DE102011088899A1 - Rückkontakt-Solarzelle und Verfahren zur Herstellung einer Rückkontakt-Solarzelle - Google Patents
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Abstract
Bereitgestellt werden eine Rückkontakt-Solarzelle (100) mit einem monokristallinen, p- oder n-dotierten Siliziumsubstrat (101) und an der Rückseite (R) des Siliziumsubstrats (101) angeordneten p-dotierten Bereichen (602), die stärker p-dotiert sind, als die p-Dotierung des Siliziumsubstrats (101) sowie an der Rückseite (R) des Siliziumsubstrats (101) angeordneten n-dotierten Bereichen (203, 203A), die stärker n-dotiert sind als die n-Dotierung des Siliziumsubstrats (101), bei der an der Frontseite (F) des Siliziumsubstrats (101) ein weiterer p-dotierter Bereich (601) angeordnet ist, und bei der die auf der Rückseite (R) des Siliziumsubstrats (101) angeordneten p-dotierten Bereiche (602) und die an der Rückseite (R) des Siliziumsubstrats (101) angeordneten n-dotierten Bereiche (203, 203A) einen Höhenversatz zueinander aufweisen sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Rückkontakt-Solarzelle.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Rückkontakt-Solarzelle mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Rückkontakt-Solarzelle.
- Solarzellen sind allseits bekannte Bauelemente, die Sonnenlicht, d. h. elektromagnetische Strahlung in elektrische Energie umwandeln. Die Frontseite einer Solarzelle bzw. eines Substrats, das zur Herstellung einer Solarzelle verwendet wird, ist die lichtzugewandte Seite, wenn die Solarzelle in Betrieb ist. Die Rückseite einer Solarzelle bzw. eines Substrats, das zur Herstellung einer Solarzelle verwendet wird, ist die der Frontseite gegenüber liegende Seite.
- Allgemein gesprochen, kann eine Solarzelle hergestellt werden, indem p- und n-dotierte Bereiche in einem Halbleitersubstrat ausgebildet werden, in der Regel Silizium. Bor wird häufig als p-Dotand eingesetzt und Phosphor wird häufig als n-Dotand eingesetzt.
- Auf der Solarzelle auftreffendes Licht erzeugt Elektron-Loch-Paare. Die solcherart erzeugten Elektronen und Löcher wandern in der Regel in p-dotierte und n-dotierte Bereiche und zwar aufgrund eines elektrischen Feldes, das immer dann erzeugt wird, wenn p- und n-dotierte Bereiche miteinander in Kontakt stehen. Damit die Solarzelle Strom an einen externen Stromkreis weiterleiten kann, um also eine elektrische Kopplung herzustellen, werden die dotierten Bereiche an Kontakte gekoppelt, die in der Regel aus Metall hergestellt sind.
- Bei einer Rückkontakt-Solarzelle befinden sich diese Kontakte auf der Rückseite der Solarzelle. Variationen dieses Solarzellentyps und Verfahren zu ihrer Herstellung sind beispielsweise aus
US 6 998 288 B1 ,US 7 135 350 B1 und bekannt.WO 2009/074469 A2 - Bislang leidet die Gattung der Rückkontakt-Solarzellen aber darunter, dass eine schlechte Balance zwischen ihrer frontseitigen und ihrer rückseitigen Passivierung besteht, dass bei ihrer Verschaltung hohe Verluste durch Reihenwiderstände entstehen und dass sie relativ teuer sind. Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, dass ihre Herstellung eine relativ komplizierte, vielschrittige Prozessführung notwendig macht, bei der insbesondere eine Vielzahl von Masken zum Einsatz kommt, die jeweils einen aufwändigen Justageschritt erzwingen.
- Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Rückkontakt-Solarzelle bereitzustellen, welche kostengünstig herstellbar ist und verbesserte Eigenschaften aufweist und ein Verfahren zu deren Herstellung zu schaffen.
- Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Rückkontakt-Solarzelle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Solarzelle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 4. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Die erfindungsgemäße Rückkontakt-Solarzelle weist ein monokristallines, p- oder n-dotiertes Siliziumsubstrat und an der Rückseite des Siliziumsubstrats angeordneten p-dotierten Bereiche, die stärker p-dotiert sind, als die p-Dotierung des Siliziumsubstrats sowie an der Rückseite des Siliziumsubstrats angeordnete n-dotierten Bereiche, die stärker n-dotiert sind als die n-Dotierung des Siliziumsubstrats, auf. Erfindungswesentlich ist dabei, dass an der Frontseite des Siliziumsubstrats ein weiterer p-dotierter Bereich angeordnet ist und dass die auf der Rückseite des Siliziumsubstrats angeordneten p- dotierten Bereiche und die an der Rückseite des Siliziumsubstrats angeordneten n-dotierten Bereiche einen Höhenversatz zueinander aufweisen. Dabei liegt ein Höhenversatz insbesondere dann vor, wenn die rückseitigen Oberflächen der jeweiligen Bereiche unterschiedliche Abstände zur Frontseite haben. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform führt dies dazu, dass p-dotierte Bereich und n-dotierte Bereiche keine gemeinsame Grenzfläche haben, wodurch die Reihenwiderstände minimiert werden, weil derartige Grenzflächen wie Dioden wirken.
- Dieser Effekt wird dadurch weiter verstärkt, dass der weitere p-dotierte Bereich als Floating Emitter wirkt, der die realisierbare „pitch-Weite“, d.h. den Abstand zwischen benachbarten n-dotierten Bereichen erhöht und somit die Zahl von Übergangsbereichen zwischen p-dotierten und n-dotierten Bereichen minimiert (was darüber hinaus zur Kostenreduktion beitragen kann). Ohne einen derartigen Floating Emitter sind typischerweise pitch-Weiten von ca. 0,5mm erreichbar; erfindungs-gemäß werden pitch-Weiten von über 1mm erreicht, nämlich üblicherweise 1,4mm und bis zu 2mm.
- In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die an der Rückseite des Siliziumsubstrats angeordneten p-dotierten Bereiche einen geringeren Abstand zu einer Frontseite des Siliziumsubstrats auf als die an der Rückseite des Siliziumsubstrats angeordneten n-dotierten Bereiche. Dies ermöglicht eine weiter unten an einem Ausführungsbeispiel konkret erläuterte, besonders kostengünstige Herstellung.
- Vorteilhaft ist es ferner, wenn der an der Frontseite angeordnete weitere p-dotierte Bereich und die auf der Rückseite des Siliziumsubstrats angeordneten p-dotierten Bereiche denselben Dotierungsgrad und dasselbe Dotierungsprofil aufweisen. Dies führt zu einer signifikant verbesserten Balance zwischen der frontseitigen und der rückseitigen Passivierung.
- Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Rückkontakt-Solarzelle weist die folgenden Schritte auf:
- a) Bereitstellen eines monokristallinen, p- oder n-dotierten Siliziumsubstrats,
- b) Eindiffundieren von n-Dotierungsatomen in zumindest einen Teil der Rückseite des monokristallinen, p- oder n-dotierten Siliziumsubstrats zur Schaffung von rückseitigen n-dotierten Bereichen mit einer erstens Diffusionstiefe,
- c) Bilden eines ersten dielektrischen Deckfilms auf zumindest einem Teil der Rückseite des monokristallinen, p- oder n-dotierten Siliziumsubstrats
- d) Schaffen einer Vielzahl von lokalen Öffnungen im ersten dielektrischen Deckfilm auf der Rückseite des monokristallinen, p- oder n-dotierten Siliziumsubstrats durch selektives Entfernen des ersten dielektrischen Deckfilms an Stellen, an denen eine lokale Öffnung vorgesehen ist,
- e) Wegätzen des n-dotierten Bereichs an Stellen, an denen der n-dotierte Bereich nicht durch den ersten dielektrischen Deckfilm bedeckt ist,
- f) Eindiffundieren von p-Dotierungsatomen auf der Frontseite und an den Stellen der Rückseite, an denen der erste dielektrische Deckfilm lokale Öffnungen aufweist zur Schaffung von einem frontseitigen p-dotierten Bereich und von rückseitigen p-dotierten Bereichen, die jeweils eine zweite Diffusionstiefe, und
- g) Versehen der rückseitigen p-dotierten Bereiche und der rückseitigen n-dotierten Bereiche mit Kontakten zum Anschluss an eine elektrische Schaltung.
- Zweckmäßigerweise werden diese Schritte in der vorstehend angegebenen Reihenfolge ausgeführt. Insbesondere ist es möglich, die Schritte a bis f jeweils unmittelbar nacheinander durchzuführen, es sind also keine weiteren Maskierungs- und Justageschritte erforderlich, was zu einem besonders kostengünstigen Herstellungsverfahren führt.
- In einer bevorzugten Weiterentwicklung des Verfahrens wird zwischen den Schritten f) und g) ein zweiter dielektrischer Deckfilm auf Front- und Rückseite des monokristallinen, p- oder n-dotierten Siliziumsubstrats aufgebracht.
- Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn Schritt e) als texturierender Ätzschritt durchgeführt wird. Besonders bevorzugt ist insbesondere die Verwendung von Lösungen beim texturierenden Ätzen, die KOH oder NaOH und Isopropanol enthalten, weil sich gezeigt hat, dass dadurch die Eigenschaften der erhaltenen Solarzelle verbessert werden.
- Besonders einfach ist ein Verfahren, bei dem in demselben Prozessschritt, in dem Schritt b) durchgeführt wird, auch ein frontseitiger, n-dotierter Bereich mit der ersten Diffusionstiefe erzeugt wird, der in Schritt e) ebenfalls weggeätzt wird, alternativ ist es aber auch möglich, Schritt b) nur als einen auf die Rückseite des Siliziumsubstrats wirkenden Prozessschritt zu gestalten.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigt:
-
1 : eine schematische Darstellung eines für die Herstellung einer erfindungsgemäßen Solarzelle bereitgestellten Substrats, -
2 : das Substrat aus1 nach der Durchführung eines Phosphor-Diffusions-Prozesses, -
3 : das behandelte Substrat aus2 nach der Deposition eines dielektrischen Deckfilms, -
4 : das behandelte Substrat aus3 nach der selektiven Entfernung von dielektrischem Deckfilm und Phosphorsilikatglasschicht, -
5 : das behandelte Substrat aus4 nach der Anwendung eines Ätzschritts, -
6 : das behandelte Substrat aus5 nach der Durchführung eines Bor-Diffusions-Prozesses, -
7 : das behandelte Substrat aus6 nach dem Aufbringen eines zweiten dielektrischen Deckfilms, und -
8 : die nach der Kontaktierung des behandelten Substrats aus7 erhaltene Solarzelle. - Gleiche Bestandteile gleicher Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet, sofern nichts anderes erwähnt ist. Allerdings sind zur Verbesserung der Übersichtlichkeit nicht immer sämtliche Bezugszeichen, die anwendbar wären, in jeder Figur dargestellt.
- Allgemein ist zu betonen, dass die dargestellten Schichtdicken von dotierten Bereichen und Deckschichten stark übertrieben dargestellt sind. Insbesondere aus diesem Grund ist eine gegebene Schicht auch dann als „rückseitig“ oder „frontseitig“ anzusehen, wenn sie nicht unmittelbar an der Grenzfläche zwischen dem Substrat und der Umgebung angeordnet ist, sondern dazwischen noch eine Deckschicht vorliegt.
-
1 zeigt das bereitzustellende monkristalline Siliziumsubstrat101 mit Rückseite R und Frontseite F. Wie bereits oben erwähnt wurde, ist die Frontseite einer Solarzelle bzw. eines Substrats, das zur Herstellung einer Solarzelle verwendet wird, ist die lichtzugewandte Seite, wenn die Solarzelle in Betrieb ist. Die Rückseite einer Solarzelle bzw. eines Substrats, das zur Herstellung einer Solarzelle verwendet wird, ist die der Frontseite gegenüber liegende Seite. - Es sind sowohl n-dotierte als auch p-dotierte Siliziumsubstrate
101 verwendbar. Zweckmäßigerweise liegen die Widerstandswerte des verwendeten Substrats zwischen 0,5 Ohm·cm und 50 Ohm·cm, besonders gut geeignet sind Substrate mit Widerstandswerten zwischen 2 Ohm·cm und 15 Ohm·cm. - Vorteilhafterweise wird ein Siliziumsubstrat
101 verwendet, bei dem etwaig beim Sägen des Siliziumsubstrats101 aufgetretene Sägeschäden durch einen nachfolgenden Ätzschritt weitestgehend geheilt sind. -
2 zeigt das Siliziumsubstrat101 , nachdem ein Diffusionsschritt mit n-Dotanden, im hier gezeigten Beispiel konkret ein Phosphor-Diffusionsschritt durchgeführt wurde. Der Diffusionsschritt mit n-Dotanden hat zur Bildung einer frontseitigen n-dotierten Schicht201 und zur Bildung einer rückseitigen n-dotierten Schicht203 geführt. Allerdings ist, je nachdem wie der Diffusionsschritt ausgeführt wird, auch denkbar, dass in diesem Schritt nur eine rückseitiger n-dotierter Bereich203 erzeugt wird. - Da, wie vorstehend angemerkt, im hier dargestellten Prozess Phosphor als n-Dotand verwendet wird, kommt es ferner zur in situ Bildung von Phosphosilikatglasschichten
202 bzw.204 auf der Oberfläche der frontseitigen n-dotierten Schicht201 bzw. der rückseitigen n-dotierten Schicht203 . - Das Aufbringen eines dielektrischen Deckfilms
305 auf der Rückseite des Siliziumsubstrats101 ist der Prozesschritt, der zu der in3 dargestellten Situation führt, in der der dielektrische Deckfilm305 auf den rückseitigen n-dotierten Bereich203 und die auf diese entstandene Phosphosilikatglasschicht204 aufgebracht ist. Falls dies erwünscht ist, können alternativ in einem Zwischenschritt vor dem Aufbringen des dielektrischen Deckfilms305 durch Ätzen mit Flusssäure (HF) die Phosphosilikatglasschichten202 ,204 entfernt werden. - Durch selektives Entfernen, insbesondere mittels Ätzpaste oder Laserablation, des dielektrischen Deckfilms
305 , insbesondere in den Bereichen der Rückseite des Siliziumsubstrats101 , in denen später die rückseitigen p-dotierten Bereiche geschaffen werden sollen, werden lokale Öffnungen L im dielektrischen Deckfilm305 geschaffen, wie in4 dargestellt ist. Als besonders geeignet haben sich dabei linienförmige Öffnungen erwiesen. - Es ist zweckmäßig, die frontseitige Phosphosilikatglasschicht
202 und/oder zumindest an den Stellen der lokalen Öffnungen L im dielektrischen Deckfilm305 auch die Phosphosilikatglasschicht204 zu entfernen, falls dies nicht bereits vor dem Aufbringen des dielektrischen Deckfilms305 geschehen ist. Wie bereits erwähnt, kann dies durch Ätzen mit Flusssäure erreicht werden, wobei schon ein kurzes Eintauchen in die Flusssäure ausreicht. - Als nächstes wird ein Ätzschritt durchgeführt, mit dem die erzeugten n-dotierten Bereiche überall dort entfernt werden, wo sie offen liegen. Wie in
5 , der das Siliziumsubstrat101 nach der Ausführung dieses Ätzschritts zeigt, zu erkennen ist, liegt nach dem Ätzschritt vorteilhafterweise die Frontseite F des Siliziumsubstrats101 und in den Bereichen502 der Rückseite R des Siliziumsubstrats wieder im Ausgangszustand oder im Fall der -wie oben erläutert vorteilhaften- Anwendung eines texturierenden Ätzschritts, der in5 gezeigt ist, eine Texturierung in diesen Bereichen entstanden ist, wie in5 durch die stark übertrieben als Zick-Zack-Linie dargestellten Oberflächen des Siliziumsubstrats101 in diesen Bereichen veranschaulicht ist. - Um das Siliziumsubstrat
101 in den in6 dargestellten Zustand zu überführen, wird nachfolgende ein Diffusionsschritt mit p-Dotanden durchgeführt, der zur Bildung des frontseitigen p-dotierten Bereichs601 und der rückseitigen p-dotierten Bereiche602 im Bereich der lokalen Öffnungen L führt. Verwendbar sind insbesondere Bor, Gallium oder Aluminium. Da insbesondere durch die thermische Belastung während dieses Diffusionsschritts auch eine Modifikation der n-dotierten Bereiche auftritt, werden diese in den6 bis8 mit dem Bezugszeichen203A gekennzeichnet. - Um den in
7 dargestellten Zustand herbeizuführen, werden zweite dielektrische Deckfilme701 ,702 auf die zugänglichen Oberflächen des Siliziumsubstrats101 aufgebracht. Es kann vorteilhaft sein, zuvor auf den n-dotierten Bereichen602 eine Passivierungsschicht aufzubringen. Ferner kann es auch vorteilhaft sein vor dem Aufbringen des zweiten dielektrischen Deckfilms702 auf der Rückseite R des Siliziumsubstrats101 dort den ersten dielektrischen Deckfilm305 und die Phoshposilikatglasschicht (204 ) zu entfernen. -
8 zeigt die fertige Rückkontakt-Solarzelle100 , bei der auch eine Kontaktierung der rückseitigen n-dotierten Bereiche203A und der rückseitigen p-dotierten Bereiche602 durch Metallkontakte801 ,802 erfolgt ist. Verfahren zur Durchführung dieses Schritts, die insbesondere auch zur Durchdringung der dielektrischen Deckfilme305 und602 führen, sind aus dem Stand der Technik bekannt. - Wie man anhand der Beschreibung der Schritte, die zur Erzeugung der Rückkontakt-Solarzelle
100 gemäß diesem Ausführungsbeispiel führt, erkennt, kann durch eine geschickte Reihenfolge der vorzunehmenden Schritte und Inkaufnahme der Tatsache, dass einige Prozessschritte auch auf Bereichen des Siliziumsubstrats101 durchgeführt werden, auf denen sie nicht erwünscht sind, die aber im Rahmen weiterer notwendige Prozessschritte wieder rückgängig gemacht werden können, ein sehr einfacher und kostengünstiger Prozess, der insbesondere Masken weitestgehend vermeidet und äußerst geringe Anforderungen im Hinblick auf Justage stellt, realisiert werden. - Bezugszeichenliste
-
- 100
- Rückkontakt-Solarzelle
- 101
- Siliziumsubstrat
- 201
- frontseitiger n-dotierter Bereich
- 202, 204
- phosphosilikatglasschicht
- 203, 203A
- rückseitiger n-dotierter Bereich
- 305, 701, 702
- dielektrischer Deckfilm
- 601
- frontseitiger p-dotierter Bereich
- 602
- rückseitiger p-dotierter Bereich
- 801, 802
- Metallkontakte
- F
- Frontseite
- L
- Lokale Öffnung im dielektrischen Deckfilm
- R
- Rückseite
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- US 6998288 B1 [0005]
- US 7135350 B1 [0005]
- WO 2009/074469 A2 [0005]
Claims (7)
- Rückkontakt-Solarzelle (
100 ) mit einem monokristallinen, p- oder n-dotierten Siliziumsubstrat (101 ) und an der Rückseite (R) des Siliziumsubstrats (101 ) angeordneten p-dotierten Bereichen (602 ), die stärker p-dotiert sind, als die p-Dotierung des Siliziumsubstrats (101 ) sowie an der Rückseite (R) des Siliziumsubstrats (101 ) angeordneten n-dotierten Bereichen (203 ,203A ), die stärker n-dotiert sind als die n-Dotierung des Siliziumsubstrats (101 ), dadurch gekennzeichnet, dass an der Frontseite (F) des Siliziumsubstrats (101 ) ein weiterer p-dotierter Bereich (601 ) angeordnet ist, und dass die auf der Rückseite (R) des Siliziumsubstrats (101 ) angeordneten p-dotierten Bereiche (602 ) und die an der Rückseite (R) des Siliziumsubstrats (101 ) angeordneten n-dotierten Bereiche (203 ,203A ) einen Höhenversatz zueinander aufweisen. - Rückkontakt-Solarzelle (
100 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Rückseite (R) des Siliziumsubstrats (101 ) angeordneten p-dotierten Bereiche (602 ) einen geringeren Abstand zu einer Frontseite (F) des Siliziumsubstrats (101 ) aufweisen als die an der Rückseite (R) des Siliziumsubstrats (101 ) angeordneten n-dotierten Bereiche (203 ,203A ). - Rückkontakt-Solarzelle (
100 ) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der an der Frontseite (F) des Siliziumsubstrats (101 ) angeordnete weitere p-dotierte Bereich (601 ) und die auf der Rückseite des Siliziumsubstrats (101 ) angeordneten p-dotierten Bereiche (602 ) denselben Dotierungsgrad und dasselbe Dotierungsprofil aufweisen. - Verfahren zur Herstellung einer Rückkontakt-Solarzelle (
100 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche mit den Schritten a) Bereitstellen eines monokristallinen, p- oder n-dotierten Siliziumsubstrats (101 ), b) Eindiffundieren von n-Dotierungsatomen in zumindest einen Teil der Rückseite (R) Siliziumsubstrats (101 ) zur Schaffung von rückseitigen n-dotierten Bereichen (203 ) mit einer erstens Diffusionstiefe, c) Bilden eines ersten dielektrischen Deckfilms (305 ) auf zumindest einem Teil der Rückseite (R) des Siliziumsubstrats (101 ) d) Schaffen einer Vielzahl von lokalen Öffnungen (L) im ersten dielektrischen Deckfilm (305 ) auf der Rückseite (R) des Siliziumsubstrats (101 ) durch selektives Entfernen des ersten dielektrischen Deckfilms (305 ) an Stellen, an denen eine lokale Öffnung (L) vorgesehen ist, e) Wegätzen des rückseitigen n-dotierten Bereichs (203 ) an Stellen, an denen der rückseitige n-dotierte Bereich (203 ) nicht durch den ersten dielektrischen Deckfilm (305 ) bedeckt ist, f) Eindiffundieren von p-Dotierungsatomen auf der Frontseite (F) des Siliziumsubstrats (101 ) und an den Stellen der Rückseite (R) des Siliziumsubstrats (101 ), an denen der erste dielektrische Deckfilm (305 ) lokale Öffnungen (L) aufweist, zur Schaffung von einem frontseitigen p-dotierten Bereich (601 ) und von rückseitigen p-dotierten Bereichen (602 ), die jeweils eine zweite Diffusionstiefe aufweisen, und g) Versehen der rückseitigen p-dotierten Bereiche (602 ) und der rückseitigen n-dotierten Bereiche (203 ,203A ) mit Metallkontakten (801 ,802 ) zum Anschluss an eine elektrische Schaltung. - Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Schritten f) und g) ein zweiter dielektrischer Deckfilm (
701 ,702 ) auf Frontseite (F) und Rückseite (R) des Siliziumsubstrats (101 ) aufgebracht wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt e) als texturisierender Ätzschritt durchgeführt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in demselben Prozessschritt, in dem Schritt b) durchgeführt wird, auch ein frontseitiger, n-dotierter Bereich (
201 ) mit der ersten Diffusionstiefe erzeugt wird, der in Schritt e) ebenfalls weggeätzt wird.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102022118063A1 (de) * | 2022-07-19 | 2024-01-25 | "International Solar Energy Research Center Konstanz", ISC Konstanz e.V. | Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-Metall-Kontakten einer Solarzelle und Solarzelle |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9525083B2 (en) * | 2015-03-27 | 2016-12-20 | Sunpower Corporation | Solar cell emitter region fabrication with differentiated P-type and N-type architectures and incorporating a multi-purpose passivation and contact layer |
| CN109906515A (zh) * | 2016-10-25 | 2019-06-18 | 信越化学工业株式会社 | 高光电变换效率太阳能电池及高光电变换效率太阳能电池的制造方法 |
| CN108336162A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-07-27 | 浙江晶科能源有限公司 | 一种双面太阳能电池及其制造方法 |
| CN110112255A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-08-09 | 国家电投集团西安太阳能电力有限公司 | 一种基于光刻掩膜法制备n型ffe结构的ibc太阳能电池的方法 |
| CN114695577A (zh) * | 2020-12-30 | 2022-07-01 | 浙江爱旭太阳能科技有限公司 | 一种p型硅基底的背结背接触太阳电池及其制作方法 |
| CN114695593B (zh) * | 2020-12-30 | 2024-05-14 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 背接触电池的制备方法及背接触电池 |
| CN113948611B (zh) * | 2021-10-15 | 2023-12-01 | 浙江爱旭太阳能科技有限公司 | 一种p型ibc电池及其制备方法、组件、光伏系统 |
| WO2025229571A2 (en) | 2024-05-02 | 2025-11-06 | Futurasun S.R.L. | Apparatus for electrically connecting photovoltaic cells in series and method for operating said apparatus |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04192371A (ja) * | 1990-11-26 | 1992-07-10 | Hitachi Ltd | 太陽電池素子 |
| US6998288B1 (en) | 2003-10-03 | 2006-02-14 | Sunpower Corporation | Use of doped silicon dioxide in the fabrication of solar cells |
| WO2009074469A2 (de) | 2007-12-11 | 2009-06-18 | Institut Für Solarenergieforschung Gmbh | Rückkontaktsolarzelle mit grossflächigen rückseiten-emitterbereichen und herstellungsverfahren hierfür |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7339110B1 (en) * | 2003-04-10 | 2008-03-04 | Sunpower Corporation | Solar cell and method of manufacture |
| JP5226255B2 (ja) * | 2007-07-13 | 2013-07-03 | シャープ株式会社 | 太陽電池の製造方法 |
| DE102009015764A1 (de) * | 2008-10-31 | 2010-06-17 | Bosch Solar Energy Ag | Verfahren zur Herstellung monokristalliner n-Silizium-Rückseitenkontakt-Solarzellen |
| KR20110128619A (ko) * | 2010-05-24 | 2011-11-30 | 삼성전자주식회사 | 태양 전지 및 이의 제조 방법 |
| EP2395554A3 (de) * | 2010-06-14 | 2015-03-11 | Imec | Herstellungsverfahren für ineinandergreifende Rückkontakt-Photovoltaikzellen |
| WO2013074039A1 (en) * | 2011-11-16 | 2013-05-23 | Trina Solar Energy Development Pte Ltd | All-black-contact solar cell and fabrication method |
-
2011
- 2011-12-16 DE DE102011088899A patent/DE102011088899A1/de not_active Withdrawn
-
2012
- 2012-12-04 EP EP12805987.0A patent/EP2791976A1/de not_active Withdrawn
- 2012-12-04 WO PCT/EP2012/074378 patent/WO2013087458A1/de not_active Ceased
- 2012-12-14 CN CN2012206940479U patent/CN203071093U/zh not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04192371A (ja) * | 1990-11-26 | 1992-07-10 | Hitachi Ltd | 太陽電池素子 |
| US6998288B1 (en) | 2003-10-03 | 2006-02-14 | Sunpower Corporation | Use of doped silicon dioxide in the fabrication of solar cells |
| US7135350B1 (en) | 2003-10-03 | 2006-11-14 | Sunpower Corporation | Use of doped silicon dioxide in the fabrication of solar cells |
| WO2009074469A2 (de) | 2007-12-11 | 2009-06-18 | Institut Für Solarenergieforschung Gmbh | Rückkontaktsolarzelle mit grossflächigen rückseiten-emitterbereichen und herstellungsverfahren hierfür |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102022118063A1 (de) * | 2022-07-19 | 2024-01-25 | "International Solar Energy Research Center Konstanz", ISC Konstanz e.V. | Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-Metall-Kontakten einer Solarzelle und Solarzelle |
Also Published As
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| CN203071093U (zh) | 2013-07-17 |
| EP2791976A1 (de) | 2014-10-22 |
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