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发明名称:一种含复合DBR的Ge基GaAs薄膜单结太阳能电池及其制备方法
申请号:CN201210218156.8
公开/公告号:CN103515462B
公开/公告日:20151209
法律状态:授权
有效性:有效
申请人:山东浪潮华光光电子股份有限公司
发明人:夏伟;于军;吴德华;苏来发;张新
地址:261061 山东省潍坊市高新区金马路9号
摘要:
[详细]本发明提供一种含复合DBR的Ge基GaAs薄膜单结太阳能电池及其制备方法,该太阳能电池的外延结构依次包括Ge衬底、GaAs缓冲层,AlGaAs/AlAs?DBR,AlInP/AlGaInP?DBR,AlGaAs背场层,GaAs?n-基层,GaAs发射层,AlGaAs窗口层,GaAs电极接触层;其中,AlGaAs/AlAs?DBR依次是可反射600nm、650nm、700nm三个波段光谱的反射层构成的复合结构,采用MOCVD法制得。本发明使用半导体GaAs薄膜材料生长代替常规的单晶硅、多晶硅太阳能电池,转换效率达25%,显著提高了GaAs薄膜单结太阳能电池转化效率。
首项权利要求:
[详细]一种含复合DBR的Ge基GaAs薄膜单结太阳能电池的制备方法,包括采用MOCVD法制备外延结构,包括以下步骤:(1)将Ge衬底放入反应室,在350-600℃的温度范围内生长一层0.3~1.5?μm厚的GaAs材料的缓冲层,载流子浓度为1E18?cm-3~6E19?cm-3;(2)在缓冲层上面于400~750℃的温度先生长复合结构AlGaAs/AlAs?DBR:首先生长反射600nm光谱的5-10对AlGaAs/AlAs?DBR,然后调整生长厚度生长反射650nm光谱的5~10对AlGaAs/AlAs?DBR,再调整生长厚度生长反射700nm光谱的5~10对AlGaAs/AlAs?DBR用来反射大部分的光子;所述复合结构AlGaAs/AlAs?DBR载流子浓度为1E18?cm-3~9E18?cm-3;复合结构中反射600nm、650nm、700nm三个波段光谱的反射层厚度分别是0.2~0.3μm、0.2~0.3μm、0.2~0.4μm;(3)在生长好的AlGaAs/AlAs?DBR上面再次生长2~5对AlInP/AlGaInP作为第二布拉格反射层,厚度0.2~0.4μm,用来反射低能态的光子,提高转化效率,载流子浓度为2E18?cm-3~1E19?cm-3;(4)在500-800℃的温度范围内,继续生长一层0.1~0.5μm厚的AlGaAs材料作为背场层,载流子浓度1E18?cm-3~4E19?cm-3;(5)继续在背场层上生长,在500-700℃范围内,生长一层n-基层,n-基层的材料是GaAs,厚度在2~5μm,其载流子浓度为1E17?cm-3~5E18?cm-3;(6)在550-800℃的温度条件下,继续生长一层发射层,发射层材料是GaAs,厚度在0.05~0.5μm,其载流子浓度为1E18?cm-3~8E19?cm-3;(7)在500-700℃的条件下,在发射层上面继续生长一层窗口层,窗口层材料为AlGaAs,厚度为20~100nm,载流子浓度为1E18?cm-3~2E19?cm-3;(8)最上面一层,在温度500-800℃范围内生长电极接触层,电极接触层材料为GaAs,厚度为0.2~1μm,载流子浓度8E18?cm-3~5E19?cm-3
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