[发明专利]利用太阳能电池产生电力的方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池。

背景技术

图6表示专利文献1所公开的太阳能电池。该现有例1的太阳能电池具有太阳能电池元件11和透镜L。太阳能电池元件11包括多个光电转换层13，光电转换层13具有p型GaAs缓冲层13a、p型InGaP-BSF层13b、p型GaAs基层13c、n型GaAs发射极层13d、n型InGaP窗口层13e和反射防止层15。这些层13a～15依次层叠在半导体基板12上。太阳能电池元件11还包括：使光电转换层13分离的分离槽16、位于光电转换层13的受光面的周围的接触层14、位于接触层14的外周部的再结合防止层17、受光面电极18、背面电极19。

太阳光通过透镜L和反射防止膜15，照射到n型InGaP窗口层13e。这样的太阳光的照射产生电力。

图7表示专利文献2所公开的太阳能电池元件。该现有例的太阳能电池元件具有由InGaP构成的上部单元（top cell）1和由GaAs构成的下部单元（bottom cell）2。上部单元1和下部单元2经由隧道效应层3电接合。上部单元1吸收具有与由下部单元2吸收的光的波长不同的波长的光，使太阳能电池元件4有效发电。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-124381号公报

专利文献2：日本特开平9-64368号公报

非专利文献

非专利文献1：Jenny Nelson著、The Physics of Solar Cells、World Scientific Pub Co Inc.

发明内容

发明要解决的课题

根据本发明人所进行的实验，组合专利文献2所公开的太阳能电池元件与专利文献1所公开的透镜而得到太阳能电池具有大致25%的转换效率。

本发明的目的在于提供一种具有更高的转换效率的太阳能电池。

用于解决课题的手段

一种利用太阳能电池产生电力的方法，具有下面的工序（a）和工序（b）。

工序（a）准备具有聚光透镜和太阳能电池元件的上述太阳能电池。在此，太阳能电池元件具有n型GaAs层、p型GaAs层、隧道效应层、n型InGaP层、p型InGaP层、p型窗口层、n侧电极以及p侧电极，Z方向为上述p型GaAs层的法线方向，X方向为与Z方向正交的方向。

n型GaAs层、p型GaAs层、隧道效应层、n型InGaP层、p型InGaP层、以及p型窗口层依次沿着Z方向层叠，p型窗口层由具有比InGaP更大的能带隙（bandgap）的p型化合物半导体构成。

n侧电极与n型GaAs层电连接，p侧电极与p型InGaP层电连接。

n型GaAs层被分割为GaAs中央部、第一GaAs周边部以及第二GaAs周边部，GaAs中央部沿着X方向被夹在第一GaAs周边部与第二GaAs周边部之间，并且，第一GaAs周边部和第二GaAs周边部具有层的形状。

n型InGaP层被分割为InGaP中央部、第一InGaP周边部以及第二InGaP周边部，InGaP中央部沿着X方向被夹在第一InGaP周边部与第二InGaP周边部之间，并且，第一InGaP周边部和第二InGaP周边部具有层的形状。

满足以下不等式组（I）。

d2<d1、d3<d1、1纳米≤d2≤4纳米、1纳米≤d3≤4纳米、d5＜d4、d6＜d4、1纳米≤d5≤5纳米、1纳米≤d6≤5纳米、100纳米≤w2、100纳米≤w3、100纳米≤w4、以及100纳米≤w5…（I）

d1表示沿Z方向的GaAs中央部的厚度，d2表示沿Z方向的第一GaAs周边部的厚度，d3表示沿Z方向的第二GaAs周边部的厚度，d4表示沿Z方向的InGaP中央部的厚度，d5表示沿Z方向的第一InGaP周边部的厚度，d6表示沿Z方向的第二InGaP周边部的厚度。

w2表示沿X方向的第一GaAs周边部的宽度，w3表示沿X方向的第二GaAs周边部的宽度，w4表示沿X方向的第一InGaP周边部的宽度，w5表示沿X方向的第二InGaP周边部的宽度。

工序（b）以满足以下不等式（II）的方式经由聚光透镜，使光照射于上述p型窗口层的表面所包含的区域S，在上述n侧电极与上述p侧电极之间产生电位差。

w6≤w1…（II）

在此，w1表示沿X方向的GaAs中央部的宽度，w6在包含Z方向的截面视图中，表示区域S的沿X方向的宽度，从上述Z方向观察时，GaAs中央部与区域S重合。