[发明专利]一种晶格失配的多结太阳能电池及其制作方法

说明书

本申请提供了一种晶格失配的多结太阳能电池及其制作方法，其中该多结太阳能电池包括：衬底、位于衬底上方的第一子电池、第二子电池和第三子电池；位于第一子电池与第二子电池之间的第一隧穿结、变质缓冲层和分布式布拉格反射层；位于第二子电池与第三子电池之间的第二隧穿结；位于第三子电池上方的欧姆接触层；组分层的晶格常数在沿第一子电池指向第二子电池的方向上增加等于第一子电池的第一晶格常数。本申请通过组分层在与第一隧穿结连接处的第三晶格常数大于第一子电池的第一晶格常数，还可以有效减少缓冲层外延厚度，减少外延生长时间。

技术领域

本申请涉及太阳能电池制作技术领域，尤其是涉及一种晶格失配的多结太阳能电池及其制作方法。

背景技术

III-V族化合物半导体太阳能电池是目前转换效率最高、耐高温性能好、抗辐照能力强的清洁能源电池。

但是传统的晶格匹配的多结太阳能电池，没有充分利用太阳光谱，限制了光电转换效率的提高。提高太阳电池转换效率的最有效的途径是提高各子电池的带隙匹配程度，但是改变各子电池的带隙需要通过改变三元甚至四元材料的组分配比，往往会导致各子电池间存在晶格失配产生残余应力和位错，影响电池性能。

在Ⅲ-Ⅴ族太阳电池结构的失配材料外延中采用变质缓冲层(metamorphicbuffer)可以有效释放晶格失配材料外延时产生的残余应力和有效阻断位错向有源区的延伸。现有技术中，通常变质缓冲层的晶格常数是从与变质缓冲层相连接的第一子电池的晶格常数开始变化的，直到变化到第二子电池的晶格常数。但是这种情况容易导致失配材料外延时生长时间较长，不利于规模产业化，另一方面在生长变质缓冲层时，相当于也对已经完成外延的电池结构进行热处理，较长时间的热处理对器件性能不利。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种晶格失配的多结太阳能电池及其制作方法，以减少失配材料外延生长时间。

第一方面，本申请实施例提供了一种晶格失配的多结太阳能电池，包括：

衬底、位于所述衬底上方的第一子电池、位于所述第一子电池上方且背离所述衬底一侧的第二子电池和位于所述第二子电池上方且背离所述衬底一侧的第三子电池；

位于所述第一子电池与所述第二子电池之间，且沿所述第一子电池指向所述第二子电池的方向依次包括：第一隧穿结、变质缓冲层和分布式布拉格反射层；

位于所述第二子电池与所述第三子电池之间的第二隧穿结；

位于所述第三子电池上方且背离所述第二隧穿结一侧的欧姆接触层；

所述变质缓冲层包括第一变质缓冲层、第二变质缓冲层和过冲层；

所述第一变质缓冲层的晶格常数在沿所述第一子电池指向所述第二子电池的方向上增加；

所述第一变质缓冲层在与所述第一子电池的连接处具有第三晶格常数；所述第三晶格常数大于等于所述第一晶格常数；

所述第一变质缓冲层在与所述第二变质缓冲层的连接处具有第四晶格常数；

所述第二变质缓冲层的晶格常数在沿所述第一子电池指向所述第二子电池的方向上增加；

所述第二变质缓冲层的第一失配速率小于所述第一变质缓冲层的第二失配速率。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述第一子电池的第一晶格常数比所述第二子电池的第二晶格常数小0.001nm。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，在沿所述第一子电池指向所述第二子电池的方向，所述第一变质缓冲层的晶格常数与所述第一变质缓冲层的厚度呈线性变化关系。