WO2013067998A1

WO2013067998A1 - Semiconductor wafer solar cell which is contacted on both faces and which comprises a surface-passivated rear face

Info

Publication number: WO2013067998A1
Application number: PCT/DE2012/100192
Authority: WO
Inventors: Maximilian Scherff; Max KÖNTOPP; Stefan Peters; Andreas Mohr; Andrey Stekolnikov; Matthias Hofmann
Original assignee: Q-Cells Se
Priority date: 2011-11-08
Filing date: 2012-06-28
Publication date: 2013-05-16
Also published as: DE102011055143A1; CN104145343A; CN104145343B

Abstract

The invention relates to a semiconductor wafer solar cell (31) which is contacted on both faces and which comprises a surface-passivated rear face, said solar cell having: a semiconductor wafer made of a semiconductor material with a front face, which is provided for incident light and which comprises a front face electrode structure, and with a rear face, which comprises a rear face surface (38) that is surface-passivated by means of a dielectric passivating layer. A rear face metal electrode structure (39) comprising sintered metal particles is arranged on the passivating layer, and the rear face metal electrode structure (39) electrically contacts the semiconductor material of the semiconductor wafer via a plurality of local contact regions (36), said contact regions (36) being designed as openings of the passivating layer and in total making up an electric contact surface of less than 5%, preferably less than 2%, of the rear face surface (38). According to the invention, the rear face metal electrode structure (39) covers less than 95% and more than 6%, 10%, 20%, or 50%, preferably less than 75% and more than 6%, 10%, 20%, or 50%, particularly preferably less than 50% and more than 6%, 10%, or 20%, or less than 25% and more than 6% or 10% of the rear face surface (38).

Description

Titel: Beidseitig kontaktierte Halbleiterwafer-Solarzelle mit Title: Double-sided contacted semiconductor wafer solar cell with

oberflächenpassivierter Rückseite surface passivated back

Beschreibung: Description:

Die vorliegende Erfindung betrifft eine beidseitig kontaktierte Halbleiterwafer- Solarzelle mit oberflächenpassivierter Rückseite. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Solarmodul, das derartige Halbleiterwafer- Solarzellen enthält. The present invention relates to a double-sided contacted semiconductor wafer solar cell with surface passivated back. Furthermore, the present invention relates to a solar module containing such semiconductor wafer solar cells.

Eine solche beidseitig kontaktierte Halbleiterwafer-Solarzelle mit Such a double-sided contacted semiconductor wafer solar cell with

oberflächenpassivierter Rückseite weist einen Halbleiterwafer aus einem Halbleitermaterial mit einer für den Lichteinfall vorgesehenen Frontseite mit einer Frontseitenelektrodenstruktur und einer Rückseite mit einer The surface-passivated reverse side includes a semiconductor wafer made of a semiconductor material having a front side exposed to incident light and having a front side electrode structure and a rear side with a front surface

Rückseitenoberfläche auf, die mittels einer dielektrischen Passivierungsschicht oberflächenpassiviert ist. Auf der Passivierungsschicht ist eine versinterte Metallpartikel umfassende Rückseitenmetallelektrodenstruktur angeordnet. Die Rückseitenmetallelektrodenstruktur kontaktiert das Halbleitermaterial des Halbleiterwafers über eine Vielzahl lokaler Kontaktbereiche elektrisch. Dabei sind die Kontaktbereiche als Öffnungen der Passivierungsschicht ausgebildet und nehmen insgesamt eine elektrische Kontaktfläche von weniger als 5%, bevorzugt von weniger als 2%, der Rückseitenoberfläche ein. Rear surface, which is surface-passivated by means of a dielectric passivation layer. On the passivation layer, a sintered metal particle-comprising backside metal electrode structure is arranged. The backside metal electrode structure electrically contacts the semiconductor material of the semiconductor wafer via a plurality of local contact regions. In this case, the contact regions are formed as openings of the passivation layer and occupy an overall electrical contact area of less than 5%, preferably less than 2%, of the backside surface.

Eine derartige Halbleiterwafer-Solarzelle wird auch als (Passivated Emitter and Rear Cell) PERC-Zelle bezeichnet. Zur Herstellung der lokal begrenzten elektrischen Kontaktbereiche einer solchen Solarzelle sind verschiedeneSuch a semiconductor wafer solar cell is also referred to as a passivated emitter and rear cell PERC cell. To produce the localized electrical contact areas of such a solar cell are different

Verfahren bekannt. Dazu zählen insbesondere LFC (Laser Fired Contacts), dabei wird zunächst eine vollflächige Passivierungsschicht abgeschieden, auf die anschließend mittels Siebdruck die Rückseitenmetallelektrodenstruktur aufgebracht wird. Nach dem Feuern der Elektrodenstruktur werden mit Hilfe eines Lasers elektrische Kontaktbereiche in dieses Schichtpaket Known method. These include, in particular, LFC (Laser Fired Contacts), in which case a full-area passivation layer is first deposited, onto which the back-side metal electrode structure is subsequently applied by screen printing. After firing the electrode structure, electrical contact areas are formed in this layer package with the aid of a laser

„hineingeschossen". Das heißt, der Laserstrahl schmilzt das Material lokal auf, so dass die Rückseitenmetallelektrodenstruktur durch die Passivierungsschicht hindurch in elektrischen Kontakt mit der Halbleiterstruktur des Wafers gelangt. Eine weitere Möglichkeit besteht darin mittels Laserablation nach dem vollflächigen Abscheiden der Passivierungsschicht diese an definierten Stellen lokal wieder abzutragen. Eine an definierten Stellen geöffnete Passivierungsschicht ist auch durch einen nasschemischen Prozess möglich. Dazu wird die vollflächige That is, the laser beam locally melts the material so that the backside metal electrode structure passes through the passivation layer into electrical contact with the semiconductor structure of the wafer. Another possibility is to ablate it locally at defined locations by means of laser ablation after the full-area deposition of the passivation layer. A passivation layer opened at defined locations is also possible by a wet-chemical process. This is the full-surface

Passivierungsschicht beispielsweise mittels eines Inkjet-Verfahrens mit einer Maske versehen, die die definierten Öffnungen aufweist. Anschließend wird die Passivierungsschicht durch die Öffnungen hindurch nasschemisch entfernt, und am Ende entfernt man die applizierte Maskierungsschicht. Passivierungsschicht provided for example by means of an inkjet process with a mask having the defined openings. Subsequently, the passivation layer is removed wet-chemically through the openings, and at the end the applied masking layer is removed.

Wenn aus derartigen Halbleiterwafer-Solarzellen ein Solarmodul aufgebaut wird, ist auf der Rückseite des Solarmoduls zwischen den Solarzellen und der rückseitigen polymeren Rückseitenverkapselungsfolie üblicherweise ein When constructing a solar module from such semiconductor wafer solar cells, a solar cell on the rear side of the solar cell and the rear side of the back side polymeric encapsulating film are usually on

Einbettungsmaterial vorgesehen. Die Solarzellen, die Verkapselungsfolie und das Einbettungsmaterial werden während eines Laminationsprozesses erhöhtem Druck und Temperatur ausgesetzt. Dabei kommt es üblicherweise zu einem Aufschmelzen und Vernetzen des Einbettungsmaterials, so dass dieses mit den Rückseiten der Halbleiterwafer-Solarzellen einen stabilen Verbund bildet. Embedding material provided. The solar cells, the encapsulant sheet, and the encapsulant are exposed to elevated pressure and temperature during a lamination process. It usually comes to a melting and crosslinking of the embedding material, so that this forms a stable composite with the backs of the semiconductor wafer solar cells.

Die mittels Siebdruck aus metallhaltigen Pasten hergestellten rückseitigen Metallelektrodenstrukturen von Halbleiterwafer-Solarzellen weisen aufgrund ihres Aufbaus aus gesinterten Metallpartikeln regelmäßig eine gewisse Porosität auf. The back metal electrode structures of semiconductor wafer solar cells produced by screen printing from metal-containing pastes regularly have a certain porosity due to their structure of sintered metal particles.

Bei diesen Rückseitenmetallelektrodenstrukturen besteht das Problem, dass bei der Solarmodulherstellung nach dem Laminationsprozess die Haftung des rückseitigen Laminatverbundes mit dem Halbleitermaterial der Solarzelle nicht hinreichend langzeitstabil ist. In the case of these back-side metal electrode structures, there is the problem that in the solar module production after the lamination process, the adhesion of the back-side laminate composite to the semiconductor material of the solar cell is not sufficiently long-term stable.

Es wurde festgestellt, dass die mechanische Stabilität von It was found that the mechanical stability of

Rückseitenelektrodenstrukturen, die mittels Siebdruck aus Metall-Pasten oder mittels Inkjet-Verfahren aus metallpartikelhaltigen Tinten hergestellt wurden, nicht ausreicht, um einen langzeitstabilen Verbund der Halbleiterwafer- Solarzelle mit dem rückseitigen Solarmodul-Einbettungsmaterial zu Backside electrode structures made by screen printing from metal pastes or by inkjet processes from metal particle containing inks, is not sufficient to a long-term stable composite of the semiconductor wafer solar cell with the rear solar module embedding material to

gewährleisten. Es wurde beobachtet, dass die gesinterten Metallstrukturen der Rückseitenelektrode in sich reißen, d.h. die Haftungen des guarantee. It has been observed that the sintered metal structures of the backside electrode are self-tearing, i. the liabilities of the

Einbettungsmaterials an der Oberfläche der Metallstrukturen besser sind, als die innere mechanische Stabilität der Metallstrukturen. Dies stellt angesichts der thermisch mechanischen Belastungen innerhalb der üblichen Embedding material on the surface of the metal structures are better than the internal mechanical stability of the metal structures. This provides, given the thermal mechanical stresses within the usual

zwanzigjährigen Gewährleistungszeit für Solarmodule ein nicht hinnehmbares Risiko dar. 20 years of warranty for solar modules represents an unacceptable risk.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine beidseitig kontaktierte Halbleiterwafer-Solarzelle mit oberflächenpassivierter Rückseite zur Verfügung zu stellen, die geeignet ist, mit einem Einbettungsmaterial und einem The object of the present invention is therefore to provide a double-sided contacted semiconductor wafer solar cell with surface-passivated reverse side, which is suitable with an embedding material and a

Rückseitenverkapselungsmaterial einen hinreichend langzeitstabilen Verbund zu bilden. Rückseitenverkapselungsmaterial to form a sufficiently long-term stable composite.

Diese Aufgabe wird durch eine Halbleiterwafer-Solarzelle nach Anspruch 1 gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen aufgezeigt. This object is achieved by a semiconductor wafer solar cell according to claim 1. In the dependent claims advantageous embodiments are shown.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Rückseitenmetallelektrodenstruktur weniger als 95% und mehr als 6%, 10%, 20% oder 50%, bevorzugt weniger als 75% und mehr als 6%, 10%, 20% oder 50%, besonders bevorzugt weniger als 50% und mehr als 6%, 10% oder 20% oder weniger als 25% und mehr als 6% oder 10% der Rückseitenoberfläche bedeckt. According to the invention, it is provided that the back-side metal electrode structure is less than 95% and more than 6%, 10%, 20% or 50%, preferably less than 75% and more than 6%, 10%, 20% or 50%, particularly preferably less than 50% and more than 6%, 10% or 20% or less than 25% and more than 6% or 10% of the back surface covered.

Dadurch, dass die Rückseitenmetallelektrodenstruktur nicht die vollständige Rückseitenseitenoberfläche bedeckt, wird die Möglichkeit geschaffen, dass beim Laminationsprozess das Einbettungsmaterial an die unbedeckten Bereiche der Rückseitenoberfläche gelangen kann. Es wurde festgestellt, dass die Haftung des Einbettungsmaterials auf der frei liegenden Passivierungsschicht oder dem frei liegenden Halbleiterwafer hinreichend langzeitstabil ist. Der Aufbau der erfindungsgemäßen Solarzelle ermöglicht daher die Herstellung eines abrissfesten Solarmodul-Verbunds zwischen The fact that the backside metal electrode structure does not cover the entire backside side surface creates the possibility that during the lamination process the potting material may reach the uncovered areas of the backside surface. It has been found that the adhesion of the embedding material to the exposed passivation layer or the exposed semiconductor wafer is sufficiently long-term stable. Of the Construction of the solar cell according to the invention therefore enables the production of a tear-off solar module composite between

Rückseitenverkapselungsmaterial und Solarzellen-Rückseitenoberfläche. Der Halbleiterwafer kann ein Substrat vom p-Typ oder n-Typ sein. Das Backside encapsulation material and solar cell back surface. The semiconductor wafer may be a p-type or n-type substrate. The

Halbleitermaterial ist vorzugsweise Silizium. An den lokalen Kontaktbereichen mit der Rückseitenmetallelektrodenstruktur kann das Silizium dotiert sein. Semiconductor material is preferably silicon. At the local contact areas with the backside metal electrode structure, the silicon may be doped.

Die Passivierungsschicht umfasst mindestens eine Schicht. Sie kann The passivation layer comprises at least one layer. she can

beispielsweise Siliziumnitrid und/oder Siliziumoxynitrid aufweisen. For example, silicon nitride and / or silicon oxynitride have.

Die Halbleiterwafer-Solarzelle weist eine nicht vollflächige The semiconductor wafer solar cell has a non-solid surface

Rückseitenmetallelektrodenstruktur auf. Darüber hinaus ist der elektrische Kontakt zwischen Rückseitenmetallelektrodenstruktur und Halbleiterwafer nur lokal ausgeführt, d. h. nur ein Teil der Rückseitenmetallelektrodenstruktur steht mit dem Halbleiter in elektrischem Kontakt und der restliche Anteil der Rückseitenmetallelektrodenstruktur ist durch die Passivierungsschicht vom Halbleiterwafer getrennt. Die Rückseitenmetallelektrodenstruktur erstreckt sich nicht ganzflächig über die Rückseitenoberfläche, sondern bedeckt nur einen Teil der Rückseitenoberfläche, so dass Bereiche ohne Rear metal electrode structure. Moreover, the electrical contact between the backside metal electrode structure and the semiconductor wafer is performed only locally, i. H. only part of the backside metal electrode structure is in electrical contact with the semiconductor, and the remaining portion of the backside metal electrode structure is separated from the semiconductor wafer by the passivation layer. The backside metal electrode structure does not extend over the entire surface over the backside surface, but covers only a portion of the backside surface, leaving areas without

Rückseitenmetallelektrodenstruktur vorhanden sind, die beim Laminieren direkt mit dem Einbettungsmaterial in Kontakt treten können. Wenn die Rückseitenoberfläche mit Einbettungsmaterial laminiert wird, bewirken diese Bereiche eine hinreichende Haftung des gesamten Einbettungsmaterials mit der gesamten Zellrückseite. Bereiche, in denen das Einbettungsmaterial auf der Rückseitenmetallelektrodenstruktur haftet, wechseln sich mit Bereichen ab, wo das Einbettungsmaterial auf der Passivierungsschicht und/oder dem Back metal electrode structure are present, which can come into direct contact with the embedding material during lamination. When the back surface is laminated with potting material, these areas cause sufficient adhesion of the entire potting material to the entire cell back surface. Areas where the potting material adheres to the backside metal electrode structure alternate with areas where the potting material is deposited on the passivation layer and / or the potting material

Halbleitermaterial des Halbleiterwafers haftet. Somit verhindert die gute Haftung in den Bereichen ohne Metallstruktur ein Abreißen in den Semiconductor material of the semiconductor wafer adheres. Thus, the good adhesion in the areas without metal structure prevents tearing in the

benachbarten Bereichen, wo das Einbettungsmaterial auf der Metallstruktur haftet. Die Frontseite kann auf verschiedene Weisen ausgestaltet sein. Beispielsweise kann auf der Frontseite des Halbleiterwafers eine adjacent areas where the embedding material adheres to the metal structure. The front can be configured in various ways. For example, on the front side of the semiconductor wafer, a

Frontseitenelektrodenstruktur angeordnet sein, die als herkömmliche Front side electrode structure may be arranged as conventional

Elektrodenfingerstruktur mit senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Electrode finger structure with perpendicular to the extension direction of

Elektrodenfinger verlaufenden Busbars oder Lötpads ausgebildet ist. Electrode finger extending busbars or solder pads is formed.

Es jedoch ebenso möglich, die Rückseitenmetallelektrodenstruktur wie die vorangehend beschriebene Frontseitenelektrodenstruktur auszubilden. Die Rückseitenmetallelektrodenstruktur bedeckt weniger als 95% und mehr als 6%, 10%, 20% oder 50% der Rückseitenoberfläche. Wenn die However, it is also possible to form the backside metal electrode structure like the front side electrode structure described above. The backside metal electrode structure covers less than 95% and more than 6%, 10%, 20% or 50% of the back surface. If the

Rückseitenmetallelektrodenstruktur mehr als 95% der Rückseitenoberfläche bedeckt, bietet die Halbleiterwafer-Solarzelle nicht ausreichend große Rear side metal electrode structure covers more than 95% of the back surface, the semiconductor wafer solar cell does not provide sufficiently large

Bereiche zur Anordnung des Einbettungsmaterials zur Befestigung mit dem Rückseitenverkapselungsmaterial und ist daher nicht zur Herstellung in ein hinreichend langzeitstabiles Solarmodul geeignet. Ob der Anteil der Areas for arranging the embedding material for attachment to the Rückseitenverkapselungsmaterial and is therefore not suitable for production in a sufficiently long-term stable solar module. Whether the proportion of

Rückseitenmetallisierung mehr als 6%, 10%, 20% oder 50% der Backside metallization more than 6%, 10%, 20% or 50% of the

Rückseitenoberfläche einnehmen muss, hängt von den strukturellen und funktionalen Eigenschaften der Halbleiterwafer-Solarzellen ab. Grundsätzlich steigt mit dem Flächenanteil der Freibereiche auf der Rückseitenmetallisierung der Serienflächenwiderstand an. Der durch die Freibereiche verursachte Anstieg sollte unter 0,2 Ohm-cm² liegen. Je besser die Flächenleitfähigkeit der Paste ist, desto mehr Freibereiche können vorgesehen werden, ohne dass dadurch die vorangehend genannte Schwelle für die Flächenleitfähigkeit überschritten wird. Bei einer bifacialen Zelle, die für bifaciale Solarmodule benötigt wird, kann der Anteil der Rückseitenmetallisierung im Bereich von 6% oder 1 0% liegen. Außerdem könnte ein derartig großer Anteil an Freibereichen erforderlich sein, wenn die Haftung zwischen dem Halbleiterwafer und dem Einbettungsmaterial für die Rückseitenverkapselungsschicht gering ist. Um bei der Zellherstellung einen hinreichend geringen Serienflächenwiderstand zu erreichen, können bei der Siebdruckherstellung der Rückseitenmetallisierung durch Anwenden einer Mehrfachbedruckung besonders hohe Strukturen erzeugt werden. Bevorzugt bedeckt die Rückseitenmetallelektrodenstruktur weniger als 75% und mehr als 6%, 10%, 20% oder 50% der Rückseitenoberfläche. Wenn die Rear surface must depend on the structural and functional properties of semiconductor wafer solar cells. Basically, the surface area resistance increases with the area fraction of the free areas on the backside metallization. The increase caused by the free areas should be less than 0.2 ohm-cm ² . The better the surface conductivity of the paste, the more free areas can be provided without exceeding the above-mentioned threshold for the surface conductivity. For a bifacial cell needed for bifacial solar modules, the amount of backside metallization may be in the range of 6% or 10%. In addition, such a large proportion of free areas may be required if the adhesion between the semiconductor wafer and the encapsulant for the backside encapsulation layer is low. In order to achieve a sufficiently low serial surface resistance during cell production, particularly high structures can be produced in the screen printing production of the backside metallization by applying multiple printing. Preferably, the backside metal electrode structure covers less than 75% and more than 6%, 10%, 20% or 50% of the back surface. If the

Rückseitenmetallelektrodenstruktur weniger als 75% der Rückseitenoberfläche bedeckt, wird eine Struktur bereitgestellt, die eine noch bessere Verankerung des Einbettungsmaterials auf der Solarzellen-Rückseite ermöglicht. Bevorzugt beträgt der Anteil der Rückseitenmetallisierung mehr als 50% und weniger als 75%. Mit solch einem Anteil werden sowohl ein zufrieden stellender Rear side metal electrode structure covered less than 75% of the back surface, a structure is provided, which allows an even better anchoring of the embedding material on the back of the solar cell. Preferably, the proportion of backside metallization is more than 50% and less than 75%. With such a share will be both a satisfactory

Wirkungsgrad als auch ein abrissfester Solarmodul-Verbund zwischen Efficiency as well as a demolition-resistant solar module composite between

Rückseitenverkapselungsmaterial und Solarzellen-Rückseitenoberfläche gewährleistet. Backside encapsulation material and solar cell back surface ensured.

Besonders bevorzugt bedeckt die Rückseitenmetallelektrodenstruktur weniger als 50% und mehr als 6%, 10% oder 20% der Rückseitenoberfläche. Wenn die Rückseitenmetallelektrodenstruktur weniger als 50% der Rückseitenoberfläche bedeckt, nehmen die nicht von Rückseitenmetallelektroden bedeckten Flächen mehr als 50% der Rückseitenoberfläche ein, so dass eine besonders sichere langzeitstabile Verkapselung dieser Halbleiterwafer-Solarzellen im Solarmodul gewährleistet ist. More preferably, the backside metal electrode structure covers less than 50% and more than 6%, 10%, or 20% of the back surface. When the backside metal electrode pattern covers less than 50% of the backside surface, the areas not covered by backside metal electrodes occupy more than 50% of the backside surface, thus ensuring a particularly secure long term stable encapsulation of these semiconductor wafer solar cells in the solar panel.

Noch bevorzugter bedeckt die Rückseitenmetallelektrodenstruktur weniger als 25% und mehr als 6% oder 10% der Rückseitenoberfläche. Wenn die More preferably, the backside metal electrode structure covers less than 25% and more than 6% or 10% of the back surface. If the

Rückseitenmetallelektrodenstruktur weniger als 25% der Rückseitenoberfläche bedeckt, kann die Haftung des Einbettungsmaterials auf der Back metal electrode structure covered less than 25% of the back surface, the adhesion of the embedding material on the

Rückseitenoberfläche der Halbleiterwafer-Solarzellen noch besser Back surface of semiconductor wafer solar cells even better

gewährleistet werden. be guaranteed.

In einer bevorzugten Ausführungsform liegen die Passivierungsschicht und/oder das Halbleitermaterial in nicht von der Rückseitenmetallelektrodenstruktur abgedeckten Freibereichen frei. Die Rückseitenmetallelektrodenstruktur weist Zellverbinder-Kontaktabschnitte auf. Das Freiliegen der Passivierungsschicht und/oder des Halbleitermaterials in den Freibereichen ermöglicht einem Einbettungsmaterial, das als Haftmaterial zur Befestigung des Rückseitenverkapselungsmaterials auf die Rückseite der Halbleiterwafer- Solarzelle auflaminiert wird, einen direkten Kontakt mit der In a preferred embodiment, the passivation layer and / or the semiconductor material are exposed in free areas not covered by the backside metal electrode structure. The backside metal electrode structure has cell connector contact portions. The exposure of the passivation layer and / or the semiconductor material in the free areas enables an embedding material to be used as the adhesive material for fastening the Rückseitenverkapselungsmaterials is laminated to the back of the semiconductor wafer solar cell, a direct contact with the

Passivierungsschicht und/oder dem Halbleitermaterial herzustellen. Die üblicherweise eingesetzten Einbettungsmaterialien, wie insbesondere Passivation layer and / or produce the semiconductor material. The commonly used embedding materials, in particular

Ethylenvinylacetat, zeigen nach dem Laminiervorgang eine hinreichend hohe und langzeitstabile Haftung auf Halbleiteroberflächen und/oder den Ethylene vinyl acetate, after the lamination show a sufficiently high and long-term stable adhesion to semiconductor surfaces and / or the

Oberflächen üblicher Passivierungsschichten. Daher wird die Abrissfestigkeit der Rückseitenverkapselungsfolie des nach der Laminierung entstandenen Verbunds durch diese Freibereiche optimiert. Surfaces of conventional passivation layers. Therefore, the peel strength of the backside encapsulation film of the post-lamination composite is optimized by these free areas.

Der Flächenanteil und die Gestaltung der Freibereiche können variieren. Die Gestaltung wird entsprechend der verwendeten Zellstruktur, durch den erforderlichen Pitch der lokalen Kontaktbereiche und den lateralen Stromfluss zu Zellverbinder- Kontaktabschnitten beeinflusst. Die Freibereiche überlappen sich in optimierten Ausführungsformen der Halbleiterwafer-Solarzelle nicht mit den Kontaktbereichen und den Zellverbinder-Kontaktabschnitten, die zu der Kontaktierung der Halbleiterwafer-Solarzelle mit anderen Halbleiterwafer- Solarzellen zur Herstellung eines Solarmoduls eingesetzt werden. Die The proportion of area and the design of the outdoor areas may vary. The design is influenced according to the cell structure used, by the required pitch of the local contact areas and the lateral current flow to cell connector contact sections. The free areas do not overlap in optimized embodiments of the semiconductor wafer solar cell with the contact areas and the cell connector contact portions, which are used for contacting the semiconductor wafer solar cell with other semiconductor wafer solar cells for the production of a solar module. The

Zellverbinder-Kontaktabschnitte können als Päd oder als Busbar ausgestaltet sein. Cell connector contact portions may be configured as ped or as a bus bar.

Vorzugsweise weisen die Freibereiche eine gleiche Form auf. Dies hat den Vorteil, dass die Halbleiterwafer-Solarzelle gleichmäßig geformte Freibereiche bereitstellt, die mechanisch betrachtet eine über die Fläche betrachtet gleichmäßige Haftung des Einbettungsmaterials bewirkt. Somit kann im Preferably, the free areas have a same shape. This has the advantage that the semiconductor wafer solar cell provides evenly shaped free areas which, viewed mechanically, cause uniform adhesion of the potting material over the area. Thus, in the

Verbund der Halbleiterwafer-Solarzelle mit Einbettungsmaterial und Composite of the semiconductor wafer solar cell with embedding material and

Rückseitenverkapselungsmaterial eine gleichförmige Haftung erzielt werden. Backsheet material uniform adhesion can be achieved.

In einer bevorzugten Variante weisen die Freibereiche zusätzlich zur gleichen Form eine gleiche Größe auf. Dadurch, dass die Freibereiche die gleiche Größe aufweisen, stellt die Halbleiterwafer-Solarzelle über ihren gesamten In a preferred variant, the free areas have the same size in addition to the same shape. The fact that the free areas are the same size makes the semiconductor wafer solar cell over its entire

Rückseitenbereich eine gleichmäßige Struktur an Freibereichen bereit. Die Halbleiterwafer-Solarzelle stellt eine Rückseitenstruktur bereit, die eine gleichmäßige Haftung an dem an ihr zu befestigenden Back area provides a uniform structure of open spaces. The semiconductor wafer solar cell provides a backside structure having a uniform adhesion to the attached to it

Rückseitenverkapselungsmaterial gewährleistet. Backside encapsulation material ensured.

In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Freibereiche eine kreis-, stern-, linien- oder keilförmige Form auf. Kreisförmige Freibereiche stellen Flächen ohne Ecken und Kanten dar, die dadurch zur umgebenden In a preferred embodiment, the free areas have a circular, star, line or wedge-shaped form. Circular free areas represent areas without corners and edges, which thereby surround the area

Metallstruktur eine besonders gleichmäßige Haftung des Einbettungsmaterials an der Rückseite der Halbleiterwafer-Solarzelle realisiert. Keilförmige Metal structure realized a particularly uniform adhesion of the embedding material on the back of the semiconductor wafer solar cell. Cuneiform

Freibereiche ermöglichen auf einfache Weise die Erzeugung von Strukturen, bei denen die räumliche Ausdehnung des Freibereichs von den Zellverbinder- Kontaktabschnitten weg weist, sodass die Struktur der durch die Freibereiche unterbrochenen Rückseitenmetallelektrodenstruktur derart strukturiert ist, dass diese optimal an den Stromfluss in der Free areas make it possible in a simple manner to produce structures in which the spatial extent of the free area points away from the cell connector contact sections, so that the structure of the backside metal electrode structure interrupted by the free areas is structured in such a way that it optimally matches the current flow in the

Rückseitenmetallelektrodenstruktur angepasst ist. Rear side metal electrode structure is adjusted.

Vorzugsweise weisen die Freibereiche eine kreisförmige Gestalt auf, wenn weniger als 50% und mehr als 6%, 10% oder 20% der Rückseitenoberfläche von der Rückseitenmetallelektrodenstruktur bedeckt sind. Die kreisförmigen Freibereiche können abseits der Zellverbinder- Kontaktabschnitte in gleicher oder in unterschiedlichen Größen homogen, d.h. mit gleichbleibendem Anteil an der Rückseitenoberfläche, über die Rückseitenoberfläche verteilt sein. Alternativ nimmt der Flächenanteil der Freibereiche an der Preferably, the free areas have a circular shape when less than 50% and more than 6%, 10%, or 20% of the back surface is covered by the back metal electrode structure. The circular free areas may be homogenous, i. E. From the cell connector contact portions, in the same or different sizes. with constant proportion of the back surface, distributed over the back surface. Alternatively, the area fraction of the outdoor areas at the

Rückseitenoberfläche mit der Entfernung zu den Zellverbinder- Kontaktabschnitten zu. Rear surface with the distance to the cell connector contact sections too.

In einer anderen Variante weisen die Freibereiche vorzugsweise eine linienformige Gestalt auf, wenn weniger als 95% und mehr als 6%, 10% oder 20% der Rückseitenoberfläche von der Rückseitenmetallelektrodenstruktur bedeckt sind. Die linienförmigen Freibereiche können abseits der Zellverbinder- Kontaktabschnitte in gleicher oder in unterschiedlichen Größen homogen, d.h. mit gleichbleibendem Anteil an der Rückseitenoberfläche, über die In another variant, the free areas preferably have a linear shape when less than 95% and more than 6%, 10% or 20% of the backside surface is covered by the backside metal electrode structure. The line-shaped free areas may be homogeneous, apart from the cell connector contact sections, in the same or different sizes, i. with constant proportion on the back surface over which

Rückseitenoberfläche verteilt sein. Alternativ nimmt der Flächenanteil der Freibereiche an der Rückseitenoberfläche mit der Entfernung zu den Be distributed back surface. Alternatively, the area fraction of the Free areas on the back surface with the distance to the

Zellverbinder-Kontaktabschnitten zu. Cell connector contact sections too.

Bevorzugt sind die Freibereiche derart auf der Rückseitenoberfläche verteilt, dass der Flächenanteil der Freibereiche verglichen mit dem Flächenanteil der Rückseitenmetallelektrodenstruktur mit steigendem Abstand zu den The free areas are preferably distributed on the rear side surface in such a way that the area fraction of the free areas compared with the area portion of the rear side metal electrode structure increases with increasing distance from the

Zellverbinder-Kontaktabschnitten zunimmt. Der laterale Widerstand der Rückseitenmetallelektrodenstruktur nimmt dadurch in Richtung der Cell connector contact sections increases. The lateral resistance of the backside metal electrode structure thereby increases in the direction of

Zellverbinder-Kontaktabschnitte ab. Dadurch steigt der Flächenanteil der Metallstruktur der Rückelektrode je näher man an die Zellverbinder- Metallstruktur kommt, was der in dieser Richtung zunehmenden Stromstärke in der Metallstruktur Rechnung trägt. Cell connector contact sections from. As a result, the area proportion of the metal structure of the return electrode increases the closer one gets to the cell-connector metal structure, which takes into account the increasing current intensity in the metal structure in this direction.

In einer weiteren bevorzugten Variante sind die Freibereiche auf über 80% der Rückseitenoberfläche gleichmäßig verteilt, d.h. sie nehmen einen In a further preferred variant, the free areas are evenly distributed over more than 80% of the back surface, i. they take one

gleichmäßigen Anteil der Rückseitenoberfläche im Verhältnis zur Metallstruktur ein. Eine derartige Verteilung der Freibereiche bietet die Möglichkeit der Verankerung des Einbettungsmaterials in ausreichendem Maße an der uniform proportion of the back surface in relation to the metal structure. Such a distribution of the free areas offers the possibility of anchoring the embedding material sufficiently on the

Rückseitenoberfläche. Wenn das Einbettungsmaterial für das Back surface. If the embedding material for the

Rückseitenverkapselungsmaterial auf über 80% der Rückseitenoberfläche gleichmäßig verankert ist, wird eine für die geforderte Langzeitstabilität ausreichende Haftung zwischen Rückseitenoberfläche und Back side encapsulating material is anchored uniformly over 80% of the back surface is sufficient for the required long-term stability adhesion between the back surface and

Rückseitenverkapselungsmaterial erzielt. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Backside encapsulation material achieved. In a preferred embodiment, the

Rückseitenmetallelektrodenstruktur eine Schichtdicke auf, die mit steigendem Abstand zu den Zellverbinder- Kontaktabschnitten abnimmt. Alternativ oder kumulativ zur vorangehend beschriebenen erhöhten Flächendichte der Rear side metal electrode structure has a layer thickness which decreases with increasing distance to the cell connector contact portions. Alternatively or cumulatively to the above-described increased areal density of

Metallstruktur in Richtung der Zellverbinder-Kontaktabschnitte ist die Erhöhung der Schichtdicke der Metallstruktur eine weitere strukturelle Maßnahme, um den lateralen Leitungswiderstand der Metallstruktur an die steigende Metal structure in the direction of the cell connector contact portions is increasing the layer thickness of the metal structure another structural measure to the lateral resistance of the metal structure to the rising

Stromstärke anzupassen. Bevorzugt sind die Kontaktbereiche für die elektrische Kontaktierung der Rückseitenelektrode mit dem Halbleitermaterial des Wafers durch die Adjust current. Preferably, the contact regions for the electrical contacting of the backside electrode with the semiconductor material of the wafer through the

Passivierungsschicht hindurch in einem regelmäßigen zweidimensionalen Kontaktraster auf der Rückseitenoberfläche angeordnet, wobei die Passivation layer arranged in a regular two-dimensional contact grid on the back surface, wherein the

Freibereiche in Zwischenbereichen des Kontaktrasters verteilt angeordnet sind. Dadurch wird der Stromfluss aus dem Halbleiterwafer heraus durch die Free areas are arranged distributed in intermediate areas of the contact grid. Thereby, the current flow out of the semiconductor wafer through the

Kontaktbereiche nicht durch ganze oder teilweise überlappende Freibereiche gestört bzw. unterbunden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Passivierungsschicht als Contact areas are not disturbed or prevented by whole or partially overlapping outdoor areas. In a preferred embodiment, the passivation layer is as

Dünnschichtstapel aufgebaut. Der Dünnschichtstapel weist mindestens eine unmittelbar auf dem Halbleitermaterial aufgebrachte Passivierungsschicht und mindestens eine zweite Schicht auf, die ebenfalls Passivierungseigenschaften aufweisen kann oder nicht. Als bevorzugte Variante einer als Dünnschichtstapel aufgebauten Passivierungsschicht weist der Dünnschichtstapel als oberste Thin-film stack constructed. The thin-film stack has at least one passivation layer applied directly to the semiconductor material and at least one second layer, which may or may not also have passivation properties. As a preferred variant of a constructed as a thin-film stack passivation layer, the thin-film stack as the top

Schicht eine Haftvermittlerschicht auf. Die oberste Schicht ist die Schicht, auf der die Rückseitenmetallelektrodenstruktur bzw. beim Laminieren das Layer a primer layer on. The topmost layer is the layer on which the backside metal electrode structure or on the lamination

Einbettungsmaterial angeordnet ist. Wenn die Haftvermittlerschicht mit dem Einbettungsmaterial kontaktiert wird, bildet sich eine besonders gute Haftung aus. Durch den Kontakt des Einbettungsmaterials mit der obersten Schicht des Passivierungsschichtstapels wird eine ausreichende Haftung des Embedding material is arranged. When the primer layer is contacted with the potting material, a particularly good adhesion forms. Due to the contact of the embedding material with the uppermost layer of the passivation layer stack, sufficient adhesion of the

herzustellenden Gesamtverbunds aus to be produced overall composite

Solarzelle/Einbettungsmaterial/ Rückseitenverkapselungsmaterial Solar Cell / Embedding Material / Back Encapsulating Material

gewährleistet. guaranteed.

Die Passivierungsschicht kann transparent sein. In diesem Fall kann über die Freibereiche auch durch auf die Rückseite der Halbeiter-Solarzelle einfallendes Licht Strom erzeugt werden. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ebenfalls ein Solarmodul, das mindestens eine erfindungsgemäße Halbleiterwafer-Solarzelle umfasst. Das Solarmodul weist eine Frontseitenverkapselungsschicht, eine Mehrzahl elektrisch miteinander verschalteter Halbleiterwafer-Solarzellen und eine Ruckseitenverkapselungsschicht auf. Zwischen der The passivation layer may be transparent. In this case, electricity can also be generated via the free areas by light incident on the rear side of the semiconductor solar cell. The present invention likewise relates to a solar module which comprises at least one semiconductor wafer solar cell according to the invention. The solar module includes a front side encapsulation layer, a plurality of semiconductor wafer solar cells interconnected electrically with each other, and one Reverse side encapsulation layer. Between the

Ruckseitenverkapselungsschicht und in den Rückseitenoberflächen der Backsize layer and in the back surfaces of the

Halbleiterwafer-Solarzellen ist ein Einbettungsmaterial eingeschlossen. Semiconductor wafer solar cells include an encapsulation material.

Mit den erfindungsgemäßen Halbeiterwafer-Solarzellen wird ein hinreichend abreißfester Modulverbund zwischen Ruckseitenverkapselungsschicht und Rückseitenoberflächen der Halbleiterwafer-Solarzellen gewährleistet. Als Einbettungsmaterial kommt insbesondere Ethylenvinylacetat in Frage. Weitere Beispiele für das Einbettungsmaterial sind Silikongummi, Polyvinylbutyral, Polyurethan oder Polyacrylat. Die Frontseitenverkapselungsschicht kann beispielsweise Glas umfassen. Beispiele für die Rückseitenverkapselungsschicht sind beispielsweise eine Rückseitenfolie aus TEDLAR ® (eingetragenes The semiconductor wafer solar cells according to the invention ensure a sufficiently tear-resistant module bond between the back-side encapsulation layer and the backside surfaces of the semiconductor wafer solar cells. Ethylene vinyl acetate is suitable in particular as an embedding material. Further examples of the encapsulant material are silicone rubber, polyvinyl butyral, polyurethane or polyacrylate. The front side encapsulation layer may comprise, for example, glass. Examples of the Rückseitenverkapselungsschicht are, for example, a backsheet of TEDLAR ® (registered

Markenzeichen der DuPont, Wilmington, USA). Trademark of DuPont, Wilmington, USA).

Weitere Vorteile und Eigenschaften der Halbleiterwafer-Solarzelle werden anhand der nachfolgend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen erläutert. Further advantages and properties of the semiconductor wafer solar cell will be explained with reference to the preferred embodiments described below.

Es zeigt: Fig. 1 schematisch die Frontseite einer erfindungsgemäßen Halbleiterwafer- Solarzelle in Draufsicht; 1 shows schematically the front side of a semiconductor wafer solar cell according to the invention in plan view;

Fig. 2 schematisch einen Teil der Rückseitenoberfläche einer Fig. 2 shows schematically a part of the back surface of a

erfindungsgemäßen Halbleiterwafer-Solarzelle in Draufsicht; according to the invention semiconductor wafer solar cell in plan view;

Fig. 3 schematisch einen Teil der Rückseitenoberfläche einer weiteren Fig. 3 shows schematically a part of the back surface of another

Fig. 4 schematisch einen Teil der Rückseitenoberfläche einer weiteren Fig. 4 shows schematically a part of the back surface of another

erfindungsgemäßen Halbleiterwafer-Solarzelle in Draufsicht; und according to the invention semiconductor wafer solar cell in plan view; and

Fig. 5 schematisch einen Teil der Rückseitenoberfläche einer weiteren Fig. 5 shows schematically a part of the back surface of another

erfindungsgemäßen Halbleiterwafer-Solarzelle in Draufsicht. According to the semiconductor wafer solar cell according to the invention in plan view.

Fig. 1 zeigt schematisch die Frontseite einer erfindungsgemäßen Fig. 1 shows schematically the front side of an inventive

Halbleiterwafer-Solarzelle 1 1 in Draufsicht. Auf der für den Lichteinfall vorgesehenen Frontseite 1 3 ist der zur Solarzelle prozessierte Halbleiterwafer sichtbar. Auf der Frontseite 1 3 des Halbleiterwafers ist eine Semiconductor wafer solar cell 1 1 in plan view. On the front side 1 3 provided for the incidence of light is the semiconductor wafer processed to the solar cell visible, noticeable. On the front side 1 3 of the semiconductor wafer is a

Frontseitenelektrodenstruktur 1 5 angeordnet. Die Front side electrode structure 1 5 arranged. The

Frontseitenelektrodenstruktur 1 5 ist als typische Elektrodenfingerstruktur mit zwei senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Elektrodenfinger verlaufenden Busbars 17 ausgebildet. Die in Fig. 1 dargestellte Halbleiterwafer-Solarzelle 1 1 weist eine der in den Fig. 2 bis 5 gezeigten Varianten zur Ausbildung der Rückseite auf. Je nach Ausführungsform ihrer Rückseite entspricht die Front side electrode structure 15 is formed as a typical electrode finger structure with two busbars 17 extending perpendicular to the extension direction of the electrode fingers. The illustrated in Fig. 1 semiconductor wafer solar cell 1 1 has one of the variants shown in Figs. 2 to 5 for forming the back. Depending on the embodiment of its back corresponds to

Halbleiterwafer-Solarzelle 1 1 daher den nachstehend beschriebenen Semiconductor wafer solar cell 11, therefore, described below

Halbleiterwafer-Solarzellen 21 , 31 , 41 bzw. 51 . Es ist jedoch auch möglich, dass die Rückseitenmetallelektrodenstruktur wie die in Figur 1 dargestellte Frontseitenelektrodenstruktur 1 5 ausgebildet ist. Semiconductor wafer solar cells 21, 31, 41 and 51, respectively. However, it is also possible for the rear-side metal electrode structure to be designed like the front-side electrode structure 1 5 illustrated in FIG.

Fig. 2 zeigt schematisch einen Teil der Rückseitenoberfläche 28 einer erfindungsgemäßen Halbleiterwafer-Solarzelle 21 in Draufsicht. Auf der Rückseitenoberfläche 28 ist die Rückseitenmetallelektrodenstruktur 29 weiß dargestellt. Die Rückseitenmetallelektrodenstruktur 29 weist Zellverbinder- Kontaktabschnitte 22, von denen hier nur einer gezeigt ist, auf, die eine Verschaltung der Halbleiterwafer-Solarzelle 21 mit weiteren Halbleiterwafer- Solarzellen beispielsweise mittels Kontaktbändchens zu einem Solarzellenstring für den Solarmodulbau ermöglicht. Die Rückseitenmetallelektrodenstruktur 29 bedeckt nicht die ganze Rückseitenfläche des FIG. 2 schematically shows a part of the rear side surface 28 of a semiconductor wafer solar cell 21 according to the invention in plan view. On the back surface 28, the backside metal electrode structure 29 is shown in white. The backside metal electrode structure 29 has cell connector contact sections 22, only one of which is shown here, which enables interconnection of the semiconductor wafer solar cell 21 with further semiconductor wafer solar cells, for example by means of contact strips to form a solar cell string for solar module construction. The backside metal electrode structure 29 does not cover the entire back surface of the

rückseitenoberflächenpassivierten Halbleiterwafers der Halbleiterwafer- Solarzelle 21 , vielmehr liegen die Passivierungsschicht und/oder das back surface passivated semiconductor wafer of the semiconductor wafer solar cell 21, rather the passivation layer and / or the

Halbleitermaterial in nicht von der Rückseitenmetallelektrodenstruktur 29 abgedeckten Freibereichen 24 derart frei, dass die Semiconductor material in not covered by the backside metal electrode structure 29 free areas 24 so free that the

Rückseitenmetallelektrodenstruktur 29 weniger als 95% und mehr als 6%, 10%, 20% oder 50% der Rückseite bedeckt. Die Freibereiche 24 weisen bei dieser Variante eine keilförmige Gestalt und jeweils die gleiche Größe auf. Die Spitze der Keilform ist zu dem Zellverbinder-Kontaktabschnitt 22 hin orientiert, der zu dem jeweiligen Freibereich 24 am nächsten liegt. D. h. , die Freibereiche 24 sind derart auf der Rückseitenoberfläche 28 verteilt, dass der Flächenanteil der Freibereiche 24 verglichen mit dem Flächenanteil der Back metal electrode structure 29 less than 95% and more than 6%, 10%, 20% or 50% of the back covered. The free areas 24 in this variant have a wedge-shaped shape and in each case the same size. The tip of the wedge shape is oriented toward the cell connector contact portion 22 that is closest to the respective clearance area 24. Ie. , the free areas 24 are distributed on the rear side surface 28 in such a way that the surface portion of the free areas 24 compared to the area proportion of the

Rückseitenmetallelektrodenstruktur 29 mit steigendem Abstand zu dem Zellverbinder-Kontaktabschnitt 22 zunimmt. Dies wird nicht nur durch die Keilform der Freibereiche 24 realisiert, sondern zusätzlich durch die Rear side metal electrode structure 29 with increasing distance to the Cell connector contact portion 22 increases. This is realized not only by the wedge shape of the free areas 24, but additionally by the

Aufteilung der Keilform ab einer gewissen Breite in mehrere Keilformen. In Fig. 2 teilt sich ein keilförmiger Freibereich 24 ab einer vorbestimmten Breite in zwei keilförmige Freibereiche 24, deren Spitze ebenfalls zu dem Zellverbinder- Kontaktabschnitt 22 orientiert ist. Dadurch nimmt der laterale Widerstand der Rückseitenmetallelektrodenstruktur 29 in Richtung der Zellverbinder- Kontaktabschnitte 22 ab, und der Flächenanteil der Metallstruktur der Division of the wedge shape from a certain width into several wedge shapes. In Fig. 2, a wedge-shaped free area 24 divides from a predetermined width into two wedge-shaped free areas 24, the tip of which is also oriented to the cell connector contact portion 22. As a result, the lateral resistance of the backside metal electrode structure 29 decreases toward the cell connector contact portions 22, and the area ratio of the metal structure of FIG

Rückelektrode steigt, je näher man an die Zellverbinder-Metallstruktur kommt, was der in dieser Richtung zunehmenden Stromstärke in der Metallstruktur Rechnung trägt. The return electrode increases the closer one gets to the cell-connector metal structure, which takes into account the increasing current intensity in the metal structure in this direction.

Fig. 3 zeigt schematisch einen Teil der Rückseitenoberfläche 38 einer weiteren erfindungsgemäßen Halbleiterwafer-Solarzelle 31 in Draufsicht. Auf der Rückseitenoberfläche 38 ist die Rückseitenmetallelektrodenstruktur 39 als weiß dargestellter Bereich sichtbar. Die Rückseitenmetallelektrodenstruktur 39 kontaktiert das Halbleitermaterial des Halbleiterwafers über eine Vielzahl lokaler Kontaktbereiche 36 elektrisch, wobei die Kontaktbereiche 36 als Öffnungen oder Durchbrüche der Passivierungsschicht ausgebildet sind und insgesamt eine elektrische Kontaktfläche von weniger als 5% einnehmen. Diese Kontaktbereiche 36 weisen kreis- oder ovalartig üblicherweise Durchmesser im Bereich von 25 bis 70 μιτι auf und sind in einem Raster von beispielsweise 400 bis 800 μιτι angeordnet. Da es sich hier um eine schematische nicht FIG. 3 schematically shows a part of the rear side surface 38 of a further semiconductor wafer solar cell 31 according to the invention in plan view. On the backside surface 38, the backside metal electrode structure 39 is visible as a white area. The backside metal electrode structure 39 electrically contacts the semiconductor material of the semiconductor wafer via a multiplicity of local contact regions 36, wherein the contact regions 36 are formed as openings or openings of the passivation layer and occupy an overall electrical contact area of less than 5%. These contact areas 36 have circular or oval-like diameter usually in the range of 25 to 70 μιτι and are arranged in a grid of, for example, 400 to 800 μιτι. Since this is not a schematic

maßstabsgetreue Darstellung handelt ist dieses feine Raster durch die punktförmig dargestellten Kontaktbereiche 36 nur angedeutet. Die true to scale representation is this fine grid by the point-shaped contact areas 36 shown only hinted. The

Kontaktbereiche 36 sind auf der Rückseite der Halbleiterwafer-Solarzelle 31 nur dann sichtbar, wenn diese nach der Rückseitenmetallisierung als Laser Fired Contacts (LFC) realisiert sind. Wenn die Kontaktbereiche 36 vor der Rückseitenmetallisierung in die Passivierungsschicht eingebracht werden, beispielsweise durch Laserablation oder durch ein Masken-Ätzverfahren, so sind die Kontaktbereiche 36 durch die Rückseitenmetallelektrodenstruktur 39 abgedeckt und somit nicht sichtbar. Die Rückseitenmetallelektrodenstruktur 39 ist bei dieser Variante durch periodisch angeordnete, gleich große, kreisförmige Freibereiche 34 Contact areas 36 are visible on the back side of the semiconductor wafer solar cell 31 only if they are realized after the backside metallization as laser fired contacts (LFC). If the contact regions 36 are introduced into the passivation layer before the backside metallization, for example by laser ablation or by a mask etching process, then the contact regions 36 are covered by the backside metal electrode structure 39 and thus not visible. The backside metal electrode structure 39 is in this variant by periodically arranged, equal-sized, circular free areas 34

unterbrochen, in denen die Passivierungsschicht und/oder der Halbleiter der Halbleiterwafer-Solarzelle 31 frei liegt. Die Kontaktbereiche 36 und die Freibereiche 34 überlappen im Wesentlichen nicht. Die Freibereiche 34 liegen derart frei, dass die Rückseitenmetallelektrodenstruktur 39 weniger als 95% und mehr als 6%, 10%, 20% oder 50% der Rückseitenoberfläche 38 bedeckt. Genauso wie die Kontaktbereiche 36 sind die Freibereiche 34 über die interrupted, in which the passivation layer and / or the semiconductor of the semiconductor wafer solar cell 31 is exposed. The contact areas 36 and the free areas 34 do not substantially overlap. The free areas 34 are exposed such that the backside metal electrode structure 39 covers less than 95% and more than 6%, 10%, 20%, or 50% of the backside surface 38. Just like the contact areas 36, the free areas 34 are over the

Rückseitenoberfläche 38 homogen verteilt. Die homogene Verteilung der Freibereiche 34 ermöglicht eine gleichmäßige Verankerung eines Rear side surface 38 homogeneously distributed. The homogeneous distribution of the free areas 34 allows a uniform anchoring of a

Einbettungsmaterials, wenn die Halbleiterwafer-Solarzelle 31 als Bestandteil eines Solarzellenstrings in ein Solarmodul einlaminiert wird. Zur Unterstützung der Verankerung des Einbettungsmaterials kann die Passivierungsschicht als Dünnschichtstapel ausgebildet sein, dessen oberste Schicht eine Embedding material when the semiconductor wafer solar cell 31 is laminated as part of a solar cell string in a solar module. To support the anchoring of the embedding material, the passivation layer may be formed as a thin-film stack, the uppermost layer of which

Haftvermittlerschicht ist. Weiterhin ist auf der Rückseitenoberfläche 38 ein Zellverbinder-Kontaktabschnitt 32 in Form eines Lötpads sichtbar, der eine Verschaltung der Halbleiterwafer-Solarzelle 31 mit weiteren Halbleiterwafer- Solarzellen beispielsweise mittels Kontaktbändchens ermöglicht. Fig. 4 zeigt schematisch einen Teil der Rückseitenoberfläche 48 einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen Halbleiterwafer-Solarzelle 41 in Draufsicht. Auf der Rückseitenoberfläche 48 ist die weiß dargestellte Adhesive layer is. Furthermore, a cell connector contact section 32 in the form of a soldering pad is visible on the rear side surface 38, which enables an interconnection of the semiconductor wafer solar cell 31 with further semiconductor wafer solar cells, for example by means of contact strips. FIG. 4 schematically shows a part of the rear side surface 48 of a further variant of the semiconductor wafer solar cell 41 according to the invention in plan view. On the back surface 48 is shown in white

Rückseitenmetallelektrodenstruktur 49 sichtbar. In der Rear metal electrode structure 49 visible. In the

Rückseitenmetallelektrodenstruktur 49 sind wiederum Lötpad -förmige Backside metal electrode structure 49 are in turn solder pad-shaped

Zellverbinder-Kontaktabschnitte 42, von denen einer gezeigt ist, angeordnet, die eine Verschaltung der Halbleiterwafer-Solarzelle 41 mit weiteren Cell connector contact portions 42, one of which is shown, arranged, the interconnection of the semiconductor wafer solar cell 41 with others

Halbleiterwafer-Solarzellen beispielsweise mittels Kontaktbändchens ermöglichen. Die Rückseitenmetallelektrodenstruktur 49 bedeckt nicht die ganze Fläche des rückseitenoberflächenpassivierten Halbleiterwafers der Halbleiterwafer-Solarzelle 41 , vielmehr liegen die Passivierungsschicht und/oder das Halbleitermaterial in nicht von der Enable semiconductor wafer solar cells, for example by means of contact ribbon. The backside metal electrode pattern 49 does not cover the whole area of the back surface passivated semiconductor wafer of the semiconductor wafer solar cell 41, but rather the passivation layer and / or the semiconductor material is not in

Rückseitenmetallelektrodenstruktur 49 abgedeckten Freibereichen 44 derart frei, dass die Rückseitenmetallelektrodenstruktur 49 weniger als 95% und mehr als 6%, 10%, 20% oder 50% der Rückseite bedeckt. Die Freibereiche 44a, 44b, 44c, 44d, 44d und 44e, die, wenn von ihnen als Einheit gesprochen wird, als Freibereiche 44 bezeichnet werden, weisen eine kreisförmige bzw. ovale Gestalt auf. Die Freibereiche 44a, 44b, 44c und 44d weisen eine kreisförmige Gestalt auf, während die Freibereiche 44e eine ovale Gestalt aufweisen. Back metal electrode structure 49 covered free areas 44 such that the back side metal electrode structure 49 less than 95% and more covered as 6%, 10%, 20% or 50% of the back. The free areas 44a, 44b, 44c, 44d, 44d, and 44e, which are referred to as free areas 44 when referred to as a unit, have a circular or oval shape. The clearance areas 44a, 44b, 44c and 44d have a circular shape, while the clearance areas 44e have an oval shape.

Anders als bei der in Figur 3 dargestellten Variante weisen die Freibereiche 44 eine unterschiedliche Größe auf und sind derart auf der Rückseitenoberfläche verteilt, dass der Flächenanteil der Freibereiche 44 verglichen mit dem Unlike in the variant illustrated in FIG. 3, the free areas 44 have a different size and are distributed on the rear side surface in such a way that the surface portion of the free areas 44 is compared with FIG

Flächenanteil der Rückseitenmetallelektrodenstruktur 49 mit steigendem Abstand zu den Zellverbinder-Kontaktabschnitten 42 zunimmt. Die Freibereiche 44a weisen eine kleinere Größe als die Freibereiche 44b auf. Bei gedanklichen Verbinden der Außenkontour eines Freibereichs 44a mit der Außenkontour eines oder zweier Freibereichen 44b kann eine keilförmige Gestalt erkannt werden, deren Spitze durch den Freibereich 44a ausgebildet wird, die zu dem Zellverbinder-Kontaktabschnitt 42 hinweist. Die Freibereiche 44c weisen zwar eine kleinere Größe als die Freibereiche 44b auf, sind aber derart angeordnet, dass ein Freibereich 44b zusammen mit zwei Freibereichen 44c eine Area proportion of the back side metal electrode structure 49 increases with increasing distance to the cell connector contact portions 42. The clearance areas 44a are smaller in size than the clearance areas 44b. By connecting the outer contour of a free area 44a with the outer contour of one or two free areas 44b, a wedge-shaped shape is formed, the tip of which is formed by the free area 44a, which points to the cell connector contact portion 42. Although the free areas 44c have a smaller size than the free areas 44b, but are arranged such that a free area 44b together with two free areas 44c a

keilförmige Gestalt ausbildet, deren Spitze zu dem Zellverbinder- Kontaktabschnitt 42 hinweist, wenn die Mittelpunkte der kreisförmigen Freibereiche 44b und 44c gedanklich miteinander verbunden werden. Dieforms a wedge-shaped shape, the tip of which points to the cell connector contact portion 42 when the centers of the circular free areas 44b and 44c are thought to be interconnected. The

Freibereiche 44d weisen eine größere Größe als die Freibereiche 44c auf und sind derart angeordnet, dass ein Freibereich 44c zusammen mit zwei Free areas 44d have a larger size than the free areas 44c and are arranged such that a free area 44c together with two

Freibereichen 44d eine keilförmige Gestalt ausbildet, deren Spitze zu dem Zellverbinder-Kontaktabschnitt 42 hinweist, wenn die Mittelpunkte der kreisförmigen Freibereiche 44c und 44d gedanklich miteinander verbunden werden. Die Freibereiche 44e weisen eine größere Größe als die Freibereiche 44a, 44b, 44c und 44d und eine ovale Gestalt auf. Die Freibereiche 44e sind in Bezug zu den Freibereichen 44d derart angeordnet, dass einige der Free areas 44d forms a wedge-shaped shape, the tip of which points to the cell connector contact portion 42, when the centers of the circular free areas 44c and 44d are thought to be interconnected. The clearance areas 44e have a larger size than the clearance areas 44a, 44b, 44c and 44d and an oval shape. The clearance areas 44e are arranged with respect to the clearance areas 44d such that some of the

Freibereiche 44d zusammen mit einem Freibereich 44e bei gedanklichem Verbinden der Außenkontouren eine keilförmige Gestalt ausbilden, dessenOpen areas 44d together with a free area 44e form a wedge-shaped figure in mind connecting the outer contours, whose

Spitze durch den jeweiligen Freibereich 44d gebildet wird. D. h. , die Fläche der Freibereiche 44 nimmt mit steigendem Abstand von dem Zellverbinder- Kontaktabschnitt 42 zu. Dadurch nimmt der laterale Widerstand der Rückseitenmetallelektrodenstruktur 49 in Richtung des Zellverbinder- Kontaktabschnitts 42 ab, und der Flächenanteil der Metallstruktur der Tip is formed by the respective free area 44d. Ie. , the area of the clearance areas 44 increases with increasing distance from the cell connector contact portion 42. As a result, the lateral resistance of the Rear side metal electrode structure 49 in the direction of the cell connector contact portion 42 from, and the surface portion of the metal structure of

Rückelektrode steigt, je näher man an die Zellverbinder-Metallstruktur kommt, so dass in dieser Richtung die Stromstärke in der Metallstruktur zunimmt. In Fig. 4 sind wie in Figur 3 schematisch die Kontaktbereiche 46 gezeigt, die den elektrischen Kontakt zwischen Halbleitermaterial und The return electrode increases the closer one gets to the cell connector metal structure, so that in this direction the current strength in the metal structure increases. In FIG. 4, as in FIG. 3, the contact regions 46 are shown schematically, which show the electrical contact between semiconductor material and

Rückseitenmetallelektrodenmaterial 49 darstellen. Die in Figur 3 gemachten Ausführungen gelten daher hier entsprechend. Fig. 5 zeigt schematisch einen Teil der Rückseitenoberfläche 58 einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen Halbleiterwafer-Solarzelle 51 in Draufsicht. Auf der Rückseitenoberfläche sind die Rückseitenmetallelektrodenstruktur 59 und Lötpad -förmige Zellverbinder- Kontaktabschnitte 52 weiß dargestellt. Die Rückseitenmetallelektrodenstruktur 59 bedeckt nicht die ganze Fläche des rückseitenoberflächenpassivierten Halbleiterwafers der Halbleiterwafer- Solarzelle 51 , vielmehr liegen die Passivierungsschicht und/oder das Rear side metal electrode material 49 represent. The statements made in Figure 3 therefore apply here accordingly. FIG. 5 schematically shows a part of the rear side surface 58 of a further variant of the semiconductor wafer solar cell 51 according to the invention in plan view. On the backside surface, the backside metal electrode structure 59 and pad-shaped cell connector contact portions 52 are shown in white. The backside metal electrode pattern 59 does not cover the entire area of the back surface passivated semiconductor wafer of the semiconductor wafer solar cell 51, but rather the passivation layer and / or the surface

Halbleitermaterial in nicht von der Rückseitenmetallelektrodenstruktur 59 abgedeckten, in dieser Figur grau dargestellten, Freibereichen 54 derart frei, dass die Rückseitenmetallelektrodenstruktur 59 weniger als 50% und mehr als 6%, 10%, 20% der Rückseite bedeckt. Die Rückseitenmetallelektrodenstruktur 59 weist bei dieser Variante eine baumstrukturartige Gestalt auf, so dass der Flächenanteil der Freibereiche 54 verglichen mit dem Flächenanteil der Rückseitenmetallelektrodenstruktur 59 mit steigendem Abstand zu den Semiconductor material in not covered by the backside metal electrode structure 59, shown in this figure gray, free areas 54 such that the backside metal electrode structure 59 less than 50% and more than 6%, 10%, 20% of the back covered. The rear-side metal electrode structure 59 has a tree-structure-like shape in this variant, so that the surface portion of the free areas 54 compared with the surface portion of the back-side metal electrode structure 59 increases with increasing distance to the

Zellverbinder-Kontaktabschnitten 52 abnimmt. Die baumartige Gestalt der Rückseitenelektrodenstruktur 59 ist derart, dass von den Zellverbinder- Kontaktabschnitten 52 stammartige Strukturen wegführen, die sich mit weiterem Abstand zu den Kontaktabschnitten 52 verästeln. Bezugszeichenliste: Cell connector contact portions 52 decreases. The tree-like shape of the back surface electrode structure 59 is such that stem-like structures lead away from the cell connector contact portions 52, which branch out at a further distance from the contact portions 52. LIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1 Halbleiterwafer-Solarzelle 1 1 semiconductor wafer solar cell

13 Frontseite 13 front

15 Frontseitenelektrodenstruktur 17 Busbars 15 front side electrode structure 17 busbars

21 Halbleiterwafer-Solarzelle 21 semiconductor wafer solar cell

22 Zellverbinder-Kontaktabschnitt 24 Freibereich 22 cell connector contact portion 24 open area

28 Rückseitenoberfläche 28 back surface

29 Rückseitenmetallelektrodenstruktur 29 backside metal electrode structure

31 Halbleiterwafer-Solarzelle 31 semiconductor wafer solar cell

32 Zellverbinder-Kontaktabschnitt 34 Freibereich 32 cell connector contact portion 34 open area

36 Kontaktbereich 36 contact area

38 Rückseitenoberfläche 38 back surface

39 Rückseitenmetallelektrodenstruktur 39 backside metal electrode structure

41 Halbleiterwafer-Solarzelle 41 semiconductor wafer solar cell

42 Zellverbinder-Kontaktabschnitt 44, 44a, 44b, 44c, 44d, 44e Freibereiche 46 Kontaktbereich 42 cell connector contact portion 44, 44a, 44b, 44c, 44d, 44e open areas 46 contact area

48 Rückseitenoberfläche 48 back surface

49 Rückseitenmetallelektrodenstruktur 51 Halbleiterwafer-Solarzelle 49 backside metal electrode structure 51 semiconductor wafer solar cell

52 Zellverbinder-Kontaktabschnitt 54 Freibereich 52 cell connector contact portion 54 open area

58 Rückseitenoberfläche 58 rear surface

59 Rückseitenmetallelektrodenstruktur 59 backside metal electrode structure

Claims

claims:

1 . Both sides contacted semiconductor wafer solar cell (1 1, 21, 31, 41, 51) with surface passivated back having:

a semiconductor wafer made of a semiconductor material with

• one provided for the incidence of light front (13) with a

Front side electrode structure (1 5) and

A back surface having a back surface (28, 38, 48, 58) surface passivated by a dielectric passivation layer, and a backside metal electrode structure (29, 39, 49, 59) comprising sintered metal particles disposed on the passivation layer; and the backside metal electrode structure (29, 39, 49, 59) electrically contacts the semiconductor material of the semiconductor wafer via a plurality of local contact regions (36, 46), wherein the contact regions (36, 46) are formed as openings of the passivation layer and have an overall electrical contact area of less than 5%, preferably less than 2%, the

Occupy the back surface (28, 38, 48, 58),

characterized in that

the backside metal electrode structure (29, 39, 49, 59) is less than 95% and more than 6%, 10%, 20% or 50%, preferably less than 75% and more than 6%, 10%, 20% or 50%, more preferably less than 50% and more than 6%, 10% or 20% or less than 25% and more than 6% or 10% of the

Back surface (28, 38, 48, 58) covered.

2. The semiconductor wafer solar cell (21, 31, 41, 51) according to claim 1, characterized in that the passivation layer and / or the semiconductor material in non-covered by the backside metal electrode structure (29, 39, 49, 59) free areas (24, 34, 44, 54) are exposed and the

Rear side metal electrode structure (29, 39, 49, 59) has cell connector contact portions (22, 32, 42, 52).

3. Semiconductor wafer solar cell (21, 31, 41, 51) according to claim 2, characterized in that the free areas (24, 34, 44, 54) have a same shape.

4. The semiconductor wafer solar cell (21, 31, 51) according to claim 3, characterized in that the free areas (24, 34, 54) have an equal size.

5. Semiconductor wafer solar cell (21, 31, 41) according to one of claims 2 to 4, characterized in that the free areas (24, 34, 44) have a circular, star, line or wedge-shaped form.

Semiconductor wafer solar cell (21, 31, 41, 51) according to one of claims 2 to 5, characterized in that the free areas (24, 34, 44, 54) cover more than 80% of the rear side surface (28, 38, 48, 58) are evenly distributed.

7. The semiconductor wafer solar cell (21, 41, 51) according to one of claims 2 to 5, characterized in that the free areas (24, 44, 54) are distributed on the rear side surface (28, 48, 58) such that the area fraction the free space (24, 44, 54) compared with the area percentage of

Rear side metal electrode structure (29, 49, 59) increases with increasing distance to the cell connector contact portions (22, 42, 52).

8. Semiconductor wafer solar cell (21, 31, 41, 51) according to one of claims 2 to 7, characterized in that the

Rear side metal electrode structure (29, 39, 49, 59) has a layer thickness which decreases with increasing distance to the cell connector contact portions (22, 32, 42, 52).

A semiconductor wafer solar cell (31, 41) according to claim 7 or 8, characterized in that the contact regions (36, 46) are arranged in a regular two-dimensional contact pattern on the back surface (38, 48). are arranged, wherein the free areas (34, 44) are arranged distributed in intermediate regions of the contact grid.

10. A semiconductor wafer solar cell (1 1, 21, 31, 41, 51) according to one of the preceding claims, characterized in that the

Passivation layer is constructed as a thin film stack.

1 1. Semiconductor wafer solar cell (1 1, 21, 31, 41, 51) according to claim 10, characterized in that the thin-film stack as the uppermost layer a

Adhesive layer has.

12. A solar module comprising a front side encapsulation layer, a

A plurality of electrically interconnected semiconductor wafer solar cells according to any one of claims 1 to 1 1 and a

Backside encapsulation layer, wherein between the

Backside encapsulation layer and the back surfaces of the

Semiconductor wafer solar cells an embedding material is included.