專利名稱：多結(jié)太陽電池隧道結(jié)的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無機材料技術(shù)領(lǐng)域的太陽電池領(lǐng)域，涉及一種多結(jié)太陽電池隧道結(jié)的 制備方法。
背景技術(shù)：
太陽能是一種潔凈、無污染、取之不盡用之不竭的自然能源，人類賴以生存的自然 資源幾乎全部轉(zhuǎn)換于太陽能，將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能是大規(guī)模利用太陽能的一項重要技 術(shù)基石出。當前，硅太陽電池的轉(zhuǎn)換效率要想再進一步提高已經(jīng)非常困難，而現(xiàn)有的太陽能 電池的轉(zhuǎn)換效率遠遠不能滿足諸多領(lǐng)域的應用，如何進一步提高太陽電池的轉(zhuǎn)換效率具有 重要的現(xiàn)實意義。針對太陽光譜，在不同的波段選取不同禁帶寬度的半導體材料做成多個太陽子電 池，最后將這些子電池串聯(lián)形成多層太陽電池，從而可以極大程度地提高太陽電池的轉(zhuǎn)換 效率。由于各個太陽子電池是通過隧道結(jié)連接在一起，因此，選取恰當?shù)膶嶒灧椒ㄖ苽湫阅?優(yōu)異的隧道結(jié)是制備高效太陽電池的關(guān)鍵技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種多結(jié)太陽電池隧道結(jié)的制備方法，通過該方法可以在一 層太陽子電池上再疊加制備另一層子電池，從而解決目前太陽電池轉(zhuǎn)換效率較低的技術(shù)難題。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種多結(jié)太陽電池隧道結(jié)的制備方法，所述隧道結(jié)結(jié)構(gòu) 為n+GaAs/V+GaAs/V+GaAs/p+GaAs四層結(jié)構(gòu)，底層為η型緩沖層、中間為GaAs隧道結(jié)、頂層 為P型緩沖層，該方法具有以下工藝步驟a、首先在襯底電池上MBE外延生長η型重摻雜GaAs過渡層即n+GaAs層；b、在n+GaAs層上MBE外延生長GaAs隧道結(jié)的η型重摻雜層即n++GaAs層；c、在GaAs隧道結(jié)n++GaAs層上MBE外延生長GaAs隧道結(jié)ρ型重摻雜層即p++GaAs 層；d、在p++GaAS層上MBE外延生長ρ型重摻雜GaAs過渡層即P+GaAs層；e、獲得隧道結(jié)。進一步優(yōu)選地，所述步驟a中使用MBE外延生長n+GaAs層是指MBE外延生長一層 η型摻雜濃度2 X IO18CnT3的GaAs層。進一步優(yōu)選地，所述步驟b中使用MBE外延生長GaAs隧道結(jié)的n++GaAS層是指 MBE外延生長一層η型摻雜濃度2 X IO19CnT3的GaAs層。進一步優(yōu)選地，所述步驟c中使用MBE外延生長GaAs隧道結(jié)的p++GaAS層是指 MBE外延生長生長一層ρ型摻雜濃度5 X IO19CnT3的GaAs層。進一步優(yōu)選地，所述步驟d中使用MBE外延生長p+GaAs層是指MBE外延生長一層P型摻雜濃度2 X IO18CnT3的GaAs層。MBE(分子束外延)是目前生長各種半導體薄膜的重要方法之一，生長過程中可以 通過精確控制各個蒸發(fā)源的蒸發(fā)溫度、蒸發(fā)時間等參數(shù)，并結(jié)合各種原位監(jiān)控手段，實現(xiàn)對 外延薄膜的厚度、成分的控制，實現(xiàn)亞單原子層精度的生長。MBE工藝主要具有以下優(yōu)點(1)生長速率低，一般情況下其生長速率為lym/h、l個單層/s，理論上可以在原 子尺度改變組分與摻雜。(2)生長溫度低，如生長GaAs時的襯底溫度約為550 650°C，這樣就可以忽略生 長層中的相互擴散作用。(3)可以通過掩模的方法對材料進行三維的控制生長。(4)由于生長工藝在超高真空中進行，因此可以在生長室中安裝各種分析設(shè)備，這 樣就可以在生長的整個前后過程對外延層進行在位測量和分析。(5)在現(xiàn)代MBE生長系統(tǒng)中，生長過程可以用計算機進行自動化控制。本發(fā)明的技術(shù)效果在于通過MBE外延技術(shù)生長太陽電池隧道結(jié)，通過MBE方式可 以精確控制材料的生長及各層的厚度，使各層精密結(jié)合，提高太陽電池轉(zhuǎn)換效率。說明書附1為本發(fā)明的太陽電池隧道結(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖標號說明1-襯底電池，2-n+GaAs 層，31_n++GaAs 層，32_p++GaAs 層，4-p+GaAs 層
具體實施例方式下面結(jié)合實施例進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。如

圖1所示為太陽電池隧道結(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖，n+GaAs/n++GaAs/p++GaAs/p+GaAs四 層結(jié)構(gòu)，1為襯底電池，2為η型重摻雜GaAs緩沖層-n+GaAs層、31為GaAs隧道結(jié)的η型 層-n++GaAS層，32為GaAs隧道結(jié)的ρ型層-p++GaAS層，4為ρ型重摻雜GaAs緩沖層-p+GaAs層。多結(jié)太陽電池隧道結(jié)的制備方法具體如下在襯底電池1上進行MBE外延生長，外延生長一層IOOnm厚η型摻雜濃度 2 X IO18CnT3 的 GaAs 層，形成 n+GaAs 層 2。在n+GaAs層2上進行MBE外延生長，外延生長一層20nm厚η型摻雜濃度 2 X IO1W的GaAs層，形成GaAs隧道結(jié)的η型重摻雜層-n++GaAS層31。在n++GaAs層31上進行MBE外延生長，生長一層20nm厚ρ型摻雜濃度5 X IO19CnT3 的GaAs層，形成GaAs隧道結(jié)的ρ型層-p++GaAS層32。在p++GaAS層32上進行MBE外延生長，生長一層20nm厚的ρ型摻雜濃度2 X IO18cnT3 的GaAs層，形成p+GaAs層4。通過MBE外延技術(shù)在襯底電池上外延生長隧道結(jié)，可以實現(xiàn)多層疊加電池的制 備，從而進一步提高太陽電池的效率。本領(lǐng)域技術(shù)人員應該認識到，上述的具體實施方式
只是示例性的，是為了更好的 使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解本專利，不能理解為是對本專利包括范圍的限制，只要是根據(jù)本專利所揭示精神的所作的任何等同變更或修飾，均落入本專利包括的范圍。
權(quán)利要求
一種多結(jié)太陽電池隧道結(jié)的制備方法，其特征在于所述隧道結(jié)結(jié)構(gòu)為n+GaAs/n++GaAs/p++GaAs/p+GaAs四層結(jié)構(gòu)，底層為n型緩沖層、中間為GaAs隧道結(jié)、頂層為p型緩沖層，該方法具有以下工藝步驟a、首先在襯底電池上MBE外延生長n型重摻雜GaAs過渡層即n+GaAs層；b、在n+GaAs層上MBE外延生長GaAs隧道結(jié)的n型重摻雜層即n++GaAs層；c、在GaAs隧道結(jié)n++GaAs層上MBE外延生長GaAs隧道結(jié)p型重摻雜層即p++GaAs層；d、在p++GaAs層上MBE外延生長p型重摻雜GaAs過渡層即p+GaAs層；e、獲得隧道結(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多結(jié)太陽電池隧道結(jié)的制備方法，其特征在于所述步驟a 中使用MBE外延生長n+GaAs層是指MBE外延生長一層η型摻雜濃度2 X IO18CnT3的GaAs層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多結(jié)太陽電池隧道結(jié)的制備方法，其特征在于所述步驟 b中使用MBE外延生長GaAs隧道結(jié)的n++GaAS層是指MBE外延生長一層η型摻雜濃度 2 X IO19CnT3 的 GaAs 層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多結(jié)太陽電池隧道結(jié)的制備方法，其特征在于所述步驟c 中使用MBE外延生長GaAs隧道結(jié)的p++GaAS層是指MBE外延生長生長一層ρ型摻雜濃度 5 X IO19CnT3 的 GaAs 層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多結(jié)太陽電池隧道結(jié)的制備方法，其特征在于所述步驟d 中使用MBE外延生長p+GaAs層是指MBE外延生長一層ρ型摻雜濃度2 X IO18CnT3的GaAs 層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多結(jié)太陽電池隧道結(jié)的制備方法，隧道結(jié)結(jié)構(gòu)為n+GaAs/n++GaAs/p++GaAs/p+GaAs四層結(jié)構(gòu)，底層為n型緩沖層、中間為GaAs隧道結(jié)、頂層p型緩沖層，該方法具有以下工藝步驟在襯底電池上外延生長n型GaAs過渡層；在過渡層上生長GaAs隧道結(jié)；在GaAs隧道結(jié)的p型面上外延生長p型GaAs過渡層；獲得太陽電池隧道結(jié)。
文檔編號H01L31/18GK101950773SQ20101024826
公開日2011年1月19日 申請日期2010年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月9日
發(fā)明者康麗霞, 張根發(fā), 蘇青峰, 賴建明 申請人:上海聯(lián)孚新能源科技有限公司