JP2010263217A5 - - Google Patents

Description

本発明は、半導体装置の分野に関するもので、IV族合金半導体化合物ベースの多接合太陽電池などの装置、及び異なる半導体化合物（例えば、III−V族半導体化合物）をさらに含むハイブリッド多接合太陽電池、並びに製造方法に関する。

簡潔にかつ一般的に言うと、本発明は、成長用基板を準備し、IV族合金を含む太陽電池を形成するための半導体物質の層を順次該成長基板上に堆積し、該半導体基板を取り除くことにより太陽電池を製造する方法を提供する。

別の態様においては、本発明は、半導体成長用基板を準備し、少なくとも１つの層がＧｅＳｉＳｎにより構成され、Ｇｅにより構成される層がＧｅＳｉＳｎ層の上に成長させられるような形態で、太陽電池を形成する半導体物質の層を順次該半導体成長基板上に堆積し、順次形成される該層の上に金属接触層を付与し、該金属層の上に直接支持部材を取り付けることによりハイブリッド太陽電池を製造する方法を提供する。

別の態様においては、本発明は、ＩｎＧａＰ又はＩｎＧａＡ１Ｐにより構成され、第一バンドギャップを有する第一補助太陽電池と、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ又はＩｎＧａＰにより構成され、該第一補助太陽電池上に堆積されて、該第一バンドギャップより小さい第二バンドギャップを有し、該第一補助太陽電池と格子整合状態である第二補助太陽電池と、ＧｅＳｉＳｎにより構成され、該第二補助太陽電池上に堆積されて、該第二バンドギャップより小さい第三バンドギャップを有し、該第二補助電池に対して格子整合状態である第三補助太陽電池と、を含むハイブリッド多接合太陽電池を提供する。

Claims (20)

1. 半導体成長用基板を準備し、
   IV族合金から構成されるエミッタ層及びベース層の少なくとも一つを有する補助電池を含む太陽電池を形成するための半導体物質層を、順に重ねられる状態で前記半導体成長基板上に堆積し、
   前記半導体成長用基板を取り除く、
   段階からなる太陽電池の製造方法。
2. 前記IV族合金は、ＧｅＳｉＳｎであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記ＧｅＳｉＳｎ補助電池は、０．７３ｅＶから１．２ｅＶの範囲のバンドギャップを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記太陽電池はハイブリッド太陽電池であり、前記ＧｅＳｉＳｎ補助電池上に堆積されたゲルマニウムから構成される補助電池を更に含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 順に重ねられた前記層は、０．９１ｅＶから０．９５ｅＶの範囲のバンドギャップを有する第一ＧｅＳｉＳｎ補助電池と、１．１３ｅＶから１．２４ｅＶの範囲のバンドギャップを有する第二ＧｅＳｉＳｎ補助電池とを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 順に重ねられる状態で半導体物質の層を堆積する前記段階は、第一バンドギャップを有する前記基板上に第一補助太陽電池を形成し、前記第一補助太陽電池上に前記第一バンドギャップより小さい第二バンドギャップを有する第二補助太陽電池を形成し、前記第二補助太陽電池上に前記第二バンドギャップより小さい第三バンドギャップを有する第三補助太陽電池を形成することからなることを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 前記第三バンドギャップより小さい第四バンドギャップを有し、前記第三補助太陽電池と格子整合状態の第四補助太陽電池を更に形成することを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記第四補助太陽電池上に、前記第四バンドギャップより小さい第五バンドギャップを有する第五補助太陽電池を更に形成することを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 前記第五補助太陽電池上に、前記第五バンドギャップより小さい第六バンドギャップを有する第六補助太陽電池を更に形成することを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記第六補助太陽電池上に、前記第六バンドギャップより小さい第七バンドギャップを有する第七補助太陽電池を更に形成することを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 順に重ねられた前記半導体物質の層上に接着層を付与し、前記接着層に代替基板を取り付けることを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
12. 前記半導体成長用基板は、前記代替基板が取り付けられた後、研磨、エッチング、又はエピタキシャル除去により取り除かれることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 前記半導体成長用基板は、ＧａＡｓ及びＧｅから成るグループから選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
14. 前記太陽電池はハイブリッド太陽電池であり、前記第一補助太陽電池は、ＩｎＧａ（Ａｌ）Ｐエミッター領域とＩｎＧａ（Ａｌ）Ｐベース領域により構成され、前記第二補助太陽電池は、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ、又はＩｎＧａＰにより構成され、前記第三補助太陽電池は、ＧｅＳｉＳｎ、ＩｎＧａＰ、又はＧａＡｓにより構成されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
15. 前記第四補助太陽電池は、Ｇｅ、ＧｅＳｉＳｎ、又はＧａＡｓにより構成されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
16. 前記第五補助太陽電池は、Ｇｅ又はＧｅＳｉＳｎにより構成されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
17. 前記IV族合金層内にＡｓ及びＰの少なくとも一つを拡散することにより、前記IV族合金内に接合を形成して、光起電性の補助電池を形成することを特徴とする請求項１に記載の方法。
18. 前記IV族合金により構成される前記補助電池に隣接して、IV族合金により構成されるウインドウ層及びＢＳＦ層を形成することを特徴とする請求項１に記載の方法。
19. 半導体成長基板を準備し、
    順に重ねられた半導体物質層を前記半導体成長基板上に堆積して、少なくとも１つの層がＧｅＳｉＳｎにより構成され、１つの層がＧｅにより構成されるＧｅＳｉＳｎ層上に成長することを含む太陽電池を形成し、
    前記順に重ねられた層上に金属接触層を付与し、
    前記金属接触層上に、直接支持部材を付与する、
    段階からなることを特徴とするハイブリッド太陽電池の製造方法。
20. ＩｎＧａＰ又はＩｎＧａＡｌＰにより構成され、第一バンドギャップを有する第一補助太陽電池と、
    ＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ、又はＩｎＧａＰにより構成され、前記第一補助太陽電池上に堆積され、前記第一バンドギャップより小さい第二バンドギャップを有し、前記第一補助太陽電池と格子整合状態である第二補助太陽電池と、
    ＧｅＳｉＳｎにより構成されたエミッタ層及びベース層の少なくとも一つを有し、前記第二補助太陽電池上に堆積され、前記第二バンドギャップより小さい第三バンドギャップを有し、前記第二補助電池に対して格子整合状態である第三補助太陽電池と、
    を含むことを特徴とするハイブリッド多接合太陽電池。