[发明专利]一种三结太阳电池

摘要

本发明公开了一种三结太阳电池，所述三结太阳电池包括：衬底；在所述衬底上沿着第一方向依次外延生长的底电池、第一隧穿结、应变反射层结构、第一子电池、第二隧穿结、第二子电池以及接触层，其中，所述第一方向为垂直于所述衬底，且由所述衬底指向所述底电池的方向，所述应变反射层结构包括多对堆叠设置的应变反射层。该三结太阳电池优化了各结子电池之间的电流匹配，通过设计应变反射层结构解决了增加In组分引入的晶格失配问题，降低了三结太阳电池有源区的应力，并且增加第一子电池的光吸收效率，极大程度的提高了三结太阳电池的光电转换效率和抗高能粒子辐射能力。 1

主权项

1.一种三结太阳电池，其特征在于，所述三结太阳电池包括：

衬底；

在所述衬底上沿着第一方向依次外延生长的底电池、第一隧穿结、应变反射层结构、第一子电池、第二隧穿结、第二子电池以及接触层，其中，所述第一方向为垂直于所述衬底，且由所述衬底指向所述底电池的方向，所述应变反射层结构包括多对堆叠设置的应变反射层。

2.根据权利要求1所述的三结太阳电池，其特征在于，所述三结太阳电池还包括：

设置在所述底电池与所述第一隧穿结之间的第一缓冲层，其中，所述第一缓冲层为GaAs缓冲层，所述第一缓冲层的厚度范围为100nm‑1um，包括端点值。

3.根据权利要求1所述的三结太阳电池，其特征在于，所述三结太阳电池还包括：

设置在所述第一隧穿结与所述应变反射层结构之间的第二缓冲层，其中，所述第二缓冲层为GaAs缓冲层，所述第二缓冲层的厚度范围为100nm‑1um，包括端点值。

4.根据权利要求1所述的三结太阳电池，其特征在于，所述三结太阳电池还包括：

设置在所述应变反射层结构与所述第一子电池之间的应变过冲层，其中，所述应变过冲层的厚度范围为200nm‑2000nm，包括端点值，所述应变过冲层的晶格常数相比较所述第一子电池的晶格常数高于10％‑50％。

5.根据权利要求4所述的三结太阳电池，其特征在于，所述应变过冲层为Ga_1‑y(n+1)In_y(n+1)As应变过冲层，其中，n为所述应变反射层的对数，y(n+1)为第n+1层中In组分的数量，0＜y(n+1)＜1。

6.根据权利要求1所述的三结太阳电池，其特征在于，任意一对所述应变反射层包括Al_xGa_1‑x‑ynIn_ynAs应变反射层和Ga_1‑ynIn_ynAs应变反射层，n为所述应变反射层的对数，yn为第n对中In组分的数量，x为Al组分的数量，0.1＜x＜1，0＜yn＜1，其中，所述Ga_1‑ynIn_ynAs应变反射层朝向所述衬底设置，所述Al_xGa_1‑x‑ynIn_ynAs应变反射层背离所述衬底设置。

7.根据权利要求6所述的三结太阳电池，其特征在于，所述多对堆叠设置的应变反射层中的In组分在所述第一方向上连续渐变增加或步进渐变增加，且n对所述应变反射层的反射波长下限为750nm，n对所述应变反射层的反射波长上限大于所述第一子电池光学吸收边，第1对所述应变反射层的平均晶格常数与所述衬底的晶格常数相互匹配，第n对所述应变反射层的平均晶格常数与所述第一子电池的晶格常数相互匹配。

8.根据权利要求6所述的三结太阳电池，其特征在于，所述Al_xGa_1‑x‑yIn_yAs应变反射层的厚度范围为10nm‑500nm，包括端点值，所述Ga_1‑yIn_yAs应变反射层的厚度范围为10nm‑500nm，包括端点值。

9.根据权利要求1所述的三结太阳电池，其特征在于，所述第一隧穿结包括：在所述第一方向上堆叠设置的第一隧穿结N型层和第一隧穿结P型层，其中，所述第一隧穿结N型层为N型GaAs层或N型GaInP层，所述第一隧穿结P型层为含有Al组分的P型GaAs层，所述第一隧穿结N型层的掺杂元素为Si或Te，所述第一隧穿结P型层的掺杂元素为C或Zn。

10.根据权利要求1所述的三结太阳电池，其特征在于，所述第二隧穿结包括：在所述第一方向上堆叠设置的第二隧穿结N型层和第二隧穿结P型层，其中，所述第二隧穿结N型层为含有Al组分的N型GaInP层，所述第二隧穿结P型层为含有Al组分的P型GaAs层，所述第二隧穿结N型层的掺杂元素为Si或Te，所述第二隧穿结P型层的掺杂元素为C或Zn。