池105a的发射极114和基极112作为大规模基板的金属-有机化学气相沉积，“M0CVD”来获得。
[0048]在根据本发明的实施例中，在形成中间电池105b的基极120的InGaAs化合物中铟的浓度不是均匀的，而是沿其深度变化，即沿在图1中利用标号X识别的方向，从基极的下部部分(例如，在基极120和下方的阻挡层118之间的界面处)中的第一值C1到基极的上部部分(例如，在基极120和上方的间隔层122之间的界面处)中的第二值C2〈C1变化。
[0049 ]参考其中光伏电池100的后续层通过M0CVD技术获得的情况，在中间电池10 5b的基极中铟的浓度分布的变化可以例如通过在生长过程中相对于镓的前驱物的载气的流动改变铟的前驱物的载气的流动(或反之亦然)来实现。
[0050]为了详细描述由在形成基极120的InGaAs化合物中铟的非均匀浓度的存在所产生的影响并且图示从这种解决方案可获得的优点，现在将参考图2。
[0051 ]图2示出了在形成基极120的InGaAs化合物中沿x方向的铟的浓度的示图205，以及由示图205的铟的浓度导致的在基极120中沿X方向开发的相应导带和价带的示图210。
[0052]参考示图205，利用连续线，它示出了根据已知解决方案的在基极120的InGaAs化合物中铟的浓度CIn，其中，浓度CIn沿基极120的整个厚度是均匀的，S卩，沿X方向具有恒定值Cc。利用虚线，示图205示出了根据本发明实施例的解决方案的在基极120的InGaAs化合物中铟的浓度CIn*，其中该浓度CIn*沿X方向从基极120和下方阻挡层118之间的界面处的第一值Cl > Cc到基极120和上方间隔层122之间的界面处的第二值C2〈C1线性递减。
[0053]例如，根据本发明的一种实施例，C1可以是使得在InGaAs化合物中In/Ga比等于3-10 %，而C2可以是使得在InGaAs化合物中In/Ga比等于0_2 %。
[0054]参考示图210，利用连续线，其中示出了根据已知解决方案的由在图205中示出的均匀浓度CIn导致的在基极120中沿X方向开发的导带Cb和价带Vb。利用虚线，其中示出了根据本发明实施例的解决方案的由在图205中示出的递减(沿X方向)浓度CIn*导致的在基极120中沿X方向开发的导带Cb*和价带Vb*。
[0055]在已知的铟的均匀浓度CIn的情况下，等于导带Cb和价带Vb之间的差(在电子能量方面)的带隙Eg被证明在基极120的整个深度具有几乎均匀的Eg值，S卩，随着X变化具有恒定值。
[0056]由于浓度CIn*沿X方向的递减分布，根据本发明实施例的导带Cb*展示了具有比与均匀浓度CIn对应的导带Cb的电子能量值低的电子能量值的部分，而价带Vb和Vb*是基本上一致的。导带Cb*在铟的浓度较高的地方具有较低的电子能量值。因此，利用诸如在图2中示出的分布CIn*的递减浓度分布，相应的导带Cb*展示了在基极120的最深区域中(S卩，对于X的低值)的较低电子能量值(比导带Cb的电子能量值低)，以及随着接近与间隔层122的界面(即，随着X增加)而越来越大的值。因此，在递减浓度CIn*的情况下，等于导带Cb*和价带Vb*之间的差(在电子能量方面)的带隙Eg*不再沿基极120的整个深度是恒定的，而是作为X的函数变化。具有从基极120和阻挡层118之间的界面处的初始值Cl > Cc开始并且到基极120和间隔层122之间的界面处的最终值C2〈C1结束的浓度CIn*的递减分布，带隙Eg*具有随X的增加而增加的分布，其从基极120和阻挡层118之间的界面处的初始值El〈Eg开始直到它到达基极120和间隔层122之间的界面处的最终值E2>E1。
[0057]以这种方式，随着入射光子经过形成基极120的材料层，它们被吸收，其中留下的较低能量光子从基极120的最浅部移动并且在它的最深部分(带隙Eg*具有较小值的地方)被转换。
[0058]再次参考图2，具有递减浓度分布CIn*的太阳能电池100的整体效率被证明大于具有均匀浓度分布CIn的太阳能电池的整体效率，因为在第一种情况下在基极120的较深部分中，禁止带具有较低的值。
[0059]与铟的浓度沿基极120的整个深度简单均匀增加相比，利用根据刚刚描述的本发明实施例的递减浓度分布CIn*允许增加电池效率，而由于以下原因不会导致(或至少在有限程度上导致)在本文的开头部分中提到的缺点。
[0060]首先，不以均匀的方式，而只与基极120的特定部分(在它较深的部分)对应减少带隙Eg*的事实允许限制跨结的端子开发的电压的减少。这个电压实际上与结的内置电位成正比，其中结的内置电位主要取决于与结的空间-电荷区域(该区域在基极最浅部分中，其中带隙还没有被降低)对应的带隙的值。
[0061 ]此外，已经观察到，由具有与其在上面生长的基板的晶格常数不相容晶格常数的材料的外延生长导致的结晶缺陷，只有在要生长的具有不相容晶格常数的层的厚度超过一个临界厚度THc = k/d时才产生，其中k为常数并且表示这两种材料的晶格常数之间的差。因此，晶格之间的差越低，具有不相容晶格常数的可以被生长而不导致结晶缺陷的材料的厚度越厚。在根据刚刚描述的本发明实施例的解决方案中，基极120不具有恒定的晶格常数，而是沿X方向作为铟的浓度分布CIn*的函数而变化。铟的递减浓度分布CIn*以如下方式被有利地调制，即，基极120只在具有比THc低的厚度的基极的深部分中展现出与充当用于外延生长的基板(即，Ge)的下部电池105a的晶格常数不相容的晶格常数，而在基极120的其余部分中展现出相容的晶格常数。以这种方式，可以有利地提高电池效率，而不导致诸如降低太阳能电池性能的结晶缺陷的形成。
[0062]在其中图2中已详细描述的本发明的实施例中，基极120中铟的浓度分布CIn*是严格递减的。但是，本发明的概念也可以适用于其它类型的相对于X的铟的非均匀浓度分布，只要在基极的下部部分(例如，在基极120和下方的阻挡层118之间)中的C1值大于基极的上部部分(例如，在基极120和上方的间隔层122之间的界面处)中的C2的值。
[0063 ]例如，根据本发明的一种实施例，基极120的InGaAs化合物中铟的浓度可以相对于X是一般不递增函数、分段线性递减函数、递减多项式函数、反比函数、或者还有包括至少增加部分的函数。
[0064]在根据本发明实施例的解决方案中，带隙Eg*展现出相对于X不均匀的分布，它从在基极120和阻挡层118之间的界面处的初始值E1开始直到它到达在基极120和间隔层122之间的界面处的最终值E2>E1。带隙Eg*的这种分布使得产生被定向以便阻碍载体朝结扩散的电场。
[0065]为了进一步提高太阳能电池的效率，电场可以利用通过调制在基极120中的p型掺杂剂的浓度产生的相反电场进行补偿，使得它具有沿X方向的递减分布。以这种方式，由于这种第二电场的存在，载体被推向结，从而允许在不改变有效扩散长度的情况下，充分利用通过带隙Eg*的降低得到的好处。这种解决方案在由本申请人拥有的专利申请W0 2011/009857中被描述，并且该申请通过引入被全部结合于此。
[0066]图3是示出具有三个结的太阳能电池的外部量子效率(EQE)如何可以从铟的均匀浓度分布CIn(实线)改变到铟的递减浓度分布CIn*(虚线)的例子的曲线图。如从图中可以看到的，由于铟的递减浓度分布CIn*，存在吸收阈值朝在较低能量处的波长的转移。
[0067]虽然在本说明中明确地参考特定的太阳能电池，S卩，具有在图1中示出的三个结的太阳能电池100，包括由Ge制成的下部电池105a、由InGaAs制成的中间电池105b和由InGaP制成的上部电池105c，其中中间电池105b的基极12