JP2014531771A - エピタキシャルリフトオフを用いた薄膜inpベースの太陽電池 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、契約番号FA9453−09−C−0018に基づく空軍研究所(Air Force Research Laboratory:AFRL)、契約番号NNX09CA40Cに基づく航空宇宙局(National Aeronautics and Space Administration:NASA)、及び米国陸軍研究開発エンジニアリング司令部(Research,Development and Engineering Command:RDECOM)契約課(ACQ Center)によって発行された契約番号W911NF−09−C−0034に基づく国防高等研究計画局(Defense Advanced Research Projects Agency:DARPA)の政府支援によってなされたものである。米国政府は、本発明に一定の権利を有する。
本出願は、2011年9月30日に出願された米国仮出願番号第61/541,945号及び2011年9月30日に出願された米国仮出願番号第61/542,073号の優先権を主張し、これらの全体は引用によって本願に援用される。
薄膜エピタキシャルリフトオフ(epitaxial lift-off:ELO)単接合(single-junction:SJ)InGaAs太陽電池を作成し、特徴付けを行った。また、比較のために、これに対応するInP基板上の非ELO SJ InGaAs太陽電池を製造し、特徴付けを行った。この比較は、薄膜ELO InGaAs太陽電池の動作特性が、基板上の非ELO InGaAs太陽電池の動作特性と同様であり、基板からセル層を取り除くELOプロセスは、ELO SJ InGaAs太陽電池の性能に実質的な影響を及ぼさないことを示した。
A.ELO単接合InPセル及び非ELO単接合InPセルの比較
薄膜ELO SJ InP太陽電池を作成及び検査して、動作特性を判定した。また、比較のために、これに対応するInP基板上の非ELO SJ InP太陽電池を作成及び検査した。
GaAsベースの太陽電池のために共通に用いられるエピタキシャル成長される窓材料は、InPベース太陽電池には適合しない。本出願人は、InPに適合する(InP格子整合する)異なるタイプのエピタキシャル成長窓層を検査し、窓層の材料が単接合InP太陽電池の性能にどのように影響するかを判定した。高濃度にドーピングされたInP(300Kにおいて1.344eVのバンドギャップ)、InAlAs(300Kにおいて1.42eVのバンドギャップ)及びAlAsSb(300Kにおいて1.91eVのバンドギャップ)を含む様々な窓材料を検査した。AlAsSb層は空気に反応するため、AlAsSb窓層にはInPキャップ層を設けた。SJ InP太陽電池のための幾つかの初期設計は、pドープ窓を必要とするnドープベースを含んでいた。したがって、nドープベースを有するSJ InP太陽電池上のpドープ窓(p+InP)を検査した。更なる検討のために上述したpドープベースを有するSJ InP太陽電池を選択した後に、他の窓材料として、nドープ窓材料(すなわち、n+InP、nInAlAs、nAlAsSb)を検査した。
本出願人は、様々なエネルギを有する放射線にELO SJ InP太陽電池を曝露し、累積的な放射線損傷がデバイス性能にどのように影響するかを判定した。図18は、2MeV陽子線(正方形)、0.35MeV陽子線(三角形)、1MeV電子線(十字)について、1平方センチメートルあたりの累積放射線量の関数として、正規化された最大出力パワー(Pmax)を示すグラフである。
本出願人は、1.0eVのバンドギャップを有する非ELO単接合InGaAsP太陽電池及び1.2eVのバンドギャップを有する単接合InGaAsP太陽電池を作成し、特徴付けを行った。結果は、ELO単接合InGaAsP太陽電池にも適用できる。
本出願人は、後述する表6に記載されている層構造を有するInP基板上のSJ非ELO1.0eV InGaAsP太陽電池を作成及び検査した。ベース及びエミッタ層は、GaxIn1−xPyAs1−yの構造を有し、x=0.242及びy=0.526であり、バンドギャップは、1.0eVであった。
本出願人は、後述する表8に記載されているような層構造を有するInP基板上のSJ非ELO1.2eV InGaAsP太陽電池を作成及び検査した。ベース及びエミッタ層は、GaxIn1−xPyAs1−yの構造を有し、x=0.12及びy=0.73であり、バンドギャップは、1.2eVであった。
本出願人は、サブセル間のトンネルダイオードを含む二重接合InP/InGaAs太陽電池を開発及び検査した。
まず、本出願人は、トンネルダイオードを太陽電池に組み込む前に、トンネルダイオード検査構造を用いて、p/n(p型がn型の上)及びn/p(n型がp型の上)トンネルダイオードを作成及び検査した。下の表10は、p/nトンネルダイオード検査積層体で用いられる層を示しており、表11は、n/pトンネルダイオード検査積層体で用いられる層を示している。トンネルダイオードは、Cが高濃度にドープされたp+GaAsSb層と、Siが高濃度にドープされたn+InP層とを含む。
本出願人は、サブセルの間にトンネルダイオードを含む非ELO二重接合(dual-junction:DJ)InP/InGaAs太陽電池を作成及び検査した。下の表12は、p+GaAsSb/n+InPトンネルダイオードを含む非ELO DJInP/GaAs太陽電池のために用いられるエピタキシャル層を示している。
本出願人は、二重接合太陽電池に多層膜反射防止コーティングを採用した。最終的な二重接合太陽電池に採用した反射防止コーティングは、厚さ1102ÅのMgF2の層と、厚さ542ÅのTiO2の層とを含み、これらは、何れも電子ビーム蒸着によって堆積されている。図26は、透過2410、反射2420及び吸収2430を含むARCの光学的特性を波長の関数として示すグラフである。
例示的なELO三重接合(triple-junction:TJ)太陽電池2610を図27に示す。TJ太陽電池は、1.8eVのバンドギャップを有するトップInAlAsSbサブセル2620と、1.17eVのバンドギャップを有する中間InGaAsPサブセル2630と、0.71eVのバンドギャップを有するInGaAs量子井戸2645を含むボトムInGaAsサブセル2640とを備える。
トップ接合分割セルを備えるELO三重接合(TJ)太陽電池2710の具体例を図28に示す。上述したTJ太陽電池2610と同様に、TJ太陽電池2710は、1.17eVのバンドギャップを有する中間InGaAsPサブセル2730と、0.71eVのバンドギャップを有するInGaAs量子井戸2745を含むボトムInGaAsサブセル2740とを備える。但し、TJ太陽電池2710は、2つのトップサブセル、すなわち、下側のトップサブセル2726及び上側のトップサブセル2726(これらをまとめて2720の符号を付している。)を備え、これらは何れも同じバンドギャップを有し、これを「分割セル」構成と呼ぶ。下側のトップサブセル2726は、1.46eVのバンドギャップを有するInAlAsサブセルである。上側のトップサブセル2722は、追加的トップサブセルとも呼ばれ、これも、1.46eVのバンドギャップを有するInAlAsサブセルである。1.46eVより大きいエネルギを有する入射光子の約半分が上側のトップサブセル2722によって吸収され、1.46eVより大きいエネルギを有する入射光子の約半分が下側のトップサブセル2726によって吸収されるように、上側のトップサブセル2722は、下側のトップサブセル2724より薄く形成されている。図に示すように、上側のトップサブセル2722及び下側のトップサブセル2726は、トンネル接合2724を介して接続してもよい。トンネル接合2724のバンドギャップは、上側のトップサブセル2722及び下側のトップサブセル2726のバンドギャップより実質的に大きい必要がある。
本出願人は、GaAs上のメタモルフィック層に成長されたメタモルフィック(MM)ELO SJ InP太陽電池を作成し、その動作特性を検査し、InP上で成長された典型的な格子整合(LM)ELO SJ InP太陽電池の動作特性と比較した(上述の実施例2参照)。下の表14は、GaAs上で成長されたMM ELO SJ InP太陽電池のため用いられたエピタキシャル層のリストである。本出願人は、式「InxGa1−xAs,x=0→0.53」に基づいて組成がGaAsからIn0.53Ga0.47Asまで段階的に傾斜する20個の異なるInGaAs層を含む傾斜(メタモルフィック)バッファ層(層2)を採用した。傾斜バッファ層上には、InGaAsバッファ層を堆積させ、バッファ層上にAlAsSb剥離層を堆積させた。積層体の他の層は、InP基板上に成長されるLM ELO SJ InP層のために使用される層と同様である。
トップ接合分割セルを備えるELO三重接合(TJ)太陽電池2710の具体例を図28に示す。上述したTJ太陽電池2610と同様に、TJ太陽電池2710は、1.17eVのバンドギャップを有する中間InGaAsPサブセル2730と、0.71eVのバンドギャップを有するInGaAs量子井戸2745を含むボトムInGaAsサブセル2740とを備える。但し、TJ太陽電池2710は、2つのトップサブセル、すなわち、下側のトップサブセル2726及び上側のトップサブセル2722(これらをまとめて2720の符号を付している。)を備え、これらは何れも同じバンドギャップを有し、これを「分割セル」構成と呼ぶ。下側のトップサブセル2726は、1.46eVのバンドギャップを有するInAlAsサブセルである。上側のトップサブセル2722は、追加的トップサブセルとも呼ばれ、これも、1.46eVのバンドギャップを有するInAlAsサブセルである。1.46eVより大きいエネルギを有する入射光子の約半分が上側のトップサブセル2722によって吸収され、1.46eVより大きいエネルギを有する入射光子の約半分が下側のトップサブセル2726によって吸収されるように、上側のトップサブセル2722は、下側のトップサブセル2726より薄く形成されている。図に示すように、上側のトップサブセル2722及び下側のトップサブセル2726は、トンネル接合2724を介して接続してもよい。トンネル接合2724のバンドギャップは、上側のトップサブセル2722及び下側のトップサブセル2726のバンドギャップより実質的に大きい必要がある。
Claims (88)
- 基板を有さない薄膜InPベースの太陽電池において、
窓層と、
第1のサブセルと、
引張応力が加わる薄膜バッキング層とを備え、前記第1のサブセルは、前記窓層と前記薄膜バッキング層との間に配置される太陽電池。 - 前記第1のサブセルは、InPに格子整合されている請求項1記載の太陽電池。
- 前記第1のサブセルは、InGaAsベース層、InPベース層及びInGaAsPベース層のうちの少なくとも1つを含む請求項1記載の太陽電池。
- 前記太陽電池の構造は、多接合太陽電池である請求項1記載の太陽電池。
- 前記第1のサブセルと前記バッキング層との間の第2のサブセルを更に備える請求項1記載の太陽電池。
- 前記第1のサブセルは、InPベース層を備え、
前記第2のサブセルは、InGaAsベース層を備える請求項5記載の太陽電池。 - 前記第1のサブセルは、InAlAsベース層、InAlGaAsベース層及びInGaAsPベース層の少なくとも1つを備え、
前記第2のサブセルは、InAlGaAsベース層及びInGaAsPベース層の少なくとも1つを備える請求項5記載の太陽電池。 - 前記第1のサブセルと前記第2のサブセルとの間に第1のトンネルダイオードを更に備える請求項5記載の太陽電池。
- 前記第1のトンネルダイオードは、高濃度にドーピングされたGaAsSb層及び高濃度にドーピングされたInP層の一方又は両方を備える請求項5記載の太陽電池。
- 前記第1のサブセルは、1.35eV乃至1.45eVの範囲のバンドギャップを有し、
前記第2のサブセルは、0.6eV乃至0.8eVの範囲のバンドギャップを有する請求項5から9までのいずれか1項記載の太陽電池。 - 前記第2のサブセルと前記バッキング層との間に第3のサブセルを更に備える請求項5記載の太陽電池。
- 前記第1のサブセルは、InAlAsSbベース層を備え、
前記第2のサブセルは、InAlGaAsベース層及びInGaAsPベース層の少なくとも1つを備え、
前記第3のサブセルは、InGaAsベース層、InAlGaAsベース層及びInGaAsPベース層の少なくとも1つを備える請求項11記載の太陽電池。 - 前記第1のサブセルは、InAlAsベース層を備え、
前記第2のサブセルは、InAlGaAsベース層及びInGaAsPベース層の少なくとも1つを備え、
前記第3のサブセルは、InGaAsベース層、InAlGaAsベース層及びInGaAsPベース層の少なくとも1つを備える請求項11記載の太陽電池。 - 前記窓層と前記第1のサブセルとの間に第4のサブセルを更に備える請求項11記載の太陽電池。
- 前記第4のサブセルのベース材料及び前記第1のサブセルのベース材料は、InAlAs又はInAlAsSbである請求項14記載の太陽電池。
- 前記第1のサブセルと前記第2のサブセルとの間の第1のトンネルダイオードと、
前記第2のサブセルと前記第3のサブセルとの間の第2のトンネルダイオードとを更に備える請求項11記載の太陽電池。 - 前記第1のサブセルは、1.46eV乃至2.2eVの範囲のバンドギャップを有し、
前記第2のサブセルは、0.75eV乃至1.5eVの範囲のバンドギャップを有し、
前記第3のサブセルは、0.6eV乃至0.8eVの範囲のバンドギャップを有する請求項11から16までのいずれか1項記載の太陽電池。 - 前記第1のサブセル、第2のサブセル及び第3のサブセルは、InPに格子整合されている請求項11から16までのいずれか1項記載の太陽電池。
- 前記窓層は、InP層、InAlAs層及びAlAsSb層の少なくとも1つを備える請求項1から9まで及び11から16までのいずれか1項記載の太陽電池。
- 基板を有さない薄膜InPベースの太陽電池を製造する方法において、
InP基板上に剥離層をエピタキシャルに形成するステップと、
前記剥離層上に窓層をエピタキシャルに形成するステップと、
前記窓層上に第1のサブセルをエピタキシャルに形成するステップと、
前記第1のサブセル上にバッキング層を形成するステップと、
前記剥離層をエッチングして、前記InP基板から太陽電池を分離するステップとを有する方法。 - 前記剥離層上に第1のサブセルを形成するステップは、前記InP基板に格子整合された層を形成するステップを含む請求項20記載の方法。
- 前記剥離層上に第1のサブセルを形成するステップは、InGaAsベース層を形成するステップ、InPベース層を形成するステップ、InAlGaAsベース層を形成するステップ及びInGaAsPベース層を形成するステップの少なくとも1つを含む請求項20記載の方法。
- 前記第1のサブセル上に第2のサブセルを形成するステップを更に有し、前記バッキング層は、前記第2のサブセル上に形成される請求項20記載の方法。
- 前記第1のサブセルを形成するステップは、InPベース層を形成するステップを含み、
前記第2のサブセルを形成するステップは、InGaAsベース層を形成するステップを含む請求項23記載の方法。 - 前記第1のサブセルを形成するステップは、InAlAsベース層、InAlGaAsベース層及びInGaAsPベース層の少なくとも1つを形成するステップを含み、
前記第2のサブセルを形成するステップは、InAlGaAsベース層及びInGaAsPベース層の少なくとも1つを形成するステップを含む請求項23記載の方法。 - 前記第1のサブセルと前記第2のサブセルとの間に第1のトンネルダイオードを形成するステップを更に有する請求項23記載の方法。
- 前記第1のサブセルと第2のサブセルとの間に第1のトンネルダイオードを形成するステップは、高濃度にドーピングされたGaAsSb層を形成するステップ及び高濃度にドーピングされたInP層を形成するステップの一方又は両方を含む請求項23記載の方法。
- 前記第1のサブセルは、1.35eV乃至1.45eVの範囲のバンドギャップを有し、
前記第2のサブセルは、0.6eV乃至0.8eVの範囲のバンドギャップを有する請求項23から27までのいずれか1項記載の方法。 - 前記第2のサブセル上に第3のサブセルを形成するステップを更に有し、前記バッキング層は、前記第3のサブセル上に形成される請求項23記載の方法。
- 前記第1のサブセルを形成するステップは、InAlAsSbベース層を形成するステップを含み、
前記第2のサブセルを形成するステップは、InAlGaAsベース層又はInGaAsPベース層の少なくとも1つを形成するステップを含み、
前記第3のサブセルを形成するステップは、InGaAsベース層、InAlGaAsベース層及びInGaAsPベース層の少なくとも1つを形成するステップを含む請求項29記載の方法。 - 前記第1のサブセルを形成するステップは、InAlAsベース層を形成するステップを含み、
前記第2のサブセルを形成するステップは、InAlGaAsベース層及びInGaAsPベース層の少なくとも1つを形成するステップを含み、
前記第3のサブセルを形成するステップは、InGaAsベース層、InAlGaAsベース層及びInGaAsPベース層の少なくとも1つを形成するステップを含む請求項29記載の方法。 - 前記剥離層上に第4のサブセルを形成するステップを更に有し、前記第4のサブセルは、前記第1のサブセルの形成の前に形成される請求項29記載の方法。
- 前記第4のサブセルのベース材料及び前記第1のサブセルのベース材料は、InAlAs又はInAlAsSbである請求項32記載の方法。
- 前記第1のサブセルと第2のサブセルとの間に第1のトンネルダイオードを形成するステップと、
前記第2のサブセルと第3のサブセルとの間に第2のトンネルダイオードを形成するステップとを更に有する請求項29記載の方法。 - 前記第1のサブセルは、1.46eV乃至2.2eVの範囲のバンドギャップを有し、
前記第2のサブセルは、0.75eV乃至1.5eVの範囲のバンドギャップを有し、
前記第3のサブセルは、0.6eV乃至0.8eVの範囲のバンドギャップを有する請求項29から34までのいずれか1項記載の方法。 - 前記剥離層を形成するステップは、AlAsSb層、AlPSb層及びシュードモルフィックAlAs層の少なくとも1つを形成するステップを含む請求項20から27まで及び29から34までのいずれか1項記載の方法。
- 前記形成されたバッキング層には、前記剥離層の剥離の間に引張応力が加わる請求項20から27まで及び29から34までのいずれか1項記載の方法。
- 前記剥離層上に窓層を形成するステップを更に有し、前記窓層は、前記第1のサブセルのベース層を形成する前に形成される請求項20から27まで及び29から34までのいずれか1項記載の方法。
- 前記InP基板を再利用し、基板を有さない第2のInPベースの太陽電池を作成するステップを更に有する請求項20から27まで及び29から34までのいずれか1項記載の方法。
- 前記剥離層をエッチングして、前記基板から太陽電池を分離するステップにおいて、前記基板から他の複数の太陽電池が分離される請求項20から27まで及び29から34までのいずれか1項記載の方法。
- 前記基板は、95mm乃至155mmの範囲の直径を有するウェハである請求項20から27まで及び29から34までのいずれか1項記載の方法。
- エピタキシャルリフトオフを用いてInPベースの太陽電池を形成するIII−V族化合物材料積層体において、
InP基板と、
前記InP基板上の剥離層と、
第1のサブセルと、
薄膜バッキング層とを備え、前記第1のサブセルは、前記剥離層と前記バッキング層との間にある積層体。 - 前記剥離層は、AlAsSb層を備える請求項42記載の積層体。
- 前記剥離層は、AlPSb層を備える請求項42記載の積層体。
- 前記剥離層は、シュードモルフィックAlAs層を備える請求項42記載の積層体。
- 前記薄膜バッキング層には、引張応力が加わる請求項42記載の積層体。
- 前記第1のサブセルは、前記InP基板に格子整合されている請求項42記載の積層体。
- 前記第1のサブセルは、InGaAsベース層、InPベース層及びInGaAsPベース層のうちの少なくとも1つを備える請求項42記載の積層体。
- 前記第1のサブセルと前記バッキング層との間の第2のサブセルを更に備える請求項42記載の積層体。
- 前記第1のサブセルは、InPベース層を備え、
前記第2のサブセルは、InGaAsベース層を備える請求項49記載の積層体。 - 前記第1のサブセルは、InAlAsベース層、InAlGaAsベース層及びInGaAsPベース層の少なくとも1つを備え、
前記第2のサブセルは、InAlGaAsベース層及びInGaAsPベース層の少なくとも1つを備える請求項49記載の積層体。 - 前記第1のサブセルと前記第2のサブセルとの間に第1のトンネルダイオードを更に備える請求項49記載の積層体。
- 前記第1のトンネルダイオードは、高濃度にドーピングされたGaAsSb層及び高濃度にドーピングされたInP層の一方又は両方を備える請求項52記載の積層体。
- 前記第1のサブセルは、1.35eV乃至1.45eVの範囲のバンドギャップを有し、
前記第2のサブセルは、0.6eV乃至0.8eVの範囲のバンドギャップを有する請求項49から53までのいずれか1項記載の積層体。 - 前記第2のサブセルと前記バッキング層との間に第3のサブセルを更に備える請求項49記載の積層体。
- 前記第1のサブセルは、InAlAsSbベース層を備え、
前記第2のサブセルは、InAlGaAsベース層及びInGaAsPベース層の少なくとも1つを備え、
前記第3のサブセルは、InGaAsベース層、InAlGaAsベース層及びInGaAsPベース層の少なくとも1つを備える請求項55記載の積層体。 - 前記第1のサブセルは、InAlAsベース層を備え、
前記第2のサブセルは、InAlGaAsベース層及びInGaAsPベース層の少なくとも1つを備え、
前記第3のサブセルは、InGaAsベース層、InAlGaAsベース層及びInGaAsPベース層の少なくとも1つを備える請求項55記載の積層体。 - 前記剥離層と前記第1のサブセルとの間に第4のサブセルを更に備える請求項55記載の積層体。
- 前記第4のサブセルのベース材料及び前記第1のサブセルのベース材料は、InAlAs又はInAlAsSbである請求項58記載の積層体。
- 前記第1のサブセルと前記第2のサブセルとの間の第1のトンネルダイオードと、
前記第2のサブセルと前記第3のサブセルとの間の第2のトンネルダイオードとを更に備える請求項55記載の積層体。 - 前記第1のサブセルは、1.46eV乃至2.2eVの範囲のバンドギャップを有し、
前記第2のサブセルは、0.75eV乃至1.5eVの範囲のバンドギャップを有し、
前記第3のサブセルは、0.6eV乃至0.8eVの範囲のバンドギャップを有する請求項55から60までのいずれか1項記載の積層体。 - 前記第1のサブセル、第2のサブセル及び第3のサブセルは、InPに格子整合されている請求項55から60までのいずれか1項記載の積層体。
- 前記窓層は、InP層、InAlAs層及びAlAsSb層の少なくとも1つを備える請求項42から53まで及び55から60までのいずれか1項記載の積層体。
- 基板を有さない薄膜InPベースの太陽電池を製造する方法において、
GaAs基板上に組成的に傾斜する複数のメタモルフィックバッファ層を形成するステップと、
前記組成的に傾斜する複数のメタモルフィックバッファ層上に剥離層をエピタキシャルに形成するステップと、
前記剥離層上に窓層をエピタキシャルに形成するステップと、
前記窓層上に第1のサブセルをエピタキシャルに形成するステップと、
前記第1のサブセル上にバッキング層を形成するステップと、
前記剥離層をエッチングして、前記組成的に傾斜する複数のメタモルフィックバッファ層及び前記GaAs基板から太陽電池を分離するステップとを有する方法。 - 前記組成的に傾斜する複数のメタモルフィックバッファ層は、少なくとも15のバッファ層を含む請求項64記載の方法。
- 前記組成的に傾斜する複数のメタモルフィックバッファ層は、少なくとも20のバッファ層を含む請求項64記載の方法。
- 前記剥離層上に第1のサブセルを形成するステップは、InGaAsベース層を形成するステップ、InPベース層を形成するステップ、InAlGaAsベース層を形成するステップ及びInGaAsPベース層を形成するステップの少なくとも1つを含む請求項64記載の方法。
- 前記第1のサブセル上に第2のサブセルを形成するステップを更に有し、前記バッキング層は、前記第2のサブセル上に形成される請求項64記載の方法。
- 前記第1のサブセルを形成するステップは、InPベース層を形成するステップを含み、
前記第2のサブセルを形成するステップは、InGaAsベース層を形成するステップを含む請求項68記載の方法。 - 前記第1のサブセルを形成するステップは、InAlAsベース層、InAlGaAsベース層及びInGaAsPベース層の少なくとも1つを形成するステップを含み、
前記第2のサブセルを形成するステップは、InAlGaAsベース層及びInGaAsPベース層の少なくとも1つを形成するステップを含む請求項68記載の方法。 - 前記第1のサブセルと前記第2のサブセルとの間に第1のトンネルダイオードを形成するステップを更に有する請求項68記載の方法。
- 前記第1のサブセルと第2のサブセルとの間に第1のトンネルダイオードを形成するステップは、高濃度にドーピングされたGaAsSb層を形成するステップ及び高濃度にドーピングされたInP層を形成するステップの一方又は両方を含む請求項68記載の方法。
- 前記剥離層を形成するステップは、AlAsSb層、AlPSb層及びシュードモルフィックAlAs層の少なくとも1つを形成するステップを含む請求項63から72までのいずれか1項記載の方法。
- 前記形成されたバッキング層には、前記剥離層の剥離の間に引張応力が加わる請求項63から72までのいずれか1項記載の方法。
- 前記剥離層上に窓層を形成するステップを更に有し、前記窓層は、前記第1のサブセルのベース層を形成する前に形成される請求項63から72までのいずれか1項記載の方法。
- 前記GaAs基板を再利用し、基板を有さない第2のInPベースの太陽電池を作成するステップを更に有する請求項63から72までのいずれか1項記載の方法。
- 前記剥離層をエッチングして、前記組成的に傾斜する複数のメタモルフィックバッファ層及び前記GaAs基板から太陽電池を分離するステップにおいて、前記基板から他の複数の太陽電池が分離される請求項63から72までのいずれか1項記載の方法。
- 前記基板は、95mm乃至155mmの範囲の直径を有するGaAsウェハである請求項63から72までのいずれか1項記載の方法。
- エピタキシャルリフトオフを用いてInPベースの太陽電池を形成するIII−V族化合物材料積層体において、
GaAs基板上に形成され、最上位層がInP層に略々等しい格子パラメータを有する組成的に傾斜する複数のメタモルフィックバッファ層と、
前記組成的に傾斜する複数のメタモルフィックバッファ層上の剥離層と、
第1のサブセルと、
薄膜バッキング層とを備え、前記第1のサブセルは、前記剥離層と前記バッキング層との間にある積層体。 - 前記剥離層は、AlAsSb層、AlPSb又はシュードモルフィックAlAs層の少なくとも1つを備える請求項79記載の積層体。
- 前記第1のサブセルは、InGaAsベース層、InPベース層及びInGaAsPベース層のうちの少なくとも1つを含む請求項79記載の積層体。
- 前記第1のサブセルと前記バッキング層との間の第2のサブセルを更に備える請求項79記載の積層体。
- 前記第1のサブセルは、InPベース層を備え、
前記第2のサブセルは、InGaAsベース層を備える請求項79記載の積層体。 - 前記第1のサブセルは、InAlAsベース層、InAlGaAsベース層及びInGaAsPベース層の少なくとも1つを備え、
前記第2のサブセルは、InAlGaAsベース層及びInGaAsPベース層の少なくとも1つを備える請求項83記載の積層体。 - 前記第1のサブセルと前記第2のサブセルとの間に第1のトンネルダイオードを更に備える請求項83記載の積層体。
- 前記第1のトンネルダイオードは、高濃度にドーピングされたGaAsSb層及び高濃度にドーピングされたInP層の一方又は両方を備える請求項83記載の積層体。
- 前記第1のサブセルは、1.35eV乃至1.45eVの範囲のバンドギャップを有し、
前記第2のサブセルは、0.6eV乃至0.8eVの範囲のバンドギャップを有する請求項83から86までのいずれか1項記載の積層体。 - 前記窓層は、InP層、InAlAs層及びAlAsSb層の少なくとも1つを備える請求項79から86までのいずれか1項記載の積層体。
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