Увеличение фототока Ga(In)As-субэлемента в многопереходных солнечных элементах GaInP/Ga(In)As/Ge

Abstract

An experimental and theoretical study of the spectral characteristics of the Ga(In)As subcell of the GaInP/Ga(In)As/Ge triple-junction solar cells has been carried out. It is shown that the use of a wide-gap “window” layer with an optimized thickness (Ga0.51In0.49P - 100 nm, Al0.4Ga0.6As - 110 nm, Al0.8Ga0.2As - 115 nm) for the Ga(In)As subcell allows increasing its photocurrent by about 0.5 mA/cm2, replacing the material of the back potential barrier of the GaInP subcell from Al0.53In0.47P to p+-Ga0.51In0.49P or AlGaAs allows increasing the short circuit current of Ga(In)As subcell by about 0.8 mA/cm2, and the use of the wide-bandgap Ga0.51In0.49P n++-layer in the tunnel diode instead of n++-GaAs increases the photocurrent by about 1 mA/cm2.

Просветление поверхности субэлемента на основе германия в каскадных GaInP/GaAs/Ge-солнечных элементах

“…Структуры МП СЭ были выращены методом МОС-гидридной эпитаксии (МОС -металлоорганические соединения) на подложках p + -Ge (100) при пониженном давлении 100 mbar. Детали технологии выращивания структур и создания чипов СЭ представлены в [10]. Измерение спектральных зависимостей внешнего квантового выхода МП СЭ проводилось на специализированной установке в диапазоне длин волн до 1400 nm.…”

“…Для решения этой проблемы в качестве нуклеационного слоя может быть использован твердый раствор GaInP, согласованный по параметру решетки с Ge-подложкой, который позволяет уменьшить толщину диффузионного эмиттера Ge-субэлемента. В этом случае диффузия атомов фосфора будет приводить к возникновению p−n-перехода на глубине порядка 0.3−0.4 µm [10]. При этом потери, связанные с отражением света от германиевого субэлемента, на гетерогранице GaInP/Ge возрастут по сравнению с потерями на гетерогранице GaAs/Ge, так как слой GaInP будет выполнять роль селективного отражателя.…”