TW201041175A - Inverted multijunction solar cells with group IV/III-V hybrid alloys - Google Patents

Inverted multijunction solar cells with group IV/III-V hybrid alloys Download PDF

Info

Publication number
TW201041175A
TW201041175A TW099107003A TW99107003A TW201041175A TW 201041175 A TW201041175 A TW 201041175A TW 099107003 A TW099107003 A TW 099107003A TW 99107003 A TW99107003 A TW 99107003A TW 201041175 A TW201041175 A TW 201041175A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
layer
subunit
solar
band gap
unit
Prior art date
Application number
TW099107003A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI482300B (zh
Inventor
Paul Sharps
Fred Newman
Original Assignee
Emcore Solar Power Inc
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 Emcore Solar Power Inc filed Critical Emcore Solar Power Inc
Publication of TW201041175A publication Critical patent/TW201041175A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI482300B publication Critical patent/TWI482300B/zh

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
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic System
    • H01L31/1812—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic System including only AIVBIV alloys, e.g. SiGe
    • 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier 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
    • H01L31/04—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 at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier 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
    • 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier 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
    • H01L31/0693—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 at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 the devices including, apart from doping material or other impurities, only AIIIBV compounds, e.g. GaAs or InP 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
    • H01L31/04—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 at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L31/072—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 at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN heterojunction type
    • H01L31/0725—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
    • H01L31/04—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 at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L31/072—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 at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN heterojunction type
    • H01L31/0735—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 at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN heterojunction type comprising only AIIIBV compound semiconductors, e.g. GaAs/AlGaAs or InP/GaInAs 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
    • 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
    • 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
    • H01L31/1852—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 a growth substrate not being an AIIIBV compound
    • 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
    • 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

Description

201041175 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於半導體裝置之領域及其製作製程及裝置， 諸如基於IV/III-V族混合半導體化合物之多接面太陽能單 元。 【先前技術】 已主要藉由矽半導體技術提供來自光伏打單元（亦稱作 太陽能單元）之太陽能電力。然而，於過去數年中，大量 製造用於太空應用之III-V族化合物半導體多接面太陽能單 元已加速此技術不僅用於太空中而且用於陸地太陽能電力 應用之發展。與矽相比，儘管III-V族化合物半導體多接面 裝置之製造更趨於複雜，但其具有更高之能量轉換效率且 通常更抗輻射。典型之商用III-V族化合物半導體多接面太 陽能單元在一個太陽、0氣團（ΑΜ0)照明條件下具有超過 27%之能量效率，而即使是最有效之矽技術在相當之條件 下通常僅達至約1 8%之效率。在高太陽能集中（例如，500 倍）之情況下，市售III-V族化合物半導體多接面太陽能單 元在陸地應用（AM處於1.5D)中具有超過37%之能量效率。 與矽太陽能單元相比，III-V族化合物半導體太陽能單元之 更高轉換效率係部分地基於通過使用具有不同帶隙能量之 複數個光伏打區域實現入射輻射之光譜分離及累積來自該 等區域中之每一者之電流之能力。 在衛星及其他太空相關之應用中，一衛星電力系統之大 小、質量及成本依賴於所使用之太陽能單元之功率及能量 146857.doc 201041175 轉換效率。換言之，有#鱼 、載之大小及機載服務之可用性 與所挺供之功率晋$ +办，丨 m , 。口此，隨著有效負載變得更加 成热，一太陽能垔开夕.套必，i 早凡之功率對重量比變得越來越重要，且 越發關注具有高效率及彳晳θ 又丰及低貝I之重量較輕'「薄膜」型太 陽能單元。 典型之IIIW族化合物半導體太陽能單元以垂直、多接面 結構製作於一半導I# a胃μ 牛導體θ曰囫上。然後，將個別太陽能單元或 晶圓安置成水平陣列中個別太陽能單it以-串聯電路 方式連接在-起。—陣列之形狀及結構以及其包含之單元 數目部分地取決於所期望之輸出電壓及電流。 反轉生長製程（例如，在例如M w.萬拉斯（M.W. WanlaSS)等人之「Lattice Mi_tched Approaches for High Performance, III-V Photovoltaic Energy Converters, (2005 年IEEE出版社，潰⑷月3日至7日召開之第3i^eee光 伏打專家會議之會議學報）中所述之基於m_v族化合物半 導體層之反轉變質多接面太陽能單元結構之製作中所例 示）為未來商用高效率太陽能單元之發展提出一重要概念 性起點。 【發明内容】 簡要且概括地，本發明提供一種製造一太陽能單元之方 法，其包括：提供一生長基板；在該生長基板上沈積包含 形成一太陽能單元之IV/III-V族混合合金之半導體材料層 之一序列；及移除該半導體基板。 於另一態樣中，本發明提供一種製造一太陽能單元之方 146857.doc 201041175 法’其包括：提供一半導體生長基板；在該半導體生長基 板上沈積形成一太陽能單元之半導體材料層之一序列，其 包含由GeSiSn構成之至少一個層及生長在該GeSiSn層上方 . 由Ge構成之一個層；在該序列之層上方施加一金屬接觸 ^ 層，及直接在該金屬接觸層上方施加一支撐部件。 於另一態樣中’本發明提供一種多接面太陽能單元，其 包含··由InGaP或InGaAlP構成且具有一第一帶隙之一第一 ❾ 太險月b子單元，由GaAs、InGaAsP或InGaP構成且安置在 該第一太陽能子單元上方之一第二太陽能子單元，其具有 一小於該第一帶隙之第二帶隙且與該第—太陽能子單元晶 格匹配；及由GeSiSn構成且安置在該第二太陽能子單元上 方之一第二太陽能子單元，其具有小於該第二帶隙之一第 三帶隙且相對於該第二子單元晶格匹配。 本發明之一些實施方案可併入或實施上述發明内容中所 提及之各個態樣及特徵中之數者。 〇 ㈣此揭示内容（包含下文詳細說明）以及藉由實踐本發 明’熟習此項技術者將明瞭本發明之額外態樣、優點及新 穎特徵。雖然下文係參照較佳實施例來闡述本發明，但應 瞭解，本發明並不限於此。熟習此項技術者通過閱讀本文 中之教示將會認識至本發明在其他領域中之額外應用、修 改及實施例，此等應用、修改及實施例均屬於本文所揭示 並請求之發明範傳内且本發明對於此等應用、修改及實施 例可具有實用性。 【實施方式】 146857.doc 201041175 現在將闡述本發明之細節，包含其實例性態樣及實施 例。參照圖式及下文說明，相同之參考編號用於識別相同 3戈功能上相似之元件，且意在以—高度簡化之圖示方 解說明實例性實施例之主要特徵。此外，料圖式既不打 算緣示實際實施例Μ —特徵，亦不打算繪示料示元件 之相對尺寸，且此等圖式並非按比例縿製。 製作一反轉多接面太陽能單元之基本概念係在—基板上 以-「逆向」順序生長太陽能單元之子單元。亦即，首先 直接在I導體生長基板（例如珅化鎵或鍺）上蟲晶生長通 常將係面向太陽能輻射之「頂部」子單元之高帶隙子：元 (亦即，具有介於i 8至2丨eV範圍中之帶隙之子單元），且 :類子單元因此與此基板晶格匹配。然後，可在高帶隙子 早兀上生長一或多個較低帶隙中間子單元（亦即，具有介 於1.2至1.8 eV範圍中之帶隙）。 在中間子皁儿上方形成至少一個較低子單元，以使得該 至少一個較低子單元相對於生長基板大致晶格匹配且使得 该至少一個較低子單元具有一第三較低帶隙（亦即，介於 〇.7，至。…範圍中之一帶隙)。然後，將一替代基板或 支撐結構附接至「底部」或較低子單元’或在言亥「底部」 或較低子單元上方提供—替代基板或支撐結構，且隨後移 ^生長半導體基板。（然後該生長基板可再用於一第二太 陽能單元及後續太陽能單元之生長）。 /冉為反轉變質多接面太陽能單元之一反轉多接面太陽能 早兀類型之各種不同特徵及態樣係揭示於第12/401,189號 146857.doc 201041175 美國專利申請案及該申請案 特徵中之一此# # ” 相關申請案中。此類 二特錢所有特 單元相關聯之結構及製程中。3在與本發明之太陽能 半導體結構中之層之a故〜 定適當反應，生二“數及電特性較佳地係藉由規 及心： 及時間且藉由使用適當化學組合物 及穋雜劑來控制。使用_ 卞口切 氣相石… 虱相沈積方法(諸如，有機金屬 轧相秘晶（OMVPE)、金屬有機 友 屬 ❹ 〇 八i由石s 機化子軋相沈積（MOCVD)、 刀子束磊日日（MBE)或用於逆向生 - ., , ^ 玍長之其他軋相沈積方法）可 +導體結構中形成單元之層能夠生長有所需厚产、 元素組合物、換雜劑濃度及粒度和傳導性類厚度 圖2 A續·示根據本發明一篦—與社/丨丄 弟實施例當在一 GaAs生長基 按序形成三個子單元A、B及C之後的多接面太陽能單 冗。更特定而言’圖中顯示—基板m，其較佳係石申化録 吻Μ ’但亦可係、鍺（Ge)或其他適合材料。料咖而 ,，基板較佳係一 15。切餘之基板，亦即，其表面朝向 ⑴1)A平面偏離⑽）平面15。定向，如細年翊^日提出 申哨之第12/〇47,944號美國專利申請案中更全面地闡述。 亦可使用其他替代生長基板，例如，細8年η月^曰提出 申請之第12/337，G14號美國專财請案中所述。 在一Ge基板之情況下，在基板1〇1上直接沈積一成核層 (未顯不）。在基板上，或在成核層上方（在一 Ge基板之情況 下），進—步沈積一緩衝層102及一蝕刻停止層1〇3。在 GaAS基板之情況下，緩衝層102較佳係GaAs。在Ge基板之 情況下，緩衝層102較佳係inGaAs。然後在層103上沈積一 146857.doc 201041175
GaAs接觸層104，並在該接觸層上沈積一…型AUnp窗層 1 05。然後，在©層105上磊晶沈積由—n+發射極層i 〇6及 一P型基極層107構成之子單元A。子單元A通常與生長基 板10 1晶格四配。 應注意，多接面太陽能單元結構可由週期表中所列之m 至V族元素之滿足晶格常數及帶隙要求之任何適當組合形 成’其中III族包含棚（B) '鋁（A1)、鎵（Ga)、銦（111)及鉈 (T)。IV族包含碳（C)、矽（Si)、鍺（Ge)及錫（Sn)。V族包含 氮（N)、磷（P)、砷（As)、銻（sb)及 M(Bi)。 於一個較佳實施例中，發射極層106係由InGa(A1)p構成 且基極層107係由InGa(Al)P構成。前述式中括號内之銘或 A1項意指A1係一可選成分，且在本發明各種實施例中之此 示例中可以介於自0〇/。至30〇/〇範圍之一量使用。將結合圖16 來論述根據本發明一項實施例之發射極及基極層i 〇6及i 〇7 之換雜分佈。 在完成根據本發明將在下文闡述之製程步驟之後，子單 元A將最終變成反轉多接面結構之「頂部」子單元。 在基極層1 07頂部上，沈積一背表面場（「BSF」）層 1〇8(較佳地p+ AlGalnP)且使用該層來減少重组損失。 BSF層108自基極/BSF界面表面附近之區域驅動少數載 子，以使重組損失效應最小化。換言之，—BSF層ι〇8減少 太陽能子單元A背側處之重組損失且因此減少基極中之重 組。 在BSF層108之頂部上，沈積形成一隧道二極體（亦即， 146857.doc 201041175 將子單元A連接至子單元B之一歐姆電路元件）之重摻雜卩型 及η型層l〇9a及109b之一序列。層i〇9a較佳地由p++ AlGaAs構成，且層i〇9b較佳地由n++InGaP構成。 在隧道二極體層109之頂部上，沈積一窗層11〇，其較佳 係n+ InGaP，但亦可使用其他材料。更大體而言，子單元 B中所使用之窗層110運作以減少界面重組損失。熟習此項 技術者應明瞭，可在不背離本發明範疇之前提下在該單元 0 結構中添加或刪除一（或多個）額外層。 在窗層110之頂部上，沈積子單元B之各個層：n+型發射 極層ill及p型基極層112。此等層較佳地分別由InGap& GaAs構成（針對— GaAs基板），但亦可使用與晶格常數及帶 隙要求相一致之任何其他適合材料。因此，於其他實施例 中子單元 B 可分別由一 GaAs、GalnP、GalnAs、GaAsSb 或 GaInAsN 發射極區域及一 GaAs、GalnAs、GaAsSb 或 GalnAsN基極區域構成。將結合圖16論述在根據本發明之 ◎ 各種實施例中之層111及112之摻雜分佈。 於本發明之某些實施例中，類似於第12/023,772號美國 專利申凊案中所揭示之結構，中間子單元可係具有一 InGaP發射極之一異質結構且其窗自ΐηΑιρ轉換至ΐη(^ρ。 .此修改可消除在中間子單元之窗/發射極界面處之折射率 不連續性。而且’於某些實施例中，窗層110可較佳地比 發射極111更多地被摻雜以使Fami位準向上移動至靠近傳 、帶且因此在® /發射極界面處產生帶彎曲，從而導致 將少數載流子限定至發射極層。 146857.doc 201041175 於本發明較佳實施例巾之_者_，巾間子單元發射極具 有等於頂部子單元發射極之一帶隙，且底部子單元發射極 具有大於中間子單元基極之帶隙之一帶隙。因&，在製作 太陽能並實施及運作之後，中間子單元B或底部子單元c 之發射極皆將不曝露至可吸收輻射。 在單元B及C之基極中將吸收表示可吸收輻射之大致所 有光子，該等基極具有比發射極窄之帶隙。因此，使用異 質接面單元之優點係··⑴將改進兩個子單元之短波長回 應，及（U)在較窄帶隙基極中更有效地吸收及收集大部分 輕射。該效應將增加短路電流jsc。 在基極層上方，沈積—卿層113，其較佳係Μ AlGaAs。8”層113與BSF層1〇8執行相同功能。 在BSF層113上方分別沈積類似於層1〇9a/l〇9b之p++/n++ 隧道二極體層114a&114b，形成將子單元B連接至子單元c 之一歐姆電路元件。層114碰佳係由P++ GeSiSn構成且層 11413較佳係由1!++(^8丨811構成。 然後，在随迢一極體層114bjL方沈積較佳由型Μ· 構成之-窗層115。此窗層運作以減少子單元c中之重組損 ,。熟習此項技術者應明瞭’可在不背離本發明範嘴之前 k下在單元結構中添加或刪除額外層。 在窗層115之頂部上，沈積子單元c之若干層：η+發射極 層116及ρ型基極層U7。此等層較佳地分別由型g⑻^ 及P型GeSiSn構成，或對於一異質接面單元而言分別由 型及P型構成，但亦可使用與晶格常數及帶隙要求相一致 146857.doc 201041175 之其他適合材料。在子單元c令形成接面可藉由將 擴放至GeSiSn層令來實施。將結合圖16論述層⑴及⑴之 推雜分怖。 • 、第只施例中之5亥序列之太陽能子單元之帶隙較佳地約
- 為對於頂4子單元入為i·85 eV，對於子單元B為1.42 eV 且對於子單元C為1.03 eVe 如結合圖3將論述，可在子單元C之基極層117頂部上沈 ❹ 積一 BSF層（較佳地由P+型GeSiSn構成），該BSF層與BSF層 108及113執行相同功能。 將以對圖3及後續圖之說明為開始來闡述對製作圖2八之 實施例中之太陽能單元之後續處理步驟之說明。同時，將 闡述多接面太陽能單元半導體結構之其他實施例。 圖2 B繪示根據本發明一第二實施例當在一 G a A s生長基 板上按序形成四個子單元A、B、C&D之後的多接面太陽 月b單元。更特定而言，圖中顯示一基板丨〇丨，其較佳係砷 〇 化録（GaAs) ’但亦可係鍺（Ge)或其他適合材料。對於GaAs 而言，該基板較佳係一 15。切餘之基板，亦即，其表面朝 向（111 )A平面偏離（1〇〇)平面15。定向，如2〇〇8年3月η曰提 出申叫之第12/047,944號美國專利申請案中更全面地闡 . 述。亦可使用其他替代生長基板，諸如2〇〇8年12月17曰提 出申請之第12/337,014號美國專利申請案中所述。 在圖2B之貫施例中之層1 〇 1至117之組合物類似於在圖 2 A之實施例中所述之彼等層之組合物，但可具有不同之元 素組合物或摻雜劑濃度，且此處將不進行重複。 146857.doc 201041175 於圖2B之實施例中’在子單元c之基極層11 7頂部上沈 積較佳由p+型GeSiSn構成之一BSF層118，該BSF層與BSF 層108及113執行相同功能。 在BSF層118上方分別沈積類似於層1〇9a/1〇9b及 114a/114b之P++/n++隧道二極體層n9a&U9b，形成將子 單tcC連接至子單元D之一歐姆電路元件。層n9a較佳係 由P++ GeSiSn構成，且層119b較佳係ώη++ GeSiSn構成。 然後，在隧道二極體層丨丨外上方沈積較佳係由n+型 GeSiSn構成之一窗層12〇。此窗層運作以減少子單元d中之 重組損失。熟習此項技術者應明瞭，可在不背離本發明範 疇之珂提下在單元結構中添加或删除額外層。 在窗層120頂部，沈積子單元D之若干| : n+發射極 層21及p5L基極層122。此等層較佳地分別由n+型&及p型 Ge構成’但亦可使用與晶格常數及帶隙要求相—致之其他 I材料在子單元c中形成接面可藉由將As及p擴散至
GeSiSn層中來實祐。t λ ^ 將、、’σ e圖1 6論述在一項實施例中層 121及122之摻雜分佈。
ii5C , σ国娜述，在子單元D之頂部上沈積較 係由 ρ+型 GeSiSnM # >
冓成之一BSF層123，該BSF層與BSF 1〇8、113及118執行相同功能。 t第二實施财之該序狀太陽能子單元之帶隙較佳 約為：對於頂部子 丁早πΑ為ι·85 eV，對於子單元B為1 eV’對於子單元Γ 為.03 eV且對於頂部子單元〇為〇 eV 〇 146857.doc 201041175 將以對圖3及後續圖之說明為開始來闡述對製作在圖2B 之實施例中之太陽能單元之後續處理步驟之說明。同時， 將闡述多接面太陽能單元半導體結構之其他實施例。 圖2C繪示根據本發明另一實施例當在一 ^^生長基板 • 上按序形成五個子單元A、B、C、D&E之後的多接面太陽 忐單7Ό。更特定而言，圖中顯示—基板1〇1，其較佳係砷 化鎵（GaAs)，但亦可係鍺（Ge)或其他適合材料。 ❹ 基板101至層105及層114&至i23之組合物及說明大致類 似於結合圖2B之實施例所述之彼等層，但具有不同元素組 合物或摻雜劑濃度以導致不同帶隙，且此處不需進行重 複。特定而言，於圖2C之實施例中，子單元A之帶隙可約 為2.05 eV，且子單元B之帶隙可約為16 eV。 轉至圖2C中所繪示之實施例，在窗層丄〇5之頂部上，沈 積子單元A之若干層：n+發射極層1〇63及卩型基極層丨^〜。 此等層較佳地分別由n+型構成，但 〇 亦可使用與晶格常數及帶隙要求相一致之其他適合材料。 子單元A較佳地具有一約為2.05 eV之帶隙。 在基極層107a之頂部上沈積_較佳係p+ A1GaInp之背表 ' 面場（「BSF」）層1〇8且將其用於減少重組損失。 - BSF層1〇8自基極/BSF界面表面附近之區域驅動少數載 流子，以使重組損失效應最小化。換言之，一 BSF層ι〇8減 少太陽能子單元A背側處之重組損失且因此減少基極中之 重組。 在BSF層108頂部上，沈積形成一隧道二極體（亦即，將 146857.doc .13· 201041175 子單元A連接至子單元B之一歐姆電路元件）之重摻雜p型及 η型層l〇9c及109d之一序列。層109c較佳係由p++八1(?_ 構成’且層109d較佳係由n++(Al)InGaP構成。 在隧道二極體層l〇9e/l〇9d之頂部上，沈積一窗層11〇， 其較佳係n+ InGaP，但亦可使用其他材料。更大體而言， 子單元B中所使用之窗層11〇運作以減少界面重組損失。熟 習此項技術者應明瞭，可在不背離本發明範疇之前提下在 該單元結構中添加或刪除一（或多個）額外層。 在窗層110之頂部上，沈積子單元3之若干層：n+型發射
極層111a及p型基極層112a。此等層較佳地分別由hGaAsP 及—構成’但亦可使用與晶格常數及帶隙要求相一 致之任何其他適合材料。子單元B較佳地具有一約為k6 eV之帶隙。將結合圖16論述在一項實施例中之發射極及基 極層之摻雜分佈。 在基極層H2a之頂部上，沈積較佳係p+ 之—背 表面場（「BSF」）層113,且將其用於減少重組損失。 #B_113a之頂部上’沈積形成—隧道二極體之重換 雜P型及n型層叫及⑽之-序列。層ma至123大致類 似於結合圖2B之實施例所述之彼等層，但具有不同元素組 合物或摻雜劑濃度以導致不同帶隙。此實_中之該序列 之太陽能子單元之帶隙較佳地約為：對於子單元⑽ 1.24 eV且對於子單元D為〇 % ev。 二子單元。之基極層122之頂部上，沈積—較佳係p+ …之背表面場（「BSFj)層123，且將其用於減少重組 146857.doc •14- 201041175 損失。 在BSF層123之頂部上，沈積形成一隧道二極體（亦即， 將子單元D連接至子單元E之一歐姆電路元件）之重摻雜p型 • 及11型層12物及12仆之一序列。層124a較佳係由p+ +
GeSiSn構成，且層124b較佳係由n++ GeSiSn構成。 在隧道二極體層124a/124b之頂部上，沈積一窗層125， 其較佳係n+ GeSiSn，但亦可使用其他材料。更大體而 0 5，在子單元E中所使用之窗層125運作以減少界面重組損 失。熟習此項技術者應明瞭，可在不背離本發明範疇之前 提下在該單元結構中添加或刪除一（或多個）額外層。 在窗層125之頂部上，沈積子單元£之若干層：n+型發射 極層126及p型基極層127。此等層較佳係由以構成，但亦 可使用與晶格常數及帶隙要求相一致之任何其他適合材 料。可藉由將As及P擴散至Ge層中來實施在子單元E中形 成接面。將結合圖16論述在一項實施例中之層！ 26及127之 Q 摻雜分佈。子單元E較佳地具有一約為0.73 eV之帶隙。 如將結合圖3論述，然後在子單元e之頂部上沈積一較佳 由P+型GeSiSn構成之BSF層128 ’該BSF層與BSF層108 ' ’ 113a、11 8及123執行相同功能。 -此實施例中之該序列之太陽能子單元之帶隙較佳地約 為：對於頂部子單元A為2.05 eV，對於子單元]5為1 6 eV 且對於子單元C為1·24 eV、對於子單元d為O.95 eV且對於 子單元E為0.73 eV。
將以對圖3及後續圖之說明為開始來闡述對製作在圖2C 146857.doc -15- 201041175 之實施例中之太陽能單元之後續處理步驟之說明。同時， 將闡述多接面太陽能單元半導體結構之其他實施例。 圖2D繪示根據本發明另一實施例當在一 GaAs生長基板 上按序形成六個子單元A、B、C、D、E及F之後的多接面 太％此單元。更特定而言，圖中顯示一基板1 01，其較佳 係砷化鎵（GaAs)，但亦可係鍺（Ge)或其他適合材料。 基板101及層102至11〇及層120至128之組合物及說明大 致類似於結合圖2C之實施例所述之彼等層，但具有不同元 素組合物或摻雜劑濃度以導致不同帶隙，且此處不需進行 重複。 轉至圖2D中所繪示之實施例，在窗層丨1〇之頂部上，沈 積子單τοΒ之若干層：n+型發射極層mb&p型基極層 112b。此等層較佳地分別由n+型匕〜卩及卩型“以？構成， 但亦可使用與晶格常數及帶隙要求相一致之任何其他適合 材料。子單元B較佳地具有一約為]l w 之帶隙。 在基極層112b之頂部上，沈積一較佳係对AmaAs之背 表面場（「BSF」）層ll3b，且將其用於減少重組損失。 在BSF層113b之頂部上，沈積形成一隨道二極體（亦即， 將子單元B連接至子單元C之—歐姆電路元件）之重捧雜㈣ 及η型膚me及u4d之一序列。層U4c較佳係由州 AlGaAs構成，且層114d較佳係由n++AiGainp構成。 在随道二極體層114c/114d之頂 九積一窗芦 心，其較佳係n+ InA1P，但亦可使用其他材料。更大二 而言，子單元C中所使用之窗層心運作以減少界面重: 146857.doc 16 201041175 損失。熟習此項技術者應明瞭，可在不背離本發明範B壽之 前提下在該單元結構中添加或刪除一（或多個）額外層。 在窗層115a之頂部上’沈積子單元c之若干層：n+型發 • 射極層U6a及p型基極層117a。此等層較佳地分別由心型
InGaAsP及p型InGaAsP構成，但亦可使用與晶格常數及帶 隙要求相一致之任何其他適合材料。子單元C較佳地具有 一約為1.42 eV之帶隙。 0 在基極層1173之頂部上，沈積一較佳係p+ AlGaAs之背 表面場（「BSF」）層118a，且將其用於減少重組損失。 在BSF層118a之頂部上，沈積形成一隧道二極體（亦即， 將子單元C連接至子單元d之一歐姆電路元件）之重摻雜p型 及η型層119c及119d之一序列。層119(；較佳係由p++ AlGaAs或GeSiSn構成’且層119d較佳係由n++ ^心或 GeSiSn構成。 在隧道二極體層119c/n9d之頂部上，沈積一窗層12〇， 〇 其較佳係n+ GeSiSn，但亦可使用其他材料。更大體而 言，子單元D中所使用之窗層12〇運作以減少界面重組損 ^。熟習此項技術者應明目奢，可在不背離本發明範疇之前 提下在該單元結構中添加或刪除一（或多個）額外層。如上 . 文提及，層120至128大致類似於結合圖2C之實施例所述之 彼等層，但其具有不同元素組合物或摻雜劑濃度以導致不 同π隙，且此處不需進行重複。因此，於此實施例中，子 單元D較佳地具有一約為1.13 eV之帶隙，且子單元Ε較佳 地具有一約為〇·9ΐ ev之帶隙。 146857.doc •17- 201041175 在由P型GeSiSn構成之BSF層128之頂部上，沈積形成— 隧道二極體(亦即，將子單元E連接至子單元F之—歐姆電 路兀件）之重摻雜P型及η型層129a及129b之一序列。層 ㈣較佳係由p++⑽如構成且層咖較佳係由二 GeSiSn構成。 在隧道二極體層129a/129b之頂部上 '、 m /w ijU ^ :較佳n+ GeSiSn，但亦可使用其他材料。更大體而 。，單tgF中所使用之窗層13〇運作卩減少界面重組損 ,。熟習^項技術者應明瞭，可在Η離本發明範脅之前 提下在该早π結構中添加或刪除—（或多個）額外層。 在_層130之頂部上，沈積子單元F之若干層：
Lr；p：：^132^ 構成’但亦可使用與晶格常數及帶隙要求相-致之任 何其他適合材料。子單Μ較佳地具有一約為〇 7…帶 :雜=合圖Μ論述在—項實施例中之發射極及基極層之 如將結合圖3論述，於德力工留一 ρ ,, 、、、後在子早几F之頂部上沈積一較佳 由P+型GeSiSn構成之丑沾層133， f …5亥 BSF層與 BSI^ 1〇8、 113a、1丨8、123及128執行相同功能。 此實施例中之該序列之太 & ^ 平兀 < 咿隙較佳地約 為.對於頂部子單元八為215 eV， eV，H血 對於子早兀B為1.74 且對於子皁兀C為1.42 eV，對 對於子單元EAO W v '子早几D為KI3 eV， 于早兀E為0.9i eV，且對於子單元f_7。
將以對圖3及後續圖之說明A
兄月為開始來闡述對製作在圖2D I46857.doc 201041175 之實％例中之太陽能單元之後續處理步驟之說明。同時， 將闊述多接面太陽能單元半導體結構之再一項實施例。 圖2E繪示根據本發明另一實施例當在GaAs生長基板上 按序形成七個子單元A、B、C、D、E、F及G之後的多接 • 面太陽能單元β更特定而言，圖中顯示一基板101，其較 佳係砷化鎵（GaAs) ’但亦可係鍺（Ge)或其他適合之材料。 基板101及層102至n8a及層125至133之組合物及說明大 ❹ 致類似於結合圖2D之實施例中所述之彼等層，但具有不同 几素組合物或摻雜劑濃度以導致不同帶隙，且此處不需進 仃重複。特定而言，在圖2E之實施例中，子單元c之帶隙 可約為1.6 eV，且在該序列之層125至133中，子單元£之 帶隙可約為1.13 eV，且子單元!^之帶隙可約為〇 91 eV。 轉至圖2E中所繪示之實施例，在由AmaAs構成之bsf層 11 8a之頂部上，沈積形成一隧道二極體（亦即，將子單元匸 連接至子單元D之一歐姆電路元件）之重摻雜p型及η型層 〇 1196及119£之一相。層119續佳係由P++ AlGaAs構成且 層119f較佳係由n++ InGap構成。 在隨道二極體層1196/11攸頂部上，沈積一窗層ma， - 其較佳係n+ InAiP，但亦可使用其他材料。更大體而言， . 子單700中所使用之窗層120a運作以減少界面重組損失。 熟習此項技術者應明瞭，可在不背離本發明範脅之前提下 在δ亥單元結構中添加或刪除一（或多個）額外層。 在窗層UOa之頂部上’沈積子單元〇之若干層：η+型發 射極層⑵心型基極層122ae此等層較佳地分別由㈣ 146857.doc -19- 201041175 可使用與晶格常數及帶隙要求 。子單元D較佳地具有一約為
GaAs及p型GaAs構成，但亦 相一致之任何其他適合材料 1.42 eV之帶隙。 在基極層咖之頂部上，沈積_較佳係ρ+ αι_之背 表面場（「BSF」）層123a’且將其用 在一之頂部上，沈積形成—随道 將子早心連接至子單元£之_歐姆電路元件）之重推雜p型 及η型層心及⑽之一序列。層叫較佳係由p++ GeSiSn或A1GaAs構成，且層以牝較佳係由η++ 或
GaAs構成。 在隧道二極體層129(1/1296之頂部上，沈積一窗層13〇, 其係由n+型GeSiSn構成。如上文提及，層125至133大致類 似於結合圖2D之實施例中所述之彼等層，但其具有不同元 素組合物或摻雜劑濃度以導致不同帶隙，且此處不需進行 重複。因此，於此實施例中，子單元£較佳地具有一約為 1.Π eV之帶隙，且子單元F較佳地具有一約為〇91 eV之帶 隙。 再次轉至圖2E中所繪示之實施例，在由GeSiSn構成之 BSF層133之頂部上，沈積形成一隧道二極體（亦即，將子 單元F連接至子單元G之一歐姆電路元件）之重摻雜p型及η 型層134a及134b之一序列。層134a較佳係由p++ GeSiSn構 成且層134b較佳係由n++ GeSiSn構成。 在隧道二極體層134a/134b之頂部上，沈積一窗層135， 其較佳係n+ GeSiSn，但亦可使用其他材料。更大體而 146857.doc -20- 201041175 言，，單元G中所使用之窗層135運作以減少界面重組損 =熟習此項技術者應明瞭’可在不背離本發明範疇之前 提下在該單元結構令添加或刪除一（或多個）額外層。 . 在窗層135之頂部上，沈積子單元G之若干層：&型發 Μ極層136及p型基極層137。此等層較佳地分別由奸型 GeSiSn及p型GeSiSn構成’但亦可使用與晶格常數及帶隙 要求相一致之任何其他適合材料。子單元G較佳地具有一 ❹’約為0,73 eV之帶隙。將結合圖16論述在一項實施例中之發 射極及基極層之摻雜分佈。 圖3係圖2A、2B、2C、2D或2E之實施例中之任一者之太 陽旎單兀結構之高度簡化橫截面視圖，其繪示太陽能單元 結構之頂部BSF層，在此圖3及後續圖中將該頂部BSF層重 新標示為沈積在最後沈積之子單元之基極層上方之BSF層
146。因此’ BSF層146表示分別結合圖2A、2B、2C、2D 或2E所繪示及闡述之BSF層118、123、128、133或138。 〇 圖4係圖3之太陽能單元在下一製程步驟之後的一橫截面 視圖’在該下一製程步驟中’在BSF層146上沈積一較佳由 一適合之P++型材料構成之高帶隙接觸層147。沈積在一多 ' 接面光伏打單元中之最低帶隙光伏打子單元之底部（未被 • 照明）側上之此接觸層147可經適當調配以減少對穿過該單 元之光之吸收’以使得（i)在該接觸層下方（亦即，朝向未 被照明側）之隨後沈積之歐姆金屬接觸層亦將充當一鏡面 層，且（ii)不必選擇性地蝕刻掉接觸層來防止在該層中之 吸收。 146857.doc •21 · 201041175 熟習此項技術者應明瞭’可在不背離本發明範疇之前提 下在該單元結構中添加或刪除—（或多個）額外層。 圖4進一步緣不其中在P + +半導體接觸層147上方沈積— 金屬接觸層148之下一製程步驟。該金屬較佳係金屬層 Ti/Au/Ag/Au或Ti/Pd/Ag之序列，但亦可使用其他適合序列 及材料。 所選取之金屬接觸方案係在用以活化歐姆接觸之熱處理 之後具有與半導體之一平坦界面之金屬接觸方案。完成此 方案以使得（1)不必在金屬接觸區中沈積並選擇性地蝕刻將 金屬與半導體分離之介電層；及（ii)該接觸層在所關注波 長範圍上係鏡面反射的。 圖5係圖4之太陽能單元在下一製程步驟之後的一橫戴面 視圖，在該下一製程步驟中’在金屬接觸層148上方沈積 一接合層149。在本發明之—項實施例中，接合層149係一 黏合劑，較佳係Wafer Bond(由美國密蘇裏州羅拉市之布 魯爾科技有限公司（Brewer Science，Inc , R〇lla，M〇 )製 造），但亦可使用其他適合接合材料。 在下一製程步驟中，在接合層上方附接一替代基板 15〇,較佳係藍寶石。另一選擇係，替代基板可係GaAs、
Ge或Si或其他適合材料。替代基板15〇較佳地厚度約係 密耳，且在其中將要移除該替代基板之實施例之情況下， 其打有間隔為4疆、直徑約為1咖之孔，以有助於隨後移 除黏合劑及基板。 圖6A係圖5之太陽能單元在下—製程步驟之後的一橫截 146857.doc -22- 201041175 面視圖’在該下一製程步驟中藉由研磨、磨削及/或蝕刻 步驟之一序列（其中移除基板101及緩衝層102)來移除原始 基板。一特定#刻劑之選取相依於生長基板。於某些實施 例中’可藉由一蟲晶剝離製程移除基板1〇1 ’例如2〇〇9年2 月9曰提出申请之第12/367,991號美國專利申請案，且該申 請案以引用之方式併入本文中。 s圖6B係圖6A之具有替代基板15〇在圖之底部之定向之太 0 陽此單凡之一橫截面視圖。此應用中之後續圖將採取該定 向。 圖7係圖6B之太陽能單元在下一製程步驟之後的一橫截 面視圖，在該下一製程步驟中由一Hcl/H2〇溶液移除蝕刻 停止層103。 圖8係圖7之太陽能單元在下一製程步驟序列之後的一橫 截面視圖，在該下一製程步驟序列中，將一光姓劑層（未 .4不)置於半導體接觸層工〇4上方。借助一遮罩以微影方式 〇 圖案化該光蝕劑層以形成柵格線5〇1之位置，移除光蝕劑 層之其中將要形成柵格線之部分’且然後藉由蒸氣或類似 製程將-金屬接觸層既沈積至光姓劑層上方又沈積至光姓 中之其中將要形成柵格線之開中。然後，剝離覆蓋接 觸層104之光蝕劑層部分以留下完成之金屬柵格線5〇1，如 圖中所㈣。如在2_年7月18日提”請之第i2/2i8,582 號美國專射請案（其以引用方式併人本文中）中更全面地 闡述，柵格線501較佳地由層Pd/Ge/Ti/pd/Au之序列構成， 但亦可使用其他適合序列及材料。 146857.doc -23- 201041175 圖9係圖8之太陽能單元在下一製程步驟之後的一橫截面 視圖’在該下一製程步驟中將柵格線5〇1用作一掩膜以使 用一檸檬酸/過氧化物蝕刻混合物向下蝕刻該表面至窗層 105 ° 圖10A係在其中實施四個太陽能單元之一 i〇〇 mm(或斗英 吋）晶圓之一俯視平面圖。對四個單元之繪示僅係出於說 明之目的，且本發明並不限於每一晶圓之任一特定單元數 目。 於母一單元中，存在栅格線5〇1(更具體地顯示於圖9之 橫截面圖中）、一互連匯流排線5〇2及一接觸墊5〇3 ^栅格 線及匯流排線及接觸墊之幾何形狀及數目係說明性，且本 發明並不限於所圖解說明之實施例。 圖10B係圖l〇A之晶圓之一仰視平面圖。 圖ioc係在其中實施兩個太陽能單元之一 1〇〇 mm(或4英 吋）晶圓之一俯視平面圖。於某些實施例中，每一太陽能 單元具有一約為26.3 cm2之面積。 圖11係圖9之太陽能單元在下一製程步驟之後的一橫截 面視圖’在該下一製程步驟中在晶圓之具有栅格線5〇丨之 「頂部」側之整個表面上方施加一抗反射（ARC)電介質塗 佈層16 0。 圖12 A係圖11之太陽能單元在根據本發明之下一製程步 驟之後的一橫截面視圖，在該下一製程步驟中，使用麟化 物及砷化物蝕刻劑向下蝕刻第一及第二環形通道51〇及51丄 或半導體結構之右干部分至金屬層148。此等通道（如在 146857.doc •24- 201041175 2008年8月12日提出申請之第12/19〇,449號美國專利申請案 中更具體地闡述）界定單元之間的一周邊邊界、一圍繞平 臺516及在晶圓邊緣處之一周邊平臺517,且留下構成該太 .陽能單元之一平臺結構518。圖12A中所繪示之橫截面係自 圖13A中所示之A-A平面看到之橫截面。 圖12B係圖12A之太陽能單元在下一製程步驟之後的— k截面視圖’在該下—製程步驟中，將通道511曝露至一 ❹ 金屬蝕刻劑，移除通道511中之層123且在深度上延伸通道 511约至接合層149之頂表面。 圖13A係圖10A之晶圓之一俯視平面圖，其繪示圍繞每 一單元之周邊所勉刻之通道51 〇及511。 圖13B係圖l〇c之晶圓之一俯視平面圖，其繪示圍繞每 一單元之周邊所钱刻之通道51〇及5Π。 圖14A係圖12B之太陽能單元在通過通道511自晶圓切割 或刻劃個別太陽能單元（圖13中所示之單元1、單元2等）（留 〇 下延伸穿過替代基板150之一垂直邊緣512)之後的一橫截 面視圖。在本發明之此第一實施例中，替代基板15〇在其 中不需要一蓋片玻璃（諸如在下文將闡述之第三實施例中 ' 所提供）之應用中形成用於太陽能單元之支撐。於一實施 •例中，可通過通道510實現與金屬接觸層148之電接觸。 圖14B係圖12B之太陽能單元在本發明之一第二實施例 中之下一製程步驟之後的一橫截面視圖，在該下一製程步 驟中’藉由磨削、研磨或蝕刻將替代基板15〇適當地薄化 為一相對薄之層150a。通過通道511自晶圓切割或劃線個 146857.doc -25- 201041175 別太陽能單元（圖13A中所示之單元1、單元2等），留下延 伸穿過替代基板150a之一垂直邊緣515。於此實施例中， 於其中不需要一蓋片玻璃（諸如在下文將闡述之第三實施 例中所提供）之應用中，薄層150a形成用於太陽能單元之 支撐件。於一實施例中’可通過通道5 10實現與金屬接觸 層148之電接觸。 圖14C係圖KB之太陽能單元在本發明之一第三實施例 中之下一製程步驟之後的一橫截面視圖，在該下一製程步 驟中’藉由一黏合劑513將一蓋片玻璃514固定至該單元之 頂部。蓋片玻璃514通常約為4密耳厚，且較佳地覆蓋整個 通道510’在平臺516之一部分上方延伸，但不延伸至通道 5 11。儘管對於眾多環境條件及應用而言，期望使用一罢 片玻璃，但其並非必須用於所有實施方案，且亦可利用額 外層或結構以向太陽能單元提供額外支撐或環境保護。 圖14D係圖14A之太陽能單元在本發明之某些實施例中 之下一製程步驟之後的一橫截面視圖，在該下一製程步驟 中，70全移除晶圓之接合層、替代基板15〇及周邊部分 5 1 7，僅留下在頂部具有A R c層i 6 〇 (或其他層或結構）及在 底部具有金屬接觸層148之太陽能單元，其中金屬接觸層 148形成太陽能單元之背側觸點。較佳地，藉由使用一 「Wafer Bond」溶劑來移除替代基板。如上文所提及，替 代基板包含其表面上方之打孔，其允許溶劑流過替代基二 150中之打孔以准許其剝離。在剝離之後，可在後續晶圓 處理運作中再使用該替代基板。 146857.doc -26- 201041175 圖15係圖14C之太陽能單元在本發明之一些實施例中之 下一製程步驟之後的一橫截面視圖，在該下一製程步驟 中，完全移除晶圓之接合層124、替代基板15〇及周邊部分 • 517，僅留下在頂部具有蓋片玻璃514(或其他層或結構）及 . 在底部具有該層之太陽能單元。較佳地’藉由使用一 「Wafer Bond」溶劑來移除替代基板。如上文所提及，替 代基板包含其表面上彳之打卩，其允許溶劑流過替代基板 〇 I50以准許其剝離。在剝離之後，可在後續晶圓處理運作 中再使用替代基板。 圖16係在本發明之反轉變質多接面太陽能單元之一或多 個子單兀中之發射極層及基極層中之摻雜分佈之一圖表。 在2007年12月13日提出申請之第1 1/956,〇6 國專利中請案（其以引用之方式併人“ 美 71扣心乃八伢入本文中）中更具體闡述 本發明範蜂内之各種摻雜分佈及此類換雜分佈之優點。本 文中所繪示之摻雜分佈僅係說明性，且如熟習此項技術者 〇戶斤明睛，可在不背離本發明範嘴之前提下使用其他更複雜 之分佈。 ” 應瞭解，上文所述元件中之每一者或兩個或更多個元件 一起，亦可有用地應用於不同於上文所述構造類型之 構造類型中。 另外，儘管本實施例组態有頂部及底部電觸點，但替代 地可藉助金屬觸點使子單元接觸子單元之間的橫向傳導性 +導體層。此類配置可用於形成3端子裝置、4 (大體而言）η端子裝置。可使用此等額外端子將該等子、單元 146857.doc -27- 201041175 互連成電路，以使得可有效地使用每—子單元中之大多數 二：：電流密度，從而導致多接面單元之高效性，儘管 在各種子單元中光生電流密度通常不同。 單:tt:提及’本發明可利用—或多個或所有單質接面 元(亦即，其中在兩者均具有相同化學組合物 半在摻雜劑種類及類型上有所不同之-P型 丰導l、_n型半導體之間形成Η接面之— 及-或多個異質接面單元或子單元之_ ^) Λ,ι τ ^ ''置 具有Ρ型及η i咖之子單元轉一單質接面子單元之—個實 一 選擇係’如在觸^31曰提出申請 國專利中請㈣更具體㈣，本發明 二25虎美 有異質接面單元或子單元，…中:㈣—或多個或所 创主道- + 1 T即其中在-P型半導體與_n 除H之T成Μ接面之—單元或子軍元，該Η接面 及=成Pn接面之p型及_區域令利用不同換雜劑種類 么入 ’亦在11型區域中具有半導體材料之不同化學 、.且合物及/或在P型區域中具有不同帶隙能量。 在一些單元中，可將—薄的所謂「純質層」置於發射極 層與基極層之間’其與發射極層或基極層具有相同^不同 ::合物。該純質層可用於抑制空間電荷區域中之少數載 =子重組。類似地’基極層或發射極層亦可係純質的，或 ”厚度之刀或全部上係非故意推雜的（「N : =二1。月16曰提出申請之第丨·，。”號共同未決美 國專利f請案中更具體地闡述了—些此類組態。 窗或卿層之組合物可利用滿足晶格常數及帶隙要求之 J46857.doc •28- 201041175 其他半導體化合物，且可包含AllnP、AlAs、A1P、 AlGalnP、AlGaAsP、AlGalnAs、AlGalnPAs、GalnP、 GalnAs 、 GalnPAs 、AlGaAs 、AlInAs 、AlInPAs 、 GaAsSb、AlAsSb、GaAlAsSb、AllnSb、GalnSb、 AlGalnSb、AIN、GaN、InN、GalnN、AlGalnN、 GalnNAs、AlGalnNAs、ZnSSe ' CdSSe及類似材料，且此 仍歸屬於本發明之精神内。 〇 【圖式簡單說明】 結合附圖考量並參照以下詳細說明將更好且更全面地理 解本發明，附圖中： 圖1係表示某些二進制材料之帶隙及其晶格常數之一圖 表； 圖2 A係根據本發明之一第一實施例於在生長基板上沈積 半導體層之後的本發明太陽能單元之一橫截面視圖； 圖2 B係根據本發明之一第一貫施例於在生長基板上沈積 Q 半導體層之後的本發明太陽能單元之一橫截面視圖； 圖2C係根據本發明之一第三實施例於在生長基板上沈積 半導體層之後的本發明太陽能單元之一橫截面視圖； 圖2D係根據本發明之一第四實施例於在生長基板上沈積 半導體層之後的本發明太陽能單元之一橫截面視圖； 圖2E係根據本發明之一第五實施例於在生長基板上沈積 半導體層之後的本發明太％能單元之一橫截面視圖； 圖3係圖2之太陽能單元於在「底部」太陽能子單元上方 沈積一 BSF層之下一製程步驟之後的一高度簡化橫截面視 146857.doc •29- 201041175 圖； 圖4係圖3之太陽能單元在下一製程步驟之後的一橫截面 視圖； 圖5係圖4之太陽能單元在下一製程步驟之後的一橫截面 視圖’在該下一製程步驟中附接一替代基板； 圖6A係圖5之太陽能單元在下一製程步驟之後的一橫截 面視圖’在該下一製程步驟中移除原始基板； 圖6Β係圖6Α之在圖式之底部具有替代基板之太陽能單 元之另一橫截面視圖； 圖7係圖6Β之太陽能單元在下一製程步驟之後的一橫截 面視圖； 圖8係圖7之太陽能單元在下一製程步驟之後的一橫載面 視圖； 圖9係圖8之太陽能單元在下一製程步驟之後的一橫截面 視圖； 圖1 0 Α係在其中製作四個太陽能單元之/晶圓之一俯視 平面圖； 圖10B係圖10A之晶圓之·一仰視平面圖； 圖10C係在其中製作兩個太陽能單元之〆晶圓之一俯視 平面視圖； 圖11係圖9之太陽能單元在下一製程步雜之後的一橫截 面視圖， 圖12A係圖11之太陽能單元在下—製程少驟之後的一橫 戴面視圖； 146857.doc •30- 201041175 圖12B係圖12A之太陽能單元在下—製程步驟之後的一 橫截面視圖；
圖13A係圖1 〇A之晶圓之—俯視平面圖，其繪示在圖j 2B 中所繪示之製程步驟之後在單元周圍蝕刻之溝槽之表面視 圖；
圖13B係圖10C之晶圓之一俯視平面圖，其繪示在圖12B 中所繪示之製程步驟之後在單元周圍蝕刻之溝槽之表面視 圖； 〇 圖14A係在本發明之一第一實施例中圖12B之太陽能單 元在下一製程步驟之後的一橫截面視圖； 圖14B係在本發明之一第二實施例中圖丨之太陽能單 元在下一製程步驟之後的一橫載面視圖； 圖14C係圖14A之太陽能單元在移除替代基板之下一製 程步驟之後的一橫截面視圖； 圖14D係圖14A之太陽能單元之—橫截面視圖； 〇 圖1 5係在本發明之一第三實施例中圖MB之太陽能單元 在下一製私步驟之後的一橫截面視圖；及 圖16係根據本發明在太陽能單元中一子單元之基極層及 ' 發射極層之摻雜分佈之一圖表。 • 【主要元件符號說明】 101 基板 102 缓衝層 103 #刻停止層 104 GaAs接觸層 146857.doc •31· 201041175 105 n+型AllnP窗層 106 n+發射極層 107 p型基極層 108 背表面場層 109a 重摻雜p型層 109b 重摻雜η型層 110 窗層 111 η+型發射極層 112 ρ型基極層 113 背表面場層 114a Ρ++隧道二極體層 114b η++隧道二極體層 115 窗層 116 η+發射極層 117 Ρ型基極層 118 背表面場層 119a Ρ+ +隧道二極體層 119b η+ +随道二極體層 120 窗層 121 η+發射極層 122 ρ型基極層 123 背表面場層 124a 重摻雜ρ型層 124b 重接雜η型層 146857.doc -32- 201041175
125 窗層 126 n+型發射極層 127 P型基極層 128 背表面場層 129a 重摻雜P型層 129b 重摻雜η型層 130 窗層 131 η+型發射極層 132 Ρ型基極層 133 背表面場層 134a 重摻雜ρ型層 134b 重摻雜η型層 135 窗層 136 η+型發射極層 137 ρ型基極層 138 背表面場層 146 背表面場層 147 高帶隙接觸層 148 金屬接觸層 149 接合層 150 替代基板 150a 經薄化之替代基板 160 電介質塗佈層 501 柵格線 146857.doc -33- 201041175 502 503 510 511 512 513 514 515 516 517 518 互連匯流排線 接觸墊 第一環形通道 第二環形通道 垂直邊緣 黏合劑 蓋片玻璃 垂直邊緣 圍繞平臺 周邊平臺 平臺結構 146857.doc -34-

Claims (1)

  1. 201041175 七、申請專利範圍： 1. 一種製造一太陽能單元之方法，其包括： 提供一半導體生長基板； 在該半導體生長基板上沈積形成一太陽能單元之一序 列半導體材料層’其包含由一 ιν/ΙΠ_ν族混合合金構成 之一子單元；及 移除該半導體生長基板。 2. 如請求項！之方法，其中該Iv/m_v族混合合金係 ^ GeSiSn 〇 士月求項1之方法，其中該Ge Si Sn子單元具有介於0.73 eV至1.2 ev範圍中之一帶隙。 士 °月求項3之方法，其進一步包括在該GeSiSn子單元上 方沈積由鍺構成之一子單元。 士明求項1之方法，其中該層序列包含具有介於〇 9丨… 至〇,95 eV範圍中之一帶隙之一第一GeSiSn子單元及具有 Ο 介於1,13 eV至i.24 ev範圍中之一帶隙之一第二GeSiSn 子單元。 6·如明求項1之方法’其中該沈積—序列半導體材料層之 ^驟包含：在該基板上形成具有一第一帶隙之一第—太 • 子I 7G ;在該第—子單元上方形成具有小於該第一 帶？：-第二帶隙之_第二太陽能子單元；及在該第二 3 b子單元上方形成具有小於該第二帶隙之一第三彿 隙之一第三太陽能子單元。 、項6之方法，其進一步包括形成具有小於該第三 146857.doc 201041175 帶隙之一第四帶隙之一第四太陽能子單元，其與該第三 太％能子單元晶格匹配D 8. 如請求項7之方法，其進一步包括在該第四太陽能子單 兀上方形成具有小於該第四帶隙之一第五帶隙之一第五 太1%砲子單元。 9. 如凊求項8之方法，其進一步包括在該第五太陽能子單 兀上方形成具有小於該第五帶隙之一第六帶隙之一第六 太此子單元。 10. 如明求項9之方法，其進一步包括在該第六太陽能子單 兀上方形成具有小於該第六帶隙之一第七帶隙之一第七 太能子單元。 1 1. 士喷求項丨之方法，其進一步包括在該序列半導體材料 層上方施加一接合層且將一替代基板附接至該接合層。 12. 如咕求項丨〗之方法，其中在已附接該替代基板之後藉由 磨削、餘刻或磊晶剝離來移除該半導體基板。 13. 如請求項！之方法，其中自由GaAs及&構成之群組中選 擇§玄第一基板。 14·如請求項6之方法，其中該第一太陽能子單元係由一 InGa(Al)p發射極區域及一 InGa(A1)p基極區域構成；該 第二太陽能子單元係由GaAs、InGaAsP或InGaP構成；且 該第三太陽能子單元係由GeSiSn、InGaP或GaAs構成。 15.如請求項7之方法，其中該第四太陽能子單元係由、 GeSiSn 或 GaAs 構成。 16·如請求項8之方法，其中該第五太陽能子單元係由以或 146857.doc 201041175 GeSiSn構成。 17·如請求们之方法’其中藉由將^及心擴散至該混合 合金層令而在該顺㈣族混合合金中形成一接面以形 • 成一光伏打子單元。 • Μ.如印求項1之方法，其進—步包括在毗鄰於由該Iwm_V 族犯σ α金構成之泫子單元處形成由該jv/iii-v族混合 合金構成之窗及BSF層。 0 一種製造一太陽能單元之方法，其包括： 提供一半導體生長基板； 在該半導體生長基板上沈積形成一太陽能單元之一序 列半導體材料層，其包含由GeSiSn構成之至少一個層及 生長在該GeSiSn層上方*Ge構成之_個層； 在该層序列上方施加一金屬接觸層；及 直接在該金屬接觸層上方施加一支撐部件。 20. —種多接面太陽能單元，其包括： 〇 一第一太陽能子單元，其由hGaP或inGaAip構成且具 有第一帶隙； -第二太陽能子單元’其由GaAs、—或⑽”冓 成且女置在該第-太陽能子單元上方，該第二太陽能子 單元具有小於該第一帶隙之一第二帶隙且與該第一太陽 能子單元晶格匹配；及 -第三太陽能子單元，其由GeSiSn構成且安置在該第二 太陽能子單元上方，該第三太陽能子單元具有小於該第二 帶隙之-第三帶隙且相對於該第二子單元晶格匹配。 146857.doc
TW099107003A 2009-05-08 2010-03-10 具有iv/iii-v族混合合金之反轉多接面太陽能單元 TWI482300B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/463,205 US20100282305A1 (en) 2009-05-08 2009-05-08 Inverted Multijunction Solar Cells with Group IV/III-V Hybrid Alloys

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201041175A true TW201041175A (en) 2010-11-16
TWI482300B TWI482300B (zh) 2015-04-21

Family

ID=42979272

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW099107003A TWI482300B (zh) 2009-05-08 2010-03-10 具有iv/iii-v族混合合金之反轉多接面太陽能單元

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20100282305A1 (zh)
JP (2) JP2010263217A (zh)
CN (1) CN101882645B (zh)
DE (1) DE102010012080B4 (zh)
TW (1) TWI482300B (zh)

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9117966B2 (en) 2007-09-24 2015-08-25 Solaero Technologies Corp. Inverted metamorphic multijunction solar cell with two metamorphic layers and homojunction top cell
US10381501B2 (en) 2006-06-02 2019-08-13 Solaero Technologies Corp. Inverted metamorphic multijunction solar cell with multiple metamorphic layers
US9634172B1 (en) 2007-09-24 2017-04-25 Solaero Technologies Corp. Inverted metamorphic multijunction solar cell with multiple metamorphic layers
EP2610924B1 (en) * 2011-12-27 2019-09-11 SolAero Technologies Corp. Inverted metamorphic multijunction solar cell with two metamorphic layers and homojunction top cell
US10381505B2 (en) 2007-09-24 2019-08-13 Solaero Technologies Corp. Inverted metamorphic multijunction solar cells including metamorphic layers
US20100282305A1 (en) * 2009-05-08 2010-11-11 Emcore Solar Power, Inc. Inverted Multijunction Solar Cells with Group IV/III-V Hybrid Alloys
US20100282306A1 (en) * 2009-05-08 2010-11-11 Emcore Solar Power, Inc. Multijunction Solar Cells with Group IV/III-V Hybrid Alloys
US20100319764A1 (en) * 2009-06-23 2010-12-23 Solar Junction Corp. Functional Integration Of Dilute Nitrides Into High Efficiency III-V Solar Cells
US20110114163A1 (en) * 2009-11-18 2011-05-19 Solar Junction Corporation Multijunction solar cells formed on n-doped substrates
DE102010010880A1 (de) * 2010-03-10 2011-09-15 Emcore Corp. Multijunction-Solarzellen basierend auf Gruppe-IV/III-V Hybrid-Halbleiterverbindungen
US20110232730A1 (en) 2010-03-29 2011-09-29 Solar Junction Corp. Lattice matchable alloy for solar cells
US9214580B2 (en) 2010-10-28 2015-12-15 Solar Junction Corporation Multi-junction solar cell with dilute nitride sub-cell having graded doping
US8962991B2 (en) 2011-02-25 2015-02-24 Solar Junction Corporation Pseudomorphic window layer for multijunction solar cells
US20120216857A1 (en) * 2011-02-28 2012-08-30 Atomic Energy Council-Institute Of Nuclear Energy Research Solar Cell Assembly with an Improved Photocurrent Collection Efficiency
EP2660874B1 (en) * 2011-05-20 2016-09-14 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Multi-junction compound solar cell, multi-junction compound solar battery, and method for manufacturing same
WO2013030529A1 (en) * 2011-08-29 2013-03-07 Iqe Plc. Photovoltaic device
CN102324443A (zh) * 2011-09-21 2012-01-18 中国电子科技集团公司第十八研究所 一种倒装三结InGaN太阳能电池
WO2013074530A2 (en) * 2011-11-15 2013-05-23 Solar Junction Corporation High efficiency multijunction solar cells
US9263611B2 (en) * 2011-11-17 2016-02-16 Solar Junction Corporation Method for etching multi-layer epitaxial material
US9153724B2 (en) 2012-04-09 2015-10-06 Solar Junction Corporation Reverse heterojunctions for solar cells
KR20150006452A (ko) * 2012-04-23 2015-01-16 난양 테크놀러지컬 유니버시티 전지 배열
US8647439B2 (en) 2012-04-26 2014-02-11 Applied Materials, Inc. Method of epitaxial germanium tin alloy surface preparation
CN102790116B (zh) * 2012-07-19 2015-09-09 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 倒装GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池及其制备方法
CN102751389A (zh) * 2012-07-19 2012-10-24 厦门市三安光电科技有限公司 一种高效多结太阳能电池的制备方法
US9099595B2 (en) * 2012-09-14 2015-08-04 The Boeing Company Group-IV solar cell structure using group-IV or III-V heterostructures
US9985160B2 (en) * 2012-09-14 2018-05-29 The Boeing Company Group-IV solar cell structure using group-IV or III-V heterostructures
US10903383B2 (en) * 2012-09-14 2021-01-26 The Boeing Company Group-IV solar cell structure using group-IV or III-V heterostructures
US11646388B2 (en) * 2012-09-14 2023-05-09 The Boeing Company Group-IV solar cell structure using group-IV or III-V heterostructures
US11495705B2 (en) * 2012-09-14 2022-11-08 The Boeing Company Group-IV solar cell structure using group-IV or III-V heterostructures
US9997659B2 (en) * 2012-09-14 2018-06-12 The Boeing Company Group-IV solar cell structure using group-IV or III-V heterostructures
US9142615B2 (en) 2012-10-10 2015-09-22 Solar Junction Corporation Methods and apparatus for identifying and reducing semiconductor failures
CN103000740B (zh) * 2012-11-28 2015-09-09 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 GaAs/GaInP双结太阳能电池及其制作方法
TWI602315B (zh) 2013-03-08 2017-10-11 索泰克公司 具有經組構成效能更佳之低帶隙主動層之感光元件及相關方法
CN106133923B (zh) 2014-02-05 2018-07-24 太阳结公司 单片式多结能量转换器
WO2015198117A1 (en) 2014-06-26 2015-12-30 Soitec Semiconductor structures including bonding layers, multijunction photovoltaic cells and related methods
CN104241452B (zh) * 2014-10-09 2016-08-24 苏州强明光电有限公司 柔性量子点太阳能电池及其制作方法
JP6404282B2 (ja) * 2015-08-17 2018-10-10 ソレアロ テクノロジーズ コーポレイション 多接合反転変成ソーラーセル
JP6702673B2 (ja) * 2015-09-11 2020-06-03 ソレアロ テクノロジーズ コーポレイション 複数の変成層を備える反転変成多接合型ソーラーセル
US20170110613A1 (en) 2015-10-19 2017-04-20 Solar Junction Corporation High efficiency multijunction photovoltaic cells
CN107871799B (zh) * 2016-09-27 2023-11-07 中国电子科技集团公司第十八研究所 一种正向失配四结太阳能电池
KR101905151B1 (ko) 2017-04-13 2018-10-08 엘지전자 주식회사 화합물 반도체 태양전지
WO2019010037A1 (en) 2017-07-06 2019-01-10 Solar Junction Corporation HYBRID MOCVD / MBE EPITAXIAL GROWTH OF MULTI-JUNCTION SOLAR CELLS ADAPTED TO THE HIGH-PERFORMANCE NETWORK
WO2019067553A1 (en) 2017-09-27 2019-04-04 Solar Junction Corporation SHORT-LENGTH WAVELENGTH INFRARED OPTOELECTRONIC DEVICES HAVING DILUTED NITRIDE LAYER
US20190181289A1 (en) 2017-12-11 2019-06-13 Solaero Technologies Corp. Multijunction solar cells
TWI780167B (zh) 2018-06-26 2022-10-11 晶元光電股份有限公司 半導體基底以及半導體元件
EP3939085A1 (en) 2019-03-11 2022-01-19 Array Photonics, Inc. Short wavelength infrared optoelectronic devices having graded or stepped dilute nitride active regions
EP3872868B1 (en) * 2020-02-25 2023-06-07 SolAero Technologies Corp., a corporation of the state of Delaware Multijunction solar cells for low temperature operation
US20220238747A1 (en) 2021-01-28 2022-07-28 Solaero Technologies Corp. Inverted metamorphic multijunction solar cell
US11329181B1 (en) 2021-03-03 2022-05-10 Solaero Technologies Corp. Multijunction solar cells

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2377208A (en) 1944-03-10 1945-05-29 Compo Shoe Machinery Corp Method of making shoes
US4794408A (en) 1987-07-20 1988-12-27 Am International Corporation Following error limit system for graphic recorder
JPH03235376A (ja) * 1990-02-10 1991-10-21 Sumitomo Electric Ind Ltd タンデム型太陽電池の製造方法
KR100280838B1 (ko) * 1993-02-08 2001-02-01 이데이 노부유끼 태양전지
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
JP2002151409A (ja) * 2000-11-16 2002-05-24 Nagoya Kogyo Univ 半導体装置及び半導体装置の製造方法
AU2002303658A1 (en) * 2001-05-08 2002-11-18 Kimerling, Lionel, C. Silicon solar cell with germanium backside solar cell
US8067687B2 (en) * 2002-05-21 2011-11-29 Alliance For Sustainable Energy, Llc High-efficiency, monolithic, multi-bandgap, tandem photovoltaic energy converters
US20060162768A1 (en) * 2002-05-21 2006-07-27 Wanlass Mark W Low bandgap, monolithic, multi-bandgap, optoelectronic devices
AU2003297649A1 (en) * 2002-12-05 2004-06-30 Blue Photonics, Inc. High efficiency, monolithic multijunction solar cells containing lattice-mismatched materials and methods of forming same
US7598513B2 (en) * 2003-06-13 2009-10-06 Arizona Board Of Regents, Acting For And On Behalf Of Arizona State University, A Corporate Body Organized Under Arizona Law SixSnyGe1-x-y and related alloy heterostructures based on Si, Ge and Sn
US10069026B2 (en) * 2005-12-19 2018-09-04 The Boeing Company Reduced band gap absorber for solar cells
US20090078310A1 (en) 2007-09-24 2009-03-26 Emcore Corporation Heterojunction Subcells In Inverted Metamorphic Multijunction Solar Cells
US20090078309A1 (en) * 2007-09-24 2009-03-26 Emcore Corporation Barrier Layers In Inverted Metamorphic Multijunction Solar Cells
US20100203730A1 (en) 2009-02-09 2010-08-12 Emcore Solar Power, Inc. Epitaxial Lift Off in Inverted Metamorphic Multijunction Solar Cells
US20080185038A1 (en) * 2007-02-02 2008-08-07 Emcore Corporation Inverted metamorphic solar cell with via for backside contacts
US20090155952A1 (en) 2007-12-13 2009-06-18 Emcore Corporation Exponentially Doped Layers In Inverted Metamorphic Multijunction Solar Cells
US20090229662A1 (en) 2008-03-13 2009-09-17 Emcore Corporation Off-Cut Substrates In Inverted Metamorphic Multijunction Solar Cells
US20100012175A1 (en) 2008-07-16 2010-01-21 Emcore Solar Power, Inc. Ohmic n-contact formed at low temperature in inverted metamorphic multijunction solar cells
US20090272438A1 (en) 2008-05-05 2009-11-05 Emcore Corporation Strain Balanced Multiple Quantum Well Subcell In Inverted Metamorphic Multijunction Solar Cell
US7741146B2 (en) 2008-08-12 2010-06-22 Emcore Solar Power, Inc. Demounting of inverted metamorphic multijunction solar cells
US7785989B2 (en) 2008-12-17 2010-08-31 Emcore Solar Power, Inc. Growth substrates for inverted metamorphic multijunction solar cells
US20100229933A1 (en) 2009-03-10 2010-09-16 Emcore Solar Power, Inc. Inverted Metamorphic Multijunction Solar Cells with a Supporting Coating
US20100282305A1 (en) * 2009-05-08 2010-11-11 Emcore Solar Power, Inc. Inverted Multijunction Solar Cells with Group IV/III-V Hybrid Alloys

Also Published As

Publication number Publication date
CN101882645A (zh) 2010-11-10
JP2014099665A (ja) 2014-05-29
JP6040189B2 (ja) 2016-12-07
JP2010263217A (ja) 2010-11-18
US20100282305A1 (en) 2010-11-11
TWI482300B (zh) 2015-04-21
CN101882645B (zh) 2014-11-05
DE102010012080A1 (de) 2010-11-18
DE102010012080B4 (de) 2023-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201041175A (en) Inverted multijunction solar cells with group IV/III-V hybrid alloys
US8187907B1 (en) Solder structures for fabrication of inverted metamorphic multijunction solar cells
US9018521B1 (en) Inverted metamorphic multijunction solar cell with DBR layer adjacent to the top subcell
US8987042B2 (en) Ohmic N-contact formed at low temperature in inverted metamorphic multijunction solar cells
US9691929B2 (en) Four junction inverted metamorphic multijunction solar cell with two metamorphic layers
US7960201B2 (en) String interconnection and fabrication of inverted metamorphic multijunction solar cells
TWI488314B (zh) 反向變質多接點太陽能電池之障壁層
US8586859B2 (en) Wafer level interconnection of inverted metamorphic multijunction solar cells
US8969712B2 (en) Four junction inverted metamorphic multijunction solar cell with a single metamorphic layer
US20150340530A1 (en) Back metal layers in inverted metamorphic multijunction solar cells
US20090272430A1 (en) Refractive Index Matching in Inverted Metamorphic Multijunction Solar Cells
US20100147366A1 (en) Inverted Metamorphic Multijunction Solar Cells with Distributed Bragg Reflector
TW201044625A (en) Multijunction solar cells with group IV/III-V hybrid alloys
US20100122764A1 (en) Surrogate Substrates for Inverted Metamorphic Multijunction Solar Cells
US20100229913A1 (en) Contact Layout and String Interconnection of Inverted Metamorphic Multijunction Solar Cells
JP2009076921A (ja) 多接合ソーラーセル及びその製造方法
US10388814B2 (en) III-V solar cell structure with multi-layer back surface field
US11063168B1 (en) Inverted multijunction solar cells with distributed bragg reflector
JP2020517121A (ja) マルチスタック積層レーザ太陽電池及びその製造方法
FR2954002A1 (fr) Procede pour la production de cellules solaires multijonction metamorphiques inversees
EP2439789B1 (en) Inverted multijunction solar cells with group IV/III-V hybrid alloys