[发明专利]多结太阳能电池装置的制造

说明书

本发明涉及用于制造多结太阳能电池装置的方法，该方法包括以下步骤：设置最终基础衬底；设置包括第一拉链层与第一晶种层的第一创制衬底；设置第二衬底；将第一晶种层传送至所述最终基础衬底；在将所述第一晶种层传送至所述最终基础衬底后，在所述第一晶种层上形成至少一个第一太阳能电池层，从而获得第一晶片结构；在所述第二衬底上形成至少一个第二太阳能电池层，从而获得第二晶片结构；并且使所述第一晶片结构与所述第二晶片结构相互结合。

本申请是申请日为2013年3月13日、申请号为201380016920.6(国际申请号：PCT/EP2013/055134)、发明名称为“多结太阳能电池装置的制造”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及多结太阳能电池衬底的制造，具体地说，涉及包括晶片传送处理的多结太阳能电池衬底的制造以及供地面及太空领域应用的太阳能电池装置的制造。

背景技术

光伏电池或太阳能电池被设计成用于将太阳辐射转化成电流。在太阳能光伏聚光器的应用中，入射太阳光在对准太阳能电池之前被光学地聚集。例如，入射太阳光被主镜接收，该主镜朝副镜反射接收到的辐射，该副镜转而朝太阳能电池反射辐射，该太阳能电池例如通过在III-V族半导体或单晶硅中产生电洞对将聚集的辐射转化成电流。另选的是，可通过使用如菲尼尔透镜一样的透光仪器将阳光聚集在太阳能电池上。

因为不同的半导体材料组分对不同波长的入射太阳光显示最优的吸收性，所以已经提出了包括例如在不同波长范围内显示最优吸收性的三个电池的多结太阳能电池。三个电池结构可包括例如：具有1.8eV间隙值的GalnP顶部电池层、具有1.4eV间隙值的GaAs中间电池层以及具有0.7eV间隙值的Ge底部电池层。大体上，III-V或IV族半导体可用作通过层传送/结合制成的多结电池装置的活跃子电池。多结太阳能电池常通过单层外延生长制成。单层生长过程一般需要：任何形成的层与先前形成的层或基础衬底充分地晶格匹配。然而，由于晶格失配，太阳能电池层在生长衬底上的外延生长仍提出了棘手的问题。例如，因为由于晶体失配，lnP太阳能电池层的晶体及光学特征会受到严重恶化，所以不适合在Ge衬底上外延生长lnP太阳能电池层。此外，在传统使用的传送过程中，中间衬底在传送外延生长层后被丢失。

因此，尽管存在现有的创制过程，但是仍存在对于改善用于多结太阳能电池装置的制造过程的需求。

发明内容

本发明解决上述需求，并因此提供一种用于制造多结太阳能电池装置的方法，该方法包括步骤：

设置最终基础衬底；

设置第二衬底；

将第一晶种层传送至最终基础衬底；

在将第一晶种层传送至最终基础衬底后，在第一晶种层上形成至少一个第一太阳能电池层，从而获得第一晶片结构；

在第二衬底上形成至少一个第二太阳能电池层，从而获得第二晶片结构；并且

将至少一个第二太阳能电池结合至第一晶片结构。

就术语“最终”基础衬底而言，其表示此基础衬底将是最后完全制成的多结太阳能电池的基础衬底。

将至少一个第二太阳能电池结合至第一晶片结构的步骤包括将至少一个第二太阳能电池层结合至至少一个第一太阳能电池层。与现有技术的制造过程相比，可借助相对小数量的传送步骤获得具有堆叠的太阳能电池层的构造，从而减小制造多结太阳能电池的复杂性。

术语“创制衬底”包括不同于仅纯块材衬底的衬底，更确切地说，包括形成在衬底中的层或界面以便利于其局部移除。具体地说，“创制衬底”可包括位于晶种层与基础衬底之间的拉链层。具体地说，创制衬底可包括在移除创制衬底的步骤中从晶种层拆卸的基础衬底。

借助拉链层进行拆卸使得能够重新利用被拆卸的衬底。