WO2009090098A2 - Method and apparatus for producing a solar cell - Google Patents

Method and apparatus for producing a solar cell Download PDF

Info

Publication number
WO2009090098A2
WO2009090098A2 PCT/EP2009/000279 EP2009000279W WO2009090098A2 WO 2009090098 A2 WO2009090098 A2 WO 2009090098A2 EP 2009000279 W EP2009000279 W EP 2009000279W WO 2009090098 A2 WO2009090098 A2 WO 2009090098A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
conductor material
silicon substrate
material carrier
carrier
conductor
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/000279
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
WO2009090098A3 (en
Inventor
Christian Buchner
Thomas Sauter
Original Assignee
Schmid Technology Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schmid Technology Gmbh filed Critical Schmid Technology Gmbh
Publication of WO2009090098A2 publication Critical patent/WO2009090098A2/en
Publication of WO2009090098A3 publication Critical patent/WO2009090098A3/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0224Electrodes
    • H01L31/022408Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/40Removing material taking account of the properties of the material involved
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/04Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • C23C14/048Coating on selected surface areas, e.g. using masks using irradiation by energy or particles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a solar cell with application of electrically conductive conductor material on one side of a silicon substrate for the solar cell. Furthermore, the invention relates to a device suitable for carrying out this method and designed.
  • a solar cell must be electrically contacted.
  • an aluminum paste is applied in the last process step of the production and then a silver paste is applied to the aluminum paste on the rear side, which produces a eutectic with the silicon in the subsequent furnace, which enables electrical contact between solar cell back and aluminum ,
  • This production step is carried out in the current solar cell production by means of a screen printing process.
  • the solar cell is partially covered in a so-called pressure nest by means of a spatula designed according to the required structure. After dispensing the paste, it is then pressed through the sieve onto the solar cell with a spatula, squeegee or squeezee. As a result, mechanical pressure is exerted on the solar cell, which can lead to microcracks.
  • the resolution of this method is limited by the maximum fine mesh of the screen.
  • the invention has for its object to provide a method mentioned above and a device mentioned above, with the NEN problems of the prior art can be solved and in particular conductor material can be applied in desired shapes advantageous and technically reliable on a silicon substrate.
  • a conductor material carrier is guided at a distance from the silicon substrate, that is to say without contact.
  • the conductor material carrier is permeable to light of a certain wavelength. He carries the conductor material on a side facing the silicon substrate.
  • a high-energy beam, preferably a focused laser beam, with this wavelength is coupled into the conductor material carrier, preferably on the side facing away from the silicon substrate to the conductor material in a special form according to the irradiated by the beam points, lines or areas by sudden heating or Dissolve evaporation.
  • the beam thus passes through the conductor material carrier and strikes the layer of the conductor material or is coupled into it.
  • the conductor material detached by the beam is transferred to the surface of the silicon substrate opposite to the carrier or, as it were, flies there and settles in the form in which it has been detached from the conductor material carrier.
  • so to speak contactless conductor material can be brought from a provided therewith carrier on a silicon substrate.
  • a contactless method is of great advantage.
  • by appropriate fine focusing of the beam or the laser beam and a very fine pattern of conductor material can be transmitted without having to take into account mechanical or structural limitations as in a screen printing process.
  • a specific conductor material pattern can be generated and changed in a relatively simple manner, without first having to produce the otherwise necessary screen printing templates in a complex manner.
  • a focused laser beam is used as the beam.
  • any laser with sufficient power generation is suitable for this purpose.
  • essentially only one beam is spoken, by which both should be meant, advantageously of course a laser beam.
  • the laser beam In order to achieve a high nominal throughput during the coating, high deflection or movement speeds are advantageous for the laser beam. As a result, however, a very low energy density is available for the process.
  • the energy in the edge regions of the surface is sufficient only for slight heating of the conductor material, but not for its evaporation, although the amount of energy is large.
  • Beamshaping it is now advantageously possible, the intensity of conventional Gaussian beam profile with respect to the evaporation process. Above all, this makes it possible to achieve an approximately uniform intensity of the laser beam, which is therefore approximately the same in the middle as in the outer regions and thus in each case high enough to detach the conductor material over the entire surface.
  • beamshaping allows to optimize and adapt the pressure wave resulting from the evaporation with respect to drop geometry, drop volume and drop velocity to the application.An essential benefit is the reduction of the achievable structure width with guaranteed detachment of the conductor material in this area.
  • Holographic elements, refractive and reflective optical elements such as mirrors, lenses or prisms are possible technical realizations for the necessary transformation of the intensity profile.
  • the beam is advantageously focused precisely in the plane in which the layer of conductor material is on the conductor material carrier. It is particularly preferred that the beam is focused, as it were, on the contact plane or somewhat deeper, that is to say a small piece into the conductor material. Then, the abrupt heating of the conductor material with associated thermal expansion, which leads to detachment from the conductor material carrier and transfer to the surface of the substrate, can occur particularly well, so that almost all of the conductor material in the illuminated region is also detached and transferred becomes. In this case, the conductor material can be removed either by the thermal expansion and transferred. Alternatively or in addition to this mechanism, an evaporation of the conductor material can take place so that it is detached in the form of vapor or very small droplets and then re-precipitates on the surface of the silicon substrate.
  • the high-energy beam is advantageously generated in a pulse-like manner, for example as so-called laser points. If a number of such points are strung together, a desired pattern of conductor material may be formed in any shape, such as lines or areas, on the surface of the silicon substrate.
  • a pulsed beam it can also be generated or operated continuously for heating and detaching the conductor material from the conductor material carrier and for transferring it to the surface of the silicon substrate.
  • the question of whether a pulse-like generation or a continuous generation is provided may also depend on the type of conductor material or whether it is more suitable for one of the two types of application. Experiments have shown, however, that due to the pulsed high-energy rays, a detachment of the conductor material by the sudden, abrupt warming usually works better.
  • the silicon substrate can be held and the beam to be moved.
  • This has the advantage that by means of appropriate optical deflection means a very fast and at the same time also exact guidance of the beam is possible.
  • the mechanically sensitive silicon substrate generally does not need to be moved and as a rule does not even have to be held fast. In this case, therefore, a radiation source or a laser itself can be fixed and a ray optics, in particular deflection devices such as mirrors or the like. to move off the corresponding pattern to move the generated beam.
  • the beam is always aligned to a same point, while the silicon substrate is moved relative to this point in accordance with desired path.
  • This has the advantage that although a somewhat more expensive guide for the silicon substrate is necessary, but at the same time the beam including the radiation optics can be kept very simple. Also possible are intermediate forms of the two aforementioned embodiments, namely that both the silicon substrate and the beam are moved.
  • the conductor material carrier there is the possibility of moving or not moving the conductor material carrier either relative to the beam and / or the silicon substrate.
  • the conductor material carrier may be moved both relative to the silicon substrate and relative to the beam. It should be ensured that the direction of movement and / or movement speed of the conductor material carrier and the beam are different.
  • the conductor material carrier rotates or rotates and thus appears, for example, as an almost infinitely long conductor material carrier. He can always be repeatedly moved with fresh conductor material between the beam and silicon substrate. The conductor material detached from its side facing the silicon substrate can be reapplied a short distance from the silicon substrate for renewed detachment.
  • an aforementioned circumferential conductor material carrier as a band.
  • the tape may be in an area outside the radiation must always be coated over the entire surface with conductor material. Then, this portion of the tape continues to travel between the beam and the silicon substrate to transfer the conductor material.
  • the band can advantageously form a closed loop.
  • a rotating or rotating conductor material carrier as a hollow body made of light-transmitting material, in particular of solid or rigid material. It is advantageous a cylindrical or circular cylindrical hollow body in the form of a long pipe. Similar to the loop-like band, the hollow body rotates about a longitudinal axis, advantageously about its central longitudinal axis, so that the silicon substrate is always arranged equidistantly thereto.
  • a beam or a laser beam is radiated into the hollow body at an open end, preferably parallel or corresponding to the center longitudinal axis, and then by a deflection device such as a mirror or the like, which is movable at the appropriate point from the inside through the wall of the Hollow body blasted through. This is similar to the circulating band.
  • the conductor material carrier then the conductor material is detached from the carrier and transferred to the substrate.
  • An application of the conductor material on the outside of the hollow body can also be carried out as previously described.
  • the hollow body may advantageously consist of glass, particularly preferably quartz glass. Quartz glass has a very high damage threshold. Damage to the quartz tube due to laser radiation can also be ruled out in the long term.
  • the surface or outer surface of the glass can be specially processed or configured, for example by microstructuring or coating.
  • the application or retention of the conductor material on the outside can be influenced and, above all, improved, as can the detachment.
  • the drop formation behavior can be adapted to the desired conductor material.
  • the pressure wave which is formed when the conductor material evaporates, is focussed and results in a better detachment of the droplets, electrical or magnetic fields can be applied, and thus either the conductor material on the surface can be applied Outside sticks better or can be better peeled off.
  • a glass tube or quartz tube can be produced with excellent surface quality and is resistant to almost all chemicals and high temperatures. This leaves many possibilities in the choice of the conductor material and in the removal of the dried conductor material residues. A glass tube is not deformed during operation. That's why there is no material fatigue. This enables a long-lasting operation and an extremely long service life.
  • the glass tube By placing the glass tube on two rollers as a pivot bearing without further elaborate attachment, the glass tube can be replaced very quickly in service or cleaning.
  • a rotating conductor material carrier can be designed, for example, like a disk, and in particular can be a disk rotating about a central axis. This rotation axis should run outside of the silicon substrate or not therethrough. Again, as described above, it is possible to apply new conductor material to the conductor material carrier away from the silicon substrate and then to move it over the silicon substrate for detachment and transfer.
  • the conductor material carrier can also be provided to form the conductor material carrier larger than the substrate and a fully coated conductor material carrier hold about it. Then, with the high-energy beam, the conductor material can be transferred in the desired form to the substrate. Subsequently, the conductor material carrier is removed, in particular again completely coated with conductor material. A fresh silicon substrate is introduced and then processed either with this, re-coated conductor material carrier or with another, while the previous conductor material carrier is recoated.
  • the method described is suitable both for coating a reverse side and a front side of a silicon substrate for a solar cell in the same manner or providing it with a desired structure of conductor material.
  • the structures on the front and back can be different.
  • the conductive material is thermally solidified after application to the surface of the silicon substrate, preferably after complete coating of an entire side, such solidification should take place between machining the front surface and the back surface. This prevents destruction of the applied structure of the conductor material.
  • the conductor material can be applied to the conductor material carrier in a manner known per se, namely, for example, as a paste. This can be done by rolling or brushing, possibly also by spraying with drying.
  • plastic or glass As a conductor material carrier with appropriate light transmission is offered to plastic or glass.
  • plastic films are clearly preferred.
  • Glass can also be used for rotating or stationary conductor material carriers, in particular those in the form of a hollow body or tube, since this is less sensitive to thermal stresses during irradiation or detachment of the conductor material.
  • the conductor material carrier can be perforated in a development of the invention or sieve-shaped. For example, it is made as a close-meshed mesh made of wire or plastic, with a mesh size of the order of that of screen printing.
  • the surface of the conductor material carrier may be provided with a microstructuring for influencing the adhesion of the conductor material in order to influence the release properties. Additionally or alternatively, it may be provided with an electrically conductive coating, such as a metallization, which should then be translucent, to reduce a stripping energy for the conductor material.
  • it may be easier to detach in droplet form from the conductor material carrier and also the time for the application time can be extended, especially then, a voltage between the conductor substrate and silicon substrate is applied or by applying electrical charge.
  • FIG. 1 shows a side view of a device according to the invention, which shows the functional principle of the detachment of the conductor material from a conductor material carrier and transfer to a silicon substrate,
  • FIG. 2 shows a modification of FIG. 1 with a plurality of juxtaposed lines of detached conductor material
  • FIG. 3 is a side view of the shown in Fig. 1, detached line of conductor material
  • FIG. 4 shows a plan view of a rotating, disk-shaped conductor material carrier with silicon substrate on one side and application roller for conductor material on the other,
  • Fig. 6 shows a rotating conductor material carrier in the form of a hollow glass cylinder in front view
  • FIG. 7 shows the conductor material carrier from FIG. 6 in a side view, including the radiation path.
  • FIG. 1 shows a device 11 as described above.
  • a silicon substrate 13 is introduced with a front side 14 and a rear side 15. From the silicon substrate 13, a solar cell to be produced.
  • the device 11 has a conductor material carrier 18 with an upper side 19 and a lower side 20. It is, as shown in more detail in FIGS. 4 and 5, made of translucent material, in particular transparent, and consists of plastic film or glass. On the underside 20, a layer of conductor material 21 is provided on the conductor material carrier 18, which, for example, may still have a paste-like consistency. The layer thickness is well below one millimeter, especially at a few hundred micrometers. As can be seen, there is a distance between the upper front side 14 of the silicon substrate 13 and the lower side 20 of the conductor material carrier 18 or the conductor material 21, which may be for example in the range of a maximum of a few millimeters.
  • a laser beam 23 is coupled onto the conductor material carrier 18, represented by the thick arrow. He is in about the transition between the conductor material carrier 18 and conductor material 21 and in the Focused in the upper region of the conductor material.
  • the diameter of the laser beam 23 can be in a range of significantly less than one millimeter, in particular even less than one hundred micrometers.
  • the laser beam advantageously has an approximately uniform power distribution over its cross section or the impact surface, ie without any particular differences in performance.
  • Wavelength, energy content and possible pulse duration or focusing of the laser beam 23 can be matched to the type of conductor material 21 as well as to the size or type of the structure 25 of the conductor material on the silicon substrate.
  • the abovementioned apparatus for a "beamshaping" are not shown, but these are feasible for the person skilled in the art based on the above explanations and are advantageously mounted close to the laser which generates the laser beam 23.
  • FIG. 1 shows how, in the case of an electrically conductive coating of the conductor material carrier, a voltage U is applied to the silicon substrate 13. Alternatively, electrical charge could be applied to the conductor material carrier 25. This serves for the above-described reduction of a stripping energy for the conductor material or for improved drop-shaped detachment.
  • FIG. 2 shows in the same device 11 how, advantageously successively, a laser beam 23 transmits conductor material 21 located on the underside 20 of the conductor material carrier 18 to the rear side 15 of the silicon substrate 13 rotated relative to FIG.
  • the load beam 23 can replace five times conductor material 21 from left to right so that five pieces of conductor material 26 are on the rear side 15 of the substrate 13.
  • the illustrated pieces of conductor material 25 and 26 in FIGS. 1 and 2 can, as shown in FIG. 3 in the following, together form a line shape.
  • a plurality of laser spots are closely juxtaposed with a laser beam 23, which then lead to a line-like detachment of conductor material 21 from the conductor material carrier 18 or a resulting line-like gap 27 and for transfer to the silicon substrate 13.
  • far more individual laser points than shown in FIG. 3 are required for this purpose.
  • the distance from juxtaposed grid points with the laser beam 23 to produce a line shape of the conductor material 25 on the silicon substrate 13 is approximately the width of the gap 27 according to FIG. 1.
  • FIG. 4 shows a top view of the device 11, both on the silicon substrate 13 with a line-like piece of conductor material 25 thereon and on the conductor material carrier 18, which is disc-shaped with an axis of rotation 29.
  • the silicon substrate 13 is moved in the transport direction T under the conductor material carrier 18.
  • conductor material 21 which is present on the underside of the conductor material carrier 18 as a full-surface layer, detached and transferred as a line of conductor material 25 on the silicon substrate. This is done, of course, with a possible much more complicated shape than shown in Fig. 4, especially in the rule with multiple lines.
  • the conductor material carrier 18 can already perform a rotation during the processing of a silicon substrate 13.
  • a roller device 31 is provided on the other side of the axis of rotation 29, which applies in a manner known per se fresh conductor material 21 to the underside 20 of the conductor material carrier 18.
  • the roller device 31 is arranged in such a way that it applies fresh conductor material precisely in the area required by the transfer of the conductor material 21 onto the substrate 13. In this case, it should generally be ensured that the conductor material 21 is always present with approximately the same thickness on the conductor support 18, so that a predictable and in each case equal amount of conductor material is always removed by the laser beam 23 and transferred to the silicon substrate. If other layer thicknesses are required on the substrate, however, the conductor material can also be applied thicker onto the conductor material carrier. However, it is not a problem to form the roller device 31 in this way.
  • FIG. 5 an alternative embodiment of a device 11 'is shown, which also operates in accordance with FIGS. 1 to 3. Also here is one Silicon substrate 13 moves according to the transport direction T, wherein it preferably remains unmoved in the transfer of conductive material 25.
  • FIG. 6 shows a device 11 " as a modification of that of Fig. 5.
  • a glass tube 18" is now provided as conductor material carrier.
  • This glass tube 18 rotates about its central longitudinal axis, in a clockwise direction in the end view in accordance with Fig. 6. To this end, it is provided with bearings, not shown, and a rotary drive at its ends 31 " provided, which rests with one of its rollers on the outside of the glass tube 18".
  • conductor material 21 is applied in liquid or pasty form and then distributed from there to the outside of the glass tube 18 ".
  • a mirror 35 " is arranged and movably mounted in the interior of the glass tube 18 " .
  • a laser beam 23 " irradiated from the left into the glass tube 18 " can be deflected downwardly through the glass tube 18 "onto the silicon substrate 13.
  • the function of detaching the conductor material 21 from the glass tube 18" or. its outside and transferring to the surface of the silicon substrate 13 is as previously described.
  • a plurality of silicon substrates may be provided with conductor material simultaneously, for example in succession and / or next to each other.
  • a conductor material carrier reciprocating between two positions can also be provided, that is to say in a type of oscillation movement. It is also conceivable that during the time of removal of the coated silicon substrate and transport of the substrate to be coated, a conductor material carrier is moved to the side and then coated with new conductor material.

Abstract

In a method for producing a solar cell by application of electrically conductive conductor material (21, 25) onto one side (14, 15) of a silicon substrate (13), a conductor material carrier (18) is arranged at a distance from the silicon substrate (13). The conductor material carrier (18) is transparent and has a pasty conductor material (21) on a side (20) facing the silicon substrate (13). A focused laser beam (23) is injected onto that side (19) of the conductor material carrier (18) which is remote from the silicon substrate (13) in order to detach the conductor material (21, 25) in a special form corresponding to the points or lines on which the laser beam (23) impinges. In this case, the detached conductor material (21, 25) is transferred to the opposite surface (14, 15) of the silicon substrate (13). There, a desired structure which is solidified by baking is formed.

Description

Beschreibung description
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer SolarzelleMethod and device for producing a solar cell
Anwendungsgebiet und Stand der TechnikField of application and state of the art
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle mit Aufbringen von elektrisch leitfähigem Leitermaterial auf eine Seite eines Silizium-Substrats für die Solarzelle. Des weiteren betrifft die Erfindung eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete und ausgebildete Vorrichtung.The invention relates to a method for producing a solar cell with application of electrically conductive conductor material on one side of a silicon substrate for the solar cell. Furthermore, the invention relates to a device suitable for carrying out this method and designed.
Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass eine Solarzelle elektrisch kontaktiert werden muss. Um eine Solarzelle elektrisch zu kontak- tieren, wird beispielsweise im letzten Prozessschritt der Herstellung eine Aluminiumpaste und anschließend auf die Aluminiumpaste eine Silberpaste auf die Rückseite aufgebracht, die im anschließenden Feuerungsofen ein Eutektikum mit dem Silizium erzeugt, welches den elektrischen Kontakt zwischen Solarzellenrückseite und Aluminium ermöglicht.It is known from the prior art that a solar cell must be electrically contacted. In order to electrically contact a solar cell, for example, an aluminum paste is applied in the last process step of the production and then a silver paste is applied to the aluminum paste on the rear side, which produces a eutectic with the silicon in the subsequent furnace, which enables electrical contact between solar cell back and aluminum ,
Dieser Produktionsschritt wird in der aktuellen Solarzellenfertigung mittels eines Siebdruckverfahrens durchgeführt. Dabei wird die Solarzelle in einem sogenannten Drucknest mittels eines entsprechend der benötigten Struktur ausgebildeten Spatels teilweise abgedeckt. Nach dem Dis- pensieren der Paste wird diese dann mittels eines Spatels, Rakel oder Squezee durch das Sieb auf die Solarzelle gedrückt. Dadurch wird mechanischer Druck auf die Solarzelle ausgeübt, welcher zu Mikrorissen führen kann. Auch die Auflösung dieses Verfahrens ist durch die maximale Feinmaschigkeit des Siebes begrenzt.This production step is carried out in the current solar cell production by means of a screen printing process. In this case, the solar cell is partially covered in a so-called pressure nest by means of a spatula designed according to the required structure. After dispensing the paste, it is then pressed through the sieve onto the solar cell with a spatula, squeegee or squeezee. As a result, mechanical pressure is exerted on the solar cell, which can lead to microcracks. The resolution of this method is limited by the maximum fine mesh of the screen.
Aufgabe und LösungTask and solution
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren sowie eine eingangs genannte Vorrichtung zu schaffen, mit de- nen Probleme des Standes der Technik gelöst werden können und insbesondere Leitermaterial in gewünschten Formen vorteilhaft und technisch zuverlässig auf ein Silizium-Substrat aufgebracht werden kann.The invention has for its object to provide a method mentioned above and a device mentioned above, with the NEN problems of the prior art can be solved and in particular conductor material can be applied in desired shapes advantageous and technically reliable on a silicon substrate.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine zur Durchführung des Verfahrens geeignet ausgebildete Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 20. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Manche der für die Erfindung geltenden Merkmale werden nur im Zusammenhang mit dem Verfahren oder der Vorrichtung beschrieben. Sie sollen jedoch unabhängig davon sowohl für das Verfahren als auch für die Vorrichtung gelten können. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.This object is achieved by a method having the features of claim 1 and a device designed to carry out the method suitably with the features of claim 20. Advantageous and preferred embodiments of the invention are the subject of the other claims and are explained in more detail below. Some of the features applicable to the invention will be described only in connection with the method or apparatus. However, they should be able to apply to both the process and the device independently. The wording of the claims is incorporated herein by express reference.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein Leitermaterialträger mit Abstand zu dem Silizium-Substrat geführt wird, also berührungslos. Der Leitermaterialträger ist dabei für Licht bestimmter Wellenlänge durchlässig. Auf einer dem Silizium-Substrat gewandten Seite trägt er das Leiter- material. Ein hochenergetischer Strahl, vorzugsweise ein fokussierter Laserstrahl, mit dieser Wellenlänge wird in den Leitermaterialträger eingekoppelt, vorzugsweise auf der von dem Silizium-Substrat abgewandten Seite, um das Leitermaterial in spezieller Form entsprechend der von dem Strahl angestrahlten Punkte, Linien oder Bereiche durch schlagartiges Erhitzen bzw. Verdampfen abzulösen. Der Strahl geht also durch den Leitermaterialträger hindurch und trifft die Schicht des Leitermaterials bzw. wird in diese eingekoppelt.According to the invention, it is provided that a conductor material carrier is guided at a distance from the silicon substrate, that is to say without contact. The conductor material carrier is permeable to light of a certain wavelength. He carries the conductor material on a side facing the silicon substrate. A high-energy beam, preferably a focused laser beam, with this wavelength is coupled into the conductor material carrier, preferably on the side facing away from the silicon substrate to the conductor material in a special form according to the irradiated by the beam points, lines or areas by sudden heating or Dissolve evaporation. The beam thus passes through the conductor material carrier and strikes the layer of the conductor material or is coupled into it.
Das durch den Strahl abgelöste Leitermaterial wird auf die dem Träger gegenüberliegende Oberfläche des Silizium-Substrats übertragen bzw. fliegt sozusagen dorthin und schlägt sich in der Form nieder, in der es von dem Leitermaterialträger abgelöst worden ist. Somit kann also mit der Erfindung sozusagen berührungslos Leitermaterial von einem damit versehenen Träger auf ein Silizium-Substrat gebracht werden. Vor allem angesichts der empfindlichen Oberfläche von Silizium-Substraten, wie sie für die Herstellung von Solarzellen verwendet werden, ist ein solches berührungsloses Verfahren von großem Vorteil. Des weiteren kann durch entsprechende Feinfokussierung des Strahls bzw. des Laser- Strahls auch ein sehr feines Muster an Leitermaterial übertragen werden, ohne auf mechanische bzw. konstruktive Begrenzungen wie bei einem Siebdruckverfahren Rücksicht nehmen zu müssen. Schließlich kann durch Programmieren einer Vorrichtung zur Erzeugung und Führung des Strahls bzw. Laserstrahls auf relativ einfache Art und Weise ein be- stimmtes Leitermaterialmuster erzeugt sowie geändert werden, ohne die ansonsten notwendigen Siebdruckvorlagen erst aufwendig erzeugen zu müssen.The conductor material detached by the beam is transferred to the surface of the silicon substrate opposite to the carrier or, as it were, flies there and settles in the form in which it has been detached from the conductor material carrier. Thus, with the invention, so to speak contactless conductor material can be brought from a provided therewith carrier on a silicon substrate. Especially In view of the sensitive surface of silicon substrates, as used for the production of solar cells, such a contactless method is of great advantage. Furthermore, by appropriate fine focusing of the beam or the laser beam and a very fine pattern of conductor material can be transmitted without having to take into account mechanical or structural limitations as in a screen printing process. Finally, by programming a device for generating and guiding the beam or laser beam, a specific conductor material pattern can be generated and changed in a relatively simple manner, without first having to produce the otherwise necessary screen printing templates in a complex manner.
Vorteilhaft wird als Strahl eben ein fokussierter Laserstrahl verwendet. Hierfür bieten sich grundsätzlich beliebige Laser mit ausreichender Leistungserzeugung an. Im Folgenden wird im wesentlichen nur noch von einem Strahl gesprochen, womit beides gemeint sein soll, vorteilhaft natürlich ein Laserstrahl.Advantageously, a focused laser beam is used as the beam. In principle, any laser with sufficient power generation is suitable for this purpose. In the following, essentially only one beam is spoken, by which both should be meant, advantageously of course a laser beam.
Um einen hohen Nenndurchsatz bei der Beschichtung zu erreichen sind hohe Ablenk- bzw. Bewegungsgeschwindigkeiten für den Laserstrahl von Vorteil. Dadurch steht allerdings eine sehr geringe Energiedichte für den Prozess zur Verfügung. Um den Prozess für die Solarzelle nutzbar zu machen ist es vorteilhaft, die Laserleistung möglichst effizient zum Verdampfen der Prozesschemikalie bzw. des Leitermaterials einzusetzen. Dies kann neben einer Zugabe eines geeigneten Absorbers zu dem Leitermaterial durch ein angepasstes Intensitätsprofil des Laserstrahls erreicht werden. Dies dient dazu, das Leitermaterial über die gesamte Fläche des Laserstrahls bzw. Laserpunktes definiert über den Verdamp- fungspunkt zu erwärmen. Verwendet man das übliche Gauß-Strahlprofil eines Laserstrahls, so reicht die Energie in den Randbereichen der Fläche nur zur leichten Erwärmung des Leitermaterials aus, aber nicht zu dessen Verdampfung, obwohl die Energiemenge groß ist. Durch sogenanntes „Beamshaping" ist es nun vorteilhaft möglich, die Intensität des herkömmlichen Gauß-Strahlprofils in Bezug auf den Verdampf ungspro- zess zu optimieren. Vor allem kann dadurch eine in etwa gleichmäßige Intensität des Laserstrahls erreicht werden, die also in der Mitte etwa gleich ist wie an den Außenbereichen und so jeweils hoch genug ist, das Leitermaterial vollflächig abzulösen.In order to achieve a high nominal throughput during the coating, high deflection or movement speeds are advantageous for the laser beam. As a result, however, a very low energy density is available for the process. In order to make the process usable for the solar cell, it is advantageous to use the laser power as efficiently as possible for evaporating the process chemical or the conductor material. This can be achieved by addition of a suitable absorber to the conductor material by an adapted intensity profile of the laser beam. This serves to heat the conductor material over the entire surface of the laser beam or laser point defined above the vaporization point. Using the usual Gaussian beam profile of a laser beam, the energy in the edge regions of the surface is sufficient only for slight heating of the conductor material, but not for its evaporation, although the amount of energy is large. By so-called "Beamshaping", it is now advantageously possible, the intensity of conventional Gaussian beam profile with respect to the evaporation process. Above all, this makes it possible to achieve an approximately uniform intensity of the laser beam, which is therefore approximately the same in the middle as in the outer regions and thus in each case high enough to detach the conductor material over the entire surface.
Weiterhin ermöglicht „Beamshaping" die bei der Verdampfung entstehende Druckwelle in Bezug auf Tropfengeometrie, Tropfenvolumen und Tropfengeschwindigkeit zu optimieren und an die Anwendung anzupas- sen. Ein wesentlicher Nutzen ist die Verringerung der erreichbaren Strukturbreite bei gleichzeitig garantierter Ablösung des Leitermaterials in diesem Bereich. Beugungsgitter, holographische Elemente, refraktive und reflektive optische Elemente wie Spiegel, Linsen oder Prismen sind hier mögliche technische Realisierungen für die notwendige Umformung des Intensitätsprofils.Furthermore, "beamshaping" allows to optimize and adapt the pressure wave resulting from the evaporation with respect to drop geometry, drop volume and drop velocity to the application.An essential benefit is the reduction of the achievable structure width with guaranteed detachment of the conductor material in this area. Holographic elements, refractive and reflective optical elements such as mirrors, lenses or prisms are possible technical realizations for the necessary transformation of the intensity profile.
Der Strahl wird vorteilhaft genau in die Ebene fokussiert, in der die Schicht aus Leitermaterial auf dem Leitermaterialträger ist. Besonders bevorzugt wird er Strahl sozusagen auf die Kontaktebene fokussiert bzw. etwas tiefer, also ein geringes Stück in das Leitermaterial hinein. Dann kann das durch den Strahl auftretende schlagartige Erhitzen des Leitermaterials mit verbundener thermischer Ausdehnung, welche zum Ablösen von dem Leitermaterialträger und zur Übertragung auf die Oberfläche des Substrats führt, besonders gut erfolgen, so dass auch nahezu das gesamte Leitermaterial in dem angestrahlten Bereich abgelöst und übertragen wird. Dabei kann das Leitermaterial entweder durch die thermische Ausdehnung abgelöst und übertragen werden. Alternativ oder zusätzlich zu diesem Mechanismus kann eine Verdampfung des Leitermaterials erfolgen, so dass es in Form von Dampf bzw. sehr klei- nen Tröpfchen abgelöst wird und sich dann auf der Oberfläche des Silizium-Substrats wieder niederschlägt.The beam is advantageously focused precisely in the plane in which the layer of conductor material is on the conductor material carrier. It is particularly preferred that the beam is focused, as it were, on the contact plane or somewhat deeper, that is to say a small piece into the conductor material. Then, the abrupt heating of the conductor material with associated thermal expansion, which leads to detachment from the conductor material carrier and transfer to the surface of the substrate, can occur particularly well, so that almost all of the conductor material in the illuminated region is also detached and transferred becomes. In this case, the conductor material can be removed either by the thermal expansion and transferred. Alternatively or in addition to this mechanism, an evaporation of the conductor material can take place so that it is detached in the form of vapor or very small droplets and then re-precipitates on the surface of the silicon substrate.
Der hochenergetische Strahl wird vorteilhaft pulsartig erzeugt, beispielsweise als sogenannte Laserpunkte. Wird eine Anzahl solcher Punkte an- einandergereiht, so kann eine gewünschte Struktur aus Leitermaterial in beliebiger Form, beispielsweise als Linien oder Flächen, auf der Oberfläche des Silizium-Substrats erzeugt werden.The high-energy beam is advantageously generated in a pulse-like manner, for example as so-called laser points. If a number of such points are strung together, a desired pattern of conductor material may be formed in any shape, such as lines or areas, on the surface of the silicon substrate.
Alternativ zu einem gepulsten bzw. pulsartigen Strahl kann dieser auch kontinuierlich erzeugt werden bzw. betrieben werden zur Erhitzung und Ablösung des Leitermaterials von dem Leitermaterialträger, und um es auf die Oberfläche des Silizium-Substrats zu übertragen. Die Frage, ob eine impulsartige Erzeugung oder eine kontinuierliche Erzeugung vorge- sehen wird, kann auch abhängen von der Art des Leitermaterials bzw. ob sich dieses für eine von beiden Aufbringungsarten mehr eignet. In Versuchen hat sich jedoch herausgestellt, dass durch pulsartige hochenergetische Strahlen eine Ablösung des Leitermaterials durch die plötzliche, schlagartige Erwärmung in der Regel besser funktioniert.As an alternative to a pulsed beam, it can also be generated or operated continuously for heating and detaching the conductor material from the conductor material carrier and for transferring it to the surface of the silicon substrate. The question of whether a pulse-like generation or a continuous generation is provided may also depend on the type of conductor material or whether it is more suitable for one of the two types of application. Experiments have shown, however, that due to the pulsed high-energy rays, a detachment of the conductor material by the sudden, abrupt warming usually works better.
Bei einer grundsätzlichen Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, zur Erzeugung eines Musters des Leitermaterials auf dem Silizium-Substrat, beispielsweise in Form von dünnen bzw. linienartigen Formen, der Strahl relativ zu dem Silizium-Substrat zu bewegen bzw. zu führen ent- sprechend dem Muster bzw. entsprechend der gewünschten Struktur.In a fundamental embodiment of the invention, it is possible, in order to generate a pattern of the conductor material on the silicon substrate, for example in the form of thin or line-like shapes, to move or guide the beam relative to the silicon substrate in accordance with FIG Pattern or according to the desired structure.
Gemäß einer ersten Ausbildung der Erfindung kann zur Erzeugung dieser Relativbewegung zwischen Strahl einerseits und Silizium-Substrat andererseits das Silizium-Substrat festgehalten werden und der Strahl bewegt werden. Dies weist den Vorteil auf, dass durch entsprechende optische Umlenkeinrichtungen eine sehr schnelle und gleichzeitig auch exakte Führung des Strahls möglich ist. Das mechanisch in der Regel empfindliche Silizium-Substrat braucht dabei nicht bewegt zu werden und in der Regel noch nicht einmal festgehalten zu werden. Dabei kann also eine Strahlungsquelle bzw. ein Laser selber feststehen und eine Strahloptik, die insbesondere Umlenkeinrichtungen wie Spiegel odgl. aufweist, zur Bewegung des erzeugten Strahls das entsprechende Muster abfahren. Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung bleibt der Strahl stets auf einen gleichen Punkt ausgerichtet, während das Silizium-Substrat gegenüber diesem Punkt bewegt wird in entsprechend gewünschter Bahn. Dies weist den Vorteil auf, dass zwar eine etwas aufwendigere Führung für das Silizium-Substrat notwendig ist, gleichzeitig jedoch der Strahl samt Strahloptik sehr einfach gehalten sein kann. Möglich sind auch Zwischenformen aus den beiden vorgenannten Ausbildungen, nämlich dass sowohl das Silizium-Substrat als auch der Strahl bewegt werden.According to a first embodiment of the invention, to generate this relative movement between the beam on the one hand and silicon substrate on the other hand, the silicon substrate can be held and the beam to be moved. This has the advantage that by means of appropriate optical deflection means a very fast and at the same time also exact guidance of the beam is possible. The mechanically sensitive silicon substrate generally does not need to be moved and as a rule does not even have to be held fast. In this case, therefore, a radiation source or a laser itself can be fixed and a ray optics, in particular deflection devices such as mirrors or the like. to move off the corresponding pattern to move the generated beam. In an alternative embodiment of the invention, the beam is always aligned to a same point, while the silicon substrate is moved relative to this point in accordance with desired path. This has the advantage that although a somewhat more expensive guide for the silicon substrate is necessary, but at the same time the beam including the radiation optics can be kept very simple. Also possible are intermediate forms of the two aforementioned embodiments, namely that both the silicon substrate and the beam are moved.
In nochmals weiterer Ausgestaltung der Erfindung gibt es die Möglichkeit, den Leitermaterialträger entweder relativ zu dem Strahl und/oder dem Silizium-Substrat zu bewegen oder nicht zu bewegen. Vorteilhaft sollte dabei natürlich auch darauf geachtet werden, dass der Strahl so- zusagen eine stets voll mit Leitermaterial belegte Fläche des Leitermaterialträgers anstrahlt bzw. trifft. Insofern ist es beispielsweise möglich, den Leitermaterialträger mit einer Größe über derjenigen des Silizium- Substrats relativ zu diesem festzuhalten und dann mit dem Strahl das Leitermaterial in gewünschter Form zu übertragen. Alternativ dazu kann, was später noch genauer ausgeführt wird, der Leitermaterialträger sowohl relativ zu dem Silizium-Substrat als auch relativ zu dem Strahl bewegt werden. Dabei sollte darauf geachtet werden, dass Bewegungsrichtung und/oder Bewegungsgeschwindigkeit des Leitermaterialträgers und des Strahls unterschiedlich sind. In Ausgestaltung dieser Ausbil- düng kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Leitermaterialträger umläuft bzw. rotiert und somit beispielsweise als quasi unendlich langer Leitermaterialträger erscheint. Er kann dabei stets wiederholt mit frischem Leitermaterial zwischen Strahl und Silizium-Substrat vorbeibewegt werden. Das von seiner dem Silizium-Substrat zugewandten Seite abgelöste Leitermaterial kann, ein Stück entfernt von dem Silizium-Substrat, wieder neu aufgetragen werden zum neuerlichen Ablösen.In yet another embodiment of the invention, there is the possibility of moving or not moving the conductor material carrier either relative to the beam and / or the silicon substrate. Of course, care should also be taken to ensure that the beam, as it were, illuminates or strikes a surface of the conductor material carrier which is always fully occupied with conductor material. In this respect, it is possible, for example, to hold the conductor material carrier with a size greater than that of the silicon substrate relative thereto and then to transmit the conductor material in the desired form with the beam. Alternatively, as will be explained later, the conductor material carrier may be moved both relative to the silicon substrate and relative to the beam. It should be ensured that the direction of movement and / or movement speed of the conductor material carrier and the beam are different. In an embodiment of this embodiment, it can be provided, for example, that the conductor material carrier rotates or rotates and thus appears, for example, as an almost infinitely long conductor material carrier. He can always be repeatedly moved with fresh conductor material between the beam and silicon substrate. The conductor material detached from its side facing the silicon substrate can be reapplied a short distance from the silicon substrate for renewed detachment.
Es ist möglich, einen vorgenannten umlaufenden Leitermaterialträger als Band auszubilden. Das Band kann in einem Bereich außerhalb der Be- strahlung stets vollflächig mit Leitermaterial beschichtet werden. Dann läuft dieser Bereich des Bandes weiter zwischen Strahl und Silizium- Substrat zum Übertragen des Leitermaterials. Das Band kann vorteilhaft eine geschlossene Schleife bilden.It is possible to form an aforementioned circumferential conductor material carrier as a band. The tape may be in an area outside the radiation must always be coated over the entire surface with conductor material. Then, this portion of the tape continues to travel between the beam and the silicon substrate to transfer the conductor material. The band can advantageously form a closed loop.
Des weiteren ist es möglich, einen umlaufenden bzw. rotierenden Leitermaterialträger als Hohlkörper aus lichtdurchlässigem Material auszubilden, insbesondere aus festem bzw. starrem Material. Vorteilhaft ist es ein zylindrischer bzw. rundzylindrischer Hohlkörper in Form eines längli- chen Rohres. Ähnlich wie das schleifenartige Band rotiert der Hohlkörper um eine Längsachse, vorteilhaft um seine Mittellängsachse, so dass das Silizium-Substrat stets mit gleichem Abstand dazu angeordnet ist. Ein Strahl bzw. ein Laserstrahl wird an einem offenen Ende in den Hohlkörper hineingestrahlt, vorzugsweise parallel oder entsprechend zur Mit- tellängsachse, und dann von einer Umlenkeinrichtung wie beispielsweise einem Spiegel odgl., die bewegbar ist, an entsprechender Stelle von innen durch die Wandung des Hohlkörpers hindurchgestrahlt. Dies ist ähnlich wie bei dem umlaufenden Band. Wie zuvor für die anderen Leitermaterialträger beschrieben wird dann das Leitermaterial von dem Trä- ger abgelöst und auf das Substrat übertragen. Ein Aufbringen von dem Leitermaterial auf die Außenseite des Hohlkörpers kann ebenfalls erfolgen wie zuvor beschrieben.Furthermore, it is possible to form a rotating or rotating conductor material carrier as a hollow body made of light-transmitting material, in particular of solid or rigid material. It is advantageous a cylindrical or circular cylindrical hollow body in the form of a long pipe. Similar to the loop-like band, the hollow body rotates about a longitudinal axis, advantageously about its central longitudinal axis, so that the silicon substrate is always arranged equidistantly thereto. A beam or a laser beam is radiated into the hollow body at an open end, preferably parallel or corresponding to the center longitudinal axis, and then by a deflection device such as a mirror or the like, which is movable at the appropriate point from the inside through the wall of the Hollow body blasted through. This is similar to the circulating band. As described above for the other conductor material carrier then the conductor material is detached from the carrier and transferred to the substrate. An application of the conductor material on the outside of the hollow body can also be carried out as previously described.
Der Hohlkörper kann vorteilhaft aus Glas bestehen, besonders vorteil- haft Quarzglas. Quarzglas hat eine sehr hohe Zerstörschwelle. Eine Beschädigung des Quarzrohres durch Laserstrahlung ist auch langfristig auszuschließen.The hollow body may advantageously consist of glass, particularly preferably quartz glass. Quartz glass has a very high damage threshold. Damage to the quartz tube due to laser radiation can also be ruled out in the long term.
Die Oberfläche bzw. Außenfläche des Glases kann speziell bearbeitet oder ausgestaltet sein, beispielsweise durch Mikrostrukturierung oder Beschichtung. Dadurch kann das Aufbringen oder Verbleiben des Leitermaterials auf der Außenseite beeinflusst und vor allem verbessert werden, ebenso das Ablösen. Vor allem kann das Tropfenbildungsverhalten an das gewünschte Leitermaterial angepasst werden. Durch Mikrostruk- turierung der Oberfläche wird nämlich das Leitermaterial in kleine „Näpfe" gedrückt. Die beim Verdampfen des Leitermaterials entstehende Druckwelle wird dadurch fokussiert und führt zu einer besseren Ablösung der Tropfen. Des weiteren können elektrische oder magnetische Felder angelegt werden, ebenso damit entweder das Leitermaterial auf der Außenseite besser haftet oder aber besser abgelöst werden kann.The surface or outer surface of the glass can be specially processed or configured, for example by microstructuring or coating. As a result, the application or retention of the conductor material on the outside can be influenced and, above all, improved, as can the detachment. Above all, the drop formation behavior can be adapted to the desired conductor material. Through microstructure For this reason, the pressure wave, which is formed when the conductor material evaporates, is focussed and results in a better detachment of the droplets, electrical or magnetic fields can be applied, and thus either the conductor material on the surface can be applied Outside sticks better or can be better peeled off.
Ein Glasrohr bzw. Quarzrohr lässt sich mit hervorragender Oberflächenqualität fertigen und ist beständig gegen nahezu alle Chemikalien und hohe Temperaturen. Dies lässt viele Möglichkeiten bei der Wahl des Leitermaterials und bei der Beseitigung der eingetrockneten Leitermaterialreste. Ein Glasrohr wird im Betrieb nicht verformt. Deswegen gibt es auch keine Materialermüdung. Dadurch wird ein dauerhafter Betrieb und eine extrem lange Standzeit möglich.A glass tube or quartz tube can be produced with excellent surface quality and is resistant to almost all chemicals and high temperatures. This leaves many possibilities in the choice of the conductor material and in the removal of the dried conductor material residues. A glass tube is not deformed during operation. That's why there is no material fatigue. This enables a long-lasting operation and an extremely long service life.
Durch Auflegen des Glasrohres auf zwei Rollen als Drehlagerung ohne weitere aufwendige Befestigung kann das Glasrohr im Service- oder Reinigungsfall sehr schnell getauscht werden.By placing the glass tube on two rollers as a pivot bearing without further elaborate attachment, the glass tube can be replaced very quickly in service or cleaning.
Ein rotierender Leitermaterialträger kann beispielsweise scheibenartig ausgebildet sein und insbesondere eine um eine Mittelachse rotierende Scheibe sein. Diese Rotationsachse soll außerhalb des Silizium-Substrats verlaufen bzw. nicht durch dieses hindurch. Auch so ist es wiederum, wie vorbeschrieben, möglich, auf den Leitermaterialträger abseits vom Silizium-Substrat neues Leitermaterial aufzutragen und dieses dann über das Silizium-Substrat zu bewegen zum Ablösen und Übertragen.A rotating conductor material carrier can be designed, for example, like a disk, and in particular can be a disk rotating about a central axis. This rotation axis should run outside of the silicon substrate or not therethrough. Again, as described above, it is possible to apply new conductor material to the conductor material carrier away from the silicon substrate and then to move it over the silicon substrate for detachment and transfer.
Um die Ausbildung des Leitermaterialträgers einfacher zu halten kann auch vorgesehen sein, den Leitermaterialträger größer auszubilden als das Substrat und einen voll beschichteten Leitermaterialträger darüber festzuhalten. Dann kann mit dem hochenergetischen Strahl das Leitermaterial in gewünschter Form auf das Substrat übertragen werden. Anschließend wird der Leitermaterialträger entfernt, insbesondere erneut vollständig mit Leitermaterial beschichtet. Ein frisches Silizium-Substrat wird herangeführt und dann entweder mit diesem, erneut beschichteten Leitermaterialträger bearbeitet oder mit einem anderen, während der vorherige Leitermaterialträger neu beschichtet wird.In order to simplify the formation of the conductor material carrier can also be provided to form the conductor material carrier larger than the substrate and a fully coated conductor material carrier hold about it. Then, with the high-energy beam, the conductor material can be transferred in the desired form to the substrate. Subsequently, the conductor material carrier is removed, in particular again completely coated with conductor material. A fresh silicon substrate is introduced and then processed either with this, re-coated conductor material carrier or with another, while the previous conductor material carrier is recoated.
Das beschriebene Verfahren eignet sich sowohl dazu eine Rückseite als auch eine Vorderseite eines Silizium-Substrats für eine Solarzelle auf dieselbe Art und Weise zu beschichten bzw. mit einer gewünschten Struktur von Leitermaterial zu versehen. Die Strukturen an Forderseite und Rückseite können sich dabei selbstverständlich unterscheiden. Da allgemein das Leitermaterial nach dem Aufbringen auf die Oberfläche des Silizium-Substrats thermisch verfestigt bzw. eingebrannt wird, am besten nach vollständigem Beschichten einer gesamten Seite, sollte zwischen Bearbeiten der Vorderseite und der Rückseite ein solches Verfestigen stattfinden. Dies verhindert ein Zerstören der aufgebrachten Struktur des Leitermaterials.The method described is suitable both for coating a reverse side and a front side of a silicon substrate for a solar cell in the same manner or providing it with a desired structure of conductor material. Of course, the structures on the front and back can be different. Generally, since the conductive material is thermally solidified after application to the surface of the silicon substrate, preferably after complete coating of an entire side, such solidification should take place between machining the front surface and the back surface. This prevents destruction of the applied structure of the conductor material.
Das Leitermaterial kann in an sich bekannter Form, nämlich beispielsweise als Paste, auf den Leitermaterialträger aufgebracht werden. Dies kann durch Aufwalzen oder Aufstreichen erfolgen, unter Umständen auch durch Sprühen mit Antrocknen.The conductor material can be applied to the conductor material carrier in a manner known per se, namely, for example, as a paste. This can be done by rolling or brushing, possibly also by spraying with drying.
Als Leitermaterialträger mit entsprechender Lichtdurchlässigkeit bietet sich Kunststoff oder Glas an. Bei bandartigen Leitermaterialträgern werden Kunststofffolien eindeutig bevorzugt. Für rotierende oder feststehen- de Leitermaterialträger, insbesondere vorgenannte in Form eines Hohlkörpers bzw. Rohrs, kann auch Glas verwendet werden, da dies gegenüber thermischen Belastungen beim Bestrahlen bzw. Ablösen des Leitermaterials unempfindlicher ist.As a conductor material carrier with appropriate light transmission is offered to plastic or glass. For tape-like conductor material carriers, plastic films are clearly preferred. Glass can also be used for rotating or stationary conductor material carriers, in particular those in the form of a hollow body or tube, since this is less sensitive to thermal stresses during irradiation or detachment of the conductor material.
Der Leitermaterialträger kann in Weiterbildung der Erfindung gelocht bzw. siebartig ausgebildet sein. Beispielsweise ist er als engmaschiges Sieb aus Geflecht aus Draht oder Kunststoff hergestellt, wobei eine Maschenweite in der Größenordnung von solchen beim Siebdruck liegt. Die Oberfläche des Leitermaterialträgers kann mit einer Mikrostrukturie- rung versehen werden zur Beeinflussung der Adhäsion des Leitermaterials, um die Ablöseeigenschaften zu beeinflussen. Zusätzlich oder alternativ kann sie mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung versehen werden, beispielsweise einer Metallisierung, die dann lichtdurchlässig sein sollte, zur Verringerung einer Ablöseenergie für das Leitermaterial. So kann es sich leichter in Tropfenform von dem Leitermaterialträger ablösen und auch die Zeitspanne für die Aufbringungszeit kann verlängert werden, vor allem dann, eine Spannung zwischen Leitermaterialträger und Silizium-Substrat angelegt wird oder durch Aufbringen von elektrischer Ladung.The conductor material carrier can be perforated in a development of the invention or sieve-shaped. For example, it is made as a close-meshed mesh made of wire or plastic, with a mesh size of the order of that of screen printing. The surface of the conductor material carrier may be provided with a microstructuring for influencing the adhesion of the conductor material in order to influence the release properties. Additionally or alternatively, it may be provided with an electrically conductive coating, such as a metallization, which should then be translucent, to reduce a stripping energy for the conductor material. Thus, it may be easier to detach in droplet form from the conductor material carrier and also the time for the application time can be extended, especially then, a voltage between the conductor substrate and silicon substrate is applied or by applying electrical charge.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombination bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen- Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.These and other features will become apparent from the claims but also from the description and drawings, wherein the individual features each alone or more in the form of sub-combination in one embodiment of the invention and in other areas be realized and advantageous and protectable Represent embodiments for which protection is claimed here. The subdivision of the application into individual sections as well as intermediate headings does not restrict the general validity of the statements made thereunder.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:Embodiments of the invention are shown schematically in the drawings and are explained in more detail below. In the drawings shows:
Fig. 1 eine Seitenansicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung, die das Funktionsprinzip der Ablösung des Leitermaterials von einem Leitermaterialträger und Übertragen auf ein Silizium- Substrat zeigt,1 shows a side view of a device according to the invention, which shows the functional principle of the detachment of the conductor material from a conductor material carrier and transfer to a silicon substrate,
Fig. 2 eine Abwandlung von Fig. 1 mit mehreren, nebeneinander liegenden Linien von abgelöstem Leitermaterial, Fig. 3 eine Seitenansicht auf die in Fig. 1 dargestellte, abgelöste Linie aus Leitermaterial,2 shows a modification of FIG. 1 with a plurality of juxtaposed lines of detached conductor material, FIG. 3 is a side view of the shown in Fig. 1, detached line of conductor material,
Fig. 4 eine Draufsicht auf einen rotierenden, scheibenförmigen Leitermaterialträger mit Silizium-Substrat auf einer Seite und Auftrag- walze für Leitermaterial auf der anderen,4 shows a plan view of a rotating, disk-shaped conductor material carrier with silicon substrate on one side and application roller for conductor material on the other,
Fig. 5 einen umlaufenden, bandartigen Leitermaterialträger,5 shows a circumferential band-like conductor material carrier,
Fig. 6 einen rotierenden Leitermaterialträger in Form eines hohlen Glaszylinders in Stirnansicht undFig. 6 shows a rotating conductor material carrier in the form of a hollow glass cylinder in front view and
Fig. 7 den Leitermaterialträger aus Fig. 6 in Seitenansicht samt Strah- lenweg.FIG. 7 shows the conductor material carrier from FIG. 6 in a side view, including the radiation path.
Detaillierte Beschreibung der AusführungsbeispieleDetailed description of the embodiments
In Fig. 1 ist eine Vorrichtung 11 dargestellt, wie sie vorstehend beschrie- ben worden ist. In diese Vorrichtung 11 ist ein Silizium-Substrat 13 eingebracht mit einer Vorderseite 14 und einer Rückseite 15. Aus dem Silizium-Substrat 13 soll eine Solarzelle hergestellt werden.FIG. 1 shows a device 11 as described above. In this device 11, a silicon substrate 13 is introduced with a front side 14 and a rear side 15. From the silicon substrate 13, a solar cell to be produced.
Die Vorrichtung 11 weist einen Leitermaterialträger 18 mit einer Obersei- te 19 und einer Unterseite 20 auf. Er ist, wie in den Fig. 4 und 5 näher dargestellt wird, aus lichtdurchlässigem Material, insbesondere durchsichtig, und besteht aus Kunststofffolie oder Glas. An der Unterseite 20 ist an dem Leitermaterialträger 18 eine Schicht von Leitermaterial 21 vorgesehen, welches beispielsweise noch eine pastenartige Konsistenz haben kann. Die Schichtdicke liegt dabei weit unter einem Millimeter, insbesondere bei wenigen hundert Mikrometern. Wie zu erkennen ist, besteht zwischen der oben liegenden Vorderseite 14 des Silizium-Substrats 13 und der Unterseite 20 des Leitermaterialträgers 18 bzw. dem Leitermaterial 21 ein Abstand, der beispielsweise im Bereich maximal weniger Millimeter liegen kann.The device 11 has a conductor material carrier 18 with an upper side 19 and a lower side 20. It is, as shown in more detail in FIGS. 4 and 5, made of translucent material, in particular transparent, and consists of plastic film or glass. On the underside 20, a layer of conductor material 21 is provided on the conductor material carrier 18, which, for example, may still have a paste-like consistency. The layer thickness is well below one millimeter, especially at a few hundred micrometers. As can be seen, there is a distance between the upper front side 14 of the silicon substrate 13 and the lower side 20 of the conductor material carrier 18 or the conductor material 21, which may be for example in the range of a maximum of a few millimeters.
Von oben wird auf den Leitermaterialträger 18 ein Laserstrahl 23 eingekoppelt, dargestellt durch den dicken Pfeil. Er ist in etwa auf den Übergang zwischen Leitermaterialträger 18 und Leitermaterial 21 bzw. in den oberen Bereich des Leitermaterials hinein fokussiert. Der Durchmesser des Laserstrahls 23 kann in einem Bereich von deutlich weniger als einem Millimeter liegen, insbesondere sogar weniger als einhundert Mikrometer. Dabei weist der Laserstrahl vorteilhaft eine über seinen Quer- schnitt bzw. die Auftreff- Fläche in etwa gleichmäßige Leistungsverteilung auf, also ohne besondere Leistungsunterschiede.From above, a laser beam 23 is coupled onto the conductor material carrier 18, represented by the thick arrow. He is in about the transition between the conductor material carrier 18 and conductor material 21 and in the Focused in the upper region of the conductor material. The diameter of the laser beam 23 can be in a range of significantly less than one millimeter, in particular even less than one hundred micrometers. In this case, the laser beam advantageously has an approximately uniform power distribution over its cross section or the impact surface, ie without any particular differences in performance.
Durch das Einkoppeln der Energie des Laserstrahls 23 in das Leitermaterial 21 erhitzt sich dieses zumindest teilweise, und zwar vor allem im Bereich des Laserstrahls 23. Entweder wird durch die schlagartige Erhitzung eines Teils, insbesondere im oberen Bereich des Leitermaterials 21 , ein Stück Leitermaterial 25 bzw. eine gewisse Menge abgelöst und fliegt auf die gegenüberliegende Vorderseite 14 des Silizium- Substrats 13. Dadurch entsteht eine Lücke 27 im Leitermaterial 21. Al- ternativ dazu kann das gesamte Leitermaterial im Bereich der Lücke 27 durch den Lasterstrahl 23 verdampft werden und sich dann quasi als Dampf auf der Vorderseite 14 des Silizium-Substrats 13 niederschlagen und dort wiederum eine gewisse Ansammlung an festem Leitermaterial 25 bilden. Wellenlänge, Energiegehalt und eventuelle Pulsdauer bzw. Fokussierung des Laserstrahls 23 können dabei sowohl auf die Art des Leitermaterials 21 als auch auf die Größe bzw. Art der Struktur 25 des Leitermaterials auf dem Silizium-Substrat abgestimmt werden. Nicht dargestellt sind in Fig.1 die oben genannten Vorrichtung für ein „Beamsha- ping". Diese sind aber anhand der obigen Ausführungen für den Fach- mann realisierbar und vorteilhaft nahe an dem Laser angebracht, der den Laserstrahl 23 erzeugt.By coupling the energy of the laser beam 23 into the conductor material 21, this at least partially heats up, in particular in the area of the laser beam 23. Either the piece of conductor material 25 or a piece of conductor material is heated by the sudden heating of a part, in particular in the upper area of the conductor material 21 A gap is created in the conductor material 21. Alternatively, the entire conductor material in the region of the gap 27 can be vaporized by the load beam 23 and then quasi as vapor on the front surface 14 of the silicon substrate 13 knock down and there again form a certain accumulation of solid conductor material 25. Wavelength, energy content and possible pulse duration or focusing of the laser beam 23 can be matched to the type of conductor material 21 as well as to the size or type of the structure 25 of the conductor material on the silicon substrate. 1, the abovementioned apparatus for a "beamshaping" are not shown, but these are feasible for the person skilled in the art based on the above explanations and are advantageously mounted close to the laser which generates the laser beam 23.
Rechts in Fig. 1 ist dargestellt, wie bei einer elektrisch leitfähigen Be- schichtung des Leitermaterialträgers eine Spannung U zum Silizium- Substrat 13 hin angelegt wird. Alternativ könnte elektrische Ladung auf den Leitermaterialträger 25 aufgebracht werden. Dies dient zur oben beschriebenen Verringerung einer Ablöseenergie für das Leitermaterial bzw. zur verbesserten tropfenförmigen Ablösung. In Fig. 2 ist in derselben Vorrichtung 11 dargestellt, wie, vorteilhaft nacheinander, ein Laserstrahl 23 von dem Leitermaterialträger 18 an dessen Unterseite 20 befindliches Leitermaterial 21 auf die Rückseite 15 des gegenüber Fig. 1 gedrehten Silizium-Substrats 13 überträgt. Dazu kann beispielsweise der Lasterstrahl 23 von links nach rechts fünf Mal Leitermaterial 21 ablösen, so dass fünf Stücke Leitermaterial 26 auf der Rückseite 15 des Substrats 13 sind. Dadurch entstehen dann fünf Lücken 27 in der Schicht von Leitermaterial 21 an der Unterseite 20 des Leitermaterialträgers 18. Falls hier beispielsweise fünf Laser in der Vorrichtung 11 vorgesehen wären, könnte dies auch mit fünf gleichzeitig arbeitenden Laserstrahlen 23 gemacht werden. Dieser Aufwand wird aber in der Regel nicht akzeptiert. Des weiteren könnte eventuell ein Laserstrahl eines einzigen Lasers in die fünf einzelnen Strahlen 23 aufgespaltet werden. Aber auch das ist aufwendig.The right-hand side of FIG. 1 shows how, in the case of an electrically conductive coating of the conductor material carrier, a voltage U is applied to the silicon substrate 13. Alternatively, electrical charge could be applied to the conductor material carrier 25. This serves for the above-described reduction of a stripping energy for the conductor material or for improved drop-shaped detachment. FIG. 2 shows in the same device 11 how, advantageously successively, a laser beam 23 transmits conductor material 21 located on the underside 20 of the conductor material carrier 18 to the rear side 15 of the silicon substrate 13 rotated relative to FIG. For this purpose, for example, the load beam 23 can replace five times conductor material 21 from left to right so that five pieces of conductor material 26 are on the rear side 15 of the substrate 13. This then creates five gaps 27 in the layer of conductor material 21 on the underside 20 of the conductor material carrier 18. If, for example, five lasers were provided in the device 11, this could also be done with five simultaneously operating laser beams 23. This effort is usually not accepted. Furthermore, possibly a laser beam of a single laser could be split into the five individual beams 23. But that too is expensive.
Die dargestellten Stücke Leitermaterial 25 bzw. 26 in den Fig. 1 und 2 können, wie dies in Fig. 3 des weiteren gezeigt wird, insgesamt eine Linienform bilden. Wie in Fig. 3 dargestellt ist, werden mehrere Laserpunkte eng nebeneinandergesetzt mit einem Laserstrahl 23, welche dann zu einer linienartigen Ablösung von Leitermaterial 21 von dem Leitermaterialträger 18 bzw. einer daraus entstehenden linienartigen Lücke 27 und zum Übertragen auf das Silizium-Substrat 13 führen. Allerdings werden hierzu weitaus mehr einzelne Laserpunkte als in Fig. 3 dargestellt benötigt. Vorteilhaft beträgt der Abstand von nebeneinander ge- setzten Lasterpunkten mit dem Laserstrahl 23, um eine Linienform des Leitermaterials 25 auf dem Silizium-Substrat 13 zu erzeugen, etwa die Breite der Lücke 27 gemäß Fig. 1.The illustrated pieces of conductor material 25 and 26 in FIGS. 1 and 2 can, as shown in FIG. 3 in the following, together form a line shape. As shown in Fig. 3, a plurality of laser spots are closely juxtaposed with a laser beam 23, which then lead to a line-like detachment of conductor material 21 from the conductor material carrier 18 or a resulting line-like gap 27 and for transfer to the silicon substrate 13. However, far more individual laser points than shown in FIG. 3 are required for this purpose. Advantageously, the distance from juxtaposed grid points with the laser beam 23 to produce a line shape of the conductor material 25 on the silicon substrate 13 is approximately the width of the gap 27 according to FIG. 1.
In Fig. 4 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung 11 dargestellt, und zwar sowohl auf das Silizium-Substrat 13 mit einem linienartigen Stück Leitermaterial 25 darauf als auch auf den Leitermaterialträger 18, der scheibenartig ausgebildet ist mit einer Drehachse 29. Wie zu erkennen ist, wird das Silizium-Substrat 13 in der Transportrichtung T unter den Leitermaterialträger 18 gefahren. Dann wird mittels des Laserstrahls gemäß der Fig. 1 bis 3 Leitermaterial 21 , welches an der Unterseite des Leitermaterialträgers 18 als vollflächige Schicht vorhanden ist, abgelöst und als Linie von Leitermaterial 25 auf das Silizium-Substrat übertragen. Dies erfolgt natürlich mit einer möglichen weitaus komplizierteren Form als in Fig. 4 dargestellt, vor allem in der Regel mit mehreren Linien.FIG. 4 shows a top view of the device 11, both on the silicon substrate 13 with a line-like piece of conductor material 25 thereon and on the conductor material carrier 18, which is disc-shaped with an axis of rotation 29. As can be seen, the silicon substrate 13 is moved in the transport direction T under the conductor material carrier 18. Then, by means of the laser beam according to 1 to 3 conductor material 21, which is present on the underside of the conductor material carrier 18 as a full-surface layer, detached and transferred as a line of conductor material 25 on the silicon substrate. This is done, of course, with a possible much more complicated shape than shown in Fig. 4, especially in the rule with multiple lines.
Entweder kann nach erfolgter Erzeugung der Struktur von Leitermaterial 25 auf dem Silizium-Substrat 13 dieses gemäß der Richtung T weitertransportiert werden und ein neues Substrat herangefahren werden. Für dessen Beschichtung wird dann der Leitermaterialträger 18 ein Stück gedreht, so dass sich über dem neuen Substrat 13 eine vollständig frische bzw. unbenutzte Schicht von Leitermaterial zur Übertragung auf das Substrat 13 befindet. Alternativ kann der Leitermaterialträger 18 auch bereits während der Bearbeitung eines Silizium-Substrats 13 eine Drehung durchführen.After the structure of conductive material 25 has been produced on the silicon substrate 13, it can either be transported further according to the direction T and a new substrate can be moved up. For the coating of the conductor material carrier 18 is then rotated a piece, so that over the new substrate 13 is a completely fresh or unused layer of conductor material for transfer to the substrate 13. Alternatively, the conductor material carrier 18 can already perform a rotation during the processing of a silicon substrate 13.
Gegenüberliegend von dem Substrat 13 ist auf der anderen Seite der Drehachse 29 eine Walzenvorrichtung 31 vorgesehen, welche auf an sich bekannte Art und Weise frisches Leitermaterial 21 an die Unterseite 20 des Leitermaterialträgers 18 aufbringt. Die Walzenvorrichtung 31 ist dabei so angeordnet, dass sie gerade in dem durch Übertragung des Leitermaterials 21 auf das Substrat 13 benötigten Bereich frisches Leitermaterial aufträgt. Dabei sollte allgemein gewährleistet werden, dass das Leitermaterial 21 stets mit etwa gleichbleibender Dicke an dem Lei- termaterialträger 18 vorhanden ist, so dass durch den Laserstrahl 23 stets eine vorhersehbare und jeweils gleiche Menge an Leitermaterial abgelöst und auf das Silizium-Substrat übertragen wird. Falls andere Schichtdicken auf dem Substrat benötigt werden, kann das Leitermaterial allerdings auch dicker auf den Leitermaterialträger aufgebracht wer- den. Die Walzenvorrichtung 31 dergestalt auszubilden ist jedoch kein Problem.Opposite of the substrate 13, a roller device 31 is provided on the other side of the axis of rotation 29, which applies in a manner known per se fresh conductor material 21 to the underside 20 of the conductor material carrier 18. The roller device 31 is arranged in such a way that it applies fresh conductor material precisely in the area required by the transfer of the conductor material 21 onto the substrate 13. In this case, it should generally be ensured that the conductor material 21 is always present with approximately the same thickness on the conductor support 18, so that a predictable and in each case equal amount of conductor material is always removed by the laser beam 23 and transferred to the silicon substrate. If other layer thicknesses are required on the substrate, however, the conductor material can also be applied thicker onto the conductor material carrier. However, it is not a problem to form the roller device 31 in this way.
In Fig. 5 ist eine alternative Ausgestaltung einer Vorrichtung 11 ' dargestellt, welche ebenso gemäß den Fig. 1 bis 3 arbeitet. Auch hier wird ein Silizium-Substrat 13 entsprechend der Transportrichtung T bewegt, wobei es vorzugsweise bei der Übertragung von Leitermaterial 25 unbewegt bleibt.In Fig. 5, an alternative embodiment of a device 11 'is shown, which also operates in accordance with FIGS. 1 to 3. Also here is one Silicon substrate 13 moves according to the transport direction T, wherein it preferably remains unmoved in the transfer of conductive material 25.
In der Seitenansicht ist zu erkennen, dass etwas oberhalb von dem Silizium-Substrat 13 ein bandartiger, sozusagen unendlicher Leitermaterialträger 18' nach Art einer Schleife umläuft. An seiner zu dem Silizium- Substrat 13 weisenden Unterseite ist er mit Leitermaterial beschichtet entsprechend der Fig. 1 bis 3. Dieses Leitermaterial wird von einer links neben dem Leitermaterialträger 18' dargestellten Walzenvorrichtung 31' stets frisch und vollflächig aufgebracht, wie dies vorstehend für Fig. 4 beschrieben ist. Mit dem Laserstrahl 23 wird dann Leitermaterial von dem bandartigen Leitermaterialträger 18' abgelöst und auf das Silizium- Substrat übertragen.In the side view it can be seen that slightly above the silicon substrate 13, a band-like, so to speak infinite conductor material carrier 18 'rotates in the manner of a loop. It is coated with conductor material on its underside facing the silicon substrate 13 in accordance with FIGS. 1 to 3. This conductor material is always freshly and completely applied by a roller device 31 'shown to the left of the conductor material carrier 18', as described above for FIG. 4 is described. With the laser beam 23, conductor material is then detached from the strip-like conductor material carrier 18 'and transferred to the silicon substrate.
In Fig. 6 ist eine Vorrichtung 11" als Abwandlung derjenigen aus Fig. 5 dargestellt. Anstelle des dort vorhandenen bandartigen Leitermaterialträgers nach Art einer Schleife ist nun ein Glasrohr 18" als Leitermaterialträger vorgesehen. Dieses Glasrohr 18" rotiert um seine Mittellängs- achse, und zwar in der Stirnansicht gemäß Fig. 6 im Uhrzeigersinn. Dazu ist es an seinen Enden mit nicht dargestellten Lagerungen sowie einem Drehantrieb versehen. Entsprechend der Vorrichtung 11 " gemäß Fig. 5 ist eine Walzenvorrichtung 31 " vorgesehen, die mit einer ihrer Walzen an der Außenseite des Glasrohrs 18" anliegt. Auf die Walzen- Vorrichtung 31 " , vorteilhaft genau in die Mitte dazwischen, wird Leitermaterial 21" in flüssiger bzw. pastöser Form aufgebracht und verteilt sich dann von dort auf die Außenseite des Glasrohrs 18".6 shows a device 11 " as a modification of that of Fig. 5. Instead of the band-like conductor material carrier present in the manner of a loop, a glass tube 18" is now provided as conductor material carrier. This glass tube 18 "rotates about its central longitudinal axis, in a clockwise direction in the end view in accordance with Fig. 6. To this end, it is provided with bearings, not shown, and a rotary drive at its ends 31 " provided, which rests with one of its rollers on the outside of the glass tube 18". On the roller device 31 ", advantageously exactly in the middle between, conductor material 21" is applied in liquid or pasty form and then distributed from there to the outside of the glass tube 18 ".
Im Inneren des Glasrohrs 18" ist, wie auch aus Fig. 7 zu erkennen ist, ein Spiegel 35" angeordnet und bewegbar gelagert. Wie zuvor erläutert worden ist, kann ein von links in das Glasrohr 18" eingestrahlter Laserstrahl 23" nach unten durch das Glasrohr 18" hindurch auf das Silizium-Substrat 13 umgelenkt werden. Die Funktionsweise des Ablösens des Leitermaterials 21 von dem Glasrohr 18" bzw. dessen Außenseite und Übertragens auf die Oberfläche des Silizium-Substrats 13 ist wie zuvor beschrieben.As can also be seen from FIG. 7, a mirror 35 "is arranged and movably mounted in the interior of the glass tube 18 " . As previously explained, a laser beam 23 " irradiated from the left into the glass tube 18 " can be deflected downwardly through the glass tube 18 "onto the silicon substrate 13. The function of detaching the conductor material 21 from the glass tube 18" or. its outside and transferring to the surface of the silicon substrate 13 is as previously described.
Der Vorteil der Verwendung des Glasrohrs 18", insbesondere im Ver- gleich zu einer aus Kunststoff bestehenden Schleife gemäß Fig. 5, besteht darin, dass das Glas, beispielsweise Quarzglas, mechanisch sehr fest und insbesondere auch temperaturbeständig ist. Weitere Eigenschaften sind vorstehend beschrieben worden.The advantage of using the glass tube 18 ", in particular in comparison to a loop consisting of plastic according to Fig. 5, is that the glass, for example quartz glass, is mechanically very strong and in particular also temperature-resistant ,
In Erweiterung der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele können auch mehrere Silizium-Substrate gleichzeitig, beispielsweise hintereinander und/oder nebeneinander, mit Leitermaterial versehen werden.As an extension of the exemplary embodiments illustrated in the figures, it is also possible for a plurality of silicon substrates to be provided with conductor material simultaneously, for example in succession and / or next to each other.
Anstelle eines beispielsweise gemäß Fig. 4 oder Fig. 6 rotierenden Leitermaterialträgers kann auch ein zwischen zwei Positionen hin- und herbewegter Leitermaterialträger vorgesehen sein, also in einer Art Oszillierbewegung. Ebenso ist vorstellbar, dass ein Leitermaterialträger während der Zeit des Abtransports des beschichteten Silizium-Substrats und Herantransports des zu beschichtenden Substrats zur Seite gefahren wird und dann mit neuem Leitermaterial beschichtet wird. Instead of a conductor material carrier rotating, for example, according to FIG. 4 or FIG. 6, a conductor material carrier reciprocating between two positions can also be provided, that is to say in a type of oscillation movement. It is also conceivable that during the time of removal of the coated silicon substrate and transport of the substrate to be coated, a conductor material carrier is moved to the side and then coated with new conductor material.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle mit Aufbringen von elektrisch leitfähigem Leitermaterial (21 , 25) auf eine Seite (14, 15) eines Silizium-Substrats (13) für die Solarzelle, dadurch gekennzeichnet, dass ein Leitermaterialträger (18, 18') mit Abstand zu dem Silizium-Substrat (13) geführt ist, wobei der Leitermaterialträger (18, 18 ) für Licht bestimmter Wellenlänge durchlässig ist und auf einer dem Silizium-Substrat (13) zugewandten Seite (20) das Leitermaterial (21 , 25) aufweist, wobei ein hochenergetischer Strahl (23) mit dieser Wellenlänge, vorzugsweise ein fokussierter Laserstrahl, auf die von dem Silizium-Substrat (13) abgewandte Seite (19) des Leitermaterialträgers (18, 18') eingekoppelt wird zum Ablösen des Leitermaterials (21 , 25) in spezieller Form entsprechend der vom Strahl (23) angestrahlten Punkte, Linien oder Bereiche, wobei das abgelöste Leitermaterial (21 , 25) auf die gegenüberliegende Oberfläche (14, 15) des Silizium-Substrats (13) übertragen wird.1. A method for producing a solar cell with application of electrically conductive conductor material (21, 25) on one side (14, 15) of a silicon substrate (13) for the solar cell, characterized in that a conductor material carrier (18, 18 ') with Distance to the silicon substrate (13) is guided, wherein the conductor material carrier (18, 18) for light of certain wavelength is transparent and on a silicon substrate (13) facing side (20), the conductor material (21, 25), wherein a high-energy beam (23) having this wavelength, preferably a focused laser beam, is coupled onto the side (19) of the conductor material carrier (18, 18 ') remote from the silicon substrate (13) for detaching the conductor material (21, 25) in a specific form corresponding to the points, lines or regions illuminated by the beam (23), wherein the detached conductor material (21, 25) is transferred to the opposite surface (14, 15) of the silicon substrate (13) will be.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Strahl (23) in genau die Ebene (20) fokussiert wird, in der die Schicht aus Leitermaterial (21) auf dem Leitermaterialträger (18, 18') ist.2. The method according to claim 1, characterized in that the beam (23) in exactly the plane (20) is focused, in which the layer of conductor material (21) on the conductor material carrier (18, 18 ' ).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahl (23) pulsartig erzeugt wird für sogenannte Laserpunkte, und durch Aneinanderreihung einer Vielzahl solcher Laserpunkte eine gewünschte Struktur aus Leitermaterial (25) auf der Oberfläche (14, 15) des Silizium-Substrats (13) erzeugt wird.3. The method of claim 1 or 2, characterized in that the beam (23) is generated in a pulsed manner for so-called laser points, and by juxtaposing a plurality of such laser points a desired structure of conductor material (25) on the surface (14, 15) of the silicon Substrate (13) is generated.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahl (23) kontinuierlich erzeugt wird bzw. der Laser kontinuierlich betrieben wird zur Erhitzung und Ablösung des Leitermate- rials (21 , 25) von dem Leitermaterialträger (18, 18 ) sowie zur Übertragung auf die Oberfläche (14, 15) des Silizium-Substrats (13).4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the beam (23) is generated continuously or the laser is operated continuously for heating and detachment of the Leitermate- Rials (21, 25) of the conductor material carrier (18, 18) and for transmission to the surface (14, 15) of the silicon substrate (13).
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Intensitätsprofil eines Strahls bzw. Laserstrahls angepasst wird für eine möglichst homogene bzw. gleiche Leistung über die Fläche des auf das Leitermaterial treffenden Strahls, wobei dazu vorzugsweise eines der folgendne Mittel verwendet wird: Beugungsgitter, holographische Elemente, refraktive oder reflektive optische Elemente wie Spiegel, Linsen oder Prismen.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that an intensity profile of a beam or laser beam is adjusted for as homogeneous or equal power over the surface of the incident on the conductor material beam, to which preferably one of the following means is used: Diffraction gratings, holographic elements, refractive or reflective optical elements such as mirrors, lenses or prisms.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung dünner bzw. im wesentlichen linienartiger Formen des Leitermaterials (25) auf dem Silizium-Substrat (13) der Strahl (23) relativ zu dem Silizium-Substrat bewegt wird in einem Muster entsprechend der gewünschten Struktur des Leiters (25) auf dem Silizium-Substrat (13), wobei vorzugsweise die Leiterstruktur (25) durch eine Linie von Laserpunkten oder kontinuierlichem Laserlicht auf dem Silizium-Substrat (13) erzeugt wird.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that for generating thin or substantially line-like forms of the conductor material (25) on the silicon substrate (13) of the beam (23) is moved relative to the silicon substrate in one Pattern corresponding to the desired structure of the conductor (25) on the silicon substrate (13), wherein preferably the conductor pattern (25) is generated by a line of laser spots or continuous laser light on the silicon substrate (13).
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Silizium-Substrat (13) festgehalten wird und der Strahl (23, 23") darüber und über den Leitermaterialträger (18, 18', 18") bewegt wird, wobei vorzugsweise ein Laser zur Erzeugung des Laserlichts ebenfalls feststeht und eine Laserlichtoptik, insbesondere mit Umlenkeinrichtungen wie Spiegeln (35") odgl., bewegt wird zur Bewegung des Laserstrahls (23").7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the silicon substrate (13) is held and the beam (23, 23 ") above and over the conductor material carrier (18, 18 ', 18") is moved, preferably a laser for generating the laser light is also fixed and a laser light optics, in particular with deflection devices such as mirrors (35 ") or the like, is moved to move the laser beam (23").
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahl (23) auf einen stets gleichbleibenden Punkt gehalten wird und das Silizium-Substrat (13) gegenüber diesem Punkt bewegt wird in entsprechend gewünschter Bahn.8. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the beam (23) to an always constant Point is maintained and the silicon substrate (13) is moved relative to this point in accordance with desired path.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitermaterialträger (18, 18', 18") relativ zu dem Strahl (23, 23") bewegt wird und relativ zu dem Silizium-Substrat (13) unbewegt bleibt.9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the conductor material carrier (18, 18 ', 18 ") relative to the beam (23, 23 " ) is moved and relative to the silicon substrate (13) remains unmoved.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitermaterialträger (18, 18', 18") relativ zu dem Strahl (23, 23") bewegt wird und ebenso relativ zu dem Silizium-Substrat (13) bewegt wird.10. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the conductor material carrier (18, 18 ', 18 ") relative to the beam (23, 23") is moved and also relative to the silicon substrate (13) moves becomes.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitermaterialträger (18, 18', 18") umläuft bzw. rotiert, wobei er insbesondere stets wiederholt zwischen Strahl (23, 23") und Silizium-Substrat (13) vorbeibewegt wird zur Ablösung des Leitermaterials (21 ), wobei vorzugsweise das abgelöste Leitermaterial (21 , 21 ", 25) an seiner dem Silizium-Substrat (13) zugewandten Seite erneuert wird durch neuen Auftrag von Leitermaterial (21 , 21 ").11. The method according to claim 10, characterized in that the conductor material carrier (18, 18 ', 18 ") rotates or rotates, wherein it is always repeatedly between beam (23, 23 " ) and silicon substrate (13) is moved past for Detachment of the conductor material (21), wherein preferably the detached conductor material (21, 21 ", 25) is renewed on its side facing the silicon substrate (13) by new application of conductor material (21, 21").
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Leitermaterialträger (18') ein Band ist, vorzugsweise ein umlaufendes Band, welches in einem Bereich außerhalb der Bestrahlung mit dem Strahl (23) stets vollflächig mit Leitermaterial (21 ) beschichtet wird und dann ein solcher mit Leitermaterial (21) beschichteter Bereich zwischen Strahl (23) und Silizium-Substrat (13) gebracht wird zur Ablösung des Leitermaterials (21 , 25) und zur Übertragung auf die Oberfläche (14, 15) des Silizium-Substrats (13) durch den Strahl (23).12. The method according to claim 10 or 11, characterized in that the conductor material carrier (18 ') is a band, preferably a circulating belt, which is always coated in a region outside the irradiation with the beam (23) over its entire surface with conductor material (21) and then such a region coated with conductor material (21) between the beam (23) and silicon substrate (13) is brought to detachment of the conductor material (21, 25) and for transfer to the surface (14, 15) of the silicon substrate ( 13) through the beam (23).
13. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Leitermaterialträger (18") ein Hohlkörper ist, Vorzugs- weise ein länglicher rundzylindrischer Hohlkörper, welcher in seinem Bereich außerhalb der Bestrahlung mit dem Strahl (23") im wesentlichen flächig mit Leitermaterial (21 ") beschichtet wird und dann ein solcher mit Leitermaterial (21") beschichteter Bereich zwischen Strahl (23") und Silizium-Substrat (13) gebracht wird zur Ablösung des Leitermaterials (21 , 25) und zur Übertragung auf die Oberfläche (14, 15) des Silizium-Substrats (13) durch den Strahl (23").13. The method according to claim 10 or 11, characterized in that the conductor material carrier (18 ") is a hollow body, preferential example, an elongated round cylindrical hollow body, which in its area outside the irradiation with the beam (23 ") is substantially flat coated with conductor material (21") and then such a conductor material (21 " ) coated area between the beam (23") and Silicon substrate (13) is brought to the detachment of the conductor material (21, 25) and for transmission to the surface (14, 15) of the silicon substrate (13) through the beam (23 ").
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahl (23") innerhalb des Hohlkörpers (18") verläuft, vorzugsweise parallel zu dessen Längsachse, und mit einer Umlenkeinrichtung wie einem Spiegel (35") umgelenkt wird und eine Wandung des Hohlkörpers mit außen aufgebrachtem Leitermaterial (21") durchläuft zum Aufbringen des Leitermaterials auf das Silizium-Substrat (13).14. The method according to claim 13, characterized in that the beam (23 ") within the hollow body (18") extends, preferably parallel to its longitudinal axis, and with a deflection device such as a mirror (35 " ) is deflected and a wall of the hollow body with externally applied conductor material (21 ") passes through for applying the conductor material to the silicon substrate (13).
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Leitermaterialträger (18, 18') mindestens so groß ist wie das mit Leitermaterial (21 , 25) zu versehende Silizium-Substrat (13) und während der notwendigen Beschichtung mit Leitermaterial (21 , 25) relativ zu dem Silizium-Substrat (13) unbewegt bleibt, wobei vorzugsweise anschließend der Leitermaterialträger (18) erneut vollständig mit Leitermaterial (21) beschichtet wird zum Übertragen auf ein weiteres Silizium-Substrat (13).15. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that a conductor material carrier (18, 18 ' ) is at least as large as the conductor material (21, 25) to be provided with silicon substrate (13) and during the necessary coating with Conductor material (21, 25) remains immobile relative to the silicon substrate (13), wherein preferably then the conductor material carrier (18) is again completely coated with conductor material (21) for transfer to another silicon substrate (13).
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitermaterial (21 , 25) in Form breiter Streifen oder Flächen auf die Oberfläche (14, 15) des Silizium- Substrats (13) aufgebracht wird, wobei hierzu im Vergleich zu einer linienartigen Leiterstruktur entweder größer fokussierte Strahlen (23) verwendet werden oder eine Fläche durch die Aneinan- derreihung zahlreicher, eng nebeneinander liegender Linien von Leitermaterial (25) gebildet wird.16. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the conductor material (21, 25) in the form of wide strips or surfaces on the surface (14, 15) of the silicon substrate (13) is applied, in which case compared to a line-like conductor structure, either larger-focused beams (23) are used or an area is defined by the derreihung numerous, closely spaced lines of conductor material (25) is formed.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitermaterial (25) nach dem Aufbringen auf die Oberfläche (14, 15) des Silizium-Substrats (13) thermisch verfestigt bzw. eingebrannt wird.17. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the conductor material (25) after application to the surface (14, 15) of the silicon substrate (13) is thermally solidified or baked.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitermaterial (21 ) in Pastenform auf den Leitermaterialträger (18) aufgebracht wird, vorzugsweise aufgewalzt oder aufgestrichen.18. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the conductor material (21) is applied in paste form on the conductor material carrier (18), preferably rolled or brushed.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitermaterialträger (25) elektrisch leitfähig ist und eine Spannung zwischen Leitermaterialträger (25) und Silizium-Substrats (13) angelegt wird bzw. elektrische Ladung auf den Leitermaterialträger (25) aufgebracht wird zur Verringerung einer Ablöseenergie für das Leitermaterial (21 ) vom Leitermaterialträger (25) in Tropfenform und zur Verlängerung der Aufbringungszeit.19. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the conductor material carrier (25) is electrically conductive and a voltage between the conductor material carrier (25) and silicon substrate (13) is applied or electrical charge on the conductor material carrier (25) is applied to reduce a stripping energy for the conductor material (21) from the conductor material carrier (25) in drop form and to extend the application time.
20. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitermaterialträger (18, 18') durchsichtig ist, wobei er vorzugsweise aus Kunststoff oder Glas besteht.20. Device for carrying out the method according to one of the preceding claims, characterized in that the conductor material carrier (18, 18 ' ) is transparent, wherein it is preferably made of plastic or glass.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitermaterialträger (18') als umlaufendes Band ausgebildet ist und vorzugsweise aus Kunststofffolie besteht, wobei er insbesondere kontinuierlich umlaufend ausgebildet ist. 21. The apparatus according to claim 20, characterized in that the conductor material carrier (18 ') is designed as a circulating belt and preferably consists of plastic film, wherein it is in particular formed continuously circulating.
22. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitermaterialträger (18) scheibenartig ausgebildet ist und insbesondere eine um eine Achse (29) rotierende Scheibe ist, wobei vorzugsweise die Rotationsachse (29) der Scheibe (18') außerhalb des Silizium-Substrats (13) verläuft.22. The apparatus according to claim 20, characterized in that the conductor material carrier (18) is disc-shaped and in particular about an axis (29) rotating disk, wherein preferably the axis of rotation (29) of the disc (18 ' ) outside of the silicon substrate (13) runs.
23. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitermaterialträger (18") ein Hohlkörper ist, vorzugsweise ein länglicher rundzylindrischer Hohlkörper, welcher in seinem Bereich außerhalb der Bestrahlung mit dem Strahl (23") flächig mit Leitermaterial (21") beschichtet ist und dann ein solcher mit Leitermaterial (21 ") beschichteter Bereich zwischen Strahl (23") und Silizium-Substrat (13) gebracht ist zur Ablösung des Leitermaterials (21 , 25) und zur Übertragung auf die Oberfläche (14, 15) des Silizium-Substrats (13) durch den Strahl (23").23. The device according to claim 20, characterized in that the conductor material carrier (18 " ) is a hollow body, preferably an elongated round cylindrical hollow body, which in its area outside the irradiation with the jet (23 " ) is coated flat with conductor material (21 " ) and then such a conductor material (21 " ) coated area between the beam (23 " ) and silicon substrate (13) is brought to detachment of the conductor material (21, 25) and for transmission to the surface (14, 15) of the silicon Substrate (13) through the beam (23 " ).
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahl (23") innerhalb des Hohlkörpers verläuft, vorzugsweise parallel zu dessen Längsachse zur Umlenkung mit einer Umlenkeinrichtung wie einem Spiegel (35") und zum Durchlaufen einer Wandung des Hohlkörpers mit außen aufgebrachtem Leitermaterial (21") zum Aufbringen des Leitermaterials auf das Silizium- Substrat (13).24. The device according to claim 23, characterized in that the beam (23 " ) extends within the hollow body, preferably parallel to its longitudinal axis for deflection with a deflection device such as a mirror (35") and for passing through a wall of the hollow body with externally applied conductor material (21 " ) for applying the conductor material to the silicon substrate (13).
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (31 , 31 ', 31 ") zur Aufbringung des Leitermaterials (21 , 21 ") auf den Leitermaterialträger (18, 18") außerhalb des Silizium-Substrats (13) bzw. daneben angeordnet sind.25. Device according to one of claims 20 to 24, characterized in that means (31, 31 ', 31 ") for applying the conductor material (21, 21 " ) on the conductor material carrier (18, 18 ") outside of the silicon substrate ( 13) or arranged next to it.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (31 , 31 ', 31 ") zur Aufbringung des Leitermaterials (21 ) nach Art einer Walze ausgebildet sind, Vorzugs- weise mit einer Breite von mindestens des Breite des Silizium- Substrats (13), wobei insbesondere die Mittel (31 , 31 ', 31 ") derart zu dem umlaufenden Leitermaterialträger (18, 18', 18") angeordnet sind, dass der von den Mitteln direkt beschichtete Bereich des Leitermaterialträgers (18) über das Silizium-Substrat (13) läuft.26. Device according to one of claims 20 to 25, characterized in that means (31, 31 ', 31 " ) are formed for applying the conductor material (21) in the manner of a roller, preferred with a width of at least the width of the silicon substrate (13), wherein in particular the means (31, 31 ', 31 ") are arranged to the circulating conductor material carrier (18, 18', 18") that of the Means directly coated area of the conductor material carrier (18) over the silicon substrate (13) runs.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitermaterialträger (18, 18', 18") gelocht bzw. siebartig ausgebildet ist, vorzugsweise als engmaschiges Sieb aus Geflecht aus Draht oder Kunststoff.27. The device according to one of claims 20 to 26, characterized in that the conductor material carrier (18, 18 ', 18 ") is perforated or sieve-shaped, preferably as a dense mesh sieve made of wire or plastic.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Leitermaterialträgers (18, 18', 18") bearbeitet ist, vorzugsweise mit einer Mikrostrukturie- rung oder einer elektrisch leitfähigen Beschichtung zur Beeinflussung der Adhäsion des Leitermaterials (21 ) oder zur Verringerung einer Ablöseenergie für das Leitermaterial (21 ) in Tropfenform und zur Verlängerung der Aufbringungszeit, wobei vorzugsweise eine Spannung zwischen Leitermaterialträger (25) und Silizium-Substrats (13) angelegt ist bzw. elektrische Ladung auf den Leitermaterialträger (25) aufgebracht ist. 28. Device according to one of claims 20 to 27, characterized in that the surface of the conductor material carrier (18, 18 ', 18 ") is processed, preferably with a Mikrostrukturie- tion or an electrically conductive coating for influencing the adhesion of the conductor material (21 ) or to reduce a detachment energy for the conductor material (21) in drop form and to extend the application time, wherein preferably a voltage between the conductor material carrier (25) and silicon substrate (13) is applied or electrical charge is applied to the conductor material carrier (25) ,
PCT/EP2009/000279 2008-01-17 2009-01-17 Method and apparatus for producing a solar cell WO2009090098A2 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008005845.9 2008-01-17
DE102008005845 2008-01-17
DE102008057228.4 2008-11-04
DE102008057228A DE102008057228A1 (en) 2008-01-17 2008-11-04 Method and device for producing a solar cell

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2009090098A2 true WO2009090098A2 (en) 2009-07-23
WO2009090098A3 WO2009090098A3 (en) 2010-03-25

Family

ID=40785517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2009/000279 WO2009090098A2 (en) 2008-01-17 2009-01-17 Method and apparatus for producing a solar cell

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102008057228A1 (en)
WO (1) WO2009090098A2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009059042A1 (en) 2009-12-10 2011-06-16 Schmid Technology Gmbh Method and device for transferring printing substance from a printing substrate to a substrate
WO2011154747A1 (en) * 2010-06-11 2011-12-15 Dzp Technologies Limited Method and apparatus for deposition
DE102011075025A1 (en) 2011-04-29 2012-10-31 Schmid Technology Gmbh Method and device for applying printing substance
US9859247B2 (en) 2012-11-09 2018-01-02 Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno Method for bonding bare chip dies
CN111276566A (en) * 2020-01-21 2020-06-12 中国海洋大学 All-inorganic perovskite solar cell prepared based on liquid phase continuous spin coating direct phase transition method and preparation method and application thereof
WO2020152352A1 (en) * 2019-01-25 2020-07-30 Mycronic AB Laser induced forward transfer with high throughput and recycling of donor material on a transparent drum

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009020774B4 (en) * 2009-05-05 2011-01-05 Universität Stuttgart Method for contacting a semiconductor substrate
DE102009053776A1 (en) * 2009-11-19 2011-06-01 Systaic Cells Gmbh Emitter formation with a laser
DE102011103481B4 (en) * 2011-06-03 2017-08-17 Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung e.V. Selective removal of thin layers by means of pulsed laser radiation for thin-film structuring
DE102011077450A1 (en) * 2011-06-14 2012-12-20 Robert Bosch Gmbh Method and device for producing a crystalline solar cell
DE102011077462A1 (en) * 2011-06-14 2012-12-20 Robert Bosch Gmbh Method, arrangement and process aid for producing a crystalline solar cell
DE102011085714A1 (en) * 2011-11-03 2013-05-08 Boraident Gmbh Method and device for generating a laser-supported electrically conductive contacting of an object surface
CN106687617B (en) * 2014-07-15 2020-04-07 奈特考尔技术公司 Laser transfer IBC solar cell
DE102017110040B4 (en) 2017-05-10 2020-08-27 LPKF SolarQuipment GmbH Printing device and printing method for transferring a printing substance from an endlessly rotating printing substance carrier to a substrate

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0331022A2 (en) * 1988-03-01 1989-09-06 Texas Instruments Incorporated Radiation induced pattern deposition
US5725706A (en) * 1996-03-12 1998-03-10 The Whitaker Corporation Laser transfer deposition
US5935462A (en) * 1994-10-24 1999-08-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Repair of metal lines by electrostatically assisted laser ablative deposition
US6159832A (en) * 1998-03-18 2000-12-12 Mayer; Frederick J. Precision laser metallization

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0331022A2 (en) * 1988-03-01 1989-09-06 Texas Instruments Incorporated Radiation induced pattern deposition
US5935462A (en) * 1994-10-24 1999-08-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Repair of metal lines by electrostatically assisted laser ablative deposition
US5725706A (en) * 1996-03-12 1998-03-10 The Whitaker Corporation Laser transfer deposition
US6159832A (en) * 1998-03-18 2000-12-12 Mayer; Frederick J. Precision laser metallization

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009059042A1 (en) 2009-12-10 2011-06-16 Schmid Technology Gmbh Method and device for transferring printing substance from a printing substrate to a substrate
WO2011070079A1 (en) 2009-12-10 2011-06-16 Schmid Technology Gmbh Device and method for transferring a printing substance from a printing substance carrier to a substrate
WO2011154747A1 (en) * 2010-06-11 2011-12-15 Dzp Technologies Limited Method and apparatus for deposition
DE102011075025A1 (en) 2011-04-29 2012-10-31 Schmid Technology Gmbh Method and device for applying printing substance
WO2012146634A1 (en) 2011-04-29 2012-11-01 Schmid Technology Gmbh Method and device for applying a printing substance
US9859247B2 (en) 2012-11-09 2018-01-02 Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno Method for bonding bare chip dies
WO2020152352A1 (en) * 2019-01-25 2020-07-30 Mycronic AB Laser induced forward transfer with high throughput and recycling of donor material on a transparent drum
CN111276566A (en) * 2020-01-21 2020-06-12 中国海洋大学 All-inorganic perovskite solar cell prepared based on liquid phase continuous spin coating direct phase transition method and preparation method and application thereof
CN111276566B (en) * 2020-01-21 2022-06-07 中国海洋大学 All-inorganic perovskite solar cell prepared based on liquid phase continuous spin coating direct phase transition method and preparation method and application thereof

Also Published As

Publication number Publication date
DE102008057228A1 (en) 2009-07-23
WO2009090098A3 (en) 2010-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2009090098A2 (en) Method and apparatus for producing a solar cell
EP1871566B1 (en) Method for finely polishing/structuring thermosensitive dielectric materials by a laser beam
EP3169475B1 (en) Method and device for the laser-based working of two-dimensional, crystalline substrates, in particular semiconductor substrates
EP2964416A2 (en) Method and device for separating a substrate
DE4232373A1 (en) Structural semiconductor layer deposition method - heating applied film using laser beam, to transfer the film material to surface of substrate
EP1485255A1 (en) Quality printing method, printing machine, and corresponding printing substance
EP2507834B1 (en) Method for removing at least sections of a layer of a layer stack
DE102005048314A1 (en) Ceramic powder layer laser sintering method, involves irradiating region of layer with laser beam with specific wavelength for sintering, where temperature and/or simulation/activation state of layer is measure for penetration of beam
DE69932540T2 (en) METHOD AND DEVICE FOR SELECTIVELY PLATING A METALLIC CARRIER WITH A MASKING LAYER WAS CARRIERED MASKING LAYER
DE102011051198B4 (en) Method for producing a weight-optimized deflection mirror
EP2774184B1 (en) Method and device for producing a laser-supported electrically conductive contact of an object surface
EP2984202A1 (en) Method and device for constructing a structure on a substrate
DE4022817C1 (en)
DE102011075328A1 (en) Apparatus and method for edge delamination and scoring of coated substrates
EP1333976A1 (en) Method for the production of screen cavities in a rotogravure form and base body applicable in said method
WO2010130786A2 (en) Method and device for treating a wafer
DE19637255C1 (en) Indirect laser marking of transparent material e.g. glass
DE102015115030A1 (en) Method for removing a layer from a substrate and its use
DE102011102270A1 (en) Ablating dielectric layer of semiconductor substrates by laser beam, comprises removing passivation layer on surface of semiconductor substrate using laser beam, and pre-treating substrate by spatially or temporally displaced laser beam
EP2580784B1 (en) Method and device for contacting a semiconductor substrate by means of a jet printing method
DE19801013A1 (en) Process for the removal of surface layers by means of laser-induced shock waves reinforced with outer layers
WO2005093470A1 (en) Method for the production of an optical component by means of surface-structuring laser machining
DE102019205289A1 (en) System for the production of electrical contact elements with selectively refined electrical contact surfaces
DE2231770C3 (en) Device for melting, cleaning and, if necessary, alloying of metal portions
DE102015100885A1 (en) Method and apparatus for treating a coated substrate

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09702884

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09702884

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2