DE102014218772A1 - Photovoltaisches Element - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein photovoltaisches Element, das zur Wandlung der Energie elektromagnetischer Strahlung, aus dem Wellenlängenbereich 450 nm bis 1100 nm, in elektrische Energie ausgebildet ist. Dabei erfogt die Energiewandlung ausgehend von elektromagnetischer Strahlung von maximal fünf Wellenlängen. In einem p-leitenden Substrat aus Si ist ein wannenförmiger Bereich mit n-dotiertem Substratwerkstoff ausgebildet, dessen innerer Bereich mit p-dotiertem/p-leitendem Werkstoff gefüllt ist. Dabei weist der innere von Werkstoff ausgefüllte Bereich ausgehend von seiner Oberfläche, auf die die elektromagnetische Strahlung auftrifft, bis zum Boden des wannenförmigen Bereichs eine Dicke d auf, die mindestens 50% der Strahlung, der jeweils kleinsten Wellenlänge, der für die Energieumwandlung genutzten elektromagnetischen Strahlung absorbiert. Außerdem sind an der Oberfläche des inneren Bereichs und an der Oberfläche des wannenförmigen Bereichs jeweils mindestens ein Kathodenkontaktelement und mindestens ein Anodenkontaktelement für einen Abgriff elektrischer Spannung vorhanden.

Description

  • Die Erfindung betrifft photovoltaische Elemente mit denen Energie elektromagnetischer Strahlung in elektrische Energie gewandelt werden kann. Solche Elemente werden neben anderen in zwei wichtigen Anwendungsgebieten genutzt. Dies ist einmal die Nutzung der Energie der Sonnenstrahlung und zum anderen die Möglichkeit einer gezielten Energieübertragung, ohne dass elektrischer Strom durch Leitungen an einen Ort übertragen werden soll bzw. kann.
  • Bei der letztgenannten Anwendung wird elektromagnetische Strahlung über Lichtwellenleiter zu einem Ort, an dem ein Energiebedarf besteht, übertragen. Dort trifft die elektromagnetische Strahlung, die üblicherweise von einer hochenergetischen Strahlungsquelle, wie z. B. einer Laserdiode, emittiert wird, auf mindestens ein photovoltaisches Element, mit dem die Energie der Strahlung in elektrische Energie gewandelt und zur Ladung eines Elektroenergiespeichers und/oder zum Betreiben eines elektrischen Verbrauchers, wie z. B. Sensoren genutzt wird.
  • Insbesondere bei dieser Anwendung sollen zwei wichtige Kriterien, neben einem möglichst hohen Wirkungsgrad berücksichtigt werden. Dies sind einmal die Herstellungskosten und die Zuverlässigkeit, die über einen möglichst großen Zeitraum erfüllt werden soll.
  • Wegen der hohen Kosten sind für viele Anwendungsfälle photovoltaische Elemente, die GaAs nutzen, trotz des höheren Wirkungsgrades und der eigentlich kleinen Bauweise nicht geeignet.
  • Für die Nutzung der Energie der Sonnenstrahlung ausgebildete Module auf Siliciumbasis erfordern aufgrund ihres geringeren Wirkungsgrades große Flächen, um ausreichend große elektrische Energiemengen zur Verfügung zu stellen. Außerdem bereitet die elektrische Kontaktierung Probleme, da diese die Zuverlässigkeit verringern kann.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, photovoltaische Elemente zur Verfügung zu stellen, die kostengünstig in großer Stückzahl reproduzierbar herstellbar sind, eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen und insbesondere für die stromlose Übertragung von Energie zu externen Verbrauchern geeignet sind. Dabei sollen auf möglichst kleiner Fläche mehrere photovoltaische Elemente nebeneinander angeordnet und über elektrisch leitende Verbindungen effektiv miteinander verbunden werden können, so dass bei der Energiewandlung von monochromatischen Strahlungsquellen emittierter elektromagnetischer Strahlung ein Wirkungsgrad von mindestens 5%, bevorzugt von mindestens 10% erreicht werden kann.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem photovoltaischen Element, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Es kann mit einem Verfahren nach Anspruch 11 hergestellt werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung können mit in untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen realisiert werden.
  • Das erfindungsgemäße photovoltaisches Element ist zur Wandlung der Energie elektromagnetischer Strahlung, aus dem Wellenlängenbereich 450 nm bis 1100 nm, in elektrische Energie ausgebildet. Die Energiewandlung erfolgt dabei ausgehend von elektromagnetischer Strahlung von maximal fünf Wellenlängen. Dies bedeutet, dass elektromagnetische Strahlung mit maximal fünf Wellenlängen eingesetzt werden kann. Der Einsatz kann gemeinsam aber auch sequentiell erfolgen. In der einfachsten Form wird eine Strahlungsquelle eingesetzt, mit der monochromatische Strahlung direkt, bevorzugt aber nach Übertragung durch einen optischen Wellenleiter auf ein photovoltaisches Element zur Energiewandlung auftrifft. Es kann aber auch elektromagnetische Strahlung mehrerer Strahlungsquellen auf ein photovoltaisches Element gerichtet werden, die entsprechend Strahlung mit unterschiedlichen Wellenlängen emittieren.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Element ist in einem p-leitenden Substrat aus Si ein wannenförmiger Bereich mit n-dotiertem Substratwerkstoff ausgebildet. Der innere Bereich des wannenförmigen Bereichs ist mit p-dotiertem/p-leitendem Werkstoff gefüllt. Dabei weist der innere von Werkstoff ausgefüllte Bereich ausgehend von seiner Oberfläche, auf die die elektromagnetische Strahlung auftrifft, bis zum Boden des wannenförmigen Bereichs eine Dicke d auf, die mindestens 50% der Strahlung, der jeweils kleinsten Wellenlänge, der für die Energieumwandlung genutzten elektromagnetischen Strahlung absorbiert.
  • An der Oberfläche des inneren Bereichs und an der Oberfläche des wannenförmigen Bereichs sind jeweils mindestens ein Kathodenkontaktelement und mindestens ein Anodenkontaktelement für einen Abgriff elektrischer Spannung vorhanden.
  • Der wannenförmige Bereich sollte den inneren Bereich über den gesamten Umfang umschließen, so dass nur die äußere Oberfläche, auf die elektromagnetische Strahlung auftreffen kann und an der mindestens ein Kathodenkontaktelement angeordnet ist, frei gehalten und nicht von dem p-dotierten/p-leitenden Werkstoff überdeckt ist.
  • Besonders vorteilhaft lassen sich die photovoltaischen Elemente in an sich bekannter CMOS-Technologie mit Hochspannungstransistoren als Prozessoption herstellen. Insbesondere der wannenförmige Bereich kann dabei mit Ionenbeschuss eines n-leitenden chemischen Elements erhalten werden. Dadurch kann eine ausreichend tiefe Wanne zur Verfügung gestellt werden, die einmal zum Substratwerkstoff ausreichend elektrisch isolierend wirkt und eine ausreichende Tiefe aufweist, mit der ein innerer Bereich mit einer ausreichenden Dicke d innerhalb des wannenförmigen Bereichs erhalten werden kann, die es ermöglicht, dass mindestens 50% der in der auf die Oberfläche des inneren Bereichs auftreffenden und darin eindringenden elektromagnetische Strahlung absorbiert werden können und dadurch ein möglichst hoher Anteil der Strahlungsenergie in elektrische Energie gewandelt werden kann. Dabei wirken sich größere Dicken eines inneren Bereichs vorteilhaft aus, so dass Dicken d, die der jeweiligen Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung entsprechen oder größer als diese sind, zu bevorzugen sind.
  • Es kann eine Dicke entsprechend der jeweiligen Wellenlänge der monochromatischen elektromagnetischen Strahlung gewählt werden, bei der das Produkt der spektralen Quanteneffizienz mit der spektralen Absorptionstiefe maximal ist. Bei einer gut geeigneten Wellenlänge von 800 nm können 90% der Photonen beispielsweise 23 μm Silicium durchdringen.
  • Auch der innere aus Si bestehende Bereich kann entsprechend durch Ionenbeschuss p-leitend dotiert werden.
  • Das/die Kathodenkontaktelement(e), das/die an der Oberfläche des inneren Bereichs angeordnet ist/sind, kann/können mit einem p-dotierten/p-leitenden Bereich, der zwischen dem Werkstoff, der im inneren Bereich vorhanden ist, elektrisch leitend verbunden sein.
  • Das/die Anodenkontaktelement(e), das/die an der Oberfläche des wannenförmigen Bereichs angeordnet ist/sind, kann/können mit einem n-dotierten/n-leitenden Bereich, der zwischen dem Werkstoff, der den wannenförmigen Bereich bildet, elektrisch leitend verbunden sein.
  • Mehrere Kathodenkontaktelemente sollten am radial äußeren Rand der Oberfläche des inneren Bereichs, auf den die elektromagnetische Strahlung auftrifft, äquidistant zueinander angeordnet sein, um einen gleichmäßigen elektrischen Spannungsabgriff und ggf. eine gleichmäßige elektrisch leitende Verbindung zu anderen daneben angeordneten photovaltaischen Elementen zu ermöglichen.
  • Das/die Kathodenkontaktelement(e) sollten die Oberfläche des inneren Bereichs mit maximal 25% der Oberfläche des inneren Bereichs abdecken, so dass der Rest der Oberfläche des inneren Bereichs zur Energiewandlung der einfallenden elektromagnetischen Strahlung nutzbar ist.
  • An der Oberfläche, die mit Substratwerkstoff gebildet ist, kann mindestens ein weiteres Kontaktelement angeordnet sein, mit dessen Hilfe ein elektrischer Spannungsabgriff oder eine elektrisch leitende Verbindung zu einem oder mehreren weiteren photovoltaischen Elementen möglich ist. Das/die weitere(n) Kontaktelement(e) können über einen p-dotierten/p-leitenden Bereich mit dem Substratwerkstoff kontaktiert sein, wodurch sich, wie bei dem/den Kathoden- und den Anodenkontaktelement(en) eine verbesserte elektrische Anbindung erreichen lässt.
  • Anodenkontaktelemente und/oder weitere Kontaktelemente können jeweils in einer parallel zu Kathodenkontaktelementen angeordneten Reihenanordnung angeordnet sein, um möglichst kurze Wege mit geringen elektrischen Verlusten für eine Weiterleitung elektrischer Energie einhalten zu können.
  • Wie bereits angedeutet, sollten erfindungsgemäße Elemente mit weiteren, bevorzugt gleich ausgebildeten Elementen elektrisch in Reihe und/oder parallel verschaltbar sein, um eine für eine bestimmte Nutzung geeignete elektrische Spannung und/oder Leistung zur Verfügung stellen zu können.
  • Für eine ausreichende elektrische Isolationswirkung zwischen Substrat und innerem Bereich sollte der wannenförmige Bereich eine Wandstärke a, des n-leitenden Werkstoffs, von mindestens 8 μm aufweisen.
  • Zwischen wannenförmigem Bereich und innerem Bereich sollte eine elektrische Spannungsfestigkeit von mindestens 18 V in Sperrrichtung eingehalten sein.
  • Durch die Herstellbarkeit in CMOS-Technologie lassen sich eine Vielzahl von photovoltaischen Elementen kostengünstig und reproduzierbar herstellen. Es ist eine ausreichende Miniaturisierung möglich, so dass mehrere photovoltaische Elemente in ausreichender Anzahl nebeneinander in Reihen- und/oder Spaltenanordnung eingesetzt werden können, die gleichzeitig mit elektromagnetischer Strahlung bestrahlt und für die Energiewandlung genutzt werden können. Der innere Bereich eines Elements kann mit ausreichender Dicke d ausgebildet werden, da ein ausreichend tiefer wannenförmiger Bereich herstellbar ist. Mit der entsprechend großen Dicke, kann eine ausreichend große Absorptionstiefe für die jeweils eingesetzte elektromagnetische Strahlung zur Verfügung gestellt werden. Die Herstellungskosten erhöhen sich dabei nur unwesentlich. Es kann aber ein Wirkungsgrad bis oberhalb 10% und bei geeigneter Optimierung darüber hinaus erreicht werden, ohne dass sich die Herstellungskosten signifikant erhöhen.
  • Besonders vorteilhaft kann an ein oder mehrere Element(e) eine die elektrische Spannung in geregelter Form erhöhende Schaltung mit einem induktiven Element oder einem kapazitiven Element angeschlossen sein, mit der mindestens eine für einen elektrischen Verbraucher, insbesondere einen Sensor geeignete elektrische Spannung zur Verfügung gestellt werden kann. Dies kann beispielsweise eine elektrische Spannung von 3,3 V und/ 5 V sein, die üblicherweise für solche Anwendungen genutzt werden.
  • Allein oder zusätzlich kann eine ein Daten- und/oder ein Taktsignal bildende elektronische Schaltung (14) angeschlossen sein, mit der Daten in geeigneter Form für eine Übertragung zur Verfügung gestellt werden können.
  • Die Schaltung, das induktive Element, das kapazitive Element und/oder die elektronische Schaltung sollten besonders bevorzugt auf dem selben Substrat ausgebildet sein und so eine Einheit bilden, sie können aber auch mit Hilfe externer Bauelemente ausgebildet werden.
  • Mittels der Schaltung kann ein Signal generiert werden, mit dem eine elektrische Spannungsüberwachung der mit dem/den Element(en) gewandelten elektrischen Energie erfolgen kann. Mit dem Signal kann angezeigt oder vermittelt werden, ob zu dem entsprechenden Zeitpunkt eine elektrische Spannung zur Verfügung gestellt werden kann, die ausreichend hoch, nicht ausreichend ist oder gar keine elektrische Spannung für einen Verbrauch zur Verfügung steht.
  • Zusätzlich kann eine elektronische Steuerschaltung, ein Analog-Digital-Wandler, mindestens ein Sensor, der bevorzugt auf dem Substrat angeordnet ist, ein Daten- optisch und/oder ein Daten in Form elektromagnetischer Wellen drahtlos übertragendes und/oder Daten modulierendes Element an die Schaltung und/oder die elektronische Schaltung angeschlossen sein.
  • Die elektrische Schaltung, die elektronische Schaltung, der Analog-Digital-Wandler, ein Daten- optisch und/oder ein Daten in Form elektromagnetischer Wellend drahtlos übertragendes und/oder Daten modulierendes Element können bevorzugt ebenfalls in CMOS-Technologie hergestellt werden, so dass sich die Herstellungskosten und der Herstellungsaufwand reduzieren lassen.
  • Erfindungsgemäße photovoltaische Elemente können insbesondere bei Anwendungen eingesetzt werden, bei denen eine permanente oder nahezu permanente Energieversorgung eines elektrischen Verbrauchers erfolgen soll, wie dies häufig bei Einsatz von Sensoren zur Bestimmung physikalischer oder chemischer Größen, der Fall ist.
  • Nachfolgend soll die Erfindung beispielhaft näher erläutert werden.
  • Dabei zeigen:
  • 1 eine Schnittdarstellung durch ein Beispiel eines erfindungsgemäßen photovoltaischen Elements;
  • 2 eine Draufsicht auf ein Beispiel nach 1;
  • 3 in schematischer Form ein Beispiel einer Anordnung mit mehreren erfindungsgemäßen Elementen, die mit den Elementen auf demselben Substrat ausgebildet sind;
  • 4 in schematischer Form ein weiteres Beispiel einer Anordnung mit mehreren erfindungsgemäßen Elementen, die mit den Elementen auf demselben Substrat ausgebildet sind und
  • 5 in einer Darstellung den Vergleich der Herstellungstiefen herkömmlicher Elemente mit einem erfindungsgemäßen Element und einen Kostenvergleich für die Herstellung.
  • In einem Substrat 1 aus Silicium wurde in CMOS-Technologie ein wannenförmiger Bereich 2 aus n-leitend dotiertem Silicium durch Ionenbeschuss mit einer Wandstärke von 6 μm ausgebildet. Der innere Bereich 3 wurde mit p-leitendem Silicium durch eine Dotierung ausgebildet. Der innere Bereich 3 hatte eine Dicke d von 3 μm ausgehend von seiner Oberfläche bis zum Boden des wannenförmigen Bereichs 2.
  • Im oberflächennahen Bereich des inneren Bereichs 3 wurden p-leitende Bereiche 6 und darauf Kathodenkontaktelemente 4 aus einem Metall (z. B. Wolfram) ausgebildet. Sowohl die p-leitenden Bereiche 6, wie auch die Kathodenkontaktelemente 4 wurden am äußeren Rand der Oberfläche des inneren Bereichs 3 in einer Reihenanordnung an den vier Seiten angeordnet, wie dies 2 entnommen werden kann. Die Kathodenkontaktelemente 4 waren äquidistant zueinander angeordnet, was auch auf die Anodenkontaktelemente 5 und die weiteren Kontaktelemente 8 zutrifft.
  • An der nach außen weisenden Oberfläche des wannenförmigen Bereichs 2 wurden Anodenkontaktelemente 5, ebenfalls aus einem Metall, oberhalb n-leitender Bereiche 7 ausgebildet. Mit den Anodenkontaktelementen 5 wurde quasi ein Rahmen elektrischer Verbindungselemente, um die Kathodenkontaktelemente 4 ausgebildet. Dies trifft sinngemäß auch auf die weiteren Kontaktelemente 8 zu, die einen „Rahmen” zu den Anodenkontaktelementen 5 bilden.
  • Die weiteren Kontaktelemente 8 sind oberhalb p-leitend dotierter Bereiche 9 an der Oberfläche des Substrats 1 angeordnet.
  • Die Kathoden-, die Anoden- und die weiteren Kontaktelemente 4, 5 und 8 können für die unterschiedlichen je nach Anwendung wählbaren elektrisch leitenden Verbindungen sowohl untereinander, wie auch in nicht dargestellter Form, zu weiteren neben dem in den 1 und 2 gezeigten Beispiel eines photovoltaischen Elements angeordneten photovoltaischen Elementen oder zu einem elektrischen Verbraucher und/oder einem elektrischen Energiespeicher genutzt werden.
  • Die 3 zeigt ein Beispiel einer Anordnung mit mehreren erfindungsgemäßen Elementen 10, die mit den Elementen auf demselben Substrat 1 ausgebildet sind. Dabei handelt es sich um eine Ausbildung, mit der ein einfacher Betrieb möglich ist. Die in 4 gezeigte Anordnung verfügt über weitere Möglichkeiten.
  • So ist an eine Reihen- und Spaltenanordnung (Array-Anordnung) von mehreren erfindungsgemäßen Elementen 10, die elektrisch in Reihe- und/oder parallel geschaltet sind, eine elektrische Schaltung 11 mit einem induktiven Element 12 oder einem kapazitiven Element 13 angeschlossen, mit der die elektrische Ausgangsspannung der Elemente 10, nach einer Energiewandlung elektromagnetischer Strahlung in elektrische Energie, in geregelter Form erhöht werden kann, so dass die erhaltene elektrische Spannung für mindestens einen Verbraucher, wie z. B. einen Sensor 17 geeignet ist.
  • Außerdem kann mittels der Schaltung 11 ein Signal 19 generiert werden, mit dem die aktuelle nutzbare elektrische Spannung nach der Energiewandlung angezeigt, überprüft oder überwacht werden kann.
  • Bei den in den 3 und 4 gezeigten Beispielen ist zusätzlich eine elektronische Schaltung 14 an die Elemente 10 angeschlossenen, mit der Daten- oder Taktsignale zur Verfügung gestellt werden können, die für eine Nutzung der gezeigten Anordnungen oder deren Übertragung zu externen weiteren Anordnungen, Systemen oder elektronischen Schaltungen erforderlich sein können.
  • Bei dem in 4 gezeigten Beispiel sind zusätzlich eine elektronische Steuerschaltung 15, ein Analog-Digital-Wandler 16, mindestens ein Sensor 17, der bevorzugt auf dem Substrat 1 angeordnet ist, ein Daten- optisch und/oder ein Daten in Form elektromagnetischer Wellend drahtlos übertragendes und/oder Daten modulierendes Element 18 vorhanden und an die Schaltung 11 und die elektronische Schaltung 14 angeschlossen. Es kann auch ein externer Sensor angeschlossen werden, dessen Messsignale genauso, wie die eines integrierten Sensors 17 mittels des Daten übertragenden und/oder modulierenden Elements 18, analog oder nach einer Digitalisierung und einer Verarbeitung in der elektronischen Steuerschaltung 15, an eine entfernte Einrichtung, ein System oder eine solche Daten empfangende und weiterverarbeitende Anordnung übertragen werden können.
  • Mit der 5 soll verdeutlicht werden, wie sich die Dimensionierung eines in CMOS-Technologie ausgebildeten wannenförmigen und inneren Bereichs zwischen herkömmlichen und erfindungsgemäßen Elementen 10 und die damit verbundenen Herstellungskosten verhalten.

Claims (14)

  1. Photovoltaisches Element, das zur Wandlung der Energie elektromagnetischer Strahlung, aus dem Wellenlängenbereich 450 nm bis 1100 nm, in elektrische Energie ausgebildet ist, wobei die Energiewandlung ausgehend von elektromagnetischer Strahlung von maximal fünf Wellenlängen erfolgt, bei dem in einem p-leitenden Substrat (1) aus Si ein wannenförmiger Bereich (2) mit n-dotiertem Substratwerkstoff ausgebildet ist, dessen innerer Bereich (3) mit p-dotiertem/p-leitendem Werkstoff gefüllt ist, wobei der innere von Werkstoff ausgefüllte Bereich (3) ausgehend von seiner Oberfläche, auf die die elektromagnetische Strahlung auftrifft, bis zum Boden des wannenförmigen Bereichs (2) eine Dicke d aufweist, die mindestens 50% der Strahlung, der jeweils kleinsten Wellenlänge, der für die Energieumwandlung genutzten elektromagnetischen Strahlung absorbiert, und an der Oberfläche des inneren Bereichs (3) und an der Oberfläche des wannenförmigen Bereichs (2) jeweils mindestens ein Kathodenkontaktelement (4) und mindestens ein Anodenkontaktelement (5) für einen Abgriff elektrischer Spannung vorhanden sind.
  2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das/die Kathodenkontaktelement(e) (4), das/die an der Oberfläche des inneren Bereichs (3) angeordnet ist/sind, mit einem p-dotierten/p-leitenden Bereich (6), der zwischen dem Werkstoff, der im inneren Bereich (3) vorhanden ist, elektrisch leitend verbunden ist/sind und das/die Anodenkontaktelement(e) (5), das/die an der Oberfläche des wannenförmigen Bereichs (2) angeordnet ist/sind, mit einem n-dotierten/n-leitenden Bereich (7), der zwischen dem Werkstoff, der den wannenförmigen Bereich (2) bildet, elektrisch leitend verbunden ist/sind.
  3. Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kathodenkontaktelemente (4) am radial äußeren Rand der Oberfläche des inneren Bereichs (3), auf den die elektromagnetische Strahlung auftrifft, äquidistant zueinander angeordnet sind.
  4. Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das/die Kathodenkontaktelement(e) (4) die Oberfläche des inneren Bereichs (3) mit maximal 25% der Oberfläche des inneren Bereichs (3) abdecken und der Rest der Oberfläche des inneren Bereichs (3) zur Energiewandlung der einfallenden elektromagnetischen Strahlung nutzbar ist.
  5. Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Oberfläche, die mit Substratwerkstoff gebildet ist, mindestens ein weiteres Kontaktelement (8) angeordnet ist.
  6. Element nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das/die weitere(n) Kontaktelement(e) (8) über einen p-dotierten/p-leitenden Bereich (9) mit dem Substratwerkstoff kontaktiert ist/sind.
  7. Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Anodenkontaktelemente (5) und/oder weitere Kontaktelemente (8) jeweils in einer parallel zu Kathodenkontaktelementen (4) angeordneten Reihenanordnung angeordnet sind.
  8. Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (10) mit weiteren, bevorzugt gleich ausgebildeten Elementen (10) elektrisch in Reihe und/oder parallel verschaltbar ist.
  9. Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wannenförmige Bereich (2) eine Wandstärke a, des n-leitenden Werkstoffs, von mindestens 8 μm aufweist.
  10. Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen wannenförmigem Bereich (2) und innerem Bereich (3) eine elektrische Spannungsfestigkeit von mindestens 18 V in Sperrrichtung eingehalten ist.
  11. Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an ein oder mehrere Element(e) (10) eine die elektrische Spannung in geregelter Form erhöhende Schaltung (11) mit einem induktiven Element (12) oder einem kapazitiven Element (13) und/oder eine ein Daten- und/oder ein Taktsignal bildende elektronische Schaltung (14) angeschlossen ist/sind, wobei die Schaltung (11), das induktive Element (12), das kapazitive Element (13) und/oder die elektronische Schaltung (14) auf dem selben Substrat (1) und/oder mit Hilfe externer Bauelemente ausgebildet ist/sind.
  12. Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Schaltung (11) ein Signal (19) generierbar ist, mit dem eine elektrische Spannungsüberwachung der mit dem/den Element(en) (10) gewandelten elektrischen Energie erfolgt.
  13. Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine elektronische Steuerschaltung (15), ein Analog-Digital-Wandler (16), mindestens ein Sensor (17), der bevorzugt auf dem Substrat (1) angeordnet ist, ein Daten- optisch und/oder ein Daten in Form elektromagnetischer Wellen drahtlos übertragendes und/oder Daten modulierendes Element (18) an die Schaltung (11) und/oder die elektronische Schaltung (14) angeschlossen ist/sind.
  14. Verfahren zur Herstellung eines photovoltaischen Elements nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung in CMOS-Technologie erfolgt.
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