KR20140009119A - 다중접합 태양전지를 위한 인화인듐 격자 상수의 타입-2 고 밴드갭 터널 접합 - Google Patents

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Abstract

p-도핑된 AlGaInAs 터널층 및 n-도핑된 InP 터널층을 포함하는 타입-II 터널 접합이 개시된다. 또한, 광서브셀들 사이에서 고 밴드갭 타입-II 터널 접합을 포함하는 태양전지들이 개시된다.

Description

다중접합 태양전지를 위한 인화인듐 격자 상수의 타입-2 고 밴드갭 터널 접합{TYPE-II HIGH BANDGAP TUNNEL JUNCTIONS OF InP LATTICE CONSTANT FOR MULTIJUNCTION SOLAR CELLS}
본 발명은 일반적으로 광전지(photovoltaic cell)에 관한 것이고, 더욱 구체적으로는, 고 밴드갭(high bandgap), 타입-II(TYPE-II) 터널 접합(tunnel junction)들을 갖는 InP(인화인듐) 격자 상수(lattice constant)의 태양전지에 관한 것이다.
태양전지는 광기전력 효과(photovoltaic effect)에 의해서 태양광 에너지를 전기로 변환할 수 있는 장치이다. 태양전지는 하나 이상의 광서브셀(photovoltaic subcell) 또는 p-n 접합을 가질 수 있다. 다중접합 태양전지는 연속하여 모놀리식으로(monolithically) 연결되어 있는 하나 이상의 광서브셀을 가진다.
공해 및 한정된 이용가능한 자원에 대한 우려로 인하여 태양전지에 대한 관심이 증가해왔다. 이러한 관심은 지상 및 우주 애플리케이션들 둘 다에 대해 존재해 왔었다. 우주 애플리케이션들에서, 40년 이상 태양전지가 이용되어 왔고, 더 높은 효율의 태양전지 개발은 적재 능력(payload capacity)의 증가를 가능하게 한다.
광발전시스템(photovoltaic system)에 의해 생성된 전력의 와트(watt)당 상대적으로 높은 비용은 지상 애플리케이션에서 널리 사용되는 것에 대한 장애가 된다. 증가된 효율은 일반적으로 시스템의 요구되는 파워 출력에 대해 (셀 영역(cell area), 모듈(module) 또는 콜렉터 영역(collector area), 지지 구조(support structure), 및 대지 영역(land area)과 같은) 관련 전기 생성 시스템 구성요소들의 감소를 낳기 때문에, 태양광(sunlight)의 전기로의 변환 효율은 지상의 PV 시스템들에 대해 치명적으로 중요할 수 있다. 예를 들어, 태양전지 상으로 약 2 내지 2000 배까지 태양광을 집중시키는 집광식(concentrator) 태양전지 시스템에서, 전지 효율의 증가는 전형적으로 비싼 태양전지 및 집광 옵틱스(concentrating optics)를 포함하는 영역의 감소를 낳는다. 태양전지 효율의 향상은 시스템 레벨에서 극심하게 진행되고 있으며, 와트당 달러($/watt)는 시스템 레벨에서 적용되는 전형적인 성능 지수(figure-of-merit)이다. 위성들에 대해서, 태양 패널이 전체 시스템 비용의 10% 미만(<10%)을 나타내어서, 기존 기술 세대에 비해 태양전지 효율에 있어서 3%의 상대적인 향상이 비용 절감 효과를 낳는다. 태양열 리시버(solar receiver)의 비용이 전체 시스템 비용의 적은 부분을 차지하는 지상의 집광식 태양광 발전 시스템(solar power system)에 대해서도 마찬가지이다.
이러한 태양전지의 전력 출력을 증가시키기 위해서, 상이한 에너지 밴드갭을 갖는 복수의 서브셀들 또는 층(layer)들이 적층되어(stacked), 각각의 서브셀 또는 층은 태양광에서의 넓은 에너지 분포의 상이한 부분을 흡수할 수 있다. 서브셀에서 흡수된 각각의 광자(photon)가, 서브셀의 반도체 물질의 밴드갭에 근사적으로 선형으로 의존적인, 서브셀 동작 전압에서 수집된 전하(charge) 한 단위에 상응하기 때문에 이러한 배열은 이점이 있다. 출력 파워는 전압 및 전류의 곱이기 때문에, 이상적으로 효율적인 태양전지는 많은 수의 서브셀들을 가질 것이고, 각각의 서브셀은 밴드갭과 비교하여 무시할 수 있을 정도로(negligibly) 더 큰 에너지의 광자들만을 흡수한다.
광전지를 형성하기 위해 사용된 화합물(compound) 및 합금의 격자 상수는 잘 알려져 있다. 이러한 물질들이 상이한 물질들로 된 서브셀들을 갖는 장치로 결합될 때, 상이한 물질들의 격자가 적은 차이로 동일한 격자 상수를 가지는 것은 중요하다. 이것은 장치의 효율을 급격하게 저하시킬 수 있는 결정질 구조(crystalline structure)에서 결함의 형성을 방지한다. 본 명세서에서 격자-매칭된(lattice-matched)이라는 용어가 사용될 때, 이것은 물질들의 격자 상수들의 차이가 약 0.3 퍼센트보다 크지 않다는 것을 나타낸다. 바람직하게는, 격자 상수들은 약 0.2 퍼센트 이하 내에서 매칭된다.
임의의 다중접합 장치에 있어서, 서브셀들 사이에서 전기적 연결이 만들어져야 한다. 바람직하게는, 이 IOC(intercell ohmic contact)들은 셀들 사이에서 전송되는 빛의 매우 낮은 손실을 초래한다. 그러므로, 이 콘텍(contact)들은 최대 광 투명도(optical transparency) 및 최소 전기 저항을 가져야 한다. 이러한 IOC, 금속의 상호연결(metal interconnect), 및 터널 접합(또는 터널 다이오드(tunnel diode))을 만들기 위해 알려진 방법은 두 가지가 존재한다. 금속의 상호연결은 낮은 전기 저항을 제공할 수 있지만, 광 투명도가 나쁘고 제작하기 어렵다. 금속 상호연결의 복잡한 과정은 장치 효율성 및 신뢰성에 현저한 손실을 초래한다. 그러므로, 터널 접합이 더 많이 선호된다. 서브셀들 사이에 터널 접합들을 갖는 복수의 서브셀들을 갖는 모놀리식(monolithic) 집적 장치가 생산될 수 있다. 그러나, 터널 접합은 접촉하는 서브셀들 사이의 격자-매칭(lattice-matching)을 통하여 낮은 저항률(resistivity), 낮은 광학적 손실, 및 결정학적 양립가능성(crystallographic compatibility)과 같은 다수의 요구사항들을 만족시켜야 한다. 가장 중요하게는, 이들은 높은 피크(peak) 전류 밀도를 나타내야 한다.
InP 격자 상수에 격자-매칭된 다중접합 태양전지에서 사용되어 온 터널 접합의 한 가지 타입은 터널 다이오드를 기반으로 하여 고도로 도핑된(highly doped) AlGaInAs 동종접합(homojunction)이다. 동종접합은 동일한 밴드갭을 갖되, 도핑의 타입이 상이한 두 개의 유사한 층들 사이에 존재하는 반도체 인터페이스(interface)인데, 이 경우에는 n-도핑된(n-doped) AlGaInAs 및 p-도핑된(p-doped) AlGaInAs 층들 사이의 인터페이스이다.
도 1은 선행 기술인 InP-기반 이중-접합 태양전지(100)를 도시하는데, 이후 "선행 기술의 전지(prior art cell)"(100)이라고 한다. 도 1에서 도시된 바와 같이, 선행 기술의 전지(100)는 제1 서브셀(102) 및 제2 서브셀(104)을 포함한다. 제1 서브셀(102)은 제1 GaInPAs 이미터(emitter) 및 베이스(base)(120)를 포함한다. 제1 서브셀(102)은 제1 GaInPAs 이미터 및 베이스(120)의 위에 배치된 윈도우층(window layer)(110) 및 제1 GaInPAs 이미터 및 베이스(120)의 반대쪽(또는 바닥)에 배치된 p-도핑된 InP BSF(back-surface field)층(130)을 더 포함한다. 제2 서브셀(104)은, 그 위에 배치된 n-도핑된 InP 윈도우(160)를 갖는 제2 GaInPAs 이미터 및 베이스(170)와, 그 반대쪽(또는 바닥)에 배치된 BSF층(180)을 포함한다. 제1 및 제2 GaInPAs 이미터 및 베이스(120, 170)는 각각 1.1 전자볼트(eV) 및 0.8 eV의 밴드갭 에너지를 가진다. 제1 및 제2 서브셀들(102, 104) 사이에 AlGaInAs 동종접합 기반 터널 다이오드(190)가 존재한다. AlGaInAs 동종접합 기반 터널 접합(190)은 n-도핑된 AlGaInAs 터널층(150) 및 p-도핑된 AlGaInAs 터널층(140)을 포함한다.
InP 격자 상수에 격자매칭된(lattice matched) 다중접합 태양전지에서 이용되어 온 터널 접합의 다른 타입은 타입-II, 낮은 밴드갭 GaInAs/GaAsSb 터널 다이오드, 격자-미스매칭된(lattice-mismatched) AlGaInAs/AlGaAs, 및 격자-미스매칭된 AlGaInAs/GaAs 터널 다이오드를 포함한다. 그러나, 낮은 밴드갭, 타입-II 터널 접합은 제2 서브셀에 이용가능한 빛의 양을 감소시켜서 낮은 변환 효율을 낳는다. 게다가, 비화물 기반의(arsenide-based), 격자-미스매칭된 AlGaInAs/AlGaAs 및 AlGaInAs/GaAs 터널-다이오드들은 격자-미스매칭된 물질을 포함하고, 스트레인 밸런싱(strain balancing)을 요할 수 있는데, 이것은 성장 동안 복잡성을 증가시키고 광서브셀의 성능을 저하시킨다. 게다가, 격자-미스매칭된 물질 접근법의 반복가능성(repeatability)은 좋지 않고, 양호한 물질 품질을 유지하기가 어렵다.
낮은 광학적 및 전기적 손실을 가지면서 향상된 피크 터널링 전류(tunneling current)를 제공하는 InP 격자 상수의 터널 접합에 대한 요구가 존재한다. 이러한 터널 접합은, 더 높은 파워 변환 효율로 이끌 수 있는 전체적인 장치 성능을 양보하지 않고서도, 다중접합 태양전지가 더 높은 태양 강도(solar intensity)에서 동작하는 것을 가능하게 한다.
본 발명은 고 밴드갭, 타입-II 터널 접합들을 갖는 InP 격자 상수의 태양전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 다중접합 구조에서 가장 바람직하게 이용되는 태양(광)전지를 위한 InP 격자 상수의 향상된 타입-II, 고 밴드갭 터널 접합을 제공한다. 본 발명에 의해 공개된 타입-II, 고 밴드갭 터널 접합은 태양전지들이 종래의 태양전지들에 비하여 비용 측면에서 거의 변화가 없으면서도 향상된 효율 및 성능을 달성하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 일 관점에 따르면, p-도핑된 터널층; 및 n-도핑된 터널층을 포함하는 터널 접합이 제공되는데, 터널 접합은 InP 격자 상수를 가진다.
유익하게는, p-도핑된 터널층은 Al(Ga)InAs의 p-도핑된 물질이고; n-도핑된 터널층은 InP, GaInPAs, AlAsSb, AlInAsSb, 및 AlInPAs으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 n-도핑된 물질이다.
바람직하게는, p-도핑된 터널층은, 0.25 이상이고 1 이하인 x를 가진 AlxGa1-xInAs으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 p-도핑된 물질이고, n-도핑된 터널층은 InP, GaInPAs, AlAsSb, AlInAsSb, 및 AlInPAs으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 n-도핑된 물질이다.
바람직하게는, p-도핑된 터널층 및 n-도핑된 터널층은 1x1019/cm3에서부터 1x1020/cm3까지의 도핑 레벨을 가진다.
바람직하게는, p-도핑된 터널층은 1.25 eV보다 더 큰 밴드갭을 가지고, n-도핑된 터널층은 1.35 eV보다 더 큰 밴드갭을 가진다.
바람직하게는, p-도핑된 터널층은 1.25 eV의 밴드갭을 가지고, n-도핑된 터널층은 1.35 eV의 밴드갭을 가진다.
바람직하게는, p-도핑된 터널층 및 n-도핑된 터널층은, 금속 유기 기상 에픽택셜(Metal Organic Vapor Phase Epitaxial) 리액터, 하이브리드 기상 에픽택셜(Hydride Vapor Phase Epitaxial) 리액터, 분자빔 에피택시(Molecular Beam Epitaxy) 리액터, 화학빔 에피택시(Chemical Beam Epitaxy) 리액터, 및 단원자층 증착(Atomic Layer Deposition) 리액터로 이루어진 그룹으로부터 선택된 리액터에서 순차적으로 성장된다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, p-도핑된 터널층 및 n-도핑된 터널층을 포함하는 고 밴드갭, 타입-II 터널 접합을 포함하는 광자 소자가 제공되는데, 고 밴드갭, 타입-II 터널 접합은 InP 격자 상수를 가진다.
유익하게는, p-도핑된 터널층은 Al(Ga)InAs의 p-도핑된 물질이고; n-도핑된 터널층은 InP, GaInPAs, AlAsSb, AlInAsSb, 및 AlInPAs으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 n-도핑된 물질이다.
바람직하게는, p-도핑된 터널층은, 0.25 이상이고 1 이하인 x를 갖는 AlxGa1-xInAs로 이루어진 그룹으로부터 선택된 p-도핑된 물질이고; n-도핑된 터널층은 InP, GaInPAs, AlAsSb, AlInAsSb, 및 AlInPAs로 이루어진 그룹으로부터 선택된 n-도핑된 물질이다.
바람직하게는, p-도핑된 터널층 및 n-도핑된 터널층은 1x1019/cm3에서부터 1x1020/cm3까지의 도핑 레벨을 가진다.
바람직하게는, p-도핑된 터널층은 1.25 eV보다 큰 밴드갭을 갖고, n-도핑된 터널층은 1.35 eV보다 큰 밴드갭을 가진다.
바람직하게는, p-도핑된 터널층은 1.25 eV의 밴드갭을 가지고, n-도핑된 터널층은 1.35 eV의 밴드갭을 가진다.
바람직하게는, 광자 소자는 타입-II 터널 접합의 제1 측에 배치된 제1 광전지 및 타입-II 터널 접합의 제2 측에 배치된 제2 광전지를 더 포함한다.
유익하게는, 광자 소자가 뒤집혀서(inverted) 성장되었다.
유익하게는, 광자 소자가 직립해서(upright) 성장되었다.
유익하게는, 광자 소자는 제1 및 제2 광전지들과 전기적으로 연결되어 있는(in electrical connectivity) 하나 이상의 추가적인 광전지들을 더 포함한다.
바람직하게는, 제1 광전지 및 제2 광전지(204)는 InP, AlInAs, AlAsSb, AlInAsSb, AlInPAs, AlGaInAs, GaInPAs, GaInAs, AlGaAsSb, GaAsSb, 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
유익하게는, 광자 소자는 제1 및 제2 광전지들과 전기적으로 연결되어 있는 하나 이상의 추가적인 광전지들을 더 포함한다.
바람직하게는, 하나 이상의 추가적인 광서브셀들은 그 사이에 배치된 고 밴드갭, 타입-II 터널 접합을 가진다.
본 발명에 따르면, p-도핑된 AlGaInAs 터널층 및 n-도핑된 InP 터널층을 포함하는 고 밴드갭, 타입-II 터널 접합이 공개된다.
본 발명에 따르면, 고-밴드갭, 타입-II 터널 접합을 포함하는 InP 격자 상수의 다중접합 태양전지가 공개된다. 고 밴드갭 타입-II 터널 접합은 p-도핑된 AlGaInAs 터널층 및 n-도핑된 InP 터널층을 포함한다.
본 발명에 따르면, 타입-II 고 밴드갭 터널 접합을 형성하기 위하여, MOVPE (Metal Organic Vapor Phase Epitaxial)에서 AlGaInAs 및 InP 도핑된 터널층들을 성장시키는 단계를 포함하는 터널 접합 형성 방법이 공개된다.
본 발명의 하나의 이점은 p-n 접합을 통해서 증가된 터널링 전류를 갖는 터널 접합을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 이점은 더 높은 태양 강도를 처리하기 위해, 터널-다이오드의 피크 터널링 전류를 증가시키고 터널링 확률을 증가시키는 더 좁은 공간 전하 영역을 갖는 터널 접합을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 이점은 향상된 물질 성장 프로세스를 갖는 터널 접합을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 이점은 기존 동종접합-기반 터널 다이오드 및 타입 II GaAsSb/GaInAs 터널 접합보다 더 큰 밴드갭을 갖는 터널 접합을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 이점은 기존 터널 접합보다 더 높은 광 투명도(λ>920nm)를 갖는 터널 접합을 제공해서, 광학적 기생 손실을 감소시키는 것이다.
본 발명의 다른 이점은 상응하는 도핑 극성 및 도핑 레벨을 변경함으로써 윈도우, BSF, 및 터널 접합층으로서 작동하는 단일 밴드갭 바이너리(binary) 반도체층을 제공하는 것이다. 이것은 상응하는 MOVPE 성장 프로세스 및 전지 구조 설계의 복잡성을 감소시킨다.
본 발명의 다른 특징들 및 이점들은, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 원리를 예로서 설명하는 바람직한 실시 예에 대한 이하의 더욱 상세한 설명으로부터 명백하게 될 것이다. 그러나, 본 발명의 범위는 이러한 바람직한 실시 예에 한정되지 않는다.
도 1은 선행 기술인 InP-기반 이중(dual)-접합 태양전지를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 태양전지의 예시적인 실시 예를 도시한다.
도 3은 본 발명의 터널 접합에 의해 형성된 바와 같은 타입 II 이종접합(heterojuction)의 p-도핑된 AlGaInAs 층들 및 n-도핑된 InP 층의 스태거링된(staggered) 밴드갭 정렬(alignment)을 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 고 밴드갭, 타입-II 터널 접합을 이용한 InP-기반 삼중 접합 태양전지를 도시한다.
도 5는 1.2 썬(sun) 및 1.4 썬에서의 선행기술의 다중접합 태양전지와 비교하여 15.5 썬에서의 본 발명의 다중접합 태양전지의 전류와 전압 간의 관계의 차트를 도시한다.
가능한 경우에 있어서, 도면들을 통틀어 동일한 참조 번호는 동일한 부분을 나타내는데 이용될 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 장치(200)를 도시한다. 장치(200)는 광자 소자(photonic device)이다. 이 실시 예에서, 장치(200)는 태양전지이다. 다른 실시 예에서, 장치(200)는 다중접합 태양전지일 수 있다. 다른 실시 예에서, 장치(200)는 빛을 전기로 변환하기 위한 레이저 파워 컨버터(laser power converter) 또는 센서와 같은 다른 광자 소자일 수 있다. 단일 파장에서의 빛을 전력으로 변환하는 레이저 파워 컨버터뿐 아니라, 넓은 스펙트럼의 광 파워(light power)를 전력(electrical power)으로 변환하는 태양전지는 향상된 터널 접합 성능으로부터 이익을 얻는 광자 소자의 예들이다.
도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 장치(200)는 InP-기반 이중-접합 태양전지이고, 이것은 두 개의 광전지를 포함한다는 것을 나타낸다. 개개의 광전지는 서브셀(subsell)이라고 언급될 수 있다. 장치(200)는 제1 광전지(202) 및 제2 광전지(204)를 포함한다. 제1 광전지(202)는 제1 이미터 및 베이스(220)를 포함한다. 이 예시적인 실시 예에서, 제1 이미터 및 베이스(220)는 InP 격자 상수를 갖는 GaInPAs 이미터 및 베이스이다. 다른 실시 예에서, 제1 이미터 및 베이스(220)는 InP와 동일한 격자 상수를 갖되 상이한 밴드갭을 가지는 AlAsSb, AlGaAsSb, AlInAs, InP, AlGaInAs, GaInAs, GaAsSb, 또는 GaInPAs과 같은 III-V 물질일 수 있고, 이에 한정되지만은 않는다. 일 실시 예에서, 제1 이미터 및 베이스(220)는 별개의 이미터층과 베이스층을 포함할 수 있고(도시되지 않음), 이미터층은 입사광(incident light)에 가장 가깝다.
제1 광전지(202)는 1.1 eV의 밴드갭을 가진다. 다른 실시 예에서, 제1 광전지(202)는 약 0.73 eV부터 2.45 eV까지의 밴드갭을 가질 수 있다. 다른 실시 예에서, 제1 광전지(202)는 약 1.0 eV부터 1.1 eV까지의 밴드갭을 가질 수 있다. 또 다른 실시 예에서, 제1 광전지(202)는 약 1.0 eV부터 1.1 eV까지의 밴드갭을 가질 수 있고, 셋 이상-접합의(three or more-injunction) 태양전지에 포함될 수 있다. 제1 광전지(202)는 첫번째-광활성-서브셀-층(first-photoactive-subcell-layer) 파장에 민감하다(sensitive). 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "파장(wavelength)"은 단일한 개별적(discrete) 파장을 의미할 수 있고, 또는 "파장"은 그 층의 물질이 빛에서 전기로의 양호한 변환 효율을 달성할 수 있는 일정 범위 내의 파장을 포함할 수 있다.
제1 광전지(202)는 윈도우층(210)을 더 포함한다. 윈도우층(210)은, 화살표 L에 의해 표현되는 입사광에 가장 가깝게 위치할 제1 이미터 및 베이스(220)의 제1 측(220a)에 배치된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 상대적인 용어 "맨 위(top)" 및 "바닥(bottom)"은 각각 입사광에 가장 가까운 면과 입사광으로부터 가장 먼 면을 나타내기 위해 사용된다. 또한, 두 개의 층들을 비교하기 위해서 사용될 때, "상부의(upper)" 또는 "위에(above)" 또는 "위에 있는(overlying)"은 태양에 더 가까운 층을 지칭하고, "하부의(lower)" 또는 "아래에(below)" 또는 "아래에 있는(underlying)"은 태양 또는 다른 조명 소스(source)로부터 더 먼 층을 지칭한다. 윈도우층(210)은 약 1.1 eV보다 더 큰 밴드갭 에너지를 제공하는 InP, AlGaInAs, AlInAs, AlAsSb, AlGaAsSb, GaInPAs 합성물(composition)일 수 있다. 윈도우층(210)은 두 개의 기능을 가진다. 윈도우층(210)의 첫 번째 기능은 제1 광서브셀(202)의 전방 표면(220a) 상에 소수-캐리어-재결합(minority-carrier recombination)을 감소시키는 것(즉, 패시베이트(passivate)하는 것)이다. 게다가, 윈도우 물질의 광학적 속성은, 제1 광활성 서브셀(202) 및 그 아래에 배치될 수 있는 임의의 추가적인 광활성 서브셀 층들(도시되지 않음)로 가능한 많은 빛이 전송되도록 하는 것이어야 하며, 여기서 광생성(photogenerated) 전하 캐리어가 더욱 효율적으로 수집될 수 있다. 만일, 윈도우층(210)에서 상당한 양의 빛 흡수가 존재한다면, 윈도우층에서 생성된 캐리어들은 추후에 덜 수집될(collected) 가능성이 있고, 그래서 윈도우에서의 빛 흡수가 전체적인 변환 효율을 저하시킨다.
장치(200)는 선택적으로, 화살표에 의해 지시된 방향으로부터 부딪치고 있는 도시된 입사광 L에 가장 가까운, 장치(200)의 맨 위에 배치된 반사방지(antireflection; AR)층 또는 코팅(coating)(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, AR 코팅은 윈도우층(210) 위에 배치될 수 있다. AR 코팅은 (공기, 유리, 폴리머(polymer)와 같은) 셀 위의 광학적으로 투명한 매질과 장치(200)의 반도체 층들 간의 표면 반사를 최소화함으로써 더 많은 광자들이 장치(200)로 들어가는 것을 가능케 하기 위해 의도된 것이다. AR 코팅은 TiO2, Ta2O5, SiO2, 및 MgF2와 같이 선행기술에서 잘 알려진 물질로부터 만들어질 수 있다. AR 코팅의 두께는 바뀔 수 있지만, 전형적으로 약 0.04 내지 0.35 미크론(micron) 사이이다. AR 코팅이 장치(200)에 적용될 수 있지만, 다른 구성에서는 다른 서브셀이 다른 터널 접합을 가지고 장치(200) 위에 적층되거나 적용될 수 있다.
제1 광전지(202)는 베이스(220) 및 제1 이미터의 바닥에 배치된 p-도핑된 BSF층(230)을 더 포함한다. 이 예시적인 실시 예에서, p-도핑된 BSF층(230)은 p-도핑된 InP BSF층이다. 다른 실시 예에서, p-도핑된 BSF층(230)은 AlGaInAs, GaAsSb, AlAsSb, AlGaAsSb, AlInAs, GaInPAs, 및 이들의 합금층일 수 있다. 일 실시 예에서, BSF층(230)은 InP에 격자-매칭된다. 다른 실시 예에서, BSF층(230)은 매튜-블랙슬리(Matthews-Blakeslee) 두께 미만의 두께를 가진 코히런틀리 스트레인드 층(coherently strained layer)일 수 있다. p-도핑된 BSF층(230)은 제1 이미터 및 베이스(220)의 뒷면에서의 소수-캐리어 재결합을 감소시킨다. p-도핑된 BSF층(230)은 p-도핑된 BSF층(230) 아래의 서브셀들에 의해서 이용될 수 있는 빛이 p-도핑된 BSF층(230)을 통해서 전송될 수 있도록 하는 광학적 속성을 가지고, 및/또는 p-도핑된 BSF층(230) 내의 소수-캐리어 속성들은 p-도핑된 BSF층(230)에서 빛 흡수에 의해 생성된 전자(electron)들 및 정공(hole)들이 장치(200)의 p-n 접합에서 효율적으로 수집될 수 있도록 하는 것이어야 한다. 소수 캐리어 전자들은 제1 이미터 및 베이스(220)의 p-n 접합(290)에서 수집된다. 제1 이미터 및 베이스(220) 및 BSF층(230)에서의 p-도핑(p-doping)은, 이미터 및 베이스(220)를 향해 BSF층(230)으로부터 전자들을 스윕(sweep)하는 전계(electric field)를 생성하기 위하여, 전형적으로 BSF층(230)에서의 가장 높은 농도에서부터 제1 이미터 및 베이스(220)의 베이스층(도시되지 않음)에서의 가장 낮은 농도까지 등급이 매겨진다(graded).
제2 광전지(204)는 제2 이미터 및 베이스(270)를 포함한다. 이 예시적인 실시 예에서, 제2 이미터 및 베이스(270)는 InP 격자 상수를 갖는 GaInPAs층이다. 다른 실시 예에서, 제2 이미터 및 베이스(270)는 GaInAs, GaAsSb, AlGaInAs, AlGaAsSb, GaInPAs, 및 InP 격자 상수를 갖는 이들의 합금일 수 있다. 제2 이미터 및 베이스(270)는 제1 이미터 및 베이스(220)의 밴드갭 보다 낮은 밴드갭을 가진다.
이 예시적인 실시 예에서, 제2 광전지(204)는 약 0.8 eV의 밴드갭을 가진다. 다른 실시 예에서, 제2 광전지(204)는 약 0.73 eV부터 2.0 eV까지의 밴드갭을 가질 수 있다. 다른 실시 예에서, 제2 광전지(204)는 약 0.73 eV부터 0.8 eV까지의 밴드갭을 가질 수 있다. 또 다른 실시 예에서, 제2 광전지(204)는 약 0.73 eV부터 0.8 eV까지의 밴드갭을 가질 수 있고, InP에 격자매칭된 셋 이상-접합의 태양전지 내에 포함될 수 있다.
제2 광전지(204)는 제2 이미터 및 베이스(270)의 맨 위에 배치된 n-도핑된 윈도우층(260)을 더 포함한다. n-도핑된 윈도우층(260)의 일반적 특성은 윈도우층(210)의 윈도우(window) 특성과 유사하다. n-도핑된 윈도우(260)는 약 2x1018/cm3 및 2x1019/cm3 사이의 n-도핑(n-doping) 농도를 가진다. 다른 실시 예에서, n-도핑된 윈도우(260)는 약 1x1019/cm3의 n-도핑 농도를 가져서 큰 전계를 생성하고 p-n 접합(270)을 패시베이트한다.
제2 광전지(204)는 제2 이미터 및 베이스(270) 아래에 제2 BSF(back-surface field)층(280)을 더 포함한다. 일 실시 예에서, 제2 BSF층(280)은 InP, AlGaInAs, AlAsSb, GaAsSb, AlGaAsSb, 또는 GaInPAs의 더 넓은 밴드갭층일 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 BSF층(280)은 InP에 격자-매칭된다. 다른 실시 예에서, BSF층(280)은 매튜-블랙슬리 두께 미만의 두께를 가진 코히런틀리 스트레인드(coherently strained) 층일 수 있다. 제2 BSF층(280)은 윈도우층(210)과 유사한 패시베이션(passivation) 기능을 제공하고, p-도핑된 InP BSF층(230)에 유사한 BSF 특성을 가진다. 그래서, 제2 BSF층(280)은 제2 이미터 및 베이스(270)의 뒷면(270b)에서의 소수-캐리어 재결합을 감소시킨다. 제2 BSF층(280)은 또한 제2 BSF층 아래의 임의의 서브셀들에 의해서 이용될 수 있는 대부분의 빛이 제2 BSF층을 통해 전송될 수 있도록 하는 광학적 속성을 가져야만 하고, 및/또는 제2 BSF층(280) 내의 소수-캐리어 속성들은 제2 BSF층(280)에서 빛 흡수에 의해 생성된 전자들 및 정공들이 전지(204)에서 효율적으로 수집될 수 있도록 하는 것이어야 한다.
장치(200)는 고준위 도핑된(highly doped), 고 밴드갭, 타입-II 터널 접합을 더 포함하고, 이것은 터널 접합 또는 p-n 접합(290)으로 불릴 수 있다. p-n 접합은 제1 광전지(202) 및 제2 광전지(204)를 전기적 직렬로 연결하는 InP 격자 상수를 가진다. 타입-II는, 하전 입자들이 더 적은 에너지로 p-n 접합을 통해 터널링할 수 있는 더욱 바람직한 밴드 정렬(band alignment)이 제공된다는 것을 나타낸다. 이것은, 더 높은 태양 강도(solar intensity)를 처리하기 위해 터널-다이오드의 피크(peak) 터널링 전류를 증가시키고 터널링 확률을 증가시키는 더 좁은 공간 전하(space charge) 영역을 낳는다. 고준위 레벨(high level)에서 p-n 접합(290)을 도핑하는 목적은 하전 캐리어(charged carrier)들에 대한 저항을 감소시켜서 p-n 접합(290)을 통해 터널링하는 것이다.
p-n 접합(290)은 고준위로 p-도핑된 터널층(240) 및 고준위로 n-도핑된 터널층(250)을 포함한다. 고준위로 p-도핑된 터널층(240)은 InP에 격자매칭된다. 이 터널층들에 대한 도핑 레벨은 1x1019/cm3에서부터 1x1020/cm3까지의 범위이다. 일 실시 예에서, n-도핑된 InP 터널층(250)은 터널 다이오드를 위한 터널층으로서뿐만 아니라 터널 다이오드 아래의 서브셀에 대한 윈도우층으로서 기능할 수 있다.
일 실시 예에서, 고준위로 p-도핑된 터널층(240)은 고준위로 p-도핑된 Al(Ga)InAs 터널층일 수 있다. 다른 실시 예에서, 고준위로 p-도핑된 터널층(240)은 x > 0.25 또는 x=1를 가진 AlxGa1-xInAs이다. 고준위로 p-도핑된 터널층(240)은 1.25 eV과 같거나 더 큰 밴드갭을 가진다. 일 실시 예에서, 고준위로 p-도핑된 터널층(240)은 1.25 eV보다 더 큰 밴드갭을 가진다. 다른 실시 예에서, 고준위로 p-도핑된 터널층(240)은 1.45 eV의 밴드갭을 가진다.
고준위로 n-도핑된 터널층(250)은 InP에 격자매칭된다. 일 실시 예에서, 고준위로 n-도핑된 터널층(250)은 InP 격자 상수를 갖는 고 밴드갭 III-V 반도체이고, 이것은 p-도핑된 터널층과 타입 II 밴드 정렬을 형성할 수 있다. 다른 실시 예에서, 고준위로 n-도핑된 터널층은, InP 격자 상수 및 1.35 eV이상의 밴드갭을 갖는 고준위로 n-도핑된 InP, AlInPAs, AlAsSb, 또는 AlGaAsSb 터널층이다. 일 실시 예에서, 고준위로 n-도핑된 InP 터널층(250)은 1.35 eV의 밴드갭을 갖는 InP 터널층이다. 고준위로 p-도핑된 터널층(240)의 밴드갭은 고준위로 n-도핑된 터널층(250)과 타입-II 스태거링된(staggered) 터널-접합을 형성하기 위해 1.25 eV과 같거나 1.25 eV보다 더 커야만 한다. 더 큰 밴드갭을 위해서, AlInPAs의 n-도핑된 터널층과 AlInAs의 p-도핑된 터널층이 이용될 수 있다. 타입-II 스태거링된 터널 다이오드를 형성하기 위하여 밴드갭 차이 또는 Al-구성(Al-composition)의 차이가 유지되어야 한다.
태양전지(200)는 BSF층(280) 아래에 기판(substrate)(도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 기판은 InP일 수 있다. 다른 실시 예에서, 기판은 실리콘, GaSb, CdTe, InP/Si 템플릿(template), 또는 InGaAs/Si 템플릿, 또는 다른 반도체일 수 있다. 일 실시 예에서, 기판은 단면 연마(single side polished) 또는 양면 연마(double side polished)될 수 있다. 일 실시 예에서, 기판은 (100)의 표면 배향(surface orientation) 및 300-1000 ㎛ 또는 그 이상의 두께를 가질 수 있다. 일 실시 예에서, 기판은 n-타입 또는 p-타입으로 도핑될 수 있다. 일 실시 예에서, 기판은 p-타입으로 도핑될 수 있다. 일 실시 예에서, 기판은 금속 접촉층으로의 옴 접촉(ohmic contact)을 가능하게 하기 위해서 5x1018/cm3보다 더 크게 도핑될 수 있다.
윈도우층(210)은 그 위에 고농드로 도핑된(heavily doped) n-타입 캡층(cap layer)을 가질 수 있고, 이것은 표준 포토리소그래픽(photolithographic) 기술을 이용해서 패턴이 만들어진다(patterned). 이 패턴은 윈도우층의 넓은 영역이 입사광에 개방(open)되어 있도록 설계된다. 이 캡층은 캡층에만 접촉하도록 패턴이 만들어진 금속 접촉층을 가질 수 있고, 윈도우의 넓은 영역들이 입사광에 개방되어 있도록 한다. 금속 접촉층은 파워 제공 전기 회로로의 추후의 조립을 위해 태양전지로의 옴 접촉이 만들어지는 것을 가능하게 한다.
p-n 접합(290)은 전체 장치 성능을 해하지 않으면서 장치(200)의 터널 접합에서의 향상된 피크 터널링 전류 및 향상된 광 투명도를 제공하고, 이것은 더 높은 태양 강도에서 더 높은 파워 변환 효율에 이르게 한다. p-n 접합(290)은 더 높은 태양 강도에서 작동할 수 있고, 결과적으로 더 높은 태양 에너지 변환 효율을 향상시킨다.
AlGaInAs 및 InP 도핑된 터널층들(240, 250)은 p-n 접합(290), 이 경우에는 터널 접합 다이오드를 형성하기 위해 MOVPE(Metalorganic Vapor Phase Epitaxy) 리액터(reactor)에서 순차적으로 성장된다. 또한, 장치(200) 및 장치의 구성요소들(윈도우, BSF)이 MOVPE 리액터에서 성장된다. 다른 실시 예에서, p-n 접합(290)은 MOVPE(Metalorganic Vapor Phase Epitaxy), MBE(Molecular Beam Epitaxy), CBE(Chemical Beam Epitaxy), HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy), 또는 ALD(Atomic Layer Deposition) 리액터에서 성장될 수 있다.
도 2에서 도시된 장치(200)는 직립한 태양전지 구성이며, 혹은, 달리 말해, 장치(200)는 이전(prior) 층 위에 새로운 층들을 가지고 성장하고, 다중-접합 전지들 중에서 가장 높은 밴드갭 전지가 마지막에 성장된다. 다른 실시 예에서, 장치(200)는 뒤집혀져 있을 수 있고, 다중-접합 전지들 중에서 가장 높은 밴드갭 전지가 가장 먼저 성장될 수 있다. 성장 순서는 직립해 있는(upright) 구성인지 아니면 뒤집혀져 있는(inverted) 구성인지에 따라서 바뀌지만, 테스트(testing) 및 현장에서의 작동(field operation) 동안에는, 가장 높은 밴드갭 전지가 태양에 가장 가깝게 놓인다. 일 실시 예에서, 장치(200)는 고 밴드갭, 타입-II 터널 접합을 가진 뒤집혀져 있는 InP-기반 다중접합 전지일 수 있다. 본 발명에 따라서, p-도핑된 터널층은 항상 p-도핑된 BSF층과 n-도핑된 터널층 사이에 존재하고, n-도핑된 터널층은 p-도핑된 터널층과 n-도핑된 윈도우층 사이에 존재한다.
본 발명에 따르면, 터널 접합(290)에서의 물질(AlGaInAs/InP)의 밴드갭은, 예컨대 각각 0.73/0.77 eV의 밴드갭을 갖는 GaInAs/GaAsSb의 터널 접합과 비교할 때, 기존 해결책들보다 더 높은데, 이것은 더 낮은 기생 손실(parasitic loss)에 대해 더 높은 광 투명도를 허용한다. 본 발명은, 다이오드를 통해서 1.25 eV의 밴드갭을 갖는 선행기술인 AlGaInAs 동종접합 기반 터널 다이오드와 비교할 때, 1.35 eV의 InP의 밴드갭 및 1.25 eV의 AlGaInAs의 밴드갭을 갖는 p-n 접합(290)을 제공한다. 일 실시 예에서, 터널 접합(290)의 밴드갭은 0.73 eV에서부터 2.0 eV까지의 범위이고, InP 격자 상수에 격자정합된다. 다른 실시 예에서, 터널 접합(290)의 밴드갭은 1.25 eV보다 더 크다. 일 실시 예에서, 터널 접합(290)은 기존 해결책들보다 더 큰 광 투명도(λ)를 가진다.
훨씬 더 높은 밴드갭 반도체 합금, 예컨대 AlInAs, AlAsSb, 및 AlInPAs을 이용하는 다른 실시 예들은 더 넓은 파장 범위에 대해 훨씬 더 큰 광 투명도를 가질 수 있다. 터널 접합(290)에서 사용된 (AlGaInAs/InP과 같은) 물질의 밴드 오프셋(band offset)은, 하전 입자가 p-n 접합을 통해서 터널링하기 위해 요구되는 에너지의 양을 감소시키는 타입 II 헤테로구조 터널 접합 다이오드를 형성한다. 이것은, 더 높은 태양 강도를 처리하기 위해 터널-다이오드의 피크 터널링 전류를 증가시키고 터널링 확률을 증가시키는 더 좁은 공간 전하 영역을 낳는다.
이종접합 기반 터널 다이오드는, 터널 접합의 p-영역과 함께 타입-II 밴드 정렬을 형성하는 장치의 영역(p-n 접합의 n-영역)에 합금층을 배치한다. 일반적으로, 터널링 확률은 다음의 수학식에 의해서 근사치가 계산될(approximated) 수 있다:
Figure pct00001
여기서, Eg는 접합 반도체층의 밴드갭이고, w는 p-n 접합의 디플레이션 폭(depletion width)이다.
수학식 1은 접합의 밴드갭이 감소함에 따라서 터널링 확률이 증가한다는 것을 나타낸다. p-n 접합(290)에 의해 형성된 바와 같은 타입 II 이종접합에서, n-도핑된 층과 p-도핑된 층의 밴드갭은 도 3에서 도시된 바와 같이 스태거링(stagger)된다. 이 밴드 정렬은 Eg를 Eg eff로 감소시키고, 에너지갭은 이종접합 인터페이스에서 p-측의 가전자대 경계(valance band edge)와 n-측의 전도대 경계(conduction band edge) 사이에 존재한다. Eg eff는 동종접합의 Eg보다 더 작기 때문에, 타입 II 터널 접합의 터널링 확률은 동종접합의 터널링 확률보다 더 크게 된다.
p-n 접합(290)은 고 밴드갭, 타입-II 터널 접합 다이오드라고 불릴 수도 있는데, p-n 접합(290)은 InP, AlInAs, AlInAsP, AlAsSb, AlInAsSb, AlGaAsSb, AlGaInAs, GaInPAs, GaInAs, GaAsSb, 및 이들의 조합으로 형성된 광서브셀을 모놀리식으로 InP 격자 상수의 다중접합 태양전지로 집적할 수 있다. 일 실시 예에서, 고 밴드갭(예컨대, AlGaInAs/InP) 타입-II 터널 접합 다이오드는 단일 접합 태양전지가 우주 또는 지상 애플리케이션들에서의 사용을 위해 의도된 장치들의 (p-타입 BSF 또는 n-타입 윈도우와 같은) 제1층과는 반대되는 극성의 기판상에서 성장되게 할 수 있다.
게다가, AlGaInAs/InP 타입-II 터널 접합 다이오드는, 초고효율(>33%)의 직접-반도체 접착된(direct-semiconductor bonded) 다중접합 태양전지들, CNT-접착된(Carbon NanoTube-bonded) 다중접합 태양전지들, 및 InP 격자-상수에서의 구성요소(component) 서브셀들을 가진 다중접합 태양전지들의 제작을 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, InP 격자 상수에서의 낮은 밴드갭(~0.7-1.2-eV) 구성요소 서브셀들은 초고효율(>33%) 다중접합 태양전지 구조 내에서 핵심 구성요소 중의 하나로 되어가고 있다.
다른 실시 예에서, AlGaInAs/InP 타입-II 터널 접합 다이오드가 다중접합 태양전지 내에서 사용될 수 있고, 더 높은 피크 터널링 전류와 더 낮은 기생 광학적 손실로 인해 더 높은 성능을 가진 원하는 밴드갭 조합의 태양전지를 낳는다.
도 4는 다중접합 광발전(photovoltaic) 장치(400)의 실시 예를 도시한다. 광발전 장치(400)는 다중접합 태양전지일 수 있다. 도 4에 알 수 있는 바와 같이, 제1 광전지(410), 제2 광전지(420), 및 제3 광전지(430)를 포함하는 다중접합 태양전지(400)가 도시된다. 상술한 바와 같은 p-n 접합(290)이 인접 셀들 사이에 배치된다.
다중접합 태양전지(400)는 기판(450)을 더 포함한다. 이 예시적인 실시 예에서, 기판(450)은 InP 기판이다. 다른 실시 예에서, 기판(450)은 Si, Ge, GaAs, InAs, GaP, GaSb, 폴리머, 금속 기판과 InP 또는 GaInAs의 조합으로 하이브리드 템플릿과 같은 버추얼 기판(virtual substrate)상으로 전송되는 InP 격자 상수를 가진 InP 층 또는 III-V 반도체층일 수 있다. 게다가, 다중접합 태양전지(400)는 상술한 바와 같이 윈도우 및 BSF 층들을 더 포함할 수 있다.
도 5는 동종접합 AlGaInAs/AlGaInAs 터널 다이오드를 이용해서 1.2 및 1.4 썬에서의 두 개의 예시적인 선행기술인 다중접합 태양전지들과 비교된 15.5 썬에서의 본 발명에 따른 다중접합 태양전지의 전류 및 전압 함수(IV 곡선)를 도시한다. 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에서 설명된 바와 같은 타입 II 터널 다이오드를 이용한 태양전지는 15.5 썬에서 의도된 대로 기능하는 IV 곡선을 제공하고, 이 농도에서 0.25A/cm2의 전류 밀도를 처리할 수 있는 태양전지를 작동시키기 위해서 요구되는 전류를 초과하는 피크 터널링 전류를 가진다.
본 발명의 구체적인 실시 예가 설명의 목적을 위해서 상세하게 설명되었지만, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변형 및 개선이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항들에 의하는 바를 제외하고는 제한되지 않아야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 터널 접합으로서,
    p-도핑된 터널층; 및
    n-도핑된 터널층;을 포함하고,
    상기 터널 접합은 InP 격자 상수를 갖는 것을 특징으로 하는 터널 접합.
  2. 제 1 항에 있어서,
    p-도핑된 터널층은 p-도핑된 Al(Ga)InAs 물질이고,
    n-도핑된 터널층은 InP, GaInPAs, AlAsSb, AlInAsSb, AlInPAs으로 이루어진 그룹에서 선택된 n-도핑된 물질인 것을 특징으로 하는 터널 접합.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    p-도핑된 터널층은, 0.25 이상이고 1 이하인 x를 갖는 AlxGa1-xInAs으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 p-도핑된 물질이고,
    n-도핑된 터널층은 InP, GaInPAs, AlAsSb, AlInAsSb, AlInPAs으로 이루어진 그룹에서 선택된 n-도핑된 물질인 것을 특징으로 하는 터널 접합.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    p-도핑된 터널층 및 n-도핑된 터널층은 1x1019/cm3에서부터 1x1020/cm3까지의 도핑 레벨을 갖는 것을 특징으로 하는 터널 접합.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    p-도핑된 터널층은 1.25 eV보다 더 큰 밴드갭을 갖고,
    n-도핑된 터널층은 1.35 eV보다 더 큰 밴드갭을 갖는 것을 특징으로 하는 터널 접합.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    p-도핑된 터널층은 1.25 eV의 밴드갭을 갖고,
    n-도핑된 터널층은 1.35 eV의 밴드갭을 갖는 것을 특징으로 하는 터널 접합.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    p-도핑된 터널층 및 n-도핑된 터널층은 MOVPE(Metal Organic Vapor Phase Epitaxial) 리액터, HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxial) 리액터, MBE(Molecular Beam Epitaxy) 리액터, CBE(Chemical Beam Epitaxy) 리액터, 및 ALD(Atomic Layer Deposition) 리액터로 이루어진 그룹으로부터 선택된 리액터에서 순차적으로 성장되는 것을 특징으로 하는 터널 접합.
  8. 고 밴드갭(high bandgap), 타입-II 터널 접합(290)을 포함하는 광자 소자(photonic device)(200)로서,
    상기 고 밴드갭, 타입-II 터널 접합(290)은:
    p-도핑된 터널층(240); 및
    n-도핑된 터널층(250);을 포함하고,
    상기 고 밴드갭, 타입-II 터널 접합(290)은 InP 격자 상수를 갖는 것을 특징으로 하는 광자 소자.
  9. 제 8 항에 있어서,
    p-도핑된 터널층(240)은 p-도핑된 Al(Ga)InAs 물질이고,
    n-도핑된 터널층(250)은 InP, GaInPAs, AlAsSb, AlInAsSb, AlInPAs로 이루어진 그룹으로부터 선택된 n-도핑된 물질인 것을 특징으로 하는 광자 소자.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    p-도핑된 터널층은, 0.25 이상이고 1 이하인 x를 갖는 AlxGa1-xInAs으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 p-도핑된 물질이고,
    n-도핑된 터널층은 InP, GaInPAs, AlAsSb, AlInAsSb, AlInPAs으로 이루어진 그룹에서 선택된 n-도핑된 물질인 것을 특징으로 하는 광자 소자.
  11. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    p-도핑된 터널층(240) 및 n-도핑된 터널층(250)은 1x1019/cm3에서부터 1x1020/cm3까지의 도핑 레벨을 갖는 것을 특징으로 하는 광자 소자.
  12. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    p-도핑된 터널층(240)은 1.25 eV보다 더 큰 밴드갭을 갖고,
    n-도핑된 터널층(250)은 1.35 eV보다 더 큰 밴드갭을 갖는 것을 특징으로 하는 광자 소자.
  13. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    p-도핑된 터널층(240)은 1.25 eV의 밴드갭을 갖고,
    n-도핑된 터널층(250)은 1.35 eV의 밴드갭을 갖는 것을 특징으로 하는 광자 소자.
  14. 제 8 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    타입-II 터널 접합(290)의 제1 측에 배치된 제1 광전지(photovoltaic cell)(202); 및
    타입-II 터널 접합(290)의 제2 측에 배치된 제2 광전지(204)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광자 소자.
  15. 제 14 항에 있어서,
    제1 및 제2 광전지들과 전기적으로 연결되어 있는 하나 이상의 추가적인 광전지들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광자 소자.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    제1 광전지(202) 및 제2 광전지(204)는 InP, AlInAs, AlAsSb, AlInAsSb, AlInPAs, AlGaInAs, GaInPAs, GaInAs, AlGaAsSb, GaAsSb, 및 이들의 조합으로부터 이루어진 그룹으로 선택되는 것을 특징으로 하는 광자 소자.
  17. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 추가적인 광서브셀들은 광서브셀들 사이에 배치된 고 밴드갭, 타입-II 터널 접합을 갖는 것을 특징으로 하는 광자 소자.
  18. 광발전(photovoltaic) 장치를 만드는 방법으로서,
    p-도핑된 터널층을 성장시키는 단계; 및
    n-도핑된 터널층을 성장시키는 단계를 포함하고,
    p-도핑된 터널층 및 n-도핑된 터널층은 InP 격자 상수를 갖는 고 밴드갭, 타입-II 터널 접합을 형성하는 것을 특징으로 하는 광발전 장치를 만드는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    p-도핑된 터널층 및 n-도핑된 터널층은 MVPE(Metal Vapor Phase Epitaxial) 리액터, HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxial) 리액터, MBE(Molecular Beam Epitaxy) 리액터, CBE(Chemical Beam Epitaxy) 리액터, 및 ALD(Atomic Layer Deposition) 리액터로 이루어진 그룹으로부터 선택된 리액터에서 순차적으로 성장되는 것을 특징으로 하는 광발전 장치를 만드는 방법.
  20. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 고 밴드갭, 타입-II 터널 접합에 의해서 분리되는 둘 이상의 광전지들을 성장시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광발전 장치를 만드는 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170034763A (ko) * 2015-09-21 2017-03-29 더 보잉 컴파니 반도체 장치를 위한 안티모나이드 기반의 높은 밴드갭 터널 접합

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10283658B2 (en) * 2011-02-09 2019-05-07 The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma Interband cascade devices
CN102751367A (zh) * 2012-07-10 2012-10-24 厦门市三安光电科技有限公司 三结太阳能电池及其制备方法
GB2504977B (en) * 2012-08-16 2017-10-04 Airbus Defence & Space Gmbh Laser power converter
CN102832274B (zh) * 2012-09-05 2015-01-07 天津三安光电有限公司 倒装太阳能电池及其制备方法
JP6446782B2 (ja) * 2013-03-14 2019-01-09 株式会社リコー 化合物半導体太陽電池、及び、化合物半導体太陽電池の製造方法
CN105190911B (zh) * 2013-03-14 2018-04-20 株式会社理光 化合物半导体光伏电池和其制造方法
JP2015038952A (ja) * 2013-07-16 2015-02-26 株式会社リコー 化合物半導体太陽電池、及び、化合物半導体太陽電池の製造方法
JP6550691B2 (ja) * 2013-07-30 2019-07-31 株式会社リコー 化合物半導体太陽電池
JP6582591B2 (ja) 2014-07-11 2019-10-02 株式会社リコー 化合物半導体太陽電池、及び、化合物半導体太陽電池の製造方法
JP2016122752A (ja) * 2014-12-25 2016-07-07 国立大学法人 東京大学 太陽電池
DE102015006379B4 (de) * 2015-05-18 2022-03-17 Azur Space Solar Power Gmbh Skalierbare Spannungsquelle
US10923610B2 (en) 2015-09-30 2021-02-16 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Solar cell and solar cell module
US10784396B2 (en) * 2015-09-30 2020-09-22 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Solar cell, solar cell module, and production method for solar cell
MD4510C1 (ro) * 2016-06-23 2018-03-31 Государственный Университет Молд0 Procedeu de creştere a structurii n+-p-p+ InP pentru celule solare
TWI601298B (zh) * 2017-02-10 2017-10-01 友達光電股份有限公司 光伏裝置
DE102017005950A1 (de) * 2017-06-21 2018-12-27 Azur Space Solar Power Gmbh Solarzellenstapel
KR101829743B1 (ko) 2017-08-29 2018-02-20 아이피랩 주식회사 밴드 갭 조정을 위한 비대칭 삼차원 격자 구조체
MD4554C1 (ro) * 2017-10-18 2018-09-30 Государственный Университет Молд0 Procedeu de majorare a eficienţei celulelor fotovoltaice pe baza p+InP-p-InP-n+CdS
DE102020001185A1 (de) 2020-02-25 2021-08-26 Azur Space Solar Power Gmbh Stapelförmige monolithische aufrecht-metamorphe lll-V-Mehrfachsolarzelle
KR102496459B1 (ko) * 2020-05-07 2023-02-03 한양대학교 산학협력단 페로브스카이트/갈륨비소 탠덤형 태양 전지 및 이의 제조방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5679963A (en) * 1995-12-05 1997-10-21 Sandia Corporation Semiconductor tunnel junction with enhancement layer
US20100229930A1 (en) * 2009-03-16 2010-09-16 The Boeing Company Highly doped layer for tunnel junctions in solar cells

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4667059A (en) * 1985-10-22 1987-05-19 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Current and lattice matched tandem solar cell
US5322572A (en) 1989-11-03 1994-06-21 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Monolithic tandem solar cell
US5019177A (en) * 1989-11-03 1991-05-28 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Monolithic tandem solar cell
US5079601A (en) 1989-12-20 1992-01-07 International Business Machines Corporation Optoelectronic devices based on intraband transitions in combinations of type i and type ii tunnel junctions
US5407491A (en) 1993-04-08 1995-04-18 University Of Houston Tandem solar cell with improved tunnel junction
US5923663A (en) 1997-03-24 1999-07-13 Compaq Computer Corporation Method and apparatus for automatically detecting media connected to a network port
US6150603A (en) 1999-04-23 2000-11-21 Hughes Electronics Corporation Bilayer passivation structure for photovoltaic cells
US6340788B1 (en) * 1999-12-02 2002-01-22 Hughes Electronics Corporation Multijunction photovoltaic cells and panels using a silicon or silicon-germanium active substrate cell for space and terrestrial applications
US6316715B1 (en) 2000-03-15 2001-11-13 The Boeing Company Multijunction photovoltaic cell with thin 1st (top) subcell and thick 2nd subcell of same or similar semiconductor material
US6586669B2 (en) 2001-06-06 2003-07-01 The Boeing Company Lattice-matched semiconductor materials for use in electronic or optoelectronic devices
US7122733B2 (en) 2002-09-06 2006-10-17 The Boeing Company Multi-junction photovoltaic cell having buffer layers for the growth of single crystal boron compounds
US6765238B2 (en) * 2002-09-12 2004-07-20 Agilent Technologies, Inc. Material systems for semiconductor tunnel-junction structures
US7812249B2 (en) 2003-04-14 2010-10-12 The Boeing Company Multijunction photovoltaic cell grown on high-miscut-angle substrate
DE102004004765A1 (de) * 2004-01-29 2005-09-01 Rwe Space Solar Power Gmbh Aktive Zonen aufweisende Halbleiterstruktur
WO2006100975A1 (ja) * 2005-03-23 2006-09-28 Nec Corporation トンネル接合発光素子
WO2007049939A1 (en) * 2005-10-29 2007-05-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor device and method of fabricating the same
KR100726324B1 (ko) * 2005-12-05 2007-06-11 주식회사 레이칸 산화막 구경을 갖는 장파장 표면방출 레이저 소자 및 그제조방법
US8124957B2 (en) 2006-02-22 2012-02-28 Cree, Inc. Low resistance tunnel junctions in wide band gap materials and method of making same
CN101884117B (zh) * 2007-09-07 2013-10-02 台湾积体电路制造股份有限公司 多结太阳能电池

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5679963A (en) * 1995-12-05 1997-10-21 Sandia Corporation Semiconductor tunnel junction with enhancement layer
US20100229930A1 (en) * 2009-03-16 2010-09-16 The Boeing Company Highly doped layer for tunnel junctions in solar cells

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Y. Gu et al. "High-efficiency InP Based Four-junction Solar Cells."(2003.10.26.)* *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170034763A (ko) * 2015-09-21 2017-03-29 더 보잉 컴파니 반도체 장치를 위한 안티모나이드 기반의 높은 밴드갭 터널 접합

Also Published As

Publication number Publication date
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