[發(fā)明專利]一種三結(jié)太陽(yáng)能電池及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210377745.4
• 申請(qǐng)日: 2022-04-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114899254B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉建慶;劉雪珍;高熙隆;楊文奕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中山德華芯片技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H01L31/0236
• 分類號(hào): H01L31/0236;H01L31/0687;H01L31/18
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 伍傳松

本發(fā)明公開(kāi)了一種三結(jié)太陽(yáng)能電池及其制備方法與應(yīng)用，該三結(jié)太陽(yáng)能電池依次包括以下各層：依次包括以下各層：圖形化砷化鎵襯底；應(yīng)力緩沖層；和子電池組。本發(fā)明還公開(kāi)該太陽(yáng)能電池制備方法，其包括以下步驟：S1、在砷化鎵襯底上刻蝕出臺(tái)狀圖形，得所述圖形化砷化鎵襯底；S2、在圖形化砷化鎵襯底上生長(zhǎng)所述應(yīng)力緩沖層；S3、在所述應(yīng)力緩沖層表面生長(zhǎng)所述子電池組。本發(fā)明提供的太陽(yáng)能電池提升了電池轉(zhuǎn)換效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種三結(jié)太陽(yáng)能電池及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)的興起，對(duì)空間太陽(yáng)能電池的成本要求越來(lái)越嚴(yán)格，低成本的空間電池芯片是降低衛(wèi)星造價(jià)的重要影響因素。另外一方面，必須有一種空間電池，一方面具備批產(chǎn)可行性，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單；一方面材料成本低；另外一方面，具備和現(xiàn)有常規(guī)三結(jié)電池相近的光電性能以減少后端電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。

高效空間電池目前具備量產(chǎn)潛力的是失配結(jié)構(gòu)空間電池，但該種空間電池技術(shù)的一個(gè)劣勢(shì)是位錯(cuò)難以控制，產(chǎn)品性能穩(wěn)定性難以保障。相關(guān)技術(shù)中基于鍺襯底的Ge/InGaAs/AlGaInAs/AlGaInP結(jié)構(gòu)失配四結(jié)太陽(yáng)電池光電轉(zhuǎn)換效率高，可達(dá)34%（AM0光譜下），同時(shí)該結(jié)構(gòu)空間電池不需要鍵合、二次外延等復(fù)雜的工藝流程，是一種具備批量生產(chǎn)潛力的新型高效太陽(yáng)電池產(chǎn)品。但是該結(jié)構(gòu)太陽(yáng)電池需要外延InGaAs、AlGaInAs、AlGaInP等失配材料，由于材料失配度大，外延過(guò)程中失配應(yīng)力大，在外延過(guò)程中會(huì)發(fā)生外延片翹曲現(xiàn)象，由于翹曲后引發(fā)了溫度控制問(wèn)題，整片外延片出現(xiàn)溫度不均勻問(wèn)題的概率較大，導(dǎo)致外延材料質(zhì)量不穩(wěn)定，產(chǎn)品性能不穩(wěn)定，是實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)難以解決的問(wèn)題；另外一方面，基于砷化鎵襯底生長(zhǎng)的空間電池產(chǎn)品，由于沒(méi)有鍺子電池結(jié)，性能低于鍺基結(jié)構(gòu)。

基于此，需要開(kāi)發(fā)一種三結(jié)太陽(yáng)能電池及其制作方法，該三結(jié)太陽(yáng)能電池成本低且效率高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題為：提供一種三結(jié)太陽(yáng)能電池，該電池成本低且效率高。

本發(fā)明要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題為：提供上述三結(jié)太陽(yáng)能電池的制備方法。

本發(fā)明要解決的第三個(gè)技術(shù)問(wèn)題為：提供上述三結(jié)太陽(yáng)能電池的應(yīng)用。

為解決上述第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的提供的技術(shù)方案為：一種三結(jié)太陽(yáng)能電池，依次包括以下各層：

砷化鎵襯底；

應(yīng)力緩沖層；

和子電池組。

提供了不同結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池，同時(shí)提升了電池轉(zhuǎn)換效率。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述圖形化砷化鎵襯底由若干個(gè)臺(tái)狀圖形組成。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述臺(tái)狀圖形的間距為100.0nm~1000.0nm。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述臺(tái)狀圖形的底部寬度為200.0nm~300.0nm。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述臺(tái)狀圖形的底部長(zhǎng)度為200.0nm~300.0nm。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述臺(tái)狀圖形的頂部寬度為200.0nm~300.0nm。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述臺(tái)狀圖形的頂部長(zhǎng)度為200.0nm~300.0nm。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述臺(tái)狀圖形的高度為50.0nm~100.0nm。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述圖形化砷化鎵襯底的厚度為300.0μm~400.0μm。