[發明專利]一種四結太陽能電池及其制作方法

在審

• 申請號: 201910361710.X
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110085704A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 李俊承;吳真龍;何勝;邢永祿;郭文輝
• 申請（專利權）人: 揚州乾照光電有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0304;H01L31/0352;H01L31/0687
• 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

本發明公開了一種四結太陽能電池及其制作方法，其中，四結太陽能電池中InGaN電池能夠有效的吸收短波光譜能量，進而改善短波的高能粒子對太陽能電池造成影響，使得四結太陽能電池光電轉換效率高；其次，GaInP/InGaAs/Ge三結電池為正向生長制備而成，進而減少材料失配造成的缺陷，保證該GaInP/InGaAs/Ge三結電池的可靠性高；以及，對InGaN電池和GaInP/InGaAs/Ge三結電池采用IZO鍵合層進行鍵合，進而保證鍵合處透光性高；此外，鍵合處采用ITO薄膜作為接觸層，在提高歐姆接觸的同時，減少對光的反射和吸收情況，保證四結太陽能電池的性能高。

技術領域

本發明涉及太陽能電池技術領域，更為具體地說，涉及一種四結太陽能電池及其制作方法。

背景技術

太陽能電池可將太陽能直接轉換為電能，是一種最有效的清潔能源形式。III-V族化合物半導體太陽能電池在目前材料體系中轉換效率最高，同時具有耐高溫性能好、抗輻照能力強等優點，被公認為是新一代高性能長壽命空間主電源，其中GaInP/InGaAs/Ge晶格匹配結構的三結電池已在航天領域得到廣泛應用。

對于目前應用最為廣泛的正向生長的三結GaInP/InGaAs/Ge電池，通常使用傳統的MOCVD(Metal-organic Chemical Vapor Deposition金屬有機化合物化學氣相沉淀)技術，在Ge底電池上面依次生長InGaAs/GaInP材料形成InGaAs中電池和GaInP頂電池，目前該類型電池技術上已經非常成熟，轉換效率在29％～31％之間，已經接近理論極限。

但是，現有的三結GaInP/InGaAs/Ge太陽能電池，由于自身結構限制，能夠利用的光譜依然有限，尤其是能量較高的短波波段，GaInP頂電池的吸收效率較低，進而對于短波的高能粒子不能夠進行有效阻擋，使得空間應用環境存在高能帶電粒子輻射，這些帶電粒子進入太陽能電池使晶格原子發生位移，形成大量的空位、填隙原子和復合體等晶格缺陷。這些缺陷可成為載流子的復合中心，導致光生載流子壽命縮短，降低太陽能電池的光電轉換效率，直接影響航天器的在軌工作壽命和可靠性

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種四結太陽能電池及其制作方法，有效解決現有技術存在的問題，四結太陽能電池中InGaN電池能夠有效的吸收短波光譜能量，進而改善短波的高能粒子對太陽能電池造成影響，使得四結太陽能電池光電轉換效率高；其次，GaInP/InGaAs/Ge三結電池為正向生長制備而成，進而減少材料失配造成的缺陷，保證該GaInP/InGaAs/Ge三結電池的可靠性高；以及，對InGaN電池和GaInP/InGaAs/Ge三結電池采用IZO鍵合層進行鍵合，進而保證鍵合處透光性高；此外，鍵合處采用ITO薄膜作為接觸層，進而減少對光的反射和吸收情況，保證四結太陽能電池的性能高。

為實現上述目的，本發明提供的技術方案如下：

一種四結太陽能電池的制作方法，包括：

提供一獨立電池及正向生長的GaInP/InGaAs/Ge三結電池，所述獨立電池包括襯底和位于所述襯底上的InGaN電池；

在所述InGaN電池背離所述襯底一側沉積第一ITO接觸層，及在所述GaInP/InGaAs/Ge三結電池的GaInP頂電池一側沉積第二ITO接觸層；

在所述第一ITO接觸層背離所述襯底一側形成第一IZO鍵合層，及在所述第二ITO接觸層背離所述GaInP/InGaAs/Ge三結電池一側形成第二IZO鍵合層；

將所述第一IZO鍵合層和所述第二IZO鍵合層鍵合形成IZO鍵合層；

去除所述襯底；

在所述InGaN電池背離所述IZO鍵合層一側形成正面電極結構，及在所述GaInP/InGaAs/Ge三結電池背離所述IZO鍵合層一側形成背面電極結構。