[发明专利]倒置变质多结太阳能电池中的障壁层

权利要求书

1.一种形成包含第三太阳能子电池、第二太阳能子电池和第一太阳能子电池的多结太 阳能电池的方法，所述方法包含：

提供第一衬底，其用于半导体材料的外延生长；

在所述衬底上形成第一太阳能子电池，其具有第一带隙；

在所述第一太阳能子电池上方形成第二太阳能子电池，其具有小于所述第一带隙 的第二带隙；

在所述第二太阳能子电池上方形成障壁层；

在所述障壁层上方形成分级夹层，所述分级夹层具有大于所述第二带隙的第三带 隙；以及

在所述分级夹层上方形成第三太阳能子电池，其具有小于所述第二带隙的第四带 隙，使得所述第三太阳能子电池相对于所述第二太阳能子电池而晶格失配。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述障壁层由带隙能量大于或等于所述分级夹层 的带隙能量的任何基于As、P、N或Sb的III-V族化合物半导体构成。

3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含在形成所述第三太阳能子电池之前在所 述分级夹层上方形成第二障壁层。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第二障壁层由带隙能量大于或等于所述分级 夹层的带隙能量的任何基于As、P、N或Sb的III-V族化合物半导体构成，其中所 述第二障壁层具有与所述障壁层不同的成分。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一衬底选自由锗或GaAs组成的群组。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一太阳能子电池由InGa(Al)P发射极区和 InGa(Al)P基极区构成。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述第二太阳能子电池由GaInP、GaInAs、GaAsSb 或GaInAsN发射极区和GaInAs、GaAsSb或GaInAsN基极区构成。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述分级夹层由基于As、P、N、Sb的III-V族 化合物半导体中的任一者构成，其符合平面内晶格参数大于或等于所述第二太阳能 子电池的晶格参数且小于或等于所述第三太阳能子电池的晶格参数且带隙能量大 于所述第二太阳能子电池的带隙能量的限制。

9.根据权利要求6所述的方法，其中所述第二太阳能子电池由InGaP发射极区和GaAs 基极区构成。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述分级夹层由InGaAlAs构成。

11.根据权利要求8所述的方法，其中所述分级夹层由具有单调变化的晶格常数的九个 阶梯层构成。

12.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含在所述第三太阳能子电池上方沉积接触 层且因此形成电接触。

13.根据权利要求12所述的方法，其进一步包含在所述接触层上方附接替代第二衬底 且移除所述第一衬底。

14.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含：

将所述接触层图案化为网格；以及

围绕所述太阳能电池的周边蚀刻凹槽，以便在所述替代第二衬底上形成台面结 构。

15.一种多结太阳能电池，其包含：

衬底；

第一太阳能子电池，其位于所述衬底上且具有第一带隙；

第二太阳能子电池，其设置在所述第一太阳能子电池上方且具有小于所述第一带 隙的第二带隙；

障壁层，其设置在所述第二太阳能子电池上方以用于减小穿透位错的传播；

分级夹层，其设置在所述障壁层上方且具有大于所述第二带隙的第三带隙；以及

第三太阳能子电池，其设置在所述分级夹层上方且相对于所述二太阳能子电池而 晶格失配并具有小于所述第二带隙的第四带隙。

16.根据权利要求15所述的太阳能电池，其中所述障壁层由带隙能量大于或等于所述 分级夹层的带隙能量的任何基于As、P、N或Sb的III-V族化合物半导体构成。