[發明專利]光接收器件

在審

• 申請號: 201480036779.0
• 申請日: 2014-06-19
• 公開（公告）號: CN105393365A
• 公開（公告）日: 2016-03-09
• 發明（設計）人: 斯蒂芬·斯威尼;康斯坦策·希爾德
• 申請（專利權）人: 薩里大學
• 主分類號: H01L31/0304
• 分類號: H01L31/0304;H01L31/0687;H01L31/075;H01L31/076;H01L31/105;H01L31/18
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 王美石;張穎玲

1.一種光伏器件，具有包括III-V材料的活性區，所述III-V材料包括鉍以及一個或多個其他的V族元素，所述材料的帶隙能在0.4eV到1.4eV的范圍內并且所述材料的自旋軌道分裂能在0.3eV到0.8eV的范圍內。

2.根據權利要求1所述的光伏器件，其中，所述III-V材料包括Ga和As。

3.根據權利要求1或2所述的光伏器件，其中，所述材料中鉍原子與其他的V族元素的原子的百分比小于11.5％。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的光伏器件，其中，所述III-V材料包括基于Ga-As-Bi的材料，具有通式1：

[通式1]

GaAs_1-xBi_x

其中0≤x≤0.15。

5.根據權利要求4所述的光伏器件，其中，所述活性材料的帶隙在大約1eV到1.1eV的范圍內，所述材料的自旋軌道分裂能在0.6eV到0.7eV的范圍內，并且0.05≤x≤0.07。

6.根據權利要求1至3中任一項所述的光伏器件，其中，所述III-V材料包括基于GaAsBiN的材料。

7.根據權利要求6所述的光伏器件，其中，所述活性材料的帶隙在大約0.8eV到1.4eV的范圍內，并且所述材料的自旋軌道分裂能在0.3eV到0.8eV的范圍內。

8.根據權利要求6或7所述的光伏器件，其中，所述基于GaAsBiN的材料包括基于As的量的小于10％的Bi和小于6％的Ni，可選地其中，所述基于GaAsBiN的材料包括基于As的量的2％到4％的Bi和0.5％到1.5％的Ni。

9.根據權利要求4至8中任一項所述的光伏器件，其中，所述III-V材料生長在GaAs襯底或者Ge襯底上。

10.根據權利要求1至3中任一項所述的光伏器件，其中，所述III-V材料包括基于GaInAsBi的材料。

11.根據權利要求10所述的光伏器件，其中，所述基于GaInAsBi的材料包括基于As的量的小于5％的Bi和30％到60％范圍內的In。

12.根據權利要求10或11所述的光伏器件，其中，所述基于GaInAsBi的材料生長在InP襯底上。

13.一種光伏器件，具有包括III-V材料的活性區，所述III-V材料包括銻以及一個或多個其他的V族元素，所述材料的帶隙能在0.4eV到1.4eV的范圍內并且所述材料的自旋軌道分裂能在0.3eV到0.8eV的范圍內。

14.根據權利要求13所述的光伏器件，其中，所述材料中銻原子與其他的V族元素的原子的百分比小于25％，并且其中，所述III-V材料包括Ga和As。

15.根據權利要求1至14中任一項所述的光伏器件，其中，所述III-V材料構成單結電池的活性區或者多結電池的一個結的活性區。

16.一種光接收半導體器件，具有包括III-V材料的活性區，所述III-V材料包括鉍以及一個或多個其他的V族元素，使得所述材料的自旋軌道分裂能與所述材料的帶隙能相差10％以內。

17.根據權利要求15所述的光接收半導體器件，其中，所述材料中鉍原子與其他的V族元素的原子的百分比小于11.5％。

18.根據權利要求16或17所述的光接收半導體器件，其中，所述III-V材料包括Ga和As。

19.根據權利要求16至18中任一項所述的光接收半導體器件，其中，所述材料的自旋軌道分裂能與所述材料的帶隙能相差10％以內。

20.根據權利要求16至19中任一項所述的光接收半導體器件，其中，所述材料的自旋軌道分裂能與所述材料的帶隙能基本上相等。

21.根據權利要求16至20中任一項所述的光接收半導體器件，其中，所述自旋軌道分裂能在0.3eV到1.0eV的范圍內。