[發(fā)明專利]GaInP/GaAs/InGaAsP/InGaAs四結(jié)級聯(lián)太陽電池及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310223613.7
• 申請日: 2013-06-06
• 公開（公告）號: CN103346191B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙勇明;董建榮;李奎龍;孫玉潤;曾徐路;于淑珍;趙春雨;楊輝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所
• 主分類號: H01L31/0687
• 分類號: H01L31/0687;H01L31/0693;H01L31/0352;H01L31/18
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司44304
• 代理人: 楊林,馬翠平

1.一種GaInP/GaAs/InGaAsP/InGaAs四結(jié)級聯(lián)太陽電池，包括GaAs襯底以及GaInP/GaAs雙結(jié)電池和InGaAsP/InGaAs雙結(jié)電池，其特征在于：所述GaAs襯底具有雙面生長結(jié)構(gòu)；所述GaAs襯底的第一面設(shè)置有GaInP/GaAs雙結(jié)電池，第二面設(shè)置有一漸變過渡層，并通過該漸變過渡層與所述InGaAsP/InGaAs雙結(jié)電池級聯(lián)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GaInP/GaAs/InGaAsP/InGaAs四結(jié)級聯(lián)太陽電池，其特征在于：所述漸變過渡層包括Al_xIn_1-xAs漸變過渡層，其中x=1～0.48；所述Al_xIn_1-xAs漸變過渡層的帶隙大于1.42eV。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的GaInP/GaAs/InGaAsP/InGaAs四結(jié)級聯(lián)太陽電池，其特征在于：所述GaAs襯底與所述漸變過渡層之間設(shè)置有第二隧道結(jié)，所述第二隧道結(jié)包括按照遠(yuǎn)離GaAs襯底方向依次連接的P++GaAs材料層和N++GaAs材料層。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GaInP/GaAs/InGaAsP/InGaAs四結(jié)級聯(lián)太陽電池，其特征在于：所述InGaAsP/InGaAs雙結(jié)電池包括按照遠(yuǎn)離所述漸變過渡層的方向依次連接InGaAsP子電池、第一隧道結(jié)以及InGaAs子電池。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的GaInP/GaAs/InGaAsP/InGaAs四結(jié)級聯(lián)太陽電池，其特征在于：所述InGaAsP子電池包括按照遠(yuǎn)離所述漸變過渡層的方向依次連接的N++InP或In(Ga)AlAs窗口層、N-InGaAsP發(fā)射區(qū)、P-InGaAsP基區(qū)以及P++InGaAsP背場；所述第一隧道結(jié)包括按照遠(yuǎn)離所述InGaAsP子電池的方向依次連接的P++InGaAs材料層和N++InGaAs材料層；所述InGaAs子電池包括按照遠(yuǎn)離所述第一隧道結(jié)的方向依次連接的N++InP或InGaAsP窗口層、N-InGaAs發(fā)射區(qū)、P-InGaAs基區(qū)、P++InGaAsP背場以及P+InGaAs接觸層。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GaInP/GaAs/InGaAsP/InGaAs四結(jié)級聯(lián)太陽電池，其特征在于：所述GaInP/GaAs雙結(jié)電池包括按照遠(yuǎn)離所述GaAs襯底的方向依次連接GaAs子電池、第三隧道結(jié)以及GaInP子電池。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的GaInP/GaAs/InGaAsP/InGaAs四結(jié)級聯(lián)太陽電池，其特征在于：所述GaAs子電池包括按照遠(yuǎn)離所述GaAs襯底的方向依次連接的GaAs緩沖層、P++AlGaAs背場、P-GaAs基區(qū)、N-GaAs發(fā)射區(qū)以及N++AlInP窗口層；所述第三隧道結(jié)包括按照遠(yuǎn)離所述GaAs子電池的方向依次連接的N++GaInP材料層和P++AlGaAs材料層；所述GaInP子電池包括按照遠(yuǎn)離所述第三隧道結(jié)的方向依次連接的P++AlGaInP背場、P-GaInP基區(qū)、N-GaInP發(fā)射區(qū)、N++AlInP窗口層以及N+GaAs接觸層。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的GaInP/GaAs/InGaAsP/InGaAs四結(jié)級聯(lián)太陽電池，其特征在于：所述GaAs子電池包括設(shè)置于所述GaAs襯底第二面的P++AlGaAs背場，按照遠(yuǎn)離所述GaAs襯底第一面的依次連接的N-GaAs發(fā)射區(qū)和N++AlInP窗口層；所述GaAs襯底形成所述GaAs子電池的基區(qū)。

9.一種GaInP/GaAs/InGaAsP/InGaAs四結(jié)級聯(lián)太陽電池的制備方法，其特征在于：該方法具體為，采用具有雙面生長結(jié)構(gòu)的GaAs襯底作為襯底，首先，在所述GaAs襯底的第二面生長一漸變過渡層；然后在所述漸變過渡層上生長InGaAsP/InGaAs雙結(jié)電池；最后在所述GaAs襯底的第一面生長GaInP/GaAs雙結(jié)電池，獲得所述GaInP/GaAs/InGaAsP/InGaAs四結(jié)級聯(lián)太陽電池。