[发明专利]一种太阳能电池及其制作方法

说明书

本申请实施例提供了一种太阳能电池及其制作方法，该太阳能电池包括：底电池；第一隧穿结层；背反射层；中电池；第二隧穿结层；顶电池，顶电池包括顶电池基区、位于顶电池基区背离第二隧穿结层一侧的顶电池发射区以及位于顶电池发射区背离顶电池基区一侧的顶电池窗口层；其中，顶电池基区背离第二隧穿结层一侧的表面具有凹槽，使得顶电池的基区和顶电池的发射区之间形成脊型PN结，在太阳能电池的平面面积不变的情况下，增加顶电池中的PN结面积，进而增加顶电池中的收光面积，提高顶电池的电流密度，最终提高所述太阳能电池整体的电流密度及发光效率。

技术领域

本申请涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种太阳能电池及其制作方法。

背景技术

由于砷化镓系及其基系的多种材料具有良好的性能，而且多结叠层太阳能电池结构基本已实现全光谱吸收，因此，多结GaAs太阳电池的光电转换效率始终远远领先于其他太阳能电池。另外，多结GaAs太阳电池还具有优良的耐辐照性能和耐高温性能，从而进一步提高了该电池的空间应用的可靠性及使用寿命，目前已经替代高效硅太阳电池和单结砷化镓太阳电池，成为航天飞行器空间电源主力军。自2002年起，国外的空间飞行器大多使用三结砷化镓太阳电池作为空间主电源，目前的在轨三结砷化镓太阳电池的功率超过750kW。

具体的，三结GaAs太阳电池，在顶电池Eg＝1.96eV、中电池Eg＝1.10eV的情况下，理论的效率可以达到41.7，原因是电流密度与填充因子很高。同样在这个条件下，计算得出的顶电池电流密度为20.78mA/cm2，中电池为33.20mA/cm2。但是实际中，顶电池电流密度只有17mA/cm2，可以看出，顶电池电流密度是制约整个电池电流的瓶颈。

申请内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种太阳能电池及其制作方法，以提高太阳能电池的顶电池电流密度，从而提高所述太阳能电池的电流密度，进而提高所述太阳能电池的发光效率。

为解决上述问题，本申请实施例提供了如下技术方案：

一种太阳能电池，包括：

底电池；

位于所述底电池第一侧的第一隧穿结层；

位于所述第一隧穿结层背离所述底电池一侧的背反射层；

位于所述背反射层背离所述第一隧穿结层一侧的中电池；

位于所述中电池背离所述底电池一侧的第二隧穿结层；

位于所述第二隧穿结层背离所述中电池一侧的顶电池，所述顶电池包括顶电池基区、位于所述顶电池基区背离所述第二隧穿结层一侧的顶电池发射区以及位于所述顶电池发射区背离所述顶电池基区一侧的顶电池窗口层；

其中，所述顶电池基区背离所述第二隧穿结层一侧的表面具有凹槽。

可选的，所述凹槽侧壁与所述凹槽底部的交界面为弧形面，所述凹槽侧壁与所述顶电池基区背离所述第二隧穿结层一侧表面的交界面为弧形面。

可选的，还包括：

位于所述顶电池发射区和所述顶电池窗口层之间的填充层，所述填充层背离所述顶电池反射区一侧的表面为平面，所述顶电池窗口层形成于所述填充层背离所述顶电池发射区一侧的表面。

可选的，所述填充层包括：至少一个层叠单元，所述层叠单元包括：

第一Ga_xIn_(1-X)P层；