[实用新型]多结太阳能电池有效
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 | ||
本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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H01L 半导体器件;其他类目中不包括的电固体器件
H01L31-00 对红外辐射、光、较短波长的电磁辐射,或微粒辐射敏感的,并且专门适用于把这样的辐射能转换为电能的,或者专门适用于通过这样的辐射进行电能控制的半导体器件;专门适用于制造或处理这些半导体器件或其部件的方法或
H01L31-02 .零部件
H01L31-0248 .以其半导体本体为特征的
H01L31-04 .用作转换器件的
H01L31-08 .其中的辐射控制通过该器件的电流的,例如光敏电阻器
H01L31-12 .与如在一个共用衬底内或其上形成的,一个或多个电光源,如场致发光光源在结构上相连的,并与其电光源在电气上或光学上相耦合的