ES2749215T3 - Célula solar múltiple - Google Patents

Célula solar múltiple Download PDF

Info

Publication number
ES2749215T3
ES2749215T3 ES14000912T ES14000912T ES2749215T3 ES 2749215 T3 ES2749215 T3 ES 2749215T3 ES 14000912 T ES14000912 T ES 14000912T ES 14000912 T ES14000912 T ES 14000912T ES 2749215 T3 ES2749215 T3 ES 2749215T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
cell
partial
solar cell
network
komn
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.)
Active
Application number
ES14000912T
Other languages
English (en)
Inventor
Wolfgang Guter
Matthias Meusel
Frank Dimroth
Lars Ebel
René Kellenbenz
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
Azur 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
Application filed by Azur Space Solar Power GmbH filed Critical Azur Space Solar Power GmbH
Application granted granted Critical
Publication of ES2749215T3 publication Critical patent/ES2749215T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • H01L31/068—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
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/185—Joining of semiconductor bodies for junction formation
    • H01L21/187—Joining of semiconductor bodies for junction formation by direct bonding
    • 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
    • H01L31/028—Inorganic materials including, apart from doping material or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
    • 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
    • H01L31/054—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
    • H01L31/06—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
    • H01L31/06875—Multiple junction or tandem solar cells inverted grown metamorphic [IMM] multiple junction solar cells, e.g. III-V compounds inverted metamorphic multi-junction 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
    • 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
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

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

Abstract

Célula solar múltiple (MS) que presenta una primera célula parcial (SC1) compuesta por un compuesto de InGaAs, presentando la primera célula parcial (SC1) una primera constante de red (ASC1), y una segunda célula parcial (SC2) con una segunda constante de red (ASC2), siendo la primera constante de red (ASC1) al menos 0,008 Å mayor que la segunda constante de red (ASC2), y presentando cada célula parcial (SC1, SC2) una transición pn, y un tampón metamórfico (MP1), estando configurado el tampón (MP1) entre la primera célula parcial (SC1) y la segunda célula parcial (SC2) y presentando el tampón (MP1) una sucesión de una primera capa con una primera constante de red (MPA1), una segunda capa con una segunda constante de red (MPA2) y al menos una tercera capa con una tercera constante de red (MPA3) y aumentando las constantes de red (MPA1, MPA2, MPA3) de la sucesión en la dirección hacia la primera célula parcial (SC1) de capa a capa y siendo las constantes de red (MPA1, MPA2, MPA3) de las capas del tampón mayores que la segunda constante de red (ASC2), presentando una cuarta capa del tampón metamórfico una cuarta constante de red (MPA4) y siendo la cuarta constante de red (MPA4) mayor que la primera constante de red (ASC1), y estando configuradas entre el tampón metamórfico (MP1) y la primera célula parcial (SC1) un número N de capas de compensación (KOM1, KOM2, .... KOMN) para la compensación de la tensión residual del tampón metamórfico (MP1) y siendo las constantes de red (A1, A2, .... AN) de las respectivas capas de compensación (KOM1, KOM2, .... KOMN) una magnitud de ΔAN >0,0008 Å menores que la primera constante de red (ASC1), presentando las capas de compensación (KOM1, KOM2, .... KOMN) en cada caso una tensión de tracción, y presentando las capas de compensación (KOM1, KOM2, .... KOMN) un contenido en indio mayor del 1 %, y seleccionándose los grosores (KOMD1, KOMD2, .... KOMDN) del número N de las capas de compensación (KOM1, KOM2, .... KOMN) de tal manera que se cumple:**Fórmula**

Description

DESCRIPCIÓN
Célula solar múltiple
La invención se refiere a una célula solar múltiple según el preámbulo de la reivindicación 1.
Por el documento “Current-matched triple-junction solar cell reaching 41.1% conversion efficiency under concentrated sunlight” de Guter et al., Applied Physics Letters 94, 223504 (2009)] se conoce una célula solar múltiple (en inglés multi-junction solar cell). En el caso de la estructura dada a conocer se trata de una célula solar triple de Ga0,35In0,65P/Ga0,83In0,17As/Ge metamórfica con una alta eficiencia. Entre el sustrato de Ge o la célula parcial de Ge y la célula parcial de Ga0,83In0,17As se usa en este caso un tampón metamórfico de GaYIn1-YAs. El tampón metamórfico está compuesto en este caso por siete capas de GaInAs de 200 nm de grosor con un contenido en indio que crece gradualmente, aumentando al mismo tiempo también la constante de red. En la última capa del tampón, la denominada capa de exceso (en inglés overshoot), se usa en este caso un mayor contenido en indio del 20 % o una mayor constante de red que en la célula parcial de Ga0,83In0,17As que se encuentra por encima. Esto es necesario, para establecer la tensión, que conduce a la relajación de las capas subyacentes del tampón metamórfico hasta la constante de red deseada.
Por el documento US 2012/240987 A1 y por “Bett A. W.et al.: “HIGHEST EFFICIENCY MULTI-JUNCTION SOLAR CELL FOR TERRESTRIAL AND SPACE APPLICATIONS”, Proceedings of the 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, 21-25 de septiembre de 2009, páginas 1-6, Hamburgo, Alemania, ISBN: 978-3­ 9363338-25-6 y por el documento US 2012/138130 A1 y por Friedman D J et al: “0.7-eV GaInAs junction for a GaInP/GaAs/GaInAs(1eV)/GaInAs(0.7eV) four-junction solar cell”, Conference record of the 2006 IEEE 4th world conference on photovoltaic energy conversion, IEEE, mayo de 2006, páginas 598-602, ISBN: 978-1-4244-0016-4 y por Dimroth F. et al: Metamorphic GayIn1-yP/Ga1-xInxAs tandem solar cells for space and for terrestrial concentrator applications at C > 1000 suns, Progress in Photovoltaics: Research and Applications, John Wiley & Sons, LTD, tomo 9, n.° 3, mayo de 2001, páginas 165-178, ISSN: 1062-7995 y por Takuo Sasaki et al: “Real-Time structural 1,6 Analysis of compositionally graded InGaAs / GaAs (001) Layers”, IEEE Journal of photovoltaics, tomo 2, nY 1, 30 de enero de 2012, páginas 35-40, ISSN: 2156-3381, y por el documento EP 0 353 432 A2 y por “Investigation and development of III-V triple-junction concentrator solar cells”, W. Guter et al, Proceedings of the 22nd European Photovoltaic Solar Energy Conference, 2007, páginas 122-125, XP040512959, Milán-Italia, ISBN: 978-3-936338-22­ 5 y por “Kontrolle von Spannungsrelaxation und Defektbildung in metamorphen III-V Halbleiterheterostrukturen für hocheffiziente células solares”, Jan Schone, tesis doctoral, 2009, páginas 1-146, XP 055528372 se conocen células solares múltiples parcialmente con tampones metamórficos.
Además por el documento “Evolution of a 2.05 eV AlGaInP top sub-cell for 5 and 6J-IMM applications” de Cornfield et al., páginas 2788 - 2791, en: Photovoltaic Specialists Conference (PVSC), 2012 38th iEEe, ISBN: 978-1-4673­ 0064-3, se conoce una configuración de tampones metamórficos en células solares múltiples invertidas (en inglés inverted metamorphic, IMM) con hasta seis células parciales. Además, por el documento EP 2251912 A1 se conoce una estructura de diodo túnel con capas con diferente tensión y varias células solares y un tampón metamórfico. Por el documento EP 265 093 0 A1 se conoce una célula sola cuádruple compuesta por una célula sola doble de GalnP/GaAs superior unida (en inglés bonded) sobre una célula solar doble GalnAs/Ge metamórfica inferior.
Por motivos de completitud debe indicarse que en el presente documento por el término célula solar múltiple metamórfica se entienden células solares múltiples que presentan al menos una capa tampón metamórfica entre dos células parciales (en inglés subcell) del apilamiento de células solares. Por lo demás debe indicarse que en la epitaxia de células solares múltiples III-V se usan denominados tampones metamórficos, para poder depositar sobre estos tampones capas semiconductoras con alta calidad de materiales con constante de red mayor que la del sustrato. Es decir, mediante el tampón metamórfico se forma en el transcurso de la epitaxia un denominado sustrato virtual con constante de red mayor que la del sustrato original. Capas semiconductoras con la misma constante de red que la del sustrato virtual pueden depositarse a continuación con alta calidad. Con la utilización de los tampones metamórficos se posibilita un margen mayor en la elección de los materiales para las diferentes células parciales en las células solares múltiples. En particular, de este modo pueden implementarse combinaciones de materiales, que prometen una mayor eficiencia de la célula solar múltiple.
Un problema en el uso de los tampones metamórficos es la tensión residual inherente. Según la flexibilidad del sustrato usado, la tensión residual conduce a una curvatura no deseada del disco semiconductor (en inglés wafer). En particular, en la producción sobre los sustratos de Ge habituales con un grosor de menos de 190 |im se obtienen, por ejemplo, efectos de curvatura significativos.
Una curvatura del disco semiconductor conduce, entre otros, ya durante la epitaxia debido a efectos de temperatura a propiedades de capa heterogéneas. Además se dificulta el procesamiento de tales discos semiconductores y se reduce el rendimiento y de este modo aumentan claramente los costes de producción. Además, una curvatura en el caso de células solares aeroespaciales con áreas típicas de más de 20 cm2 conduce a propiedades de producto no deseadas.
Ante este trasfondo, el objetivo de la invención consiste en indicar un dispositivo que perfeccione el estado de la técnica.
El objetivo se alcanza mediante una célula solar múltiple con las características de la reivindicación 1. Configuraciones ventajosas de la invención son el objeto de reivindicaciones dependientes.
Según el objeto de la invención se proporciona una célula solar múltiple que presenta una célula solar múltiple que presenta una primera célula parcial de un compuesto de InGaAs, presentando la primera célula parcial una primera constante de red, y estando prevista una segunda célula parcial con una segunda constante de red, siendo la primera constante de red al menos 0,008 A mayor que la segunda constante de red, y estando previsto por lo demás un tampón metamórfico, estando configurado el tampón entre la primera célula parcial y la segunda célula parcial, y presentando el tampón metamórfico una sucesión de al menos tres capas y aumentando la constante de red en la sucesión en la dirección hacia la primera célula parcial de capa a capa y siendo las constantes de red de las capas del tampón mayores que la segunda constante de red y presentando una capa del tampón metamórfico una tercera constante de red y siendo la tercera constante de red mayor que la primera constante de red, y estando configuradas entre el tampón metamórfico y la primera célula parcial un número N de capas de compensación para la compensación de la tensión residual del tampón metamórfico y siendo las constantes de red de las respectivas capas de compensación una magnitud de AAn >0,0008 A menor que la primera constante de red, y presentando las capas de compensación un contenido en indio mayor del 1 %, y seleccionándose los grosores del número N de las capas de compensación de tal manera que se cumple:
N
Y (KOMDn x AAn) > 1049 m2
n=1
Debe indicarse que un esfuerzo de tracción conduce a una curvatura convexa y de manera correspondiente un esfuerzo de compresión conduce a una curvatura cóncava del sustrato semiconductor o del disco semiconductor y la célula solar múltiple está compuesta preferiblemente de un material semiconductor III-V. A este respecto, por el término esfuerzo de tracción se entiende una tensión de tracción y por el término esfuerzo de compresión una tensión de compresión. Por lo demás debe indicarse que el número N comprende la cantidad de los números naturales sin el cero o, expresado de otro modo, que está configurada al menos una capa de compensación.
Una ventaja de la configuración de una capa de compensación o de varias capas de compensación es que de este modo puede reducirse claramente una curvatura del disco semiconductor, en particular provocada por el tampón metamórfico. Estudios han mostrado que mediante la incorporación de la capa de compensación puede aumentarse el rendimiento en la producción de la célula solar múltiple y pueden reducirse los costes de producción. Además, resulta ventajoso configurar la capa de compensación tras la última capa del tampón metamórfico y preferiblemente antes de la deposición de la siguiente célula parcial. Expresado de otro modo, resulta ventajoso configurar la capa de compensación tras la denominada capa “overshoot” del tampón. A este respecto, por ejemplo, una conformación ventajosa desde el punto de vista de un consumo de material reducido consiste en unir la capa de compensación con adherencia de materiales con la última capa del tampón metamórfico. Además, debe indicarse que según la fórmula expuesta anteriormente la magnitud de la compensación como magnitud de la realimentación de la tensión depende directamente de la diferencia en la constante de red de la capa de compensación en comparación con la primera constante de red multiplicada por el grosor de la capa de compensación. Estudios del solicitante han mostrado que es necesario un cierto grado de tensión de compensación, para conseguir una reducción significativa de la curvatura de oblea. Es deseable conseguir una reducción de la tensión en al menos el 20 %.
Por motivos de completitud debe indicarse que la constante de red de una célula parcial está equiparada con la constante de red de una capa más gruesa de la célula parcial. Normalmente, en el caso de la capa más gruesa de la célula parcial se trata de una de las capas absorbedoras de la célula parcial. En el caso de células solares múltiples industriales, que presentan convencionalmente una polaridad n-sobre-p, la capa más gruesa es normalmente la capa de base dopada positivamente de la transición pn de la respectiva célula parcial.
Además, la inserción de las capas de compensación de tensión tiene la ventaja de que la constante de red del denominado sustrato virtual formado por el tampón metamórfico tras la deposición de las capas de compensación de tensión está en su mayor parte “congelada”. Sin las capas de compensación de tensión, desviaciones no intencionadas o fluctuaciones de producción en la composición de las capas depositadas a continuación, en particular de las capas absorbedoras relativamente gruesas de las células parciales, pueden conducir a una tensión compresiva adicional y de este modo a una relajación adicional de las capas del tampón metamórfico. Esto significaría un aumento no deseado de la constante de red del sustrato virtual. Sin embargo, mediante la inserción de las capas de compensación de tensión puede reducirse enormemente la tensión residual del tampón metamórfico, de modo que se reduce claramente la probabilidad de una relajación adicional no intencionada del tampón metamórfico. Por consiguiente, la inserción de las capas de compensación de tensión posibilita también una mayor ventana de proceso o una mayor tolerancia del proceso de deposición con respecto a fluctuaciones de producción en la composición de las capas depositadas sobre el tampón metamórfico.
En un perfeccionamiento, los grosores del número N de las capas de compensación son en total, es decir en suma, mayores de 150 nm. Estudios han mostrado que con un grosor total por encima de 150 nm puede realizarse una compensación notable de la tensión del tampón metamórfico. Resulta ventajoso que las constantes de red del respectivo número N de las capas de compensación sean al menos una magnitud de AAn >0,002 A menores que la primera constante de red. Estudios han mostrado que con AAn <0,002 A es necesario un grosor total tan alto de las capas de compensación para la implementación de una compensación lo más alta posible, que la rentabilidad de la producción de la célula solar se vea influida significativamente de manera negativa.
En una forma de realización alternativa la magnitud es AAn <0,002 A, estando configuradas las capas de compensación de tensión al mismo tiempo como capas de un espejo semiconductor o de Bragg. A este respecto, expresado de otro modo, las capas de compensación de tensión presentan una función doble.
En otra forma de realización se mostró que los grosores del número N de las capas de compensación se seleccionan de tal manera que se cumple:
N
^ ( K O M D n x A A n) > 2 * 10 '19 m2
71 = 1
En particular con un aumento en la diferencia de las constantes de red pueden conseguirse de este modo con grosores de capa por debajo de 1 |im una compensación de al menos el 20 % del esfuerzo de tracción generado principalmente por el tampón.
En otro perfeccionamiento, los grosores del número N de las capas de compensación se seleccionan de tal manera que se cumple
JV
Y(K0MD„ x AA„)< 5* 10-wm2
n= 1
Estudios han mostrado que por encima del valor aumenta enormemente la probabilidad de una formación de grietas en las capas de compensación.
Según la invención, las capas de compensación presentan en cada caso una tensión de tracción, de modo que la constante de red lateral (en inglés in-plane lattice constant) de la capa de compensación es mayor que la constante de red vertical (en inglés out-of-plane lattice constant). Por constante de red lateral, en el presente documento quiere decirse la constante de red en la dirección de la superficie de extensión principal de la capa de compensación. Expresado de otro modo, la capa de compensación individual presenta en cada caso una constante de red anisotrópica. En una forma de realización alternativa, las capas de compensación presentan en cada caso un compuesto de GaAs o GalnAs o AlGalnAs o GalnP o AlGalnP o GaAsP o GalnAsP.
En un perfeccionamiento, el contenido en indio de las capas de compensación es un 0,2 % o un 0,5 % menor que el contenido en indio de la primera célula parcial. Se entiende que el nivel del contenido en indio ejerce una influencia esencial sobre las constantes de red. Por lo demás resulta ventajoso dopar una parte de las capas de compensación o todas las capas de compensación con Zn. Resulta especialmente ventajoso que el dopado con cinc ascienda a más de 1014 cm-3
En otro perfeccionamiento, una parte de las capas de compensación o todas las capas de compensación están configuradas como parte del espejo semiconductor. Resulta ventajoso que con la funcionalidad doble de las capas puede reducirse el grosor total de la célula solar múltiple. En una forma de realización preferida, la segunda célula parcial presenta germanio. Además está prevista una tercera célula parcial, presentando la tercera célula parcial un compuesto de GalnP. Además resulta ventajoso configurar entre la tercera célula parcial y la primera célula parcial una cuarta célula parcial, comprendiendo la cuarta célula parcial un compuesto de GaAs o InGaAs o uno de AlGalnAs.
Estudios han mostrado que las células parciales pueden configurarse tanto en una disposición erguida como en una disposición invertida. A este respecto, por disposición erguida se entiende que la célula parcial depositada en último lugar durante el proceso de producción epitáctico es la célula parcial superior de la célula solar múltiple. En el presente documento, por célula parcial superior se entiende aquella célula parcial, que está dispuesta más cerca del sol y presentan el mayor hueco de banda de todas las células parciales. Por disposición invertida se entiende que la célula parcial depositada en primer lugar durante el proceso de producción epitáctico es la célula parcial superior de la célula solar múltiple. Expresado de otro modo, en el caso de la disposición erguida, la primera célula parcial con la mayor constante de red presenta un mayor hueco de banda que el hueco de banda de la segunda célula parcial con la constante de red menor. En el caso de la disposición invertida, la primera célula parcial con la constante de red mayor presenta un hueco de banda menor que el hueco de banda de la segunda célula parcial con la constante de red menor.
En otra forma de realización, en una disposición de cuatro células parciales están configurados en cada caso dos pares de células parciales, existiendo entre los dos pares de células parciales una unión con adherencia de materiales mediante un enlace semiconductor directo. A este respecto, resulta especialmente ventajoso que tenga lugar la compensación de la tensión de la red, dado que el proceso de enlace solo presenta una tolerancia reducida con respecto a una curvatura de las obleas o discos semiconductores que deben unirse entre sí. En una forma de realización resulta especialmente ventajoso que la célula solar múltiple sea una célula solar cuádruple de GaInP/GaAs/GaInAs/Ge, compuesta por dos células solares dobles unidas entre sí mediante un enlace semiconductor directo, de las que una es una célula solar doble GaInAs/Ge metamórfica erguida.
En otra forma de realización está configurado un segundo o tercer tampón metamórfico, estando configuradas con los tampones individuales en cada caso capas de compensación adicionales, es decir segundas o terceras, y estando configurada cada una de las capas de compensación entre un tampón metamórfico y la célula parcial adyacente con la constante de red mayor. Por lo demás debe indicarse que las capas de compensación no forman parte de una transición p-n de un diodo túnel.
La invención se explicará a continuación más detalladamente haciendo referencia a los dibujos. A este respecto, las partes similares se identifican con designaciones idénticas. Las formas de realización representadas están muy esquematizadas, es decir las distancias y las extensiones laterales y las verticales no son a escala y tampoco presentan, siempre que no se indique lo contrario, ninguna relación geométrica deducible entre sí. En ellos muestran:
la figura 1a una sección transversal de una primera forma de realización según la invención de una célula solar múltiple,
la figura 1b la evolución de la constante de red, en función de la secuencia de capas de la estructura de célula solar representada en la figura 1a,
la figura 1c la evolución de la constante de red lateral, en función de la secuencia de capas de la estructura de célula solar representada en la figura 1a,
la figura 1d la evolución de la constante de red vertical, en función de la secuencia de capas de la estructura de célula solar representada en la figura 1a,
la figura 2 una sección transversal de una segunda forma de realización según la invención como célula triple,
la figura 3 una sección transversal de una tercera forma de realización según la invención como célula solar cuádruple.
La representación de la figura 1a muestra una sección transversal de una primera forma de realización según la invención de una célula solar múltiple MS con una primera célula parcial SC1. La primera célula parcial SC1 se apoya sobre una única capa de compensación KOM1. Sin embargo, debe indicarse que en una forma de realización alternativa no representada en lugar de una única capa de compensación está configurado un gran número de N capas de compensación individuales. Además, la capa de compensación KOM1 se apoya sobre un tampón metamórfico MP1, apoyándose el tampón MP1 sobre una segunda célula parcial SC2. El tampón presenta una sucesión de capas no representadas.
En la representación de la figura 1b se ilustra la evolución de la constante de red A en función de la secuencia de capas de la estructura de célula solar, representada en la figura 1a. A continuación se explicarán solo las diferencias con respecto a la representación de la figura 1a. Debe indicarse que en el presente documento por constante de red A se entiende siempre la denominada constante de red natural. La segunda célula parcial SC2 presenta una segunda constante de red ASC2. Sobre la segunda célula parcial SC2 está dispuesta una sucesión de una primera capa con una constante de red MPA1 y una segunda capa con una constante de red MPA2 y una tercera capa con una constante de red MPA3 y una cuarta capa con una cuarta constante de red MPA4. Se muestra que las constantes de red MPA1, MPA2, MPA3 y MPA4 aumentan en la sucesión de las capas de capa a capa, siendo todas las constantes de red MPA1, MPA2, MPA3 y MPA4 de la sucesión mayores que la segunda constante de red ASC2. Por lo demás, la cuarta constante de red MPA4 es mayor que la primera constante de red ASC1. De este modo, la cuarta capa se denomina también capa “overshoot”. La capa de compensación KOM1 presenta una constante de red A1 menor que la primera constante de red ASC1. Se entiende que la capa “overshoot” está tensada por compresión y ejerce una tensión sobre el disco semiconductor.
Solo con la inserción de la capa de compensación KOM1 y la configuración de una constante de red A1 menor en comparación con la primera constante de red ASC1 puede conseguirse una compensación, es decir una reducción de la tensión de red. A este respecto, la magnitud de la reducción es tanto mayor cuanto mayor sea el grosor KOMD1 de la capa de compensación KOMI y cuanto mayor sea la diferencia de la constante de red A1 de la capa de compensación KOM1 en comparación con la primera constante de red ASC1. La evolución de la tensión de red se ilustrará a continuación mediante la evolución de una constante de red lateral (in-plane) AL y la evolución de una constante de red vertical (out-of-plane) AV.
La representación de la figura 1c muestra la evolución de una constante de red lateral AL para la secuencia de capas de la estructura de célula solar, representada en la figura 1a. Por lo demás, en la representación de la figura 1d se muestra la evolución de una constante de red vertical AV para la secuencia de capas de la estructura de célula solar, representada en la figura 1a. A continuación se expondrán solo las diferencias con respecto a las explicaciones de las figuras anteriores. Se muestra que a partir de la evolución de la constante de red lateral AL ya partir de la evolución de la constante de red vertical AV puede interpretarse más exactamente la evolución de la tensión de red para la estructura de célula solar. La segunda célula parcial SC2 presenta una segunda constante de red lateral ASC2L. Sobre la segunda célula parcial SC2 está configurada la sucesión de una primera capa con una constante de red lateral MPA1L y una segunda capa con una constante de red lateral MPA2L y una tercera capa con una constante de red lateral MPA3L y una cuarta capa con una cuarta constante de red lateral MPA4L, presentando la constante de red lateral MPA3L de la tercera capa la misma magnitud que la cuarta constante de red lateral MPA4L. Se muestra que las constantes de red laterales MPA1L, MPA2L y MPA3L aumentan en la sucesión de las capas de capa a capa, siendo todas las constantes de red laterales MPA1L, MPA2L y MPA3L o MPA4L de la sucesión mayores que la segunda constante de red lateral ASC2L. A continuación, la capa de compensación KOM1 presenta una cuarta constante de red lateral A1L y la primera célula parcial SC1 una primera constante de red lateral SC1L, coincidiendo la cuarta constante de red lateral A1L y la primera constante de red lateral SC1L y la constante de red lateral MPA3L y la constante de red lateral MPA4L de la tercera capa y de la cuarta capa.
La segunda célula parcial SC2 presenta una segunda constante de red vertical ASC2V. Sobre la segunda célula parcial SC2 está dispuesta una sucesión de una primera capa con una constante de red vertical MPA1V y una segunda capa con una constante de red vertical MPA2V y una tercera capa con una constante de red vertical MPA3V y una cuarta capa con una cuarta constante de red vertical MPA4V. Se muestra que las constantes de red verticales MPA1V, MPA2V, MPA3V y MPA4V aumentan en la sucesión de las capas de capa a capa, siendo todas las constantes de red MPA1V, MPA2v , MPA3V y MPA4V de la sucesión mayores que la segunda constante de red vertical ASC2V. Por lo demás, la primera célula parcial SC1 presenta una primera constante de red vertical SC1AV, siendo la primera constante de red vertical SC1AV mayor que la segunda constante de red vertical ASC2V. Además, la cuarta constante de red vertical MPA4V es mayor que la primera constante de red vertical ASC1V. Sin embargo, la capa de compensación KOM1 presenta una constante de red vertical A1V menor que la primera constante de red vertical SCA1V. En la comparación de la evolución de la constante de red vertical AV con la evolución de la constante de red A esto significa que las diferencias en las constantes de red verticales, siempre que existan, son esencialmente mayores que en la evolución de las constantes de red naturales A. Se indica que la tensión residual del tampón metamórfico según la invención se compensa al menos parcialmente mediante una o varias capas de compensación de tensión. Para ello, la capa de compensación de tensión presenta una constante de red que es menor que la constante de red de la primera célula parcial SC1. Además, la capa de compensación de tensión presenta una tensión de tracción.
La representación de la figura 2 muestra una sección transversal de una segunda forma de realización según la invención en forma de una célula solar triple, teniendo lugar una incidencia de luz L a través de una capa antirreflectante AR. A continuación se explicarán solo las diferencias con respecto a la representación de las figuras anteriores. La segunda célula parcial SC2 está unida preferiblemente con adherencia de materiales en el lado inferior con una capa de metal M2. Entre la segunda célula parcial SC2 y un diodo túnel inferior UT están configuradas además diferentes capas de nucleación y/o capas tampón sencillas. El diodo túnel superior OT está configurado entre una tercera célula parcial SC3 y entre la primera célula parcial SC1. Apoyadas sobre la tercera célula parcial SC3 están dispuestas una capa antirreflectante AR y una capa de mediación de contacto K1 y una primera capa de metal M1. Al encontrarse el diodo túnel inferior UT por debajo del tampón metamórfico MP1, esto significa en el contexto de que se configura un apilamiento de células solares que presenta polaridad n-sobre-p, que el tampón metamórfico MP1 y la capa de compensación de tensión KOM1 están dopados positivamente. Se prefiere realizar la célula solar triple como célula solar triple de GaInP/GaInAs/Ge metamórfica erguida. En una forma de realización no representada, la célula solar triple comprende un espejo semiconductor. Preferiblemente, el espejo semiconductor está configurado entre la primera célula parcial SC1 y la segunda célula parcial SC2.
La representación de la figura 3 muestra una sección transversal de una tercera forma de realización según la invención en forma de una célula solar cuádruple. A continuación se explicarán solo las diferencias con respecto a las representaciones de las figuras anteriores. Preferiblemente, la célula solar cuádruple comprende una secuencia de compuestos de AlGaInP/AlGaInAs/GaInAs/ Ge, estando dispuesto el compuesto de AlGaInP como célula parcial superior, dirigida hacia la luz incidente L. Entre la primera célula parcial SC1 y la capa de compensación KOM1 está configurado un espejo semiconductor HSP. Además, entre la primera célula parcial SC1 y la cuarta célula parcial SC4 está configurado un diodo túnel central MT. Por lo demás, entre la primera célula parcial SC1 y la tercera célula parcial SC3 está configurada una cuarta célula parcial SC4.

Claims (16)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Célula solar múltiple (MS) que presenta
    una primera célula parcial (SC1) compuesta por un compuesto de InGaAs, presentando la primera célula parcial (SC1) una primera constante de red (ASC1), y
    una segunda célula parcial (SC2) con una segunda constante de red (ASC2),
    siendo la primera constante de red (ASC1) al menos 0,008 A mayor que la segunda constante de red (ASC2), y
    presentando cada célula parcial (SC1, SC2) una transición pn, y un tampón metamórfico (MP1), estando configurado el tampón (MP1) entre la primera célula parcial (SC1) y la segunda célula parcial (SC2) y presentando el tampón (MP1) una sucesión de una primera capa con una primera constante de red (MPA1), una segunda capa con una segunda constante de red (MPA2) y al menos una tercera capa con una tercera constante de red (MPA3) y aumentando las constantes de red (MPA1, MPA2, MPA3) de la sucesión en la dirección hacia la primera célula parcial (SC1) de capa a capa y siendo las constantes de red (MPA1, MPA2, MPA3) de las capas del tampón mayores que la segunda constante de red (ASC2), presentando una cuarta capa del tampón metamórfico una cuarta constante de red (MPA4) y siendo la cuarta constante de red (MPA4) mayor que la primera constante de red (ASC1), y
    estando configuradas entre el tampón metamórfico (MP1) y la primera célula parcial (SC1) un número N de capas de compensación (KOMI, KOM2, .... KOMN) para la compensación de la tensión residual del tampón metamórfico (MP1) y siendo las constantes de red (Ai, A2, .... AN) de las respectivas capas de compensación (KOMI, KOM2, .... KOMN) una magnitud de AAn >0,0008 A menores que la primera constante de red (ASC1), presentando las capas de compensación (KOMI, KOM2, .... KOMN) en cada caso una tensión de tracción, y presentando las capas de compensación (KOMI, KOM2, .... KOMN) un contenido en indio mayor del 1 %, y seleccionándose los grosores (KOMDi , KOMD2, .... KOMDn) del número N de las capas de compensación (KOMI, KOM2, .... KOMN) de tal manera que se cumple:
    Figure imgf000007_0001
  2. 2. Célula solar múltiple (MS) según la reivindicación 1, caracterizada por que el grosor total (KOMD1 , KOMD2, .... KOMDn) del número N de las capas de compensación (KOM1, KOM2 , .... KOMN) es en general mayor de 150 nm.
  3. 3. Célula solar múltiple (MS) según la reivindicación 1 o reivindicación 2, caracterizada por que las constantes de red (A1 , A2, .... An) del respectivo número N de las capas de compensación (KOM1, KOM2, .... KOMN) son al menos una magnitud de AAn >0,002 A menores que la primera constante de red (ASC1).
  4. 4. Célula solar múltiple (MS) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que los grosores (KOMD1, KOMD2, .... KOMDn) del número N de las capas de compensación (KOM1, Kom2, .... KOMN) se seleccionan de tal manera que se cumple
    Figure imgf000007_0002
  5. 5. Célula solar múltiple (MS) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que los grosores (KOMD1, KOMD2, .... KOMDn) del número N de las capas de compensación (KOM1, Kom2, .... KOMN) se seleccionan de tal manera que se cumple
    Figure imgf000007_0003
  6. 6. Célula solar múltiple (MS) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que las capas de compensación (KOM1, KOM2, .... KOMN) presentan en cada caso un compuesto de GaAs o GalnAs o AlGalnAs o GaInP o AlGaInP o GaAsP o GaInAsP.
  7. 7. Célula solar múltiple (MS) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el contenido en indio de las capas de compensación (KOM1, KOM2, .... KOMN) es al menos el 0,2 % o al menos el 0,5 % menor que el contenido en indio de la primera célula parcial (SC1).
  8. 8. Célula solar múltiple (MS) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que una parte de o todas las capas de compensación (KOM1, KOM2, .... KOMN) están dopadas con Zn.
  9. 9. Célula solar múltiple (MS) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que una parte de las capas de compensación (KOM1, KOM2, .... KOMN) están configuradas como parte de un espejo semiconductor.
  10. 10. Célula solar múltiple (MS) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la segunda célula parcial (SC2) contiene germanio y está prevista una tercera célula parcial (SC3) y la tercera célula parcial (SC3) presenta un compuesto de GaInP.
  11. 11. Célula solar múltiple (MS) según la reivindicación 11, caracterizada por que entre la tercera célula parcial (SC3) y la primera célula parcial (SC1) está configurada una cuarta célula parcial (SC4) y la cuarta célula parcial (SC4) comprende un compuesto de GaAs o InGaAs o uno de AlGaInAs.
  12. 12. Célula solar múltiple (MS) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que las células parciales (SC1, SC2, SC3, SC4) están configuradas en una disposición erguida o en una disposición invertida.
  13. 13. Célula solar múltiple (MS) según la reivindicación 12, caracterizada por que en el apilamiento de células solares con cuatro células parciales (SC1, SC2, SC3, SC4) están configurados en cada caso dos pares de células parciales (SC1, s C2, SC3, SC4) y los dos pares de células parciales (SC1, SC2, SC3, SC4) configuran una unión con adherencia de materiales, por medio de un enlace semiconductor directo.
  14. 14. Célula solar múltiple (MS) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que está configurado un segundo tampón metamórfico y con el segundo tampón está configurado un segundo número de capas de compensación.
  15. 15. Célula solar múltiple (MS) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que las capas de compensación no forman parte de una transición pn de un diodo túnel.
  16. 16. Célula solar múltiple (MS) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el número N comprende la cantidad de los números naturales sin el cero.
ES14000912T 2014-03-13 2014-03-13 Célula solar múltiple Active ES2749215T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14000912.7A EP2919276B1 (de) 2014-03-13 2014-03-13 Mehrfach-Solarzelle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2749215T3 true ES2749215T3 (es) 2020-03-19

Family

ID=50289348

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES14000912T Active ES2749215T3 (es) 2014-03-13 2014-03-13 Célula solar múltiple

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10833215B2 (es)
EP (1) EP2919276B1 (es)
JP (1) JP6423020B2 (es)
CN (1) CN106104817B (es)
ES (1) ES2749215T3 (es)
RU (1) RU2642524C1 (es)
WO (1) WO2015135623A1 (es)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2118746B1 (en) 2007-01-11 2019-01-02 Red Bend Ltd. Method and system for in-place updating content stored in a storage device
US11563133B1 (en) 2015-08-17 2023-01-24 SolAero Techologies Corp. Method of fabricating multijunction solar cells for space applications
DE102015016822B4 (de) * 2015-12-25 2023-01-05 Azur Space Solar Power Gmbh Stapelförmige Mehrfach-Solarzelle
CN105699170A (zh) * 2016-01-22 2016-06-22 哈尔滨工业大学 一种通过地表沉降预测地下管线力学行为的方法
US11380813B2 (en) 2019-02-11 2022-07-05 Solaero Technologies Corp. Metamorphic solar cells
US10700230B1 (en) 2016-10-14 2020-06-30 Solaero Technologies Corp. Multijunction metamorphic solar cell for space applications
US10749053B2 (en) * 2017-03-03 2020-08-18 Solaero Technologies Corp. Distributed Bragg reflector structures in multijunction solar cells
DE102017005950A1 (de) * 2017-06-21 2018-12-27 Azur Space Solar Power Gmbh Solarzellenstapel
US20190181289A1 (en) 2017-12-11 2019-06-13 Solaero Technologies Corp. Multijunction solar cells
EP3923349B1 (en) 2018-01-17 2023-07-19 SolAero Technologies Corp. Four junction solar cell and solar cell assemblies for space applications
CN108172638A (zh) * 2018-02-11 2018-06-15 扬州乾照光电有限公司 一种三结太阳电池
RU2755630C2 (ru) * 2018-02-28 2021-09-17 Солаэро Текнолоджиз Корп. Солнечный элемент с четырьмя переходами для космических применений
EP3799136B1 (de) * 2019-09-27 2023-02-01 AZUR SPACE Solar Power GmbH Monolithische mehrfachsolarzelle mit genau vier teilzellen
CN110718599B (zh) * 2019-10-21 2021-07-16 扬州乾照光电有限公司 一种具有变质缓冲层的多结太阳能电池及制作方法
US11764326B2 (en) * 2020-08-28 2023-09-19 Alliance For Sustainable Energy, Llc Metamorphic two-junction photovoltaic devices with removable graded buffers
EP3965169B1 (de) * 2020-09-07 2023-02-15 AZUR SPACE Solar Power GmbH Stapelförmige monolithische mehrfachsolarzelle
CN112909099B (zh) * 2021-01-15 2022-04-12 中山德华芯片技术有限公司 一种双面应力补偿的太阳能电池

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3993533A (en) * 1975-04-09 1976-11-23 Carnegie-Mellon University Method for making semiconductors for solar cells
US5221367A (en) * 1988-08-03 1993-06-22 International Business Machines, Corp. Strained defect-free epitaxial mismatched heterostructures and method of fabrication
RU2308122C1 (ru) * 2006-06-05 2007-10-10 Институт физики полупроводников Сибирского отделения Российской академии наук Каскадный солнечный элемент
US20120138130A1 (en) * 2009-05-11 2012-06-07 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. Tunnel diodes comprising stress-compensated compound semiconductor layers
EP2251912A1 (de) * 2009-05-11 2010-11-17 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Tunneldioden aus spannungskompensierten Verbindungshalbleiterschichten
KR101108245B1 (ko) * 2010-03-24 2012-01-31 광주과학기술원 화합물 반도체 태양 전지의 제조 방법
CN103003954A (zh) * 2010-07-19 2013-03-27 瑟雷姆技术公司 具有外延生长量子点材料的太阳能电池
US10170652B2 (en) * 2011-03-22 2019-01-01 The Boeing Company Metamorphic solar cell having improved current generation
CN102569475B (zh) * 2012-02-08 2014-05-14 天津三安光电有限公司 一种四结四元化合物太阳能电池及其制备方法
EP2650930A1 (de) 2012-04-12 2013-10-16 AZURSPACE Solar Power GmbH Solarzellenstapel
US20130327378A1 (en) * 2012-06-07 2013-12-12 Emcore Solar Power, Inc. Radiation resistant inverted metamorphic multijunction solar cell

Also Published As

Publication number Publication date
EP2919276B1 (de) 2019-07-10
WO2015135623A1 (de) 2015-09-17
US10833215B2 (en) 2020-11-10
RU2642524C1 (ru) 2018-01-25
CN106104817B (zh) 2017-09-12
EP2919276A1 (de) 2015-09-16
US20160380142A1 (en) 2016-12-29
CN106104817A (zh) 2016-11-09
JP6423020B2 (ja) 2018-11-14
JP2017511001A (ja) 2017-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2749215T3 (es) Célula solar múltiple
Philipps et al. High-efficiency III–V multijunction solar cells
Dimroth et al. Wafer bonded four‐junction GaInP/GaAs//GaInAsP/GaInAs concentrator solar cells with 44.7% efficiency
US10263129B2 (en) Multijunction photovoltaic device having SiGe(Sn) and (In)GaAsNBi cells
EP2553731B1 (en) Subcell for use in a multijunction solar cell
US9153724B2 (en) Reverse heterojunctions for solar cells
Vaisman et al. 15.3%-efficient GaAsP solar cells on GaP/Si templates
US8962991B2 (en) Pseudomorphic window layer for multijunction solar cells
WO2017205100A1 (en) Exponential doping in lattice-matched dilute nitride photovoltaic cells
US20130228216A1 (en) Solar cell with gradation in doping in the window layer
CN105590983B (zh) 太阳能电池叠堆
US10490683B2 (en) Stacked integrated multi-junction solar cell
Baba et al. Feasibility study of two‐terminal tandem solar cells integrated with smart stack, areal current matching, and low concentration
JP2019515510A (ja) 金属ディスク・アレイを備えた積層型太陽電池
Ochoa et al. Advances towards 4J lattice-matched including dilute nitride subcell for terrestrial and space applications
CN102790118A (zh) GaInP/GaAs/InGaAs/Ge四结太阳能电池及其制备方法
Wilson et al. Single and multi-junction solar cells utilizing a 1.0 eV SiGeSn junction
Veinberg-Vidal et al. Manufacturing and characterization of III-V on silicon multijunction solar cells
Hoehn et al. Development of Germanium-based wafer-bonded four-junction solar cells
Kawakita et al. High efficiency and radiation resistant InGaP/GaAs//CIGS stacked solar cells for space applications
CN111739970B (zh) 堆叠状的单片的正置变质的地面式的聚光太阳能电池
Tibbits et al. Quantum wells in multiple junction photovoltaics
JP5548908B2 (ja) 多接合太陽電池の製造方法
US20140069493A1 (en) Photovoltaic device
US9040342B2 (en) Photovoltaic cell and manufacturing method thereof