[实用新型]一种基于前面场结构的空间电池外延片

说明书

本实用新型涉及一种基于前面场结构的空间电池外延片。常规晶格匹配的三结电池缺点是光生载流子的收集效率较低，光电转化效率只能达到30％左右。本实用新型涉及一种基于前面场结构的空间电池外延片，其中：中电池的内部设置有第一背面场层，所述第一背面场层的上方沉积有第一基区层，第一基区层的上方沉积有第一发射区层，所述第一发射区层的上方沉积有第一前面场层，所述第一前面场层的上方沉积有第一窗口层。本实用新型优点在于：通过在前面场层和发射区层之间形成的导带阶和浓度梯度，形成内建电场，从而增加对光生载流子少子的反射，以及对光生载流子多子的吸引，从而提高电池发射区层对光生载流子的收集效率，提升电池的整体光电转化效率。

技术领域

本实用新型涉及电子外延片技术领域，尤其是一种基于前面场结构的空间电池外延片。

背景技术

GaAs太阳能电池是航天器的最主要动力来源，与其他光伏电池相比具有光电转换效率高、抗辐照性能强、温度特性好等特点。常规晶格匹配的三结GaInP/GaInAs/Ge电池是目前空间电池中运用最普遍的结构，和其它结构如失配、倒装结构等相比，此材料成本较低、工艺简单，但缺点是光生载流子的收集效率较低，目前光电转化效率只能达到30％左右，存在不足。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于前面场结构的空间电池外延片解决上述问题。

(二)技术方案

本实用新型的技术方案：一种基于前面场结构的空间电池外延片，包括衬底、成核层、缓冲层、第一隧穿结层、反射层、中电池、第二隧穿结层、顶电池、欧姆接触层；其中：所述中电池包括第一背面场层、第一基区层、第一发射区层、第一前面场层、第一窗口层，所述中电池的内部设置有第一背面场层，所述第一背面场层的上方沉积有第一基区层，第一基区层的上方沉积有第一发射区层，所述第一发射区层的上方沉积有第一前面场层，所述第一前面场层的上方沉积有第一窗口层；顶电池包括第二背面场层、第二基区层、第二发射区层、第二前面场层、第二窗口层，所述顶电池的内部设置有第二背面场层，所述第二背面场层的上方沉积有第二基区层，第二基区层的上方沉积有第二发射区层，所述第二发射区层的上方沉积有第二前面场层，所述第二前面场层的上方沉积有第二窗口层。

一种基于前面场结构的空间电池外延片，其中：第一前面场层材料为AlGaAs，且第一前面场层的沉积厚度为0.05μm，掺杂浓度为5×10¹⁷～8×10¹⁷cm^-3。

一种基于前面场结构的空间电池外延片，其中：第二前面场层材料为AlGaInP，且第二前面场层的沉积厚度为0.05μm，掺杂浓度为掺杂浓度为5×10¹⁷～1×10¹⁸cm^-3。

(三)有益效果

本实用新型的优点在于：通过在前面场层和发射区层之间形成的导带阶和浓度梯度，使两者间形成内建电场，从而增加对光生载流子少子的反射，以及对光生载流子多子的吸引，从而提高电池发射区层对光生载流子的收集效率，提升电池的整体光电转化效率。

附图说明

图1为现有技术的结构示意图。

图2为本实用新型的结构示意图。

图3为本实用新型的中电池结构示意图。

图4为本实用新型的第一前面场层连接侧视图。

图5为本实用新型的顶电池结构示意图。