[发明专利]一种砷化物多结太阳能电池及其制作方法

说明书

本申请提供一种砷化物多结太阳能电池及其制作方法，所述砷化物多结太阳能电池，包括至少三结子电池，其中至少一结子电池的基区为砷化物基区，所述砷化物基区采用掺杂渐变方式形成，并且在掺杂浓度低的区域，交替生长掺杂层和非掺杂层，降低了基区靠近PN结区域的平均载流子浓度，耗尽区宽度与平均载流子浓度反比例关系，因此此技术方案可以增加耗尽区厚度，改善载流子的收集效果，从而可以提高电池性能，同时这种方式的基区，因为采用掺杂层和非掺杂层交替生长的方式增加了少数载流子的迁移率，进而增加了少数载流子的扩散长度，最终可以提高载流子的寿命，提高电池的抗辐照性能。

技术领域

本发明涉及太阳能电池制作技术领域，尤其涉及一种砷化物多结太阳能电池及其制作方法。

背景技术

太阳能电池可将太阳能直接转换为电能，是一种清洁新能源结构。砷化镓三结太阳能电池凭借其较高的转换效率(约为Si太阳能电池的2倍)、优良的抗辐射性能、稳定的温度特性以及易于规模化生产等优势，已全面取代Si太阳能电池成为空间飞行器的主电源。其中以GaInP/InGaAs/Ge为代表的砷化镓三结太阳能电池在空间光谱(AM0)下转换效率已超过30％，在地面高倍聚光条件(AM1.5D，500X)下转换效率已超过40％，成为了太阳能电池转换效率的领跑者。

空间应用环境存在高能带电粒子辐射，这些带电粒子进入太阳能电池使晶格原子发生位移，形成大量的空位、填隙原子和复合体等晶格缺陷。这些缺陷可成为载流子的复合中心，导致光生载流子寿命缩短，降低太阳能电池的光电转换效率，直接影响航天器的在轨工作寿命和可靠性。

在空间环境中，GaInP/InGaAs/Ge三结电池经过粒子辐照后，特别是InGaAs中电池会由于辐照损伤导致电流密度下降而影响性能。在中电池加入DBR反射层，可以将更多的太阳光反射到中电池中，获得相对较高的电流密度；另外可以减薄中电池基区厚度，减少少子复合，从而提高电池的抗辐照性能。

但是如何进一步提高现有砷化物太阳能电池的电池性能和抗辐照性能，还是需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种砷化物多结太阳能电池及其制作方法，以进一步提高现有砷化物太阳能电池的电池性能和抗辐照性能。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种砷化物多结太阳能电池，至少包括：

三结子电池，以及位于相邻两结子电池之间的隧穿结；

其中，至少一结子电池包括基区与发射区，且所述基区为砷化物基区；

所述砷化物基区的掺杂浓度沿第一方向逐渐降低，所述第一方向为所述砷化物基区指向所述发射区的方向；

所述砷化物基区与所述发射区相邻的低掺杂区，包括多个交替层叠设置的掺杂层和非掺杂层。

优选地，所述低掺杂区的厚度范围为：100nm-1000nm，包括端点值；

所述低掺杂区的掺杂浓度范围为：1×10¹⁶/cm³-1×10¹⁷/cm³，包括端点值。

优选地，所述掺杂层的厚度范围为1nm-50nm，包括端点值；所述非掺杂层的厚度范围为1nm-50nm，包括端点值。

优选地，所述掺杂层的掺杂源为Zn、Mg或C。

优选地，所述砷化物多结太阳能电池为正向三结太阳能电池，包括：Ge底电池、InGaAs中电池和顶电池，所述顶电池为AlGaInP顶电池或GaInP顶电池；

所述砷化物基区为InGaAs中电池的基区。

优选地，所述砷化物多结太阳能电池为倒置三结太阳能电池，包括：