三结级联太阳电池及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种三结级联太阳电池，包括在GaAs衬底上依次连接的GaNAsBi底电池、第一隧道结、GaNAsBi中间电池、第二隧道结以及AlGaAs顶电池，所述AlGaAs顶电池和所述GaAs衬底上分别设有电极。本发明专利技术所有子电池晶格常数与GaAs衬底匹配，降低了生产成本，制备工艺简单。带隙组合为~1.93eV、~1.39eV、~0.94eV，具有较高的开路电压，减小了光电转换过程中的热能损失，提高了电池效率。采用正装生长方法生长，避免了倒置生长电池结构需要先与其它支撑衬底材料键合再去除GaAs衬底的复杂工艺，降低了电池的制作难度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳电池领域，尤其涉及一种含铋化物的GaAs基，该三结太阳电池具有优化帯隙组合，可实现对太阳光谱的充分利用，具有较高的电池效率。
技术介绍
在II1- V族化合物半导体太阳电池的研制过程中，为了提高电池的转换效率，需要对太阳光谱进行划分，采用与之相匹配的不同带隙宽度子电池进行串联，以达到充分利用太阳光的目的。在三结太阳电池中，目前研究较为成熟的体系是晶格匹配生长的GaInP/GaAs/Ge(1.9/1.42/0.7eV)三结电池，然而该体系帯隙组合并未优化，其最高转换效率为32-33%(—个太阳)。计算表明具有1.93eV/l.39eV/0.94eV帯隙组合的三结太阳电池的效率大于51%(100倍聚光)，然而由于晶格常数对材料的限制，具有该理想帯隙组合且与衬底晶格匹配的材料选择较少，一种能实现该帯隙组合的材料为Al InAs/InGaAsP/InGaAs,然而该材料的晶格常数与GaAs衬底有约2.1%的失配，目前尚缺乏与上述材料组合晶格常数匹配的衬底。为了得到 1.93eV/l.39eV/0.94eV 帯隙组合的 AlInAs/InGaAsP/InGaAs 材料，一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三结级联太阳电池，包括GaAs衬底，其特征在于，还包括采用GaNAsBi材料制作的两结子电池，所述两结子电池的晶格常数均与所述GaAs衬底晶格匹配。

【技术特征摘要】
1.一种三结级联太阳电池，包括GaAs衬底，其特征在于，还包括采用GaNAsBi材料制作的两结子电池，所述两结子电池的晶格常数均与所述GaAs衬底晶格匹配。2.根据权利要求1所述的三结级联太阳电池，其特征在于，所述两结子电池分别为GaNAsBi底电池以及GaNAsBi中间电池，所述太阳电池包括在GaAs衬底上依次连接的GaNAsBi底电池、第一隧道结、GaNAsBi中间电池、第二隧道结以及AlGaAs顶电池，所述AlGaAs顶电池和所述GaAs衬底上分别设有电极。3.根据权利要求2所述的三结级联太阳电池，其特征在于，所述GaNAsBi底电池中N的组分为1.45%，Bi的组分为2.56%，所述GaNAsBi底电池的带隙宽度约为0.94 eV。4.根据权利要求2所述的三结级联太阳电池，其特征在于，所述GaNAsBi中间电池中N的组分为0.058%，Bi的组分为0....

【专利技术属性】
技术研发人员：孙玉润，董建荣，李奎龙，曾徐路，于淑珍，赵勇明，赵春雨，杨辉，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：