The utility model discloses a space three-junction solar cell based on a double-sided polished substrate, which comprises a GulnGaSe sub-cell, a GaAs sub-cell, a GalnAs sub-cell and a GalnP sub-cell. The GaAs sub-cell is a double-sided polished n-type single chip structure. The lower surface of the GaAs substrate is provided with a GaAs buffer layer I, and the GulnGaSe sub-cell is deposited on the lower surface of the GaAs buffer layer I. GaInP sub-cells and GaAs sub-cells with bandgap combination of 1.9eV/1.42eV were deposited on the upper surface of GaAs by MOCVD method using n-type double-sided polished GaAs substrate. CuInGaSe sub-cells with bandgap width of 1.1eV were sputtered on the lower surface by magnetron sputtering method. Finally, a space three-junction solar cell with bandgap combination of 1.9eV/1.42eV/1.1eV was obtained, which achieved a better bandgap combination under solar spectrum. Too much sunlight spectrum can be used more effectively to improve the utilization of solar spectrum, thus significantly improving the photoelectric conversion efficiency of the battery.
【技术实现步骤摘要】
一种基于双面抛光衬底的空间三结太阳能电池
本技术涉及空间飞行器电池
,具体是一种基于双面抛光衬底的空间三结太阳能电池。
技术介绍
现代航天工程的发展对电源系统的要求越来越高,一方面要求高功率,另一方面又要求尽量减少电源系统的质量、体积,同时要降低成本,自从20世纪90年代中期以来,以砷化镓电池为基础的高效率多结太阳电池得到大力发展,但是由于使用的工艺设备、原材料等原因,电池的质量比功率因刚性衬底的引入难以大幅度地降低,鉴于III-V族太阳能电池的光电转换效率高、抗辐射性能好、温度特性优越等优点,各国科研人员都在现有技术的基础上进行研究。近年来,GaInP/GaInAs/Ge结构的砷化镓太阳能电池作为主要的电源被广泛应用于各种航天器,常规空间GaInP/GaInAs/Ge三结太阳电池具有光电转换效率高、抗辐照性能强、温度特性好以及晶格匹配易于规模化生产等优势,已成为空间飞行器的主要动力源。常规晶格匹配的三节GaInP/GaInAs/Ge结构由于晶格匹配,外延生长过程中位错密度较少,光电转化效率能达到30%左右。但由于GaInP(1.90eV)/GaInAs(1.42eV)/Ge(0.67eV)电池中Ge子电池带隙宽度较小,覆盖的太阳光谱范围较宽,产生的电流密度远大于GaInP和GaInAs子电池,造成了光谱的损失,这就限制了此结构电池的光电转化效率的提升。为进一步提高电池的光电转化效率,近年来发展出多种结构,如失配GaInP/GaInAs/Ge结构、倒装GaAs结构和更多结电池等多种结构,虽然这些结构都能达到提高电池的光电转化效率的目的,但是因为晶格不 ...
【技术保护点】
1.一种基于双面抛光衬底的空间三结太阳能电池,包括GulnGaSe子电池(1)、GaAs衬底(3)、GalnAs子电池(6)以及GalnP子电池(8),其特征在于,所述GaAs衬底(3)为双面抛光的n型单晶片结构,所述GaAs衬底(3)的下表面设置有GaAs缓冲层I(2),所述GulnGaSe子电池(1)沉积于GaAs缓冲层I(2)的下表面位置,所述GaAs衬底(3)的上表面从下至上依次沉积有GalnAs子电池(6)和GalnP子电池(8),所述GaAs衬底(3)与GalnAs子电池(6)之间通过GaAs缓冲层II(4)和GaAs隧穿结(5)连接,所述GaAs缓冲层II(4)位于GaAs衬底(3)和GaAs隧穿结(5)之间,所述GalnAs子电池(6)和GalnP子电池(8)之间是通过GaInP/AlGaAs隧穿结(7)进行连接,所述GalnP子电池(8)的上表面沉积有厚度为200‑800nm的n型GaAs帽层(9)。
【技术特征摘要】
1.一种基于双面抛光衬底的空间三结太阳能电池,包括GulnGaSe子电池(1)、GaAs衬底(3)、GalnAs子电池(6)以及GalnP子电池(8),其特征在于,所述GaAs衬底(3)为双面抛光的n型单晶片结构,所述GaAs衬底(3)的下表面设置有GaAs缓冲层I(2),所述GulnGaSe子电池(1)沉积于GaAs缓冲层I(2)的下表面位置,所述GaAs衬底(3)的上表面从下至上依次沉积有GalnAs子电池(6)和GalnP子电池(8),所述GaAs衬底(3)与GalnAs子电池(6)之间通过GaAs缓冲层II(4)和GaAs隧穿结(5)连接,所述GaAs缓冲层II(4)位于GaAs衬底(3)和GaAs隧穿结(5)之间,所述GalnAs子电池(6)和GalnP子电池(8)之间是通过GaInP/AlGaAs隧穿结(7)进行连接,所述GalnP子电池(8)的上表面沉积有厚度为200-800nm的n型GaAs帽层(9)。2.根据权利要求1所述的一种基于双面抛光衬底的空间三结太阳能电池,其特征在于,所述GulnGaSe子电池(1)从下至上依次溅射有厚度为600-800nm的MoNa层(101)、厚度为300-350nm的Mo层(102)、厚度为450-600nm的CuInGaSe层(103)、厚度为900-1200nm的CdS缓冲层(104)、厚度为300-400nm的i-ZnO层(105)以及厚度为500-800nm的TCO层(106)。3.根据权利要求1所述的一种基于...
【专利技术属性】
技术研发人员:万智,刘芬,林晓珊,徐培强,张银桥,汪洋,王向武,
申请(专利权)人:南昌凯迅光电有限公司,
类型:新型
国别省市:江西,36
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