ФОТОВОЛЬТАИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ С ПЕРЕМЕННОЙ ЗАПРЕЩЕННОЙ ЗОНОЙ

1. Монолитный фотовольтаический элемент, содержащий по меньшей мере один переход, причем каждый из упомянутого по меньшей мере одного перехода содержит базу, образованную легированным полупроводниковым материалом первого типа проводимости, и эмиттер, образованный легированным полупроводниковым материалом второго типа проводимости, противоположного первому, причем упомянутый эмиттер расположен стопкой на базе в соответствии с первым направлением, полупроводниковый материал базы и/или эмиттера по меньшей мере одного из упомянутого по меньшей мере одного перехода является полупроводниковым материалом, образованным химическим соединением по меньшей мере одного первого элемента и второго элемента, при этом ширина запрещенной зоны и постоянная решетки упомянутого полупроводникового материала базы и/или эмиттера зависят от концентрации упомянутого первого элемента в упомянутом химическом соединении по отношению к упомянутому второму элементу,
отличающийся тем, что
упомянутая концентрация первого элемента в упомянутом химическом соединении по отношению ко второму элементу не является равномерной вдоль упомянутого первого направления, будучи равной первой величине в нижней части упомянутых базы и/или эмиттера и будучи равной второй величине, меньшей чем первая величина, в верхней части упомянутых базы и/или эмиттера, при этом упомянутая верхняя часть находится над упомянутой нижней частью в соответствии с первым направлением.
2. Фотовольтаический элемент по п. 1, причем упомянутая концентрация соответствует невозрастающей функции вдоль упомянутого первого направления.
3. Фотовольтаический элемент по п. 2, причем упомянутая концентрация соответствует убывающей функции вдоль упомянутого первого направления.
4. Фотовольтаический элемент по п. 1, дополнительно содержащий подложку, образованную дополнительным материалом, имеющим первую постоянную решетки, причем упомянутый по меньшей мере один переход расположен стопкой на упомянутой подложке в соответствии с первым направлением, упомянутая концентрация первого элемента является такой, что полупроводниковый материал упомянутых базы и/или эмиттера по меньшей мере одного из упомянутого по меньшей мере одного перехода имеет вторую постоянную решетки, отличную от первой постоянной решетки, в части упомянутых базы и/или эмиттера, имеющей меньшую толщину вдоль первого направления, чем критическая толщина, причем упомянутая критическая толщина обратно пропорциональна разности между первой и второй постоянными решетки.
5. Фотовольтаический элемент по п. 2, дополнительно содержащий подложку, образованную дополнительным материалом, имеющим первую постоянную решетки, причем упомянутый по меньшей мере один переход расположен стопкой на упомянутой подложке в соответствии с первым направлением, упомянутая концентрация первого элемента является такой, что полупроводниковый материал упомянутых базы и/или эмиттера по меньшей мере одного из упомянутого по меньшей мере одного перехода имеет вторую постоянную решетки, отличную от первой постоянной решетки, в части упомянутых базы и/или эмиттера, имеющей меньшую толщину вдоль первого направления, чем критическая толщина, причем упомянутая критическая толщина обратно пропорциональна разности между первой и второй постоянными решетки.
6. Фотовольтаический элемент по п. 3, дополнительно содержащий подложку, образованную дополнительным материалом, имеющим первую постоянную решетки, причем упомянутый по меньшей мере один переход расположен стопкой на упомянутой подложке в соответствии с первым направлением, упомянутая концентрация первого элемента является такой, что полупроводниковый материал упомянутых базы и/или эмиттера по меньшей мере одного из упомянутого по меньшей мере одного перехода имеет вторую постоянную решетки, отличную от первой постоянной решетки, в части упомянутых базы и/или эмиттера, имеющей меньшую толщину вдоль первого направления, чем критическая толщина, причем упомянутая критическая толщина обратно пропорциональна разности между первой и второй постоянными решетки.
7. Фотовольтаический элемент по п. 1, причем:
- упомянутый по меньшей мере один переход содержит первый переход, второй переход и третий переход, причем упомянутый второй переход расположен стопкой на первом переходе в соответствии с первым направлением, а упомянутый третий переход расположен стопкой на втором переходе в соответствии с первым переходом, и
- упомянутый по меньшей мере один из упомянутого по меньшей мере одного перехода является вторым переходом.
8. Фотовольтаический элемент по п. 2, причем:
- упомянутый по меньшей мере один переход содержит первый переход, второй переход и третий переход, причем упомянутый второй переход расположен стопкой на первом переходе в соответствии с первым направлением, а упомянутый третий переход расположен стопкой на втором переходе в соответствии с первым переходом, и
- упомянутый по меньшей мере один из упомянутого по меньшей мере одного перехода является вторым переходом.
9. Фотовольтаический элемент по п. 3, причем:
- упомянутый по меньшей мере один переход содержит первый переход, второй переход и третий переход, причем упомянутый второй переход расположен стопкой на первом переходе в соответствии с первым направлением, а упомянутый третий переход расположен стопкой на втором переходе в соответствии с первым переходом, и
- упомянутый по меньшей мере один из упомянутого по меньшей мере одного перехода является вторым переходом.
10. Фотовольтаический элемент по п. 4, причем:
- упомянутый по меньшей мере один переход содержит первый переход, второй переход и третий переход, причем упомянутый второй переход расположен стопкой на первом переходе в соответствии с первым направлением, а упомянутый третий переход расположен стопкой на втором переходе в соответствии с первым переходом, и
- упомянутый по меньшей мере один из упомянутого по меньшей мере одного перехода является вторым переходом.
11. Фотовольтаический элемент по п. 1, причем упомянутый полупроводниковый материал упомянутых базы и/или эмиттера по меньшей мере одного из упомянутого по меньшей мере одного перехода образован химическим соединением индия, галлия и мышьяка, причем упомянутый первый элемент является индием, а упомянутый второй элемент является галлием.
12. Фотовольтаический элемент по п. 2, причем упомянутый полупроводниковый материал упомянутых базы и/или эмиттера по меньшей мере одного из упомянутого по меньшей мере одного перехода образован химическим соединением индия, галлия и мышьяка, причем упомянутый первый элемент является индием, а упомянутый второй элемент является галлием.
13. Фотовольтаический элемент по п. 3, причем упомянутый полупроводниковый материал упомянутых базы и/или эмиттера по меньшей мере одного из упомянутого по меньшей мере одного перехода образован химическим соединением индия, галлия и мышьяка, причем упомянутый первый элемент является индием, а упомянутый второй элемент является галлием.
14. Фотовольтаический элемент по п. 4, причем упомянутый полупроводниковый материал упомянутых базы и/или эмиттера по меньшей мере одного из упомянутого по меньшей мере одного перехода образован химическим соединением индия, галлия и мышьяка, причем упомянутый первый элемент является индием, а упомянутый второй элемент является галлием.
15. Фотовольтаический элемент по п. 7, причем упомянутый полупроводниковый материал упомянутых базы и/или эмиттера по меньшей мере одного из упомянутого по меньшей мере одного перехода образован химическим соединением индия, галлия и мышьяка, причем упомянутый первый элемент является индием, а упомянутый второй элемент является галлием.
16. Фотовольтаический элемент по любому из пп.11-15, причем:
- упомянутая первая величина концентрации такова, что
отношение индий/галлий в химическом соединении равно 3-10%, а
- упомянутая вторая величина концентрации такова, что отношение индий/галлий в химическом соединении равно 0-2%.
17. Способ изготовления фотовольтаического элемента с по меньшей мере одним переходом, включающий в себя:
- создание упомянутого по меньшей мере одного перехода формированием базы с помощью легированного полупроводникового материала первого типа проводимости и формированием эмиттера с помощью легированного полупроводникового материала второго типа проводимости, противоположного первому, причем упомянутый эмиттер расположен стопкой на базе в соответствии с первым направлением, полупроводниковый материал базы и/или эмиттера по меньшей мере одного из упомянутого по меньшей мере одного перехода является полупроводниковым материалом, образованным химическим соединением по меньшей мере первого элемента и второго элемента, в котором ширина запрещенной зоны и постоянная решетки упомянутого полупроводникового материала базы и/или эмиттера зависят от концентрации упомянутого первого элемента в упомянутом химическом соединении по отношению к упомянутому второму элементу,
отличающийся тем, что
этап формирования базы и/или эмиттера по меньшей мере одного из упомянутого по меньшей мере одного перехода включает в себя:
эпитаксиальное выращивание упомянутых базы и/или эмиттера таким образом, что упомянутая концентрация первого элемента в упомянутом химическом соединении по отношению ко второму элементу не является равномерной вдоль упомянутого первого направления, будучи равной первой величине в нижней части упомянутых базы и/или эмиттера и будучи равной второй величине, меньшей чем первая величина, в верхней части упомянутых базы и/или эмиттера, при этом упомянутая верхняя часть находится над упомянутой нижней частью в соответствии с первым направлением.