DE112016006558T5

DE112016006558T5 - Verfahren zum Bilden einer CdTe-Dünnschicht-Solarzelle einschließlich eines Metalldotierungsschritts und eines Systems zum Durchführen des Metalldotierungsschritts

Info

Publication number: DE112016006558T5
Application number: DE112016006558.2T
Authority: DE
Inventors: Christian Drost; Bettina Späth; Sven Frauenstein; Michael Harr; Shou Peng
Original assignee: China Triumph International Engineering Co Ltd; CTF Solar GmbH
Current assignee: China Triumph International Engineering Co Ltd; CTF Solar GmbH
Priority date: 2016-12-27
Filing date: 2016-12-27
Publication date: 2018-11-29
Also published as: WO2018119685A1; CN108604502B; CN108604502A

Abstract

Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer CdTe-Solarzelle, beginnend mit der Bereitstellung einer halbfertigen CdTe-Solarzelle, die ein CdTe enthält, das eine erste Oberfläche der halbfertigen CdTe-Solarzelle bildet. Auf der ersten Oberfläche der halbfertigen CdTe-Solarzelle wird eine Metallschicht aufgebracht und eine wässrige Lösung, die Metallionen oder Metall enthaltende Ionen umfasst, wird auf der Rückseite der halbfertigen CdTe-Solarzelle aufgebracht und später entfernt. Aufbringen und Entfernen der wässrigen Lösung können vor oder nach dem Aufbringen der Metallschicht durchgeführt werden. Des Weiteren wird die halbfertige CdTe-Solarzelle zusätzlich beleuchtet oder an der halbfertigen CdTe-Solarzelle wird für einen ersten Zeitraum der Zeit, in der die wässrige Lösung auf der Rückseite der halbfertigen CdTe-Solarzelle vorhanden ist, oder für einen zweiten Zeitraum nach dem Entfernen der wässrigen Lösung und vor dem Aufbringen der Metallschicht eine äußere elektrische Energie angelegt.

Description

Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer CdTe-Solarzelle einschließlich eines Metalldotierungsschritts und eines Systems zum Durchführen dieses Metalldotierungsschritts.
Im Stand der Technik weist eine CdTe-Solarzelle die folgende Struktur auf: Auf einem Glassubstrat wird eine Schicht eines transparenten leitfähigen Oxids (transparent conducting oxide, TCO) als Frontkontakt abgeschieden. Die TCO-Schicht kann eine hochohmige Pufferschicht umfassen, die hilft, den Shunt-Effekt in der Solarzelle zu minimieren. Darauf wird eine Schicht aus Cadmiumsulfid (CdS) und darauf eine Schicht aus Cadmiumtellurid (CdTe) abgeschieden. Schließlich wird eine Metallschicht, z. B. aus Molybdän, Nickel Vanadium, Tantal, Titan, Wolfram, Gold oder jegliche Zusammensetzung oder Verbindung, die eines dieser Elemente umfasst, aufgebracht, um die Ladungsträger zu sammeln. Dieses Verfahren wird Superstrat-Konfiguration genannt.
Um einen hohen Wirkungsgrad der Solarzelle zu erreichen, sollte ein guter ohmscher Kontakt zwischen der CdTe-Schicht und der Metallschicht etabliert werden. Dazu kann Kupfer in die CdTe-Schicht an der Grenzfläche zur Metallschicht eingeführt werden. Das Kupfer kann auf der CdTe-Schicht als eine elementare Schicht, die nur Kupfer umfasst, oder als ein Dotierungsmittel, das in einem anderen Material enthalten ist, oder als ein Ion oder Teil einer chemischen Verbindung bereitgestellt werden. Das Kupfer kann beispielsweise aus einem Gas, z. B. durch Sputtern, oder aus einer wässrigen Lösung, z. B. aus Kupferchlorid oder einem Kupfersalz auf die CdTe-Schicht aufgebracht werden. Nach dem Aufbringen des Kupfers auf der CdTe-Schicht kann eine Temperaturbehandlung durchgeführt werden. Im Stand der Technik wird jeglicher Prozess zum Einführen von Kupfer in die CdTe-Schicht als Kupferdotierungsschritt bezeichnet.
Jedoch wandert Kupfer sehr leicht innerhalb des CdTe und kann daher im Laufe der Zeit die Eigenschaften der CdTe-Solarzelle verschlechtern. Daher ist es sehr wichtig, die Menge und Position von in die CdTe-Schicht eingeführtem Kupfer präzise zu steuern, um einen guten ohmschen Kontakt zu erhalten und gleichzeitig das Risiko einer Kupferwanderung zu verringern. Dies kann zum Beispiel durch eine Steuerung der Kupferkonzentration in der wässrigen Lösung oder der Dauer, für die eine wässrige Lösung auf der CdTe-Schicht bereitgestellt wird, oder der Wärmebilanz des Temperaturbehandlungsschritts, die durch Temperatur und Dauer dieses Schritts definiert ist, erfolgen. Unglücklicherweise können einige dieser Parameter nicht so genau gesteuert werden, wie es notwendig wäre.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Bilden einer CdTe-Dünnschichtzelle einschließlich eines Metalldotierungsschritts bereitzustellen, wobei dieses Verfahren eine verbesserte Steuerung der Menge und der Position der Metallionen bietet, die durch den Metalldotierungsschritt in die CdTe-Schicht eingeführt werden. Ein weitere Aufgabe ist es, ein System bereitzustellen, das zur Durchführung dieses Verfahrens geeignet ist.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Anmeldung umfasst die Schritte, bereitstellen einer halbfertigen CdTe-Solarzelle, aufbringen einer wässrigen Lösung, die Metallionen oder Metall-enthaltende Ionen umfasst, auf eine Rückseite der halbfertigen CdTe-Solarzelle, entfernen der wässrigen Lösung von der Rückseite der halbfertigen CdTe-Solarzelle und aufbringen einer Metallschicht auf eine erste Oberfläche der halbfertigen CdTe-Solarzelle , um einen Rückkontakt zu bilden. Die halbfertige CdTe-Solarzelle enthält mindestens ein transparentes Substrat, eine Frontkontaktschicht, eine CdS-Schicht und eine CdTe-Schicht, wobei eine Oberfläche der CdTe-Schicht gegenüber dem transparenten Substrat die erste Oberfläche der halbfertigen CdTe-Solarzelle bildet. Die Rückseite, auf welcher die wässrige Lösung aufgebracht wird, ist entweder die erste Oberfläche der halbfertigen CdTe-Solarzelle oder eine erste Oberfläche der Metallschicht, die dem transparenten Substrat gegenüberliegt. Die halbfertige CdTe-Solarzelle kann weitere Schichten zwischen den erwähnten Schichten umfassen und eine oder mehrere Schichten, beispielsweise die Frontkontaktschicht, kann auch als eine Schichtabfolge geformt werden, wie im Stand der Technik bekannt. Die Frontkontaktschicht ist üblicherweise transparent und wird häufig durch ein transparentes leitfähiges Oxid (TCO) ausgeführt. Die CdS-Schicht, die CdTe-Schicht und die Frontkontaktschicht oder die Schichtabfolge werden durch im Stand der Technik bekannte Verfahren gebildet.
Die wässrige Lösung kann auf der Rückseite der halbfertigen CdTe-Solarzelle mittels Verfahren aufgebracht werden, die im Stand der Technik bekannt sind, wie etwa, aber nicht beschränkt auf:

- Eintauchen der halbfertigen CdTe-Solarzelle (oder der Rückseite der halbfertigen CdTe-Solarzelle) in die in einem Behälter befindliche wässrige Lösung,
- Aufsprühen,
- Schleuderbeschichten,
- Walzbeschichten mit einer Schwammwalze usw.

Die wässrige Lösung kann eine Lösung eines Metallsalzes, beispielsweise CuCl₂, CuSO₄, Cu(NO₃)₂, SbCl₃, AsCl₃, AgCl oder jeglicher anderen Verbindung sein, die Metall-enthaltende Komplexe umfasst. In der Lösung liegt das Metall in Form von Metallionen oder gebunden in elektrisch geladenen Komplexen, d. h. in Metall enthaltenden Ionen, vor. Die wässrige Lösung enthält das Metall in einer Konzentration im Bereich zwischen 0,05 mmol/l und 10 mmol/l. Infolgedessen werden Ionen eines Metalls, beispielsweise von Kupfer (Cu), Antimon (Sb), Silber (Ag) oder Arsen (As), in die CdTe-Schicht eingeführt oder anders gesagt: Die CdTe-Schicht wird mit Metallionen dotiert.
Die wässrige Lösung kann von der Rückseite der halbfertigen CdTe-Solarzelle durch Entnehmen der halbfertigen CdTe-Solarzelle aus der in einem Behälter befindlichen wässrigen Lösung und/oder durch Blasen, Spülen mit einer Reinigungslösung, Trocknen oder einer Kombination davon, oder durch andere im Stand der Technik bekannten Verfahren entfernt werden.
Der Schritt des Aufbringens einer Metallschicht auf der ersten Oberfläche der halbfertigen CdTe-Solarzelle ist aus dem Stand der Technik bekannt und kann das Abscheiden einer Schicht aus Molybdän, Nickel Vanadium, Gold, Tantal, Wolfram, Legierungen von Molybdän, Tantal, Titan und Wolfram, Verbindungen, die Molybdän oder Wolfram oder andere Materialien umfassen, oder das Abscheiden von Kombinationen oder Schichtabfolgen aus verschiedenen dieser Materialien unter Verwendung von Sputtern, Verdampfen/Sublimation oder chemischer Gasphasenabscheidung oder jeglicher anderen geeigneten Abscheidungstechnik umfassen. Darüber hinaus kann der Schritt des Aufbringens einer Metallschicht auch die Bildung einer zusätzlichen Schicht eines weiteren Materials wie ZnTe, Cu₂O, Cu₂Te, CuTe oder anderen Metalltellurid-Verbindungen zwischen der ersten Oberfläche der halbfertigen CdTe-Solarzelle und der Metallschicht enthalten, wie ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Gemäß der vorliegenden Anmeldung wird die halbfertige CdTe-Solarzelle zusätzlich beleuchtet und/oder an die halbfertige CdTe-Solarzelle wird eine elektrische Energie angelegt, indem die Solarzelle elektrisch leitend mit einer elektrischen Energieversorgung verbunden wird. Infolgedessen wird ein zusätzliches elektrisches Feld über der halbfertigen CdTe-Solarzelle gebildet. Dieser Schritt des zusätzlichen Beleuchtens und/oder des Anlegens einer elektrischen Energie kann für einen ersten Zeitraum der Zeit, in der die wässrige Lösung auf der Rückseite der halbfertigen CdTe-Solarzelle vorhanden ist, und/oder für einen zweiten Zeitraum nach dem Durchführen des Schritts des Entfernens der wässrigen Lösung von der Rückseite der halbfertigen CdTe-Solarzelle und vor dem Schritt des Aufbringens einer Metallschicht auf der ersten Oberfläche durchgeführt werden. Der erste Zeitraum kann die gesamte Zeit zwischen dem Beginn des Schritts des Aufbringens einer wässrigen Lösung und dem Ende des Schritts des Entfernens der wässrigen Lösung, d. h. die gesamte Zeit, in der die wässrige Lösung zumindest teilweise auf der Rückseite der halbfertigen CdTe-Solarzelle vorhanden ist, oder nur ein Teil dieser Zeitdauer sein. Die zweite Zeitdauer kann die gesamte Zeit zwischen dem Ende des Schritts des Entfernens der wässrigen Lösung und dem Beginn des Schritts des Aufbringens einer Metallschicht, d. h. die gesamte Zeit zwischen diesen beiden Schritten, oder nur ein Teil dieser Zeitdauer sein.
Daher gibt es vier mögliche Prozessabläufe gemäß der vorliegenden Anmeldung, wobei die Schritte in der erwähnten Abfolge durchgeführt werden und wobei nur der Schritt des zusätzlichen Beleuchtens und/oder Anlegens einer elektrischen Energie mit den Schritten des Aufbringens einer wässrigen Lösung und Entfernens der wässrigen Lösung in dem ersten, dem zweiten und dem ersten Teil des vierten Prozessablaufs überlappen kann:

1. Bereitstellen der halbfertigen CdTe-Solarzelle, Aufbringen einer wässrigen Lösung, zusätzliches Beleuchten und/oder Anlegen einer elektrischen Energie, Entfernen der wässrigen Lösung und Aufbringen einer Metallschicht;
2. Bereitstellen der halbfertigen CdTe-Solarzelle, Aufbringen einer Metallschicht, Aufbringen einer wässrigen Lösung, zusätzliches Beleuchten und/oder Anlegen einer elektrischen Energie und Entfernen der wässrigen Lösung;
3. Bereitstellen der halbfertigen CdTe-Solarzelle, Aufbringen einer wässrigen Lösung, Entfernen der wässrigen Lösung, zusätzliches Beleuchten und/oder Anlegen einer elektrischen Energie und Aufbringen einer Metallschicht;
4. Bereitstellen der halbfertigen CdTe-Solarzelle, Aufbringen einer wässrigen Lösung, zusätzliches Beleuchten und/oder Anlegen einer elektrischen Energie, Entfernen der wässrigen Lösung, zusätzliches Beleuchten und/oder Anlegen einer elektrischen Energie und Aufbringen einer Metallschicht.

Der vierte Fall ist eine Kombination des ersten Falls und des dritten Falls. Im ersten Fall, dem dritten Fall und dem vierten Fall wird die Rückseite der halbfertigen CdTe-Solarzelle, auf welche die wässrige Lösung aufgebracht wird, durch eine Oberfläche der CdTe-Schicht gebildet, welche die erste Oberfläche der halbfertigen CdTe-Solarzelle ist. Im zweiten Fall wird die Rückseite der halbfertigen CdTe-Solarzelle, auf welche die wässrige Lösung aufgebracht wird, durch die erste Oberfläche der Metallschicht gebildet.
Das zusätzliche elektrische Feld über der halbfertigen CdTe-Solarzelle, das durch die zusätzliche Beleuchtung oder die zugeführte elektrische Energie gebildet wird, überlagert das irhärente elektrische Feld, das durch den pn-Übergang zwischen der CdS-Schicht und der CdTe-Schicht gebildet wird. „Überlagert“ bedeutet, dass das zusätzliche elektrische Feld das inhärente elektrische Feld entweder verstärkt oder ihm entgegenwirkt. Im Falle der zusätzlichen Beleuchtung oder des Inkontaktbringens der Frontkontaktschicht mit einem negativen Pol der Energieversorgung wandern mehr Metallionen oder positiv geladene, Metall-enthaltende Komplexe innerhalb der CdTe-Schicht in Richtung der CdS-Schicht als ohne die zusätzliche Beleuchtung oder die äußere Zufuhr von elektrischer Energie. Im Falle des Inkontaktbringens der Frontkontaktschicht mit einem positiven Pol der Energieversorgung wird die Wanderung von Metallionen oder positiv geladenen, Metall-enthaltenden Komplexen innerhalb der CdTe-Schicht in Richtung der CdS-Schicht verglichen mit dem Fall ohne die äußere Zufuhr von elektrischer Energie verringert. Daher können die Menge und der Ort von Metallionen, die durch einen Metalldotierungsschritt innerhalb der CdTe-Schicht eingeführt werden, präziser gesteuert werden, verglichen mit dem Kupferbehandlungsschritt des Stands der Technik, bei dem nur die Steuerung der Kupferkonzentration in der wässrigen Lösung oder die Dauer des Kupferbehandlungsschritts beeinflusst werden können.
Daher umfasst der Metalldotierungsschritt gemäß der vorliegenden Anmeldung die folgenden drei Unterschritte: Aufbringen einer wässrigen Lösung, die Metallionen oder Metall-enthaltende Ionen umfasst, auf der Rückseite der halbfertigen CdTe-Solarzelle, Entfernen der wässrigen Lösung von der Rückseite der halbfertigen CdTe-Solarzelle und zusätzliches Beleuchten und/oder elektrisches Verbinden der halbfertigen CdTe-Solarzelle mit einer elektrischen Energieversorgung für einen ersten Zeitraum oder einen zweiten Zeitraum, wobei jeder Unterschritt jeweils an einem definierten Platz innerhalb des gesamten Prozessablaufs durchgeführt wird.
„Zusätzliche Beleuchtung“ bedeutet eine Beleuchtung, die höher ist als eine Beleuchtung aufgrund des Lichts, das während des Kupferbehandlungsschritts nach dem Stand der Technik vorhanden ist. Im Stand der Technik wird dieser Schritt üblicherweise nicht in einer Dunkelkammer durchgeführt, sondern unter normalen Produktionsbedingungen, einschließlich üblicher Beleuchtungsbedingungen. Die „zusätzliche Beleuchtung“ wird zusätzlich zu diesen Beleuchtungsbedingungen durch eine spezielle Beleuchtungseinheit bereitgestellt und liefert ein zusätzliches Licht mit einer Beleuchtungsstärke im Bereich von 5.000 bis 200.000 Ix.
Das Licht, mit dem die halbfertige CdTe-Solarzelle zusätzlich beleuchtet wird, weist eine Wellenlänge im Absorptionsbereich der CdTe-Solarzelle und vorzugsweise im Bereich zwischen 300 bis 900 nm auf.
Wenn die halbfertige CdTe-Solarzelle elektrisch leitend mit einer elektrischen Energieversorgung verbunden wird, stellt diese elektrische Energieversorgung ein zusätzliches elektrisches Feld über der halbfertigen CdTe-Solarzelle bereit. Das zusätzliche elektrische Feld kann zwischen der wässrigen Lösung und der Frontkontaktschicht der halbfertigen CdTe-Solarzelle oder zwischen Erde und der Frontkontaktschicht bereitgestellt werden, wenn die wässrige Lösung nicht auf der Rückseite der halbfertigen CdTe-Solarzelle vorhanden ist. Beispielsweise kann die Frontkontaktschicht der halbfertigen CdTe-Solarzelle elektrisch leitfähig mit einem ersten Kontakt der elektrischen Energieversorgung verbunden sein und die wässrige Lösung kann elektrisch mit einem zweiten Kontakt der elektrischen Energieversorgung verbunden sein. Dessen ungeachtet ist es auch möglich, nur die Frontkontaktschicht zu kontaktieren und die wässrige Lösung unverbunden zu lassen, d. h. floatend , oder sie mit der Erde zu verbinden. Das zusätzliche elektrische Feld kann zu einem elektrischen Strom führen, der durch die halbfertige CdTe-Solarzelle fließt und einen Absolutwert größer als Null und kleiner als oder gleich dem doppelten Kurzschlussstrom der CdTe-Solarzelle aufweist. Das heißt, der elektrische Strom kann verglichen mit dem Kurzschlussstrom positiv oder negativ sein.
Es kann nur eine der Maßnahmen, zusätzliche Beleuchtung und elektrische Energieversorgung, als einzige Maßnahme durchgeführt werden oder beide Maßnahmen können getrennt voneinander nacheinander in jeder beliebigen Reihenfolge oder gleichzeitig durchgeführt werden. Werden beide Maßnahmen durchgeführt, kann die Exposition mit Licht, d. h. die Menge der Energie, der zusätzlichen Beleuchtung und/oder die elektrische Energie, verringert werden, verglichen mit dem Fall, in dem nur eine Maßnahme durchgeführt wird.
Der erste Zeitraum oder der zweite Zeitraum, in dem eine oder beide Maßnahmen durchgeführt werden, liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 5 s (Sekunden) bis 30 min (Minuten). Die Dauer des ersten Zeitraums oder des zweiten Zeitraums hängt von der Leuchtdichte und/oder der elektrischen Energie bzw. der Metallkonzentration innerhalb der wässrigen Lösung und der erwünschten Verteilung des Metalls innerhalb der halbfertigen CdTe-Solarzelle ab.
Darüber hinaus wird die Temperatur der halbfertigen CdTe-Solarzelle so gesteuert, dass sie während des ersten Zeitraums, d. h., während eine oder beide der erwähnten Maßnahmen durchgeführt werden und die wässrige Lösung auf der Rückseite vorhanden ist, im Bereich zwischen 25 °C und 80 °C liegt. Wenn der Schritt des zusätzlichen Beleuchtens und/oder Anlegens von elektrischer Energie ausgeführt wird, nachdem die wässrige Lösung bereits entfernt wurde, wird die Temperatur der halbfertigen CdTe-Solarzelle so gesteuert, dass sie während des zweiten Zeitraums im Bereich zwischen 25 °C und 225 °C liegt. Die Temperatur der halbfertigen CdTe-Solarzelle ist ein weiterer Parameter zum Steuern der Verteilung des eingeführten Metalls innerhalb der halbfertigen CdTe-Solarzelle. Um eine erwünschte Temperatur zu erreichen, kann die halbfertige CdTe-Solarzelle erhitzt oder gekühlt oder nacheinander erhitzt und gekühlt werden, in jeder beliebigen Reihenfolge während des ersten Zeitraums oder des zweiten Zeitraums.
Infolgedessen stehen einem Fachmann nun eine große Anzahl von Parametern zur Verfügung, die er oder sie steuern kann, um eine erwünschte Verteilung eines Metalls innerhalb der halbfertigen CdTe-Solarzelle zu erreichen: die Leuchtdichte der zusätzlichen Beleuchtung, die elektrische Energie, die durch die elektrische Energieversorgung zugeführt wird, die Dauer des ersten Zeitraums oder des zweiten Zeitraums, die Temperatur der halbfertigen CdTe-Solarzelle während des ersten Zeitraums oder des zweiten Zeitraums, die Konzentration des Metalls innerhalb der wässrigen Lösung und die Dauer des Vorhandenseins der wässrigen Lösung auf der Rückseite. So kann eine Überdotierung der halbfertigen CdTe-Solarzelle mit dem Metall, d. h. das Einführen einer Metallmenge, die höher ist als zum Bilden eines guten ohmschen Kontakts erforderlich, sowie die daraus folgende Degradation der fertigen CdTe-Solarzelle verringert werden, während das Prozessfenster für den Metalldotierungsschritt sich vergrößert.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Anmeldung kann weitere Schritte umfassen, wie einen Temperaturbehandlungsschritt oder einen Konditionierungsschritt, der das Beleuchten und/oder Bereitstellen einer elektrischen Energie für die CdTe-Solarzelle enthält, oder eine Kombination dieser Schritte. Jedoch werden diese Schritte, die im Stand der Technik bekannt sind, mindestens nach dem Schritt des Aufbringens einer Metallschicht auf der ersten Oberfläche der halbfertigen CdTe-Solarzelle durchgeführt, um einen Rückseitenkontakt zu bilden und ohne das Vorhandensein der wässrigen Lösung.
Gemäß der vorliegenden Anmeldung umfasst ein System zum Durchführen eines Metalldotierungsschritts einer halbfertigen CdTe-Solarzelle eine erste Einheit zum Aufbringen einer wässrigen Lösung, die Metallionen oder Metall-enthaltende Ionen umfasst, auf einer Rückseite einer halbfertigen CdTe-Solarzelle, eine zweite Einheit zum Entfernen der wässrigen Lösung von der Rückseite der halbfertigen CdTe-Solarzelle und eine Beleuchtungseinheit. Die halbfertige CdTe-Solarzelle enthält mindestens ein transparentes Substrat, eine Frontkontaktschicht, eine CdS-Schicht und eine CdTe-Schicht, wobei die Rückseite der halbfertigen CdTe-Solarzelle eine Oberfläche der halbfertigen CdTe-Solarzelle gegenüber der transparenten Schicht ist. Insbesondere kann die halbfertige CdTe-Solarzelle ein transparentes Substrat, eine Frontkontaktschicht, eine CdS-Schicht und eine CdTe-Schicht umfassen, wobei die Rückseite durch eine Oberfläche der CdTe-Schicht gebildet wird oder die halbfertige CdTe-Solarzelle kann ein transparentes Substrat, eine Frontkontaktschicht, eine CdS-Schicht, eine CdTe-Schicht und eine Metallschicht umfassen, wobei die Rückseite durch eine Oberfläche der Metallschicht gebildet ist. Die Beleuchtungseinheit ist geeignet für das zusätzliche Beleuchten der halbfertigen CdTe-Solarzelle für einen ersten Zeitraum, während die wässrige Lösung auf der Rückseite der halbfertigen CdTe-Solarzelle vorhanden ist.
Die Beleuchtungseinheit kann mit der ersten Einheit und/oder der zweiten Einheit kombiniert werden, sodass alle kombinierten Einheiten ihre Funktion mindestens zu einem Teil ihrer jeweiligen Prozesszeit gleichzeitig durchführen. Wenn beispielsweise die erste Einheit einen Behälter, der die wässrige Lösung enthält, und eine Komponente zum Eintauchen der halbfertigen CdTe-Solarzelle in die wässrige Lösung umfasst, kann die Beleuchtungseinheit so angeordnet sein, dass das durch sie erzeugte Licht die halbfertige CdTe-Solarzelle mindestens einen Teil der Zeit beleuchtet, in der die halbfertige CdTe-Solarzelle in die wässrige Lösung getaucht wird. Dessen ungeachtet ist es möglich, dass die erste Einheit und die Beleuchtungseinheit oder die zweite Einheit und die Beleuchtungseinheit ihre Funktionen nacheinander durchführen, obwohl sie kombiniert sind. „Kombination der ersten Einheit und/oder der zweiten Einheit und der Beleuchtungseinheit“ bedeutet, dass ein Prozessbereich der Beleuchtungseinheit zumindest teilweise mit der ersten Einheit und/oder mit der zweiten Einheit überlappt. „Prozessbereich“ meint den räumlichen Bereich, in welchem durch die Beleuchtungseinheit erzeugtes Licht auf die halbfertige CdTe-Solarzelle einwirkt. In einer Ausführungsform sind die erste Einheit und die Beleuchtungseinheit in einer Einheit angeordnet.
Es ist jedoch auch möglich, dass die Beleuchtungseinheit räumlich von der ersten Einheit und/oder der zweiten Einheit getrennt ist, sodass die Beleuchtungseinheit in einer Ablaufreihenfolge von Einheiten nach der ersten Einheit und vor der zweiten Einheit angeordnet ist. Die Ablaufreihenfolge von Einheiten beschreibt die Reihenfolge der Einheiten, in der sie verwendet werden. Eine räumliche Anordnung der Einheiten in einer Produktionshalle kann sich von der Ablaufreihenfolge der Einheiten unterscheiden. Während sich die halbfertige CdTe-Solarzelle innerhalb des Prozessbereichs der Beleuchtungseinheit befindet, ist die wässrige Lösung zumindest teilweise auf der ersten Oberfläche der halbfertigen CdTe-Solarzelle vorhanden. Beispielsweise könnte die erste Einheit einen Behälter, der die wässrige Lösung enthält, und eine Komponente zum Eintauchen der halbfertigen CdTe-Solarzelle in die wässrige Lösung umfassen oder sie könnte eine Düseneinheit zum Sprühen der wässrigen Lösung auf die Rückseite der halbfertigen CdTe-Solarzelle umfassen oder sie könnte eine Walzeneinheit zum Walzbeschichten der wässrigen Lösung auf die Rückseite der halbfertigen CdTe-Solarzelle umfassen. In allen Fällen ist der Prozessbereich der Beleuchtungseinheit räumlich von der ersten Einheit getrennt. Daher beendet die erste Einheit ihre Arbeitsleistung, d. h. durch Entfernen der halbfertigen CdTe-Solarzelle aus dem Behälter, der die wässrige Lösung enthält, oder durch Stoppen des Sprühens oder Walzbeschichtens der wässrigen Lösung auf die Rückseite der halbfertigen CdTe-Solarzelle, und anschließend wird die halbfertige CdTe-Solarzelle von der ersten Einheit zu dem Prozessbereich der Beleuchtungseinheit transportiert und dort beleuchtet. In diesem Fall ist die Beleuchtungseinheit so ausgebildet, dass die wässrige Lösung während der Beleuchtung auf der Rückseite der halbfertigen CdTe-Solarzelle verbleibt. Beispielsweise besitzt die Beleuchtungseinheit einen Halter, der die halbfertige CdTe-Solarzelle so hält, dass die Rückseite horizontal gehalten wird und dass die seitliche Verteilung der wässrigen Lösung über die seitlichen Ausdehnungen der Rückseite sich verglichen mit derjenigen, die aus der ersten Einheit zum Auftragen der wässrigen Lösung resultiert, nicht verändert. Anschließend wird die halbfertige CdTe-Solarzelle von der Beleuchtungseinheit zur zweiten Einheit transportiert, wo die wässrige Lösung von der Rückseite der halbfertigen CdTe-Solarzelle entfernt wird.
Die Beleuchtungseinheit ist geeignet, um die halbfertige CdTe-Solarzelle mit einem Licht zu beleuchten, das eine Wellenlänge im Absorptionsbereich der CdTe-Solarzelle aufweist, und vorzugsweise mit Licht mit einer Wellenlänge im Bereich zwischen 300 bis 900 nm.
In einer besonderen Ausführungsform umfasst das System weiterhin eine dritte Einheit zum Steuern einer Temperatur der halbfertigen CdTe-Solarzelle, damit diese während des ersten Zeitraums im Bereich zwischen 25 °C und 80 °C liegt. Die dritte Einheit kann eine Heizvorrichtung oder eine Kühlvorrichtung oder eine Kombination davon umfassen, je nach der gewünschten Temperatur der halbfertigen CdTe-Solarzelle.
Beispielsweise können die Beleuchtungseinheit und die dritte Einheit in einem temperierten Tunnel kombiniert sein, der eine oder eine Vielzahl von Licht-erzeugenden Lampen enthält. Dieser Tunnel kann in einer Ablaufreihenfolge von Einheiten nach der ersten Einheit, welche die wässrige Lösung auf die Rückseite einer halbfertigen CdTe-Solarzelle aufbringt, beispielsweise durch Sprühen oder Walzbeschichten, und vor der zweiten Einheit angeordnet sein.
Zusätzlich zu der Beleuchtungseinheit kann das System eine elektrische Energieversorgung und eine Kontaktvorrichtung zum Verbinden der Frontkontaktschicht der halbfertigen CdTe-Solarzelle mit der elektrischen Energieversorgung während des ersten Zeitraums umfassen. Die elektrische Energieversorgung ist geeignet, um ein zusätzliches elektrisches Feld über der halbfertigen CdTe-Solarzelle zu bilden, wenn sie mit der halbfertigen CdTe-Solarzelle verbunden ist.

1A bis 1C zeigen schematisch beispielhafte Prozessabläufe des Verfahrens gemäß der vorliegenden Anmeldung.
2 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform des Systems gemäß der vorliegenden Anmeldung, wobei die erste Einheit und die Beleuchtungseinheit miteinander kombiniert sind.
3 zeigt schematisch eine zweite Ausführungsform des Systems gemäß der vorliegenden Anmeldung, wobei die erste Einheit und die Beleuchtungseinheit getrennt voneinander sind.

Das Verfahren und das System gemäß der Erfindung werden im Folgenden in beispielhaften Ausführungsformen erklärt, wobei die Figuren nicht dazu gedacht sind, eine Einschränkung der gezeigten Ausführungsformen zu implizieren.
1A zeigt einen ersten beispielhaften Prozessablauf des Verfahrens gemäß der vorliegenden Anmeldung. Zu Beginn wird in einem Schritt S110 eine halbfertige CdTe-Solarzelle mit einer ersten Oberfläche wie oben beschrieben bereitgestellt. In einem nächsten Schritt S120 wird eine wässrige Lösung, die wie oben beschrieben Metallionen umfasst, auf die erste Oberfläche aufgebracht, d. h. auf eine Oberfläche der CdTe-Schicht. Die wässrige Lösung ist zumindest teilweise auf der ersten Oberfläche der halbfertigen CdTe-Solarzelle vorhanden, bis sie in einem Schritt S140 vollständig von der ersten Oberfläche entfernt wird, d. h. in einem Zeitraum wässriger Gegenwart, der mit t_A bezeichnet wird. Die Zeit vom Beginn von Schritt S120 bis zum Ende von Schritt S140 ist die Zeit des Metalldotierungsschritts, die durch t_D bezeichnet wird, die in diesem Beispiel gleich dem Zeitraum t_A ist. Über einen ersten Zeitraum t₁ während der Zeit t_A wird die halbfertige CdTe-Solarzelle zusätzlich beleuchtet (Schritt S131) und/oder es wird eine elektrische Energie an die halbfertige CdTe-Solarzelle angelegt (Schritt S132). Das heißt, einer oder beide Schritte S131 und S132 können durchgeführt werden. Wenn beide Schritte durchgeführt werden, können die Schritte S131 und S132 gleichzeitig oder teilweise überlappend oder vollständig zeitlich voneinander getrennt geführt werden. Das heißt, die Zeiträume t₃₁ und t₃₂ , in denen Schritt S131 und Schritt S132 jeweils durchgeführt werden, können gleich sein oder können sich voneinander unterscheiden und sie können vollständig oder teilweise überlappen oder auf der Zeitskala vollständig voneinander getrennt sein. Jedoch ist der gesamte Zeitraum, d. h. die Summe aller Zeiträume, in der mindestens einer der Schritte S131 und Schritt S132 durchgeführt wird, der in 1A gezeigte erste Zeitraum t₁ . Die Schritte S131 und/oder S132 können mit Schritt S120 und/oder mit Schritt S140 überlappen. Anschließend an Schritt S140 wird eine Metallschicht auf der ersten Oberfläche der halbfertigen CdTe-Solarzelle aufgebracht (Schritt S150). Die Kombination der Gesamtheit der Schritte S120, S131, S132 und S140 wird Metalldotierungsschritt gemäß der vorliegenden Anmeldung genannt.
In 1B ist ein zweiter beispielhafter Prozessablauf des Verfahrens gemäß der vorliegenden Anmeldung schematisch dargestellt. Schritt S210 entspricht Schritt S110 von 1A. Dann wird im nächsten Schritt S220 eine Metallschicht auf der ersten Oberfläche der halbfertigen CdTe-Solarzelle aufgebracht. Infolgedessen hat die halbfertige CdTe-Solarzelle eine durch die Metallschicht gebildete Rückseite. Anschließend wird eine wässrige Lösung, die wie oben beschrieben Metallionen umfasst, auf die Rückseite aufgebracht, d. h. auf eine Oberfläche der Metallschicht (Schritt S230). Die wässrige Lösung ist zumindest teilweise auf der Rückseite der halbfertigen CdTe-Solarzelle vorhanden, bis sie in einem Schritt S250 vollständig von der Rückseite entfernt wird, d. h. in einem Zeitraum wässriger Gegenwart, der mit t_A bezeichnet wird. Die Zeit vom Beginn von Schritt S230 bis zum Ende von Schritt S250 ist die Zeit des Metalldotierungsschritts, die durch t_D bezeichnet wird, die wiederum gleich dem Zeitraum t_A ist. Über einen ersten Zeitraum t₁ während der Zeit t_A wird die halbfertige CdTe-Solarzelle zusätzlich beleuchtet (Schritt S241) und/oder es wird eine elektrische Energie an die halbfertige CdTe-Solarzelle angelegt (Schritt S242). Das heißt, einer oder beide Schritte S241 und S242 können durchgeführt werden. Wenn beide Schritte durchgeführt werden, können die Schritte S241 und S242 gleichzeitig oder teilweise überlappend oder vollständig zeitlich voneinander getrennt geführt werden. Das heißt, die Zeiträume t₄₁ und t₄₂ , in denen Schritt S241 und Schritt S242 jeweils durchgeführt werden, können gleich sein odersie können sich voneinander unterscheiden und sie können vollständig oder teilweise überlappen oder auf der Zeitskala vollständig voneinander getrennt sein. Jedoch ist der gesamte Zeitraum, d. h. die Summe aller Zeiträume, in der mindestens einer der Schritte S241 und Schritt S242 durchgeführt wird, der in 1B gezeigte erste Zeitraum t₁ . Wie in Bezug auf den ersten beispielhaften Prozessablauf in 1A beschrieben, können die Schritte S241 und/oder S242 mit Schritt S230 und/oder mit Schritt S250 überlappen. Die Kombination der Gesamtheit der Schritte S230, S241, S242 und S250 wird Metalldotierungsschritt gemäß der vorliegenden Anmeldung genannt.
Ein dritter beispielhafter Prozessablauf des Verfahrens gemäß der vorliegenden Anmeldung ist in Bezug auf 1C dargestellt. Schritt S310 entspricht Schritt S110 von 1A und Schritt S210 von 1B. Dann wird eine wässrige Lösung, die wie oben beschrieben Metallionen umfasst, auf die erste Oberfläche aufgebracht, d. h. auf eine Oberfläche der CdTe-Schicht (Schritt S320). Die wässrige Lösung ist zumindest teilweise auf der ersten Oberfläche der habfertigen CdTe-Solarzelle vorhanden, bis sie in einem Schritt S330 vollständig von der ersten Oberfläche entfernt wird, d. h. in einem Zeitraum wässriger Gegenwart, der mit t_A bezeichnet wird. Anschließend an Schritt S330 wird die halbfertige CdTe-Solarzelle über einen zweiten Zeitraum t₂ während eines Zwischenzeitraums t_I zwischen Schritt S330 und einem Schritt S350, in welchem eine Metallschicht auf der ersten Oberfläche aufgebracht wird, zusätzlich beleuchtet (Schritt S341) und/oder es wird eine elektrische Energie an die halbfertige CdTe-Solarzelle angelegt (Schritt S342). Das heißt, einer oder beide Schritte S341 und S342 können durchgeführt werden. Wenn beide Schritte durchgeführt werden, können die Schritte S341 und S342 gleichzeitig oder teilweise überlappend oder vollständig zeitlich voneinander getrennt geführt werden. Das heißt, die Zeiträume t₄₁ und t₄₂ , in denen Schritt S341 und Schritt S342 jeweils durchgeführt werden, können gleich sein oder sie können sich voneinander unterscheiden und sie können vollständig oder teilweise überlappen oder auf der Zeitskala vollständig voneinander getrennt sein. Jedoch ist der gesamte Zeitraum, d. h., die Summe aller Zeiträume, in der mindestens einer der Schritte S341 und Schritt S342 durchgeführt wird, der in 1C gezeigte zweite Zeitraum t₂ . Die Kombination der Gesamtheit der Schritte S320, S330, S341 und S342 wird Metalldotierungsschritt gemäß der vorliegenden Anmeldung genannt.
In 2 ist schematisch eine erste Ausführungsform (100) des Systems gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das System (100) umfasst eine erste Einheit (110), eine zweite Einheit (120), eine Beleuchtungseinheit (130) und eine elektrische Energieversorgung (140). Die erste Einheit (110) ist geeignet, um eine wässrige Lösung (20) wie oben beschrieben auf einer Rückseite (11) einer halbfertigen CdTe-Solarzelle (10) aufzubringen. Die Rückseite kann eine Oberfläche der CdTe-Schicht sein oder sie kann eine Oberfläche einer Metallschicht sein, die als Rückseitenkontaktschicht dient. Dazu umfasst die erste Einheit (110) einen Behälter (111), in dem die wässrige Lösung (20) enthalten ist, und eine Komponente (112) zum Eintauchen der halbfertigen CdTe-Solarzelle (10) in die wässrige Lösung (20). Die Komponente (112) kann beispielsweise ein Halter mit einer Klammer sein, der an der halbfertigen CdTe-Solarzelle (10) befestigt ist. Die wässrige Lösung (30) kann durch eine dritte Einheit (150) erhitzt werden, sodass die wässrige Lösung (20) eine Temperatur zwischen 25 °C und unter 100 °C (unterhalb des Siedepunkts der wässrigen Lösung) aufweist. Infolgedessen hat die halbfertige CdTe-Solarzelle (10) vorzugsweise eine Temperatur zwischen 25 °C und 80 °C, wenn sie in die wässrige Lösung (20) getaucht wird. Darüber hinaus ist eine Elektrode (113) vorgesehen, die ebenfalls in die wässrige Lösung (20) getaucht wird. Wenn die elektrische Energieversorgung (140) durch eine Kontaktvorrichtung, die beispielsweise elektrische Leiter (141) umfasst, mit ihrer einen Seite elektrisch leitend mit einer Frontkontaktschicht der halbfertigen CdTe-Solarzelle (10) und mit ihrer anderen Seite mit der Elektrode (113) verbunden wird, bildet sich zwischen der ersten Elektrode (113) und der wässrigen Lösung (20) auf einer Seite und der Frontkontaktschicht der halbfertigen CdTe-Solarzelle (10) auf der anderen Seite ein elektrisches Feld. Dadurch kann die Bewegung von Metallionen oder von Ionen, die geladenes Metall enthalten, innerhalb der wässrigen Lösung (20) und/oder innerhalb der halbfertigen CdTe-Solarzelle (10) gesteuert werden. Des Weiteren ist eine Beleuchtungseinheit (130), beispielsweise eine Halogenlampe mit einer Beleuchtungsstärke von 100.000 Ix, mit der ersten Einheit (110) kombiniert, sodass die Beleuchtungseinheit (130) die halbfertige CdTe-Solarzelle (10) beleuchtet, während sie in die wässrige Lösung (20) eingetaucht ist. Nach dem Entnehmen der halbfertigen CdTe-Solarzelle (10) aus der wässrigen Lösung (20) wird die halbfertige CdTe-Solarzelle (20) zu der zweiten Einheit (120) transportiert (was durch den Pfeil gezeigt ist). Die zweite Einheit (120), die aus dem Stand der Technik bekannt ist, umfasst beispielsweise eine Spülvorrichtung (121) und eine Trocknungsvorrichtung (122), die die wässrige Lösung (20) oder Reste davon von der Rückseite (11) der halbfertigen CdTe-Solarzelle (10) entfernen.
3 zeigt schematisch eine zweite Ausführungsform (200) des Systems gemäß der vorliegenden Erfindung. Das System (200) umfasst eine erste Einheit (210), eine zweite Einheit (220) und eine Beleuchtungseinheit (230). Die erste Einheit (210) umfasst eine Düsenanordnung oder eine Düsenvorrichtung (211), die durch eine Fluidleitung (213) mit einem Behälter (212) verbunden ist, der eine wässrige Lösung (20) enthält, wie oben beschrieben. Die wässrige Lösung (20) wird durch die Düsenvorrichtung (211) auf die Rückseite (11) einer halbfertigen CdTe-Solarzelle (10) gesprüht (wie durch die gestrichelten Pfeile angezeigt). Die Rückseite kann eine Oberfläche der CdTe-Schicht sein oder sie kann eine Oberfläche einer Metallschicht sein, die als Rückseitenkontaktschicht dient. Die halbfertige CdTe-Solarzelle (10) wird auf einem Halter (214) gehalten, der drehbar sein kann. Nach dem Aufbringen der wässrigen Lösung (20) auf der Rückseite (11) der halbfertigen CdTe-Solarzelle (10) wird die halbfertige CdTe-Solarzelle (10) mit der auf ihrer Rückseite (11) vorhandenen wässrigen Lösung zu einem temperierten Tunnel (240) transportiert, in dem die Beleuchtungseinheit (230) montiert ist. Die Beleuchtungseinheit (230) ist eine Lampenanordnung, die Licht mit einer Wellenlänge von 300 bis 800 nm und einer Beleuchtungsstärke von 30.000 bis 200.000 Ix bereitstellt. Während die halbfertige CdTe-Solarzelle (10) auf einem temperierten Halter (241) innerhalb des temperierten Tunnels (240) gehalten wird, beleuchtet die Beleuchtungseinheit (230) die halbfertige CdTe-Solarzelle (10) über einen ersten Zeitraum. Daher sind die erste Einheit (210) und die Beleuchtungseinheit (230) in der gezeigten zweiten Ausführungsform (200) des Systems voneinander getrennt. Um die halbfertige CdTe-Solarzelle (10) während der Beleuchtung bei einer gewünschten Temperatur zu halten, ist innerhalb des temperierten Tunnels (240) eine dritte Einheit (250), beispielsweise eine Kühlvorrichtung, montiert. Nach dem Beleuchten der halbfertigen CdTe-Solarzelle (10) wird die halbfertige CdTe-Solarzelle (10) von dem temperierten Tunnel (250) zur zweiten Einheit (220) transportiert, welche die gleichen oder andere Vorrichtungen umfassen kann, wie in Bezug auf 2 beschrieben.
In den in 2 und 3 gezeigten Beispielen ist die Beleuchtungseinheit (130, 230) so angeordnet, dass das von der Beleuchtungseinheit (130, 230) emittierte Licht auf die Rückseite (11) der halbfertigen CdTe-Solarzelle (10) fällt. Jedoch ist dies nur eine beispielhafte Anordnung der Beleuchtungseinheit, die verwendet werden könnte, wenn die Rückseite der halbfertigen CdTe-Solarzelle die erste Oberfläche der halbfertigen CdTe-Solarzelle, d. h. eine Oberfläche der CdTe-Schicht, ist. Wenn bereits eine Metallschicht auf der CdTe-Schicht aufgebracht wurde, sodass die Rückseite der halbfertigen CdTe-Solarzelle eine Oberfläche der Metallschicht ist, sollte die Beleuchtungseinheit innerhalb des Systems zum Durchführen eines Metalldotierungsschritts angeordnet sein, sodass das von der Beleuchtungseinheit emittierte Licht auf die Sonnenseite der halbfertigen CdTe-Solarzelle, d. h. auf das transparente Substrat, fällt. Die halbfertige CdTe-Solarzelle kann dessen ungeachtet in jedem Fall auf der Sonnenseite beleuchtet werden.
Die Ausführungsformen der Erfindung, die in der vorstehenden Beschreibung beschrieben wurden, sind Beispiele, die nur zu Darstellungszwecken gegeben wurden, und die Erfindung ist in keiner Weise darauf beschränkt. Jegliche Modifizierung, Variation, äquivalente Anordnung sowie Kombinationen von Ausführungsformen sollten als innerhalb des Umfangs der Erfindung eingeschlossen betrachtet werden.
Bezugsnummern

10: halbfertige CdTe-Solarzelle
11: Rückseite der halbfertigen CdTe-Solarzelle
20: wässrige Lösung
100, 200: System zum Durchführen eines Metalldotierungsschritts
110, 210: erste Einheit
111,212: Behälter
112: Komponente zum Eintauchen
113: Elektrode
120, 220: zweite Einheit
121: Spülvorrichtung
122: Trocknungsvorrichtung
130, 230: Beleuchtungseinheit
140: elektrische Stromversorgung
141: elektrischer Leiter
211: Düsenvorrichtung
213: Fluidleitung
214: Halter
240: temperierter Tunnel
241: temperierter Halter
150, 250: dritte Einheit
t₁: erster Zeitraum
t₂: zweiter Zeitraum
t_A: Zeitraum für die wässrige Gegenwart
t_D: Zeitraum für den Metalldotierungsschritt
t_I: Zwischenzeitraum
t₃₁, t₄₁: Zeitraum für zusätzliche Beleuchtung
t₃₂, t₄₂: Zeitraum zum Anlegen von elektrischer Energie

Claims

Verfahren zum Herstellen einer CdTe-Solarzelle, umfassend die Schritte: a) Bereitstellen einer halbfertigen CdTe-Solarzelle, enthaltend mindestens ein transparentes Substrat, eine Frontkontaktschicht, eine CdS-Schicht und eine CdTe-Schicht, wobei eine Oberfläche der CdTe-Schicht gegenüber dem transparenten Substrat eine erste Oberfläche der halbfertigen CdTe-Solarzelle bildet, b) Aufbringen einer wässrigen Lösung, die Metallionen oder Metall-enthaltende Ionen umfasst, auf eine Rückseite der halbfertigen CdTe-Solarzelle, c) Entfernen der wässrigen Lösung von der Rückseite der halbfertigen CdTe-Solarzelle, d) Aufbringen einer Metallschicht auf die erste Oberfläche der halbfertigen CdTe-Solarzelle, und e) zusätzlich Beleuchten der halbfertigen CdTe-Solarzelle und/oder Anlegen von elektrischer Energie an die halbfertige CdTe-Solarzelle, indem diese elektrisch leitend mit einer elektrischen Energieversorgung verbunden wird, wobei die Rückseite der halbfertigen CdTe-Solarzelle, entweder die erste Oberfläche der halbfertigen CdTe-Solarzelle oder eine erste Oberfläche der Metallschicht ist, die dem transparenten Substrat gegenüberliegt, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt e) für einen ersten Zeitraum der Zeit, in der die wässrige Lösung auf der Rückseite der halbfertigen CdTe-Solarzelle vorhanden ist, und/oder für einen zweiten Zeitraum nach Schritt c) und vor Schritt d) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte b) und c) vor Schritt d) durchgeführt werden, die Rückseite die erste Oberfläche der halbfertigen CdTe-Solarzelle ist und Schritt e) für den ersten Zeitraum, in welchem die wässrige Lösung auf der Rückseite der halbfertigen CdTe-Solarzelle vorhanden ist, durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte b) und c) nach Schritt d) durchgeführt werden, die Rückseite die erste Oberfläche der Metallschicht ist und Schritt e) für den ersten Zeitraum, in welchem die wässrige Lösung auf der Rückseite der halbfertigen CdTe-Solarzelle vorhanden ist, durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte b) und c) vor Schritt d) durchgeführt werden, die Rückseite die erste Oberfläche der halbfertigen CdTe-Solarzelle ist und Schritt e) für den zweiten Zeitraum nach Schritt c) und vor Schritt d) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht, mit dem die halbfertige CdTe-Solarzelle zusätzlich beleuchtet wird, eine Wellenlänge im Absorptionsbereich der CdTe-Solarzelle aufweist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlänge des Lichts im Bereich von 300 bis 900 nm liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Energieversorgung einen elektrischen Strom bereitstellt, der durch die halbfertige CdTe-Solarzelle fließt und einen Absolutwert größer als Null und kleiner als oder gleich dem doppelten Kurzschlussstrom der CdTe-Solarzelle aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Zeitraum oder der zweite Zeitraum in einem Bereich zwischen 5 s bis 30 min liegt.
Verfahren nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet dass eine Temperatur der halbfertigen CdTe-Solarzelle gesteuert wird, um während des ersten Zeitraums im Bereich zwischen 25 °C und 80 °C zu liegen.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperatur der halbfertigen CdTe-Solarzelle gesteuert wird, um während des zweiten Zeitraums im Bereich zwischen 25 °C und 225 °C zu liegen.
System zum Durchführen eines Metalldotierungsschritts einer halbfertigen CdTe-Solarzelle, wobei das System Folgendes umfasst: - eine erste Einheit zum Aufbringen einer wässrigen Lösung, die Metallionen oder Metall-enthaltende Ionen umfasst, auf eine Rückseite einer halbfertigen CdTe-Solarzelle, die mindestens ein transparentes Substrat, eine Frontkontaktschicht, eine CdS-Schicht und eine CdTe-Schicht enthält, wobei die Rückseite der halbfertigen CdTe-Solarzelle eine Oberfläche der halbfertigen CdTe-Solarzelle gegenüber dem transparenten Substrat ist, - eine zweite Einheit zum Entfernen der wässrigen Lösung von der Rückseite der halbfertigen CdTe-Solarzelle, und - eine Beleuchtungseinheit, geeignet für die zusätzliche Beleuchtung der halbfertigen CdTe-Solarzelle für einen ersten Zeitraum, während die wässrige Lösung, die von der ersten Einheit auf die halbfertige CdTe-Solarzelle aufgebracht wird, auf der Rückseite der halbfertigen CdTe-Solarzelle vorhanden ist.
System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinheit geeignet ist, um die halbfertige CdTe-Solarzelle mit Licht mit einer Wellenlänge im Absorptionsbereich der CdTe-Solarzelle zu beleuchten.
System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlänge des Lichts im Bereich von 300 bis 900 nm liegt.
System nach Anspruch 11, weiterhin umfassend eine dritte Einheit zum Steuern einer Temperatur der halbfertigen CdTe-Solarzelle, damit diese während des ersten Zeitraums im Bereich zwischen 25 °C und 80 °C liegt.
System nach Anspruch 11, weiterhin umfassend eine elektrische Energieversorgung und eine Kontaktvorrichtung zum Verbinden der halbfertigen CdTe-Solarzelle mit der elektrischen Energieversorgung, wobei die elektrische Energieversorgung geeignet ist, um während des ersten Zeitraums ein zusätzliches elektrisches Feld über der halbfertigen CdTe-Solarzelle zu bilden, wenn sie mit der halbfertigen CdTe-Solarzelle verbunden ist.