Industrielle Metallisierungskonzepte für siliziumbasierte Rückkontaktsolarzellen:
Gespeichert in:
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| Veröffentlicht: |
Stuttgart
Fraunhofer Verlag
[2016]
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| Schriftenreihe: | Solare Energie- und Systemforschung
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INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG 1
1.1 MOTIVATION DER A RBEIT
.
1
1.2 ZIELE UND WISSENSCHAFTLICHE FRAGESTELLUNGEN
.
2
1.3
GLIEDERUNG.
4
2 PHYSIKALISCHE UND 5
2.1 UEBERBLICK UEBER DAS K
APITEL.5
2.2 GRUNDLAGEN DER KRISTALLINEN SILIZIUMPHOTOVOLTAIK
.
6
2.2.1 DIE WICHTIGSTEN KENNGROESSEN DER SOLARZELLE
.
6
2.2.2 DAS ZWEI-DIODEN-MODELL DER
SOLARZELLE_"_. 8
2.2.3 VERLUSTMECHANISMEN DER SOLARZELLE
.
9
2.3 STAND DER TECHNIK DER INDUSTRIELLEN ZELL- UND
MODULFERTIGUNG."._".13
2.3.1 KONVENTIONELLE P*TYP H-PATTERN-SOLARZELLEN.
*
.
*
.1 3 *
2.3.2 DRAHTVERSCHALTETE SOLARZELLEN
.
17
23.3 *-*** METAL WRAP THROUGH (MWT-) SOLARZELLEN ***20
2.3.4 N-TYP BACK-CONTACT BACK-JUNCTION (BC-BJ*) SOLARZELLEN.**27
2.4 HERAUSFORDERUNGEN DER INDUSTRIELLEN ZELLMETALIISIERUNG
.35
2.5 STAND DER TECHNIK INDUSTRIELLER ZELLMETALIISIERUNGSTECHNOLOGIEN
.**37
2.5.1
SIEBDRUCK.
37
2.5.2
AUFDAMPFVERFAHREN.40
3 CHARAKTERISIERUNGSMETHODEN UND SIMULATIONSPROGRAMME 43
3.1 CHARAKTERISIERUNGSMETHODEN
.
43
3.1.1 VIER-SPITZEN-MESSUNG
.
43
3.1.2 BESTIMMUNG DER MECHANISCHEN ADHAESIONSKRAFT *******46
3.2 SIMULATIONSPROGRAMME
.
47
3.2.1
GRIDMASTER.
47
3.2.2
SCOST.49
3.2.3
QUOKKA.50
4 OPTIMIERUNG DER METALLISIER^^ 51
4.1 UEBERBLICK UEBER DAS K
APITEL.51
4.2 SIMULATION VON
MWT-SOLARZELLEN.52
4.2.1 EINGANGSPARAMETER UND
VARIABLEN.52
4.2.2 EFFIZIENZOPTIMIERTE METALLISIERUNGSGEOMETRIE ********56
I
4.2.3 KOSTENOPTIMIERTE METALLISIERUNGSGEOMETRIE
.
62
4.2.4 DIE SENSITIVITAT DES SILBERPASTENPREISES
.
65
4.2.5 AUSBLICK AUF
MODULEBENE.
66
4.2.6 ZUSAMMENFASSUNG UND ZWISCHENFAZIT
.
67
4.3 SIMULATION VON MEHRLAGIG METALLISIERTEN
BC-BJ-S01ARZELLEN.".".""69
4.3.1 AUFBAU DES
SIMULATIONSPROGRAMMS.69
4.3.2 EINGANGSPARAMETER UND
VARIABLEN.74
4.3.3 EFFIZIENZOPTIMIERTE METALLISIERUNGSGEOMETRIE **********77
4.3.4 KOSTENOPTIMIERTE METALLISIERUNGSGEOMETRIE
.
80
4.3.5 SENSITIVITAETSANALYSE AUSGEWAEHLTER PARAMETER ********83
4.3.6 ZUSAMMENFASSUNG UND ZWISCHENFAZIT
.
88
4.4 SIMULATION VON DRAHTVERSCHALTETEN BC-BJ-SOLARZELLEN .******89
4.5 ZUSAMMENFASSUNG UND
FAZIT.95
5 M ATERIALEVALUATIONFUERI^^^
RUECKKONTAKTMETALLISIERUNGSKONZEPTE 97
5.1 UEBERBLICK UEBER DAS K
APITEL.97
5.2 TECHNOLOGISCHE ANSAETZE FUER MEHRLAGIGE
METALLISIERUNGSKONZEPTE.98
5.3 SIEBGEDRUCKTE ISOLATIONSLAGEN
.
99
5.3.1 TECHNISCHE
MATERIALANFORDERUNGEN.99
5.3.2 NIEDERTEMPERATURISOLATIONSPASTEN
.
100
5.3.3 KONTAKTFEUERSTABILE I S O LA TN
5.3.4 ZUSAMMENFASSUNG UND ZWISCHENFAZIT
.
114
5.4 LEITFAEHIGE
NIEDERTEMPERATURPASTEN.115
5.4.1 TECHNISCHE
MATERIALANFORDERUNGEN.115
5.4.2 OPTIMIERUNG DER AUSHAERTUNGSKONDITIONEN
.116
5.4.3 MIKROSTRUKTURANALYSE VON KUPFERBASIERTEN PASTEN .
120
5.4.4 ELEKTRISCHER KONTAKTWIDERSTAND ZU SIEBGEDRUCKTEN UND
AUFGEDAMPFTEN METALLSCHICHTEN
.
122
5.4.5 ZUSAMMENFASSUNG UND ZWISCHENFAZIT
.
127
5.5 METALLISIERUNGSKONZEPTE FUER
BC-BJ-SOLARZELLEN. 128
5.5.1 MEHRLAGIGES
METALLISIERUNGSKONZEPT.129
5.5.2 DRAHTBASIERTES METALLISIERUNGSKONZEPT
.
137
5.5.3 TECHNOLOGISCHE ASPEKTE DER BC-BJ-DRAHTVERSCHALTUNG . 141
5.6 ZUSAMMENFASSUNG UND
FAZIT.144
6 *-*** METAL WRAP THROUGH ^ 147
6.1 GRUNDLEGENDE VORTEILE DES MEHRLAGIGEN METALLISIERUNGSKONZEPTS .
147
6.2 MEHRLAGIGE METALLISIERUNG MIT
NIEDERTEMPERATURANSATZ. 153
6.2.1 HERSTELLUNGSPROZESS DER
SOLARZELLEN.153
6.2.2
STROM-SPANNUNGS-CHARAKTERISTIK.157
6.2.3 CHARAKTERISIERUNG DER ELEKTRISCHEN DURCHKONTAKTIERUNG . 159
6.2.4 ANALYSE LECKSTROMBEDINGTER VERLUSTE
.
101
6.2.5 ZUSAMMENFASSUNG UND ZWISCHENFAZIT
.
165
6.3 MEHRLAGIGE METALLISIERUNG MIT HOCHTEMPERATURANSATZ ******166
6.3.1 HERSTELLUNGSPROZESS DER
SOLARZELLEN.167
6.3.2
STROM-SPANNUNGS-CHARAKTERISTIK.
169
6.3.3 VERHALTEN BEI NEGATIVER VORSPANNUNG
.
172
6.3.4 ZUSAMMENFASSUNG UND ZWISCHENFAZIT
.
173
6.4 VARIATION DER METALLISIERUNGSGEOMETRIE
.
174
6.4.1 STROM-SPANNUNGS-CHARAKTERISTIK
. 174
6.4.2 SERIENWIDERSTANDSANALYSE UND DISKUSSION DER
SOLARZELLENERGEBNISSE.177
6.5 ZUSAMMENFASSUNG UND F
AZIT.179
7 N*TYP BACK-CONTACT BACK-JUNCTION SOLARZELLEN 181
7.1 HERSTELLUNGSPROZESS DER
SOLARZELLEN.181
7.2 SOLARZELLENERGEBNISSE
7.2.1
STROM-SPANNUNGS-CHARAKTERISTIK.
186
7.2.2
SERIENWIAERSTANDSANALVSE.
189
7.2
.*
VERHALTEN BEI NEGATIVER VORSPANNUNG
.
192
7.0 ZUSAMMENIASSUNG UND F
AZIT. 193
8 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 195
ANHANG *V
A BESTIMMUNG DER DUNKELSAETTIGUNGSSTROMDICHTEN FUER DIE
GRIAMASTER
SIMULATION.IV
B BESTIMMUNG DES SERIENWIDERSTANDSBEITRAGS DER PUNKTKONTAKTE
MITTELS PITCHM
ASTER.
.VI
C
KOSTENOPTIMIERTE BUSBARBREITEN FUER BC-BJ-SOLARZELLEN MIT
MEHRLAGIGER METALLISIERUNG
.
VI
D BESTIMMUNG DER
WAFERVERDIEGUNG
.
VIII
E BERECHNUNG DES LATERALEN SERIENWIDERSTANDSBEITRAGES DER BASISIX
F EINGANGSPARAMETER FUER DIE SIMULATION VON MWT-SOLARZELLEN
MIT DREI UND FUENF KONTAKTREIHEN
.
XI
G EINGANGSPARAMETER FUER DIE SERIENWIDERSTANDSANALYSE VON
BC*BJ*SOLARZELLEN.
*
*.*.XIII
LITERATURVERZEICHNIS XVI
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
VI
TABELLENVERZEICHNIS
!**
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS UCVIII
SYMBOLVERZEICHNIS
LXX
PUBLIKATIONSLISTE
LXXVI
DANKSAGUNG
LXXX |
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Beschreibung