[发明专利]输出电压为7V的GaAs激光光伏电池及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光光伏电池，尤其涉及一种输出电压为7V的GaAs激光光伏电池及其制作方法。

背景技术

激光供能系统是一个创新的能量传递系统，凭借这个系统，将激光光源发出的光通过光纤输送到激光光伏电池上，可以提供稳定的电源输出。通过光纤传导光转化为电比传统的金属线和同轴电缆电力传输技术有更多的优点，可以应用在需要消除电磁干扰或需要将电子器件与周围环境隔离的情况下，在无线电通信、工业传感器、国防、航空、医药、能源等方向有重要应用。激光光伏电池的工作原理与太阳能电池类似，只是可以获得更高的转换效率，更大的输出电压，能传递更多的能量，光源采用适合光纤传输的790 nm - 850 nm波长的激光。

常规的7V电压输出的激光光伏电池通常为将符合激光光斑大小的圆形电池平均分配成相同大小相同形状的七个子电池，如图1，这样将在子电池的中心交叉隔离槽处产生更大的槽，将大大减小电池中心处有源区的面积。另外从光纤射出的光能量密度呈高斯分布或接近于高斯分布，导致入射到电池中央的光的能量最强，所以图1中常规的激光电池结构会降低电池的光电转换效率。

发明内容

本发明的目的提供一种输出电压约为7V的GaAs激光光伏电池结构，其可有效增加电池中心有源区面积，从而提高激光光伏电池的转换效率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本申请公开一种输出电压为7V的GaAs激光光伏电池，所述的激光光伏电池包括隔离槽，该隔离槽将所述的光伏电池分隔成7个电池单元，包括1个第一电池单元，以及环绕设于所述第一电池单元四周的6个第二电池单元，电池单元之间串联连接。

作为本发明的进一步改进，所述的光伏电池包括依次形成于半绝缘衬底上的N型导电层、P/N结电池、P型窗口层和P型接触层，所述的隔离槽分别贯穿所述P型接触层、P型窗口层、P/N结电池和N型导电层。

优选的，所述的光伏电池还包括位于所述N型导电层和P/N结电池之间的势垒层。

优选的，所述第一电池单元的截面为圆形，所述的6个第二电池单元截面积相同，且其截面为弧形，所述的6个第二电池单元环绕所述第一电池单元构成一个圆柱体结构。

作为本发明的进一步改进，对于均匀的圆形激光光斑，所述的第一电池单元和每一个的第二电池单元的受光面积相等。

作为本发明的进一步改进，对于中心对称的非均匀圆形激光光斑， 所述的6个第二电池单元具有相同的受光面积，且所述的第一电池单元和每一个的第二电池单元的光电流相等。

相应地，本申请还公开了一种输出电压为7V的GaAs激光光伏电池的制作方法，包括：

（1）在半绝缘衬底上生长N型导电层；

（2）在上述N型导电层上生长势垒层；

（3）在上述势垒层上依次生长N型吸收层和P型吸收层形成P/N结电池；

（4）在上述P/N结电池上生长P型窗口层；

（5）在上述P型窗口层上生长P型接触层用作欧姆接触；

（6）依次刻蚀P型接触层、P型窗口层、P/N结电池、势垒层、N型导电层直至露出半绝缘衬底或部分刻蚀半绝缘衬底以形成隔离槽；

（7）制备正电极、负电极、减反射层以及电极引线，获得目标产品。

作为本发明的进一步改进，所述导电层为N型掺杂浓度1×10¹⁸ cm^-3以上的GaAs导电层；所述势垒层为掺杂浓度1×10¹⁸ cm^-3以上的N型AlGaAs或AlGaInP势垒层；所述P型窗口层为掺杂浓度在1×10¹⁸ cm^-3以上的窗口层；所述P型接触层为掺杂浓度在2×10¹⁸ cm^-3以上的GaAs接触层。

作为本发明的进一步改进，所述步骤（7）中，依次刻蚀P型接触层、P型窗口层、P/N结电池、N型势垒层，直至露出N型导电层以形成负电极窗口，而后再经该负电极窗口于N型导电层上制备负电极，在P型接触层上制备正电极。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1. 本发明设计一种输出电压约为7V的GaAs激光光伏电池结构可避免电池中心产生较大的槽；

2. 本发明设计一种输出电压约为7V的GaAs激光光伏电池结构可更高效的吸收入射光。 

附图说明