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FR2690278A1 - Composant photovoltaïque multispectral à empilement de cellules, et procédé de réalisation. - Google Patents

Composant photovoltaïque multispectral à empilement de cellules, et procédé de réalisation. Download PDF

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FR2690278A1
FR2690278A1 FR9204633A FR9204633A FR2690278A1 FR 2690278 A1 FR2690278 A1 FR 2690278A1 FR 9204633 A FR9204633 A FR 9204633A FR 9204633 A FR9204633 A FR 9204633A FR 2690278 A1 FR2690278 A1 FR 2690278A1
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Linh T Nuyen
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Picogiga SA
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Abstract

Selon ce procédé: (a) on produit une première cellule (1) comprenant un premier substrat (4), une première couche optiquement active (5) et, entre ce substrat et cette couche active, une couche mince soluble (12), (b) on produit une seconde cellule (2) comprenant un second substrat (8) et une seconde couche optiquement active (9), de nature différente de la première, (c) on dispose en vis-à-vis ces deux cellules de manière que les couches actives soient tournées l'une vers l'autre, (d) on réunit les deux cellules élémentaires par leurs couches actives au moyen d'une colle transparente (3), et (e) on dissout par voie chimique ou électrochimique le matériau de la couche soluble en laissant intacts les autres matériaux, de manière à séparer, sans le dissoudre, le premier substrat d'avec le reste de la structure.

Description

Composant photovoltaïque muItispectral
à empilement de cellules, et procédé de réalisation
L'invention concerne, de façon générale, la conversion de l'énergie lumineuse, notamment de l'énergie solaire, en énergie électrique au moyen de composants mettant en oeuvre l'effet photovoltaïque produit dans les semiconducteurs.
Lorsque ces composants, généralement appelés cellules solaires , n'utilisent qu'une seule espèce de matériau semiconducteur (principalement le silicium ou l'arséniure de gallium), ils ne peuvent transformer au mieux l'énergie lumineuse du rayonnement solaire, en raison de l'étalement du spectre de ce dernier. En effet, un matériau semiconducteur donné possède une largeur de bande interdite déterminée, de sorte que les photons d'énergie inférieure à cette largeur de bande ne sont jamais absorbés et ne peuvent donc générer les paires électron-trou nécessaires à la production du photocourant.
À l'opposé, les photons d'énergie supérieure à celle de la bande interdite vont, quant à eux, créer des paires électron-trou, mais avec un excès d'énergie par rapport à celle de la bande interdite, excès qui sera converti en chaleur et non en énergie électrique.
Pour améliorer la conversion de l'énergie solaire, il a été proposé d'associer, selon diverses configurations, plusieurs semiconducteurs différents ayant des largeurs de bande interdite différentes. Ces composants sont appelés cellules solaires multispectrales .
L'une des configurations proposées, à laquelle se rattache l'invention, est dite a empilée et consiste à réaliser au préalable, chacune sur son propre substrat, deux (ou plus) cellules différentes que l'on superpose ensuite en les fixant par une colle transparente. Cette colle peut être soit conductrice, ce qui permet de relier en série les deux cellules (mais dans ce cas, le photocourant produit par le dispositif est limité par le plus faible photocourant généré), soit isolante, chacune des cellules étant alors pourvue d'électrodes propres reliées séparément à des circuits distincts de l'électronique du bloc de charge (qui devra donc avoir été conçu en conséquence).
Cette configuration présente un certain nombre d'inconvénients, notamment le fait que, comme l'on doit réaliser séparément deux cellules, le composant final comprend deux épaisseurs de substrat, accroissant d'autant le poids et le coût de la structure, tout particulièrement lorsque l'on empile une cellule GaAs (ou, a fortiori, InP) sur une cellule silicium : le substrat GaAs, qui est le plus lourd et le plus cher, ne sert aucunement de support mécanique et ne joue aucun rôle actif. On peut, certes, amincir cette couche par rodage pour réduire le poids de la cellule, mais ceci en accroît encore le coût, car le matériau ainsi rodé n'est pas récupérable et l'étape supplémentaire de rodage vient grever d'autant le coût final de production du composant.
L'un des buts de l'invention est de remédier aux inconvénients des cellules multispectrales de ce type, en en réduisant le coût et le poids par élimination et récupération de l'un ou des deux substrats, avec tous les avantages corrélatifs qui pourront en découler. Ainsi le substrat étant éliminé, il n'est plus nécessaire de réaliser des vias pour le traverser et assurer la prise de contact à la couche inférieure du composant ; le coût de fabrication de ce dernier en est diminué d'autant; le poids du composant est considérablement réduit, ce qui est avantageux dans le domaine spatial; enfin, la dissipation thermique est notablement améliorée du fait de la suppression de la résistance thermique constituée, dans les composants actuels, par le substrat (GaAs et laP étant mauvais conducteurs de la chaleur).
À cet effet, l'invention propose de réaliser le composant par un procédé consistant à: (a) produire une première cellule comprenant un premier substrat, une première couche optiquement active et, entre ce substrat et cette couche active, une couche mince soluble (b) produire une seconde cellule comprenant un second substrat et une seconde couche optiquement active, de nature différente de la première; (c) disposer en vis-à-vis ces deux cellules de manière que les couches actives soient tournées l'une vers l'autre ; (d) réunir les deux cellules élémentaires par leurs couches actives au moyen d'une colle transparente; et (e) dissoudre le matériau de la couche soluble en laissant intacts les autres matériaux, de manière à séparer, sans le dissoudre, le premier substrat d'avec le reste de la structure.
Avantageusement, à l'étape (b), on produit la seconde cellule avec, entre son substrat et sa couche active, une couche mince soluble, de manière à séparer également, à l'étape (e), le second substrat d'avec le reste de la structure.
Le matériau du premier substrat et/ou du second substrat peut notamment être un semiconducteur III-V binaire ou ternaire, auquel cas la couche mince soluble correspondante peut être une couche épitaxiée d'un matériau semiconducteur III-V ternaire présentant une fraction molaire d'aluminium d'au moins 40% et de maille atomique compatible avec celle du substrat sur lequel elle est épitaxiée, la dissolution de l'étape (e) étant opérée par voie chimique.
Ce matériau peut également être un semiconducteur semi-isolant ou de type n, auquel cas la couche mince soluble correspondante peut être une couche d'un matériau semiconducteur dopé p+, la couche active correspondante comportant au moins une couche inférieure dopée n et la dissolution de l'étape (e) étant opérée par voie anodique et sans illumination.
On peut par ailleurs, dans l'un ou l'autre cas, fixer la structure obtenue à l'étape (e) sur un support réfléchissant.
L'invention a également pour objet, en tant que produit nouveau, un composant photovoltaïque multispectral comprenant un empilement d'au moins deux cellules élémentaires associées de caractéristiques de réponse spectrale différentes et comportant une première cellule comprenant une première couche optiquement active, une seconde cellule comprenant une seconde couche optiquement active, de nature différente de la première, et une couche de colle transparente réunissant ces deux cellules. De façon caractéristique de l'invention, la première cellule est essentiellement dépourvue de couche formant substrat, et les couches actives des deux cellules sont tournées l'une vers l'autre et réunies par ladite couche de colle transparente.
La seconde cellule peut être également, si on le souhaite, essentiellement dépourvue de couche formant substrat. Dans l'un ou l'autre cas, le composant peut avantageusement comprendre en outre un support réfléchissant.
On va maintenant décrire des exemples de mise en oeuvre de l'invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels les mêmes références numériques désignent toujours des éléments semblables.
La figure 1 montre la structure d'une cellule multispectrale de l'art antérieur dont les deux cellules élémentaires sont reliées en série.
La figure 2 montre la structure d'une cellule multispectrale de l'art antérieur dont les deux cellules élémentaires sont pourvues d'électrodes propres indépendantes.
Les figures 3a à 3d illustrent les étapes successives d'un premier procédé de mise en oeuvre de l'invention.
Les figures 4a à 4d illustrent les étapes successives d'un second procédé de mise en oeuvre de l'invention.
#
Sur les figures 1 et 2, on a représenté la structure classique d'une cellule multispectrale du type à empilement, selon deux variantes de réalisation.
Le composant est essentiellement constitué à partir de deux cellules élémentaires 1 et 2 de largeurs de bande interdite différentes, le plus souvent choisies parmi les cellules sur silicium amorphe, sur arséniure de gallium et sur phosphure d'indium.
Ces deux cellules sont réunies mécaniquement par une colle transparente (optiquement inactive) 3, cette colle étant soit conductrice (cas de la figure 1 ; elle assure alors non seulement une liaison mécanique mais également une liaison électrique) soit non conductrice (cas de la figure 2).
La première cellule élémentaire 1 comporte un substrat 4 sur lequel est formée une couche active 5 dont l'épaisseur et la constitution sont choisis en fonction du composant à réaliser. Cette couche active 5 peut être constituée d'un empilement de couches successives présentant chacune une composition, un dopage et une épaisseur différents, le terme couche active désignant ici collectivement cet empilement. Des métallisations 6 et 7 assurent la prise de contact et constituent les électrodes de cette première cellule élémentaire.
La seconde cellule élémentaire 2 a une structure semblable (mais avec un choix de matériau différent) : un substrat 8 porte une couche active 9, et des métallisations 10, 11 constituent les électrodes de la cellule. Cette cellule 2 peut être une cellule d'un type commercial courant, utilisée telle quelle sans modification particulière de structure, par exemple une cellule solaire en silicium amorphe telle que celIes décrites par A. Takeoka, Technology Brightens Prospects for Solar Power, Journal of Electronic Engineering, juillet 1991, p. 100.
Lorsque la colle 3 est conductrice (figure 1), elle relie électriquement les électrodes 7 et 10, mettant ainsi en série les deux cellules 1 et 2 ; les électrodes 6 et Il constituent alors les bornes A et B du composant.
Lorsque la colle 3 est non conductrice (figure 2), chaque groupe de métallisations est relié à des bornes respectives A1, A2 et B1, B2 du composant, qui alimenteront des circuits distincts du bloc électronique de charge. Cette configuration est plus complexe, mais elle permet de tenir compte des paramètres électriques différents des deux cellules, en évitant notamment l'inconvénient, propre au couplage en série de deux cellules, que le photo courant produit et nécessairement limité par le plus faible photo courant généré par l'une des cellules.
On notera que, dans l'une ou l'autre de ces structures de l'art antérieur, les deux cellules sont toujours tournées avec leur face active vers le haut, c'est-à-dire que, lors du collage, c'est le dos (substrat 4) de la cellule 1 que l'on vient coller contre la face (couche active 9) de la cellule 2.
L'idée de base de l'invention consiste à récupérer le substrat de l'une au moins des deux cellules, par exemple par dissolution chimique ou électrochimique d'une couche intercalaire prévue entre substrat et couche active, cette dissolution étant effectuée une fois les deux cellules déjà collées ensemble.
Les figures 3a à 3d illustrent schématiquement les étapes successives d'un tel procédé.
Tout d'abord (figure 3a), on réalise séparément deux cellules 1 et 2 de manière classique, à la seule différence près que, pour la cellule 1, on prévoit entre la couche active 5 et le substrat 4 une couche intercalaire soluble, mince, 12. Par exemple, lorsqu'il s'agit d'un substrat en un semiconducteur III-V binaire ou ternaire, tel que GaAs notamment, la couche mince soluble 12 est une couche épitaxiée d'un matériau semiconducteur III-V ternaire riche en aluminium et de maille atomique compatible avec celle du substrat 4. Ce matériau de la couche 12 peut notamment être AlxGal xAs (sur substrat
GaAs) ou AlxInl xAs (sur substrat InP) avec une fraction molaire (teneur) en aluminium xA1 2 0,50 environ. Le substrat 4 peut avoir par exemple une épaisseur de 500 Rm et la couche mince soluble une épaisseur de l'ordre de quelques dizaines de nanomètres.
Si la couche active 5 comporte elle-même des couches riches en aluminium, il faudra protéger ses flancs par un matériau inerte, car sinon ces couches riches en aluminium seraient également attaquées lors de la dissolution. À cet égard, on pourra se référer à la demande de brevet français 91-15139 au nom de la Demanderesse, qui expose en détail une telle technique. Essentiellement, on choisit comme matériau inerte de protection une résine photosensible ou une couche de passivation du composant (oxyde ou nitrure) déposée par une voie classique, et on enlève sélectivement ce matériau de manière à mettre à nu la couche intermédiaire 12 en une région isolée telle que celle référencée en 13 sur la figure 3a. Cet enlèvement sélectif peut être réalisé par des techniques classiques de photolithographie électronique (dans le cas d'une couche en résine photosensible) ou de gravure (dans le cas d'une couche de passivation).
Bien entendu, le matériau constituant la face de la couche active 5 qui est en contact avec la couche intercalaire 12 présente une faible teneur en aluminium, autrement le composant serait attaqué par le dessous lors de la dissolution de la couche intercalaire 12. Ce matériau est généralement une couche de GaAs, 1nP ou GaxInl xAs, les couches de AlxGa1-xAs riche en aluminium étant situées plus profondément dans l'empilement de couches de la couche active 5.
On colle alors ensemble les deux composants (figure 3b) avec une colle, conductrice ou isolante selon le cas, de la même manière que dans l'art antérieur, mais à la différence essentielle que, dans le cas de l'invention, le substrat de la cellule 1 est tourné vers le haut, c'est-à-dire que c'est par la couche active 5 que la cellule 1 est collée sur la cellule 2, et non par son substrat 4 (comme cela était le cas avec la configuration de l'art antérieur, illustré figures 1 et 2).
On trempe alors l'ensemble dans un bain d'acide dilué, par exemple de l'acide chlorhydrique à 50%, ce choix d'acide n'étant en aucune façon limitatif.
Cette opération a pour effet (figure 3c) d'attaquer la couche mince 12 riche en aluminium, l'acide venant attaquer la couche de
AIxGa1-xAs par l'endroit 13 mis à nu, puis par le chant de cette couche.
Le reste de la structure est en revanche laissé intact, notamment le substrat 4 détaché, les flancs éventuellement protégés par une couche inerte et les autres couches 3, 5, 8 et 9.
Cette technique de séparation du substrat par dissolution chimique est basée sur le fait que le composé AlxGa1-xAs à forte teneur en aluminium (xAl # 0,50) constituant la couche intercalaire se dissout très rapidement dans l'acide chlorhydrique ou fluorhydrique, à la différence de GaAs ou AlyGa1-yAs à faible teneur en aluminium (YA1 < 0,30). On pourra se référer à cet égard à M. Konagai et al.,
High Efficiency GaAs Thin Film Solar Cells by Peeled Film Technology, Journal of Crystal Growth, n 45 (1978), p. 277 ou à E. Yablonovitch et al., Extreme Selectivity in the Lift-Off of Epitaxial GaAs
Films, Appl. Phys. Lett., Vol. 51, n 26, 28 décembre 1987, p. 222.
Comme l'indique notamment ce dernier article, on constate une sélectivité très forte de la vitesse d'attaque en fonction de la composition de la couche, cette vitesse croissant très brutalement dès que la fraction molaire d'aluminium dépasse un seuil de 40 à 50%.
Ainsi, pour une couche épitaxiale de AlxGa1-xAs de plusieurs dizaines de nanomètres, l'immersion pendant une nuit dans HCl dilué à 50% montre une attaque totale de ce matériau sur une surface de tranche de 2 pouces de diamètre (5 cm environ), le substrat
GaAs se détachant de lui-même du reste du composant. La tranche de substrat ainsi détachée, qui n'a pas été attaquée par l'acide, est parfaitement réutilisable pour la réalisation d'autres cellules sur cette même tranche.
Le processus se poursuit (figure 3d) par dépôt des métallisations sur la face libre de la cellule 1 ; on notera que, du fait de l'absence de substrat, le dépôt de la métallisation permet une prise de contact directe, sans interposition du substrat, sur la face arrière de la couche active 5 et donc sans avoir besoin de former des vias.
Par ailleurs, le composant peut être avantageusement collé sur un support réfléchissant 14, ce qui permet de doubler le parcours d'absorption des photons par réflexion de ceux-ci et donc d'améliorer le rendement global du composant.
La technique que l'on vient de décrire mettait en oeuvre une dissolution par voie chimique.
Un autre technique, mettant en ceuvre une dissolution par voie électrochimique (dissolution anodique) peut également être employée, tout particulièrement pour les composants qui ne sont pas réalisés sur substrat GaAs ou InP et auxquels la technique précédente n'est pas applicable.
Cette autre technique, qui est exposée dans la demande de brevet français 91-15138 au nom de la Demanderesse, consiste essentiellement à épitaxier sur le substrat 4, qui peut être en silicium, GaAs, lnP, etc., une couche intercalaire mince 12 qui est une dopée p+. Sur cette couche intercalaire 12 on forme ensuite la couche active 5. La couche intercalaire 12 peut également être obtenue par implantation à travers la couche active 5.
Bien entendu, le matériau constituant la face de la couche active 5 en contact avec la couche intercalaire 12, n'est pas dopé p, autrement le composant serait attaqué par le dessous lors de la dissolution électrochimique de la couche intercalaire 12 ; ce matériau est généralement une couche dopée n+. Si la couche active comporte une ou plusieurs couches p, des précautions particulières devront être prises en protégeant les flancs de la couche par un matériau inerte, de la même manière que pour les couches riches en aluminium dans le cas de la dissolution par voie chimique.
L'étape de dissolution anodique consiste à dissoudre le matériau semiconducteur de la couche intercalaire 12 dopée p+ par mise en contact avec un électrolyte (par exemple KOH), ce matériau constituant l'anode par rapport à une électrode de référence. Par le phénomène d' anode soluble cette électrode disparaît progressivement, c'est-à-dire que le matériau de la couche intercalaire - et de cette seule couche - se trouve progressivement éliminé. L'électrolyte vient attaquer cette couche à l'endroit 13 mis à nu, puis par le chant de cette couche. Le reste de la structure, notamment le substrat et des régions éventuellement protégées par une couche inerte, qui sont neutres du point de vue électrochimique, sont en revanche laissés intacts.
Pour de plus amples détails sur le phénomène de dissolution électrochimique d'un matériau semiconducteur, on pourra se référer notamment à l'étude de T. Ambridge et al., The Electrochemicat Characterization of n-Type Gallium Arsenide, Journal of Applied
Electrochemistry, Vol. 3 (1973), p.l, qui décrit un procédé dans lequel cette dissolution est utilisée pour déterminer le dopage d'une couche de GaAs de type n. Il ne s'agit toutefois que d'un procédé visant à la caractérisation électrique d'une couche de surface d'une structure semiconductrice, et il n'est nulle part envisagé d'utiliser cette technique pour séparer un substrat de composants réalisés sur celui-ci par dissolution d'une couche intercalaire enterrée.
On notera que, dans ce phénomène de dissolution anodique, ce sont les trous qui participent au transfert de charges, non les électrons (voir notamment à ce sujet H. Gerisher, Physical Chemistry
An Advanced Treatise : IXA Electrochemistry, Chap. 5, édité par
Eyring, Henderson & Jost, Academic Press, New York (1970)). Autrement dit, en l'absence de trous, le semiconducteur n'est pas dissous, ce qui revient également à dire que seuls les semiconducteurs de type p peuvent être dissous. En ce qui concerne les semiconducteurs de type n, ils ne peuvent être dissous que si l'on génère des trous par une action exogène, typiquement par illumination. C'est pourquoi, dans l'étape de processus de dissolution anodique selon l'invention, on prévoit d'effectuer cette dissolution anodique dans l'obscurité, afin de dissoudre exclusivement le semiconducteur de type p et de laisser intacts les semiconducteurs de type n, notamment le matériau constituant la région inférieure de la couche active.
Le procédé que l'on vient de décrire en référence aux figures 3a à 3d s'applique plutôt au cas où la cellule 2 a un substrat bon marché, par exemple le silicium, et surtout le silicium amorphe.
Lorsque les deux substrats sont chers ou de poids élevé, tels que
GaAs et InP, on préfere éliminer les substrats de chacune des deux cellules élémentaires.
Les figures 4a à 4d sont homologues des figures 3a à 3d, pour un tel procédé: dans ce cas, on prévoit, outre la couche mince soluble 12 pour le composant 1, une couche mince soluble 15 pour le composant 2, intercalée entre le substrat 8 et la couche active 9, cette couche étant mise à nu en 16.
Les opérations subséquentes ont lieu de la même façon que dans le processus précédent, les procédés de dissolution par voie électrochimique et par voie chimique pouvant être éventuellement utilisés successivement si la nature des matériaux respectifs des deux cellules le requiert.
Après avoir produit les deux cellules élémentaires (figure 4a), les avoir collées ensemble, face active contre face active (figure 4b) et avoir séparé les substrats (figure 4c), on aboutit à la structure de la figure 4d qui ne comporte que les deux couches actives 5 et 9 et la couche de colle 3. On fixe alors cette structure sur un support 14 qui dans ce dernier cas joue également le rôle de support mécanique.

Claims (8)

REVENDICATIONS
1. Un procédé de réalisation d'un composant photovoltaïque multispectral comprenant un empilement d'au moins deux cellules élémentaires associées de caractéristiques de réponse spectrale différentes, caractérisé par les étapes consistant à:
(a) produire une première cellule (1) comprenant un premier
substrat (4), une première couche optiquement active (5) et,
entre ce substrat et cette couche active, une couche mince
soluble (12),
(b) produire une seconde cellule (2) comprenant un second sub
strat (8) et une seconde couche optiquement active (9), de
nature différente de la première,
(c) disposer en vis-à-vis ces deux cellules de manière que les
couches actives soient tournées l'une vers l'autre,
(d) réunir les deux cellules élémentaires par leurs couches acti
ves au moyen d'une colle transparente (3), et
(e) dissoudre le matériau de la couche soluble en laissant intacts
les autres matériaux, de manière à séparer, sans le dis
soudre, le premier substrat d'avec le reste de la structure.
2. Le procédé de la revendication 1, dans lequel, à l'étape (b), on produit la seconde cellule avec, entre son substrat (8) et sa couche active (9), une couche mince soluble (15) de manière à séparer également, à l'étape (e), le second substrat d'avec le reste de la structure.
3. Le procédé de la revendication I ou de la revendication 2, dans lequel, le matériau du premier substrat et/ou du second substrat est un semiconducteur m-V binaire ou ternaire, la couche mince soluble correspondante est une couche épitaxiée d'un matériau semiconducteur III-V ternaire présentant une fraction molaire d'aluminium d'au moins 40% et de maille atomique compatible avec celle du substrat sur lequel elle est épitaxiée, et la dissolution de l'étape (e) est opérée par voie chimique.
4. Le procédé de la revendication 1 ou de la revendication 2, dans lequel, le matériau du premier substrat et/ou du second substrat est un semiconducteur semi-isolant ou de type n, la couche mince soluble correspondante est une couche d'un matériau semiconducteur dopé p+, la couche active correspondante comporte au moins une couche inférieure dopée n, et la dissolution de l'étape (e) est opérée par voie anodique et sans illumination.
5. Le procédé de la revendication 1 ou de la revendication 2, comprenant en outre une étape finale consistant à:
(f) fixer la structure obtenue à l'étape (e) sur un support réflé
chissant (14).
6. Un composant photovoltaïque multispectral comprenant un empilement d'au moins deux cellules élémentaires associées de caractéristiques de réponse spectrale différentes, comprenant:
- une première cellule (1) comprenant une première couche opti
quement active (5),
- une seconde cellule (2) comprenant une seconde couche opti
quement active (9), de nature différente de la première, et
- une couche de colle transparente (3) réunissant ces deux cel
lules, composant caractérisé en ce que:
- la première cellule est essentiellement dépourvue de couche
formant substrat, et
- les couches actives des deux cellules sont tournées l'une vers
l'autre et réunies par ladite couche de colle transparente.
7. Le composant de la revendication 6, dans lequel la seconde cellule est également essentiellement dépourvue de couche formant substrat.
8. Le composant de la revendication 6 ou de la revendication 7, comprenant en outre un support réfléchissant (14).
FR9204633A 1992-04-15 1992-04-15 Composant photovoltaïque multispectral à empilement de cellules, et procédé de réalisation. Pending FR2690278A1 (fr)

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JP5518059A JPH06511357A (ja) 1992-04-15 1993-04-15 セル積重ねによる多スペクトル構成とその製造法
EP93909024A EP0591500A1 (fr) 1992-04-15 1993-04-15 Procede de realisation d'un composant photovoltaique multispectral a empilement de cellules
US08/162,174 US5458694A (en) 1992-04-15 1993-04-15 Multispectral photovoltaic component comprising a stack of cells, and method of manufacture

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US (1) US5458694A (fr)
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Families Citing this family (59)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5827751A (en) * 1991-12-06 1998-10-27 Picogiga Societe Anonyme Method of making semiconductor components, in particular on GaAs of InP, with the substrate being recovered chemically
JP2571024B2 (ja) * 1994-09-28 1997-01-16 日本電気株式会社 マルチチップモジュール
US5789278A (en) * 1996-07-30 1998-08-04 Micron Technology, Inc. Method for fabricating chip modules
JPH10284535A (ja) * 1997-04-11 1998-10-23 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法及び半導体部品
US6326241B1 (en) * 1997-12-29 2001-12-04 Visteon Global Technologies, Inc. Solderless flip-chip assembly and method and material for same
US6117382A (en) 1998-02-05 2000-09-12 Micron Technology, Inc. Method for encasing array packages
US6166318A (en) 1998-03-03 2000-12-26 Interface Studies, Inc. Single absorber layer radiated energy conversion device
FR2777116A1 (fr) * 1998-04-03 1999-10-01 Picogiga Sa Structure a semiconducteurs de composant photovoltaique
US6259036B1 (en) 1998-04-13 2001-07-10 Micron Technology, Inc. Method for fabricating electronic assemblies using semi-cured conductive elastomeric bumps
FR2894990B1 (fr) 2005-12-21 2008-02-22 Soitec Silicon On Insulator Procede de fabrication de substrats, notamment pour l'optique,l'electronique ou l'optoelectronique et substrat obtenu selon ledit procede
GB0118150D0 (en) * 2001-07-25 2001-09-19 Imperial College Thermophotovoltaic device
US6582990B2 (en) 2001-08-24 2003-06-24 International Rectifier Corporation Wafer level underfill and interconnect process
FR2837625B1 (fr) * 2002-03-19 2004-09-17 Commissariat Energie Atomique Dispositif photovoltaique multi-jonctions a cellules independantes sans effet d'ombrage et procede de realisation d'un tel dispositif
US7488890B2 (en) * 2003-04-21 2009-02-10 Sharp Kabushiki Kaisha Compound solar battery and manufacturing method thereof
EP1513171A1 (fr) * 2003-09-05 2005-03-09 Sony International (Europe) GmbH Cellule solaire sensibilisé par un colorant et méthode pour sa fabrication
US20050247339A1 (en) * 2004-05-10 2005-11-10 Imperial College Innovations Limited Method of operating a solar cell
GB0519599D0 (en) * 2005-09-26 2005-11-02 Imp College Innovations Ltd Photovoltaic cells
TWI349371B (en) * 2007-02-13 2011-09-21 Epistar Corp An optoelectronical semiconductor device having a bonding structure
US20080216885A1 (en) * 2007-03-06 2008-09-11 Sergey Frolov Spectrally adaptive multijunction photovoltaic thin film device and method of producing same
CA2692126A1 (fr) * 2007-07-03 2009-01-08 Microlink Devices, Inc. Procedes de fabrication d'une cellule solaire a compose iii-v en couche mince
EP2203943A4 (fr) * 2007-10-12 2015-10-14 Omnipv Inc Modules solaires à rendement amélioré grâce à l'utilisation de concentrateurs spectraux
JP5315008B2 (ja) * 2007-11-16 2013-10-16 株式会社半導体エネルギー研究所 光電変換装置
US20090223554A1 (en) * 2008-03-05 2009-09-10 Emcore Corporation Dual Sided Photovoltaic Package
US20090229667A1 (en) * 2008-03-14 2009-09-17 Solarmer Energy, Inc. Translucent solar cell
US20110197947A1 (en) 2008-03-20 2011-08-18 Miasole Wire network for interconnecting photovoltaic cells
US20100043863A1 (en) * 2008-03-20 2010-02-25 Miasole Interconnect assembly
GB2459651A (en) * 2008-04-28 2009-11-04 Quantasol Ltd Concentrator photovoltaic cell
CN102084464A (zh) * 2008-05-30 2011-06-01 奥塔装置公司 外延迁移堆栈和方法
US20090325367A1 (en) * 2008-05-30 2009-12-31 Alta Devices, Inc. Methods and apparatus for a chemical vapor deposition reactor
US8367798B2 (en) * 2008-09-29 2013-02-05 The Regents Of The University Of California Active materials for photoelectric devices and devices that use the materials
TW201018746A (en) * 2008-10-10 2010-05-16 Alta Devices Inc Mesa etch method and composition for epitaxial lift off
TW201034055A (en) * 2008-10-10 2010-09-16 Alta Devices Inc Continuous feed chemical vapor deposition
EP2374146A4 (fr) * 2008-12-08 2013-07-17 Alta Devices Inc Dépôt d'empilements multiples pour gravure sélective
WO2010078022A2 (fr) * 2008-12-17 2010-07-08 Alta Devices, Inc. Appareils et procédés de retrait épitaxial de type bande
IT1392995B1 (it) * 2009-02-12 2012-04-02 St Microelectronics Srl Pannello solare con due moduli fotovoltaici multicellulari monolitici di diversa tecnologia
CA2756857C (fr) 2009-02-27 2015-08-11 Alta Devices, Inc. Substrats recouverts pour des procedes de depot et de retrait epitaxial
US20100276071A1 (en) * 2009-04-29 2010-11-04 Solarmer Energy, Inc. Tandem solar cell
EP2438621A4 (fr) * 2009-06-05 2014-04-23 Semiconductor Energy Lab Élément de conversion photoélectrique et son procédé de fabrication
CN102460722B (zh) * 2009-06-05 2015-04-01 株式会社半导体能源研究所 光电转换装置及其制造方法
JP5360818B2 (ja) * 2009-06-05 2013-12-04 国立大学法人福井大学 タンデム太陽電池及びその生産方法
KR101732397B1 (ko) * 2009-06-05 2017-05-04 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 광전 변환 장치 및 그의 제작 방법
US8440496B2 (en) * 2009-07-08 2013-05-14 Solarmer Energy, Inc. Solar cell with conductive material embedded substrate
FR2947955B1 (fr) * 2009-07-08 2014-07-04 Total Sa Procede de fabrication de cellules photovoltaiques multi-jonctions et multi-electrodes
US8372945B2 (en) * 2009-07-24 2013-02-12 Solarmer Energy, Inc. Conjugated polymers with carbonyl substituted thieno[3,4-B]thiophene units for polymer solar cell active layer materials
EP2790230A3 (fr) * 2009-08-27 2015-01-14 National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Dispositif photovoltaïque à jonctions multiples, dispositif photovoltaïque à jonctions multiples intégrées et leurs procédés de production
US9834860B2 (en) * 2009-10-14 2017-12-05 Alta Devices, Inc. Method of high growth rate deposition for group III/V materials
US11393683B2 (en) 2009-10-14 2022-07-19 Utica Leaseco, Llc Methods for high growth rate deposition for forming different cells on a wafer
US8399889B2 (en) 2009-11-09 2013-03-19 Solarmer Energy, Inc. Organic light emitting diode and organic solar cell stack
US20120180854A1 (en) 2011-01-18 2012-07-19 Bellanger Mathieu Mechanical stacking structure for multi-junction photovoltaic devices and method of making
KR101279586B1 (ko) * 2011-01-20 2013-06-27 한국과학기술연구원 플렉서블 광전극과 그 제조방법, 및 이를 이용한 염료감응 태양전지
US20120199188A1 (en) * 2011-02-09 2012-08-09 Alta Devices, Inc. Metal contact formation and window etch stop for photovoltaic devices
TWI553890B (zh) * 2011-03-10 2016-10-11 友達光電股份有限公司 太陽電池模組
US8951824B1 (en) 2011-04-08 2015-02-10 Apollo Precision (Fujian) Limited Adhesives for attaching wire network to photovoltaic cells
FR2981195B1 (fr) 2011-10-11 2024-08-23 Soitec Silicon On Insulator Multi-jonctions dans un dispositif semi-conducteur forme par differentes techniques de depot
CN103137612A (zh) * 2011-12-02 2013-06-05 杜邦太阳能有限公司 太阳能电池组及其制作方法
EP2645430A1 (fr) * 2012-03-28 2013-10-02 Soitec Fabrication de dispositifs à cellules solaires multijonctions
DE102014112430A1 (de) * 2014-08-29 2016-03-03 Ev Group E. Thallner Gmbh Verfahren zur Herstellung eines leitenden Mehrfachsubstratstapels
DE102016113002B4 (de) * 2016-07-14 2022-09-29 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Bauelemente mit verbesserter Effizienz und Verfahren zur Herstellung von Bauelementen
US11990459B2 (en) * 2019-04-09 2024-05-21 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Method for producing electronic device comprising solar cell structure along with drive circuit

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4094704A (en) * 1977-05-11 1978-06-13 Milnes Arthur G Dual electrically insulated solar cells
DE3727823A1 (de) * 1987-08-20 1989-03-02 Siemens Ag Tandem-solarmodul
US4846931A (en) * 1988-03-29 1989-07-11 Bell Communications Research, Inc. Method for lifting-off epitaxial films

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4377723A (en) * 1980-05-02 1983-03-22 The University Of Delaware High efficiency thin-film multiple-gap photovoltaic device
US4289920A (en) * 1980-06-23 1981-09-15 International Business Machines Corporation Multiple bandgap solar cell on transparent substrate
US4338480A (en) * 1980-12-29 1982-07-06 Varian Associates, Inc. Stacked multijunction photovoltaic converters
US4680422A (en) * 1985-10-30 1987-07-14 The Boeing Company Two-terminal, thin film, tandem solar cells
JPS62171167A (ja) * 1986-01-23 1987-07-28 Mitsubishi Electric Corp 太陽電池の製造方法
US4686323A (en) * 1986-06-30 1987-08-11 The Standard Oil Company Multiple cell, two terminal photovoltaic device employing conductively adhered cells
US4692557A (en) * 1986-10-16 1987-09-08 Shell Oil Company Encapsulated solar cell assemblage and method of making
US4935383A (en) * 1988-09-23 1990-06-19 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Preparation of dilute magnetic semiconductor films by metalorganic chemical vapor deposition
HU213196B (en) * 1990-07-12 1997-03-28 Semilab Felvezetoe Fiz Lab Rt Process for electrochemical solving semiconductive materials and process for measuring parameters of semiconductive materials dependent on depth as a function of depth by electrochemical solving of semiconductive materials

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4094704A (en) * 1977-05-11 1978-06-13 Milnes Arthur G Dual electrically insulated solar cells
DE3727823A1 (de) * 1987-08-20 1989-03-02 Siemens Ag Tandem-solarmodul
US4846931A (en) * 1988-03-29 1989-07-11 Bell Communications Research, Inc. Method for lifting-off epitaxial films

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
19TH IEEE PHOTOVOLTAIC SPECIALISTS CONFERENCE 4 Mai 1987, NEW ORLEANS, LOUISIANA USA pages 280 - 284 B. J, STANBERY ET AL. 'THIN FILM TANDEM GaAs/CuInSe2 SOLAR CELLS FOR SPACE POWER APPLICATIONS' *
24TH INTERSOCIETY ENERGY CONVERSION ENGINEERING CONFERENCE 6 Août 1989, WASHINGTON, D.C. USA N.P. KIM ET AL. 'HIGH SPECIFIC POWER (AlGaAs)GaAs/CuInSe2 TANDEM JUNCTION SOLAR CELLS FOR SPACE APPLICATIONS' *
JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH. vol. 45, 1978, AMSTERDAM NL pages 277 - 280 M. KONAGAI ET AL. 'HIGH EFFICIENCY GaAs THIN FILM SOLAR CELLS BY PEELED FILM TECHNOLOGY' *

Also Published As

Publication number Publication date
WO1993021662A1 (fr) 1993-10-28
EP0591500A1 (fr) 1994-04-13
JPH06511357A (ja) 1994-12-15
US5458694A (en) 1995-10-17

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