[实用新型]多结太阳能电池有效

专利信息
申请号: 201920809254.6 申请日: 2019-05-30
公开(公告)号: CN210052751U 公开(公告)日: 2020-02-11
发明(设计)人: 王荣 申请(专利权)人: 东泰高科装备科技有限公司
主分类号: H01L31/0725 分类号: H01L31/0725;H01L31/0304;H01L31/0352
代理公司: 11240 北京康信知识产权代理有限责任公司 代理人: 韩建伟
地址: 102209 北京市昌平*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 晶格常数 渐变缓冲层 失配 隧道结 多结太阳能电池 缓冲层 子电池 变质 本实用新型 层叠设置 方向顺序 逐渐变化 指向 电池
【说明书】:

实用新型提供了一种多结太阳能电池。该多结太阳能电池包括子电池和隧道结,子电池沿第一方向层叠设置,各隧道结设置在相邻的两个子电池之间,隧道结包括沿第一方向顺序层叠的n型重掺杂层、变质缓冲层和p型重掺杂层,变质缓冲层包括渐变缓冲层,n型重掺杂层的晶格常数为A,p型重掺杂层的晶格常数为B;渐变缓冲层中具有III族元素,III族元素的晶格常数在A与B之间,且渐变缓冲层的晶格常数为C,(A‑C)/A为第一失配率,(B‑C)/B为第二失配率,第一失配率和第二失配率不超过2%;或者在n型重掺杂层指向p型重掺杂层的方向上,渐变缓冲层中III族元素的晶格常数在A与B的范围内逐渐变化。

技术领域

本实用新型涉及光伏技术领域,具体而言,涉及一种多结太阳能电池。

背景技术

多结GaAs太阳能电池以GaAs材料为基础,利用不同禁带宽度的材料相互搭配形成多结电池,各子电池分别吸收不同波段的太阳光谱,并用隧道结串联组成的电池具有很高的光电转化效率。目前GaAs太阳能电池主要是金属有机化合物气相沉积(Metal OrganicChemical Vapor Deposition,MOCVD)和分子束外延(Molecular Beam Epitaxy,MBE)的方法进行制备。

作为有效互连两个子电池的过渡结,隧道结具有高透光率,阻抗小,且其晶格常数和热膨胀系数应上下层匹配,可以增大电流的传导,减少应力的产生。目前,多结GaAs太阳能电池隧道结多由重掺杂的材料组成,重掺材料生长较为困难,易引起缺陷,形成复合中心,且与上下层失配较大,从而严重影响了隧道结的晶体质量。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种多结太阳能电池,以解决现有技术中多结太阳能电池中隧道结的晶体质量较差的问题。

为了实现上述目的,根据本实用新型的一个方面,提供了一种多结太阳能电池,包括N个子电池和N-1个隧道结,N个子电池沿第一方向层叠设置,各隧道结设置在相邻的两个子电池之间,隧道结包括沿第一方向顺序层叠的n型重掺杂层、变质缓冲层和p型重掺杂层,变质缓冲层包括渐变缓冲层,n型重掺杂层的晶格常数为A,p型重掺杂层的晶格常数为B,N为大于等于2的正整数;渐变缓冲层中具有III族元素,III族元素的晶格常数在A与B之间,且渐变缓冲层的晶格常数为C,(A-C)/A为第一失配率,第一失配率不超过2%,(B-C)/B为第二失配率,第二失配率不超过2%;或者在n型重掺杂层指向p型重掺杂层的方向上,渐变缓冲层中III族元素的晶格常数在A与B的范围内逐渐变化。

进一步地,渐变缓冲层的材料为化合物半导体材料,在n型重掺杂层指向p型重掺杂层的方向上,渐变缓冲层中的任意组分的摩尔浓度逐渐变化。

进一步地,渐变缓冲层中的任意组分的摩尔浓度逐渐变化包括:渐变缓冲层的材料为AlGaAs,在n型重掺杂层指向p型重掺杂层的方向上,AlGaAs中Al元素的摩尔浓度逐渐增大或逐渐减小;或渐变缓冲层的材料为GaInP,在n型重掺杂层指向p型重掺杂层的方向上,GaInP中Ga元素的摩尔浓度逐渐增大或逐渐减小。

进一步地,变质缓冲层还包括位于n型重掺杂层与渐变缓冲层之间的第一缓冲层,第一缓冲层与n型重掺杂层的晶格常数匹配。

进一步地,变质缓冲层还包括位于p型重掺杂层与渐变缓冲层之间的第二缓冲层,第二缓冲层与p型重掺杂层的晶格常数匹配。

进一步地,隧道结还包括n型势垒层,n型势垒层设置于n型重掺杂层远离变质缓冲层的一侧,n型势垒层的禁带宽度大于n型重掺杂层的禁带宽度。

进一步地,n型势垒层的掺杂浓度低于n型重掺杂层的掺杂浓度。

进一步地,隧道结还包括p型势垒层,p型势垒层设置于p型重掺杂层远离变质缓冲层的一侧,p型势垒层的禁带宽度大于p型重掺杂层的禁带宽度。

进一步地,p型势垒层的掺杂浓度低于p型重掺杂层的掺杂浓度。

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