WO2011060764A2 - Emitterbildung mit einem laser - Google Patents
Emitterbildung mit einem laser Download PDFInfo
- Publication number
- WO2011060764A2 WO2011060764A2 PCT/DE2010/001344 DE2010001344W WO2011060764A2 WO 2011060764 A2 WO2011060764 A2 WO 2011060764A2 DE 2010001344 W DE2010001344 W DE 2010001344W WO 2011060764 A2 WO2011060764 A2 WO 2011060764A2
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- solar cell
- contact solar
- laser
- back contact
- emitter
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F10/00—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells
- H10F10/10—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells having potential barriers
- H10F10/14—Photovoltaic cells having only PN homojunction potential barriers
- H10F10/146—Back-junction photovoltaic cells, e.g. having interdigitated base-emitter regions on the back side
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F71/00—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
- H10F71/121—The active layers comprising only Group IV materials
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/20—Electrodes
- H10F77/206—Electrodes for devices having potential barriers
- H10F77/211—Electrodes for devices having potential barriers for photovoltaic cells
- H10F77/219—Arrangements for electrodes of back-contact photovoltaic cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/26—Bombardment with radiation
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
- H01L21/268—Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Definitions
- the invention relates to a back contact solar cell with an emitter region according to the preamble of claim 1 and to a method for emitter formation with a laser, in particular for producing a back contact solar cell, according to the preamble of claim 6.
- Conventional solar cells have a front-side contact, that is, a contact disposed on a light-facing surface of the solar cell, and a back-side contact on a surface of the solar cell facing away from the light.
- the largest volume fraction of a light-absorbing semiconductor substrate is of the same semiconductor type, e.g. p-type contacted by the back contact. This volume fraction is usually referred to as base.
- base In the area of the surface of the front side of the semiconductor substrate is a thin layer of
- CONFIRMATION COPY opposite type of semiconductor eg n-type.
- This layer is commonly referred to as an emitter and the contacts contacting them as emitter contacts.
- both the base contacts and the emitter contacts lead due to their associated partial shading of the front to a loss of efficiency.
- corresponding emitter regions must be formed on the rear side of the solar cell.
- a solar cell in which both emitter regions and base regions are located on the side facing away from the light in use and in which both the emitter contacts and the base contacts are formed on the back, is referred to as a back contact solar cell.
- a high-temperature step is usually employed.
- the diffusion of the dopant, generally phosphorus, usually takes place in a diffusion furnace.
- a "laser doping of solids with a line-focused laser beam and production of solar cell emitters based thereon" (EP 1 738 402 B1) is known, in which a dopant is brought into contact with a surface of a solar cell, then an area by irradiation with a laser The surface of the solar cell is melted, wherein the dopant diffused into it and then recrystallized during the cooling of the molten area.
- the laser beam is focused in a line focus on the solid.
- the invention has for its object to provide a back-contact solar cell and a method for producing back-contact solar cells, with the insertion of individual simplifying process steps, the overall yield of production can be increased and a back contactable solar cell is easier to produce.
- the invention has the advantage that in a conventional method, a further process step is introduced, in which a transparent, with a dopant (eg aluminum or boron) coated substrate, preferably a coated plastic film is brought into contact with the back of a silicon wafer and through Irradiation with a laser thereby locally a dopant is introduced, which forms a pn junction.
- a transparent, with a dopant eg aluminum or boron
- a coated plastic film preferably a coated plastic film
- the base of the silicon for.
- a laser is used, which is preferably pulsed or provided with a line optics, so that the silicon is not permanently damaged.
- Etching a raw wafer of monocrystalline or multicrystalline silicon as a substrate which is preferably, but not necessarily provided with an n-type doping.
- the alkaline or acidic etching process removes the sawing damage from the raw wafer and results in a textured surface with reduced reflection.
- this step means the formation of a pn junction, in the n-type substrate, it leads to an n +, n front surface field.
- the passivation layer may be opened locally for the subsequent introduction of the dopant and / or the metallization. This is done with the aid of lasers or local etching by means of screen printing or inkjet processes.
- a dopant by employing a transparent substrate, preferably a plastic film, which is coated, for example, but not necessarily, with a metal such as aluminum, boron, gallium or indium.
- This film is brought into contact with the coated side with the backside of the silicon wafer.
- a laser irradiates the vapor-deposited layer through the film.
- LIFT method Laser Induced Forward Transfer
- an optically transparent carrier material with a thin layer of the material to be applied is placed in front of a substrate to be coated.
- the material to be applied is heated locally by the optically transparent carrier layer so much that it dissolves from the carrier material and deposits on the immediately adjacent substrate.
- the material heats up so much that it reaches the evaporation point and that the transfer process to the substrate surface is supported and driven by the metal vapor pressure.
- a metal-coated film is brought into contact with the silicon wafer surface as an alternative to the described LIFT method and then bombarded with a laser from behind through the film so that the metal is thereby blasted from the film and so is driven as a doping layer and not as metallization in the silicon.
- the film is not brought directly into contact with the silicon wafer, but some ⁇ placed away. As a result, after doping with the laser, the doping of the silicon wafer with the detached metal particles is achieved.
- the metal of the coating may be silver or else a sequence of different metals, for example titanium, palladium, silver or other metals.
- Soldering of the contacts by printing an aluminum-silver paste on the edge over the aluminum screen print, which enables soldering of the contacts.
- furnace processes for drying or sintering of the contacts are to be provided.
- emitter areas or metallizations are applied completely or at least over a large area, for example, under the screen printing emitters and / or under the screen-printing metallization by means of laser technology.
- the backside passivation is opened locally before the laser process.
- the layout for optimizing the series resistance is changed such that the distance of the screen printing lines, the number and the location of the solderable areas; the width, length, spacing and shape of the emitter and contact lines are variable and adaptable to the respective requirements.
- one or both structures produced by the laser can be galvanically or de-energized.
- Fig. 1 shows the backside of the wafer after emitter formation.
- Fig. 2 the back side of the wafer after metallization is shown.
- Fig. 1 shows the backside of the wafer 1 after emitter formation.
- the D-lines 2 consist of the locally driven dopant, z. As aluminum.
- the M-lines 3 represent the laser-transferred metal from the foil, e.g. Silver.
- the D-lines 2 represent the emitter (for example aluminum)
- the M-lines 3 the laser metallization, which are connected by M-screen-printing fingers 7 to the contact bar 5 at the edge.
- a silver / aluminum bar 6 is used for the solderable contacting of the emitter, which in turn is connected by D- Siebdruckfinger 8 with the lasered emitter regions.
- the individual back contact solar cells can be connected together to form a string.
- Dopant e.g. aluminum
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Vorgeschlagen wird eine Rückkontakt- Solarzelle (4) und ein Verfahren zur Herstellung einer Rückkontakt-Solarzelle (4), bei dem in einem zusätzlichen Prozessschritt ein durchsichtiges Substrat mit der Rückseite eines Siliziumwafers in Kontakt gebracht wird, durch Bestrahlung mit einem Laser lokal ein Dotierstoff eingebracht wird und dann mit Hilfe einer mit Metall beschichteten Folie und einem weiteren Laserprozess die Basis des n-Typ-Siliziums kontaktiert wird.
Description
Emitterbildung mit einem Laser
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Rückkontakt-Solarzelle mit einem Emitterbereich nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Emitterbildung mit einem Laser, insbesondere zur Herstellung einer Rückkontakt-Solarzelle, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
Konventionelle Solarzellen haben einen vorderseitigen Kontakt, das heißt einen Kontakt, der auf einer dem Licht zugewandten Oberfläche der Solarzelle angeordnet ist, und einen rückseitigen Kontakt an einer dem Licht abgewandten Oberfläche der Solarzelle. In konventionellen Solarzellen ist der größte Volumenanteil eines das Licht absorbierenden Halbleitersubstrats von eben dem Halbleitertyp, z.B. p-Typ, der vom rückseitigen Kontakt kontaktiert wird. Dieser Volumenanteil wird üblicherweise als Basis bezeichnet. Im Bereich der Oberfläche der Vorderseite des Halbleitersubstrats befindet sich eine dünne Schicht vom
BESTÄTIGUNGSKOPIE
entgegengesetzten Halbleitertyp, z.B. n-Typ. Diese Schicht wird üblicherweise als Emitter bezeichnet und die sie kontaktierenden Kontakte als Emitterkontakte.
Die an der Vorderseite der Solarzelle angeordneten Emitterkontakte führen jedoch aufgrund der mit ihnen verbundenen teilweisen Abschattung der Vorderseite zu einem Wirkungsgradverlust. Um den Wirkungsgrad der Solarzelle zu steigern, ist es grundsätzlich vorteilhaft, sowohl die Basiskontakte als auch die Emitterkontakte an der Rückseite der Solarzelle anzuordnen. Zu diesem Zweck müssen an der Rückseite der Solarzelle entsprechende Emitterbereiche ausgebildet werden. Eine Solarzelle, bei der sich an der im Einsatz lichtabgewandten Seite sowohl Emitterbereiche als auch Basisbereiche befinden und bei der sowohl die Emitterkontakte als auch die Basiskontakte an der Rückseite ausgebildet sind, wird als Rückkontakt-Solarzelle bezeichnet.
Zur Erzeugung dieser Emitterbereiche, also von dotierten Bereichen in Festkörpern, insbesondere in Solarzellen aus einkristallinem oder multikristallinem Silizium, wird üblicherweise ein Hochtemperaturschritt eingesetzt. Die Diffusion des Dotierstoffes, im Allgemeinen Phosphor, erfolgt üblicherweise in einem Diffusionsofen.
Ebenfalls bekannt zur Dotierung von Festkörpern sind anstelle von Diffusionsprozessen beispielsweise Ionen-Implantationen, Aufbringen und Strukturieren von Halbleiterschichten mittels verschiedener Beschichtungsverfahren wie Expitaxie, HeteroEpitaxie o.ä.
Bekannt ist eine „Laserdotierung von Festkörpern mit einem linienfokussierten Laserstrahl und darauf basierende Herstellung von Solarzellen-Emittern" (EP 1 738 402 Bl), bei dem ein Dotierstoff in Kontakt mit einer Oberfläche einer Solarzelle gebracht wird, anschließend durch Bestrahlung mit einem Laser ein Bereich der Oberfläche der Solarzelle aufgeschmolzen wird, wobei der Dotierstoff dort hinein diffundiert und während des Abkühlens dann der aufgeschmolzene Bereich rekristallisiert. Dabei wird der Laserstrahl in einem Linienfokus auf den Festkörper fokussiert.
Ebenfalls bekannt ist ein „Verfahren zur Metallisierung von Solarzellen und dessen Verwendung" (DE 10 2006 044 936 B4), bei dem eine Aluminiumfolie mit zusätzlichen metallischen Strukuren zur Verschaltung in weiteren Halbleiterbauelementen mindestens partiell in direkten Kontakt, beispielsweise durch Andrücken, Anblasen und/ oder Ansaugen, mit der Oberfläche einer Solarzelle gebracht wird und anschließend durch Lasereinwirkung ein mindestens partielles Verbinden durch zumindest teilweises Aufschmelzen des Aluminiums mit der Oberfläche des Halbleiterbauelements durchgeführt wird. Dabei ist ein direkter Kontakt des Aluminiums mit dem Substrat kraft- und/oder formschlüssig vonnöten. Diese Metallisierung kann als Rückseitenkontakt auf die Solarzelle aufgebracht werden.
Zur kostengünstigen Herstellung von Solarzellen sind einfache und schnelle Einzel-Prozessschritte, die sich in einen kontinuierlichen Fertigungsprozess integrieren lassen, erforderlich. Vor allem die Fertigung von rückseitig kontaktierbaren Solarzellen benötigt
jedoch einen wesentlich höheren Anteil an Prozessschritten als der von Standardsolarzellen. Dies liegt insbesondere an der Schwierigkeit, einen lokalen pn-Übergang herzustellen.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Rückkontakt- Solarzelle sowie ein Verfahren zur Herstellung von Rückkontakt- Solarzellen bereitzustellen, mit dem durch die Einfügung einzelner vereinfachender Prozessschritte die Gesamtausbeute der Produktion erhöht werden kann und eine rückseitig kontaktierbare Solarzelle einfacher herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 sowie des Anspruchs 6 gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung an.
Die Erfindung und ihre Vorteile
Die Erfindung hat den Vorteil, dass in ein gängiges Verfahren ein weiterer Prozessschritt eingeführt wird, in dem ein durchsichtiges, mit einem Dotierstoff (z.B. Aluminium oder Bor) beschichtetes Substrat, vorzugsweise eine beschichtete Kunststofffolie, mit der Rückseite eines Siliziumwafers in Kontakt gebracht wird und durch Bestrahlung mit einem Laser dadurch lokal ein Dotierstoff eingebracht wird, der einen pn-Übergang bildet. Anschließend wird erfindungsgemäß in einem anschließenden Prozessschritt mit Hilfe einer mit Metall beschichteten Folie und einem gleichartigen Laserprozess die Basis des Siliziums, z. B. eines n-Typ-Siliziums, kontaktiert.
Dabei wird ein Laser verwendet, der vorzugsweise gepulst oder mit einer Linienoptik versehen ist, damit das Silizium nicht nachhaltig geschädigt wird.
Die Reihenfolge der Prozessschritte kann also beispielhaft so aussehen:
Ätzen eines Rohwafers aus mono- oder multikristallinem Silizium als Substrat, das vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise mit einer n-Typ-Dotierung versehen ist. Der alkalische oder saure Ätzprozess nimmt den Sägeschaden vom Rohwafer ab und führt zu einer texturierten Oberfläche mit verminderter Reflexion.
Eindiffundieren einer Schicht Phosphor in das n-Typ- Silizium. Dies erfolgt beispielsweise in einem Rohrofen. Im p-Typ- Substrat bedeutet dieser Schritt die Ausbildung eines pn- Übergangs, im n-Typ-Substrat führt es zu einem n+, n Frontsurfacefield .
Abätzen des bei der Diffusion entstandenen Phosphorglases.
Rückätzung einer Seite des Wafers ungefähr um die Tiefe der diffundierten Schicht. Dadurch wird die Rückseite der zukünftigen Rückseitenkontakt- Solarzelle definiert.
Absehe idung einer Antireflexschicht auf die Vorderseite des Wafers, die gleichzeitig eine elektrisch passivierende Wirkung hat, aber nicht notwendig aus SiN ist;
oder Aufbringung einer passivierenden Schicht und einer Antireflexschicht nacheinander.
Aufbringung einer Passivierschicht auf die Rückseite des Wafers, beispielsweise einer dielektrischen Schicht, oder auch mehrerer derartiger Schichten.
Es kann notwendig sein, dass zur anschließenden Einbringung des Dotierstoffes und /oder der Metallisierung die Passivierschicht lokal geöffnet werden muss. Dies erfolgt mit Hilfe von Lasern oder lokalem Ätzen mittels Siebdruck oder Ink- Jet- Verfahren.
Einbringung eines Dotierstoffes dadurch, dass ein durchsichtiges Substrat, vorzugsweise eine Kunststofffolie, die beschichtet ist, beispielsweise, aber nicht notwendigerweise, mit einem Metall wie Aluminium, Bor, Gallium oder Indium, eingesetzt wird. Diese Folie wird mit der beschichteten Seite mit der Rückseite des Siliziumwafers in Kontakt gebracht. Ein Laser bestrahlt die bedampfte Schicht durch die Folie. a) Dabei kann ein an sich bekanntes Verfahren, beispielsweise das sogenannte LIFT-Verfahren (Laser Induced Forward Transfer), eingesetzt werden. Hierbei wird vor einem zu beschichtenden Substrat ein optisch durchsichtiges Trägermaterial mit einer dünnen Schicht des aufzutragenden Materials platziert. Mit Hilfe eines Laserstrahls wird das aufzutragende Material durch die optisch transparente Trägerschicht hindurch lokal so stark aufgeheizt, das es sich von dem Trägermaterial löst und auf dem unmittelbar benachbarten Substrat niederschlägt. Bei höheren
Lastintensitäten, insbesondere bei Verwendung eines gepulsten Lasers, heizt sich das Material so stark auf, dass es den Verdampfungspunkt erreicht und dass der Übertragungsvorgang auf die Substratoberfläche durch den Metalldampfdruck unterstützt und getrieben wird. b) In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird alternativ zum beschriebenen LIFT-Verfahren eine mit Metall beschichtete Folie in Kontakt mit der Siliziumwaferoberfläche gebracht und dann mit einem Laser von hinten durch die Folie derart beschossen, dass das Metall dadurch von der Folie abgesprengt wird und so als Dotierschicht und nicht als Metallisierung in das Silizium eingetrieben wird. c) In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Folie nicht direkt mit dem Siliziumwafer in Kontakt gebracht, sondern einige μπι entfernt platziert. Dadurch wird nach Beschuss mit dem Laser die Dotierung des Siliziumwafers mit den abgesprengten Metallpartikeln erzielt.
Durch jedes der beschriebenen Verfahren a), b), c) wird erreicht, dass lokal ein Dotierstoff eingebracht wird und ein pn- Übergang gebildet wird.
Basiskontaktie rung des n-Typ- Siliziumwafers durch einen gleichartigen Laserprozess mit Hilfe einer mit Metall beschichteten Folie. Das Metall der Beschichtung kann Silber sein oder aber eine Abfolge unterschiedlicher Metalle, also beispielsweise Titan, Palladium, Silber oder andere Metalle.
Nach diesen erfindungsgemäßen zusätzlichen Schritten könnten sich einige aus der Herstellung von Silizium-Solarzellen aus dem Stand der Technik bekannte Siebdruckschritte anschließen. Dabei sollen die n-Typ- und p-Typ-Bereiche getrennt kontaktiert werden. Die Reihenfolge der Kontaktierung ist im Folgenden beispielhaft dargestellt:
Kontaktierung des p-Bereichs mit Aluminium- Siebdrucklinien in einem ersten Schritt.
Kontaktierung der p-Kontakte mit Silbersiebdruck in einem zweiten Schritt.
Löten der Kontakte dadurch, dass am Rand über den Aluminium- Siebdruck eine Aluminium- Silberpaste gedruckt wird, die ein Löten der Kontakte ermöglicht.
Nach jedem Siebdruckschritt sind Ofenprozesse zum Trocknen bzw. Sintern der Kontakte vorzusehen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden beispielsweise überall unter den Siebdruckemittern und/ oder unter der Siebdruckmetallisierung vollständig oder zumindest großflächig Emitterbereiche oder Metallisierungen mittels Lasertechnik aufgebracht.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Rückseitenpassivierung vor dem Laserprozess lokal geöffnet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Layout zur Optimierung des Serienwiderstandes derart geändert, dass der Abstand der Siebdrucklinien, die Anzahl und
die Lage der lötbaren Bereiche; die Breite, Länge, der Abstand und die Form der Emitter- und Kontaktlinien variabel und den entsprechenden Erfordernissen anpassbar sind.
Nach einer zusätzlichen Ausgestaltung der Erfindung können eine oder beide mit dem Laser erzeugten Strukturen galvanisch oder stromlos verstärkt werden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen entnehmbar.
Zeichnungen
Fig.1 zeigt die Rückseite des Wafers nach der Emitterbildung.
In Fig. 2 ist die Rückseite des Wafers nach der Metallisierung dargestellt.
Fig. 3 zeigt die Rückkontakt- Solarzelle nach Emitterbildung und Siebdruck.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Fig. 1 zeigt die Rückseite des Wafers 1 nach der Emitterbildung. Die D-Linien 2 bestehen aus dem lokal eingetriebenen Dotierstoff, z. B. Aluminium.
In Fig. 2 ist die Rückseite des Wafers 1 nach der Metallisierung dargestellt. Die M-Linien 3 stellen das per Laser von der Folie übertragene Metall dar, z.B. Silber.
Fig. 3 zeigt die Rückkontakt-Solarzelle 4 nach der Emitterbildung und dem Siebdruck. Dabei stellen die D-Linien 2 den Emitter (z.B. Aluminium) dar, die M-Linien 3 die Lasermetallisierung, die durch M-Siebdruckfinger 7 mit dem Kontaktbalken 5 am Rand verbunden sind. Ein Silber/ Aluminium-Balken 6 dient der lötbaren Kontaktierung des Emitters, der wiederum durch D- Siebdruckfinger 8 mit den gelaserten Emitterbereichen verbunden ist.
Die einzelnen Rückkontakt-Solarzellen können zu einem String zusammengeschaltet werden.
Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den Zeichnungen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungs wesentlich sein.
Bezugszahlenliste
1 Wafer
2 D- Linie aus lokal eingetriebenem
Dotierstoff, z.B. Aluminium
3 M-Linie aus vom Laser von der Folie übertragenen Metall, z.B. Silber
4 Rückkontakt- Solarzelle
5 Kontaktbalken der Lasermetallisierung
6 Silber/ Aluminium-Balken zur lötbaren
Kontaktierung des Emitters
7 M-Siebdruckfinger
8 D-Siebdruckfinger
Claims
1. Rückkontakt- Solarzelle (4) mit Basiskontakten, die in Kontakt mit Basisbereichen stehen, und mit Emitterkontakten, die in Kontakt mit einer Emitterschicht stehen, wobei sowohl die Basiskontakte und die Basisbereiche als auch die Emitterkontakte und die Emitterschicht auf der dem Licht abgewandten Rückseite der Rückkontakt- Solarzelle (4) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass in die Emitterschicht mittels eines Lasers lokal ein Dotierstoff derart eingebracht ist, dass die Emitterschicht einen pn-Übergang zu einem Basisbereich bildet.
2. Rückkontakt- Solarzelle (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Emitterschicht eine Metallisierung aufweist, die durch einen Laser aufbringbar ist, wobei die Metallisierung einer Kontaktierung zum Basisbereich dient.
3. Rückkontakt- Solarzelle (4) nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dotierstoff Aluminium oder Bor ist.
4. Rückkontakt- Solarzelle (4) nach Anspruch
2, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallisierung aus Silber oder einer Abfolge von Metallen besteht.
5. Rückkontakt- Solarzelle (4) nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfolge von Metallen zumindest einen Bestandteil Titan, Palladium, Nickel oder Silber enthält.
6. Verfahren zur Herstellung einer Rückkontakt-Solarzelle (4) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein durchsichtiges Substrat, das eine Beschichtung aufweist, mit einer Beschichtungsseite an der Rückseite der Rückkontakt-Solarzelle (4) angeordnet wird und durch Bestrahlen mit einem Laser die Beschichtung von dem Substrat abgelöst wird und als Dotierstoff lokal in die Rückkontakt-Solarzelle (4) eingebracht wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das durchsichtige Substrat als Kunststofffolie ausgebildet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung aus Metall oder Bor ausgebildet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einem weiteren Verfahrensschritt mittels eines Lasers eine mit Metall beschichtete Folie so bestrahlt wird, dass ein Basisbereich einer Rückseiten- Solarzelle (4) kontaktiert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie mit einer Beschichtung aus Silber ausgebildet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat in Kontakt mit der Rückkontakt-Solarzelle (4) oder mit einem Abstand zur Rückkontakt-Solarzelle (4) angeordnet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat oder die Folie auf der dem Licht abgewandten Rückseite einer Emitterschicht der Rückkontakt-Solarzelle (4) angeordnet wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Laser eine Linienoptik besitzt und/ oder gepulst betrieben wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Passivierungsschicht auf die Rückseite der Rückkontakt- Solarzelle (4) aufgebracht wird, anschließend der Dotierstoff in die Rückkontakt-Solarzelle (4) eingebracht wird und die Metallisierung der Rückkontakt-Solarzelle (4) erfolgt, und daran anschließend Siebdruck- Verfahrensschritte erfolgen.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102009053776A DE102009053776A1 (de) | 2009-11-19 | 2009-11-19 | Emitterbildung mit einem Laser |
| DE102009053776.7 | 2009-11-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2011060764A2 true WO2011060764A2 (de) | 2011-05-26 |
| WO2011060764A3 WO2011060764A3 (de) | 2012-02-02 |
Family
ID=43877159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/DE2010/001344 Ceased WO2011060764A2 (de) | 2009-11-19 | 2010-11-19 | Emitterbildung mit einem laser |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102009053776A1 (de) |
| WO (1) | WO2011060764A2 (de) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012171927A1 (de) * | 2011-06-14 | 2012-12-20 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und anordnung zur herstellung einer kristallinen solarzelle |
| CN103413860A (zh) * | 2013-07-17 | 2013-11-27 | 湖南红太阳光电科技有限公司 | 一种局域背面钝化晶体硅电池的制备方法 |
| WO2014124675A1 (de) * | 2013-02-14 | 2014-08-21 | Universität Konstanz | Busbarlose rückkontaktsolarzelle, deren herstellungsverfahren und solarmodul mit solchen solarzellen |
| CN104282771A (zh) * | 2013-07-09 | 2015-01-14 | 英稳达科技股份有限公司 | 背面接触型太阳能电池 |
| WO2016011140A1 (en) * | 2014-07-15 | 2016-01-21 | Natcore Technology, Inc. | Laser-transferred ibc solar cells |
| CN105914249A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-08-31 | 泰州乐叶光伏科技有限公司 | 全背电极接触晶硅太阳能电池结构及其制备方法 |
| CN106653881A (zh) * | 2017-02-24 | 2017-05-10 | 泰州中来光电科技有限公司 | 一种背接触太阳能电池串及其制备方法和组件、系统 |
| WO2018157821A1 (zh) * | 2017-03-03 | 2018-09-07 | 广东爱旭科技股份有限公司 | P型perc双面太阳能电池及其组件、系统和制备方法 |
| WO2018157498A1 (zh) * | 2017-03-03 | 2018-09-07 | 广东爱康太阳能科技有限公司 | P型perc双面太阳能电池及其组件、系统和制备方法 |
| CN111524797A (zh) * | 2020-04-26 | 2020-08-11 | 泰州中来光电科技有限公司 | 一种选择性发射极的制备方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011015283B4 (de) * | 2011-03-28 | 2013-03-07 | Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung e.V. | Herstellung eines Halbleiter-Bauelements durch Laser-unterstütztes Bonden und damit hergestelltes Halbleiter-Bauelement |
| DE102012003866B4 (de) | 2012-02-23 | 2013-07-25 | Universität Stuttgart | Verfahren zum Kontaktieren eines Halbleitersubstrates, insbesondere zum Kontaktieren von Solarzellen, sowie Solarzellen |
| DE102012214254A1 (de) * | 2012-08-10 | 2014-05-22 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Laserbasiertes Verfahren und Bearbeitungstisch zur lokalen Kontaktierung eines Halbleiterbauelements |
| EP2709162A1 (de) * | 2012-09-13 | 2014-03-19 | Roth & Rau AG | Photovoltaikzelle und Photovoltaikzellenmodul, das darauf basiert |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006044936B4 (de) | 2006-09-22 | 2008-08-07 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur Metallisierung von Solarzellen und dessen Verwendung |
| EP1738402B1 (de) | 2004-07-26 | 2008-09-17 | Jürgen H. Werner | Laserdotierung von festkörpern mit einem linienfokussierten lasterstrahl und darauf basierende herstellung von solarzellen-emittern |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008103293A1 (en) * | 2007-02-16 | 2008-08-28 | Nanogram Corporation | Solar cell structures, photovoltaic modules and corresponding processes |
| DE102007010872A1 (de) * | 2007-03-06 | 2008-09-18 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur Präzisionsbearbeitung von Substraten und dessen Verwendung |
| DE102008057228A1 (de) * | 2008-01-17 | 2009-07-23 | Schmid Technology Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Solarzelle |
-
2009
- 2009-11-19 DE DE102009053776A patent/DE102009053776A1/de not_active Ceased
-
2010
- 2010-11-19 WO PCT/DE2010/001344 patent/WO2011060764A2/de not_active Ceased
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1738402B1 (de) | 2004-07-26 | 2008-09-17 | Jürgen H. Werner | Laserdotierung von festkörpern mit einem linienfokussierten lasterstrahl und darauf basierende herstellung von solarzellen-emittern |
| DE102006044936B4 (de) | 2006-09-22 | 2008-08-07 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur Metallisierung von Solarzellen und dessen Verwendung |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012171927A1 (de) * | 2011-06-14 | 2012-12-20 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und anordnung zur herstellung einer kristallinen solarzelle |
| WO2014124675A1 (de) * | 2013-02-14 | 2014-08-21 | Universität Konstanz | Busbarlose rückkontaktsolarzelle, deren herstellungsverfahren und solarmodul mit solchen solarzellen |
| CN104282771A (zh) * | 2013-07-09 | 2015-01-14 | 英稳达科技股份有限公司 | 背面接触型太阳能电池 |
| CN103413860A (zh) * | 2013-07-17 | 2013-11-27 | 湖南红太阳光电科技有限公司 | 一种局域背面钝化晶体硅电池的制备方法 |
| US9570638B2 (en) | 2014-07-15 | 2017-02-14 | Natcore Technology, Inc. | Laser-transferred IBC solar cells |
| WO2016011140A1 (en) * | 2014-07-15 | 2016-01-21 | Natcore Technology, Inc. | Laser-transferred ibc solar cells |
| CN106687617A (zh) * | 2014-07-15 | 2017-05-17 | 奈特考尔技术公司 | 激光转印ibc太阳能电池 |
| CN106687617B (zh) * | 2014-07-15 | 2020-04-07 | 奈特考尔技术公司 | 激光转印ibc太阳能电池 |
| CN105914249A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-08-31 | 泰州乐叶光伏科技有限公司 | 全背电极接触晶硅太阳能电池结构及其制备方法 |
| CN106653881A (zh) * | 2017-02-24 | 2017-05-10 | 泰州中来光电科技有限公司 | 一种背接触太阳能电池串及其制备方法和组件、系统 |
| CN106653881B (zh) * | 2017-02-24 | 2018-12-25 | 泰州中来光电科技有限公司 | 一种背接触太阳能电池串及其制备方法和组件、系统 |
| WO2018157821A1 (zh) * | 2017-03-03 | 2018-09-07 | 广东爱旭科技股份有限公司 | P型perc双面太阳能电池及其组件、系统和制备方法 |
| WO2018157498A1 (zh) * | 2017-03-03 | 2018-09-07 | 广东爱康太阳能科技有限公司 | P型perc双面太阳能电池及其组件、系统和制备方法 |
| CN111524797A (zh) * | 2020-04-26 | 2020-08-11 | 泰州中来光电科技有限公司 | 一种选择性发射极的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2011060764A3 (de) | 2012-02-02 |
| DE102009053776A1 (de) | 2011-06-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2011060764A2 (de) | Emitterbildung mit einem laser | |
| EP1872411B1 (de) | Rückkontaktierte solarzelle und verfahren zu deren herstellung | |
| EP1319254B1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Halbleiter-Metallkontaktes durch eine dielektrische Schicht | |
| DE112015001529T5 (de) | Metallisierung von Solarzellen | |
| DE102011050089A1 (de) | Verfahren zum Herstellen von elektrischen Kontakten an einer Solarzelle, Solarzelle und Verfahren zum Herstellen eines Rückseiten-Kontaktes einer Solarzelle | |
| DE102009056572B4 (de) | Verfahren zum zumindest bereichsweisen Entfernen einer Schicht eines Schichtenstapels | |
| DE102011075352A1 (de) | Verfahren zum Rückseitenkontaktieren einer Silizium-Solarzelle und Silizium-Solarzelle mit einer solchen Rückseitenkontaktierung | |
| DE102013204923A1 (de) | Photovoltaikmodul | |
| DE112015002551T5 (de) | Ausrichtungsfreie Solarzellenmetallisierung | |
| DE102011000753A1 (de) | Solarzelle, Solarmodul und Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle | |
| WO2014023668A1 (de) | Laserbasiertes verfahren und bearbeitungstisch zur lokalen kontaktierung eines halbleiterbauelements | |
| DE102011088899A1 (de) | Rückkontakt-Solarzelle und Verfahren zur Herstellung einer Rückkontakt-Solarzelle | |
| DE112016005779T5 (de) | Metallhaltige Thermo- und Diffusionssperrschicht für die folienbasierte Metallisierung von Solarzellen | |
| DE102010036893B4 (de) | Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung | |
| EP2671264B1 (de) | Photovoltaische solarzelle sowie verfahren zu deren herstellung | |
| WO2008107156A2 (de) | Verfahren zur herstellung einer solarzelle sowie damit hergestellte solarzelle | |
| DE102011115581B4 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle | |
| EP3172768B1 (de) | Verfahren zur herstellung eines rückseitenkontaktsystems für eine silizium-dünnschicht-solarzelle | |
| DE102010025983A1 (de) | Solarzelle mit dielektrischer Rückseitenverspiegelung und Verfahren zu deren Herstellung | |
| WO2011134691A2 (de) | Verfahren zur herstellung einer metal-wrap-through-solarzelle sowie eine nach diesem verfahren hergestellte metal-wrap-through-solarzelle | |
| DE112016004732B4 (de) | Verfahren für Vertiefungsansätze zur folienbasierten Metallisierung von Solarzellen | |
| DE102013102574A1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Rückkontaktsolarzelle | |
| DE102011086302A1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer metallischen Kontaktierungsstruktur auf einer Oberfläche einer Halbleiterstruktur und photovoltaische Solarzelle | |
| EP2559075B1 (de) | Verfahren zur herstellung einer solarzelle sowie nach diesem verfahren hergestellte solarzelle | |
| DE102011015283B4 (de) | Herstellung eines Halbleiter-Bauelements durch Laser-unterstütztes Bonden und damit hergestelltes Halbleiter-Bauelement |
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: 10807582 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 1120100044937 Country of ref document: DE |
|
| 32PN | Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established |
Free format text: FESTSTELLUNG EINES RECHTSVERLUSTS NACH REGEL 112(1) EPUE (EPA FORM 1205A VOM 27/08/2012) |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 10807582 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A2 |