[發明專利]一種鍺基晶格失配四結太陽電池

有效

• 申請號: 202011517196.3
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112635608B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 張恒;孫強;劉如彬;張啟明
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十八研究所
• 主分類號: H01L31/0725
• 分類號: H01L31/0725;H01L31/0735;H01L31/0216;H01L31/18
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 蒙建軍

1.一種鍺基晶格失配四結太陽電池，其特征在于，自下而上依次包括：鍺襯底、GaInP成核層、GaInAs緩沖層、第一隧穿結、(AlGa)_1-bIn_bAs第一晶格漸變緩沖層、(AlGa)_1-xIn_xAs/(AlGa)_1-xIn_xAs第一布拉格反射鏡、Ga_1-xIn_xAs子電池、第二隧穿結、(AlGa)_1-cIn_cP第二晶格漸變緩沖層、AlGaAs/AlGaAs第二DBR，Al_1-zGa_zAs子電池、第三隧穿結、(AlGa)_1-vIn_vP子電池、GaInAs帽層；其中：

所述Ga_1-xIn_xAs子電池包括p型摻雜的Ga_1-xIn_xAs基區層和n型摻雜的發射區層，針對于Ga_1-xIn_xAs基區層：0≤x≤0.5，摻雜濃度為1×10¹⁶cm^-3-1×10¹⁹cm^-3，厚度范圍是30nm-5000nm；所述發射區層是Ga_1-xIn_xAs或Ga_yIn_1-yP材料，0.4≤y≤1，摻雜濃度為1×10¹⁶cm^-3-1×10¹⁹cm^-3，厚度范圍是30nm-5000nm；

所述(AlGa)_1-bIn_bAs第一晶格漸變緩沖層的In組分：0.01≤b≤1-x，即其晶格常數從與所述鍺襯底匹配漸變為與所述Ga_1-xIn_xAs子電池匹配；

所述(AlGa)_1-xIn_xAs/(AlGa)_1-xIn_xAs第一布拉格反射鏡，摻雜濃度為1×10¹⁷-1×10¹⁹cm^-3，厚度范圍為1000nm-4000nm，周期數的范圍為10-30個，每個周期中，(AlGa)_1-xIn_xAs的厚度范圍為30nm-300nm；

所述Al_1-zGa_zAs子電池包括p型摻雜的基區層和n型摻雜的發射區層，針對于Al_1-zGa_zAs基區層：0.55≤z≤1，摻雜濃度1×10¹⁶cm^-3-1×10¹⁹cm^-3，厚度范圍是30nm-5000nm；所述發射區層是Al_1-zGa_zAs或Ga_1-uIn_uP材料，0.4≤u≤1，摻雜濃度1×10¹⁶cm^-3-1×10¹⁹cm^-3，厚度30nm-5000nm；

所述(AlGa)_1-cIn_cP第二晶格漸變緩沖層的In組分：0.5≤c≤1，即其晶格常數從與所述Ga_1-xIn_xAs子電池匹配漸變為與所述Al_1-zGa_zAs子電池匹配；

所述AlGaAs/AlGaAs第二DBR，摻雜濃度為1×10¹⁷-1×10¹⁹cm^-3，厚度范圍為1000nm-4000nm，周期數的范圍為10-30個，每個周期中，AlGaAs的厚度范圍為30nm-300nm；

所述(AlGa)_1-vIn_vP子電池包括p型摻雜的基區層和n型摻雜的發射區層，其中0.4≤v≤1，基區層摻雜濃度1×10¹⁶cm^-3-1×10¹⁹cm^-3，厚度范圍是30nm-5000nm；發射區層摻雜濃度1×10¹⁶cm^-3-1×10¹⁹cm^-3，厚度范圍是30nm-5000nm；

所述GaInAs帽層為n型摻雜的Ga_1-dIn_dAs，其中0≤d≤0.5，摻雜濃度為1×10¹⁸-1×10²¹cm^-3，厚度范圍為50nm-500nm。