DE3210492A1 - Verfahren zum herstellen von grossflaechigen siliziumkoerpern in modulbauweise - Google Patents
Verfahren zum herstellen von grossflaechigen siliziumkoerpern in modulbauweiseInfo
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Description
-
- Verfahren zum Herstellen von großflächigen Silizium-
- körpern in Modulbauweise.
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von großflächigen Siliziurnkörpern in Modulbauweise, wie sie insbesondere zur Weiterverarbeitung für Solarzellenanordnungen verwendet werden, bei dem ein Trägerkörper mit netzartiger Struktur aus einem von Silizium benetzbaren Fasermaterial verwendet wird, mit dem geschmolzenen Silizium in Kontakt gebracht und so beschichtet wird, daß sich aufgrund der hohen Oberflächenspannung des geschmolzenen Siliziums in den Maschen des Netzes eine duume Siliziumschicht ausbilden kann und bei dem nach dem Erstarren des Silizium der Trägerkörper mit der netzartigen Struktur in den Siliziumkörper integriert ist.
- Ein solches Verfahren ist z. 3. aus der DE-OS 30 10 557 Al bekannt. Dieses Verfahren hat gegenüber anderen bekannten Verfahren, bei denen der Siliziumkörper durch material-und kostenintensive Trennprozesse aus Siliziumstäben oder gegossenen Siliziumblöcken gewonnen wird, eindeutig den Vorteil, daß durch seine Flächenform in Bändern oder Platten ohne Materialverlust die Solarzellenanordnung gleich in der gewünschten Dicke vorliegt und beim Herstellprozeß gleich die für seine Wirkungsweise erforderlichen aktiven Gebiete erzeugt werden können. Während bei der herkömmlichen Methode für 1 m2 große Siliziumsolarzellen wenigstens 1200 gr Silizium benötigt werden, sind bei der Herstellung in Flächenform (Sheet-Technologie) für 1 m2 große Siliziumsolarzellen weniger als 350 gr Silizium ausreichend. Außerdem sind die Wirkungsgrade, die sich mit dem Sheet-Naterial erzielen lassen (10 bis 14 %), durchaus mit den Wirkungsgraden von Siliziumsolarzellen aus Siliziumstäben und -blöcken vergleichbar.
- Nachteilig für die Sheet-Technologie ohne Trägerkörper ist, daß die mit ihr erzeugten Bänder wegen ihrer geringen Dicke (100 bis 150 /um) keine ausreichende mechanische Festigkeit besitzen und beim Zertrennen in Module eine hohe Ausbruchrate aufweisen. Diese Ausbruchrate wird gemindert, wenn ein Trägerkörper wie beim eingangs beschriebenen Verfahren verwendet wird, weil dadurch selbsttragende Siliziumkörper bzw. -bänder entstehen.
- Aufgabe der Erfindung ist es, die Trennung der Silizium-Körper oder -bänder beim eingangs beschriebenen Verfahren zu erleichtern und außerdem eine Siliziumstaubbildung und eine Beschädigung der Solarzellenränder zu vermeiden.
- Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, einen Trägerkörper zu verwenden, der in auf die flächenmäßige Ausdehnung der Solarzellenanordnung abgestimmten periodischen Abständen Maschenzeilen enthält, die aus einem von flüssigem Silizium nicht benetzbaren Material bestehen, so daß der Siliziumkörper an den nicht mit Silizium beschichteten Maschenzeilen in die einzelnen Solarzellenanordnungen zerteilt werden kann.
- Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß ein Trägerkörper verwendet wird, dessen Maschen in den zu beschichtenden Bereichen von aus Kohlenstoff oder von mit Kohlenstoff beschichteten #uarzglasfäden und in den nicht zu beschichtenden Bereichen aus Quarzglasfäden gebildet werden. Gemäß einem besonders günstigen Ausführungsbeispiel nach der Lehre der Erfindung wird ein Trägerkörper verwendet, der durch maskiertes Beschichten eines Quarzglas- fadennetzes mit Graphit in den für die Solarzellenanordnungen vorgesehenen Bereichen hergestellt worden ist.
- Dies kann beispielsweise geschehen durch Aufdampfen aus der Gasphase oder durch eine Plasmabscheidung. Die unbeschichteten Maschenstege können dann problemlos mit einem scharfen Trennwerkzeug (Messer, Rasierklinge, Schere) durchgetrennt werden. Zweckmäßigerweise sind die Zeilen mit den "Rett- und Schußfäden" aus dem von der Siliziumschmelze nicht benetzbaren Material im Trägerkörper so angeordnet, daß ein von ihnen umrandetes Feld des Trägerkörpers der Größe eines Solarzellenmoduis (z. B. 10 cm x 10 cm oder 10 cm x 20 cm) entspricht.
- Von großem Vorteil erweisen sich diese Maschenzellen -auch bei der Kristallisation des Silizium. Die Volumenzunahme beim Erstarren des Silizium (ca. 10 %), wie auch das unterschiedliche Verhalten von Siliziuznkörper und Trägerkörper bei der Abkühlung führen bei der Flächenkristallisation zu lateralen Verspannungen. Durch die Existenz von unbeschichteten Maschenzeilen können diese lateralen Spannungen im Flächensilizium, z. B. im Siliziumband, aufgefangen bzw. klein gehalten werden, so daß eine hohe Kristallqualität erreicht werden kann. Zweckmäßigerweise wird deshalb die Größe des Solarzellenmoduls und die Größe des Feldes, in dem das Silizium spannungsfrei und in einer hohen Kristallqualität auskristallisieren kann, aufeinander abgestimmt, da sich eine gute Kristallqualität auf den erzielbaren w.iirkungsgrad der Solarzellen unmittelbar auswirkt.
- Zur weiteren Erläuterung und deren in den Unteransprüchen gekennzeichneten Weiterbildungen wird auf die in der Zeichnung befindliche Figur Bezug genommen, welche in 3draufsicht einen teilweise beschichteten erfindungsgemäßen netzförmigen Trägerkörper mit modularem Aufbau zeigt. Dabei sind mit dem Bezugszeichen 1 siliziumbesch#chtete Solarzellenniodule, mit 2 noch unbeschichtete Solarzellenmodul-Bereiche des Trägerkörpers, mit 3 Maschenzeilen aus einem von schmelzflüssigem Silizium nicht benetzbaren Material und mit 4 und 5 die den netzförmigen Trägerkörper bildenden Quarzglasfäden (4) bzw. aus mit Kohlenstoff beschichteten Quarzglas faden (5) bezeichnet.
- 4 Patentansprüche 1 Figur
Claims (4)
- Patentanspriiche.(1 Verfahren zum Herstellen von großflächigen Siliziumkörpern in Modulbauweise, wie sie insbesondere zur Weiterverarbeitung für Solarzellenanordnungen verwendet werden, bei dem ein Trägerkörper mit netzartiger Struktur aus einem, von Silizium benetzbaren Fasermaterial (5) verwendet wird, mit geschmolzenem Silizium in Kontakt gebracht und so beschichtet wird, daß sich aufgrund der hohen Oberflächenspannung des geschmolzenen Siliziums in den Maschen des Netzes (1) eine dünne Siliziumschicht ausbilden kann und bei dem nach dem Erstarren des Siliziums der Trägerkörper mit der netzartigen Struktur in den Siliziumkörper integriert ist, d a d u r c h g g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Trägerkörper verwendet wird, der in auf die flächenmäßige Ausdehnung der Solarzellenanordnung abgestimmten periodischen Abständen Maschenzeilen (3) enthält, die aus einem von flüssigen -Silizium nicht benetzbaren Material (4) bestehen, so daß der Siliziumkörper an den nicht mit Silizium beschichteten Maschenzeilen (3) in die einzelnen Solarzellenanordnungen (1, 2) zerteilt werden kann.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k k e n n z e i c h n e t , daß ein Trägerkörper verwendet wird, dessen Maschen in den zu beschichtenden Bereichen (1, 2) von Kohlenstoff oder aus mit Kohlenstoff beschichteten Quarzglasfäden (5) und in den nicht zu beschichtenden Bereichen aus Quarzglasfäden (4) gebildet werden.
- 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e -k e-n n z e i c h n e t , daß ein Trägerkörper verwendet wird, der durch maskiertes Beschichten eines Quarzglasfadennetzes mit Kohlenstoff in den für die Solarzellenanordnungen vorgesehenen Bereichen (1, 2) hergestellt worden ist.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n-n z e i c h n e t , daß die Zerteilung durch Abtrennung mittels eines Schneidwerkzeuges erfolgt.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19823210492 DE3210492A1 (de) | 1982-03-22 | 1982-03-22 | Verfahren zum herstellen von grossflaechigen siliziumkoerpern in modulbauweise |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE19823210492 DE3210492A1 (de) | 1982-03-22 | 1982-03-22 | Verfahren zum herstellen von grossflaechigen siliziumkoerpern in modulbauweise |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3210492A1 true DE3210492A1 (de) | 1983-09-29 |
| DE3210492C2 DE3210492C2 (de) | 1990-02-01 |
Family
ID=6158975
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| DE19823210492 Granted DE3210492A1 (de) | 1982-03-22 | 1982-03-22 | Verfahren zum herstellen von grossflaechigen siliziumkoerpern in modulbauweise |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3210492A1 (de) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE3700792A1 (de) * | 1987-01-13 | 1988-07-21 | Hoegl Helmut | Solarzellenanordnung mit mehreren solarzellen-elementen, welche mindestens eine photovoltaische schicht rings um eine langgestreckte elektrode herum aufweisen, eine zugehoerige elektrodenanordnung sowie ein verfahren zur herstellung solcher solarzellen |
| EP0632931A4 (de) * | 1992-03-24 | 1996-01-10 | Aec Able Eng Co Inc | Traegerhuelle fuer sonnenzellenanordnungen. |
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-
1982
- 1982-03-22 DE DE19823210492 patent/DE3210492A1/de active Granted
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| EP0632931A4 (de) * | 1992-03-24 | 1996-01-10 | Aec Able Eng Co Inc | Traegerhuelle fuer sonnenzellenanordnungen. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3210492C2 (de) | 1990-02-01 |
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