CN102790116B - 倒装GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种倒装GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池包括支撑衬底，以及在所述支撑衬底表面依次设置的Ge或InGaAs的键合层、第二Ge子电池、第一隧穿结、第一Ge子电池、第二隧穿结、GaAs子电池、第三隧穿结、GaInP子电池和GaAs接触层。本发明还提供一种倒装GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池的制备方法，包括步骤：1)提供一GaAs衬底；2)在GaAs衬底表面生长依次生长Al0.3Ga0.7As或GaInP的牺牲层、GaAs接触层、GaInP子电池、第三隧穿结、GaAs子电池、第二隧穿结、第一Ge子电池、第一隧穿结、第二Ge子电池和Ge或InGaAs的键合层；3)提供一支撑衬底；4)将支撑衬底键合至Ge或InGaAs的键合层表面；5）从GaAs接触层处将GaAs衬底及Al0.3Ga0.7As或GaInP的牺牲层剥离以去除GaAs衬底及Al0.3Ga0.7As或GaInP的牺牲层。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池领域，尤其涉及倒装GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池及其制备方法。
背景技术
随着一些传统非再生能源如煤、石油、天然气日趋枯竭，太阳电池作为一种新型的理想绿色能源材料已成为各国研究热点，作为一种Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体光电转化器件，GaAs体系的太阳能电池具有更高的光电转换效率、更强的抗辐射能力和更高的耐温特性，是目前世界上最具竞争力的新一代太阳电池。
为了促进GaAs体系太阳电池的进一步实用化，提高其光电转换效率是其降低发电成本的一种有效手段。目前的太阳电池结构设计基本上基于以下两种考虑：一是优先考虑多结结构的光电流匹配而采用晶格失配的生长方式。但是晶格失配导致材料中很高的位错密度，加大了材料生长的难度。二是优先考虑晶格匹配而将光电流匹配放在次要的位置。但晶格匹配的电池结构由于其确定的带隙能量，限制了太阳电池的光电流的匹配，使得它不能实现对太阳光的全光谱吸收利用。目前研究较多而且技术较为成熟的体系是晶格匹配的GaInP/GaAs/Ge三结电池，该材料体系在一个太阳下目前达到的最高转换效率为32-33%。该三结电池中Ge电池覆盖较宽的光谱，其短路电流最大可达到另外两结电池的2倍，由于受三结电池串联的制约，Ge电池对应的太阳光谱的能量没有被充分转换利用，所以该三结电池的效率还有改进的空间。同时Ge资源有限，制约了Ge基电池的规模生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供倒装GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池及其制备方法。
为了解决上述问题，本发明提供了一种倒装GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池，包括支撑衬底，以及在所述支撑衬底表面依次设置的Ge或InGaAs的键合层 、第二Ge子电池、第一隧穿结、第一Ge子电池、第二隧穿结、GaAs子电池、第三隧穿结、GaInP子电池和GaAs接触层。
所述第二Ge子电池包含依次按照逐渐远离支撑衬底方向设置的材料为(Al)GaInP的第二背场层、Ge的第二基区、Ge的第二发射区和GaInP的第二窗口层。
所述第一隧穿结包含依次按照逐渐远离支撑衬底方向设置的材料为AlInGaAs或Al(Ga)InP的第一势垒层、InGaAs的第一掺杂层、InGaAs的第二掺杂层以及AlGaAs或Al(Ga)InP的第二势垒层。
所述第一Ge子电池包含依次按照逐渐远离支撑衬底方向设置的材料为(Al)GaInP的第一背场层、Ge的第一基区、Ge的第一发射区和Al(Ga)InP的第一窗口层。
所述第二隧穿结包含依次按照逐渐远离支撑衬底方向设置的材料为AlGaAs或Al(Ga)InP的第三势垒层、GaAs的第三掺杂层、GaAs的第四掺杂层以及AlGaAs或Al(Ga)InP的第四势垒层。
所述GaAs子电池包含依次按照逐渐远离支撑衬底方向设置的材料为(Al)GaInP的第三背场层、GaAs的第三基区、GaAs的第三发射区以及Al(Ga)InP的第三窗口层。
所述第三隧穿结包含依次按照逐渐远离支撑衬底方向设置的材料为AlGaAs或Al(Ga)InP的第五势垒层、GaInP的第五掺杂层、AlGaAs的第六掺杂层以及AlGaAs或Al(Ga)InP的第六势垒层。
所述GaInP子电池包含依次按照逐渐远离支撑衬底方向设置的材料为(Al)GaInP的第四背场层、GaInP的第四基区、GaInP的第四发射区以及Al(Ga)InP的第四窗口层。
为了解决上述问题，本发明还提供了一种倒装GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池的制备方法，包括步骤：1) 提供一GaAs衬底；2) 在GaAs衬底表面生长依次生长Al0.3Ga0.7As或GaInP的牺牲层、GaAs接触层、GaInP子电池、第三隧穿结、GaAs子电池、第二隧穿结、第一Ge子电池、第一隧穿结、第二Ge子电池和Ge或InGaAs的键合层；3) 提供一支撑衬底；4) 将支撑衬底键合至Ge或InGaAs的键合层表面；5）从GaAs接触层处将GaAs衬底及Al0.3Ga0.7As或GaInP的牺牲层剥离以去除GaAs衬底及Al0.3Ga0.7As或GaInP的牺牲层。
本发明倒装GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池及其制备方法，优点在于：
1. 将波长大于873nm的太阳光谱由两个Ge电池吸收，使各个子电池的光电流匹配，减小电流失配；
2. 比常规GaInP/GaAs/Ge三结电池多了一结带宽为0.67eV的Ge电池，其开路电压增加0.2V以上；
3. 采用倒置生长，Ge结子电池通过外延实现，并且采用剥离方法实现电池结构与GaAs衬底的分离，GaAs衬底可多次重复利用，可以节省Ge和GaAs衬底的消耗，有利于降低成本和资源消耗；
4. 外延Ge电池可以很好地控制结深和掺杂浓度,优于扩散结。
附图说明
图1是本发明提供的倒装GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池第一具体实施方式的结构图；
图2是本发明提供的倒装GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池第二具体实施方式的步骤流程图；
图3是本发明提供的倒装GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池第二具体实施方式步骤S202中形成的结构图；
图4是本发明提供的倒装GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池第二具体实施方式步骤S204中形成的结构图；
图5是本发明提供的倒装GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池第二具体实施方式电池工艺步骤形成的结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的倒装GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池及其制备方法的具体实施方式做详细说明。
第一具体实施方式
图1所示为本具体实施方式提供的倒装GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池的结构图。
本具体实施方式提供了一种倒装GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池，带隙组合为1.90 eV/1.42 eV/0.67 eV/0.67 eV，所述倒装GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池包括支撑衬底40，以及在所述支撑衬底40表面依次设置的Ge或InGaAs的键合层31、第二Ge子电池38、第一隧穿结37、第一Ge子电池36、第二隧穿结35、GaAs子电池34、第三隧穿结33、GaInP子电池32和GaAs接触层02。
作为可选实施方式，所述GaAs接触层02的导电类型为N型，厚度范围为300nm至700nm，掺杂浓度为大于2.0E18cm-3。
申请文件中出现2.0E18cm-3表示2.0×1018cm-3，其他类似表述参照此描述。
所述第二Ge子电池38包含依次按照逐渐远离支撑衬底40方向设置的材料为(Al)GaInP的第二背场层30、Ge的第二基区29、Ge的第二发射区28和GaInP的第二窗口层27。
申请文件中出现的(Al)GaInP表示AlGaInP或GaInP。
作为可选实施方式，第二背场层30和第二基区29的导电类型均为P型，第二发射区28和第二窗口层27的导电类型均为N型。
所述第一隧穿结37包含依次按照逐渐远离支撑衬底40方向设置的材料为AlInGaAs或Al(Ga)InP的第一势垒层26、InGaAs的第一掺杂层25、InGaAs的第二掺杂层24以及AlGaAs或Al(Ga)InP的第二势垒层23。
申请文件中出现的Al (Ga)InP表示AlGaInP或AlInP。
作为可选实施方式，第一势垒层26、第一掺杂层25的导电类型均为P型，第二掺杂层24、第二势垒层23的导电类型均为N型。
所述第一Ge子电池36包含依次按照逐渐远离支撑衬底40方向设置的材料为(Al)GaInP的第一背场层22、Ge的第一基区21、Ge的第一发射区20和Al(Ga)InP 的第一窗口层19。
作为可选实施方式，第一背场层22和第一基区21的导电类型均为P型，第一发射区20和第一窗口层19的导电类型均为N型。
所述第二隧穿结35包含依次按照逐渐远离支撑衬底40方向设置的材料为AlGaAs或Al(Ga)InP的第三势垒层18、GaAs的第三掺杂层17、GaAs的第四掺杂层16以及AlGaAs或Al(Ga)InP的第四势垒层15。
作为可选实施方式，第三势垒层18、第三掺杂层17的导电类型均为P型，第四掺杂层16、第四势垒层15的导电类型均为N型。
所述GaAs子电池34包含依次按照逐渐远离支撑衬底40方向设置的材料为(Al)GaInP的第三背场层14、GaAs的第三基区13、GaAs的第三发射区12以及Al(Ga)InP的第三窗口层11。
作为可选实施方式，第三背场层14和第三基区13的导电类型均为P型，第三发射区12和第三窗口层11的导电类型均为N型。
所述第三隧穿结33包含依次按照逐渐远离支撑衬底40方向设置的材料为AlGaAs或Al(Ga)InP的第五势垒层10、GaInP的第五掺杂层09、AlGaAs的第六掺杂层08以及AlGaAs或Al(Ga)InP的第六势垒层07。
作为可选实施方式，第五势垒层10、第五掺杂层09的导电类型均为P型，第六掺杂层08、第六势垒层07的导电类型均为N型。
所述GaInP子电池32包含依次按照逐渐远离支撑衬底40方向设置的材料为(Al)GaInP的第四背场层06、GaInP的第四基区05、GaInP的第四发射区04以及Al(Ga)InP的第四窗口层03。
作为可选实施方式，第四背场层06和第四基区05的导电类型均为P型，第四发射区04和第四窗口层03的导电类型均为N型。
第二具体实施方式
本具体实施方式提供了一种倒装GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池的制备方法。该太阳能电池的带隙组合为1.90eV/1.42eV/0.67eV/0.67eV，上述制作方法中GaInP/GaAs/Ge/Ge四结电池的各层均采用MOCVD或MBE生长。若采用MOCVD法，则N型掺杂原子为Si、Se、S或Te，P型掺杂原子为Zn、Mg或C；若采用MBE法，则N型掺杂原子为Si、Se、S、Sn或Te，P型掺杂原子为Be、Mg或C。
图2是本具体实施方式提供的倒装GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池的步骤流程图。
所述制备方法包括：
步骤S201， 提供一GaAs衬底；
步骤S202，在GaAs衬底表面依次生长Al0.3Ga0.7As或GaInP的牺牲层、GaAs接触层、GaInP子电池、第三隧穿结、GaAs子电池、第二隧穿结、第一Ge子电池、第一隧穿结、第二Ge子电池和Ge或InGaAs的键合层；
步骤S203，提供一支撑衬底；
步骤S204，将支撑衬底键合至Ge或InGaAs的键合层表面；
步骤S205，从GaAs接触层处将GaAs衬底及Al0.3Ga0.7As或GaInP的牺牲层剥离以去除GaAs衬底及Al0.3Ga0.7As或GaInP的牺牲层。
图3是本具体实施方式提供的倒装GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池步骤S202中形成的结构图。
步骤S202进一步包括步骤：
2020）在GaAs衬底39表面生长GaAs的GaAs接触层02。
所述步骤2021）进一步包括：在GaAs衬底39表面生长Al0.3Ga0.7As或GaInP的牺牲层01；在Al0.3Ga0.7As或GaInP的牺牲层01表面生长GaAs接触层02。其中，Al0.3Ga0.7As或GaInP的牺牲层的厚度范围为300nm至800nm，GaAs接触层02的厚度范围为300nm至700nm。上述Al0.3Ga0.7As或GaInP的牺牲层用于在后续剥离GaAs衬底39时候用于当作牺牲层。
2021）在GaAs接触层02表面生长GaInP子电池32。
所述步骤2021）进一步包括：在GaAs的GaAs接触层02表面依次生长材料为Al(Ga)InP的第四窗口层03、GaInP的第四发射区04、GaInP的第四基区05以及(Al)GaInP的第四背场层06。
2022）在GaInP子电池32表面生长第三隧穿结33。
所述步骤2022）进一步包括：在第四背场层06表面依次生长材料为AlGaAs或Al(Ga)InP的第六势垒层07、AlGaAs的第六掺杂层08、GaInP的第五掺杂层09以及AlGaAs或Al(Ga)InP的第五势垒层10。
2023）在第三隧穿结33表面生长GaAs子电池34。
所述步骤2023）进一步包括：在第五势垒层10表面依次生长材料为Al(Ga)InP的第三窗口层11、GaAs的第三发射区12、GaAs的第三基区13以及(Al)GaInP的第三背场层14。
2024）在GaAs子电池34表面生长第二隧穿结35。
所述步骤2024）进一步包括：在第三背场层14表面依次生长材料为AlGaAs或Al(Ga)InP的第四势垒层15、GaAs的第四掺杂层16、GaAs的第三掺杂层17以及AlGaAs或Al(Ga)InP的第三势垒层18。
2025）在第二隧穿结35表面生长第一Ge子电池36。
所述步骤2025）进一步包括：在第三势垒层18表面依次生长材料为Al(Ga)InP 的第一窗口层19、Ge的第一发射区20、Ge的第一基区21以及(Al)GaInP的第一背场层22。
2026）在第一Ge子电池36表面生长第一隧穿结37。
所述步骤2026）进一步包括：在第一背场层22表面依次生长材料为AlGaAs或Al(Ga)InP的第二势垒层23、InGaAs的第二掺杂层24、InGaAs的第一掺杂层25和AlInGaAs或Al(Ga)InP的第一势垒层26。
2027）在第一隧穿结37表面生长第二Ge子电池38。
所述步骤4027）进一步包括：在第一势垒层26表面依次生长材料为GaInP的第二窗口层27、Ge的第二发射区28、Ge的第二基区29以及(Al)GaInP的第二背场层30。
2028）在第二Ge子电池38表面生长Ge或(In)GaAs的Ge或InGaAs的键合层31。
申请文件中出现的(In)GaAs表示InGaAs或GaAs 。
图4是本具体实施方式提供的倒装GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池步骤S204中形成的结构图。
步骤S204进一步包括步骤：清洗Ge或InGaAsGe或InGaAs的键合层31表面，去除污染物；将支撑衬底40键合至Ge或InGaAsGe或InGaAs的键合层31表面；进行退火处理以减小支撑衬底40和Ge或InGaAsGe或InGaAs的键合层31之间的接触电阻，并在支撑衬底40表面形成欧姆接触。
图5是本具体实施方式提供的倒装GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池电池工艺步骤形成的结构图。
步骤S205之后进一步包括电池工艺步骤：利用湿法腐蚀的方法对GaAs衬底39剥离；然后在GaAs接触层02表面上制作栅状的上电极41，在支撑衬底40表面制作下电极42，形成基于倒装生长和晶片键合的四结太阳电池，剥离后GaAs衬底39经抛光可重复利用。
本具体实施方式中，湿法腐蚀的方法采用10%的氢氟酸溶液的湿法腐蚀。
接下来提供本发明的一实施例。
本实施例提供一种基于晶片键合的GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳电池的制备方法,实现了晶格匹配且带隙为1.90 eV，1.42 eV，0.67eV，0.67 eV的组合。
上述制备方法包括步骤：
1）在GaAs衬底表面依次生长Al0.3Ga0.7As或(Al)GaInP的牺牲层01， N型GaAs接触层02，其中GaAs接触层02的厚度范围为300nm至700nm，掺杂浓度>2.0E18。
2）在GaAs接触层02表面生长GaInP电池32，其中GaInP电池32为在GaAs接触层02表面依次生长N型Al(Ga)InP的第四窗口层03、N型GaInP的第四发射区04、P型GaInP的第四基区05和(Al)GaInP的第四背场层06。
3）在GaInP电池32表面生长GaInP/AlGaAs的第三隧穿结33，其中该隧穿结为在(Al)GaInP的第四背场层06表面依次生长P型AlGaAs或Al(Ga)InP的第六势垒层07、P型AlGaAs重掺的第六掺杂层08、N型GaInP重掺的第五掺杂层09和N型Al(Ga)InP的第五势垒层10。
4）在第三隧穿结33表面生长GaAs电池34，其中GaAs电池34为在N型Al(Ga)InP的第五势垒层10表面依次生长N型(Al)GaInP的第三窗口层11，N型GaAs的第三发射区12，P型GaAs的第三基区13，P型AlGaAs或Al(Ga)InP的第三背场层14。
5）在GaAs电池34表面生长GaAs/GaAs的第二隧穿结35，其中该隧穿结为在第三背场层14上依次生长 P型AlGaAs或Al(Ga)InP的第四势垒层15、P型GaAs重掺的第四掺杂层16、N型GaAs重掺的第三掺杂层17和N型AlGaAs或Al(Ga)InP的第三势垒层18。
6）在第二隧穿结35表面生长第一Ge电池36，其中第一Ge电池36为在第三势垒层18表面依次生长N型(Al)GaInP的第一窗口层19，N型Ge的第一发射区20，P型Ge的第一基区21，P型(Al)InGaAs或(Al)GaInP的第一背场层22。
7）在第一Ge电池36表面生长InGaAs/InGaAs的第一隧穿结37，其中该隧穿结为在第一背场层22表面依次生长P型(Al)InGaAs或(Al)GaInP的第二势垒层23、P型InGaAs重掺的第二掺杂层24、N型InGaAs重掺的第一掺杂层25和N型AlInGaAs或(Al)GaInP的第一势垒层26。
8）在第一隧穿结37表面生长第二Ge电池38，其中第二Ge电池38为在第一势垒层26表面依次生长N型GaInP的第二窗口层27，N型Ge的第二发射区28，P型Ge的第二基区29，P型(Al)InGaAs或(Al)GaInP的第二背场层30以及重掺P型Ge或InGaAs接触层31。
申请文件中出现的(Al)InGaAs表示AlInGaAs或InGaAs 。
电池工艺进一步包括键合工艺，即将支撑衬底40键合至Ge或InGaAsGe或InGaAs的键合层表面，具体包括步骤：
一）清洗Ge或InGaAsGe或InGaAs的键合层31表面以除Ge或InGaAsGe或InGaAs的键合层31表面的污染物；
二）将清洗后的Ge或InGaAs表面与支撑衬底40键合，并进行退火处理以减小支撑衬底40和Ge或InGaAsGe或InGaAs的键合层31之间的接触电阻，并在支撑衬底40表面形成欧姆接触；
三）利用浓度为10%的氢氟酸溶液进行GaAs衬底的剥离，即从GaAs接触层处将GaAs衬底及Al0.3Ga0.7As或GaInP的牺牲层01剥离以去除GaAs衬底及Al0.3Ga0.7As或GaInP的牺牲层01；然后在N型GaAs接触层表面制作栅状的上电极41，在支撑衬底40表面制作下电极42，形成基于倒置生长和晶片键合的四结太阳能电池，剥离后GaAs衬底经抛光可重复利用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1. 一种倒装GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池，其特征在于，包括支撑衬底，以及在所述支撑衬底表面依次设置的Ge或InGaAs的键合层、第二Ge子电池、第一隧穿结、第一Ge子电池、第二隧穿结、GaAs子电池、第三隧穿结、GaInP子电池和GaAs接触层, 所述第一Ge子电池及第二Ge子电池通过外延实现，以便于调控光电流的匹配度，所述第二Ge子电池、第一Ge子电池、GaAs子电池及GaInP子电池的带隙依次为0.67eV、0.67eV、1.42eV及1.90eV。
2. 根据权利要求1所述的倒装GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池，其特征在于，所述第二Ge子电池包含依次按照逐渐远离支撑衬底方向设置的材料为(Al)GaInP的第二背场层、Ge的第二基区、Ge的第二发射区和GaInP的第二窗口层。
3. 根据权利要求1 所述的倒装GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池，其特征在于，所述第一隧穿结包含依次按照逐渐远离支撑衬底方向设置的材料为AlInGaAs或Al(Ga)InP的第一势垒层、InGaAs的第一掺杂层、InGaAs的第二掺杂层以及AlGaAs或Al(Ga)InP的第二势垒层。
4. 根据权利要求1所述的倒装GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池，其特征在于，所述第一Ge子电池包含依次按照逐渐远离支撑衬底方向设置的材料为(Al)GaInP的第一背场层、Ge的第一基区、Ge的第一发射区和Al(Ga)InP的第一窗口层。
5. 根据权利要求1所述的倒装GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池，其特征在于，所述第二隧穿结包含依次按照逐渐远离支撑衬底方向设置的材料为AlGaAs或Al(Ga)InP的第三势垒层、GaAs的第三掺杂层、GaAs的第四掺杂层以及AlGaAs或Al(Ga)InP的第四势垒层。
6. 根据权利要求1所述的倒装GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池，其特征在于，所述GaAs子电池包含依次按照逐渐远离支撑衬底方向设置的材料(Al)GaInP的第三背场层、GaAs的第三基区、GaAs的第三发射区以及Al(Ga)InP的第三窗口层。
7. 根据权利要求1所述的倒装GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池，其特征在于，所述第三隧穿结包含依次按照逐渐远离支撑衬底方向设置的材料为AlGaAs或Al(Ga)InP的第五势垒层、GaInP的第五掺杂层、AlGaAs的第六掺杂层以及AlGaAs或Al(Ga)InP的第六势垒层。
8. 根据权利要求1所述的倒装GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池，其特征在于，所述GaInP子电池包含依次按照逐渐远离支撑衬底方向设置的材料为(Al)GaInP的第四背场层、GaInP的第四基区、GaInP的第四发射区以及Al(Ga)InP的第四窗口层。
9. 一种权利要求1所述的倒装GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括步骤：1)提供一GaAs衬底；2)在GaAs衬底表面生长依次生长Al0.3Ga0.7As或GaInP的牺牲层、GaAs接触层、GaInP子电池、第三隧穿结、GaAs子电池、第二隧穿结、第一Ge子电池、第一隧穿结、第二Ge子电池和Ge或InGaAs的键合层；3)提供一支撑衬底；4)将支撑衬底键合至Ge或InGaAs的键合层表面；5)从GaAs接触层处将GaAs衬底及Al0.3Ga0.7As或GaInP的牺牲层剥离以去除GaAs衬底及Al0.3Ga0.7As或GaInP的牺牲层, 所述第一Ge子电池及第二Ge子电池通过外延实现，以便于调控光电流的匹配度，所述第二Ge子电池、第一Ge子电池、GaAs子电池及GaInP子电池的带隙依次为0.67eV、0.67eV、1.42eV及1.90eV。
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