WO2012072062A2 - Method for producing a solar module, and a solar module - Google Patents

Abstract

The invention relates to a method for producing a solar module comprising the following steps: a) a first electrical contact layer (2) is arranged on a substrate (1), b) active semiconductor layers (3) are arranged on the first electrical contact layer (2), c) a second electrical contact layer (4) is arranged on the active semiconductor layers (3), characterized in that a wet-chemical etching step is carried out between step b) and step c).

Description

B e s c h r e i b u n g  Description

Verfahren zur Herstellung eines Solarmoduls und ein Solarmodul  Process for the production of a solar module and a solar module

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Solarmoduls und ein Solarmodul. The invention relates to a method for producing a solar module and a solar module.

Stand der Technik State of the art

Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung und gleichzeitigen Serienverschaltung von streifen- förmigen photovoltaischen Elementen eines Solarmoduls ist in der Figur 1 grob schematisch und im Querschnitt dargestellt.  A known method for the production and simultaneous series connection of strip-shaped photovoltaic elements of a solar module is shown roughly schematically in FIG. 1 and in cross-section.

Zunächst wird eine erste elektrische Kontaktschicht, z. B. eine transparente leitfähige Schicht 2, z. B. aus ZnO oder aus Sn0₂, auf ein transparentes Substrat 1 als Trägermaterial aufgebracht (siehe Figur lb). Als Substrat wird z. B. Glas oder Folie verwendet. Eine typische Prozesstemperatur für das Aufbringen einer ZnO Schicht mittels Sputterverfahren ist 300 °C. First, a first electrical contact layer, for. B. a transparent conductive layer 2, z. B. ZnO or Sn0 ₂ , applied to a transparent substrate 1 as a carrier material (see Figure lb). As a substrate z. As glass or foil used. A typical process temperature for applying a ZnO layer by sputtering is 300 ° C.

Anschließend werden die PI -Linien bei Raumtemperatur mittels Laser durch Ablation gebildet. Dabei werden parallel zueinander angeordnete erste Gräben 5 über die Länge des Moduls hergestellt (Fig. 1c, Fig. 3). Subsequently, the PI lines are formed by laser ablation at room temperature. In this case, first trenches 5 arranged parallel to one another are produced over the length of the module (FIG. 1c, FIG. 3).

Im Weiteren wird die Bezeichnung„über die Länge des Moduls" verwendet. Damit ist eine Strukturierung gemeint, die in der Tiefe der Blattebene der Figuren verläuft. Dabei werden die für Solarmodule charakteristischen Linien gebildet. In Aufsicht auf das fertige Solarmodul sind die Linien erkennbar. In the following, the term "over the length of the module" is used, meaning a structuring that extends in the depth of the leaf level of the figures, forming the lines characteristic of solar modules, the lines being visible on top of the finished solar module.

Danach wird ein Absorberschichtsystem aus Halbleiter-Schichten 3 aufgebracht, z. B. eine

(siehe Fig. ld). Dabei werden die ersten Gräben 5 verfüllt. Eine typische Prozesstemperatur für das Aufbringen von Siliziumschichten mittels PECVD Verfahren beträgt 100-250°C. Thereafter, an absorber layer system of semiconductor layers 3 is applied, for. Legs

(see Fig. ld). In this case, the first trenches 5 are filled. A typical process temperature for the deposition of silicon layers by PECVD method is 100-250 ° C.

Dann werden die P2-Linien wiederum durch Ablation gebildet. Parallel zu den ersten Gräben werden die zweiten Gräben 6 hergestellt, und zwar in Figur 1 immer rechts von den ersten Gräben. Im Anschluss daran wird eine zweite elektrische Kontaktschicht 4 als Rückkontakt auf die Halbleiter- Schichten 3 aufgebracht, z. B. ein ZnO/Ag- Kontakt, siehe Fig. l f. Dabei werden die zweiten Gräben 6 verfüllt. Eine typische Prozesstemperatur für das Aufbringen eines ZnO/Ag Rückkontakts mittels Sputterverfahren ist die Raumtemperatur. Anschließend wird wiederum mit einem Laser die P3 Linie hergestellt, siehe Fig. lg. Dabei werden dritte Gräben 7 parallel und im Bild immer rechts von den ersten und zweiten Gräben gebildet. Es entstehen also jeweils gleich viele Gräben 5, 6 und 7. Damit ist die Serienver- schaltung der Zelle A mit der Zelle B und die der Zelle B mit der Zelle C und so fort abgeschlossen. Es ist bekannt, dass das Material ZnO in Säure oder in Lauge ätzbar ist. Die Ätzung erfolgt vor der Anordnung der Halbleiter-Schichten 3. Dabei wird die Oberfläche des ZnO 2 mit einem nasschemischen Ätzprozess, z. B. mit Salzsäure, aufgeraut und es werden Krater gebildet. Die Aufrauung der ZnO-Schicht ist wichtig, um eine bessere Lichteinkopplung und Lichtstreuung des eingefangenen Lichts in die Halbleiter-Schichten zurück zu gewährleisten. Ein allgemeines Verfahren zur Herstellung eines flächigen Solarmoduls sieht vor, auf dieThen the P2 lines are again formed by ablation. Parallel to the first trenches, the second trenches 6 are produced, in FIG. 1 always to the right of the first trenches. Following this, a second electrical contact layer 4 is applied as a back contact on the semiconductor layers 3, z. B. a ZnO / Ag contact, see Fig. L f. In this case, the second trenches 6 are filled. A typical process temperature for applying a ZnO / Ag back contact by sputtering is the room temperature. Subsequently, the P3 line is again produced with a laser, see Fig. Lg. In this case, third trenches 7 are formed parallel and in the image always to the right of the first and second trenches. In each case, the same number of trenches 5, 6 and 7 are formed. This completes the series connection of cell A with cell B and cell B with cell C and so on. It is known that the material ZnO is etchable in acid or in caustic. The etching takes place before the arrangement of the semiconductor layers 3. In this case, the surface of the ZnO 2 with a wet-chemical etching process, for. As with hydrochloric acid, roughened and craters are formed. The roughening of the ZnO layer is important to ensure better light coupling and light scattering of the trapped light back into the semiconductor layers. A general method for producing a planar solar module provides, on the

Bildung von ersten, zweiten und dritten Gräben zu verzichten. Dann werden nacheinander auf dem Substrat ganzflächig die erste elektrische Kontaktschicht, sodann die Halbleiter- Schichten und hierauf die zweite elektrische Kontaktschicht übereinander angeordnet. Kontakte zur ersten elektrischen Kontaktschicht und zur zweiten elektrischen Kontaktschicht werden abschließend gebildet. To dispense with the formation of first, second and third trenches. Then, the first electrical contact layer, then the semiconductor layers and then the second electrical contact layer are successively arranged on the substrate over the entire area one after the other. Contacts to the first electrical contact layer and to the second electrical contact layer are finally formed.

Die erste elektrische Kontaktschicht wird auch als erste Elektrode, und die zweite elektrische Kontaktschicht als zweite Elektrode bezeichnet. The first electrical contact layer is also referred to as the first electrode, and the second electrical contact layer as the second electrode.

Nachteilig weisen die Solarmodule nach dem Stand der Technik einen geringen Wirkungsgrad auf. Das beschriebene Verfahren zur Herstellung und gleichzeitigen Serienver Schaltung der streifenförmigen Elemente dauert zudem zu lange, bzw. ist zu komplex, um Effizienz und Ausstoß wie von der Industrie gefordert zu genügen. Aufgabe und Lösung der Erfindung Disadvantageously, the solar modules according to the prior art have a low efficiency. The described method for producing and simultaneous series connection of the strip-shaped elements also takes too long, or is too complex to meet efficiency and output as required by industry. Task and solution of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, ein schnelles Verfahren zur Herstellung von Solarmodulen mit höherem Wirkungsgrad anzugeben. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein entsprechendes Solarmodul mit hohem Wirkungsgrad bereit zu stellen. Die Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und durch das Modul gemäß dem Nebenanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweils darauf rückbezogenen Ansprüchen.  The object of the invention is to provide a rapid process for the production of solar modules with higher efficiency. Another object of the invention is to provide a corresponding solar module with high efficiency. The object is achieved by a method according to claim 1 and by the module according to the independent claim. Advantageous embodiments emerge from the respective back claims.

Beschreibung der Erfindung Description of the invention

Das Verfahren zur Herstellung des Solarmoduls sieht die nachfolgenden Schritte vor: Auf einem Substrat wird ganzflächig eine erste Kontaktschicht angeordnet, und auf der ersten elektrischen Kontaktschicht werden ganzflächig die aktiven Halbleiterschichten angeordnet. Vorteilhaft werden dadurch nacheinander mindestens vier Schichten abgeschieden, ohne dass die Abscheidung von Schichten als solche unterbrochen wird. Alle Schichten werden vorzugsweise ganzflächig nacheinander angeordnet. Auf eine aufwändige Maskentechnologie zur streifenförmigen Strukturierung wird vorteilhaft verzichtet.  The method for producing the solar module provides the following steps: a first contact layer is arranged over the entire surface of a substrate, and the active semiconductor layers are arranged over the entire surface of the first electrical contact layer. Advantageously, at least four layers are sequentially deposited without the deposition of layers being interrupted as such. All layers are preferably arranged over the entire surface in succession. An elaborate mask technology for strip-like structuring is advantageously dispensed with.

Als Substrat kommt insbesondere Glas, Kunststofffolie oder ein Metall mit einer isolierenden Schicht in Betracht. In particular glass, plastic film or a metal with an insulating layer is considered as a substrate.

Das Material der ersten elektrischen Kontaktschicht ist ätzbar. Ätzbar im Sinne der Erfindung bedeutet, dass das Material der ersten elektrischen Kontaktschicht auch seitlich, das heißt unter den Halbleiter- Schichten seitlich unterätzbar sein soll. Daneben weist das Material eine gute Leitfähigkeit auf. Hierfür kommen insbesondere, aber nicht ausschließlich, ZnO:Al, ZnO:B, Indiumzinnoxid (ITO) oder Ti0₂ sowie Legierungen, wie z. B.: ZnMgO, in Frage. Ferner können Sn0₂ oder Metalle eingesetzt werden. Mögliche Beschichtungsmethoden für die erste Kontaktschicht sind die dem Fachmann bekannten Verfahren, wie z. B. Sputtern, Aufdampfen und PECVD- Verfahren. The material of the first electrical contact layer is etchable. Etchable in the sense of the invention means that the material of the first electrical contact layer should also be laterally etchable, that is to say laterally under the semiconductor layers. In addition, the material has good conductivity. For this purpose, in particular, but not exclusively, ZnO: Al, ZnO: B, indium tin oxide (ITO) or Ti0 ₂ and alloys such. B: ZnMgO, in question. Furthermore, Sn0 ₂ or metals can be used. Possible coating methods for the first contact layer are the methods known in the art, such. Sputtering, vapor deposition and PECVD processes.

Als Halbleiter- Schichten sind alle Schichten zum Aufbau für insbesondere eine a-Si:H^c- Si:H-Tandemsolarzelle oder eine andere Schichtenfolge, wie sie üblicherweise in der Solarzellenindustrie oder auch in der TFT-Technologie genutzt werden, denkbar. Insbesondere werden p-i-n- oder p-i-n-p-i-n-Schichten oder n-i-p- oder n-i-p-n-i-p-Schichtenreihenfolgen abgeschieden. Die Erfindung ist in diesem Sinne nicht eingeschränkt. As semiconductor layers, all layers for the construction of a particular a-Si: H ^ c Si: H tandem solar cell or other layer sequence, as they are commonly used in the solar cell industry or in the TFT technology, conceivable. Especially pin or pinpin layers or nip or nipnip layer sequences are deposited. The invention is not limited in this sense.

Mögliche Halbleiterschichtsysteme sind amorphes, mikrokristallines, polykristallines Silizium, Siliziumgermanium, Siliziumkohlenstoff, Si0₂, Si₃N₄, SiOx, SiON, CdTe und CIGS. Es können auch p-i-n-Dioden aus a-Si oder μο-Si oder auch Tandemstrukturen aus a-Si/a-Si oder auch a-SiVc-Si und den jeweiligen Legierungen des Siliziums mit Germanium oder Kohlenstoff übereinander angeordnet werden. Possible semiconductor layer systems are amorphous, microcrystalline, polycrystalline silicon, silicon germanium, silicon carbon, Si0 ₂ , Si ₃ N ₄ , SiO x, SiON, CdTe and CIGS. It is also possible to arrange pin diodes made of a-Si or μο-Si or tandem structures of a-Si / a-Si or also a-SiVc-Si and the respective alloys of silicon with germanium or carbon one above the other.

Auf den aktiven Halbleiter- Schichten wird sodann eine zweite elektrische Kontaktschicht ganzflächig angeordnet. Mögliche Beschichtungsmethoden für die zweite Kontaktschicht sind Sputtern, Aufdampfen und PEC VD- Verfahren. On the active semiconductor layers, a second electrical contact layer is then arranged over the entire surface. Possible coating methods for the second contact layer are sputtering, vapor deposition and PEC VD methods.

Die zweite elektrische Kontaktschicht besteht vorteilhaft aus einer Metallschicht oder einer Kombination aus einer transparenten leitfähigen Schicht mit einer Metallschicht. Auch können sehr dünne dielektrische Schichten zum Einsatz kommen. The second electrical contact layer advantageously consists of a metal layer or a combination of a transparent conductive layer with a metal layer. Also very thin dielectric layers can be used.

Materialien sind: SiO_X) ZnO:Al, ZnO:B, Indiumzinnoxid (ITO), Sn0₂, Ti0₂, ZnMgO, Ag, AI, Cr, Ni, und so weiter. Materials are: SiO _x) ZnO: Al, ZnO: B, indium tin oxide (ITO), SnO ₂ , TiO ₂ , ZnMgO, Ag, Al, Cr, Ni, and so on.

Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass nach der Anordnung der Halbleiter-Schichten und noch vor der Anordnung der zweiten Kontaktschicht ein nasschemischer Ätzschritt durchgeführt wird. The method is characterized in that after the arrangement of the semiconductor layers and before the arrangement of the second contact layer, a wet-chemical etching step is carried out.

Vorteilhaft bewirkt der nasschemische Ätzschritt, dass freiliegendes leitfähiges Material der ersten elektrischen Kontaktschicht geätzt wird, so dass an diesen Orten kein ungewollter Kurzschluss nach Anordnung der zweiten elektrischen Kontaktschicht entsteht. Advantageously, the wet-chemical etching step causes exposed conductive material of the first electrical contact layer to be etched, so that no unwanted short-circuit occurs after the arrangement of the second electrical contact layer at these locations.

Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, dass in einer ersten nachteiligen Variante das Material der ersten elektrischen Kontaktschicht auch nach der Abscheidung der Halbleiter- Schichten aus den Halbleiter-Schichten herausragen und einen Kurzschluss verursachen kann, sobald es in Kontakt mit der zweiten elektrischen Kontaktschicht kommt. In the context of the invention, it has been recognized that in a first disadvantageous variant, the material of the first electrical contact layer may protrude from the semiconductor layers even after the deposition of the semiconductor layers and cause a short circuit as soon as it comes into contact with the second electrical contact layer.

Es wurde zudem erkannt, dass in einer zweiten nachteiligen Variante auch das Material der Halbleiter-Schichten selbst von der ersten elektrischen Kontaktschicht abplatzen kann, so dass Öffnungen bis hinab zur ersten elektrischen Kontaktschicht vorliegen, an denen nach der Abscheidung der zweiten elektrischen Kontaktschicht ungewollte Kurzschlüsse entstehen. It has also been recognized that, in a second disadvantageous variant, the material of the semiconductor layers itself may also flake off the first electrical contact layer, so that Openings down to the first electrical contact layer are present at which arise after the deposition of the second electrical contact layer unwanted short circuits.

Das erfindungs gemäße Verfahren verhindert vorteilhaft beide Varianten dieser Kurzschlüsse, indem vor der Anordnung der zweiten elektrischen Kontaktschicht das frei zugängliche Mate- rial der ersten Kontaktschicht weggeätzt wird. The method according to the invention advantageously prevents both variants of these short circuits, in that the freely accessible material of the first contact layer is etched away before the arrangement of the second electrical contact layer.

An den Orten des Moduls, an denen Material der Halbleiter-Schichten abgeplatzt ist und das Material der ersten elektrischen Kontaktschicht auf diese Weise freiliegt, werden die Halbleiter-Schichten seitlich unterätzt und es entstehen Hohlräume unter den Halbleiter-Schichten (Variante 2). Vorteilhaft wird dadurch bewirkt, dass das anschließend angeordnete Material der zweiten elektrischen Kontaktschicht keinen Kurzschluss mit der ersten elektrischen Kontaktschicht ausbildet, da es an diesen Stellen keinen Kontakt mehr zur ersten elektrischen Kontaktschicht erhält. At the locations of the module where material of the semiconductor layers has flaked off and the material of the first electrical contact layer is exposed in this way, the semiconductor layers are laterally undercut and voids are created under the semiconductor layers (variant 2). Advantageously, this has the effect that the subsequently arranged material of the second electrical contact layer does not form a short circuit with the first electrical contact layer, since it no longer receives any contact with the first electrical contact layer at these points.

Die aus den Halbleiter-Schichten herausragenden Spitzen des ersten elektrischen Kontakts werden gleichzeitig ebenfalls geätzt (Variante 1 ). Auch dadurch wird ein ungewollter Kurz- schluss nach dem Anordnen der zweiten elektrischen Kontaktschicht verhindert. The tips of the first electrical contact protruding out of the semiconductor layers are also simultaneously etched (variant 1). This also prevents an unwanted short circuit after arranging the second electrical contact layer.

Unabhängig von der Art des gewählten Herstellungsverfahrens wird während der Ätzung die Schichtenfolge aus Substrat, erster elektrischer Kontaktschicht und der Halbleiter-Schichten mit oder ohne Gräben in eine Ätzlösung eingebracht. Das Modul mit oder ohne streifenförmige Elemente kann dabei einfach in ein Bad mit der nasschemischen Ätzlösung eingetaucht werden. Ein Fachmann wird hierzu je nach dem Material des ersten elektrischen Kontakts eine geeignete Ätzlösung und Ätzdauer auswählen. Als Ätzlösung wird z. B. Salzsäure, Flusssäure, Kalilauge oder eine andere geeignete Lösung für die erste elektrische Kontaktschicht verwendet. Regardless of the type of manufacturing method selected, the layer sequence of substrate, first electrical contact layer and the semiconductor layers with or without trenches is introduced into an etching solution during the etching. The module with or without strip-shaped elements can simply be immersed in a bath with the wet-chemical etching solution. A person skilled in the art will select a suitable etching solution and etching time depending on the material of the first electrical contact. As an etching solution z. For example, hydrochloric acid, hydrofluoric acid, potassium hydroxide or other suitable solution for the first electrical contact layer.

Die Schichtenfolge mit der ersten elektrischen Kontaktschicht kann z. B. für bis zu 260 Se- künden in eine 0,5%-ige (Gewichtsprozent) Salzsäurelösung eingetaucht werden. The layer sequence with the first electrical contact layer can, for. B. for up to 260 Se- künden be immersed in a 0.5% (weight percent) hydrochloric acid solution.

Im Falle einer Säure liegt die Säurestärke vorteilhaft zwischen pH 0,1 und pH 1. Dann betragen die Ätzzeiten typsicherweise zwischen 10 und 500 Sekunden. Die Konzentration der Säure beträgt etwa 0,1-5 mol* ^!. In the case of an acid, the acid strength is advantageously between pH 0.1 and pH 1. Then the etching times are typically between 10 and 500 seconds. The concentration of the acid is about 0.1-5 mol * ^! ,

Die gewählte Säure sollte die Absorberschicht (z.B. Silizium) vorteilhaft nicht angreifen, also ätzen oder verändern und insbesondere nicht oxidieren. In diesem Fall soll nach der Oxidation zusätzlich Flusssäure als Ätzmedium eingesetzt werden. Flusssäure entfernt vorteilhaft eine etwaige Si0₂-Schicht auf dem Silizium der Halbleiter-Schichten. Eine Si0₂-Schicht auf Silizium entsteht schnell, z. B. wenn das Silizium der Halbleiter-Schichten an der Luft gelagert wird oder aber mit Salpetersäure oder Schwefelsäure als erfindungs gemäßen Schritt geätzt wird. Eine Flusssäureätzung kann daher einer Ätzung mit Schwefelsäure oder Salpetersäure nachfolgen. The chosen acid should advantageously not attack the absorber layer (eg silicon), ie etch or modify it and in particular not oxidize it. In this case, after the oxidation additionally hydrofluoric acid can be used as the etching medium. Hydrofluoric acid advantageously removes any Si0 ₂ layer on the silicon of the semiconductor layers. A Si0 ₂ layer on silicon is formed rapidly, z. B. when the silicon of the semiconductor layers is stored in the air or etched with nitric acid or sulfuric acid as fiction, contemporary step. A hydrofluoric acid etch may therefore follow an etch with sulfuric acid or nitric acid.

Das Verfahren kann mit identischem Wirkmechanismus des Ätzschritts insbesondere eingesetzt werden bei der Herstellung und gleichzeitigen Serienverschaltung streifenförmiger Elemente zu einem Solarmodul. Auch dabei werden vorteilhaft zunächst der erste elektrische Kontakt und die Halbleiter-Schichten ganzflächig nacheinander angeordnet. Dadurch wird das Verfahren besonders schnell bzw. vereinfacht im Vergleich zum Stand der Technik. The method can be used with identical mechanism of action of the etching step in particular in the production and simultaneous series connection of strip-shaped elements to a solar module. Here, too, the first electrical contact and the semiconductor layers are advantageously arranged over the entire area one after the other. As a result, the method is particularly fast or simplified compared to the prior art.

Nach dem Aufbringen der Halbleiter-Schichten werden eine Mehrzahl parallel angeordneter erster Gräben durch eine erste PI -Strukturier ung hergestellt, vorzugsweise durch eine Laser- ablation. Die Gräben verlaufen über die Länge des Moduls. Dabei ist in den ersten Gräben die Oberfläche der ersten elektrischen Kontaktschicht freigelegt. Die Gräben verlaufen im Querschnitt des Moduls durch die Halbleiter-Schichten hindurch. After the deposition of the semiconductor layers, a plurality of first trenches arranged in parallel are produced by a first PI structure, preferably by laser ablation. The trenches run the length of the module. In this case, the surface of the first electrical contact layer is exposed in the first trenches. The trenches extend through the semiconductor layers in the cross-section of the module.

Die Gräben können auch bis auf die Oberfläche des Substrats durch die PI -Strukturierung gebildet werden, je nachdem welche Strukturierungsmethode bzw. Laserwellenlänge gewählt wird. Dies geschieht durch Entfernung der aktiven Halbleiter-Schichten und der ersten elekt- rischen Kontaktschicht, vorzugsweise in einem Schritt mittels eines Lasers. Die Gräben verlaufen da n im Querschnitt des Moduls betrachtet durch die Halbleiter-Schichten und durch die erste elektrische Kontaktschicht. Sodann erfolgt vor der P2-Strukturierung und der Anordnung der zweiten elektrischen Kontaktschicht vorteilhaft die erfindungsgemäße nasschemische Ätzung. An den Orten des Moduls, an denen eine PI -Strukturierung vorgenommen wurde oder an denen Material der Halbleiter-Schichten abgeplatzt ist und das Material der ersten elektrischen Kontaktschicht auf diese Weise freiliegt, werden die Halbleiter-Schichten seitlich unterätzt und es entstehen Hohlräume HR unter den Halbleiter-Schichten (Variante 2). Vorteilhaft wird dadurch bewirkt, dass das anschließend angeordnete Material der zweiten elektri- sehen Kontaktschicht keinen Kurzschluss mit der ersten elektrischen Kontaktschicht ausbil- det, da es keinen Kontakt mehr zur ersten elektrischen Kontaktschicht erhält. Die ersten Gräben verlaufen dadurch im Querschnitt betrachtet in ihrer lateralen Ausdehnung vergrößert und wachsen unterhalb der Halbleiter- Schichten, die durch den Ätzschritt nicht oder nur unwesentlich geätzt werden. Die aus den Halbleiter-Schichten herausragenden Spitzen des ersten elektrischen Kontakts werden gleichzeitig ebenfalls weggeätzt (Variante 1), Im Weiteren Verlauf der Ätzung werden auch dadurch ungewollte Kurzschlüsse durch seitliches Unterätzen der Halbleiter- Schichten verhindert. The trenches can also be formed down to the surface of the substrate by the PI structuring, depending on which structuring method or laser wavelength is selected. This is done by removing the active semiconductor layers and the first electrical contact layer, preferably in one step by means of a laser. The trenches run through the semiconductor layers and through the first electrical contact layer in the cross section of the module. Then, before the P2 structuring and the arrangement of the second electrical contact layer, the wet-chemical etching according to the invention advantageously takes place. At the locations of the module on which a PI structuring has been carried out or on which material of the semiconductor layers has flaked off and the material of the first electrical contact layer is exposed in this way, the semiconductor layers are laterally undercut and cavities HR are created under the Semiconductor layers (variant 2). This advantageously has the effect that the subsequently arranged material of the second electrical contact layer does not form a short circuit with the first electrical contact layer. det, since it no longer receives contact with the first electrical contact layer. Seen in cross-section, the first trenches extend in their lateral extent enlarged and grow below the semiconductor layers, which are not or only slightly etched by the etching step. The protruding from the semiconductor layers tips of the first electrical contact are also also etched away (Variant 1), In the course of the etching also unwanted short circuits are prevented by lateral undercutting of the semiconductor layers.

Die ersten Gräben sind durch die PI -Strukturierung beispielsweise etwa 50 bis 100 μ η breit gewesen. Durch den erfindungsgemäßen Schritt des seitlichen Unterätzens werden sie beispielsweise um insgesamt etwa 2 bis 20 μηι verbreitert. The first trenches have been wide by the PI structuring, for example, about 50 to 100 μη. By means of the lateral undercutting step according to the invention, they are widened, for example, by a total of approximately 2 to 20 μm.

Durch diese Maßnahme wird vorteilhaft Platz in den ersten Gräben für die nachfolgende Abscheidung der zweiten elektrischen Kontaktschicht geschaffen und ein Kontakt vermieden. Das Material der zweiten elektrischen Kontaktschicht darf an dem Ort der ersten Gräben keinen Kontakt zum Material der ersten elektrischen Kontaktschicht desselben streifenförmigen Elements erhalten, da ansonsten ein Kurzschluss entstehen würde. This measure advantageously creates space in the first trenches for the subsequent deposition of the second electrical contact layer and avoids contact. The material of the second electrical contact layer may not be in contact with the material of the first electrical contact layer of the same strip-shaped element at the location of the first trenches, otherwise a short circuit would occur.

Im Bereich der ersten Gräben wird durch das seitliche Unterätzen Material der ersten elektrischen Kontaktschicht unter den Halbleiter-Schichten entfernt. Dadurch stehen die Halbleiter- Schichten im Schnitt über. Gleichzeitig werden die ersten Gräben unter den Halbleiter- Schichten lateral verbreitert. In the region of the first trenches, material of the first electrical contact layer under the semiconductor layers is removed by the lateral undercutting. As a result, the semiconductor layers are on average over. At the same time, the first trenches under the semiconductor layers are widened laterally.

Je mehr die ersten Gräben unterhalb der Halbleiter-Schichten durch das seitliche Unterätzen und durch Abtrag der ersten elektrischen Kontaktschicht verbreitert werden, desto geringer ist die Gefahr eines unerwünschten Kurzschlusses durch Kontakt der zweiten zur ersten elektrischen Kontaktschicht desselben streifenförmigen Elements. Allerdings sollten die ersten Gräben unterhalb der Halbleiter-Schichten durch die Ätzung nicht zu breit ausgeführt werden, da dies zu mehr Totvolumen im Modul führt. The more the first trenches below the semiconductor layers are broadened by the lateral undercutting and by removal of the first electrical contact layer, the lower the risk of an undesired short circuit due to contact of the second to the first electrical contact layer of the same strip-shaped element. However, the first trenches below the semiconductor layers should not be made too wide by the etching, as this leads to more dead volume in the module.

Nach dem seitlichen Unterätzen ist jedenfalls die Oberfläche des Substrats in den ersten Gräben freigelegt. Es werden benachbart und seitlich versetzt zu den ersten Gräben der ersten PI -Strukturierung durch eine zweite P2-Strukturierung zweite Gräben gebildet. Alle zweiten Gräben werden parallel in derselben Ausrichtung zu den ersten Gräben gebildet, im Schnitt beispielweise rechts von den ersten Gräben. In den zweiten Gräben muss die Oberfläche der ersten elektri- sehen Kontaktschicht freigelegt sein, da hier die Serienverschaltung benachbarter Elemente erfolgt. Die zweiten Gräben werden vorzugsweise eng benachbart und parallel zu den ersten Gräben gebildet. Mit eng benachbart sind vorzugsweise wenige Mikrometer Abstand der parallelen ersten und zweiten Gräben zueinander umfasst. In any case, after the lateral undercutting, the surface of the substrate in the first trenches is exposed. Adjacent and laterally offset from the first trenches of the first PI structuring second trenches are formed by a second P2 structuring. All second trenches are formed in parallel in the same orientation to the first trenches, in section, for example, to the right of the first trenches. In the second trenches, the surface of the first electrical contact layer must be exposed, since here the series connection of adjacent elements takes place. The second trenches are preferably formed closely adjacent and parallel to the first trenches. With closely adjacent preferably a few microns distance of the parallel first and second trenches to each other is included.

Es wird, wiederum ganzflächig, eine zweite Kontaktschicht, z. B. Silber, Aluminium oder eine Kombination aus ZnO:Al und Silber bzw. Aluminium, auf den Halbleiter-Schichten und in die ersten und zweiten Gräben abgeschieden. In den zweiten Gräben erfolgt vorteilhaft der elektrische Kontakt zur Serienverschaltung benachbarter streifenförmiger photovoltaischer Elemente. It is, again over the entire surface, a second contact layer, for. As silver, aluminum or a combination of ZnO: Al and silver or aluminum deposited on the semiconductor layers and in the first and second trenches. In the second trenches, the electrical contact is advantageously used for the series connection of adjacent strip-shaped photovoltaic elements.

Im Gegensatz hierzu wird vorteilhaft durch den Ätzschritt der Kontakt der zweiten zur ersten elektrischen Kontaktschicht im Bereich der durch die P 1 -Strukturierung gebildeten ersten Gräben verhindert, da dort nur noch die Oberfläche des Substrats für die zweite elektrische Kontaktschicht zugänglich ist. In contrast, the contact of the second to the first electrical contact layer in the region of the first trenches formed by the P 1 structuring is advantageously prevented by the etching step, since only the surface of the substrate for the second electrical contact layer is accessible there.

Die zweite elektrische Kontaktschicht darf an den unterätzten Gräben der PI -Strukturierung nicht elektrisch unterbrochen sein. In den zweiten Gräben werden hingegen die gewünschten Kontakte zur Serienverschaltung der zweiten elektrischen Kontaktschicht eines ersten streifenförmigen Elements, z. B. eines Elements A, zu einer ersten elektrischen Kontaktschicht eines hierzu benachbarten zweiten streifenförmigen Elements, z. B. eines Elements B, und so fort gebildet. The second electrical contact layer must not be electrically interrupted at the undercut trenches of the PI structure. In the second trenches, however, the desired contacts for series connection of the second electrical contact layer of a first strip-shaped element, for. B. an element A, to a first electrical contact layer of a thereto adjacent second strip-shaped element, for. B. an element B, and so forth formed.

Bei der Herstellung der zweiten Kontaktschicht sollte ein Verfahren gewählt werden, welches einen gerichteten Abscheidungsprozess darstellt. Typische gerichtete Abscheidungsprozesse sind die sogenannten PVD (physical vapour deposition) Prozesse. Zu den PVD Verfahren zählen das Bogenentladungs verfahren (Are- Verfahren), der Niedervoltbogen- Verdampfer (klassisches Balzers- Verfahren) sowie das Kathodenzerstäuben (Magnetronsputtern). g In the production of the second contact layer, a method should be chosen which represents a directed deposition process. Typical directed deposition processes are the so-called PVD (physical vapor deposition) processes. The PVD methods include the arc discharge method (Are method), the low-voltage arc evaporator (classic Balzers method) and the cathode sputtering (magnetron sputtering). G

Eher ungerichtete Prozesse wie die sogenannten CVD (chemical vapour deposition) Verfahren oder auch Abscheidungen aus der Flüssigphase, zum Beispiel auch auf galvanischem Wege, eignen sich hingegen eher weniger, da es bei der Abscheidung auf diese Weise im Hohlraum zum Kontakt zwischen erster und zweiter Kontaktschicht kommen kann. Rather non-directional processes such as the so-called CVD (chemical vapor deposition) method or deposits from the liquid phase, for example by galvanic means, however, are less likely, since it in the deposition in this way in the cavity for contact between the first and second contact layer can come.

Für die großflächige Abscheidung des Rückkontakts (zweite Kontaktschicht) aus z. B. 80 nm Zinkoxid und anschließend 200 nm Silber (oder auch Aluminium) kommt in erster Linie das Magnetronsputtern zum Einsatz. Die Metallschichten werden alternativ auch mittels thermischen Verdampfens aufgebracht. For the large-scale deposition of the back contact (second contact layer) of z. B. 80 nm zinc oxide and then 200 nm silver (or aluminum) is primarily the magnetron sputtering used. The metal layers are alternatively applied by means of thermal evaporation.

Es werden abschließend parallel und eng benachbart sowie seitlich versetzt zu den ersten und zu den zweiten Gräben jeweils dritte Gräben durch eine dritte P3-Strukturierung entsprechend der Anzahl der ersten und zweiten Gräben gebildet. Die dritten Gräben trennen die benachbarten streifenförmigen Elemente A, B, C und so weiter elektrisch voneinander. Die dritten Gräben werden wiederum alle in derselben Richtung, z. B. im Schnitt rechts von den ersten und den zweiten Gräben, gebildet. Finally, in parallel and closely adjacent and laterally offset from the first and the second trenches, third trenches each are formed by a third P3 structuring corresponding to the number of first and second trenches. The third trenches electrically separate the adjacent strip-shaped elements A, B, C and so on. The third trenches are in turn all in the same direction, z. B. in section to the right of the first and the second trenches formed.

Die ersten, zweiten und / oder dritten Gräben zur Trennung der streifenförmigen Elemente werden insbesondere durch Laserablation hergestellt. The first, second and / or third trenches for separating the strip-shaped elements are produced in particular by laser ablation.

Die ersten Gräben werden durch Ablation der Halbleiter-Schichten erzeugt. Für den Laser- prozess kommt z. B. ein Laser der Wellenlänge 532 nm zum Einsatz. Dieser Laser abladiert nur die Halbleiter- Schichten. Es ist auch denkbar, dass sowohl das Material der Halbleiter- Schichten als auch das der ersten elektrischen Kontaktschicht bei der PI -Strukturierung abladiert wird. Dann muss ein Laser mit 350 bzw. 1064 nm Wellenlänge verwendet werden. The first trenches are created by ablation of the semiconductor layers. For the laser process z. B. a laser of wavelength 532 nm used. This laser ablates only the semiconductor layers. It is also conceivable that both the material of the semiconductor layers and that of the first electrical contact layer is ablated in the PI structuring. Then a laser with 350 or 1064 nm wavelength must be used.

Die zweiten Gräben werden durch Ablation der Halbleiter-Schichten erzeugt. Hierzu kommt in der Regel ein Laser der Wellenlänge 532 nm während der P2-Strukturierung zum Einsatz. The second trenches are created by ablation of the semiconductor layers. For this purpose, a laser of wavelength 532 nm is usually used during P2 structuring.

Die dritten Gräben werden typischerweise durch gleichzeitige Ablation der Halbleiter- Schichten und der zweiten elektrischen Kontaktschicht erzeugt. Hierzu kommt ebenfalls ein Laser der Wellenlänge 532 nm zum Einsatz. The third trenches are typically generated by simultaneous ablation of the semiconductor layers and the second electrical contact layer. For this purpose, a laser of wavelength 532 nm is also used.

Wenn für die Ablation bei der PI -Strukturierung ein Laser nur zur Entfernung der Halbleiter- Schichten verwendet wird, dann wird entsprechend die Oberfläche der ersten elektrischen Kontaktschicht freigelegt. Wenn zusätzlich in einem Schritt auch das Material der ersten elektrischen Kontaktschicht abladiert wird, dann wird die Oberfläche des Substrats freigelegt. Die Wahl des Lasers hängt also vom Material der zu entfernenden Schicht ab. If a laser is used only for the removal of the semiconductor layers for the ablation in the PI structuring, then the surface of the first electrical Contact layer exposed. In addition, if in one step, the material of the first electrical contact layer is ablated, then the surface of the substrate is exposed. The choice of the laser thus depends on the material of the layer to be removed.

Alle Ablationsschritte können durch das Substrat hindurch erfolgen. All ablation steps can be done through the substrate.

Vor der Abscheidung der zweiten elektrischen Kontaktschicht können die ersten Gräben, welche nach der ersten PI -Strukturierung gebildet wurden, besonders vorteilhaft durch eine lokale Anordnung von Isolatormaterial verschlossen werden. Dadurch wird vorteilhaft bewirkt, dass die zweite elektrische Kontaktschicht nach ihrer Anordnung an den Orten der ersten Gräben nicht einbricht, da der Isolator die ersten Gräben isolierend verstopft. Die Architektur der streifenförmigen Elemente bleibt vorteilhaft auf diese Weise erhalten.  Before the deposition of the second electrical contact layer, the first trenches, which were formed after the first PI structuring, can be closed particularly advantageously by a local arrangement of insulator material. This advantageously has the effect that the second electrical contact layer does not break down after it has been arranged at the locations of the first trenches, since the insulator clogs the first trenches in an insulating manner. The architecture of the strip-shaped elements is advantageously preserved in this way.

Der durch den erfindungsgemäßen Ätzschritt hergestellte seitliche Unterätz ist als Schutz vor einem Kontakt der zweiten zur ersten elektrischen Kontaktschicht gedacht. Der Verschluss mit dem Isolator bewirkt zudem vorteilhaft, dass die Oberfläche der Halbleiter-Schichten nicht durch die ersten Gräben der PI -Strukturierung lateral unterbrochen ist. Derartige Vertiefungen in den Halbleiter- Schichten könnten nach der Abscheidung der zweiten elektrischen Kontaktschicht nachteilig dazu führen, dass die zweite elektrische Kontaktschicht an diesen Stellen unterbrochen wird. The lateral undercutting produced by the etching step according to the invention is intended as protection against contact of the second with the first electrical contact layer. The closure with the insulator also advantageously has the effect that the surface of the semiconductor layers is not laterally interrupted by the first trenches of the PI structuring. Such depressions in the semiconductor layers could, after the deposition of the second electrical contact layer, disadvantageously cause the second electrical contact layer to be interrupted at these points.

Alternativ kann die PI Strukturierung vorteilhaft perforiert ausgeführt werden. Dies hat den Vorteil, dass ein„Abreißen" der zweiten Kontaktschicht an der unterätzten Pl- Strukturierungslinie nicht zur elektrischen Auftrennung der zweiten elektrischen Kontaktschicht an der Pl-Struktureirungslinie führt, da die Halbleiterschichten über dem PI -Graben Stege ausbilden. Alternatively, the PI structuring can advantageously be carried out perforated. This has the advantage that a "tearing off" of the second contact layer on the undercut Pl structuring line does not lead to electrical separation of the second electrical contact layer on the Pl structuring line, since the semiconductor layers form webs above the PI trench.

Das erfindungsgemäße Modul, ob mit oder ohne streifenförmigen Elementen, ist nach dem erfindungsgemäßen Verfahren schnell hergestellt und weist unterätzte Halbleiter schichten auf. Es weist einen hohen Wirkungsgrad von 10% auf, da Kurzschlüsse nach den beiden möglichen Varianten durch das erfindungsgemäße Ätzen verhindert werden.  The module according to the invention, whether with or without strip-shaped elements, is produced rapidly by the method according to the invention and has undercut semiconductor layers. It has a high efficiency of 10%, since short circuits according to the two possible variants are prevented by the etching according to the invention.

Das Modul kann im Falle einer Serienverhaltung eine Vielzahl an benachbarten streifenförmigen Elementen aufweisen. Jedes streifenförmige Element weist eine Schichtenfolge aus Substrat, einer ersten elektrischen Kontaktschicht auf dem Substrat, den aktiven Halbleiter- Schichten auf der ersten elektrischen Kontaktschicht und hierauf angeordneter zweiter elektri- scher Kontaktschicht auf. Für die Serienverschaltung ist die zweite elektrische Kontaktschicht eines streifenförmigen Elements, z. B. Element A, bis auf die erste elektrische Kontaktschicht eines hierzu benachbarten streifenförmigen photovoltaischen Elements, z. B. Element B, angeordnet. Das Modul ist dadurch gekennzeichnet, dass unter den Halbleiter-Schichten durch seitlichen Unterätz gebildete Hohlräume in der ersten Kontaktschicht vorhanden sind, die dort einen Kontakt der ersten elektrischen Kontaktschicht zu der zweiten elektrischen Kontaktschicht verhindern und dennoch einen Ladungsträgertransport in der zweiten elektrischen Kontaktschicht über den PI -Graben hinweg ermöglichen. Hierfür können die Halbleiter-Schichten etwa um 1 bis 10 μηι über der ersten elektrischen Kontaktschicht überstehen. The module may have a plurality of adjacent strip-shaped elements in the case of a series behavior. Each strip-shaped element has a layer sequence of substrate, a first electrical contact layer on the substrate, the active semiconductor layers on the first electrical contact layer and a second electrical contact layer arranged thereon. shear contact layer on. For series connection, the second electrical contact layer of a strip-shaped element, for. B. element A, except for the first electrical contact layer of a thereto adjacent strip-shaped photovoltaic element, for. B. element B, arranged. The module is characterized in that cavities formed under the semiconductor layers by lateral undercoring are present in the first contact layer, which prevent there contact of the first electrical contact layer to the second electrical contact layer and yet a charge carrier transport in the second electrical contact layer via the PI Digging away. For this purpose, the semiconductor layers can survive about 1 to 10 μηι above the first electrical contact layer.

Spezieller Beschreibungsteil Special description part

Im Weiteren wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen und der beigefügten Figuren näher beschrieben, ohne dass es hierdurch zur Einschränkung der Erfindung kommen soll.  Furthermore, the invention will be described in more detail with reference to exemplary embodiments and the accompanying figures, without this being intended to limit the invention.

Es zeigen: Show it:

Figur 1 : Herstellung und Serienverschaltung streifenförmiger photovoltaischer Elemente nach dem Stand der Technik. Figure 1: Production and series connection of strip-shaped photovoltaic elements according to the prior art.

Figur 2: Erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung und Serienverschaltung streifenförmiger photovoltaischer Elemente. Figure 2: Inventive method for the production and series connection of strip-shaped photovoltaic elements.

Figur 3: Aufsicht auf ein Solarmodul zur Erläuterung der Länge und Breite des Moduls. Figure 3: View of a solar module to explain the length and width of the module.

Figur 4: Aufsicht auf die erste elektrische Kontaktschicht mit nadeiförmigen (b) und kugelförmigen Ausformungen (a). FIG. 4 shows a plan view of the first electrical contact layer with needle-shaped (b) and spherical formations (a).

Figur 5: Aufsicht auf die erste elektrische Kontaktschicht mit Verunreinigung auf der Oberfläche (a) und abgeplatzten Stellen (b). Figure 5: Top view of the first electrical contact layer with contamination on the surface (a) and chipped points (b).

Figur 6: Allgemeine Darstellung von Kurzschlüssen der Variante 1 nach dem Stand der Figure 6: General view of short circuits of the variant 1 according to the prior

Technik.  Technology.

Figur 7: Allgemeine Darstellung von Kurzschlüssen der Variante 2 nach dem Stand der Figure 7: General view of shorts of the variant 2 according to the prior

Technik. Figur 8: Allgemeine Darstellung der Verhinderung von Kurzschlüssen der Variante 1. Figur 9: Allgemeine Darstellung der Verhinderung von Kurzschlüssen der Variante 2. Technology. FIG. 8: General illustration of the prevention of short circuits of variant 1. FIG. 9: General illustration of the prevention of short circuits of variant 2.

Erstes Ausführungsbeispiel - Herstellung und Serienverschaltunfi eines Solarmoduls First exemplary embodiment - Production and series connection of a solar module

Ein 10x10 cm² großes Glassubstrat 1 (Corning, Eagle XG) wird mittels Kathodenzerstäubung („Sputtern") mit aluminiumdotiertem Zinkoxid (ZnO:Al) 2 beschichtet, welches der Solarzelle als Frontelektrode dient, siehe die Figuren 2a und 2b. Das Substrat 1 wird mit Ausnahme des Rands ganzflächig mit der ersten elektrischen Kontaktschicht 2 beschichtet. A 10 × 10 cm ² glass substrate 1 (Corning, Eagle XG) is coated by sputtering with aluminum-doped zinc oxide (ZnO: Al) 2, which serves as a front electrode for the solar cell, see Figures 2a and 2b with the exception of the edge over the entire surface with the first electrical contact layer 2 coated.

Die erste elektrische Kontaktschicht 2 wird auf Corning Eagle XG Glas mit folgenden Sput- terbedingungen abgeschieden. Die Anregungsfrequenz beträgt 13,56 MHz in einer Depositi- onsanlage VISS 300 von Von Ardenne Anlagentechnik (VA AT). Ein keramisches Target mit 1% (wt) Aluminiumoxidgehalt (Al₂0₃) in ZnO wurde gewählt. Die Substrattemperatur beträgt 300°C bei einer Entladungsleistung von 1 ,5 kW. Der Argon Depositionsdruck beträgt 0,1 Pa. Die Schichtdicke der Schicht 2 nach der Abscheidung beträgt etwa 800 nm. The first electrical contact layer 2 is deposited on Corning Eagle XG glass with the following sputtering conditions. The excitation frequency is 13.56 MHz in a VISS 300 deposition system from Von Ardenne Anlagentechnik (VA AT). A ceramic target with 1% (wt) alumina content (Al ₂ O ₃ ) in ZnO was chosen. The substrate temperature is 300 ° C at a discharge power of 1, 5 kW. The argon deposition pressure is 0.1 Pa. The layer thickness of the layer 2 after the deposition is about 800 nm.

Nach Abkühlen des beschichteten Substrats auf Raumtemperatur wird die Schichtenfolge mit der ersten elektrischen Kontaktschicht 2 für 30 - 50 Sekunden in verdünnter Salzsäure (0,5% wt) geätzt. Dieser Ätzschritt dient der aus dem Stand der Technik bekannten Aufrauung der Schicht 2 und ist nicht der erfindungsgemäße Ätzschritt. Nach der Texturierung beträgt die Schichtdicke etwa 650 nm. Die Ätzung wurde bei 25°C ausgeführt. After the coated substrate has cooled to room temperature, the layer sequence with the first electrical contact layer 2 is etched in dilute hydrochloric acid (0.5% wt) for 30-50 seconds. This etching step serves for the roughening of the layer 2 known from the prior art and is not the etching step according to the invention. After texturing, the layer thickness is about 650 nm. The etching was carried out at 25 ° C.

Anschließend werden ganzflächig die Halbleiter-Schichten 3, hier eine Tandemsolarzelle, welche auf amorphem und mikrokrsitallinem Silizium basiert, mittels PECVD aufgebrachtSubsequently, over the entire surface, the semiconductor layers 3, here a tandem solar cell, which is based on amorphous and microcrystalline silicon, are applied by means of PECVD

(Figur lc). Insgesamt werden dabei sechs Schichten 3 nacheinander abgeschieden. Zusammen mit der ersten elektrischen Kontaktschicht 2 werden somit insgesamt sieben Schichten ganz- flächig auf dem Substrat abgeschieden. (Figure lc). In total, six layers 3 are deposited one after the other. Together with the first electrical contact layer 2, a total of seven layers are thus deposited over the entire area of the substrate.

Sodann werden mit einem Laser der Wellenlänge 532 nm die ersten Gräben durch die Pl- Strukturierung von der Substratseite her abladiert. Dadurch werden acht parallel angeordnete ersten Gräben 5 über die Länge des Moduls gebildet (Figur 2d, Figur 3). Der laterale Abstand der ersten Gräben 5 zueinander beträgt etwa 1 cm. Danach wird das zu fertigende Solarmodul dem erfindungsgemäßen Ätzverfahren für 260 Sekunden in 0,5%-iger Salzsäure unterzogen. Die Schichtenfolge wird hierzu in ein Salzsäurebad getaucht. Dieser Schritt fuhrt zum seitlichen Unterätzen der Halbleiter-Schichten 3. Die ersten Gräben 5 werden lateral, also seitlich, unter den Halbleiter-Schichten verbreitert, so dass Überhänge 8 der Halbleiter-Schichten über der ersten elektrischen Kontaktschicht 2 entstehen. Die Halbleiter-Schichten 3 werden dabei nicht geätzt. Der Schritt ist in Figur 2e gezeigt. Der Doppelpfeil im Graben zeigt die Bildung des seitlichen Unterätz durch Abtrag des Materials der ersten elektrischen Kontaktschicht 2 an. Dabei entstehen Hohlräume HR unterhalb der Halbleiter-Schichten. Anschließend werden mit einem Laser mit 532 nm Wellenlänge die zweiten Gräben 6 durch die P2-Strukturierung im Silizium der Halbleiter-Schichten 3 abladiert, siehe Figur 2f. Dadurch entstehen, eng benachbart und jeweils rechts von den ersten Gräben 5 versetzt, zweite Gräben 6 entsprechend der Anzahl der ersten Gräben 5. Wiederum wird von der Substratseite abladiert. Danach wird der ZnO:Al/Ag Rückkontakt als zweite elektrische Kontaktschicht 4 ganzflächig mittels Sputterverfahren aufgebracht (Figur 2g). Durch den vorangegangenen seitlichen Unterätz in Figur 2e erfolgt vorteilhaft kein Kontakt mehr zur ersten Kontaktschicht 2 in den ersten Gräben 5 und der Rückkontakt 4 ist im Bereich der ersten Gräben 5 elektrisch nicht unterbrochen. Der Doppelpfeil in den ersten Gräben in Figur 2g zeigt den Abstand des Mate- rials der zweiten elektrischen Kontaktschicht 4 zu dem der ersten elektrischen Kontaktschicht 2 an. Then, the first trenches are ablated by the Pl patterning from the substrate side with a laser of wavelength 532 nm. As a result, eight first trenches 5 arranged in parallel are formed over the length of the module (FIG. 2d, FIG. 3). The lateral distance of the first trenches 5 to each other is about 1 cm. Thereafter, the solar module to be produced is subjected to the etching process according to the invention for 260 seconds in 0.5% hydrochloric acid. The layer sequence is immersed in a hydrochloric acid bath for this purpose. This step leads to lateral undercutting of the semiconductor layers 3. The first trenches 5 are widened laterally, ie laterally, below the semiconductor layers so that overhangs 8 of the semiconductor layers are formed over the first electrical contact layer 2. The semiconductor layers 3 are not etched. The step is shown in FIG. 2e. The double arrow in the trench indicates the formation of the lateral undercut by removal of the material of the first electrical contact layer 2. This creates cavities HR below the semiconductor layers. Subsequently, the second trenches 6 are ablated by the P2 structuring in the silicon of the semiconductor layers 3 with a laser with a wavelength of 532 nm, see FIG. 2f. As a result, closely adjacent and in each case offset to the right of the first trenches 5, second trenches 6 corresponding to the number of first trenches 5 are formed. Again, they are ablated from the substrate side. Thereafter, the ZnO: Al / Ag back contact is applied as a second electrical contact layer 4 over the whole area by means of sputtering (FIG. 2g). Due to the preceding lateral undercutting in FIG. 2 e, advantageously there is no contact with the first contact layer 2 in the first trenches 5 and the back contact 4 is not electrically interrupted in the region of the first trenches 5. The double arrow in the first trenches in FIG. 2 g indicates the distance of the material of the second electrical contact layer 4 from that of the first electrical contact layer 2.

Hingegen werden die Kontakte zur Serien Verschattung in den zweiten Gräben 6 ausgebildet. Dabei wird die zweite elektrische Kontaktschicht 4 der Zelle A mit der ersten elektrischen Kontaktschicht 2 der Zelle B in Serie geschaltet (4A->2B). Die Schicht 4 der Zelle B wird mit der Schicht 2 der Zelle C kontaktiert. Dieses Vorgehen wiederholt sich über die Breite B des Moduls (Fig. 3). On the other hand, the contacts to the series shading are formed in the second trenches 6. In this case, the second electrical contact layer 4 of the cell A is connected in series with the first electrical contact layer 2 of the cell B (FIG. 4A-2B). The layer 4 of the cell B is contacted with the layer 2 of the cell C. This procedure is repeated over the width B of the module (FIG. 3).

Anschließend werden mit einem Laser der Wellenlänge 532 nm die dritten Gräben 7 durch die P3-Strukturierung abladiert, so dass dritte Gräben 7 entsprechend der Anzahl der ersten und zweiten Gräben 5, 6 gebildet werden. Alle drei Laserschnitte werden demnach mit einem 532 nm Laser ausgeführt. Der äußere Rand des Moduls wird sodann definiert. Hierzu wurde ein 1064 nm Laser verwendet. Subsequently, the third trenches 7 are ablated by the P3 structuring with a laser of wavelength 532 nm, so that third trenches 7 corresponding to the number of first and second trenches 5, 6 are formed. All three laser cuts are therefore carried out with a 532 nm laser. The outer edge of the module is then defined. For this purpose, a 1064 nm laser was used.

Alternativ kann dieser Schnitt mit einem 532 nm Laserschnitt in Silizium nach dem Aufbringen der Halbleiterschichten zusammen mit dem Schreiben der ersten Gräben und vor dem erfindungsgemäßen Ätzschritt ersetzt werden. Alternatively, this cut can be replaced with a 532 nm laser cut in silicon after the application of the semiconductor layers together with the writing of the first trenches and before the etching step according to the invention.

Die Maße und Abstände der Gräben sind wie folgt. Durch die Laserablation sind die lateralen Abmessungen aller ersten, zweiten und dritten Gräben 5, 6 und 7 jeweils 80 μηι breit. Der zusätzliche Überhang der Halbleiter-Schichten 3 an Bezugszeichen 8 ist etwa 10 μιτι breit. The dimensions and distances of the trenches are as follows. Due to the laser ablation, the lateral dimensions of all first, second and third trenches 5, 6 and 7 are each 80 μm wide. The additional overhang of the semiconductor layers 3 at reference numeral 8 is about 10 μιτι wide.

In der Figur 2h ist durch die gepunkteten vertikalen Linien, die über die gesamte Höhe der Schichtenfolge verlaufen, im Schnitt die Zelle A, B und C angegeben. Die kurzen vertikalen Linien an den Stellen PI, P2 und P3 zeigen die Stellen der Bildung der Gräben 5, 6 und 7 an. In FIG. 2h, the cells A, B and C are indicated in section by the dotted vertical lines which extend over the entire height of the layer sequence. The short vertical lines at positions PI, P2 and P3 indicate the sites of formation of trenches 5, 6 and 7.

Der Wirkungsgrad des auf diese Weise hergestellten Moduls mit einer Gesamtfläche von 64 cm² beträgt 9,7%, der Füllfaktor beträgt 66%, die Kurzschlussstromdichte 10,4 mA/cm² (bzw. der Kurzschluss ström beträgt 83,5 mA/cm²) und die offene Klemmenspannung beträgt 1 1,3 V, also im Mittel 1 ,41 V je Streifen. The efficiency of the thus prepared module with a total area of 64 cm ² is 9.7%, the filling factor is 66%, the short circuit current density is 10.4 mA / cm ² (or the short circuit Ström is 83.5 mA / cm ² ) and the open terminal voltage is 1 1.3 V, so on average 1.41 V per strip.

Figur 3 zeigt in Aufsicht und schematisch das Modul. Länge L und Breite B sind angegeben. Je 8 vertikale Linien trennen die insgesamt 9 streifenförmigen photovoltaischen Elemente voneinander. Im linken Teil der Figur 3 ist eine Ausschnittvergrößerung im Bereich der Zellen A, ß und C gezeigt. In der Ausschnittvergrößerung entspricht die senkrechte Linie zur Trennung der Zelle A von der Zelle B sowie die senkrechte Linie zur Trennung der Zelle B von der Zelle C der schematischen Darstellung der drei Gräben 5 bis 7 in der Figur 2. Figure 3 shows in plan view and schematically the module. Length L and width B are indicated. Each 8 vertical lines separate the 9 strip-shaped photovoltaic elements from each other. In the left part of FIG. 3, a detail enlargement in the region of the cells A, β and C is shown. In the detail enlargement, the vertical line corresponds to the separation of the cell A from the cell B, and the vertical line to separate the cell B from the cell C corresponds to the schematic representation of the three trenches 5 to 7 in FIG.

Zweites Ausführungsbeispiel - Allgemeines Verfahren zur Herstellung eines SolarmodulsSecond Embodiment - General Method of Manufacturing a Solar Module

Die Figuren 4a und 4b zeigen Rastertunnel-mikroskopische Aufnahmen der ersten elektrischen Kontaktschicht aus ZnO in der Aufsicht. Deutlich erkennbar sind die Ausformungen 49, die in Figur 4b nadeiförmig und in Figur 4a pilzförmig sind. Diese sind auch nach derFigures 4a and 4b show scanning tunneling microscopic images of the first electrical contact layer of ZnO in the plan view. The formations 49, which are needle-shaped in FIG. 4 b and mushroom-shaped in FIG. 4 a, are clearly recognizable. These are also after the

Anordnung der Halbleiter-Schichten frei zugänglich für das Material der zweiten elektrischen Kontaktschicht und bilden die Variante 1 an Kurzschlüssen aus. Die Figur 5a zeigt ebenfalls eine Rastertunnel-mikroskopische Aufnahme der ersten elektrischen Kontaktschicht in der Aufsicht. Eine Verunreinigung auf der ersten elektrischen Kontaktschicht ist durch den Pfeil angezeigt. Derartige Verunreinigungen können durch Partikel, wie z. B. Staub oder durch Material der Pulverbildung in der Depositionskammer, vor oder auch während der Herstellung des Halbleiterschichtsystems auf die Oberfläche der erstenArrangement of the semiconductor layers freely accessible to the material of the second electrical contact layer and form the variant 1 at short circuits. FIG. 5a also shows a scanning tunneling microscopic image of the first electrical contact layer in the top view. An impurity on the first electrical contact layer is indicated by the arrow. Such impurities may be caused by particles such. As dust or material of powder formation in the deposition chamber, before or during the production of the semiconductor layer system on the surface of the first

Kontaktschicht gelangen. Bei der Anordnung der Halbleiter-Schichten auf der ersten elektrischen Kontaktschicht können die Halbleiter-Schichten an diesen Stellen abplatzen. Get contact layer. In the arrangement of the semiconductor layers on the first electrical contact layer, the semiconductor layers can chip off at these locations.

Die Figur 5b zeigt ebenfalls eine Rastertunnel-mikroskopische Aufnahme der ersten elektrischen Kontaktschicht in der Aufsicht. Der Pfeil markiert eine Stelle, an der die erste elektri- sehe Kontaktschicht nicht gleichmäßig abgeschieden wurde. Hier kann ein nicht perfekter Beschichtungsprozess beim Aufbringen des Halbleiterschichtsystems zu kleinen Löchern, sogenannten„pinholes", in selbigem fuhren. Hier führt also eine nicht vollständige Bedeckung der Oberfläche der ersten Kontaktschicht durch das Halbleiterschichtsystem zur Ausbildung eines lokalen Kurzschlusses nach der Anordnung der zweiten elektrischen Kontakt- schicht. FIG. 5b likewise shows a scanning tunnel microscopic image of the first electrical contact layer in the plan view. The arrow marks a point where the first electrical contact layer was not uniformly deposited. Here, an imperfect coating process in the application of the semiconductor layer system can lead to small holes, so-called "pinholes." Here, therefore, an incomplete coverage of the surface of the first contact layer by the semiconductor layer system leads to the formation of a local short circuit after the arrangement of the second electrical contact - layer.

Derartige Unregelmäßigkeiten wie die in der Figur 5a und 5b gezeigt, können zu Kurzschlüssen der Variante 2 führen. Bei der nachfolgenden Anordnung der Halbleiter-Schichten hierauf können demnach die Halbleiter-Schichten an diesen Stellen abplatzen. Such irregularities as shown in FIGS. 5a and 5b can lead to short circuits of variant 2. In the subsequent arrangement of the semiconductor layers thereon, therefore, the semiconductor layers can chip off at these locations.

Figur 6 zeigt das Endprodukt eines Verfahrens zur Herstellung eines solchen Solarmoduls nach dem Stand der Technik. Nacheinander werden dabei auf dem Substrat 61 die erste elektrische Kontaktschicht 62, die Halbleiter-Schichten 63 und die zweite elektrische Kontaktschicht 64 abgeschieden. An den Bezugszeichen 69 sind zwei Kurzschlüsse der Variante 1 gezeigt. FIG. 6 shows the end product of a process for producing such a solar module according to the prior art. In succession, the first electrical contact layer 62, the semiconductor layers 63 and the second electrical contact layer 64 are deposited on the substrate 61. At the reference numeral 69, two shorts of variant 1 are shown.

Figur 7 zeigt das Endprodukt eines Verfahrens zur Herstellung eines Solarmoduls nach dem Stand der Technik. Nacheinander werden dabei auf dem Substrat 71 die erste elektrischeFIG. 7 shows the end product of a process for producing a solar module according to the prior art. One after the other on the substrate 71, the first electrical

Kontaktschicht 72, die Halbleiter-Schichten 73 und die zweite elektrische Kontaktschicht 74 abgeschieden. An den Bezugszeichen 79 sind zwei Kurzschlüsse der Variante 2 gezeigt. Contact layer 72, the semiconductor layers 73 and the second electrical contact layer 74 deposited. At the reference numeral 79 two shorts of variant 2 are shown.

Solche Solarmodule weisen nachteilig einen geringen Wirkungsgrad auf. Figur 8 zeigt das Endprodukt eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Solarmoduls, bei dem auf die Bildung streifenförmiger photovoltaischer Elemente verzichtet wurde. Nacheinander werden dabei auf dem Substrat 81 die erste elektrische Kontaktschicht 82 und die Halbleiter- Schichten 83 angeordnet. Material der ersten elektrischen Kontakt- schicht, welches wie nach dem Verfahren des ersten Ausftihrungsbeispiels abgeschieden wurde, tritt dabei wie in der Figur 4 und Figur 6 gezeigt an der Oberfläche der Halbleiter- Schichten 83 heraus. An diesen Stellen könnten ohne Gegenmaßnahme die Kurzschlüsse der Variante 1 nach Anordnung der zweiten elektrischen Kontaktschicht entstehen. Such solar modules disadvantageously have a low efficiency. FIG. 8 shows the end product of a method according to the invention for producing a solar module, in which the formation of strip-shaped photovoltaic elements has been dispensed with. In succession, the first electrical contact layer 82 and the semiconductor layers 83 are arranged on the substrate 81. Material of the first electrical contact layer, which was deposited as in the method of the first embodiment, emerges on the surface of the semiconductor layers 83 as shown in FIG. 4 and FIG. At these points could arise without countermeasure, the shorts of the variant 1 after the arrangement of the second electrical contact layer.

Sodann erfolgt aber der erfindungsgemäße Ätzschritt, vorliegend in 0,5%-iger Salzsäure für 260 Sekunden. Die Salzsäure bewirkt vorteilhaft, dass das freiliegende Material der ersten elektrischen Kontaktschicht weggeätzt wird. An diesen Stellen wird dann nicht nur das Material der ersten elektrischen Kontaktschicht auf der Oberfläche der Halbleiter-Schichten 83 weggeätzt. Vielmehr wird auch das Material der ersten elektrischen Kontaktschicht 82, welches durch die Halbleiter-Schichten hindurch tritt, weggeätzt, so dass ein Kanal (nicht darge- stellt) in den Halbleiter- Schichten bis hinab zu der Oberfläche des Substrats 81 gebildet wird. Bei fortgesetzter Ätzung der ersten elektrischen Kontaktschicht 82 werden die Hohlräume HR durch den seitlichen Unterätz ausgebildet. Auf diese Weise werden alle potentiellen Kurzschlüsse der Variante 1 verhindert. Then, however, the etching step according to the invention, in this case in 0.5% hydrochloric acid for 260 seconds. The hydrochloric acid advantageously causes the exposed material of the first electrical contact layer to be etched away. Not only the material of the first electrical contact layer on the surface of the semiconductor layers 83 is then etched away at these locations. Rather, the material of the first electrical contact layer 82 which passes through the semiconductor layers is also etched away, so that a channel (not shown) is formed in the semiconductor layers down to the surface of the substrate 81. With continued etching of the first electrical contact layer 82, the cavities HR are formed by the lateral undercut. In this way, all potential short circuits of variant 1 are prevented.

Bei der nachfolgenden Anordnung der zweiten elektrischen Kontaktschicht 84 auf den Halb- leiter-Schichten 83 wird nicht nur die Oberfläche der Halbleiter-Schichten 83 entsprechend ganzflächig bedeckt, sondern auch der Kanal in den Halbleiter-Schichten 83 mit dem Material der zweiten elektrischen Kontaktschicht 84 verfüllt (Fig. 8). Das Material der zweiten elektrischen Kontaktschicht 84 tritt dabei bis auf die Oberfläche des Substrats 81 , jedoch ohne Kontakt mit dem Material der ersten elektrischen Kontaktschicht 82 auszubilden. An diesen Stel- len ist durch die Hohlräume HR der Kurzschluss zwischen der ersten elektrischen Kontaktschicht 82 und der zweiten elektrischen Kontaktschicht 84 verhindert. In the subsequent arrangement of the second electrical contact layer 84 on the semiconductor layers 83 not only the surface of the semiconductor layers 83 is correspondingly over the entire surface covered, but also filled the channel in the semiconductor layers 83 with the material of the second electrical contact layer 84 (Fig. 8). The material of the second electrical contact layer 84 in this case occurs down to the surface of the substrate 81, but without forming contact with the material of the first electrical contact layer 82. At these locations, the short-circuit between the first electrical contact layer 82 and the second electrical contact layer 84 is prevented by the cavities HR.

Figur 9 zeigt das Endprodukt eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Solarmoduls. Nacheinander werden dabei auf dem Substrat 91 die erste elektrische Kontaktschicht 92 und die Halbleiter-Schichten 93 angeordnet. Das Material der ersten elektrischen Kontaktschicht 92, welches wie nach dem Verfahren des ersten Ausführungsbeispiels abgeschieden wurde, ist nicht gleichmäßig auf dem Substrat 91 angeordnet, oder das Material der Halbleiter-Schichten 93 ist nicht gleichmäßig auf der ersten elektrischen Kontaktschicht 92 angeordnet. In diesen Fällen kann, wie in den Figuren 5b und 7, das Material der nachfolgend angeordneten zweiten elektrischen Kontaktschicht 94, wie in der Figur 7 gezeigt, bis an die Oberfläche der ersten elektrischen Kontaktschicht geführt werden und dort Kurzschlüsse der Variante 2 ausbilden. Ein Kanal, wie er exemplarisch in der Figur 7 bis an die Oberfläche des Substrats gezeigt ist, ist dann vorhanden. FIG. 9 shows the end product of a method according to the invention for producing a solar module. In succession, the first electrical contact layer 92 and the semiconductor layers 93 are arranged on the substrate 91. The material of the first electrical contact layer 92 deposited as in the method of the first embodiment is not uniformly disposed on the substrate 91, or the material of FIG Semiconductor layers 93 are not uniformly disposed on the first electrical contact layer 92. In these cases, as in FIGS. 5 b and 7, the material of the subsequently arranged second electrical contact layer 94, as shown in FIG. 7, can be led to the surface of the first electrical contact layer and form shorts of variant 2 there. A channel, as shown by way of example in FIG. 7 as far as the surface of the substrate, is then present.

Bevor die zweite elektrische Kontaktschicht 94 auf den Halbleiter-Schichten angeordnet wird erfolgt daher der erfindungsgemäße Ätzschritt in 0,5%-iger Salzsäure für 260 Sekunden. Die Salzsäure bewirkt vorteilhaft, dass das freiliegende Material der ersten elektrischen Kontakt- schicht auf der Oberfläche des Substrats 91 weggeätzt wird. Bei fortgesetzter Ätzung der ersten elektrischen Kontaktschicht 92 werden die Hohlräume HR durch den seitlichen Unterätz ausgebildet. Auf diese Weise werden alle potentiellen Kurzschlüsse der Variante 2 verhindert. Therefore, before the second electrical contact layer 94 is arranged on the semiconductor layers, the etching step according to the invention is carried out in 0.5% strength hydrochloric acid for 260 seconds. The hydrochloric acid advantageously has the effect that the exposed material of the first electrical contact layer on the surface of the substrate 91 is etched away. With continued etching of the first electrical contact layer 92, the cavities HR are formed by the lateral undercut. In this way, all potential short circuits of variant 2 are prevented.

Bei der nachfolgenden Anordnung der zweiten elektrischen Kontaktschicht 94 auf den Halb- leiter-Schichten 93 wird nicht nur die Oberfläche der Halbleiter-Schichten 93 entsprechend ganzflächig bedeckt, sondern auch der Kanal in den Halbleiter-Schichten 93 mit dem Material der zweiten elektrischen Kontaktschicht 94 verfüllt. Das Material der zweiten elektrischen Kontaktschicht 94 tritt dabei bis auf die Oberfläche des Substrats 91 , jedoch ohne Kontakt mit dem Material der ersten elektrischen Kontaktschicht 92 auszubilden. An diesen Stellen ist durch die Hohlräume HR der Kurzschluss zwischen der ersten elektrischen Kontaktschicht 92 und der zweiten elektrischen Kontaktschicht 94 verhindert. In the subsequent arrangement of the second electrical contact layer 94 on the semiconductor layers 93 not only the surface of the semiconductor layers 93 is correspondingly covered over the entire surface, but also the channel in the semiconductor layers 93 filled with the material of the second electrical contact layer 94 , The material of the second electrical contact layer 94 in this case occurs down to the surface of the substrate 91, but without forming contact with the material of the first electrical contact layer 92. At these points, the short circuit between the first electrical contact layer 92 and the second electrical contact layer 94 is prevented by the cavities HR.

Es versteht sich, dass diese Prozesse nach den Figuren 8 und 9 gleichzeitig während des erfindungsgemäßen Ätzschritts passieren. Selbstverständlich werden also mit einem Ätzschritt, wie beschrieben, beide Varianten 1 und 2 an Kurzschlüssen verhindert. Drittes bis 13. Ausfuhrungsbeispiel: It is understood that these processes according to FIGS. 8 and 9 occur simultaneously during the etching step according to the invention. Of course, therefore, with an etching step, as described, both variants 1 and 2 prevents short circuits. Third to 13th exemplary embodiment:

Es werden in dem ersten und in dem zweiten Ausführungsbeispiel an Stelle der dort genannten 0,5-igen Salzsäure und der Ätzdauer von 260 Sekunden die nachfolgend genannten Säuren und Ätzzeiten gewählt: Tabelle 1 : In the first and in the second exemplary embodiment, the following acids and etching times are chosen instead of the 0.5% hydrochloric acid mentioned there and the etching time of 260 seconds: Table 1 :

Es ist zu beachten, dass Schwefelsäure und Salpetersäure relativ starke Oxidationsmittel darstellen. Bei dem erfindungsgemäßen Ätzprozess mit dieser Ätzlösung wird gegebenenfalls nicht nur das Zinkoxid geätzt, sondern es kann auch die Siliziumoberfläche zu Si0₂ oxidiert werden. Diese Schicht kann gegebenenfalls die Funktionsweise des Solarmoduls beeinträchtigen. Es ist daher vorteilhaft, nach einem Ätzschritt mit einem starken Oxidationsmittel einen weiteren Ätzschritt mit Flusssäure (z. B. 1% für 10 s) durchzuführen, um diese Si0₂ Schicht wieder zu entfernen. Wie aus der Tabelle ersichtlich ist, sind die Konzentrationen und die Ätzzeiten durch einen etwa linearen Zusammenhang gekennzeichnet. Es ist denkbar, daher auch beliebige andere Konzentrationen zu wählen und die Ätzzeiten hieran anzupassen. It should be noted that sulfuric acid and nitric acid are relatively strong oxidizing agents. In the etching process according to the invention with this etching solution, not only the zinc oxide is optionally etched, but also the silicon surface can be oxidized to Si0 ₂ . This layer may possibly impair the functioning of the solar module. It is therefore advantageous, after an etching step with a strong oxidizing agent, to carry out a further etching step with hydrofluoric acid (eg 1% for 10 s) in order to remove this SiO ₂ layer again. As can be seen from the table, the concentrations and the etching times are characterized by an approximately linear relationship. It is therefore conceivable to choose any other concentrations and to adapt the etching times to this.

Es ist im Übrigen möglich, mit dem erfindungs gemäßen Verfahren nicht nur Solarmodule herzustellen, sondern auch Schichtenfolgen wie TFT-Bauelemente. Ein solches Verfahren sieht die Schritte vor: It is also possible to produce not only solar modules with the method according to the Invention, but also layer sequences such as TFT components. Such a procedure provides the steps:

Verfahren zur Herstellung einer Schichtenfolge mit den Schritten: a) auf einem Substrat 1 wird eine erste elektrische Kontaktschicht 2 angeordnet, A method for producing a layer sequence comprising the steps: a) a first electrical contact layer 2 is arranged on a substrate 1,

b) auf der ersten elektrischen Kontaktschicht 2 werden aktive Halbleiter-Schichten 3 angeordnet, b) active semiconductor layers 3 are arranged on the first electrical contact layer 2,

c) auf den aktiven Halbleiter-Schichten 3 wird eine zweite elektrische Kontaktschicht 4 angeordnet, dadurch gekennzeichnet, dass c) on the active semiconductor layers 3, a second electrical contact layer 4 is arranged, characterized in that

zwischen Schritt b) und Schritt c) ein nasschemischer Ätzschritt durchgeführt wird. between step b) and step c), a wet-chemical etching step is carried out.

Durch die oben beschriebene neuartige Herste Ilungsmethode nach den Ausfuhrungsbeispielen wird auch dabei das Auftreten lokaler Kurzschlüsse reduziert. Eine Situation vor dem Aufbringen der zweiten Kontaktschicht, welche bei üblicher Weiterprozessierung zum lokalen Kurzschluss im Bauelement führt, wird durch den erfmdungsgemäßen selektiven, isotropen, z. B. nasschemischen Ätzschritt verhindert. Dabei wird immer die erste Kontaktschicht 2 an den Stellen, welche nicht vom Halbleiterschichtsystem bedeckt sind, entfernt, während das Halbleiterschichtsystem durch den Ätzprozess nicht angegriffen wird. Aufgrund der Isotropie des gewählten Ätzverfahrens kommt es zum Unterätzen des Halbleiterschichtsystems. Die Ätzdauer ist grundsätzlich so zu wählen, dass hinreichend viel Material der ersten Kontaktschicht 2 entfernt wird. Dies geschieht auf Kosten einer geringfügigen Erzeugung toter (Solar- )zellenfläche, aus der kein (Photo-)strom eingesammelt werden kann. Diese Totfläche ist vergleichsweise vernachlässigbar. The above-described novel manufacturing method according to the exemplary embodiments also reduces the occurrence of local short circuits. A situation prior to the application of the second contact layer, which leads to local short circuit in the device in conventional further processing is, by the erfmdungsgemäßen selective, isotropic, z. B. wet chemical etching prevented. In this case, the first contact layer 2 is always removed at the locations which are not covered by the semiconductor layer system, while the semiconductor layer system is not attacked by the etching process. Due to the isotropy of the selected etching process, undercutting of the semiconductor layer system occurs. The etching time is basically to be chosen so that a sufficient amount of material of the first contact layer 2 is removed. This occurs at the cost of a minor generation of dead (solar) cell surface from which no (photo) current can be collected. This dead area is comparatively negligible.

Bei der Abscheidung der zweiten Kontaktschicht ist ein gerichtetes Verfahren zu wählen. Die Führung des Lasers in Linien oder mäandrierend ist frei wählbar. In the deposition of the second contact layer, a directed method is to be selected. The guidance of the laser in lines or meandering is freely selectable.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Solarmoduls mit den Schritten: a) auf einem Substrat (1) wird eine erste elektrische Kontaktschicht (2) angeordnet, b) auf der ersten elektrischen Kontaktschicht (2) werden aktive Halbleiter-Schichten (3) angeordnet, 1. A method for producing a solar module comprising the steps of: a) a first electrical contact layer (2) is arranged on a substrate (1), b) active semiconductor layers (3) are arranged on the first electrical contact layer (2),

c) auf den aktiven Halbleiter-Schichten (3) wird eine zweite elektrische Kontaktschicht (4) angeordnet, dadurch gekennzeichnet, dass  c) on the active semiconductor layers (3), a second electrical contact layer (4) is arranged, characterized in that

zwischen Schritt b) und Schritt c) ein nasschemischer Ätzschritt durchgeführt wird.  between step b) and step c), a wet-chemical etching step is carried out.

2. Verfahren nach Anspruch 1, 2. The method according to claim 1,

gekennzeichnet durch  marked by

Wahl von Flusssäure, Salzsäure oder einer anderen Säure oder Base als nasschemisches Ätzmittel.  Choice of hydrofluoric acid, hydrochloric acid or other acid or base as a wet chemical etchant.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 3. The method according to any one of the preceding claims,

gekennzeichnet durch  marked by

einen Ätzschritt mit Salzsäure in einer Konzentration von 0, 1 bis 2 mol*l^"'. an etching step with hydrochloric acid in a concentration of 0, 1 to 2 mol * l ^" '.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 4. The method according to any one of the preceding claims,

gekennzeichnet durch  marked by

eine Ätzdauer von 10 bis 400 Sekunden.  an etching time of 10 to 400 seconds.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 5. The method according to any one of the preceding claims,

dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that

für die erste elektrische Kontaktschicht (2) ZnO als Material gewählt wird.  for the first electrical contact layer (2) ZnO is chosen as the material.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 6. The method according to any one of the preceding claims,

dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that

nach dem Aufbringen der Halbleiter-Schichten (3) und vor dem Ätzschritt eine Mehrzahl parallel angeordneter erster Gräben (5) gebildet und darin die Oberfläche der ersten elektrischen Kontaktschicht (2) freigelegt wird, so dass streifenförmige photovoltaische Elemente über die Länge des Solarmoduls gebildet werden. after the application of the semiconductor layers (3) and before the etching step, a plurality of parallel arranged first trenches (5) are formed and therein the surface of the first electrical contact layer (2) is exposed, so that strip-shaped photovoltaic elements are formed over the length of the solar module.

7. Verfahren nach vorher i gern Anspruch, 7. Method according to the preceding claim,

dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that

nach dem Ätzschritt benachbart und seitlich versetzt zu den ersten Gräben (5) zweite Gräben (6) gebildet und darin die Oberfläche der ersten elektrischen Kontaktschicht freigelegt wird.  adjacent to the etching step and laterally offset from the first trenches (5) second trenches (6) are formed and the surface of the first electrical contact layer is exposed therein.

8. Verfahren nach vorherigem Anspruch, 8. Method according to the preceding claim,

dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that

eine zweite elektrische Kontakt-Schicht (4) auf den Schichten (1, 2, 3) angeordnet wird, so dass in den zweiten Gräben (6) ein Kontakt von der zweiten elektrischen Kontaktschicht (4) eines ersten streifenförmigen Elements (A) zu einer ersten elektrischen Kontaktschicht (2) eines benachbarten zweiten streifenförmigen Elements (B) gebildet wird, ohne dass es zu einem Kontakt dieser Schichten in den ersten Gräben (5) kommt und ohne dass die zweite elektrische Kontaktschicht über dem ersten Graben elektrisch unterbrochen wird.  a second electrical contact layer (4) is arranged on the layers (1, 2, 3) so that in the second trenches (6) a contact from the second electrical contact layer (4) of a first strip-shaped element (A) to one first electrical contact layer (2) of an adjacent second strip-shaped element (B) is formed, without there being any contact of these layers in the first trenches (5) and without the second electrical contact layer is electrically interrupted above the first trench.

9. Verfahren nach vorherigem Anspruch, 9. Method according to the preceding claim,

dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that

benachbart und seitlich versetzt zu den ersten und zweiten Gräben dritte Gräben (7) in der zweiten elektrischen Kontaktschicht gebildet werden, die benachbarte streifenförmige Elemente (A, B, C) voneinander elektrisch trennen, so dass die streifenförmigen Elemente (A, B, C) serienverschaltet werden.  adjacent and laterally offset from the first and second trenches, third trenches (7) are formed in the second electrical contact layer electrically separating adjacent strip-like elements (A, B, C) so that the strip-shaped elements (A, B, C) be connected in series.

10. Solarmodul, umfassend ein Substrat und eine Schichtenfolge auf diesem Substrat bestehend aus erster elektrischer Kontaktschicht (2), aktiven Halbleiter-Schichten (3) und hierauf angeordneter zweiter elektrischen Kontaktschicht (4), 10. Solar module, comprising a substrate and a layer sequence on this substrate, comprising first electrical contact layer (2), active semiconductor layers (3) and second electrical contact layer (4) arranged thereon,

gekennzeichnet durch  marked by

unterätzte Halbleiter-Schichten (3).  undercut semiconductor layers (3).

1 1. Solarmodul nach Anspruch 10, umfassend eine Vielzahl an benachbarten streifenförmigen, photovoltaischen Elementen, wobei jedes photovoltaische Element eine Schichtenfolge auf einem Substrat bestehend aus erster elektrischen Kontaktschicht, aktiven Halbleiter-Schichten und hierauf angeordneter zweiter elektrischen Kontaktschicht darstellt, und zur Serienverschaltung die zweite elektrische Kontaktschicht eines photovol- taischen Elements (A) bis auf die erste elektrische Kontaktschicht eines hierzu benachbarten photovoltaischen Elements (B) angeordnet ist. 1 1. A solar module according to claim 10, comprising a plurality of adjacent strip-shaped photovoltaic elements, each photovoltaic element having a layer sequence on a substrate consisting of first electrical contact layer, active Semiconductor layers and arranged thereon second electrical contact layer, and for series connection, the second electrical contact layer of a photovoltaic element (A) is arranged except for the first electrical contact layer of a photovoltaic element (B) adjacent thereto.