[發明專利]太陽能電池

無效

• 申請號: 201280053618.3
• 申請日: 2012-09-02
• 公開（公告）號: CN103975449A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: A.羅赫特菲爾德;A.格杰
• 申請（專利權）人: 安伯韋弗公司
• 主分類號: H01L31/078
• 分類號: H01L31/078;H01L31/0687;H01L31/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馬麗娜;徐紅燕

相關申請

本申請要求2011年9月2日提交的美國臨時申請序號61/530680、2012年5月22日提交的美國臨時申請序號61/650133、以及2012年6月8日提交的美國臨時申請序號61/657698的權益和優先權，其公開通過引用被整體地結合到本文中。

關于聯邦政府贊助研究或開發的聲明

本發明的各部分可能已結合合同號HR0011-07-9-0005下的政府經費進行，并且政府可能有某些權限。

技術領域

本發明涉及太陽能電池，并且更特別地涉及利用漸變緩沖物的太陽能電池。

背景技術

對于針對基于空間和陸地應用的高效率光伏的串聯多結太陽能電池的設計和制造存在相當大的興趣。多結太陽能電池包括具有被設計成使得能夠高效地收集寬太陽光譜的帶隙的兩個或更多p-n結子電池。子電池帶隙被控制使得隨著入射太陽光譜通過多結太陽能電池傳遞下去，其通過連續減小的帶隙能的子電池。因此，使與單結電池相關聯的效率損失——高能光子的低效收集和不能收集低能量光子最小化。

發明內容

本發明是用于利用漸變緩沖物的多結太陽能電池結構的器件、系統以及方法。示例性硅鍺太陽能電池結構能夠具有基板，并且在基板上生長了漸變緩沖層。在漸變緩沖層中或上面生長了用于第一太陽能子電池的基極層和發射極層。能夠在發射極層與基極層之間提供第一結。能夠在第一太陽能子電池的頂部上生長第二太陽能子電池。

本發明并不意圖局限于必須滿足本發明的任何聲稱的目的或特征中的一個或多個的系統或方法。注意到本發明不限于本文所描述的示例性或主要實施例也是重要的。本領域普通技術人員進行的修改和替換被視為在本發明的范圍內，除被以下權利要求之外，其不受限制。

附圖說明

通過閱讀結合附圖進行的以下詳細描述，將更好地理解本發明的這些及其它特征和優點，在所述附圖中：

圖1是根據本發明的示例性多結電池實施例的完整器件的輪廓圖。

圖2（a—d）是根據本發明的示例性多結電池實施例的正在構造的器件的輪廓圖。

圖3是根據本發明的示例性多結電池實施例的用來構造器件的示例性動作的流程圖。

圖4是根據本發明的透明基板上的示例性多結電池實施例的完整器件的輪廓圖。

圖5（a—h）是根據本發明的透明基板上示例性多結電池實施例的正在構造的器件的輪廓圖。

圖6是根據本發明的透明基板上示例性多結電池實施例的用來構造器件的示例性動作的流程圖。

具體實施方式

概述

使用16%高效太陽能電池的太陽能模塊支配目前的光伏市場，但即使在今天的每瓦特非常低的價格下，在世界的大部分中，其不能在沒有重要津貼的情況下被有利地安裝。這部分地是因為非模塊成本或系統平衡（BOS）成本支配總安裝成本。這些BOS成本中的大部分是面積相關的，并且與面積線性地按比例。因此，較高效率太陽能電池通過減少用于給定功率輸出的太陽安裝面積的量而降低BOS成本。例如，對于基于住宅的屋頂安裝而言，能夠估計效率的加倍將導致每瓦特的總系統安裝成本的約20—30%下降。

根據本發明的一個實施例，硅上串聯電池具有對于至少33%電池效率或者今天市場主導的低成本的基于硅的太陽能電池的電池效率約雙倍的潛力。實施例可利用SiGe漸變緩沖物以允許在硅晶片上生長具有例如約80%的Ge含量的低位錯密度SiGe。頂部子電池能夠是與在其下面的SiGe進行匹配的GaAsP晶格。GaAsP能夠具有約1.6eV的帶隙。底部子電池可以是SiGe，在SiGe漸變緩沖物上面。底部子電池的SiGe能夠具有約0.9eV的帶隙。

實施例基于在硅基板上的硅鍺的漸變緩沖物上生長的硅鍺子電池上所生長的III-V外延子電池而為高效率多結太陽能電池提供附加益處。當前，被用于幾乎所有商用多結III-V太陽能電池的單晶鍺基板占此類太陽能電池成本的大多數，即使只有此基板的頂部部分對太陽能電池操作有所貢獻。

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