[发明专利]III-V族半导体材料的光伏器件及其形成方法

权利要求书

1.一种形成III-V族半导体材料的光伏器件的方法，该方法包括：

提供半导体结构，所述半导体结构包括吸收层，所述吸收层被配置为吸收光子以在所述光伏器件将光能转换成电能；

其中提供所述半导体结构包括在所述半导体结构中形成射极层，所述射极层由与制成所述吸收层的第二III-V族半导体材料不同的第一III-V族半导体材料制成并且具有比所述吸收层更高的带隙，所述第一III-V族半导体材料具有与所述第二III-V族半导体材料的化合物不同的III-V族半导体化合物；

其中提供所述半导体结构包括在所述吸收层和所述射极层之间形成中间层，所述中间层包括从所述吸收层的所述第二III-V族半导体材料中的III-V族半导体化合物到所述射极层的所述第一III-V族半导体材料中的III-V族半导体化合物的材料组成的递变；

其中所述半导体结构的p-n接面形成在所述射极层和所述中间层之间，使得在所得光伏器件中的反向偏压条件下，所述p-n接面使用以受控方式击穿的齐纳击穿效应提供旁路功能。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述旁路功能为所述光伏器件的所述p-n接面固有，使得所述光伏器件提供没有连接到或包括在所述光伏器件中的区别旁路二极管的旁路功能。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述吸收层以4×10¹⁷cm^-3或更高高度掺杂。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述吸收层在4×10¹⁷cm^-3至1×10¹⁹cm^-3的范围内高度掺杂，并且所述吸收层的厚度在300nm至3500nm的范围内。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述p-n接面形成在偏离所述半导体结构中的异质接面高达200nm的位置处。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述异质接面形成在所述吸收层和所述中间层之间，所述中间层包括邻近所述吸收层形成的递变层以及形成在所述递变层和所述射极层之间的后窗口层。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述中间层中的所述递变层提供所述中间层的材料组成的递变。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括在外延层剥离ELO法中将所述半导体结构与生长晶圆分离，其中所述ELO法包括蚀刻设置在所述半导体结构和所述生长晶圆之间的牺牲层。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述吸收层的III-V族半导体材料包括砷化镓、磷化铟镓、磷化铝铟、磷化铝铟镓、氮化铟镓或砷化铝镓。

10.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述射极层包括形成所述p-n接面，所述p-n接面是异质接面。

11.一种III-V族半导体材料的光伏器件，包括：

半导体结构，其包括吸收层，所述吸收层被配置为吸收光子以在所述光伏器件将光能转换成电能；

其中所述半导体结构包括射极层，所述射极层由与制成所述吸收层的第二III-V族半导体材料不同的第一III-V族半导体材料制成并且具有比所述吸收层更高的带隙，所述第一III-V族半导体材料具有与所述第二III-V族半导体材料的化合物不同的III-V族半导体化合物；

其中所述半导体结构包括在所述吸收层和所述射极层之间形成中间层，所述中间层包括从所述吸收层的所述第二III-V族半导体材料中的III-V族半导体化合物到所述射极层的所述第一III-V族半导体材料中的III-V族半导体化合物的材料组成的递变；

其中所述半导体结构内的p-n接面形成在所述射极层和所述中间层之间，使得在所述光伏器件的反向偏压条件下，所述p-n接面使用以受控方式击穿的齐纳击穿效应提供旁路功能。