RU2604476C2 - Способ повышения качества туннельного перехода в структуре солнечных элементов - Google Patents
Способ повышения качества туннельного перехода в структуре солнечных элементов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2604476C2 RU2604476C2 RU2013152841/28A RU2013152841A RU2604476C2 RU 2604476 C2 RU2604476 C2 RU 2604476C2 RU 2013152841/28 A RU2013152841/28 A RU 2013152841/28A RU 2013152841 A RU2013152841 A RU 2013152841A RU 2604476 C2 RU2604476 C2 RU 2604476C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solar cell
- group
- substance
- tunnel junction
- group iii
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 54
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 20
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000013508 migration Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000005012 migration Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 claims description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 7
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 5
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims description 5
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 5
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N thallium Chemical compound [Tl] BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 10
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 6
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 2
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 229910021478 group 5 element Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003100 immobilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
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
- 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
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/184—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof the active layers comprising only AIIIBV compounds, e.g. GaAs, InP
-
- 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
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/184—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof the active layers comprising only AIIIBV compounds, e.g. GaAs, InP
- H01L31/1844—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof the active layers comprising only AIIIBV compounds, e.g. GaAs, InP comprising ternary or quaternary compounds, e.g. Ga Al As, In Ga As P
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Способ формирования туннельного перехода (112) в структуре (100) солнечных элементов, предусматривающий попеременное осаждение вещества Группы III и вещества Группы V на структуре (100) солнечных элементов и управление отношением при осаждении указанного вещества Группы III и указанного вещества Группы V. Также предложено фотоэлектрическое устройство, включающее подложку (102); первый солнечный элемент (108), расположенный над подложкой (102); контакт (116), расположенный над первым солнечным элементом (108); туннельный переход (112), образованный между первым солнечным элементом (108) и контактом (116), и в котором туннельный переход (112) изготовлен методом эпитаксии со стимулированной миграцией (МЕЕ); буферный слой (106), расположенный между указанной подложкой (102) и указанным первым солнечным элементом (108); и слой (104) зарождения, расположенный между указанным буферным слоем (106) и указанной подложкой (102). Изобретение обеспечивает улучшение качества материала туннельного перехода, что обеспечивает высокую кристаллическую чистоту солнечных элементов над туннельным переходом, которая в свою очередь обеспечивает повышение эффективности преобразования солнечного излучения. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Предшествующий уровень техники
Варианты осуществления настоящего изобретения в целом относятся к структурам солнечных элементов с множеством переходов, а более конкретно к способу повышения качества туннельных переходов в структурах солнечных элементов с множеством переходов.
Солнечные фотоэлектрические устройства - это устройства, способные преобразовывать энергию солнечных лучей в полезную электрическую энергию. Солнечная энергия, получаемая с помощью фотоэлектрических устройств, является основным источником энергии для многих космических аппаратов. Солнечные фотоэлектрические устройства также становятся привлекательной альтернативой для выработки электроэнергии для бытового, коммерческого и промышленного использования, поскольку солнечная энергия является экологически чистой и возобновляемой.
В структурах солнечных элементов с множеством переходов, предназначенных для применения в фотоэлектрическом концентраторе, туннельные переходы между отдельными солнечными элементами могут играть важную роль в определении эффективности структуры солнечных элементов. Один из способов повышения эффективности солнечных элементов может заключаться в повышении качества материала туннельного перехода и, следовательно, качества слоев, выращенных на туннельном переходе, и одновременно увеличить туннельный ток от туннельных переходов. Кроме того, туннельный переход должен быть достаточно прозрачным, чтобы через него мог проходить свет к расположенным ниже солнечным элементам.
Таким образом, было бы желательным обеспечить систему и способ, преодолевающие вышеуказанные проблемы.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ формирования туннельного перехода в структуре солнечных элементов предусматривает осаждение вещества Группы III и осаждения вещества Группы V после указанного осаждения вещества Группы III.
Способ формирования туннельного перехода в структуре солнечных элементов предусматривающий попеременное осаждение вещества Группы III и вещества Группы V на структуре солнечных элементов.
Фотоэлектрическое устройство имеет подложку. Первый солнечный элемент расположен над подложкой. Контакт располагается над первым солнечным элементом. Туннельный переход образован между первым солнечным элементом и контактом. Туннельный переход получают путем эпитаксии со стимулированной миграцией (MEE-migration enhanced epitaxial).
Признаки, функции и преимущества могут быть достигнуты независимо один от другого в различных вариантах осуществления данного изобретения или могут быть объединены в других вариантах осуществления изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Варианты осуществления настоящего изобретения будут более понятны из подробного описания и прилагаемых чертежей, на которых:
Фиг. 1 - упрощенная блок-схема структуры солнечного элемента, в которой для формирования туннельного перехода может использоваться способ эпитаксии со стимулированной миграцией;
Фиг. 2 - временной график последовательности потоков при эпитаксии со стимулированной миграцией в ходе формирования туннельного перехода;
Фиг. 3 - блок-схема последовательности потоков при эпитаксии со стимулированной миграцией в ходе формирования туннельного перехода;
Фиг. 4 - световая вольт-амперная (LIV) характеристика GaInP туннельного перехода, выращенного способом эпитаксии со стимулированной миграцией при высокой температуре (НТ), и выращенного способом обычной эпитаксии при той же температуре GaInP туннельного перехода (TuJn) в тестовой структуре.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Рассмотрим Фиг. 1, на которой изображена структура 100 из множества солнечных элементов (далее - структура 100 солнечных элементов). Структура 100 солнечных элементов может иметь подложку 102. Подложка 102 может быть выполнена из различных материалов. В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения могут использоваться арсенид галлия (GaAs), германий (Ge) или другие подходящие вещества. Приведенный выше список веществ не должен рассматриваться как окончательный. При использовании подложки из германия (Ge) на подложку 102 может быть нанесен слой 104 зарождения (слой нуклеации). На подложке 102 или над слоем 104 зарождения может быть выполнен буферный слой 106. Солнечный элемент 108, например Солнечный Элемент 1, может быть сформирован на буферном слое 106. Солнечный элемент 108 может быть выполнен из слоя эмиттера n+ и слоя базы p-типа. В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения галлий (Ga), индий (In), фосфор (P) могут использоваться для изготовления солнечного элемента 108. Однако упомянутое не следует рассматривать в ограничивающем смысле.
Туннельный переход 112 может быть образован между солнечным элементом 108 и другим солнечным элементом 114, например Солнечным Элементом 2. Туннельный переход 112 может использоваться для соединения солнечного элемента 114 с солнечным элементом 108. Солнечный элемент 114 может быть аналогичен солнечному элементу 108. Солнечный элемент 114 может быть выполнен из слоя эмиттера n+ и слоя базы p-типа. В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения галлий (Ga), индий (In), фосфор (P) могут использоваться для изготовления солнечного элемента 114. Однако упомянутое не следует рассматривать в ограничивающем смысле. Верхний слой 116 может быть сформирован на солнечном элементе 114. Верхний слой 116 служит контактом для структуры 100 солнечных элементов. Хотя на Фиг. 1 изображены только солнечные элементы 108 и 114, однако могут использоваться дополнительные солнечные элементы и туннельные переходы.
Качество туннельного перехода 112 может иметь решающее значение для поддержания высокой кристаллической чистоты солнечного элемента 114 над туннельным переходом 112. При обеспечении высокого качества туннельного перехода 112 можно получить больший ток туннельного перехода. Это может повысить эффективность структуры 100 солнечных элементов.
В настоящее время в существующих высокоэффективных солнечных элементах с множеством переходов для достижения высокой концентрации легирующей примеси, особенно при использовании материалов с широкой запрещенной зоной, таких как GaInP, могут применяться пониженные температуры. Рассмотрим теперь Фиг. 2 и 3, иллюстрирующие способ, который может повысить качество туннельного перехода 112. Способ может использовать метод эпитаксии со стимулированной миграцией (МЕЕ) для формирования туннельного перехода 112.
МЕЕ является методом осаждения монокристаллов. В способе МЕЕ могут альтернативно использоваться атомы группы III и группы V, таким образом атомы группы III имеют большую длину диффузии на поверхности перед реакцией с атомами группы V, благодаря чему достигается более высокое качество кристаллов. При формировании туннельного перехода 112 могут использоваться различные сочетания элементов Группы III и Группы V, перечисленные в периодической таблице. Различные сочетания могут быть выбраны на основе постоянной решетки и требований к запрещенной зоне. Элементы Группы III могут включать, без ограничения перечисленным: бор (B), алюминий (Al), галлий (Ga), индий (In) и таллий (Tl). Элементы Группы V могут включать (без ограничения перечисленным): азот (N), фосфор (P), мышьяк (As), сурьму (Sb) и висмут (Bi).
Миграция поверхностных атомов вдоль поверхности может играть важную роль для выращивания высококачественных слоев и атомарно-плоских гетеропереходов. В МЕЕ используется модуляция Группы III и Группы V во время эпитаксии, которая может улучшить миграцию атомов Группы III на поверхности подложки и, следовательно, повысить качество. Как показано на Фиг. 2 и 3, происходит попеременное нанесение веществ Группы III и Группы V. Таким образом, вещество Группы III может вначале наноситься на слой TuJn 112. Это может позволить веществу Группы III диффундировать в течение более длительного времени, что может обеспечить более высокое качество кристалла. После нанесения вещества Группы III может наноситься вещество Группы V. Попеременное (альтернативное) нанесение веществ Группы III и Группы V продолжается до завершения формирования туннельного перехода 112. При нанесении веществ Группы III и Группы V могут применяться различные временные интервалы, в зависимости от используемых веществ. Чередующиеся промежутки времени могут составлять от 1 до 1000 секунд или более.
МЕЕ может обеспечить возможность управления соотношением V/III и улучшить легирование, в частности, такими легирующими примесями, как теллур (Te), сера (S), углерод (C) и т.д., которые занимают место атома группы V. МЕЕ может осуществляться при очень низком соотношении V/III. В частности, при обездвиживании атомов алкила на поверхности, вещество группы V не впрыскивается в камеру, поэтому мгновенное отношение V/III является очень низким, и концентрация легирующей примеси выше.
Рассмотрим Фиг. 4, на которой приведены световые вольт-амперные характеристики (LIV) для разных концентраций. На Фиг. 4 приведены световые вольт-амперные (LIV) характеристики туннельного перехода НТ GaInP, выращенного с использованием МЕЕ, и выращенного путем традиционной эпитаксии GaInP НТ туннельного перехода. Хотя кривые LIV выращенного методом МЕЕ НТ GaInP туннельного перехода получены в тестовой структуре, включающей один переход, очевидно, что туннельный переход МЕЕ НТ TuJn демонстрирует больший туннельный ток по сравнению с выращенным методом традиционной эпитаксии туннельным переходом TuJn.
В существующих высокоэффективных солнечных элементах с множеством переходов для достижения высокой концентрации легирующей примеси, особенно при использовании материалов с широкой запрещенной зоной, таких как GaInP, обычно применяются пониженные температуры. МЕЕ может использоваться как при высоко-, так и при низкотемпературном выращивании слоев туннельного перехода (TuJn) и может обеспечивать более высокое легирование и более высокое качество TuJn-слоев, в то время как при традиционном выращивании достижение высокого легирования связано с ухудшением качества, снижением максимального туннельного тока, а также ухудшением качества последующих слоев. Данное изобретение может повысить туннельный ток по сравнению с существующими значениями и, следовательно, увеличить эффективность.
В тексте настоящей заявки и на прилагаемых Фиг. 1-4 раскрыт способ формирования туннельного перехода 112 в структуре 100 солнечных элементов. Способ включает попеременное осаждение вещества Группы III и вещества Группы V на структуре 100 солнечных элементов. В одном варианте попеременное осаждение вещества Группы III и вещества Группы V включает осаждение вещества Группы III на структуре 100 солнечных элементов и осаждение вещества Группы V после осаждения вещества Группы III. Кроме этого, способ может предусматривать осаждение вещества Группы III на первый солнечный элемент 108, например Солнечный Элемент 1, структуры 100 солнечных элементов. В одном варианте осуществления способ может включать осаждение вещества Группы V на первый солнечный элемент 108 структуры 100 солнечных элементов. В еще одном альтернативном варианте способ может включать управление отношением при осаждении вещества Группы III и вещества Группы V. В одном варианте попеременное осаждение вещества Группы III может включать нанесение веществ Группы III и Группы V в течение около 1-1000 секунд. В одном альтернативном варианте вещества Группы III включают по меньшей мере один из следующих: бор (B), алюминий (Al), галлий (Ga), индий (In) и таллий (Tl). В еще одном примере вещества Группы V включают по меньшей мере один из следующих: азот (N), фосфор (P), мышьяк (As), сурьму (Sb) и висмут (Bi).
В тексте настоящей заявки и на прилагаемых Фиг. 1-4 раскрыто фотоэлектрическое устройство, содержащее подложку 102, первый солнечный элемент 108, например Солнечный Элемент 1, расположенный над подложкой 102, контакт 116, расположенный над первым солнечным элементом 108; и туннельный переход 112, сформированный между первым солнечным элементом 108 и контактом, отличающееся тем, что туннельный переход 112 образован методом эпитаксии со стимулированной миграцией (МЕЕ). В одном варианте осуществления туннельный переход 112 образован указанным способом МЕЕ при попеременном осаждении веществ Группы III и Группы V. В одном примере вещества Группы III включают по меньшей мере один из следующих: бор (B), алюминий (Al), галлий (Ga), индий (In) и таллий (Tl).
В одном варианте указанные вещества Группы V могут включать по меньшей мере один из следующих: азот (N), фосфор (P), мышьяк (As), сурьму (Sb) и висмут (Bi). Кроме того, фотоэлектрическое устройство может содержать буферный слой 106, расположенный между указанной подложкой 100 и первым солнечным элементом 108. Кроме того, фотоэлектрическое устройство может содержать слой зарождения 104, расположенный между указанным буферным слоем 106 и указанной подложкой 102. В одном варианте осуществления второй солнечный элемент 114, например Солнечный Элемент 2, расположен между указанным первым солнечным элементом 108 и указанным контактом 116.
Хотя варианты осуществления данного изобретения были описаны с использованием различных конкретных вариантов осуществления, специалистам в данной области техники будет понятно, что варианты осуществления изобретения могут быть реализованы на практике с изменениями, не выходя за рамки объема и сущности изобретения.
Claims (12)
1. Способ формирования туннельного перехода (112) в структуре (100) солнечных элементов, содержащий
попеременное осаждение вещества Группы III и вещества Группы V на указанной структуре (100) солнечных элементов; и
управление отношением при осаждении указанного вещества Группы III и указанного вещества Группы V.
попеременное осаждение вещества Группы III и вещества Группы V на указанной структуре (100) солнечных элементов; и
управление отношением при осаждении указанного вещества Группы III и указанного вещества Группы V.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что попеременное осаждение вещества Группы III и вещества Группы V дополнительно содержит:
осаждение вещества Группы III на указанной структуре (100) солнечных элементов и
осаждение вещества Группы V после осаждения указанного вещества Группы III.
осаждение вещества Группы III на указанной структуре (100) солнечных элементов и
осаждение вещества Группы V после осаждения указанного вещества Группы III.
3. Способ по п. 1, дополнительно содержащий осаждение указанного вещества Группы III на первый солнечный элемент (108) указанной структуры (100) солнечных элементов.
4. Способ по п. 3, дополнительно содержащий осаждение указанного вещества Группы V на первый солнечный элемент (108) указанной структуры (100) солнечных элементов.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что попеременное осаждение указанного вещества Группы III и вещества Группы V содержит нанесение указанного вещества Группы III или указанного вещества Группы V в течение от около 1 до около 1000 с.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанные вещества Группы III включают по меньшей мере одно из следующих: бор (В), алюминий (Al), галлий (Ga), индий (In) и таллий (Tl).
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанные вещества Группы V включают по меньшей мере одно из следующих: азот (N), фосфор (Р), мышьяк (As), сурьму (Sb) и висмут (Bi).
8. Фотоэлектрическое устройство, включающее:
подложку (102);
первый солнечный элемент (108), расположенный над подложкой (102);
контакт (116), расположенный над первым солнечным элементом (108);
туннельный переход (112), образованный между первым солнечным элементом (108) и контактом (116), и в котором туннельный переход (112) изготовлен методом эпитаксии со стимулированной миграцией (МЕЕ);
буферный слой (106), расположенный между указанной подложкой (102) и указанным первым солнечным элементом (108); и
слой (104) зарождения, расположенный между указанным буферным слоем (106) и указанной подложкой (102).
подложку (102);
первый солнечный элемент (108), расположенный над подложкой (102);
контакт (116), расположенный над первым солнечным элементом (108);
туннельный переход (112), образованный между первым солнечным элементом (108) и контактом (116), и в котором туннельный переход (112) изготовлен методом эпитаксии со стимулированной миграцией (МЕЕ);
буферный слой (106), расположенный между указанной подложкой (102) и указанным первым солнечным элементом (108); и
слой (104) зарождения, расположенный между указанным буферным слоем (106) и указанной подложкой (102).
9. Фотоэлектрическое устройство по п. 8, отличающееся тем, что туннельный переход (112) образован указанным способом МЕЕ при попеременном осаждении веществ Группы III и Группы V.
10. Фотоэлектрическое устройство по п. 9, отличающееся тем, что вещества Группы III содержат по меньшей мере одно из следующих: бор (В), алюминий (Al), галлий (Ga), индий (In) и таллий (Tl).
11. Фотоэлектрическое устройство по п. 9, отличающееся тем, что указанные вещества Группы V содержат по меньшей мере один из следующих: азот (N), фосфор (Р), мышьяк (As), сурьму (Sb) и висмут (Bi).
12. Фотоэлектрическое устройство по п. 8, дополнительно содержащее второй солнечный элемент (114), расположенный между указанным первым солнечным элементом (108) и указанным контактом (116).
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US13/098,122 US20120273042A1 (en) | 2011-04-29 | 2011-04-29 | Method for improving the quality of a tunnel junction in a solar cell structure |
| US13/098,122 | 2011-04-29 | ||
| PCT/US2012/030983 WO2012148618A1 (en) | 2011-04-29 | 2012-03-28 | A method for improving the quality of a tunnel junction in a solar cell structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013152841A RU2013152841A (ru) | 2015-06-10 |
| RU2604476C2 true RU2604476C2 (ru) | 2016-12-10 |
Family
ID=45932551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013152841/28A RU2604476C2 (ru) | 2011-04-29 | 2012-03-28 | Способ повышения качества туннельного перехода в структуре солнечных элементов |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20120273042A1 (ru) |
| EP (1) | EP2702617A1 (ru) |
| JP (1) | JP2014512703A (ru) |
| CN (1) | CN103503167B (ru) |
| RU (1) | RU2604476C2 (ru) |
| WO (1) | WO2012148618A1 (ru) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106098818A (zh) * | 2016-08-26 | 2016-11-09 | 扬州乾照光电有限公司 | 一种锗基砷化镓多结柔性薄膜太阳电池及其制备方法 |
| US10593818B2 (en) * | 2016-12-09 | 2020-03-17 | The Boeing Company | Multijunction solar cell having patterned emitter and method of making the solar cell |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999027587A1 (en) * | 1997-11-26 | 1999-06-03 | Sandia Corporation | High-efficiency solar cell and method for fabrication |
| US6252287B1 (en) * | 1999-05-19 | 2001-06-26 | Sandia Corporation | InGaAsN/GaAs heterojunction for multi-junction solar cells |
| RU2308122C1 (ru) * | 2006-06-05 | 2007-10-10 | Институт физики полупроводников Сибирского отделения Российской академии наук | Каскадный солнечный элемент |
| RU2382439C1 (ru) * | 2008-06-05 | 2010-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Национальная инновационная компания "Новые энергетические проекты" (ООО "Национальная инновационная компания "НЭП") | Каскадный фотопреобразователь и способ его изготовления |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6437060A (en) * | 1987-08-03 | 1989-02-07 | Nippon Telegraph & Telephone | Semiconductor element |
| JPH03235372A (ja) * | 1990-02-10 | 1991-10-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超高効率太陽電池 |
| JPH05201792A (ja) * | 1992-01-27 | 1993-08-10 | Hitachi Ltd | 薄膜結晶製造装置 |
| JPH08162659A (ja) * | 1994-12-06 | 1996-06-21 | Japan Energy Corp | 太陽電池 |
| JPH0964386A (ja) * | 1995-08-18 | 1997-03-07 | Japan Energy Corp | 多接合太陽電池 |
| JPH1012905A (ja) * | 1996-06-27 | 1998-01-16 | Hitachi Ltd | 太陽電池及びその製造方法 |
| JPH1074968A (ja) * | 1996-09-02 | 1998-03-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 太陽電池およびその製造方法 |
| US6380601B1 (en) * | 1999-03-29 | 2002-04-30 | Hughes Electronics Corporation | Multilayer semiconductor structure with phosphide-passivated germanium substrate |
| JP2001111074A (ja) * | 1999-08-03 | 2001-04-20 | Fuji Xerox Co Ltd | 半導体素子及び太陽電池 |
| US7329554B2 (en) * | 2001-11-08 | 2008-02-12 | Midwest Research Institute | Reactive codoping of GaAlInP compound semiconductors |
| 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 |
| US7071407B2 (en) * | 2002-10-31 | 2006-07-04 | Emcore Corporation | Method and apparatus of multiplejunction solar cell structure with high band gap heterojunction middle cell |
| US7812249B2 (en) * | 2003-04-14 | 2010-10-12 | The Boeing Company | Multijunction photovoltaic cell grown on high-miscut-angle substrate |
| CN101373798B (zh) * | 2007-08-22 | 2010-07-21 | 中国科学院半导体研究所 | 倒装双结铟镓氮太阳能电池结构 |
-
2011
- 2011-04-29 US US13/098,122 patent/US20120273042A1/en not_active Abandoned
-
2012
- 2012-03-28 RU RU2013152841/28A patent/RU2604476C2/ru active
- 2012-03-28 CN CN201280020993.8A patent/CN103503167B/zh active Active
- 2012-03-28 JP JP2014508363A patent/JP2014512703A/ja not_active Withdrawn
- 2012-03-28 EP EP12712847.8A patent/EP2702617A1/en not_active Withdrawn
- 2012-03-28 WO PCT/US2012/030983 patent/WO2012148618A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999027587A1 (en) * | 1997-11-26 | 1999-06-03 | Sandia Corporation | High-efficiency solar cell and method for fabrication |
| US6252287B1 (en) * | 1999-05-19 | 2001-06-26 | Sandia Corporation | InGaAsN/GaAs heterojunction for multi-junction solar cells |
| RU2308122C1 (ru) * | 2006-06-05 | 2007-10-10 | Институт физики полупроводников Сибирского отделения Российской академии наук | Каскадный солнечный элемент |
| RU2382439C1 (ru) * | 2008-06-05 | 2010-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Национальная инновационная компания "Новые энергетические проекты" (ООО "Национальная инновационная компания "НЭП") | Каскадный фотопреобразователь и способ его изготовления |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20120273042A1 (en) | 2012-11-01 |
| CN103503167A (zh) | 2014-01-08 |
| WO2012148618A1 (en) | 2012-11-01 |
| CN103503167B (zh) | 2016-09-14 |
| JP2014512703A (ja) | 2014-05-22 |
| RU2013152841A (ru) | 2015-06-10 |
| EP2702617A1 (en) | 2014-03-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| McLaughlin et al. | Progress in indium gallium nitride materials for solar photovoltaic energy conversion | |
| CA2743346C (en) | Combined pn junction and bulk photovoltaic device | |
| CN102388466B (zh) | 光伏电池 | |
| Soga et al. | MOCVD growth of high efficiency current-matched AlGaAsSi tandem solar cell | |
| CN101752444B (zh) | p-i-n型InGaN量子点太阳能电池结构及其制作方法 | |
| RU2604476C2 (ru) | Способ повышения качества туннельного перехода в структуре солнечных элементов | |
| Shi et al. | Polycrystalline silicon thin‐film solar cells: The future for photovoltaics? | |
| US20110048537A1 (en) | Method of fabricating a semiconductor junction | |
| Lu et al. | Improving GaP solar cell performance by passivating the surface using AlxGa1-xP epi-layer | |
| CN101853889B (zh) | 用于光伏器件的多频带半导体组合物 | |
| CN103367480B (zh) | GaAs隧道结及其制备方法 | |
| CN105355668A (zh) | 一种具有非晶态缓冲层结构的In0.3Ga0.7As电池及制备方法 | |
| Hudait et al. | High-performance In/sub 0.53/Ga/sub 0.47/As thermophotovoltaic devices grown by solid source molecular beam epitaxy | |
| JPH11103080A (ja) | 太陽電池 | |
| Onton | Compound semiconductor alloys | |
| KR101464086B1 (ko) | 다중접합 화합물 태양전지 구조 | |
| Yu et al. | Photovoltaic performance of lattice-matched gallium indium arsenide/germanium stannide dual-junction cell | |
| Späh et al. | n‐ZrS3/p‐WSe2 heterojunctions | |
| Jons | Doped 3C-SiC Towards Solar Cell Applications | |
| Saeed et al. | AFORS-HET-based numerical exploration of tunnel oxide passivated contact solar cells incorporating n-and p-type silicon substrates | |
| JPH10135494A (ja) | 太陽電池 | |
| Li et al. | Growth of tellurium doped ultra-broadband tunnel junction for the next generation 5J solar cell | |
| JPS60218880A (ja) | ＩｎＰ太陽電池 | |
| JPS6214110B2 (ru) | ||
| Konagai | Present Status and Future Prospects of Polycrystalline Thin-Film Solar Cells in Japan |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HZ9A | Changing address for correspondence with an applicant |