[發明專利]紋理化的多結太陽能電池及制造方法

在審

• 申請號: 201310258334.4
• 申請日: 2013-06-26
• 公開（公告）號: CN103515461A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: B·赫克瑪特紹塔巴里;A·卡基菲魯茲;G·G·沙希迪;D·沙赫莉亞迪
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: H01L31/0236
• 分類號: H01L31/0236;H01L31/18
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 于靜;張亞非

1.一種多結光伏器件，包括：

具有金字塔形狀的鍺層，所述金字塔形狀具有暴露的（111）刻面以形成紋理化表面；

在所述紋理化表面上或之上形成的第一p-n結；以及

在所述第一p-n結之上形成并遵循所述紋理化表面的至少一個其他的p-n結。

2.如權利要求1所述的器件，其中所述鍺層包括體鍺或者形成在硅襯底上的鍺層之一。

3.如權利要求1所述的器件，其中所述金字塔形狀包括倒金字塔形狀。

4.如權利要求1所述的器件，其中所述第一p-n結包括所述鍺層和所述鍺層的摻雜部分。

5.如權利要求4所述的器件，其中所述至少一個其他的p-n結具有包括GaAs或其合金的層以及所述層的摻雜部分。

6.如權利要求1所述的器件，進一步包括在所述至少一個其他的p-n結之上形成并遵循所述紋理化表面的第三p-n結。

7.如權利要求6所述的器件，其中所述第三p-n結具有包括GaP其合金的層以及所述層的摻雜部分。

8.如權利要求1所述的器件，進一步包括形成在所述紋理化表面與所述至少一個其他的p-n結的第一半導體層之間的阻擋層。

9.如權利要求1所述的器件，其中所述第一p-n結和所述至少一個其他的p-n結包括III-V半導體材料。

10.一種多結光伏器件，包括：

具有金字塔形狀的鍺層，所述金字塔形狀具有暴露的（111）刻面以形成紋理化表面；

由III-V半導體材料形成的多個p-n結，所述多個p-n結被形成為遵循所述紋理化表面的所述（111）刻面的形狀形成以增加光俘獲并增加總體器件效率，所述III-V半導體材料具有的相關聯的帶隙能量使得所述p-n結通過減小帶隙能量而排序。

11.如權利要求10所述的器件，其中所述鍺層包括體鍺或者形成在硅襯底上的鍺層之一。

12.如權利要求10所述的器件，其中所述金字塔形狀包括倒金字塔形狀。

13.如權利要求10所述的器件，其中第一p-n結包括所述鍺層的至少一個摻雜部分。

14.如權利要求13所述的器件，其中第二p-n結包括含有GaAs或其合金的層的至少一個摻雜部分。

15.如權利要求10所述的器件，其中第三p-n結包括含有GaP或其合金的層的至少一個摻雜部分。

16.一種多結光伏器件，包括：

具有金字塔形狀的鍺層，所述金字塔形狀具有暴露的（111）刻面以形成紋理化表面；

通過對所述鍺層的頂部摻雜而形成在所述鍺層上或內的第一p-n結；

通過外延生長的含GaAs的層而形成在所述第一p-n結上的第二p-n結；

通過外延生長的含GaP的層而形成在所述第二p-n結上的第三p-n結；

其中所述p-n結遵循所述紋理化表面的所述（111）刻面的形狀以增加光俘獲和增加總體器件效率。

17.如權利要求16所述的器件，其中所述鍺層包括體鍺或者形成在硅襯底上的鍺層之一。

18.如權利要求16所述的器件，其中所述金字塔形狀包括倒金字塔形狀。

19.如權利要求16所述的器件，其中所述第二p-n結包括所述含GaAs的層的至少一個摻雜部分。

20.如權利要求16所述的器件，其中所述第三p-n結包括所述含GaP的層的至少一個摻雜部分。

21.一種形成多結光伏器件的方法，包括：

提供鍺層；

在所述鍺層中蝕刻金字塔形狀，使（111）刻面暴露以形成紋理化表面；

在紋理化表面上或之上由III-V半導體材料形成第一p-n結；以及

在所述第一p-n結之上并遵循所述紋理化表面由III-V半導體材料形成至少一個其他的p-n結。

22.如權利要求21所述的方法，其中提供所述鍺層包括提供體鍺或者形成在硅襯底上的鍺層之一。

23.如權利要求21所述的方法，其中所述金字塔形狀包括倒金字塔形狀。