CN103165687B - 一种具有减反射膜的四结太阳能电池 - Google Patents

一种具有减反射膜的四结太阳能电池 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有减反射膜的四结太阳能电池，其结构为：在底电极（1）上具有Ｇｅ电池（2）；在该Ｇｅ电池（2）上为应变补偿ＧａＡｓＰ／ＧａＩｎＡｓ超晶格电池（3）；在该应变补偿ＧａＡ ｓＰ／ＧａＩｎＡｓ超晶格电池上为ＧａＩｎＡｓ电池（4）；在该Ｇ ａＩｎＡｓ电池（4）上为ＧａＩｎＰ电池（7）；其中，在ＧａＩｎ Ａｓ电池（4）和ＧａＩｎＰ电池（7）之间具有第一减反射层（5）和第二减反射层（6）；其中，在ＧａＩｎＰ电池（7）上具有第三减反射层（8）、第四减反射层（9）和第五减反射层（10），其中在第三减反射层（8）上形成有顶电极（11）。

Description

一种具有减反射膜的四结太阳能电池
技术领域
本发明涉及半导体光电技术领域，特别是涉及一种具有减反射膜的四结太阳能电池。
背景技术
太阳能电池是把光能转换为电能的光电子器件，对太阳能电池来说，单结的太阳能电池只能覆盖及利用某一波长范围的阳光，为了充分利用太阳光不同波段的光子能量，提高太阳能电池的光电转换效率，一般将多种不同带隙的半导体材料搭配，组成多结太阳能电池。
目前，在晶格匹配的GaInP/GaAs/Ge三结太阳能电池中，在无聚光条件下光电转换效率最大能达到32％。但在太阳能电池进行光转换的过程中，反射的损失降低了太阳能电池单位面积入射的光子数，导致太阳能电池电流密度降低，从而影响电池的能量转换效率。为提高电池的光电转换效率，应减少电池表面光的反射损失，增加光的透射。因此业内一般都采用在太阳能电池表面形成减反射膜，以达到减少表面光的反射损失，从而提高太阳能电池的效率。
对于用于减少光损失的减反射膜，一般可选用单层或多层的形式。单层减反射膜是利用光在减反射膜的两侧处反射光存在位相差的干涉原理而达到减反射效果；对于多层减反射膜，其利用多层减反射膜中的每一层的减反射作用进行叠加，最终将多层减反射膜等效为单层减反射膜，从而进一步提高对光反射的抑制效果，达到提高太阳能电池效率的目的。
但是目前使用的多层减反射膜依然不能令人满意，这是因为多层减反射膜由于采用多层结构，多层减反射膜之间的折射率难以良好匹配，因此，多层减反射膜的应用仍有待提高。
发明内容：
为解决上述问题，本发明旨在提出一种具有减反射膜的四结太阳能电池结构，采用本发明提出的上述减反射膜，可以达到良好的折射率匹配，提高太阳能电池的效率。
本发明提出的具有减反射膜的四结太阳能电池的结构为：
在底电极（1）上具有Ｇｅ电池（2）；在该Ｇｅ电池（2）上为应变补偿ＧａＡｓＰ／ＧａＩｎＡｓ超晶格电池（3）；在该应变补偿ＧａＡｓＰ／ＧａＩｎＡｓ超晶格电池上为ＧａＩｎＡｓ电池（4）；在该ＧａＩｎＡｓ电池（4）上为ＧａＩｎＰ电池（7）；其中，在ＧａＩｎＡｓ电池（4）和ＧａＩｎＰ电池（7）之间具有第一减反射层（5）和第二减反射层（6）；其中，在ＧａＩｎＰ电池（7）上具有第三减反射层（8）、第四减反射层（9）和第五减反射层（10），其中在第三减反射层（8）上形成有顶电极（11）；
其中，第一减反射层（5）为AlGaInN薄膜，其折射率为3.2～3.4，厚度为30-40nm；第二减反射层（6）为ZnS薄膜，其折射率为2.1-2.3，厚度为50-70nm；第三减反射层（8）为AlGaInN薄膜，其折射率为3.2～3.4，厚度为30-40nm；第四减反射层（9）为Si3N4薄膜，其折射率为：2.1-2.4，其厚度为50-60nm；第五减反射层（10）为Ta2O5薄膜，其折射率为2.0～2.15，其厚度为80-100nm。
附图说明：
图1为本发明提出的具有减反射膜的四结太阳能电池。
具体实施方式：
下面通过具体实施方式对本发明提出的具有减反射膜的四结太阳能电池进行详细说明。
实施例1
如图1所示，本发明提出的具有减反射膜的四结太阳能电池具有如下结构：
在底电极1上具有Ｇｅ电池2；在该Ｇｅ电池2上为应变补偿ＧａＡｓＰ／ＧａＩｎＡｓ超晶格电池3；在该应变补偿ＧａＡｓＰ／ＧａＩｎＡｓ超晶格电池3上为ＧａＩｎＡｓ电池4；在该ＧａＩｎＡｓ电池4上为ＧａＩｎＰ电池7；其中，在ＧａＩｎＡｓ电池4和ＧａＩｎＰ电池7之间具有第一减反射层5和第二减反射层6；其中，在ＧａＩｎＰ电池7上具有第三减反射层8、第四减反射层9和第五减反射层10，其中在第三减反射层8上形成有顶电极11；
其中，第一减反射层5为AlGaInN薄膜，其折射率为3.2～3.4，厚度为30-40nm；第二减反射层6为ZnS薄膜，其折射率为2.1-2.3，厚度为50-70nm；第三减反射层8为AlGaInN薄膜，其折射率为3.2～3.4，厚度为30-40nm；第四减反射层9为Si3N4薄膜，其折射率为：2.1-2.4，其厚度为50-60nm；第五减反射层10为Ta2O5薄膜，其折射率为2.0～2.15，其厚度为80-100nm。
其中，所述底电极和顶电极的材料为银。
实施例2
下面介绍本发明提出的具有减反射膜的四结太阳能电池的优选实施例，该具有减反射膜的四结太阳能电池具有如下结构：
在底电极1上具有Ｇｅ电池2；在该Ｇｅ电池2上为应变补偿ＧａＡｓＰ／ＧａＩｎＡｓ超晶格电池3；在该应变补偿ＧａＡｓＰ／ＧａＩｎＡｓ超晶格电池3上为ＧａＩｎＡｓ电池4；在该ＧａＩｎＡｓ电池4上为ＧａＩｎＰ电池7；其中，在ＧａＩｎＡｓ电池4和ＧａＩｎＰ电池7之间具有第一减反射层5和第二减反射层6；其中，在ＧａＩｎＰ电池7上具有第三减反射层8、第四减反射层9和第五减反射层10，其中在第三减反射层8上形成有顶电极11；
其中，第一减反射层5为AlGaInN薄膜，其折射率为3.3，厚度为36nm；第二减反射层6为ZnS薄膜，其折射率为2.15，厚度为60nm；第三减反射层8为AlGaInN薄膜，其折射率为3.3，厚度为36nm；第四减反射层9为Si3N4薄膜，其折射率为：2.3，其厚度为55nm；第五减反射层10为Ta2O5薄膜，其折射率为2.1，其厚度为85nm。
本发明所提出的有减反射膜的四结太阳能电池在应用波段范围吸收小，折射率相匹配，具有良好的光学性能。
以上实施方式已经对本发明进行了详细的介绍，但上述实施方式并非为了限定本发明的范围，本发明的保护范围由所附的权利要求限定。

Claims (3)

1.一种具有减反射膜的四结太阳能电池，其特征在于，所述具有减反射膜的四结太阳能电池的结构为：
在底电极(1)上具有Ge电池(2)；在该Ge电池(2)上为应变补偿GaAsP/GaInAs超晶格电池(3)；在该应变补偿GaAsP/GaInAs超晶格电池上为GaInAs电池(4)；在该GaInAs电池(4)上为GaInP电池(7)；其中，在GaInAs电池(4)和GaInP电池(7)之间具有第一减反射层(5)和第二减反射层(6)；其中，在GaInP电池(7)上具有第三减反射层(8)、第四减反射层(9)和第五减反射层(10)，其中在第三减反射层(8)上形成有顶电极(11)；
其中，第一减反射层(5)为AlGaInN薄膜，其折射率为3.2～3.4，厚度为30-40nm；第二减反射层(6)为ZnS薄膜，其折射率为2.1-2.3，厚度为50-70nm；第三减反射层(8)为AlGaInN薄膜，其折射率为3.2～3.4，厚度为30-40nm；第四减反射层(9)为Si3N4薄膜，其折射率为：2.1-2.4，其厚度为50-60nm；第五减反射层(10)为Ta2O5薄膜，其折射率为2.0～2.15，其厚度为80-100nm。
2.如权利要求1所述的具有减反射膜的四结太阳能电池，其特征在于：
其中优选地，第一减反射层(5)为AlGaInN薄膜，其折射率为3.3，厚度为36nm；第二减反射层(6)为ZnS薄膜，其折射率为2.15，厚度为60nm；第三减反射层(8)为AlGaInN薄膜，其折射率为3.3，厚度为36nm；第四减反射层(9)为Si3N4薄膜，其折射率为：2.3，其厚度为55nm；第五减反射层(10)为Ta2O5薄膜，其折射率为2.1，其厚度为85nm。
3.如权利要求2所述的具有减反射膜的四结太阳能电池，其特征在于：其中，所述底电极和顶电极的材料为银。
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