DE102014210753A1 - Semiconductor device based on In (AlGa) As and its use - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft Halbleiterbauelemente, die aus einem Substrat sowie mindestens zwei einen pn-Übergang bildenden Halbleiterschichten gebildet werden, wobei die p-dotierte Halbleiterschicht aus In(AlGa)As und die n-dotierte Halbleiterschicht aus In(AlGa)P besteht. Die erfindungsgemäßen Halbleiterbauelemente finden insbesondere als Solarzellen oder Mehrfachsolarzellen, aber auch als Photodetektoren Verwendung.The invention relates to semiconductor components which are formed from a substrate and at least two semiconductor layers forming a pn junction, wherein the p-doped semiconductor layer consists of In (AlGa) As and the n-doped semiconductor layer consists of In (AlGa) P. The semiconductor components according to the invention are used in particular as solar cells or multiple solar cells, but also as photodetectors.

Description

Die Erfindung betrifft Halbleiterbauelemente, die aus einem Substrat sowie mindestens zwei einen pn-Übergang bildenden Halbleiterschichten gebildet werden, wobei die p-dotierte Halbleiterschicht aus In(AlGa)As und die n-dotierte Halbleiterschicht aus In(AlGa)P besteht. Die erfindungsgemäßen Halbleiterbauelemente finden insbesondere als Solarzellen oder Mehrfachsolarzellen, aber auch als Photodetektoren Verwendung. The invention relates to semiconductor components which are formed from a substrate and at least two semiconductor layers forming a pn junction, wherein the p-doped semiconductor layer consists of In (AlGa) As and the n-doped semiconductor layer consists of In (AlGa) P. The semiconductor components according to the invention are used in particular as solar cells or multiple solar cells, but also as photodetectors.

Das Material AlxGa1-xAs bietet eine sehr interessante Bandlücke für Solarzellen. Mit einem Al-Gehalt x bis etwa 0.44 ist AlxGa1-xAs ein direkter Halbleiter und besitzt eine Bandlücke Eg von 1.4 eV bis etwa 1.9 eV. In n-dotiertem AlxGa1-xAs bilden sich jedoch Defekte welche direkt mit dem n-Dotierstoff verknüpft sind. Ab einem Al-Gehalt von etwa 0.20 bis über die Grenze zum indirekten Material hinaus liegen die Energieniveaus dieser Defekte teilweise innerhalb der Bandlücke. Da sie direkt mit dem n-Dotierstoff zusammenhängen, kann ihre Konzentration die gleiche Größenordnung wie die des n-Dotierstoffs erreichen. In der Literatur werden diese Defekte häufig als DX-Zentren bezeichnet und mit einem Model nach Chadi und Chang ( D.J. Chadi und K.J. Chang: "Theory of the Atomic and Electronic Structure of DX Centers in GaAs and AlxGa1-xAs Alloys" in Physical Review Letters, (1988), 61(7): S. 873–876 ) beschrieben. Wenn die energetische Lage der Defekte so niedrig ist, dass sie signifikant mit Elektronen besetzt werden, führen die besonderen Eigenschaften dieser Defekte in mehrfacher Weise zu einem negativen Einfluss auf die Solarzellen. Eigenschaften und Folgen sind z. B.:

  • – Einfang freier Majoritäts-Ladungsträger (Elektronen) • Verminderte Leitfähigkeit der n-dotierten Seite der Solarzelle – erhöhter Serienwiderstand – erhöhter Emitter-Schichtwiderstand beim Einsatz als oberste Teilzelle (n auf p-Zelle) • Reduziertes Ferminiveau im n-Material – niedrigere Zellspannung erreichbar
  • – Erhöhte Rekombination von Ladungsträgern • Spannungsverlust • Verkürzte Minoritätslebensdauer im n-dotierten Material (und damit kürzere Diffusionslänge im n-dotierten Material)
The material Al x Ga 1-x As offers a very interesting band gap for solar cells. With an Al content x to about 0.44, Al x Ga 1-x As is a direct semiconductor and has a bandgap E g of 1.4 eV to about 1.9 eV. In n-doped Al x Ga 1-x As, however, defects form which are directly linked to the n-type dopant. From an Al content of about 0.20 beyond the limit of the indirect material, the energy levels of these defects are partially within the band gap. Since they are directly related to the n-type dopant, their concentration can reach the same order of magnitude as that of the n-type dopant. In the literature, these defects are often referred to as DX centers and with a model after Chadi and Chang ( DJ Chadi and KJ Chang: "Theory of the Atomic and Electronic Structure of DX Centers in GaAs and Alx Ga1-x As Alloys" in Physical Review Letters, (1988), 61 (7): pp. 873-876 ). If the energetic position of the defects is so low that they are significantly occupied by electrons, the special properties of these defects lead in many ways to a negative influence on the solar cells. Properties and consequences are z. B .:
  • - Capture of free majority charge carriers (electrons) • Reduced conductivity of the n-doped side of the solar cell - Increased series resistance - Increased emitter layer resistance when used as uppermost subcell (n on p cell) • Reduced Fermi level in n material - Lower cell voltage achievable
  • - Increased recombination of charge carriers • Voltage loss • Shortened minority lifetime in the n-doped material (and thus shorter diffusion length in the n-doped material)

Die Besetzung der Defektniveaus nimmt deutlich zu sobald die Energieniveaus innerhalb der Bandlücke liegen, d. h. ab einem Al-Gehalt von etwa 0.20 bis über die Grenze zum indirekten Halbleiter hinaus. Da die DX-Zentren nach dem derzeit verwendeten Model jedoch auch schon bei einem geringeren Al-Gehalt bzw. im GaAs existieren, so entstehen (zumindest theoretisch) auch hier bereits negative Einflüsse auf die Solarzelle. Beispielsweise erhöht sich dem Modell nach durch die Anwesenheit der Defektniveaus die Zustandsdichte oberhalb der Leitungsbandkante. Dies würde zu einer Reduzierung des Ferminiveaus und damit zu einer niedrigeren Zellspannung führen. Bei sehr niedrigen Al-Gehalten ist dieser Effekt sehr gering, da die Energieniveaus dem Modell nach mehr als hundert meV oberhalb der Leitungsbandkante liegen. The occupation of the defect levels increases significantly as soon as the energy levels lie within the band gap, i. H. from an Al content of about 0.20 to beyond the limit of the indirect semiconductor. However, since the DX centers already exist at a lower Al content or in the GaAs according to the currently used model, negative influences on the solar cell are also (at least theoretically) produced here. For example, by the presence of the defect levels, the state density increases above the conduction band edge. This would lead to a reduction of the Fermi level and thus to a lower cell voltage. At very low Al contents, this effect is very low, as the energy levels are modeled more than one hundred meV above the conduction band edge.

Da die Bildung von DX-Zentren in n-dotiertem AlxGa1-xAs als eine intrinsische Eigenschaft gesehen werden kann, lässt sich dies nach dem momentanen Stand des Verständnisses über diese Defekte nicht verhindern. Hierdurch wird die theoretisch erreichbare Effizienz von AlxGa1-xAs-Solarzellen nach heutigem Stand immer hinter der einer Solarzelle aus einem vergleichbaren Halbleiter, welcher keine DX-Zentren bildet bzw. besetzt, zurück bleiben. Dies gilt ebenfalls für einen gewissen Kompositionsbereich von n-dotiertem Inx(AlyGa1-y)1-xAs, in welchem die Energieniveaus der DX-Zentren nahe der Leitungsbandkante oder innerhalb der Bandlücke liegen. Bisherige Verbesserungs- und Lösungsansätze für AlxGa1-xAs-Solarzellen, welche sich auch unter Berücksichtigung von veränderter Gitterkonstante, bzgl. DX-Zentren kritischem Materialbereich und veränderter Bandlücke, auf Inx(AlyGa1-y)1-xAs-Solarzellen übertragen lassen, sind:

  • – Einfügen eines Dotierstoff- oder Al-Gradienten in den n-dotierten Bereich des pn-Übergangs. Hierdurch kann der Transport der vom Licht generierten Minoritätsladungsträger zum pn-Übergang verbessert werden. Es kommt zu einer geringeren Rekombination im n-dotierten Material. Im Falle des Al-Gradienten kann auch die Lichtabsorption im n-dotierten Material reduziert werden.
  • – Verwendung anderer Halbleitermaterialien: • GayIn1-yP kann beispielsweise auf GaAs oder Ge gewachsen werden. Dieser Halbleiter besitzt jedoch nur für eine bestimmte Materialkomposition (y etwa 0.50) die gleiche Gitterkonstante wie GaAs oder Ge, so dass nur für eine bestimmte Bandlücke (etwa 1.9 eV) eine Solarzelle mit der Gitterkonstante von GaAs bzw. Ge hergestellt werden kann [1]. Mittels metamorphen Pufferwachstums können auch Solarzellen bei anderen Gitterkonstanten und anderen Bandlücken gewachsen werden. Dies ist jedoch deutlich aufwändiger als den Al-Gehalt im AlxGa1-xAs zu variieren, da sich hierbei die Gitterkonstante kaum verändert. Darüber hinaus besteht Ga0.50In0.50P zu einem signifikanten Anteil aus Indium. Da Indium ein seltenes Element der Erdkruste ist, führt dies im Vergleich zu einer Solarzelle aus AlxGa1-xAs zu höheren Material- und damit Produktionskosten. • Es können auch quaternäre Verbindungen wie GaInAsP als Zellmaterial verwendet werden. Gitterkonstante und Bandlücke dieses quaternären Materials sind jedoch deutlich aufwändiger einzustellen und zu kontrollieren als im AlxGa1-xAs
  • – Verwendung teiltransparenter Solarzellen mit niedrigerer Bandlücke. Dies bietet sich für Mehrfachsolarzellen-Konzepte an, in denen die ideale Bandlücke mindestens einer Zelle im direkten, aber bzgl. des Al-Gehalts kritischen Bereich von AlxGa1-xAs liegt. Durch die Teiltransparenz bei niedriger Bandlücke (z. B. GaAs oder AlxGa1-xAs mit einem unkritischen Al-Gehalt bis 0.15) kann auf diese Weise trotzdem eine Stromanpassung der einzelnen Teilzellen erreicht werden. Dies führt jedoch im Vergleich zu einer AlxGa1-xAs-Solarzelle mit der idealen Bandlücke zu einer niedrigeren Spannung.
Since the formation of DX centers in n-doped Al x Ga 1-x As can be considered as an intrinsic property, this can not be prevented by the current state of understanding of these defects. As a result, the theoretically achievable efficiency of Al x Ga.sub.1 -x As solar cells according to the current state always remains behind that of a solar cell made of a comparable semiconductor which does not form or occupy DX centers. This also applies to a certain compositional range of n-doped In x (Al y Ga 1-y ) 1-x As in which the energy levels of the DX centers are close to the conduction band edge or within the band gap. Previous improvement and solution approaches for Al x Ga 1-x As solar cells, which are also in consideration of altered lattice constant, with respect to DX centers critical material range and changed band gap, on In x (Al y Ga 1-y ) 1-x As solar cells are transferred, are:
  • - Inserting a dopant or Al gradient in the n-doped region of the pn junction. In this way, the transport of the minority charge carriers generated by the light to the pn junction can be improved. There is less recombination in the n-doped material. In the case of the Al gradient, the light absorption in the n-doped material can also be reduced.
  • Use of other semiconductor materials: Ga y In 1-y P can be grown, for example, on GaAs or Ge. However, this semiconductor has the same lattice constant as GaAs or Ge only for a specific material composition (y about 0.50), so that only for a certain band gap (about 1.9 eV) can a solar cell with the lattice constant of GaAs or Ge be prepared [1]. , Using metamorphic buffer growth, solar cells can also be grown at other lattice constants and other band gaps. However, this is much more complicated than varying the Al content in Al x Ga 1-x As, since the lattice constant barely changes. In addition, Ga 0.50 In 0.50 P contains a significant amount of indium. Since indium is a rare element of the earth's crust, this leads to higher material and thus production costs compared to a solar cell made of Al x Ga 1-x As. • It is also possible to use quaternary compounds such as GaInAsP as cell material. However, the lattice constant and band gap of this quaternary material are much more complicated to set and control than in Al x Ga 1-x As
  • - Use of partially transparent solar cells with lower band gap. This is suitable for multiple solar cell concepts in which the ideal band gap of at least one cell lies in the direct, but with respect to the Al content critical range of Al x Ga 1-x As. Due to the partial transparency at low band gap (eg GaAs or Al x Ga 1 -x As with an uncritical Al content up to 0.15), a current adaptation of the individual subcells can nevertheless be achieved in this way. However, this results in a lower voltage compared to an Al x Ga 1-x As solar cell with the ideal bandgap.

Die US 5,316,593 und US 5,342,453 beschreiben Heterosolarzellen mit n-dotiertem (AlGaIn) P bzw. aus n-dotiertem GaInP als Emitter und p-dotiertem GaAs als Basis. Die hier beschriebenen pn-Übergänge der Solarzellen sind jedoch frei vom AlGa (In) As. The US 5,316,593 and US 5,342,453 describe hetero-solar cells with n-doped (AlGaIn) P or n-doped GaInP as emitter and p-doped GaAs as base. However, the pn junctions of the solar cells described here are free of AlGa (In) As.

Aus R.E. Welser, et al.: „High-voltage quantum well waveguide solar cells“ auf der „Next Generation (Nano) Photonic and Cell Technologies for Solar Energy Conversion II” (2011) ist eine Solarzelle mit einer p-AlxGa1-xAs Basis und einem n-dotiertem Bereich aus n-dotiertem AlxGa1-xAs und GayIn1-yP beschrieben. Der Aluminiumgehalt der p-dotierten Basis liegt hier bei etwa 0,085, einem Bereich, indem die DX-Zentren noch keinen Signifikaten Einfluss auf die Materialeigenschaften besitzen. Der Fokus bei der hier beschrieben Solarzelle mit Quantenfilmen lag in der Absorptionserhöhung von Licht unterhalb der GaAs-Bandkante. Out RE Welser, et al .: "High-voltage quantum well waveguide solar cells" at the "Next Generation (Nano) Photonic and Cell Technologies for Solar Energy Conversion II" (2011) is a solar cell with a p-Al x Ga 1-x As base and an n-doped region of n-doped Al x Ga 1-x As and Ga y In 1-y P described. The aluminum content of the p-doped base here is about 0.085, a range in which the DX centers still have no Signifikaten influence on the material properties. The focus of the solar cell with quantum wells described here was the absorption increase of light below the GaAs band edge.

Ausgehend hiervon war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Halbleiterbauelement bereitzustellen, bei dem die mit den DX-Zentren verbundenen Probleme in Inx(AlyGa1-y)1-xAs durch gezielte Auswahl der Materialien der Halbleiterschichten beseitigt werden. Based on this, it was an object of the present invention to provide a semiconductor device in which the problems associated with the DX centers in In x (Al y Ga 1-y ) 1-x As are eliminated by targeted selection of the materials of the semiconductor layers.

Diese Aufgabe wird durch das Halbleiterbauelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die weiteren abhängigen Ansprüche zeigen vorteilhafte Weiterbildungen auf. In Anspruch 15 wird eine erfindungsgemäße Verwendung angegeben. This object is achieved by the semiconductor device having the features of claim 1. The other dependent claims show advantageous developments. Claim 15 specifies a use according to the invention.

Erfindungsgemäß wird ein Halbleiterbauelement mit mindestens einem Substrat sowie mindestens zwei einen pn-Übergang bildende Halbleiterschichten bereitgestellt. Die p-dotierte Halbleiterschicht ist dabei aus Inx(AlyGa1-y)1-xAs mit 0,00 ≤ x ≤ 0,49 und (0,15 + 0,4 x + 2,7 x2) ≤ y ≤ (0,44 + 0,8 x + 2,2 x2) für 0,00 ≤ x <0.35 bzw. (0,15 + 0,4 x + 2,7 x2) ≤ y ≤ 1 für 0.35 ≤ x ≤ 0,49 gebildet. Die n-dotierte Halbleiterschicht ist aus Inz(AlwGa1-w)1-zP mit 0.48 ≤ z ≤ 0.97 und 0 ≤ w ≤ 1, wobei die Gitterfehlanpassung der n-dotierten Halbleiterschicht zur p-dotierten Halbleiterschicht maximal 1.5 % beträgt. According to the invention, a semiconductor component having at least one substrate and at least two semiconductor layers forming a pn junction is provided. The p-doped semiconductor layer is made of In x (Al y Ga 1-y ) 1-x As with 0.00 ≤ x ≤ 0.49 and (0.15 + 0.4 x + 2.7 x 2 ) ≤ y ≤ (0.44 + 0.8 x 2.2 + x 2) for 0.00 ≤ x <00:35 respectively (0.15 + 0.4 x 2.7 + x 2) ≤ y ≤ 1: 0.35 ≤ x ≤ 0.49. The n-doped semiconductor layer is made of In z (Al w Ga 1-w ) 1-z P with 0.48 ≦ z ≦ 0.97 and 0 ≦ w ≦ 1, wherein the lattice mismatch of the n-doped semiconductor layer to the p-doped semiconductor layer is at most 1.5% is.

Hinsichtlich der Materialien der Halbleiterschichten ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung wichtig, dass die Halbleiterschichten im Wesentlichen aus den genannten Materialien bestehen. Gleichzeitig können aber geringe Mengen anderer Elemente enthalten sein, ohne dass die Funktion des Halbleiterbauelementes negativ beeinflusst wird. Ebenso können geringe Mengen von für die Materialien der Halbleiterschichten üblichen Verunreinigungen enthalten sein. With regard to the materials of the semiconductor layers, it is important in the context of the present invention for the semiconductor layers to consist essentially of the stated materials. At the same time, however, small amounts of other elements may be included without adversely affecting the function of the semiconductor device. Likewise, small amounts of usual for the materials of the semiconductor layers impurities may be included.

Durch den Einsatz von Inz(AlwGa1-w)1-zP als n-dotiertem Material lässt sich in dem Kompositionsbereich von Inx(AlyGa1-y)1-xAs, in welchem die DX-Zentren das n-dotierte Material signifikant beeinflussen, der Wirkungsgrad des Halbleiterbauelementes steigern. Dabei bleibt die Absorptionskante des Halbleiterbauelementes über die Wahl des Aluminiumgehaltes in einem vom In-Gehalt abhängigen Bereich einstellbar. Die Stärke der Verbesserung hängt dabei nicht nur von der Materialkomposition des Inx(AlyGa1-y)1-xAs, sondern auch vom gewählten n-Dotierstoff der n-dotierten Inx(AlyGa1-y)1-xAs Schicht ab, welche durch das Inz(AlwGa1-w)1-zP ersetzt wird. The use of In z (Al w Ga 1-w ) 1-z P as an n-doped material leads to the compositional domain of In x (Al y Ga 1-y ) 1-x As, in which the DX centers significantly affect the n-doped material, increase the efficiency of the semiconductor device. In this case, the absorption edge of the semiconductor component remains adjustable via the choice of the aluminum content in a region dependent on the In content. The strength of the improvement depends not only on the material composition of the In x (Al y Ga 1-y ) 1-x As, but also on the selected n-dopant of the n-doped In x (Al y Ga 1-y ) 1- x As layer, which is replaced by the In z (Al w Ga 1-w ) 1-z P.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die p-dotierte Halbleiterschicht aus Inx(AlyGa1-y)1-xAs mit 0 ≤ x ≤ 0.32 und (0.15 + 0.4·x + 2.7·x2) ≤ y ≤ (0.44 + 0.8·x + 2.2·x2) und die n-dotierte Halbleiterschicht aus Inz(AlwGa1-w)1-zP mit 0.48 ≤ z ≤ 0.82 und 0 ≤ w ≤ 0.8, insbesondere 0.01 ≤ w ≤ 0.1 gebildet ist. A further preferred embodiment provides that the p-doped semiconductor layer consists of In x (Al y Ga 1-y ) 1-x As with 0 ≦ x ≦ 0.32 and (0.15 + 0.4 x + 2.7 x 2 ) ≦ y ≦ (0.44 + 0.8 × x + 2.2 × x 2 ) and the n-doped semiconductor layer of In z (Al w Ga 1-w ) 1-z P with 0.48 ≦ z ≦ 0.82 and 0 ≦ w ≦ 0.8, in particular 0.01 ≦ w ≤ 0.1 is formed.

Die sich am pn-Übergang bildende Raumladungszone lässt sich auch durch eine nicht absichtlich oder niedrig dotierte i-Schicht vergrößern oder in die p-dotierte Halbleiterschicht oder in die n-dotierte Halbleiterschicht ausdehnen. Die nicht absichtlich dotierte i-Schicht ist dabei vorzugsweise aus Inx(AlyGa1-y)1-xAs mit 0,00 ≤ x ≤ 0,49 und (0,15 + 0,4 x + 2,7 x2) ≤ y ≤ (0,44 + 0,8 x + 2,2 x2) für 0,00 ≤ x <0.35 bzw. (0,15 + 0,4 x + 2,7 x2) ≤ y ≤ 1 für 0.35 ≤ x ≤ 0,49 und/oder Inz(AlwGa1-w)1-zP mit 0.48 ≤ z ≤ 0.97 und 0 ≤ w ≤ 1 gebildet. Auch hier ist es möglich, dass geringe Mengen weiterer Elemente enthalten sind, um die Eigenschaften des i-Bereichs gezielt zu beeinflussen oder als Verunreinigung vorliegen. The space charge zone forming at the pn junction can also be enlarged by an unintentionally or lowly doped i-layer or expanded into the p-doped semiconductor layer or into the n-doped semiconductor layer. The not intentionally doped i-layer is preferably made of In x (Al y Ga 1-y ) 1-x As with 0.00 ≤ x ≤ 0.49 and (0.15 + 0.4 x + 2.7 x 2 ) ≤ y ≤ (0.44 + 0.8 x + 2.2 x 2 ) for 0.00 ≤ x <0.35 and (0.15 + 0.4 x + 2.7 x 2 ) ≤ y ≤, respectively 1 for 0.35 ≦ x ≦ 0.49 and / or In z (Al w Ga 1-w ) 1-z P with 0.48 ≦ z ≦ 0.97 and 0 ≦ w ≦ 1. Again, it is possible that small amounts of other elements are included in order to influence the properties of the i-range targeted or present as an impurity.

Die n-dotierte Halbleiterschicht kann zusätzlich Antimon enthalten. Dabei beträgt der Anteil an Antimon vorzugsweise 0 bis 5 %, bevorzugt 0,2 bis 2,5 % und besonders bevorzugt 0,4 bis 1,2 %. The n-doped semiconductor layer may additionally contain antimony. The proportion of antimony is preferably 0 to 5%, preferably 0.2 to 2.5% and particularly preferably 0.4 to 1.2%.

Das Substrat des erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementes besteht vorzugsweise aus GaAs oder aus Ge. Ebenso ist es möglich einen Substratträger, insbesondere aus Silizium, zu verwenden, der zumindest bereichsweise mit einer Beschichtung aus GaAs oder Ge gebildet ist. Das Substrat besteht im Wesentlichen aus den genannten Materialien. Gleichzeitig können aber geringe Mengen anderer Elemente enthalten sein, ohne dass die Funktion des Halbleiterbauelementes negativ beeinflusst wird. Ebenso können geringe Mengen von für die Substratmaterialien üblichen Verunreinigungen enthalten sein. The substrate of the semiconductor component according to the invention is preferably made of GaAs or Ge. It is likewise possible to use a substrate carrier, in particular made of silicon, which is formed at least in regions with a coating of GaAs or Ge. The substrate consists essentially of the mentioned Materials. At the same time, however, small amounts of other elements may be included without adversely affecting the function of the semiconductor device. Likewise, small amounts of impurities common for the substrate materials may be included.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die p-dotierte Halbleiterschicht Inx(AlyGa1-y)1-xAs mit 0,00 ≤ x ≤ 0,49 und (0,15 + 0,4 x + 2,7 x2) ≤ y ≤ (0,44 + 0,8 x + 2,2 x2) für 0,00 ≤ x <0.35 bzw. (0,15 + 0,4 x + 2,7 x2) ≤ y ≤ 1 für 0.35 ≤ x ≤ 0,49 enthält und zwischen p-dotierter Halbleiterschicht und Substrat mindestens eine metamorphe Pufferschicht, insbesondere aus GaInP und/oder In(AlGa)As abgeschieden ist. A further preferred embodiment provides that the p-doped semiconductor layer In x (Al y Ga 1-y ) 1-x As with 0.00 ≤ x ≤ 0.49 and (0.15 + 0.4 x + 2, 7 x 2 ) ≤ y ≤ (0.44 + 0.8 x + 2.2 x 2 ) for 0.00 ≤ x <0.35 and (0.15 + 0.4 x + 2.7 x 2 ) ≤, respectively y ≤ 1 for 0.35 ≤ x ≤ 0.49 and between p-doped semiconductor layer and substrate at least one metamorphic buffer layer, in particular of GaInP and / or In (AlGa) As is deposited.

Ebenso ist es bevorzugt, dass die n-dotierte Halbleiterschicht gitterangepasst oder leicht verspannt, d.h. mit einer Gitterfehlanpassung von maximal 1.5 %, zur p-dotierten Halbleiterschicht ist. It is also preferred that the n-doped semiconductor layer be lattice-matched or slightly strained, i. with a maximum lattice mismatch of 1.5% to the p-doped semiconductor layer.

Die p-dotierten Halbleiterschichten weisen vorzugsweise eine Schichtdicke im Bereich von 30 nm bis 5 µm, insbesondere von 500 nm bis 3 µm auf. Die n-dotierten Halbleiterschichten weisen vorzugsweise eine Schichtdicke im Bereich von 30 nm bis 2,5 µm, insbesondere von 90 nm bis 500 nm auf. Der nicht-dotierte i-Bereich weist vorzugsweise eine Schichtdicke im Bereich von 0 nm bis 1 µm, insbesondere von 0 nm bis 300 nm auf. The p-doped semiconductor layers preferably have a layer thickness in the range from 30 nm to 5 μm, in particular from 500 nm to 3 μm. The n-doped semiconductor layers preferably have a layer thickness in the range from 30 nm to 2.5 μm, in particular from 90 nm to 500 nm. The non-doped i-region preferably has a layer thickness in the range from 0 nm to 1 μm, in particular from 0 nm to 300 nm.

Für die Dotierung der p-dotierten Halbleiterschicht werden als Dotierstoffe vorzugsweise Kohlenstoff, Zink oder Mischungen hiervon eingesetzt. Die Dotierstoffkonzentration liegt dabei bevorzugt im Bereich von 1·1016 cm–3 bis 5·1018 cm–3, besonders bevorzugt von 5·1016 cm–3 bis 5·1017 cm–3. For doping the p-doped semiconductor layer, preferably dopants used are carbon, zinc or mixtures thereof. The dopant concentration is preferably in the range from 1 × 10 16 cm -3 to 5 × 10 18 cm -3 , particularly preferably from 5 × 10 16 cm -3 to 5 × 10 17 cm -3 .

Als Dotierstoff für die n-dotierte Halbleiterschicht wird vorzugsweise Silicium, Tellur, Selen oder Mischungen hiervon eingesetzt. Hier liegt die Dotierstoffkonzentration bevorzugt im Bereich von 1·1016 cm–3 bis 5·1018 cm–3, besonders bevorzugt von 5·1017 cm–3 bis 3·1018 cm–3. The dopant used for the n-doped semiconductor layer is preferably silicon, tellurium, selenium or mixtures thereof. Here, the dopant concentration is preferably in the range of 1 × 10 16 cm -3 to 5 × 10 18 cm -3 , particularly preferably 5 × 10 17 cm -3 to 3 × 10 18 cm -3 .

Für die Anordnung des pn-Übergangs kann sowohl ein n auf p-Übergang als auch ein p auf n Übergang eingesetzt werden. For the arrangement of the pn junction, both an n on p junction and a p on n junction can be used.

Weiterhin ist es bevorzugt, dass das erfindungsgemäße Halbleiterbauelement mindestens eine Barrierenschicht aufweist. Die Barrierenschichten sind dabei vorzugsweise ausgewählt aus In(AlGa)As und/oder In(AlGa)P und besitzen eine Schichtdicke im Bereich von 15 nm bis 150 nm. Furthermore, it is preferred that the semiconductor component according to the invention has at least one barrier layer. The barrier layers are preferably selected from In (AlGa) As and / or In (AlGa) P and have a layer thickness in the range of 15 nm to 150 nm.

Das Halbleiterbauelement kann dabei sowohl aufrecht als auch invertiert gewachsen sein. Der pn-Übergang des erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementes ist zur Lichtabsorption einsetzbar. Vorzugsweise weist der pn-Übergang eine interne Quantenausbeute von mindestens 80% bei mindestens einer Wellenlänge im Bereich von 300 nm bis 840 nm auf. Die Quantenausbeute ist ein Maß für die Fähigkeit einer Solarzelle, Photonen in Elektronen umzuwandeln. Die Messmethodik für die Bestimmung der internen Quantenausbeute ist in B. Fischer, „Loss Analysis of crystalline Silicon solar cells using photoconductance and quantum efficiency measurements“, Dissertation, Universität Konstanz, 2003, S. 39–46 beschrieben. The semiconductor component can be grown both upright and inverted. The pn junction of the semiconductor device according to the invention can be used for light absorption. Preferably, the pn junction has an internal quantum efficiency of at least 80% at at least one wavelength in the range of 300 nm to 840 nm. The quantum yield is a measure of the ability of a solar cell to convert photons into electrons. The measuring methodology for the determination of the internal quantum efficiency is in B. Fischer, "Loss Analysis of crystalline Silicon solar cells using photoconductance and quantum efficiency measurements", Dissertation, University of Konstanz, 2003, p. 39-46 described.

Das Halbleiterbauelement liegt vorzugsweise als Solarzelle oder als Mehrfachsolarzelle vor. Ebenso ist es auch möglich, dass das Halbleiterbauelement ein Photodetektor oder ein Empfänger zur Laserleistungsübertragung ist. The semiconductor component is preferably present as a solar cell or as a multiple solar cell. Likewise, it is also possible that the semiconductor device is a photodetector or a receiver for laser power transmission.

Die erfindungsgemäßen Halbleiterbauelemente werden insbesondere für die Stromerzeugung im Weltraum oder im terrestrischen Bereich eingesetzt. The semiconductor devices according to the invention are used in particular for power generation in space or in the terrestrial area.

Anhand der nachfolgenden Figuren und Beispiele soll der erfindungsgemäße Gegenstand näher erläutert werden, ohne diesen auf die hier dargestellten spezifischen Ausführungsformen einschränken zu wollen. Reference to the following figures and examples, the subject invention is to be explained in more detail, without wishing to limit this to the specific embodiments shown here.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Einfachsolarzelle 1 shows a single solar cell according to the invention

2 zeigt eine erfindungsgemäße Tandemsolarzelle 2 shows a tandem solar cell according to the invention

3 zeigt eine erfindungsgemäße Dreifachsolarzelle 3 shows a triple solar cell according to the invention

4 zeigt eine erfindungsgemäß metamorphe Dreifachsolarzelle 4 shows a metamorphic triple solar cell according to the invention

5 zeigt eine erfindungsgemäße Fünffachsolarzelle 5 shows a five-axis solar cell according to the invention

Die 1 zeigt beispielhaft eine erfindungsgemäße Einfachsolarzelle. Diese weißt einen Rückseitenkontakt auf und besteht aus einem p-GaAs Substrat, einer p-GaAs Pufferschicht, einer AlGaAs/GaInP-Solarzelle, einer teilweise entfernten GaAs Deckschicht mit darauf aufgebrachtem Vorderseitenkontakt sowie einer Antireflexschicht in den Bereichen, in welchen die GaAs Deckschicht entfernt ist. Die AlGaAs/GaInP-Solarzelle besteht aus einem hoch p-dotierten (p+-dotierten) Rückseitenfeld aus AlGaAs, einer p-dotierten Basis aus AlGaAs, einem dazu gitterangepassten n-(Al)GaInP Emitter sowie einer hoch n-dotierten (n+-dotierten) Fensterschicht aus AlInP. The 1 shows an example of a single solar cell according to the invention. It has a backside contact and consists of a p-GaAs substrate, a p-GaAs buffer layer, an AlGaAs / GaInP solar cell, a partially removed GaAs cap layer with front contact applied thereto, and an antireflection layer in the areas where the GaAs cap layer is removed , The AlGaAs / GaInP solar cell consists of a highly p-doped (p + -doped) backplane of AlGaAs, a p-doped AlGaAs base, a lattice-matched n- (Al) GaInP emitter, and a highly n-doped (n + doped) window layer of AlInP.

Die 2 zeigt ein weiteres Anwendungsbeispiel für eine Tandemsolarzelle. Diese weist einen Rückseitenkontakt auf und besteht aus einem p-GaAs Substrat, einer p-GaAs Pufferschicht, einer GaAs-Unterzelle, einer Tunneldiode, einer AlGaAs/GaInP-Oberzelle, einer teilweise entfernte GaAs Deckschicht mit darauf aufgebrachtem Vorderseitenkontakt sowie einer Antireflexschicht in den Bereichen, in welchen die GaAs Deckschicht entfernt ist. Die GaAs-Unterzelle besteht aus einer p-AlGaAs Barriere, einer p-GaAs Basis, einem n-GaAs Emitter sowie einer n+-AlGaInP Barrierenschicht. Die sich anschließende Tunneldiode besteht aus einer sehr hoch n-dotierten (n++-dotierten) GaAs Schicht und einer sehr hoch p-dotierten (p++-dotierten) AlGaAs Schicht an. Die darauf folgende AlGaAs/GaInP-Oberzelle besteht aus einer p+-AlGaInP-Barrierenschicht, einem p+-AlGaAs Rückseitenfeld, einer p-dotierten Basis aus AlGaAs, einem dazu gitterangepassten n-(Al)GaInP Emitter sowie einer Fensterschicht aus n+-AlInP. The 2 shows another application example of a tandem solar cell. This has a backside contact and consists of a p-GaAs substrate, a p-GaAs buffer layer, a GaAs subcell, a tunnel diode, an AlGaAs / GaInP top cell, a partially removed GaAs cap layer with front contact applied thereto and an antireflection layer in the regions in which the GaAs capping layer is removed. The GaAs subcell consists of a p-AlGaAs barrier, a p-GaAs base, an n-GaAs emitter and an n + -AlGaInP barrier layer. The subsequent tunnel diode consists of a very highly n-doped (n ++ -doped) GaAs layer and a very highly p-doped (p ++ -doped) AlGaAs layer. The subsequent AlGaAs / GaInP top cell consists of a p + -AlGaInP barrier layer, a p + -AlGaAs back surface field, a p-doped AlGaAs base, a lattice-matched n- (Al) GaInP emitter, and a window layer of n + - AlInP.

Die 3 zeigt ein weiteres Anwendungsbeispiel für eine Dreifachsolarzelle. Diese weist einen Rückseitenkontakt auf und besteht aus einer Ge-Unterzelle, einer n-dotierten Anwachsschicht, einer n+-AlGaInP Barrierenschicht, einer ersten Tunneldiode, einer GaInAs-Mittelzelle, einer zweiten Tunneldiode, einer AlGaAs/GaInP-Oberzelle, einer teilweise entfernte GaInAs Deckschicht mit darauf aufgebrachtem Vorderseitenkontakt sowie einer Antireflexschicht in den Bereichen, in welchen die GaInAs Deckschicht entfernt ist. Die Ge-Unterzelle besteht aus einem p-Ge Substrat und einem darin eindiffundierten n-Ge Emitter. Die beiden Tunneldioden bestehen jeweils aus einer n++-GaInAs Schicht und einer p++-AlGaAs Schicht. Die GaInAs-Mittelzelle besteht aus einer p+-AlGaInP-Barrierenschicht, einer p-AlGaInAs Barriere, einer p-GaInAs Basis, einem n-GaInAs Emitter sowie einer n+-AlGaInP Barrierenschicht. Die AlGaAs/GaInP-Oberzelle besteht aus einer p+-AlGaInP-Barrierenschicht, einem p+-AlGaInAs Rückseitenfeld, einer p-dotierten Basis aus AlGaInAs, einem dazu gitterangepassten n-(Al)GaInP Emitter sowie einer Fensterschicht aus n+-AlInP. The 3 shows another application example of a triple solar cell. This has a backside contact and consists of a Ge subcell, an n-doped growth layer, an n + -AlGaInP barrier layer, a first tunnel diode, a GaInAs center cell, a second tunnel diode, an AlGaAs / GaInP top cell, a partially removed GaInAs Cover layer with front side contact applied thereto and an antireflection layer in the areas in which the GaInAs cover layer is removed. The Ge subcell consists of a p-Ge substrate and an n-Ge emitter diffused therein. The two tunnel diodes each consist of an n ++ -GaInAs layer and a p ++ -AlGaAs layer. The GaInAs center cell consists of a p + -AlGaInP barrier layer, a p-AlGaInAs barrier, a p-GaInAs base, an n-GaInAs emitter, and an n + -AlGaInP barrier layer. The AlGaAs / GaInP top cell consists of a p + -AlGaInP barrier layer, a backbone p + -AlGaInAs, a p-doped AlGaInAs base, a lattice-matched n- (Al) GaInP emitter, and a window layer of n + -AlInP.

Die 4 zeigt ein weiteres Anwendungsbeispiel für eine metamorphe Dreifachsolarzelle. Diese weist einen Rückseitenkontakt auf und besteht aus einer Ge-Unterzelle, einem Puffer, einer ersten Tunneldiode, einer GaInAs-Mittelzelle, einer zweiten Tunneldiode, einer AlGaInAs/GaInP-Oberzelle, einer teilweise entfernte GaInAs Deckschicht mit darauf aufgebrachtem Vorderseitenkontakt sowie einer Antireflexschicht in den Bereichen, in welchen die GaAs Deckschicht entfernt ist. Die Ge-Unterzelle besteht aus einem p-Ge Substrat und einem darin eindiffundierten n-Ge Emitter. Der Puffer besteht aus einer n-dotierten Anwachsschicht, mehreren metamorphen n-GaInAs Pufferschichten sowie einer n+-AlGaInP Barrierenschicht. Die beiden Tunneldioden bestehen jeweils aus einer n++-GaInAs Schicht und einer p++-AlGaAs Schicht. Die GaInAs-Mittelzelle besteht aus einer p+-AlGaInP-Barrierenschicht, einer p-AlGaInAs Barriere, einer p-GaInAs Basis, einem n-GaInAs Emitter sowie einer n+-AlGaInP Barrierenschicht. Die AlGaInAs/GaInP-Oberzelle besteht aus einer p+-AlGaInP-Barrierenschicht, einem p+-AlGaInAs Rückseitenfeld, einer p-dotierten Basis aus AlGaInAs, einem dazu gitterangepassten n-(Al)GaInP Emitter sowie einer Fensterschicht aus n+-AlInP. The 4 shows another application example of a metamorphic triple solar cell. This has a backside contact and consists of a Ge subcell, a buffer, a first tunnel diode, a GaInAs center cell, a second tunnel diode, an AlGaInAs / GaInP top cell, a partially removed GaInAs capping layer with front contact applied thereto, and an antireflection layer in the Areas in which the GaAs cap layer is removed. The Ge subcell consists of a p-Ge substrate and an n-Ge emitter diffused therein. The buffer consists of an n-doped growth layer, several metamorphic n-GaInAs buffer layers, and an n + -AlGaInP barrier layer. The two tunnel diodes each consist of an n ++ -GaInAs layer and a p ++ -AlGaAs layer. The GaInAs center cell consists of a p + -AlGaInP barrier layer, a p-AlGaInAs barrier, a p-GaInAs base, an n-GaInAs emitter, and an n + -AlGaInP barrier layer. The AlGaInAs / GaInP upper cell consists of a p + -AlGaInP barrier layer, a p + -AlGaInAs back surface field, a p-doped AlGaInAs base, a lattice-matched n- (Al) GaInP emitter, and a window layer of n + -AlInP.

Die 5 zeigt ein weiteres Anwendungsbeispiel für eine Fünffachsolarzelle. Diese weist einen Rückseitenkontakt auf und besteht aus einer Ge-Unterzelle, einer n-dotierten Anwachsschicht, einer n+-AlGaInP Barrierenschicht, einer ersten Tunneldiode, einer GaInNAs-Teilzelle, einer zweiten Tunneldiode, einer GaInAs-Teilzelle, einer dritten Tunneldiode, einer AlGaAs/GaInP-Teilzelle, einer vierten Tunneldiode, einer AlGaInP-Oberzelle sowie einer teilweise entfernte GaInAs Deckschicht mit darauf aufgebrachtem Vorderseitenkontakt sowie einer Antireflexschicht in den Bereichen, in welchen die GaInAs Deckschicht entfernt ist. Die Ge-Unterzelle besteht aus einem p-Ge Substrat und einem darin eindiffundierten n-Ge Emitter. Die vier Tunneldioden bestehen jeweils aus einer n++-GaInAs Schicht und einer p++-AlGaAs Schicht. Die GaInNAs-Teilzelle besteht aus einer p+-AlGaInP Barrierenschicht, einer p-GaInAs Barriere, einer p-GaInNAs Basis, einem n-GaInNAs Emitter sowie einer n+-AlGaInP Barrierenschicht. Die GaInAs-Teilzelle besteht aus einer p-AlGaInP Barrierenschicht, einer p-GaInAs Basis, einem n-GaInAs Emitter sowie einer n+-AlGaInP Barrierenschicht. Die AlGaInAs/GaInP-Teilzelle besteht aus einer p+-AlGaInP-Barrierenschicht, einem p+-AlGaInAs Rückseitenfeld, einer p-dotierten Basis aus AlGaInAs, einem dazu gitterangepassten n-GaInP Emitter sowie einer Barrierenschicht aus n+-AlGaInP. Die AlGaInP-Oberzelle besteht aus einer p+-AlGaInP-Barriere, einer p-AlGaInP Basis, einem n-AlGaInP Emitter sowie einer Fensterschicht aus n+-AlInP. The 5 shows another application example of a five-axis solar cell. This has a backside contact and consists of a Ge subcell, an n-doped growth layer, an n + -AlGaInP barrier layer, a first tunnel diode, a GaInNAs subcell, a second tunnel diode, a GaInAs subcell, a third tunnel diode, an AlGaAs / GaInP subcell, a fourth tunnel diode, an AlGaInP top cell, and a partially removed GaInAs capping layer with front contact applied thereto and an antireflection layer in the areas where the GaInAs capping layer is removed. The Ge subcell consists of a p-Ge substrate and an n-Ge emitter diffused therein. The four tunnel diodes each consist of an n ++ -GaInAs layer and a p ++ -AlGaAs layer. The GaInNAs subcell consists of a p + -AlGaInP barrier layer, a p-GaInAs barrier, a p-GaInNAs base, an n-GaInNAs emitter, and an n + -AlGaInP barrier layer. The GaInAs subcell consists of a p-AlGaInP barrier layer, a p-GaInAs base, an n-GaInAs emitter and an n + -AlGaInP barrier layer. The AlGaInAs / GaInP subcell consists of a p + -AlGaInP barrier layer, a p + -AlGaInAs back surface field, a p-doped AlGaInAs base, a lattice-matched n-GaInP emitter, and a barrier layer of n + -AlGaInP. The AlGaInP upper cell consists of a p + -AlGaInP barrier, a p-AlGaInP base, an n-AlGaInP emitter and a window layer of n + -AlInP.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

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Claims (15)

Halbleiterbauelement mit mindestens einem Substrat sowie mindestens zwei einen pn-Übergang bildenden Halbleiterschichten, wobei die p-dotierte Halbleiterschicht aus Inx(AlyGa1-y)1-xAs mit 0 ≤ x ≤ 0.49 und (0.15 + 0.4·x + 2.7·x2) ≤ y ≤ (0.44 + 0.8·x + 2.2·x2) für 0 ≤ x < 0.35 sowie (0.15 + 0.4·x + 2.7·x2) ≤ y ≤ 1 für 0.35 ≤ x ≤ 0.49 und die n-dotierte Halbleiterschicht aus Inz(AlwGa1-w)1-zP mit 0.48 ≤ z ≤ 0.97 und 0 ≤ w ≤ 1 gebildet ist, wobei die Gitterfehlanpassung der n-dotierten Halbleiterschicht zur p-dotierten Halbleiterschicht maximal 1.5 % beträgt. Semiconductor component having at least one substrate and at least two pn junction semiconductor layers, wherein the p-doped semiconductor layer of In x (Al y Ga 1-y ) 1-x As with 0 ≤ x ≤ 0.49 and (0.15 + 0.4 x 2.7 · x 2 ) ≤ y ≤ (0.44 + 0.8 · x + 2.2 · x 2 ) for 0 ≤ x <0.35 as well as (0.15 + 0.4 · x + 2.7 · x 2 ) ≤ y ≤ 1 for 0.35 ≤ x ≤ 0.49 and the n-doped semiconductor layer of In z (Al w Ga 1-w ) 1-z P is formed with 0.48 ≤ z ≤ 0.97 and 0 ≤ w ≤ 1, wherein the lattice mismatch of the n-doped semiconductor layer to the p-doped semiconductor layer at most 1.5 % is. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die p-dotierte Halbleiterschicht aus Inx(AlyGa1-y)1-xAs mit 0 ≤ x ≤ 0.32 und (0.15 + 0.4·x + 2.7·x2) ≤ y ≤ (0.44 + 0.8·x + 2.2·x2) und die n-dotierte Halbleiterschicht aus Inz(AlwGa1-w)1-zP mit 0.48 ≤ z ≤ 0.82 und 0 ≤ w ≤ 0.8, insbesondere 0.01 ≤ w ≤ 0.1 gebildet ist. Semiconductor component according to claim 1, characterized in that the p-doped semiconductor layer of In x (Al y Ga 1-y ) 1-x As with 0 ≤ x ≤ 0.32 and (0.15 + 0.4 x + 2.7 x 2 ) ≤ y ≤ (0.44 + 0.8 × x + 2.2 × x 2 ) and the n-doped semiconductor layer of In z (Al w Ga 1-w ) 1-z P with 0.48 ≤ z ≤ 0.82 and 0 ≤ w ≤ 0.8, in particular 0.01 ≤ w ≤ 0.1 is formed. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die n-dotierte Halbleiterschicht bis zu 5 %, bevorzugt 0.2 bis 2.5 % und besonders bevorzugt 0.4 bis 1.2 % Antimon enthält. Semiconductor component according to one of the preceding claims, characterized in that the n-doped semiconductor layer contains up to 5%, preferably 0.2 to 2.5% and particularly preferably 0.4 to 1.2% antimony. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat aus GaAs, Ge oder einem Substratträger, insbesondere aus Si, mit einer zumindest bereichsweisen Beschichtung aus GaAs oder Ge besteht. Semiconductor component according to one of the preceding claims, characterized in that the substrate consists of GaAs, Ge or a substrate carrier, in particular of Si, with an at least partially coating of GaAs or Ge. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die p-dotierte Halbleiterschicht Inx(AlyGa1-y)1-xAs mit 0 ≤ x ≤ 0.49 und (0.15 + 0.4·x + 2.7·x2) ≤ y ≤ (0.44 + 0.8·x + 2.2·x2) für 0 ≤ x < 0.35 sowie (0.15 + 0.4·x + 2.7·x2) ≤ y ≤ 1 für 0.35 ≤ x ≤ 0.49 enthält und zwischen p-dotierter Halbleiterschicht und Substrat mindestens eine metamorphe Pufferschicht, insbesondere aus GaInP und/oder In(AlGa)As, abgeschieden ist. Semiconductor component according to one of the preceding claims, characterized in that the p-doped semiconductor layer In x (Al y Ga 1-y ) 1-x As with 0 ≤ x ≤ 0.49 and (0.15 + 0.4 x + 2.7 x 2 ) ≤ y ≤ (12:44 + 0.8 · x + 2.2 · x 2) for 0 ≤ x <12:35 and (0.15 + 0.4 · x + 2.7 · x 2) ≤ y ≤ 1 0.35 ≤ x ≤ 0:49 contains between p-doped semiconductor layer and substrate at least one metamorphic buffer layer, in particular of GaInP and / or In (AlGa) As, is deposited. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die Halbleiterschichten folgende Schichtdicken aufweisen: • n-dotierte Halbleiterschicht im Bereich von 30 nm bis 2,5 µm, insbesondere von 90 nm bis 500 nm, • p-dotierte Halbleiterschicht im Bereich von 30 nm bis 5 µm, insbesondere von 500 nm bis 3 µm, Semiconductor component according to one of the preceding claims, characterized in that the semiconductor layers have the following layer thicknesses: • n-doped semiconductor layer in the range of 30 nm to 2.5 .mu.m, in particular from 90 nm to 500 nm, • p-doped semiconductor layer in the range of 30 nm to 5 μm, in particular from 500 nm to 3 μm, Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterschichten folgende Dotierstoffe aufweisen: • n-dotierte Halbleiterschicht Silicium, Tellur, Selen und Mischungen hiervon, bevorzugt in einer Konzentration von 1·1016 cm–3 bis 5·1018 cm–3, besonders bevorzugt von 5·1017 cm–3 bis 3·1018 cm–3, • p-dotierte Halbleiterschicht Kohlenstoff, Zink und Mischungen hiervon, bevorzugt in einer Konzentration von 1·1016 cm–3 bis 1·1019 cm–3, besonders bevorzugt von 5·1016 cm–3 bis 5·1017 cm–3. Semiconductor component according to one of the preceding claims, characterized in that the semiconductor layers have the following dopants: • n-doped semiconductor layer of silicon, tellurium, selenium and mixtures thereof, preferably in a concentration of 1 x 10 16 cm -3 to 5 x 10 18 cm - 3 , more preferably from 5 × 10 17 cm -3 to 3 × 10 18 cm -3 , p-doped semiconductor layer carbon, zinc and mixtures thereof, preferably in a concentration of 1 × 10 16 cm -3 to 1 × 10 19 cm -3 , more preferably from 5 x 10 16 cm -3 to 5 x 10 17 cm -3 . Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der pn-Übergang ein n auf p Übergang oder ein p auf n Übergang ist. Semiconductor component according to one of the preceding claims, characterized in that the pn junction is an n on p junction or a p on n junction. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterbauelement mindestens eine Barriereschicht, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus AlGaInAs und/oder AlGaInP, aufweist. Semiconductor component according to one of the preceding claims, characterized in that the semiconductor component has at least one barrier layer, in particular selected from the group consisting of AlGaInAs and / or AlGaInP. Halbleiterbauelement nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Barrierenschicht eine Schichtdicke im Bereich von 15 nm bis 150 nm aufweist. Semiconductor component according to the preceding claim, characterized in that the at least one barrier layer has a layer thickness in the range of 15 nm to 150 nm. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterbauelement aufrecht oder invertiert gewachsen ist. Semiconductor component according to one of the preceding claims, characterized in that the semiconductor component is grown upright or inverted. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der pn-Übergang eine interne Quanteneffizienz von mindestens 80% bei mindestens einer Wellenlänge im Bereich von 300 nm bis 840 nm aufweist. Semiconductor component according to one of the preceding claims, characterized in that the pn junction has an internal quantum efficiency of at least 80% at at least one wavelength in the range of 300 nm to 840 nm. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterbauelement eine Solarzelle oder Mehrfachsolarzelle ist. Semiconductor component according to one of the preceding claims, characterized in that the semiconductor component is a solar cell or multiple solar cell. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterbauelement ein Photodetektor oder ein Empfänger zur Laserleistungsübertragung ist. Semiconductor component according to one of the preceding claims, characterized in that the semiconductor component is a photodetector or a receiver for laser power transmission. Verwendung des Halbleiterbauelements nach einem der Ansprüche 1 bis 14 für die Stromerzeugung im Weltraum oder im terrestrischen Bereich.  Use of the semiconductor device according to one of claims 1 to 14 for power generation in space or terrestrial area.
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