[發明專利]一種太陽能電池以及制作方法

在審

• 申請號: 202010981799.2
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112071937A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 郭文輝;吳志明;張雷;翁妹芝;吳真龍
• 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;H01L31/0725;H01L31/076;H01L31/18
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 尹秀

本申請實施例提供了一種太陽能電池及制作方法，該太陽能電池包括：層疊的第一子電池、第一隧穿結層、第二子電池、第二隧穿結層、第三子電池以及位于第一隧穿結層和第二子電池之間的變質緩沖層，其中，變質緩沖層中含有Sb原子，由于Sb原子具有表面活性劑的作用，可以提高反應原子在變質緩沖層表面的遷移能力，有助于找到變質緩沖層中的原子成核的最低能量點，進而減少各子電池間存在的晶格失配產生的應力和位錯，而且，由于Sb原子可以促進變質緩沖層中Zn離子的摻雜，以保證變質緩沖層在提供空穴能力不變的前提下，減少變質緩沖層形成過程中Zn離子的通入量降低成本。

技術領域

本申請涉及太陽能電池制作技術領域，尤其涉及一種太陽能電池以及制作方法。

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。具體的，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。

但是，傳統的晶格匹配三結電池中頂電池GaInP和中電池In_0.01GaAs的電流密度遠小于底電池Ge的電流密度，使得傳統的晶格匹配的三結電池無法充分利用太陽光譜，限制了太陽能電池的光電轉換效率的提高。

發明人研究發現，提高太陽能電池轉換效率的最有效的途徑是提高太陽能電池中各子電池的帶隙匹配程度，從而更合理的分配太陽光譜。而改變太陽能電池中各子電池的帶隙需要通過改變各子電池中三元甚至四元材料的組分配比，這樣往往會導致各子電池間存在晶格失配產生殘余應力和位錯，影響電池性能。

發明內容

有鑒于此，本申請實施例提供一種太陽能電池以及制作方法，以緩解太陽能電池中各子電池間由晶格失配產生的殘余應力和位錯，提高太陽能電池的性能。

為實現上述目的，本申請實施例提供如下技術方案：

一種太陽能電池，包括：

層疊的第一子電池、第一隧穿結層、第二子電池、第二隧穿結層、第三子電池以及位于所述第一隧穿結層和所述第二子電池之間的變質緩沖層；

其中，所述變質緩沖層中含有Sb原子。

可選的，所述變質緩沖層包括至少三個膜層，所述至少三個膜層包括至少兩個緩沖層和一個過沖層；

其中，所述至少三個膜層的晶格常數沿所述第一子電池至所述第二子電池方向逐漸增大，且所述至少三個膜層的晶格常數大于所述第一子電池的晶格常數，所述過沖層的晶格常數大于所述第二子電池的晶格常數。

可選的，所述變質緩沖層中Sb原子與三族的原子比的取值范圍為1E-6～1E-3，包括端點值。

可選的，所述變質緩沖層為Zn摻雜的變質緩沖層。

可選的，所述變質緩沖層的Zn摻雜濃度取值范圍為5E17～5E18，包括端點值。

可選的，所述至少三個膜層中各膜層中Zn的摻雜濃度相同。

一種太陽能電池的制作方法，包括：

在第一子電池表面形成第一隧穿結層；

在所述第一隧穿結層背離所述第一子電池一側表面形成變質緩沖層；

在所述變質緩沖層背離所述第一隧穿結層一側表面形成第二子電池；

在所述第二子電池背離所述變質緩沖層一側表面形成第二隧穿結層；

在所述第二隧穿結層背離所述第二子電池一側表面形成第三子電池；

其中，所述變質緩沖層的形成過程中通入含有Sb原子的MO源。