Mechanisch texturierte, grossflächige, multikristalline Siliziumsolarzellen

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Datum
2002
Autor:innen
Gerhards, Christoph
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Mechanically textured large area multicrystalline silicon solar cells
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Publikationstyp
Dissertation
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Zusammenfassung

In this work on one hand a process sequence for industrial type multicrystalline silicon solar cells was developed and on the other hand the gain in efficiency due to applying a mechanically formed V texturisation was investigated.
Key features of the process are the bulk and surface passivation by Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) SiNx and Al-Back Surface Field (BSF). Applying this process to standard casted multicrystalline Si wafer an average efficiency clearly above 14 have been achieved.
The efficiency enhancement of V-textured solar cells compared to alkaline etched solar cells was estimated to be 3 relative using computer simulation. Investigation of the industrial application of mechanical V-texturing itself and adaptation of the solar cell process include the life-time of the tool, the yield, depth and angle of the V-profile as well as screen printed metallisation.
In the production line of Q-Cells AG mechanically V - textured multicrystalline solar cells were processed showing an average efficiency of 15,5 (50 cells, 156cm2). A 36 cell module fabricated from theses cells exhibits a module power of 85 Wp.
Incorporating the experience with the homogeneous emitter process, a advanced processing sequence applying a selective emitter was developed which leads to a maximum efficiency of 16,2 (cell size 12,4cm x 12,4 cm) in the pilot line of University of Konstanz..

Zusammenfassung in einer weiteren Sprache

Im Rahmen dieser Arbeit wurde zum einen ein Herstellungsprozess für multikristalline Si- Industriesolarzellen entwickelt, zum anderen die Erhöhung des Wirkungsgrades durch die Anwendung einer mechanisch erzeugten V-Textur untersucht.
Kernpunkte des Prozesses sind die Oberflächen- und Volumenpassivierung durch Verwendung von Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) SiNx und Al-Back Surface Field (BSF). In der Produktion wird unter Verwendung von blockgegossenen Siliziumwafern ein mittlerer Wirkungsgrad deutlich über 14 erzielt.
Die Steigerung des Wirkungsgrads V-texturierter Solarzellen im Modul verglichen mit alkalisch geätzten Solarzellen wurde mittels Computersimulationen wurde zu 3 relativ abgeschätzt. Die Untersuchungen zur industriellen Anwendung der mechanischen Texturierung selbst und die Anpassung des Solarzellprozess umfassten Betrachtungen zur Standzeit des Werkzeuges, der Ausbeute sowie Tiefe und Winkel der Gräben und die Siebdruckmetallisierung.
In der Produktionslinie der Firma Q-Cells AG wurde mit mechanisch V-texturierten multikristallinen Solarzellen ein mittlerer Wirkungsgrad von 15,5 (50 Zellen, 156cm2) erreicht. Ein aus diesen Zellen hergestelltes 36-Zell-Modul hat eine Leistung von 85 Wp.
Aufbauend auf diesen Erfahrungen für Solarzellen mit homogenem Emitter wurde ein Prozess mit mechanischer V-Textur und selektivem Emitter entwickelt und ein maximaler Wirkungsgrad von 16,2 auf einer 12,4~x~12,4~cm2 großen multikristallinen Solarzelle in der Pilotline der Universität Konstanz erzielt.

Fachgebiet (DDC)
530 Physik
Schlagwörter
solar cell, texture, process optimisation
Konferenz
Rezension
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Zitieren
ISO 690GERHARDS, Christoph, 2002. Mechanisch texturierte, grossflächige, multikristalline Siliziumsolarzellen [Dissertation]. Konstanz: University of Konstanz
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May 7, 2002
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