制造用于电接通光电太阳能电池的金属接触结构的方法和设备技术

本发明专利技术涉及一种制造用于电接通光电太阳能电池的金属接触结构的方法，为了形成这种接触结构，将含金属微粒的膏状物通过至少一个输出口施加到基体表面，在膏状物输出时，输出口和基体相对彼此运动。本发明专利技术的特征是，膏状物在循环区域内循环，分别在多个分支部处从循环区域中分出膏状物的一部分并且每个分支部配设至少一个输出口，通过输出口将在分支部分出的膏状物施加到基体的表面上，膏状物在自循环区域被分出至自配设给该分支部的输出口处被输出之间流动通过长度小于1cm的流动路径。此外本发明专利技术还涉及一种制造用于电接通光电太阳能电池的金属接触结构的设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种根据权利要求1和9的前序部分所述的制造用于电接通光电太阳能电池的金属接触结构的设备及其方法。
技术介绍
光电太阳能电池是面式的半导体元件，在该半导体元件中通过入射的电磁辐射产生载流子分离，从而在太阳能电池的至少两个电触点之间产生电势并通过与所述触点连接的外部电路能够从太阳能电池分接出电功率。此时，通过金属接触结构收集载流子，从而通过所述接触结构在一个或多个接触点上的接通能够将载流子馈入外部电路。因此，通常在制造太阳能电池时，将金属接触结构通常网格形或双梳子形地施加到太阳能电池表面，接触结构手指状地覆盖太阳能电池的表面，从而可以通过接触结构面式地从太阳能电池所有区域收集载流子并从这里将其输送给外部电路。如果将接触结构施加到太阳能电池这样的表面上，电磁辐射应在该表面上进入太阳能电池，所以接触结构必须满足以下抵触性的要求:接触结构应该覆盖在尽可能小的太阳能电池表面的面积区域，以便使遮蔽损耗最小化。此外，为了避免电损耗，金属接触结构应具有小的与所接通的太阳能电池半导体区域的接触电阻而且另一方面接触结构内部的线路电阻也应较低。因此有利的是，设置在太阳能电池上的接触结构具有尽可能高的纵横比，就是说，接触结构高与宽的比例较大。接触结构在这种情况下非常窄地构成，从而能够实现较低的遮蔽。同时接触结构还被构造得非常高，从而横截面积较大，相应地垂直于横截面的线路电阻较低，因此载流子能低损耗地输送。为了制造这种接触结构，已知在一个步骤中通过对含银的膏状物进行丝网印刷来完整地施加整个接触结构。然而在这种情况下会产生宽的接触结构，即，纵横比较低的接触结构，这种接触结构会导致低导电性并由于其宽度还通过对在位于其下面的太阳能电池的半导体材料的覆盖导致较高的光损失。此外由US 5，151，377可知，通过利用分配器将含金属微粒的膏状物经由输出口施加到在半导体基体来形成一种接触结构，当输出时，半导体基体相对于输出口运动。对于工业制造重要的是，太阳能电池的全部的制造过程，尤其是接触结构的制造能够低误差地以及经济地进行，不会因为所选择的制造方法而严重影响太阳能电池的效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种制造用于电接通光电太阳能电池的金属接触结构的方法和设备，该方法和设备能在工业中使用并且尤其是相对于在先已知的方法和设备具有较低的易故障性或故障率。此外通过本专利技术的方法和本专利技术的设备能够制造相对于传统丝网印刷法有更大纵横比的接触结构。该任务通过根据权利要求1所述的制造用于电接通光电太阳能电池的金属接触结构的方法以及根据权利要求11所述的相应设备得以解决。本专利技术的方法的有利扩展方案在权利要求2至10中给出，本专利技术的设备的有利扩展方案在权利要求12至21中给出。在根据本专利技术的制造用于电接通光电太阳能电池的金属接触结构的方法中，为了形成接通结构，将含金属微粒的膏状物通过至少一个输出口施加到基体的表面上。此时输出口和基体相对于彼此运动。由于这种相对运动，由此在基体上形成膏状物带，由所述膏状物带形成接触结构。重要的是，膏状物在循环区域内被循环并在多个分支部处分别从循环区域中分出一部分膏状物。在这里每个分支部至少配设一个输出口，通过输出口，在分支部处分出的膏状物被施加到基体表面上。此外，膏状物分别从离开循环区域的分支部到从配设给该分支部的输出口的输出之间流动通过长度小于5cm的流动路径。因此，与在先已知的方法相比，膏状物的循环在循环区域中进行并且只有膏状物的一部分在多个分支部处从循环区域中被分出并分别通过至少一个输出口被输出。因此膏状物处于持续运动的状态，一方面在循环区域内或从分支部到输出口流动通过时。这是基于本申请人的这样认知，即膏状物的这种持续运动可以防止膏状物的沉积，尤其是防止输出口堵塞。因此通过本专利技术的方法，相较于传统的方法可以尤其大大降低由于沉积和堵塞导致的易故障性。此外根据申请人的认知重要的是，只有很少量的膏状物在循环区域之外运动。在本专利技术的方法中由此确保，从分支部出发到配设给分支部的输出口之间的流动路径的长度小于5cm。通过本专利技术的方法，通过多个分支部可以在基体上同时并排平行地产生多个膏状物带，从而实现快速并因此在工业中能经济地使用的金属接触结构的制造。此外，输出口和基体之间的相对运动可以这样选择，或输出口可以这样设置:接下来向基体上相互叠置地施加两个或多个膏状物带，从而附加地实现所产生的膏状物带的高纵横比(高度比宽度)并因此产生用于太阳能电池的有利的接触结构，如前文所描述。所述任务还通过根据权利要求11所述的设备解决。根据本专利技术的制造用于电接通光电太阳能电池的金属接触结构的设备包括:至少一个输出流路和至少一个泵装置，所述输出流路带有用于含金属微粒的膏状物的输出口，所述泵装置用于通过输出流路在输出口向基体表面上输出膏状物。因此通过泵装置可以经由输出流路从输出口向基体表面上输出膏状物。重要的是，本专利技术的设备包括循环区域，并且泵装置构造成与循环区域协作，使得泵膏状物通过泵装置能在循环区域中循环。该循环区域具有多个分支部，这些分支部分别通过至少一个输出流路与至少一个输出口流体导通地连接，使得在分支部处能分别从循环区域中分出的膏状物的一部分并通过输出口能将其施加到基体上。此外，膏状物从分支部经过输出流路至输出口的流动路径长度分别小于5cm。因此前面关于本专利技术的方法所述的优点在本专利技术的设备中也可实现，因为膏状物能够在循环区域内循环并因此使得由于沉积或堵塞而产生的故障最小化，并且由于分支部和输出口之间的流动路径所述长度小于5cm。为了进一步降低堵塞的风险，分支部和输出口之间的流动路径的长度优选小于1cm，更优选小于0.7cm,优选小于0.3cm,更优选小于0.05cm，尤其是小于0.03cm。相应地在本专利技术的方法中如上所述选择流动路径的所述长度。因此在本专利技术中重要的是，膏状物在循环区域内实现循环并且膏状物通过多个分支部从循环区域分出并通过各个输出口输出。这里属于本专利技术范围内的是，循环区域内的循环以很小的空间实现，例如通过搅拌机构搅拌那样。同样在本专利技术范围内的是，循环是通过膏状物在循环区域内的来回运动实现的，尤其是通过振荡的膏状物运动实现。在一个优选的实施形式中，膏状物借助于泵装置运动，优选至少在所述多个分支部的区域内以振动的方式运动。例如这种能在一个优选的实施形式中这样实现，即，泵装置设置在循环区域一端或两端，所述泵装置使膏状物在循环区域内来回运动。在另一个优选的实施形式中，通过膏状物在循环回路中循环实现在循环区域内的循环。因此可得到如下优点:其他元件，例如一个用作膏状物贮存器的容器都能够以简单的方式在流体技术上结合到循环回路中。同样在本专利技术范围内的是，将两种运动方式组合起来，就是说，设置循环回路，在该循环回路中，膏状物通过泵装置至少在循环区域中在所述多个分支部的区域内持续或暂时地振荡地往复运动。本专利技术的设备和本专利技术的方法适于使用任何膏状物，尤其是低粘度的膏状物。使用含金属微粒的压力膏状物是特别有利的。有利的是，在本专利技术的方法中，膏状物以大致相等的体积流量在所有输出口处输出。因此实现了:从不同的输出口同时施加到基体上的膏状物带具有相同的体积，就是说，尤其是相同的横向于运动方向的宽度和高度，从而形成统一的并有高度重复精度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.03 DE 102010044349.21.一种制造用于电接通光电太阳能电池的金属接触结构的方法，为了形成这种接触结构，将含金属微粒的膏状物通过至少一个输出口施加到基体(5)表面，在膏状物输出时，输出口和基体相对彼此运动； 其特征是， 膏状物在循环区域内循环， 分别在多个分支部处从循环区域中分出膏状物的一部分并且每个分支点配设至少一个输出口，通过输出口将在分支部分出的膏状物施加到基体的表面上，膏状物在自循环区域被分出至自配设给该分支部的输出口处被输出之间流动通过长度小于5cm的流动路径。2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，循环区域内的循环通过膏状物在循环区域中的往复运动，尤其是通过振荡的膏状物运动实现。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征是，在循环区域中的循环通过膏状物在循环回路中的循环实现。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征是，膏状物在所有输出口处以大致相同的体积流量输出。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征是，膏状物在循环区域内在第一个分支部上游的体积流量是所有输出口的体积流量的总和至少5倍，优选至少10倍，优选至少50倍，更优选地至少100倍，尤其是1000倍。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征是，在循环区域的所有的设有用于通过输出口输出膏状物的分支部的部分区域中存在高出环境压力至少3bar，优选至少5bar,更优选至少IObar也是优选的,尤其是至少20bar,更优选地至少30bar的压。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征是，在各分支部处膏状物压力相差小于5%,优选小于I %，最好小于0.5%。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征是，在循环区域内流动路径的至少一个部分区域中，膏状物通过多个在膏状物的流动方向上依次布置的分支部分出并从每个分支部出发输送给至少一个配设给该分支部的输出口。9.根据权利要求8所述的方法，其特征是，对于在循环区域内在膏状物的流动方向上依次布置的分支部，从在流动方向上的第一个分支部到在流动方向上的最后一个分支部的总压力降优选以至少10倍，优选至少50倍，尤其是至少100倍小于在分支部和配设给该分支部的输出口之间的平均压力降。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征是，膏状物在循环区域内至少在一个部分区域内通过分支和在分支下游在循环区域的多个平行的流动路径循环，在平行的流动路径中的每个中，膏状物的一部分在至少一个分支部处分出并通过至少一个配设给所述分支部的输出口输出。11.一种使用前述权利要求中任一项所述的方法制造用于电接通光电太阳能电池的金属接触结构的设备， 包括至少一个带有用于膏状物的输出口的输出流路和至少一个泵装置(2)，所述膏状物包含微粒，所述泵装置用于经由...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔·毕罗，简·施佩希特，丹尼尔·舍菲勒，马克西米利安·波斯皮希尔，F·克莱芒，
申请(专利权)人：弗劳恩霍弗实用研究促进协会，
类型：
国别省市：