TW480738B - Photoelectric converting device - Google Patents

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Tadashi Hisamatsu
Kazuyo Nakamura
Yuji Komatsu
Masafumi Shimizu
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Sharp Kk
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Description

經濟部智慧財產局員工消費合作社，印製 發明背景 發明領域 +本發明之發明領域係有關於用於將光能轉換成電能的光 :轉換设備，尤其是使用具有增強光電轉換設備的 秩化合物半導體的光電轉換設備，以將太陽能轉換成電 能，本發明尤其是使用在戶外。 背景技術說明 近年來，使用大量包含如GaAS的ΠΙ_ν族化合物的半導 肢於太陽能電池中，以作為如太空衛星之太空飛行器的外 邵電源。一習知技術作為外太空太陽能電池的矽太陽能電 池比較下，此太陽能電池可以提供更大的光電轉換效率。 最常用的多接點式太陽能電池可參見如美國專利 ，’ 〇 4 3及5 ’ 4 0 5，4 5 3。该太陽能電池的結構顯示在圖2 〇 中傳、，、先的夕接點（雙接點）電池包含一第一太陽能晶胞 (下文稱為”頂邵晶胞，，）1 0 4，其係由在陽光入射側的 GaNxInxP所形成，及一在該頂部晶胞下之由GaAs形成的第 太％把日日胞（下文稱為”底邵晶胞”），由穿隨接點1 〇 3連 接兩者。使用GaAs或G e的單晶晶圓作為基體i 〇 !。現在 請參考圖頂部晶胞的GaixInxP的合成比，在提供與底部晶 胞GaAs匹配的晶格下，χ值等於〇·49。在此例子中，該設 片頂部晶胞及底邵晶胞的晶格常數以適當地等於基體G e 者’且G e基體上可以相當容易地磊晶成長。然後，頂部 晶胞的帶隙Eg約1.9 eV，且底部晶胞者約丨.4 eV。在實驗 及工業使用的階段中，傳統的多接點太陽能電池可以達 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） Λ ---------訂---------線 ------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
糊738 五、發明說明（2 到約26%到22%的效率，其中該測試中使用光源作爲外太 空太陽光頻譜。最近，已發展具有一 ρ η接點的三接點太 陽能電池進行頂部晶胞及底部晶胞外的G e基體。 爲了維持現在太空科技的發展，上述光電轉換效率不足 而且需要更高的光電轉換效率。上述説明的傳統之多接點 太陽能電池已從在一Ge基體上形成的GaAs太陽能電池中 形成，而產生上述説明的結構。後考量太陽能的效率， GaAs並非最適者，其原因如下。 關於具有兩ρ η接點之太陽能電池的理論之光電轉換效 率了以參見如 IEEE Transaction on Electron Devices. ED-^j. 第257頁。該文件顯示在光電轉換效率的預期値基於頂部 晶胞及底邵晶胞的能帶隙範圍之間的轉換及入射光的頻 譜。尤其是在製造太陽能電池時，必需達到在頂部晶胞及 底部晶胞之間及底部晶胞及基體之間的晶格匹配，以提供 南品質的磊晶層。圖2 1中顯示在晶格常數及用於不同之 半導體材料之能帶隙之間的關係。基於上述説明的文件， 圖2 1顯示對於頂部晶胞及底部晶胞的能帶隙範圍U及L以 對應外部表面中形成太陽光頻譜（AMO )至少30%的轉換結 合。該圖顯示用於上述説明之傳統多接點太陽能電池之材 料的結合，即Ga^InxP及GaAs的結合，只提供不超過30% 的光電轉換結合。 發明概述 本發明的目的爲提供一光電轉換設備，經由適當頂部晶 胞及底郅晶胞之材料結合的最適化，而增加光電轉換效 --------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制农 -5-
A7 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 _B7_______ 五、發明說明（3 ) 率。 ^發明的光電轉換設備提供第一及第二接點。在分別由 jli-yGayUnj及GaiJnzAs表示的半導體中形成第一及 第二Ρ η接點。 爲了達到至少30%的效率，至少必需符合下列條件。 、(a)對於頂部晶胞材料（下文稱爲"頂部晶胞材料及用 、底。卩卵胞材料（下文稱爲"底部晶胞材料"）的結合之最適 (b)在頂邪晶胞及底邵晶胞之間的晶格匹配。 (C)在底部晶胞及基體材料之間的晶格匹配。 (d)在一層及基體材料之間熱膨脹係數的匹配。 仁疋’很難發現一種半導體材料的組件其可以滿足上述 所有的條件，且價格仍相當便宜者。由本發明人對於上述 條件深入的研究中得知上述（a)及（1))的條件可以提供至 少30%的轉換效率。 但是，可以得到下列的結果。即在底部晶胞及頂部晶胞 之間的晶格匹配並不是最重要者，且最多約4 %的晶格匹 配可以經由晶體成長技術而提供具有良好結晶特性的一層 (此條件稍微偏離（c )，下文以（c ·)表示）。 另外’可以得到下列的·結果，在該層及基體材料之間熱 膨脹係數的匹配並非非常重要者，只要該層的熱膨脹係數 最多等於該基體的熱膨脹係數，則可以避免在由熱膨服係 數所導致對於該層之裂缝的問題。（此狀態，偏離（d)以 (d·)表示）。 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事衝再填寫本頁) 480738 五 、發明說明（4 經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 費 合 作 社 印 製 上述的研究中確定當材料滿足條件（a)，（b)，（c,)及 (、）時，則由（Al^yGayVxIrixP及Ga^JiizAs表示的半導體對 =部晶胞及底部晶胞開始。因爲條件（e,)及（d，）之故，最 第發現的是（Ah-yGayVxInxP及GarJiizAs。應用本發明的 結構，可以滿足上述所有條件（a)，（b)，（c，）&(dl)。結 =，可以達到具有至少3 〇 %之光電轉換效率的光電轉換 成備。須了解，在化學化合物中，一元件c佔據一化學公 式之結晶格中C的位置之x(n.〇)，而在包含B，c&p之 = -xCxP的例子的其餘位置，對於（AhU/j，b :、佔據BkCj中B位置的y(^i.0)，而八佔據其餘的1 — 乂。 對於本發明的m_v族化合物半導體而言，，hAs， 卜As G a P —般具有一閃鋅磺結合晶體結構。閃鋅磺覆 蓋層結構類似如Ge，Si之第IV族半導體的鑽石結構。在本發 明的光電轉換設備中，半導體Gai· JnzAs及（Α1ι為)卜也p 的組合比z，x&y必需落在〇 11<χ<〇 29，X = _〇 34&2 1·〇8ζ + 0.484 ^1.32z3. 66.0z2 + 9.17z + 0.309<y<28 〇z3 24·4ζ2+ 5.82z + 0.325。 特別是該結構使得頂部晶胞及底部晶胞的材料達到最適 本發明對於14些半導體導入晶格常數及能帶隙的計算 化 + 、 r ^ ^ ^ ^ 、、出（Al1-yGay)1-xInxP 及 tJai-zInzAs 的最適結合。圖 1 顯 提供至少34%之光電轉換效率之上及下方材料之能帶除 的範圍A。現在請參考圖，橫軸及縱軸表示頂部晶胞及底 邵晶胞材料之能帶隙。在此圖中，預期提供至少3〇%之 電轉換效率的區域A表示由單—封閉曲線所包圍的區域 隙 光 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐 480738 五、發明說明（5) 在Γ1曰中，與橫轴平行的區段顯示當頂部晶胞為具有給定 ΐ :曰日胞材料《化合物晶體時，在底部晶胞及頂部晶胞能 I隙，間的關係。因為頂部晶胞為一化合物晶體，該能帶 :的範園係依據允許表示一分段之化合物晶體的範圍。在 t分段的右侧上所示為兩半導體材料，即對於其上之底部 晶胞及化合物晶體的半導體材料。對於其中所列的底部晶 胞，以百分比指示與Ge不匹配的晶格。例如，在 Ga.77In.23As 上之 Ga.29In.7lP _ Α1·3〇Ιη 7〇p (1 62% > Ge)表示該頂 邯晶胞為化合物晶體Ga MnwP _ Α1 ΜΙη 及底部晶胞的 化合物晶體為Gmln.nAs。另外，其指示出該底部晶胞 Ga.^In.23 As的晶格常數比G e大丨62%。分別形成頂部晶胞 及底部晶胞而落在光電轉換效率至少為34%之區域A的 (AlhyGayh.xInxP 及 Gai.zlnzAs 的範圍如下。 z ·對於底部晶胞之組合比z Ga^IiizAs而在0.11 < z < 0.29。 X ’ y對於頂部晶胞及（AiNyGayVxInxP的組合比χ及y分別 為 X = -〇·346ζ2 + l.〇8z + 0.484，且 131z3 - 66.0z2 + 9.17z + 0.309 < y < 28·0ζ3 - 24.4ζ2 + 5·82ζ + 0.325，而 z在上述說明 的範圍之内。X的範圍顯示在圖2中，係依據底部晶胞的 Ga^IiizAs的組合比ζ而定。依據對於底部晶胞之Gai_zinzAs 的組合比z之熱膨脹的範圍顯示在圖3中。 預期至少34%的光電轉換效率當頂部晶胞及底部晶胞的 材料的組合比X ’ y及Z上述範圍内時，則可以達到。而 且’如果X，y及Z在上述範圍之内時，對於G e之晶格不 -8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂---------線一 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 獨738 A7 ----^_____ B7 五、發明說明（6 ) 匹配如果在Ge基體下則可以限制在2%以下。對於熱膨脹 係數，當 Ge: 5·5Χ10-6/Κ，Gai zInzAs· 5 8 χ π、 且（Ah-yGayVxIrixP: 4.8 χ 1〇·6/κ時，三種材料非常接 近因此不會產生裂缝，或在一層中產生穿孔。 曰本發明的特徵為使用新的材料，而經由偏移匹配基體之 晶格的條件，而作為形成太陽能電池的半導體材料。即， 對於頂部晶胞，或者基於化合物晶體的觀念，得到新的半 導髂。另了之，使用相同的晶體材料，但是改變形成該晶 體的元件，或者是改變該元件之化合物速率以提供一嶄新 的半導m。一般說來化合物半導體，由混合具有相同晶體 結構的材料，具有以晶格常數表示之中間特徵的化合物晶 體，依據該比率的能帶隙能，而得到一化合物晶體。此化 合物晶體實際上用於一如L E D (發光二極體，雷射二極體 等的裝置。在此例子中，加入之材料量不只是限於掺雜雜 質的範圍，但是其量大到足以產生包含晶體晶格常數能帶 隙等改變的化合物型式。在此一方面，上述說明的半導體 GaNzInzAs及(AluyGayVJrixP係基於化合物晶體的觀念所製 造者。 現在在下文中出基於本發明之觀念的本發明之上述美國 專利之間的差異。 (1)與美國專利5,223,043之間的差異： 上述的美國專利中提出下列三種材料的組合： (A)頂邵晶胞GaxIni xp (〇 < X < 〇 5)及底部晶胞GaAs組 合； -9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------^--------- (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 480738 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（ (B)頂部晶胞GaxIni_xP (χ = 〇·51±〇 〇5)及底部晶胞 的組合； (c)頂部晶胞GaxIni-xP (0 < χ < 〇 5)及底部晶胞 Gax+〇5In〇.5_xAs(0<x<〇.5)的組合。 在上述的組合中，（A)及（B)中如上所述，_層對該Ge f體形成晶格匹配。另一方面，本發明中的該層不必如定 我（c )中對G e基體形成晶格匹配。用於本發明之光電轉 換效率之頂部晶胞的材料與上述美國專利之材料二即 Alo.^Ga^InuP用於本發明光電轉換設備之代表性 晶胞材料中，含15% A1，與上述美國專利之（a)， (C)中任何一項不同。另言之，在本發明中，經由適當設 疋頂邯晶胞及底部晶胞而使用包含對於頂部晶胞的 ，@此設定該頂部晶胞及底部晶胞的能帶 隙。曰為了達到如此高的性能效率，使用至少包含一預定 A 1量作為頂邵晶胞材料的半導體材料。 (2)與美國專利5,4〇5,453之間的差異。 二美國專利中說明下列兩用於雙接點太陽能電池的材 料組合。 (D) 頂邵晶胞（Ga，ιη) 某太卜五卩 曰 )丰上為Ga〇.49ln0.51P)及底部 日9胞GaAs的組合。 (E) 頂邵晶胞（Αΐ，ιη) 其太卜 曰 ）（悬丰上為Α1〇·55Ιη()·45Ρ)及底部 日口胞GaAs的組合。 上述（D)，（E)為對Ge|體之晶格匹配的組合，基本上 與在太陽能電池設計中的本發明不同。另外，頂部晶胞及 -10- --------------------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度翻t關家辟（CNS)A4^^^· X 297公釐） 480738 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制取 能 減 另 電 A7 B7 五、發明說明（8 ) 底部晶胞在使用材料上與本發明不同。 (3)其他 其他的發表中（日本Sapporo，Hokkaido 1999年國際 PVSEC-11的技術文摘p593-594頁中提出下列的組合。 (F)頂邵晶胞Ino.wGamP及底部晶胞in〇 oiGaQ 99p的組 合ο 組合（F)係經由使用在GaAs中包含入In 1 〇/〇的In〇 〇1 Ga〇 99ρ 而對Ge基體提供晶格匹配，以更正在GaAs，一種傳統底 郅晶胞材料與G e之間的微晶格不匹配。因此，組合（F)基 本上與$又计中之本發明太陽能電池不同。而且，頂部晶胞 及底邵晶胞在使用材料上與本發明太陽能電池不同。 與（A)到（F )的習知技術比較下，本發明不需要對基體 形成晶格匹配。在本發明中，對於頂部晶胞，使用新材料 (Ali-yGayVJnxP，使用的材料之組合比，頂部晶胞及底部 晶胞均具有相同的設計範圍。 最好，光電轉換設備具有如（AlbGayVjnxPKGh JnzAs 的穿隧接點。 2 穿隧接點具有p+，n+接點，係高度地經摻雜以電連接頂 邵晶胞及底邵晶胞。應用此一結構，在頂部晶胞處的高 入射光邵份轉換成電能’且在頂部晶胞中轉換之光能^ 少部份在底部晶胞處轉換成電能。即執行中繼轉換。 外，因爲穿隧接點後之故的轉換後，電能幾乎沒有耗損 因此，經由具有高轉換效率的光電轉換效率而可使^ 能0 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 480738 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 及Si單晶基體中形成包含·第一及第二pn接點的一層 應用此〜構，形成具有良好結晶性的一層以輕易地提供 具有高轉換效率的光電轉換設備。另外，基體的單晶 限制對於基體的晶格不匹配在2 %内。因此，由慕晶成大 依據高品質的一層，且如果（}6也形成？11接點的話，則可 五、發明說明（9 本發明的光電轉換效率具有如在包含在一基體上形成之 第一及第二pn接點的一層及該基體之間上形成之一緩衝 層’其中此層的熱膨脹係數至少爲在該層正上方之該層的 熱膨脹係數。 應用此結構，當由M0cvd (金屬有機化學蒸汽沉積）， 而使得從高溫向低溫改變時，可以將裂缝只限制在該緩衝 層中。 在本發明的光電轉換效率中，必需基體的熱膨脹係數小 於在緩衝層正上方之一層的熱膨脹係數。 應用此結構，可以可有效地防止緩衝層產生裂缝。緩衝 層材料的晶格常數接近該層及該基體者。而且，在缓衝層 的熱膨脹係數至少等於或小於正上方一層之熱膨脹係數的 光電轉換設備中，最好緩衝層材料的晶格常數必需與緩衝 層正上方之一層的晶格常數匹配。尤其是，有必要緩衝層 材料大致上包含如GaAsbwSbw (0.29 < w< 0.33)。上述説明 的組合比w可以在〇.29<w<〇.33的範圍内適當地選擇，以 提供晶格匹配或依據Gai JnzAs之組合比z (〇 j j < z < 〇 29) 之値的晶格匹配或微晶格不匹配。 在本發明的光電轉換設備中，例如，最好在GaAs，Ge --------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -12 Α7 了 ----____—— 五、發明說明（1〇 ) 以達到更高的轉換效率。 本在〃本發明的光電轉換設備中，例如，在基體上形成之包 含第一及第二ρ η接點的一層可以在s i單晶基體一提供一 SlhGex化合物晶體。 應用此結構，可以解決晶格不匹配的問題，且形成具有 優良結晶特性的一層。另外，應用一不筇貴的基體得到具 有高轉換效率的光電轉換設備。 在本發明的光電轉換設備中，例如更進一步表基髓的上 層部份上形成pn接點，其中形成包含該第一及第二1)11接 點的該層。 此結構可以開始地使用光及增強的光電轉換效率。 由下文中的説明可更進一步了解本發明之特徵及優點， 閱讀時並請參考附圖。 圖式之簡單説明 圖1爲本發明頂部晶胞（Ali yGay)l xInxP及底部晶胞 GarzInzAs的最適組合範園。 圖2示依據底邪晶胞Gai ；jnzAs的組合比下，頂部晶胞 (A1i-yGay)i-xInxP之組合比X的範圍。 圖3示依據底邪晶胞Gai ：jnzAs的組合比下，頂部晶胞 (Ali-yGayUiixP的組合比y的範圍。 圖4示依據本發明之in-V族化合物半導體之多接點太陽 能電池的基本結構的截面圖。 圖5的截面圖顯示第一實施例之ιιΐ-ν族化合物半導體之 多接點半導體的截面圖。 -13- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ---------訂— 線Φ. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 、發明說明（n ) 圖6之截面圖顯示圖5中多接點太陽能電池之基體。 圖7ΤΤΤ在圖6基體上形成之底部晶胞的截面圖。 圖8不在圖7結構上形成之穿隧接點的截面圖。 圖9不在圖8結構上形成之底部晶胞的截面圖。 圖示依據本發明之m-ν族化合物半導體之多太陽能 電池的基本結構的截面圖。 圖11之截面圖示整個實施例中m_v族化合物半導體之 夕接點太陽能電池的細部結構。 圖12的截面圖示依據第三實施例之ΙΠ-ν族化合物半導 體之多接點太陽能電池的基本結構。 圖13的截面圖示依據第三實施例之ΙΠ_ν族化合物半導 組之多接點太陽能電池的基本結構。 圖14的截面圖示如圖13所示，經由將η型摻雜導入多接 點太陽能電池之η型基體上方，的一基體之ρ η接點。 圖15的截面圖示在圖14之結構上形成的緩衝層。 圖1 6示在圖1 5之結構上的形成的穿隧接點。 圖1 7示上圖1 6之結構上形成之底部晶胞的截面圖。 圖1 8的截面圖示在圖1 7之結構上形成的穿隧接點。 圖1 9的截面圖示在圖1 8之結構上形成的頂部晶胞。 圖2 0的截面圖示一傳統III-V族化合物半導體之多接點 太陽能電池的基本結構。 圖2 1示在不同半導體之晶格常數及能帶隙之間的關 較佳實施例之詳細説明 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------------------訂--------- 線#· (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) A7 五 發明說明（12 ) B7 a見在，將於下文中說明本發明的實施例。 第—實施例 ^圖4的截面圖，顯示依據本發明第一實施例的光電轉換 汉備的基本結構。圖4中^光i 〇的入射方向。下文中的定 義，層的光入射侧爲各層”表面"或”上層"，且反側爲，，背 面在圖4的基本結構中，底部晶胞2，穿隧接點3，及 P卵胞4依序堆$在基體丨上。該堆疊爲使用金屬有機 MBE (分子束晶胞）wM〇CVD (金屬有機化學蒸汽沉積）。 雖然Ge單晶爲基體丨較佳者，其目的爲減少成本，由如在 基組上的Ge或SihGex的化合物晶體的磊晶成長得到 ”暴晶基體，，。另外，在這些基體上形成具有”接點的三 接點結構，也可以使用，或由正上方的底部晶胞材料的異 質接點形成一電位障壁。 底碩叩胞2包含一 p及n層的接點，即至少具有一合化 物Gai-zInzAs (〇· i< ζ < 〇 29)的材料的_ ρ η接點。經由在 知的窗口層’及經由”接點在後侧的後表面 私好層等，例如可以改進底邵晶胞的載波收集效率。另 外’可以提供緩衝層，以防止基體组件或雜質從基體^ 擴散。 曰口 穿隧接點3爲高摻雜”接點，以電連接頂部晶胞及底部 胞，包含至少一對ρ+及η+層。如所知，也可以提供另一 對以防止在ρ+及層之間高摻雜層的雜質擴散。穿隧接點 的元件可以是Gai_zInzAs及（A1丨-yGay)1 χίηχρ，或另一化合 物的半導體材料。 Θ -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐)— 480738
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 頂邛曰曰胞4包含一材料的p及n層，該至少具有—
(Α1ΐ·β〜）ΝχΙηχΡ。注意 X及y 定義成 χ = 0·346ζ2 + i + 0.484^131z3 . 66.〇22 + 9.17z + 〇 3〇9<y<28 〇z3^24 J 5·82ζ + 0.325 ，梨虛一人丄、,丄 · z十 野應 < 合成比在底部晶胞為（〇, i丨 0.29 )、不消說’在頂部晶胞4中，經由在表面侧提供 决的έ 口 I JL熱知的在後侧上經由p n接點後表 層，則可改進頂部晶胞的載體收集效率。 " :圖5的截面圖顯示從圖4之基本結構中得到的光電轉換 設備的細邵結構。在圖5中，底部晶胞2包含η型窗口層 2\ 11 土 GUnzAs 層 22，一 ρ 型 Ga^zIiizAs 層 23，及 _ P型後表面電場層24。頂部晶胞4包含一 _窗口層Ο， 1型層43，— p型（Αΐι 為p層 4 4」及一 p型後表面電場層4 5。而且在表面側形成抗反 射膜1 8 2及n型盍4 1 a，且提供用於接收電能的表面電 極83及後表面電極84。 見在此將於下文中加以說明圖5所示之製造光電轉換 p又備的方法，現在請參考圖6至9。在該製造方法中，應 用MOCVD裝置連續執^于薄膜形成程序等。對於第⑴族材 料而3，如二甲基鎵，三甲基鋁，或三甲基銦等的金屬有 機物犍供具有齒素作為載體材料的薄膜形成裝置。對於第 V族材料，使用如AsH3，pH3或的氣體。作為一 p型 雜質或η型雜質摻雜劑，使用二乙基鋅於p型，且sm4， Si2H6，hSe等於!！型。這些材料氣體接受熱分解，以提供 予加熱到如70CTC的基體上，使得可以由蟲晶成長形成一 訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 16- A7 五、 發明說明（14 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 需要之化合物半導體材料的薄膜 。可以由導入長體或一氣 體導入時間的合成分別控制該層的合成及該層的厚度。圖 6的截面圖顯示形成緩衝層之P型Ge基體1的截面圖。首 先’如圖7所示，在p型Ge基體1上由MOCVD形成的底部 曰均胞2。底部晶胞2具有一 η型窗口層21，一 η型Ga^JiizAs z ’ 一 p型Ga^zInzAs層2 3，及p+型後表面電場層2 4，以 〜減少的順序配置。！!型窗口層2 1及p+型後表面電場層24 的材料依據經由考量底部晶胞的轉換效率。從匹配兩QaizInzAs 層2 2 ’ 2 3的材料晶格，可以適當地選擇。因此，例如可 以分別選擇η型（AlbyGayUnj?層及p+型GahInzAs 24作爲 11型窗口層21的P+型後表面電場層24。其次，如圖8所 717，在底部晶胞2上形成穿隧接點3 p穿隧接點3包含p+型 (Ali-yGayVxIrixP 31，及n+型（AlbyGayVJiixP 32。然後，如 圖9所示形成頂部晶胞4。頂部晶胞4有一11型覆蓋層4ι，n型 ® 口層 42，η型，ρ 型（Ah.yGayUnJ? 層44 ’及p+型後表面電場層45。在η型窗口層42上形成 型覆盍層4 1以加強η電極的歐姆接點。η型窗口層及〆 後表面電場層4 5的材料可以經由考量頂部晶胞的轉換 率’而彳疋匹配（Ali-yGayh-JnxP層之材料晶格中選擇出來。 因此，例如分別使用包含In的n型（Ali yGayVjnxP層及〆 型（Ah-yGayUnxP作爲η型窗口層·4 2及〆型後表面電場層 45。η型覆蓋滑41的例子包含層。此後， 視需要從η型覆蓋層4 1 a中蝕刻η型覆蓋層。在頂部晶 41的表面上形成兩層抗反射膜，82，且在最外表面 η 型 效 胞 及 ---------—--------訂---------線jjl^r (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -17 480738 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（π ) 背面，由眞空沉積或濺鍍形成金屬電極薄膜83，84，如 圖5所示的光電轉換設備。 弟一實施例 在本發明的第二實施例中，在基體1及底部晶胞2之間 提供一緩衝層5。現在請參考圖10，層5包含晶格常數近 某一層及基體者材料，且該材料的熱膨脹係數至少等於在 緩衝層形成該層材料者，即爲底部晶胞的最外層。緩衝層 5導入以限制由基體i之熱膨脹係數及緩衝層内之該緩衝 層’當晶體成長後溫度減少時之差，且防止該緩衝層產生 裂缝’且防止裂缝進入該層。.因此，在底部晶胞2，穿随 接點3及頂部晶胞4中沒有裂缝，更需要的是，在緩衝層 正上方形成材料的熱膨脹係數大於基體者。尤其是，緩衝 層的材料可以是如Gai_wAswSb (0·29 < w<0.33)，w依據底 邵晶胞材料Ga^zInzAs的合成範圍0· 11 < ζ < 0.29選擇。在第 一實施例中底部晶胞2，穿隧接點3及頂部晶胞4相同。 圖11顯示基於圖10中光電轉換設備之基本結構中光電 轉換設備的細節。形成多層結構的底部晶胞2，頂部晶胞 4及抗反射膜81，82，表面電極83，84同於第—實施 例0 須了解，本發明中選擇·的基本材料用於提供具有高轉換 效率的光電轉換設備，其方式爲形成包含底部晶胞，穿隨 接點及頂部晶胞的多層。在緩衝層及底部晶胞之間可以提 供另一穿隧接點，或如失眞層的另一層可以插入頂部晶胞 及穿隧接點之間’或穿P遂接點及底部晶胞之間。這些變動 -18- -----------訂------- π請先閲讀背面之浲意事頊存填寫本貢) 4 適 度 尺 張 紙 本 釐 一公 97 i 2 X 10 2 一規 Α4 S) Ν (C 準 標 家 國 國 五、發明說明（16 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 例子均在本發明的精神及觀點内。另外，本發明中的材料 共接收側可爲P型或η型。 經由在本實施例中提供緩衝層，由當在薄膜形成程序 中’在光電轉換設備之熱膨脹係數中的差導致的裂缝可以 限制在緩衝層内。因此產量增加且製造成本減少。經由調 整晶格常數以達到晶格匹配正上方的一層，可以形成具有 優異結晶性的一層，且增加光電轉換效率。 第三實施例 本發明第三實施例的光電轉換設備具有一在基體外層的 Ρ η接點，及另外在緩衝層5及底部晶胞2之間包含一穿隧 接點9。圖1 3的截面圖顯示基於圖1 2結構之光電轉換設備 的細節。現在請參考圖1 4至1 9，下文將説明圖1 3中製造 光電轉換設備的方法。圖14顯示一 ρ型Ge基體1。其上形 成 9曰胞結構。經由在系晶成長期間擴散，一在ρ型G e基 體2上形成一薄的^型層1 1。然後，如圖1 5所示，在基體 1上由MOCVD形成缓衝層5。對於緩衝層之材料的例子包 含η 型 GaASl.wSbw (0.29<w<0.33)。如圖 1 6 所示，新形成 一穿隧接點9。穿隧接點的例子包含如p+型Gai_zInzAs 91 及n+型GauIrizAs 92。然後，如圖i 7所示形成底部晶胞 2。底邵晶胞2包含n型窗·口層21，η型GabzInzAs層22，ρ 型Gai-zInzAs層23，及p+型後表面電場層24。n型窗口層 2 1及ρ+型後表面電場層24的材料的選擇在考量底部晶胞 的轉換效率下，從匹配Ga^zIiizAs層22，23的材料晶格中 選擇。然後η型窗口層21及p+型後表面電場層24分別爲 η (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) - ·ϋ ϋ ϋ ϋ ϋ ϋ txjI ϋ a^i S, -19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 480738 五、發明說明（π ) 型（Ah-yGayhqinj)及p+ 型 Gai-JnzAs。然後，如圖 j 8 所示， 形成穿隧接點3。穿隧接點3包含〆型，（AliyGay)iJnxP層 3 1及η型（AlbyGayh-JnxP 32。然後，如圖j 9所示，形成 頂部晶胞4。頂部晶胞4包含n型窗口層4 2，n型 (Ah.yGayVjnj 層 4 3，ρ 型（Ali yGay)i χ1ηχρ 層 4 4，〆型後 表面電場層4 5，以一減少的順序排列。而且，在本實施 例中，提供η型覆蓋層41，以強化η電極的歐姆接觸。11型 窗口層42及ρ+型後表面電場層45的材料可以在考量頂部 晶胞的轉換效率下，從匹配，44的 材料晶格中適當地選擇出來。例如，分別選擇包含少量的 In 的 η 型（AlbyGayVJnxP 層，及〆型（Ali yGayunxP 層作 爲η型窗口層42及p+型後表面電場層45。可以使用❹型 Gai_zInzAs作爲如11型覆蓋層。然後，視需要蝕刻掉覆蓋^ 4 1，以在頂部晶胞的後側形成兩層抗反射膜8工，8 2。^ 後’由Α 2沉#或濺射在|外表面及後侧上形<金屬電極 膜83，84，以完成圖13的光電轉換設備。 上述光電轉換設備包含一嶄新的半導體材料以產生使得 頂邵晶胞及底部晶胞帶隙達到最適化的光電轉換設備。因 此，轉換效率高於傳統上使用m_v族半導體的轉換效 率〇 · 雖然又中已應較佳實施例説明本發明，但嫻熟本技術者 需了解可對上述實施例加以更改及變更，而不偏離本發明 的精神及觀點。本發明的精神及觀點係由下文的申社 範圍所定義。 Μ寻利 -20 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（2〗〇 X 297公髮）

Claims (1)

  1. C8 ---------一 D8 六、申請專利範圍 1·種光％轉換设備，其提供第一及第二pn接點，該第 p n接J實際上在半導體（4 )中形成，該半導體以 (Ah—yGayUnj)表示，且該第二π接點實際上在JnzAs 表示的半導體（2)中形成。 2·如申叫專利範圍第i項之光電轉換設備，其中該半導體 Gai-zInzAs (2)及（Al1-yGay)1 χΙηχΡ ⑷的合成比 ζ，χ，y 分 別落在0.11〈：2<〇29，：^ = _〇 34622 + 1〇82 + 〇 484且13123- 66.0z2 + 9.17z + 0.309 <y<28.0z3. 24.4z2 + 5.82z + 0.325 〇 3·如申請專利範圍第i項之光電轉換設備，其中該 (AlryGayVJnxP (4)及 Gai-JnzAs (2)由一穿隧接點（3 )連 結。 4·如申凊專利範圍第2項之光電轉換設備，其中該 (AlbyGayUnxP (4)及 Gai.zInzAs (2)由一穿隨接點（3 )連 結。 5·如申請專利範圍第1項之光電轉換設備，其中尚包含在 基體（1)及一層（2，4)之間的緩衝層（5)，且具有在該 基體（2 )上形成的第一及第二ρ η接點，該緩衝層（5 )的 熱膨脹係數至少等於在缓衝層正上方之層（2，2 4)者。 6.如申請專利範園第2項之光電轉換設備，其中尚包含在 基體（1)及一層（2，4)之間的緩衝層（5)，且具有在該 基體（2)上形成的第一及第二ρη接點，該緩衝層（5)的 熱膨脹係數至少等於在緩衝層正上方之層（2，24)者。 7·如申請專利範圍第3項之光電轉換設備，其中尚包含在 基體（1)及一層（2，4)之間的緩衝層（5)，且具有在該 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂----------參 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480738 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 基體（2)上形成的第，及第二Pn接點，該緩衝層（5)的 熱膨脹係數至少等於在缓衝層正上方之層（2，24)者。 8·如申請專利範圍第5項之光電轉換設備，其中該基體（1 ) 的熱膨脹係數小於在該缓衝層（5 )正上方的層（2，2 4 ) 者。 9.如申請專利範圍第5項之光電轉換設備，其中該緩衝層 (5 )的晶格常數晶格匹配於該緩衝層正上方的需要（2， 24)- 10·如申請專利範圍第5項之光電轉換設備，其中該緩衝層 (5)包含一實際上以GaAsi-wSbw (0.29< w<0.3 3)表示的材 料。 11·如申請專利範圍第6項之光電轉換設備，其中該緩衝層 (5)包含一實際上以GaASi_wSbw (0·29< w<0.33)表示的材 料。 12·如申請專利範圍第6項之光電轉換設備，其中該緩衝層 (5)包含一實際上以GaAsbWSbw (0·29< w<0.3 3)表示的材 料。 13·如申請專利範圍第1項之光電轉換設備，其中包含第一 及第二ρ η接點的該層（2，4 )由GaAs單晶基體，G e單晶 基體（11，12)及Si單晶基體中之一項所形成。 14·如申請專利範圍第2項之光電轉換設備，其中包含第一 及第二Ρ η接點的該層（2，4 )由GaAs單晶基體，G e單晶 基體（11，12)及Si單晶基體中之一項所形成。 15.如申請專利範圍第3項之光電轉換設備，其中包含第一 -22- *^^^用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
    480738 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 γ β單晶 及第二ρη接點的該層（2，4)由GaAs單晶基體，σ 基體（11，12)及Si單晶基體中之一項所形成。 声 16·如申請專利範圍第1項之光電轉換設備，其中包含由 W系由 體（1)上形成的該第一及第二pn接點的該層（2 ’ 4) ’ 位在S i單晶基體上的一 Sh-xGex化合物晶體層所形成 ^ 17.如申請專利範圍第2項之光電轉換設備，其中包含® 體（1 )上形成的該第一及第二pn接點的該層（2，4)係由 位在S i單晶基體上的一 Sh-xGex化合物晶體層所形成。 18·如申請專利範圍第3項之光電轉換設備，其中包含由基 體（1 )上形成的該第一及第二ρ η接點的該層（2，4 )係由 位在S i單晶基體上的一 Sh-xGex化合物晶體層所形成。 19·如申請專利範圍第1項之光電轉換設備，其中尚包含在 該基體之上層部位上的一 ρ η接點，該基體具有包含第 一及第二ρ η接點的該層（2，4 )。 20·如申請專利範圍第2項之光電轉換設備，其中尚包含在 該基體之上層部位上的一 ρ η接點，該基體具有包含第 一及第二ρ η接點的該層（2，4 )。 --------------------訂---------線#· C請先63讀背面之注意事項與填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106252450A (zh) * 2016-09-05 2016-12-21 上海空间电源研究所 一种含有末端小失配子电池的多结太阳电池及其制备方法

Families Citing this family (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6602701B2 (en) * 2000-01-11 2003-08-05 The General Hospital Corporation Three-dimensional cell growth assay
US7238622B2 (en) * 2001-04-17 2007-07-03 California Institute Of Technology Wafer bonded virtual substrate and method for forming the same
CA2482258A1 (en) * 2001-04-17 2002-10-24 California Institute Of Technology A method of using a germanium layer transfer to si for photovoltaic applications and heterostructure made thereby
US20050026432A1 (en) * 2001-04-17 2005-02-03 Atwater Harry A. Wafer bonded epitaxial templates for silicon heterostructures
JP2003218374A (ja) * 2002-01-23 2003-07-31 Sharp Corp Ｉｉｉ−ｖ族太陽電池
US6660928B1 (en) * 2002-04-02 2003-12-09 Essential Research, Inc. Multi-junction photovoltaic cell
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
JP2004296658A (ja) * 2003-03-26 2004-10-21 Sharp Corp 多接合太陽電池およびその電流整合方法
US7148417B1 (en) 2003-03-31 2006-12-12 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration GaP/silicon tandem solar cell with extended temperature range
WO2005069387A1 (en) * 2004-01-20 2005-07-28 Cyrium Technologies Incorporated Solar cell with epitaxially grown quantum dot material
US9018515B2 (en) 2004-01-20 2015-04-28 Cyrium Technologies Incorporated Solar cell with epitaxially grown quantum dot material
US20080211061A1 (en) * 2004-04-21 2008-09-04 California Institute Of Technology Method For the Fabrication of GaAs/Si and Related Wafer Bonded Virtual Substrates
US20060021565A1 (en) * 2004-07-30 2006-02-02 Aonex Technologies, Inc. GaInP / GaAs / Si triple junction solar cell enabled by wafer bonding and layer transfer
US7732706B1 (en) * 2004-09-17 2010-06-08 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Solar cell circuit and method for manufacturing solar cells
US7846759B2 (en) * 2004-10-21 2010-12-07 Aonex Technologies, Inc. Multi-junction solar cells and methods of making same using layer transfer and bonding techniques
DE102005000767A1 (de) 2005-01-04 2006-07-20 Rwe Space Solar Power Gmbh Monolithische Mehrfach-Solarzelle
US10374120B2 (en) * 2005-02-18 2019-08-06 Koninklijke Philips N.V. High efficiency solar cells utilizing wafer bonding and layer transfer to integrate non-lattice matched materials
TW200707799A (en) * 2005-04-21 2007-02-16 Aonex Technologies Inc Bonded intermediate substrate and method of making same
WO2007025062A2 (en) * 2005-08-25 2007-03-01 Wakonda Technologies, Inc. Photovoltaic template
US20070243703A1 (en) * 2006-04-14 2007-10-18 Aonex Technololgies, Inc. Processes and structures for epitaxial growth on laminate substrates
NL2000248C2 (nl) * 2006-09-25 2008-03-26 Ecn Energieonderzoek Ct Nederl Werkwijze voor het vervaardigen van kristallijn-silicium zonnecellen met een verbeterde oppervlaktepassivering.
US7732301B1 (en) 2007-04-20 2010-06-08 Pinnington Thomas Henry Bonded intermediate substrate and method of making same
US20090014061A1 (en) * 2007-07-10 2009-01-15 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University GaInNAsSb solar cells grown by molecular beam epitaxy
US20090278233A1 (en) * 2007-07-26 2009-11-12 Pinnington Thomas Henry Bonded intermediate substrate and method of making same
US10541349B1 (en) 2008-12-17 2020-01-21 Solaero Technologies Corp. Methods of forming inverted multijunction solar cells with distributed Bragg reflector
TWI416716B (zh) * 2009-01-21 2013-11-21 Sony Corp 固態影像裝置，其製造方法，及攝像設備
US8665363B2 (en) * 2009-01-21 2014-03-04 Sony Corporation Solid-state image device, method for producing the same, and image pickup apparatus
JP5609119B2 (ja) * 2009-01-21 2014-10-22 ソニー株式会社 固体撮像装置、その製造方法および撮像装置
GB2467934B (en) * 2009-02-19 2013-10-30 Iqe Silicon Compounds Ltd Photovoltaic cell
US20100319764A1 (en) * 2009-06-23 2010-12-23 Solar Junction Corp. Functional Integration Of Dilute Nitrides Into High Efficiency III-V Solar Cells
US8119904B2 (en) * 2009-07-31 2012-02-21 International Business Machines Corporation Silicon wafer based structure for heterostructure solar cells
US20110114163A1 (en) * 2009-11-18 2011-05-19 Solar Junction Corporation Multijunction solar cells formed on n-doped substrates
TWI409959B (zh) * 2009-12-07 2013-09-21 Epistar Corp 太陽能電池元件及其裝置
WO2011077735A1 (ja) * 2009-12-25 2011-06-30 住友化学株式会社 半導体基板、半導体基板の製造方法及び光電変換装置の製造方法
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
US8766087B2 (en) 2011-05-10 2014-07-01 Solar Junction Corporation Window structure for solar cell
WO2013074530A2 (en) 2011-11-15 2013-05-23 Solar Junction Corporation High efficiency multijunction solar cells
US9153724B2 (en) 2012-04-09 2015-10-06 Solar Junction Corporation Reverse heterojunctions for solar cells
EP3761375A1 (en) 2014-02-05 2021-01-06 Array Photonics, Inc. Monolithic multijunction power converter
US9935209B2 (en) 2016-01-28 2018-04-03 Solaero Technologies Corp. Multijunction metamorphic solar cell for space applications
US10361330B2 (en) 2015-10-19 2019-07-23 Solaero Technologies Corp. Multijunction solar cell assemblies for space applications
US20170110613A1 (en) 2015-10-19 2017-04-20 Solar Junction Corporation High efficiency multijunction photovoltaic cells
US10270000B2 (en) 2015-10-19 2019-04-23 Solaero Technologies Corp. Multijunction metamorphic solar cell assembly for space applications
US9985161B2 (en) 2016-08-26 2018-05-29 Solaero Technologies Corp. Multijunction metamorphic solar cell for space applications
US10256359B2 (en) 2015-10-19 2019-04-09 Solaero Technologies Corp. Lattice matched multijunction solar cell assemblies for space applications
US10403778B2 (en) 2015-10-19 2019-09-03 Solaero Technologies Corp. Multijunction solar cell assembly for space applications
US10263134B1 (en) 2016-05-25 2019-04-16 Solaero Technologies Corp. Multijunction solar cells having an indirect high band gap semiconductor emitter layer in the upper solar subcell
DE102016013749A1 (de) * 2016-11-18 2018-05-24 Azur Space Solar Power Gmbh Stapelförmige Halbleiterstruktur
US10636926B1 (en) 2016-12-12 2020-04-28 Solaero Technologies Corp. Distributed BRAGG reflector structures in multijunction solar cells
US11282979B2 (en) 2017-03-03 2022-03-22 Solaero Technologies Corp. Distributed bragg reflector structures in multijunction solar cells
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
JP7290939B2 (ja) * 2018-12-20 2023-06-14 シャープ株式会社 Ｉｉｉ－ｖ族化合物半導体太陽電池および人工衛星
EP3939085A1 (en) 2019-03-11 2022-01-19 Array Photonics, Inc. Short wavelength infrared optoelectronic devices having graded or stepped dilute nitride active regions

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4017332A (en) * 1975-02-27 1977-04-12 Varian Associates Solar cells employing stacked opposite conductivity layers
US4094704A (en) * 1977-05-11 1978-06-13 Milnes Arthur G Dual electrically insulated solar cells
US4235651A (en) * 1979-03-19 1980-11-25 Hughes Aircraft Company Fabrication of GaAs-GaAlAs solar cells
US4370510A (en) * 1980-09-26 1983-01-25 California Institute Of Technology Gallium arsenide single crystal solar cell structure and method of making
GB2117174B (en) * 1982-02-25 1985-09-25 Chevron Res Multilayer photovoltaic solar cell
US4404421A (en) * 1982-02-26 1983-09-13 Chevron Research Company Ternary III-V multicolor solar cells and process of fabrication
JPS59172780A (ja) * 1983-03-22 1984-09-29 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> モノリシツクカスケ−ド形太陽電池
US4667059A (en) * 1985-10-22 1987-05-19 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Current and lattice matched tandem solar cell
US4835116A (en) * 1987-11-13 1989-05-30 Kopin Corporation Annealing method for III-V deposition
US4963949A (en) * 1988-09-30 1990-10-16 The United States Of America As Represented Of The United States Department Of Energy Substrate structures for InP-based devices
US5322572A (en) * 1989-11-03 1994-06-21 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Monolithic tandem solar cell
US5223043A (en) 1991-02-11 1993-06-29 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Current-matched high-efficiency, multijunction monolithic solar cells
US5405453A (en) 1993-11-08 1995-04-11 Applied Solar Energy Corporation High efficiency multi-junction solar cell
US5944913A (en) * 1997-11-26 1999-08-31 Sandia Corporation High-efficiency solar cell and method for fabrication
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

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106252450A (zh) * 2016-09-05 2016-12-21 上海空间电源研究所 一种含有末端小失配子电池的多结太阳电池及其制备方法
CN106252450B (zh) * 2016-09-05 2018-03-23 上海空间电源研究所 一种含有末端小失配子电池的多结太阳电池及其制备方法

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US6504091B2 (en) 2003-01-07

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