[实用新型]一种三结太阳电池

说明书

本实用新型公开了一种三结太阳电池，所述三结太阳电池包括：衬底；在所述衬底上沿着第一方向依次外延生长的底电池、第一隧穿结、应变反射层结构、第一子电池、第二隧穿结、第二子电池以及接触层，其中，所述第一方向为垂直于所述衬底，且由所述衬底指向所述底电池的方向，所述应变反射层结构包括多对堆叠设置的应变反射层。该三结太阳电池优化了各结子电池之间的电流匹配，通过设计应变反射层结构解决了增加In组分引入的晶格失配问题，降低了三结太阳电池有源区的应力，并且增加第一子电池的光吸收效率，极大程度的提高了三结太阳电池的光电转换效率和抗高能粒子辐射能力。

技术领域

本实用新型涉及太阳电池技术领域，更具体地说，尤其涉及一种三结太阳电池。

背景技术

随着科学技术的不断发展，太阳电池已广泛应用于人们的日常生活、工作以及工业中，为人们的生活带来了极大的便利。

一直以来，以GaAs为基础的Ⅲ-Ⅳ族太阳电池因其具有最高的转换效率，以及优异的抗辐照性能，因此在科研以及应用方面受到很大的重视，并且已成为目前空间应用领域的主要能源。其中，晶格匹配型的GaInP/InGaAs/Ge三结太阳电池已经在航空领域中得到广泛的应用，量产的效率在AMO光谱下达到30％以上。

目前量产的晶格匹配型的GaInP/InGaAs/Ge三结太阳电池的三个子电池之间的晶格常数均为匹配，有利于材料生长，然而三个子电池的带隙分别约为1.86eV/1.42eV/0.67eV，可以看出，中电池InGaAs子电池的带隙1.42eV与底电池Ge的带隙0.67eV相差过大，并不匹配，导致中电池和顶电池两结子电池所产生的光电流远远小于Ge底电池，串联后的三结太阳电池的电流未能得到充分利用，相当于一部分太阳光中长波段所产生的光电流被浪费，进而限制了转换效率的进一步提高。

基于上述问题，传统的技术手段通过调整和优化各个子电池的带宽，在Ge底电池不变的基础上，通过适当增加顶电池和中电池中In的组分，进而提高顶电池和中电池的电流密度。

但是，通过增加In组分会引入晶格失配，所引起的残余应力将减少有源区中光生载流子的寿命，降低收集效率，进而影响太阳电池的光电转换效率。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种三结太阳电池，解决了现有技术中存在的问题，极大程度的提高了三结太阳电池的光电转换效率。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种三结太阳电池，所述三结太阳电池包括：

衬底；

在所述衬底上沿着第一方向依次外延生长的底电池、第一隧穿结、应变反射层结构、第一子电池、第二隧穿结、第二子电池以及接触层，其中，所述第一方向为垂直于所述衬底，且由所述衬底指向所述底电池的方向，所述应变反射层结构包括多对堆叠设置的应变反射层。

优选的，在上述三结太阳电池中，所述三结太阳电池还包括：

设置在所述底电池与所述第一隧穿结之间的第一缓冲层，其中，所述第一缓冲层为GaAs缓冲层，所述第一缓冲层的厚度范围为100nm-1um，包括端点值。

优选的，在上述三结太阳电池中，所述三结太阳电池还包括：

设置在所述第一隧穿结与所述应变反射层结构之间的第二缓冲层，其中，所述第二缓冲层为GaAs缓冲层，所述第二缓冲层的厚度范围为100nm-1um，包括端点值。

优选的，在上述三结太阳电池中，所述三结太阳电池还包括：

设置在所述应变反射层结构与所述第一子电池之间的应变过冲层，其中，所述应变过冲层的厚度范围为200nm-2000nm，包括端点值，所述应变过冲层的晶格常数相比较所述第一子电池的晶格常数高于10％-50％。