[发明专利]一种正向三结InGaN太阳能电池

说明书

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，特别是涉及一种正向三结InGaN太阳 能电池。

背景技术

目前，随着生产力的飞速发展，世界对能源的需求正在猛烈地增长，经 济发展对能源的依赖越来越严重，其中太阳能是一种取之不尽用之不竭的绿 色能源，于是太阳电池受到人们越来越多的重视。

为了提高太阳电池的转换效率，人们不仅在材料上不断的尝试，还在器 件结构上进行了改进。普通的单结太阳电池只能吸收整个太阳光谱中一部分 波段的光，于是，人们就把不同禁带宽度材料的太阳电池串联在一起成为串 联太阳电池，让其中每一结太阳电池吸收一部分不同的太阳光谱，串联在一 起的电池结数越多，转换效率也就越高，但是，随之而来的制造难度也就越 大。

研究结果表明，InN的禁带宽度是0.7eV，这就意味着通过调节InGaN材 料中In组分，可使其禁带宽度从3.4eV到0.7eV连续可调，也就是其对应吸 收光谱的波长从紫外部分可以一直延伸到近红外部分，几乎完整地覆盖了整 个太阳光谱，于是很容易得到与最大理论转换效率相对应带隙的材料。现有 的太阳能电池存在工艺复杂、流程长，制作难度大，光转换效率低等技术问 题。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种正向三结InGaN太 阳能电池。

本发明的目的是提供一种具有外量子效率高、光电转换效率高、使用寿 命长、电池工作稳定性高，并可作为完整的电池直接应用等特点的正向三结 InGaN太阳能电池。

本发明正向三结InGaN太阳能电池所采取的技术方案是：

一种正向三结InGaN太阳能电池，其特征是：正向三结InGaN太阳能电 池，包括一衬底，其下依次为AlN成核层、GaN缓冲层、三结InGaN电池和 之间的隧道结、半透明电流扩展层，蒸镀于半透明电流扩展层下的正电极； 所述三结InGaN电池和隧道结自上至下依次为In_aGa_1-aN电池、底电池隧道结、 In_bGa_1-bN电池、中间电池隧道结、In_cGa_1-cN电池，In_aGa_1-aN电池下蒸镀有负电 极；所述半透明电流扩展层和In_cGa_1-cN电池之间置有帽层；

其中，In_aGa_1-aN电池包括Si掺杂的n-In_aGa_1-aN层和Mg掺杂的p-In_aGa_1-aN 层，其中0.85≤a≤1，掺杂浓度为1×10¹⁷-1×10¹⁹cm^-3，厚度范围为 100nm-500nm；In_bGa_1-bN电池包括Si掺杂的n-In_bGa_1-bN层和Mg掺杂的 p-In_bGa_1-bN层，其中0.65≤b≤0.85，掺杂浓度为1×10¹⁷-1×10¹⁹cm^-3，厚度 范围为100nm-500nm；In_cGa_1-cN电池包括Si掺杂的n-In_cGa_1-cN层和Mg掺杂的 p-In_cGa_1-cN层，其中0.45≤c≤0.65，掺杂浓度为1×10¹⁷-1×10¹⁹cm^-3，厚度 范围为100nm-500nm。

本发明正向三结InGaN太阳能电池还可以采用如下技术方案：