Degradation of Ge Subcells by Thermal Load During the Growth of Multijunction Solar Cells

Barrigón Montañés, Enrique; Ochoa Gómez, Mario; García Vara, Iván; Barrutia Poncela, Laura; Algora del Valle, Carlos y Rey-Stolle Prado, Ignacio (2017). Degradation of Ge Subcells by Thermal Load During the Growth of Multijunction Solar Cells. "Progress in Photovoltaics: Research and Applications", v. n/a (n. n/a); pp. 1-10. ISSN 1099-159X. https://doi.org/10.1002/pip.2948.

Descripción

Título: Degradation of Ge Subcells by Thermal Load During the Growth of Multijunction Solar Cells
Autor/es:
  • Barrigón Montañés, Enrique
  • Ochoa Gómez, Mario
  • García Vara, Iván
  • Barrutia Poncela, Laura
  • Algora del Valle, Carlos
  • Rey-Stolle Prado, Ignacio
Tipo de Documento: Artículo
Título de Revista/Publicación: Progress in Photovoltaics: Research and Applications
Fecha: Octubre 2017
Volumen: n/a
Materias:
Palabras Clave Informales: Ge solar cells, multijunction solar cells, thermal degradation, thermal load
Escuela: Instituto de Energía Solar (IES) (UPM)
Departamento: Electrónica Física
Grupo Investigación UPM: Semiconductores III-V
Licencias Creative Commons: Ninguna

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Resumen

Germanium solar cells are used as bottom subcells in many multijunction solar cell designs. The question remains whether the thermal load originated by the growth of the upper layers of the multijunction solar cell structure affects the Ge subcell performance. Here, we report and analyze the performance degradation of the Ge subcell due to such thermal load in lattice-matched GaInP/Ga(In)As/Ge triple-junction solar cells. Specifically, we have detected a quantum efficiency loss in the wavelength region corresponding to the emitter layer (which accounts for up to 20% loss in equivalent JSC) and up to 55 mV loss in VOC of the Ge subcell as compared with analogous devices grown as single-junction Ge solar cells on the same type of substrates. We prove experimentally that there is no direct correlation between the loss in VOC and the doping level of the base. Our simulations show that both the JSC and VOC losses are consistent with a degradation of the minority carrier properties at the emitter, in particular at the initial nanometers of the emitter next to the emitter/window heterointerface. In addition, we also rule out the gradual emitter profile shape as the origin of the degradation observed. Our findings underscore the potential to obtain higher efficiencies in Ge-based multijunction solar cells if strategies to mitigate the impact of the thermal load are taken into consideration.

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Más información

ID de Registro: 48239
Identificador DC: http://oa.upm.es/48239/
Identificador OAI: oai:oa.upm.es:48239
Identificador DOI: 10.1002/pip.2948
URL Oficial: https://doi.org/10.1002/pip.2948
Depositado por: Dr Ignacio Rey-Stolle
Depositado el: 24 Oct 2017 07:50
Ultima Modificación: 24 Oct 2017 07:50
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