一種含有雙背場結構的太陽電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含有雙背場結構的太陽電池，該太陽電池為雙背場結構；基區(qū)厚度為100~500nm，雙背場結構中每個背場的厚度分別為5~100nm。基區(qū)采用GaInP，雙背場結構中一個背場采用Al0.13GaInP，另一個背場采用Al0.25GaInP?；蛘呋鶇^(qū)采用Al0.13GaInP，雙背場結構中一個背場采用Al0.20GaInP，另一個背場采用采用Al0.25GaInP。本發(fā)明提供的含有雙背場結構的太陽電池，能解決寬帶隙太陽電池中的背場材料選擇問題，提升背場的鈍化效果，改善載流子的遷移率和有效壽命，為多結高效太陽電池的研制提高了保障。
【專利說明】—種含有雙背場結構的太陽電池
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽電池，具體地，涉及一種含有雙背場結構的太陽電池。
【背景技術】
[0002]太陽電池因其可將太陽能直接轉換為電能，是當前利用綠色能源的最有效方式之
一。II1-V族半導體太陽電池相較于傳統(tǒng)的硅太陽電池，其轉換效率高、抗輻照能力強、溫度特性好等優(yōu)點，被公認為是新一代高性能長壽命空間主電源，已在航天領域得到廣泛應用。隨著化合物半導體生長技術(如金屬有機化合物汽相外延——M0CVD)的不斷進步，II1-V族太陽電池的效率得到了很大提高，三結太陽電池效率已經超過34%。如何進一步提升II1-V族太陽電池的轉換效率成為當前研究熱點。背場的引入在太陽電池中主要有兩個作用:一是對電池的后表面形成良好的鈍化層，減小載流子的復合速率；二是在一定程度上增加電池的開路電壓，從而增大電池的轉換效率。傳統(tǒng)太陽電池一般選用一種材料作為背場，或者對同一材料進行兩個濃度水平的摻雜。隨著高效II1-V族太陽電池的發(fā)展，多結太陽電池的效率已經超過34%，進一步提高電池的轉換效率變得越來越困難。
[0003]傳統(tǒng)的太陽電池一般選用一種材料來作為背場，以此來對電池后表面進行鈍化，減小載流子在后表面的復合速率，并且背場的引入可以在后表面形成少數載流子的阻擋層，增加了有效少數載流子數量，提高了短路電流密度，從而提高了開路電壓。圖1為傳統(tǒng)太陽電池中基區(qū)與背場的能帶圖。隨著太陽電池所用半導體材料帶隙的提高，選擇符合條件的材料作為背場變得越來越困難。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種太陽電池，在太陽電池中采用材料來構造新型雙背場結構，降低載流子在背表面處的復合速度，同時也可以在一定程度上增大電池的開路電壓。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種含有雙背場結構的太陽電池，其中，該太陽電池為雙背場結構；基區(qū)厚度為10(T500nm，雙背場結構中每個背場的厚度分別為5?lOOnm。
[0006]上述的含有雙背場結構的太陽電池，其中，所述的基區(qū)采用GalnP，所述的雙背場結構，其中一個背場米用Ala 13GaInP，另一個背場米用Ala25GaInP。
[0007]上述的含有雙背場結構的太陽電池，其中，所述的基區(qū)采用Alai3GaInP,所述的雙背場結構，其中一個背場米用Ala2tlGaInP,另一個背場米用米用Ala25GaInP。
[0008]本發(fā)明提供的含有雙背場結構的太陽電池具有以下優(yōu)點:
(I)可以更有效的反射少數載流子，提高短路電流密度；(2)雙背場結構可以在能帶中形成一個輔助電場，提高載流子的遷移率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為傳統(tǒng)太陽電池中的基區(qū)與背場能帶圖。[0010]圖2為本發(fā)明的含有雙背場結構的太陽電池的基區(qū)與雙背場能帶示意圖。
[0011]圖3為本發(fā)明的含有雙背場結構的太陽電池的優(yōu)選實施例結構示意圖。
【具體實施方式】
[0012]以下結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步地說明。
[0013]本發(fā)明提供的含有雙背場結構的太陽電池，該太陽電池為雙背場結構；基區(qū)厚度為10(T500nm，雙背場結構中每個背場的厚度分別為5?100nm?；鶇^(qū)與雙背場能帶示意圖參見圖2。
[0014]基區(qū)采用GaInP(鎵銦磷)，雙背場結構，其中一個背場采用Al。.13GaInP(招鎵銦磷)，另一個背場米用AlQ.25GaInP。
[0015]或者基區(qū)米用Alai3GaInP,雙背場結構,其中一個背場米用Ala2tlGaInP,另一個背場采用采用AlQ.25GaInP。
[0016]實施例1
如圖3所示，以單結太陽電池為例，首先在GaAs (砷化鎵)襯底上外延生長GaAs緩沖層 I，接著依次生長 Ala20GaInP 背場 2，Ala25GaInP 背場 3，Al0.13GaInP 有源層 4，Al0.13GaInP發(fā)射區(qū)5，Α1ΙηΡ (鋁銦磷)窗口層6，GaAs帽子層7。基區(qū)厚度為200nm，雙背場結構中兩個背場的厚度分別為IOnm和50nm。該結構采用低壓金屬有機物化學氣相沉積(LP-MOCVD)設備生長。
[0017]實施例2
以單結太陽電池為例，首先在GaAs襯底上外延生長GaAs緩沖層1，接著依次生長Al013GaInP 背場 2，Al0 25GaInP 背場 3，GaInP 有源層 4，GaInP 發(fā)射區(qū) 5，AlInP 窗口層 6，GaAs帽子層7?；鶇^(qū)厚度為400nm，雙背場結構中兩個背場的厚度分別為80nm和40nm。該結構采用低壓金屬有機物化學氣相沉積設備生長。
[0018]本發(fā)明提供的含有雙背場結構的太陽電池，在太陽電池中采用新型雙背場結構，以優(yōu)化電池后表面的鈍化效果，并且提高電池的開路電壓。利用兩種背場材料帶隙的差異增強背場的鈍化作用，并形成增強載流子輸運的飄移電場，以達到減小載流子復合速率、增大開路電壓的目的。采用該結構能解決寬帶隙太陽電池中的背場材料選擇問題，提升背場的鈍化效果，改善載流子的遷移率和有效壽命，為多結高效太陽電池的研制提高了保障。
[0019]盡管本發(fā)明的內容已經通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發(fā)明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應由所附的權利要求來限定。
【權利要求】
1.一種含有雙背場結構的太陽電池，其特征在于，該太陽電池為雙背場結構；基區(qū)厚度為10(T500nm，雙背場結構中每個背場的厚度分別為5?100nm。
2.如權利要求1所述的含有雙背場結構的太陽電池，其特征在于，所述的基區(qū)采用GaInP,所述的雙背場結構,其中一個背場米用Ala 13GaInP,另一個背場米用Ala25GaInP15
3.如權利要求1所述的含有雙背場結構的太陽電池，其特征在于，所述的基區(qū)采用Alai3GaInP,所述的雙背場結構，其中一個背場米用Ala2tlGaInP,另一個背場米用米用Ala25GaInP0
【文檔編號】H01L31/0224GK103579388SQ201310614542
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月28日 優(yōu)先權日:2013年11月28日
【發(fā)明者】陸宏波, 李欣益, 張瑋, 周大勇, 孫利杰, 陳開建 申請人:上?？臻g電源研究所