DE2839038C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung
einer Großflächenanordnung aus Photozellen auf einem ge
meinsamen transparenten und elektrisch isolierenden Substrat.
Ein derartiges Verfahren ist aus der US-PS 38 80 633 bekannt.
Technologie und Theorie der Herstellung von Sperrschicht-
Photozellen, die einfallendes Sonnenlicht in elektrische
Energie umwandeln, sind vom Prinzip her allgemein bekannt.
Die hauptsächlichen, derzeit untersuchten technischen
Schwierigkeiten betreffen die Herstellung solcher
Photozellen mit Fertigungskosten, die mit den derzei
tigen Stromerzeugungsanlagen unter Verwendung von
Energieträgern wie Öl, Kohle oder Kernspaltstoffen wett
bewerbsfähig sind. Es ist augenscheinlich, daß hierzu
Massenfertigungsverfahren benötigt werden, mit denen
Flächen in der Größenordnung von Quadratkilometern mit
derartigen Photozellen bedeckt werden können.
Bei einem aus der US-PS 34 83 038 bekannten Verfahren wird
eine polykristalline Cadmiumsulfidschicht durch Maskieren
und Vakuumaufdampfen von Cadmiumsulfid auf der Oberfläche
eines geeigneten Substrats, das im allgemeinen aus einer
flexiblen Kunststoff- oder Metallfolie besteht, und an
schließendes Vakuumaufdampfen oder Auftragen einer Auf
schlämmung zur Formung einer Kupfer(I)-Sulfid-Schicht bzw.
Kuprosulfidschicht auf dem Cadmiumsulfid unter Bildung
des Heteroübergangs ausgebildet. Ersichtlicherweise ist
dieses Verfahren zeitraubend und nicht besonders gut für
die Massen oder Großserienfertigung von großflächigen
Tafelanordnungen geeignet, in denen die Photozellen mit
einander in Reihe geschaltet sind. Außerdem ist darauf
hinzuweisen, daß Kunststoffsubstrate für die Ausbildung
der erforderlichen Schichten ein mit niedriger Temperatur
arbeitendes Verfahren, wie Vakuumaufdampfen, erfordern,
weil der Kunststoff keiner hohen Temperatur ausgesetzt
werden kann.
Bei diesem aus der US-PS 34 83 038 bekannten Verfahren
werden die auf dem Substrat angeordneten schichtförmigen
Photozellen in Reihe geschaltet. Hierzu wird unter jeder
der Photozellen ein elektrisch leitender Film angeordnet,
der einen den gleichen Flächenbereich wie die Photozelle
umfassenden ersten Abschnitt und einen zweiten, sich außer
halb des Bereichs jeder der Photozellen erstreckenden und
der jeweils angrenzenden Photozelle gegenüberliegenden
Abschnitt aufweist. Zur gegenseitigen Verbindung der Viel
zahl der Photozellen zu einer elektrischen Reihenschaltung
wird über jeder der Photozellen eine feste leitende
Schicht angeordnet, die sich in überdeckendem körperlichen
und elektrischen Kontakt mit der Länge des zweiten Ab
schnitts des elektrisch leitenden Films findet.
Schließlich ist aus der oben bereits erwähnten US-PS
38 80 633 ein Verfahren der eingangs genannten Art zum
Herstellen von Photozellen bekannt, bei dem zunächst
eine bestimmte Fläche eines Substrats praktisch voll
ständig mit einem ersten Film aus einem durchsichtigen
und elektrisch leitfähigen Material und dann mit einem
darüber liegenden zweiten Film aus mindestens einem Halb
leitermaterial überzogen wird. Hierauf wird eine Deck
schicht aus einem anderen elektrisch leitfähigen Ma
terial auf die Photozellen und praktisch über die ge
samte betreffende Fläche des Substrats aufgebracht.
Anschließend werden dann bestimmte Abschnitte des Films
selektiv abgetragen oder entfernt, um auf dem Substrat
zahlreiche auf Abstand angeordnete Solarzellen auszu
bilden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Verfahren
der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß in der
Großflächenanordnung die Photozellen auf einfache und
zuverlässige Weise in Reihe geschaltet werden.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren nach dem Oberbe
griff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß durch die
in dessen kennzeichnendem Teil enthaltenen Merkmale ge
löst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich
aus den Patentansprüchen 2 bis 7.
Mit der Erfindung wird also ein Verfahren zur Ausbildung
einer Großflächenanordnung aus Photozellen in Form
einer Vielzahl kleiner Sperrschicht-Photozellen auf einem
gemeinsamen durchsichtigen Substrat geschaffen. Dabei
werden zunächst schichtweise oder lagenförmig Filme im
wesentlichen auf die Gesamtoberfläche des durchsichtigen
Substrats aufgebracht. Anschließend werden zur Bildung
einer Vielzahl kleinerer Photozellen bestimmte Abschnitte
der Filme selektiv abgetragen. Schließlich wird ein leit
fähiges Material aufgetragen, durch welches die Photozellen
zu einer Anordnung bzw. Batterie verbunden werden.
Eine Photozellenbatterie wird so auf einem durchsichtigen,
glasartigen Substrat, z. B. aus Glas o. dgl., hergestellt.
Auf diese Weise wird eine Hinterwandzellenbatterie ge
schaffen, die nach einem Spritzverfahren hergestellt
werden kann. Das glasartige Substrat erlaubt die Filmformung
bei hoher Temperatur, und es ist im Anschluß hieran bei den
mechanischen oder chemischen Filmabtragungsverfahren be
ständig bzw. widerstandsfähig.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 und 1A Schnittansichten einer
Photozellentafel,
Fig. 2 und 2A Schnittansichten einer Photozellen
tafel, auf welcher Filmmaterial zur Bil
dung mehrerer Photozellen
abgetragen worden ist,
Fig. 3 und 3A Schnittansichten der Photozellen
tafel nach der Vorbereitung für den Auf
trag eines abdeckenden leitfähigen Über
zugs,
Fig. 4 und 4A Schnittansichten der Photozellen
tafel nach dem Auftragen von elektrisch
leitenden Schichten,
Fig. 5 und 5A Schnittansichten der Photozellen
tafel mit in Reihe geschalteten, gegenüber
Umgebungseinflüssen abgedichteten
Photozellen,
Fig. 6, 6A und 6B Schnittansichten zur Darstellung
von Arbeitsgängen zur Herstellung einer Reihen
verbindung nach einem Abtragverfahren,
Fig. 7, 7A und 7B den Fig. 6 bis 6B ähnelnde Ansich
ten zur Darstellung der Herstellung der
Reihenverbindung mittels eines "Abreißstrei
fens",
Fig. 8 eine perspektivische Darstellung einer fertig
gestellten Photozellentafel,
in welcher die Tiefe
der Sperrschichten übertrieben groß darge
stellt ist, und
Fig. 9 und 9A Schnittansichten der Elektroden
formen an den Enden der Photozellentafel.
In den Fig. 1 bis 5 ist ein erstes Verfahren
zur Herstellung einer zusammenhängenden Solarzellenanordnung
dargestellt, bei dem eine negative Elektrodenschicht auf der
Gesamtoberfläche einer Tafel ausgebildet und durch selektives
Abtragen mit den darüber befindlichen, einen Heteroübergang bilden
den Filmen zu Elektrodenbereichen geformt wird, die von den
benachbarten negativen Elektrodenbereichen elektrisch isoliert
sind. Die Fig. 1A bis 5A veranschaulichen ein anderes Verfahren,
bei dem die negative Elektrode vor der Ausbildung der Über
zugsfilme in eine Anzahl getrennter negativer Elektrodenbe
reiche unterteilt wird.
Fig. 1 zeigt im Schnitt eine Substrattafel 10, die
mit schichtweise aufgetragenen SnO x , CdS- und Cu x S-Filmen 12,
14 bzw. 22 beschichtet ist. Diese Schichten, die gemeinsam
eine großflächige Sperrschicht-Photozelle bzw. Solar
zelle bilden, werden anfänglich über die gesamte Substrattafel
10 hinweg ausgebildet. In diesem Zustand stellt die gesamte
Tafel effektiv eine große Photozelle dar, die elektrische Energie
mit niedriger Spannung und hoher Stromstärke liefert, wenn sie
mit entsprechenden Elektroden verbunden wird.
Nachdem die gesamte Tafel mit den Halbleitermaterialien
beschichtet worden ist, wird die Photozellentafel sodann auf
die in Fig. 2 gezeigte Weise zu einer Vielzahl von Sperr
schicht-Photozellen umgeformt. Dabei werden der Cu x S-Film 22
und der CdS-Film 14 über einen Teil des SnO x -Films 12 abge
tragen, um dessen Oberfläche 16 in einem vorbestimmten Muster
freizulegen. Speziell
wird ein etwa 1 mm breiter Streifen des SnO x -Films freige
legt. Die Breite dieses freigelegten Streifens wird so gewählt,
daß die verschiedenen Isolierfilme sowie die anderen, auf dem
SnO x -Film ausgebildeten Materialien, die zur Herstellung der
elektrischen Verbindungen nötig sind, von diesem Streifen auf
genommen werden können. Das Abtragen der Filme 22 und 14 kann
zweckmäßig mit Hilfe eines hierfür geeigneten Werkzeugs ge
schehen, beispielsweise mit einem Rillenstechwerkzeug oder
einem rotierenden Schneidwerkzeug, etwa einem Fräser.
Gemäß Fig. 2 muß der SnO x -Film 12 längs des einen
Rands des Bereichs entfernt werden, von welchem die darüber
liegenden Halbleiterfilme 22 und 14 abgetragen worden sind.
Der SnO x -Film 12 stellt eine harte, festhaftende Schicht dar,
die sich auf mechanischem Wege nicht so leicht entfernen läßt
wie die CdS- und Cu x -Filme 14 bzw. 22. Für den vorgesehenen
Zweck kann also ein Verfahren angewandt werden, bei dem im
wesentlichen ein kleiner Teil dieses Films verdampft wird,
so daß die einzelnen Photozelleneinheiten an dieser Verfahrens
stufe elektrisch voneinander isoliert sind.
Für diesen Zweck wird zur Verdampfung des SnO x -Films zwecks Bildung
der Rille 13 eine mit niedriger Spannung von typischerweise
etwa 20 Volt Gleichstrom arbeitende Sonde verwendet, mit der
längs des SnO x -Films ein elektrischer Lichtbogen erzeugt und
dadurch das zu entfernende SnO x verdampft wird. Die Abtragung
des SnO x -Films kann auch mittels eines stark gebündelten
Laserstrahls erfolgen, der so konzentriert ist, daß er eine
schmale, abzutragende Fläche des SnO x -Films verdampft. Weiter
hin kann die Rille 13 im SnO x -Film nach herkömmlichen Maskier-
und chemischen Ätzverfahren erfolgen, wie sie üblicherweise
für die Herstellung von Halbleitervorrichtungen angewandt
werden. Sobald die verschiedenen, gegeneinander elektrisch
isolierten Photozellen ausgebildet worden sind, müssen diese
Einheiten sodann zur Bildung der Reihenanordnung bzw. der in
Reihe geschalteten Batterie von Photozellen miteinander ver
bunden werden. Gemäß Fig. 3 müssen die Photozelleneinheiten
zur Aufnahme von aufzubringenden Überzugsschichten aus leit
fähigem Material vorbereitet werden. Zu diesem Zweck werden
die freiliegenden Ränder der Halbleiterschichten 14 und 22
zunächst mit geeigneten elektrisch isolierenden Werkstoffen
beschichtet. Es hat sich herausgestellt, daß für diesen
Zweck die einen Isolierfilm bildenden Werkstoffe benutzt wer
den können, wie sie beim üblichen Maskiervorgang für die
chemische Ätzung angewandt werden. Dabei wird ein erster Iso
lierfilm 24 längs des Rands der Schichten vorgesehen, welcher
sich unmittelbar an den freigelegten SnO x -Streifen 16 anschließt.
Ein zweiter Isolierfilm 26 wird auf dem freiliegenden Rand der
Halbleiterschicht der benachbarten Photozelleneinheit so aus
gebildet, daß er die Rille 13 vollständig aus
füllt. Wie noch näher erläutert werden wird, können die Iso
lierfilme 24 und 26 aus demselben Material oder erforderlichen
falls aus verschiedenen Werkstoffen bestehen.
Die Isolierfilme 24 und 26 können aus
Materialien bestehen, mit denen die Halbleiterschichten 14
und 22 nicht derart reagieren, daß sich eine Verschlechterung
ihrer Halbleitereigenschaften ergibt. Für den vorgesehenen
Zweck zufriedenstellend angewandte Werkstoffe sind u. a. sog.
Photolacke, Polyvinyl
chlorid-Filme, Acryllack und Zellulosefilmbildner. Wenn der
Isolierfilm 24 später entfernt werden soll, kann er aus Druck
farben auf Asphaltbasis oder aus abziehbare Filme bildenden
Stoffen auf Lösungsmittelbasis hergestellt werden, wie sie
in der Druck- und Ätzindustrie allgemein bekannt sind. Das
Auftragen dieser Isoliermaterialien erfolgt
mittels eines nadelförmigen Schreibröhrchens, das eine so große
Öffnung besitzt, daß das Isoliermaterial als Aufschlämmung
mit hohem Feststoffgehalt und nur soviel Lösungsmittel, daß
die Aufschlämmung durch das Schreibröhrchen zu fließen vermag,
aufgebracht werden kann.
Gemäß Fig. 3 wird weiterhin auf der Oberfläche
des SnO x -Streifens 16 ein Haftstreifen 28 vorgesehen,
um einen bes
seren elektrischen Kontakt und eine sichere Verbindung zwischen
den aufzubringenden leitfähigen Überzugsschichten und der
darunterliegenden SnO x -Schicht 12 zu gewährleisten. Die Not
wendigkeit für den Haftstreifen 28 bestimmt sich durch das
tatsächlich auf die Anordnung aufgebrachte Leitermaterial.
Mittels einer rotierenden
Messingscheibe wird eine kleine Messingmenge durch den Reibungs
kontakt zwischen dieser und dem freigelegten SnO x -Streifen 16
unmittelbar auf diesem freigelegten
Streifen 16 abgelagert, da Messing mit einer aufzutragenden
Kupferschicht besonders verträglich ist. Andere Werkstoffe,
die sich für die Ausbildung des Haftstreifens
28 eignen, sind Zink, Indium, Kadmium, Zinn und Bronze sowie
Legierungen davon.
Gemäß Fig. 4 wird sodann im Vakuum auf die
Gesamtoberfläche des Substrats eine erste Leiterschicht 30
aufgedampft, die aus Kupfer bestehen kann, das
eine zufriedenstellende Verbindung mit der Cu x S-Schicht 22
und der Haftschicht 28 eingeht. Abschließend kann auf die
Kupferschicht 30 eine Bleischicht 32 aufgebracht werden,
um einen zusätzlichen elektrischen Strompfad zu bilden und
die Kupferschicht 30 vor Oxidation oder möglicher Beschädigung
während der Weiterverarbeitung der Photozellen zu schützen.
Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß Kupfer und Blei
zur Bildung einer Legierung an der Grenzschicht zwischen diesen
beiden Metallen neigen, wenn die Photozelle nach der Herstel
lung dieser beiden Schichten erwärmt wird. Aus diesem Grund
kann an dieser Grenzschicht eine sehr dünne Sperrschicht mit
einer Dicke von einigen Å erforderlich sein, um einen unmittel
baren Kontakt zwischen dem Blei und dem Kupfer zu verhindern.
Eine zweckmäßige physikalische Sperrschicht kann aus oxidier
tem Kupfer, Eisen oder Inconel bestehen.
Die Blei
schicht dient zum Schutz der Cu x S-Schicht vor Verschlechterung
bzw. Zersetzung sowie zur Verlängerung der Betriebslebens
dauer des Photozellen-Heteroübergangs. Kupfer(I)sulfid ist
normalerweise sehr anfällig für eine Zersetzung in Gegenwart
von Sauerstoff und Wasser, wobei eine derartige Zersetzung
auftreten könnte, wenn die Schicht im Betrieb als umgekehrte
Hinterwandzelle der Atmosphäre ausgesetzt wäre. Bisher stehen
keine durchsichtigen Leitermaterialien zur Verfügung, mit denen
die Kupfer(I)sulfid-Schicht zu ihrem Schutze überzogen
werden könnte. Infolgedessen waren bisher gitterartige Elektro
den-Konfigurationen mit einem weiteren Überzug zur Abdichtung
der Zelle erforderlich. Bei der Hinterwand-
Photozelle ist keine Bestrahlung der Kupfer(I)sulfid-Schicht
erforderlich, so daß eine massive Elektrode verwendet wer
den kann, die gleichzeitig auch als Abdichtung und als Schutz
für die Kupfer(I)sulfid-Schicht dienen kann.
Es hat sich erwiesen, daß mehrlagige Leiterschich
ten aus Kupfer und Blei zahlreiche Vorteile bieten. Kupfer
haftet sehr gut am Kupfer(I)sulfid, und es begünstigt auch
die Einhaltung seiner Stöchiometrie. Kupfer allein ist jedoch
für Sauerstoff und Wasserdampf bis zu einem gewissen Grad
durchlässig. Die Kupferschicht kann daher durch eine zweite,
über ihr ausgebildete Schicht aus Blei "versiegelt" werden.
Blei stellt ebenfalls einen guten elektrischen Leiter dar,
wodurch die Gesamtleitfähigkeit des leitfähigen Überzugs
materials verbessert und gleichzeitig die Cu x S-Schicht ge
schützt wird.
Fig. 5 ist eine Schnittansicht einer fertigge
stellten Tafel mit in Reihe geschalteten Photozellen. Dabei
stellt ein Teil der elektrisch leitenden Überzugsschichten
30 und 32 einen elektrischen Kontakt mit einem Teil des
freigelegten SnO x -Streifens 16 her, wobei dieser elektrische
Kontakt durch den Haftstreifen 28 noch verbessert wird.
Die leitfähigen Schichten 30 und 32 erstrecken sich sodann
über die Cu x S-Schicht 22 der benachbarten Photozelle, wobei
sie durch die Isolierschicht 26 an einem Kontakt mit einem
anderen Abschnitt der benachbarten Photozelle gehindert wer
den. Da die SnO x -Schicht die negative Elektrode einer Photo
zelleneinheit darstellt, während die Cu x S-Schicht den posi
tiven Abschnitt der benachbarten Einheit darstellt, sind die
Photozelleneinheiten auf diese Weise elektrisch in Reihe ge
schaltet. Gewünschtenfalls kann die schichtweise aufgebaute
Oberfläche der Photozellentafel sodann noch mit einer geeigneten
Dichtmasse 34 überzogen und dadurch vor schädlichen Umwelt
einflüssen geschützt werden, wobei die Dichtmasse sich auch
über den freigelegten Spaltraum 36 über dem freigelegten SnO x -
Streifen 16 erstreckt.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht,
eignet sich das gesamte Verfahren zur Herstellung der in Reihe
geschalteten Photozelleneinheiten sehr gut für die Herstellung
auf Massenfertigungsbasis. Die Arbeitsgänge der Ausbildung
der einzelnen Photozelleneinheiten, des Aufbringens der Iso
lierstreifen sowie der Anordnung des Haftstreifens können
sämtlich mittels einer entsprechenden Maschine in einem einzigen
Arbeitsgang über die Oberfläche des beschichteten Substrats
hinweg durchgeführt werden. Gewünschtenfalls können mehrere
Vorrichtungen verwendet werden, so daß die gesamte Tafel in
einem einzigen Arbeitsgang fertiggestellt wird und somit nur
ein einziges Mal genau ausgerichtet zu werden braucht. Die
anschließenden Arbeitsgänge der Ausbildung der leitfähigen
Metallschichten 30 und 32 durch Vakuumaufdampfen lassen sich
ohne weiteres auf industrieller Fertigungsbasis durchführen,
obgleich sie einen größeren Aufwand bedingen als die für die
Herstellung der anderen Filme bzw. Schichten angewandten
Spritzverfahren. Wie noch näher erläutert werden wird, ist
das selektive Abtragen von Abschnitten der leitfähigen Über
zugsschichten 30 und 32 zur Fertigstellung der Anordnung nach
verschiedenen Verfahren möglich.
Gemäß Fig. 5 ist der Isolierstreifen 24 zusammen
mit dem darüber befindlichen Teil der Leiterschichten 30
und 32 abgetragen worden. Dies kann in an sich bekannter Weise
unter Verwendung des Isolierfilms 24 (Fig. 4) erfolgen, der
sich durch Ultraschallschwingung entfernen bzw. zersetzen
läßt, worauf die darüberliegenden Leiterschichten 30 und 32
ihre tragende Unterstützung verlieren und ebenfalls durch die
Ultraschallschwingung abgetragen werden. Der Isolierfilm 26
wird dagegen so gewählt, daß er bei der Ultraschallfrequenz,
bei welcher der Film 24 entfernt wird, seinen strukturellen
Zusammenhang beibehält. Auf diese Weise können ausgewählte
Abschnitte der leitfähigen Schichten 30 und 32 zur Herstellung
der gewünschten elektrischen Anschlüsse bzw. Verbindungen ent
fernt werden.
In den Fig. 1A-5A ist eine Substrattafel 10 darge
stellt, bei welcher die SnO x -Bereiche 12 bereits ausgebildet
und elektrisch voneinander isoliert sind. Diese Konfiguration
kann sich dann ergeben, wenn eine fehlerhafte Tafel überarbeitet
wird oder wenn die CdS-Beschichtung eingeleitet werden soll,
nachdem das SnO x bereits entfernt worden ist. Die Entfernung
des SnO x zur Bildung der isolierten Elektrodenbereiche kann
auf die vorher in Verbindung mit Fig. 2 beschriebene Weise
erfolgen. Aufgrund der bei der Herstellung einer Photozellen
tafel nach dem Aufspritzverfahren angewandten, zunehmend steigen
den Temperaturen ist es wünschenswert, das SnO x zu entfernen,
ohne daß die gesamte Tafel auf Raumtemperatur und anschließend
wieder erwärmt zu werden braucht. In diesem Fall wird
eine Niederspannung-Sonde ange
wandt, um die Filmabtragung vor der Ausbildung der CdS-Schicht
14 durchzuführen.
Sobald das gesamte Substrat mit den den Heteroüber
gang bildenden Filmen, d. h. der CdS-Schicht 14 und der Cu x S-
Schicht 22, beschichtet worden ist, werden ausgewählte Ab
schnitte dieser Filme bzw. Schichten auf die vorher in Ver
bindung mit Fig. 2 beschriebene Weise abgetragen. Gemäß
Fig. 2A erfolgt die Abtragung der Filme 22 und 14 über den
vorher abgetragenen Bereich des SnO x -Films 12, so daß ein
kleiner Anteil des CdS-Films 20 in dem Isolierspalt zurück
bleibt, der sich praktisch längs des Rands des Abtragungs
bereichs erstreckt.
Gemäß den Fig. 1A und 2A ist also der Spalt 13
mit einem Teil des CdS-Films 20 ausgefüllt. Dies ist dann der
Fall, wenn der SnO x -Film vor der Formung der Halbleiterfilme
entfernt wird, um eine mögliche Beschädigung der darüberliegen
den Halbleitermaterialien durch die bei der Filmverdampfung
entstehende Wärme zu vermeiden. Das den Spalt 13 ausfüllende
CdS-Material 20 erhält ein anderes Kristallgefüge als die
CdS-Mikrokristalle, die sich unmittelbar an der SnO x -Schicht
bilden. Es wird angenommen, daß das CdS-Material 20 im Spalt
13 einen wesentlich höheren spezifischen Widerstand besitzt
als der CdS-Film 14, so daß es eine Isolierung zwischen be
nachbarten Bereichen des SnO x -Films 12 herstellt. Infolge
dessen kann das CdS-Material 20 beim Abtragen der überziehen
den Halbleiterbereiche 22 und 14 einfach im Spalt 13 belassen
werden.
Die Fig. 3A, 4A und 5A veranschaulichen die
Arbeitsgänge der Ausbildung der Isolierfilme 24 und 26,
der Aufbringung der Haftschicht 28, der Ausbildung der
Leiterschichten 30 und 32 und der anschließenden Abtra
gung von bestimmten Abschnitten der Leiterschichten zur Her
stellung der gewünschten elektrischen Verbindung. Diese Arbeits
gänge werden auf dieselbe Weise durchgeführt, wie sie in Ver
bindung mit den Fig. 3 bis 5 beschrieben worden ist, worauf
die so gebildete Photozellenanordnung für die Erzeugung von
elektrischer Energie eingesetzt werden kann.
Vorstehend wurde nur das derzeit bevorzugte Ver
fahren zur Abtragung der leitfähigen Überzugsschichten bzw.
-filme beschrieben, um dabei die einzelnen Photozellen von
einander zu trennen und gleichzeitig die eingegliederten
elektrischen Reihenverbindungen zur Bildung der zusammenge
schalteten Anordnung herzustellen. Ein anderes Verfahren, das
anstelle des mit Ultraschall arbeitenden Verfahrens zur Ab
tragung einer Isolierschicht und der darüberliegenden Leiter
schichten angewandt werden kann, ist in den Fig. 6, 6A und
6B veranschaulicht. Gemäß Fig. 6 sind nach der Herstellung
der Photozellentafel bestimmte Abschnitte der SnO x -Schicht
12 und der darüberliegenden Filme bzw. Schichten 14 und 22
zur Bildung einer Vielzahl einzelner Photozellen auf dem
Substrat 10 abgetragen worden. Die Isolierfilme 24 und 26
werden auf die vorher in Verbindung mit Fig. 3 beschriebene
Weise aufgebracht, nur mit dem Unterschied, daß mittels des
Auftragstifes ein größeres Volumen des Isolierfilmmaterials
24 aufgetragen wird, so daß der Isolierstreifen 24 eine
wesentlich größere Höhe erhält als der Isolierstreifen 26.
Der Höhenunterschied zwischen den Isolierstreifen 24 und 26
sollte dabei so gewählt sein, daß die Oberseite des Isolier
streifens 24 nach dem Auftragen der Leiterschichten 32 und 30
gemäß Fig. 6A höher liegt als die Oberseite des Isolierstrei
fens 26. Hierauf kann dann die Oberseite des Isolierstreifens
24 zur Entfernung der diesen überziehenden Leiterschichten
32 und 30 abgestochen werden, ohne daß die Leiterschichten 32
und 30 an anderen Stellen der Photozellentafel abgetragen
werden. Auf diese Weise wird gemäß Fig. 6B ein Isolierbereich
42 ausgebildet, in welchem der Oberteil des Isolierstreifens
24 entfernt worden ist, wodurch wiederum die Reihenverbindung
zwischen den benachbarten Photozellen hergestellt wird. Ein
Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die gewünschte
Zellenverbindung einfach dadurch hergestellt werden kann,
daß die fertiggestellte Tafel unter einer passenden Schneid
kante hindurchgeführt wird.
Gemäß Fig. 7, 7A und 7B ist noch ein anderes
Verfahren zur Abtragung der Leiterschichten 30 und 32 zwecks
Herstellung der Reihenverbindungen dargestellt. Bei diesem
Verfahren werden wiederum auf die in Verbindung mit Fig. 1
und 2 beschriebene Weise mehrere Photozellen aus SnO x -Schicht
12, CdS-Schicht 14 und Cu x S-Schicht 22 auf dem Substrat 10
ausgebildet. Gemäß Fig. 7 werden sodann Isolierstreifen 24
und 26 vorgesehen. Zusätzlich wird auf der Oberseite des
Isolierstreifens 24 ein "Aufreißstreifen" 44 vorgesehen, der
aus einem Metalldraht oder einem beliebigen anderen Material
bestehen kann, das eine für das Aufbrechen der dünnen Leiter
schichten auf noch zu beschreibende Weise ausreichende Zugfe
stigkeit besitzt. Gemäß Fig. 7A werden die Leiterschichten 30
und 32 wiederum über die Gesamtoberfläche der Substrattafel 10
und auch über dem Aufreißstreifen 44 angeordnet. Der Aufreiß
streifen 44 erstreckt sich dabei über die Ränder des Substrats
10 hinaus, so daß er nach oben und am Isolierstreifen 24 ent
lang gezogen werden kann, um dabei die überziehenden Leiter
schichten 30 und 32 aufzubrechen und die Photozelleneinheiten
unter Herstellung der Reihenverbindung gegeneinander zu isolie
ren (vergl. Fig. 7B). Fig. 7B veranschaulicht einen Isolierbe
reich 46, in welchem der Isolierstreifen 24 entfernt worden ist,
doch kann das Isoliermaterial 24 gewünschtenfalls auch an Ort
und Stelle belassen werden.
In Fig. 8 ist ein Teil einer fertiggestellten Photozellentafel
50 dargestellt, wobei mit 52 die Substrattafel aus einem durch
sichtigen, glasartigen Werkstoff, z. B. Glas, bezeichnet ist.
Auf dem Glassubstrat 52 sind in Hinterwandkonfiguration Photo
zellen 54 angeordnet. Der positive Anschluß ist mit der Bezugs
ziffer 60, der negative Anschluß mit der Bezugsziffer 62 versehen.
Diese Anordnung eignet sich besonders für die Herstellung der
anfänglichen großflächigen Photozelle nach Aufspritzverfahren.
Die einzelnen Filme oder Schichten auf dem Glassubstrat werden
dabei aufeinanderfolgend und bei fortschreitend niedrigeren
Temperaturen ausgebildet. In diesem Fall braucht das Glassub
strat also nur einmal auf eine hohe Temperatur erwärmt zu wer
den, um dann auf zunehmend niedrigere Temperaturen abgekühlt zu
werden. Durch den Fortfall der Notwendigkeit für eine wiederhol
te Erwärmung und Abkühlung des Glases in vorbestimmten Graden
zur Vermeidung der Entstehung übermäßiger Spannungen wird Fer
tigungszeit eingespart. Das Glas ist zudem wärmebeständig, so
daß es den vergleichsweise hohen Temperaturen zu widerstehen
vermag, bei denen die Zinnoxid- und Cadmiumsulfidfilme herge
stellt werden.
Ein Glassubstrat eignet sich auch besonders gut
für die Umformung der großflächigen Photozelle in kleinere
Zelleneinheiten. Aufgrund des starren bzw. harten Trägers
für die überzugsfilme kann ein spanabhebendes Schneidwerkzeug
für die Filmabtragung eingesetzt werden. Aufgrund der Wärme
beständigkeit des Glases kann außerdem das Zinnoxid durch
Verdampfung abgetragen werden. Außerdem vermag das Glas
erforderlichenfalls der chemischen Behandlung zu widerstehen,
die für die Abtragung des Zinnoxids durch Ätzung erforderlich
ist.
Bei der Herstellung der vollständigen Photozellen
tafel können sich verschiedene Prüfvorgänge als wünschens
wert erweisen. Insbesondere ist es vorteilhaft, den Widerstand
zwischen benachbarten Photozellen nach der Abtragung der
SnO x -Schicht zu prüfen, um dadurch sicherzustellen, daß die
Abtragung zufriedenstellend erfolgt ist und die Photozellen
einheiten elektrisch voneinander isoliert sind. Ein besonderes
Merkmal der Hinterwandkonstruktion besteht darin, daß jede
Photozelle nach Fertigstellung der Anordnung einzeln geprüft
werden kann, um dabei eine etwa vorhandene schadhafte Zelle
genau bestimmen zu können. Weiterhin muß die Spannung der
Photozellentafel nach dem Trennen der leitenden Überzugs
schichten geprüft werden um festzustellen, ob die angestrebte
Reihenverbindung tatsächlich hergestellt worden ist. Es ist
darauf hinzuweisen, daß nicht dargestellte Seitenstreifen
der Substrattafel 52, die senkrecht zu den Photozellen verlau
fen, üblicherweise nach der Ausbildung der Photozellentafeln
abgetrennt werden, um diejenigen Abschnitte zu entfernen, die
aufgrund unvollständiger Abtragung der leitfähigen Überzugs
schichten möglicherweise noch elektrisch miteinander verbun
den sind.
In den Fig. 9 und 9A sind speziell die Anschluß
bereiche der fertigen Photozellentafel 50 veranschaulicht,
wobei der positive Anschluß 60 in Fig. 9 und der negative
Anschluß 62 in Fig. 9A dargestellt sind. Bei positivem An
schluß 60 gemäß Fig. 9 wird ein Leiter an der Leiterschicht
32 und über der Cu x S-Schicht 22 angeordnet. In einfachster
Ausführungsform wird als Leiter 61 ein Lötmittelwulst, z.B.
in Form einer Zinn/Blei-Legierung, über den Leiterschichten
32 und 30 angeordnet. Das Volumen des den Leiterstreifen
61 bildenden Lötmetalls sollte dabei so gewählt werden, daß
die Stromdichten in diesem Leiterstreifen zur weitgehenden
Ausschaltung von Widerstandserwärmung und Energieverlusten
auf einem zulässig niedrigen Pegel verbleiben. Das die Leiter
schicht kontaktierende Material wird unter Berücksichtigung
einer betrieblichen Funktion gewählt, die mit der Leiterschicht
vereinbar ist und minimale Kontaktverluste gewährleistet.
Sodann können am Anschluß- bzw. Leiterstreifen 61 durch Löten,
Anklemmen oder dergleichen Außenanschlüsse zur Herstellung
einer zweckmäßigen elektrischen Verbindung hergestellt werden.
Gemäß Fig. 9A wird ein Anschlußstreifen 63 zur
Bildung einer negativen Elektrode in Kontakt mit einem freige
legten Abschnitt 36 der SnO x -Schicht geformt. Der Anschluß
streifen 63 kann wiederum, wie erwähnt, mit Hilfe eines ge
eigneten leitfähigen Materials, wie Indiumlot, hergestellt
werden. Zur Verhinderung eines Kurzschlusses muß der Leiter
streifen 63 außer Kontakt mit den Halbleiterfilmen 14 und 22
erhalten werden. Diese Isolierung bzw. Trennung kann einfach
dadurch erreicht werden, daß die freiliegende Fläche 36
des SnO x -Films breit genug ausgebildet wird, um den Anschluß
streifen 63 mit einem entsprechenden Abstand von den Halb
leiterschichten aufzunehmen. Wahlweise kann längs der frei
liegenden Flächen der Halbleiter- und Leiterüberzugsschichten
ein Isolierstreifen vorgesehen werden, wie er vorher in Ver
bindung mit den Arbeitsgängen zur Herstellung der Reihenver
bindung erläutert worden ist.
Zur Ausbildung der Anschlußstreifen 61 und 63 stehen verschiedene geeignete Werkstoffe zur Verfügung,
und diese Anschlußstreifen können nicht nur durch einen
Lötvorgang, sondern auch in der Weise hergestellt werden,
daß geeignete Anschlußstreifen 61 und 63 physikalisch
auf die betreffenden Bereiche der fertiggestellten Photo
zellentafel 52 aufgepreßt werden. Wesentlich ist dabei nur,
daß der positive Anschluß 60 mit einer Cu x S-Schicht und der
negative Anschluß 62 mit einer SnO x -Schicht in Kontakt steht
und von den über der SnO x -Schicht befindlichen Filmen bzw.
Schichten isoliert ist.
Claims (8)
1. Verfahren zur Herstellung einer Großflächenanordnung
aus Photozellen auf einem gemeinsamen transparenten und
elektrisch isolierenden Substrat,
- - bei dem auf die Substratoberfläche ein erster Film (12) aus transparentem und elektrisch leitendem Material und ein darüberliegender zweiter Film (14, 22) aus wenigstens einem halbleitenden Material aufgebracht werden,
- - bei dem Bereiche der aufgebrachten Filme zur Bildung einer Vielzahl von Photozellen, die in gegenseitigem Abstand voneinander auf dem Substrat angeordnet sind, selektiv entfernt werden,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß nach dem selektiven Entfernen der aufgebrachten Filme jede der Photozellen eine freigelegte Ober fläche des ersten Films (12) aufweist, die vom ersten Film der benachbarten Photozelle getrennt ist,
- - und daß nachfolgend folgende Verfahrensschritte aus
geführt werden:
- - Aufbringen eines ersten isolierenden Materials (24) entlang eines Kantenbereichs der zweiten Filme (14, 22) angrenzend an die freigelegte Oberfläche des ersten Films (12) und eines zweiten isolierenden Materials (26) auf die gegenüberliegenden Kantenbereiche des ersten und des zweiten Films (12; 14, 22),
- -Aufbringen eines dritten Films (30, 32) aus elektrisch leitendem Material in Überdeckung mit der Vielzahl von Photozellen, der die freigelegten Oberflächen des ersten Films (12) kontaktiert, und
- - anschließendes zumindest teilweises Entfernen des ersten isolierenden Materials (24) von den Photo zellen zur Auftrennung des dritten Films (30, 32) in eine Vielzahl von in gegenseitigem Abstand angeordne ten elektrisch leitenden Filmen, wobei jeder dieser Filme elektrisch die obere Oberfläche des zweiten Films (14, 22) einer Photozelle und den ersten Film (12) einer benachbarten Photozelle kontaktiert, der art daß eine Reihenschaltung der Photozellen gebil det wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das selektive Entfernen von Bereichen des ersten
Films (12) zur Bildung elektrisch isolierter Flächen
dieses Films auf dem Substrat (10) vor dem Aufbringen
des zweiten Films (14, 22) erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
Bereiche des zweiten Films (14, 22), die an den Stel
len, an denen der erste Film (12) entfernt wurde, das
Substrat (10) bedecken, und angrenzende Bereiche selek
tiv entfernt werden, um freigelegte Bereiche des ersten
Films (12) zu erhalten.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zum selektiven Entfernen der aufgebrachten Filme zuerst
ein Teil des zweiten Films (14, 22) zum Freilegen eines
Teils des ersten Films (12) entfernt wird und daß
anschließend ein Teil des freigelegten ersten Films (12)
selektiv entfernt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß auf das erste isolierende Material
ein Trennmaterial (44) aufgebracht wird, das teilweise
abziehbar ist und das nach dem Aufbringen des dritten
Films in dessen Auftrennung entfernt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das erste isolierende Material mit
größerer Dicke als das zweite Material aufgebracht wird
und daß nach dem Aufbringen des dritten Films zu
dessen Auftrennung das erste isolierende Material
teilweise abgestochen wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß ein ausgewähltes Material (28) auf
die freigelegten Bereiche des ersten Films (12) zur Ver
stärkung der Haftung zwischen dem ersten (12) und dem
dritten (30, 32) Film aufgebracht wird.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US83154477A | 1977-09-08 | 1977-09-08 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2839038A1 DE2839038A1 (de) | 1979-03-22 |
DE2839038C2 true DE2839038C2 (de) | 1989-07-27 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19782839038 Granted DE2839038A1 (de) | 1977-09-08 | 1978-09-07 | Verfahren zur herstellung einer reihenschaltungsanordnung von sperrschicht-photozellen und nach diesem verfahren hergestellte photozellenanordnung oder -batterie |
Country Status (20)
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AU (1) | AU517645B2 (de) |
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YU (1) | YU213178A (de) |
ZA (1) | ZA783886B (de) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4281208A (en) * | 1979-02-09 | 1981-07-28 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Photovoltaic device and method of manufacturing thereof |
FR2464564A1 (fr) * | 1979-08-28 | 1981-03-06 | Rca Corp | Batterie solaire au silicium amorphe |
US4292092A (en) * | 1980-06-02 | 1981-09-29 | Rca Corporation | Laser processing technique for fabricating series-connected and tandem junction series-connected solar cells into a solar battery |
US4315096A (en) * | 1980-07-25 | 1982-02-09 | Eastman Kodak Company | Integrated array of photovoltaic cells having minimized shorting losses |
JPS59201471A (ja) * | 1983-04-29 | 1984-11-15 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光電変換半導体装置 |
US4593152A (en) * | 1982-11-24 | 1986-06-03 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Photoelectric conversion device |
DE3382695T2 (de) * | 1982-11-24 | 1993-09-23 | Semiconductor Energy Lab | Fotovoltaischer wandler. |
GB2153144A (en) * | 1984-01-13 | 1985-08-14 | Standard Telephones Cables Ltd | Circuit packaging |
US4530739A (en) * | 1984-03-09 | 1985-07-23 | Energy Conversion Devices, Inc. | Method of fabricating an electroplated substrate |
AU576594B2 (en) * | 1984-06-15 | 1988-09-01 | Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Heat-resistant thin film photoelectric converter |
DE3604917A1 (de) * | 1986-02-17 | 1987-08-27 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Verfahren zur herstellung eines integrierten verbandes in reihe geschalteter duennschicht-solarzellen |
DE3712589A1 (de) * | 1987-04-14 | 1988-11-03 | Nukem Gmbh | Verfahren zur herstellung von in reihe verschalteten duennschicht-solarzellen |
WO2005086255A1 (en) * | 2004-02-09 | 2005-09-15 | General Electric Company | Large-area photovoltaic devices and methods of making same |
DE102007032283A1 (de) | 2007-07-11 | 2009-01-15 | Stein, Wilhelm, Dr. | Dünnschichtsolarzellen-Modul und Verfahren zu dessen Herstellung |
JP2010062185A (ja) * | 2008-09-01 | 2010-03-18 | Mitsubishi Electric Corp | 光電変換装置およびその製造方法 |
TWI478359B (zh) | 2008-09-05 | 2015-03-21 | Semiconductor Energy Lab | 光電轉換裝置 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1037466A (fr) * | 1951-05-24 | 1953-09-17 | Westinghouse Freins & Signaux | Cellule photo-électrique à couche d'arrêt |
US3483038A (en) * | 1967-01-05 | 1969-12-09 | Rca Corp | Integrated array of thin-film photovoltaic cells and method of making same |
US3880633A (en) * | 1974-01-08 | 1975-04-29 | Baldwin Co D H | Method of coating a glass ribbon on a liquid float bath |
DE2415187C3 (de) * | 1974-03-29 | 1979-10-11 | Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8000 Muenchen | Halbleiterbatterie und Verfahren zu deren Herstellung |
US3971672A (en) * | 1975-02-03 | 1976-07-27 | D. H. Baldwin Company | Light diffuser for photovoltaic cell |
US4038104A (en) * | 1976-06-07 | 1977-07-26 | Kabushiki Kaisha Suwa Seikosha | Solar battery |
US4042418A (en) * | 1976-08-02 | 1977-08-16 | Westinghouse Electric Corporation | Photovoltaic device and method of making same |
-
1978
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