[发明专利]多结太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种多结太阳能电池。

背景技术

由文献《Current-matched triple-junction solar cell reaching 41.1％conversion efficiency under concentrated sunlight》(作者古特(Guter)等，应用物理学快报(Applied Physics Letters)，94，223504(2009))已知了一种多结太阳能电池(英文：multi-junction solar cell)。被公开的结构涉及具有高效率的、变质的Ga_0.35In_0.65P/Ga_0.83In_0.17As/Ge三结太阳能电池。在此，在Ge(锗)衬底或者说Ge子电池与Ga_0.83In_0.17As子电池之间使用由Ga_YIn_1-YAs制成的变质缓冲区。所述变质缓冲区在此由七个200nm厚度的GalnAs层构成，这些层具有逐步提高的铟含量，其中，晶格常数也同时增大。在此，在缓冲区的所谓过剩层(英文：overshoot)的最后的层中，使用比处于其上的Ga_0.83ln_0.17As子电池中更大的20％的铟含量或者说更大的晶格常数。这是建立张力所需要的，该张力导致变质缓冲器的处于其下的层被松弛到所希望的晶格常数上。

此外，由Photovoltaic Specialists Conference(PVSC)，2012 38th IEEE，ISBN:978-1-4673-0064-3，2788-2791页中的文献《Evolution of a 2.05eV AlGalnP top sub-cell for 5 and 6J-IMM applications》(作者克恩费尔德(Cornfield)等)已知在具有直至六个子电池的倒置多结太阳能电池(英文：inverted metamorphic，缩写：IMM)中的变质缓冲区的构造。此外由EP2251912 A1已知具有一些不同地张紧的层和多个太阳能电池和一个变质缓冲区的隧道二极管结构。

由EP2650930 A1已知一种多结太阳能电池，该多结太阳能电池包括接合(英文：bonded)到下部变质GalnAs/Ge两结太阳能电池上的上部GalnP/GaAs两结太阳能电池。

为了完整性要说明的是，当前以变质多结太阳能电池的概念来理解以下多结太阳能电池：所述多结太阳能电池具有在太阳能电池堆叠的两个子电池(英文：sub-cell)之间的至少一个变质缓冲区层。此外要说明的是，在III-V多结太阳能电池的外延中使用所谓的变质缓冲区，以便可以在这些缓冲区上沉积具有高品质的半导体层，所述半导体层由具有比衬底的晶格常数更高的晶格常数的材料制成。通过变质缓冲区，在外延的走向中构成具有比原始衬底的晶格常数更大的晶格常数的所谓的虚拟衬底。具有如虚拟衬底的晶格常数那样的晶格常数的半导体层可以接下来以高品质被沉积。借助使用变质缓冲区能够在选择用于多结太阳能电池中的不同子电池的材料的情况下实现较大的应用余地。由此，尤其可以实现材料组合，这些材料组合保证了多结太阳能电池的较高效率。

在使用这些变质缓冲区时的问题是固有残余张力。视所使用的衬底的灵活性的情况而定，残余张力导致半导体盘(英文：wafer，即晶圆)的不希望的弯曲。尤其在常见的具有小于190μm的厚度Ge衬底上制造时，例如产生显著的弯曲效应。

半导体盘的弯曲此外已经在外延期间由于温度效应而导致不均匀的层特性。此外使这类半导体盘的加工变难并使产量减少以及由此使制造成本明显提高。此外，在具有大于20cm²的典型面积的宇航用太阳能电池中，弯曲导致不希望的产品特性。

发明内容

在所述背景下，本发明的任务是给出一种装置，其改进了现有技术。

该任务通过一种具有本发明的特征的多结太阳能电池来解决。