DE112016005313T5 - Doppelübergangs-Dünnschicht-Solarzellenmodul und Herstellungsverfahren dafür - Google Patents

Doppelübergangs-Dünnschicht-Solarzellenmodul und Herstellungsverfahren dafür Download PDF

Info

Publication number
DE112016005313T5
DE112016005313T5 DE112016005313.4T DE112016005313T DE112016005313T5 DE 112016005313 T5 DE112016005313 T5 DE 112016005313T5 DE 112016005313 T DE112016005313 T DE 112016005313T DE 112016005313 T5 DE112016005313 T5 DE 112016005313T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
cell
type
germanium
junction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE112016005313.4T
Other languages
English (en)
Inventor
Shihai Gu
Qingzhao Zhang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Chuangyu Tech Co Ltd
Beijing Chuangyu Technology Co Ltd
Original Assignee
Beijing Chuangyu Tech Co Ltd
Beijing Chuangyu Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Chuangyu Tech Co Ltd, Beijing Chuangyu Technology Co Ltd filed Critical Beijing Chuangyu Tech Co Ltd
Publication of DE112016005313T5 publication Critical patent/DE112016005313T5/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/072—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type
    • H01L31/0725—Multiple junction or tandem solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0216—Coatings
    • H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/02168—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells the coatings being antireflective or having enhancing optical properties for the solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/022433—Particular geometry of the grid contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/022441—Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
    • H01L31/0264—Inorganic materials
    • H01L31/0328—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, semiconductor materials provided for in two or more of groups H01L31/0272 - H01L31/032
    • H01L31/0336—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, semiconductor materials provided for in two or more of groups H01L31/0272 - H01L31/032 in different semiconductor regions, e.g. Cu2X/CdX hetero- junctions, X being an element of Group VI of the Periodic Table
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/036—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
    • H01L31/0368—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including polycrystalline semiconductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/0445—PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
    • H01L31/046—PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate
    • H01L31/0465—PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate comprising particular structures for the electrical interconnection of adjacent PV cells in the module
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • H01L31/0504—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/072—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type
    • H01L31/0735—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type comprising only AIIIBV compound semiconductors, e.g. GaAs/AlGaAs or InP/GaInAs solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/078—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers including different types of potential barriers provided for in two or more of groups H01L31/062 - H01L31/075
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/184—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof the active layers comprising only AIIIBV compounds, e.g. GaAs, InP
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/544—Solar cells from Group III-V materials
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

Es werden eine Doppelübergangs-Dünnschicht-Solarzellenmodul und ein Herstellungsverfahren dafür geschaffen. Das Zellenmodul wird durch mehrere Zelleneinheiten gebildet, die in Reihe geschaltet sind, und jede Zelleneinheit umfasst ein selektiv gewachsenes Substrat (105), eine Bodenzelle (106) und eine obere Zelle (126). Eine vordere Metallelektrodenschicht (200) ist auf der oberen Zelle (126) vorgesehen, und das selektiv gewachsene Substrat (105) umfasst eine Metallbasis (100), eine strukturierte Isolationsschicht (102) und eine mikrokristalline Germanium-Keimschicht (104) vom N-Typ, wobei die Isolationsschicht (102) auf der Metallbasis (100) gebildet ist und die mikrokristalline Germanium-Keimschicht (104) in dem Muster ist, das durch die Isolationsschicht (102) gebildet ist. Die Bodenzelle (106) ist eine polykristalline Germanium-Boden-Zellenschicht, und die obere Zelle (126) ist eine GaAs-Zelle. Eine Diffusionsschicht (108) vom N-Typ, eine Pufferschicht (110) vom N-Typ, ein Bereich (112) vom N-Typ eines Tunnelübergangs und ein Bereich (114) vom P-Typ des Tunnelübergangs werden sequenziell von der polykristallinen Germanium-Bodenzelle (106) zu der oberen Zelle (126) gewachsen. Eine Antireflexionsschicht (300) wird auf der vorderen Metallelektrodenschicht (200) gewachsen.

Description

  • Verwandte Anmeldung
  • Die vorliegende Anmeldung der Erfindung beansprucht das Prioritätsrecht der chinesischen Anmeldung für ein Patent mit dem Titel „Doppelübergangs-Dünnschicht-Solarzellenmodul und Herstellungsverfahren dafür“ mit der Anmeldungsnummer 201510809748.0 , die am 20. November 2015 eingereicht wurde und auf deren vollen Text hier als Referenz Bezug genommen wird.
  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Herstellungsverfahren eines Doppelübergangs-Dünnschicht-Zellmoduls der III-V-Familie und insbesondere auf ein Doppelübergangs-Dünnschicht-Solarzellenmodul mit einem selektiv gewachsenen Substrat und sein Herstellungsverfahren.
  • Hintergrund
  • 1954 wurde erstmals in der Welt herausgefunden, dass GaAs-Material einen fotovoltaischen Effekt zeigt. In den 1960ern hat das Gobat-Team die erste Zink-dotierte GaAs-Solarzelle entwickelt, die lediglich eine Umwandlungsrate von 9 % bis 10 % aufwies, was deutlich geringer ist als der theoretische Wert von 27 %. Die früheste einkristalline GaAs-Zelle hat grundsätzlich dasselbe Herstellungsverfahren wie das momentane einkristalline Silizium, aber als Halbleiter mit direkter Bandlücke benötigt es eine Absorptionsschicht von lediglich einigen Mikrometern, und dies ist ohne Zweifel eine immense Verschwendung von kristallinem GaAs.
  • In den 1970ern führten Forschungsinstitute, die durch IBM und das physikalisch-technische Ioffe-Institut der früheren Sowjetunion repräsentiert wurden, eine heterogene GaAlAs-Fensterschicht mit der LPE(Flüssigphasen -Epitaxie)-Technologie ein, was die Rekombinationsrate der GaAs-Oberfläche reduzierte und die Effizienz der GaAs-Solarzelle zum Erreichen von 60 % brachte. Schon bald danach ermöglichten das HRL (Hughes Research Lab) und Spectrolab der USA durch Verbesserung der LPE-Technologie eine mittlere Effizienz der Zelle von 18 % zu erreichen, und eine Volumenproduktion wurde realisiert, um eine neue Ära hocheffektiver Galliumsarsenid-Solarzellen zu schaffen.
  • Nach den 1980ern ging die GaAs-Solarzellentechnologie durch die Stufen von LPE zu MOCVD, von homogener Epitaxie zu heterogener Epitaxie, von Ein-Übergangs- zu Multi-Übergangs-Strukturen und von einer LM-Struktur zu einer IMM-Struktur, was eine zunehmend schnelle Entwicklungsgeschwindigkeit und eine konstante Verbesserung der Effizienz repräsentiert.
  • Momentan hat die maximale Effizienz 28,8 % (Alta-Vorrichtungen) bei einer Einzel-Übergangs-Solarzelle erreicht, 44,4 % (Sharp-IMM) für einen dreifachen Übergang und nahezu 50 % (Fhg-ISE) für einen vierfachen Übergang.
  • Heutzutage ist die Drei-Übergang-GaAs-Zelle mit einem Germaniumsubstrat der Fokus der Forschung, und es gibt wenige Forschungen zur Doppelübergangs-GaAs-Zelle; normalerweise verwenden alle Doppelübergangs-Zellen GaAs und InGaP als die untere Zelle und die obere Zelle, und sie sind durch einen Tunnelübergang mit wenigen elektrischen und optischen Verlusten verbunden. Für die Doppelübergänge muss das Problem der Anpassung von Bandlücken der unteren Zelle und der oberen Zelle berücksichtigt werden. Hinsichtlich AMO beträgt die beste Bandlücke 1,23 eV und 1,97 eV, und die theoretische Effizienz kann 35, 8 % erreichen. Nun ist es technisch möglich, dass Gitter-angepasste Materialien verwendet werden, um das Erfordernis der Bandlücke Eg zu lösen. Da zusätzlich die Bandlücke der unteren Zelle 1,42 eV beträgt und die der oberen Zelle bei etwa 1,9 eV liegt, beträgt die Differenz zwischen ihnen lediglich etwa 0,48 eV; die Bandlücke der unteren Zelle ist zu groß und kann als Ergebnis Licht mit einer Wellenlänge von mehr als 900 nm nicht absorbieren, die Photostromdichte der unteren Zelle ist geringer als die Stromdichte der oberen Zelle, folglich stimmt ihr Photostrom nicht überein, was die innere Quanteneffizienz der Zellen ernstlich vermindert.
  • Doppelübergangs-Zellen, die normalerweise GaAs als Substrat und GaAs und InGaP als die untere Zelle bzw. die obere Zelle verwenden, sind Doppelübergangs-GaAs-Zellen. Die Kosten dieser Art von Doppelübergangs-Zellen sind höher als die von Uni-Übergangs-GaAs-Zellen, und die Kosten der Epitaxie betragen fast das zweifache der Kosten des Uni-Übergangs, aber ihre Effizienz ist etwas höher als die des Uni-Übergangs, momentan beträgt die maximale Effizienz des Uni-Übergangs 28,8 %, und die maximale Effizienz des Doppelübergangs beträgt 30,8 %, wobei eine große Menge von Indium als Rohmaterial verwendet wird.
  • Desweiteren haben die Absorptionsschichten der Doppelübergänge GaAs und InGaP beide eine große Dicke; als Ergebnis ist die Gesamtdicke der Zelle größer als 10 µm. Für eine flexible Dünnschichtzelle ist es normalerweise jedoch erforderlich, eine Dicke von 1-10 µm aufzuweisen, und somit verhindert diese Art von Doppelübergangs-Zelle die Flexibilität.
  • Zusammenfassung
  • Um Flexibilität von Doppelübergangs-Zellen der III-V-Familie zu erzielen, die Herstellungskosten von Doppelübergangszellen zu vermindern und die Effizienz der Elektrizitätserzeugung der Zellen zu verbessern, schafft die vorliegende Erfindung ein Doppelübergangs-Dünnschicht-Solarzellenmodul mit einem selektiv gewachsenen Substrat und ein Herstellungsverfahren dafür.
  • Die angewandte technische Lösung ist wie folgt:
  • Einerseits schafft die vorliegende Erfindung ein Doppelübergangs-Dünnschicht-Solarzellenmodul, das durch mehrere Zelleneinheiten gebildet ist, die in Reihe verbunden sind, und jede Zelleneinheit umfasst ein selektiv gewachsenes Substrat, eine untere Zelle und eine obere Zelle. Eine vordere Metallelektrodenschicht ist auf der oberen Zelle vorgesehen, und das selektiv gewachsene Substrat umfasst eine Metallbasis, eine strukturierte Isolationsschicht und eine mikrokristalline Germanium-Keimschicht vom N-Typ, wobei die Isolationsschicht auf der Metallbasis gebildet ist und die mikrokristalline Germanium-Keimschicht in einem Muster ist, das durch die Isolationsschicht gebildet ist. Die untere Zelle ist eine polykristalline Germanium-Boden-Zellschicht, und die obere Zelle ist eine GaAs-Zelle. Eine Diffusionsschicht vom N-Typ, eine Pufferschicht vom N-Typ und ein Bereich eines Tunnelübergangs vom N-Typ und ein Bereich vom P-Typ des Tunnelübergangs werden sequenziell von der polykristallinen Germanium-Boden-Zelle zu der oberen Zelle gewachsen.
  • Eine Antireflexionsschicht wird auf der vorderen Metallelektrodenschicht gebildet.
  • Die Pufferschicht ist eine InGaAs-GaAs-Gradienten-Pufferschicht vom N-Typ, wobei sich der Anteil von Indium graduell von 1 % zu 0 % ändert.
  • Die Antireflexionsschicht ist eine MgF2- oder ZnS-Antireflexionsschicht. Die GaAs-Zelle umfasst ein GaAs-Rückflächenfeld vom P-Typ, einen GaAs-Basisbereich vom P-Typ, eine GaAs-Emissionselektrode vom N-Typ, eine GaAs-Fensterschicht vom N-Typ und eine GaAs-Vorderseiten-Kontaktschicht vom N+-Typ, die epitaktisch wächst, um auf dem Bereich vom P-Typ des Tunnelübergangs zu sein, wobei die vordere Metallelektrodenschicht auf der Vorderseiten-Kontaktschicht vorgesehen ist.
  • Die Fensterschicht ist in der Vorderseiten-Kontaktschicht nach außen freigelegt, und ihre Oberfläche bildet eine raue Struktur.
  • Andererseits schafft die vorliegende Erfindung ein Herstellungsverfahren für ein Doppelübergangs-Dünnschicht-Solarzellenmodul, wobei das Verfahren aufweist:
    • Schritt 1: eine Isolationsschicht wird auf einer Metallbasis abgeschieden, und die Isolationsschicht wird strukturiert;
    • Schritt 2: eine mikrokristalline Germanium-Keimschicht wird auf einer Oberfläche der strukturierten Isolationsschicht abgeschieden, und überflüssige mikrokristalline GermaniumMaterialien auf der Oberfläche der Isolationsschicht werden entfernt, um ein selektiv gewachsenes Substrat mit einer mikrokristallinen Germanium-Keimschicht vorzubereiten;
    • Schritt 3: eine polykristalline Germanium-Boden-Zellschicht wird auf einer Oberfläche des selektiv gewachsenen Substrats mit der polykristallinen Germanium-Keimschicht abgeschieden, um eine polykristalline Germanium-Bodenzelle herzustellen;
    • Schritt 4: eine Diffusionsschicht, eine Pufferschicht, ein Tunnelübergang und eine Oberzellen-Struktur werden sequenziell auf einer Oberfläche der polykristallinen Germanium-Boden-Zellschicht durch epitaktisches Wachstum gebildet, um eine Doppelübergangs-Zellstruktur zu schaffen;
    • Schritt 5: eine strukturierte Vorder-Metallelektrodenschicht wird auf einer Oberzellen-Struktur gebildet;
    • Schritt 6: die Doppelübergangs-Zellstruktur, die epitaktisch über der polykristallinen Germanium-Boden-Zellschicht gewachsen ist, wird in mehrere unabhängige Zelleneinheiten getrennt;
    • Schritt 7: eine Antireflexionsschicht wird auf der Vorder-Metallelektrodenschicht ausgebildet, und die Antireflexionsschicht, die polykristalline Germanium-Boden-Zellschicht und das selektiv gewachsene Substrat werden sequenziell geschnitten, um die Zelleinheiten vollständig zu trennen;
    • Schritt 8: die Zelleneinheiten werden in Reihe verbunden, und sie werden zwischen einem oberen flexiblen Substrat und einem unteren flexiblen Substrat zur Einkapselung vorgesehen, um ein Dünnschicht-Zellenmodul zu schaffen.
  • Für „eine Isolationsschicht wird auf der Metallbasis abgeschieden, und die Isolationsschicht wird strukturiert“ in Schritt 1 ist das spezifische Verfahren wie folgt: eine Isolationsschicht mit einer Dicke von 1-5 µm wird auf einer Oberfläche der Metallbasis abgeschieden; ein Muster wird auf der Oberfläche der Isolationsschicht durch Beschichtung, Entwicklung und Belichtung ausgebildet; und überflüssige Materialien der Isolationsschicht werden durch Nassätzen entfernt, um die Isolationsschicht zu strukturieren.
  • In Schritt 2 wird eine hochdotierte mikrokristalline Germanium-Keimschicht vom P-Typ auf der Oberfläche der strukturierten Isolationsschicht mit einer PECVD-Vorrichtung abgeschieden, reines Germanium und Diboran werden eingebracht und auf 400≈700 °C aufgeheizt und unter einem Reaktionsdruck von 10-2≈ 10 Pa und einer Dotierungskonzentration von 1-3× 10 19 cm-3 zur Bildung der mikrokristallinen Germanium-Keimschicht gewachsen; die überflüssige mikrokristalline Germanium-Keimschicht auf der Oberfläche der Isolationsschicht wird durch einen chemischen Ätz-Polier-Vorgang entfernt, um das selektiv gewachsene Substrat mit einer mikrokristallinen Germanium-Keimschicht zu schaffen.
  • Für „eine Diffusionsschicht, eine Pufferschicht, ein Tunnelübergang und eine Ober-Zellstruktur werden sequenziell auf einer Oberfläche der polykristallinen Germanium-Boden-Zellschicht durch epitaktisches Wachstum gebildet“ in Schritt 4 ist das spezifische Verfahren wie folgt: eine InGaP-Diffusionsschicht wird auf der Oberfläche der polykristallinen Germanium-Boden-Zellschicht gewachsen, elementares P diffundiert in die polykristalline Germanium-Boden-Zellschicht unter einer hohen Temperatur zur Bildung eines flachen Diffusions-PN-Übergangs; die Diffusionsschicht InGaP wird in einer Atmosphäre von PH3 getempert; die Pufferschicht, der Tunnelübergang und ein Rückflächenfeld der oberen Zelle, ein Basisbereich, eine Emissionselektrode, eine Fensterschicht und eine Vorderseiten-Kontaktschicht werden sequenziell unter der Bedingung einer konstanten Temperatur gewachsen.
  • Im Schritt 5 wird eine strukturierte Vorder-Metallelektrodenschicht auf der Vorderseiten-Kontaktschicht der Doppelübergangs-Zellenstruktur durch Elektroplattieren und Nassätzen gebildet; und dann wird die Vorderseiten-Kontaktschicht, die nicht durch die Vorder-Metallelektrodenschicht abgedeckt ist, entfernt, um die Fensterschicht freizulegen und eine raue Struktur auf einer Oberfläche der Fensterschicht zu bilden.
  • Im Schritt 8 werden die getrennten Zelleneinheiten mit Kupferfolie in Reihe geschaltet, wobei sie zwischen einer oberen PET-Dünnschicht und einer unteren PET-Dünnschicht vorgesehen werden, und sie werden unter Verwendung eines Laminators gekapselt, um ein flexibles Dünnschicht-Zellenmodul zu schaffen.
  • Im Vergleich mit dem Stand der Technik hat die vorliegende Erfindung die folgenden vorteilhaften Effekte:
    1. A. Das GaAs-Substrat, polykristallines Germanium und GaAs werden in der vorliegenden Erfindung als eine untere Zelle bzw. eine obere Zelle einer Doppelübergangszelle verwendet. Erstens ist eine Bandlücke der polykristallinen Germanium-Bodenzelle 0,65 eV und die der oberen Zelle aus GaAs ist 1,4 eV; diese Kombination ist zur Aufteilung des Sonnenspektrums zur Bildung einer angemessenen Stromanpassung vorteilhaft und ferner zur Absorption von Licht mit der Wellenlänge innerhalb des Bereichs von 900-2000 nm, um die Wandlereffizienz der Zelle 32 % erreichen zu lassen (AM 1.5).
    2. B. Bei der vorliegenden Erfindung wird die polykristalline Germanium/Galliumsarsenid-Dünnschicht-Zellstruktur auf der Metallbasis durch einen zweistufigen selektiven Wachstumsprozess aufgewachsen, und die Effizienz der Zelle wird durch eine angemessene Bandlücken-Anpassungsgestaltung verbessert; günstigere Substrate, die in Chargen produziert werden, und durch dünnere flache Übergänge mit polykristallinem Ge als die untere Zelle, werden weniger Indium-Materialien verwendet, die Metallbasis selbst wird als die Rück- Metallelektrodenschicht verwendet, und die Herstellungskosten der flexiblen Doppelübergangs-GaAs-Zelle werden durch die Technologien wie der Herstellung der Vorderseiten-Elektrode durch Elektroplattieren reduziert, wodurch geringe Kosten, hohe Effizienz und Flexibilität der Doppelübergangs-Zelle der III-V-Familie, die polykristallines Germanium als die untere Zelle verwendet, erreicht werden.
    3. C. Bei Verwendung als untere Zelle hat das polykristalline Germanium in der vorliegenden Erfindung geringere Herstellungskosten als GaAs. Wegen der Dicke des Diffusionsübergangs kann die Dicke der unteren Zelle weniger als 1 µm betragen und erfordert nicht das Wachstum einer komplexen Zellstruktur, und nur durch Hochtemperatur-Diffusion können PN-Übergänge ausgebildet werden, der Herstellungsprozess ist einfach. Zusätzlich, bei Verwendung als untere Zelle, hat polykristallines Germanium einen geringeren Preis als GaAs. Desweiteren benötigt nur die Pufferschicht der Zelle Indium, was weniger als ein Prozent der Materialien belegt, was die Beschränkung des Rohmaterials Indium vermindert und somit deutlich die Herstellungskosten der Zelle reduziert.
    4. D. Der Herstellungsvorgang der Doppelübergangs-Dünnschicht-Solarzelle der vorliegenden Erfindung steht im Gegensatz zu dem Herstellungsvorgang im Stand der Technik. Bei der bekannten Technik werden die Vorderseiten- und die Rück-Metallelektrodenschichten hergestellt, nachdem die Zellstruktur hergestellt ist, während bei der vorliegenden Erfindung die Herstellung der Metallbasis und der strukturierten Isolationsschicht zunächst beendet wird. Die strukturierte Isolationsschicht spielt die Rolle der Isolation und der Reflexion, während die strukturierte Metallbasis als Rück-Metallelektrodenschicht verwendet werden kann und somit der Herstellungsprozess der Zelle vereinfacht ist.
    5. E. Die Hauptfunktion der mikrokristallinen Germanium-Keimschicht in der vorliegenden Erfindung liegt in der Schaffung einer gewissen Anzahl von Nukleationszentren für das Wachstum der polykristallinen unteren Germanium-Zellschicht, wodurch bessere mikrokristalline Germaniummaterialien gebildet werden, das heißt durch sekundäres selektives Wachstum: nur mikrokristalline Germaniummaterialien können bei der Technologie der konventionellen Wachstums auf der Oberfläche der Metallbasis erhalten werden, um polykristallines Germanium zu erhalten, ist die Technologie des sekundären selektiven Wachstums erforderlich.
  • Figurenliste
  • Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung wird die vorliegende Erfindung im Folgenden basierend auf schematischen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung und in Kombination mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den beigefügten Zeichnungen:
    • 1 ist ein Diagramm einer epitaktischen Struktur der polykristallinen Ge/GaAs- Doppelübergangszelle, die durch die vorliegende Erfindung geschaffen wird,
    • 2 ist eine Draufsicht auf die Metallbasisstruktur mit einer strukturierten Isolationsschicht,
    • 3 ist eine Vorderansicht der Metallbasisrtruktur mit einer strukturierten Isolationsschicht,
    • 4 ist eine Vorderansicht des Wachstums der polykristallinen Germanium-Keimschicht auf der Oberfläche der Isolationsschicht,
    • 5 ist ein Strukturdiagramm des selektiv gewachsenen Substrats, das in der vorliegenden Erfindung geschaffen wird,
    • 6 ist ein Strukturdiagramm der Bildung einer polykristallinen Germanium-Boden-Zellschicht auf dem selektiv gewachsenen Substrat,
    • 7 ist ein Strukturdiagramm der Vorder-Metallelektrodenschicht, die auf der polykristallinen Ge/GaAs-Doppelübergangszelle gebildet ist,
    • 8 ist ein Strukturdiagramm der polykristallinen Ge/GaAs-Doppelübergangszelle und
    • 9 ist ein Blockdiagramm des Herstellungsverfahrens des Doppelübergangs-Solarzellenmoduls, das in der vorliegenden Erfindung geschaffen wird.
  • In den Zeichnungen, 100 - Metallbasis, 102 - Isolationsschicht, 104 - mikrokristalline Germanium-Keimschicht, 105 - selektiv gewachsenes Substrat, 106 - polykristalline Germanium-Boden-Zellschicht, 108 - Diffusionsschicht, 110 - Pufferschicht, 112 - Bereich vom N-Typ eines Tunnelübergangs, 114 - Bereich vom P-Typ eines Tunnelübergangs, 116 - Rückflächenfeld, 118 - Basisbereich, 120 - Emissionselektrode, 122 - Fensterschicht, 124 - Vorderseiten-Kontaktschicht, 125 - epitaktische Schicht, 126 - obere Zelle, 127 - Doppelübergangs-Zellstruktur, 200 - Vorder-Metallelektrodenschicht, 300 - Antireflexionsschicht.
  • Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im Detail unten mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, um die Aufgaben, die technische Lösung und die Vorteile der vorliegenden Erfindung klarer zu gestalten.
  • Die vorliegende Erfindung schafft ein Herstellungsverfahren einer flexiblen Doppelübergangs-Dünnschichtzelle die polykristallines Ge (Germanium) als untere Zelle verwendet und GaAs (Galliumsarsenid) als obere Zelle. In Kombination mit den 1 und 9 ist das spezifische Herstellungsverfahren wie folgt:
  • Schritt 1: eine Isolationsschicht 102 wird auf einer Metallbasis 100 abgeschieden, und die Isolationsschicht 102 wird strukturiert.
  • Die Metallbasis 100 mit geeigneter Größe wird in Chargen unter Verwendung einer großdimensionierten Metallbasis mittels einer PECVD(Plasma-verstärkte chemische Dampfabscheidung)-Vorrichtung hergestellt. Die Metallbasis 100 dieser Größe (sowohl die Länge als auch die Breite betragen ein mehrfaches der Größe des geschnittenen Substrats) wird in die PECVD-Vorrichtung eingebracht, wobei die Metallbasis 100 eines von einer Folie aus rostfreiem Stahl und einer Cu-Folie sein kann; die Isolationsschicht 102 mit einer Dicke von 1-5 µm wird auf einer Oberfläche der Metallbasis 100 abgeschieden, wobei die Isolationsschicht 102 aus einer von einer Sauerstoffverbindung und einer Stickstoffverbindung wie SiO2, Al2O3 und SiNx ausgewählt sein kann.
  • Als zweites wird eine strukturierte Isolationsschicht 102 auf der Metallbasis 100 durch Photolithographie und Nassätzen hergestellt. Muster werden auf einer Oberfläche der Isolationsschicht 102 durch Beschichten,Entwicklung und Belichtung ausgebildet, und dann werden die überflüssigen Materialien der Isolationsschicht 102 durch einen Nassätzprozess entfernt, und verfestigtes Photoresist wird durch Aceton entfernt, um die Vorbereitung der strukturierten Isolationsschicht 102 auf der Metallbasis 100 zu vervollständigen; desweiteren sind die Grafiken der strukturierten Isolationsschicht 102 auch die Grafikstruktur auf der fertigen Rück-Metallelektrodenschicht der Zelle. Somit spielt die Metallbasis 100 nicht nur die Rolle einer Rück-Metallelektrodenschicht sondern spielt auch die Rolle der Isolation und der Reflexion wegen der Isolationsschicht 102, die darauf abgeschieden ist.
  • Schritt 2: eine mikrokristalline Germanium-Keimschicht 104 wird auf einer Oberfläche der strukturierten Isolationsschicht 102 abgeschieden, und überflüssige mikrokristalline Germaniummaterialien auf der Oberfläche der Isolationsschicht 102 werden entfernt, um ein selektiv gewachsenes Substrat 105 mit der mikrokristallinen Germanium-Keimschicht 104 herzustellen.
  • Eine selektiv gewachsene, hochdotierte mikrokristalline P-Germanium-Keimschicht 104 wird auf einer Oberfläche der strukturierten Isolationsschicht 102 unter Verwendung der PECVD-Vorrichtung abgeschieden, und die überschüssigen kristallinen Germaniummaterialien auf der Oberfläche der Isolationsschicht 102 werden durch chemisches Ätzen-Polieren entfernt, um ein selektiv gewachsenes Substrat 105 mit der mikrokristallinen Germanium-Keimschicht 104 herzustellen. Wie in 2 dargestellt ist, wird das selektiv gewachsene Substrat 105 in Richtung A durch eine Laser-Schneidtechnik getrennt, um die Vorbereitung des selektiv gewachsenen Substrats 105 zu beenden.
  • Die hochdotierte mikrokristalline Germanium-Keimschicht 104 ist sowohl die Basis für das Wachstum der polykristallinen Germanium-Boden-Zellschicht 106 in dem nächsten Schritt als auch eines Kanals des Zellenbodens zur Übertragung von Trägern.
  • Schritt 3: eine polykristalline Germanium-Boden-Zellschicht 106 wird auf einer Oberfläche des selektiv gewachsenen Substrats 105 mit der polykristallinen Germanium-Keimschicht 104 abgeschieden, um eine polykristalline Germanium-Boden-Zelle vorzubereiten. Eine niedrig dotierte polykristalline Germanium-Boden-Zellschicht 106 vom P-Typ mit einer Dicke von etwa 5 µm wird auf einer Oberfläche des selektiv gewachsenen Substrats 105 mit der mikrokristallinen Germanium-Keimschicht 104 mit einer LPCVD(chemische Niederdruck-Dampfabscheidung)-Vorrichtung abgeschieden, um eine polykristalline Germanium-Boden-Zelle herzustellen, wie in 6 dargestellt ist.
  • Schritt 4: eine Diffusionsschicht 108, eine Pufferschicht 110, und ein Tunnelübergang und eine obere Zellstruktur 126 werden aufeinanderfolgend auf einer Oberfläche der polykristallinen Germanium-Boden-Zellschicht 106 durch epitaktisches Wachstum gebildet, um eine Doppelübergangs-Zellstruktur 127 herzustellen.
  • Die Doppelübergangs-Zellstruktur 127 wird auf der Bodenzelle durch epitaktisches Wachstum mit epitaktischen Vorrichtungen wie MOCVD (metallorganische chemische Dampfabscheidung) gebildet. Eine epitaktische Temperatur beträgt 630-670 °C und der Druck beträgt 50-100 Torr, wobei die bevorzugte epitaktische Temperatur 1650 °C und der bevorzugte Druck 76 Torr betragen.
  • Insbesondere wird zunächst eine Bodenzelle mit flachem Übergang in der Oberfläche der polykristallinen Germanium-Boden-Zellschicht 106 durch Diffusion gebildet, wobei das Haupt-Diffusionselement Phosphor ist, und eine Wärmebehandlung wird für die Diffusionsschicht 108 durchgeführt, um Grenzflächendefekte zu entfernen und die Kristallqualität auf der Oberfläche der Diffusionsschicht 108 sicherzustellen, was für das weitere epitaktische Wachstum zur Bildung des Tunnelübergangs und der oberen Zelle 126 vorteilhaft ist. Anschließend werden die Pufferschicht 110, ein Rückflächenfeld 116 der oberen Zelle 126, ein Basisbereich 118, eine Emissionselektrode 120, eine Fensterschicht 122 und eine vorderseitige Kontaktschicht 124 sequenziell auf der Diffusionsschicht 108 mit der Bedingung einer konstanten Temperatur abgeschieden, und die Temperatur wird auf Raumtemperatur abgesenkt, nachdem das Wachstum der epitaktischen Schicht beendet ist, um die Doppelübergangs-Zellstruktur 127 zu bilden, wie in 8 dargestellt ist. Eine Wärmebehandlung wird in das obige Herstellungsverfahren eingefügt, die die Kristallqualität des Tunnelübergangs und der oberen Zelle weiter verbessern kann; die Struktur der oberen Zelle die aus GaAs und AlGaAs hergestellt ist, kann die Verwendung der Menge von Rohmaterial aus In reduzieren, desweiteren benötigt der gesamte Prozess keine Änderung der Temperatur, und das Wachstum der epitaktischen Schicht wird unter der Bedingung einer konstanten Temperatur vervollständigt.
  • Schritt 5: eine strukturierte vordere Metallelektrodenschicht 200 wird auf der oberen Zellstruktur ausgebildet. Die vorderseitige Kontaktschicht 124 wird mit einer Metallschicht unter Verwendung einer Elektroplattierungstechnik der gesamten Oberfläche plattiert, um eine vordere Metallelektrodenschicht 200 zu bilden, wobei ein Teil der vorderen Metallelektrodenschicht 200 durch Nassätzen entfernt wird, um eine vorderseitige strukturierte Elektronenstruktur zu bilden; wenn die Metallschicht eine Kupfer-Elektrodenschicht ist, ist ihre Ätzflüssigkeit eine gemischte Flüssigkeit aus FeCl3 und HCl. Die vorderseitige Kontaktschicht 124, die nicht durch die Elektrode abgedeckt ist, wird durch Nassätzen entfernt, um die Fensterschicht 122 freizulegen und eine raue Struktur auf einer Oberfläche der Fensterschicht 122 zu bilden, wobei eine Ätzflüssigkeit eine Mischung aus NH4OH und H2O 2 ist und das Ätzen bei Raumtemperatur erfolgt.
  • Schritt 6: bei der Doppelübergangs-Zellstruktur 127, die wie oben epitaktisch wächst, wird die polykristalline Germanium-Boden-Zellschicht 106 in mehrere unabhängige Zelleinheiten getrennt.
  • Wie in 7 dargestellt ist, wird die Zelle vorläufig in Richtung B durch Nassätzen getrennt und wird dann bis zur polykristallinen Germanium-Boden-Zellschicht 106 geätzt, wobei Ätzflüssigkeiten mit unterschiedlichen Anteilen von H3PO4-H2O2-Mischung und HCl-C2H6O2-Mischung sequenziell für Korrosion verwendet werden.
  • Schritt 7: eine Antireflexionsschicht 300 wird auf der vorderen Metallelektrodenschicht 200 mit den Vorrichtungen wie PECVD ausgebildet, und die Antireflexionsschicht 300, die polykristalline Germanium-Boden-Zellschicht 106 und das selektiv gewachsene Substrat 105 werden sequenziell entlang der Positionen des Nassätzens durch Laserschneiden geschnitten, um die Zelleneinheiten gänzlich zu trennen. Schritt 8: die Zelleneinheiten werden in Reihe verbunden, und sie werden zwischen einem oberen flexiblen Substrat und einem unteren flexiblen Substrat zur Einkapselung versehen, um ein Dünnschicht-Zellenmodul herzustellen; benachbarte Zellen werden in Reihe über Kupferfolie verbunden, und sie werden unter Verwendung eines Laminators eingekapselt.
  • Das Doppelübergangs-Dünnschicht-Solarzellenmodul, das mit dem obigen Herstellungsverfahren hergestellt wurde, ist in den 8 und 1 dargestellt.
  • Das Zellenmodul wird durch Verbindung mehrerer Zelleneinheiten in Reihe gebildet, wobei jede der Zelleneinheiten ein selektiv gewachsenes Substrat 105, eine untere Zelle und eine obere Zelle 126 aufweist, auf der eine vordere Metallelektrodenschicht 200 ausgebildet ist, wobei die untere Zelle eine polykristalline Germanium-Boden-Zellenschicht 106 ist, das selektiv gewachsene Substrat 105 eine strukturierte Metallbasis 100 umfasst, eine strukturierte Isolierschicht 102 und eine mikrokristalline Germanium-Keimschicht 104 vom N-Typ, wobei die Isolationsschicht 102 auf der Metallbasis 100 gebildet ist, die mikrokristalline Germanium-Keimschicht 104 vom N-Typ in dem Muster ist, das durch die Isolationsschicht 102 gebildet ist; die obere Zelle 126 ist eine Galliumsarsenid(GaAs)-Zelle, und eine Diffusionsschicht 108 vom N-Typ, eine Pufferschicht 110 vom N-Typ, ein Bereich 112 vom N-Typ eines Tunnelübergangs und einen Bereich 114 vom P-Typ des Tunnelübergangs werden sequenziell zwischen der polykristallinen Germanium-Boden-Zellenschicht 106 und der oberen Zelle 126 gewachsenen, und eine Antireflexionsschicht 300 wird auf der vorderen Metallelektrodenschicht 200 gebildet. Die Pufferschicht 110 ist eine InGaAs-GaAs-Gradienten-Pufferschicht vom N-Typ, wobei der Anteil von Indium sich graduell von 1 % zu 0 % ändert. Die Reflexionsschicht 300 ist eine MgF2- oder eine ZnS-Antireflexionsschicht.
  • Die GaAs-Zelle umfasst ein AlGaAs-Rückflächenfeld 116 vom P-Typ, einen GaAs-Basisbereich 118 vom P-Typ, eine AlGaAs-Emissionselektrode 120 vom N-Typ, eine AlGaAs-Fensterschicht 122 vom N-Typ und eine GaAs-Vorderseiten-Kontaktschicht 124 vom N+-Typ, die epitaktisch in der Reihenfolge auf dem Bereich 114 des Tunnelübergangs vom P-Typ ausgebildet werden, wobei die vordere Metallelektrodenschicht 200 auf der vorderseitigen Kontaktschicht 124 ausgebildet ist und die Fensterschicht 122 in der vorderseitigen Kontaktschicht 124 nach außen freiliegt und ihre Oberfläche eine raue Struktur bildet.
  • Das Herstellungsverfahren des Doppelübergangs-Dünnschicht-Zellmoduls wird im Folgenden in Kombination mit Ausführungsbeispielen beschrieben.
  • Schritt 1: die Metallbasis 100 wird In Chargen durch Nassätzen und eine PECVD-Vorrichtung hergestellt, die Metallbasis 100 kann von einer bestimmten Form wie ein Quadrat, ein Kreis oder ein Rechteck sein. Zunächst wird eine Isolationsschicht 102 auf einer Oberfläche der Metallbasis 100 mit der PECVD-Vorrichtung abgeschieden, wobei die Isolationsschicht 102 eine Funktion zur Reflexion von Licht aufweist.
  • Die Isolationsschicht 102 kann aus SiO2, Al 2O3, SiNx etc. sein, wobei eine SiO2-Isolierschicht in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet wird. Zunächst wird auf 5 Pa evakuiert, auf eine Temperatur von 300 °C aufgeheizt, dann werden Ar und TEOS eingebracht; Ar: 200 sccn, TEOS: 300 W; die abgeschiedene Dünnschicht hatte eine Dicke von 5 µm. Ausbildung eines Musters auf der Oberfläche der Isolationsschicht 102 durch eine Photoresistbeschichtung, eine Entwicklung und eine sequenzielle Belichtung, überschüssige Materialien der Isolationsschicht 102 werden durch Nassätzen entfernt und verfestigtes Photoresist wird durch ein Entschleimungs-Fluid entfernt, um die strukturierte Isolationsschicht 102 zu bilden, wie in 3 dargestellt ist.
  • Positives SU-8-Photoresist wird mit einer Dicke von etwa 5 µm, einer Linienbreite von 1-2 µm und einem Linienabstand von 5-10 µm durch Rotationsbeschichtung aufgebracht, mit entionisiertem Wasser gespült, wobei eine Ätzflüssigkeit konzentrierte Schwefelsäure ist, die zum Ätzen der Isolationsschicht verwendet wird, ein Ätzen für 10 Minuten bei 20-60 °C durchgeführt wird, dann das verfestigte positive Photoresist durch Aceton entfernt wird, nach der Entfernung des verfestigten positiven Photoresists gereinigt wird.
  • Schritt 2: wie in 4 dargestellt ist, wird eine mikrokristalline Germanium-Keimschicht 104 in dem Muster abgeschieden, das durch die Isolationsschicht 102 gebildet ist, und zwar mit einer PECVD-Vorrichtung, auf 400-700 °C geheizt, reines Germanium und Diboran werden in die Wachstumskammer eingebracht, die Flussrate des reinen Germaniums und des Diborans werden gesteuert, wobei der Druck in der Reaktionskammer 10-2-10 Pa beträgt, eine mikrokristalline Germanium-Keimschicht vom N-Typ mit einer Dicke von 2 µm wird gewachsen, wobei ihre Dotierungskonzentration 1 × 1019-3 × 10 19 cm- 3 beträgt. Wie in 5 dargestellt ist, werden überschüssige mikrokristalline Germaniummaterialien auf der Oberfläche der Isolationsschicht 102 durch chemisches Ätzen-Polieren entfernt, um ein selektiv gewachsenes Substrat 105 mit der mikrokristallinen Germanium-Keimschicht 104 zu bilden, wobei eine Ätzflüssigkeit eine gemischte Ätzlösung von WasserstoffPeroxid und Natrium-Hydroxid ist.
  • Wie in 2 dargestellt ist, wird das selektiv gewachsene Substrat 105 in Richtung A mit einer Laser-Schneidtechnik getrennt, um die Herstellung des selektiv gewachsenen Substrats 105 zu beenden.
  • Wie in 6 dargestellt ist, wird eine polykristalline Germanium-Boden-Zellenschicht 106 auf der Oberfläche des selektiv gewachsenen Substrats mit einer LPCVD-Vorrichtung abgeschieden; das selektiv gewachsene Substrat 105 wird auf 500-800 °C aufgeheizt, reines Germanium und Diboran werden in die Wachstumskammer eingebracht, die Flussrate des reinen Germaniums und des Diborans wird gesteuert, wobei der Druck in dem Wachstumsraum 1-200 Torr beträgt, wobei eine polykristalline Germanium-Boden-Zellenschicht 106 vom N-Typ mit einer Dicke von 1-5 µm gewachsen wird, wobei ihre Dotierungskonzentration 1 × 1017 cm-3 beträgt.
  • Schritt 3: eine Doppelübergangs-Zellstruktur 127 wird durch epitaktisches Wachstum auf der polykristallinen Germanium-Boden-Zellschicht 106 mit einer epitaktischen Vorrichtung wie MOCVD hergestellt, wie in den 8 und 1 dargestellt ist. Eine epitaktische Temperatur beträgt 630-670 °C, und der Druck beträgt 50-100 Torr, und in dem Ausführungsbeispiel werden eine epitaktische Temperatur von 650 °C und ein Druck von 76 Torr verwendet.
    1. (1) die Temperatur wird auf 650 °C erhöht und eine InxGa1-xP-Diffusionsschicht 100 vom N-Typ mit 20 nm wird auf der Oberfläche der polykristallinen Germanium-Boden-Zellenschicht 106 gewachsen, wobei x≈ 0,5; dann wird die Temperatur auf 750 °C erhöht, was für einige Zeit gehalten wird, und dann wird die Temperatur auf 650 °C gesenkt, in einer Atmosphäre von PH3 getempert, und die Kristallqualität auf der Oberfläche der Diffusionsschicht 106 wird verbessert;
    2. (2) eine InGaAs Gradienten-Pufferschicht 110 vom N-Typ mit 80 nm bis 200 nm wird auf der Oberfläche der Diffusionsschicht 108 gewachsen, wobei der Anteil von In graduell von 1 % bis 0 % abnimmt;
    3. (3) ein 20 nm-N+-Typ-GaAs-N-Typ-Bereich 112 des Tunnelübergangs wird auf der Oberfläche der Pufferschicht 110 gewachsen;
    4. (4) ein 20 nm-P 1-Typ-AlxGa1-x As-P-Typ-Bereich 114 des Tunnelübergangs wird auf der Oberfläche des Bereichs 112 vom N-Typ des Tunnelübergangs gewachsen, wobei x≈ 0, 7;
    5. (5) ein 40 nm-P-Typ-AlxGa1-xAs-Rückflächenfeld 116 wird auf der Oberfläche des P-Bereichs 114 des Tunnelübergangs gewachsen, wobei x≈ 0,7
    6. (6) ein 3000 nm-P-Typ-Basisbereich 118 wird auf der Oberfläche des Rückflächenfelds 116 gewachsen;
    7. (7) eine 50 nm-N-Typ-AlxGa1-xAs-Emissionselektrode 120 wird auf der Oberfläche des Basisbereich 118 gewachsen, wobei x≈ 0,3;
    8. (8) eine 20 nm-N-Typ (AlxGa1-x) yIn 1-y-P-Fensterschicht 122 wird auf der Oberfläche der Emissionselektrode 120 gewachsen, wobei x≈ 0,7, y≈ 0,5 und
    9. (9) eine 20 nm-N+-Typ-GaAs-Vorderseiten-Kontaktschicht 124 wird auf der Oberfläche der Fensterschicht 122 gewachsen. Schritt 5: eine strukturierte vordere Metallelektrodenschicht 200 wird auf der oberen Zelle 126-Struktur gebildet, wie in 7 dargestellt ist;
  • Die Vorderseite der Zelle wird gereinigt, und die vordere Metallelektrodenschicht 200 wird auf einer Oberfläche der vorderseitigen Kontaktschicht 124 durch Elektroplattieren abgeschieden, wobei die Dicke der Elektrodenschicht 1-10 µm beträgt, und Kupfer oder eine Kupfer-Nickel-Legierung wird als das Material ausgewählt.
  • Überflüssiges der Metallelektrodenschicht 200 wird durch Photolithographie und Nassätzen entfernt, um ein strukturiertes vorderseitige Elektrodenmuster zu bilden, wobei eine Ätzflüssigkeit 30 % FeCl3 + 4 % HCl + H2O ist, und das Ätzen bei Raumtemperatur durchgeführt wird. Die vorderseitige Kontaktschicht, die nicht durch die Elektrode abgedeckt ist, wird durch den Nassätzprozess entfernt, um die Fensterschicht 122 freizulegen und eine raue Struktur auf der Oberfläche der Fensterschicht 122 zu bilden, wobei eine Ätzflüssigkeit eine Mischung von NH4OH und H2O2 ist und das Ätzen bei Raumtemperatur erfolgt.
  • Schritt 6: die epitaktische Strukturschicht 125 wird in einer bestimmten Position hauptsächlich in der Richtung B durch das Ätzen entfernt, wie in 2 dargestellt ist, und durch Ätzen bis zu der polykristallinen Germanium-Boden-Zellschicht 106, um die epitaktische Schicht zu trennen, wobei die Ätzflüssigkeiten unterschiedliche Anteile von H3PO4-H2O2-Mischung und HCl-C2H6O 2-Mischung sequenziell zum Ätzen verwendet werden.
  • Schritt 7: eine MgF2- oder ZnS-Antireflexionsschicht 300 wird auf der Vorderseite der Zelle mit der PECVD-Vorrichtung abgeschieden, und die Antireflexionsschicht 300, die polykristalline Germanium-Boden-Zellschicht 106 der unteren Zelle und das selektiv gewachsene Substrat 105 werden durch Laserschneiden geschnitten, um die Zellen zu trennen.
  • Schritt 8: die benachbarten Zellen werden mit Kupferfolie in Reihe verbunden, die in Reihe verbundenen Zellen werden zwischen dem oberen PET und dem unteren PET vorgesehen und unter Verwendung eines Laminators eingekapselt, um ein flexibles Dünnschicht-Zellenmodul zu schaffen.
  • Die obigen sind nur bevorzugt Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung und sind nicht zur Beschränkung der vorliegenden Erfindung beabsichtigt. Fachleute können verschiedene Modifikationen und Änderungen der vorliegenden Erfindung vornehmen. Jede Modifikation, äquivalente Ersetzung und Verbesserung, die innerhalb des Geistes und des Prinzips der vorliegenden Erfindung vorgenommen wird, Soll innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung eingeschlossen sein.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • CN 201510809748 [0001]

Claims (11)

  1. Doppelübergangs-Dünnschicht-Solarzellenmodul aus mehreren Zelleneinheiten, die in Reihe verbunden sind, wobei jede der Zelleneinheiten ein selektiv gewachsenes Substrat, eine untere Zelle und eine obere Zelle aufweist und wobei eine vordere Metallelektrodenschicht auf der oberen Zelle vorgesehen ist, wobei das selektiv gewachsene Substrat eine Metallbasis, eine strukturierte Isolationsschicht und eine mikrokristalline Germanium-Keimschicht vom N-Typ aufweist, wobei die Isolationsschicht auf der Metallbasis ausgebildet ist, die mikrokristalline Germanium-Keimschicht vom N-Typ in einem Muster ist, das durch die Isolationsschicht gebildet ist, wobei die untere Zelle eine polykristalline Germanium-Boden-Zellschicht ist, die obere Zelle eine GaAs-Zelle ist, wobei eine Diffusionsschicht vom N-Typ, eine Pufferschicht vom N-Typ, und ein Bereich vom N-Typ eines Tunnelübergangs sequenziell zwischen der polykristallinen Germanium-Boden-Zellschicht und der oberen Zelle gewachsen sind und eine Antireflexionsschicht auf der vorderen Metallelektrodenschicht gebildet ist.
  2. Doppelübergangs-Dünnschicht-Solarzellenmodul nach Anspruch 1, wobei die Pufferschicht eine InGaAs-GaAs-Gradienten-Pufferschicht vom N-Typ ist, wobei sich der Anteil von Indium graduell von 1 % bis 0 % ändert.
  3. Doppelübergangs-Dünnschicht-Solarzellenmodul nach Anspruch 1, wobei die Antireflexionsschicht eine MgF2-Antireflexionsschicht oder eine ZnS-Antireflexionsschicht ist.
  4. Doppelübergangs-Dünnschicht-Solarzellenmodul nach einem der Ansprüche 1-3, wobei die GaAs-Zelle ein AlGaAs-Rückflächenfeld vom P-Typ aufweist, einen GaAs-Basisbereich vom P-Typ, eine GaAs-Emissionselektrode vom N-Typ, eine AlGaAs-Fensterschicht vom N-Typ und eine GaAs-Vorderseiten-Kontaktschicht vom N+-Typ, die epitaktisch in der Reihenfolge auf dem Bereich vom P-Typ des Tunnelübergangs gewachsen sind, wobei die vordere Metallelektrodenschicht auf der Vorderseiten-Kontaktschicht vorgesehen ist.
  5. Doppelübergangs-Dünnschicht-Solarzellenmodul nach Anspruch 4, wobei die Fensterschicht in der Vorderseiten-Kontaktschicht nach außen frei liegt und ihre Oberfläche eine raue Struktur bildet.
  6. Herstellungsverfahren für ein Doppelübergangs-Dünnschicht-Solarzellenmodul, wobei das Verfahren aufweist: Schritt 1: Abscheiden einer Isolationsschicht auf einer Metallbasis und Strukturieren der Isolationsschicht, Schritt 2: Abscheiden einer mikrokristallinen Germanium-Keimschicht auf einer Oberfläche der strukturierten Isolationsschicht und Entfernen von überschüssigen mikrokristallinen Germaniummaterialien auf der Oberfläche der Isolationsschicht, um ein selektiv gewachsenes Substrat mit der mikrokristallinen Germanium-Keimschicht vorzubereiten, Schritt 3: Abscheiden einer polykristallinen Germanium-Boden-Zellenschicht auf einer Oberfläche des selektiv gewachsenen Substrats mit der mikrokristallinen Germanium-Keimschicht, um eine mikrokristalline Germanium-Bodenzelle vorzubereiten, Schritt 4: Bildung einer Diffusionsschicht, einer Pufferschicht, eines Tunnelübergangs und einer oberen Zellstruktur sequenziell auf einer Oberfläche der polykristallinen Germanium-Boden-Zellenschicht durch epitaktisches Wachstum, um eine Doppelübergangs-Zellenstruktur zu bilden, Schritt 5: Bildung einer strukturierten vorderen Metallelektrodenschicht auf der oberen Zellenstruktur, Schritt 6: Trennen der Doppelübergangs-Zellenstruktur, die epitaktisch auf der polykristallinen Germanium-Boden-Zellenschicht wächst, in mehrere unabhängige Zelleneinheiten, Schritt 7: Bilden einer Antireflexionsschicht auf der vorderen Metallelektrodenschicht und Schneiden der Antireflexionsschicht, der polykristallinen Germanium-Boden-Zellenschicht und des selektiv gewachsenen Substrats sequenziell, um die Zelleneinheiten vollständig zu trennen, und Schritt 8: Verbinden der Zelleneinheiten in Reihe und ihr Vorsehen zwischen einem oberen flexiblen Substrat und einem unteren flexiblen Substrat zur Einkapselung, um ein Dünnschicht-Zellenmodul zu schaffen.
  7. Herstellungsverfahren nach Anspruch 6, wobei zum Abscheiden einer Isolationsschicht auf einer Metallbasis und zum Strukturieren der Isolationsschicht im Schritt 1 das spezifische Verfahren wie folgt ist: Abscheiden der Isolationsschicht in einer Dicke von 1-5 um auf einer Oberfläche der Metallbasis, Bilden eines Musters auf der Oberfläche der Isolationsschicht durch Beschichten, Entwickeln und Freilegen und Entfernen überschüssigen Materials der Isolationsschicht durch Nassätzen, um die Isolationsschicht zu strukturieren.
  8. Herstellungsverfahren nach Anspruch 6, mit im Schritt 2: Abscheiden einer hoch dotierten mikrokristallinen Germanium-Keimschicht vom P-Typ auf der Oberfläche der strukturierten Isolationsschicht mit einer PECVD-Vorrichtung, Einbringen von reinem Germanium und Diboran und Aufheizen auf 400-700 °C und Wachsen unter einem Reaktionsdruck von 10-2-10 Pa und einer Dotierungskonzentration von 1 × 10 19 cm-3 × 10 19 cm-3 zur Bildung der mikrokristallinen Germanium-Keimschicht vom P-Typ, Entfernen der überschüssigen mikrokristalline Germanium-Keimschicht vom P-Typ von der Oberfläche der Isolationsschicht durch einen chemischen Ätz-Polier-Vorgang, um das selektiv gewachsene Substrat mit der mikrokristallinen Germanium-Keimschicht vom P-Typ vorzubereiten.
  9. Herstellungsverfahren nach Anspruch 6, wobei zum Bilden einer Diffusionsschicht, einer Pufferschicht, eines Tunnelübergangs und der oberen Zellstruktur selektiv auf einer Oberfläche der polykristallinen Germanium-Boden-Zellschicht durch epitaktisches Wachstum im Schritt 4 das spezifische Verfahren wie folgt ist: Wachsen einer InGaP-Diffusionsschicht vom N-Typ auf der Oberfläche der polykristallinen Germanium-Boden-Zellschicht, Diffundieren von elementarem P in die polykristalline Germanium-Boden-Zellschicht bei einer hohen Temperatur, um einen flachen PN-Diffusionsübergangs zu schaffen, Erwärmen der InGaP-Diffusionsschicht in einer Atmosphäre von PH3. Wachsen der Pufferschicht, des Tunnelübergangs, eines Rückflächenfelds der oberen Zellstruktur, eines Basisbereichs, einer Emissionselektrode, einer Fensterschicht und einer Vorderseiten-Kontaktschicht selektiv unter der Bedingung einer konstanten Temperatur.
  10. Herstellungsverfahren nach Anspruch 9, wobei in dem Schritt 5: Bildung der strukturierten vorderen Metallelektrodenschicht auf der vorderseitigen Kontaktschicht der Doppelübergangs-Zellenstruktur durch Elektroplattieren und Nassätzen und dann Entfernen der vorderseitigen Kontaktschicht, die nicht durch die vordere Metallelektrodenschicht abgedeckt ist, um die Fensterschicht freizulegen und eine raue Struktur auf einer Oberfläche der Fensterschicht zu bilden.
  11. Herstellungsverfahren nach Anspruch 6, wobei im Schritt 8: Verbinden der getrennten Zelleneinheiten in Reihe mit Kupferfolie, Vorsehen von ihnen zwischen einem oberen PET-Dünnschicht und einer unteren PET-Dünnschicht und Einkapseln unter Verwendung eines Laminators zur Bildung eines flexiblen Dünnschicht-Zellmoduls.
DE112016005313.4T 2015-11-20 2016-11-01 Doppelübergangs-Dünnschicht-Solarzellenmodul und Herstellungsverfahren dafür Withdrawn DE112016005313T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510809748.0 2015-11-20
CN201510809748.0A CN106784127B (zh) 2015-11-20 2015-11-20 一种双结薄膜太阳能电池组件及其制作方法
PCT/CN2016/104203 WO2017084491A1 (zh) 2015-11-20 2016-11-01 双结薄膜太阳能电池组件及其制作方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112016005313T5 true DE112016005313T5 (de) 2018-10-04

Family

ID=58717309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112016005313.4T Withdrawn DE112016005313T5 (de) 2015-11-20 2016-11-01 Doppelübergangs-Dünnschicht-Solarzellenmodul und Herstellungsverfahren dafür

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20180331245A1 (de)
JP (1) JP6640355B2 (de)
KR (1) KR20180083922A (de)
CN (1) CN106784127B (de)
DE (1) DE112016005313T5 (de)
WO (1) WO2017084491A1 (de)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109148609A (zh) * 2017-06-27 2019-01-04 海门市绣羽工业设计有限公司 一种具有防反射层的砷化镓太阳能电池
TWI645586B (zh) * 2017-12-05 2018-12-21 國家中山科學研究院 一種可提升光均勻度之中空奈米結構二次光學透鏡之製作方法
KR102070852B1 (ko) * 2018-11-07 2020-01-29 재단법인대구경북과학기술원 Czts계 태양전지 및 이의 제조방법
JP7389457B2 (ja) * 2019-09-12 2023-11-30 国立研究開発法人産業技術総合研究所 太陽電池
KR20210069469A (ko) * 2019-12-03 2021-06-11 삼성전자주식회사 알루미늄 가공물의 표면 무늬 형성 방법
CN112331774B (zh) * 2020-11-04 2022-12-30 上海交通大学 砷化镓/碳纳米管异质结超薄太阳能电池结构及其制备
CN112531077B (zh) * 2020-12-11 2022-07-29 中国电子科技集团公司第十八研究所 一种空间用柔性砷化镓太阳电池制备方法
CN114899254B (zh) * 2022-04-12 2023-07-07 中山德华芯片技术有限公司 一种三结太阳能电池及其制备方法与应用

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3618802B2 (ja) * 1994-11-04 2005-02-09 キヤノン株式会社 太陽電池モジュール
JP2001085723A (ja) * 1999-09-17 2001-03-30 Oki Electric Ind Co Ltd 太陽電池、及び太陽電池の製造方法
US6340788B1 (en) * 1999-12-02 2002-01-22 Hughes Electronics Corporation Multijunction photovoltaic cells and panels using a silicon or silicon-germanium active substrate cell for space and terrestrial applications
US7122734B2 (en) * 2002-10-23 2006-10-17 The Boeing Company Isoelectronic surfactant suppression of threading dislocations in metamorphic epitaxial layers
CN1177375C (zh) * 2003-01-14 2004-11-24 河北科技大学 一种太阳能转换多结极联光电池
WO2009013034A1 (en) * 2007-07-20 2009-01-29 Interuniversitair Microelektronica Centrum (Imec) Method for providing a crystalline germanium layer on a substrate
US20090155952A1 (en) * 2007-12-13 2009-06-18 Emcore Corporation Exponentially Doped Layers In Inverted Metamorphic Multijunction Solar Cells
WO2010033813A2 (en) * 2008-09-19 2010-03-25 Amberwave System Corporation Formation of devices by epitaxial layer overgrowth
CN101499493A (zh) * 2009-02-23 2009-08-05 东南大学 一种三结太阳能电池
TWI425643B (zh) * 2009-03-31 2014-02-01 Sony Corp 固態攝像裝置及其製造方法、攝像裝置和抗反射結構之製造方法
CN101651169B (zh) * 2009-07-07 2011-04-20 扬州乾照光电有限公司 一种高效太阳电池的制备方法
US8119904B2 (en) * 2009-07-31 2012-02-21 International Business Machines Corporation Silicon wafer based structure for heterostructure solar cells
CN101697359B (zh) * 2009-10-26 2012-01-25 新奥光伏能源有限公司 一种太阳能电池
WO2011055600A1 (ja) * 2009-11-05 2011-05-12 三菱電機株式会社 光起電力装置およびその製造方法
CA2931227C (en) * 2010-03-08 2019-05-14 Alliance For Sustainable Energy, Llc Boron, bismuth co-doping of gallium arsenide and other compounds for photonic and heterojunction bipolar transistor devices
CN102222734B (zh) * 2011-07-07 2012-11-14 厦门市三安光电科技有限公司 一种倒置太阳能电池制作方法
CN102254918A (zh) * 2011-07-22 2011-11-23 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一种叠层式太阳能电池及制作方法
ITTO20110849A1 (it) * 2011-09-23 2013-03-24 Solbian En Alternative S R L Pannello fotovoltaico flessibile.
JP5886588B2 (ja) * 2011-10-18 2016-03-16 デクセリアルズ株式会社 導電性接着剤、並びに、それを用いた太陽電池モジュール、及びその製造方法
US8951827B2 (en) * 2012-06-22 2015-02-10 Epiworks, Inc. Manufacturing semiconductor-based multi-junction photovoltaic devices
TWI602315B (zh) * 2013-03-08 2017-10-11 索泰克公司 具有經組構成效能更佳之低帶隙主動層之感光元件及相關方法
JP2016066769A (ja) * 2014-09-26 2016-04-28 シャープ株式会社 太陽電池および太陽電池の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018534785A (ja) 2018-11-22
CN106784127A (zh) 2017-05-31
KR20180083922A (ko) 2018-07-23
CN106784127B (zh) 2019-02-01
US20180331245A1 (en) 2018-11-15
JP6640355B2 (ja) 2020-02-05
WO2017084491A1 (zh) 2017-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112016005313T5 (de) Doppelübergangs-Dünnschicht-Solarzellenmodul und Herstellungsverfahren dafür
DE102010012080B4 (de) Herstellungsverfahren einer invertierten Multijunction-Solarzelle mit GeSiSn und invertierte Multijunction-Solarzelle mit GeSiSn
EP3378104B1 (de) Solarzelle mit mehreren durch ladungsträger-selektive kontakte miteinander verbundenen absorbern
DE112010003140B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Mehrfach-Fotovoltaikvorrichtung
DE4019209C2 (de)
DE60033252T2 (de) Mehrschichtige halbleiter-struktur mit phosphid-passiviertem germanium-substrat
DE3426338C2 (de)
DE102012004734A1 (de) Mehrfachsolarzelle und deren Verwendung
DE102008034711A1 (de) Barrierenschichten in invertierten metamorphen Multijunction-Solarzellen
DE10106491A1 (de) Fotoelektrischer Wandler
DE112008002387T5 (de) Mehrfachübergangs-Solarzellen
DE112011101439T5 (de) Verfahren zur Herstellung einer Struktur vom n+pp+-Typ oder p+nn+-Typ auf Siliciumwafern
DE3306725A1 (de) Ternaere iii-v-multicolor-solarzellen mit drei anschluessen und verfahren zu deren herstellung
DE112010004921T5 (de) Rückseitenfeld-Typ einer Heteroübergangssolarzelle und ein Herstellungsverfahren dafür
DE112014004397T5 (de) Epitaktische Silizium-Solarzellen mit Feuchtigkeitssperre
DE2818261A1 (de) Halbleiter-solarzelle und verfahren zu ihrer herstellung
DE112012005397T5 (de) Verfahren zur Herstellung von verdünnten Nitrid-Halbleitermaterialien zur Verwendung in photoaktiven Vorrichtungen und verwandten Strukturen
DE3416954A1 (de) Ternaere iii-v-multicolor-solarzellen mit einer quaternaeren fensterschicht und einer quaternaeren uebergangsschicht
DE212013000122U1 (de) Hybrid-Solarzelle
DE4039390A1 (de) Solarbatterie und verfahren zu deren hertellung
DE112013006055T5 (de) Herstellung eines Solarzellen-Emitterbereichs unter Verwendung eines ätzresistenten Films
DE102010010880A1 (de) Multijunction-Solarzellen basierend auf Gruppe-IV/III-V Hybrid-Halbleiterverbindungen
DE112012002841B4 (de) Herstellungsverfahren für invertierte metamorphe Solarzelle mit Mehrfachübergängen (IMM-Solarzelle)
DE112012004059T5 (de) Gestapelter Körper zum Herstellen einer Verbindungshalbleitersolarbatterie, Verbindungshalbleitersolarbatterie und Verfahren zum Herstellen einer Verbindungshalbleiterbatterie
DE102011081983A1 (de) Solarzelle und Verfahren zu ihrer Herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee