[发明专利]一种含GaInNAs材料的多结太阳能电池及其制备方法

摘要

本发明公开了一种含GaInNAs材料的多结太阳能电池及其制备方法，包括n型基底，在n型基底之上，按照层状叠加结构由下至上依次设置有至少三个子电池，全部子电池按带隙增加的顺序依次以串联方式堆叠，各子电池之间通过隧道结连接，在顶电池之上制备有增透膜，在增透膜之上制备有正面电极，在n型基底之下制备有背面电极；在上述所有的子电池中至少一个子电池为具有渐变带隙结构的背结型GaInNAs子电池，背结型GaInNAs子电池从下到上包括依次层状叠加的n型背场层、n型GaInNAs材料层、非有意掺杂的GaInNAs材料层、p型窗口层。本发明既可以满足多结电池带隙组合的理论设计要求，又能解决GaInNAs材料少子扩散长度较小的问题，提高电池转换效率。

主权项

一种含GaInNAs材料的多结太阳能电池，其特征在于：包括有一个n型基底，在所述n型基底之上，按照层状叠加结构由下至上依次设置有至少三个子电池，全部子电池按带隙增加的顺序依次以串联方式堆叠，各子电池之间通过隧道结连接，各子电池与相邻结构保持晶格匹配，在顶电池之上制备有增透膜，在增透膜之上制备有正面电极，在n型基底之下制备有背面电极；其中，在上述所有的子电池中至少一个子电池为具有渐变带隙结构的背结型GaInNAs子电池，所述背结型GaInNAs子电池从下到上包括依次层状叠加的n型背场层、n型GaInNAs材料层、非有意掺杂的GaInNAs材料层、p型窗口层，所述非有意掺杂的GaInNAs材料层的带隙渐变分布并始终与相邻结构保持晶格匹配，所述渐变带隙分布位于1.0eV与1.3eV之间，所述渐变带隙分布依赖于深度位置，层的底部带隙最低，层的顶部带隙最高；所述n型背场层采用的材料有GaAs、AlGaAs或GaInP，该n型背场层的生长温度为450～650℃，掺杂浓度为5e17～1e19/cm3，生长速率为10～100nm/min，厚度为100～200nm。