JP4804571B2 - Compound solar cell and method for producing the same - Google Patents
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Description
本発明は化合物太陽電池およびその製造方法に関し、特に、多接合型の化合物太陽電池と、その製造方法に関するものである。 The present invention relates to a compound solar cell and a manufacturing method thereof, and more particularly to a multi-junction type compound solar cell and a manufacturing method thereof.
太陽電池の中で最も効率が高く、宇宙用太陽電池に適している太陽電池として多接合型III−V族化合物太陽電池がある。そのような多接合型III−V族化合物太陽電池の製造方法の一例について説明する。 Among solar cells, there is a multi-junction group III-V compound solar cell as a solar cell having the highest efficiency and suitable for a space solar cell. An example of a method for producing such a multi-junction type III-V compound solar cell will be described.
まず、図26に示すように、基板としてGe基板101(またはGaAs基板)が用いられる。そのGe基板101等の表面にGeをエピタキシャル成長させるとともに、AsH3またはPH3を添加してAsまたはPを熱拡散させることによって、Geのpn接合を含むボトムセルBBが形成される。
First, as shown in FIG. 26, a Ge substrate 101 (or GaAs substrate) is used as a substrate. A bottom cell BB including a Ge pn junction is formed by epitaxially growing Ge on the surface of the
そのボトムセルBB上にGaAsをエピタキシャル成長させることによって、GaAsのpn接合を含むミドルセルMMが形成される。そのミドルセルMM上にInGaPをエピタキシャル成長させることによって、InGaPのpn接合を含むトップセルTTが形成される。 A middle cell MM including a GaAs pn junction is formed by epitaxially growing GaAs on the bottom cell BB. A top cell TT including an InGaP pn junction is formed by epitaxially growing InGaP on the middle cell MM.
このようにしてGe基板101上に下からGe/GaAs/InGaPによる3つのpn接合が直列に接続されたセル本体CCを有する3接合型のIII−V族化合物太陽電池110が製造される。
In this manner, a three-junction type III-V group compound
トップセルTTをなすInGaPの禁制帯幅は約1.7〜2.1eVであり、ミドルセルMMをなすGaAsの禁制帯幅は約1.3〜1.6eVであり、ボトムセルBBをなすGeの禁制帯幅は約0.7eV以下である。 The forbidden band width of InGaP forming the top cell TT is about 1.7 to 2.1 eV, the forbidden band width of GaAs forming the middle cell MM is about 1.3 to 1.6 eV, and the forbidden band width of Ge forming the bottom cell BB. The band width is about 0.7 eV or less.
太陽光線はトップセルTT(InGaP)の側から入射して、ボトムセルBB(Ge)に向かって進むことになる。その間に、トップセルTT、ミドルセルMMおよびボトムセルBBのそれぞれの禁制帯幅に基づく所定の波長の光が吸収されて、電気エネルギに変換されることになる。 Sun rays are incident from the top cell TT (InGaP) side and travel toward the bottom cell BB (Ge). Meanwhile, light of a predetermined wavelength based on the forbidden bandwidth of each of the top cell TT, the middle cell MM, and the bottom cell BB is absorbed and converted into electric energy.
ところが、ボトムセルBBをなすGeの禁制帯幅(約0.7eV以下)の値は、光エネルギを電気エネルギに変換するという点で比較的小さいために、より変換効率の高い材料として0.9〜1.1eV程度の禁制帯幅を有する材料の適用が検討されている。 However, the value of the forbidden band width (about 0.7 eV or less) of Ge forming the bottom cell BB is relatively small in terms of converting light energy into electric energy, and thus 0.9 to 0.9 as a material having higher conversion efficiency. Application of a material having a forbidden bandwidth of about 1.1 eV is being studied.
非特許文献1では、そのような材料の一つとしてInGaAsが提案されている。Geに代えてInGaAsを適用した多接合型太陽電池110においては、図27に示すように、Ge基板101(またはGaAs基板)の表面にエピタキシャル成長によって、InGaAsのpn接合を含むボトムセルNNが形成される。
Non-Patent
そのボトムセルNN上にGaAsのpn接合を含むミドルセルMMとInGaPのpn接合を含むトップセルTTが、それぞれエピタキタキシャル成長によって形成されることになる。 On the bottom cell NN, a middle cell MM including a GaAs pn junction and a top cell TT including an InGaP pn junction are formed by epitaxial growth.
また、InGaAsの他にGeに代わる材料として、非特許文献2ではInGaAsNが提案されている。
In addition to InGaAs, InGaAsN is proposed in
しかしながら、Geに代えてInGaAsあるいはInGaAsNを適用したボトムセルNNを有する多接合型太陽電池110では、次のような問題点があった。
However, the multi-junction
まず、ボトムセルNNとしてInGaAs(0.9〜1.1eV)を適用した多接合太陽電池では、Ge基板101(またはGaAs基板)の格子定数とInGaAsの格子定数とが異なる。そのため、エピタキシャル成長されるInGaAsには、下地(GaAs基板等)の格子定数との違いに起因する転位(以下、「ミスフィット転位」と記す。)が生じることになる。 First, in a multi-junction solar cell using InGaAs (0.9 to 1.1 eV) as the bottom cell NN, the lattice constant of the Ge substrate 101 (or GaAs substrate) is different from the lattice constant of InGaAs. Therefore, in InGaAs grown epitaxially, dislocations (hereinafter referred to as “misfit dislocations”) due to the difference from the lattice constant of the base (such as a GaAs substrate) occur.
また、ボトムセルとしてInGaAsNを適用した多接合太陽電池では、InGaAsNの格子定数が下地の格子定数に整合するようにN原子の組成が制御されることになる。これにより、エピタキシャル成長されるInGaAsNには、ミスフィット転位が生じることは阻止される。 In a multi-junction solar cell using InGaAsN as the bottom cell, the composition of N atoms is controlled so that the lattice constant of InGaAsN matches the lattice constant of the base. This prevents misfit dislocations from occurring in epitaxially grown InGaAsN.
しかしながら、添加されるN原子自体の空孔等が発生する。その結果、エピタキシャル成長されるInGaAsNには、N原子に起因する欠陥が生じることになる。 However, vacancies or the like of the added N atoms themselves are generated. As a result, defects caused by N atoms are generated in epitaxially grown InGaAsN.
このように、InGaAsあるいはInGaAsNを適用したボトムセルではミスフィット転位や欠陥が発生するために、セルとしての質が良好ではなく、所望の発電量を達成できないという問題があった。 As described above, in the bottom cell to which InGaAs or InGaAsN is applied, misfit dislocations and defects are generated, so that the cell quality is not good and a desired power generation amount cannot be achieved.
そして、ボトムセルNNにミスフィット転位や欠陥が発生するために、ボトムセルNNの上にエピタキシャル成長されるミドルセルMMのGaAs、さらにはトップセルTTのInGaPにまでその影響が及んでしまうことになる。 Since misfit dislocations and defects are generated in the bottom cell NN, the influence is exerted on the GaAs of the middle cell MM epitaxially grown on the bottom cell NN and further on the InGaP of the top cell TT.
そのため、GaAsおよびInGaPのセルとしての質も劣化してしまい、電気エネルギへの変換効率の向上が阻害されてしまうという問題があった。 Therefore, the quality of GaAs and InGaP as a cell deteriorates, and there is a problem that improvement in conversion efficiency to electric energy is hindered.
また、上述したように、太陽光線はトップセルTの側から入射してボトムセルBに向かって進む間に所定の波長の光が吸収されて、電気エネルギに変換されることになる。 Further, as described above, while sunlight enters from the top cell T side and travels toward the bottom cell B, light having a predetermined wavelength is absorbed and converted into electric energy.
このとき、トップセルTT〜ボトムセルBBにおいて吸収されなかった太陽光線の成分は、Ge基板101(またはGaAs基板)に吸収されてしまい、発電に有効に寄与することができなかった。そのため、電気エネルギへの変換効率の向上が阻害されてしまうという問題があった。 At this time, the component of the sunlight that was not absorbed in the top cell TT to the bottom cell BB was absorbed by the Ge substrate 101 (or GaAs substrate), and could not contribute effectively to power generation. Therefore, there has been a problem that improvement in the efficiency of conversion to electric energy is hindered.
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、一つの目的は、電気エネルギへの変換効率の向上が図られる化合物太陽電池を提供することであり、他の目的はそのような化合物太陽電池の製造方法を提供することである。 The present invention has been made to solve the above problems, and one object is to provide a compound solar cell that can improve the conversion efficiency into electric energy, and the other object is to provide such a compound solar cell. It is providing the manufacturing method of a compound solar cell.
本発明の一つの局面における化合物太陽電池は、セル本体と第1電極部と第2電極部とを備えている。セル本体は単結晶による少なくとも1つのpn接合層を有し太陽光線が入射する。第1電極部は、セル本体において太陽光線が入射する側とは反対側の面に直接形成され、セル本体を支持する所定の厚さを有する。第2電極部は、セル本体において太陽光線が入射する側の面に形成されている。 The compound solar battery according to one aspect of the present invention includes a cell body, a first electrode portion, and a second electrode portion. The cell body has at least one pn junction layer made of a single crystal and receives sunlight. The first electrode portion is directly formed on the surface of the cell body opposite to the side on which the sunlight is incident, and has a predetermined thickness for supporting the cell body. The second electrode portion is formed on the surface of the cell body on the side on which sunlight is incident.
この構成によれば、セル本体において太陽光線が入射する側とは反対側の面に第1電極部が直接形成されている。これにより、セル本体において太陽光線が入射する側とは反対側の面にエピタキシャル成長のための所定の基板が配設されている従来の構造と比べると、セル本体に入射しセル本体によって吸収されなかった太陽光線の成分が第1電極部によって反射されることになる。その結果、光閉じ込め効果が向上し、化合物太陽電池の変換効率を高めることができる。 According to this structure, the 1st electrode part is directly formed in the surface on the opposite side to the side into which a solar ray injects in a cell main body. As a result, it is incident on the cell body and is not absorbed by the cell body as compared to the conventional structure in which a predetermined substrate for epitaxial growth is disposed on the surface opposite to the side on which the solar light is incident in the cell body. The component of the sunlight is reflected by the first electrode part. As a result, the light confinement effect is improved, and the conversion efficiency of the compound solar cell can be increased.
また、セル本体および第1電極部は可撓性であるか、第1電極部は撓むことのできる厚さを有することが好ましい。 Moreover, it is preferable that a cell main body and a 1st electrode part are flexible, or the 1st electrode part has the thickness which can bend.
これにより、化合物太陽電池の形状の自由度が向上する。
セル本体の構造としてより具体的には、セル本体は、禁制帯幅が互いに異なる化合物による複数のpn接合層を含み、複数のpn接合層のそれぞれは、第1電極部の側から太陽光線が入射する側に向かって禁制帯幅が高くなるように配設されていることが好ましい。
Thereby, the freedom degree of the shape of a compound solar cell improves.
More specifically, as the structure of the cell body, the cell body includes a plurality of pn junction layers made of compounds having different forbidden band widths, and each of the plurality of pn junction layers receives sunlight from the first electrode portion side. It is preferable that the forbidden band width is increased toward the incident side.
さらに具体的には、複数のpn接合層は、第1電極部の上に形成され、第1禁制帯幅を有するIII−V族化合物による第1pn接合層と、第1pn接合層の上に形成され、第1禁制帯幅よりも高い第2禁制帯幅を有するIII−III−V族化合物による第2pn接合層とを含むことが好ましい。 More specifically, the plurality of pn junction layers are formed on the first electrode portion, and are formed on the first pn junction layer of the III-V group compound having the first forbidden band width and the first pn junction layer. And a second pn junction layer made of a III-III-V group compound having a second forbidden band width higher than the first forbidden band width.
あるいは、複数のpn接合層は、第1電極部の上に形成され、第1禁制帯幅を有するIII−III−V族化合物による第1pn接合層と、第1pn接合層の上に形成され、第1禁制帯幅よりも高い第2禁制帯幅を有するIII−V族化合物による第2pn接合層と、第2pn接合層の上に形成され、第2禁制帯幅よりも高い第3禁制帯幅を有するIII−III−V族化合物による第3pn接合層を含むことが好ましい。 Alternatively, the plurality of pn junction layers are formed on the first electrode portion, and are formed on the first pn junction layer of the III-III-V group compound having the first forbidden band width and the first pn junction layer, A second pn junction layer made of a III-V group compound having a second forbidden band width higher than the first forbidden band width, and a third forbidden band width formed on the second pn junction layer and higher than the second forbidden band width It is preferable to include a third pn junction layer made of a III-III-V group compound having:
あるいは、複数のpn接合層は、第1電極部の上に形成され、第1禁制帯幅を有するI−III−VI族化合物を含む第1pn接合層と、第1pn接合層の上に形成され、第1禁制帯幅よりも高い第2禁制帯幅を有するIII−III−V族化合物による第2pn接合層と、第2pn接合層の上に形成され、第2禁制帯幅よりも高い第3禁制帯幅を有するIII−III−V族化合物による第3pn接合層を含むことが好ましい。なお、I族、III族、V族およびVI族は元素の周期律表における族を表す。 Alternatively, the plurality of pn junction layers are formed on the first electrode portion, and are formed on the first pn junction layer including the I-III-VI group compound having the first forbidden band width and the first pn junction layer. , A second pn junction layer made of a III-III-V group compound having a second forbidden band width higher than the first forbidden band width, and a third pn junction layer formed on the second pn junction layer and higher than the second forbidden band width. It is preferable to include a third pn junction layer made of a III-III-V group compound having a forbidden band width. Note that Group I, Group III, Group V and Group VI represent groups in the periodic table of elements.
本発明の他の局面における化合物太陽電池の製造方法は、以下の工程を備えている。半導体基板の表面に、第1禁制帯幅を有する第1セルとなる層をエピタキシャル成長によって形成する。第1セルとなる層の上に、第1禁制帯幅よりも低い第2禁制帯幅を有する第2セルとなる層を形成する。第2セルとなる層の上に、第1セルとなる層および第2セルとなる層を支持する所定の厚さを有する第1電極部を直接形成する。第1電極部の表面に、第1電極部を支持する支持板を取り付ける。第1セルとなる層と半導体基板とを分離する。半導体基板と分離されて露出した第1セルとなる層の表面に第2電極部を形成する。第2電極部が形成された後に支持板を取り外す。 The method for producing a compound solar cell according to another aspect of the present invention includes the following steps. A layer to be a first cell having a first forbidden band width is formed on the surface of the semiconductor substrate by epitaxial growth. A layer to be a second cell having a second forbidden band width lower than the first forbidden band width is formed on the layer to be the first cell. On the layer to be the second cell, the first electrode portion having a predetermined thickness for supporting the layer to be the first cell and the layer to be the second cell is directly formed. A support plate for supporting the first electrode part is attached to the surface of the first electrode part. The layer serving as the first cell is separated from the semiconductor substrate. A second electrode portion is formed on the surface of the layer to be the first cell that is separated and exposed from the semiconductor substrate. The support plate is removed after the second electrode portion is formed.
この製造方法によれば、完成した状態で太陽光が入射する側に位置することになる第1セルとなる層が半導体基板上に先に形成され、太陽光線が入射する側とは反対側に位置することになる第2セルとなる層が後に形成される。これにより、第2セルとなる層の第2禁制帯幅として比較的高い禁制帯幅を有する材料を用いても、第2セルとなる層の質が第1セルとなる層に及ぶことはない。また、第2セルとなる層に直接第1電極部が形成されることで、第1セルとなる層および第2セルとなる層によって吸収されなかった太陽光の成分が第1電極部によって反射されることになる。これにより、光閉じ込め効果が向上する。これらの結果、化合物太陽電池としての変換効率を向上することができる。 According to this manufacturing method, the layer to be the first cell that will be located on the side on which sunlight is incident in the completed state is formed on the semiconductor substrate first, on the side opposite to the side on which sunlight is incident. The layer that will be the second cell to be located is formed later. Accordingly, even when a material having a relatively high forbidden band width is used as the second forbidden band width of the layer serving as the second cell, the quality of the layer serving as the second cell does not reach the layer serving as the first cell. . In addition, since the first electrode portion is directly formed on the layer serving as the second cell, the component of sunlight that has not been absorbed by the layer serving as the first cell and the layer serving as the second cell is reflected by the first electrode portion. Will be. Thereby, the light confinement effect is improved. As a result, the conversion efficiency as a compound solar cell can be improved.
また、第1セルとなる層を形成する工程と第2セルとなる層を形成する工程の間に、第1禁制帯幅よりも低く第2禁制帯幅よりも高い第3禁制帯幅を有する第3セルとなる層を形成する工程を備えていることが好ましい。 Further, a third forbidden band width that is lower than the first forbidden band width and higher than the second forbidden band width is provided between the step of forming the layer that becomes the first cell and the step of forming the layer that becomes the second cell. It is preferable to provide the process of forming the layer used as a 3rd cell.
これにより、各セルとなる層においてそれぞれの禁制帯幅に応じた所定の波長の太陽光線の成分が吸収されて、変換効率をより向上することができる。 Thereby, in the layer used as each cell, the component of the sunlight of the predetermined wavelength according to each forbidden band width is absorbed, and conversion efficiency can be improved more.
また、半導体基板を分離させるために、具体的には、第1セルとなる層と前記半導体基板との間にエピタキシャル成長により所定の中間層を形成する工程を備え、第1セルとなる層と半導体基板とを分離する工程は、半導体基板をエッチングにより除去し、さらに中間層を除去する工程を含むことが好ましい。 Further, in order to separate the semiconductor substrate, specifically, a step of forming a predetermined intermediate layer by epitaxial growth between the layer to be the first cell and the semiconductor substrate, and the layer to be the first cell and the semiconductor The step of separating the substrate preferably includes a step of removing the semiconductor substrate by etching and further removing the intermediate layer.
あるいは、第1セルとなる層と半導体基板との間にエピタキシャル成長により所定の中間層を形成する工程を備え、第1セルとなる層と半導体基板とを分離する工程は、中間層をエッチングにより除去して半導体基板を取り外す工程を含むことが好ましい。 Alternatively, the method includes a step of forming a predetermined intermediate layer by epitaxial growth between the layer serving as the first cell and the semiconductor substrate, and the step of separating the layer serving as the first cell from the semiconductor substrate is performed by removing the intermediate layer by etching. It is preferable to include a step of removing the semiconductor substrate.
特に、この場合には、半導体基板の再利用を図ることができる。 In particular, in this case, the semiconductor substrate can be reused.
関連技術1
本発明に関連する関連技術1に係る化合物太陽電池について説明する。ここでは、化合物太陽電池のセル本体として、ボトムセルおよびトップセルを有する2接合型の化合物太陽電池を例に挙げる。
A compound solar cell according to
まず、その製造方法について説明する。基板として、GaAs基板(1×1018cm-3, Siドープ、直径50mm)を用意する。そのGaAs基板は、たとえば縦型MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)装置に投入される。 First, the manufacturing method will be described. As a substrate, a GaAs substrate (1 × 10 18 cm −3 , Si-doped, diameter 50 mm) is prepared. The GaAs substrate is put into, for example, a vertical MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) apparatus.
次に、図1に示すように、GaAs基板1の表面に、エピタキシャル成長法によって膜厚約0.5μmのn型のInGaP層3が形成される。このInGaP層3は、InGaP層3の上に形成されるセル本体とGaAs基板1との間の中間層となる。
Next, as shown in FIG. 1, an n-
次に、そのInGaP層3上にエピタキシャル成長法によってトップセルTとなる単結晶の各層が形成される。具体的には、n型のGaAs層T1、n型のAlInP層T2、n型のInGaP層T3、p型のInGaP層T4およびp型のAlInP層T5が順次形成される。
Next, each single-crystal layer serving as the top cell T is formed on the
次に、AlInP層T5上に、トンネル接合としてエピタキシャル成長法によってp型のAlGaAs層5およびn型のInGaP層7が順次形成される。
Next, on the AlInP layer T5, a p-
次に、n型のInGaP層7上に、エピタキシャル成長法によってボトムセルBとなる単結晶の各層が形成される。具体的には、n型のAlInP層B1、n型のGaAs層B2、p型のGaAs層B3、p型のInGaP層B4およびp型のGaAs層B5が順次形成される。
Next, each single-crystal layer serving as the bottom cell B is formed on the n-
なお、エピタキシャル成長の条件として、温度は約700℃とされる。GaAs層を成長させるための原料として、TMG(トリメチルガリウム)とAsH3(アルシン)が用いられる。 As a condition for epitaxial growth, the temperature is about 700 ° C. TMG (trimethylgallium) and AsH 3 (arsine) are used as raw materials for growing the GaAs layer.
InGaP層を成長させるための原料として、TMI(トリメチルインジウム)、TMGおよびPH3(ホスフィン)が用いられる。AlInP層を成長させるための原料として、TMA(トリメチルアルミニウム)、TMIおよびPH3が用いられる。 As materials for growing the InGaP layer, TMI (trimethylindium), TMG and PH 3 (phosphine) are used. As raw materials for growing the AlInP layer, TMA (trimethylaluminum), TMI and PH 3 are used.
また、それぞれn型のGaAs層、InGaP層およびAlInP層を形成するための不純物として、SiH4(モノシラン)が用いられる。一方、それぞれp型のGaAs層、InGaP層およびAlInP層を形成するための不純物としてDEZn(ジエチル亜鉛)が用いられる。 In addition, SiH 4 (monosilane) is used as an impurity for forming the n-type GaAs layer, InGaP layer, and AlInP layer, respectively. On the other hand, DEZn (diethyl zinc) is used as an impurity for forming the p-type GaAs layer, InGaP layer, and AlInP layer, respectively.
さらに、AlGaAs層を成長させるための原料として、TMI、TMGおよびAsH3が用いられ、p型のAlGaAs層を形成するための不純物として、CBr4(四臭化炭素)が用いられる。 Further, TMI, TMG, and AsH 3 are used as raw materials for growing the AlGaAs layer, and CBr 4 (carbon tetrabromide) is used as an impurity for forming the p-type AlGaAs layer.
このようにして、トップセルTおよびボトムセルBからなる化合物太陽電池におけるセル本体Cが形成される。 In this way, the cell body C in the compound solar battery composed of the top cell T and the bottom cell B is formed.
次に、セル本体Cの表面(ボトムセルのp型GaAs層)上にAu−Zn膜(図示せず)が蒸着される。その後、窒素雰囲気において、温度約400℃のもとで約1分間の熱処理が施される。 Next, an Au—Zn film (not shown) is deposited on the surface of the cell body C (p-type GaAs layer of the bottom cell). Thereafter, heat treatment is performed for about 1 minute at a temperature of about 400 ° C. in a nitrogen atmosphere.
次に、GaAs基板1の裏面にレジスト(図示せず)が塗布され熱硬化される。次に、電界メッキ法によってAu−Zn膜の上に、膜厚約30μmのAuメッキ膜が形成される。
Next, a resist (not shown) is applied to the back surface of the
このようにして、図2に示すように、セル本体CにAuメッキ膜による裏面電極9が形成される。その後、GaAs基板1の裏面に形成されたレジストが除去される。
In this way, as shown in FIG. 2, the
次に、仮の接着剤として、たとえばワックス11が裏面電極9上に塗布されて、ガラス板13と裏面電極9とが張り合わされる。次に、ガラス基板13に支持されたGaAs基板1を、たとえばアンモニア水のようなアルカリ溶液に浸漬することによってGaAs基板1が除去される。
Next, for example,
ここで、たとえば厚さ約350μmのGaAs基板1は、アルカリ溶液に約300分間浸漬することによって完全にエッチングされて除去されることになる。なお、エッチングは中間層としてのInGaP層3が露出した時点でストップされる。
Here, for example, the
なお、このとき、ガラス基板13に支持されたGaAs基板1を、たとえばHCl等のような酸溶液に浸漬することによって中間層としてのInGaP層3にエッチングを施して、GaAs基板1を分離させてもよい。
At this time, the
次に、酸溶液によるエッチングを施すことによって、露出した中間層としてのInGaP層3が除去されて、トップセルTのn型のGaAs層T1が露出する。このようにして、図3に示すように、セル本体C(特に、トップセルT)の表面が露出することになる。
Next, by etching with an acid solution, the exposed
次に、フォトリソグラフィー法によって、露出したセル本体C(トップセル)の表面に、表面電極を形成するための所定のレジストパターン(図示せず)が形成される。 Next, a predetermined resist pattern (not shown) for forming a surface electrode is formed on the exposed surface of the cell body C (top cell) by photolithography.
次に、レジストパターンが形成されたセル本体Cが、ガラス基板13とともに真空蒸着装置(図示せず)内に導入される。抵抗加熱法により、レジストパターンを覆うように膜厚約100nmのAu(12重量%のGeを含有)膜(図示せず)が形成される。
Next, the cell main body C on which the resist pattern is formed is introduced into a vacuum deposition apparatus (not shown) together with the
その後、EB(Electron Beam)蒸着法により、膜厚約20nmのNi層と膜厚約5000nmのAu層(いずれも図示せず)が連続して形成される。 Thereafter, an Ni layer having a thickness of about 20 nm and an Au layer having a thickness of about 5000 nm (both not shown) are successively formed by EB (Electron Beam) vapor deposition.
次に、リフトオフ法によって、レジストパターンおよびレジストパターン上に形成されたAu膜等が除去される。このようにして、図4に示すように、表面電極15が形成される。
Next, the resist pattern and the Au film formed on the resist pattern are removed by a lift-off method. In this way, the
次に、その表面電極15をマスクとしてアルカリ水溶液によるエッチングを施すことにより、露出しているGaAs層が除去されてAlInP層が露出する(図6参照)。
Next, etching with an alkaline aqueous solution is performed using the
次に、表面電極15を覆うように、メサエッチングのための所定のレジストパターン(図示せず)が形成される。そのレジストパターンをマスクとして、アルカリ水溶液および酸溶液によるエッチングを施すことにより、裏面電極9をなすAuメッキ膜が露出する。
Next, a predetermined resist pattern (not shown) for mesa etching is formed so as to cover the
次に、EB蒸着法により、太陽光入射する側の面(表面)に反射防止膜として、膜厚約55nmのTiO2膜および膜厚約100nmのMgF2膜(いずれも図示せず)が連続的に形成される。次に、たとえばトルエンによりワックス11を除去することにより、図5に示すように、ガラス基板13が裏面電極9から分離される。
Next, a TiO 2 film having a film thickness of about 55 nm and a MgF 2 film having a film thickness of about 100 nm (both not shown) are continuously formed as an antireflection film on the surface (front surface) on which sunlight is incident by EB vapor deposition. Formed. Next, the
その後、露出したライン状のAuメッキ膜に沿ってAuメッキ膜を切断することにより、たとえば大きさ10mm×10mmの化合物太陽電池が12枚作製される。 Then, by cutting the Au plating film along the exposed line-shaped Au plating film, for example, 12 compound solar cells having a size of 10 mm × 10 mm are manufactured.
このようにして製造された化合物太陽電池の断面構造を図6に示す。図6に示すように、エピタキシャル成長させるための所定の基板上にボトムセルが形成されている従来の化合物太陽電池の構造(たとえば、図26または図27参照)と比較すると、上述した化合物太陽電池では、セル本体CのボトムセルBに裏面電極9が直接形成されている。一方、セル本体CのトップセルTの表面に表面電極15が形成されている。
FIG. 6 shows a cross-sectional structure of the compound solar cell thus manufactured. As shown in FIG. 6, compared with the structure of a conventional compound solar cell in which a bottom cell is formed on a predetermined substrate for epitaxial growth (see, for example, FIG. 26 or FIG. 27), in the above-described compound solar cell, The
セル本体Cは、GaAs(III−V族化合物)によるpn接合を有するボトムセルBおよびInGaP(III−III−V族化合物)によるpn接合を有するトップセルAを備えている。 The cell body C includes a bottom cell B having a pn junction made of GaAs (III-V group compound) and a top cell A having a pn junction made of InGaP (III-III-V group compound).
そのセル本体Cの厚さL1は約4μmであり、裏面電極9の厚さL2は約30μmである。これにより、セル本体Cおよび裏面電極は9は可撓性を有することになり、たとえば図7に示すように、化合物太陽電池10を自在に撓めることができる。
The cell body C has a thickness L1 of about 4 μm, and the
上述した化合物太陽電池では、エピタキシャル成長のためのGaAs基板1の上にトップセルTとなる各層がエピタキシャル成長法によって順次形成され、そのトップセルTの上にボトムセルBとなる各層が順次形成される。
In the compound solar cell described above, each layer that becomes the top cell T is sequentially formed on the
そして、GaAs基板1がセル本体Cから分離されて、ボトムセルBに裏面電極9が直接形成され、セル本体Cが裏面電極9によって支持される。裏面電極9がボトムセルBの表面に直接形成されることで、太陽光線が入射した際の光閉じ込め効果を向上することができる。
Then, the
すなわち、図8に示すように、上述した化合物太陽電池では、セル本体Cを透過する際にセル本体Cによって吸収されなかった太陽光線の成分が、裏面電極9によって反射されることになる。これにより、セル本体Cへの光閉じ込め効果が向上して、裏面電極9によって反射された太陽光線の成分が発電に寄与することになる。その結果、太陽電池セルの変換効率を向上することができる。
That is, as shown in FIG. 8, in the above-described compound solar battery, a component of sunlight that is not absorbed by the cell body C when passing through the cell body C is reflected by the
これに対して、従来の化合物太陽電池では、図9に示すように、セル本体CCのボトムセルの側にはエピタキシャル成長のための基板101が位置している。そのため、セル本体CCを透過する際にセル本体CCによって吸収されなかった太陽光線の成分は基板101に吸収されてしまい、発電に寄与することができない。
On the other hand, in the conventional compound solar battery, as shown in FIG. 9, the
次に、上述した太陽電池セルについて、ソーラシミュレータによる評価を行なった。このことについて説明する。なお、ソーラシミュレータとは、太陽電池の特性試験、信頼性試験を屋内で行なうために使用される照射光源をいい、試験目的に応じて要求される放射照度、均一性およびスペクトル合致度が満足される。 Next, the solar cell was evaluated with a solar simulator. This will be described. A solar simulator is an irradiation light source used to perform solar cell characteristic tests and reliability tests indoors. It satisfies the irradiance, uniformity and spectrum matching required for the test purpose. The
まず、照射光源としてエアマス(AM)1.5Gの基準太陽光線を用いた。そして、照射時の電流電圧特性を測定した。電流電圧特性に基づいて短絡電流、解放電圧、曲線因子および変換効率を求めた。 First, a reference solar ray of air mass (AM) 1.5G was used as an irradiation light source. And the current-voltage characteristic at the time of irradiation was measured. Based on the current-voltage characteristics, the short circuit current, the release voltage, the fill factor and the conversion efficiency were determined.
ここで、エアマスとは標準状態の大気(標準気圧1013hPa)に太陽光が垂直に入射した場合の路程に対する、地球に入射する直達太陽光が通過する路程の比をいう。 Here, the air mass refers to a ratio of a path through which direct sunlight incident on the earth passes to a path when sunlight enters the normal atmosphere (standard atmospheric pressure 1013 hPa) vertically.
短絡電流とは、太陽電池セル(モジュール)の出力端子を短絡させたときの両出力端子間に流れる電流をいう。解放電圧とは、太陽電池セル(モジュール)の出力端子を解放したときの両出力端子間の電圧をいう。 A short circuit current means the electric current which flows between both output terminals when the output terminal of a photovoltaic cell (module) is short-circuited. The release voltage refers to a voltage between the output terminals when the output terminal of the solar battery cell (module) is released.
曲線因子とは、最大出力を解放電圧と短絡電流の積で除した値をいう。変換効率とは、最大出力を太陽電池セル(モジュール)の面積と放射照度の積で除した値(%)をいう。 The fill factor is a value obtained by dividing the maximum output by the product of the release voltage and the short-circuit current. The conversion efficiency is a value (%) obtained by dividing the maximum output by the product of the area of the solar cell (module) and the irradiance.
図10に、測定された電流電圧特性(I−Vカーブ)を示す。また、この場合の短絡電流は10.1mA、解放電圧は2.39V、曲線因子は0.85、変換効率は20.5%であった。 FIG. 10 shows the measured current-voltage characteristics (IV curve). In this case, the short-circuit current was 10.1 mA, the release voltage was 2.39 V, the fill factor was 0.85, and the conversion efficiency was 20.5%.
これらの結果により、上述した化合物太陽電池では、GaAs基板上に形成されたInGaAsとGaAsとの2つのpn接合を有する従来の2接合型の化合物太陽電池と比べて、同レベルかそれよりも良好な結果が得られることが判明した。 From these results, the above-described compound solar cell has the same level or better than the conventional two-junction compound solar cell having two pn junctions of InGaAs and GaAs formed on a GaAs substrate. It was found that a satisfactory result was obtained.
関連技術2
ここでは、裏面電極による光閉じ込め効果を確認するために、前述したセル本体の構造とは異なる構造を有する化合物太陽電池を例に挙げて、これについて行なった評価について説明する。
Here, in order to confirm the light confinement effect by the back electrode, a compound solar cell having a structure different from the structure of the cell body described above will be described as an example, and the evaluation performed on this will be described.
まず、図11に示すように、本関連技術に係る化合物太陽電池では、裏面電極9の表面にセル本体Cが直接形成されている。そのセル本体Cでは、裏面電極9上にp型のInGaP層21が形成されている。そのInGaP層21上にp型のGaAs層22が形成されている。
First, as shown in FIG. 11, in the compound solar battery according to the related technology , the cell body C is directly formed on the surface of the
そのGaAs層22上にn型のGaAs層23が形成されている。そのGaAs層23上にn型のInGaP層24が形成されている。そして、InGaP層24上における所定の位置に、n型のGaAs層25によるコンタクトを介して表面電極15が形成されている。
An n-
この化合物太陽電池は、前述した化合物太陽電池と同様の方法によって形成される。すなわち、まず、所定の基板(図示せず)上にn型のGaAs層25からp型のInGaP層21までの各層が順次形成される。次に、ボトムセルの側に裏面電極9が形成されて、基板が分離される。
This compound solar cell is formed by the same method as the compound solar cell described above. That is, first, layers from the n-
一方、図12に示すように、比較となる化合物太陽電池では、p型のGaAs基板101の表面にp型のInGaP層121が形成されている。そのInGaP層121上にp型のGaAs層122が形成されている。
On the other hand, as shown in FIG. 12, in a comparative compound solar cell, a p-
そのGaAs層122上にn型のGaAs層123が形成されている。そのGaAs層123上にn型のInGaP層124が形成されている。そして、InGaP層124上における所定の位置に、n型のGaAs層125によるコンタクトを介して表面電極115が形成されている。
An n-
比較となる化合物太陽電池は、p型のGaAs基板101上にエピタキシャル成長法によって各層を順次成長させることによって形成される。
A comparative compound solar cell is formed by sequentially growing each layer on a p-
上述した化合物太陽電池と比較となる化合物太陽電池について、前述したソーラシミュレータによる評価を行なったところ、本実施の形態に係る化合物太陽電池では、短絡電流は19mA、解放電圧は1.03V、曲線因子は0.84、そして、変換効率は16.4%であることがわかった。 When the above-described compound solar cell was compared with the above-described compound solar cell by the solar simulator, the short circuit current was 19 mA, the release voltage was 1.03 V, and the fill factor in the compound solar cell according to the present embodiment. Was found to be 0.84 and the conversion efficiency was 16.4%.
一方、比較となる化合物太陽電池では、短絡電流は15mA、解放電圧は1.03V、曲線因子は0.84、そして、変換効率は13.0%となった。 On the other hand, in the compound solar cell to be compared, the short-circuit current was 15 mA, the release voltage was 1.03 V, the fill factor was 0.84, and the conversion efficiency was 13.0%.
このように、本実施の形態に係る化合物太陽電池では、比較となる化合物太陽電池と比べると、特に、変換効率が上昇しており、裏面電極9による光閉じ込め効果を向上できることが判明した。
Thus, in the compound solar cell according to the present embodiment, it has been found that the conversion efficiency is particularly increased as compared with the comparative compound solar cell, and the light confinement effect by the
実施の形態1
本発明の実施の形態1に係る化合物太陽電池について説明する。ここでは、化合物太陽電池のセル本体として、ボトムセル、ミドルセルおよびトップセルを有する3接合型の化合物太陽電池の一例を挙げる。
The compound solar cell according to
はじめに製造方法について説明する。まず、基板として、GaAs基板(1×1018cm-3、Siドープ、直径50mm)を用意する。そのGaAs基板は縦型MOCVD装置に投入される。 First, the manufacturing method will be described. First, a GaAs substrate (1 × 10 18 cm −3 , Si-doped, diameter 50 mm) is prepared as a substrate. The GaAs substrate is put into a vertical MOCVD apparatus.
次に、図13に示すように、GaAs基板1の表面に、エピタキシャル成長法によって膜厚約0.5μmの中間層となるn型のAlAs層4が形成される。
Next, as shown in FIG. 13, an n-type AlAs
次に、そのAlAs層4上にエピタキシャル成長法によってトップセルTとなる各層が形成される。具体的には、n型のGaAs層T1、n型のAlInP層T2、n型のInGaP層T3、p型のInGaP層T4およびp型のAlInP層T5が順次形成される。
Next, each layer to be the top cell T is formed on the AlAs
次に、AlInP層T5上にトンネル接合として、エピタキシャル成長法によってp型のAlGaAs層5およびn型のInGaP層7が順次形成される。
Next, a p-
次に、n型InGaP層7上にエピタキシャル成長法によってミドルセルMとなる各層が形成される。具体的には、n型のAlInP層M1、n型のGaAs層M2、p型のGaAs層M3、p型のInGaP層M4が順次形成される。
Next, each layer to be the middle cell M is formed on the n-
次に、p型のInGaP層M4上に、トンネル接合としてエピタキシャル成長法によってp型のGaAs層6およびn型のGaAs層8が順次形成される。
Next, a p-
次に、n型のGaAs層8上に、エピタキシャル成長法によってボトムセルBとなる各層が形成される。具体的には、n型のInP層B6、n型のInGaAs層B7、p型のInGaAs層B8、p型のInP層B9およびp型のGaAs層B10が順次形成される。
Next, each layer to be the bottom cell B is formed on the n-
なお、エピタキシャル成長の条件として、温度は約700℃とされる。GaAs層を成長させるための原料として、TMG(トリメチルガリウム)とAsH3(アルシン)が用いられる。 As a condition for epitaxial growth, the temperature is about 700 ° C. TMG (trimethylgallium) and AsH 3 (arsine) are used as raw materials for growing the GaAs layer.
InGaP層を成長させるための原料として、TMI(トリメチルインジウム)、TMGおよびPH3(ホスフィン)が用いられる。AlInP層を成長させるための原料として、TMA(トリメチルアルミニウム)、TMIおよびPH3が用いられる。 As materials for growing the InGaP layer, TMI (trimethylindium), TMG and PH 3 (phosphine) are used. As raw materials for growing the AlInP layer, TMA (trimethylaluminum), TMI and PH 3 are used.
また、それぞれn型のGaAs層、InGaP層およびAlInP層を形成するための不純物として、SiH4(モノシラン)が用いられる。一方、それぞれp型のGaAs層、InGaP層およびAlInP層を形成するための不純物としてDEZn(ジエチル亜鉛)が用いられる。 In addition, SiH 4 (monosilane) is used as an impurity for forming the n-type GaAs layer, InGaP layer, and AlInP layer, respectively. On the other hand, DEZn (diethyl zinc) is used as an impurity for forming the p-type GaAs layer, InGaP layer, and AlInP layer, respectively.
さらに、AlGaAs層を成長させるための原料として、TMI、TMGおよびAsH3が用いられ、p型のAlGaAs層を形成するための不純物として、CBr4(四臭化炭素)が用いられる。 Further, TMI, TMG, and AsH 3 are used as raw materials for growing the AlGaAs layer, and CBr 4 (carbon tetrabromide) is used as an impurity for forming the p-type AlGaAs layer.
なお、InGaAs層におけるInの組成比は0.25であり、InGaAs層にはミスフィット転位の存在を示すクロスハッチパターンのモフォロジーが観察された。 The In composition ratio in the InGaAs layer was 0.25, and a cross-hatch pattern morphology indicating the presence of misfit dislocations was observed in the InGaAs layer.
このようにして、トップセルT、ミドルセルMおよびボトムセルBからなる3接合型の化合物太陽電池におけるセル本体Cが形成される。 In this manner, the cell body C in the three-junction type compound solar battery including the top cell T, the middle cell M, and the bottom cell B is formed.
次に、セル本体Cの表面(ボトムセルのp型GaAs層)上に、裏面電極を形成するための所定のレジストパターン(図示せず)が形成される。そのレジストパターンを覆うように、Au−Zn膜(図示せず)が蒸着される。 Next, a predetermined resist pattern (not shown) for forming a back electrode is formed on the surface of the cell body C (p-type GaAs layer of the bottom cell). An Au—Zn film (not shown) is deposited so as to cover the resist pattern.
次に、リフトオフ法によってレジストパターンおよびレジストパターン上に位置するAu−Zn膜が除去される。その後、窒素雰囲気において、温度約400℃のもとで約1分間の熱処理が施される。 Next, the resist pattern and the Au—Zn film located on the resist pattern are removed by a lift-off method. Thereafter, heat treatment is performed for about 1 minute at a temperature of about 400 ° C. in a nitrogen atmosphere.
次に、Au−Zn膜が形成されている領域を除いて所定のレジストパターン(図示せず)が形成される。さらに、GaAs基板1におけるセル本体Cが形成されていない側の表面にレジスト(図示せず)が塗布される。
Next, a predetermined resist pattern (not shown) is formed except for the region where the Au—Zn film is formed. Further, a resist (not shown) is applied to the surface of the
次に、電界メッキ法によってAu−Zn膜の上に厚さ約30μmのAuメッキ膜(図示せず)が形成される。その後、リフトオフ法によってレジストパターンおよびレジストパターン上に位置するAuメッキ膜が除去される。これにより、図14に示すように、セル本体にAuメッキ膜による裏面電極9が形成される。
Next, an Au plating film (not shown) having a thickness of about 30 μm is formed on the Au—Zn film by electroplating. Thereafter, the resist pattern and the Au plating film located on the resist pattern are removed by a lift-off method. Thereby, as shown in FIG. 14, the
次に、図15に示すように、裏面電極9が形成されている領域では裏面電極9を覆い、裏面電極9が形成されていない領域ではセル本体Cの表面を露出するように、所定のレジストパターン17が形成される。
Next, as shown in FIG. 15, a predetermined resist is formed so as to cover the
そのレジストパターン17をマスクとして、アルカリ溶液および酸溶液にエッチングを施すことにより、露出したセル本体Cの部分が除去されて中間層のAlAs層3が露出する。その後、レジストパターン17が除去される。
By etching the alkaline solution and the acid solution using the resist
次に、裏面電極9の表面にワックス11を介在させて、裏面電極9の側にメッシュ状の薬品耐性を有する樹脂板19が貼り付けられる(図16参照)。樹脂版19が裏面電極9の側に貼り付けられた状態で、セル本体Cおよび裏面電極9がフッ化水素酸溶液に浸漬される。
Next, a
フッ化水素酸溶液に浸漬されることでAlAs層4が除去されて、図16に示すように、セル本体CとGaAs基板1とが分離される。このようにしてGaAs基板1が分離されて、セル本体CにおけるトップセルTのn型のGaAs層が露出する。
The AlAs
次に、露出したGaAs層の表面に、表面電極を形成するための所定のレジストパターン(図示せず)が形成される。次に、レジストパターンが形成されたセル本体Cが樹脂板19とともに真空蒸着装置(図示せず)内に導入される。
Next, a predetermined resist pattern (not shown) for forming a surface electrode is formed on the exposed surface of the GaAs layer. Next, the cell body C on which the resist pattern is formed is introduced into a vacuum vapor deposition apparatus (not shown) together with the
抵抗加熱法により、レジストパターンを覆うように膜厚約100nmのAu(12重量%のGeを含有)膜が形成される。その後、EB蒸着法により、膜厚約20nmのNi層と膜厚約5000nmのAu層(いずれも図示せず)が連続して形成される。 An Au (containing 12 wt% Ge) film having a thickness of about 100 nm is formed by resistance heating so as to cover the resist pattern. Thereafter, an Ni layer having a thickness of about 20 nm and an Au layer having a thickness of about 5000 nm (both not shown) are successively formed by EB vapor deposition.
その後、リフトオフ法によって、レジストパターンおよびレジストパターン上に形成されたAu膜等が除去される。このようにして、図17に示すように、表面電極15が形成される。
Thereafter, the resist pattern and the Au film formed on the resist pattern are removed by a lift-off method. In this way, the
次に、その表面電極15をマスクとしてアルカリ水溶液によるエッチングを施すことにより、露出しているGaAs層が除去されてAlInP層が露出する(図18参照)。
Next, etching with an alkaline aqueous solution is performed using the
次に、EB蒸着法により、太陽光入射する側の面(表面)に反射防止膜として、膜厚約55nmのTiO2膜および膜厚約100nmのMgF2膜(いずれも図示せず)が連続的に形成される。次に、たとえばトルエンによりワックス11を除去することにより、図18に示すように、樹脂板19が裏面電極9から分離される。
Next, a TiO 2 film having a film thickness of about 55 nm and a MgF 2 film having a film thickness of about 100 nm (both not shown) are continuously formed as an antireflection film on the surface (front surface) on which sunlight is incident by EB vapor deposition. Formed. Next, for example, by removing the
その後、露出したライン状のAuメッキ膜に沿ってAuメッキ膜を切断することにより、たとえば大きさ10mm×10mmの化合物太陽電池が12枚作製される。 Then, by cutting the Au plating film along the exposed line-shaped Au plating film, for example, 12 compound solar cells having a size of 10 mm × 10 mm are manufactured.
このようにして製造された化合物太陽電池の断面構造を図18に示す。図18に示すように、エピタキシャル成長させるための所定の基板上にボトムセルが形成されている従来の化合物太陽電池の構造(たとえば、図26または図27参照)と比較すると、上述した化合物太陽電池では、セル本体CのボトムセルBに裏面電極9が直接形成されている。
FIG. 18 shows a cross-sectional structure of the compound solar cell thus manufactured. As shown in FIG. 18, when compared with the structure of a conventional compound solar cell in which a bottom cell is formed on a predetermined substrate for epitaxial growth (see, for example, FIG. 26 or FIG. 27), in the above-described compound solar cell, The
一方、セル本体CのトップセルTの表面に表面電極15が形成されている。トップセルTとボトムセルBとの間にミドルセルMが形成されている。
On the other hand, a
セル本体Cは、InGaAs(III−III−V族化合物)によるpn接合を有するボトムセル、GaAs(III−V族化合物)によるpn接合を有するミドルセルMおよびInGaP(III−III−V族化合物)によるpn接合を有するトップセルAを備えている。 The cell body C includes a bottom cell having a pn junction made of InGaAs (III-III-V compound), a middle cell M having a pn junction made of GaAs (III-V compound), and a pn made of InGaP (III-III-V compound). A top cell A having a junction is provided.
そのセル本体Cの厚さL1は約6μmであり、裏面電極9の厚さL2は約30μmである。これにより、前述した化合物太陽電池と同様に、セル本体Cおよび裏面電極は9は可撓性を有することになり、化合物太陽電池を自在に撓めることができる。
The cell body C has a thickness L1 of about 6 μm, and the
上述した太陽電池セルでは、エピタキシャル成長のためのGaAs基板1の上に、まず、禁制帯幅約1.7〜2.1eVを有するトップセルTとなる各層がエピタキシャル成長法によって順次形成される。
In the above-described solar battery cell, first, each layer to be the top cell T having a forbidden band width of about 1.7 to 2.1 eV is sequentially formed on the
次に、そのトップセルTの上に、禁制帯幅約1.3〜1.6eVを有するミドルセルMとなる各層が順次形成される。さらに、そのミドルセルMの上に、禁制帯幅約0.9〜1.1eVを有するボトムセルBとなる各層が順次形成される。 Next, each layer to be a middle cell M having a forbidden band width of about 1.3 to 1.6 eV is sequentially formed on the top cell T. Further, on the middle cell M, the layers to be the bottom cell B having a forbidden band width of about 0.9 to 1.1 eV are sequentially formed.
このように、上述した化合物太陽電池では、トップセルTをなす各層が先に形成されて、ボトムセルBをなす層が最後に形成される。 Thus, in the compound solar cell described above, each layer forming the top cell T is formed first, and the layer forming the bottom cell B is formed last.
これにより、ボトムセルBとして従来の材料(〜0.7eV)に比べて高い禁制帯幅(約0.9〜1.1eV)を有する材料を用いても、ボトムセルBの質がミドルセルMおよびトップセルTに及ぶことはなく、化合物太陽電池としての変換効率を向上することができる。このことについて、さらに詳しく説明する。 Thus, even if a material having a high forbidden band width (about 0.9 to 1.1 eV) is used as the bottom cell B compared to the conventional material (up to 0.7 eV), the quality of the bottom cell B is the middle cell M and the top cell. The conversion efficiency as a compound solar cell can be improved without reaching T. This will be described in more detail.
従来の化合物太陽電池の製造方法では、エピタキシャル成長させるためのGe基板(またはGaAs基板)の上にボトムセルをなす各層が先に形成され、最後にトップセルをなす各層が形成される。 In a conventional method for manufacturing a compound solar cell, each layer forming a bottom cell is formed on a Ge substrate (or GaAs substrate) for epitaxial growth first, and finally each layer forming a top cell is formed.
このとき、すでに説明したように、ボトムセルをなす材料として比較的高い禁制帯幅(約0.9〜1.1eV)を有するInGaAsを適用した場合には、Ge基板(GaAs基板)の格子定数とInGaAsの格子定数とが異なるために、InGaAs層にミスフィット転位が生じることになる。 At this time, as described above, when InGaAs having a relatively high forbidden band width (about 0.9 to 1.1 eV) is applied as the material forming the bottom cell, the lattice constant of the Ge substrate (GaAs substrate) Since the lattice constant of InGaAs is different, misfit dislocations occur in the InGaAs layer.
また、ボトムセルとしてInGaAsNを適用した場合には、N原子に起因する欠陥がInGaAsNに生じることになる。 In addition, when InGaAsN is applied as the bottom cell, defects caused by N atoms occur in InGaAsN.
そして、ボトムセルにミスフィット転位や欠陥が発生するために、ボトムセルの上にエピタキシャル成長されるミドルセルをなすGaAs層、さらにはトップセルをなすInGaP層にまでその影響が及ぶことになる。 Since misfit dislocations and defects are generated in the bottom cell, the influence is exerted on the GaAs layer forming the middle cell epitaxially grown on the bottom cell and further on the InGaP layer forming the top cell.
そのため、ミドルセルおよびトップセルの質も劣化してしまい、化合物太陽電池として電気エネルギへの変換効率の向上が阻害されていた。 Therefore, the quality of the middle cell and the top cell is also deteriorated, and the improvement of the conversion efficiency to electric energy as a compound solar cell is hindered.
これに対して、上述した化合物太陽電池では、GaAs基板1の表面にトップセルTをなす各層とミドルセルMをなす各層が順次形成され、最後にボトムセルBをなす層が形成される。
On the other hand, in the above-described compound solar battery, each layer forming the top cell T and each layer forming the middle cell M are sequentially formed on the surface of the
このとき、ボトムセルBをなすInGaAsの格子定数は、ミドルセルMをなすGaAsの格子定数と異なる。そのため、ミドルセルMの上に形成されるボトムセルBの質は従来の化合物太陽電池の場合の質と同レベルである。 At this time, the lattice constant of InGaAs forming the bottom cell B is different from the lattice constant of GaAs forming the middle cell M. Therefore, the quality of the bottom cell B formed on the middle cell M is the same level as the quality of the conventional compound solar cell.
一方、トップセルTをなすInGaPおよびミドルセルMをなすGaAsのそれぞれの格子定数は、エピタキシャル成長させるためのGaAs基板1の格子定数と同じである。そのため、GaAs基板1上に順次エピタキシャル成長されるInGaP層およびGaAs層に転位や欠陥等が発生することはない。
On the other hand, the lattice constants of InGaP forming the top cell T and GaAs forming the middle cell M are the same as the lattice constant of the
すなわち、上述した化合物太陽電池では、たとえボトムセルBの質が従来の化合物太陽電池におけるボトムセルの質と同レベルであっても、トップセルTおよびミドルセルMが先に形成されていることで、ボトムセルBの質の低下がミドルセルMおよびトップセルTに及ぶことは全くない。 That is, in the above-described compound solar battery, even if the quality of the bottom cell B is the same level as the quality of the bottom cell in the conventional compound solar battery, the top cell T and the middle cell M are formed first, so that the bottom cell B The degradation of quality does not reach the middle cell M and the top cell T at all.
その結果、InGaAs等のボトムセルBとして比較的高い禁制帯幅を有する材料を適用しても、ミドルセルMおよびトップセルTの質が劣化することはなく、化合物太陽電池としての変換効率の向上を図ることができる。 As a result, even when a material having a relatively high forbidden bandwidth is applied as the bottom cell B such as InGaAs, the quality of the middle cell M and the top cell T is not deteriorated, and the conversion efficiency as a compound solar cell is improved. be able to.
次に、上述した化合物太陽電池について、前述したソーラシミュレータによる評価について説明する。まず、図19に、測定された電流電圧特性(I−Vカーブ)を示す。また、この場合の短絡電流は10.2mA、解放電圧は2.49V、曲線因子は0.85、そして、変換効率は21.6%であった。 Next, about the compound solar cell mentioned above, the evaluation by the solar simulator mentioned above is demonstrated. First, FIG. 19 shows measured current-voltage characteristics (IV curve). In this case, the short-circuit current was 10.2 mA, the release voltage was 2.49 V, the fill factor was 0.85, and the conversion efficiency was 21.6%.
これらの結果により、上述した化合物太陽電池では、GaAs基板上に形成されたInGaAsとGaAsとの2つのpn接合を有する従来の2接合型の化合物太陽電池と比べて、解放電圧が上昇して高い変換効率が得られることが判明した。 From these results, the above-described compound solar cell has a higher release voltage and higher than the conventional two-junction type compound solar cell having two pn junctions of InGaAs and GaAs formed on a GaAs substrate. It was found that conversion efficiency can be obtained.
関連技術3
本発明に関連する関連技術3に係る化合物太陽電池について説明する。ここでは、化合物太陽電池のセル本体としてボトムセル、ミドルセルおよびトップセルを有する3接合型の化合物太陽電池の他の例を挙げる。
A compound solar cell according to
はじめに製造方法について説明する。まず、実施の形態1等において説明した方法と同様の方法によって、図20に示すように、GaAs基板1の表面上に、トップセルTをなす各層およびミドルセルMをなす各層が順次形成される。
First, the manufacturing method will be described. First, each layer forming the top cell T and each layer forming the middle cell M are sequentially formed on the surface of the
次に、そのミドルセルMのInGaP層M4上に、トンネル接合としてp型のGaAs層6およびn型のGaAs層8が順次形成される。次に、そのGaAs層8上にボトムセルBとなる各層が形成される。
Next, a p-
具体的には、ITO(Indium Tin Oxide)膜10、CdS膜B11およびCuInSe2膜B12が順次形成される。ITO膜12は、たとえばスパッタ法によって形成される。CdS膜B11は、たとえば蒸着法によって形成される。CuInSe2膜は、たとえば蒸着法によって形成される。
Specifically, an ITO (Indium Tin Oxide)
このようにして、トップセルT、ミドルセルMおよびボトムセルBからなる3接合型の化合物太陽電池におけるセル本体Cが形成される。 In this manner, the cell body C in the three-junction type compound solar battery including the top cell T, the middle cell M, and the bottom cell B is formed.
次に、セル本体Cの表面(ボトムセルのp型CuInSe2膜)上に、裏面電極を形成するための所定のレジストパターン(図示せず)が形成される。そのレジストパターンを覆うように、Mo膜(図示せず)が蒸着される。 Next, a predetermined resist pattern (not shown) for forming a back electrode is formed on the surface of the cell body C (p-type CuInSe 2 film of the bottom cell). A Mo film (not shown) is deposited so as to cover the resist pattern.
次に、リフトオフ法によってレジストパターンおよびレジストパターン上に位置するMo膜が除去される。その後、窒素雰囲気において、温度約400℃のもとで約1分間の熱処理が施される。 Next, the resist film and the Mo film located on the resist pattern are removed by a lift-off method. Thereafter, heat treatment is performed for about 1 minute at a temperature of about 400 ° C. in a nitrogen atmosphere.
次に、Mo膜が形成されている領域を除いて所定のレジストパターン(図示せず)が形成される。さらに、GaAs基板1におけるセル本体Cが形成されていない側の表面にレジスト(図示せず)が塗布される。
Next, a predetermined resist pattern (not shown) is formed except for the region where the Mo film is formed. Further, a resist (not shown) is applied to the surface of the
次に、電界メッキ法によってMo膜の上に厚さ約30μmのAuメッキ膜(図示せず)が形成される。その後、リフトオフ法によってレジストパターンおよびレジストパターン上に位置するAuメッキ膜が除去される。これにより、図21に示すように、セル本体にAuメッキ膜による裏面電極9が形成される。
Next, an Au plating film (not shown) having a thickness of about 30 μm is formed on the Mo film by electroplating. Thereafter, the resist pattern and the Au plating film located on the resist pattern are removed by a lift-off method. Thereby, as shown in FIG. 21, the
次に、図22に示すように、裏面電極9が形成されている領域では裏面電極9を覆い、裏面電極9が形成されていない領域ではセル本体Cの表面を露出するように、所定のレジストパターン17が形成される。
Next, as shown in FIG. 22, a predetermined resist is formed so as to cover the
そのレジストパターン17をマスクとして、所定のエッチングを施すことにより、露出したセル本体Cの部分が除去されて中間層のAlAs層3が露出する。その後、レジストパターン17が除去される。
By performing predetermined etching using the resist
次に、図23に示すように、裏面電極9の表面にワックス11を介在させて、裏面電極9の側にメッシュ状の薬品耐性を有する樹脂板19が貼り付けられる。樹脂板19が裏面電極9の側に貼り付けられた状態で、セル本体Cおよび裏面電極9がフッ化水素酸溶液に浸漬される。
Next, as shown in FIG. 23, a
フッ化水素酸溶液に浸漬されることでAlAs層3が除去されて、セル本体CとGaAs基板1とが分離される。このようにしてGaAs基板1が分離されることで、セル本体Cにおけるトップセルのn型のGaAs層が露出する。
The AlAs
次に、露出したGaAs層の表面に、表面電極を形成するための所定のレジストパターン(図示せず)が形成される。次に、レジストパターンが形成されたセル本体Cが樹脂板19とともに真空蒸着装置(図示せず)内に導入される。
Next, a predetermined resist pattern (not shown) for forming a surface electrode is formed on the exposed surface of the GaAs layer. Next, the cell body C on which the resist pattern is formed is introduced into a vacuum vapor deposition apparatus (not shown) together with the
抵抗加熱法により、レジストパターンを覆うように膜厚約100nmのAu(12重量%のGeを含有)膜が形成される。その後、EB蒸着法により、膜厚約20nmのNi層と膜厚約5000nmのAu層(いずれも図示せず)が連続して形成される。 An Au (containing 12 wt% Ge) film having a thickness of about 100 nm is formed by resistance heating so as to cover the resist pattern. Thereafter, an Ni layer having a thickness of about 20 nm and an Au layer having a thickness of about 5000 nm (both not shown) are successively formed by EB vapor deposition.
その後、リフトオフ法によって、レジストパターンおよびレジストパターン上に形成されたAu膜等が除去される。このようにして、図24に示すように、表面電極15が形成される。
Thereafter, the resist pattern and the Au film formed on the resist pattern are removed by a lift-off method. In this way, the
次に、その表面電極15をマスクとしてアルカリ水溶液によるエッチングを施すことにより、露出しているGaAs層が除去されてAlInP層が露出する(図25参照)。
Next, etching with an alkaline aqueous solution is performed using the
次に、EB蒸着法により、太陽光入射する側の面(表面)に反射防止膜として、膜厚約55nmのTiO2膜および膜厚約100nmのMgF2膜(いずれも図示せず)が連続的に形成される。次に、たとえばトルエンによりワックス11を除去することにより、図25に示すように、樹脂板19が裏面電極から分離される。
Next, a TiO 2 film having a film thickness of about 55 nm and a MgF 2 film having a film thickness of about 100 nm (both not shown) are continuously formed as an antireflection film on the surface (front surface) on which sunlight is incident by EB vapor deposition. Formed. Next, by removing the
その後、露出したライン状のAuメッキ膜に沿ってAuメッキ膜を切断することにより、所定の大きさの太陽電池セルが複数枚作製される。 Thereafter, the Au plating film is cut along the exposed line-shaped Au plating film, whereby a plurality of solar cells having a predetermined size are produced.
このようにして製造された化合物太陽電池の断面構造を図25に示す。図25に示すように、エピタキシャル成長させるための所定の基板上にボトムセルが形成されている従来の化合物太陽電池の構造(たとえば、図26または図27参照)と比較すると、上述した化合物太陽電池では、セル本体CのボトムセルBに裏面電極9が直接形成されている。
FIG. 25 shows a cross-sectional structure of the compound solar cell thus manufactured. As shown in FIG. 25, when compared with the structure of a conventional compound solar cell in which a bottom cell is formed on a predetermined substrate for epitaxial growth (see, for example, FIG. 26 or FIG. 27), in the above-described compound solar cell, The
一方、セル本体CのトップセルTの表面に表面電極15が形成されている。トップセルTとボトムセルBとの間にミドルセルMが形成されている。セル本体Cとして、ボトムセルB、ミドルセルMおよびトップセルTを有する3接合型の化合物太陽電池となる。
On the other hand, a
特に、ボトムセルBは、エピタキシャル成長により形成されるトップセルTおよびミドルセルMとは異なり、蒸着によって形成されるCdS膜B11およびCuInSe2膜B12を有する。 In particular, unlike the top cell T and middle cell M formed by epitaxial growth, the bottom cell B has a CdS film B11 and a CuInSe 2 film B12 formed by vapor deposition.
したがって、セル本体Cは、CuInSe2(I−III−VI族化合物)とCdS(II−VI族化合物)によるpn接合を有するボトムセル、GaAs(III−V族化合物)によるpn接合を有するミドルセルMおよびInGaP(III−III−V族化合物)によるpn接合を有するトップセルTを備えている。 Accordingly, the cell body C includes a bottom cell having a pn junction made of CuInSe 2 (group I-III-VI compound) and CdS (group II-VI compound), a middle cell M having a pn junction made of GaAs (group III-V compound), and A top cell T having a pn junction made of InGaP (III-III-V group compound) is provided.
上述した太陽電池セルでは、エピタキシャル成長のためのGaAs基板1の上に、まず、禁制帯幅約1.7〜2.1eVを有するトップセルTとなる各層がエピタキシャル成長法によって順次形成される。
In the above-described solar battery cell, first, each layer to be the top cell T having a forbidden band width of about 1.7 to 2.1 eV is sequentially formed on the
次に、そのトップセルTの上に、禁制帯幅約1.3〜1.6eVを有するミドルセルMとなる各層が順次形成される。そして、そのミドルセルMの上に、禁制帯幅約0.9〜1.1eVを有するボトムセルBとなる各層が、エピタキシャル成長法以外のスパッタ法および蒸着法によって順次形成される。 Next, each layer to be a middle cell M having a forbidden band width of about 1.3 to 1.6 eV is sequentially formed on the top cell T. Then, on the middle cell M, each layer to be the bottom cell B having a forbidden band width of about 0.9 to 1.1 eV is sequentially formed by a sputtering method and an evaporation method other than the epitaxial growth method.
このように、上述した化合物太陽電池では、トップセルTをなす各層が先に形成されて、ボトムセルBをなす層が最後に形成されることで、ボトムセルBとして従来の材料(〜0.7eV)に比べて高い禁制帯幅(約0.9〜1.1eV)を有する材料を用いても、ボトムセルBの質がミドルセルMおよびトップセルTに及ぶことはなく、化合物太陽電池としての変換効率を向上することができる。 Thus, in the above-described compound solar battery, each layer forming the top cell T is formed first, and the layer forming the bottom cell B is formed last, so that the conventional material (˜0.7 eV) as the bottom cell B Even if a material having a high forbidden bandwidth (about 0.9 to 1.1 eV) is used, the quality of the bottom cell B does not reach the middle cell M and the top cell T, and the conversion efficiency as a compound solar cell is improved. Can be improved.
しかも、ボトムセルBの質がトップセルTおよびミドルセルMの質に影響を与えないため、そのボトムセルBをなす各層をエピタキシャル成長法以外の方法によって形成することができる。 Moreover, since the quality of the bottom cell B does not affect the quality of the top cell T and the middle cell M, each layer forming the bottom cell B can be formed by a method other than the epitaxial growth method.
これにより、比較的高い禁制帯幅(0.9〜1.1eV)を有するボトムセルをなす層の材料として、単結晶以外の、たとえば上述した多結晶のCuInSe2膜B12を適用することができるように、ボトムセルBをなす各層の材料およびその形成方法の選択肢が広がることになる。 Thereby, for example, the above-described polycrystalline CuInSe 2 film B12 other than the single crystal can be applied as the material of the layer forming the bottom cell having a relatively high forbidden band width (0.9 to 1.1 eV). In addition, the choice of materials for each layer forming the bottom cell B and the method of forming the same is expanded.
なお、上述した各実施の形態における化合物太陽電池では、裏面電極9として主に厚さ約30μmのAuメッキ膜による裏面電極を例に挙げて説明した。裏面電極9の厚さとしてはセル本体Cを支持する厚さを有しておれば、この厚さに限られるものではない。
In addition, in the compound solar cell in each embodiment mentioned above, the back electrode by the Au plating film | membrane mainly about 30 micrometers thick was mentioned as an example as the
したがって、裏面電極9が撓むことの可能な厚さに設定されていてもよい。あるいは、裏面電極9の材料によっては撓むことの可能な厚さに設定されていてもよい。
Therefore, the thickness may be set such that the
この場合には、裏面電極9にセル本体Cが形成された化合物太陽電池を自在に撓めることができて、形状の自由度が向上する。
In this case, the compound solar cell in which the cell body C is formed on the
また、裏面電極9の形成方法としては、上述したメッキによる方法の他に、たとえば印刷、あるいはスプレー等によって形成することができる。また、金属の代わりに導電性の高分子フィルムも適用することができる。
Moreover, as a formation method of the
裏面電極の形態として上述したケースを想定すると、裏面電極9の厚さとしては、約2〜500μm程度が好ましい。
Assuming the above-described case as the form of the back electrode, the thickness of the
また、上述した各化合物太陽電池では、エピタキシャル成長させるための基板が最終的に除去されていることで、セル本体とヒートシンクとの間の熱伝導性が向上する。その結果、化合物太陽電池におけるセル本体の温度上昇を抑制することができる。 Moreover, in each compound solar cell mentioned above, the thermal conductivity between a cell main body and a heat sink improves because the board | substrate for making it grow epitaxially is removed finally. As a result, the temperature rise of the cell body in the compound solar battery can be suppressed.
また、取り外されたエピタキシャル成長させるための基板を再利用することができて、コストの削減も図ることができる。 Further, the removed substrate for epitaxial growth can be reused, and the cost can be reduced.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明は上記の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time is to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 GaAs基板、3 InGaP層、4 AlAs層、5 AlGaAs層、6 GaAs層、7 InGaP層、8 GaAs層、9 裏面電極、10 太陽電池、11 ワックス、12 ITO膜、13 ガラス基板、15 表面電極、17 レジストパターン、19 樹脂板、T1 GaAs層、T2 AlInP層、T3 InGaP層、T4 InGaP層、T5 AlInP層、B1,M1 AlInP層、B2,M2 GaAs層、B3,M3 GaAs層、B4,M4 InGaP層、B5 GaAs層、B6 InP層、B7 InGaAs層、B8 InGaAs層、B9 InP層、B10 GaAs層、B11 CdS膜、B12 CuInSe2膜、T トップセル、M ミドルセル、B ボトムセル、C セル本体。 1 GaAs substrate, 3 InGaP layer, 4 AlAs layer, 5 AlGaAs layer, 6 GaAs layer, 7 InGaP layer, 8 GaAs layer, 9 back electrode, 10 solar cell, 11 wax, 12 ITO film, 13 glass substrate, 15 surface electrode , 17 Resist pattern, 19 Resin plate, T1 GaAs layer, T2 AlInP layer, T3 InGaP layer, T4 InGaP layer, T5 AlInP layer, B1, M1 AlInP layer, B2, M2 GaAs layer, B3, M3 GaAs layer, B4, M4 InGaP layer, B5 GaAs layer, B6 InP layer, B7 InGaAs layer, B8 InGaAs layer, B9 InP layer, B10 GaAs layer, B11 CdS film, B12 CuInSe 2 film, T top cell, M middle cell, B bottom cell, C cell body.
Claims (8)
前記セル本体において、太陽光線が入射する側に形成された表面電極と、
前記セル本体において、太陽光線が入射する側とは反対の側に形成された裏面電極と
を有し、
前記セル本体は、
太陽光線が入射する側に形成され、単結晶のpn接合層を含むトップセルと、
前記トップセルに対して太陽光線が入射する側とは反対の側に形成され、単結晶のpn接合層を含むミドルセルと、
前記ミドルセルに対して太陽光線が入射する側とは反対の側に形成され、単結晶のpn接合層を含むボトムセルと
を備え、
前記トップセルの前記pn接合層の禁制帯幅、前記ミドルセルの前記pn接合層の禁制帯幅および前記ボトムセルの前記pn接合層の禁制帯幅は互いに異なり、
前記ボトムセルにミスフィット転位が存在し、
前記ミドルセルおよび前記トップセルには、前記ミスフィット転位が存在しない、化合物太陽電池。 A cell body;
In the cell body, a surface electrode formed on the side on which sunlight is incident;
In the cell body, having a back electrode formed on the side opposite to the side on which sunlight is incident,
The cell body is
A top cell that is formed on the side on which sunlight is incident and includes a single crystal pn junction layer;
A middle cell that is formed on the opposite side of the top cell from the side on which sunlight is incident and includes a single crystal pn junction layer;
A bottom cell including a single crystal pn junction layer formed on a side opposite to a side on which sunlight is incident on the middle cell;
The forbidden band width of the pn junction layer of the top cell, the forbidden band width of the pn junction layer of the middle cell, and the forbidden band width of the pn junction layer of the bottom cell are different from each other,
Misfit dislocations exist in the bottom cell,
A compound solar battery in which the misfit dislocation does not exist in the middle cell and the top cell .
前記セル本体において、太陽光線が入射する側に形成された表面電極と、
前記セル本体において、太陽光線が入射する側とは反対の側に形成された裏面電極と
を有し、
前記セル本体は、
太陽光線が入射する側に形成され、単結晶のpn接合層を含むトップセルと、
前記トップセルに対して太陽光線が入射する側とは反対の側に形成され、単結晶のpn接合層を含むミドルセルと、
前記ミドルセルに対して太陽光線が入射する側とは反対の側に形成され、単結晶のpn接合層を含むボトムセルと
を備え、
前記ボトムセルにミスフィット転位が存在し、
前記ミドルセルおよび前記トップセルには、前記ミスフィット転位に起因する欠陥が存在しない、化合物太陽電池。 A cell body;
In the cell body, a surface electrode formed on the side on which sunlight is incident;
In the cell body, a back electrode formed on the side opposite to the side on which sunlight is incident;
Have
The cell body is
A top cell that is formed on the side on which sunlight is incident and includes a single crystal pn junction layer;
A middle cell that is formed on the opposite side of the top cell from the side on which sunlight is incident and includes a single crystal pn junction layer;
A bottom cell formed on a side opposite to the side on which the solar light is incident on the middle cell and including a single crystal pn junction layer;
With
Misfit dislocations exist in the bottom cell,
A compound solar cell in which the middle cell and the top cell are free from defects due to the misfit dislocations .
前記ボトムセルは、前記ミドルセルと格子整合していない、請求項2記載の化合物太陽電池。 The top cell and the middle cell are lattice matched,
The bottom cell, the middle cell is not lattice-matched, compound solar cell of claim 2 Symbol placement.
前記トンネル接合層は前記ボトムセルと格子整合していない、請求項2または3に記載の化合物太陽電池。 A tunnel junction layer formed between the middle cell and the bottom cell;
The compound solar cell according to claim 2, wherein the tunnel junction layer is not lattice-matched with the bottom cell.
前記トップセルの前記pn接合層の前記禁制帯幅は、前記ミドルセルの前記pn接合層の前記禁制帯幅よりも高く設定された、請求項2〜4にいずれかに記載の化合物太陽電池。 The forbidden band width of the pn junction layer of the middle cell is set higher than the forbidden band width of the pn junction layer of the bottom cell;
5. The compound solar cell according to claim 2 , wherein the forbidden band width of the pn junction layer of the top cell is set higher than the forbidden band width of the pn junction layer of the middle cell.
エピタキシャル成長法によって、前記トップセルの表面上に単結晶のpn接合層を含み、前記トップセルに格子整合するミドルセルを形成する工程と、
エピタキシャル成長法によって、前記ミドルセルの表面上に単結晶のpn接合層を含み、前記ミドルセルに格子整合しないボトムセルを形成する工程と、
前記ボトムセルの表面上に裏面電極を形成する工程と、
前記裏面電極が形成された後に、前記トップセルと前記半導体基板とを分離する工程と、
前記半導体基板が分離された前記トップセルの表面上に表面電極を形成する工程と
を備えた、化合物太陽電池の製造方法。 Forming a top cell including a single crystal pn junction layer on a main surface of a semiconductor substrate by an epitaxial growth method;
Forming a middle cell that includes a single crystal pn junction layer on the surface of the top cell and is lattice-matched to the top cell by an epitaxial growth method;
Forming a bottom cell that includes a single crystal pn junction layer on the surface of the middle cell by epitaxial growth and does not lattice match with the middle cell;
Forming a back electrode on the surface of the bottom cell;
Separating the top cell and the semiconductor substrate after the back electrode is formed;
Forming a surface electrode on a surface of the top cell from which the semiconductor substrate is separated;
A method for producing a compound solar cell , comprising:
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