面的一部分能够被暴露，并且开口 134的形成使得隧道二极管的层129的下表面的一部分能够被暴露。然后，隧道二极管的接头141和接头143的连接被转回到朝向太阳能电池的与暴露于光辐射的面相对的面122。通过这种方式，获得如图6中所示类型的太阳能电池。也可以穿过子电池的堆叠形成导电通孔，以将电极135的连接返回到朝向太阳能电池的面122。
[0160]根据图8A-图8D中所示方法的另一变体，可以以导电通孔的形式来形成接头135、接头139、接头141、接头143。
【主权项】
1.一种太阳能电池，包括: 至少两个子电池(23，25)的堆叠，其中在两个相邻的子电池之间插入隧道二极管(27)，该隧道二极管(27)包括以相反的导电类型掺杂的叠加的第一层和第二层(29，31); 第一电极(35)和第二电极(39)，分别与所述堆叠的一面(28)和另一面(22)接触；以及 对于至少一个隧道二极管(27)，第三电极(41)和第四电极(43)分别与所述隧道二极管的所述第一层(31)和所述第二层(29)电接触。2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中: -所述第一电极(35)与所述堆叠的暴露于光辐射的所述面(28)接触；以及 -所述第二电极(39)与所述堆叠的与暴露于光辐射的所述面相对的面(22)接触。3.根据权利要求2所述的太阳能电池，其中，对于所述至少一个隧道二极管(27)，在所述堆叠的暴露于光辐射的所述面(28)的一侧，所述第三电极和所述第四电极(41，43)分别与所述隧道二极管的所述第一层和所述第二层(31，29)接触，且可能直接接触。4.根据权利要求2所述的太阳能电池，其中，对于所述至少一个隧道二极管(27)，在所述堆叠的与暴露于光辐射的所述面相对的面(22)的一侧，所述第三电极和所述第四电极(41,43)分别与所述隧道二极管的所述第一层和所述第二层(31，29)接触，且可能直接接触。5.根据权利要求1-4中任一项所述的太阳能电池，其中，对于每个隧道二极管(27)，第三电极(41)和第四电极(43)分别与所述隧道二极管的所述第一层(31)和所述第二层(29)电接触。6.根据权利要求1-4中任一项所述的太阳能电池，其中，通过隧道二极管(69)将至少两个相邻的子电池(63，65)隔开，该隧道二极管￠9)的第一层(73)和第二层(71)不与任何电极接触，其中所述至少两个相邻的子电池形成串联连接的子电池的组件。7.根据权利要求1-6中任一项所述的太阳能电池，其中，对于至少一个隧道二极管(27)，所述隧道二极管还包括放置在所述堆叠的所述第一层和所述第二层(29，31)的两侦叭分别与所述第一层(31)和所述第二层(29)接触的导电的第一阻挡层和导电的第二阻挡层。8.根据权利要求7所述的太阳能电池，其中，所述第三电极(41)与所述第一阻挡层直接接触和/或所述第四电极(43)与所述第二阻挡层直接接触。9.一种用于形成太阳能电池的方法，包括以下步骤: a)形成至少两个子电池(123，125)的堆叠，其中在两个相邻的子电池之间插入隧道二极管(127)，该隧道二极管(127)包括以相反的导电类型掺杂的叠加的第一层和第二层(129，131)； 随后，以任何顺序: b)形成第一电极(135)和第二电极(139)，该第一电极(135)和第二电极(139)分别与所述堆叠的暴露于光辐射的面(128)以及与所述堆叠的与暴露于光辐射的所述面相对的面(122)接触；以及 c)对于至少一个隧道二极管(127)，形成分别与所述隧道二极管的所述第一层(131)和所述第二层(129)电接触的第三电极(141)和第四电极(143)。10.根据权利要求9所述的方法，其中，在步骤C)中，对于每个隧道二极管(127)，形成分别与所述隧道二极管的所述第一层(131)和所述第二层(129)电接触的第三电极(141)和第四电极(143)。11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，在步骤a)中，插入有隧道二极管(127)的至少两个子电池(123，125)的所述堆叠是通过外延生长形成的。12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，在步骤a)与步骤c)之间，还包括以下步骤:针对至少一个隧道二极管(127)，形成第一开口(133)和第二开口(134)，使得分别暴露所述隧道二极管的所述第一层(131)的一部分(132)和所述隧道二极管的所述第二层(129)的一部分(130)。13.根据权利要求12所述的方法，其中，在形成所述第一电极和所述第二电极(135，139)的步骤b)之前执行针对至少一个隧道二极管(127)来形成所述第一开口和所述第二开口(133，134)的步骤。14.根据权利要求12或13所述的方法，其中，所述第一开口和所述第二开口(133，134)是通过各向异性刻蚀的方法形成的。15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中，所述第一开口和所述第二开口(133，134)是基于所述堆叠的暴露于光辐射的所述面(128)形成的。16.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中，所述第一开口和所述第二开口(133，134)是基于所述堆叠的与暴露于光辐射的所述面相对的面(122)形成的。17.一种使用根据权利要求1至8中任一项所述的太阳能电池的方法，包括以下步骤: a)测量(101)由每个子电池(23，25)或串联连接的子电池(63，65)的组件传递的电流； b)比较(103)由不同的子电池或子电池的组件传递的电流； c)如果由不同的子电池或子电池的组件传递的电流相等，那么将所述太阳能电池连接(105)为使得所述太阳能电池以整体模式进行操作； c’)如果由不同的子电池或子电池的组件传递的电流不全部相等，那么将所述太阳能电池连接(107)为使得所述太阳能电池以多端子模式进行操作。18.根据权利要求17所述的使用太阳能电池的方法，其中，对于所述第一层(31)和所述第二层(29)分别与第三电极(41)和第四电极(43)接触的每个隧道二极管(27): -在步骤c)中，所述第三电极和所述第四电极(41，43)未连接并且所述隧道二极管是导电的； -在步骤c’)中，电势差(Vv)被施加到所述第三电极与所述第四电极(41，43)之间，使得流经所述隧道二极管的电流最小。19.根据权利要求17或18所述的使用太阳能电池的方法，其中，在步骤c)中，电势差被施加到所述第一电极与所述第二电极(35，39)之间，使得由所述太阳能电池传递的功率最大。20.根据权利要求18或19所述的使用太阳能电池的方法，其中，在步骤c’)中，对于所述第一层(31)和所述第二层(29)分别与第三电极(41)和第四电极(43)接触的每个隧道二极管(27)，设法确定待施加到所述第三电极与所述第四电极(41，43)之间以使流经所述隧道二极管的电流最小的所述电势差(Vv)。21.根据权利要求17至20中任一项所述的使用太阳能电池的方法，其中，在步骤c’)中，对于每个子电池(23，25)或者串联连接的子电池(63，65)的组件，设法确定使得由所述子电池或由子电池的所述组件传递的功率最大的所述子电池或子电池的所述组件的最佳极化(Vmax)。22.根据权利要求21所述的使用太阳能电池的方法，其中，在步骤c’)中，所述太阳能电池的每个电极(35，39，41，43)被极化为使得每个子电池或者子电池的组件在所述最佳极化处被极化。23.根据权利要求17至22中任一项所述的使用太阳能电池的方法，还包括重复步骤a)至步骤c)或者步骤a)至步骤c’)的步骤d)。24.根据权利要求23所述的使用太阳能电池的方法，其中，以固定的时间间隔重复步骤d)。25.一种使用根据权利要求1至8中任一项所述的太阳能电池的方法，包括下述步骤: a)测量(101)由每个子电池(23，25)传递的电流； b)比较(103)由不同的子电池传递的电流； c)如果由不同的子电池传递的电流相等，那么将所述太阳能电池连接(105)为使得所述太阳能电池以整体模式进行操作； c’)如果由不同的子电池传递的电流不全部相等: -以整体模式将传递相同电流的相邻的子电池进行连接； -以多端子模式将其它子电池进行连接。26.一种用于对根据权利要求1至8中任一项所述的太阳能电池进行测试的设备，包括: -用于确定由每个子电池(23，25)或串联连接的子电池出3，65)的组件传递的电流的装置； -用于比较由不同的子电池或子电池的组件传递的电流的装置；以及-用于将所述太阳能电池连接为使得在由不同的子电池或子电池的组件传递的电流相等时所述太阳能电池以整体模式进行操作并且使得在由不同的子电池或子电池的组件传递的电流不全部相等时所述太阳能电池以多端子模式进行操作的装置。27.根据权利要求26所述的用于对太阳能电池进行测试的设备，还包括: -第一分析装置，用于针对第一层(31)和第二层(29)分别与第三电极(41)和第四电极(43)接触的每个隧道二极管(27)来寻找待施加到所述第三电极与所述第四电极(41，43)之间以使流经所述隧道二极管的电流最小的电势差(Vv); -计算装置，用于计算随每个子电池或子电池的组件的极化变化的由每个子电池或子电池的组件传递的功率； -第二分析装置，用于针对每个子电池(23，25)或者子电池(63，65)的组件来寻找使得由所述子电池或由子电池的所述组件传递的功率最大的所述子电池或子电池的所述组件的最佳极化(Vmax);以及 -用于将待施加到所述太阳能电池的每个电极(35，39，41，43)的电势确定为使得流经每个隧道二极管的电流最小并且使得由每个子电池或子电池的组件传递的功率最大的装置。
【专利摘要】本发明涉及一种太阳能电池，包括：至少两个子电池(23，25)的堆叠，隧道二极管(27)包括以相反的导电类型高度掺杂的叠加的第一层和第二层(29，31)，所述隧道二极管被放置在两个相邻的子电池之间；第一电极(35)和第二电极(39)，分别与所述堆叠两侧处的表面中的面(28)和另一面(22)接触；以及对于至少一个隧道二极管(27)，第三电极(41)和第四电极(43)分别与所述隧道二极管的第一层(31)和第二层(29)电接触。
【IPC分类】H01L31/043, H01L31/0725, H01L31/0224
【公开号】CN105359279
【申请号】CN201480037825
【发明人】马蒂厄·鲍德瑞特, 托马斯·西格纳玛谢克斯
【申请人】原子能和替代能源委员会
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2014年6月16日
【公告号】EP3011592A1, US20160149068, WO2014202511A1