The invention discloses a double junction thin film solar cell assembly and manufacturing method thereof, wherein the solar battery module is composed of a plurality of cells in series, each battery unit comprises a bottom and top cell battery, a back electrode layer bottom cell, the positive electrode layer is arranged on the top cell of figure, the bottom cell polycrystalline Ge bottom cell layer, top cell GaAs (Shen Huajia) battery, diffusion layer, N type polycrystalline Ge bottom layer between the battery top batteries in order to grow N type of buffer layer, tunnel junction type N tunnel junction area and P area, the antireflection layer is formed on the front metal electrode layer. The invention adopts GaAs substrate, polycrystalline germanium and GaAs respectively as the bottom and top of the double junction battery battery battery, first of all, the band gap of polycrystalline germanium bottom cell is 0.65eV, the band gap of top cell GaAs is 1.4eV, the combination is more conducive to the formation of the solar spectrum segmentation, current reasonable matching, but also further absorption the wavelength in the range of 900-2000nm light, the battery conversion efficiency can reach 32% (AM1.5).
【技术实现步骤摘要】
一种双结薄膜太阳能电池组件及其制作方法
本专利技术涉及一种III-V族双结薄膜电池组件的制作方法,更具体地讲,涉及一种多晶锗作为底电池,砷化镓作为顶电池的双结薄膜太阳能电池组件及其制作方法。
技术介绍
1954年世界上首次发现GaAs材料具有光伏效应,20世纪60年代,Gobat等研制了第1个掺锌GaAs太阳能电池,转化率仅为9%~10%,远低于27%的理论值。最早的单结晶体GaAs电池的做法和现在的单晶硅做法基本相同,但是作为直接禁带半导体,吸收层厚度只需要几个微米,晶体GaAs无疑是巨大的浪费。20世纪70年代,IBM公司和前苏联Ioffe技术物理所等为代表的研究单位,采用LPE(液相外延)技术引入GaAlAs异质窗口层,降低了GaAs表面的复合速率,使GaAs太阳电池的效率达16%。不久,美国的HRL(HughesResearchLab)及Spectrolab通过改进LPE技术使得电池的平均效率达到18%,并实现批量生产,开创了高效率砷化镓太阳电池的新时代。从上世纪80年代后,GaAs太阳能电池技术经历了从LPE到MOCVD,从同质外延到异质外延,从单结到多结叠层结构,从LM结构到IMM结构等几个发展阶段,其发展速度日益加快,效率也不断提高。目前最高效率已达到单结28.8%(altadevices),三结44.4%(SharpIMM),四结实验室最高接近50%(Fhg-ISE)目前锗衬底的三结GaAs电池是研究的重点,双结GaAs电池的研究比较少,通常双结电池都采用GaAs和InGaP作为底电池和顶电的双结电池,用电学和光学低损耗的隧道结连接而成。双 ...
【技术保护点】
一种双结薄膜太阳能电池组件,由多个电池单元串联而成,每个电池单元包括底电池和顶电池,所述底电池上设有背面金属电极层,所述顶电池上设有图形化的正面金属电极层,其特征在于,所述底电池为多晶Ge底电池层,所述顶电池为GaAs电池,所述多晶Ge底电池层至所述顶电池之间依次生长有N型的扩散层、N型的缓冲层、隧道结N型区和隧道结P型区,所述正面金属电极层上形成减反射层。
【技术特征摘要】
1.一种双结薄膜太阳能电池组件,由多个电池单元串联而成,每个电池单元包括底电池和顶电池,所述底电池上设有背面金属电极层,所述顶电池上设有图形化的正面金属电极层,其特征在于,所述底电池为多晶Ge底电池层,所述顶电池为GaAs电池,所述多晶Ge底电池层至所述顶电池之间依次生长有N型的扩散层、N型的缓冲层、隧道结N型区和隧道结P型区,所述正面金属电极层上形成减反射层。2.根据权利要求1所述的双结薄膜太阳能电池组件,其特征在于,所述缓冲层为N型的InGaAs-GaAs渐变缓冲层,其中铟的比例由1%渐变到0%。3.根据权利要求1所述的双结薄膜太阳能电池组件,其特征在于,所述GaAs电池为在所述隧道结P型区依次外延生长的AlGaAs背场、P型的GaAs基区、N型的AlGaAs发射极、N型的AlGaInP或者AlGaAs窗口层和N+型的GaAs正面接触层,所述正面金属电极层位于所述正面接触层上。4.根据权利要求3所述的双结薄膜太阳能电池组件,其特征在于,所述窗口层由所述正面接触层中外露,且其表面形成粗化结构。5.一种双结薄膜太阳能电池组件的制作方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:步骤一,在GaAs衬底上依次生长用于调节晶格匹配的InGaAs-GaAs渐变缓冲层和与多晶锗晶格匹配的牺牲层AlInAs;步骤二,在牺牲层AlInAs表面沉积低掺杂P型多晶锗材料层,制得多晶锗底电池层;步骤三,在多晶锗底电池层表面通过外延生长依次形成扩散层、隧道结和顶电池结构,形成双结电池结构;步骤四,通过选择性腐蚀牺牲层的方法将GaAs衬底与双结电池结构分开;步骤五,在双结电池结构的背面形成背面金属电极层,在双结电池结构的正面形成图形化的正面金属电极层;步骤六,将位于多晶锗底电池层上方外延生长的双结电池结构分离成多个独立...
【专利技术属性】
技术研发人员:顾世海,张庆钊,
申请(专利权)人:北京汉能创昱科技有限公司,
类型:发明
国别省市:北京,11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。