[发明专利]InGaN/Ge四结太阳电池及制造工艺方法

摘要

本发明公开了一种InGaN/Ge四结太阳电池及制造工艺方法，属于太阳能电池结构技术领域，其特征在于：所述InGaN/Ge四结太阳电池包括自下而上的：锗衬底、AlN成核层、GaN缓冲层、第一隧道结、In_aGa_1-aN电池、第二隧道结、In_bGa_1-bN电池、第三隧道结、In_cGa_1-cN电池、帽层、以及半透明电流扩展层；通过采用上述技术方案，本发明采用正向结构的四结太阳能电池，缩短了工艺流程，易于制作；本结构的理论转换效率可达到55％以上，并可作为完整的电池直接应用；本发明将锗衬底作为底电池使用，有效的提升了太阳电池的性能。

主权项

一种InGaN/Ge四结太阳电池，其特征在于：包括自下而上的：锗衬底、AlN成核层、GaN缓冲层、第一隧道结、In_aGa_1‑aN电池、第二隧道结、In_bGa_1‑bN电池、第三隧道结、In_cGa_1‑cN电池、帽层、以及半透明电流扩展层；其中：所述AlN成核层的厚度范围为10‑200nm；所述GaN缓冲层的厚度范围为1‑5μm；所述第一隧道结包括Si掺杂的n⁺‑In_aGa_1‑aN层和Mg掺杂的p⁺‑InaGa_1‑aN层，其中0.7≤a≤0.9，该第一隧道结的掺杂浓度为1×10¹⁹‑1×10²¹cm^‑3，该第一隧道结的厚度范围为10nm‑100nm；所述In_aGa_1‑aN电池包括Si掺杂的n‑InaGa1‑aN层和Mg掺杂的p‑InaGa1‑aN层，其中0.7≤a≤0.9，该In_aGa_1‑aN电池的掺杂浓度为1×10¹⁷‑1×10¹⁹cm^‑3，该In_aGa_1‑aN电池的厚度范围为100nm‑1000nm；所述第二隧道结包括Si掺杂的n⁺‑In_bGa_1‑bN层和Mg掺杂的p⁺‑In_bGa_1‑bN层，其中0.5≤b≤0.7，该第二隧道结的掺杂浓度为1×10¹⁹‑1×10²¹cm^‑3，该第二隧道结的厚度范围为10nm‑100nm；所述In_bGa_1‑bN电池包括Si掺杂的n‑In_bGa_1‑bN层和Mg掺杂的p‑In_bGa_1‑bN层，其中0.5≤b≤0.7，该In_bGa_1‑bN电池的掺杂浓度为1×10¹⁷‑1×10¹⁹cm^‑3，该In_bGa_1‑bN电池的厚度范围为100nm‑1000nm；所述第三隧道结包括Si掺杂的n⁺‑In_cGa_1‑cN层和Mg掺杂的p⁺‑In_cGa_1‑cN层，其中0.3≤c≤0.5，所述第三隧道结的掺杂浓度为1×10¹⁹‑1×10²¹cm‑3，所述第三隧道结的厚度范围为10nm‑100nm；所述In_cGa_1‑cN电池包括Si掺杂的n‑In_cGa_1‑cN层和Mg掺杂的p‑In_cGa_1‑cN层，其中0.3≤c≤0.5，所述In_cGa_1‑cN电池的掺杂浓度为1×10¹⁷‑1×10¹⁹cm^‑3，所述In_cGa_1‑cN电池的厚度范围为100nm‑1000nm；所述帽层为Mg掺杂的p⁺‑In_cGa_1‑cN，其中0.3≤c≤0.5，所述帽层的掺杂浓度为1×10¹⁸‑1×10²¹cm^‑3，所述帽层的厚度范围为10nm‑500nm；所述半透明电流扩展层为ITO膜；所述ITO膜的厚度范围为100‑1000nm；所述半透明电流扩展层上蒸镀有正电极；在所述锗衬底上蒸镀有负电极。