[发明专利]单片式多结能量转换器在审
| 申请号： | 201810666885.7 | 申请日： | 2015-02-05 |
| 公开（公告）号： | CN108807571A | 公开（公告）日： | 2018-11-13 |
| 发明（设计）人： | 费伦·苏阿雷兹阿里亚斯 | 申请（专利权）人： | 太阳结公司 |
| 主分类号： | H01L31/0304 | 分类号： | H01L31/0304;H01L31/054;H01L31/0687 |
| 代理公司： | 北京英赛嘉华知识产权代理有限责任公司 11204 | 代理人： | 王达佐;王艳春 |
| 地址： | 美国加利*** | 国省代码： | 美国;US |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 能量转换器 共振腔 分布式布拉格反射器 能量转换效率 晶格匹配 镜面 单片式 波长 多结 辐射 转换 | ||
1.单片式能量转换器，包括：
衬底；
两个或更多个GaInNAsSb结，所述两个或更多个GaInNAsSb结在所述衬底的上方，其中，所述两个或更多个GaInNAsSb结中的每个GaInNAsSb结与所述衬底晶格匹配并且具有与单色光源的能量匹配的带隙，其中，所述单色光源发射波长范围在1.0μm至1.55μm之间的单色光；
隧道结，所述隧道结将所述两个或更多个GaInNAsSb结中的每个GaInNAsSb结分开；
第一半导体层，所述第一半导体层在所述两个或更多个GaInNAsSb结的下方并且在所述衬底的上方；以及
第二半导体层，所述第二半导体层在所述两个或更多个GaInNAsSb结的上方；以及
其中，所述第一半导体层和所述第二半导体层在所述单色光的波长不进行吸收。
2.根据权利要求1所述的单片式能量转换器，其中，所述两个或更多个GaInNAsSb结中的每个GaInNAsSb结与GaAs或Ge晶格匹配，并且包括Ga1-xInxNyAs1-y-zSbz，其中，x、y和z的值为0≤x≤0.24，0.01≤y≤0.07和0.001≤z≤0.2。
3.根据权利要求1所述的单片式能量转换器，其中，所述波长范围介于1.3μm至1.55μm。
4.根据权利要求1所述的单片式能量转换器，其中，所述衬底是GaAs。
5.根据权利要求1所述的单片式能量转换器，其中，所述衬底是Ge。
6.根据权利要求1所述的单片式能量转换器，其中，所述第一半导体层和所述第二半导体层中的每层包括GaAs。
7.根据权利要求1所述的单片式能量转换器，其中，所述两个或更多个GaInNAsSb结的成分是相同的。
8.根据权利要求1所述的单片式能量转换器，其中，所述两个或更多个GaInNAsSb结中的每个GaInNAsSb结具有100nm至1μm的厚度。
9.根据权利要求1所述的单片式能量转换器，其中，所述能量转换器的特征在于：对于1μm至1.55μm的波长、0.6W至6W的辐射功率，效率为至少20％。
10.根据权利要求1所述的单片式能量转换器，其中，所述能量转换器的特征在于：
对于1.3μm的入射波长，开路电压VOC在1.47V至1.5V之间并且短路电流JSC在0.6A至1.4A之间；以及其中
所述能量转换器包括三个GaInNAsSb结，其中每个GaInNAsSb结具有0.92eV的带隙。
11.根据权利要求1所述的单片式能量转换器，包括第一镜，所述第一镜在所述衬底的下方。
12.根据权利要求11所述的单片式能量转换器，其中，所述第一镜包括金属镜。
13.根据权利要求11所述的单片式能量转换器，其中，所述第一镜包括金或金/镍合金。
14.根据权利要求11所述的单片式能量转换器，包括第二镜，所述第二镜在所述两个或更多个GaInNAsSb结的上方并且在所述第一半导体层的上方。
15.根据权利要求14所述的单片式能量转换器，其中，所述第二镜包括空气-半导体界面。
16.单片式能量转换器装置，包括以Pi结构配置的多个根据权利要求1所述的单片式能量转换器。
17.单片式能量转换器装置，包括互相串联连接的多个根据权利要求1所述的单片式能量转换器。
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H01L31-00 对红外辐射、光、较短波长的电磁辐射，或微粒辐射敏感的，并且专门适用于把这样的辐射能转换为电能的，或者专门适用于通过这样的辐射进行电能控制的半导体器件；专门适用于制造或处理这些半导体器件或其部件的方法或
H01L31-02 .零部件
H01L31-0248 .以其半导体本体为特征的
H01L31-04 .用作转换器件的
H01L31-08 .其中的辐射控制通过该器件的电流的，例如光敏电阻器
H01L31-12 .与如在一个共用衬底内或其上形成的，一个或多个电光源，如场致发光光源在结构上相连的，并与其电光源在电气上或光学上相耦合的
