一种多结太阳能电池及其制备方法技术

本申请公开了一种多结太阳能电池及其制备方法，其中，所述多结太阳能电池的底电池即第一子电池的窗口层朝向第二子电池一侧设置有载流子反射层，所述载流子反射层的铝组分大于所述窗口层的铝组分，使得所述载流子反射层可以有效抑制窗口层中掺杂剂向相邻第二子电池的外延层的扩散，维持自身高掺杂的特点，保证了对流向窗口层的少数载流子的反射作用，提高了光生载流子的反射效率，解决了载流子复合严重的问题。另外高铝组分的载流子反射层还会对穿过窗口层的少数载流子起到二次反射作用，进一步提高光生载流子的收集效率，提高底电池的电性能。的电性能。的电性能。

【技术实现步骤摘要】
一种多结太阳能电池及其制备方法


[0001]本申请涉及半导体
，更具体地说，涉及一种多结太阳能电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]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。
[0003]目前的多结太阳能电池技术以其高转换效率、优良的抗辐射性能、稳定的温度特性以及易于规模化生产等优势，已全面取代传统的硅太阳能电池成为空间飞行器的主电源。
[0004]但目前的多结太阳能电池中，仍存在载流子复合严重和漂移场建立困难的问题。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本申请提供了一种多结太阳能电池及其制备方法，以解决载流子复合严重和漂移场建立困难的问题。
[0006]为实现上述技术目的，本申请实施例提供了如下技术方案：
[0007]一种多结太阳能电池，包括：
[0008]依次层叠的第一子电池和至少一个第二子电池，所述第一子电池和与其相邻的第二子电池之间包括第一隧穿结，相邻所述第二子电池之间包括第二隧穿结；
[0009]所述第一子电池包括：窗口层和位于所述窗口层朝向所述第二子电池一侧的载流子反射层，所述载流子反射层的铝组分含量大于所述窗口层的铝组分。
[0010]可选的，所述第一子电池还包括：
[0011]第一掺杂类型锗衬底；
[0012]位于所述第一掺杂类型锗衬底与所述窗口层之间的第二掺杂类型锗衬底。
[0013]可选的，所述窗口层包括Al
x
Ga1‑
x
InP层；
[0014]所述载流子反射层包括Al
y
Ga1‑
y
InP层，x＜y。
[0015]可选的，0≤x≤0.4；
[0016]x＜y≤1。
[0017]可选的，所述窗口层和所述载流子反射层的掺杂原子均为硅原子或碲原子；
[0018]所述窗口层的掺杂浓度小于所述载流子反射层的掺杂浓度。
[0019]可选的，所述窗口层的掺杂浓度的取值范围为1
×
10
18
～5
×
10
18
；
[0020]所述载流子反射层的掺杂浓度的取值范围为5
×
10
18
～2
×
10
19
。
[0021]可选的，所述第一子电池和所述第二子电池的晶格匹配。
[0022]一种多结太阳能电池的制备方法，包括：
[0023]形成第一子电池，所述第一子电池包括：窗口层和位于所述窗口层朝向所述第二子电池一侧的载流子反射层，所述载流子反射层的铝组分含量大于所述窗口层的铝组分含量；
[0024]在所述第一子电池表面依次形成至少一个第二子电池，所述第一子电池和与其相邻的第二子电池之间包括第一隧穿结，相邻所述第二子电池之间包括第二隧穿结。
[0025]可选的，所述形成第一子电池包括：
[0026]形成第一掺杂类型锗衬底；
[0027]在所述第一掺杂类型锗衬底表面形成第二掺杂类型锗衬底；
[0028]在所述第二掺杂类型锗衬底背离所述第一掺杂类型锗衬底一侧形成窗口层；
[0029]在所述窗口层背离所述第二掺杂类型锗衬底一侧形成所述载流子反射层。
[0030]可选的，所述窗口层包括Al
x
Ga1‑
x
InP层；
[0031]所述载流子反射层包括Al
y
Ga1‑
y
InP层，0≤x≤0.4；
[0032]x＜y≤1。
[0033]从上述技术方案可以看出，本申请实施例提供了一种多结太阳能电池及其制备方法，其中，所述多结太阳能电池的底电池即第一子电池的窗口层朝向第二子电池一侧设置有载流子反射层，所述载流子反射层的铝组分大于所述窗口层的铝组分，使得所述载流子反射层可以有效抑制窗口层中掺杂剂向相邻第二子电池的外延层的扩散，维持自身高掺杂的特点，保证了对流向窗口层的少数载流子的反射作用，提高了光生载流子的反射效率，解决了载流子复合严重的问题。另外高铝组分的载流子反射层还会对穿过窗口层的少数载流子起到二次反射作用，进一步提高光生载流子的收集效率，提高底电池的电性能。
附图说明
[0034]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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0035]图1为本申请的一个实施例提供的一种太阳能电池的结构示意图；
[0036]图2为本申请的另一个实施例提供的一种太阳能电池的结构示意图；
[0037]图3为本申请的又一个实施例提供的一种太阳能电池的结构示意图；
[0038]图4为本申请的再一个实施例提供的一种太阳能电池的结构示意图；
[0039]图5为本申请的一个实施例提供的一种太阳能电池的制备方法的流程示意图；
[0040]图6为本申请的另一个实施例提供的一种太阳能电池的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
[0041]如
技术介绍
中所述，多结太阳能电池以其优良特性成为已全面取代硅太阳能电池成为空间飞行器的主电源，特别是砷化镓三界太阳能电池的转换效率已约为硅太阳能电池的两倍。
[0042]在砷化镓多结太阳电池结构中，每结子电池的窗口层一般选用与中顶底电池材料晶格匹配的P化物材料并且其带隙和掺杂大于相应子电池材料的带隙和掺杂，导致较小的入射能量损失，同时有效地发挥光生载流子的反射作用，提高载流子收集效率。
[0043]但专利技术人研究发现，Ge电池的窗口层一般选用的是(Al)GaInP材料，但在非极性的Ge衬底上生长极性的(Al)GaInP会导致反相畴形成的问题，反相畴的存在会成为载流子的
复合中心，降低了该材料作为窗口层对少数载流子的反射作用进而降低了电池器件的性能。
[0044]另外Ge与外延层的异质界面间互扩散也会改变与Ge电池与相连窗口层的光学和电学性质，窗口层n型掺杂原子的扩散会降低自身掺杂水平，这将降低窗口层和Ge电池发射区的浓度差，不利于形成收集光生载流子的漂移场，进而影响少子寿命，降低底电池效率。
[0045]为了解决这一问题，本申请实施例提供了一种多结太阳能电池，包括：
[0046]依次层叠的第一子电池和至少一个第二子电池，所述第一子电池和与其相邻的第二子电池之间包括第一隧穿结，相邻所述第二子电池之间包括第二隧穿结；
[0047]所述第一子电池包括：窗口层和位于所述窗口层朝向所述第二子电池一侧的载流子反射层，所述载流子反射层的铝组分含量大于所述窗口层的铝组分。
[0048]所述多结太阳能电池的底电池即第一子电池的窗口层朝向第二子电池一侧设置有载流子反射本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多结太阳能电池，其特征在于，包括：依次层叠的第一子电池和至少一个第二子电池，所述第一子电池和与其相邻的第二子电池之间包括第一隧穿结，相邻所述第二子电池之间包括第二隧穿结；所述第一子电池包括：窗口层和位于所述窗口层朝向所述第二子电池一侧的载流子反射层，所述载流子反射层的铝组分含量大于所述窗口层的铝组分。2.根据权利要求1所述的多结太阳能电池，其特征在于，所述第一子电池还包括：第一掺杂类型锗衬底；位于所述第一掺杂类型锗衬底与所述窗口层之间的第二掺杂类型锗衬底。3.根据权利要求2所述的多结太阳能电池，其特征在于，所述窗口层包括Al
x
Ga1‑
x
InP层；所述载流子反射层包括Al
y
Ga1‑
y
InP层，x＜y。4.根据权利要求3所述的多结太阳能电池，其特征在于，0≤x≤0.4；x＜y≤1。5.根据权利要求3所述的多结太阳能电池，其特征在于，所述窗口层和所述载流子反射层的掺杂原子均为硅原子或碲原子；所述窗口层的掺杂浓度小于所述载流子反射层的掺杂浓度。6.根据权利要求5所述的多结太阳能电池，其特征在于，所述窗口层的掺杂浓度的取值范围为1
×
10
18
～5
×
10
18

【专利技术属性】
技术研发人员：张策，朱鸿根，郭文辉，吴志明，张雷，翁妹芝，吴真龙，
申请(专利权)人：扬州乾照光电有限公司，
类型：发明
国别省市：