DE112011101267T5 - Multilayer P / N and Schottky junction photovoltaic cell and method of making the same - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine multiple Photovoltaikzelle bereitzustellen, die einen verbesserten PN- und Schottky-Übergang aufweist. Nach einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die vorliegende Erfindung: eine PN-Halbleiterschicht, auf der eine P-Halbleiterschicht und eine N-Halbleiterschicht angeordnet sind, eine mit einer ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht ohmsch verbundene erste Elektrode, eine Schottky-Übergangsschicht, die mit einer zur ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht gewandten zweiten Fläche der PN-Halbleiterschicht Schottky-verbunden ist und eine mit der Schottky-Übergangsschicht verbundene zweite Elektrode.The present invention has the object to provide a multiple photovoltaic cell having an improved PN and Schottky junction. According to an exemplary embodiment, the present invention comprises: a PN semiconductor layer on which a P-type semiconductor layer and an N-type semiconductor layer are disposed, a first electrode ohmically connected to a first surface of the PN-type semiconductor layer, a Schottky junction layer provided with a first surface Schottky connected to the first surface of the PN semiconductor layer facing the second surface of the PN semiconductor layer and a second electrode connected to the Schottky junction layer.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

(a) Fachgebiet der Erfindung(a) Field of the Invention

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Photovoltaikzelle, insbesondere eine mehrlagige Photovoltaikzelle, die einen P/N- und einen Schottky-Übergang aufweist.The present invention relates to a photovoltaic cell, in particular a multilayer photovoltaic cell having a P / N and a Schottky junction.

(b) Beschreibung des Standes der Technik(b) Description of the Related Art

Photovoltaikzellen sind photoelektrische Umwandlungsvorrichtungen, die Sonnenlicht in elektrische Energie umwandeln. Da die Sonnenenergie anders als andere Energiequellen unbegrenzt und umweltfreundlich ist, gewinnt sie zunehmend an Bedeutung.Photovoltaic cells are photoelectric conversion devices that convert sunlight into electrical energy. Because solar energy, like other energy sources, is unlimited and environmentally friendly, it is becoming increasingly important.

Insbesondere aufgrund der hohen Energiepreise und des Mangels an fossilen Brennstoffen wird mit einem Anstieg des Verbrauchs erneuerbarer Energiequellen gerechnet. Auch aufgrund ihrer besseren Mobilität und Tragbarkeit ist mit steigender Abhängigkeit von Photovoltaikzellen Sonnenergie zu rechnen.In particular, due to high energy prices and the lack of fossil fuels, an increase in the consumption of renewable energy sources is expected. Also due to their better mobility and portability is expected to increase dependence on photovoltaic cells solar energy.

Kurz zusammengefasst hat eine Photovoltaikzelle einen PN-Übergang, in dem ein P-(positiver)Halbleiter mit einem N-(negativen)Halbleiter verbunden ist; wenn Sonnenlicht in diese Struktur eintritt, entstehen durch die Energie im Sonnenlicht Löcher und Elektronen im Halbleiter. In diesem Fall führt das vom PN-Übergang erzeugte elektrische Feld dazu, dass sich das positive Loch (+) auf den P-Halbleiter hinbewegt, während sich die Elektronen auf den N-Halbleiter hinbewegen, wodurch ein Potenzial erzeugt wird und elektrische Energie erzeugt werden kann. Photovoltaikzellen dieser Art lassen sich in Photovoltaikzellen auf Substrat- und Photovoltaikzellen auf Filmbasis unterteilen. Photovoltaikzellen auf Substratbasis werden unter Einsatz eines Substratkörpers aus Silizium oder einem ähnlichen Halbleitermaterial hergestellt; Photovoltaikzellen auf Folienbasis werden durch Anbringen eines folienartigen Halbleiters auf ein Substrat aus Glas o. ä. hergestellt.Briefly, a photovoltaic cell has a PN junction in which a P (positive) semiconductor is connected to an N (negative) semiconductor; When sunlight enters this structure, the energy in sunlight causes holes and electrons in the semiconductor. In this case, the electric field generated by the PN junction causes the positive hole (+) to move toward the P-type semiconductor while the electrons move toward the N-type semiconductor, creating a potential and generating electrical energy can. Photovoltaic cells of this type can be subdivided into photovoltaic cells on substrate and photovoltaic cells based on film. Substrate-based photovoltaic cells are fabricated using a substrate body of silicon or similar semiconductor material; Film-based photovoltaic cells are manufactured by mounting a sheet-like semiconductor on a substrate of glass or the like.

Photovoltaikzellen auf Substratbasis sind zwar etwas effizienter als Photovoltaikzellen auf Folienbasis; die Nachteile von Photovoltaikzellen auf Substratbasis bestehen jedoch in der beschränkten Möglichkeit zur Minimierung ihrer Dicke sowie den mit der Verwendung teurer Halbleitersubstrate verbundenen hohen Herstellungskosten. Obwohl Photovoltaikzellen auf Folienbasis etwas weniger effizient sind als die auf Substratbasis, bestehen ihre Vorteile darin, dass sie dünner sein können, und mit geringeren Materialkosten verbunden sind, und somit eher zur Massenfertigung geeignet sind.Although substrate-based photovoltaic cells are somewhat more efficient than film-based photovoltaic cells; However, the disadvantages of substrate-based photovoltaic cells are the limited ability to minimize their thickness and the high manufacturing costs associated with the use of expensive semiconductor substrates. Although film-based photovoltaic cells are somewhat less efficient than substrate-based photovoltaic cells, their advantages are that they can be thinner, lower cost of materials, and thus more suitable for mass production.

In beiden Fällen besteht jedoch das Problem, dass ein PN-Übergang eine Photovoltaikzelle bildet, wodurch sich das Herstellungsverfahren komplizierter gestaltet, da zur Erhöhung der Spannung die Photovoltaikzellen nebeneinander angeordnet werden müssen, um eine Reihenschaltung zu bilden.In both cases, however, there is the problem that a PN junction forms a photovoltaic cell, which complicates the manufacturing process, since to increase the voltage, the photovoltaic cells must be arranged side by side to form a series circuit.

Die in diesem Abschnitt offenbarten Informationen sollen lediglich dem besseren Verständnis des Hintergrundes der Erfindung dienen. Deshalb könnten darin u. U. Inhalte enthalten sein, die nicht zum Stand der Technik gehört und dem Fachmann geläufig sind.The information disclosed in this section is intended merely to aid understanding of the background of the invention. Therefore, it could u. U. contents may be included, which does not belong to the prior art and are familiar to the expert.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, multiple Photovoltaikzellen bereitzustellen, die einen PN-Übergang mit erhöhter Effizienz sowie einen Schottky-Übergang aufweisen.The object of the present invention is to provide multiple photovoltaic cells having a PN junction with increased efficiency and a Schottky junction.

Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Photovoltaikzelle eine PN-Halbleiterschicht, auf der eine P-Halbleiterschicht und eine N-Halbleiterschicht angeordnet sind, eine mit einer ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht ohmsch verbundene erste Elektrode, eine Schottky-Übergangsschicht, die mit einer zur ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht gewandten zweiten Fläche der PN-Halbleiterschicht Schottkyverbunden ist, eine mit der Schottky-Übergangsschicht verbundene zweite Elektrode, sowie eine zwischen den Schottky- und PN-Übergängen liegende Schutzschicht aus einem isolierenden Material zur Verhinderung von Rekombination.According to an exemplary embodiment, the photovoltaic cell according to the invention comprises a PN semiconductor layer, on which a P-type semiconductor layer and an N-type semiconductor layer are arranged, a first electrode, which is ohmically connected to a first surface of the PN semiconductor layer, a Schottky junction layer, which is provided with a first surface of the PN semiconductor layer facing the second surface of the PN semiconductor layer Schottky, a second electrode connected to the Schottky junction layer, and a protective layer between the Schottky and PN junctions of an insulating material for preventing recombination.

Die Dicke der Schutzschicht kann zwischen 0,1 und 10 nm betragen. Die N-Halbleiterschicht kann ferner derart angeordnet sein, dass sie mit der Schutzschicht verbunden ist, und die Schottky-Übergangsschicht kann derart gebildet sein, dass sie eine höhere Elektronenaustrittsarbeit aufweist als die N-Halbleiterschicht.The thickness of the protective layer can be between 0.1 and 10 nm. The N-type semiconductor layer may be further arranged to be connected to the protection layer, and the Schottky junction layer may be formed to have higher electron work function than the N-type semiconductor layer.

Die P-Halbleiterschicht kann ferner derart angeordnet sein, dass sie mit der Schutzschicht verbunden ist, und die Schottky-Übergangsschicht kann derart gebildet sein, dass sie eine geringere Elektronenaustrittsarbeit aufweist als die P-Halbleiterschicht. Die PN-Halbleiterschicht kann als Wafer gebildet sein, wobei der Wafer aus Silizium, GaAs, usw. bestehen kann. Außerdem kann die PN-Halbleiterschicht aus einem organischen Material gebildet sein.Further, the P-type semiconductor layer may be disposed so as to be connected to the protection layer, and the Schottky junction layer may be formed to have less electron work function than the P-type semiconductor layer. The PN semiconductor layer may be formed as a wafer, wherein the wafer may be made of silicon, GaAs, etc. In addition, the PN semiconductor layer may be formed of an organic material.

Die Schottky-Übergangsschicht kann mit einer Antireflexschicht aus SiOx oder SiN versehen sein. Die Dicke der Antireflexschicht kann zwischen 0,1 und 100 nm betragen.The Schottky junction layer may be provided with an anti-reflection layer of SiOx or SiN. The thickness of the antireflection layer can be between 0.1 and 100 nm.

Die erste Elektrode kann so gebildet sein, dass ein lichtleitendes Schicht mit ihr verbunden ist, und zwischen der PN-Übergangsschicht und den P- und N-Halbleiterschichten eine als Folie gebildete Eigenhalbleiterschicht liegt. The first electrode may be formed so that a photoconductive layer is bonded thereto, and an intrinsic semiconductor layer formed as a film is interposed between the PN junction layer and the P- and N-semiconductor layers.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Photovoltaikzelle eine PN-Halbleiterschicht, die eine P-Halbleiterschicht und eine N-Halbleiterschicht aufweist, eine mit einer ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht ohmsch verbundene erste Elektrode, eine Schottky-Übergangsschicht, die mit einer zur ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht gewandten zweiten Fläche der PN-Halbleiterschicht Schottkyverbunden ist, eine mit der zweiten Fläche der PN-Übergangsschicht verbundene, parallel zur Schottky-Übergangsschicht angeordnete ohmsche Metallschicht, eine auf der Schottky-Übergangsschicht gebildete erste Stirnseitenelektrode, eine auf der ohmschen Metallschicht gebildete zweite Stirnseitenelektrode, eine erste Schaltung, die die zweite Stirnseitenelektrode mit der ersten Elektrode elektrisch verbindet, sowie eine zweite Schaltung, die die erste Stirnseitenelektrode mit der ersten Elektrode elektrisch verbindet.According to a further exemplary embodiment, the photovoltaic cell according to the invention comprises a PN semiconductor layer comprising a P-type semiconductor layer and an N-type semiconductor layer, a first electrode ohmically connected to a first surface of the PN-type semiconductor layer, a Schottky junction layer connected to the first one Surface of the PN semiconductor layer facing the second semiconductor surface of the PN semiconductor layer, a resistive metal layer connected to the second surface of the PN junction layer and arranged parallel to the Schottky junction layer, a first end side electrode formed on the Schottky junction layer, one on the ohmic metal layer formed second end-side electrode, a first circuit, which electrically connects the second end-side electrode to the first electrode, and a second circuit, which electrically connects the first end-side electrode to the first electrode.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Photovoltaikzelle eine PN-Halbleiterschicht, die eine P-Halbleiterschicht und eine N-Halbleiterschicht aufweist, eine mit einer ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht ohmsch verbundene erste ohmsche Metallschicht, eine über eine Schottky-Verbindung mit einer ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht verbundene erste Schottky-Übergangsschicht, eine ohmsch verbundene zweite ohmsche Metallschicht, die mit einer in eine der ersten Fläche entgegengesetzte Richtung gewandten zweiten Fläche ohmsch verbunden ist, eine über eine Schottky-Verbindung mit der zweiten Fläche der PN-Halbleiterschicht verbundene zweite Schottky-Übergangsschicht, eine auf der ersten Schottky-Übergangsschicht gebildete erste Stirnseitenelektrode, eine auf der ohmschen Metallschicht gebildete zweite Stirnseitenelektrode, eine erste Schaltung, die die zweite Stirnseitenelektrode mit der zweiten Schottky-Übergangsschicht verbindet, sowie eine zweite Schaltung, die die zweite Stirnseitenelektrode mit der zweiten ohmschen Metallschicht elektrisch verbindet.According to a further exemplary embodiment, the photovoltaic cell according to the invention comprises a PN semiconductor layer comprising a P-type semiconductor layer and an N-type semiconductor layer, a first resistive metal layer ohmicly connected to a first surface of the PN-type semiconductor layer, one connected via a Schottky connection to a first Surface of the PN semiconductor layer connected first Schottky junction layer, a resistively connected second ohmic metal layer, which is ohmisch connected with a facing in a direction opposite to the first surface second surface, a connected via a Schottky connection with the second surface of the PN semiconductor layer second Schottky junction layer, a first end-side electrode formed on the first Schottky junction layer, a second end-side electrode formed on the ohmic metal layer, a first circuit connecting the second end-side electrode to the second Schottky junction layer t, and a second circuit, which electrically connects the second end-side electrode with the second ohmic metal layer.

Die Schottky-Übergangsschicht kann hierbei an einer Stelle senkrecht zu der zweiten ohmschen Metallschicht angeordnet sein. Die erste ohmsche Metallschicht kann an einer Stelle senkrecht zu der zweiten Schottky-Übergangsschicht angeordnet sein. Die zweite Schottky-Übergangsschicht und die zweite ohmsche Metallschicht können so angeordnet werden, dass sie miteinander in Berührung kommen.In this case, the Schottky transition layer can be arranged at a position perpendicular to the second ohmic metal layer. The first ohmic metal layer may be disposed at a position perpendicular to the second Schottky junction layer. The second Schottky junction layer and the second ohmic metal layer may be arranged to come into contact with each other.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Photovoltaikzelle ein lichtleitendes Substrat, eine auf dem lichtleitenden Substrat gebildete PN-Halbleiterschicht, die eine P-Halbleiterschicht und eine N-Halbleiterschicht umfasst, eine über eine Schottky-Verbindung mit einer ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht verbundene erste Schottky-Übergangsschicht, eine zwischen dem lichtleitenden Substrat und der PN-Halbleiterschicht angeordnete zweite Schottky-Übergangsschicht, die über eine Schottky-Verbindung mit einer in die der ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht entgegengesetzte Richtung gewandten zweiten Fläche der PN-Halbleiterschicht verbunden ist, eine aus einem isolierenden Material gebildete, zwischen der ersten Schottky-Übergangsschicht und der PN-Halbleiterschicht angeordnete erste Schutzschicht zur Verhinderung von Rekombination, sowie eine aus einem isolierenden Material gebildete, zwischen der zweiten Schottky-Übergangsschicht und der PN-Halbleiterschicht angeordnete zweite Schutzschicht zur Verhinderung von Rekombination.According to a further exemplary embodiment, the photovoltaic cell according to the invention comprises a photoconductive substrate, a PN semiconductor layer formed on the photoconductive substrate and comprising a P-type semiconductor layer and an N-type semiconductor layer connected via a Schottky connection to a first surface of the PN-type semiconductor layer a first Schottky junction layer, a second Schottky junction layer disposed between the photoconductive substrate and the PN semiconductor layer and connected via a Schottky connection to a second surface of the PN semiconductor layer facing in the opposite direction from the first surface of the PN semiconductor layer, a first protection layer formed between an insulating material and disposed between the first Schottky junction layer and the PN semiconductor layer to prevent recombination, and an insulating material formed between the second Schottky junction layer and the PN semiconductor layer disposed second protective layer for preventing recombination.

Die Schottky-Übergangsschicht kann hierbei an einer Stelle senkrecht zu der zweiten ohmschen Metallschicht angeordnet sein. Die erste ohmsche Metallschicht kann an einer Stelle senkrecht zu der zweiten Schottky-Übergangsschicht angeordnet sein. Die zweite Schottky-Übergangsschicht und die zweite ohmsche Metallschicht können so angeordnet werden, dass sie miteinander in Berührung kommen.In this case, the Schottky transition layer can be arranged at a position perpendicular to the second ohmic metal layer. The first ohmic metal layer may be disposed at a position perpendicular to the second Schottky junction layer. The second Schottky junction layer and the second ohmic metal layer may be arranged to come into contact with each other.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Photovoltaikzelle ein lichtleitendes Substrat, eine auf dem lichtleitenden Substrat gebildete PN-Halbleiterschicht, die eine P-Halbleiterschicht und eine N-Halbleiterschicht umfasst, eine über eine Schottky-Verbindung mit einer ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht verbundene erste Schottky-Übergangsschicht, eine zwischen dem lichtleitenden Substrat und der PN-Halbleiterschicht angeordnete zweite Schottky-Übergangsschicht, die über eine Schottky-Verbindung mit einer in die der ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht entgegengesetzte Richtung gewandten zweiten Fläche der PN-Halbleiterschicht verbunden ist, eine auf der ersten Schottky-Übergangsschicht gebildete Elektrode, eine aus einem isolierenden Material gebildete, zwischen der ersten Schottky-Übergangsschicht und der PN-Halbleiterschicht angeordnete erste Schutzschicht zur Verhinderung von Rekombination, sowie eine aus einem isolierenden Material gebildete, zwischen der zweiten Schottky-Übergangsschicht und der PN-Halbleiterschicht angeordnete zweite Schutzschicht zur Verhinderung von Rekombination.According to a further exemplary embodiment, the photovoltaic cell according to the invention comprises a photoconductive substrate, a PN semiconductor layer formed on the photoconductive substrate and comprising a P-type semiconductor layer and an N-type semiconductor layer connected via a Schottky connection to a first surface of the PN-type semiconductor layer a first Schottky junction layer, a second Schottky junction layer disposed between the photoconductive substrate and the PN semiconductor layer and connected via a Schottky connection to a second surface of the PN semiconductor layer facing in the opposite direction from the first surface of the PN semiconductor layer, an electrode formed on the first Schottky junction layer, a first protection layer formed of an insulating material disposed between the first Schottky junction layer and the PN semiconductor layer to prevent recombination, and one of an insulating layer Material formed between the second Schottky junction layer and the PN semiconductor layer disposed second protective layer to prevent recombination.

Die erste Schottky-Übergangsschicht kann aus einem Material gebildet sein, das eine höhere Elektronenaustrittsarbeit aufweist als die N-Halbleiterschicht, und sie ist damit über eine Schottky-Verbindung mit der N-Halbleiterschicht verbunden ist. Die zweite Schottky-Übergangsschicht kann aus einem Material gebildet sein, das eine geringere Elektronenaustrittsarbeit aufweist als die P-Halbleiterschicht, und sie ist damit über eine Schottky-Verbindung mit der P-Halbleiterschicht verbunden ist. Ferner kann die erste Schottky-Übergangsschicht aus einem Material gebildet sein, das eine geringere Elektronenaustrittsarbeit aufweist als die P-Halbleiterschicht, und sie ist damit über eine Schottky-Verbindung mit der P-Halbleiterschicht verbunden. Die zweite Schottky-Übergangsschicht kann ebenfalls aus einem Material gebildet sein, das eine höhere Elektronenaustrittsarbeit aufweist als die N-Halbleiterschicht, und somit über eine Schottky-Verbindung mit der N-Halbleiterschicht verbunden ist.The first Schottky junction layer may be formed from a material that has a higher electron work function than the N-type Schottky junction. Semiconductor layer, and it is connected thereto via a Schottky connection with the N-type semiconductor layer. The second Schottky junction layer may be formed of a material having less electron work function than the P-type semiconductor layer, and is connected thereto via a Schottky junction with the P-type semiconductor layer. Further, the first Schottky junction layer may be formed of a material having less electron work function than the P-type semiconductor layer, and connected thereto via a Schottky junction with the P-type semiconductor layer. The second Schottky junction layer may also be formed of a material having a higher electron work function than the N-type semiconductor layer, and thus connected to the N-type semiconductor layer via a Schottky junction.

Ferner kann die Photovoltaikzelle eine aus einem isolierenden Material gebildete, zwischen der ersten Schottky-Übergangsschicht und der PN-Halbleiterschicht angeordnete erste Schutzschicht zur Verhinderung von Rekombination, sowie eine aus einem isolierenden Material gebildete, zwischen der zweiten Schottky-Übergangsschicht und der PN-Übergangsschicht angeordnete zweite Schutzschicht zur Verhinderung von Rekombination umfassen.Further, the photovoltaic cell may comprise a first protective layer for preventing recombination formed between the first Schottky junction layer and the PN semiconductor layer formed of an insulating material, and an insulating material formed between the second Schottky junction layer and the PN junction layer second protective layer to prevent recombination.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer Photovoltaikzelle das Zubereiten einer Anordnung, die eine PN-Halbleiterschicht, eine P-Halbleiterschicht sowie eine N-Halbleiterschicht umfasst, die Bilden einer Schutzschicht zur Verhinderung von Rekombination aus einem isolierenden Material auf der PN-Halbleiterschicht, das Bilden einer Schottky-Übergangsschicht zur Bildung einer über eine Schottky-Verbindung mit der PN-Halbleiterschicht verbundenen Metallschicht, sowie das Bilden einer leitfähigen Stirnseitenelektrode auf der Schottky-Übergangsschicht.According to a further exemplary embodiment, a method for producing a photovoltaic cell comprises preparing an arrangement which comprises a PN semiconductor layer, a P-semiconductor layer and an N-semiconductor layer, forming a protective layer for preventing recombination from an insulating material on the PN A semiconductor layer, forming a Schottky junction layer to form a metal layer connected via a Schottky connection with the PN semiconductor layer, and forming a conductive front side electrode on the Schottky junction layer.

Die Bildung der PN-Halbleiterschicht kann die Dotierung des Wafers zur Bildung einer N-Halbleiterschicht, die Bildung einer ersten Elektrode auf der Rückseite der PN-Halbleiterschicht, und die Zubereitung der PN-Halbleiterschicht kann die Einstellung des Ferminiveaus der N-Halbleiterschicht, um dieses zu erhöhen.The formation of the PN semiconductor layer may include doping the wafer to form an N-type semiconductor layer, forming a first electrode on the back surface of the PN semiconductor layer, and preparing the PN semiconductor layer may include adjusting the Fermi level of the N-type semiconductor layer to increase.

Wirkung der ErfindungEffect of the invention

Die erfindungsgemäße Photovoltaikzelle bildet zwei durch die Reihenschaltung eines PN-Übergangshalbleiters mit einer Schottky-Übergangsschicht gebildete Photovoltaikzellen, die Licht in elektrische Energie umwandeln und dadurch die photoelektrische Effizienz erhöhen. Außerdem wird die Leerlaufspannung durch die Bildung zweier Raumladungszonen verbessert.The photovoltaic cell according to the invention forms two photovoltaic cells formed by the series connection of a PN junction semiconductor with a Schottky junction, which convert light into electrical energy and thereby increase the photoelectric efficiency. In addition, the open circuit voltage is improved by the formation of two space charge zones.

Ferner wird durch die Bildung von Schottky-Übergangsschichten auf beiden Seiten der PN-Übergangshalbleiterschicht die gleiche Wirkung erzielt, die durch die Reihenschaltung von drei Photovoltaikzellen zu erzielen wäre. Deshalb lassen sich die reihengeschalteten Photovoltaikzellen nicht nur leicht herstellen; vielmehr werden auch die Lichteffizienz und Leerlaufspannung dadurch verbessert.Furthermore, the formation of Schottky junction layers on both sides of the PN junction semiconductor layer achieves the same effect that would be achieved by the series connection of three photovoltaic cells. Therefore, the series-connected photovoltaic cells are not only easy to produce; Rather, the light efficiency and open circuit voltage are thereby improved.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Die 1 zeigt den Querschnitt einer ersten beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photovoltaikzelle.The 1 shows the cross section of a first exemplary embodiment of the photovoltaic cell according to the invention.

2 zeigt eine Draufsicht der ersten beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photovoltaikzelle. 2 shows a plan view of the first exemplary embodiment of the photovoltaic cell according to the invention.

3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung der ersten beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photovoltaikzelle. 3 shows a flowchart of a method for producing the first exemplary embodiment of the photovoltaic cell according to the invention.

4a zeigt ein Schema der Arbeitsweise einer PN-Halbleiterschicht gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photovoltaikzelle. 4a shows a schematic of the operation of a PN semiconductor layer according to a first exemplary embodiment of the photovoltaic cell according to the invention.

4b zeigt ein Schema des Betriebsprinzips eines Schottky-Übergangs und einer N-Halbleiterschicht gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photovoltaikzelle. 4b shows a schematic of the operating principle of a Schottky junction and an N-semiconductor layer according to a first exemplary embodiment of the photovoltaic cell according to the invention.

Die 5 zeigt den Querschnitt einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photovoltaikzelle.The 5 shows the cross section of a second exemplary embodiment of the photovoltaic cell according to the invention.

Die 6 zeigt den Querschnitt einer dritten beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photovoltaikzelle.The 6 shows the cross section of a third exemplary embodiment of the photovoltaic cell according to the invention.

7 zeigt eine Draufsicht der dritten beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photovoltaikzelle. 7 shows a plan view of the third exemplary embodiment of the photovoltaic cell according to the invention.

Die 8 zeigt den Querschnitt einer vierten beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photovoltaikzelle.The 8th shows the cross section of a fourth exemplary embodiment of the photovoltaic cell according to the invention.

Die 9 zeigt den Querschnitt einer fünften beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photovoltaikzelle.The 9 shows the cross section of a fifth exemplary embodiment of the photovoltaic cell according to the invention.

Die 10 zeigt den Querschnitt einer Abwandlung der fünften beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photovoltaikzelle.The 10 shows the cross section of a modification of the fifth exemplary embodiment of the photovoltaic cell according to the invention.

Die 11 zeigt den Querschnitt einer sechsten beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photovoltaikzelle. The 11 shows the cross section of a sixth exemplary embodiment of the photovoltaic cell according to the invention.

Die 12 zeigt den Querschnitt einer siebten beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photovoltaikzelle.The 12 shows the cross section of a seventh exemplary embodiment of the photovoltaic cell according to the invention.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS

Im Sinne der vorliegenden Erfindung bezieht sich ”auf/über” o. ä. darauf, dass sich ein Element über oder unter der fraglichen Komponente befindet; dies heißt nicht unbedingt, dass es sich im Sinne der Schwerkraftrichtung darüber befindet. Außerdem ist im Sinne der vorliegenden Erfindung unter ”PN-Übergang” eine Struktur zu verstehen, in der ein P-Halbleiter und ein N-Halbleiter miteinander verbunden sind; dies umfasst auch PIN-Übergänge, bei denen zwischen dem P-Halbleiter und dem N-Halbleiter ein I-Halbleiter angeordnet ist.For the purposes of the present invention, "on / over" or the like refers to an element located above or below the component in question; this does not necessarily mean that it is in the direction of the gravitational direction above. In addition, for the purposes of the present invention, "PN junction" is a structure in which a P-type semiconductor and an N-type semiconductor are connected together; this also includes PIN transitions in which an I-type semiconductor is arranged between the P-type semiconductor and the N-type semiconductor.

Nachfolgend sind beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben, um dem Fachmann ihre Ausführung zu ermöglichen. Dem Fachmann ist jedoch klar, dass die vorliegende Erfindung auf verschiedenerlei Weisen modifiziert werden kann, und nicht auf die beispielhaften Ausführungsformen beschränkt ist. Die Zeichnungen und die Beschreibung sind als veranschaulichend und nicht als beschränkend anzusehen. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich in der ganzen Figurenbeschreibung auf gleiche Elemente.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings to enable those skilled in the art to make their execution. However, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be modified in various ways, and is not limited to the exemplary embodiments. The drawings and description are to be considered as illustrative and not restrictive. Like reference numerals refer to like elements throughout the figure description.

1 zeigt den Querschnitt einer ersten beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photovoltaikzelle. 1 shows the cross section of a first exemplary embodiment of the photovoltaic cell according to the invention.

Unter Bezugnahme auf 1 umfasst eine Photovoltaikzelle 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine PN-Halbleiterschicht 13, eine erste Elektrode 11, die derart angeordnet ist, dass sie mit einer ersten Fläche des PN-Halbleiters 13 in Berührung kommt, eine Schottky-Übergangsschicht 15, die derart angeordnet ist, dass sie mit einer zweiten, in eine der ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht 13 entgegengesetzte Richtung gewandte Fläche in Berührung kommt, eine zwischen der Schottky-Übergangsschicht 15 und der PN-Halbleiterschicht 13 angeordnete Schutzschicht 14 zur Verhinderung von Rekombination, sowie eine zweite Elektrode 12, die derart gebildet ist, damit sie mit der Schottky-Übergangsschicht 15 in Berührung kommt.With reference to 1 includes a photovoltaic cell 100 According to the present embodiment, a PN semiconductor layer 13 , a first electrode 11 which is disposed so as to be in contact with a first surface of the PN semiconductor 13 comes into contact, a Schottky transition layer 15 , which is arranged such that it with a second, in one of the first surface of the PN semiconductor layer 13 opposite direction facing surface comes into contact, one between the Schottky junction layer 15 and the PN semiconductor layer 13 arranged protective layer 14 for preventing recombination, as well as a second electrode 12 , which is formed so as to interfere with the Schottky junction 15 comes into contact.

Die PN-Halbleiterschicht 13 umfasst eine P-Halbleiterschicht 131 und eine N-Halbleiterschicht 132. Da die PN-Halbleiterschicht 13 aus kristallinem Silizium gebildet ist, kann die PN-Halbleiterschicht 13 durch Dotieren des kristallinen Siliziums, das positive Eigenschaften aufweist, mit einem Material mit negativen Eigenschaften gebildet sein. Der Wafer kann nicht nur aus Silizium, sondern auch aus GaAs gebildet sein.The PN semiconductor layer 13 includes a P-type semiconductor layer 131 and an N-type semiconductor layer 132 , Since the PN semiconductor layer 13 is formed of crystalline silicon, the PN semiconductor layer 13 by doping the crystalline silicon having positive properties with a material having negative properties. The wafer may be formed not only of silicon but also of GaAs.

Alternativ kann die PN-Halbleiterschicht aus organischem Material wie z. B. aus Elektronendonatoren wie z. B. PPV, P3HT, P3OT usw. sowie aus Elektronenakzeptoren wie z. B. C60, PCBCR, PCBCa, usw. gebildet sein.Alternatively, the PN semiconductor layer of organic material such. B. from electron donors such. As PPV, P3HT, P3OT, etc. and electron acceptors such. C60, PCBCR, PCBCa, etc. may be formed.

Die erste Elektrode 11 ist mit der Unterseite der PN-Halbleiterschicht 13 ohmsch verbunden. Die erste Elektrode 11 ist über die ganze Unterseite der PN-Halbleiterschicht 13 gebildet, und sie kann aus einem metallischen Material wie z. B. Aluminium gebildet sein.The first electrode 11 is at the bottom of the PN semiconductor layer 13 Ohmsch connected. The first electrode 11 is over the entire bottom of the PN semiconductor layer 13 formed, and it may be made of a metallic material such. B. aluminum may be formed.

Die P-Halbleiterschicht 131 ist auf der Unterseite der PN-Halbleiterschicht 13 angeordnet, und die N-Halbleiterschicht 132 ist auf der Vorderseite der N-Halbleiterschicht 132 angeordnet. Die Schutzschicht 14 zur Verhinderung von Rekombination hingegen ist auf der Vorderseite der PN-Halbleiterschicht 13 gebildet. Die Schutzschicht 14 zur Verhinderung von Rekombination kann aus einem isolierenden Material, insbesondere einem Oxid wie z. B. SiOx, SiNx u. Dgl. gebildet sein. Die Dicke der Schutzschicht 14 beträgt zwischen 0,1 und 10 nm, und verbessert die Spannungseigenschaften, indem sie die Rekombination der vom Licht erzeugten Träger verhindert. Unterschreitet die Dicke der Schutzschicht 14 0,1 nm, werden erregte Elektronen mit Löchern rekombiniert, übersteigt jedoch die Dicke der Schutzschicht 14 10 nm, so kommt es zu einem übermäßigen Anstieg des Widerstandes.The P-type semiconductor layer 131 is on the bottom of the PN semiconductor layer 13 arranged, and the N-type semiconductor layer 132 is on the front side of the N-type semiconductor layer 132 arranged. The protective layer 14 on the other hand, to prevent recombination is on the front side of the PN semiconductor layer 13 educated. The protective layer 14 to prevent recombination may consist of an insulating material, in particular an oxide such. B. SiOx, SiNx u. Like. be formed. The thickness of the protective layer 14 is between 0.1 and 10 nm, and improves the voltage characteristics by preventing the recombination of the carriers generated by the light. Below the thickness of the protective layer 14 0.1 nm, excited electrons are recombined with holes, but exceeds the thickness of the protective layer 14 10 nm, so there is an excessive increase in resistance.

In dieser beispielhaften Ausführungsform handelt es sich um die Verbesserung der Lichteffizienz mittels der Bildung der Schutzschicht 14 zur Verhinderung von Rekombination zwischen der PN-Halbleiterschicht und der Schottky-Übergangsschicht 15. Hierauf ist die vorliegende Erfindung nicht beschränkt; vielmehr kann die Schottky-Übergangsschicht 15 so gebildet sein, dass sie mit der PN-Halbleiterschicht 13 unmittelbar in Berührung kommt.In this exemplary embodiment, it is the improvement of the light efficiency by means of the formation of the protective layer 14 for preventing recombination between the PN semiconductor layer and the Schottky junction layer 15 , The present invention is not limited thereto; rather, the Schottky junction layer 15 be formed so that they match the PN semiconductor layer 13 comes into direct contact.

Die über einen Schottky-Übergang mit der PN-Halbleiterschicht 13 verbundene Schottky-Übergangsschicht 15 ist auf der Schutzschicht 14 gebildet. Die Schottky-Übergangsschicht 15 ist gegenüber der N-Halbleiterschicht 132 angeordnet, und aus einem Material gebildet, das eine höhere Elektronenaustrittsarbeit aufweist als die N-Halbleiterschicht 132.The via a Schottky junction with the PN semiconductor layer 13 connected Schottky junction layer 15 is on the protective layer 14 educated. The Schottky transition layer 15 is opposite to the N-type semiconductor layer 132 arranged, and formed of a material having a higher electron work function than the N-type semiconductor layer 132 ,

Hinsichtlich des Materials ist die Schottky-Übergangsschicht 15 nicht auf ein bestimmtes Material beschränkt; vielmehr können verschiedene Metalle, die eine höhere Elektronenaustrittsarbeit aufweisen als die N-Halbleiterschicht 132 verwendet werden. Außerdem kann die Schottky-Übergangsschicht 15 aus einem Material wie z. B. ITO, ATO, IZO oder AZO gebildet sein. Wird die Schottky-Übergangsschicht 15 mit ITO, ATO, IZO, AZO oder dgl. vermischt, so kann sich die Lichtleitfähigkeit der Schottky-Übergangsschicht 15 ohne Verschlechterung der elektrischen Leitfähigkeit verbessert werden.With regard to the material, the Schottky transition layer is 15 not limited to a specific material; Rather, different metals that have a higher electron work function have as the N-type semiconductor layer 132 be used. In addition, the Schottky transition layer 15 from a material such. As ITO, ATO, IZO or AZO be formed. Will the Schottky transition layer 15 mixed with ITO, ATO, IZO, AZO or the like, so may the photoconductivity of the Schottky junction layer 15 be improved without deterioration of the electrical conductivity.

Die Dicke der Schottky-Übergangsschicht 15 kann zwischen 1 und 20 nm betragen. Liegt die Dicke der Schottky-Übergangsschicht 15 unter 1 nm, kann eine Raumladungsschicht nicht auf angemessene Art gebildet werden; wenn die Dicke einer Schottky-Übergangsschicht 15 20 nm übersteigt, wird die Effizienz der Lichtleitung erheblich beeinträchtigt.The thickness of the Schottky transition layer 15 can be between 1 and 20 nm. Is the thickness of the Schottky junction layer 15 below 1 nm, a space charge layer can not be adequately formed; when the thickness of a Schottky junction layer 15 Exceeds 20 nm, the efficiency of the light pipe is significantly impaired.

Eine zwischen der Schottky-Übergangsschicht 15 und der zweiten Elektrode 12 angeordnete Antireflexschicht 16 ist auf der Schottky-Übergangsschicht 15 gebildet. Die Antireflexschicht 16 kann aus SiOx oder SiN gebildet werden, und deren Dicke kann zwischen 0,1 und 100 nm liegen.One between the Schottky junction 15 and the second electrode 12 arranged antireflection layer 16 is on the Schottky transition layer 15 educated. The antireflection coating 16 may be formed of SiOx or SiN, and its thickness may be between 0.1 and 100 nm.

Die Schutzschicht 14 zur Verhinderung von Rekombination und die Schottky-Übergangsschicht 15 werden dünn genug ausgestaltet, um eine effiziente Lichtleitung zu gewährleisten. Je höher die Lichtleitfähigkeit der Schutzschicht 14 und der Schottky-Übergangsschicht 15, desto vorteilhafter sind sie; sie sind jedenfalls so ausgestaltet, dass sie in der Lage sind, mindestens 50% des Lichts zu leiten.The protective layer 14 for preventing recombination and the Schottky junction 15 are designed thin enough to ensure efficient light transmission. The higher the light conductivity of the protective layer 14 and the Schottky junction layer 15 the more advantageous they are; In any case, they are designed to be able to conduct at least 50% of the light.

Wie in 1 und 2 gezeigt, ist die zweite Elektrode 12 auf der Schottky-Übergangsschicht 15 gebildet, und zwar in Form eines in eine Richtung verlaufenden Streifens. Die zweite Elektrode ist aus einem hoch leitfähigen Material wie z. B. Silber (Ag), Platin (Pt) usw. gebildet. Die zweite Elektrode 12 ist auf einer in die der ersten Elektrode 11 entgegengesetzte Richtung gewandten Fläche angeordnet, wobei die erste Elektrode 11 als Rückseiten- und die zweite Elektrode 12 als Vorderseitenelektrode bezeichnet werden können.As in 1 and 2 shown is the second electrode 12 on the Schottky transition layer 15 formed, in the form of a unidirectional strip. The second electrode is made of a highly conductive material such. As silver (Ag), platinum (Pt), etc. formed. The second electrode 12 is on one in the first electrode 11 opposite direction facing surface, the first electrode 11 as backside and the second electrode 12 may be referred to as front side electrode.

Es werden mehrere zweite Elektroden 12 eingesetzt, die in einem Abstand zueinander angeordnet sind; außerdem ist jeweils eine Sammelschiene 17 vorgesehen, die die zweiten Elektroden 12 elektrisch miteinander verbindet. Die zweiten Elektroden 12 sowie die Sammelschiene 17 können aus einem Material gebildet sein, das einen geringen Widerstand und hohe elektrische Leitfähigkeit aufweist wie z. B. Cu, Ag usw.There are several second electrodes 12 used, which are arranged at a distance from each other; In addition, each is a busbar 17 provided the second electrodes 12 connects electrically with each other. The second electrodes 12 as well as the busbar 17 may be formed of a material having a low resistance and high electrical conductivity such. B. Cu, Ag, etc.

Ein Verfahren zur Herstellung der ersten beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photovoltaikzelle wird unter Bezugnahme auf 3 erläutert.A method of manufacturing the first exemplary embodiment of the photovoltaic cell of the present invention will be described with reference to FIG 3 explained.

Ein Verfahren zur Herstellung der ersten beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photovoltaikzelle 101 umfasst das Zubereiten des PN-Halbleiters 13 (S101), das Bilden der Schutzschicht 14 zur Verhinderung von Rekombination (S102), das Bilden der Schottky-Übergangsschicht 15 (S103) sowie das Bilden der zweiten Elektroden 12 (S104).A method for producing the first exemplary embodiment of the photovoltaic cell according to the invention 101 includes preparing the PN semiconductor 13 (S101), forming the protective layer 14 for preventing recombination (S102), forming the Schottky junction layer 15 (S103) and forming the second electrodes 12 (S104).

Die Bildung der PN-Halbleiterschicht 13 (S103) kann die Dotierung des Wafers zur Bildung der N-Halbleiterschicht 132 auf der P-Halbleiterschicht 131 sowie die Bildung der ersten Elektrode 11 auf der Rückseite des Wafers umfassen.The formation of the PN semiconductor layer 13 (S103), the doping of the wafer to form the N-type semiconductor layer 132 on the P-type semiconductor layer 131 and the formation of the first electrode 11 on the back of the wafer.

Der Wafer kann aus dem für Photovoltaikzellen üblichen kristallinen Silizium gebildet werden. Da das Verfahren zur Herstellung des Wafers dem Fachmann geläufig ist, wird von einer weiteren Beschreibung abgesehen.The wafer can be formed from the usual for photovoltaic cells crystalline silicon. Since the process for producing the wafer is familiar to the person skilled in the art, a further description is dispensed with.

Der Wafer kann mit einem Element der Gruppe V wie z. B. Phosphor (P), Arsen (As) oder dgl. dotiert werden. Die erste Elektrode 11 wird durch Abscheiden oder Beschichtung mit einem Metall wie z. B. Aluminium auf der Rückseite des Wafers gebildet.The wafer can with a group V element such. As phosphorus (P), arsenic (As) or the like. Are doped. The first electrode 11 is deposited by deposition or coating with a metal such. B. aluminum formed on the back of the wafer.

Die Zubereitung der PN-Halbleiterschicht 13 (S101) kann ferner die Einstellung des Ferminiveaus der N-Halbleiterschicht 132 umfassen. Nach der Bildung der N-Halbleiterschicht 132 kann das Ferminiveau der N-Halbleiterschicht 132 unter Einsatz eines Gases wie z. B. Ammoniak (NH3), Sauerstoff, usw. erhöht werden. Außerdem kann zur Einstellung des Ferminiveaus u. a. ein Verfahren zur Reaktion und Wärmebehandlung mit funktionellen Molekülen wie z. B. Kalium (K), Brom (Br) usw., ein Verfahren, bei dem eine Verbindungskette mit einem Kunststoff (PEI) eingesetzt wird, oder ein Verfahren, bei dem mit einem Metall wie z. B. Aluminium dotiert wird, verwendet werden.The preparation of the PN semiconductor layer 13 (S101) may further adjust the Fermi level of the N-type semiconductor layer 132 include. After the formation of the N-type semiconductor layer 132 may be the Fermi level of the N-type semiconductor layer 132 using a gas such. As ammonia (NH 3 ), oxygen, etc. are increased. In addition, to adjust the Fermi level, inter alia, a method of reaction and heat treatment with functional molecules such. As potassium (K), bromine (Br), etc., a method in which a connection chain with a plastic (PEI) is used, or a method in which with a metal such. As aluminum is doped, can be used.

Andererseits erfolgt die Bildung der Schutzschicht 14 (S102) durch Abscheiden oder dgl. auf der N-Halbleiterschicht 132 mit einem Material wie z. B. einem Oxid wie z. B. SiOx, SiNx, usw. Die Bildung der Schottky-Übergangsschicht 15 (S103) erfolgt durch Abscheiden, Sputtern, Beschichtung usw. der Schutzschicht 14 mit der Schottky-Übergangsschicht 15. Die Schottky-Übergangsschicht 15 kann aus einem Material wie z. B. ITO, ATO, IZO, AZO, usw. gebildet werden.On the other hand, the formation of the protective layer takes place 14 (S102) by depositing or the like on the N-type semiconductor layer 132 with a material such. B. an oxide such. As SiOx, SiNx, etc. The formation of the Schottky junction layer 15 (S103) is performed by depositing, sputtering, coating, etc. the protective layer 14 with the Schottky junction 15 , The Schottky transition layer 15 can be made of a material such. ITO, ATO, IZO, AZO, etc. are formed.

Die zweiten Elektroden 12 (S104) werden durch Abscheiden, Beschichten, usw. auf der Schottky-Übergangsschicht 15 gebildet. Die zweite Elektrode kann aus einem hoch leitfähigen Material wie z. B. Silber (Ag), Platin (Pt) usw. gebildet werden.The second electrodes 12 (S104) are formed by deposition, coating, etc. on the Schottky junction 15 educated. The second electrode may be made of a highly conductive material such. As silver (Ag), platinum (Pt), etc. are formed.

Unter Bezugnahme auf 4a und 4b wird die Wirkung der ersten beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photovoltaikzelle 101 erläutert. Wenn Licht eintritt, werden die Elektronen in einer die P-Halbleiterschicht 131 und die N-Halbleiterschicht berührenden ersten Raumladungszone A1 erregt; die erregten Elektronen gelangen anschließend auf die N-Halbleiterschicht 132, so dass eine Differenzspannung entsteht. Da außerdem eine zweite Raumladungszone A2 in einem Bereich gebildet wird, in dem die N-Halbleiterschicht 132 und die Schottky-Übergangsschicht 15 miteinander kommen, entstehen bei Eintritt des Lichts freie Elektronen und folglich eine Differenzspannung. Häufen sich die Elektronen auf der N-Halbleiterschicht 132, überqueren sie eine Barriere und kommen infolge eines Tunneleffekts auf die Schottky-Übergangsschicht 15, so dass die Elektronen nach außen gezogen werden können. With reference to 4a and 4b becomes the effect of the first exemplary embodiment of the photovoltaic cell according to the invention 101 explained. When light enters, the electrons in a P-type semiconductor layer become 131 and the N-semiconductor layer contacting first space charge region A1 excited; the excited electrons then pass onto the N-type semiconductor layer 132 , so that a differential voltage arises. In addition, since a second space charge region A2 is formed in a region where the N-type semiconductor layer 132 and the Schottky junction layer 15 come together, free electrons and thus a differential voltage arise when the light enters. The electrons accumulate on the N-semiconductor layer 132 , they cross a barrier and hit the Schottky junction due to a tunnel effect 15 so that the electrons can be pulled outward.

Da nach dieser beispielhaften Ausführungsform aus der PN-Halbleiterschicht 13 eine Photovoltaikzelle wird und aus der N-Halbleiterschicht 132 und der Schottky-Übergangsschicht 15 eine zweite Photovoltaikzelle wird, entsteht die gleiche Wirkung wie bei einer Reihenschaltung zweier Photovoltaikzellen. Außerdem kann eine multiple Photovoltaikzelle durch die Bildung der Schottky-Übergangsschicht 15 auf einer herkömmlichen waferförmigen Photovoltaikzelle auf einfache Art gebildet werden, was die Herstellung vereinfacht und die Kosten reduziert. Durch die Bildung einer einzigen Schottky-Übergangsschicht 15 kann durch die erfindungsgemäße Photovoltaikzelle die gleiche Wirkung erzielt werden wie bei einer Reihenschaltung mehrerer Photovoltaikzellen; somit gestaltet sich die Herstellung vorteilhafter als bei der Bildung mehrerer PIN-Halbleiterschicht wie bei einer Photovoltaikzelle auf Folienbasis.As according to this exemplary embodiment, the PN semiconductor layer 13 becomes a photovoltaic cell and from the N-type semiconductor layer 132 and the Schottky junction layer 15 becomes a second photovoltaic cell, the same effect arises as in a series connection of two photovoltaic cells. In addition, a multiple photovoltaic cell can be formed by the formation of the Schottky junction layer 15 be formed on a conventional wafer-shaped photovoltaic cell in a simple manner, which simplifies the production and reduces costs. By forming a single Schottky junction 15 can be achieved by the photovoltaic cell according to the invention the same effect as in a series connection of several photovoltaic cells; Thus, the production is more advantageous than in the formation of multiple PIN semiconductor layer as in a photovoltaic cell based on film.

Die 5 zeigt den Querschnitt einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photovoltaikzelle 102. Unter Bezug auf die 5 umfasst die Photovoltaikzelle 102 nach der vorliegenden Ausführungsform eine PN-Halbleiterschicht 23, eine erste Elektrode 21, die derart angeordnet ist, dass sie mit einer ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht 23 in Berührung kommt, eine Schottky-Übergangsschicht 25, die derart angeordnet ist, dass sie mit einer zweiten, in eine der ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht 23 entgegengesetzte Richtung gewandte Fläche in Berührung kommt, eine zwischen der Schottky-Übergangsschicht 25 und der PN-Halbleiterschicht 23 angeordnete Schutzschicht 24 zur Verhinderung von Rekombination, sowie zweite Elektroden 22, die derart gebildet sind, dass sie mit der Schottky-Übergangsschicht 25 in Berührung kommen.The 5 shows the cross section of a second exemplary embodiment of the photovoltaic cell according to the invention 102 , With reference to the 5 includes the photovoltaic cell 102 According to the present embodiment, a PN semiconductor layer 23 , a first electrode 21 which is disposed so as to be in contact with a first surface of the PN semiconductor layer 23 comes into contact, a Schottky transition layer 25 , which is arranged such that it with a second, in one of the first surface of the PN semiconductor layer 23 opposite direction facing surface comes into contact, one between the Schottky junction layer 25 and the PN semiconductor layer 23 arranged protective layer 24 for the prevention of recombination, as well as second electrodes 22 formed with the Schottky junction layer 25 come in contact.

Diese beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photovoltaikzelle 23 ist bis auf die Strukturen der PN-Halbleiterschicht 23 und der Schottky-Übergangsschicht 25 strukturell die gleiche wie die erste beispielhafte Ausführungsform. Deshalb wird von einer Beschreibung der gleichen Strukturen abgesehen.This exemplary embodiment of the photovoltaic cell according to the invention 23 is except for the structures of the PN semiconductor layer 23 and the Schottky junction layer 25 structurally the same as the first exemplary embodiment. Therefore, a description of the same structures is omitted.

Die PN-Halbleiterschicht 23 umfasst eine P-Halbleiterschicht 231 und eine N-Halbleiterschicht 232. Da die PN-Halbleiterschicht 23 aus kristallinem Silizium gebildet ist, kann die PN-Halbleiterschicht 23 durch Dotieren des kristallinen Siliziums, das positive Eigenschaften aufweist, mit einem Material mit negativen Eigenschaften gebildet werden.The PN semiconductor layer 23 includes a P-type semiconductor layer 231 and an N-type semiconductor layer 232 , Since the PN semiconductor layer 23 is formed of crystalline silicon, the PN semiconductor layer 23 by doping the crystalline silicon having positive properties with a material having negative properties.

Die Schottky-Übergangsschicht 25 ist mit der P-Halbleiterschicht 232 über einen Schottky-Übergang verbunden; hierzu ist die Schottky-Übergangsschicht 25 aus einem Material gebildet, das eine geringere Elektronenaustrittsarbeit aufweist als das Material der P-Halbleiterschicht 232. Deshalb ist auch eine Raumladungszone in einem Bereich gebildet, in der die Schottky-Übergangsschicht 25 und die P-Halbleiterschicht 232 miteinander in Berührung kommen.The Schottky transition layer 25 is with the P-type semiconductor layer 232 connected via a Schottky junction; this is the Schottky transition layer 25 formed of a material having a lower electron work function than the material of the P-type semiconductor layer 232 , Therefore, a space charge region is also formed in a region where the Schottky junction layer 25 and the P-type semiconductor layer 232 come into contact with each other.

Wie vorstehend erläutert, kann dies eine Struktur ergeben, die die Reihenschaltung einer Photovoltaikzelle, die einen PN-Übergang aufweist, und einer Photovoltaikzelle, die einen Schottky-Übergang aufweist, umfasst.As explained above, this may result in a structure comprising the series connection of a photovoltaic cell having a PN junction and a photovoltaic cell having a Schottky junction.

Die 6 zeigt den Querschnitt einer dritten beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photovoltaikzelle 103. 7 zeigt eine Draufsicht der dritten beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photovoltaikzelle 103.The 6 shows the cross section of a third exemplary embodiment of the photovoltaic cell according to the invention 103 , 7 shows a plan view of the third exemplary embodiment of the photovoltaic cell according to the invention 103 ,

Unter Bezugnahme auf 6 und 7 umfasst diese beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photovoltaikzelle 103 eine PN-Halbleiterschicht 33, eine erste Elektrode 31, die so gebildet ist, dass sie mit einer ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht 33 in Berührung kommt, eine Schutzschicht 34 zur Verhinderung von Rekombination, die so angeordnet ist, dass sie mit einer in die der ersten Fläche entgegengesetzte Richtung gewandte zweiten Fläche der PN-Halbleiterschicht 33 in Berührung kommt, eine auf der Schutzschicht 34 gebildete Schottky-Übergangsschicht 35 sowie eine auf der Schutzschicht 34 gebildete ohmsche Metallschicht.With reference to 6 and 7 includes this exemplary embodiment of the photovoltaic cell according to the invention 103 a PN semiconductor layer 33 , a first electrode 31 formed with a first surface of the PN semiconductor layer 33 comes into contact, a protective layer 34 for preventing recombination, which is arranged to face a second surface of the PN semiconductor layer facing in a direction opposite to the first surface 33 comes into contact, one on the protective layer 34 formed Schottky transition layer 35 as well as one on the protective layer 34 formed ohmic metal layer.

Die PN-Halbleiterschicht 33 umfasst eine P-Halbleiterschicht 331 und eine auf der P-Halbleiterschicht 331 gebildete N-Halbleiterschicht 332; sie weist die gleiche Struktur auf wie die PN-Halbleiterschicht nach der ersten beispielhaften Ausführungsform. Die Schutzschicht 34 zur Verhinderung von Rekombination wird aus einem Material wie z. B. einem Oxid wie z. B. SiOx, SiNx usw. gebildet.The PN semiconductor layer 33 includes a P-type semiconductor layer 331 and one on the P-type semiconductor layer 331 formed N-type semiconductor layer 332 ; it has the same structure as the PN semiconductor layer according to the first exemplary embodiment. The protective layer 34 to prevent recombination is made of a material such as. B. an oxide such. As SiOx, SiNx, etc. formed.

Da die Schottky-Übergangsschicht 35 und die ohmsche Metallschicht 36 in einem Abstand zueinander auf der Schutzschicht 34 angeordnet sind, ist die Schottky-Übergangsschicht 35, die aus einem Material gebildet ist, das eine höhere Elektronenaustrittsarbeit aufweist als die N-Halbleiterschicht 332, über einen Schottky-Übergang mit der N-Halbleiterschicht 332 verbunden, und die ohmsche Metallschicht 36, die aus einem Material gebildet ist, das eine geringere Elektronenaustrittsarbeit aufweist als die N-Halbleiterschicht 332, ist mit der N-Halbleiterschicht 332 ohmsch verbunden. Die Schottky-Übergangsschicht 35 und die ohmsche Metallschicht 36 sind auf derselben Ebene parallel zueinander angeordnet. Because the Schottky transition layer 35 and the ohmic metal layer 36 at a distance from each other on the protective layer 34 are arranged, the Schottky junction layer 35 formed of a material having a higher electron work function than the N-type semiconductor layer 332 , via a Schottky junction with the N-type semiconductor layer 332 connected, and the ohmic metal layer 36 formed of a material having less electron work function than the N-type semiconductor layer 332 , is with the N-type semiconductor layer 332 Ohmsch connected. The Schottky transition layer 35 and the ohmic metal layer 36 are arranged on the same plane parallel to each other.

Eine erste Stirnseitenelektrode 321 wird auf der Schottky-Übergangsschicht 35, und eine zweite Stirnseitenelektrode 322 auf der ohmschen Metallschicht 36 angeordnet. Die Schottky-Übergangsschicht 35, die ohmsche Metallschicht 36, die erste Stirnseitenelektrode 321, die zweite Stirnseitenelektrode 322 sowie die Schutzschicht 34 zur Verhinderung von Rekombination sind jeweils dünn genug, um eintretendes Licht auf die PN-Halbleiterschicht 33 zu übertragen.A first face electrode 321 becomes on the Schottky transition layer 35 , and a second end-side electrode 322 on the ohmic metal layer 36 arranged. The Schottky transition layer 35 , the ohmic metal layer 36 , the first face electrode 321 , the second face electrode 322 as well as the protective layer 34 to prevent recombination are each thin enough to light entering the PN semiconductor layer 33 transferred to.

Dabei ist die aus einem Metall wie z. B. Aluminium gebildete erste Elektrode 31 derart gebildet, dass sie mit der P-Halbleiterschicht 331 in Berührung kommt.It is made of a metal such. B. aluminum formed first electrode 31 formed so as to interfere with the P-type semiconductor layer 331 comes into contact.

Nach dieser beispielhaften Ausführungsform werden bei Lichteintritt Elektronen in einer Raumladungszone erzeugt, in der die P-Halbleiterschicht 331 und die N-Halbleiterschicht 332 miteinander in Berührung kommen, sowie in einer Raumladungszone, in der die N-Halbleiterschicht 332 mit der Schottky-Übergangsschicht 35 in Berührung kommt.According to this exemplary embodiment, when light enters, electrons are generated in a space charge region in which the P-type semiconductor layer 331 and the N-type semiconductor layer 332 come into contact with each other, as well as in a space charge zone in which the N-type semiconductor layer 332 with the Schottky junction 35 comes into contact.

Die zwischen der Schottky-Übergangsschicht 35 und der N-Halbleiterschicht 332 erzeugten Elektronen durchqueren die P-Halbleiterschicht 331 und gelangen auf die erste Elektrode 31 oder die zweite Stirnseitenelektrode 322. Die zwischen der P-Halbleiterschicht 331 und N-Halbleiterschicht 332 erzeugten Elektronen gelangen auf die erste Elektrode 31.The between the Schottky transition layer 35 and the N-type semiconductor layer 332 generated electrons traverse the P-type semiconductor layer 331 and get to the first electrode 31 or the second end-side electrode 322 , The between the P-type semiconductor layer 331 and N-type semiconductor layer 332 generated electrons reach the first electrode 31 ,

Nach dieser beispielhaften Ausführungsform entsteht infolge des Elektronenflusses von der ersten Stirnseitenelektrode 321 auf die erste Elektrode 31 aus der Schottky-Übergangsschicht 35 und der N-Halbleiterschicht 332 eine erste Zelle, und aus der P-Halbleiterschicht 331 und der N-Halbleiterschicht 332 eine zweite Zelle. Ferner entsteht infolge des Elektronenflusses von der ersten Stirnseitenelektrode 321 auf die zweite Stirnseitenelektrode 322 aus der Schottky-Übergangsschicht 35 und der N-Halbleitungsschicht 332 eine dritte Zelle. Wie oben beschrieben, entstehen nach dieser beispielhaften Ausführungsform drei Photovoltaikzellen.According to this exemplary embodiment, due to the flow of electrons from the first end-side electrode 321 on the first electrode 31 from the Schottky transition layer 35 and the N-type semiconductor layer 332 a first cell, and the P-type semiconductor layer 331 and the N-type semiconductor layer 332 a second cell. Furthermore, due to the flow of electrons from the first end-side electrode 321 on the second front side electrode 322 from the Schottky transition layer 35 and the N-type semiconductor layer 332 a third cell. As described above, according to this exemplary embodiment, three photovoltaic cells are formed.

Wird die erste Stirnseitenelektrode 322 mit der Rückseite der ersten Elektrode 31 über eine erste Schaltung 371, und die erste Stirnseitenelektrode 321 mit der ersten Elektrode 31 über eine zweite Schaltung 372 elektrisch verbunden, besteht eine Reihenschaltung zwischen der ersten und zweiten Zelle, und die dritte Zelle wird parallel zur Reihenschaltung der ersten und zweiten Schaltung geschaltet.Will the first face electrode 322 with the back of the first electrode 31 via a first circuit 371 , and the first end-side electrode 321 with the first electrode 31 over a second circuit 372 electrically connected, there is a series connection between the first and second cell, and the third cell is connected in parallel with the series connection of the first and second circuit.

Die 8 zeigt den Querschnitt einer vierten beispielhaften Ausführungsform 104 der erfindungsgemäßen Photovoltaikzelle.The 8th shows the cross section of a fourth exemplary embodiment 104 the photovoltaic cell according to the invention.

Unter Bezug auf 8 umfasst die Photovoltaikzelle 104 nach der vorliegenden Ausführungsform eine PN-Halbleiterschicht 43, eine erste Elektrode 48, die derart angeordnet ist, dass sie mit einer ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht 43 in Berührung kommt, eine Schottky-Übergangsschicht 46, die derart angeordnet ist, dass sie mit einer zweiten, in eine der ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht 43 entgegengesetzte Richtung gewandte Fläche in Berührung kommt, eine zwischen der Schottky-Übergangsschicht 46 und der PN-Halbleiterschicht 43 angeordnete Schutzschicht 45 zur Verhinderung von Rekombination, sowie eine zweite Elektrode 47, die derart gebildet ist, dass sie mit der Schottky-Übergangsschicht 46 in Berührung kommt.With reference to 8th includes the photovoltaic cell 104 According to the present embodiment, a PN semiconductor layer 43 , a first electrode 48 which is disposed so as to be in contact with a first surface of the PN semiconductor layer 43 comes into contact, a Schottky transition layer 46 , which is arranged such that it with a second, in one of the first surface of the PN semiconductor layer 43 opposite direction facing surface comes into contact, one between the Schottky junction layer 46 and the PN semiconductor layer 43 arranged protective layer 45 for preventing recombination, as well as a second electrode 47 , which is formed so as to interfere with the Schottky junction layer 46 comes into contact.

Diese beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photovoltaikzelle 104 wird aus einer Photovoltaikzelle auf Folienbasis auf einem lichtleitenden Substrat 41 gebildet. Das lichtleitende Substrat 41 kann aus Glas oder Kunststoff gebildet sein. Eine Antireflexschicht, die vorstehende Teile in Nanogröße aufweist, kann mit dem lichtleitenden Substrat 41 verbunden werden. Die Antireflexschicht kann aus SiOx, SiN usw. gebildet sein, und zwischen 0,1 nm und 100 nm dick sein.This exemplary embodiment of the photovoltaic cell according to the invention 104 is made of a photovoltaic cell based on a film on a photoconductive substrate 41 educated. The photoconductive substrate 41 can be made of glass or plastic. An antireflective layer having nano-sized protrusions may be bonded to the photoconductive substrate 41 get connected. The antireflection layer may be formed of SiOx, SiN, etc., and may be between 0.1 nm and 100 nm thick.

Da das lichtleitende Substrat 41 so angeordnet ist, dass es mit der ersten Elektrode 48 in Berührung kommt, wird die erste Elektrode 48 auf dem lichtleitenden Substrat 41 gebildet. Die erste Elektrode 48 ist aus einem durchsichtigen Material wie z. B. ITO, IZO, FTO usw. gebildet. Da die PN-Halbleiterschicht 43 als dünne Folie gebildet wird, umfasst die PN-Halbleiterschicht 43 eine P-Halbleiterschicht 431, eine N-Halbleiterschicht 432 und eine zwischen der P-Halbleiterschicht 431 und der N-Halbleiterschicht 432 gebildete Eigenhalbleiterschicht 433. Diese PIN-Übergangsstruktur einer Photovoltaikzelle auf Folienbasis ist dem Fachmann geläufig, weshalb von einer weiteren Beschreibung abgesehen wird. Hier wird die Eigenhalbleiterschicht 433 aus einem Eigenhalbleitermaterial gebildet.As the photoconductive substrate 41 is arranged so that it is connected to the first electrode 48 comes into contact, becomes the first electrode 48 on the photoconductive substrate 41 educated. The first electrode 48 is made of a transparent material such. As ITO, IZO, FTO, etc. formed. Since the PN semiconductor layer 43 is formed as a thin film comprises the PN semiconductor layer 43 a P-type semiconductor layer 431 , an N-type semiconductor layer 432 and one between the P-type semiconductor layer 431 and the N-type semiconductor layer 432 formed self-semiconductor layer 433 , This PIN transition structure of a photovoltaic cell based on film is familiar to the expert, which is why a further description is omitted. Here is the intrinsic semiconductor layer 433 formed from a self-semiconductor material.

Die PN-Halbleiterschicht kann insbesondere aus InP, InGaP, CdSe, CdS, ZnSe, ZnS, ZnTe usw. gebildet sein. In particular, the PN semiconductor layer may be formed of InP, InGaP, CdSe, CdS, ZnSe, ZnS, ZnTe and so on.

Die Schutzschicht 45 zur Verhinderung von Rekombination, die Schottky-Übergangsschicht 46 und die zweite Elektrode 47 werden auf die PN-Halbleiterschicht 43 hintereinander aufgetragen. Da die Schutzschicht 45, die Schottky-Übergangsschicht 46 und die zweite Elektrode 47 jeweils denen der ersten beispielhaften Ausführungsform entsprechen, wird von einer weiteren Beschreibung abgesehen.The protective layer 45 to prevent recombination, the Schottky junction 46 and the second electrode 47 be on the PN semiconductor layer 43 applied one after the other. Because the protective layer 45 , the Schottky transition layer 46 and the second electrode 47 each corresponding to those of the first exemplary embodiment, will be omitted from a further description.

Wie oben beschrieben wird nach dieser beispielhaften Ausführungsform die Schottky-Übergangsschicht 46 auf der Photovoltaikzelle auf Folienbasis derart gebildet, dass eine multiple Photovoltaikzelle leicht hergestellt werden kann.As described above, according to this exemplary embodiment, the Schottky junction layer becomes 46 formed on the photovoltaic cell based on film so that a multiple photovoltaic cell can be easily produced.

Die 9 zeigt den Querschnitt einer fünften beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photovoltaikzelle 105.The 9 shows the cross section of a fifth exemplary embodiment of the photovoltaic cell according to the invention 105 ,

Nach dieser beispielhaften Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Photovoltaikzelle 105 eine PN-Halbleiterschicht, eine erste Schottky-Übergangsschicht 551, eine in die einer ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht 53 entgegengesetzte Richtung gewandte erste ohmsche Metallschicht 552, eine zweite Schottky-Übergangsschicht 541, sowie eine in die der ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht 53 entgegengesetzte Richtung gewandte zweite ohmsche Metallschicht 542.According to this exemplary embodiment, the photovoltaic cell according to the invention comprises 105 a PN semiconductor layer, a first Schottky junction layer 551 one into the first surface of the PN semiconductor layer 53 opposite direction facing first ohmic metal layer 552 , a second Schottky junction 541 and one into the first surface of the PN semiconductor layer 53 opposite direction facing second ohmic metal layer 542 ,

Die erste Schottky-Übergangsschicht 551 ist über einen Schottky-Übergang mit der ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht 53 verbunden. Die erste ohmsche Metallschicht 552 ist mit der ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht 53 ohmsch verbunden. Die zweite Schottky-Übergangsschicht 541 ist über einen Schottky-Übergang mit der in die der ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht 53 entgegengesetzte Richtung gewandten zweiten Fläche verbunden. Die zweite ohmsche Metallschicht 542 wird mit der zweiten Fläche der PN-Halbleiterfläche 53 ohmsch verbunden.The first Schottky transition layer 551 is via a Schottky junction with the first surface of the PN semiconductor layer 53 connected. The first ohmic metal layer 552 is with the first surface of the PN semiconductor layer 53 Ohmsch connected. The second Schottky transition layer 541 is via a Schottky junction with the in the first surface of the PN semiconductor layer 53 opposite direction facing second surface connected. The second ohmic metal layer 542 becomes with the second surface of the PN semiconductor surface 53 Ohmsch connected.

Außerdem ist eine erste Schutzschicht 57 zur Verhinderung von Rekombination zwischen der PN-Halbleiterschicht 53, der ersten Schottky-Übergangsschicht 551 und der ersten ohmschen Metallschicht 552 gebildet, und eine zweite Schutzschicht 56 zur Verhinderung von Rekombination ist zwischen der PN-Halbleiterschicht 53, der zweiten Schottky-Übergangsschicht 541 und der zweiten ohmschen Metallschicht 542 gebildet. Außerdem ist eine erste Stirnseitenelektrode 521 auf der Schottky-Übergangsschicht 551, und eine zweite Stirnseitenelektrode 522 auf der ohmschen Metallschicht 552 gebildet.In addition, a first protective layer 57 for preventing recombination between the PN semiconductor layer 53 , the first Schottky transition layer 551 and the first ohmic metal layer 552 formed, and a second protective layer 56 for preventing recombination is between the PN semiconductor layer 53 , the second Schottky junction layer 541 and the second ohmic metal layer 542 educated. In addition, a first end-side electrode 521 on the Schottky transition layer 551 , and a second end-side electrode 522 on the ohmic metal layer 552 educated.

Diese beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photovoltaikzelle 51 ist aus einer Photovoltaikzelle auf Folienbasis auf einem lichtleitenden Substrat 51 gebildet. Das lichtleitende Substrat 51 kann aus Glas oder Kunststoff gebildet sein.This exemplary embodiment of the photovoltaic cell according to the invention 51 is from a photovoltaic cell based on a film on a photoconductive substrate 51 educated. The photoconductive substrate 51 can be made of glass or plastic.

Die zweite Schottky-Übergangsschicht 541 und die zweite ohmsche Metallschicht 542 sind auf dem lichtleitenden Substrat 51 gebildet. Die zweite Schottky-Übergangsschicht 541 und die zweite ohmsche Metallschicht 542 sind auf dem lichtleitenden Substrat 51 parallel zueinander angeordnet.The second Schottky transition layer 541 and the second ohmic metal layer 542 are on the photoconductive substrate 51 educated. The second Schottky transition layer 541 and the second ohmic metal layer 542 are on the photoconductive substrate 51 arranged parallel to each other.

Da die PN-Halbleiterschicht 53 als dünne Folie gebildet ist, umfasst die PN-Halbleiterschicht 53 eine P-Halbleiterschicht 531, eine N-Halbleiterschicht 532 und eine zwischen der P-Halbleiterschicht 531 und der N-Halbleiterschicht 532 gebildete Eigenhalbleiterschicht 533.Since the PN semiconductor layer 53 is formed as a thin film comprises the PN semiconductor layer 53 a P-type semiconductor layer 531 , an N-type semiconductor layer 532 and one between the P-type semiconductor layer 531 and the N-type semiconductor layer 532 formed self-semiconductor layer 533 ,

Die Schutzschicht 57 ist auf der PN-Halbleiterschicht 53 gebildet. Die erste Schottky-Übergangsschicht 551 und die erste ohmsche Metallschicht sind auf der Schutzschicht 57 parallel zueinander angeordnet.The protective layer 57 is on the PN semiconductor layer 53 educated. The first Schottky transition layer 551 and the first resistive metal layer are on the protective layer 57 arranged parallel to each other.

Die zweite ohmsche Metallschicht 542 ist in einem der ersten Schottky-Übergangsschicht 551 entsprechenden unteren Bereich gebildet. Die zweite Schottky-Übergangsschicht 541 ist in einem der ersten ohmschen Metallschicht 552 entsprechenden unteren Bereich gebildet.The second ohmic metal layer 542 is in one of the first Schottky junction layers 551 corresponding lower area formed. The second Schottky transition layer 541 is in one of the first ohmic metal layers 552 corresponding lower area formed.

Die erste Schottky-Übergangsschicht 551 ist aus einem Material gebildet, das eine höhere Elektronenaustrittsarbeit aufweist als die N-Halbleiterschicht 532. Die zweite Schottky-Übergangsschicht 541 hingegen ist aus einem Material gebildet, das eine geringere Elektronenaustrittsarbeit aufweist als die P-Halbleiterschicht 531. Außerdem ist die erste ohmsche Metallschicht 552 aus einem Material gebildet, das eine geringere Elektronenaustrittsarbeit aufweist als die N-Halbleiterschicht 532. Die zweite ohmsche Metallschicht 542 hingegen ist aus einem Material gebildet, das eine höhere Elektronenaustrittsarbeit aufweist als die P-Halbleiterschicht 531.The first Schottky transition layer 551 is formed of a material having a higher electron work function than the N-type semiconductor layer 532 , The second Schottky transition layer 541 on the other hand, it is formed of a material having less electron work function than the P-type semiconductor layer 531 , In addition, the first ohmic metal layer 552 formed of a material having a lower electron work function than the N-type semiconductor layer 532 , The second ohmic metal layer 542 whereas, it is formed of a material having higher electron work function than the P-type semiconductor layer 531 ,

Nach dieser beispielhaften Ausführungsform werden Elektronen zwischen der ersten Schottky-Übergangsschicht 551 und der N-Halbleiterschicht 532, sowie zwischen der PN-Halbleiterschicht 53, der zweiten Schottky-Übergangsschicht 541 und der P-Halbleiterschicht 531 erzeugt.According to this exemplary embodiment, electrons between the first Schottky junction layer 551 and the N-type semiconductor layer 532 , as well as between the PN semiconductor layer 53 , The second Schottky barrier layer 541 and the P-type semiconductor layer 531 generated.

Die zwischen der ersten Schottky-Übergangsschicht 551 und der N-Halbleiterschicht 532 sowie aus der unter der ersten Schottky-Übergangsschicht 551 angeordneten PN-Halbleiterschicht 53 erzeugten Elektronen fließen auf die zweite ohmsche Metallschicht 542; die zwischen der zweiten Schottky-Übergangsschicht 541 und der P-Halbleiterschicht 531 sowie aus der über der ersten Schottky-Übergangsschicht angeordneten PN-Halbleiterschicht 53 erzeugten Elektronen fließen auf die zweite Schottky-Übergangsschicht 541.The between the first Schottky transition layer 551 and the N-type semiconductor layer 532 as well as from under the first Schottky transition layer 551 arranged PN semiconductor layer 53 generated electrons flow to the second ohmic metal layer 542 ; between the second Schottky junction layer 541 and the P-type semiconductor layer 531 and the PN semiconductor layer over the first Schottky junction layer 53 generated electrons flow to the second Schottky junction layer 541 ,

Nach dieser beispielhaften Ausführungsform bilden die erste Schottky-Übergangsschicht 551 und die N-Halbleiterschicht 532 also eine erste Zelle, die unter der ersten Schottky-Übergangsschicht 551 angeordnete PN-Halbleiterschicht 53 bildet eine zweite Zelle, die zweite Schottky-Übergangsschicht 541 und die P-Halbleiterschicht 531 bilden eine dritte Zelle, und die über der zweiten Schottky-Übergangsschicht 541 angeordnete PN-Halbleiterschicht bildet eine vierte Zelle.According to this exemplary embodiment, the first Schottky junction layer is formed 551 and the N-type semiconductor layer 532 So a first cell, which is under the first Schottky transition layer 551 arranged PN semiconductor layer 53 forms a second cell, the second Schottky junction 541 and the P-type semiconductor layer 531 form a third cell, and those over the second Schottky junction 541 arranged PN semiconductor layer forms a fourth cell.

Die erste Stirnseitenelektrode 521 und die zweite Stirnseitenelektrode sind über eine erste Schaltung 581 miteinander elektrisch verbunden. Die zweite Schottky-Übergangsschicht 541 und die zweite ohmsche Metallschicht 542 stehen miteinander in Kontakt und sind somit auch elektrisch miteinander verbunden. Die erste Stirnseitenelektrode 521 und die zweite ohmsche Metallschicht 542 sind über eine zweite Schaltung 582 mit einer wiederaufladbaren Batterie 583 elektrisch verbunden und miteinander über eine Reihenschaltung verbunden. Die dritte Zelle und die vierte Zelle sind über eine Reihenschaltung miteinander verbunden, und die reihengeschalteten Zellengruppen sind parallel miteinander verbunden.The first face electrode 521 and the second end-side electrode are via a first circuit 581 electrically connected to each other. The second Schottky transition layer 541 and the second ohmic metal layer 542 are in contact with each other and thus are also electrically connected to each other. The first face electrode 521 and the second ohmic metal layer 542 are over a second circuit 582 with a rechargeable battery 583 electrically connected and connected to each other via a series connection. The third cell and the fourth cell are connected to each other via a series connection, and the series-connected cell groups are connected in parallel with each other.

Die 10 zeigt den Querschnitt einer Abwandlung der fünften beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photovoltaikzelle 105'.The 10 shows the cross section of a modification of the fifth exemplary embodiment of the photovoltaic cell according to the invention 105 ' ,

Unter Bezugnahme auf 10 sind nach dieser beispielhaften Ausführungsform eine zweite Schottky-Übergangsschicht 541 und eine zweite ohmsche Metallschicht 542 in einem Abstand zueinander angeordnet. Bis auf die Gestaltung der zweiten Schottky-Übergangsschicht 543 und der zweiten ohmschen Metallschicht 545 und der Schaltung entspricht die Photovoltaikzelle nach dieser beispielhaften Ausführungsform strukturell der Photovoltaikzelle der fünften beispielhaften Ausführungsform.With reference to 10 are a second Schottky junction layer according to this exemplary embodiment 541 and a second ohmic metal layer 542 arranged at a distance from each other. Except for the design of the second Schottky transition layer 543 and the second ohmic metal layer 545 and the circuit according to this exemplary embodiment, the photovoltaic cell structurally corresponds to the photovoltaic cell of the fifth exemplary embodiment.

Eine erste Stirnseitenelektrode 521 ist über eine erste Schaltung 591 mit einer zweiten Schottky-Übergangsschicht 541 elektrisch verbunden. Eine wiederaufladbare Batterie 593 ist mit einer zweiten Stirnseitenelektrode 522 und der zweiten ohmschen Metallschicht 542 über eine zweite Schaltung 592 elektrisch verbunden.A first face electrode 521 is over a first circuit 591 with a second Schottky junction layer 541 electrically connected. A rechargeable battery 593 is with a second face electrode 522 and the second ohmic metal layer 542 over a second circuit 592 electrically connected.

Folglich sind gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform eine erste Zelle, eine zweite Zelle, eine dritte Zelle und eine vierte Zelle miteinander reihengeschaltet.Thus, according to this exemplary embodiment, a first cell, a second cell, a third cell, and a fourth cell are connected in series.

11 zeigt den Querschnitt einer sechsten beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photovoltaikzelle 106. 11 shows the cross section of a sixth exemplary embodiment of the photovoltaic cell according to the invention 106 ,

Unter Bezug auf 11 umfasst die Photovoltaikzelle 106 gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform ein lichtleitendes Substrat 61, eine auf dem lichtleitenden Substrat 61 gebildete PN-Halbleiterschicht 63, eine erste Schottky-Übergangsschicht 63, eine über einen Schottky-Übergang mit einer ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht 63 verbundene erste Schottky-Übergangsschicht 66, eine über einen Schottky-Übergang mit einer zweiten Fläche der PN-Halbleiterschicht 66 verbundene zweite Schottky-Übergangsschicht 68 sowie auf der ersten Schottky-Übergangsfläche 66 gebildete Elektroden 67. Hierbei ist die zweite Fläche der PN-Halbleiterschicht 63 in die der ersten Fläche entgegengesetzte Richtung gewandt.With reference to 11 includes the photovoltaic cell 106 According to this exemplary embodiment, a photoconductive substrate 61 , one on the photoconductive substrate 61 formed PN semiconductor layer 63 , a first Schottky junction layer 63 , one via a Schottky junction with a first surface of the PN semiconductor layer 63 connected first Schottky junction layer 66 , one via a Schottky junction with a second surface of the PN semiconductor layer 66 connected second Schottky junction layer 68 as well as on the first Schottky interface 66 formed electrodes 67 , Here, the second surface of the PN semiconductor layer 63 turned in the opposite direction of the first surface.

Diese beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photovoltaikzelle 106 wird aus einer Photovoltaikzelle auf Folienbasis auf einem lichtleitenden Substrat 61 gebildet. Das lichtleitende Substrat 61 kann aus Glas oder Kunststoff gebildet sein.This exemplary embodiment of the photovoltaic cell according to the invention 106 is made of a photovoltaic cell based on a film on a photoconductive substrate 61 educated. The photoconductive substrate 61 can be made of glass or plastic.

Da die PN-Halbleiterschicht 63 als dünne Folie gebildet ist, umfasst die PN-Halbleiterschicht 63 eine P-Halbleiterschicht 631, eine N-Halbleiterschicht 632 und eine zwischen der P-Halbleiterschicht 633 und der N-Halbleiterschicht 631 gebildete Eigenhalbleiterschicht 632. Diese PIN-Übergangsstruktur einer Photovoltaikzelle auf Folienbasis ist dem Fachmann geläufig, weshalb von einer weiteren Beschreibung abgesehen wird.Since the PN semiconductor layer 63 is formed as a thin film comprises the PN semiconductor layer 63 a P-type semiconductor layer 631 , an N-type semiconductor layer 632 and one between the P-type semiconductor layer 633 and the N-type semiconductor layer 631 formed self-semiconductor layer 632 , This PIN transition structure of a photovoltaic cell based on film is familiar to the expert, which is why a further description is omitted.

Die erste Schottky-Übergangsschicht 66 ist auf der PN-Halbleiterschicht 63 angeordnet und über einen Schottky-Übergang mit der N-Halbleiterschicht 632 verbunden. Die erste Schottky-Übergangsschicht 66 ist aus einem Material gebildet, das eine höhere Elektronenaustrittsarbeit aufweist als die N-Halbleiterschicht 632. Eine erste Schutzschicht 65 zur Verhinderung von Rekombination ist aus einem isolierenden Material zwischen der ersten Schottky-Übergangsschicht 66 und der PN-Halbleiterschicht 632 gebildet.The first Schottky transition layer 66 is on the PN semiconductor layer 63 arranged and via a Schottky junction with the N-type semiconductor layer 632 connected. The first Schottky transition layer 66 is formed of a material having a higher electron work function than the N-type semiconductor layer 632 , A first protective layer 65 to prevent recombination is made of an insulating material between the first Schottky junction layer 66 and the PN semiconductor layer 632 educated.

Die zweite Schottky-Übergangsschicht 68 ist zwischen dem lichtleitenden Substrat 61 und der PN-Halbleiterschicht 63 angeordnet, und sie ist über einen Schottky-Übergang mit der P-Halbleiterschicht 631 verbunden. Die zweite Schottky-Übergangsschicht 68 ist aus einem Material gebildet, das eine geringere Elektronenaustrittsarbeit aufweist als die P-Halbleiterschicht 631.The second Schottky transition layer 68 is between the photoconductive substrate 61 and the PN semiconductor layer 63 and is via a Schottky junction with the P-type semiconductor layer 631 connected. The second Schottky transition layer 68 is formed of a material having less electron work function than the P-type semiconductor layer 631 ,

In diesem Fall ist die zweite Schottky-Übergangsschicht 68 derart angeordnet, dass sie mit dem lichtleitenden Substrat 61 in Berührung kommt. Eine zweite Schutzschicht 64 zur Verhinderung von Rekombination aus einem isolierenden Material ist zwischen der zweiten Schottky-Übergangsschicht und der P-Halbleiterschicht 631 gebildet.In this case, the second Schottky junction is 68 arranged such that it with the photoconductive substrate 61 comes into contact. A second protective layer 64 for preventing recombination of an insulating material is between the second Schottky junction layer and the P-type semiconductor layer 631 educated.

Die erste Schottky-Übergangsschicht 66 und die zweite Schottky-Übergangsschicht 68 sind zur Gewährleistung der Lichtleitfähigkeit zwischen 1 nm und 20 nm dick. So kann aus dem in beide Seiten der PN-Halbleiterschicht 63 eintretenden Licht Energie erzeugt werden.The first Schottky transition layer 66 and the second Schottky junction layer 68 are between 1 nm and 20 nm thick to ensure optical conductivity. So can from in both sides of the PN semiconductor layer 63 incoming light energy can be generated.

Wenn die Elektroden 67 und die zweite Schottky-Übergangsschicht 68 mit einer wiederaufladbaren Batterie verbunden sind, bilden die erste Schottky-Übergangsschicht 66 und die N-Halbleiterschicht 632 eine einzelne Photovoltaikzelle; gleichermaßen bildet die PN-Halbleiterschicht 63 eine einzelne Photovoltaikzelle, und die P-Halbleiterschicht 631 und die zweite Schottky-Übergangsschicht 68 bilden eine einzelne Photovoltaikzelle, so dass sich drei reihengeschaltete Photovoltaikzellen ergeben.When the electrodes 67 and the second Schottky junction layer 68 connected to a rechargeable battery, form the first Schottky junction layer 66 and the N-type semiconductor layer 632 a single photovoltaic cell; equally, the PN semiconductor layer forms 63 a single photovoltaic cell, and the P-type semiconductor layer 631 and the second Schottky junction layer 68 form a single photovoltaic cell, resulting in three series-connected photovoltaic cells.

Gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform lässt sich eine Struktur, in der drei Photovoltaikzellen über eine Reihenschaltung miteinander verbunden sind, durch Bildung der Schottky-Übergangsschichten 66, 68 auf beiden Seiten der PN-Halbleiterschicht 63 auf einfache Art herstellen.According to this exemplary embodiment, a structure in which three photovoltaic cells are connected to each other via a series connection can be formed by forming the Schottky junction layers 66 . 68 on both sides of the PN semiconductor layer 63 in a simple way.

12 zeigt den Querschnitt einer siebten beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photovoltaikzelle 107. 12 shows the cross section of a seventh exemplary embodiment of the photovoltaic cell according to the invention 107 ,

Unter Bezug auf 12 umfasst die Photovoltaikzelle 107 nach dieser beispielhaften Ausführungsform ein lichtleitendes Substrat 71, eine auf dem lichtleitenden Substrat 71 gebildete PN-Halbleiterschicht 73, eine erste Schottky-Übergangsschicht 73, eine über einen Schottky-Übergang mit einer ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht 73 verbundene erste Schottky-Übergangsschicht 76, eine über einen Schottky-Übergang mit einer zweiten Fläche der PN-Halbleiterschicht 73 verbundene zweite Schottky-Übergangsschicht 78 sowie auf der ersten Schottky-Übergangsfläche 76 gebildete Elektroden 77. Hierbei ist die zweite Fläche der PN-Halbleiterschicht 73 in die der ersten Fläche entgegengesetzte Richtung gewandt.With reference to 12 includes the photovoltaic cell 107 according to this exemplary embodiment, a photoconductive substrate 71 , one on the photoconductive substrate 71 formed PN semiconductor layer 73 , a first Schottky junction layer 73 , one via a Schottky junction with a first surface of the PN semiconductor layer 73 connected first Schottky junction layer 76 , one via a Schottky junction with a second surface of the PN semiconductor layer 73 connected second Schottky junction layer 78 as well as on the first Schottky interface 76 formed electrodes 77 , Here, the second surface of the PN semiconductor layer 73 turned in the opposite direction of the first surface.

Diese beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photovoltaikzelle 107 ist aus einer Photovoltaikzelle auf Folienbasis auf einem lichtleitenden Substrat 71 gebildet. Das lichtleitende Substrat 71 kann aus Glas oder Kunststoff gebildet sein.This exemplary embodiment of the photovoltaic cell according to the invention 107 is from a photovoltaic cell based on a film on a photoconductive substrate 71 educated. The photoconductive substrate 71 can be made of glass or plastic.

Da die PN-Halbleiterschicht 73 als dünne Folie gebildet ist, umfasst die PN-Halbleiterschicht 73 eine N-Halbleiterschicht 731, eine P-Halbleiterschicht 732 und eine zwischen der N-Halbleiterschicht 731 und der P-Halbleiterschicht 732 gebildete Eigenhalbleiterschicht 733. Diese PIN-Übergangsstruktur einer Photovoltaikzelle auf Folienbasis ist dem Fachmann geläufig, weshalb von einer weiteren Beschreibung abgesehen wird.Since the PN semiconductor layer 73 is formed as a thin film comprises the PN semiconductor layer 73 an N-type semiconductor layer 731 , a P-type semiconductor layer 732 and one between the N-type semiconductor layer 731 and the P-type semiconductor layer 732 formed self-semiconductor layer 733 , This PIN transition structure of a photovoltaic cell based on film is familiar to the expert, which is why a further description is omitted.

Die erste Schottky-Übergangsschicht 76 ist auf der PN-Halbleiterschicht 73 angeordnet und über einen Schottky-Übergang mit der N-Halbleiterschicht 732 verbunden. Die erste Schottky-Übergangsschicht 76 ist aus einem Material gebildet, das eine geringere Elektronenaustrittsarbeit aufweist als die P-Halbleiterschicht 732. Eine erste Schutzschicht 75 zur Verhinderung von Rekombination ist aus einem isolierenden Material gebildet und zwischen der ersten Schottky-Übergangsschicht 76 und der P-Halbleiterschicht 732 angeordnet.The first Schottky transition layer 76 is on the PN semiconductor layer 73 arranged and via a Schottky junction with the N-type semiconductor layer 732 connected. The first Schottky transition layer 76 is formed of a material having less electron work function than the P-type semiconductor layer 732 , A first protective layer 75 to prevent recombination is formed of an insulating material and between the first Schottky junction layer 76 and the P-type semiconductor layer 732 arranged.

Die zweite Schottky-Übergangsschicht 78 ist zwischen dem lichtleitenden Substrat 71 und der PN-Halbleiterschicht 73 angeordnet, und sie ist über einen Schottky-Übergang mit der N-Halbleiterschicht 731 verbunden. Die zweite Schottky-Übergangsschicht 78 wird aus einem Material gebildet, das eine höhere Elektronenaustrittsarbeit aufweist als die N-Halbleiterschicht 731.The second Schottky transition layer 78 is between the photoconductive substrate 71 and the PN semiconductor layer 73 and is via a Schottky junction with the N-type semiconductor layer 731 connected. The second Schottky transition layer 78 is formed of a material having a higher electron work function than the N-type semiconductor layer 731 ,

In diesem Fall ist die zweite Schottky-Übergangsschicht 78 derart angeordnet, dass sie mit dem lichtleitenden Substrat 71 in Berührung kommt. Eine zweite Schutzschicht 74 zur Verhinderung von Rekombination aus einem isolierenden Material ist zwischen der zweiten Schottky-Übergangsschicht und der N-Halbleiterschicht 731 gebildet.In this case, the second Schottky junction is 78 arranged such that it with the photoconductive substrate 71 comes into contact. A second protective layer 74 for preventing recombination of an insulating material is between the second Schottky junction layer and the N-type semiconductor layer 731 educated.

Die erste Schottky-Übergangsschicht 76 und die zweite Schottky-Übergangsschicht 78 sind zur Gewährleistung der Lichtleitfähigkeit zwischen 1 nm und 20 nm dick. So kann aus dem in beide Seiten der PN-Halbleiterschicht 73 eintretenden Licht Energie erzeugt werden.The first Schottky transition layer 76 and the second Schottky junction layer 78 are between 1 nm and 20 nm thick to ensure optical conductivity. So can from in both sides of the PN semiconductor layer 73 incoming light energy can be generated.

Wenn die Elektroden 77 und die zweite Schottky-Übergangsschicht 78 mit einer wiederaufladbaren Batterie verbunden werden, bilden die erste Schottky-Übergangsschicht 76 und die N-Halbleiterschicht 731 eine einzelne Photovoltaikzelle; wiederum bildet die PN-Halbleiterschicht 73 eine einzelne Photovoltaikzelle, und die P-Halbleiterschicht 732 und die zweite Schottky-Übergangsschicht 78 bilden eine einzelne Photovoltaikzelle, so dass sich drei reihengeschaltete Photovoltaikzellen ergeben.When the electrodes 77 and the second Schottky junction layer 78 connected to a rechargeable battery, form the first Schottky junction layer 76 and the N-type semiconductor layer 731 a single photovoltaic cell; in turn, the PN semiconductor layer forms 73 a single photovoltaic cell, and the P-type semiconductor layer 732 and the second Schottky junction layer 78 form a single photovoltaic cell, resulting in three series-connected photovoltaic cells.

Gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform lässt sich eine Struktur, in der drei Photovoltaikzellen über eine Reihenschaltung miteinander verbunden sind, durch Bildung der Schottky-Übergangsschichten 76, 68 auf beiden Seiten der PN-Halbleiterschicht 73 auf einfache Art herstellen.According to this exemplary embodiment, a structure in which three photovoltaic cells are connected to each other via a series connection can be formed by forming the Schottky junction layers 76 . 68 on both sides of the PN semiconductor layer 73 in a simple way.

Zwar ist die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit derzeit für praktisch erachtete Ausführungsbeispiele erläutert werden; jedoch ist anzumerken, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern vielmehr verschiedenen Abwandlungen zugänglich ist und Äquivalenten umfasst, die sämtliche vom Umfang der Patentansprüche umfasst sind.Although the present invention will be described in connection with presently believed practical embodiments; however, it should be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but rather is susceptible to various modifications and includes equivalents, all of which are within the scope of the claims.

Claims (25)

Photovoltaikzelle, umfassend: eine PN-Halbleiterschicht, die eine P-Halbleiterschicht und eine N-Halbleiterschicht aufweist; eine mit einer ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht ohmsch verbundene erste Elektrode; eine Schottky-Übergangsschicht, die mit einer zur ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht gewandten zweiten Fläche der PN-Halbleiterschicht Schottkyverbunden ist, eine zweite Elektrode, die derart gebildet ist, dass sie mit der Schottky-Übergangsschicht in Berührung kommt; und eine aus einem isolierenden Material gebildete, zwischen der Schottky-Übergangsschicht und der PN-Halbleiterschicht angeordnete Schutzschicht zur Verhinderung von Rekombination.Photovoltaic cell, comprising: a PN semiconductor layer having a P-type semiconductor layer and an N-type semiconductor layer; a first electrode ohmically connected to a first surface of the PN semiconductor layer; a Schottky junction layer connected to a second surface of the PN semiconductor layer Schottky facing the first surface of the PN semiconductor layer; a second electrode formed so as to come into contact with the Schottky junction layer; and a protective layer formed of an insulating material and disposed between the Schottky junction layer and the PN semiconductor layer for preventing recombination. Photovoltaikzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht zur Verhinderung von Rekombination 0,1 bis 10 nm dick ist.Photovoltaic cell according to claim 1, characterized in that the protective layer for preventing recombination is 0.1 to 10 nm thick. Photovoltaikzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die N-Halbleiterschicht derart gebildet ist, dass sie mit der Schutzschicht zur Verhinderung von Rekombination in Berührung kommt.A photovoltaic cell according to claim 1, characterized in that the N-type semiconductor layer is formed so as to come in contact with the protective layer for preventing recombination. Photovoltaikzelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schottky-Übergangsschicht eine höhere Elektronenaustrittsenergie aufweist als die N-Halbleiterschicht.Photovoltaic cell according to claim 3, characterized in that the Schottky junction layer has a higher electron exit energy than the N-semiconductor layer. Photovoltaikzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die P-Halbleiterschicht derart angeordnet ist, dass sie mit der Schutzschicht zur Verhinderung von Rekombination in Berührung kommt.A photovoltaic cell according to claim 1, characterized in that the P-type semiconductor layer is disposed so as to come in contact with the protective layer for preventing recombination. Photovoltaikzelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schottky-Übergangsschicht eine geringere Elektronenaustrittsenergie aufweist als die P-Halbleiterschicht.Photovoltaic cell according to claim 5, characterized in that the Schottky junction layer has a lower electron leakage energy than the P-type semiconductor layer. Photovoltaikzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schottky-Übergangsschicht aus Metall gebildet ist.Photovoltaic cell according to claim 1, characterized in that the Schottky junction layer is formed of metal. Photovoltaikzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schottky-Übergangsschicht aus zumindest einem der nachfolgend aufgezählten Metalle besteht: ITO, ATO, IZO und AZO.Photovoltaic cell according to claim 1, characterized in that the Schottky junction layer consists of at least one of the following enumerated metals: ITO, ATO, IZO and AZO. Photovoltaikzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die PN-Halbleiterschicht aus einem Wafer gebildet ist.Photovoltaic cell according to claim 1, characterized in that the PN semiconductor layer is formed from a wafer. Photovoltaikzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die PN-Halbleiterschicht aus einem organischen Material gebildet ist.Photovoltaic cell according to claim 1, characterized in that the PN semiconductor layer is formed of an organic material. Photovoltaikzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antireflexschicht mit der Schottky-Übergangsschicht verbunden wird.Photovoltaic cell according to claim 1, characterized in that an antireflection layer is connected to the Schottky junction layer. Photovoltaikzelle nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Antireflexschicht aus SiOx oder SiN gebildet ist.Photovoltaic cell according to claim 11, characterized in that the antireflection layer of SiOx or SiN is formed. Photovoltaikzelle nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Antireflexschicht 0,1 bis 100 nm dick ist.Photovoltaic cell according to claim 11, characterized in that the antireflection layer is 0.1 to 100 nm thick. Photovoltaikzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein lichtleitendes Substrat derart angeordnet ist, dass es mit der ersten Elektrode in Berührung kommt, und die PN-Halbleiterschicht eine P-Halbleiterschicht, eine N-Halbleiterschicht und eine zwischen der P-Halbleiterschicht und der N-Halbleiterschicht angeordnete Eigenhalbleiterschicht umfasst.A photovoltaic cell according to claim 1, characterized in that a photoconductive substrate is disposed so as to come into contact with the first electrode, and the PN semiconductor layer comprises a P-type semiconductor layer, an N-type semiconductor layer, and an interposed between the P-type semiconductor layer and the N Semiconductor layer arranged intrinsic semiconductor layer comprises. Photovoltaikzelle, umfassend: eine PN-Halbleiterschicht, die eine P-Halbleiterschicht und eine N-Halbleiterschicht aufweist; eine mit einer ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht ohmsch verbundene erste Elektrode; eine Schottky-Übergangsschicht, die mit einer zur entgegengesetzten Richtung der ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht gewandten zweiten Fläche der PN-Halbleiterschicht Schottky-verbunden ist, eine mit der zweiten Fläche der PN-Übergangsschicht verbundene, parallel zur Schottky-Übergangsschicht angeordnete ohmsche Metallschicht; eine auf der Schottky-Übergangsschicht gebildete erste Stirnseitenelektrode; eine auf der ohmschen Metallschicht gebildete zweite Stirnseitenelektrode; eine erste Schaltung, die die zweite Stirnseitenelektrode mit der ersten Elektrode elektrisch verbindet; und eine zweite Schaltung, die die erste Stirnseitenelektrode mit der ersten Elektrode elektrisch verbindet,Photovoltaic cell, comprising: a PN semiconductor layer having a P-type semiconductor layer and an N-type semiconductor layer; a first electrode ohmically connected to a first surface of the PN semiconductor layer; a Schottky junction layer Schottky-connected to a second surface of the PN semiconductor layer facing the opposite direction of the first surface of the PN semiconductor layer; a resistive metal layer connected to the second surface of the PN junction layer and disposed parallel to the Schottky junction layer; a first end-side electrode formed on the Schottky junction layer; a second end-side electrode formed on the ohmic metal layer; a first circuit electrically connecting the second end-side electrode to the first electrode; and a second circuit electrically connecting the first end-side electrode to the first electrode, Photovoltaikzelle, umfassend: eine PN-Halbleiterschicht, die eine P-Halbleiterschicht und eine N-Halbleiterschicht aufweist; eine mit einer ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht ohmsch verbundene erste ohmsche Metallschicht; eine über eine Schottky-Verbindung mit einer ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht verbundene erste Schottky-Übergangsschicht; eine zweite ohmsche Metallschicht, die mit einer zur entgegengesetzten Richtung der ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht gewandten zweiten Fläche der PN-Halbleiterschicht ohmsch verbunden ist; eine über eine Schottky-Verbindung mit der zweiten Fläche der PN-Halbleiterschicht verbundene zweite Schottky-Übergangsschicht; eine auf der ersten Schottky-Übergangsschicht gebildete erste Stirnseitenelektrode; eine auf der ersten ohmschen Metallschicht gebildete zweite Stirnseitenelektrode; eine erste Schaltung, die die erste Stirnseitenelektrode mit der zweiten Stirnseitenelektrode elektrisch verbindet; und eine zweite Schaltung, die die erste Stirnseitenelektrode mit der zweiten ohmschen Metallschicht elektrisch verbindet.A photovoltaic cell comprising: a PN semiconductor layer having a P-type semiconductor layer and an N-type semiconductor layer; a first ohmic metal layer ohmically connected to a first surface of the PN semiconductor layer; a first Schottky junction layer connected via a Schottky connection to a first surface of the PN semiconductor layer; a second ohmic metal layer ohmically connected to a second surface of the PN semiconductor layer facing the opposite direction of the first surface of the PN semiconductor layer; a second Schottky junction layer connected via a Schottky connection to the second surface of the PN semiconductor layer; a first end-side electrode formed on the first Schottky junction layer; a second end-side electrode formed on the first ohmic metal layer; a first circuit electrically connecting the first end-side electrode to the second end-side electrode; and a second circuit electrically connecting the first end-side electrode to the second ohmic metal layer. Photovoltaikzelle nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schottky-Übergangsschicht an einer Stelle senkrecht zur zweiten ohmschen Metallschicht angeordnet ist, die erste ohmsche Metallschicht an einer Stelle senkrecht zur zweiten Schottky-Übergangsschicht angeordnet ist, und die zweite Schottky-Übergangsschicht und die zweite ohmsche Metallschicht so angeordnet sind, dass sie miteinander in Berührung kommen.A photovoltaic cell according to claim 16, characterized in that the Schottky junction layer is disposed at a position perpendicular to the second ohmic metal layer, the first ohmic metal layer is disposed at a position perpendicular to the second Schottky junction layer, and the second Schottky junction layer and the second ohmic Metal layer are arranged so that they come into contact with each other. Photovoltaikzelle, umfassend: eine PN-Halbleiterschicht, die eine P-Halbleiterschicht und eine N-Halbleiterschicht aufweist; eine mit einer ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht ohmsch verbundene erste ohmsche Metallschicht; eine über eine Schottky-Verbindung mit einer ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht verbundene erste Schottky-Übergangsschicht; eine zweite ohmsche Metallschicht, die mit einer zur entgegengesetzten Richtung der ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht gewandten zweiten Fläche ohmsch verbunden ist; eine über eine Schottky-Verbindung mit der zweiten Fläche der PN-Halbleiterschicht verbundene zweite Schottky-Übergangsschicht; eine auf der ersten Schottky-Übergangsschicht gebildete erste Stirnseitenelektrode; eine auf der ohmschen Metallschicht gebildete zweite Stirnseitenelektrode; eine erste Schaltung, die die zweite Stirnseitenelektrode mit der zweiten Schottky-Übergangsschicht verbindet; und eine zweite Schaltung, die die zweite Stirnseitenelektrode mit der zweiten ohmschen Metallschicht elektrisch verbindet.Photovoltaic cell, comprising: a PN semiconductor layer having a P-type semiconductor layer and an N-type semiconductor layer; a first ohmic metal layer ohmically connected to a first surface of the PN semiconductor layer; a first Schottky junction layer connected via a Schottky connection to a first surface of the PN semiconductor layer; a second ohmic metal layer ohmically connected to a second surface facing the opposite direction of the first surface of the PN semiconductor layer; a second Schottky junction layer connected via a Schottky connection to the second surface of the PN semiconductor layer; a first end-side electrode formed on the first Schottky junction layer; a second end-side electrode formed on the ohmic metal layer; a first circuit connecting the second end-side electrode to the second Schottky junction layer; and a second circuit electrically connecting the second end-side electrode to the second ohmic metal layer. Photovoltaikzelle nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Schottky-Übergangsschicht an einer Stelle senkrecht zu der zweiten ohmschen Metallschicht angeordnet ist, die erste ohmsche Metallschicht an einer Stelle senkrecht zu der zweiten Schottky-Übergangsschicht angeordnet ist, und die zweite Schottky-Übergangsschicht und die zweite ohmsche Metallschicht unter Abstand zueinander angeordnet sind.A photovoltaic cell according to claim 18, characterized in that the Schottky junction layer is disposed at a position perpendicular to the second ohmic metal layer, the first ohmic metal layer is disposed at a position perpendicular to the second Schottky junction layer, and the second Schottky junction layer and the second ohmic metal layer are arranged at a distance from each other. Photovoltaikzelle, umfassend: ein lichtleitendes Substrat; eine auf dem lichtleitenden Substrat gebildete PN-Halbleiterschicht, die eine P-Halbleiterschicht und eine N-Halbleiterschicht umfasst; eine über eine Schottky-Verbindung mit einer ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht verbundene erste Schottky-Übergangsschicht; eine zwischen dem lichtleitenden Substrat und der PN-Halbleiterschicht angeordnete zweite Schottky-Übergangsschicht, die über eine Schottky-Verbindung mit einer zur entgegengesetzten Richtung der ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht gewandten zweiten Fläche der PN-Halbleiterschicht verbunden ist in die der ersten Fläche der PN-Halbleiterschicht entgegengesetzte Richtung gewandten zweiten Fläche der PN-Halbleiterschicht verbundene zweite Schottky-Übergangsschicht; eine auf der ersten Schottky-Übergangsschicht gebildete Elektrode; eine aus einem isolierenden Material gebildete, zwischen der ersten Schottky-Übergangsschicht und der PN-Halbleiterschicht angeordnete erste Schutzschicht zur Verhinderung von Rekombination; und eine aus einem isolierenden Material gebildete, zwischen der zweiten Schottky-Übergangsschicht und der PN-Halbleiterschicht angeordnete zweite Schutzschicht zur Verhinderung von Rekombination.Photovoltaic cell, comprising: a photoconductive substrate; a PN semiconductor layer formed on the photoconductive substrate, comprising a P-type semiconductor layer and an N-type semiconductor layer; a first Schottky junction layer connected via a Schottky connection to a first surface of the PN semiconductor layer; a second Schottky junction layer disposed between the photoconductive substrate and the PN semiconductor layer and connected via a Schottky connection to a second surface of the PN semiconductor layer facing the opposite direction of the first surface of the PN semiconductor layer into the first surface of the PN Semiconductor layer opposite direction facing second surface of the PN semiconductor layer connected second Schottky junction layer; an electrode formed on the first Schottky junction layer; a first protective layer formed between an insulating material and disposed between the first Schottky junction layer and the PN semiconductor layer for preventing recombination; and a second protective layer formed of an insulating material and disposed between the second Schottky junction layer and the PN semiconductor layer to prevent recombination. Photovoltaikzelle nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schottky-Übergangsschicht aus einem Material gebildet ist, das eine höhere Elektronenaustrittsarbeit aufweist als die N-Halbleiterschicht und somit über einen Schottky-Übergang mit der N-Halbleiterschicht verbunden sind, und die zweite Schottky-Übergangsschicht aus einem Material gebildet ist, das eine geringere Elektronenaustrittsarbeit aufweist als die P-Halbleiterschicht und somit über einen Schottky-Übergang mit der P-Halbleiterschicht verbunden ist.Photovoltaic cell according to claim 20, characterized in that the first Schottky junction layer is formed of a material which has a higher electron work function than the N-type semiconductor layer and is thus connected to the N-type semiconductor layer via a Schottky junction, and the second Schottky junction. Transition layer is formed of a material having a lower electron work function than the P-type semiconductor layer and is thus connected via a Schottky junction with the P-type semiconductor layer. Photovoltaikzelle nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schottky-Übergangsschicht aus einem Material gebildet ist, das eine geringere Elektronenaustrittsarbeit aufweist als die P-Halbleiterschicht und somit über einen Schottky-Übergang mit der P-Halbleiterschicht verbunden sind, und die zweite Schottky-Übergangsschicht aus einem Material gebildet ist, das eine höhere Elektronenaustrittsarbeit aufweist als die N-Halbleiterschicht und somit über einen Schottky-Übergang mit der N-Halbleiterschicht verbunden ist.A photovoltaic cell according to claim 20, characterized in that the first Schottky junction layer is formed of a material having a lower electron work function than the P-type semiconductor layer and thus connected to the P-type semiconductor layer via a Schottky junction, and the second Schottky junction. Transition layer is formed of a material having a higher electron work function than the N-type semiconductor layer and is thus connected via a Schottky junction with the N-type semiconductor layer. Verfahren zur Herstellung einer Photovoltaikzelle, umfassend: Zubereiten einer PN-Halbleiterschicht, die eine P-Halbleiterschicht und eine N-Halbleiterschicht umfasst; Bilden einer isolierenden Schutzschicht zur Verhinderung von Rekombination auf der PN-Halbleiterschicht; Bilden einer über einen Schottky-Übergang mit der PN-Halbleiterschicht verbundenen Schottky-Übergangsschicht; und Bilden einer leitfähigen Stirnseitenelektrode auf der Schottky-Übergangsschicht.Method for producing a photovoltaic cell, comprising: Preparing a PN semiconductor layer comprising a P-type semiconductor layer and an N-type semiconductor layer; Forming an insulating protective layer for preventing recombination on the PN semiconductor layer; Forming a Schottky junction layer connected to the PN semiconductor layer via a Schottky junction; and forming a conductive end-side electrode on the Schottky junction layer. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildung der PN-Halbleiterschicht die Dotierung eines Wafers zur Bildung einer N-Halbleiterschicht sowie die Bildung einer ersten Elektrode auf der Rückseite der PN-Halbleiterschicht umfasst.A method according to claim 23, characterized in that the formation of the PN semiconductor layer comprises doping a wafer to form an N-type semiconductor layer and forming a first electrode on the backside of the PN-type semiconductor layer. Verfahren zur Herstellung einer Photovoltaikzelle nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Zubereitung der PN-Halbleiterschicht die Erhöhung des Ferminiveaus der N-Halbleiterschicht umfasst.A method of manufacturing a photovoltaic cell according to claim 23, characterized in that the preparation of the PN semiconductor layer comprises increasing the Fermi level of the N-semiconductor layer.
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