一种含嵌入式背场结构的多结太阳能电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含嵌入式背场结构的多结太阳能电池及其制备方法，包括一个p型衬底以及三个或三个以上串联设置的子电池，且在所有的子电池中至少有一个子电池为含嵌入式背场结构的GaInNAs子电池，该GaInNAs子电池包括由下至上按层状结构叠加的p型背场、非有意掺杂的GaInNAs基区、n型发射区、n型窗口层，所述非有意掺杂的GaInNAs基区在靠近p型背场方向含有嵌入式背场结构，该嵌入式背场结构为与p型背场所用材料及掺杂条件一致的圆柱阵列，该圆柱阵列为远离空间电荷区而无法被有效收集的少子提供势垒，将少子反射回空间电荷区，从而提高少子收集效率，进而提高短路电流密度和多结电池的光电转换效率。

【技术实现步骤摘要】
一种含嵌入式背场结构的多结太阳能电池及其制备方法
本专利技术涉及太阳能光伏发电的
，尤其是指一种含嵌入式背场结构的多结太阳能电池及其制备方法。
技术介绍
由于太阳光光谱的能量分布较宽，现有的任何一种半导体材料都只能吸收其中能量比其禁带宽度值高的光子。太阳光中能量较小的光子将透过电池被背电极金属吸收，转变成热能；而高能光子超出禁带宽度的多余能量，则通过光生载流子的能量热释作用传给电池材料本身的点阵原子，使材料本身发热。这些能量都不能通过光生载流子传给负载，变成有效电能。基于III-V族化合物半导体材料制备而成的高效多结太阳能电池是利用MBE或MOCVD技术从下至上连续生长具有不同禁带宽度的p-n结子电池，并在各子电池之间插入超薄隧穿结，让波长最短的光被最上边的宽带隙材料电池利用，波长较长的光能够透射进去让较窄禁带宽度材料电池利用，这就有可能最大限度地将光能变成电能，其转换效率远远超过了目前已知的其他各种光伏电池。提高叠层太阳电池转换效率的方法主要有两种：一种是增加子电池的结数，尽量使每结子电池吸收的太阳光光谱接近实际太阳光的光谱，从而增加输出电压；另一种方法是使每一结子电池的输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含嵌入式背场结构的多结太阳能电池，其特征在于：包括一个p型衬底以及三个或三个以上串联设置的子电池，各子电池与相邻结构保持晶格匹配，各子电池之间用隧穿结连接，且在所有的子电池中至少有一个子电池为含嵌入式背场结构的GaInNAs子电池，该GaInNAs子电池包括由下至上按层状结构叠加的p型背场、非有意掺杂的GaInNAs基区、n型发射区、n型窗口层，其中，所述非有意掺杂的GaInNAs基区在靠近p型背场方向含有嵌入式背场结构，该嵌入式背场结构为与p型背场所用材料及掺杂条件一致的圆柱阵列，该圆柱阵列为远离空间电荷区而无法被有效收集的少子提供势垒，将少子反射回空间电荷区，从而提高少子收集效率。

【技术特征摘要】
1.一种含嵌入式背场结构的多结太阳能电池，其特征在于：包括一个p型衬底以及三个或三个以上串联设置的子电池，各子电池与相邻结构保持晶格匹配，各子电池之间用隧穿结连接，且在所有的子电池中至少有一个子电池为含嵌入式背场结构的GaInNAs子电池，该GaInNAs子电池包括由下至上按层状结构叠加的p型背场、非有意掺杂的GaInNAs基区、n型发射区、n型窗口层，其中，所述非有意掺杂的GaInNAs基区在靠近p型背场方向含有嵌入式背场结构，该嵌入式背场结构为与p型背场所用材料及掺杂条件一致的圆柱阵列，该圆柱阵列为远离空间电荷区而无法被有效收集的少子提供势垒，将少子反射回空间电荷区，从而提高少子收集效率。2.根据权利要求1所述的一种含嵌入式背场结构的多结太阳能电池，其特征在于：所述p型背场采用带隙高于GaInNAs材料的III-V族半导体材料。3.根据权利要求1所述的一种含嵌入式背场结构的多结太阳能电池，其特征在于：所述n型发射区采用III-V族半导体材料。4.根据权利要求1所述的一种含嵌入式背场结构的多结太阳能电池，其特征在于：所述n型窗口层采用带隙高于GaInNAs材料的III-V族半导体材料。5.根据权利要求1所述的一种含嵌入式背场结构的多结太阳能电池，其特征在于：所述p型衬底为Ge衬底或GaAs衬底。6.一种权利要求1所述含嵌入式背场结构的多结太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：选择一p型衬底；步骤2：在p型衬底上，生长GaInNAs子电池之下的子电池；步骤3：生长含有嵌入式背场结构的GaInNAs子电池，步骤依次为采用金属有机物化学气相沉积技术生长GaInNAs子电池的p型背场、在p型背场之上采用电子束刻蚀的方法制备图案化的SiO2掩膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄珊珊，张小宾，马涤非，毛明明，刘建庆，潘旭，张露，刘雪珍，
申请(专利权)人：中山德华芯片技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44