一种多结太阳能电池及制作方法技术

本发明专利技术提供了一种多结太阳能电池及制作方法，该多结太阳能电池包括衬底、第一子电池、以及第二子电池。在该多结太阳能电池中，第一子电池为(Al

【技术实现步骤摘要】
一种多结太阳能电池及制作方法


[0001]本专利技术涉及太阳能电池
，更具体地说，涉及一种多结太阳能电池及制作方法。

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。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。
[0003]多结太阳能电池通过串联堆叠不同带隙子电池，可以实现更宽光谱的有效吸收，因此其可以突破S
‑
Q细致平衡原理效率极限，来提高光电转换效率。通过在目前常规三结产品上继续增加电池结数，可以继续提高光电转换效率。而如果要实现4
‑
6结的多结太阳能电池，为了达到理想光电转换效率，第一结的带隙必须采用2.0
‑
2.2eV的AlGaInP子电池。
[0004]然而AlGaInP子电池中Al的含量虽然可以有效地提高带隙，但是很容易引入Al
‑
O深能级缺陷。含铝材料的生长会因为Al
‑
O键的高解离能而在外延生长过程中引入Al
‑
O缺陷，并作为深能级缺陷增加SRH复合，影响材料质量和少子寿命。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，为解决上述问题，本专利技术提供一种多结太阳能电池及制作方法，技术方案如下：
[0006]一种多结太阳能电池，所述多结太阳能电池包括：
[0007]衬底；
[0008]位于所述衬底一侧的第二子电池；
[0009]位于所述第二子电池背离所述衬底一侧的第一子电池；
[0010]所述第一子电池为(Al
x
Ga1‑
x
)1‑
y
In
y
P电池，其中，0≤x＜1，0＜y＜1；且所述第一子电池的晶格常数小于所述第二子电池的晶格常数。
[0011]优选的，在上述多结太阳能电池中，所述第二子电池的材料可以为GaAs或AlGaAs或InGaAs或AlInGaAs材料。
[0012]优选的，在上述多结太阳能电池中，所述第二子电池的晶格常数减去所述第一子电池的晶格常数的差值至少大于0.001nm。
[0013]优选的，在上述多结太阳能电池中，所述多结太阳能电池还包括：
[0014]位于所述第二子电池和所述第一子电池之间的变质缓冲层；
[0015]所述变质缓冲层包括至少三层子缓冲层；
[0016]任一所述子缓冲层的晶格常数不同，且在第一方向上，至少三层所述子缓冲层的晶格常数逐渐减小；
[0017]所述第一方向垂直于所述第二子电池所在平面，且由所述第二子电池指向所述第
一子电池。
[0018]优选的，在上述多结太阳能电池中，任一所述子缓冲层的晶格常数小于所述第二子电池的晶格常数。
[0019]优选的，在上述多结太阳能电池中，至少一层所述子缓冲层的晶格常数小于所述第一子电池的晶格常数。
[0020]优选的，在上述多结太阳能电池中，所述变质缓冲层的材料为(Al)GaInP或(Al)GaAsP材料。
[0021]优选的，在上述多结太阳能电池中，所述多结太阳能电池还包括：位于所述变质缓冲层和所述第二子电池之间的第一隧穿结；
[0022]位于所述衬底和所述第二子电池之间，且在所述第一方向上，依次堆叠设置的第三子电池、第二隧穿结以及DBR反射层。
[0023]优选的，在上述多结太阳能电池中，所述第一子电池包括第一pn结，所述第一pn结由第一晶格常数的材料制成；
[0024]所述第二子电池包括第二pn结，所述第二pn结由第二晶格常数的材料制成；
[0025]其中，所述第一晶格常数小于所述第二晶格常数，且所述第二晶格常数减去所述第一晶格常数的差值至少大于0.001nm。
[0026]一种多结太阳能电池的制作方法，所述制作方法包括：
[0027]提供一衬底；
[0028]在所述衬底一侧形成第二子电池；
[0029]在所述第二子电池背离所述衬底一侧形成第一子电池；
[0030]所述第一子电池为(Al
x
Ga1‑
x
)1‑
y
In
y
P电池，其中，0≤x＜1，0＜y＜1；且所述第一子电池的晶格常数小于所述第二子电池的晶格常数。
[0031]相较于现有技术，本专利技术实现的有益效果为：
[0032]本专利技术提供的一种多结太阳能电池，包括衬底、第一子电池、以及第二子电池。在该多结太阳能电池中，第一子电池为(Al
x
Ga1‑
x
)1‑
y
In
y
P电池，且第一子电池的晶格常数小于第二子电池的晶格常数。在(Al
x
Ga1‑
x
)1‑
y
In
y
P电池中，减小In组分，虽然可以减小第一子电池的晶格常数，但是这样会导致(Al
x
Ga1‑
x
)1‑
y
In
y
P材料带隙增加，为了使(Al
x
Ga1‑
x
)1‑
y
In
y
P材料整体的带隙数值固定不变，进一步通过减小Al/Ga比例来减小(Al
x
Ga1‑
x
)1‑
y
In
y
P材料带隙，从而平衡In组分减小导致的带隙增加，这样既可以保证(Al
x
Ga1‑
x
)1‑
y
In
y
P材料带隙不变化，又可以减小第一子电池的晶格常数。与此同时Al/Ga比例的减小还可以进一步提高第一子电池中(Al
x
Ga1‑
x
)1‑
y
In
y
P材料的材料质量和少子寿命，从而提高电池的光电转换效率。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的实施例，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。
[0034]图1为本专利技术实施例提供的一种多结太阳能电池的部分结构示意图；
[0035]图2为本专利技术实施例提供的一种多结太阳能电池的部分结构示意图；
[0036]图3为本专利技术实施例提供的一种多结太阳能电池的结构示意图；
[0037]图4为本专利技术实施例提供的一种多结太阳能电池的制作方法的流程示意图；
[0038]图5为本专利技术本文档来自技高网...

【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，所述多结太阳能电池包括：衬底；位于所述衬底一侧的第二子电池；位于所述第二子电池背离所述衬底一侧的第一子电池；所述第一子电池为(Al
x
Ga1‑
x
)1‑
y
In
y
P电池，其中，0≤x＜1，0＜y＜1；且所述第一子电池的晶格常数小于所述第二子电池的晶格常数。2.根据权利要求1所述的多结太阳能电池，其特征在于，所述第二子电池的材料可以为GaAs或AlGaAs或InGaAs或AlInGaAs材料。3.根据权利要求1所述的多结太阳能电池，其特征在于，所述第二子电池的晶格常数减去所述第一子电池的晶格常数的差值至少大于0.001nm。4.根据权利要求1所述的多结太阳能电池，其特征在于，所述多结太阳能电池还包括：位于所述第二子电池和所述第一子电池之间的变质缓冲层；所述变质缓冲层包括至少三层子缓冲层；任一所述子缓冲层的晶格常数不同，且在第一方向上，至少三层所述子缓冲层的晶格常数逐渐减小；所述第一方向垂直于所述第二子电池所在平面，且由所述第二子电池指向所述第一子电池。5.根据权利要求3所述的多结太阳能电池，其特征在于，任一所述子缓冲层的晶格常数小于所述第二子电池的晶格常数。6.根据权利要求3所述的多结太阳能电池，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：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：