[发明专利]一种无铝的高效六结太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种无铝的高效六结太阳能电池，包括有Ge衬底，其特征在于：所述Ge衬底为p型Ge单晶片；在所述Ge衬底上表面按照层状叠加结构由下至上依次设置有GaInAs/GaInP缓冲层、GaN_xSb_3xAs_1-4x子电池、GaN_ySb_3yAs_1-4y子电池、GaInAs子电池、GaInAsP子电池、渐变缓冲层和GaInP子电池；所述GaInAs/GaInP缓冲层和GaN_xSb_3xAs_1-4x子电池之间通过第一隧道结连接，所述GaN_xSb_3xAs_1-4x子电池和GaN_ySb_3yAs_1-4y子电池之间通过第二隧道结连接，所述GaN_ySb_3yAs_1-4y子电池和GaInAs子电池之间通过第三隧道结连接，所述GaInAs子电池和GaInAsP子电池之间通过第四隧道结连接，所述GaInAsP子电池和渐变缓冲层之间通过第五隧道结连接；所述渐变缓冲层晶格常数逐渐从与Ge衬底匹配渐变到与GaInP子电池的GaInP材料匹配，且所述渐变缓冲层材料带隙比GaInP子电池带隙高。

2.根据权利要求1所述的一种无铝的高效六结太阳能电池，其特征在于：所述GaN_xSb_3xAs_1-4x子电池中GaN_xSb_3xAs_1-4x材料的光学带隙为0.90～0.95eV。

3.根据权利要求1所述的一种无铝的高效六结太阳能电池，其特征在于：所述GaN_ySb_3yAs_1-4y子电池中GaN_ySb_3yAs_1-4y材料的光学带隙为1.10～1.15eV。

4.根据权利要求1所述的一种无铝的高效六结太阳能电池，其特征在于：所述GaInAs子电池中GaInAs材料的光学带隙为1.4eV。

5.根据权利要求1所述的一种无铝的高效六结太阳能电池，其特征在于：所述GaInAsP子电池中GaInAsP材料的光学带隙为1.70～1.75eV。

6.根据权利要求1所述的一种无铝的高效六结太阳能电池，其特征在于：所述GaInP子电池中GaInP材料的光学带隙为2.10～2.15eV。

7.一种权利要求1所述无铝的高效六结太阳能电池的制备方法，其特征在于：以p型Ge单晶片为衬底，然后采用金属有机化学气相沉积技术或分子束外延生长技术在衬底的上表面按照层状叠加结构由下至上依次生长GaInAs/GaInP缓冲层、第一隧道结、GaN_xSb_3xAs_1-4x子电池、第二隧道结、GaN_ySb_3yAs_1-4y子电池、第三隧道结、GaInAs子电池、第四隧道结、GaInAsP子电池、第五隧道结、渐变缓冲层和GaInP子电池，即可完成晶格匹配的高效六结太阳能电池的制备；其中，所述GaN_xSb_3xAs_1-4x子电池中GaN_xSb_3xAs_1-4x材料的光学带隙为0.90～0.95eV，所述GaN_ySb_3yAs_1-4y子电池中GaN_ySb_3yAs_1-4y材料的光学带隙为1.10～1.15eV，所述GaInAs子电池中GaInAs材料的光学带隙为1.4eV，所述GaInAsP子电池中GaInAsP材料的光学带隙为1.70～1.75eV，所述GaInP子电池中GaInP材料的光学带隙为2.10～2.15eV，所述渐变缓冲层晶格常数逐渐从与衬底匹配渐变到与GaInP子电池的GaInP材料匹配，且所述渐变缓冲层材料带隙比GaInP子电池带隙高。