[發(fā)明專(zhuān)利]雙面外延生長(zhǎng)GaAs三結(jié)太陽(yáng)能電池的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210378162.X
• 申請(qǐng)日: 2012-10-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103000758A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王帥;高鵬;劉如彬;康培;孫強(qiáng);穆杰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津藍(lán)天太陽(yáng)科技有限公司;中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所
• 主分類(lèi)號(hào): H01L31/18
• 分類(lèi)號(hào): H01L31/18
• 代理公司: 天津市鼎和專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 12101
• 代理人: 李鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種雙面外延生長(zhǎng)GaAs三結(jié)太陽(yáng)能電池的制備方法。

背景技術(shù)

太陽(yáng)能電池中，光電轉(zhuǎn)換效率的提高始終是人們不斷追求的目標(biāo)。目前光電轉(zhuǎn)換效率已達(dá)到的41.6%的標(biāo)準(zhǔn)InGaP/GaAs/Ge三結(jié)太陽(yáng)能電池技術(shù)已經(jīng)不能滿(mǎn)足于人們的進(jìn)一步需求。為了使太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率獲得進(jìn)一步提升，人們?cè)跇?biāo)準(zhǔn)InGaP/GaAs/Ge三結(jié)太陽(yáng)能電池基礎(chǔ)上不斷進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，III-V太陽(yáng)能電池的反向外延生長(zhǎng)已成為目前又一種提高光電轉(zhuǎn)換效率的重要技術(shù)，即通過(guò)一個(gè)二次層轉(zhuǎn)移的支撐物，采用晶圓鍵合和襯底剝離等技術(shù)將晶格失配的InGaAs底電池替代Ge底電池，完成反向外延生長(zhǎng)III-V太陽(yáng)能電池的制作。這種反向外延生長(zhǎng)技術(shù)使晶格失配產(chǎn)生的微區(qū)缺陷向上層延展，避免了晶格失配產(chǎn)生的位錯(cuò)對(duì)其他結(jié)電池的影響，保證了最先外延生長(zhǎng)的晶格匹配頂電池和中間電池完美外延生長(zhǎng)，從而使太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率獲得進(jìn)一步提升。但是，由于反向外延生長(zhǎng)的太陽(yáng)能電池技術(shù)不僅需要一個(gè)二次層轉(zhuǎn)移的支撐物，而且采用的晶圓鍵合和薄膜襯底剝離技術(shù)均屬于非標(biāo)準(zhǔn)的III-V族太陽(yáng)能電池的制程，這些非標(biāo)準(zhǔn)的III-V族太陽(yáng)能電池制程無(wú)法與標(biāo)準(zhǔn)InGaP/GaAs/Ge三結(jié)太陽(yáng)能電池兼容，導(dǎo)致電池性能不穩(wěn)定，并降低了太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)效率，增加了電池的制作成本，在可行性方面不容易實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題而提供一種光電轉(zhuǎn)換效率高、制備成的電池性能穩(wěn)定，工藝簡(jiǎn)單、制作成本低、生產(chǎn)效率高，易于實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)的雙面外延生長(zhǎng)GaAs三結(jié)太陽(yáng)能電池的制備方法。

本發(fā)明雙面外延生長(zhǎng)GaAs三結(jié)太陽(yáng)能電池的制備方法包括如下技術(shù)方案：

雙面外延生長(zhǎng)GaAs三結(jié)太陽(yáng)能電池的制備方法，其特點(diǎn)是：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(zhǔn)備好MOCVD設(shè)備，將步驟1中的GaAs襯底一面向上置入MOCVD操作室內(nèi)，生長(zhǎng)溫度設(shè)置為500℃-800℃，在GaAs襯底上面依次外延生長(zhǎng)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(jié)In_xGa_1-xAs電池；

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

步驟4、最后按照標(biāo)準(zhǔn)電池的封裝工藝制備成雙面外延生長(zhǎng)的GaAs三結(jié)太陽(yáng)能電池。

本發(fā)明還可以采用如下技術(shù)措施：

所述步驟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(nèi)的生長(zhǎng)溫度均為500℃、600℃或800℃。