[发明专利]一种具有减反射膜的四结级联的光伏电池的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体光电技术领域，特别是涉及一种具有减反射膜的四结级联的光伏电池的制造方法。 

背景技术

光伏电池是把光能转换为电能的光电子器件，对光伏电池来说，单结的光伏电池只能覆盖及利用某一波长范围的阳光，为了充分利用太阳光不同波段的光子能量，提高光伏电池的光电转换效率，一般将多种不同带隙的半导体材料搭配，组成多结光伏电池。 

目前，在晶格匹配的GaInP/GaAs/Ge三结光伏电池中，在无聚光条件下光电转换效率最大能达到32％。该三结电池中Ge电池覆盖较宽的光谱，其短路电流最大可达到另外两结电池的2倍，由于受三结电池串联的制约，Ge电池对应的太阳光谱的能量没有被充分转换利用。GaInP/(In)GaAs/InGaAsN/Ge四结晶格匹配电池理论上可以获得很高的转化效率，但是受制于减小InGaAs N材料缺陷密度的生长难度，该四结电池对于材料生长具有很大的挑战。 

而且光伏电池进行光转换的过程中，反射的损失降低了光伏电池单位面积入射的光子数，导致光伏电池电流密度降低，从而影响电池的能量转换效率，为提高电池的光电转换效率，应减少电池表面光的反射损失，增加光的透射。 

发明内容：

为解决上述问题，本发明旨在提出一种具有减反射膜的四结级联光伏电池的制造方法，采用该方法制得的光伏电池可以达到良好的折射率匹配，提高其效率。 

本发明提出的具有减反射膜的四结级联光伏电池的制造方法依次包括如下步骤： 

A：在InP衬底（1）上表面利用MOCVD工艺依次生长ＧａＩｎＡ ｓ子电池（2）、应变补偿ＧａＡｓＰ／ＧａＩｎＡｓ超晶格子电池（3）以及ＧａＡｓ子电池（4）； 

B：利用MOCVD工艺在ＧａＡｓ子电池（4）生长第一减反射层（5），此后在真空镀膜机中将第二减反射层（6）蒸镀到第一减反射层（5）的表面上； 

C：利用MOCVD工艺在第二减反射层（6）上生长GaInP子电池（7）； 

D：利用MOCVD工艺在GaInP子电池（7）上依次生长第三减反射层（8）和第四减反射层（9），此后在真空镀膜机中，在第四减反射层（9）的表面上蒸镀第五减反射层（10）； 

E：在第五减反射层（10）的表面上，使用光刻胶覆盖住将要形成顶电极（11）的区域之外的区域之后，采用氢氟酸溶液刻蚀第四减反射层（9）和第五减反射层（10），直至露出第三减反射层（8）为止； 

F：采用溅射工艺在第三减反射层（8）的将要形成顶电极（11）的区域上溅射金属材料，从而形成所述顶电极（11）； 

G：在InP衬底（1）的整个下表面溅射金属材料，以形成底电极（12）。 

其中，第一减反射层（5）为AlGaInN薄膜，其折射率为3.2～3.4，厚度为30-40nm；第二减反射层（6）为ZnS薄膜，其折射率为2.1-2.3，厚度为50-70nm；第三减反射层（8）为AlGaInN薄膜，其折射率为3.2～3.4，厚度为30-40nm；第四减反射层（9）为Si₃N₄薄膜，其折射率为：2.1-2.4，其厚度为50-60nm；第五减反射层（10）为Ta₂O₅薄膜，其折射率为2.0～2.15，其厚度为80-100nm。 

附图说明：

图1为本发明提出的制造方法所制得的具有减反射膜的四结级联光伏电池。 

具体实施方式：

下面通过具体实施方式对本发明提出的制造方法进行详细说明。 

实施例1 

本发明提出的具有减反射膜的四结级联光伏电池的制造方法依次包括如下步骤： 

A：在InP衬底（1）上表面利用MOCVD工艺依次生长ＧａＩｎＡ ｓ子电池（2）、应变补偿ＧａＡｓＰ／ＧａＩｎＡｓ超晶格子电池（3）以及ＧａＡｓ子电池（4）； 

B：利用MOCVD工艺在ＧａＡｓ子电池（4）生长第一减反射层（5），此后在真空镀膜机中将第二减反射层（6）蒸镀到第一减反射层（5）的表面上； 

C：利用MOCVD工艺在第二减反射层（6）上生长GaInP子电池（7）； 

D：利用MOCVD工艺在GaInP子电池（7）上依次生长第三减反射层（8）和第四减反射层（9），此后在真空镀膜机中，在第四减反射层（9）的表面上蒸镀第五减反射层（10）；