DE3903837A1 - Solarzelle und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Solarzelle und verfahren zu deren herstellung

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Description

Die Erfindung betrifft eine Solarzelle und ein Verfahren zu deren Herstellung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. des Anspruches 10.
Hierbei handelt es sich um eine Solarzelle, die in einer Stromerzeugungseinheit zusammen mit mehreren anderen Solar­ zellen in Reihe geschaltet ist. Hierbei dreht es sich vor­ nehmlich um eine Technik zur Verhinderung einer Zerstörung der Solarzelle aufgrund einer an ihr liegenden umgekehrten Spannung, wenn ein Teil der in Reihe geschalteten Solar­ zellen abgeschattet wird.
Die Grundstruktur einer herkömmlichen Solarzelle ist die einer Diode mit einem p-n-Übergang. Bei der Verwendung zur Energieerzeugung wird eine Vielzahl von Solarzellen in Reihe geschaltet, so daß die Gesamtspannung durch Zusammensetzung der von den einzelnen Solarzellen erzeugten Spannungen auf einen geeigneten Wert steigt.
Wenn ein Teil der in Reihe geschalteten Solarzellen während der Energieerzeugung abgeschattet wird, verliert nur die abgeschattete Zelle ihre Funktion zur Energieerzeugung. In diesem Fall werden die von den anderen Solarzellen erzeugten Spannungen auf die abgeschattete Solarzelle übertragen, so daß deren Diode mit einer umgekehrten Spannung beaufschlagt wird. Wenn die (Rückwärts-)Durchbruchspannung der Solarzelle niedrig ist, so wird die abgeschattete Solarzelle zerstört, wodurch wiederum die Energieerzeugung der gesamten Einheit vermindert wird oder ganz verloren geht. Um nun die Zer­ störung einer abgeschatteten Solarzelle zu verhindern, muß entweder die (Rückwärts-)Durchbruchspannung der Solarzelle angehoben oder eine andere, antiparallel geschaltete Diode zu jeder Solarzelle hinzugefügt werden, deren Generator­ spannung insgesamt niedriger ist als die Durchbruchspannung einer einzelnen Solarzelle.
Das Anheben der Durchbruchspannung der Solarzelle kann durch Verminderung der Verunreinigungskonzentration in deren Basisschicht erreicht werden. Im allgemeinen sollte eine Solarzelle einen p-n-Übergang in einem flachen Bereich ihrer lichtaufnehmenden Fläche aufweisen, was insbesondere für Solarzellen gilt, die im Weltraum Verwendung finden. Der p-n- Übergang muß in einem flachen Bereich vorliegen, der von der lichtaufnehmenden Fläche in einem Abstand von 0,3 µm bis 0,5 µm oder weniger liegt. Wenn man einen solchen p-n-Über­ gang im Labormaßstab durch einen Diffusionsprozeß bezüglich einer Basisschicht mit niedriger Verunreinigungskonzentra­ tion durchführen kann, wie dies für eine Durchbruchspannung von mehreren 100 Volt gefordert wird, so ist dieser Herstel­ lungsprozeß bei der Massenproduktion von Solarzellen prak­ tisch nicht mehr durchführbar. Insbesondere in GaAs- Solar­ zellen ist es schwierig, eine niedrige Verunreinigungs­ konzentration beim Kristallzüchtungsprozeß sicherzustellen. Demzufolge kann eine Durchbruchspannung über einigen 10 Volt nicht erzielt werden. Das Anheben der Durchbruchspannung ist somit durch konventionelle Techniken schwierig, so daß die herkömmlichen Solarzellen in Anlagen zur Erzeugung höherer Spannungen nicht verwendet werden können.
Man kann zwar wie oben erwähnt eine zusätzliche Diode einfügen, um die Solarzelle zu schützen, jedoch bringt dies ein Anwachsen der Komponentenzahl mit sich, so daß die Fabrikationskosten der Solarzelle steigen und die Zuver­ lässigkeit des Systems vermindert wird. Insbesondere ist eine niedrige Zuverlässigkeit ein ganz ernsthaftes Problem bei der Verwendung einer Solarzelle in der Raumfahrt oder dergleichen, bei der höchste Zuverlässigkeit notwendig ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Solarzelle aufzuzeigen, die gegenüber Durchbruchspannungen unempfind­ lich ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben aufzuzeigen.
Diese Aufgabe wird durch eine Solarzelle gelöst, welche umfaßt: eine erste Halbleiterschicht von einem ersten Leit­ fähigkeitstyp mit einer ersten und einer zweiten Haupt­ fläche; eine zweite Halbleiterschicht vom zweiten Leitfähig­ keitstyp, die sich von der ersten Hauptfläche zur zweiten Hauptfläche der ersten Halbleiterschicht durch diese hin­ durch erstreckt, um die erste Halbleiterschicht in einen ersten Halbleiterbereich mit relativ großem Format und einen zweiten Halbleiterbereich mit relativ kleinem Format zu teilen; und eine dritte Halbleiterschicht, die auf dem ersten Halbleiterbereich ausgebildet ist und von der zweiten Halbleiterschicht und dem zweiten Halbleiterbereich getrennt ist.
Verfahrensmäßig wird die Aufgabe durch folgende Herstel­ lungsschritte für eine Solarzelle gelöst: es wird eine erste Halbleiterschicht vom ersten Leitfähigkeitstyp mit einer ersten und einer zweiten Hauptfläche hergestellt; in die erste Halbleiterschicht werden selektiv Verunreinigungen eindiffundiert, um eine zweite Halbleiterschicht auszubil­ den, die sich von der ersten Hauptfläche der ersten Halb­ leiterschicht zu deren zweiten Hauptfläche durch die Schicht hindurch erstreckt, wobei die zweite Halbleiterschicht die erste Halbleiterschicht in einen ersten Halbleiterbereich mit relativ großem Format und einen zweiten Halbleiterbe­ reich mit relativ kleinem Format unterteilt; es wird eine dritte Halbleiterschicht vom zweiten Leitfähigkeitstyp auf dem ersten Halbleiterbereich ausgebildet, wobei die dritte Halbleiterschicht von der zweiten Halbleiterschicht und dem zweiten Halbleiterbereich getrennt ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird also eine Solarzelle aufgezeigt, bei der eine Zusatzdiodenstruktur ausgebildet ist, die mit der Gesamtstruktur antiparallel verschaltet ist, so daß die Solarzelle gegenüber einer Durchbruch­ spannung aufgrund einer aufgebrachten Rückwärtsspannung geschützt ist, wobei die Herstellungskosten niedrig und die Zuverlässigkeit hoch sind.
Das Herstellungsverfahren zum Herstellen einer derartigen Solarzelle ist in großem Maßstab praktisch verwirklichbar.
Weitere erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevor­ zugter Ausführungsformen der Erfindung, die anhand von Abbildungen näher erläutert werden. Hierbei zeigt
Fig. 1(a) bis Fig. 1(f) Schnittansichten einer Ausfüh­ rungsform des Herstellungsverfahrens einer Solarzelle gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2(a) und Fig. 2(b) Ansichten von oben und bzw. unten auf die Solarzelle nach Fig. 1 und
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie I-I aus Fig. 2(a).
In den Fig. 1(a) bis 1(f) sind Querschnitte durch eine Halb­ leiterscheibe aufgezeigt, anhand derer die Verfahrens­ schritte zum Herstellen einer GaAs-Solarzelle gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erläutert werden. Fig. 2(a) und 2(b) zeigen eine Draufsicht und eine Unteran­ sicht der Solarzelle, die nach den Verfahrensschritten nach Fig. 1 hergestellt wurde. Fig. 3 entspricht einem Quer­ schnitt durch die Solarzelle entlang der Linie I-I aus Fig. 2(a). Die in den Fig. 1 bis 3 gezeigten gleichen Teile weisen jeweils dieselben Bezugsziffern auf.
Im folgenden werden die Herstellungsschritte anhand der Fig. 1 bis 3 zum Herstellen einer Solarzelle beschrieben.
Wie in Fig. 1(a) gezeigt, wird auf beiden Oberflächen eines n-Typ GaAs-Substrates ein Siliciumnitrid (Si3N4) Film 21 mittels CVD Verfahren hergestellt, der als Maske für eine selektive Diffusion dient.
Wie in Fig. 1(b) gezeigt, wird ein vorbestimmter Flächenab­ schnitt des Siliciumnitridfilms 21 durch photolithogra­ phische Technik entfernt, so daß Fenster 24 a und 24 b mit rechteckigem Querschnitt an beiden Flächen des n-Typ GaAs- Substrates 10 entstehen.
Zn Atome werden von beiden Flächen her in das n-Typ GaAs- Substrat 10 durch die Fenster 24 a und 24 b eindiffundiert, um eine P-Typ GaAs-Schicht 12 zu bilden, die von einem n-Typ GaAs-Bereich 13 umgeben ist, wie dies in Fig. 1(c) gezeigt ist. Die p-Typ GaAs-Schicht 12 erstreckt sich durch das (gesamte) n-Typ GaAs-Substrat 10 und teilt dadurch dieses n-Typ GaAs-Substrat 10 in einen n-Typ GaAs-Bereich 11 und einen n-Typ GaAs-Bereich 13. Nach Entfernen des Silicium­ nitridfilms 21 wird auf der gesamten Fläche an einer Licht­ empfangsseite eine p-Typ GaAs-Schicht 15 mit einer Dicke von etwa 0,5 µm durch Kristallzüchtungstechnik so z. B. LPE Technik und MOCVD Technik ausgebildet, um einen p-n-Übergang mit Solarzellenfunktion zu bilden. Eine p-Typ AlGaAs-Schicht 16 von etwa 0,05 bis 0,1 µm Dicke wird dann auf der p-Typ GaAs-Schicht 15 ausgebildet. Die p-Typ GaAs-Schicht 15 und die p-Typ AlGaAs-Schicht 16 werden auf photolithographischem Weg selektiv entfernt, wie dies in Fig. (d) gezeigt ist, um die p-Typ GaAs-Schicht 15 und die p-Typ AlGaAs-Schicht 16 von den p-Typ GaAs-Schichten 12 und dem n-Typ GaAs-Bereich 13 zu isolieren.
Als nächstes wird ein Siliciumnitridfilm (Si3N4), der als Antireflexionsfilm und als Isolierfilm dient, auf der oberen Fläche der Halbleiterscheibe ausgebildet. Ein weiterer Siliciumnitridfilm wird als Isolierfilm auf der Rückfläche ausgebildet. Die vorbestimmten Abschnitte der Silicium­ nitridfilme auf beiden Seiten werden dann durch photolitho­ graphische Technik entfernt, um einen Antireflexionsfilm 22 und einen Isolierfilm 23 auf der oberen Fläche der Halblei­ terscheibe und einen Isolierfilm 24 auf deren Rückseite zu bilden, wie dies in Fig. 1(e) gezeigt ist. Die Isolierfilme 23 und 24 sind in den Fig. 2(a) und 2(b) als schraffierte Flächen gezeigt. Wie in Fig. 2(a) gezeigt, ist der Anti­ reflexionsfilm 22 als Kammstruktur auf der p-Typ AlGaAs- Schicht 16 ausgebildet. Der Isolierfilm 23 überdeckt die p-Typ GaAs-Schicht 12. Wie in Fig. 2(b) gezeigt, bedeckt der Isolierfilm 24 den peripheren Abschnitt der Rückfläche der Halbleiterscheibe den Zwischenbereich von p-Typ GaAs-Schicht 12 und n-Typ GaAs-Bereich 13.
Wie in Fig. 1(f) gezeigt wird dann eine Anodenelektrode 31 bestehend aus einer Gitterelektrode und eine externe Verbin­ dungselektrode auf der oberen Fläche ausgebildet. Eine Anodenelektrode 32 und eine Kathodenelektrode 33 dienen als erste und zweite Verbindungselektroden und sind auf der Rückfläche ausgebildet.
In anderen Worten, die Anodenelektrode 31 ist auf einem Abschnitt auf der Oberfläche der p-Typ AlGaAs-Schicht 16 ausgebildet, der nicht mit einem Antireflexionsfilm 22 versehen ist. Weiterhin geht die Anodenelektrode 31 über die Oberfläche des Isolierfilms 23 und die Oberfläche des n-Typ GaAs-Bereichs 13, der vom Isolierfilm 23 umgeben ist. Die Anodenelektrode 32 ist auf der Oberfläche des Isolierfilms 24 und der Oberfläche des n-Typ GaAs-Bereichs 13 ausgebil­ det, der vom Isolierfilm 24 umgeben ist. Die Kathodenelek­ trode 33 wird auf einem Abschnitt auf der Rückfläche des n-Typ GaAs-Bereichs 11 vorgesehen, der keinen Isolierfilm 24 aufweist, sowie auf einem Abschnitt der Rückfläche der p-Typ GaAs-Schicht 12. Auf diese Weise sind die Anodenelektroden 31 und 32 isoliert von der p-Typ GaAs-Schicht 12.
In der so hergestellten Solarzelle ist ein Solarzellenab­ schnitt aus der p-Typ GaAs-Schicht 15 und dem n-Typ GaAs- Bereich 11 gebildet, wobei ein Diodenabschnitt mit dem Solarzellenabschnitt in antiparalleler Schaltung verbunden ist, der aus dem p-Typ GaAs-Bereich 12 und dem n-Typ GaAs- Bereich 13 besteht.
Wenn Licht auf die obere Fläche der Solarzelle mit der soeben beschriebenen Struktur fällt, entsteht eine Photo­ spannung zwischen der p-Typ GaAs-Schicht 15 und dem n-Typ GaAs-Bereich 11, so daß diese Struktur als Solarzelle arbeitet, bei der ein positives bzw. ein negatives Potential an der Anodenelektrode 31 oder 32 bzw. der Kathodenelektrode 33 entstehen.
Während der Energieerzeugung beeinflußt eine Photospannung, die zwischen der p-Typ GaAs-Schicht 12 und dem n-Typ GaAs- Bereich 11 entsteht, die Spannungserzeugung zur Abführung von elektrischer Energie der Solarzelle nicht, da die p-Typ GaAs-Schicht 12 und der n-Typ GaAs-Bereich 11 elektrisch kurzgeschlossen sind.
Andererseits weist der p-n-Übergang bestehend aus dem n-Typ GaAs-Bereich 13 und dem p-Typ GaAs-Bereich 12 eine Funktion zur Erzeugung einer Photospannung in einer Richtung auf, die derjenigen der Energieerzeugungsrichtung der Solarzelle ent­ gegengesetzt ist. Der p-n-Übergang zwischen den Bereichen 13 und 12 beeinflußt aber die Solarzellenfunktion durch eine umgekehrte Spannungserzeugung nur unwesentlich aus folgenden Gründen:
  • a) Licht, das von der oberen oder unteren Fläche auf diesen p-n-Übergang fällt, wird von den metallischen Elektro­ denschichten (also von den Anodenelektroden 31 und 32), die diesen p-n-Übergang auf der oberen und der unteren Fläche bedecken, gedämpft, und
  • b) Licht, das von der Seitenfläche (Randabschnitt) ein­ fällt, erreicht nur sehr schwer diesen p-n-Übergang, wenn dieser in einem Abstand von über 20 µm vom Rand ausgebildet wird.
Wenn man ein Solarzellenmodul durch Verbindung derartiger Solarzellen in Serie über abwechselnde äußere Verbindungen der entsprechenden Anodenelektroden 31 oder 32 und Kathoden­ elektroden 33 herstellt, so ergibt sich eine rückwärts gerichtete Spannung bei Beschattung eines Teils der Solar­ zellen, die auf die beschattete Solarzelle wirkt, so daß deren Anodenelektroden 31 und 32 und ihre Kathodenelektrode 33 auf negative bzw. positive Potentiale angehoben werden. Nachdem der Abschnitt zur Bildung der antiparallel geschal­ teten Diode, bestehend aus dem p-Typ GaAs-Bereich 12 und dem n-Typ GaAs-Bereich 13 bei der beschatteten Solarzelle in Vorwärtsrichtung vorgespannt wird, fließt ein Strom von der Kathodenelektrode 33 zu den Anodenelektroden 31 und 32 durch die beschattete Solarzelle und unterdrückt so das Auftreten einer Spannung zwischen den Elektroden 31 und 32 und 33. Daraus ergibt sich, daß keine wesentliche Rückwärtsspannung auf den Solarzellenabschnitt zur Energieerzeugung entsteht, wie dies für eine Solarzelle gefordert wird.
Im Allgemeinen ist das n-Typ GaAs-Substrat 10 und damit der n-Typ GaAs-Bereich 11 nicht besonders gut hinsichtlich der Kristallqualität. Aus diesem Grund wird die p-Typ GaAs- Schicht 15 unvermeidbar hinsichtlich der Kristallqualität gestört, wenn sie direkt auf dem n-Typ GaAs-Bereich 11 aus­ gebildet wird. Um nun eine p-Typ GaAs-Schicht 15 mit hoher Kristallqualität herzustellen, kann man eine n-Typ GaAs- Pufferschicht zwischen den n-Typ GaAs-Bereich 11 und die p- Typ GaAs-Schicht 15 legen. Diese n-Typ GaAs-Pufferschicht kann man in einem Epitaxial-Züchtungsschritt auf dem n-Typ GaAs-Bereich 14 wachsen lassen, so daß dieser eine Ober­ fläche hoher Kristallqualität aufweist.
In jüngerer Zeit wird die MOCVD Methode hauptsächlich als Epitaxial-Züchtungsverfahren beim Herstellen von GaAs-Solar­ zellen verwendet. Das MOCVD Verfahren hat den Vorteil, daß die n-Typ GaAs-Pufferschicht und die p-Typ GaAs-Schicht 15 mit guter Kristallqualität sukzessiv auf einem n-Typ GaAs- Bereich 11 über den gleichen Kristallzüchtungsschritt herge­ stellt werden können. Wenn also die n-Typ GaAs-Pufferschicht und die p-Typ GaAs-Schicht 15 durch den gleichen Kristall­ züchtungsschritt unter Verwendung der MOCVD Methode herge­ stellt werden, wenn man die p-Typ GaAs-Schicht 15 bildet, so wird diese auf dem n-Typ GaAs-Bereich 11 niedriger Kristall­ qualität dennoch mit hoher Kristallqualität entstehen, ohne daß man einen weiteren Herstellungsschritt durchführen muß. Anstelle des MOCVD Verfahrens kann man auch ein LPE- oder MBE-Verfahren verwenden, um die p-Typ GaAs-Schicht 15 guter Kristallqualität durch einen Kristallzüchtungsschritt herzu­ stellen.
Bei der vorangegangenen Beschreibung wurde von einer GaAs-Solarzelle gesprochen. Die vorliegende Erfindung läßt sich aber auch auf eine Silicium-Solarzelle oder andere Typen von Solarzellen anwenden. Die Kathodenelektrode 33 schließt bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform den n-Typ GaAs-Bereich 11 und die p-Typ GaAs-Schicht 12 kurz. Es können aber auch unabhängige Elektroden für den n-Typ GaAs- Bereich 11 und den p-Typ GaAs-Bereich 14 ausgebildet und miteinander über eine Leitungsverbindung verbunden werden, die beim Zusammenbau aufgebracht wird, so daß derselbe Effekt wir bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform gewährleistet ist.
Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform wurde die p-Typ GaAs-Schicht 15 auf der gesamten lichtempfindlichen Fläche gezüchtet und dann selektiv entfernt, um einen gewünschten Abschnitt von ihr übrig zu lassen. Die p-Typ GaAs-Schicht 15 kann aber auch selektiv auf den gewünschten Abschnitten der lichtempfindlichen Fläche gezüchtet werden. Weiterhin waren bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel zwei Anoden­ elektroden 31 und 32 auf der lichtempfindlichen Fläche bzw. der Rückfläche vorgesehen. Es ist auch möglich, nun eine der Elektroden aus Gründen des einfacheren Modul-Zusammenbaus vorzusehen.
Aus obigem geht hervor, daß die Solarzelle gemäß der vorlie­ genden Erfindung so strukturiert ist, daß eine Halbleiter­ schicht von einem ersten Leitfähigkeitstyp (n-Typ GaAs- Substrat 10) in einen ersten Halbleiterbereich (n-Typ GaAs- Bereich 11) und einen zweiten Halbleiterbereich (n-Typ GaAs- Bereich 13) geteilt wird, indem man eine zweite Halbleiter­ schicht vom zweiten Leitfähigkeitstyp (p-Typ GaAs- Schicht 12) dazwischen ausbildet. Ein dritter Halbleiterbereich vom zweiten Leitfähigkeitstyp (p-Typ GaAs-Schicht 15) ist auf der ersten Halbleiterschicht ausgebildet und von der zweiten Halbleiterschicht sowie dem zweiten Halbleiterbereich ge­ trennt. Auf diese Weise kann in der Solarzelle ein Rück­ wärtsstrompfad durch den Übergang zwischen der zweiten Halb­ leiterschicht und dem zweiten Halbleiterbereich entstehen.
Als Resultat ergibt sich, daß die Solarzelle vor Durchbruch über eine aufgebrachte Rückwärtsspannung geschützt ist. Nachdem weiterhin die Anzahl von Komponenten, die zum Zusam­ menbau eines Solarzellenmoduls benötigt werden, im Gegensatz zu herkömmlichen Solarzellenanordnungen, bei denen eine externe Diode antiparallel zur Solarzelle geschaltet ist, nicht vergrößert wird, können die Herstellungskosten für die Solarzelle bzw. das Solarzellenmodul vermindert und die Zuverlässigkeit der Solarzellenmodule gesteigert werden.

Claims (17)

1. Solarzelle, gekennzeichnet durch
eine erste Halbleiterschicht (10) von einem ersten Halb­ leitertyp mit einer ersten und einer zweiten Haupt­ fläche,
eine zweite Halbleiterschicht (12) vom zweiten Leit­ fähigkeitstyp, die sich von der ersten Hauptfläche zur zweiten Hauptfläche der ersten Halbleiterschicht (10) durch diese erstreckt und sie in einen ersten, relativ großflächigen Halbleiterbereich (11) und einen zweiten, relativ kleinflächigen Halbleiterbereich (13) trennt, und durch
eine dritte Halbleiterschicht (15) vom zweiten Leit­ fähigkeitstyp, die auf dem ersten Halbleiterbereich (11) ausgebildet ist und von der zweiten Halbleiterschicht (12) und dem zweiten Halbleiterbereich (13) getrennt ist.
2. Solarzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin erste Verbindungsmittel (31) vorgesehen sind, um die dritte Halbleiterschicht (15) mit dem zweiten Halbleiterbereich (13) zu verbinden, und daß zweite Verbindungsmittel (33) vorgesehen sind, um den ersten Halbleiterbereich (11) mit der zweiten Halb­ leiterschicht (12) zu verbinden.
3. Solarzelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Verbindungsmittel einen Isolierfilm (23) auf der ersten Halbleiterschicht (10) und der zweiten Halbleiterschicht (12) und eine erste extern- Verbin­ dungselektrode (31) umfassen, die auf der dritten Halb­ leiterschicht (15), der Isolierschicht (23) und dem zweiten Halbleiterbereich (13) ausgebildet ist, und daß die zweiten Verbindungsmittel eine zweite extern- Verbindungselektrode (33) umfassen, die auf dem ersten Halbleiterbereich (11) und der zweiten Halbleiterschicht (12) ausgebildet ist.
4. Solarzelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste extern- Verbindungselektrode (31) eine Elektrode umfaßt, die einen p-n-Übergang überdeckt, der durch den zweiten Halbleiterbereich (13) und die zweite Halbleiterschicht (12) definiert ist.
5. Solarzelle nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Halbleiterschicht (10), die zweite Halb­ leiterschicht (12) und die dritte Halbleiterschicht (15) im wesentlichen aus GaAs mit Verunreinigungen (Dotie­ rungen) bestehen.
6. Solarzelle nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein p-n-Übergang, definiert durch den zweiten Halb­ leiterbereich (13) und die zweite Halbleiterschicht (12) in einem Abstand von mindestens 20 µm von einem Rand der ersten Halbleiterschicht (10) ausgebildet ist.
7. Solarzelle nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Leitfähigkeitstyp ein n-Typ und der zweite Leitfähigkeitstyp ein p-Typ sind.
8. Solarzelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der p-Typ durch Verunreinigung eines GaAs Kristalls mit Zn-Atomen erzielt ist.
9. Solarzelle nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierfilm (23) als Siliciumnitrid (Si3N4) ausgebildet ist.
10. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle gekennzeichnet durch die Schritte:
  • (a) Es wird eine erste Halbleiterschicht von einem ersten Leitfähigkeitstyp mit einer ersten und einer zweiten Hauptfläche hergestellt,
  • (b) Es werden Verunreinigungen in die erste Halblei­ terschicht eindiffundiert, um eine zweite Halblei­ terschicht auszubilden, die sich von der ersten Hauptfläche der ersten Halbleiterschicht bis zu deren zweiten Hauptfläche durch die Schicht hindurch erstreckt, wobei die zweite Halbleiterschicht die erste Halbleiterschicht in einen ersten, relativ großflächigen Halbleiterbereich und einen zweiten, relativ kleinflächigen Halbleiterbereich trennt, und
  • (c) Es wird eine dritte Halbleiterschicht vom zweiten Halbleitertyp auf dem ersten Halbleiterbereich ausgebildet, wobei die dritte Halbleiterschicht von der zweiten Halbleiterschicht und dem zweiten Halbleiterbereich getrennt ist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch folgende weitere Schritte:
  • (d) Es wird die dritte Halbleiterschicht mit dem zweiten Halbleiterbereich elektrisch verbunden und
  • (e) es wird der erste Halbleiterbereich mit der zweiten Halbleiterschicht elektrisch verbunden.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (d) einen Schritt umfaßt, bei welchem ein Isolierfilm auf der ersten und der zweiten Halblei­ terschicht ausgebildet wird, einen Schritt, bei welchem eine erste extern- Verbindungselektrode auf der dritten Halbleiterschicht, dem Isolierfilm und dem zweiten Halb­ leiterbereich ausgebildet wird und daß im Schritt (e) eine zweite extern- Verbindungselektrode auf dem ersten Halbleiterbereich und der zweiten Halbleiterschicht ausgebildet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste extern- Verbindungselektrode so ausgebil­ det wird, daß sie einen p-n-Übergang überdeckt, der vom zweiten Halbleiterbereich und der zweiten Halbleiter­ schicht definiert ist.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die erste, die zweite und die dritte Halbleiter­ schicht im wesentlichen aus GaAs mit Verunreinigungen gebildet werden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Halbleiterschicht so ausgebildet wird, daß ein vom zweiten Halbleiterbereich und der zweiten Halbleiterschicht definierter p-n-Übergang in einem Abstand von mehr als etwa 20 µm von einem Rand der ersten Halbleiterschicht entsteht.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Leitfähigkeitstyp ein n-Typ und der zweite Leitfähigkeitstyp ein p-Typ sind.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der p-Typ durch Einbringen von Zn-Atomen als Verunreinigungen in einen GaAs hergestellt wird.
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