[发明专利]InGaAs量子点太阳能电池及其制作方法

权利要求书

1.一种InGaAs量子点太阳能电池的制作方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤S1：利用外延生长方法在GaAs衬底上依次外延生长缓冲层、基极、InGaAs量子点超晶格结构、发射极、窗口层和接触层后制作出InGaAs量子点太阳能电池外延片，所述InGaAs量子点超晶格结构包括至少一层In_xGa_1-xAs量子点层、以及设置在所述In_xGa_1-xAs量子点层之间的间隔层，其中，所述In_xGa_1-xAs量子点层中In组分0.0≤x≤1.0；

步骤S2：在所述InGaAs量子点太阳能电池外延片的所述GaAs衬底背面沉积背电极后将其分割成电池单元，并在所述接触层表面设置上电极，制作出所述InGaAs量子点太阳能电池。

2.如权利要求1所述的InGaAs量子点太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述In_xGa_1-xAs量子点层的生长温度为450-540℃、沉积速率为0.01-1.0单层每秒、厚度为1.8-10.0单层，In_xGa_1-xAs中In组分为0.4≤x≤1.0。

3.如权利要求1或2所述的InGaAs量子点太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述间隔层和所述In_xGa_1-xAs量子点层分别设置1-100层。

4.如权利要求1或3所述的InGaAs量子点太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述间隔层为GaAs材料、GaAlAs材料、GaP材料、GaAsP材料、GaInP材料、GaAlInP材料或GaAlAsP材料。

5.如权利要求4所述的InGaAs量子点太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述间隔层为GaAs材料，其厚度为10-100nm。

6.如权利要求1-5中任一项所述的InGaAs量子点太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述间隔层和/或所述In_xGa_1-xAs量子点层中掺杂有用来增强电池的电流密度的施主元素，掺杂的所述施主元素是硅元素，硅原子的掺杂浓度为1.0×10¹⁷-1.0×10¹⁸cm^-3。

7.如权利要求5所述的InGaAs量子点太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述发射极和基极采用禁带宽度大于采用GaAs材料的所述间隔层禁带宽度的半导体材料，包括GaInP材料、GaAlAs材料、GaP材料、GaAlInP材料和GaAlAsP材料。

8.如权利要求1或7所述的InGaAs量子点太阳能电池的制作方法，其特征在于，步骤S1中还包括：

优化所述基极和/或发射极半导体材料的晶格常数、禁带宽度和/或厚度，减小甚至消除因晶格失配产生的缺陷所致的开路电压下降，所述基极为N型GaInP基极，所述发射极为P型GaInP发射极，GaInP的晶格常数为0.56-0.57nm、禁带宽度为1.8-1.92eV，N型GaInP基极的厚度为0.5-3.0μm，P型GaInP发射极的厚度为50-300nm；

在所述N型GaInP基极中掺杂1.0×10¹⁷-1.0×10¹⁸cm^-3的施主原子，在所述P型GaInP发射极中掺杂1.0×10¹⁷-1.0×10¹⁹cm^-3的受主原子。