[发明专利]一种正向失配四结太阳能电池

摘要

本发明涉及太阳能电池技术领域，提供一种正向失配四结太阳能电池，包括Ge衬底和帽层，其中，从所述Ge衬底到所述帽层依次设有Ga0.5In0.5P成核层、Ga0.99In0.01As缓冲层、第一隧道结、(AlGa)1‑xInxAs渐变缓冲层、第一(AlGa)1‑xInxAs/(AlGa)1‑yInyAs DBR、Ga1‑xInxAs电池、第二隧道结、第二(AlGa)1‑xInxAs/(AlGa)1‑yInyAs DBR、(AlGa)1‑xInxAs电池、第三隧道结以及(AlGa)1‑yInyP电池，通过优化电池带隙在太阳光谱中的分布，调整三个子电池的组分，提高太阳能电池的光电转换效率。

主权项

一种正向失配四结太阳能电池，其特征在于，所述正向失配四结太阳能电池包括Ge衬底和帽层，其中，从所述Ge衬底到所述帽层依次设有Ga0.5In0.5P成核层、Ga0.99In0.01As缓冲层、第一隧道结、(AlGa)1‑xInxAs渐变缓冲层、第一(AlGa)1‑xInxAs/(AlGa)1‑yInyAs DBR、Ga1‑xInxAs电池、第二隧道结、第二(AlGa)1‑xInxAs/(AlGa)1‑yInyAs DBR、(AlGa)1‑xInxAs电池、第三隧道结以及(AlGa)1‑yInyP电池；所述第一隧道结包括n型掺杂的n+‑GaAs层和p型掺杂的p+‑AlGaAs层，所述n型掺杂的n+‑GaAs层的浓度和所述p型掺杂的p+‑AlGaAs层的浓度均为1×1019‑1×1021cm‑3；所述(AlGa)1‑xInxAs渐变缓冲层包括p型掺杂层，所述p型掺杂层的浓度为1×1017‑1×1019cm‑3，厚度为500nm‑4000nm，0.01≤x≤0.4；所述第一(AlGa)1‑xInxAs/(AlGa)1‑yInyAs DBR包括p型掺杂层，所述p型掺杂层的浓度为1×1017‑1×1019cm‑3，在每个周期内，(AlGa)1‑xInxAs和(AlGa)1‑yInyAs的厚度均为30nm‑300nm，0.01≤x≤0.4，0.01≤y≤0.4；所述Ga1‑xInxAs电池包括n型掺杂的n‑Ga1‑xInxAs发射区层和p型掺杂的p‑Ga1‑xInxAs基区层，所述n型掺杂的n‑Ga1‑xInxAs发射区层的浓度为1×1017‑1×1019cm‑3，p型掺杂的p‑Ga1‑xInxAs基区层的浓度为1×1016‑1×1018cm‑3，所述n型掺杂的n‑Ga1‑xInxAs发射区层的厚度均为50nm‑300nm，所述p型掺杂的p‑Ga1‑xInxAs基区层的厚度为500nm‑3000nm，0.01≤x≤0.4；所述第二隧道结包括n型掺杂的n+‑Ga1‑yInyP层和p型掺杂的p+‑(AlGa)1‑xInxAs层，所述n型掺杂的n+‑Ga1‑yInyP层的浓度为1×1019‑1×1021cm‑3，厚度为10nm‑100nm，所述p型掺杂的p+‑(AlGa)1‑xInxAs层的浓度为1×1019‑1×1021cm‑3，厚度为10nm‑100nm，其中，0.01≤x≤0.4，0.4≤y≤0.9；所述第二(AlGa)1‑xInxAs/(AlGa)1‑yInyAs DBR包括p型掺杂层，所述p型掺杂层的浓度为1×1017‑1×1019cm‑3，每个周期内，(AlGa)1‑xInxAs的厚度为30nm‑300nm，(AlGa)1‑yInyAs的厚度范围为30nm‑300nm，其中，0.01≤x≤0.4，0.01≤y≤0.4；所述(AlGa)1‑xInxAs电池包括n型掺杂的n‑(AlGa)1‑xInxAs发射区层和p型掺杂的p‑(AlGa)1‑xInxAs基区层，所述n型掺杂的n‑(AlGa)1‑xInxAs发射区层的浓度为1×1017‑1×1019cm‑3，厚度为50nm‑300nm；所述p型掺杂的p‑(AlGa)1‑xInxAs基区层的浓度为1×1016‑1×1018cm‑3，厚度为500nm‑3000nm，0.01≤x≤0.4；所述第三隧道结包括n型掺杂的n+‑(AlGa)1‑yInyP层和p型掺杂的p+‑(AlGa)1‑xInxAs层，所述n型掺杂的n+‑(AlGa)1‑yInyP层的浓度为1×1019‑1×1021cm‑3，厚度为10nm‑100nm，所述p型掺杂的p+‑(AlGa)1‑xInxAs层的浓度为1×1019‑1×1021cm‑3，厚度为10nm‑100nm，其中，0.01≤x≤0.4，0.4≤y≤0.9；所述(AlGa)1‑yInyP电池包括n型掺杂的n‑(AlGa)1‑yInyP发射区层和p型掺杂的p‑(AlGa)1‑yInyP基区层，所述n型掺杂的n‑(AlGa)1‑yInyP发射区层的浓度为1×1017‑1×1019cm‑3，厚度范围为10nm‑100nm，所述p型掺杂的p‑(AlGa)1‑yInyP基区层的浓度为1×1016‑1×1018cm‑3，厚度为100nm‑1000nm，其中，0.01≤x≤0.4，0.4≤y≤0.9。