[发明专利]一种p-i-n夹层结构InGaN太阳电池

权利要求书

1.一种p-i-n夹层结构InGaN太阳电池，包括：衬底、AlN成核层(11)和GaN缓冲层(12)，其特征在于，GaN缓冲层上依次设有n-GaN层(13)、i-InGaN层(14)和p-GaN层(15)；在p-GaN层上引出Ni/Au欧姆接触金属电极(16)，在n-GaN层上引出Al/Au欧姆接触金属电极(17)。

2.如权利要求1所述的InGaN太阳电池，其特征在于，所述的i-InGaN层厚度为100～800nm，In组分为15％～90％，载流子浓度为1×10¹⁶～2×10¹⁷/cm³。

3.如权利要求1所述的InGaN太阳电池，其特征在于，所述的p-GaN层厚度为50～100nm，空穴浓度为1×10¹⁷～6×10¹⁸/cm³。

4.如权利要求1所述的InGaN太阳电池，其特征在于，所述的n-GaN层厚度为50～100nm，电子浓度为1×10¹⁸～6×10¹⁹/cm³。

5.如权利要求1所述的InGaN太阳电池，其特征在于，所述的p-GaN层欧姆接触电极(16)采用栅形电极，电极宽度为500～1000nm，电极间距为1000～3000nm。

6.一种p-i-n夹层结构InGaN太阳电池的制作方法，包括如下步骤：

(1)在蓝宝石或硅衬底上，采用化学气相沉积法MOCVD依次生长10～80nm厚的AlN成核层和1～2μm厚的GaN缓冲层；

(2)在GaN缓冲层上依次生长50～100nm厚的n-GaN层、100～800nm厚的i-InGaN层和50～100nm厚的p-GaN层；

(3)在p-GaN层上光刻并刻蚀出电池台面，露出n-GaN层；

(4)将步骤(3)处理后的样件置于1∶7稀释的HF酸溶液中超声处理10min；

(5)将超声处理后的样件置于大气中600℃退火5～10min；

(6)采用电子束蒸发法在p-GaN层上制备出Ni/Au金属电极，并在大气中550℃退火10min；

(7)在n-GaN层上制备出Al/Au金属电极。

7.如权利要求6所述的InGaN太阳电池制作方法，其中生长n-GaN层的工艺条件是：生长温度为850～1000℃；TMGa流量为50～300sccm；SiH₄流量为20～200sccm；氨气流量为3000～5000sccm；反应室气压为150～250torr。

8.如权利要求6所述的InGaN太阳电池制作方法，其中生长i-InGaN层的工艺条件是：生长温度为600～800℃；TMIn流量为10～100sccm；TMGa流量为50～300sccm；氨气流量为2000～5000sccm；反应室气压为150～250torr。

9.如权利要求6所述的InGaN太阳电池制作方法，其中生长p-GaN层的工艺条件是：生长温度为800～1000℃；TMGa流量为50～300sccm；(Cp)₂Mg流量为20～200sccm；氨气流量为3000～5000sccm；反应室气压为150～250torr。

10.如权利要求6所述的InGaN太阳电池制作方法，其中刻蚀出电池台面的面积为3×3mm²或5×5mm²或10×10mm²。