[发明专利]具有量子阱结构的双结叠层GaAs电池及其制备方法

权利要求书

1.一种具有量子阱结构的双结叠层GaAs电池的制备方法，其特征在于，采用金属有机化学气相沉积法MOCVD，在GaAs/Ge衬底上面依次生长AlAs/GaAs的Bragg反射器、InGaAs量子阱、第一结InGaAs子电池、隧穿结、第二结InGaAs子电池、盖帽层，具体包括以下步骤：

(1)在GaAs/Ge衬底上，外延生长InGaAs缓冲层；

(2)外延生长AlAs/GaAs的Bragg反射器；

(3)外延生长InGaAs量子阱；

(4)外延生长第一结InGaAs子电池：依次生长GaInP背场、In_xGa_1-xAs基区、In_xGa_1-xAs发射区、GaInP窗口层；

(5)外延生长隧穿结：依次生长In_xGa_1-xAs层和p型In_xGa_1-xAs层；

(6)外延生长第二结InGaAs子电池：依次生长GaInP背场、In_xGa_1-xAs基区、In_xGa_1-xAs发射区、GaInP窗口层；

(7)外延生长盖帽层；

(8)制作电池上下电极；

(9)制备电池减反射膜。

2.根据权利要求1所述的具有量子阱结构的双结叠层GaAs电池的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述GaAs/Ge衬底为采用n型掺杂的GaAs/Ge衬底，其厚度为200-600μm，掺杂浓度为1×10¹⁷～1×10¹⁸cm^-3；并外延生长InGaAs缓冲层，其厚度为500-1000nm；步骤(2)中所述外延生长AlAs/GaAs的Bragg反射器，其中AlAs/GaAs交替生长10-20层，AlAs层厚度50-70nm，GaAs层厚度60-80nm。

3.根据权利要求1所述的具有量子阱结构的双结叠层GaAs电池的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述外延生长InGaAs量子阱中：掺杂浓度为1.0～1.5×10¹⁸cm^-3的n型AlGaAs垒层，厚度为1000～1500nm；无掺的AlGaAs限制层，厚度为0.1～0.2μm；高应变In_xGa_1-xAs量子阱，0.2≤x≤0.5，厚度5～15nm；无掺的AlGaAs限制层，厚度为100～150nm。

4.根据权利要求1所述的具有量子阱结构的双结叠层GaAs电池的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述外延生长第一结InGaAs子电池中：掺杂浓度为1×10¹⁷～1×10¹⁸cm^-3的n型GaInP背场，厚度为50～400nm；掺杂浓度为1×10¹⁶～1×10¹⁸cm^-3的n型In_xGa_1-xAs基区，厚度为1000～5000nm，其中0.3≤x≤0.8；掺杂浓度为1×10¹⁷～1×10¹⁹cm^-3的p型In_xGa_1-xAs发射区，厚度为100～500nm，其中0.3≤x≤0.8；掺杂浓度为1×10¹⁷～1×10¹⁸cm^-3的n型GaInP窗口层，厚度为50～400nm。

5.根据权利要求1所述的具有量子阱结构的双结叠层GaAs电池的制备方法，其特征在于，步骤(5)中所述外延生长隧穿结：依次生长掺杂浓度为1×10¹⁷～1×10¹⁸cm^-3的n型In_xGa_1-xAs层和p型In_xGa_1-xAs层，其中0.3≤x≤0.6，厚度为50～150nm。