[發明專利]一種GaInP/GaAs/Ge/Si四結太陽能電池及其制備方法

有效

• 申請號: 202011164078.9
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112289881B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 王智勇;黃瑞;蘭天;代京京;李穎
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H01L31/0687
• 分類號: H01L31/0687;H01L31/0216;H01L31/18;H01L21/18;H01L21/265
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司 11335
• 代理人: 朱鵬

1.一種GaInP/GaAs/Ge/Si四結太陽能電池，其特征在于，自下而上依次包括：Si襯底、Si子電池、Ge膜、Ge子電池、GaAs子電池和GaInP子電池；

所述Si子電池為在P型Si襯底上外延生長一層N型Si薄膜，所述N型Si薄膜上沉積有一層SiO₂層并在SiO₂層上鍵合所述Ge膜；

所述GaInP子電池自下而上依次包括GaInP的第三背場層、GaInP第三基區、GaInP第三發射區、AlInP或者GaInP第三窗口層，所述AlInP或者GaInP第三窗口層的部分上表面設有GaAs或者InGaAs接觸層，所述GaAs或者InGaAs接觸層上設有上電極；

所述Si襯底的部分下表面光刻至所述Ge膜的位置，并在Ge膜底部設有下電極。

2.如權利要求1所述的GaInP/GaAs/Ge/Si四結太陽能電池，其特征在于，所述Ge子電池自下而上依次包括Ge緩沖層、Ge第一背場層、Ge第一基區、Ge第一發射區、AlGaAs第一窗口層、AlGaAs或Al(Ga)InP的勢壘層、InGaAs(P)的摻雜層和AlGaAs或Al(Ga)InP的勢壘層；其中，Al(Ga)InP表示Al_xGa_1-xInP，其中x的范圍為0≤x≤1；AlGaAs表示Al_xGa_1-xAs，其中x的范圍為0≤x≤1；InGaAs(P) 表示摻雜類型為P型的InGaAs摻雜層。

3.如權利要求1所述的GaInP/GaAs/Ge/Si四結太陽能電池，其特征在于，所述GaAs子電池自下而上依次包括GaAs第二背場層、GaAs第二基區、GaAs發射區、AlInP或者GaInP第二窗口層和GaAs第二隧穿層。

4.一種如權利要求1~3中任一項所述的GaInP/GaAs/Ge/Si四結太陽能電池的制備方法，其特征在于，包括：

步驟1、Si襯底的制備與Si子電池的外延生長；

步驟2、Ge膜的鍵合與薄膜剝離；

步驟3、Ge子電池的制備；

步驟4、GaAs子電池的制備；

步驟5、GaInP子電池的制備；

步驟6、接觸層的制備；

步驟7、解鍵合；

步驟8、腐蝕SiO₂層；

步驟9、光刻；

步驟10、制備上下電極。