一种太阳能电池制造技术

本申请实施例提供了一种太阳能电池，包括：底电池、第一隧穿结层、背反射层、中电池、第二隧穿结层、顶电池，其中，顶电池包括顶电池背场层、顶电池基区、顶电池发射区和顶电池窗口层，顶电池背场层包括层叠的第一背场层和第二背场层，第一背场层和第二背场层的带隙高于顶电池基区的带隙，有效地发挥光生载流子的反射作用，使得光生载流子向顶电池发射区传输，提高对光生载流子的收集效率，而且，第二背场层的P型掺杂浓度大于第一背场层和顶电池基区的P型掺杂浓度，有效降低顶电池的电阻率且形成利于光生载流子收集的漂移场，可提高少数载流子(即电子)的寿命，进而提高了电池的短路电流密度，最终提高整个太阳能电池的转换效率。

A solar cell

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能电池
本申请涉及太阳电池
，尤其涉及一种太阳能电池。
技术介绍
太阳能电池可将太阳能直接转换为电能，是一种最有效的清洁能源形式。III-V族化合物半导体太阳能电池在目前材料体系中转换效率最高，同时具有耐高温性能好、抗辐照能力强等优点，被公认为是新一代高性能长寿命空间主电源，其中GaInP/InGaAs/Ge晶格匹配结构的三结电池已在航天领域得到广泛应用。GaInP/InGaAs/Ge晶格匹配结构的三结电池中，GaInP顶电池的背场层一般选用Zn掺杂的AlGaInP，AlGaInP具有比GaInP更高的带隙，从而可以有效地发挥光生载流子的反射作用，提高载流子收集效率。但在实际中，选用Zn掺杂的AlGaInP为GaInP顶电池的背场层往往导致整个太阳能电池的转换效率有较大的损失。
技术实现思路
有鉴于此，本申请实施例提供了一种太阳能电池，以提高太阳能电池的转换效率。为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种太阳能电池，包括：底电池；位于所述底电池第一侧的第一隧穿结层；位于所述第一隧穿结层背离所述底电池一侧的背反射层；位于所述背反射层背离所述第一隧穿结层一侧的中电池；位于所述中电池背离所述底电池一侧的第二隧穿结层；位于所述第二隧穿结层背离所述中电池一侧的顶电池，所述顶电池包括顶电池背场层、顶电池基区、顶电池发射区和顶电池窗口层；其中，所述顶电池背场层包括层叠的第一背场层和第二背场层，所述第一背场层和所述第二背场层的带隙高于所述顶电池基区的带隙，所述第二背场层的P型掺杂浓度大于所述第一背场层和所述顶电池基区的P型掺杂浓度。可选的，所述第一背场层为AlGaAs层。可选的，所述第一背场层为C掺杂的AlGaAs层。可选的，所述第一背场层的厚度取值范围为10nm～50nm，包括端点值。可选的，所述第一背场层中Al组分与Al组分和Ga组分之和的比例取值范围为0.3～0.8，包括端点值；所述第一背场层中的P型掺杂浓度取值范围为1E18～5E19，包括端点值。可选的，所述第二背场层为AlGaInP层。可选的，所述第二背场层为Zn掺杂的AlGaInP层。可选的，所述第二背场层的厚度取值范围为10nm～50nm，包括端点值。可选的，所述第二背场层中Al组分与Al组分和Ga组分之和的比例取值范围为0.2～0.7，包括端点值。可选的，所述第二背场层中的P型掺杂浓度取值范围为1E17～1E18，包括端点值。本申请实施例所提供的太阳能电池中，所述顶电池包括顶电池背场层、顶电池基区、顶电池发射区和顶电池窗口层，其中，所述顶电池背场层包括层叠的第一背场层和第二背场层，所述第一背场层和所述第二背场层的带隙高于所述顶电池基区的带隙，以有效地发挥光生载流子的反射作用，使得所述光生载流子向所述顶电池发射区传输，提高对光生载流子的收集效率。而且，所述第二背场层位于所述第一背场层和所述顶电池基区之间，且所述第二背场层的P型掺杂浓度大于所述第一背场层和所述顶电池基区的P型掺杂浓度，从而利用所述第二背场层的高掺杂浓度有效降低所述顶电池的电阻率，同时有利于聚光应用，此外，所述第一背场层和所述第二背场层之间的浓度差可以形成利于光生载流子收集的漂移场，从而提高少数载流子(即电子)的寿命(即电子的扩散长度)，进而提高了电池的Jsc(即短路电流密度)，最终提高整个太阳能电池的转换效率。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请一个实施例提供的太阳能电池结构示意图；图2为本申请一个实施例提供的底电池结构示意图；图3为本申请一个实施例提供的第一隧穿结层结构示意图；图4为本申请一个实施例提供的背反射层结构示意图；图5为本申请一个实施例提供的中电池结构示意图；图6为本申请另一个实施例提供的中电池结构示意图；图7为本申请一个实施例提供的第二隧穿结层结构示意图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。正如
技术介绍
部分所述，选用Zn掺杂的AlGaInP作为GaInP顶电池的背场层往往导致整个太阳能电池的转换效率有较大的损失。专利技术人研究发现，在选用Zn掺杂的AlGaInP作为GaInP顶电池的背场层时，AlGaInP层中Al组分越高，AlGaInP层的带隙越高，Zn的掺杂效率越低，导致所述顶电池的电阻率变高，尤其对于太阳能电池具有较高电流密度的聚光应用，所述顶电池具有较高的电阻率会使得所述太阳能电池的转换效率有较大的损失。而且，采用AlGaInP作为GaInP顶电池的背场层时，GaInP/AlGaInP异质结的带隙偏移主要落在价带上，将对多数载流子(即空穴)形成势垒，阻碍所述多数载流子(即空穴)的传输，影响器件性能。基于上述研究的基础上，本申请实施例提供了一种太阳能电池。下面结合附图对本申请实施例所提供的太阳能电池进行描述。参考图1，本申请实施例所提供的太阳能电池包括：底电池1；位于所述底电池1第一侧的第一隧穿结层2；位于所述第一隧穿结层2背离所述底电池1一侧的背反射层3；位于所述背反射层3背离所述第一隧穿结层2一侧的中电池4；位于所述中电池4背离所述底电池1一侧的第二隧穿结层5；位于所述第二隧穿结层5背离所述中电池4一侧的顶电池6，所述顶电池6包括顶电池背场层61、顶电池基区62、顶电池发射区63和顶电池窗口层64；其中，所述顶电池背场层61包括层叠的第一背场层611和第二背场层612，所述第一背场层611和所述第二背场层612的带隙高于所述顶电池基区62的带隙，所述第二背场层612的P型掺杂浓度大于所述第一背场层611和所述顶电池基区62的P型掺杂浓度。在上述实施例的基础上，在本申请一个实施例中，所述太阳能电池的制备工艺为MOCVD，即采用MOCVD工艺，由下至上依次制备所述底电池、所述第一隧穿结层、所述背反射层、所述中电池、所述第二隧穿结层和所述顶电池，以形成所述太阳能电池，在本申请其他实施例中，所述太阳能电池的制备工艺也可以采用分子束外延(MB本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能电池，其特征在于，包括：/n底电池；/n位于所述底电池第一侧的第一隧穿结层；/n位于所述第一隧穿结层背离所述底电池一侧的背反射层；/n位于所述背反射层背离所述第一隧穿结层一侧的中电池；/n位于所述中电池背离所述底电池一侧的第二隧穿结层；/n位于所述第二隧穿结层背离所述中电池一侧的顶电池，所述顶电池包括顶电池背场层、顶电池基区、顶电池发射区和顶电池窗口层；/n其中，所述顶电池背场层包括层叠的第一背场层和第二背场层，所述第一背场层和所述第二背场层的带隙高于所述顶电池基区的带隙，所述第二背场层的P型掺杂浓度大于所述第一背场层和所述顶电池基区的P型掺杂浓度。/n

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池，其特征在于，包括：
底电池；
位于所述底电池第一侧的第一隧穿结层；
位于所述第一隧穿结层背离所述底电池一侧的背反射层；
位于所述背反射层背离所述第一隧穿结层一侧的中电池；
位于所述中电池背离所述底电池一侧的第二隧穿结层；
位于所述第二隧穿结层背离所述中电池一侧的顶电池，所述顶电池包括顶电池背场层、顶电池基区、顶电池发射区和顶电池窗口层；
其中，所述顶电池背场层包括层叠的第一背场层和第二背场层，所述第一背场层和所述第二背场层的带隙高于所述顶电池基区的带隙，所述第二背场层的P型掺杂浓度大于所述第一背场层和所述顶电池基区的P型掺杂浓度。


2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一背场层为AlGaAs层。


3.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一背场层为C掺杂的AlGaAs层。


4.根据权利要求3所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一背场层的厚度取值范围为10nm～50...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴真龙，张海林，张策，田宇，
申请(专利权)人：扬州乾照光电有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32