DE3545385A1

DE3545385A1 - METHOD FOR PRODUCING A SOLAR CELL ARRANGEMENT

Info

Publication number: DE3545385A1
Application number: DE19853545385
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing Thalheimer; Guenther Dipl Ing Dr Mueck; Volker Schirm; Wolfgang Legner
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: TOTAL ENERGIE DEVELOPPEMENT + MESSERSCHMITT-BOELKO
Priority date: 1985-12-20
Filing date: 1985-12-20
Publication date: 1987-06-25
Also published as: GB2184601A; FR2592223A1; DE3545385C2; GB8630193D0; GB2184601B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Solarzellenanordnung in Reihenschaltung und integrierter Dünnschichttechnik gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for manufacturing a solar cell arrangement in series and integrated thin-film technology according to the generic term of claim 1.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-Al 32 10 742 bekannt. Dort wird in einem ersten Verfahrensschritt auf einem Glassubstrat eine als erste Elektrodenschicht dienende, transparente Metallschicht großflächig auf gedampft. Anschließend wird diese erste Elektroden schicht, vorzugsweise durch Ritzen, in bestimmten Bereichen abgetragen, um so bis auf die Substrat oberfläche herabreichende Gräben zu erzeugen. Durch diesen Verfahrensschritt ist bereits die Strukturierung in eine Folge nebeneinanderliegender, einzelner Solar zellen vorgegeben. Sodann wird auf die nunmehr getrennten Zonen der ersten Elektrodenschicht eine durchgehende Halbleiterschicht großflächig abgeschie den. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um amorphes Silizium, welches beispielsweise eine pin-Schicht struktur aufweist. Die großflächige Abscheidung der Halbleiterschicht erfolgt im Quasi-Vakuum mit Hilfe eines Glimmentladungsverfahrens aus einer beispiels weise silanhaltigen Gasatmosphäre, siehe etwa die US-PS 40 64 521. Anschließend werden auf der durchgehenden Halbleiterschicht, die intern so strukturiert ist, daß einfallende elektromagnetische Energie, insbesondere in Form von Licht, in elektrische Ladung umgewandelt wird, separate Kontaktelemente aufgebracht, welche später zur Reihenverschaltung der einzelnen Solarzellen dienen sollen. Diese Kontaktelemente, beispielsweise aus Aluminium bestehend, werden mit Hilfe von Maskierungs verfahren oder auf photolithographischem Wege streifen förmig aufgedampft, und zwar in etwa oberhalb der durch die bereichsweise Entfernung der ersten Elektroden schicht entstandenen Gräben. In einem nächsten Verfahrensschritt wird eine durchgehende, zweite Elektrodenschicht, beispielsweise aus Indiumzinnoxid (ITO) bestehend, über der Halbleiterschicht mit den darauf befindlichen Kontaktelementstreifen aufgedampft. Dies geschieht im allgemeinen ebenfalls im Vakuum. In der so entstandenen Solarzellenanordnung sind die einzelnen Solarzellen noch durch die durchgehende zweite Elektrodenschicht an ihrer Oberseite elektrisch kurzgeschlossen. Um diesen Kurzschluß aufzuheben, wird die zweite Elektrodenschicht sowie die Halbleiter schicht neben den Kontaktelementstreifen bis in die Oberfläche der ersten Elektrodenschicht hinein ein geritzt, beispielsweise ebenso wie im Falle der ersten Elektrodenschicht unter Verwendung eines Laserstrahles. Hiermit sind die einzelnen Solarzellen elektrisch nahezu voneinander isoliert. Um eine Reihenverschaltung der Solarzellen untereinander zu bewirken, wird die Anordnung anschließend einer Wärmebehandlung unter zogen, so daß durch die Erhitzung die metallischen Kontaktelemente dornenartig durch die Halbleiterschicht bis zur Oberfläche der jeweiligen ersten Elektroden schicht der benachbarten Solarzelle hindurchschmelzen. Somit sind die elektrischen Kontakte zwischen den ersten und zweiten Elektrodenschichten je zweier benachbarter Solarzellen hergestellt.Such a method is known from DE-Al 32 10 742 known. There is a first step in the process on a glass substrate as a first electrode layer serving, transparent metal layer over a large area steamed. Then this first electrode layer, preferably by scratching, in certain Areas removed, so down to the substrate to produce trenches reaching down. By this process step is already the structuring in a sequence of juxtaposed, individual solar cells specified. Then on the now separate zones of the first electrode layer one continuous semiconductor layer shot over a large area the. This is preferably amorphous Silicon, for example a pin layer has structure. The large-scale separation of the Semiconductor layer takes place in quasi-vacuum with the help a glow discharge method from an example wise silane-containing gas atmosphere, see for example the US-PS 40 64 521. Then be on the continuous Semiconductor layer that is internally structured so that incident electromagnetic energy, especially in Form of light that is converted into electrical charge separate contact elements applied, which later for Series connection of the individual solar cells serve should. These contact elements, for example Aluminum consisting of masking process or strip by photolithography vapor-deposited, approximately above the through the area-by-area removal of the first electrodes layer trenches. In a next one Process step becomes a continuous, second Electrode layer, for example made of indium tin oxide (ITO), over the semiconductor layer with the evaporated contact element strips thereon. This is also generally done in a vacuum. In the resulting solar cell arrangement are the single solar cells still through the continuous second electrode layer on its top electrically short-circuited. To remove this short circuit, the second electrode layer and the semiconductors layer next to the contact element strips into the Surface of the first electrode layer scratched, for example, just as in the case of the first Electrode layer using a laser beam. The individual solar cells are hereby electrical almost isolated from each other. A series connection the effect of the solar cells among each other will Subsequent arrangement under a heat treatment pulled, so that by heating the metallic Contact elements thorn-like through the semiconductor layer to the surface of the respective first electrodes melt the layer of the neighboring solar cell. Thus, the electrical contacts between the first and second electrode layers two each neighboring solar cells manufactured.

Dieses bekannte Herstellungsverfahren erweist sich insgesamt als relativ aufwendig. Zwar werden abgesehen von der ersten Elektrodenschicht weitere zwei Schich ten, nämlich die Halbleiterschicht sowie die zweite Elektrodenschicht durch Vakuumverfahren großflächig abgeschieden, jedoch sind diese beiden Verfahrens schritte durch einen zwischengeschalteten Verfahrens schritt zur Aufbringung der streifenförmigen, metalli schen Kontaktelemente unterbrochen. Dies geschieht unter Anwendung eines Maskierungsverfahrens bzw. auf lithographischem Wege. Diese beiden Verfahrensvarianten sind relativ aufwendig und bedingen eine Unterbrechung des Vakuumprozesses. Weiterhin ist die Herstellung der Reihenverschaltung der einzelnen Solarzellen durch Wärmebehandlung mit einer gewissen Unsicherheit ver bunden. Das gleichmäßige Hindurchschmelzen der metalli schen Kontaktelemente durch die Halbleiterschicht ist nur schwer zu kontrollieren und die Kontaktierung daher möglicherweise ungleichmäßig.This well-known manufacturing process proves to be overall as relatively expensive. They are disregarded two more layers from the first electrode layer ten, namely the semiconductor layer and the second Large area electrode layer by vacuum process separated, however, these two procedures steps through an intermediate process step of applying the striped, metallic interrupted contact elements. this happens using a masking process or on lithographic way. These two process variants are relatively complex and require an interruption of the vacuum process. Furthermore, the manufacture of the Series connection of the individual solar cells Heat treatment with a certain uncertainty bound. The even melting of the metalli is contact elements through the semiconductor layer difficult to control and therefore contacting possibly uneven.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, welches verfahrenstechnisch möglichst einfach durch zuführen ist, wobei die Reihenverschaltung der einzel nen Solarzellen so zuverlässig und gleichmäßig wie möglich erfolgen soll.The invention is therefore based on the object To provide methods of the type mentioned at the outset, which is technically as simple as possible is to be carried out, the series connection of the individual solar cells as reliable and even as possible should be done.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gegebenen Maßnahmen gelöst.This object is achieved according to the invention by the characterizing part of claim 1 given Measures solved.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß die zur Aufbringung der Halbleiter schicht sowie der zweiten Elektrodenschicht erforder lichen Vakuumprozesse direkt aufeinanderfolgen. Das Substrat mit der strukturierten ersten Elektroden schicht kann also direkt nacheinander durch zwei benachbarte Vakuumkammern geschleust werden, in deren erster die Halbleiterschicht und in deren zweiter die zweite Elektrodenschicht großflächig aufgebracht wird. Die halbfertige Solarzellenanordnung muß nach Aufbringen der Halbleiterschicht nicht aus dem Vakuum herausgenommen werden, um in einem aufwendigen Ver fahrensschritt separate Kontaktelemente aufzubringen. Es ist nicht notwendig, vor dem in einem weiteren Vakuumprozeß erfolgenden Aufdampfen der zweiten Elektrodenschicht die Halbleiteroberfläche auszugasen, und außerdem besteht nicht die Gefahr einer Verletzung der Halbleiterschicht im Zuge des Aufbringens der Kontaktelemente.The particular advantage of the method according to the invention is that for the application of semiconductors layer and the second electrode layer required vacuum processes follow one another directly. The Substrate with the structured first electrodes So layer can be done in succession by two Adjacent vacuum chambers are smuggled into their first the semiconductor layer and in the second the second electrode layer is applied over a large area. The semi-finished solar cell arrangement must be Do not apply the semiconductor layer from the vacuum be taken out in a complex ver apply separate contact elements. It is not necessary before in another Vacuum process evaporation of the second Outgasing the semiconductor surface, and there is also no risk of injury the semiconductor layer in the course of applying the Contact elements.

Außerdem ist durch die gemäß der Erfindung vorgesehenen weiteren Verfahrensschritte gesichert, daß die Reihen verschaltung durch Herstellung der Kontaktelemente auf zuverlässige und leicht kontrollierbare Weise geschieht.It is also provided by the invention further procedural steps ensured that the rows interconnection by manufacturing the contact elements reliable and easily controllable way happens.

Die zweite Elektrodenschicht wird, wenn der Licht einfall von der Substratseite her erfolgt, zweckmäßig als Metallschicht ausgeführt und zur Strukturierung in den separaten Bereichen durch Ätzen entfernt. Hierdurch ist erreichbar, daß die darunterliegende Halbleiter schicht nicht angegriffen wird. In den durch Ätzen freigelegten Oberflächenbereichen der Halbleiterschicht kann letztere anschließend teilweise abgetragen werden, und zwar zweckmäßig durch örtliche Anwendung von Ultraschall. Mit Hilfe einer Ultraschallsonde gelingt es auf hervorragende Weise, die Halbleiterschicht örtlich gezielt abzutragen, ohne dabei benachbarte Bereiche dieser Schicht oder die darunterliegende erste Elektrodenschicht, welche im Falle des Lichteinfalls von der Substratseite her zweckmäßig ein transparentes leitendes Oxid ist, zu beschädigen. The second electrode layer is when the light incident from the substrate side, expedient executed as a metal layer and for structuring in the separate areas removed by etching. Hereby is achievable that the underlying semiconductor layer is not attacked. In the by etching exposed surface areas of the semiconductor layer the latter can then be partially removed, expediently by local application of Ultrasonic. With the help of an ultrasound probe it the semiconductor layer in an excellent way targeted removal of material without neighboring ones Areas of this layer or the underlying first Electrode layer, which in the event of light a transparent from the substrate side expediently conductive oxide is damaging.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Abbildungen näher beschrieben. Es zeigen in schematischer Weise jeweils im Querschnitt:The following is an embodiment of the invention described in more detail using the illustrations. It show in schematically in each case in cross section:

Fig. 1 ein Substrat mit einer ersten Elektrodenschicht, Fig. 1 is a substrate having a first electrode layer,

Fig. 2 die Anordnung gemäß Fig. 1 nach Abtragung bestimmter Bereiche der ersten Elektroden schicht, Fig. 2 shows the arrangement of FIG. 1 after removal of certain areas of the first electrode layer,

Fig. 3 die Anordnung gemäß Fig. 2 nach Aufbringung einer großflächigen Halbleiterschicht, Fig. 3 shows the arrangement of FIG. 2 after application of a large-area semiconductor layer,

Fig. 4 die Anordnung gemäß Fig. 3 nach Aufbringung einer großflächigen zweiten Elektrodenschicht, Fig. 4 shows the arrangement according to FIG. 3 after application of a second large area electrode layer,

Fig. 5 die Anordnung gemäß Fig. 4 nach Entfernung bestimmter Bereiche der zweiten Elektroden schicht, Fig. 5 shows the arrangement of FIG. 4 after removal of certain portions of the second electrode layer,

Fig. 6 die Anordnung gemäß Fig. 5 nach Abtragung separater Bereiche der Halbleiterschicht, Fig. 6 shows the arrangement of Fig. 5 after removal of separate regions of the semiconductor layer,

Fig. 7 die Anordnung gemäß Fig. 6 nach Aufbringung separater Kontaktelemente. Fig. 7 shows the arrangement of FIG. 6 after application of separate contact elements.

Die in den Figuren dargestellten Verfahrensschritte beziehen sich auf eine Solarzellenanordnung, bei der der Lichteinfall von der Substratseite her erfolgt. Daher wird ein transparentes Substrat 1, beispielsweise Glas, verwendet. Auf dieses Substrat 1 wird zunächst gemäß Fig. 1 eine durchgehende erste Elektrodenschicht 2 großflächig aufgebracht. Hierbei kann es sich bei spielsweise um ein transparentes leitendes Oxid (TCO), also etwa Indiumoxid, Zinnoxid oder Indiumzinnoxid (ITO) handeln. Diese erste Elektrodenschicht wird in gewohnter Weise, beispielsweise durch Sputtern oder Aufdampfen, aufgebracht. Sodann erfolgt gemäß Fig. 2 eine Strukturierung der ersten Elektrodenschicht 2 durch Abtragen bestimmter Bereiche 3. Durch diese Strukturierung wird bereits die Aufteilung der Ober fläche in einzelne Solarzellen 4, 8 usw. vorgegeben. Im Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Bereiche 3 grabenförmig senkrecht zur Zeichenebene. Zur Struk turierung der ersten Elektrodenschicht 2 können die Photolithographie, Laserstrahlen oder andere ein schlägige Methoden verwendet werden. Insbesondere erweist sich hier auch die Anwendung der Elektroerosion als zweckmäßig, bei der eine entsprechend geformte Sonde, welche eine Potentialdifferenz gegenüber der Elektrodenschicht aufweist, über letztere hinweggeführt wird. Hierbei kann die Elektrodenschicht mit einer zumindest schwach leitenden Flüssigkeit bedeckt sein, so daß die Schicht in ihrer Gesamtheit auf demselben Potential gehalten wird. Neben dem Laserritzen sowie der Elektroerosion sind auch andere einschlägige Ver fahren zur Strukturierung der aus einem transparenten leitenden Oxid bestehenden ersten Elektrodenschicht anwendbar.The method steps shown in the figures relate to a solar cell arrangement in which the incidence of light occurs from the substrate side. A transparent substrate 1 , for example glass, is therefore used. On this substrate 1 1 is a continuous first electrode layer 2 is first shown in FIG. Over a large area. This can be, for example, a transparent conductive oxide (TCO), for example indium oxide, tin oxide or indium tin oxide (ITO). This first electrode layer is applied in the usual way, for example by sputtering or vapor deposition. Then, according to FIG. 2, the first electrode layer 2 is structured by removing certain areas 3 . This structuring already predefines the division of the surface into individual solar cells 4 , 8 , etc. In the exemplary embodiment, the regions 3 extend in a trench shape perpendicular to the plane of the drawing. For structuring the first electrode layer 2 , photolithography, laser beams or other relevant methods can be used. In particular, the use of electroerosion has also proven to be expedient here, in which a correspondingly shaped probe, which has a potential difference with respect to the electrode layer, is guided over the latter. Here, the electrode layer can be covered with an at least weakly conductive liquid, so that the layer as a whole is kept at the same potential. In addition to laser scribing and electroerosion, other relevant methods for structuring the first electrode layer consisting of a transparent conductive oxide can also be used.

Anschließend werden gemäß der Erfindung zwei unmittel bar aufeinanderfolgende Vakuumprozeßschritte durch geführt. Gemäß Fig. 3 wird zunächst eine durchgehende Halbleiterschicht 5 großflächig aufgebracht. Hierbei kann es sich um eine amorphe Siliziumschicht mit pin-Schichtstruktur handeln, jedoch sind auch andere in der Dünnschicht-Solarzellentechnik gebräuchliche Materialien verwendbar, etwa amorphes Germanium, Galliumarsenid oder Cadmiumsulfid/Kupfersulfid. Die Halbleiterschicht 5 ist jedenfalls durch pin-Übergänge oder Sperrschichtzonen so zu strukturieren, daß eine Umwandlung einfallender elektromagnetischer Energie, vorzugsweise in Form von Licht, in elektrische Energie, d.h. getrennte Ladungen, möglich wird.Subsequently, two direct successive vacuum process steps are carried out according to the invention. Referring to FIG. 3, a continuous semiconductor layer 5 is first applied over a large area. This can be an amorphous silicon layer with a pin layer structure, but other materials that are common in thin-film solar cell technology can also be used, such as amorphous germanium, gallium arsenide or cadmium sulfide / copper sulfide. In any case, the semiconductor layer 5 is to be structured by pin transitions or junction zones so that a conversion of incident electromagnetic energy, preferably in the form of light, into electrical energy, ie separate charges, is possible.

Im Falle einer amorphen Siliziumschicht als Halbleiter schicht 5 kann diese auf übliche Weise durch Glimm entladung aus einer Gasatmosphäre abgeschieden werden, welche eine siliziumhaltige Verbindung, etwa Silan, ein halogenhaltiges Silan sowie gegebenenfalls Wasserstoff oder Kohlenstoffanteile enthält. Selbstverständlich sind während dieses Abscheideprozesses Dotierungs elemente in der erforderlichen Weise der Gasatmosphäre beizumischen.In the case of an amorphous silicon layer as a semiconductor layer 5 , this can be deposited in the usual way by glow discharge from a gas atmosphere which contains a silicon-containing compound, such as silane, a halogen-containing silane and optionally hydrogen or carbon components. Of course, doping elements are to be mixed with the gas atmosphere in the required manner during this deposition process.

Neben der Glimmentladung im Quasi-Vakuum sind zur Abscheidung der Halbleiterschicht 5 auch andere Vakuumverfahren zulässig, beispielsweise solche unter Anwendung thermischer oder photochemischer Zersetzung siliziumhaltiger Moleküle in der Gasphase oder auch Sputtern.In addition to the glow discharge in a quasi-vacuum, other vacuum methods are also permissible for the deposition of the semiconductor layer 5 , for example those using thermal or photochemical decomposition of silicon-containing molecules in the gas phase or sputtering.

Gemäß Fig. 4 wird nun anschließend in einem zweiten Vakuumprozeßschritt auf die Halbleiterschicht 5 eine durchgehende zweite Elektrodenschicht großflächig auf gebracht. Hierbei kann es sich im Falle des Licht einfalls von der Substratseite her um eine dünne Metallschicht handeln, beispielsweise aus Aluminium, Nickel, Silber, Gold oder Titan, aus Einzelelementen oder Mischungen, etwa Aluminium und Silizium bestehend. Diese zweite Elektrodenschicht 6 wird zweckmäßig im Vakuum aufgedampft bzw. durch Sputtern aufgebracht. According to Fig. 4 will be subsequently brought into a second vacuum processing step to the semiconductor layer 5, a continuous second electrode layer over a large area. In the case of light incident from the substrate side, this can be a thin metal layer, for example made of aluminum, nickel, silver, gold or titanium, consisting of individual elements or mixtures, such as aluminum and silicon. This second electrode layer 6 is expediently evaporated in a vacuum or applied by sputtering.

Um den durch die noch nicht unterbrochene zweite Elektrodenschicht 6 an der Oberfläche sämtlicher ein zelnen Solarzellen bestehenden Kurzschluß aufzuheben, wird diese Elektrodenschicht nunmehr in bestimmten Bereichen 7 entfernt. Die Lage dieser Bereiche 7 ist durch diejenige der Bereiche 3 in etwa vorbestimmt, im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ist eine seitlich ver setzte Parallellage gewählt. Die separaten Bereiche 7, in denen die darunterliegende Halbleiterschicht 5 frei gelegt wird, folgt also annähernd dem Muster der ab getragenen Bereiche 3 der ersten Elektrodenschicht 2. Die aus Metall bestehende zweite Elektrodenschicht 6 wird in den vorbestimmten Bereichen 7 vorzugsweise durch Ätzen entfernt. Durch Auswahl eines geeigneten Ätzmittels, beispielsweise einer Mischung aus Phosphor säure (H₃PO₄) und Salpetersäure (HNO₃) bei einer aus Aluminium bestehenden Metallschicht ist gesichert, daß die darunterliegende Halbleiterschicht 5, hier eine amorphe Siliziumschicht, nicht beschädigt wird. Alter nativ zum Ätzen könnte die Metallschicht in den Bereichen 7 auch durch Laserritzen entfernt werden. Ein Ätzverfahren ist jedoch u.U. apparativ weniger auf wendig, und mit einem solchen Verfahren ist gleichwohl eine saubere Strukturierung der zweiten Elektroden schicht möglich. Um Rückstände von der Oberfläche der Solarzellenanordnung zu entfernen, wird diese an schließend gespült.In order to eliminate the short circuit existing on the surface of all of the individual solar cells due to the second electrode layer 6 which has not yet been interrupted, this electrode layer is now removed in certain regions 7 . The location of these areas 7 is approximately predetermined by that of the areas 3, in the exemplary embodiment according to FIG. 5 a laterally set parallel position is selected. The separate areas 7 , in which the underlying semiconductor layer 5 is exposed, thus approximately follows the pattern of the worn areas 3 of the first electrode layer 2 . The second electrode layer 6 consisting of metal is preferably removed in the predetermined regions 7 by etching. By selecting a suitable etchant, for example a mixture of phosphoric acid (H ₃ PO ₄ ) and nitric acid (HNO ₃ ) in a metal layer made of aluminum, it is ensured that the underlying semiconductor layer 5 , here an amorphous silicon layer, is not damaged. As an alternative to etching, the metal layer in regions 7 could also be removed by laser scribing. However, an etching process may be less expensive in terms of apparatus, and with such a process a clean structuring of the second electrode layer is nevertheless possible. In order to remove residues from the surface of the solar cell arrangement, it is then rinsed.

In einem folgenden Verfahrensschritt wird nun gemäß Fig. 6 auch die in den Bereichen 7 freigelegte Halb leiterschicht 5 teilweise entfernt, nämlich in den Bereichen 9. Hier ist nun ein Verfahren anzuwenden, welches ein besonders genaues Abtragen der Halbleiter schicht in den schmalen Bereichen 9 ermöglicht. Es hat sich erwiesen, daß durch örtliche Anwendung von Ultra schall diese Forderung erfüllt werden kann. Verwendet wird eine Ultraschallsonde, an der ein geeignet ge formtes Werkzeug angebracht ist, welches über die Ober fläche der freigelegten Halbleiterschichtbereiche ge führt wird. Das Abtragen erfolgt vor allem aufgrund der spröden Eigenschaften der amorphen Siliziumschicht. Durch die richtige Wahl des Auflagedrucks des Werk zeuges auf die Siliziumschicht kann erreicht werden, daß die darunterliegende erste Elektrodenschicht 2 sowie das transparente Substrat 1 nicht beschädigt werden. Die Güte und Reproduzierbarkeit dieses Abtrage prozesses wird bestimmt durch die Auflagekraft, die Form der Hartmetallspitze des Werkzeuges, die Ultra schallfrequenz, die über die Ultraschallsonde ein gebrachte Energie sowie die Geschwindigkeit, mit der das Werkzeug über die Schicht geführt wird. Ultra schallfrequenz, Auflagedruck sowie Werkzeuggeschwindig keit können in folgenden Bereichen liegen: 10 bis 100 kHz, 100 bis 500 p, 1 bis 100 cm/s. Als Material der Hartmetallspitze des Werkzeuges kommen verschiedene legierte Eisenmetalle infrage.In a subsequent method step 6, the exposed areas in the 7/2 will now be shown in FIG. Conductor layer 5 is partially removed, namely in the regions 9. Here, a method is now to be used which enables particularly precise removal of the semiconductor layer in the narrow regions 9 . It has been shown that this requirement can be met by local application of ultrasound. An ultrasound probe is used, to which a suitably shaped tool is attached, which is guided over the surface of the exposed semiconductor layer regions. The removal occurs primarily due to the brittle properties of the amorphous silicon layer. The correct choice of the contact pressure of the tool on the silicon layer can ensure that the underlying first electrode layer 2 and the transparent substrate 1 are not damaged. The quality and reproducibility of this removal process is determined by the contact force, the shape of the carbide tip of the tool, the ultrasound frequency, the energy brought in by the ultrasound probe and the speed at which the tool is guided over the layer. Ultra sound frequency, contact pressure and tool speed can be in the following ranges: 10 to 100 kHz, 100 to 500 p, 1 to 100 cm / s. Various alloyed ferrous metals can be used as the material of the hard metal tip of the tool.

Die gemäß Fig. 6 noch elektrisch voneinander isolierten einzelnen Solarzellen 4, 8 usw. müssen nun noch durch entsprechende Kontaktelemente miteinander serienmäßig verschaltet werden. Dies geschieht wie in Fig. 7 sche matisch dargestellt durch Einbringen einer elektrisch leitfähigen Paste, in die durch die entfernten bzw. abgetragenen Bereiche 7, 9 gegebenen Schichtlücken, beispielsweise durch Siebdruck, Tampondruck, Dosier systeme o.ä.. Die so entstehenden Kontaktelemente 10 verbinden somit jeweils die zweite Elektrodenschicht 6 (Metall) einer einzelnen Solarzelle mit der ersten Elektrodenschicht (TCO) 2 der jeweils benachbarten Solarzelle. Bei der Aufbringung der Kontaktelemente 10 ist darauf zu achten, daß durch diese elektrischer Kontakt ausschließlich zwischen der jeweils ersten Elektrodenschicht 2 einer Solarzelle mit der jeweils zweiten Elektrodenschicht 6 der benachbarten Solarzelle hergestellt wird, und daß kein Kurzschluß zwischen den jeweils ersten bzw. jeweils zweiten Elektrodenschichten benachbarter Solarzellen untereinander entsteht. Bei der endgültigen Ausführungsform gemäß Fig. 7 ist der Kontakt zwischen den jeweils ersten Elektrodenschichten 2 (TCO) bereits dadurch vermieden, daß in den Bereichen 3 Halbleitermaterial verbleibt, und zwar durch ent sprechende Anordnung der Bereiche 7 und 9. Weiterhin ist der elektrische Kontakt zwischen den jeweiligen zweiten Elektrodenschichten (Metall) 6 dadurch ver mieden, daß die Bereiche 7 breiter gewählt werden als die Bereiche 9 und die elektrisch leitfähige Paste zur Herstellung der Kontaktelemente 10 praktisch nur in den Bereich 9 herabreicht und nicht die ganze Breite des Bereiches 7 ausfüllt. Als elektrisch leitfähige Paste kann z.B. Silberleitpaste gewählt werden, welche nach dem Aufbringen erstarrt.The individual solar cells 4 , 8 , etc., which are still electrically insulated from one another according to FIG. 6, now have to be connected to one another in series by means of corresponding contact elements. This is done, as shown schematically in FIG. 7, by introducing an electrically conductive paste into the layer gaps given by the removed or removed areas 7 , 9 , for example by screen printing, pad printing, metering systems or the like. The contact elements 10 thus created thus each connect the second electrode layer 6 (metal) of an individual solar cell to the first electrode layer (TCO) 2 of the respectively adjacent solar cell. When applying the contact elements 10 , care must be taken to ensure that this electrical contact is used only between the first electrode layer 2 of a solar cell and the second electrode layer 6 of the adjacent solar cell, and that there is no short circuit between the first and second electrode layers neighboring solar cells arise with each other. In the final embodiment according to FIG. 7, the contact between the first electrode layers 2 (TCO) is already avoided by the fact that semiconductor material remains in the regions 3 , specifically by arranging the regions 7 and 9 accordingly. Furthermore, the electrical contact between the respective second electrode layers (metal) 6 is avoided by the fact that the regions 7 are chosen wider than the regions 9 and the electrically conductive paste for producing the contact elements 10 practically only extends into the region 9 and not the whole Fills the width of the area 7 . Silver conductive paste, for example, which solidifies after application, can be selected as the electrically conductive paste.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Solarzellen anordnung in Reihenschaltung und integrierter Dünn schichttechnik, bei dem zunächst auf einem Substrat eine erste Elektrodenschicht großflächig aufgebracht und anschließend in bestimmten Bereichen wieder ab getragen, sodann eine zur Umwandlung einfallender elektromagnetischer Strahlung in elektrische Energie geeignet strukturierte Halbleiterschicht durch Vakuum abscheidung aus der Gasphase großflächig aufgebracht wird und im weiteren Verfahrensablauf eine zweite Elektrodenschicht großflächig abgeschieden sowie zur Reihenverschaltung der einzelnen Solarzellen dienende, separate Kontaktelemente aufgebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiter schicht (5) und die zweite Elektrodenschicht (6) direkt nacheinander durch Vakuumabscheidung aufgebracht werden, sodann die zweite Elektrodenschicht (6) in dem Muster der abgetragenen Bereiche (3) der ersten Bereiche (7) entfernt, die dort freigelegten Bereiche der Halbleiterschicht (5) teilweise (9) abgetragen und anschließend die separaten Kontaktelemente (10) in den durch die entfernten und abgetragenen Bereiche (7, 9) der zweiten Elektrodenschicht (6) bzw. der Halbleiter schicht (5) gegebenen Schichtlücken unter Herstellung elektrischen Kontaktes ausschließlich zwischen den ersten und zweiten Elektrodenschichten (2, 6) je zweier benachbarter Solarzellen (4, 8) aufgebracht werden. 1. A method for producing a solar cell arrangement in series connection and integrated thin-film technology, in which a first electrode layer is first applied over a large area to a substrate and then removed again in certain areas, then a semiconductor layer suitably structured for converting incident electromagnetic radiation into electrical energy by vacuum deposition from the gas phase is applied over a large area and, in the further course of the process, a second electrode layer is deposited over a large area, and separate contact elements serving to connect the individual solar cells in series are applied, characterized in that the semiconductor layer ( 5 ) and the second electrode layer ( 6 ) are directly in succession by vacuum deposition are then applied, the second electrode layer ( 6 ) in the pattern of the removed areas ( 3 ) of the first areas ( 7 ) is removed, the areas of the semiconductor layer exposed there ( 5 ) partially removed ( 9 ) and then the separate contact elements ( 10 ) in the through the removed and removed areas ( 7 , 9 ) of the second electrode layer ( 6 ) or the semiconductor layer ( 5 ) given layer gaps to produce electrical contact are applied exclusively between the first and second electrode layers ( 2 , 6 ) each of two adjacent solar cells ( 4 , 8 ).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die zweite Elektroden schicht (6) eine Metallschicht ist und in den separaten Bereichen (7) durch Ätzen entfernt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the second electrode layer ( 6 ) is a metal layer and is removed in the separate areas ( 7 ) by etching.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das teilweise Abtragen der Halbleiterschicht (5) in den freigelegten Bereichen (7) durch örtliche Anwendung von Ultraschall erfolgt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the partial removal of the semiconductor layer ( 5 ) in the exposed areas ( 7 ) is carried out by local application of ultrasound.