[发明专利]一种叠层太阳电池的制作方法

权利要求书

1.一种叠层太阳电池的制作方法，采用分子束外延生长技术，先在GaSb衬底上 外延生长GaSb缓冲层，然后在生长的GaSb缓冲层上依次生长GaInAsSb层、 AlGaAsSb层、CdZnSeTe层、ZnTe层及各层之间的隧穿结，在ZnTe层上制作顶电 极，在GaSb衬底上制作背电极，然后进行封装，得到太阳电池成品，其特征在于：

所述的外延生长GaSb缓冲层是将免清洗的P⁺-GaSb衬底放在分子束外延生长室 样品架上，在550℃条件下高温脱氧，并将GaSb衬底层温度升至600℃高温除气，然 后将衬底温度降至550℃，进行n-GaSb缓冲层的生长，该n型的掺杂浓度为3～5× 10¹⁸，n-GaSb缓冲层生长厚度为0.5μm，所述生长室在GaSb缓冲层生长前处于高真 空状态，压力为5～9×10^-9mbar，生长室在GaSb缓冲层生长过程中压力为 5～5.5×10^-8mbar，GaSb缓冲层在生长时的Sb∶Ga束流比为5.5∶1；

所述的GaSb缓冲层上生长GaInAsSb层是将缓冲层温度降至450℃，打开Ga、 In、As、Sb源炉的快门，进行p-GaInAsSb层的生长，该p型的掺杂浓度为1～3×10¹⁸， 生长厚度为2μm，生长室压力为5～6×10^-8mbar，生长过程中As∶Sb∶Ga∶In束流比 为10∶10∶2∶1；再进行n-GaInAsSb层的生长，该n型的掺杂浓度为1～3×10¹⁸， 生长厚度为2μm，生长室压力为5～6×10^-8mbar，生长过程中As∶Sb∶Ga∶In束流比 为10∶10∶2∶1；

所述的AlGaAsSb层的生长是将衬底温度降至430℃，打开Al、Ga、As、Sb源 炉的快门，进行p-AlGaAsSb层的生长，该p型的掺杂浓度为1～3×10¹⁸，生长厚度 为1.5μm，生长室压力为7.5～8×10^-8mbar，生长过程中As∶Sb∶Al∶Ga束流比为1∶ 5∶4∶1；再进行n-AlGaAsSb层的生长，该n型的掺杂浓度为1～3×10¹⁸，生长厚度 为1.5μm，生长室压力为7.5～8×10^-8mbar，生长过程中As∶Sb∶Al∶Ga束流比为1∶ 5∶4∶1；

所述的CdZnSeTe层的生长是将衬底温度降至330℃，打开Cd、Zn、Se、Te源 炉快门，进行p-CdZnSeTe层的生长，该p型的掺杂浓度为1～3×10¹⁸，生长厚度为1μm， 生长室压力为3～5×10^-8mbar，生长过程中Se∶Te∶Cd∶Zn束流比为5∶3∶5∶1；再 进行n-CdZnSeTe层的生长，该n型的掺杂浓度为1～3×10¹⁸；生长厚度为1μm；生长 室压力为3～5×10^-8mbar，生长过程中Se∶Te∶Cd∶Zn束流比为5∶3∶5∶1；

所述的ZnTe层的生长是将衬底温度降至300℃，打开Zn、Te源炉快门，进行 p-ZnTe层的生长，该p型的掺杂浓度为1～3×10¹⁸，生长厚度为0.5μm，生长室压力 为6～6.5×10^-8mbar，生长过程中Te∶Zn束流比为3∶1；再进行n⁺-ZnTe层的生长， 该n型的掺杂浓度为7～9×10¹⁸，生长厚度为0.5μm，生长室压力为6～6.5×10^-8mbar， 生长过程中Te∶Zn束流比为3∶1；

所述的生长各层之间的隧穿结是(1)在GaSb缓冲层和GaInAsSb层之间生长 n⁺GaSb/p⁺InAsSb隧穿结，其包括n型掺杂浓度1～2×10¹⁹、厚度为0.015μm的GaSb 层和p型掺杂浓度为3～4×10¹⁹、厚度为0.015μm的InAsSb层；(2)在GaInAsSb层 和AlGaAsSb层之间生长n⁺InAsSb/p⁺GaAsSb隧穿结，其包括n型掺杂浓度为1～2 ×10¹⁹、厚度为0.015μm的InAsSb层和p型掺杂浓度为3～4×10¹⁹、厚度为0.015μm 的GaAsSb层；(3)在AlGaAsSb层和CdZnSeTe层之间生长n⁺AlAsSb/p⁺CdSeTe 隧穿结，其包括n型掺杂浓度为1～2×10¹⁹、厚度为0.015μm的AlAsSb层和p型掺杂 浓度为3～4×10¹⁹、厚度为0.015μm的CdSeTe层；(4)在CdZnSeTe层和ZnTe层之 间生长n⁺CdSeTe/p⁺ZnSeTe隧穿结，其包括n型掺杂浓度为1～2×10¹⁹、厚度为 0.015μm的CdSeTe层和p型掺杂浓度为3～4×10¹⁹、厚度为0.015μm的ZnSeTe层。