[發明專利]太陽能電池及其制作方法

在審

• 申請號: 201810003282.9
• 申請日: 2018-01-03
• 公開（公告）號: CN108198891A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 林志偉;陳凱軒;姜偉;吳真龍;張雙翔
• 申請（專利權）人: 廈門乾照光電股份有限公司
• 主分類號: H01L31/054
• 分類號: H01L31/054;H01L31/06;H01L31/18
• 代理公司: 廈門創象知識產權代理有限公司 35232
• 代理人: 尤懷成;廖吉保

1.太陽能電池，其特征在于：包括Ge底電池，生長于Ge底電池之上的下隧穿結，生長于下隧穿結之上的InGaAs中電池，生長于InGaAs中電池之上的上隧穿結，生長于上隧穿結之上的GaInP頂電池，以及生長于GaInP頂電池之上的歐姆接觸層，歐姆接觸層吸收垂直入射光線；InGaAs中電池包括中電池發射區、上中電池基區和下中電池基區，上中電池基區之上生長中電池發射區，中電池發射區之上生長上隧穿結，上中電池基區與下中電池基區之間生長上波導層，下中電池基區與下隧穿結之間生長下波導層。

2.如權利要求1所述的太陽能電池，其特征在于：上波導層和下波導層的材料分別為GaInP、AlGaInP、AlInP、GaAs、AlAs、AlGaAs、GaInAs、AlInAs、AlGaInAs中的一種或幾種。

3.如權利要求1所述的太陽能電池，其特征在于：上波導層和下波導層分別為復合波導層，包括反射不同波段入射光的多個波導層，每一波導層包括雙層循環結構，其中第一層的厚度D₁＝(2K+1)*λ/4n₁，K為自然數，λ為中電池吸收光譜波長，n₁為該第一層材料的折射率，第二層的厚度D₂＝(2K+1)*λ/4n₂，K為自然數，λ為中電池吸收光譜波長，n₂為第二層材料的折射率。

4.如權利要求3所述的太陽能電池，其特征在于：上波導層和下波導層分別包括反射不同波段入射光的第一上波導層、第二上波導層、第三上波導層、以及第一下波導層、第二下波導層、第三下波導層；其中第一上波導層和第一下波導層的第一層的厚度D₁₁＝(2K+1)*λ_{中電池吸收光譜上限}/4n₁，第二層的厚度D₂₁＝(2K+1)*λ_{中電池吸收光譜上限}/4n₂，第二上波導層和第二下波導層的第一層的厚度D₁₂＝(2K+1)*λ_{中電池吸收光譜中間}/4n₁，第二層的厚度D₂₂＝(2K+1)*λ_{中電池吸收光譜中間}/4n₂，第三上波導層和第三下波導層的第一層的厚度D₁₃＝(2K+1)*λ_{中電池吸收光譜下限}/4n₁，第二層的厚度D₂₃＝(2K+1)*λ_{中電池吸收光譜下限}/4n₂。

5.如權利要求1所述的太陽能電池，其特征在于：Ge底電池與下隧穿結之間生長成核層；下波導層與下中電池基區之間生長中電池BSF層；中電池發射區與上隧穿結之間生長中電池窗口層；GaInP頂電池由頂電池基區及頂電池發射區形成，頂電池基區與上隧穿結之間生長頂電池BSF層，頂電池基區之上生長頂電池發射區，頂電池發射區之上生長頂電池窗口層，頂電池窗口層之上生長歐姆接觸層。

6.太陽能電池制作方法，其特征在于：包括以下步驟：采用金屬有機化學氣相外延沉積MOCVD或分子束外延MBE方法在Ge襯底上堆疊生長Ge底電池、下隧穿結、下波導層、下中電池基區、上波導層、上中電池基區、中電池發射區、上隧穿結、頂電池及歐姆接觸層，歐姆接觸層吸收垂直入射光線；中電池包括下中電池基區、上中電池基區和中電池發射區，中電池為InGaAs中電池，頂電池為GaInP頂電池。

7.如權利要求6所述的太陽能電池制作方法，其特征在于：還包括：在Ge底電池與下隧穿結之間生長成核層；在下波導層與下中電池基區之間生長中電池BSF層；在中電池發射區與上隧穿結之間生長中電池窗口層；上隧穿結之上生長頂電池BSF層，在頂電池BSF層之上生長頂電池基區，在頂電池基區之上生長頂電池發射區，在頂電池發射區之上生長頂電池窗口層，在頂電池窗口層之上生長歐姆接觸層。