[发明专利]一种太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明提供一种太阳能电池及其制备方法。该太阳能电池包括衬底和设置在衬底上的反射层和电池层，沿远离衬底的方向，反射层和电池层依次设置，反射层包括至少一个叠层单元，沿远离衬底的方向，各叠层单元依次叠置，叠层单元包括相互叠置的砷化镓层和砷化铝层，砷化镓层和砷化铝层均为多孔结构层。该太阳能电池中，多孔结构的反射层能使透过电池层中的光线吸收层照射到反射层上的太阳光光子发生充分反射和散射，发生反射和散射后的光子能被再次反射回到光线吸收层中并被光线吸收层再次吸收，从而提高了太阳能电池的光电转换效率。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体地，涉及一种太阳能电池及其制备方法。

背景技术

砷化镓(GaAs)禁带宽度1.43ev，是吸收太阳光最优选材料之一，由砷化镓制备的太阳能电池，具有转化效率高、温度特性好，抗辐射能力强等特点，GaAs太阳能电池应用越来越广泛。

为了提高GaAs太阳能电池的光电转化效率，常用做法是在GaAs太阳能电池中制作反射层，反射层对光线的反射和散射并不是很充分，从而导致电池的光电转换效率并不是很高。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述技术问题，提供一种太阳能电池及其制备方法。该太阳能电池中，多孔结构的反射层能使透过电池层中的光线吸收层照射到反射层上的太阳光光子发生充分反射和散射，发生反射和散射后的光子能被再次反射回到光线吸收层中并被光线吸收层再次吸收，从而提高了太阳能电池的光电转换效率。

本发明提供一种太阳能电池，包括衬底和设置在所述衬底上的反射层和电池层，沿远离所述衬底的方向，所述反射层和所述电池层依次设置，所述反射层包括至少一个叠层单元，沿远离所述衬底的方向，各所述叠层单元依次叠置，所述叠层单元包括相互叠置的砷化镓层和砷化铝层，所述砷化镓层和所述砷化铝层均为多孔结构层。

优选地，所述砷化镓层和所述砷化铝层中孔的直径范围为1～20nm。

优选地，所述叠层单元的数量为5～50个。

优选地，所述砷化镓层的厚度满足d₁＝λ/4n₁，所述砷化铝层的厚度满足d₂＝λ/4n₂；其中，d₁为所述砷化镓层的厚度，n₁为所述砷化镓层的折射率，d₂为所述砷化铝层的厚度，n₂为所述砷化铝层的折射率，λ为入射光波长。

优选地，所述砷化镓层的厚度范围为4～30nm；所述砷化铝层的厚度范围为4～30nm。

本发明还提供一种上述太阳能电池的制备方法，包括：采用金属有机化合物化学气相沉积法或者分子束外延法在衬底上先后制备形成反射层基膜和电池层，形成所述反射层基膜包括形成至少一个叠层单元，形成所述叠层单元包括形成砷化镓层基膜和砷化铝层基膜的步骤，还包括通过电化学腐蚀的方法在所述砷化镓层基膜和所述砷化铝层基膜中形成孔。

优选地，所述砷化镓层基膜和所述砷化铝层基膜均为n型掺杂，所述砷化镓层基膜的掺杂浓度低于所述砷化铝层基膜的掺杂浓度。

优选地，所述砷化镓层基膜的掺杂浓度范围为1×10¹⁷cm^-3～1×10¹⁹cm^-3；所述砷化铝层基膜的掺杂浓度范围为1×10¹⁹cm^-3～1×10²¹cm^-3。

优选地，所述通过电化学腐蚀的方法在所述砷化镓层基膜和所述砷化铝层基膜中形成孔包括：

将制备形成所述砷化镓层基膜和所述砷化铝层基膜以及所述电池层的所述太阳能电池浸没于酸性电解液中；所述酸性电解液包括硫酸或盐酸；