Resumen
Semiconductor III-V multi-junction solar cell containing graphene and obtaining method. The invention relates to a multi-junction solar cell comprising: a semiconductor structure incorporating one or more pn photovoltaically active junctions made of semiconductor III-V, metal front and rear contacts, and one or more layers of graphene deposited between the semiconductor structure and the front contacts. For many applications of this invention, it would also be necessary to deposit antireflective layers on the graphene. Also, the present invention relates to the method of obtaining the multi-junction solar cell, characterized in that it comprises depositing at least one layer of graphene by transfer on the front semiconductor surface of the solar cell, prior to depositing the front metal contacts. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)
Reivindicaciones
1. REIVINDICACIONES 2. 1. Una célula solar multiunión de semiconductores III-V, que comprende: una estructura semiconductora de materiales III-V que incorpora una o más 3. 5 uniones pn fotovoltaicamente activas que constituyen el cuerpo de la célula solar, contactos metálicos frontales y traseros, los contactos frontales estando constituidos por una malla metálica, 4. caracterizada por que comprende al menos una capa de grafeno depositada entre la parte superior la estructura semiconductora y los contactos metálicos frontales. 5. 2. La célula solar de acuerdo con la reivindicación 1, donde la capa superior de la estructura semiconductora es una capa ventana o una combinación de una capa ventana en unas zonas de la superficie y una capa de contacto en el resto de zonas. 6. 15 3. La célula solar de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, donde la capa de grafeno se crece previamente mediante deposición química de vapor. 7. 4. La célula solar de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que 8. comprende entre 1 y 5 capas de grafeno, cada una con un grosor de unos 0,34 nm. 20 9. 5. La célula solar de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende al menos una capa antirreflectante depositada sobre la capa de grafeno. 10. 6. La célula solar de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, 11. 25 donde el contacto metálico frontal se realiza mediante aleaciones seleccionadas dentro del grupo compuesto por: Au-Ge, Ti/Au, Ti/Pd/Au, Ti/Pt, Ti/Pd/Ag, Pd/Au, Ni/Au y Cr (Cr/Au). 12. 7. La célula solar de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, donde la 30 capa ventana es de AllnP con un nivel de dopado igualo superior a 1·1 019cm· 3. 13. 8. Un método de obtención de la célula solar multiunión de semiconductores III-V definida en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende: 14. depositar al menos una capa de grafeno sobre la superficie de la estructura 35 semiconductora, 15. previamente al depósito de los contactos metálicos frontales sobre dicha capa de grafeno. 16. 9. El método de acuerdo con la reivindicación anterior, donde la capa de grafeno se 17. 5 deposita sobre la superficie de la estructura semiconductora mediante transferencia en húmedo. 18. 10. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 ó 9, que comprende una etapa previa de crecimiento epitaxial de las capas semiconductoras que 19. 10 forman la estructura semiconductora mediante una técnica seleccionada entre epitaxia en fase de vapor mediante precursores metalorgánicos (MOVPE), epitaxia por haces moleculares (MBE), epitaxia en fase vapor a partir de hidruros (HVPE) o combinaciones de ellas. 20. 15 11. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, que comprende una etapa previa de crecimiento de la capa de grafeno por depósito en fase vapor (eVO). 21. 12. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, que 22. 20 comprende tratar químicamente la superficie de la estructura semiconductora antes de transferir la capa de grafeno. 23. 13. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, que 24. comprende tratar térmicamente la superficie de la capa de grafeno tras la etapa de 25 transferencia y antes del depósito de los contactos metálicos frontales. 25. 14. El método de acuerdo con una cualquiera de las rei vindicaciones 8 a 13, donde los contactos metálicos frontales se depositan sobre el grafeno mediante la técnica de metalización por evaporación térmica o evaporación por cañón de electrones. 26. 15. El método de acuerdo con la reivindicación anterior, que comprende una etapa de limpieza de restos orgánicos de las zonas donde se van a evaporar los contactos metálicos previamente a la etapa de evaporación, mediante una técnica seleccionada entre aplicación de plasma de oxígeno o UV/ozono. 27. 16. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 14 ó 15, que comprende aplicar un tratamiento térmico tras la evaporación en atmósfera de forming gas o H2 a temperatura comprendida entre 200-450oC. 28. 5 17. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 16, que comprende obtener más de una célula solar multiunión simultáneamente, y que comprende, tras el depósito de los contactos metálicos frontales sobre la capa de grafeno, aislar eléctricamente cada célula solar mediante eliminación por tratamiento químico del grafeno y de la parte de las capas semiconductoras que rodean cada célula 29. 10 solar, en las siguientes subetapas: -mediante tratamiento fotolitográfico, recubrir con una fotoresina de protección el grafeno tanto en las zonas activas de la célula como en la metalización frontal y a la vez dejar al descubierto el grafeno susceptible de ser eliminado; -eliminar el grafeno en la región que rodea cada célula solar mediante la técnica 30. 15 Reactive Ion Etching con plasma de oxígeno; -aplicar ataque de mesas mediante procedimiento químico en húmedo la parte de las capas semiconductoras donde se ha eliminado previamente el grafeno, hasta llegar al substrato. 31. 20 18. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 17. que comprende depositar al menos una capa antirreflectante sobre la capa de grafeno.
