[發明專利]多結太陽能電池

有效

• 申請號: 201611127622.6
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106887481B
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: L·埃貝爾;W·古特;M·莫伊澤爾
• 申請（專利權）人: 阿聚爾斯佩西太陽能有限責任公司
• 主分類號: H01L31/0687
• 分類號: H01L31/0687;H01L31/0352
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 侯鳴慧

多結太陽能電池具有第一、第二和第三子電池，第一子電池具有鍺，第二子電池具有比第一子電池大的帶隙，第三子電池具有比第二子電池大的帶隙，每個子電池具有發射極和基極，第二子電池包括化合物層，化合物至少具有GaInAsP，層厚度大于100納米，層構造為發射極一部分和/或基極一部分和/或發射極與基極之間的空間電荷區一部分，第三子電池包括化合物層，化合物至少具有GaInP，層厚度大于100納米，并且層構造為發射極一部分和/或基極一部分和/或位于發射極與基極之間的空間電荷區一部分，第二子電池中層的磷含量大于1％且小于45％，銦含量小50％，晶格常數小于5.84埃，第三子電池與第二子電池的層晶格常數差小于0.2％，兩個子電池間不構造半導體鍵合。

技術領域

本發明涉及一種多結太陽能電池。

背景技術

由文獻“Current-matched triple-junction solar cell reaching 41.1％conversion efficiency under concentrated sunlight”(Guter等，Applied PhysicsLetters 94，223504(2009))已知一種多結太陽能電池(英語multi-junction solarcell)。公開的結構涉及一種具有高效率的、變質的Ga_0.35In_0.65P/Ga_0.83In_0.17As/Ge三結太陽能電池。在Ge基質或者說Ge子電池與Ga_0.83In_0.17As子電池之間使用包括Ga_YIn_1-YAs的變質緩沖器。

此外，由文獻“Development of Advanced Space Solar Cells at Spectrolab”(Bolsvert等，35^th IEEE PVSC論文集，檀香山，夏威夷，2010，ISBN：978-1-4244-5891-2)已知基于半導體鍵合技術的GaInP/GaAs/GaInAsP/GaInAs四結太陽能電池和GaInP/AlGaInAs/GaAs/GaInAsP/GaInAs五結太陽能電池。另一種四結太陽能電池也由文獻“Waferbonded four-junction GaInP/GaAs/GaInAsP/GaInAs concentrator solar cells with44.7％efficiency”(Dimroth等，Progr.Photovolt:Res.Appl.2014；22；277-282)已知。

在最后提到的兩篇文獻中以InP基質為出發點分別晶格匹配地沉積(abscheiden)具有約為1.0電子伏特的能量帶隙的GaInAsP太陽能電池。上部的具有較高能量帶隙的太陽能電池在第二沉積中以逆順序的方式被制造在GaAs基質上。整個多結太陽能電池的形成通過兩個外延晶片的直接半導體鍵合還有接著的GaAs基質移除以及其他過程步驟來實現。然而，制造過程是成本高昂的。

由DE 10 2012 004 734 A1已知一種既基于半導體鍵合技術又基于變質外延的GaInP/GaAs/GaInAs/緩沖器/Ge四結太陽能電池。制造成本由于兩個必要的在兩個單獨基質上的沉積、必要的基質移除和必要的鍵合過程而一直還是高的。此外，由EP 1 134 813A2、EP 2 960 950 A1和DE 10 2005 000 767 A1已知不具有半導體鍵合的多結太陽能電池。

輻射硬度的優化、尤其也對于非常高的輻射劑量而言的輻射硬度的優化是在未來的宇航太陽能電池的研發中的重要的目的。除了提高開始效率或者說壽命開始(beginning-of-life，BOL)效率以外，目的也是提高壽命結束(end-of-life，EOL)效率。