Industrielle Metallisierungskonzepte für siliziumbasierte Rückkontaktsolarzellen

Die vorliegende Arbeit widmet sich der Entwicklung von Metallisierungskonzepten für siliziumbasierte Rückkontaktsolarzellen. Im Fokus stehen die p-Typ Metal Wrap Through und die n-Typ Back-Contact Back-Junction Zelltechnologie. Für zwei industrierelevante Konzepte – dem mehrlagigen Metallisierungsansatz und dem drahtbasierten Verschaltungsansatz – werden anhand zahlreicher Simulationsstudien sowie Experimente die grundlegenden wissenschaftlichen und technologischen Fragestellungen adressiert.

---

Auf der Vorderseite herkömmlicher Siliziumsolarzellen sind externe Metallkontakte aufgebracht, die zur Verschaltung notwendig sind, aber gleichzeitig parasitäre Verschattungsverluste verursachen. Im Fall von Rückkontaktsolarzellen, befinden sich die externen Metallkontakte ausschließlich auf der Zellrückseite, was eine Steigerung des Wirkungsgradpotentials mit sich bringt.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung und Evaluation von industriellen Metallisierungs- und Verschaltungsansätzen für siliziumbasierte Rückkontaktsolarzellkonzepte. Im Fokus stehen dabei die p-Typ Metal Wrap Through (MWT-) und die n-Typ Back-Contact Back-Junction (BC-BJ-) Zelltechnologie. Neben der Optimierung der Kontaktgeometrie hinsichtlich minimaler Zellherstellungskosten erfolgt eine umfangreiche Evaluation siebdruckbarer Materialien und neuartiger Kontaktgeometrien, die hinsichtlich ihrer Kompatibilität mit den prozesstechnischen und ökonomischen Anforderungen der industriellen Zell- und Modulfertigung untersucht und bewertet werden. Abschließend werden für die entwickelten Metallisierungsansätze Machbarkeitsnachweise auf Zellebene demonstriert.