Bisher werden Solarzellen hauptsächlich in der Weise hergestellt, daß Silizium in sehr
reiner Form hergestellt und dann kristallin gezüchtet wird, daß das Silizium zweifach
mit Fremdatomen dotiert wird, wobei eine positiv dotierte an eine negativ dotierte
Siliziumschicht grenzt, und wobei die bei Lichtbestrahlung anfallende elektrische Energie
an beiden Seiten des Siliziums mit metallischen Elektroden abgegriffen wird (vgl.
Peter Würfel, Physik der Solarzellen, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg Berlin
Oxford 1995).So far, solar cells have been mainly manufactured in such a way that silicon in very
produced in pure form and then grown crystalline that the silicon twice
is doped with foreign atoms, a positively doped to a negatively doped
Boundary silicon layer, and the electrical energy generated by light irradiation
is tapped on both sides of the silicon with metallic electrodes (cf.
Peter Würfel, Physics of Solar Cells, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg Berlin
Oxford 1995).
Dieses Verfahren hat erhebliche Nachteile. Silizium, das zwar in großen Mengen zur
Verfügung steht, ist zumeist stark verunreinigt, es muß für die Herstellung von Solarzellen
in hochreiner Form vorliegen, muß somit in aufwendiger Weise gereinigt werden und
hat darüber hinaus den Nachteil, daß dieses Material sehr hart und deswegen schwierig
zu bearbeiten ist, und daß die Resorption der einfallenden Lichtenergie zu wünschen
übrig läßt. Silizium bildet eine oxydierte Schicht an der Oberfläche, die zwar einerseits
die Rekombination der Dotierung verhindert, andererseits aber den Wirkungsgrad der
Solarzelle herabsetzt. Der Wirkungsgrad von mit herkömmlichen Verfahren hergestellten
Solarzellen läßt daher zu wünschen übrig. Schließlich kann eine dauerhafte Dotierung mit
den bisher bekannten Verfahren nur dann erzielt werden, wenn Silizium in kristalliner
Form verwendet wird, so daß in zeitaufwendiger Weise Siliziumkristalle gezüchtet werden
müssen. All dies führt dazu, daß die Herstellung der Solarzellen relativ teuer ist, daß die
Gewinnung von Elektrizität aus Solarenergie aufgrund erheblicher Herstellungskosten nur
in Ausnahmefällen wirtschaftlich vertretbar ist und daß die umweltfreundliche Solar
energie nicht in breitem Umfang zum Einsatz kommen kann.This process has significant disadvantages. Silicon, which is used in large quantities
Is usually heavily contaminated, it must be used for the production of solar cells
are present in highly pure form, must therefore be cleaned in a complex manner and
also has the disadvantage that this material is very hard and therefore difficult
is to be processed, and that the absorption of the incident light energy to be desired
leaves. Silicon forms an oxidized layer on the surface
the recombination of the doping prevents, on the other hand, the efficiency of the
Degraded solar cell. The efficiency of those manufactured using conventional processes
Solar cells therefore leave something to be desired. Finally, permanent doping can be achieved with
the previously known methods can only be achieved if silicon in crystalline
Form is used so that silicon crystals are grown in a time-consuming manner
have to. All this leads to the fact that the production of the solar cells is relatively expensive, that the
Generating electricity from solar energy due to significant manufacturing costs only
in exceptional cases is economically justifiable and that the environmentally friendly solar
energy cannot be used on a wide scale.
Mit der im Patentanspruch angegebenen Erfindung soll eine Erhöhung des Wirkungs
grades sowie der Lebensdauer von Solarzellen sowie eine kostengünstige Produktion
von Solarzellen in größerer Stückzahl ermöglicht werden.
With the invention specified in the claim is intended to increase the effect
degrees and the lifespan of solar cells as well as cost-effective production
of solar cells in large numbers.
Dieses Problem wird durch die im Patentanspruch aufgeführte Herstellungsweise von
Solarzellen gelöst.This problem is caused by the method of production of
Solved solar cells.
Die mit der Erfindung erreichten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß Solarzellen
auf wesentlich einfachere, schnellere und damit billigere Weise als bisher hergestellt
werden können. Keramisches Material stellt einen elektrischen Nichtleiter (Isolator)
mit einem sehr hohen elektrischen Widerstand dar, der nicht aufwendig gereinigt zu
werden braucht, der somit auf einfache Weise dotiert werden kann, der sehr dünn
aufgebracht werden kann, und der schließlich im Wege des keramischen Brennens
auf kostengünstige Weise mit einem günstigen Wirkungsgrad in größerer Stückzahl
hergestellt und verarbeitet werden kann. Der Schutz der dotierten Schichten erfolgt
nach dem im Patentanspruch beschriebenen Verfahren mittels einer lichtdurchlässigen
Glasur und nicht durch Oxydation, was einerseits den Wirkungsgrad der Solarzelle
erhöht, andererseits deren Lebensdauer zugute kommt. Die auf der Trägerplatte
angebrachte metallisch leitende Schicht wirkt zusätzlich als Spiegel, was der Resorption
der einfallenden Lichtenergie zugute kommt.The advantages achieved with the invention are, in particular, that solar cells
manufactured in a much simpler, faster and therefore cheaper way than before
can be. Ceramic material represents an electrical non-conductor (insulator)
with a very high electrical resistance, which is not complicated to clean
are needed, which can thus be doped in a simple manner, which is very thin
can be applied, and finally by ceramic firing
in a cost-effective manner with a low level of efficiency
can be manufactured and processed. The doped layers are protected
according to the method described in the claim by means of a translucent
Glaze and not through oxidation, which on the one hand affects the efficiency of the solar cell
increased, on the other hand their lifespan benefits. The one on the backing plate
attached metallic conductive layer also acts as a mirror, which increases absorption
the incident light energy benefits.
Durch die vorstehend beschriebene Herstellungsweise können die Herstellungskosten
für Solarzellen deutlich gesenkt werden und diese umweltfreundliche Technik kann
damit einer breiteren Nutzung zugeführt werden, so daß fossile Energien in geringerem
Maße eingesetzt werden müssen und damit dem Treibhauseffekt entgegengewirkt
werden kann.The manufacturing method described above can reduce the manufacturing costs
for solar cells can be significantly reduced and this environmentally friendly technology can
thus a wider use can be made, so that fossil energies in less
Dimensions must be used and thus counteract the greenhouse effect
can be.
Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung ergibt sich in Kombination mit dem
Patentanspruch 2. Die auf der Trägerplatte angebrachte metallische Schicht ermöglicht
es mit Hilfe der in der Trägerplatte angebrachten Löcher, daß die in dieser Schicht
auftretende elektrische Energie zur Rückseite der Trägerplatte hin über Elektroden
abgegriffen wird, wobei diese metallische Schicht nicht ganz bis zu den Rändern der
Trägerplatte gezogen wird. Dies erleichtert das Abgreifen der elektrischen Energie an
der äußeren gitterartigen metallischen Schicht, da dort die Elektroden zweckmäßigerweise
seitlich der Trägerplatte angebracht werden.
An advantageous embodiment of the invention results in combination with the
Claim 2. The metallic layer attached to the carrier plate enables
it with the help of the holes made in the carrier plate, that in this layer
occurring electrical energy to the back of the carrier plate through electrodes
is tapped, this metallic layer not quite to the edges of the
Carrier plate is pulled. This makes it easier to tap the electrical energy
the outer grid-like metallic layer, since the electrodes there are expedient
be attached to the side of the carrier plate.
Ein Ausführungsbeispiel kann so ausgestaltet werden, daß einzelne oder auch eine
Vielzahl von Solarzellen nach dem im Patentanspruch beschriebenen Verfahren herge
stellt wird, daß bei jeder dieser Solarzellen die bei Lichteinfall entstehende Spannung
mit Hilfe von Elektroden zum einen an der innen angebrachten metallisch leitenden
Schicht sowie zum anderen auf dem unter der Glasur angebrachten elektrisch leitenden
Gitter abgegriffen wird, daß diese Solarzellen ggf. miteinander verbunden werden und
daß auf diese Weise aus Solarenergie technisch verwertbare elektrische Energie
gewonnen wird.An embodiment can be designed so that individual or one
A large number of solar cells according to the method described in the claim
is that in each of these solar cells, the voltage that occurs when light is incident
with the help of electrodes on the one hand on the inside of the metallic conductive
Layer and on the other on the electrically conductive attached under the glaze
Grid is tapped that these solar cells may be connected to each other and
that in this way technically usable electrical energy from solar energy
is won.