A high-efficiency 3- or 4-junction solar cell is disclosed with a
theoretical AM0 energy conversion efficiency of about 40%. The solar cell
includes p-n junctions formed from indium gallium arsenide nitride
(InGaAsN), gallium arsenide (GaAs) and indium gallium aluminum phosphide
(InGaAlP) separated by n-p tunnel junctions. An optional germanium (Ge)
p-n junction can be formed in the substrate upon which the other p-n
junctions are grown. The bandgap energies for each p-n junction are
tailored to provide substantially equal short-circuit currents for each
p-n junction, thereby eliminating current bottlenecks and improving the
overall energy conversion efficiency of the solar cell. Additionally, the
use of an InGaAsN p-n junction overcomes super-bandgap energy losses that
are present in conventional multi-junction solar cells. A method is also
disclosed for fabricating the high-efficiency 3- or 4-junction solar cell
by metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD).
Υψηλής απόδοσης 3 ή ηλιακό κύτταρο 4-συνδέσεων αποκαλύπτεται με μια θεωρητική AM0 αποδοτικότητα ενεργειακής μετατροπής περίπου 40%. Το ηλιακό κύτταρο περιλαμβάνει τις συνδέσεις PN που διαμορφώνονται από το νιτρίδιο αρσενίδιων γαλλίου ίνδιου (InGaAsN), το αρσενίδιο γαλλίου (gaAs) και το φωσφίδιο αργιλίου γαλλίου ίνδιου (InGaAlP) που χωρίζεται από τις συνδέσεις σηράγγων του NP. Μια προαιρετική σύνδεση γερμανίου (Ge) PN μπορεί να διαμορφωθεί στο υπόστρωμα επάνω στο οποίο οι άλλες συνδέσεις PN αυξάνονται. Οι ενέργειες bandgap για κάθε σύνδεση PN προσαρμόζονται για να παρέχουν τα ουσιαστικά ίσα ρεύματα βραχυκυκλώματος για κάθε σύνδεση PN, με αυτόν τον τρόπο αποβάλλοντας τις τρέχουσες δυσχέρειες και βελτιώνοντας τη γενική αποδοτικότητα ενεργειακής μετατροπής του ηλιακού κυττάρου. Επιπλέον, η χρήση μιας σύνδεσης InGaAsN PN υπερνικά τις έξοχες -έξοχος-ψανδγαπ ενεργειακές απώλειες που είναι παρούσες στα συμβατικά ηλιακά κύτταρα πολυ-συνδέσεων. Μια μέθοδος αποκαλύπτεται επίσης για την κατασκευή του υψηλής απόδοσης 3 ή ηλιακού κυττάρου 4-συνδέσεων από τη μεταλλοργανική απόθεση χημικού ατμού (MOCVD).
