[发明专利]堆叠状的多结太阳能电池

说明书

提供一种具有背侧接通的正侧的堆叠状的多结太阳能电池，其具有包括锗衬底、锗子电池和至少两个III‑V族子电池的太阳能电池堆叠，太阳能电池堆叠具有敷镀贯通开口、正侧连接接通部、背侧连接接通部、构造在多结太阳能电池的正侧的部分上的抗反射层、介电的隔离层以及接通层，其中，介电的隔离层覆盖抗反射层、正侧连接接通部的上侧的边缘区域、敷镀贯通开口的侧面、太阳能电池堆叠的背侧的与敷镀贯通开口邻接的区域，接通层从正侧连接接通部的上侧的未被介电的隔离层覆盖的区域在介电的隔离层上延伸通过敷镀贯通开口直至太阳能电池堆叠的背侧，背侧连接接通部覆盖太阳能电池堆叠的背侧的未被介电的隔离层覆盖的区域。

技术领域

本发明涉及一种堆叠状的多结太阳能电池(Mehrfachsolarzelle)。

背景技术

为了减少遮蔽太阳能电池正侧，可以在背侧上布置正极的和负极的外部接通面。在所谓的金属贯穿孔(英语metal wrap through，缩写MWT)太阳能电池中，例如通过敷镀贯通开口从背侧接通太阳能电池正侧。

已知用于制造穿过太阳能电池的孔或敷镀贯通开口的不同方法，这导致相应不同的敷镀贯通开口或太阳能电池结构。

由F.Clement的论文《Die Metal Wrap Through Solarzelle-Entwicklung undCharakterisierung》，2009年2月，已知用于由多晶硅组成的MWT单结太阳能电池的制造方法，其中，借助UV激光或IR激光在多晶硅衬底层中产生敷镀贯通开口。仅此之后，沿着敷镀贯通开口的上侧和侧面以及沿着太阳能电池的下侧借助磷扩散产生发射极层。借助丝网印刷通过导电的贯通膏(Via-Paste)(例如银膏(Silberpaste))来填充敷镀贯通开口。

借助激光可以在通孔的区域中实现非常平滑的侧面，此外，在激光烧蚀工艺中不存在底切(Hinterschneidung)。然而，通过现有的pn结借助激光烧蚀(Laser-Ablation)产生孔会导致短路。

由E.Oliva等人的《III-V multi-junction metal-wrap-through(MWT)concentrator solar cells》，议事录，第32届欧洲光伏太阳能会议和展览，慕尼黑，2016年，第1367-1371页已知一种具有敷镀贯通开口的倒置生长的GaInP/AlGaAs太阳能电池结构，其中，使具有pn结的太阳能电池结构外延地生长，并且紧接着借助干法蚀刻产生敷镀贯通开口。随后，以隔离层对贯通开口的侧面进行涂覆，然后以电镀铜填充敷镀贯通开口。

例如由US 9,680,035B1已知一种太阳能电池堆叠，该太阳能电池堆叠由具有背侧接通的正侧的GaAs衬底上的多个III-V族子电池组成，其中，通过湿法化学蚀刻工艺产生从太阳能电池的上侧穿过子电池延伸到尚未变薄的衬底层中的孔。

蚀刻工艺基于如下：对于太阳能电池堆叠中所使用的不同III-V族材料，蚀刻速率基本上没有差异。仅通过衬底层的变薄才向下开口。

在衬底层的变薄之前，先对正侧和孔执行钝化和金属化。与相应的干法蚀刻工艺相比，湿法化学蚀刻的优点在于：孔的侧壁具有更平滑的表面，并且可以在没有缺陷的情况下一致地沉积钝化层。

一个困难在于，对于在制造通孔之后执行的每个掩模工艺，需要较大的开销来保护或密封(Versiegelung)贯通开口。

发明内容

在这种背景下，本发明的任务在于说明一种对现有技术做出扩展的设备。

该任务通过一种具有根据本发明的特征的堆叠状多结太阳能电池，以及通过一种根据本发明的用于堆叠状多结太阳能电池的制造方法来解决。本发明的有利构型是优选的实施方式。