【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请要求于2010年12月13日提交的第12/967，005号美国专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
本装置涉及混合堆叠结光伏装置。
技术介绍
光伏结依赖于光子能量。通常，仅当到达光子至少具有特殊的最小能量时，光子才被吸收以及电子-空穴对形成，其中该最小能量大体上对应于光伏装置的光子-吸收层的能量带隙。光子吸收层的能隙还与结的最大生成电压输出有关，带隙越大，输出电压就越大并且从每个捕获光子吸收的能量就越大。具有比用于形成电子-空穴的最小能量更大的能量的光子往往与单电子-空穴对在吸收体产生热能，处于典型的光能时，其不形成额外的电子-空穴对，也不提高电压输出。因此光伏结倾向于作为光学低通滤波器，其对具有比与吸收层相关联的最小能量更小的能量的光子是透明的；在典型的单结装置中，这些光子携带的任何能量都被浪费。 堆叠结光伏装置可利用低带隙吸收体层吸收更低能的光子，并利用高的带隙材料捕获更多在高能光子中可得到的能量。这样，堆叠结装置理论上可比单结装置捕获在太阳光中可得到的更大比例的能量。虽然堆叠结光伏装置在本领域中是已知的，但是现有装置制造昂贵并且通常不整体地集成到多堆模块式阵列中。已经通过上层光伏电池附接在下层电池之上制出了堆叠结装置，其中，上层光伏电池具有自身的独立金属互连和衬底(上层光伏电池制造在该衬底上)，并且下层电池也具有自己的互连和衬底，黏合剂或粘合剂可用于使上层电池保持至下层电池。还通过将额外的薄膜半导体层沉积在下层光伏电池上以形成覆盖下层光伏电池的上层光伏电池来制成堆叠结装置，这种装置在上层电池与下层电池之间没有黏合剂或粘...
【技术保护点】
一种光伏（PV）装置，包括：至少第一下层光伏电池和第二下层光伏电池，包括：衬底，金属的背接触层，I?III?VI半导体吸收体层，异质结相伴层，以及透明导体层；至少一个上层光伏电池，包括：III?V半导体吸收体层，半导体结层，以及上透明导体层；图案化导电层的至少一个导电形状，所述形状应用在所述至少一个上层光伏电池的所述上透明导体层上并与所述上透明导体层相接触，所述形状与第一和第二下层光伏电池的所述透明导体层分离，并耦合至所述第二下层光伏电池的所述背接触层，所述形状用于将堆与相邻的下层光伏电池串联耦合，所述堆包括所述上层光伏电池和所述第一下层光伏电池；以及导电黏合剂，将所述至少一个上层光伏电池粘附至所述第一下层光伏电池，所述至少一个上层光伏电池设置成接收光，所述第一下层光伏电池设置为接收穿透所述至少一个上层光伏电池的光，所述黏合剂能够传输至少一些光，所述黏合剂使上层光伏电池与所述第一下层光伏电池串联地电耦合；其中，上层光伏电池不具有单晶衬底。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.12.13 US 12/967,0051.一种光伏(PV)装置，包括: 至少第一下层光伏电池和第二下层光伏电池，包括: 衬底， 金属的背接触层， 1-1I1-VI半导体吸收体层， 异质结相伴层，以及 透明导体层； 至少一个上层光伏电池，包括: II1-V半导体吸收体层， 半导体结层，以及 上透明导体层； 图案化导电层的至少一个导电形状，所述形状应用在所述至少一个上层光伏电池的所述上透明导体层上并与所述上透明导体层相接触，所述形状与第一和第二下层光伏电池的所述透明导体层分离，并耦合至所述第二下层光伏电池的所述背接触层，所述形状用于将堆与相邻的下层光伏电池串联耦合，所述堆包括所述上层光伏电池和所述第一下层光伏电池；以及 导电黏合剂，将所述至少一个上层光伏电池粘附至所述第一下层光伏电池，所述至少一个上层光伏电池设置成接收光，所述第一下层光伏电池设置为接收穿透所述至少一个上层光伏电池的光，所述黏合剂能够传输至少一些光，所述黏合剂使上层光伏电池与所述第一下层光伏电池串联地电耦合； 其中，上层光伏电池不具有单晶衬底。2.根据权利要求1所述的光伏装置，其中，具有导电材料的所述至少一个图案化层的形状将上层光伏电池和下层光伏电池的多个堆串联地电耦合。3.根据权利要求1所述的光伏装置，其中，所述1-1I1-VI半导体吸收体层包括银和铜中的至少一种,包括铟和镓中的至少一种，以及包括硒和碲中的至少一种。4.根据权利要求3所述的光伏装置，其中，所述1-1I1-VI半导体吸收体层为铜-铟-镓-联硒化物。5.根据权利要求1所述的光伏装置，其中，所述至少一个上层光伏电池的所述II1-V半导体吸收体层为单晶的。6.根据权利要求1所述的光伏装置，其中，所述黏合剂为具有导电填充物的透明聚合材料，所述导电填充物包括银纳米线或碳纳米管中的至少一种。7.根据权利要求3所述的光伏装置，其中，所述II1-V半导体吸收体层包括:镓、铟和铝中的至少一种，以及砷和磷中的至少一种。8.根据权利要求7所述的光伏装置，其中，所述II1-V半导体吸收体层包括:铟、镓和磷。9.根据权利要求3所述的光伏装置，还包括第二上层光伏电池，所述第二上层光伏电池包括: 第二 II1-V半导体吸收体层；以及 第二半导体结层。10.根据权利要求3所述的光伏装置，还包括电池串，所述电池串包括串联地电耦合的多个1-1I1-VI电池而不包括II1-V电池，其中所述电池串与至少一个堆并联耦合，所述至少一个堆的所述多个1-1I1-VI电池中的至少一个与下层光伏电池相邻。11.根据权利要求1所述的光伏装置，还包括图案化导电层的至少一个附加形状，所述附加形状仅与下层光伏电池的所述上透明导体层相接触，所述附加形状用来减小用于电流的有效电阻，所述电流从没有被上层光伏电池覆盖的下层光伏电池的至少一些部分流至上层光伏电池。12.根据权利要求11所述的光伏装置，其中，所述II1-V半导体吸收体层包括:铟、镓和磷。13.一种光伏(PV)装置，包括: 至少第一下层光伏电池和第二下层光伏电池，包括: 衬底， 金属的背接触层， 1-1I1-VI半导体吸收体层， 异质结相伴层，以及 透明导体层； 至少一个上层光伏电池，包括: II1-V半导体吸收体层， 半导体结层，以及 上透明导体层； 在下层光伏电池的透明导体层与上层光伏电池的所述II1-V半导体吸收体层之间提供电导通的层，从而下层光伏电池与上层光伏电池串联耦合成为堆；以及 图案化导体层的至少一个形状，在所述第二下层光伏电池的所述金属的背接触层与上层光伏电池的所述上透明导体层之间提供电接触； 其中，上层光伏电池没有单晶衬底；以及 其中，上层光伏电池有意地没有覆盖下层光伏电池的大部分，并且至少一些没有被覆盖的区域有助于所述装置的光生电流。14.根据权利要求13所述的光伏装置，还包括所述图案化导电层的至少一个附加形状，所述附加形状提供与下层光伏电池中没有被上层光伏电池覆盖的部分的透明导体层的接触，所述附加形状提供减小的用于电流的电阻，所述电流相对于流过下层光伏电池的透明导体层的电流而流至上层光伏电池的透明下导体层。15.根据权利要求14所述的光伏装置，其中，所述图案化导体层包括金属。16.根据权利要求14所述的装置，其中，在下层光伏电池的透明导体层与所述II1-V半导体吸收体层之间提供电导通的所述层还包括导电粘合剂，所述粘合剂将上层光伏电池粘附至下层光伏电池，所述粘合剂能够传输至少一些光。17.根据权利要求16所述的光伏装置，还包括: 至少一个电池串，所述电池串包括串联地电耦合的多个1-1I1-VI电池而不包括II1-V电池，其中所述电池串与至少一个堆并联耦合。18.根据 权利要求14所述的装置，其中，在下层光伏电池的透明导体层与所述II1-V半导体吸收体层之间提供电导通的所述层包括低温焊锡层。19.根据权利要求18所述的光伏装置，还包括: 至少一个电池串，所述电池串包括串联地电耦合的多个1-1I1-VI电池而不包括II1-V电池，其中所述电池串与至少一个堆并联耦合。20.根据权利要求14所述的光伏装置，其中，所述1-1I1-VI半导体吸收体层包括银和铜中至少一种，包括铟和镓中至少一种，以及包括硒和碲中至少一种。21.根据权利要求14所述的光伏装置，其中，所述II1-V半导体吸收体层包括:镓、铟和铝中至少一种，以及砷和磷中至少一种。22.—种光伏(PV)装置，包括: 至少一个下层光伏电池，包括: 衬底， 金属的背接触层， 1-1I1-VI半导体吸收体层， 异质结相伴层， 透明导体层， 图案化上导电层； 至少一个上层光伏电池，包括: 下图案化导电层， II1-V半导体吸收体层， 半导体结层，以及 上透明导体层； 黏合剂，将下层光伏电池的所述图案化上导电层电耦合至上层光伏电池的所述下图案化导电层；以及 至少一个导电形状，位于图案化导电层上，所述形状应用在上层光伏电池的所述上透明导体层上并与上层光伏电池的所述上透明导体层相接触，所述形状与下层光伏电池的所述透明导体层分离，并耦合至相邻的下层光伏电池的所述背接触层，所述形状用于将包括所述上层光伏电池和所述下层光伏电池的堆与相邻的下层光伏电池串联耦合； 其中，上层光伏电池没有单晶衬底，并且上层光伏电池的所述下图案化导电层电耦合至下层光伏电池的所述图案化上导电层。23.根据权利要求22所述的光伏装置，其中，位于导电层的至少一个图案化层上的形状将上层光伏电池和下层光伏电池的多个堆串联耦合。24....
【专利技术属性】
技术研发人员：劳伦斯·M·伍兹，约瑟夫·H·阿姆斯特朗，
申请(专利权)人：阿森特太阳能技术公司，
类型：
国别省市：
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