本實用新型涉及一種藍寶石襯底單結(jié)太陽能電池結(jié)構(gòu)，屬于光電子技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

太陽能電池是一種利用光生伏特效應(yīng)把光能轉(zhuǎn)換成電能的器件，又叫光伏器件，主要有單晶硅電池和單晶砷化鎵電池等。太陽電池最初為空間航天器使用，空間航天器用單晶硅太陽電池的基本材料為純度達0.999999、電阻率在10歐·厘米以上的P型單晶硅，包括p-n結(jié)、電極和減反射膜等部分，受光照面加透光蓋片保護，防止電池受外層空間范愛倫帶內(nèi)高能電子和質(zhì)子的輻射損傷。單體電池尺寸從2×2厘米至5.9×5.9厘米，輸出功率為數(shù)十至數(shù)百毫瓦，它的理論光電轉(zhuǎn)換效率為20％以上，實際已達到15％以上。為了提高單體太陽電池的性能，可以采取淺結(jié)、密柵、背電場、背反射、絨面和多層膜等措施。增大單體電池面積有利于減少太陽電池陣的焊接點，提高可靠性。

太陽電池發(fā)展歷史可以追溯到1839年，當(dāng)時的法國物理學(xué)家Alexander-Edmond Becquerel發(fā)現(xiàn)了光生伏打效應(yīng)(Photovoltaic effect)。直到1883年，第一個硒制太陽電池才由美國科學(xué)家Charles Fritts所制造出來。在1930年代，硒制電池及氧化銅電池已經(jīng)被應(yīng)用在一些對光線敏感的儀器上，例如光度計及照相機的曝光針上。而現(xiàn)代化的硅制太陽電池則直到1946年由一個半導(dǎo)體研究學(xué)者Russell Ohl開發(fā)出來。接著在1954年，科學(xué)家將硅制太陽電池的轉(zhuǎn)化效率提高到4％左右，次年達到11％。隨后，太陽電池應(yīng)用于人造衛(wèi)星。1973年能源危機之后，人類開始將太陽電池轉(zhuǎn)向民用。最早應(yīng)用于計算器和手表等。1974年，Haynos等人，利用硅的各向異性(anisotropic)的刻蝕(etching)特性，在單晶硅太陽電池表面刻蝕出具有許多金字塔結(jié)構(gòu)的絨面。金字塔絨面結(jié)構(gòu)能有效降低太陽光在電池表面反射損失，使得當(dāng)時的太陽電池轉(zhuǎn)換效率達到17％。

其原理是當(dāng)P型和N型半導(dǎo)體結(jié)合在一起時，在兩種半導(dǎo)體的交界面區(qū)域里會形成一個特殊的薄層，界面的P型一側(cè)帶負電，N型一側(cè)帶正電。這是由于P型半導(dǎo)體多空穴，N型半導(dǎo)體多自由電子，出現(xiàn)了濃度差。N區(qū)的電子會擴散到P區(qū)，P區(qū)的空穴會擴散到N區(qū)，一旦擴散就形成了一個由N指向P的“內(nèi)電場”，從而阻止擴散進行。達到平衡后，就形成了這樣一個特殊的薄層形成電勢差，這就是PN結(jié)。

當(dāng)晶片受光后，PN結(jié)中，N型半導(dǎo)體的空穴往P區(qū)移動，而P區(qū)中的電子往N區(qū)移動，從而形成從N區(qū)到P區(qū)的電流。然后在PN結(jié)中形成電勢差，這就形成了電源。如圖1所示。由于半導(dǎo)體不是電的良導(dǎo)體，電子在通過PN結(jié)后如果在半導(dǎo)體中流動，電阻非常大，損耗也就非常大。但如果在上層全部涂上金屬，陽光就不能通過，電流就不能產(chǎn)生，因此一般用金屬網(wǎng)格覆蓋PN結(jié)，以增加入射光的面積。

1976年以后，如何降低太陽電池成本成為業(yè)內(nèi)關(guān)心的重點。1990年以后，電池成本降低使得太陽電池進入民間發(fā)電領(lǐng)域，太陽電池開始應(yīng)用于并網(wǎng)發(fā)電。

分類太陽電池是光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心。從產(chǎn)生技術(shù)的成熟度來區(qū)分，太陽電池可分為以下幾個階段：

第一代太陽電池：晶體硅電池；

第二代太陽電池：各種薄膜電池。包括非晶硅薄膜電池(a-Si)、碲化鎘太陽電池(CdTe)、銅銦鎵硒太陽電池(CIGS)、砷化鎵太陽電池、納米二氧化鈦染料敏化太陽電池等；

第三代太陽電池：各種超疊層太陽電池、熱光伏電池(TPV)、量子阱及量子點超晶格太陽電池、中間帶太陽電池、上轉(zhuǎn)換太陽電池、下轉(zhuǎn)換太陽電池、熱載流子太陽電池、碰撞離化太陽電池等新概念太陽電池。

按電池結(jié)構(gòu)劃分，太陽電池可分為晶體硅太陽電池和薄膜太陽電池。

按照使用的基本材料不同，太陽電池可分為硅太陽電池、化合物太陽電池、染料敏化電池和有機薄膜電池幾種。

典型的III-Ⅴ族化合物太陽電池為砷化鎵(GaAs)電池，轉(zhuǎn)換率達到30％以上，這是因為III-Ⅴ族是具有直接能隙的半導(dǎo)體材料，僅僅2um厚度，就可在AM1的輻射條件下吸光97％左右。在單晶硅基板上，以化學(xué)氣相沉積法成長GaAs薄膜所制成的薄膜太陽電池，因效率較高，應(yīng)用在太空。而新一代的GaAs多接面太陽電池，因可吸收光譜范圍高，所以轉(zhuǎn)換效率可達到39％以上，是目前轉(zhuǎn)換效率了最高的太陽電池種類。而且性能穩(wěn)定，壽命也相當(dāng)長。不過這種電池價格昂貴，平均每瓦價格可高出多晶硅太陽電池數(shù)十倍以上，因此不是民用主流。

單晶砷化鎵太陽電池的理論光電轉(zhuǎn)換效率為24％，實際達到17％。它能在高溫、高光強下工作，耐輻射損傷能力高于硅太陽電池。級聯(lián)p-n結(jié)太陽電池是在一塊襯底上疊加多個不同帶隙材料的p-n結(jié)，帶隙大的頂結(jié)靠光照面，吸收短波光，往下帶隙依次減小，吸收的光波波長逐漸增長，這種電池可以充分利用日光，光電轉(zhuǎn)換效率大大提高。

因為具有直接能隙及高吸光系數(shù)，而且耐反射損傷性佳且對溫度變化不敏感，所以適合應(yīng)用在熱光伏特系統(tǒng)(thermophotovolaics TRV)、聚光系統(tǒng)(concentrator system)及太空等三個主要領(lǐng)域。

從2007年8月開始，砷化鎵電池從衛(wèi)星上的使用轉(zhuǎn)變?yōu)榫酃獾奶柲馨l(fā)電站的規(guī)模應(yīng)用。砷化鎵高效聚光電池在國外正在被證明是低成本規(guī)模建造太陽能電站的有效途徑。

藍寶石襯底生長技術(shù)成熟，器件質(zhì)量較好，穩(wěn)定性好，能夠運用在高溫生長過程中；機械強度高是透明的，對可見光具有不吸收性，比利用GaAs襯底外延生長的太陽能電池具有更高的提取效率，并且可以避免更換吸光襯底的復(fù)雜工藝和環(huán)境污染問題，具有明顯的性能優(yōu)勢和環(huán)保優(yōu)勢。但是，藍寶石襯底上生長GaAs太陽能電池的最大難點是二者晶格類型不同，晶格常數(shù)差別大，熱膨脹系數(shù)也有很大不同，因此業(yè)內(nèi)比較少使用藍寶石襯底生長GaAs太陽能電池。

中國專利文獻CN101859814A公開了在藍寶石襯底上生長InGaP/GaAs/Ge三結(jié)太陽能電池的方法，首先在藍寶石襯底上生長組分漸變的GeSi應(yīng)力過渡層，然后再生長Ge弛豫層，接著生長GaAs子電池和GaInP頂電池。此專利主要是提供了一種基于藍寶石襯底進行生長Ge材料過渡到GaAs電池層的方法。但是，該專利中存在以下缺陷：(1)增加了生產(chǎn)、制造成本，增加了產(chǎn)品的不穩(wěn)定性；(2)光電轉(zhuǎn)換效率不高。

中國專利文獻CN102569655A公開了一種氮面氮化鎵絨面太陽能電池及其制作方法，其自下而上包括：藍寶石襯底(1)、AlN緩沖層(2)、外延層(3)、陰極(4)、有機聚合物層(5)和陽極(6)。其中，AlN緩沖層(2)采用MOCVD生長，厚度為150-200nm；外延層(3)為采用MOCVD生長的厚度為2-3μm、電子濃度為1.0×1017cm-3-2.0×1018cm-3的氮面n-GaN，且與有機聚合物(5)的接觸面為布滿凹陷的絨面，凹陷密度為1.0×107cm-2-4.0×108cm-2，深度為450nm-1.5μm；陰極(4)是在氮面n-GaN層上淀積Ti和Al形成；有機聚合物(5)由在氮面n-GaN表面旋涂而成，其厚度為50-80nm；陽極(6)是在機聚合物(5)上淀積Au形成。但是，該專利中存在以下缺陷：太陽能電池轉(zhuǎn)化效率不，制造成本高。

綜上，現(xiàn)有的單晶、多晶硅、有機物太陽能電池轉(zhuǎn)化效率不高，使用Ge襯底生長GaAs單結(jié)太陽能電池，Ge襯底自身價格較高且為資源不如藍寶石襯底豐富，因此，生產(chǎn)制造成本大大提高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供了一種藍寶石襯底單結(jié)太陽能電池結(jié)構(gòu)；

本實用新型利用MOCVD技術(shù)通過溫度等手段直接在藍寶石襯底上生長GaAs材料，通過熱處理以及高低溫GaP過渡層解決藍寶石襯底與GaAs單結(jié)太陽能電池的禁帶和熱膨脹系數(shù)問題，為實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)民用鋪平了道路。

術(shù)語解釋

1、MOCVD：金屬有機化學(xué)氣相沉積技術(shù)，MOCVD設(shè)備是半導(dǎo)體化合物生長的常用設(shè)備，廣泛用于半導(dǎo)體電子器件制造行業(yè)。

2、摻雜濃度：單位1E19個原子/cm³就是指每單位立方厘米中有1*10¹⁹個原子。

3、AMO：AM為大氣質(zhì)量，AMO即大氣質(zhì)量為0，代表空間應(yīng)用環(huán)境。

4、AM1：表示陽光垂直穿透大氣，即0°入射。

5、AM1.5：表示陽光以45°入射。

本實用新型的技術(shù)方案為：

一種藍寶石襯底單結(jié)太陽能電池結(jié)構(gòu)，包括依次從下到上設(shè)置的藍寶石襯底、低溫GaP緩沖層、高溫GaP緩沖層、GaP歐姆接觸層、GaAsP過渡層、GaAs緩沖層、AlGaAs背場層、GaAs基層、GaAs發(fā)射層、AlGaAs窗口層、GaAs電極接觸層，所述低溫GaP緩沖層的厚度為15-50nm，摻雜濃度為1E19-6E19個原子/cm³；所述高溫GaP緩沖層的厚度為0.3-1μm，摻雜濃度為1E19-5E19個原子/cm³；所述GaP歐姆接觸層的厚度為2-5μm，摻雜濃度為1E19-5E19個原子/cm³；所述GaAsP過渡層的厚度為0.5-1μm，摻雜濃度為1E19-5E19個原子/cm³；所述GaAs緩沖層的厚度為0.5-1μm，摻雜濃度為1E17-5E18個原子/cm³。

低溫GaP緩沖層、高溫GaP緩沖層用于和藍寶石襯底實現(xiàn)完美的晶格匹配，避免藍寶石襯底表面與新生長材料帶來的缺陷與位錯，并為下一步生長提供了新鮮的界面；GaAsP過渡層與GaAs緩沖層的實現(xiàn)GaP材料轉(zhuǎn)GaAs材料的過渡；AlGaAs背場層因為其禁帶寬度比較高，能降低背面的電子復(fù)合，起到阻止電子流失的作用；GaAs基層為電子聚集提供了場所；GaAs發(fā)射層為空穴聚集提供了場所；AlGaAs窗口層，因為其禁帶寬度最高，所以能起到鈍化表面，降低非輻射復(fù)合，為空穴能在GaAs發(fā)射層聚集起到阻止作用；位于最上層的GaAs電極接觸層，起到接通電極的作用。

本實用新型采用藍寶石襯底，在成本上比Ge襯底和GaAs襯底更有優(yōu)勢，并且，本實用新型還解決了藍寶石襯底與GaAs材料之間晶格失配以及熱膨脹系數(shù)問題。

根據(jù)本實用新型優(yōu)選的，所述低溫GaP緩沖層的厚度為16-45nm，摻雜濃度為2E19-5E19個原子/cm³；所述高溫GaP緩沖層的厚度為0.35-0.9μm，摻雜濃度為2E19-5E19個原子/cm³；所述GaP歐姆接觸層的厚度為2.5-4.5μm，摻雜濃度為2E19-5E19個原子/cm³；所述GaAsP過渡層的厚度為0.6-0.9μm，摻雜濃度為2E19-5E19個原子/cm³；所述GaAs緩沖層的厚度為0.6-0.9μm，摻雜濃度為2E17-4E18個原子/cm³；

進一步優(yōu)選的，所述低溫GaP緩沖層的厚度為25nm，摻雜濃度為4E19個原子/cm³；所述高溫GaP緩沖層的厚度為0.5μm，摻雜濃度為4E19個原子/cm³；所述GaP歐姆接觸層的厚度為3.2μm，摻雜濃度為4E19個原子/cm³；所述GaAsP過渡層的厚度為0.52μm，摻雜濃度為4E19個原子/cm³；所述GaAs緩沖層的厚度為0.65μm，摻雜濃度為6E17個原子/cm³。

AlGaAs背場層采用Al_XGa_1-XAs材料，X的取值范圍為0-0.5；進一步優(yōu)選的，X的取值范圍為0.2-0.49；特別優(yōu)選的，X＝0.41。

AlGaAs窗口層采用Al_YGa_1-YAs材料，Y的取值范圍為0.5-1；進一步優(yōu)選的，Y的取值范圍為0.51-0.9；特別優(yōu)選的，Y＝0.62。

通過調(diào)整Al_XGa_1-XAs材料和Al_YGa_1-YAs材料中各自Al的組分，實現(xiàn)對太陽光高低能態(tài)光子的吸收，極大地提高了太陽能光電轉(zhuǎn)換效率，比普通的太陽能電池效率提高20％以上。

根據(jù)本實用新型優(yōu)選的，所述AlGaAs背場層的厚度為0.1-0.5μm，摻雜濃度為1E17-5E18個原子/cm³；所述GaAs基層厚度為2-5um，摻雜濃度為1E17-5E18個原子/cm³；所述GaAs發(fā)射層厚度為0.5-1um，摻雜濃度為1E18-5E19個原子/cm³；所述AlGaAs窗口層厚度為0.03-0.1um，摻雜濃度為1E18-5E19個原子/cm³；所述GaAs電極接觸層厚度為0.2-1um，摻雜濃度為1E18-1E20個原子/cm³；

進一步優(yōu)選的，所述AlGaAs背場層厚度為0.15-0.45μm，摻雜濃度為2E17-4E18個原子/cm³；所述GaAs基層的厚度為3-5um，摻雜濃度為2E17-4E18個原子/cm³；所述GaAs發(fā)射層的厚度為0.51-0.9um，摻雜濃度為2E18-9E19個原子/cm³；所述AlGaAs窗口層的厚度為0.04-0.9um，摻雜濃度為3E18-1E20個原子/cm³；所述GaAs電極接觸層的厚度為0.2-0.9um，摻雜濃度為2E18-1E20個原子/cm³；

特別優(yōu)選的，所述AlGaAs背場層厚度為0.27um，摻雜濃度為7E17個原子/cm³；所述GaAs基層的厚度為3.2um，摻雜濃度為7E17個原子/cm³；所述GaAs發(fā)射層的厚度為0.6um，摻雜濃度為5E19個原子/cm³；所述AlGaAs窗口層的厚度為0.15um，摻雜濃度為5E19個原子/cm³；所述GaAs電極接觸層的厚度為0.5um，摻雜濃度為1E20個原子/cm³。

根據(jù)本實用新型，一種藍寶石襯底單結(jié)太陽能電池結(jié)構(gòu)的制備方法，包括采用MOCVD方法在藍寶石襯底上生長外延層，具體步驟包括：

(1)在600-900℃溫度下，通入H₂，對所述藍寶石襯底進行熱處理；

(2)降溫至400-600℃，通入TMGa和PH₃，在所述藍寶石襯底上生長所述低溫GaP緩沖層；

(3)升溫至650-750℃，在所述低溫GaP緩沖層上生長所述高溫GaP緩沖層；

(4)在所述高溫GaP緩沖層生長所述GaP歐姆接觸層；

(5)在所述GaP歐姆接觸層上生長所述GaAsP過渡層；

(6)停止通入PH₃，在所述GaAsP過渡層上生長所述GaAs緩沖層；

(7)通入TMAl，在所述GaAs緩沖層上生長所述AlGaAs背場層；

(8)降溫至550-700℃，在所述AlGaAs背場層上生長所述GaAs基層；

(9)保持溫度550-750℃，在所述GaAs基層上生長所述GaAs發(fā)射層；

(10)保持溫度550-750℃，在所述GaAs發(fā)射層上生長所述AlGaAs窗口層；

(11)降溫至500-600℃，在所述AlGaAs窗口層上生長所述GaAs電極接觸層。

通過對藍寶石襯底600-900℃高溫?zé)崽幚?，并且?00-600℃生長低溫GaP緩沖層，在650-750℃生長高溫GaP緩沖層，在高溫GaP緩沖層生長所述GaP歐姆接觸層，在所述GaP歐姆接觸層上生長所述GaAsP過渡層；解決了藍寶石襯底與GaAs材料的晶格匹配問題，通過高低溫切換實現(xiàn)了GaAs材料在藍寶石襯底上進行生長的可能性，為繼續(xù)生長新材料提供新鮮界面，為藍寶石襯底生長GaAs太陽能電池提供了更為廣泛和高效的方法和途徑。

所述藍寶石襯底單結(jié)太陽能電池結(jié)構(gòu)的制備中，MOCVD設(shè)備的壓力為50-200mbar。

所述步驟(5)中，在所述GaP歐姆接觸層上生長所述GaAsP過渡層，具體是指：通入AsH₃，逐步控制PH3的流量至0，并相應(yīng)提升AsH3流量由0至設(shè)定值，在所述GaP歐姆接觸層上生長所述GaAsP過渡層。

所述H₂的流量為25000－40000sccm；所述TMGa的純度大于等于99.99％，所述TMGa的恒溫槽的溫度為(-5)-15℃；所述TMAl的純度大于等于99.99％，所述TMAl的恒溫槽的溫度為10-28℃；所述AsH₃的純度大于等于99.99％；所述PH₃的純度大于等于99.99％。

所述TMGa的純度為99.9999％，所述TMAl的純度為99.9999％，所述AsH₃的純度為99.9995％；所述PH₃的純度為99.9995％。

本實用新型的有益效果為：

1、本實用新型采用藍寶石襯底代替了傳統(tǒng)的Ge襯底和GaAs襯底，降低了太陽能電池生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)的單片面積。

2、通過調(diào)整AlGaAs背場層和AlGaAs窗口層中各自Al組分，實現(xiàn)對太陽光高低能態(tài)光子的吸收，極大的提高了太陽能光電轉(zhuǎn)換效率，比普通的太陽能電池效率提高20％以上，達到了17％以上的轉(zhuǎn)換效率，為使用藍寶石襯底大規(guī)模量產(chǎn)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

附圖說明

圖1為PN結(jié)的原理圖。

圖2為本實用新型藍寶石襯底單結(jié)太陽能電池結(jié)構(gòu)的示意圖。

1、太陽光，2、P區(qū)，3、N區(qū)，4、電流方向，5、藍寶石襯底，6、低溫GaP緩沖層，7、高溫GaP緩沖層，8、GaP歐姆接觸層，9、GaAsP過渡層，10、GaAs緩沖層，11、AlGaAs背場層，12、GaAs基層，13、GaAs發(fā)射層，14、AlGaAs窗口層，15、GaAs電極接觸層。

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖和實施例對本實用新型作進一步限定，但不限于此。

實施例1

一種藍寶石襯底單結(jié)太陽能電池結(jié)構(gòu)，包括依次從下到上設(shè)置的藍寶石襯底5、低溫GaP緩沖層6、高溫GaP緩沖層7、GaP歐姆接觸層8、GaAsP過渡層9、GaAs緩沖層10、AlGaAs背場層11、GaAs基層12、GaAs發(fā)射層13、AlGaAs窗口層14、GaAs電極接觸層15。如圖2所示。

低溫GaP緩沖層6、高溫GaP緩沖層7用于和藍寶石襯底5實現(xiàn)完美的晶格匹配，避免藍寶石襯底5表面與新生長材料帶來的缺陷與位錯，并為下一步生長提供了新鮮的界面；GaAsP過渡層8與GaAs緩沖層10的實現(xiàn)GaP材料轉(zhuǎn)GaAs材料的過渡；AlGaAs背場層11因為其禁帶寬度比較高，能降低背面的電子復(fù)合，起到阻止電子流失的作用；GaAs基層12為電子聚集提供了場所；GaAs發(fā)射層13為空穴聚集提供了場所；AlGaAs窗口層14，因為其禁帶寬度最高，所以能起到鈍化表面，降低非輻射復(fù)合，為空穴能在GaAs發(fā)射層13聚集起到阻止作用；位于最上層的GaAs電極接觸層15起到接通電極的作用。

本實用新型采用藍寶石襯底5，在成本上比Ge襯底和GaAs襯底更有優(yōu)勢，并且，本實用新型還解決了藍寶石襯底5與GaAs材料之間晶格失配以及熱膨脹系數(shù)問題。

AlGaAs背場層11采用Al_XGa_1-XAs材料，X＝0.41；AlGaAs窗口層14采用Al_YGa_1-YAs材料，Y＝0.62。

通過調(diào)整Al_XGa_1-XAs材料和Al_YGa_1-YAs材料中各自Al的組分，實現(xiàn)對太陽光高低能態(tài)光子的吸收，極大地提高了太陽能光電轉(zhuǎn)換效率，比普通的太陽能電池效率提高20％。

低溫GaP緩沖層6的厚度為25nm，摻雜濃度為4E19個原子/cm³；高溫GaP緩沖層7的厚度為0.5μm，摻雜濃度為4E19個原子/cm³；GaP歐姆接觸層8的厚度為3.2μm，摻雜濃度為4E19個原子/cm³；GaAsP過渡層9的厚度為0.52μm，摻雜濃度為4E19個原子/cm³；GaAs緩沖層10的厚度為0.65μm，摻雜濃度為6E17個原子/cm³。

AlGaAs背場層11厚度為0.27um，摻雜濃度為7E17個原子/cm³；GaAs基層12的厚度為3.2um，摻雜濃度為7E17個原子/cm³；GaAs發(fā)射層13的厚度為0.6um，摻雜濃度為5E19個原子/cm³；AlGaAs窗口層14的厚度為0.15um，摻雜濃度為5E19個原子/cm³；GaAs電極接觸層15的厚度為0.5um，摻雜濃度為1E20個原子/cm³。

實施例2

根據(jù)實施例1所述的一種藍寶石襯底單結(jié)太陽能電池結(jié)構(gòu)，其區(qū)別在于，

AlGaAs背場層11采用Al_XGa_1-XAs材料，X＝0.5；AlGaAs窗口層14采用Al_YGa_1-YAs材料，Y＝0.5。

低溫GaP緩沖層6的厚度為50nm，摻雜濃度為6E19個原子/cm³；高溫GaP緩沖層7的厚度為1μm，摻雜濃度為5E19個原子/cm³；GaP歐姆接觸層8的厚度為5μm，摻雜濃度為5E19個原子/cm³；GaAsP過渡層9的厚度為1μm，摻雜濃度為5E19個原子/cm³；GaAs緩沖層10的厚度為1μm，摻雜濃度為5E18個原子/cm³。

實施例3

根據(jù)實施例1所述的一種藍寶石襯底單結(jié)太陽能電池結(jié)構(gòu)，其區(qū)別在于，AlGaAs背場層11采用Al_XGa_1-XAs材料，X＝0；AlGaAs窗口層14采用Al_YGa_1-YAs材料，Y＝1；

低溫GaP緩沖層6的厚度為10nm，摻雜濃度為1E19個原子/cm³；高溫GaP緩沖層7的厚度為0.3μm，摻雜濃度為1E19個原子/cm³；GaP歐姆接觸層8的厚度為2μm，摻雜濃度為1E19個原子/cm³；GaAsP過渡層9的厚度為0.5μm，摻雜濃度為1E19個原子/cm³；GaAs緩沖層10的厚度為0.5μm，摻雜濃度為1E17個原子/cm³。

實施例4

根據(jù)實施例1所述的一種藍寶石襯底單結(jié)太陽能電池結(jié)構(gòu)，其區(qū)別在于，AlGaAs背場層11采用Al_XGa_1-XAs材料，X＝0.2；AlGaAs窗口層14采用Al_YGa_1-YAs材料，Y＝0.8；

低溫GaP緩沖層6的厚度為45nm，摻雜濃度為5E19個原子/cm³；高溫GaP緩沖層7的厚度為0.9μm，摻雜濃度為5E19個原子/cm³；GaP歐姆接觸層8的厚度為4.5μm，摻雜濃度為5E19個原子/cm³；GaAsP過渡層9的厚度為0.9μm，摻雜濃度為5E19個原子/cm³；GaAs緩沖層10的厚度為0.9μm，摻雜濃度為4E18個原子/cm³。

實施例5

根據(jù)實施例1所述的一種藍寶石襯底單結(jié)太陽能電池結(jié)構(gòu)，其區(qū)別在于，AlGaAs背場層11采用Al_XGa_1-XAs材料，X＝0.49；AlGaAs窗口層14采用Al_YGa_1-YAs材料，Y＝0.51；

低溫GaP緩沖層6的厚度為16nm，摻雜濃度為2E19個原子/cm³；高溫GaP緩沖層7的厚度為0.35μm，摻雜濃度為2E19個原子/cm³；GaP歐姆接觸層8的厚度為2.5μm，摻雜濃度為2E19個原子/cm³；GaAsP過渡層9的厚度為0.6μm，摻雜濃度為2E19個原子/cm³；GaAs緩沖層10的厚度為0.6μm，摻雜濃度為2E17個原子/cm³。

在制備的單結(jié)太陽能電池結(jié)構(gòu)上經(jīng)過金屬蒸鍍、光刻電極，并蒸鍍TiO2/SiO2雙層減反膜，在AMO,1sun，25℃條件下實現(xiàn)最高轉(zhuǎn)換效率為16％。