CN105322044A - 多结太阳能电池外延结构 - Google Patents
多结太阳能电池外延结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105322044A CN105322044A CN201410360867.8A CN201410360867A CN105322044A CN 105322044 A CN105322044 A CN 105322044A CN 201410360867 A CN201410360867 A CN 201410360867A CN 105322044 A CN105322044 A CN 105322044A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- battery
- sub
- lattice
- gainp
- lattice constant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 22
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 63
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 62
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 59
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 56
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 claims description 55
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 10
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 10
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 43
- 239000000463 material Substances 0.000 description 23
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
公开了一种多结太阳能电池外延结构，包括：下层子电池；缓冲层；和上层子电池，所述上层子电池的晶格常数与下层子电池的晶格常数不匹配，并且所述上层子电池以所述下层子电池为基底进行生长；其中，缓冲层位于下层子电池和上层子电池之间，被配置用于减小由下层子电池和上层子电池之间的晶格失配引起的缺陷；其中，所述缓冲层包括靠近下层子电池设置的反向缓冲区，所述反向缓冲区的晶格常数与下层子电池的晶格常数相匹配。本发明的多结太阳能电池外延结构能够减小在多结太阳能电池中由于上下层子电池之间晶格不匹配引起的在下层子电池中的缺陷，从而提高整个电池的效率。
Description
技术领域
本发明属于化合物半导体太阳能电池领域，具体涉及一种多结太阳能电池外延结构及其制备工艺。
背景技术
III-V族半导体化合物多结太阳能电池是目前效率最高的光伏电池。在此类电池中，以Ge为基底的三结太阳能电池(GaInP/GaAs/Ge)，因为具有晶格匹配的材料结构，最先获得了发展，在市场上已有较为成熟的产品，但是这种电池的材料结构有明显的缺陷：它的底电池，也就是Ge电池的禁带宽度(Eg＝0.67eV)较小，偏离理想值(1.0eV)较远，使其电压偏小而电流过剩，导致无法获得更高效率。为此，研发了一种具有倒装变质(InvertedMetamorphic，IMM)结构的三结电池(GaInP/GaAs/InGaAs)。在该三结电池中，用禁带宽度为1.0eV的InGaAs作为底电池，替代Ge电池，从而获得更高的光电转换效率。
在GaInP/GaAs/InGaAs倒装三结太阳能电池结构中，InGaAs底电池的晶格常数与GaAs中电池和GaInP顶电池存在的晶格失配大于2％，所以其材料制备技术成为获得高效率的关键。倒装三结电池在材料生长时，先生长与衬底(GaAs)晶格匹配的顶电池(GaInP第一子电池)和中电池(GaAs第二子电池)，然后生长缓冲层(GaInP或AlGaInAs)和底电池(InGaAs第三子电池)。其中缓冲层是IMM电池区别于普通三结电池的特有结构，设计合理的缓冲层可以减小InGaAs第三子电池中由晶格失配带来的应力，有效降低电池的缺陷密度。
倒装三结电池中的缓冲层一般包括两个区域：(1)晶格递变区，晶格常数按某种规律从第二子电池向第三子电池递变的多层材料；(2)过冲区，晶格常数略大于第三子电池的单层材料，其厚度大于晶格递变区中的各单层材料。通过这种结构设计，可以尽量减小第三子电池中的穿透位错密度(threadingdislocationdensity，TDD)，提高电池效率。但是这种结构仅考虑了第三子电池所受的应力，而忽略了缓冲层对它的基底所施加的应力。缓冲层一般是在第二子电池上直接生长的，所以第二子电池直接承受了来自缓冲层的应力，此应力可能带来大量位错，从而降低第二子电池的效率。
发明内容
鉴于上述技术背景，本发明的目的旨在解决现有技术中所存在的问题或缺陷的一个方面。
相应地，本发明提供一种多结太阳能电池外延结构，包括：下层子电池；缓冲层；和上层子电池，所述上层子电池的晶格常数与下层子电池的晶格常数不匹配，并且所述上层子电池以所述下层子电池为基底进行生长；其中，缓冲层位于下层子电池和上层子电池之间，被配置用于减小由下层子电池和上层子电池之间的晶格失配引起的缺陷；其中，所述缓冲层包括靠近下层子电池设置的反向缓冲区，所述反向缓冲区的晶格常数与下层子电池的晶格常数相匹配。
根据本发明的多结太阳能电池外延结构，由于存在晶格失配的下层子电池和上层子电池之间包括缓冲层，并且缓冲层包括靠近下层子电池设置的反向缓冲区，所述反向缓冲区的晶格常数与下层子电池的晶格常数相匹配，因此，能够减小在多结太阳能电池中由于上下层子电池之间晶格不匹配引起的在下层子电池中的缺陷，从而提高整个电池的效率。
根据本发明的一个实施例，所述反向缓冲区的晶格常数与下层子电池的晶格常数相差的范围在0.1％以内。
根据本发明的一个实施例，所述反向缓冲区的厚度在300nm以上。
根据本发明的一个实施例，所述缓冲层还包括在所述反向缓冲区和上层子电池之间依次设置的晶格递变区和过冲区，所述晶格递变区的晶格常数从与下层子电池的晶格常数匹配逐渐过渡到与上层子电池的晶格常数匹配，所述过冲区的晶格常数与所述上层子电池的晶格常数匹配。
根据本发明的一个实施例，所述多结太阳能电池外延结构还包括在上层电池或下层电池上的至少一个另外的子电池。
根据本发明的一个实施例，所述下层子电池为GaAs子电池，所述上层子电池为InGaAs子电池，所述缓冲层包括GaAs、GaInP、AlInP、AlInAs或AlGaInAs反向缓冲区、GaInP、AlInP、AlInAs或AlGaInAs晶格递变区和GaInP、AlInP、AlInAs或AlGaInAs过冲区。
根据本发明的一个实施例，所述下层子电池为InGaAs子电池，所述上层子电池为另一InGaAs子电池，所述缓冲层包括GaAs、GaInP、AlInP、AlInAs或AlGaInAs反向缓冲区、GaInP、AlInP、AlInAs或AlGaInAs晶格递变区和GaInP、AlInP、AlInAs或AlGaInAs过冲区。
根据本发明的一个实施例，提供一种多结太阳能电池外延结构，包括：
GaAs衬底；
在GaAs衬底上的腐蚀剥离层；
在腐蚀剥离层上的GaInP第一子电池；
在第一子电池上的第一隧穿结；
在第一隧穿结上的GaAs第二子电池；
在第二子电池上的第二隧穿结；和
在第二隧穿结上的第一缓冲层，
在第一缓冲层上的InGaAs第三子电池；和
在第三子电池上的接触层，
其中，所述第三子电池与所述第二子电池的晶格常数不匹配，所述第一缓冲层包括：
GaAs、GaInP、GAlInP、AlInAs或AlGaInAs反向缓冲区，其晶格常数与GaAs第二子电池相匹配，
在反向缓冲区上的GaInP、AlInP、AlInAs或AlGaInAs晶格递变区，和
在晶格递变区上的GaInP、AlInP、AlInAs或AlGaInAs过冲区。
根据一个实施例，所述反向缓冲区的厚度大于500nm。
根据一个实施例，所述的多结太阳能电池外延结构还包括：在InGaAs第三子电池和接触层之间的至少一个另外的InGaAs子电池。
根据一个实施例，所述InGaAs第三子电池和至少一个另外的InGaAs子电池之间晶格常数不匹配，在所述InGaAs第三子电池和所述至少一个另外的InGaAs子电池之间还包括第二缓冲层，所述第二缓冲层可以包括：
GaAs、GaInP、AlInP、AlInAs或AlGaInAs第二反向缓冲区，其晶格常数与第三子电池匹配，
在第二反向缓冲区上的GaInP、AlInP、AlInAs或AlGaInAs晶格递变区，和
在晶格递变区上的GaInP、AlInP、AlInAs或AlGaInAs过冲区。
根据一个实施例，所述第二反向缓冲区的厚度大于500nm。
附图说明
附图1是根据本发明的一个实施例的倒装三结太阳能电池的外延结构的示意图。
附图2是根据本发明的另一个实施例的倒装四结太阳能电池的外延结构的示意图。
附图标记列表：
001衬底
002腐蚀截至层或剥离牺牲层
003第一欧姆接触层
004第二欧姆接触层
101第一子电池窗口层
102第一子电池发射区
103第一子电池基区
104第一子电池背场层
201第二子电池窗口层
202第二子电池发射区
203第二子电池基区
204第二子电池背场层
301第三子电池窗口层
302第三子电池发射区
303第三子电池基区
304第三子电池背场层
601第一隧穿结
602第二隧穿结
701第一缓冲层反向缓冲区
702第一缓冲层晶格递变区
703第一缓冲层过冲区
801第二缓冲层反向缓冲区
802第二缓冲层晶格递变区
803第二缓冲层过冲层
具体实施方式
下面将详细描述本发明的优选实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下，对这些实施例进行变化仍可获得本发明的有利效果。
以下以倒装多结太阳能电池为例来说明根据本发明的一个实施例的多结太阳能电池的外延结构。倒装多结太阳能电池是指在衬底上各个子电池的生长顺序与普通正装电池相反，也就是说在衬底上先生长禁带宽度较宽的子电池(例如禁带宽度为1.8～2.2eV的顶电池)，然后在这个宽禁带子电池上生长一个或多个禁带宽度递减的各子电池(例如禁带宽度为1.2～1.6eV的中电池和禁带宽度为0.8～1.2eV的底电池)。这样，先生长与衬底(如GaAs)晶格匹配的材料(如GaInP)，然后生长与衬底晶格失配的材料(如晶格递变缓冲层和InGaAs)。这些半导体材料材料的晶格常数、及电学和光学性能等由材料的生长技术决定，例如分子束外延(MBE)和金属有机物化学气相沉积(MOCVD)等等。
下面结合附图通过示例性实施例对本发明的技术方案作进一步说明，但是，应当理解的是，下面参考附图描述的实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
实施例1
下面将根据附图1详细说明根据本发明的一个实施例的GaInP/GaAs/InGaAs三结太阳能电池的外延结构及其制备方法。
如图1所示，GaInP/GaAs/InGaAs三结太阳能电池包括：
GaAs衬底001；
形成在GaAs衬底001上的腐蚀剥离层002；
形成在腐蚀剥离层002上的第一欧姆接触层003；
形成在第一欧姆接触层003上的GaInP第一子电池100；
形成在第一子电池100上的第一隧穿结601；
形成在第一隧穿结601上的GaAs第二子电池200；
形成在第二子电池200上的第二隧穿结602；和
形成在第二隧穿结602上的第一缓冲层700，
形成在第一缓冲层700上的InGaAs第三子电池300；和
形成在第三子电池300上的第二欧姆接触层004。
其中，所述第一子电池包括：
n+-AlInP窗口层101，
n+-GaInP发射区102，
p-GaInP基区103，
p+-AlGaInP背场层104。
所述第二子电池包括：
n+-GaInP窗口层201，
n+-GaAs发射区202，
p-GaAs基区203，
p+-AlGaAs背场层204；
所述第三子电池包括：
n+GaInP窗口层301，
n+-InGaAs发射区302，
p-InGaAs基区303，
p+-GaInP背场区304；
其中，InGaAs第三子电池300与GaAs第二子电池200的晶格常数不匹配。根据该实施例，设置第一缓冲层700以减小GaAs第二子电池和InGaAs第三子电池中由晶格失配带来的应力，以有效降低电池的缺陷密度。所述第一缓冲层700包括：
反向缓冲区701，其晶格常数与GaAs第二子电池相匹配，可采用的材料有但不限于GaAs、GaInP、AlInP、AlInAs和AlGaInAs；
在反向缓冲区701上的晶格递变区702，可采用的材料有但不限于GaInP、AlInP、AlInAs和AlGaInAs；和
在晶格递变区702上的过冲区703，可采用的材料有但不限于GaInP、AlInP、AlInAs和AlGaInAs。
其中，反向缓冲区701的晶格常数与第二子电池的晶格常数相差的范围在0.1％以内；反向缓冲区的厚度大于500nm。
上述GaInP/GaAs/InGaAs三结太阳能电池外延结构的制备过程如下：
(1)在MOCVD设备中，选用GaAs衬底001；
(2)在此衬底上生长GaInP腐蚀剥离层002；
(3)在GaInP腐蚀剥离层上生长n++-GaAs接触层003；
在n++-GaAs接触层上生长GaInP第一子电池，包括：
(4)n+-AlInP窗口层101，
(5)n+-GaInP发射区102，
(6)p-GaInP基区103，
(7)p+-AlGaInP背场层104；
在GaInP第一子电池上生长AlGaAs第一隧穿结601，包括：
(8)p++-AlGaAs层，
(9)n++-AlGaAs层；
在AlGaAs第一隧穿结上生长GaAs第二子电池，包括：
(10)n+-GaInP窗口层201，
(11)n+-GaAs发射区202，
(12)p-GaAs基区203，
(13)p+-AlGaAs背场层204；
在GaAs第二子电池上生长GaAs第二隧穿结602，包括：
(14)p++-GaAs层，
(15)n++-GaAs层；
在第二隧穿结上生长第一缓冲层，包括
(16)GaAs、GaInP或AlGaInAs反向缓冲区701，其晶格常数与GaAs相同或略小，厚度大于500nm，禁带宽度大于等于GaAs，
(17)在反向缓冲区上生长晶格递变区702，可采用的材料有但不限于GaInP、AlInP、AlInAs和AlGaInAs，其晶格常数从与GaAs匹配渐变到略大于第三子电池，禁带宽度大于GaAs，
(18)在晶格递变区上生长过冲区703，其晶格常数略大于第三子电池，厚度大于500nm；
在第一缓冲层上生长禁带宽度为1.0eV的InGaAs第三子电池，包括：
(19)n+GaInP窗口层301，
(20)n+-InGaAs发射区302，
(21)p-InGaAs基区303，
(22)p+-GaInP背场区304；
(23)在InGaAs第三子电池上生长p++-InGaAs盖帽层004。
根据上述实施例的三结太阳能电池外延结构，由于第二子电池和第三子电池之间包括缓冲层，因此能够减小由于第二子电池和第三子电池之间晶格不匹配引起的缺陷。特别是，缓冲层还包括靠近第二子电池设置的反向缓冲区，所述反向缓冲区的晶格常数与第二子电池的晶格常数相匹配，因此，能够减小由于第二子电池和第三子电池之间晶格不匹配引起的在第二子电池中的缺陷，从而提高整个电池的效率。
实施例2
在实施例1的基础上，还可继续进行倒装四结电池的生长。参考附图2，示出了根据本发明的第二实施例的四结太阳能电池的外延结构及其制备方法。
如图2所示，GaInP/GaAs/InGaAs/InGaAs四结太阳能电池包括：
GaAs衬底001；
在GaAs衬底001上的腐蚀剥离层002；
在腐蚀剥离层002上的第一欧姆接触层003；
在第一欧姆接触层上003的GaInP第一子电池100；
在第一子电池100上的第一隧穿结601；
在第一隧穿结601上的GaAs第二子电池200；
在第二子电池200上的第二隧穿结602；
在第二隧穿结602上的第一缓冲层700，
在第一缓冲层700上的InGaAs第三子电池300；
在第三子电池300上的第三隧穿结603；
在第三隧穿结603上的第二缓冲层800，
在第二缓冲层800上的InGaAs第四子电池400；以及
在第四子电池400上的第二欧姆接触层004。
该第二实施例的第一子电池100、第二子电池200和第三子电池300的结构与第一实施例相同，第四子电池400包括：
n+-GaInP窗口层401，
n+-InGaAs发射区402，
p-InGaAs基区403，和
p+-GaInP背场区404。
此外，根据第二实施例的InGaAs第三子电池和InGaAs第四子电池之间晶格常数不匹配，因此，还在所述InGaAs第三子电池和所述InGaAs第四子电池之间设置了第二缓冲层800，所述第二缓冲层800包括：
第二反向缓冲区801，可采用的材料有但不限于GaAs、GaInP、AlInP、AlInAs和AlGaInAs，其晶格常数与第三子电池300匹配，
在第二反向缓冲区801上的晶格递变区802，可采用的材料有但不限于GaInP、AlInP、AlInAs和AlGaInAs，和
在晶格递变区802上的过冲区803，可采用的材料有但不限于GaInP、AlInP、AlInAs和AlGaInAs。
其中，第二反向缓冲区801的晶格常数与第三子电池的晶格常数相差的范围在0.1％以内；且第二反向缓冲层的厚度大于500nm。
制造实施例2的上述四结太阳能电池的具体步骤为：在实施例1的第(23)步后加入如下步骤：
在InGaAs第三子电池上生长InGaAs第三隧穿结603，包括：
(24)p++-InGaAs，
(25)n++-InGaAs；
在第三隧穿结上生长第二缓冲层，包括
(26)反向缓冲区801，可采用的材料有但不限于GaAs、GaInP、AlInP、AlInAs和AlGaInAs其晶格常数与第三子电池相同或略小，厚度大于500nm，禁带宽度大于第三子电池，
(27)在反向缓冲区上生长晶格递变区802，可采用的材料有但不限于GaInP、AlInP、AlInAs和AlGaInAs其晶格常数从与第三子电池匹配渐变到略大于第四子电池，禁带宽度大于第三子电池，
(28)在晶格递变区上生长过冲区803，可采用的材料有但不限于GaInP、AlInP、AlInAs和AlGaInAs，其晶格常数略大于第四子电池，厚度大于500nm；
在第二缓冲层上生长禁带宽度为0.7eV的InGaAs第四子电池，包括：
(29)n+-GaInP窗口层401，
(30)n+-InGaAs发射区402，
(31)p-InGaAs基区403，
(32)p+-GaInP背场区404；
(33)在InGaAs第四子电池上生长p++-InGaAs盖帽层004。
根据第二实施例的四结太阳能电池外延结构，由于第二子电池和第三子电池之间包括第一缓冲层，同时在第三子电池和第四子电池之间包括第二缓冲层，因此能够减小由于第二子电池和第三子电池以及第三子电池与第四子电池之间晶格不匹配引起的在各个子电池中产生的缺陷，从而提高整个电池的效率。特别是，第一缓冲层包括靠近第二子电池设置的反向缓冲区，所述反向缓冲区的晶格常数与第二子电池的晶格常数相匹配，因此，能够减小由于第二子电池与第三子电池之间晶格不匹配引起的在第二子电池中的缺陷；同时，第二缓冲层包括靠近第三子电池设置的反向缓冲区，所述反向缓冲区的晶格常数与第三子电池的晶格常数相匹配，因此，能够减小由于第三子电池与第四子电池之间晶格不匹配引起的在第三子电池中的缺陷。
其他实施例
虽然以上实施例以倒装多结太阳能电池为例来说明本发明的构思，但是应当理解，非倒装多结太阳能电池，只要其包括晶格不匹配的下层电池和在其上生长的上层电池，则利用本发明的缓冲层结构都可以达到避免电池缺陷，提高电池效率的效果。
因此，本发明总的来说涉及这样一种多结太阳能电池外延结构，所述多结太阳能电池外延结构包括下层子电池；缓冲层；和上层子电池，所述上层子电池以所述下层子电池为基底进行生长，并且所述上层子电池的晶格常数与下层子电池的晶格常数不匹配，其中，缓冲层位于下层子电池和上层子电池之间，被配置用于减小由下层子电池和上层子电池之间的晶格失配引起的缺陷；其中，所述缓冲层包括靠近下层子电池设置的反向缓冲区，所述反向缓冲区的晶格常数与下层子电池的晶格常数相匹配。
优选地，反向缓冲区的晶格常数与下层子电池的晶格常数相差的范围在0.1％以内。
优选地，所述反向缓冲区的厚度在300nm以上，优选在500nm以上。
可选地，所述缓冲层还可包括在所述反向缓冲区和上层子电池之间依次设置的晶格递变区和过冲区，所述晶格递变区的晶格常数从与下层子电池的晶格常数匹配逐渐过渡到与上层子电池的晶格常数匹配，所述过冲区的晶格常数与所述上层子电池的晶格常数匹配。
可选地，本发明的多结太阳能电池外延结构还可包括在上层电池或下层电池上的至少一个另外的子电池。相应地，还可包括在晶格不匹配的任意两层子电池之间的缓冲层，所述缓冲层包括反向缓冲区、晶格递变区和过冲区。
根据本发明的多结太阳能电池外延结构，由于存在晶格失配的下层子电池和上层子电池之间包括缓冲层，并且缓冲层包括靠近下层子电池设置的反向缓冲区，所述反向缓冲区的晶格常数与下层子电池的晶格常数相匹配，因此，能够减小在多结太阳能电池中由于上下层子电池之间晶格不匹配引起的在下层子电池中的缺陷，从而提高整个电池的效率。
此外，虽然实施例描述了晶格递变区的晶格常数从下层电池到上层电池逐渐增加，但晶格递变区的晶格常数也可以从下层电池到上层电池逐渐减小。此外，虽然描述了三结和四结太阳能电池，但显然本发明可以应用于任何多结太阳能电池。并且，实施例中所描述的具体结构并非限制性的，可以根据需要省略或增加一些层结构。各层电池所用材料也并非限制性的，可采用其它替代材料。因此，在不偏离本发明的实质和原理的情况下可以对实施例进行各种变化，其均落入权利要求限定的本发明的保护范围内。
Claims (12)
1.一种多结太阳能电池外延结构，其特征在于，包括：
下层子电池；
缓冲层；和
上层子电池，所述上层子电池的晶格常数与下层子电池的晶格常数不匹配，并且所述上层子电池以所述下层子电池为基底进行生长；
其中，缓冲层位于下层子电池和上层子电池之间，并被配置成减小由下层子电池和上层子电池之间的晶格失配引起的缺陷；
其中，所述缓冲层包括靠近下层子电池设置的反向缓冲区，所述反向缓冲区的晶格常数与下层子电池的晶格常数相匹配。
2.根据权利要求1所述的多结太阳能电池外延结构，其特征在于，所述反向缓冲区的晶格常数与下层子电池的晶格常数相差的范围在0.1％以内。
3.根据权利要求1或2所述的多结太阳能电池外延结构，其特征在于，所述反向缓冲区的厚度在300nm以上。
4.根据权利要求3所述的多结太阳能电池外延结构，其特征在于，所述缓冲层还包括在所述反向缓冲区和上层子电池之间依次设置的晶格递变区和过冲区，所述晶格递变区的晶格常数从与下层子电池的晶格常数匹配逐渐过渡到与上层子电池的晶格常数匹配，所述过冲区的晶格常数与所述上层子电池的晶格常数匹配。
5.根据权利要求4所述的多结太阳能电池外延结构，其特征在于，还包括在上层电池或下层电池上的至少一个另外的子电池。
6.根据权利要求5所述的多结太阳能电池外延结构，其特征在于，所述下层子电池为GaAs子电池，所述上层子电池为InGaAs子电池，所述缓冲层包括GaAs、GaInP、AlInP、AlInAs或AlGaInAs反向缓冲区、GaInP、AlInP、AlInAs或AlGaInAs晶格递变区和GaInP、AlInP、AlInAs或AlGaInAs过冲区。
7.根据权利要求5所述的多结太阳能电池外延结构，其特征在于，所述下层子电池为InGaAs子电池，所述上层子电池为另一InGaAs子电池，所述缓冲层包括GaAs、GaInP、AlInP、AlInAs或AlGaInAs反向缓冲区、GaInP、AlInP、AlInAs或AlGaInAs晶格递变区和GaInP、AlInP、AlInAs或AlGaInAs过冲区。
8.一种多结太阳能电池外延结构，其特征在于，包括：
GaAs衬底；
在GaAs衬底上的腐蚀剥离层；
在腐蚀剥离层上的GaInP第一子电池；
在第一子电池上的第一隧穿结；
在第一隧穿结上的GaAs第二子电池；
在第二子电池上的第二隧穿结；和
在第二隧穿结上的第一缓冲层，
在第一缓冲层上的InGaAs第三子电池；和
在第三子电池上的接触层，
其中，所述第三子电池与所述第二子电池的晶格常数不匹配，所述第一缓冲层包括：
GaAs、GaInP、GAlInP、AlInAs或AlGaInAs反向缓冲区，其晶格常数与GaAs第二子电池相匹配，
在反向缓冲区上的GaInP、AlInP、AlInAs或AlGaInAs晶格递变区，和
在晶格递变区上的GaInP、AlInP、AlInAs或AlGaInAs过冲区。
9.根据权利要求8所述的多结太阳能电池外延结构，其特征在于，所述反向缓冲区的厚度大于500nm。
10.根据权利要求9所述的多结太阳能电池外延结构，其特征在于，还包括：在InGaAs第三子电池和接触层之间的至少一个另外的InGaAs子电池。
11.根据权利要求10所述的多结太阳能电池外延结构，其特征在于，所述InGaAs第三子电池和至少一个另外的InGaAs子电池之间晶格常数不匹配，在所述InGaAs第三子电池和所述至少一个另外的InGaAs子电池之间还包括第二缓冲层，所述第二缓冲层包括：
GaAs、GaInP、AlInP、AlInAs或AlGaInAs第二反向缓冲区，其晶格常数与第三子电池匹配，
在第二反向缓冲区上的GaInP、AlInP、AlInAs或AlGaInAs晶格递变区，和
在晶格递变区上的GaInP、AlInP、AlInAs或AlGaInAs过冲区。
12.根据权利要求11所述的多结太阳能电池外延结构，其特征在于：所述第二反向缓冲区的厚度大于500nm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410360867.8A CN105322044B (zh) | 2014-07-25 | 2014-07-25 | 多结太阳能电池外延结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410360867.8A CN105322044B (zh) | 2014-07-25 | 2014-07-25 | 多结太阳能电池外延结构 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105322044A true CN105322044A (zh) | 2016-02-10 |
| CN105322044B CN105322044B (zh) | 2017-12-19 |
Family
ID=55249045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410360867.8A Active CN105322044B (zh) | 2014-07-25 | 2014-07-25 | 多结太阳能电池外延结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105322044B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108172638A (zh) * | 2018-02-11 | 2018-06-15 | 扬州乾照光电有限公司 | 一种三结太阳电池 |
| CN108511532A (zh) * | 2018-04-03 | 2018-09-07 | 扬州乾照光电有限公司 | 一种晶格失配的多结太阳能电池及其制作方法 |
| CN108963019A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-12-07 | 扬州乾照光电有限公司 | 一种多结太阳能电池及其制作方法 |
| CN109285909A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-01-29 | 扬州乾照光电有限公司 | 一种多结太阳能电池及其制作方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102569475A (zh) * | 2012-02-08 | 2012-07-11 | 天津三安光电有限公司 | 一种四结四元化合物太阳能电池及其制备方法 |
| CN102637775A (zh) * | 2012-04-11 | 2012-08-15 | 天津三安光电有限公司 | 三结太阳能电池及其制备方法 |
| WO2014101631A1 (zh) * | 2012-12-28 | 2014-07-03 | 厦门市三安光电科技有限公司 | 多结太阳能电池及其制备方法 |
| CN204167334U (zh) * | 2014-07-25 | 2015-02-18 | 李华 | 多结太阳能电池外延结构 |
-
2014
- 2014-07-25 CN CN201410360867.8A patent/CN105322044B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102569475A (zh) * | 2012-02-08 | 2012-07-11 | 天津三安光电有限公司 | 一种四结四元化合物太阳能电池及其制备方法 |
| CN102637775A (zh) * | 2012-04-11 | 2012-08-15 | 天津三安光电有限公司 | 三结太阳能电池及其制备方法 |
| WO2014101631A1 (zh) * | 2012-12-28 | 2014-07-03 | 厦门市三安光电科技有限公司 | 多结太阳能电池及其制备方法 |
| CN204167334U (zh) * | 2014-07-25 | 2015-02-18 | 李华 | 多结太阳能电池外延结构 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108172638A (zh) * | 2018-02-11 | 2018-06-15 | 扬州乾照光电有限公司 | 一种三结太阳电池 |
| CN108511532A (zh) * | 2018-04-03 | 2018-09-07 | 扬州乾照光电有限公司 | 一种晶格失配的多结太阳能电池及其制作方法 |
| CN108963019A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-12-07 | 扬州乾照光电有限公司 | 一种多结太阳能电池及其制作方法 |
| CN108963019B (zh) * | 2018-07-27 | 2020-04-17 | 扬州乾照光电有限公司 | 一种多结太阳能电池及其制作方法 |
| CN109285909A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-01-29 | 扬州乾照光电有限公司 | 一种多结太阳能电池及其制作方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105322044B (zh) | 2017-12-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9437769B2 (en) | Four-junction quaternary compound solar cell and method thereof | |
| US10847667B2 (en) | Optoelectric devices comprising hybrid metamorphic buffer layers | |
| US20140116494A1 (en) | High-Efficiency Four-Junction Solar Cells and Fabrication Methods Thereof | |
| CN102832274B (zh) | 倒装太阳能电池及其制备方法 | |
| Huang et al. | Flexible four-junction inverted metamorphic AlGaInP/AlGaAs/In0. 17Ga0. 83As/In0. 47Ga0. 53As solar cell | |
| CN105322044A (zh) | 多结太阳能电池外延结构 | |
| CN102969387A (zh) | GaInP/GaAs/InGaAs三结太阳能电池外延结构 | |
| CN103219414B (zh) | GaInP/GaAs/InGaAsP/InGaAs四结级联太阳电池的制作方法 | |
| CN105576068B (zh) | 一种双面生长的InP五结太阳电池 | |
| CN103077983A (zh) | 多结太阳能电池及其制备方法 | |
| TWI496314B (zh) | Compound semiconductor solar cell manufacturing laminated body, compound semiconductor solar cell and manufacturing method thereof | |
| CN204167334U (zh) | 多结太阳能电池外延结构 | |
| CN103000740A (zh) | GaAs/GaInP双结太阳能电池及其制作方法 | |
| CN103199142A (zh) | GaInP/GaAs/InGaAs/Ge四结太阳能电池及其制备方法 | |
| Krause et al. | Wafer bonded 4-junction GaInP/GaAs//GaInAsP/GaInAs concentrator solar cells | |
| Woo et al. | First demonstration of monolithic InP-based InAlAs/InGaAsP/InGaAs triple junction solar cells | |
| CN105355668A (zh) | 一种具有非晶态缓冲层结构的In0.3Ga0.7As电池及制备方法 | |
| García et al. | Space III-V multijunction solar cells on Ge/Si virtual substrates | |
| CN103346190A (zh) | Si衬底的四结级联太阳能电池及其制备方法 | |
| Zhang et al. | GaInP/GaInAs/GaInNAs/Ge four-junction solar cell grown by metal organic chemical vapor deposition with high efficiency | |
| CN103247722A (zh) | 四结级联太阳电池的制作方法 | |
| Jain et al. | GaInAsP/GaInAs tandem solar cell with 32.6% one-sun efficiency | |
| CN204243066U (zh) | 多结太阳能电池外延结构、多结太阳能电池 | |
| Fornari | Epitaxy for energy materials | |
| CN111129196B (zh) | 一种锗基叠层太阳电池及制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20170714 Address after: 214213 No. 2 Tengfei Road, Yixing Economic Development Zone, Jiangsu, China Applicant after: Jiangsu Yixing de Rong Technology Co., Ltd. Address before: Dong GUI Avenue in Jiangsu province Yixing city 214213 Jiangsu city of Wuxi Province, China Sunergy Co. Ltd. Applicant before: Li Hua Applicant before: Yang Jun Applicant before: Wang Weiming Applicant before: Yang Jun, Wang Weiming, Guodian technology, environmental protection group, Limited by Share Ltd |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |