[发明专利]一种太阳能电池以及制作方法

说明书

本申请实施例提供了一种太阳能电池及制作方法，该太阳能电池包括：层叠的第一子电池、第一隧穿结层、变质缓冲层、第二子电池、第二隧穿结层和第三子电池，变质缓冲层包括层叠设置的多个膜层以及位于多个膜层中任意相邻两个膜层之间的超晶格层，超晶格层包括至少两个层叠单元，每个层叠单元包括层叠的第一超晶格层和第二超晶格层，第一超晶格层和第二超晶格层的晶格常数不同，以使得超晶格层具备过滤位错的作用，有效缓解各子电池间存在的晶格失配产生的位错向有源区的延伸，而且超晶格层可以有效释放各子电池间存在的晶格失配产生的应力，以有效改善变质缓冲层中各缓冲层表面的形貌，进而提高太阳能电池的性能。

技术领域

本申请涉及太阳能电池制作技术领域，尤其涉及一种太阳能电池以及制作方法。

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。具体的，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。

但是，传统的晶格匹配三结电池中顶电池GaInP和中电池In_0.01GaAs的电流密度远小于底电池Ge的电流密度，使得传统的晶格匹配的三结电池无法充分利用太阳光谱，限制了太阳能电池的光电转换效率的提高。

发明人研究发现，提高太阳能电池转换效率的最有效的途径是提高太阳能电池中各子电池的带隙匹配程度，从而更合理的分配太阳光谱。而改变太阳能电池中各子电池的带隙需要通过改变各子电池中三元甚至四元材料的组分配比，这样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。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种太阳能电池以及制作方法，以缓解太阳能电池中各子电池间由晶格失配产生的残余应力和位错，提高太阳能电池的性能。

为实现上述目的，本申请实施例提供如下技术方案：

一种太阳能电池，包括：层叠的第一子电池、第一隧穿结层、第二子电池、第二隧穿结层、第三子电池以及位于所述第一隧穿结层和所述第二子电池之间的变质缓冲层，所述变质缓冲层包括层叠设置的多个膜层以及位于所述多个膜层中任意相邻两个膜层之间的超晶格层，其中，所述多个膜层包括至少两层缓冲层和一个过冲层；

其中，所述超晶格层包括至少两个层叠单元，每个层叠单元包括层叠的第一超晶格层和第二超晶格层，所述第一超晶格层和所述第二超晶格层的晶格常数不同。

可选的，所述多个膜层包括第L_n膜层和第L_n+1膜层；位于所述第L_n膜层和第L_n+1膜层之间的超晶格层的层叠单元中，所述第一超晶格层的晶格常数为不大于a_Ln+x的数值，所述第二超晶格层的晶格常数为不大于a_Ln+1+x的数值；

其中，a表示晶格常数，a_Ln表示第L_n膜层的晶格常数，a_Ln+1表示第L_n+1膜层的晶格常数。

可选的，0≤x≤0.5nm。

可选的，所述第一超晶格层的晶格常数与所述第L_n膜层的晶格常数相同，所述第二超晶格层的晶格常数和第L_n+1膜层的晶格常数相同。

可选的，位于所述第L_n膜层和第L_n+1膜层之间的超晶格层中，所述第二超晶格层与所述第L_n膜层相邻。

可选的，所述第一超晶格层的厚度取值范围为1nm～300nm，包括端点值；所述第二超晶格层的厚度取值范围为1nm～300nm，包括端点值。