一种多结叠层太阳电池制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多结叠层太阳电池，包括多结太阳电池和铺设于太阳电池上方的下转换部分。本实用新型专利技术通过波长定向调控的下转换部分将高能量光子转化为可被部分子电池吸收的低能量光子，提高该子电池电流，实现各子电池之间的电流匹配，提高了太阳电池效率。提高了太阳电池效率。提高了太阳电池效率。

【技术实现步骤摘要】
一种多结叠层太阳电池


[0001]本技术涉及太阳电池，尤其涉及一种多结叠层太阳电池。

技术介绍

[0002]随着经济的发展和科技的进步，人们对能源的需求量原来越大，能源危机和环境污染使得人们越来越重视太阳电池技术的开发。一直以来，制约太阳电池技术发展的主要瓶颈是较低的光电转换效率和过高的成本，高效率的太阳电池一直是该领域研究的热点。相比于硅太阳电池，多结III
‑
V化合物半导体太阳电池以多种带隙宽度不同的半导体材料吸收与其带隙宽度相匹配的那部分太阳光，实现对太阳光的宽光谱吸收，获得了较高的光电转换效率。然而，多结太阳电池中的各个子电池是串联连接，当各个子电池产生的电流不相等，输出电流将受限于其中最小的子电池电流，限制了电池效率的进一步提高。

技术实现思路

[0003]技术目的：本技术针对现有技术存在的问题，提供一种电池效率更高的多结叠层太阳电池。
[0004]技术方案：本技术提供的多结叠层太阳电池包括从上到下依次叠加的下转换部分、顶电极、上接触层、GaInP子电池、第一GaAs隧道结、GaAs子电池、第二GaAs隧道结、Ge子电池、下接触层和底电极。所述顶电极为栅状金属电极，所述下转换部分位于所述上接触层的上方、顶电极的金属栅线之间，所述下转换部分具体为掺杂了Eu
3+
离子的CsPbCl3纳米晶层。所述底电极为平面金属电极。
[0005]本技术还提供另一种多结叠层太阳电池，包括从上到下依次叠加的下转换部分、顶电极、上接触层、GaInP子电池、GaInP隧道结、GaAs子电池、GaAs隧道结、InGaAsP子电池、InGaAs隧道结、InGaAs子电池、下接触层和底电极，所述顶电极为栅状金属电极，所述下转换部分位于所述上接触层的上方、顶电极的金属栅线之间，所述下转换部分包括从上到下设置的掺杂了Eu
3+
离子的CsPbCl3纳米晶层和掺杂了Yb
3+
离子的CsPbCl3纳米晶层。所述底电极为平面金属电极。
[0006]进一步的，太阳电池中，所述GaInP子电池包括从上到下依次叠加的n
‑
AlInP窗口层、n
‑
GaInP发射区、p
‑
GaInP基区和p
‑
AlGaInP背场层。所述GaAs子电池包括从上到下依次叠加的n
‑
GaInP窗口层、n
‑
GaAs发射区、p
‑
GaAs基区和p
‑
GaInP背场层。所述Ge子电池包括从上到下依次叠加的n
‑
GaInP窗口层、n
‑
Ge发射区和p
‑
Ge基区。所述InGaAsP子电池包括从上到下依次叠加的n
‑
InP窗口层、n
‑
InGaAsP发射区、p
‑
InGaAsP基区和p
‑
InP背场层。所述InGaAs子电池包括从上到下依次叠加的n
‑
InP窗口层、n
‑
InGaAs发射区、p
‑
InGaAs基区和p
‑
InP背场层。
[0007]有益效果：本技术与现有技术相比，其显著优点是：本技术通过引入波长定向调控的下转换部分，针对电流较小的子电池进行调节，从而实现多结叠层太阳电池中子电池之间的电流匹配，提高了太阳电池的光电转换效率。
附图说明
[0008]图1是本技术提供的多结叠层太阳电池的一个实施例的结构图；
[0009]图2是图1多结叠层太阳电池的顶部示意图；
[0010]图3是本技术提供的多结叠层太阳电池的另一实施例的结构图。
具体实施方式
[0011]实施例1
[0012]参阅图1，本实施例的多结叠层太阳电池包括从上到下依次设置的下转换部分11、顶电极12、上接触层13、GaInP子电池14、第一GaAs隧道结15、GaAs子电池16，第二GaAs隧道结17、Ge子电池18、下接触层19、底电极20，顶电极12为栅状金属电极，底电极20为平面金属电极，下转换部分11位于上接触层13的上方、顶电极12的金属栅线12a之间，如图2所示。下转换部分11为掺杂了Eu
3+
离子的CsPbCl3纳米晶层，纳米晶直径为5
‑
20nm，制备时通过旋涂的方法覆盖在上接触层13的上方且顶电极12没有覆盖的地方。
[0013]其中，GaInP子电池14从上到下依次包括n
‑
AlInP窗口层111、n
‑
GaInP发射区112、p
‑
GaInP基区113、p
‑
AlGaInP背场层114。所述GaAs子电池16从上到下依次包括n
‑
GaInP窗口层115、n
‑
GaAs发射区116、p
‑
GaAs基区117、p
‑
GaInP背场层118。Ge子电池18从上到下依次包括n
‑
GaInP窗口层119、n
‑
Ge发射区120、p
‑
Ge基区121。GaAs子电池产生电流小于GaInP子电池和Ge子电池。下转换部分11可以吸收能量大于GaInP子电池带隙能量(1.85eV)的光子，转换为能量小于GaInP子电池带隙能量(1.85eV)大于GaAs子电池带隙能量(1.43eV)的光子，从而提高GaAs子电池电流，实现GaInP子电池、GaAs子电池、Ge子电池之间的电流匹配，提高太阳电池的光电转换效率。
[0014]实施例2
[0015]参阅图3，本实施例的多结叠层太阳电池包括从上到下依次设置的下转换部分21、顶电极22、上接触层23、GaInP子电池24、GaInP隧道结25、GaAs子电池26，GaAs隧道结27、InGaAsP子电池28、InGaAs隧道结29、InGaAs子电池30、下接触层31、底电极32。顶电极22为栅状金属电极，底电极32为平面金属电极，下转换部分21位于上接触层23的上方、顶电极22的金属栅线之间。所述下转换部分21从上到下依次包括掺杂了Eu
3+
离子的CsPbCl3纳米晶层211、掺杂了Yb
3+
离子的CsPbCl3纳米晶层212。纳米晶直径为5
‑
20nm，制备时通过旋涂的方法覆盖在上接触层23的上方且顶电极22没有覆盖的地方。
[0016]其中，所述GaInP子电池24从上到下依次包括n
‑
AlInP窗口层213、n
‑
GaInP发射区214、p
‑
GaInP基区215、p
‑
AlGaInP背场层216。所述GaAs子电池26从上到下依次包括n
‑
GaI本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多结叠层太阳电池，其特征在于：包括从上到下依次叠加的下转换部分、顶电极、上接触层、GaInP子电池、第一GaAs隧道结、GaAs子电池、第二GaAs隧道结、Ge子电池、下接触层和底电极，所述顶电极为栅状金属电极，所述下转换部分位于所述上接触层的上方并位于顶电极的金属栅线之间，所述下转换部分具体为掺杂了Eu
3+
离子的CsPbCl3纳米晶层。2.根据权利要求1所述的多结叠层太阳电池，其特征在于：所述GaInP子电池包括从上到下依次叠加的n
‑
AlInP窗口层、n
‑
GaInP发射区、p
‑
GaInP基区和p
‑
AlGaInP背场层。3.根据权利要求1所述的多结叠层太阳电池，其特征在于：所述GaAs子电池包括从上到下依次叠加的n
‑
GaInP窗口层、n
‑
GaAs发射区、p
‑
GaAs基区和p
‑
GaInP背场层。4.根据权利要求1所述的多结叠层太阳电池，其特征在于：所述Ge子电池包括从上到下依次叠加的n
‑
GaInP窗口层、n
‑
Ge发射区和p
‑
Ge基区。5.根据权利要求1所述的多结叠层太阳电池，其特征在于：所述底电极为平面金属电极。6.一种多结叠层太阳电池，其特征在于：包括从上到下依次叠加的下转换部分、顶电极、上接触层、GaInP子电池、GaInP隧道结、GaAs子电池、GaAs隧道结、InGaAsP子电池、InGaAs隧道结、InGaAs子...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭学圆，王新昊，夏祥慧，王舒正，季莲，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：新型
国别省市：