RU2017102273A - CASCADE PHOTO CONVERTER WITH QUANTUM-SIZED STRUCTURES - Google Patents

CASCADE PHOTO CONVERTER WITH QUANTUM-SIZED STRUCTURES Download PDF

Info

Publication number
RU2017102273A
RU2017102273A RU2017102273A RU2017102273A RU2017102273A RU 2017102273 A RU2017102273 A RU 2017102273A RU 2017102273 A RU2017102273 A RU 2017102273A RU 2017102273 A RU2017102273 A RU 2017102273A RU 2017102273 A RU2017102273 A RU 2017102273A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layer
gainp
indium
gaas
atoms
Prior art date
Application number
RU2017102273A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2017102273A3 (en
Inventor
Алексей Михайлович Надточий
Михаил Викторович Максимов
Алексей Евгеньевич Жуков
Николай Александрович Калюжный
Сергей Александрович Минтаиров
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Солар Дотс"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Солар Дотс" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Солар Дотс"
Publication of RU2017102273A3 publication Critical patent/RU2017102273A3/ru
Publication of RU2017102273A publication Critical patent/RU2017102273A/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/04Semiconductor 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
    • H01L31/06Semiconductor 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L31/075Semiconductor 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PIN type
    • H01L31/076Multiple junction or tandem solar cells
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/548Amorphous silicon PV cells

Claims (9)

1. Каскадный фотопреобразователь с квантоворазмерными структурами, включающий полупроводниковую подложку, у которой лицевая поверхность разориентирована от кристаллографической плоскости (100), по меньшей мере один фотоактивный p-n переход, состоящий из полупроводникового материала, включающего атомы мышьяка (As) и галлия (Ga), содержащий по меньшей мере один активный квантоворазмерный полупроводниковый слой, включающий атомы индия (In), галлия (Ga) и мышьяка (As), состоящий из областей с различными толщиной и концентрацией атомов индия (In), и по меньшей мере один фотоактивный p-n переход, состоящий из полупроводникового материала, включающего атомы фосфора (Р) и галлия (Ga), содержащий по меньшей мере один активный квантоворазмерный полупроводниковый слой, включающий атомы индия (In), галлия (Ga) и фосфора (Р), состоящий из областей с различными толщиной и концентрацией атомов индия (In).1. A cascade photoconverter with quantum-well structures, including a semiconductor substrate, in which the front surface is misoriented from the crystallographic plane (100), at least one photoactive pn junction consisting of a semiconductor material comprising arsenic atoms (As) and gallium (Ga) containing at least one active quantum-well semiconductor layer, including indium (In), gallium (Ga) and arsenic (As) atoms, consisting of regions with different thickness and concentration of indium (In) atoms, and m at least one photoactive pn junction, consisting of a semiconductor material including phosphorus (P) and gallium (Ga) atoms, containing at least one active quantum-well semiconductor layer, including indium (In), gallium (Ga) and phosphorus (P) atoms consisting of regions with different thickness and concentration of indium atoms (In). 2. Каскадный фотопреобразователь по п. 1, отличающийся тем, что активные полупроводниковые слои содержат обогащенные и обедненные индием (In) области.2. The cascade photoconverter according to claim 1, characterized in that the active semiconductor layers contain enriched and depleted indium (In) region. 3. Каскадный фотопреобразователь по п. 1, отличающийся тем, что подложка выполнена из Ge или GaAs.3. The cascade photoconverter according to claim 1, characterized in that the substrate is made of Ge or GaAs. 4. Каскадный фотопреобразователь по п. 1, отличающийся тем, что в качестве материала фотоактивного p-n перехода, состоящего из полупроводникового материала, включающего атомы мышьяка и галлия, используется GaAs, GaInAs или AlGaInAs.4. The cascade photoconverter according to claim 1, characterized in that GaAs, GaInAs or AlGaInAs are used as the material of the photoactive p-n junction, consisting of a semiconductor material including arsenic and gallium atoms. 5. Каскадный фотопреобразователь по п. 4, отличающийся тем, что активный полупроводниковый слой, включающий атомы индия, галлия и мышьяка, выполнен из InxGa1-xAs со средним содержанием x индия (30-50) ат. %.5. The cascade photoconverter according to claim 4, characterized in that the active semiconductor layer including indium, gallium and arsenic atoms is made of In x Ga 1-x As with an average content of x indium (30-50) at. % 6. Каскадный фотопреобразователь по п. 1, отличающийся тем, что в качестве материала фотоактивного p-n перехода, состоящего из полупроводникового материала, включающего атомы фосфора и галлия, используется GaInP или AlGaInP.6. The cascade photoconverter according to claim 1, characterized in that GaInP or AlGaInP is used as the material of the photoactive p-n junction, consisting of a semiconductor material including phosphorus and gallium atoms. 7. Каскадный фотопреобразователь по п. 6, отличающийся тем, что активный полупроводниковый слой, включающий атомы индия, галлия и фосфора, выполнен из InxGa1-xP со средним содержанием x индия (10-20) ат. %.7. The cascade photoconverter according to claim 6, characterized in that the active semiconductor layer, including indium, gallium and phosphorus atoms, is made of In x Ga 1-x P with an average content of x indium (10-20) at. % 8. Каскадный фотопреобразователь по п. 1, отличающийся тем, что на подложку p-GaAs, у которой лицевая поверхность разориентирована от кристаллографической плоскости (100) на 6 градусов, последовательно осаждены буферный слой из p-GaAs, нижний фотоактивный переход, включающий последовательно осаженные слой тыльного потенциального барьера из p-AlGaAs или p-GaInP, базовый слой из p-GaAs, нелегированный слой из GaAs, включающий по меньшей мере 10 активных полупроводниковых слоев на основе InxGa1-xAs со средним содержанием x индия (30-50) ат. %, разделенных между собой спейсерами, выполненными из GaAs, эмиттерный слой из n-GaAs и слой широкозонного окна из n-AlGaAs или двухслойное широкозонное окно, включающее слой из n-GaInP и слой из n-AlInP, туннельный диод, содержащий последовательно осажденные слои n++-GaAs или n++-GaInP и слой p++-AlGaAs, верхний фотоактивный переход, включающий последовательно осаженные слой тыльного потенциального барьера из p-AlGaInP, базовый слой из p-GaInP, нелегированный слой из GaInP, включающий по меньшей мере 10 активных полупроводниковых слоев на основе InxGa1-xP со средним содержанием x индия (10-20) ат. %, разделенных между собой спейсерами, выполненными из GaInP, эмиттерный слой из n-GaInP и слой широкозонного окна из n-AlInP, а также контактный подслой из n-GaAs.8. The cascade photoconverter according to claim 1, characterized in that on the p-GaAs substrate, in which the front surface is 6 degrees misoriented from the crystallographic plane (100), a buffer layer of p-GaAs is deposited sequentially, the lower photoactive transition including sequentially deposited p-AlGaAs or p-GaInP back potential barrier layer, p-GaAs base layer, undoped GaAs layer, comprising at least 10 active semiconductor layers based on In x Ga 1-x As with an average content of x indium (30- 50) at. % separated by spacers made of GaAs, an n-GaAs emitter layer and a wide-gap window layer from n-AlGaAs or a two-layer wide-gap window including a layer from n-GaInP and a layer from n-AlInP, a tunnel diode containing sequentially deposited layers n ++ -GaAs or n ++ -GaInP and a p ++ -AlGaAs layer, an upper photoactive transition including a sequentially deposited back-potential barrier layer from p-AlGaInP, a base layer from p-GaInP, an undoped layer from GaInP, including at least at least 10 active semiconductor layers based on In x Ga 1-x P with an average content eat x india (10-20) at. % separated by spacers made of GaInP, an emitter layer of n-GaInP and a wide-gap window layer of n-AlInP, as well as a contact sublayer of n-GaAs. 9. Каскадный фотопреобразователь по п. 1, отличающийся тем, что на подложку p-Ge, у которой лицевая поверхность разориентирована от кристаллографической плоскости (100) на 6 градусов, последовательно осаждены нуклеационный слой из GaInP, создающий нижний фотоактивный переход в подложке германия за счет диффузии атомов фосфора, буферный слой из n-GaInAs с содержанием индия 0-2%, нижний туннельный диод, включающий последовательно осаженные слои широкозонного барьера, n++-слой и p++-слой, средний фотоактивный переход, включающий слой тыльного потенциального барьера из p-AlGaAs или p-GaInP, базовый слой из p-GaInAs с содержанием индия 0-2%, нелегированный слой из GaInAs с содержанием индия 0-2%, включающий по меньшей мере 10 активных полупроводниковых слоев на основе InxGa1-xAs со средним содержанием x индия (30-50) ат. %, разделенных между собой спейсерами, выполненными из GaInAs с содержанием индия 0-2%, эмиттерный слой из n-GaInAs с содержанием индия 0-2% и слой широкозонного окна из n-AlGaAs или двухслойное широкозонное окно, включающее слой из n-GaInP и слой из n-AlInP, верхний туннельный диод, содержащий последовательно осажденные слои n++-GaAs или n++-GaInP и слой p++-AlGaAs, верхний фотоактивный переход, включающий последовательно осаженные слой тыльного потенциального барьера из p-AlGaInP, базовый слой из p-GaInP, нелегированный слой из GaInP, включающий по меньшей мере 10 активных полупроводниковых слоев на основе InxGa1-xP со средним содержанием x индия (10-20) ат. %, разделенных между собой спейсерами, выполненными из GaInP, эмиттерный слой из n-GaInP и слой широкозонного окна из n-AlInP, а также контактный подслой из n-GaInAs с содержанием индия 0-2%.9. The cascade photoconverter according to claim 1, characterized in that on the p-Ge substrate, in which the front surface is 6 degrees misoriented from the crystallographic plane (100), a GaInP nucleation layer is deposited sequentially, creating a lower photoactive transition in the germanium substrate due to diffusion of phosphorus atoms, a buffer layer of n-GaInAs with an indium content of 0-2%, a lower tunneling diode, which includes sequentially deposited layers of a wide-gap barrier, an n ++ layer and a p ++ layer, an average photoactive transition, including a layer of the back potential p-AlGaAs or p-GaInP barrier, p-GaInAs base layer with 0-2% indium content, undoped GaInAs layer with 0-2% indium content, including at least 10 active In x Ga based semiconductor layers 1-x As with an average content of x indium (30-50) at. % separated by spacers made of GaInAs with an indium content of 0-2%, an emitter layer of n-GaInAs with an indium content of 0-2% and a layer of a wide-gap window from n-AlGaAs or a two-layer wide-gap window including a layer of n-GaInP and a layer of n-AlInP, an upper tunnel diode containing successively deposited layers of n ++ -GaAs or n ++ -GaInP and a layer of p ++ -AlGaAs, an upper photoactive transition comprising a series of deposited layer of a back potential barrier from p-AlGaInP, p-GaInP base layer; unalloyed GaInP layer comprising at least 10 active half Vodnikova layers based on In x Ga 1-x P x with an average content of indium (10-20) at. % separated by spacers made of GaInP, an emitter layer of n-GaInP and a wide-gap window layer of n-AlInP, as well as a contact sublayer of n-GaInP with an indium content of 0-2%.
RU2017102273A 2014-07-25 2014-07-25 CASCADE PHOTO CONVERTER WITH QUANTUM-SIZED STRUCTURES RU2017102273A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2014/000564 WO2016013954A1 (en) 2014-07-25 2014-07-25 Cascade photoconverter with quantum-sized structures

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2017102273A3 RU2017102273A3 (en) 2018-08-27
RU2017102273A true RU2017102273A (en) 2018-08-27

Family

ID=55163378

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017102273A RU2017102273A (en) 2014-07-25 2014-07-25 CASCADE PHOTO CONVERTER WITH QUANTUM-SIZED STRUCTURES

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2017102273A (en)
WO (1) WO2016013954A1 (en)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7812249B2 (en) * 2003-04-14 2010-10-12 The Boeing Company Multijunction photovoltaic cell grown on high-miscut-angle substrate
JP5248782B2 (en) * 2004-01-20 2013-07-31 シリアム・テクノロジーズ・インコーポレーテッド Solar cell with epitaxially grown quantum dot material
US8299351B2 (en) * 2009-02-24 2012-10-30 Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co., Ltd. Epitaxial growth of III-V compounds on (111) silicon for solar cells
US10505062B2 (en) * 2009-07-09 2019-12-10 Faquir Chand Jain High efficiency tandem solar cells and a method for fabricating same
JP5999887B2 (en) * 2011-11-29 2016-09-28 シャープ株式会社 Multi-junction solar cell

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016013954A1 (en) 2016-01-28
RU2017102273A3 (en) 2018-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Krishnamoorthy et al. GdN nanoisland-based GaN tunnel junctions
US9705030B2 (en) UV LED with tunnel-injection layer
JP6561367B2 (en) Manufacturing method of npn type nitride semiconductor light emitting device
JP6860293B2 (en) Light emitting element and manufacturing method of light emitting element
US10535796B2 (en) Semiconductor light emitting device
JP2012015535A5 (en)
CN103500781A (en) Efficient AlGaInP light emitting diode epitaxial wafer and preparation method thereof
JP2013048212A5 (en)
JP2015149342A5 (en)
JP5889452B2 (en) LED semiconductor element
RU2017102273A (en) CASCADE PHOTO CONVERTER WITH QUANTUM-SIZED STRUCTURES
Yin et al. Improving Charge Carrier Transport Properties in AlGaN Deep Ultraviolet Light Emitters Using Al-Content Engineered Superlattice Electron Blocking Layer
Kuech et al. Mixed semiconductor alloys for optical devices
US20160211393A1 (en) Tunnel Diode With Broken-Gap Quantum Well
TWI601308B (en) Infrared LED
JP2003519931A (en) Group III nitride semiconductor structure with suppressed phase separation
JP2008071910A (en) Nitride semiconductor light emitting diode element and its manufacturing method
JP6964875B2 (en) Manufacturing method of nitride semiconductor light emitting device
US9105763B2 (en) Light emitting diode chip and manufacturing method thereof
TWI517438B (en) Iii-v nitride-based light emitting diode for avoidance of electron overflow
Acharya et al. Engineering the Active Region to Enhance the IQE by~ 8% in AlGaN/GaN based UV-C LED
JP2003519930A (en) Group III nitride semiconductor structure with suppressed phase separation
Asami et al. Comparison of effective carrier mobility between wire on well and multiple quantum well by time of flight measurement
Gudovskikh et al. Anisotype GaAs based heterojunctions for III-V multijunction solar cells
JP2019004160A5 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
FA94 Acknowledgement of application withdrawn (non-payment of fees)

Effective date: 20190529