[實用新型]一種GaAs激光電池的電極結構

有效

• 申請號: 201220038564.0
• 申請日: 2012-02-07
• 公開（公告）號: CN202454565U
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 宋婷
• 申請（專利權）人: 西安航谷微波光電科技有限公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224
• 代理公司: 西安西交通盛知識產權代理有限責任公司 61217
• 代理人: 陳翠蘭

技術領域

本實用新型涉及一種GaAs激光電池結構，特別是一種減小串聯電阻的GaAs激光電池新電極結構。?

背景技術

激光GaAs電池是利用半導體p-n結在激光照射下，產生光生伏特效應的發電的電池，其原理與太陽能電池相似，只是利用光源不同而已。太陽能電池利用的光源是太陽光或可見光，而光電池是利用激光器LD輻射發出的紅外線。具有不依賴太陽光的特點，所以不受晝夜，季節或天氣的影響而提供穩定的電能。它不僅具有高效率，還具有靜音，攜帶輕便，無機械結構，構造簡單，不宜發生故障，單位體積或單位重量的發電功率比高的優點。?

在特定的應用中，要求電池的DC電壓：3V-6V。單結GaAs電池的開路電壓最大到1.05V，要達3V-6V必須進行單元電池的串聯。必須先制作單元電池，進行電隔離然后將幾個單元電池串聯，并且激光電池砷化鎵材料選用半絕緣襯底。?

串聯電阻是影響電池性能最主要的因素之一，幾個單元電池串聯時，串聯電阻對電池性能的影響更為嚴重。串聯電阻由以下部分組成：p型金屬柵電極體電阻；p型金屬與半導體接觸電阻；外延層的薄層電阻；n型金屬電極體電阻；n型金屬與半導體接觸電阻。其中外延層的薄層電阻是串聯電阻的主要組成部分。金屬電極體電阻和金屬與半導體接觸電阻通過工藝優化可以有效的降低，外延層的薄層電阻影響的降低主要采取二項措施：一項是優化MOCVD的生長工藝和外延層的層結構設計，另一項是優化電極結構設計。?

現有的GaAs激光電池電極結構如圖1所示，該結構采取了兩條p型主電極和連接在兩條p型主電極之間的p型柵電極，在p型主電極的外側僅設置了一條n型電極。圖2為現有的GaAs激光電池縱向電極結構示意圖。?

由于電阻與長度成正比與截面積成反比，也即電流通過的距離長電阻就大。現有GaAs激光電池電極結構為單n型電極結構，位置在p型金屬主電極的外側，光生載流子傳輸距離長，造成薄層電阻大，從而也加大了串聯電阻，降低了電池的性能。?

實用新型內容

為解決上述GaAs激光電池光生載流子傳輸距離長、電阻大的不足，提高電池性能，本實用新型旨在提出一種降低外延層薄層電阻影響的GaAs激光電池電極的新結構。?

本實用新型解決上述問題采用的技術方案是：?

一種GaAs激光電池電極結構，包括n型電極和p型電極，p型電極為雙p型電極，雙p型電極由兩個p型主電極通過其間縱向設置的p型柵電極連接構成，所述n型電極包括兩條電極，兩條n型電極與p型主電極中第1p型主電極平行設置，兩條n型電極與p型柵電極垂直設置；所述兩條n型電極中第1n型電極置于第1p型主電極的外側，兩條n型電極中第2n型電極置于雙p型主電極內側第1p型主電極間距的2/3處。?

本實用新型進一步的特征在于：?

所述電池電極結構是矩形、三角形或扇形。?

所述矩形結構的電池電極中第1p型主電極與第2p型主電極相互平行設置。?

本實用新型的有益效果是：?

本實用新型設計雙p型主電極間距為L，在雙p型主電極的第1p型主電極側設置第1n型電極，在距離第1p型主電極2/3L處設置第2n型電極；因而，光生載流子由p型主電極向n型電極的傳輸距離由L和大于1/3L減小為1/3L，外延層薄層電阻相應減小了約1/2。從而，對整體串聯電阻的降低起到了一定的作用。?

本實用新型的特點在于：?

①由于采取了上述技術方案，光生載流子傳輸距離變短、電阻減小，因而激光器驅動功率數值在整個測試范圍內怎樣變化，電池的開路電壓都有所提高，為0.01V-0.07V。?

②由于采取了上述技術方案，光生載流子傳輸距離變短、電阻減小，因而電池的輸出功率在小功率驅動條件下，有0.5％的提高；在中功率驅動條件下，有2.5％的提高；在大功率驅動條件下，有12％的提高。?

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型作進一步的詳細說明。?

圖1為現有GaAs激光電池電極結構示意圖。?

圖2為現有GaAs激光電池縱向電極結構示意圖。?

圖3為本實用新型GaAs激光電池電極結構示意圖。?

圖中：1、第1n型電極；2、第1p型主電極；3、p型柵電極；4、第2n型電極；5、第2p型主電極。?

具體實施方式