WO2009056128A1 - Verfahren und vorrichtung zur beschichtung von solarzellensubstraten sowie solarzelle - Google Patents

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WO2009056128A1
WO2009056128A1 PCT/DE2008/001792 DE2008001792W WO2009056128A1 WO 2009056128 A1 WO2009056128 A1 WO 2009056128A1 DE 2008001792 W DE2008001792 W DE 2008001792W WO 2009056128 A1 WO2009056128 A1 WO 2009056128A1
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WO
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toner
solar cell
layer
layers
cell substrate
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PCT/DE2008/001792
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French (fr)
Inventor
Steffen Keller
Harmut Nussbaumer
Michael Zimmer
Klaus Messmer
Markus Bau
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Centrotherm Photovoltaics Technology Gmbh
Thieme Gmbh & Co. Kg
Mz Toner Technologies Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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    • 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
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for coating solar cell substrates and a device for carrying out the method with an electrostatic toner printing unit.
  • the solar cell substrates used, for example, semiconductor substrates such as silicon substrates.
  • the coatings are of different types and are applied over the surface or in a structure to the solar cell substrate.
  • the solar cell substrates are provided with electrical contacts.
  • vapor deposition, sputtering and / or galvanic deposition methods are used.
  • the methods mentioned are mainly used in the production of solar cells in laboratories for research or development purposes, since they are very complex and therefore expensive.
  • industrial production have largely paste printing process, especially screen printing,
  • Stamp or syringe printing process enforced. Especially screen printing processes have become very important.
  • the paste printing processes are not able to guarantee comparable flexibility in the structural design of the coating, such as, for example, the elaborate vapor deposition process.
  • the width of an applied contact structure for example of a so-called contact finger, can only be reduced to a minimum width of approximately 80-100 ⁇ m.
  • One Another example of the limited nature of the paste printing process is that the realization of a coating of several superimposed layers with decreasing width of the structure to be applied on an industrial scale is hardly economically feasible to implement.
  • Structures are applied, the latter for example in the production of solar cells with selective emitters.
  • the object of the present invention is to provide a method which makes it possible to coat solar cell substrates flexibly and, at the same time, at low cost.
  • the invention is based on the objects to provide an apparatus for performing the method and a flexibly ausgestaltbare and low cost manufacturable solar cell available.
  • the method according to the invention provides for the coating of solar cell substrates to apply at least one layer of toner to a solar cell substrate by means of an electrostatic toner printing method.
  • Electrostatic toner printing processes have long been known, for example by the term Xerox process, and are used in large numbers in photocopiers or laser printers.
  • an electrostatic toner printing process is to be understood as any process in which a photoconductor unit is provided with an electrostatic charge image which corresponds to the structure to be applied, subsequently this charge image is developed with a toner and the toner is subsequently developed directly or indirectly via an intermediate medium is applied to the object to be coated.
  • an exposure arrangement is usually provided which controls, for example, a laser beam directed onto the photoconductor unit.
  • otherwise configured exposure arrangements may be used, for example, those which make use of an LED character generator or an electron beam for generating a latent image on the photoconductor unit.
  • a flexible coating of solar cell substrates is possible.
  • fine structures can be formed on the solar cell substrates that are not accessible to paste printing methods.
  • very narrow contact fingers can be formed whose width is well below 80 microns.
  • structural widths of less than 30 ⁇ m are possible.
  • the expenditure would be much higher in a screen printing process for such multi-layer printing.
  • more screens and dryers would be needed.
  • the at least one layer of toner is applied to a solar cell substrate of silicon, in particular of crystalline and particularly preferably of multicrystalline silicon.
  • a development of the method according to the invention provides that a plurality of layers of toner are first applied to an intermediate medium and subsequently transferred together to the solar cell substrate.
  • the toners of the different layers are preferably applied successively to the intermediate medium.
  • a transfer belt is preferably used.
  • a roller can be used, this being provided with a sufficiently elastic surface due to the susceptibility to breakage of solar cell substrates, in particular multicrystalline solar cell substrates.
  • the solar cell substrate is mechanically stressed only during a single transfer process, which reduces the risk of breakage.
  • the coating does not need to be positioned very precisely on the solar cell substrate, fine adjustment of the solar cell substrate relative to the toner printing unit can be completely eliminated in individual applications.
  • the described use of an intermediate medium also makes it possible to have several layers of the same or different toner with a much higher one Accuracy relative to each other to position the solar cell substrate, as would be the case with a multiple orientation of the solar cell substrate relative to the toner pressure unit. 5
  • ⁇ be in accordance with a development of the method 'of a plurality of layers. applied to different toners. At least two layers are thus applied, in which different toners are used. These different 10 Chen toner can come to rest either on another toner or directly on the surface of the solar cell substrate.
  • a silver-containing toner with a glass frit component is applied in a first layer, and a second layer of silver-containing toner with little or no glass frit component is applied to this layer. While the first layer due to the high proportion of glass frit a reliable firing of any on the solar cell sub- • 20 strat. ensures existing dielectric layer, for example a Siliziumnitrit Anlagen, the second layer leads to a low electrical resistance of the structure formed from the first and second layers. As a result, a reliable contact with low electrical resistance can thus be formed.
  • another metal may also be used in one or both layers, for example aluminum.
  • a first layer of titanium-containing toner, a second layer of palladium-containing toner and a third layer of silver-containing toner are applied, wherein the second layer is disposed over the first layer and the third layer is disposed over the second layer.
  • This sequence of layers has been found especially on silicon substrates. Proven successful that a good adhesion of this coating, a low diffusion of the metals into the solar cell substrate and a good electrical conductivity of the structure formed is given.
  • a further embodiment variant of the method according to the invention provides that a toner acting as a diffusion barrier is applied in a first layer. As a second layer, a toner is further applied which imparts adhesion between the first layer and a third layer formed by a copper or nickel-containing toner. This in turn ensures good adhesion and electrical conductivity of the structure with at the same time low diffusion of copper or nickel into the solar cell substrate.
  • Another embodiment variant envisages applying a nickel-containing toner to the solar cell substrate in a first layer, a copper-containing toner in a second layer and a silver-containing toner in a third layer.
  • a nickel- or copper-containing toner is applied as the first layer, a silver-containing toner in a second layer.
  • Another embodiment variant envisages the application of a nickel-containing toner as the first layer and of a copper-containing toner as the second layer.
  • the first layer always denotes the lowest, the solar cell substrate facing position.
  • An advantageous embodiment variant provides that a corrosion protection layer is applied to a metal-containing, uppermost layer.
  • a corrosion protection layer is applied to a metal-containing, uppermost layer.
  • the method according to the invention enables a flexible and inexpensive coating of solar cell substrates with structures not only in a plane parallel to the surface of the solar cell substrate to be coated, but also perpendicular to this plane.
  • Sublined structures formed using multi-layer printing can also be made flexible in this vertical direction.
  • a further development of the method according to the invention therefore provides that the multiple layers are configured in such a way that together they form a structure which at least locally tapers with increasing distance from the surface of the solar cell substrate at least in sections.
  • a preferred embodiment variant of this development provides that the plurality of layers are configured such that the structure in cross-section at least locally and at least partially approximately in the form of a wedge, which tapers with increasing distance from the surface of the solar cell substrate. It has been shown that in this way the light coupling can be increased in the solar cell particularly effec ⁇ tively.
  • the term wedge not only encompasses forms which have a wedge with a smooth surface.
  • wedge is also understood to mean a structure which results from stacking of toner layers when the applied toner layer is in each case made narrower than the preceding one. A study fenestra tapered structure is thus also considered a wedge.
  • a further development of the method according to the invention provides that the at least one layer of toner is formed such that it has a current collecting line and one or more contact fingers, wherein the contact fingers are configured such that their cross section is reduced in the direction of the current collecting line. In this way, electrical resistances in the contact fingers as well as in the current collecting line and at the same time the material consumption can be optimized.
  • a toner which contains at least one of the following constituents: silver, aluminum, titanium, palladium, nickel, corrosion protection material, non-metallic dopant material, for example phosphorus or boron, dopant barrier material, etching material, Etch barrier material, diffusion barrier material, transparent and conductive oxides.
  • non-metallic dopant material for example phosphorus or boron
  • dopant barrier material for example phosphorus or boron
  • etching material for example phosphorus or boron
  • Etch barrier material Etch barrier material
  • diffusion barrier material transparent and conductive oxides.
  • the toner constituents and the individual layers or layers as well as their sequence are to be matched to the respective application.
  • transparent and conductive oxides such as indium tin oxide or fluorine tin oxide can be advantageously used in the production, in particular the contacting, of thin-film solar cells.
  • Part of the metals or the non-metallic dopants such as
  • Phosphor or boron may be applied for the purpose of doping the solar cell substrate. Since the layers of toner can be applied both surface-wise and structurally (see above), the process according to the invention makes it possible In this case, a local and optionally finely structured introduction of dopant into the solar cell substrate, which may be used, for example, in the formation of selective emitter structures.
  • individual regions of the solar cell substrate can be locally protected against the effects of a process step advantageously with the inventive method. For example, if a Dotierleyr Schlierenmaterial or ⁇ tzbarr Schlierenmaterial or a diffusion barrier material is applied locally and then flat a layer containing D ⁇ animal, etching material or einiffundierendes in the solar cell substrate material.
  • the first layer of toner may contain an etching material which locally locally etches a dielectric, for example, so that a second toner layer can be applied after completion of the etching process at the points exposed by the etching, this toner containing dopant.
  • This example illustrates that layers of toners containing different materials can in principle be combined as desired in their sequence.
  • the toner constituents and the sequence of the layers are determined by the respective application. It may be necessary to apply individual layers of toner having the same structure as previously applied toner layers. On the other hand, flat toner layers can be combined with structure-forming toner layers.
  • toner layers can be stacked on one another using the method according to the invention with greater precision. lays as in known paste printing process. In individual cases, this method thus makes it possible for the first time to economically apply multilayer printing.
  • a solar cell according to the present invention has a toner coating.
  • the aforementioned toner coating can be embodied over the entire surface or structurally, wherein the structure can have any shape, for example the shape of a
  • Solar cells made of silicon preferably of crystalline silicon and particularly preferably of multicrystalline silicon, have proven successful in practice.
  • a development of the solar cell according to the invention provides that the toner coating is formed from a plurality of toner layers, wherein preferably at least two layers of different toners are formed.
  • a first layer of a silver-containing toner with a high proportion of glass frit is formed and a second layer of a silver-containing toner with no or only a small proportion of glass frit.
  • another metal can be used in the two layers, in particular aluminum.
  • a further embodiment variant of the invention provides a first layer of a titanium-containing toner, a second layer of a palladium-containing toner and a third layer of a silver-containing toner.
  • first a first layer of a toner is provided, which contains a diffusion barrier material.
  • a second layer contains a toner which imparts adhesion between the first layer and the subsequently applied third layer, the third layer containing copper or nickel.
  • a further embodiment variant provides a first toner layer of nickel-containing toner, a second layer of a copper-containing toner and a third layer of a silver-containing toner.
  • a further embodiment variant provides a first layer of a nickel- or copper-containing toner before and a second layer of silver-containing toner.
  • the first layer is formed from a nickel-containing toner and a second layer is formed from a copper-containing toner.
  • the first layer again denotes the lowermost layer facing the solar cell substrate.
  • an additional toner layer can be applied as corrosion protection layer in an advantageous manner in the mentioned embodiment variants.
  • At least one toner layer contains one of the following constituents: silver, aluminum, titanium, palladium, nickel, copper, corrosion protection material, non-metallic dopant material, dopant barrier material, etching material, etch barrier material, diffusion barrier material and transparent and conductive oxides.
  • resins have proven to be further constituents in the toners.
  • the transparent and conductive oxides can be used advantageously, in particular in conjunction with thin-film solar cells.
  • suitable non-metallic dopant materials are, in particular, phosphorus or boron.
  • metallic dopants can be used, for example aluminum.
  • the toner constituents and the sequence of the toner layers are to be matched to the respective application.
  • the formation of an electrical contact requires a different sequence of toner layers as well as other components in the toner used in the respective layer than, for example, the formation of a selective emitter.
  • a further development of the solar cell according to the invention provides that at least part of the toner coating formed from a plurality of toner layers tapers at least in sections as the distance from the surface of the solar cell substrate increases.
  • an electrical contact of solar cells can be realized, which has an increased light coupling into the solar cell and thus a higher efficiency as a result of light beams reflected at the contact structures.
  • the plurality of toner layers are configured in such a way that the at least one part of the toner coating at least partially has the shape of a wedge in cross-section, which tapers with increasing distance from the surface of the solar cell substrate.
  • the term of the wedge is to be interpreted in the manner set out above.
  • An apparatus for carrying out the method according to the invention has an electrostatic toner printing unit, by means of which toner can be applied to a solar cell substrate.
  • the toner pressure unit has a separate photoconductor unit for each layer to be applied, to which toner can be transferred for the respective position. Furthermore, it is provided that the toners from the separate photoconductor units can be transferred to an intermediate medium and the toners of the separate photoconductor units can be transferred from the intermediate medium to the solar cell substrate in a single printing operation. In this way, among other things, the mechanical stresses on the solar cell substrate can be minimized. Preferably, the toners of the separate photoconductor units are successively transferable to the intermediate medium.
  • the various photoconductor units are arranged in a defined spatial position relative to one another.
  • the plural toner layers of the various photoconductor units can be positioned with high accuracy relative to each other on the solar cell substrate.
  • Figure 1 Schematic flow of an embodiment of the method according to the invention and schematic representation of an embodiment of an apparatus for performing this method
  • Figure 2 shows another embodiment of the method according to the invention and a schematic representation of an embodiment of the device according to the invention
  • FIG. 3 shows another embodiment of an apparatus for performing the method according to the invention
  • FIG. 4 Schematic schematic diagram of a solar cell according to the invention
  • FIG. 5 partial section through the coating of the solar cell from FIG. 4.
  • Figure 1 shows in the snapshot (a) as well as in the snapshot (b) an embodiment of a device according to the invention for the coating of solar cell substrates.
  • This has a schematically indicated electrostatic toner printing device 4.
  • the directions of rotation 8, 18 and 10 of the photoconductor units 7, 17 and the transfer roller 9 are indicated by arrows.
  • the directions of rotation 8, 18, 10 are selected in Figure 1 such that there is a synchronism at the contact points of the rotating components. This is advantageous if a mechanical power transmission, z. B. is present over rubbing toner.
  • an electrostatic toner unit comprises known way more components; inter alia, exposure arrangements for producing latent images on the photoconductor units, corona chargers for charging and erasing the photoconductor units, and cleaning units for removing toner residues. For better clarity, these are not shown in Figure 1 as well as in Figures 2 and 3.
  • Figure 1 illustrates with the aid of two partial images (a) and (b) an embodiment of the method according to the invention.
  • a first toner 3 applied to the first photoconductor unit 7 is applied to the first toner 3
  • Transfer medium serving transfer roller 9 transferred. From there it is transferred to a solar cell substrate 1, where it forms a first toner layer 5. Subsequently, as schematically indicated in the partial view (b), a second toner 13 disposed on the second photoconductor unit 17 is applied to the second toner cartridge 17
  • This second layer 15 toner 13 can, as indicated in the partial view (b), have the same structure as the first toner layer 5. However, it can also only partially or not at all cover.
  • the transfer roller 9 is preferably provided with an elastic surface in order to reduce the risk of breakage of the solar cell substrate 1 during transfer of the toners 3, 13 to the solar cell substrate 1.
  • FIG. 2 ' illustrates a further exemplary embodiment of a device according to the invention.
  • a toner printing unit 20 has here, in addition to well-known and for the sake of clarity not shown components such as exposure arrangements, etc. (see above), a first 7, a second 17 and a third 27 photoconductor unit.
  • a first toner 3 developed thereon is applied to a transfer belt 19 serving as an intermediate medium.
  • the same occurs with a time delay by means of the second 17 and third photoconductive unit for a second third toner 23, 55, which is attached to the same position of the solar cell substrate 1 are to be positioned.
  • toner 3, 13, 23 are first applied to the transfer belt 19 51, 53, 55 and subsequently transferred from the transfer belt 19 to the solar cell substrate 57 together.
  • the toners 3, 13, 23 of the separate photoconductor units 7, 17, 27 are thus transferred to the solar cell substrate 1 in a single printing process 57.
  • these toner layers 5, 15, 25 again have the same structure for illustration purposes. However, as described above, this already stated, readily vary from toner layer to toner layer.
  • the shape of the transfer belt 19 is basically arbitrary and can obviously be adapted to the requirements of the application as well as to the circumstances of the toner printing unit 20.
  • the use of an endless belt instead of a closed belt is possible.
  • the transfer belt 19 can be replaced by a transfer roller 9, as illustrated by the embodiment of Figure 3, which differs from the embodiment of Figure 2 only by this transfer roller 9.
  • the transfer belt 19 may be advantageous due to its greater flexibility.
  • a transfer roller or a transfer belt can be used in all illustrated exemplary embodiment.
  • a separate photoconductor unit 7, 17, 27 is provided for each layer 5, 15, 25 of toner 3, 13, 23 to be applied.
  • a photoconductor unit for applying a plurality of different toners. This can be implemented most expediently in the exemplary embodiment of FIG. 1, in which the various toner layers 5, 15 are applied successively to the solar cell substrate 1.
  • the second photoconductor unit 17 and to develop in the step of the partial representation (b) the second toner 13 on the first photoconductor unit 7 and subsequently transferred from this to the transfer roller 9.
  • the same toner can be applied "to form, for example, a raised structure with an optimized cross section on the surface of the solar cell substrate with different photoconductor units.
  • FIG. 4 shows a solar cell 70, which is provided with a toner layer 72.
  • the toner coating 72 constitutes an electrical contacting network, ie a so-called "grid ⁇ N , of the solar cell 70.
  • the toner coating 72 is formed from a plurality of toner layers 5, 15, 25.
  • the individual toner layers may consist of different toners or at least partially of the same toner.
  • Figure 5 shows a partial section along the line A-A through the toner coating 72 in a schematic representation.
  • the toner coating is formed as a structure that tapers in cross-section with increasing distance from the surface 2 of the solar cell substrate 1.
  • the successive toner layers 5, 15, 25 were each made somewhat narrower than the preceding toner layer, so that a step-shaped taper results in cross-section as the distance from the surface 2 increases.
  • the light input into the solar cell 70 can be increased due to multiple reflection of the incident light.
  • the cross-section in the sense of the present invention has approximately the shape of a wedge 74.
  • An ideal wedge shape is indicated by dashed lines.
  • the wedge shape has proven to be particularly effective in increasing the light input. Reference sign list

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Abstract

Verfahren zur Beschichtung von Solarzellensubstraten (1), bei welchem zumindest eine Lage (5, 15, 25) Toner (3, 13, 23) mittels eines elektrostatischen Tonerdruckverfahrens auf das Solarzellensubstrat (1) aufgebracht wird (41, 43; 51, 53, 55, 57) und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie Solarzelle (70) mit Tonerbeschichtung (72).

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Beschichtung von Solarzellensubstraten sowie Solarzelle
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Beschichtung von Solarzellensubstraten und eine Vorrich- tung zur Durchführung des Verfahrens mit einer elektrostatischen Tonerdruckeinheit.
Bei der Herstellung von Solarzellen ist es erforderlich, die verwendeten Solarzellensubstrate, beispielsweise Halbleiter- Substrate wie Siliziumsubstrate, zu beschichten. Die Beschich- tungen sind dabei unterschiedlicher Art und werden flächig o- der in einer Struktur auf das Solarzellensubstrat aufgebracht. Beispielsweise werden die Solarzellensubstrate mit elektrischen Kontakten versehen. Hierfür werden Aufdampf-, Sputter- und/oder galvanische Abscheideverfahren eingesetzt. Die genannten Verfahren finden jedoch hauptsächlich bei der Fertigung von Solarzellen in Laboren zu Forschungs- oder Entwicklungszwecken Verwendung, da sie sehr aufwändig und damit kostenintensiv sind. In der industriellen Fertigung haben sich weitgehend Pastendruckverfahren, insbesondere Siebdruck-,
Stempel- oder Spritzendruckverfahren durchgesetzt. Vor allem Siebdruckverfahren haben eine große Bedeutung erlangt.
Die Pastendruckverfahren sind jedoch aufgrund technologisch bedingter Beschränkungen, beispielsweise der rheologischen Eigenschaften der eingesetzten Pasten, nicht in der Lage, eine vergleichbare Flexibilität bei der strukturellen Ausgestaltung 'der Beschichtung zu gewährleisten wie beispielsweise die aufwändigen Aufdampfverfahren. So kann beispielsweise bei Pasten- druckverfahren die Breite einer aufgebrachten Kontaktstruktur, beispielsweise eines 'so genannten Kontaktfingers, nur bis zu einer Mindestbreite von etwa 80 - 100 μm reduziert werden. Ein weiteres Beispiel für die Beschränktheit der Pastendruckverfahren ist, dass die Realisierung einer Beschichtung aus mehreren übereinander liegenden Schichten mit abnehmender Breite der aufzubringenden Struktur in industriellem Umfang kaum wirtschaftlich sinnvoll umzusetzen ist.
Diese Beschränkungen bestehen in ähnlicher Weise auch für andere Beschichtungen, die mittels Pastendruckverfahren aufgebracht werden. Dies können z. B. dotierstoffhaltige Pasten o- der Ätzpasten sein, welche wiederum flächig oder in einer
Struktur aufgebracht werden, letzteres beispielsweise bei der Herstellung von Solarzellen mit selektiven Emittern.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches eine flexible und zugleich aufwandsgünstige Beschichtung von Solarzellensubstraten ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren mit den Merkma- len des Anspruchs 1.
Weiterhin liegen der Erfindung die Aufgaben zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie eine flexibel ausgestaltbare und aufwandsgünstig fertigbare Solarzelle zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgaben werden gelöst durch eine Solarzelle mit den Merkmalen des Anspruchs 10 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 15.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind jeweils Gegenstand abhängiger Unteransprüche. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht zur Beschichtung von Solarzellensubstraten vor, zumindest eine Lage Toner mittels eines elektrostatischen Tonerdruckverfahrens auf ein Solarzellensubstrat aufzubringen.
Elektrostatische Tonerdruckverfahren sind seit langem bekannt, beispielsweise auch unter dem Begriff Xerox-Verfahren, und werden in großer Anzahl in Fotokopiergeräten oder Laserdruckern eingesetzt. Grundsätzlich ist unter einem elektrostati- sehen Tonerdruckverfahren jedes Verfahren zu verstehen, bei welchem, eine Fotoleitereinheit mit einem elektrostatischen Ladungsbild versehen wird, welches der aufzubringenden Struktur entspricht, nachfolgend dieses Ladungsbild mit einem Toner entwickelt wird und der Toner im Weiteren direkt oder indirekt über ein Zwischenmedium auf das zu beschichtende Objekt aufgebracht wird. Zur Erzeugung des genannten elektrostatischen Ladungsbildes ist üblicherweise eine Belichtungsanordnung vorgesehen, welche beispielsweise einen auf die Fotoleitereinheit gerichteten Laserstrahl steuert. Selbstverständlich können auch anderweitig ausgestaltete Belichtungsanordnungen Verwendung finden, beispielsweise solche, welche sich einen LED- Zeichengenerator oder einen Elektronenstrahl zur Erzeugung eines latenten Bildes auf der Fotoleitereinheit zunutze machen.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine flexible Beschichtung von Solarzellensubstraten möglich. Beispielsweise können feine Strukturen auf den Solarzellensubstraten ausgebildet werden, die Pastendruckverfahren nicht zugänglich sind. Insbesondere können sehr schmale Kontaktfinger ausgebildet werden, deren Breite deutlich unter 80 μm liegt. Derzeit sind Strukturbreiten von weniger als 30 μm möglich. Weiterhin können beispielsweise aufwandsgünstig mehrere Lagen aus verschiedenen oder identischen Tonern auf das Solarzellensubstrat, bzw. bereits aufgebrachten Toner, aufgebracht werden, wie es beispielsweise von Farblaserdruckern bekannt ist. Angesichts der problematischen Ausrichtung der Solarzellensubstrate und Siebe bei Verwendung eines Siebdruckverfahrens wäre der Aufwand bei einem Siebdruckverfahren für derartigen Mehrlagen- druck ungleich höher. Zudem würden weitere Siebe und Trockner benötigt werden.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die zumindest eine Lage Toner auf ein Solarzellensubstrat aus Silizium, insbesondere aus kristallinem und besonders bevorzugt aus multikristallinem Silizium, aufgebracht.
Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass mehrere Lagen Toner zunächst auf ein Zwischenmedium aufgebracht und nachfolgend .gemeinsam auf das Solarzellensubstrat übertragen werden. Die Toner der verschiedenen Lagen werden dabei bevorzugt nacheinander auf das Zwischenmedium aufgebracht. Als Zwischenmedium findet bevorzugt ein Transferband Verwendung. Alternativ kann eine Walze eingesetzt werden, wobei diese mit einer hinreichend elastischen Oberfläche zu ver- sehen ist aufgrund der Bruchanfälligkeit von Solarzellensubstraten, insbesondere von multikristallinen Solarzellensubstraten. Auf die beschriebene Weise wird das Solarzellensub- straf nur während eines einzigen Übertragungsvorganges mechanisch belastet, was die Bruchgefahr reduziert. Zudem ist es nicht erforderlich, das Solarzellensubstrat mehrmals exakt relativ zu einer Tonerdruckeinheit auszurichten. Sofern die Be- schichtung nicht sehr exakt auf dem Solarzellensubstrat posi- tioniert zu werden braucht, kann in. einzelnen Anwendungsfällen eine Feinausrichtung des Solarzellensubstrats relativ zur Tonerdruckeinheit gänzlich entfallen. Die beschriebene Verwendung eines Zwischenmediums ermöglicht es zudem, mehrere Lagen gleichen oder verschiedenen Toners mit einer sehr viel höheren Genauigkeit relativ zueinander auf, dem Solarzellensubstrat zu positionieren, als dies bei einer mehrmaligen Ausrichtung des Solarzellensubstrats relativ zu der Tonerdruckeinheit der Fall wäre. 5
Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ' ■ werden mehrere Lagen aus. verschiedenen Tonern aufgebracht. Es werden somit mindestens zwei Lagen aufgebracht, bei welchen unterschiedliche Toner verwendet werden. Diese unterschiedli- 10. chen Toner können dabei entweder auf einem anderen Toner oder direkt auf der Oberfläche des Solarzellensubstrats zu liegen kommen .
Bei einer Ausgestaltungsvariante der Erfindung wird in einer 15 ersten Lage ein silberhaltiger Toner mit einem Glasfrittean- teil, und auf diese eine zweite Lage silberhaltiger Toner mit geringem oder gar keinem Glasfritteanteil aufgebracht. Während die erste Lage aufgrund des hohen Glasfritteanteils ein zuverlässiges Durchfeuern einer etwaigen auf dem Solarzellensub- • 20 strat. vorhandenen dielektrischen Schicht, beispielsweise einer Siliziumnitritschicht, gewährleistet, führt die zweite Lage zu einem geringen elektrischen Widerstand der aus der ersten und zweiten Lagen gebildeten Struktur. Im Ergebnis lässt sich somit ein zuverlässiger Kontakt mit geringem elektrischem Wider- 25 stand ausbilden. Anstelle von Silber kann in einer oder beiden Lagen auch ein anderes Metall verwendet werden, beispielsweise Aluminium.
Bei einer alternativen Ausgestaltungsvariante der Erfindung 30 wird eine erste Lage titanhaltiger Toner, eine zweite Lage pa- lladiumha,ltiger Toner und eine dritte Lage silberhaltiger Toner aufgebracht, wobei die zweite Lage über der ersten Lage und die dritte Lage über den zweiten Lage angeordnet ist. Diese Lagenfolge hat sich insbesondere auf Siliziumsubstraten da- hingehend bewährt, dass eine gute Haftung dieser Beschichtung, eine geringe Eindiffusion der Metalle in das Solarzellensubstrat und eine gute elektrische Leitfähigkeit der ausgebildeten Struktur gegeben ist.
Eine weitere Ausgestaltungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass in einer ersten Lage ein als Diffusionsbarriere wirkender Toner aufgebracht wird. Als zweite Lage wird weiterhin ein Toner aufgebracht, welcher Haftung zwischen der ersten Lage und einer dritten Lage vermittelt, welche durch einen kupfer- oder nickelhaltigen Toner gebildet ist. Dies gewährleistet wiederum eine gute Haftung und elektrische Leitfähigkeit der Struktur bei gleichzeitig geringer Eindiffusion von Kupfer oder Nickel in das Solarzellensubstrat.
Eine andere Ausgestaltungsvariante sieht vor, in einer ersten Lage einen nickelhaltigen Toner auf das Solarzellensubstrat .aufzubringen, in einer zweiten Lage einen kupferhaltigen Toner und in einer dritten Lage einen silberhaltigen Toner.
Bei einer weiteren Ausgestaltungsvariante wird als erste Lage ein nickel- oder kupferhaltiger Toner aufgebracht,, in einer zweiten Lage ein silberhaltiger Toner. Eine andere Ausgestal- tungsvariante sieht das Aufbringen eines nickelhaltigen Toners als erste Lage und eines kupferhaltigen Toners als zweite Lage vor.
In den vorgenannten Ausführungen bezeichnet die erste Lage immer die unterste, dem Solarzellensubstrat zugewandte Lage.
Eine vorteilhafte Ausgestaltungsvariante sieht vor, dass auf eine metallhaltige, oberste Lage eine Korrosionsschutzlage aufgebracht wird. In den vorangehend beschriebenen Ausgestal- tungsvarianten wäre solch eine Korrosionsschutzlage als dritte bzw. vierte Lage vorzusehen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine flexible und aufwandsgünstige Beschichtung von Solarzellensubstraten mit Strukturen nicht nur in einer Ebene parallel zu der zu beschichtenden Oberfläche des Solarzellensubstrats, sondern auch senkrecht zu dieser Ebene. Unter Verwendung des Mehrlagendrucks ausgebildete erhabene Strukturen können auch in dieser senkrechten Richtung flexibel gestaltet werden. Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht daher vor, dass die mehreren Lagen derart ausgestaltet werden, dass sie zusammen eine Struktur bilden, die sich zumindest lokal mit zunehmendem Abstand von der Oberfläche des Solarzellensubstrats we- nigstens abschnittsweise verjüngt. Infolge von Reflexionen an diesen sich verjüngenden Strukturen kann einfallendes oder von der Solarzelle reflektiertes Licht vermehrt in die Solarzelle eingekoppelt werden, was sich positiv im Wirkungsgrad der Solarzelle niederschlägt.
Eine bevorzugte Ausgestaltungsvariante dieser Weiterbildung sieht vor, dass die mehreren Lagen derart ausgestaltet werden, dass die Struktur im Querschnitt zumindest lokal und wenigstens abschnittsweise in etwa die Form eines Keils aufweist, der sich mit zunehmendem Abstand von der Oberfläche des Solarzellensubstrats verjüngt. Es hat sich gezeigt, dass auf diese Weise die Lichteinkopplung in die Solarzelle besonders effek¬ tiv erhöht werden kann. Unter dem Begriff Keil werden dabei vorliegend nicht nur Formen erfasst, die einen Keil mit glat- ter Oberfläche aufweisen. Vorliegend wird unter Keil auch ein Gebilde verstanden, das sich durch Übereinanderschichtung von Tonerlagen ergibt, wenn die aufgebrachte Tonerlage jeweils schmäler ausgeführt ist als die vorangehende. Eine sich stu- fenweise verjüngende Struktur ist somit ebenfalls als Keil anzusehen.
Eine weitere Fortbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die zumindest eine Lage Toner derart ausgebildet wird, dass sie eine Stromsammelleitung aufweist und einen oder mehrere Kontaktfinger, wobei die Kontaktfinger derart ausgestaltet werden, dass sich deren Querschnitt in Richtung auf die Stromsammelleitung zu verringert. Auf diese Weise kön- nen elektrischer Widerstände in den Kontaktfingern sowie in der Stromsammelleitung und gleichzeitig der Materialverbrauch optimiert werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zur Ausbildung we- nigstens einer Lage ein Toner verwendet, der zumindest einen der nachfolgend genannten Bestandteile enthält: Silber, Aluminium, Titan, Palladium, Nickel, Korrosionsschutzmaterial, nicht metallisches Dotierstoffmaterial, beispielsweise Phosphor oder Bor, Dotierbarrierenmaterial, Ätzmaterial, Ätzbar- rierematerial, Diffusionsbarrierenmaterial, transparente und leitfähige Oxide. Überdies hat sich die Verwendung von Harzen in den Tonern bewährt.
Die Tonerbestandteile und die einzelnen Schichten bzw. Lagen sowie deren Abfolge sind auf den jeweiligen Anwendungsfall abzustimmen. Beispielsweise können transparente und leitfähige Oxide wie Indiumzinnoxid oder Fluorzinnoxid vorteilhaft bei der Fertigung, insbesondere der Kontaktierung, von Dünnschichtsolarzellen verwendet werden. Ein Teil der Metalle oder auch die nichtmetallischen Dotierstoffe wie beispielsweise
Phosphor oder Bor können zum Zwecke der, Dotierung des Solarzellensubstrats aufgebracht werden. Da die Lagen aus Toner sowohl flächig als auch eine Struktur bildend aufgebracht werden können (siehe oben), ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren in diesem Fall eine lokale und gegebenenfalls fein strukturierte Einbringung von Dotierstoff in das Solarzellensubstrat, was beispielsweise bei der Ausbildung selektiver Emitterstrukturen Verwendung finden kann.
Umgekehrt können einzelne Bereiche des Solarzellensubstrats lokal gegenüber den Auswirkungen eines Prozessschritts vorteilhaft mit dem erfindungsgemäßen Verfahren geschützt werden. Beispielsweise wenn lokal ein Dotierbarrierenmaterial oder ein Ätzbarrierenmaterial oder ein Diffusionsbarrierenmaterial aufgebracht wird und nachfolgend flächig eine Lage enthaltend Do- ■ tierstoff, Ätzmaterial oder ein in das Solarzellensubstrat eindiffundierendes Material.
Im einzelnen Anwendungsfall kann es vorteilhaft sein, nach Aufbringen einer ersten Lage Toner eine nachfolgende zweite Lage anderen Toner erst in zeitlichem Abstand aufzubringen. Beispielsweise kann die erste Lage Toner ein Ätzmaterial enthalten, welches bei lokaler Aufbringung lokal beispielsweise ein Dielektrikum ätzt, so dass nach Abschluss des Ätzvorgangs an den durch den Ätzvorgang freigelegten Stellen eine zweite Tonerlage aufgebracht werden kann, wobei dieser Toner Dotierstoff enthält. Dieses Beispiel illustriert, dass Lagen aus Tonern, welche unterschiedliche Materialien enthalten, grund- sätzlich beliebig in ihrer Abfolge kombinierbar sind. Wie bereits erläutert, sind die Tonerbestandteile und die Abfolge .der Lagen durch den jeweiligen Anwendungsfall bestimmt. Dabei kann es erforderlich sein, einzelne Lagen Toner mit derselben Struktur aufzubringen wie zuvor aufgebrachte Tonerlagen. Ande- rerseits können flächige Tonerlagen mit strukturbildenden Tonerlagen kombiniert werden.
Sofern erforderlich, können mehrere Tonerlagen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren mit höherer Präzision übereinander ge- legt werden als bei bekannten Pastendruckverfahren. Im Einzelfall ermöglicht dieses Verfahren somit erstmals eine wirtschaftlich sinnvolle Anwendung von Mehrlagendrucken.
Eine Solarzelle gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Tonerbeschichtung auf.
Die genannte Tonerbeschichtung kann dabei ganzflächig oder strukturbildend ausgeführt sein, wobei die Struktur eine be- liebige Form aufweisen kann, beispielsweise die Form eines
Kontaktierungsnetzes (eines so genannten grids) einer Solarzelle.
In der Praxis haben sich Solarzellen aus Silizium, vorzugswei- se aus kristallinem Silizium und besonders bevorzugt aus multikristallinem Silizium, bewährt.
Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Solarzelle sieht vor, dass die Tonerbeschichtung aus mehreren Tonerlagen gebildet ist, wobei vorzugsweise mindestens zwei Lagen aus verschiedenen Tonern gebildet sind.
In einer Ausgestaltungsvariante ist eine erste Lage aus einem silberhaltigen Toner mit einem hohen Glasfritteanteil gebildet und eine zweite Lage aus einem silberhaltigen Toner mit keinem oder nur geringem Glasfritteanteil. Anstelle des Silbers kann auch ein anderes Metall in den beiden Lagen Verwendung finden, insbesondere Aluminium.
Eine weitere Ausgestaltungsvariante der Erfindung sieht eine erste Lage aus einem titanhaltigen Toner, eine zweite Lage aus einem palladiumhaltigen Toner und eine dritte Lage aus einem silberhaltigen Toner vor. Gemäß einer anderen Ausgestaltungsvariante ist zunächst eine erste Lage aus einem Toner vorgesehen, welcher ein Diffusionsbarrierenmaterial enthält. Eine zweite Lage enthält einen Toner, welcher Haftung zwischen der ersten Lage und der nachfol- gend aufgebrachten dritten Lage vermittelt, wobei die dritte Lage Kupfer oder Nickel enthält.
Eine weitere Ausgestaltungsvariante sieht eine erste Tonerlage aus nickelhaltigem Toner, eine zweite Lage aus einem kupfer- haltigen Toner und eine dritte Lage aus einem silberhaltigen Toner vor.
Eine weitere Ausgestaltungsvariante sieht eine erste Lage aus einem nickel- oder kupferhaltigen Toner vor und eine zweite Lage aus silberhaltigem Toner.
In einer anderen Ausgestaltungsvariante ist die erste Lage gebildet aus einem nickelhaltigen Toner und eine zweite Lage ist gebildet aus einem kupferhaltigen Toner.
Die erste Lage bezeichnet hierbei wiederum die unterste, dem Solarzellensubstrat zugewandte Lage. Wie bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert, kann in den genannten Ausgestaltungsvarianten in vorteilhafter Weise eine weitere Tonerlage als Korrosionsschutzlage aufgebracht sein.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung enthält zumindest eine Tonerlage einen der folgenden Bestandteile: Silber, Aluminium, Titan, Palladium, Nickel, Kupfer, Korrosionsschutzmaterial, nichtmetallisches Dotierstoffmaterial, Dotierbarrierenmaterial, Ätzmaterial, Ätzbarrierenmaterial, Diffusionsbarrierenmaterial und transparente sowie leitfähige Oxide. Daneben haben sich Harze als weitere Bestandteile in den Tonern bewährt. Wie bereits oben dargelegt wurde, sind die transparenten und leitfähigen Oxide insbesondere in Verbindung mit Dünnschichtsolarzellen vorteilhaft einsetzbar. Wie bereits erörtert wur- de, kommen als nichtmetallische Dotierstoffmaterialien insbesondere Phosphor oder Bor in Betracht. Daneben können metallische Dotierstoffe Verwendung finden, beispielsweise Aluminium. Für den Fachmann ist offensichtlich, dass die Tonerbestandteile sowie die Abfolge der Tonerlagen auf den jeweiligen Anwen- dungsfall abzustimmen sind. So erfordert die Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung eine andere Abfolge von Tonerlagen sowie andere Bestandteile in dem in der jeweiligen Lage verwendeten Toner als beispielsweise die Ausbildung eines selektiven Emitters.
Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Solarzelle sieht vor, dass sich wenigstens ein Teil der aus mehreren Tonerlagen gebildeten Tonerbeschichtung mit zunehmendem Abstand von der O- berfläche des Solarzellensubstrats zumindest abschnittsweise verjüngt. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise eine e- lektrische Kontaktierung von Solarzellen verwirklichen, welche infolge von an den Kontaktstrukturen reflektierten Lichtstrahlen eine erhöhte Lichteinkopplung in die Solarzelle und damit einen höheren Wirkungsgrad besitzt.
Vorteilhafterweise sind dabei die mehreren Tonerlagen derart ausgestaltet, dass der wenigstens eine Teil der Tonerbeschichtung im Querschnitt zumindest abschnittsweise in etwa die Form eines Keils aufweist, der sich mit zunehmendem Abstand von der Oberfläche des Solarzellensubstrats verjüngt. Der Begriff des Keils ist dabei in der oben dargelegten Weise zu interpretieren. Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist eine elektrostatische Tonerdruckeinheit auf, mittels welcher Toner auf ein Solarzellensubstrat aufbringbar ist.
Eine Weiterbildung dieser Vorrichtung sieht vor, dass die Tonerdruckeinheit für jede aufzubringende Lage Toner eine gesonderte Fotoleitereinheit aufweist, auf welche Toner für die jeweilige Lage übertragbar ist. Weiterhin ist vorgesehen, dass die Toner von den gesonderten Fotoleitereinheiten auf ein Zwischenmedium übertragbar sind und die Toner der gesonderten Fotoleitereinheiten von dem Zwischenmedium in einem einzigen Druckvorgang auf das Solarzellensubstrat übertragbar sind. Auf diese Weise können unter anderem die mechanischen Belastungen für das Solarzellensubstrat minimiert werden. Bevorzugt sind die Toner, der gesonderten Fotoleitereinheiten nacheinander auf das Zwischenmedium übertragbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltungsvariante sind überdies die verschiedenen Fotoleitereinheiten in definierter räumlicher Lage zueinander angeordnet. Hierdurch können die mehreren Tonerlagen der verschiedenen Fotoleitereinheiten mit einer hohen Genauigkeit relativ zueinander auf dem Solarzellensubstrat positioniert werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Soweit zweckdienlich sind hierin gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
Figur 1 Schematischer Ablauf eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie Schemadarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens Figur 2 Illustration eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie schematische Darstellung einer Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung
Figur 3 Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
Figur 4 Schematische Prinzipdarstellung einer Solarzelle gemäß der Erfindung
Figur 5 Teilschnitt durch die Beschichtung der Solarzelle aus Figur 4.
Figur 1 zeigt in der Momentaufnahme (a) wie auch in der Momentaufnahme (b) ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Beschichtung von Solarzellensubstraten. Diese weist eine schematisch angedeutete elektrostatische To- nerdruckeinrichtung 4 auf. Als Bestandteile der Tonerdruckeinheit 4 sind in Figur 1 eine erste 7 sowie eine zweite 17 Fotoleitereinheit dargestellt. Diese sind in der Umgebung einer Transferwalze 9 angeordnet. Die Drehrichtungen 8, 18 und 10 der Fotoleitereinheiten 7, 17 und der Transferwalze 9 sind durch Pfeile angedeutet. Die Drehrichtungen 8, 18, 10 sind in Figur 1 derart gewählt, dass sich an den Kontaktstellen der rotierenden Bauteile ein Gleichlauf ergibt. Dies ist von Vorteil, wenn eine mechanische Kraftübertragung, z. B. über reibenden Toner vorliegt. Ist dies nicht der Fall und findet der Übertrag des Toners 3, 13 infolge eines entsprechend groß gewählten Abstandes zwischen Fotoleitereinheiten 7, 17 und der Transferwalze 9 rein auf elektrostatischem Wege statt, so kann grundsätzlich auch ein Gegenlauf von Fotoleitereinheiten 7, 17 und Transferwalze vorgesehen sein. Neben den dargestellten Bauteilen umfasst eine elektrostatische Tonerdruckeinheit be- kannter Weise weitere Bauteile; unter anderem Belichtungsanordnungen zur Erzeugung latenter Bilder auf den Fotoleitereinheiten, Korona-Ladeeinrichtungen zur Ladung und Löschung der Fotoleitereinheiten und Reinigungseinheiten zur Beseitigung von Tonerresten. Der besseren Übersicht halber sind diese in Figur 1 wie auch in den Figuren 2 und 3 nicht dargestellt.
Figur 1 illustriert mit Hilfe der zwei Teilbilder (a) und (b) ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. In der Teildarstellung (a) wird einerseits ein auf die erste Fo- toleitereinheit 7 aufgebrachter erster Toner 3 auf die als
Zwischenmedium dienende Transferwalze 9 übertragen. Von dort wird er auf ein Solarzellensubstrat 1 übertragen, wo er eine erste Tonerlage 5 bildet. Nachfolgend wird, wie in der Teildarstellung (b) schematisch angedeutet, ein auf der zweiten Fotoleitereinheit 17 angeordneter zweiter Toner 13 auf die
Transferwalze 9 übertragen, von wo aus er auf das Solarzellensubstrat 1 übertragen wird. Dort bildet er eine zweite Tonerlage 15. Diese zweite Lage 15 Toner 13 kann, wie in der Teildarstellung (b) angedeutet, dieselbe Struktur aufweisen wie die erste Tonerlage 5. Sie kann jedoch diese auch nur teilweise oder überhaupt nicht bedecken.
Die Transferwalze 9 ist vorzugsweise mit einer elastischen 0- berfläche versehen, um die Gefahr des Bruches des Solarzellensubstrats 1 bei der Übertragung der Toner 3, 13 auf das Solar- zellensubstrat 1 zu verringern.
In der Zusammenschau der Teildarstellungen (a) und (b) wird deutlich, dass in dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 mehrere Lagen 5, 15 Toner 3, 13 mittels des schematisch wiedergegebenen elektrostatischen Druckverfahrens auf das Solarzellensub- strat 1 aufgebracht werden. Dies erfolgt zeitlich nacheinander. In der Teildarstellung (a) wird die erste Tonerlage 5 aufgebracht 41, wobei das Solarzellensubstrat 1 und die Tonerdruckeinheit 4 relativ zueinander bewegt werden. Diese Relativbewegung wird ausgeglichen, indem das Solarzellensubstrat 1 gegenüber der Tonerdruckeinheit 4 wieder zurück in die Aus- gangsposition versetzt wird oder die Tonerdruckeinheit entsprechend gegenüber dem Solarzellensubstrat 1 bewegt wird. Im Weiteren wird gemäß der Teildarstellung (b) die zweite Tonerlage 15 auf das Solarzellensubstrat 1 aufgebracht.
Figur 2' illustriert ein weiteres Ausführungsbeispiel einer er- findungsgemäßen Vorrichtung. Eine Tonerdruckeinheit 20 weist hier, neben allgemein bekannten und der besseren Übersicht wegen nicht dargestellten Bauteilen wie Belichtungsanordnungen etc. (siehe oben), eine erste 7, eine zweite 17 und eine dritte 27 Fotoleitereinheit auf. Mittels der ersten Fotoleiterein- heit 7 wird ein auf dieser entwickelter erster Toner 3 auf ein als Zwischenmedium dienendes Transferband 19 aufgebracht 51. Entsprechendes erfolgt zeitversetzt mittels der zweiten 17 und dritten 27 Fotoleitereinheit für einen zweiten 13 dritten 23 Toner 53, 55, welche an der selben Stelle des Solarzellensub- strats 1 zu positionieren sind. Es werden somit mehrere Lagen Toner 3, 13, 23 zunächst auf das Transferband 19 aufgebracht 51, 53, 55 und nachfolgend von dem Transferband 19 gemeinsam auf das Solarzellensubstrat übertragen 57. Die Toner 3, 13 ,23 der gesonderten Fotoleitereinheiten 7, 17, 27 werden somit in einem einzigen Druckvorgang auf das Solarzellensubstrat 1 ü- bertragen 57.
Die. gemeinsam auf das Solarzellensubstrat 1 übertragenen 57 Toner 3, 13, 23 bilden dort sodann die erste, zweite und dritte Tonerlage 5, 15, 25 aus. In der Darstellung der Figur 2 weisen diese Tonerlagen 5, 15, 25 zu Illustrationszwecken wiederum dieselbe Struktur auf. Diese kann jedoch, wie oben be- reits dargelegt, ohne weiteres von Tonerlage zu Tonerlage variieren.
Die Form des Transferbandes 19 ist grundsätzlich beliebig und kann offensichtlich an die Anforderungen des Anwendungsfalles wie auch an die Gegebenheiten der Tonerdruckeinheit 20 ange- passt werden. Daneben ist der Einsatz eines Endlosbandes anstelle eines geschlossenen Bandes möglich. Auch kann das Transferband 19 durch eine Transferwalze 9 ersetzt werden, wie dies das Ausführungsbeispiel der Figur 3 illustriert, weiches sich von dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 lediglich durch diese Transferwalze 9 unterscheidet. Bei der Beschichtung von bruchanfälligen Solarzellensubstraten 1 kann jedoch das Transferband 19 auf Grund seiner größeren Flexibilität von Vorteil sein. Grundsätzlich kann in allen dargestellten Ausführungs- beispiel eine Transferwalze oder ein Transferband verwendet werden.
Weiterhin kann in den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 bis 3 eine beliebige Zahl von Tonerlagen realisiert werden. Eine Beschränkung auf die dargestellten zwei bzw. drei Tonerlagen 5, 15 ,25 ist nicht gegeben. Bei Bedarf wären daher weitere
Fotoleitereinheiten vorzusehen oder bestehende Fotoleitereinheiten für weitere Toner zu nutzen.
In den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 bis 3 ist für jede •aufzubringende Lage 5, 15, 25 Toner 3, 13, 23 eine gesonderte Fotoleitereinheit 7, 17, 27 vorgesehen. In jedem Ausführungsbeispiel besteht jedoch grundsätzlich die Möglichkeit, eine Fotoleitereinheit zum Aufbringen mehrerer verschiedener Toner zu nutzen. Am zweckmäßigsten lässt sich dies im Ausführungsbeispiel der Figur 1 realisieren, in welchem die verschiedenen Tonerlagen 5, 15 nacheinander auf das Solarzellensubstrat 1 aufgebracht werden. Hier ist es ohne weiteres denkbar, auf die zweite Fotoleitereinheit 17 zu verzichten und im Schritt der Teildarstellung (b) den zweiten Toner 13 auf der ersten Fotoleitereinheit 7 zu entwickeln und nachfolgend von dieser auf die Transferwalze 9 zu übertragen. Selbstverständlich kann auch mit verschiedenen Fotoleitereinheiten derselbe Toner aufgebracht "werden, beispielsweise um eine erhabene Struktur mit einem optimierten Querschnitt auf der Oberfläche des Solarzellensubstrats auszubilden.
Figur 4 zeigt eine Solarzelle 70, welche mit einer Tonerbe- Schichtung 72 versehen ist. Die Tonerbeschichtung 72 stellt dabei vorliegend ein elektrisches Kontaktierungsnetz, d.h. ein so genanntes „gridλN, der Solarzelle 70 dar. Die Tonerbeschichtung 72 ist dabei aus mehreren Tonerlagen 5, 15, 25 gebildet. Die einzelnen Tonerlagen können dabei aus verschiedenen Tonern bestehen oder zumindest teilweise aus demselben Toner.
Figur 5 zeigt einen Teilschnitt entlang der Linie A-A durch die Tonerbeschichtung 72 in schematischer Darstellung. Demnach ist die Tonerbeschichtung als eine Struktur ausgebildet, die sich im Querschnitt mit zunehmendem Abstand von der Oberfläche 2 des Solarzellensubstrats 1 verjüngt. Die aufeinander folgenden Tonerlagen 5, 15, 25 wurden jeweils etwas schmaler ausgebildet als die vorangegangene Tonerlage, sodass sich im Querschnitt mit zunehmendem Abstand von der Oberfläche 2 eine stufenförmige Verjüngung ergibt. Hierdurch kann die Lichteinkopp- lung in die Solarzelle 70 auf Grund von Mehrfachreflexion des einfallenden Lichts erhöht werden.
Im dargestellten Fall weist der Querschnitt im Sinne der vorliegenden Erfindung in etwa die Form eines Keils 74 auf. Eine ideale Keilform ist gestrichelt angedeutet. Die Keilform hat sich als besonders effektiv bei der Erhöhung der Lichteinkopplung erwiesen. Bezugs zeichenliste
1 Solarzellensubstrat
2 Oberfläche Solarzellensubstrat 3 erster Toner
4 Tonerdruckeinheit
5 erste Tonerlage
7 erste Fotoleitereinheit
8 Drehrichtung Fotoleitereinheit 9 Transferwalze
10 Drehrichtung Transferwalze
13 zweiter Toner
15 zweite Tonerlage
■ 17 zweite Fotoleitereinheit 18 Drehrichtung Fotoleitereinheit
19 Transferband
20 Tonerdruckereinheit 23 dritter Toner
25 dritte Tonerlage 27 dritte Fotoleitereinheit
41 Aufbringen erste Tonerlage auf Solarzellensubstrat
43 Aufbringen zweite Tonerlage auf Solarzellensubstrat
51- Aufbringen erster Toner
53 Aufbringen zweiter Toner 55 Aufbringen dritter Toner
57 Übertragen Tonerlagen auf Solarzellensubstrat
70 Solarzelle
72 Tonerbeschichtung
74. Keil

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Beschichtung von Solarzellensubstraten (1), bei welchem zumindest eine Lage (5, 15, 25) Toner (3, 13,
23) mittels eines elektrostatischen Tonerdruckverfahrens auf das Solarzellensubstrat (1) aufgebracht wird (41, 43; 51, 53, 55, 57) .
2. Verfahren 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 mehrere Lagen (5, 15, 25) Toner (3, 13, 23) mittels eines elektrostatischen Tonerdruckverfahrens auf das Solarzellensubstrat (1) aufgebracht werden (41, 43; 51, 53, 55, 57) .
3. Verfahren 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 mehreren Lagen (5, 15) Toner (3, 13) zeitlich nacheinander auf das Solarzellensubstrat (L) aufgebracht werden (41, 43) .
4. Verfahren 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 mehrere Lagen (5, 15, 25) Toner (3, 13, 23) zunächst auf ein Zwischenmedium (9; 19) , vorzugsweise ein Transferband (19), aufgebracht (51, 53, 55) und nachfolgend gemein- sam auf das Solarzellensubstrat (1) übertragen (57) werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mehrere Lagen (5, 15, 25) eines gleichen Toners (3, 13, 15) aufgebracht werden (41, 43,; 51, 53, 55, 57) .
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mehrere Lagen (5, 15, 25) aus verschiedenen Tonern (3, 13, 23) aufgebracht werden (41, 43,; 51, 53, 55, 57) .
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die mehreren Lagen (5, 15, 25) derart ausgestaltet werden, dass sie zusammen eine Struktur (72) bilden, die sich zumindest lokal mit zunehmendem Abstand von der Ober- fläche (2) des Solarzellensubstrats (1) wenigstens abschnittsweise verjüngt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die mehreren Lagen (5, 15, 25) derart ausgestaltet werden, dass die Struktur (72) im Querschnitt zumindest lokal und wenigstens abschnittsweise in etwa die Form eines Keils (74) aufweist, der sich mit zunehmendem Abstand von der Oberfläche (2) des Solarzellensubstrats (1) verjüngt.
9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei welchem zur Ausbildung wenigstens einer Lage (5, 15, 25) ein Toner (3, 13, 23) verwendet wird, der wenigstens ein Element aus einer Gruppe enthält, die Silber, Aluminium, Titan, Palladium, Nickel, Kupfer, Korrosionsschutzmaterial, nichtmetallisches Dotierstoffmaterial, Dotierbarrierenmate- rial, Ätzmaterial, Ätzbarrierematerial, Diffusionsbarrierenmaterial und transparente sowie leitfähige Oxide um- fasst .
10. Solarzelle (70) aufweisend eine Tonerbeschichtung (72) .
11. Solarzelle (70) nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Tonerbeschichtung (72) aus mehreren Lagen (5, 15, 25) Toner (3, 13, 23) gebildet ist, wobei vorzugsweise min- destens zwei Lagen (5, 15, 25) aus verschiedenen Tonern (3, 13, 23) gebildet sind.
12. Solarzelle (70) nach einem der Ansprüche 10 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zumindest eine Lage (5, 15, 25) Toner wenigstens ein Element aus einer Gruppe enthält, die Silber, Aluminium,
Titan, Palladium, Nickel, Kupfer, Korrosionsschutzmaterial, ■ nichtmetallisches Dotierstoffmaterial, Dotierbarrierenmaterial, Ätzmaterial, Ätzbarrierematerial, Diffusionsbarrierenmaterial und transparente sowie leitfähige Oxide ura- fasst.
13. Solarzelle (70) nach einem der Ansprüche 11 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sich wenigstens ein Teil der aus mehreren Lagen (5, 15, 25) Toner (3, 13, 23) gebildeten Tonerbeschichtung (72) mit zunehmendem Abstand von der Oberfläche (2) des Solarzellensubstrats (1) zumindest abschnittsweise verjüngt.
14. Solarzelle (70) nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die mehreren Lagen (5,15, 25) Toner (3, 13., 23) derart ausgestaltet sind, dass der wenigstens eine Teil der Tonerbeschichtung (72) im Querschnitt zumindest abschnittsweise in etwa die Form eines Keils (74) aufweist, der sich mit zunehmendem Abstand von der Oberfläche (2) des Solarzellensubstrats (1) verjüngt.
15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweisend eine elektrostatische Tonerdruckeinheit (4; 20), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mittels dieser Tonerdruckeinheit (4; 24) Toner (3, 13, 23) auf ein Solarzellensubstrat (1) aufbringbar ist.
16. Vorrichtung 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 - die Tonerdruckeinheit (20) für jede aufzubringende Lage (5, 15, 25) Toner (3, 13, 23) eine gesonderte Fotoleitereinheit ((7, 17, 27) aufweist, auf welche Toner (3, 13, 23) für die jeweiligen Lage (5, 15, 25) übertragbar ist, - Toner (3, 13, 23) von den gesonderten Fotoleitereinheiten (7, 17, 27) auf ein Zwischenmedium (9; 19) übertragbar sind, vorzugsweise nacheinander,
- die Toner (3, 13, 23) der gesonderten Fotoleitereinheiten (7, 17, 27) von dem Zwischenmedium (9; 19) in einem einzigen Druckvorgang auf das Solarzellensubstrat (1) übertragbar sind.
17. Vorrichtung 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 die verschiedenen Fotoleitereinheiten (7, 17, 27) in definierter räumlicher Lage zueinander angeordnet sind.
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