lösungsmittel und/oder einen flüssigen Kunststoff (302) handelt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , wobei die Leiterbahnen eine Breite zwischen 1 μm und 1 mm aufweisen und wobei die Leiterbahnen einen gegenseitigen Abstand zwischen 2 μm bis 20 mm, bevorzugt 5 μm bis 1 mm aufweisen.
12. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche 1 bis 1 1 , wobei die Teilchen (300) in Form eines Verbundwerkstoffs die Leiterbahnen bilden und bevorzugt Kunststoff und besonders bevorzugt Polyethylen und/oder Polymethylmethacrylat und/oder Polyanilin enthalten.
13. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche 2 bis 12, wobei die Teilchen (300) einen Durchmesser zwischen 10 nm bis 10 μm aufweisen, vorzugsweise zwischen 100 nm bis 1 ,50 μm und besonders bevorzugt zwischen 250 nm bis 1 μm.
14. Dünnschicht-Solarzelle mit einer photoaktiven Schicht (100), wobei die Vorderseite der photoaktiven Schicht (100) eine im Bereich des sichtbaren Lichts optisch transparente Elektrode (104) und die Rückseite ein elektrisch leitfähiges Netzwerk (1 10) von Leiterbahnen aufweist, das makroskopisch gesehen im Bereich des sichtbaren Lichts optisch transparent ist, wobei die Leiterbahnen Teilchen (300) enthalten.
15. Solarzelle nach Anspruch 14, wobei die Rückseite zusätzlich zu den Leiterbahnen transparente leitende Oxide aufweist.
EP09768007A 2008-12-20 2009-11-25 Dünnschichtsolarzelle mit leiterbahnenelektrode Withdrawn EP2368271A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008064355A DE102008064355A1 (de) 2008-12-20 2008-12-20 Dünnschichtsolarzelle mit Leiterbahnenelektrode
PCT/EP2009/065829 WO2010069728A1 (de) 2008-12-20 2009-11-25 Dünnschichtsolarzelle mit leiterbahnenelektrode

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2368271A1 true EP2368271A1 (de) 2011-09-28

Family

ID=42220919

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP09768007A Withdrawn EP2368271A1 (de) 2008-12-20 2009-11-25 Dünnschichtsolarzelle mit leiterbahnenelektrode

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20110290319A1 (de)
EP (1) EP2368271A1 (de)
JP (1) JP2012513104A (de)
KR (1) KR20110105377A (de)
CN (1) CN102257624A (de)
DE (2) DE102008064355A1 (de)
WO (1) WO2010069728A1 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2539933B1 (de) * 2010-02-22 2016-02-17 Interposers GmbH Verfahren zum herstellen eines halbleitermoduls
DE102010039880A1 (de) * 2010-08-27 2012-03-29 Tesa Se Verfahren zur Kontaktierung von Solarmodulen
JP6065419B2 (ja) * 2012-06-13 2017-01-25 三菱マテリアル株式会社 薄膜太陽電池用積層体、及びこれを用いる薄膜太陽電池の製造方法
WO2014128581A1 (en) 2013-02-25 2014-08-28 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Photovoltaic module assembly
CN106449796B (zh) * 2016-10-25 2019-01-29 陕西众森电能科技有限公司 一种用于太阳电池的电极

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4581108A (en) * 1984-01-06 1986-04-08 Atlantic Richfield Company Process of forming a compound semiconductive material
JPH0658968B2 (ja) * 1987-11-09 1994-08-03 富士電機株式会社 薄膜太陽電池の製造方法
JPH0273673A (ja) * 1988-09-08 1990-03-13 Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd 薄膜太陽電池
US7732243B2 (en) * 1995-05-15 2010-06-08 Daniel Luch Substrate structures for integrated series connected photovoltaic arrays and process of manufacture of such arrays
JP3287754B2 (ja) * 1996-03-01 2002-06-04 シャープ株式会社 太陽電池の金属電極形成方法
US20090107538A1 (en) * 2007-10-29 2009-04-30 Daniel Luch Collector grid and interconnect structures for photovoltaic arrays and modules
US7022910B2 (en) * 2002-03-29 2006-04-04 Konarka Technologies, Inc. Photovoltaic cells utilizing mesh electrodes
US20070251570A1 (en) 2002-03-29 2007-11-01 Konarka Technologies, Inc. Photovoltaic cells utilizing mesh electrodes
EP1606846B1 (de) * 2003-03-24 2010-10-27 Konarka Technologies, Inc. Photovoltaische zelle mit einer maschenelektrode
DE102004032810B4 (de) * 2004-07-07 2009-01-08 Saint-Gobain Glass Deutschland Gmbh Photovoltaische Solarzelle mit einer Schicht mit Licht streuenden Eigenschaften und Solarmodul
US20070186971A1 (en) * 2005-01-20 2007-08-16 Nanosolar, Inc. High-efficiency solar cell with insulated vias
WO2007011742A2 (en) * 2005-07-14 2007-01-25 Konarka Technologies, Inc. Cigs photovoltaic cells
US8721931B2 (en) * 2005-12-21 2014-05-13 E I Du Pont De Nemours And Company Paste for solar cell electrode, solar cell electrode manufacturing method, and solar cell
JP5649954B2 (ja) * 2007-04-02 2015-01-07 メルク パテント ゲーエムベーハー 光起電力セルとして構成される物品

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2010069728A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20110290319A1 (en) 2011-12-01
KR20110105377A (ko) 2011-09-26
WO2010069728A4 (de) 2010-08-12
DE102008064355A1 (de) 2010-07-01
DE202008017971U1 (de) 2011-04-14
JP2012513104A (ja) 2012-06-07
WO2010069728A1 (de) 2010-06-24
CN102257624A (zh) 2011-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69332933T2 (de) Photovoltaische Vorichtung und Verfahren zu deren Herstellung
EP2758993B1 (de) Dünnschichtsolarmodul mit serienverschaltung und verfahren zur serienverschaltung von dünnschichtsolarzellen
WO2015055750A1 (de) Photovoltaik-paneel und verfahren zu dessen herstellung
DE102008029782A1 (de) Photodetektor und Verfahren zur Herstellung dazu
DE202011104896U1 (de) Struktur für ein Hocheffizienz-CIS/CIGS-basiertes Tandemphotovoltaikmodul
DE102007021843A1 (de) Photovoltaisches Modul
DE102009044052A1 (de) Kristalline Solarzelle, Verfahren zur Herstellung einer solchen sowie Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls
DE112014004453T5 (de) Aus Metallpaste gebildete Solarzellen-Kontaktstrukturen
DE4104713C2 (de) Verfahren zum Herstellen eines Solarzellenmoduls
DE112015001025T5 (de) Solarmodul mit ausrichtendem Kapselungsmittel
WO2010069728A1 (de) Dünnschichtsolarzelle mit leiterbahnenelektrode
DE112019004856T5 (de) Solarzelle mit umlaufendem finger
DE102011122281A1 (de) Solarzellenmodul und Verfahren zu dessen Herstellung
DE112014001476T5 (de) Reduzierter Kontaktwiderstand und verbesserte Lebensdauer von Solarzellen
DE102012218265B4 (de) Rückseitenfeld-Strukturen für Mehrfachübergang-III-V-Photovoltaikeinheiten und Verfahren zum Herstellen einer Mehrfachübergang-III-V-Photovoltaikeinheit
EP2212917A2 (de) Fotovoltaik-modul mit wenigstens einer solarzelle
DE102012215564A1 (de) Strahlungsdetektor und Verfahren zur Herstellung eines Strahlungsdetektors
DE10259472B4 (de) Flexible Dünnschichtsolarzelle mit flexibler Schutzschicht
WO2012022312A2 (de) Solarzellenmodul und herstellungsverfahren hierfür
DE102010015848A1 (de) Solarmodul oder Solarzelle mit optisch funktionaler witterungsbeständiger Oberflächenschicht
DE102016125637A1 (de) Photovoltaik-Modul und Verfahren zur Herstellung eines Photovoltaik-Moduls
DE102012002263A1 (de) Dünnfilm-Solarzelle und Verfahren zum Herstellen derselben
DE202013003610U1 (de) Solarzellenmodul
DE202015009864U1 (de) Rückseitenkontaktierte Si-Dünnschicht-Solarzelle
DE102009024050A1 (de) Dünnschichtsolarzelle

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: 20110420

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
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: 20150602