BISGES, Michael (Laberstraße 40 a, Sinzing, 93161, DE)
| Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle mit einer aktiven, der Sonne zugewandten Vorderseite und einer Rückseite, die mindestens einen Rückseitenkontakt aufweist, umfassend zunächst das Aufbringen einer Rückseitenmetallisierung auf die der Sonne abgewandete Rückseite der Solarzelle und das anschließende bereichsweise Aufbringen einer metallischen Schicht auf die Rückseitenmetallisierung zur Ausbildung mindestens eines Rückseitenkontaktes, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Schicht (11) zur Ausbildung des Rückseitenkontaktes (3) mit Hilfe eines Verfahrens zur Beschichtung einer Oberfläche unter Verwendung eines Strahls (10) eines Niedertemperaturplasmas bereichsweise aufgebracht wird und die Rückseitenmetallisierung (7) mit mindestens einer bis zur Rückseite der Solarzelle (1) reichenden Öffnung (8, 9) aufgebracht wird, wobei jedem Rückseitenkontakt (3) mindestens eine Öffnung (8) zugeordnet wird. 2. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle mit einer aktiven, der Sonne zugewandten Vorderseite und einer Rückseite, die mindestens einen Rückseitenkontakt aufweist, umfassend zunächst das Aufbringen einer Rückseitenmetallisierung auf die der Sonne abgewandete Rückseite der Solarzelle und das anschließende bereichsweise Aufbringen einer metallischen Schicht auf die Rückseitenmetallisierung zur Ausbildung mindestens eines Rückseitenkontaktes, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Schicht (11) zur Ausbildung des Rückseitenkontaktes (3) mit Hilfe eines Verfahrens zur Beschichtung einer Oberfläche unter Verwendung eines Strahls (10) eines Niedertemperaturplasmas bereichsweise aufgebracht wird und die Rückseitenmetallisierung (7) vollflächig auf die Rückseite (2) aufgebracht wird und vor dem Aufbringen der Schicht (11) zur Ausbildung des Rückseitenkontakts (3) mindestens eine bis zur Rückseite (2) der Solarzelle (1) reichende Öffnung (8, 9) in die Rückseitenmetallisierung (7) eingebracht wird, wobei jedem Rückseitenkontakt (3) mindestens eine Öffnung (8) zugeordnet wird. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Schicht (11) zur Ausbildung des Rückseitenkontaktes (3) jede Öffnung (8, 9) vollständig überdeckend aufgebracht wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere metallische Schichten (11) übereinander zur Ausbildung des Rückseitenkontaktes (3) auf die Rückseitenmetallisierung (7) aufgebracht werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahl (10) des Niedertemperaturplasmas in der Kernzone (21) eine Gastemperatur von weniger als 900 ° C, insbesondere von weniger als 500 ° C aufweist. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Niedertemperaturplasma ein atmosphärisches Plasma ist. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Material zur Herstellung der Solarzelle (1) Silizium verwendet wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Material zur Herstellung der Rückseitenmetallisierung (7) Aluminium aufgebracht wir Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung jedes Rückseitenkontaktes (3) eines der Metalle Zinn, Silber Zink, Kupfer oder Mischungen der vorgenannten Metalle aufgebracht werden. 10. Solarzelle mit einer aktiven, der Sonne zugewandten Vorderseite und einer Rückseite, die mindestens einen auf einer Rückseitenmetallisierung (7) angeordneten Rückseitenkontakt aufweist, wobei jedem Rückseitenkontakt (3) mindestens eine Öffnung (8) in der Rückseitenmetallisierung zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche des Rückseitenkontaktes (3) die Querschnittsfläche sämtlicher ihm zugeordneten Öffnungen mindestens um den Faktor 2 übersteigt. 11. Solarzelle herstellbar durch ein Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10. |
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle mit einer aktiven, der Sonne zugewandten
Vorderseite und einer Rückseite, die mindestens einen
Rückseitenkontakt aufweist, umfassend zunächst das Aufbringen einer Rückseitenmetallisierung auf die der Sonne abgewandete Rückseite der Solarzelle und das anschließende bereichsweise Aufbringen einer metallischen Schicht auf die
Rückseitenmetallisierung zur Ausbildung mindestens eines Rückseitenkontaktes. Außerdem betrifft die Erfindung eine durch das Verfahren herstellbare Solarzelle.
Solarzellen wandeln Licht in elektrische Energie. Die
Solarzelle bildende Halbleiter weisen Bereiche
unterschiedlicher Polarität auf. Beispielsweise ist ein
Emitterbereich mit einer ersten Polarität aus einem n-Typ- Halbleiter gebildet, wohingegen ein Basisbereich mit einer zweiten Polarität aus einem P-Typ-Halbleiter gebildet ist. Durch den an der Grenzfläche zwischen den Bereichen
unterschiedlicher Polarität gebildeten pn-Übergang werden Ladungsträgerpaare, die bei der Absorption auftreffenden Lichts gebildet werden, getrennt. Um die derart getrennten Ladungsträger einem externen Stromkreis zuführen zu können, weist jede Solarzelle Kontakte auf. Abhängig von der
Anordnung dieser Kontakte spricht man von Rückseitenkontakten und Vorderseitenkontakten. Um mehrere Solarzellen zu einem Solarmodul zu verschalten, werden die Solarzellen durch an den Kontakten angelötete Lötbänder elektrisch miteinander verbunden.
Die Solarzellen werden bisher wie folgt hergestellt:
BESTÄT6GUWGS OPIE Auf der Rückseite der Solarzelle aus Silizium wird bereichsweise eine metallische Schicht in Form einer silberhaltigen Paste dort aufgebracht, wo die
Rückseitenkontakte liegen sollen. Das Aufbringen erfolgt im Wege des Siebdrucks.
Anschließend wird die metallische Schicht in einem
Heißluftofen getrocknet.
Sodann wird die Rückseitenmetallisierung in Form einer Aluminium-Paste auf die Rückseite der Solarzelle
aufgebracht, wobei die Bereiche der Rückseitenkontakte ausgespart werden. Das Aufbringen der
Rückseitenmetallisierung erfolgt ebenfalls im Wege des Siebdrucks .
In einem Trocknungsprozess im Heißluftofen wird die aufgebrachte Aluminiumpaste zur Ausbildung der
Rückseitenmetallisierung bei einer ersten Temperatur Tl getrocknet.
Schließlich wird ein Firing-Prozess bei einer zweiten, gegenüber der ersten Temperatur Tl höheren Temperatur T2 von oberhalb 700 Grad Celsius durchgeführt. Die bei diesem Prozess eintretende Legierungsbildung zwischen dem
Aluminium der Rückseitenmetallisierung und dem Silizium der Solarzelle führt zu einer für die Funktion der
Solarzelle notwendigen Dotierung des Siliziums. Das bekannte Verfahren weist folgende Nachteile auf:
Die schlechte elektrische Leitfähigkeit der Pasten muss durch eine Wärmebehandlung im Heißluftofen (thermisches Sintern) verbessert werden, womit ein hoher
Energieaufwand verbunden ist. Da die silberhaltige Paste zur Ausbildung der Rückseitenkontakte unmittelbar auf der Rückseite der Solarzelle aufgebracht wird, findet in den Bereichen der Rückseitenkontakte keine Legierungsbildung zwischen der Rückseitenmetallisierung aus Aluminium und dem Silizium der Solarzelle statt, wodurch die Effizienz der
Solarzelle in den Bereichen der Rückseitenkontakte deutlich gemindert ist. - Die silberhaltige Paste zur Ausbildung der
Rückseitenkontakte ist für die Volumenproduktion von Solarzellen außerordentlich kostspielig.
Die US 5 178 685 A offenbart ein weiteres Verfahren zur
Herstellung einer Solarzelle, bei dem auf einem Silizium- Substrat zunächst eine Rückseiten-Metallisierung in Form einer Aluminiumpaste mit rechteckigen Aussparungen
aufgebracht wird. Nach dem Aufbringen wird die Aluminiumpaste in einem Firing-Prozess auf etwa 670 - 850 Grad Celsius erhitzt, damit die Rückseiten-Metallisierung in das Silizium- Substrat einlegiert. Zur Ausbildung von Lötkontakten wird in einem nächsten Schritt eine Silberpaste auf diejenigen
Bereiche mit den Aussparungen in der Aluminiumschicht
aufgebracht, wobei die Silberpaste die Aluminiumschicht an den Rändern der Aussparungen geringfügig überlappt. Die
Silberpaste wird anschließend bei einer gegenüber dem Firing- Prozess geringeren Temperatur getrocknet. Die derart
gebildeten Lötkontakte sind mit dem Silizium-Substrat und der Aluminiumschicht elektrisch leitend verbunden.
Die US 2001 / 0 035 129 AI offenbart ein Verfahren zur
Herstellung einer Solarzelle, bei dem auf der Rückseite der Solarzelle eine Metallisierung mit Hilfe eines Plasmastrahls aufgebracht wird. In den Plasmastrahl wird Metallpulver, z.B. aus Aluminium, eingebracht. Sofern zusätzliche metallische Lötkontakte erforderlich sind, wird im Wege des Plasmaspritzens der metallische Kontakt auf die zuvor
aufgebrachte Rückseiten-Metallisierung aufgebracht. Als
Vorteil des Plasmaspritzprozesses wird angegeben, dass die beim Stand der Technik erforderlichen Trocknungsschritte der Metallpasten nicht mehr erforderlich sind und die
Metallabscheidung ausschließlich im Wege des Plasmaspritzens und in einem Schritt erfolgt.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle mit verbesserter Effizienz und Haftung der
Rückseitenkontakte an der Rückseitenmetallisierung zu
schaffen. Des Weiteren soll eine Solarzelle mit verbesserter Effizienz und Haftung der Rückseitenkontakte vorgeschlagen werden.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, dass die metallische Schicht zur
Ausbildung des Rückseitenkontaktes mit Hilfe eines Verfahrens zur Beschichtung einer Oberfläche unter Verwendung eines Strahls eines Niedertemperaturplasmas bereichsweise
aufgebracht wird und die Rückseitenmetallisierung mit
mindestens einer bis zur Rückseite der Solarzelle reichenden Öffnung aufgebracht wird, wobei jedem Rückseitenkontakt mindestens eine Öffnung zugeordnet wird.
Außerdem wird diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, dass die metallische Schicht zur Ausbildung des Rückseitenkontaktes mit Hilfe eines Verfahrens zur Beschichtung einer Oberfläche unter Verwendung eines Strahls eines Niedertemperaturplasmas bereichsweise aufgebracht wird und die
Rückseitenmetallisierung vollflächig auf die Rückseite aufgebracht wird und vor dem Aufbringen der Schicht zur
Ausbildung des Rückseitenkontakts mindestens eine bis zur Rückseite der Solarzelle reichende Öffnung in die Rückseitenmetallisierung eingebracht wird, wobei jedem
Rückseitenkontakt mindestens eine Öffnung zugeordnet wird.
Eine Solarzelle mit verbesserter Effizienz und Haftung der Rückseitenkontakte ergibt sich aus den Ansprüchen 10 und 11.
Das Beschichtungsverfahren unter Verwendung eines Strahls eines Niedertemperaturplasmas bewirkt eine gut leitfähige Anbindung des Rückseitenkontaktes an die
Rückseitenmetallisierung. Die nachfolgend genannten
Beschichtungsmaterialien bauen eine gute Haftung zu der
Rückseitenmetallisierung aus Aluminium auf und weisen eine gute Lötfähigkeit auf, um die Solarzellen mittels Lötbändern zu Modulen zu verschalten.
Die Haftfestigkeit der Rückseitenkontakte wird verbessert, indem die Rückseitenmetallisierung mit mindestens einer bis zur Rückseite der Solarzelle reichenden, kleinflächigen
Öffnung aufgebracht wird, wobei jedem Rückseitenkontakt mindestens eine Öffnung zugeordnet wird. Alternativ wird die Rückseitenmetallisierung zunächst vollflächig auf die
Rückseite aufgebracht und anschließend wird die mindestens eine bis zur Rückseite der Solarzelle reichende kleinflächige Öffnung in die Rückseitenmetallisierung eingebracht. Die Querschnittsfläche der jedem Rückseitenkontakt zugeordneten Öffnung (en) sollte deutlich kleiner als die Fläche des
Rückseitenkontaktes sein, wobei dessen Fläche die
Querschnittsfläche sämtlicher ihm zugeordneten Öffnungen in der Rückseitenmetallisierung mindestens um den Faktor 2 übersteigt. In Folge dessen führen diese Öffnungen in der Rückseitenmetallisierung nur in geringem Maße zu einer verschlechterten Effizienz der Solarzelle in diesen
Bereichen. Die Öffnungen verbessern jedoch die Haftung der Rückseitenkontakte an der Rückseite der Solarzelle, in dem sie eine mechanische Verankerung des Rückseitenkontaktes an der Rückseite der Solarzelle ermöglichen. Eine weitere Verbesserung der Haftung an der
Rückseitenmetallisierung aus Aluminium bei gleichzeitiger Verbesserung der Lötfähigkeit wird erreicht, wenn mehrere metallische Schichten zur Ausbildung des Rückseitenkontaktes auf die Rückseitenmetallisierung aufgebracht werden.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignen sich Niedertemperaturplasmen, deren Plasmastrahl in der Kernzone eine Gastemperatur von weniger als 900 Grad Celsius,
insbesondere jedoch von weniger als 500 Grad Celsius
aufweist. Bei dem verwendeten Niedertemperaturplasma handelt es sich um ein so genanntes Atmosphärendruckplasma, bei welchem der Druck ungefähr dem der umgebenden Atmosphäre entspricht. Der wesentliche Vorteil des
Atmosphärendruckplasmas besteht darin, dass im Gegensatz zum Niederdruck- oder Hochdruckplasma kein Reaktor erforderlich ist, der für die Aufrechterhaltung eines zum Atmosphärendruck unterschiedlichen Druckniveaus sorgt. In Folge dessen lassen sich Verfahren mit Atmosphärendruckplasmen direkt in die Produktion zur Herstellung der Solarzelle integrieren.
Kostenintensive Reaktoren zur Erzeugung eines Unterdrucks sind nicht erforderlich. Die Effizienz der Solarzelle wird dadurch verbessert, dass zunächst die Rückseitenmetallisierung auf die Rückseite der Solarzelle aufgebracht wird. Erst anschließend wird die metallische Schicht zur Ausbildung des Rückseitenkontaktes bereichsweise auf die Rückseitenmetallisierung aufgebracht. Die Legierungsbildung zwischen dem Material der Solarzelle, insbesondere dem Silizium, und der Rückseitenmetallisierung, insbesondere Aluminium, findet daher auf einer größeren
Oberfläche als bei herkömmlichen Solarzellen statt. Hieraus resultiert eine Steigerung des Gesamtwirkungsgrades der
Solarzelle gegenüber einer herkömmlich hergestellten
Solarzelle um etwa 0,1 bis 0,3 %. Eine Verbesserung der Energieeffizienz bei der Herstellung der Solarzellen resultiert daraus, dass die
Rückseitenkontakte erst nach dem Aufbringen der
Rückseitenmetallisierung auf deren Oberfläche mit Hilfe eines Plasmastrahls abgeschieden werden. In Folge dessen ist kein zusätzlicher Trocknungsschritt zum Trocknen der
Rückseitenkontakte vor dem Aufbringen der
Rückseitenmetallisierung erforderlich. In dem herkömmlichen Prozess ist es indes erforderlich, die silberhaltige Paste zur Ausbildung der Rückseitenkontakte zunächst vollständig zu trocknen, bevor die Aluminiumpaste zur Ausbildung der
Rückseitenkontakte aufgebracht und wiederum getrocknet werden muss. Erst anschließend kann der nach dem Aufbringen der Rückseitenmetallisierung notwendige Firing-Prozess zur
Legierungsbildung und Dotierung durchgeführt werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist ein sich an das
Aufbringen der Rückseitenmetallisierung anschließender
Firing-Prozess bereits abgeschlossen, wenn die
Rückseitenkontakte abgeschieden werden. Da der Firing-Prozess mit Temperaturen oberhalb von 700 Grad Celsius zum Zeitpunkt des Aufbringens der metallischen Schichten zur Ausbildung der Rückseitenkontakte bereits abgeschlossen ist, können die Rückseitenkontakte aus preiswerteren, insbesondere einen tieferen Schmelzpunkt aufweisenden Metallen hergestellt werden, deren Einsatz sich beim Stand der Technik aufgrund des zwingend nachgeschalteten Firing-Prozesses verbietet. In Betracht kommt insbesondere eines der Metalle Zinn, Silber, Zink, Kupfer oder eine Mischung der vorgenannten Metalle. Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 a) eine Vorderansicht einer herkömmlichen
Solarzelle, Figur 1 b) eine Ansicht der Rückseite der Solarzelle nach
Figur 1 a) , Figur 1 c) einen Schnitt durch die Solarzelle nach den
Figuren 1 a) und 1 b) ,
Figur 2 a) eine Ansicht der Rückseite einer mit einem
Niedertemperatur- Plasmastrahl hergestellten Ausführungsform einer Solarzelle,
Figur 2 b) einen Schnitt durch die Solarzelle nach Figur
2 a),
Figur 3 a) eine Ansicht der Rückseite einer nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Ausführungsform einer Solarzelle,
Figur 3 b)
Figur 3 c) unterschiedliche Ausführungsformen von
Öffnungen in der Rückseitenmetallisierung für eine Solarzelle nach Figur 1 a) ,
Figur 3 d) einen Schnitt durch die Struktur nach
Figur 3 b) , Figur 3 e) einen Schnitt durch die Solarzelle nach
Figur 3 a) , Figur 4 eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens .
Die in Figur 1 dargestellte Solarzelle (1) weist auf ihrer Rückseite (2) längliche Rückseitenkontakte (3) auf, die unmittelbar auf die Rückseite (2) der aus Silizium
bestehenden Solarzelle (1) aufgebracht sind. Auf der aktiven, der Sonne zugewandten Vorderseite (4) befindet sich ein
Vorderseitenkontakt (5) . Um die Entfernung, die die
Ladungsträger lateral in der Ebene der Solarzelle (1)
zurücklegen müssen, um zu einem Kontakt (3, 5) zu gelangen, möglichst gering zu halten, gehen von den Kontakten mehrere Kontaktfinger (6) aus. Die Kontaktfinger (6) sind im
wesentlichen über die gesamte Fläche der Solarzelle (1) gleichmäßig verteilt. In dem Ausführungsbeispiel sind die Kontakte (3, 5) als längliche, quer zu den Metallfingern (6) verlaufende Streifen ausgestaltet.
Die in Figur 1 dargestellte Solarzelle (1) wird hergestellt, indem zunächst eine hoch silberhaltige Paste in Form der Rückseitenkontakte (3) , linienförmig auf das Silizium der Solarzelle (1) im Siebdruckverfahren aufgedruckt wird.
Anschließend erfolgt eine Trocknung in einem Heißlufto en. Sodann wird eine Rückseitenmetallisierung (7) durch
Aufbringen einer Aluminiumpaste, mit Aussparungen im Bereich der Rückseitenkontakte (3) im Siebdruckverfahren aufgebracht. Die Aluminiumpaste wird ebenfalls getrocknet. Anschließend kommt es bei einem so genannten Firing-Prozess mit
Temperaturen von oberhalb 700 Grad Celsius zu einer
Legierungsbildung zwischen dem Aluminium der Aluminiumpaste und dem Silizium der Solarzelle (1), die zu einer erwünschten und für die Funktion der Solarzelle (1) notwendigen Dotierung des Siliziums führt. Bei einem Beschichtungsverfahren mit einem
Niedertemperaturplasma (vgl. Figur 2) wird indes zunächst die Rückseitenmetallisierung (7) aus Aluminium vollflächig auf die Rückseite (2) des Siliziums der Solarzelle (1)
aufgebracht. Nach dem Trocknen und dem Einlegieren des
Aluminiums in das Silizium wird eine metallische Schicht (11) zur Ausbildung des Rückseitenkontaktes (3) mit Hilfe eines nachfolgend anhand von Figur 4 näher erläuterten
Beschichtungsverfahrens bereichsweise auf die
Rückseitenmetallisierung aufgebracht.
Die metallische Schicht (11) wird im dargestellten
Ausführungsbeispiel streifenförmig auf der
Rückseitenmetallisierung (7) abgeschieden.
Das in Figur 3 dargestellte erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle (1) zeichnet sich dadurch aus, dass die Rückseitenmetallisierung (7) mit mindestens einer bis zur Rückseite (2) der Solarzelle (1) reichenden Öffnung (8, 9) aufgebracht wird. Das Aufbringen der
Rückseitenmetallisierung mit der Öffnung (8) bzw. den
Öffnungen (9) kann beispielsweise im Wege eines
Siebdruckverfahrens erfolgen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Rückseitenmetallisierung (7) zunächst vollflächig auf die Rückseite (2) aufzubringen und anschließend die
Öffnung (en) (8, 9) durch Abtragen der
Rückseitenmetallisierung (7) einzubringen. Werden die
Öffnungen (8, 9) erst nach dem Aufbringen der
Rückseitenmetallisierung und Abschluss des Firing-Prozesses eingebracht, können Beeinträchtigungen der Effizienz der Solarzelle durch die Öffnungen vollständig ausgeschlossen werden .
In dem in Figur 3 a), e) dargestellten Ausführungsbeispiel ist jedem Rückseitenkontakt (3) genau eine längliche Öffnung (8) zugeordnet, deren Querschnittsfläche deutlich kleiner als die Querschnittsfläche des Rückseitenkontaktes (3) (vgl.
Figuren 3 b), 3 a)) ist.
Figur 3 c) zeigt eine Ausführungsform, bei der jedem
Rückseitenkontakt mehrere Öffnungen (9) in der
Rückseitenmetallisierung (7) zugeordnet sind. Gegenüber der Fläche des Rückseitenkontaktes ist die Summe der
Querschnittsflächen der Öffnungen (9) noch einmal kleiner, so dass die Effizienz der Solarzelle (1) durch die nicht mit einer Rückseitenmetallisierung (7) versehenen Bereiche unabhängig vom Zeitpunkt des Firing-Prozesses praktisch nicht beeinträchtigt wird.
Beim anschließenden Aufbringen der metallischen Schicht (11) zur Ausbildung des Rückseitenkontaktes (3) wird Metall in den Öffnungen (8 bzw. 9) abgeschieden und der durch die Öffnungen (8, 9) bis zur Rückseite (2) reichende Durchbruch gefüllt. Hierdurch wird der Rückseitenkontakt (3) an der Rückseite (2) der Solarzelle (1) verankert. Diese Verankerung kann abhängig von der verwendeten Aluminiumpaste zur Herstellung der
Rückseitenmetallisierung (7) erforderlich sein, um stabile Lötverbindungen an den Rückseitenkontakten (3) zu
ermöglichen . Figur 4 zeigt eine Vorrichtung zur Beschichtung der
Rückseitenmetallisierung (7) der Solarzelle (1) unter
Verwendung eines Strahls (10) eines Niedertemperaturplasmas, um die metallische Schicht (11) zur Ausbildung des
Rückseitenkontaktes (3) abzuscheiden. Die Vorrichtung umfasst einen Strahlgenerator (12) zur Erzeugung des gebündelten Strahls (10), der durch Entladung (13) unter Zufuhr eines Arbeitsgases (14) ausgebildet wird. Der Strahlgenerator (12) umfasst eine Stiftelektrode (15), die konzentrisch ein hohlzylindrischer, gegenüber der Stiftelektrode (15)
isolierter, rohrförmiger Mantel (16) aus elektrisch
leitfähigem Material umgibt. Der Mantel (16) weist an der unteren Stirnseite einen sich konisch zu einer Düsenöffnung (17) verjüngenden Bereich auf. An der gegenüberliegenden Stirnseite weist der hohlzylindrische Mantel (16) eine Zufuhr für das Arbeitsgas (14) auf, die mit einer nicht
dargestellten Gasversorgung, insbesondere einer
Druckluftversorgung verbunden ist.
Im Bereich der Düsenöffnung (17) befindet sich quer zur
Ausbreitungsrichtung des Strahls (10) eine Einspeisung (18) für ein Pulver-/Gasgemisch (22). Das Pulver-/Gasgemisch (22) wird unter Zufuhr eines weiteren Fördergases (19) in einem Behälter (20) durch Verwirbelung erzeugt und von dort der Einspeisung (18) zugeführt. Bei dem Pulver handelt es sich um metallisches Pulver zur Ausbildung des Rückseitenkontaktes (3). Das Pulver-/Gasgemisches (22) gelangt über die
Einspeisung (18) in den Strahl (10) des
Niedertemperaturplasmas, der unter atmosphärischen
Bedingungen das metallische Pulver auf die
Rückseitenmetallisierung aufbringt .
Optimale Ergebnisse werden erzielt, wenn der Strahlgenerator (12) mit einer gepulsten Gleichspannungsquelle (23) mit einer
Betriebsspannung zwischen 500 V bis 7 kV arbeitet. Die
Pulsfrequenz liegt insbesondere zwischen 10 bis 100 kHz. Der Beschichtungsprozess wird vorzugsweise derart gesteuert, dass der Strahl (10) des Niedertemperaturplasmas in der Kernzone (21) eine Gastemperatur von weniger als 900 Grad Celsius, insbesondere jedoch von weniger als 500 Grad Celsius
aufweist .
Der Abscheideprozess führt zu einer gut haftenden und
elektrisch gut leitenden Verbindung, zwischen dem derart abgeschiedenen Rückseitenkontakt (3) und der
Rückseitenmetallisierung (7). Bezugszeichenliste
Nr. Bezeichnung
1 Solarzelle
2 Rückseite
3 Rückseitenkontakt
4 Vorderseite
5 Vorderseitenkontakt
6 Kontaktfinger
7 Rückseitenmetallisierung
8 Öffnung
9 Öffnungen
10 Strahl
11 metallische Schicht
12 Strahlgenerator
13 Entladung
14 Arbeitsgas
15 Stiftelektrode
16 Mantel
17 Düsenöffnung
18 Einspeisung
19 Fördergas
20 Behälter
21 Kernzone
22 Pulver-/Gasgemisch
23 Spannungsquelle