[實用新型]一種基于Si襯底的四結太陽電池

有效

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• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN207765468U
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設計）人: 李俊承;姜偉;何勝;吳真龍;王亞麗;涂潔磊;王向武
• 申請（專利權）人: 揚州乾照光電有限公司
• 主分類號: H01L31/0687
• 分類號: H01L31/0687;H01L31/18
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

本實用新型公開了一種基于Si襯底的四結太陽電池，所述四結太陽電池包括：硅電池；在所述硅電池沿著第一方向依次設置的P型接觸層、底電池、第一隧穿結、中電池、第二隧穿結、頂電池以及粗化層，其中，所述第一方向為垂直于所述硅電池，且由所述硅電池指向所述P型接觸層；設置在所述粗化層背離所述頂電池一側的N電極；設置在所述N電極與所述粗化層之間的N型接觸層；設置在所述硅電池背離所述P型接觸層一側的P電極。該四結太陽電池相比較現有的三結GaAs太陽電池，極大程度的提高了轉換效率，且優(yōu)化了目前制作四結太陽電池的工藝難度。

技術領域

本實用新型涉及太陽電池技術領域，更具體地說，尤其涉及一種基于Si襯底的四結太陽電池。

背景技術

隨著科學技術的不斷發(fā)展，太陽電池已廣泛應用于人們的日常生活、工作以及工業(yè)中，為人們的生活帶來了極大的便利。

在目前的太陽電池研究領域中，砷化鎵化合物太陽電池一直以來都是各國探究的熱點，相比較傳統(tǒng)硅基太陽電池有著較高的光電轉換效率和優(yōu)良的可靠性，進而可以在空間電源領域得到廣泛的應用。其較高的光電轉換效率可以減小太陽電池陣列的大小和質量，增加火箭的裝載量，減少火箭燃料的消耗，進而降低航天器電源系統(tǒng)的費用，因此在空間應用中，以GaAs太陽電池為核心的空間電源系統(tǒng)具有極其重要的地位，自2002年起，國外很多國家的空間飛行器已經全部采用GaAs三結太陽電池作為主電源，國內空間飛行器使用的主電源也正在由傳統(tǒng)的硅襯底太陽電池向高效GaAs三結太陽電池過渡。

隨著空間技術的進步，對太陽電池性能的要求越來越高，而現有的三結GaAs太陽電池已經接近極限，為了進一步提高太陽電池的性能，有研究提出GaAs倒置生長四結太陽電池的方案，即在GaAs襯底上面，一次外延生長出GaInP、GaAs、In_0.3GaAs以及In_0.7GaAs外延結構，再利用metal bonding(鍵合)的方式，將外延結構翻轉過來，制成電池；還有研究提出在Si襯底上直接生長外延結構，實現在Si襯底四結太陽電池；還有研究提出通過環(huán)氧樹脂對位焊接的方法，實現Si襯底四結太陽電池等。

但是，基于GaAs倒置生長四結太陽電池的方案，其第四節(jié)子電池材料外延難度很大，難以生長出高質量的外延材料，且鍵合的方式容易出現表面缺陷，最終影響電池的成品率；基于在Si襯底上直接生長外延結構的方案，其外延生長難度很大，難以生長出高質量的外延結構，且該結構只有三結太陽電池結構；基于通過環(huán)氧樹脂對位焊接的方法實現Si襯底四結太陽電池的方案，其工藝難度很大，對設備要求很高，難以實現大規(guī)模量產，并且存在環(huán)氧樹脂老化問題。

實用新型內容

為解決上述問題，本實用新型提供了一種基于Si襯底的四結太陽電池，相比較現有的三結GaAs太陽電池，極大程度的提高了轉換效率，且優(yōu)化了目前制作四結太陽電池的工藝難度。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種基于Si襯底的四結太陽電池，所述四結太陽電池包括：

硅電池；

在所述硅電池沿著第一方向依次設置的P型接觸層、底電池、第一隧穿結、中電池、第二隧穿結、頂電池以及粗化層，其中，所述第一方向為垂直于所述硅電池，且由所述硅電池指向所述P型接觸層；

設置在所述粗化層背離所述頂電池一側的N電極；

設置在所述N電極與所述粗化層之間的N型接觸層；

設置在所述硅電池背離所述P型接觸層一側的P電極。

優(yōu)選的，在上述四結太陽電池中，所述四結太陽電池還包括：

設置在所述硅電池和所述P型接觸層之間的氧化銦錫透明薄膜，其中，所述氧化銦錫透明薄膜的厚度范圍為0.8um-1.2um，包括端點值。