[發(fā)明專利]一種四結(jié)級(jí)聯(lián)太陽電池及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010500164.6
• 申請(qǐng)日: 2020-06-04
• 公開（公告）號(hào): CN111613689A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): H01L31/0725
• 分類號(hào): H01L31/0725;H01L31/0336;H01L31/18
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 王昊

1.一種四結(jié)級(jí)聯(lián)太陽電池，其特征在于，包括自上而下依次設(shè)置的背面電極、InGaAs/InGaAsP/InAlAs三結(jié)太陽電池、MoS₂/InP范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)以及正面電極；其中，所述InGaAs/InGaAsP/InAlAs三結(jié)太陽電池為PN結(jié)型三結(jié)電池，所述MoS₂/InP范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)包括InP導(dǎo)電襯底及覆設(shè)于所述導(dǎo)電襯底一端面的二硫化鉬層；所述四結(jié)級(jí)聯(lián)太陽電池為基于MoS₂/InP范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)倒置生長(zhǎng)的四結(jié)級(jí)聯(lián)太陽電池。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四結(jié)級(jí)聯(lián)太陽電池，其特征在于，所述PN結(jié)型三結(jié)電池的襯底為P-InP襯底。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的四結(jié)級(jí)聯(lián)太陽電池，其特征在于，所述PN結(jié)型三結(jié)電池的帶隙沿遠(yuǎn)離被剝離InP導(dǎo)電襯底的方向逐漸減小，并且所述PN結(jié)型三結(jié)電池的帶隙小于MoS₂/InP范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)的帶隙。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的四結(jié)級(jí)聯(lián)太陽電池，其特征在于，所述PN結(jié)型三結(jié)電池的帶隙大于二硫化鉬/半導(dǎo)體單結(jié)電池的帶隙。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四結(jié)級(jí)聯(lián)太陽電池，其特征在于，所述二硫化鉬采用單層二硫化鉬。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四結(jié)級(jí)聯(lián)太陽電池，其特征在于，所述二硫化鉬層的厚度不超過20nm。

7.一種四結(jié)級(jí)聯(lián)太陽電池的制備方法，其特征在于，包括：

(1)提供在襯底上形成的PN結(jié)型三結(jié)電池和主要由InP導(dǎo)電襯底及覆設(shè)于該襯底一端面的MoS₂組成的MoS₂/InP范德瓦爾斯單結(jié)太陽電池；

(2)將所述InP襯底端面通過范德瓦爾斯力鍵合MoS₂，形成MoS₂/InP范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)；

(3)將InP襯底上MoS₂保護(hù)，另一端面減薄處理后倒置生長(zhǎng)InAlAs/InGaAsP/InGaAs三結(jié)太陽電池，形成MoS₂/InAlAs/InGaAsP/InGaAs四結(jié)級(jí)聯(lián)太陽電池；

(4)將上述電池的InGaAs一端面轉(zhuǎn)移在Si、玻璃等支撐襯底上；

(5)分別制備頂、底電極。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的四結(jié)級(jí)聯(lián)太陽電池的制備方法，其特征在于，所述二硫化鉬/半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的制備工藝包括：

(1)通過柔性高分子材料作為支撐層將二維材料將MoS₂轉(zhuǎn)移至InP襯底上，形成MoS₂/InP范德瓦爾斯單結(jié)太陽電池；

(2)對(duì)InP襯底的另一端面進(jìn)行減薄，并生長(zhǎng)InAlAs子電池、第一遂道結(jié)、InGaAsP子電池、第二遂道結(jié)、InGaAs子電池，其中InAlAs子電池、InGaAsP子電池、InGaAs子電池為倒置生長(zhǎng)；

(3)將上述四結(jié)電池轉(zhuǎn)移至如Si片、玻璃等制成襯底上；

(4)在InAlAs子電池表面制作背面電極；

(5)在MoS₂材料上位于電極絕緣層上方的區(qū)域作正面電極。

9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的制備方法，其特征在于，采用MOCVD法或MBE法生長(zhǎng)形成所述太陽能電池。