[发明专利]堆叠状的单片的正置变质的多结太阳能电池

说明书

本发明涉及一种堆叠状的单片的正置变质的多结太阳能电池，其具有：至少一个第一子电池，第一子电池具有第一带隙、第一晶格常数，并且超过50％由锗组成；布置在第一子电池上方的第二子电池，第二子电池具有第二带隙和第二晶格常数；布置在第一子电池和第二子电池之间的变质缓冲部，变质缓冲部包括至少三个层的序列，三个层具有在第二子电池的方向上逐层增大的晶格常数；布置在变质缓冲部和第二子单元之间的第一隧道二极管，第一隧道二极管具有nsupgt;+/supgt;层和psupgt;+/supgt;层，其中，第二带隙大于第一带隙，第一隧道二极管的nsupgt;+/supgt;层包括InAlP，第一隧道二极管的psupgt;+/supgt;层包括含As的III‑V族材料，在nsupgt;+/supgt;层和psupgt;+/supgt;层之间布置有中间层，中间层分别比nsupgt;+/supgt;层更薄且比psupgt;+/supgt;层更薄。

技术领域

本发明涉及一种堆叠状的、单片(monolithisch)的、正置变质(aufrecht-metamorphe)的多结太阳能电池。

背景技术

由W.Guter等人的《Investigation and development of III-V-triple-junction concentrator solar cells》，第22届欧洲光伏太阳能会议，2007年9月3日至7日，意大利米兰，第122-125页已知一种单片的正置变质的太阳能电池堆叠。

由EP 2 251 912 A1已知一种堆叠状的单片的多结太阳能电池，其在太阳能电池之间具有改善的电流传导。为此，在两个彼此叠置的太阳能电池之间布置具有彼此应变(verspannen)的退化层的隧道二极管。

以压缩应变的退化层来补偿拉伸应变的退化层。退化层要么实施成掺杂有碳的退化p⁺层，要么实施成掺杂有碲或硅的退化n⁺层。通过对应变进行补偿，没有应力作用在包围隧道二极管的层上，换句话说，应力的总和是零。

由US 2010/0319764 A1已知一种具有含氮化物的子电池的多结太阳能电池，其中，通过热处理来实现增大多结太阳能电池的隧道电流。在隧道二极管上阻止热处理带来的负面影响，其方式是：隧道二极管包括由多个n掺杂层和p掺杂层构成的层序列，并且包括ErAs中间层。

在Seokjin Kan等人的《Numerical analysis of p-GaAs/n-GaAs tunneljunction emplying InAs intermediate layer for high concentrated photovoltaicapplications》物理学杂志：会议系列，第490页，2014，012178.ISSN 1742-6596中，提出具有GaAs隧道二极管的双结太阳能电池的实验结果，所述GaAs隧道二极管具有薄的InAs的中间层。

从US 2017/0222066 A1以及从EP 1 134 813 A2已知各种多结太阳能电池。

发明内容

在这种背景下，本发明的任务在于提供一种进一步改进现有技术的设备。

该任务通过具有本发明的技术方案的多结太阳能电池来解决。本发明的有利实构型是优选的实施方式。

根据本发明的主题提供一种堆叠状的单片的正置变质的多结太阳能电池，其具有至少一个第一子电池、第二子电池、变质缓冲部(metamorphen Puffer)和至少一个第一隧道二极管。

第一子电池具有第一带隙和第一晶格常数，并且超过50％由锗构成。

第二子电池布置在第一子电池上方，并且具有第二带隙和第二晶格常数，其中，第二带隙大于第一带隙，并且第二晶格常数大于第一晶格常数。

变质缓冲部布置在第一子电池和第二子电池之间。