WO2013113638A1 - Photovoltaische solarzelle und verfahren zum herstellen einer photovoltaischen solarzelle - Google Patents

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Martin Vehse
Martin Theuring
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Ewe-Forschungszentrum Für Energietechnologie E. V.
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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the invention relates to a photovoltaic solar cell according to the preamble of claim 1 and to a method for producing a photovoltaic solar cell according to the preamble of claim 17.
  • photovoltaic solar cells or solar cells such as thin-film solar cells or so-called HIT solar cells (Heterojunction With intrinsic thin layer), are known in which short-wave radiation energy is converted into electrical energy due to the photovoltaic effect.
  • HIT solar cells Heterojunction With intrinsic thin layer
  • HIT solar cells as described, for example, in Sawada T. et al .: "High-efficiency a-Si / c-Si heterojunction solar cell", Proc. Of the Actual World Conference on Photovoltaic Energy Conversion Hawaii, USA, 1994 are made of a thin monocrystalline silicon wafer, which is coated with uitraPhynen layers of amorphous silicon.
  • amorphous silicon in particular hydrogenated amorphous silicon (a-Si: H)
  • a-Si: H hydrogenated amorphous silicon
  • Thin-film solar cells in the so-called substrate configuration are solar cells in which the sunlight passes through a semi-transparent contact on the side facing away from the substrate in the absorber material.
  • the substrate configuration it is not necessary that the substrate material or the electrode mounted in direct contact with the substrate be transparent.
  • the contact should allow the highest possible efficiency of the solar cell and therefore at the same time sufficient transparency (> 80%) and a good cross-section. conductivity ( ⁇ 20 ohms).
  • the thin contact layers of aluminum-doped zinc oxide (AZO) usually used in solar cell manufacture are usually produced by means of sputtering processes known from the prior art.
  • the problem is, however, that must be used to ensure the above requirements on the transverse conductivity and transparency of the contact layer process temperatures that are above the damage threshold of the actual thin film solar cells. Therefore, one approach known in the art is to use a temporary temperature stable substrate and then transfer the finished solar cell to a new substrate. However, this method is extremely expensive and expensive.
  • ITO indium tin oxide
  • TCO Transparent Conductive Oxide
  • layers can also be deposited under not quite optimal process temperatures with good layer properties.
  • ITO is also a very costly solution to all deployable TCOs due to its high indium content, as the price of indium has multiplied in recent years due to high demand from the display industry. In the future, no significant reduction in the price of indium is to be expected, since there are no cost-effective alternatives to the ITO in display technology and the added value of the products can offset the high cost of materials.
  • LPCVD low pressure CVD
  • the deposition is carried out only on the thicker n-doped layers, which in the abovementioned superstrate configuration are the last layer in front of the TCO electrode.
  • the far too thin p doped layers form the termination of the solar cell before the TCO contact.
  • the application of an LPCVD process to the thinner p-doped layers can result in damage to the doping in the entire p-layer and thus damage to the entire solar cell.
  • the transmission properties of the aluminum-zinc-oxide (AZO) layer produced by the LPCVD process are inferior.
  • the solar cell according to the invention is preferably produced by means of the method according to the invention or a preferred embodiment thereof.
  • the method according to the invention is preferably designed for the production of the solar cell according to the invention or a preferred embodiment thereof.
  • a photovoltaic solar cell which has a substrate on which at least one back electrode layer, a semiconductor layer and a front electrode layer are arranged, which back electrode layer is arranged between semiconductor layer and substrate or on the side of the substrate opposite the semiconductor layer, the front electrode layer having a layer structure comprising at least one metal layer and a non-reflective transparent cover layer.
  • formulations with regard to the arrangement of layers always include that in preferred embodiments, one or more additional intermediate layers may also be arranged between the layers mentioned.
  • the front electrode layer By forming the front electrode layer as a layer structure, which layer structure comprises at least one metal layer and a transparent cover layer serving for antireflection, a semi-transparent contact with sufficient transverse conductivity is realized. Furthermore, the solar cell according to the invention can be produced starting from the substrate by applying the further layers, wherein in particular no subsequent removal of any temporary substrate layers during the manufacturing process as in prior art methods is necessary. As a result, a cost-effective solar cell is realized.
  • the photovoltaic solar cell is designed as a thin-film solar cell in a substrate configuration, wherein the back electrode layer is arranged between the substrate and the semiconductor layer. As a result, an inexpensive thin-film solar cell in substrate configuration with partially transparent front-side contact is thus realized.
  • the photovoltaic solar cell is designed as a HIT solar cell, wherein the substrate is formed as a semiconductor, preferably as a crystalline silicon wafer, and sudeiektro harsh and semiconductor layer are disposed on opposite sides of the substrate.
  • the substrate in this case as a semiconductor - as usual in H IT solar cells - not only fulfills a mechanically stabilizing carrier function but also is an electronic component of the solar cell.
  • the semiconductor layer as a layer.
  • the formation of the semiconductor layer as a layer structure consisting of several, preferably stacked, sub-layers in the invention, in particular with differently doped sub-layers to form a pn junction at the layer boundaries.
  • the formation of the semiconductor layer is a so-called pin-layer structure, to form a pin junction in the context of the invention.
  • the photovoltaic solar cell is designed as a thin-film solar cell in substrate configuration or as a HIT solar cell.
  • the cover layer has a refractive index greater than 1.
  • the cover layer has a thickness which is in a range of 5 nm to 500 nm, preferably in a range of 10 nm to 100 nm.
  • the metal layer is semitransparent and has a thickness which is in a range between 3 nm and 50 nm.
  • the metal layer comprises one or more of Ag, Cu, Au, Al, W, Mo, Zn or Ni, alkaline earth metals, in particular Ca, Ba, Mg, or alloys thereof, in particular MoAg or MgAg alloys ,
  • the cover layer preferably comprises doped or undoped oxides, in particular SiO 2, ZnO, AIO, InO, SnO or alloys thereof, in particular aluminum-zinc-oxide (AZO), fluorine-tin-oxide (FTO), antimony-tin-oxide (ATO) or indium tin oxide (ITO).
  • doped or undoped oxides in particular SiO 2, ZnO, AIO, InO, SnO or alloys thereof, in particular aluminum-zinc-oxide (AZO), fluorine-tin-oxide (FTO), antimony-tin-oxide (ATO) or indium tin oxide (ITO).
  • the cover layer comprises high band gap compound semiconductors, in particular ZnS, CdSe, GaN, InGaN or InGaN, polymers, in particular 3,4-polyethylenedioxythiophene (PEDOT), polymethyl methacrylate (PMMA), polyetherimide (PEI), polyethylene naphthalate (PEN ) or polyethylene terephthalate (PET), or organic materials, especially aluminum tris (8-hydroxyquinoline) (Alq3) or 1-bromopropane (NPB).
  • PEDOT 3,4-polyethylenedioxythiophene
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PEI polyetherimide
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PET polyethylene terephthalate
  • organic materials especially aluminum tris (8-hydroxyquinoline) (Alq3) or 1-bromopropane (NPB).
  • the cover layer has a high transparency in a spectral range between 400 nm and 1100 nm, in particular between 400 nm and 800 nm.
  • the transmission is preferably in the entire spectral range between 400 nm and 800 nm above 70%.
  • the cover layer is electrically conductive.
  • the cover layer and the metal layer are formed so that the electrical transverse line resistance of this layer system is essentially determined by the metal layer and, in particular, the formation of a surface resistance by the cover layer is avoided.
  • the cover layer is not electrically conductive and thus forms a sheet resistance, it is advantageous if the cover layer only partially covers the metal layer. As a result, the metal layer can be contacted at the areas uncovered by the cover layer without additional electrical resistance.
  • the layer stack preferably comprises a transparent intermediate layer, which consists of a transparent oxide, in particular of a doped or undoped oxide, in particular.
  • SiO, ZnO, AIO, InO, SnO or their alloys in particular from Aiuminium zinc oxide (AZO), fluorine tin oxide (FTO), antimony tin oxide (ATO) or indium tin oxide ( ITO).
  • AZO Aiuminium zinc oxide
  • FTO fluorine tin oxide
  • ATO antimony tin oxide
  • ITO indium tin oxide
  • the intermediate layer is arranged between the metal layer and the semiconductor layer.
  • the semiconductor layer comprises at least one hydrogen-containing amorphous silicon (a-Si: H) layer.
  • a method for producing a photovoltaic solar cell which comprises a substrate on which at least one back electrode layer, a semiconductor layer and a front electrode layer are arranged, wherein the application of the front electrode layer which consists of a layer structure which at least one Metal layer and an antireflective transparent cover layer comprises, is carried out on the semiconductor layer at a process temperature below 200 ° C, preferably below 150 ° C.
  • the configuration according to the invention of a photovoltaic solar cell with a layer system of transparent solid-state and semitransparent metal layers in multiple layer stacks makes it possible to produce contacts with high transparency and at the same time good transverse conductivity.
  • a layer stack or a layer structure can be produced inexpensively and in a simple manner, which has the desired high transparency and good transverse conductivity. All layers can also be produced at temperatures well below the damage threshold of the opto-electrical device.
  • the reduction of the process temperature in the process according to the invention even entails an improvement of the optical and electrical properties of the layer structure compared to pure TCO layers.
  • the substrate is preferably formed as a glass, polymer or metal substrate or as a substrate made of a composite material and may consist of several layers. stand.
  • the substrate preferably has a total thickness in the range between 100 ⁇ and 5 cm.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a photovoltaic solar cell according to an embodiment of the invention as a thin-film solar cell;
  • FIG. 2 is a current density-voltage diagram showing the current-voltage characteristics of a photovoltaic solar cell according to the embodiment shown in FIG. 1;
  • FIG. 1 is a schematic representation of a photovoltaic solar cell according to an embodiment of the invention as a thin-film solar cell;
  • FIG. 2 is a current density-voltage diagram showing the current-voltage characteristics of a photovoltaic solar cell according to the embodiment shown in FIG. 1;
  • FIG. 1 is a schematic representation of a photovoltaic solar cell according to an embodiment of the invention as a thin-film solar cell;
  • FIG. 2 is a current density-voltage diagram showing the current-voltage characteristics of a photovoltaic solar cell according to the embodiment shown in FIG. 1;
  • FIG. 1 is a schematic representation of a photovoltaic solar cell according to an embodiment of the invention as a thin-
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a photovoltaic solar cell according to a further embodiment of the invention as a thin-film solar cell
  • FIG. 4 is a current density-voltage diagram showing the current-voltage characteristics of a photovoltaic solar cell according to the embodiment shown in FIG. 3;
  • FIG. 4 is a current density-voltage diagram showing the current-voltage characteristics of a photovoltaic solar cell according to the embodiment shown in FIG. 3;
  • FIG. 5 shows a diagram for the representation of the transmission spectra at individual front electrode layers of the photovoltaic solar cell according to the embodiment of the invention shown in FIG. 3; and FIG. 6 shows in the partial diagrams a and b in each case a schematic illustration of a photovoltaic solar cell according to a further embodiment of the invention in the form of a HIT solar cell.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a photovoltaic solar cell 1 according to an embodiment of the invention.
  • the photovoltaic solar cell 1 is formed as nip a-Si: H thin-film solar cell in substrate configuration and comprises a non-transparent back electrode layer 2, which is arranged on a substrate 14, on wel rather, a semiconductor layer 3 is applied, which in turn is coated with a front electrode layer 5 having a layer structure 4.
  • the semiconductor layer 3 is formed as a layer structure comprising three superposed sub-layers (here: n-doped a-Si: H layer, intrinsic a-Si: H layer and p-doped a-Si: H layer).
  • the layer structure 4 of the front electrode layer 5 comprises a metal layer 6 and a transparent cover layer 8 acting as an antireflection layer 7.
  • AZO ZnO: Al
  • a 20 nm thick semitransparent metal layer 6 was applied to the 350 nm thick semi-conductor layer 3 of hydrogenated amorphous silicon.
  • the deposition was carried out with the aid of an electron beam evaporator at a substrate temperature of 20 ° C.
  • the deposition of the 50 nm thick AZO anti-reflection layer 7 was carried out with the aid of an RF magnetron sputtering process at a substrate temperature of 20 ° C.
  • the application of the layer structure 4 can also take place with the aid of other coating methods at process temperatures below 200 ° C., such as, for example, thermal evaporation, CVD, spray coating, lamination, etc.
  • the metal layer 6 can only be teiibe silket.
  • FIG. 2 is a current density-voltage diagram illustrating the current-voltage characteristics of a photovoltaic solar cell according to the embodiment shown in FIG.
  • the current-voltage characteristic of the photovoltaic solar cell 1 shown in FIG. 1 is indicated by the reference numeral 9.
  • the efficiency ( ⁇ ) of the compared thin-film solar cells calculated from the current-voltage characteristic curves 9, 10 could be increased from 2.5% (characteristic curve 10) to 3.9% (characteristic curve 9).
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a photovoltaic solar cell 1 according to another embodiment of the invention.
  • the photovoltaic solar cell 1 shown here differs from the photovoltaic solar cell 1 shown in FIG. 1 merely in that the metal layer 6 made of silver (Ag) here only has a thickness of 8 nm and is not applied directly on the semiconductor layer 3 but on an intermediate layer 11 arranged between the semiconductor layer 3 and the metal layer 6.
  • the intermediate layer 11 is likewise made of AZO (ZnO: Al) and is thus transparent and conductive with a refractive index of approximately n ⁇ 2.
  • the intermediate layer 1 has a thickness of 50 nm.
  • the thickness of the intermediate layer 1 1 is variable and may be in a range between 5 nm and 500 nm.
  • the intermediate layer 11 has a high transparency in the spectral range between 400 nm and 1100 nm, depending on the application.
  • the electrical conductivity of the intermediate layer 1 is absolutely necessary since a flow of current from the semiconductor layer 3 through the intermediate layer 11 into the metal layer 6 must be possible.
  • a material for the thin intermediate layer 11 is a series of transparent doped or undoped oxides such. As SiO, ZnO, AIO, InO, SnO or their alloys such. Aluminum-doped zinc oxide (AZO), fluorine-tin-oxide (FTO), antimony-tin-oxide (ATO) or indium-tin-oxide (ITO).
  • all high-band-gap compound semiconductors such as ZnS, CdSe, GaN, InGaN or AIGaN are suitable for the intermediate layer 11.
  • FIG. 4 is a current density-voltage diagram for illustrating the current-voltage characteristics of a photovoltaic solar cell according to the embodiment shown in FIG.
  • the current-voltage characteristic of the photovoltaic solar cell 1 shown in FIG. 3 is indicated by the reference numeral 12.
  • the deposition was performed by means of an RF magnetron sputtering process at a substrate temperature of 60 ° C.
  • FIG. 5 is a transmission wave trap diagram in which transmission spectra on individual layers of various comparative examples are compared with the embodiment shown in FIG. 3.
  • FIG. The comparative examples are various commercially prepared contact layers on pure glass substrates.
  • the transmission measurements make it clear that by optimizing the layer thicknesses of the AZO / Ag / AZO contact stack, which represents the layer structure 4 of the front electrode layer 5 shown in FIG. 3, a transmission spectrum comparable to the transmission spectrum of commercially available ITO can be achieved.
  • a comparison to a 1, 5 pm thick LPCVD co-deposited AZO layer shows that the AZO / Ag / AZO contact stack (embodiment Fig. 3) has significantly better transmission properties.
  • the transverse conductivity of the layers is, despite different layer thicknesses, approximately comparable for all individual layers and layer system.
  • a front electrode element 5 can be applied to a photovoltaic solar cell in the form of a thin-film solar cell with substrate configuration or a HIT solar cell, in particular at temperatures well below 200 ° C., without having to use expensive materials or complex methods of production ,
  • a HIT solar cell may be provided with the front electrode layer 5 according to the embodiment shown in FIG. This is shown in FIG. 6a.
  • a HIT Solar cell are provided with the front electrode layer 5 according to the embodiment shown in Figure 3. This is shown in FIG. 6b.
  • the semiconductor layer 3 may be formed of a plurality of semiconductor partial layers, in particular superimposed partial layers.
  • the construction of the solar cells according to FIGS. 6a and 6b can correspond to the previously known structure of a HIT solar cell.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine photovoltaische Solarzelle, welche ein Substrat (14) aufweist, auf welchem zumindest eine Rückelektrodenschicht (2), eine Halbleiterschicht (3) und eine Frontelektrodenschicht (5) angeordnet sind, welche Rückelektrodenschicht zwischen Halbleiterschicht und Substrat oder auf der der Hableiterschicht gegenüberliegenden Seite des Substrates angeordnet ist, wobei die Frontelektrodenschicht eine Schichtstruktur aufweist, welche zumindest eine Metallschicht (6) und eine zur Entspiegelung dienende transparente Deckschicht (7) umfasst. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Herstellen einer photovoltaischen Solarzelle, welche ein Substrat, auf welchem zumindest eine Rückelektrodenschicht, eine Halbleiterschicht und eine Frontelektrodenschicht angeordnet sind, umfasst, wobei das Aufbringen der Frontelektrodenschicht, welche aus einer Schichtstruktur besteht, welche zumindest eine Metallschicht und eine zur Entspiegelung dienende transparente Deckschicht umfasst, auf die Halbleiterschicht bei einer Prozesstemperatur unterhalb von 200 °C durchgeführt wird

Description

Photovoltaische Solarzelle und Verfahren zum Herstellen
einer photovoltaischen Solarzelle
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine photovoltaische Solarzelle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Herstellen einer photovoltaischen Solarzelle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 17.
Im Stand der Technik sind verschiedene Typen von photovoltaischen Solarzellen bzw. Solarzellen, wie beispielsweise Dünnschichtsolarzellen oder sogenannte HIT-Solarzellen (Heterojunction With intrinsic Thin Layer), bekannt, in denen kurzwellige Strahlungsenergie aufgrund des photovoltaischen Effekts in elektrische Energie umgewandelt wird.
HIT-Solarzellen, wie sie beispielsweise in Sawada T. et al.:„High-efficiency a-Si/c-Si heterojunction solar cell", Proc. of the Ist World Conference on Photovoltaic Energy Conversi- on Hawaii, USA, 1994 beschrieben sind, sind aus einem dünnen monokristallinen Silizi- um-Wafer, welcher mit uitradünnen Lagen amorphen Siliziums beschichtet ist, aufgebaut.
Bei Dünnschichtsolarzellen wird dagegen überwiegend amorphes Silizium, insbesondere hydrogenisiertes amorphes Silizium (a-Si:H) eingesetzt, welches in Substrat- oder Super- strate-Konfiguration auf einem Substrat vorgesehen wird. Bei Dünnschichtsolarzellen in der sogenannten Substrat-Konfiguration handelt es sich um Solarzellen, bei denen das Sonnenlicht durch einen semi-transparenten Kontakt auf der vom Substrat abgewandten Seite in das Absorbermaterial gelangt. Dabei ist es bei der Substrat-Konfiguration nicht notwendig, dass das Substratmaterial oder die sich in direktem Kontakt zum Substrat angebrachte Elektrode transparent sind.
Um diese Zellkonfiguration technisch umzusetzen, muss der Kontakt auf die bereits existierende Dünnschichtsolarzelle aufgebracht werden.
Weiterhin sollte der Kontakt einen möglichst hohen Wirkungsgrad der Solarzelle ermöglichen und daher gleichzeitig eine ausreichende Transparenz (> 80%) und eine gute Quer- leitfähigkeit (< 20 Ohm) aufweisen. Die üblicherweise in der Solarzellenherstellung verwendeten dünnen Kontaktschichten aus aluminiumdotierten Zinkoxid (AZO) werden dabei üblicherweise mittels aus dem Stand der Technik bekannter Sputter-Prozesse hergestellt. Problematisch ist dabei jedoch, dass zur Gewährleistung der oben genannten Anforderungen an die Querleitfähigkeit und Transparenz der Kontaktschicht Prozesstemperaturen verwendet werden müssen, die oberhalb der Zerstörschwelle der eigentlichen Dünnschichtsolarzellen liegen. Daher ist ein im Stand der Technik bekannter Lösungsansatz, ein temporäres temperaturstabiles Trägermaterial zu verwenden und dann die fertige Solarzelle auf ein neues Substrat zu übertragen. Dieses Verfahren ist jedoch äußerst aufwendig und kostspielig.
Eine weitere bekannte Lösung ist es, als Material für die transparenten Elektroden Indium- Zinn-Oxid (ITO) zu verwenden, was von allen TCOs (Transparent Conductive Oxide) die höchste Transparenz und gleichzeitig die beste Querleitfähigkeit aufweist. Daher können Schichten auch unter nicht ganz optimalen Prozesstemperaturen mit guten Schichteigenschaften abgeschieden werden. ITO ist aber auch von allen einsetzbaren TCOs aufgrund seines hohen Indium-Gehalts eine sehr kostspielige Lösung, da sich der Preis von Indium aufgrund der hohen Nachfrage aus der Display-Industrie in den letzten Jahren vervielfacht hat. Auch in der Zukunft ist hier keine deutliche Senkung des Indium-Preises zu erwarten, da es in der Display-Technik bislang keine kostengünstigen Alternativen zum ITO gibt und die Wertschöpfung der Produkte die hohen Materialkosten auffangen kann. Schließlich wird im Stand der Technik ein Niedrigdruck-CVD-Verfahren (LPCVD) in der Silizium-basierten Dünnschichtsolarzellenproduktion zur Herstellung der Front- und Rück- kontakte angewandt. Hierbei wird die Abscheidung jedoch nur auf den dickeren n- dotierten Schichten vorgenommen, die in der oben erwähnten Superstrate-Konfiguration die letzte Schicht vor der TCO-Elektrode sind. In der Substrat-Konfiguration bilden aber die viel zu dünnen p~dotierten Schichten jedoch den Abschluss der Solarzelle vor dem TCO-Kontakt. Die Anwendung eines LPCVD-Prozesses auf die dünneren p-dotierten Schichten kann eine Schädigung der Dotierung in der gesamten p-Schicht und damit eine Schädigung der gesamten Solarzelle zur Folge haben. Außerdem sind die Transmissionseigenschaften der mittels des LPCVD-Prozesses hergestellten Aluminium-Zink-Oxid- (AZO)-Schicht schlechter. Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine photovoltaische Solarzelle bereitzustellen, welche sowohl kostengünstig herstellbar ist als auch einen semitransparenten Kontakt mit hohen Transmissionseigenschaften und einer ausreichenden Querleitfähigkeit aufweist. Ebenso ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein entspre- chendes Verfahren zur Herstellung einer derartigen photovoltaischen Solarzelle bereitzustellen.
Gelöst ist diese Aufgabe durch eine photovoltaische Solarzelle gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren zum Herstellen einer photovoltaischen Solarzelle gemäß Anspruch 17. Vorzugsweise Ausführungsformen der erfindungsgemäßen photovoltaischen Solarzelle finden sich in den Ansprüchen 2 bis 16. Hiermit wird der Wortlaut sämtlicher Ansprüche explizit per Referenz in die Beschreibung eingezogen.
Die erfindungsgemäße Solarzelle ist vorzugsweise mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. einer vorzugsweisen Ausführungsform hiervon hergestellt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorzugsweise zur Herstellung der erfindungsgemäßen Solarzelle bzw. einer vorzugsweisen Ausführungsform hiervon ausgebildet.
Erfindungsgemäß wird eine photovoltaische Solarzelle bereitgestellt, welche ein Substrat aufweist, auf welchem zumindest eine Rückelektrodenschicht, eine Halbleiterschicht und eine Frontelektrodenschicht angeordnet sind, welche Rückelektrodenschicht zwischen Halbleiterschicht und Substrat oder auf der der Hableiterschicht gegenüberliegenden Seite des Substrates angeordnet ist, wobei die Frontelektrodenschicht eine Schichtstruktur aufweist, weiche zumindest eine Metallschicht und eine zur Entspiegelung dienende transparente Deckschicht umfasst.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung schließen Formulierungen hinsichtlich der Anordnung von Schichten stets mit ein, dass in vorzugsweisen Ausführungsformen zwischen den genannten Schichten auch eine oder weitere zusätzliche Zwischenschichten ange- ordnet sein können.
Durch die Ausbildung der Frontelektrodenschicht als Schichtstruktur, welche Schichtstruktur zumindest eine Metallschicht und eine zur Entspiegelung dienende transparente Deckschicht umfasst, wird ein semitransparenter Kontakt mit ausreichender Querleitfähig- keit realisiert. Weiterhin kann die erfindungsgemäße Solarzelle ausgehend von dem Substrat durch Aufbringen der weiteren Schichten hergestellt werden, wobei insbesondere kein Nachträgliches ablösen etwaiger temporärer Substratschichten während des Herstellungsprozesses wie bei vorbekannten Verfahren notwendig ist. Hierdurch wird eine kostengünstige Solarzelle realisiert. in einer vorzugsweisen Ausführungsform ist die photovoltaische Solarzelle als Dünnschichtsolarzelle in Substrat-Konfiguration ausgebildet, wobei die Rückeiektrodenschicht zwischen Substrat und Halbleiterschicht angeordnet ist. Hierdurch wird somit eine kostengünstige Dünnschichtsolarzelle in Substrat-Konfiguration mit teiltransparentem Vorderseitenkontakt realisiert.
In einer weiteren vorzugsweisen Ausführungsform ist die photovoltaische Solarzelle als HIT-Solarzelle ausgebildet ist, wobei das Substrat als Halbleiter, vorzugsweise ais kristalliner Siliziumwafer, ausgebildet ist und Rückeiektrodenschicht und Halbleiterschicht auf gegenüberliegenden Seiten des Substrats angeordnet sind. In dieser Ausführungsform wird somit eine kostengünstige HIT-Solarzelle realisiert, wobei das Substrat in diesem Fall als Halbleiter - wie bei H IT-Solarzellen üblich - nicht nur eine mechanisch stabilisierende Trägerfunktion erfüllt sondern darüber hinaus elektronischer Bestandteil der Solarzelle ist.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, die Halbleiterschicht als eine Schicht auszubilden. Ebenso Hegt die Ausbildung der Halbleiterschicht als Schichtstruktur bestehend aus mehreren, vorzugsweise übereinander angeordneten, Teilschichten im Rahmen der Erfindung, insbesondere mit unterschiedlich dotierten Teilschichten zur Ausbildung eines pn- Übergangs an den Schichtgrenzen. Insbesondere liegt die Ausbildung der Halbleiterschicht als sogenannte pin-Schichtstruktur, zu Ausbildung eines pin-Übergangs im Rahmen der Erfindung.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die photovoltaische Solarzelle als Dünnschichtsolarzelle in Substratkonfiguration oder als HIT-Solarzelle ausgebildet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Deckschicht einen Brechungsindex größer als 1 auf.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Deckschicht eine Dicke auf, welche in einem Bereich von 5 nm bis 500 nm liegt, vorzugsweise in einem Bereich von 10 nm bis 100 nm. Vorzugsweise ist die Metallschicht semitransparent und weist eine Dicke auf, welche in einem Bereich zwischen 3 nm und 50 nm liegt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Metallschicht eines o- der mehrere von Ag, Cu, Au, AI, W, Mo, Zn oder Ni, Erdalkalimetalle, insbesondere Ca, Ba, Mg, oder deren Legierungen, insbesondere MoAg- oder MgAg-Legierungen.
Vorzugsweise umfasst die Deckschicht dotierte oder undotierte Oxide, insbesondere SiO, ZnO, AIO, InO, SnO oder deren Legierungen, insbesondere Atuminium-Zink-Oxid (AZO), Fluor-Zinn-Oxid (FTO), Antimon-Zinn-Oxid (ATO) oder Indium-Zinn-Oxid (ITO).
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Deckschicht Verbindungshalbleiter mit hoher Bandlücke, insbesondere ZnS, CdSe, GaN, InGaN, oder InGaN, Polymere, insbesondere 3,4-Polyethylendioxythiophen (PEDOT), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyetherimid (PEI), Polyethylennaphthalat (PEN) oder Polyethylenterephthalat (PET), oder organische Materiaiien, insbesondere Aluminium-tris(8-hydroxychinolin) (Alq3) oder 1-Brompropan (NPB) umfasst.
Besonders bevorzugt weist die Deckschicht eine hohe Transparenz in einem Spektralbe- reich zwischen 400 nm und 1100 nm, insbesondere zwischen 400 nm und 800 nm, auf. Die Transmission liegt vorzugsweise im gesamten Spektraibereich zwischen 400 nm und 800 nm oberhalb von 70%.
Darüber hinaus ist es bevorzugt, wenn die Deckschicht elektrisch leitend ist. Vorzugswei- se sind Deckschicht und Metallschicht derart zusammewirkend ausgebildet, dass der elektrische Querleitungswiderstand dieses Schichtsystems wesentlich durch die Metallschicht bestimmt wird und insbesondere die Ausbildung eines Flächenwiderstandes durch die Deckschicht vermieden wird. Wenn die Deckschicht jedoch nicht elektrisch leitend ist und somit einen Flächenwiderstand ausbildet, ist es von Vorteil, wenn die Deckschicht die Metallschicht nur teilweise abdeckt. Hierdurch kann die Metallschicht an den von der Deckschicht unbedeckten Bereichen ohne zusätzlichen elektrischen Widerstand kontaktiert werden. Vorzugsweise umfasst der Schichtstapel eine transparente Zwischenschicht, welche aus einem transparenten Oxid, insbesondere aus einem dotierten oder undotierten Oxid, ins- besondere aus SiO, ZnO, AIO, InO, SnO oder deren Legierungen, insbesondere aus Aiuminium-Zink-Oxid (AZO), Fluor-Zinn-Oxid (FTO), Antimon-Zinn-Oxid (ATO) oder Indium-Zinn-Oxid (ITO), hergestellt ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Zwischenschicht zwischen der Metallschicht und der Haibleiterschicht angeordnet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Halbleiterschicht mindestens eine wasserstoffhaltige amorphe Silizium (a-Si:H)-Schicht.
Erfindungsgemäß wird darüber hinaus ein Verfahren zum Herstellen einer photovoltai- schen Solarzelle bereitgestellt, welche ein Substrat, auf welchem zumindest eine Rückelektrodenschicht, eine Haibleiterschicht und eine Frontelektrodenschicht angeordnet sind, umfasst, wobei das Aufbringen der Frontelektrodenschicht, welche aus einer Schichtstruktur besteht, welche zumindest eine Metallschicht und eine zur Entspiegelung dienende transparente Deckschicht umfasst, auf die Haibleiterschicht bei einer Prozesstemperatur unterhalb von 200 °C durchgeführt wird, vorzugsweise unterhalb von 150°C.
Durch die erfindungsgemäße Konfiguration einer photovoltaischen Solarzelle mit einem Schichtsystem aus transparenten Festkörper- und semitransparenten Metallschichten in Mehrfach-Schichtstapeln ist es möglich, Kontakte mit hoher Transparenz und gleichzeitig guter Querleitfähigkeit zu erzeugen. Durch die Wahl der richtigen Schichtdicken kann ein Schichtstapel bzw. eine Schichtstruktur kostengünstig und auf einfache Art und Weise erzeugt werden, welche die gewünschte hohe Transparenz und gute Querleitfähigkeit aufweist. Alle Schichten können darüber hinaus bei Temperaturen hergestellt werden, die weit unter der Zerstörschwelle des opto-elektrischen Bauelements liegen. Die Verringerung der Prozesstemperatur in dem erfindungsgemäßen Verfahren bringt sogar eine Verbesserung der optischen und elektrischen Eigenschaften der Schichtstruktur gegenüber reinen TCO-Schichten mit sich. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Frontkontakt einer Dünnschichtsolarzelle in Substrat-Konfiguration oder einer H IT- Solarzelle durchgeführt werden, ohne die Solarzelle selbst dabei zu beschädigen oder deren Eigenschaften zu verschlechtern.
Das Substrat ist vorzugsweise als Glas, Polymer- oder Metallsubstrat oder als aus einem Verbundwerkstoff gefertigtes Substrat ausgebildet und kann aus mehreren Schichten be- stehen. Das Substrat weist vorzugsweise eine Gesamtdicke im Bereich zwischen 100 μηη und 5 cm auf.
Im Nachfolgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer photovoitaischen Solarzelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung als Dünnschicht-Solarzelle; Fig. 2 ein Stromdichte-Spannung-Diagramm zur Darstellung der Strom-Spannungs- Kennlinien einer photovoitaischen Solarzelle gemäß der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer photovoitaischen Solarzelle gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung als Dünnschicht-Solarzelle;
Fig. 4 ein Stromdichte-Spannung-Diagramm zur Darstellung der Strom-Spannungs- Kenniinien einer photovoitaischen Solarzelle gemäß der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform;
Fig. 5 ein Diagramm zur Darstellung der Transmissionsspektren an einzelnen Frontelektrodenschichten der photovoitaischen Solarzelle gemäß der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform der Erfindung; und Fig. 6 in den Teiibildern a und b jeweils eine schematische Darstellung einer photovoitaischen Solarzelle gemäß einer weiteren Ausführungsformen der Erfindung in Ausbildung als HIT-Solarzelle.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder gleichwirkende Kompo- nenten. Die Figuren 1 , 3 und 6 geben schematische Darstellungen wieder, in denen insbesondere die Schichtdicken nicht maßstabsgetreu dargestellt sind.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer photovoitaischen Solarzelle 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die photovoltaische Solarzelle 1 ist als nip a-Si:H Dünnschichtsolarzelle in Substrat-Konfiguration ausgebildet und umfasst eine nicht transparente Rückelektrodenschicht 2, welche auf einem Substrat 14 angeordnet ist, auf wel- eher eine Halbleiterschicht 3 aufgebracht ist, die wiederum mit einer eine Schichtstruktur 4 aufweisenden Frontelektrodenschicht 5 beschichtet ist. Die Halbleiterschicht 3 ist als Schichtstruktur umfassend drei übereinanderliegende Teilschichten (hier: n-dotierte a-Si:H Schicht, intrinsische a-Si:H Schicht und p-dotierte a-Si:H Schicht) ausgebildet. Die Schichtstruktur 4 der Frontelektrodenschicht 5 umfasst eine Metallschicht 6 und eine als Entspiegelungsschicht 7 wirkende transparente Deckschicht 8. Die Entspiegelungsschicht 7 ist aus ZnO:AI (AZO), weist eine Dicke von 50 nm auf und hat einen Brechungsindex von etwa n = 2. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel wurde auf die 350 nm dicke Halbieiterschicht 3 aus hydrogenisiertem amorphen Silizium eine 20 nm dicke semitransparente Metallschicht 6 aufgebracht. Die Abscheidung wurde mit Hilfe eines Elektronen- strahlverdampfers bei einer Substrat-Temperatur von 20 °C durchgeführt. Die Abscheidung der 50 nm dicken AZO Entspiegelungsschicht 7 wurde mit Hilfe eines RF- Magnetron-Sputterprozesses bei einer Substrat-Temperatur von 20 °C durchgeführt.
Das Aufbringen der Schichtstruktur 4 kann jedoch auch mit Hilfe anderer Beschichtungs- verfahren bei Prozesstemperaturen unterhalb von 200 °C erfolgen, wie beispielsweise thermisches Verdampfen, CVD, Spraycoating, Laminieren, etc.
Weiterhin kann, wenn die Entspiegelungsschicht 7 nicht elektrisch leitfähig ist, die Metallschicht 6 lediglich teiibeschichtet werden.
Fig. 2 ist ein Stromdichte-Spannung-Diagramm zur Darstellung der Strom-Spannungs- Kennlinien einer photovoltaischen Solarzelle gemäß der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform. Die Strom-Spannungs-Kennlinie der in Fig. 1 dargestellten photovoltaischen Solarzelle 1 ist durch das Bezugszeichen 9 gekennzeichnet. Eine weitere Strom- Spannungs-Kennlinie 10 eines Vergleichsbeispiels, welches nicht mit der 50 nm dicken Entspiegelungsschicht 7 aus transparentem ZnO:Al (2 %) versehen ist, ist in Fig. 2 durch das Bezugszeichen 10 gekennzeichnet. Wie hier erkennbar ist, kann durch Vorsehen der Entspiegelungsschicht 7 auf der Metallschicht 6 eine Verbesserung der Strom- Spannungs-Kennlinie erreicht werden. Der jeweils aus den Strom-Spannungs-Kennlinien 9, 10 errechnete Wirkungsgrad (η) der verglichenen Dünnschichtsolarzellen konnte von 2,5 % (Kennlinie 10) auf 3,9 % (Kennlinie 9) gesteigert werden.
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer photovoltaischen Solarzelle 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Die hier dargestellte photovoltaische Solarzelle 1 unterscheidet sich dabei von der in Fig. 1 dargestellten photovoltaischen Solarzelle 1 lediglich dadurch, dass die Metallschicht 6 aus Silber (Ag) hier lediglich eine Dicke von 8 nm aufweist und nicht direkt auf der Halbleiterschicht 3 sondern auf einer zwischen der Halbleiterschicht 3 und der Metallschicht 6 angeordneten Zwischenschicht 11 aufgebracht ist. Die Zwischenschicht 11 ist ebenfalls aus AZO (ZnO:AI) und ist somit transparent und leitfähig mit einem Brechungsändex von etwa n ~ 2. in der hier dargestellten Ausführungsform weist die Zwischenschicht 1 eine Dicke von 50 nm auf. Die Dicke der Zwischenschicht 1 1 ist variabel und kann in einem Bereich zwischen 5 nm und 500 nm liegen. Wichtige Voraussetzung für die Zwischenschicht 11 ist jedoch, dass sie eine hohe Transparenz im Spektralbereich zwischen 400 nm und 1100 nm, je nach Anwendung, aufweist. Im Gegensatz zu der zur EntSpiegelung dienenden Deckschicht 8 ist die elektrische Leitfähigkeit der Zwischenschicht 1 zwingend erforderlich, da ein Stromfluss aus der Halb- leiterschicht 3 über die Zwischenschicht 11 in die Metallschicht 6 möglich sein muss. Als Material für die dünne Zwischenschicht 11 eignet sich eine Reihe transparenter dotierter oder undotierter Oxide, wie z. B. SiO, ZnO, AIO, InO, SnO oder deren Legierungen wie z. B. Aluminium-dotiertes Zinkoxid (AZO), Fluor-Zinn-Oxid (FTO), Antimon-Zinn-Oxid (ATO) oder Indium-Zinn-Oxid (ITO). Weiterhin kommen für die Zwischenschicht 11 alle Verbindungshalbleiter mit hoher Bandlücke in Betracht, wie beispielsweise ZnS, CdSe, GaN, InGaN oder AIGaN.
Fig. 4 ein Stromdichte-Spannung-Diagramm zur Darstellung der Strom-Spannungs- Kennlinien einer photovoltaischen Solarzelle gemäß der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform. Hier ist die Strom-Spannungs-Kennlinie der in Fig. 3 dargestellten photovoltaischen Solarzelle 1 ist durch das Bezugszeichen 12 gekennzeichnet. Eine weitere Strom- Spannungs-Kennlinie 13 eines Vergleichsbeispiels einer nip a-Si:H Dünnschichtsolarzelle in Substrat-Konfiguration, auf die ein 1 ,5 μητι dicker AZO-Kontakt (mit ZnO:Al 1 %) aufgebracht wurde, ist in Fig. 2 durch das Bezugszeichen 13 gekennzeichnet. Bei dem Vergleichsbeispiel wurde die Abscheidung mit Hilfe eines RF Magnetron-Sputterprozesses bei einer Substrat-Temperatur von 60 °C durchgeführt. Wie hier erkennbar ist, führt die in der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform verwendete Konfiguration der Schichtstruktur 4 mit Zwischenschicht 11 zu einer Verbesserung der Kenndaten der photovoltaischen Solarzelle 1. Der Wirkungsgrad (η) der photovoltaischen Solarzelle 1 mit der in Fig. 3 dargestellten Schichtstruktur 4 konnte im Vergleich zu einer gemäß dem Vergleichsbeispiel hergestellten Solarzelle von 2,5 % (Strom-Spannungs-Kennlinie 12) auf 3,5 % (Strom- Spannungs-Kennlinie) gesteigert werden. Fig. 5 ist ein Transmission-Wellenfänge-Diagramm, in welchem Transmissionsspektren an Einzelschichten verschiedener Vergleichsbeispiele mit dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel verglichen werden. Bei den Vergleichsbeispielen handelt es sich um verschiedene kommerziell hergestellte Kontaktschichten auf reinen Glas-Substraten. Die Transmissionsmessungen verdeutlichen, dass durch die Optimierung der Schichtdicken des AZO/Ag/AZO-Kontaktstapels, welcher die Schichtstruktur 4 der in Fig. 3 dargestellten Frontelektrodenschicht 5 repräsentiert, ein Transmissionsspektrum erzielt werden kann, welches vergleichbar zu dem Transmissionsspektrum von kommerziell erhältlichem ITO ist. Ein Vergleich zu einer 1 ,5 pm dicken mitteis LPCVD abgeschiedenen AZO-Schicht zeigt, dass der AZO/Ag/AZO-Kontaktstapel (Ausführungsform Fig. 3) deutlich bessere Transmissionseigenschaften aufweist. Die Querleitfähigkeit der Schichten ist, trotz unterschiedlicher Schichtdicken, bei allen Einzelschichten und Schichtsystem annähernd vergleichbar.
In der unten aufgeführten Tabelle 1 wird ein Vergleich der Querleitfähigkeit von Einzelschichten mit der Querleitfähigkeit der Schichtstruktur 4, welche in Fig. 3 dargestellt ist, aufgelistet.
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Somit kann mittels der erfindungsgemäßen Konfiguration eine Frontelektrodenschtcht 5 auf eine photovoltaische Solarzelle in Form einer Dünnschichtsolarzelle mit Substrat- Konfiguration oder einer HIT-Solarzelie insbesondere bei Temperaturen deutlich unterhalb von 200°C aufgebracht werden, ohne dass teure Materialien oder aufwändige Verfahren zur Herstellung verwendet werden müssen.
Darüber hinaus kann anstelle einer Dünnschichtsolarzelle in Substrat-Konfiguration eine HIT-Solarzelle mit der Frontelektrodenschicht 5 gemäß der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform versehen werden. Dies ist in Figur 6a dargestellt. Ebenso kann eine HIT- Solarzelle mit der Frontelektrodenschicht 5 gemäß der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform versehen werden. Dies ist in Figur 6b dargestellt.
In den in den Teilbildern 6a und 6b der Figur 6 dargestellten Fällen ist jeweils kein zusätz- liches Substrat notwendig, da ein Si-Wafer der HIT-Soiarzelle als Substrat 14 dienen kann. Der Rückelektrodenschicht 2 wird dann direkt auf die Rückseite, der Si-Dünnschicht abgewandten Seite, des als Si-Wafer ausgebildeten Substrates 14 aufgebracht. Auch im Falle der Ausbildung der Solarzelle als HIT-Solarzelle kann die Halbleiterschicht 3 aus mehreren Halbleiter-Teilschichten, insbesondere übereinanderliegenden Teilschichten, ausgebildet sein. Abgesehen von der Ausbildung der Frontelektrodenschicht 5 kann der Aufbau der Solarzeilen gemäß Figur 6a und 6b dem vorbekannten Aufbau einer HIT- Solarzelle entsprechen.
Bezugszeichen
1 photovoltaische Solarzelle
2 Rückelektrodenschicht
3 Halbieiterschicht
Schichtstruktur
Frontelektrodenschicht
6 Metallschicht
7 Entspiegelungsschicht
8 Deckschicht
9 Strom-Spannungs-Kennlinie
10 Strom-Spannungs-Kennlinie
11 Zwischenschicht
12 Strom-Spannungs-Kennlinie
13 Strom-Spannungs-Kennlinie
1 Substrat

Claims

Ansprüche
1. Photovoltaische Solarzelle (1), welche ein Substrat (14) aufweist, auf welchem zumindest eine Rückelektrodenschicht (2), eine Halbleiterschicht (3) und eine Frontelektrodenschicht (5) angeordnet sind, welche Rückelektrodenschicht (2) zwischen Halbleiterschicht (3) und Substrat (14) oder auf der der Hableiterschicht (3) gegenüberliegenden Seite des Substrates ( 4) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Frontelektrodenschicht (5) eine Schichtstruktur (4) aufweist, welche zumindest eine Metallschicht (6) und eine zur EntSpiegelung dienende transparente Deckschicht (7) umfasst,
2. Photovoltaische Solarzelle ( ) gemäß Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die photovoltaische Solarzelle (1) als Dünnschichtsolarzelle in Substrat- Konfiguration ausgebildet ist, wobei die Rückelektrodenschicht (2) zwischen Substrat (14) und Halbleiterschicht (3) angeordnet ist, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung weiterer Zwischenschichten.
3. Photovoltaische Solarzelle (1) gemäß Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die photovoltaische Solarzelle (1 ) als als HIT-Solarzelle ausgebildet ist, wobei das Substrat (14) als Halbleiter, vorzugsweise als kristalliner Siiiziumwafer, ausgebildet ist und Rückelektrodenschicht (2) und Halbleiterschicht (3) auf gegenüberliegenden Seiten des Substrats (14) angeordnet sind.
4. Photovoltaische Solarzelle (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Deckschicht (7) einen Brechungsindex größer als 1 aufweist.
5. Photovoltaische Solarzelte (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Deckschicht (7) eine Dicke aufweist, welche in einem Bereich von 5 nm bis 500 nm, vorzugsweise zwischen 10 nm und 100 nm liegt.
6. Photovoltaische Solarzelle (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
die Metallschicht (6) semitransparent ist und eine Dicke aufweist, welche in einem Bereich zwischen 3 nm und 50 nm, vorzugsweise zwischen 5 nm und 20 nm liegt.
7. Photovoltaische Solarzelle (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Metallschicht (6) eines oder mehrere von Ag, Cu, Au, AI, W, Mo, Zn oder Ni, Erdalkalimetalle, insbesondere Ca, Ba, Mg oder deren Legierungen, insbesondere MoAg- oder MgAg-Legierungen, umfasst.
8. Photovoltaische Solarzelle (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Deckschicht (7) dotierte oder undotierte Oxide, insbesondere SiO, ZnO, AIO, InO, SnO oder deren Legierungen, insbesondere Aluminium-Zink-Oxid (AZO), Flu- or-Zinn-Oxid (FTO), Antimon-Zinn-Oxid (ATO) oder Indium-Zinn-Oxid (ITO), umfasst.
9. Photovoltaische Solarzeile (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Deckschicht (7) Verbindungshalbleiter mit hoher Bandlücke, insbesondere ZnS, CdSe, GaN, InGaN, oder InGaN, Polymere, insbesondere 3,4- Polyethylendioxythiophen (PEDOT), Polymethy!methacrylat (PMMA), Polyetheri- mid (PEI), Polyethylennaphthalat (PEN) oder Polyethylenterephthalat (PET), oder organische Materialien, insbesondere Aluminium-tris(8-hydroxychino!in) (Alq3) o- der 1-Brompropan (NPB) umfasst.
10. Photovoltaische Solarzelle (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Deckschicht (7) eine hohe Transparenz in einem Spektralbereich zwischen 400 nm und 1 100 nm, insbesondere zwischen 400 nm und 800 nm, aufweist.
11. Photovoltaische Solarzelle (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Deckschicht (7) elektrisch leitend ist.
12, Photovoltaische Solarzeile (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Deckschicht (7) die Metallschicht (6) nur teilweise abdeckt.
13. Photovoltaische Solarzelle (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schichtstruktur (4) eine transparente Zwischenschicht (11) umfasst, welche aus einem transparenten Oxid, insbesondere aus einem dotierten oder undotierten Oxid, insbesondere aus SiO, ZnO, AIO, InO, SnO oder deren Legierungen, insbesondere aus Aluminium-Zink-Oxid (AZO), Fluor-Zinn-Oxid (FTO), Antimon-Zinn- Oxid (ATO) oder Indium-Zinn-Oxid (ITO), hergestellt ist.
14. Photovoltaische Solarzelle (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Zwischenschicht (11) zwischen der Metallschicht (6) und der Halbleiterschicht (3) angeordnet ist.
15. Photovoltaische Solarzelle (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Deckschicht (7) eine Dicke aufweist, weiche in einem Bereich von 5 nm bis 500 nm, vorzugsweise zwischen 10 nm und 100 nm liegt.
16. Photovoltaische Solarzelle (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Halbleiterschicht (3) mindestens eine wasserstoffhaltige, amorphe (a-Si:H)- Schicht aufweist, vorzugsweise, dass die Halbleiterschicht (3) als Schichtstruktur aus mehreren Teilschichten ausgebildet ist, von welchen Teilschichten mindestens eine Teilschicht als amorphe (a-Si:H)-Schicht ausgebildet ist.
17. Verfahren zum Herstellen einer photovoltaischen Solarzelle (1), insbesondere gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Aufbringen der Frontelektrodenschicht (5), welche aus einer Schichtstruktur (4) besteht, welche zumindest eine Metallschicht (6) und eine zur Entspiegelung dienende transparente Deckschicht (7) umfasst, auf die Halbleiterschicht (3) bei einer Prozesstemperatur unterhalb von 200 °C durchgeführt wird, vorzugsweise unterhalb von 150°C.
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