[发明专利]晶片接合的太阳能电池和制造方法

权利要求书

1.一种光伏器件，包括：

至少两个光响应电池，每个电池具有独立于其他电池形成的并各自包括不同的带隙能量的材料；以及

界面，其被设置在所述至少两个电池之间并被配置为晶片接合所述至少两个电池，其中，所述至少两个电池被配置为相邻近而不考虑晶格失配。

2.根据权利要求1的光伏器件，其中，所述至少两个电池包括四个电池。

3.根据权利要求2的光伏器件，其中，所述四个电池包括通过三个晶片接合的界面而耦合的四个单独生长的材料。

4.根据权利要求2的光伏器件，其中，所述四个电池包括在另一电池材料上生长的至少一个电池材料，以提供通过至少两个晶片接合的界面而耦合的四个电池材料。

5.根据权利要求2的光伏器件，其中，所述四个电池包括在其他电池的材料上生长的至少两个电池，以提供通过所述界面而耦合的四个电池材料。

6.根据权利要求2的光伏器件，其中，所述四个电池包括具有约1.8电子伏特的带隙能量的顶电池、具有约1.4电子伏特的带隙能量的邻近所述顶电池的第二电池、具有约1.0电子伏特的带隙能量的邻近所述第二电池的第三电池以及具有约0.6电子伏特的带隙能量的邻近所述第三电池的底电池。

7.根据权利要求6的光伏器件，其中，所述顶电池包括GaInP，所述第二电池包括GaAs，所述第三电池包括Si，所述底电池包括Ge。

8.根据权利要求6的光伏器件，其中，所述顶电池包括GaInP，所述第二电池包括GaAs，所述第三电池包括InGaAs，所述底电池包括Ge。

9.根据权利要求1的光伏器件，其中，所述界面包括透明导电材料。

10.根据权利要求1的光伏器件，其中，所述界面包括至少一个金属层。

11.一种用于形成光伏器件的方法，包括：

在第一晶片上形成蚀刻停止层并在所述蚀刻停止层上生长第一材料，所述第一晶片与所述第一材料晶格匹配；

将所述第一材料晶片接合到第二晶片，其中，所述第一材料和所述第二晶片具有不同的带隙能量；以及

去除所述第一晶片直到所述蚀刻停止层并去除所述蚀刻停止层，其中，所述第一材料和所述第二晶片分别形成用于所述器件的光响应电池。

12.根据权利要求11的方法，其中，晶片接合包括形成界面缓冲层，以晶片接合所述第一材料和所述第二晶片。

13.根据权利要求12的方法，其中，所述界面缓冲层包括Ag、Au、ZnO以及铟锡氧化物中的至少一种。

14.根据权利要求12的方法，其中，所述界面缓冲层包括透明导电材料或至少一个金属层中的一种。

15.根据权利要求11的方法，其中，晶片接合包括亲水接合、共晶接合、粘结剂接合或冷焊中的至少一种。

16.根据权利要求11的方法，其中，去除所述第一晶片直到所述蚀刻停止层包括：

剥脱所述第一晶片以去除所述第一晶片的厚度；以及

向下蚀刻所述第一晶片的剩余部分直到所述蚀刻停止层。

17.根据权利要求11的方法，其中，去除所述第一晶片直到所述蚀刻停止层包括：

研磨或蚀刻所述第一晶片以去除所述第一晶片的厚度；以及

向下蚀刻所述第一晶片的剩余部分直到所述蚀刻停止层。

18.根据权利要求11的方法，还包括继续在所述器件上晶片接合电池。

19.根据权利要求18的方法，其中，所述电池包括四个电池，所述四个电池包括通过三个晶片接合的界面而耦合的四个单独生长的材料。

20.根据权利要求11的方法，其中，在所述蚀刻停止层上生长第一材料还包括在所述第一材料上生长与所述第一材料晶格匹配的第二材料，以便由所述第一和第二材料形成电池。

21.根据权利要求11的方法，其中，所述第二晶片包括生长在所述第二晶片上并与所述第二晶片晶格匹配的第三材料，以便所述第二晶片和所述第三材料形成电池。