[发明专利]一种抗辐照增强型空间GaInP/GaInAs/Ge电池外延片的制造方法

说明书

本发明公开了一种抗辐照增强型空间GaInP/GaInAs/Ge电池外延片的制造方法。为了提高GaInP/GaInAs/Ge太阳能电池的抗辐照能力，目前常采用技术主要是将顶电池GaInP的厚度减薄，使电池变成顶电池限流，使辐照后中电池电流的衰减不引起整个电流的变化；另外在中电池中增加分布式布拉格反射器(DBR)结构、减薄中电池GaInAs的厚度，使的中电池GaInAs抗辐照能力增强。本发明公开了一种抗辐照增强型空间GaInP/GaInAs/Ge电池外延片的制造方法，与常规空间GaInP/InGaAs/Ge电池结构相比，采用本发明技术方案的产品结构在常规GaInP/InGaAs/Ge电池中电池窗口层上沉积一定厚度、高掺杂的阻隔层材料AlGaAs，通过使中电池厚度增加，使得辐射通量更小的较高能量的质子停留在中电池基区，使得中电池的累积损伤更小，从而提高了电池的抗辐射能力。

技术领域

本发明涉及电池外延片制造方法技术领域，尤其是涉及一种抗辐照增强型空间GaInP/GaInAs/Ge电池外延片的制造方法。

背景技术

GaInP/GaInAs/Ge太阳能电池凭借其较高的光电转换效率和优良的抗辐照性能成为卫星最常用的动力来源。由于空间辐照环境十分复杂，卫星在空间飞行期间，高能粒子进入太阳能电池后会对电池造成损伤，包括移位和电离等损伤，其中移位损伤是电池辐照损伤的主因；高能粒子进入电池后将能量传递给晶格，使晶格产生位移，产生移位损伤，形成的晶格缺陷成为载流子的复合中心，导致少数载流子的扩散长度变短，使光子载流子的收集能力下降，从而影响电池的光电转化效率；造成太阳能电池移位损伤原因主要来自空间质子和电子。电子由于质量轻，速度快，射程远大于电池的厚度，能够穿透整个电池，而且照成的损伤是均匀分布的。相比电子，质子损伤对于电池的影响更大，主要影响电池性能的填充因子FF，低能质子的射程有可能小于电池的厚度，而且随着入射深度的增加，造成的损伤随之增加，当质子能量变低停留在材料中时，产生了一个较大的损伤峰值。

空间辐射带质子通量的能量范围在0.1MeV～400MeV左右，而且通量随着能量的增加而递减。0.1MeV质子在GaInP/GaInAs/Ge太阳能中入射深度为1μm左右，质子停留位置主要落在中电池中，所以空间粒子辐射对GaInP/GaInAs/Ge太阳能电池的影响主要是对中电池的影响。

为了提高GaInP/GaInAs/Ge太阳能电池的抗辐照能力，目前常采用的技术主要是将顶电池GaInP的厚度减薄，使电池变成顶电池限流，使辐照后中电池电流的衰减不引起整个电流的变化；另外在中电池中增加分布式布拉格反射器(DBR)结构、减薄中电池GaInAs的厚度，使的中电池GaInAs抗辐照能力增强。虽然上述结构能够提升GaInP/GaInAs/Ge太阳能电池的抗辐照能力，但提升有限，目前GaInP/GaInAs/Ge太阳能电池辐照效率的剩余因子大概在85％左右，电池抗辐照的提升还有很大空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗辐照增强型空间GaInP/GaInAs/Ge电池外延片的制造方法。

本发明提供如下技术方案：一种抗辐照增强型空间GaInP/GaInAs/Ge电池外延片的制造方法，在中电池窗口层上生长较厚的AlGaAs阻隔层；空间辐射带质子通量随着能量的增加而递减，通过增加较厚的AlGaAs层，使得更高能量的入射质子停留在中电池基区，更高能量的质子通量较小，所以对电池的累计位移损伤更小，从而提升电池的抗辐照性能。

具体制造方法步骤如下：