[发明专利]光伏电池

权利要求书

1.一种包括光生伏打结的太阳能电池，该光生伏打结包括：

第一体相半导体区和第二体相半导体区；以及

设置在所述第一体相半导体区与所述第二体相半导体区之间的本征区，

该本征区包括由四元InGaAsP形成的多个量子阱，在该四元InGaAsP中，In、Ga、As和P的相对比例使得InGaAsP在GaAs或锗的晶格常数的2％内晶格匹配，所述量子阱被量子势垒间隔开。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述量子阱由InGaAsP形成，在该InGaAsP中As和P的相对比例由As_y和P_1-y决定，其中，0.25≤y≤0.45。

3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池，其中，至少一些所述势垒由包含Ga、In和P的半导体材料形成。

4.根据权利要求3所述的太阳能电池，其中，至少一些所述势垒由三元GaInP形成。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的太阳能电池，其中，至少一个所述体相半导体区由包含Ga、In和P的掺杂半导体材料形成。

6.根据前述权利要求中任一项所述的太阳能电池，其中，一些或者所有的所述量子阱由InGaAsP形成，在该InGaAsP中In、Ga、As和P的相对比例使得这些量子阱与以下中的至少一个晶格匹配：第一体相半导体区；第二体相半导体区；以及下覆基板。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的太阳能电池，其中，所述量子阱和所述量子势垒的成分和厚度使得所述多个量子阱和势垒提供了补偿性的压缩应力和拉伸应力，该压缩应力和该拉伸应力在与下覆基板的晶格间距和/或至少一个所述体相半导体区的晶格间距匹配的公共晶格间距下平衡。

8.根据前述权利要求中任一项所述的太阳能电池，其中，所述量子阱的吸收能带边缘的波长在700nm到740nm之间。

9.根据前述权利要求中任一项所述的太阳能电池，其中，所述本征区包括至少二十个所述量子阱。

10.根据前述权利要求中任一项所述的太阳能电池，其中，一些或者所有的所述InGaAsP量子阱的厚度小于15nm，更加优选地小于10nm。

11.根据前述权利要求中任一项所述的太阳能电池，其中，至少一些所述量子阱包括通过四元InGaAsP与所述势垒间隔开的GaAs子阱。

12.根据前述权利要求中任一项所述的太阳能电池，该太阳能电池还包括下覆基板。

13.根据权利要求12所述的太阳能电池，其中，所述下覆基板是如下基板之一：GaAs基板；锗基板；以及与GaAs或锗基本上晶格匹配的基板。

14.根据权利要求13所述的太阳能电池，其中，所述基板被切割成从(100)到<111>或<110>晶体平面成大于2度，优选地大于7度的角。

15.根据权利要求12-14中任一项所述的太阳能电池，其中，该太阳能电池包括设置在第一结与所述基板之间的第二光生伏打结，以形成两个或更多个光生伏打结的级联电池，其中，公共光电流流经所有结。

16.根据权利要求15所述的太阳能电池，其中，第二结的吸收边缘波长大于第一结的吸收边缘波长，优选地，大于至少1000nm，更优选地大于至少1040nm。

17.根据权利要求16所述的太阳能电池，其中，第二结包括本征区，该本征区包括多个量子阱，优选地包括至少三十个这种量子阱。

18.根据权利要求17所述的太阳能电池，其中，第二结的至少一些量子阱由InGaAs形成。

19.根据权利要求18所述的太阳能电池，其中，第二结的量子阱设置在量子势垒之间，至少一些所述量子势垒由GaAsP形成，并且第二结的量子阱和量子势垒的成分和厚度使得所述多个量子阱和势垒提供了补偿性的压缩应力和拉伸应力，该压缩应力和该拉伸应力在与下覆基板的晶格间距相匹配的公共晶格间距下平衡。

20.根据权利要求12-19中任一项所述的太阳能电池，其中，第一结和第二结被设置成使得所述结的光电流在预定照明条件下匹配。