[發明專利]Ge/Si襯底的GaInP/GaAs/Ge三結太陽能電池及其制備方法

在審

• 申請號: 201611247544.3
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN108269879A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 尹曉雪
• 申請（專利權）人: 西安科銳盛創新科技有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L21/02;H01L31/0687
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種Ge/Si襯底的GaInP/GaAs/Ge三結太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

(a)選取Si襯底，在所述Si襯底上生長Ge外延層形成Ge/Si襯底；

(b)在所述Ge/Si襯底表面形成SiO₂氧化層；

(c)用激光再晶化工藝使所述Ge外延層晶化并刻蝕所述SiO₂氧化層；

(d)在所述Ge外延層上制備GaInP/GaAs/Ge三結太陽能電池層；

(e)在所述GaInP/GaAs/Ge三結太陽能電池層上制備GaAs接觸層和反射膜；

(f)制備接觸電極以完成Ge/Si襯底的GaInP/GaAs/Ge三結太陽能電池的制備。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述Si襯底為2μm的單晶Si；所述Ge外延層通過磁控濺射法在所述Si襯底上用兩步法工藝生長而成。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述Ge外延層厚度為500nm。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述SiO₂氧化層的厚度為150nm。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述GaInP/GaAs/Ge三結太陽能電池層包括：Ge基區、Ge發射區、GaAs窗口層、第一GaAs隧道結、GaAs中電池背場、GaAs基區、GaAs發射區、Ga_0.51In_0.49P窗口層、第二GaAs隧道結、Ga_0.51In_0.49P頂電池背場、Ga_0.51In_0.49P基區、Ga_0.51In_0.49P發射區以及Al_0.53In_0.47P窗口層。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(c)中，所述激光再晶化工藝為：激光功率為6.1kW/m，激光移動速度為400mm/min。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(d)包括：

(d1)在所述Ge/Si襯底上形成Ge底電池層；

(d2)在所述Ge底電池上形成第一隧道結；

(d3)在所述第一隧道結上形成GaAs中電池層；

(d4)在所述GaAs中電池上形成第二隧道結；

(d5)在所述第二隧道結上形成Ge_0.51In_0.49P頂電池層。

8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(e)包括：

(e1)采用MBE工藝，在所述Al_0.53In_0.47P窗口層表面形成所述GaAs接觸層；GaAs接觸層厚度為0.5um；

(e2)在250℃下，采用PECVD工藝，在所述Al_0.53In_0.47P窗口層形成所述反射膜。所述反射膜厚度為100nm。

9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述反射膜的材料為Si₃N₄。

10.一種Ge/Si襯底的GaInP/GaAs/Ge三結太陽能電池，其特征在于，所述GaInP/GaAs/Ge三結太陽能電池由權利要求1～9任一項所述的方法制備形成。