[发明专利]一种电压匹配的空间用多结太阳电池及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种电压匹配的空间用多结太阳电池及其制备方法和应用，属于半导体技术领域。本发明的电压匹配的空间用多结太阳电池，包括依次叠加的：底电池、中电池、栅线和顶电池；栅线连接有负极；顶电池和底电池上设有正极；底电池和中电池串联后与所述顶电池并联。本发明通过对空间用多结太阳电池的工作电路进行设计，可以使更多的材料能够满足电池的工作条件，有效扩充了太阳电池的材料库，为创造更高转化效率的电池结构提供了选择方案。

技术领域

本发明涉及半导体相关技术领域，尤其是涉及一种电压匹配的空间用多结太阳电池及其制备方法和应用。

背景技术

空间用太阳电池的制备不仅依赖于生长技术(例如：金属有机物化学气相外延沉积，分子数外延生长等)，而且受半导体材料自身一些物理特性的限制(例如晶格常数和禁带宽度等)。因此多结空间太阳电池的结构相对固定。从生长结构而言都是堆叠生长结构，即各子电池按照禁带宽度从大到小自上而下依次排列；从工作的电路结构来讲，都是串联结构，即子电池之间用隧道结连接形成串联电路，为了减少能量损失，该结构需要满足电流匹配。

串联的电路结构虽然利于生产，但一定程度上限制了空间电池各个子电池的晶格匹配程度和子电池吸收光谱范围。

综上所述，需要开发一种光谱吸收范围广的空间用多结太阳电池。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种电压匹配的空间用多结太阳电池，该空间用多结太阳电池的光谱吸收范围广。

本发明还提供了上述空间用多结太阳电池的制备方法。

本发明还提供了上述空间用多结太阳电池的应用。

根据本发明的第一方面提供了一种电压匹配的空间用多结太阳电池，

包括依次叠加的：

底电池、中电池、栅线和顶电池；

所述栅线连接有负极；

所述顶电池和底电池上设有正极；

所述底电池和中电池串联后与所述顶电池并联。

根据本发明空间用多结太阳电池技术方案中的一种技术方案，至少具备如下有益效果：

(1)本发明使用并联电路来构建空间用多结太阳电池，可使串联电路中不能匹配的材料满足电流电压匹配条件，空间用多结太阳电池的底电池和中电池为串联，底电池和中电池形成的串联电路和顶电池构成并联电路。具体的：

若电池采用并联的工作电路，将需要重新考虑电池的电流匹配和晶格匹配外，此外还需要考虑电压匹配。其中电流的匹配可通过厚度调整，也可通过减反膜的反射光波段调整，调整方法较为多样、简单。但是电压匹配的调整方法较难。

由此可知，一些在串联电路中不可能匹配的材料(主要是电压不匹配)，将有机会在并联电路(或者混连电路)中满足匹配条件(即满足电流电压匹配)。

进一步的可知，本发明通过修改空间用多结太阳电池的工作电路，可以使更多的材料能够满足电池的工作条件(满足电流电压匹配)，有效扩充了空间用多结太阳电池的材料库，为创造更高转化效率的电池结构提供了选择方案；也为了选择光谱吸收范围更广的子电池材料提供了思路。

(2)本发明为串联电路电池的表面栅线制备在电池内部提供了基础，如此可减低表面栅线对入射光的遮挡，能更加有效的利用光；

本发明中底电池、中电池、栅线和顶电池构成了发射区-栅线-发射区的结构；

传统技术中，栅线设置在太阳电池上表面，且不透光，因此会遮挡太阳电池接收的太阳光；本发明将栅线埋在中电池和顶之间，这样可以有效增加进入电池的光通量以增加电池的效率。