[发明专利]一种多结太阳电池结构及其制备方法

说明书

本申请公开了一种多结太阳电池结构及其制备方法，该多结太阳电池结构包括衬底和设置于衬底上的多个子电池，该多个子电池包括InGaAs子电池，InGaAs子电池包括沿背离衬底方向依次排布的基区和发射区，发射区包括沿背离基区方向依次排布的第一发射区和第二发射区，基区和第一发射区均为In_xGaAs层，第二发射区为GaInP层，即通过在发射区与基区连接的前一部分采用与基区相同材料的In_xGaAs层，使得InGaAs/GaInP异质结的能带尖峰偏离发射区和基区之间PN结处的空间电荷区，从而减小InGaAs/GaInP异质结的能带尖峰对发射区光生载流子向基区收集的影响，提高收集效率，改善太阳电池的转换效率。

技术领域

本申请涉及太阳电池技术领域，尤其涉及一种多结太阳电池结构及其制备方法。

背景技术

太阳电池可将太阳能直接转换为电能，是一种有效的清洁能源形式。传统太阳电池通常是硅太阳电池，但硅太阳电池对太阳光谱的吸收波段比较单一，因此，多结太阳电池应运而生，多结太阳电池是由不同禁带宽度的子电池通过隧穿结串联而成，各子电池分别吸收太阳光谱不同波段，从而大大提高太阳电池的转换效率。III-V族化合物多结太阳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，例如，GaInP/InGaAs/Ge三结太阳电池已在航天领域得到了广泛应用。其中，InGaAs子电池带隙适合太阳光谱，普遍应用于各类多结太阳电池中。

InGaAs子电池的基区通常为P型掺杂的InGaAs层，发射区通常为N型掺杂的InGaAs层或与InGaAs晶格匹配的GaInP层。由于GaInP材料的带隙高于InGaAs材料的带隙，因此，GaInP发射区相比于InGaAs发射区吸收太阳光谱的波段更短，从而可以减少发射区吸光，增强短波电流响应，而且，InGaAs/GaInP异质结相比于InGaAs/InGaAs同质结具有更低的表面复合几率，因此，GaInP材料相比于InGaAs材料更适合作为InGaAs子电池的发射区材料。然而，InGaAs/GaInP异质结相比于InGaAs/InGaAs同质结，在PN结界面处存在能带尖峰，具有更大的价带带阶，使得发射区光生载流子不容易在PN结内建电场作用下越过该能带尖峰向基区收集，形成不希望得到的失配电压，影响太阳电池的转换效率。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种多结太阳电池结构及其制备方法，以减小InGaAs/GaInP异质结的能带尖峰对发射区光生载流子向基区收集的影响，提高收集效率，改善太阳电池的转换效率。

为实现上述目的，本申请实施例提供了如下技术方案：

一种多结太阳电池结构，包括衬底和设置于所述衬底上的多个子电池，所述多个子电池包括InGaAs子电池；

其中，所述InGaAs子电池包括沿背离所述衬底的方向依次排布的基区和发射区，所述基区为In_xGaAs层，所述发射区包括沿背离所述基区的方向依次排布的第一发射区和第二发射区，所述第一发射区为In_xGaAs层，所述第二发射区为GaInP层，所述基区的掺杂类型和所述发射区的掺杂类型相反。

可选的，所述发射区还包括：位于所述基区和所述第一发射区之间的第三发射区，所述第三发射区为In_yGaAs层，且所述第三发射区的In组分大于所述基区的In组分。

可选的，所述基区的In组分以及所述第一发射区的In组分取值范围为0-0.6，包括端点值；

所述第三发射区的In组分与所述基区的In组分的差值不大于0.3。

可选的，所述第三发射区的厚度取值范围为2nm-20nm，包括端点值。

可选的，所述第一发射区的厚度取值范围为10nm-50nm，包括端点值；