【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳能电池
，具体地说，是一种基于半导体量子点的多结太阳能电池及其制作方法。
技术介绍
以煤、石油和天然气为代表的传统能源会产生严重的环境污染，因此太阳能光伏产业为代表的可再生洁净能源受到普遍重视并取得快速发展。目前在光伏市场占据主导地位的单晶硅和多晶硅太阳能电池组件的转换效率分别为18％和15％左右。由于硅材料和砷化镓(GaAs)分别是间接带隙和直接带隙半导体材料，硅太阳能电池的理论光电转换效率(23％)远低于砷化镓太阳能电池，其中单结的砷化镓电池的理论效率为27％，多结的砷化镓电池的理论效率高于50％。硅电池的最大优势在于硅材料的价格低廉且制作工艺成熟，因此砷化镓电池需要在保持高效率的优势的同时，通过引入新型的器件结构和工艺，降低成本，赢得市场。据理论预测，最优设计的中间带太阳能电池的光电转换效率在高倍聚光情况下分别可达63％(见A.Luque and A.Marti，Phys.Rev.Lett.78，5014(1997))。中间带(Intermediate-Band，IB)太阳能电池是利用能级处于n型和p型半导体禁带宽度之间的半导体材料来吸收亚禁带(Sub-Bandgap)能量的光子，实现光生电子从价带(VB)到中间带(即VB-IB)以及中间带到导带(CB)(即IB-CB)的跃迁。中间带太阳能电池是通过接力式地吸收了两个或者多个长波长光子，实现吸收低能量光子而产生高输出电...
【技术保护点】
一种基于半导体量子点的多结太阳能电池的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：在GaAs衬底上依次外延生长缓冲层、牺牲层以及太阳能电池层制作出太阳能电池外延片，所述太阳能电池层包括N型接触层、GaInP顶电池、隧道结I、GaInAs中电池、隧道结II、InGaAs/GaAs量子点底电池和P型接触层，所述GaInP顶电池的禁带宽度为1.80‑1.92eV，所述GaInAs中电池的禁带宽度为1.38‑1.42eV，所述InGaAs/GaAs量子点底电池的禁带宽度为1.0‑1.3eV；S2：在所述太阳能电池外延片的P型接触层表面沉积金属背电极层并黏贴在柔性载体上，腐蚀掉所述牺牲层，所述太阳能电池层与所述GaAs衬底无损分离后，在所述N型接触层表面沉积上电极和减反射膜，制作出基于半导体量子点的多结太阳能电池。
【技术特征摘要】
1.一种基于半导体量子点的多结太阳能电池的制作方法，其特征在于，
包括以下步骤：
S1：在GaAs衬底上依次外延生长缓冲层、牺牲层以及太阳能电池层制作
出太阳能电池外延片，所述太阳能电池层包括N型接触层、GaInP顶电池、隧
道结I、GaInAs中电池、隧道结II、InGaAs/GaAs量子点底电池和P型接触层，
所述GaInP顶电池的禁带宽度为1.80-1.92eV，所述GaInAs中电池的禁带宽度
为1.38-1.42eV，所述InGaAs/GaAs量子点底电池的禁带宽度为1.0-1.3eV；
S2：在所述太阳能电池外延片的P型接触层表面沉积金属背电极层并黏贴
在柔性载体上，腐蚀掉所述牺牲层，所述太阳能电池层与所述GaAs衬底无损
分离后，在所述N型接触层表面沉积上电极和减反射膜，制作出基于半导体量
子点的多结太阳能电池。
2.如权利要求1所述的基于半导体量子点的多结太阳能电池的制作方法，
其特征在于，所述InGaAs/GaAs量子点底电池包括量子点超晶格结构以及分设
在所述量子点超晶格结构两侧的基极和发射极，所述量子点超晶格结构包括
至少一层InxGa1-xAs量子点层、以及设置在InxGa1-xAs量子点层之间的GaAs间隔
层，其中InxGa1-xAs量子点层中的In组分0.0≤x≤1.0。
3.如权利要求2所述的基于半导体量子点的多结太阳能电池的制作方法，
其特征在于，步骤S1还包括：优化所述InxGa1-xAs量子点层的组分以及生长参
数使其禁带宽度为1.0-1.3eV，所述InxGa1-xAs量子点层的In组分为0.4≤x≤1.0、
沉积速率为0.01-1.0单层每秒、生长温度为450-540℃、厚度为1.8-10.0单层。
4.如权利要求2或3所述的基于半导体量子点的多结太阳能电池的制作方
法，其特征在于，步骤S1还包括：在所述GaAs间隔层和/或InxGa1-xAs量子点层
中掺杂施主硅原子来增强所述InGaAs...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓杰，叶继春，刘凤全，
申请(专利权)人：苏州强明光电有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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。