Technologieangebote Solartechnik / Photovoltaik



Simultanes Ätzen unterschiedlich dotierter Bereiche bei der Produktion von Solarzellen

Die selektive Rückätzung unterschiedlich polarisiert dotierter Teilbereiche, mit ggf. zusätzlich verschieden hoher Dotierungskonzentration, erfolgt bei der Herstellung von Solarzellen standardmäßig in mehreren getrennten Maskierungs- und Ätzschritten.
Ein neues Verfahren könnte es nun ermöglichen, die Rückätzung aller Dotierungsbereiche in einem einzigen ggf. maskierten Ätzschritt simultan durchzuführen. Das Verfahren ist bei verschiedensten Solarzellenkonzepten anwendbar und verringert den Zeit-, Material- und Prozessaufwand.

 

 

Gleichzeitige Erzeugung unterschiedlich dotierter Bereiche auf einer Solarzelle mit Borsilikatglas

Bei der Herstellung einer Rückkontakt-Solarzelle müssen sowohl negativ als auch positiv dotierte Bereiche auf der Rückseite der Solarzelle erzeugt werden. Weiterhin muss zur Minimierung der Oberflächenrekombination die Frontseite der Solarzelle ausreichend passiviert sein. Es werden also 3 Bereiche mit unterschiedlichen Dotierungen benötigt.
Wissenschaftler der Universität Konstanz haben jetzt ein neues Verfahren entwickelt, mit dem diese 3 Bereiche durch einen einzigen Diffusionsschritt erzeugt werden können. Möglich macht dies das Aufbringen einer Schicht aus Borsilikat-Glas und einer teilweisen Maskierung aus Silizium-Nitrid auf der Rückseite der Solarzelle.

 

 

Laserinterferenz-Lithographie zur Metallstrukturierung auf der Vorderseite von Solarzellen

An der Universität Konstanz wurde ein Verfahren entwickelt, mit dem mithilfe der Single Pulse Laser Interference Lithography sehr feine Metallstrukturen kostengünstig und mit verhältnismäßig geringem technischem Aufwand auf eine Solarzelle aufgebracht werden können. Dabei steht das komplette aufgebrachte Metall zur Bildung von bspw. Leiterbahnen zur Verfügung. Die extrem feinen Strukturen führen nicht nur zu einem höheren Wirkungsgrad der Solarzelle durch eine geringere Abschattung, sondern die Strukturierung kann auch die Einkopplung von Photonen an der Oberfläche der Solarzelle verbessern. Dadurch kann sich die Texturierung der Solarzellen-Vorderseite unter Umständen erübrigen.

 

 

Optimale Passivierung von Defekten in kristallinen Silizium-Solarzellen

Monokristalline Solarzellen, die nach dem Czochralski-Verfahren (Cz-Verfahren) vergleichsweise kostengünstig hergestellt werden, erleiden in den ersten Stunden unter Sonneneinstrahlung erhebliche Wirkungsgradeinbußen von zum Teil 1 % abs. und mehr. Dieser Effekt wird Light-Induced-Degradation (LID) genannt. Da Solarzellen und Module nach ihrer Leistung verkauft werden, steckt in der Aufhebung des LID ein erhebliches wirtschaftliches Potential.
2006 bereits wurde an der Universität Konstanz ein einfaches Verfahren zur Regeneration der Solarzellen entwickelt, welches bei moderaten Temperaturen und Lichteinstrahlung sehr gut funktioniert. Dieses bekannte Verfahren wurde nun entscheidend weiter entwickelt und modifiziert: Schon während der Herstellung wird die Degradation der Cz-Silizium-Solarzellen weitgehend aufgehoben. Die Regeneration wird bei deutlich höheren Temperaturen als bisher und unter Einsatz von aus Siliziumnitrid eindiffundierten Wasserstoff durchgeführt und gewinnt dadurch erheblich an Effizienz und Geschwindigkeit. Idealerweise schließt sich dieser Prozess in der Produktion an den Ko-Feuerungsschritt an.

 

 

Busbarlose Rückkontakt-Solarzellen: Neuartiges Konzept zur Kontaktierung und Verschaltung

An der Universität Konstanz wurde eine neue Methode zur Kontaktierung von Rückkontakt-Solarzellen entwickelt, die sich insbesondere für die drahtbasierte Verschaltung von IBC-Solarzellen anbietet. Die Kontaktierung erfolgt durch schmale Tabbings oder Drähte mit hohem Leitwert, die rechtwinklig zu den Kontaktfingern geführt werden. Dabei verlaufen die Drähte alternierend durch sehr schmale Lücken in den Kontaktfingern (bspw. n-dotierte Kontaktfinger) und kontaktieren die Kontaktfinger der anderen Dotierung (bspw. p-dotierte Kontaktfinger).

 

 

Nicht-permanente Kontaktierung zur Charakterisierung und Klassifizierung von busbarfreien Solarzellen

Wissenschaftler der Universität Konstanz entwickelten eine Messvorrichtung zur nicht-permanenten Kontaktierung von busbarfreien Solarzellen, durch die eine genaue und direkte Charakterisierung der elektrischen Eigenschaften ermöglicht wird. Hierbei kann für die Messung jeder einzelne Kontaktfinger der Solarzelle mehrfach über reversibel lösbare Verbindungen kontaktiert werden, wodurch korrekte Strom-Spannungs-Kennlinien aufgezeichnet werden können, ohne dass eine nachträgliche Bereinigung mit Korrekturfaktoren notwendig ist.

 

 

Regenerierung von Bor-Sauerstoff-Defekten bei monokristallinen Solarzellen aus Cz-Silizium

Die erfindungsgemäße Technologie wurde entwickelt, um die lichtinduzierte Degradation (LID), die Solarzellen aus Cz-Silizium in den ersten Stunden unter Betriebsbedingungen erfahren, zu einem großen Teil und mit anhaltender Wirkung aufzuheben. Dabei werden die Zellen bei Temperaturen von bis zu 230 Grad unter Lichteinfluss oder durch das Anlegen von Spannung nachhaltig regeneriert. Das Verfahren kann leicht in bestehende Fertigungsprozesse integriert werden und verspricht eine Steigerung des Wirkungsgrades gegenüber herkömmlich produzierten Solarzellen aus Cz-Silizium von bis zu 5 % relativ.

 

 

Nasschemisches Verfahren zur Rückseiten-Glättung von industriell gefertigten Solarzellen

Durch das nasschemische Glätten der texturierten Rückseite von Solarzellen lässt sich einfach und effektiv die Leistung von Solarzellen steigern. Durch die abgerundeten Kanten erhöht sich die Rückseitenreflexion. Gleichzeitig wird der parasitären Emitter auf der Rückseite entfernt. Die notwendige Textur der Vorderseite wird durch eine Ätzbarriere geschützt. Es werden ausschließlich kostengünstige, in der industriellen Fertigung etablierte Technologien verwendet.

 

 

Silberfreie, nickelhaltige Paste für die Kontaktierung von Solarzellen

Die Erfindung beinhaltet eine silberfreie Paste zur Kontaktierung von Solarzellen mit Nickel. Dabei wird die dielektrische Schicht durch die säurehaltige Paste bei moderaten Temperaturen geöffnet, so dass sich mit den enthaltenen Nickelpartikeln ein Nickelsilizid bilden kann. Es entfällt der energieintensive Schritt des Einfeuerns der Silberkontakte mittels Glasfritte. Neben Nickel können auch Nickelverbindungen oder auch Titan verwendet werden. Der Nickelkontakt kann zur Verbesserung der Leitfähigkeit nachfolgend z. B. mit Kupfer oder Zinn verstärkt werden.