(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電基板と、前記導電基板上に形成される電池セル積層体と、前記電池セル積層体の下部及び上部にそれぞれ電気的に接続される下部電極及び上部電極を含むマルチスタック積層レーザ太陽電池であって、
前記電池セル積層体は、積層されるＮ個のＡｌＧａＡｓＰＮ接合サブ電池を含み、隣接の２つの前記サブ電池同士が直列トンネル接合され、かつＮ≧２であり、
前記サブ電池は、導電基板から離れる方向に沿って順次に設置されるＰ型Ａｌｘ２Ｇａ１−ｘ２Ａｓ又はＰ型Ｇａ０．５２Ｉｎ０．４８Ｐバックフィールド層、Ｐ型Ａｌｘ１Ｇａ１−ｘ１Ａｓベース領域、Ｎ型Ａｌｘ１Ｇａ１−ｘ１Ａｓエミッタ領域、Ｎ型Ａｌｘ３Ｇａ１−ｘ３Ａｓ又はＮ型Ｇａ０．５２Ｉｎ０．４８Ｐ窓層を含み、ｘ１は、入射光レーザの波長がＡｌｘ１Ｇａ１−ｘ１Ａｓの最大吸収波長以下になるような数値で、０．０２〜０．３８であり、その内にｘ２及びｘ３はＡｌｘ２Ｇａ１−ｘ２Ａｓ及びＡｌｘ３Ｇａ１−ｘ３Ａｓが入射レーザを吸収しないような数値で、ｘ２＞ｘ１、ｘ３＞ｘ１であり、
前記電池セル積層体中に、各サブ電池内のｘ１の値が同じで、各サブ電池の厚さは、入射レーザ光エネルギーを十分に吸収する場合に、生成した光電流が同じになることを満たす厚さであり、
前記電池セル積層体の下部に前記導電基板を介して前記下部電極が電気的に接続され、
前記トンネル接合中のいずれか１つも、入射波長が８３０〜６５０ｎｍである入射レーザを吸収しないことを特徴とするマルチスタック積層レーザ太陽電池。
【請求項２】
前記導電基板が導電単結晶基板で形成され、前記導電単結晶基板の材質として、ＧａＡｓ又はＧｅを含むことを特徴とする請求項１に記載のマルチスタック積層レーザ太陽電池。
【請求項３】
前記導電基板は、ＧａＡｓ導電単結晶基板で形成され、且つ前記バックフィールド層にＰ型Ａｌｘ２Ｇａ１−ｘ２Ａｓ又はＰ型Ｇａ０．５２Ｉｎ０．４８ＰとＧａＡｓが格子整合することを特徴とする請求項１に記載のマルチスタック積層レーザ太陽電池。
【請求項４】
前記電池セル積層体上に、さらに順次電流拡散層及びオーミックコンタクト層が設置され、前記オーミックコンタクト層が、前記上部電極と電気的に接続され、前記電流拡散層が入射レーザを吸収せず、前記オーミックコンタクト層の材質としてＧａＡｓを含むことを特徴とする請求項１に記載のマルチスタック積層レーザ太陽電池。
【請求項５】
前記導電基板はＮ型基板で形成され、前記電池セル積層体は順次に導電基板上に形成される第１のトンネル接合及び第１のＡｌＧａＡｓサブ電池から第Ｎトンネル接合及び第ＮＡｌＧａＡｓサブ電池までを含み、その内にトンネル接合とサブ電池が交互に設置され、且つ前記第１のトンネル接合〜第Ｎトンネル接合中のいずれか１つも入射レーザを吸収しないことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のマルチスタック積層レーザ太陽電池。
【請求項６】
前記第１のトンネル接合は導電基板から離れる方向に沿って順次に設置されるＮ＋型Ｇａ０．５２Ｉｎ０．４８Ｐ又はＮ＋型（Ａｌ）ＧａＡｓ層及びＰ＋型（Ａｌ）ＧａＡｓ層を含み、前記第２のトンネル接合〜第Ｎトンネル接合中のいずれか１つは導電基板から離れる方向に沿って順次に設置されるＮ＋型Ｇａ０．５１Ｉｎ０．４９Ｐ又はＮ＋型Ａｌｘ４Ｇａ１−ｘ４Ａｓ（ｘ４＞ｘ１）層及びＰ＋型Ａｌｘ５Ｇａ１−ｘ５Ａｓ（ｘ５＞ｘ１）層を含み、その内にｘ４、ｘ５はＡｌｘ４Ｇａ１−ｘ４Ａｓ及びＡｌｘ５Ｇａ１−ｘ５Ａｓが入射レーザを吸収しないような値を取ることを特徴とする請求項５に記載のマルチスタック積層レーザ太陽電池。
【請求項７】
前記第ＮＡｌＧａＡｓサブ電池上にさらに順次Ｎ型Ｇａ０．５１Ｉｎ０．４９Ｐ又はＮ型Ａｌｘ６Ｇａ１−ｘ６Ａｓ電流拡散層及びＮ＋型ＧａＡｓオーミックコンタクト層が形成され、その内にｘ６は前記電流拡散層が入射レーザを吸収しないような値を取ることを特徴とする請求項５に記載のマルチスタック積層レーザ太陽電池。
【請求項８】
前記導電基板はＰ型基板で形成され、前記電池セル積層体は順次に導電基板上に形成される第１のＡｌＧａＡｓサブ電池、第１のトンネル接合〜第（Ｎ−１）ＡｌＧａＡｓサブ電池、第（Ｎ−１）トンネル接合及び第ＮＡｌＧａＡｓサブ電池を含み、その内にトンネル接合とサブ電池が交互に設置され、且つ前記第１のトンネル接合〜第（Ｎ−１）トンネル接合中のいずれか１つも入射レーザを吸収しないことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のマルチスタック積層レーザ太陽電池。
【請求項９】
前記第１のトンネル接合〜第（Ｎ−１）トンネル接合中のいずれか１つは導電基板から離れる方向に沿って順次に設置されるＮ＋型Ｇａ０．５２Ｉｎ０．４８Ｐ又はＮ＋型Ａｌｘ４Ｇａ１−ｘ４Ａｓ層及びＰ＋型Ａｌｘ５Ｇａ１−ｘ５Ａｓ層を含み、その内にｘ４＞ｘ１、ｘ５＞ｘ１であり、且つｘ４、ｘ５はＡｌｘ４Ｇａ１−ｘ４Ａｓ及びＡｌｘ５Ｇａ１−ｘ５Ａｓが入射レーザを吸収しないような値を取ることを特徴とする請求項８に記載のマルチスタック積層レーザ太陽電池。
【請求項１０】
前記第ＮＡｌＧａＡｓサブ電池上にさらに順次Ｎ型Ｇａ０．５２Ｉｎ０．４８Ｐ又はＮ型Ａｌｘ６Ｇａ１−ｘ６Ａｓ電流拡散層及びＮ＋型ＧａＡｓオーミックコンタクト層が形成され、ｘ６＞ｘ１であり、且つｘ６は前記電流拡散層が入射レーザを吸収しないような値を取ることを特徴とする請求項８に記載のマルチスタック積層レーザ太陽電池。
【請求項１１】
前記電池セル積層体中に、各ＡｌＧａＡｓＰＮ接合サブ電池が入射レーザ光エネルギーを十分に吸収する場合に同じ光電流を生成するように各ＡｌＧａＡｓＰＮ接合サブ電池の厚さを設定することを特徴とする請求項１〜４、６、７、９、１０のいずれか１項に記載のマルチスタック積層レーザ太陽電池。
【請求項１２】
前記マルチスタック積層レーザ太陽電池の受光面上にさらに反射防止膜が設けられ、前記受光面が前記マルチスタック積層レーザ太陽電池の先端面上に分布されることを特徴とする請求項１に記載のマルチスタック積層レーザ太陽電池。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載のマルチスタック積層レーザ太陽電池の製造方法であって、
少なくともＭＯＣＶＤ、ＭＢＥ中のいずれか１つの方式によって導電基板の表面に前記電池セル積層体を成長するステップと、
前記電池セル積層体上に誘電体膜を形成し、前記電池セル積層体のオーミックコンタクト層の少なくとも一部の領域が前記窓から露出するように前記誘電体膜上に窓を開設するステップと、
前記窓から露出したオーミックコンタクト層上に上部電極を形成するステップと、
前記電池セル積層体の電流拡散層が露出するまで前記窓中から露出したオーミックコンタクト層の上部電極で被覆されない領域をエッチングするステップと、
導電基板の裏面に下部電極を形成するステップと、
形成されるマルチスタック積層レーザ太陽電池の受光面上に反射防止膜を形成するステップと、
を含み、
前記電池セル積層体の成長過程中に、使用するＮ型ドープ原子がＳｅ、Ｓ又はＴｅであり、かつ前記電池セル積層体の成長過程中に、使用するＰ型ドープ原子がＢｅ、Ｚｎ又はＭｇであることを特徴とする製造方法。
【請求項１４】
前記導電基板の裏面に対し薄肉化処理を行ってから、導電基板の裏面に下部電極を形成するステップを更に含むことを特徴とする請求項１３に記載の製造方法。
【請求項１５】
少なくとも急速アニール方式によって上部電極と前記オーミックコンタクト層の間にオーミックコンタクトを形成することを特徴とする請求項１３に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願はマルチスタック太陽電池に関し、具体的に吸収層としてＡｌＧａＡｓを使用するマルチスタック積層レーザ太陽電池及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザエネルギー供給システムは、新規のエネルギー伝達システムである。このシステムによって、レーザ光源から放射した光を、光ファイバーを介してレーザ太陽電池へ転送すれば、安定の電源出力を供給することができる。従来のワイヤ及び同軸ケーブルによる電力転送技術に比べて、光ファイバー伝導による光から電気への変換は、より多くの利点を有し、電磁干渉を除去する必要がある場合、又は周囲環境から電子デバイスを護る場合に用いられ、無線通信、産業センサー、国防、航空、医薬、エネルギー等の分野で広く応用されている。レーザ太陽電池の動作原理は、太陽電池に類似するが、単色光源に対応するものであるので、前者がより高い変換効率を得る。一般の太陽電池と異なり、光源として光ファイバー伝送に適合する波長７９０ｎｍ〜８５０ｎｍのレーザを用いる。
【０００３】
ＧａＡｓは、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料であり、室温下の禁制帯幅Ｅｇが１．４２８ｅＶであり、レーザエネルギー供給システム中の光電変換素子として、ＧａＡｓＰＮ接合電池７９０〜８５０ｎｍのレーザエネルギーを、電気エネルギーに変換する。ＧａＡｓ太陽電池の開放電圧は、約１Ｖであり、ＧａＡｓ又はＧｅ導電基板上に、ＧａＡｓマルチスタック積層レーザ太陽電池を成長し、各サブ電池間がトンネル接合で接続されることによって、高い出力電圧を得る。しかしながら、発達技術として広く応用されている８０８ｎｍ（光子エネルギー１．５３４６ｅＶ）レーザについて、光子エネルギーの禁制帯幅がＧａＡｓより０．１０６６ｅＶ大きく、ＧａＡｓを吸収層として、８０８ｎｍレーザを吸収する場合、各光子は、価電帯から導電帯の電子に励起され、熱緩和により０．１０６６ｅＶのエネルギーを損失し、光子エネルギーに対する割合が６．９％となり、変換した電気エネルギーに対する割合が１０％以上となることが現状である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本出願は、従来技術中の欠点を解決するためのマルチスタック積層レーザ太陽電池及びその製造方法を提供することが主な目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記発明の目的を達成するために、本出願は、以下のような技術手段を含む。
本出願の実施例は、電池セル積層体及び電池セル積層体の下部・上部にそれぞれ電気的に接続される下部電極、上部電極を含み、前記電池セル積層体は積層して設置されるＮ個のＡｌＧａＡｓＰＮ接合サブ電池を含み、隣接の２つの前記サブ電池の間がトンネル接合で直列に接続され、かつＮ≧２であるマルチスタック積層レーザ太陽電池を提供する。
【０００６】
さらに、前記ＡｌＧａＡｓＰＮ接合サブ電池中の光吸収層は、Ｐ型Ａｌｘ１Ｇａ１−ｘ１Ａｓベース領域及びＮ型Ａｌｘ１Ｇａ１−ｘ１Ａｓエミッタ領域を含み、Ｘ１は、入射光レーザの波長がＡｌｘ１Ｇａ１−ｘ１Ａｓの最大吸収波長以下になるような値を取る。
【０００７】
さらに、前記電池セル積層体の下部が導電基板を介して前記下部電極に電気的に接続される。
【０００８】
また、さらに、前記電池セル積層体上さらに順次電流拡散層及びオーミックコンタクト層が形成され、前記オーミックコンタクト層が前記上部電極に電気的に接続され、前記電流拡散層が入射レーザを吸収しない。
【０００９】
また、さらに、前記導電基板がＮ型基板である場合、前記電池セル積層体は、順次に、導電基板上に形成される第１のトンネル接合及び第１のＡｌＧａＡｓサブ電池から、第Ｎトンネル接合及び第Ｎ  ＡｌＧａＡｓサブ電池までを含み、トンネル接合とサブ電池が交互に設置され、且つ前記第１のトンネル接合〜第Ｎトンネル接合の中のいずれか１つも入射レーザを吸収しない。
【００１０】
また、さらに、前記導電基板がＰ型基板である場合、前記電池セル積層体は順次に導電基板上に形成される第１のＡｌＧａＡｓサブ電池、第１のトンネル接合〜第（Ｎ−１）ＡｌＧａＡｓサブ電池、第（Ｎ−１）トンネル接合及び第Ｎ  ＡｌＧａＡｓサブ電池を含み、トンネル接合とサブ電池が交互に設置され、且つ、前記第１のトンネル接合〜第（Ｎ−１）トンネル接合の中のいずれか１つも入射レーザを吸収しない。
【００１１】
本出願の実施例は、前記マルチスタック積層レーザ太陽電池を製造する方法であって、
導電基板の表面に前記電池セル積層体を成長するステップと、
前記電池セル積層体上に誘電体膜を形成し、前記電池セル積層体のオーミックコンタクト層の少なくとも一部の領域が前記窓から露出するように前記誘電体膜上に窓を開設するステップと、
前記窓から露出したオーミックコンタクト層上に上部電極を形成するステップと、
前記電池セル積層体の電流拡散層が露出するまで前記窓中から露出したオーミックコンタクト層の上部電極で被覆されない領域をエッチングするステップと、
導電基板の裏面に下部電極を形成するステップと、
を含む製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
従来技術に比べて、本出願は、ＡｌＧａＡｓをマルチスタック積層電池の吸収層としてレーザエネルギーを変換することによって、効果的に太陽電池の開放電圧を高め、ひいては大幅に太陽電池の変換効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本出願の１つの代表的な実施例におけるＡｌＧａＡｓ６層積層レーザ太陽電池のエピタキシャルウェハの断面構造を示す模式図である。
【図２】本出願の１つの代表的な実施例におけるＡｌＧａＡｓ６層積層レーザ太陽電池の半製品の断面を示す模式図である。
【図３】本出願の１つの代表的な実施例におけるＡｌＧａＡｓ６層積層レーザ太陽電池の完成品を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
従来技術中の欠点に対して、本発明者は長期間の研究や検討を行ったところ、本出願の技術手段を見出し、以下、詳しく説明する。
【００１５】
本出願の実施例の一態様では、電池セル積層体及び電池セル積層体の下部・上部にそれぞれ電気的に接続される下部電極、上部電極を含み、前記電池セル積層体は積層して設置されるＮ個のＡｌＧａＡｓＰＮ接合サブ電池を含み、隣接の２つの前記サブ電池の間がトンネル接合で直列に接続され、かつＮ≧２であるマルチスタック積層レーザ太陽電池を提供する。
【００１６】
さらに、前記ＡｌＧａＡｓＰＮ接合サブ電池中の光吸収層はＰ型Ａｌｘ１Ｇａ１−ｘ１Ａｓベース領域及びＮ型Ａｌｘ１Ｇａ１−ｘ１Ａｓエミッタ領域を含む。Ｘ１は、入射光レーザの波長がＡｌｘ１Ｇａ１−ｘ１Ａｓの最大吸収波長以下、特にＡｌｘ１Ｇａ１−ｘ１Ａｓの最大吸収波長の近くになるような値を取る。具体的には、Ａｌｘ１Ｇａ１−ｘ１Ａｓ中のｘ１の設計が入射レーザの波長によって変更される。即ち、入射レーザの波長に応じて上記の要求を満たすように、Ａｌｘ１Ｇａ１−ｘ１Ａｓの具体組成を調整すればよい。例えば、入射波長が８３０〜６５０ｎｍである場合に、ｘ１が０．０２〜０．３８であってもよい。
【００１７】
また、さらに、前記ＡｌＧａＡｓサブ電池は設定方向に沿って順次に設置されるＰ型バックフィールド層、Ｐ型Ａｌｘ１Ｇａ１−ｘ１Ａｓベース領域、Ｎ型Ａｌｘ１Ｇａ１−ｘ１Ａｓエミッタ領域、Ｎ型窓層を含む。Ｐ型バックフィールド層及びＮ型窓層は、ともに入射レーザを吸収しない。
【００１８】
ある実施態様では、前記マルチスタック積層レーザ太陽電池は、導電単結晶基板、複数のＡｌＧａＡｓサブ電池、各サブ電池間のトンネル接合、電流拡散層及びオーミックコンタクト層を含む。各サブ電池間がトンネル接合で直列に接続される。
【００１９】
また、さらに、前記電池セル積層体の下部が導電基板を介して前記下部電極に電気的に接続される。
【００２０】
好ましくは、前記導電基板が導電単結晶基板で形成される。
【００２１】
好ましくは、前記導電単結晶基板の材質としてＧａＡｓ又はＧｅを含むが、これに限定されない。
【００２２】
また、さらに、前記電池セル積層体が導電基板上に形成され、且つ前記ＡｌＧａＡｓサブ電池は導電基板から離れる方向に沿って順次に設置される、Ｐ型Ａｌｘ２Ｇａ１−ｘ２Ａｓ又はＰ型Ｇａ０．５２Ｉｎ０．４８Ｐバックフィールド層、Ｐ型Ａｌｘ１Ｇａ１−ｘ１Ａｓベース領域、Ｎ型Ａｌｘ１Ｇａ１−ｘ１Ａｓエミッタ領域、Ｎ型Ａｌｘ３Ｇａ１−ｘ３Ａｓ又はＮ型Ｇａ０．５２Ｉｎ０．４８Ｐ窓層を含む。ｘ２及びｘ３は、Ａｌｘ２Ｇａ１−ｘ２Ａｓ及びＡｌｘ３Ｇａ１−ｘ３Ａｓが入射レーザを吸収しないような値を取る。換言すれば、入射レーザの波長に応じて、ｘ２、ｘ３を調整することによって、Ａｌｘ２Ｇａ１−ｘ２Ａｓ及びＡｌｘ３Ｇａ１−ｘ３Ａｓの具体組成を変更し、上記の要求を満たす。
【００２３】
また、さらに、前記電池セル積層体上にさらに順次電流拡散層及びオーミックコンタクト層が形成され、前記オーミックコンタクト層が前記上部電極に電気的に接続される。前記電流拡散層は、入射レーザを吸収しない。
【００２４】
好ましくは、前記オーミックコンタクト層の材質としてＧａＡｓを含むが、これに限定されない。
【００２５】
ある実施態様では、前記導電基板はＮ型基板で形成され、前記電池セル積層体は順次に導電基板上に形成される第１のトンネル接合及び第１のＡｌＧａＡｓサブ電池から、第Ｎトンネル接合及び第ＮＡｌＧａＡｓサブ電池までを含む。トンネル接合とサブ電池が交互に設置される。前記第１のトンネル接合〜第Ｎトンネル接合の中のいずれか１つも、入射レーザを吸収しない。
【００２６】
さらに、前記第１のトンネル接合は、導電基板から離れる方向に沿って順次に設置されるＮ＋型Ｇａ０．５２Ｉｎ０．４８Ｐ又はＮ＋型（Ａｌ）ＧａＡｓ層及びＰ＋型（Ａｌ）ＧａＡｓ層を含む。前記第２のトンネル接合〜第Ｎトンネル接合中のいずれか１つは、導電基板から離れる方向に沿って順次に設置される、Ｎ＋型Ｇａ０．５１Ｉｎ０．４９Ｐ又はＮ＋型Ａｌｘ４Ｇａ１−ｘ４Ａｓ（ｘ４＞ｘ１）層及びＰ＋型Ａｌｘ５Ｇａ１−ｘ５Ａｓ（ｘ５＞ｘ１）層を含む。ｘ４、ｘ５は、Ａｌｘ４Ｇａ１−ｘ４Ａｓ及びＡｌｘ５Ｇａ１−ｘ５Ａｓが入射レーザを吸収しないような値を取る。換言すれば、入射レーザの波長に応じてｘ４、ｘ５を調整することによって、Ａｌｘ４Ｇａ１−ｘ４Ａｓ及びＡｌｘ５Ｇａ１−ｘ５Ａｓの具体組成を変更し、上記の要求を満たす。
【００２７】
また、さらに、第２のトンネル接合〜第Ｎトンネル接合の物質組成は、完全に同様であってもよい。
【００２８】
また、さらに、前記第ＮＡｌＧａＡｓサブ電池上にさらに順次Ｎ型Ｇａ０．５１Ｉｎ０．４９Ｐ又はＮ型Ａｌｘ６Ｇａ１−ｘ６Ａｓ電流拡散層及びＮ＋型ＧａＡｓオーミックコンタクト層が形成される。ｘ６は、前記電流拡散層入射レーザを吸収しないような値を取る。換言すれば、入射レーザの波長に応じてｘ６を調整することによって、Ａｌｘ６Ｇａ１−ｘ６Ａｓの具体組成を変更し、上記の要求を満たす。
【００２９】
ある実施態様では、前記導電基板はＰ型基板で形成され、前記電池セル積層体は、順次に、導電基板上に形成される第１のＡｌＧａＡｓサブ電池、第１のトンネル接合〜第（Ｎ−１）ＡｌＧａＡｓサブ電池、第（Ｎ−１）トンネル接合及び第Ｎ  ＡｌＧａＡｓサブ電池を含む。トンネル接合とサブ電池が交互に設置され、且つ前記第１のトンネル接合〜第（Ｎ−１）トンネル接合の中のいずれか１つも入射レーザを吸収しない。
【００３０】
さらに、前記第１のトンネル接合〜第（Ｎ−１）トンネル接合の中のいずれか１つは、導電基板から離れる方向に沿って順次に設置されるＮ＋型Ｇａ０．５２Ｉｎ０．４８Ｐ又はＮ＋型Ａｌｘ４Ｇａ１−ｘ４Ａｓ層及びＰ＋型Ａｌｘ５Ｇａ１−ｘ５Ａｓ層を含む。ｘ４＞ｘ１、ｘ５＞ｘ１であり、且つｘ４、ｘ５は、Ａｌｘ４Ｇａ１−ｘ４Ａｓ及びＡｌｘ５Ｇａ１−ｘ５Ａｓが入射レーザを吸収しないような値を取る。即ち、入射レーザの波長に応じてｘ４、ｘ５を調整することによって、Ａｌｘ４Ｇａ１−ｘ４Ａｓ及びＡｌｘ５Ｇａ１−ｘ５Ａｓの具体組成を変更し、上記の要求を満たす。
【００３１】
また、さらに、第１のトンネル接合〜第（Ｎ−１）トンネル接合の物質組成が完全に同様であってもよい。
【００３２】
また、さらに、前記第ＮＡｌＧａＡｓサブ電池上に、さらに順次Ｎ型Ｇａ０．５２Ｉｎ０．４８Ｐ又はＮ型Ａｌｘ６Ｇａ１−ｘ６Ａｓ電流拡散層及びＮ＋型ＧａＡｓオーミックコンタクト層が形成される。ｘ６＞ｘ１であり、且つｘ６は前記電流拡散層が入射レーザを吸収しないような値を取る。即ち、入射レーザの波長に応じてｘ６を調整することによって、Ａｌｘ６Ｇａ１−ｘ６Ａｓの具体組成を変更し、上記の要求を満たす。
【００３３】
また、さらに、前記電池セル積層体中に、各ＡｌＧａＡｓＰＮ接合サブ電池が、入射レーザ光エネルギーを十分に吸収する場合に、生成した光電流が同じになるように、各ＡｌＧａＡｓＰＮ接合サブ電池の厚さを設定する。
【００３４】
また、さらに、入射レーザ光エネルギーを十分に吸収するとともに、各ＡｌＧａＡｓサブ電池で生成した光電流が同じになるように、各ＡｌＧａＡｓサブ電池の吸収層の厚さを設定する。
【００３５】
また、前記マルチスタック積層レーザ太陽電池の受光面上に、さらに、反射防止膜が設けられる。
【００３６】
例えば、前記受光面が、前記マルチスタック積層レーザ太陽電池の先端面上に分布される。
【００３７】
本出願の前記マルチスタック積層レーザ太陽電池では、マルチスタックＡｌＧａＡｓ積層構造を採用する。且つ、吸収層Ａｌｘ１Ｇａ１−ｘ１Ａｓのバンドギャップが、入射レーザの波長と同等又はやや小さく、最大限に入射光子のエネルギーを利用することができるので、最大の出力電圧を得る。例えば、ＧａＡｓを吸収層とする類似構造の電池に比べて、８０８ｎｍの入射レーザを例にして、本出願のマルチスタック積層レーザ太陽電池の効率が、少なくとも約８％向上した（相対上昇割合）。
【００３８】
本出願の実施例のもう１つ態様では、前記マルチスタック積層レーザ太陽電池を製造する方法であって、
導電基板の表面に前記電池セル積層体を成長するステップと、
前記電池セル積層体上に誘電体膜を形成し、前記電池セル積層体のオーミックコンタクト層の少なくとも一部の領域が前記窓から露出するように前記誘電体膜上に窓を開設するステップと、
前記窓から露出したオーミックコンタクト層上に上部電極を形成するステップと、
前記電池セル積層体の電流拡散層が露出するまで前記窓中から露出したオーミックコンタクト層の上部電極で被覆されない領域をエッチングするステップと、
導電基板の裏面に下部電極を形成するステップと、
を含む製造方法を、更に提供する。
【００３９】
ある実施態様では、前記製造方法は、導電単結晶基板上に、順次複数のＡｌＧａＡｓＰＮ接合サブ電池、各サブ電池間の電気接続のためのトンネル接合、電流拡散層及び上部高濃度ドープドオーミックコンタクト層を成長させ、そしてゲート電極を含む上部電極、下部電極及び反射防止膜をそれぞれ形成することによって、目的デバイスを形成する。その内に各サブ電池の吸収層がＡｌＧａＡｓである。
【００４０】
さらに、前記製造方法は、少なくともＭＯＣＶＤ、ＭＢＥ中のいずれか１つの方式によって、前記電池セル積層体を成長させるステップを含む。
【００４１】
好ましくは、前記電池セル積層体の成長過程中に使用するＮ型ドープ原子は、Ｓｉ、Ｓｅ、Ｓ又はＴｅである。
【００４２】
好ましくは、前記電池セル積層体の成長過程中に使用するＰ型ドープ原子は、Ｂｅ、Ｚｎ、Ｍｇ又はＣである。
【００４３】
前記製造方法は、前記導電基板の裏面に対して薄肉化処理を行ってから、導電基板の裏面に下部電極を形成するステップを更に含む。
【００４４】
前記製造方法は、少なくとも急速アニール方式によって上部電極と前記オーミックコンタクト層の間にオーミックコンタクトを形成するステップを更に含む。
【００４５】
前記製造方法は、形成されるマルチスタック積層レーザ太陽電池的の受光面上に反射防止膜を形成するステップを更に含む。
【００４６】
本出願のある具体的な実施態様では、前記製造方法は、
（１）Ｎ型ドープ原子としてＳｉ、Ｓｅ、Ｓ又はＴｅ、Ｐ型ドープ原子として、Ｚｎ、Ｍｇ又はＣを使用して、導電単結晶基板上にＭＯＣＶＤ法によって順次に各層材料を成長させるステップ、
又は、
Ｐ型ドープ原子としてＢｅ、Ｍｇ又はＣ、Ｎ型ドープ原子としてＳｉ、Ｓｅ、Ｓ又はＴｅを使用して、導電単結晶基板上にＭＢＥ法によって順次に各層材料を成長させるステップと、
（２）上記エピタキシャル成長したマルチスタック積層電池ウエハ（電池セル積層体）表面（Ｎ＋ＧａＡｓコンタクト層）に、１層の誘電体膜を成膜し、そして、フォトリソグラフィ及びエッチング法によって、該層の誘電体膜上に円形窓を形成し、Ｎ＋ＧａＡｓコンタクト層を露出させるステップと、
（３）スピンコート、フォトリソグラフィ、電子ビーム蒸着（熱蒸着又はマグネトロンスパッタ）により、１層又は複数層の金属を成膜する金属剥離工程によって、円形受光領域中のゲート電極を含む上部電極を形成するステップと、
（４）ウェットエッチング法によって電流拡散層が露出するまで円形受光領域内のゲート電極で被覆されない部分のＮ＋型ＧａＡｓコンタクト層をエッチングするステップと、
（５）機械的研磨によって基板を薄肉化するステップと、
（６）基板の裏面に電子ビーム蒸着、熱蒸着又はマグネトロンスパッタにより１層又は複数層の金属を成膜することによって平面電極を形成するステップと、
（７）急速アニールにより金属と半導体の間にオーミックコンタクトを形成するステップと、
（８）受光面に反射防止膜を形成するステップと、
（９）フォトリソグラフィ法により円形受光面以外のワイヤボンディング箇所の反射防止膜を除去することによって、ワイヤボンディングために金属を露出させるステップと、
（１０）レーザ太陽電池チップを劈開又は切断し分離させ、レーザ太陽電池工程を完了するステップと、
を含む。
【００４７】
本出願のより具体的な実施態様では、Ｎ型ＧａＡｓ基板上に形成されるＡｌＧａＡｓ６層積層レーザ太陽電池に関する。該レーザ太陽電池の製造方法は、次の（一）と（二）とを含む。
【００４８】
（一）以下のステップを含む、６層ＡｌＧａＡｓ積層レーザ太陽電池のエピタキシャルウェハ（電池セル積層体）の成長
（１）Ｎ型ＧａＡｓ基板上に、基板から離れる方向に沿って順次に設置されるＮ＋型Ｇａ０．５２Ｉｎ０．４８Ｐ又はＮ＋型（Ａｌ）ＧａＡｓ層、Ｐ＋型（Ａｌ）ＧａＡｓ層を含む、第１のトンネル接合を成長させるステップ、
（２）上記第１のトンネル接合上に、Ｐ型Ａｌｘ２Ｇａ１−ｘ２Ａｓ（ｘ２＞ｘ１）又はＰ型Ｇａ０．５２Ｉｎ０．４８Ｐバックフィールド層、Ｐ型Ａｌｘ１Ｇａ１−ｘ１Ａｓベース領域、Ｎ型Ａｌｘ１Ｇａ１−ｘ１Ａｓエミッタ領域、Ｎ型Ａｌｘ３Ｇａ１−ｘ３Ａｓ（ｘ３＞ｘ１）又はＮ型Ｇａ０．５２Ｉｎ０．４８Ｐ（与ＧａＡｓ格子整合）窓層を成長させ、第１のＡｌＧａＡｓサブ電池を形成するステップ、
（２）上記第１のＡｌＧａＡｓサブ電池上に、第２のトンネル接合を成長させるステップ、但し、トンネル接合は、基板から離れる方向に沿って順次に設置されるＮ＋型Ｇａ０．５２Ｉｎ０．４８Ｐ又はＮ＋型Ａｌｘ４Ｇａ１−ｘ４Ａｓ（ｘ４＞ｘ１）層、Ｐ＋型Ａｌｘ５Ｇａ１−ｘ５Ａｓ（ｘ５＞ｘ１）層を含み、Ａｌｘ４Ｇａ１−ｘ４Ａｓ及びＡｌｘ５Ｇａ１−ｘ５Ａｓが入射光を吸収しないようにｘ４及びｘ５を設計する。
（３）そして、第６のＡｌＧａＡｓサブ電池を形成するまで順次にトンネル接合（第１のトンネル接合構造と同様）及びＡｌＧａＡｓサブ電池を交互に成長するステップ、
（４）第６のＡｌＧａＡｓサブ電池のＮ型Ａｌｘ６Ｇａ１−ｘ６Ａｓ（ｘ６＞ｘ１）又はＮ型Ｇａ０．５２Ｉｎ０．４８Ｐ窓層上に、Ｎ＋型（４×１０１８ｃｍ−３超え）ＧａＡｓコンタクト層を、オーミックコンタクトとして成長させ、電流拡散層が入射光を吸収しないようにｘ６を設計するステップ。
【００４９】
前記６層ＧａＡｓレーザ太陽電池のエピタキシャルウェハ中の各構造層は全てＭＯＣＶＤ又はＭＢＥ法によって成長される。
【００５０】
ＭＯＣＶＤ法であれば、Ｎ型ドープ原子がＳｉ、Ｓｅ、Ｓ又はＴｅであり、Ｐ型ドープ原子がＺｎ、Ｍｇ又はＣである。ＭＢＥ法であれば、Ｎ型ドープ原子はＳｉ、Ｓｅ、Ｓ、Ｓｎ又はＴｅであり、Ｐ型ドープ原子はＢｅ、Ｍｇ又はＣである。
【００５１】
（二）以下のステップを含む、デバイス（マルチスタック積層レーザ太陽電池）の製造
（１）ＰＥＣＶＤにより、上記エピタキシャル成長したＡｌＧａＡｓ６層積層電池のエピタキシャルウェハ表面（Ｎ＋ＧａＡｓコンタクト層）に、１層のＳｉＯ２誘電体膜を成膜し、そしてフォトリソグラフィ及びエッチング法により該層のＳｉＯ２上に円形窓を形成し、Ｎ＋ＧａＡｓコンタクト層を露出させるステップ、
（２）スピンコート、フォトリソグラフィ、電子ビーム蒸着（熱蒸着又はマグネトロンスパッタ）により、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕを成膜する金属剥離工程によって、円形受光領域中のゲート電極を含む上部電極を形成するステップ、
（３）ウェットエッチング法により、電流拡散層が露出するまで、円形受光領域内のゲート電極で被覆されない部分のＮ＋型ＧａＡｓコンタクト層をエッチングするステップ、
（４）機械的研磨により、基板を約１００μｍまで薄肉化するステップ、
（５）基板の裏面に電子ビーム蒸着、熱蒸着又はマグネトロンスパッタにより１層又は複数層の金属（Ｎ型ＧａＡｓ基板がＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕで形成され、Ｐ型ＧａＡｓ基板がＴｉ／Ｐｄ／Ａｕで形成される）を成膜することによって、平面電極を形成するステップ、
（６）急速アニールにより、金属と半導体の間にオーミックコンタクトを形成するステップ、
（７）受光面に反射防止膜を形成するステップ、
（８）フォトリソグラフィ法により円形受光面以外のワイヤボンディング箇所の反射防止膜を除去し、ワイヤボンディングための金属を露出させるステップ、
（９）レーザ太陽電池チップを劈開又は切断し分離させ、レーザ太陽電池工程を完了するステップ。
【００５２】
本出願のマルチスタック積層レーザ太陽電池では、Ａｌｘ１Ｇａ１−ｘ１Ａｓを吸収層としてレーザエネルギーを変換し、ＡｌＧａＡｓのＡｌ成分を調整することによって、入射レーザの波長がＡｌＧａＡｓの最大吸収波長以下になる。このようにして、光子エネルギー変換過程中の熱緩和損失を最小限に低減できる。入射レーザの波長が約８０８ｎｍのレーザを例にすると、ＧａＡｓレーザ太陽電池に比べて、Ａｌ０．０７Ｇａ０．９３Ａｓレーザ太陽電池の開放電圧を約８％高め、大幅にレーザ太陽電池の変換効率を向上させることができる。
【００５３】
以下、図面及び実施例を参照して本出願の技術手段をより詳しく説明する。
【００５４】
図１、図２、図３を参照して、本出願の１つの代表的な実施例を開示する。８０８ｎｍレーザを変換する６層ＡｌＧａＡｓ積層レーザ太陽電池は、ＧａＡｓ基板０１、第１のトンネル接合０２、第１のＡｌＧａＡｓサブ電池０３、第２のトンネル接合０４、第２のＡｌＧａＡｓサブ電池０５、第３のトンネル接合０６、第３のＡｌＧａＡｓサブ電池０７、第４のトンネル接合０８、第４のＡｌＧａＡｓサブ電池０９、第５のトンネル接合１０、第５のＡｌＧａＡｓサブ電池１１、第６のトンネル接合１２、第６のＡｌＧａＡｓサブ電池１３、電流拡散層１４、ＧａＡｓオーミックコンタクト層１５、正電極５０、負電極５１、反射防止膜５２、ワイヤボンディングポイント６１、受光面６２及び電極配線６３等を含む。第１のＡｌＧａＡｓサブ電池〜第６のＡｌＧａＡｓサブ電池０３、０５、０７、０９、１１及び１３層は、ＡｌＧａＡｓ又はＧａＩｎＰバックフィールド層３０、ＡｌＧａＡｓベース領域３１、ＡｌＧａＡｓエミッタ領域３２、ＡｌＧａＡｓ又はＧａＩｎＰ窓層３３を含み、第１のトンネル接合０２は（Ａｌ）ＧａＡｓ又はＧａＩｎＰ２０及び（Ａｌ）ＧａＡｓ層２１を含み、第２のトンネル接合〜第６のトンネル接合０４、０６、０８、１０及び１２は（Ａｌ）ＧａＡｓ又はＧａＩｎＰ４０及びＡｌＧａＡｓ層４１を含む。
【００５５】
該６層ＡｌＧａＡｓ積層レーザ太陽電池の製造方法は、具体的には、下記の一、二のステップを含む。
【００５６】
一、ＭＯＣＶＤ法によりＡｌＧａＡｓ６層積層レーザ太陽電池のエピタキシャルウェハを成長させるステップ
（１）Ｎ型ＧａＡｓ基板（１−２×１０１８ｃｍ−３、厚さ３５０μｍ）０１上に、２０ｎｍのＳｉドープド濃度１×１０１９ｃｍ−３のＮ＋型ＧａＡｓ層２０及び２０ｎｍのＣドープド濃度４×１０１９ｃｍ−３のＰ＋型Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ層２１からなる、第１のトンネル接合０２を成長させる。
【００５７】
（２）３０ｎｍのＣドープド濃度１×１０１８ｃｍ−３のＰ型Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓ３０を、第１のＡｌＧａＡｓサブ電池０３のバックフィールドとして成長させ、そして、２０９０ｎｍのＣドープド濃度４×１０１７ｃｍ−３のＡｌ０．０７Ｇａ０．９３Ａｓ３１を、第１のサブ電池０３のベース領域として成長させ、２００ｎｍのＳｉドープド濃度約１×１０１８ｃｍ−３のＡｌ０．０７Ｇａ０．９３Ａｓ３２を、第１のサブ電池０３のエミッタ領域として成長させ、また、４０ｎｍのＳｉドープド濃度１×１０１８ｃｍ−３のＡｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓ３３を、第１のサブ電池０３の窓層として成長させる。
【００５８】
（３）２０ｎｍのＳｉドープド濃度１×１０１９ｃｍ−３のＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ４０を、第２のトンネル接合Ｎ＋層として成長させ、２０ｎｍのＣドープド濃度４×１０１９ｃｍ−３のＡｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ層４１を、第２のトンネル接合０４のＰ＋層として成長させる。
【００５９】
（４）上記の方法により、順次に他のＡｌＧａＡｓサブ電池（０５、０７、０９、１１及び１３）及びトンネル接合（０６、０８、１０及び１２）から、第６のＡｌＧａＡｓサブ電池１３までを交互に成長させる。
【００６０】
デバイスが電池へ入射した光の９９％を吸収し、各ＡｌＧａＡｓサブ電池で生成した光電流が同じになるようなことを満たすために、各サブ電池の吸収層の厚さが表１に示される。
【表１】
0006888859.tif 000002
【００６１】
（５）第６のＡｌＧａＡｓサブ電池１３の窓層上に１０００ｎｍのＳｉドープド濃度１×１０１８ｃｍ−３Ｇａ０．５２Ｉｎ０．４８Ｐ１４、１００ｎｍのＳｉドープド濃度６×１０１８ｃｍ−３のＧａＡｓオーミックコンタクト層１５を成長させ、エピタキシャルウェハの成長を完了し、図１に示される構造とする。
【００６２】
二、６層ＡｌＧａＡｓ積層レーザ太陽電池の製造工程
（１）ＰＥＣＶＤにより、エピタキシャル成長したＡｌＧａＡｓ積層マルチスタック電池のエピタキシャルウェハ表面（Ｎ＋ＧａＡｓコンタクト層１５）に、１層の２００ｎｍＳｉＯ２を成膜し、そして該層のＳｉＯ２上にレジストを塗布し、レジスト露光・現像によりマスク上のパターンをレジスト上へ転写する。ＳｉＯ２表面を露出させ、レジストをマスクとして、ＨＦバッファードエッチング液を使用しＳｉＯ２上に、径２．２ｍｍの円形窓をエッチングし、Ｎ＋ＧａＡｓコンタクト層を露出させる。
【００６３】
（２）そして、ウエハ表面にレジストを塗布し、レジストを露光・現像することにより、マスク上の配線パターンを、製造済みの円内へ転写する。一部のＮ＋ＧａＡｓコンタクト層を露出させて、配線電極を形成する。
【００６４】
（３）電子ビーム蒸着法によりウエハ表面に、順次にＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ（３５／１０／１００ｎｍ）、Ａｇ１０００ｎｍ、Ａｕ１００ｎｍの金属層を、正（上部）電極５０として成膜し、剥離法により余分の領域の金属を除去し、径２ｍｍの円形受光面中の幅６μｍ、ピッチ２５０μｍの配線を含む上部電極を形成する。
【００６５】
（４）ウェットエッチング法により、第６のＡｌＧａＡｓサブ電池の窓層Ｇａ０．５２Ｉｎ０．４８Ｐ１４が露出するまで円形受光領域内のゲート電極で被覆されない部分のＮ＋型ＧａＡｓコンタクト層をエッチングする。
【００６６】
（５）機械的研磨によりＧａＡｓ基板０１を約１１０μｍまで薄肉化する。
【００６７】
（６）ウエハ裏面ＧａＡｓ基板０１上に電子ビーム蒸着により、順次にＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ（３５／１０／１００ｎｍ）を成膜し、下部電極層５１を形成して、図２に示される構造のＡｌＧａＡｓ６層積層のレーザ太陽電池デバイス半製品を得る。
【００６８】
（７）急速アニールにより、Ｎ２雰囲気及び４２０℃下で、９０秒アニールを行い、金属とＮ型ＧａＡｓの間にオーミックコンタクトを形成する。
【００６９】
（８）光学成膜機により、受光面に４３ｎｍのＴｉＯ２／１０２ｎｍの、ＳｉＯ２の両層反射防止膜５２を蒸着する。
【００７０】
（９）フォトリソグラフィ法により、円形受光面以外のワイヤボンディング箇所の反射防止膜を除去し、ワイヤボンディングための金属を露出させる。
【００７１】
（１０）レーザ太陽電池チップを劈開し分離させ、レーザ太陽電池工程を完了させ、該ＡｌＧａＡｓ６層積層レーザ太陽電池デバイス完成品を、図３に示される構造とする。
【００７２】
当然ながら、以上の説明は、ただ本出願の好適な応用例に過ぎ、本出願の保護範囲がここに限定されるものではない。等価の変形や置換によって得られる全ての技術手段は、本出願の特許請求の範囲に含まれる。
【００７３】
（付記）
（付記１）
電池セル積層体と、前記電池セル積層体の下部及び上部にそれぞれ電気的に接続される下部電極及び上部電極を含むルチスタック積層レーザ太陽電池であって、
前記電池セル積層体は、積層されるＮ個のＡｌＧａＡｓＰＮ接合サブ電池を含み、隣接の２つの前記サブ電池同士が直列トンネル接合され、かつＮ≧２であることを特徴とするマルチスタック積層レーザ太陽電池。
【００７４】
（付記２）
前記ＡｌＧａＡｓＰＮ接合サブ電池における光吸収層は、Ｐ型Ａｌｘ１Ｇａ１−ｘ１Ａｓベース領域及びＮ型Ａｌｘ１Ｇａ１−ｘ１Ａｓエミッタ領域を含み、Ｘ１は入射光レーザの波長がＡｌｘ１Ｇａ１−ｘ１Ａｓの最大吸収波長以下になるような値を取ることを特徴とする付記１に記載のマルチスタック積層レーザ太陽電池。
【００７５】
（付記３）
前記ＡｌＧａＡｓサブ電池は、設定方向に沿って順次に設置されるＰ型バックフィールド層、Ｐ型Ａｌｘ１Ｇａ１−ｘ１Ａｓベース領域、Ｎ型Ａｌｘ１Ｇａ１−ｘ１Ａｓエミッタ領域及びＮ型窓層を含み、Ｐ型バックフィールド層及びＮ型窓層が、ともに入射レーザを吸収しないことを特徴とする付記２に記載のマルチスタック積層レーザ太陽電池。
【００７６】
（付記４）
前記電池セル積層体の下部に導電基板を介して前記下部電極が電気的に接続され、前記導電基板が導電単結晶基板で形成され、好適に前記導電単結晶基板の材質として、ＧａＡｓ又はＧｅを含むことを特徴とする付記２に記載のマルチスタック積層レーザ太陽電池。
【００７７】
（付記５）
前記電池セル積層体が導電基板上に形成され、且つ前記ＡｌＧａＡｓサブ電池は、導電基板から離れる方向に沿って順次に設置されるＰ型Ａｌｘ２Ｇａ１−ｘ２Ａｓ又はＰ型Ｇａ０．５２Ｉｎ０．４８Ｐバックフィールド層、Ｐ型Ａｌｘ１Ｇａ１−ｘ１Ａｓベース領域、Ｎ型Ａｌｘ１Ｇａ１−ｘ１Ａｓエミッタ領域、Ｎ型Ａｌｘ３Ｇａ１−ｘ３Ａｓ又はＮ型Ｇａ０．５２Ｉｎ０．４８Ｐ窓層を含み、その内にｘ２及びｘ３はＡｌｘ２Ｇａ１−ｘ２Ａｓ及びＡｌｘ３Ｇａ１−ｘ３Ａｓが入射レーザを吸収しないような値を取ることを特徴とする付記４に記載のマルチスタック積層レーザ太陽電池。
【００７８】
（付記６）
前記導電基板は、ＧａＡｓ導電単結晶基板で形成され、且つ前記バックフィールド層にＰ型Ａｌｘ２Ｇａ１−ｘ２Ａｓ又はＰ型Ｇａ０．５２Ｉｎ０．４８ＰとＧａＡｓが格子整合することを特徴とする付記５に記載のマルチスタック積層レーザ太陽電池。
【００７９】
（付記７）
前記電池セル積層体上に、さらに順次電流拡散層及びオーミックコンタクト層が設置され、前記オーミックコンタクト層が、前記上部電極と電気的に接続され、前記電流拡散層が入射レーザを吸収せず、好適に前記オーミックコンタクト層の材質としてＧａＡｓを含むことを特徴とする付記５に記載のマルチスタック積層レーザ太陽電池。
【００８０】
（付記８）
前記導電基板はＮ型基板で形成され、前記電池セル積層体は順次に導電基板上に形成される第１のトンネル接合及び第１のＡｌＧａＡｓサブ電池から第Ｎトンネル接合及び第ＮＡｌＧａＡｓサブ電池までを含み、その内にトンネル接合とサブ電池が交互に設置され、且つ前記第１のトンネル接合〜第Ｎトンネル接合中のいずれか１つも入射レーザを吸収しないことを特徴とする付記４〜７のいずれか１つに記載のマルチスタック積層レーザ太陽電池。
【００８１】
（付記９）
前記第１のトンネル接合は導電基板から離れる方向に沿って順次に設置されるＮ＋型Ｇａ０．５２Ｉｎ０．４８Ｐ又はＮ＋型（Ａｌ）ＧａＡｓ層及びＰ＋型（Ａｌ）ＧａＡｓ層を含み、前記第２のトンネル接合〜第Ｎトンネル接合中のいずれか１つは導電基板から離れる方向に沿って順次に設置されるＮ＋型Ｇａ０．５１Ｉｎ０．４９Ｐ又はＮ＋型Ａｌｘ４Ｇａ１−ｘ４Ａｓ（ｘ４＞ｘ１）層及びＰ＋型Ａｌｘ５Ｇａ１−ｘ５Ａｓ（ｘ５＞ｘ１）層を含み、その内にｘ４、ｘ５はＡｌｘ４Ｇａ１−ｘ４Ａｓ及びＡｌｘ５Ｇａ１−ｘ５Ａｓが入射レーザを吸収しないような値を取ることを特徴とする付記８に記載のマルチスタック積層レーザ太陽電池。
【００８２】
（付記１０）
前記第ＮＡｌＧａＡｓサブ電池上にさらに順次Ｎ型Ｇａ０．５１Ｉｎ０．４９Ｐ又はＮ型Ａｌｘ６Ｇａ１−ｘ６Ａｓ電流拡散層及びＮ＋型ＧａＡｓオーミックコンタクト層が形成され、その内にｘ６は前記電流拡散層が入射レーザを吸収しないような値を取ることを特徴とする付記８に記載のマルチスタック積層レーザ太陽電池。
【００８３】
（付記１１）
前記導電基板はＰ型基板で形成され、前記電池セル積層体は順次に導電基板上に形成される第１のＡｌＧａＡｓサブ電池、第１のトンネル接合〜第（Ｎ−１）ＡｌＧａＡｓサブ電池、第（Ｎ−１）トンネル接合及び第ＮＡｌＧａＡｓサブ電池を含み、その内にトンネル接合とサブ電池が交互に設置され、且つ前記第１のトンネル接合〜第（Ｎ−１）トンネル接合中のいずれか１つも入射レーザを吸収しないことを特徴とする付記４〜７のいずれか１つに記載のマルチスタック積層レーザ太陽電池。
【００８４】
（付記１２）
前記第１のトンネル接合〜第（Ｎ−１）トンネル接合中のいずれか１つは導電基板から離れる方向に沿って順次に設置されるＮ＋型Ｇａ０．５２Ｉｎ０．４８Ｐ又はＮ＋型Ａｌｘ４Ｇａ１−ｘ４Ａｓ層及びＰ＋型Ａｌｘ５Ｇａ１−ｘ５Ａｓ層を含み、その内にｘ４＞ｘ１、ｘ５＞ｘ１であり、且つｘ４、ｘ５はＡｌｘ４Ｇａ１−ｘ４Ａｓ及びＡｌｘ５Ｇａ１−ｘ５Ａｓが入射レーザを吸収しないような値を取ることを特徴とする付記１１に記載のマルチスタック積層レーザ太陽電池。
【００８５】
（付記１３）
前記第ＮＡｌＧａＡｓサブ電池上にさらに順次Ｎ型Ｇａ０．５２Ｉｎ０．４８Ｐ又はＮ型Ａｌｘ６Ｇａ１−ｘ６Ａｓ電流拡散層及びＮ＋型ＧａＡｓオーミックコンタクト層が形成され、ｘ６＞ｘ１であり、且つｘ６は前記電流拡散層が入射レーザを吸収しないような値を取ることを特徴とする付記１１に記載のマルチスタック積層レーザ太陽電池。
【００８６】
（付記１４）
前記電池セル積層体中に、各ＡｌＧａＡｓＰＮ接合サブ電池が入射レーザ光エネルギーを十分に吸収する場合に同じ光電流を生成するように各ＡｌＧａＡｓＰＮ接合サブ電池の厚さを設定することを特徴とする付記１、２、３、４、５、６、７、９、１０、１２、１３のいずれか１つに記載のマルチスタック積層レーザ太陽電池。
【００８７】
（付記１５）
前記マルチスタック積層レーザ太陽電池の受光面上にさらに反射防止膜が設けられ、好適に前記受光面が前記マルチスタック積層レーザ太陽電池の先端面上に分布されることを特徴とする付記１に記載のマルチスタック積層レーザ太陽電池。
【００８８】
（付記１６）
付記１〜１５のいずれか１つに記載のマルチスタック積層レーザ太陽電池の製造方法であって、
導電基板の表面に前記電池セル積層体を成長するステップと、
前記電池セル積層体上に誘電体膜を形成し、前記電池セル積層体のオーミックコンタクト層の少なくとも一部の領域が前記窓から露出するように前記誘電体膜上に窓を開設するステップと、
前記窓から露出したオーミックコンタクト層上に上部電極を形成するステップと、
前記電池セル積層体の電流拡散層が露出するまで前記窓中から露出したオーミックコンタクト層の上部電極で被覆されない領域をエッチングするステップと、
導電基板の裏面に下部電極を形成するステップと、
形成されるマルチスタック積層レーザ太陽電池の受光面上に反射防止膜を形成するステップと、
を含むことを特徴とする製造方法。
【００８９】
（付記１７）
少なくともＭＯＣＶＤ、ＭＢＥ中のいずれか１つの方式によって前記電池セル積層体を成長するステップを含み、好適に前記電池セル積層体の成長過程中に、使用するＮ型ドープ原子がＳｉ、Ｓｅ、Ｓ又はＴｅであり、かつ前記電池セル積層体の成長過程中に、使用するＰ型ドープ原子がＢｅ、Ｚｎ、Ｍｇ又はＣであることを特徴とする付記１６に記載の製造方法。
【００９０】
（付記１８）
前記導電基板の裏面に対し薄肉化処理を行ってから、導電基板の裏面に下部電極を形成するステップを更に含むことを特徴とする付記１６に記載の製造方法。
【００９１】
（付記１９）
少なくとも急速アニール方式によって上部電極と前記オーミックコンタクト層の間にオーミックコンタクトを形成することを特徴とする付記１６に記載の製造方法。
【図１】
0006888859.tif 000003
【図２】
0006888859.tif 000004
【図３】
0006888859.tif 000005