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2024 article

Design for Increased Defect Tolerance in Metamorphic GaAsP-on-Si Top Cells

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Rattachement africain : us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

To date, the greatest performance limiter in monolithic III-V/Si tandem (multijunction) solar cells, like GaAs$_{0.75}$P$_{0.25}$/Si, is excess threading dislocation densities (TDD) resulting from the lattice-mismatched heteroepitaxy. Recent developments in low-TDD GaAsyP1-y/Si metamorphic buffers were used to grow standalone GaAs$_{0.75}$P$_{0.25}$top cells on Si with a TDD of 4 × 106cm−2, ∼2.5 × lower than previous iterations, greatly improving the potential for the production of high-efficiency tandems based on this platform. Nonetheless, these reduced-TDD cells were still found to possess considerable voltage-dependent carrier collection (VDC) losses. As such, to improveJSCand fill factor, without sacrificial reduction inVOC, a doping gradient within the cell base layer was designed and implemented. The updated design reduces VDC losses to levels that would otherwise require further TDD reduction by at least another 2.5 × (to ≤ 1.5 × 106cm−2) in a typical flat doping profile design. Replacing the p+-Ga$_{0.64}$In$_{0.36}$P back surface field with p+-Al$_{0.2}$Ga$_{0.8}$As$_{0.74}$P$_{0.26}$provided an additional improvement in bothVOCandJSC, yielding device performance equivalent to a 4 × TDD reduction in the previous design. The culmination of these design changes results in a new subcell that outperforms our previous best top cell by ∼4.3% absolute AM1.5G efficiency, with increases in fill factor,JSC, andWOCof about 3.3% absolute, 1.9 mA/cm2, and 0.12 V, respectively. This new design, coupled with the reduced TDD platform, paves a promising path toward the development of higher efficiency GaAs$_{0.75}$P$_{0.25}$/Si tandems upon full device integration.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Design for Increased Defect Tolerance in Metamorphic GaAsP-on-Si Top Cells
Date Crossref
01/11/2024
Éditeur
Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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