发明名称 |
一种键合连接的硅基与砷化镓基的太阳电池 |
摘要 |
本发明属于太阳电池技术领域,具体涉及一种键合连接的硅基与砷化镓(GaAs)基的太阳电池。该太阳电池包括上层砷化镓基电池和下层硅基电池,上、下层电池间硅与砷化镓通过键合连接的方法形成隧穿结互联起来,形成叠层太阳电池;所述上层砷化镓基电池为AlGaAs(铝镓砷)单结电池或GaInP/AlGaAs双结电池;所述下层硅基太阳电池为Si单结电池。本发明通过采用直接键合技术,较好解决了硅基太阳电池与砷化镓基太阳电池之间晶格匹配问题,解决了不同晶格常数材料直接生长的难题,使砷化镓太阳电池外延层可以有效转移到硅太阳电池上。基于此结构的硅基多结太阳电池理论效率可达到30%以上,具有较好的推广应用价值。 |
申请公布号 |
CN105185860B |
申请公布日期 |
2017.04.12 |
申请号 |
CN201510619638.8 |
申请日期 |
2015.09.25 |
申请人 |
郑州轻工业学院 |
发明人 |
程学瑞;张焕君;冯世全;康利平;李俊玉 |
分类号 |
H01L31/0725(2012.01)I;H01L31/18(2006.01)I |
主分类号 |
H01L31/0725(2012.01)I |
代理机构 |
郑州联科专利事务所(普通合伙) 41104 |
代理人 |
时立新 |
主权项 |
一种键合连接的硅基与砷化镓基的太阳电池,其特征在于,该太阳电池包括上层砷化镓基电池和下层硅基电池,上、下层电池间硅与砷化镓通过键合连接的方法形成隧穿结互联起来,形成叠层太阳电池;所述上层砷化镓基电池为AlGaAs单结电池或GaInP/AlGaAs双结电池;所述下层硅基太阳电池为Si单结电池;硅与砷化镓键合连接的双结太阳电池的禁带宽度为AlGaAs/Si=1.75e V /1.12eV;硅与砷化镓键合连接的三结太阳电池的禁带宽度为GaInP/AlGaAs/Si=1.9eV/1.6eV/ 1.12eV;所述砷化镓基AlGaAs单结电池,其窗口层采用AlInP,背场采用AlGaInP;具体的:电池最表面为Zn重掺杂的p+型GaAs键合层,掺杂浓度为1E19~5E19cm<sup>‑3</sup>;窗口层采用Si 掺杂AlInP,Si 的掺杂浓度为1E18~1E19cm<sup>‑3</sup>;发射区采用Si掺杂GaInP,Si的掺杂浓度为5E17~5E18cm<sup>‑3</sup>;基区采用Zn掺杂AlGaAs,Zn的掺杂浓度为5E16~5E17cm<sup>‑3</sup>,其中Al组分为26%;背场采用Zn掺杂的AlGaInP,Zn的掺杂浓度为1E18~1E19cm<sup>‑3</sup>,Al组分为15~20%;所述砷化镓基GaInP/AlGaAs双结电池,包括依次连接的GaInP子电池、隧穿结和AlGaAs子电池;具体的:GaInP子电池:窗口层采用Si 掺杂AlInP,Si 的掺杂浓度为1E18~1E19cm<sup>‑3</sup>;发射区采用Si掺杂GaInP,Si的掺杂浓度为5E17~5E18cm<sup>‑3</sup>;基区采用Zn掺杂的GaInP,Zn的掺杂浓度为1E17~5E17cm<sup>‑3</sup>;背场采用Zn掺杂的AlGaInP,Zn的掺杂浓度为1E18~1E19cm<sup>‑3</sup>,Al组分为15~20%;隧穿结:采用AlGaInP/AlGaAs异质结,其中AlGaInP采用C掺杂,掺杂浓度为3E19 ~6E19cm<sup>‑3</sup>,Al组分为20%;AlGaAs采用Si掺杂,掺杂浓度为1E19~5E19cm<sup>‑3</sup>,Al组分为25%;AlGaAs子电池:电池最表面为Zn重掺杂的p+型GaAs键合层,掺杂浓度为1E19~5E19cm<sup>‑3</sup>;窗口层采用Si 掺杂AlInP,Si 的掺杂浓度为1E18~1E19cm<sup>‑3</sup>;发射区采用Si掺杂GaInP,Si的掺杂浓度为5E17~5E18cm<sup>‑3</sup>;基区采用Zn掺杂AlGaAs,Zn的掺杂浓度为5E16~5E17cm<sup>‑3</sup>,其中Al组分为14%;背场采用Zn掺杂的AlGaInP,Zn的掺杂浓度为1E18~1E19cm<sup>‑3</sup>,Al组分为5~15%。 |
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450002 河南省郑州市金水区东风路5号 |