DE102009023125A1 - Manufacturing serially switched thin-film solar cells, comprises arranging a semi-finished product with a rigid carrier substrate onto a reception, and introducing the semi-finished product in a deposition chamber with a deposition device - Google Patents

Manufacturing serially switched thin-film solar cells, comprises arranging a semi-finished product with a rigid carrier substrate onto a reception, and introducing the semi-finished product in a deposition chamber with a deposition device Download PDF

Info

Publication number
DE102009023125A1
DE102009023125A1 DE102009023125A DE102009023125A DE102009023125A1 DE 102009023125 A1 DE102009023125 A1 DE 102009023125A1 DE 102009023125 A DE102009023125 A DE 102009023125A DE 102009023125 A DE102009023125 A DE 102009023125A DE 102009023125 A1 DE102009023125 A1 DE 102009023125A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
semi
deposition
finished product
masking
masking agent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102009023125A
Other languages
German (de)
Inventor
Rainer Merz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universitaet Stuttgart
Original Assignee
Universitaet Stuttgart
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universitaet Stuttgart filed Critical Universitaet Stuttgart
Priority to DE102009023125A priority Critical patent/DE102009023125A1/en
Publication of DE102009023125A1 publication Critical patent/DE102009023125A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1876Particular processes or apparatus for batch treatment of the devices
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/04Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • C23C14/042Coating on selected surface areas, e.g. using masks using masks
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/04Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • C23C16/042Coating on selected surface areas, e.g. using masks using masks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/20Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials
    • H01L31/206Particular processes or apparatus for continuous treatment of the devices, e.g. roll-to roll processes, multi-chamber deposition
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67745Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber characterized by movements or sequence of movements of transfer devices
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

The method comprises arranging a semi-finished product (10) with a rigid carrier substrate (12) onto a reception, introducing the semi-finished product in a deposition chamber with a deposition device, bringing a masking device with a strand-like masking agent (30a, 30b), which is present in a longitudinal direction under prestress, onto a surface of the semi-finished product turned to the deposition device, and partially shading the surface of the semi-finished product using the masking device against the deposition device for structuring a material layer to be deposited. The method comprises arranging a semi-finished product (10) with a rigid carrier substrate (12) onto a reception, introducing the semi-finished product in a deposition chamber with a deposition device, bringing a masking device with a strand-like masking agent (30a, 30b), which is present in a longitudinal direction under prestress, onto a surface of the semi-finished product turned to the deposition device, partially shading the surface of the semi-finished product using the masking device against the deposition device for structuring a material layer to be deposited, depositing the material layer on the semi-finished product, and removing the masking device from the surface of the semi-finished product. The strand-like masking agent contains filaments (32, 34) lying on each other. The carrier substrate consists of glass, glass ceramic material, wafer, plastic or metal. The semi-finished product is convexly bulged in relation to the deposition device. The strand-like masking agent carries out a relative movement against the semi-finished product in the longitudinal direction of the masking agent during the deposition of the material layer, is continuously or quasi-continuously fed and discharged in the longitudinal direction, is guided with a guide roller or is directed by a centering unit, and is loaded in vertical to the surface of the semi-finished product by a holding down device transverse to its longitudinal direction. The holding down device has the guide roller and the centering unit. The strand-like masking agent is prestressed in the longitudinal direction by a spring. Several material layers are deposited on the semi-finished product under the utilization of the deposition chambers. The masking agent is displaced between the deposition of the material layers onto the surface of the semi-finished product transverse to its longitudinal direction to allow contact or separation of determined material layers. The deposition of the material layers and the displacement of the masking agent take place in process gas atmosphere or in vacuum. The displacement of the masking agent takes place in a separate displacement chamber. A transfer takes placer between the deposition and displacement steps, in which the semi-finished product is exposed to the process gas atmosphere or vacuum. The contaminants or residues of the deposited material layers are removed from the masking device by an etching process. An independent claim is included for a device for manufacturing serially switched thin-film solar cells.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung seriell verschalteter Dünnschicht-Solarzellen, das die Schritte Anordnen eines Halbzeuges mit einem starren Trägersubstrat auf einer Aufnahme, Einbringen des Halbzeuges in eine Abscheidekammer mit einer Abscheideeinrichtung und Abscheiden einer Materialschicht auf das Halbzeug aufweist.The The invention relates to a method for the production of serially connected Thin-film solar cells, which arrange the steps of a Semi-finished product with a rigid carrier substrate on a receptacle, introducing of the semifinished product in a deposition chamber with a separator and depositing a layer of material on the semifinished product.

Solarzellen auf Basis der Dünnschicht-Technologie zeichnen sich insbesondere durch geringen Materialverbrauch bei der Erzeugung der aktiven Schichten und einen hohen potentiell erreichbaren Wirkungsgrad aus. Zur Reduzierung ohmscher Verluste und zur Bereitstellung einer hohen Ausgangsspannung werden die aktiven Schichten der Solarzellen üblicherweise auf dem Substrat strukturiert und seriell miteinander verschaltet.solar cells in particular based on the thin-film technology due to low material consumption during the production of the active layers and a high potentially achievable efficiency. To reduce ohmic losses and to provide a high output voltage become the active layers of solar cells usually structured on the substrate and connected in series with each other.

Als Substrat für die Herstellung von Solarzellen auf Basis der Dünnschicht-Technologie können starre Werkstoffe verwendet werden, da hierdurch die sehr dünnen Schichten auf einer festen Basis angeordnet werden können, wodurch sich die mechanische Stabilität erhöhen und die Handhabung während der Fertigung vereinfachen kann.When Substrate for the production of solar cells based Thin-film technology can be rigid materials be used, because this way the very thin layers can be arranged on a firm basis, whereby increase the mechanical stability and the Can simplify handling during production.

Ein Verfahren zur Herstellung einer Verschaltung von Dünnschicht-Solarzellen mit Glassubstraten ist aus der WO 2007/044555 A2 bekannt. Hierbei werden in einem ersten Prozessablauf aktive und leitfähige Schichten auf ein Substrat abgeschieden, wobei anschließend einzelne oder alle Schichten mit einem Laser oder durch mechanisches Ritzen aufgetrennt werden, um mit einem Druckverfahren oder durch Galvanisieren eine zusätzliche leitfähige Schicht zur gezielten Verbindung bestimmter aktiver Schichten aufzubringen.A method for producing an interconnection of thin-film solar cells with glass substrates is known from WO 2007/044555 A2 known. Here, in a first process, active and conductive layers are deposited on a substrate, wherein then individual or all layers are separated by a laser or by mechanical scribing to apply a printing process or by electroplating an additional conductive layer for the specific connection of certain active layers.

In einem alternativen Verfahren folgt auf den Abscheidevorgang jeweils ein Schneidvorgang. Hierbei wird die jeweils zuletzt abgeschiedene Schicht, ggf. zusammen mit weiteren Schichten, aufgetrennt, um mit der nachfolgenden Schicht gezielt leitfähiges oder aktives Material in den Trennbereich einbringen zu können. Nachdem die oberste leitfähige Schicht, der Frontkontakt, aufgebracht wurde, wird anschließend diese Schicht, ggf. zusammen mit weiteren Schichten, aufgeschnitten, um einen Kurzschluss der Frontkontakte benachbarter Solarzellen zu unterbinden.In an alternative method follows the deposition process respectively a cutting process. This is the last deposited Layer, possibly together with other layers, separated to with the subsequent layer targeted conductive or active To bring material into the separation area. After this the top conductive layer, the front contact, applied is, then this layer, if necessary together with further layers, cut open to a short circuit of the front contacts to prevent neighboring solar cells.

Auf diese Weise ist es grundsätzlich möglich, Solarzellen in Dünnschicht-Technologie auf Glassubstraten zu fertigen. Es hat sich aber gezeigt, dass derartige Verfahren besonders aufwändig und daher sehr kostenintensiv sind, da die jeweils aufgebrachten Schichten in einem zusätzlichen Prozess zum Zweck der Verschaltung wieder partiell entfernt werden müssen. Hierfür sind separate teure Laser-Schneidanlagen oder mechanische Ritzanlagen notwendig. Darüber hinaus muss das Glassubstrat verfahrensgemäß zwischen einem Abscheide- und einem Schneidvorgang jeweils transferiert werden, da der Abscheidevorgang in einer Vakuumkammer erfolgt und der Schneidvorgang in separaten Vorrichtungen erfolgt. Der Transfer gestaltet sich besonders aufwändig, da jeweils eine Vakuumschleuse passiert werden und darüber hinaus eine Anpassung der Substrattemperatur an die jeweils beim Abscheiden unter Vakuum oder beim Schneidvorgang vorherrschenden Prozesstemperaturen erfolgen muss.On In this way it is basically possible to use solar cells in thin-film technology on glass substrates. However, it has been found that such methods are particularly complicated and therefore very expensive, since each applied Layers in an additional process for the purpose of interconnection again have to be partially removed. Therefor separate expensive laser cutting systems or mechanical scoring systems are necessary. In addition, according to the method, the glass substrate must be between a deposition and a cutting process are transferred, respectively the deposition process takes place in a vacuum chamber and the cutting process done in separate devices. The transfer is taking shape particularly complex, since each one is passed through a vacuum lock and moreover an adaptation of the substrate temperature to each of the deposition under vacuum or during the cutting process prevailing process temperatures must be made.

Des Weiteren kann durch mehrmaliges Ein- und Ausschleusen des Substrats die Gefahr der Verunreinigung sowohl des Substrats als auch der Abscheideeinrichtung und der Schneidvorrichtung steigen. Dies kann zu verringerter Prozessqualität und zu Ausschussproduktion führen.Of Further, by repeated input and removal of the substrate the risk of contamination of both the substrate and the Separator and the cutting device rise. This can to reduced process quality and waste production to lead.

Aus der WO 2007/085343 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von seriell verschalteten Solarzellen mit flexiblen Substraten bekannt, bei dem das Substrat in einer Abscheideeinrichtung auf eine gewölbte Auflagefläche aufgebracht und mittels mindestens eines gespannten Drahtes, der auf dem Substrat anliegt, gegenüber der Abscheideeinrichtung abgeschattet wird. Somit wird die aufzubringende Materialschicht bereits während des Abscheidens strukturiert. Vorteilhaft kann der gespannte Draht derart gegenüber dem flexiblen Substrat vorgespannt werden, dass sich durch Verformung des Substrates statt einer bloßen Linienberührung eine hinreichend breite Berührfläche ergibt, in deren Bereich kein Material abgelagert werden kann.From the WO 2007/085343 A1 a method for the production of series-connected solar cells with flexible substrates is known in which the substrate is applied in a deposition device on a curved support surface and shadowed by means of at least one tensioned wire which rests on the substrate, opposite the deposition device. Thus, the applied material layer is already structured during the deposition. Advantageously, the tensioned wire can be biased relative to the flexible substrate such that a sufficiently wide contact surface results by deformation of the substrate instead of a mere line contact, in the area no material can be deposited.

Darüber hinaus ist vorgesehen, dass sowohl das flexible Substrat als auch der Draht der Abscheideeinrichtung kontinuierlich oder quasi-kontinuierlich zugeführt werden, um eine fortlaufende Erzeugung einer strukturierten Materialschicht auf dem flexiblen Trägersubstrat im Durchlaufverfahren zu ermöglichen.About that In addition, it is envisaged that both the flexible substrate and the wire of the separator continuously or quasi-continuously fed be a continuous generation of a structured material layer on the flexible carrier substrate in a continuous process to enable.

Es hat sich jedoch gezeigt, dass eine Herstellung derartiger Solarzellen mit flexiblen Substraten im industriellen Maßstab nur mit hohen Kosten möglich ist. Auch weisen solche Solarzellen nur begrenzte mechanische Eigenstabilität auf und müssen somit bei einigen Anwendungen mit separaten Träger- und Schutzschichten versehen werden.It However, it has been shown that a production of such solar cells with flexible substrates on an industrial scale only with high cost is possible. Also have such solar cells only limited mechanical stability and thus need in some applications with separate carrier and protective layers be provided.

Das Verfahren eignet sich insbesondere auch nicht zur Herstellung von Dünnschicht-Solarzellen mit starren Substraten, da der Draht das starre Substrat aufgrund der mangelnden Wölbbarkeit und fehlender Elastizität an der Substratoberfläche nicht genügend gegenüber der Abscheideeinrichtung abschatten kann, wodurch sich Fehlstellen, insbesondere Kurzschlüsse in der Strukturierung der abzuscheidenden Materialschicht ergeben können.The method is particularly not suitable for the production of thin-film solar cells with rigid substrates, since the wire can not shadow the rigid substrate due to the lack of curvature and lack of elasticity on the substrate surface against the separator, which is flaws, esp dered short circuits in the structuring of the deposited material layer can result.

Dagegen ist die Herstellung von Solarzellen auf Glassubstraten weit verbreitet und und im großtechnologischen Maßstab erprobt. Allerdings ist eine serielle Verschaltung solcher Solarzellen aufwändig und teuer.On the other hand the production of solar cells on glass substrates is widespread and and tested on a large scale. However, a serial interconnection of such solar cells is expensive and expensive.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Dünnschicht-Solarzellen mit starren Substraten anzugeben, das möglichst für eine günstige, automatisierte Fertigung geeignet ist. Ferner soll eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung angegeben werden.In front In this background, the invention is based on the object improved process for the production of thin-film solar cells specify with rigid substrates, preferably for a cheap, automated production is suitable. Further should be suitable for carrying out this method Device can be specified.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung seriell verschalteter Dünnschicht-Solarzellen mit folgenden Schritten gelöst:

  • – Anordnen eines Halbzeuges mit einem starren Trägersubstrat auf einer Aufnahme;
  • – Einbringen des Halbzeuges in eine Abscheidekammer mit einer Abscheideeinrichtung;
  • – Aufbringen einer Maskiereinrichtung mit mindestens einem strangförmigen Maskiermittel, das in Längsrichtung unter Vorspannung steht, auf eine der Abscheideeinrichtung zugewandten Oberfläche des Halbzeuges;
  • – partielles Abschatten der Oberfläche des Halbzeuges mittels der Maskiereinrichtung gegenüber der Abscheideeinrichtung zur Strukturierung einer abzuscheidenden Materialschicht;
  • – Abscheiden der Materialschicht auf das Halbzeug; und
  • – Lösen der Maskiereinrichtung von der Oberfläche des Halbzeuges.
This object is achieved by a method for producing serially connected thin-film solar cells with the following steps:
  • Arranging a semifinished product with a rigid carrier substrate on a receptacle;
  • - Introducing the semifinished product in a deposition chamber with a separator;
  • - Applying a masking device with at least one strand-shaped masking agent, which is biased in the longitudinal direction, on a deposition of the device facing surface of the semifinished product;
  • Partial shading of the surface of the semifinished product by means of the masking device with respect to the deposition device for structuring a material layer to be deposited;
  • - depositing the material layer on the semi-finished product; and
  • - Release the masking of the surface of the semifinished product.

Die Aufgabe der Erfindung wird auf diese Weise vollkommen gelöst.The The object of the invention is completely solved in this way.

Erfindungsgemäß wird nämlich durch die Maskiereinrichtung mit dem strangförmigen Maskiermittel eine besonders gute und sichere Abschattung des Halbzeuges mit dem starren Trägersubstrat gegenüber der Abscheideeinrichtung bewirkt. Dabei muss das strangförmige Maskiermittel eine Stärke von mindestens 20 Mikrometer aufweisen. Auch muss eine ausreichende Elastizität gegeben sein, damit sich (anstatt einer linienförmigen) eine flächige Berührung zwischen dem starren Trägersubstrat und dem strangförmigen Maskiermittel ergibt. Ansonsten ist keine ausreichende Abschattung mehr gewährleistet, so dass die Gefahr von Kurzschlüssen besteht.According to the invention namely by the masking device with the strand-shaped Masking a particularly good and safe shading of the semifinished product with the rigid carrier substrate opposite the separator causes. The strand-shaped masking agent must have a Have a thickness of at least 20 microns. Also has to be given sufficient elasticity so that (instead of a linear) a surface contact between the rigid support substrate and the strand-like Masking agent results. Otherwise, there is no sufficient shading more guaranteed, so the risk of short circuits consists.

Die Strukturierung der abzuscheidenden Materialschicht kann erfindungsgemäß bereits während des Abscheideprozesses erzielt werden. Es kann folglich auch bei Dünnschicht-Solarzellen mit starren Substraten auf separate Auftrennprozesse zur Strukturierung einer Materialschicht verzichtet werden. Eine günstige, automatisierbare Fertigung kann realisiert werden, indem auf im großtechnologischen Maßstab erprobte Anlagen zur Herstellung von Solarzellen auf Glassubstraten zurückgegriffen werden kann.The Structuring of the deposited material layer according to the invention already be achieved during the deposition process. It can therefore even with thin-film solar cells with rigid substrates on separate separation processes for structuring a material layer be waived. A cheap, automatable production can be realized by on a large scale proven systems for the production of solar cells on glass substrates can be used.

Das strangförmige Maskiermittel gewährleistet eine hohe Prozesssicherheit, da auch bei nur geringer Krümmung des Substrats eine zuverlässige Abschattung gewährleistet ist, so dass bei der Beschichtung saubere, nicht beschichtete Trennflächen entstehen, durch die Kurzschlüsse vermieden werden.The strand-shaped masking ensures a high process reliability, as even with only slight curvature the substrate ensures reliable shading so that the coating produces clean, uncoated release surfaces, be avoided by the short circuits.

Unter einem „starren Trägersubstrat” wird in Rahmen dieser Anmeldung ein Trägersubstrat verstanden, das in Gegensatz zu einem flexiblen Trägersubstrat nur in begrenztem Maße biegbar ist, das also eine maximale Durchbiegung mit einem Biegeradius von ≥ 100 cm erlaubt. In diesem Fall könnte es sich etwa um eine Platte aus einem Glas, einem Glaskeramikwerkstoff oder aus einem Wafer handeln. Im engeren Sinn wird darunter ein Trägersubstrat verstanden, das eine maximale Durchbiegung mit einem Biegeradius von ≥ 20 cm erlaubt. Darunter kommt es zu einem Zerstörung oder einer Schädigung, z. B. einer dauerhaften Verformung des Substrates. So hat sich gezeigt, dass Glasplatten bei einem kleineren Biegeradius zum Bruch neigen, Trägersubstrate in Form von starren Kunststoffplatten oder Metallplatten beschädigt werden, indem sie z. B. brechen oder dauerhaft verformt werden.Under a "rigid carrier substrate" is in frame this application understood a carrier substrate, the in Contrary to a flexible carrier substrate only in limited Dimensions is bendable, so with a maximum deflection allowed a bending radius of ≥ 100 cm. In this case it could be about a plate made of a glass, a glass-ceramic material or act from a wafer. In the narrower sense is one among them Carrier substrate understood that a maximum deflection allowed with a bending radius of ≥ 20 cm. Below it comes it destroys or damages z. B. a permanent deformation of the substrate. So it turned out that glass plates tend to break at a smaller bend radius, Support substrates in the form of rigid plastic plates or Metal plates are damaged by z. B. break or permanently deformed.

Wie bereits erwähnt, kann es sich bei dem starren Trägersubstrat um ein Substrat handeln, das aus einem Glas-, einem Glaskeramikwerkstoff, einem Wafer, einem Kunststoff oder aus einem Metall besteht.As already mentioned, it may be in the rigid carrier substrate to be a substrate made of a glass, a glass-ceramic material, a wafer, a plastic or a metal.

Auf diese Weise können vielfältige Glas-, Glaskeramikwerkstoffe oder auch Wafer verwendet werden, um das starre Trägersubstrat zu bilden. Vorzugsweise kann auf Werkstoffe zurückgegriffen werden, die sich besonders für elektronische Anwendungen eignen, wie z. B. Borosilikatglas mit einem Anteil an Bariumoxid und Aluminiumoxid. Geeignete Glas- und Glaskeramikwerkstoffe bilden eine hochwirksame Diffusionssperre, so dass auf zusätzliche Maßnahmen in dieser Hinsicht verzichtet werden kann. Auch Wafer können als Trägersubstrate verwendet werden.On This way, various glass, glass-ceramic materials or wafers are used to the rigid carrier substrate to build. Preferably, materials can be used Be special for electronic applications are suitable, such. B. borosilicate glass with a proportion of barium oxide and alumina. Form suitable glass and glass ceramic materials a highly effective diffusion barrier, allowing for extra Measures can be dispensed with in this regard. Also Wafers can be used as carrier substrates.

Darüber hinaus sind auch Kunststoffplatten und Metallplatten grundsätzlich als Trägersubstrate geeignet.About that In addition, plastic plates and metal plates are basically suitable as carrier substrates.

In bevorzugter Weiterbildung weist das strangförmige Maskiermittel eine Mehrzahl von aneinander anliegenden Filamenten auf. Unter „Filament” wird im Rahmen dieser Anmeldung jegliche Art eines langgetreckten Elementes verstanden. Es kann sich also um einen aus Metall bestehenden Draht, um einen Faden aus Kunststoff, z. B. aus Polyamid, oder aus einem hochfesten Werkstoff wie z. B. Aramid handeln. Darüber hinaus sind andere anorganische Werkstoffe, die zu Fäden oder Fasern ausgezogen werden können denkbar, wie z. B. C, BN, SiC usw. Jedenfalls muss sich ein zusammenhängendes, zugfestes Filament ergeben, das eine Stärke von mindestens 20 μm aufweist. Außerdem muss insbesondere bei Verwendung nur eines einzigen Filamentes dieses bei Auflage auf dem starren Trägersubstrat so weit verformbar sein, dass sich eine flächenförmige Berührung, nicht nur eine linienförmige Berührung zwischen dem starren Substrat und dem strangförmigen Maskiermittel ergibt. Ansonsten ist keine ausreichende Abschattung gewährleistet, so dass die Gefahr von Kurzschlüssen besteht.In a preferred embodiment, the strand-shaped masking means on a plurality of adjacent filaments. In the context of this application, "filament" is understood as meaning any type of elongated element. It may therefore be a wire made of metal to a thread made of plastic, z. B. of polyamide, or of a high strength material such. B. aramid act. In addition, other inorganic materials that can be pulled out to threads or fibers conceivable, such. In any case, a continuous, tensile filament must be found which has a thickness of at least 20 microns. In addition, especially when using only a single filament this must be so far deformable when resting on the rigid support substrate that results in a sheet-like contact, not only a linear contact between the rigid substrate and the strand-shaped masking agent. Otherwise, sufficient shading is not guaranteed, so there is a risk of short circuits.

Werden mehrere, aneinander anliegende Filamente verwendet, so ergeben sich schon dadurch Zwischenräume, die nach außen abgeschirmt sind und somit eine gute Abschirmung gegenüber dem Plasma sicher stellen.Become several, adjacent filaments used, then arise already thereby spaces, which shielded to the outside are and thus a good shield against the plasma to ensure.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird das Halbzeug konvex in Bezug auf die Abscheideeinrichtung gewölbt.In Advantageous development of the invention, the semifinished product is convex arched relative to the separator.

Auf diese Weise kann erreicht werden, dass sich bei dem aufgebrachten Maskiermittel, das in Längsrichtung unter Vorspannung steht, eine Kraftkomponente in Richtung der Oberfläche des Halbzeuges ergibt. Hierdurch kann das Maskiermittel besonders effektiv gegenüber dem Halbzeug vorgespannt werden und es kann sich eine noch bessere Abschattung der Oberfläche des Halbzeuges gegenüber der Abscheideeinrichtung ergeben.On this way can be achieved, that when applied Masking agent, which is biased in the longitudinal direction, a force component in the direction of the surface of the semifinished product results. This makes the masking agent particularly effective against the semifinished product can be biased and it can be an even better shading the surface of the semi-finished product relative to the separator result.

In diesem Zusammenhang ist anzumerken, dass die Biegespannungen im Halbzeug mit dem starren Trägersubstrat deutlich unterhalb der kritischen Festigkeitswerte bleiben können. Unter Berücksichtigung der hohen Steifigkeit des starren Trägersubstrats lässt sich folglich eine geringe Wölbung bewirken, welche jedoch deutlich zur weiteren Verbesserung der Prozesssicherheit beitragen kann.In In this context, it should be noted that the bending stresses in the Semifinished product with the rigid carrier substrate clearly below the critical strength values can remain. Considering the high rigidity of the rigid support substrate leaves Consequently, cause a slight curvature, which, however significantly contribute to the further improvement of process safety can.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung führt das mindestens eine Maskiermittel während des Abscheidens der Materialschicht gegenüber dem Halbzeug eine Relativbewegung in Längsrichtung des Maskiermittels aus.In preferred development of the invention performs the at least a masking agent during the deposition of the material layer relative to the semi-finished a relative movement in the longitudinal direction of Masking agent off.

Durch diese Maßnahme kann sich eine besonders effektive Abschattung des Halbzeuges gegenüber der Abscheideeinrichtung ergeben und die prozessbedingte Ablagerung der abzuscheidenden Materialschicht auf dem Maskiermittel kann deutlich reduziert werden. Infolgedessen kann sich die Prozessqualität weiter verbessern und der Aufwand zur Reinigung der Maskiereinrichtung mit dem Maskiermittel kann reduziert werden.By This measure can be a particularly effective shading of the semifinished product relative to the separation device and the process-related deposition of the material layer to be deposited on the masking agent can be significantly reduced. Consequently the process quality can continue to improve and the Effort for cleaning the masking with the masking agent can be reduced.

Im Sinne dieser Anmeldung kann die Relativbewegung zwischen dem Halbzeug und dem Maskiermittel in Längsrichtung des Maskiermittels sowohl durch Bewegung des Halbzeuges gegenüber dem ruhenden Maskiermittel oder durch Bewegung des Maskiermittels gegenüber dem ruhenden Halbzeug als auch durch gleichzeitige Bewegung des Halbzeuges und des Maskiermittels erfolgen. Dabei können die Bewegungen gegenläufig oder aber gleichläufig mit verschiedenen Absolutgeschwindigkeiten sein.in the According to this application, the relative movement between the semifinished product and the masking agent in the longitudinal direction of the masking agent both by movement of the semifinished product relative to the stationary one Masking agent or by movement of the masking agent opposite the dormant semi-finished as well as by simultaneous movement of the Semi-finished and the masking agent done. The can Movements in opposite directions or in the same direction be different absolute speeds.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das mindestens eine Maskiermittel in Längsrichtung kontinuierlich oder quasi-kontinuierlich zu- und abgeführt.According to one Another embodiment of the invention, the at least one masking agent in the longitudinal direction continuously or quasi-continuously added and removed.

Somit kann das Verfahren besonders gut automatisiert werden, da das Maskiermittel bspw. im Umlaufverfahren oder im Roll-to-Roll-Verfahren zu- und abgeführt werden kann.Consequently The process can be automated particularly well because the masking agent For example, in the circulation process or in the roll-to-roll process and can be dissipated.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung wird das mindestens eine Maskiermittel mit mindestens einer Führungsrolle geführt oder durch mindestens ein Zentriermittel ausgerichtet.In preferred development of the invention, the at least one Masking carried out with at least one guide roller or aligned by at least one centering means.

Auf diese Weise kann eine besonders genaue, gezielte Zuführung des Maskiermittels bewirkt werden, Abschattungsverluste können minimiert und somit kann die Prozessgenauigkeit und -qualität noch weiter erhöht werden. Durch geeignete Führung und Ausrichtung des Maskiermittels mit Führungsrollen und/oder Zentriermitteln kann ebenso das aneinander Anliegen der Filamente des Maskiermittels unterstützt werden, um die Effektivität der Abschattung weiter zu erhöhen.On This way, a particularly accurate, targeted delivery of the masking agent can cause Abschattungsverluste minimized and thus the process accuracy and quality can still be further increased. By appropriate leadership and alignment of the masking agent with guide rollers and / or Centering can also be the contiguous filaments the masking agent are supported to the effectiveness the shading further increase.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das mindestens eine Maskiermittel durch eine Niederhalteeinrichtung quer zu seiner Längsrichtung, im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Halbzeuges belastet.According to one Another embodiment of the invention, the at least one masking agent a hold-down device transverse to its longitudinal direction, essentially perpendicular to the surface of the semifinished product loaded.

Auch durch diese Maßnahme kann eine Kraftkomponente senkrecht zur Oberfläche des Halbzeuges bewirkt werden, die eine feste Auflage des Maskiermittels auf der Oberfläche des Halbzeuges fördern und somit die Abschattung der Oberfläche des Halbzeuges gegenüber der Abscheideeinrichtung weiter verbessern kann.Also By this measure, a force component can be vertical be effected to the surface of the semifinished product, the one solid support of the masking agent on the surface of the Semifinished promote and thus the shading of the surface of the semifinished product with respect to the separating device on can improve.

In alternativer Ausgestaltung der Erfindung weist die Niederhalteeinrichtung die mindestens eine Führungsrolle oder das mindestens eine Zentriermittel auf.In an alternative embodiment of the invention, the hold-down device has the at least one Guide roller or the at least one centering on.

Hierdurch können verschiedene Funktionen, das Niederhalten, das Ausrichten und das Führen, kombiniert werden, wodurch sich der Fertigungsablauf deutlich vereinfachen lassen kann.hereby can perform various functions, holding down, aligning and the guiding, combined, thereby increasing the manufacturing process can be significantly simplified.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird das mindestens eine Maskiermittel in Längsrichtung durch ein Spannmittel, insbesondere eine Feder, vorgespannt.In Advantageous development of the invention, the at least one Masking in the longitudinal direction by a tensioning means, in particular a spring, pretensioned.

Auf diese Weise kann die Vorspannung besonders einfach aufgebracht werden, z. B. indem das Spannmittel direkt am Maskiermittel mit seinen Filamenten angreift oder indem das Spannmittel mit der Führungsrolle oder der Niederhalteeinrichtung zusammenwirkt, um mittelbar eine Vorspannung in das Maskiermittel einzuleiten.On this way, the bias can be applied very easily, z. B. by the clamping means directly on the masking agent with its filaments attacks or by the tensioner with the guide roller or the hold down cooperates to indirectly a Preload in the masking agent to initiate.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden mehrere Materialschichten unter Nutzung mehrerer Abscheidekammern auf das Halbzeug abgeschieden.According to one Another embodiment of the invention, several layers of material deposited on the semifinished product using several deposition chambers.

Hierdurch wird es ermöglicht, an das Abscheideverfahren der jeweils abzuscheidenden Schicht angepasste Abscheidekammern zu verwenden, wodurch der Reinigungs- oder Spülaufwand reduziert werden kann und sich eine verbesserte Fertigungsproduktivität ergibt. Insbesondere können zur Fertigung hochautomatisierte Cluster- oder Linienanordnungen mit mehreren spezialisierten Abscheidekammern verwendet werden.hereby it is made possible to the deposition process of each to use deposited layer adapted deposition chambers, whereby the cleaning or rinsing effort can be reduced can and does improve manufacturing productivity results. In particular, can be highly automated for manufacturing Cluster or line arrangements with several specialized separation chambers be used.

In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung wird zwischen dem Abscheiden der Materialschichten das mindestens eine Maskiermittel quer zu seiner Längsrichtung auf der Oberfläche des Halbzeuges versetzt, um eine Kontaktierung oder Separierung bestimmter Materialschichten zu ermöglichen.In expedient development of the invention between the deposition of the material layers, the at least one Masking agent transverse to its longitudinal direction on the surface of the semifinished product to make a contact or separation allow certain material layers.

Auf diese Weise lassen sich seriell verschaltete Dünnschicht-Solarzellen besonders effektiv fertigen, da nun jede Materialschicht separat strukturiert werden und die vorherige Trennstruktur zur Abscheidung einer neuen Materialschicht freigegeben werden kann. Hierdurch kann abzuscheidendes Material an der alten Trennstruktur anhaften, wodurch verschiedene Materialschichten besonders effektiv und einfach kontaktiert werden können.On in this way, it is possible to connect thin-film solar cells connected in series Produce particularly effective, since now each layer of material separately be structured and the previous separation structure for deposition a new material layer can be released. This can To be deposited material to adhere to the old separation structure, whereby different material layers particularly effective and easy contacted can be.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung erfolgt das Abscheiden der Materialschichten und das Versetzen des mindestens einen Maskiermittels in einer Prozessgasatmosphäre oder in Vakuum.In Advantageous development of the invention, the deposition takes place the material layers and the at least one masking agent in a process gas atmosphere or in vacuum.

Somit müssen das Halbzeug und die Maskiereinrichtung für das Versetzen des Maskiermittels nicht aus der Prozessgasatmosphäre oder dem Vakuum herausgeführt werden. Es kann sich eine Reduzierung der Fertigungszeit ergeben und die Herstellung lässt sich noch besser automatisieren. Weiterhin können Schleusevorgänge zur Anpassung des Halbzeuges oder der Maskiereinrichtung an die Prozessbedingungen vermieden werden, es fallen weniger Verunreinigungen an und weniger Prozessrückstände können in die Umgebung entweichen. Außerdem bleibt das Substrat auf derselben Temperatur, was für die Bauelementqualität von Vorteil ist.Consequently need the semifinished product and the masking device for the displacement of the masking agent not from the process gas atmosphere or led out of the vacuum. It can become one Reduction of the production time results and the production leaves Automate yourself even better. Furthermore, lock operations for adapting the semifinished product or the masking device to the Process conditions are avoided, there are fewer impurities on and less process residues can escape into the environment. In addition, the substrate remains at the same temperature, what the component quality is beneficial.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das Versetzen des mindestens einen Maskiermittels in einer separaten Versatzkammer.According to one Another embodiment of the invention, the displacement of at least a masking agent in a separate offset chamber.

Auf diese Weise kann eine spezialisierte Versatzkammer verwendet werden, um die Fertigungsproduktivität noch weiter zu steigern. Des Weiteren verbessert sich die Serientauglichkeit des Verfahrens, da nunmehr bekannte Abscheidekammern ohne besondere Einbauten zum Versetzen des Maskiermittels genutzt werden können.On this way a specialized offset chamber can be used to further increase manufacturing productivity. Furthermore, the series suitability of the method improves, since now known deposition chambers without special installations for Displacement of the masking agent can be used.

In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung erfolgt ein Transfer zwischen dem Abscheiden und dem Versetzen, bei dem das Halbzeug weiterhin der Prozessgasatmosphäre oder dem Vakuum ausgesetzt wird.In expedient development of the invention takes place a transfer between the deposition and the displacement in which the semifinished product continues to the process gas atmosphere or the Vacuum is exposed.

Durch diese Maßnahme können die Fertigungsschritte auch bei serientauglicher Spezialisierung mit mehreren Abscheidekammern, einer Versatzkammer und einem Transfer zwischen dem Abscheiden und dem Versetzen weiterhin in der Prozessgasatmosphäre oder im Vakuum erfolgen.By This measure can also affect the manufacturing steps for series-compatible specialization with several separation chambers, an offset chamber and a transfer between the deposition and the putting still in the process gas atmosphere or done in a vacuum.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden durch Reinigungs-, insbesondere Ätzprozesse, Verschmutzungen und Rückstände der abgeschiedenen Materialschichten von der Maskiereinrichtung entfernt.According to one Another embodiment of the invention by cleaning, in particular etching processes, Dirt and residues of the deposited Material layers removed from the masking device.

Auf diese Weise kann die Reinigung der Maskiereinrichtung in den Fertigungsablauf integriert werden, insbesondere können hierzu etablierte Technologien und vorhandene Reinigungseinrichtungen der einzelnen Kammern genutzt werden.On this way, the cleaning of the masking in the manufacturing process be integrated, in particular can be established for this purpose Technologies and existing cleaning facilities of each Chambers are used.

Die Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst durch eine Vorrichtung zur Herstellung seriell verschalteter Dünnschicht-Solarzellen mit mindestens einer Abscheidekammer mit einer Abscheideeinrichtung, mit einer Aufnahme zur Aufnahme eines Halbzeuges mit einem starren Trägersubstrat, insbesondere einem Trägersubstrat aus einem Glaswerkstoff, und mit einer Maskiereinrichtung, die auf das Halbzeug aufbringbar ist, wobei die Maskiereinrichtung mindestens ein strangförmiges Maskiermittel, das in Längsrichtung vorspannbar und zur partiellen Abscheidung des Halbzeuges gegenüber der Abscheideeinrichtung gegenüber dem Halbzeug ausrichtbar ist.The object of the invention is further achieved by a device for producing serially connected thin-film solar cells having at least one deposition chamber with a deposition device, with a receptacle for receiving a semifinished product with a rigid carrier substrate, in particular a carrier substrate made of a glass material, and with a masking device, the can be applied to the semifinished product, wherein the masking device at least one strand-shaped masking agent, the in Can be biased longitudinally and for partial deposition of the semifinished product relative to the separator relative to the semifinished is aligned.

Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist das strangförmige Maskiermittel eine Mehrzahl von aneinander anliegenden Filamenten auf.According to one Development of the device according to the invention the strand-shaped masking means has a plurality of on adjacent filaments.

Dadurch wird die Abschattung noch weiter verbessert.Thereby the shading is further improved.

Gemäß einer weiteren Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Aufnahme zur Aufnahme des Halbzeuges in Bezug auf die Abscheideeinrichtung konvex gewölbt ausgeführt.According to one further embodiment of the invention Device is the receptacle for receiving the semi-finished in relation executed on the separator convex curved.

In zweckmäßiger Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist diese eine Mehrzahl voneinander beabstandeter Maskiermittel auf.In expedient development of the invention Device has these a plurality of spaced apart Masking on.

In vorteilhafter Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist diese eine Mehrzahl von Abscheidekammern zur Abscheidung der Materialschichten, eine Versatzkammer mit einer Versatzeinrichtung mit Versatzmitteln zum Versetzen des mindestens einen Maskiermittels quer zu seiner Längsrichtung relativ zur Oberfläche des Halbzeuges und eine Handling-Kammer mit einer Handling-Einrichtung zum Zuführen des Halbzeuges in die Kammern auf.In Advantageous development of the invention Device has these a plurality of deposition chambers for deposition the material layers, an offset chamber with a shifter with offset means for displacing the at least one masking agent transverse to its longitudinal direction relative to the surface of the semifinished product and a handling chamber with a handling device for feeding the semifinished product into the chambers.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist an den Kammern ein Vakuum anlegbar oder ein Prozessgas zuführbar.According to one further embodiment of the device according to the invention a vacuum can be applied to the chambers or a process gas can be supplied.

Mit einer derartigen Vorrichtung lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren ausführen, um eine verbesserte, günstige und automatisierbare Herstellung von Dünnschicht-Solarzellen auf starren Substraten durchführen zu können.With Such a device can be the inventive Perform procedures to get an improved, favorable and automatable production of thin-film solar cells to perform on rigid substrates.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following to be explained features of the invention not only in the specified combination, but also in other combinations or used alone, without the scope of the present To leave invention.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigen:Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description of preferred embodiments with reference on the drawings. Show it:

1 eine Folge von Schichtaufbauten eines Halbzeuges während der Herstellung von Solarzellen unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens; 1 a sequence of layer structures of a semifinished product during the production of solar cells using the method according to the invention;

2 einen schematischen Schichtaufbau integriert verschalteter Dünnschicht-Solarzellen mit angedeuteten Maskiermittelpositionen; 2 a schematic layer structure of integrated interconnected thin-film solar cells with indicated Maskiermittelpositionen;

3 einen Schnitt durch verschiedene Maskiermittel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; 3 a section through various masking agents for carrying out the method according to the invention;

4 eine Anordnung zur Führung und Ausrichtung des Maskiermittels; 4 an arrangement for guiding and aligning the masking agent;

5 eine weitere Anordnung zur Führung und Ausrichtung des Maskiermittels; 5 another arrangement for guiding and aligning the masking agent;

6 einen schematischen Schnitt durch eine Abscheidekammer gemäß der vorliegenden Erfindung entlang der Linie VI-VI in 7; 6 a schematic section through a deposition chamber according to the present invention along the line VI-VI in 7 ;

7 einen schematischen Schnitt einer Maskiereinrichtung entlang der Linie VII-VII in 6; 7 a schematic section of a masking along the line VII-VII in 6 ;

8 einen schematischen Schnitt durch eine Versatzkammer gemäß der vorliegenden Erfindung entlang der Linie VIII-VIII in 9; 8th a schematic section through an offset chamber according to the present invention along the line VIII-VIII in 9 ;

9 einen schematischen Schnitt einer Versatzeinrichtung gemäß der Linie IX-IX in 8; 9 a schematic section of a shifter according to the line IX-IX in 8th ;

10 zwei schematische Darstellungen einer erfindungsgemäßen Versatzkammer; 10 two schematic representations of an offset chamber according to the invention;

11 eine weitere schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Abscheidekammer; 11 a further schematic representation of a deposition chamber according to the invention;

12 einen schematischen Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens; 12 a schematic sequence of a method according to the invention;

13 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und 13 a schematic representation of an apparatus for performing the method according to the invention; and

14 einen weiteren schematischen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens. 14 a further schematic sequence of the method according to the invention.

1 zeigt eine Folge von Schichtaufbauten eines mit der Ziffer 10 bezeichneten Halbzeuges während der Herstellung seriell verschalteter Dünnschicht-Solarzellen unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens. 1 shows a sequence of layer structures one with the numeral 10 designated semifinished product during the production of serially interconnected thin-film solar cells using the method according to the invention.

In 1a besteht das Halbzeug 10 lediglich aus einem starren Trägersubstrat. Maskiermittel 30a, 30b mit Filamenten 32, 34 sind aufgebracht und dienen der Strukturierung einer abzuscheidenden Materialschicht.In 1a is the semi-finished product 10 only from a rigid carrier substrate. masking 30a . 30b with filaments 32 . 34 are applied and serve the structuring of a deposited material layer.

1b zeigt den Zustand des Halbzeuges 10' etwa nach einem ersten Abscheidevorgang. Hierbei wurde eine Rückkontaktschicht 14a, 14b aufgebracht, die entsprechend der Maskiermittel 30a, 30b in 1a strukturiert ist. Durch einen Versatzvorgang haben die Maskiermittel 30a, 30b' auf der Oberfläche des Halbzeuges unmittelbar neben ihren alten Positionen eine neue Lage eingenommen, um eine nächste abzuscheidende Schicht zu strukturieren. 1b shows the condition of the semi-finished product 10 ' for example after a first deposition process. This was a back contact layer 14a . 14b applied according to the masking agent 30a . 30b in 1a is structured. By an offset process have the masking agent 30a . 30b ' On the surface of the semi-finished product, a new layer was taken immediately next to their old positions in order to structure a next layer to be deposited.

In 1c ist das Halbzeug 10'' nach einem zweiten Abscheidevorgang dargestellt. Hierbei wurde eine aktive Schicht 16a, 16b strukturiert abgeschieden. Durch einen neuerlichen Versatzvorgang haben die Maskiermittel 30a'', 30b'' eine neue Position eingenommen und können nun eine dritte abzuscheidende Materialschicht strukturieren.In 1c is the semi-finished product 10 '' shown after a second deposition. This became an active layer 16a . 16b structured isolated. By a recent offset process have the masking agents 30a '' . 30b '' have taken a new position and can now structure a third layer of material to be deposited.

Den Schichtaufbau des Halbzeuges 10''' nach diesem Abscheidevorgang zeigt 1d. Eine Frontkontaktschicht 18a, 18b wurde strukturiert abgeschieden. Es ergibt sich ein beispielhafter Aufbau von Dünnschicht-Solarzellen mit einem Trägersubstrat 12, einer strukturierten Rückkontaktschicht 14, einer strukturierten aktiven Schicht 16 und einer strukturierten Frontkontaktschicht 18. Infolge des partiellen Abschattens und somit des Strukturierens der Materialschichten 14, 16, 18 ist nun eine serielle Kontaktierung zweier Solarzellenanordnungen 14a, 16a, 18a und 14b, 16b, 18b erzeugt worden, da der Frontkontakt 18a der einen Solarzellenanordnung mit dem Rückkontakt 14b der zweiten Solarzellenanordnung in Verbindung steht.The layer structure of the semifinished product 10 ''' after this deposition shows 1d , A front contact layer 18a . 18b was deposited in a structured manner. The result is an exemplary structure of thin-film solar cells with a carrier substrate 12 , a structured back contact layer 14 , a structured active layer 16 and a structured front contact layer 18 , Due to the partial shading and thus the structuring of the material layers 14 . 16 . 18 is now a serial contacting of two solar cell arrangements 14a . 16a . 18a and 14b . 16b . 18b generated since the front contact 18a the one solar cell array with the back contact 14b the second solar cell assembly is in communication.

Die Anordnung gemäß 1 soll nur erläuternd und nicht im einschränkenden Sinne verstanden werden, da insbesondere die aktive Schicht 16 aus einer Mehrzahl von Teilschichten aufgebaut sein kann. Die Rückkontaktschicht 14 besteht vorteilhaft aus leitfähigen, reflektierenden Materialien, wie z. B. Silber oder Aluminium, während der Frontkontakt 18 bevorzugt aus leitfähigen, transparenten Materialien, wie z. B. Aluminium-dotiertem Zinkoxid gebildet ist.The arrangement according to 1 is intended to be understood only as illustrative and not in a limiting sense, since in particular the active layer 16 can be constructed from a plurality of sub-layers. The back contact layer 14 is advantageously made of conductive, reflective materials such. As silver or aluminum, during the front contact 18 preferably made of conductive, transparent materials, such. B. aluminum-doped zinc oxide is formed.

Bei Dünnschicht-Solarzellen erfolgt die Ausbildung einzelner Schichten durch Abscheidungs- oder andere geeignete Beschichtungs- und Umwandlungsverfahren. Es eignen sich insbesondere die chemische Gasphasenabscheidung, z. B. die Plasma unterstützte chemische Gasphasenabscheidung oder die physische Gasphasenabscheidung, wie z. B. das Aufdampfen oder das Sputtern.at Thin-film solar cells is the formation of individual Layers by deposition or other suitable coating and conversion procedures. In particular, the chemical are suitable Vapor deposition, z. As the plasma-assisted chemical Vapor deposition or physical vapor deposition, such as z. As the vapor deposition or sputtering.

Unter Dünnschicht können hierbei dünne Schichten fester Stoffe im Mikro- bis hin zum Nanometerbereich verstanden werden, wenigstens solche, die im Verhältnis zu einem Trägersubstrat deutlich weniger dick ausgeführt sind. Es ist hinzuzufügen, dass zum besseren Verständnis in den Figuren diese Dickenverhältnisse nicht maßstabsgerecht dargestellt sind.Under Thin film can thin layers solid substances in the micron to the nanometer range understood be at least those in relation to a carrier substrate are made significantly less thick. It has to be added that for better understanding in the figures, these thickness ratios not shown to scale.

In 2 wird eine schematische seriell verschaltete Solarzellenanordnung mit einer weiteren Schichtfolge eines Halbzeuges 10 bei der Herstellung von Dünnschicht-Solarzellen gezeigt. Die aktive Schicht 16 ist hierbei weiter untergliedert in Form von p-i-n-Übergängen dargestellt. Ein derartiger Übergang kann beispielsweise eine n-Schicht 20a, 20b, 20c mit n-dotiertem Silizium, eine sich daran anschließende intrinsische Absorberschicht 22a, 22b, 22c mit undotiertem Silizium und schließlich eine p-Schicht 24a, 24b, 24c mit p-dotiertem Silizium aufweisen.In 2 is a schematic series-connected solar cell array with a further layer sequence of a semifinished product 10 shown in the production of thin-film solar cells. The active layer 16 is further subdivided in the form of pin transitions. Such a transition may be, for example, an n-layer 20a . 20b . 20c with n-doped silicon, an adjoining intrinsic absorber layer 22a . 22b . 22c with undoped silicon and finally a p-layer 24a . 24b . 24c having p-doped silicon.

Bei Solarzellen auf Siliziumbasis kann amorphes oder kristallines, insbesondere auch mikro- oder nanokristallines Silizium zur Verwendung kommen.at Silicon-based solar cells may be amorphous or crystalline, in particular Also micro or nanocrystalline silicon come to use.

Der gezeigte Schichtaufbau ist nur als Ausführungsbeispiel zu verstehen, die aktive Schicht von Dünnschicht-Solarzellen auf Basis von Halbzeugen mit starren Substraten kann ebenso dünne Schichten mit alternativen Werkstoffen wie Galliumarsenid, Cadmiumtellurid oder gemäß der CIGS-Technologie Kupfer, Indium, Gallium, Schwefel oder Selen enthalten. Ebenso ist denkbar, anstatt der p-i-n-Übergange p-n-Übergänge vorzusehen.Of the shown layer structure is only as an exemplary embodiment to understand the active layer of thin-film solar cells based on semi-finished products with rigid substrates can also thin Layers of alternative materials such as gallium arsenide, cadmium telluride or according to the CIGS technology copper, indium, Gallium, sulfur or selenium. It is also conceivable, instead Provide the p-i-n transitions p-n junctions.

Es versteht sich weiterhin, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch sogenannte Tandemzellen oder gepackte Solarzellen mit mehreren aufeinander aufbauenden p-i-n- oder p-n-Übergängen hergestellt werden können, um Solarzellen mit höherer Energieausbeute realisieren zu können.It goes on to understand that with the inventive Process also called tandem cells or packed solar cells with several consecutive p-i-n or p-n junctions can be made to solar cells with higher To realize energy yield.

Darüber hinaus ist es selbstverständlich, dass das Trägersubstrat 12 auch als Träger für andere passive und aktive Bauelemente wie z. B. Schutzdioden oder Kontaktanschlüssen dienen kann oder aber zur Aufnahme von Elementen zum Schutz vor Umwelteinflüssen, wie z. B. Frontabdeckungen oder Vergussanordnungen genutzt werden kann.In addition, it goes without saying that the carrier substrate 12 as a carrier for other passive and active devices such. B. protection diodes or contact terminals can serve or for receiving elements to protect against environmental influences, such. B. front covers or Vergussanordnungen can be used.

Des Weiteren ist vorstellbar, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Materialschichten auf dem Halbzeug geeignet parallel zu verschalten, so dass sich anstatt einer höheren Ausgangsspannung, wie sie durch die serielle Verschaltung bewirkt werden soll, höhere Stromstärken ergeben. Auch sind beliebige Kombinationen von paralleler und serieller Verschaltung denkbar.Of Furthermore, it is conceivable with the invention Method Material layers on the semi-finished suitable parallel to so that instead of a higher output voltage, as it is to be effected by the serial interconnection, higher Amperages result. Also are any combinations conceivable of parallel and serial interconnection.

2 zeigt weiterhin, durch gestrichelte Kreise angedeutet, die verschiedenen einzunehmenden Positionen des Maskiermittels 30a, 30b während einer erfindungsgemäßen Herstellung der Solarzellen 11a, 11b, 11c. Wie vorstehend beschrieben, lässt sich durch Abschatten während eines Abscheidevorgangs und anschließendes Versetzen des Maskiermittels 30a, 30b eine Strukturierung derart bewirken, dass die p-Schicht 24a der Solarzelle 11a mit der n-Schicht 20b der Solarzelle 11b kontaktiert und hierdurch die serielle Verschaltung der Solarzelle 11a mit der Solarzelle 11b ermöglicht wird. 2 also shows, indicated by dashed circles, the various positions of the masking agent to be taken 30a . 30b during a production of the solar cells according to the invention 11a . 11b . 11c , As described above, shading during a deposition process and subsequent displacement of the masking agent can be achieved 30a . 30b structuring such that the p-layer 24a the solar cell 11a with the n-layer 20b the solar cell 11b contacted and here through the serial connection of the solar cell 11a with the solar cell 11b is possible.

Es ist anzumerken, dass die Darstellung des Maskiermittels 30 wiederum aus Gründen der Verständlichkeit nicht maßstabsgerecht erfolgt, da dieses im Regelfall wesentlich dicker als die Schichtdicke der abzuscheidenden Materialschichten gestaltet sein wird.It should be noted that the representation of the masking agent 30 Again, for reasons of clarity, not to scale, as this is usually designed to be much thicker than the layer thickness of the deposited material layers.

In diesem Zusammenhang soll ohne Beschränkung der Allgemeinheit auf übliche Abmessungen der erfindungsgemäß hergestellten Solarzelle 11b eingegangen werden. Die Zellenbreite ist in 2 mit 26 bezeichnet und kann typischerweise etwa im Bereich von 8 bis 12 mm, insbesondere etwa bei 10 mm liegen. Demgegenüber ist die Prozessbreite als ein Maß für die Flächenverluste der Solarzelle, mithin für den durch das Verfahren bestimmten Wirkungsgradverlust, mit 28 bezeichnet. Die Prozessbreite 28 ergibt sich folglich bei der beispielhaft dargestellten mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Solarzelle 11 aus dem zweimaligen Versatz des Maskiermittels 30, also etwa aus der dreifachen Breite des Maskiermittels 30.In this context, without limiting the generality to conventional dimensions of the solar cell according to the invention 11b To be received. The cell width is in 2 With 26 and may typically be approximately in the range of 8 to 12 mm, in particular approximately 10 mm. In contrast, the process width as a measure of the surface losses of the solar cell, and thus for the determined by the process loss of efficiency, with 28 designated. The process width 28 Consequently, results in the example of a solar cell produced by a method according to the invention 11 from the two-time offset of the masking agent 30 that is about three times the width of the masking agent 30 ,

In 1 und 2 weist das Maskiermittel 30 jeweils zwei Filamente 32, 34 auf, die z. B. jeweils einen Durchmesser von 0,03 mm bis 0,2 mm aufweisen können. Es ergibt sich bei diesem Beispiel eine Prozessbreite 28 von etwa 0,18 mm bis 1,2 mm, die für Wirkungsgradbetrachtungen von der Zellenbreite 26 abzuziehen ist. Folglich kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren abhängig von der Anzahl und Abmessung der Filamente des Maskiermittels 30 ein geringer Flächenverlust von etwa 12% bis hin zu Werten deutlich kleiner als 5% realisiert werden.In 1 and 2 has the masking agent 30 two filaments each 32 . 34 on, the z. B. each may have a diameter of 0.03 mm to 0.2 mm. This results in a process width in this example 28 from about 0.18 mm to 1.2 mm, for efficiency considerations of cell width 26 is deducted. Consequently, with the method according to the invention, depending on the number and size of the filaments of the masking agent 30 a small area loss of about 12% up to values significantly smaller than 5% can be realized.

3 stellt mögliche Ausgestaltungen des Querschnittes des strangförmigen Maskiermittels 30a, 30b dar. Die Maskiermittel 30a und 30b weisen jeweils 3 Filamente auf, welche erfindungsgemäß aneinander anliegen. 3 represents possible embodiments of the cross section of the strand-shaped masking agent 30a . 30b dar. The masking agents 30a and 30b each have 3 filaments, which lie against each other according to the invention.

Das Maskiermittel 30a verfügt über drei in einer Ebene angeordnete Filamente 32a, 34a, 36a. Diese Anordnung auf der Oberfläche 74 des Halbzeuges 10 ist besonders gut zur Vermeidung von Kurzschlüssen im abzuscheidenden Material geeignet. Im Idealfall liegen drei Linienberührungen vor und es kann sich dazwischen eine hinreichend große unbeschichtete Fläche bilden. Selbst bei einem Versagen von einer der drei Linienberührungen, z. B. durch Abheben eines Filamentes von der Oberfläche und hierdurch verursachten Eindringens der abzuscheidenden Materialschicht in den abzuschattenden Raum, kann durch die übrigen Filamente noch eine Strukturierung der Oberfläche 74 ermöglicht werden.The masking agent 30a has three filaments arranged in one plane 32a . 34a . 36a , This arrangement on the surface 74 of the semifinished product 10 is particularly well suited to avoid short circuits in the material to be deposited. Ideally, there are three lines of contact and a sufficiently large uncoated area can form between them. Even with a failure of one of the three line touches, e.g. B. by lifting a filament from the surface and thereby causing penetration of the material layer to be deposited in the shaded space can still structuring of the surface by the remaining filaments 74 be enabled.

Gemäß 3 verfügt das Maskiermittel 30b über ein Filament 34b, das selbst nicht auf der Oberfläche 74 des Halbzeuges 10 aufliegt, aber insbesondere dazu geeignet ist, die Filamente 32b, 36b sicher auf die Oberfläche 74 aufzudrücken. Hierbei kann durch das Anliegen des Filamentes 34b an den Filamenten 32b und 36b der abzuschattende Bereich auch dann aufrechterhalten werden, wenn das Filament 32b und das Filament 36b nicht aneinander anliegen sollten.According to 3 has the masking agent 30b about a filament 34b that is not on the surface itself 74 of the semifinished product 10 rests, but is particularly suitable, the filaments 32b . 36b safe on the surface 74 impose. This can be done by the concern of the filament 34b on the filaments 32b and 36b the shaded area will be maintained even if the filament 32b and the filament 36b should not rest against each other.

Die in 3 gezeigten Filamente 32, 34, 36 weisen sämtlich einen kreisförmigen Querschnitt auf. Dies soll nicht als Einschränkung verstanden werden, vielmehr ist es möglich, auch Filamente mit hiervon abweichender Gestalt zu verwenden, so zum Beispiel solche mit ovalen Querschnitten, rechteckigen, quadratischen oder dreieckförmigen Querschnitten mit oder ohne abgerundeten Kanten. Insbesondere kann hierdurch die Anzahl der möglichen Linienberührungen vergrößert werden.In the 3 shown filaments 32 . 34 . 36 all have a circular cross-section. This should not be understood as a limitation, but it is also possible to use filaments with deviating shape, such as those with oval cross-sections, rectangular, square or triangular cross-sections with or without rounded edges. In particular, this can increase the number of possible line contacts.

Es ist auch möglich, Filamente verschiedener Querschnittsformen und -größen in einem Maskiermittel 30 vorzusehen.It is also possible to use filaments of various cross-sectional shapes and sizes in a masking agent 30 provided.

Die Filamente 32, 34, 36 können aus Metallwerkstoffen, Kunststoffen, Glas-, Aramid- oder Kohlefasern oder aber geeigneten Materialkombinationen wie z. B. umspritzten Stahlseelen oder Flechtmaterialien gebildet sein.The filaments 32 . 34 . 36 can be made of metal materials, plastics, glass, aramid or carbon fibers or suitable combinations of materials such. B. overmoulded steel cores or braided materials may be formed.

Wie vorstehend beschrieben, ist es förderlich, das Maskiermittel 30 derart gegenüber dem Halbzeug 10 zu führen oder auszurichten, dass das aneinander Anliegen der Filamente 32, 34, 36 unterstützt wird. Dementsprechend zeigen 4 und 5 zwei Möglichkeiten zur Führung oder zum Ausrichten des Maskiermittels 30 mit einer Führungsrolle 42 oder einer Zentrierleiste 46.As described above, it is beneficial to use the masking agent 30 so opposite to the semifinished product 10 to guide or align that contiguous to the filaments 32 . 34 . 36 is supported. Show accordingly 4 and 5 two ways to guide or align the masking agent 30 with a leadership role 42 or a centering strip 46 ,

4 stellt demnach eine rotationssymmetrische Führungsrolle mit einem Zentriermittel 44 in Form einer V-Nut und 5 eine feste Zentrierleiste 46 mit einem Zentriermittel 44 ebenfalls in Form einer V-Nut dar. 4 thus provides a rotationally symmetrical guide roller with a centering 44 in the form of a V-groove and 5 a solid centering strip 46 with a centering device 44 also in the form of a V-groove.

Damit wird sichergestellt, dass bei erfindungsgemäßer Verwendung des Maskiermittels 30 mit einer Mehrzahl von Filamenten 32, 34 eine Ausrichtung an einem Filament, in den Ausführungsbeispielen der mit Ziffer 34 bezeichnete, erfolgen kann, der als Bezug für die Ausrichtung durch die V-Nut dient. Somit wird die Lage des Maskiermittels 30 eindeutig anhand des Filamentes 34 bestimmt.This ensures that when using the masking agent according to the invention 30 with a plurality of filaments 32 . 34 an alignment on a filament, in the embodiments of the numeral 34 designated, which serves as a reference for the orientation through the V-groove. Thus, the position of the masking agent becomes 30 clearly based on the filament 34 certainly.

Das Maskiermittel 30 steht erfindungsgemäß unter Vorspannung. Besonders vorteilhaft kann sich nun bei Ausrichtung der Filamente 32, 34 durch das Zentriermittel 44 mit einer V-Nut an dem Filament 32 eine Kraftkomponente ergeben, welche das Filament 34 zusätzlich gegen das Halbzeug 10 drücken kann.The masking agent 30 is under bias according to the invention. Particularly advantageous may now be in alignment of the filaments 32 . 34 through the centering means 44 with a V-groove on the filament 32 give a force component which the filament 34 additionally against the semi-finished product 10 can press.

Es ist weiterhin vorstellbar, dass bei geeigneter Ausgestaltung der Zentriermittel 44 die Beispielkonfigurationen des Maskiermittels 30a, 30b gemäß 3 oder andere geeignete Maskiermittelkonfigurationen ebenso mit Hilfe von Anordnungen mit Führungsrollen oder Zentrierleisten gegenüber dem Halbzeug ausgerichtet werden können.It is also conceivable that with a suitable design of the centering 44 the example configurations of the masking agent 30a . 30b according to 3 or other suitable masking configurations can also be aligned relative to the semifinished product by means of arrangements with guide rollers or centering strips.

Es hat sich gezeigt, dass auch ein einziges Filament auf einem starren Trägersubstrat eine sichere Abschattung und damit die Vermeidung von Kurzschlüssen gewährleisten kann. So ergab die Verwendung eines aus einem Draht von 50 Mikrometer Stärke bestehenden Filamentes auf einem Trägersubstrat aus Glas eine ausreichend scharfe Abschattung. Bei einem solchen Durchmesser ist der Draht schon so flexibel, dass sich eine flächige Auflage auch auf einem starren Trägersubstrat ergibt, so dass eine sichere Abschattung gewährleistet ist und Kurzschlüsse vermieden werden.It It has been shown that even a single filament on a rigid Carrier substrate safe shading and thus avoidance of shorts. So revealed the use of a wire of 50 microns in thickness existing filament on a support substrate made of glass a sufficiently sharp shading. With such a diameter the wire is already so flexible that a flat Edition also results on a rigid carrier substrate, so that safe shading is ensured and short circuits be avoided.

In den 6 und 7 wird eine Abscheidekammer 70 mit einer Niederhalteeinrichtung 80 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Eingangs ist zu erwähnen, dass die Wölbung des Halbzeuges 10 hierbei zur besseren Verständlichkeit überzeichnet dargestellt ist.In the 6 and 7 becomes a deposition chamber 70 with a hold-down device 80 shown for performing the method according to the invention. At the beginning, it should be mentioned that the curvature of the semi-finished product 10 This is shown oversubscribed for clarity.

Halbzeuge 10 mit starren Trägersubstraten gelten als steif und weisen allgemein hohe Elastizitätskoeffizienten auf. Folglich können nur geringe Verformungen bewirkt werden, damit kritische Spannungskennwerte, z. B. die Biegezugfestigkeit bei Glaswerkstoffen, durch den Verformvorgang nicht überschritten werden.semi-finished 10 with rigid carrier substrates are considered stiff and generally have high coefficients of elasticity. Consequently, only small deformations can be effected so that critical voltage characteristics, eg. B. the bending tensile strength in glass materials, are not exceeded by the deformation process.

Das Halbzeug 10 ist auf einer Aufnahme 76 angeordnet und gegenüber einer Abscheideeinrichtung 72 vorgewölbt. Diese Wölbung kann durch das Eigengewicht des Halbzeuges 10 erfolgen oder durch geeignete Mittel, zum Beispiel durch Halter 62a, 62b. Die Halter 62a, 62b können vorteilhaft auch genutzt werden, um Randbereiche des Halbzeuges 10 gegenüber der Abscheideeinrichtung 72 abzuschatten, um in diesen Bereichen Materialablagerungen und somit ungewünschte Kontaktierungen zu vermeiden.The semi-finished product 10 is on a recording 76 arranged and opposite a separator 72 bulge. This curvature can by the weight of the semi-finished product 10 carried out by suitable means, for example by holders 62a . 62b , The holders 62a . 62b can also be used advantageously to edge regions of the semifinished product 10 opposite the separator 72 shade in order to avoid material deposits and thus unwanted contacts in these areas.

In der Abscheidekammer 70 ist eine Niederhalteeinrichtung 80 angeordnet, die eine Maskiereinrichtung 60 mit Maskiermitteln 30 zur partiellen Abschattung und Strukturierung der Oberfläche 74 des Halbzeuges 10 gegenüber der Abscheideeinrichtung 72 aufweist. Zur Führung der Maskiermittel 30 sind diesen Führungsrollen 42a, 42b zugeordnet, die an Gestellteilen 66a, 66b der Niederhalteeinrichtung vorgesehen sind. Besonders vorteilhaft werden die Führungsrollen 42a, 42b ebenso genutzt, um die Maskiermittel 30 gegenüber dem Halbzeug 10 zusätzlich vorzuspannen. Die Maskiermittel 30 werden durch Spannmittel 56 in Form von Federn vorgespannt. Im gezeigten Beispiel sind die Spannmittel 56 direkt in die Maskiermittel 30 integriert, nichtsdestotrotz sind andere Umsetzungen mit von außen in die Maskiermittel 30 eingeleiteten Vorspannkräften denkbar.In the deposition chamber 70 is a hold-down device 80 arranged, which is a masking device 60 with masking agents 30 for partial shading and structuring of the surface 74 of the semifinished product 10 opposite the separator 72 having. For guiding the masking agent 30 are these leadership roles 42a . 42b assigned to the frame parts 66a . 66b the hold-down device are provided. Particularly advantageous are the guide rollers 42a . 42b just as used to the masking agents 30 opposite the semifinished product 10 additionally to bias. The masking agents 30 be through clamping means 56 biased in the form of springs. In the example shown are the clamping means 56 directly into the masking agent 30 nonetheless, other implementations are external to the maskants 30 introduced biasing forces conceivable.

Während des Abscheidevorgangs kann nun mit der Niederhalteeinrichtung 80 mit der Maskiereinrichtung 60 ein sicherer exakter Halt des Halbzeuges 10 auf der Aufnahme 76 und eine Strukturierung der abzuscheidenden Materialschicht realisiert werden.During the deposition process can now with the hold-down device 80 with the masking device 60 a secure exact hold of the semi-finished product 10 on the recording 76 and a structuring of the material layer to be deposited can be realized.

In den 8 und 9 wird nun ein nachfolgender Verfahrensschritt dargestellt. In einer Versatzkammer 84 mit einer Versatzeinrichtung 86 erfolgt das erfindungsgemäße Versetzen der Maskiermittel 30, etwa um eine Solarzellenanordnung gemäß 1 oder 2 herzustellen. In 8 wird gezeigt, dass nun die Niederhalteeinrichtung 80 mit der Maskiereinrichtung 60 mit den Maskiermitteln 30, wie durch die Pfeile 90a, 90b angedeutet, vom Halbzeug 10 abgehoben ist. Hierzu sind Hubmittel 88a, 88b, etwa in Form von Gewindespindeln oder Pneumatikzylindern vorgesehen. Das Halbzeug 10 wird weiterhin mit Haltern 62a, 62b auf der Aufnahme 76 fixiert.In the 8th and 9 Now a subsequent process step is shown. In an offset chamber 84 with a misalignment device 86 the inventive displacement of the masking agent takes place 30 , about a solar cell array according to 1 or 2 manufacture. In 8th is shown that now the hold down 80 with the masking device 60 with the masking agents 30 as by the arrows 90a . 90b indicated, from the semifinished product 10 is lifted off. These are lifting means 88a . 88b , provided for example in the form of threaded spindles or pneumatic cylinders. The semi-finished product 10 will continue with owners 62a . 62b on the recording 76 fixed.

Hiernach kann nun ein Versatz erfolgen, etwa entsprechend dem mit Ziffer 94 bezeichneten Doppelpfeil in 9. Die Versatzbewegung wird über Versatzmittel 92a, 92b eingeleitet, welche wiederum in Form von Gewindespindeln oder Pneumatikzylindern ausgeführt sind. Hierbei erfolgt eine Relativbewegung zwischen dem Halbzeug 10, das auf der Aufnahme 76 fixiert ist, und der Versatzeinrichtung 86. Es schließt sich ein Schritt an, bei dem die Niederhalteeinrichtung 80 wieder auf die Oberfläche 74 des Halbzeuges abgesenkt wird, um die Maskiermittel 30 aufzubringen und eine Vorspannung gegenüber dem Halbzeug 10 erzeugen zu können. Jetzt kann eine weitere zu strukturierende und abzuscheidende Materialschicht aufgebracht werden.After this, an offset can now be made, for example according to the figure 94 designated double arrow in 9 , The offset movement is via offset means 92a . 92b introduced, which in turn are designed in the form of threaded spindles or pneumatic cylinders. In this case, there is a relative movement between the semifinished product 10 that on the recording 76 is fixed, and the offset device 86 , This is followed by a step in which the hold-down device 80 back to the surface 74 of the semifinished product is lowered to the masking agent 30 apply and a bias against the semifinished product 10 to be able to produce. Now another material layer to be structured and deposited can be applied.

Es versteht sich, dass die Anordnungen der Abscheidekammer 76 gemäß 6 und der Versatzkammer 84 gemäß 8 räumlich getrennt oder aber kombiniert umgesetzt werden können. Beide Varianten sind denkbar und unter anderem vom geplanten Durchsatz der Anlage beeinflusst.It is understood that the arrangements of the deposition chamber 76 according to 6 and the offset chamber 84 according to 8th spatially separated or combined can be implemented. Both variants are conceivable and among other things influenced by the planned throughput of the plant.

In 10 wird eine andere Ausgestaltung einer Versatzkammer 84 dargestellt. 10a zeigt eine Anordnung, bei der das Halbzeug 10 an einer deckenseitigen Aufnahme 76 angeordnet ist und mittels der Niederhalteeinrichtung 80 mit der Maskiereinrichtung 60 gehalten wird. Bodenseitig sind Fixiermittel 96a, 96b, 96c vorgesehen, die noch nicht in Eingriff mit dem Halbzug 10 gebracht worden sind.In 10 is another embodiment of an offset chamber 84 shown. 10a shows an arrangement in which the semifinished product 10 on a ceiling-side recording 76 is arranged and by means of the hold-down device 80 with the masking device 60 is held. Bodenseitig are fixatives 96a . 96b . 96c provided, not yet in Intervention with the half-pull 10 have been brought.

10b hingegen stellt nun einen Zustand dar, in dem die Niederhalteeinrichtung 80 durch ein Verschwenken vom Halbzeug 10 entfernt worden ist. Die Schwenkbewegung um eine Schwenkachse 100 wird durch den mit Ziffer 102 bezeichneten Pfeil verdeutlicht. Hierzu ist es erforderlich, dass die Fixiermittel 96a, 96b, 96c das Halbzeug 10 gegen ein Lösen von der Aufnahme 76 sichern. Die hierzu erfolgte Bewegung wird durch die mit 98a, 98b und 98c bezeichneten Pfeile verdeutlicht. Nun kann die Versatzbewegung der Maskiereinrichtung 60 erfolgen, etwa analog 9. 10b however, now represents a state in which the hold-down device 80 by pivoting the semi-finished product 10 has been removed. The pivoting movement about a pivot axis 100 is indicated by the numeral 102 indicated arrow illustrates. For this it is necessary that the fixative 96a . 96b . 96c the semi-finished product 10 against detachment from the recording 76 to back up. The movement is done by the with 98a . 98b and 98c indicated arrows illustrates. Now, the displacement movement of the masking 60 done analogously 9 ,

11 stellt eine alternative Gestaltung einer Abscheidekammer 76 mit dem gemäß 10 an der deckenseitig vorgesehenen Aufnahme 76 angeordneten Halbzeug 10 dar. Die Abscheideeinrichung 72 ist bodenseitig angeordnet. In dieser Anordnung werden die Maskiermittel 30 über Puffermittel 104a, 104b in Form von Filamentrollen zur Verfügung gestellt und aufgenommen. Die Führungsrollen 42a, 42b dienen der Umlenkung der Maskiermittel und dem Aufbringen einer Vorspannkraft in Richtung der Oberfläche 74 des Halbzeuges 10. Eine Vorspannkraft in Längsrichtung der Maskiermittel wird durch ein Spannmittel 56 in Form einer Feder, die an die Führungsrolle 42b angreift, eingeleitet. 11 represents an alternative design of a deposition chamber 76 with the according to 10 on the cover side provided receptacle 76 arranged semi-finished product 10 dar. The Abscheideeinrichung 72 is arranged on the bottom side. In this arrangement, the masking agents 30 via buffering agent 104a . 104b provided and recorded in the form of filament rolls. The leadership roles 42a . 42b serve for the deflection of the masking agent and the application of a biasing force in the direction of the surface 74 of the semifinished product 10 , A biasing force in the longitudinal direction of the masking agent is provided by a tensioning means 56 in the form of a spring, attached to the leadership 42b attacks, initiated.

Besonders vorteilhaft führt das Maskiermittel 30 entlang seiner Längsrichtung gegenüber dem Halbzeug 10 eine Relativbewegung aus, wie durch die mit 105a und 105b bezeichneten Pfeile angedeutet. Es kann hierdurch effektiv die Ablagerung von Material am Maskiermittel 30 reduziert werden. Insbesondere kann es so auch ermöglicht werden, das Maskiermittel 30 kontinuierlich oder quasi-kontinuierlich einer Reinigungseinrichtung zu zuführen, um prozessnah Materialrückstände und sonstige Verunreinigungen entfernen zu können.The masking agent is particularly advantageous 30 along its longitudinal direction relative to the semifinished product 10 a relative movement, as by the with 105a and 105b indicated arrows indicated. It can thereby effectively the deposition of material on the masking agent 30 be reduced. In particular, it may also be possible, the masking agent 30 continuously or quasi-continuously supply a cleaning device in order to remove process-related material residues and other impurities can.

In diesem Zusammenhang ist hinzuzufügen, dass die Filamente des Maskiermittels 30 auf den Puffermitteln 104a, 104b bereits aneinander anliegen können oder aber jeweils einzeln von einer Mehrzahl Puffermitteln zugeführt und erst durch die Führungsrollen und Zentriermittel aneinander angelegt werden und nach dem Passieren des Halbzeuges 10 wiederum vereinzelt und auf separate Puffermittel aufgewickelt werden können.In this context, add that the filaments of the masking agent 30 on the buffering agents 104a . 104b can already abut each other or individually supplied by a plurality of buffer means and only by the guide rollers and centering means are applied to each other and after passing the semifinished product 10 in turn isolated and can be wound up on separate buffering agent.

In den 12 und 13 wird ein Ablaufschema zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels einer Vorrichtung 106 in Form einer Cluster- oder Zellenfertigungsanlage dargestellt und hierbei der Prozessablauf durch eine mit 109 be zeichnete Prozesspfeilfolge angedeutet. Ein Transportmittel 108 zum Zu- und Abführen der Halbzeuge 10, 10', 10'' ist mit einer Schleuse 110 gekoppelt, welche der Entkopplung der Prozessgasgasatmosphäre oder des prozessseitig anliegenden Vakuums von der Umgebung dient.In the 12 and 13 is a flowchart for performing the method according to the invention by means of a device 106 presented in the form of a cluster or cell manufacturing plant and this process through a with 109 be indicated process arrow sequence indicated. A means of transport 108 for feeding and discharging the semi-finished products 10 . 10 ' . 10 '' is with a lock 110 coupled, which serves to decouple the process gas atmosphere or the process-side applied vacuum from the environment.

Eine Handlingkammer 122 mit einer Handlingeinrichtung 124, etwa in Form eines Handlingroboters, gewährleistet die Handhabung des Halbzeuges 10' in der Vorrichtung 106. Es ist vorstellbar, dass in der Schleuse 110 die Niederhaltevorrichtung 80 mit der Maskiereinrichtung 60, etwa gemäß 6 und 7, auf das Halbzeug 10' aufgebracht wird. Somit kann das Halbzeug 10' wie in 12 dargestellt in eine erste Kammer 112 zur Abscheidung des Rückkontaktes und unmittelbar daran anschließend in eine Kammer 114 zur Abscheidung der n-Schicht eingebracht werden.A handling chamber 122 with a handling device 124 , for example in the form of a handling robot, ensures the handling of the semi-finished product 10 ' in the device 106 , It is conceivable that in the lock 110 the hold-down device 80 with the masking device 60 , according to 6 and 7 , on the semi-finished product 10 ' is applied. Thus, the semifinished product 10 ' as in 12 represented in a first chamber 112 for the deposition of the back contact and immediately thereafter in a chamber 114 be introduced for deposition of the n-layer.

Es schließt sich ein erster Versatzvorgang an, der in der Versatzkammer 84 durchgeführt wird, welche gemäß 7 ausgestaltet sein kann und etwa, aber nicht ausschließlich, mit der Versatzeinrichtung 86 versehen sein kann. Anschließend erfolgt ein Transfer in eine Kammer 116 zur Abscheidung der i-Schicht, worauf sich wiederum ein Versatzvorgang in der Versatzkammer 84 anschließt. Darauf erfolgt ein Übertritt in eine Kammer 118 zur Abscheidung der p-Schicht und schließlich der Transfer in eine Kammer 120 zur Abscheidung des Frontkontaktes.This is followed by a first offset operation, which in the offset chamber 84 is performed, which according to 7 can be configured and about, but not exclusively, with the Versatzeinrichtung 86 can be provided. Subsequently, a transfer takes place in a chamber 116 for the deposition of the i-layer, which in turn is an offset process in the displacement chamber 84 followed. This is followed by a transfer into a chamber 118 for the deposition of the p-layer and finally the transfer into a chamber 120 for the separation of the front contact.

Nach erneutem Durchlauf der Schleuse 110 und Übertritt aus der Prozessgasgasatmosphäre oder dem prozessseitig anliegenden Vakuum in der Umgebung kann das Halbzeug 110'', welches nunmehr mit einer erfindungsgemäß hergestellten Solarzellenanordnung versehen ist, wieder dem Transportmittel 108 zugeführt werden.After another pass through the lock 110 and transfer from the process gas atmosphere or the process-side adjacent vacuum in the environment, the semi-finished 110 '' , which is now provided with a solar cell assembly according to the invention, again the means of transport 108 be supplied.

Halbzeuge 10 mit starren Trägersubstraten eignen sich insbesondere zur Herstellung großflächiger Solarzellenanordnungen, da die Trägersubstrate der Anordnung mechanische Festigkeit verleihen, wodurch das serientaugliche Handling auch größerer Einheiten ermöglicht wird. Mit der beispielhaft gezeigten Vorrichtung 106 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich Halbzeuge 10 mit starren Trägersubstraten verarbeiten, deren Grundflächen etwa Bereiche von weniger als 0.5 m2 bis größer als 5 m2 abdecken. Diese Grundflächen sind vorteilhaft quadratisch oder rechteckig, können aber auch andere geeignete Formen aufweisen.semi-finished 10 with rigid carrier substrates are particularly suitable for the production of large-area solar cell arrangements, since the carrier substrates of the arrangement impart mechanical strength, whereby the production-compatible handling of larger units is made possible. With the device shown by way of example 106 for carrying out the method according to the invention can be semi-finished products 10 process with rigid carrier substrates whose base areas cover about areas of less than 0.5 m 2 to greater than 5 m 2 . These bases are advantageously square or rectangular, but may also have other suitable shapes.

Es versteht sich, dass dem erfindungsgemäßen Verfahren weitere Verfahrensschritte vor-, zwischen-, nachgelagert oder aber gleichgeschaltet sein können, um die Herstellung von Solarzellenanordnungen zu vervollständigen.It is understood that the inventive method further process steps before, intermediate, downstream or else can be switched to the manufacture of solar cell assemblies to complete.

Dies können insbesondere Zuschnitt- und Reinigungsprozesse, das Aufbringen weiterer aktiver und passiver Bauelemente, Prüf- und Kontrollschritte sowie Laminier- oder Montageprozesse sein. Des Weiteren wird üblicherweise an der Oberfläche derartiger Solarzellen eine Antireflexschicht zur Optimierung der Wirkung des einfallenden Lichtes aufgebracht.This can in particular cutting and cleaning processes, the application of other active and passive components, testing and control steps as well as lamination or assembly processes. Furthermore, an antireflection coating is usually applied to the surface of such solar cells to optimize the effect of the incident light.

14 stellt abschließend schematisch eine mögliche Ablauffolge des erfindungsgemäßen Verfahrens dar, das mit einer Vorrichtung gemäß 12 und 13 durchgeführt werden kann. 14 Finally, schematically represents a possible sequence of the process according to the invention, with a device according to 12 and 13 can be carried out.

Alternativ ist denkbar, anhand der Ablaufschritte in 14 eine Linien- oder Fließbandfertigung zu gestalten, was beispielsweise bei einer geplanten Massenfertigung vorteilhaft sein kann. Dementsprechend können gemäß der gezeigten Abfolge zwei Schleusen 110a, 110b vorgesehen werden, von denen eine dem Eintritt und die andere dem Austritt aus der Prozessgasatmosphäre oder dem prozessbedingten Vakuum dient. Dazwischen sind Prozesskammern 112, 114, 116, 118 und 120 zur Abscheidung von Materialschichten angeordnet, denen wiederum zwei Versatzkammern 84a, 84b zum Versatz des Maskiermittels 30 zwischengeschaltet sind. Der notwendige Transfer erfolgt mittels der hier durch Pfeile angedeuteten Handlingeinrichtung 124.Alternatively, it is conceivable, based on the steps in 14 to design a line or assembly line production, which may be advantageous for example in a planned mass production. Accordingly, according to the sequence shown, two locks 110a . 110b be provided, one of which serves for the entry and the other the exit from the process gas atmosphere or the process-related vacuum. In between are process chambers 112 . 114 . 116 . 118 and 120 arranged for the deposition of material layers, in turn, two offset chambers 84a . 84b for displacement of the masking agent 30 are interposed. The necessary transfer takes place by means of the handling device indicated here by arrows 124 ,

Es ist hinzuzufügen, dass auch Mischformen wie zum Bespiel eine kombinierte Linien- und Zellenfertigung vorstellbar sind, insbesondere dann, wenn es möglich erscheint, teure Fertigungseinrichtungen durch mehrere Linien zu nutzen oder aber, um Puffermöglichkeiten zur Prozessabsicherung zu schaffen.It is to add that also mixed forms as for example a combined line and cell production are conceivable, in particular then, if it seems possible, through expensive manufacturing facilities to use multiple lines or to buffer options to provide process security.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann nun auf einfache und günstige Weise eine Herstellung seriell verschalteter Dünnschicht-Solarzellen mit starren Trägersubstraten durchgeführt werden. Insbesondere erfolgen die an der Verschaltung beteiligten Verfahrenschritte in der Prozessgasatmosphäre oder im Vakuum, ohne das die hierbei notwendige Strukturierung der Materialschichten außerhalb davon vorgesehen werden muss.With The inventive method can now be based on simple and, conveniently, a serially interconnected fabrication Thin-film solar cells with rigid carrier substrates be performed. In particular, they are connected to the interconnection involved process steps in the process gas atmosphere or in a vacuum, without the structuring of the material layers necessary in this case must be provided outside of it.

Durch diese In-Situ-Verschaltung lassen sich Aufwendungen für externe Vorrichtungen wie Laserschneidanlagen oder mechanische Ritzanlagen vermeiden oder reduzieren. Darüber hinaus verbessert sich die Prozessqualität, da nun weniger Schleusevorgänge und weniger Transfervorgänge außerhalb der Prozessgasatmosphäre oder des Vakuums notwendig sind.By this in-situ interconnection can be expenditures for external devices such as laser cutting machines or mechanical scoring systems avoid or reduce. In addition, it improves the process quality, because now less lock operations and fewer transfers outside the process gas atmosphere or the vacuum is necessary.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - WO 2007/044555 A2 [0004] - WO 2007/044555 A2 [0004]
  • - WO 2007/085343 A1 [0008] - WO 2007/085343 A1 [0008]

Claims (21)

Verfahren zur Herstellung seriell verschalteter Dünnschicht-Solarzellen mit folgenden Schritten: – Anordnen eines Halbzeuges (10) mit einem starren Trägersubstrat (12) auf einer Aufnahme (76); – Einbringen des Halbzeuges (10) in eine Abscheidekammer (70, 112, 114, 116, 118, 120) mit einer Abscheideeinrichtung (72); – Aufbringen einer Maskiereinrichtung (60) mit mindestens einem strangförmigen Maskiermittel (30), das in Längsrichtung unter Vorspannung steht, auf eine der Abscheideeinrichtung (72) zugewandten Oberfläche (74) des Halbzeuges (10); – partielles Abschatten der Oberfläche (74) des Halbzeuges (10) mittels der Maskiereinrichung (60) gegenüber der Abscheideeinrichtung (72) zur Strukturierung einer abzuscheidenden Materialschicht (14, 16, 18, 20, 22, 24); – Abscheiden der Materialschicht (14, 16, 18, 20, 22, 24) auf das Halbzeug (10); und – Lösen der Maskiereinrichtung (60) von der Oberfläche (74) des Halbzeuges (10).Method for producing series-connected thin-film solar cells, comprising the following steps: arranging a semifinished product ( 10 ) with a rigid carrier substrate ( 12 ) on a recording ( 76 ); - introduction of the semi-finished product ( 10 ) in a deposition chamber ( 70 . 112 . 114 . 116 . 118 . 120 ) with a separating device ( 72 ); Application of a masking device ( 60 ) with at least one strand-form masking agent ( 30 ), which is biased in the longitudinal direction, on one of the separator ( 72 ) facing surface ( 74 ) of the semifinished product ( 10 ); Partial shading of the surface ( 74 ) of the semifinished product ( 10 ) by means of the masking device ( 60 ) opposite the separation device ( 72 ) for structuring a material layer to be deposited ( 14 . 16 . 18 . 20 . 22 . 24 ); - deposition of the material layer ( 14 . 16 . 18 . 20 . 22 . 24 ) on the semi-finished product ( 10 ); and - releasing the masking device ( 60 ) from the surface ( 74 ) of the semifinished product ( 10 ). Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das strangförmige Maskiermittel eine Mehrzahl von aneinander anliegenden Filamenten aufweist.The method of claim 1, wherein the strand-like Masking means a plurality of adjacent filaments having. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem ein Trägersubstrat (12) verwendet wird, das aus einem Glas-, einem Glaskeramikwerkstoff, einem Wafer, einem Kunststoff oder einem Metall besteht.Method according to Claim 1 or 2, in which a carrier substrate ( 12 ), which consists of a glass, a glass ceramic material, a wafer, a plastic or a metal. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Halbzeug (12) konvex in Bezug auf die Abscheideeinrichtung (72) gewölbt wird.Method according to one of the preceding claims, in which the semifinished product ( 12 ) convex with respect to the separator ( 72 ) is arched. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das strangförmige Maskiermittel (30) während des Abscheidens der Materialschicht (14, 16, 18, 20, 22, 24) gegenüber dem Halbzeug (10) eine Relativbewegung in Längsrichtung des Maskiermittels (30) ausführt.Method according to one of the preceding claims, in which the strand-shaped masking agent ( 30 ) during the deposition of the material layer ( 14 . 16 . 18 . 20 . 22 . 24 ) relative to the semifinished product ( 10 ) a relative movement in the longitudinal direction of the masking agent ( 30 ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das dem das strangförmige Maskiermittel (30) in Längsrichtung kontinuierlich oder quasi-kontinuierlich zu- und abgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, in which the strand-shaped masking agent ( 30 ) is supplied and removed continuously or quasi-continuously in the longitudinal direction. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das dem das strangförmige Maskiermittel (30) mit mindestens einer Führungsrolle (42) geführt oder durch mindestens ein Zentriermittel (44) ausgerichtet wird.Method according to one of the preceding claims, in which the strand-shaped masking agent ( 30 ) with at least one leading role ( 42 ) or by at least one centering means ( 44 ) is aligned. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das dem das strangförmige Maskiermittel (30) durch eine Niederhalteeinrichtung (80) quer zu seiner Längsrichtung, im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche (74) des Halbzeuges (10) belastet wird.Method according to one of the preceding claims, in which the strand-shaped masking agent ( 30 ) by a hold-down device ( 80 ) transversely to its longitudinal direction, substantially perpendicular to the surface ( 74 ) of the semifinished product ( 10 ) is charged. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Niederhalteeinrichtung (80) die mindestens eine Führungsrolle (42) oder das mindestens eine Zentriermittel (44) aufweist.Method according to one of the preceding claims, in which the hold-down device ( 80 ) the at least one leadership role ( 42 ) or the at least one centering means ( 44 ) having. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das strangförmige Maskiermittel (30) in Längsrichtung durch ein Spannmittel (56), insbesondere eine Feder vorgespannt wird.Method according to one of the preceding claims, in which the strand-shaped masking agent ( 30 ) in the longitudinal direction by a tensioning means ( 56 ), in particular a spring is biased. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mehrere Materialschichten (14, 16, 18, 20, 22, 24) unter Nutzung mehrerer Abscheidekammern (70, 112, 114, 116, 118, 120) auf das Halbzeug (10) abgeschieden werden.Method according to one of the preceding claims, in which a plurality of material layers ( 14 . 16 . 18 . 20 . 22 . 24 ) using several deposition chambers ( 70 . 112 . 114 . 116 . 118 . 120 ) on the semi-finished product ( 10 ) are deposited. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zwischen dem Abscheiden der Materialschichten (14, 16, 18, 20, 22, 24) das strangförmige Maskiermittel (30) quer zu seiner Längsrichtung auf der Oberfläche (74) des Halbzeuges (10) versetzt wird, um eine Kontaktierung oder Separierung bestimmter Materialschichten (14, 16, 18, 20, 22, 24) zu ermöglichen.Method according to one of the preceding claims, in which between the deposition of the material layers ( 14 . 16 . 18 . 20 . 22 . 24 ) the strand-shaped masking agent ( 30 ) transverse to its longitudinal direction on the surface ( 74 ) of the semifinished product ( 10 ) to contact or separate certain layers of material ( 14 . 16 . 18 . 20 . 22 . 24 ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Abscheiden der Materialschichten (14, 16, 18, 20, 22, 24) und das Versetzen des strangförmigen Maskiermittels (30) in einer Prozessgasatmosphäre oder im Vakuum erfolgt.Method according to one of the preceding claims, in which the deposition of the material layers ( 14 . 16 . 18 . 20 . 22 . 24 ) and the displacement of the strand-like masking agent ( 30 ) takes place in a process gas atmosphere or in a vacuum. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Versetzen des strangförmigen Maskiermittels (30) in einer separaten Versatzkammer (84) erfolgt.Method according to one of the preceding claims, wherein the displacement of the strand-shaped masking agent ( 30 ) in a separate displacement chamber ( 84 ) he follows. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Transfer zwischen dem Abscheiden und dem Versetzen erfolgt, bei dem das Halbzeug (10) weiterhin der Prozessgasatmosphäre oder dem Vakuum ausgesetzt wird.Method according to one of the preceding claims, in which a transfer takes place between the deposition and the displacement, in which the semifinished product ( 10 ) is further exposed to the process gas atmosphere or the vacuum. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem durch Reinigungs-, insbesondere Ätzprozesse Verschmutzungen oder Rückstände der ab geschiedenen Materialschichten (14, 16, 18, 20, 22, 24) von der Maskiereinrichtung (60) entfernt werden.Method according to one of the preceding claims, in which by cleaning, in particular etching processes, soiling or residues of the separated material layers ( 14 . 16 . 18 . 20 . 22 . 24 ) from the masking device ( 60 ) are removed. Vorrichtung zur Herstellung seriell verschalteter Dünnschicht-Solarzellen mit mindestens einer Abscheidekammer (70, 112, 114, 116, 118, 120) mit einer Abscheideeinrichtung (72), mit einer Aufnahme (76) zur Aufnahme eines Halbzeuges (10) mit einem starren Trägersubstrat (12), insbesondere einem Trägersubstrat (12) aus einem Glaswerkstoff, und mit einer Maskiereinrichtung (60), die auf das Halbzeug (10) aufbringbar ist, wobei die Maskiereinrichtung (60) ein strangförmiges Maskiermittel (30) aufweist, das in Längsrichtung vorspannbar und zur partiellen Abschattung des Halbzeuges (10) gegenüber der Abscheideeinrichtung (72) gegenüber dem Halbzeug (10) ausrichtbar ist.Device for producing serially connected thin-film solar cells with at least one deposition chamber ( 70 . 112 . 114 . 116 . 118 . 120 ) with a separating device ( 72 ), with a recording ( 76 ) for receiving a semi-finished product ( 10 ) with a rigid carrier substrate ( 12 ), in particular a carrier substrate ( 12 ) made of a glass material, and with a masking device ( 60 ) applied to the semifinished product ( 10 ) is applicable, wherein the masking device ( 60 ) a strand-shaped masking agent ( 30 ), which can be prestressed in the longitudinal direction and for partial shading of the semifinished product ( 10 ) opposite the separation device ( 72 ) relative to the semifinished product ( 10 ) is alignable. Vorrichtung nach Anspruch 17, bei der das strangförmige Maskiermittel eine Mehrzahl von aneinander anliegenden Filamenten (32, 34, 36) aufweist.Apparatus according to claim 17, wherein the strand-like masking means comprises a plurality of filaments ( 32 . 34 . 36 ) having. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, bei der die Aufnahme (76) zur Aufnahme des Halbzeuges (10) in Bezug auf die Abscheideeinrichtung (72) konvex gewölbt ausgeführt ist.Apparatus according to claim 17 or 18, wherein the receptacle ( 76 ) for receiving the semi-finished product ( 10 ) with respect to the separator ( 72 ) is convexly curved. Vorrichtung nach Anspruch 17, 18 oder 19, die eine Mehrzahl von Abscheidekammern (70, 112, 114, 116, 118, 120) zur Abscheidung der Materialschichten (14, 16, 18, 20, 22, 24), eine Versatzkammer (84) mit einer Versatzeinrichtung (86) mit Versatzmitteln (92) zum Versetzten des mindestens einen Maskiermittels (30) quer zu seiner Längsrichtung relativ zur Oberfläche (74) des Halbzeuges (10) und eine Handlingkammer (122) mit einer Handlingeinrichtung (124) zum Zuführen des Halbzeuges (10) in die Kammern (70, 84, 112, 114, 116, 118, 120, 122) aufweist.Apparatus according to claim 17, 18 or 19, comprising a plurality of deposition chambers ( 70 . 112 . 114 . 116 . 118 . 120 ) for the deposition of the material layers ( 14 . 16 . 18 . 20 . 22 . 24 ), an offset chamber ( 84 ) with a misalignment device ( 86 ) with offset means ( 92 ) for displacing the at least one masking agent ( 30 ) transverse to its longitudinal direction relative to the surface ( 74 ) of the semifinished product ( 10 ) and a handling chamber ( 122 ) with a handling device ( 124 ) for feeding the semifinished product ( 10 ) into the chambers ( 70 . 84 . 112 . 114 . 116 . 118 . 120 . 122 ) having. Vorrichtung nach Anspruch 20, bei der an den Kammern (70, 84, 112, 114, 116, 118, 120, 122) ein Vakuum anlegbar oder ein Prozessgas zuführbar ist.Apparatus according to claim 20, wherein at the chambers ( 70 . 84 . 112 . 114 . 116 . 118 . 120 . 122 ) A vacuum can be applied or a process gas can be supplied.
DE102009023125A 2009-05-20 2009-05-20 Manufacturing serially switched thin-film solar cells, comprises arranging a semi-finished product with a rigid carrier substrate onto a reception, and introducing the semi-finished product in a deposition chamber with a deposition device Withdrawn DE102009023125A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009023125A DE102009023125A1 (en) 2009-05-20 2009-05-20 Manufacturing serially switched thin-film solar cells, comprises arranging a semi-finished product with a rigid carrier substrate onto a reception, and introducing the semi-finished product in a deposition chamber with a deposition device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009023125A DE102009023125A1 (en) 2009-05-20 2009-05-20 Manufacturing serially switched thin-film solar cells, comprises arranging a semi-finished product with a rigid carrier substrate onto a reception, and introducing the semi-finished product in a deposition chamber with a deposition device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102009023125A1 true DE102009023125A1 (en) 2010-11-25

Family

ID=42993671

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102009023125A Withdrawn DE102009023125A1 (en) 2009-05-20 2009-05-20 Manufacturing serially switched thin-film solar cells, comprises arranging a semi-finished product with a rigid carrier substrate onto a reception, and introducing the semi-finished product in a deposition chamber with a deposition device

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102009023125A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015028521A1 (en) * 2013-08-30 2015-03-05 China Triumph International Engineering Co., Ltd. Additional priming coat for thin-film solar cells

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4677738A (en) * 1980-05-19 1987-07-07 Energy Conversion Devices, Inc. Method of making a photovoltaic panel
US5124269A (en) * 1988-03-05 1992-06-23 Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Method of producing a semiconductor device using a wire mask having a specified diameter
DE4225385C2 (en) * 1992-07-31 1994-09-29 Siemens Solar Gmbh Process for the inexpensive production of a layer of a ternary compound semiconductor
US6645833B2 (en) * 1997-06-30 2003-11-11 Max-Planck-Gesellschaft Zur Foerderung Der Wissenschaften E. V. Method for producing layered structures on a substrate, substrate and semiconductor components produced according to said method
WO2007044555A2 (en) 2005-10-07 2007-04-19 Applied Materials, Inc. System and method for making an improved thin film solar cell interconnect
WO2007085343A1 (en) 2006-01-27 2007-08-02 Universität Stuttgart Method for producing series-connected solar cells and apparatus for carrying out the method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4677738A (en) * 1980-05-19 1987-07-07 Energy Conversion Devices, Inc. Method of making a photovoltaic panel
US5124269A (en) * 1988-03-05 1992-06-23 Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Method of producing a semiconductor device using a wire mask having a specified diameter
DE4225385C2 (en) * 1992-07-31 1994-09-29 Siemens Solar Gmbh Process for the inexpensive production of a layer of a ternary compound semiconductor
US6645833B2 (en) * 1997-06-30 2003-11-11 Max-Planck-Gesellschaft Zur Foerderung Der Wissenschaften E. V. Method for producing layered structures on a substrate, substrate and semiconductor components produced according to said method
WO2007044555A2 (en) 2005-10-07 2007-04-19 Applied Materials, Inc. System and method for making an improved thin film solar cell interconnect
WO2007085343A1 (en) 2006-01-27 2007-08-02 Universität Stuttgart Method for producing series-connected solar cells and apparatus for carrying out the method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015028521A1 (en) * 2013-08-30 2015-03-05 China Triumph International Engineering Co., Ltd. Additional priming coat for thin-film solar cells
US20160240716A1 (en) * 2013-08-30 2016-08-18 China Triumph International Engineering Co., Ltd. Additional foundation layer for thin layer solar cells

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2009007375A2 (en) Thin-film solar cell module and method for its production
EP2438620B1 (en) Solar cell comprising neighboring electrically insulating passivation regions having high surface charges of opposing polarities and production method
EP2805357B1 (en) Semifinished product of a multi-junction solar cell and method for producing a multi-junction solar cell
EP2919276A1 (en) Multijunction solar cell
EP1873844A1 (en) Apparatus for manufacturing solar cell modules
DE112006002716T5 (en) Solar cell and process for its production
DE69738152T2 (en) Photovoltaic device and method for producing the same
DE102009058794A1 (en) Thin-film type solar cell and method of manufacturing the same, and thin-film type solar cell module and power generation system using the thin-film type solar cell
EP3028295B1 (en) Method for bonding substrates
DE3712589C2 (en)
DE102009025428A1 (en) Thin-film solar cell and method for the production
DE102009022378B4 (en) Process for the preparation of semi-transparent flexible thin-film solar cells and semi-transparent flexible thin-film solar cell
EP1977455B1 (en) Method for producing series-connected solar cells and apparatus for carrying out the method
DE102009023125A1 (en) Manufacturing serially switched thin-film solar cells, comprises arranging a semi-finished product with a rigid carrier substrate onto a reception, and introducing the semi-finished product in a deposition chamber with a deposition device
DE3209548A1 (en) Solar cell arrangement in thin-layer construction made from semiconductor material, and process for the fabrication thereof
DE102019123785A1 (en) Rear-side emitter solar cell structure with a heterojunction, as well as method and apparatus for producing the same
DE102010060297A1 (en) Method for removing contamination from a reactor
EP2309540A1 (en) Photovoltaic module
DE102009027852A1 (en) Thin-film solar module with improved interconnection of solar cells and method for its production
EP2352171A1 (en) Solar cell configuration and thin film solar module and method for producing same
DE202011110968U1 (en) Thin film photovoltaic module
EP2569805A1 (en) Semiconductor component comprising defect-rich layer for optimally contacting emitters, and method for the production thereof
DE102021130591A1 (en) Perovskite solar cell
DE102019135574A1 (en) Method for producing a heterogeneously structured coating of an optoelectronic component, as well as an optoelectronic component with such a coating
DE102006055862A1 (en) Method and device for producing a solar cell electrical contact structure on a substrate

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20131203