復(fù)合光伏電池的制作方法
【專利摘要】一種復(fù)合光伏電池，包括：第一襯底；由第一復(fù)合半導(dǎo)體材料制成并形成在第一襯底上的一個(gè)或多個(gè)第一光電轉(zhuǎn)換單元；形成在一個(gè)或多個(gè)第一光電轉(zhuǎn)換單元上的隧道結(jié)層；以及一個(gè)或多個(gè)第二光電轉(zhuǎn)換單元，由與第一襯底的材料晶格失配的第二復(fù)合半導(dǎo)體材料制成，經(jīng)隧道結(jié)層連接到一個(gè)或多個(gè)第一光電轉(zhuǎn)換單元，并相對(duì)于一個(gè)或多個(gè)第一光電轉(zhuǎn)換單元而位于光入射方向中的入射側(cè)。一個(gè)或多個(gè)第一光電轉(zhuǎn)換單元和一個(gè)或多個(gè)第二光電轉(zhuǎn)換單元的帶隙在光入射方向上從入射側(cè)到背側(cè)變小。隧道結(jié)層包括位于入射側(cè)的p型層和位于背側(cè)的n型層，該p型層是p+型(Al)GaInAs層，該n型層是n+型InP層，相對(duì)于InP層具有拉伸應(yīng)變的n+型GaInP層，或相對(duì)于InP具有拉伸應(yīng)變的n+型Ga(In)PSb層。
【專利說明】復(fù)合光伏電池

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種復(fù)合光伏電池。

【背景技術(shù)】
[0002] 已知的一種聚光光伏電池，其采用廉價(jià)的聚光透鏡或反射鏡來聚攏陽光并將所聚 攏的陽光轉(zhuǎn)化成電能。通過相對(duì)容易地控制復(fù)合半導(dǎo)體材料的構(gòu)成比能夠改變復(fù)合光伏電 池的帶隙。因此，正在進(jìn)行的研究是通過吸收更寬波長(zhǎng)范圍的陽光來提高復(fù)合光伏電池的 能量轉(zhuǎn)換效率。
[0003] 此外，為了改善轉(zhuǎn)換效率（例如參見非專利文獻(xiàn)1)，一種光伏電池將與GaAs晶格 匹配的GaInP單元和GaAs單元沉積到GaAs襯底上，并且經(jīng)晶格弛豫緩沖層將與GaAs具有 約2%的晶格失配的GaInAs單元沉積到GaInP單元和GaAs單元上。
[0004] 此外，一種光伏電池將GaInP頂部單兀和高摻雜P+型層形成在GaAs襯底上，將 GaInAs底部單元和高摻雜n +型層形成在InP襯底上，并且將P+型層和n+型層連接（粘合） 在一起以形成一個(gè)隧道結(jié)層。該GaInP頂部單元和GaInAs底部單元經(jīng)該隧道結(jié)層彼此串 聯(lián)粘合在一起（例如參見專利文獻(xiàn)1)。
[0005] 如果該隧道結(jié)層的連接界面的電阻是高的，隧道電流會(huì)更難流過隧道結(jié)層。結(jié)果， 轉(zhuǎn)換效率降低。
[0006] 由于隧道結(jié)層的連接界面的電阻不會(huì)完全降低，專利文獻(xiàn)1所公開的光伏電池不 會(huì)得到足夠的轉(zhuǎn)換效率。
[0007] 專利文獻(xiàn) I :US 2012/0138116
[0008] 非專利文獻(xiàn) I :Proceedings of the 29th IEEE photovoltaic specialists conference (第29屆IEEE光伏專家會(huì)議論文集）（2010)第412-417頁。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明是在鑒于上述問題而做出的，本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例之目的是提供一種 具有改善的轉(zhuǎn)換效率的復(fù)合光伏電池。
[0010] 本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種復(fù)合光伏電池，其包括：第一襯底；構(gòu)造成由第一復(fù) 合半導(dǎo)體材料制成并形成在第一襯底上的一個(gè)或多個(gè)第一光電轉(zhuǎn)換單元；形成在一個(gè)或多 個(gè)第一光電轉(zhuǎn)換單元上的隧道結(jié)層；以及一個(gè)或多個(gè)第二光電轉(zhuǎn)換單元，構(gòu)造成由與第一 襯底的材料晶格失配的第二復(fù)合半導(dǎo)體材料制成，經(jīng)隧道結(jié)層連接到該一個(gè)或多個(gè)第一光 電轉(zhuǎn)換單元，并相對(duì)于該一個(gè)或多個(gè)第一光電轉(zhuǎn)換單元而言位于光入射方向中的入射側(cè)。 其中，該一個(gè)或多個(gè)第一光電轉(zhuǎn)換單元和該一個(gè)或多個(gè)第二光電轉(zhuǎn)換單元的帶隙在光入射 方向上從入射側(cè)到背側(cè)變??；并且，該隧道結(jié)層包括位于入射側(cè)的P型層以及位于背側(cè)的η 型層，該P(yáng)型層是P+型（Al) GaInAs層，該η型層是η+型InP層，相對(duì)于InP層具有拉伸應(yīng) 變的η+型GaInP層，或者相對(duì)于InP具有拉伸應(yīng)變的η +型Ga (In) PSb層。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖IA和IB不出根據(jù)第一實(shí)施例的復(fù)合光伏電池。
[0012] 圖2不出根據(jù)第一實(shí)施例的復(fù)合光伏電池。
[0013] 圖3A示出根據(jù)對(duì)比例的隧道結(jié)層的能帶圖。
[0014] 圖3B示出根據(jù)第一實(shí)施例的隧道結(jié)層的能帶圖。
[0015] 圖4示出該復(fù)合光伏電池的I-V曲線。
[0016] 圖5A和5B示出根據(jù)第一實(shí)施例的復(fù)合光伏電池的制造過程。
[0017] 圖6示出根據(jù)第一實(shí)施例的復(fù)合光伏電池的制造過程。
[0018] 圖7示出根據(jù)第一實(shí)施例的復(fù)合光伏電池的制造過程。
[0019] 圖8示出根據(jù)第一實(shí)施例的復(fù)合光伏電池的制造過程。
[0020] 圖9示出根據(jù)第二實(shí)施例的復(fù)合光伏電池。
[0021] 圖10示出根據(jù)第三實(shí)施例的復(fù)合光伏電池。
[0022] 圖11示出根據(jù)第四實(shí)施例的復(fù)合光伏電池。
[0023] 圖12示出根據(jù)第五實(shí)施例的復(fù)合光伏電池。
[0024] 圖13示出根據(jù)第六實(shí)施例的復(fù)合光伏電池。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面將參照附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施例。
[0026] 第一實(shí)施例
[0027] 圖IAUB和2示出根據(jù)第一實(shí)施例的復(fù)合光伏電池100的截面圖。
[0028] 該復(fù)合光伏電池100包括電極101、電極102、InP襯底103、GaInPAsl04、隧道結(jié)層 105、GaAs單元106、隧道結(jié)層107、GaInP單元108和接觸層109。
[0029] 隧道結(jié)層105形成在GaInPAs單元104和GaAs單元106之間。隧道結(jié)層107形成 在GaAs單元106和GaInP單元108之間。GaInPAs單元104、GaAs單元106和GaInP單元 108彼此電學(xué)和光學(xué)串聯(lián)連接，通過隧道結(jié)層105和107而被連接在一起。在此，GaInPAs 單元104、GaAs單元106和GaInP單元108中的每一個(gè)都是一個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元。因此，能夠 產(chǎn)生流過具有彼此不同帶隙的多個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元的電流。
[0030] 光電轉(zhuǎn)換單元的帶隙從頂側(cè)到底側(cè)沿著光入射方向變窄（變?。@由圖1的箭頭 表示出。GaInP單元108、GaAs單元106、GaInPAs單元104的帶隙分別為I. 9eV、l. 42eV和 I. 0eV〇
[0031] 每一個(gè)隧道結(jié)層105和107為薄p+n+結(jié)層，其中，P+型半導(dǎo)體層和n +型半導(dǎo)體層 連接。在該隧道結(jié)層中，因?yàn)楦邼舛葥诫s，n+型半導(dǎo)體層的導(dǎo)帶和P+型半導(dǎo)體層的價(jià)帶退 化。因?yàn)閷?dǎo)帶和價(jià)帶彼此搭接并在之間夾著一個(gè)費(fèi)米能級(jí)，由此載流子的隧穿概率增加。因 此，能夠使隧道電流從P +型半導(dǎo)體層流向n+型半導(dǎo)體層。
[0032] 隧道結(jié)層105優(yōu)選包括P+型GaInAs層105A和n+型InP層105B連接的隧道結(jié) 層（參見圖1A)。否則，該隧道結(jié)層105優(yōu)選包括P +型AlGaInAs層105A1具有比GaAs和 n+型InP層105B窄的帶隙的隧道結(jié)層（參見圖1B)。下面，P+型GaInAs層105A和P +型 AlGaInAs 層 105A1 可稱為 P+ 型（Al) GaInAs。
[0033] 通過形成P+型（Al)GaInAs層與n+型InP層105B連接的隧道結(jié)層105,能夠充分 減小隧道結(jié)層105的連接界面的電阻并使得隧道電流更容易地從n+型半導(dǎo)體層流向p+型 半導(dǎo)體層。該隧道結(jié)層105的連接界面是這樣的表面：P+型（Al)GaInAs層與n+型InP層 105B在此連接。
[0034] 隧道結(jié)層105具有這樣的結(jié)構(gòu)：如圖2所示，P+型GaInAs層105A、n +型InP層 105B和P+型GaAs層105C堆疊在一起。該P(yáng)+型GaAs層105C為高摻雜p型GaAs層。該 GaAs層105C設(shè)置在P +型GaInAs層105A和GaAs單元106之間。在一種情況下，圖2中的 復(fù)合光伏電池120所包括的隧道結(jié)層105具有三層結(jié)構(gòu)隧道結(jié)層，包括P +型GaAs層105C、 P+型GaInAs層105A和n+型InP層105B，從而，相對(duì)于圖1中的復(fù)合光伏電池100的二層 結(jié)構(gòu)隧道結(jié)層所包括的P +型GaInAs層105A，這能夠減小P+型GaInAs層105A的厚度。
[0035] n+型InP層105B的雜質(zhì)例如可以是Si (硅）或Te (碲）。P+型GaInAs層105A、 P+型AlGaInAs層105A1和P+型GaAs層105C的雜質(zhì)例如可以為C (碳）。
[0036] 接著，參見圖3來說明隧穿概率和隧道電流，圖3示出隧道結(jié)層的能帶圖。圖3A 示出根據(jù)對(duì)比例的隧道結(jié)層（P+GaAs/n+InP)的能帶圖。圖3B為根據(jù)第一實(shí)施例的隧道結(jié) 層 105 (p+GaAs/p+GalnAs/n+InP)能帶圖。P+ 型 GaInAs 層 105A 的厚度為 5nm，并且 In (銦） 構(gòu)成比為20 %。在圖3A和3B中，水平軸表示隧道結(jié)層的厚度[μ m]，并且垂直軸表示能量 [eV]。
[0037] 在圖3A中，空穴從p+型GaAs層的價(jià)帶隧穿到n+型InP層的導(dǎo)帶。電子從n +型 InP層的導(dǎo)帶隧穿到P+型GaAs層的價(jià)帶。在圖3B中，空穴從P+型GaInAs層105A的價(jià)帶 隧穿到n +型InP層105B的導(dǎo)帶。電子從n+型InP層105B的導(dǎo)帶隧穿到P+型GaInAs層 的價(jià)帶105A。
[0038] 如圖3B所示,p+型GaInAs層105A的價(jià)帶具有向上地突出的凸部。這是因?yàn)镻 +型 GaInAs層105A具有比P+型GaAs層105C窄的帶隙。因此，該P(yáng)+型GaInAs層105A的導(dǎo)帶 的能級(jí)低于P +型GaAs層105C的導(dǎo)帶的能級(jí)，并且該P(yáng)+型GaInAs層105A的價(jià)帶的能級(jí)高 于P +型GaAs層105C的價(jià)帶的能級(jí)。
[0039] 因?yàn)槿鐖D3B所示的P+型GaInAs層105A的價(jià)帶和n+型InP層105B的導(dǎo)帶之間 的能級(jí)差窄于圖3A所示的P +型GaAs層的價(jià)帶和n+型InP層的導(dǎo)帶之間的能級(jí)差，所以圖 3B所示的隧道結(jié)層105的耗盡層變得比圖3A所示的隧道結(jié)層的耗盡層窄。
[0040] 因此，相比于圖3A所示的隧道結(jié)層，圖3B所示的第一實(shí)施例的隧道結(jié)層105具有 高的載流子隧穿概率以及在連接界面處低的電阻。在此，存在于價(jià)帶凸部的載流子也有助 于增加隧穿概率。在此，P +型AlGaInAs層包括Al (鋁）并具有比GaAs窄的帶隙，可以替代 P+型GaInAs層105A。P+型AlGaAs層包括Al (鋁），可以代替圖2所示的P+型GaAs層105C 用于隧道結(jié)層105。這種情況下，P+型AlGaInAs層可以代替P+型GaInAs層105A。AlGaAs 和GaAs可以表示為（Al)GaAs。因此，（Al)GaAs包括GaAs和AlGaAs。有必要設(shè)計(jì)一種多 結(jié)光伏電池，例如復(fù)合光伏電池100,以便電池104、106和109所產(chǎn)生的電流彼此具有相同 值。例如，復(fù)合光伏電池100設(shè)計(jì)為，GaAs單元106不吸收在能被該GaAs單元106所吸收 的波長(zhǎng)范圍內(nèi)所有的光，而是將一部分光傳輸?shù)轿挥谌肷涔夥较虮硞?cè)的GaInPAs單元104 中。在這種情況下，為了在位于GaAs單元106和GaInPAs單元104之間的隧道結(jié)層105處 抑制所傳輸?shù)墓獾奈?，?yōu)選通過采用具有比GaAs更寬帶隙的材料例如AlGaAs來形成形 成隧道結(jié)層105。這同樣應(yīng)用于其它實(shí)施例。
[0041] 隧道結(jié)層 107 包括 p+型 Al (X)GaAs 層 107A 和 n+型 Ga(x) InP 層 107B。
[0042] 該 GaInP 單元 108 包括 η 型 Al (X) InP 層 108A、n 型 Ga (X) InP 層 108B、p 型 Ga (X) InP層108C和p型Al(X)InP層108D，它們沿著光入射方向依次形成。η型Al(X)InP層 108Α為窗口層。ρ型Al (X) InP層108D是背面場(chǎng)（BSF)層。GaInP單元108可以包括位于 光入射側(cè)的抗反射涂層等。
[0043] 調(diào)節(jié)η型Ga (X) InP層108B和ρ型Ga (X) InP層108C的Ga (鎵）的構(gòu)成比，使得 GaInP單元108的帶隙變?yōu)镮. 9eV?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)混合晶體半導(dǎo)體的構(gòu)成比來容易地控制 物理性質(zhì)，例如二元、三元或四元III-V族復(fù)合半導(dǎo)體的帶隙、晶格常數(shù)等。因此，能夠設(shè)定 這樣的波長(zhǎng)范圍：光電轉(zhuǎn)換單元利用III-V族復(fù)合半導(dǎo)體任意地吸收光。
[0044] η型Ga(x) InP層108B的雜質(zhì)例如可以是Si (硅）。ρ型Ga(x) InP層108C的雜質(zhì) 例如可以為Zn(鋅）。
[0045] GaAs 單兀 106 包括 η 型[Al (X) Ga] (y) InP 層 106A、n 型 GaAs 層 106B、p 型 GaAs 層 106C和ρ型Ga(X) InP層106D，它們沿著光入射方向依次形成。該η型[Al (X)Ga] (y) InP 層106A為窗口層。ρ型Ga(X) InP層106D為背面場(chǎng)（BSF)層。
[0046] η型GaAs層106B的雜質(zhì)例如可以為Si (娃）。ρ型GaAs層106C的雜質(zhì)例如可以 為Zn (鋅）。
[0047] GaInPAs 單兀 104 包括 η 型 InP 層 104A、η 型 Ga (X) InP (y) As 層 104B、ρ 型 Ga (X) InP(y)As層104C和ρ型InP層104D，它們沿著光入射方向依次形成。η型InP層104A是 窗口層。P型InP層104D為背面場(chǎng)（BSF)層。
[0048] 調(diào)整 η 型 Ga (X) InP (y) As 層 104Β 和 ρ 型 Ga (X) InP (y) As 層 104C 的 Ga (嫁）的構(gòu) 成比X和構(gòu)成比y，使得GaInPAs單元104的帶隙變?yōu)镮. OeV。
[0049] η 型 Ga(x) InP (y) As 層 104B 的雜質(zhì)例如可以為 Si (娃）。ρ 型 Ga(x) InP (y) As 層 104C的雜質(zhì)例如可以為Zn (鋅）。
[0050] ρ型Ga (X) InP層（ρ型BSF層）106D接觸隧道結(jié)層105的ρ+型GaInAs層105A (參 見圖 ΙΑ)，ρ+ 型 AlGaInAs 層 105A1 (參見圖 1B)或 ρ+ 型 GaAs 層 105C (參見圖 2)。ρ 型 Al (X) InP 層（ρ 型 BSF 層）108D 接觸隧道結(jié)層 107 的 ρ+ 型 Al (X)GaAs 層 107A。η 型[Al (X)Ga] (y) InP層（η型窗口層）106A接觸隧道結(jié)層107的n+型Ga(X) InP層107B。η型InP層（η 型窗口層）1〇4Α接觸隧道結(jié)層105的η+型InP層105Β。通過形成接觸BSF層或窗口層并 具有與上述BSF層或窗口層相同導(dǎo)電類型的隧道結(jié)層105和106,能夠使電流順利地流過光 電轉(zhuǎn)換單兀，即流經(jīng)GaInPAs單兀104、GaAs單兀106和GaInP單兀108。
[0051] 該光電轉(zhuǎn)換單元的材料不限于上述材料，例如InP、GaAs和GalnP。然而，優(yōu)選通 過采用InP晶格匹配材料形成位于InP襯底103和n +型InP層105B之間的GaInPAs單元 104。此外，優(yōu)選通過采用GaAs晶格匹配材料形成位于ρ+型GaInAs層105A和接觸層109 之間的GaAs單元106和GaInP單元108。
[0052] 該接觸層109例如可以是n+型GaAs層。優(yōu)選形成該接觸層109,使得接觸層109 具有比GaInP單元108小的平面尺寸。這是為了減少接觸層109的光吸收并增加 GaInP單 兀108的入射光。
[0053] 電極101和102可以由Ti、Pt、Au等制造。電極101和102的每一個(gè)可以包括由 上述材料之一制成的單層或包括由上述材料制成的多層。
[0054] 可以基于圖4所示的I-V曲線確定復(fù)合光伏電池 100的轉(zhuǎn)換效率。如果電流和電 壓變大則轉(zhuǎn)換效率變高，并且如圖4所示的I-V曲線具有方形形狀。在I-V曲線為三角形 的情況下，根據(jù)電壓的增加不能獲得足夠的電流。結(jié)果，轉(zhuǎn)換效率變低。
[0055] 因?yàn)樗淼澜Y(jié)層105由p+GalnAs層105A和n+InP層105B形成，所以能夠減小隧道 結(jié)層105的隧道連接界面的電阻。因?yàn)閺?fù)合光伏電池100包括建立了彼此具有不同帶隙的 多結(jié)結(jié)構(gòu)的多個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元，所以能夠吸收寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的陽光。因此，復(fù)合光伏電池 100的轉(zhuǎn)換效率提高了。
[0056] 下面，結(jié)合圖5A、5B、6、7和8來說明根據(jù)第一實(shí)施例的復(fù)合光伏電池120的制造 方法。圖5A、5B、6、7和8不出根據(jù)第一實(shí)施例的復(fù)合光伏電池120。
[0057] 如圖5所示，疊層體100A形成在GaAs襯底110上，并且疊層體100B形成在InP 襯底103上。疊層體100A和100B的制造方法可以是金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積（MOCVD)法、 分子束外延（MBE)法等。還可以采用InP襯底103和GaAs襯底110之外的襯底。例如，可 以采用GaSb襯底和GaAs襯底的組合、Si襯底和GaAs襯底的組合等代替InP襯底103和 GaAs襯底110的組合。
[0058] 該疊層提100A的形成是通過將蝕刻停止層111、接觸層112、GaInP單元108、隧道 結(jié)層107、GaAs單兀106、P +型GaAs層105C和P+型GaInAs層105A依次沉積在GaAs襯底 110上（參見圖5A)。
[0059] GaAs單元106和GaInP單元108與GaAs襯底110晶格匹配。GaAs的晶格常數(shù) 約為5.65A。優(yōu)選地，調(diào)整包括在πι-ν族復(fù)合半導(dǎo)體材料中的每層的構(gòu)成比，使得形成在 GaAs襯底110上的GaAs單元106和GaInP單元108的晶格常數(shù)接近5.65 A。
[0060] 通過將GaInPAs單元104和n+型InP層105B依次沉積在InP襯底103上來形成 疊層體100B (參見圖5B)。
[0061] GaInPAs單元104與InP襯底103晶格匹配。InP的晶格常數(shù)約為5.87A。優(yōu)選 地，調(diào)整包括在III-V族復(fù)合半導(dǎo)體材料中的每層的構(gòu)成比，使得形成在InP襯底103上的 GaInPAs單元104的晶格常數(shù)接近5.87A。
[0062] 因?yàn)镚aAs單元106和GaInP單元108的晶格常數(shù)以及GaInPAs單元104的晶格 常數(shù)彼此不同，故難以將GaAs單元106、GaInP單元108和GaInPAs單元104形成在單層襯 底上。因此，分別形成疊層體100A和疊層體100B。
[0063] 優(yōu)選地，調(diào)整P+型GaInAs層105A或P+型AlGaInAs層105A1的晶格常數(shù)，使得晶 格常數(shù)更接近GaAs襯底110的晶格常數(shù)，而不是InP襯底103的晶格常數(shù)。
[0064] 接著，如圖6所示，包括外延生長(zhǎng)在GaAs襯底110上的光電轉(zhuǎn)換單元的疊層體 100A，與包括外延生長(zhǎng)在InP襯底103上的光電轉(zhuǎn)換單元的疊層體100B，直接粘接在一起。
[0065] 對(duì)P+型GaInAs層105A的表面和n+型InP層105B的表面實(shí)施清洗工序和表面活 化處理。GaInAs層105A是疊層體100A的頂層并且n +型InP層105B是疊層體100B的頂 層。然后，P+型GaInAs層105A的表面和n +型InP層105B的表面在真空中粘接在一起。實(shí) 施氮等離子體（N2等離子體）處理或類似處理作為表面活化處理。優(yōu)選在約150°C粘接這 些表面。
[0066] 然后，如圖7所示，選擇性地蝕刻和移除所述GaAs襯底110和所述蝕刻停止層 111。
[0067] 通過濕法蝕刻或類似方法蝕刻GaAs襯底110。在這種情況下，一種蝕刻溶液例如 為硫酸（H 2SO4)、過氧化氫（H2O2)和水（H2O)的混合溶液。因?yàn)榛旌先芤翰蝗芙庥米魑g刻停 止層111的GalnP，所以能夠在蝕刻停止層111前停止蝕刻工序。因此，只精確蝕刻GaAs襯 底 110。
[0068] 通過濕法蝕刻或類似方法蝕刻該蝕刻停止層111。在這種情況下，一種蝕刻溶液例 如為鹽酸（HCl)和水（H 2O)。
[0069] 通過實(shí)施這些蝕刻工序，GaAs襯底110和蝕刻停止層111被從疊層體IlOA選擇 性地移除。
[0070] 然后，在接觸層112上施加光刻膠，隨后通過實(shí)施曝光和顯影來將光刻膠圖案化， 這可以利用光刻機(jī)通過公知的光刻工藝來實(shí)現(xiàn)。因此，圖案化的光刻膠形成在接觸層112 上。然后，通過實(shí)施真空沉積方法或類似方法將電極材料氣相沉積在接觸層112和圖案化 的光刻膠上，以沉積金屬化膜。通過揭開形成在該圖案化的光刻膠上的金屬化膜，使得電極 101形成在接觸層112上。
[0071] 然后，通過移除不與電極101重疊的部分接觸層112來形成接觸層109。利用電極 101作為掩膜通過濕法蝕刻實(shí)施該移除工序。
[0072] 在這種情況下，蝕刻溶液例如是硫酸（H2SO4)、過氧化氫（H2O 2)和水（H2O)的混合 溶液。因?yàn)榛旌先芤翰蝗芙釭aInP單元108中的AllnP，所以能夠在η型Al (X) InP層108A 前停止蝕刻工序。因此，只精確蝕刻接觸層112。
[0073] 然后，在InP襯底103下形成電極102。通過實(shí)施與電極101相似的工藝來形成電 極102。在將InP襯底103研磨到設(shè)計(jì)厚度之后形成電極102。
[0074] 通過實(shí)施上述工藝，實(shí)現(xiàn)了圖8所示的復(fù)合光伏電池120。
[0075] 根據(jù)第一實(shí)施例，說明了復(fù)合光伏電池120的制造方法，該復(fù)合光伏電池包括隧 道結(jié)層105,該隧道結(jié)層105具有含有p+型GaAs層105C、p +型GaInAs層105A和n+型InP 層105B的三層結(jié)構(gòu)。如果隧道結(jié)層105中所包括的層數(shù)改變，可以通過與上述制造方法相 同的制造方法形成包括該改變數(shù)量的隧道結(jié)層105的復(fù)合光伏電池。
[0076] 例如，在一種情況下，隧道結(jié)層105具有兩層結(jié)構(gòu)，包括P+型GaInAs層105A和n + 型InP層105B，通過與上述制造方法相同的制造方法形成該復(fù)合光伏電池100。此外，例如， 在另一種情況下，隧道結(jié)層105具有兩層結(jié)構(gòu)，包括P +型AlGaInAs層105A1和n+型InP層 105B，通過與上述制造方法相同的制造方法形成該復(fù)合光伏電池100。
[0077] 復(fù)合光伏電池100和120具有隧道結(jié)層105,其中P+型GaInAs層105A (或P+型 AlGaInAs層105A1)和n+型InP層105B在疊層體100A和疊層體100B的連接界面處連接。 因此，連接界面處的電阻減小并且隧道電流更容易流過隧道結(jié)層105。因此，能夠提高復(fù)合 光伏電池100和120的轉(zhuǎn)換效率。
[0078] 第二實(shí)施例
[0079] 在第二實(shí)施例中，將說明一種復(fù)合光伏電池，其具有不同于第一實(shí)施例的復(fù)合光 伏電池100和120的結(jié)構(gòu)。
[0080] 圖9示出根據(jù)第二實(shí)施例的復(fù)合光伏電池130。
[0081] 如圖9所示，復(fù)合光伏電池 130包括四個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元和三個(gè)隧道結(jié)層。另外，復(fù) 合光伏電池130包括與圖2所不的復(fù)合光伏電池120同樣的結(jié)構(gòu)。
[0082] GaInAs單元116形成在InP襯底103上，并且隧道結(jié)層115形成在該GaInAs單元 116和GaInPAs單元104之間。
[0083] 在復(fù)合光伏電池130中，光電轉(zhuǎn)換單元的帶隙沿著光入射方向從入射側(cè)到背側(cè)變 小。GaInP單元108、GaAs單元106、GaInPAs單元104和GaInAs單元116的帶隙分別為 I. 9eV、I. 42eV、I. OeV 和 0· 75eV。
[0084] 隧道結(jié)層 115 包括 p+ 型 Al (X) InAs 層 115A 和 n+ 型 InP 層 115B。該 p+ 型 Al (X) InAs層115A和n+型InP層115B是高摻雜層。
[0085] GaInAs 單兀 116 包括 η 型 InP 層 116A、η 型 Ga(x) InAs 層 116B、p 型 Ga(x) InAs 層116C和ρ型InP層116D，它們沿著光入射方向依次形成。η型InP層116Α為窗口層。ρ 型InP層116D為背面場(chǎng)（BSF)層。
[0086] 調(diào)整η型Ga(x) InAs層116Β和ρ型Ga(x) InAs層116C的Ga(鎵）的構(gòu)成比，使 得GaInAs單元116的帶隙變?yōu)?. 75eV。
[0087] η型Ga(x) InAs層116B的雜質(zhì)例如可以是Si (娃）。ρ型Ga(x) InAs層116C的雜 質(zhì)例如可以是Zn (鋒）。
[0088] 復(fù)合光伏電池130是四結(jié)光伏電池，包括帶隙分別為1.9eV、1.42eV、1.0eV和 0· 75eV 的 GaInP 單元 108、GaAs 單元 106、GaInPAs 單元 104 和 GaInAs 單元 116。如上所 述，該四結(jié)光伏電池具有良好的平衡帶隙。因此，相比于三結(jié)光伏電池，該復(fù)合光伏電池130 可以進(jìn)一步提高陽光的能量轉(zhuǎn)換效率。
[0089] 根據(jù)第二實(shí)施例，能夠獲得一種具有高轉(zhuǎn)換效率的復(fù)合光伏電池130。
[0090] 第三實(shí)施例
[0091] 在第三實(shí)施例中，將說明一種復(fù)合光伏電池，其具有不同于第一實(shí)施例的復(fù)合光 伏電池100和120的結(jié)構(gòu)。
[0092] 圖10示出根據(jù)第三實(shí)施例的復(fù)合光伏電池140。
[0093] 如圖10所示，該復(fù)合光伏電池140包括隧道結(jié)層145和GaInPAs單元144來代替 圖2中的隧道結(jié)層105和GaInPAs單元104。該隧道結(jié)層145包括ρ+型GaInAs層105A、 P+ 型 GaAs 層 105C 和 n+ 型 Ga(x) InP 層 10?。該 n+ 型 Ga(x) InP 層 10? 相對(duì)于 InP 具有 拉伸應(yīng)變。該n+型Ga(X) InP層10?取代了該n+型InP層105B并作為隧道結(jié)層145的 n+ 型隧道結(jié)層。GaInPAs 單兀 144 包括[Al (X) Ga] (y) InAs 層 104E、n 型 Ga (X) InP (y) As 層 104B、p 型 Ga(x) InP(y)As 層 104C 和 ρ 型 InP 層 104D。該[Al (x)Ga] (y) InAs 層 104E 取代 η型InP層104A并作為GaInPAs單元144的窗口層。而且，該復(fù)合光伏電池140包括與圖 2所示的復(fù)合光伏電池120相同的結(jié)構(gòu)。
[0094] 該η+型Ga(x) InP層10?是高摻雜的。對(duì)于該η+型Ga(x) InP層105D，Ga的構(gòu)成 比為10%，拉伸應(yīng)變?yōu)?.7%，并且?guī)稙?.42eV。必須調(diào)整該n+型Ga(X) InP層10?的 厚度，使得該n+型Ga(X) InP層10?不具有晶格弛豫。
[0095] 優(yōu)選n+型隧道結(jié)層（該n+型Ga(x) InP層ΙΟ?)由帶隙大于或等于光電轉(zhuǎn)換單 元（例如，GaAs單元106)的帶隙的材料制成，位于光入射方向中背側(cè)上的n +型隧道結(jié)層 10? 旁邊。該材料除 GaInP 之外例如可以是 GaPSb、GalnPSb、AlInAs、AlGalnAs、AlAsSb、 AlGaAsSb、AlPSb、AlGaPSb、Al InPSb 等。
[0096] 優(yōu)選，該窗口層（η型InP層104A)由帶隙大于或等于光電轉(zhuǎn)換單元（例如GaAs 單元106)的帶隙的材料制成，位于光入射方向中入射側(cè)的窗口層旁邊。因此，[Al(X)Ga] (y) InAs層104Ε的帶隙大于或等于I. 42eV，優(yōu)選大于或等于I. 5eV。通過在GaAs單元 106(1. 42eV)和GaInPAs單元144(1. OeV)之間形成具有上述帶隙的窗口層，能夠使得長(zhǎng)波 長(zhǎng)光通過GaAs單元106傳輸進(jìn)GaInPAs單元144。
[0097] 該窗口層的材料除AlGaInAs之外例如可以是GalnP、GaPSb、GalnPSb、AlInAs、 AlGalnAs、AlAsSb、AlGaAsSb、AlPSb、AlGaPSb、AlPSb、AlInPSb 等。
[0098] 在常規(guī)復(fù)合光伏電池中，InP(l. 35eV)層廣泛地應(yīng)用于n+型隧道結(jié)層（晶圓結(jié)合 層）或窗口層。因?yàn)镮nP(1.35eV)層吸收傳輸過GaAs單元（1.42eV)的光的一部分，傳統(tǒng) 復(fù)合光伏電池的轉(zhuǎn)換效率降低了。通過選擇上述的具有合適帶隙的n +型隧道結(jié)層（n+型 Ga(X)InP層105D)和窗口層（[Al(X)Ga] (y) InAs層104E)的材料，能夠使長(zhǎng)波長(zhǎng)光傳輸過 GaAs單元106(1. 42eV)進(jìn)入GaInPAs單元144。結(jié)果，該復(fù)合光伏電池140的轉(zhuǎn)換效率得 到提1?。
[0099] 根據(jù)第三實(shí)施例，能夠獲得具有高轉(zhuǎn)換效率的復(fù)合光伏電池140。
[0100] 第四實(shí)施例
[0101] 在第四實(shí)施例中，將說明一種復(fù)合光伏電池，其具有不同于第一實(shí)施例的復(fù)合光 伏電池100和120的結(jié)構(gòu)。
[0102] 圖11示出根據(jù)第四實(shí)施例的復(fù)合光伏電池150。
[0103] 如圖11所示，該復(fù)合光伏電池150包括四個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元和三個(gè)隧道結(jié)層。如圖 11所示，該復(fù)合光伏電池150包括包括隧道結(jié)層145和GaInPAs單元144來代替圖2中的 隧道結(jié)層105和GaInPAs單元104。該隧道結(jié)層145包括P +型GaInAs層105A、p+型GaAs 層105C和n+型Ga(x) InP層10?。該n+型Ga(x) InP層10?相對(duì)于InP具有拉伸應(yīng)變。 該n+型Ga(X) InP層10?取代了該n+型InP層105B并作為隧道結(jié)層145的n+型隧道結(jié) 層。GaInPAs 單兀 144 包括[Al (X) Ga] (y) InAs 層 104E、η 型 Ga (X) InP (y) As 層 104B、p 型 Ga(x) InP(y)As 層 104C 和 p 型 InP 層 104D。該[Al (x)Ga] (y) InAs 層 104E 取代 η 型 InP 層104Α并作為GaInPAs單元144的窗口層。而且，該復(fù)合光伏電池150包括與圖9所示的 復(fù)合光伏電池130相同的結(jié)構(gòu)。
[0104] GaInAs單元116形成在InP襯底103上，并且隧道結(jié)層115形成在該GaInAs單元 116和GaInPAs單元144之間。
[0105] 該隧道結(jié)層 145 包括 ρ+ 型 GaAs 層 105C、P+ 型 GaInAs 層 105Α 和 η+ 型 Ga(x) InP 層 10?。該 ρ+ 型 GaAs 層 105C、P+ 型 GaInAs 層 105Α 和 η+ 型 Ga(x) InP 層 10? 為高摻雜 層。對(duì)于n+型Ga (X) InP層105D，Ga的構(gòu)成比是10 %，相對(duì)于InP的拉伸應(yīng)變是0. 7 %。
[0106] 該復(fù)合光伏電池150是四結(jié)光伏電池，包括帶隙分別為1.9eV、1.42eV、1.0eV和 0· 75eV 的 GaInP 單元 108、GaAs 單元 106、GaInPAs 單元 144 和 GaInAs 單元 116。
[0107] 通過選擇具有合適帶隙的n+型隧道結(jié)層和窗口層的合適材料并采用上述多結(jié)結(jié) 構(gòu)，能夠提高復(fù)合光伏電池 150的轉(zhuǎn)換效率。
[0108] 如圖11所示，包括Al(鋁）的ρ+型AlGaAs層取代p+GaAs層105C用于隧道結(jié)層 145中。在這種情況下，ρ+型AlGaInAs層可以代替ρ+型GaInAs層105A。必須設(shè)計(jì)多結(jié)光 伏電池，使得各單元產(chǎn)生的電流具有相同的電流值。該復(fù)合光伏電池150設(shè)計(jì)成使得GaAs 單元106不吸收能被該GaAs單元106所吸收的波長(zhǎng)范圍內(nèi)所有的光，而是將一部分光傳輸 到相對(duì)于GaAs單元106位于入射光方向背側(cè)的GaInPAs單元144和GaInAs單元116中。 在這種情況下，為了在位于GaAs單元106和GaInPAs單元144之間的隧道結(jié)層145處抑制 所傳輸?shù)墓獾奈眨瑑?yōu)選通過采用具有比GaAs更寬帶隙的材料例如AlGaAs來形成形成隧 道結(jié)層145。
[0109] 在一種情況下，像第一和第二實(shí)施例所描述的那樣，在InP襯底103上形成單獨(dú)單 元，不必使光分別傳輸通過GaInP單元108和GaAs單元106。然而，在一種情況下，在InP 襯底103上形成多個(gè)單元,必須根據(jù)單元數(shù)量使光分別傳輸通過GaInP單元108和GaAs單 元106。因此，必須減小一個(gè)單元和另一個(gè)單元間各層的最大光吸收范圍，一個(gè)單元形成在 GaAs襯底110(參見5A)上并位于光入射方向的最后側(cè)，以及另一個(gè)單兀形成在InP襯底 103上并位于光入射方向的最前側(cè)。該最前側(cè)與該最后側(cè)相反。一個(gè)單元的例子是GaAs單 兀106(參見圖5A)，其形成在GaAs襯底110上（參見圖5A)并位于光入射方向的最后側(cè)。 一個(gè)單元的例子是GaInPAs單元144 (參見圖5B和11)，其形成在InP襯底103上（參見圖 5A)并位于光入射方向的最前側(cè)。根據(jù)第四實(shí)施例，通過采用由寬帶隙的GaInP或Ga(In) PSb制成的n+隧道結(jié)層（晶圓結(jié)合層）以及由寬帶隙的AlGaAs制成的P+層，能夠減小光 在η+隧道結(jié)層處的吸收。因此，能夠使光有效地傳輸通過隧道結(jié)層145以進(jìn)入形成在InP 襯底103上的單元。結(jié)果，提高了轉(zhuǎn)換效率。
[0110] 根據(jù)第四實(shí)施例，能夠獲得具有高轉(zhuǎn)換效率的復(fù)合光伏電池150。在此，Ga (In) PSb 包括 GaPSb 和 GaInPSb。
[0111] 第五實(shí)施例
[0112] 在第五實(shí)施例中，將說明一種復(fù)合光伏電池，其具有不同于第一實(shí)施例的復(fù)合光 伏電池100和120的結(jié)構(gòu)。
[0113] 圖12不出根據(jù)第五實(shí)施例的復(fù)合光伏電池160。
[0114] 如圖12所示，該復(fù)合光伏電池160包括隧道結(jié)層145和GaInPAs單元144來代替 圖2中的隧道結(jié)層105和GaInPAs單元104。該隧道結(jié)層145包括P +型GaInAs層105A、p+ 型GaAs層105C和n+型Ga(x) InP層10?。該n+型Ga(x) InP層10?相對(duì)于InP具有拉伸 應(yīng)變。該n+型Ga(X) InP層10?取代了該n+型InP層105B并作為隧道結(jié)層145的n+型隧 道結(jié)層。GaInPAs 單兀 144 包括[Al (X) Ga] (y) InAs 層 104E、n 型 Ga (X) InP (y) As 層 104B、p 型Ga(x)InP(y)As層104C和p型InP層104D。該[Al(x)Ga](y)InAs層104E取代n型InP 層104A并作為GaInPAs單元144的窗口層。該復(fù)合光伏電池160包括GaInAs單元166以 取代 GaAs 單兀 106。GaInAs 單兀 166 包括 η 型[Al (X) Ga] (y) InP 層 106A、n 型 Ga (X) InAs 層 106E、p 型 Ga(x) InAs 層 106F 和 p 型 Ga(x) InP 層 106D。該 η 型 Ga(x) InAs 層 106E 和 ρ型Ga (X) InAs層106F具有壓縮應(yīng)力。除包括η型Ga (X) InAs層106Ε、ρ型Ga (X) InAs層 106F的GaInAs單兀166之夕卜，復(fù)合光伏電池160具有與圖10所不復(fù)合光伏電池140相同 的結(jié)構(gòu)。
[0115] 該n+型Ga (X) InP層10?是高摻雜的。對(duì)于該n+型Ga (X) InP層10?，Ga的構(gòu)成 比為7. 0%，拉伸應(yīng)變是0. 5%，并且?guī)妒荌. 40eV。
[0116] 對(duì)于η 型Ga(X) InAs 層 106E和ρ 型Ga(X) InAs 層 106F，In (銦）的構(gòu)成比是 L 5%, 相對(duì)于InP拉伸應(yīng)變是0· 1%，帶隙為I. 40eV。η型Ga(X) InAs層106E和ρ型Ga(X) InAs 層106F具有彼此相同的In構(gòu)成比、拉伸應(yīng)變和帶隙。在一種情況下，拉伸應(yīng)變?yōu)榧s0. I %， Ga(x) InAs層106E和106F具有能夠使Ga(x) InAs層106E和106F吸收足夠光并作為光電 轉(zhuǎn)換單元的厚度。
[0117] 在常規(guī)復(fù)合光伏電池中，InP(1.35eV)層廣泛地應(yīng)用于n+型隧道結(jié)層（晶圓結(jié)合 層）或窗口層。因?yàn)镮nP(1.35eV)層吸收傳輸過GaAs單元（1.42eV)的光的一部分，傳統(tǒng)復(fù) 合光伏電池的轉(zhuǎn)換效率降低了。通過選擇具有合適帶隙的上述n +型隧道結(jié)層（n+型Ga(X) InP層105D)和窗口層（[Al(X)Ga] (y) InAs層104E)的材料，能夠使長(zhǎng)波長(zhǎng)光傳輸過GaInAs 單元166 (I. 40eV)進(jìn)入GaInPAs單元144。結(jié)果，復(fù)合光伏電池160的轉(zhuǎn)換效率提高了。
[0118] 根據(jù)第五實(shí)施例，通過采用GaInAs單元166 (I. 40eV)來代替GaAs單元 106 (1. 42eV)，能夠采用具有比根據(jù)第三和第四實(shí)施例的n+型隧道結(jié)層（晶圓結(jié)合層）和窗 口層窄帶隙的n +型隧道結(jié)層（晶圓結(jié)合層）和窗口層。微小的應(yīng)力對(duì)于實(shí)現(xiàn)具有拉伸應(yīng) 變的GaInP層是足夠的。因此，容易形成具有拉伸應(yīng)變的GaInP層。通過采用GaInAs單元 166(1.40eV)來代替GaAs單元106(1.42eV)，即使用InP層（1.35eV)作為晶圓結(jié)合層和窗 口層，也能夠減小晶圓結(jié)合層和窗口層處的光吸收。
[0119] 根據(jù)第五實(shí)施例，能夠獲得具有高轉(zhuǎn)換效率的復(fù)合光伏電池160。
[0120] 第六實(shí)施例
[0121] 在第六實(shí)施例中，將說明一種復(fù)合光伏電池，其具有不同于第一實(shí)施例的復(fù)合光 伏電池100和120的結(jié)構(gòu)。
[0122] 圖13示出根據(jù)第六實(shí)施例的復(fù)合光伏電池170。
[0123] 如圖13所示，該復(fù)合光伏電池170包括四個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元和三個(gè)隧道結(jié)層。如圖 13所示,該復(fù)合光伏電池170包括包括隧道結(jié)層145和GaInPAs單元144來代替圖2中的 隧道結(jié)層105和GaInPAs單元104。該隧道結(jié)層145包括P +型GaInAs層105A、p+型GaAs 層105C和n+型Ga(x) InP層10?。該n+型Ga(x) InP層10?相對(duì)于InP具有拉伸應(yīng)變。 該n+型Ga(X) InP層10?取代了該n+型InP層105B并作為隧道結(jié)層145的n+型隧道結(jié) 層。GaInPAs 單兀 144 包括[Al (X) Ga] (y) InAs 層 104E、η 型 Ga (X) InP (y) As 層 104B、p 型 Ga(x) InP(y)As 層 104C 和 p 型 InP 層 104D。該[Al (x)Ga] (y) InAs 層 104E 取代 η 型 InP 層104Α，并作為GaInPAs單元144的窗口層。該復(fù)合光伏電池170包括GaInAs單元166以 取代 GaAs 單兀 106。GaInAs 單兀 166 包括 η 型[Al (x)Ga] (y) InP 層 106Α、η 型 Ga(x) InAs 層 106Ε、ρ 型 Ga(x) InAs 層 106F 和 ρ 型 Ga(x) InP 層 106D。該 η 型 Ga(x) InAs 層 106Ε 和 ρ型Ga (X) InAs層106F具有壓縮應(yīng)力。除包括η型Ga (X) InAs層106Ε、ρ型Ga (X) InAs層 106F的GaInAs單元166不同之外，復(fù)合光伏電池170具有與圖11所示復(fù)合光伏電池150 相同的結(jié)構(gòu)。
[0124] 該n+型Ga(x) InP層10?是高摻雜的。對(duì)于該n+型Ga(x) InP層105D，Ga的構(gòu)成 比為7. 0%，拉伸應(yīng)變是0. 5%，并且?guī)妒荌. 40eV。
[0125] 對(duì)于 η 型 Ga (X) InAs 層 106E 和 ρ 型 Ga (X) InAs 層 106F，In (銦）的構(gòu)成比是 L 5% 相對(duì)于InP拉伸應(yīng)變是0· 1%，帶隙為I. 40eV。η型Ga (X)InAs層106E和ρ型Ga (X)InAs 層106F具有彼此相同的In構(gòu)成比、拉伸應(yīng)變和帶隙。
[0126] 該復(fù)合光伏電池170是四結(jié)光伏電池，包括帶隙分別為L(zhǎng)9eVU.42eVU.0eV和 0· 75eV 的 GaInP 單元 108、GaInAs 單元 166、GaInPAs 單元 144 和 GaInAs 單元 116。
[0127] 通過選擇具有合適帶隙的n+型隧道結(jié)層和窗口層的合適材料并采用上述多結(jié)結(jié) 構(gòu)，用GaInAs單元166 (I. 40eV)代替GaAs單元106 (I. 402eV)，能夠進(jìn)一步提高復(fù)合光伏電 池170的轉(zhuǎn)換效率。
[0128] 根據(jù)第六實(shí)施例，能夠獲得具有高轉(zhuǎn)換效率的復(fù)合光伏電池140。
[0129] 該復(fù)合光伏電池不限于上述具體實(shí)施例，在不偏離本發(fā)明范圍的情況下可以進(jìn)行 改變和修改。
[0130] 本發(fā)明基于并要求于2013年7月30日提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請(qǐng) No. 2013-157477以及于2014年6月9日提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請(qǐng)No. 2014118296的優(yōu) 先權(quán),在此通過引用而將其全部?jī)?nèi)容并入本文。
【權(quán)利要求】
1. 一種復(fù)合光伏電池，包括： 第一襯底； 構(gòu)造成由第一復(fù)合半導(dǎo)體材料制成并形成在第一襯底上的一個(gè)或多個(gè)第一光電轉(zhuǎn)換 單元； 形成在該一個(gè)或多個(gè)第一光電轉(zhuǎn)換單元上的隧道結(jié)層；以及 一個(gè)或多個(gè)第二光電轉(zhuǎn)換單元，構(gòu)造成由與第一襯底的材料晶格失配的第二復(fù)合半導(dǎo) 體材料制成，經(jīng)隧道結(jié)層連接到該一個(gè)或多個(gè)第一光電轉(zhuǎn)換單元，并相對(duì)于該一個(gè)或多個(gè) 第一光電轉(zhuǎn)換單元而位于光入射方向中的入射側(cè)， 其中，該一個(gè)或多個(gè)第一光電轉(zhuǎn)換單元和該一個(gè)或多個(gè)第二光電轉(zhuǎn)換單元的帶隙在光 入射方向上從入射側(cè)到背側(cè)變?。徊⑶? 該隧道結(jié)層包括位于入射側(cè)的P型層以及位于背側(cè)的n型層，該p型層是p+型（A1) GalnAs層，該n型層是n+型InP層，相對(duì)于InP具有拉伸應(yīng)變的n+型GalnP層，或者相對(duì) 于InP具有拉伸應(yīng)變的n+型Ga(In)PSb層。
2. 權(quán)利要求1所述的復(fù)合光伏電池，其中，該n+型GalnP層或者該n+型Ga (In) PSb層 的帶隙大于或等于該一個(gè)或多個(gè)第二光電轉(zhuǎn)換單元中位于光入射方向上的最后側(cè)的第二 光電轉(zhuǎn)換單元的帶隙。
3. 權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合光伏電池，其中，隧道結(jié)層還包括位于p+型（Al)GalnAs 層的入射側(cè)的P+型（Al) GaAs層。
4. 權(quán)利要求1所述的復(fù)合光伏電池，其中，調(diào)整p+型（Al)GalnAs層的晶格常數(shù)，使得 P+型（Al) GalnAs層形成在該一個(gè)或多個(gè)第二光電轉(zhuǎn)換單元上，該一個(gè)或多個(gè)第二光電轉(zhuǎn)換 單元與GaAs晶格匹配。
5. 權(quán)利要求1所述的復(fù)合光伏電池，其中，調(diào)整n+型GalnP層或n+Ga(In)PSb層的晶 格常數(shù)，使得n+型GalnP層或n+Ga (In) PSb層形成在該一個(gè)或多個(gè)第二光電轉(zhuǎn)換單元上，該 一個(gè)或多個(gè)第二光電轉(zhuǎn)換單元與GaAs晶格匹配。
6. 權(quán)利要求1所述的復(fù)合光伏電池，其中，該一個(gè)或多個(gè)第一光電轉(zhuǎn)換單元中位于光 入射方向上的最前側(cè)的第一光電轉(zhuǎn)換單元包括與隧道結(jié)層接觸的窗口層；并且 該窗口層的帶隙大于或等于該一個(gè)或多個(gè)第二光電轉(zhuǎn)換單元中位于最后側(cè)的第二光 電轉(zhuǎn)換單元的帶隙。
7. 權(quán)利要求6所述的復(fù)合光伏電池，其中，窗口層包括GaInP、GaPSb、GaInPSb、AlInAs、 AlGalnAs、AlAsSb、AlGaAsSb、AlPSb、AlGaPSb、AlPSb 和 AllnPSb 中的任意一種材料。
8. 權(quán)利要求1所述的復(fù)合光伏電池，其中，該一個(gè)或多個(gè)第二光電轉(zhuǎn)換單元中位于最 后側(cè)的第二光電轉(zhuǎn)換單元包括相對(duì)于GaAs具有壓縮應(yīng)力的GalnAs層。
9. 權(quán)利要求1所述的復(fù)合光伏電池，其中，該一個(gè)或多個(gè)第一光電轉(zhuǎn)換單元由InP晶格 匹配材料制成；并且 該一個(gè)或多個(gè)第二光電轉(zhuǎn)換單元由GaAs晶格匹配材料制成。
10. 權(quán)利要求1所述的復(fù)合光伏電池，其中，該一個(gè)或多個(gè)第一光電轉(zhuǎn)換單元和該一個(gè) 或多個(gè)第二光電轉(zhuǎn)換單元的數(shù)量大于或等于3。
11. 權(quán)利要求1所述的復(fù)合光伏電池，其中，該第一襯底是InP襯底；并且 該一個(gè)或多個(gè)第一光電轉(zhuǎn)換單元的數(shù)量大于或等于2。
【文檔編號(hào)】H01L31/06GK104393086SQ201410541385
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月30日
【發(fā)明者】佐藤俊一, 西山伸彥 申請(qǐng)人:株式會(huì)社理光