[發明專利]一種量子點五結太陽能電池的制備方法有效

申請號：	201510271452.8	申請日：	2015-05-25
公開（公告）號：	CN104916715B	公開（公告）日：	2017-09-26
發明（設計）人：	高鵬;薛超;張無迪;劉如彬;肖志斌;孫強	申請（專利權）人：	中國電子科技集團公司第十八研究所
主分類號：	H01L31/0304	分類號：	H01L31/0304;H01L31/18;H01L31/0236
代理公司：	北京國昊天誠知識產權代理有限公司11315	代理人：	劉昕
地址：	300384 天津***	國省代碼：	天津;12
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種量子點五結太陽能電池制備方法
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【權利要求書】：

1.一種量子點五結太陽能電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(a)通過MOCVD外延正向生長InP兩結太陽能電池；

(b)通過MOCVD外延反向生長GaAs三結太陽能電池；

(c)通過半導體直接鍵合工藝實現所述InP兩結太陽能電池和所述GaAs三結太陽能電池的鍵合；

(d)通過選擇性腐蝕工藝完成犧牲層的剝離，得到所述量子點五結太陽能電池；

所述步驟(a)中所述InP兩結太陽能電池，依次在InP襯底上外延正向生長厚度0.1-0.3μm的InP緩沖層、第五結In_xGa_1-xAs電池、第四隧穿結、第四結In_xGa_1-xAs_yP_1-y電池和厚度100-1000nm的InP鍵合接觸層，其中0.3≤x≤0.8，0.3≤y≤0.7；

所述步驟(b)中所述的GaAs三結太陽能電池，依次在GaAs襯底上外延反向生長厚度0.1-0.3μm的GaAs緩沖層、厚度0.1-0.3μm的GaInP腐蝕阻擋層、厚度100-500nm的n型摻雜GaAs帽層、第一結Al_xGa_1-xIn_0.5P電池、第一隧穿結、第二結Al_xGa_1-xAs電池、第二隧穿結、厚度30-200nm的第三結GaAs電池的窗口層、厚度50-200nm的第三結GaAs電池的發射層、厚度20-100nm的量子點浸潤層、量子點復合層、厚度2000-4000nm的第三結GaAs電池的基區層、第三隧穿結、厚度100-1000nm的GaAs鍵合接觸層，其中0.2≤x≤0.5；

所述犧牲層為所述GaAs襯底、所述GaAs緩沖層和所述GaInP腐蝕阻擋層，所述量子點浸潤層是用納米壓印圖形方法制備的具有規整且均勻分布的圖形。

2.根據權利要求1所述的量子點五結太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟(c)中包括以下步驟：

將所述InP鍵合接觸層與所述GaAs鍵合接觸層貼合后置于充滿氮氣保護的鍵合型腔內進行鍵合，完成所述InP兩結太陽能電池和所述GaAs三結太陽能電池的鍵合。

3.根據權利要求1所述的量子點五結太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟(d)中包括以下步驟：

利用腐蝕液腐蝕所述GaAs襯底、所述GaAs緩沖層和所述GaInP腐蝕阻擋層，完成所述犧牲層的剝離。

4.根據權利要求1所述的量子點五結太陽能電池的制備方法，其特征在于：

步驟(a)中的所述第五結In_xGa_1-xAs電池、所述第四隧穿結、所述第四結In_xGa_1-xAs_yP_1-y電池分別包括以下生長過程：

所述第五結In_xGa_1-xAs電池：依次生長為厚度50-400nm的p型摻雜InP背場層、厚度2000-5000nm的p型摻雜In_xGa_1-xAs基區、厚度50-400nm的n型摻雜In_xGa_1-xAs發射區和厚度30-200nm的n型摻雜InP窗口層；所述第四隧穿結：依次生長為厚度10-100nm的n型InP層和厚度10-100nm的p型InP層；所述第四結In_xGa_1-xAs_yP_1-y電池：依次生長為厚度30-300nm的p型摻雜InP背場層、厚度2000-5000nm的p型摻雜In_xGa_1-xAs_yP_1-y基區、厚度50-400nm的n型摻雜In_xGa_1-xAs_yP_1-y發射區和厚度30-200nm的n型摻雜InP窗口層。