[發(fā)明專利]一種鍺基晶格失配四結(jié)太陽(yáng)電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011517196.3
• 申請(qǐng)日: 2020-12-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112635608B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張恒;孫強(qiáng);劉如彬;張啟明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所
• 主分類號(hào): H01L31/0725
• 分類號(hào): H01L31/0725;H01L31/0735;H01L31/0216;H01L31/18
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標(biāo)代理有限公司 12101
• 代理人: 蒙建軍

本發(fā)明公開(kāi)了一種鍺基晶格失配四結(jié)太陽(yáng)電池，屬于太陽(yáng)電池技術(shù)領(lǐng)域，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(jié)、(AlGa)subgt;1?b/subgt;Insubgt;b/subgt;As第一晶格漸變緩沖層、(AlGa)subgt;1?x/subgt;Insubgt;x/subgt;As/(AlGa)subgt;1?x/subgt;Insubgt;x/subgt;As第一布拉格反射鏡、Gasubgt;1?x/subgt;Insubgt;x/subgt;As子電池、第二隧穿結(jié)、(AlGa)subgt;1?c/subgt;Insubgt;c/subgt;P第二晶格漸變緩沖層、AlGaAs/AlGaAs第二DBR，Alsubgt;1?z/subgt;Gasubgt;z/subgt;As子電池、第三隧穿結(jié)、(AlGa)subgt;1?v/subgt;Insubgt;v/subgt;P子電池、GaInAs帽層；通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明中的鍺基晶格失配四結(jié)太陽(yáng)電池具有光電轉(zhuǎn)換效率高、抗輻照性能好的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽(yáng)電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鍺基晶格失配四結(jié)太陽(yáng)電池。

背景技術(shù)

目前空間飛行器主電源用太陽(yáng)電池中，技術(shù)成熟、轉(zhuǎn)換效率較高的是以鍺作為襯底的空間高效三結(jié)太陽(yáng)電池，其三個(gè)子電池的帶隙分別為1.9、1.4和0.67eV，1.4eV中電池與0.67eV鍺子電池之間較大的帶隙差異，導(dǎo)致紅外光譜利用率低，各子電池的電流不匹配，限制了電池轉(zhuǎn)換效率的進(jìn)一步提升。為了獲得更高的轉(zhuǎn)換效率，太陽(yáng)電池的設(shè)計(jì)需要進(jìn)一步地考慮光譜匹配。

增加子電池?cái)?shù)量是提高太陽(yáng)電池效率的最有效手段，其可以對(duì)0.67eV-1.41eV能量范圍內(nèi)的太陽(yáng)光譜進(jìn)行進(jìn)一步劃分，即在Ge與GaAs子電池之間增加一個(gè)帶隙1.0eV左右的子電池，利用原被Ge子電池吸收的中長(zhǎng)波長(zhǎng)的光子，形成四結(jié)太陽(yáng)電池。1.0eV子電池可以采用晶格失配的GaInAs材料實(shí)現(xiàn)。2010年，W.Guter采用細(xì)致平衡原理設(shè)計(jì)了帶隙為1.9/1.4/1.0/0.67eV的正向失配四結(jié)太陽(yáng)電池，模擬計(jì)算的理論效率達(dá)到36.8％。因此，晶格失配四結(jié)太陽(yáng)電池是實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)電池效率進(jìn)一步提高的新一代空間高效太陽(yáng)電池產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，提供一種鍺基晶格失配四結(jié)太陽(yáng)電池，用于提高光電轉(zhuǎn)換效率和抗輻照性能。

本發(fā)明的目的是提供一種鍺基晶格失配四結(jié)太陽(yáng)電池，從下至上依次包括：鍺襯底、GaInP成核層、GaInAs緩沖層、第一隧穿結(jié)、(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(DBR)、Ga_1-xIn_xAs子電池、第二隧穿結(jié)、(AlGa)_1-cIn_cP第二晶格漸變緩沖層、AlGaAs/AlGaAs第二布拉格反射鏡(DBR)，Al_1-zGa_zAs子電池、第三隧穿結(jié)、(AlGa)_1-vIn_vP子電池、GaInAs帽層。