[发明专利]一种GaInP/GaAs/μc-Si：H三结叠层太阳电池

说明书

本发明涉及一种GaInP/GaAs/μc‑Si：H三结叠层太阳电池。本发明属于太阳电池技术领域。一种GaInP/GaAs/μc‑Si：H三结叠层太阳电池，其特点是：GaInP/GaAs/μc‑Si：H三结叠层太阳电池，采用MOCVD技术在Ge衬底上外延生长晶格匹配的太阳电池材料，包括两个子电池：GaInP顶电池，GaAs中间电池；GaAs中间电池和采用PECVD制备的μc‑Si:H底电池通过低温键合工艺键合接在一起，GaAs衬底通过化学刻蚀剥离；GaInP/GaAs/μc‑Si：H三结叠层太阳电池依次连接GaInP顶电池、隧穿结、GaAs中间电池、μc‑Si:H底电池。本发明具有明显提升电池的转换效率，又能有效降低电池成本，极大地提升三结叠层太阳电池的应用前景等优点。

技术领域

本发明属于太阳电池技术领域，特别是涉及一种GaInP/GaAs/μc-Si：H三结叠层太阳电池。

背景技术

目前，正向晶格匹配三结砷化镓由于光电转换效率高、抗辐照性能好已经被广泛的应用在空间电源系统。正向匹配三结级联GaInP/GaAs/Ge太阳电池在AM0光谱下的转换效率都接近30.0％，但电池的光电流密度通常受限于顶电池，底电池上冗余的光电流密度不能被有效的利用，使其不能实现全光谱的吸收利用；同时三结级联砷化镓太阳电池有相当一部分大于对应子电池禁带宽度的能量以热能形式损失。因此，需要一个禁带宽度～1.1eV的电池替代Ge底电池，反向晶格失配(IMM)三结砷化镓太阳电池通过渐变缓冲层，能够实现电池带隙和光谱的理想匹配，但是IMM电池的工艺难度较大，成本高。

硅基薄膜太阳电池的研究始于20世纪60年代末，是较早实现产业化技术进展的薄膜太阳电池技术。1980年非晶硅(a-Si:H)太阳电池效率提高到8％，具有产业化标志意义。随着硅锗(a-SiGe:H)微晶硅(μc-Si:H)等硅基材料的开发，a-Si:H/a-SiGe:H/μc-Si:H三结叠层太阳电池的小面积电池的初期效率达到了16.3％，但是a-Si:H和a-SiGe:H的光致衰减效应制约了硅基薄膜太阳电池可达到的最高稳定效率。μc-Si:H由于具有较窄的能隙和光照稳定性，可以作为底电池和其它宽带隙半导体材料组成hybird叠层太阳电池。

Hybrid叠层电池是近几年多结太阳电池研究的热点，将不同的半导体材料(三五族、CIGS、Si、钙钛矿等)依据“电池带隙与光谱匹配”的原则组合起来，实现高效、低成本等目的。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种GaInP/GaAs/μc-Si：H三结叠层太阳电池。

本发明的目的是提供一种具有明显提升电池的转换效率，又能有效降低电池成本，极大地提升三结叠层太阳电池的应用前景等特点的GaInP/GaAs/μc-Si：H三结叠层太阳电池。

本发明GaInP/GaAs/μc-Si：H三结叠层太阳电池所采取的技术方案是：

一种GaInP/GaAs/μc-Si：H三结叠层太阳电池，其特点是：GaInP/GaAs/μc-Si：H三结叠层太阳电池，采用MOCVD技术在Ge衬底上外延生长晶格匹配的太阳电池材料，包括两个子电池：GaInP顶电池，GaAs中间电池；GaAs中间电池和采用PECVD制备的μc-Si:H底电池通过低温键合工艺键合接在一起，GaAs衬底通过化学刻蚀剥离；GaInP/GaAs/μc-Si：H三结叠层太阳电池依次连接GaInP顶电池、隧穿结、GaAs中间电池、μc-Si:H底电池。

本发明GaInP/GaAs/μc-Si：H三结叠层太阳电池还可以采用如下技术方案：

所述的GaInP/GaAs/μc-Si：H三结叠层太阳电池，其特点是：三结级联太阳电池的三个子电池的禁带宽度分别为1.86±0.05eV、1.40±0.05eV、1.05±0.05eV。

所述的GaInP/GaAs/μc-Si：H三结叠层太阳电池，其特点是：