[发明专利]一种正向晶格失配三结太阳电池

说明书

本发明公开了一种正向晶格失配三结太阳电池，属于太阳电池技术领域，其特征在于，自下而上依次包括锗衬底、Ga_0.5In_0.5P成核层、Ga_0.99In_0.01As缓冲层、第一隧道结、(AlGa)_1‑xIn_xAs/(AlGa)_1‑xIn_xAs DBR层、Ga_1‑xIn_xAs电池、(AlGa)_1‑yIn_yP电池和帽层；在所述Ga_1‑xIn_xAs电池和(AlGa)_1‑yIn_yP电池之间设置有第二隧道结和张应变晶格渐变缓冲层。通过采用上述技术方案，该正向晶格失配三结太阳电池具有光电转换效率高、并可作为完整的电池直接应用。

技术领域

本发明属于太阳电池技术领域，具体涉及一种正向晶格失配三结太阳电池。

背景技术

由于晶格匹配Ge基三结太阳电池的带隙组合离最优带隙组合偏差较远，对太阳光谱的利用不太合理，导致三结太阳电池中各子电池的短路电流很不匹配，限制了三结电池光电转换效率的提高。随着第一代晶格失配外延技术(压应变，Compressive strain)的进步，正向生长晶格失配三结太阳电池(UMM3J)技术开始流行。通过在Ge衬底上生长大晶格的AlGaInAs或GaInP渐变缓冲层，可以增加中间电池的In组份，降低中间电池的带隙，增加中间电池的短路电流，可以明显改善三结电池各子电池的电流匹配，从而提高三结太阳电池的光电转换效率。

虽然UMM3J电池已经取得了巨大的成功，但依然存在一些问题：随着中间电池In组份的增加，与中间电池带隙匹配的顶电池的带隙在降低，会挤压中间电池的电流分配，并降低三结电池的开路电压。目前的措施是顶电池掺Al，通过生长AlGaInP来提高顶电池的带隙，以此来保证中间电池有足够的电流分配。但是，中间电池In组份越大，顶电池AlGaInP需要的Al组份就会越大，较大的Al组份对AlGaInP的生长质量有很大影响，会导致三结太阳电池光电转换效率很难继续提高。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种正向晶格失配三结太阳电池，该正向晶格失配三结太阳电池具有光电转换效率高、并可作为完整的电池直接应用。

本发明的目的是提供一种正向晶格失配三结太阳电池，包括锗衬底(1)、位于锗衬底(1)上表面的Ga_0.5In_0.5P成核层(2)、位于Ga_0.5In_0.5P成核层(2)上表面的Ga_0.99In_0.01As缓冲层(3)、位于Ga_0.99In_0.01As缓冲层(3)上表面的第一隧道结(4)、位于第一隧道结(4)上表面的(AlGa)_1-xIn_xAs/(AlGa)_1-xIn_xAs DBR层(5)、位于(AlGa)_1-xIn_xAs/(AlGa)_1-xIn_xAs DBR层(5)上表面的Ga_1-xIn_xAs电池(6)、位于Ga_1-xIn_xAs电池(6)上方的(AlGa)_1-yIn_yP电池(9)、位于(AlGa)_1-yIn_yP电池(9)上表面的帽层(10)；在所述Ga_1-xIn_xAs电池(6)和(AlGa)_1-yIn_yP电池(9)之间设置有第二隧道结(7)和张应变晶格渐变缓冲层(8)。