CN102790119A - 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GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池，包括Ge衬底层，以及在所述Ge衬底层上依次设置的第一Ge子电池、第一隧穿结、第二Ge子电池、第二隧穿结、GaAs子电池、第三隧穿结、GaInP子电池和(In)GaAs或Ge的接触层。本发明还提供一种GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池的制备方法，包括步骤：1）提供一Ge衬底层；2）在Ge衬底层表面生长第一Ge子电池；3）在第一Ge子电池表面生长第一隧穿结；4）在第一隧穿结表面生长第二Ge子电池；5）在第二Ge子电池表面生长第二隧穿结；6）在第二隧穿结表面生长GaAs子电池；7）在GaAs子电池表面生长第三隧穿结；8）在第三隧穿结表面生长GaInP子电池；9）在GaInP子电池表面生长接触层。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池领域，尤其涉及GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池及其制备方法。
背景技术
在太阳能电池领域，如何实现对太阳全光谱的充分吸收、提高光生载流子的产生效率和促进电子-空穴分离,一直是提高太阳能电池效率的核心关键问题。目前的太阳能电池结构设计基本上基于以下两种考虑：一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，限制了太阳能电池的光电流匹配，使得它不能实现对太阳光的全光谱吸收利用。二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，而晶格失配生长的材料由于晶体质量差，难以得到高转化效率的电池。目前研究较多而且技术较为成熟的体系是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倍多，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。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供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GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池，包括Ge衬底层，以及在所述Ge衬底层上依次设置的第一Ge子电池、第一隧穿结、第二Ge子电池、第二隧穿结、GaAs子电池、第三隧穿结、GaInP子电池和(In)GaAs或Ge的接触层。
所述的GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池，进一步包括材料为InGaAs的第一缓冲层和InGaAs的第二缓冲层，所述第一缓冲层位于第一Ge子电池和第一隧穿结之间，第二缓冲层位于第一隧穿结和第二Ge子电池之间。
所述第一Ge子电池包含依次按照逐渐远离Ge衬底层方向设置的材料为Ge的第一发射区和Al(Ga)InP的第一窗口层。
所述第一隧穿结、第二隧穿结均包含依次按照逐渐远离Ge衬底层方向设置的材料为AlGaAs或Al(Ga)InP的势垒层、InGaAs的掺杂层、InGaAs的掺杂层以及AlGaAs或Al(Ga)InP的势垒层。
所述第二Ge子电池包含依次按照逐渐远离Ge衬底层方向设置的材料为GaInP的第二背场层、Ge的第二基区、Ge的第二发射区和Al(Ga)InP的第二窗口层。
所述GaAs子电池包含依次按照逐渐远离Ge衬底层方向设置的材料为Al(Ga)InP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Ge衬底层方向设置的材料为AlGaAs或Al(Ga)InP的势垒层、GaInP的掺杂层、AlGaAs的掺杂层以及材料为AlGaAs或Al(Ga)InP的势垒层。
所述GaInP子电池包含依次按照逐渐远离Ge衬底层方向设置的材料为Al(Ga)InP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所述的GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池的制备方法，包括步骤：1）提供一Ge衬底层；2）在Ge衬底层表面生长第一Ge子电池；3）在第一Ge子电池表面生长第一隧穿结；4）在第一隧穿结表面生长第二Ge子电池；5）在第二Ge子电池表面生长第二隧穿结；6）在第二隧穿结表面生长GaAs子电池；7）在GaAs子电池表面生长第三隧穿结；8）在第三隧穿结表面生长GaInP子电池；9）在GaInP子电池表面生长接触层。
所述步骤2）和3）之间进一步包括步骤：在第一Ge子电池和第一隧穿结之间生长第一缓冲层，所述步骤3）与4）之间进一步包括步骤：在第一隧穿结和第二Ge子电池之间生长第二缓冲层。
本发明提供GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池及其制备方法，优点在于：利用两个Ge子电池，使得各子电池之间光电流匹配，且太阳能电池的开路电压可增加0.25V，从而充分利用太阳光谱能量，减小各个子电池间的电流失配和光电转换过程中的热能损失，从而提高太阳能电池效率；第二Ge子电池通过外延实现，可以很好地控制结深，掺杂浓度，背场和窗口层，便于调控光电流的匹配度，其电池性能优于扩散结；采用不论材料生长、器件工艺和市场都很成熟的GaInP/GaAs/Ge三结电池结构进行优化，解决了Ge基三结电池各子电池间光电流不匹配问题，降低了因追求光电流匹配采用失配材料生长的晶体质量差而导致的电池效率下降，也降低了基于键合的方式引起的器件工艺难度。
附图说明
图1是本发明提供的一种GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池第一具体实施方式有缓冲层的结构示意图；
图2是本发明提供的一种GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池第一具体实施方式的产品结构示意图；
图3是本发明提供的一种GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池第一具体实施方式无缓冲层的结构示意图；
图4是本发明提供的一种GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池第二具体实施方式的工艺步骤图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的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所示为一种GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池第一具体实施方式有缓冲层的结构示意图。
图2所示为一种GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池第一具体实施方式的产品结构示意图。
图3所示为一种GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池第一具体实施方式无缓冲层的结构示意图。
本实施方式提供一种采用正装方式生长的GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池，带隙组合为1.90eV/1.42eV/0.67eV/0.67eV。该GaInP/GaAs/Ge/Ge四结电池太阳能电池的结构如图3所示，包括Ge衬底层30，以及在所述Ge衬底层30上依次设置的第一Ge子电池31、第一隧穿结32、第二Ge子电池33、第二隧穿结34、GaAs子电池35、第三隧穿结36、GaInP子电池37和(In)GaAs或Ge的接触层29。
其中，本申请中出现的(In)GaAs表示InxGa1-xAs，其中x的范围为大于等于0且小于等于1。
作为可选实施方式，所述GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池进一步包括上电极39和下电极38。上电极39位于接触层29表面，下电极38位于Ge衬底层30的裸露表面。
所述GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池利用第一Ge子电池31、第二Ge子电池33这两个Ge子电池实现光电流匹配，提高了四结太阳能电池转换效率，GaInP/GaAs/Ge/Ge的带隙组合为1.90 eV/1.42 eV/0.67 eV/0.67 eV。
作为可选实施方式，该GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池的结构如图1所示，进一步包括InGaAs的第一缓冲层03和InGaAs的第二缓冲层12，所述第一缓冲层03位于第一Ge子电池31和第一隧穿结32之间，第二缓冲层12位于第一隧穿结32和第二Ge子电池33之间。第一缓冲层03和第二缓冲层12作为后续材料生长的过渡层，有利于提高后续生长材料的晶体质量，从而提高太阳电池的性能。所述第一缓冲层03的厚度范围为300至800nm。
所述第一Ge子电池31包含依次按照逐渐远离Ge衬底层30方向设置的材料为Ge的第一发射区01和Al(Ga)InP的第一窗口层02。所述第一窗口层02也作为后续生长的成核层。
其中，本申请中出现的Al(Ga)InP表示AlxGa1-xInP，其中x的范围为大于等于0且小于等于1。
所述第一隧穿结32包含依次按照逐渐远离Ge衬底层30方向设置的第一AlGaAs或Al(Ga)InP势垒层04、第一掺杂层05、第二掺杂层06以及第二AlGaAs或Al(Ga)InP势垒层07。
作为可选实施方式，上述第一AlGaAs或Al(Ga)InP势垒层04的掺杂类型为N型、第一掺杂层05的掺杂类型为N型，第二掺杂层06的掺杂类型为P型，第二AlGaAs或Al(Ga)InP势垒层07的掺杂类型为P型。
作为可选实施方式，上述第一掺杂层05/第二掺杂层06可选用InGaAs/InGaAs或GaInP/AlGaAs。
所述第二Ge子电池33包含依次按照逐渐远离Ge衬底层30方向设置的材料为GaInP的第二背场层08、Ge的第二基区09、Ge的第二发射区10和Al(Ga)InP的第二窗口层11。
其中，本申请中出现的Al(Ga)InP表示AlxGa1-xInP其中x的范围为大于等于0且小于等于1。
第二Ge子电池33的厚度通过计算得出理论值，然后通过电池的光电流是否有限流现象来调整第二Ge子电池33的厚度，使得各子电池光电流匹配。
作为可选实施方式，第二背场层08的掺杂类型为P型，第二基区09的掺杂类型为P型，第二发射区10的掺杂类型为N型，第二窗口层11的掺杂类型为N型。
所述第二隧穿结34包含依次按照逐渐远离Ge衬底层30方向设置的第五AlGaAs或Al(Ga)InP势垒层13、第三掺杂层14、第四掺杂层15以及第六AlGaAs或Al(Ga)InP势垒层16。
作为可选实施方式，上述第五AlGaAs或Al(Ga)InP势垒层13的掺杂类型为N型、第三掺杂层14的掺杂类型为N型，第四掺杂层15的掺杂类型为P型，第六AlGaAs或Al(Ga)InP势垒层16的掺杂类型为P型。
作为可选实施方式，上述第三掺杂层14/第四掺杂层15可选用InGaAs/InGaAs或GaInP/AlGaAs。
其中，第一、第二、第五和第六AlGaAs或Al(Ga)InP势垒层的材料均相同。
其中，InGaAs的第一、第二、第三和第四掺杂层的材料均相同，且均为重掺杂。
所述GaAs子电池35包含依次按照逐渐远离Ge衬底层30方向设置的材料为Al(Ga)InP的第三背场层17、GaAs的第三基区18、GaAs的第三发射区19以及Al(Ga)InP的第三窗口层20。
作为可选实施方式，所述第三背场层17的掺杂类型为P型，第三基区18的掺杂类型为N型，第三发射区19的掺杂类型为N型。
所述第三隧穿结36包含依次按照逐渐远离Ge衬底层30方向设置的第三AlGaAs或Al(Ga)InP势垒层21、GaInP的掺杂层22、AlGaAs的掺杂层23以及第四AlGaAs或Al(Ga)InP势垒层24。
作为可选实施方式，上述第三AlGaAs或Al(Ga)InP势垒层21的掺杂类型为N型、GaInP的掺杂层22的掺杂类型为N型，AlGaAs的掺杂层23的掺杂类型为P型，第四AlGaAs或Al(Ga)InP势垒层24的掺杂类型为P型。
所述GaInP子电池37包含依次按照逐渐远离Ge衬底层30方向设置的材料为Al(Ga)InP的第四背场层25、GaInP的第四基区26、GaInP的第四发射区27以及Al(Ga)InP的第四窗口层28。
作为可选实施方式，所述第四基区26的掺杂类型为P型，第三发射区19的掺杂类型为P型、第四窗口层28的掺杂类型为N型。
作为可选实施方式，接触层29的掺杂类型为N型。
第二具体实施方式
本实施方式提供一种采用正装方法制备GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池的制备方法，如图4所示，包括：
步骤401，提供一Ge衬底层；
步骤402，在Ge衬底层表面生长第一Ge子电池；
步骤403，在第一Ge子电池表面生长第一隧穿结；
步骤404，在第一隧穿结表面生长第二Ge子电池；
步骤405，在第二Ge子电池表面生长第二隧穿结；
步骤406，在第二隧穿结表面生长GaAs子电池；
步骤407，在GaAs子电池表面生长第三隧穿结；
步骤408，在第三隧穿结表面生长GaInP子电池；
步骤409，在GaInP子电池表面生长接触层。
上述步骤均采用MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition ，金属有机化合物化学气相沉淀)或MBE(Molecular Beam Epitaxy，分子束外延)方式生长。
若采用MOCVD法，则Ge源为GeH4，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Ge源为高纯Ge，N型掺杂原子为Si、Se、S、Sn或Te，P型掺杂原子为Be、Mg或C。
本实施方式中，步骤401中的Ge衬底层30选用具有P型掺杂的Ge衬底层。
作为可选实施方式，在步骤401与步骤402之间进一步包括步骤：在Ge衬底层30表面生长一材料为Ge具有N型掺杂的薄层反型层，所述薄层反型层与Ge衬底层30形成一浅的Ge的扩散结。
所述步骤402进一步包括步骤：在Ge衬底层30表面生长Ge的第一发射区01；在第一发射区01表面生长Al(Ga)InP的第一窗口层02。
作为可选实施方式，步骤402与步骤403之间进一步包括步骤：在第一Ge子电池31与第一隧穿结32之间生长InGaAs的第一缓冲层03。
所述步骤403进一步包括步骤：在第一窗口层02表面依次按照逐渐远离Ge衬底层30方向生长第一AlGaAs或Al(Ga)InP势垒层04、InGaAs的第一掺杂层05、InGaAs的第二掺杂层06以及第二AlGaAs或Al(Ga)InP势垒层07。
作为可选实施方式，上述第一掺杂层05/第二掺杂层06可选用InGaAs/InGaAs或GaInP/AlGaAs。
所述步骤404进一步包括步骤：在第二AlGaAs或Al(Ga)InP势垒层07表面依次按照逐渐远离Ge衬底层30方向生长材料为GaInP的第二背场层08、Ge的第二基区09、Ge的第二发射区10和Al(Ga)InP的第二窗口层11。
作为可选实施方式，步骤404与步骤405之间进一步包括步骤：在第二Ge子电池33与第一隧穿结32之间生长InGaAs的第二缓冲层12。
所述步骤405进一步包括步骤：在第二窗口层11表面依次按照逐渐远离Ge衬底层30方向生长第五AlGaAs或Al(Ga)InP势垒层13、InGaAs的第三掺杂层14、InGaAs的第四掺杂层15以及第六AlGaAs或Al(Ga)InP势垒层16。
作为可选实施方式，上述第三掺杂层14/第四掺杂层15可选用InGaAs/InGaAs或GaInP/AlGaAs。
所述步骤406进一步包括步骤：在第六AlGaAs或Al(Ga)InP势垒层16表面依次按照逐渐远离Ge衬底层30方向生长材料为Al(Ga)InP的第三背场层17、GaAs的第三基区18、GaAs的第三发射区19以及Al(Ga)InP的第三窗口层20。
所述步骤407进一步包括步骤：在第三窗口层20表面依次按照逐渐远离Ge衬底层30方向生长第三AlGaAs或Al(Ga)InP势垒层21、GaInP的掺杂层22、AlGaAs的掺杂层23以及第四AlGaAs或Al(Ga)InP势垒层24。
所述步骤408进一步包括步骤：在第四AlGaAs或Al(Ga)InP势垒层24表面依次按照逐渐远离Ge衬底层30方向生长材料为Al(Ga)InP的第四背场层25、GaInP的第四基区26、GaInP的第四发射区27以及Al(Ga)InP的第四窗口层28。
步骤409，所述接触层29的材料为Ge和InGaAs中任意一种。
作为可选实施方式，所述制备方法进一步包括上、下电极38的制作步骤，包括：清洗除去外延层表面和背面的污染物；在清洗后的Ge衬底层30背面制作下电极38，在InGaAs的接触层29上制作栅状电极，形成目标太阳能电池芯片。
接下来给出本发明的一个实施例。
本实施例提供一正装GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池，包括：
(1)第一Ge子电池31，设置于Ge衬底层30表面，如图1所示，利用扩散的方法在Ge衬底层30表面生长第一Ge子电池31，作为可选实施方式，第一Ge子电池31还可以采用外延的方式生长。
作为可选的实施方式，在Ge衬底层30生长一层Ge缓冲层，厚度范围为100至300nm，掺杂浓度>6.0E18 cm-3；接下来依次生长P型(AlIn)GaAs或Al(Ga)InP的第一背场层，厚度范围为30至150nm，掺杂浓度>1.0E18cm-3；P型Ge的第一基区，厚度5000至12000nm，掺杂浓度1.0E17cm-3至1.0E18cm-3；N型Ge的第一发射区01，厚度范围为150至300nm，掺杂浓度8.0E17cm-3至2.0E18cm-3；N型(AlIn)GaAs或Al(Ga)InP的第一窗口层02，厚度范围为30至150nm，掺杂浓度为>1.0E18cm-3；N型InGaAs的第一缓冲层03，厚度范围为200至500nm，掺杂浓度为>2.0E18cm-3。
其中，本申请中出现的(AlIn)GaAs表示Al1-xInxGaAs，其中x的范围为大于等于0且小于等于1。
本申请中出现的>6.0E18cm-3为大于6.0×1018cm-3之意，8.0E17cm-3为8.0×1017cm-3，其他类似表达形式参照上述解释。
(2)InGaAs/InGaAs的第一隧穿结32，设置于第一Ge子电池31表面，如图1所示。
作为可选实施方式，第一隧穿结32生长次序为N型的第一AlGaAs或Al(Ga)InP势垒层，厚度范围为20至80nm，掺杂浓度6.0E18cm-3至1.0E19cm-3；N型(In)GaAs重掺的第一掺杂层05，厚度范围为15至30nm，掺杂浓度>1.0E19cm-3；P型(In)GaAs重掺的第二掺杂层06，厚度范围为15至30nm，掺杂浓度>2.0E19cm-3；P型的第二AlGaAs或Al(Ga)InP势垒层，厚度范围为20至80nm，掺杂浓度6.0E18cm-3至1.0E19cm-3。
(3)第二Ge子电池33，设置于第一隧穿结32表面，如图1所示。
作为可选实施方式，自第一隧穿结32表面开始依次为P型(AlIn)GaAs或Al(Ga)InP的第二背场层08，厚度范围为30至150nm，掺杂浓度>1.0E18cm-3；P型Ge的第二基区09，厚度范围为5000至12000nm，掺杂浓度1.0E17cm-3至1.0E18cm-3；N型Ge的第二发射区10，厚度范围为150至300nm，掺杂浓度8.0E17cm-3至2.0E18cm-3；N型(AlIn)GaAs或Al(Ga)InP的第二窗口层11，厚度范围为30至150nm，掺杂浓度为>1.0E18cm-3，N型(In)GaAs的第二缓冲层12，厚度范围为200至500nm，掺杂浓度为>2.0E18cm-3。
(4)InGaAs/InGaAs的第二隧穿结34，设置于第二Ge子电池33表面，如图1所示。
作为可选实施方式，该隧穿结生长次序为N型的第五AlGaAs或Al(Ga)InP势垒层13，厚度范围20至80nm，掺杂浓度6.0E18cm-3至1.0E19cm-3；N型(In)GaAs重掺的第三掺杂层14，厚度范围为15至30nm，掺杂浓度>1.0E19cm-3；P型(In)GaAs重掺的第四掺杂层15，厚度范围为15至30nm，掺杂浓度>2.0E19cm-3；P型的第六AlGaAs或 Al(Ga)InP势垒层16，厚度范围为20至80nm，掺杂浓度6.0E18cm-3至1.0E19cm-3。
(5)GaAs子电池35，设置于第二隧穿结34表面，如图1所示。
作为可选实施方式，从第二隧穿结34表面依次由P型AlGaAs或Al(Ga)InP的第三背场层17，厚度范围50至150nm，掺杂浓度>1.0E18cm-3；P型GaAs的第三基区18，厚度范围2000至3000nm，掺杂浓度1.0E17cm-3至1.0E18cm-3；N型GaAs的第三发射区19，厚度范围为100至250nm，掺杂浓度8.0E17cm-3至2.0E18cm-3；N型Al(Ga)InP的第三窗口层20，厚度范围为30至150nm，掺杂浓度为>6.0E17cm-3。
(6)GaInP/AlGaAs的第三隧穿结36，设置于GaAs子电池35表面，如图1所示。
作为可选实施方式，该隧穿结生长次序为N型的第三AlGaAs或Al(Ga)InP势垒层21，厚度范围为20为80nm，掺杂浓度6.0E18cm-3至1.0E19cm-3；N型重掺的GaInP的掺杂层22，厚度范围为15至30nm，掺杂浓度>1.0E19cm-3；P型重掺的AlGaAs的掺杂层23，厚度范围为15至30nm，掺杂浓度>2.0E19cm-3； P型的第四AlGaAs或Al(Ga)InP势垒层24，厚度范围为20至80nm，掺杂浓度6.0E18cm-3至1.0E19cm-3。
(7)GaInP子电池37，设置于第三隧穿结36表面，如图1所示。
作为可选实施方式，从第三隧穿结36表面依次为P型Al(Ga)InP的第四背场层25，厚度范围为50至150nm，掺杂浓度>1.0E18cm-3；P型GaInP的第四基区26，厚度范围为400至800nm，掺杂浓度1.0E17cm-3至1.0E18cm-3；N型GaInP的第四发射区27，厚度范围为50至150nm，掺杂浓度8.0E17cm-3至2.0E18cm-3；N型Al(Ga)InP的第四窗口层28，厚度范围为20至100nm，掺杂浓度为>6.0E17cm-3；重掺N型(In)GaAs或Ge的接触层29,厚度范围为300至800nm，掺杂浓度>1.0E18cm-3。
该正装GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池工艺过程进一步包括：清洗除去外延层表面和背面的污染物；在清洗后的Ge衬底背面制作下电极38，N型(In)GaAs或Ge的接触层29上制作栅状的上电极39，形成目标太阳能电池芯片，如图2所示。
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 (10)
1.一种GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池，其特征在于，包括Ge衬底层，以及在所述Ge衬底层上依次设置的第一Ge子电池、第一隧穿结、第二Ge子电池、第二隧穿结、GaAs子电池、第三隧穿结、GaInP子电池和(In)GaAs或Ge的接触层。
2.根据权利要求1所述的GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池，其特征在于，进一步包括材料为InGaAs的第一缓冲层和InGaAs的第二缓冲层，所述第一缓冲层位于第一Ge子电池和第一隧穿结之间，第二缓冲层位于第一隧穿结和第二Ge子电池之间。
3.根据权利要求1所述的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Ge衬底层方向设置的材料为Ge的第一发射区和Al(Ga)InP的第一窗口层。
4.根据权利要求1所述的GaInP/GaAs/Ge/Ge四结太阳能电池，其特征在于，所述第一隧穿结、第二隧穿结均包含依次按照逐渐远离Ge衬底层方向设置的材料为AlGaAs或Al(Ga)InP的势垒层、InGaAs的掺杂层、InGaAs的掺杂层以及AlGaAs或Al(Ga)InP的势垒层。
5.根据权利要求1所述的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Ge衬底层方向设置的材料为GaInP的第二背场层、Ge的第二基区、Ge的第二发射区和Al(Ga)InP的第二窗口层。
6.根据权利要求1所述的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Ge衬底层方向设置的材料为Al(Ga)InP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Ge衬底层方向设置的材料为AlGaAs或Al(Ga)InP的势垒层、GaInP的掺杂层、AlGaAs的掺杂层以及AlGaAs或Al(Ga)InP的势垒层。
8.根据权利要求1所述的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Ge衬底层方向设置的材料为Al(Ga)InP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Ge衬底层；2）在Ge衬底层表面生长第一Ge子电池；3）在第一Ge子电池表面生长第一隧穿结；4）在第一隧穿结表面生长第二Ge子电池；5）在第二Ge子电池表面生长第二隧穿结；6）在第二隧穿结表面生长GaAs子电池；7）在GaAs子电池表面生长第三隧穿结；8）在第三隧穿结表面生长GaInP子电池；9）在GaInP子电池表面生长接触层。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2）和3）之间进一步包括步骤：在第一Ge子电池和第一隧穿结之间生长第一缓冲层，所述步骤3）与4）之间进一步包括步骤：在第一隧穿结和第二Ge子电池之间生长第二缓冲层。
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