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Emitterverbund-Rückkontaktsolarzellen für die industrielle Fertigung

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2001

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Kress, Andreas

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Emitter wrap-through back contact solar cells for industrial production
Publikationstyp
Dissertation
Publikationsstatus
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Zusammenfassung

An industrially applicable low-cost process to produce emitter wrap-through back contact cells was developed. Back contact cells significantly facilitate the interconnection of solar cells to modules. This is a major contribution for reducing the costs of a photovoltaic device.
The investigated back contact cells are based on the emitter wrap-through (EWT) concept. Numerous tiny holes connect the front emitter with the contact grid at the cell rear. This electrical interconnection of front and rear side makes it possible to use low-cost silicon with a small life time of the minority carriers.
With this development the first process for EWT cells was published, which renounces completely on photolithographical steps and which nevertheless enables high efficiencies.
The reliable electrical isolation of p- and n-area at the cell rear is one of the most important steps within the production of an EWT cell. Because of the importance and on account of the enormous simplification induced by the development of a screen printable diffusion barrier, this process step was protected by a patent.
The result of three years of research and development is a industrially applicable process for the production process of low-cost back contact solar cells. Solar cells processed within this process with a cell area of 100 cm2 reached an efficiency of 15,8 This is the highest independently confirmed efficiency, which was published so far on EWT cells with screen printed metallization without any photolithographical steps. Two mini-modules of four polycrystalline and four monocrystalline EWT cells confirm the aesthetically appealing appearance of EWT back contact cells.

Zusammenfassung in einer weiteren Sprache

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde ein industriell anwendbarer, kostengünstiger Prozeß zur Herstellung von Emitterverbund-Rückkontaktsolarzellen entwickelt. Rückkontakt-solarzellen erleichtern die Verschaltung von einzelnen Solarzellen zu Modulen. Dadurch tragen sie dazu bei, die Kosten einer Photovoltaikanlage zu senken.
Die hier untersuchten Emitterverbundzellen basieren auf dem Emitter-Wrap-Through (EWT)-Konzept. Dabei wird der Frontemitter durch zahlreiche kleine Löcher im Wafer mit dem auf der Rückseite angeordneten Emitterkontaktgrid verbunden. Aufgrund der elektrischen Verbindung von Vorder- und Rückseite läßt sich für EWT-Zellen, im Gegensatz zu Hocheffizienz-Rückkontaktzellen, auch kostengünstiges Silizium mit kleiner Minoritäts-ladungsträgerlebensdauer verwenden.
Die zuverlässige elektrische Trennung von rückseitigen p- und n-Bereichen ist der wichtigste Schritt bei der Herstellung einer Emitterverbund-Rückkontaktsolarzelle; wegen der Bedeutung und aufgrund der großen Vereinfachung, die die Entwicklung einer siebgedruckten Diffusionsbarriere für die Herstellung von EWT-Zellen bedeutet, wurde dieser Prozeßschritt zum Patent angemeldet.
Als Ergebnis der dreijährigen Forschungs- und Entwicklungsarbeit kann ein industriell einsetzbarer Prozeß zur Herstellung von kostengünstigen Emitterverbund-Rückkontaktsolar-zellen präsentiert werden. Nach diesem Prozeß hergestellte EWT-Solarzellen aus Cz-Silizium mit einer Fläche von 100 cm2 erreichten einen Wirkungsgrad von 15,8 und damit den höchsten bisher veröffentlichten, unabhängig bestätigten Wirkungsgrad, der auf EWT-Zellen mit Siebdruckmetallisierung und unter Verzicht auf Photolithographieschritte erzielt wurde.
Zwei Präsentationsminimodule aus jeweils vier multi- und vier einkristallinen EWT-Zellen bestätigen das ästhetisch ansprechende Aussehen von EWT-Rückkontaktsolarzellen.

Fachgebiet (DDC)
530 Physik

Schlagwörter

neuartige Solarzellen, Siliziumsolarzellen, Photovoltaik, novel concept, silicon solar cells, renerative energy, photovoltaic

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Zitieren

ISO 690KRESS, Andreas, 2001. Emitterverbund-Rückkontaktsolarzellen für die industrielle Fertigung [Dissertation]. Konstanz: University of Konstanz
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October 16, 2001
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