[发明专利]堆叠型太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种堆叠型太阳能电池(tandem solar cell)设计。

背景技术

太阳能电池(Solar Cell)是一种能量转换的光电元件，它是经由太阳光照 射后，把光的能量转换成电能。

堆叠型太阳能电池或多结太阳能电池(multi-junction solar cell)是将两个 或两个以上相同或不同能隙的p-n结元件堆叠起来，制成堆叠型太阳能电池。 设计上将能够吸收较高能量光谱的p-n结元件放在上层，吸收较低能量光谱 的p-n结元件放在下层，透过不同材料的p-n结元件，将光子的能量层层吸 收。可以提高太阳光的吸收，降低传递损失，提升效率。

图1为显示已知堆叠型太阳能电池结构剖面图，该堆叠型太阳能电池结 构包含基板101、缓冲层102、隧穿结(tunnel junction)103及p-n结(p-n junction)104。目前被广泛使用的隧穿结结103包含有重掺杂n型层(n++)1031 和重掺杂p型层(p++)1032，其中重掺杂n型层1031通常为掺杂硅(Si)、碲(Te) 或硒(Se)；重掺杂p型层1032通常为掺杂碳(C)、锌(Zn)、镁(Mg)或铍(Be)， 一般较常用为碳(C)掺杂，但重掺杂p型层1032在掺杂碳(C)后会产生晶格 常数变小的现象，此现象导致隧穿结103的晶格常数和基板101的差异过大， 而造成外延品质变差，影响隧穿结103的效果。

发明内容

本发明为一种堆叠型太阳能电池装置，包含：基板，第一隧穿结形成于 基板之上，及第一p-n结形成于第一隧穿结之上，其中第一隧穿结包含重掺 杂n型层及合金层，此合金层由重掺杂p型层包含至少一原子序较镓(Ga)为 大的元素所组成，其中此重掺杂p型层与此原子序较大的元素形成合金。

附图说明

根据以上所述的优选实施例，并配合附图说明，读者当能对本发明的目 的、特征和优点有更深入的理解。但值得注意的是，为了清楚描述起见，本 说明书所附的图并未按照比例尺加以绘示。

附图简单说明如下：

图1为显示已知的堆叠型太阳能电池结构剖面图；

图2A为显示依照本发明实施例的堆叠型太阳能电池结构剖面图；

图2B为显示依照本发明另一实施例的堆叠型太阳能电池结构剖面图；

图3为显示依照本发明实施例中隧穿结的合金层加入不同铟(In)含量的 I-V曲线图。

附图标记说明

101、201～基板

102、202～缓冲层

103、203～第一隧穿结

104、204～第一p-n结

105、205～第二隧穿结

106、206～第二p-n结

具体实施方式

以下配合附图说明本发明的实施例。

图2A为显示依照本发明实施例的堆叠型太阳能电池结构剖面图。该堆 叠型太阳能电池结构包括基板201、缓冲层202、第一隧穿结203及第一p-n 结204。其中第一隧穿结203包含有重掺杂n型层(n++)2031和合金层2032。 在本发明中，基板201的材料可选自硅(Si)、锗(Ge)、硅锗(Si-Ge)、砷化镓 (GaAs)、或磷化铟(InP)。缓冲层202、第一隧穿结的重掺杂n型层2031、第 一隧穿结的合金层2032及第p-n结204的材料可包含一种或一种以上的物 质，其选自镓(Ga)、铝(Al)、铟(In)、砷(As)以及磷(P)所构成的组，例如可为 砷化铝铟镓(Al_xGa_1-x)_yIn_1-yAs或磷化铝铟镓(Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP。