[发明专利]GaInP/GaAs/InGaAs/Ge四结级联太阳电池及其制作方法

摘要

本申请公开了一种四结级联太阳电池及其制作方法，将基于倒置结构生长的GaInP/GaAs/InGaAs三结太阳和Ge太阳电池进行单片集成，实现四结带隙能量分别为1.9/1.4/1.0/0.67eV的太阳电池。本发明采用具有特殊结构形态的石墨烯键合面，石墨烯键合面优异的导电性和透光性使其可有效抑制键合界面电损耗和光损耗，其延展性有助于释放应力。因此制备得到的四结单片高效太阳电池可以获得高电压、低电流输出，从而有效降低超高倍聚光太阳电池中的电阻损失，获得较高的转换效率。

主权项

一种GaInP/GaAs/InGaAs/Ge四结级联太阳电池的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、在GaAs衬底上按照远离GaAs衬底的方向依次生长Ga0.51In0.49P顶层电池、GaAs中间层电池、GaxIn1‑xP缓冲过渡层、In0.27Ga0.73As底层电池和Ga0.25InP背表面层，形成GaInP/GaAs/InGaAs三结太阳电池，其中0＜x＜0.26；(2)在P型Ge衬底上通过磷扩散的方法形成Ge的pn单结电池，并在GaInP成核层上，生长GaAs作为电池的顶部盖层，形成单结Ge太阳电池晶片；(3)采用化学气相沉积法，并以金属箔为生长基体制备石墨烯薄膜；(4)在石墨烯薄膜上涂覆转移介质；(5)将带有转移介质和石墨烯薄膜的金属基片放入腐蚀液中将金属腐蚀掉；(6)将转移介质/石墨烯的薄膜从腐蚀液中捞出，清洗后，粘贴到三结GaInP/GaAs/InGaAs太阳电池外延片的顶部盖层或单结Ge太阳电池晶片的Ga0.25InP背表面层；(7)除去转移介质，并退火，得到石墨烯键合面；(8)将GaInP/GaAs/InGaAs三结太阳电池的外延片与单结Ge太阳电池晶片放置于真空室中，真空度为10‑4～10‑5pa，将GaInP/GaAs/InGaAs三结太阳电池的外延片与单结Ge太阳电池晶片贴合并施加30～50N/cm2的压力，保持1～2小时，将真空室加热到150～200℃，对紧密贴合的晶片对均匀施加100～150N/cm2的压力，保持1～2小时。