一种半导体p-i-n结太阳能电池外延片及其制备方法

摘要

本发明公开了一种基于InxGa1-xN纳米柱的半导体p-i-n结太阳能电池外延片，包括：一衬底，该衬底用于在其上进行InxGa1-xN材料外延生长；一InxGa1-xN材料模板，该InxGa1-xN材料模板外延生长在衬底上；一纳米柱阵列，该纳米柱阵列加工形成于InxGa1-xN材料模板上；一半导体太阳能电池p-i-n结构，该p-i-n结构外延生长在纳米柱阵列的侧壁、顶部及纳米柱之间的材料模板表面。本发明同时公开了一种基于InxGa1-xN纳米柱的半导体p-i-n结太阳能电池外延片的制备方法。利用本发明，可以极大地增加单位芯片上光电转换区的面积，降低半导体薄膜表面对太阳光的反射，提高光子收集率，减少光生载流子的复合，提高器件的工作效率。

主权项

一种基于InxGa1‑xN纳米柱的半导体p‑i‑n结太阳能电池外延片，其特征在于，包括：一衬底，该衬底用于在其上进行InxGa1‑xN材料外延生长；一InxGa1‑xN材料模板，该InxGa1‑xN材料模板外延生长在衬底上，为n型或本征材料，且0≤x≤1；一纳米柱阵列，该纳米柱阵列通过刻蚀InxGa1‑xN材料模板而形成；一半导体太阳能电池p‑i‑n结构，该p‑i‑n结构外延生长在纳米柱阵列的侧壁、顶部及纳米柱之间的材料模板表面，是由上至下将p型、i型和n型半导体材料层顺序层叠而成，n层为n型InxGa1‑xN材料，0＜x≤1，厚度为大于0且小于500nm；i层厚度为大于0且小于500nm，其为本征InyGa1‑yN材料，0＜y≤1，或者采用InXGa1‑XN/InYGa1‑YN多量子阱结构或超晶格结构，0＜X≤1，0≤Y≤1，X＜Y；p层为p型InzGa1‑zN材料，0＜z≤1，厚度为20～200nm。