p-i-n结InGaN太阳电池制造方法

摘要

本发明公开了一种p-i-n结InGaN太阳电池制造方法，步骤为：清洗衬底；在衬底上生长GaN层；再生长全应变弛豫高In组分InGaN层；继续生长高In组分InGaN/GaN结构的InGaN超晶格层、高In组分n-InGaN层、高In组分i-InGaN层、高In组分p-InGaN层；升温生长p-GaN层；在p-GaN层刻蚀出电池台面；在p-GaN层上蒸镀栅形欧姆电极；在高In组分n-InGaN层台面上蒸镀欧姆电极。本发明的p-i-n结InGaN太阳电池结构是直接生长在全应变弛豫InGaN层与InGaN超晶格层上的，全应变弛豫InGaN层与InGaN超晶格层不会对p-i-n结InGaN太阳电池层产生失配应力，可以有效提高p-i-n结InGaN太阳电池材料的质量和电池转换效率；另外较高In组分的n-InGaN层与p-InGaN层将较低In组分的i-InGaN层夹在中间，晶格的失配在i-InGaN层中引入了拉应变，可进一步提高p-i-n结InGaN太阳电池的转换效率。

主权项

一种p‑i‑n结InGaN太阳电池制造方法，包括以下步骤：a清洗[0001]面蓝宝石衬底；b将[0001]面蓝宝石衬底在NH3气氛下表面氨化后，然后在550℃温度下生长一层厚度为20nm的GaN缓冲层，然后将衬底温度升至1050℃生长1.0μm厚的GaN层；c再将温度降到750℃生长800nm厚的全应变弛豫高In组分InyGa1‑yN层；d继续在温度750℃生长3～10层高In组分InyGa1‑yN/GaN结构的InyGa1‑yN超晶格层，每层InyGa1‑yN的厚度范围为1～5nm，GaN的厚度范围在1～5nm；e继续在温度750℃生长300～1000nm厚的高In组分n‑InyGa1‑yN层；f继续在温度750℃生长30～100nm厚的高In组分i‑InxGa1‑xN层；g继续在温度750℃生长50～150nm厚的高In组分p‑InyGa1‑yN层；h温度升至1050℃生长10～30nm厚的p‑GaN层；i在p‑GaN层上进行光刻，刻蚀出电池台面，露出n‑InGaN层，台面面积为[3～10]×[3～10]mm2，对刻蚀后的样品表面进行净化处理；j在高In组分n‑InyGa1‑yN层台面上蒸镀欧姆电极，电极尺寸为[0.3～1.0]×[0.3～1.0]mm2，厚度为100～300nm，蒸镀后退火；k在p‑GaN层上蒸镀栅形欧姆电极，电极为Ni/Au合金栅形电极，电极宽度为50～150nm，间距为500～1500nm，厚度为30～150nm，蒸镀后退火。