[发明专利]一种反向生长三结太阳电池的制备方法

权利要求书

1.一种反向生长三结太阳电池的制备方法，其特征是：反向生长GaInP/GaAs/GaInAsN三结太阳电池的制备过程，使用MOCVD-MBE技术，在GaAs或者Ge衬底上用MOCVD外延生长晶格匹配的太阳电池材料，包括两个子电池：GaInP子电池，GaAs子电池，然后将制备的器件结构转移到MBE生长GaInAsN子电池，然后通过低温键合工艺把GaInAsN子电池和表面有金属反射层的支撑衬底接在一起，最后通过化学刻蚀完成衬底的剥离，得到反向生长三结太阳电池；三结太阳电池结构为依次连接的GaAs接触层、GaInP子电池、第一隧穿结、GaAs子电池、分布式布拉格反 射器、第二隧穿结、GaInAsN子电池；

第一结GaInP子电池：依次生长为厚度100-200nm的P型掺杂AlGaInP背场层、厚度500-1000nm的P型掺杂GaInP基区、厚度50-100nm的n型掺杂GaInP发射区、厚度30-100nm的n型掺杂AlInP窗口层；其中：P型掺杂AlGaInP背场层的掺杂浓度为1×10¹⁷-1×10¹⁹cm^-3,P型掺杂GaInP基区的掺杂浓度为1×10¹⁶-1×10¹⁷cm^-3,n型掺杂GaInP发射区的掺杂浓度为1×10¹⁷-1×10¹⁹cm^-3,n型掺杂AlInP窗口层的掺杂浓度为1×10¹⁷-1×10¹⁹cm^-3；

第一隧穿结：依次生长为厚度10-100nm的n型GaInP层和厚度10-100nm的p型Al_0.4Ga_0.6As：其中：n型GaInP层的掺杂浓度为1×10¹⁸-1×10²⁰cm^-3,p型Al_0.4Ga_0.6As的掺杂浓度为1×10¹⁸-1×10²⁰cm^-3；

第二结GaAs子电池：依次生长为厚度100-200nm的P型掺杂AlxGa1-xAs背场层、厚度1000-2000nm的P型掺杂GaAs基区、厚度50-200nm的n型掺杂GaAs发射区、厚度30-100nm的n型掺杂AlxGa1-xAs窗口层；其中：P型掺杂AlxGa1-xAs背场层的掺杂浓度为1×10¹⁷-1×10¹⁹cm^-3,P型掺杂GaAs基区的掺杂浓度为1×10¹⁶-1×10¹⁷cm^-3,n型掺杂GaAs发射区的掺杂浓度为1×10¹⁷-1×10¹⁹cm^-3,n型掺杂AlxGa1-xAs窗口层的掺杂浓度为1×10¹⁷-1×10¹⁹cm^-3、0.3≤x≤0.5；

分布式布拉格反射器:依次交替生长为包含10≤n≤20个周期的30-100nm的n型掺杂的AlGaAs和30-100nm的n型掺杂的GaInAs；其中：n型掺杂浓度为1×10¹⁷-1×10¹⁹cm^-3；

第二隧穿结：依次生长为厚度10-100nm的n型GaAs层和厚度10-100nm的p型Al_0.4Ga_0.6As：其中：n型GaInP层的掺杂浓度为1×10¹⁸-1×10²⁰cm^-3,p型Al_0.4Ga_0.6As的掺杂浓度为1×10¹⁸-1×10²⁰cm^-3；

第三结GaInAsN子电池：依次生长为厚度100-200nm的P型掺杂GaAs背场层、厚度1-2μm的本征GaInAsN吸收层、厚度50-100nm的n型掺杂GaAs发射区；其中：P型掺杂GaAs背场层的掺杂浓度为1×10¹⁷-1×10¹⁹cm^-3,本征GaInAsN吸收层的掺杂浓度为1×10¹⁵-1×10¹⁶cm^-3,n型掺杂GaAs发射区的掺杂浓度为1×10¹⁷-1×10¹⁹cm^-33。

2.根据权利要求1所述的反向生长三结太阳电池的制备方法，其特征是：分布式布拉格反射器的结构，由两个折射率不同的两种晶格匹配的材料组成基本单元，由多组基本单元重复串联组成，或将组内的基本单元的厚度线形渐变；或使用两组分布式布拉格反射器，以拓宽反射光谱带宽，每组反射光谱带宽由组成材料的折射率决定，材料是AlAs/GaAs、Al_xGa_1-xAs/GaInAs或Al_xGa_1-xAs/AlAs(0x1)。