[發明專利]多結太陽電池隧道結的制備方法

無效

• 申請號: 201010248265.5
• 申請日: 2010-08-09
• 公開（公告）號: CN101950773A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發明（設計）人: 蘇青峰;賴建明;張根發;康麗霞
• 申請（專利權）人: 上海聯孚新能源科技有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所 31251
• 代理人: 郭桂峰

技術領域

本發明屬于無機材料技術領域的太陽電池領域，涉及一種多結太陽電池隧道結的制備方法。

背景技術

太陽能是一種潔凈、無污染、取之不盡用之不竭的自然能源，人類賴以生存的自然資源幾乎全部轉換于太陽能，將太陽能直接轉換為電能是大規模利用太陽能的一項重要技術基礎。

當前，硅太陽電池的轉換效率要想再進一步提高已經非常困難，而現有的太陽能電池的轉換效率遠遠不能滿足諸多領域的應用，如何進一步提高太陽電池的轉換效率具有重要的現實意義。

針對太陽光譜，在不同的波段選取不同禁帶寬度的半導體材料做成多個太陽子電池，最后將這些子電池串聯形成多層太陽電池，從而可以極大程度地提高太陽電池的轉換效率。由于各個太陽子電池是通過隧道結連接在一起，因此，選取恰當的實驗方法制備性能優異的隧道結是制備高效太陽電池的關鍵技術。

發明內容

本發明的目的是提供一種多結太陽電池隧道結的制備方法，通過該方法可以在一層太陽子電池上再疊加制備另一層子電池，從而解決目前太陽電池轉換效率較低的技術難題。

本發明的技術方案如下：一種多結太陽電池隧道結的制備方法，所述隧道結結構為n⁺GaAs/n⁺⁺GaAs/p⁺⁺GaAs/p⁺GaAs四層結構，底層為n型緩沖層、中間為GaAs隧道結、頂層為p型緩沖層，該方法具有以下工藝步驟

a、首先在襯底電池上MBE外延生長n型重摻雜GaAs過渡層即n⁺GaAs層；

b、在n⁺GaAs層上MBE外延生長GaAs隧道結的n型重摻雜層即n⁺⁺GaAs層；

c、在GaAs隧道結n⁺⁺GaAs層上MBE外延生長GaAs隧道結p型重摻雜層即p⁺⁺GaAs層；

d、在p⁺⁺GaAs層上MBE外延生長p型重摻雜GaAs過渡層即p⁺GaAs層；

e、獲得隧道結。

進一步優選地，所述步驟a中使用MBE外延生長n⁺GaAs層是指：MBE外延生長一層n型摻雜濃度2×10¹⁸cm^-3的GaAs層。

進一步優選地，所述步驟b中使用MBE外延生長GaAs隧道結的n⁺⁺GaAs層是指：MBE外延生長一層n型摻雜濃度2×10¹⁹cm^-3的GaAs層。

進一步優選地，所述步驟c中使用MBE外延生長GaAs隧道結的p⁺⁺GaAs層是指：MBE外延生長生長一層p型摻雜濃度5×10¹⁹cm^-3的GaAs層。

進一步優選地，所述步驟d中使用MBE外延生長p⁺GaAs層是指：MBE外延生長一層p型摻雜濃度2×10¹⁸cm^-3的GaAs層。

MBE(分子束外延)是目前生長各種半導體薄膜的重要方法之一，生長過程中可以通過精確控制各個蒸發源的蒸發溫度、蒸發時間等參數，并結合各種原位監控手段，實現對外延薄膜的厚度、成分的控制，實現亞單原子層精度的生長。

MBE工藝主要具有以下優點：

(1)生長速率低，一般情況下其生長速率為1μm/h、1個單層/s，理論上可以在原子尺度改變組分與摻雜。

(2)生長溫度低，如生長GaAs時的襯底溫度約為550～650℃，這樣就可以忽略生長層中的相互擴散作用。

(3)可以通過掩模的方法對材料進行三維的控制生長。

(4)由于生長工藝在超高真空中進行，因此可以在生長室中安裝各種分析設備，這樣就可以在生長的整個前后過程對外延層進行在位測量和分析。

(5)在現代MBE生長系統中，生長過程可以用計算機進行自動化控制。

本發明的技術效果在于：通過MBE外延技術生長太陽電池隧道結，通過MBE方式可以精確控制材料的生長及各層的厚度，使各層精密結合，提高太陽電池轉換效率。

說明書附圖

圖1為本發明的太陽電池隧道結的結構示意圖；

附圖標號說明：