[发明专利]一种三结砷化镓太阳电池及其制备方法

权利要求书

1.一种三结砷化镓太阳电池，其特征在于，该电池包括：

Ge衬底；

于所述Ge衬底上由下至上依次外延生长的底电池、GaAs缓冲层、中底隧穿结、AlInP缓冲层、InAlGaAs缓冲层、DBR、中电池、中顶隧穿结、顶电池以及盖帽层；

其中，所述AlInP缓冲层具有一粗糙面，所述粗糙面设置于靠近所述InAlGaAs缓冲层的一侧，所述粗糙面由若干个金字塔形凸起均匀分布形成，所述AlInP缓冲层的厚度为0.5～0.8μm，生长完成的AlInP缓冲层表面采用粗化液粗化出若干个金字塔形凸起，粗化深度为0.2～0.4μm。

2.根据权利要求1所述一种三结砷化镓太阳电池，其特征在于，所述Ge衬底为P型Ge衬底。

3.根据权利要求1所述一种三结砷化镓太阳电池，其特征在于，其中三结砷化镓太阳电池为禁带匹配、晶格失配的三结砷化镓太阳电池。

4.一种三结砷化镓太阳电池的制备方法，其特征在于，所述三结砷化镓太阳电池如权利要求1～3任一项所述，其制备方法包括依次进行的以下步骤：

步骤1：在Ge衬底上生长底电池，高温下通过PH₃扩散的形式，形成底电池发射区，然后生长GaInP或AlGaInP成核层，该成核层同时作为底电池的窗口层；

步骤2：生长GaAs缓冲层，所述GaAs缓冲层厚度为0.1～0.8μm；

步骤3：生长中底隧穿结，所述中底隧穿结厚度为0.01～0.03μm，所述中底隧穿结采用N⁺⁺GaAs—P⁺⁺GaAs结构；

步骤4：生长AlInP缓冲层，所述AlInP缓冲层的厚度为0.5～0.8μm，生长完成的AlInP缓冲层表面采用粗化液粗化出若干个金字塔形凸起；

步骤5：生长InAlGaAs缓冲层，所述InAlGaAs缓冲层厚度为0.2～0.4μm，所述InAlGaAs缓冲层材料为In_xAl_yGaAs，其中，0.03＜x≤0.10，0.05≤y≤0.10；

步骤6：生长DBR，所述DBR为多周期的In_xGaAs/In_yAlGaAs材料，周期数大于5对，其中0.03＜x≤0.10，0.03＜y≤0.10；

步骤7：生长中电池，所述中电池材料包括In_xGaAs基区和发射区，以及窗口层，其中，0.03＜x≤0.10，基区与发射区的总厚度为1.4～2.2μm，窗口层材料为AlInP或GaInP，窗口层厚度为0.05～0.2μm；

步骤8：生长中顶隧穿结，所述中顶隧穿结厚度为0.01～0.03μm，所述中顶隧穿结为N⁺⁺GaInP—P⁺⁺In_xAlGaAs结构，其中，0.03＜x≤0.10；

步骤9：生长顶电池，顶电池晶格常数与中电池匹配，由Al_zGaInP背电场、GaInP基区、GaInP发射区及AlInP窗口层组成，其中0.15≤z≤0.4；

步骤10：生长In_xGaAs盖帽层，厚度为0.4～0.6μm，其中，0.03＜x≤0.10。

5.根据权利要求4所述一种三结砷化镓太阳电池的制备方法，其特征在于，步骤3中，所述N⁺⁺GaAs的掺杂浓度大于1×10¹⁹/cm³，掺杂剂为Te、Se和Si中至少一种；所述P⁺⁺GaAs的掺杂浓度大于2×10¹⁹/cm³，掺杂剂为Mg、Zn和C中至少一种。