DE19943720A1 - Seriell verschaltete Solarzelle - Google Patents
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Abstract
Für seriell verschaltete Teilsolarzellen, die auf einer gemeinsamen Trägerscheibe angeordnet und mittels Trenngräben voneinander separiert sind, wird eine Konstruktion angegeben, bei der die hochdotierten Kontaktiergebiete entgegengesetzten Leitungstyps nicht im Grabenbereich benachbart sind, sondern auf der ebenen Oberfläche der Halbleiterschicht neben dem Trenngraben. Diese Konstruktion gewährleistet eine vereinfachte Herstellungstechnologie insbesondere durch eine problemlose Photolithographie bei der Herstellung der hochdotierten Kontaktierbereiche.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf verschaltete Dünnschichtsolar
zellen, insbesondere auf die Art der elektrischen Verbindung
seriell verschalteter Teil-Solarzellen auf einem Substrat, die
durch Trenngräben voneinander isoliert sind.
Aus ökonomischen Gründen zielt die Herstellung von Solarzellen
für den Massenbedarf auf eine möglichst einfache Technologie.
Als Bestandteil einer solchen ist das Einbringen von Trenngräben
zur elektrischen Isolation der Teil-Solarzellen voneinander ein
gebräuchliches Verfahren. Solarzellen mit Trenngräben sind z. B.
in den Patentschriften EP 0232749 A1, DE 37 27 825 A1 und
EP 0334111 A1 beschrieben. In der Schrift DE 196 51 655 wird diese
Art der Trenngrabenherstellung wegen der dabei möglicherweise
auftretenden Störungen durch den mechanischen Materialabtrag
kritisiert. Die Technologien der Grabenherstellung sind aber
heutzutage so weit entwickelt, daß das Argument der Fehlerhaf
tigkeit nicht mehr relevant ist. Von der Einfachheit und Wirt
schaftlichkeit der mechanischen Trennverfahren her sind diese
für eine kostensparende Herstellung ausgesprochen günstig, d. h.
besser als durch aufwendige Umwandlung von in den aneinander
grenzenden Bereichen der Teil-Solarzellen vorhandenem Material
in isolierendes Material, wie das in der DE 196 51 655 beschrie
ben ist. Nachteile ergeben sich bei Trenngrabenstrukturen auf
eine andere Weise: Im Gebiet der Trenngräben erfolgt die elek
trische Verbindung der Teil-Solarzellen durch Metallisierung.
Zweckmäßigerweise ist dazu an der einen Flanke des Grabens der
einen Zelle z. B. 'p' zu kontaktieren und an der anderen Flanke
der benachbarten Zelle dann 'n'. Eine einseitige Aufdotierung im
Grabenbereich setzt eine aufwendige Photolithographie voraus
(präziser Maskenjustierer der Technologie integrierter Schaltun
gen und einen Lack, der in seiner inhomogenen Verteilung im Gra
ben durchbelichtet werden kann), welche die Gesamttechnologie
wieder komplizierter macht und teurer werden läßt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die geschilderten Nachteile bei
der Herstellung seriell verschalteter Teil-Solarzellen auf einem
Substrat mit Trenngräben zwischen den Teilsolarzellen zu behe
ben.
Ziel der Erfindung ist eine vereinfachte ökonomisch verbesserte
Herstellungstechnologie für die Massenproduktion von terrestri
schen Solarzellen aus seriell verschalteten Teil-Solarzellen auf
einem isolierenden Substrat.
Erfindungsgemäß wir die Aufgabe dadurch gelöst, daß der zu kon
taktierende Bereich des einen Leitungstyps der einen Zelle und
der mit diesem elektrisch durch Metallbrücken zu verbindende
Bereich des anderen Leitungstyps der benachbarten Zelle angren
zend an das Grabengebiet jeweils auf den ebenen, der Oberfläche
der Solarzelle parallelen Bereich gelegt ist, wobei das Graben
gebiet im Ganzen entweder zum Bereich des einen oder des anderen
Leitungstyps gehört. Damit sind die Schwierigkeiten des photo
lithographischen Verfahrensschrittes im Grabengebiet beseitigt,
da so die elektrisch zu verbindenden benachbarten dotierten Kon
taktierbereiche entgegengesetzten Leitungstyps in einer Ebene
liegen.
Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert
werden.
Es zeigen:
Fig. 1 das Kontaktiergebiet zweier im Grabengebiet
serienverschalteter Teil-Solarzellen auf einem Substrat in sche
matischer Darstellung eines Schnittes senkrecht zum Trenngraben
(technologisch ungünstig).
Fig. 2 das Kontaktiergebiet zweier in erfindungsgemäßer Weise
serienverschalteter Teil-Solarzellen auf einem Substrat in sche
matischer Darstellung eines Schnittes senkrecht zum Trenngraben.
Fig. 3 die Lage der seriellen Verschaltungszone (Ladungsverlust
zone im Kurzschlußfall) in schematischer Darstellung senkrecht
zum Trenngraben.
In Fig. 1 befindet sich auf der Trägerscheibe (1) eine
Isolationsschicht (2), und auf dieser die dünne
Halbleiterschicht aus Si (3) mit dem Trenngraben (4), an dessen
Flanken der p+-dotierte Bereich (5) und der n+-dotierte Bereich
(6) ausgebildet sind. Alternativ kann der Träger (1) auch iso
lierend ausgeführt, z. B. aus Keramik, sein, so daß (2) entfällt.
Die der Sonnenstrahlung ausgesetzten Oberflächen der Teil-Solar
zellen sind vorzugsweise mit einer Antireflexionsschicht (7)
abgedeckt. Der metallische Kontakt der seriellen Verschaltung
der beiden Teil-Solarzellen ist die Metallschicht (8).
In Fig. 2 ist die grundsätzliche Schichtanordnung ähnlich der in
Fig. 1. Der n+-dotierte Bereich (6) überdeckt den gesamten Graben
bereich (beide Grabenflanken) und endet auf dem horizontalen
ebenen Oberflächengebiet neben dem Graben. Der p+-dotierte Be
reich (5) liegt diesem im gleichen Gebiet gegenüber. Die Metal
lisierung bedeckt auch hier den gesamten Trenngraben und reicht
bis auf den p+-dotierten Kontaktbereich. Allerdings entsteht bei
dieser Art der Realisierung der metallischen Verbindung eine
geringfügig größere Zone, aus der im Kurzschlußfall der äußere
Stromkreis keine Ladungsträger entziehen kann.
Da aber bei einer Solarzelle der Abstand der beiden Teil-Solar
zellen mehrere Millimeter beträgt und die Kontaktbreite bei 100 µm
liegt, sowie unterhalb des Kontaktes keine Ladungsträgergene
ration stattfindet, ist der Verlust durch den Kurzschlußanteil
vernachlässigbar gering.
In Fig. 3 sind die Ladungsträgerströme im Volumen des Hauptberei
ches der Teil-Solarzellen (1) und (2) und in der Verlustzone (3)
schematisch dargestellt.
1
Trägerscheibe
2
Isolatorschicht
3
Halbleiterschicht (Si)
4
Trenngraben
5
p+
-dotierter Kontaktierbereich
6
n+
-dotierter Kontaktierbereich
7
Antireflexionsschicht
8
Metallkontaktschicht
1
Trägerscheibe
2
Isolatorschicht
3
Halbleiterschicht (Si)
4
Trenngraben
5
p+
-dotierter Kontaktierbereich
6
n+
-dotierter Kontaktierbereich
7
Antireflexionsschicht
8
Metallkontaktschicht
1
Ladungsträgerstrom in der Teilsolarzelle 1
2
Ladungsträgerstrom in der Teilsolarzelle 2
3
Verlustzone mit Ladungsträgerverluststrom
Claims (1)
- Solarzelle mit serieller Verschaltung von Teil-Solarzellen auf einer Trägerscheibe, wobei die Teil-Solarzellen durch ein Trenngabengebiet strukturiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß leitende Kontaktbereichsschichten mit dem einen Leitungstyp an beiden Flanken des Trenn grabengebietes vorhanden sind und die Kontaktbereichsschicht der Flanke an einer Seite des Trenngrabens mit einer minimalen Breite auf der ebenen Oberfläche der Halbleiterschicht parallelgeführt zur Grabenkante endet und sich die Kontaktbereichsschicht mit dem anderen Leitungstyp an dieser einen Seite des Trenngrabens voll auf der ebenen Oberfläche der Halbleiterschicht, von der Kontaktbereichsschicht mit dem einer Leitungstyp getrennt gegenüber befindet.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19943720A DE19943720A1 (de) | 1999-09-02 | 1999-09-02 | Seriell verschaltete Solarzelle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19943720A DE19943720A1 (de) | 1999-09-02 | 1999-09-02 | Seriell verschaltete Solarzelle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE19943720A1 true DE19943720A1 (de) | 2000-05-25 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country | Link |
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DE (1) | DE19943720A1 (de) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1787327A1 (de) * | 2004-06-04 | 2007-05-23 | Newsouth Innovations Pty Limited | Dünnfilm-solarzellen-verbindung |
WO2008022383A1 (en) * | 2006-08-22 | 2008-02-28 | Newsouth Innovations Pty Ltd | Thin-film solar module |
WO2008053032A1 (de) * | 2006-11-01 | 2008-05-08 | Sulfurcell Solartechnik Gmbh | Verfahren zur messung des schichtwiderstands von mindestens zweischichtigen elektronischen bauelementen über trenngräben |
NL2004065C2 (en) * | 2010-01-06 | 2011-07-07 | Stichting Energie | Solar panel module and method for manufacturing such a solar panel module. |
GB2549132A (en) * | 2016-04-07 | 2017-10-11 | Big Solar Ltd | Aperture in a semiconductor |
WO2017174996A1 (en) * | 2016-04-07 | 2017-10-12 | Big Solar Limited | Gap between semiconductors |
US10665737B2 (en) | 2011-06-23 | 2020-05-26 | Power Roll Limited | Method of making a structure comprising coating steps and corresponding structure and devices |
US10797190B2 (en) | 2016-04-07 | 2020-10-06 | Power Roll Limited | Asymmetric groove |
US10825941B2 (en) | 2013-01-30 | 2020-11-03 | Power Roll Limited | Optoelectronic device and method of producing the same |
US10964832B2 (en) | 2016-10-11 | 2021-03-30 | Power Roll Limited | Capacitors in grooves |
-
1999
- 1999-09-02 DE DE19943720A patent/DE19943720A1/de not_active Withdrawn
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1787327A4 (de) * | 2004-06-04 | 2010-09-08 | Newsouth Innovations Pty Ltd | Dünnfilm-solarzellen-verbindung |
EP1787327A1 (de) * | 2004-06-04 | 2007-05-23 | Newsouth Innovations Pty Limited | Dünnfilm-solarzellen-verbindung |
WO2008022383A1 (en) * | 2006-08-22 | 2008-02-28 | Newsouth Innovations Pty Ltd | Thin-film solar module |
WO2008053032A1 (de) * | 2006-11-01 | 2008-05-08 | Sulfurcell Solartechnik Gmbh | Verfahren zur messung des schichtwiderstands von mindestens zweischichtigen elektronischen bauelementen über trenngräben |
NL2004065C2 (en) * | 2010-01-06 | 2011-07-07 | Stichting Energie | Solar panel module and method for manufacturing such a solar panel module. |
WO2011084053A3 (en) * | 2010-01-06 | 2011-12-29 | Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland | Solar panel module and method for manufacturing such a solar panel module |
US10665737B2 (en) | 2011-06-23 | 2020-05-26 | Power Roll Limited | Method of making a structure comprising coating steps and corresponding structure and devices |
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WO2017174996A1 (en) * | 2016-04-07 | 2017-10-12 | Big Solar Limited | Gap between semiconductors |
US10797184B2 (en) | 2016-04-07 | 2020-10-06 | Power Roll Limited | Aperture in a semiconductor |
US10797190B2 (en) | 2016-04-07 | 2020-10-06 | Power Roll Limited | Asymmetric groove |
GB2549132A (en) * | 2016-04-07 | 2017-10-11 | Big Solar Ltd | Aperture in a semiconductor |
US10964832B2 (en) | 2016-10-11 | 2021-03-30 | Power Roll Limited | Capacitors in grooves |
US10978603B2 (en) | 2016-10-11 | 2021-04-13 | Power Roll Limited | Energy storage |
US11688817B2 (en) | 2016-10-11 | 2023-06-27 | Power Roll Limited | Capacitors in grooves |
US11777046B2 (en) | 2016-10-11 | 2023-10-03 | Power Roll Limited | Energy storage |
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