[發明專利]雙面外延生長GaAs三結太陽能電池的制備方法

有效

• 申請號: 201210378162.X
• 申請日: 2012-10-08
• 公開（公告）號: CN103000758A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 王帥;高鵬;劉如彬;康培;孫強;穆杰
• 申請（專利權）人: 天津藍天太陽科技有限公司;中國電子科技集團公司第十八研究所
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 李鳳

1.雙面外延生長GaAs三結太陽能電池的制備方法，其特征在于：包括以下制備步驟：

步驟1、選用厚度為500-800微米的GaAs片作為GaAs襯底；

步驟2、準備好MOCVD設備，將步驟1中的GaAs襯底一面向上置入MOCVD操作室內，生長溫度設置為500℃-800℃，在GaAs襯底上面依次外延生長n型摻雜的GaAs緩沖層、n型摻雜的In_x(Al_yGa_1-y)_1-xAs漸變層和第一結In_xGa_1-xAs電池；

步驟3、將MOCVD操作室內的GaAs襯底翻轉180°，生長溫度為500℃-800℃，在GaAs襯底上面依次外延生長n型摻雜的GaAs緩沖層、第一隧穿結、第二結GaAs電池、第二隧穿結、第三結GaInP電池、n型摻雜的GaAs帽層；

步驟4、最后按照標準電池的封裝工藝制備成雙面外延生長的GaAs三結太陽能電池。

2.根據權利要求1所述的雙面外延生長GaAs三結太陽能電池的制備方法，其特征在于：步驟1中GaAs襯底為摻雜濃度1×10¹⁷-1×10¹⁸cm^-3、厚度為600微米的n型GaAs片；所述步驟2和步驟3中MOCVD操作室內的生長溫度均為500℃、600℃或800℃。

3.根據權利要求1或2所述的雙面外延生長GaAs三結太陽能電池的制備方法，其特征在于：

所述步驟2中，GaAs緩沖層的摻雜濃度為1×10¹⁷-1×10¹⁸cm^-3，厚度為0.1-0.3微米；In_x(Al_yGa_1-y)_1-xAs漸變層中，0.03≤x≤0.3，0.5≤y≤0.7，摻雜濃度為1×10¹⁷-1×10¹⁹cm^-3，厚度為2-5μm；第一結In_xGa_1-xAs電池，包括p型摻雜的In_xGa_1-xAs帽層、p型摻雜的In_x(Al_yGa_1-y)_1-xAs背場層、p型摻雜的In_xGa_1-xAs基區、n型摻雜的In_xGa_1-xAs發射區和n型摻雜的In_x(Al_yGa_1-y)_1-xAs窗口層；0.3≤x≤0.5，0.5≤y≤0.7；所述In_x(Al_yGa_1-y)_1-xAs窗口層的摻雜濃度1×10¹⁷-1×10¹⁹cm^-3，厚度100-300nm；所述In_xGa_1-xAs發射區的摻雜濃度1×10¹⁷-1×10¹⁹cm^-3，厚度200-400nm；所述In_xGa_1-xAs基區的摻雜濃度1×10¹⁶-1×10¹⁸cm^-3，厚度1500-2000nm；所述In_x(Al_yGa_1-y)_1-xAs背場層的摻雜濃度1×10¹⁷-1×10¹⁹cm^-3，厚度100-200nm；所述In_xGa_1-xAs帽層的摻雜濃度1×10¹⁸-1×10¹⁹cm^-3，厚度500-800nm；

所述步驟3中，GaAs緩沖層的摻雜濃度為1×10¹⁷-1×10¹⁸cm^-3，厚度為0.1-0.3微米；第一隧穿結，包括n型摻雜的GaAs層和p型摻雜的Al_0.4Ga_0.6As層；所述GaAs層的摻雜濃度為1×10¹⁸-1×10²⁰cm^-3，厚度10nm-100nm；所述Al_0.4Ga_0.6As層的摻雜濃度為1×10¹⁸-1×10²⁰cm^-3，厚度10nm-100nm；第二結GaAs電池，包括p型摻雜的Al_xGa_1-xAs背場層、p型摻雜的GaAs基區、n型摻雜的GaAs發射區、n型摻雜的Al_xGa_1-xAs窗口層；0.3≤x≤0.5；所述Al_xGa_1-xAs背場層的摻雜濃度為1×10¹⁷-1×10¹⁹cm^-3，厚度100-200nm；所述GaAs基區的摻雜濃度為1×10¹⁶-1×10¹⁸cm^-3，厚度3000-4000nm；所述GaAs發射區的摻雜濃度為1×10¹⁷-1×10¹⁹cm^-3，厚度50-200nm；所述Al_xGa_1-xAs窗口層的摻雜濃度為1×10¹⁷-1×10¹⁹cm^-3，厚度為30-100nm；第二隧穿結，包括n型摻雜的GaAs層和p型摻雜的Al_0.4Ga_0.6As層；所述GaAs層的摻雜濃度為1×10¹⁸-1×10²⁰cm^-3，厚度10nm-100nm；所述Al_0.4Ga_0.6As層的摻雜濃度為1×10¹⁸-1×10²⁰cm^-3，厚度10nm-100nm；第三結GaInP電池，包括p型摻雜的AlGaInP背場層、p型摻雜的GaInP基區、n型摻雜的GaInP發射區和n型摻雜的AlInP窗口層；所述AlGaInP背場層的摻雜濃度為1×10¹⁷-1×10¹⁹cm^-3，厚度100-200nm；所述GaInP基區的摻雜濃度為1×10¹⁶-1×10¹⁷cm^-3，厚度1000-2000nm；所述GaInP發射區的摻雜濃度為1×10¹⁷-1×10¹⁹cm^-3，厚度為50-200nm；所述AlInP窗口層的摻雜濃度為1×10¹⁷-1×10¹⁹cm^-3，厚度30-100nm；GaAs帽層的摻雜濃度為1×10¹⁸-1×10¹⁹cm^-3，厚度為100-1000nm。