專利名稱：含有超晶格結(jié)構(gòu)的p-i-n型InGaN太陽(yáng)電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體光伏器件領(lǐng)域，涉及一種含有超晶格結(jié)構(gòu)的p-i-n型InGaN太陽(yáng)電池，可用于太陽(yáng)能光伏發(fā)電，開發(fā)利用新能源。
背景技術(shù)：
隨著全球范圍的能源危機(jī)和生態(tài)環(huán)境問題的日益惡化，太陽(yáng)能作為一種‘取之不盡、用之不竭’的清潔能源越來(lái)越受到人們的廣泛重視。最早1%4年，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室首先研制成功第一塊實(shí)用意義上的晶體硅Pn結(jié)型太陽(yáng)電池，并很快將其應(yīng)用于空間技術(shù)。1973 年，石油危機(jī)爆發(fā)，從此之后，人們普遍對(duì)于太陽(yáng)電池投入了愈來(lái)愈多的關(guān)注。一些發(fā)達(dá)國(guó)家制定了一系列鼓舞光伏發(fā)電的優(yōu)惠政策，幷實(shí)施龐大的光伏工程計(jì)劃，為太陽(yáng)電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造了良好的發(fā)展機(jī)遇和巨大的市場(chǎng)空間，太陽(yáng)電池產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了高速發(fā)展時(shí)期?，F(xiàn)在，在美國(guó)、德國(guó)這樣的發(fā)達(dá)國(guó)家，太陽(yáng)能光伏發(fā)電的地位已經(jīng)從原來(lái)的補(bǔ)充能源上升為重要的戰(zhàn)略替代能源，也是未來(lái)最適合人類應(yīng)用的可再生能源之一。2002年日本的Nanishi教授利用RF-MBE方法首次生長(zhǎng)出高質(zhì)量的InN晶體，特別是準(zhǔn)確測(cè)量出InN禁帶寬度為0. 7eV，而不是先前人們認(rèn)為的1. 9eV。這一新發(fā)現(xiàn)大大擴(kuò)展了 InGaN的應(yīng)用領(lǐng)域和優(yōu)勢(shì)，使得全世界范圍掀起了 InGaN研究的熱潮。InGaN是直接帶隙半導(dǎo)體材料，因h組分的改變，其禁帶寬度在從3. 4eV (GaN)
0.7eV(InN)連續(xù)可調(diào)，其對(duì)應(yīng)的吸收光譜波長(zhǎng)從紫外光365 nm可以一直延伸到近紅外光
1.7 μ m，幾乎完整地覆蓋了整個(gè)太陽(yáng)光譜，并且可以在同一設(shè)備中實(shí)現(xiàn)不同組分InGaN薄膜的工藝兼容性生長(zhǎng)，非常適合制備多層結(jié)構(gòu)的高效太陽(yáng)電池。2003年美國(guó)勞倫斯-伯克萊國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的mi等人首次提出將InGaN應(yīng)用到太陽(yáng)電池中。此后，InGaN太陽(yáng)電池研究始終備受關(guān)注。美國(guó)的喬治亞理工大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校、加州大學(xué)圣巴巴拉分校、明尼蘇達(dá)大學(xué)等，日本的福井大學(xué)、東京大學(xué)、慶應(yīng)大學(xué)等國(guó)際知名大學(xué)，以及國(guó)內(nèi)的廈門大學(xué)、南京大學(xué)和中科院半導(dǎo)體所等都在InGaN太陽(yáng)電池方面開展了大量的研究工作。近幾年來(lái)，許多研究機(jī)構(gòu)陸續(xù)報(bào)道了各種不同結(jié)構(gòu)和組分的電池實(shí)驗(yàn)，嘗試提高電池轉(zhuǎn)換效率。但由于其均不能滿足開路電壓和短路電流同時(shí)增大的要求，因而轉(zhuǎn)換效率都不能得到明顯的提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)已有技術(shù)的不足，提出了一種含有超晶格結(jié)構(gòu)的p-i-n型 InGaN太陽(yáng)電池，以提高電池的短路電流，從而提高電池的轉(zhuǎn)換效率。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的含有超晶格結(jié)構(gòu)的p-i-n型InGaN太陽(yáng)電池，包括襯底、AlN成核層和GaN緩沖層，其中，GaN緩沖層上依次設(shè)有n_GaN層、InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)和p-GaN層；在p-GaN層上引出Ni/Au歐姆接觸金屬電極，在n_GaN層上引出Al/Au歐姆接觸金屬電極，所述的hGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)中，InGaN層和GaN均為本征薄膜，載流子濃度均為 IX IOni-ZXlO1Vcm3, h 組分為 15 90%。
所述的n-GaN薄膜厚度為50 lOOnm，電子濃度為1 X IO18 6 X 1019/cm3。所述的hGaN/GaN超晶格的周期數(shù)為8 30，阱層InGaN的厚度8 16nm，壘層 GaN的厚度為3 8nm。所述的P-GaN歐姆接觸電極采用氧化銦錫ITO或Ni/Au合金材料。所述的P-GaN層歐姆接觸電極采用柵形電極，電極寬度為1 2μπι，電極間距為 3 5 μ m0所述的襯底為藍(lán)寶石或硅襯底。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的含有超晶格結(jié)構(gòu)的p-i-n型hGaN太陽(yáng)電池的制作方法，包括如下步驟(1)在藍(lán)寶石或硅襯底上，采用化學(xué)氣相沉積法MOCVD依次生長(zhǎng)10 SOnm厚的 AlN成核層和1 2 μ m厚的GaN緩沖層；(2)在GaN緩沖層上生長(zhǎng)50 IOOnm厚的n_GaN層；(3)在n-GaN層上生長(zhǎng)周期數(shù)為8 30的hGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)，每個(gè)周期包括阱層InGaN和壘層GaN，阱層InGaN的厚度為8 16nm，壘層GaN的厚度為3 8nm，其中阱層InGaN的生長(zhǎng)工藝是生長(zhǎng)溫度為600 800°C，TMh流量為10 lOOsccm， TMGa流量為50 300sccm，氨氣流量為2000 5000sccm，反應(yīng)室氣壓為150 250torr ；壘層GaN的生長(zhǎng)工藝是生長(zhǎng)溫度為800 1100°C，TMGa流量為100 300sccm， 氨氣流量為3000 5000sccm，反應(yīng)室氣壓為150 250torr ；(4)在InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)上生長(zhǎng)50 IOOnm厚的ρ-GaN層；(5)在p-GaN層上光刻并刻蝕出電池臺(tái)面，露出n_GaN層；(6)將步驟(5)刻蝕后的樣件置于1 7稀釋的HF酸溶液中超聲處理IOmin ；(7)將超聲處理后的樣件置于大氣中600°C溫度條件下退火5 IOmin ；(8)用電子束蒸發(fā)法在P-GaN層上制備出Ni/Au金屬電極，并在大氣中550°C條件下退火IOmin ；(9)在n-GaN層上制備出Al/Au金屬電極。所述的生長(zhǎng)n-GaN層的工藝條件是生長(zhǎng)溫度為800 1100°C ;TMGa流量為50 300sccm ；SiH4流量為20 200sccm ；氨氣流量為2000 5000sccm ；反應(yīng)室氣壓為150 250torro所述的生長(zhǎng)p-GaN層的工藝條件是生長(zhǎng)溫度為800 1100°C ;TMGa流量為50 300sccm ； (Cp) 2Mg流量為20 300sccm ；氨氣流量為2000 5000sccm ；反應(yīng)室氣壓為 150 250torro所述的刻蝕出電池臺(tái)面的面積為3 X 3mm2或5 X 5mm2或10 X 10mm2。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)由于采用hGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)作為光吸收層，阱層InGaN并不需要很厚，可以在 h組分較高時(shí)，避免因超過臨界厚度薄膜質(zhì)量變差對(duì)電池的影響；另外由于壘層很薄，相鄰阱之間的耦合很強(qiáng)，遂穿電流變大，使得電極對(duì)光生載流子的收集作用更強(qiáng)，這樣可以大大提高電池的短路電流，從而提高電池的轉(zhuǎn)換效率。


圖1是本發(fā)明太陽(yáng)電池的第一實(shí)例結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明制作太陽(yáng)電池的工藝流程圖。圖3是采用多量子阱和超晶格結(jié)構(gòu)的p-i-n型InGaN太陽(yáng)電池的性能對(duì)比。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1，本發(fā)明給出太陽(yáng)電池的以下三種實(shí)施例實(shí)施例一本發(fā)明的含有超晶格結(jié)構(gòu)的p-i-n型hGaN太陽(yáng)電池自下而上依次包括藍(lán)寶石襯底、AlN成核層ll、GaN緩沖層12、n_GaN層13、hfeiN/feiN超晶格14和ρ-GaN層15。其中 AlN成核層11為高溫生長(zhǎng)；GaN緩沖層12為非故意摻雜層；n_GaN13層厚度為50nm，電子濃度為1 X IO1Vcm3 ；InGaN/GaN超晶格14為8個(gè)周期，每個(gè)周期均由厚度8nm的阱層InGaNlS 和厚度3nm的壘層GaN19組成，InGaN和GaN均為本征薄膜，載流子濃度均為1 X 1016/cm3, 阱層InGaN中h組分為15%;p_GaN層15厚度為50nm，空穴濃度為lXK^/cm3。p_GaN層 15的表面分布著柵形Ni/Au歐姆電極16，每個(gè)電極的寬度為1 μ m,電極間距為3 μ m,n-GaN 層15表面的右側(cè)引出Al/Au歐姆電極17。實(shí)施例二 本發(fā)明的含有超晶格結(jié)構(gòu)的p-i-n型^iGaN太陽(yáng)電池自下而上依次包括硅襯底、 AlN成核層ll、GaN緩沖層12、n_GaN層13、InGaN/GaN超晶格14和p-GaN層15。其中AlN 成核層11為高溫生長(zhǎng)；GaN緩沖層12為非故意摻雜層；n-GaN13層厚度為50nm，電子濃度為IXlOnVcm3 ；InGaN/GaN超晶格14為14個(gè)周期，每個(gè)周期均由厚度14nm的阱層InGaN18 和厚度5nm的壘層GaN19組成，InGaN和GaN均為本征薄膜，載流子濃度均為6X 1016/cm3， 阱層InGaN中h組分為40%;p_GaN層15厚度為50nm，空穴濃度為lXK^/cm3。p_GaN層 15的表面分布著柵形ITO電極16，每個(gè)電極的寬度為1. 5μπι，電極間距為4 μ m，n-GaN層 15表面的右側(cè)引出Al/Au歐姆電極17。實(shí)施例三本發(fā)明的含有超晶格結(jié)構(gòu)的p-i-n型InGaN太陽(yáng)電池自下而上依次包括藍(lán)寶石襯底、AlN成核層11、GaN緩沖層12、n-GaN層13、InGaN/GaN超晶格14和p-GaN層15。 其中AlN成核層11為高溫生長(zhǎng)；GaN緩沖層12為非故意摻雜層；n-GaN13層厚度為50nm， 電子濃度為1 X IO1Vcm3 ；InGaN/GaN超晶格14為14個(gè)周期，每個(gè)周期均由厚度16nm的阱層InGaN18和厚度8nm的壘層GaN19組成，InGaN和GaN均為本征薄膜，載流子濃度均為 2 X IO1Vcm3,阱層InGaN中h組分為90 % ；p-GaN層15厚度為50nm，空穴濃度為1 X IO17/ cm3。p-GaN層15的表面分布著柵形Ni/Au歐姆電極16，每個(gè)電極的寬度為2 μ m，電極間距為5μ m，n-GaN層15表面的右側(cè)引出Al/Au歐姆電極17。參照?qǐng)D2，本發(fā)明給出制作太陽(yáng)電池方法的以下三種實(shí)施例實(shí)施例A:Al)用丙酮和乙醇溶液對(duì)藍(lán)寶石襯底進(jìn)行超聲清洗；A2)通入氮?dú)夂蜌錃饣旌蠚怏w，升溫至1000°C對(duì)襯底表面做氮化處理，如圖2 (a) 所示；A3)在氮化處理后的襯底上，采用MOCVD法生長(zhǎng)高溫AlN成核層，溫度為1050°C ；
5
A4)在AlN成核層上生長(zhǎng)GaN緩沖層，生長(zhǎng)溫度為950°C，如圖2 (b)所示；A5)在GaN緩沖層上生長(zhǎng)η-GaN層，其工藝條件是TMGa流量為300sccm，SiH4流量為20SCCm，氨氣流量為3000SCCm，生長(zhǎng)溫度850°C，反應(yīng)室氣壓為150torr，如圖2 (c)所示；A6)在n-GaN層上生長(zhǎng)hGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)，其中生長(zhǎng)阱層InGaN的工藝條件是TiOn流量為lOsccm，TMGa流量為300sccm，氨氣流量為2000sccm，生長(zhǎng)溫度為800°C， 反應(yīng)室氣壓為150torr ；生長(zhǎng)壘層GaN的工藝條件是=TMfei流量為lOOsccm，氨氣流量為 3000SCCm，生長(zhǎng)溫度為800°C，反應(yīng)室氣壓為150torr，如圖2 (d)所示；A7)在i4nGaN層上生長(zhǎng)p-GaN層，其工藝條件是TMfei流量為300sccm，(Cp)2Mg 流量為20sCCm，氨氣流量為3000sCCm，生長(zhǎng)溫度為1000°C，反應(yīng)室氣壓為150torr，如圖 2 (e)所示；A8)在P-GaN層上進(jìn)行光刻，再刻蝕出電池臺(tái)面，露出n-GaN層，臺(tái)面面積約 3X 3mm2，如圖 2(f)所示，；A9)對(duì)刻蝕后的樣品表面用1 7稀釋的HF溶液進(jìn)行超聲凈化處理，凈化處理時(shí)間 IOmin ；A10)對(duì)凈化處理后的樣品置于大氣中進(jìn)行退火處理，退火溫度為600°C，時(shí)間為 5 IOmin ；All)對(duì)退火處理后的樣品進(jìn)行二次光刻，再用電子束蒸發(fā)法在P-GaN層上沉積 Ni/Au歐姆電極，然后在550°C大氣中合金化處理lOmin，如圖2(g)所示；A12)最后在n-GaN上光刻沉積Al/Au歐姆電極，完成整個(gè)hGaN太陽(yáng)電池的制作， 如圖2(h)所示。實(shí)施例B Bi)用丙酮和乙醇溶液對(duì)硅襯底進(jìn)行超聲清洗；B2)通入氮?dú)夂蜌錃饣旌蠚怏w，升溫至1000°C對(duì)襯底表面做氮化處理，如圖2 (a) 所示；B3)在氮化處理后的襯底上，采用MOCVD法生長(zhǎng)高溫AlN成核層，溫度為1050°C ；B4)在AlN成核層上生長(zhǎng)GaN緩沖層，生長(zhǎng)溫度為950°C，如圖2(b)所示；B5)在GaN緩沖層上生長(zhǎng)η-GaN層，其工藝條件是TMGa流量為200sccm，SiH4流量為lOOsccm，氨氣流量為4000% 11，生長(zhǎng)溫度9501，反應(yīng)室氣壓為200切1^，如圖2((3)所示；B6)在n-GaN層上生長(zhǎng)hGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)，其中生長(zhǎng)阱層InGaN的工藝條件是TiOn流量為50sccm，TMGa流量為150sccm，氨氣流量為4000sccm，生長(zhǎng)溫度為700°C， 反應(yīng)室氣壓為200torr ；生長(zhǎng)壘層GaN的工藝條件是=TMfei流量為200sCCm，氨氣流量為 4000SCCm，生長(zhǎng)溫度為950°C，反應(yīng)室氣壓為200torr，如圖2 (d)所示；B7)在i4nGaN層上生長(zhǎng)p-GaN層，其工藝條件是TMfei流量為200sccm，(Cp) 2Mg 流量為150sCCm，氨氣流量為4000SCCm，生長(zhǎng)溫度為800°C，反應(yīng)室氣壓為200torr，如圖 2 (e)所示；B8)在p-GaN層上樣品進(jìn)行光刻，再刻蝕出電池臺(tái)面，露出n-GaN層，臺(tái)面面積約 5X 5mm2，如圖2(f)所示；
B9)對(duì)刻蝕后的樣品表面用1 7稀釋的HF溶液進(jìn)行超聲凈化處理，凈化處理時(shí)間 IOmin ；B10)對(duì)凈化處理后的樣品置于大氣中進(jìn)行退火處理，退火溫度為600°C，時(shí)間為 5 IOmin ；Bll)對(duì)退火處理后的樣品進(jìn)行二次光刻，再用磁控濺射法在P-GaN層上沉積ITO 歐姆電極，然后在550°C大氣中合金化處理lOmin，如圖2(g)所示；B12)最后在n-GaN上光刻沉積Al/Au歐姆電極，完成整個(gè)hGaN太陽(yáng)電池的制作， 如圖2(h)所示。實(shí)施例C Cl)用丙酮和乙醇溶液對(duì)藍(lán)寶石襯底進(jìn)行超聲清洗；C2)通入氮?dú)夂蜌錃饣旌蠚怏w，升溫至1000°C對(duì)襯底表面做氮化處理，如圖2 (a) 所示；C3)在氮化處理后的襯底上，采用MOCVD法生長(zhǎng)高溫AlN成核層，溫度為1050°C ；C4)在AlN成核層上生長(zhǎng)GaN緩沖層，生長(zhǎng)溫度為950°C，如圖2(b)所示；C5)在GaN緩沖層上生長(zhǎng)n_GaN層，其工藝條件是TMGa流量為50sccm，SiH4流量為200sccm，氨氣流量為5000sccm，生長(zhǎng)溫度1000°C，反應(yīng)室氣壓為250torr，如圖2 (c)所示；C6)在n-GaN層上生長(zhǎng)hGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)，其中生長(zhǎng)阱層InGaN的工藝條件是TiOn流量為lOOsccm，TMfei流量為50sccm，氨氣流量為5000sccm，生長(zhǎng)溫度為600°C， 反應(yīng)室氣壓為250torr ；生長(zhǎng)壘層GaN的工藝條件是=TMfei流量為300sCCm，氨氣流量為 5000SCCm，生長(zhǎng)溫度為1100°C，反應(yīng)室氣壓為250torr，如圖2 (d)所示；C7)在i4nGaN層上生長(zhǎng)ρ-GaN層，其工藝條件是TMGa流量為50sccm，(Cp) 2Mg 流量為200sCCm，氨氣流量為5000SCCm，生長(zhǎng)溫度為1000°C，反應(yīng)室氣壓為250torr，如圖 2 (e)所示；C8)在p-GaN層上樣品進(jìn)行光刻，再刻蝕出電池臺(tái)面，露出n-GaN層，臺(tái)面面積約 10X 10mm2，如圖 2(f)所示；C9)對(duì)刻蝕后的樣品表面用1 7稀釋的HF溶液進(jìn)行超聲凈化處理，凈化處理時(shí)間 IOmin ；ClO)對(duì)凈化處理后的樣品置于大氣中進(jìn)行退火處理，退火溫度為600°C，時(shí)間為 5 IOmin ；Cll)對(duì)退火處理后的樣品進(jìn)行二次光刻，再用電子束蒸發(fā)法在P-GaN層上沉積 Ni/Au歐姆電極，然后在550°C大氣中合金化處理lOmin，如圖2(g)所示；C12)最后在n-GaN上光刻沉積Al/Au歐姆電極，完成整個(gè)hGaN太陽(yáng)電池的制作， 如圖2(h)所示。本發(fā)明的效果可以通過下面的仿真結(jié)果進(jìn)一步說明。將多量子阱和超晶格結(jié)構(gòu)的p-i-n型hGaN太陽(yáng)電池進(jìn)行仿真性能的對(duì)比，結(jié)果如圖3所示，從圖3中可以看出，相比于多量子阱結(jié)構(gòu)，由于本發(fā)明的超晶格結(jié)構(gòu)的阱層 InGaN較厚，提高了有效光吸收；另外壘層GaN較薄，使得不同阱之間電子和空穴的遂穿能力提高，短路電流密度Jsc有了顯著提高，從而提高了電池的轉(zhuǎn)換效率η。
權(quán)利要求
1.一種含有超晶格結(jié)構(gòu)的p-i-n型^iGaN太陽(yáng)電池，包括襯底、AlN成核層(11)和 GaN緩沖層(12)，其特征在于，GaN緩沖層上依次設(shè)有n-GaN層(13)、hGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)(14)和p-GaN層(15)；在p_GaN層上引出Ni/Au歐姆接觸金屬電極(16)，在n-GaN層上引出Al/Au歐姆接觸金屬電極(17)。
2.如權(quán)利要求1所述的InGaN太陽(yáng)電池，其特征在于，所述的hGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)的周期數(shù)為8 30，阱層InGaN的厚度8 16nm，壘層feiN的厚度為3 8nm，InGaN層和 GaN均為本征薄膜，載流子濃度均為lXK^-ZXK^/cm3。
3.如權(quán)利要求1所述的InGaN太陽(yáng)電池，其特征在于，所述的p-GaN層厚度為50 IOOnm,空穴濃度為 1 X IO17 6 X IO1Vcm30
4.如權(quán)利要求1所述的InGaN太陽(yáng)電池，其特征在于，所述的n-GaN層厚度為50 IOOnm,電子濃度為 1 X IO18 6 X IO1Vcm30
5.如權(quán)利要求1所述的InGaN太陽(yáng)電池，其特征在于，所述的p-GaN層歐姆接觸電極 (16)采用柵形電極，極寬度為1 2 μ m，電極間距為3 5 μ m。
6.所述的p-GaN歐姆接觸電極采用Ni/Au合金或氧化銦錫ITO材料。
7.一種p-i-n夾層結(jié)構(gòu)InGaN太陽(yáng)電池的制作方法，包括如下步驟(1)在藍(lán)寶石或硅襯底上，采用化學(xué)氣相沉積法MOCVD依次生長(zhǎng)10 SOnm厚的AlN成核層和1 2 μ m厚的GaN緩沖層；(2)在GaN緩沖層上生長(zhǎng)50 IOOnm厚的n_GaN層；(3)在n-GaN層上生長(zhǎng)周期數(shù)為8 30的hGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)，每個(gè)周期包括阱層 InGaN和壘層GaN，阱層InGaN的厚度為8 16nm，壘層GaN的厚度為3 8nm，其中阱層InGaN的生長(zhǎng)工藝是生長(zhǎng)溫度為600 80(TC，T]\On流量為10 100sccm，TMGa 流量為50 300sccm，氨氣流量為2000 5000sccm，反應(yīng)室氣壓為150 250torr ；壘層GaN的生長(zhǎng)工藝是生長(zhǎng)溫度為800 1100°C，TMfei流量為100 300sCCm，氨氣流量為3000 5000sccm，反應(yīng)室氣壓為150 250torr ；(4)在hGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)上生長(zhǎng)50 IOOnm厚的p-GaN層；(5)在p-GaN層上光刻并刻蝕出電池臺(tái)面，露出n-GaN層；(6)將步驟(5)刻蝕后的樣件置于1 7稀釋的HF酸溶液中超聲處理IOmin ；(7)將超聲處理后的樣件置于大氣中600°C溫度條件下退火5 IOmin；(8)用電子束蒸發(fā)法在P-GaN層上制備出Ni/Au金屬電極，并在大氣中550°C條件下退火 IOmin ；(9)在n-GaN層上制備出Al/Au金屬電極。
8.如權(quán)利要求7所述的InGaN太陽(yáng)電池制作方法，其中生長(zhǎng)n-GaN層的工藝條件是 生長(zhǎng)溫度為850 1000°C ；TMGa流量為50 300sccm ；SiH4流量為20 200sccm ；氨氣流量為3000 5000sccm ；反應(yīng)室氣壓為150 250torr。
9.如權(quán)利要求7所述的InGaN太陽(yáng)電池制作方法，其中生長(zhǎng)p_GaN層的工藝條件是 生長(zhǎng)溫度為800 1000°C ；TMGa流量為50 300sccm ； (Cp)2Mg流量為20 200sccm ；氨氣流量為3000 5000sccm ；反應(yīng)室氣壓為150 250torr。
10.如權(quán)利要求7所述的InGaN太陽(yáng)電池制作方法，其中刻蝕出電池臺(tái)面的面積為 3X3mm2 或 5X5mm2 或 IOX 10mm2。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含有超晶格結(jié)構(gòu)的p-i-n型InGaN太陽(yáng)電池。主要解決現(xiàn)有多p-i-n型InGaN太陽(yáng)電池的轉(zhuǎn)換效率低的問題。該太陽(yáng)電池自下而上依次為襯底，高溫生長(zhǎng)的AlN成核層(11)，非故意摻雜的GaN緩沖層(12)，厚度為50～100nm、電子濃度為1×1018～6×1019/cm3的n-GaN層(13)，周期為8～30的InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)(14)，以及厚度為50～100nm、穴濃度為1×1017～6×1018/cm3的p-GaN層(15)；其中InGaN/GaN超晶格的阱層InGaN(18)厚度為8～16nm，In組分為15～90％，壘層GaN(19)的厚度為3～8nm，載流子濃度均為1×1016～2×1017/cm3；p-GaN層(15)的表面分布著柵形Ni/Au歐姆電極(16)，n-GaN層(15)表面的右側(cè)引出Al/Au歐姆電極(17)。本發(fā)明大大提高了電池的短路電流，具有更高的轉(zhuǎn)換效率，可用于太陽(yáng)能光伏發(fā)電。
文檔編號(hào)H01L31/0352GK102315291SQ20111030009
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者周小偉, 張進(jìn)成, 畢臻, 王沖, 郝躍, 馬曉華 申請(qǐng)人:西安電子科技大學(xué)