ISBN 978-3-8439-2472-6

978-3-8439-2472-6, Reihe Ingenieurwissenschaften

Erik Hoffmann
Selbstdotierende Laser-transferierte Kontakte für Siliziumsolarzellen

143 Seiten, Dissertation Universität Stuttgart (2015), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Die vorliegende Arbeit untersucht die Eignung von selbstdotierenden Laser-transferierten Kontakten auf kristallinen Siliziumsolarzellen. Die neu entwickelte Metallisierung transferiert mittels Laserbestrahlung Antimon von einer Glasscheibe auf eine Solarzelle. Das Metall kontaktiert den Emitter durch die dielektrische Schicht der Solarzelle hindurch und wird anschließend galvanisch mit Nickel und Kupfer verstärkt. Das transferierte Antimon bildet unter der Metallisierung einen selektiven Emitter. Auf einer Fläche von 4x4 cm² erreicht das Verfahren einen Wirkungsgrad η = 19,8 %.

Eine Modellierung des Prozesses zeigt die physikalischen und technologischen Vorgänge während der Laser-Transfer-Metallisierung. Der Prozess setzt sich im Wesentlichen aus drei Vorgängen zusammen, die sequentiell während eines Laserpulses ablaufen: der Metalltransfer, die dielektrischen Schichtablation und die Metalldiffusion in das flüssige Silizium. Die drei Vorgänge werden einzeln modelliert und mit Versuchen verglichen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Laserablation der dielektrischen Schicht immer auch zu einer Siliziumablation führt. Im letzten Vorgang diffundiert das Antimon bei Einzelpulsen bis zu 230 nm in das Silizium.