[实用新型]一种多量子阱太阳能电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池，尤其涉及一种多量子阱太阳能电池。

背景技术

量子阱结构是一种二维结构,主要材料是IIIV族化合物如GaAs,以及相应的合金化合物如AlGaAs,InGaAs等,典型的制备工艺为分子束外延及金属有机化学气相沉积。量子阱结构的研究工作已开展了几十年,在电子学与光子学领域均得到广泛应用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单，成本低廉，空穴与电子的复合率低的多量子阱太阳能电池。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种多量子阱太阳能电池，所述多量子阱太阳能电池包括阳极结构，所述阳极结构上沉积有P型空穴传输层，所述P型空穴传输层上沉积有i本征层，所述i本征层为锯齿状多量子阱结构，所述i本征层上沉积有n型电子传输层，所述n型电子传输层上设置有阴极结构。

本实用新型在p-i-n型太阳电池的本征i层引入多个量子阱结构。由于所述量子阱结构中的电子一维受限,因此在阱中具有高迁移率,同时量子阱中分立的能级有效增加了对不同能量光子的吸收。对于能量大于量子阱禁带宽度的光子,可以通过多量子阱结构而被吸收利用,从而提高电池短路电流和转换效率等指标。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述阳极结构为导电玻璃，所述导电玻璃导电、透明，在保证电池导电情况下，有利于太阳光透过被电池吸收。

进一步，所述i本征层多量子阱结构为同种或多种材料组成，同种材料量子阱沉积工艺简单、成本低廉，但吸收光波长范围较窄；不同材料量子阱吸收光波长范围广，但沉积工艺复杂、成本较高。因此，根据不同性能要求选用合理材料，有利于成本的控制。

进一步，所述阴极结构为Al、Cu金属阴极结构中一种，本实用新型优选Cu金属阴极，由于Cu金属良好导电性，有利于电池电流的传输收集。

本实用新型的有益效果是：结构简单，成本低廉，i本征层中设置的多量子阱结构有效的降低了电池中电子与空穴的复合率，从而提升电池性能。

附图说明

图1为本实用新型一种多量子阱太阳能电池结构示意图；

图2为本实用新型一种多量子阱太阳能电池内部电子、空穴传输示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：1、阳极结构，2、P型空穴传输层，3、i本征层，4、n型电子传输层，5、阴极结构，6、电子，7、空穴，8，多量子阱结构。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，一种多量子阱太阳能电池，所述多量子阱太阳能电池包括阳极结构1，所述阳极结构1上沉积有P型空穴传输层2，所述P型空穴传输层2上沉积有i本征层3，所述i本征层3为锯齿状多量子阱结构8，所述i本征层3上沉积有n型电子传输层4，所述n型电子传输层4上设置有阴极结构5。

所述阳极结构1为导电玻璃，所述导电玻璃导电、透明，在保证电池导电情况下，有利于太阳光透过被电池吸收；所述阴极结构5为Al、Cu金属阴极结构中一种，本实用新型优选Cu金属阴极，由于Cu金属良好导电性，有利于电池电流的传输收集。

如图2所示，本实用新型在p-i-n型太阳电池的本征i层3引入多个量子阱结构8。由于所述量子阱结构8中的电子6一维受限,因此在阱中具有高迁移率,减少了空穴7与电子6的复合率，同时量子阱中分立的能级有效增加了对不同能量光子的吸收。对于能量大于量子阱禁带宽度的光子,可以通过多量子阱结构8而被吸收利用,从而提高电池短路电流和转换效率等指标。

所述i本征层3多量子阱结构8为同种或多种材料组成，同种材料量子阱沉积工艺简单、成本低廉，但吸收光波长范围较窄；不同材料量子阱吸收光波长范围广，但沉积工艺复杂、成本较高。因此，根据不同性能要求选用合理材料，有利于成本的控制。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。