一种多结太阳能电池制造技术

一种多结太阳能电池，包括底电池以及位于底电池上的其它结电池，其特征在于：底电池与其它结电池之间包括一反射层，所述的反射层能够反射底电池的整个吸收波段范围的一部分比例的光，所述发射层反射的波段范围位于其它结电池吸收波段范围之外，本发明专利技术因为在多结太阳电池中在底电池和其它结电池之间设计一反射层，用于反射底电池的长波光子，将部分底电池吸收波段反射出去，降低底电池的吸收，从而降低底电池的热量转换，以降低电池的整体工作温度。

【技术实现步骤摘要】
一种多结太阳能电池
本专利技术涉及一种多结太阳能电池，具体涉及一种具有反射层的多结太阳能电池。
技术介绍
太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。最近两年，临近空间飞艇受到军方与通讯领域的重视，各方开始加大投入研发。飞艇采用类似空间电池的三五族化合物太阳能电池提供电能，以GaInP/GaAs/Ge为主。但实际上，GaInP/GaInAs/Ge三结太阳能电池作为砷化镓多结电池的主流结构，其带隙组合为1.85/1.40/0.67eV，Ge底电池的短路电流要比中电池和顶电池的大很多，由于串联结构的电流限制原因，造成很大部分底电池电流转换成热，导致整个电池的温度上升。同时由于飞艇上缺少散热机制，因此对电池的发热量提出了苛刻的要求，降低电池发热量成为飞艇项目的关键技术之一。
技术实现思路
基于本专利技术的目的，本专利技术提供如下一种多结太阳能电池，包括底电池以及位于底电池上的其它结电池，底电池与其它结电池之间包括一反射层[h1]，所述的反射层能够反射底电池的整个吸收波段范围的一部分比例的光。所述底电池吸收波段范围为长波长波段范围，其它结电池吸收波段吸收短波长波段范围，长波长波段范围与短波长波段范围可以有部分重叠，或者更优选的，所述的底电池吸收波段范围位于其它结电池吸收波段范围之外。所述的太阳能电池的结数为至少两个。更优选的，所述的底电池为锗基电池。各结太阳能电池之间还包括隧穿结。所述的反射层位于底电池和其他结之间；更优选的，底电池与其它结电池之间具有隧穿结，所述的反射层位于底电池与中电池下方的遂穿结之间。所述的反射层能够反射900nm以上的波段，对应为底电池的吸收波段。更优选的，所述的反射层能够反射900~1800nm。更优选的，所述的反射层在900~1800nm之间的反射比例介于7~15%，更优选的介于7%~10%。更优选的，所述的反射层材料单一成分的半导体放射层，反射层可以AlInP，更优选的为AlxIn1-xP，其中x的取值范围是0.4至0.6之间。更优选的，所述的反射层材料的厚度为20nm至300nm之间。更优选的，所述的反射层材料的厚度为110nm至130nm之间。更优选的，太阳能电池的结数为三个，三结电池分别为所述的所述的顶电池、中电池和底电池，更优选的为GaInP/InGaAs/Ge基三结太阳能电池。更优选的，所述的底电池的厚度为100um以上，所述的中电池厚度为2~3.5um；所述中电池的吸收波长为650～900nm；所述的顶电池的厚度为0.7~1.3um，吸收波长为300～650nm。更优选的，所述的Ge基底电池上还可以包括其它DBR反射层，所述的其它DBR反射层至少反射中电池或顶电池的吸收波段，DBR反射层能够反射其它结太阳能电池的吸收波段，从而可以降低其它结的厚度。其中多结太阳能电池还包括一个支撑多结太阳能电池的基板，基板优选的是锗基衬底，所述的锗基衬底的背面可包括一背面电极，顶电池的表面还包括一个正面电极，背面电极和正面电极用于外部电连接。本专利技术同时提供一种用于前述的多结太阳能电池的制作方法，其包括：1）.在基板上制作底电池；2）.制作反射层；3).制作其它结太阳能电池。其中所述的底电池、反射层和其它结太阳能电池为金属有机化学气相沉积法获得。本专利技术提供一种临近空间用的飞行器，其包括使用本专利技术的多结太阳能电池将太阳能辐射转化为电能。其中，所述的临近空间是指距地面20～100公里的空域。所述的飞行器为飞艇或飞船、飞机。有益效果：本专利技术因为在多结太阳电池中在底电池和其它结电池之间设计一反射层，用于反射底电池的长波光子，将部分底电池吸收波段反射出去，降低底电池的吸收，从而降低底电池的热量转换，以降低电池的整体工作温度。另外，本专利技术的反射层的厚度较薄就能保证反射率，外延工艺的难度和成本也很低。更优选的，该底电池反射层还可以包括反射部分中电池、顶电池吸收波段的DBR，以达到减薄中电池、顶电池的效果。附图说明图1-3是实施例一具有反射层的三结太阳能电池的结构示意图；图4是实施例一具有反射层的三结太阳能电池的反射率-太阳能辐射波段分布曲线与无反射层的三结太阳能电池的反射率-太阳能辐射波段分布曲线对比图；图5是实施例二具有DBR以及反射层的三结太阳能电池的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一本实施例提供一种多结太阳能电池，所述的太阳能电池吸收波段位于300~1800nm之间。所述的太阳能电池的结数为至少两个，包括底电池以及其它结太阳能电池，底电池吸收长波长波段，其它结太阳能电池相较于底电池吸收短波长波段。所述的多结具体的可以是两结、三结或更多结太阳能电池，根据实际的运用需求可以进行选择。更优选的，所述底电池吸收波段可以有小部分波段范围与其它结电池吸收波段范围重叠，重叠的波段范围为至多50或至多100nm宽度，或者所述的底电池吸收波段范围位于其它结电池吸收波段范围之外，底电池吸收波段不与其它结电池吸收波段重叠。更优选的，如图1所示，太阳能电池的结数为三个，三结电池分别为底电池、中电池和顶电池，底电池吸收长波长波段、中电池吸收中波长波段和顶电池吸收短波长波段；更优选的，底电池吸收长波长波段λA~λB，中电池为中波长波段λC~λD，顶电池吸收短波长波段λE~λF，λA＞λB，λA＞λC＞λD，λA＞λE＞λF。其中λB不一定必须大于λC，即底电池吸收长波长波段与中电池吸收的中波长波段可有部分重叠；λD不一定必须大于λE，即底电池吸收长波长波段与中电池吸收的中波长波段可有部分重叠。底电池、中电池和顶电池都至少包括基区和发射层，并且还可以包括窗口层，并且各结太阳能电池之间需要隧穿结。更优选的，其中所述的太阳能电池为GaInP（顶电池）/InGaAs（中电池）/Ge（底电池）基三结太阳能电池；其带隙组合为1.85/1.40/0.67eV。所述的底电池的厚度为100um以上，所述的中电池厚度为2~3.5um，所述的顶电池的厚度为0.7~1.3um。所述的太阳能电池的顶中电池除了GaInP（顶电池）/InGaAs（中电池），也可以替代地为其它的材料制作或提供不同的吸收波段；所述的太阳能电池也可以包括四结太阳能电池或更多结太阳能电池，根据实际运用需求进行调整。所述的底电池与其它结电池之间形成一反射层，所述的反射层能够反射底电池的整个吸收波段范围内的一部分比例的辐射，用于降低底电池的吸收比例，从而降低热量的转化，降低整个太阳能电池的工作温度。更优选的，太阳能电池为三结太阳能电池的情况下，如图2所示，所述的反射层位于底电池和中电池之间；当太阳能辐射进入太阳能电池后，顶电池吸收的短波长波段λE~λF、中电池的中波长波段λC~λD分别进入顶电池和中电池中被吸收，剩余的底电池吸收的长波长波段λA~λB到达反射层后，部分将被反射层反射回去，反射回去的长波长波段穿过中电池、顶电池至电池以外，从而降低被底电池吸收的长波长波段本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多结太阳能电池，包括一个基板，基板包括相对的两面侧，其中基板的一面上具有依次堆叠的底电池以及位于底电池上的其它结电池，其特征在于：底电池与其它结电池之间包括一反射层，所述的反射层能够反射底电池的整个吸收波段范围的一部分比例的光。

【技术特征摘要】
1.一种多结太阳能电池，包括一个基板，基板包括相对的两面侧，其中基板的一面上具有依次堆叠的底电池以及位于底电池上的其它结电池，其特征在于：底电池与其它结电池之间包括一反射层，所述的反射层能够反射底电池的整个吸收波段范围的一部分比例的光。2.根据权利要求1所述的一种多结太阳能电池，其特征在于：所述反射层位于底电池和其它结电池之间。3.根据权利要求1所述的一种多结太阳能电池，其特征在于：所述底电池吸收波段范围主要位于其它结电池吸收波段范围之外，或者所述的底电池吸收波段范围位于其它结电池吸收波段范围之外。4.根据权利要求1所述的一种多结太阳能电池，其特征在于：所述的底电池为锗基底电池。5.根据权利要求1所述的一种多结太阳能电池，其特征在于：所述的太阳能电池的结数为至少为2。6.根据权利要求1所述的一种多结太阳能电池，其特征在于：所述的太阳能电池包括三结，分别为底电池、中电池和顶电池。7.根据权利要求1所述的一种多结太阳能电池，其特征在于：所述的反射层能够反射900nm以上的波段。8.根据权利要求1所述的一种多结太阳能电池，其特征在于：底电池与其它结电池之间的反射层为单一的半导体反射层。9.根据权利要求1所述的一种多结太阳能电池，其特征在于：所述的反射层材料为AlxIn1-xP,其中x的取值范围为0.4至0.6之间。10.根据权利要求1所述的一种多结太阳能电池，其特征在于：所述的反射层能够反射900~1800nm的光。11.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘冠洲，李明阳，宋明辉，陈文浚，吴俊毅，
申请(专利权)人：天津三安光电有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12