用于III‑V化合物半导体电池的栅格设计制造技术

一种用于从太阳产生能量的光伏太阳能电池，所述光伏太阳能电池包含：锗衬底，其包含第一光敏结且形成底部太阳能子单元；砷化镓中间单元，其安置在所述衬底上；磷化铟镓顶部单元，其安置在所述中间单元上；以及表面栅格，其包含多个间隔开的栅格线，其中所述栅格线具有大于7微米的厚度，且每一栅格线具有梯形形状的横截面，其中横截面面积在45与55平方微米之间。

【技术实现步骤摘要】
用于III-V化合物半导体电池的栅格设计理查W·霍夫曼，Jr.(RichardW.Hoffman，Jr.)、普拉文·帕特尔(PravinPatel)和坦森·瓦吉斯(TansenVarghese)的针对“用于III-V化合物半导体电池的栅格设计(GRIDDESIGNFORIII-VCOMPOUNDSEMICONDUCTORCELL)”的美国专利申请案
本专利技术大体上涉及用于将日光转化成电能的空间或聚光器地面太阳能发电系统的太阳能电池的设计，且更明确地说，涉及一种包含太阳能电池上的栅格配置的布置。
技术介绍
用于地面太阳能发电应用的市售硅太阳能电池具有范围在从8％到15％的效率。基于III-V化合物的化合物半导体太阳能电池在正常操作条件下具有28％的效率。此外，众所周知，将太阳能聚集到III-V化合物半导体光伏电池上会在聚光状态下将所述电池的效率增加到超过37％的效率。地面太阳能发电系统目前鉴于其低成本和普遍可用性而使用硅太阳能电池。尽管III-V化合物半导体太阳能电池已在卫星应用(其中在选择此些装置时其功率-重量效率比每瓦的成本考虑因素更重要)中广泛使用，但尚未针对存在于地球表面的太本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从太阳产生能量的聚光器光伏太阳能电池布置，其包括：聚光透镜(60)，其用于产生大于500X的聚光度；以及太阳能电池，其在所聚集的光束的路径中，所述太阳能电池包含锗(11、12)衬底，其包含第一光敏结且形成底部太阳能子单元(10)；砷化镓中间单元(20)，其安置在所述衬底(11、12)上；磷化铟镓顶部单元(30)，其安置在所述中间单元(20)上且具有带隙以使AM1.5光谱区中的吸收最大化；以及安置在所述顶部单元(30)上的表面栅格(45)，其包含多个间隔开的栅格线(45)，其中所述栅格线(45)具有大于7微米的厚度，且每一栅格线具有梯形形状的横截面，其中横截面面积在45与55平方微米之间...

【技术特征摘要】
1.一种用于从太阳产生能量的聚光器光伏太阳能电池布置，其包括：聚光透镜(60)，其用于产生大于500X的聚光度；以及太阳能电池，其在所述聚光透镜(60)所聚集的光束的路径中，所述太阳能电池包含锗(11、12)衬底，其包含第一光敏结且形成底部太阳能子单元(10)；砷化镓中间单元(20)，其安置在所述锗衬底(11、12)上；磷化铟镓顶部单元(30)，其安置在所述砷化镓中间单元(20)上且具有带隙以使AM1.5光谱区中的吸收最大化；以及安置在所述磷化铟镓顶部单元(30)上的表面栅格，其包含多个间隔开的栅格线(45)，其中所述栅格线(45)具有大于7微米的厚度，且每一栅格线具有梯形形状的横截面，其中横截面面积在45与55平方微米之间，且适合于传导由所述太阳能电池产生的相对高的电流，其中所述梯形形状具有顶部处4.5微米的宽度和底部处7微米的宽度；其中由覆盖顶部表面的多个平行栅格线(45)构成的栅格图案的总表面面积覆盖所述磷化铟镓顶部单元(30)的表面面积的至少6％，但少于所述表面面积的10％；其中所述磷化铟镓顶部单元(30)具有200欧姆/平方的薄层电阻；其中所述栅格线(45)具有100微米的中心到中心间距；其中所述太阳能电池具有至少3.0伏的开路电压(Voc)、至少0.13安培/瓦的短路状态下的响应度、至少0.70的填充因数(FF)，且在AM1.5D或AM0太阳辐射下产生每平方厘米电池面积超过35毫瓦的峰值DC功率；以及所述布置进一步包括安置于所述太阳能电池的介于所述底部太阳能子单元(10)和所述砷化镓中间单元(20)之间的隧道二极管层(14、15)和安置于所述太阳能电池的介于所述砷化镓中间单元(20)和所述磷化铟镓顶部单元(30)之间的隧道二极管层(21、22)，所述隧道二极管层具有适于支持穿过所述隧道二极管的15与30安培/平方厘米之间的电流密度的厚度。2.根据权利要求1所述的布置，其中所述磷化铟镓顶部单元(30)、所述砷化...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·W·小霍夫曼，普拉温·帕特尔，坦森·瓦格赫塞，
申请(专利权)人：安科太阳能公司，
类型：发明
国别省市：