[发明专利]一种混合极性InGaN太阳能电池结构

权利要求书

1.一种混合极性InGaN太阳能电池结构，其包括：

n型GaN层；

i区光吸收层，位于n型GaN层的上面；

p型GaN层，位于i区光吸收层的上面；

分别镀在n型GaN层和p型GaN层表面的金属电极；其中，

n型GaN层、i区光吸收层的极性为Ga面极性、p型GaN层的极性为N面极性，太阳光由上表面入射到太阳能电池结构。

2.根据权利要求1所述的混合极性InGaN太阳能电池结构，其中，还包括：

衬底；

成核层，位于衬底的上面；

Ⅲ族氮化物缓冲层，位于成核层的上面；其中，

n型GaN层位于Ⅲ族氮化物缓冲层的上面，成核层、Ⅲ族氮化物缓冲层的极性为Ga面极性。

3.根据权利要求1或2所述的混合极性InGaN太阳能电池结构，其中，

p型GaN层为Mg掺杂，掺杂浓度为1×10¹⁷cm^-3—1×10²¹cm^-3，厚度范围为50nm—500nm。

4.根据权利要求1或2所述的混合极性InGaN太阳能电池结构，其中，

i区光吸收层以In_xGa_1-xN作为光吸收层或者以In_xGa_1-xN/GaN多量子阱结构作为光吸收层。

5.根据权利要求4所述的混合极性InGaN太阳能电池结构，其中，

以In_xGa_1-xN作为i区光吸收层时，In组分0.01≤x≤0.99，厚度范围为100nm—500nm；

以In_xGa_1-xN/GaN多量子阱结构为i区光吸收层时，In_xGa_1-xN阱层In组分0.01≤x≤0.99，厚度范围为1nm—10nm，GaN垒层厚度为1nm—15nm，多量子阱结构的周期数为10到60周期。

6.根据权利要求1或2所述的混合极性InGaN太阳能电池结构，其中，

n型GaN层为Si掺杂，掺杂浓度为1×10¹⁷cm^-3—1×10¹⁹cm^-3，厚度范围为50nm—500nm。

7.根据权利要求1或2所述的混合极性InGaN太阳能电池结构，其中，

成核层为氮化镓或氮化铝或铝镓氮，厚度为0.01-0.50μm；衬底为蓝宝石或碳化硅或硅或氮化镓。

8.一种用于权利要求1-7任一项所述的混合极性InGaN太阳能电池结构的制备方法，其包括以下步骤：

在衬底上依次生长成核层、Ⅲ族氮化物缓冲层、n型GaN层、i区光吸收层、p型GaN层；

分别在n型GaN层和p型GaN层的表面制作金属电极。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其中，

p型GaN层，生长温度为500—1100℃，厚度范围为100nm—500nm，Mg掺杂浓度为1×10¹⁷cm^-3—1×10²¹cm^-3，该层用于提供足够的空间电荷，并与正电极相接触；

n型GaN层，生长温度为600—1100℃，厚度范围为100nm—500nm，Si掺杂浓度为1×10¹⁷cm^-3—1×10¹⁹cm^-3，该层用于提供足够的空间电荷，并与负电极相接触。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其中，

在衬底上生长各层材料的方法包括：金属有机物化学气相沉积法、分子束外延法、气相外延法。