DE69920608T2

DE69920608T2 - Solarzellenbatterie

Info

Publication number: DE69920608T2
Application number: DE69920608T
Authority: DE
Inventors: Tomonori Toyota-shi NAGASHIMA; Takeshi Toyota-shi NISHIKAWA
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-03-19
Filing date: 1999-02-04
Publication date: 2005-10-06
Anticipated expiration: 2019-02-05
Also published as: WO1999048157A1; AU2298799A; EP0984494A1; EP0984494B1; CN1272225A; KR100326835B1; DE69920608D1; AU727351B2; KR20010012684A; EP0984494A4; CN1319179C

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Solarzelle, und noch genauer auf eine verbesserte Tandemsolarzelle, die gestapelte Solarzelleneinheiten mit unterschiedlichen Bandlücken aufweist.
STAND DER TECHNIK
Tandemsolarzellen, die gestapelte Solarzelleneinheiten mit unterschiedlichen Bandlücken aufweisen, sind als Vorrichtung zur Erzielung einer erhöhten photoelektrischen Umwandlungseffizienz unter Nutzung ihres breiten Wellenlängenbereichs bekannt. Ein Beispiel einer solchen Tandemsolarzelle ist in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei 4-226084 oder in der japanischen Patentveröffentlichung 59138386 offenbart.
15 ist eine Schnittansicht, die eine herkömmliche Tandemsolarzelle zeigt. Unter Bezugnahme auf 15 weist eine Solarzelle 10 eine obere Zelle 12 auf, die eine Solarzelleneinheit ist, die auf der Lichteinfallsseite (in der Fig. oben) vorgesehen ist, eine untere Zelle 14, die eine Solarzelleneinheit ist, die auf der Rückseite vorgesehen ist, und eine Tunneldiode 16, die zwischen diesen Zellen vorgesehen ist. Die Solarzelle weist auch eine obere Elektrode 18 auf, die auf der Lichteinfallsseite angeordnet ist, und eine untere Elektrode 20 auf der Rückseite. Im Allgemeinen wird in einer solchen Tandemsolarzelle eine Solarzelle mit einer breiten Bandlücke (Eg) als die obere Zelle genutzt, während eine Solarzelle mit einer schmalen Bandlücke für die untere Zelle genutzt wird.
16 zeigt einen Bandaufbau der Solarzelle entlang der strichpunktierten Linie D in 15. Wie in 16 gezeigt können Ladungsträger, d. h. Elektronen und Löcher, aufgrund des Unterschieds in den Bandniveaus der Zellen 12 und 14 nicht durch die Verbindung zwischen den oberen und unteren Zellen 12 und 14 transportiert werden. Daher ist die Tunneldiode 16 an der Verbindung vorgesehen, um eine Bewegung der Träger an dieser Verbindung zu erlauben, so dass die obere Zelle 12 und die untere Zelle 14 in Serie geschaltet sind, um als eine integrierte Solarzelle zu arbeiten. Weil die oberen und unteren Zellen 12 und 14 Licht mit jeweils unterschiedlichen Wellenlängen absorbieren können, kann der vorstehend beschriebene Aufbau Licht mit einem breiteren Wellenlängenbereich absorbieren, um dadurch die photoelektrische Umwandlungseffizienz zu erhöhen.
In der herkömmlichen Solarzelle 10 in 15 müssen jedoch die Ströme, die durch die oberen und unteren Zellen 12 und 14 fließen, einander gleich sein, weil die Zellen 12 und 14 in Serie geschaltet sind. Daher müssen die oberen und unteren Zellen 12 und 14 der Solarzelle 10, die in 15 gezeigt ist, eine solche Dicke aufweisen, dass die gleiche Menge von Trägern bzw. Ladungsträgern in diesen Zellen erzeugt wird und gleich große Ströme durch sie fließen.
Als ein Ergebnis ist es nicht möglich, die Zelle mit einer optimalen Dicke für eine hohe photoelektrische Umwandlungseffizienz vorzusehen.
Weiterhin wird in der Tunneldiode 16, die zwischen den oberen und unteren Zellen 12 und 14 vorgesehen ist, ein beträchtlicher Widerstandsverlust und ein Ladungsträgerrekombinationsverlust beobachtet.
Zusätzlich leiden die Solarzellen aufgrund von Gitterfehlern am Übergang zwischen den oberen und unteren Zellen 12 und 14 an einer hohen Defektdichte, was zu einem Verlust von Minoritätsladungsträgern aufgrund von Rekombination in diesem Abschnitt führt.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehend genannten Probleme gemacht, und zielt darauf ab, eine Solarzelle zu schaffen, die eine Dicke aufweist, die bezüglich einer hohen photoelektrischen Umwandlungseffizienz höchst vorteilhaft ist und dazu fähig ist, den Verlust durch Ladungsträgerrekombination zu verringern.
ERÖRTERUNG DER ERFINDUNG
Um die vorstehend erwähnte Aufgabe zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung eine Tandemsolarzelle wie in Anspruch 1 definiert.
In der vorstehend genannten Solarzelle kann eine Multiquantentopfschicht zwischen den Solarzelleneinheiten mit unterschiedlichen Bandlücken gebildet sein.
Die Solarzelleneinheit auf der Rückseite kann eine Diffusionsschicht aufweisen, die eine höhere Konzentration von Verunreinigungen als ein Substrat aufweist und an einer äußersten Oberfläche desselben vorgesehen ist.
Die Konzentration der verunreinigungen in der Diffusionsschicht in der vorstehend genannten Solarzelle kann auf 10 bis 10⁶ mal jener des Substrats festgelegt sein.
Die Solarzelleneinheit auf der Rückseite kann eine isolierende Schicht aufweisen, die so an einer äußersten Oberfläche vorgesehen ist, dass sie eine Öffnung bildet.
In der vorstehend genannten Solarzelle kann der gesamte Bereich der Öffnung bevorzugt auf 0,01 bis 10% des gesamten Oberflächenbereichs festgelegt werden.
In der vorstehend erwähnten Solarzelle kann der gesamte Bereich der Öffnung weiter bevorzugt auf 0,1 bis 2% des gesamten Oberflächenbereichs festgelegt werden.
Die rückseitigen Elektroden, die an einer rückseitigen Oberfläche der Solarzelle vorgesehen sind, sind individuell mit einer n-Schicht und einer p-Schicht verbunden, die auf der Rückseite gebildet sind, um als die andere Elektrode der Solarzelleneinheit auf der Lichteinfallsseite und als ein Paar von Elektroden der Solarzelleneinheit auf der Rückseite zu dienen, wobei eine Zwischenschicht, die Wasserstoff oder ein Halogen aufweist, zwischen den Solarzelleneinheiten mit unterschiedlichen Bandlücken vorgesehen sein kann.
In der vorstehend genannten Solarzelle liegt die Konzentration des Wasserstoffs oder Halogens bei 1 ppm bis 30%.
KURZE ERLÄUTERUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Solarzelle nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 zeigt eine Bandstruktur eines Abschnitts, der durch die Linie A in 1 angezeigt ist.
3 zeigt eine Bandstruktur eines Abschnitts, der durch die Linie B in 1 angezeigt ist.
4 zeigt eine Bandstruktur eines Abschnitts, der durch die Linie C in 1 gezeigt ist.
5 ist eine Querschnittsansicht, die eine Solarzelle nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 zeigt eine Bandstruktur eines Abschnitts, der durch die Linie A in 5 gezeigt ist.
7 zeigt eine Bandstruktur eines Abschnitts, der durch die Linie B in 5 gezeigt ist.
8 zeigt eine Bandstruktur eines Abschnitts, der durch die Linie C in 5 gezeigt ist.
9 ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel zeigt, in welchem der in 1 gezeigten Solarzelle eine Diffusionsschicht hinzugefügt ist.
10 zeigt eine Bandstruktur des Bereichs um die Diffusionsschicht, die in 9 gezeigt ist.
11 zeigt eine Beziehung zwischen der Konzentration der Verunreinigungen der Diffusionsschicht und der photoelektrischen Umwandlungseffizienz der Solarzelle.
12 ist eine Querschnittsansicht, die einen Aufbau einer Solarzelle nach einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
13A zeigt ein Layoutbeispiel der Öffnung, die in 12 gezeigt ist.
13B zeigt ein Layoutbeispiel der Öffnung, die in 12 gezeigt ist.
14 ist eine Querschnittsansicht, die einen Aufbau einer Solarzelle nach einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
15 ist eine Querschnittsansicht, die einen Aufbau einer herkömmlichen Tandemsolarzelle zeigt.
16 zeigt eine Bandstruktur der Tandemsolarzelle, die in 15 gezeigt ist.
BESTER WEG ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
1. Ausführungsform
1 ist eine Querschnittsansicht, die einen Aufbau einer Solarzelle nach der vorliegenden Erfindung zeigt. Mit Bezug auf 1 weist eine Solarzelle 10 einen Tandemaufbau auf, der übereinander gestapelte obere und untere Zellen 12 und 14 aufweist. Die obere Zelle 12 ist eine Solarzelleneinheit, die aus einem Halbleitermaterial mit einer breiten Bandlücke (Eg) gebildet ist, während die untere Solarzelle 14 eine Solarzelleneinheit ist, die aus einem Halbleitermaterial mit einer schmalen Bandlücke gebildet ist.
Die obere Zelle 12 wird gebildet, indem eine n⁺-Schicht, eine p-Schicht, und eine p⁺-Schicht aufeinander gestapelt sind, die als eine Solarzelleneinheit auf der Lichteinfallsseite wirken. Eine obere Elektrode 18 ist in Verbindung mit der obersten n⁺-Schicht vorgesehen. Eine isolierende Schicht 24, die auf der n⁺-Schicht vorgesehen ist, wird aus einem transparenten Material hergestellt und durch diese Schicht 24 fällt Sonnenlicht auf die Solarzelle 10.
In der unteren Zelle 14 werden n⁺-Schichten und p⁺-Schichten abwechselnd an der Rückseite der p-Schicht vorgesehen, die als ein Substrat dient. Eine negative Elektrode 26 ist individuell mit jeder n⁺-Schicht verbunden, während eine positive Elektrode 28 individuell mit jeder p⁺-Schicht verbunden ist, die eine hintere Elektrode der vorliegenden Erfindung bildet. Die negativen und positiven Elektroden 26 und 28 bilden ein Paar von Elektroden der unteren Zelle 14, und die positive Elektrode 28 wird auch als eine Elektrode genutzt, die ein Paar mit der oberen Elektrode 18 bildet, die eine Elektrode der oberen Zelle 12 ist. Man bemerke, dass die untere Zelle 14 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung als eine Solarzelleneinheit auf der Rückseite dient.
Die vorstehend beschriebene obere Zelle 12 kann beispielsweise aus AlGaAs mit einer Bandlücke von 1,82 eV gebildet sein. In diesem Fall weist die n⁺-Schicht eine Dotierungskonzentration von 1 × 10¹⁹ cm^–3 und eine Dicke von 0,1 μm auf, die p-Schicht weist eine Dotierungskonzentration von 1 × 10¹⁶ cm^–3 und eine Dicke von 1,0 μm auf und die p⁺-Schicht weist eine Dotierungskonzentration von 1 × 10¹⁹ cm^–3 und eine Dicke von 0,1 μm auf.
Ein Beispiel des für die untere Zelle 14 geeigneten Materials ist Si, das eine Bandlücke von 1,11 eV aufweist. Beim Nutzen dieses Materials für die untere Zelle 14 weist die n⁺-Schicht eine Dotierungskonzentration von 1 × 10¹⁹ cm^–3 und eine Dicke von 1,0 μm, die p-Schicht eine Dotierungskonzentration von 5 × 10¹³ cm^–3 und eine Dicke von 100 μm und die p⁺-Schicht eine Dotierungskonzentration von 1 × 10¹⁹ cm^–3 und eine Dicke von 1,0 μm auf.
Die obere Zelle 12 kann auch aus InGaP oder GaAs gebildet werden, die jeweils eine Bandlücke von 1,88 eV bzw. 1,42 eV aufweisen. Die untere Zelle 14 kann auch aus GaAs mit einer Bandlücke von 1,42 eV oder aus Ge mit einer Bandlücke von 0,66 eV gebildet sein.
Die 2 bis 4 zeigen Bandstrukturen der Abschnitte, die durch die jeweiligen strichpunktierten Linien A, B und C in 1 gezeigt sind. Alle diese Figuren zeigen die Bandstruktur zu der Zeit, zu der die Solarzelle 10 mit Licht bestrahlt wird.
Mit der in 2 gezeigten Bandstruktur, d. h. der Struktur des Abschnitts, der durch die strichpunktierte Linie A in 1 gezeigt ist, werden in der unteren Zelle 14 Elektronen und Löcher, d. h. Träger, erzeugt, wenn die Solarzelle 10 Sonnenstrahlen empfängt. Die Elektronen werden zu der n⁺-Schicht transportiert und in der negativen Elektrode 26 der rückseitigen Elektrode gesammelt, während die Löcher zur p⁺-Schicht transportiert und in der positiven Elektrode 28 der rückseitigen Elektrode gesammelt werden. Da die erzeugten Träger nur innerhalb der unteren Zelle 14 transportiert werden, ist es nicht notwendig, die Größen der Ströme, die durch die oberen und unteren Zellen 12 und 14 fließen, wie in den herkömmlichen Vorrichtungen abzustimmen. Zusätzliche wird keine Tunneldiode benötigt, und daher kann ein Rekombinationsverlust der Ladungsträger vermieden werden.
Wie in 3 gezeigt, weist die unterste Schicht der oberen Zelle 12 an dem Abschnitt, auf den durch die strichpunktierte Linie B in 1 hingewiesen wird, das Leitungsband der p⁺-Schicht, das höchste Energieniveau auf. Daher werden die Elektronen, die in der oberen Zelle 12 erzeugt werden, wenn die Solarzelle 10 mit eintretendem Sonnenlicht bestrahlt wird, zur oberen Elektrode 18 transportiert, während die Elektronen, die in der unteren Zelle 14 erzeugt werden, zur negativen Elektrode 26 der rückseitigen Elektrode transportiert werden.
Im Abschnitt B weisen die Valenzbänder der n⁺-Schichten, welche die obersten und untersten Schichten der Solarzelle 10 sind, geringere Energieniveaus auf. Als ein Ergebnis können keine Löcher entlang des Abschnitts B transportiert werden. Die in den oberen und unteren Zellen 12 und 14 erzeugten Löcher bewegen sich in der Ansicht aus 1 in den jeweiligen Zellen horizontal, und sie werden entlang des Abschnitts C transportiert.
Mit Bezug auf 4 weisen die Valenzbänder in dem Abschnitt, auf den durch die strichpunktierte Linie C in 1 hingewiesen wird, dieselben Energieniveaus auf. Dies ist so, weil die Dotierungskonzentrationen der p-Schicht und der p⁺-Schicht in der oberen Zelle 12 und der p-Schicht in der unteren Zelle 14 geeignet so angepasst sind, dass die Energieniveaus der Valenzbänder dieser Schichten beim Empfang von solarer Strahlung gleich sind. Im in 4 gezeigten Abschnitt, d. h. dem Abschnitt, der durch die strichpunktierte Linie C in 1 angezeigt ist, wird die n⁺-Schicht auf der Lichtempfangsseite der Solarzelle 10 gebildet, während die p⁺-Schicht auf der Rückseite gebildet ist. Ein solcher Aufbau erlaubt es den Löchern, die in den oberen und unteren Zellen 12 und 14 erzeugt werden, in Richtung der p⁺-Schicht auf der Rückseite transportiert und in der positiven Elektrode 28 gesammelt zu werden, wie in 4 gezeigt. Obwohl die in der oberen Zelle 12 erzeugten Löcher im Verlauf des vorstehend beschriebenen Transports durch den Übergang zwischen den oberen und unteren Zellen 12 und 14 transportiert werden, sind keine Tunneldioden notwendig, weil die Energieniveaus über den gesamten Verlauf des Transports gleich sind.
Im Abschnitt C weisen die Leitungsbänder der p-Schicht und der p⁺-Schicht der oberen Zeile 12 und der p⁺-Schicht der unteren Zelle 14 höhere Energieniveaus auf, wodurch die Elektronen, die in der p-Schicht der unteren Zelle 14 erzeugt werden, nicht entlang des Abschnitts C, der in 1 gezeigt ist, transportiert werden können. Daher werden die dort erzeugten Elektronen in der Ansicht aus 1 in der unteren Zelle 14 horizontal transportiert, und werden dann entlang dem Abschnitt B transportiert. Andererseits werden die Elektronen, die in der p-Schicht und der p⁺-Schicht der oberen Zelle 12 gebildet werden, in Richtung der n⁺-Schicht der oberen Zelle 12 transportiert, bevor sie in der oberen Zelle 18 gesammelt werden.
Wie vorstehend beschrieben wirken die negativen und positiven Elektroden 26 und 28, die an der Rückseite der unteren Zelle 14 vorgesehen sind, als ein Paar von Elektroden der unteren Zelle 14 und die positive Elektrode 28 wird auch als die andere Elektrode der oberen Zelle 12 genutzt, wobei sie ein Paar mit der oberen Elektrode 18 bildet, die eine Elektrode der oberen Zelle 12 ist. Der vorstehend beschriebene Aufbau erlaubt es den Elektronen und Löchern, die in der unteren Zelle 14 erzeugt werden, jeweils in der negativen Elektrode 26 und der positiven Elektrode 28 gesammelt zu werden. Die in der oberen Zelle 12 erzeugten Elektroden werden entlang des Abschnitts B zu der n⁺-Schicht der oberen Zelle 12 transportiert, und sie werden in der oberen Elektrode 18 gesammelt. Die in den oben und unteren Zellen 12 und 14 erzeugten Löcher wandern entlang des Abschnitts C zu p⁺-Schicht der unteren Zelle 14 und werden in der positiven Elektrode 28 gesammelt. Daher weist die Solarzelle 10 nach der vorliegenden Ausführungsform zwei gestapelte Solarzelleneinheiten, nämlich die obere Zelle 12 und die untere Zelle 14, auf. Die zwei Zellen sind jedoch nicht wie in der herkömmlichen Vorrichtung in Serie geschaltet, und daher ist es nicht notwendig, die Größe der Ströme in den oberen und unteren Zellen 12 und 14 anzupassen. Als ein Ergebnis ist es möglich, jede der Zellen in der Dicke vorzusehen, die für die optische Absorbtionseffizienz am günstigsten ist, um dadurch die photoelektrische Umwandlungseffizienz zu verbessern.
Zusätzlich werden die Elektronen, die in den Zellen erzeugt werden, jeweils zu den zugehörigen n⁺-Schichten transportiert, und jeweils in der oberen Elektrode 18 auf der Lichteinfallsseite und der negativen Elektrode 26 auf der Rückseite gesammelt, weil die n⁺-Schichten oben auf der oberen Zeile 12 und am Boden der unteren Zelle 14 vorgesehen sind. Als ein Ergebnis kann der zu zdurchwandernde Abstand der Minoritätsladungsträger, d. h. der Elektronen, verringert werden, um dadurch den Rekombinationsverlust zu verringern.
Weiterhin müssen die Ladungsträger im Gegensatz zu herkömmlichen seriell verbundenen Tandemsolarzellen nicht durch die Energiebarriere hindurchgehen, und daher sind keine Tunneldioden notwendig. Daher wird die Notwendigkeit des Bildens von Tunneldioden eliminiert, und der Verlust durch Ladungsträgerrekombination und Widerstandsverlust in der Tunneldiode können vermieden werden.
Während in der vorliegenden Ausführungsform ein Substrat vom p-Typ als das Substrat zum Bilden der Solarzelle genutzt wird, kann auch ein n-Typ-Substrat genutzt werden. Obwohl mit einem Substrat vom n-Typ die Beziehungen zwischen dem Leitungsband und dem Valenzband und zwischen Elektronen und Löchern umgekehrt wie oben beschrieben sind, kann man eine Vorrichtung mit denselben Funktionen erhalten.
Zweite Ausführungsform
5 ist eine Querschnittsansicht, die eine zweite Ausführungsform der Solarzelle nach der vorliegenden Erfindung zeigt. Mit Bezug auf 5 wird eine Multiquantentopfschicht 22, die gebildet wird, indem zwei Arten von dünnen Schichten mit unterschiedlichen Bandlücken aufeinander gestapelt werden, als die unterste Schicht der oberen Zelle 12 hergestellt. Die Multiquantentopfschicht 22 wird als eine Einrichtung zum Nutzen einer optischen Anregung darin verwendet, um die photoelektrische Umwandlungseffizienz in der Solarzelle zu verbessern. Man bemerke, dass die Schicht 22 zwischen den oberen und unteren Zellen 12 und 14 in der vorliegenden Ausführungsform gebildet wird, während herkömmlicherweise eine solche Multiquantentopfschicht zwischen der p-n-Verbindung bzw. den p-n-Übergängen gebildet wurde. Dieser Aufbau zielt darauf ab, die Notwendigkeit für die Ladungsträger, die in der Solarzelle 10 erzeugt werden, insbesondere die Minoritätsträger, durch die Multiquantentopfschicht 22 zu gehen, zu eliminieren, um dadurch Verlust aufgrund von Rekombinationen der Minoritätsladungsträger in der Schicht 22 zu verhindern. Der Aufbau der Solarzellen nach dieser Ausführungsform ist identisch mit jenen der ersten Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist, mit der Ausnahme, dass die Multiquantentopfschicht 22 zwischen den oberen und unteren Zellen 12 und 14 vorgesehen ist.
Ein Beispiel des Materials, das eine breite Bandlücke aufweist und für die Multiquantentopfschicht 22 genutzt werden kann, ist AlGaAs, das eine Bandlücke (Eg) von 1,82 eV aufweist. Wenn dieses Material genutzt wird, ist die Dotierungskonzentration 1 × 10¹⁶ cm^–3 und die Dicke ist 20 nm. Als ein Material mit enger Bandlücke kann zwischenzetlich GaAs mit einer Bandlücke von 1,42 eV genutzt werden. In diesem Fall beträgt die Dotierungskonzentration 1 × 10¹⁶ cm^–3, und die Dicke ist 10 μm.
Als ein anderes Material mit einer breiten Bandlücke kann auch GaAs mit einer Bandlücke von 1,42 eV genutzt werden. Mit diesem Material beträgt die Dotierungskonzentration 1 × 10¹⁶ cm^–3 und die Dicke beträgt 30 nm. Ebenso kann InGaAs mit einer Bandlücke von 1,22 eV auch als ein Material mit einer schmalen Bandlücke genutzt werden. In diesem Fall beträgt die Dotierungskonzentration 1 × 10¹⁶ cm^–3 und die Dicke 15 nm.
Die 6-8 zeigen jeweils Bandstrukturen der Abschnitte, die durch die strichpunktierten Linien A, B und C in 5 angezeigt sind. Alle diese Strukturen sind auf jene bezogen, die man erhält, wenn Sonnenlicht auf die Solarzelle 10 einfällt.
Die Bandstruktur in 6 des Abschnitts A, der in 5 gezeigt ist, ist die gleiche wie jene der ersten Ausführungsform, die in 2 gezeigt ist. Daher werden die Elektronen, die in der unteren Zelle 14 erzeugt werden, in die n⁺-Schicht transportiert, und dann in der positiven Elektrode 26 gesammelt. Gleichzeitig bewegen sich Löcher zu der p⁺-Schicht und werden in der positiven Elektrode 28 gesammelt.
Mit Bezug auf 7 weisen die Leitungsbänder der p-Schicht und der Multiquantentopfschicht 22 der oberen Zelle 12 die höchsten Energieniveaus an dem Abschnitt auf, der durch die strichpunktierte Linie B, die in 5 gezeigt ist, bezeichnet ist. Folglich werden die Elektronen, die in der p-Schicht und der Multiquantentopfschicht 22 der oberen Zelle 12 erzeugt werden, zur n⁺-Schicht der oberen Zelle 12 transportiert, und dann in der oberen Elektrode 18 gesammelt. Die Elektronen, die in der unteren Zelle 14 erzeugt werden, werden in die n⁺-Schicht transportiert, die auf der Rückseite der unteren Zelle 14 vorgesehen ist, weil die Energiebarriere an der Multiquantentopfschicht 22 hoch ist, und sie werden dann in der negativen Elektrode 26 der rückseitigen Elektrode gesammelt. Daher werden auch nach dieser Ausführungsform n⁺-Schichten an der Oberfläche auf der Lichteinfallsseite und der rückseitigen Oberfläche der Solarzelle 10 gebildet, und die Elektronen, die in den oberen und unteren Zellen 12 und 14 erzeugt werden, werden jeweils auf der Lichteinfallsseite und der Rückseite zu den n⁺-Schichten transportiert. Als ein Ergebnis müssen die Minoritätsla dungsträger, d. h. die Elektronen, nicht durch die Multiquantentopfschicht 22 transportiert werden, was ansonsten zu einem großen Ladungsträgerrekombinationsverlust führen würde. Zusätzlich kann auch der zurückzulegende Weg der Elektronen verringert werden, um dadurch die Stromerzeugungseffizienz der Solarzelle 10 zu verbessern.
Indessen sind die Energieniveaus der Valenzbänder der n⁺-Schichten auf den gegenüberliegenden Seiten der Solarzelle 10 in dem Abschnitt B niedriger, und jene der p-Schichten und der Multiquantentopfschicht 22, die dazwischen vorgesehen sind, sind höher, wie in 7 gezeigt. Folglich können die Löcher, die in den oberen und unteren Zellen 12 und 14 erzeugt werden, nicht entlang des Abschnitts transportiert werden, der durch die strichpunktierte Linie B in 5 gezeigt ist, sondern werden in der Ansicht der 5 in den jeweiligen Zellen horizontal und dann entlang des Abschnitts C transportiert.
Mit Bezug auf 8 weisen die Valenzbänder der p-Schicht und der Multiquantentopfschicht 22 in der oberen Zelle 12 und der p-Schicht in der unteren Zelle 14 in dem Abschnitt C, der durch die strichpunktierte Linie in 5 angezeigt ist, dasselbe Energieniveau auf. Wie zuvor in Verbindung mit 4 beschrieben, kann dies durch geeignete Anpassung der Dotierungskonzentrationen der jeweiligen Schichten erreicht werden. Als ein Ergebnis gehen die in der oberen Zelle 12, der Multiquantentopfschicht 22 und der unteren Zelle 14 erzeugten Löcher zur p⁺-Schicht, die auf der Rückseite der unteren Zelle 14 gebildet ist, und werden dann in der positiven Elektrode 28 gesammelt. Obwohl die in der oberen Zelle 12 erzeugten Löcher durch die Multiquantentopfschicht 22 gehen, führt dies nicht zu Problemen, weil die Multiquantentopfschicht 22 der vorliegenden Ausführungsform aus einer p-Schicht gebildet wird und ein Rekombiantionsverlust der Majoritätsladungsträger (Löcher) gering ist.
In dem Abschnitt C weisen die Leitungsbänder der p-Schicht und der Multiquantentopfschicht 22 der oberen Zelle, und der p⁺-Schicht der unteren Zelle 14 höhere Energieniveaus auf. Daher können die Elektronen, die in der unteren Zelle 14 erzeugt werden, nicht zur n⁺-Schicht transportiert werden, die in der oberen Zelle 12 gebildet ist. Daher werden die Elektronen, die in der unteren Zelle 14 erzeugt werden, in der Ansicht aus 5 horizontal und entlang des Abschnitts B zur n⁺-Schicht der unteren Zelle 14 transportiert, und werden schließlich in der negativen Elektrode 26 gesammelt. Die Elektronen, die in der oberen Zelle 12 erzeugt werden, wandern zur n⁺-Schicht, die in der oberen Zelle 12 vorgesehen ist, und werden dann in der oberen Elektrode 18 gesammelt.
Wie vorstehend beschrieben müssen die Minoritätsladungsträgerelektronen, die in den oberen und unteren Zellen 12 und 14 erzeugt werden, auch in der vorliegenden Ausführungsform nicht durch die Multiquantentopfschicht 22 gehen, was ansonsten einen großen Rekombinationsverlust verursachen würde, wodurch eine Abnahme von Elektronen aufgrund von Rekombinationsverlust verhindert wird und eine Verbesserung der Stromerzeugungseffizienz erreicht wird. Während die Löcher, die in der oberen Zelle 12 erzeugt werden, wie vorstehend beschrieben durch die Multiquantentopfschicht gehen, sind Löcher in dieser Ausführungsform die Majoritätsladungsträger und die Energieniveaudifferenz zwischen den Valenzbändern ist gering, und daher wird der Rekombinationsverlust auf einen kleinen Wert unterdrückt. Daher ist der Verlust von Ladungsträgern aufgrund von Rekombination gering, und die photoelektrische Umwandlungseffizienz kann durch Effekte der Multiquantentopfschicht 22 verbessert werden, wodurch die Stromerzeugungseffizienz der Solarzelle 10 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Ausführungsform weiter erhöht werden kann.
Während auch in dieser Ausführungsform ein Substrat vom p-Typ als ein Substrat zum Herstellen einer Solarzelle verwendet wird, kann auch ein Substrat vom n-Typ verwendet werden. Mit einem Substrat vom n-Typ sind die Beziehungen zwischen dem Leitungsband und dem Valenzband und zwischen den Elektronen und Löchern den oben beschriebenen entgegengesetzt, aber Solarzellen mit derselben Funktion können implementiert werden.
Dritte Ausführungsform
9 ist eine Querschnittsansicht, die eine dritte Ausführungsform der Solarzelle nach der vorliegenden Erfindung zeigt. Nach der vorstehend beschriebenen, in der 1 gezeigten ersten Ausführungsform gibt es einen möglichen Verlust der Minoritätsladungsträgerelektroden aufgrund von Rekombination an dem Übergang zwischen den oberen und unteren Zellen 12 und 14. Nach dieser in 9 gezeigten Ausführungsform wird eine Diffusionsschicht 30 mit einer höheren Verunreinigungskonzentration als das Substrat der unteren Zelle 14 an der obersten Oberfläche der unteren Zelle 14, d. h. am Übergang zwischen den oberen und unteren Zellen 12 und 14 vorgesehen.
10 veranschaulicht eine Bandstruktur des Abschnitts, welcher die Diffusionsschicht 30, umgibt, die in 9 gezeigt ist. Mit Bezug auf 10 erzeugt das Versehen der Diffusionsschicht 30 mit einer hohen Verunreinigungskonzentration eine Potentialdifferenz zwischen der Diffusionsschicht 30 und der p-Schicht, die als ein Substrat der unteren Zelle 14 dient, was zu einer Sperre führt. Folglich kann diese Sperre die Minoritätsladungsträgerelektronen, die in der unteren Zelle 14 erzeugt werden, davon abhalten, sich zum Übergang zwischen den oberen und unteren Zellen 12 und 14 zu bewegen. Als ein Ergebnis kann der Rekombinationsverlust der Minoritätsladungsträger (Elektronen) an dem Übergang zwischen den oberen und unteren Zellen 12 und 14 unterdrückt werden, was zu einer weiteren Verbesserung der photoelektrischen Umwandlungseffizienz führt.
Weil die Diffusionsschicht 30 eine höhere Verunreinigungskonzentration als das Substrat aufweist, gibt es eine höhere Wahrscheinlichkeit einer Ladungsträgerrekombination in dieser Schicht. Daher weist die Diffusionsschicht 30 bevorzugt eine Dicke von 5,0 μm oder weniger und weiter bevorzugt eine Dicke von 0,3–1,0 μm auf.
11 zeigt eine Beziehung zwischen der Verunreinigungskonzentration der vorstehend beschriebenen Diffusionsschicht 30 und der photoelektrischen Umwandlungseffizienz der Solarzelle 10. Wie aus 11 klar wird, gibt es einen Punkt, an dem die photoelektrische Umwandlungseffizienz über der Verunreinigungskonzentration der Diffusionsschicht 30 am höchsten ist. Daher existiert ein bestimmter optimaler Bereich für die Verunreinigungskonzentration der Diffusionsschicht 30. Die Konzentration an Verunreinigungen in der Diffusionsschicht 30 liegt bevorzugt bei 10 – 10⁶ mal und noch weiter bevorzugt 10³ – 10⁴ mal so hoch wie jene des Substrats vom p-Typ der vorstehend beschriebenen unteren Zelle 14. Die Ladungsträgerrekombination in der Diffusionsschicht 30 steigt, wenn die Verunreinigungskonzentration der Schicht 30 höher als 10⁶ mal jener des Substrats ist. Wenn andererseits die Verunreinigungskonzentration der Diffusionsschicht 30 kleiner als 10 mal jener des Substrats ist, wird die in 10 gezeigte Sperre kleiner, und mehr Minoritätsladungsträger werden über diese Sperre transportiert, um den Übergang zwischen den oberen und unteren Zellen 12 und 14 zu er reichen. Daher liegt die Verunreinigungskonzentration der Diffusionsschicht 30 wie vorstehend beschrieben bevorzugt in einem Bereich, der 10 – 10⁶ mal so hoch wie jene des Substrats ist.
Während in dieser Ausführungsform wieder ein Substrat vom p-Typ als ein Substrat zum Herstellen der Solarzelle verwendet wird, kann alternativ ein Substrat vom n-Typ genutzt werden. Obwohl in diesem Fall die Beziehungen zwischen dem Leitungsband und dem Valenzband und zwischen Elektronen und Löchern umgekehrt zu den vorstehend beschriebenen Beziehungen sind, kann funktionell dieselbe Solarzelle implementiert werden.
Vierte Ausführungform
12 ist eine Querschnittsansicht, die einen Aufbau der Solarzelle nach einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Mit Bezug auf 12 weist die Solarzelle 10 eine Tandemstruktur auf, welche die aufeinandergestapelten oberen und unteren Solarzellen 12 und 14 aufweist. Die obere Zelle 12 ist eine Solarzelleneinheit, die aus einem Halbleitermaterial mit einer breiten Bandlücke (Eg) gebildet ist, während die untere Zelle 14 eine Solarzelleneinheit ist, die aus einem Baldleitermaterial mit einer schmalen Bandlücke gebildet ist.
Eine n⁺-Schicht, eine p-Schicht und eine p⁺-Schicht werden aufeinandergestapelt, um die obere Zelle 12 zu bilden, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung als eine Solarzelleneinheit auf der Seite des Lichteinfalls dient. Die obere Elektrode 18 wird so angeordnet, dass sie mit der obersten n⁺-Schicht verbunden ist. Der isolierende Film 24, der aus einem durchsichtigen Material gebildet wird, ist auf der Oberseite der n⁺- Schicht vorgesehen. Durch diesen isolierenden Film 24 fällt Sonnenlicht auf die Solarzelle 10 ein.
In der unteren Zelle 14 werden abwechselnd n⁺-Schichten und p⁺-Schichten an der rückseitigen Oberfläche der p-Schicht gebildet, die als ein Substrat dient. Die negative Elektrode 26 wird individuell mit jeder n⁺-Schicht verbunden, während die positive Elektrode 28 individuell mit jeder p⁺-Schicht verbunden ist, welche eine rückseitige Elektrode der vorliegenden Erfindung bildet. Diese positiven und negativen Elektroden 26 und 28 bilden ein Paar von Elektroden für die untere Zelle 14, und die positive Elektrode 28 wird auch als die Elektrode genutzt, die ein Paar mit der oberen Elektrode 18 bildet, die eine Elektrode der oberen Zelle 12 ist. Die untere Zelle 14 entspricht einer Solarzelleneinheit auf der Rückseite in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
Die vorstehend beschriebene obere Zelle 12 kann beispielsweise aus AlGaAS hergestellt sein, das eine Bandlücke von 1,82 eV aufweist. Wenn dieses Material genutzt wird, weist die n⁺-Schicht eine Dotierungskonzentration von 1 × 10¹⁹ cm^–3 und eine Dicke von 0, 1 μm auf, die p-Schicht weist eine Dotrierungskonzentration von 1 × 10¹⁶ cm^–3 und eine Dicke von 1,0 μm auf, und die p⁺-Schicht weist eine Dotierungskonzentration von 1 × 10¹⁹ cm^–3 und eine Dicke von 0,1 μm auf.
Ein Beispiel des Materials für die untere Zelle 14 ist Si, das eine Bandlücke von 1.11 eV aufweist. In diesem Fall weist die n⁺-Schicht eine Dotierungskonzentration von 1 × 10¹⁹ cm^–3 und eine Dicke von 1,0 μm auf, die p-Schicht weist eine Dotierungskonzentration von 5 × 10¹³ cm^–3 und eine Dicke von 100 μm auf, und die p⁺-Schicht weist eine Dotierungskonzentration von 1 × 10¹⁹ cm^–3 und eine Dicke von 1,0 μm auf.
Alternativ kann GaAS mit einer Bandlücke von 1,42 eV genutzt werden, um die obere Zelle 12 zu bilden, während auch Ge mit einer Bandlücke von 0,66 eV verwendet werden kann, um die untere Zelle 14 zu bilden.
Die vorliegende Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass eine isolierende Schicht 32 an der obersten Oberfläche der unteren Zelle 14 vorgesehen ist. Indem so die isolierende Schicht 32 hergestellt wird, wird ein ungebundenes Valenzelektron, das an der oberen Oberfläche der unteren Zelle 14 vorhanden ist, mit Sauerstoff oder Stickstoff verbunden, welche die isolierende Schicht 32 bilden, um dadurch Gitterfehler zu eliminieren. Folglich kann ein Rekombinationsverlust der Minoritätsladungsträger, der durch Defekte an dem Übergang zwischen den oberen und unteren Zellen 12 und 14 verursacht wird, verringert werden.
Der isolierende Film 32 kann aus Materialien wie SiO₂, SiNx und SiC gebildet werden, und seine Dicke liegt bevorzugt im Bereich von 1 – 5000 nm und weiter bevorzugt im Bereich von 50 – 500 nm.
Wenn jedoch nur die isolierende Schicht 32 zwischen den oberen und unteren Zellen 12 und 14 vorgesehen ist, können die Ladungsträger (Löcher), die in der oberen Zelle 12 erzeugt werden, nicht zur positiven Elektrode 28 getrieben werden, die auf der Rückseite der unteren Zelle 14 vorgesehen ist, was zu einer Verschlechterung der Effizienz der Stromerzeugung führt. Daher wird eine Öffnung 34 mit einem vorab bestimmten Flächenverhältnis vorgesehen. Das Verhältnis der Fläche der Öffnung 34 zu dem gesamten Oberflächenbereich der obersten Oberfläche der unteren Zelle 14 liegt bei 0,01–10% und bevorzugt bei 0,1–2%. Obwohl eine größere Fläche der Öffnung 34 zu einer besseren Bewegung der Trägerlöcher, die in der oberen Zelle 12 erzeugt werden, und weiterhin zu einer Verringe rung des Widerstandsverlusts führt, wird der Rekombinationsverlust an der Öffnung 34 erhöht. Aus diesem Grund ist das vorstehend genannte Bereichsverhältnis zu bevorzugen.
Die 13A und 13B veranschaulichen beispielhafte Anordnungen der Öffnungen 34, die in der isolierenden Schicht 32 vorgesehen sind, bei denen die Öffnungen 34 jeweils in Quadraten und Sechsecken angeordnet sind. Andere Anordnungsmuster der Öffnungen 34 als in diesen Beispielen sind auch möglich, so lange sie im Wesentlichen gleichförmig auf der oberen Oberfläche der unteren Zelle 14 verteilt sind.
Die Herstellung der Solarzelle 10 nach der vorliegenden Ausführungsform beginnt mit der Bildung der unteren Zelle 14, gefolgt vom Vorsehen der isolierenden Schicht 32 auf der oberen Oberfläche derselben und der oberen Zelle 12. In dieser Ausführungsform weist die p⁺-Schicht der oberen Zelle 12, die auf der isolierenden Schicht 32 gebildet ist, eine größere Korngröße auf, weil der Impfkristallabschnitt derselben auf die Öffnung 34 beschränkt ist, wodurch der Kristallübergangsbereich verkleinert wird und der Ladungsträgerrekombinationsverlust an dem Übergang verringert wird.
Wenn die Verunreinigungskonzentration der p⁺-Schicht in der Öffnung 34 weiter erhöht wird (so dass es eine p⁺⁺-Schicht ist), wird die Bewegung der Träger, die in der oberen Zelle 12 erzeugt sind, erleichtert, wodurch der Widerstandsverlust weiter reduziert wird.
Wie vorstehend beschrieben ermöglicht es die Solarzelle 10 der vorliegenden Ausführungsform, Gitterfehler an der obersten Oberfläche der unteren Zelle 14 zu verringern, indem die isolierende Schicht 32 gebildet wird, der Ladungsträgerrekombinationsverlust verringert wird und der Widerstandsverlust durch Vorsehen der Öff nungen 34 in der isolierenden Schicht 32 vermindert wird. Als ein Ergebnis kann eine Solarzelle mit einer hohen Stromerzeugungseffizienz implementiert werden.
Fünfte Ausführungsform
14 eine Querschnittsansicht, die einen Aufbau der Solarzelle nach einer fünften Ausführungform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Elemente, die identisch wie jene in 12 sind, werden in dieser Figur mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und nicht nochmals beschrieben.
Mit Bezug auf 14 weist die Solarzelle 10 nach der vorliegenden Ausführungsform eine Zwischenschicht 36 auf, welche Wasserstoff oder ein Halogen zwischen den oberen und unteren Zellen 12 und 14 enthält. Nach dieser Ausführungsform wird die Zwischenschicht 36, welche Wasserstoff oder dergleichen enthält, auf der obersten Oberfläche der unteren Zelle 14 gebildet, worauf die Bildung der oberen Zelle 12 und eine Wärmebehandlung in Reduktionsatmosphäre usw. folgt. Als ein Ergebnis werden Elemente wie Wasserstoff oder ein Halogen an dem Übergang zwischen den oberen Zellen und unteren Zellen 12 und 14 eindiffundiert und mit ungebundenen valenzelektronen, die dort existieren, verbunden, um dadurch Gitterfehler an dem Übergang zu verringern, so dass der Ladungsträgerrekombinationsverlust an dem Übergang verringert wird. Folglich kann die Menge von Strom, die in der Tandemsolarzelle erzeugt wird, erhöht werden, und die photoelektrische Umwandlungseffizienz kann verbessert werden.
Die vorstehend beschriebene Zwischenschicht 36 weist bevorzugt eine Dicke von beispielsweise 1 – 1000 nm auf. Eine größere Dicke verursacht eine Erhöhung des Widerstandsverlusts, und eine kleinere Dicke schwächt die Effekte ab, die durch die Zwischenschicht 36 gegeben sind.
Die Konzentration von Wasserstoff, Halogen oder dergleichen, die in der Zwischenschicht 36 enthalten ist, liegt bevorzugt im Bereich von 1 ppm – 30%. Eine außergewöhnlich hohe Konzentration führt zu einem größeren Widerstandsverlust, und die Effekte der Schicht 36 können mit einer außergewöhnlich niedrigen Konzentration derselben nicht vollständig erzielt werden. Wasserstoff oder Halogen können mit Verfahren wie Ionenimplantation der Zwischenschicht 36 hinzugefügt werden.
Während die Zwischenschicht 36 in dieser Ausführungsform an der obersten Oberfläche der unteren Zelle 14 gebildet ist, kann sie auch an der untersten Oberfläche der oberen Zelle 12 hergestellt sein. Alternativ kann auch die isolierende Schicht 32, welche die Öffnungen 34 der vierten Ausführungsform aufweist, auch so vorgesehen sein, dass sie Wasserstoff, Halogen oder dergleichen enthält, das dann durch Wärmebehandlung oder dergleichen am Übergang zwischen den oberen und unteren Zellen 12 und 14 eindiffundiert wird, um dadurch ungebundene Valenzelektronen zu verringern.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Wie vorstehend beschrieben werden in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung die Minoritätsladungsträger, die in jeder der Solarzelleneinheiten mit unterschiedlichen Bandlücken erzeugt werden, nur innerhalb der Solarzelleneinheit transportiert, in der sie erzeugt werden, so dass eine signifikante Verringerung des Rekombinationsverlusts erreicht werden kann. Zusätzlich sind die jeweiligen Solarzelleneinheiten nicht in Serie verbunden, und daher kann man Ladungsträger für jede Solarzelleneinheit erhalten, wodurch die Notwendigkeit ausgeschaltet wird, die Größe der Ströme, die durch die jeweiligen Solarzelleneinheiten fließen, anzupassen. Als ein Ergebnis kann jede der Solarzelleneinheiten eine optimale Dicke für die höchste photoelektrische Umwandlungseffizienz aufweisen, so dass die Effizienz der Stromerzeugung weiter erhöht werden kann.
Eine weitere Erhöhung der photoelektrischen Umwandlungseffizienz kann man erhalten, indem eine Multiquantentopfschicht zwischen den jeweiligen Solarzelleneinheiten gebildet wird.
Die an der obersten Oberfläche der unteren Zelle gebildete Diffusionsschicht unterdrückt die Rekombination von Ladungsträgern an dem Übergang zwischen den oberen und unteren Zellen.
Die isolierende Schicht trägt zur Verringerung von Gitterfehlern bei, und die darin vorgesehene Öffnung erlaubt das Durchlassen von Trägern, wodurch gleichzeitig sowohl Rekombinationsverlust als auch Widerstandsverlust verringert werden können.
Weil Wasserstoff oder Halogen an ungebundene Valenzelektronen gebunden wird, können Gitterfehler verringert werden und der Rekombinationsverlust an dem Übergang zwischen den oberen und unteren Zellen kann ebenfalls verringert werden.

Claims

Eine Tandem-Solarzelle (10), die gebildet wird, indem eine obere Solarzelleneinheit mit breiter Bandlücke und eine untere Solarzelleneinheit mit schmaler Bandlücke (12, 14) mit unterschiedlichen Bandlücken aufeinander gestapelt werden, und die Folgendes aufweist: eine obere Elektrode (18), die an einer Lichteinfallsoberfläche der Tandem-Solarzelle vorgesehen ist und als eine Elektrode der oberen Solarzelleneinheit auf der Lichteinfallsseite dient; und erste und zweite rückseitige Elektroden (26, 28), die an einer rückseitigen Oberfläche vorgesehen sind, welche der Lichteinfallsoberfläche der Tandem-Solarzelle gegenüberliegt, und die einzeln mit einer n-Schicht und einer p-Schicht verbunden sind, die auf der rückseitigen Oberfläche der unteren Solarzelleneinheit so verbunden sind, dass die ersten und zweiten Elektroden ein Paar von Elektroden (26, 28) der unteren Solarzelleneinheit auf der Rückseite bilden und eine der ersten und zweiten Elektroden dieses Paars als die andere Elektrode (28) der oberen Solarzelleneinheit auf der Lichteinfallsseite dient.
Die Tandem-Solarzelle nach Anspruch 1, in welcher eine Multi-Quantentopfschicht (22) zwischen den Solarzelleneinheiten (12, 14) mit unterschiedlichen Bandlücken gebildet ist.
Die Tandem-Solarzelle nach Anspruch 1, wobei zwischen den Solarzelleneinheiten mit unterschiedlichen Bandlücken die untere Solarzelle (14) auf der Rückseite eine Diffusionsschicht (30) einschließt, welche eine höhere Konzentration von Dotierungen aufweist als ein Substrat und an einer obersten Oberfläche derselben gebildet wird.
Die Solarzelle nach Anspruch 3, wobei die Konzentration der Dotierungen der Diffusionsschicht (30) 10 bis 10⁶-mal so hoch wie die des Substrats ist.
Die Tandem-Solarzelle nach Anspruch 4, wobei die Konzentration der Dotierungen der Diffusionsschicht (30) 10³ bis 10⁴-mal so hoch wie die des Substrats ist.
Die Tandem-Solarzelle nach Anspruch 1, wobei unter den Solarzelleneinheiten mit unterschiedlichen Bandlücken die untere Solarzelle (14) auf der Rückseite eine isolierende Schicht (32) aufweist, die an einer obersten Oberfläche derselben so vorgesehen ist, daß sie eine Öffnung (34) an dieser Oberfläche bildet.
Die Tandem-Solarzelle nach Anspruch 6, wobei der gesamte Bereich der Öffnung (34) 0,01 bis 10% des gesamten Bereichs der Oberfläche entspricht.
Die Tandem-Solarzelle nach Anspruch 6, wobei der gesamte Bereich der Öffnung (34) 0,1 bis 2% des gesamten Bereichs der Oberfläche entspricht.
Die Tandem-Solarzelle nach Anspruch 1, wobei eine Zwischenschicht (36), die Wasserstoff oder ein Halogen aufweist, zwischen den Solarzelleneinheiten (12, 14) mit unterschiedlichen Bandlücken vorgesehen ist.
Die Tandem-Solarzelle nach Anspruch 9, wobei die Konzentration des Wasserstoffs oder Halogens zwischen 1 ppm und 30% liegt.