硅基 III-V 族多光谱太阳能电池的生长路径
材料科学
2013-12-13 v1
摘要
迄今为止，高效多结太阳能电池已在 Ge 或 GaAs 衬底上开发用于空间应用，而高昂的制造成本阻碍了其地面应用。为了降低成本，我们提出了一种在 Si 衬底上进行 III-V 族化合物异质外延的突破性技术，且不会产生对光伏应用至关重要的缺陷。利用该技术，我们期望实现异质 Ga1-xInxAs 微晶体在 Si 衬底上的完美集成。在本文中，我们展示了 x=0 时的情况。GaAs 晶体是通过在覆盖有薄 SiO2 纳米结构层的 Si (100) 晶圆上进行侧向外延生长 (Epitaxial Lateral Overgrowth) 制备的。通过 MEB 和 TEM 成像分析了这些晶体的晶体结构。比较了不同条件下生长的 GaAs 晶体的微拉曼和微光致发光谱与参考 GaAs 晶片的谱图，以更深入了解潜在的局部应变及其结晶度。这项工作旨在开发构建模块，以进一步开发 GaAs/Si 串联演示器，根据我们的现实建模推断，其在 AM1.5G 光谱无聚光条件下的潜在转换效率为 29.6%。本文表明，侧向外延生长在开发硅基多结太阳能电池方面具有非常有趣的潜力，可接近当前 GaInP/GaAs 串联电池在相同光照条件下 30.3% 的世界纪录，但使用的是比硅成本更高的衬底。
引用
@article{arxiv.1312.3570,
title = {Growth Route Toward III-V Multispectral Solar Cells on Silicon},
author = {C. Renard and N. Cherkashin and A. Jaffré and T. Molière and L. Vincent and A. Michel and J. Alvarez and J. P. Connolly and J. -P. Kleider and D. Mencaraglia and D. Bouchier},
journal= {arXiv preprint arXiv:1312.3570},
year = {2013}
}
备注
Preprint of the 28th EUPVSEC proceedings, September 2013, Paris, France. (5 pages)