JP2022510311A - 3端子タンデム太陽光発電ユニット - Google Patents
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Abstract
Description
-ペロブスカイト型の結晶構造を有する化合物から作られ、かつ、表側と裏側とを備える第1の吸収層と、
-表側と裏側とを備える第2の吸収層と、
-第1の吸収層の表側に配置された第1および第2の櫛歯形表接点であって、第1の表接点は第1の極性を有し、第2の表接点は第2の極性を有する、第1および第2の櫛歯形表接点と、
-第2の吸収層の裏側に配置され、第1または第2の極性を有する裏接点と、
-第1および第2の吸収層の間に配置された界面層であって、第1の極性に従ってドープされた第1の半導体副層と、第2の極性に従ってドープされた第2の副層とを含み、かつ、裏接点の極性とは異なる極性に関連したキャリアを第2の吸収層から第1の吸収層に輸送し、裏接点の極性とは異なる極性を有する表接点で収集可能に構成された界面層と、を備える。
-III-V族半導体合金、
-ペロブスカイト型の結晶構造を有する化合物、
-銅インジウムガリウムセレン化物「CIGS」、
-テルル化カドミウム「CdTe」の合金のうちの1つの合金から作られる。
-酸化ニッケル「NiOX」、
-酸化モリブデン「MoOX」、
-タングステン酸化物「WOX」、
-2,2’,7,7’-テトラキス-(N,N-ジ-4-メトキシフェニルアミノ)-9,9’-スピロビフルオレン「スピロ-OMeTAD」、
-ポリ(トリアリールアミン)「PTAA」、
-ポリ(3-ヘキシルチオフェン)「P3HT」、
-ポリ(スチレンスルホン酸)でドープしたポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)「PEDOT:PSS」、
-チオシアン酸銅(I)「CuSCN」、
-酸化コバルト「CoOX」、
-酸化クロム「CrOX」、
-ヨウ化銅(I)「CuI」、
-硫化銅「CuS」、
-酸化銅「CuOX」、
-酸化バナジウム「VoX」のうちの1つから作られ、
電子輸送層は、
-酸化スズ「SnOX」、
-酸化チタン「TiOX」、
-酸化亜鉛「ZnOX」、
-炭素、C60および誘導体、
-ジルコニア「ZrOX」、
-黒鉛、
-グラフェン、
-酸化グラフェン「rGO」のうちの1つから作られる。
-裏面および表面を有する光透過性基板を設けるステップと、
-基板の表面に、第1または第2の極性を有する裏接点を堆積するステップと、
-裏接点に第2の吸収層を堆積するステップと、
-第2の吸収層上に、トンネル接合の第1の高濃度ドープ半導体副層を堆積するステップと、
-第1の副層上に、トンネル接合の第2のドープ半導体副層を堆積するステップと、
-第2の副層上に、ペロブスカイト型結晶構造を有する化合物から作られた第1の吸収層を堆積するステップと、
-第1の吸収層上に、第1および第2の櫛歯形表接点を堆積するステップであって、第1の表接点が第1の極性を有し、第2の表接点が第2の極性を有する、ステップと、を含む。
-結晶シリコン系光電池を設けるステップであって、結晶シリコン系光電池は、光が結晶シリコン層に当たる側になるように構成された表側、およびこの表側と反対側の裏側を備える結晶シリコン層と、結晶シリコン層の裏側に配置された第1の組の層と、結晶シリコン層の表側に配置された第2の組の層と、を備える、ステップと、
-結晶シリコン光電池の第2の組の層を除去するステップと、
-結晶シリコン層の表側に、トンネル接合の第1の高濃度ドープ半導体副層を堆積するステップと、
-第1の副層上に、トンネル接合の第2のドープ半導体副層を堆積するステップと、
-第2の副層上に、ペロブスカイト型結晶構造を有する化合物から作られた第1の吸収層を堆積するステップと、
-第1の吸収層上に、第1および第2の櫛歯形表接点を堆積するステップであって、第1の表接点が第1の極性を有し、第2の表接点が第2の極性を有する、ステップと、を含む。
-櫛歯形表接点5aおよび5b、
-第1の吸収層7、
-第1の吸収層7の裏側に配置された界面層9、
-界面層9の裏側に配置された第2の吸収層11、
-裏面フィールド層13、
-パッシベーション層15、
-裏接点層17、の層を備える。
-酸化ニッケル「NiOX」、
-酸化モリブデン「MoOX」、
-タングステン酸化物「WOX」、
-2,2’,7,7’-テトラキス-(N,N-ジ-4-メトキシフェニルアミノ)-9,9’-スピロビフルオレン「スピロ-OMeTAD」、
-ポリ(トリアリールアミン)「PTAA」、
-ポリ(3-ヘキシルチオフェン)「P3HT」、
-ポリ(スチレンスルホン酸)でドープしたポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)「PEDOT:PSS」、
-チオシアン酸銅(I)「CuSCN」、
-酸化コバルト「CoOX」、
-酸化クロム「CrOX」、
-ヨウ化銅(I)「CuI」、
-硫化銅「CuS」、
-酸化銅「CuOX」、
-酸化バナジウム「VoX」、の要素のうちの1つから作られる。
-酸化スズ「SnOX」、
-酸化チタン「TiOX」、
-酸化亜鉛「ZnOX」、
-炭素、C60および誘導体、
-ジルコニア「ZrOX」、
-黒鉛、
-グラフェン、
-酸化グラフェン「rGO」、の要素のうちの1つから作られる。
-III-V族半導体合金、
-第1の吸収層7について前述したようなペロブスカイト型の結晶構造を有する化合物、
-銅インジウムガリウムセレン化物(CIGS)、
-テルル化カドミウム(CdTe)の合金のうちの1つの合金から作られている。
-櫛歯形表接点5aおよび5b、
-第1の吸収層7、
-第1の吸収層7の裏側に配置された界面層9’、
-界面層9’の裏側に配置された第2の吸収層11’、
-エミッタ層12、
-パッシベーション層15’、
-裏接点層17’、の層を備える。
Claims (18)
- 3端子タンデム太陽光発電ユニット(1)であって、
-ペロブスカイト型の結晶構造を有する化合物から作られ、かつ、表側と裏側とを備える第1の吸収層(7)と、
-表側と裏側とを備える第2の吸収層(11、11’)と、
-前記第1の吸収層(7)の前記表側に配置された第1および第2の櫛歯型表接点(5a、5b)であって、前記第1の表接点(5a)は第1の極性を有し、前記第2の表接点(5b)は第2の極性を有する、第1および第2の櫛歯型表接点(5a、5b)と、
-前記第2の吸収層(11、11’)の前記裏側に配置され、前記第1または第2の極性を有する裏接点(17、17’)と、
-前記第1(7)および第2(11、11’)の吸収層の間に配置された界面層(9、90、9’、90’)であって、前記第1の極性に従ってドープされた第1の半導体副層(9a、90a、9a’、90a’)と、前記第2の極性に従ってドープされた第2の副層(9b、90b、9b’、90b’)とを含み、かつ、前記裏接点(17、17’)の前記極性とは異なる極性に関連したキャリアを前記第2の吸収層(11、11’)から前記第1の吸収層(7)に輸送し、前記裏接点(17、17’)の前記極性とは異なる極性を有する前記表接点(5a、5b)で収集可能に構成された界面層(9、90、9’、90’)と、を備える3端子タンデム太陽光発電ユニット。 - 前記界面層(9、90、9’、90’)がトンネル接合層である、請求項1に記載の3端子タンデム太陽光発電ユニット(1)。
- 前記界面層(9、90、9’、90’)が、透明導電性酸化物の2つの副層から作られた再結合層である、請求項1に記載の3端子タンデム太陽光発電ユニット(1)。
- 前記第2の吸収層(7)が結晶シリコンから作られている、請求項1~3のいずれか1項に記載の3端子タンデム太陽光発電ユニット(1)。
- 前記第2の吸収層(7)は、
-III-V族半導体合金、
-ペロブスカイト型の結晶構造を有する化合物、
-銅インジウムガリウムセレン化物「CIGS」、
-テルル化カドミウム「CdTe」、の合金のうちの1つの合金から作られる、請求項1~3に記載の3端子タンデム太陽光発電ユニット(1)。 - 前記第1の極性は、関連するキャリアとして正孔を有するp型極性に対応し、前記第2の極性は、関連するキャリアとして電子を有するn型極性に対応する、請求項1~5のいずれか1項に記載の3端子タンデム太陽光発電ユニット(1)。
- 前記裏接点(17、17’)が前記第1の極性を有し、かつ、裏面電界(13)を含み、前記第2の吸収層(11、11’)が前記第1の極性に従ってドープされている、請求項6に記載の3端子タンデム太陽光発電ユニット(1)。
- 前記トンネル接合は、前記第1の極性に従って高濃度にドープされ、かつ、前記第2の吸収層(11、11’)の前記表側と接触して配置された副層と、前記第2の極性に従ってドープされ、かつ、前記第1の吸収層(7)の前記裏側に接触して配置された副層と、を含む、請求項7に記載の3端子タンデム太陽光発電ユニット(1)。
- 前記裏接点(17、17’)が前記第2の極性を有し、前記第2の吸収層(11、11’)が前記第2の極性に従ってドープされている、請求項6に記載の3端子タンデム太陽光発電ユニット(1)。
- 前記トンネル接合は、前記第2の極性に従って高濃度にドープされ、かつ、前記第2の吸収層(11、11’)の前記表側と接触して配置された副層と、前記第1の極性に従ってドープされ、前記第1の吸収層(7)の前記裏側に接触して配置された副層と、を含む、請求項9に記載の3端子タンデム太陽光発電ユニット(1)。
- 前記表および裏接点(5a、5b、17、17’)は、パッシベーション接点である、請求項1~10のいずれか1項に記載の3端子タンデム太陽光発電ユニット(1)。
- 前記第1および第2の表接点(5a、5b)は、それぞれ正孔輸送層「HTL」および電子輸送層「ETL」を含む、請求項6に記載の3端子タンデム太陽光発電ユニット。
- 前記正孔輸送層は、
-酸化ニッケル「NiOX」、
-酸化モリブデン「MoOX」、
-酸化タングステン「WOX」、
-2,2’,7,7’-テトラキス-(N,N-ジ-4-メトキシフェニルアミノ)-9,9’-スピロビフルオレン「スピロ-OMeTAD」、
-ポリ(トリアリールアミン)「PTAA」、
-ポリ(3-ヘキシルチオフェン)「P3HT」、
-ポリ(スチレンスルホン酸)でドープしたポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)「PEDOT:PSS」、
-チオシアン酸銅(I)「CuSCN」、
-酸化コバルト「CoOX」、
-酸化クロム「CrOX」、
-ヨウ化銅(I)「CuI」、
-硫化銅「CuS」、
-酸化銅「CuOX」、
-酸化バナジウム「VoX」、のうちの1つから作られ、
前記電子輸送層は、
-酸化スズ「SnOX」、
-酸化チタン「TiOX」、
-酸化亜鉛「ZnOX」、
-炭素、C60および誘導体、
-ジルコニア「ZrOX」、
-黒鉛、
-グラフェン、
-酸化グラフェン「rGO」、のうちの1つから作られる、請求項12に記載の3端子タンデム太陽光発電ユニット(1)。 - 前記表および裏接点(5a、5b、17、17’)は、金属グリッドまたは透明導電性酸化物グリッドを含む、請求項1~13のいずれか1項に記載の3端子タンデム太陽光発電ユニット(1)。
- 3端子タンデム太陽光発電ユニット(1)の製造プロセスであって、
-裏面および表面を有する光透過性基板を設けるステップ(101)と、
-前記基板の前記表面に第1または第2の極性を有する裏接点を堆積するステップ(102)と、
-前記裏接点に第2の吸収層を堆積するステップ(103)と、
-前記第2の吸収層上に、トンネル接合の第1の高濃度ドープ半導体副層を堆積するステップ(104)と、
-前記第1の副層上に、前記トンネル接合の第2のドープ半導体副層を堆積するステップ(105)と、
-前記第2の副層上に、ペロブスカイト型の結晶構造を有する化合物から作られた第1の吸収層を堆積するステップ(106)と、
-前記第1の吸収層上に、第1および第2の櫛歯型表接点を堆積するステップであって、前記第1の表接点が第1の極性を有し、前記第2の表接点が第2の極性を有する、ステップ(107)と、を含む製造プロセス。 - 3端子タンデム太陽光発電ユニットの製造プロセスであって、
-結晶シリコン系光電池を設けるステップであって、前記結晶シリコン系光電池は、光が結晶シリコン層に当たる側になるように構成された表側、および前記表側と反対側の裏側を備える前記結晶シリコン層と、前記結晶シリコン層の前記裏側に配置された第1の組の層と、前記結晶シリコン層の前記表側に配置された第2の組の層と、を備える、ステップ(201)と、
-前記結晶シリコン光電池の前記第2の組の層を除去するステップ(202)と、
-前記結晶シリコン層の前記表側に、トンネル接合の第1の高濃度ドープ半導体副層を堆積するステップ(203)と、
-前記第1の副層上に、前記トンネル接合の第2のドープ半導体副層を堆積するステップ(204)と、
-前記第2の副層上に、ペロブスカイト型結晶構造から作られた第1の吸収層(7)を堆積するステップ(205)と、
-前記第1の吸収層上に、第1および第2の櫛歯形表接点(5a、5b)を堆積するステップであって、前記第1の表接点は第1の極性を有し、前記第2の表接点は第2の極性を有する、ステップ(206)と、を含む製造プロセス。 - 前記第2の組の層を除去するステップ(202)は、フッ化水素酸またはフッ化水素酸と硝酸との混合物を使用するエッチングステップおよび/または研磨ステップを含む、請求項16に記載の製造プロセス。
- 請求項1~14のいずれか1項に記載された3端子タンデム太陽光発電ユニットを機能させる方法であって、前記第1の吸収層(7)で生成された電流と、前記第2の吸収層(11,11’)で生成された電流とが釣り合うように、前記第1および第2の櫛歯形表接点(5a、5b)の間で生成される電流が調整される、方法。
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CN111900223A (zh) * | 2020-08-21 | 2020-11-06 | 北京绿兴能源科技有限公司 | 一种柔性双面复合折叠太阳能电池及其制备方法 |
DE102021110303A1 (de) * | 2021-04-22 | 2022-10-27 | Hanwha Q Cells Gmbh | Monolithische Tandemsolarzelle |
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Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05114747A (ja) * | 1991-04-23 | 1993-05-07 | Us Government | 改良されたモノリシツクなタンデム型太陽電池 |
JP2002368238A (ja) * | 2001-06-07 | 2002-12-20 | Toyota Motor Corp | タンデム型太陽電池およびその製造方法 |
JP2015535390A (ja) * | 2012-09-18 | 2015-12-10 | イシス イノベイション リミテッド | 光電子素子 |
US20160307704A1 (en) * | 2013-12-03 | 2016-10-20 | University Of Washington Through Its Center For Commercialization | Photovoltaic architectures incorporating organic-inorganic hybrid perovskite absorber |
WO2017105247A1 (en) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland | Tandem solar cell and method for manufacturing such a solar cell |
US20170229518A1 (en) * | 2014-08-11 | 2017-08-10 | Newsouth Innovations Pty Limited | A Photovoltaic Cell and a Method of Forming a Photovoltaic Cell |
US20170338045A1 (en) * | 2015-01-21 | 2017-11-23 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Process of forming a photoactive layer of a perovskite photoactive device |
JP2018093168A (ja) * | 2016-12-02 | 2018-06-14 | エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド | タンデム太陽電池及びその製造方法 |
WO2018150203A1 (en) * | 2017-02-20 | 2018-08-23 | Oxford Photovoltaics Limited | Multijunction photovoltaic device |
Family Cites Families (3)
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Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH05114747A (ja) * | 1991-04-23 | 1993-05-07 | Us Government | 改良されたモノリシツクなタンデム型太陽電池 |
JP2002368238A (ja) * | 2001-06-07 | 2002-12-20 | Toyota Motor Corp | タンデム型太陽電池およびその製造方法 |
JP2015535390A (ja) * | 2012-09-18 | 2015-12-10 | イシス イノベイション リミテッド | 光電子素子 |
US20160307704A1 (en) * | 2013-12-03 | 2016-10-20 | University Of Washington Through Its Center For Commercialization | Photovoltaic architectures incorporating organic-inorganic hybrid perovskite absorber |
US20170229518A1 (en) * | 2014-08-11 | 2017-08-10 | Newsouth Innovations Pty Limited | A Photovoltaic Cell and a Method of Forming a Photovoltaic Cell |
US20170338045A1 (en) * | 2015-01-21 | 2017-11-23 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Process of forming a photoactive layer of a perovskite photoactive device |
WO2017105247A1 (en) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland | Tandem solar cell and method for manufacturing such a solar cell |
JP2018093168A (ja) * | 2016-12-02 | 2018-06-14 | エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド | タンデム太陽電池及びその製造方法 |
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