[发明专利]一种含量子阱结构的三结太阳能电池

权利要求书

1.一种含量子阱结构的三结太阳能电池，其特征在于：从下至上依次包括有作为衬底的第一子电池、第一隧穿结、第二子电池、第二隧穿结、第三子电池，所述三个子电池之间晶格匹配且通过隧穿结进行连接，其中，所述第一子电池为Ge电池，所述第二子电池为In_xGa_1-xN_yAs_1-y/GaAs量子阱电池，所述第三子电池为GaInP电池。

2.根据权利要求1所述的一种含量子阱结构的三结太阳能电池，其特征在于：所述第一子电池通过在p型Ge衬底的表面上进行n型磷扩散，获得n型扩散层，藉此形成了第一子电池的pn结，并通过在n型扩散层上面生长GaInP层和晶格匹配的GaInAs层，起到Ge和GaAs这两种异质材料生长中的成核过渡作用，并可作为Ge电池的窗口层，增强对载流子的反射能力，有助于收集载流子。

3.根据权利要求1所述的一种含量子阱结构的三结太阳能电池，其特征在于：所述第一隧穿结为n型GaAs和p型AlGaAs的材料组合或n型GaInP和p型AlGaAs的材料组合。

4.根据权利要求1所述的一种含量子阱结构的三结太阳能电池，其特征在于：所述第二子电池采用p-i-n型的pn结结构，从下到上依次包括有p型掺杂GaAs层、无人为掺杂的多周期In_xGa_1-xN_yAs_1-y/GaAs量子阱结构层、n型掺杂GaAs层。

5.根据权利要求4所述的一种含量子阱结构的三结太阳能电池，其特征在于：所述第二子电池还包括有位于pn结之上的窗口层和位于pn结之下的背场层，窗口层选取GaInP或AlGaAs材料，背场层选取GaInP或AlGaAs材料。

6.根据权利要求4所述的一种含量子阱结构的三结太阳能电池，其特征在于：所述多周期In_xGa_1-xN_yAs_1-y/GaAs量子阱结构是在GaAs基区之上交替生长In_xGa_1-xN_yAs_1-y与GaAs薄膜获得的，交替周期在5～100范围内，x的值取在0.03至0.07范围内，y的值取在0.01至0.025范围内，该量子阱结构的晶格常数为等效能带隙为1.25～1.35eV。

7.根据权利要求6所述的一种含量子阱结构的三结太阳能电池，其特征在于：所述In_xGa_1-xN_yAs_1-y与GaAs薄膜的厚度均在1～20nm之间。

8.根据权利要求1所述的一种含量子阱结构的三结太阳能电池，其特征在于：所述第二隧穿结为n型GaAs和p型AlGaAs的材料组合或n型GaInP和p型AlGaAs的材料组合。

9.根据权利要求1所述的一种含量子阱结构的三结太阳能电池，其特征在于：所述第三子电池从下往上依次包括有为AlGaInP背场层、GaInP基区、GaInP发射区和AlGaInP窗口层，其中，作为基区和发射区的GaInP晶体为有序态，即GaInP中GaP和InP分子的排列呈有序态，对应的能带隙为1.78～1.82eV，晶格常数为