[发明专利]微纳金字塔硅/InGaN杂合pn结太阳能电池及其制法

权利要求书

1.制备微纳金字塔硅/InGaN杂合pn结太阳能电池的方法，其特征在于包括如下步骤：

采用热蒸发镀膜的方法在p-Si层的反面制作P电极层，在低真空环境中生长，控制生长温度为2000℃～3000℃，生长时间为30min-50min，厚度为80nm～100nm；

对P电极层之上的p-Si单面抛光，晶向是(100)，P电极层的长宽尺寸是10.0mm×(10.5mm±0.2mm)，厚度是520±10um，晶向是<100>±0.5，电阻率为0.1～0.5Ω·cm；其表面经加工形成微纳金字塔结构，得到p型Si层；

在p型Si层2之上制作n型InGaN层，采用MOCVD法生长该n型InGaN层，以III族金属有机物三甲基镓(TMGa)、三甲基铟(TMIn)作为III族源，NH₃作为V族氮源，N₂和H₂作为载气，硅烷(SiH₄)作为n型掺杂剂，其中V/III即N/Ga的摩尔比例为1000～1600，H₂/N₂的体积比例为20％～25％，其生长速率为每小时生长2um～3um，生长温度为800℃～1000℃，压强为100～400mbar，此n型InGaN层最终厚度为3nm～5nm；

在n型InGaN层上的一边缘上方制作N电极层，分别为Al层、Ti层、Ni层、Au层，每层均在低真空环境中采用热蒸发镀膜的方法制作，利用掩膜板使Al层的宽度占外延片宽度的1/4，生长温度为2000℃～2500℃，生长时间为30min-50min，厚度为1um～2um，厚度能覆盖n型InGaN层边缘下方的金字塔深度；Ti层镀在Al层上，生长温度为3000℃～3500℃，生长时间为10min-30min，厚度为5nm～10nm；Ni层镀在Ti层上面，生长温度为3000℃～3500℃，生长时间为10min-30min，厚度为5nm～10nm；Au层镀在Ni层上面，生长温度为2000℃～3000℃，生长时间为30min-50min，厚度为100nm～200nm；

所制得的一种微纳金字塔硅/InGaN杂合pn结太阳能电池包括：

一P电极层；

一p型Si层，该p型Si层制作在P电极层上，p型Si层的上表面为微纳金字塔结构；

一n型InGaN层，该n型InGaN层制作在p型Si层的表面上，n型InGaN层的上表面为微纳金字塔结构；

一N电极层，该N电极层制作在n型InGaN层上。

2.根据权利要求1所述的制备微纳金字塔硅/InGaN杂合pn结太阳能电池的方法，其特征在于所述P电极层是层状结构。

3.根据权利要求1所述的制备微纳金字塔硅/InGaN杂合pn结太阳能电池的方法，其特征在于p型Si层的厚度为520±10um，微纳金字塔结构由多个金字塔结构紧密排布形成，金字塔结构的深度为4-5um。

4.根据权利要求1所述的制备微纳金字塔硅/InGaN杂合pn结太阳能电池的方法，其特征在于n型InGaN层上表面与p型Si层的微纳金字塔结构上表面平行，n型InGaN层中的自由电子浓度为1×10¹⁸cm^-3～1×10¹⁹cm^-3，厚度为100nm～200nm。

5.根据权利要求1所述的制备微纳金字塔硅/InGaN杂合pn结太阳能电池的方法，其特征在于所述的N电极是层状结构，位于n型InGaN层的一边缘上，其包括4层金属结构，分别为铝层、钛层、镍层、金层。