專利名稱：制造太陽(yáng)能電池單粒膜的方法及單粒膜和太陽(yáng)能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造單粒膜的方法以及依據(jù)本方法制造的單粒膜。此外，本發(fā)明涉及由所制造的單粒膜制造太陽(yáng)能電池的制造方案以及所制造的太陽(yáng)能電池。但依據(jù)本發(fā)明制造的單粒膜也可以有不同的應(yīng)用，例如用于將電能轉(zhuǎn)換成輻射能，或者用在用于輻射檢測(cè)的探測(cè)器內(nèi)。但也可以是其他用途，例如用于制造絲網(wǎng)印刷的絲網(wǎng)等。
背景技術(shù)：
單粒膜是一種如下的膜，其帶有在其中在一個(gè)平面內(nèi)嵌入的顆粒、小球或細(xì)粒。膜的厚度相應(yīng)于顆粒的直徑，其中，如果在表達(dá)上沒(méi)有其他表述的情況下，顆粒這一概念在下面原則上也指小球或者細(xì)粒。一般情況下，膜的厚度小于處于其中的顆粒的直徑，從而這些顆粒從至少一個(gè)膜表面凸出來(lái)。膜一般由不導(dǎo)電的粘結(jié)劑組成，例如像不導(dǎo)電的聚合物。顆粒特別是由如下材料組成，該材料可以將輻射，而且特別是將陽(yáng)光轉(zhuǎn)換成電能和/或者發(fā)出輻射，并且由電能中產(chǎn)生輻射。一般情況下，顆粒是電學(xué)半導(dǎo)體。大致僅一個(gè)顆粒厚的單粒膜與更厚的膜相比具有各種各樣的優(yōu)點(diǎn)。如避免顆粒之間的過(guò)渡電阻。因?yàn)闆](méi)有顆粒遮擋其他顆粒，所以可以取得良好的效率。此外，獲得材料重量與有效表面之間有利的比例。單粒膜連同由其制造的太陽(yáng)能電池例如由US 2007/0189956 Al或者US 2007/113888 Al 有所公開(kāi)。在出版文獻(xiàn)DE-AS 1 764 873中介紹了一種具有單粒膜的光敏裝置，單粒膜含有光敏顆粒或細(xì)粒。光敏顆粒例如由摻雜0.1至0.01原子百分?jǐn)?shù)銅的硫化鎘組成。顆粒的直徑約為40 μ m。顆粒通過(guò)絕緣的聚氨酯樹(shù)脂粘結(jié)劑連接。顆粒相對(duì)于膜的兩側(cè)以大致相同的程度凸出來(lái)。光敏層的厚度大致為顆粒直徑那么厚，并且因此稱為單粒膜或者單細(xì)粒膜。單粒膜設(shè)有至少兩個(gè)電極，電極上固定有各一個(gè)連接導(dǎo)線。為將入射光的障礙降到最低限度，由銦組成的特別是0. 3μπι厚的電極安設(shè)在層的僅一側(cè)上。處于相對(duì)側(cè)上的是優(yōu)選 100埃厚的同樣由銦組成的輔助電極。具有所安設(shè)的電極和輔助電極的單粒膜可以嵌入塑料內(nèi)。出版文獻(xiàn)US 3522339 A公開(kāi)了一種用于制造單粒膜的方法。顆粒由具有ρ_η結(jié)的半導(dǎo)體材料組成。在載體上施加例如由明膠或者水溶性的糖類組成的很薄的液態(tài)粘附層， 顆粒略微浸入該粘附層內(nèi)。顆粒利用液態(tài)粘結(jié)劑亦即光刻膠(Photoabdecklack)覆蓋。隨后，光刻膠受到曝光亦即這樣受到曝光，即，光刻膠根據(jù)可能性僅顆粒之間的區(qū)域不溶解。 利用顯影沖洗過(guò)程去除未曝光的區(qū)域。隨后沖掉部分顆粒表面的粘附層。顆粒露置的表面利用例如由銅組成的例如100埃厚的透光電極覆蓋。電極可以利用透光的環(huán)氧樹(shù)脂覆蓋， 以便使結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。隨后沖掉粘附層，并使凸出來(lái)的顆粒與由銦組成的層之間產(chǎn)生電接觸。此外，由出版文獻(xiàn)US 3522339 A公開(kāi)了 n_導(dǎo)通材料的顆粒，其具有p_導(dǎo)通材料的包封層，從而在芯與包封層之間形成p-n結(jié)。顆粒部分地沉入液態(tài)的粘附層內(nèi)，此后，粘附層硬化。然后，從粘附層凸出來(lái)的顆粒部分地蝕刻掉包封層，將從粘附層凸出來(lái)的顆粒利用可硬化的粘結(jié)劑覆蓋。在粘結(jié)劑硬化之后，去除粘附層并與透光的電極接觸連接。削掉相對(duì)的面，這樣使顆粒部分露置并同樣與電極接觸連接。不利的是，在兩種方法中必須在兩側(cè)上進(jìn)行磨蝕，從而增加工作開(kāi)支。因此，還存在增加的不完全磨蝕的風(fēng)險(xiǎn)，這使得效率變差。由出版文獻(xiàn)FR 1 372 IM公知的是，在兩個(gè)薄膜之間壓入顆粒和可硬化的粘結(jié)劑，其中，顆粒的尖端壓入薄膜內(nèi)。這樣應(yīng)獲得具有無(wú)粘結(jié)劑的凸出來(lái)的顆粒區(qū)域的單粒膜。但缺點(diǎn)是顆粒必須承受相對(duì)較大的壓力。在制造期間，顆粒首先完全浸入粘結(jié)劑內(nèi)， 并且被粘結(jié)劑完全潤(rùn)濕。因此不能可靠排除的是，在所設(shè)置的范圍內(nèi)將粘結(jié)劑從顆粒表面再次去除。此外，采用這種方法不能夠連續(xù)制造。這樣產(chǎn)生一種如下的膜，顆粒相對(duì)于兩個(gè)表面以大致相同的程度從該膜凸出來(lái)。出版文獻(xiàn)EP 1 521 308 Al公開(kāi)了一種用于太陽(yáng)能電池的球形半導(dǎo)體元件，該半導(dǎo)體元件特別是具有由玻璃組成的襯底芯，該襯底芯至少被涂以背側(cè)接觸層和I-III-VI 復(fù)合半導(dǎo)體。通過(guò)設(shè)置襯底芯節(jié)省了相對(duì)較昂貴的半導(dǎo)體材料。小球被施加到位于柔性底層上的載體層上，并且以如下程度壓入載體層內(nèi)，即，小球部分地從載體層的底側(cè)出來(lái)，并且相對(duì)置的部分被不完全壓入襯底層內(nèi)。在復(fù)合半導(dǎo)體的一側(cè)上，一直磨蝕直至背側(cè)接觸層。最后，兩側(cè)被以電極適當(dāng)覆蓋，其中，電極由透明材料組成。出版文獻(xiàn)EP 1 521 309 Al補(bǔ)充公開(kāi)了一種用于制造具有集成半導(dǎo)體的太陽(yáng)能電池的串聯(lián)電路的方法。首先，將一個(gè)或者多個(gè)導(dǎo)電體送入絕緣的載體層內(nèi)，其中，導(dǎo)體在載體層的至少一側(cè)上從載體層的表面凸出來(lái)，并且于是通過(guò)導(dǎo)體形成分隔線。將半導(dǎo)體顆粒或者球這樣送入絕緣襯底層內(nèi)，即，使該顆?；蛘咔蛑辽僭谝r底層的一側(cè)凸出來(lái)。在載體層的一側(cè)上磨蝕半導(dǎo)體顆粒的部分。在具有磨蝕顆粒的側(cè)上施加背側(cè)接觸層。在另一側(cè)上施加正面接觸層。在兩個(gè)接觸層內(nèi)這樣執(zhí)行分離切割，使得達(dá)到所要求的串聯(lián)。此外，難于防止的是，存在至導(dǎo)電區(qū)的觸點(diǎn)。為此，在實(shí)踐中必須在加入球或者顆粒之前產(chǎn)生可以使所有小粒定位的結(jié)構(gòu)。前面提到的現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)是，半導(dǎo)體和導(dǎo)體的置入在實(shí)踐中很難實(shí)施。因?yàn)榘雽?dǎo)體顆粒必須壓入載體內(nèi)，所以必須使用可能使顆粒損壞的相當(dāng)大的壓力。出版文獻(xiàn)US 4，521，640公開(kāi)了將半導(dǎo)體細(xì)粒嵌入塑料薄膜內(nèi)，并且在兩側(cè)上進(jìn)行電接觸連接。只要后面未做相反說(shuō)明，由該現(xiàn)有技術(shù)所公開(kāi)的特征就可以單獨(dú)地或者在與本發(fā)明的特征相組合下加以組合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所力求的目標(biāo)是，能夠改良地制造單粒膜連同太陽(yáng)能電池。本發(fā)明的任務(wù)通過(guò)具有第一個(gè)權(quán)利要求所述特征的方法得以實(shí)現(xiàn)。并列權(quán)利要求涉及依據(jù)該方法所制造的單粒膜。為解決該任務(wù)，首先提供由粘結(jié)劑組成的水平取向的層。與出版文獻(xiàn)EP 1 521 309 Al所公開(kāi)的現(xiàn)有技術(shù)相區(qū)別地，粘結(jié)劑尚未硬化或交聯(lián)，從而粘結(jié)劑為液態(tài)或者至少為粘稠的。因此，粘結(jié)劑不是載體層。取而代之地，粘結(jié)劑處于載體層上方或者載體層上。 將顆粒置入層中，特別是僅部分地置入層內(nèi)，也就是穿過(guò)層的表面置入層內(nèi)。顆粒被部分置入的意思是說(shuō)，在部分置入后，每個(gè)顆粒僅一部分浸入層內(nèi)，并且因此，優(yōu)選顆粒的某一區(qū)域保留在層表面之上。由此，達(dá)到顆粒保留在粘結(jié)劑表面之上的區(qū)域可靠地不被粘結(jié)劑潤(rùn)濕。隨后，粘結(jié)劑例如通過(guò)硬化或者交聯(lián)而固化。這里，存在一種具有在一側(cè)上凸出來(lái)顆粒的單粒膜，該單粒膜的表面可靠地既沒(méi)有粘結(jié)劑或粘結(jié)劑殘余，也沒(méi)有其他粘接劑或粘附劑或者其殘余。這種方法可以毫無(wú)問(wèn)題地連續(xù)實(shí)施。載體由例如從滾動(dòng)體或者輥上開(kāi)卷的幅材組成。首先連續(xù)將粘結(jié)劑施加到輥上，例如以印刷的方式施加。接著連續(xù)施加顆?；蛘咔?，例如以撒布的方式施加。例如通過(guò)后面的滾動(dòng)體將顆粒壓入粘結(jié)劑內(nèi)，或者顆粒自主沉入粘結(jié)劑內(nèi)。這樣可以連續(xù)和自動(dòng)制造所期望的單粒膜。如果顆粒僅部分進(jìn)入粘結(jié)劑內(nèi)，從而顆粒部分凸出來(lái)，那么在該側(cè)上絕沒(méi)必要采取去除粘結(jié)劑或者粘接劑的措施，所述措施始終與如下風(fēng)險(xiǎn)相聯(lián)系，即，僅能不完全成功地去除并且還意味著附加的工序。首要地，在顆?；蚯驔](méi)有平整表面(這在開(kāi)頭所稱的現(xiàn)有技術(shù)中始終是這種情況)的情況下，在現(xiàn)有技術(shù)中一般不能達(dá)到顆粒的全部露置的表面絕不再具有粘結(jié)劑殘余或者粘接劑殘余。因?yàn)轭w粒在本發(fā)明的實(shí)施方式中首先僅施加到由粘結(jié)劑組成的層的表面上，并且然后要么一部分顆粒部分沉入，要么在使用輕壓的情況下被和緩地部分壓入，于是粘結(jié)劑不完全地潤(rùn)濕顆粒。因此保證顆粒的這些露置的表面可靠地不設(shè)有粘結(jié)劑殘余和這類殘余。依據(jù)本發(fā)明，同樣無(wú)需顆?；蛘咔虺惺芸赡軗p壞顆粒的高壓力。此外，也不必防止顆粒或者球與處于層內(nèi)的導(dǎo)電區(qū)接觸或者被壓入這些區(qū)域內(nèi)。除了在顆粒交界處出現(xiàn)的由于附著而造成的偏差外，粘結(jié)劑的表面基于制造原則上是直線式的。粘結(jié)劑的底側(cè)原則上也具有直線的分布，因?yàn)橛烧辰Y(jié)劑組成的層載體一般為是平坦的?？傮w上這樣獲得如下的具有凸出來(lái)顆粒表面的單粒膜的幾何形狀和造型，這些顆粒表面絕不與粘結(jié)劑接觸，并因此不具有粘結(jié)劑殘余。為了可以由單粒膜制造太陽(yáng)能電池，在一實(shí)施方式中，顆粒由能將陽(yáng)光轉(zhuǎn)換為電能的材料組成。顆粒的凸出部分為制造太陽(yáng)能電池設(shè)有下面稱為p-n涂層的提供p-n結(jié)的層。然后，顆粒的芯特別是由利用P-導(dǎo)通材料包封的η-導(dǎo)通材料組成。雖然原則上外層也可以是η-導(dǎo)通的并處于ρ-導(dǎo)通區(qū)上。原則上，需要陽(yáng)光或者廣義上的電磁輻射首先打在P-導(dǎo)通層，以便達(dá)成有效的太陽(yáng)能電池。為可以適當(dāng)?shù)貜念w粒中輸出電流，粘結(jié)劑由不能導(dǎo)電的材料組成。產(chǎn)生如下的單粒膜，在該單粒膜中，顆粒部分地嵌入電絕緣件內(nèi)。優(yōu)選顆粒部分相對(duì)于絕緣件的表面凸出，方式為顆粒僅部分地被送入粘結(jié)劑內(nèi)。 顆粒凸出的部分設(shè)有p-n涂層。此外，p-n涂層基于制造而繼續(xù)進(jìn)入絕緣件內(nèi)。取代pn-涂層，例如也可以設(shè)置有肖特基接觸或者對(duì)于載流子的其他勢(shì)壘，以便可以利用電磁輻射產(chǎn)生電流。在一種實(shí)施方式中，顆粒全部或者基本上是單晶的，優(yōu)選是多晶的。晶體結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生高效率。多晶體顆?？梢员容^物美價(jià)廉地制造，并且因此特別優(yōu)選?？梢詢H顆粒的芯以結(jié)晶的形式實(shí)現(xiàn)。顆粒特別是由Si、Ge、GaAs、CdTe、CdSe, CuInSe, InP, PbS、SbS 或者 CuSiSnSSe 組成。pn結(jié)例如基于適當(dāng)摻雜或者通過(guò)適當(dāng)改變組成而存在。這樣，硅或者鍺在內(nèi)部可以摻雜硼并且在表面上摻雜砷或者磷，以獲得pn結(jié)。各摻雜濃度典型地為每Cm3IO15至102°個(gè)摻雜原子。在GaAs的情況下，( 在內(nèi)部以及As在外層中過(guò)盈地存在，以便獲得pn結(jié)。相應(yīng)內(nèi)容適用于所提到的其他復(fù)合半導(dǎo)體。在CuSiSnSk的情況下，將n_導(dǎo)通的CdSu施加到表面上，以便能夠制造具有由便宜的材料制成的Pn涂層的顆粒。顆粒的直徑特別是為5 μ m至5mm，優(yōu)選為10 μ m至50 μ m。顆粒的用于形成pn結(jié)的涂層特別是為IOOnm至2μπι厚。只要顆粒相對(duì)于粘結(jié)劑表面凸出，這些顆粒特別是以1 至5μπι凸出。顆粒例如可以包括由玻璃組成的芯，以節(jié)省昂貴的半導(dǎo)體材料。但由此增加所產(chǎn)生的電流必須克服的電阻。如果應(yīng)由這種單粒膜制造太陽(yáng)能電池、探測(cè)器或者顆粒的兩側(cè)都能接觸連接的類似構(gòu)件，那么將顆粒這樣送入絕緣件內(nèi)或送入不導(dǎo)電的粘結(jié)劑內(nèi)，使顆粒至少達(dá)到絕緣件的相對(duì)置的表面。如果絕緣件處于軟塑料層或者比較軟的層上，那么顆粒優(yōu)選基本進(jìn)入軟層內(nèi)或被壓入軟層內(nèi)。在去除軟層后，優(yōu)選對(duì)露置的顆粒進(jìn)行拋光或者這類處理，從而去除該區(qū)域內(nèi)稱作ρ-η涂層的包封部。因?yàn)轭w粒的包封部被去除，所以同時(shí)確保沒(méi)有粘結(jié)劑殘余或軟層不利地留在這樣露置的表面上。原則上，基于對(duì)ρ-η涂層的磨蝕，顆粒的露置的區(qū)域處于一個(gè)平面內(nèi)或者至少基本上與粘結(jié)劑的相鄰接的表面處于一個(gè)平面內(nèi)。于是，在由粘結(jié)劑形成的層的該側(cè)上不凸出來(lái)。在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，粘結(jié)劑的材料這樣選擇，S卩，粘結(jié)劑的材料比顆粒的材料硬。這樣達(dá)到拋光使顆粒的材料比粘結(jié)劑被更快地磨蝕。這一點(diǎn)特別可靠地確保顆粒在所要求的范圍內(nèi)被磨蝕。于是，一般情況下，拋光區(qū)域內(nèi)的顆粒相對(duì)于粘結(jié)劑的表面向內(nèi)呈空心球狀拱起，這是因?yàn)轭w粒比粘結(jié)劑更快受到磨蝕。在本發(fā)明的一實(shí)施方式中，粘接劑層可以通過(guò)液體溶解。特別優(yōu)選的是，粘接劑層是水溶性的，以便環(huán)保和物美價(jià)廉地將粘接劑沖掉，并且很容易地這樣去除。為在固化狀態(tài)下也能可靠容易地溶解粘接劑層，粘附層可以位于載體與粘接劑層之間。為能夠連續(xù)制造太陽(yáng)能電池的單粒膜，在一種實(shí)施方式中在載體上制造由交替段組成的幅材。這些段沿幅材延伸，并且因此平行于幅材狀的載體地幅材狀或者帶狀分布。第一段包括具有不導(dǎo)電的粘結(jié)劑連同從其中凸出的顆粒的上面提到的層。與第一段相鄰接的第二段包括導(dǎo)電材料構(gòu)成的層或者區(qū)域。這兩種段、層或區(qū)域一次或者多次交替，并且占據(jù)幅材的總寬度。出于下面所稱的原因，這種結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)電相互串聯(lián)的太陽(yáng)能電池的連續(xù)的制造方法。大規(guī)模成本低廉的加工由此實(shí)現(xiàn)。產(chǎn)生一種如下的單粒膜，其具有通過(guò)電絕緣件及處于其中的顆粒形成的段或區(qū)域，其中，這些段通過(guò)幅材狀或者帶狀的導(dǎo)電區(qū)域彼此分開(kāi)。如果電流能輸送穿過(guò)一區(qū)域的話，該區(qū)域在本發(fā)明的意義上是導(dǎo)電的。足夠的是， 導(dǎo)電區(qū)通過(guò)大量的彼此間不必導(dǎo)電相互連接的導(dǎo)電小粒形成。小粒僅須實(shí)現(xiàn)從太陽(yáng)能電池的背側(cè)觸點(diǎn)向正面觸點(diǎn)或前觸點(diǎn)輸送電流，并且以這種方式實(shí)現(xiàn)電流輸送穿過(guò)該區(qū)域?？梢陨婕靶纬蓪?dǎo)電區(qū)的線材。作為導(dǎo)電材料例如適用的是金屬或者石墨。載體特別是由鋁箔、鋼箔、聚酯薄膜或者特氟隆(teflon)薄膜組成。薄膜的厚度特別是為幾十至幾百ym，例如ΙΟΟμπι。薄膜應(yīng)這樣彎曲，使薄膜可以從輥上出于連續(xù)加工的目的而開(kāi)卷。薄膜的厚度相應(yīng)選擇。由金屬組成的載體薄膜優(yōu)選，因?yàn)槿缓筝d體薄膜是足夠無(wú)扭曲，以便可以連續(xù)以下面介紹的方式加工。
因?yàn)閷?dǎo)電區(qū)僅用于輸送電流，所以這些導(dǎo)電區(qū)優(yōu)選窄地構(gòu)成，以便具有優(yōu)點(diǎn)地將占位需求最小化。在本發(fā)明的意義上，如果導(dǎo)電區(qū)域的寬度比相鄰的具有處于其中的顆粒的電絕緣層寬度更窄的話，則導(dǎo)電區(qū)域窄地構(gòu)成。為優(yōu)化太陽(yáng)能電池，具有凸出來(lái)顆粒的不導(dǎo)電材料構(gòu)成的層就可以比具有導(dǎo)電材料的鄰接的區(qū)域?qū)挃?shù)倍。于是，產(chǎn)生電流的區(qū)域與僅用于從背側(cè)觸點(diǎn)向正面觸點(diǎn)導(dǎo)通電流的區(qū)域相比是很大的。在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，導(dǎo)電區(qū)由導(dǎo)電的粘結(jié)劑組成。這種實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)是，導(dǎo)電區(qū)與不導(dǎo)電的粘結(jié)劑可以共同在一個(gè)加工步驟內(nèi)施加到載體上，例如特別簡(jiǎn)單和精確地通過(guò)印刷方法。為按照簡(jiǎn)單方式保證每個(gè)顆粒僅部分進(jìn)入由粘結(jié)劑組成的層中去，該層處于由固體組成的、顆粒不能沉入的載體上方。載體表面與由粘結(jié)劑組成的層表面之間的距離小于僅部分進(jìn)入由粘結(jié)劑組成的層內(nèi)的顆粒直徑。因?yàn)轭w粒不能進(jìn)入載體內(nèi)，所以這樣可靠地達(dá)到顆粒不是完全沉入由粘結(jié)劑組成的層內(nèi)。在該方法的一種構(gòu)成中，該方法包括以下步驟將不導(dǎo)電的粘結(jié)劑和導(dǎo)電的粘結(jié)劑彼此相鄰地幅材狀或者帶狀地施加到幅材狀載體的粘性的和/或者設(shè)有粘接劑的表面上。隨后將設(shè)有用于形成p-n結(jié)的涂層(稱為p-n涂層)的顆粒以每個(gè)顆粒各自一個(gè)分區(qū)域的方式置入不導(dǎo)電的粘結(jié)劑內(nèi)，從而顆粒至少一直達(dá)到幅材狀載體的粘性的和/或者設(shè)有粘接劑的表面，即碰觸該粘性層或者粘接劑層。沒(méi)有損害的是，顆粒也進(jìn)入導(dǎo)電區(qū)內(nèi)。顆粒也可以均勻地撒到粘結(jié)劑上。這一點(diǎn)明顯簡(jiǎn)化該方法，因?yàn)闊o(wú)需注意細(xì)粒的空間分布。不能由于如下所述而出現(xiàn)干擾，即，導(dǎo)電區(qū)由顆粒不能沉入其中的固體組成。這樣制造的不導(dǎo)電的以及導(dǎo)電的層或幅材的表面分段地呈幅材狀地利用透明的導(dǎo)電材料這樣覆蓋，即，使每個(gè)幅材狀段與僅一個(gè)處于其下面的導(dǎo)電層電連接，并且反過(guò)來(lái)每個(gè)處于其下面的導(dǎo)電層與僅一個(gè)幅材狀導(dǎo)電的透明段電連接。隨后，將載體連同粘性的表面或者粘接劑層與顆粒直接相鄰的P-n涂層一同去除，而且特別是通過(guò)沖洗掉。這樣露置的表面被呈幅材狀以及分段地以導(dǎo)電材料覆蓋，從而每個(gè)幅材狀段與僅一個(gè)處于其下面的導(dǎo)電層電連接，并且反過(guò)來(lái)每個(gè)處于其下面的導(dǎo)電層與僅一個(gè)幅材狀的導(dǎo)電段電連接， 從而使各個(gè)太陽(yáng)能電池相互串聯(lián)地電連接。兩個(gè)通過(guò)一個(gè)導(dǎo)電層相互連接的外部導(dǎo)電段于是覆蓋具有凸出來(lái)顆粒的不同的層。導(dǎo)電段是太陽(yáng)能電池的正面觸點(diǎn)和背側(cè)觸點(diǎn)。在該步驟結(jié)束后，已經(jīng)存在能行使功能的太陽(yáng)能組件，其有多個(gè)串聯(lián)電連接的太陽(yáng)能電池。具有處于其中的顆粒的不導(dǎo)電區(qū)域優(yōu)選3mm至20mm寬，以便在一側(cè)上提供用于產(chǎn)生電流的足夠?qū)挼膶樱⑶以诹硪粋?cè)上不會(huì)由于歐姆電阻而必須付出過(guò)大損耗的代價(jià)。導(dǎo)電區(qū)寬度優(yōu)選不大于1mm，因?yàn)閷?dǎo)電區(qū)不是為電流產(chǎn)生做貢獻(xiàn)的，而僅是串聯(lián)電路的部分。
具體實(shí)施例方式

圖1示出各個(gè)方法步驟的順序概覽圖。用于制造的設(shè)備首先包括機(jī)構(gòu)1，用于將例如由金屬或者聚合物組成的載體薄膜輸送到后面的加工站2內(nèi)。特別是由IOOym厚的鋼組成的載體薄膜例如從輥上開(kāi)卷并通過(guò)導(dǎo)向輥輸送到加工站2。優(yōu)選輸送機(jī)構(gòu)1包括兩個(gè)輥，以便只要第一輥的載體薄膜已經(jīng)放上，就可以盡可能迅速地將載體薄膜輸送到第二輥。
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將典型的0. 05至0. 5mm厚和典型的70至120cm寬的載體薄膜水平輸送到加工站 2內(nèi)。在加工站2內(nèi)，將由下面稱為粘接層的粘接劑組成的層施加到載體薄膜16的表面上。 所施加的粘接層例如1至2 μ m厚。圖2示出沿薄膜16連同處于其上面的粘接層17的寬度的剖面圖。粘接層例如可以通過(guò)印刷法施加。粘接層特別是由阿拉伯膠或者由傳統(tǒng)的光電粘接劑組成。利用該粘接劑首先的目標(biāo)在于，所施加的后續(xù)層粘附，并且可與載體重新分開(kāi)。相應(yīng)地選用粘接劑層的粘接劑。具有優(yōu)點(diǎn)的是，粘接劑層隨時(shí)足夠軟，從而無(wú)需花費(fèi)很大的力便可以將顆粒少量壓入粘接劑層內(nèi)。在施加粘接劑層17后，涂層的載體薄膜到達(dá)加工站3，在該加工站3內(nèi)幅材狀彼此相鄰地施加導(dǎo)電聚合物18和不導(dǎo)電聚合物或粘合劑19，而且特別是通過(guò)印刷法施加。幅材或者帶狀段垂直于載體薄膜的寬度地延伸，也就是沿載體薄膜幅材延伸。圖3以剖面圖示出所施加的段18和19。導(dǎo)電聚合物幅材18例如作為含有石墨的懸浮體施加。所施加的幅材19例如可以由環(huán)氧樹(shù)脂組成。所施加的聚合物幅材的厚度典型地為5至20 μ m，優(yōu)選至少為20 μ m。不導(dǎo)電幅材19的寬度優(yōu)選明顯大于導(dǎo)電幅材18的寬度，而且特別是至少雙倍寬，特別優(yōu)選至少為三倍寬，以便獲得與導(dǎo)電段18相比較這樣大的活性面。適用的導(dǎo)電聚合物特別是由聚乙炔、聚苯胺組成，或者也可以是具有導(dǎo)電小粒的化合物。適用的不導(dǎo)電粘結(jié)劑是聚酯樹(shù)脂或者基于聚酯樹(shù)脂的粘結(jié)劑。適用的不導(dǎo)電粘結(jié)劑在市面上可以買到，例如名稱為Epikote擬8、838和1001。這時(shí)，將光電活性的細(xì)?；蝾w粒20置入尚柔軟的幅材狀不導(dǎo)電的層19內(nèi)。這一點(diǎn)在圖1所示的加工站4內(nèi)進(jìn)行。光電活性的顆?？梢詫⑻?yáng)能轉(zhuǎn)換成電能。顆粒的直徑大于不導(dǎo)電聚合物幅材19連同粘接層17的厚度，從而所加入的顆粒不完全浸入聚合物幅材內(nèi)。細(xì)粒20可以被撒布，并且隨后由于重力而沉入聚合物幅材內(nèi)，直至下沉過(guò)程由粘接層17或者載體16停止。細(xì)粒同樣可以在需要的情況下或者為加速進(jìn)入聚合物幅材19內(nèi)的過(guò)程而被壓入。無(wú)關(guān)緊要的是，細(xì)粒20接觸連接導(dǎo)電幅材18。細(xì)粒、顆粒或小球20的直徑大于層19的厚度，例如為1mm。光電活性的細(xì)粒20已經(jīng)這樣涂覆，使得存在p-n結(jié)。圖4以剖面圖示出顆粒20部分進(jìn)入幅材19內(nèi)和接觸連接粘接層17的狀態(tài)。雖然所示顆粒20為精確的圓形，但一般并不是這樣的情況。在接下來(lái)的站5內(nèi)，將透明的導(dǎo)電層21施加到具有凸出來(lái)細(xì)粒20的聚合物幅材 19上，透明的導(dǎo)電層例如由氧化鋅或者^(guò)^1103或普遍由ITO組成。施加過(guò)程可以通過(guò)印刷技術(shù)或者通過(guò)濺射進(jìn)行。如圖5所示，導(dǎo)電的透明涂層21電接觸連接細(xì)粒20還有導(dǎo)電幅材18。施加過(guò)程可以直接以結(jié)構(gòu)化的方式進(jìn)行，或者首先整面地既覆蓋導(dǎo)電層18，也覆蓋不導(dǎo)電的層19。借助加工站6將透明的層21如圖6所示結(jié)構(gòu)化一如果此前未以這種方式結(jié)構(gòu)化地施加的話。這一點(diǎn)例如精確地并且成本低廉地利用激光器進(jìn)行。這樣獲得的間隙22將透明的層21分成單個(gè)幅材，而且是這樣進(jìn)行，S卩，每個(gè)透明幅材在側(cè)向上與僅一個(gè)導(dǎo)電聚合物幅材18電連接，并且反過(guò)來(lái)，每個(gè)導(dǎo)電聚合物幅材18與僅一個(gè)導(dǎo)電的透明幅材21電連接。在站7內(nèi)例如由鋁組成的導(dǎo)電帶23在一側(cè)上與外部透明幅材21電連接，如圖7所示。帶23例如利用導(dǎo)電粘接劑相應(yīng)粘接或者釬焊。在站8內(nèi)，表面設(shè)有透明的不導(dǎo)電粘接層24，該粘接層M為可以容易而適當(dāng)?shù)厥┘雍竺娴谋Ｗo(hù)層創(chuàng)造了前提。粘接層例如可以由PVA(聚醋酸乙烯酯)組成。粘接層對(duì)也可以覆蓋側(cè)向區(qū)，如圖8所示。粘接層充滿間隙，并且這樣負(fù)責(zé)使表面平整。為封裝太陽(yáng)能電池，例如層壓有圖9所示的另一個(gè)保護(hù)層25。該保護(hù)層通過(guò)粘接層M與太陽(yáng)能電池固定連接。保護(hù)層25特別是防潮和防氧。保護(hù)層特別是由柔性的高阻薄膜組成，以便可以毫無(wú)問(wèn)題地連續(xù)施加保護(hù)層。原則上也適用的是玻璃，以便使太陽(yáng)能電池適當(dāng)?shù)胤姥鹾头莱?。在?0內(nèi)去除載體薄膜16，這一點(diǎn)特別是在粘接劑17尚軟，也就是沒(méi)有硬化或者完全交聯(lián)的情況下很容易進(jìn)行。這時(shí)，存在圖10中以剖面圖所示的結(jié)構(gòu)。在下個(gè)站11內(nèi)，例如通過(guò)沖洗和/或者刷掉去除粘接劑17。此外，細(xì)?；蝾w粒20 的這樣露置區(qū)域的p-n涂層例如通過(guò)拋光去除，以便可以產(chǎn)生歐姆接觸。此外，這時(shí)將幅材向下轉(zhuǎn)向，并且然后相反地在水平上繼續(xù)引導(dǎo)，以便可以使拋光的露置顆粒表面翻轉(zhuǎn)并且易于涂層。在達(dá)到下個(gè)站12之前，幅材處于圖11所示的狀態(tài)。在站12內(nèi)，這時(shí)例如以結(jié)構(gòu)化的方式呈層狀地印刷其他電觸點(diǎn)26。但也可以首先整面地施加導(dǎo)電層，并且隨后利用激光器進(jìn)行結(jié)構(gòu)化。細(xì)粒20的芯與觸點(diǎn)沈之間這時(shí)僅存在一個(gè)歐姆觸點(diǎn)。觸點(diǎn)沈使通過(guò)不導(dǎo)電的聚合物層19連同部分嵌入聚合物層19里的細(xì)粒20形成的各個(gè)段之間的串聯(lián)完整。因此，每個(gè)電觸點(diǎn)沈也與僅一個(gè)導(dǎo)電的帶狀層18 電連接，并且此外覆蓋僅一個(gè)通過(guò)不導(dǎo)電的聚合物19和細(xì)粒20形成的側(cè)向鄰接的層。觸點(diǎn)21和沈如圖12所示，盡可能完全地覆蓋通過(guò)不導(dǎo)電的聚合物19和細(xì)粒20形成的幅材狀層。但一般保留不被觸點(diǎn)沈包括的很小的邊緣區(qū)。這樣確保不存在其他的與第二帶狀的導(dǎo)電層18的電連接。出于相同原因，導(dǎo)電的帶狀層18 —般也通過(guò)在上方和在下方鄰接的觸點(diǎn)21和沈僅得到部分覆蓋。在隨后的站13內(nèi)，這時(shí)安設(shè)其他導(dǎo)電帶27，從而該導(dǎo)電帶27在側(cè)向上伸出。該導(dǎo)電帶27例如由鋁或者其他材料例如銅組成，并處于如下側(cè)上，該側(cè)與已經(jīng)安設(shè)導(dǎo)電帶23的側(cè)相對(duì)置。安設(shè)過(guò)程能以已經(jīng)介紹的方式進(jìn)行。所出現(xiàn)的情況在圖13中以剖面圖示出。在下個(gè)站14中，這時(shí)將表面例如通過(guò)粘接劑28加以封裝，并且在隨后的加工站15 內(nèi)最后利用鋁箔四補(bǔ)充保護(hù)。箔片這樣選擇，即，使其特別是防潮和防水的。它不必是透明的。如果箔片，例如由鋁組成的箔片進(jìn)行反射，那么可以將電磁輻射朝太陽(yáng)能電池的方向反射，以便提高效率。最后，將幅材以所要求的尺寸在切割站(切割機(jī)Cutter)內(nèi)分割。加工可以完全連續(xù)地進(jìn)行，并且以所要求尺寸的成品太陽(yáng)能電池結(jié)束。在側(cè)向上凸出來(lái)的導(dǎo)電帶23和27容易地實(shí)現(xiàn)了使多個(gè)這樣制造的太陽(yáng)能電池組合起來(lái)或者與電消耗器連接。
權(quán)利要求
1.用于制造單粒膜的方法，具有以下步驟提供由粘結(jié)劑(19)組成的層；將顆粒00) 穿過(guò)所述層的表面置入所述層內(nèi)并且特別是部分置入所述層內(nèi)；所述粘結(jié)劑(19)固化。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述顆粒OO)由能將陽(yáng)光轉(zhuǎn)換為電能的材料組成， 至少所述顆粒的從所述層凸出的部分包括p-n結(jié)，并且粘結(jié)劑由不能導(dǎo)電的材料組成，從而所述層(19)是電絕緣件，其中，所述顆粒OO)特別是以結(jié)晶的方式產(chǎn)生和/或者由電半導(dǎo)體組成。
3.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，單粒膜被呈幅材狀連續(xù)地制造，其中，將具有凸出來(lái)的所述顆粒OO)的不導(dǎo)電的所述層(19)和具有導(dǎo)電材料的在側(cè)向上與所述層(19)鄰接的區(qū)域(18)交替地呈幅材狀或者帶狀地制造，從而兩個(gè)具有凸出來(lái)的所述顆粒(20)的不導(dǎo)電的所述層(19)通過(guò)一個(gè)具有導(dǎo)電材料的帶狀的區(qū)域(18)被分開(kāi)。
4.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，導(dǎo)電的所述區(qū)域(18)比不導(dǎo)電的所述層 (19)窄數(shù)倍。
5.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，由粘結(jié)劑組成的所述層(19)被置于由固體組成的載體(16)之上，并且這樣提供由粘結(jié)劑組成的層，其中，所述載體(16)的上表面與所述層(19)的上表面之間的距離這樣調(diào)整，即，所述距離小于被部分置入所述層(19)內(nèi)的所述顆粒OO)的直徑。
6.特別是按前述權(quán)利要求之一所述的方法，具有以下步驟將不導(dǎo)電的粘結(jié)劑(19)和導(dǎo)電的粘結(jié)劑(18)彼此鄰接地呈幅材狀或者帶狀地作為層施加到幅材狀載體(16)的粘性的或者設(shè)有粘接劑(17)的表面上；隨后，將具有用于形成P-n結(jié)的涂層的顆粒以每個(gè)顆粒各一個(gè)分區(qū)域的方式置入不導(dǎo)電的所述層(19)內(nèi)，從而顆粒一直達(dá)到幅材狀的所述載體(16)的粘性的或者設(shè)有粘接劑的表面；不導(dǎo)電的所述層(19)以及導(dǎo)電層(18)的表面分段地呈幅材狀地以透明的導(dǎo)電的材料(21)以如下方式覆蓋，即，使導(dǎo)電的透明的材料的每個(gè)幅材狀段與僅一個(gè)處于所述段下面的導(dǎo)電層(18)電連接，并且反過(guò)來(lái)每個(gè)處于所述段下面的導(dǎo)電層(18)與僅一個(gè)幅材狀的導(dǎo)電的透明的段電連接；隨后，去除所述載體(16)連同粘性的表面或者粘接劑層(17)以及顆粒的直接鄰接的 P-n涂層；這樣露置的表面被呈幅材狀地以及分段地以導(dǎo)電材料06)覆蓋，從而每個(gè)生成的幅材狀的段06)與僅一個(gè)處于所述段06)下面的導(dǎo)電層(18)電連接，并且反過(guò)來(lái)每個(gè)處于所述段06)下面的導(dǎo)電層(18)與僅一個(gè)幅材狀的導(dǎo)電的段(18)電連接，其中，兩個(gè)通過(guò)一個(gè)導(dǎo)電層(18)相互連接的外部的導(dǎo)電的段(21、26)覆蓋具有凸出來(lái)的顆粒的不同的層(19)。
7.單粒膜，具有層狀的粘結(jié)劑(19)和部分處于所述粘結(jié)劑(19)中的顆粒(20)，所述顆粒OO)在膜的一側(cè)上相對(duì)于所述層(19)的表面凸出來(lái)，其中，層狀的所述粘結(jié)劑優(yōu)選是包括導(dǎo)電區(qū)域的基體的部分。
8.按前述裝置權(quán)利要求所述的單粒膜，所述單粒膜以在側(cè)向上與一個(gè)具有所述顆粒(20)的不導(dǎo)電的絕緣件層(19)相鄰接的方式設(shè)有兩個(gè)導(dǎo)電層(18)，其中，所述導(dǎo)電層(18) 設(shè)置在所述絕緣件層(19)的相對(duì)置側(cè)上，并且所述導(dǎo)電層同樣具有顆粒。
9.按前兩項(xiàng)權(quán)利要求之一所述的單粒膜，其中，所述粘結(jié)劑(19)是電絕緣件，所述顆粒00)這樣制成，即，所述顆粒OO)能將輻射而且特別是陽(yáng)光轉(zhuǎn)換成電能，所述顆粒OO) 的凸出來(lái)的部分包括p-n涂層，所述p-n涂層繼續(xù)進(jìn)入所述絕緣件層(19)內(nèi)，并且所述顆粒OO)的凸出來(lái)的部分無(wú)粘結(jié)劑殘余。
10.按前述權(quán)利要求之一所述的單粒膜，其中，具有所述顆粒的層(19)的底側(cè)和表面是平坦的。
11.按前述裝置權(quán)利要求之一所述的單粒膜，其中，所述顆粒OO)在所述層(19)的與具有凸出來(lái)的所述顆粒的表面相對(duì)置的表面上不包括P-n涂層。
12.按前述裝置權(quán)利要求所述的單粒膜，其中，不具有p-n涂層的顆粒表面區(qū)域與所述粘結(jié)劑(19)的相鄰接的表面處于一個(gè)平面內(nèi)。
13.特別是按前述裝置權(quán)利要求之一所述的單粒膜，所述單粒膜具有多個(gè)如下的段 (19)，所述段(19)通過(guò)具有處于電絕緣件中的顆粒OO)的所述電絕緣件形成，其中，所述段(19)通過(guò)導(dǎo)電區(qū)域(18)彼此分開(kāi)。
14.太陽(yáng)能電池，包括按前述裝置權(quán)利要求之一所述的單粒膜。
15.按前述權(quán)利要求所述的太陽(yáng)能電池，其中，設(shè)有p-n涂層的、嵌入絕緣件(19)內(nèi)的凸出來(lái)的顆粒OO)至少主要利用透明的電極覆蓋，并且所述電極與第一導(dǎo)電段 (18)電連接，所述第一導(dǎo)電段(18)在側(cè)向上與所述絕緣件(19)鄰接，并且在相對(duì)置的側(cè)上，電極06)覆蓋不具有p-n涂層的顆粒區(qū)域，并且所述電極06)和在側(cè)向上與所述絕緣件(19)鄰接的第二導(dǎo)電段(18)連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制造單粒膜的方法以及依據(jù)本方法制造的單粒膜。此外，本發(fā)明涉及由所制造的單粒膜制造的太陽(yáng)能電池的制造方案以及所制造的太陽(yáng)能電池。但依據(jù)本發(fā)明制造的單粒膜也可以不同地應(yīng)用，例如用于將電能轉(zhuǎn)換成輻射能或者用在用于輻射檢測(cè)的探測(cè)器內(nèi)。本發(fā)明的目標(biāo)在于，能夠改進(jìn)地制造單粒膜連同太陽(yáng)能電池。為了解決該任務(wù)，首先提供由粘結(jié)劑組成的水平取向的層。粘結(jié)劑尚未硬化或交聯(lián)，從而粘結(jié)劑是液態(tài)的或者至少是粘稠的。在層內(nèi)，顆粒部分置入層中，亦即穿過(guò)層的表面進(jìn)入層內(nèi)。顆粒部分置入的意思是說(shuō)，在部分置入后，每個(gè)顆粒僅一部分浸入層內(nèi)，并且因此顆粒的某一區(qū)域保留在層表面的上方。由此達(dá)到顆粒保留在粘結(jié)劑表面上方的區(qū)域可靠地不被粘結(jié)劑潤(rùn)濕。隨后，粘結(jié)劑例如通過(guò)硬化或者交聯(lián)而固化。這時(shí)，存在一種帶有在一側(cè)凸出的顆粒的單粒膜，該單粒膜的表面可靠地既沒(méi)有粘結(jié)劑或者粘結(jié)劑殘余，也沒(méi)有其他粘接劑或者粘附劑或者粘接劑殘余。
文檔編號(hào)H01L31/0384GK102177592SQ200980125727
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2009年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月3日
發(fā)明者迪特爾·邁斯納 申請(qǐng)人:晶體太陽(yáng)有限公司