DE102005000767A1 - Monolithische Mehrfach-Solarzelle - Google Patents

Monolithische Mehrfach-Solarzelle Download PDF

Info

Publication number
DE102005000767A1
DE102005000767A1 DE102005000767A DE102005000767A DE102005000767A1 DE 102005000767 A1 DE102005000767 A1 DE 102005000767A1 DE 102005000767 A DE102005000767 A DE 102005000767A DE 102005000767 A DE102005000767 A DE 102005000767A DE 102005000767 A1 DE102005000767 A1 DE 102005000767A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
solar cell
semiconductor mirror
multiple solar
cell according
subcell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102005000767A
Other languages
English (en)
Inventor
Matthias Dipl.-Phys. Meusel
Gerhard Dr.rer.nat. Strobl
Frank Dr.rer.nat. Dimroth
Andreas Dr.rer.nat. Bett
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Azur Space Solar Power GmbH
Original Assignee
RWE Space Solar Power GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=35789087&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE102005000767(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by RWE Space Solar Power GmbH filed Critical RWE Space Solar Power GmbH
Priority to DE102005000767A priority Critical patent/DE102005000767A1/de
Priority to ES10182110.6T priority patent/ES2563045T3/es
Priority to EP15001551.9A priority patent/EP2927967B1/de
Priority to EP10182110.6A priority patent/EP2264788B1/de
Priority to ES14002885.3T priority patent/ES2560441T3/es
Priority to US11/813,217 priority patent/US8716593B2/en
Priority to EP14002885.3A priority patent/EP2827384B1/de
Priority to ES15001551.9T priority patent/ES2607501T3/es
Priority to EP05847317A priority patent/EP1842241A1/de
Priority to PCT/EP2005/014022 priority patent/WO2006072423A1/de
Publication of DE102005000767A1 publication Critical patent/DE102005000767A1/de
Priority to US14/203,696 priority patent/US9257586B2/en
Priority to US14/203,669 priority patent/US9252313B2/en
Priority to US14/988,311 priority patent/US9741888B2/en
Priority to US14/988,250 priority patent/US9799789B2/en
Priority to US14/988,285 priority patent/US9502598B2/en
Priority to US14/997,564 priority patent/US9748426B2/en
Priority to US15/705,306 priority patent/US10985288B2/en
Priority to US17/209,905 priority patent/US11329182B2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/072—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type
    • H01L31/0725—Multiple junction or tandem solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0216—Coatings
    • H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/02168—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells the coatings being antireflective or having enhancing optical properties for the solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0232—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L31/02327—Optical elements or arrangements associated with the device the optical elements being integrated or being directly associated to the device, e.g. back reflectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
    • H01L31/0264—Inorganic materials
    • H01L31/0304—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds
    • H01L31/03046—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds including ternary or quaternary compounds, e.g. GaAlAs, InGaAs, InGaAsP
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/047—PV cell arrays including PV cells having multiple vertical junctions or multiple V-groove junctions formed in a semiconductor substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/052—Cooling means directly associated or integrated with the PV cell, e.g. integrated Peltier elements for active cooling or heat sinks directly associated with the PV cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H01L31/0547—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means comprising light concentrating means of the reflecting type, e.g. parabolic mirrors, concentrators using total internal reflection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H01L31/056—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means the light-reflecting means being of the back surface reflector [BSR] type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/068—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
    • H01L31/0687—Multiple junction or tandem solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/072—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type
    • H01L31/0735—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type comprising only AIIIBV compound semiconductors, e.g. GaAs/AlGaAs or InP/GaInAs solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/072—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type
    • H01L31/074—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type comprising a heterojunction with an element of Group IV of the Periodic Table, e.g. ITO/Si, GaAs/Si or CdTe/Si solar cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/544—Solar cells from Group III-V materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine monolithische Mehrfach-Solarzelle (10) mit zumindest drei Teilzellen (12, 14, 16, 18), wobei ein Halbleiterspiegel (22) zwischen zwei Teilzellen (16, 18) angeordnet ist. Um die Strahlungsstabilität der Solarzelle zu verbessern, wird vorgeschlagen, dass der Halbleiterspiegel in zumindest einem Teil des spektralen Absorptionsbereichs der über dem Halbleiterspiegel angeordneten Teilzelle einen hohen Reflexionsgrad und im spektralen Absorptionsbereich der unterhalb des Halbleiterspiegels angeordneten Teilzelle einen hohen Transmissionsgrad aufweist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine monolithische Mehrfach-Solarzelle aus Elementen der III. und V. Hauptgruppe des Periodensystems mit integriertem Halbleiterspiegel.
  • Eine entsprechende Zweifach-Solarzelle – auch Tandem-Solarzelle genannt – ist aus der Literaturstelle „Prog. Photovolt: Res. Appl. 2001; 9: 165–178, F. Dimroth et al.: Metamorphic GayIn1–yP/Ga1–xInxAs Tandem Solar Cells for Space and for Terrestrial Concentrator Applications at C > 1000 Suns" bekannt. Als integrierter Halbleiterspiegel wird ein Bragg-Spiegel benutzt. Der Bragg-Spiegel wird dabei auf ein GaAs-Substrat epitaxial aufgetragen, auf dem wiederum die Zweifach-Solarzelle GaInP/GaInAs epitaxial aufgebracht wird, die eine n auf p Polarität aufweist.
  • Aus "Journal of Electronic Materials, Vol. 21, No. 3, 1992, S. M. Vernon et al.: Growth and Characterization of AlxGa1–xAs Bragg Reflectors by LP-MOCVD" ist eine GaAs-Solarzelle mit einem Bragg-Reflektor auf einem Siliziumsubstrat bekannt.
  • Auch aus der Literaturstelle „Solar Energy Materials & Solar Cells 68 (2001) 105–122, M. Z. Shvarts et al.: Radiation resistant AlGaAs/GaAs concentrator solar cells with internal Bragg reflector" ist eine GaAs-Einfachsolarzelle bekannt, unter der ein Bragg-Spiegel angeordnet ist. Bei der verwendeten Solarzelle handelt es sich um eine solche mit p auf n Polarität.
  • Gitterangepasste 3-fach Solarzellen aus Ga0.5In0.5P/Ga0.99In0.01As/Ge sind Marktführer unter den Weltraumsolarzellen. Beste Zellen erreichen 30–31 % Wirkungsgrad unter dem Weltraumsonnenspektrum AM0. In der Produktion wurde bisher maximal ein durchschnittlicher Wirkungsgrad von mindestens 28.3 % erreicht. Ein entscheidender Faktor ist die Strahlungshärte der Zellen. Nach einer typischen Bestrahlung mit 1×1015 cm–2 1MeV Elektronen degradiert der Wirkungsgrad dieser Zellen auf 24.3 %. Dies entspricht einem Restfaktor von 86 %.
    •
  • Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine monolithische Mehrfach-Solarzelle der eingangs genannten Art so weiterzubilden, um die Strahlungsstabilität zu verbessern, so dass der end-of-life-(EOL)Wirkungsgrad erhöht wird. Gleichzeitig soll die Stromgeneration der einzelnen Teilzellen nicht wesentlich beeinträchtigt werden. Dabei soll der Aufwand bei der Herstellung der Solarzelle nicht merklich beeinflusst werden.
  • Erfindungsgemäß wird das Problem im Wesentlichen dadurch gelöst, dass die Mehrfach-Solarzelle zumindest drei Teilzellen umfasst, dass der Halbleiterspiegel zwischen zwei Teilzellen angeordnet ist und mehrere Schichten mit zumindest voneinander abweichendem Brechungsindex aufweist und dass der Halbleiterspiegel einen hohen Reflexionsgrad in zumindest einem Teil des Absorptionsbereichs der über dem Halbleiterspiegel angeordneten Teilzelle oder Teilzellen und einen hohen Transmissionsgrad für Strahlung im spektralen Absorptionsbereich der unterhalb des Halbleiterspiegels angeordneten Teilzelle oder Teilzellen aufweist.
  • Mit Reflexionsgrad R wird hier die wellenlängenabhängige Reflexion gemittelt über einen bestimmten Spektralbereich bezeichnet. Idealerweise umfasst dieser Spektralbereich den gesamten spektralen Absorptionsbereich der über dem Halbleiterspiegel liegenden Teilzelle. In der Anwendung ist oft ein kleinerer Spektralbereich ausreichend, insbesondere ein Reflexionsband nahe der Bandlückenenergie der darüber liegenden Teilzelle mit einer Halbwertsbreite HWB von 40 nm ≤ HWB ≤ 300 nm.
  • Ein hoher Reflexionsgrad R bedeutet dabei, dass die mittlere Reflexion über dem Reflexionsband R ≥ 0,3, vorzugsweise R ≥ 0,7, insbesondere 0,7 ≥ R ≥ 1 beträgt.
  • Mit Transmissionsgrad T wird hier die wellenlängenabhängige Transmission, gemittelt über den spektralen Absorptionsbereich der unter dem Halbleiterspiegel liegenden Teilzelle bzw. Teilzellen, bezeichnet. Ein hoher Transmissionsgrad T bedeutet dabei, dass T ≥ 0,5, vorzugsweise T ≥ 0,85, insbesondere 0,9 ≥ T ≥ 1 beträgt.
  • Erfindungsgemäß wird ein monolithisch integrierter Halbleiterspiegel für Mehrfach-Solarzellen bestehend bzw. umfassend Verbindungshalbleiter der III- und V-Gruppe des Periodensystems vorgeschlagen, wobei die Mehrfach-Solarzelle drei oder mehr Teilzellen umfasst. Dabei wird der Halbleiterspiegel unter der n-ten Solarzelle der Mehrfach-Solarzelle durch ein geeignetes Epitaxieverfahren eingebaut. Geeignete Epitaxieverfahren sind zum Beispiel MOVPE (Metal-Organic-Vapour-Phase Epitaxy) oder MBE (Molecular Beam Epitaxy) oder VPE (Vapor Phase Epitaxy), um nur einige Verfahren zu nennen.
  • Der Halbleiterspiegel besteht aus mehreren dünnen Halbleiterschichten mit unterschiedlichem Brechungsindex. Dabei ist die Anzahl, Folge und Dicke der Schichten so gewählt, dass ein Teil des Sonnenspektrums in die n-te Teilzelle zurückreflektiert wird. Durch die Verwendung eines solchen Spiegels kann die Dicke der n-ten Teilzelle halbiert werden, ohne die Absorption in der Teilzelle stark zu reduzieren. Gleichzeitig sind die Schichten so gewählt, dass der Halbleiterspiegel eine hohe Transmission in einem anderen Teil des Sonnenspektrums besitzt. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Stromgeneration in der (n + 1)-ten Teilzelle, also derjenigen, die unterhalb des Halbleiterspiegels verläuft, sowie den weiteren unterhalb des Halbleiterspiegels liegenden Teilzellen nicht über ein kritisches Maß hinaus reduziert wird.
  • Der Einbau eines entsprechenden Halbleiterspiegels ist insbesondere dann von besonderem Vorteil, wenn eine der Teilzellen der Mehrfach-Solarzelle aus Material mit einer niedrigen Diffusionslänge besteht, bzw. wenn sich die Diffusionslänge in einer der Teilzellen während der Anwendung wesentlich verschlechtert. Durch die Verwendung des Halbleiterspiegels kann die Dicke der n-ten Teilzelle halbiert werden, ohne die Absorption in dieser Teilzelle stark zu reduzieren. Die Kombination aus Einführung eines Halbleiterspiegel und gleichzeitiger Verringerung der Zelldicke wirkt sich positiv auf die Stromgeneration aus. Zum einen ergibt sich ein günstigeres Generationsprofil über die Tiefe der aktiven Schich ten der Teilzelle. Besonders bedeutsam ist es, dass sich durch die geringere Zelldicke der mittlere Abstand der erzeugten Minoritätsladungsträger von der Raumladungszone stark verringert. Dies führt zu einer erhöhten Wahrscheinlichkeit, dass die Minoritätsladungsträger während der Diffusion auf die Raumladungszone treffen und somit zur Stromgeneration beitragen. Die Rekombination wird somit verringert.
  • Ein wichtiges Anwendungsbeispiel ist die Ga0.5In0.5P/Ga0.99In0.01As/Ge 3-fach Solarzelle, die in den letzten Jahren zur am meisten angewendeten Solarzelle auf Satelliten geworden ist. Im Weltraum sind die Solarzellen einem Spektrum von hochenergetischen Teilchen, zum Beispiel Elektronen und Protonen mit Energien im MeV Bereich, ausgesetzt. Diese Strahlung kann zu einer Degradation der Solarzelle, insbesondere zu erhöhter Rekombination und damit zu einer geringen Diffusionslänge im Halbleitermaterial führen. Während die GaInP Oberzelle und die Ge Unterzelle relativ unempfindlich auf die Weltraumstrahlung sind, zeigt die Ga0.99In0.01As Mittelzelle eine starke Degradation. Bei typischen Strahlungsdosen, wie etwa 1×1015 cm–2 1 MeV Elektronen, nimmt die Diffusionslänge in Ga0.99In0.01As so stark ab, dass nur noch ein Teil der erzeugten Minoritätsladungsträger die Raumladungszone erreicht. Eine starke Degradation des generierten Stromes bzw. der Quanteneffizienz der Mittelzelle ist die Folge. Die Degradation der Mittelzelle bestimmt somit die Degradation der 3-fach Solarzelle. Durch das erfindungsgemäße Einfügen des Halbleiterspiegels zwischen Mittel- und Unterzelle und gleichzeitiges Halbieren der Dicke der Mittelzelle kann diese Degradation deutlich verringert werden. Die Schichten des Halbleiterspiegels werden in diesem Fall so gewählt, dass eine hohe Reflexion im Spektralbereich höherer Energien als die der Bandlücke von Ga0.99In0.01As von ca. 1.4 eV erreicht wird. Gleichzeitig muss eine ausreichende Transmission für kleinere Energien erreicht werden, so dass in der Ge Unterzelle noch ausreichend Strom generiert wird. Im Falle der Ga0.5In0.5P/Ga0.99In0.01As/Ge 3-fach Solarzelle generiert die Ge Unterzelle einen Überschuss an Strom (ca. 30 mA/cm2 im Vgl. zu den oberen Teilzellen mit ca. 17 mA/cm2), wodurch die Anforderungen an die Transparenz des Halbleiterspiegels für kleinere Energien nicht ganz so hoch sind.
  • Während im Falle der Ga0.5In0.5P/Ga0.99In0.01As/Ge 3-fach Solarzelle alle Teilzellen mit der gleichen Gitterkonstante gitterangepasst zum Substrat gezüchtet sind, werden in der Ent wicklung zur Zeit 3-fach Solarzellen untersucht, welche aus gitterfehlangepassten Schichten bestehen. Typische Materialkombinationen sind hier GaInP/GaInAs/Ge oder auch AlGaInP/GaInAs/Ge, wobei der Indium Gehalt in einer oder in beiden der oberen Teilzellen höher ist, als in der zuvor genannten 3-fach Solarzelle. Die Anwendung des erfindungsgemäßen Halbleiterspiegels für diese Zellkonzepte ist analog. Die Anforderungen an die Transparenz des Halbleiterspiegels für kleinere Energien als die der Energiebandlücke des verwendeten GaInAs ist hier etwas höher, da der Überschuss an Generation in der Ge Unterzelle hier geringer ist.
  • Analog lässt sich der Halbleiterspiegel auch für gitterangepasste und gitterfehlangepasste 5-fach Solarzellen anwenden, welche zur Zeit ebenfalls für die Weltraumanwendung entwickelt werden. AlGaInP/GaInP/AlGaInAs/GaInAs/Ge ist z. B. eine typische Materialkombination für eine solche Zelle.
  • Während bei den zuvor diskutierten Zellkonzepten das Problem der niedrigen Diffusionslänge durch die Anwendung im Weltraum und die dort herrschende Strahlung zu Stande kommt, gibt es auch Konzepte für Mehrfach-Solarzellen, welche Materialien mit inherent niedriger Diffusionslänge beinhalten. Ga0.5In0.5P/Ga0.99In0.01As/Ge 3-fach Solarzellen lassen sich unter Hinzunahme einer weiteren Teilzelle eines Materials mit einer Energiebandlücke von ca. 1eV zu Ga0.5In0.5P/Ga0.99In0.01As/1eV-Material/Ge 4-fach Solarzellen erweitern. Mit dem Material GaInNAs lässt sich z.B. eine Energiebandlücke von 1 eV bei gleichzeitiger Gitteranpassung zum Ge Substrat realisieren. Dieses Material zeigt jedoch bisher sehr niedrige Diffusionslängen, weswegen noch keine besseren Ergebnisse mit 4-fach Solarzellen erreicht wurden als mit 3-fach Solarzellen.
  • Der erfindungsgemäße Einbau eines Halbleiterspiegels unter der GaInNAs Teilzelle bei gleichzeitiger Anpassung der Zelldicke kann in diesem Fall ebenfalls erfolgreich angewendet werden. Dabei werden die Schichten des Halbleiterspiegels so gewählt werden, dass eine hohe Reflexion für Energien größer 1 eV und gleichzeitig eine hohe Transmission für Energien kleiner 1 eV erreicht wird. Die Anforderungen an die Transparenz des Halbleiterspiegels für kleinere Energien sind hier sehr hoch, da die Ge Unterzelle über keinen Überschuss an Generation verfügt. Eine solche 4-fach Solarzelle ist nicht nur für die Anwen dung im Weltraum, sondern auch für die Anwendung in terrestrischen Konzentratorsystemen geeignet.
  • Des Weiteren sind 6-fach Solarzellen für die Weltraumanwendung bekannt. Diese erhält man z. B. aus der Erweiterung einer AlGaInP/GaInP/AlGaInAs/GaInAs/Ge 5-fach Solarzelle mit einer weiteren Teilzelle eines Materials mit einer Energiebandlücke von ca. 1.0–1.1 eV. Eine mögliche Materialkombination ist somit AlGaInP/GaInP/AlGaInAs/GaInAs/GaInNAs/Ge. Entsprechend der erfindungsgemäßen Lehre erfolgt der Einbau eines oder sogar zweier Halbleiterspiegel.
  • Beispiele für Mehrfach-Solarzellen sind auch der Literaturstelle „Proceedings of 19th European Photovoltaic Energy Conference, 7.–11. Juni 2004, Paris, S. 3581–3586, M. Meusel et al.: "European Roadmap for the Development of III-V Multi-Junction Space Solar Cells" zu entnehmen.
  • Wird üblicherweise für die Epitaxie einer Mehrfach-Solarzellenstruktur ein Ge-Substrat verwendet, das während die Epitaxie aktiviert wird und die Ge-Unterzelle bildet, ist die erfindungsgemäße Lehre auch für Solarzellen anwendbar, bei der die Epitaxie auf ein Silizium- oder Si/Ge-Substrat erfolgt.
  • Unabhängig hiervon sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass die der nachfolgenden Teilzelle vorausgehende Schicht des Halbleiterspiegels eine Gitterstruktur aufweist, die der der Teilzelle angepasst ist.
  • Die Schichten des Halbleiterspiegels bestehen aus Verbindungshalbleiter der III. und V. Hauptgruppe des Periodensystems bzw. enthalten diese. Dabei können die Verbindungshalbleiter mit Si, Te, Zn, C, Mg und/oder Se dotiert sein.
  • Die Schichten können aus Verbindungshalbleitermaterial wie AlGaInAs-Material und/oder AlGaInP-Material bestehen oder dieses enthalten, wobei AlGaInAs einschließt GaAs, InAs AlAs, GaInAs AlGaAs, AlInAs und/oder AlGaInP einschließt GaP, InP AlP, GaInP oder AlInP.
  • Jeweilige Schicht des Halbleiterspiegels sollte eine Dicke d mit 2 nm ≤ d ≤ 300 nm, insbesondere 10 nm ≤ d ≤ 150 nm aufweisen.
  • Der Halbleiterspiegel besteht aus n-Schichten, wobei 10 ≤ n ≤ 50, insbesondere 15 ≤ n ≤ 35 ist. Die Gesamtdicke D des Halbleiterspiegels sollte betragen 500 nm ≤ D ≤ 4000 nm, insbesondere 750 nm ≤ D ≤ 2500 nm.
  • Ganz allgemein lehrt die Erfindung, dass bei n-Schichten mindestens zwei Schichten einen unterschiedlichen Brechungsindex und/oder zumindest zwei Schichten eine unterschiedliche Materialzusammensetzung und/oder zumindest zwei Schichten unterschiedliche Dicken aufweisen. Selbstverständlich können auch drei oder mehr Schichten eine unterschiedliche Materialzusammensetzung bzw. unterschiedliche Brechungsindices bzw. unterschiedliche Dicken aufweisen.
  • Durch die Vielzahl der unterschiedlichen Materialschichten ergeben sich insbesondere vorteilhafte Eigenschaften in Bezug auf Reflexion und Transmission sowie die Möglichkeit der Passivierung der Grenzfläche zur darüber liegenden Teilzelle.
  • Insbesondere sieht die Erfindung vor, dass der Halbleiterspiegel zwischen Mittel- und Unterzelle einer GaInP/GaInAs/Ge-Dreifachsolarzelle eingebaut ist, wobei bevorzugterweise die GaInAs-Mittelzelle eine Dicke dm mit 500 ≤ dm ≤ 2500 nm, insbesondere 800 nm ≤ dm ≤ 2000 nm aufweist.
  • Des Weiteren sieht die Erfindung vor, dass ein oder mehrere Halbleiterspiegel in eine GaInP/GaInAs/GaInNAs/Ge-Vierfachsolarzelle eingebaut sind, wobei ein Halbleiterspiegel insbesondere zwischen der GaInNAs- und der Ge-Teilzelle angeordnet ist.
  • Ein Einbau eines Halbleiterspiegels ist auch in einer Fünffach-Solarzelle möglich, die zum Beispiel aus den Teilzellen AlGaInP/GaInP/AlGaInAs/GaInAs/Ge besteht, wobei der Halbleiterspiegel zwischen der GaInAs- und der Ge-Teilzelle angeordnet sein sollte.
  • Wird eine Sechsfach-Solarzelle benutzt, in der ein oder mehrere Halbleiterspiegel eingebaut sind, so sollte die Solarzelle aus den Teilzellen AlGaInP/GaInP/AlGaInAs/GaInAs/GaInNAs/Ge bestehen.
  • Ein besonders guter EOL-Wirkungsgrad lässt sich dann erzeugen, wenn der Halbleiterspiegel eine hohe Halbwertsbreite aufweist. Optimal wäre eine Halbwertbreite (HWB), die den gesamten Absorptionsbereich der darüber liegenden Teilzelle einschließt. Hierdurch würden jedoch Einschränkungen im Reflexionsgrad in Kauf zu nehmen sein bzw. ein hoher Materialverbrauch wäre notwendig. Um eine Optimierung zu erzielen, sollte die Halbwertsbreite zwischen 50 nm und 300 nm, insbesondere zwischen 80 nm und 150 nm liegen.
  • Die Schichten des Halbleiterspiegels sollten ferner derart ausgelegt sein, dass der Reflexionsgrad R beträgt R ≥ 0,3, insbesondere R ≥ 0,7, vorzugsweise 0,7 ≤ R ≤ 1 und der Transmissionsgrad T beträgt T ≥ 0,5, insbesondere T ≥ 0,85, vorzugsweise 0,9 ≤ T ≤ 1.
  • Ein Spezialfall des erfindungsgemäßen Halbleiterspiegels ist der Bragg-Reflektor. Dieser besteht üblicherweise aus einem periodischen Übergitter aus 2 Materialien mit unterschiedlichem Brechungsindex. Die Dicke der jeweiligen Schichten eines Materials ist konstant. Hierdurch können je nach der Anzahl der Übergitterperioden Reflexionen bis nahe an 100 % erzielt werden. Die Bragg-Spiegel werden zum Beispiel in oberflächenemittierenden Lasern eingesetzt.
  • Ganz allgemein stellt der erfindungsgemäße Halbleiterspiegel in Bezug auf die über diesem angeordneten Teilzellen einen überaus guten Reflektor und in Bezug auf die unterhalb des Halbleiterspiegels angeordneten Teilzelle einen Langpassfilter dar.
  • Die erfindungsgemäße Lehre ist insbesondere dann vorteilhaft anzuwenden, wenn eine der Teilzellen eine Mehrfach-Solarzelle aus einem Material mit einer niedrigen Diffusionslänge besteht bzw. wenn sich die Diffusionslänge in einer der Teilzellen während der Anwendung wesentlich verschlechtert. Durch die Verwendung des Halbleiterspiegels kann die Dicke der n-ten Teilzelle halbiert werden, ohne dass die Absorption in der Teilzelle we sentlich reduziert wird. Die Kombination aus Einbau eines Halbleiterspiegels und gleichzeitiger Verringerung der Zelldicke wirkt sich positiv auf die Stromgeneration aus. Zum einen ergibt sich ein günstigeres Regenerationsprofil über die Tiefe der aktiven Schichten der Teilzelle, zum anderen verringert sich durch die geringere Zelldicke der mittlere Abstand der erzeugten Minoritätsladungsträger von der Raumladungszone stark. Dies führt zu einer erhöhten Wahrscheinlichkeit, dass die Minoritätsladungsträger während der Diffusion auf die Raumladungszone treffen und somit zur Stromgeneration beitragen. Die Rekombination wird folglich verringert. Demzufolge wird aufgrund der erfindungsgemäßen Lehre eine Steigerung des in einer Teilzelle generierten Stromes erreicht, der durch eine niedrige Diffusionslänge begrenzt wird. Insbesondere kann die Strahlungsstabilität der Ga0.99In0.01As Mittelzelle einer Ga0.5In0.5P/Ga0.99In0.01As/Ge 3-fach Solarzelle deutlich verbessert werden.
  • Durch den Einbau eines Halbleiterspiegels kann des Weiteren die Gesamtdicke der Mehrfach-Solarzellenstruktur verringert werden. Entsprechende Verbesserungen der Strahlungsstabilität ergeben sich im Fall der Ga0.99In0.01As- oder gitterfehlangepassten GaInAs-Teilzellen in Mehrfach-Solarzellen mit drei oder mehr Teilzellen. Zur erfolgreichen Anwendung von neuen Materialien mit niedriger Diffusionslänge wie GaInNAs als Teilzelle in einer Mehrfach-Solarzelle kann die erfindungsgemäße Lehre durch den Einbau eines Halbleiterspiegels einen entscheidenden Beitrag leisten.
  • Der Halbleiterspiegel zeichnet sich durch geeignete Materialien aus, wobei eine Gitteranpassung zur auf dem Halbleiterspiegel angeordneten Teilzelle erfolgt. Dabei gelangen zumindest zwei Materialien mit einem hohen Unterschied im Brechungsindex zum Einsatz, um eine hohe Reflexion zu erreichen. Materialien mit einer gleich großen oder größeren Bandlücke als die der darüber liegenden Teilzelle gelangen zum Einsatz, damit eine Absorption für kleinere Energien nicht stattfindet. Durch den Einbau des Halbleiterspiegels kann die Dicke der auf dem Halbleiterspiegel aufgebrachten Teilzelle reduziert, insbesondere halbiert werden.
  • Zum Ausbilden des Halbleiterspiegels gelangen übliche Epitaxieverfahren zur Anwendung, die die Abscheidung zahlreicher Schichten aus unterschiedlichen Materialien er laubt. Beispielhaft sind MOVPE, MBE, VPE etc. zu nennen. Dabei wird der Halbleiterspiegel während der Epitaxie der Solarzellenstruktur mit abgeschieden.
    •
  • Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen – für sich und/oder in Kombination –, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.
  • Es zeigen:
  • 1 ein schematischer Aufbau einer Mehrfach-Solarzelle mit integriertem Halbleiterspiegel,
  • 2 Reflexion eines idealen Halbleiterspiegels und
  • 3 simulierte Reflexion eines Halbleiterspiegels.
  • Der 1 ist ein schematischer Aufbau einer Mehrfach-Solarzelle 10 mit einem erfindungsgemäß eingebauten Halbleiterspiegel zu entnehmen. Die Solarzelle 10 besteht aus n-Teilzellen 12, 14, 16, 18, die epitaxial auf einem Substrat 20 aufgetragen worden sind. Zwischen der (n + 1)-ten Zelle 18 und der n-ten Zelle 16 ist ein Halbleiterspiegel 22 eingebaut, der während der Epitaxie der Solarzellenstruktur mit abgeschieden worden ist. Als geeignetes Epitaxieverfahren kommen solche in Frage, die für die Abscheidung zahlreicher Schichten aus unterschiedlichen Materialien geeignet sind. Beispielhaft sind MOVPE, MBE (Molecular Beam Epitaxy) oder VPE (Vapor Phase Epitaxy) zu nennen, ohne dass hierdurch eine Einschränkung der erfindungsgemäßen Lehre erfolgt.
  • Insbesondere handelt es sich bei der Mehrfach-Solarzelle 10 um eine 3-fach Solarzelle, wobei die Oberzelle aus Ga0.5In0.5P, die Mittelzelle aus Ga0.99In0.01As und die Unterzelle aus Ge bestehen. Der aus mehreren Schichten bestehende Halbleiterspiegel 22 ist insbesondere zwischen der Unterzelle aus Ge und der Mittelzelle Ga0.99In0.01As eingebaut. Dabei ist der Schichtaufbau derart, dass zumindest zwei Schichten aus unterschiedlichen Materialien, voneinander abweichenden Dicken und unterschiedlichem Brechungsindex bestehen.
  • Durch die Auswahl der Materialien, Schichtdicken und Brechungsindizes ergibt sich im Idealfall ein Reflektionsverhalten, wie dieses der 2 zu entnehmen ist. So ergibt sich für Energien größer der Bandlückenenergie der n-ten Teilzelle eine maximale Reflexion, also im Ausführungsbeispiel der 3-fach Zelle mit einer Ga0.99In0.01As Mittelzelle bei einer Bandlückenenergie > 1,4 eV bzw. 880 nm eine maximale Reflexion. Für Energien kleiner der Bandlückenenergie der n-ten Zelle ist die Reflexion minimal bzw. die Transmission maximal. Dabei können Transmissionsverluste durch Absorption im Halbleiterspiegel durch die Wahl geeigneter Materialien zum Beispiel GaAs und AlGaAs vermieden bzw. vernachlässigbar klein werden.
  • Die oberste Schicht des Halbleiterspiegels 22 kann aus GaInP bestehen und zugleich das Rückseitenfeld für die darüber liegende Mittelzelle Ga0.99In0.01As sein. GaInP wird dabei als Material verwendet, da dieses sehr gute Eigenschaften als Rückseitenpassivierung aufweist. Die übrigen Schichten des Halbleiterspiegels 22 bestehen im Ausführungsbeispiel aus drei unterschiedlichen Materialien: Ga0.99In0.01As, Al0.2Ga0.8As und Al0.8Ga0.2As. Hierin besteht ein wesentlicher Unterschied zum klassischen Bragg-Reflektor, welcher aus nur zwei unterschiedlichen Materialien besteht. Zusätzlich werden in dem Beispiel unterschiedlichste Schichtdicken verwendet, während beim klassischen Bragg-Reflektor alle Schichten eines Materials die gleiche Dicke aufweisen.
  • Ein weiteres wesentliches Merkmal der Schichtfolge des Halbleiterspiegels 22 ist, dass sie zum einen eine hohe Reflexion für Energien oberhalb der Bandkante der darüber liegenden Teilzelle erreicht, zum anderen aber auch eine niedrige Reflexion bzw. hohe Transmission für niedrigere Energien besitzt. Zur Veranschaulichung ist in 3 die berechnete Reflexion des Halbleiterspiegels an der Grenzfläche zur darüber liegenden Ga0.99In0.01As Teilzelle gezeigt. Für Wellenlängen zwischen 800 und 900 nm wird eine hohe Reflexion erreicht. Für Wellenlängen größer 900 nm ist die Reflexion hingegen gering. Dies ist eine wichtige Eigenschaft des Halbleiterspiegels um sicher zu stellen, dass die Stromgeneration in der Ge Unterzelle nicht wesentlich durch den Halbleiterspiegel 22 reduziert wird.

Claims (33)

  1. Monolithische Mehrfach-Solarzelle (10) im Wesentlichen aus Elementen der III. und V. Hauptgruppe des Periodensystems bestehend mit integriertem Halbleiterspiegel (22), dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrfach-Solarzelle (10) zumindest drei Teilzellen (12, 14, 16, 18) umfasst, dass der Halbleiterspiegel (22) zwischen zwei Teilzellen (16, 18) angeordnet ist und mehrere Schichten von einander abweichendem Brechungsindex und/oder Materialzusammensetzung und/oder Dicke aufweist und dass der Halbleiterspiegel in zumindest einem Teil des spektralen Absorptionsbereichs der über dem Halbleiterspiegel angeordneten Teilzelle oder Teilzellen einen hohen Reflexionsgrad und im spektralen Absorptionsbereich der unterhalb des Halbleiterspiegels angeordneten Teilzelle oder Teilzellen einen hohen Transmissionsgrad aufweist.
  2. Mehrfach-Solarzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten des Halbleiterspiegels (22) aus Verbindungshalbleitern der III. und V. Hauptgruppe des Periodensystems bestehen oder diese enthalten.
  3. Mehrfach-Solarzelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten des Halbleiterspiegels (22) mit Si, Te, Zn, C, Mg und/oder Se dotiert sind.
  4. Mehrfach-Solarzelle nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die unmittelbar unter der darüberliegenden Teilzelle (16) ausgebildete Schicht des Halbleiterspiegels (22) Rückseitenfeld der Teilzelle bildet.
  5. Mehrfach-Solarzelle nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückseitenfeld aus AlGaInP besteht.
  6. Mehrfach-Solarzelle nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht bzw. Schichten des Halbleiterspiegels (22), die unmittelbar unterhalb der nachfolgenden Teilzelle (16) angeordnet sind, an die Teilzelle (16) gitterangepasst sind.
  7. Mehrfach-Solarzelle nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterspiegel (22) mindestens zwei Materialien mit einem hohen Unterschied im Brechungsindex N aufweist, wobei der Unterschied ΔN insbesondere beträgt ΔN ≥ 0,2, vorzugsweise ΔN ≥ 0,5, insbesondere 0,4 ≤ ΔN ≤ 0,65.
  8. Mehrfach-Solarzelle nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterspiegel (22) aus zumindest zwei Schichten mit unterschiedlicher Zusammensetzung besteht.
  9. Mehrfach-Solarzelle nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterspiegel (22) aus zumindest zwei Schichten mit unterschiedlicher Dicke besteht.
  10. Mehrfach-Solarzelle nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterspiegel (22) Materialien mit einer gleich großen oder größeren Bandlückenenergie wie bzw. als die darüber liegende Teilzelle (16) aufweist.
  11. Mehrfach-Solarzelle nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten des Halbleiterspiegels (22) aus Verbindungshalbleitern in Form von AlGaInAs-Material und/oder AlGaInP-Material bestehen.
  12. Mehrfach-Solarzelle nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das AlGaInAs-Material GaAs, InAs AlAs, GaInAs AlGaAs, AlInAs einschließt.
  13. Mehrfach-Solarzelle nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das AlGaInP-Material GaP, InP AlP, GaInP und/oder AlInP einschließt.
  14. Mehrfach-Solarzelle nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterspiegel (22) aus zumindest drei Schichten mit unterschiedlichem Brechungsindex besteht.
  15. Mehrfach-Solarzelle nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterspiegel (22) aus zumindest drei Schichten mit unterschiedlicher Zusammensetzung besteht.
  16. Mehrfach-Solarzelle nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterspiegel (22) aus zumindest drei Schichten mit unterschiedlicher Dicke besteht.
  17. Mehrfach-Solarzelle nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten des Halbleiterspiegels (22) jeweils eine Dicke d mit 2 nm ≤ d ≤ 300 nm, insbesondere mit 10 nm ≤ d ≤ 150 nm aufweisen.
  18. Mehrfach-Solarzelle nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterspiegel (22) eine Gesamtdicke D mit 500 nm ≤ D ≤ 4000 nm, insbesondere 750 nm ≤ D ≤ 2500 nm aufweist.
  19. Mehrfach-Solarzelle nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterspiegel (22) aus n-Schichten mit 10 ≤ n ≤ 50, insbesondere 15 ≤ n ≤ 35 besteht.
  20. Mehrfach-Solarzelle nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterspiegel (22) in einer Mehrfach-Solarzelle (10) eingebaut ist, die auf einem Ge, Si und/oder Si/Ge-Substrat (20) aufgebaut ist.
  21. Mehrfach-Solarzelle nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterspiegel (22) zwischen Mittel- und Unterzelle einer AlGaInP/GaInAs/Ge 3-fach Solarzelle eingebaut ist.
  22. Mehrfach-Solarzelle nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelzelle GaInAs der 3-fach Solarzelle eine Dicke dm mit 500 nm ≤ dm ≤ 2500 nm, vorzugsweise 800 nm ≤ dm ≤ 2000 nm aufweist.
  23. Mehrfach-Solarzelle nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrfach-Solarzelle (10) eine 4-fach Solarzelle wie AlGaInP/GaInAs/GaInNAs/Ge Mehrfach-Solarzelle ist.
  24. Mehrfach-Solarzelle nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterspiegel (22) in einer 5-fach Solarzelle, insbesondere einer AlGaInP/GaInP/AlGaInAs/GaInAs/Ge Mehrfach-Solarzelle eingebaut ist.
  25. Mehrfach-Solarzelle nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterspiegel (22) in einer 6-fach Solarzelle, insbesondere einer AlGaInP/GaInP/AlGaInAs/GaInAs/GaInNAs/Ge Mehrfach-Solarzelle eingebaut ist.
  26. Mehrfach-Solarzelle nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterspiegel (22) unterhalb der GaInAs-Teilzelle eingebaut ist.
  27. Mehrfach-Solarzelle nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterspiegel (22) unterhalb der GaInNAs-Teilzelle eingebaut ist.
  28. Mehrfach-Solarzelle nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Reflexion des Halbleiterspiegels (22) im spektralen Absorptionsbereich der über dem Halbleiterspiegel angeordneten Teilzelle breitbandig ist und insbesondere eine Halbwertsbreite (HWB) mit HBB ≥ 40 nm, vorzugsweise HWB ≥ 80nm, insbesondere 80 nm ≤ HWB ≤ 300 nm aufweist.
  29. Mehrfach-Solarzelle nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflexionsgrad R des Halbleiterspiegels (22) der Strahlung in zumindest einem Teil des spektralen Absorptionsbereichs der über dem Halbleiterspiegel angeordneten Teilzelle (16) bzw. angeordneten Teilzellen (12, 14, 16) sich beläuft auf R ≥ 0,3, insbesondere R ≥ 0,7, vorzugsweise 0,7 ≤ R ≤ 1.
  30. Mehrfach-Solarzelle nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Transmissionsgrad T des Halbleiterspiegels (22) der Strahlung im spektralen Absorptionsbereich der unterhalb des Halbleiterspiegels angeordneten Teilzelle bzw. Teilzellen sich beläuft auf T ≥ 0,5, insbesondere T ≥ 0,85, vorzugsweise 0,8 ≤ T ≤ 1.
  31. Mehrfach-Solarzelle nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb des Halbleiterspiegels (22) eine GaInAs-Teilzelle angeordnet ist, deren Dicke halb so dick oder in etwa halb so dick wie die einer entsprechenden GaInAs-Teilzelle bei fehlendem Halbleiterspiegel ist.
  32. Mehrfach-Solarzelle nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterspiegel (22) während epitaktischer Ausbildung der Mehrfach-Solarzelle (10) epitaxial abgeschieden ist.
  33. Mehrfach-Solarzelle nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterspiegel (22) durch Epitaxieverfahren wie MOVPE, MBE oder VPE abgeschieden ist.
DE102005000767A 2005-01-04 2005-01-04 Monolithische Mehrfach-Solarzelle Withdrawn DE102005000767A1 (de)

Priority Applications (18)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005000767A DE102005000767A1 (de) 2005-01-04 2005-01-04 Monolithische Mehrfach-Solarzelle
EP05847317A EP1842241A1 (de) 2005-01-04 2005-12-23 Monolithische mehrfach-solarzelle
ES15001551.9T ES2607501T3 (es) 2005-01-04 2005-12-23 Célula solar múltiple monolítica
PCT/EP2005/014022 WO2006072423A1 (de) 2005-01-04 2005-12-23 Monolithische mehrfach-solarzelle
EP15001551.9A EP2927967B1 (de) 2005-01-04 2005-12-23 Monolithische mehrfach-solarzelle
EP10182110.6A EP2264788B1 (de) 2005-01-04 2005-12-23 Monolithische Mehrfach-Solarzelle
ES14002885.3T ES2560441T3 (es) 2005-01-04 2005-12-23 Célula solar múltiple monolítica
US11/813,217 US8716593B2 (en) 2005-01-04 2005-12-23 Monolithic multiple solar cells
EP14002885.3A EP2827384B1 (de) 2005-01-04 2005-12-23 Monolithische Mehrfach-Solarzelle
ES10182110.6T ES2563045T3 (es) 2005-01-04 2005-12-23 Célula solar múltiple monolítica
US14/203,669 US9252313B2 (en) 2005-01-04 2014-03-11 Monolithic multiple solar cells
US14/203,696 US9257586B2 (en) 2005-01-04 2014-03-11 Monolithic multiple solar cells
US14/988,285 US9502598B2 (en) 2005-01-04 2016-01-05 Monolithic multiple solar cells
US14/988,311 US9741888B2 (en) 2005-01-04 2016-01-05 Monolithic multiple solar cells
US14/988,250 US9799789B2 (en) 2005-01-04 2016-01-05 Monolithic multiple solar cells
US14/997,564 US9748426B2 (en) 2005-01-04 2016-01-17 Monolithic multiple solar cells
US15/705,306 US10985288B2 (en) 2005-01-04 2017-09-15 Monolithic multiple solar cells
US17/209,905 US11329182B2 (en) 2005-01-04 2021-03-23 Monolithic multiple solar cells

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005000767A DE102005000767A1 (de) 2005-01-04 2005-01-04 Monolithische Mehrfach-Solarzelle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102005000767A1 true DE102005000767A1 (de) 2006-07-20

Family

ID=35789087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102005000767A Withdrawn DE102005000767A1 (de) 2005-01-04 2005-01-04 Monolithische Mehrfach-Solarzelle

Country Status (5)

Country Link
US (9) US8716593B2 (de)
EP (4) EP2927967B1 (de)
DE (1) DE102005000767A1 (de)
ES (3) ES2563045T3 (de)
WO (1) WO2006072423A1 (de)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009019937A1 (de) * 2009-05-05 2010-11-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Stapelsolarzelle mit reflektierender Zwischenschicht, sowie Anordnung dieser Solarzellen
US8093492B2 (en) 2008-02-11 2012-01-10 Emcore Solar Power, Inc. Solar cell receiver for concentrated photovoltaic system for III-V semiconductor solar cell
US8759138B2 (en) 2008-02-11 2014-06-24 Suncore Photovoltaics, Inc. Concentrated photovoltaic system modules using III-V semiconductor solar cells
US9012771B1 (en) 2009-09-03 2015-04-21 Suncore Photovoltaics, Inc. Solar cell receiver subassembly with a heat shield for use in a concentrating solar system
EP2991124A1 (de) * 2014-08-29 2016-03-02 AZUR SPACE Solar Power GmbH Stapelförmige integrierte Mehrfachsolarzelle und Verfahren zur Herstellung einer stapelförmigen integrierten Mehrfachsolarzelle
US9331228B2 (en) 2008-02-11 2016-05-03 Suncore Photovoltaics, Inc. Concentrated photovoltaic system modules using III-V semiconductor solar cells
EP3179521A1 (de) 2015-12-10 2017-06-14 AZUR SPACE Solar Power GmbH Mehrfach-solarzelle
DE102015016822A1 (de) * 2015-12-25 2017-06-29 Azur Space Solar Power Gmbh Stapelförmige Mehrfach-Solarzelle
US9806215B2 (en) 2009-09-03 2017-10-31 Suncore Photovoltaics, Inc. Encapsulated concentrated photovoltaic system subassembly for III-V semiconductor solar cells
DE102017200700A1 (de) * 2017-01-18 2018-07-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Mehrfachsolarzelle mit rückseitiger Germanium-Teilzelle und deren Verwendung
EP3965168A1 (de) 2020-09-07 2022-03-09 AZUR SPACE Solar Power GmbH Stapelförmige monolithische mehrfachsolarzelle
EP3965169A1 (de) 2020-09-07 2022-03-09 AZUR SPACE Solar Power GmbH Stapelförmige monolithische mehrfachsolarzelle

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005000767A1 (de) * 2005-01-04 2006-07-20 Rwe Space Solar Power Gmbh Monolithische Mehrfach-Solarzelle
US20150357501A1 (en) * 2008-12-17 2015-12-10 Solaero Technologies Corp. Four junction inverted metamorphic solar cell
US10541349B1 (en) * 2008-12-17 2020-01-21 Solaero Technologies Corp. Methods of forming inverted multijunction solar cells with distributed Bragg reflector
US9018521B1 (en) * 2008-12-17 2015-04-28 Solaero Technologies Corp. Inverted metamorphic multijunction solar cell with DBR layer adjacent to the top subcell
US9123849B2 (en) * 2009-04-24 2015-09-01 Light Prescriptions Innovators, Llc Photovoltaic device
EP2360742A2 (de) * 2009-06-10 2011-08-24 Suinno Solar Oy Verfahren und Mittel für eine Hochleistungs-Solarzelle
US20110220190A1 (en) * 2010-03-12 2011-09-15 Lee Rong-Ren Solar cell having a graded buffer layer
CN102194903B (zh) * 2010-03-19 2013-07-31 晶元光电股份有限公司 一种具有渐变缓冲层太阳能电池
WO2012029250A1 (ja) * 2010-08-31 2012-03-08 株式会社カネカ 並列光電変換積層デバイスとその直列集積光電変換装置
WO2012167282A1 (en) * 2011-06-02 2012-12-06 Brown University High-efficiency silicon-compatible photodetectors based on ge quantumdots and ge/si hetero-nanowires
US20130104983A1 (en) * 2011-10-31 2013-05-02 The Regents Of The University Of California Selective Reflector for Enhanced Solar Cell Efficiency
JP2013179297A (ja) * 2012-02-10 2013-09-09 Tokyo Institute Of Technology 光学制御層を有する太陽電池セル
CN102983210B (zh) * 2012-10-08 2015-07-15 天津蓝天太阳科技有限公司 GaAs体系四结太阳能电池的制备方法
US20140182667A1 (en) * 2013-01-03 2014-07-03 Benjamin C. Richards Multijunction solar cell with low band gap absorbing layer in the middle cell
EP3761375A1 (de) 2014-02-05 2021-01-06 Array Photonics, Inc. Monolithischer leistungswandler mit mehrfachübergang
EP3091583B1 (de) * 2015-05-07 2020-09-23 SolAero Technologies Corp. Invertierte metamorphe solarzelle mit mehreren übergängen
DE102015006379B4 (de) 2015-05-18 2022-03-17 Azur Space Solar Power Gmbh Skalierbare Spannungsquelle
DE102015007326B3 (de) * 2015-06-12 2016-07-21 Azur Space Solar Power Gmbh Optokoppler
US20170054048A1 (en) 2015-08-17 2017-02-23 Solaero Technologies Corp. Four junction solar cell for space applications
US20170092800A1 (en) * 2015-08-17 2017-03-30 Solaero Technologies Corp. Four junction inverted metamorphic solar cell
US11563133B1 (en) * 2015-08-17 2023-01-24 SolAero Techologies Corp. Method of fabricating multijunction solar cells for space applications
US10270000B2 (en) 2015-10-19 2019-04-23 Solaero Technologies Corp. Multijunction metamorphic solar cell assembly for space applications
US9935209B2 (en) 2016-01-28 2018-04-03 Solaero Technologies Corp. Multijunction metamorphic solar cell for space applications
US9985161B2 (en) 2016-08-26 2018-05-29 Solaero Technologies Corp. Multijunction metamorphic solar cell for space applications
US10256359B2 (en) 2015-10-19 2019-04-09 Solaero Technologies Corp. Lattice matched multijunction solar cell assemblies for space applications
EP3159942B1 (de) * 2015-10-19 2021-01-27 SolAero Technologies Corp. Metamorphe mehrfachsolarzellenanordnung für raumfahrtanwendungen
US10403778B2 (en) 2015-10-19 2019-09-03 Solaero Technologies Corp. Multijunction solar cell assembly for space applications
EP3159943B1 (de) * 2015-10-19 2021-01-06 SolAero Technologies Corp. Metamorphische mehrfachsolarzelle für raumfahrtanwendungen
US10361330B2 (en) 2015-10-19 2019-07-23 Solaero Technologies Corp. Multijunction solar cell assemblies for space applications
EP3171413A1 (de) * 2015-11-20 2017-05-24 SolAero Technologies Corp. Invertierte metamorphische mehrfachsolarzelle
DE102016208113B4 (de) 2016-05-11 2022-07-07 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Mehrfachsolarzelle und deren Verwendung
US10559705B1 (en) * 2016-05-11 2020-02-11 Solaero Technologies Corp. Multijunction solar cells having a graded-index reflector structure
US10263134B1 (en) 2016-05-25 2019-04-16 Solaero Technologies Corp. Multijunction solar cells having an indirect high band gap semiconductor emitter layer in the upper solar subcell
CN106206824B (zh) * 2016-09-05 2018-09-04 上海空间电源研究所 一种含有双谱段布拉格反射器的窄禁带多结太阳电池
US10700230B1 (en) 2016-10-14 2020-06-30 Solaero Technologies Corp. Multijunction metamorphic solar cell for space applications
US10636926B1 (en) * 2016-12-12 2020-04-28 Solaero Technologies Corp. Distributed BRAGG reflector structures in multijunction solar cells
US11282979B2 (en) * 2017-03-03 2022-03-22 Solaero Technologies Corp. Distributed bragg reflector structures in multijunction solar cells
US10749053B2 (en) 2017-03-03 2020-08-18 Solaero Technologies Corp. Distributed Bragg reflector structures in multijunction solar cells
WO2019010037A1 (en) 2017-07-06 2019-01-10 Solar Junction Corporation HYBRID MOCVD / MBE EPITAXIAL GROWTH OF MULTI-JUNCTION SOLAR CELLS ADAPTED TO THE HIGH-PERFORMANCE NETWORK
WO2019067553A1 (en) 2017-09-27 2019-04-04 Solar Junction Corporation SHORT-LENGTH WAVELENGTH INFRARED OPTOELECTRONIC DEVICES HAVING DILUTED NITRIDE LAYER
US11205734B2 (en) 2018-02-22 2021-12-21 Alliance For Sustainable Energy, Llc Multijunction solar cells with graded buffer Bragg reflectors
EP3766104A1 (de) 2018-03-12 2021-01-20 Solar Junction Corporation Gechirpte verteilte bragg-reflektoren für photovoltaische zellen und andere lichtabsorptionsvorrichtungen
DE102019000588A1 (de) * 2019-01-28 2020-07-30 Azur Space Solar Power Gmbh Stapelförmige Mehrfachsolarzelle
US11211514B2 (en) 2019-03-11 2021-12-28 Array Photonics, Inc. Short wavelength infrared optoelectronic devices having graded or stepped dilute nitride active regions
US20200411708A1 (en) 2019-06-25 2020-12-31 The Boeing Company Solar cell design optimized for performance at high radiation doses
EP3799136B1 (de) * 2019-09-27 2023-02-01 AZUR SPACE Solar Power GmbH Monolithische mehrfachsolarzelle mit genau vier teilzellen
AU2020363647A1 (en) * 2019-10-10 2022-04-21 SunDensity, Inc. Optical coating for spectral conversion
BR112022006841A2 (pt) 2019-10-10 2022-07-05 Sundensity Inc Método e aparelho para conversão de energia solar aumentada
DE102020004170B4 (de) 2020-07-10 2023-10-19 Azur Space Solar Power Gmbh Stapelförmige monolithische Mehrfachsolarzelle

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004017425A1 (en) * 2002-08-16 2004-02-26 Midwest Research Institute Multi-junction, monolithic solar cell with active silicon substrate

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5091018A (en) * 1989-04-17 1992-02-25 The Boeing Company Tandem photovoltaic solar cell with III-V diffused junction booster cell
DE19723677A1 (de) * 1997-06-05 1998-12-10 Siemens Ag Optoelektronisches Halbleiterbauelement
JP4064592B2 (ja) * 2000-02-14 2008-03-19 シャープ株式会社 光電変換装置
JP2001308354A (ja) * 2000-04-24 2001-11-02 Sharp Corp 積層型太陽電池
US6815736B2 (en) * 2001-02-09 2004-11-09 Midwest Research Institute Isoelectronic co-doping
GB0118150D0 (en) * 2001-07-25 2001-09-19 Imperial College Thermophotovoltaic device
US20030070707A1 (en) * 2001-10-12 2003-04-17 King Richard Roland Wide-bandgap, lattice-mismatched window layer for a solar energy conversion device
US7812249B2 (en) * 2003-04-14 2010-10-12 The Boeing Company Multijunction photovoltaic cell grown on high-miscut-angle substrate
CN100477289C (zh) * 2004-01-20 2009-04-08 瑟雷姆技术公司 具有外延生长量子点材料的太阳能电池
US20050247339A1 (en) * 2004-05-10 2005-11-10 Imperial College Innovations Limited Method of operating a solar cell
DE102005000767A1 (de) * 2005-01-04 2006-07-20 Rwe Space Solar Power Gmbh Monolithische Mehrfach-Solarzelle

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004017425A1 (en) * 2002-08-16 2004-02-26 Midwest Research Institute Multi-junction, monolithic solar cell with active silicon substrate

Non-Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
F.DIMROTH et al.: Metamorphic Ga¶y¶In¶1_y¶P/Ga ¶1_x¶In¶x¶As Tandem Solar cells for Space and for terrestrial Concentrator Applications at C> 1000 Suns. In: PHYSICA E. 2002, Vol.14, S.84-90 (von Anmelderin genannt) *
F.DIMROTH et al.: Metamorphic GayIn1_yP/Ga 1_xInxAs Tandem Solar cells for Space and for terrestrial Concentrator Applications at C> 1000 Suns. In: PHYSICA E. 2002, Vol.14, S.84-90 (von Anmelderin genannt)
M. HATCHER: Solar cell manufactures come back down to earth. In: Compondsemiconductor. net Magazine, November 2003
M. HATCHER: Solar cell manufactures come back downto earth. In: Compondsemiconductor. net Magazine, November 2003 *
M. YAMAGUCHI: Multi-junction solar cells and novel structures for solar cell applications. In: PHYSICA E. 2002, Vol. 14, S.84-90
M. YAMAGUCHI: Multi-junction solar cells and novelstructures for solar cell applications. In: PHYSICA E. 2002, Vol. 14, S.84-90 *
S.M.VERNON et al.: Growth and Characterisation of Al¶x¶Ga¶1_x¶As Bragg Reflectors by LP-MOCVD. In: Journal of Electronic Materials, 1992, Vol.21,No. 3, S.335-340 (von Anmelderin genannt) *
S.M.VERNON et al.: Growth and Characterisation of AlxGa1_xAs Bragg Reflectors by LP-MOCVD. In: Journal of Electronic Materials, 1992, Vol.21, No. 3, S.335-340 (von Anmelderin genannt)

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8093492B2 (en) 2008-02-11 2012-01-10 Emcore Solar Power, Inc. Solar cell receiver for concentrated photovoltaic system for III-V semiconductor solar cell
US8759138B2 (en) 2008-02-11 2014-06-24 Suncore Photovoltaics, Inc. Concentrated photovoltaic system modules using III-V semiconductor solar cells
US9331228B2 (en) 2008-02-11 2016-05-03 Suncore Photovoltaics, Inc. Concentrated photovoltaic system modules using III-V semiconductor solar cells
US9923112B2 (en) 2008-02-11 2018-03-20 Suncore Photovoltaics, Inc. Concentrated photovoltaic system modules using III-V semiconductor solar cells
DE102009019937A1 (de) * 2009-05-05 2010-11-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Stapelsolarzelle mit reflektierender Zwischenschicht, sowie Anordnung dieser Solarzellen
US9806215B2 (en) 2009-09-03 2017-10-31 Suncore Photovoltaics, Inc. Encapsulated concentrated photovoltaic system subassembly for III-V semiconductor solar cells
US9012771B1 (en) 2009-09-03 2015-04-21 Suncore Photovoltaics, Inc. Solar cell receiver subassembly with a heat shield for use in a concentrating solar system
EP2991124A1 (de) * 2014-08-29 2016-03-02 AZUR SPACE Solar Power GmbH Stapelförmige integrierte Mehrfachsolarzelle und Verfahren zur Herstellung einer stapelförmigen integrierten Mehrfachsolarzelle
US10991840B2 (en) 2015-12-10 2021-04-27 Azur Space Solar Power Gmbh Multi-junction solar cell
DE102015016047A1 (de) * 2015-12-10 2017-06-14 Azur Space Solar Power Gmbh Mehrfach-Solarzelle
EP3179521A1 (de) 2015-12-10 2017-06-14 AZUR SPACE Solar Power GmbH Mehrfach-solarzelle
DE102015016822A1 (de) * 2015-12-25 2017-06-29 Azur Space Solar Power Gmbh Stapelförmige Mehrfach-Solarzelle
DE102015016822B4 (de) 2015-12-25 2023-01-05 Azur Space Solar Power Gmbh Stapelförmige Mehrfach-Solarzelle
DE102017200700A1 (de) * 2017-01-18 2018-07-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Mehrfachsolarzelle mit rückseitiger Germanium-Teilzelle und deren Verwendung
EP3965168A1 (de) 2020-09-07 2022-03-09 AZUR SPACE Solar Power GmbH Stapelförmige monolithische mehrfachsolarzelle
EP3965169A1 (de) 2020-09-07 2022-03-09 AZUR SPACE Solar Power GmbH Stapelförmige monolithische mehrfachsolarzelle
US11527668B2 (en) 2020-09-07 2022-12-13 Azur Space Solar Power Gmbh Stacked monolithic multi-junction solar cell

Also Published As

Publication number Publication date
US20160211400A1 (en) 2016-07-21
EP2264788A2 (de) 2010-12-22
US20210210649A1 (en) 2021-07-08
EP2927967A1 (de) 2015-10-07
ES2607501T3 (es) 2017-03-31
US9502598B2 (en) 2016-11-22
US20160133770A1 (en) 2016-05-12
US9741888B2 (en) 2017-08-22
US9799789B2 (en) 2017-10-24
US20080163920A1 (en) 2008-07-10
US8716593B2 (en) 2014-05-06
US9252313B2 (en) 2016-02-02
ES2563045T3 (es) 2016-03-10
EP1842241A1 (de) 2007-10-10
EP2264788B1 (de) 2015-11-25
US9748426B2 (en) 2017-08-29
US9257586B2 (en) 2016-02-09
EP2827384A1 (de) 2015-01-21
US20160133773A1 (en) 2016-05-12
EP2264788A3 (de) 2011-05-25
US10985288B2 (en) 2021-04-20
US20160211401A1 (en) 2016-07-21
US11329182B2 (en) 2022-05-10
US20140190554A1 (en) 2014-07-10
US20140190559A1 (en) 2014-07-10
US20180062018A1 (en) 2018-03-01
EP2827384B1 (de) 2015-10-28
ES2560441T3 (es) 2016-02-19
WO2006072423A1 (de) 2006-07-13
EP2927967B1 (de) 2016-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2827384B1 (de) Monolithische Mehrfach-Solarzelle
EP3179521B1 (de) Mehrfach-solarzelle
DE69217287T2 (de) Photovoltische Vorrichtung mit mehreren Übergängen und Herstellungsverfahren
DE4004559C2 (de) Photovoltaisches Halbleiterelement mit Tandemstruktur
EP2960950B1 (de) Mehrfach-solarzelle
EP2919276B1 (de) Mehrfach-Solarzelle
DE102014000156A1 (de) Mehrfachsolarzelle mit einer einen niedrigen Bandabstand aufweisenden Absorptionsschicht in der Mittelzelle
DE202012104415U1 (de) Mehrfachübergangs-Solarzellen hohen Wirkungsgrades
EP3185312B1 (de) Stapelförmige mehrfach-solarzelle
DE102018203509A1 (de) Vierfach-Solarzelle für Raumanwendungen
EP3571725A1 (de) Mehrfachsolarzelle mit rückseitiger germanium-teilzelle und deren verwendung
EP3012874B1 (de) Stapelförmige integrierte Mehrfachsolarzelle
DE3917936A1 (de) Lichtelektrisches element
EP3937260A1 (de) Monolithische metamorphe mehrfachsolarzelle
EP3937259A1 (de) Monolithische metamorphe mehrfachsolarzelle
WO2014122308A1 (de) Mehrfachsolarzelle, verfahren zu deren herstellung und verwendungen hiervon
DE102013209217A1 (de) Solarzelle mit breitbandiger Antireflexschicht, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung
WO2013029921A1 (de) Dünnschicht-solarzelle
DE102016013814A1 (de) Invertierte metamorphische mehrfachsolarzelle

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: AZUR SPACE SOLAR POWER GMBH, 74072 HEILBRONN, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: KOCH-MUELLER PATENTANWALTSGESELLSCHAFT MBH, DE

R120 Application withdrawn or ip right abandoned