[发明专利]串联太阳能电池及制造这种太阳能电池的方法

说明书

串联太阳能电池(100)包括基于硅晶片的太阳能电池(110)和薄膜太阳能电池结构(130)的堆栈。基于硅晶片的太阳能电池具有用于接收辐射的第一晶片表面和与第一晶片表面相对的第二晶片。薄膜太阳能电池结构具有用于接收辐射的第一膜表面和与第一膜表面相对的第二膜表面。薄膜太阳能电池结构的第二膜表面与基于硅晶片的太阳能电池的第一晶片表面接合。基于硅晶片的太阳能电池和薄膜太阳能电池结构的堆栈设置有至少一个导电元件(140)，该导电元件(140)延伸通过第一膜表面与第二晶片表面之间的堆栈。导电元件在第二晶片表面上设置有接触垫片(142)，并在第一膜表面与接触垫片之间形成导电路径。

技术领域

本发明涉及串联太阳能电池。此外，本发明涉及制造这种串联太阳能电池的方法。

背景技术

目前，由底部基于硅晶片的太阳能电池和顶部薄膜太阳能电池组成的串联式或更一般地多结太阳能电池被视为实现基于硅的晶片技术的更高效率的重要竞争者。串联式可具有两端子(2T)、三端子(3T)及四端子(4T)构型。通常不考虑3T构型，因为中间层需要电流传输。对于多结设备，2T概念在传承上是适用的，而3T和4T概念(及其组合)会导致将额外的透明电极和附随端子合并到设备堆栈中。

在串联太阳能电池中，透明电极存在于顶部电池中。大多数透明导体具有差的透光性，尤其是在高导电率下。尽管串联设备中的电流密度与单结设备相比较低，但是对于透明电极，光学和电学损耗之间的权衡总是存在。

前金属栅格允许更薄的透明电极层。虽然栅格不可避免地导致阴影损失，但由寄生吸收加上遮蔽引起的总损耗可小于无栅格概念。

薄膜太阳能电池中的吸收层存在另一缺点，特别是当钙钛矿层以串联构型应用时，因为在最先进的OPV和钙钛矿电池中，顶部电极结合其光学性能可以达到的导电率相当差。

WO 2015/017885公开了堆叠式太阳能电池设备，其提供具有光子接收表面和第一单同质结硅太阳能电池的光伏设备。第一单同质结硅太阳能电池包括具有相反极性的两个掺杂硅部分，并具有第一带隙(band gap)。该光伏设备还包括第二太阳能电池结构，该第二太阳能电池结构具有带有钙钛矿结构的吸收材料并且具有大于第一带隙的第二带隙。该光伏设备布置成使得第一太阳能电池和第二太阳能电池中的每一个均吸收由光子接收表面接收的光子的一部分。

本发明的目的是克服或减轻现有技术的至少一个缺点。

发明内容

该目的通过串联太阳能电池来实现，所述串联太阳能电池包括基于硅晶片的太阳能电池和薄膜太阳能电池结构的堆栈；

基于硅晶片的太阳能电池具有用于接收辐射的第一晶片表面和与第一晶片表面相对的第二晶片表面；

薄膜太阳能电池结构具有用于接收辐射的第一膜表面和与第一膜表面相对的第二膜表面；

薄膜太阳能电池结构的第二膜表面与基于硅晶片的太阳能电池的第一晶片表面接合，

基于硅晶片的太阳能电池和薄膜太阳能电池结构的堆栈设置有至少一个导电元件，该至少一个导电元件延伸通过第一膜表面和第二晶片表面之间的堆栈，以及在第二晶片表面上设置有接触垫片，并且在第一膜表面和接触垫片之间形成导电路径，其中，硅晶片太阳能电池包括在第一电极层和第二电极层之间的基底导电层，以及第一电极层与基底导电层之间布置有钝化隧道层。

有利地，串联太阳能电池形成有底部基于硅晶片的太阳能电池和顶部薄膜太阳能电池结构之间的串联连接，其中，串联太阳能电池的辐射接收前表面上不需要外部布线，外部布线会遮蔽前表面并减小用于捕捉辐射的区域。

根据一方面，本发明提供如上所述的串联太阳能电池，其中，导电元件布置在从第一膜表面延伸至第二晶片表面的通孔中。