專利名稱：具有剛性支撐的薄倒置變質多結太陽能電池的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及太陽能電池半導體裝置的領域，且明確地說，涉及安裝在剛性載體上的 集成半導體結構，例如倒置變質太陽能電池。
背景技術：
光伏電池(也稱為太陽能電池)是在過去若干年中變得可用的最重要的新能源中的 一種。在太陽能電池開發(fā)中投入了大量工作。因此，太陽能電池目前用于許多商業(yè)和面 向消費者的應用中。盡管在此領域中已有顯著進步，但對太陽能電池滿足更復雜應用的 需要的要求沒有與需求保持同步。例如在數據通信中使用的衛(wèi)星的應用急劇增加了對具 有改進的功率和能量轉換特性的太陽能電池的需求。在衛(wèi)星和其它與空間有關的應用中，衛(wèi)星供電系統(tǒng)的大小、質量和成本取決于所使 用的太陽能電池的功率和能量轉換效率。換句話說，有效負載的大小和機載服務的可用 性與所提供的電量成比例。因此，隨著有效負載變得更加復雜，充當機載供電系統(tǒng)的功 率轉換裝置的太陽能電池變得越來越重要。太陽能電池常制造成垂直多結結構且設置在水平陣列中，其中個別太陽能電池串聯 連接在一起。陣列的形狀和結構以及其含有的電池的數目部分由所需的輸出電壓和電流 確定。有時，需要減小晶片和裝置的厚度。舉例來說，在光電二極管中，減小襯底的厚度 會縮減熱傳導路徑，且使光電二極管能夠高速處理較多光。在空間光電學中，減小厚度 的優(yōu)點是減少起動時的有效負載重量。將襯底薄化意味著在處理期間以及在使用中必須給予裝置層某一其它支撐構件。并 且，裝置層中的任何殘余應變(來自生長、熱失配等)將在層中表現為彎曲，其可通過 將相反符號的應變并入在給予層的支撐中同時保持其柔性以保形附接到彎曲表面來校 正。例如第6,951,819號美國專利和M.W. Wanlass等人的"用于高性能III-V光伏能量 轉換器的晶格失酉己方法(Lattice Mismatched Approaches for High Performance, III-V Photovoltaic Energy Converters)"(第31屆IEEE光伏專家會議的會議記錄，2005年1 月3日-7日，IEEE出版社，2005)中描述的倒置變質太陽能電池結構是重要的新太陽
能電池結構且提出一種將太陽能電池中的襯底薄化的方法。然而，此現有技術中描述的 結構提出了與材料和制造步驟的適當選擇相關的許多實踐方面的難題。在本發(fā)明之前，現有技術中所揭示的材料和制造步驟一直不適于生產商業(yè)上可行、 可制造且能量有效的太陽能電池。 發(fā)明內容1. 本發(fā)明的目的本發(fā)明的一目的是提供一種改進的多結太陽能電池。 本發(fā)明的一目的是提供一種改進的倒置變質太陽能電池。本發(fā)明的又一 目的是提供一種將倒置變質太陽能電池制造成安裝在約2到6密耳厚 度的薄襯底上的薄膜的方法。本發(fā)明的又一目的是提供一種將倒置變質太陽能電池制造成安裝在蓋片玻璃上的 薄膜的方法。本發(fā)明的又一目的是提供一種倒置變質太陽能電池作為安裝在約2-6密耳厚度的薄 襯底上的薄膜。本發(fā)明的又一目的是提供一種倒置變質太陽能電池作為單獨安裝在蓋片玻璃上的 薄膜。所屬領域的技術人員從本揭示內容(包含以下具體實施方式
)以及通過實踐本發(fā)明 將了解本發(fā)明的額外目的、優(yōu)點和新穎特征。雖然下文參考優(yōu)選實施例來描述本發(fā)明， 但應了解，本發(fā)明不限于此。閱讀了本文教示的所屬領域的一般技術人員將認識到其它 領域中的處于本文所揭示和主張的本發(fā)明范圍內且本發(fā)明可相對于其具有實用性的額 外應用、修改和實施例。2. 本發(fā)明的特征簡要且概括來說，本發(fā)明提供一種制造太陽能電池的方法，其通過以下操作進行 提供第一襯底；在所述第一襯底上沉積形成太陽能電池的半導體材料層序列在所述層 序列的頂部上安裝替代襯底；移除所述第一襯底；以及將所述替代襯底薄化到預定厚度。在另一方面，本發(fā)明提供一種制造太陽能電池的方法，其通過以下操作進行提供 第一襯底；在所述第一襯底上沉積形成太陽能電池的半導體材料層序列；在所述層序列 的頂部上安裝替代襯底；移除所述第一襯底；在剛性蓋片玻璃上安裝太陽能電池以及 移除所述替代襯底。在另一方面，本發(fā)明提供一種多結太陽能電池，所述多結太陽能電池包含第一太
陽能子電池，其具有第一帶隙；第二太陽能子電池，其設置在所述第一子電池上方且具有小于所述第一帶隙的第二帶隙；分級夾層，其設置在所述第二子電池上方且具有大于 第二帶隙的第三帶隙；第三太陽能子電池，其設置在夾層上方，其相對于中間子電池晶 格失配并具有小于第二帶隙的第四帶隙；以及剛性蓋片玻璃，其支撐所述第一、第二和 第三太陽能子電池。在另一方面，本發(fā)明提供一種太陽能電池布置，所述太陽能電池布置包括(i)第 一太陽能電池，所述第一太陽能電池包含第一太陽能子電池，其具有第一帶隙；第二 太陽能子電池，其設置在所述第一子電池上方且具有小于所述第一帶隙的第二帶隙；分 級夾層，其設置在所述第二子電池上方且具有大于所述第二帶隙的第三帶隙；第三太陽 能子電池，其設置在所述夾層上方，其相對于所述中間子電池晶格失配并具有小于所述 第二帶隙的第四帶隙；金屬接觸層，其設置在所述第三太陽能子電池上方；以及(ii) 第二太陽能電池，所述第二太陽能電池包含第一太陽能子電池，其具有第一帶隙第 二太陽能子電池，其設置在所述第一子電池上方且具有小于所述第一帶隙的第二帶隙； 分級夾層，其設置在所述第二子電池上方且具有大于所述第二帶隙的第三帶隙第三太陽能子電池，其設置在所述夾層上方，其相對于所述中間子電池晶格失配并具有小于所 述第二帶隙的第四帶隙；金屬接觸層，其設置在所述第三太陽能子電池上方；以及(iii) 導體，其結合到所述第一太陽能電池的所述金屬接觸層以便在所述第一太陽能電池與所 述第二太陽能電池的第一太陽能子電池之間形成電接觸。


通過結合附圖參看以下具體實施方式
將更好且更全面地理解本發(fā)明的這些和其它 特征及優(yōu)點，附圖中圖1是形成太陽能電池層的工藝步驟結束時根據本發(fā)明的太陽能電池的放大橫截面圖；圖2是在根據本發(fā)明的下一工藝步驟之后圖1的太陽能電池的橫截面圖，在所述工 藝步驟中應用背側接觸金屬化；圖3是在根據本發(fā)明的下一工藝步驟之后圖2的太陽能電池的橫截面圖，在所述工 藝步驟中施加粘合劑；圖4是在根據本發(fā)明的下一工藝步驟之后圖3的太陽能電池的橫截面圖，在所述工 藝步驟中附接替代襯底；圖5A是在根據本發(fā)明的下一工藝步驟之后圖4的太陽能電池的橫截面圖，在所述
工藝步驟中移除原始襯底；圖5B是具有圖底部處所描繪的替代襯底的圖5A的太陽能電池的橫截面圖； 圖6A是其中制造根據本發(fā)明的太陽能電池的晶片的俯視平面圖；圖6B是其中制造根據本發(fā)明的太陽能電池的晶片的仰視平面圖；圖7是在根據本發(fā)明的下一工藝步驟之后圖6B的晶片的俯視平面圖； 圖8是在根據本發(fā)明的下一工藝步驟之后圖5B的太陽能電池的橫截面圖，在所述 工藝步驟中已蝕刻掉緩沖層；圖9是在根據本發(fā)明的下一工藝步驟之后圖8的太陽能電池的橫截面圖； 圖10是在根據本發(fā)明的下一工藝步驟之后圖9的太陽能電池的橫截面圖； 圖11是在根據本發(fā)明的下一工藝步驟之后圖10的太陽能電池的橫截面圖；圖12是在根據本發(fā)明的下一工藝步驟之后圖11的太陽能電池的橫截面圖，在所述工藝步驟中已沉積ARC層；圖13是在根據本發(fā)明第一實施例的下一工藝步驟之后圖12的太陽能電池的橫截面 圖，在所述工藝步驟中已執(zhí)行臺面蝕刻隔離；圖14A是在根據本發(fā)明第一實施例的下一工藝步驟之后圖13的太陽能電池的橫截 面圖，在所述工藝步驟中已將替代襯底薄化到所需厚度；圖14B是在根據本發(fā)明第二實施例的下一工藝步驟之后圖14A的太陽能電池的橫截面圖，在所述工藝步驟中將蓋片玻璃粘附到太陽能電池；圖15是太陽能電池陣列的一部分的橫截面圖，其描繪在根據本發(fā)明一方面的下一 工藝步驟之后圖14A的太陽能電池，在所述工藝步驟中形成從第一電池到鄰近的太陽能 電池的電連接；圖16A是在將蓋片玻璃粘附到所述結構的下一工藝步驟之后本發(fā)明第三實施例中 的圖13的太陽能電池的橫截面圖；以及圖16B是在移除襯底的下一工藝步驟之后圖16A的太陽能電池的橫截面圖。
具體實施方式
現將描述本發(fā)明的細節(jié)，其包含本發(fā)明的示范性方面和實施例。參看附圖和以下描 述，相同參考標號用于識別相同或功能上類似的元件，且期望以高度簡化的圖解方式說 明示范性實施例的主要特征。此外，附圖不期望描繪實際實施例的每個特征，也不期望 描繪所描繪元件的相對尺寸，且并非按比例繪制。圖1描繪在襯底上形成三個子電池A、B和C之后的根據本發(fā)明的多結太陽能電池。襯底101，其可以是砷化鎵(GaAs)、鍺(Ge)或其它合適的材料。 在Ge襯底的情況下，在襯底上沉積合適的成核層102。在襯底上，或在成核層102上 方，進一步沉積緩沖層103和蝕刻終止層104。接著在層104上沉積接觸層105,且在 接觸層上沉積窗口層106。接著在窗口層106上沉積子電池A，所述子電池A由n+發(fā)射 極層107和p型基極層108組成。應注意，所述多結太陽能電池結構可由周期表中所列舉的III到V族元素的任何合 適的組合(其服從晶格常數和帶隙要求)形成，其中III族包含硼(B)、鋁(Al)、鎵(Ga)、 銦(In)和鉈(T)。 IV族包括碳(C)、硅(Si)、鍺(Ge)和錫(Sn)。 V族包括氮(N)、 磷(P)、石申(As)、銻(Sb)和鉍(Bi)。在優(yōu)選實施例中，n+發(fā)射極層107由InGa(Al)P組成，且p型基極層108由InGa(Al)P 組成。前述化學式中括號中的Al項意味著Al是可選成分，且在此情況下可使用的量是 從0到30%的范圍。在基極層108的頂部上沉積背面電場("BSF")層109，其用于減少重組損耗。BSF層109從基極/BSF分界面附近的區(qū)域驅動少數載流子以使重組損耗的影響最小 化。換句話說，BSF層109減少太陽能子電池A的背側處的重組損耗，且進而減少基極 中的重組。在BSF層109的頂部上沉積重度摻雜p型和n型層110的序列，所述序列形成隧道 二極管，其是用以將子電池A連接到子電池B的電路元件。在隧道二極管層110的頂部上沉積窗口層111。子電池B中所使用的窗口層111還 操作以減少重組損耗。窗口層lll還改進下伏結的電池表面的鈍化作用。所屬領域的技 術人員應明白，可在不脫離本發(fā)明范圍的情況下在電池結構中添加或刪除額外層。在窗口層111的頂部上沉積電池B的若干層發(fā)射極層U2和p型基極層113。這 些層優(yōu)選分別由InGaP和Ino.cn5GaAs組成，但也可使用符合晶格常數和帶隙要求的其它 任何合適的材料。在電池B的頂部上沉積BSF層114，其執(zhí)行與BSF層109相同的功能。在BSF層 114上方沉積？++/11++隧道二極管115，其類似于層IIO，從而再次形成用以將電池B連 接到電池C的電路元件。在隧道二極管115上方沉積障壁層116a (優(yōu)選由InGa(Al)P組成)，達到約1.0微米 的厚度。此障壁層希望防止螺紋錯位，與向中間和頂部子電池B和C中生長的方向相對 地或在向底部子電池A中生長的方向上傳播。在障壁層116a上方沉積變質層116。層116優(yōu)選地為一連串成分呈梯狀分級的 InGaAlAs層，其具有預期實現從子電池B到子電池C的晶格常數轉變的單調改變的晶 格常數。層116的帶隙是1.5ev，其與略微大于中間子電池B的帶隙的值一致。在一個實施例中，如Wanless等人的論文中所提議的，梯狀分級含有九個成分分級 的InGaP階梯，其中每一階梯層具有0.25微米的厚度。在優(yōu)選實施例中，層116由九個 InGaAlAs層組成，其具有單調改變的晶格常數，或更明確地說，InxGai-x AlAs，其中x 經選擇使得帶隙恒定為1.50 eV。層的數目和每一層的成分及晶格常數可依據其它生長 或結構要求而適當調節(jié)。在本發(fā)明的另一實施例中，可在InGaAlAs變質層116上方沉積可選的第二障壁層 116b。第二障壁層116b通常將具有與障壁層116a的成分略微不同的成分。在障壁層116b上方沉積窗口層117，此窗口層操作以減少子電池"C"中的重組損 耗。所屬領域的技術人員應明白，可在不脫離本發(fā)明范圍的情況下在電池結構中添加或 刪除額外層。在窗口層117的頂部上沉積電池C的若干層n+發(fā)射極層118和p型基極層119。 這些層優(yōu)選分別由InGaP和GalnAs組成，但也可使用符合晶格常數和帶隙要求的其它 合適的材料。在電池C的頂部上沉積BSF層120，所述BSF層執(zhí)行與BSF層109和114相同的功能。最后，在BSF層120上沉積p+接觸層121 。所屬領域的技術人員應明白，可在不脫離本發(fā)明范圍的情況下在電池結構中添加或 刪除額外層。圖2是在下一工藝步驟之后圖1的太陽能電池的橫截面圖，在所述工藝步驟中在p+ 半導體接觸層121上方沉積金屬接觸層122。所述金屬優(yōu)選是層Ti/Au/Ag/Au的序列。圖3是在下一工藝步驟之后圖2的太陽能電池的橫截面圖，在所述工藝步驟中在金 屬層122上方施加粘合劑123。所述粘合劑可以是臨時粘合劑或永久粘合劑。永久結合 甚至可以歸因于金屬層本身，例如在共晶或熱壓縮結合的情況下，歸因于待附接的襯底。圖4是在下一工藝步驟之后圖3的太陽能電池的橫截面圖，在所述工藝步驟中使用 上文詳述的粘附方法附接替代襯底。此替代襯底可以是臨時襯底，例如厚度達lmm的 藍寶石或玻璃?；蛘撸淇梢允怯谰靡r底，例如硅或鍺晶片，其可導電和/或導熱。使用 鍺作為襯底還允許太陽能電池的m-v半導體層與襯底之間的熱膨脹匹配，從而減少襯 底/裝置層的翹曲和破裂。圖5A是在下一工藝步驟之后圖4的太陽能電池的橫截面圖，在所述工藝步驟中通
過拋光和/或蝕刻步驟序列移除原始襯底，在所述拋光和/或蝕刻步驟序列中移除襯底 101、緩沖層103和蝕刻終止層104。蝕刻劑依賴于生長襯底。圖5B是從替代襯底124在圖底部處的定向來看來自圖5A的太陽能電池的圖5A的 太陽能電池的橫截面圖。圖6A是其中實施太陽能電池的晶片的俯視平面圖。如電池1中更明確說明，在每一電池中，存在電池表面上方的傳導性柵格線501(以 圖IO中的橫截面更明確地展示)、互連總線502和用于與電池頂部形成外部電接觸的接 觸墊503。圖6B是具有圖6A所示的四個太陽能電池的晶片的仰視平面圖。在所描繪的實施例 中，整個背側表面由接觸金屬(表示層122)覆蓋。圖7是在下一工藝步驟之后圖6A的晶片的俯視平面圖，在所述工藝步驟中使用磷 化物和砷化物蝕刻劑在每一電池的外圍周圍蝕刻出溝道510以隔離每一電池且形成電連 接到底部接觸層的接觸墊區(qū)域。隨后將參看圖15描述此墊區(qū)域的使用。圖8是描繪替代襯底124上方的頂部層和下層中的僅若干者的圖5B的太陽能電池 的簡化橫截面圖。圖9是在下一工藝步驟之后圖8的太陽能電池的橫截面圖，在所述工藝步驟中通過 HC1/H20溶液移除蝕刻終止層104。圖10是在下一工藝步驟序列之后圖9的太陽能電池的橫截面圖，在所述工藝步驟 序列中將光致抗蝕劑掩模(未圖示)放置在接觸層105上方以形成柵格線501。柵格線 501經由蒸發(fā)而沉積且經光刻圖案化并沉積在接觸層105上方。掩模被剝離以形成金屬 柵格線501。圖11是在下一工藝步驟之后圖IO的太陽能電池的橫截面圖，在所述工藝步驟中使 用柵格線作為掩模來使用檸檬酸/過氧化物蝕刻混合物沿著表面向下蝕刻到窗口層106。圖12是在下一工藝步驟之后圖11的太陽能電池的橫截面圖，在所述工藝步驟中在 具有柵格線501的晶片的"頂"(向太陽方向)側的整個表面上方施加抗反射(ARC) 介電涂覆層130。圖13是在根據本發(fā)明的下一工藝步驟之后圖12的太陽能電池的橫截面圖，在所述 工藝步驟中使用磷化物和砷化物蝕刻劑將半導體結構的溝道510或部分向下蝕刻到金屬 層122，從而留下構成太陽能電池的臺面結構。圖13中所描繪的橫截面是從圖7中所示 的A-A平面觀得的橫截面。接下來的圖將描繪剛性支撐上的薄倒置變質太陽能電池的本發(fā)明的各種實施例，所
述薄倒置變質太陽能電池包含(i)安裝在薄化的襯底上的薄電池(圖14A)， (ii)安裝 在具有蓋片玻璃的薄化的襯底上的薄電池(圖14B)，以及(iii)安裝在蓋片玻璃上的薄 電池(圖16B)。圖14A是在根據本發(fā)明的下一工藝步驟之后通過研磨、拋光或蝕刻工藝將替代襯底 124薄化到約2-6密耳的優(yōu)選厚度之后的圖13的太陽能電池的橫截面圖。太陽能電池的 右手側部分接著被挖刻或切割為適當尺寸，從而在薄化的襯底124a上方留下暴露的金 屬層122，其可用于形成到太陽能電池的背側的接觸墊。在本發(fā)明第一實施例中，例如 在陸地應用中使用的太陽能電池，所述太陽能電池的最終結構是完整的，如所描繪。在 此第一實施例的變化形式中，粘合劑123和替代襯底124a是傳導的，因此底部金屬接 觸122電耦合到襯底124a，所述底部金屬接觸122接著充當到太陽能電池的背側的電接 觸。在此變化形式中，不必將層122用作接觸墊。圖14B是在根據第二實施例的其中將蓋片玻璃添加到本發(fā)明下一工藝步驟之后的 圖14A的太陽能電池的橫截面圖。在ARC層130上方施加粘合劑，且將蓋片玻璃附接 到粘合劑。安裝在具有蓋片玻璃的薄化襯底上的薄太陽能電池的此實施例通常用于既定 用于空間應用或其它惡劣環(huán)境的太陽能電池?？尚纬傻綄?22的接觸，或在另一變化形 式中，粘合劑123和替代襯底124a是傳導的，因此底部金屬接觸122電耦合到襯底124a， 所述底部金屬接觸122接著充當到太陽能電池的電接觸。圖15描繪兩個鄰近太陽能電池電池1與電池2利用金屬層122作為接觸墊的耦合。 電池1中的溝道510暴露金屬接觸層122的一部分。線512接著焊接或線結合在電池1 上的層122與電池2上的電接觸墊511之間。接觸墊511與電池2的接觸層105形成電 接觸，從而電耦合到電池2。此電布置允許對電池進行串聯連接。圖16A是在根據本發(fā)明第三實施例的下一工藝步驟之后圖13的太陽能電池的橫截 面圖，在所述工藝步驟中在ARC層130上方施加粘合劑，且將蓋片玻璃附接到所述粘 合劑。圖16B是在根據本發(fā)明第三實施例的下一工藝步驟之后圖14A的太陽能電池的橫截 面圖，在所述工藝步驟中通過研磨、拋光或蝕刻完全移除替代襯底124，從而得到安裝 在剛性蓋片玻璃上的薄變質太陽能電池的完成的裝置結構。將了解，上文描述的元件的每一者或兩個或兩個以上一起也在與和上文所述類型不 同的構造類型不同的其它類型構造中具有有用應用。盡管本發(fā)明的優(yōu)選實施例利用具有頂部和底部電接觸的子電池的垂直堆疊，但子電 池可替代地借助金屬接觸而接觸子電池之間的橫向傳導性半導體層。此類布置可用于形
成3端子、4端子且一般來說n端子裝置。子電池可使用這些額外端子在電路中互連以 使得可有效地使用每一子電池中的大多數可用光生電流密度，從而導致多結電池的高效 率，盡管光生電流密度在各種子電池中通常是不同的。如上所述，本發(fā)明可利用一個或一個以上同質結電池或子電池，即其中p-n結形成 在p型半導體與n型半導體之間且所述p型半導體與n型半導體兩者具有相同化學成分 和相同帶隙只是摻雜劑種類和類型不同的電池或子電池。具有p型和n型InGaP的子電 池A是同質結子電池的一個實例。或者，本發(fā)明可利用一個或一個以上異質結電池或子 電池，即是這樣的電池或子電池，其中p-n結形成在p型半導體與n型半導體之間，且 所述p型半導體與n型半導體除了在形成p-n結的p型和n型區(qū)中利用不同摻雜劑種類 和類型外，還具有n型和n型區(qū)中的半導體材料的不同化學成分和/或p型區(qū)中的不同帶 隙能量。窗口或BSF層的成分可利用服從晶格常數和帶隙要求的其它半導體化合物，且可包 含AlInP、 AlAs、 A1P、 AlGalnP、 AlGaAsP、 AlGalnAs、 AlGalnPAs、 GalnP、 GalnAs、 GalnPAs、 AlGaAs、 AlInAs、 AlInPAs、 GaAsSb、 AlAsSb、 GaAlAsSb、 AlInSb、 GalnSb、 AlGalnSb、 A1N、 GaN、固、Ga謹、AlGa固、GalnNAs、 AlGalnNAs、 ZnSSe、 CdSSe和類似材料，且仍在本發(fā)明的精神內。
權利要求
1. 一種制造太陽能電池的方法，其包括提供第一襯底；在第一襯底上沉積形成太陽能電池的半導體材料層序列；在所述層序列的頂部上安裝替代襯底；移除所述第一襯底；以及將所述替代襯底薄化到預定厚度。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中所述半導體材料層序列形成包含第一、第二和第 三太陽能子電池的三結太陽能電池。
3. 根據權利要求1所述的方法，其中所述安裝步驟包含將所述太陽能電池粘附到所述 替代襯底。
4. 根據權利要求3所述的方法，其中所述替代襯底是藍寶石晶片。
5. 根據權利要求3所述的方法，其中通過研磨、拋光或蝕刻來完成所述替代襯底的所 述薄化。
6. 根據權利要求5所述的方法，其進一步包括在所述半導體層序列上方沉積金屬接觸 層，以及在所述金屬接觸層的頂部上安裝所述替代襯底。
7. 根據權利要求6所述的方法，其進一步包括蝕刻一穿過所述半導體材料層到達所述 金屬接觸層的所述頂部的開口。
8. 根據權利要求7所述的方法，其進一步包括將電導體焊接到所述金屬接觸層以形成 到所述太陽能電池的電接觸。
9. 根據權利要求8所述的方法，其中所述電導體形成到鄰近太陽能電池的電連接。
10. 根據權利要求3所述的方法，其中所述替代襯底是導電的，且所述襯底形成到所述 太陽能電池的電接觸。
11. 根據權利要求1所述的方法，其進一步包括將所述太陽能電池附接到玻璃支撐部 件。
12. 根據權利要求1所述的方法，其中所述沉積半導體材料層序列的步驟包含在所述襯 底上形成具有第一帶隙的第一太陽能子電池；在所述第一子電池上方形成具有小于 所述第一帶隙的第二帶隙的第二太陽能子電池；在所述第二子電池上方形成具有大 于所述第二帶隙的第三帶隙的分級夾層；形成具有小于所述第二帶隙的第四帶隙的 第三太陽能子電池以使得所述第三子電池相對于所述第二子電池晶格失配。
13. 根據權利要求l所述的制造太陽能電池的方法，其中所述第一襯底是由GaAs組成。
14. 根據權利要求2所述的制造太陽能電池的方法，其中所述第一太陽能子電池是由 InGa(Al)P發(fā)射極區(qū)和InGa(Al)P基極區(qū)組成。
15. 根據權利要求2所述的方法，其中所述第二太陽能子電池是由InGaP發(fā)射極區(qū)和 GaAs基極區(qū)組成。
16. 根據權利要求2所述的方法，其中所述第三太陽能子電池是由InGaAs組成。
17. 根據權利要求l所述的方法，其進一步包括在剛性蓋片玻璃上安裝所述太陽能電池。
18. 根據權利要求1所述的方法，其中所述替代襯底的所述薄化移除所述整個替代襯 底。
19. 一種多結太陽能電池，其包括第一太陽能子電池，其具有第一帶隙；第二太陽能子電池，其設置在所述第一子電池上方且具有小于所述第一帶隙的第 二帶隙；分級夾層，其設置在所述第二子電池上方且具有大于所述第二帶隙的第三帶隙；第三太陽能子電池，其設置在所述夾層上方，其相對于所述中間子電池晶格失配 并具有小于所述第二帶隙的第四帶隙；以及剛性蓋片玻璃，其支撐所述第一、第二和第三太陽能子電池。
20. 根據權利要求19所述的多結太陽能電池，其中所述第一太陽能子電池是頂部電池且由InGa(Al)P組成。
21. 根據權利要求19所述的多結太陽能電池，其中所述第二太陽能子電池是由InGaP 和Ino.Q15GaAs組成。
22. 根據權利要求19所述的多結太陽能電池，其中所述分級夾層是由InGaAlAs組成。
23. 根據權利要求19所述的多結太陽能電池，其中所述第三太陽能子電池是由 Ino.3DGaAs組成。
24. 根據權利要求19所述的多結太陽能電池，其中所述分級夾層是由InxGai_x AlAs組 成，其中x使得所述帶隙保持恒定為1.50eV。
全文摘要
本發(fā)明提供一種多結太陽能電池，所述多結太陽能電池包含第一太陽能子電池，其具有第一帶隙；第二太陽能子電池，其設置在所述第一子電池上方且具有小于所述第一帶隙的第二帶隙；分級夾層，其設置在所述第二子電池上方且具有大于所述第二帶隙的第三帶隙；第三太陽能子電池，其設置在所述夾層上方，其相對于所述中間子電池晶格失配并具有小于所述第二帶隙的第四帶隙；以及薄(約2-6密耳)襯底和/或剛性蓋片玻璃，其支撐所述第一、第二和第三太陽能子電池。
文檔編號H01L31/18GK101399296SQ200810133368
公開日2009年4月1日 申請日期2008年8月11日 優(yōu)先權日2007年9月24日
發(fā)明者坦森·瓦格赫塞, 杰奎琳·迪亞茲, 阿瑟·科恩費爾德 申請人:昂科公司