DE102010006194A1

DE102010006194A1 - Photovoltaikmodul und Verfahren zum Herstellen eines Photovoltaikmoduls

Info

Publication number: DE102010006194A1
Application number: DE102010006194A
Authority: DE
Inventors: Jiri Dr. 01109 Springer; Bernd Dr. 04155 Stannowski; Tom 01099 Richter
Original assignee: SUNFILM AG; Sunfilm AG 01900
Current assignee: Schueco Tf & Co Kg De GmbH
Priority date: 2010-01-29
Filing date: 2010-01-29
Publication date: 2011-08-04

Abstract

Es wird ein Photovoltaikmodul (200) angegeben, das eine Mehrzahl von Photovoltaikzellen (100) umfasst, die elektrisch in Reihe gekoppelt sind und die jeweils zumindest einen photoaktiven Schichtstapel (3a) umfassen, der jeweils zumindest eine n-dotierte Schicht (33a, 33b), eine p-dotierte Schicht (31a, 31b) und eine intrinsische Schicht (32a, 32b) aufweist. Auf dem Schichtenstapeln (3b) ist ein Rückseitenkontakt (4) angeordnet, der eine TCO-Schicht (4a), eine Spiegelschicht (4c) und eine dazwischen angeordnete, partiell aufgebrachte Haftvermittlungsschicht (4b) umfasst. Weiter wird ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Photovoltaikmoduls angegeben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Photovoltaikmodul umfassend eine Mehrzahl von Photovoltaikzellen und ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Photovoltaikmoduls.
Zur Nutzung der im Sonnenlicht enthaltenen Energie können Photovoltaikmodule Anwendung finden, die auch als Solarmodule bezeichnet werden. Photovoltaikmodule umfassen üblicherweise eine Mehrzahl von untereinander elektrisch gekoppelten Photovoltaikzellen, die über den photovoltaischen Effekt eine im Licht enthaltene Strahlungsenergie in elektrische Energie umwandeln.
Photovoltaikzellen derartiger Module können als sogenannte Tandem-Junction-Photovoltaikzellen ausgebildet sein, die jeweils eine optisch und elektrisch in Reihe gekoppelte im Wesentlichen amorphes Silizium umfassende Photovoltaikzelle und eine im Wesentlichen mikrokristallines Silizium umfassende Photovoltaikzelle aufweisen.
Um die einzelnen Photovoltaikzellen elektrisch zu kontaktieren, finden Rückseitenkontakte Verwendung, die nachfolgend mit Stromabnehmern elektrisch und mechanisch verbunden werden, beispielsweise mittels eines Lötverfahrens. Zur Verbesserung der Adhäsion der aufgebrachten Stromabnehmer auf dem Rückseitenkontakt sowie zwischen Teilschichten des Rückseitenkontakts findet eine Haftvermittlungsschicht Verwendung, die üblicherweise ganzflächig zwischen Schichten des Rückseitenkontakts angeordnet ist. Jedoch führt die Verwendung einer Haftvermittlungsschicht, die beispielsweise Chrom umfasst, zu reduzierten Wirkungsgraden der Photovoltaikmodule. Insbesondere setzt eine chromhaltige Haftvermittlungsschicht aufgrund Absorptionseffekte den am Rückseitenkontakt in die Photovoltaikzelle reflektierten Lichtanteil herab und reduziert so nachteilig den Wirkungsgrad des Moduls.
Es ist Aufgabe der Anmeldung, ein Photovoltaikmodul und ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben, dass sich durch einen erhöhten Wirkungsgrad und gleichzeitig durch eine notwendige Haftfestigkeit auszeichnet. Ferner liegt der Anmeldung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Photovoltaikmoduls anzugeben, das sich insbesondere durch einen reduzierten Kostenaufwand auszeichnet.
Diese Aufgaben werden gelöst durch ein Photovoltaikmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zu dessen Herstellung mit den Merkmalen des Anspruchs 11.
In einer Ausführungsform umfasst ein Photovoltaikmodul eine Mehrzahl von Photovoltaikzellen, die elektrisch in Reihe gekoppelt sind und die jeweils zumindest einen photoaktiven Schichtstapel umfassen. Der photoaktive Schichtstapel weist jeweils zumindest eine n-dotierte Schicht, eine p-dotierte Schicht und eine intrinsische, undotierte Schicht auf. Auf den Schichtstapeln ist ein Rückseitenkontakt angeordnet, der eine TCO-Schicht, eine Spiegelschicht und eine dazwischen angeordnete, partiell aufgebrachte Haftvermittlungsschicht umfasst.
Vorzugsweise weist der Rückseitenkontakt eine ganzflächig über die gesamte Fläche der Schichtstapel angeordnete TCO-Schicht und eine ganzflächig über die gesamte Fläche der zweiten Schichtstapel angeordnete Spiegelschicht auf, wobei zwischen diesen Schichten lediglich partiell die Haftvermittlungsschicht angeordnet ist. Die Haftvermittlungsschicht ist somit nur über Teilbereiche der Fläche des Moduls abgeschieden, während die weiteren Schichten des Rückseitenkontakts über die gesamte Fläche des Moduls aufgebracht sind.
Vorzugsweise weist die Haftvermittlungsschicht eine Struktur auf, die sich über die Fläche des Moduls erstreckt, wobei dabei das Modul Bereiche aufweist, die keine Haftvermittlungsschicht umfassen, und das Modul weitere Bereiche aufweist, die eine Haftvermittlungsschicht umfassen. Das Photovoltaikmodul weist insbesondere eine strukturierte Haftvermittlungsschicht auf, die vorzugsweise lokal aufgebracht ist, wodurch mit Vorteil der Absorptionsgrad in der Haftvermittlungsschicht im Rückseitenkontakt reduziert werden kann. Dadurch erhöht sich mit Vorteil der Wirkungsgrad des Moduls.
Als ganzflächig über die gesamte Fläche angeordnete Schichten sind im Rahmen der Anmeldung insbesondere Schichten zu verstehen, die ganzflächig über die gesamte Fläche abgeschieden werden, auch wenn diese Schichten in einem anschließenden Strukturierungsverfahren beispielsweise zu Photovoltaikzellen strukturiert werden.
Unter einer partiell aufgebrachten Schicht wird im Rahmen der Anmeldung eine Schicht verstanden, die bereits nur teilflächig, also lokal, abgeschieden wird, sodass derartige Schichten ohne beispielsweise einem anschließenden Strukturierungsverfahren bereits eine Struktur aufweisen.
Eine TCO-Schicht ist insbesondere eine Schicht umfassend ein transparentes leitfähiges Oxid. Beispielsweise ist die TCO-Schicht eine Zinkoxidschicht oder eine Zinnoxidschicht, die auf den photoaktiven Schichtstapeln abgeschieden ist.
Die Spiegelschicht ist vorzugsweise eine metallische Schicht, die beispielsweise Silber oder eine Silberlegierung aufweist.
Die Haftvermittlungsschicht ist vorzugsweise eine chromhaltige Schicht.
In einer Ausführungsform umfassen die Photovoltaikzellen jeweils einen weiteren photoaktiven Schichtstapel, der jeweils zumindest eine weitere n-dotierte Schicht, eine weitere p-dotierte Schicht und eine weitere intrinsische Schicht aufweist, wobei der weitere Schichtstapel jeweils auf der von dem Rückseitenkontakt gegenüberliegenden Seite des photoaktiven Schichtstapels angeordnet ist.
In einer weiteren Ausführungsform umfassen die Photovoltaikzellen jeweils eine Mehrzahl von übereinander angeordneten Schichtstapeln, die jeweils zumindest eine n-dotierte Schicht, eine p-dotierte Schicht und eine intrinsische Schicht aufweisen. Vorzugsweise umfassen die Photovoltaikzellen jeweils drei übereinander angeordnete Schichtstapel.
Das Photovoltaikmodul ist vorzugsweise als Dünnschicht-Photovoltaikmodul ausgeführt. Dünnschicht-Photovoltaikmodule weisen photoaktive Schichten einer Dicke im Bereich von wenigen 10 nm bis einigen Mikrometern auf. Dünnschicht-Photovoltaikmodule stellen bezüglich ihres Wirkungsgrades bei der Umwandlung von Strahlungsenergie in elektrische Energie und den Herstellungskosten eine ausgewogene und somit kostengünstige Variante derartiger Module dar.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Photovoltaikmodul als rahmenloses Dünnschicht-Photovoltaikmodul ausgebildet.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Photovoltaikmodul äußere Photovoltaikzellen auf, die zur elektrischen Kontaktierung des Photovoltaikmoduls ausgebildet sind, wobei die Haftvermittlungsschicht entlang der äußeren Photovoltaikzellen geführt ist.
Die Haftvermittlungsschicht ist demnach lediglich entlang der äußeren Photovoltaikzellen geführt. Innere Photovoltaikzellen weisen im Wesentlichen keine Haftvermittlungsschicht auf. Die TCO-Schicht und die Spiegelschicht dagegen sind über die gesamten Photovoltaikzellen ausgebildet.
Dabei ist unter „im Wesentlichen keine Haftvermittlungsschicht aufweisend” zu verstehen, dass geringe, herstellungsbedingte Rest-Bestandteile der Haftvermittlungsschicht dabei auch auf den inneren Photovoltaikzellen angeordnet sein können. Beispielsweise wird die Haftvermittlungsschicht mittels eines Plasmaprozesses abgeschieden, indem die Plasmaleistung je nach gewünschter Beschichtung gesteuert wird, wobei auch bei keiner vorgesehenen Beschichtung das Plasma stabil gehalten wird, sodass auch in diesen Bereichen geringe Abscheideprozesse stattfinden können.
Die Bereiche für die Beschichtung mit der Haftvermittlungsschicht sind vorzugsweise so gewählt, dass diese parallel zu den Zellstreifen der Photovoltaikzellen ausgerichtet sind und nur dort aufgebracht sind, wo die Kontaktierung von Zellstreifen mit externen Stromabnehmern vorgesehen ist.
Externe Stromabnehmer sind beispielsweise metallische Bänder, beispielsweise verzinnte Kupferbänder, die auf der von den Schichtstapeln abgewandten Seite des Rückseitenkontakts aufgebracht sind. Beispielsweise werden die Stromabnehmer mittels eines Lötverfahrens oder eines Kontaktschweißverfahrens auf dem Rückseitenkontakt aufgebracht.
In einer weiteren Ausführungsform ist auf der Spiegelschicht in Bereichen der äußeren Photovoltaikzellen eine partiell aufgebrachte Nickelvanadium-Schicht angeordnet. Die Nickelvanadium-Schicht ist somit vorzugsweise zwischen der Spiegelschicht und den externen Stromabnehmer angeordnet. Die Nickelvanadium-Schicht ist dabei nur im Bereich der Haftvermittlungsschicht ausgebildet und weist daher eine Struktur entsprechend der Struktur der Haftvermittlungsschicht auf. Bevorzugt schützt die Nickelvanadium-Schicht die Spiegelschicht vor Korrosion.
Durch die nur partiell aufgebrachte Nickelvanadium-Schicht kann vorzugsweise eine Materialersparnis erzielt werden, wodurch sich vorteilhafterweise der Kostenaufwand derartiger Module reduzieren.
Die Haftvermittlungsschicht weist vorzugsweise eine Dicke von kleiner als 10 nm auf. Insbesondere weist die Haftvermittlungsschicht bevorzugt eine Dicke in einem Bereich zwischen einschließlich 2 nm und einschließlich 10 nm auf.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Haftvermittlungsschicht streifenförmig ausgebildet.
Insbesondere ist die Haftvermittlungsschicht entlang der Zellstreifen einzelner Photovoltaikzellen geführt. Vorzugsweise ist die Haftvermittlungsschicht entlang der Photovoltaikzellen ausgebildet, die zur elektrischen Kontaktierung vorgesehen sind.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Haftvermittlungsschicht in einem Randbereich des Photovoltaikmoduls ausgebildet. Insbesondere ist die Haftvermittlungsschicht in zwei sich gegenüberliegenden Randbereichen des Moduls ausgebildet. Vorzugsweise führt die Haftvermittlungsschicht an zwei sich gegenüberliegenden Seiten entlang der Seitenflächen des Moduls, vorzugsweise entlang der Zellstreifen der äußeren Photovoltaikzellen.
In einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Herstellen eines Photovoltaikmoduls folgende Verfahrensschritte:

– Bereitstellen eines Substrats mit einer darauf aufgebrachten Schichtenfolge umfassend zumindest einen photoaktiven Schichtstapel, der zumindest eine n-dotierte Schicht, eine p-dotierte Schicht und eine intrinsische Schicht aufweist,
– Aufbringen einer ganzflächigen TCO-Schicht auf den Schichtstapel,
– Partielles Aufbringen einer Haftvermittlungsschicht auf die TCO-Schicht, und
– Aufbringen einer ganzflächigen Spiegelschicht auf die Haftvermittlungsschicht und bereichsweise auf die TCO-Schicht.

Die Haftvermittlungsschicht des Rückseitenkontakts wird somit nur auf Teilbereiche der TCO-Schicht abgeschieden. Die Teilbereiche für die Beschichtung mit der Haftvermittlungsschicht werden in dem Verfahren dabei vorzugsweise so gewählt, dass diese parallel zu den auf dem Substrat definierten beziehungsweise vorgesehenen Zellstreifen der Photovoltaikzellen ausgerichtet sind und nur dort aufgebracht werden, wo in einem nachfolgendem Prozessschritt die Kontaktierung von Zellstreifen mit externen Stromabnehmern durchgeführt wird. Der Prozessschritt für die Kontaktierung von Zellstreifen mit Stromabnehmern kann beispielsweise ein Lötverfahren oder ein Kontaktschweißverfahren umfassen, bei dem auf die von den Schichtstapeln abgewandte Seite des Rückseitenkontakts ein metallisches Band aufgebracht wird.
Durch das nur partielle Aufbringen der Haftvermittlungsschicht kann mit Vorteil der Absorptionsgrad des am Rückseitenkontakt in der Zelle reflektierten Lichtanteils reduziert werden, wodurch sich mit Vorteil der Wirkungsgrad des Moduls erhöht.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Schichtenfolge einen weiteren photoaktiven Schichtstapel, der zumindest eine weitere n-dotierte Schicht, eine weitere p-dotierte Schicht und eine weitere intrinsische Schicht aufweist, und der zwischen dem Substrat und dem photoaktiven Schichtstapel angeordnet wird.
In einer Ausführungsform wird die Haftvermittlungsschicht durch ein PVD-Verfahren (PVD: Physical Vapor Deposition; physikalische Gasphasenabscheidung) abgeschieden.
In einer weiteren Ausführungsform wird die Haftvermittlungsschicht mittels eines Sputterprozesses abgeschieden, bei dem das partielle Aufbringen der Haftvermittlungsschicht durch Steuern der Plasmaleistung des Sputtertargets erzeugt wird.
Vorzugsweise wird das Sputtertarget für die Abscheidung der Haftvermittlungsschicht in dem Verfahren so betrieben, dass eine effektive Beschichtung in nur ausgewählten Bereichen stattfindet. Das kann zum Beispiel durchgeführt werden durch ein Steuern der Plasmaleistung des Targets.
Hierzu wird vorzugsweise das Substrat mit dem darauf angeordneten Schichten der Photovoltaikzellen mittels eines Beförderungssystems durch eine PVD-Anlage bewegt, wobei das Substrat entsprechend der Photovoltaikzellen derart ausgerichtet wird, dass die Zellstreifen der Photovoltaikzellen um 90° gedreht zur Bewegungsrichtung des Substrats orientiert werden. Die Photovoltaikzellen werden demnach entsprechend ihrer Zellstreifen quer zur Bewegungsrichtung ausgerichtet. Bei Durchlaufen des Substrats durch die PVD-Anlage wird die Haftvermittlungsschicht mittels Einstellen, insbesondere Verändern der Plasmaleistung auf den dafür vorgesehenen Bereichen des Substrats effektiv abgeschieden, beispielsweise bereichsweise auf den äußeren Photovoltaikzellen.
Dabei kann das Beförderungssystem vorzugsweise auf die Information über die räumliche Anordnung der Photovoltaikzellen zugreifen. Insbesondere kann das Beförderungssystem, auf welchem das Substrat mit der darauf angeordneten Schichtenfolge durch die PVD-Anlage bewegt wird, auf die Information über die räumliche Anordnung der ausgewählten Bereiche zur Beschichtung mit der Haftvermittlungsschicht zugreifen, sodass lediglich diese Bereiche effektiv beschichtet werden.
Die Plasmaleistung wird jedoch bevorzugt während des gesamten Durchlaufs des Substrats durch die PVD-Anlage nicht auf null zurückgefahren, um das Plasma stabil zu halten, sodass dadurch bedingte geringe Abscheidungen der Haftvermittlungsschicht auf den dafür nicht vorgesehenen Bereichen des Substrats auftreten können.
In diesem Zusammenhang ist unter einer effektiven Beschichtung somit zu verstehen, dass in den zu beschichteten Bereichen des Substrats die Menge des gesputterten Haftvermittlermaterials größer ist, vorzugsweise wesentlich größer ist als in den restlichen Bereichen des Substrats.
In einer weiteren Ausführungsform wird das partielle Aufbringen der Haftvermittlungsschicht durch ein lokales Beschichtungsverfahren erzeugt. Insbesondere wird die TCO-Schicht nur in Randbereichen mit der Haftvermittlungsschicht versehen, wobei bevorzugt die Beschichtungsvorrichtung nur lokal in diesen Randbereichen angeordnet wird.
Hierzu wird vorzugsweise das Substrat mit dem darauf angeordneten Schichten der Photovoltaikzellen mittels eines Beförderungssystems durch eine PVD-Anlage bewegt, wobei das Substrat entsprechend der Photovoltaikzellen derart ausgerichtet wird, dass die Zellstreifen der Photovoltaikzellen entlang zur Bewegungsrichtung des Substrats orientiert werden. Die Photovoltaikzellen werden demnach entsprechend ihrer Zellstreifen entlang zur Bewegungsrichtung ausgerichtet. Beim Durchlaufen des Substrats durch die PVD-Anlage wird die Haftvermittlungsschicht lokal auf den dafür vorgesehenen Bereichen des Substrats abgeschieden, beispielsweise mittels einer lediglich in Bereichen der äußeren Photovoltaikzellen angeordneten lokalen Sputterquelle. In Bereichen der inneren Photovoltaikzellen ist demnach keine Sputterquelle angeordnet, sodass dort keine Sputterprozesse durchgeführt werden. Somit findet vorliegend keine Sputterquelle mit Größenordnung des Substrats Verwendung, sondern die Sputterquelle weist eine geringere Größe auf als das Substrat.
In einer weiteren Ausführungsform des Herstellungsverfahrens werden die Schichten der einzelnen Photovoltaikzellen des Photovoltaikmoduls großflächig auf einem gemeinsamen Substrat abgeschieden und anschließend mittels eines Strukturierungsverfahrens in einzelne Photovoltaikzellen vereinzelt. Bevorzugt umfasst das Strukturierungsverfahren ein Laserstrukturierungsverfahren.
Das Herstellungsverfahren umfasst vorzugsweise jedes Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, die bezüglich des Photovoltaikmoduls angeführt sind, und umgekehrt.
Weitere Merkmale, Vorteile, bevorzugte Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten des Photovoltaikmoduls und des Verfahrens zu dessen Herstellung ergeben sich aus dem im Folgenden in Verbindung mit den 1 bis 3 erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Photovoltaikmoduls gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und einer Draufsicht,
2 einen schematischen Querschnitt eines Photovoltaikmoduls gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, und
3a, 3b jeweils ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Herstellen eines Photovoltaikmoduls gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Gleiche oder gleich wirkende Bestandteile sind jeweils mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Bestandteile sowie die Größenverhältnisse der Bestandteile untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen.
1 zeigt ein Photovoltaikmodul 200 in Aufsicht, dass eine Mehrzahl von Photovoltaikzellen 100, 100a aufweist, die nebeneinander angeordnet und elektrisch in Reihe gekoppelt sind.
Das Photovoltaikmodul 200 ist beispielsweise als flächig ausgebildetes Element ausgebildet, dass zur Umwandlung von Strahlungsenergie in elektrische Energie geeignet ist.
Bevorzugt ist das Photovoltaikmodul 200 als rahmenloses Dünnschichtsolarmodul ausgeführt. Dünnschichtsolarmodule weisen photoaktive Schichten einer Dicke im Bereich von wenigen 10 nm bis einigen Mikrometern auf.
Vorzugsweise werden die photoaktiven Schichten zusammen mit Kontaktschichten und gegebenenfalls Reflektionsschichten großflächig auf ein Substrat, beispielsweise ein Glassubstrat, aufgebracht. Mit Hilfe von einem oder mehreren Strukturierungsschritten wird eine Mehrzahl von einzelnen streifenförmigen Photovoltaikzellen 100, 100a gebildet, die elektrisch in Serie verschaltet sind. Die Breite der einzelnen streifenförmigen Photovoltaikzellen, auch Zellstreifen genannt, liegt im Bereich von etwa 8 mm bis 20 mm. Auf die äußeren Zellstreifen 100a werden bevorzugt Stromabnehmer aufbracht, über die das Dünnschichtsolarmodul extern angeschlossen wird und die erzeugte elektrische Leistung abgeführt werden kann.
Die Stromabnehmer werden vorzugsweise mittels eines Lötverfahrens, eines Kontaktschweißverfahrens oder eines Klebeverfahrens entlang der äußeren Zellstreifen 100a aufgebracht. Insbesondere sind die Stromabnehmer vorzugsweise metallische Bänder. Bevorzugt führen die Stromabnehmer entlang der Zellstreifen der äußeren Photovoltaikzellen 100a.
Zur Verstärkung des Solarmoduls 200 kann ein umlaufender Rahmen, beispielsweise aus Aluminium, eingesetzt werden. Bei Photovoltaikmodulen ohne einen solchen Rahmen kann zur Stabilisierung und zur Unterstützung der Tragfähigkeit des Moduls ein Trägerelement oder mehrere Trägerelemente angeordnet werden. Vor dem Aufbringen der oder des Trägerelements sind die Halbleiterschichten des Photovoltaikmoduls, bei dem beispielsweise die Halbleiterschichten zwischen zwei Glassubstraten angeordnet sind, vollständig abgeschieden.
Anschließend kann das Solarmodul mit einem Untergrund gekoppelt werden (nicht dargestellt).
2 zeigt einen Querschnitt eines Photovoltaikmoduls 200, das beispielsweise dem Photovoltaikmodul des Ausführungsbeispiels der 1 entspricht.
Das Photovoltaikmodul 200 umfasst ein Substrat 1a, auf dem ein Vorderseitenkontakt 2 aus einem transparenten leitfähigen Oxid (TCO) aufgebracht ist. Auf dem Vorderseitenkontakt 2 ist eine Mehrzahl von Photovoltaikzellen 100, 100a angeordnet. Die Photovoltaikzellen 100, 100a weisen einen ersten photoaktiven Schichtstapel 3a und einen auf dem ersten photoaktiven Schichtstapel 3a angeordneten zweiten photoaktiven Schichtstapel 3b auf, die jeweils geeignet sind, Licht, dass durch das Substrat 1a und den Vorderseitenkontakt 2 fällt, unter Bildung von Elektronenlochpaaren zu absorbieren und dadurch einen elektrischen Strom zu erzeugen.
Auf den zweiten photoaktiven Schichtstapeln 3b ist ein Rückseitenkontakt 4 angeordnet. Der Rückseitenkontakt 4 setzt sich vorzugsweise aus einer Mehrzahl von Schichten zusammen. Insbesondere weist der Rückseitenkontakt 4 eine TCO-Schicht 4a, eine Haftvermittlungsschicht 4b, eine Spiegelschicht 4c und eine Nickelvanadium-Schicht 4d auf.
Auf der von den Schichtstapeln abgewandten Seite des Rückseitenkontakts 4 äußerer Photovoltaikzellen 100a sind Stromabnehmer 5 angeordnet, über die das Modul extern angeschlossen wird und über die die erzeugte elektrische Leistung abgeführt werden kann.
Auf dem Rückseitenkontakt 4 ist bevorzugt eine Abdeckung 1b zur Verkapselung der Schichtstapel und der Kontakte angeordnet. Insbesondere schützt die Abdeckung 1b die Schichtstapel 3a, 3b und die Kontakte vor Beschädigungen und Umwelteinflüssen.
Das Substrat 1a ist eingerichtet, die Photovoltaikzellen 100, 100a zu tragen. Das Substrat 1a ist insbesondere für Strahlung im sichtbaren Spektrum und im Infrarotbereich besonders durchlässig und weist transparente Eigenschaften in einem Wellenlängenbereich von 400 nm bis 1100 nm auf. Das Substrat 1 umfasst beispielsweise Glas, insbesondere eisenarmes Flachglas, Silikatglas oder Walzglas.
Der Vorderseitenkontakt 2 wird im Herstellungsverfahren ganzflächig auf das Substrat 1 aufgebracht und in einem anschließenden Strukturierungsverfahren entsprechend der Photovoltaikzellen strukturiert. Der Vorderseitenkontakt 2 umfasst ein transparentes leitfähiges Oxid, beispielsweise Zinkoxid oder Zinnoxid. Das Substrat 1a und der Vorderseitenkontakt 2 weisen gemeinsam eine Transparenz von größer als 80% in einem Wellenlängenbereich von 400 nm bis 1100 nm auf.
Der erste photoaktive Schichtstapel 3a der einzelnen Photovoltaikzellen 100, 100a weist jeweils eine Schichtenfolge gebildet aus einer p-dotierten Schicht 31a, einer intrinsischen, undotierten Schicht 32a und einer n-dotierten Schicht 33a auf. Vorzugsweise weist zumindest eine Schicht des ersten photoaktiven Schichtstapels 3a jeweils vorwiegend amorphes Silizium auf.
Der zweite photoaktive Schichtstapel 3b der einzelnen Photovoltaikzellen 100, 100a weist jeweils eine Schichtenfolge gebildet aus einer p-dotierten Schicht 31b, einer intrinsischen, undotierten Schicht 32b und einer n-dotierten Schicht 33b auf. Vorzugsweise weist jeweils zumindest eine Schicht des zweiten photoaktiven Schichtstapels 3b vorwiegend mikrokristallines Silizium auf.
Durch die unterschiedlichen Absorptionsspektren von amorphem und mikrokristallinem Silizium kann in einer derartig ausgebildeten, sogenannten Tandemzelle, ein breites Absorptionsspektrum und damit ein hoher Wirkungsgrad erzielt werden.
Als p-Dotierstoff wird beispielsweise Bor verwendet, während als n-Dotierstoff beispielsweise Phosphor verwendet wird.
Eine intrinsische Schicht ist insbesondere im Rahmen der vorliegenden Anmeldung eine Schicht, die im Wesentlichen undotiert ist. Verunreinigungen in der Schicht beziehungsweise ungezielt eingelagerte Fremdatome in der Schicht werden dabei im Rahmen der Anmeldung nicht als Dotierstoff angesehen.
Der erste photoaktive Schichtstapel 3a wandelt jeweils Strahlung in einer Wellenlänge bis zu etwa 700 nm effektiver in elektrische Energie um und der zweite photoaktive Schichtstapel 3b wandelt jeweils vorzugsweise Strahlung mit einer größeren Wellenlänge von bis zu 1100 nm effektiver um.
Die TCO-Schicht 4a des Rückseitenkontakts 4 ist beispielsweise eine Zinkoxidschicht. Bevorzugt wird die TCO-Schicht 4a ganzflächig über die gesamte Fläche des Moduls abgeschieden. Die Fläche der abgeschiedenen TCO-Schicht 4a des Rückseitenkontakts 4 entspricht demnach im Wesentlichen der Fläche des Substrats 1.
Die Spiegelschicht 4c ist vorzugsweise eine metallische Schicht, beispielsweise eine Schicht, die Silber oder eine Silberlegierung enthält. Die Spiegelschicht 4c des Rückseitenkontakts wird ebenso wie die TCO-Schicht 4a ganzflächig über der Substratfläche 1 angeordnet. Die Fläche der abgeschiedenen Spiegelschicht 4c des Rückseitenkontakts 4 entspricht demnach im Wesentlichen der Fläche des Substrats 1.
Die einzelnen Schichten der Photovoltaikzellen 100, 100a werden zur integrierten Serienverschaltung der einzelnen Photovoltaikzellen 100, 100a jeweils nach ihrem Abscheideverfahren mittels jeweils zumindest eines Strukturierungsverfahrens strukturiert, beispielsweise mittels eines Laserstrukturierungsverfahrens. Derartige Strukturierungsverfahren zur integrierten Serienverschaltung einzelner Photovoltaikzellen sind dem Fachmann bekannt und werden daher an dieser Stelle nicht näher erläutert.
Zwischen der Spiegelschicht 4c und der TCO-Schicht 4a ist eine partiell aufgebrachte Haftvermittlungsschicht 4b angeordnet. Die Haftvermittlungsschicht 4b wird demnach nur auf Teilbereichen der TCO-Schicht 4a abgeschieden. Die Haftvermittlungsschicht 4b erstreckt sich bei der Abscheidung somit nicht über die gesamte Fläche des Substrats.
Vorzugsweise ist die Haftvermittlungsschicht 4b lediglich im Bereich entlang der äußeren Photovoltaikzellen 100a angeordnet. Die Haftvermittlungsschicht 4b ist demnach streifenförmig ausgebildet, wobei sich die streifenförmige Haftvermittlungsschicht 4b vorzugsweise über sich gegenüberliegende Randbereiche des Photovoltaikmoduls erstreckt.
Bevorzugt weist die Haftvermittlungsschicht eine Dicke von kleiner als 10 nm, vorzugsweise von kleiner als 2 nm auf. Die Haftvermittlungsschicht 4b ist beispielsweise eine chromhaltige Schicht.
Oberhalb der inneren Photovoltaikzellen 100 weist die Haftvermittlungsschicht 4b bevorzugt eine Ausnehmung auf. Insbesondere ist oberhalb der inneren Photovoltaikzellen 100 keine Haftvermittlungsschicht angeordnet. Im Bereich der Ausnehmung der Haftvermittlungsschicht 4b grenzt die Spiegelschicht 4c somit direkt an die TCO-Schicht 4a an.
Die Teilbereiche für die Beschichtung mit der Haftvermittlungsschicht 4b sind vorzugsweise so gewählt, dass diese parallel zu den auf dem Substrat definierten Zellstreifen der Photovoltaikzellen 100, 100a ausgerichtet sind und nur dort aufgebracht sind, wo die Kontaktierung der Zellstreifen mit Stromabnehmern 5 erfolgt.
Durch die nur partiell aufgebrachte Haftvermittlungsschicht 4b kann mit Vorteil der Absorptionsgrad in der Haftvermittlungsschicht des am Rückseitenkontakt in der Zelle reflektierten Lichtanteils im Bereich der Zellen 100 reduziert werden, wodurch sich mit Vorteil der Wirkungsgrad des Photovoltaikmoduls erhöht. Gleichzeitig kann durch die partiell aufgebrachte Haftvermittlungsschicht eine notwendige Adhäsion der Stromabnehmer 5 auf dem Rückseitenkontakt 4 im Bereich der äußeren Zellen 100a sowie zwischen den Teilschichten 4a bis 4c des Rückseitenkontakts 4 bereitgestellt werden.
Auf der Spiegelschicht 4c ist eine Nickelvanadium-Schicht (NiV-Schicht) angeordnet. Insbesondere ist die Nickelvanadium-Schicht 4d eine partiell aufgebrachte, strukturierte Schicht, die vorzugsweise im Bereich der äußeren Photovoltaikzellen 100a angeordnet ist. Die Nickelvanadium-Schicht 4d ist somit vorzugsweise zwischen der Spiegelschicht 4c und den externen Stromabnehmern 5 angeordnet. Die Nickelvanadium-Schicht 4d ist bevorzugt nur im Bereich der Haftvermittlungsschicht 4b ausgebildet und weist daher eine Struktur entsprechend der Struktur der Haftvermittlungsschicht 4b auf. Bevorzugt ermöglicht die Nickelvanadium-Schicht 4d einen stabileren Lötprozess auf der Spiegelschicht 4c. Insbesondere ermöglicht die Nickelvanadium-Schicht 4d ein Kontaktieren durch das nachfolgende Lötverfahren und stabilisiert dieses Lötverfahren. Durch die nur partiell aufgebrachte Nickelvanadium-Schicht 4d kann weiter vorzugsweise eine Materialersparnis erzielt werden, wodurch sich vorteilhafterweise die Herstellungskosten reduzieren.
Verfahrensschritte zum Herstellen eines Photovoltaikmoduls gemäß einem der Ausführungsbeispiele der 1 oder 2 werden im Folgenden unter Bezugnahme auf 3a anhand eines Flussdiagramms erläutert.
Schritt 301 beinhaltet das Bereitstellen eines Substrats, auf dem ein Vorderseitenkontakt, beispielsweise eine TCO-Schicht, vorzugsweise ganzflächig aufgebracht wird. Diese wird anschließend mittels beispielsweise eines Laserstrukturierungsverfahrens entsprechend vorgesehener Photovoltaikzellen strukturiert.
Auf der TCO-Schicht wird anschließend eine Schichtenfolge bereitgestellt, die zur Ausbildung von Photovoltaikzellen geeignet ist und die bevorzugt einen ersten photoaktiven Schichtstapel und einen auf dem ersten photoaktiven Schichtstapel angeordneten zweiten photoaktiven Schichtstapel aufweist. Der erste und der zweite photoaktive Schichtstapel weisen jeweils zumindest eine n-dotierte Schicht, eine p-dotierte Schicht und eine intrinsische Schicht auf.
Die Schichten des ersten photoaktiven Schichtstapels umfassen vorzugsweise optoelektrisch aktive Schichten aus vorwiegend amorphem Silizium, wobei der erste Schichtstapel jeweils eingerichtet ist, die Energie der während des Betriebs einfallenden Strahlung zumindest teilweise in elektrische Energie umzuwandeln (innerer Photoeffekt). Der zweite photoaktive Schichtstapel ist optoelektrisch aktiv und umfasst vorzugsweise vorwiegend mikrokristallines Silizium, wobei der zweite photoaktive Schichtstapel eingerichtet ist, die Energie der während des Betriebs einfallenden Strahlung zumindest teilweise in elektrische Energie umzuwandeln.
Die Schichten der photoaktiven Schichtstapel werden anschließend mittels beispielsweise eines weiteren Laserstrukturierungsverfahrens zu Photovoltaikzellen strukturiert.
Nach Strukturieren des ersten und des zweiten photoaktiven Schichtstapels wird auf dem zweiten photoaktiven Schichtstapel ein Rückseitenkontakt umfassend eine Mehrzahl von Schichten aufgebracht, was in den Schritten 302a bis 302c erfolgt.
In Schritt 302a wird eine TCO-Schicht, beispielsweise eine Zinkoxidschicht, auf die n-dotierte Schicht des zweiten Schichtstapels aufgebracht. Insbesondere wird die Zinkoxidschicht auf den zweiten photoaktiven Schichtstapel abgeschieden. Die TCO-Schicht wird dabei ganzflächig auf die n-dotierte Schicht aufgebracht. Vorzugsweise entspricht die Fläche der TCO-Schicht im Wesentlichen der Fläche des Substrats.
In Schritt 302b wird eine Haftvermittlungsschicht partiell auf die TCO-Schicht aufgebracht. Beispielsweise wird die Haftvermittlungsschicht mittels eines PVD-Verfahrens abgeschieden. Vorzugsweise wird die Haftvermittlungsschicht mittels eines Sputterprozesses abgeschieden. Das Substrat mit den darauf angeordneten Schichten wird dabei nur im Randbereich mit der Haftvermittlungsschicht versehen, indem die Beschichtungsvorrichtung nur lokal angeordnet wird.
Hierzu wird das Substrat vorzugsweise mittels eines Beförderungssystems durch die PVD-Anlage bewegt, wobei dabei das Substrat entsprechend der Photovoltaikzellen derart ausgerichtet wird, dass die Zellstreifen der Photovoltaikzellen entlang zur Bewegungsrichtung des Substrats orientiert werden. Die Photovoltaikzellen, insbesondere die Zellstreifen der Photovoltaikzellen, sind somit entlang zur Bewegungsrichtung des Substrats ausgerichtet. Beim Durchlaufen des Substrats durch die PVD-Anlage wird die Haftvermittlungsschicht lediglich lokal auf den dafür vorgesehenen Bereichen des Substrats abgeschieden, beispielsweise mittels einer lediglich in Bereichen der äußeren Photovoltaikzellen angeordneten lokalen Sputterquelle. In Bereichen der inneren Photovoltaikzellen ist demnach keine Sputterquelle angeordnet, sodass dort keine Sputterprozesse durchgeführt werden.
Anschließend wird in Schritt 302c eine Spiegelschicht auf die strukturierte Haftvermittlungsschicht und bereichsweise auf die TCO-Schicht ganzflächig aufgebracht. Die Fläche der Spiegelschicht entspricht demnach im Wesentlichen der Fläche des Substrats.
Anschließend wird in Schritt 303 entsprechend der Strukturierung der Haftvermittlungsschicht bereichsweise eine Nickelvanadium-Schicht auf die Spiegelschicht aufgebracht. Insbesondere ist die Nickelvanadium-Schicht lediglich bereichsweise auf der Spiegelschicht angeordnet, vorzugsweise entsprechend der Bereiche der angeordneten Haftvermittlungsschicht. Insbesondere wird die Nickelvanadium-Schicht auf den äußeren Photovoltaikzellen des Moduls, die zur elektrischen Kontaktierung des Moduls dienen, aufgebracht.
Anschließend kann der Rückseitenkontakt, insbesondere die ganzflächig abgeschiedenen Schichten des Rückseitenkontakts im Schritt 304 entsprechend der Photovoltaikzellen strukturiert werden, beispielsweise mittels eines dritten Laserstrukturierungsverfahrens. In Schritt 304 entsteht somit ein Substrat mit einer darauf angeordneten Mehrzahl von Photovoltaikzellen, die jeweils einen ersten und einen zweiten photoaktiven Schichtstapel sowie Kontaktschichten aufweisen, wobei die Haftvermittlungsschicht und die Nickelvanadium-Schicht vorzugsweise lediglich auf den äußeren Photovoltaikzellen angeordnet ist.
In Schritt 305 werden anschließend Stromabnehmer auf die von den Photovoltaikzellen abgewandten Seite der Nickelvanadium-Schicht aufgebracht. Insbesondere werden die Stromabnehmer bereichsweise im Randbereich des Photovoltaikmoduls angeordnet, insbesondere entlang der Zellstreifen der äußeren Photovoltaikzellen des Moduls ausgerichtet. Die Stromabnehmer werden bevorzugt in Bereichen oberhalb der partiell aufgebrachten Haftvermittlungsschicht angeordnet.
Anschließend kann das so fertig gestellte Modul in einem weiteren Verfahrensschritt verkapselt werden, um die einzelnen Photovoltaikzellen vor Umwelteinflüsse und Beschädigungen zu schützen. Beispielsweise kann hierzu eine PVB-Schicht aufgebracht werden, mit welcher das so hergestellte Photovoltaikmodul verkapselt wird, zum Beispiel durch das Auflaminieren einer weiteren Glasscheibe. Das Photovoltaikmodul kann anschließend mit einem Untergrund gekoppelt werden.
In 3b sind Verfahrensschritte zum Herstellen eines Photovoltaikmoduls gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel anhand eines Flussdiagramms gezeigt.
Im Unterschied zu dem in 3a dargestellten Ausführungsbeispiel findet ein alternativer Verfahrensschritt 302b Anwendung, also ein alternativer Schritt hinsichtlich des partiellen Aufbringens der Haftvermittlungsschicht.
In dem Ausführungsbeispiel der 3b wird in Schritt 302b die Haftvermittlungsschicht mittels eines PVD-Verfahrens partiell auf der TCO-Schicht durch Steuern der Plasmaleistung des Sputtertargets abgeschieden. Beispielsweise wird in dem Verfahrensschritt 302b das Sputtertarget für die Abscheidung der Haftvermittlungsschicht in dem Verfahren so betrieben, dass eine effektive Beschichtung nur in ausgewählten Bereichen der TCO-Schicht stattfindet. Das kann zum Beispiel durchgeführt werden durch ein Steuern der Plasmaleistung des Targets.
Hierzu wird vorzugsweise das Substrat mit dem darauf angeordneten Schichten der Photovoltaikzellen mittels eines Beförderungssystems durch eine PVD-Anlage bewegt, wobei das Substrat entsprechend der Photovoltaikzellen derart ausgerichtet wird, dass die Zellstreifen der Photovoltaikzellen um 90° gedreht zur Bewegungsrichtung des Substrats orientiert werden. Die Photovoltaikzellen werden demnach entsprechend ihrer Zellstreifen quer zur Bewegungsrichtung ausgerichtet. Bei Durchlaufen des Substrats durch die PVD-Anlage wird die Haftvermittlungsschicht mittels Einstellen, insbesondere Erhöhen oder Erniedrigen der Plasmaleistung lediglich auf den dafür vorgesehenen Bereichen des Substrats effektiv abgeschieden, beispielsweise bereichsweise auf den äußeren Photovoltaikzellen.
Dabei kann das Beförderungssystem vorzugsweise auf die Information über die räumliche Anordnung der Photovoltaikzellen zugreifen (siehe Pfeil in 3b). Insbesondere kann das Beförderungssystem, auf welchem das Substrat mit der darauf angeordneten Schichtenfolge durch die PVD-Anlage bewegt wird, auf die Information über die räumliche Anordnung der ausgewählten Bereiche zur Beschichtung mit der Haftvermittlungsschicht zugreifen, sodass lediglich diese Bereiche effektiv beschichtet werden. Hierzu wird beispielsweise mittels einer Sensorik ermittelt, wo sich das Substrat mit den definierten Zellstreifen in dem Beförderungssystem befindet. Davon abhängig kann dann die Plasmaleistung gesteuert werden, sodass lediglich die Bereiche der äußeren Photovoltaikzellen effektiv beschichtet werden.
Im Übrigen stimmt das Ausführungsbeispiel der 3b mit dem Ausführungsbeispiel der 3a überein.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste

1a: Substrat
1b: Verkapselung
2: Vorderseitenkontakt
3a: erster photoaktiver Schichtstapel
3b: zweiter photoaktiver Schichtstapel
4: Rückseitenkontakt
4a: TCO-Schicht
4b: Haftvermittlungsschicht
4c: Spiegelschicht
4d: Nickelvanadium-Schicht
5: Metallband
31a, b: p-dotierte Schicht
32a, b: intrinsische Schicht
33a, b: n-dotierte Schicht
100, 100a: Photovoltaikzelle
200: Photovoltaikmodul
301–305: Verfahrensschritte bei der Herstellung eines Photovoltaikmoduls

Claims

Photovoltaikmodul (200), umfassend – eine Mehrzahl von Photovoltaikzellen (100), die elektrisch in Reihe gekoppelt sind und die jeweils zumindest einen photoaktiven Schichtstapel (3b) umfassen, der jeweils zumindest eine n-dotierte Schicht (33b), eine p-dotierte Schicht (31b) und eine intrinsische Schicht (32b) aufweist, und – einen auf den Schichtenstapeln (3b) angeordneten Rückseitenkontakt (4), der eine TCO-Schicht (4a), eine Spiegelschicht (4c) und eine dazwischen angeordnete, partiell aufgebrachte Haftvermittlungsschicht (4b) umfasst.
Photovoltaikmodul nach Anspruch 1, wobei – das Photovoltaikmodul (200) äußere Photovoltaikzellen (100a) aufweist, die zur elektrischen Kontaktierung des Photovoltaikmoduls (200) ausgebildet sind, und – die Haftvermittlungsschicht (4b) entlang der äußeren Photovoltaikzellen (100a) geführt ist.
Photovoltaikmodul nach Anspruch 2, wobei auf der Spiegelschicht (4c) im Bereich der äußeren Photovoltaikzellen (100a) eine partiell aufgebrachte Nickelvanadium-Schicht (4d) angeordnet ist.
Photovoltaikmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Haftvermittlungsschicht (4b) streifenförmig ausgebildet ist.
Photovoltaikmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Haftvermittlungsschicht (4b) in einem Randbereich des Photovoltaikmoduls (200) ausgebildet ist.
Photovoltaikmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Haftvermittlungsschicht (4b) Chrom aufweist.
Photovoltaikmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Haftvermittlungsschicht (4b) eine Dicke von kleiner als 10 nm aufweist.
Photovoltaikmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Spiegelschicht (4c) eine metallische Schicht ist.
Photovoltaikmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ein Dünnschicht-Photovoltaikmodul ist.
Photovoltaikmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Photovoltaikzellen jeweils einen weiteren photoaktiven Schichtstapel (3a) umfassen, der jeweils zumindest eine weitere n-dotierte Schicht (33a), eine weitere p-dotierte Schicht (31a) und eine weitere intrinsische Schicht (32a) aufweist, wobei der weitere Schichtstapel (3a) jeweils auf der von dem Rückseitenkontakt (4) gegenüberliegenden Seite des photoaktiven Schichtstapels (3b) angeordnet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Photovoltaikmoduls (200), umfassend folgende Verfahrensschritte: – Bereitstellen eines Substrats mit einer darauf aufgebrachten Schichtenfolge umfassend zumindest einen photoaktiven Schichtstapel (3b), der zumindest eine n-dotierte Schicht (33b), eine p-dotierte Schicht (31b) und eine intrinsische Schicht (32b) aufweist, – Aufbringen einer ganzflächigen TCO-Schicht (4a) auf den Schichtenstapel (3b), – partielles Aufbringen einer Haftvermittlungsschicht (4b) auf die TCO-Schicht (4a), und – Aufbringen einer ganzflächigen Spiegelschicht (4c) auf die Haftvermittlungsschicht (4b) und bereichsweise auf die TCO-Schicht (4a).
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Haftvermittlungsschicht (4b) durch ein PVD-Verfahren abgeschieden wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei – zum partiellen Aufbringen der Haftvermittlungsschicht (4b) das Substrat (1) mittels eines Beförderungssystems durch eine PVD-Anlage bewegt wird, – das Substrat (1) entsprechend der Photovoltaikzellen (100) derart ausgerichtet wird, dass die Zellstreifen der Photovoltaikzellen (100) um 90° gedreht zur Bewegungsrichtung des Substrats (1) orientiert werden, – das Beförderungssystem auf die Information über die räumliche Anordnung der Photovoltaikzellen (100) zugreifen kann, und – die Haftvermittlungsschicht (4b) mittels eines Sputterprozesses abgeschieden wird, bei dem das partielle Aufbringen der Haftvermittlungsschicht (4b) durch Steuern der Plasmaleistung des Sputtertargets erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei – zum partiellen Aufbringen der Haftvermittlungsschicht (4b) das Substrat (1) mittels eines Beförderungssystems durch eine PVD-Anlage bewegt wird, – das Substrat (1) entsprechend der Photovoltaikzellen (100) derart ausgerichtet wird, dass die Zellstreifen der Photovoltaikzellen (100) entlang zur Bewegungsrichtung des Substrats (1) orientiert werden, und – das partielle Aufbringen der Haftvermittlungsschicht (4b) durch ein lokales Beschichtungsverfahren erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen 10 bis 14, wobei die Schichtenfolge einen weiteren photoaktiven Schichtstapel (3a) umfasst, der zumindest eine weitere n-dotierte Schicht (33a), eine weitere p-dotierte Schicht (31a) und eine weitere intrinsische Schicht (32a) aufweist, und der zwischen dem Substrat und dem photoaktiven Schichtstapel (3b) angeordnet wird.