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DE3011285A1 - Silizium-fotozelle und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Silizium-fotozelle und verfahren zu ihrer herstellung

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Publication number
DE3011285A1
DE3011285A1 DE3011285A DE3011285A DE3011285A1 DE 3011285 A1 DE3011285 A1 DE 3011285A1 DE 3011285 A DE3011285 A DE 3011285A DE 3011285 A DE3011285 A DE 3011285A DE 3011285 A1 DE3011285 A1 DE 3011285A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
light
cell
electrical contact
receiving surface
coating
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE3011285A
Other languages
English (en)
Inventor
Joseph Lindmayer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Solarex Corp
Original Assignee
Solarex Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Solarex Corp filed Critical Solarex Corp
Publication of DE3011285A1 publication Critical patent/DE3011285A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/20Electrodes
    • H10F77/206Electrodes for devices having potential barriers
    • H10F77/211Electrodes for devices having potential barriers for photovoltaic cells
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/30Coatings
    • H10F77/306Coatings for devices having potential barriers
    • H10F77/311Coatings for devices having potential barriers for photovoltaic cells
    • H10F77/315Coatings for devices having potential barriers for photovoltaic cells the coatings being antireflective or having enhancing optical properties
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S148/00Metal treatment
    • Y10S148/033Diffusion of aluminum

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

" *" 18„3ο80/2
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Die vorliegende Erfindung befaßt sich allgemein mit Fotozellen, welche elektrische Kontakte an ihrer vorderen und hinteren Oberfläche und überdies an der lichtempfangenden Frontseite einen Antireflexionsüberzug aufweisen. Im Besonderen befaßt sich die Erfindung mit einer Zelle und einem Verfahren zur Herstellung einer Zelle mit Kontakten in Form eines Gitters oder sonstigen Musters an der Frontseite und einem Antireflexionsüberzug zur Steigerung der adsorbierten und Minderung der reflektierten Lichtenergie.
In der vorigen deutschen Patentanmeldung P 30 01 124»6 vom 14» Januar 1980 sind Fotozellen an sich bekannter Bauweise beschrieben, in denen ein Ausgangs- oder Wirtsmaterial wie z.Bo monokristallines Silizium mit einem passenden Fremdatom dotiert worden ist, so daß die Oblate p- oder n-Charakteristik annimmt. Danach wird ein Fremdatom diffundiert
oder sonstwie eingegeben, dessen Leitfähigkeitstyp dem des Impflings entgegengesetzt ist, um an oder nahe an der lichtempfangenden Oblatenoberfläche eine photoelektrische p-n-Grenzschicht zu bilden, Defekt-Elektronen-Paare werden im Silizium erregt, wenn Lichtenergie an der Frontseite der Zelle einfällt. Wegen der Anwesenheit von p-n-Grenzschichten - womit sowohl p-n als auch γψ -Grenzschichten gemeint sind - werden Elektronen zur einen und Defektelektronen zur anderen Hauptoberfläche der Zelle geführt0 In einer typischen n-p-Zelle τ-andern Elektronen zur lichtempfang enden FrCiit.^eite und D^fsict^I^troneii aur Rückseite der Zelle,
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"5" ΐ8ο3
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TJm die Zelle zu betreiben, müssen an Vorder- und Rückseite der Zelle Kontakte angebracht werden, welche die durch Lichteinfall im Silizium oder sonstigen Wirtsmaterial erregten Elektronen zwecks Arbeitsleistung zum Verbraucher und danach in geschlossenem Stromkreis zurück zur Zelle führenο
Mancherlei, mit der Anbringung elektrischer Gitterkontakte an der Oberfläche von Fotozellen verbundene Probleme wurden durch Maßnahmen überwunden wie sie in der vorgenannten älteren Anmeldung beschrieben wurden; ζ„Β. dadurch, daß bei Zellen mit Silizium als Wirtsmaterial Partikelchen metallischen Materials von einer Temperatur oberhalb der Legierungstemperatur dieses Materials und von Silizium gebildet und daß diese PartikeTcäen aus einer Entfernung gegen die Oberfläche bei einer Temperatur erreichen, bei welcher sie mit dem Silizium legieren und dadurch an der Oberfläche haften» Dabei findet der elektrische Kontakt zwischen dem Silizium und dem Kontaktmaterial an der Frontseite ohne tiefe Legierung statt. Echte Legierung mag erfolgen» Jedoch bedeutet dies keine Beschränkung auf den engen technischen Begriff des Legierens, sondern schließt bei etwa niedrigerem Temperaturen auch ein Kleben bzw» Sintern mit ein. Flammensprühung, Lichtbogensprühung und Plasmasprühung lassen sich hierzu einsetzen0 All diesen Verfahren ist gemeinsam, daß feiner Partikelchen, Atome oder Ionen eines metallischen Materials, z.B. Aluminium,
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gegen die Arbeitsfläche der Solarzelle gerichtet werden. Zur Erfüllung der Zwecke vorliegender Erfindung werden diese drei Sprühmethoden angewandt, und es handelt sich beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung somit um eine Weiterbildung der Erfindung nach der genannten älteren Anmeldung» Während es .sich bei der älteren Anmeldung P 30 01 124,6 darum handelte, einige Probleme der Aufbringung von Kontakten zu lösen, wurde jedoch keine Lösung derjenigen Probleme aufgezeigt, die sich ergeben, wenn die Solarzellen mit einem Antireflexionsüberzug versehen und dabei elektrische Kontakte aufgebracht werden solleno Hierzu ist auf die US-Anmeldungen 740,670TDm 10. November 1976 und 838,093 vom 30- Sept. 1977 zu verweisen, die ein Verfahren zu m Aufbringen einer Antireflexionsschicht auf eine Solarzelle betreffen. Jene Anmeldung sowohl als auch z,B, US-PS 3,533,850 und US-PS 3,922,774 befassen sich mit dem Aufbringen solcher Antireflexionsschichten auf Fotozellen, Insbesondere wird in den älteren Anmeldungen des Anmelders, wie in P 2947647,9 ein Verfahren zur Bildung eines Antireflexionsbelages aus Ta3O5 beschrieben.
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Wenn Licht in eine Fotozelle einfällt, welche aus Silizium
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besteht, ergibt sich bekanntlich ein Brechungsindex von etwa 4,O0 Geht das Licht in die Siliziumoblate aus der Luft ein, hat es ein Medium mit dem Brechungsindex von Eins durchlaufene Entsprechend der Differenz der Brechungsindizes wird folglich ein wesentlicher Prozentsatz des Lichtes von der Zelle weg reflektiert und nicht absorbierte Es ist bekannt, daß gewisse Stoffe, welche als Belag auf die Solarzelle aufgebracht werden und insbesondere auch auf deren lichtempfangende Frontseite den Brechungsindex so verändern, daß der Reflexiqnsanteil herab gesetzt und dabei die Arbeitsweise der Solarzelle auch nicht hemmend beeinflußt wird,, Es ist bekannt, daß der Brechungsindex der Antireflexionsschicht für eine optimale Minderung des Reflexionsanteiles vorzugsweise größer als zwei für Siliziumzellen sein soll. Antireflexionsschichten können aus Titandioxyd, Tantaloxyd, Ceriumoxyd, Niobiumoxyd, Zinksulfid und Zinnoxyd bestehen; Tantaloxyd ist vom Anmelder geprüft worden und wird wegen seiner guten Eigenschaften bevorzugt verwendet« Gleichwohl lassen sich auch andere Stoffe zur Bildung der Antireflexionsschicht einse/tzeno
Bei der Anbringung elektrischer Kontakte an der Zelle ergeben sich eine Reihe neuer Probleme , wenn an der Lichtempfangsseite ein Antireflexionsbelag angebracht wird«. Eine Standardmethode zum Aufbringen eines Tantal- oder Tantalpentoxydbelages an der lichtempfangenden Oberfläche fotoelektrischer Zellen bestint
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darin, daß entweder Tantalpentoxyd oder elementares Tantal oder, entsprechend den Ausführungen in der älteren Anmeldung P 30 01 124.6 des Anmelders, eine Mischung beider durch Elektronenstrahlverdampfung auf der Oberfläche der Zelle niedergeschlagen wird« Jedoch eignet sich nicht jede Methode der Aufbringung von Material für eine Fließbandfertigung in einem Vakuum, aus dem einfachen Grunde, weil die Vakuumbeschichtung im allgemeinen erfordert, daß einzelne Zellen oder Gruppen von Zellen in eine geschlossene Vakuumkammer eingebracht werden» Dabei wird Zeit benötigt für .die Bildung des Vakuums,. die anschließende Beschichtung, die Auflösung des Vakuums und die Entnahme der beschichteten Fotozellen aus der Vakuumkammer„ Jedwede Vakuumbeschichtung steht somit einer einfachen und wohlfeilen Fließbandi - ■ ι "
fertigung von Fotozellen entscheidend entgegen»
Der älteren Anmeldung P 30 01 124»6 liegt die Aufgabe bereits
zugrunde, eine Vakuumbehandlung bei der Beschichtung zur Bildung elektrischer Kontakte auszuschließen. Da nun die Vakuumbeschichtung ebenfalls als normale Weise für die Herstellung eines Antireflexionsbelages aus Tantalpentoxyd an der Lichtempfangsoberfläche in Gebrauch ist, wäre es aus den obigen Gesichtspunkten in hohem Maße erwünscht, auch hierfür die Vakuumbeschichtung zu umgeheno Zwar sind andere Weisen zum Aufbringen einer Antireflexionsschicht bekannt oder erscheinen zumindest praktikabel,
wie beispielsweise Spinnbeschichtung, Sprühen durch feine Düsen, Siebdruck und dglo ; alle diese Verfahren erfordern aber eine
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saubere, relativ glatte Oberfläche, auf welcher der Antireflexionsbelag haften mußo Wird auf solche Weise, insbesondere im Spinnverfahren, eine Antireflexionsschicht auf die Solarzelle aufgebracht, welche bereits elektrische Kontakte trägt, ergeben sich Probleme, weil die zu beschichtende Oberfläche durch die aufliegenden Kontakte unterbrochen ist„ Des weiteren muß, nachdem eine Antireflexionsschicht auf die Zelle aufgebracht worden ist, der Belag bei relativ hohen Temperaturen von z.B. 4000C bis hinauf zu 8000C behandelt werden, um eine vollständige Oxydation des Tantals in den Beschichtungslösungen zu erzielen. Bei derart hohen Temperaturen
t neigen die metallischen Kontakte, welche bereits aufgeklebt oder mit dem Silizium zur Legierung gebracht sind, zu Veränderungen, welche eine Herabsetzung des Wirkungsgrades der Zelle zur Folge haben und möglicherweise auch eine Zerstörung der p-n-Grenzschieht.
Des weiteren ist ein Phonomen zu beachten, das sich ergibt, wenn elektrische Kontakte z„Bo aus Aluminum, auf übliche Weise · · an der lichtempfangenden Oberfläche.der Solarzelle angebracht werden, selbst dann, wenn dies durch Lichtbogen oder Flammensprühung, wie in der älteren Anmeldung P 30 01 124»6 beschrieben, geschieht. Bringt man an der Frontfläche elektrische Kontakte, gewöhnlich in Form eines Wetzwerkes oder Gitters, auf normale Weise an, wird ein Gegenstrom der Diode mit gleichzeitiger Neigung zur Herabsetzung der fotoelektrischen Spannung erregt.
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η O " t "ι ο ο j, ο u/ υ
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Bereiche der Solarzelle, welche mit elektrischen Kontakten bedeckt sind, neigen zu einem höheren Rückstrom, so daß es vorteilhaft erscheint, den Kontaktbereich derart zu verkleinern, daß s ich eine Herabsetzung des Gegenstromes ergibt, insbesondere dadurch, daß eine feine Verteilung einzelnen Kontaktpunkte von metallischem Material zwischen Halbleitermaterial hervorgerufen wirdo Auf solche Weise ließe sich der Rückstrom herabsetzen und gleichwohl eine wesentliche Minderung der elektrischen Leitfähigkeit vermeiden.
Es besteht somit die Aufgabe, eine Solarzelle und ein Verfahren zur Herstellung von Solarzellen zu schaffen, bei denen die Antireflexionsschicht anders als durch Verdampfung oder Vakuumbeschichtung mit Einsatz der Fotozellen in eine Vakuumkammer erzeugt wird,, Es besteht ferner die Aufgabe, eine solche Antireflexionsschicht, wenn Behandlung bei wesentlich erhöhten Temperaturen stattfinden muß, um eine vollständige Oxydation des Schichtmetalls herbeizuführen, diese Beschichtung durchgeführt wird, bevor die elektrischen Kontakte an der Zellenober— fläche angebracht worden sind., Dös weiteren ist anzustreben, die elektrischen Kontakte an der Oberfläche der Solarzelle in einem Verfahren anzubringen, welches, anders als das Einsatzverfahren bei Vakuumbehandlung, sich fortlaufend im Fließverfahren durchführen läßt.
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Das Wesen der Erfindung besteht in einem Verfahren, das allen vorgenannten Forderungen im wesentlichen gleichzeitig genügt» Es besteht darin, daß zunächst eine Antireflexionsschicht an der licht empfang enden Oberfläche aufgebracht wird, und zwar
vorzugsweise anders als im Vakuumverfahren, und daß alsdann Partikelchen metallischen Materials von einer Temperatur oberhalb der Legierungstemperatur diesess Materials und von Silizium gebildet und diese Partileichen aus einer Entfernung gegen die Oberfläche gesprüht werden derart, daß sie die Oberfläche bei einer Temperatur erreichen, bei welcher sie den Antireflexionsbelag durchdringen und in elektrischen Kontakt mit der lichtempfangenden Oberfläche der Zelle kommen»
Auf diese Weise werden punktartige Kontakte mit dem Silizium hergestellte Bei Herstellung solcher Kontakte bei der lichtempfangenden Oberfläche, welche der p-n-Grenzschicht der Zelle nahe benachbart ist, sollen die Partikelchen die lichtempfangende Oberfläche bei einer Temperatur erreichen, bei welcher sie nicht in die Oberfl äche in einem solchen Maße eindringen, das ausreichen würde, die p-n-Grenzschicht wesentlich zu beschädigen,»
Zweckmäßig wird die Oberfläche durch eine Maske abgedeckt, so daß nur ein kleiner Teil in einem Gittermuster besprüht wird» Zur Bildung der Maske wird auf die nicht mit Metallpartikelchen zu bedeckenden Teile der Antireflexionsschicht Farbe aufgebracht»
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Bei diesem Verfahren, das einer Schattenmarkierung entspricht, gelangt das Kontaktmaterial auf nicht mit Farbe bedeckte Bereiche der Antireflexionsschicht und durchdringt den Antireflexionsbelag, %WL bis die Partikelchen in Kontakt mit der 1 ichtempfandenden Oberfläche der Zelle kommen,, Vorzugsweise erfolgt die Beschichtung nach dem Spinnverfahren, im Verfolg dessen der Belag erhitzt wird, um die Lösungsmittel aus dem Belag zu entfernen» Danach wird der Belag gebrannt, um die Antireflexionsschicht auf der Zellenoberfläche zu fixieren und die Oxydation zu vollenden,,
Die so hergestellte Fotozelle hat eine lichtempfangende Oberfläche mit einem Antireflexionsbelag„ Dieser Antireflexionsbelag besteht vorzugsweise aus Tantalpentoxyd. Auf diesem Belag haftet ein Gitter oder Netzwerk von elektrisch leitfähigem Material, das, an im Abstand voneinander liegenden Bereichen, sich durch den Antireflexionsbelag erstreckt und Kontakte mit der lichtempfangenden Oberfläche der Zelle herstellt. In dieser Struktur sind die elektrischen Kontakte vorzugsweise nicht vom Antireflexionsbelag bedeckt„ Auf solche Weise ist eine Fotozelle geschaffen worden, in welcher der Rückstrom unterdrückt wird, während gleichzeitig die Anbringung sowohl des Antireflexionsbelages als auch der elektrischen Kontakte anders als im Vakuumeinsatζverfahren vollzogen wird=
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In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel veranschaulichtο
Figo 1 zeigt in schaubildlicher Darstellung
eine Siliziumoblate mit einer Antireflexionsschicht,
Fig ο 2 teilweise weggebrochen, eine Oblate nach Fig ο 1, mit einer aufgebrachten Maäce,
Figo 3 die Oblate nach Figo 2 mit aufgebrachtem elektrischem Kontakt und danach ent-
fernter Maske und
Figo 4 Querschnitt durch eine Zelle nach der
Erfindung nach der Linie 4-4 der Fig„
In Fig ο 1 ist eine Siliziumoblate 10 dargestellt, die zur Herstellung einer Fotozelle nach der Erfindung dient. Die Oblate hat einen Körper 11 aus Silizium, in welchem eine p-n-Grenzschicht (in Fig„ 1 nicht dargestellt) gebildet worden
i
istο Auf der lichtempfangenden Frontseitigen Oberfläche 12 ist ein.Belag 13 angebracht, welcher die ganze Frontseite 12 bedeckt und eine Antireflexionsschicht 13 fc'ildet.
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Die beste, zur Ausübung der Erfindung bisher angewandte Weise zur Bildung der Schicht 13 besteht darin, daß der Belag auf der Oberfläche im Spinnverfahren hergestellt wird, indem einige Tropfen einer Flüssigkeit auf das Spinnverkzeug aufgebracht werden, das alsdann mit einer hohen Geschwindigkeit von 3000 bis 4000 Umdrehungen in der Minute rotiert. Dies hinterläßt einen gleichmäßigen Belag auf der Zelloberfläche. Die zu diesem Zweck verwendete Material lösung ist bei der Allied Chemical Corp. unter der Markenbezeichnung DA-I51 erhältlich. Der BElag wurde nach dem Aufbringen über 15 Sekunden bei etwa 900C gebacken, um die Lösungsmittel im Handelsprodukt zu trocknen und wurde anschließend bei etwa 450 C gebrannt über eine Dauer von 60 Sekunden, um alles Tantal in Tantalpentoxyd umzuwandeln und um eine feste Haftung der antirefletiven Zusammensetzung auf der Oberfläche der Oblate zu erzeilen. Die optimale Dicke
des Antireflexionsbelages betrug für TA-151, eine Tantal enthaltende Lösung, 600 A, entsprechend einer Viertelwellenlänge. Drei Spinnvorgänge mit TA-151 waren erforderlich, um diese Dicke zu erreichen. Obwohl es durchaus möglich ist, die Antireflexionsschicht durch Aufsprühen oder im Siebdruckverfahren herzustellen, ist im vorliegenden Fall das Spinnverfahren vorzuziehen, insbesondere wenn, wie hier, eine im wesentlichen saubere und ununterbrochene Oberfläche, insbesondere auch nicht unterbrochene Kontakte vorliegt.
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Um das gitter- oder netzwerkartige Kontaktarmster zu erzeugen, lassen sich, mancherlei Arten von Masken einsetzen, insbesondere einetSchattenmaske oder fotolithographische Mittel« Im vorliegenden Fall wurde ein negatives Siebdruckverfahren bevorzugt, welches bedeutet, daß Farbe oder Tinte auf den Antireflexionsbelag 13 entsprechender Verteilung aufgebracht wurde, um diejenigen Bereiche abzudecken, die nicht mit elektrischem Kontaktmaterial zu bedecken sinde In Figo 2 ist, lediglich als Beispiel zur Illustration dargestellt, wie Farbe auf den Antiref lexionsbelag 13 aufgebracht/werden kann, um überstehende Balken 14 aus Farbe auf dem Belag 13 zu bilden. Alsdann wird durch Strahlsprühung, Flammensprühung oder Plasmasprühung, ganz so wie in der älteren Patentanmeldung P 30 01 124«6 beschrieben, ein elektrischer Kontaktkörper,
vorzugsweise aus Aluminium, inejenigen Bereichen der Oberfläche der Antireflexionsschicht 13 gebildet, die nicht durch Farbe abgeschirmt sind0 Nachdem das Kontaktmaterial abgekühlt ist, wird die Oblate in ein Lösungsmittel für die Farbe getaucht, im vorliegenden Fall Azeton, so daß ein Gebilde nach Figo 3 übrig bleibt» Dadurch ergibt sich eine Zelle mit einem Belag und einem Kontaktkörper, der, wie in der Zeichnung veranschau-
licht, lange Finger 15 hat,die mit dem Sammelstreifen 16 verbunden sind» Auf solche Weise ist ein elektrischer Kontakt an der Frontseite der Solarzelle legiert oder wenigstens verklebt, obwohl die Oberfläche insgesamt mit einer Antireflexionsschicht bedeckt ist«
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Damit der Fachmann nicht nach geeignetem Material zur Hers teilung der Maske suchen muß, wird der Hinweis gegeben, daß sich für die Maskenbildung die unter der Bezeichnung Wornow Plating Resist No. PR-1000 im Handel erhältliche, von der Wornow PRODUCTS, City of Industry, CA„ vertriebene Farbe eignet. Zur Strahlsprühung wurde eine Vorrichtung der Tafa Thermal SPray Equipment, of Bow, N.H. benutzt, als Pistole das Model 375 EFS, mit Steuerung 47-51, und Antrieb 3O-8A. Die Bearbeitung wurde mit einem Luftdruck von 9o p.s,i. bei 38 Volt und 25 Ampere durchgeführt. Das Sprühen erfolgte in Einhalbsekundenstößen mit insgesamt etwa 20 bis 30 Stoßen nacheinander. Die Pistole wurde während der Strahlsprühung etwa 16 bis 20 Zoll von der Zelle entfernt gehalten.
Einzelheiten der Struktur einer Solarzelle 1? nach der Erfindung, mit Ausnahme nur der rückseitigen Kontakte und verbindenden Leitungen, sind deutlich in Fig. 4 veranschaulicht. Wie hieraus ersichtlich, besteht die Zelle 17 aus einem Siliziumkörper 11, der so dotiert geworden ist, daß sich nahe der Oberfläche 12 des Körpers 11 eine p-n-Grenzschicht 18
vif.
bildet. Da der Schnitt nach Fig. 4 in Längsrichtung durch einen der Balken 15 bis zum Verteilerbalken 16 geführt ist, erkennt man den verbindenden Kontakt 16 lediglich an der Strichlinie 19. Aus Fig. 4 ist ferner ersichtlich, ^aß die Finger 15 und der Verteiler- bzw. Sammelbalken 16 an im
ι Abstand voneinander liegenden Stellen den Antireflexionsbelag
13 durchdrungen haben derart, daß sie diskontinuierliche
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Kontaktpunkte 20 bilden, welche den Kontakt mit der Frontfläche 12 des Siliziumkörpers 11 herstellen,,
Wie schon oben erwähnt, ist das Sprühverfahren , mit welchem die Finger 15 und der Sammelbalken 16 des elektrischen Kontaktes
ι ·
erzeugt werden, ausführlicher in der älteren Anmeldung P 30 01 124.6 beschrieben» Obwohl Aluminium bevorzugt als Kontaktmaterial verwendet wird, können doch auch andere elektrisch leitende Material ien benutzt werden. Die Pistole, mit welcher die geschmolzenen Metallpartikelchen gesprüht werden, muß nahe genug an der Oblate sein, so daß abhängig natürlich &οη dem jeweils gebrauchten Material das so aufgesprühte Kontaktmaterial diejenige Form im Prinzip annimmt, wie sie in Fig. 4 veranschaulicht ist. Die Aus-
1 1
führungen nach der älteren Anmeldung P 30 01 124.6 sind ent-
sprechend anzuwenden. Zur Bildung der elektrischen Kontakte
kann auch anderes Material als Aluminium und zur Bildung der Maske statt FArbe ein aiderer Stoff verwendet werden. Wichtig ist vor allen Dingen, daß das elektrisch leitfähige Material
> t I1...
nicht lediglich auf der Antireflexionsschicht .haftet, welche ja die ganze Frontseite bedeckt, sondern daß es sich durch diese Schicht hindurch erstreckt und mit dem Siliziumkörper 11 der Zelle selbst zum Kontakt kommen. Auf diese Weise wird der elektrische Kontakt nicht nur zuverlässig fest mit der
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ORIGINAL INSPECTED
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Zelle verbunden, er weist auch keine Überdeckungen durch anti-
l ■■-.'■
reflektives Material auf und sein Kontakt mit dem Siliziumkörper wird in voneinander getrennten Stellen vollzogen, so daß dem Auftreten von Rückstrom wirksam entgegengewirkt wird. Sowohl die Antireflexionsschicht als auch diej Frontkontakte werden nach der Erfindung,ohne irgendwelchen Vakuumeinsatz zu benötigen, gebildet, obwohl es natürlich auch nicht ausgeschlossen ist, die Antireflexionsschicht im Vakuumeinsatz zu erzeugen, ohne vom Wesen der vorliegenden Erfindung abzuweichen„
Im RAhmen der Erfindung sind noch mancherlei Abänderungen und andere Ausführungen möglich.
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ORIGINAL INSPECTED

Claims (1)

18.3.1980/2 80.29
PATENTANSPRÜCHE:
ΓΛι, Verfahren zum Aufbringen eines elektrisch leitenden Kontaktes auf der lichtempfangenden Oberfläche einer Silizium-Fotozelle mit einem Äntireflexionsbelag auf der lichtempfangenden Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß Partikelchen metallischen Materials von einer Temperatur oberhalb der Legierungstemperatur dieses Materials und von Silizium gebildet und daß diese Partikelchen aus einer Entfernung gegen die Oberfläche gesprüht werden derart, daß sie den Äntireflexionsbelag erreichen, ihn durchdringen und in elektrischen Kontakt mit der lichtempfangenden Oberfläche kommen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem sich dicht unter der lichtempfangenden Oberfläche der Zelle eine p-n-Grenzschicht befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikelchen die lichtempfangende Oberfläche bei einer Temperatur erreichen, bei welcher sie nicht in die Oberfläche in einem solchen Maße eindringen, das ausreichen würde, die p-n-Grenzschicht wesentlich zu beschädigen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche durch eine Maske abgedeckt wird, so daß nur ein kleiner Teil der Oberfläche besprüht wird.
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4·. Verfahren nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Maske auf die nicht mit Metallpartikelchen zu "bedeckenden Teile der Antireflexionsschicht Farbe aufgebracht wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Antireflexionsschicht durch Spinnen aufgebracht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 3» gekennzeichnet durch Schattenmaskierung.
7. Fotozelle mit lichtempfangender Frontfläche mit Antireflexionsschicht und einem einen kleinen Teil der Oberfläche bedekenden elektrischen Kontakt, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Eontakt mit Teilen die Antireflexionsschicht durchdringt und mit im Abstand voneinander liegenden Bereichen in elektrischem. Eontakt mit der lichtempfangenden Oberfläche der Zelle ist.
8. Fotozelle nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Eontakt aus linearen Segmenten besteht, von denen wenigstens eines mit im Abstand voneinander liegenden Bereichen in elektrischem Eontakt mit der lichtempfangenden Oberfläche der Zelle steht.
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-3 - 18»3ο80/2
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9„ Fotozelle nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Kontakt den umgebenden Raumbedingungen ausgesetzt ist und daß der Antireflexionsbelag an ihn grenzt, aber ihn nicht bedeckt,
Fotozelle nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Antireflexionsbelag aus Tantaloxyd besteht.
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DE3011285A 1979-03-28 1980-03-24 Silizium-fotozelle und verfahren zu ihrer herstellung Withdrawn DE3011285A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/024,784 US4240842A (en) 1979-03-28 1979-03-28 Solar cell having contacts and antireflective coating

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3011285A1 true DE3011285A1 (de) 1981-02-12

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Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3011285A Withdrawn DE3011285A1 (de) 1979-03-28 1980-03-24 Silizium-fotozelle und verfahren zu ihrer herstellung

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US (1) US4240842A (de)
BE (1) BE882469A (de)
CH (1) CH636227A5 (de)
DE (1) DE3011285A1 (de)
ES (2) ES8104641A1 (de)
FR (1) FR2452793A1 (de)
GB (1) GB2051876B (de)
IT (1) IT1130575B (de)
NL (1) NL8001784A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3328899A1 (de) * 1983-08-10 1985-02-28 Nukem Gmbh, 6450 Hanau Verfahren zum herstellen von frontseitigem elektrisch leitendem kontakt fuer photovoltaische zellen

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2941908C2 (de) * 1979-10-17 1986-07-03 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Verfahren zum Herstellen einer eine Silizium-Schicht aufweisenden Solarzelle
US4320251A (en) * 1980-07-28 1982-03-16 Solamat Inc. Ohmic contacts for solar cells by arc plasma spraying
US4511600A (en) * 1984-02-10 1985-04-16 Solarex Corporation Solar cell metal spray process
US4654468A (en) * 1985-09-09 1987-03-31 Energy Conversion Devices, Inc. Photovoltaic device having a predetermined current carrying capacity
GB8704967D0 (en) * 1987-03-03 1987-04-08 Pilkington Brothers Plc Electroconductive coatings
US4826777A (en) * 1987-04-17 1989-05-02 The Standard Oil Company Making a photoresponsive array
USD353129S (en) 1991-08-30 1994-12-06 Phototronics OHG Semi-transparent solar module panel
EP0729189A1 (de) * 1995-02-21 1996-08-28 Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum Vzw Herstellungsverfahren von Solarzellen und so hergestellte Produkte
US6278053B1 (en) * 1997-03-25 2001-08-21 Evergreen Solar, Inc. Decals and methods for providing an antireflective coating and metallization on a solar cell
US6077722A (en) * 1998-07-14 2000-06-20 Bp Solarex Producing thin film photovoltaic modules with high integrity interconnects and dual layer contacts
US6294725B1 (en) 2000-03-31 2001-09-25 Trw Inc. Wireless solar cell array electrical interconnection scheme
US6620645B2 (en) 2000-11-16 2003-09-16 G.T. Equipment Technologies, Inc Making and connecting bus bars on solar cells
US6635307B2 (en) 2001-12-12 2003-10-21 Nanotek Instruments, Inc. Manufacturing method for thin-film solar cells
US20100000602A1 (en) * 2007-12-11 2010-01-07 Evergreen Solar, Inc. Photovoltaic Cell with Efficient Finger and Tab Layout
CN103280485A (zh) * 2007-12-11 2013-09-04 麦克斯纪元公司 制造光电池的方法
US8129613B2 (en) * 2008-02-05 2012-03-06 Twin Creeks Technologies, Inc. Photovoltaic cell comprising a thin lamina having low base resistivity and method of making
US8178419B2 (en) 2008-02-05 2012-05-15 Twin Creeks Technologies, Inc. Method to texture a lamina surface within a photovoltaic cell
US8563352B2 (en) * 2008-02-05 2013-10-22 Gtat Corporation Creation and translation of low-relief texture for a photovoltaic cell
US8481845B2 (en) * 2008-02-05 2013-07-09 Gtat Corporation Method to form a photovoltaic cell comprising a thin lamina
WO2011014792A2 (en) * 2009-07-30 2011-02-03 Evergreen Solar, Inc. Photovoltaic cell with semiconductor fingers
US8349626B2 (en) * 2010-03-23 2013-01-08 Gtat Corporation Creation of low-relief texture for a photovoltaic cell
AU2011282499B2 (en) * 2010-09-03 2014-06-19 Tetrasun, Inc. Fine line metallization of photovoltaic devices by partial lift-off of optical coatings
US20130092218A1 (en) * 2011-10-17 2013-04-18 International Business Machines Corporation Back-surface field structures for multi-junction iii-v photovoltaic devices
US9673341B2 (en) 2015-05-08 2017-06-06 Tetrasun, Inc. Photovoltaic devices with fine-line metallization and methods for manufacture

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3982964A (en) * 1975-01-17 1976-09-28 Communications Satellite Corporation (Comsat) Dotted contact fine geometry solar cell
US4003770A (en) * 1975-03-24 1977-01-18 Monsanto Research Corporation Plasma spraying process for preparing polycrystalline solar cells
US4297391A (en) * 1979-01-16 1981-10-27 Solarex Corporation Method of applying electrical contacts to a photovoltaic cell

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3328899A1 (de) * 1983-08-10 1985-02-28 Nukem Gmbh, 6450 Hanau Verfahren zum herstellen von frontseitigem elektrisch leitendem kontakt fuer photovoltaische zellen

Also Published As

Publication number Publication date
FR2452793B1 (de) 1984-08-17
ES489992A0 (es) 1981-04-16
GB2051876B (en) 1983-06-22
IT1130575B (it) 1986-06-18
ES497700A0 (es) 1981-09-16
GB2051876A (en) 1981-01-21
BE882469A (fr) 1980-09-29
ES8104641A1 (es) 1981-04-16
ES8106982A1 (es) 1981-09-16
CH636227A5 (fr) 1983-05-13
FR2452793A1 (fr) 1980-10-24
US4240842A (en) 1980-12-23
IT8020972A0 (it) 1980-03-27
NL8001784A (nl) 1980-09-30

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