[发明专利]倒置变形多结太阳能电池中的异质结子电池

权利要求书

1.一种多结太阳能电池，其包含：

上部第一太阳能子电池，其具有第一带隙；

中部第二太阳能子电池，其邻近于所述第一太阳能子电池并具有小于所述第一带 隙的第二带隙，且具有异质结基极和发射极；

分级夹层，其邻近于所述第二太阳能子电池，所述分级夹层具有大于所述第二带 隙的第三带隙；以及

下部太阳能子电池，其邻近于所述分级夹层，所述下部子电池具有小于所述第二 带隙的第四带隙，使得所述下部太阳能子电池相对于所述第二太阳能子电池晶格失 配。

2.根据权利要求1所述的多结太阳能电池，其中所述分级夹层在成分上经分级以使一 侧上的所述中部第二太阳能子电池与另一侧上的所述下部太阳能子电池晶格匹配。

3.根据权利要求1所述的多结太阳能电池，其中所述分级夹层由基于As、P、N、Sb 的III-V化合物半导体中的任一者构成，所述半导体服从具有大于或等于所述中部 第二太阳能子电池的平面内晶格参数且小于或等于所述下部太阳能子电池的平面 内晶格参数的平面内晶格参数并且具有大于所述中部第二太阳能子电池的带隙能 量的带隙能量的限制。

4.根据权利要求1所述的多结太阳能电池，其中所述分级夹层由(In_xGa_1-x)_yAl_1-yAs构 成。

5.根据权利要求1所述的多结太阳能电池，其中所述上部第一太阳能子电池由 InGa(Al)P构成。

6.根据权利要求1所述的多结太阳能电池，其中所述中部第二太阳能子电池由InGaP 发射极层和GaAs或In_0.015GaAs基极层构成。

7.根据权利要求1所述的多结太阳能电池，其中所述下部太阳能子电池由InGaAs基 极层和InGaP发射极层构成，所述InGaP发射极层与所述基极晶格匹配。

8.根据权利要求1所述的多结太阳能电池，其中

所述下部太阳能子电池具有在0.8到1.2eV范围内的带隙，

中部第二太阳能子电池具有在1.2到1.6eV范围内的带隙；且

所述上部第一太阳能子电池设置在所述中部第二太阳能子电池上方并与之晶格 匹配，且具有在1.8到2.1eV范围内的带隙。

9.根据权利要求8所述的多结太阳能电池，其中所述下部太阳能子电池设置在选自由 蓝宝石、GaAs、Ge或Si的群组的衬底上方，且通过粘合剂接合到所述衬底。

10.一种形成多结太阳能电池的方法，其包含：

形成第一子电池，其包含具有第一带隙和第一晶格常数的第一半导体材料； 形成第二子电池，其包含具有第二带隙和第二晶格常数的第二半导体材料，其中 所述第二带隙小于所述第一带隙且所述第二晶格常数大于所述第一晶格常数；

形成晶格常数过渡材料，其安置于所述第一子电池与所述第二子电池之间，所述 晶格常数过渡材料具有从所述第一晶格常数逐渐变化到所述第二晶格常数的晶格 常数，并且具有大于所述第二带隙的第三带隙；以及

形成第三子电池，其邻近于所述晶格常数过渡材料且具有小于所述第二带隙的第 四带隙，使得所述第三子电池相对于所述第二子电池晶格失配。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述过渡材料由基于As、P、N、Sb的III-V化 合物半导体中的任一者构成，所述半导体服从具有大于或等于所述第一子电池的平 面内晶格参数且小于或等于所述第二子电池的平面内晶格参数的平面内晶格参数 并且具有大于所述第二子电池的带隙能量的带隙能量的限制，且所述过渡材料的所 述带隙保持恒定在1.50eV。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述第一子电池由GaInP、GaAs、GaInAs、GaAsSb 或GaInAsN发射极区和GaAs、GaInAs、GaAsSb或GaInAsN基极区构成，且所述 第二子电池由InGaAs基极和发射极区构成。

13.根据权利要求10所述的方法，其中

所述第三子电池具有在0.8到1.2eV范围内的带隙；

所述第二子电池具有在1.2到1.6eV范围内的带隙，且设置在所述第三子电池上 方；且

所述第一子电池具有在1.8到2.1eV范围内的带隙，且设置在所述第二子电池上 方并与之晶格匹配。