RU2599064C1 - Four-transit solar cell - Google Patents

Four-transit solar cell Download PDF

Info

Publication number
RU2599064C1
RU2599064C1 RU2015130425/28A RU2015130425A RU2599064C1 RU 2599064 C1 RU2599064 C1 RU 2599064C1 RU 2015130425/28 A RU2015130425/28 A RU 2015130425/28A RU 2015130425 A RU2015130425 A RU 2015130425A RU 2599064 C1 RU2599064 C1 RU 2599064C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layer
substrate
layers
gainas
thickness
Prior art date
Application number
RU2015130425/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Акимович Торопов
Сергей Валерьевич Сорокин
Григорий Викторович Климко
Евгений Андреевич Европейцев
Сергей Викторович Иванов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Priority to RU2015130425/28A priority Critical patent/RU2599064C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2599064C1 publication Critical patent/RU2599064C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
    • H01L31/0264—Inorganic materials
    • H01L31/0328—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, semiconductor materials provided for in two or more of groups H01L31/0272 - H01L31/032

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: four-transit solar cell includes successively grown on substrate (1) of p-Ge four sub-elements (2, 3, 4, 5), matched at constant grid with substrate (1) of p-Ge and interconnected by tunnel p-n junctions (6, 7, 8), and contact layer (9), wherein first subunit (2) includes substrate (1) of p-Ge, layer (10) of n-Ge, layer (11) of a wide window of n-GaInP and buffer layer (12) of n-GaInAs, second subunit (3) includes layer (13) of p-GaInAs and layer (14) of n-GaInAs, third subunit (4) includes layer (15) of p-AlGaInAs and layer (16) of n-AlGaInAs, and fourth subunit (5) includes A2B6 short-period super lattices of p- and n-type (17, 18).
EFFECT: invention provides ease of manufacture, production of high efficiency of solar radiation short-wave part converting.
1 cl, 3 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к области солнечной энергетики, а более конкретно к конструкции многопереходных солнечных элементов на основе полупроводниковых соединений групп А3В5 и А2В6, служащих для преобразования энергии солнечного излучения в электрическую энергию.The present invention relates to the field of solar energy, and more specifically to the design of multi-junction solar cells based on semiconductor compounds of groups A3B5 and A2B6, which are used to convert the energy of solar radiation into electrical energy.

Из существующего уровня техники известно, что, в соответствии с фундаментальными принципами термодинамики, установленными в работах Шокли и Куезье (W. Shockley, H.J. Queisser, J. Appl. Phys., V. 32, p. 510, 1961) и Генри (C.H. Henry, J. Appl. Phys. V. 51, p. 4494, 1980), коэффициент полезного действия (КПД) преобразования солнечной энергии в электрическую однопереходных солнечных элементов не может превышать 31% при стандартном солнечном освещении (АМ1,5 Global, "1 Солнце") и 37% при тысячекратно сконцентрированном солнечном освещении ("1000 Солнц"). Возможности преодоления фундаментального предела эффективности преобразования солнечного излучения однопереходным элементом связаны с применением многопереходных солнечных элементов, включающих в себя два и более туннельно-связанных фотодиодных р-n-перехода (субэлементов), выполненных из полупроводников с различными ширинами запрещенной зоны (Hutchby, J.A., Markunas, R.J., Bedair, S.M., Proceedings of the 18th IEEE Photovoltaic Specialists Conference, Las Vegas, USA. IEEE, New York, p.20, 1985). Каждый фотоактивный p-n-переход многопереходной структуры преобразует только часть солнечного спектра, что позволяет реализовать близкие к оптимальным условия преобразования солнечного спектра и значительно повысить КПД. Для структур трехпереходного солнечного элемента, псевдоморфно выращенного на подложке Ge, в котором все материалы р-n-переходов имеют близкие постоянные решетки: Ge с шириной запрещенной зоны Eg, равной 0,67 эВ, Ga(In)As с

Figure 00000001
и InGaP с
Figure 00000002
, а отдельные фотоактивные р-n-переходы соединены электрически с помощью туннельных р-n-переходов и оптически посредством широкозонных слоев GaInP и AlInP, была продемонстрирована эффективность, приближающаяся к 42% (М.А. Green, K. Emery, Y. Hishikawa, W. Warta, and E.D. Dunlop, Prog. Photovolt: Res. Appl., V. 21, p. 1, 2013). Основное преимущество псевдоморфных структур солнечных элементов заключается в возможности формирования слоев материалов с относительно малой плотностью дефектов. Их главный недостаток - это отсутствие возможности оптимизации ширин запрещенной зоны твердых растворов, формирующих р-n-переходы, так как они жестко фиксированы условием равенства постоянной решетки. Дальнейшее увеличение КПД преобразования возможно при добавлении четвертого, более широкозонного субэлемента, что не может быть выполнено с использованием соединений группы А3В5 в силу отсутствия в этой группе прямозонных соединений с достаточно большой шириной запрещенной зоны.From the current level of technology it is known that, in accordance with the fundamental principles of thermodynamics established in the works of Shockley and Kuesye (W. Shockley, HJ Queisser, J. Appl. Phys., V. 32, p. 510, 1961) and Henry (CH Henry, J. Appl. Phys. V. 51, p. 4494, 1980), the efficiency of converting solar energy to electrical single-junction solar cells cannot exceed 31% under standard sunlight (AM1.5 Global, "1 Sun ") and 37% in a thousandfold concentrated sunlight (" 1000 Suns "). Possibilities for overcoming the fundamental limit of the conversion efficiency of solar radiation by a single junction cell are associated with the use of multi-junction solar cells, including two or more tunnel-coupled photodiode pn junctions (subcells) made of semiconductors with different bandgaps (Hutchby, JA, Markunas , RJ, Bedair, SM, Proceedings of the 18th IEEE Photovoltaic Specialists Conference, Las Vegas, USA. IEEE, New York, p.20, 1985). Each photoactive pn junction of a multi-junction structure converts only a part of the solar spectrum, which makes it possible to realize conditions for converting the solar spectrum that are close to optimal and significantly increase the efficiency. For structures of a three-junction solar cell, pseudomorphically grown on a Ge substrate, in which all pn junction materials have close lattice constants: Ge with a band gap Eg of 0.67 eV, Ga (In) As with
Figure 00000001
and InGaP with
Figure 00000002
and individual photoactive pn junctions are connected electrically using tunnel pn junctions and optically through wide-gap GaInP and AlInP layers, an efficiency approaching 42% has been demonstrated (M.A. Green, K. Emery, Y. Hishikawa , W. Warta, and ED Dunlop, Prog. Photovolt: Res. Appl., V. 21, p. 1, 2013). The main advantage of pseudomorphic structures of solar cells lies in the possibility of forming layers of materials with a relatively low density of defects. Their main drawback is the inability to optimize the bandgap of solid solutions forming pn junctions, since they are rigidly fixed by the condition of equality of the lattice constant. A further increase in conversion efficiency is possible with the addition of a fourth, wider-band subelement, which cannot be performed using compounds of the A3B5 group due to the absence of direct-gap compounds with a sufficiently large band gap in this group.

Известен четырехпереходный солнечный элемент (заявка CN 102569475, МПК H01L-031/0725; H01L-031/0735; H01L-031/18, опубл. 11.07.2012), выращенный на подложке InP и содержащий два субэлемента на основе p-n-переходов InGaAs и InGaAsP, изопериодичных к подложке InP, градиентный метаморфный буферный слой InxGa1-xP с плавным изменением состава и с постоянной решетки, изменяющейся от 0,58 нм до 0,566 нм, и два субэлемента на основе р-n-переходов InAlGaAs и InGaAsP с постоянной решетки, согласованным с постоянной решетки у поверхности градиентного буферного слоя InGaP, при этом ширины запрещенной зоны субэлементов находятся соответственно в диапазоне 0,72-0,76 эВ, 1-1,1 эВ, 1,35-1,42 эВ и 1.85-1,92 эВ.A four-junction solar cell is known (application CN 102569475, IPC H01L-031/0725; H01L-031/0735; H01L-031/18, publ. 11.07.2012) grown on an InP substrate and containing two subcells based on InGaAs and pn junctions and InGaAsP, isoperiodic to the InP substrate, In x Ga 1-x P gradient metamorphic buffer layer with a smooth composition change and with a lattice constant varying from 0.58 nm to 0.566 nm, and two subelements based on the InAlGaAs and InGaAsP pn junctions with the lattice constant consistent with the lattice constant at the surface of the InGaP gradient buffer layer, while the band gap of the sube ementov are respectively within the range of 0,72-0,76 eV 1-1.1 eV, 1.85-1,92 and 1.35-1.42 eV eV.

Недостатками известного четырехпереходного солнечного элемента являются: необходимость выращивания градиентного метаморфного буферного слоя InxGa1-xP в середине структуры с целью согласования постоянных решетки двух верхних субэлементов на основе р-n-переходов InAlGaAs и InGaAsP, что приводит к образованию дополнительных дефектов при эпитаксиальном выращивании структуры, необходимость удаления подложки при пост-ростовых операциях, недостаточная эффективность преобразования коротковолновой части спектра солнечного излучения, так как ширина запрещенной зоны верхнего субэлемента не превышает 1,92 эВ.The disadvantages of the known four-junction solar cell are: the need to grow a gradient metamorphic In x Ga 1-x P buffer layer in the middle of the structure in order to match the lattice constants of the two upper subelements based on the InAlGaAs and InGaAsP pn junctions, which leads to the formation of additional defects during epitaxial growth of the structure, the need to remove the substrate during post-growth operations, the insufficient conversion efficiency of the short-wave part of the spectrum of solar radiation, since the width and the upper subcell forbidden band is less than 1.92 eV.

Известен многопереходный солнечный элемент (заявка РСТ WO 2014078664, МПК H01L 31/04; H01L 31/18, опубл. 22.05.2014), содержащий субэлементы на основе р-n-переходов элементов IV группы (Ge, SiGe) и р-n-переходов на основе материалов группы А3 В5, таких как (Al)InGaP, (Al)GaAs, InGa(As)P, Al(In)GaAs, Ga(In)As, GaInNAsSb и др. Многопереходный солнечный элемент содержит первую группу из одного и более субэлементов, согласованных по постоянной решетки с первой подложкой, и вторую группу из одного и более субэлементов, согласованных по постоянной решетки со второй подложкой, при этом вторая группа субэлементов связана с первой группой субэлементов посредством специальной технологии соединения пластин (wafer bonding).A multi-junction solar cell is known (PCT application WO 2014078664, IPC H01L 31/04; H01L 31/18, publ. 05.22.2014) containing subcells based on pn junctions of group IV elements (Ge, SiGe) and pn- transitions based on materials of the A3 B5 group, such as (Al) InGaP, (Al) GaAs, InGa (As) P, Al (In) GaAs, Ga (In) As, GaInNAsSb, etc. A multi-junction solar cell contains the first group of one and more subelements matched by the lattice constant with the first substrate, and a second group of one or more subelements matched by the lattice constant with the second substrate, while the second group of subel It is connected to the first group of subelements through a special wafer bonding technology.

Недостатками известного многопереходного солнечного элемента являются сложность пост-ростовых операций и низкая эффективность преобразования коротковолновой части спектра солнечного излучения.The disadvantages of the known multi-junction solar cell are the complexity of post-growth operations and the low conversion efficiency of the short-wave part of the spectrum of solar radiation.

Известен четырехпереходный солнечный элемент (заявка ЕР 2672528, МПК G01R-031/26; H01L-031/04; H01L-031/0687, опубл. 11.12.2013), содержащий содержащий подложку и четыре субэлемента на основе р-n-переходов InGaP, GaAs, InGaAs и InGaAs с ширинами запрещенной зоны соответственно 1,9 эВ, 1,4 эВ, 1,0 эВ и 0,7 эВ. Для согласования постоянных решетки различных субэлементов структура известного четырехпереходного солнечного элемента содержит два метаморфных градиентных буферных слоя, выращиваемых между субэлементами на основе GaAs и InGaAs и между двумя субэлементами на основе InGaAs.A four-junction solar cell is known (application EP 2672528, IPC G01R-031/26; H01L-031/04; H01L-031/0687, publ. 12/11/2013) containing a substrate and four subcells based on InGaP pn junctions, GaAs, InGaAs, and InGaAs with band gaps of 1.9 eV, 1.4 eV, 1.0 eV, and 0.7 eV, respectively. To coordinate the lattice constants of the various subcells, the structure of the known four-junction solar cell contains two metamorphic gradient buffer layers grown between the GaAs and InGaAs subelements and between the two InGaAs subelements.

Недостатками известного четырехпереходного солнечного элемента является наличие двух областей генерации структурных дефектов, сложность постростовых операций, связанных с удалением подложки и недостаточная эффективность преобразования коротковолновой части спектра солнечного излучения.The disadvantages of the known four-junction solar cell are the presence of two areas of generation of structural defects, the complexity of post-growth operations associated with the removal of the substrate and the lack of conversion efficiency of the short-wave part of the spectrum of solar radiation.

Известен четырехпереходный солнечный элемент (заявка РСТ WO 2009067347, МПК 01L 21/20, H01L 21/36, H01L 29/20, H01L 29/22, опубликована 28.05.2009), совпадающий с настоящим изобретением по наибольшему числу существенных признаков и принятый за прототип. Солнечный элемент-прототип содержит последовательно выращенные на подложке из GaSb четыре субэлемента, соединенных между собой туннельными р-n-переходами, и контактный слой. Каждый субэлемент включает р-n-переход, образованный двумя слоями из соединений А3В5 или А2В6, где слои легированы соответственно р- и n-типом проводимости. Первый (прилегающий к подложке) субэлемент включает р- и n-слои GaSb (ширина запрещенной зоны Eg1=0.72эВ), второй субэлемент включает р- и n-слои AlxGa1-xAsySb1-y (Eg2=1.32эВ), третий субэлемент включает р- и n-слои ZnxCd1-xSeyTe1-y (Eg3=1.71эВ), а четвертый (верхний, ближайший к поверхности структуры) субэлемент включает р- и n- слои ZnTe (Eg1=2.27эВ). Субэлементы согласованы по постоянной решетки с подложкой или псевдоморфны к подложке.A four-junction solar cell is known (PCT application WO 2009067347, IPC 01L 21/20, H01L 21/36, H01L 29/20, H01L 29/22, published May 28, 2009), which coincides with the present invention by the largest number of essential features and adopted as a prototype . The prototype solar cell contains four subcells successively grown on a GaSb substrate, interconnected by tunnel pn junctions, and a contact layer. Each subelement includes a pn junction formed by two layers of compounds A3B5 or A2B6, where the layers are doped with p and n type conductivity, respectively. The first subelement includes p- and n-layers of GaSb (band gap Eg1 = 0.72 eV), the second subelement includes p- and n-layers Al x Ga 1-x As y Sb 1-y (Eg2 = 1.32 eV), the third subelement includes p- and n-layers of Zn x Cd 1-x Se y Te 1-y (Eg3 = 1.71 eV), and the fourth (upper, closest to the surface of the structure) subelement includes p- and n-layers of ZnTe (Eg1 = 2.27 eV). Subelements are matched along the lattice constant with the substrate or pseudomorphic to the substrate.

Недостатками известного четырехпереходного солнечного элемента-прототипа являются невысокие уровни легирования р-типа или n-типа четверных твердых растворов ZnCdSeTe, обогащенных соответственно CdSe или ZnTe для достижения необходимых значений ширины запрещенной зоны, и особенно невозможность достижения высоких уровней легирования n-типа ZnTe при выращивании стандартными эпитаксиальными методами. Дополнительной проблемой при технологической реализации четверных твердых растворов ZnCdSeTe является сложность получения слоев заданного состава из-за наличия в твердом растворе двух летучих компонентов Se и Те. Следует также отметить высокую стоимость подложек GaSb и InAs, на которых могут быть реализованы данные солнечные элементы-прототипы.The disadvantages of the known four-junction solar cell prototype are the low doping levels of p-type or n-type quaternary ZnCdSeTe solid solutions enriched with CdSe or ZnTe, respectively, to achieve the required band gap, and especially the impossibility of achieving high levels of doping of n-type ZnTe when grown with standard epitaxial methods. An additional problem in the technological implementation of ZnCdSeTe quaternary solid solutions is the difficulty in obtaining layers of a given composition due to the presence of two volatile components Se and Te in the solid solution. It should also be noted the high cost of GaSb and InAs substrates, on which these prototype solar cells can be implemented.

Задачей настоящего изобретения являлась разработка такого четерехпереходного солнечного элемента, который был бы более прост в изготовлении и имел повышенные уровни легирования слоев соединений А2В6, что необходимо для получения высокого значения КПД преобразования коротковолновой части солнечного излучения и низкого сопротивления субэлемента А2В6.The objective of the present invention was to develop such a four-junction solar cell that would be easier to manufacture and have higher levels of doping of the layers of A2B6 compounds, which is necessary to obtain a high conversion efficiency of the short-wave part of solar radiation and low resistance of the A2B6 subcell.

Поставленная задача решается тем, что четырехпереходный солнечный элемент, включающий последовательно выращенные на подложке из p-Ge четыре субэлемента, согласованные по постоянной решетки с подложкой из p-Ge и соединенные между собой туннельными р-n-переходами, и контактный слой. Первый (ближайший к подложке) субэлемент включает подложку из p-Ge, слой из n-Ge, слой широкозонного окна из n-GaInP и буферный слой из n-GaInAs. Второй субэлемент включает слой из p-GaInAs и слой из n-GaInAs. Третий субэлемент включает слой из p-AlGaInAs и слой из n-AlGaInAs. Четвертый (верхний) широкозонный субэлемент включает короткопериодные р- и n-сверхрешетки соединений А2В6 с эффективной шириной запрещенной зоны Eg4=2,4-2,6 эВ и общей толщиной 0,4-0,5 мкм, каждая из которых состоит из чередующихся слоев CdSe толщиной в 1,2÷2,2 мономолекулярных слоя и ZnSySe1-y толщиной в 3÷9 мономолекулярных слоя, где y=0,2-0,45.The problem is solved in that a four-junction solar cell, including four subcells sequentially grown on a p-Ge substrate, matched in constant lattice to a p-Ge substrate and connected by tunnel p-n junctions, and a contact layer. The first (closest to the substrate) sub-element includes a p-Ge substrate, an n-Ge layer, a wide-gap window layer of n-GaInP and a buffer layer of n-GaInAs. The second subelement includes a p-GaInAs layer and an n-GaInAs layer. The third sub-element includes a layer of p-AlGaInAs and a layer of n-AlGaInAs. The fourth (upper) wide-gap subelement includes short-period p- and n-superlattices of A2B6 compounds with an effective band gap of Eg4 = 2.4-2.6 eV and a total thickness of 0.4-0.5 μm, each of which consists of alternating layers CdSe with a thickness of 1.2 ÷ 2.2 monomolecular layers and ZnS y Se 1-y with a thickness of 3 ÷ 9 monomolecular layers, where y = 0.2-0.45.

Новым в настоящем четырехпереходном солнечном элементе является одновременное выполнение подложки и первого субэлемента из слоев германия, а четвертого элемента в виде короткопериодных сверхрешеток соединений А2В6 р- и n-типа с эффективной шириной запрещенной зоны Eg4=2,4-2,6 эВ и общей толщиной 0,4-0,5 мкм, каждая из которых состоит из чередующихся слоев CdSe толщиной в 1,2÷2,2 мономолекулярных слоя и ZnSySe1-y толщиной в 3÷9 мономолекулярных слоя, где y=0,2-0,45.New in this four-junction solar cell is the simultaneous fabrication of the substrate and the first sub-cell from germanium layers, and the fourth cell in the form of short-period superlattices of p- and n-type A2B6 compounds with an effective band gap of Eg4 = 2.4-2.6 eV and a total thickness 0.4-0.5 μm, each of which consists of alternating layers of CdSe with a thickness of 1.2 ÷ 2.2 monomolecular layers and ZnS y Se 1-y with a thickness of 3 ÷ 9 monomolecular layers, where y = 0.2- 0.45.

Общая толщина 0,4-0,5 мкм короткопериодных сверхрешеток р- и n-типа, определяемая в основном толщиной р-области базы (0,4-0,45 мкм), определяется глубиной проникновения в полупроводник коротковолновой части солнечного излучения (при малой суммарной толщине CP - недостаточная эффективность поглощения света, а при большой толщине - увеличение времени роста и сопротивления структуры без увеличения эффективности). Диапазон толщин образующих сверхрешетку слоев CdSe и ZnSySe1-y обусловлен необходимостью согласования средней постоянной решетки сверхрешетки с подложкой Ge; выполнением условия псевдоморфности роста, т.е. тем, чтобы толщина каждого слоя сверхрешетки была меньше критической толщины псевдоморфного роста

Figure 00000003
зависящей от величины рассогласования постоянной решетки данного слоя с подложкой; необходимостью обеспечения эффективного вертикального транспорта носителей в сверхрешетке, определяемого эффективной шириной мини-зоны тяжелых дырок.The total thickness of 0.4-0.5 μm short-period p-type and n-type superlattices, determined mainly by the thickness of the p-region of the base (0.4-0.45 μm), is determined by the penetration depth of the short-wavelength part of solar radiation into the semiconductor (for small the total thickness of CP is the insufficient efficiency of light absorption, and with a large thickness - an increase in the growth time and resistance of the structure without increasing the efficiency). The thickness range of the CdSe and ZnS y Se 1-y layers forming the superlattice is due to the necessity of matching the average lattice constant of the superlattice with the Ge substrate; the fulfillment of the pseudomorphic growth condition, i.e. so that the thickness of each layer of the superlattice is less than the critical thickness of the pseudomorphic growth
Figure 00000003
depending on the magnitude of the mismatch of the constant lattice of a given layer with a substrate; the need to ensure effective vertical transport of carriers in the superlattice, determined by the effective width of the mini-zone of heavy holes.

Расчеты показывают, что данным условиям соответствует диапазон толщин слоев CdSe в 1,2÷2,2 мономолекулярных слоя и ZnSySe1-y в 3÷9 мономолекулярных слоя при y=0,2-0,45. Выбор величины y=0,2-0,45 обусловлен тем, что при y<0,2 невозможно сконструировать изопериодичную к подложке Ge сверхрешетку (CdSe/ZnSySe1-y) с эффективной шириной запрещенной зоны Eg<2,6 эВ, а при величине y>0,45 для формирования такой сверхрешетки методом молекулярно-пучковой эпитаксии требуется использование низкой (менее 250°C) температуры роста, что приводит к ухудшению морфологии и увеличению количества дефектов в сверхрешетке. Выбор интервала эффективной ширины запрещенной зоны сверхрешетки Eg4=2,4-2,6 эВ следует из определенного диапазона параметров сверхрешетки (CdSe/ZnSySe1-y).Calculations show that these conditions correspond to the range of thicknesses of CdSe layers in 1.2 ÷ 2.2 monomolecular layers and ZnS y Se 1-y in 3 ÷ 9 monomolecular layers at y = 0.2-0.45. The choice of y = 0.2-0.45 is due to the fact that for y <0.2 it is impossible to construct a superlattice (CdSe / ZnS y Se 1-y ) isoperiodic to the Ge substrate with the effective band gap Eg <2.6 eV, and for y> 0.45, the formation of such a superlattice by molecular beam epitaxy requires the use of a low (less than 250 ° C) growth temperature, which leads to a deterioration in morphology and an increase in the number of defects in the superlattice. The choice of the effective band gap of the superlattice Eg4 = 2.4-2.6 eV follows from a certain range of superlattice parameters (CdSe / ZnS y Se 1-y ).

Настоящее изобретение поясняется чертежами, гдеThe present invention is illustrated by drawings, where

на фиг. 1 показано схематическое изображение в разрезе настоящего четырехпереходного солнечного элемента;in FIG. 1 is a schematic sectional view of a true four junction solar cell;

на фиг. 2 приведена параметрическая зависимость эффективной ширины запрещенной зоны и ширины мини-зоны тяжелых дырок от толщины слоев и от содержания S для сверхрешетки CdSe/ZnSSe на подложке Ge (MC - мономолекулярный слой, CP - сверхрешетка);in FIG. Figure 2 shows the parametric dependence of the effective band gap and the miniband width of heavy holes on the layer thickness and on the S content for the CdSe / ZnSSe superlattice on a Ge substrate (MC is a monomolecular layer, CP is a superlattice);

на фиг. 3 даны рассчитанные для спектра АМ0:500 Солнц зависимости КПД четырехпереходного солнечного элемента от ширины запрещенной зоны 2-го перехода

Figure 00000004
при условии оптимизации по ширине запрещенной зоны 3-го перехода
Figure 00000005
для нескольких значений
Figure 00000006
; на нижней части фиг. 3 приведены соответствующие зависимости
Figure 00000007
от
Figure 00000008
.in FIG. Figure 3 shows the dependences of the efficiency of a four-junction solar cell on the band gap of the second transition calculated for the AM0: 500 Sun spectrum
Figure 00000004
subject to optimization over the band gap of the 3rd transition
Figure 00000005
for multiple values
Figure 00000006
; on the bottom of FIG. 3 shows the corresponding dependencies
Figure 00000007
from
Figure 00000008
.

Настоящий четырехпереходный солнечный элемент (см. фиг. 1) выращен на подложке 1 из p-Ge и содержит четыре субэлемента 2, 3, 4, 5, соединенных между собой туннельными р-n-переходами 6, 7, 8, и контактный слой 9. Первый субэлемент 2 включает подложку 1 из p-Ge, слой 10 из n-Ge, слой 11 широкозонного окна из n-GaInP и буферный слой 12 из n-GaInAs, второй субэлемент 3 включает слой 13 из р-GaInAs и слой 14 из n-GaInAs, третий субэлемент 4 включает слой 15 из p-AlGaInAs и слой 16 из n-AlGaInAs, а четвертый субэлемент 5 включает короткопериодные сверхрешетки А2В6 р-типа 17 и n-типа 18 с эффективной шириной запрещенной зоны Eg4=2,4-2,6 эВ и общей толщиной 0,4-0,5 мкм, каждая из которых состоит из чередующихся слоев (на чертеже не показаны) CdSe толщиной в 1,2÷2,2 мономолекулярных слоя

Figure 00000009
и ZnSySe1-y толщиной в 3÷9 мономолекулярных слоя
Figure 00000010
, при содержании серы y=0,2-0,45.The present four-junction solar cell (see Fig. 1) is grown on p-Ge substrate 1 and contains four sub-cells 2, 3, 4, 5, interconnected by tunnel p-n junctions 6, 7, 8, and a contact layer 9 The first sub-element 2 includes a p-Ge substrate 1, an n-Ge layer 10, a wide-gap n-GaInP window layer 11 and a n-GaInAs buffer layer 12, a second sub-element 3 includes a p-GaInAs layer 13 and a 14 layer of n-GaInAs, the third sub-element 4 includes a layer 15 of p-AlGaInAs and a layer 16 of n-AlGaInAs, and the fourth sub-element 5 includes short-period superlattices A2B6 p-type 17 and n-type 18 with an effective width apreschennoy Eg4 zone = 2.4-2.6 eV and a total thickness of 0.4-0.5 microns, each of which consists of alternating layers (not shown) CdSe thickness of 1.2 ÷ 2.2 monomolecular layer
Figure 00000009
and ZnS y Se 1-y with a thickness of 3 ÷ 9 monomolecular layers
Figure 00000010
, with a sulfur content of y = 0.2-0.45.

Каждый субэлемент (кроме субэлемента 2 на основе Ge) также может включать слой тыльного барьера и слой широкозонного окна (на чертеже не показаны).Each sub-element (except Ge-based sub-element 2) may also include a back barrier layer and a wide-gap window layer (not shown in the drawing).

Короткопериодные сверхрешетки р-типа 17 и п-типа 18 из слоев CdSe/ZnSySe1-y могут быть выращены в широком диапазоне эффективных значений ширины запрещенной зоны. Использование сверхрешеток 17, 18 CdSe/ZnSySe1-y по сравнению со слоями объемных твердых растворов ZnCdSSe, позволяет изменять эффективное значение ширины запрещенной зоны посредством изменения толщин слоев CdSe и ZnSySe1-y, образующих сверхрешетки 17, 18, без изменения состава слоев ZnSySe1-y. Использование сверхрешеток 17, 18 CdSe/ZnSySe1-y, по сравнению со слоями объемных твердых растворов ZnCdSSe, также позволяет достигать достаточных уровней р-легирования (не менее 1017 см-3) и n-легирования (до 1019 см-3) при использовании метода молекулярно-пучковой эпитаксии (МПЭ), что подтверждается измерениями уровня легирования тестовых структур со сверхрешетками CdSe/ZnSySe1-y. Все субэлементы 2, 3, 4, 5, многопереходного солнечного элемента псевдоморфны к подложке 1 из p-Ge (согласованы с ней по постоянной решетки).Short-period p-type superlattices 17 and p-type 18 from CdSe / ZnS y Se 1-y layers can be grown in a wide range of effective values of the band gap. The use of superlattices 17, 18 CdSe / ZnS y Se 1-y compared to the layers of bulk ZnCdSSe solid solutions allows one to change the effective band gap by changing the thicknesses of the CdSe and ZnS y Se 1-y layers forming superlattices 17, 18 without changing the composition of the ZnS y Se 1-y layers. The use of 17, 18 CdSe / ZnS y Se 1-y superlattices, in comparison with the layers of bulk ZnCdSSe solid solutions, also allows one to achieve sufficient levels of p-doping (at least 10 17 cm -3 ) and n-doping (up to 10 19 cm - 3 ) using the molecular beam epitaxy (MBE) method, which is confirmed by measurements of the doping level of test structures with CdSe / ZnS y Se 1-y superlattices. All subelements 2, 3, 4, 5 of the multi-junction solar cell are pseudomorphic to p-Ge substrate 1 (matched to it by the lattice constant).

Состав и толщины слоев сверхрешеток CdSe/ZnSySe1-y 17, 18 при выращивании верхнего четвертого субэлемента 5 четырехпереходного солнечного элемента выбирают из условия согласования по постоянной решетки с подложкой 1 из p-Ge, т.е. таким образом, чтобы деформации растяжения в слоях ZnSySe1-y точно компенсировали деформации сжатия в слоях CdSe. Соотношения толщин и составы слоев, образующих сверхрешетки 17, 18, при которых сверхрешетки 17, 18 согласуется по периоду решетки с подложкой 1 из p-Ge, находят из условия равенства средней постоянной решетки сверхрешеток 17, 18 и постоянной решетки подложки 1 (aS) с учетом различия упругих свойств слоев, образующих сверхрешетки 17,18.The composition and thicknesses of the layers of CdSe / ZnS y Se 1-y 17, 18 superlattices when growing the upper fourth subcell 5 of a four-junction solar cell are selected from the matching condition for the lattice constant with p-Ge substrate 1, i.e. so that tensile strains in ZnS y Se 1-y layers exactly compensate for compressive strains in CdSe layers. The ratios of the thicknesses and compositions of the layers forming the superlattices 17, 18, at which the superlattices 17, 18 are consistent over the lattice period with the p-Ge substrate 1, are found from the condition that the average lattice constant of the superlattices 17, 18 and the lattice constant of the substrate 1 (a S ) taking into account the difference in the elastic properties of the layers forming the superlattices 17,18.

Для сверхрешетки

Figure 00000011
:For superlattice
Figure 00000011
:

Figure 00000012
Figure 00000012

где aZnSSe, aCdSe - постоянные решеток объемных (ненапряженных) слоев ZnSxSe1-x и CdSe, соответственно, сверхрешеток 17, 18, м;where a ZnSSe , a CdSe are the lattice constants of bulk (unstressed) ZnS x Se 1-x and CdSe layers, respectively, of superlattices 17, 18, m;

aSL - средний период решетки сверхрешетки, м;a SL is the average lattice period of the superlattice, m;

aS - период решетки подложки 1 (Ge), м;a S is the lattice period of the substrate 1 (Ge), m;

Figure 00000013
и
Figure 00000014
- толщины соответствующих ненапряженных слоев ZnSxSe1-x и CdSe, соответственно, сверхрешеток 17, 18, м;
Figure 00000013
and
Figure 00000014
- thicknesses of the corresponding unstressed layers ZnS x Se 1-x and CdSe, respectively, of superlattices 17, 18, m;

GZnSSe и GCdSe - модули сдвига составляющих слоев ZnSxSe1-x и CdSe сверхрешеток 17, 18, Па.G ZnSSe and G CdSe are the shear moduli of the constituent layers of ZnS x Se 1-x and CdSe superlattices 17, 18, Pa.

При эпитаксиальном росте на подложке 1 с ориентацией (001) модули сдвига могут быть выражены через упругие константы c11 и c12:For epitaxial growth on a substrate 1 with orientation (001), the shear moduli can be expressed in terms of the elastic constants c 11 and c 12 :

Figure 00000015
Figure 00000015

где i означает ZnSxSe1-x или CdSe,where i means ZnS x Se 1-x or CdSe,

Figure 00000016
и
Figure 00000017
- модули упругости соответствующих слоев, Па;
Figure 00000016
and
Figure 00000017
- the elastic moduli of the corresponding layers, Pa;

При выборе толщины слоев CdSe и ZnSySe1-y, образующих сверхрешетки 17, 18, помимо условия (1) и требуемого значения эффективной ширины запрещенной зоны Eg4=2,4-2,6 эВ необходимо также, чтобы толщина каждого слоя CdSe и ZnSySe1-y была меньше критической толщины hcr псевдоморфного роста, зависящей от величины рассогласования постоянной решетки данного слоя с подложкой 1. Для рассматриваемого диапазона составов эти толщины составляют несколько мономолекулярных слоев. Кроме того, необходимо обеспечить эффективный вертикальный транспорт носителей в сверхрешетках 17, 18, поэтому эффективная ширина мини-зоны тяжелых дырок в сверхрешетках 17, 18 должна составлять не менее 10-15 мэВ. Зависимость эффективной ширины запрещенной зоны от ширины мини-зоны тяжелых дырок для сверхрешеток 17, 18 CdSe/ZnSySe1-y, изопериодичных подложке 1 из Ge при Т=300 K, представлена на фиг. 2. Суммируя указанные выше требования и, учитывая, что технологически реализуемыми при выращивании методом МПЭ являются твердые растворы ZnSxSe1-x с содержанием серы

Figure 00000018
получаем параметры слоев сверхрешеток 17, 18 CdSe/ZnSySe1-y: содержание серы в слоях сверхрешеток 17, 18 варьируется в диапазоне
Figure 00000019
; толщина слоев CdSe лежит в диапазоне 1,2÷2,2 мономолекулярных слоя
Figure 00000020
; толщина слоев ZnSySe1-y варьируется в диапазоне 3÷9 мономолекулярных слоев
Figure 00000021
; период сверхрешеток 17, 18 CdSe/ZnSySe1-y составляет 2-3 нм; оптимальная суммарная толщина слоев сверхрешеток 17, 18 верхнего (четвертого) субэлемента 5 четырехпереходного солнечного элемента составляет
Figure 00000022
что соответствует 130-250 периодам сверхрешеток 17, 18.When choosing the thickness of the CdSe and ZnS y Se 1-y layers forming superlattices 17, 18, in addition to condition (1) and the required effective band gap Eg4 = 2.4-2.6 eV, it is also necessary that the thickness of each CdSe layer and ZnS y Se 1-y was less than the critical thickness h cr of pseudomorphic growth, depending on the size of the mismatch of the lattice constant of a given layer with substrate 1. For the considered composition range, these thicknesses comprise several monomolecular layers. In addition, it is necessary to ensure effective vertical transport of carriers in superlattices 17, 18, therefore, the effective width of the mini-zone of heavy holes in superlattices 17, 18 should be at least 10-15 meV. The dependence of the effective band gap on the width of the mini-band of heavy holes for superlattices 17, 18 CdSe / ZnS y Se 1-y , isoperiodic to the Ge substrate 1 at T = 300 K, is shown in FIG. 2. Summarizing the above requirements and taking into account that ZnS x Se 1-x solid solutions with sulfur content are technologically feasible during the MPE cultivation
Figure 00000018
we obtain the parameters of the layers of superlattices 17, 18 CdSe / ZnS y Se 1-y : the sulfur content in the layers of superlattices 17, 18 varies in the range
Figure 00000019
; the thickness of the CdSe layers lies in the range of 1.2 ÷ 2.2 monomolecular layers
Figure 00000020
; the thickness of the ZnS y Se 1-y layers varies in the range of 3 ÷ 9 monomolecular layers
Figure 00000021
; the period of superlattices 17, 18 CdSe / ZnS y Se 1-y is 2-3 nm; the optimal total thickness of the layers of superlattices 17, 18 of the upper (fourth) subcell 5 of the four junction solar cell is
Figure 00000022
which corresponds to 130-250 periods of superlattices 17, 18.

На фиг. 3 приведены теоретически рассчитанные зависимости КПД четырехпереходного солнечного элемента от ширины запрещенной зоны Eg2 второго субэлемента 3 для спектра АМ0:500 солнц, соответствующего стандартному спектру солнечного излучения в космосе в условиях большой концентрации излучения, для нескольких значений ширины запрещенной зоны 4-го перехода - субэлемента 5 (Eg4).In FIG. Figure 3 shows the theoretically calculated dependences of the efficiency of a four-junction solar cell on the band gap Eg2 of the second sub-element 3 for the AM0 spectrum: 500 suns, corresponding to the standard spectrum of solar radiation in space under conditions of a high radiation concentration, for several values of the band gap of the 4th transition - sub-element 5 (Eg4).

Каждая точка этой зависимости оптимизировалась по величине ширины запрещенной зоны 3-го перехода (Eg3), так что максимум каждой зависимости соответствует максимально достижимому КПД четырехпереходного солнечного элемента при выбранном значении Eg4 и при условии Eg1=0,67эВ. Соответствующие зависимости Eg3(Eg2) приведены на нижней части фиг. 3. Значения остальных параметров отвечают наилучшему возможному качеству материалов субэлементов 2, 3, 4, 5 с минимальным количеством дефектов.Each point of this dependence was optimized in terms of the band gap of the 3rd transition (Eg3), so that the maximum of each dependence corresponds to the maximum achievable efficiency of the four-junction solar cell at a chosen value of Eg4 and under the condition Eg1 = 0.67 eV. The corresponding dependences of Eg3 (Eg2) are shown in the lower part of FIG. 3. The values of the remaining parameters correspond to the best possible quality of materials of subelements 2, 3, 4, 5 with a minimum number of defects.

Пример 1. Был изготовлен четырехпереходный солнечный элемент, выращенный на подложке p-Ge и содержащий четыре субэлемента, соединенных между собой туннельными р-n-переходами, и контактный слой. При этом первый субэлемент включает подложку из p-Ge, слой из n-Ge (Eg1=0,67 эВ) толщиной

Figure 00000023
слой широкозонного окна из n-GaInP толщиной 100 нм и буферный слой из n-GaInAs толщиной 1000 нм, второй субэлемент включает слой из p-GaInAs и слой из n-GaInAs (Eg2=l,39 эВ) толщиной 3400 нм и 100 нм, соответственно, третий субэлемент включает слой из p-AlGaInAs и слой из n-AlGaInAs (Eg2=l,85 эВ) толщиной 500 нм и 50 нм, соответственно, а четвертый субэлемент включает короткопериодные сверхрешетки А2В6 р- и n-типа с эффективной шириной запрещенной зоны Eg=2,58 эВ и с общей толщиной 0,45 мкм, каждая из которых состоит из чередующихся слоев CdSe толщиной в 1,3 мономолекулярных слоя и ZnSySe1-y толщиной в 4,3 мономолекулярных слоя, где y=0,35. Первый субэлемент формировали методом газофазной эпитаксии из металлорганических соединений (MOVPE), второй, третий и четвертый субэлементы выращивали методом МПЭ. P-n-переход Ge реализовали за счет диффузии фосфора в p-Ge подложку при формировании слоя широкозонного окна GaInP. В качестве источников молекулярных пучков при выращивании второго и третьего субэлементов использовали Ga, In, Al, As; в качестве материалов легирующей примеси n- и р-типа использовали Si и Be, соответственно. При выращивании четвертого субэлемента в качестве источников молекулярных пучков использовали Zn, Cd, ZnS, Se; в качестве материалов легирующей примеси n- и р-типа использовали ZnCl2 и активированный N, соответственно. Уровни легирования сверхрешеток р- и n-типа составили
Figure 00000024
и
Figure 00000025
, соответственно.Example 1. A four-junction solar cell was grown grown on a p-Ge substrate and containing four subcells interconnected by tunnel p-n junctions and a contact layer. In this case, the first subelement includes a p-Ge substrate, an n-Ge layer (Eg1 = 0.67 eV) thick
Figure 00000023
a wide-gap window layer of n-GaInP with a thickness of 100 nm and a buffer layer of n-GaInAs with a thickness of 1000 nm, the second sub-element includes a layer of p-GaInAs and a layer of n-GaInAs (Eg2 = l, 39 eV) with a thickness of 3400 nm and 100 nm, accordingly, the third subelement includes a layer of p-AlGaInAs and a layer of n-AlGaInAs (Eg2 = l, 85 eV) with a thickness of 500 nm and 50 nm, respectively, and the fourth subelement includes short-period p-and n-type A2B6 superlattices with an effective forbidden width zones Eg = 2.58 eV and with a total thickness of 0.45 μm, each of which consists of alternating layers of CdSe with a thickness of 1.3 monomolecular layers and ZnS y Se 1-y with a thickness of 4.3 monomolecular layers, where y = 0.35. The first subelement was formed by gas phase epitaxy from organometallic compounds (MOVPE), the second, third and fourth subelements were grown by the MPE method. The Ge Pn junction was realized due to the diffusion of phosphorus into the p-Ge substrate during the formation of the GaInP wide-gap window layer. Ga, In, Al, As were used as sources of molecular beams when growing the second and third subelements; Si and Be, respectively, were used as n- and p-type dopant materials. When growing the fourth subelement, Zn, Cd, ZnS, Se were used as sources of molecular beams; ZnCl 2 and activated N, respectively, were used as n- and p-type dopant materials. The doping levels of p- and n-type superlattices amounted to
Figure 00000024
and
Figure 00000025
, respectively.

Пример 2. Был изготовлен четырехпереходный солнечный элемент, выращенный на подложке p-Ge и содержащий четыре субэлемента, соединенных между собой туннельными р-n-переходами, и контактный слой. При этом первый субэлемент включает подложку из p-Ge, слой из n-Ge (Eg1=0,67 эВ) толщиной

Figure 00000026
, слой широкозонного окна из n-GaInP толщиной 100 нм и буферный слой из n-GaInAs толщиной 1000 нм, второй субэлемент включает слой из p-GaInAs и слой из n-GaInAs (Eg2=l,39 эВ) толщиной 3400 нм и 100 нм, соответственно, третий субэлемент включает слой из p-AlGaInAs и слой из n-AlGaInAs (Eg2=l,85 эВ) толщиной 500 нм и 50 нм, соответственно, а четвертый субэлемент включает короткопериодные сверхрешетки р- и n-типа с эффективной шириной запрещенной зоны Eg4=2,52 эВ и с общей толщиной 0,45 мкм, каждая из которых состоит из чередующихся слоев CdSe толщиной в 1,5 мономолекулярных слоя и ZnSySe1-y толщиной в 4,3 мономолекулярных слоя, где y=0,35. Источники молекулярных пучков и материалы легирующей примеси были те же, что и в примере 1. Уровни легирования сверхрешеток р- и n-типа составили
Figure 00000024
и
Figure 00000025
, соответственно.Example 2. A four-junction solar cell was grown on a p-Ge substrate and containing four subcells interconnected by tunnel p-n junctions and a contact layer. In this case, the first subelement includes a p-Ge substrate, an n-Ge layer (Eg1 = 0.67 eV) thick
Figure 00000026
, a wide-gap window layer of n-GaInP with a thickness of 100 nm and a buffer layer of n-GaInAs with a thickness of 1000 nm, the second sub-element includes a layer of p-GaInAs and a layer of n-GaInAs (Eg2 = l, 39 eV) with a thickness of 3400 nm and 100 nm respectively, the third subelement includes a layer of p-AlGaInAs and a layer of n-AlGaInAs (Eg2 = l, 85 eV) 500 nm and 50 nm thick, respectively, and the fourth subelement includes short-period p- and n-type superlattices with an effective forbidden width zones Eg4 = 2.52 eV and with a total thickness of 0.45 μm, each of which consists of alternating CdSe layers with a thickness of 1.5 monomolecular layers and ZnS y Se 1-y with a thickness of 4.3 monomolecular layer, where y = 0.35. The sources of molecular beams and the materials of the dopant were the same as in Example 1. The doping levels of p- and n-type superlattices were
Figure 00000024
and
Figure 00000025
, respectively.

Эффективное легирование р- и n-типа проводимости короткопериодных сверхрешеток CdSe/ZnSySe1-y обеспечивает получение высокого значения КПД солнечного элемента за счет эффективного преобразования коротковолновой части солнечного излучения.The effective doping of the p- and n-type conductivity of short-period CdSe / ZnS y Se 1-y superlattices provides a high value of the solar cell efficiency due to the efficient conversion of the short-wavelength part of solar radiation.

Claims (1)

Четырехпереходный солнечный элемент, включающий последовательно выращенные на подложке из p-Ge четыре субэлемента, согласованные по постоянной решетки с подложкой из p-Ge и соединенные между собой туннельными р-n-переходами, и контактный слой, при этом первый субэлемент включает подложку из p-Ge, слой из n-Ge, слой широкозонного окна из n-GaInP и буферный слой из n-GaInAs, второй субэлемент включает слой из p-GaInAs и слой из n-GaInAs, третий субэлемент включает слой из p-AlGaInAs и слой из n-AlGaInAs, а четвертый субэлемент включает короткопериодные сверхрешетки А2В6 р- и n-типа с эффективной шириной запрещенной зоны Eg4=2,4-2,6 эВ и с общей толщиной 0,4-0,5 мкм, каждая из которых состоит из чередующихся слоев CdSe толщиной в 1,2÷2,2 мономолекулярных слоя и ZnSySe1-y толщиной в 3÷9 мономолекулярных слоя, где y=0,2-0,45. A four-junction solar cell comprising four sub-cells sequentially grown on a p-Ge substrate, matched in constant lattice to a p-Ge substrate and interconnected by tunnel p-n junctions, and a contact layer, wherein the first sub-cell includes a p- substrate Ge, an n-Ge layer, a wide-gap window layer of n-GaInP and a buffer layer of n-GaInAs, the second sub-element includes a layer of p-GaInAs and a layer of n-GaInAs, the third sub-element includes a layer of p-AlGaInAs and a layer of n -AlGaInAs, and the fourth subelement includes short-period A2B6 p- and n superlattices -type with an effective band gap Eg4 = 2.4-2.6 eV and with a total thickness of 0.4-0.5 μm, each of which consists of alternating CdSe layers with a thickness of 1.2 ÷ 2.2 monomolecular layers and ZnS y Se 1-y with a thickness of 3 ÷ 9 monomolecular layers, where y = 0.2-0.45.
RU2015130425/28A 2015-07-22 2015-07-22 Four-transit solar cell RU2599064C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015130425/28A RU2599064C1 (en) 2015-07-22 2015-07-22 Four-transit solar cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015130425/28A RU2599064C1 (en) 2015-07-22 2015-07-22 Four-transit solar cell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2599064C1 true RU2599064C1 (en) 2016-10-10

Family

ID=57127377

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015130425/28A RU2599064C1 (en) 2015-07-22 2015-07-22 Four-transit solar cell

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2599064C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020185655A1 (en) * 2000-07-18 2002-12-12 Fahimulla Ayub M. Ultra-linear multi-channel field effect transistor
US20040200523A1 (en) * 2003-04-14 2004-10-14 The Boeing Company Multijunction photovoltaic cell grown on high-miscut-angle substrate
WO2009067347A1 (en) * 2007-11-20 2009-05-28 Arizona Board Of Regents, Acting For And On Behalf Of Arizona State University Lattice matched multi- junction photovoltaic and optoelectronic devices
WO2014121187A2 (en) * 2013-02-01 2014-08-07 First Solar, Inc. Photovoltaic device including a p-n junction and method of manufacturing
RU2539102C1 (en) * 2013-08-22 2015-01-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук Multijunction solar cell

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020185655A1 (en) * 2000-07-18 2002-12-12 Fahimulla Ayub M. Ultra-linear multi-channel field effect transistor
US20040200523A1 (en) * 2003-04-14 2004-10-14 The Boeing Company Multijunction photovoltaic cell grown on high-miscut-angle substrate
US20110011983A1 (en) * 2003-04-14 2011-01-20 The Boeing Company Multijunction photovoltaic cell grown on high-miscut-angle substrate
WO2009067347A1 (en) * 2007-11-20 2009-05-28 Arizona Board Of Regents, Acting For And On Behalf Of Arizona State University Lattice matched multi- junction photovoltaic and optoelectronic devices
WO2014121187A2 (en) * 2013-02-01 2014-08-07 First Solar, Inc. Photovoltaic device including a p-n junction and method of manufacturing
RU2539102C1 (en) * 2013-08-22 2015-01-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук Multijunction solar cell

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9985152B2 (en) Lattice matchable alloy for solar cells
US7122734B2 (en) Isoelectronic surfactant suppression of threading dislocations in metamorphic epitaxial layers
US10355159B2 (en) Multi-junction solar cell with dilute nitride sub-cell having graded doping
US10263129B2 (en) Multijunction photovoltaic device having SiGe(Sn) and (In)GaAsNBi cells
US20140116494A1 (en) High-Efficiency Four-Junction Solar Cells and Fabrication Methods Thereof
TWI593126B (en) Monolithic photovoltaic junction for a solar cell and method for forming the same, solar cell and method of forming the same, photovoltaic system and method ofproviding an extended absorption edge in a photovoltaic junction
JP2019533906A (en) Photovoltaic device
CN106024924A (en) Lattice mismatch solar cell containing novel tunneling junction and preparation method thereof
CN109524492B (en) Method for improving collection of minority carriers of multi-junction solar cell
Sayed et al. Tunable GaInP solar cell lattice matched to GaAs
RU2599064C1 (en) Four-transit solar cell
Vijaya et al. Dilute nitride multi-quantum well multi-junction design: a route to ultra-efficient photovoltaic devices
Francea et al. High efficiency 6-junction solar cells for the global and direct spectra
RU2610225C1 (en) Four-junction solar cell
Ringel et al. Multi-junction III-V photovoltaics on lattice-engineered Si substrates
Nikitina et al. GaAs/InGaAsN heterostructures for multi-junction solar cells
RU138028U1 (en) PHOTOELECTRIC INFRARED CASCADE BASED ON InAs / GaAsN NANOGETEROSTRUCTURE ON THE GALLIUM ARSENIDE SUBSTRATE
CN111276560B (en) Gallium arsenide solar cell and manufacturing method thereof
Dong et al. Solar cells with InGaN/GaN and InP/InGaAsP and InGaP/GaAs multiple quantum wells
Sayed et al. Absorption enhancement in InGaAsP/InGaP quantum well solar cells
Yamaguchi et al. Super-high-efficiency III-V tandem and multi-junction cells
Vadiee et al. AlGaSb based solar cells grown on GaAs by Molecular Beam Epitaxy
Vijaya et al. Modeling of single junction anisotype dilute nitride multi quantum well solar cell for improvement in efficiency
RU2670362C2 (en) Photoconverter with quantum dots
Sugiyama et al. InGaAs/GaAsP quantum wells and wires for high-efficiency photovoltaic applications