[发明专利]一种四结太阳能电池及其制作方法

说明书

本发明公开了一种四结太阳能电池及其制作方法，其中，四结太阳能电池中InGaN电池能够有效的吸收短波光谱能量，进而改善短波的高能粒子对太阳能电池造成影响，使得四结太阳能电池光电转换效率高；其次，GaInP/InGaAs/Ge三结电池为正向生长制备而成，进而减少材料失配造成的缺陷，保证该GaInP/InGaAs/Ge三结电池的可靠性高；以及，对InGaN电池和GaInP/InGaAs/Ge三结电池采用IZO键合层进行键合，进而保证键合处透光性高；此外，键合处采用ITO薄膜作为接触层，在提高欧姆接触的同时，减少对光的反射和吸收情况，保证四结太阳能电池的性能高。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，更为具体地说，涉及一种四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，是一种最有效的清洁能源形式。III-V族化合物半导体太阳能电池在目前材料体系中转换效率最高，同时具有耐高温性能好、抗辐照能力强等优点，被公认为是新一代高性能长寿命空间主电源，其中GaInP/InGaAs/Ge晶格匹配结构的三结电池已在航天领域得到广泛应用。

对于目前应用最为广泛的正向生长的三结GaInP/InGaAs/Ge电池，通常使用传统的MOCVD(Metal-organic Chemical Vapor Deposition金属有机化合物化学气相沉淀)技术，在Ge底电池上面依次生长InGaAs/GaInP材料形成InGaAs中电池和GaInP顶电池，目前该类型电池技术上已经非常成熟，转换效率在29％～31％之间，已经接近理论极限。

但是，现有的三结GaInP/InGaAs/Ge太阳能电池，由于自身结构限制，能够利用的光谱依然有限，尤其是能量较高的短波波段，GaInP顶电池的吸收效率较低，进而对于短波的高能粒子不能够进行有效阻挡，使得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

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种四结太阳能电池及其制作方法，有效解决现有技术存在的问题，四结太阳能电池中InGaN电池能够有效的吸收短波光谱能量，进而改善短波的高能粒子对太阳能电池造成影响，使得四结太阳能电池光电转换效率高；其次，GaInP/InGaAs/Ge三结电池为正向生长制备而成，进而减少材料失配造成的缺陷，保证该GaInP/InGaAs/Ge三结电池的可靠性高；以及，对InGaN电池和GaInP/InGaAs/Ge三结电池采用IZO键合层进行键合，进而保证键合处透光性高；此外，键合处采用ITO薄膜作为接触层，进而减少对光的反射和吸收情况，保证四结太阳能电池的性能高。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种四结太阳能电池的制作方法，包括：

提供一独立电池及正向生长的GaInP/InGaAs/Ge三结电池，所述独立电池包括衬底和位于所述衬底上的InGaN电池；

在所述InGaN电池背离所述衬底一侧沉积第一ITO接触层，及在所述GaInP/InGaAs/Ge三结电池的GaInP顶电池一侧沉积第二ITO接触层；

在所述第一ITO接触层背离所述衬底一侧形成第一IZO键合层，及在所述第二ITO接触层背离所述GaInP/InGaAs/Ge三结电池一侧形成第二IZO键合层；

将所述第一IZO键合层和所述第二IZO键合层键合形成IZO键合层；

去除所述衬底；

在所述InGaN电池背离所述IZO键合层一侧形成正面电极结构，及在所述GaInP/InGaAs/Ge三结电池背离所述IZO键合层一侧形成背面电极结构。