[发明专利]基于ScAlN与InAlN极化插入层增强电场的N极性InGaN基太阳能电池

权利要求书

1.一种基于ScAlN与InAlN极化插入层增强电场的N极性InGaN基太阳能电池，自下而上包括衬底（1）、高温AlN成核层（2）、i-GaN 层（3）、n型In_yGa_1-yN层（5）、In_zGa_1-zN/GaN多量子阱层（6）和p型GaN层（7），n型In_yGa_1-yN层左右两端和p型GaN层上沉积有电极（9），其特征在于：

在i-GaN 层（3）与n型In_yGa_1-yN层（5）之间插入有In_xAl_1-xN层（4），在p型GaN层（7）上增设有Sc_uAl_1-uN层（8），以通过在In_xAl_1-xN层（4）与n型In_yGa_1-yN层（5）之间的极化矢量差值，和p型GaN层（7）与Sc_uAl_1-uN层（8）之间的极化矢量差值，产生强极化电场，并实现In_xAl_1-xN层（4）分别与i-GaN 层（3）和n型In_yGa_1-yN层（5）的晶格匹配；

所述In_xAl_1-xN层（4）的In组分x为0.21-0.24，厚度为10-30nm，所述Sc_uAl_1-uN层（8）的Sc的组分u为0.2-0.4，且该两层（4，8）均采用N极性氮化物材料，即材料的最表层中心原子为N原子，在N极性下，极化电场与内建电场的方向相同，以增强载流子的漂移能力，提高太阳能电池的效率；

高温AlN成核层（2）采用厚度为20-30 nm的N极性AlN材料；i-GaN层（3）采用厚度为2-3mm的N极性GaN材料； n型In_yGa_1-yN层（5）采用厚度为1-2 mm的N极性InGaN材料，In的组分为0.02-0.06；In_zGa_1-zN/GaN多量子阱层（6），其中每个In_zGa_1-zN层的厚度为3-5nm，每个GaN层的厚度为5-10nm，In 含量x 的调整范围为0.15-0.3，其采用的是N极性的InGaN材料和GaN材料；p型GaN层（7）采用厚度为100-200nm的N极性GaN材料。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于：衬底（1）采用了SiC或GaN或蓝宝石。

3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于：所述In_zGa_1-zN/GaN多量子阱层（6）的周期数为10-30个周期，即In_zGa_1-zN层和GaN层交替生长。